开启辅助访问
 找回密码
 立即注册

给你讲讲家用投影仪的基本结构,光源,图像显示芯片,以及为啥 ...

godphone 回答数5 浏览数522
一图以蔽之



所有家用投影仪的基本结构无外乎这几个部分。
对于选购来说,重要的就是选光源和选图像显示芯片。
至于什么是3LCD,什么是DLP,什么是LCoS,只是某几个组件不同带来的结构差异,但是也逃不出上面几个部分,且听我慢慢道来。

光源

lamp: 大灯泡,目前常见的为超高压汞灯



超高压汞灯

LED:目前智能家用投影的普及就依赖大功率LED灯



蓝色LED灯模块 来自b站fire1tech拆解视频

laser:激光,有单色激光,双色激光,三色激光


还有激光配合荧光粉的方案,比如光峰科技的ALPD 4.0,以三色激光配合荧光粉。



ALPD 4.0的光机方案

如果光源本身就可以分别产生RGB三原色的,比如三色LED光源,有三个独立的LED发光单元,那么就不需要色轮。
如果光源本身是个大灯泡,那么必然需要经过一台色轮,或者是分光棱镜,才能够产生RGB三原色。
色轮本质上就是用来给光线“染色”的,同样类型的还有各种颜色的滤膜、半透膜都可以起到类似的作用。
激光这块的分类比较杂,三色激光的话,就不需要色轮。
如果是单色激光,那么必然要经过一台色轮,或者是分光棱镜,想办法分出三原色的光。
如果是光峰科技的ALPD3.0,也就是双色激光配合荧光粉发光,红蓝激光器可以直出,荧光粉发光后肯定需要经过一层“染色”,具体解决方案可能会有差异,但一定有这么个过程。

光源肯定是能选三色激光最好,但是成本太高,目前没有消费级家用投影仪在用三色激光。
所以,出于成本的妥协,LED就是一台很好的选择。
为啥?
其中一台重要原因就是不需要色轮。
色轮的高速旋转,不可避免地带来一些噪音。转速低了,彩虹屏的效应就会突出,转速高又要保证静音,就比较困难。
色轮很占地方,且常常配合超高压汞灯,超高压汞灯本身的体积又非常大。
能省则省,如无必要勿增实体。

图像显示芯片

这个图像显示芯片就根据技术方案的不同有所差异了。
DLP家用投影的图像显示芯片是DMD,它是由百万~千万个铝制的特别特别小的镜面组成,由微小的机械结构控制镜面的反射角度,来达到单个像素点的明暗变化,通过PWM调制产生单个像素的灰度变化。



DLP芯片实物



DMD中的铝制微型镜片



微型镜片的两种反射角

LCD家用投影的图像显示芯片是一片包含液晶体的透镜,通过微电路的通断来调整液晶体透光或者不透光,从而改变单个像素点的明暗变化。


光线经过偏振片1后变成偏振光,液晶层会随电压改变光线的偏振方向,从而决定光线中有多少可以通过偏振片2,从而达到调制光线亮度的目的。

LCoS实际是在LCD的中间加上一层铝片作为反射层,改造为了可以反射光线而不再透射光线的显示芯片。原理仍然是通过微电路的通断来调整整个显示芯片反光或者不反光,从而改变单个像素点的明暗变化。





在小型化上,LCoS可以在理论上做到最小,本身液晶体的控制单元间隔可以做到非常小,而DMD的机械结构想要压缩会更加困难。
不过目前LCoS的良率比较低,成本降不下来,而德州仪器的pico系列DMD芯片,已经做得非常小,单个微镜结构在10微米级别,与很多LCoS芯片几乎不相上下,且由德州仪器垄断供应,量产具备成本优势。
LCD和LCoS的一台共有问题是依赖偏振光,整个系统的光效率低,而且LCD在暗态下不能够完全不透光,这导致家用投影仪家用投影黑场的时候暗不下去。
而DLP的铝制微镜的反射结构可以在暗部时反射给一台吸收面,而亮部时反射到物镜,且不依赖偏振光,整个系统的光效率高。

综上,DLP技术有亮度与对比度的优势。

三片式或是单片式显示芯片?

这个问题其实你没得选,3DLP的成本比较高,没有什么消费级的产品。
再有三片式涉及一台 合光的问题,虽然说可以彻底干掉彩虹屏,但是合光对光路的精度要求非常高,三条光路一旦没有重合到位,那么就导致像素边缘模糊的问题。
而单片式家用投影仪,从显示芯片到物镜是唯一的一条光路,不会存在多光路的问题。
单片式成本低,光路简单,而且体积小,这几乎已经是目前最优的一台技术方案。
为啥目前那么多LED光源的DLP智能家用投影仪?

首先得益于大功率LED的研发普及,让LED光源的家用投影仪亮度也可以迈上1000流明大关,与传统灯泡机相抗衡。
其次是结构简单,整体方案成本低,单片显示芯片。
当然主要得归功于德州仪器把全套方案都打包做好了,所谓”turn key“方案,就是德州仪器给你画好了板子,全套芯片,你只要打样生产,套个壳子就行。
厂商们就做做自个的散热,做做自个的梯形校正啊,自动调焦啊,安卓系统定制一下啊,音响弄一弄,就行了,就可以出一台牌子开卖了。
最终的利润呢,德州仪器或是占了不少,毕竟一台智能家用投影整机的物料采购成本里,德州仪器占到了将近一半呢。
到头来,德州仪器就是那个躺着赚钱的公司。

参考文献

基于LED的微型家用投影仪光学引擎关键技术的研究  赵爽
LCoS微型家用投影仪光引擎的几大关键技术研究  刘鹏
使用道具 举报
| 来自黑龙江 用Deepseek满血版问问看
qingfengdao | 来自广东
你并没有在好好讨论问题,也没有给出你的理由。现在测试数据是灯泡机的光谱差,色域覆盖小,而且有知网论文的计算做支撑。
用Deepseek满血版问问看
回复
使用道具 举报
bbsyy.com | 来自北京
为什么屏幕显示从LCD过渡到OLED,mini LED, micro LED很重要的原因就是 单一白光到三色RGB光源的转变让 色域覆盖更好了,能显示更多颜色,这是不可逆的趋势。
回复
使用道具 举报
ok009 | 来自北京
我看你居然还赞同收藏了我的很多文章,难不成要发给你小号洗稿?
回复
使用道具 举报
都市网 | 来自北京
DLP这么好,为啥爱普生的3LCD依然能在价格不贵的前提下画质普遍优于其他DLP机型?
回复
使用道具 举报
boqingyang | 来自河北
3lcd是什么呢?
回复
使用道具 举报
快速回复
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

当贝投影