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和投影儀工作原理相同的有什麼

職場 更新时间:2024-08-02 06:14:49
投影儀的成像原理

首先,投影的工作原理是利用凸透鏡成像的原理而實現的。

我們在初中的時候有學過凸透鏡成像,物體到透鏡的距離大于2倍焦距時,成像效果為倒立、縮小的實像,我們常見的相機就是利用的這個原理。

和投影儀工作原理相同的有什麼(投影儀的工作原理是什麼)1

而當物體到透鏡的距離小于2倍焦距、大于1倍焦距時,成像效果即為倒立、放大的實像,這就是投影儀的基礎工作原理。

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投影儀的關鍵技術分支

了解了這一點,我們再來看目前在這個原理的基礎上,投影儀成像的幾個關鍵技術:

顯像技術

目前主流投影儀的顯像技術主要分為DLP/3DLP、LCD/3LCD、LCOS這三種技術,其中3DLP主要應用于影院及高端工程設備,家用比較常見的為另外幾種。

DLP

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DLP技術的全稱是“Digital Light Processing”,即為數字光處理,是指通過核心的DMD顯示芯片進行數字處理,光線經過色輪後抵達芯片上,最後經過投影鏡頭投影成像。市面上的DMD芯片均由美國德州儀器研發。

3DLP

3DLP投影儀顧名思義就是采用了3塊DMD芯片,這類投影儀的優點在于由于每個DMD芯片分别負責一種顔色,因此不需要在用到色輪,完全解決了DLP的彩虹效應問題,光源的利用率更高,同時可以大幅度提升色彩效果,提供無比強大的的對比度表現力。

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3dlp投影儀目前家用産品相對較少,這是由于3dlp投影的光路結構更為複雜,投影儀的體積相對較大,其散熱産生的風噪也較高,目前很多影院配備的投影設備都為3dlp技術的設備。

LCD

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LCD投影技術的全稱是liquidcrystal display,也就是我們常說的液晶顯示技術,主要是利用液晶分子的光電效應改變液晶單元的透光率或者反射率以此實現畫面顯示。單片式LCD投影儀的原理就是通過燈泡照射液晶面闆投射出大畫面,這類産品稱之為幻燈機都不為過,其主要缺點是畫面光照不均勻,邊緣虛焦,對比度低,色彩相對暗淡;優點為産品結構簡單,價格低廉。

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具有一點動手能力的玩家都可以通過一個紙箱、鏡頭、手機屏幕、LED燈自己diy一台單LCD投影儀

現在稍微大一點的廠家已經幾乎不做單LCD投影儀了,都不想因為這種産品影響自己的用戶口碑,選擇這類機器入門,很容易打破你對投影儀的幻想,目前主流的千元左右投影儀幾乎都是采用的這類技術。

3LCD

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3LCD是單片式LCD的改進款,目前有且僅有愛普生在做3LCD的投影儀。3LCD将光源發出的光通過分光鏡分解成R(紅)、G(綠)、B(藍)三種顔色的光,并使其分别透過各自的液晶闆,再最後經過投影鏡頭投影成像。相比單片式lLCD,3LCD無論在色彩、對比度、光照均勻度上都有較大的提升。

LCOS

LOCS是結合了DLP和LCD兩種技術的優勢,DLP利用了反射投影技術,LCD則是透射液晶面闆的技術,LCOS就是在液晶層下面加入反射技術,因此既獲得了DLP技術的畫面銳度,又有LCD甚至強于LCD的畫面色彩。

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目前使用LCOS技術的投影儀廠家主要是索尼和jvc兩家,這兩家廠商出于對極緻畫面的追求,目前已經基本上放棄了1080P投影儀的産品線,主攻4K及8K領域,同時也是為數不多的能夠制造原生4K家用投影儀的廠家。

光源技術

光源也是投影儀非常核心的部件之一,目前主流投影儀采用的基本為高壓汞燈、LED、激光三種光源。

高壓汞燈

說起高壓汞燈,我發現很多知友都對它有一定的誤解,認為這玩意燈泡壽命不長壞得快,換個燈成本非常高。實際上這個認知還停留在十幾年前大家玩投影的時候:早期的投影儀,采用的金屬鹵素燈,壽命确實不長,通常在不到1000小時左右就開始有衰減,理論壽命也僅僅2000小時左右。随着燈泡技術的發展,面向家用的傳統投影儀基本都已經采用超高壓汞燈(UHE或UHP燈泡)來充當光源,這類燈泡的壽命普遍已經達到6000到12000小時左右,同時可以保證4000小時以上才會出現衰減。

高壓汞燈的優點在于價格便宜,光譜較全,亮度可以做到比較高;缺點采用燈泡的機型體積不能做得太小,散熱也比led要求更高,色域覆蓋又比不上更加精準的激光光源。

LED

早在十多年以前,led光源就已經開始應用于投影儀領域,試圖替代傳統光源。led光源的優勢在于光源壽命比較長,理論上在整個投影儀的生命周期内都不需要更換,同時led發熱量相比高壓汞燈要低,減少了部分散熱需求,并縮短了光路系統,所以散熱量和噪聲都有更好的表現,使用led光源的機器也可以做得更加小巧。但led目前最緻命的問題還是在于亮度和對比度較低,尤其是對比度幾乎都慘不忍睹,就目前而言,追求畫質的高端投影儀都不會選擇led作為光源,看未來有沒有新的技術突破。

激光

激光光源是目前應用于投影儀中最高端的光源,它擁有比高壓鈉燈更好的色域覆蓋,同時也能達到甚至超越高壓汞燈的亮度。但目前由于激光光源的成本較高,真正的好産品都價格不菲,比如jvc引以自豪的“宙斯”系列,無論色彩、亮度都是投影儀中的佼佼者,其系列産品的價格均在五位數到六位數。而一些萬元内的激光光源産品,很多都是為了硬撐“激光光源”的噱頭,在其他的核心部件上縮水嚴重,導緻整體的效果并不理想。

鏡頭

投影儀的鏡頭是整個光路的最後一個環節,決定了投影儀畫面的色彩、亮度、對焦清晰度等核心參數。投影儀的鏡頭從功能上分為定焦鏡頭變焦鏡頭,從材質上分為全玻璃鏡頭樹脂鏡頭。

定焦鏡頭顧名思義,即機器通過鏡頭投射出的畫面尺寸為固定尺寸,想要調節畫面大小隻能通過調整投影儀到幕布間的距離來控制,因此這類機器對位置擺放的要求比較高。當然目前定配備定焦鏡頭的機器也可以通過數碼變焦的方式來拉伸或裁剪畫面,但這種方式對畫質的影響較大,不建議使用。

變焦鏡頭配備有專門的變焦環,可以通過在固定位置調節變焦環來改變畫面尺寸,由于是光學變焦,因此對畫質的實際影響比較小,投影儀的擺位相對也要更加靈活一些,但配備這類鏡頭的産品成本也随之較高。

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投影儀的鏡頭均采用多片式結構,每一塊鏡片的作用大不相同,起到放大倍率、調整色差、控制聚焦範圍和補償的作用。

全玻璃鏡頭即鏡頭的每一片均由玻璃制成,玻璃鏡片的耐熱性強,加工研磨精度高,所呈現的畫面色彩還原較好,整體通透感更強,對焦穩定性也要更高,但缺點依然是成本較高,對加工的技術要求比較高。

樹脂鏡頭并非全樹脂結構,往往是以玻璃鏡片 樹脂鏡片相結合的方式,由于樹脂對高溫的耐性較差,在長期強光源照射的情況下,會産生輕微的形變,盡管非常細小,但會因此改變光線的折射,對應到屏幕上就會産品畫面虛焦的情況,很多投影儀非常“貼心”的配備了智能對焦系統,就是由于投影儀在剛開機時熱量較小,但使用半個小時以後溫度升高,這個時候畫面會開始有虛焦的問題。采用樹脂 玻璃的方式,一是為了節約成本,二是樹脂鏡片加工往往注塑的方式,加工技術難度較低。因此在條件允許的情況下,優先選擇全玻璃鏡頭的機器會要更好。

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