液晶投影机的工作原理

三片液晶显示器(3LCD)的技术架构采用高温多晶硅(高温多晶硅；HTPS)LCD显示面板，每一块HTPS是由许多像素组成的，如1024768分辨率HTPS是由1024768像素组成的投影图像对应的像素点。每个像素包含信号线、控制线、TFT和开口区域。开放区域包含以特定方式排列的液晶分子。根据排列在不同电压下的液晶分子的变化，改变光通过像素点的振动方向，结合偏振片实现从全黑状态到全白状态的过渡。

每个3LCD光路系统由3个HTPS组成。光源发出的光通过彩色反射镜A分成红光，再通过彩色反射镜b分成绿光和蓝光，三种颜色的光分别投射到三块相应的LCD面板上，三种原色的光通过中间棱镜混合，投射出不同颜色的图像。

3LCD技术的成像和色彩还原的特点是同时对三原色进行充分的空间混合，然后投影出不同颜色的图像，也称为同时空间混合还原。

请看投影仪的接口和各个部件的介绍，相信对您了解它的工作原理更有帮助。

3LCD投影机结构(光学系统部件)

1. 超高压汞灯

光源灯有很多种。考虑到照明效率、寿命等方面，目前的投影仪一般采用超高压汞灯作为光源。由于工作压力设定在200个大气压以上，光源尺寸缩小到平方直径，在光源的实际灯电压下可实现短弧，因此接近点光源，便于光学系统的设计。

同时，通过增加分光光度法中的连续发光分量，可以改善显色效果。这些特性是所有投影仪光源所追求的。

2. 集成透镜

第一透镜阵列和第二透镜阵列用于将来自光源的光照射到屏幕的每个角落。

3.极化转换元件

光源灯发出的光在各个方向上都有波。HTPS技术只允许纵波通过，所以它可以把光的剪切波变成纵波，让尽可能多的光通过HTPS。使用该技术后，亮度提高了约1.5倍。

4. 分色镜

这是一个镜子(滤镜)，它将光源灯发出的光分成红、绿、蓝三原色。它是在基本的玻璃板上涂上一层反射特定波长范围的薄膜而形成的。如下图所示，在一个普通的3LCD投影机中使用了两个这样的镜子。

5. 分色棱镜

分色棱镜可以将源灯发出的光分离成红、绿、蓝三原色，并在各自的LCD(HTPS)上绘制相应的RGB图像，然后重新组合。反射红、蓝，通过绿，合成颜色和图像。为了实现这一功能，棱镜由四个三角柱组合而成一个矩形。如果中心部分的分色镜不连续，则会形成暗线和双影，因此对加工精度和粘接技巧要求很高。

6. 液晶屏

2. 什么是HTPS?

HTPS是高温多晶硅的缩写，是一种有源矩阵驱动的传输型LCD。它具有体积小、精度高、对比度高、内置驱动等特点。它的主要用途是投影仪灯泡。

3.HTPS特性

顾名思义，HTPS在每个像素上都有由硅制成的薄膜晶体管。这些像素晶体管通过改变扫描线的电压来在通断和通断之间切换，从而起到开关的作用。其制造方法与半导体大致相同，由于经过高温处理，易于实现精细(多像素、高开孔率);同时，驱动器可以在基板上生成，因此具有体积小、可靠性高的特点。

7. 镜头的F值

投影机里面不仅有投影机，里面还有很多镜头。镜头的焦距除以光圈称为F值。

(F值)=(镜头焦距)(光圈)

该值与相机光圈的F值相同，在光学系统的设计中非常重要，表示镜头的亮度。F值越小，光线越集中，图像越亮，但外围部分的像差(如图像歪斜)也会越大。另一方面，如果F值设置过高，亮度会下降，但屏幕上的平行光更入射。

8. 3LCD投影机高亮度与画质的关系

9. 防尘玻璃

玻璃贴在屏幕上，以防止刮擦TFT基板和附着污垢。附着在防尘玻璃上的污垢在投射时不会聚焦，因此是看不见的。

10. 微透镜阵列(MLA)

LCD(HTPS)有透光部分(开孔部分)和透光部分(如布线部分)，该技术可以将光线聚焦到开孔部分，使尽可能多的光线通过屏幕。入射侧的基板上填充了大约一个像素大小的透镜。使用这种技术，开孔非常小的屏幕亮度可以提高1.5 ~ 1.6倍。

11. 开孔率

打开率是去掉布线部分和晶体管部分(通常用黑色矩阵隐藏)后通过每个像素的光的面积与每个像素的总面积之比。开孔率越高，光线通过效率越高。HTPS采用先进的精细加工技术，通过布线、优化元件设计、减小BM面积来提高开孔率，使投影仪的高亮度更容易实现。以0.7英寸XGA(1024768像素)产品为例进行说明。采用更先进的精细加工技术后，基材的开孔率比传统的精细加工技术高出10%以上。