走近投影仪
整机外设
编者按：投影仪，给我们的工作和生活带来了全新的概念。无论是需要经常外出移动型办公的用户，还是需要经常进行集体演示活动的中小型企业，直至家庭影院等娱乐设施，投影仪以其出色的品质和轻巧灵便的特色给这些领域带来了革命性的变化。所以“外设世界”特别开设“走近投影路”系列栏目，让更多的读者了解投影仪。
目前市场上常见的投影仪有CRT、LCD、DLP三种类型。CRT投影仪也叫三枪投影仪，是投影仪的鼻祖，其工作原理类似CRT显示器。LCD投影仪的成像器件是液晶板，这种投影仪亮度高、色彩还原性好、价格适中。DLP(数字光处理器)投影仪以数字微反射器作为光阀成像器件，这种投影仪的图像噪点小，画面质量稳定，对比度和亮度的均匀性都非常出色，因此清晰度高、画面均匀，色彩锐利。
CRT投影仪
CRT是阴极射线管(Cathode Ray Tube)的简称，这是一种问世最早、应用最广泛的投影技术，其技术特点与大家所熟知的CRT显示器基本相同。CRT投影仪把输入信号源分解到R(红)、G(绿)、B(蓝)三支电子枪的荧光屏上，在高压作用下将信号放大、会聚、并在大屏幕上显示出彩色图像。
CRT投影仪的优点是显示的图像色彩丰富，还原性好，具有丰富的几何失真调整能力。但CRT投影仪操作复杂，特别是会聚调整比较繁琐，而且投影仪体积较大，只适合安装在环境光线较弱、相对固定的场所，如会议中心、礼堂、大型娱乐场所和需要实时监控的场合。
LCD投影仪
LCD液晶投影仪是液晶显示技术和投影技术相结合的产物，它利用了液晶的电光效应来产生图像。投影仪利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。
根据成像器件的不同，LCD投影仪分为液晶板投影仪和液晶光阀投影仪两种。液晶板投影仪的成像器件为液晶板，这是一种被动式的投影方式，主要利用外部光源、金属卤素灯或UHP(冷光源)产生投影图像。按照液晶板的数量区别，液晶板投影仪又可以分为三片板投影仪和单片板投影仪。
目前三片板投影仪在液晶板投影仪中占据重要的位置(图1)。单片液晶板投影仪的特点是体积小、重量轻、操作携带非常方便，价格也比较低廉，但是它的光源寿命很短，色彩也不是很均匀，而且分辨率也很低。不过随着技术的不断进步，单片液晶板投影仪的这些缺点正逐步得到克服，因此市场前景也开始为人们所看好。液晶光阀投影仪主要采用CRT管和液晶光阀作为成像器件，是CRT投影仪与液晶光阀相结合的产物。
到目前为止液晶光阀投影仪是亮度、分辨率最高的投影仪，亮度可达6000流明(ANSI)，分辨率可达2500×2000dpi，主要适用于环境光线较强、观众较多的场合，如超大规模的指挥中心、大型会议中心和大型娱乐场所等。液晶光阀投影仪主要缺点是价格过于昂贵，体积巨大，光阀不易维修等。
另外市场上还出现了一种新型的LCOS液晶投影仪(反射式液晶投影仪)，它主要针对LCD投影仪在亮度、分辨率上的不足进行了较大的改进。由于LCOS液晶投影仪目前还处于实验阶段，因此它的市场前景还不太明朗(图2)。
现在采用LCD技术的投影仪占有的市场份额占总体市场份额的60%以上，绝大部分是液晶板投影仪。在国内市场上销售的主要国外品牌有Epson、Sony、东芝、ASK、Infocus等，国内品牌主要有晨星、澳视、信诚等。
DLP投影仪
DLP投影仪中是一种新兴的投影技术，它采用了美国德州仪器公司研制的一种全数字的反射式投影技术──DMD(Digital Micromirror Device)，即数字微镜作为光学成像器件来调制投影仪中的视频信号，通过投影透镜来完成投影显示。DLP投影仪可分为单片式、双片式和三片式DLP投影仪(图3)。DLP投影仪清晰度高、画面均匀、色彩还原性好，三片式DLP投影仪的亮度可达1000流明(ANSI)以上。DLP投影仪抛弃了传统意义上的会聚，可随意变焦，调整十分便利。DLP技术的最大优势是可以把投影仪体积做得很小，这也导致了超便携式投影仪这一分支的出现。目前超便携式DLP投影仪的重量可以达到1.5公斤以下，非常适合随身携带，是超便携式投影仪的首选。当然，缩小体积也带来了视频显示方面的缺陷，使DLP投影仪的视频显示效果有些失真。DLP投影仪的光学机械特性，也决定了它的移动防震性能要比LCD投影仪的差一些。总的来说，DLP投影仪清晰度高、亮度均匀、色彩锐利，并且调整便利，代表了未来投影仪的发展方向。目前市场上已有超过75家厂商的150多种基于DLP技术的投影产品。主要品牌有Infocus、Acer、3M、ASK等。
LCD投影仪和DLP投影仪之间的优缺点很明显，DLP投影仪的优点是产生的图像对比度较高、光路系统设计紧凑，因而在体积、重量方面占有优势；而LCD投影仪的强项主要体现在亮度均匀性、色彩及细节的表现上。这两种技术各具特点、难分伯仲，将在未来相当长的一段时间内共存，凭借着自身的特点拥有各自的市场定位，性能上的互补使它们看起来更像是合作伙伴而不是竞争对手。
投影仪光源的秘密
编者按：前面我们介绍了投影仪的类型，对投影仪有了一个基本的认识。随着投影仪应用的普及，在使用过程中我们会加深对投影仪的认识。无论是CRT投影仪、LCD投影仪还是先进的DLP投影仪都是利用光学成像技术的，通过光学系统放大图像来实现高清晰度的大屏幕显示。在整个投影仪结构中光源部分是除了底层投影技术之外的最关键技术，对投影仪的整体性能表现有着很大的影响──投影仪的使用寿命和使用成本在很大程度上取决于光源的寿命和成本。
一个好的光源需要在效率、演色性(编注：演色性是指眼睛对物体在光源下的感受与在太阳光下的感受的真实度百分比。演色性越高的光源对颜色的表现越逼真，眼睛所看到的物体越接近自然)、色温、寿命、稳定性和安全性方面均能满足要求。目前投影仪普遍采用的是金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡这三种光源。目前提供投影仪用灯泡的厂家在全球为数不多，比较为市场所熟知的是飞利浦、Osram等厂商。
金属卤素灯泡是最适合用做液晶投影显示器的照明系统，这是由于它的高效率、高演色性、高色温和短弧距。金属卤素灯泡的优点是价格便宜，缺点是半衰期短，一般使用1000小时左右亮度就会降低到原先的一半左右。并且由于发热高，对投影仪散热系统要求高，不宜做长时间(4小时以上)的投影使用。这种金属卤素灯泡在低端投影仪中被广泛使用。
UHE灯泡与金属卤素灯泡不同的是，前者是一种冷光源，利用光学原理滤除红外线，使之发出的光为冷光，降低了功耗，所以发热量较低，适合长时间工作。UHE灯泡的优点是价格适中，在使用中的前4000小时内亮度几乎不衰减，是目前中档投影仪中广泛采用的理想光源。
由飞利浦所开发的UHP (Ultra High Performance)灯泡属于超高压水银灯，是目前一种先进的光源技术。其主要特点是：能够激发出最高的亮度平均值高达1Gcd/m2，是最有效率的系统，短间距电极能够应用于更小尺寸的面板；拥有最长的使用寿命，光源寿命可达6000小时。借助稳定器产生的脉冲与光源之间的相互作用，能有效稳定电极，并可抑制闪烁的发生。UHP灯泡的优点是使用寿命长，一般可以正常使用4000小时以上，并且亮度衰减很小，但由于价格较高，一般只应用于高档投影仪上。
投影仪的散热保护
使用过投影仪的朋友一定会对使用过程中，投影仪所发出的巨大热量有深刻的印象。由于投影仪本身会产生大量热能，又有很多元器件对温度很敏感，因此，为了保证投影仪的使用安全，散热功能成为所有投影仪必须考虑的一项设计要求。
热量的来源
在整个投影仪结构中光学部分是成像显示的核心，同时也是产生热量并容易受热损害的主要部件。投影仪产生的热量最主要来自于灯泡。上期我们刚刚了解的投影仪所采用的几种光源技术，无论是传统的金属卤素灯泡，还是UHE、UHP冷光源灯泡，在使用过程中都会发出很多的热量，而设备本身体积小，热量很集中，整个投影仪75%的功率都耗散在这个小小的灯泡上。如果长时间地连续使用，灯泡温度太高，其内壁的石英在高温下会发生失透现象：产生白色的斑点，不仅阻挡光线的透射，使该局部区域温度异常升高，进而引起白斑区域进一步扩大，使亮度迅速衰减，并且很可能导致灯泡爆炸。灯泡发出的光经过光学系统会聚于液晶板，虽然经过了UV/IR镀膜、冷反光镜等多种滤除红外线的措施，但仍有很多热量集中在液晶板、偏振片等小面积器件上。
由于液晶板自身的物理性质决定了它的工作温度不允许太高，其他光学部件一旦温度超过其承受范围也会造成光学元器件的损坏。除了灯泡和液晶板以外，投影仪的开关电源也是一个重要的热源。开关电源承担给投影仪电路部分供电和给灯泡供电的任务。由于采用比例脉宽调制的方法进行降压和稳压、稳功率，其功率开关管和变压器都工作在较高的频率上，其产生的开关损耗使温度升高。由于电源体积小，因此热源集中。如果电源温度过高，会导致电解电容干涸，功率开关管烧毁。
如何进行散热
通过上面的分析，我们了解到投影机在工作的过程中会产生很多的热能，而投影机内部的很多元器件又很娇气，对温度很敏感，要是我们不采取措施将投影机中积聚的热量迅速排除出去的话，就可能损坏投影机内部的电气元件。为此，在投影仪的内部安装了大功率的风扇组来对投影仪的灯泡、液晶板、电源等主要热源进行散热。同时为了保证投影仪的寿命，在投影仪重要的散热部位都有自己的温度传感器(如液晶附近、灯泡上方、电源的散热器上)，一旦温度达到该区域工作临界点以上，投影仪内部的保护程序将启动，自动关闭投影仪。这就是投影仪的散热系统和保护功能的基本工作原理。这一功能最大限度地保证了投影仪的使用寿命。
在使用过程中，我们一定要注意保证机体有个良好的散热环境，切忌物体挡住投影仪通风口。目前大多数投影仪在常温下可工作五六个小时以上，为确保安全，如果发现投影仪上的“TEMP”红灯闪烁，说明液晶屏温度过高而进入保护状态；如果发现投影仪上的“LAMP”红灯闪烁，说明灯泡温度过高而进入保护状态，此时应耐心等待，不该勉强使用。一般冷却20分钟左右即会自动恢复正常显示。另外，关机时一定要先关闭投影仪，使其处于自然散热状态，等风扇停转后(一般需10分钟)方可切断电源，这一点对保护投影仪特别重要。
投影仪的重要指标
投影仪产品在技术上涵盖了光学、电子、精密仪器制造等诸多领域。因此，在产品性能规格上也呈现多元化，如光学指标上的亮度、焦距等。用户购买投影仪时，对一系列的指标往往缺乏了解，造成选购上的失误。目前在我国投影仪市场上有几十个品牌，上百种型号的投影仪，这对于专业人士来说都有些眼花缭乱，更何况是一般的普通用户。购买投影仪产品应该考虑哪些因素呢？
1.亮度
一般来说，亮度是衡量投影仪性能的一个重要指标。亮度是投影仪输出到屏幕上的光的强度，高亮度可以使投影仪投射图像清晰亮丽。相对来说，在其他指标相同的情况下，亮度越高投影仪的价格也越高。高亮度投影仪在面积小的环境中使用会导致刺眼，使眼睛疲劳，长期观看甚至会导致眼睛红肿、流泪等症状。目前市场上投影仪的亮度较为普遍的标称方式是ANSI流明，它是参照ANSI(American National Standards Institude，美国国家标准协会)标准的亮度测试值。因此，建议根据使用环境的大小，选择亮度适宜的投影仪，避免资源浪费。50平方米以下的小会议室选择800～1000ANSI流明；50～400平方米的中型教室、会议室选择1000～1600ANSI流明；400平方米以上的大型会议室、教室选择1600ANSI流明以上。
投影仪的亮度应该因应用途径的不同而不同。如用作教学培训的投影仪，在使用时要展示图像的一些细节，同时在使用的过程中，可能需要做笔记或看资料，需要较强环境光线，因此需要亮度较高的投影仪；而作为单纯播放视频的投影仪，因为环境光线较暗，同时对图像的细节要求不是很高，所以投影仪的亮度可适当降低。
2.分辨率
代表投影仪性能的一个重要指标就是分辨率。一般来说，投影仪分辨率是指它内部核心成像器件的物理分辨率，也可称为真实分辨率。另有一种称为兼容分辨率，最高可比其物理分辨率高一个等级。如：一台物理分辨率标志为800×600(SVGA)的投影仪，它的最高兼容分辨率一般可达到1024×768(XGA)，同时还可向下兼容。投影仪的分辨率也是以“H×V”方式表示，其中H代表水平方向的像素数，V代表垂直方向的像素数。分辨率越高，表示投影仪显示的图像越精细，当然其价格也越高。在选择投影仪的分辨率时，最好是投影仪标称的分辨率与所用的计算机系统的常用显示分辨率相等，这样才能达到最佳的显示效果。因为无论是向上兼容还是向下兼容，都会使画质受到一定的损失。
如要演示技术图纸、复杂的数据表格、小号字的文档以及高清晰度照片，则可选择分辨率为1024×768(XGA)的投影仪；如是用来展示无须表现细节的文字、照片或视频的话，则分辨率为800×600(SVGA)的投影仪就够了。
3.对比度
图像的清晰度除了与亮度、分辨率有关外，还与对比度有关系。对比度反映了图像明暗变化范围的大小；对比度越大，图像看上去越清晰。和其他显示设备一样，对比度也是投影仪质量的一个重要指标。一般投影仪的对比度范围可达300～400:1(全黑/全白)。
4.灯泡性价比
由于LCD和DLP投影仪灯泡的价格昂贵，如果使用寿命较短的话，则会大大增加使用成本。在第2期，我们介绍了投影仪使用的灯泡类型，在选择投影仪的时候也可以参考一下。大家在购买时还特别需要注意，不同品牌投影仪使用的灯泡一般是不能互换使用的。因此购买投影仪应选择购买知名公司销售的知名品牌投影仪，以免灯泡寿命完后因买不到合适的灯泡造成投影仪的报废。
5.重量
随着技术的发展，投影仪做得越来越小，越来越轻，目前最轻的投影仪约2kg，与笔记本电脑配合使用非常方便。极大地方便了用户，如果你经常要带着投影仪到处去做演示，那就应该尽可能选用重量轻的便携式投影仪。如果选购固定安装使用的投影仪，只要注意其他性能指标就可以了，不必考虑重量，因为重量的降低可能会带来价格的上升。
注意：用户在选择购买投影仪之前，需要熟悉投影仪的使用方式。投影仪在使用时分为台面正向投射、天花板吊顶正向投射、台面背面投射、吊顶背面投射、背投一体箱式等类型。正向投射是指投影仪与观众在同一侧；背面投射是投影仪与观众分别在屏幕两侧(这时需要背投屏幕)，如空间较小，可选择背面反射镜折射的方法。如果需要固定安装使用，可选择吊顶方式。
最后，选择购买投影仪还需重要的一步──关心售前、售中、售后服务。购买前，要事先考查供应商的服务水平，了解服务内容，并与供应商确认详细的(来自厂商的)保修条款和维修细则。购买后，用户应当注意投影仪的维护，出现问题，及时与厂家联系，以免超过保修期限，造成自己的损失。