浅谈投影机成像原理

投影仪又称投影机，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所，根据工作方式不同，有CRT，LCD，DLP等不同类型。

投影机的成像原理：

CRT三枪投影仪

CRT是英文Cathode Ray Tube的缩写，译作阴极射线管。作为成像器件，它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。这种投影仪可把输入信号源分解成R（红）、G（绿）B（蓝）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、在大屏幕上显示出彩色图像。光学系统与RT管组成投影管，通常所说的三枪投影仪就是由三个投影管组成的投影仪，由于使用内光源，也叫主动式投影方式。CRT技术成熟，显示的图像色彩丰富，还原性好，具有丰富的几何失真调整能力；但其重要技术指标图像分辨率与亮度相互制约，直接影响CRT投影仪的亮度值，到目前为止，其亮度值始终徘徊在300lm以下。另外CRT投影仪操作复杂，特别是会聚调整繁琐，机身体积大，只适合安装于环境光较弱、相对固定的场所，不宜搬动。

LCD投影仪

LCD（Liquid Crystal Display）液晶投影仪，可以分成液晶板投影仪和液晶光阀投影仪，前者是投影仪市场上的主要产品。液晶是介于液体和固体之间的物质，本身不发光，工作性质受温度影响很大，其工作温度为-55℃～+77℃。投影仪利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。由于LCD投影仪色彩还原较好、分辨率可达SXGA标准，体积小，重量轻，携带起来也非常方便，是投影仪市场上的主流产品。按照液晶板的片数，LCD投影仪分为三片机和单片机，而单板投影仪的机型已经很少，我们看到最多的还是三片机。

在投影仪中有3块液晶板，其中分布着液晶体。液晶体是介于液体和固体之间的物质，本身不发光，它们象荧光屏上的像素一样整齐的排列着。投影仪利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列以及液晶分子本身的状态在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率。投影仪利用这个原理可以达到利用电信号准确控制通过液晶单元的光线的目的。 液晶投影仪中的光源是金属卤素灯或UHP（冷光源），发出明亮的白光， 经过光路系统中的分光镜，将白光分解为RGB（红色、绿色、蓝色）三种元素颜色的光线。RGB三种元素颜色的光线在精确的位置上穿过液晶体，这时候每一个液晶体的作用类似于光阀门，控制每一个液晶体中光线的通过与否以及通过光线的多少。三种元素颜色的光线就这样，经过投影仪的镜头准确投射到屏幕上，哪一点该是什么颜色、光的强度有多少，都分布的正正好好。就这样，在屏幕上投影组成了与源图像一致的色彩斑斓的图像。普通的LCD投影仪具有色彩好、价格优势和亮度均匀性好等多方面优势，因此目前正在以万元甚至低于万元的价格逐渐普及到家庭和小型商用场所之中。

此外还有液晶光阀投影仪代表了液晶投影仪的高端产品，它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件，是CRT投影仪与液晶与光阀相结合的产物。具有非常高的亮度和分辨率，适用于环境光较强，投影屏幕很大的场合，如超大规模的指挥中心、会议中心或娱乐场所等。

DLP投影仪

DLP是英文Digital Light Porsessor 的缩写，译作数字光处理器。DLP以DMD（Digital Micromirror Device）数字微反射器作为光阀成像器件。一个DLP电脑板由模数解码器、内存芯片、一个影象处理器及几个数字信号处理器(DSP)组成，所有文字图象就是经过这块板产生一个数字信号，经过处理，数字信号转到DLP系统的心脏--DMD。而光束通过一高速旋转的三色透镜后，被投射在DMD上，然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影。一片DMD是由许多个微小的正方形反射镜片（简称微镜）按行列紧密排列在一起贴在一块硅晶片的电子节点上形成的，每一个微镜都对应着生成图像的一个像素。因此，DMD装置的微镜数目决定了一台DLP投影仪的物理分辨率，例如一台投影仪的分辨率为600X800，所指的就是DMD装置上的微镜数目就有600x800=480000个。在DMD装置中每个微镜，都对应着一个存储器，该存储器可以控制微镜在±10度角两个位置上切换转动。而且DMD块上每一个像素的面积为16μm×16，间隔为1μm。根据所用DMD的片数，DLP投影仪可分为：单片机、两片机、三片机。DMD数字信号的红，绿，蓝顺序旋转，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可以看作是只有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，这样一幅生动、明亮的演示效果就展现在我们面前了。