8.1投影机概述
投影机是一种新型办公设备，已经广泛应用于各种场所。投影机不仅应用于技术讲座、临时会议、网络中心、指挥监控中心，还可以与计算机、工作站等进行连接，或接驳录像机、电视机、影碟机以及实物展台等，它是一种应用十分广泛的大屏幕影像设备。
8.1.1投影机的功能
1．家用和商用
投影机是一种集机械、液晶、电子电路技术于一身的高科技产品，它是一种放大显示图像的投影装置。一般应用于会议室、教室进行一些图片的演示，以及在家庭中通过连接VCD、DVD影碟机等设备在大屏幕上观看电影。在电影院，也出现了开始取代老电影胶片的数码影院放映机。投影机根据其显示源的性质，主要可分为家用视频型和商用数据型两类。
（1）家用视频型投影机在视频方面进行了优化处理，它们的亮度都设在800ANSI流明左右，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。
（2）商用数据型投影机主要是显示微机输出的信号，用来商务演示、办公和日常教学等，所以它的亮度根据使用环境光线的强弱而选择不同的高低，投影画面宽高比为4：3。其功能全面，对于图像和文本以及视频都可以演示，基本所有型号都具有视频及数字端口。
2．投影机的成像原理
投影机的种类很多，但它们的成像原理基本相同。投影机通过光线照射，在图像显示元件上产生影像，然后再通过镜头进行投影。
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两种。它们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。
8.1.2投影机分类及性能指标
1．投影机的分类
（1）根据投影机采用的投射方式及使用技术的不同，可以分为CRT（阴极射线管）、LCD（液晶显示器）和DLP（数码光路处理器）3大类型。
采用透射式投射方式的有CRT和LCD投影机两种，而DLP投影机采用反射式投射方式。CRT和LCD投影机技术比较成熟，应用时间较长，性能稳定。而DLP投影机应用时间较短，技术尚待进一步完善。由于该投影机采用微镜反射投影技术，亮度和对比度明显提高，体积和重量明显减少，因此，DLP投影机更具有生命力和市场潜力。
1）CRT（阴极射线管）投影机
CRT投影机又叫三枪投影机，它是较早的投影机。其工作原理与CRT显示器相近，其发光源和成像均为CRT。CRT投影机与LCD投影机同属传输型投影机，但CRT投影机是由阴极射线电子束扫描击射在成像面上，使成像面上的荧光粉发光形成图像后，再传输到投影面上。因此，CRT投影机不可避免地也就具有CRT成像的所有优点和缺点。即CRT投影机分辨率高、色彩饱和度佳、对比度好、对信号的兼容性强、技术成熟。特别是CRT投影机在采用当前技术先进的CRT新型荫罩后，亮度也有了较大提高。但CRT投影机毕竟是由成像面上荧光粉发光后再投影到屏幕上的，当有效扫描电子数增加到饱和状态时，再增加有效电子数，荧光粉发光量也增不了多少。因此，与其他类型的投影机相比，在亮度方面，CRT投影机要低得多，这也是阻止CRT投影机进一步发展的主要因素。不过，CRT投影机扫描式的成像特点和在分辨率、亮度、对比度、饱和度、线性、枕形、梯形等方面具有调节功能，CRT投影机在航空航天、遥控监控行业中起到其他投影机无法替代的作用，所以应用于相对高端的专业领域。
2）LCD（液晶显示器）投影机
随着液晶显示技术的出现，LCD投影机利用液晶的电光效应，通过电路控制液晶单元的透射率及反射率，从而大幅度地增多灰度层次及色彩更丰富的靓丽图像。LCD投影机的主要成像器件是液晶板。LCD投影机的体积取决于液晶板的大小，液晶板越小，投影机的体积也就越小。
3）DLP（数码光路处理器）投影机
DLP投影机是一种光学数字化反射式投射设备。其中DMD是DLP投影机的关键成像器件，它是一种数字微透镜装置，可通过二位元脉冲控制的半导体元件。DMD能够准确控制光源它具有快速反射式数字开关性能，。其基本原理是，光束通过一高速旋转的三色透镜后，再投射在DMD部件上，然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影。
（2）根据投影机的重量，可以将投影机分为便携式投影机、台式投影机、固定安装式投影机3类。
1）便携式投影机
习惯上将重量低于3kg的投影机称为便携式投影机。便携式投影机由于体积小、重量轻，为了减少光源发热对投影机核心器件的损害，一般采用低功耗的冷光源。亮度通常为800～1200ANSI流明之间，同时连续工作时间不宜太长。
2）台式投影机
此类投影机重量在5～8kg，体积略大，既可以固定安装或放在桌面上使用，也可以应付少量的移动使用。这类投影机的亮度比便携式投影机要高，同时投影的图像质量也有较大提高，而价格相应适中。它使用灵活、性价比好，是一般商业用途和教育用途的首选。
3）固定安装式投影机
适用于大型会议中心、指挥中心、卡拉OK厅、大型阶梯教室使用，重量在8kg以上，安装好后一般不再移动。此类投影机在亮度和图像质量上都达到了最高级别，并且为适应不同的安装环境和使用状况，设有许多可选配的选件，如镜头、信号处理板等。但安装调试必须由专业人员完成，维护较复杂，价格也极为昂贵，此类投影机已渐退出商业领域。
2．投影机屏幕的分类
投影机屏幕通常可分为正投屏幕和背投屏幕两种。
（1）正投屏幕
正投屏幕又有软屏幕和硬屏幕之分，其中软屏幕包括有白屏幕、珠光屏幕和金属屏幕；硬屏幕包括有平面屏幕和弧形屏幕。
1）白屏幕主要是用在观看者较多、空间范围较大的场所。为了满足在房间的所有地方都可以获得同样的亮度，这时就需要白屏。为了获得较为清晰的画面，必须保持房间内光线较暗。
2）珠光屏幕是利用玻璃纤维等结实的基层布来黏结玻璃珠微粒而制成的。这种类型的屏幕能够以最亮的亮度向入射位置反射。
3）金属屏幕是利用基层布黏结铝涂层而制成的。用此屏幕可以得到2～4倍光亮和画面，承镜面特征，出射角等于入射角。
4）金属弧形屏幕一般用在较小的房间内，使用铝制弧形屏幕可获得非常明亮的画面。但弧形屏幕有狭窄的方向性，因此，它的可视区域就相对较小。
（2）背投屏幕
背投屏幕也可分为软屏幕和硬屏幕，其中背投硬屏幕使用得较多，背投硬屏幕主要由三部分组成：扩散板、费涅尔透镜、双凸透镜。
扩散板：在丙烯板上加入扩散剂制成，具有让人的眼睛看到光的结像作用。
费涅尔透镜：具有把光集中向人的方向，减轻画面中心和周围亮度差的作用。
双层透镜具有改善视场角的作用，使用它制作的屏幕，亮度、清晰度可充满整个屏幕，这种屏幕带有黑色条纹，可以阻止光线向外散射，产生高质量的高对比度的图像。
3．投影机的性能指标
投影机档次高低主要由投影机的性能指标决定，熟悉它的性能及指标对正确使用和维护投影机有极大的帮助。
（1）LCD液晶板
液晶是LCD液晶板的主要构成成分，它可分为活性液晶体和非活性液晶体两大类。
1）非活性液晶体一般用于笔记本电脑、胶片投影机上。
2）利用活性液晶体的透光性，将其做成LCD液晶板用在投影机上。通过控制系统，可以控制其亮度、颜色、对比度等。
3）投影机的大小决定于LCD液晶板的大小。LCD液晶板越小，则投影机的光学系统就能做得越小，从而使投影机越小。另外，一台投影机可以使用多个LCD液晶板。目前主要有单个液晶板、三个液晶板的投影机。液晶板越多，其像素数越大。像素是组成图像的基本单位，像素数越大，则图像越清晰。像素数=物理分辨率×液晶板个数。例如：SVGA机型像素数=(800×600)×3。
（2）屏幕宽高比例
屏幕画面纵向和横向的比例就是平常所说的屏幕宽高比例，屏幕宽高比可以用两个整数的比来表示，也可以用一个小数来表示，如4：3或1.33。电脑及数据信号和普通电视信号的宽高比为4：3或1.33，电影及DVD和高清晰度电视的宽高比是16：9或1.78。当输入源图像的宽高比与显示设备支持的宽高比不一样时，就会有画面变形和缺失的情况出现。16：9的图像在4：3屏幕上显示时有3种方式：
1）变形（Anemographic）方式：先满足在水平方向充满屏幕，然后再垂直拉长，直到充满屏幕。
2）字符框-A（Letterbox-A）方式：保持16：9的图像比例，通过这种方式可以保持图像不失真，但在屏幕上下会各留下一条黑色区域。
3）字符框-B（Letterbox-B）方式：这种方式是前两种方式的折中，水平方向两侧各超出屏幕一部分，垂直上下黑条也比第二种窄一些，图像的宽高比为14：9。
提示：目前的家用投影机通常屏幕宽高比为16：9，这是为了适应家庭影院的需求。
（3）光输出
光输出是指投影机输出的光能量，其单位为流明（lm）。屏幕表面受到光照射发出的光能量与屏幕面积之比称为亮度，亮度常用的单位是勒克斯（lx）。当投影机输出相同的光通量，亮度越低，投射面积越小则亮度越高。决定投影机光输出的因素有投影及荧光屏面积、性能及镜头性能、通常荧光屏面积大，光输出大。带有液体耦合镜头的投影机镜头性能好，投影机光输出也可相应提高。
（4）光亮度均匀值
投影机投射至屏幕，其4个角落的亮度与中心点亮度的比值就称为光亮度均匀值。也就是指最亮与最暗部分的差异值，通常将中间定义为80%。几乎是所有的投影机投射出的画面都会出现中心区域与四角的亮度不同的现象，均匀度反映了边缘亮度与中心亮度的差异，用百分比来表示。当然，理想的均匀度是80%，均匀度越高，画面的亮度一致性越好。对于投影机而言，光学镜头的成像质量是影像均匀度的关键因素。一般现在的投影机的画面均匀度都在85%以上，有些出色的投影机可以达到95%以上。
（5）对比度
将黑与白的比值称为对比度。从黑到白的渐变层次就越多，比值越大，从而色彩表现越丰富。在投影机行业有两种对比度测试方法，其一是全开／全关对比度测试方式，即测试投影机输出的全白屏幕与全黑屏幕亮度比值。其二是ANSI对比度，它采用ANSI标准测试方法测试对比度。这两种测量方法得到的对比度值差异非常大，这也是不同厂商的产品在标称对比度上差异大的一个重要原因。
很多LCD投影机产品的标称对比度都在400：1（ANSI）左右，而大部分DLP投影机的标称对比度都在1500：1（全白/全黑）以上。对比度越高的投影机价格越高，当用投影机演示文字和黑白图片，一般只需要对比度在400：1左右的投影机即可，如果用来演示色彩丰富的照片和播放视频动画则最好选择800：1以上的高对比度投影机。
（6）水平扫描频率
水平扫描就是指电子束在屏幕上从左至右的运动，也叫行扫描。每秒钟扫描次数叫做水平扫描频率，视频投影机的水平扫描频率是固定的，在这个频段内，投影机可自动跟踪输入信号行频，由锁相电路实现与输入信号行频的完全同步。水平扫描频率是区分投影机档次的重要指标。频率范围在15～60kHz 的投影机通常叫做数据投影机，如SHARP XG-3700E、XG-3900E、XG-NV2/20和SONY V500Q。上限频率超过60kHz的通常叫做图形投影机，如SHARP XG-SV1A、XG-XV8A，SONY VPL-D50QM、VPL-G70QM、VPL-1292QM，Panasonic PT-L395E、PT-883E/U。
（7）垂直扫描频率
垂直扫描是指电子束从上向下的运动，也叫列扫描，垂直扫描与水平扫描是同时进行的。每扫描一次形成一幅图像，每秒钟扫描的次数叫做垂直扫描频率，垂直扫描频率也叫刷新频率，它表示这幅图像每秒钟刷新的次数。垂直扫描频率一般不低于50Hz，否则图像会有闪烁感。
（8）视频带宽
视频带宽是指投影机的视频通道总的频带宽度，规定在视频信号振幅下降至0.707倍时，对应的信号为上限频率。0.707倍对应的增量是3dB，因此又叫做3dB带宽。
（9）分辨率
投影机技术指标上常给出的分辨率有：可寻址分辨率、RGB分辨率、视频分辨率3种。需分清这3种分辨率的概念，以免混淆。
（8）CRT管的聚焦性能
像素越小图形分辨率越高（像素是图形的最小单元）。在CRT管中最小像素是由聚焦性能决定的。所谓可寻址分辨率，即是指最小像素的数目。
