投影机基础知识

1、投影机基础知识 2021/3/142 目录 投影机专业术语/参数 接口介绍/选用 投影机工作原理 2021/3/143 目录目录 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 2021/3/144 1. 标准化机构简介 机构缩写英文名称中文名称LOGO ISO International Organization for Standardization 国际标准化组织 IEC International Electrotechnical Commission 国际电工委员会 ISO/IEC JTC 1 ISO/IEC Joint Technical Committ

2、ee ( Information Technology ) ISO/IEC联合技术 委员会 JBMIA Japan Business Machine and Information System Industries Association 日本办公机械与信息 系统产业协会 ANSI The American National Standards Institute 美国国家标准化协会 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。 2021/3/145 1. 投影机行业标准简介-ISO/IEC 21118: 2005 标准 1. 2005年8月以前,日

3、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/IEC 21118: 2005 标准(或称ISO 21118: 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。( ) 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 。 2021/3/146 1.环境温度25C,相对湿度10%90%,海拔高度低于1000米。 2.测试房间(暗房)要防止

4、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Minolta Chromameter， Model CL-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 2021/3/147 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

5、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 2021/3/148 光通量(亮度) Brightness =Sum(L1L9)/9(lux) x A(m2) * A (Area) = W * H (m2) 2. 光学参数测量方法 * ISO21

6、118: 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 2021/3/149 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) * FOFOFull On/Full Off 均匀度 (常用JBMIA 9点法) 指整体画面亮暗的差异程度 (以表示)。 Uniformity (JBMIA) = Average (L1,L3,L7,L9)/

7、L5 Uniformity (ANSI) = Minimum (L10,L11,L12,L13)/Average(L1L9) 2. 光学参数测量方法 2021/3/1410 投射比(Throw Ratio) = 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(Zoom Ratio) =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

8、(米, m)。 * 投影距离L：镜头中心到屏幕的最短距离(米, m)。 L 2021/3/1411 方法方法1查说明书查说明书 *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 以以MP777 投投120”为例为例,如何计算投影距离。如何计算投影距离。 投射比1.511.96;投影65”2m;缩放比1.3 (1.96/1.51) 方法方法2公式计算公式计算 *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。 2021/3/1412

9、垂直偏移量 /Projection Offset /仰角 Projection Offset= 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120130%。 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 2021/3/1413 目录目录 II. 接口介绍/选用 1. 模拟接口 2. 数字接口 3. 控制接口 2021/3/1414

10、 D-Sub (VGA) Component (YPbPr) Composite (Video) DVI-I RS232 S-Video USB Audio BNC 接口介绍接口介绍 连连看连连看 HDMI 2021/3/1415 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

11、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 2021/3/1416 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

12、 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 2021/3/1417 BNC BNC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

13、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 2021/3/1418 2.接口介绍数字 DVI ( Digital Visual Interface / 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-S

14、ub、YPbPr 、S-Video和Video。 DVI-I接口 数字+模拟传输(比DVI-D多了4个针脚， 用以传输模拟的RGB信号) DVI-D接口 纯数字接口，不支持模拟信号输入 2021/3/1419 2.接口介绍数字 HDMI (High Definition Multimedia/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，HDMI 1.0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

15、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。 2021/3/1420 接口介绍信号处理接口介绍信号处理 2021/3/1421 3.控制接口 RS232串行通信接口 功能代码(十六进制)功能代码(十六进制) 开机 0D 2A 70 6F 7

16、7 3D 6F 6E 23 0D VGA(PC) 0D 2A 73 6F 75 72 3D 52 47 42 23 0D 关机 0D 2A 70 6F 77 3D 6F 66 66 23 0D Video(视频) 0D 2A 73 6F 75 72 3D 76 69 64 23 0D 波特率奇偶位数据位停止位流控制 115200(默认)无81无 * 大部分在销机种代码均通用。 2021/3/1422 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 视频接口视频接口: VideoS-VideoComponentRGBDVI/HDMI

17、低端(效果差) 高端(效 果优) MP724 D-sub/Comp. In 红外线 接收器 喇叭 DVI-I 输入 HDMI 输入 音频输入/输出 2021/3/1423 * * 投影机视频连接线材投影机视频连接线材 Video S端子端子 色差色差/YPbPr D-subYPbPrD-Sub/VGA D-subBNC D-subDVI HDMI、 DVI-D 2021/3/1424 * *投影机电源线、音频线及控制线投影机电源线、音频线及控制线 USB Control/ RS232 电源线电源线 音频线音频线 2021/3/1425 你都认识了吗你都认识了吗? SP920 2021/3/14

18、26 电视盒、电视盒、KTV主机等主机等,都推荐客户选用高级的接口。都推荐客户选用高级的接口。 VGA信号 色差信号 Video信号 2021/3/1427 III. 投影机工作原理(光学) 1. 光源 2. 光路 3. 成像引擎 4. 镜头 2021/3/1428 投影机原理示意图投影机原理示意图 信号源信号源 (PC/视频视频) 光光 源源 信号处理信号处理(Solution) 与控制电路与控制电路 DLP成像引擎成像引擎投影镜头投影镜头 光路光路 幕幕 布布 温控保护温控保护 系统系统 2021/3/1429 光源光路 成像引擎 (成像面板) 投影 镜头 前风扇组 DLP 投影机的组成投

19、影机的组成 (单片单片) 控制电路 /温控保护系统 2021/3/1430 光源 光 路 镜头 投影 LCD 投影机的组成投影机的组成 (3LCD透射式透射式) 成像引擎 裸灯 整灯 灯杯 灯芯 灯架 打开灯泡门 滤光片 光源光源投影灯泡的组成投影灯泡的组成 2021/3/1432 光源投影灯泡的工作原理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

20、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。 2021/3/1433 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: 100W UHP250W卤素灯） 高压汞灯泡 则是采用高压汞填充的灯泡(

21、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。 2021/3/1434 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。

22、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。 灯泡名称厂商介绍 UHPPhilips荷兰 VIPOSRAM德国 UHE Epson、 Panasonic 日本 2021/3/1435 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

23、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 (Light Emitting Diode) 光路光路将灯泡的光线,传输到成像引擎 光管 透镜组 反射镜 色轮 分色镜 尽可能的保证效率效率和准确性准确性。 2021/3/1437 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

24、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 2021/3/1438 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

25、反射，在另一端出现时，就是均匀的矩形光束了。 光路光管 光光 管管 灯灯 泡泡 2021/3/1439 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。 2021/3/1440 四节点色轮 RGBW 五节点色轮 RYGBW 六节点色轮 RGBRGB/RYGCBW 2021/3/1441 作用

26、: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) 2021/3/1442 u颜色有三种表现特征, 即色调、亮度和饱和度。 u饱和度与亮度,像天平的两端 一样矛盾。 u三角形的三个点可以描绘出 投影机的所有色彩 u许多视频源使用 SMPTE 240 色彩标准去记录影片 u想得到完整的图像需要复制 到色彩的全部 色谱图色谱图 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)

27、 通常单片式 2021/3/1444 光光 源源 棱镜棱镜 反射镜反射镜 反射镜反射镜 反射镜反射镜 X型立方体型立方体 投影镜头投影镜头 液晶面板液晶面板 分色镜分色镜 * LCD : Liquid Crystal Display 液晶显示屏 3LCD投影系统工作原理(透射式) 2021/3/1445 反射反射:红光红光 穿透穿透:绿光绿光,蓝光蓝光 反射反射:蓝光蓝光 穿透穿透:绿光绿光,红光红光 3LCD投影系统X型立方体 画画 面面 2021/3/1446 DLP投影系统工作原理单片式 2021/3/1447 DLP工作原理 2021/3/1448 DLP工作原理工作原理 2021/3

28、/1449 DLP工作原理 一个DMD象素由镜面层、机构层和半导体层构成 2021/3/1450 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 2021/3/1451 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 2021/3/1452 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 2021/3/1453 单芯片 DLP方案 2021/3/1454 DLP 技术广泛应用于商务、行业和家庭领域技术广泛应用于商务、行业和家庭领域 单芯片单芯片 DLP方案方案 单片单片DLP DLP Cinema 三芯片三芯片 DLP Cinema 方案方案 2021/3/1456 LCOS (或或D-ILA) 投影系统投影系统 (三片反射式三片反射式) LCOS, (Liquid Crystal on Silicon),硅基液晶，反射型液晶 或D-ILA，(Direct-Drive Image Light Amplifier)，直接驱动图像光源放大 器 2021/3/1457 LED 投影系统 (单片DLP) LED (Light Emitting Diode) LED投影机的光线是通过,高