投影机结构与参数分析

杨 奕

（武昌工学院，湖北 武汉 430000）

投影机是目前流行的演示设备，将图像和视频进行传输和放大后投影在荧幕或者白墙上，广泛应用于多媒体教室、娱乐会所、会议中心及企业生产管理等各个领域。

1.投影机的分类

LCD投影机：LCD（Liquid Crystal Display ），也称液晶投影机，根据成像器件不同可分为液晶板投影机和液晶光阀投影机两类，其中液晶板投影机按照液晶板的片数可分为三片机和单片机，现在市场上流行的LCD投影机多为三片板投影机，即我们常见的3LCD投影机。另外，市场上出现了一种LCOS投影机，它采用反射型的液晶显示面板作为显像部件，属于反射式投影技术，具有利用光效率高、体积小、分辨率高和色彩表现充分等优点。

DLP 投影机：DLP(Digital Light Processor)投影机，也称数字光处理投影机，它是通过反射来自光源的光线来投影图像，DMD(Digital Micro mirror Device)芯片作为核心部件，即由数十万至数百万微米级的微小型反射镜组成的半导体完成。值得注意的是，DLPA投影机根据采用的DMD芯片不同，可以分为单片DMD机（主要应用在便携式投影产品）、两片DMD机（应用于大型拼接显示墙）、三片DMD机（应用于超高亮度投影机）。

2.投影机的整机结构

投影机的外部结构：投影机的外部结构从外观来看，主要有开机键、功能按键、镜头、镜头盖、聚焦环、进气口及过滤网、散热风扇及散热口、接口等部分组成。投影机中不同的接口可用于连接不同的部件或设备。其中S视频接口可用于连接带有S端子的DVD影碟机、录像机等设备；AV视频接口可用于连接DVD机、电视机等设备；音频接口可用于连接音箱等设备；VGA接口为RGB模拟信号输入接口，主要用于连接计算机；RS-232C为串口，属于控制端子，用于连接计算机来控制投影仪；USB接口目前也是投影机中比较常见的接口之一，大多数码外设、U盘等均通过该接口与投影机进行数据传输。

投影机的内部结构：投影机的内部一般可分为电路部分和光学系统两大部分，其中电路部分主要包括主电路板和供电电路板，光学系统则主要指光学组件。打开投影机的外壳，即可以看到其内部结构。投影机内部主要是由主控电路板、显示驱动电路板、电源组件、接口电路板、光学系统等部分构成的。主控电路板是投影机的主要控制电路部分，其主要包括图像信号处理、扫描格式变换及系统控制电路以及各种信号切换开关等部分构成。几乎所有信号的处理、变换和控制都是由该电路实现的。电源电路是为整个投影机中各个电路模块以及各元器件提供工作电压的主要电路部分。接口电路是用于各种外部设备或信号进行连接用的接口及相关电路，是投影机与外部设备之间进行连接的信号通道。投影机的内部光学系统部分，主要是由液晶板光学组件、RGB液晶板组件、分色镜、反光镜、聚光透镜组件、滤光镜组件、挡板、基板等部分构成。不同品牌、不同型号的投影机中，采用的电源和镇流器组件、光学系统部分是有所不同，但其处理信号的基本过程和电路工作原理基本相同。例如DLP投影机中电源和镇流器组件主要是由电源、镇流器电路板及上下挡板构成的；光学系统部分主要是由风扇、DMD散热片、安装板、DMD电路板、DMD插座、DMD芯片、光学组件等部分构成的。

3.投影机规格参数特点

分辨率（resorption）：投影机投出的图像原始分辨率就是我们俗称物理分辨率。我们通常考虑投影机清晰程度主要参考分辨率，当投影机的分辨率越高，意味着投影机适应范围大。例如市场上有两种SVGA(分辨率800*600P)和XGA(1024*768P)，投影机分辨率的选择时，选择何种档次的投影机可依据投影内容来决定。若演示精细图像（如图形设计）则选购XGA（1024*768P）为好，而选择SVGA的用户一般只会处理一些教学内容及文字。需要注意的是，建议在预算容许的情况下尽量选购XGA（1024*768P）分辨率的投影机，目前市场上的投影机和台式机的标准都已达到XGA(1024*768P)。

亮度（light out）：亮度是投影机主要的技术指标，它常用光通量来表示，标准单位是lm，描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力就是光通量，。ANSI流明是投影机表示光通量的国际标准单位。亮度是投影机极为关键的性能指标，通常亮度高的产品表现为图像清晰、色彩的明锐度高、亮部和暗部的灰度表现完整；但灯泡亮度不是越高越好，过高反而会刺激眼睛引起不适，而且价格也会随着亮度增加而提高。因此，在选择投影机时不可盲目追求高亮度，坚持亮度够行就好。通常来讲，对于一般的日常和商务需求来看，若投射到100～120in(2.13～2.44m)宽的银幕上时，1500lm时的效果就已经非常理想了，当前产品的主流亮度应在2500～3000lm之间。

对比度（resolution）：对比度是就是从黑到白的渐变层次，也可以说投影机使投影出的画面最亮与最暗区域的比值。，当从黑到白的渐变层次越多，色彩表现越丰富，就说明比值越大。当整个画面都是灰蒙蒙时，说明画面对比度小。对比度对视觉效果的影响非常关键。

均匀度（importunity）：均匀度是投影机投射至银幕时，其四个角落的亮度与中心点亮度的比值，用百分比来表示。均匀度反映了边缘亮度与中心亮度的差异，一般均匀度越高，画面的均匀一致性越好，影像均匀度体现的是图应急光学镜头的成像质量。一般现在的投影机的画面均匀度都在85%以上。

灯泡使用寿命：投影机灯泡是投影机使用过程中经常更换的一种耗材，不论是LCD投影机还是DLP投影机都需要外光源，而更是由于灯泡价格高昂，因此其使用寿命直接关系到投影机的使用成本，使用在选购时硬要了解灯泡使用寿命及更换成本。金属卤素灯泡的优点是价格低廉，缺点是发热量大，会随着灯泡使用时间的增加而降低亮度，一般2000H过后过后相比新灯泡亮度会降低一半。由于发热量高，对投影机散热系统要求高，投影机工作时噪声过大。UHE灯泡的价格相比金属卤素灯泡底，其亮度不会随着灯泡使用时间增加而降低。由于特点是发热量低，UHE灯泡也被称为冷光源；但由于市场上价格高昂，一般在中高档投影机使用。

4.投影机的电路结构

主控电路的结构：投影机主控电路主要是由集成了图像信号信息、扫描格式变换及系统控制电路的大规模集成芯片IC301（PW164B-10TK）、视频解码芯片IC3101（VPC3230D）、缓 冲 放 大 器IC8051-IC8071(TC74VCX541FT)、D/A变 换器IC7801(M62393)和IC3561(M62392)、存储器IC801和IC811、A/D转换器IC8201(AD9884AKS)-140、视频矩阵电路IC7201(LC749400)以及各种信号切换开关等部分构成的。几乎所有信号的处理、变换和控制都是由该电路实现的。

图像存储器电路的电路分析：图像处理器的地址总线和数据总线也投影机中图像处理芯片紧密相连，信号和数据的传输全靠他们处理。比如数据存在于半导体存储器中，首先确定行和列的序号来定位，一般来说它的地址就是数据存储的位置，数据内容通常以1或者0来表示。如果要将存储的数据读取出来并传送至图像处理芯片，中间就需要数据总线来传输，经过处理最终出现在显示器中。

液晶板的结构：目前，液晶投影机光学系统多采用全彩液晶器件，实现全彩色显示，其实现方法一般来说有两种，即加色混合法和减色混合法。彩色滤光片由像素和晶体管组成，彩色滤光片（滤光镜）结构根据三基色的发光原理，每个像素又由红、绿、蓝3个子像素组成，每个子像素就是一个单色滤光镜。也就是说，如果一个T FT-LCD显示屏的分辨率为1280*1024的话，那么，彩色滤光片应该分别由1280*1024*3个子像素湖人同样数量的晶体管组成。彩色液晶显示板的显示原理就是在液晶层（液晶快门）的前面，设置一道由R/G/B栅条组成的滤波器屏障，每当有光穿过R、G、B栅条，肉眼可见彩色光。这样液晶层前面不设彩色栅条，就会显示单色（例如黑白图像）图像。

5.投影机的安装、调试方法

投影机的安装：在确定投影机安装位置之前，应当先确定投影机的安装方式。比较常见的投影机的安装可以分为桌式正投影、吊顶正投影、桌式背投影、吊顶背投影这四种。每台的投影机的镜头中心的位置不同，焦距也有所不同，所以投影机安装位置参数只是起到参考作用，在安装前还应当仔细翻阅该型号投影机的使用说明，使用说明中通常会附有针对该机型安装位置的参数。桌式背投影机安装位置的计算以及安装方法基本与桌式正投影机相同，但使用的银幕不同，桌式正投影机的银幕一般是白色不透光银幕；而桌式背投影时安装在银幕后为半透明式白色银幕，该银幕可以透出投放的影像。桌式背投影是安装在银幕后方，观看人员在银幕的前方进行观看，若有人走动时，也不会阻隔到投影机的光线。但是，桌式背投影需求更大的使用空间，不适合较小的空间中应用，所以一般的投影机安装时多采用桌式正投影。

投影机吊架安装：投影机吊顶正投影与吊顶背投影进行安装时，需要将投影机安装在吊顶固定架上。投影机吊顶固定架的形式不同，比较常见的有吊架、吊箱、升降吊架和吊篮等。不同的吊顶固定投影机结合的方式不同、吊架为直接与投影机进行连接；吊箱是将投影机放置在一个箱子里，再将该箱子与投影机吊架进行连接；可升降吊架可以保证环境的美观并且可以改变投影机的高度；吊篮是将投影机放置在铁栏中、吊杆与铁栏进行连接。由于吊杆与连接杆的高度不同，所以按在选择吊顶固定架时，应当考虑到吊杆与连接杆的高度是否为投影机所需的高度。

投影机的连接：投影机一般都设有不同的连接接口，在对投影机进行布线之前，应当了解该投影机需要与那些设备进行连接。我们在连接时按需要直接连接即可使用。只有视频连接线主要有VGA线、DVI线、色差线以及HDMI高清数据线4种，其中HDMI高清数据接口可以将高清视频与多声道数字音频同时进行数据传输，使用一根HDMI高清数据线即可传输视频信号也可以同时传输音频信号，使用使用HDMI接口时不需要在对音频信号单独连接。

6.结语

不同的投影机，其外形、内部结构既有相同的点，也有各自独特的地方。熟知投影机的结构和特点，有利于正确使用投影机的各个功能，更是根据需要选择投影机的必要依据。