3LCD投影機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)
三片式LCD(3LCD)之技術(shù)架構(gòu)系采用體 型極小的高穿透式高溫多晶硅(High-Temperature Poly Silicon;HTPS)LCD顯示面板， 每一塊HTPS都是由很多個(gè)像素組成，如分辨率為1024×768的HTPS就是由1024×768個(gè)像素組成以對(duì)應(yīng)投射 圖像的像素點(diǎn)。每一個(gè)像素又包含了信號(hào)線、控制線、TFT和開(kāi)口區(qū)。其中開(kāi)口區(qū)包含了以特定方式排列 的液晶分子，根據(jù)液晶分子在不同電壓下排列方式的變化，改變透過(guò)像素光線的振動(dòng)方向，并與偏振板相 結(jié)合實(shí)現(xiàn)了從全黑到全白狀態(tài)下不同灰階的過(guò)渡。
每一個(gè)3LCD光路系統(tǒng)都是 由3塊HTPS構(gòu)成。將燈光源發(fā)出的光通過(guò)分色鏡A分出紅色光，再通過(guò)分色鏡B分為綠色光和藍(lán)色光，三種 顏色的光分別投射到三塊相對(duì)應(yīng)的液晶板上，并經(jīng)過(guò)中間的棱鏡將三原色光進(jìn)行混合后投射出不同顏色的 圖像。
3LCD技術(shù)的成像和 色彩還原的特點(diǎn)是先將三原色同時(shí)進(jìn)行充分的空間混合，再投射出不同色彩的圖像，又稱為同時(shí)空間混合 還原。
下面請(qǐng)看投影機(jī)的接口以及各個(gè)部件的介紹，相信對(duì) 于大家理解其工作原理更有幫助。
3LCD投影機(jī)的結(jié)構(gòu)(光學(xué)系統(tǒng)零部件)
1.超高壓水銀燈
光源燈有許多種類(lèi)，從照明效率、壽命等方面考慮， 目前投影機(jī)普遍采用超高壓水銀燈作為光源。 由于其工作壓力設(shè)定在200大氣壓以上，光源尺寸向直徑方 向收縮，在實(shí)用的光源燈電壓下可以實(shí)現(xiàn)短弧光化，因此接近于點(diǎn)光源，便于光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
同時(shí) ，在其分光中采用增大連續(xù)發(fā)光成分的方式，能夠改善演色效果。這些特性是所有投影機(jī)用光源所追求的 特性。
2.積分透鏡
通過(guò)“第1透鏡陣列”、“第2透鏡陣列”，將從光源 燈發(fā)出的光線明亮地照射到屏幕的各個(gè)邊角的技術(shù)。
從光源燈發(fā)出的光中有各個(gè)方向的波，HTPS技術(shù)只讓 縱波通過(guò)，因而能夠?qū)⒐獾臋M波變?yōu)榭v波，使盡量多的光線通過(guò)HTPS。采用該技術(shù)后，亮度提高了約1.5 倍。
4.分色反射鏡
這是將從光源燈發(fā)出的光分離成紅、綠、藍(lán)三原色的 反射鏡(濾光器)。它是在基礎(chǔ)玻璃板上涂刷一層能夠反射特定波長(zhǎng)范圍的薄膜后形成的。如下圖所示， 普通3LCD投影機(jī)中使用了2塊這種反射鏡。
5.分色棱鏡
分色棱鏡能夠?qū)墓庠礋舭l(fā)出的光分離成紅、綠、藍(lán) 三原色，并在各自的LCD(HTPS)上繪制相應(yīng)的RGB圖像，然后將其重新合成。反射紅色、藍(lán)色，透過(guò)綠色， 合成顏色及圖像。為了實(shí)現(xiàn)此功能，棱鏡通過(guò)4根三角柱組合，形成長(zhǎng)方體狀。
如果中央部分的 分色鏡面不連續(xù)，則會(huì)形成暗線和重影，因此需要有很高的加工精度和粘接技巧。
6.液晶面板
1. 液晶面板的種類(lèi)
液晶面板有很多種類(lèi)，性能各異。應(yīng)根據(jù)用途選擇最 佳的產(chǎn)品。
2. 什么是HTPS?
HTPS是High Temperature Poly-Silicon(高溫聚硅 )的簡(jiǎn)稱，它是有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式的透過(guò)型LCD。 具有小型、高精細(xì)、高對(duì)比度、驅(qū)動(dòng)器可內(nèi)置等特點(diǎn)。 其主要用途是投影機(jī)用燈泡。
3. HTPS的特點(diǎn)
HTPS就像其名字一樣，各個(gè)像素中有采用聚硅生成的 薄膜晶體管。這些像素晶體管通過(guò)改變掃描線的電壓來(lái)切換導(dǎo)通/不導(dǎo)通，起到開(kāi)關(guān)的作用。制造方法與 半導(dǎo)體大致相同，由于經(jīng)過(guò)高溫處理，容易實(shí)現(xiàn)細(xì)微化(多像素、高開(kāi)口率);同時(shí)，由于能夠在基板上 生成驅(qū)動(dòng)器，因此具有小型、高可靠性的特點(diǎn)。
7.關(guān)于透鏡的F值
投影機(jī)中不僅有投射鏡，內(nèi)部還使用了 很多的透鏡。透鏡的焦距除以口徑后所得結(jié)果稱為F值。
(F值) =(透鏡的焦距)÷(口徑)
該值與 照相機(jī)光圈的F值相同，是表示透鏡的亮度、在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面非常重要的值。F值越小光線越集中，圖 像越明亮，但是外圍部分的象差(如圖像歪斜等)也會(huì)變大。 另一方面，如果F值設(shè)置太大，則亮度會(huì)下 降，但是屏面的平行光入射較多。
8. 3LCD投影機(jī)的高亮度化和畫(huà)質(zhì)之間的關(guān)系
為防止劃傷TFT基板和附著污物而粘貼在屏面上的玻 璃。附著在防塵玻璃上的污物在投射時(shí)不會(huì)聚焦，因此看不見(jiàn)。
10.微透鏡陣列(MLA)
LCD(HTPS)中有光線通過(guò)部分(開(kāi)口部)和光線不通 過(guò)部分(如配線部分等)，該技術(shù)能夠?qū)⒐饩€集中到開(kāi)口部，使盡量多的光線通過(guò)屏面。在光線射入側(cè)的 基板上，滿滿地排列著大小與一個(gè)像素面積大致相同的透鏡。使用這種技術(shù)后，開(kāi)口部特別小的屏面能夠 提高多達(dá)1.5倍～1.6倍的亮度。
11.開(kāi)口率
開(kāi)口率是指除去每一個(gè)像素的配線部、晶體管部(通 常采用黑色矩陣隱藏)后的光線通過(guò)部分的面積和每一個(gè)像素整體的面積之間的比例。 開(kāi)口率越高，光 線通過(guò)的效率越高。HTPS采用先進(jìn)的細(xì)微加工技術(shù)，通過(guò)配線、元件部的最優(yōu)化設(shè)計(jì)和縮小BM部的面積來(lái) 提高開(kāi)口率，使投影機(jī)的高亮度化變得更容易。 例如：以0.7英寸型的XGA(1024×768像素)產(chǎn)品為例進(jìn) 行比較，采用更加先進(jìn)的細(xì)微加工技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)口率比傳統(tǒng)細(xì)微加工技術(shù)的基板提高10%以上。
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