微显示投影技术及光学知识简介 - 图文

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图8.12投影镜头光路

图8.13转弯投影镜头 图8.14直投影镜头

1.21.11 投影镜头

将图象放大投射到屏幕上。镜头，镜头和屏幕的距离共同决定投影画面的大小。 1.22 LCD投影机 1.22.1 液晶板投影机

LCD投影机分为液晶板投影机和液晶光阀投影机两类。液晶是介于液体和固体之间的物质，本身不发光，配合偏光板使用，工作性质受温度影响很大，其工作温度为-55℃～+77℃。投影机利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。由于LCD投影机色彩还原较好、分辨率可达SXGA标准，体积小，重量轻，携带起来也非常方

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便，是投影机市场上的主流产品。按照液晶板的片数，LCD投影机分为三片机和单片机，从图像品质上，单片机的表现要比三片机逊色，我们看到最多的还是三片机。

图8.15 LCD投影机原理图

三片LCD板投影机的成像器件为液晶板，是被动式的投影方式。如上图利用外光源金属卤素灯或UHP（冷光源），发出明亮的白光，先经过UV滤光片滤掉紫外光；然后通过镜片阵列（包括蝇眼透镜）使光的强度分布均匀；再通过偏振转换器PCS都转换成S波；然后通过全反射镜改变光路；然后通过双色反射镜将白光分成R，G，B三种颜色的光；其中每一色光路都要经过会聚透镜修正光路；然后照射到液晶板上（图中的HTPS TFT），这时候每一个液晶体的作用类似于光阀门，控制每一个液晶体中光线的通过与否以及通过光线的多少。信号源经过模数转换，调制加到液晶板上，通过控制液晶单元的开启、闭合，从而控制光路的通断；然后三色光在光合成棱镜中形成图象；最后通过投影镜头投射到屏幕上，哪一点该是什么颜色、光的强度有多少，都分布的正正好好。就这样，在屏幕上投影组成了与源图像一致的色彩斑斓的图像。 1.22.2 液晶光阀投影机

采用CRT管和液晶光阀作为成像器件，是CRT投影机与液晶与光阀相结合的产物。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、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，通过光调制器，改变其光学特性，紧

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随光阀的偏振滤光片，将滤去其它方向的光，而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。

它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机之一，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。 对追求高分辨率、高亮度、大画面的用户，液晶光阀投影机是他们的不错的选则。 1.23 LCOS投影技术

LCOS投影机的基本原理与LCD投影机相似，只是LCOS投影机是利用LCOS面板来调变由光源发射出来欲投影至屏幕的光信号，与LCD投影机最大的不同是LCD投影机是利用光源穿过LCD作调变，属于穿透式，而LCOS投影机中是利用反射的架构，所以光源发射出来的光并不会穿透LCOS面板，属于反射式。

图8.16LCOS投影机原理图

图8.16中，（1）是UHP灯，（2）是蝇眼透镜，（3）是偏振转化器PCS，（4）是全反射镜，（5）（8）都是双色反射镜，（7）（9）是聚光透镜，（6）（11）（14）是LCOS板，（10）的作用是过滤杂光，使投影机在暗场的时候表现的更加优秀，（12）（13）（15）是偏振分束器PBS，（16）是颜色合成器，（17）是投影镜头。LCOS投影机与LCD投影机的主要结构在导光及分光合光部分的设计大同小异，只是在LCOS投影机系统中，LCOS面板前均多加了PBS。 1.24 DLP投影技术

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DLP是以DMD数字微反射器作为光阀成像器件。一个DLP电脑板由模数解码器、内存芯片、 一个影象处理器及几个数字信号处理器组成，所有文字图象就是经过这块板产生一个数字信号，经过处理，数字信号转到DLP系统的心脏--DMD。而光束通过一高速旋转的三色透镜后，被投射在DMD上，然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影。

根据所用DMD的片数，DLP投影机可分为：单片机、两片机、三片机。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，此时DLP可以看作是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，这样一幅生动、明亮的演示效果就展现在我们面前了。 单片DLP系统（主要应用在便携式投影产品）。

图8.17单片DLP系统

图8.18单片DLP光路

在一个单DMD投影系统中，需要用一个色轮来产生全彩色投影图像。色轮由红、绿、蓝滤波系统组成，它高速转动。在这种结构中，DLP工作在顺序颜色模式。 输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的SRAM，白光光源通过聚焦透镜聚集焦在色轮上，通过色轮的光线然后成像在DMD的表面。当色轮旋转时，红、绿、蓝光顺序地射在DMD上。

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