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出版日期:2000-12-18 总期号:982 本年期号:94

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液晶投影机的技术与性能

唐海龙

  由于液晶投影机的特殊性(产品涉及光学、电子、机械等诸多领域)很多用户在选择液晶投影机时,面对产品样张上的一系列性能指标,经常无所适从。本文就液晶投影机技术发展和主要性能指标进行描述,以帮助用户正确地选择适用于自己的投影产品。


  液晶投影原理


  利用早期的液晶板投影方式进行演示,是一个非常复杂的过程:将液晶板连到笔记本电脑上,再将液晶投影板平放在投影仪的平面上,利用投影仪的光源照射并投出效果并不完美的画面。而液晶投影机的出现,不仅使这一过程变得简单轻松,而且画面也非常精彩。

  液晶投影机的成像器件为液晶板,利用外光源金属卤素灯或UHP(冷光源),属于被动式投影方式。液晶体具有透光性,通过控制系统,可以控制通过液晶的光的亮度、颜色、对比度等。

  按照液晶板的片数,液晶投影机分为三片机和单片机。目前,三片式是液晶投影机的主流机种。液晶单板投影机体积小,重量轻,操作、携带方便,价格低廉;但其光源寿命短,色彩不够均匀,分辨率较低。目前单板投影机的机型已经很少。因为液晶板的大小决定着投影机的大小,而要在很小的液晶板上做到高分辨率,并且保持高亮度,其技术之难是可想而知的。


  液晶投影机的基本性能指标



  物理分辨率


  评价液晶投影机时,除了液晶板的大小,还要看投影机使用液晶板的个数。液晶板越多,则像素数越大。像素是组成图像的基本单位,像素数越大,则图像越细腻。

  像素数=物理分辨率×液晶板个数

  例如:像素数=(1024×768)×3

  输出分辨率,指投影机投出的图像的分辨率,或叫物理分辨率、实际分辨率,即液晶板的分辨率。在液晶板上通过网格来划分液晶体,一个液晶体为一个像素点。那么,输出分辨率为1024×768 时,就是说在液晶板的横向上划分了1024个像素点,竖向上划分了768个像素点。通常用物理分辨率来评价液晶投影机的规格。


  最大输入分辨率


  最大输入分辨率,则是指投影机可接收比物理分辨率大的分辨率,通过压缩算法将信号投出。例如,物理分辨率为800×600,但它可接收1024×768分辨率。在解决投影图像在各分辨率标准之间转换的问题上,各厂家都设计了一些特有的技术进行图像调节,防止重要图像元素的流失,从而达到更好的效果。

  随着液晶投影机技术的快速发展,液晶投影机分辨率指标不断突破,最高分辨率达到UXGA(1600×1200)标准;几年后,将达到QXGA(2048×1536)。


  亮度


  亮度是液晶投影机的另一个重要指标,国际标准单位是ANSI流明。以投影机市场上主流的液晶投影机来看,液晶投影机的光输出主要决定于光源的亮度和光路系统以及液晶板的透射或反射能力。其中任何一项被改善,都有助于提高投影机的亮度。比如EPSON公司的液晶板微透镜技术,在每个液晶像素透光点的背后使用了一个微小的透镜,聚集光线通过透光点,避开了传感器,使更多的光线透过,从而得到更高亮度的图像。目前单机亮度最高的液晶投影机已经达到5000ANSI 流明。有些高亮度液晶投影机具备镜头垂直、水平移动功能,可进行多机叠加投射,这样,实际投影的亮度指标会成倍增加。因此,对于原来需高端投影设备的特殊场合,目前液晶投影机也可胜任。


  接口


  液晶投影机在接口方面,具有标准视频输入接口(RCA),可支持NTSC、PAL、SECAM三种制式,4:3标准画面显示(有些投影机还支持16:9画面功能)。多数投影机还带有S视频输入接口(S-Video)。由于S视频信号不需要进行编码、解码,所以没有信号损失,因此S视频信号比标准视频信号质量好。少量高端液晶投影机还配有分量视频端子,适用于专业视频的需要。当然,标准VGA接口对于多媒体数据投影机也是必备选项。随着数码技术的发展,当前配备DVI接口也成了投影机发展的潮流,由于DVI接口完全通过数字信号传递信息,具有最佳的图像质量。一般投影机还具有音频输入输出接口,可将计算机、录像机等的音频信号输入进来,通过自带扬声器播放。


  三片式液晶板的工作原理

  ●光学系统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AD转换、调制加到液晶板上,通过控制液晶像素单元的开启、闭合,从而控制光路的通断。

  ●RGB光最后在棱镜中汇聚,由投影镜头投射到屏幕上,形成彩色图像。

  液晶投影机发展之路
年份 研革
1994 1.32英寸的液晶板问世
1997 基于1.32英寸的液晶投影机大量上市,机器亮度一般在500-800 流明,重量在6公斤以上
1998 1.32英寸的液晶投影机的亮度得到很大的突破,达到1500ansi 流明
1998 基于0.9英寸的液晶投影机问世,重量在3-4公斤之间
1999 sony公司将0.7英寸液晶板应用于投影机产品,液晶投影机 的重量降低到3公斤以下