投影機的工作原理是什么?

從投影機產品的構成來看，它包括了核心投影成像部件、光學引擎、電氣控制和接口三大主要部分。其中的核心投影成像部件是投影機產品的核心，在整個投影機產品的成本構成中占有非常重要的部分，其地位頗似計算機中的處理器。
投影機的發展沿革到目前為止主要經過了三個發展階段，分別是通過三種典型的顯示技術來加以實現，即CRT投影技術、LCD投影技術以及近些年發展起來的DLP投影技術。

1、CRT（Cathode Ray Tube，陰極射線管）三槍投影機
作為成像器件，CRT是實現最早、應用最為廣泛的一種顯示技術。CRT投影機可以說是投影機的鼻祖。
CRT投影機也叫三槍投影機，其工作原理與CRT顯示器沒有什么不同，其發光源和成像均為CRT。CRT投影機的工作特征與LCD、DLP等投影機存在著本質區別，它是通過本身的發光，將輸入信號源分解在R(紅)、G(綠)、B(藍)三個CRT管的熒光屏上，熒光粉在高壓作用下發光、放大、會聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。
CRT投影機分辨率高、對比度好、色彩飽和度佳、對信號的兼容性強，且技術十分成熟。在亮度方面，CRT投影機要低得多，到目前為止，其亮度值始終徘徊在300流明以下，同時，CRT投影機操作復雜，特別是會聚調整繁瑣，機身體積大，只適合安裝于環境光較弱、相對固定的場所，不宜搬動。因此雖然曾在投影機市場發展的早期繁榮一時，但目前CRT投影機應用已經很少，基本上退出了前投影機的市場。

2、LCD（Liquid Crystal Display，液晶）投影機
LCD顯示技術是目前投影機市場上的主導技術之一，液晶有活性液晶體和非活性液晶體。非活性液晶體反射光，一般用于筆記本電腦、膠片投影儀上。而活性液晶體具有透光性，做成LCD液晶板，用在投影機上。
LCD投影機分為液晶板和液晶光閥兩種，我們常見的投影機多為液晶板投影機。
A、液晶板投影機
液晶板投影機是利用了液晶的電光效應，通過電路控制液晶單元的透射率及反射率，從而產生不同灰度層次及多達16.70百萬種色彩的靚麗圖像。液晶板投影機的光源是專用大功率燈泡，發光能量遠遠高于利用熒光發光的CRT投影機，所以液晶板投影機的亮度和色彩飽和度都高于CRT投影機。
LCD液晶板的面積大小決定著投影機的結構和整體體積的大小， LCD液晶板面積小，則投影機的光學系統就能做得越小，從而使投影機越小。
目前，市場上液晶投影機面板尺寸多為1.32英寸（1英寸=2.54cm）、0.9英寸和0.7英寸，都可以支持SVGA和XGA的物理分辨率。新型的液晶面板，如高開口率的0.79英寸和0.99英寸面板也已經開始有產品面世。
高溫LCD投影液晶面板供應商目前僅有日本的Epson和Sony兩家廠商。
LCD投影機的優點是色彩表現出色，亮度比較高，缺點是由于采用投射方式，光效率受到一定影響，同時在投影圖像中有像素化現象。
液晶板投影機可分為單片式和三片式兩種，現代液晶板投影機大都采用3片式LCD板(圖1)。三片式液晶板投影機是用紅、綠、藍三塊液晶板分別作為紅、綠、藍三色光的控制層。
三片式液晶板投影機比單片式液晶板投影機具有更高的圖像質量和更高的亮度。液晶板投影機體積較小、重量較輕，制造工藝較簡單，亮度和對比度較高，分辨率適中，是目前市場上占有率最高、應用最廣泛的投影機。

圖1 三片式液晶板投影機的工作原理
B、液晶光閥投影機
液晶光閥投影機采用CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機與液晶光閥相結合的產物。它是目前為止亮度、分辨率最高的投影機，亮度可達6000ANSI流明，分辨率為2500×2000，適用于環境光較強，觀眾較多的場合，如超大規模的指揮中心、會議中心及大型娛樂場所，但其價格高，體積大，光閥不易維修。主要品牌有：休斯-JVC、Ampro等。

3、DLP（Digital Light Processor數碼光輸出）數碼投影機
DLP技術是TI（美國德州儀器公司）的專利技術?；贒LP顯示技術的投影機最早出現于1996年。其成像器件是DMD（Digital Micromirror Device，數字微鏡裝置）。DMD 芯片包含成千上萬的微鏡，每個鏡子代表一個像素，開或關的狀態就代表圖像中像素點的亮和暗。光束通過一高速旋轉的色輪（分色裝置），投射在DMD上，再通過光學透鏡投射在大屏幕上。目前DLP技術由TI公司專利擁有，該公司也是DMD芯片的惟一供應商。
A、DLP投影機的技術優勢
首先是數字優勢：數字技術的采用，使圖像對比度、灰度等級(256-1024級)、色彩（2563-10243種）、圖像信號噪聲比、畫面質量穩定等方面都非常出色。
其次是反射優勢：由于反射式DMD器件的應用，構成DLP圖像像素的微鏡面之間的距離很小，使成像器件的透光效率達到85%以上。產生的圖像非常明亮，清晰度高。
B、DLP投影機可分為：
單片機：單片DLP投影機的優勢是光效率高，對比度高，圖像清晰，在黑白圖像和文本方面表現尤為出色，同時單片DLP投影機體積可以小巧輕薄，缺點是色彩表現不夠真實自然。
三片機：使用三片DMD芯片制造的DLP投影機可以實現更亮度和更豐富的色彩，亮度可以高達10000ANSI流明以上，大都應用于數字影院等特殊場合。

目前LCD技術及DLP技術的投影機是市面上的兩大主要陣營。日本廠商大都采用LCD技術，歐美廠商可采用LCD 和DLP兩種技術。LCD 與DLP兩大陣營正處于激烈的競爭中，誰的產品、技術更好，目前沒有明確的答案，但可以肯定地說，采用DLP的投影機產生的畫面對比度較高，光路系統設計得更緊湊，因而在體積、重量方面占優勢；而LCD在亮度均勻性、色彩及細節的表現上是強項。兩種技術各具特點、難分仲伯，將在未來相當長的一段時間內共存，除非一方在技術或在市場策略上有所突破，才有望打破這種平衡，占據主導地位。