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1、第十一章 投影仪,11.1 投影仪的分类和主要技术 11.2 投影仪的基本工作原理 11.3 投影仪的选购与功能 11.4 投影仪的安装、使用与维护 思考与练习十一,11.1 投影仪的分类和主要技术指标,11.1.1 投影仪的分类 目前市场上投影仪的种类繁多，特性各异。不同类型的投影仪具有不同的特点，即使同一个厂商生产的同类投影仪，也因技术组合和材料的差异以及加工精度、调试等因素而有不同的特性。 从结构、色彩、安装方式、工作原理、技术性能等方面可对投影仪大致划分如下：,(1) 从结构上划分，投影仪分为便携式、台式和立式三种。 (2) 从色彩上看，投影仪有黑白与彩色之分。黑白投影仪出现在投影仪发
2、展的早期，现在使用的主要是彩色投影仪。 (3) 按照安装方式划分，投影仪可分为整体式和分离式。其中整体式投影仪分为折射背投和折射前投两种，分离式投影仪分为正面投影和背面投影两种。 (4) 按照工作原理划分，投影仪有CRT(阴极射线管)、LCD(液晶和光阀)、DLP投影仪(单片机、两片机、三片机)之分。,(5) 按照技术性能划分，投影仪可分为视频投影仪与多用途投影仪，两者都能输入视频信号，后者与前者的区别主要在于多用途投影仪能输入微机信号。 (6) 根据亮度划分，有1000流明以下、1000流明到2000流明和2000流明以上三种。 (7) 投影仪的分辨率主要有1024768、12801024、
3、16001200等几种，目前已有了25002000甚至更高分辨率的投影仪。,11.1.2 投影仪的主要技术指标 1. 亮度与对比度 画面的亮度是吸引我们眼睛的重要因素之一，人眼还可以对画面亮度的一致性、均匀性进行识别。当用户确定需要多大的投影面积后，有经验的销售人员会马上推荐合适的投影显示亮度，他所推荐的亮度指标一般是能够使画面均匀一致的亮度指标。投影仪的亮度有流明、lux、foot等单位。早期的CRT投影仪用10%白峰值流明，LCD投影仪用lux来标明亮度，这些指标存在极大的不科学性和不可比性。美国标准学会(ANSI)针对投影仪的亮度作了固定的测试标准，在确定了分辨率、色温、场频和对比度的情
4、况下，从九个区域测量亮度，将求得的平均值作为ANSI标准流明。这种测量方式是科学的，它客观地反映了投影仪的亮度。现在投影仪的亮度指标已统一为ANSI流明。,对比度最基本的理解是亮区对暗区的比例，但实际内容则丰富得多。良好的对比度使得画面显得有很高的分辨率，有助于我们观看画面的细微之处。如果一个画面只能显示白色和黑色，而不能显示出阴影区域或黑暗区域的细微层次变化，我们就失去了画面的精细效果。对比度反映了一个画面明暗变化的范围大小，而对比率则指最大亮度与最小亮度的数值比。和亮度一样，对比度也有几种测量方法。ANSI对比度测量规定在固定色温下将画面分为16个区域，求得各区域对比率的平均数。,2. 带
5、宽 带宽是最容易被忽略的因素。带宽过窄会影响分辨率、对比度、电子聚焦、色彩甚至整个画面效果。在接口器件方面处于领先地位的美国EXTRON公司认为，带宽是设备运行的频率范围或频率宽度，是不至于明显损失或受到阻碍的频宽。一般来说，应尽可能选择高带宽的设备。带宽越高，画面越精确，过低的带宽容易引起图像模糊而使画面分辨率不高或聚焦不良。通常的带宽都是在60 Hz垂直扫描频率下测得的，如果高过此频率，就需要更大的带宽。,3. 分辨率 分辨率就是显示画面细节的能力，高分辨率可以使画面的细节更加丰富，而低分辨率则会使画面细节丢失，缺乏完整的效果。今天所采用的显示媒体中，还没有哪一种已经超过电影的显示效果，但
6、某些电子投影设备如阴极射线管(CRT)和光阀(ILA)的显示效果已非常接近电影效果。在大屏幕显示领域中，分辨率就是精细线化图像的能力，也就是在视觉上能够最小区分、度量画面细节的能力，而这种辨别能力和使用的技术有直接的关系。在大屏幕投影领域里，最常见的两种衡量分辨率的技术是：,(1) 对于平面显示器件(LCD)或微晶片器件(DMD、DLA、DLV)，最精确的衡量分辨率的方法是采用像素密度来测量每英寸或每厘米像素的数量，以此来表达分辨率。像素越多，分辨率越高。 (2) 对于阴极射线管或光阀这类显示方式，衡量分辨率大小的主要方法是电视线TVU。这种衡量方法根据显示器件能够表达的图线数的多少来决定其分
7、辨率，该测试方法是电子工业联盟提供的非常有效的方法。,CRT和ILA类投影设备也可用像素密度来衡量。为了使每块平板器件或微晶片能显示更高的分辨率，就必须提高它们的像素密度。许多显示器件和微晶片生产商都能通过电子方法将略高于平板和微晶片分辨率的输入分辨率转化调整到实际信号源的核心设备分辨率。例如，一个640480的平板晶体投影仪可以通过电子转换，将800600的输入信号转换为640480输出，但这样做的结果必定使得部分信号丢失。,4. 行扫描频率 行扫描频率也称水平扫描频率，指的是每秒钟完整地扫出和回扫出完整水平线的数量，通常用kHz来表示。每种信号源都对扫描频率有特定的要求，如视频信号的行扫描
8、频率为15.7 kHz，VGA(640480)的扫描频率为31.5 kHz，SVGA或MACII(800600)的扫描频率为37.8 kHz，XGA(1024768)的扫描频率为48.4 kHz。通常人们乐于采用高垂直刷新频率如75 Hz，以便减少闪烁和提高亮度，从而使得带宽增大。,5. 像素点 大屏幕投影仪也可分为固定像素(或矩阵)显示类和非标准矩阵像素显示类。LCD、DMD、DL、DLV技术采用固定像素显示， CRT和ILA投影仪采用非标准矩阵像素显示。固定像素显示投影仪都有自己固定的显示分辨率。当输入信号的分辨率和投影仪的固定分辨率完全一致时，因为显示屏的效应，获得的输出画面最佳。当该类
9、投影仪显示和固定分辨率不一致的信号源时，画面效果就不能真实再现输入信号源的画面。为解决这个问题，人们采用了一些频率转化装置，这虽然解决了一时之需，但长久观看这种被重置的画面是很不舒服的。,6. 色彩 色彩也是优良画面的一个重要因素。显然，明亮、丰富、真实的色彩留给观众的印象是最深的，但同时也不能忽略细微的阴影等色彩的重现。 7. 投影技术 投影仪按投影技术划分，有LCD液晶投影仪、DLP数字光处理投影仪和CRT阴极射线管投影仪三种。LCD液晶投影仪采用透射式投影技术，色彩还原真实，色彩饱和度高；缺点是黑色层表现不是很好。DLP数字光处理投影仪采用反射式投影技术，其画面质量细腻，播放视频时图像流
10、畅；缺点是还原效果不如LCD投影仪。,11.2 投影仪的基本工作原理,目前市面上的投影仪基本上是CRT式投影仪和LCD式投影仪。CRT式投影仪属于比较早期开发出来的产品，使用三支红、绿、蓝的高亮度CRT作为影像的来源，其缺点是系统体积庞大、重量重，且使用3个投影镜头，会聚调整十分困难，需要专门的技术人员花费许多时间才能安装完成。 LCD投影仪正是可以避免CRT投影仪缺点的后起之秀。因为LCD本身不发光，所以LCD投影仪用光源来照明LCD上的影像，再使用投影镜头将影像投影出去。,按照LCD投影仪的主要结构划分，可分为使用单片彩色LCD的单片式投影仪和使用三片单色LCD的三片式投影仪。 单片式投影
11、仪具有组装简单的优点，但是因为使用单片彩色LCD，所以红色的点仅穿透红光，吸收掉绿光及蓝光，绿点和蓝点同样也仅通过三分之一的光，这使单片式投影仪具有透光效率不佳的缺点。同时，因为一个全彩色点需由红、绿、蓝三个基本色点组成，所以单色透光也会造成画面解析度的降低。此外，因为单片式投影仪使用吸收性滤光材料，三原色的光谱特性已由所使用的滤光材料决定，无法根据需要进行调整，因此单片式投影仪的色彩较为呆板、不自然且缺少层次。,三片式LCD投影仪可以避免单片式LCD投影仪的缺点。三片式LCD投影仪使用双色镜(Dichroic Mirror)进行分光。以红色的双色镜为例，它反射红光以供红色影像的LCD使用，剩
12、下的绿光和蓝光继续穿透前进而不是被吸收。利用光学系统设计，在三片式LCD投影仪中，所有的红、绿、蓝光都分别全部到达相对的LCD上，并没有被吸收；再利用同样的原理把三原色的影像重合起来经由投影镜头投射出去。由此可以很明显地看出，三片式投影仪中光的使用效率比单片式投影仪高，这样可以表现更亮的画面。,同时，因为三片式投影仪使用双色镜来做三原色影像重合的工作，所以画面上每一个点都是全彩的点，不需要用三个点的位置才能组成一个全彩的点，这样画面的解析度就提高了，也就有了更好的画质。因为三原色是使用镀膜元件来产生的，其光谱分布可以很容易地根据实际需要来设计，所以使得三片式LCD投影仪的色彩饱和度更高，层次感
13、更好，色彩更加自然。,DLP投影仪有一块DLP电路板，该电路板由模/数解码器、内存芯片、一个影像处理器以及几个数字信号处理器(DSP)组成，所有文字图像通过这块板产生一个纯粹的数字信号。经过处理，该数字信号转到DLP系统的核心部件DMD(Digital Micro-mirror Device，数字微镜仪)。DMD的运行很简单，就像一个电灯开关。一台SVGA投影仪由超过500 000个微型反射镜组成，每块镜子根据数字信号的输入情况在两种状态(开或关)下不断切换每个像素的光线。通过非常快速地开关这些反射镜，在DMD的反射表面就会形成一幅影像。,对于投影仪，通过一个色彩环系统过滤掉部分光线所产生的色
14、彩进入影像中。该色彩依次送入DMD后所产生的红、绿、蓝数字信号按顺序旋转，小镜子根据像素的位置及色彩的多少被打开或关闭。此时，DLP变成只由一个光源和一组投影镜头组成的简单光路系统。镜头放大了DMD的反射影像并直接投射在屏幕上，将一幅生动、精细、明亮的演示效果展现在我们面前。,11.3 投影仪的选购与功能,11.3.1 投影仪的选购 选购投影仪，应根据自身使用要求和经济条件，从以下几个方面进行选择。 1. 投影仪的亮度 投影仪的亮度越高，价格就越贵，因此建议应根据使用要求选择合适的亮度。投影仪的亮度选择可参考表11-1。,表11-1 投影仪的亮度选择参考表,2. 分辨率 代表投影仪性能的另一个
15、重要指标就是分辨率。投影仪的分辨率通常指该投影仪内部核心显像器件的物理分辨率。当前投影仪的物理分辨率(又称真实分辨率)一般为SVGA (800600像素)、XGA(1024768像素)、SXGA(12801024像素)，其兼容分辨率一般比其物理分辨率高一级，即如果一台投影仪的物理分辨率是XGA，则它的兼容分辨率最高为SXGA，当然也可向下兼容。在兼容分辨率下显示的图像将可能丢失部分信息。,分辨率越高，表示投影仪显示精细图像的能力越强，当然其价格也越高。建议根据自身使用要求，选择可以满足一般应用的分辨率。当然，在资金条件允许的条件下，建议购买物理分辨率为XGA标准的投影仪。 3. 投影仪光源 灯
16、泡作为投影仪的惟一耗材，是选购投影仪时必须考虑的重要因素。目前投影仪普遍采用的是金属卤素灯泡、UHE灯泡和UHP灯泡。,金属卤素灯泡的优点是价格便宜，缺点是半衰期短，一般使用2000小时左右亮度就会降低到原先的一半左右。并且由于发热高，对投影仪散热系统要求高，导致投影仪工作时的风扇噪音较大。 UHE灯泡的优点是价格适中，在使用2000小时以前亮度几乎不衰减。由于发热量低，UHE灯泡习惯上被称为冷光源。UHE灯泡是目前中档投影仪中广泛采用的理想光源。 UHP灯泡的优点是使用寿命长，一般可以正常使用4000小时以上，并且亮度衰减很小。UHP灯泡也是一种理想的冷光源，但由于价格较高，一般应用于高档投影仪上。,4. LCD投影仪和DLP投影仪 LCD投影仪的优点是分辨率高，价格便宜，亮度高，画面亮度均匀；缺点是不宜长时间连续工作，需要定期维护保养。 DLP投影仪的优点是体积小巧，可以胜任长时间工作；缺点是画面图像不均匀，分辨率不高，一般使用金属卤素灯泡。,5. 客观需求 1) 明确所要显示信号源的性质 明确投影仪的行频和显示卡输出的类型。根据所显示信号源的性质，投
