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    [分享]DLP、LCD、CRT三大投影技術(shù)完全解析 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2007-03-14
    隨著科技的進步,社會的發(fā)展,人們已經(jīng)不能滿足于液晶顯示器的可視面積,轉(zhuǎn)而研發(fā)可以顯示更大面積的投影技術(shù)。投影技術(shù)發(fā)展至今,一共衍生出了三種常用技術(shù),它們分別是:DLP投影技術(shù)、LCD投影技術(shù)和CRT投影技術(shù)。下面筆者就來帶各位認(rèn)識下這些投影技術(shù)的成像原理。數(shù)字光學(xué)處理(DLP™)是投影和顯示信息的一個革命性的新方法;赥exas儀器公司開發(fā)的數(shù)字微反射鏡器件(DMD™),DLP完成了顯示數(shù)字可視信息的最終環(huán)節(jié)。數(shù)字光學(xué)處理(DLP™)技術(shù)在消費者、商業(yè)和投影顯示工業(yè)的專業(yè)領(lǐng)域方面被作為子系統(tǒng)或“發(fā)動機”提供給市場主管。正如CD在音頻領(lǐng)域的革命一樣,DLP將在視頻投影方面帶來革命。 Os[^ch  
    ph3[}><6  
    數(shù)字光學(xué)處理(DLP™):如何工作? ))k^7g9M`  
    rJg! 2  
    正如中央處理單元(CPU)是計算機的核心一樣,DMD是DLP的基礎(chǔ)。單片、雙片以及多片DLP系統(tǒng)被設(shè)計出來以滿足不同市場的需要。一個DLP為基礎(chǔ)的投影系統(tǒng)包括內(nèi)存及信號處理功能來支持全數(shù)字方法。DLP投影機的其它元素包括一個光源、一個顏色濾波系統(tǒng)、一個冷卻系統(tǒng)、照明及投影光學(xué)元件。 O'j;"l~H|  
    NShA-G N5  
    一個DMD可被簡單描述成為一個半導(dǎo)體光開關(guān)。成千上萬個微小的方形16x16um鏡片,被建造在靜態(tài)隨機存取內(nèi)存(SRAM)上方的鉸鏈結(jié)構(gòu)上而組成DMD(圖1)。每一個鏡片可以通斷一個象素的光。鉸鏈結(jié)構(gòu)允許鏡片在兩個狀態(tài)之間傾斜,+10度為“開”。-10度為“關(guān)”,當(dāng)鏡片不工作時,它們處于0度“停泊”狀態(tài)。 u2BVQ<SA  
    0p~:fm  
    根據(jù)應(yīng)用的需要,一個DLP系統(tǒng)可以接收數(shù)字或模擬信號。模擬信號可在DLP的或原設(shè)備生產(chǎn)廠家(OEM)的前端處理中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,任何隔行視頻信號通過內(nèi)插處理被轉(zhuǎn)換成一個全圖形幀視頻信號。從此,信號通過DLP視頻處理變成先進的紅、綠、藍(lán)(RGB)數(shù)據(jù),先進的RGB數(shù)據(jù)然后格式化為全部二進制數(shù)據(jù)的平面。 `cf&4Hn  
    $XaZqzeVI  
    一旦視頻或圖形信號在一種數(shù)字格式下,就被送入DMD。信息的每一個象素按照1:1的比例被直接映射在它自己的鏡片上,提供精確的數(shù)字控制,如果信號是640×480象素,器件中央的640×480鏡片采取動作。這一區(qū)域處的其它鏡片將簡單的被置于“關(guān)”的位置。
    c%v%U &  
    一個848×600數(shù)字微鏡器件(圖1)
    器件中部反射部分包括508,800個細(xì)小的、可傾斜的鏡片。一個玻璃窗口密封和保護鏡片。DMD顯示為實際尺寸。 oOSw> 23x  
    <.=   
    通過對每一個鏡片下的存儲單元以二進制平面信號進行電子化尋址,DMD陣列上的每個鏡片被以靜電方式傾斜為開或關(guān)態(tài)。決定每個鏡片傾斜在哪個方向上為多長時間的技術(shù)被稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM)。鏡片可以在一秒內(nèi)開關(guān)1000多次,這一相當(dāng)快的速度允許數(shù)字灰度等級和顏色再現(xiàn)。 ``zg |h  
    7';PI!$  
    在這一點上,DLP成為一個簡單的光學(xué)系統(tǒng)。通過聚光透鏡以及顏色濾波系統(tǒng)后,來自投影燈的光線被直接照射在DMD上。當(dāng)鏡片在開的位置上時,它們通過投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個數(shù)字的方型象素投影圖像
    iD{;!dUZ  
    三個鏡片有效地反射光線來投影一個數(shù)字影像(圖2)
    上圖所示的是:入射光射到三個鏡片象素上,兩個外面的鏡片設(shè)置為開,反射光線通過投影鏡頭然后投射在屏幕上。這兩個“開”狀態(tài)的鏡片產(chǎn)生方形白色象素圖形。中央鏡片傾斜到“關(guān)”的位置。這一鏡片將入射光反射偏離開投影鏡頭而射入光吸收器,以致在那個特別的象素上沒有光反射上去,形成一個方形、黑色象素圖像。同理,剩下的508797個鏡片象素將光線反射到屏幕上或反射離開鏡片,通過使用一個彩色濾光系統(tǒng)以及改變適量的508,800DMD鏡片的每個鏡片為開態(tài),一個全彩色數(shù)字圖像被投影到屏幕上。 pU}>}  
    dGHRHXi  
    LCD(Liquid Crystal Display)投影機分為液晶板投影機和液晶光閥投影機兩類。液晶是介于液體和固體之間的物質(zhì),本身不發(fā)光,工作性質(zhì)受溫度影響很大,其工作溫度為-55ºC~+77ºC。投影機利用液晶的光電效應(yīng),即液晶分子的排列在電場作用下發(fā)生變化,影響其液晶單元的透光率或反射率,從而影響它的光學(xué)性質(zhì),產(chǎn)生具有不同灰度層次及顏色的圖像。 Hk.+1^?%  
    {{giSW'  
    LCD投影機有兩種: m]&d TZV  
    I`FH^=  
    成像器件為液晶板,是被動式的投影方式。利用外光源金屬鹵素?zé)艋騏HP(冷光源)。 [align=center \N7 E!82  
    LCD投影機示意圖 9 ?h)U|J?G  
    按照液晶板的片數(shù),LCD投影機分為三片機和單片機。
    Y[*z6gP(  
    3LCD投影技術(shù)原理圖
    三片LCD板投影機原理是光學(xué)系統(tǒng)把強光通過分光鏡形成RGB三束光,分別透射過RGB三色液晶板;信號源經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換,調(diào)制加到液晶板上,通過控制液晶單元的開啟、閉合,從而控制光路的通斷,RGB光最后在棱鏡中匯聚,由投影鏡頭投射在屏幕上形成彩色圖像。目前,三片板投影機是液晶板投影機的主要機種。 ]D(%Ku,O%  
    ^ zo"~1  
    LCD單板投影機機體積小,重量輕,操作、攜帶極其方便,價格比較低廉。但其光源壽命短,色彩不夠均勻,分辨率較低。目前單板投影機的機型已經(jīng)很少。 ssoe$Gr7>  
    ^<ayPV)+  
    液晶光閥投影機 4qiG>^h9  
    GHH1jJ_[7  
    采用CRT管和液晶光閥作為成像器件,是CRT投影機與液晶與光閥相結(jié)合的產(chǎn)物。為了解決圖像分辨率與亮度間的矛盾,它采用外光源,也叫被動式投影方式。一般的光閥主要由三部分組成:光電轉(zhuǎn)換器、鏡子、光調(diào)制器,它是一種可控開關(guān)。通過CRT輸出的光信號照射到光電轉(zhuǎn)換器上,將光信號轉(zhuǎn)換為持續(xù)變化的電信號;外光源產(chǎn)生一束強光,投射到光光閥上,由內(nèi)部的鏡子反射,能過光調(diào)制器,改變其光學(xué)特性,緊隨光閥的偏振濾光片,將濾去其它方向的光,而只允許與其光學(xué)縫隙方向一致的光通過,這個光與CRT信號相復(fù)合,投射到屏幕上。它是目前為止亮度、分辨率最高的投影機,亮度可達6000ANSI流明,分辨率為2500×2000,適用于環(huán)境光較強,觀眾較多的場合,如超大規(guī)模的指揮中心、會議中心及大型娛樂場所,但其價格高,體積大,光閥不易維修。對追求高分辨率、高亮度、大畫面的用戶,液晶光閥投影機是他們的首選。 J6&;pCAi  
    1C'lT,twl  
    CRT(Cathode Ray Tube)是陰極射線管。是應(yīng)用較為廣泛的一種顯示技術(shù)。CRT投影機把輸入的信號源分解到R(紅)、G(綠)B(藍(lán))三個CRT管的熒光屏上,在高壓作用下發(fā)光信號放大、會聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。光學(xué)系統(tǒng)與CRT管組成投影管,通常所說的三槍投影機就是由三個投影管組成的投影機。CRT投影機顯示的圖像色彩豐富,還原性好,具有豐富的幾何失真調(diào)整能力;缺點是亮度較低,操作復(fù)雜,體積龐大,對安裝環(huán)境要求較高。 2<|+h= &  
    1Te: &d  
    有兩個CRT投影機的特有性能指標(biāo)值得注意: MW`q*J`Yo  
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    會聚性能 -pcYhLIn  
    Z7OWpujCvN  
    會聚是指紅綠藍(lán)三種顏色在屏幕上的重合。對CRT投影機來說,會聚控制性顯得格外重要,因為它有RGB三種CRT管,平行安裝地支架上,要想做到圖像完全會聚,必須對圖像各種失真均能校正。機器位置的變化,會聚也要重新調(diào)整,因此對會聚的要求,一是全功能,二是方便快捷。會聚有靜態(tài)會聚和動態(tài)會聚,其中動態(tài)會聚有傾斜,弓形,幅度,線性,梯形,枕形等功能,每一種功能均可在水平和垂直兩個方向上進行調(diào)整。除此之外,還可進行非線性平衡,梯形平衡,枕形平衡的調(diào)整。 {:'e H  
    iB[%5i-  
    CRT管的聚焦性能 Wh 8fC(BE  
    6 {5*9!v63  
    我們知道,圖形的最小單元是像素。像素越小,圖形分辨率越高。在CRT管中,最小像素是由聚焦性能決定的,所謂可尋址分辨率,即是指最小像素的數(shù)目。CRT管的聚焦機制有靜電聚焦、磁聚焦和電磁復(fù)合聚焦三種,其中以電磁復(fù)合聚焦較為先進,其優(yōu)點是聚焦性能好,尤其是高亮度條件下會散焦,且聚焦精度高,可以進行分區(qū)域聚焦,邊緣聚焦,四角聚焦,從而可以做到畫面上每一點都很清晰。 F) < f8F  
    [4sbOl5yZ  
    CRT投影機亮度指標(biāo) 2h u;N  
    @cSz!E}  
    CRT(三槍)投影機的光輸出用峰值流明來表示,即在一個白窗口的測試圖像上,以掃描線尚清晰可見的情況下,測量白窗口的最大照度(LUX)乘以白窗面積(m2)來確定投影機光通量,峰值流明具有很好的實際意義,由于您看到的任何一幀視頻圖像不可能全部都是白場,白色所占的比例一般占圖像面積的20%左右。同時CRT投影機是依靠投影管內(nèi)電子束在熒光屏上掃描獲取圖像,束電流大小取決于陰極的發(fā)射能力,正常狀態(tài)下陰極發(fā)射的電子被陰柵之間的負(fù)電位差控制,在陰柵之間形成電子云,隨電位減少,電子流很快被拉到陽極----熒光屏,CRT管能提供較高的脈沖電流,所以窗口信號的屏上亮度可較高,而如果畫面是全白場,由于陰極發(fā)射能力的限制,只能提供平均束電流,屏上亮度會大大降低,只有峰值流時的1/5左右。由于陰極各CRT投影和所采用窗口信號的大小不同(10%-25%),所以各廠家產(chǎn)品的亮度指標(biāo),沒有絕對的可比性。
     
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    離線rex0723
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    只看該作者 1樓 發(fā)表于: 2007-03-18
    thanks...
    離線p2plove
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    只看該作者 2樓 發(fā)表于: 2007-05-10
    還不是很詳細(xì),但大家知道里面的原理和光路及器件嗎? Bk~WHg>@G  
    我們就是生產(chǎn)這些器件的,二向、合色、分光等,LCOS怎么沒有說
    離線luciferx
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    只看該作者 3樓 發(fā)表于: 2007-07-03
    解釋的不錯
    離線my_boygame
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    只看該作者 4樓 發(fā)表于: 2007-07-04
    學(xué)習(xí)了
    離線zhaoyp
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    只看該作者 5樓 發(fā)表于: 2007-08-07
    thank you very much
    離線歐陽琴
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    只看該作者 6樓 發(fā)表于: 2013-02-19
    分析得挺詳細(xì)的
    離線buco49313
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    只看該作者 7樓 發(fā)表于: 2013-09-21
    66,?f<b