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。
适合小型化的单板投影仪
适合小型化的单板式投影仪
投影仪使用的元件有3类,而实际采用这些元件的产品则分为如下4类:(1)只使用1枚DMD的单板式DLP投影仪、(2)使用3枚透过型液晶的液晶投影仪、(3)使用3枚DMD的3板式DLP投影仪和(4)使用3枚反射型液晶元件的液晶投影仪。从显示红、绿、蓝三色图像的投影仪原理看,基本上都是3板式。然而像DMD一样图像显示性能较高的元件有1枚即可构成投影仪。DMD的单枚价格较高,也是采用单板式设计的原因之一。使用DMD的DLP投影仪除部分大型产品外基本上都是单板式(见图5)。
单板式DLP投影仪并不预先分离光线,而是通过由红、绿、蓝三色构成一种光线的彩色滤色器,按顺序切换三种颜色(见图6)。彩色滤色器每秒旋转60~180次。通过彩色滤色器的光线照射到DMD上。DMD高速连续显示三色图像,照射红色光时显示红色成分的图像,照射绿色光时显示绿色成分的图像。被DMD反射的三色图像通过镜头进行投影。
单板式DLP投影仪由于对比度高、响应速度快,因此适合于家庭影院等视频显示领域。而且光学系统不需太大,因此设计小巧、重量轻,且便携性强,因此还适合于与电脑一起携带使用(照片1)。
不过,也有人指出单板式DLP投影仪使用彩色滤色器连续显示三色图像也产生了相应的缺点。这就是高速的图像显示而导致颜色分离的“彩虹现象”。有人指出颜色分离会“觉得晃眼睛”。面向家庭影院的产品通过提高彩色滤色器的旋转速度,并将滤色器分为6个,或除三色外再加上白色等方法减轻了这种分色现象。
照片1:小型DLP投影仪
日本PLUS Vision推出的DLP投影仪“V-1100”。重约1.0kg,尺寸为宽180×高45×纵长141mm,一只手就能拿得住。
用特殊镜片进行分光
采用投影仪基本结构即3板式的投影仪包括如下3类:(1)普及型即采用透过型液晶的产品、(2)采用DMD的高价产品和采用反射型液晶元件的高价产品。
下面以液晶投影仪为例介绍一下此类产品的结构(图7,点击放大)。首先要将对身体有害的紫外线和影响到温度的红外线从投影灯发出的光线中去除掉。然后根据波长将光分离成红、绿、蓝3色。分离光线时采用一种名为“分色镜”的特殊镜片。分色镜具有只让特定波长的光通过而反射其他光线、或者只反射特定光而让剩余光线通过的特性。先分离红色,接着分离绿色,最后剩下的就是蓝色光。有的产品则按蓝、绿、红的顺序进行分离。由图像元件生成3色图像,然后利用棱镜将这些光进行合成。为了形成自然色,按红3、绿6、蓝1的比例对光线进行合成。
图7:液晶投影仪的结构
投影灯发出的光线首先被分割成紫外线和红外线。然后利用名为分色镜(Dichroic Mirror)的特殊镜片将其分成红、绿、蓝3种光。生成3色图像后,利用棱镜合成后进行投影。
图8:梯形失真补偿技术
减少元件上造成梯形失真部分的像素。分辨率会因此而下降。

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