背投影机原理.doc

多媒体背投影系统原理1显示终端概述1.1分类 按技术原理，现行的各类显示终端大致可分为以下五种显示方式，如下图所示：CRT PDP显示方式 LEDDLP 透过式LCDLCD 反射式LCD（又称L-COS） 图11.2 不同原理简述1.2.1 CRT：阴极射线管 Cathode Ray Tube 是应用较为广泛的一种显示技术，现在人们家里普遍使用的电视机和长虹、SONY等背投彩电都是这种技术原理。1.2.1.1 优点：A 色饱和度好，色还原性好。B 可长时间连续工作，寿命长达10年。C 工业化成熟度高，成本低廉。1.2.1.2 缺点：A 亮度不高，且亮度不够均匀，易产生“太阳晕”现象（四角亮度不如中心亮度）。B 可以驳接计算机信号，但多数仅能640480分辨率，显示效果差。C 受投影管尺寸（现通用最大尺寸7寸）限制，屏幕显示面积受限制，最大仅为65英寸。D 有辐射。1.2.2 PDP：等离子平面显示技术 Plasma Display Panel 是近几年才逐渐使用的一种平板显示技术，利用气体放电原理，采用等离子管作为发光元件，大量的等离子管排列在一起即构成了发光屏幕。1.2.2.1 优点：A 超薄，最大厚度100，体积小，重量轻。B 亮度均匀。1.2.2.2 缺点：A 价格高，50英寸的一面PDP屏售价约为1315万元人民币。B 尺寸小，现商品仅有43、50两种规格（显示模式为16:9）。C 亮度不高。D 计算机信号不甚理想。1.2.3 LED：以发光二极管点阵为显示器件。1.2.3.1 优点：A 亮度高。（是目前五种显示原理中唯一可在户外使用的技术方案）B 采用模块拼接方式，显示面积可达上百平方米。C 寿命长。1.2.3.2 缺点：A 在同等面积下，整屏像素点数量有限，且像素点之间间距较大，故分辨率较低，显示图像（特别是动态图像）质量有限。B 相对背投而言，整屏可靠性稍差，故障率偏高，售后服务成本较高。1.2.3.3 对比：在室内，LED与LCD/DLP背投市场有一部分重叠，主要为小面积屏，如3、3.7、5等室内全彩屏、灰度屏等。1.2.4 DLP：数字光源处理（Digital Light Processing）投影技术是基于TI公司开发的DMD（Digital Micro mirror Device，数字微镜装置）的一种真正的全数字反射式投影技术。DLP投影机的核心是DMD装置。1.2.4.1 优点：A 计算机信号显示效果尤佳。B 相比LCD而言，可在一定范围内，长时间连续工作。C 大画面显示。D 亮度高，分辨率高。1.2.4.2 缺点：A 视频效果优于LED、PDP，但不如CRT、LCD。B 由于造价原因，多采用单片式DLP，即便如此，可用于背投的工程用DLP投影机价格仍高于LCD。1.2.4.3 对比：特别适合于需长时间连续工作，又需要精致图像画面质量的地方，如监控中心、生产调度中心等。1.2.5 LCD：LCD Liquid Crystal Display 是液晶显示技术和投影技术相结合的产物，它利用液晶的电光效应，用液晶板作为光的控制层来实现投影。分为透过式液晶显示和反射式液晶显示两种。现普遍采用三片式透过式液晶显示方式。1.2.5.1 优点：A 计算机信号、视频信号均较出色，尤其视频信号。B 亮度高，分辨高。C 可大画面尺寸显示。D 绿色环保，无辐射。1.2.5.2 缺点：A 不能长时间连续工作B 因显示画面大，人眼生物分辨角度有限，接受TV信号，画面效果不佳。（若接收TV信号，建议采用计算机内置视频卡接收）2 多媒体背投影机简述2.1 构成背投影机芯/ 专业背投影屏幕/ 光学反射系统/ 光学矫正系统/ 控制系统/ 结构系统2.2 构成分述2.2.1 背投影机芯2.2.1.1并不是所有投影机都适合做背投影芯，必须考虑其亮度均匀性，防尘回路设计等。2.2.1.2结构：光源 / 光学引擎（LCD液晶板、透镜组等）/ 机械结构（防尘回路设计）、外观设计 / 控制电路部分2.2.1.2.1 光源2.2.1.2.1.1 定义主要指投影灯泡2.2.1.2.1.2 种类：金属卤素灯：350W 500600小时冷光源： UME、UHM、NSH等 1500小时 UHP 20004000小时2.2.1.2.1.3 色温色温 对比度 图像层次感，色彩偏冷色色温：低 UHPUHM、UME、NSH等金属卤素灯 高2.2.1.2.2 光学引擎2.2.1.2.2.1 透镜组和镜头：镜头分为标准镜头和大口径非球面广角短焦镜头2.2.1.2.2.2 LCD液晶板2.2.1.2.2.2.1 生产厂家：SONY、EPSON、SHARP（仅1.3英寸）2.2.1.2.2.2.2 生产尺寸：6.4英寸、1.3英寸、0.9英寸、0.7英寸2.2.1.2.2.2.3 分辨率定义： 800个小孔。-。-。 。 。 - - - - - - -。 -。 -。 -。 。-。如：SVGA 800600600个小孔 XGA（1024768）等类推2.2.1.2.2.2.4 工艺和寿命LCD液晶板占投影机整机成本的近1/2，故是影响价格的一个重要因素，不同档次的液晶板势必带来的生产成本、不同的销售价格。 普通LCD板 800010000HLCD液晶板 带DM R LCD板 1000013000H 带涂履层技术、DM R LCD板 1500020000H（注：涂履层改善散热，因为热量是LCD板烧损的主要原因）2.2.1.2.2.2.5 发展方向 现在：透过式LCD板 未来：反射式LCD板 无用光 有用光 有用光 无用光原始光源 原始光源 光利用率低：约40% 光利用率高：约70%影响亮度提高 容易提高光亮度2.2.1.2.3 机械结构、外观设计2.2.1.2.3.1 外观：立式、卧式2.2.1.2.3.2 防尘回路设计：若设计得当，能有效改善散热，防止灰尘进入光学引擎，造成LCD板温升、烧损。开机 温升 吸尘 堵LCD板孔 死点防尘回路设计不好 LCD板过热烧损2.2.1.2.4 控制电路部分（略：注意梯形校正、画中画等实用功能即可）2.2.2 专业背投影屏幕2.2.2.1 分类散射背投影屏幕：增益低，对比度低、视角窄、结构简单、成本低微结构光学型背投影屏幕：增益高，对比度高、视角宽、结构复杂、成本高2.2.2.2 微结构光学型背投影屏幕2.2.2.2.1 构成：柱状镜面层、散射层、条纹层、菲涅尔透镜层2.2.2.2.2 优秀的光学散射性能，克服了色位移、色差等缺陷，实现高增益、高对比，水平视角近乎180，是CRT彩电普通采用散射屏所无法比拟的。2.2.3 光学反射系统反射镜2.2.3.1 分类反射镜屏幕屏幕投影机 屏幕 反射镜 投影机 投影机 背面直投影方式 单次反射方式 双次反射方式 2.2.3.2 反射镜2.2.3.2.1 分类 铝基镀膜反射镜：反射率75%，易衰减，最终稳定反射率约5065%银基镀膜反射镜：反射率高达93%，不易衰减，稳定 背面镀膜：有重影现象，光利用率较低 正面镀膜：无重影现象，光利用率高 伟事达公司采用的是正面银基镀膜反射镜。2.2.3.2.2 高品质的反射镜必须通过伟事公司对三个重要指标的严格检测方能进入产品生产环节。这三个指标是：镀层平整度、镀层厚度、镀层附着力。以确保产品质量。2.2.4 光学矫正系统2.2.4.1 光学变形原因2.2.4.1.1 光学变形主要存在于大反射镜、投影机内光学反射系统2.2.4.1.2 变形原因：A 应力释放 B 重力因素2.2.4.1.3 变形现象： 2.2.4.1.4 结论：变形是不可避免的，采用光学矫正是必要的。2.2.4.2 光学矫正基本原理是采用反变形原理具体分为机械矫正和电子矫正两种方法，因涉及商业核心机密，不作过多赘述。2.2.5 控制系统2.2.5.1 充分利用投影机芯各种功能接口。2.2.5.2 率先采用自适应技术，做到PC/AV切换不掉线，避免普通正投影机PC/AV切换时不满屏现象。2.2.5.3 独有控制程序设计，有效矫正光学变形。2.2.6 结构设计 （略）3 背投影显示屏尺寸表：规格对角线（）宽高（）面积（）721828.81463.041097.281.605842133.61706.881280.162.1859022861828.81371.62.5081002540203215243.09712030482438.41828.84.461503810304822866.96820050804064304812.3874背投影工程一般选择原则4.1 适用范围本规则适用于本公司营销人员和技术人员，在为客户设计大屏幕背投影显示终端时，根据客户主观要求和用途以及客观环境，参考本规则做出合适的技术方案。4.2 全面了解客户要求4.2.1 性能 选择投影机满足客户对投影机的亮度要求、分辨率和功能等各方面要求。4.2.2 用途 了解客户的用途，根据用途选用不同机型。4.2.2.1 以显示视频图像为主的，适合选择一些视频处理技术好的品牌机，如SONY、EPSON、PHILIPS和TOSHIBA等。其中EPSON具有视频画中画功能。4.2.2.2 以显示计算机图形为主的，在客户的预算内尽可能选择高分辨率的投影机，投影机的水平和垂直刷新频率也要适应较宽范围，DLP投影机的颗粒感比LCD投影机弱，可以优先考虑。4.2.2.3 监控中心如要求长时间连续工作，应优选适应长时间工作的DLP投影或散热较好的投影机，投影灯的寿命也应较长。电视监控中心要保证逼真的视频显示效果不能选用单片DLP投影机。4.2.2.4 用户要求控制室远离投影机时，优先选择具有遥控通讯口的工程专用投影机，如SONY、BARCO等。4.2.3 用户环境4.2.3.1 了解用户需要安装背投工程的空间物理尺寸，如高度、宽度等，对照屏幕尺寸和上下美观因素，推荐优选尺寸。4.2.3.2 了解用户现场环境的照度，如有无阳光直射以及周围灯光强弱程度。4.3 适应安装现场环境4.3.1 屏幕4.3.1.1 屏幕尺寸选择屏幕中心高度最佳为中间最远观看位到屏幕距离的1/10左右。屏幕下沿高度，一般以正常观看时，屏幕显示内容不被遮掩为原则，同时考虑观看中心区能否得到最佳观赏效果，屏幕上方装饰物品是否影响整体装修效果。4.3.1.1 屏幕指标选择现场较宽阔的选择宽视角屏幕；现场较狭长的适合选择高增益屏幕；现场光照较强的适合选择高对比度屏幕。4.3.2 投影机亮度选择投影机的亮度指标为ANSI流明，选择投影机的亮度要根据屏幕大小和环境亮度来定。我们用投影机标称亮度/屏幕面积，得到屏幕平均的每平方米的ANSI流明为参考指标。4.3.2.1 低照度环境在照度低于200勒克司的环境下，如无窗或窗户小的室内用普通灯光照明。选择的投影机的参考指标可低于500ANSI流明/平方米。4.3.2.2 中等照度环境在照度值200至400勒克司的环境下，如不向阳开窗户的室内用普通灯光照明。选择的投影的参考指标应为500至700ANSI流明/平方米。4.3.2.3 高照度环境在照度值400至700勒克司的环境下，如不向阳开窗户的室内用普通灯光照明，屏幕无阳光直射，也不向采光面安装。选择的投影机的参考指标应为700至1000ANSI流明/平方米。4.3.2.4 强照度环境在照度值高于1000勒克司的环境下，如向阳开窗户的室内用普通灯光照明，屏幕无阳光直射，但向