了解投影机之外行到专家的技术分析
从传统的幻灯机、投影仪到目前的多媒体(或数据)投影机,作为电化教学的最重要设备,大屏幕投影显示设备是目前教育领域应用最普及、历史最悠久的电化教学设备。而当计算机开始应用于教育和培训中,投影机自然也成为了电化教学中首选的演示设备。因此在全球几乎所有的国家和地区,教育行业都是投影机产品最大的消费市场。
在我国,投影机自90年代进入以后,目前产品和技术正在逐步成熟,目前国内的投影机品牌接近60家,丰富的产品线给了我们众多的选择,但是目前真正对投影机了解的人还不是很多,而动辄几万元的投入也不能不明不白就给了商家,基于这些,小生网罗了一下各方信息,作出此专题,希望能为各位有意购买投影机的“投影菜鸟”提供一些帮助,能合理地选购和应用投影机产品。
剖析投影技术
从投影机产品的构成来看,它包括了核心投影成像部件、光学引擎、电气控制和接口3大主要部分。其中的核心投影成像部件是投影机产品的核心,在整个投影机产品的成本构成中占有非常重要的部分,其地位有些类似台式机里面的CPU。
核心投影部件也被称作核心投影技术,它的发展变化带动着整个投影机领域产品技术的发展。目前主要的核心投影技术有:CRT投影技术、LCD投影技术、DLP投影技术、LCOS投影技术等。
1.CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)投影技术
CRT(Cathode Ray Tube)是阴极射线管。是应用较为广泛的一种显示技术。CRT投影机把输入的信号源分解到R(红)、G(绿)B(蓝)三个CRT管的荧光屏上,在高压作用下发光信号放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。
光学系统与CRT管组成投影管,通常所说的三枪投影机就是由三个投影管组成的投影机。CRT投影机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;缺点是亮度较低,操作复杂,体积庞大,对安装环境要求较高。
有两个CRT投影机的特有性能指标值得注意:会聚性能和CRT管的聚焦性能。
会聚是指红绿蓝三种颜色在屏幕上的重合。对CRT投影机来说,会聚控制性显得格外重要,因为它有RGB三种CRT管,平行安装地支架上,要想做到图像完全会聚,必须对图像各种失真均能校正。机器位置的变化,会聚也要重新调整,因此对会聚的要求,一是全功能,二是方便快捷。会聚有静态会聚和动态会聚,其中动态会聚有倾斜,弓形,幅度,线性,梯形,枕形等功能,每一种功能均可在水平和垂直两个方向上进行调整。除此之外,还可进行非线性平衡,梯形平衡,枕形平衡的调整。
我们知道,图形的最小单元是像素。像素越小,图形分辨率越高。在CRT管中,最小像素是由聚焦性能决定的,所谓可寻址分辨率,即是指最小像素的数目。CRT管的聚焦机制有静电聚焦、磁聚焦和电磁复合聚焦三种,其中以电磁复合聚焦较为先进,其优点是聚焦性能好,尤其是高亮度条件下会散焦,且聚焦精度高,可以进行分区域聚焦,边缘聚焦,四角聚焦,从而可以做到画面上每一点都很清晰。
2.LCD(Liquid Crystal Display,液晶)投影技术
LCD是Liquid Cristal Display 的英文缩写。LCD投影机分为液晶板和液晶光阀两种。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-55oC~+77oC。投影机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,从机时影响它的光学性质,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。下面分别说明两种LCD投影机的原理。
液晶光阀投影机:它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶与光阀相结合的产物。为了解决图像分辨率与亮度间的矛盾,它采用外光源,也叫被动式投影方式。一般的光阀主要由三部分组成:光电转换器、镜子、光调制器,它是一种可控开关。通过CRT输出的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;外光源产生一束强光,投射到光光阀上,由内部的镜子反射,能过光调制器,改变其光学特性,紧随光阀的偏振滤光片,将滤去其它方向的光,而只允许与其光学缝隙方向一致的光通过,这个光与CRT信号相复合,投射到屏幕上。它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机,亮度可达6000ANSI流明,分辨率为2500×2000,适用于环境光较强,观众较多的场合,如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所,但其价格高,体积大,光阀不易维修。
液晶板投影机:它的成像器件是液晶板,也是一种被动式的投影方式。利用外光源金属卤素灯或UHP(冷光源),若是三块LCD板设计的则把强光通过分光镜形成RGB三束光,分别透射过RGB三色液晶板;信号源经过模数转换,调制加到液晶板上,控制液晶单元的开启、闭合,从而控制光路的通过断,再经镜子合光,由光学镜头放大,显示在大屏幕上。目前市场上常见的液晶投影机比较流行单片设计(LCD单板,光线不用分离),这种投影机体积小,重量轻,操作、携带极其方便,价格也比较低廉。但其光源寿命短,色彩不很均匀,分辨率较低,最高分辨率为1024×768,多用于临时演示或小型会议。这种投影机虽然也实现了数字化调制信号,但液晶本身的物理特性,决定了它的响应速度慢,随着时间的推移,性能有所下降。
3.DLP(Digital Light Processor,数码光输出)投影技术
DLP投影机又称为数字光路投影机,它以DMD(数字微反射器)作为成像器件。由于采用数字技术,使图像灰度和色彩都达到很高的等级,画面质量稳定;同时由于发射式DMD的自身优势使成像器件的光效率能达到60%以上,从而使对比度和亮度的均匀性都表现得较为出色。
DLP投影机清晰度高、画面均匀、色彩鲜明,由于摒弃了传统意义上的会聚,它的光焦度可任意调节。其特点首先是数字优势。数字技术的采用,使图像灰度等级提高,图像噪声消失,画面质量稳定,数字图像非常精确。其次是反射优势。反射式DMD器件的应用,使成像器件的总光效率大大提高,对比度亮度均匀性都非常出色。DLP投影机清晰度高、画面均匀,色彩锐利,三片机可达到很高的亮度,且可随意变焦,调整十分方便。
DLP投影机分为:单片DMD机(主要应用在便携式投影产品)、两片DMD机 (应用于大型拼接显示墙)、三片DMD机(应用于超高亮度投影机)。
与其它两种类型的投影机相比,DLP投影机最大的特点是它所有部件的重量和体积都很小,从而使整机的重量和体积大大小于其它两种类型的产品,使投影机的超便携成为了可能。由于DLP技术的专利为美国的德州仪器所有,因此DLP投影机多为美国产品。
以上三种投影技术各有自己的特点,不存在谁优谁劣,用户可根据自己的需要来进行选择。同时根据投影机的摆放方式还可分为固定式和便携式,当然便携式的投影机也可固定悬挂使用。
