【投影儀原理】投影機原理是什么 投影儀成像原理 投影儀的原理介紹

投影(ying)儀是一種用來放(fang)大顯示(shi)圖像的投影(ying)裝置。目前已經應用于會議室演示(shi)以及在家庭中通過(guo)連(lian)接DVD影(ying)碟機等設備在大屏幕(mu)上觀看電(dian)影(ying)。在電(dian)影(ying)院，也同樣(yang)已開始取代老電(dian)影(ying)膠片的數碼影(ying)院放(fang)映機，被用作面向硬盤數字數據(ju)的銀幕(mu)。

投影機原理是什么

說到(dao)投(tou)(tou)(tou)影(ying)(ying)儀(yi)成(cheng)(cheng)像(xiang)原理，基本上所有類型的(de)投(tou)(tou)(tou)影(ying)(ying)儀(yi)都(dou)(dou)一樣。投(tou)(tou)(tou)影(ying)(ying)儀(yi)先將光(guang)線照射(she)到(dao)圖(tu)(tu)像(xiang)顯示(shi)元件(jian)(jian)上來產生(sheng)影(ying)(ying)像(xiang)，然后(hou)通過(guo)鏡頭進行(xing)投(tou)(tou)(tou)影(ying)(ying)。投(tou)(tou)(tou)影(ying)(ying)儀(yi)的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)顯示(shi)元件(jian)(jian)包括利用(yong)透(tou)光(guang)產生(sheng)圖(tu)(tu)像(xiang)的(de)透(tou)過(guo)型和利用(yong)反射(she)光(guang)產生(sheng)圖(tu)(tu)像(xiang)的(de)反射(she)型。無論哪一種(zhong)類型，都(dou)(dou)是將投(tou)(tou)(tou)影(ying)(ying)燈的(de)光(guang)線分(fen)成(cheng)(cheng)紅、綠、藍(lan)三色(se)，再(zai)產生(sheng)各(ge)種(zhong)顏色(se)的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)。因為元件(jian)(jian)本身(shen)只能進行(xing)單(dan)色(se)顯示(shi)，因此就要利用(yong)3枚元件(jian)(jian)分(fen)別生(sheng)成(cheng)(cheng)3色(se)成(cheng)(cheng)分(fen)。然后(hou)再(zai)通過(guo)棱鏡將這3色(se)圖(tu)(tu)像(xiang)合成(cheng)(cheng)為一個圖(tu)(tu)像(xiang)，最后(hou)通過(guo)鏡頭投(tou)(tou)(tou)影(ying)(ying)到(dao)屏(ping)幕上。

圖(tu)1：投影(ying)機的原理圖(tu)

使用圖(tu)像顯示(shi)元(yuan)件，分別產生紅、綠、藍三色圖(tu)像，然后通(tong)過合成進行(xing)投影。

圖像顯(xian)示(shi)元(yuan)件(jian)包括3類(lei)（見(jian)圖2）。其中采用(yong)液(ye)晶(jing)的有2類(lei)，分別是(shi)(shi)采用(yong)光(guang)透過(guo)(guo)型(xing)液(ye)晶(jing)的透過(guo)(guo)型(xing)液(ye)晶(jing)元(yuan)件(jian)和(he)采用(yong)可(ke)反(fan)(fan)(fan)射光(guang)的反(fan)(fan)(fan)射型(xing)液(ye)晶(jing)的元(yuan)件(jian)。后一(yi)種元(yuan)件(jian)是(shi)(shi)DMD（數字微鏡元(yuan)件(jian)），每個像素使用(yong)一(yi)個微鏡，通(tong)過(guo)(guo)改(gai)變反(fan)(fan)(fan)射光(guang)的方向來生成圖像。

圖(tu)2：3種圖(tu)像(xiang)顯示元件

分別是采用液(ye)(ye)晶(jing)的透(tou)過型液(ye)(ye)晶(jing)元件(jian)和反射(she)型液(ye)(ye)晶(jing)元件(jian)，以及利用鏡子產生像(xiang)素的DMD。3種(zhong)元件(jian)各有利弊。

圖3：反射(she)型液晶元件采(cai)取的措施(shi)

投(tou)影機使(shi)用的(de)反(fan)射(she)型(xing)液晶(jing)元件大體上采(cai)取如下3種措施：（1）采(cai)用無機材料的(de)定向膜(mo)，易于控制液晶(jing)；（2）通過減小液晶(jing)層厚度，提(ti)高響應速度；（3）通過取消液晶(jing)中(zhong)的(de)障礙物即(ji)隔離片（Spacer），提(ti)高光的(de)利用效率。

結構與液晶面板相同的透過型元件

透(tou)過(guo)(guo)型液(ye)(ye)晶(jing)(jing)元(yuan)件(jian)(jian)生成(cheng)圖像的(de)(de)原(yuan)理與已經廣泛用(yong)作(zuo)普(pu)通電(dian)腦(nao)顯(xian)示屏的(de)(de)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)顯(xian)示器相同。在日本(ben)國內，精工愛普(pu)生和索尼兩公司(si)已經開始提供(gong)這種元(yuan)件(jian)(jian)。投(tou)影儀用(yong)的(de)(de)液(ye)(ye)晶(jing)(jing)元(yuan)件(jian)(jian)是(shi)用(yong)高(gao)溫多晶(jing)(jing)硅液(ye)(ye)晶(jing)(jing)制(zhi)造的(de)(de)。因(yin)為它不同于普(pu)通液(ye)(ye)晶(jing)(jing)顯(xian)示器，通過(guo)(guo)將小像素生成(cheng)的(de)(de)圖像放(fang)(fang)大(da)至數百倍后進行(xing)投(tou)影，因(yin)此極(ji)其微小的(de)(de)缺陷放(fang)(fang)大(da)后都(dou)會非常明顯(xian)，在制(zhi)造的(de)(de)時(shi)候需要(yao)相當高(gao)的(de)(de)精度。

透過型(xing)液(ye)晶元件(jian)的工作原理與液(ye)晶顯示器完全(quan)相同。液(ye)晶分子在加電后方向就(jiu)會改變，由液(ye)晶分子的方向來調節是否讓(rang)光線通過，以此顯示白色(se)和黑色(se)。

其(qi)缺點(dian)是光的(de)利(li)用(yong)效率較差。這是因為透過型液晶(jing)面板由多層構(gou)成，因此只(zhi)能(neng)保證3成左右的(de)入(ru)射光通(tong)過。

透(tou)過型液(ye)晶(jing)元件(jian)的(de)尺寸(cun)越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)小(xiao)。透(tou)過型液(ye)晶(jing)元件(jian)一般在(zai)0.7～0.8英(ying)寸(cun)之間，不過為(wei)(wei)了控(kong)制成本，主流(liu)投影儀使用的(de)元件(jian)都(dou)在(zai)0.7英(ying)寸(cun)左右。然而，元件(jian)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)，透(tou)過光的(de)面(mian)積(ji)就(jiu)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)，因而圖像(xiang)就(jiu)越(yue)(yue)(yue)暗(an)。因此(ci)，使用小(xiao)元件(jian)時為(wei)(wei)了確(que)(que)保(bao)亮度，投影燈就(jiu)要大(da)一些，而且為(wei)(wei)了提高透(tou)過光的(de)效率(lv)，光學系統也會變大(da)。“由于在(zai)使用小(xiao)液(ye)晶(jing)面(mian)板(ban)時，為(wei)(wei)了確(que)(que)保(bao)亮度，必須照射(she)更多的(de)光線，因此(ci)機(ji)身(shen)反而會更大(da)。而尺寸(cun)為(wei)(wei)0.9英(ying)寸(cun)左右的(de)話，不僅可確(que)(que)保(bao)足夠的(de)亮度，同時還能設(she)計到更小(xiao)。”

透過型液(ye)晶元件會因(yin)長時(shi)間使(shi)(shi)用而(er)老(lao)化(hua)。這是(shi)因(yin)為用來調節液(ye)晶分子方(fang)(fang)向的(de)定向膜和控制光(guang)線方(fang)(fang)向的(de)偏光(guang)板(ban)等采用的(de)是(shi)有(you)機(ji)材料。由于(yu)投影燈功率高，因(yin)此不僅發熱，而(er)且光(guang)線很(hen)強，所以會使(shi)(shi)有(you)機(ji)材料產生化(hua)學(xue)變化(hua)。材料老(lao)化(hua)的(de)程度(du)因(yin)投影燈的(de)使(shi)(shi)用模式和用戶使(shi)(shi)用方(fang)(fang)法的(de)不同(tong)有(you)很(hen)大差異(yi)。

適合視頻播放的反射型液晶元件

在可實現(xian)高畫質(zhi)的液(ye)晶元件中有一種(zhong)反(fan)射(she)型液(ye)晶。最大的特點(dian)是顯示(shi)視頻(pin)時至關重要的響應速度非(fei)(fei)常(chang)快，而且由于對比度高，因此黑色顯示(shi)得非(fei)(fei)常(chang)清晰。這種(zhong)液(ye)晶適合于顯示(shi)電影(ying)等視頻(pin)播(bo)放。

目前已有三家日(ri)本公(gong)司開發成功了這種(zhong)(zhong)元件(jian)(jian)。JVC、日(ri)立制作所(suo)和索尼(ni)已經分別于1997年、2001年和2003年發布了這種(zhong)(zhong)元件(jian)(jian)。JVC的(de)(de)元件(jian)(jian)名為“D-ILA”，索尼(ni)的(de)(de)元件(jian)(jian)名為“SXRD”。

反(fan)(fan)射(she)型液晶(jing)(jing)元件由于光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)利用(yong)(yong)效率比透過型高(gao)(gao)，因(yin)(yin)此能夠(gou)(gou)制造出(chu)高(gao)(gao)亮度的(de)(de)(de)(de)(de)投影(ying)儀。在(zai)液晶(jing)(jing)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)下面(mian)有一層反(fan)(fan)射(she)光(guang)線的(de)(de)(de)(de)(de)薄膜(mo)，能夠(gou)(gou)反(fan)(fan)射(she)6～7成的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)線。對比度高(gao)(gao)是(shi)因(yin)(yin)為關閉(bi)電壓(ya)(ya)時液晶(jing)(jing)采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)垂直(zhi)排(pai)列(lie)方式。這種(zhong)方式稱(cheng)為垂直(zhi)定向。由于不加(jia)壓(ya)(ya)時，為黑(hei)色(se)顯示，因(yin)(yin)此能夠(gou)(gou)更清晰地表現黑(hei)色(se)。反(fan)(fan)射(she)型液晶(jing)(jing)元件的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)點在(zai)顯示暗畫(hua)面(mian)時更容(rong)易(yi)理解。在(zai)漆黑(hei)的(de)(de)(de)(de)(de)畫(hua)面(mian)上(shang)顯示黑(hei)衣服和頭發時，能夠(gou)(gou)不受背景的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響進行顯示。

投影儀用的(de)(de)(de)反射型液(ye)晶(jing)(jing)(jing)元(yuan)件的(de)(de)(de)響(xiang)應速度(du)高(gao)是因為在(zai)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)部(bu)分采取(qu)了(le)(le)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)措施（見圖3）。通(tong)過將(jiang)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)層減小到(dao)2μm以下，提高(gao)了(le)(le)響(xiang)應速度(du)。一(yi)般(ban)來(lai)說，液(ye)晶(jing)(jing)(jing)面板為了(le)(le)確保(bao)均勻(yun)的(de)(de)(de)薄(bo)度(du)，要(yao)在(zai)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)中加入名為隔離(li)(li)片的(de)(de)(de)輔助材(cai)料(liao)。這種隔離(li)(li)片的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)就是液(ye)晶(jing)(jing)(jing)層的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)。但JVC的(de)(de)(de)D-ILA和索尼(ni)的(de)(de)(de)SXRD，通(tong)過在(zai)制(zhi)造(zao)方法和封裝材(cai)料(liao)上下功夫，在(zai)不使用隔離(li)(li)片的(de)(de)(de)情(qing)況下實現了(le)(le)2μm的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)。“通(tong)過取(qu)消隔離(li)(li)片，解決了(le)(le)在(zai)像素顯示部(bu)分會(hui)顯出隔離(li)(li)片的(de)(de)(de)問題。利用封裝材(cai)料(liao)確保(bao)了(le)(le)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)單元(yuan)的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)。

如何使用透鏡來進行反射

每個(ge)像素一個(ge)微鏡，反射(she)光線。

投(tou)影(ying)儀(yi)有的(de)(de)還使用微鏡元件。這就是(shi)美國德州儀(yi)器(qi)開發的(de)(de)DMD。由于DMD專(zhuan)利歸該公(gong)司所(suo)有，因此只有該公(gong)司進(jin)行(xing)生產和供貨(huo)。采用DMD的(de)(de)投(tou)影(ying)儀(yi)稱為DLP（數(shu)字(zi)光處理）投(tou)影(ying)儀(yi)。

DMD的(de)(de)每一個像(xiang)素都是一面鏡(jing)子(zi)，在半導體底板(ban)上排列著和像(xiang)素一樣多的(de)(de)微鏡(jing)。微鏡(jing)邊長僅14μm。使用微鏡(jing)最多的(de)(de)DMD是大約80萬(wan)像(xiang)素的(de)(de)型(xing)號。通過在0.7英寸（對(dui)角(jiao)線長度）底板(ban)上的(de)(de)大約80萬(wan)枚微鏡(jing)逐(zhu)枚動(dong)作來顯示圖像(xiang)。

每一(yi)枚微(wei)鏡(jing)(jing)以對(dui)角線(xian)方向為軸(zhou)左右(you)傾(qing)斜。采(cai)用靜電(dian)引力(li)移(yi)動微(wei)鏡(jing)(jing)。微(wei)鏡(jing)(jing)本身施(shi)加20V電(dian)壓，在對(dui)角線(xian)一(yi)端(duan)下方施(shi)加5V，另一(yi)個施(shi)加0V電(dian)壓后，由于(yu)0V一(yi)端(duan)的電(dian)位差較大，因此(ci)微(wei)鏡(jing)(jing)就(jiu)將向這一(yi)側偏(pian)移(yi)。

圖(tu)4：DMD結構（左），以及用DMD生成圖(tu)像(xiang)的原理（右）

利(li)用微鏡角度改變反光(guang)(guang)方向。顯(xian)示白色時設置(zhi)成反射光(guang)(guang)朝向鏡頭的(de)角度。顯(xian)示黑(hei)色時光(guang)(guang)線(xian)則光(guang)(guang)被吸(xi)收板所吸(xi)收。

通過傾斜DMD的方(fang)向(xiang)(xiang)來改變(bian)光(guang)線反(fan)(fan)射(she)(she)(she)角度(du)，來實現(xian)白(bai)色(se)(se)和(he)黑(hei)色(se)(se)（圖4右）。當微鏡向(xiang)(xiang)某(mou)個方(fang)向(xiang)(xiang)傾斜10度(du)時(shi)(shi)，通過調(diao)整光(guang)線將(jiang)反(fan)(fan)射(she)(she)(she)到(dao)(dao)鏡頭方(fang)向(xiang)(xiang)，反(fan)(fan)方(fang)向(xiang)(xiang)傾斜10度(du)時(shi)(shi)光(guang)線將(jiang)反(fan)(fan)射(she)(she)(she)到(dao)(dao)光(guang)吸收(shou)(shou)板(ban)上。這樣一來，光(guang)線朝鏡頭反(fan)(fan)射(she)(she)(she)時(shi)(shi)顯示(shi)白(bai)色(se)(se)，朝光(guang)吸收(shou)(shou)板(ban)反(fan)(fan)射(she)(she)(she)時(shi)(shi)顯示(shi)黑(hei)色(se)(se)。中間色(se)(se)調(diao)則通過在極短時(shi)(shi)間內反(fan)(fan)復切換(huan)白(bai)色(se)(se)和(he)黑(hei)色(se)(se)來實現(xian)。

與液晶(jing)(jing)元件(jian)相比(bi)，DMD的(de)像(xiang)(xiang)素具有(you)更高(gao)的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)顯示性能。首(shou)先是(shi)對(dui)比(bi)度(du)(du)高(gao)。對(dui)比(bi)度(du)(du)最高(gao)可達3000：1。另(ling)外對(dui)信號(hao)的(de)響(xiang)應速度(du)(du)快。響(xiang)應速度(du)(du)約為15微(wei)秒，差不多是(shi)液晶(jing)(jing)的(de)1000倍(bei)。響(xiang)應速度(du)(du)越快，越能平滑地顯示視頻圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)。而且DMD的(de)光(guang)利用效率更好。由于像(xiang)(xiang)素由微(wei)鏡組成(cheng)，因此(ci)照(zhao)射(she)來的(de)光(guang)線有(you)9成(cheng)會反(fan)射(she)出去。不過，雖然(ran)性能高(gao)，但每個(ge)像(xiang)(xiang)素的(de)均價(jia)也高(gao)。

圖5：投影儀種類(lei)和(he)用途

包括4類。單板式DLP投影儀和使用3枚透過型液晶元件的液晶投影儀是面向演示及家庭影院的普(pu)及型(xing)產品(pin)。使用(yong)反(fan)射型(xing)液晶(jing)的液晶(jing)投影(ying)儀和(he)3板式DLP投影(ying)儀則(ze)是面向電影(ying)院數字(zi)放(fang)映機和(he)大廳及各種大眾活動的高價位產品(pin)。

圖6：單板式DLP投影儀的結構

只使(shi)用一枚(mei)DMD的(de)單板式DLP投(tou)影儀通(tong)過高速旋轉彩(cai)色濾(lv)色器，按順序分別向DMD照射(she)紅、綠、藍(lan)三色光。DMD連續顯示各(ge)色圖像(xiang)，然(ran)后通(tong)過鏡頭進(jin)行(xing)投(tou)影。根據日本(ben)德州儀器的(de)公(gong)開資(zi)料制作而成。

適合小型化的單板投影儀

適合小型化的(de)單板式(shi)投影(ying)儀

投(tou)影儀使用的元(yuan)件有3類(lei)，而實際采(cai)用這(zhe)些元(yuan)件的產(chan)品則分為如下(xia)4類(lei)：

（1）只使用1枚DMD的單板式DLP投影儀；

（2）使用3枚透過型液晶的(de)液晶投影儀；

（3）使用3枚(mei)DMD的3板式DLP投影儀和

（4）使用3枚反(fan)射(she)型液(ye)晶元件的液(ye)晶投影(ying)儀。從(cong)顯示(shi)紅、綠、藍三色(se)圖(tu)像的投影(ying)儀原理看(kan)，基(ji)本(ben)上都是3板式。然而(er)像DMD一(yi)樣圖(tu)像顯示(shi)性能較(jiao)高(gao)的元件有1枚即可構成投影(ying)儀。DMD的單(dan)枚價格較(jiao)高(gao)，也是采用單(dan)板式設(she)計的原因之一(yi)。使用DMD的DLP投影(ying)儀除部分大型產品外基(ji)本(ben)上都是單(dan)板式（見(jian)圖(tu)5）。

單板式DLP投影儀并不預先分離光線(xian)(xian)，而是通過由(you)紅(hong)、綠、藍(lan)三色(se)(se)構成(cheng)一種光線(xian)(xian)的彩色(se)(se)濾(lv)色(se)(se)器(qi)，按順序切(qie)換三種顏色(se)(se)（見圖(tu)(tu)6）。彩色(se)(se)濾(lv)色(se)(se)器(qi)每秒(miao)旋轉60～180次。通過彩色(se)(se)濾(lv)色(se)(se)器(qi)的光線(xian)(xian)照射(she)到DMD上。DMD高速連續顯示三色(se)(se)圖(tu)(tu)像(xiang)，照射(she)紅(hong)色(se)(se)光時(shi)顯示紅(hong)色(se)(se)成(cheng)分的圖(tu)(tu)像(xiang)，照射(she)綠色(se)(se)光時(shi)顯示綠色(se)(se)成(cheng)分的圖(tu)(tu)像(xiang)。被DMD反(fan)射(she)的三色(se)(se)圖(tu)(tu)像(xiang)通過鏡頭進行投影。

單(dan)板式DLP投影儀由于(yu)對比度高、響應速度快(kuai)，因此適(shi)合(he)于(yu)家庭影院等視頻顯(xian)示領域。而且光學系統不需(xu)太大，因此設計小巧、重量輕，且便(bian)攜(xie)性強，因此還適(shi)合(he)于(yu)與電腦一起攜(xie)帶使(shi)用（照片1）。

不過(guo)，也有(you)人指出單(dan)板式DLP投影儀使用彩色(se)濾色(se)器連續(xu)顯(xian)示三色(se)圖像(xiang)(xiang)也產生了相應(ying)的(de)缺點。這(zhe)就是(shi)高(gao)速的(de)圖像(xiang)(xiang)顯(xian)示而導(dao)致顏(yan)色(se)分離(li)(li)的(de)“彩虹現(xian)象(xiang)”。有(you)人指出顏(yan)色(se)分離(li)(li)會“覺(jue)得晃眼睛(jing)”。面向家庭影院的(de)產品通過(guo)提(ti)高(gao)彩色(se)濾色(se)器的(de)旋轉速度，并將濾色(se)器分為6個(ge)，或除三色(se)外再加上白色(se)等方法減輕(qing)了這(zhe)種分色(se)現(xian)象(xiang)。

照片1：小型DLP投影儀

日本PLUS Vision推(tui)出的DLP投影儀“V-1100”。重約1.0kg，尺寸為寬180×高45×縱長141mm，一只手就(jiu)能拿得住。

用特殊鏡片進行分光

采(cai)用(yong)(yong)投影儀基本結構(gou)即(ji)3板式的(de)(de)投影儀包括(kuo)如下3類：（1）普及型(xing)(xing)即(ji)采(cai)用(yong)(yong)透過(guo)型(xing)(xing)液(ye)晶的(de)(de)產品(pin)；（2）采(cai)用(yong)(yong)DMD的(de)(de)高(gao)(gao)價產品(pin)和(he)采(cai)用(yong)(yong)反射型(xing)(xing)液(ye)晶元件(jian)的(de)(de)高(gao)(gao)價產品(pin)。

下面以液晶(jing)投影儀為(wei)(wei)例介紹(shao)一(yi)下此類產品的(de)(de)(de)結構（圖7）。首先要將對(dui)身體有害的(de)(de)(de)紫外線和(he)影響到溫度的(de)(de)(de)紅(hong)外線從(cong)投影燈發(fa)出的(de)(de)(de)光(guang)(guang)線中(zhong)去除掉(diao)。然(ran)后(hou)根據波長將光(guang)(guang)分離(li)(li)(li)成紅(hong)、綠、藍3色(se)(se)。分離(li)(li)(li)光(guang)(guang)線時采(cai)用一(yi)種名為(wei)(wei)“分色(se)(se)鏡”的(de)(de)(de)特(te)殊鏡片。分色(se)(se)鏡具有只讓特(te)定波長的(de)(de)(de)光(guang)(guang)通過而反射(she)其他光(guang)(guang)線、或者只反射(she)特(te)定光(guang)(guang)而讓剩(sheng)余光(guang)(guang)線通過的(de)(de)(de)特(te)性。先分離(li)(li)(li)紅(hong)色(se)(se)，接著分離(li)(li)(li)綠色(se)(se)，最后(hou)剩(sheng)下的(de)(de)(de)就是(shi)藍色(se)(se)光(guang)(guang)。有的(de)(de)(de)產品則按藍、綠、紅(hong)的(de)(de)(de)順序(xu)進行分離(li)(li)(li)。由圖像元件生成3色(se)(se)圖像，然(ran)后(hou)利用棱鏡將這些光(guang)(guang)進行合(he)成。為(wei)(wei)了(le)形成自(zi)然(ran)色(se)(se)，按紅(hong)3、綠6、藍1的(de)(de)(de)比(bi)例對(dui)光(guang)(guang)線進行合(he)成。

圖7：液晶投影(ying)儀的結(jie)構(gou)

投影(ying)燈發出的(de)光(guang)線首(shou)先(xian)被分割(ge)成(cheng)紫外線和紅外線。然(ran)后(hou)利用(yong)名為分色鏡(jing)(jing)（Dichroic Mirror）的(de)特殊鏡(jing)(jing)片將其分成(cheng)紅、綠、藍3種光(guang)。生成(cheng)3色圖像后(hou)，利用(yong)棱鏡(jing)(jing)合成(cheng)后(hou)進行投影(ying)。

圖8：梯形失(shi)真補(bu)償技(ji)術(shu)

減少(shao)元件上(shang)造成梯(ti)形失真部分(fen)的像素(su)。分(fen)辨率會(hui)因此而下(xia)降(jiang)。

各種場合對投影儀的要求不同

會議室使用和家庭使用的要求不同

投(tou)影儀根據(ju)元(yuan)件(jian)種類及(ji)采用(yong)的元(yuan)件(jian)數量不(bu)(bu)同，特點也(ye)各不(bu)(bu)相(xiang)同。不(bu)(bu)過，實際(ji)產品除(chu)元(yuan)件(jian)外還根據(ju)用(yong)途進(jin)行了(le)調整。

投影(ying)(ying)儀的(de)用(yong)途(tu)(tu)大體分(fen)為3個方面。首先是會議室等場合(he)使用(yong)的(de)演示用(yong)途(tu)(tu)，第二個是在家(jia)庭(ting)中觀看電影(ying)(ying)的(de)家(jia)庭(ting)影(ying)(ying)院用(yong)途(tu)(tu)，第三個則(ze)是電影(ying)(ying)院等場合(he)中放映(ying)數字電影(ying)(ying)的(de)數碼(ma)放映(ying)機(ji)。

在產(chan)品數量最多的(de)(de)(de)演示(shi)和家庭影院(yuan)方面，12萬(wan)～60萬(wan)日(ri)元(yuan)左右的(de)(de)(de)小(xiao)型產(chan)品已經廣泛(fan)使用。此類產(chan)品的(de)(de)(de)銷量方面，采(cai)用透過(guo)型液晶(jing)元(yuan)件的(de)(de)(de)約(yue)(yue)為8成(cheng)，采(cai)用DMD的(de)(de)(de)約(yue)(yue)為2成(cheng)。在會(hui)議室和各類活動(dong)中，電影院(yuan)使用的(de)(de)(de)是采(cai)用3枚(mei)DMD的(de)(de)(de)DLP投影儀和采(cai)用反射型液晶(jing)元(yuan)件的(de)(de)(de)投影儀。

是否(fou)重視亮度(du)(du)，是否(fou)重視對比度(du)(du)及(ji)色彩(cai)表(biao)現效果，因不同(tong)的用途而異。演(yan)示(shi)用投影(ying)儀(yi)主(zhu)要(yao)(yao)設想在會議室(shi)使用。在會議室(shi)，為了做記錄，周圍環境(jing)必須要(yao)(yao)達到(dao)一定的亮度(du)(du)。因此(ci)對投影(ying)儀(yi)有亮度(du)(du)要(yao)(yao)求。如果亮度(du)(du)達到(dao)1500ANSI流(liu)明(ming)到(dao)2000ANSI流(liu)明(ming)之間，即(ji)便(bian)周圍光線明(ming)亮，也可以(yi)進行(xing)正常投影(ying)。而且由于需要(yao)(yao)顯(xian)(xian)示(shi)表(biao)格(ge)等細小文(wen)字，因此(ci)還要(yao)(yao)示(shi)具有較高的分(fen)辨率。最(zui)近大(da)多(duo)都達到(dao)了與電腦顯(xian)(xian)示(shi)器相同(tong)的XGA（1024×768像(xiang)素(su)）規格(ge)以(yi)上(shang)。

另一(yi)方面(mian)，家庭影院方面(mian)，由于可以降低房(fang)間亮度(du)，因此亮度(du)要(yao)求較低。取而(er)代(dai)之的(de)(de)(de)是對比度(du)能(neng)(neng)否能(neng)(neng)夠更深(shen)地表(biao)現黑色，能(neng)(neng)夠充分(fen)表(biao)現出對于表(biao)示肌膚非常重要(yao)的(de)(de)(de)紅色。為了提高(gao)色彩(cai)表(biao)現效果，“通過改進分(fen)光鏡(jing)的(de)(de)(de)制造工藝，能(neng)(neng)夠充分(fen)表(biao)現出紅色和綠色效果”（三洋電機消費者企業集團AV解決方案公(gong)司投(tou)(tou)影儀(yi)(yi)業務部商品(pin)規劃(hua)部商品(pin)規劃(hua)科科長杉(shan)村一(yi)人）。另外，使用反射型(xing)液(ye)晶元件的(de)(de)(de)高(gao)價投(tou)(tou)影儀(yi)(yi)已經開始采用光波分(fen)布(bu)接近自然光、色彩(cai)表(biao)現效果較好(hao)的(de)(de)(de)佳能(neng)(neng)投(tou)(tou)影燈(deng)。

通過加大像素間隔，修正顯示圖像

對于投(tou)(tou)(tou)影儀來說，雖然與其他顯(xian)示設備一樣畫(hua)質非常重(zhong)要(yao)，但是(shi)也存在(zai)因“投(tou)(tou)(tou)影”方式(shi)而產生的投(tou)(tou)(tou)影儀特(te)有的問(wen)題。一是(shi)必須調(diao)整投(tou)(tou)(tou)影角度，二是(shi)必須在(zai)屏幕與投(tou)(tou)(tou)影儀之間留出沒有障礙物的空(kong)間。

投(tou)影(ying)(ying)(ying)儀會(hui)因投(tou)影(ying)(ying)(ying)角度不正而使圖(tu)像(xiang)出現梯形(xing)失(shi)真（見圖(tu)8上）。房(fang)間狹小時有時就要將(jiang)投(tou)影(ying)(ying)(ying)儀橫向(xiang)錯開放置，或者(zhe)必須從(cong)斜下方(fang)投(tou)影(ying)(ying)(ying)。如果橫向(xiang)投(tou)影(ying)(ying)(ying)，就會(hui)產生左右加寬的梯形(xing)，而從(cong)斜下方(fang)向(xiang)上投(tou)影(ying)(ying)(ying)時則(ze)會(hui)形(xing)成上寬下窄的梯形(xing)。

這種梯(ti)形校(xiao)正(zheng)技術(shu)目(mu)前已(yi)經成熟，并且已(yi)經應用(yong)于(yu)大多數(shu)產品中（見圖8下(xia)）。該技術(shu)稱(cheng)為“梯(ti)形失真校(xiao)正(zheng)”。

以投影儀投影出來的(de)(de)(de)畫面橫縱比為(wei)4：3為(wei)例進行說明(ming)。上寬(kuan)(kuan)下窄的(de)(de)(de)梯(ti)形根據下線，將畫面校正成(cheng)4:3的(de)(de)(de)長(chang)方形。為(wei)了實(shi)現(xian)這一點，就(jiu)要改變元(yuan)件生成(cheng)的(de)(de)(de)圖像(xiang)。即在元(yuan)件上加(jia)大(da)直接投影時會變寬(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)那部分(fen)的(de)(de)(de)像(xiang)素間隔。也就(jiu)是(shi)說，通過將元(yuan)件上的(de)(de)(de)顯(xian)示調整(zheng)成(cheng)梯(ti)形，而使(shi)投影圖像(xiang)顯(xian)示成(cheng)長(chang)方形。不過，像(xiang)素間隔加(jia)大(da)的(de)(de)(de)那部分(fen)的(de)(de)(de)分(fen)辨(bian)率會有所下降。

各種場合對投影儀的要求不同

而且校正(zheng)技術也在不斷進步(bu)。有的(de)產品不僅上下和左右變(bian)寬時都能(neng)(neng)校正(zheng)，而且投(tou)影(ying)時還(huan)能(neng)(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)傾斜(xie)傳感器檢測機身角(jiao)度，自動校正(zheng)圖(tu)像失真。

有(you)一種(zhong)獨特方式就是NEC ViewTechnology開發的(de)(de)校正(zheng)技術。利(li)用附帶的(de)(de)遙控器指定顯示畫面(mian)的(de)(de)4個角，按一下設置(zhi)按鈕，就能校正(zheng)成由指定的(de)(de)4個點構成的(de)(de)四角形。該公司利(li)用自主開發的(de)(de)芯片(pian)實(shi)現了這種(zhong)校正(zheng)技術。

另外，還在(zai)縮短屏幕和投(tou)影(ying)(ying)儀之間的(de)距(ju)離上進行了研發。因(yin)為要想不(bu)把(ba)中(zhong)間的(de)障礙物投(tou)影(ying)(ying)上去，投(tou)影(ying)(ying)距(ju)離越(yue)短越(yue)好(hao)。最(zui)近(jin)鏡(jing)頭(tou)焦距(ju)較短的(de)產(chan)品(pin)需求日(ri)趨旺盛(sheng)。短焦鏡(jing)頭(tou)目前主要用于高分辨率的(de)高價機型中(zhong)。不(bu)過(guo)，由于鏡(jing)頭(tou)昂貴，因(yin)此最(zui)初只應(ying)用于高性(xing)能的(de)高價產(chan)品(pin)中(zhong)。最(zui)近(jin)由于鏡(jing)頭(tou)價格(ge)已逐(zhu)步降低，因(yin)此兩年(nian)前開始(shi)逐(zhu)漸應(ying)用于小(xiao)型產(chan)品(pin)中(zhong)。

此外(wai)，還在(zai)(zai)開(kai)發(fa)不使用(yong)(yong)鏡頭而實(shi)現短(duan)焦的(de)產(chan)品(pin)。這(zhe)就是NEC ViewTechnology開(kai)發(fa)的(de)利(li)用(yong)(yong)鏡片反射光線來調節角(jiao)度(du)的(de)DLP投(tou)影儀“WT600”。按順序將光線反射到4枚非球面鏡片上進(jin)行投(tou)影。由于可以將投(tou)影儀放置在(zai)(zai)演示(shi)人員(yuan)和屏幕之間，因此不會投(tou)影出人影。“投(tou)產(chan)方面最(zui)大(da)的(de)困難是提高亮(liang)度(du)。目前已(yi)通過改進(jin)彩(cai)色濾色器，實(shi)現了1200ANSI流明”

NEC ViewTechnology推出的DLP投影儀“WT600”。60英寸(cun)（0.9×1.2m）屏幕(mu)的投影距離為26cm。