獨影投影儀科普:詳解投影儀LCD成像技術原理
投影儀的根本目標就是:可視化,也就是在屏幕上顯示圖像。不同的投影儀使用不同的成像技術:CRT、DLP、LCD等等,下面小編將詳細降解LCD成像技術的原理以及前世今生。
LCD全稱:Liquid Crystal Display,也就是液晶顯示技術,簡單來說,工作原理就是在兩片平行的玻璃當中放置液態(tài)的晶體,在兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線,通過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向,將光線折射出來產(chǎn)生畫面。
1888年,奧地利植物植物學家萊尼茨爾發(fā)現(xiàn)了液晶,它是一個奇怪的有機化合物,分別有兩個熔點,把它的固態(tài)晶體加熱到145℃時,便熔成液體,只不過是渾濁的,而一切純凈物質熔化時卻是透明的。如果繼續(xù)加熱到175℃時,它似乎再次熔化,變成清澈透明的液體。后來,德國物理學家萊曼使用他親自設計,在當時作為最新式的附有加熱裝置的偏光顯微鏡對這些脂類化合物進行了觀察。他發(fā)現(xiàn),這類白而渾濁的液體外觀上雖然屬于液體,但卻顯示出各向異性晶體特有的雙折射性。于是萊曼將其命名為“液態(tài)晶體”,這就是“液晶”名稱的由來。萊尼澤和雷曼后來被譽為液晶之父。

LCD作為第一種數(shù)字投影技術,由吉恩·道爾格夫(Gene Dolgoff)于1968年提出,基本思想比較簡單。使用二向色鏡將來自燈的白光分為紅色,綠色和藍色分量,該二向色鏡反射某些波長并通過其他波長。這三個反射鏡將白光轉換為紅色,綠色和藍色原色,從中可以導出所有顏色,但是當時LCD技術還不足以在投影機中實用。而愛普生研制成功了世界上第一塊LCD投影板芯片,并于1989年制造出世界上第一臺LCD投影機VJP-2000,由此開創(chuàng)了LCD投影機的新時代。經(jīng)由技術和產(chǎn)品的不斷進步,液晶投影在全球數(shù)字投影機技術中的領頭羊位置也保持到了今天。和后起之秀DLP和LCOS技術先比,LCD的市場份額高達55%以上。
LCD投影技術的分類:
1、單片液晶投影機:單片式液晶投影機以普通的小屏幕液晶顯示器用面板為顯示核心芯片,配以必要的其他設備組成完整的工作光路,通過鏡頭系統(tǒng)提供大尺寸的現(xiàn)實畫面,為用戶展示具有震撼力的影像效果。在光路上,這種產(chǎn)品受制于芯片面積過大的影響體積難以縮小,光路的總光效利用率也較低,內部的光學、機械部件的工藝結構精確在0.1mm。
2、3LCD投影技術投影機:3片液晶顯示投影機的光路原理,由高亮度、高色溫金屬鹵化物燈(UHE)發(fā)出的光經(jīng)拋物線型燈碗反射形成平行光線,射人第一透鏡陣列(單元聚光透鏡組),經(jīng)第二透鏡陣列(偏振光轉換透鏡組)提高偏振光的利用率,再經(jīng)過分光光路,形成三原色三束光線,分別射人R,G,B三個液晶板,然后由一體化棱鏡匯聚3色光,投影鏡頭將3色合成圖像投影在屏幕上。

不管是何種成像投影技術,在液晶投影機的成像過程中,處于核心地位的是液晶面板芯片。在實際工作中,液晶面板芯片起著光學開關的作用。芯片上每一個獨立的有源矩陣控制下的像素點能夠獨立變化,進而控制投射過液晶半的這一點的光線的多少。通過三塊液晶板對三元的分別控制,并經(jīng)過最后的畫面合成,就可以成為色彩豐富、明暗變化的彩色投影畫面。在經(jīng)過鏡頭的放大投射在屏幕上,消費者就可以欣賞到如同電影一般的出色大尺寸影像了。
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