家用投影机的发展历史(投影仪的原理)

这要从投影仪的发展历史说起了。

在投影机出现之前，我们主要是以幻灯机为主的，现在的投影也可以说是一种特殊的幻灯机。最早的光影技术是十七世纪一位名叫阿塔纳斯珂雪耶稣会教士发明的“魔术幻灯”，最初主要用于娱乐，利用光影原理把故事体现在一个屏幕上，有点类似皮影。所以说起来最早的幻灯机还是中国人发明的，皮影戏、走马灯灯都已经得到了全世界的认可。

其实投影机和动画、电影的发展是分不开的，后来随着光影技术发展，投影机才和动画、电影分离。

而真正意义上第一台投影的诞生是在1640年，一个名为奇瑟的耶稣教会教士发明了一种叫魔法灯的幻灯机，运用镜头及镜子反射光线的原理，将一连串的图片反射在墙面上，在当时那是了不起的发明，相当的受欢迎。

二战后，人类迎来了第三次科技革命，电脑的发明、集成电路的大量出现，也使投影机进入的数字化时代。1989年，爱普生和索尼拥有了液晶板的核心技术，同年，世界上第一台液晶投影机—爱普生的VPL-2000诞生，在投影界掀起了一次液晶狂潮。

从投影仪始祖——CRT投影技术，到称霸市场十年的LCD技术，再到现在后来居上的DLP技术。其中最受现在家庭投影爱好者欢迎的DLP技术，源于1987年，德州仪器公司研发出了DMD芯片，因此在1996年DLP产品才走向投影市场。

下面再简单说一下投影仪的成像原理：

投影机是一种用来放大显示图像的投影装置，基本上所有类型的投影机都一样。投影机先将光线照射到图像显示元件上来产生影像，然后通过镜头进行投影。投影机的图像显示元件包括利用透光产生图像的透过型和利用反射光产生图像的反射型。无论哪一种类型，都是将投影灯的光线分成红、绿、蓝三色，再产生各种颜色的图像。因为元件本身只能进行单色显示，因此就要利用3枚元件分别生成3色成分。然后再通过棱镜将这3色图像合成为一个图像，最后通过镜头投影到屏幕上。

图像显示元件包括3类。其中采用液晶的有2类，分别是采用光透过型液晶的透过型液晶元件和采用可反射光的反射型液晶的元件。后一种元件是DMD（数字微镜元件），每个像素使用一个微镜，通过改变反射光的方向来生成图像。3种元件各有利弊。

举例现在市场上大家比较熟知的投影品牌，咱们当贝投影就是DLP技术的智能家用投影仪，特点：画面对比度高，色彩优秀，光源及芯片寿命长、操作简单、适用人群广泛~

说简单也简单，说难也难。目前市面上的主流投影大致可以分为DLP、3LCD以及LCOS，其中DLP最为常见，我们极米推出的投影目前绝大多数都为DLP投影，所以我就重点讲一讲DLP投影的工作原理。家用投影与传统投影有所不同，家用投影的整机可以分为两大部分，前端子系统以及投影子系统，如下图，其中投影子系统就是我们今天要重点讲的部分。

DLP投影核心元器件——DMD芯片到底什么样？

DMD芯片是DLP投影最常提到的一个元器件，也就是上图中右边的DLP投影子系统中的一个核心元器件，用于调制光线，实现画面显示。每个DMD是由成千上万个高反射性、数字可切换、微米级的铝合金微镜以二维阵列的方式组合而成，每个微镜代表了屏幕上的一个像素。DMD的微镜并不是固定不动的，而是被固定在了隐藏的轭板上的，通过扭转铰链结构来连接轭和支柱，扭力铰链结构再接受信号来控制镜片进行翻转，如下图。

DMD芯片在投影中如何成像？

DMD上的微镜并不是固定不动的，通过扭转铰链可以让微镜进行翻转，利用一个微镜的翻转将光线反射入镜头时，就可以点亮画面中的一个像素，将光线反射到另一面，吸收掉时，像素就是关闭的，如下图所示。

DMD上不止一个微镜，每一个微镜都代表一个像素，当它们紧密连接并工作起来的时候，就可以形成一整副画面了。而DLP想要实现彩色画面的显示，则还需要通过色轮或者RGB光源混色让DMD上的微镜透过镜头反射出彩色的画面，如下图。

当然以上只是极米君为了帮助大家理解，进行的投影原理简化展示，真正想实现整个光学系统远没有这么简单。而且事实上，DMD芯片只是投影光机当中成像模组的一小部分，除了成像模组之外，投影光机还有合光模组、照明模组两大部分，是一个极其复杂的工程。厂商需要投入大量的精力去研究不同镀膜和材质的特性设计出最佳的光学架构，不同的架构又会对投影的亮度、色均匀度、解析度等众多指标造成影响。比如我们在追求投影显示色彩时，在真正设计一台投影过程中，就需要考虑到光源的选型以及棱镜、镜片上的镀膜材质等等，如果要追求清晰度，则不仅要考虑DMD的型号，镜头的解析力也是至关重要的，像我们推出的4K投影极米极光RS Pro，它就采用了一颗超高解析力的光学变焦镜头。

整体来说投影是一个极其精密的光学系统，细微差异都会造成巨大的影响，原理一说可能大家都懂，但是能否真正落地做出一个投影产品，则需要研发人员投入大量的时间和精力去反复实验和测试，而这还仅仅是做一台好看、好用、好玩的投影产品第一步。