说起投影电视并不让人觉得陌生,在18英寸彩电还没有在中国普及的时候,笔者就有幸在单位劳动服务公司开办的录像厅里见识了这个庞然大物,并挤在10排以后的座位上将“霍元甲”看得津津有味,最后以至于又经常上课时中途溜号去“学习”“射雕英雄传”、“神雕侠侣”……以后回想起来,当时背投影电视除了灰暗的画面、失真的彩色以及画面四周挥之不去的彩色分岔(以后才知道,那叫作会聚不良)之外,实在没有留下更好一点的印象。
进入90年代,大屏幕显像管电视在国内对家庭影院的营造中渐成潮流,而背投影却仍然停留在“卡拉OK厅专用设备”的水平,画质也表现平平,难与显像管电视匹敌。直到去年,随着一系列新技术运用到背投影电视中,它在国内才终于摆脱了长期徘徊的尴尬。今年背投影电视的年销售量将接近10万台。背投影电视也以全新的画质、音质、价格成为继显像管大屏幕之后的另一个热点。国内的福日、兆维、长虹都有产品推出。下面就大家关心的背投影电视作一简单的介绍。
1.背投影电视成像原理
投影电视形成彩色的原理与显像管完全相同,都是通过红、绿、蓝三基色混色来调配出自然界中的各种颜色,所不同的只是它采用了独特的光线投影原理。显像管是以屏幕上的一百多万个三基色荧光粉条直接发光来形成图像的,而投影电视则是由相互独立的红、绿、蓝3个6至8英寸小屏幕投影管来分别显示独立的图像,最后通过光学系统使这3种图像所发出的光线放大之后在屏幕上相互重合,从而形成彩色图像。这个过程如图1所示,这几乎和电影的光路系统一模一样。由于这种投影电视是将图像投射在屏幕的前面,所以又被称为前投影电视。背投影电视唯一与此不同的是如图2在光路系统上加有一面反射镜,将光线投射在屏幕的背面。这只是相当于将直射的光线通过反射镜打了一个折,从而在有限的空间内扩大了图像的尺寸,这种形式的投影电视也就被称为背投影。这种形成大面积图像的方法有其独特优势,由于显像管结构上的固有缺陷,当显像管尺寸超过43英寸之后,电视机的重量、体积都难以再让你对它产生好感,因此市场上的显像管电视最大尺寸普遍只有38英寸。在目前TFT和PDP尚未成气候、前投影又对环境要求太高的时间里,如果要享受43英寸以上超大屏幕所带来的视听震撼,投影电视是目前理想的选择。


作为背投影电视的核心器件,投影管对图像质量起到了至关重要的作用。简单地讲,投影管就是一只结构与普通显像管没有什么两样的单色显像管。为了使投影管屏幕上的图像能够形成一定角度的直射光线,每个投影管的前部都加有一个独特的光学镜头(见图3),用以会聚光线和调整图像焦距,因此背投影电视的聚焦系统也分为电路聚焦和光学聚焦两个部分。由于投影管工作时要发出大量的热量,还必须在投影管的前部加上专用的散热器,有的散热器内部还灌注有冷却液以增强散热效果。为了取得理想的图像效果,一些投影管上还加有速度调制和数字会聚调整专用线圈。现在背投影电视所采用的投影管图像亮度已经达到30000cd/m\(^{2}\),是普通显像管的一百多倍,这使得背投影的屏幕亮度可以轻易达到300cd/m2,比显像管有过之而无不及,彩色重现范围也高出显像管。这使得背投影的图像永远告别了灰暗和平淡,给人以耳目一新的感觉。

背投影电视的整体结构也有其独特之处(见图4),它由上盖和底座两大整体构成。在底座中,装有大家熟悉的机心板、扬声器、投影管等主要电路部件,几乎等同于一台普通电视机,并无特殊之处。光学系统全部位于上盖之中,主要有反射镜和屏幕。为了防止灰尘粘在镜头和反射镜上影响画面质量,上盖是处于完全密封的状态,在维修时也尽量不要打开上盖,以免灰尘污染光路系统。由投影管发出的光线经由反射镜对光线的折射后投于屏幕之上。由于屏幕是由半透明塑料材料构成,光线最终就在屏幕的另一面形成清晰的图像。屏幕的构成由相互不同的三层组成(见图5),第一层为最内一层,表面加有环状细条纹,等效于菲涅尔透镜,用以使较为散乱的入射光线转换为平行光;策二层是类似于相机毛玻璃的双凸透镜层,对图像的形成起着关键的作用。表面有垂直细条纹,用以加强图像亮度和加深屏幕底色。有的屏幕最外还加有一层硬塑料保护层,保护层表面还镀有防反光镀膜,与显像管屏幕十分相似,可以使图像的黑色部分更加真实一些,但同时其光滑的表面也容易反射环境光线,效果未免得不偿失。3只投影管以一定的角度相互排列在一起就构成了背投影电视的“心脏”。


背投影彩电的基本电路原理和普通彩电完全相同,都是最终还原出红、绿、蓝三基色信号用以驱动显像管。所不同的只是由于使用了3只独立的投影管,所有的显像管供电和扫描电压必须同时分为3份(见图6),其中3只行扫描线圈采取并联的方式,3只场扫描线圈采取串联的方式,高压和灯丝电压的供电采取并联。其它例如帘栅电压、聚焦电压、会聚调整电压以及速度调制电压都由相应的器件分别供给以利于独立调整。

2.背投影电视采用的新技术
现在背投影电视之所以能够以全新的声画质量出现在市场上,和它所采用的一系列最新技术是分不开的。针对以前背投影电视的缺点,如今普遍采用了以下新技术:
(1)数字化机心:以前的背投影电视细节模糊,图像轮廓清晰度差,这和当时模拟的信号处理方式有关。许多小屏幕电视机上不太明显的缺点,一旦被投影“放大”之后,无疑是自曝其短。现在背投影电视的机心上大量的采用了数字化电路,并普遍加有5D画质提升、动态聚焦等清晰度提高措施,使图像的清晰度有了保证。
(2)数字会聚调整电路:老式背投影电视会聚调整采用外加磁片人工校调的方式,会聚的调整效果很差,尤其是屏幕边角的图像更是红绿蓝色相互分岔,这从左上角的台标和下边的对白字幕上可以明显发现(见图7)。现在的数字会聚调整技术已经完美地解决了这个问题。例如长虹51PT18所采用的数字会聚调整技术,把整个屏幕分为三百多个独立的小点,每一个小点的会聚都可以单独调整。经过这种方式所调整出的会聚偏差甚至可以小于一般的显像管,一台调试良好的背投影电视站在正常观看的位置上是看不到会聚误差的。

(3)高亮度、长寿命投影管:为了提高亮度,投影管的尺寸已经由早期的5英寸提高到现在普遍使用的7英寸、8英寸。在发光亮度相同的情况下,仅加大投影管尺寸就使屏幕发光面积提高了3倍以上,同时加大投影管尺寸也有利于提高图像的清晰度。投影管的寿命由于荧光粉的改进也显著提高到一万小时以上,足够您看到21世纪高清晰度电视普及的时候。
(4)大口径光学透镜:光学透镜的直径好比照相机的光圈,口径越大、所通过的光线就越多。现在的背投影电视几乎都是清一色的大口径、组合型光学透镜,并在透镜表面加有不同的镀膜。提高了图像的对比度并且减少镜片表面对光线形成的折射以及反光。
(5)多层复合屏幕:为了提高屏幕的透光率和图像对比度,屏幕已经由早期的单层发展为见图8的两层和三层,屏幕对环境光线的反射也大大降低。

除此之外,背投影电视还在光学系统、反射镜、屏幕等各个方面进行了改进,内在质量较以前的品种有了翻天覆地的变化,光线、色彩、对比度等以前的弱势现在已经成了背投影的强项。当用背投影电视与DVD搭配时,那种超强的临场感以及逼真的图像使得显像管不禁相形见绌,人物特写镜头时皮肤上的每一个毛孔都会让您感到前所未有的真实,甚至连大屏幕电视机根本不能发现的DVD马赛克也会让您看得清清楚楚。
此次背投影电视在国内卷土重来,其来势汹汹绝非偶然。从外部来看,价廉物美的显像管发展到40英寸左右似乎已经走到了尽头,再大一些的显像管根本不适合普通家庭使用,PDP、液晶等极具前途的显示器件还面临着成本的问题,而此时居民住房条件的改善以及家庭影院观念深入人心,消费者看电视追求一种更大更逼真的临场效果,背投影电视自然成了现阶段AV发烧友的首选。从效果来看,现在的背投影电视虽然似曾相识却已经今非昔比,其画质和音质与前几年的背投影相比有显著的提高,而一万多元的价格也为消费者所能够接受。现在美国每年销售的背投影电视在200万台左右,国内的需求也正以每年40%的速度增长。可以预见,背投影将在40英寸至70英寸的电视中占尽优势,消费者也将不再满足于34英寸以下的“小屏幕”。(刘浩 闵蓉)