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投影机基础知识,目录,投影机专业术语/参数 接口介绍/选用 投影机工作原理,目录,I. 投影机专业术语/参数 1. 行业标准 2. 光学参数 3. 镜头参数,1. 标准化机构简介,任何测试数值，都要基于一个标准，才有意义。 相同设备，在不同标准下，所得数值可能不同。,1. 投影机行业标准简介-ISO/IEC 21118: 2005 标准,1. 2005年8月以前，日本JBMIA的投影机分会，制定的投影机性能标准IIS。 2. 2005年8月26日，ISO/IEC联合技术委员会发布， ISO/IEC 21118: 2005 标准(或称ISO 21118: 2005 标准)。 3. JBMIA投影机分会在其网站的相关页面，公布了自2006年1月以来，在中国内地销售的投影机产品(部分)的真实技术指标，以确保在中国内地销售产品的质量，帮助消费者正确地选购投影机。( http:/www.jbmia.or.jp/pjc/index.html ) 4. JBMIA网站上已经公布了明基等15个品牌，在销产品的亮度指标。,环境温度25C，相对湿度10%90%，海拔高度低于1000米。 2. 测试房间(暗房)要防止光线透射，唯一的光源是投影机，当手工进行对比度测试时，测试人员不能穿白色衣服，屏幕上的光照度低于1lux，测试用幕布应该平坦的非反光材料。 3. 应该使用仪器Minolta Chromameter， Model CL-200，或相同类型的仪器代替。 * 测量仪器，每年需要到国家计量机构进行校正。 4. 测试前投影机运行稳定(热机)，采用默认设置，如梯形校正、情景模式、色温等，且至少测试前5分钟内没有做任何调整。投影镜头调为最大缩放，投影画面尺寸为60英寸(即1平方米左右)。,2. 光学参数测量条件,1. 光照度Ev 单位受照面积接受的光通量，定义为光照面的光照度，用字符Ev表示。 光照度的单位是勒克斯(lux或lx)。1lux=1lm/m2。 2. 光通量v (亮度) 标度可见光对人眼的视觉刺激程度的量称为光通量， 通常以字符表示。 光通量的单位为流明(lm)。 * 我们通常将投影机的光通量，俗称为亮度。 光通量v光照度Ev *画面面积 对于同一台投影机来说：投影的画面越大、光照度越小，而投影面积越小、则光照度越大，但它们的乘积是不变的。,2. 光学参数说明,光通量(亮度) Brightness =Sum(L1L9)/9(lux) x A(m2) * A (Area) = W * H (m2),2. 光学参数测量方法,* ISO21118: 2005标准规定： 宣称亮度为平均水平，允许最低亮度不低于宣称亮度的80%。 出厂的每台投影机亮度不尽相同，但都大于最低值。 ANSI流明是单台投影机的亮度测量方法, ISO21118是投影机各项技术 指标的测量标准及出货标准。,* 数据模拟图,对比度 指投射出的白色，与黑色画面之间的亮度比率。 Contrast =纯白(L5)/纯黑(L5) (FOFO) * FOFOFull On/Full Off 均匀度 (常用JBMIA 9点法) 指整体画面亮暗的差异程度 (以表示)。 Uniformity (JBMIA) = Average (L1,L3,L7,L9)/L5 Uniformity (ANSI) = Minimum (L10,L11,L12,L13)/Average(L1L9),2. 光学参数测量方法,投射比(Throw Ratio) = 投影距离/画面宽度。用来区别不同的镜头，如短焦镜头 0.9, 数值越小短焦效果越好。 投影比 =画面对角线尺寸投影距离。如110”2m，更形象的表现投射比大小。 缩放比或变焦(Zoom Ratio) =投影距离固定时,最大/最小(画面尺寸)。定焦则为1。,3. 镜头参数测量方法,W,D,* 画面尺寸D：投影画面对角线的尺寸 (英寸, inch )。 * 画面宽度W：投影画面宽边的长度(米, m)。 * 投影距离L：镜头中心到屏幕的最短距离(米, m)。,L,方法1查说明书 *画面尺寸 120” *最小投影距离3.69米 *最大投影距离4.80米 *垂直偏移量137mm,以MP777 投120”为例，如何计算投影距离。 投射比1.511.96；投影65”2m；缩放比1.3 (1.96/1.51),方法2公式计算 *最小投影距离=画面尺寸/投影比 120”/65*2=3.69米 *最大投影距离=最小投影距离*缩放比 = 3.69*1.3=4.80米,投影距离越短， 光损失越小。,垂直偏移量 /Projection Offset /仰角 Projection Offset= 投影镜头到画面上边的垂直距离/画面的高度*100% * 明基部分机种为120130%。 人性化设计理念！无需调整梯形校正。 普通投影机offset为0或很小，通过调整前支脚把投影机向上抬，此时画面产生垂直失真，即上边宽下边窄。 通过 Keystone 调整后，画质损失明显，尤其是文字的表现！ 吊装时，投影机吊架也不必延伸过长，来迎合幕布的高度。,3. 镜头参数补充说明,目录,II. 接口介绍/选用 1. 模拟接口 2. 数字接口 3. 控制接口,D-Sub (VGA),Component (YPbPr),Composite (Video),DVI-I,RS232,S-Video,USB,Audio,BNC,接口介绍,连连看,HDMI,视频接口/ Composite/ Video (RCA端子 )： Composite 讯号通常来自大多数录像机后面的 RCA 插孔，将明度 Y 与色度 C 信息合并成一个讯号。 将明度与色度分开的优点是，视讯投影机内不需包含 Comb 滤镜来将复合讯号分成明度与色度讯息。Comb 滤镜会减少视讯影像的清晰度。 S端子/ S-Video： 这是一种视讯传输标准，它使用 4 接脚的 mini-DIN 接头在两条讯号线之间传送视讯信息，这两条线称为明度 (亮度，Y) 与色度 (色彩，C)。S-Video 也称为 Y/C。 * S-Video 画质优于 Video 。,1.接口介绍模拟,色差輸入/ Component/ YPbPr (RCA端子 ) ： Component 视讯包含三个讯号。第一个明度讯号，指的是包含于原本 RGB 讯号内的亮度或黑白信息。第二个与第三个讯号称为色彩差异讯号，它们指出相对于明度的蓝色与红色量。蓝色元素为 B-Y，而红色元素为 R-Y。 * 色彩差异讯号是由 RGB 讯号衍生出来的。绿色可从 B-Y 与 R-Y 导出。显示装置可从 Y 元素得知影像的亮度，并且由于它知道蓝色与红色量，因此可推算出绿色量，并填入绿色。 * YPbPr 画质优于 Video 与 S-Video。 D-Sub/ VGA/ 模拟RGB： 红色、绿色、蓝色；计算机的显示器大多采用此类型。使用范例：RGB 输入或输出通常被称为计算机的输入或输出。 * D-Sub 画质优于YPbPr 、S-Video和Video。,1.接口介绍模拟,BNC BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。 主要用于连接工作站、工程机等，对扫描频率要求很高的系统。 优点： 1. BNC的螺旋锁扣设计，可以有很好的牢固连接。 2. BNC接头可以隔绝视频输入信号，使信号相互间干扰减少，且信号频宽较普通D-SUB大，可达到最佳信号响应效果。,1.接口介绍专业模拟,2.接口介绍数字,DVI ( Digital Visual Interface / 数字视觉接口) DVI 的输入，可直接与来自计算机的数字图形讯号一起运作，无需A/D，D/A的转换。这样，投射出来的计算机影像将具有更均匀丰富的对比，而不需经过困难的同步化处理。 分为DVI-I(模拟信号与数字信号)；DVI-D(纯数字信号)。 可以支持HDCP协议(可选条件) DVI (数字)画质优于D-Sub、YPbPr 、S-Video和Video。,2.接口介绍数字,HDMI (High Definition Multimedia/高清晰度多媒体接口) HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。 2002年岁末，HDMI 1.0标准颁布，至今已经颁布了1.3版本，主要变化在于近一步加大带宽，以便传输更高分辨率和色深。 HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP协议的支持(必要条件)，为看有版权的高清电影电视打下基础。不过，为了让设备带有HDMI接口，除了需要专用芯片外，硬件厂商还要支付一笔不斐的HDMI认证费。 HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。,接口介绍信号处理,3.控制接口,RS232串行通信接口,* 大部分在销机种代码均通用。,Video输入 S-Video输入,VGA 输入 色差输入(共用),VGA输出,RS232串口,USB 接口,视频接口： VideoS-VideoComponentRGBDVI/HDMI 低端(效果差) 高端(效果优),MP724,丰富的接口,D-sub/Comp. In,红外线 接收器,喇叭,DVI-I 输入 HDMI 输入,音频输入/输出,* 投影机视频连接线材,Video,S端子,色差/YPbPr,D-subYPbPr,D-Sub/VGA,D-subBNC,D-subDVI,HDMI、 DVI-D,*投影机电源线、音频线及控制线,USB,Control/ RS232,电源线,音频线,你都认识了吗？,SP920,电视盒、KTV主机等，都推荐客户选用高级的接口。,VGA信号,色差信号,Video信号,III. 投影机工作原理(光学) 1. 光源 2. 光路 3. 成像引擎 4. 镜头,投影机原理示意图,光源,光路,成像引擎 (成像面板),投影 镜头,前风扇组,DLP 投影机的组成 (单片),控制电路 /温控保护系统,光源,光 路,镜头 投影,LCD 投影机的组成 (3LCD透射式),成像引擎,裸灯,整灯,灯杯,灯芯,灯架,打开灯泡门,滤光片,光源投影灯泡的组成,光源投影灯泡的工作原理,发射光线到成像装置。 理想的光源(弧间隙)是无穷小 ； 灯杯(发射器)，椭球形灯壁 。,为了预防光输出的降低，在汞蒸气中混合了少量的氧气和卤素，这样可以预防钨沉淀在灯泡壁上，而使钨重新沉淀到电极上去。 维持灯泡的亮度几乎和初始亮度一样，直到寿命结束。 光输出模式会随着弧电极形状的改变而改变，电极之间的辉光等离子体也会迅速的改变。因此会出现图像有的的区域亮，其他的区域暗的情况。这些问题可以被光学处理。,光源投影灯泡的分类,市面上的投影机灯泡主要有，金属卤素灯泡、高压汞灯泡两大类。 金属卤素灯泡 因灯泡中填充了金属卤化物而得名，不属于冷光源。 *半衰期短，一般为1000小时左右； *光源的尺寸大，通常是2毫米或稍大点，存在色彩和亮度的稳定性问题。 *发热量大，不宜做长时间(4小时以上)投影使用，它产生暖光， 需要较大功率，才能产生与冷光源灯泡同等的亮度(亮度: 100W UHP250W卤素灯）,高压汞灯泡 则是采用高压汞填充的灯泡(微量卤素) ，通常被称为冷光源灯泡。 *使用寿命长，一般可以正常使用2000小时以上, 并且亮度衰减很小。 *光源的尺寸小，1.3到1.0毫米之间，这样会带来更高的光效率 *功耗低、发热量小，投影机温升相对较低，因此适合投影机长时间工作， 目前主流投影机的灯泡类型，就是冷光源灯泡，主要有UHP(超高压)、VIP、UHE。,光源投影灯泡的参数/保养,保养： 不要让投影机处于过热状态。引起灯泡衰减的第一个原因就是过热。 接下来就是要保证关机后的，正常散热和自然冷却。 尽量保证使用环境灰尘少，定期清洗灰尘过滤器。 确保电源的“同一性” ，投影机与信号源的电源连接相同的地线。 卖点主要体现在Unishape/VIDI光源技术，或“灯泡保护”等热学设计。,主要参数： 功率(W) 、半衰期(h) 、品牌 、产地。,LED投影机的光线是通过，高功率LED发出光线，穿透分光镜和一系列透镜后得到的。 LED光源有下列显著特点： 标称寿命5万小时以上，在合理应用的前提下，寿命能做到尽可能的长 衰减慢，1万小时衰减5%，2万小时衰减10% 颜色可以在硬件方面得到伽玛校正，理论上色彩和自然光一样达到无穷程度 投影机功耗可以做到40W以内 LED投影机从开机到达到全光通量输出，只需要微秒级的时间， LED光源完全不含红外线和紫外线，所以对液晶屏和塑胶光学器件，几乎无寿命影响 LED投影机不再担心灰尘的困扰 LED投影机产品质量更容易控制。,光源LED (LED投影机),LED (Light Emitting Diode),光路将灯泡的光线，传输到成像引擎,光管,透镜组,反射镜,色轮,分色镜,尽可能的保证效率和准确性。,大部分投影机使用的成像面板都很小，对角线小于1英寸，如0.65”, 0.55”。 这意味着光路上使用的光学部件一定要趋于完美，因为任何材料、形状和位置的瑕疵，在到达幕布时都将被放大了几百倍。当然，这种对于完美的追求要与成本的控制相平衡。 事实上光学的设计应该以这样的一种方式，即各个部件应该定位非常准确的组合在一起，而不需要采用太多费时的人工调整。 例如一些老型号的光管、反射镜是可调解方向的，而现在大部分光机的设计，都是整合在一起，无需调整的。,光路设计要求,大部分灯泡发出的光线是中心亮，然后是向四周逐渐变暗。 一个解决的方法是：用一系列的小镜片(光管)，将灯泡的光线汇合到一起，并产生一个矩形的光束。 另一种值得注意的方法是，将灯泡的光线汇聚到一个矩形棒的一端，这个棒是由磨光玻璃或石英制成，它的内表面由高反射镜环绕。光线在这个光管里多次反射，在另一端出现时，就是均匀的矩形光束了。,光路光管,光 管,灯 泡,作用：提供连续的颜色 分类：RGB三基色段，白色段，黄色段，过渡色段(洋红等),也会有其他辅助色端,目前有5段和6段,光路色轮 (应用于反射式投影系统),原理：这几种显示的颜色依次刷新画面(大部分设计1/60秒），这对于观察者的大脑来说已经足够快，因此看到的是一个独立的全彩的图像。这叫做“场序颜色”，因为它是依次呈现不同的颜色，而不是都在同一时刻。,四节点色轮 RGBW,五节点色轮 RYGBW,六节点色轮 RGBRGB/RYGCBW,作用：提供 RGB 三基色 原理： 分色镜就是，这种材料具有或者表现出两种颜色的特性，这些材料反射一种颜色，同时允许另一种颜色透射。 这是通过在玻璃表层，涂上金属氧化物层来实现的。,光路分色镜 (应用于透射式投影系统),颜色有三种表现特征， 即色调、亮度和饱和度。 饱和度与亮度，像天平的两端一样矛盾。 三角形的三个点可以描绘出 投影机的所有色彩 许多视频源使用 SMPTE 240 色彩标准去记录影片 想得到完整的图像需要复制 到色彩的全部,色谱图,成像引擎成像技术,LCOS反射式液晶面板 通常三片式,LCD穿透式液晶面板 通常三片式,DMD芯片(反射式) 通常单片式,光源,棱镜,反射镜,反射镜,反射镜,X型立方体,投影镜头,液晶面板,分色镜,* LCD : Liquid Crystal Display 液晶显示屏,3LCD投影系统工作原理(透射式),反射：红光 穿透：绿光，蓝光,反射：蓝光 穿透：绿光，红光,3LCD投影系统X型立方体,画 面,DLP投影系统工作原理单片式,DLP工作原理,DLP工作原理,DLP工作原理,一个DMD象素由镜面层、机构层和半导体层构成,一个DMD微镜片可被简单描述成为一个半导体光开关,DLP工作原理,一个DMD微镜片可被简单描述成为一个半导体光开关,DLP工作原理,一个DMD微镜片可被简单描述成为一个半导体光开关,DLP工作原理,单芯片 DLP方案,DLP 技术广泛应用于商务、行业和家庭领域,单芯片 DLP方案,单片DLP,DLP Cinema,三芯片 DLP Cinema 方案,LCOS (或D-ILA) 投影系统 (三片反射式),LCOS， (Liquid Crystal on Silicon)，硅基液晶，反射型液晶 或D-ILA，(Direct-Drive Image Light Amplifier)，直接驱动图像光源放大器,LED 投影系统 (单片DLP),LED (Light Emitting Diode),LED投影机的光线是通过，高功率LED发出光线穿透分光镜和一系列透镜后得到的。 LED投影机有两种类型，一种是采用3片液晶面板，另一方面是采用TI的DMD芯片，,- LCD,- DLP,面板,像素,- LCOS,成像引擎结构对比,投影镜头,参数介绍-F & f,F : 光圈大小,f : 焦距,光圈大小与F值成反比: F值越小,光圈越大,F理想值为1: 不可能达到,同样的投影机采用不同F值的镜头,F 值与镜头物理直径没有必然联系,焦距:透镜中心到光聚集之焦点距离,数值越小,焦距越小 数值越大,焦距越大,焦距决定投影比的大小 焦距越小,投影比越大,参数介绍-焦距与投影机参数的关系,投影比,投影比=芯片尺寸 / 最小焦距,以MP723 为例: 镜头参数: F=2.42.48 ,f=20.722.8mm 芯片尺寸: 0.55寸 其投影比为 0.55寸/0.027m,也就是54寸2m 反之:通过焦距和投影比可以计算出芯片大小,缩放比,缩放比=最大焦距 / 最小焦距,以MP723 为例: 镜头参数: F=2.42.48 ,f=20.722.8mm 其缩放比为 : 22.8/20.7=1.10,投影机外置镜头,增大投影比,投影距离短,画面不够大.因此需要变更镜头改变现状.目前有三种方式. 更换镜头 增加镜组 增加镜头 1需要拆机,2和3不需要拆机即可实现. 采用上述方式一般会造成散焦,画面失真等现象.,2005,短焦时代来临，这些问题迎刃而解。,与相机镜头的对比,你都懂了吗？,ThanQ,