《微机外围设备的使用与维护》课件第9章

第9章投影机

9.1投影机的分类

9.2投影机的技术指标

9.3DLP投影机的工作方式

9.4投影机的选购

9.5投影机的使用

9.6常见故障及原因

9.7投影机的维护

思考与训练

9.1投影机的分类

9.1.1CRT三枪投影机

CRT是英文CathodeRayTube的缩写，译作阴极射线管。作为成像器件，它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。这种投影机可把输入信号源分解成R(红)、G(绿)、B(蓝)三个CRT管的信号，三个CRT管的荧光粉在高压作用下发光，经系统放大、会聚并在大屏幕上显示出彩色图像。光学系统与CRT管组成投影管，通常所说的三枪投影机就是由三个投影管组成的投影机，由于使用内光源，因此也叫主动式投影方式。

CRT技术成熟，显示的图像色彩丰富，还原性好，具有丰富的几何失真调整能力；但其重要的技术指标图像分辨率与亮度相互制约，直接影响CRT投影机的亮度值，到目前为止，其亮度值始终徘徊在300lm以下。另外，CRT投影机操作复杂，特别是会聚调整繁琐，机身体积大，只适合安装于环境光较弱、相对固定的场所，不宜搬动。

9.1.2LCD投影机

1．液晶光阀投影机液晶光阀投影机采用CRT管和液晶光阀作为成像器件，是CRT投影机与液晶、光阀相结合的产物。为了解决图像分辨率与亮度间的矛盾，它采用外光源，也叫被动式投影方式。一般的光阀主要由三部分组成：光电转换器、镜子和光调制器。它是一种可控开关，通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上，将光信号转换为持续变化的电信号；外光源产生一束强光投射到光阀上，由内部的镜子反射，能通过光调制器，改变其光学特性，紧随光阀的偏振滤光片，滤去其他方向的光，只允许与其光学缝隙方向一致的光通过，这个光与CRT信号相复合，投射到屏幕上。它是目前亮度、分辨率最高的投影机，亮度可达6000ANSI流明，分辨率为2500×2000，适用于环境光较强、观众较多的场合，如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所，但其价格高，体积大，光阀不易维修。主要品牌有休斯-JVC、Ampro等。

2．液晶板投影机按照液晶板的片数，LCD投影机分为三片机和单片机。它的成像器件是液晶板，也是一种被动式的投影方式。利用外光源金属卤素灯或UHP(冷光源)，若是三块LCD板设计的，则把强光通过分光镜形成RGB三束光，分别透射过RGB三色液晶板；信号源经过模/数转换，调制加到液晶板上，控制液晶单元的开启、闭合，从而控制光路的通断，再经镜子聚合光，由光学镜头放大，显示在大屏幕上。LCD投影机示意图如图9-1所示。

图9-1LCD投影机示意图

9.1.3数码投影机

DLP是英文DigitalLightProcessor的缩写，译作数字光处理器。这一新的投影技术的诞生，使我们在拥有捕捉、接收、存储数字信息的能力后，终于实现了数字信息显示。DLP技术是显示领域划时代的革命，正如CD在音频领域产生的巨大影响一样，DLP将为视频投影显示翻开新的一页。反射式DMD器件如图9-2所示。

DLP投影机以数字微反射器(DMD，DigitalMicormirrorDevice)作为光阀成像器件，其技术关键点如下：首先是数字优势。数字技术的采用，使图像灰度等级达256～1024级，色彩达2563～10243种，图像噪声消失，画面质量稳定，精确的数字图像可不断再现，而且历久弥新。其次是反射优势。反射式DMD器件的应用，使成像器件的总光效率达60%以上，对比度和亮度的均匀性都非常出色。在DMD块上，每一个像素的面积为16μm×16μm，间隔为1μm。根据所用DMD的片数，DLP投影机可分为单片机、两片机和三片机。DLP投影机清晰度高、画面均匀、色彩锐利，三片机亮度可达2000lm以上，它抛弃了传统意义上的会聚，可随意变焦，调整十分便利；分辨率高，不经压缩分辨率可达1024×768(有些机型的最新产品的分辨率已经达到1280×1024)。单片DLP投影机示意图如图9-3所示。

图9-2反射式DMD器件

图9-3单片DLP投影机示意图

9.2投影机的技术指标

1.光输出(LightOut)光输出是指投影机输出的光能量，单位为流明(lm)。与光输出有关的一个物理量是亮度，是指屏幕表面受到光照射发出的光能量与屏幕面积之比，亮度常用的单位是勒克斯(简写为lux，1lux=1lm/m2)。当投影机输出的光能量不变时，投射面积越大亮度越低，反之则亮度越高。决定投影机光输出的因素有投影及荧光屏面积、性能及镜头性能，通常荧光屏面积大，光输出大。带有液体耦合镜头的投影机镜头性能好，投影机光输出也可相应提高。

2.水平扫描频率(行频)电子在屏幕上从左至右的运动叫做水平扫描，也叫行扫描。每秒钟扫描次数叫做水平扫描频率，视频投影机的水平扫描频率是固定的，为15.625kHz(PAL制)或15.725kHz(NTSC制)；数据和图形投影机的扫描频率是一个频率范围，在这个频率范围内，投影机可自动跟踪输入信号行频，由锁相电路实现与输入信号行频的完全同步。水平扫描频率是区分投影机档次的重要指标。频率范围在15～60kHz的投影机通常叫做数据投影机，上限频率超过60kHz的通常叫做图形投影机。

3.垂直扫描频率(场频)电子束在水平扫描的同时，又从上向下运动，这一过程叫垂直扫描。每扫描一次形成一幅图像，每秒钟扫描的次数叫做垂直扫描频率，垂直扫描频率也叫刷新频率，它表示这幅图像每秒钟刷新的次数。垂直扫描频率一般不低于50Hz，否则图像会有闪烁感。

4.视频带宽投影机的视频通道总的频带宽度定义是在视频信号振幅下降至0.707倍时，对应的信号上限频率。0.707倍对应的增量是－3dB，因此又叫做－3dB带。

5.分辨率分辨率有三种：可寻址分辨率、RGB分辨率和视频分辨率。对CRT投影机来说，可寻址分辨率是指投影管可分辨的最高像素，它主要由投影管的聚焦性能所决定，是投影管质量指标的一个重要参数。可寻址分辨率应高于RGB分辨率。

RGB分辨率是指投影机在接RGB分辨率视频信号时可达到的最高像素，如分辨率为1024×768，表示水平分辨率为1024，垂直分辨率为768。RGB分辨率与水平扫描频率，垂直扫描频率及视频带宽均有关。

视频分辨率是指投影机在显示复合视频时的最高分辨率。这里，有必要将视频带、水平扫描频率、垂直扫描频率与RGB分辨率的关系作一分析。首先看看水平扫描频率与垂直扫描频率的关系。在投影机指标中，分辨率是较易混淆的一个概念，投影机技术指标上常给出如下公式：水平扫描频率=A×垂直扫描频率×垂直分辨率

该公式中，A为常数，约为1.2，垂直扫描频率一般不应低于50Hz，为了保证良好的视觉效果，希望垂直扫描频率高一些好。为了提高图像质量，也要提高垂直分辨率。这些都要求相应地提高水平扫描频率。可见，水平扫描频率是投影机的一个重要技术指标。例如，当扫描频率为70Hz，垂直分辨率为768时，行频为64.5kHz。其次再来看视频带宽与水平扫描频率、水平分辨率的关系。有公式：

该公式中，R为常数，约为1.4。其中，水平分辨率应比垂直分辨率高，这是由于图像水平与垂直幅度之比是4:3。例如，垂直分辨率为768时，水平分辨率一般是1024，此时信号带宽是6MHz。

综合上述两个公式可以得出：

该公式中C＝A×R。由该公式可以知道要提高图像分辨率，就要提高视频带宽。因而视频带宽也是投影机的一个重要技术指标。因此，在区分投影机质量优劣时，应注重行频和带宽，在看RGB分辨率时，还应注意它的垂直扫描频率。在行频一定，垂直扫描频率不同时，最高RGB分辨率也不同。例如，一台投影机的最高行频为75kHz，当垂直扫描频率为60Hz时，允许最高RGB分辨率是1280×1024。而如果将垂直扫描频率提高至70Hz时，就达不到1280×1024。

6.CRT管的聚焦性能我们知道，图形的最小单元是像素。像素越小，图形分辨率越高。在CRT管中，最小像素是由聚焦性能决定的。CRT管的聚焦机制有静电聚焦、磁聚焦和电磁复合聚焦三种，其中以电磁复合聚焦较为先进，其优点是聚焦性能好，尤其是高亮度条件下会散焦，且聚焦精度高，可以进行分区域聚焦、边缘聚焦和四角聚焦，从而可以做到画面上每一点都很清晰。

7.会聚会聚是指RGB三种颜色在屏幕上的重合。对CRT投影机来说，会聚控制性显得格外重要。因为它有RGB三种CRT管，平行安装在支架上，要想做到图像完全会聚，必须对图像的各种失真均能校正。机器位置的变化，会聚也要重新调整，因此对会聚有全功能和方便快捷的要求。会聚有静态会聚和动态会聚，其中动态会聚有倾斜、弓形、幅度、线性、梯形、枕形等调整功能，每一种功能均可在水平和垂直两个方向上进行调整。除此之外，还可进行非线性平衡、梯形平衡、枕形平衡的调整。有些投影机具有点会聚功能，它将全屏幕分为208个点，逐点进行调整，所以屏幕上每一点都可做到精确会聚。

9.3DLP投影机的工作方式

DLP投影机分两种：VGA和SVGA。SVGA有微镜晶片，使用了更多的镜子，由于它们的较大表面，因此显示的图像也较亮。在不久的未来，我们期望DLP技术在所有各种显示屏上都有巨大的影响。现在，我们不用关闭房间的灯就可以显示鲜艳夺目的图像了。

DLP是如何工作的呢？将资料收集起来，输入电脑，制作成图文并茂、活泼生动的演示软件。一旦演示效果准备好，将电脑接上DLP投影机以后，所有文字图形及录像就会被送入DLP电路板。

一个典型的DLP电脑板由模数解码器、内存芯片、一个影像处理器及几个数字信号处理器(DSP)组成，所有文字图像就是经过这块板产生一个纯粹的数字信号，其影像的色调和色彩质量直逼摄影胶片。DLP电脑板如图9-4所示。经过处理，数字信号转到DLP系统的心脏——DMD。这块革命性的DMD运作简单得像一个电灯开关。一台SVGA的投影机由超过500000个微型反射镜组成，每块镜子根据数字信号的输入情况在两种状态(开或关)下不断切换每个像素的光线。通过非常快速地开关这些小镜子，在DMD的反射表面就会形成一幅影像。DMD如图9-5所示。

图9-4DLP电脑板

图9-5DMD对于商用投影机，通过一个色彩环系统过滤掉部分光线所产生的色彩加进影像中。该色彩轮依次送入DMD数字信号的红、绿、蓝顺序旋转，小镜子根据像素的位置及色彩的多少被打开或关闭。色彩环系统如图9-6所示。到这时，DLP变成只有一个光源和一组投影镜头组成的简单光路系统。镜头放大了DMD的反射影像并直接投射在屏幕上，将一幅生动、精细、明亮的演示效果展现在我们面前。因为这种处理是完全数字化的，DLP投影系统能够作为一种数字显示界面，在会议室、戏院、电脑及电视里得到广泛应用。屏幕效果如图9-7所示。

图9-6色彩环系统

图9-7屏幕效果

9.4投影机的选购

9.4.1选购投影机前的准备

1．分析输入信号源根据所显示信源的性质，投影机可分为普通视频机、数字机、图形机三类。只显示全电视信号时，可选择普通视频机。要显示VGA输出的信号，可用行频60kHz以下的数据投影机，选择数字机。为了节约资源，做到恰到好处，则可按实际的投影内容决定购买何种档次的投影机。若所放映的软件是以一般教学及文字处理为主的，则选购分辨率为800×600(SVGA)即可；若要求高一些，则要选择XGA(1024×768)。现在市场上已经出现SXGA(1280×1024)产品，以后还将有UXGA(1600×1200)产品，当显示高分辨率图形信号时，须选择行频在60kHz以上的图形机。

2．确认使用方式投影机使用方式分为桌式正投、吊顶正投、桌式背投、吊顶背投。正投是投影机在观众的同一侧，背投是投影机与观众分别在屏幕两端(需背投幕)。若固定使用，则可选择吊顶方式。如果有足够的空间，则选择背投方式整体效果最好；如果空间较小，则可选择背投折射的方法。

3．搞清显示环境若房间面积较小，则可选液晶投影机。当显示环境面积较大，没有日光照射，且照明灯光较暗，相对固定使用时，可选择CRT投影机。当对环境光要求不高，显示面积特大，显示高分辨率图形信号时，可选择LCD光阀投影机。当不必显示高分辨率图形信号，而追求显示画面的均匀性和色彩的锐利性时，可选择DLP投影机。

4．关注服务质量投影机价值较高，配件、耗材(灯泡)也比较昂贵且多为专用品，因此，在购买前要考虑一定的使用成本，并事先考察供应商的服务水平，了解服务内容。

9.4.2现场选购技巧确定所选机型后，现场加电条件下，如何通过所投画面来鉴别投影机的实际指标呢？鉴别方法有如下几种：

1.检查水平扫描跟踪频率范围根据技术指标上给出的水平扫描频率扫描范围，从中选高、中、低三个频率，计算出三个频率点相对应的图像分辨率。检查投影机在这三个分辨率下，是否能正常显示。如出现行不同步现象，即画面扭动或抖动等，说明水平扫描跟踪不良。

2.检查聚焦性能用投影机内部产生的测试方格，或信号发生器、计算机产生的测试方格，将聚焦调至最佳位置，将图像对比度由低向高变化，观察方格的水平和垂直线条是否不散焦，若有，则说明聚焦性能不良。

3.检查视频带宽视频带宽直接影响视频的细节部分。用计算机或信号发生器产生一个投影机所能达到最高分辨率的白底图形信号，观察屏幕上的最小字符图形是否清晰。侧机视频带宽不足时，屏幕所显示线条较实，而竖线条发虚，图像细节模糊不清。

4.LCD投影机的现场检查打出一个全白图像，观察颜色均匀度如何。一般来说，液晶投影机的颜色均匀度很难达到较高标准，但质量好的颜色均匀度相对好一些。另外，液晶投影机的防尘是难题，如果一个很小的灰尘落到液晶板或镜片上，就可能被放大得很清晰。在全白图像上，由小至大调整光学聚焦，观察屏幕上如有彩色斑点出现，则可能是液晶板或镜片上落有灰尘，估计是机器的防尘系统有问题。

9.4.3正确选择投影屏幕

1．选择屏幕类型正投幕：有手动挂幕和电动挂幕类型。其挂幕方式有墙挂幕、双腿支架幕、三角支架幕等。背投幕：有硬质背投幕(分双曲线幕和弥散幕)和软质背投幕(弥散幕)。硬质幕的画面效果要优于软质幕。

2．选择最佳的屏幕尺寸

要选择最佳的屏幕尺寸，主要取决于使用空间的面积和观众座位的多少及位置的安排。首要的规则是选择适合观众的屏幕，而不是选择适合投影机的屏幕，要把观众的视觉感受放在第一位。下面是选择屏幕尺寸方面的几点参考：

(1)屏幕高度要让每一排的观众都能清楚地看到投影画面的内容。

(2)屏幕到第一排座位的距离应大于屏幕高度的2倍。

(3)屏幕底边距地面1.5m左右。

3．选择投影设备的格式选择适合您所使用的投影设备需求的格式(画面比例)，常见格式列表见表9-1。

表9-1常见格式列表

4．选择屏幕材料选择的屏幕面料要适合投影机及观众的需要。但是，如果一张屏幕需要供给多部投影机使用时，则屏幕面料就应选择适合对屏幕要求较高的那台投影机的需要。例如，当同时拥有幻灯机和投影机时，因为投影机的光线输出量比幻灯机低，所以应选择那种反射率(增益)参数适合投影机的面料。但是，由于现在多数投影机的亮度都比较高，因此采用反射率(增益)比玻璃珠(GlassBeaded)幕低的白塑(MatteWhite)幕反而可获得更好的投影效果。表9-2提供了几种前投幕面料的资料及参数，以供参考。

表9-2几种前投幕面料的资料及参数

9.5投影机的使用

图9-8日立CP-HX2020投影机

9.5.1性能简介

(1)采用LCD液晶投影技术，可以将各种电脑信号及NTSC/PAL/SECAM视频信号投影到屏幕上。

(2)超高亮度，使用UHB(超高亮度)灯泡及高效的光学系统实现明快的演示。

(3)部分放大功能，可以放大图像中感兴趣的部分，进行更细致的观看。

(4)梯形失真校正，可以对失真的图像作快速的电路校正。

(5)具有降噪模式，可以降低投影机工作时发出的噪音。

9.5.2主要性能指标表9-3主要性能指标

9.5.3使用前的准备使用投影机前首先要了解其部件和按钮，下面以图示方式介绍日立CP-HX2020的各部件和按钮。

(1)如图9-9所示是投影机正面和右侧面部件。

图9-9投影机正面和右侧面部件

(2)如图9-10所示是投影机左侧面部件。

图9-10投影机左侧面部件

(3)如图9-11所示是投影机后背板部件。

图9-11投影机后背板部件

(4)如图9-12所示是投影机上部按钮。

图9-12投影机上部按钮

图9-13投影机遥控器按钮

(5)如图9-13所示是投影机遥控器按钮，使用遥控器前，请先安装好电池。

9.5.4投影机的安装

1.投射方式的选择投影机可分为桌式正投、背投、吊装背投和吊装正投。

(1)临时使用或经常移动到其他地方使用，一般采用正投，以放置在桌上居多或使用专用的支架(类似三角架)。

(2)如果正投没有空间或位置而屏幕后方的空间很大，并采用背投屏幕(价格很贵)，则可以采用背投或吊装背投安装(很少采用)。

(3)长期固定安装使用，一般采用吊装正投方式，大多数学校CAI教室的投影机使用此方式。

2.调整屏幕与投影机距离目前，屏幕尺寸有100in、150in和200in等，宽高比一般为4:3，根据屏幕大小调整投影机与屏幕之间的距离，表9-4是参考数据。

表9-4投影机与屏幕之间的距离数据

9.5.5投影机的连接

1.与计算机连接

1)与台式计算机连接步骤1：关闭计算机和投影机。步骤2：用RGB连接电缆一端接计算机显卡的RGB口，另一端与视频分配器(一般是一拖4或8)的RGBIN口连接。步骤3：将另两条RGB连接电缆分别接在视频分配器RGBOUT口上。

步骤4：将其中一条RGB连接电缆的另一端与显示器连接；另外一条RGB连接电缆的另一端与投影机的RGBIN的1/2连接，推荐使用RGBIN1口，投影机的接口如图9-11所示。步骤5：用音频连接线(两端是直径3.5mm的立体声插头)的一端与计算机声卡的SPEAKEROUT口连接，另一端与投影机的音频输入1/2口连接，推荐使用音频输入1口。此方法需要三条RGB连接电缆。

2)与笔记本电脑连接步骤1：关闭笔记本电脑和投影机。步骤2：用RGB连接电缆一端接笔记本电脑的RGBOUT口，另一端与投影机的RGBIN的1/2连接。步骤3：同与台式计算机连接步骤4。

2.与DVD机连接步骤1：如果DVD机有分量视频输出口，使用分量线(另购)与投影机的分量视频输入口连接，分量线插头的颜色要与投影机分量视频输入口颜色对应。如果DVD机没有分量视频输出口，而有S端子输出口，则使用S端子线与投影机连接；如果DVD机只有复合视频输出口，则使用RCA视频端子线与投影机连接。投影机的接口见图9-11。步骤2：用RCA音频线与投影机的音频接口连接。

3.与录像机连接投影机与录像机连接和DVD机连接相同，只是没有分量视频的连接。

4.与显示器连接日立CP-HX2020投影机允许在投影的同时与另一台显示器或投影机连接，并可同时显示。步骤1：确定投影机以与计算机或笔记本电脑正确连接。步骤2：将RGB连接电缆的一端与投影机的RGBOUT口连接，另一端与显示器或投影机的RGBIN口连接。

9.5.6投影机初次使用的调节下面以吊装正投方式使用投影机(投影机的电源开关已打开，如图9-10所示位置)，并与笔记本电脑已连接好为例介绍。步骤1：打开笔记本电脑电源，启动操作系统。步骤2：按遥控器上的“待机/开关钮”，打开投影机。步骤3：切换笔记本电脑的屏幕和RGBOUT口同时显示，一般是通过按Fn键的同时，按某一个功能键，如东芝PortégéR100笔记本电脑，是在按下Fn键的同时，再按F5键，其显示切换的顺序是：投影机显示→同时显示→笔记本电脑显示。

步骤4：按遥控器上的“RGB钮”，选择RGBIN1或2作为输入口(依实际连接而定)，使投影机显示图像。步骤5：旋转调焦环是图像清晰；旋转变焦环是图像覆盖整个屏幕。步骤6：按遥控器上的“位置钮”，并配合上、下、左、右钮，使图像调到理想位置。步骤7：按遥控器上的“菜单钮”，用上、下钮选择“主项目”，按“确定钮”，用上、下钮选择“反转”，按“确定钮”，再用上、下钮选择反转模式：正常、左右反转、上下反转、上下左右反转。由于使采用的是吊装正投方式，因此在此选择上下反转，旋转180°，使图像正过来。

步骤8：按“确定钮”，再按“菜单钮”，退出菜单。步骤9：按遥控器上的“梯形校正钮”，按左、右钮选择上下方向校正、左右方向校正，按上、下钮校正梯形失真。经过以上步骤调整后，一般不用再调整。

9.5.7正常使用步骤步骤1：关闭总电源，正确连接RGB电缆线和音频线。步骤2：打开总电源后，先打开计算机电源，等待启动完成，然后按遥控器上的“待机/开关钮”，打开投影机电源，数秒钟后，投影机灯泡亮，并显示图像。

【特别提示】

(1)使用笔记本电脑要切换显示方式，使用台式计算机要打开视频分配器电源。

(2)若投影机只显示部分图像，则请调低计算机或笔记本电脑的分辨率。目前，有部分笔记本电脑能根据投影机的最大分辨率，自动调整RGBOUT口的分辨率，以适应投影机的最大分辨率。步骤3：使用完毕后，先关闭计算机或电脑，然后按遥控器上的“待机/开关钮”，屏幕上将显示：“关闭电源吗？”若是，则再次按“待机/开关钮”；若否，则请等一会儿。投影机灯泡熄灭，并开始冷却。灯泡冷却时，按“待机/开关钮”将不起作用，当冷却结束后，投影机进入待机模式。步骤4：关闭总电源，投影机完全关闭。

9.6常见故障及原因

投影机常见故障及原因如下：

(1)无法打开投影机。投影机电源开关没有打开；遥控器的电池用尽，无法遥控开机。

(2)工作一段时间突然关机。环境温度太高；通风不畅；通风口被堵；冷却风扇用空气过滤器太脏。

(3)没有图像显示。RGB电缆线没有正确连接；输入信号选择不正确；视频分配器电源没有打开。

(4)图像显示黯淡。亮度、对比度调节太小；处于降噪模式；灯泡使用寿命将到。

(5)图像显示被压缩。误按“宽高比钮”，使显示成16:9模式。

(6)图像静止不动。误按“定格钮”，再按一下