投影技術

首先來認識一下各式各樣的投影技術 ^[1]  。

投影機主要技術有CRT（CathodeRay Tube：陰極射線管） ^[1]  、LCD（Liquid Crystal Display：液晶顯示器）3LCD方式是將燈泡發出的光分解成R（紅）、G（綠）、B（藍）三種顏色（光的三原色）的光，並使其分別透過各自的液晶板(HTPS方式)賦予形狀和動作。由於經常投射這三種原色，因此可以有效地使用光，顯現出明亮清晰的圖像。採用3LCD方式的投影機有着圖像明亮自然、柔和等特點。由於使用三個LCD顯示顏色，因此能再現不傷眼睛的圖像。DLP（Digital Light Processor：數碼光路處理器）即為數字光處理，也就是説這種技術要先把影像信號經過數字處理，然後再把光投影出來。它是基於TI（美國德州儀器）公司開發的數字微鏡元件——DMD（Digital Micromirror Device）來完成可視數字信息顯示的技術。説得具體點，就是DLP投影技術應用了數字 ^[1]  微鏡晶片（DMD）來作為主要關鍵處理元件以實現數字光學處理過程。LCOS（Liquid Crystal on Silicon），即硅基液晶，是一種基於反射模式，尺寸非常小的矩陣液晶顯示裝置。這種矩陣採用CMOS技術在硅芯片上加工製作而成。像素的尺寸大小從7微米到20微米。SXRD技術是一種先進的反射式技術，由索尼公司獨家開發。SXRD顯像技術的特點：分辨率、亮度及對比度的表現力均超越傳統的Full HD，再現高質素圖像效果。D-ILAD-ILA投影技術（Direct-Drive Image Light Amplifier，直接驅動圖像光源放大器）技術的核心部件是反射式活性矩陣硅上液晶板，也就是通常所説的反射式液晶板，所以也有人將D-ILA技術稱為反射式液晶技術。D-ILA技術在提供高分辨率和高對比度方面顯示了技術優勢,由於D-ILA技術的液晶板的液晶層採用電壓控制可調雙折射方式，在全開狀態的光線全反射，幾乎沒有損失；而全關狀態式反射輸出光線幾乎為零，因此D-ILA可以實現非常高的對比度。共有七大類型。CRT和LCD投影機採用透射式投射方式，DLP採用反射式投射方式。CRT和LCD投影機技術成熟，應用時間較長，性能穩定。而DLP投影機應用時間較短，技術有待於進一步完善，但是該投影機採用微鏡反射投影技術，亮度和對比度明顯提高，體積和重量明顯減少，具有較強的生命力和久遠的市場潛力。 ^[1] 

CRT投影機可以説是投影機的鼻祖。CRT投影機也叫三槍投影機，其工作原理與CRT顯示器沒有什麼不同，其發光源和成像均為CRT。雖然CRT投影機的工作特徵與LCD、DLP等投影機有本質區別，且CRT投影機與LCD投影機同屬傳輸型投影機，但CRT投影機是本身發光，是由陰極射線電子束掃描擊射在成像面上，使成像面上的熒光粉發光形成圖像後，再傳輸到投影面上。因此，CRT投影機具有CRT技術中成像的所有優點和缺點。即CRT投影機分辨率高、對比度好、色彩飽和度佳、對信號的兼容性強，且技術十分成熟。特別是CRT投影機在採用當前技術先進的CRT新型蔭罩後，亮度也有了較大提高。但CRT投影機畢竟是由成像面上熒光粉發光後再投影到屏幕上的，當有效掃描電子數增加到飽和狀態時，再增加有效電子數，熒光粉發光量也增不了多少。因此，與其它類型的投影機相比，在亮度方面，CRT投影機要低得多，這一直是困繞CRT投影機的主要因素。不過，CRT投影機分辨率高,對比度好,色彩飽和度佳,信號的兼容較強，技術十分成熟，加上CRT投影機掃描式的成像特點和在分辨率、亮度、對比度、飽和度、線性、枕形、梯形等方面具有調節功能，CRT投影機在航空航天、遙控監控行業中起到其它投影機無法替代的作用，所以應用於相對高端的專業領域。 ^[1] 

LCD液晶投影機是液晶顯示技術和投影技術相結合的產物，它利用了液晶的電光效應，通過電路控制液晶單元的透射率及反射率，從而產生不同灰度層次及多達1670百萬種色彩的靚麗圖像。LCD投影機的主要成像器件是液晶板。LCD投影機的體積取決於液晶板的大小，液晶板越小，投影機的體積也就越小。

根據電光效應，液晶材料可分為活性液晶和非活性液晶兩類，其中活性液晶具有較高的透光性和可控制性。液晶板使用的是活性液晶，人們可通過相關控制系統來控制液晶板的亮度和顏色。與液晶顯示器相同，LCD投影機採用的是扭曲向列型液晶。LCD投影機的光源是專用大功率燈泡，發光能量遠遠高於利用熒光發光的CRT投影機，所以LCD投影機的亮度和色彩飽和度都高於CRT投影機。LCD投影機的像元是液晶板上的液晶單元，液晶板一旦選定，分辨率就基本確定了，所以LCD投影機調節分辨率的功能要比CRT投影機差。

LCD投影機按內部液晶板的片數可分為單片式和三片式兩種，現代液晶投影機大都採用3片式LCD板(圖1)。三片式LCD投影機是用紅、綠、藍三塊液晶板分別作為紅、綠、藍三色光的控制層。光源發射出來的白色光經過鏡頭組後會聚到分色鏡組，紅色光首先被分離出來，投射到紅色液晶板上，液晶板“記錄”下的以透明度表示的圖像信息被投射生成了圖像中的紅色光信息。綠色光被投射到綠色液晶板上，形成圖像中的綠色光信息，同樣藍色光經藍色液晶板後生成圖像中的藍色光信息，三種顏色的光在稜鏡中會聚，由投影鏡頭投射到投影幕上形成一幅全綵色圖像。三片式LCD投影機比單片式LCD投影機具有更高的圖像質量和更高的亮度。LCD投影機體積較小、重量較輕，製造工藝較簡單，亮度和對比度較高，分辨率適中，現今LCD投影機佔有的市場份額約佔總體市場份額的70%以上，是市場上佔有率最高、應用最廣泛的投影機。

DLP投影機是一種光學數字化反射式投射設備。DLP投影機的關鍵成像器件DMD（Digital Micromirror Device：數字微透鏡裝置）是一種由德州儀器公司自行研製開發的、可通過二位元脈衝控制的半導體元件。該元件具有快速反射式數字開關性能，能夠準確控制光源。其基本原理是，光束通過一高速旋轉的三色透鏡後，再投射在DMD部件上，然後通過光學透鏡投射在大屏幕上完成圖像投影。DLP投影機實際上是一種基於DMD技術的全數字反射式投影設備。一片DMD是由許多個微小的正方形反射鏡片（簡稱微鏡）按行列緊密排列在一起貼在一塊硅晶片的電子節點上形成的，每一個微鏡都對應着生成圖像的一個像素。因此，DMD裝置的微鏡數目決定了一台DLP投影機的物理分辨率，平常我們説投影機的分辨率為600×800的SVGA模式，所指的就是DMD裝置上的微鏡數目就有600×800=480000個，是相當複雜和精密的。在DMD裝置中每個微鏡，都對應着一個存儲器，該存儲器可以控制微鏡在±10度角兩個位置上切換轉動。當今，DLP投影機按其中的DMD裝置的數目分為一片DLP投影系統，兩片DLP投影系統和三片DLP投影系統。

DLP投影機採用微鏡濾光技術，使用表面由成千上萬個微透鏡組成的芯片高速切換光像素來產生投影圖像。形成DLP圖像的光束沒有經過過濾，能量沒有減少，投影圖像信息沒有損失，加上DMD部件具有反射性和密合性的優點，光能的利用率遠遠高於傳統的光學系統。配合先進的光學架構與高品質的光學鏡頭設計，DLP投影機可以產生清晰度高、畫面均勻、色彩還原性好的圖像，亮度比LCD圖像高，出現條紋和重影的情況也比LCD投影機少。DLP投影技術拋棄了傳統意義上的會聚，可以隨意變焦，調整十分方便，而且其光學路徑相當簡單，體積更小，所以該技術主要應用在超便攜式系統中，現代最輕的DLP超便攜投影機的重量可以小於1.5公斤。當然，縮小體積也帶來了視頻顯示方面的缺陷，使DLP投影機的視頻顯示效果有些失真。DLP投影機的光學機械特性，也決定了它的移動防振性能要比LCD投影機差一些。與LCD投影機一樣，DLP的像元也是固化的，所以它的分辨率調整功能較差。

雖然DLP投影機所佔的市場分額遠遠低於LCD投影機，但作為新型產品，DLP投影機在體積、重量和亮度等方面具有先天優勢，更適合現代電子商務與家庭影院的需要，尤其是其超便攜性能完全超過了LCD投影機，DLP投影機已成為繼CRT投影機和LCD投影機之後的第三類產品，應用領域與市場前景不可估量。

前三類投影機的工作原理完全不同，在性能上相互補充。為了充分發揮各類投影機的優勢，人們想到了將CRT的長處與LCD和DLP的優勢結合起來的方法，於是出現了DLV技術的投影機 ^[1]  。

未來之星：DLV（Digital Light Valve：數碼光路真空管，簡稱數字光閥）是一種將CRT透射式投影技術與DLP反射式投影技術結合在一起的新技術。該技術的核心是將小管徑CRT作為投影機的成像面，並採用氙燈作為光源，將成像面上的圖像射向投影面（圖7）。因此，DLV投影機在充分利用CRT投影機的高分辨率和可調性特點的同時，還利用氙燈光源高亮度和色彩還原好的特點，DLV投影機不僅是一款分辨率、對比度、色彩飽和度很高的投影機，還是一款亮度很高的投影機。其分辨率普遍達到1250×1024，最高可達到2500×2000，對比度一般都在250:1以上，色彩數目普遍為24位的1670萬種，投影亮度普遍在2000～12000 ANSI流明，可以在大型場所中使用。

液晶光閥投影機使用了CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機與液晶光閥相結合的一款新型投影機。為了充分利用傳統CRT投影機圖像分辨率高的優勢，克服其亮度較差的缺點，其亮度可以達到6000 ANSI流明，分辨率則可以達到2500×2000。這類投影機非常適合在光線較強、觀眾較多的場合中使用，如超大規模指揮中心、會議中心及大型娛樂場所等。當然這類投影機的價格較高，體積也較大，而且光閥不易維修，所以銷量有限。 ^[1]