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1、投影机基础知识投影机基础知识主讲：董云胜先先 进进 的的 影影 像像 科科 技技内容：1.投影技术发展概述2.投影技术划分3.名词解释4.LCD与DLP比较1.发展概述投影成像技术的发展投影机亮度/分辨率/重量的发展投影成像技术的发展投影成像技术的发展50年代90年代90年代中期研制阶段投影技术发展走势CRTCRTCRTCRT投影技术投影技术投影技术投影技术LCOSLCOSLCOSLCOS投影技术投影技术投影技术投影技术DLPDLPDLPDLP投影技术投影技术投影技术投影技术LCDLCDLCDLCD投影技术投影技术投影技术投影技术液晶光阀投影机液晶光阀投影机液晶光阀投影机液晶光阀投影机DLVD
2、LVDLVDLV投影技术投影技术投影技术投影技术CathodeRayTube阴极射线管LiquidCrystalDisplay液晶显示器DigitalLightProcessor数码光路处理器Liquid Crystal on Silicon反射式微液晶板投影技术DigitalLightValve数码光路真空管投影成像技术的发展投影成像技术的发展CRT（CathodeRayTube：阴极射线管）从50年代到90年代以前是CRT时代。代表：Barco,NEC,SONYLCD（LiquidCrystalDisplay：液晶显示器）90年代以后至今是LCD时代。代表：EPSON,NEC,SONYDL
3、P（DigitalLightProcessor：数码光路处理器）90年代中期开始。预计从2005年开始与LCD平分天下。代表：TI,InFocus,PLUSLCOS（Liquid Crystal on Silicon） 正在研制阶段。代表：Three-Five、Aurora（原S-Vision)等亮度亮度/分辨率的发展分辨率的发展1.CRT投影机：亮度：300ANSI流明分辨率：2500X2000重量：50kg2.LCD投影机：参见EPSON发展历程；3.液晶光阀投影机：亮度：8000ANSI流明分辨率：2500X2000重量：70kg4.DLP投影机：参见InFocus发展历程；5.DLV投
4、影机：亮度：16000ANSI流明分辨率：2500X2000重量：70kg创造出创造出创造出创造出“ “世界第一台投影机世界第一台投影机世界第一台投影机世界第一台投影机” ” EPSONEPSONEPSONEPSON 投影机的历史进程投影机的历史进程投影机的历史进程投影机的历史进程世界第一台世界第一台3 3片片液晶数字投影机液晶数字投影机EMP-7000世界第一台世界第一台3片液晶片液晶XGA投影机投影机EMP-7300同等级最亮同等级最亮同等级最薄投影机同等级最薄投影机EMP-710同等级最小最亮同等级最小最亮3片片液晶液晶XGA投影机投影机同等级最亮同等级最亮世界第一台网络投影机世界第一台
5、网络投影机EMP-815019941998199919962000分分辨辨率率、亮亮度度2001EMP-730 / 720同等级最轻最亮同等级最轻最亮2002EMP-3500最高功率高亮度投影机最高功率高亮度投影机EMP-5500EMP-3000EMP-50同等级最亮同等级最亮EMP-7700投影显示技术的发展过程投影显示技术的发展过程(InFocus)1991年研制成功全球第一台数据投影机（LitePro系列）1992年研制成功全球第一台高分辨率LCD投影板（7600XGA）1993年研制成功全球第一台多媒体LCD投影机; 第一台笔记本式LCD投影机1994年研制成功全球第一台高分辨率有效矩
6、阵薄膜管夜晶投影板1995年研制成功全球第一台多晶硅多媒体投影机；第一台便携式高分辨率(1280*1024)投影机1996年研制成功全球第一台DMD数字式多媒体投影机1998年推出全球最小的DLP数字式多媒体投影机LP4251999年推出全球第一代网络多媒体投影机LP7552000年推出全球第一台DVI笔记本投影机LP3352001年再次推出全球最小,仅重1.3公斤的数码投影机小蜜蜂LP130(BumbleBee)2002年推出全球最亮网络数码投影机LP6502003年推出掌上型数码投影机LP702004年首创微型带液晶屏数码投影机LP1202.投影技术划分CRT投影技术LCD投影技术DLP投
7、影技术LCOS投影技术CRT投影技术投影技术三枪投影机成像原理：将输入信号源分解到R/G/B三个CRT管的荧光屏上，荧光粉在高压作用下发光系统放大，会聚，在大屏幕上显示彩色图像优点：色彩丰富，还原性好；具有丰富的几何失真调整能力；适用于环境光较弱，相对固定的场所；缺点：亮度底，300lm以下；会聚调整繁琐，机身体积大；价格昂贵；主要性能指标：会聚性能；CRT管的聚焦性能；LCD投影技术投影技术LCD投影机分为：液晶光阀投影机液晶板投影机液晶本身不发光。利用液晶的光电效应，控制液晶单元的透光率或反射率，产生各种灰度层次及颜色的图像。液晶光阀投影机采用CRT管和液晶光阀作为成像器件；采用外光源：灯
8、泡；液晶光阀由三部分组成：光电转换器，镜子，光调制器成像原理：通过CRT输出光信号照射到光电转换器上，将光信号转换为持续变化的电信号，外光源的强光投射到液晶光阀上，通过镜子反射到光调制器改变其光学性质，再与CRT信号相复合，投射到屏幕上。优点：亮度高，可达8000ANSI流明；分辨率高，2500X2000;适用于环境光较强的大型会议/娱乐场所；缺点：体积大，维修难，价格高；在液晶板上成像；采用外光源：灯泡；成像原理：三片液晶板将灯泡的光通过分光镜形成RGB三束光，分别透射过RGB三色液晶板；信号源经过模数转换，调制到液晶板上；通过控制液晶单元的开/闭，从而控制光的通过/断开。再经过二色棱镜会聚
9、，由光学镜头放大，显示在屏幕上。优点：体积小，重量轻，操作/携带方便，价格低；缺点：光源寿命短，色彩不很均匀；液晶板投影机灯泡灯泡镜头镜头LCD LCD 液晶板液晶板棱镜棱镜分色镜分色镜 特点特点 紧凑合成系统紧凑合成系统 高分辨率高分辨率 容易清洁容易清洁容易的容易的LCDLCD队列调整队列调整高质量影像生成的关键高质量影像生成的关键技术技术LCDLCD光学系统的构成光学系统的构成三片式三片式液晶投影机的工作原理液晶投影机的工作原理金属卤化灯分色镜二色棱镜投影镜头液晶片DLP投影技术投影技术 DLP 技术的核心:数字微镜器件 (DMD); DMD 器件由一百三十万个精微镜面组成，起着 光开关
10、的作用。每一个镜面都能前后翻动 （开启或关闭），每秒可达五千来次。 成像原理： 输入的影像或图形信号被转换成数字代码， 即由 0 和 1 组成的二进制数据。这些代码 再被用来推动 DMD 镜面。当 DMD 座板和投影 灯、色轮和投影镜头协同工作时，这些翻动的 镜面就能够一同将一个天衣无缝的数字图像反 射到屏幕上。DLPDLP投影技术投影技术投影技术投影技术优点：可以随意变焦；光能利用率高；单片结构简单，体积更小；适用于商务；缺点：由于单片采用色轮，使动态视频显示效果失真；防震性能差；数字微镜器件 (DMD)DLP投影技术投影技术DLPDLPDLPDLP技术动态演示技术动态演示技术动态演示技术动
11、态演示DLV投影技术投影技术DigitalLightValve：数码光路真空管，简称数字光阀一种将CRT透射式投影技术与DLP反射式投影技术结合在一 起的新技术。该技术的核心是将小管径CRT作为投影机的成像面，并采用氙灯作为光源，将成像面上的图像射向投影面。DLV投影机在充分利用CRT投影机的高分辨率和可调性特点的同时，还利用氙灯光源高亮度和色彩还原好的特点。DLV投影机不仅是一款分辨率、对比度、色彩饱和度很高的投影机，还是一款亮度很高的投影机。其分辨率普遍达到12501024，最高可达到25002000，投影亮度普遍在200012000 ANSI流明，可以在大型场所中使用。 LCOS投影技术
12、投影技术新型的反射式微液晶板投影技术； 其结构是在矽晶圆上长电晶体，利用半导体制程制作驱动面板(又称为CMOS -LCD)，然后在电晶体上透过研磨技术磨平，并镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶，进行封装测试。优点：高解析度；省电；便宜； LCOS将成为投影显示技术的新主流缺点：模组的制程复杂； 由于LCOS在开发中涉及整个元件的设计、制造到光学系统的整 合，有较高的技术门槛。且每个业者所开发的LCOS，各有专用的ASIC、 光学引擎等，零组件和生产各自为阵，无法标准化，因此很难达到量 产的经济规模。投影技术过程比较投影技术过程比较类
13、型技术特点优劣势CRT透射式最早的投影机，采用CRT（阴极射线管）成像优点色彩丰富，还原性好；具有丰富的几何失真调整能力；适用于环境光较弱，相对固定的场所缺点亮度低；会聚调整繁琐，机身体积大；价格昂贵LCD透射式分为液晶光阀和液晶板二种。优点亮度大；分辨率高缺点体积大；价格高 DLP反射式DLP技术是显示领域划时代的革命DLP投影机可分为：单片机（主要应用在便携式投影产品）两片机（应用于大型饼接显示墙）三片机（应用于超高亮度投影机）优点 DLP投影机清晰度高、画面均匀，色彩锐利；可随意变焦，调整十分便利；分辨率高，采用微镜反射投影技术，亮度和对比度明显提高，体积和重量明显减少，缺点应用时间较短
14、，技术有待完善，但该投影机具有较强的生命力和久远的市场潜力DLV数字光阀分辨率、对比度、色彩饱和度很高的投影机，还是一款亮度很高的投影机LCOS反射式优点高解析度；省电；便宜；LCOS将成为投影显示技术的新主流缺点模组的制程复杂；投影机常用指标投影机常用指标q投影系统q面板q像素数q分辨率q亮度q对比度投影机的性能指标是区别投影机档次高低的重要标志q画面尺寸q投影距离q均匀度q水平扫描频率（行频）q垂直扫描频率（场频）3. 名词解释名词解释投影系统：说明投影机的光学系统。如：RGB液晶投影系统，是液晶投影机；数字光学处理投影芯片，是DLP投影机；面板：说明面板的尺寸。面板的大小决定着投影机的大
15、小；像素数：实际分辨率X面板个数评价投影机时，除了面板大小，还要看面板个数。面板越多，像素数就越大，则图像越清楚。市面上，LCD投影机都是3块面板；DLP投影机多为1块面板，也有3块的，价格昂贵。名词解释名词解释分辨率分辨率 可寻址分辨率 实际分辨率CRT投影机 RGB分辨率 LCD/DLP投影机 兼容分辨率 视频分辨率； 支持分辨率实际分辨率：即面板的分辨率(LCD/DMD);分辨率为1024X768,则面板横向划分1024个像素点，竖向划分768个像素点。实际分辨率越高，可兼容分辨率的范围越大；通常用实际分辨率来评价LCD/DLP投影机的价值。兼容分辨率：投影机可支持的分辨率。在支持的范围
16、内，当输入信号的分辨率大于投影机实际分辨率时，通过软件压缩技术将信号显示。（DAR,BISCUIT等）亮度：指屏幕表面受到光照射发出的光能量与屏幕面积之比。一般所指投影机的光输出，单位是流明（lm）。当投影机输出的光通过一定时，投射面积越大亮度越低。对于LCD/DLP投影机，采用国际标准单位ANSI流明。各种品牌投影机由于测定环境不同，虽然ANSI流明相同，但实际并不同。 ANSI流明: 美国国家标准协会制定的测量光的单位. 例: 一支蜡烛, 13流明的光; 100瓦灯泡, 1200流明的光;测定环境如下：1)投影机与幕之间距离：2.4米2)幕为60英寸3)用测光笔测量投影画面的9个点的亮度4
17、) 求出9个点亮度的平均值，就是ANSI流明。对比度：黑与白的比值。比值越大，从黑到白的变化层次就越多，色彩表现丰富。画面尺寸：指投出画面的大小。如：30-300英寸，最小30英寸，最大300英寸。投影距离：指投影机镜头与屏幕之间的距离。垂直偏移量：画面底边与中心线的距离。镜头偏移量：镜头中心点与投影机中心点的距离。均匀度：指投出画面的中间亮度与周围亮度的比值。一般将中间定义为100%。 水平扫描频率（行频）：电子束在屏幕上从左至右的运动叫做水平扫描， 也叫行扫描。每秒钟扫描次数叫做水平扫描频率， 视频投影机的水平扫描频率是固定的， 为15.625KHz(PAL制)或15.725KHz(NTS
18、C制)；数据和图形投影机的扫描频率有频率频段； 在这个频段内，投影机可自动跟踪输入信号行频， 由锁相电路实现与输入信号行频的完全同步。 水平扫描频率是区分投影机档次的重要指标。 频率范围在15kHz-60kHz的投影机通常叫做数据投影 机，上限频率超过60kHz的通常叫做图形投影机。 垂直扫描频率（场频/桢频）电子束在水平扫描的同时，又从上向下运动， 这一过程叫垂直扫描。每扫描一次形成一幅图像， 每秒钟扫描的次数叫做垂直扫描频率，垂直扫描 频率也叫刷新频率，它表示这幅图像每秒钟刷新 的次数。垂直扫描频率一般不低于50Hz，否则图 像会有闪烁感。扫描频率扫描频率扫描频率扫描频率-也可称为“可以接
19、受的信号频率”。 扫描频率由投影机内部的模拟数字转换器和图像处理芯片的性能决定。 投影机可以对高规格的输入信号进行“降等级”处理例如： 输入19201080的信号，而按照960540来显示。 右边是一些常用信号的扫描频率显示区域场频(Hz)行频(kHz)简称64040064040070.170.131.531.564048064048059.959.931.531.5VGA72.872.837.937.9VGA75.075.037.537.5VGA85.085.043.343.3VGA100.0100.051.151.1VGA120.0120.061.361.3VGA8534808534806
20、0.060.031.031.0WVGA80060080060056.356.335.235.2SVGA60.360.337.937.9SVGA72.272.248.148.1SVGA75.075.046.946.9SVGA85.085.053.753.7SVGA100.0100.063.063.0SVGA120.0120.075.775.7SVGA1024768102476860.060.048.448.4XGA70.070.056.556.5XGA75.075.060.060.0XGA85.085.068.768.7XGA100.0100.080.580.5XGA13667681366768
21、60.060.048.448.4WXGA128010241280102460.060.064.064.0SXGA4. LCD与与DLP比较比较 LCD投影厂家的说法 DLP投影厂家的说法投影原理投影原理反射镜反射镜DMD 旋转色轮旋转色轮灯泡灯泡LCD红色，绿色和蓝色光红色，绿色和蓝色光同时投射同时投射DLP红色，绿色，蓝色和白色光红色，绿色，蓝色和白色光交替投射交替投射灯泡灯泡LCD厂家颜色饱和度颜色饱和度LCDLCD光学技术可以呈现更加广阔的光学技术可以呈现更加广阔的色彩范围色彩范围单芯片单芯片 : :小于小于sRGBsRGB色彩范围色彩范围爱普生光学技术爱普生光学技术 : :大于大于sR
22、GBsRGB色彩范色彩范围围 优异的色彩再现优异的色彩再现 完美的色彩影像完美的色彩影像单芯片单芯片单芯片单芯片 DLP, DLP, 单芯片单芯片单芯片单芯片 LCOSLCOS3 3片片片片LCD LCD LCD厂家LCD-LCD-LCD-LCD-投影机投影机投影机投影机- - - -投影机投影机投影机投影机色彩饱和度比较色彩饱和度比较 LCD厂家色彩分离色彩分离nDLP:DLP:单片系统交替投射红绿蓝色单片系统交替投射红绿蓝色uu导致色彩分离（彩虹现象）导致色彩分离（彩虹现象）nLCD:LCD:三片三片LCDLCD系统同时投射全彩影像系统同时投射全彩影像单片单片单片单片DLP, DLP, 单
23、片单片单片单片 LCOSLCOS三片三片三片三片LCD LCD LCD厂家线性灰阶线性灰阶nDLP DLP 投影机在黑色区域有抖动噪音投影机在黑色区域有抖动噪音uuDLPDLP投影机不能显示黑色区域的细节投影机不能显示黑色区域的细节uuLCDLCD投影机可以在黑色区域显示平滑的线性色彩投影机可以在黑色区域显示平滑的线性色彩单片单片单片单片 DLPDLP三片三片三片三片LCD LCD LCD厂家光学功效光学功效光学功效光学功效 lm/W = lm/W = 投影机亮度投影机亮度投影机亮度投影机亮度 lm / lm / 灯泡瓦数灯泡瓦数灯泡瓦数灯泡瓦数 WW光学功效光学功效0510152000.20
24、.40.60.811.21.41.6DMD或液晶板尺寸或液晶板尺寸 英寸英寸光学功效光学功效 lm/WLCDLCOSDLP 家用DLP 商用LCD 投影机可以实现高亮度画面投影机可以实现高亮度画面 与同样亮度的与同样亮度的DLP投影机相比较投影机相比较l 低功耗低功耗l 低风扇噪音低风扇噪音LCD厂家光效比较型号型号灯泡瓦数灯泡瓦数亮度亮度光学功效光学功效LCD产品产品1200W2500lm10lm/WDLP 产品产品1250W2500lm8lm/WDLP 产品产品2250W2500lm8lm/W型号型号灯泡瓦数灯泡瓦数亮度亮度光学功效光学功效LCD产品产品2150W2000lm13.3lm/
25、WDLP 产品产品3220W2100lm9.5lm/WDLP 产品产品4200W2100lm10.5lm/W25002500lm lm 投影机投影机投影机投影机20002000lm lm 投影机投影机投影机投影机LCD厂家010020030040001050100200500屋内亮度 Lx对比度ABCD 彩页中所标明的对比度彩页中所标明的对比度:DLP 投影机投影机 LCD 投影机投影机l 彩页中的对比度为在全黑环境中所得到的数值彩页中的对比度为在全黑环境中所得到的数值 人们一般会在超过人们一般会在超过50Lx亮度的屋内使用投影机亮度的屋内使用投影机l 在这种环境中，实际的对比度取决于投影机的
26、亮度。在这种环境中，实际的对比度取决于投影机的亮度。l 室内亮度越亮，不同的对比度更趋一致室内亮度越亮，不同的对比度更趋一致对比度对比度对比度亮度A (DLP)2000 : 11000 lmB (DLP)1000 : 11000 lmC (DLP) 500 : 11000 lmD (LCD) 500 : 11200 lmNormal Brightness in HomeNormal Brightness in HomeLCD厂家投影原理投影原理光效率更好体积更小重量更轻LCDDLP厂家DLPDLP尖端数字光处理技术尖端数字光处理技术2000:1超高对比度n 色彩更具张力n 文本更加锐利n 灰阶层次更丰富无缝画质n 影像细腻平顺DLP厂家亮度:提升20%色彩 混色更完美对比度:提升50%SDRDDRDDR大幅提升DLP影像品质SDR单倍速芯片组DDR双倍速芯片组DLP厂家本次内容结束本次内容结束 谢谢！谢谢！问题投影技术划分为几种？2.投影技术划分CRT投影技术LCD投影技术DLP投影技术LCOS投影技术
