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投影機購買指南和最新技術發展

投影機購買指南和最新技術發展 | 時間: 2012年8月30日 | 分類:技術支持

一、投影機的原理及分類

  到目前為止,投影機主要通過三種顯示技術實現,即CRT投影技術、LCD投影技術以及近些年發展起來的DLP投影技術。

 

  CRT是英文Cathode Ray Tube的縮寫,譯作陰極射線管。作為成像器件,它是實現最早、應用最為廣泛的一種顯示技術。這種投影機可把輸入信號源分解成R(紅)、G(綠)B(藍)三個CRT管的熒光屏上,熒光粉在高壓作用下發光係統放大、會聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。光學係統與RT管組成投影管,通常所說的三槍投影機就是由三個投影管組成的投影機,由於使用內光源,也叫主動式投影方式。CRT技術成熟,顯示的圖像色彩豐富,還原性好,具有豐富的幾何失真調整能力;但其重要技術指標圖像分辨率與亮度相互製約,直接影響CRT投影機的亮度值,到目前為止,其亮度值媽終徘徊在300lm以下。另外CRT投影機操作複雜,特別是會聚調整繁瑣,機身體積大,隻適合安裝於環境光較弱、相對固定的場所,不宜搬動。

 

  LCD是 Liquid Cristal Device 的英文縮寫。LCD投影機分為液晶板和液晶光閥兩種。液晶是介於液體和固體之間的物質,本身不發光,工作性質受溫度影響很大,其工作溫度為-55oC~+77oC。投影機利用液晶的光電效應,即液晶分子的排列在電場作用下發生變化,影響其液晶單元的透光率或反射率,從機時影響它的光學性質,產生具有不同灰度層次及顏色的圖像。下麵分別說明兩種LCD投影機的原理。

 

  液晶光閥投影機

 

  它采用CRT管和液晶光閥作為成像器件,是CRT投影機與液晶與光閥相結合的產物。為了解決圖像分辨率與亮度間的矛盾,它采用外光源,也叫被動式投影方式。一般的光閥主要由三部分組成:光電轉換器、鏡子、光調製器,它是一種可控開關。通過CRT輸出的光信號照射到光電轉換器上,將光信號轉換為持續變化的電信號;外光源產生一束強光,投射到光光閥上,由內部的鏡子反射,能過光調製器,改變其光學特性,緊隨光閥的偏振濾光片,將濾去其它方向的光,而隻允許與其光學縫隙方向一致的光通過,這個光與CRT信號相複合,投射到屏幕上。它是目前為止亮度、分辨率最高的投影機,亮度可達6000lm,分辨率為2500×2000,適用於環境光較強,觀眾較多的場合,如超大規模的指揮中心、會議中心及大型娛樂場所,但其價格高,體積大,光閥不易維修。主要品牌有:休斯-JVC、Ampro等。

 

  液晶板投影機

 

  它的成像器件是液晶板,也是一種被動式的投影方式。利用外光源金屬鹵素燈或UHP(冷光源),若是三塊LCD板設計的則把強光通過分光鏡形成RGB三束光,分別透射過RGB三色液晶板;信號源經過模數轉換,調製加到液晶板上,控製液晶單元的開啟、閉合,從而控製光路的通過斷,再經鏡子合光,由光學鏡頭放大,顯示在大屏幕上。目前市場上常見的液晶投影機比較流行單片設計(LCD單板,光線不用分離),這種投影機體積小,重量輕,操作、攜帶極其方便,價格也比較低廉。但其光源壽命短,色彩不很均勻,分辨率較低,最高分辨率為1024×768,多用於臨時演示或小型會議。這種投影機雖然也實現了數字化調製信號,但液晶本身的物理特性,決定了它的響應速度慢,隨著時間的推移,性能有所下降。

 

  DLP是英文Digital Light Porsessor 的縮寫,譯作數字光處理器。這一新的投影技術的誕生,使AG集团在擁有捕捉、接收、存儲數字信息的能力後,終於實現了數字信息顯示。DLP技術是顯示領域劃時代的革命,正如CD在音頻領域產生的巨大影響一樣,DLP將為視頻投影顯示翻開新的一頁。它以DMD(Digital Micormirror Device)數字微反射器作為光閥成像器件

 

  DLP投影機的技術關鍵點如下:首先是數字優勢。數字技術的采用,使圖像灰度等級達256-1024級,色彩達2563-10243種,圖像噪聲消失,畫麵質量穩定,精確的數字圖像可不斷再現,而且曆久彌新。其次是反射優勢。反射式DMD器件的應用,使成像器件的總光效率達60%以上,對比度和亮度的均勻性都非常出色。在DMD塊上,每一個像素的麵積為16μm×16,間隔為1μm。根據所用DMD的片數,DLP投影機可分為:單片機、兩片機、三片機。DLP投影機清晰度高、畫麵均勻,色彩銳利,三片機亮度可達1000lm以上,它拋棄了傳統意義上的會聚,可隨意變焦,調整十分便利;隻是分辨率不高,不經壓縮分辨率為800×600(有些機型的最新產品的分辨率已經達到1280×1024)。但由於是新技術,維修的難度及費用並不低。

 

  二、投影機的主要技術指標

 

  投影機的性能指標是區別投影機檔次高低的標誌。投影機的性能指標有很多,這裏隻談談幾個主要指標。

 

  1.光輸出(Light Out)

 

  是指投影機輸出的光能量,單位為[流明](lm)。與光輸出有關的一個物理量是亮度,是指屏幕表麵受到光照射發出的光能量與屏幕麵積之比,亮度常用的單位是[勒克斯](lx,1lx=1lm/m2)。當投影機輸出的光通過一定時,投射麵積越大亮度越低,反之則亮度越高。決定投影機光輸出的因素有投影及熒光屏麵積、性能及鏡頭性能、通常熒光屏麵積大,光輸出大。帶有液體耦合鏡頭的投影機鏡頭性能好,投影機光輸出也可相應提高。例如:SHARP XV-7000S、XG-SV1A等。

 

  附:光輸出計算方法

 

  2.水平掃描頻率(行頻)

 

  電子在屏幕上從左至右的運動叫做水平掃描,也叫行掃描。每秒鍾掃描次數叫做水平掃描頻率,視頻投影機的水平掃描頻率是固定的,為15.625KHz(PAL製)或15.725KHz(NTSC製)數據和圖形投影機的掃描頻率不是不個頻率頻段;在這個頻段內,投影機可自動跟蹤輸入信號行頻,由鎖相電路實現與輸入信號行頻的完全同步。水平掃描頻率是區分投影機檔次的重要指標。頻率範圍在15kHz-60kHz的投影機通常叫做數據投影機,如SHARP XG-3700E、XG-3900E、XG-NV2/20;SONY V500Q。上限頻率超過60kHz的通常叫做圖形投影機,如SHARP XG-SV1A、XG-XV10A;SONY VPL-D50QM、VPL-G70QM、VPL-1292QM;Panasonic PT-L395E、PT-1083E/U。

 

  3.垂直掃描頻率(場頻)

 

  電子束在水平掃描的同時,又從上向下運動,這一過程叫垂直掃描。每掃描一次形成一幅圖像,每秒鍾掃描的次數叫做垂直掃描頻率,垂直掃描頻率也叫刷新頻率,它表示這幅圖像每秒鍾刷新的次數。垂直掃描頻率一般不低於50Hz,否則圖像會有閃爍感。

 

  4.視頻帶寬

 

  投影機的視頻通道總的頻帶寬度,其定義是在視頻信號振幅下降至0.707倍時,對應的信號上限頻率。0.707倍對應的增量是-3db,因此又叫做-3db帶寬。

 

  5.分辨率

 

  在投影機指標中,分辨率是較易混淆的一個概念,投影機技術指標上常給出的分辨率有:可尋址分辨率、RGB分辨率、視頻分辨率三種。
對CRT投影機來說,可尋址分辨率是指投影管可分辨的最高像素,它主要由投影管的聚焦性能所決定,是投影管質量指標的一個重要參數。可尋址分辨率應高於RGB分辨率。

 

  RGB分辨率是指投影機在接RGB分辨率視頻信號時可過到的最高像素,如分辨率為1024×768,表示水平分辨率為1024,垂直分辨率為768,RGB分辨率與水平掃描頻率,垂直掃描頻率及視頻帶寬均有關.

 

  視頻分辨率是指投影機在顯示複合視頻時的最高分辨率。這裏,有必要將視頻帶、水平掃描頻率、垂直掃描頻率與RGB分辨率的關係作一分析:首先看看水平掃描頻率與垂直掃描頻率、的關係。

 

  水平掃描頻率=A×垂直掃描頻率×垂直分辨率

 

  式中A為常數,約為1.2,垂直掃描頻率一般不應低於50Hz,為了保證良好的視覺效果,希望垂直掃描頻率高一些好。為了提高圖像質量,也要提高垂直分辨率。這些都要求相應地提高水平掃描頻率。可見,水平掃描頻率是投影機的一個重要技術指標。例如:當掃描頻率為70Hz,垂直分辨率為768時,行頻為64.5。

 

  其次再來看視頻帶寬與水平掃描頻率、水平分辨率的關係。

 

  視頻帶寬=R×水平掃描頻率×水平分辨率/2

 

  式中R為約為1.4,其中水平分辨率應比垂直分辨率高,這是由於圖像水平與垂直幅度之比是4:3,例如垂直分辨率為768時,水平分辨率一般是1024,此時信號帶寬是46MHz。

 

  綜合上述兩個公式可以得出:

 

  視頻帶寬=C×水平分辨率×垂直分辨率×水平掃描頻率/2

 

  式中C=A×R。由該公式可以知道要提高圖像分辨率,就要提高視頻帶寬。因而視頻帶寬也是投影機的一個重要打。因此,在區分投影機質量優劣時,應注重行頻和帶寬,在看RGB分辨率時,還應注意它的垂直掃描頻率,在行頻一定時,垂直掃描頻率不同時,最高RGB分辨率也不同。例如一台投影機的最高行頻為75kHz,當垂直掃描頻率為60Hz時,允許最高RGB分辨率是1280×1024。而如果將垂直掃描頻率提高至70Hz時,就達不到1280×1024。

 

  6.CRT管的聚焦性能

 

  AG集团知道,圖形的最小單元是像素。像素越小,圖形分辨率越高。在CRT管中,最小像素是由聚焦性能決定的,所謂可尋址分辨率,即是指最小像素的數目。

 

  CRT管的聚焦機製有靜電聚焦、磁聚焦和電磁複合聚焦三種,其中以電磁複合聚焦較為先進,其優點是聚焦性能好,尤其是高亮度條件下會散焦,且聚焦精度高,可以進行分區域聚焦,邊緣聚焦,四角聚焦,從而可以做到畫麵上每一點都很清晰。

 

  7.會聚

 

  會聚是指RGB三種顏色在屏幕上和重合,對CRT投影機來說,會聚控製性顯得格外重要,因為它有RGB三種CRT管,平行安裝地支架上,要想做到圖像完全會聚,必須對圖像各種失真均能校正。機器位置的變化,會聚也要重新調整,因此對會聚的要求,一是全功能,二是方便快捷。會聚有靜態會聚和動態會聚,其中動態會聚有傾斜,弓形,幅度,線性,梯形,枕形等功能,每一種功能均可在水平和垂直兩個方向上進行調整。除此之外,還可進行非線性平衡,梯形平衡,枕形平衡的調整。有些投影機具有點會聚功能,它將全屏幕分為208個點,在208個點上逐點進行調整,所以屏幕上每一點都做到精確會聚。

 

  三、大屏幕拚接係統

 

  一般用戶在同時觀看的信源較少時,適合選擇單機使用。但在較為複雜的監控中,如大型郵電通信係統、道路交通管理、能源分配輸送、過程控製、110報警等領域,需全景瀏覽,統一指揮,就必須選擇大屏幕拚接係統。大屏幕拚接係統不再受單機分辨率和亮度的影響,例如一個2×2四個側機的拚接係統,單機分辨率為800×600,亮度為500lm,則拚接後的係統分辨率為1600×1200,亮度為2000lm。拚接係統主要由三部分組成:大屏幕投影牆、投影機陣列、控製係統。其中控製係統是核心,目前世界上流行的拚接控製係統主要有三種類型:硬件拚接係統、軟件拚接係統、軟件與硬件相結合的拚接係統。

 

  硬件拚接係統是較早使用的一種拚接方法,代表性的產品有美國RGB公司的ComputerWall.可實現的功能有分割、分屏顯示、開窗口:即在四屏組成的底圖上,用任意一屏顯示一個獨立的畫麵。由於采用硬件拚接,圖像處理完全是實時動態顯示,安裝操作簡單;缺點是拚接規模小,隻能四屏拚接,擴展很不方便,不適應多屏拚接的需要;所開窗口固定為一個屏幕大小,不可放大、縮小或移動。

 

  軟件拚接係統是用軟件來分割圖像,如加拿大的M3i多屏拚接係統。采用軟件方法拚接圖像,可十分靈活的對圖像進行特技控製,如在任意位置開窗口;任意放大、縮小;利用鼠標即可對所開的窗口任意拖動,在控製台上控製屏幕牆,如同控製自己的顯示器一樣方便。主要缺點是它隻能在Unix係統上運行,無法與WIN95上開發的軟件兼容;PC機生產的圖形也無法與其接口;在構成一個幾十台投影機組成的大係統時,其相應的硬件部分顯得繁雜。

 

  軟件與硬件相結合的拚接係統,可綜合以上兩種方法的優點,克服其缺點。如比利時Barco公司的X-WALL,法國Synelec的XPRISM係統。這種係統可以實用顯示多個RGB模擬信號及XWindow的動態圖形,是為多通道現場即時顯示專門設計的。通過硬件和軟件以及控製/輿接口,來實現不同窗口的動態顯示。它透明度高:圖像疊加透明顯示,共有256級透明度,令動態圖像和背景活靈活現。並聯擴展性極好:係統采用並聯框結構,最多可控製上千個投影機同時工作。

 

  四、選購指南

 

  大屏幕投影係統設計及應用是涉及投影機性能、屏幕性能、人體工學、光學、土木建築等多門學科的係統工程諸方麵的相輔相成,才能最終獲得良好的顯示和觀看效果。投影機選購又可分為兩個方麵。

 

  1.投影機的選購

 

  (1)首先要明確所要顯示信源的性質

 

  即其行頻是多少,是由老顯示卡輸出的。根據所顯示信源的性質,投影機可分為普通視頻機、數字機、圖形機三類。隻顯示全電視信號時,如卡拉OK廳播放錄像帶,可選擇普通視頻機;要顯示VGA輸出的信號,可用行頻60KHz以下的數據投影機,選擇數字機,為了節約資源,做到恰到好處,則可按實際的投影內容決定購買何種檔次的投影機,若所放映的軟件是以一般教學及文字處理為主的,則選購分辨率為640×480(VGA),如SHARP XG-3781E、XG-3785E;若要求高一些,則要選擇SVGA(800×600),如SHARP XG-SV1A,Panasonic PT-L595E;若放映精的圖像(如圖形設計)則要選購XGA(1024×768);當顯示高分辨率圖形信號時,須選擇行頻在60KHz以上的數字機。

 

  (2)確認安裝方式

 

  投影機安裝方式分為桌式正投、吊頂正投、桌式背投、吊頂背投。正投是投影機的觀眾在一側;背投是投影機與觀眾分別在屏幕兩端。如果臨時使用,可選擇桌式正投,這種方法受環境光影響較大,布局淩亂。。如固定使用,可選擇吊頂方式。如果空間較大,土建時有統籌安排,選擇背投方式整體效果最好,如空間較小,可選擇背投折射的方法。

 

  (3)高清顯示環境,如房間大小,照明情況

 

  如房間麵積較小,可選液晶投影機。當顯示環境麵積較大,沒有日光照射,照明燈光較暗,相對固定使用,可選擇CRT投影機。當對環境光要求不高,顯示麵積特大,顯示高分辨率圖形信號,可選擇LCD光閥投影機;不必顯示高分辨率圖形信號,而追求顯示畫麵的均勻性和色彩的銳利性,可選擇DLP投影機。

 

  (4)現場選購技巧

 

  確定所選機型後,現場加電條件下,如何通過所投畫麵來鑒別投影機的實際指標呢?

 

  檢查水平掃描跟蹤頻率範圍 根據技術指標上給出的水平掃描頻率掃描範圍,從中選高、中、低三個頻率,計算出三個頻率點相對應的圖像分辨率。檢查投影機在這三個分辨率下,是否能正常顯示。如出現行不同步現象,即畫麵扭動或抖動等,說明水平掃描跟蹤不良。

 

  檢查聚焦性能 用投影機內部產生的測試方格,或信號發生器、計算機產生的測試方格,將聚焦調至最佳位置,將圖像對比度由低向高變化,觀察方格的水平和垂直線條是否不散焦現象,如有,則說明聚焦性能不良。

 

  檢查視頻帶寬 視頻帶寬直接影響視頻的細節部分。用計算機或信號發生器產生一個投影機所能達到最高分辨率的白底圖形信號,觀察屏幕上的最小字符圖形是否清晰。如側機視頻帶寬不足時,屏幕所顯示線條較實,而豎線條發虛,圖像細節模糊不清。

 

  LCD投影機的現場檢查站 打出一個全白圖像,觀察顏色均勻度如何。一般來說,液晶投影機的顏色均勻度很難達到較高標準。但質量好的機時機顏色均勻度相對好一些。另外,液晶投影機的防塵是難題,一個很小的灰塵,如落到液晶板或鏡片上,就可能被放大得很清晰。在全白圖像上,由小至大調整光學聚焦,觀察屏幕上如有彩色斑點出現,則可能是液晶板或鏡片上落有灰塵,估計機器的防塵係統有問題。

 

  2.屏幕的選購

 

  在具體選購屏幕前,需要了解屏幕的主要技術指標。

 

  增益:屏幕片入射光的能力。在入射光角度一定、入射光通量不變的情況下,屏幕某一方向上亮度與理想狀態下的亮度之比,叫做該方向上的亮度係數,把其中最大值稱為屏幕的增益。通常把無光澤白牆的增益定為1,如果屏幕增益小於1,將削弱入射光;如果屏幕增益大於1,將反射或折射更多的入射光。

 

  視角:屏幕在所有方向上的反射是不同的,在水平方向離屏幕中心越遠,亮度越低;當亮度降到50%時的觀看角度,定義為視角。在視角之內觀看圖像,亮度令人滿意;在視角之外觀看圖像,亮度顯得不夠。一般來說屏幕的增益越大,視角越小(金屬幕);增益越小,視角越大(白塑幕,由於照顧學生,教育幕多采用白塑幕)比較流行采用玻璃珠幕。

 

  屏幕從功能上分為反射式、透射式兩類。反射式用於正投,透射式用於背投。正投幕又分為平麵幕、弧型幕。平麵幕增益較小,視角較大,環境光必須較弱;弧型幕增益較大,視角較小,環境光可以較強,但屏幕反射的入射光在各方向不等。從質地上分為玻璃幕、金屬幕、壓紋塑料幕等,為一般適用範圍。

 

  屏幕的尺寸是以其對角線的大小來定義的。一般視頻圖像的寬高比為4:3,教育幕為正方形。如一個1.83m(72英寸)的屏幕,根據勾股定理,很快就能得出屏幕的寬為1.5m,高為1.1m。

 

  五、國內投影機市場及品牌分布

 

  國內的投影機市場與國外的相比,起步晚、規模小,但近幾年的發展極其迅速,整體技術水平與國外基本同步。目前,在中國市場上的投影機全部為進口產品,個別是由進口大部件國內組裝,如南京SHARP XV-PN200,估計國產投影機在數年內還沒能力與之競爭。

 

  隨著多媒體技術的發展,液晶投影機作為一種計算機的顯示設備,由於它擁有便攜、操作簡單、維修方便等特點,市場逐漸表現出強大的生命力,市場份額急劇上升,對低檔CRT投影機市場造成巨大威脅的液晶投影機品牌有很多,主要有:SHARP、SONY、Panasonic、Mitsubishi、Zenith、Toshiba、NEC、Sanyo、Epson、ASK、3M、Philips等。由於各廠家都是外購液晶板,再組合成投影機,所以其性能根據其所買的液晶板質量不同而不同,各廠家隻是在功能上各具特色,其中的名牌產品,如SHARP、EPSON、Panasonic均具有出色的品質和優秀的售後服務。

 

  對於一些欲顯示高分辨率圖形信號,獲取完善的色彩還原的用戶,液晶投影機還是無法滿足其要求,應選用CRT投影機。對追求高分辨率、高亮度、大畫麵而又要求顯示的信元數量相對較小的用戶,液晶光閥投影機是他們的首選。多屏拚接係統則是大型網管中心、城市監理中心的最佳選擇。

 

  可見投影機產品正趨於多元化、係列化,用戶需求也向多層次發展。從近幾年的投影機市場銷售情況看,1996年國內市場規模為5000台,其中45%為CRT投影機,45%液晶投影機,10%為液晶光閥投影機。到1997年市場規模發展為1.2萬台,其中CRT投影機份額降至30%,液晶投影機升至50%,液晶光閥投影機的需求基本保持在10%。新上市的DLP投影機初露鋒芒約占10%的市場份額。隨著DLP技術的進一步完善,性能價格比的不斷提高(三片機亮度將達2000lm以上,單機分辨率將達1600×1200),其無與倫比的顯示效果,使DLP投影機市場份額將迅速升高。據專家估計,1998年內投影機市場規模將為2.2萬台,其中CRT投影機的比例將降至10%,液晶光閥投影機占10%,液晶投影機的比例將升至60%,DLP投影機的比例升到20%。

 

  目前,大多數計算機公司都代理不同品牌的液晶投影機,他們與多媒體計算機或筆記本計算機進行捆綁式銷售,均有不俗的銷售業績。與較為飽和的計算機市場相比,液晶投影機市場可謂風頭正勁。但作為專業投影機公司,則更注意高檔投影機,如:液晶光閥投影機、三片DLP投影機,特別是大屏幕拚接係統的設計難度大、專業性強,是公司實力的體現,不是非專業或一般小公司所為。由DLP投影機組成的拚接係統是計算機網絡技術和顯示技術的完善結合。它外形美觀,能顯示高分辨率、高亮度圖像,顯示效果不受環境影響,能自如顯示用戶網上信息,是多屏拚接的發展趨勢。為了方便用戶選購投影機產品,AG集团將國內市場主要品牌進行分類列表,供用戶購買產品時參考。

 

  六、使用維護

 

   1)CRT調整時
2)LCD開關機
3)切忌放映時震動投影

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