投影仪的原理?投影仪的原理图解

cht 2022-12-17 6次阅读

投影仪的原理是什么?为什么这么贵?今天我们就来聊聊这个话题。

首先我们要知道,投影仪的核心部件是什么?答案就是液晶电视。

液晶电视是目前市市场上最主流的家用电视产品,也是目前市场上销量最大的家用电视产品。

那么问题来了,液晶电视到底有什么优势呢?接下来我们就一起来看看看这款电视究竟如何吧。

首先,我们先来看看这款电视的外观设计。

这款电视采用了一体化的机身设计,整体看上去非常简洁大方。

1、投影仪的成像原理?

  1、说到投影仪成像原理,基本上所有类型的投影仪都一样。

  2、投影仪先将光线照射到图像显示元件上来产生影像,然后通过镜头进行投影。

投影仪的图像显示元件包括利用透光产生图像的透过型和利用反射光产生图像的反射型。

  3、无论哪一种类型,都是将投影灯的光线分成红、绿、蓝三色,再产生各种颜色的图像。

因为元件本身只能进行单色显示,因此就要利用3枚元件分别生成3色成分。

  4、然后再通过棱镜将这3色图像合成为一个图像,最后通过镜头投影到屏幕上。

  2、初二物理投影仪原理与结构图?

投影仪的原理(投影仪的原理图解)

如图所示:

投影仪的原理是:物距大于焦距小于二倍焦距时凸透镜成倒立,放大,实像。

像距大于二倍焦距。

投影仪结构:光源,聚光镜,投影片,镜头,平面镜,银幕。

其中:光源是提供光线的。

聚光镜是把光源的光会聚。

镜头是凸透镜,起到放大像到作用。

平面镜:起到改变光的传播方向的作用。

银幕:是承接放大像中作用。

3、投影机是什么?

投影机,又称投影仪,是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备,可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。

投影机目前广泛应用于家庭、办公室、学校和文化、娱乐、旅游场所,根据工作方式不同,有CRT,LCD,DLP、LCOS等不同类型。

3LCD投影成像原理

LCD即(Liquid Crystal Display),液晶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,影响其液晶单元投影机的透光率或反射率,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。

由于LCD投影机色彩还原较好、光电转化率高,体积小,重量轻,携带起来也非常方便,是投影机市场上的主流产品。

液晶体是介于液体和固体之间的物质,本身不发光,它们象荧光屏上的像素一样整齐的排列着。

投影机利用液晶的光电效应,即液晶分子的排列以及液晶分子本身的状态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。

投影机利用这个原理可以达到利用电信号准确控制通过液晶单元的光线的目的。

液晶投影机多使用超高压汞灯,其发出明亮的白光, 经过光路系统中的分光镜,将白光分解为RGB(红色、绿色、蓝色)三种元素颜色的光线。

RGB三种元素颜色的光线在精确的位置上穿过液晶体,这时候每一个液晶体的作用类似于光阀门,控制每一个液晶体中光线的通过与否以及通过光线的多少。

三种元素颜色的光线就这样,经过投影机的镜头准确投射到屏幕上,哪一点该是什么颜色、光的强度有多少,都分布的正正好好。

就这样,在屏幕上投影组成了与源图像一致的色彩斑斓的图像。

LCD投影机具有色彩好、亮度高等多方面优势,因此逐渐普及到教育、会议、和家庭等场所之中。

DLP投影成像原理

DLP是英文Digital Light Processor 的缩写,译作数字光处理器。

DLP以DMD(Digital Micromirror Device)数字微反射器作为光阀成像器件。

一个DLP电脑板由模数解码器、内存芯片、一个影象处理器及几个数字信号处理器(DSP)组成,所有文字图象就是经过这块板产生一个数字信号,经过处理,数字信号转到DLP系统的心脏--DMD。

而光束通过一高速旋转的三色透镜后,被投射在DMD上,然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影。

一片DMD是由许多个微小的正方形反射镜片(简称微镜)按行列紧密排列在一起贴在一块硅晶片的电子节点上形成的,每一个微镜都对应着生成图像的一个像素。

因此,DMD装置的微镜数目决定了一台DLP投影机的物理分辨率,例如一台投影机的分辨率为600X800,所指的就是DMD装置上的微镜数目就有600x800=480000个。

在DMD装置中每个微镜,都对应着一个存储器,该存储器可以控制微镜在±10度角两个位置上切换转动。

而且DMD块上每一个像素的面积为16μm×16,间隔为1μm。

根据所用DMD的片数,DLP投影机可分为:单片机、三片机。

DMD数字信号的红,绿,蓝顺序旋转,小镜子根据像素的位置及色彩的多少被打开或关闭,此时DLP可以看作是只有一个光源和一组投影镜头组成的简单光路系统,镜头放大了DMD的反射影像并直接投射在屏幕上,这样一幅生动、明亮的演示效果就展现在我们面前了。

应用分类

微型投影机:微型投影仪,又称便携式投影机、mini投影仪。

把传统庞大的投影机精巧化、便携化、微小化、娱乐化、实用化,使投影技术更加贴近生活和娱乐。

具有商务办公、教学、出差业务、个人娱乐、代替电视等功能。

家庭影院型:其特点是亮度都在2000流明左右(随着投影的发展这个数字在不断的增大,对比度较高),投影的画面宽高比多为16:9,各种视频端口齐全,适合播放电影和高清晰电视,适于家庭用户使用。

便携商务型投影机:一般把重量低于2公斤的投影机定义为商务便携型投影机,这个重量跟轻薄型笔记本电脑不相上下。

商务便携型投影机的优点有体积小、重量轻、移动性强,是传统的幻灯机和大中型投影机的替代品,轻薄型笔记本电脑跟商务便携型投影机的搭配,是移动商务用户在进行移动商业演示时的首选搭配。

教育会议型投影机:一般定位于学校和企业应用,采用主流的分辨率,亮度在2000-3000流明左右,重量适中,散热和防尘做的比较好,适合安装和短距离移动,功能接口比较丰富,容易维护,性能价格比也相对较高,适合大批量采购普及使用。

主流工程型投影机:相比主流的普通投影机来讲,工程投影机的投影面积更大、距离更远、光亮度很高,而且一般还支持多灯泡模式,能更好的应付大型多变的安装环境,对于教育、媒体和政府等领域都很适用。

专业剧院型投影机:这类投影机更注重稳定性,强调低故障率,其散热性能、网络功能、使用的便捷性等投影机方面做得很强。

当然,为了适应各种专业应用场合,投影机最主要的特点还是其高亮度,其亮度一般可达5000流明以上,高者可超10000流明。

由于体积庞大,重量重,通常用在特殊用途,例如剧院、博物馆、大会堂、公共区域,还可应用于监控交通、公安指挥中心、消防和航空交通控制中心等环境。

测量投影机:这类投影机不同于以上几类投影机,早期称轮廓投影机,随着光栅尺的普及,投影机都安装上高精度的光栅尺,人们便又叫测量投影机(或投影机,如国内较著名的测量投影机有高诚公司生产的CPJ-3015),为与传统的投影机区别开,这类投影机便称为测量投影机。

其作用主要是将产品零件通过光的透射形成放大的投影机,然后用标准胶片或光栅尺等确定产品的尺寸。

由于工业化的发展,这种测量投影机已经成为制造业最常用的检测机器之一。

智能投影就是内置智能操作系统的投影仪,它是集电脑、安卓盒子和投影机功能于一身的智能设备。

和智能电视的功能差不多,智能投影可以连网并且内置操作系统,有独立UI界面,特定的内容资源,支持多屏互动,可以与众多智能设备互联共享,使用简单方便。

目前市场上的智能投影有几个明显的特点:体积小、便携带、易操作、多功能、多支持等多种特点。

另外,智能投影还摆脱了传统投影仪内容输出的局限性,无需连接电脑或外部输出影像设备,只要插上网线或连上WIFI就可以搜索自己想看的电影或电视剧咯。

4、投影原理及其基本规律?

投影仪是一种用来放大显示图像的投影装置。

目前已经应用于会议室演示以及在家庭中通过连接DVD影碟机等设备在大屏幕上观看电影。

在电影院,也同样已开始取代老电影胶片的数码影院放映机,被用作面向硬盘数字数据的银幕。

5、有谁知道投影仪的成像原理?

照相机:倒立缩小的实像;

投影仪:倒立放大的实像;

放大镜:正立放大的虚像。

6、投影仪的工作原理是什么?

这个问题说简单也简单,说难也难。

目前市面上的主流投影大致可以分为DLP、3LCD以及LCOS,其中DLP最为常见,我们极米推出的投影目前绝大多数都为DLP投影,所以我就重点讲一讲DLP投影的工作原理。

家用投影与传统投影有所不同,家用投影的整机可以分为两大部分,前端子系统以及投影子系统,如下图,其中投影子系统就是我们今天要重点讲的部分。

DLP投影核心元器件——DMD芯片到底什么样?

DMD芯片是DLP投影最常提到的一个元器件,也就是上图中右边的DLP投影子系统中的一个核心元器件,用于调制光线,实现画面显示。

每个DMD是由成千上万个高反射性、数字可切换、微米级的铝合金微镜以二维阵列的方式组合而成,每个微镜代表了屏幕上的一个像素。

DMD的微镜并不是固定不动的,而是被固定在了隐藏的轭板上的,通过扭转铰链结构来连接轭和支柱,扭力铰链结构再接受信号来控制镜片进行翻转,如下图。

DMD芯片在投影中如何成像?

DMD上的微镜并不是固定不动的,通过扭转铰链可以让微镜进行翻转,利用一个微镜的翻转将光线反射入镜头时,就可以点亮画面中的一个像素,将光线反射到另一面,吸收掉时,像素就是关闭的,如下图所示。

投影仪的原理(投影仪的原理图解)

DMD上不止一个微镜,每一个微镜都代表一个像素,当它们紧密连接并工作起来的时候,就可以形成一整副画面了。

而DLP想要实现彩色画面的显示,则还需要通过色轮或者RGB光源混色让DMD上的微镜透过镜头反射出彩色的画面,如下图。

当然以上只是极米君为了帮助大家理解,进行的投影原理简化展示,真正想实现整个光学系统远没有这么简单。

而且事实上,DMD芯片只是投影光机当中成像模组的一小部分,除了成像模组之外,投影光机还有合光模组、照明模组两大部分,是一个极其复杂的工程。

厂商需要投入大量的精力去研究不同镀膜和材质的特性设计出最佳的光学架构,不同的架构又会对投影的亮度、色均匀度、解析度等众多指标造成影响。

比如我们在追求投影显示色彩时,在真正设计一台投影过程中,就需要考虑到光源的选型以及棱镜、镜片上的镀膜材质等等,如果要追求清晰度,则不仅要考虑DMD的型号,镜头的解析力也是至关重要的,像我们推出的4K投影极米极光RS Pro,它就采用了一颗超高解析力的光学变焦镜头。

整体来说投影是一个极其精密的光学系统,细微差异都会造成巨大的影响,原理一说可能大家都懂,但是能否真正落地做出一个投影产品,则需要研发人员投入大量的时间和精力去反复实验和测试,而这还仅仅是做一台好看、好用、好玩的投影产品第一步。

这要从投影仪的发展历史说起了。

在投影机出现之前,我们主要是以幻灯机为主的,现在的投影也可以说是一种特殊的幻灯机。

最早的光影技术是十七世纪一位名叫阿塔纳斯珂雪耶稣会教士发明的“魔术幻灯”,最初主要用于娱乐,利用光影原理把故事体现在一个屏幕上,有点类似皮影。

所以说起来最早的幻灯机还是中国人发明的,皮影戏、走马灯灯都已经得到了全世界的认可。

其实投影机和动画、电影的发展是分不开的,后来随着光影技术发展,投影机才和动画、电影分离。

而真正意义上第一台投影的诞生是在1640年,一个名为奇瑟的耶稣教会教士发明了一种叫魔法灯的幻灯机,运用镜头及镜子反射光线的原理,将一连串的图片反射在墙面上,在当时那是了不起的发明,相当的受欢迎。

二战后,人类迎来了第三次科技革命,电脑的发明、集成电路的大量出现,也使投影机进入的数字化时代。

1989年,爱普生和索尼拥有了液晶板的核心技术,同年,世界上第一台液晶投影机—爱普生的VPL-2000诞生,在投影界掀起了一次液晶狂潮。

从投影仪始祖——CRT投影技术,到称霸市场十年的LCD技术,再到现在后来居上的DLP技术。

其中最受现在家庭投影爱好者欢迎的DLP技术,源于1987年,德州仪器公司研发出了DMD芯片,因此在1996年DLP产品才走向投影市场。

投影仪的原理(投影仪的原理图解)

下面再简单说一下投影仪的成像原理:

投影机是一种用来放大显示图像的投影装置,基本上所有类型的投影机都一样。

投影机先将光线照射到图像显示元件上来产生影像,然后通过镜头进行投影。

投影机的图像显示元件包括利用透光产生图像的透过型和利用反射光产生图像的反射型。

无论哪一种类型,都是将投影灯的光线分成红、绿、蓝三色,再产生各种颜色的图像。

因为元件本身只能进行单色显示,因此就要利用3枚元件分别生成3色成分。

然后再通过棱镜将这3色图像合成为一个图像,最后通过镜头投影到屏幕上。

图像显示元件包括3类。

其中采用液晶的有2类,分别是采用光透过型液晶的透过型液晶元件和采用可反射光的反射型液晶的元件。

后一种元件是DMD(数字微镜元件),每个像素使用一个微镜,通过改变反射光的方向来生成图像。

3种元件各有利弊。

举例现在市场上大家比较熟知的投影品牌,咱们当贝投影就是DLP技术的智能家用投影仪,特点:画面对比度高,色彩优秀,光源及芯片寿命长、操作简单、适用人群广泛~


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