投影仪的工作原理及如何选择

互联网 | 编辑: 2004-01-07 00:00:00转载 一键看全文

投影仪是一种用来放大显示图像的投影装置。目前已经应用于会议室演示以及在家庭中通过连接DVD影碟机等设备在大屏幕上观看电影。在电影院,也同样已开始取代老电影胶片的数码影院放映机,被用作面向硬盘数字数据的银幕。 

如何使用透镜来进行反射

每个像素一个微镜,反射光线

投影仪有的还使用微镜元件。这就是美国德州仪器开发的DMD。由于DMD专利归该公司所有,因此只有该公司进行生产和供货。采用DMD的投影仪称为DLP(数字光处理)投影仪。

DMD的每一个像素都是一面镜子,在半导体底板上排列着和像素一样多的微镜。微镜边长仅14μm。使用微镜最多的DMD是大约80万像素的型号。通过在0.7英寸(对角线长度)底板上的大约80万枚微镜逐枚动作来显示图像。

每一枚微镜以对角线方向为轴左右倾斜(见图4左)。采用静电引力移动微镜。微镜本身施加20V电压,在对角线一端下方施加5V,另一个施加0V电压后,由于0V一端的电位差较大,因此微镜就将向这一侧偏移。

图4:DMD结构(左),以及用DMD生成图像的原理(右) 点击放大

利用微镜角度改变反光方向。显示白色时设置成反射光朝向镜头的角度。显示黑色时光线则光被吸收板所吸收。结构示意图由日本德州仪器提供。

通过倾斜DMD的方向来改变光线反射角度,来实现白色和黑色(见图4右)。当微镜向某个方向倾斜10度时,通过调整光线将反射到镜头方向,反方向倾斜10度时光线将反射到光吸收板上。这样一来,光线朝镜头反射时显示白色,朝光吸收板反射时显示黑色。中间色调则通过在极短时间内反复切换白色和黑色来实现。

与液晶元件相比,DMD的像素具有更高的图像显示性能。首先是对比度高。对比度最高可达3000:1。另外对信号的响应速度快。响应速度约为15微秒,差不多是液晶的1000倍。响应速度越快,越能平滑地显示视频图像。而且DMD的光利用效率更好。由于像素由微镜组成,因此照射来的光线有9成会反射出去。不过,虽然性能高,但每个像素的均价也高。

图5:投影仪种类和用途

包括4类。单板式DLP投影仪和使用3枚透过型液晶元件的液晶投影仪是面向演示及家庭影院的普及型产品。使用反射型液晶的液晶投影仪和3板式DLP投影仪则是面向电影院数字放映机和大厅及各种大众活动的高价位产品。

图6:单板式DLP投影仪的结构

只使用一枚DMD的单板式DLP投影仪通过高速旋转彩色滤色器,按顺序分别向DMD照射红、绿、蓝三色光。DMD连续显示各色图像,然后通过镜头进行投影。根据日本德州仪器的公开资料制作而成。

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