【投影儀原理】投影機原理是什么 投影儀成像原理 投影儀的原理介紹

投影(ying)(ying)儀是一種用(yong)來放大(da)顯示圖像的投影(ying)(ying)裝(zhuang)置。目(mu)前已經應(ying)用(yong)于(yu)會議室(shi)演示以(yi)及在家(jia)庭中(zhong)通過(guo)連接DVD影(ying)(ying)碟機等設備在大(da)屏(ping)幕上觀看電(dian)影(ying)(ying)。在電(dian)影(ying)(ying)院(yuan)，也同樣已開始取(qu)代老電(dian)影(ying)(ying)膠片(pian)的數碼影(ying)(ying)院(yuan)放映(ying)機，被用(yong)作面向硬(ying)盤數字(zi)數據的銀幕。

投影機原理是什么

說到(dao)投(tou)影(ying)(ying)(ying)(ying)儀(yi)(yi)成像(xiang)原理，基本上所有(you)類(lei)型的投(tou)影(ying)(ying)(ying)(ying)儀(yi)(yi)都(dou)一樣。投(tou)影(ying)(ying)(ying)(ying)儀(yi)(yi)先(xian)將光(guang)線照射(she)(she)到(dao)圖(tu)像(xiang)顯(xian)示(shi)元(yuan)(yuan)件上來(lai)產(chan)生(sheng)(sheng)影(ying)(ying)(ying)(ying)像(xiang)，然后通過鏡頭(tou)進行投(tou)影(ying)(ying)(ying)(ying)。投(tou)影(ying)(ying)(ying)(ying)儀(yi)(yi)的圖(tu)像(xiang)顯(xian)示(shi)元(yuan)(yuan)件包括利用透(tou)光(guang)產(chan)生(sheng)(sheng)圖(tu)像(xiang)的透(tou)過型和利用反射(she)(she)光(guang)產(chan)生(sheng)(sheng)圖(tu)像(xiang)的反射(she)(she)型。無(wu)論哪(na)一種(zhong)類(lei)型，都(dou)是將投(tou)影(ying)(ying)(ying)(ying)燈(deng)的光(guang)線分成紅、綠、藍三色(se)(se)(se)，再產(chan)生(sheng)(sheng)各種(zhong)顏色(se)(se)(se)的圖(tu)像(xiang)。因為(wei)元(yuan)(yuan)件本身只(zhi)能進行單色(se)(se)(se)顯(xian)示(shi)，因此就要(yao)利用3枚元(yuan)(yuan)件分別生(sheng)(sheng)成3色(se)(se)(se)成分。然后再通過棱鏡將這3色(se)(se)(se)圖(tu)像(xiang)合(he)成為(wei)一個圖(tu)像(xiang)，最后通過鏡頭(tou)投(tou)影(ying)(ying)(ying)(ying)到(dao)屏(ping)幕上。

圖1：投影機(ji)的原理(li)圖

使(shi)用圖像(xiang)顯示元件(jian)，分別產生紅、綠、藍(lan)三(san)色圖像(xiang)，然(ran)后通過合成進行投(tou)影。

圖像(xiang)顯示元件(jian)包括(kuo)3類（見圖2）。其中采(cai)用(yong)(yong)液(ye)晶(jing)的(de)(de)有2類，分別是(shi)采(cai)用(yong)(yong)光透過(guo)型液(ye)晶(jing)的(de)(de)透過(guo)型液(ye)晶(jing)元件(jian)和(he)采(cai)用(yong)(yong)可反射(she)光的(de)(de)反射(she)型液(ye)晶(jing)的(de)(de)元件(jian)。后一(yi)種(zhong)元件(jian)是(shi)DMD（數字(zi)微鏡元件(jian)），每個像(xiang)素(su)使用(yong)(yong)一(yi)個微鏡，通過(guo)改變反射(she)光的(de)(de)方向來(lai)生成圖像(xiang)。

圖2：3種圖像顯示(shi)元件

分(fen)別是采用液晶的透過(guo)型(xing)液晶元(yuan)件(jian)和反射型(xing)液晶元(yuan)件(jian)，以及利(li)用鏡子產(chan)生像素的DMD。3種元(yuan)件(jian)各有利(li)弊(bi)。

圖3：反射型液晶元件采(cai)取的(de)措(cuo)施

投影機使用的(de)反射型液晶元件大體上采取如下3種措施：（1）采用無(wu)機材料的(de)定向膜，易于控(kong)制液晶；（2）通過減(jian)小液晶層厚度(du)，提高響應速度(du)；（3）通過取消液晶中的(de)障(zhang)礙物即(ji)隔離片（Spacer），提高光的(de)利(li)用效率。

結構與液晶面板相同的透過型元件

透過型液晶(jing)(jing)元(yuan)件(jian)生成(cheng)圖(tu)像的原理(li)與(yu)已經廣(guang)泛(fan)用(yong)作普通(tong)電腦顯(xian)示屏的液晶(jing)(jing)顯(xian)示器相同(tong)。在日本國內，精(jing)工(gong)愛(ai)普生和索尼兩公司(si)已經開始提供這種(zhong)元(yuan)件(jian)。投(tou)影儀用(yong)的液晶(jing)(jing)元(yuan)件(jian)是用(yong)高溫(wen)多晶(jing)(jing)硅(gui)液晶(jing)(jing)制造(zao)的。因為它(ta)不同(tong)于普通(tong)液晶(jing)(jing)顯(xian)示器，通(tong)過將(jiang)小像素生成(cheng)的圖(tu)像放(fang)大至數百倍后進行(xing)投(tou)影，因此極其微(wei)小的缺陷放(fang)大后都會非(fei)常明顯(xian)，在制造(zao)的時候(hou)需要相當高的精(jing)度。

透過(guo)型液(ye)晶(jing)元件的工作原(yuan)理與液(ye)晶(jing)顯示(shi)器完全相同。液(ye)晶(jing)分(fen)子在加(jia)電(dian)后方(fang)向就(jiu)會改變，由液(ye)晶(jing)分(fen)子的方(fang)向來調節是否讓光線(xian)通(tong)過(guo)，以此顯示(shi)白(bai)色和黑色。

其缺點(dian)是(shi)(shi)光(guang)的(de)利用(yong)效率較差(cha)。這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為透過型(xing)液晶面板由多(duo)層構成，因(yin)此只能(neng)保(bao)證(zheng)3成左(zuo)右(you)的(de)入射光(guang)通過。

透(tou)過(guo)型(xing)液晶(jing)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)的(de)尺寸(cun)越(yue)(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)。透(tou)過(guo)型(xing)液晶(jing)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)一(yi)(yi)般(ban)在0.7～0.8英寸(cun)之間，不(bu)過(guo)為了(le)(le)控(kong)制成本，主(zhu)流投(tou)(tou)影儀使(shi)用(yong)(yong)的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)都在0.7英寸(cun)左(zuo)右。然而，元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，透(tou)過(guo)光的(de)面(mian)積就(jiu)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)，因而圖像就(jiu)越(yue)(yue)(yue)暗(an)。因此，使(shi)用(yong)(yong)小(xiao)(xiao)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)時為了(le)(le)確保亮度(du)(du)，投(tou)(tou)影燈就(jiu)要大(da)一(yi)(yi)些，而且為了(le)(le)提高(gao)透(tou)過(guo)光的(de)效率，光學(xue)系(xi)統(tong)也(ye)會變大(da)。“由于在使(shi)用(yong)(yong)小(xiao)(xiao)液晶(jing)面(mian)板時，為了(le)(le)確保亮度(du)(du)，必(bi)須照射更(geng)多的(de)光線(xian)，因此機(ji)身反(fan)而會更(geng)大(da)。而尺寸(cun)為0.9英寸(cun)左(zuo)右的(de)話，不(bu)僅可確保足夠(gou)的(de)亮度(du)(du)，同時還能設(she)計到更(geng)小(xiao)(xiao)。”

透過型液晶(jing)元件會因(yin)長時間使用(yong)而老(lao)化(hua)(hua)。這是(shi)因(yin)為用(yong)來(lai)調節(jie)液晶(jing)分子方向(xiang)的(de)定(ding)向(xiang)膜(mo)和(he)控制光線方向(xiang)的(de)偏光板等采用(yong)的(de)是(shi)有(you)機材料(liao)。由于投(tou)影燈功(gong)率(lv)高，因(yin)此(ci)不(bu)僅發熱，而且光線很(hen)(hen)強，所以會使有(you)機材料(liao)產生(sheng)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)。材料(liao)老(lao)化(hua)(hua)的(de)程度因(yin)投(tou)影燈的(de)使用(yong)模式和(he)用(yong)戶(hu)使用(yong)方法的(de)不(bu)同有(you)很(hen)(hen)大差異。

適合視頻播放的反射型液晶元件

在可實現高(gao)畫質的(de)液(ye)晶元件(jian)中有一種反射型液(ye)晶。最大的(de)特點是顯(xian)(xian)示(shi)視(shi)頻時至關(guan)重要(yao)的(de)響應速度非常快(kuai)，而且(qie)由于對比(bi)度高(gao)，因此黑色顯(xian)(xian)示(shi)得(de)非常清晰。這(zhe)種液(ye)晶適合于顯(xian)(xian)示(shi)電影(ying)等(deng)視(shi)頻播放。

目(mu)前已(yi)有三家日本公司開發成功了(le)這(zhe)種元件(jian)。JVC、日立制作所和索尼已(yi)經分別(bie)于(yu)1997年(nian)、2001年(nian)和2003年(nian)發布了(le)這(zhe)種元件(jian)。JVC的元件(jian)名為“D-ILA”，索尼的元件(jian)名為“SXRD”。

反(fan)射(she)(she)型液(ye)晶(jing)元(yuan)件由于光的(de)(de)(de)利用效率比透過(guo)型高，因此(ci)能(neng)夠(gou)制造(zao)出高亮度的(de)(de)(de)投影(ying)儀。在(zai)液(ye)晶(jing)部分的(de)(de)(de)下面(mian)有一層反(fan)射(she)(she)光線(xian)的(de)(de)(de)薄膜，能(neng)夠(gou)反(fan)射(she)(she)6～7成的(de)(de)(de)光線(xian)。對比度高是因為(wei)關閉(bi)電壓時液(ye)晶(jing)采(cai)用的(de)(de)(de)是垂直(zhi)排列方式。這種方式稱(cheng)為(wei)垂直(zhi)定向。由于不(bu)加壓時，為(wei)黑色顯(xian)示(shi)(shi)(shi)，因此(ci)能(neng)夠(gou)更清(qing)晰地(di)表現(xian)黑色。反(fan)射(she)(she)型液(ye)晶(jing)元(yuan)件的(de)(de)(de)優點在(zai)顯(xian)示(shi)(shi)(shi)暗畫(hua)面(mian)時更容(rong)易理解。在(zai)漆黑的(de)(de)(de)畫(hua)面(mian)上(shang)顯(xian)示(shi)(shi)(shi)黑衣服和(he)頭發時，能(neng)夠(gou)不(bu)受背景的(de)(de)(de)影(ying)響進行顯(xian)示(shi)(shi)(shi)。

投影儀用(yong)的(de)反射(she)型(xing)液(ye)晶(jing)元(yuan)件的(de)響應(ying)速度高是因為在液(ye)晶(jing)部分(fen)采取(qu)(qu)了(le)一定的(de)措施(shi)（見(jian)圖3）。通過(guo)將(jiang)液(ye)晶(jing)層減小到2μm以下(xia)，提高了(le)響應(ying)速度。一般(ban)來說，液(ye)晶(jing)面板為了(le)確保(bao)均勻的(de)薄度，要在液(ye)晶(jing)中加入名為隔(ge)離片的(de)輔助材(cai)料。這種(zhong)隔(ge)離片的(de)厚度就是液(ye)晶(jing)層的(de)厚度。但(dan)JVC的(de)D-ILA和索尼的(de)SXRD，通過(guo)在制造(zao)方法和封裝材(cai)料上下(xia)功夫(fu)，在不(bu)使(shi)用(yong)隔(ge)離片的(de)情況下(xia)實現了(le)2μm的(de)厚度。“通過(guo)取(qu)(qu)消(xiao)隔(ge)離片，解決了(le)在像(xiang)素顯(xian)示部分(fen)會(hui)顯(xian)出隔(ge)離片的(de)問題(ti)。利用(yong)封裝材(cai)料確保(bao)了(le)液(ye)晶(jing)單(dan)元(yuan)的(de)厚度。

如何使用透鏡來進行反射

每個像素一個微鏡，反射光(guang)線。

投(tou)影(ying)儀有的(de)還使用微鏡(jing)元件。這就是美國(guo)德州(zhou)儀器開發的(de)DMD。由(you)于DMD專(zhuan)利歸該公(gong)司(si)所(suo)有，因此只有該公(gong)司(si)進行生產和(he)供貨。采用DMD的(de)投(tou)影(ying)儀稱為DLP（數(shu)字光處理）投(tou)影(ying)儀。

DMD的(de)(de)每一個像素都是一面鏡子，在半導體底(di)板上排列著和像素一樣(yang)多的(de)(de)微(wei)(wei)鏡。微(wei)(wei)鏡邊長(chang)僅(jin)14μm。使用微(wei)(wei)鏡最多的(de)(de)DMD是大約80萬(wan)(wan)像素的(de)(de)型號。通過在0.7英寸（對角線長(chang)度）底(di)板上的(de)(de)大約80萬(wan)(wan)枚微(wei)(wei)鏡逐枚動作來(lai)顯示圖像。

每一(yi)枚微鏡以(yi)對角(jiao)(jiao)線方向(xiang)為軸左右傾斜。采用(yong)靜電(dian)(dian)引力(li)移(yi)動(dong)微鏡。微鏡本身(shen)施加20V電(dian)(dian)壓(ya)，在對角(jiao)(jiao)線一(yi)端(duan)下(xia)方施加5V，另(ling)一(yi)個施加0V電(dian)(dian)壓(ya)后，由于0V一(yi)端(duan)的電(dian)(dian)位差較大(da)，因此微鏡就將向(xiang)這一(yi)側偏移(yi)。

圖4：DMD結構(gou)（左），以(yi)及(ji)用DMD生(sheng)成(cheng)圖像的原理（右）

利用微鏡角度(du)改(gai)變(bian)反光方向。顯示(shi)白色(se)時(shi)設置成(cheng)反射(she)光朝(chao)向鏡頭的角度(du)。顯示(shi)黑色(se)時(shi)光線則光被吸收(shou)板所(suo)吸收(shou)。

通過(guo)傾(qing)斜DMD的方(fang)(fang)向(xiang)來(lai)改變光(guang)(guang)線(xian)反射(she)角度(du)(du)，來(lai)實現(xian)白色(se)(se)(se)和(he)黑色(se)(se)(se)（圖4右）。當(dang)微鏡向(xiang)某(mou)個方(fang)(fang)向(xiang)傾(qing)斜10度(du)(du)時(shi)，通過(guo)調(diao)整光(guang)(guang)線(xian)將(jiang)(jiang)反射(she)到鏡頭方(fang)(fang)向(xiang)，反方(fang)(fang)向(xiang)傾(qing)斜10度(du)(du)時(shi)光(guang)(guang)線(xian)將(jiang)(jiang)反射(she)到光(guang)(guang)吸收(shou)板上。這樣一(yi)來(lai)，光(guang)(guang)線(xian)朝鏡頭反射(she)時(shi)顯示白色(se)(se)(se)，朝光(guang)(guang)吸收(shou)板反射(she)時(shi)顯示黑色(se)(se)(se)。中間(jian)(jian)色(se)(se)(se)調(diao)則通過(guo)在極(ji)短時(shi)間(jian)(jian)內反復(fu)切(qie)換白色(se)(se)(se)和(he)黑色(se)(se)(se)來(lai)實現(xian)。

與液晶元件相比，DMD的(de)像素(su)具有更(geng)高(gao)的(de)圖(tu)像顯(xian)示(shi)性能(neng)(neng)。首先是對比度(du)高(gao)。對比度(du)最高(gao)可達3000：1。另外(wai)對信號的(de)響(xiang)應速(su)度(du)快。響(xiang)應速(su)度(du)約為15微(wei)(wei)秒，差不(bu)多(duo)是液晶的(de)1000倍。響(xiang)應速(su)度(du)越(yue)快，越(yue)能(neng)(neng)平(ping)滑地顯(xian)示(shi)視頻圖(tu)像。而且(qie)DMD的(de)光(guang)利用效率更(geng)好。由(you)于像素(su)由(you)微(wei)(wei)鏡(jing)組成(cheng)，因此照射(she)來的(de)光(guang)線有9成(cheng)會反射(she)出去。不(bu)過，雖(sui)然性能(neng)(neng)高(gao)，但每個像素(su)的(de)均(jun)價也高(gao)。

圖5：投影儀種類(lei)和用(yong)途

包括4類。單板式DLP投影儀和使用3枚透過型液晶元件的液晶投影儀是面向演示及家庭影院的普及(ji)型(xing)產品。使用反(fan)射型(xing)液晶的液晶投(tou)影儀和3板式DLP投(tou)影儀則(ze)是面(mian)向電影院(yuan)數(shu)字放映機和大廳(ting)及(ji)各種(zhong)大眾活動的高價位(wei)產品。

圖6：單板(ban)式DLP投影儀的(de)結構(gou)

只使用一枚DMD的(de)單板式DLP投(tou)影儀通(tong)過(guo)(guo)高速旋轉彩色(se)濾色(se)器，按順序分別向DMD照射紅、綠、藍三色(se)光。DMD連續顯示各色(se)圖像(xiang)，然(ran)后通(tong)過(guo)(guo)鏡(jing)頭進行投(tou)影。根據日本(ben)德(de)州儀器的(de)公開資料制作而成。

適合小型化的單板投影儀

適合小型(xing)化的(de)單板式投影儀

投影儀使(shi)用的元件(jian)有3類，而實際采用這些元件(jian)的產品則(ze)分為如下4類：

（1）只使用1枚DMD的單板式DLP投影儀；

（2）使用3枚(mei)透過(guo)型液晶的液晶投(tou)影儀；

（3）使用3枚DMD的3板式DLP投影(ying)儀和

（4）使用3枚(mei)(mei)(mei)反射型(xing)液(ye)晶元件的(de)液(ye)晶投影儀(yi)。從顯(xian)示(shi)紅、綠、藍三(san)色(se)圖像(xiang)的(de)投影儀(yi)原(yuan)理看(kan)，基本上都是(shi)(shi)3板式(shi)。然而(er)像(xiang)DMD一樣圖像(xiang)顯(xian)示(shi)性能較高的(de)元件有(you)1枚(mei)(mei)(mei)即可(ke)構成投影儀(yi)。DMD的(de)單枚(mei)(mei)(mei)價格(ge)較高，也是(shi)(shi)采用單板式(shi)設計的(de)原(yuan)因之一。使用DMD的(de)DLP投影儀(yi)除部分大型(xing)產品外基本上都是(shi)(shi)單板式(shi)（見圖5）。

單(dan)板式DLP投(tou)影儀并不預先(xian)分(fen)離光(guang)線，而是(shi)通過由紅(hong)、綠、藍三(san)色(se)(se)構成(cheng)(cheng)一種光(guang)線的彩(cai)色(se)(se)濾(lv)色(se)(se)器，按順(shun)序切換(huan)三(san)種顏色(se)(se)（見(jian)圖6）。彩(cai)色(se)(se)濾(lv)色(se)(se)器每秒旋轉60～180次。通過彩(cai)色(se)(se)濾(lv)色(se)(se)器的光(guang)線照射到DMD上。DMD高速連(lian)續顯示三(san)色(se)(se)圖像，照射紅(hong)色(se)(se)光(guang)時顯示紅(hong)色(se)(se)成(cheng)(cheng)分(fen)的圖像，照射綠色(se)(se)光(guang)時顯示綠色(se)(se)成(cheng)(cheng)分(fen)的圖像。被DMD反射的三(san)色(se)(se)圖像通過鏡頭進(jin)行(xing)投(tou)影。

單板式DLP投影儀由于對比度高、響(xiang)應速度快，因(yin)此(ci)適(shi)(shi)合于家庭影院等視頻顯示領(ling)域(yu)。而且光學系(xi)統(tong)不需(xu)太(tai)大，因(yin)此(ci)設計小巧、重量(liang)輕，且便攜(xie)性強，因(yin)此(ci)還適(shi)(shi)合于與電腦一起(qi)攜(xie)帶使用（照片1）。

不(bu)過，也(ye)有人(ren)指(zhi)出單板式DLP投影儀使用彩(cai)(cai)色(se)濾(lv)(lv)色(se)器連續顯(xian)(xian)示(shi)三色(se)圖像(xiang)也(ye)產生(sheng)了相(xiang)應的(de)缺(que)點。這(zhe)就是高速的(de)圖像(xiang)顯(xian)(xian)示(shi)而導致顏(yan)色(se)分離(li)的(de)“彩(cai)(cai)虹現象”。有人(ren)指(zhi)出顏(yan)色(se)分離(li)會(hui)“覺得(de)晃眼睛”。面向家庭影院的(de)產品通過提高彩(cai)(cai)色(se)濾(lv)(lv)色(se)器的(de)旋轉(zhuan)速度(du)，并(bing)將濾(lv)(lv)色(se)器分為6個，或除三色(se)外(wai)再加上(shang)白色(se)等方法減輕了這(zhe)種分色(se)現象。

照片1：小型DLP投影儀(yi)

日(ri)本PLUS Vision推出(chu)的(de)DLP投(tou)影儀“V-1100”。重約1.0kg，尺寸為寬180×高45×縱(zong)長141mm，一只手(shou)就能拿得(de)住。

用特殊鏡片進行分光

采(cai)用投影儀基本(ben)結構(gou)即3板式(shi)的(de)投影儀包括如(ru)下(xia)3類：（1）普及型(xing)即采(cai)用透過型(xing)液(ye)晶(jing)的(de)產品(pin)；（2）采(cai)用DMD的(de)高(gao)(gao)價產品(pin)和采(cai)用反射(she)型(xing)液(ye)晶(jing)元(yuan)件的(de)高(gao)(gao)價產品(pin)。

下(xia)面(mian)以(yi)液(ye)晶投影(ying)儀(yi)為例介紹一下(xia)此類產品的(de)(de)結構（圖7）。首先要將對身(shen)體有(you)害的(de)(de)紫外(wai)線和(he)影(ying)響到溫度的(de)(de)紅(hong)外(wai)線從投影(ying)燈發(fa)出(chu)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)線中去(qu)除掉。然(ran)后根(gen)據波(bo)長(chang)(chang)將光(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)成(cheng)(cheng)(cheng)紅(hong)、綠(lv)、藍(lan)3色(se)。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)光(guang)(guang)(guang)線時采(cai)用一種名為“分(fen)(fen)(fen)色(se)鏡”的(de)(de)特(te)殊鏡片。分(fen)(fen)(fen)色(se)鏡具有(you)只讓(rang)(rang)特(te)定波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通過而(er)反(fan)射其他光(guang)(guang)(guang)線、或(huo)者(zhe)只反(fan)射特(te)定光(guang)(guang)(guang)而(er)讓(rang)(rang)剩余光(guang)(guang)(guang)線通過的(de)(de)特(te)性。先分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)紅(hong)色(se)，接(jie)著(zhu)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)綠(lv)色(se)，最后剩下(xia)的(de)(de)就是藍(lan)色(se)光(guang)(guang)(guang)。有(you)的(de)(de)產品則按(an)(an)藍(lan)、綠(lv)、紅(hong)的(de)(de)順序進(jin)行分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)。由圖像元件生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)3色(se)圖像，然(ran)后利用棱鏡將這些光(guang)(guang)(guang)進(jin)行合成(cheng)(cheng)(cheng)。為了形成(cheng)(cheng)(cheng)自然(ran)色(se)，按(an)(an)紅(hong)3、綠(lv)6、藍(lan)1的(de)(de)比(bi)例對光(guang)(guang)(guang)線進(jin)行合成(cheng)(cheng)(cheng)。

圖(tu)7：液晶投影儀(yi)的結構

投(tou)影燈發出的光線首先被(bei)分割成(cheng)紫(zi)外線和(he)紅外線。然后(hou)利用(yong)名(ming)為分色鏡(jing)（Dichroic Mirror）的特殊鏡(jing)片將(jiang)其分成(cheng)紅、綠、藍3種光。生成(cheng)3色圖像后(hou)，利用(yong)棱鏡(jing)合成(cheng)后(hou)進行投(tou)影。

圖(tu)8：梯形失真補償技術(shu)

減少元件上造成梯形(xing)失真部分的像(xiang)素。分辨率會因此而下(xia)降。

各種場合對投影儀的要求不同

會議室使用和家庭使用的要求不同

投影儀根(gen)據元件(jian)(jian)種(zhong)類及采用的元件(jian)(jian)數量不同，特點也各不相同。不過(guo)，實際(ji)產品除元件(jian)(jian)外還(huan)根(gen)據用途進行了(le)調整。

投(tou)影(ying)(ying)儀的(de)(de)用途(tu)大(da)體分為3個方(fang)面。首先是(shi)會(hui)議(yi)室等(deng)場合使用的(de)(de)演(yan)示用途(tu)，第二個是(shi)在(zai)家庭(ting)中觀看電(dian)影(ying)(ying)的(de)(de)家庭(ting)影(ying)(ying)院(yuan)用途(tu)，第三(san)個則是(shi)電(dian)影(ying)(ying)院(yuan)等(deng)場合中放映數(shu)字(zi)電(dian)影(ying)(ying)的(de)(de)數(shu)碼放映機(ji)。

在產品數量最多的(de)(de)(de)(de)演(yan)示(shi)和(he)(he)家(jia)庭影院方面(mian)，12萬(wan)～60萬(wan)日元左右的(de)(de)(de)(de)小(xiao)型產品已(yi)經廣泛使用(yong)。此類(lei)產品的(de)(de)(de)(de)銷(xiao)量方面(mian)，采(cai)(cai)用(yong)透過型液晶元件的(de)(de)(de)(de)約為(wei)8成，采(cai)(cai)用(yong)DMD的(de)(de)(de)(de)約為(wei)2成。在會議(yi)室和(he)(he)各類(lei)活動中(zhong)，電(dian)影院使用(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)采(cai)(cai)用(yong)3枚DMD的(de)(de)(de)(de)DLP投影儀和(he)(he)采(cai)(cai)用(yong)反射型液晶元件的(de)(de)(de)(de)投影儀。

是(shi)否重視(shi)亮(liang)(liang)度(du)，是(shi)否重視(shi)對比度(du)及色(se)彩表現(xian)效果，因不同的(de)用途而異。演示用投影(ying)(ying)儀主要(yao)設想在會議室使用。在會議室，為了做記錄，周圍環(huan)境必須要(yao)達(da)到一定的(de)亮(liang)(liang)度(du)。因此(ci)對投影(ying)(ying)儀有(you)亮(liang)(liang)度(du)要(yao)求。如果亮(liang)(liang)度(du)達(da)到1500ANSI流明到2000ANSI流明之間，即便周圍光線明亮(liang)(liang)，也可以進行正常投影(ying)(ying)。而且(qie)由于(yu)需要(yao)顯示表格(ge)等細(xi)小文字，因此(ci)還(huan)要(yao)示具(ju)有(you)較高的(de)分辨率。最近大多(duo)都達(da)到了與電腦顯示器相同的(de)XGA（1024×768像(xiang)素）規格(ge)以上。

另(ling)一(yi)方面(mian)，家庭影院方面(mian)，由(you)于(yu)可(ke)以降(jiang)低(di)房(fang)間(jian)亮(liang)度(du)，因此亮(liang)度(du)要(yao)(yao)求較低(di)。取而代(dai)之的是對比度(du)能(neng)否能(neng)夠(gou)更(geng)深地表(biao)現(xian)(xian)黑色(se)，能(neng)夠(gou)充分表(biao)現(xian)(xian)出對于(yu)表(biao)示肌膚(fu)非常重要(yao)(yao)的紅(hong)色(se)。為了提高色(se)彩表(biao)現(xian)(xian)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)，“通(tong)過改進分光鏡的制造工藝，能(neng)夠(gou)充分表(biao)現(xian)(xian)出紅(hong)色(se)和綠色(se)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)”（三(san)洋電機消費者企(qi)業集團AV解決(jue)方案(an)公司(si)投(tou)影儀業務部(bu)商品規(gui)劃部(bu)商品規(gui)劃科科長杉村一(yi)人(ren)）。另(ling)外，使(shi)用反射(she)型(xing)液晶元(yuan)件的高價投(tou)影儀已經開始采用光波分布接近(jin)自(zi)然光、色(se)彩表(biao)現(xian)(xian)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)較好的佳能(neng)投(tou)影燈。

通過加大像素間隔，修正顯示圖像

對于投(tou)(tou)(tou)影儀(yi)來說，雖然與(yu)其他顯示(shi)設備一樣畫質非常重要，但是也(ye)存在(zai)因“投(tou)(tou)(tou)影”方式而產生的投(tou)(tou)(tou)影儀(yi)特有的問題。一是必(bi)須調整投(tou)(tou)(tou)影角度，二(er)是必(bi)須在(zai)屏(ping)幕(mu)與(yu)投(tou)(tou)(tou)影儀(yi)之(zhi)間留出沒(mei)有障礙物的空間。

投(tou)影儀會(hui)因投(tou)影角度不正而使(shi)圖(tu)像出現梯(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)失真（見(jian)圖(tu)8上(shang)）。房間(jian)狹小時(shi)(shi)有時(shi)(shi)就(jiu)要將投(tou)影儀橫向(xiang)錯開放置，或者(zhe)必須從(cong)斜下方(fang)投(tou)影。如果橫向(xiang)投(tou)影，就(jiu)會(hui)產生左右(you)加寬(kuan)(kuan)的(de)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)，而從(cong)斜下方(fang)向(xiang)上(shang)投(tou)影時(shi)(shi)則會(hui)形(xing)(xing)(xing)成上(shang)寬(kuan)(kuan)下窄(zhai)的(de)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)。

這種梯形校正技(ji)術目前已(yi)經成熟，并且已(yi)經應(ying)用于大多數產品中（見圖(tu)8下）。該(gai)技(ji)術稱(cheng)為“梯形失真校正”。

以(yi)投影儀(yi)投影出(chu)來的(de)畫(hua)面橫縱比(bi)為4：3為例進行說(shuo)明。上寬下窄的(de)梯形(xing)根據下線，將(jiang)畫(hua)面校正成4:3的(de)長方形(xing)。為了實現這(zhe)一點(dian)，就要改變元件生成的(de)圖像。即在元件上加大直(zhi)接投影時會變寬的(de)那部(bu)分(fen)的(de)像素間隔(ge)。也就是說(shuo)，通過將(jiang)元件上的(de)顯示調整成梯形(xing)，而使投影圖像顯示成長方形(xing)。不過，像素間隔(ge)加大的(de)那部(bu)分(fen)的(de)分(fen)辨率會有所(suo)下降。

各種場合對投影儀的要求不同

而且(qie)校(xiao)(xiao)正技術(shu)也(ye)在不(bu)斷進(jin)步。有(you)的產(chan)品不(bu)僅上下和左右變寬時(shi)都能校(xiao)(xiao)正，而且(qie)投影時(shi)還能夠通過傾斜傳(chuan)感(gan)器檢測機身角度，自動(dong)校(xiao)(xiao)正圖(tu)像失(shi)真(zhen)。

有一種獨特方式就(jiu)是(shi)NEC ViewTechnology開發的(de)校(xiao)正技(ji)術。利用附帶的(de)遙控(kong)器指定顯(xian)示畫面(mian)的(de)4個(ge)角，按(an)一下(xia)設置按(an)鈕，就(jiu)能校(xiao)正成(cheng)由指定的(de)4個(ge)點構成(cheng)的(de)四角形。該公司利用自主(zhu)開發的(de)芯片實(shi)現(xian)了這種校(xiao)正技(ji)術。

另外，還在縮短(duan)屏幕和投(tou)影儀之間的距離上(shang)進行了研發。因為要想不把中(zhong)間的障礙物投(tou)影上(shang)去(qu)，投(tou)影距離越短(duan)越好。最近(jin)鏡(jing)頭(tou)焦距較短(duan)的產(chan)(chan)品(pin)需求日趨(qu)旺盛。短(duan)焦鏡(jing)頭(tou)目(mu)前(qian)主要用于(yu)高分辨率的高價(jia)機型(xing)中(zhong)。不過，由于(yu)鏡(jing)頭(tou)昂貴，因此最初只應(ying)用于(yu)高性能(neng)的高價(jia)產(chan)(chan)品(pin)中(zhong)。最近(jin)由于(yu)鏡(jing)頭(tou)價(jia)格已逐(zhu)(zhu)步降低，因此兩年前(qian)開始逐(zhu)(zhu)漸(jian)應(ying)用于(yu)小型(xing)產(chan)(chan)品(pin)中(zhong)。

此(ci)外，還在開發不(bu)使(shi)用鏡(jing)頭而實現(xian)短焦的產品。這就是(shi)NEC ViewTechnology開發的利用鏡(jing)片(pian)反(fan)射光線來調(diao)節角(jiao)度(du)的DLP投(tou)影(ying)(ying)(ying)儀(yi)“WT600”。按(an)順序(xu)將光線反(fan)射到4枚非球面鏡(jing)片(pian)上進行投(tou)影(ying)(ying)(ying)。由于可以將投(tou)影(ying)(ying)(ying)儀(yi)放置在演示人(ren)(ren)員和屏幕之間(jian)，因此(ci)不(bu)會(hui)投(tou)影(ying)(ying)(ying)出(chu)人(ren)(ren)影(ying)(ying)(ying)。“投(tou)產方面最大的困難是(shi)提高亮(liang)度(du)。目前(qian)已通過改進彩色(se)(se)濾色(se)(se)器(qi)，實現(xian)了1200ANSI流明”

NEC ViewTechnology推出的DLP投(tou)影儀(yi)“WT600”。60英寸（0.9×1.2m）屏幕的投(tou)影距離為26cm。