【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)來放大顯示圖像的(de)投影(ying)(ying)裝置(zhi)。目前(qian)已經應用(yong)于會議(yi)室演示以及在(zai)家庭(ting)中通過連接(jie)DVD影(ying)(ying)碟(die)機等設備(bei)在(zai)大屏幕上觀看(kan)電影(ying)(ying)。在(zai)電影(ying)(ying)院(yuan)，也同樣已開始取(qu)代老電影(ying)(ying)膠(jiao)片的(de)數碼(ma)影(ying)(ying)院(yuan)放映機，被(bei)用(yong)作(zuo)面向(xiang)硬盤數字數據的(de)銀幕。

投影機原理是什么

說到(dao)投(tou)影(ying)儀(yi)成(cheng)(cheng)像(xiang)原(yuan)理，基本上所有類型(xing)的(de)(de)投(tou)影(ying)儀(yi)都一(yi)樣。投(tou)影(ying)儀(yi)先將光(guang)線(xian)照(zhao)射到(dao)圖(tu)像(xiang)顯示元(yuan)件上來(lai)產生影(ying)像(xiang)，然后通過鏡頭進(jin)行投(tou)影(ying)。投(tou)影(ying)儀(yi)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)顯示元(yuan)件包括利(li)用(yong)透(tou)光(guang)產生圖(tu)像(xiang)的(de)(de)透(tou)過型(xing)和(he)利(li)用(yong)反射光(guang)產生圖(tu)像(xiang)的(de)(de)反射型(xing)。無論哪一(yi)種(zhong)類型(xing)，都是(shi)將投(tou)影(ying)燈的(de)(de)光(guang)線(xian)分成(cheng)(cheng)紅(hong)、綠、藍(lan)三色(se)，再產生各種(zhong)顏(yan)色(se)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)。因為元(yuan)件本身只能進(jin)行單(dan)色(se)顯示，因此(ci)就要利(li)用(yong)3枚(mei)元(yuan)件分別生成(cheng)(cheng)3色(se)成(cheng)(cheng)分。然后再通過棱鏡將這(zhe)3色(se)圖(tu)像(xiang)合成(cheng)(cheng)為一(yi)個(ge)圖(tu)像(xiang)，最后通過鏡頭投(tou)影(ying)到(dao)屏幕上。

圖1：投影機的原理圖

使用(yong)圖像顯示元件(jian)，分別產生(sheng)紅、綠、藍三色圖像，然(ran)后通過合成進(jin)行投影。

圖(tu)像顯(xian)示元件(jian)包括3類（見(jian)圖(tu)2）。其中采(cai)用液晶(jing)(jing)的(de)有2類，分(fen)別是采(cai)用光(guang)透過型(xing)液晶(jing)(jing)的(de)透過型(xing)液晶(jing)(jing)元件(jian)和(he)采(cai)用可反射(she)光(guang)的(de)反射(she)型(xing)液晶(jing)(jing)的(de)元件(jian)。后(hou)一種(zhong)元件(jian)是DMD（數字微(wei)鏡元件(jian)），每個(ge)像素使用一個(ge)微(wei)鏡，通過改變反射(she)光(guang)的(de)方向來生(sheng)成(cheng)圖(tu)像。

圖(tu)(tu)2：3種圖(tu)(tu)像顯示元(yuan)件

分(fen)別是采用液(ye)晶的透(tou)過型(xing)液(ye)晶元件和反射型(xing)液(ye)晶元件，以及(ji)利(li)用鏡子產生像素的DMD。3種元件各有利(li)弊。

圖(tu)3：反射型液晶元件采取的措施(shi)

投影機(ji)使用(yong)的(de)反射型(xing)液(ye)晶(jing)元件大體上采(cai)取(qu)如下3種(zhong)措施：（1）采(cai)用(yong)無機(ji)材(cai)料的(de)定向(xiang)膜，易于控制(zhi)液(ye)晶(jing)；（2）通過減小液(ye)晶(jing)層厚度(du)，提高響應速(su)度(du)；（3）通過取(qu)消液(ye)晶(jing)中的(de)障礙(ai)物即隔離(li)片（Spacer），提高光的(de)利用(yong)效(xiao)率。

結構與液晶面板相同的透過型元件

透過型液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)元件(jian)生(sheng)成(cheng)(cheng)圖像(xiang)(xiang)的原(yuan)理與已(yi)經廣泛用(yong)(yong)作普(pu)通電腦顯(xian)示(shi)屏(ping)的液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)顯(xian)示(shi)器相同。在日(ri)本國(guo)內，精工愛普(pu)生(sheng)和索(suo)尼兩公司已(yi)經開(kai)始提供這種元件(jian)。投影(ying)儀用(yong)(yong)的液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)元件(jian)是用(yong)(yong)高(gao)溫多晶(jing)(jing)(jing)硅液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)制造的。因為它不(bu)同于普(pu)通液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)顯(xian)示(shi)器，通過將小像(xiang)(xiang)素生(sheng)成(cheng)(cheng)的圖像(xiang)(xiang)放(fang)大至數百(bai)倍(bei)后進行投影(ying)，因此極(ji)其微(wei)小的缺(que)陷(xian)放(fang)大后都會非常明顯(xian)，在制造的時候需(xu)要(yao)相當高(gao)的精度。

透過(guo)型液(ye)晶(jing)元件的工作(zuo)原理與液(ye)晶(jing)顯(xian)示器(qi)完(wan)全相同(tong)。液(ye)晶(jing)分子(zi)在加(jia)電后方(fang)向(xiang)就會(hui)改(gai)變，由(you)液(ye)晶(jing)分子(zi)的方(fang)向(xiang)來調節是否讓光線通(tong)過(guo)，以此(ci)顯(xian)示白色(se)和黑色(se)。

其缺(que)點是(shi)光(guang)的利(li)用(yong)效率(lv)較差(cha)。這是(shi)因(yin)為(wei)透過型(xing)液晶(jing)面(mian)板(ban)由多層構(gou)成(cheng)，因(yin)此(ci)只能保(bao)證3成(cheng)左右的入射光(guang)通(tong)過。

透(tou)(tou)過型液(ye)晶元件的(de)(de)尺寸(cun)(cun)越(yue)來越(yue)小(xiao)(xiao)。透(tou)(tou)過型液(ye)晶元件一般在(zai)(zai)0.7～0.8英寸(cun)(cun)之間，不(bu)過為(wei)(wei)了控制成本，主流投影(ying)儀使(shi)(shi)用的(de)(de)元件都(dou)在(zai)(zai)0.7英寸(cun)(cun)左(zuo)右。然而(er)，元件越(yue)小(xiao)(xiao)，透(tou)(tou)過光的(de)(de)面(mian)積就(jiu)越(yue)小(xiao)(xiao)，因而(er)圖像就(jiu)越(yue)暗。因此，使(shi)(shi)用小(xiao)(xiao)元件時為(wei)(wei)了確保(bao)亮(liang)度，投影(ying)燈就(jiu)要大(da)(da)一些(xie)，而(er)且為(wei)(wei)了提高透(tou)(tou)過光的(de)(de)效率，光學(xue)系統也會(hui)變大(da)(da)。“由于在(zai)(zai)使(shi)(shi)用小(xiao)(xiao)液(ye)晶面(mian)板時，為(wei)(wei)了確保(bao)亮(liang)度，必須照射更多的(de)(de)光線(xian)，因此機身反而(er)會(hui)更大(da)(da)。而(er)尺寸(cun)(cun)為(wei)(wei)0.9英寸(cun)(cun)左(zuo)右的(de)(de)話，不(bu)僅可確保(bao)足夠(gou)的(de)(de)亮(liang)度，同時還能設計到更小(xiao)(xiao)。”

透過型液(ye)晶元件會因(yin)長時(shi)間(jian)使(shi)用而(er)老(lao)化(hua)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)用來調節液(ye)晶分子方(fang)(fang)向的定向膜和(he)控制光線(xian)方(fang)(fang)向的偏光板等采用的是(shi)有機(ji)材(cai)(cai)料(liao)。由(you)于投影燈功(gong)率高(gao)，因(yin)此(ci)不僅發熱，而(er)且光線(xian)很(hen)強，所以(yi)會使(shi)有機(ji)材(cai)(cai)料(liao)產生化(hua)學(xue)變化(hua)。材(cai)(cai)料(liao)老(lao)化(hua)的程度因(yin)投影燈的使(shi)用模式(shi)和(he)用戶使(shi)用方(fang)(fang)法的不同(tong)有很(hen)大差異。

適合視頻播放的反射型液晶元件

在可實現高畫質的(de)液(ye)晶元件中有一種(zhong)反射型液(ye)晶。最大的(de)特(te)點是顯(xian)示(shi)視頻(pin)時至關重要的(de)響應速度非常快，而且由于(yu)對比度高，因此黑色顯(xian)示(shi)得非常清晰。這種(zhong)液(ye)晶適合于(yu)顯(xian)示(shi)電(dian)影(ying)等視頻(pin)播放(fang)。

目前已有(you)三家日本公司(si)開(kai)發成功(gong)了(le)這(zhe)種元(yuan)件。JVC、日立(li)制(zhi)作所和索尼已經分別(bie)于1997年、2001年和2003年發布了(le)這(zhe)種元(yuan)件。JVC的(de)元(yuan)件名為(wei)“D-ILA”，索尼的(de)元(yuan)件名為(wei)“SXRD”。

反(fan)射(she)型液(ye)晶元件由于光(guang)的(de)利用(yong)效率(lv)比透過型高(gao)(gao)(gao)，因(yin)此(ci)(ci)能(neng)夠(gou)(gou)制造出高(gao)(gao)(gao)亮(liang)度的(de)投影儀。在(zai)液(ye)晶部分的(de)下面(mian)有一層反(fan)射(she)光(guang)線的(de)薄膜，能(neng)夠(gou)(gou)反(fan)射(she)6～7成的(de)光(guang)線。對比度高(gao)(gao)(gao)是因(yin)為關(guan)閉電(dian)壓時(shi)液(ye)晶采用(yong)的(de)是垂直(zhi)排(pai)列方(fang)式。這(zhe)種方(fang)式稱為垂直(zhi)定(ding)向。由于不加壓時(shi)，為黑色(se)顯(xian)示(shi)，因(yin)此(ci)(ci)能(neng)夠(gou)(gou)更清晰地表現黑色(se)。反(fan)射(she)型液(ye)晶元件的(de)優點在(zai)顯(xian)示(shi)暗畫面(mian)時(shi)更容易理解。在(zai)漆(qi)黑的(de)畫面(mian)上顯(xian)示(shi)黑衣服和頭發(fa)時(shi)，能(neng)夠(gou)(gou)不受背景的(de)影響進(jin)行(xing)顯(xian)示(shi)。

投影儀用(yong)的(de)反射型液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)元件的(de)響應速(su)度高(gao)是因為(wei)在(zai)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)部(bu)(bu)分(fen)采(cai)取了(le)一定的(de)措施（見圖3）。通過(guo)(guo)將液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)層減(jian)小到(dao)2μm以下，提高(gao)了(le)響應速(su)度。一般來說(shuo)，液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)面板為(wei)了(le)確保均勻的(de)薄(bo)度，要在(zai)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)中加(jia)入名(ming)為(wei)隔離(li)(li)(li)(li)片的(de)輔助材(cai)料。這種(zhong)隔離(li)(li)(li)(li)片的(de)厚度就是液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)層的(de)厚度。但JVC的(de)D-ILA和(he)索尼的(de)SXRD，通過(guo)(guo)在(zai)制(zhi)造方法(fa)和(he)封裝材(cai)料上(shang)下功夫，在(zai)不(bu)使用(yong)隔離(li)(li)(li)(li)片的(de)情況(kuang)下實現了(le)2μm的(de)厚度。“通過(guo)(guo)取消隔離(li)(li)(li)(li)片，解決了(le)在(zai)像素顯(xian)示部(bu)(bu)分(fen)會顯(xian)出隔離(li)(li)(li)(li)片的(de)問(wen)題(ti)。利用(yong)封裝材(cai)料確保了(le)液(ye)晶(jing)(jing)(jing)(jing)單(dan)元的(de)厚度。

如何使用透鏡來進行反射

每個像素一個微(wei)鏡，反射光線。

投(tou)影儀有(you)的還使用微(wei)鏡元件。這就是美(mei)國(guo)德州儀器開發的DMD。由(you)于(yu)DMD專利歸該公司所有(you)，因此只有(you)該公司進行生產和供(gong)貨(huo)。采用DMD的投(tou)影儀稱為DLP（數(shu)字光處理）投(tou)影儀。

DMD的(de)(de)每一(yi)個像素(su)都(dou)是(shi)一(yi)面鏡(jing)子，在半導體底(di)板上(shang)排(pai)列(lie)著(zhu)和像素(su)一(yi)樣多的(de)(de)微鏡(jing)。微鏡(jing)邊長(chang)(chang)僅(jin)14μm。使用微鏡(jing)最多的(de)(de)DMD是(shi)大約80萬像素(su)的(de)(de)型號(hao)。通過在0.7英寸（對角線(xian)長(chang)(chang)度）底(di)板上(shang)的(de)(de)大約80萬枚(mei)微鏡(jing)逐枚(mei)動作來顯(xian)示圖(tu)像。

每(mei)一(yi)枚(mei)微(wei)鏡(jing)以對角(jiao)線(xian)方(fang)向(xiang)為(wei)軸左右傾斜。采用靜電(dian)(dian)引力移動微(wei)鏡(jing)。微(wei)鏡(jing)本身施加20V電(dian)(dian)壓(ya)，在對角(jiao)線(xian)一(yi)端下方(fang)施加5V，另(ling)一(yi)個施加0V電(dian)(dian)壓(ya)后，由(you)于0V一(yi)端的電(dian)(dian)位(wei)差較(jiao)大，因(yin)此微(wei)鏡(jing)就將向(xiang)這(zhe)一(yi)側偏(pian)移。

圖4：DMD結構(gou)（左(zuo)），以及(ji)用DMD生成圖像(xiang)的原理（右）

利用微鏡角度(du)改變反光方向。顯示(shi)白色時設置(zhi)成反射光朝向鏡頭的角度(du)。顯示(shi)黑色時光線則光被吸收板所(suo)吸收。

通過(guo)傾斜DMD的方向來(lai)(lai)改變光(guang)線(xian)反(fan)(fan)射角度，來(lai)(lai)實(shi)現(xian)白色(se)和(he)黑色(se)（圖(tu)4右）。當微鏡向某個方向傾斜10度時，通過(guo)調整光(guang)線(xian)將反(fan)(fan)射到鏡頭方向，反(fan)(fan)方向傾斜10度時光(guang)線(xian)將反(fan)(fan)射到光(guang)吸收(shou)板上(shang)。這(zhe)樣一來(lai)(lai)，光(guang)線(xian)朝鏡頭反(fan)(fan)射時顯(xian)示白色(se)，朝光(guang)吸收(shou)板反(fan)(fan)射時顯(xian)示黑色(se)。中間色(se)調則通過(guo)在(zai)極(ji)短時間內反(fan)(fan)復切換(huan)白色(se)和(he)黑色(se)來(lai)(lai)實(shi)現(xian)。

與液晶元件相(xiang)比(bi)，DMD的像(xiang)(xiang)素具有更(geng)高的圖像(xiang)(xiang)顯示(shi)性(xing)能(neng)。首先是對(dui)比(bi)度(du)(du)高。對(dui)比(bi)度(du)(du)最高可達(da)3000：1。另外對(dui)信號的響應(ying)(ying)速(su)度(du)(du)快。響應(ying)(ying)速(su)度(du)(du)約(yue)為15微(wei)秒，差不多是液晶的1000倍(bei)。響應(ying)(ying)速(su)度(du)(du)越(yue)快，越(yue)能(neng)平滑(hua)地顯示(shi)視頻(pin)圖像(xiang)(xiang)。而且DMD的光利(li)用(yong)效率更(geng)好。由于像(xiang)(xiang)素由微(wei)鏡組(zu)成，因此(ci)照(zhao)射來的光線有9成會反射出去。不過，雖然性(xing)能(neng)高，但每個像(xiang)(xiang)素的均價也(ye)高。

圖5：投影儀(yi)種類和用(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(de)普及型產品(pin)。使用(yong)反射(she)型液(ye)晶的(de)液(ye)晶投(tou)影(ying)儀和(he)3板式DLP投(tou)影(ying)儀則是面(mian)向電(dian)影(ying)院數字放映機和(he)大(da)廳及各種(zhong)大(da)眾活動的(de)高價位產品(pin)。

圖6：單板式DLP投影儀(yi)的(de)結構

只使用(yong)一枚DMD的(de)單板式DLP投影儀(yi)通過高速旋轉彩色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器(qi)(qi)，按(an)順序分別(bie)向DMD照射(she)紅、綠、藍三色(se)(se)(se)光。DMD連續顯示各色(se)(se)(se)圖像，然后(hou)通過鏡頭進(jin)行投影。根據日本德州儀(yi)器(qi)(qi)的(de)公開資料(liao)制作而成。

適合小型化的單板投影儀

適(shi)合小型化的單(dan)板式投影儀(yi)

投影儀使(shi)用的元(yuan)件有3類，而實際采用這些元(yuan)件的產(chan)品則(ze)分為如下(xia)4類：

（1）只使用1枚(mei)DMD的(de)單(dan)板式DLP投影儀；

（2）使(shi)用3枚透過(guo)型液晶(jing)的液晶(jing)投影儀；

（3）使(shi)用3枚DMD的3板式DLP投(tou)影(ying)儀和

（4）使用3枚(mei)反射型液(ye)(ye)晶(jing)元件的液(ye)(ye)晶(jing)投影儀(yi)(yi)。從顯(xian)(xian)示紅、綠、藍三色圖像(xiang)的投影儀(yi)(yi)原理看(kan)，基(ji)本上都是(shi)3板式(shi)。然而像(xiang)DMD一樣圖像(xiang)顯(xian)(xian)示性能較(jiao)高的元件有1枚(mei)即可構成投影儀(yi)(yi)。DMD的單(dan)(dan)枚(mei)價格較(jiao)高，也是(shi)采用單(dan)(dan)板式(shi)設計的原因之一。使用DMD的DLP投影儀(yi)(yi)除部分(fen)大型產(chan)品外基(ji)本上都是(shi)單(dan)(dan)板式(shi)（見圖5）。

單(dan)板式DLP投影儀(yi)并不預(yu)先分(fen)離光(guang)(guang)線，而是通(tong)過(guo)(guo)由紅(hong)、綠(lv)、藍三色(se)(se)(se)構成(cheng)(cheng)一種(zhong)(zhong)光(guang)(guang)線的彩(cai)色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器，按(an)順序切(qie)換三種(zhong)(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)（見圖(tu)6）。彩(cai)色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器每秒旋轉60～180次(ci)。通(tong)過(guo)(guo)彩(cai)色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器的光(guang)(guang)線照射到(dao)DMD上(shang)。DMD高速連續(xu)顯(xian)(xian)示三色(se)(se)(se)圖(tu)像(xiang)(xiang)，照射紅(hong)色(se)(se)(se)光(guang)(guang)時(shi)顯(xian)(xian)示紅(hong)色(se)(se)(se)成(cheng)(cheng)分(fen)的圖(tu)像(xiang)(xiang)，照射綠(lv)色(se)(se)(se)光(guang)(guang)時(shi)顯(xian)(xian)示綠(lv)色(se)(se)(se)成(cheng)(cheng)分(fen)的圖(tu)像(xiang)(xiang)。被DMD反射的三色(se)(se)(se)圖(tu)像(xiang)(xiang)通(tong)過(guo)(guo)鏡頭進行投影。

單板式DLP投影儀由于(yu)對比度高、響(xiang)應速度快(kuai)，因此適合于(yu)家庭影院等視頻顯(xian)示領域。而且(qie)光學系(xi)統不需太大，因此設計小巧、重量(liang)輕，且(qie)便攜(xie)性強，因此還適合于(yu)與電腦一起攜(xie)帶(dai)使用（照(zhao)片1）。

不過(guo)，也有(you)人(ren)(ren)指出單板(ban)式(shi)DLP投(tou)影儀使(shi)用彩色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器(qi)(qi)連續(xu)顯示(shi)三(san)色(se)(se)(se)圖像也產(chan)生(sheng)了相(xiang)應的缺點。這(zhe)就是高速(su)的圖像顯示(shi)而導致顏色(se)(se)(se)分(fen)離(li)(li)的“彩虹現象”。有(you)人(ren)(ren)指出顏色(se)(se)(se)分(fen)離(li)(li)會“覺得晃眼(yan)睛(jing)”。面向家庭影院的產(chan)品(pin)通過(guo)提(ti)高彩色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器(qi)(qi)的旋轉速(su)度，并將濾色(se)(se)(se)器(qi)(qi)分(fen)為6個，或(huo)除三(san)色(se)(se)(se)外再加(jia)上白色(se)(se)(se)等(deng)方法減輕了這(zhe)種(zhong)分(fen)色(se)(se)(se)現象。

照片1：小(xiao)型DLP投影(ying)儀

日本PLUS Vision推出的DLP投(tou)影儀“V-1100”。重(zhong)約(yue)1.0kg，尺寸為寬(kuan)180×高(gao)45×縱長141mm，一只手(shou)就能(neng)拿(na)得住。

用特殊鏡片進行分光

采用(yong)投影儀(yi)基本(ben)結構即3板式的(de)(de)投影儀(yi)包括如(ru)下3類：（1）普(pu)及(ji)型即采用(yong)透(tou)過(guo)型液(ye)晶(jing)的(de)(de)產品(pin)(pin)；（2）采用(yong)DMD的(de)(de)高(gao)(gao)價(jia)(jia)產品(pin)(pin)和采用(yong)反(fan)射型液(ye)晶(jing)元件的(de)(de)高(gao)(gao)價(jia)(jia)產品(pin)(pin)。

下面以液晶(jing)投影(ying)儀為例(li)介(jie)紹一(yi)下此類(lei)產品(pin)的(de)結(jie)構（圖7）。首先(xian)要將(jiang)對身體(ti)有(you)(you)害(hai)的(de)紫外線(xian)和(he)影(ying)響到溫(wen)度的(de)紅外線(xian)從(cong)投影(ying)燈發出(chu)的(de)光(guang)線(xian)中(zhong)去(qu)除(chu)掉。然后根(gen)據(ju)波長將(jiang)光(guang)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)成(cheng)紅、綠(lv)、藍3色(se)(se)(se)。分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)光(guang)線(xian)時采用(yong)一(yi)種(zhong)名為“分(fen)(fen)(fen)(fen)色(se)(se)(se)鏡(jing)(jing)”的(de)特(te)(te)殊(shu)鏡(jing)(jing)片。分(fen)(fen)(fen)(fen)色(se)(se)(se)鏡(jing)(jing)具有(you)(you)只讓(rang)特(te)(te)定(ding)波長的(de)光(guang)通(tong)過而反(fan)射其他(ta)光(guang)線(xian)、或者只反(fan)射特(te)(te)定(ding)光(guang)而讓(rang)剩余(yu)光(guang)線(xian)通(tong)過的(de)特(te)(te)性。先(xian)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)紅色(se)(se)(se)，接著分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)綠(lv)色(se)(se)(se)，最后剩下的(de)就(jiu)是(shi)藍色(se)(se)(se)光(guang)。有(you)(you)的(de)產品(pin)則按(an)藍、綠(lv)、紅的(de)順序(xu)進(jin)行分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)。由圖像元件(jian)生成(cheng)3色(se)(se)(se)圖像，然后利用(yong)棱鏡(jing)(jing)將(jiang)這些(xie)光(guang)進(jin)行合(he)成(cheng)。為了形成(cheng)自(zi)然色(se)(se)(se)，按(an)紅3、綠(lv)6、藍1的(de)比例(li)對光(guang)線(xian)進(jin)行合(he)成(cheng)。

圖7：液晶投影(ying)儀的結構

投(tou)影(ying)燈發出的(de)光線(xian)(xian)首(shou)先被分(fen)(fen)割成紫外線(xian)(xian)和紅(hong)外線(xian)(xian)。然后利用名為分(fen)(fen)色鏡(jing)(jing)（Dichroic Mirror）的(de)特殊鏡(jing)(jing)片(pian)將其分(fen)(fen)成紅(hong)、綠、藍(lan)3種(zhong)光。生成3色圖像后，利用棱鏡(jing)(jing)合成后進行投(tou)影(ying)。

圖8：梯形失真補(bu)償技術

減少元件上造成梯形失真(zhen)部分的像(xiang)素(su)。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

投影儀根據元(yuan)(yuan)件(jian)種類及采(cai)用(yong)的(de)元(yuan)(yuan)件(jian)數量不(bu)同，特點(dian)也各不(bu)相同。不(bu)過，實(shi)際產品除元(yuan)(yuan)件(jian)外還(huan)根據用(yong)途(tu)進行了調(diao)整。

投(tou)影儀的(de)用途大體分(fen)為3個(ge)方面(mian)。首先是(shi)會議室等(deng)場(chang)合使用的(de)演示(shi)用途，第二(er)個(ge)是(shi)在家(jia)庭(ting)中(zhong)觀(guan)看電影的(de)家(jia)庭(ting)影院(yuan)用途，第三(san)個(ge)則是(shi)電影院(yuan)等(deng)場(chang)合中(zhong)放映數字電影的(de)數碼放映機。

在(zai)產(chan)(chan)品數(shu)量最多的(de)(de)演示和(he)家庭(ting)影院(yuan)方面，12萬(wan)～60萬(wan)日(ri)元(yuan)左右(you)的(de)(de)小(xiao)型(xing)(xing)產(chan)(chan)品已經廣泛使用(yong)。此類產(chan)(chan)品的(de)(de)銷量方面，采用(yong)透過型(xing)(xing)液晶元(yuan)件的(de)(de)約為8成(cheng)，采用(yong)DMD的(de)(de)約為2成(cheng)。在(zai)會議室和(he)各(ge)類活動中(zhong)，電(dian)影院(yuan)使用(yong)的(de)(de)是采用(yong)3枚DMD的(de)(de)DLP投影儀和(he)采用(yong)反(fan)射型(xing)(xing)液晶元(yuan)件的(de)(de)投影儀。

是否(fou)重(zhong)視亮(liang)度(du)，是否(fou)重(zhong)視對比度(du)及色彩表現效果，因(yin)不同的(de)(de)用途而異(yi)。演示(shi)用投影儀主要(yao)設想在會(hui)議(yi)室(shi)使(shi)用。在會(hui)議(yi)室(shi)，為(wei)了(le)做(zuo)記錄，周圍環境必須要(yao)達(da)(da)到一定的(de)(de)亮(liang)度(du)。因(yin)此對投影儀有(you)亮(liang)度(du)要(yao)求。如果亮(liang)度(du)達(da)(da)到1500ANSI流明(ming)到2000ANSI流明(ming)之間，即便(bian)周圍光線(xian)明(ming)亮(liang)，也可以進行正(zheng)常投影。而且由(you)于需要(yao)顯(xian)示(shi)表格等細(xi)小文字，因(yin)此還(huan)要(yao)示(shi)具有(you)較高的(de)(de)分辨(bian)率。最近大多都(dou)達(da)(da)到了(le)與電腦顯(xian)示(shi)器相(xiang)同的(de)(de)XGA（1024×768像素(su)）規格以上。

另(ling)一方(fang)面，家(jia)庭(ting)影(ying)院方(fang)面，由于可以降低房(fang)間(jian)亮度(du)，因此亮度(du)要(yao)求較低。取而代之的(de)是對比(bi)度(du)能(neng)(neng)否能(neng)(neng)夠更深地表(biao)(biao)現黑色(se)(se)(se)，能(neng)(neng)夠充(chong)分表(biao)(biao)現出(chu)(chu)對于表(biao)(biao)示肌膚非(fei)常重要(yao)的(de)紅色(se)(se)(se)。為了提高色(se)(se)(se)彩表(biao)(biao)現效果，“通過改進分光(guang)鏡的(de)制造工藝，能(neng)(neng)夠充(chong)分表(biao)(biao)現出(chu)(chu)紅色(se)(se)(se)和綠色(se)(se)(se)效果”（三洋(yang)電機消費者企業集團AV解決方(fang)案公司投(tou)影(ying)儀業務部商(shang)品(pin)規劃部商(shang)品(pin)規劃科科長杉村一人）。另(ling)外(wai)，使(shi)用(yong)反射型液晶元件(jian)的(de)高價投(tou)影(ying)儀已(yi)經(jing)開始(shi)采用(yong)光(guang)波(bo)分布(bu)接近自然光(guang)、色(se)(se)(se)彩表(biao)(biao)現效果較好的(de)佳(jia)能(neng)(neng)投(tou)影(ying)燈。

通過加大像素間隔，修正顯示圖像

對于投影(ying)儀(yi)(yi)來(lai)說(shuo)，雖然與其他顯(xian)示(shi)設備一樣畫質非常重(zhong)要，但是(shi)也存在(zai)因(yin)“投影(ying)”方式而產生的(de)投影(ying)儀(yi)(yi)特有(you)(you)的(de)問(wen)題。一是(shi)必(bi)(bi)須調整投影(ying)角(jiao)度，二是(shi)必(bi)(bi)須在(zai)屏幕與投影(ying)儀(yi)(yi)之間(jian)留出沒有(you)(you)障(zhang)礙物的(de)空(kong)間(jian)。

投影(ying)儀會因投影(ying)角度不正而使圖像出現梯形(xing)失真(zhen)（見(jian)圖8上(shang)）。房間狹小時有時就要將投影(ying)儀橫(heng)向(xiang)錯開放置，或者(zhe)必須從斜(xie)下(xia)方(fang)投影(ying)。如果橫(heng)向(xiang)投影(ying)，就會產生(sheng)左右加寬的(de)(de)梯形(xing)，而從斜(xie)下(xia)方(fang)向(xiang)上(shang)投影(ying)時則會形(xing)成上(shang)寬下(xia)窄的(de)(de)梯形(xing)。

這(zhe)種梯形校(xiao)正(zheng)技(ji)術目前已(yi)經成(cheng)熟，并且已(yi)經應用于大多數產品(pin)中（見圖(tu)8下）。該技(ji)術稱為(wei)“梯形失(shi)真(zhen)校(xiao)正(zheng)”。

以投影(ying)儀(yi)投影(ying)出來的(de)(de)畫(hua)面橫縱比為4：3為例進行(xing)說明。上(shang)寬下窄的(de)(de)梯形(xing)(xing)根據下線，將畫(hua)面校正(zheng)成4:3的(de)(de)長方(fang)(fang)形(xing)(xing)。為了實現這一點，就(jiu)要(yao)改變(bian)(bian)元件生成的(de)(de)圖像(xiang)(xiang)。即在元件上(shang)加大直接投影(ying)時(shi)會變(bian)(bian)寬的(de)(de)那部分的(de)(de)像(xiang)(xiang)素間(jian)隔(ge)(ge)。也就(jiu)是說，通(tong)過將元件上(shang)的(de)(de)顯(xian)(xian)示(shi)調(diao)整(zheng)成梯形(xing)(xing)，而使(shi)投影(ying)圖像(xiang)(xiang)顯(xian)(xian)示(shi)成長方(fang)(fang)形(xing)(xing)。不過，像(xiang)(xiang)素間(jian)隔(ge)(ge)加大的(de)(de)那部分的(de)(de)分辨(bian)率(lv)會有所下降。

各種場合對投影儀的要求不同

而(er)且校正(zheng)技術(shu)也(ye)在不(bu)斷進步。有(you)的產品不(bu)僅上下和左右變寬時都(dou)能校正(zheng)，而(er)且投影(ying)時還能夠通過(guo)傾斜傳感器(qi)檢測機身角度(du)，自動校正(zheng)圖像失真。

有一(yi)種(zhong)獨特(te)方式就(jiu)是(shi)NEC ViewTechnology開發(fa)的校正技術。利用附帶的遙(yao)控(kong)器指定顯示畫面的4個角(jiao)，按一(yi)下(xia)設(she)置按鈕(niu)，就(jiu)能(neng)校正成由(you)指定的4個點構成的四(si)角(jiao)形。該公(gong)司利用自主開發(fa)的芯片實現了這(zhe)種(zhong)校正技術。

另外(wai)，還在(zai)縮短屏(ping)幕(mu)和(he)投影(ying)儀之間的(de)距(ju)離上進行(xing)了研發。因為(wei)要想不(bu)把中間的(de)障礙物(wu)投影(ying)上去，投影(ying)距(ju)離越短越好。最(zui)近鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)焦距(ju)較短的(de)產(chan)品(pin)(pin)需(xu)求日趨旺盛。短焦鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)目前主要用于高分(fen)辨率的(de)高價機型中。不(bu)過，由(you)于鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)昂貴，因此(ci)最(zui)初只(zhi)應(ying)用于高性能的(de)高價產(chan)品(pin)(pin)中。最(zui)近由(you)于鏡(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)價格(ge)已逐步降低，因此(ci)兩年前開始逐漸應(ying)用于小型產(chan)品(pin)(pin)中。

此外，還在(zai)開發不(bu)使(shi)用鏡(jing)頭而實現短焦的(de)產(chan)品。這就是NEC ViewTechnology開發的(de)利用鏡(jing)片反射(she)光線來(lai)調(diao)節角度(du)的(de)DLP投(tou)影儀“WT600”。按順(shun)序將(jiang)光線反射(she)到4枚非球面鏡(jing)片上進行投(tou)影。由于可以(yi)將(jiang)投(tou)影儀放(fang)置(zhi)在(zai)演示(shi)人員(yuan)和屏幕之間，因此不(bu)會投(tou)影出(chu)人影。“投(tou)產(chan)方(fang)面最大的(de)困難是提高亮(liang)度(du)。目(mu)前已通過改進彩色(se)濾色(se)器，實現了(le)1200ANSI流明”

NEC ViewTechnology推出的(de)DLP投影儀“WT600”。60英寸（0.9×1.2m）屏幕的(de)投影距離(li)為26cm。