光学投影系统的工作原理详解

投影仪的工作原理就是将一些视频输出设备，如计算机显卡、DVD影碟机等送来的图像画面或视频进行传输和处理后由其光学系统投射到银幕上，这一过程就是投影仪的工作过程。

1.LCD光学投影系统的工作原理

LCD投影仪是被动发光从而成像的，其核心部件为LCD液晶板，该类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。其成像过程如图5-16所示。

图5-16 LCD投影仪的成像过程示意图

光源（即投影灯，多为金属卤化物灯）发出白色强光，经滤色片后滤除紫外线和红外光等不可见光后，照射到RGB反射镜上。其中，红色光（R）反射镜的特点是反射红光，但可以透过蓝光和绿光，蓝色光和绿色光反射镜同样具有该特点。

经反射后，光源发出的白色强光被分解为R、G、B三基色，该三基色在视频信号的控制下在液晶板上成像，最后通过镜头投射到银幕上。

2.DLP光学投影系统的工作原理

DLP投影仪根据DMD芯片的数量分为单片式、双片式和三片式投影仪。单片式DLP投影仪的成像过程和三片式DLP投影仪的成像过程有着很大的区别，下面分别介绍单片式DLP和三片式DLP投影仪的光学投影系统的工作原理。

（1）单片式DLP投影仪的光学投影系统的工作原理

图5-17所示为单片式DLP投影仪的成像过程，它与LCD投影仪有很大的不同，LCD投影仪光学系统的核心部件为液晶板，而DLP投影仪的核心部件是DMD芯片，它的成像是通过成千上万个微小的镜片反射光线来实现的。(www.xing528.com)

图5-17 单片式DLP投影仪的成像过程示意图

其基本原理是，由光源发出的强光，经过聚光镜会聚投射到高速旋转的三色透镜（色轮），完成对色彩的分离和处理，再投射到DMD芯片上成像，最后通过光学透镜（镜头）投射在银幕上实现图像的投影过程。

DLP投影仪产生色彩的原理是由DMD上的反射镜片负责在投影面上反射红、绿、蓝光。由于反射镜片的晃动及色轮的旋转速度较快，给人的视觉器官造成错觉，人的肉眼错将这三种快速闪动的有色光混在一起，于是在投影的图像上看到混合后的颜色。

（2）三片式DLP投影仪的光学投影系统的工作原理

图5-18所示为三片式DLP投影仪的成像过程示意图，它与单片式DLP投影仪的成像过程有着很大的不同：①在三片式DLP投影仪的光学投影系统中使用了3片DMD芯片；②三片式DLP投影仪的光学投影系统取消了色轮；③三片式DLP投影仪的光学投影系统中3片DMD芯片各自所需要的R、G、B三种光线来自不同一个光源，经棱镜后分色获得。

其基本原理是，光源发出的光线进过分光棱镜后，将白色光分接成R、G、B三色光。通过光学系统，分别将不同颜色的光投射到各自的DMD元件上，经过DMD芯片上微镜的反射，光线再经过棱镜聚在一起，并通过透镜投射到屏幕上。在三片式DLP投影仪中，3片DMD芯片同时工作，光源发出的光得到了充分的利用，因此这种投影仪的光度比单片式的更高，投影距离更远，画质更清晰，一般在高档投影仪中使用。

图5-18 三片式DLP投影仪的成像过程示意图