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CRT 投影技术
时间:2009-03-08 17:08:58来源:未知作者:admin

 CRT(Cathode Ray Tube)是阴极射线管。是应用较为广泛的一种显示技术。CRT投影机把输入的信号源分解到R(红)、G(绿)B(蓝)三个CRT管的荧光屏上,在高压作用下发光信号放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。
    光学系统与CRT管组成投影管,通常所说的三枪投影机就是由三个投影管组成的投影机。
CRT优点:CRT投影机显示的图像色彩丰富,还原性好,具有丰富的几何失真调整能力。
CRT缺点:是亮度较低,操作复杂,体积庞大,对安装环境要求较高。
    有两个CRT投影机的特有性能指标值得注意
会聚性能
    会聚是指红绿蓝三种颜色在屏幕上的重合。
    对CRT投影机来说,会聚控制性显得格外重要,因为它有RGB三种CRT管,平行安装地支架上,要想做到图像完全会聚,必须对图像各种失真均能校正。机器位置的变化,会聚也要重新调整,因此对会聚的要求,一是全功能,二是方便快捷。会聚有静态会聚和动态会聚,其中动态会聚有倾斜,弓形,幅度,线性,梯形,枕形等功能,每一种功能均可在水平和垂直两个方向上进行调整。除此之外,还可进行非线性平衡,梯形平衡,枕形平衡的调整。
 
CRT管的聚焦性能
我们知道,图形的最小单元是像素。像素越小,图形分辨率越高。在CRT管中,最小像素是由聚焦性能决定的,所谓可寻址分辨率,即是指最小像素的数目。
    CRT管的聚焦机制有静电聚焦、磁聚焦和电磁复合聚焦三种,其中以电磁复合聚焦较为先进,其优点是聚焦性能好,尤其是高亮度条件下会散焦,且聚焦精度高,可以进行分区域聚焦,边缘聚焦,四角聚焦,从而可以做到画面上每一点都很清晰。

LCD( Liquid Crystal Display)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,工作性质受温度影响很大,其工作温度为-55oC~+77oC。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。
    LCD投影机有两种。
液晶板投影机 
    成像器件为液晶板,是被动式的投影方式。利用外光源金属卤素灯或UHP(冷光源)。
    LCD单板投影机机体积小,重量轻,操作、携带极其方便,价格比较低廉。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。
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,投射到光光阀上,由内部的镜子反射,能过光调制器,改变其光学特性,紧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,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首选。
    三片LCD板投影机原理:以某液晶投影机的光路为例:首先光线通过滤光片,滤掉红外线和紫外线这样的不可见光,红外线和紫外线对LCD片有一定的损害作用。透过两片多镜头镜片将光线均匀化,并将UHP灯产生的圆锥形光校正为和投影图像近似的矩形光线。在两片镜子之间的棱镜用来将光线预先极性化,较之没有该棱镜的不对称光箱,它可以减少光线的损失。光线下一步被分光镜分为红、绿、蓝三原色并被分别反射到相应的液晶片上。在到达液晶片之前光线还需要透过一个凸透镜和偏振片,凸透镜的作用是将光线集中,偏振片则进一步将光线极性化,使得光线振动方向一致,可以被液晶片控制。最后光线经过液晶片,通过电路板驱动,液晶片上的各像素点有序开闭,产生了图像,并通过每原色光的调校产生了丰富的色彩。最后三路光线最终汇聚在一起由镜头投射出去。优点:实现了数位调制信号,而且色彩饱和度及色温都较好,制程技术较完整。
LCD的优点:首先在画面颜色上,现在主流的LCD投影机都为三片机,采用红、绿、蓝三原色独立的 LCD板。这就可以分别地调整每个彩色通道的亮度和对比度,投影效果非常好,能得到高度保真的色彩。在同样档次的DLP投影机,还只能用一片DLP,很大程度上由色轮的物理性质和灯的色温决定好坏,没什么好调整的,只能得到较为正确的色彩。但与同价位的LCD投影机相比,在图像区域的边缘,还是缺乏鲜艳的色调。
    LCD 的第二个优点是光效率高。 LCD 投影机比用相同瓦数光源灯的DLP投影机有更高的ANSI流明光输出,在高亮度竞争中,LCD依然占着优势。7公斤重量级左右的投影机中,能达到3000 ANSI流明以上亮度的,都是LCD投影机。
LCD的缺点:LCD投影机明显缺点是黑色层次表现太差,对比度不是很高。LCD投影机表现的黑色,看起来总是灰蒙蒙的,阴影部分就显得昏暗而毫无细节。这点非常不适合播放电影一类的视频,对于文字到是与DLP投影机差别不是很大。
    第二个缺点是LCD投影机打出的画面看得见像素结构,观众好像是经过窗格子在观看画面。SVGA(800×600)格式的LCD投影机,不管屏幕图像的尺寸大小如何,都能看得清楚像素格子,除非用分辨率更高的产品。
现在LCD开始使用起了微透镜阵列(MLA),可以提高XGA格式的LCD板的传输效率,柔化像素格子,使像素格子细微而不明显,且对图像的锐利程度不会带来任何影响。它能使LCD的像素结构感觉可以减少到几乎与DLP投影机一样,但还是有点差距。
 
DLP(Digital Light Processor)数码光输处理器。
    美国德州仪器公司研发的DMD单元为DLP技术的实现提供技术保障,开辟了投影机产品的技术发展数字时代。 DLP投影机以DMD(Digital Micormirror Device)数字微镜作为成像器件.
    单片DMD由很多微镜组成,每个微镜对应一个像素点 ,DLP投影机的物理分辨率就是由微镜的数目决定的。
 
    DLP投影机的技术是一种全数字反射式投影技术。其特点首先是数字优势。数字技术的采用,使图像灰度等级提高,图像噪声消失,画面质量稳定,数字图像非常精确。其次是反射优势。反射式DMD器件的应用,使成像器件的总光效率大大提高,对比度亮度均匀性都非常出色。DLP投影机清晰度高、画面均匀,色彩锐利,三片机可达到很高的亮度,且可随意变焦,调整十分方便。
    三片式DLP 投影系统拥有三片DMD显示元件,白色的灯源会通过一组可分光及分色的棱镜将白光分成红、绿、蓝三种颜色并分别汇聚在红、绿、蓝三片DMD上以产生彩色图像,其色彩的表现甚至可到达35兆色以上。
DLP的优点
?        一是全数字化,拥有最高的信噪比。DLP可以直接显示数字视频信号,不象CRT显象管需要将数字信号转换为模拟信号才能处理。
?        二是色彩丰富,三片DLP系统能够获得4.5亿种颜色。通常CRT电视是1670万色。
?        三是对比度亮度高,其采用反射式设计,液晶采用穿透式设计,光线必须经过成像元件,光的利用效率大大降低,穿透式设计以来偏振光,仅此就浪费了50%的光能,对比度和亮度大大降低。DLP投影的亮度可以高达5000ANSI,而LCOS和液晶投影能做到1000ANSI就已经很高了。对比度方面,DLP投影可以轻易达到1000:1,LCD投影通常是500:1。
?        四:无缝图象,因为镜片距离只有1微米,边长只有4微米,也就是说像素间距只有1微米,像素填充比大于90%,而LCD的液晶分子制造的像素填充比低于80%,光机放大后会出现网格效应,而DLP不会。
?        五:长寿命低功耗,因为反射式设计,光能利用效率高,因此很少热量产生,DMD的寿命大幅度提高,可以保证95年的寿命,这让显象管也无地自容,而DMD的铰链系统则可以连续工作1.7万千亿次,也就是说连续工作1995年都不会出现问题。LCOS和液晶都采用穿透式设计,蕴涵热量的红光必然穿透液晶板和LCOS板,导致其寿命下降,都不会超过10年。
?        六:体积小,重量轻。单片式设计使DLP背投可以大幅度缩小纵深,70英寸最窄的已经做到17.4厘米。和PDP相差无几。
DLP的缺点
?        DLP缺点是清晰度比较难提高,其独特结构决定其在一定尺寸的前提下清晰度很难超过线,不过线的清晰度就已经很令人吃惊了。目前其清晰度最高是1.1英寸的2048*1152,已经到了极限。DLP因为反射结构,因此光亮均匀性比较差。DLP另一个缺陷是德州仪器拥有DMD的全部专利,不会对外转让或出售,只有德州仪器一家能够生产DMD芯片。价格大约是120美元,是最贵的成像元件。

 

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