LCD投影機的工作原理

　　三片式LCD（3LCD）之技術架構系采用體 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都是由很多個像素組成，如分辨率為1024×768的HTPS就是由1024×768個像素組成以對應投射 圖像的像素點。每一個像素又包含了信號線、控制線、TFT和開口區。其中開口區包含了以特定方式排列 的液晶分子，根據液晶分子在不同電壓下排列方式的變化，改變透過像素光線的振動方向，并與偏振板相 結合實現了從全黑到全白狀態下不同灰階的過渡。

　　每一個3LCD光路系統都是 由3塊HTPS構成。將燈光源發出的光通過分色鏡A分出紅色光，再通過分色鏡B分為綠色光和藍色光，三種 顏色的光分別投射到三塊相對應的液晶板上，并經過中間的棱鏡將三原色光進行混合后投射出不同顏色的圖像。

　　3LCD技術的成像和 色彩還原的特點是先將三原色同時進行充分的空間混合，再投射出不同色彩的圖像，又稱為同時空間混合還原。

　　下面請看投影機的接口以及各個部件的介紹，相信對 于大家理解其工作原理更有幫助。

　　3LCD投影機的結構（光學系統零部件）

　　1.超高壓水銀燈

　　光源燈有許多種類，從照明效率、壽命等方面考慮， 目前投影機普遍采用超高壓水銀燈作為光源。 由于其工作壓力設定在200大氣壓以上，光源尺寸向直徑方 向收縮，在實用的光源燈電壓下可以實現短弧光化，因此接近于點光源，便于光學系統的設計。

　　同時，在其分光中采用增大連續發光成分的方式，能夠改善演色效果。這些特性是所有投影機用光源所追求的特性。

　　2.積分透鏡

　　通過“第1透鏡陣列”、“第2透鏡陣列”，將從光源 燈發出的光線明亮地照射到屏幕的各個邊角的技術。

　　3.偏光轉換元件

　　從光源燈發出的光中有各個方向的波，HTPS技術只讓 縱波通過，因而能夠將光的橫波變為縱波，使盡量多的光線通過HTPS。采用該技術后，亮度提高了約1.5 倍。

　　4.分色反射鏡

　　這是將從光源燈發出的光分離成紅、綠、藍三原色的 反射鏡（濾光器）。它是在基礎玻璃板上涂刷一層能夠反射特定波長范圍的薄膜后形成的。如下圖所示， 普通3LCD投影機中使用了2塊這種反射鏡。

　　5.分色棱鏡

　　分色棱鏡能夠將從光源燈發出的光分離成紅、綠、藍 三原色，并在各自的LCD(HTPS)上繪制相應的RGB圖像，然后將其重新合成。反射紅色、藍色，透過綠色， 合成顏色及圖像。為了實現此功能，棱鏡通過4根三角柱組合，形成長方體狀。如果中央部分的 分色鏡面不連續，則會形成暗線和重影，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
　　液晶面板有很多種類，性能各異。應根據用途選擇最佳的產品。

　　2. 什么是HTPS？
　　HTPS是High Temperature Poly-Silicon（高溫聚硅 ）的簡稱，它是有源矩陣驅動方式的透過型LCD。具有小型、高精細、高對比度、驅動器可內置等特點。 其主要用途是投影機用燈泡。

　　3. HTPS的特點
　　HTPS就像其名字一樣，各個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改變掃描線的電壓來切換導通/不導通，起到開關的作用。制造方法與 半導體大致相同，由于經過高溫處理，容易實現細微化（多像素、高開口率）；同時，由于能夠在基板上 生成驅動器，因此具有小型、高可靠性的特點。

　　7.關于透鏡的F值

　　投影機中不僅有投射鏡，內部還使用了 很多的透鏡。透鏡的焦距除以口徑后所得結果稱為F值。
　　（F值） =（透鏡的焦距）÷（口徑）
　　該值與 照相機光圈的F值相同，是表示透鏡的亮度、在光學系統設計方面非常重要的值。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）也會變大。 另一方面，如果F值設置太大，則亮度會下 降，但是屏面的平行光入射較多。

　　8. 3LCD投影機的高亮度化和畫質之間的關系

　　9.防塵玻璃

　　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不會聚焦，因此看不見。

　　10.微透鏡陣列（MLA）

　　LCD(HTPS)中有光線通過部分（開口部）和光線不通 過部分（如配線部分等），該技術能夠將光線集中到開口部，使盡量多的光線通過屏面。在光線射入側的 基板上，滿滿地排列著大小與一個像素面積大致相同的透鏡。使用這種技術后，開口部特別小的屏面能夠 提高多達1.5倍～1.6倍的亮度。

　　11.開口率

　　開口率是指除去每一個像素的配線部、晶體管部（通 常采用黑色矩陣隱藏）后的光線通過部分的面積和每一個像素整體的面積之間的比例。 開口率越高，光 線通過的效率越高。HTPS采用先進的細微加工技術，通過配線、元件部的最優化設計和縮小BM部的面積來 提高開口率，使投影機的高亮度化變得更容易。 例如：以0.7英寸型的XGA（1024×768像素）產品為例進 行比較，采用更加先進的細微加工技術后，實現了開口率比傳統細微加工技術的基板提高10%以上。

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