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行業(yè)新聞
投影儀的工作原理以及投影儀不同類DLP,LCD,CRT工作方式解析
投影儀又稱投影機,是一種可以將圖像或視頻投射到幕布上的設(shè)備,可以通過不同的接口同計算機、VCD、DVD、BD、
游戲機、DV等相連接播放相應(yīng)的視頻信號。投影儀廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室、學(xué)校和娛樂場所,根據(jù)工作方式不同,有CRT,LCD,DLP等不同類型。
1發(fā)展編輯
投影機又稱投影儀,在國家拉動內(nèi)需的政策及人民收入不斷提升的背景下,農(nóng)村文化共享工程的實施進一步推動了中國投影機市場的快速增長。據(jù)統(tǒng)計,2010年中國投影機市場出貨量規(guī)模達到128萬臺,相比2009年增長43.6%。分析認為,2011年中國投影機市場仍將保持快速增長,全年出貨量將達到167萬臺,年成長率約投影儀為30%。未來5年,中國投影機市場的復(fù)合增長率將達到17.1%。
中國投影機產(chǎn)品消費市場主要集中在經(jīng)濟較發(fā)達的華北、華東、華南等大中型城市。教育、商務(wù)、政府、家庭娛樂是支撐中國投影機行業(yè)的四大主要消費群體。縱觀中國投影機市場。無論是從產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量還是品種方面,都達到了一定的成熟程度,產(chǎn)品的普及應(yīng)用使投影機在用戶的心理定位從較為專業(yè)的顯示設(shè)備向大眾產(chǎn)品轉(zhuǎn)變,行業(yè)的銷售規(guī)模不斷擴大,2010年,中國投影機市場銷售量為110萬臺,相比2009年增長37.5%。從這十年中國投影機市場發(fā)展情況來看,中國投影機市場規(guī)模增長18倍,其年均增長率為39.14%,行業(yè)處于高速發(fā)展期。
從行業(yè)未來的發(fā)展形式來看,教育仍是行業(yè)未來發(fā)展支柱領(lǐng)域。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)字,2010年全國共有幼兒園12.91萬所,小學(xué)39.42萬所、普通中學(xué)7.90萬所,普通中等院校3047所,高等教育學(xué)校1778所,按每個教室配備一臺投影機計算,據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示中國僅教育行業(yè)市場容量就達1100萬臺以上,如果按照投影占有率計算的話,投影機可占14%-28%左右(不包括市場保有量),而2010年教育市場實銷量卻還不到50萬臺。
其次,商用投影市場的發(fā)展也是左右投影機市場發(fā)展的關(guān)鍵力量。雖然中國商務(wù)投影市場已經(jīng)在迅速擴展,但據(jù)相關(guān)調(diào)研機構(gòu)預(yù)計,在未來,中小企業(yè)數(shù)量將保持7%-8%的增長率,2012年中小企業(yè)總數(shù)將達到5000萬家,行業(yè)發(fā)展前景無限。另外,就目前國內(nèi)而言,資產(chǎn)百萬以上的富裕家庭數(shù)量可以達到200多萬家,一些精英、白領(lǐng)對于生活的質(zhì)量、娛樂設(shè)備的需求較大,未來家用市場潛力巨大。
未來中國投影機行業(yè)的發(fā)展,還依賴政府政策的支持,在公布的“十二五”計劃綱要中,文化信息資源共享工程被列入“公共文化服務(wù)體系建設(shè)工程”,這將在未來幾年推進中國投影機行業(yè)的發(fā)展。此外,在“十二五”規(guī)劃中,廣播電視村村通、農(nóng)村電影放映工程等公共文投影儀化服務(wù)體系建設(shè)工程也將得到持續(xù)推進,地方政府的IT采購將成為整個IT市場的主要增長點之一。綜合以上,未來中國投影機行業(yè)發(fā)展前景巨大。
2分類編輯
應(yīng)用環(huán)境
1、家庭影院型:其特點是亮度都在2000流明左右(隨著投影的發(fā)展這個數(shù)字在不斷的增大,對比度較高),投影的畫面寬高比多為16:9,各種視頻端口齊全,適合播放電影和高清晰電視,適于家庭用戶使用。
2、便攜商務(wù)型投影儀:一般把重量低于2公斤的投影儀定義為商務(wù)便攜型投影儀,這個重量跟輕薄型筆記本電腦不相上下。商務(wù)便攜型投影儀的優(yōu)點有體積小、重量輕、移動性強,是傳統(tǒng)的幻燈機和大中型投影儀的替代品,輕薄型筆記本電腦跟商務(wù)便攜型投影儀的搭配,是移動商務(wù)用戶在進行移動商業(yè)演示時的首選搭配。
3、教育會議型投影儀:一般定位于學(xué)校和企業(yè)應(yīng)用,采用主流的分辨率,亮度在2000-3000流明左右,重量適中,散熱和防塵做的比較好,適合安裝和短距離移動,功能接口比較豐富,容易維護,性能價格比也相對較高,適合大批量采購普及使用。
4、主流工程型投影儀:相比主流的普通投影儀來講,工程投影儀的投影面積更大、距離更遠、光亮度很高,而且一般還支持多燈泡模式,能更好的應(yīng)付大型多變的安裝環(huán)境,對于教育、媒體和政府等領(lǐng)域都很適用。
5、專業(yè)劇院型投影儀:這類投影儀更注重穩(wěn)定性,強調(diào)低故障率,其散熱性能、網(wǎng)絡(luò)功能、使用的便捷性等投影儀方面做得很強。當然,為了適應(yīng)各種專業(yè)應(yīng)用場合,影儀最主要的特點還是其高亮度,其亮度一般可達5000流明以上,高者可超10000流明。由于體積龐大,重量重,通常用在特殊用途,例如劇院、博物館、大會堂、公共區(qū)域,還可應(yīng)用于監(jiān)控交通、公安指揮中心、消防和航空交通控制中心等環(huán)境。
6、測量投影儀:這類投影儀不同于以上幾類投影儀,早期稱輪廓投影儀,隨著光柵尺的普及,投影儀都安裝上高精度的光柵尺,人們便又叫測量投影儀(或投影儀,如國內(nèi)較著名的測量投影儀有高誠公司生產(chǎn)的CPJ-3015),為與傳統(tǒng)的投影儀區(qū)別開,這類投影儀便稱為測量投影儀。其作用主要是將產(chǎn)品零件通過光的透射形成放大的投影儀,然后用標準膠片或光柵尺等確定產(chǎn)品的尺寸。由于工業(yè)化的發(fā)展,這種測量投影儀已經(jīng)成為制造業(yè)最常用的檢測儀器之一。按期投影的方式分為立式投影儀和臥式投影儀。按其比對的標準不同又分為輪廓投影儀和數(shù)字式投影儀。
使用方式
1.臺式投影機
2.便攜式投影機
3.落地式投影機
4.反射式投影機
5.透射式投影機
6.單一功能投影機
7.多功能投影機
2.便攜式投影機
3.落地式投影機
4.反射式投影機
5.透射式投影機
6.單一功能投影機
7.多功能投影機
接口類別
1.VGA接口投影機
2.HDMI接口投影機
3.帶網(wǎng)口投影機
3成像原理編輯
CRT三槍投影儀
CRT是英文Cathode Ray Tube的縮寫,譯作陰極射線管。作為成像器件,它是實現(xiàn)最早、應(yīng)用最為廣泛的一種顯示技術(shù)。這種投影儀可把輸入信號源分解成R(紅)、G(綠)B(藍)三個CRT管的熒光屏上,熒光粉在高壓作用下發(fā)光系統(tǒng)放大、會聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。光學(xué)系統(tǒng)與RT管組成投影管,通常所說的三槍投影儀就是由三個投影管組成的投影儀,由于使用內(nèi)光源,也叫主動式投影方式。CRT技術(shù)成熟,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;但其重要技術(shù)指標圖像分辨率與亮度相互制約,直接影響CRT投影儀的亮度值,到目前為止,其亮度值始終徘徊在300lm以下。另外CRT投影儀操作復(fù)雜,特別是會聚調(diào)整繁瑣,機身體積大,只適合安裝于環(huán)境光較弱、相對固定的場所,不宜搬動。
LCD投影儀
LCD(Liquid Crystal Display)液晶投影儀,可以分成液晶板投影儀和液晶光閥投影儀,前者是投影儀市場上的主要產(chǎn)品。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-55℃~+77℃。投影儀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,影響其液晶單元投影儀的透光率或反射率,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。由于LCD投影儀色彩還原較好、分辨率可達SXGA標準,體積小,重量輕,攜帶起來也非常方便,是投影儀市場上的主流產(chǎn)品。按照液晶板的片數(shù),LCD投影儀分為三片機和單片機,而單板投影儀的機型已經(jīng)很少,我們看到最多的還是三片機。
在投影儀中有3塊液晶板,其中分布著液晶體。液晶體是介于液體和固體之間的物質(zhì),本身不發(fā)光,它們象熒光屏上的像素一樣整齊的排列著。投影儀利用液晶的光電效應(yīng),即液晶分子的排列以及液晶分子本身的狀態(tài)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。投影儀利用這個原理可以達到利用電信號準確控制通過液晶單元的光線的目的。 液晶投影儀中的光源是金屬鹵素燈或UHP(冷光源),發(fā)出明亮的白光, 經(jīng)過光路系統(tǒng)中的分光鏡,將白光分解為RGB(紅色、綠色、藍色)三種元素顏色的光線。RGB三種元素顏色的光線在精確的位置上穿過液晶體,這時候每一個液晶體的作用類似于光閥門,控制每一個液晶體中光線的通過與否以及通過光線的多少。三種元素顏色的光線就這樣,經(jīng)過投影儀的鏡頭準確投射到屏幕上,哪一點該是什么顏色、光的強度有多少,都分布的正正好好。就這樣,在屏幕上投影組成了與源圖像一致的色彩斑斕的圖像。普通的LCD投影儀具有色彩好、價格優(yōu)勢和亮度均勻性好等多方面優(yōu)勢,因此目前正在以萬元甚至低于萬元的價格逐漸普及到家庭和小型商用場所之中。
此外還有液晶光閥投影儀代表了液晶投影儀的高端產(chǎn)品,它采用CRT管和液晶光閥作為成像器件,是CRT投影儀與液晶與光閥相結(jié)合的產(chǎn)物。具有非常高的亮度和分辨率,適用于環(huán)境光較強,投影屏幕很大的場合,如超大規(guī)模的指揮中心、會議中心或娛樂場所等。
DLP投影儀
DLP是英文Digital Light Processor 的縮寫,譯作數(shù)字光處理器。DLP以DMD(Digital Micromirror Device)數(shù)字微反射器作為光閥成像器件。一個DLP電腦板由模數(shù)解碼器、內(nèi)存芯片、一個影象處理器及幾個數(shù)字信號處理器(DSP)組成,所有文字圖象就是經(jīng)過這塊板產(chǎn)生一個數(shù)字信號,經(jīng)過處理,數(shù)字信號轉(zhuǎn)到DLP系統(tǒng)的心臟--DMD。而光束通過一高速旋轉(zhuǎn)的三色透鏡后,被投射在DMD上,然后通過光學(xué)透鏡投射在大屏幕上完成圖像投影。一片DMD是由許多個微小的正方形反射鏡片(簡稱微鏡)按行列緊密排列在一起貼在一塊硅晶片的電子節(jié)點上形成的,每一個微鏡都對應(yīng)著生成圖像的一個像素。因此,DMD裝置的微鏡數(shù)目決定了一臺DLP投影儀的物理分辨率,例如一臺投影儀的分辨率為600X800,所指的就是DMD裝置上的微鏡數(shù)目就有600x800=480000個。
在DMD裝置中每個微鏡,都對應(yīng)著一個存儲器,該存儲器可以控制微鏡在±10度角兩個位置上切換轉(zhuǎn)動。而且DMD塊上每一個像素的面積為16μm×16,間隔為1μm。根據(jù)所用DMD的片數(shù),DLP投影儀可分為:單片機、兩片機、三片機。DMD數(shù)字信號的紅,綠,藍順序旋轉(zhuǎn),小鏡子根據(jù)像素的位置及色彩的多少被打開或關(guān)閉,此時DLP可以看作是只有一個光源和一組投影鏡頭組成的簡單光路系統(tǒng),鏡頭放大了DMD的反射影像并直接投射在屏幕上,這樣一幅生動、明亮的演示效果就展現(xiàn)在我們面前了。
4主要指標編輯
投影儀的性能指標是區(qū)別投影儀檔次高低的標志,主要有以下幾個指標:
光輸出
是指投影儀輸出的光能量,單位為“流明”(lm)。與光輸出有關(guān)的一個物理量是亮度,是指屏幕表面受到光照射發(fā)出的光能量與屏幕面積之比,亮度常用的單位是“勒克斯”(lx,1lx=1lm/m2)。當投影儀輸出的光通過一定時,投射面積越大亮度越低,反之則亮度越高。決定投影儀光輸出的因素有投影及熒光屏面積、性能及鏡頭性能、通常熒光屏面積大,光輸出大。帶有液體耦合鏡頭的投影儀鏡頭性能好,投影儀光輸出也可相應(yīng)提高。
水平掃描頻率(行頻)
電子在屏幕上從左至右的運動叫做水平掃描,也叫行掃描。每秒鐘掃描次數(shù)叫做水平掃描頻率,視頻投影儀的水平掃描頻率是固定的,為15.625KHz(PAL制)或15.725KHz(NTSC制)數(shù)據(jù)和圖形投影儀的掃描頻率不是不個頻率頻段;在這個頻段內(nèi),投影儀可自動跟蹤輸入信號行頻,由鎖相電路實現(xiàn)與輸入信號行頻的完全同步。水平掃描頻率是區(qū)分投影儀檔次的重要投影儀指標。頻率范圍在15kHz-60kHz的投影儀通常叫做數(shù)據(jù)投影儀。上限頻率超過60kHz的通常叫做圖形投影儀。
垂直掃描頻率(場頻)
電子束在水平掃描的同時,又從上向下運動,這一過程叫垂直掃描。每掃描一次形成一幅圖像,每秒鐘掃描的次數(shù)叫做垂直掃描頻率,垂直掃描頻率也叫刷新頻率,它表示這幅圖像每秒鐘刷新的次數(shù)。垂直掃描頻率一般不低于50Hz,否則圖像會有閃爍感。
視頻帶寬
投影儀的視頻通道總的頻帶寬度,其定義是在視頻信號振幅下降至0.707倍時,對應(yīng)的信號上限頻率。0.707倍對應(yīng)的增量是-3db,因此又叫做-3db帶寬。
分辨率
分辨率有:可尋址分辨率、RGB分辨率、視頻分辨率三種。
對CRT投影儀來說,可尋址分辨率是指投影管可分辨的最高像素,它主要由投影管的聚焦性能所決定,是投影管質(zhì)量指標的一個重要參數(shù)。可尋址分辨率應(yīng)高于RGB分辨率。
RGB分辨率是指投影儀在接RGB分辨率視頻信號時可過到的最高像素,如分辨率為1024×768,表示水平分辨率為1024,垂直分辨率為768,RGB分辨率與水平掃描頻率,垂直掃描頻率及視頻帶寬均有關(guān)。
視頻分辨率是指投影儀在顯示復(fù)合視頻時的最高分辨率。這里,有必要將視頻帶、水平掃描頻率、垂直掃描頻率與RGB分辨率的關(guān)系作一分析:首先看看水平掃描頻率與垂直掃描頻率、的關(guān)系。
在投影儀指標中,分辨率是較易混淆的一個概念,投影儀技術(shù)指標上常給出的
水平掃描頻率=A×垂直掃描頻率×垂直分辨率
式中A為常數(shù),約為1.2,垂直掃描頻率一般不應(yīng)低于50Hz,為了保證良好的視覺效果,希望垂直掃描頻率高一些好。為了提高圖像質(zhì)量,也要提高垂直分辨率。這些都要求相應(yīng)地提高水平掃描頻率??梢?,水平掃描頻率是投影儀的一個重要技術(shù)指標。例如:當掃描頻率為70Hz,垂直分辨率為768時,行頻為64.5。
其次再來看視頻帶寬與水平掃描頻率、水平分辨率的關(guān)系。
視頻帶寬=R×水平掃描頻率×水平分辨率/2
式中R為約為1.4,其中水平分辨率應(yīng)比垂直分辨率高,這是由于圖像水平與垂直幅度之比是4:3,例如垂直分辨率為768時,水平分辨率一般是1024,此時信號帶寬是46MHz。
綜合上述兩個公式可以得出:
視頻帶寬=C×水平分辨率×垂直分辨率×垂直掃描頻率/2
式中C=A×R。由該公式可以知道要提高圖像分辨率,就要提高視頻帶寬。因而視頻帶寬也是投影儀的一個重要指標。因此,在區(qū)分投影儀質(zhì)量優(yōu)劣時,應(yīng)注重行頻和帶寬,在看RGB分辨率時,還應(yīng)注意它的垂直掃描頻率,在行頻一定時,垂直掃描頻率不同時,最高RGB分辨率也不同。例如一臺投影儀的最高行頻為75kHz,當垂直掃描頻率為60Hz時,允許最高RGB分辨率是1280×1024。而如果將垂直掃描頻率提高至70Hz時,就達不到1280×1024。