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激光投影机成像原理 投影仪成像原理

原理投影仪投影机

投影仪成像原理(激光投影仪成像原理)
为了把这个问题解释清楚，我特意拆了一个投影仪 。先从原理和结构入手，说说影响投影仪投影效果的核心原因 。了解了投影仪的工作原理，我们就知道应该注意什么了 。下面是拆解后的投影仪——Mi Z6，是国内销量最大品牌的主要产品之一，所以很有代表性 。

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根据全球知名市场调研机构IDC发布的《2020年第二季度中国投影仪市场跟踪报告》显示，2020年上半年家用投影仪出货量为131万台，顶级品牌始终供不应求 。与此同时，市场平均价格有所上涨，这表明消费者需要更多的品牌质量提升 。具体品牌方面，在出货量方面，XGIMI以37.4万台的出货量，以及今年上半年22%的市场份额，成为中国市场最受欢迎的投影仪品牌，这意味着中国市场每5台投影仪中就有1台极具米感 。

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无论是摄影还是投影，从根本上都是光学问题，而投影仪最关键的部分就是光机部分 。就像相机的CMOS和汽车的发动机一样，投影仪的光机原理图如下，光源通过DMD(数字微镜器件)反射到屏幕上成像，如下图:

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实际拆卸如下图所示:

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在日常生活中，我们都用镜子来反射光线 。在投影仪中，DMD是镜子 。上图中，红、绿、蓝LED阵列提供光源，DMD芯片提供图像 。
因为光机需要很好的气密性，拆卸后几乎不可能再拆卸 。想要取出DMD芯片，只能暴力拆解 。下图左上角的损坏是机器不是原装就是有缺陷 。也强烈建议个人拆开投影仪，即使失去保修也很难重新组装 。

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与镜子不同的是，DMD芯片由数百万个铝制微镜组成，每个微镜可以以翻转角度接收由0和1组成的数字信号 。根据数字信号，决定如何翻转每个铝微镜，从而反射不同的光 。DMD上的每个铝微镜代表投影中的一个或多个像素，如下图所示(从TI视频中截取的动画):

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我拆解的超米Z6投影仪以TI的DLP3310 DMD芯片为例 。DMD芯片内部的铝微透镜矩阵阵列如下图所示 。它由约105万个0.33英寸(对角线)大小的铝微镜组成，用于实现分辨率为1080p (1920x1080)的投影，通常称为0.33DMD 。

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TI提供的DMD芯片有三个支持1080P，另外两个是DLP4710(微镜矩阵为1920 x1080)和DLP230NP(微镜矩阵为960x540) 。一般来说，每个微镜代表屏幕上的一个像素 。但是也可以通过一些技术进行调整，达到比微镜矩阵更高的分辨率，比如双轴振镜、钻石排列等 。DLP4710可以提供物理1080P的效果，虽然不错，但是因为3000元以下的价格很少出现成本控制的问题，必须大幅降低光源等方面来控制这个价格，最终会导致成像效果不佳，所以主流厂商不会这么做，而这个价格段主要是DLP3310和DLP230NP这两个 。
DLP230NP铝微镜的数量只有DLP3310的一半，0.23英寸，通常称为0.23DMD，物理分辨率自然较低，分辨率自然较弱 。双轴振镜虽然可以达到1080P，但调试不好会出现线条颗粒感，分辨率等方面有差距 。

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我们来做个对比，如下图所示 。分辨率方面，0.33DMD在同一张1080P胶片右侧的投影效果更清晰锐利，比如下图中人物的头发，脸上的皮肤等 。检流计越多也意味着每个检流计对应的像素越少，色彩还原可以更加准确，所以下图右侧0.33DMD的画面色彩更加自然真实 。

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仅分辨率？不，有亮度！0.33DMD可以接受更高的亮度，相对来说对比度往往更高，所以当画面中有较大的明暗细节时可以更好的呈现出来 。如下图所示，右侧的0.33DMD镜头在机身左侧细节更清晰，而左侧的0.23DMD镜头粘贴成一片 。

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亮度是购买投影仪的另一个重要指标 。理论上请找ANSI流明 。但是市面上很多投影标注的ANSI流明都是峰值亮度，对于购买来说参考意义不大 。决定投影仪亮度的因素有很多，其中DMD芯片是非常重要的一个 。DMD芯片的尺寸就像镜子的大小，大镜子自然能反射更多的光，这是显而易见的 。此外，还有两个重要因素:光源和散热 。估计很多人都遇到过投影仪过热不工作的情况 。以这里拆解的仪表Z6为例 。机身看起来很薄很轻，里面的空房间有一大半都和散热有关 。

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