投影机原理

投影机原理

流明 Lumen

[编辑本段]名称定义

光通量的单位。发光强度为1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角(1球面度)

内发出的光通量为“1流明”。英文缩写(lm)。

所谓的流明简单来说，就是指蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度.一

个普通40瓦的白炽灯泡，其发光效率大约是每瓦10流明，因此可以发出400流明的光. 40瓦的白炽灯220伏时，光通量为340流明。光通量是描述单位时间内光

源辐射产生视觉响应强弱的能力，单位是流明，也叫明亮度。投影仪表示光通量的单位是ANSI流明，ANSI流明是美国国家标准化协会制定的测量投影仪光通量的标准，它测量屏幕"田"字形九个交叉点上的各点照度，乘以面积，再求九点的平均值，即为该投影仪的ANSI流明。流明值越高表示越亮，明亮度越高则在投影时就不需要关灯。 ANSI为American National Standards Institute(美国国家标准局)的缩写。

[编辑本段]详细介绍

同样，这个量是对光源而言，是描述光源发光总量的大小的，与光功率等价。光源的光通量越大，则发出的光线越多

对于各向同性的光(即光源的光线向四面八方以相同的密度发射)，则 F =

4πI。也就是说，若光源的I为1cd，则总光通量为4π =12.56 lm。与力学的单位比较，光通量相当于压力，而发光强度相当于压强。要想被照射点看起来更亮，我们不仅要提高光通量，而且要增大会聚的手段，实际上就是减少面积，这样才能得到更大的强度。

要知道，光通量也是人为量，对于其它动物可能就不一样的，更不是完全自然的东西，因为这种定义完全是根据人眼对光的响应而来的。

人眼对不同颜色的光的感觉是不同的，此感觉决定了光通量与光功率的换算关系。对于人眼最敏感的555nm的黄绿光，1W = 683 lm，也就是说，1W的功率全部转换成波长为555nm的光，为683流明。这个是最大的光转换效率，也是定标值，因为人眼对555nm的光最敏感。对于其它颜色的光，比如650nm的红色，1W的光仅相当于73流明，这是因为人眼对红光不敏感的原因。对于白色光，要看情况了，因为很多不同的光谱结构的光都是白色的。例如LED的白光、电视上的白光以及日光就差别很大，光谱不同。

至于电光源的发光效率，是另外一个相关的话题，是说1W的电功率到底能转化成多少光通量。如果全部转换成555nm的光，那就是每瓦683流明。但如果有一半转换成555nm的光，另一半变成热量损失了，那效率就是每瓦341.5流明。白炽灯能达到1W=20 lm就很不错了，其余的都成为热量或红外线了。测量一个不规则发光体的光通量，要用到积分球，比较专业而复杂。

[编辑本段]常见发光的大致效率(流明/瓦)

白炽灯，15

白色LED，80-90

日光灯，50

太阳，94

钠灯，120

DLP的全称是Digital Light Processing，该项技术由美国德州仪器公司于11年前所开发。得益于其工作原理及特性，该项技术的可靠性很高。DLP投影系统的DMD芯片是一块极为精密的半导体光开关部件，由数量巨大显示微镜所组成，每个显示微镜由微型铰链固定，通过显示微镜向前以及向后倾斜，可实现或明或暗的投

影象素。DLP投影系统的色彩，则由高速旋转的色轮来负责实现，投影系统的光源所产生的光透过色轮后可被滤为红色、蓝色以及绿色，三种颜色的灰度图象轮流高速显示，由人眼来完成三种灰度图象的叠加，以此产生彩色的图象。

单片式DLP投影机工作原理

DLP投影系统的核心部件DMD芯片，具有耐热、耐潮湿、耐振动的特性，且相对于其他投影技术，DMD芯片不会因为长期使用而使投影图象产生变色等老化现象，因此，可靠性极高的DLP投影系统非常适合于应用在商用大屏市场，自从DLP 技术诞生以来，基于该项技术的大屏显示系统也是攻城略地，快速占领了部分领域的大部分市场。

虽然DLP具有锐利的数据显示和轻便的体积，没有类似LCD的退化现象或是纱窗(栅格)效应。但DLP投影机的缺点也是明显的——色彩硬伤。单片式DLP由于采用色轮显示色彩，所以色轮的性质往往就决定了色彩的数量和细腻度，另外每一种色彩显示的时候并不同步，因此会出现一些色彩断裂的现象(俗称:彩虹效应)，这也是单片DLP投影机的最大缺陷。

DLP投影机图片数码光处理投影机是美国德州仪器公司以数字微镜装置 DMD

芯片作为成像器件，通过调节反射光实现投射图像的一种投影技术。它与液晶投影机有很大的不同，它的成像是通过成千上万个微小的镜片反射光线来实现的。DLP 芯片的核心技术一直控制在美国的德州仪器，DLP技术似乎在追逐着Intel Inside 的道路，因为它要求所有采用DLP技术的投影机产品都必须打上DLP的标志。不管其是否会取得Intel在PC领域那样的成就，至少显示了其领导投影机底层技术的决心。DLP的生产厂家主要为欧美厂商，如ASK、惠普、丽讯等。

DLP投影机分为: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)。

DLP投影机原理: 以1024×768分辨率为例，在一块DMD上共有1024×768个

小反射镜，每个镜子代表一个像素，每一个小反射镜都具有独立控制光线的开关能力。小反射镜反射光线的角度受视频信号控制，视频信号受数字光处理器DLP调制，把视频信号调制成等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度大小来控制小反射镜开、关光路的时间，在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像。DMD投影机根据反射镜片的多少可以分为单片式，双片式和三片式。以单片式为例，DLP能够产生色彩是由于放在光源路径上的色轮(由红、绿、蓝群组成)，光源发出的光通过会聚透镜到彩色滤色片产生RGB三基色，包含成千上万微镜的DMD 芯片，将光源发出的光通过

快速转动的红、绿、蓝过滤器投射到一个镶有微镜面阵列的微芯片DMD的表面，这些微镜面以每秒5000次的速度转动，反射入射光，经由整形透镜后通过镜头投射出画面。

数字光处理(Digital Light Processing，缩写:DLP) 是一项使用在投影仪和

背投电视中的显像技术。DLP技术最早是由德州仪器开发的。它至今仍然是此项技术的主要供应商。现在，DLP技术被很多许可制造商所采用，他们销售的产品都是基于德州仪器芯片组的。德国德累斯顿Fraunhofer学院(The Fraunhofer

Institute of Dresden)也生产有着特殊用途的数字光处理器，并把它称作空间光调节器(Spatial Light Modulators，SLM)。例如，瑞典Micronic激光系统公司(Micronic Laser Systems of Sweden)就在其开发的Sigma印版硅模板刻印机中，利用Fraunhofer生产的空间光调节器来生成远紫外线图像。

在DLP投影仪中，图像是由DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器件)产生的。DMD是在半导体芯片上布置一个由微镜片(精密、微型的反射镜)所组成的矩阵，每一个微镜片控制投影画面中的一个像素。微镜片的数量与投影画面的分辨率相符，800×600、1024×768、1280×720和1920 x 1080 (HDTV)是一些常见的DMD的尺寸。