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投影机基础知识 目录 投影机专业术语 参数接口介绍 选用投影机工作原理 目录 I 投影机专业术语 参数 1 行业标准 2 光学参数 3 镜头参数 1 标准化机构简介 任何测试数值 都要基于一个标准 才有意义 相同设备 在不同标准下 所得数值可能不同 1 投影机行业标准简介 ISO IEC21118 2005标准 1 2005年8月以前 日本JBMIA的投影机分会 制定的投影机性能标准IIS 2 2005年8月26日 ISO IEC联合技术委员会发布 ISO IEC21118 2005标准 或称ISO21118 2005标准 3 JBMIA投影机分会在其网站的相关页面 公布了自2006年1月以来 在中国内地销售的投影机产品 部分 的真实技术指标 以确保在中国内地销售产品的质量 帮助消费者正确地选购投影机 http 4 JBMIA网站上已经公布了明基等15个品牌 在销产品的亮度指标 环境温度25 C 相对湿度10 90 海拔高度低于1000米 2 测试房间 暗房 要防止光线透射 唯一的光源是投影机 当手工进行对比度测试时 测试人员不能穿白色衣服 屏幕上的光照度低于1lux 测试用幕布应该平坦的非反光材料 3 应该使用仪器MinoltaChromameter ModelCL 200 或相同类型的仪器代替 测量仪器 每年需要到国家计量机构进行校正 4 测试前投影机运行稳定 热机 采用默认设置 如梯形校正 情景模式 色温等 且至少测试前5分钟内没有做任何调整 投影镜头调为最大缩放 投影画面尺寸为60英寸 即1平方米左右 2 光学参数 测量条件 1 光照度Ev单位受照面积接受的光通量 定义为光照面的光照度 用字符Ev表示 光照度的单位是勒克斯 lux或lx 1lux 1lm m2 2 光通量 v 亮度 标度可见光对人眼的视觉刺激程度的量称为光通量 通常以字符 表示 光通量的单位为流明 lm 我们通常将投影机的光通量 俗称为亮度 光通量 v 光照度Ev 画面面积对于同一台投影机来说 投影的画面越大 光照度越小 而投影面积越小 则光照度越大 但它们的乘积是不变的 2 光学参数 说明 光通量 亮度 Brightness Sum L1 L9 9 lux xA m 2 A Area W H m 2 2 光学参数 测量方法 ISO21118 2005标准规定 宣称亮度为平均水平 允许最低亮度不低于宣称亮度的80 出厂的每台投影机亮度不尽相同 但都大于最低值 ANSI流明是单台投影机的亮度测量方法 ISO21118是投影机各项技术指标的测量标准及出货标准 数据模拟图 对比度指投射出的白色 与黑色画面之间的亮度比率 Contrast 纯白 L5 纯黑 L5 FOFO FOFO FullOn FullOff均匀度 常用JBMIA9点法 指整体画面亮暗的差异程度 以 表示 Uniformity JBMIA Average L1 L3 L7 L9 L5Uniformity ANSI Minimum L10 L11 L12 L13 Average L1 L9 2 光学参数 测量方法 投射比 ThrowRatio 投影距离 画面宽度 用来区别不同的镜头 如短焦镜头0 9 数值越小短焦效果越好 投影比 画面对角线尺寸 投影距离 如110 2m 更形象的表现投射比大小 缩放比或变焦 ZoomRatio 投影距离固定时 最大 最小 画面尺寸 定焦则为1 3 镜头参数 测量方法 W D 画面尺寸D 投影画面对角线的尺寸 英寸 inch 画面宽度W 投影画面宽边的长度 米 m 投影距离L 镜头中心到屏幕的最短距离 米 m L 方法1 查说明书 画面尺寸120 最小投影距离3 69米 最大投影距离4 80米 垂直偏移量137mm 以MP777投120 为例 如何计算投影距离 投射比 1 51 1 96 投影 65 2m 缩放比 1 3 1 96 1 51 方法2 公式计算 最小投影距离 画面尺寸 投影比 120 65 2 3 69米 最大投影距离 最小投影距离 缩放比 3 69 1 3 4 80米 投影距离越短 光损失越小 垂直偏移量 ProjectionOffset 仰角ProjectionOffset 投影镜头到画面上边的垂直距离 画面的高度 100 明基部分机种为120 130 人性化设计理念 无需调整梯形校正 普通投影机offset为0或很小 通过调整前支脚把投影机向上抬 此时画面产生垂直失真 即上边宽下边窄 通过Keystone调整后 画质损失明显 尤其是文字的表现 吊装时 投影机吊架也不必延伸过长 来迎合幕布的高度 3 镜头参数 补充说明 目录 II 接口介绍 选用 1 模拟接口 2 数字接口 3 控制接口 D Sub VGA Component YPbPr Composite Video DVI I RS232 S Video USB Audio BNC 接口介绍 连连看 HDMI 视频接口 Composite Video RCA端子 Composite讯号通常来自大多数录像机后面的RCA插孔 将明度Y与色度C信息合并成一个讯号 将明度与色度分开的优点是 视讯投影机内不需包含Comb滤镜来将复合讯号分成明度与色度讯息 Comb滤镜会减少视讯影像的清晰度 S端子 S Video 这是一种视讯传输标准 它使用4接脚的mini DIN接头在两条讯号线之间传送视讯信息 这两条线称为明度 亮度 Y 与色度 色彩 C S Video也称为Y C S Video画质优于Video 1 接口介绍 模拟 色差輸入 Component YPbPr RCA端子 Component视讯包含三个讯号 第一个明度讯号 指的是包含于原本RGB讯号内的亮度或黑白信息 第二个与第三个讯号称为色彩差异讯号 它们指出相对于明度的蓝色与红色量 蓝色元素为B Y 而红色元素为R Y 色彩差异讯号是由RGB讯号衍生出来的 绿色可从B Y与R Y导出 显示装置可从Y元素得知影像的亮度 并且由于它知道蓝色与红色量 因此可推算出绿色量 并填入绿色 YPbPr画质优于Video与S Video D Sub VGA 模拟RGB 红色 绿色 蓝色 计算机的显示器大多采用此类型 使用范例 RGB输入或输出通常被称为计算机的输入或输出 D Sub画质优于YPbPr S Video和Video 1 接口介绍 模拟 BNCBNC电缆有5个连接头用于接收红 绿 蓝 水平同步和垂直同步信号 主要用于连接工作站 工程机等 对扫描频率要求很高的系统 优点 1 BNC的螺旋锁扣设计 可以有很好的牢固连接 2 BNC接头可以隔绝视频输入信号 使信号相互间干扰减少 且信号频宽较普通D SUB大 可达到最佳信号响应效果 1 接口介绍 专业模拟 2 接口介绍 数字 DVI DigitalVisualInterface 数字视觉接口 DVI的输入 可直接与来自计算机的数字图形讯号一起运作 无需A D D A的转换 这样 投射出来的计算机影像将具有更均匀丰富的对比 而不需经过困难的同步化处理 分为DVI I 模拟信号与数字信号 DVI D 纯数字信号 可以支持HDCP协议 可选条件 DVI 数字 画质优于D Sub YPbPr S Video和Video 2 接口介绍 数字 HDMI HighDefinitionMultimedia 高清晰度多媒体接口 HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽 可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号 同时无需在信号传送前进行数 模或者模 数转换 可以保证最高质量的影音信号传送 2002年岁末 HDMI1 0标准颁布 至今已经颁布了1 3版本 主要变化在于近一步加大带宽 以便传输更高分辨率和色深 HDMI在针脚上和DVI兼容 只是采用了不同的封装 与DVI相比 HDMI可以传输数字音频信号 并增加了对HDCP协议的支持 必要条件 为看有版权的高清电影电视打下基础 不过 为了让设备带有HDMI接口 除了需要专用芯片外 硬件厂商还要支付一笔不斐的HDMI认证费 HDMI支持5Gbps的数据传输率 最远可传输15米 足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号 接口介绍 信号处理 3 控制接口 RS232串行通信接口 大部分在销机种代码均通用 Video输入S Video输入 VGA输入色差输入 共用 VGA输出 RS232串口 USB接口 视频接口 Video S Video Component RGB DVI HDMI低端 效果差 高端 效果优 MP724 丰富的接口 红外线接收器 喇叭 DVI I输入HDMI输入 音频输入 输出 投影机视频连接线材 Video S端子 色差 YPbPr D sub YPbPr D Sub VGA D sub BNC D sub DVI HDMI DVI D 投影机电源线 音频线及控制线 USB Control RS232 电源线 音频线 你都认识了吗 SP920 电视盒 KTV主机等 都推荐客户选用高级的接口 VGA信号 色差信号 Video信号 III 投影机工作原理 光学 1 光源 2 光路 3 成像引擎 4 镜头 投影机原理示意图 光源 光路 成像引擎 成像面板 投影镜头 前风扇组 DLP投影机的组成 单片 控制电路 温控保护系统 光源 光路 镜头投影 LCD投影机的组成 3LCD透射式 成像引擎 裸灯 整灯 灯杯 灯芯 灯架 打开灯泡门 滤光片 光源 投影灯泡的组成 光源 投影灯泡的工作原理 发射光线到成像装置 理想的光源 弧间隙 是无穷小 灯杯 发射器 椭球形灯壁 为了预防光输出的降低 在汞蒸气中混合了少量的氧气和卤素 这样可以预防钨沉淀在灯泡壁上 而使钨重新沉淀到电极上去 维持灯泡的亮度几乎和初始亮度一样 直到寿命结束 光输出模式会随着弧电极形状的改变而改变 电极之间的辉光等离子体也会迅速的改变 因此会出现图像有的的区域亮 其他的区域暗的情况 这些问题可以被光学处理 光源 投影灯泡的分类 市面上的投影机灯泡主要有 金属卤素灯泡 高压汞灯泡两大类 金属卤素灯泡因灯泡中填充了金属卤化物而得名 不属于冷光源 半衰期短 一般为1000小时左右 光源的尺寸大 通常是2毫米或稍大点 存在色彩和亮度的稳定性问题 发热量大 不宜做长时间 4小时以上 投影使用 它产生暖光 需要较大功率 才能产生与冷光源灯泡同等的亮度 亮度 100WUHP 250W卤素灯 高压汞灯泡则是采用高压汞填充的灯泡 微量卤素 通常被称为冷光源灯泡 使用寿命长 一般可以正常使用2000小时以上 并且亮度衰减很小 光源的尺寸小 1 3到1 0毫米之间 这样会带来更高的光效率 功耗低 发热量小 投影机温升相对较低 因此适合投影机长时间工作 目前主流投影机的灯泡类型 就是冷光源灯泡 主要有UHP 超高压 VIP UHE 光源 投影灯泡的参数 保养 保养 不要让投影机处于过热状态 引起灯泡衰减的第一个原因就是过热 接下来就是要保证关机后的 正常散热和自然冷却 尽量保证使用环境灰尘少 定期清洗灰尘过滤器 确保电源的 同一性 投影机与信号源的电源连接相同的地线 卖点主要体现在Unishape VIDI光源技术 或 灯泡保护 等热学设计 主要参数 功率 W 半衰期 h 品牌 产地 LED投影机的光线是通过 高功率LED发出光线 穿透分光镜和一系列透镜后得到的 LED光源有下列显著特点 标称寿命5万小时以上 在合理应用的前提下 寿命能做到尽可能的长衰减慢 1万小时衰减5 2万小时衰减10 颜色可以在硬件方面得到伽玛校正 理论上色彩和自然光一样达到无穷程度投影机功耗可以做到40W以内LED投影机从开机到达到全光通量输出 只需要微秒级的时间 LED光源完全不含红外线和紫外线 所以对液晶屏和塑胶光学器件 几乎无寿命影响LED投影机不再担心灰尘的困扰LED投影机产品质量更容易控制 光源 LED LED投影机 LED LightEmittingDiode 光路 将灯泡的光线 传输到成像引擎 光管 透镜组 反射镜 色轮 分色镜 尽可能的保证效率和准确性 大部分投影机使用的成像面板都很小 对角线小于1英寸 如0 65 0 55 这意味着光路上使用的光学部件一定要趋于完美 因为任何材料 形状和位置的瑕疵 在到达幕布时都将被放大了几百倍 当然 这种对于完美的追求要与成本的控制相平衡 事实上光学的设计应该以这样的一种方式 即各个部件应该定位非常准确的组合在一起 而不需要采用太多费时的人工调整 例如一些老型号的光管 反射镜是可调解方向的 而现在大部分光机的设计 都是整合在一起 无需调整的 光路 设计要求 大部分灯泡发出的光线是中心亮 然后是向四周逐渐变暗 一个解决的方法是 用一系列的小镜片 光管 将灯泡的光线汇合到一起 并产生一个矩形的光束 另一种值得注意的方法是 将灯泡的光线汇聚到一个矩形棒的一端 这个棒是由磨光玻璃或石英制成 它的内表面由高反射镜环绕 光线在这个光管里多次反射 在另一端出现时 就是均匀的矩形光束了 光路 光管 光管 灯泡 作用 提供连续的颜色分类 RGB三基色段 白色段 黄色段 过渡色段 洋红等 也会有其他辅助色端 目前有5段和6段 光路 色轮 应用于反射式投影系统 原理 这几种显示的颜色依次刷新画面 大部分设计1 60秒 这对于观察者的大脑来说已经足够快 因此看到的是一个独立的全彩的图像 这叫做 场序颜色 因为它是依次呈现不同的颜色 而不是都在同一时刻 四节点色轮RGBW 五节点色轮RYGBW 六节点色轮RGBRGB RYGCBW 作用 提供RGB三基色原理 分色镜就是 这种材料具有或者表现出两种颜色的特性 这些材料反射一种颜色 同时允许另一种颜色透射 这是通过在玻璃表层 涂上金属氧化物层来实现的 光路 分色镜 应用于透射式投影系统 颜色有三种表现特征 即色调 亮度和饱和度 饱和度与亮度 像天平的两端一样矛盾 三角形的三个点可以描绘出投影机的所有色彩许多视频源使用SMPTE240色彩标准去记录影片想得到完整的图像需要复制到色彩的全部 色谱图 成像引擎 成像技术 LCOS反射式液晶面板 通常三片式 LCD穿透式液晶面板 通常三片式 DMD芯片 反射式 通常单片式 光源 棱镜 反射镜 反射镜 反射镜 X型立方体 投影镜头 液晶面板 分色镜 LCD LiquidCrystalDisplay 液晶显示屏 3LCD投影系统 工作原理 透射式 反射 红光穿透 绿光 蓝光 反射 蓝光穿透 绿光 红光 3LCD投影系统 X型立方体 画面 DLP 投影系统工作原理 单片式 DLP 工作原理 DLP 工作原理 DLP 工作原理 一个DMD象素由镜面层 机构层和半导体层构成 一个DMD微镜片可被简单描述成为一个半导体光开关 DLP 工作原理 一个DMD微镜片可被简单描述成为一个半导体光开关 DLP 工作原理 一个DMD微镜片可被简单描述成为一个半导体光开关 DLP 工作原理 单芯片DLP 方案 DLP 技术广泛应用于商务 行业和家庭领域 单芯片DLP 方案 单片DLP DLPCinema 三芯片DLPCinema 方案 LCOS 或D ILA 投影系统 三片反射式 LCOS LiquidCrystalonSilicon 硅基液晶 反射型液晶或D ILA Direct DriveI