投影仪的工作原理(投影仪的工作原理是什么)

投影仪的成像原理

首先，投影的工作原理是利用凸透镜成像原理实现的。

我们初中的时候学的是凸透镜成像。当物体到镜头的距离大于2倍焦距时，成像效果反转，减少实像。我们常见的相机就是利用这个原理。

当物体到镜头的距离小于2倍焦距，大于1倍焦距时，成像效果就是倒置放大的实像，这是投影机的基本工作原理。

投影仪的关键技术分支

了解了这一点，我们再来看看基于这一原理的投影仪成像的几项关键技术:

显像技术

目前主流投影机的开发技术主要分为DLP/3DLP、LCD/3LCD和LCOS。其中3DLP主要应用于影院和高端工程设备，其他的则常见于家用。

数字光学处理

DLP技术的全称是“数字光处理”，即数字光处理，指的是由核心的DMD显示芯片进行数字处理。光线通过色轮后到达芯片，最后由投影镜头投影成像。市面上的DMD芯片都是德州仪器开发的。

3DLP

顾名思义，3D投影仪使用三个DMD芯片。这种投影仪的优点是每个DMD芯片负责一种颜色，不需要使用色轮，彻底解决了3DLP的彩虹效应问题，光源利用率更高。同时可以大大提升色彩效果，提供极其强大的对比表现力。

目前3dlp投影机的家用产品相对较少。这是因为3dlp投影机的光路结构比较复杂，投影机体积比较大，其散热产生的风噪也高。目前很多影院都配备了3dlp技术。

液晶显示

LCD技术的全称是liquidcrystal display，也就是通常所说的液晶显示技术。它主要是利用液晶分子的光电效应，改变液晶盒的透光率或反射率来实现画面显示。单片液晶投影仪的原理是用灯泡照亮液晶面板来投射大画面。这种产品称之为幻灯机也不为过。它的主要缺点是光照不均匀，边缘模糊，对比度低，色彩相对暗淡。具有产品结构简单、价格低廉的优点。

具有一点动手能力的玩家都可以通过一个纸箱、镜头、手机屏幕、LED灯自己diy一台单LCD投影仪稍有动手能力的玩家可以通过一个纸箱、镜头、手机屏幕、LED灯，自己diy一台液晶投影机。

现在稍微大一点的厂商几乎都不做单液晶投影仪，都不想因为这个产品影响自己用户的口碑。选择这种机器入门，很容易打破你对投影仪的幻想。目前千元左右的主流投影机几乎都采用了这种技术。

3液晶显示器

3LCD是对单片LCD的改进。目前爱普生是3LCD唯一的投影机。3LCD通过分光镜将光源发出的光分成R(红)、G(绿)、B(蓝)三种颜色，并使其通过各自的液晶面板，再由投影镜头投影成像。与单芯片lLCD相比，3LCD在色彩、对比度、光照均匀性等方面都有很大提高。

硅上液晶

LOCS结合了DLP和LCD技术的优势。DLP采用反射式投影技术，而LCD是透射式液晶面板的技术。LCOS在液晶层下加入了反射技术，因此既获得了DLP技术的锐度，又拥有了LCD甚至比LCD更强的色彩。

目前采用LCOS技术的投影机厂商主要是索尼和JVC。这两家厂商为了追求极致的画面，基本放弃了1080P投影机的产品线，专注于4K和8K领域，也是为数不多的能够制造原生4K家用投影机的厂商。

光源技术

光源也是投影机的关键部件之一。目前主流投影仪基本采用三种光源:高压汞灯、LED、激光。

高压汞灯

说起高压汞灯，我发现很多朋友朋友对它有一定的误解，以为这东西灯泡寿命不长，但是坏得快，换个灯成本很高。其实这种认知还停留在十几年前人们玩投影的时候:早期的投影仪，使用的是金属卤素灯，寿命并不长，一般不到1000小时就开始衰减，理论寿命只有2000小时左右。随着灯泡技术的发展，传统的家用投影机已经基本采用超高压汞灯(UHE或UHP灯泡)作为光源。这些灯泡的使用寿命一般都达到了6000到12000小时左右，超过4000小时就可以保证出现衰减。

高压汞灯的优点是价格低，光谱全，亮度高。缺点:使用灯泡的机型体积不能做得太小，散热比led高，色域覆盖比不上更精准的激光光源。

发光二极管

早在十几年前，led光源就已经应用于投影仪领域，试图取代传统光源。led光源的优势在于寿命长，理论上在投影机的整个生命周期内不需要更换。同时led的发热量比高压汞灯低，降低了一些散热要求，缩短了光路系统。所以散热和噪音更好，使用led光源的机器可以做得更小。但是目前led最致命的问题就在于亮度和对比度低，尤其是对比度几乎恐怖。目前追求画质的高端投影仪不会选择led作为光源，以此来看未来是否有新的技术突破。

激光

激光光源是目前投影仪使用的最高端光源。比高压钠灯有更好的色域覆盖，同时可以达到甚至超过高压汞灯的亮度。但目前由于激光光源成本高，真正好的产品都贵。比如jvc引以为傲的“宙斯”系列，无论是色彩还是亮度都是投影机中的佼佼者，其系列产品的价格都在五到六位数。而一些万元以内的激光光源产品，很多都是为了支持“激光光源”的噱头而设计的，在其他核心部件上缩水严重，导致整体效果并不理想。

镜头

投影机的镜头是整个光路的最后一环，决定了投影机画面的色彩、亮度、对焦清晰度等关键参数。投影机镜头在功能上分为定焦镜头和变焦镜头，在材质上分为全玻璃镜头和树脂镜头。

顾名思义，定焦镜头是指机器通过镜头投射的画面大小是固定的大小。如果要调节画面大小，只能通过调节投影仪和幕布的距离来控制。所以这种机器对位置要求比较高。当然目前配备定焦镜头的机器也可以通过数码变焦来拉伸或剪切图片，但是这种方式对画质影响很大，不推荐使用。

变焦镜头配有专门的变焦环，在固定位置调节变焦环可以改变画面大小。因为是光学变焦，所以对画质的实际影响比较小，投影机的定位相对更灵活，但是搭载这种镜头的产品成本也更高。

投影机的镜头采用多芯片结构，每个镜头都有不同的功能，如放大倍数、色差调节、对焦范围控制、补偿等。

全玻璃镜片，也就是每一片镜片都是玻璃做的。玻璃镜片耐热性强，加工研磨精度高，呈现画面色彩还原更好，整体透明度更强，对焦稳定性更高。但缺点还是成本较高，对加工的技术要求较高。

树脂镜片不全是树脂结构，往往是玻璃镜片和树脂镜片的组合。由于树脂耐高温性能差，在长时间强光源照射下会轻微变形。虽然很小，但是会改变光线的折射，导致产品画面在屏幕上虚焦。很多投影仪都很“贴心”的配备了智能对焦系统，也就是因为投影仪开机初期热量小，但是使用半小时后温度就升高了。采用树脂+玻璃的方式，一是节约成本，二是树脂镜片往往采用注塑加工，加工工艺难度较小。所以在条件允许的情况下，最好先选择全玻璃镜头的机器。

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