什么是投影仪?

2025年5月8日 | 阅读 20 分钟
What is a Projector

投影仪是一种输出设备,能够连接到计算机,在显示图像给大量观众方面,它可以作为显示器或电视的另一种选择。它接收由蓝光播放器或计算机生成的图像,并将其投射到墙壁或白屏幕等大表面上。投影仪的形状和尺寸各不相同,并用于教室、家庭影院、办公室培训或演示会议等各种场合。投影仪的外观如下图所示。

通常,投影仪高几英寸,长和宽约一英尺。它们可以是便携式和独立的,也可以安装在天花板上。天花板安装的投影仪尺寸较大,能够投射到 30 英尺或更远的距离。这类投影仪的主要应用场所是礼拜场所、会议室、教室和礼堂。

另一方面,有些投影仪支持 Wi-Fi 和蓝牙连接,大多数投影仪的设计都可以有不同的输入源,例如用于旧设备的 VGA 端口和用于新设备的 HDMI 端口。

早期,高质量投影仪需要数千美元,仅灯泡就需要一百多美元。如今,投影仪的成本已大幅下降,借助 LCD 和 LED 光源,一台明亮、高质量的投影仪已降至几百美元。

投影仪的关键特性

1)分辨率

分辨率是指构成图像的像素数量。高分辨率意味着画面清晰锐利。一般分辨率包括 720p(高清)、1080p(全高清)和 4K(超高清)。

2)亮度

亮度以流明为单位测量,它决定了图像在各种光线条件下的显示效果。高流明更适合明亮的房间,而低流明在黑暗环境中效果也很好。

3)对比度

它衡量最暗的黑色和最亮的白色之间的差异。高对比度可以呈现更丰富、更生动的图像,尤其是在有暗色调或明亮高光的场景中。

4)投射距离

投射距离是指投影仪与屏幕之间的距离。它会影响图像的大小。有些投影仪设计用于远距离投射,而短焦和超短焦型号可以放置得很近。

5)连接性

现代投影仪支持多种输入选项,如 HDMI、USB、VGA,有时还有无线(Wi-Fi 或蓝牙)。它们可以轻松连接笔记本电脑、手机、游戏机或媒体播放器。

6)便携性

一些投影仪轻巧紧凑,便于携带和放置。便携式投影仪非常适合旅行、户外使用或小型场所。

7)灯泡寿命

这指的是投影仪的光源可以持续多长时间,直到需要更换。LED 和激光投影仪通常比传统灯泡式投影仪具有更长的灯泡寿命。

8)内置扬声器

许多投影仪都配有内置扬声器,可满足基本的音频需求。然而,为了获得更好的音质,通常会使用外接扬声器或音响系统。

正投与背投

投影仪可用于在正面或背面显示图像或视频。屏幕是这两种投影类型的区别,背投的屏幕是半透明的灰色,而正投的屏幕是非透明的白色。在正投中,图像从观众前方投射到屏幕。此过程不需要屏幕后方有空余空间;因此,此过程最为常见。

在背投中,图像从屏幕后方向观众投射。与正投相比,这种方法提供了更好的对比度,并且不太受环境光的影响。背投通常用于商业区域,那里空间较大,也用于户外环境。

投影仪的类型

LCD(液晶显示)和 DLP(数字光处理)是两种常见的投影仪类型。然而,CRT(阴极射线管)投影仪是另一种投影仪类型,在早期投影仪时代很受欢迎。如今,CRT 投影仪已不再使用,因为它们的光输出低且尺寸大。

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阴极射线管 (CRT)

CRT,即阴极射线管投影仪,是一种视频投影设备,它使用阴极射线管(体积小、亮度高)作为图像生成元件。CRT 屏幕前面放置一个镜头,通过该镜头,图像聚焦并放大到屏幕上。在 20 世纪 50 年代初,彩色 CRT 投影仪首次上市。大多数现代 CRT 投影仪不使用单个彩色 CRT,而是使用彩色(红、绿、蓝)CRT 管和各自的镜头来生成彩色图像,并通常配备彩色功能。下面提供了一个 CRT 投影仪的示例图片。

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CRT 投影仪如今已不常用,因为它们耗电量大,重量重,尺寸大。而且它们也不便携。虽然根据用户说法,CRT 投影仪的画质非常出色,但最初设置 CRT 投影仪可能很棘手且困难。与新技术相比,这些投影仪能够兼容新改进,因此它们仍然很有价值。

液晶显示(LCD)

LCD 投影仪是一种基于液晶显示的投影仪,广泛用于商务研讨会、演示和会议。它们利用液晶显示图像、数据或视频,并采用透射式技术运行。LCD 投影仪具有出色的色彩还原能力,且生产成本较低,因此比许多替代产品更受欢迎。通常,这类显示面板用于许多设备,如手机、便携式电子游戏机、笔记本电脑、电脑和电视。与 CRT 技术相比,LCD 技术中的显示屏要薄得多。下图展示了 LCD 投影仪的外观。

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数字光处理(DLP)

DLP 投影仪用于正投和背投单元,可分为单芯片或三芯片。单芯片 DLP 投影仪可产生超过 1600 万种颜色,而三芯片型号可产生超过 35 万亿种颜色,这使得投影仪能够提供更逼真、更自然的图像。它们用于组织和教室中的正投投影仪,也用于电视的背投。下图是 DLP 投影仪的一个例子。

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投影仪的用途

实际上,投影仪的应用取决于您拥有的投影仪类型。通常,投影仪可用于将视频、幻灯片和图像投影到屏幕上,还可用于商务会议、研讨会、教室和教堂进行演示。有各种类型的投影仪;有些可用于不同目的,甚至一种投影仪也可用于其他目标。例如,视频投影仪的使用并不罕见,通常用于家庭影院。日常生活中投影仪的主要用途如下。

  • 教育和课堂:顶置式投影仪非常适合教室中的教育用途,用于演示。它们为学生演示提供了许多好处;许多公立学校使用这些投影仪,用于会议、记笔记、戏剧表演、公告、俱乐部活动等。此外,同样,“老式”幻灯片投影仪也可用于幻灯片放映。视频投影仪包含 2,000 至 3,000 流明,与影院投影仪相比,这是更高的数字。
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    这些投影仪在有很多学生的教室里非常有用。即使安装过程简单,而且不重。此外,这些投影仪可以放置在屏幕前面,而不是教室后面,因为这些投影仪是短焦投影仪,允许近距离移动。
  • 家庭影院:此投影仪还可以提供 1.85:1(宽银幕)、4:3(视频)、2.35:1(影院)、1:1(方形)、1.78:1(HDTV)和 1.33:1(NTSC)等宽高比。不同类型的屏幕由不同的宽高比和您可能需要的不同视频类型覆盖。它还具有各种输入源,如 HDMI、VGA(D-Sub 15)、USB-B、5BNC 等。投影仪还可以用于互联网流媒体和电子游戏,以及投影高清电视,如下图所示。
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  • 广告和艺术装置:投影仪的另一个用途是广告;它们在任何商业活动中都起着重要作用,用于推广任何业务。因为它们能在屏幕上显示大画面,吸引人们,与投影仪相比,带有灯光的广告牌更常用,而且巨大的电脑屏幕、霓虹灯招牌同时展示各种广告和商业广告。然而,选择在屏幕或墙壁上以更好的图像形式宣传您的产品是一种选择,这可能有助于增加您的产量。
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    一些人可以用投影仪播放商业广告,而以前的露天停车场也通过影院以同样的方式使用。此外,许多现代艺术家也可以为他们的艺术装置项目使用投影仪。他们根据自己的需求,将投影仪与光影结合使用。
  • 专业影院:投影仪的另一个用途是电影院或电影院,在那里大量人可以一起观看电影。这些投影仪是胶片投影仪,被称为电影或动态影像。
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    早期的投影仪无法发出声音,只能显示动态图像。但随着名为“有声电影”的电影的出现,情况发生了变化。甚至能够显示彩色图像,这使得银幕变成了特艺彩色。电影院使用的投影仪注重稳定性和低故障率。此外,与其它投影仪相比,它们的直观性、网络功能、用户友好性和热性能也非常强大。

投影仪的优点

投影仪在各个领域都有各种好处。它们覆盖了巨大而清晰的图像投射,并且对视力健康更好,因为您可以在适当的距离清晰地在屏幕上观看任何图像或视频。如今,在家中享受新节目和电影没有更好的方式了。投影仪让您可以通过家庭影院系统观看任何电影。投影仪的优点包括:

可定制的屏幕尺寸

与电视相比,投影仪更具优势,因为它们可以在任何表面上运行,而电视需要固定在一个地方。您可以根据需要调整投影仪屏幕的大小,无论大小。此外,无论投影仪尺寸如何,其屏幕都不是静态的。此外,它是大型电视(如 60 英寸等离子电视)的更好替代品。它们可以在部分房间灯亮着的情况下运行,并且画面非常明亮,看起来很吸引人。

巨幅图像

电视在尺寸上有一个明确的最大限制,而投影仪不受外部限制。与其他家庭娱乐选择相比,投影仪的另一个优点是它们不受尺寸限制。与电视对应产品相比,投影仪屏幕的尺寸从基础开始就很大。与平板电视或背投电视不同,投影仪能够以 90 英寸到 120 英寸对角线的大小呈现令人惊叹的画面。

眼部舒适度

在眼部舒适度方面,与电视相比,投影仪具有双重优势,因为投影仪显示大图像,即使从远处也能看清楚,从而提高了眼部舒适度。因为与小字母相比,阅读大字母要容易得多。因此,投影仪具有屏幕尺寸更大的固有优势。同样,大屏幕比小屏幕更容易观看。屏幕尺寸在影响眼部舒适度方面起着重要作用。此外,当您观看投影图像时,您的眼睛会感觉更舒适。

实际上,由于投影仪反射光的效应,眼睛感觉更舒适,而电视利用的是发射光,所以不包括电视。关于投影仪的眼部舒适度还有另一个因素,那就是观看者与屏幕之间的距离。因为当你看到太小的图片时,可能会导致眼睛疲劳,但投影仪屏幕可以防止你眼睛疲劳。因此,投影仪用户的使用更普遍,因为它们能够投射更大的图像。

紧凑的尺寸

如今,设备的尺寸优化取决于制造商,无论是投影仪、电视还是手机。虽然早期手机尺寸很大,像墙上砖头一样;随着时间的推移,它们现在被制造成可以放进口袋的小尺寸。另一方面,用于家庭娱乐的投影仪的尺寸不成问题,因此它们从未有过这种转变的需求。

家用投影仪的制造尺寸与笔记本电脑相似。所以,用一只手将电视搬到所需位置可能很困难,它也无法在所需表面上投影图像。

此外,投影仪甚至还制造了短焦型号,可以将其放在投影表面附近的架子上。与稳定的电视相比,投影仪以其小巧的尺寸提供了更微妙的存在感。

可移植性

家用投影仪不仅尺寸小;它们还轻便,重量在 2 到 20 磅之间。因此,如果平均投影仪用户需要将其携带到任何地方,他在携带时都不会遇到问题。考虑一台 45 英寸的大屏幕电视,重约 30 磅。将其举起并携带到某个地方并不容易。在这种情况下,与这类电视相比,投影仪更具优势和益处。

例如,您计划在朋友家看电影;或者因为温暖的夏夜,您想进行户外放映,使用投影仪可以非常轻松地做到。它只需要电力接入和一个合适的表面进行投影。

费用

对于家庭娱乐,考虑到投影仪的技术和实际优势,它们的价格是合理的。而且,并非投影仪就不能价格非常昂贵。但基础的成本效益比相当不错。

投影仪的缺点

尽管投影仪在各个领域都有许多优点,但它也有一些缺点;如下所示:

黑暗的房间

由于图像更轻、更清晰;因此,在光线较低的环境下,投影仪会显示完美的画面。但这在某些地方是一个限制,例如在教室里;您可能无法正确记笔记,并且可能会在黑暗的房间里感到昏昏欲睡。此外,如果您在会议室,使用投影仪可能存在一个缺点,即您无法获得更好的画面质量,因为要实现完全黑暗的房间是困难的。

维护

与电视相比,家庭影院投影仪的维护成本可能要高得多。而且,灯泡需要根据投影仪的类型和使用情况进行更换。因此,其维护成本更高。

独立扬声器

视频投影仪可能音频效果非常差,不适合观看电影或其他视频,或者不包含声音,导致需要添加独立扬声器。因此,您需要花费成本购买独立扬声器。

天花板安装投影仪

如果您想安装天花板安装的投影仪,安装过程可能会有点令人生畏,因为您的电视柜空间有限。在这种情况下,您可能需要另一个人来帮助您。此外,投影仪屏幕还需要单独的安装过程。

投影仪的历史

如今,投影仪在办公室、家庭、教室和商业场所发挥着至关重要的作用。它们通过提供逼真而巨大的画面吸引用户,让他们沉浸在自己喜欢的节目、电影或其他视频的世界中。多年来,由于持续的研究和创新,投影仪技术得到了快速发展。投影仪产生多彩图像,同样,其演变也丰富多彩。

计算机时代之前

现代投影仪发展的基础是通过这些设备奠定的。魔术灯笼是一种类似于投影仪的设备,由荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯于 1659 年发明。在教育和娱乐领域,魔术灯笼是早期图像投影设备之一,并获得了更大的普及。

后来,工程师莱昂哈德·欧拉和瑞士物理学家于 1756 年左右开发了不透明投影仪,也称为泛光灯。为了将图像或物体投射到屏幕上,它们被放置在投影仪内部。

随着时间的推移,法国科学家雅克·查尔斯推出了一种名为“巨像仪”的设备。它主要由雅克·查尔斯用于讲座,工作方式类似于不透明投影仪。

20 世纪 40 年代至 60 年代

最早计算机的发展显示在 20 世纪 40 年代到 60 年代这几十年间。此外,这几十年间也出现了各种光学投影仪。用于投射图像或物体的投影仪使用了光学机械和灯泡。

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幻灯片投影仪

在那段时间里,幻灯片投影仪是最早普及的投影仪之一。光线穿过幻灯片,通过一个聚焦透镜在屏幕上投射出大图像。在此期间,幻灯片投影仪在教育机构和家庭中变得普遍。

顶置式投影仪

顶置式投影仪在幻灯片投影仪问世几年后推出,它是幻灯片投影仪的一种变体。它们的功能与幻灯片投影仪非常相似。为了将图像或物体投射到屏幕上,高强度光线穿过聚光透镜照射到物体上。

然而,与幻灯片不同的是,这些投影仪使用透明胶片,透明胶片是一种透明的薄片。它们的尺寸与纸张相似。为了投影图像,它们必须正面朝上放在投影仪上,并且可以在这些透明胶片上绘制或打印。

第二次世界大战期间,顶置式投影仪在美国军队训练以及办公室和教育机构中被广泛使用。

20 世纪 70 年代至 90 年代 - 数字时代的开端

这是早期数字格式开始推出的时代。并且,出现了一些突破性的发现,硬件和软件创新加速。这个时代发现的现代投影仪仍然使用改进版的技术。

文档摄像头

在 20 世纪 70 年代和 80 年代,文档摄像头被推出,成为广泛使用的投影设备。这些设备能够实时捕捉图像并在屏幕上显示它们,因为它们配备了高分辨率摄像头。此外,它们还可以连接到交互式白板或显示器。这些摄像头允许用户放大高度详细的图像或小字体,因为它们具有变焦功能。

DLP 投影仪

在投影仪领域,数字光处理(DLP)技术是一项重要的改进。

1987 年,Dr. Larry Hornbeck 发明了第一个 DLP 芯片,称为数字微镜器件(DMD)。该器件包含许多镜子,每面镜子负责投影屏幕上的一个像素。为了生成图像,镜子将光反射到投影屏幕上。根据需要输出的图像,镜子的排列通过数字控制。

DLP 投影仪于 1996 年首次商业化,使用单个 DLP 芯片。后来,DLP 投影仪成为教育、娱乐和商业等不同应用中常用的设备。由于其价格实惠和画质,它们至今仍广泛用于办公室、家庭影院和教育机构。

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LCD 投影仪

LCD 投影仪是随着 LCD 技术的发展而开发的。虽然几十年前就发现了液晶,但液晶显示屏在 20 世纪 60 年代和 70 年代才商业化上市。1972 年,在 SID 会议上,展示了一个早期 LCD 投影仪原型。它由 Peter J. Wild 用一个矩阵寻址的 LCD 制成,这是一个修改过的幻灯片投影仪。

自 20 世纪 60 年代后期以来,Gene Dolgoff 一直致力于制造 LCD 投影仪。Gene Dolgoff 于 1984 年完成了 LCD 投影仪原型;因为他当时只能完成这个原型。后来于 1987 年,他为其申请了专利并改进了他的设计。1988 年,他创办了他的公司 Projectavision, Inc.,“Imagina 90”,首款商用 LCD 投影仪,于 1990 年上市。

如今,用于投影仪的 LCD 由索尼和爱普生制造,它们被认为是制造投影仪用 LCD 的主要公司。

21 世纪及以后

在过去几十年里,制造商不断改进投影仪技术,以提高画面质量。最新的投影仪采用 LCoS、LCD 和 DLP 技术的增强版本。为了让投影仪能够生成逼真的图像或物体,投影仪的性能发生了一些变化,例如分辨率、亮度和对比度。

4K 和 UHD 投影仪

由于技术的不断进步,制造商能够生产高分辨率显示屏。在 21 世纪初,4K 和 UHD 投影仪已商业化,用于数字电影等应用。此外,近年来,它们以其自身的功能吸引了消费者。2004 年,索尼推出了首款用于影院的 4K 投影仪。不久之后,其他制造商也推出了其他产品。

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PICO 投影仪

投影仪技术的不断发展使得制造商能够制造轻便便携的投影仪。2012 年,德州仪器推出了 DLP PICO 技术。新的 DLP 芯片由于体积比标准芯片小,可以植入到平板电脑和智能手机等设备中。这项技术彻底改变了投影仪,使得能够创建智能投影仪,这些投影仪便携且尺寸小巧。此外,Pico LCD 和 LCoS 技术也被用于各种小尺寸投影设备。

激光投影仪

这些投影仪能够产生高度相干的光束,从而使投影仪能够生成高质量的图像。此外,它们寿命长,发热量低。最初,激光投影仪仅用于商业用途。后来在 2013 年,4K 激光投影仪开始在影院上映。

近年来,激光电视也上市了。激光电视产生的图像可与等离子电视和 LCD 电视相媲美,这成为其受欢迎程度提高的原因。

智能投影仪

除了投影机制,这些投影仪还包含专用存储、RAM 和处理器。它们能够显示存储中的图像,并且默认配备 Android 操作系统等操作系统。此外,借助 SIM 或 Wi-Fi 网络,这些投影仪可以连接到互联网。它们非常轻便且超级便携,可以轻松携带到任何地方。

投影仪的开发一直在进行中,已经持续了几十年。增强的技术提高了投影仪的画面质量,并使投影仪更加实惠。最后,由于投影仪如今在不同领域都有应用,它们将变得更好。

投影仪的工作原理

投影仪借助一个小型透明镜头工作。有各种技术可以显示来自源媒体的图像或对象,例如使用激光而不是 LED。

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LCD 投影仪是主要用于镜像计算机显示器和商务演示的投影仪类型。随着技术变得越来越普遍和易于获得,它们也常被用作电视的替代品。现在,有棱镜状的数字光处理(DLP)、基于镜子的投影仪,包括结合了 DLP 棱镜和 LCD 技术的 LCD/DLP 混合投影仪。

投影仪的工作流程如下:

1. 光源

每个投影仪都从一个明亮的光源开始。它可以是传统灯泡、LED 或激光。此光的作用是照亮投影仪内部的组件,以便创建图像。

LED 和激光光源越来越受欢迎,因为它们寿命长、功耗低,并且比旧的灯泡系统更冷。

2. 图像生成

在灯光照明后,它会通过一个创建图像的系统。

在 LCD 投影仪中,光线穿过三个彩色面板——红色、绿色和蓝色。这些面板控制每个像素通过多少光。

DLP 投影仪使用芯片上的微小镜子来反射光线。每个镜子充当一个像素,并弯曲以控制亮度。旋转的色轮为图像添加颜色。

LCOS 投影仪结合了 LCD 和反射式技术,可提供清晰流畅的图像。它们通常用于高端型号。

3. 投射镜头

在投影仪内部创建的图像随后通过一个镜头投射出去。该镜头会将图像放大并聚焦到屏幕或墙壁上。

该镜头质量的好坏会影响最终图像的清晰度和速度。有些镜头可以自动或手动变焦或调整焦点。

4. 屏幕投射

图像通过镜头后,就会被投射到表面上。投影仪与屏幕之间的距离会影响图像的大小。

基于此距离,有不同类型的投影仪。短焦和超短焦投影仪即使近距离也能投射出大图像,非常适合小型房间。

5. 替代图像增强

现代投影仪具有额外的功能来改善图像质量。如果投影仪未完全对齐,梯形校正功能有助于拉直图像。

对焦和变焦控件允许用户调整图像。许多投影仪还支持无线连接,从而可以更轻松地从手机或笔记本电脑流式传输内容。

购买投影仪时需要注意什么?

1. 使用目的

确定并开始考虑您将如何使用投影仪。家庭影院、教室、商务演示或游戏——每种都有不同的要求。例如,家庭影院受益于高分辨率和丰富的对比度,而办公室使用则优先考虑亮度和便携性。

2. 亮度(流明)

亮度以流明为单位。流明越高,图像越亮。对于黑暗的房间,1,500-2,500 流明可能就足够了。对于光线充足的房间或户外使用,请选择 3,000 流明或更高。

3. 分辨率

分辨率决定了图像的清晰度。1080p(全高清)非常适合电影和游戏。对于超清晰的视觉效果,尤其是在大屏幕上,4K 分辨率是理想选择。较低的分辨率可用于基本演示。

4. 对比度

这是最暗的黑色和最亮的白色之间的差异。高对比度意味着更好的细节,尤其是在黑暗场景中。这对于观看电影和演示文稿很重要。

5. 投射距离和屏幕尺寸

投射距离是指投影仪应离屏幕多远。短焦和超短焦投影仪可以通过近距离投射大图像——非常适合小型房间。长焦型号需要更多空间。

6. 便携性

如果您计划经常使用投影仪或在外出时使用它,请选择轻巧紧凑的型号。一些便携式投影仪还配有内置电池和扬声器。

投影仪常见问题解答(FAQ)

Q1. 什么是投影仪?

投影仪是一种使用光线和镜头将图像或视频投射到屏幕或墙壁等平面上的设备。它通常用于演示、电影和游戏。

Q2. 投影仪是如何工作的?

它通过数字成像系统(如 LCD 或 DLP)照亮强光,并通过镜头将形成的图像投射到屏幕上。

Q3. 我可以将什么连接到投影仪?

您可以根据投影仪的输入选项(如 HDMI、USB 或无线连接)连接笔记本电脑、智能手机、游戏机、媒体播放器甚至 USB 驱动器。

Q4. LCD 投影仪和 DLP 投影仪有什么区别?

LCD 投影仪使用液晶面板创建图像并提供明亮清晰的视图。DLP 投影仪使用微小的镜子,通常提供平滑的速度和深邃的对比度。

Q5. 我可以在白天使用投影仪吗?

可以,但您需要亮度高(以流明为单位)的投影仪,并且可能需要特殊屏幕。否则,图像可能会显得褪色。

Q6. 投影仪有声音吗?

许多投影仪都配有内置扬声器,但音质通常比较基础。为了获得更好的音频效果,通常需要使用外接扬声器或音响系统。


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