投射型顯示設備

利用光學投射原理獲得大尺寸顯示畫面的顯示設備。投射型顯示設備有直接投射與光閥投射兩種類型。

投射型顯示設備

正文

　
直接投射型　將超亮度電子束管（簡稱超亮管）產生的發光畫面經光學投射系統直接投射到螢幕上。超亮管用的加速電壓達幾萬伏，工作時有X射線輻射,設備中要有防護裝置。螢光屏受高能電子束轟擊，除輸出光能外,大部分能量轉化為熱,因而需要適當的冷卻裝置。電子束停留在螢光屏上的時間過長會燒毀螢光粉,因此,設備應配有掃描失效保護電路，掃描一旦停止，立即切斷電子束。其他電路如掃描、調製電路等與普通電子束管顯示設備；電子束管顯示設備相同。光學投射裝置分透射型與反射型兩種。前者用一個投影鏡頭，原理和普通照相機相同，只是須將物像倒置（圖1）；後者用施密特光學系統,光路與成像原理如圖2。透射型聚光效率低，但光學解析度好；反射型聚光效率高，但光學解析度差。將施密特光學系統做在電子束管管泡內（圖3），使用時不需要光學調整,十分方便,但因光學孔徑有限，輸出光能不高，不能獲得很大的投射畫面。

投射型顯示設備

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光閥投射型　由光源發出的投影光經過光閥介質受其上的圖像信息控制投影到螢幕上以形成大尺寸圖像。利用光的吸光、衍射、偏振性質可構成不同類型的光閥。
①　吸收型：電影膠片、幻燈片屬於吸收型光閥。投射光通過片子時，片上各部分不同程度地透過或吸收不同波段的光，透過的光經投影鏡頭投到螢幕上，呈現大畫面的圖像。利用吸收型光閥的新式設備有邊製作邊投射的動態幻燈機和電影機。
②　衍射型：在施里林光學系統（圖4）中，輸入光經光闌b1的縫、透鏡l1成像於輸出光闌b2的條上,來自光源的入射光線r全部被b1、b2的條擋住,沒有光線能經投影透鏡l2到達螢幕S。在l1和b2之間插入可變形的透光媒質m，如媒質表面均勻,不影響b1和b2之間的成像關係,螢幕上仍無光。電子槍g發出電子束e打到m上，m上積聚電荷並由電荷力在m上引起變形d,則一部分光線將因d產生衍射而改變其行進路線，經b2的縫和l2而到達S形成亮跡。e在 m上掃描並不斷受到調製，在m上形成電荷潛像,再轉成形變深度不同的潛像，控制經m各部位進入l2的光能大小，投到S上的光便可形成明暗的可見圖像。

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③　偏振型：圖5中輸入起偏器p1與輸出檢偏器p2的偏振方向互相垂直,p1、p2間有透光光閥媒質c，來自光源的光線r由於p1、p2的偏振方向互相垂直而不能射到投影透鏡頭1上，螢幕S上無光。電子槍g射出的電子束e打到c上某一部位,於是就在這個部位建立起電場。c的性質是,當其上某部分存在電場時，輸入偏振光經過它後將鏇轉一角度，其大小隨電場的強弱而變化。鏇過一角度的偏振光在y方向的分量通過 p2經l投向S，如鏇角為90°，則全部入射偏振光能通過p2。e在c上掃描並受到強弱調製,可在c上形成電場強度分布的潛像。它控制通過c各部分光的偏振角,也就控制了經p2進入l的光強，這樣投射到S上便形成可見圖像。

投射型顯示設備

彩色　投射型顯示設備顯示彩色圖像也是利用紅、綠、藍三基色原理。直接投射型是把紅、綠、藍三路發光畫面投到螢幕上的同一尺寸範圍內，進行疊合而呈現彩色圖像。光閥投射型是用三路潛像分別控制紅、綠、藍三種顏色的投射光在螢幕上疊合。三色投射光是從單一白光源經分色鏡分色而獲得。
螢幕　投射型顯示設備的最終部件是螢幕，它接受來自光閥介質上的投射信息供觀眾觀看。螢幕有反射式和透射式兩種類型。前者將投射來的圖像光能反射給觀眾，對觀眾來說光能來自幕前，故稱前投射螢幕；後者將投射來的圖像光能經螢幕透射給觀眾，對觀眾來說光能來自幕後,故稱後投射螢幕。在反射或透射過程中,螢幕本身吸收一部分光能，螢幕散射出的光能與投上去的光能之比為螢幕效率。反射式螢幕的效率一般高於透射式，兩者的典型值分別為0.8與0.6。控制螢幕物質的結構和螢幕形狀，可將散射光能集中到某一方向，以提高利用率。這種螢幕具有增益和方向性。理想漫散射螢幕（從各方向觀看螢幕亮度均相同）的增益為 1。投射光能一定，提高螢幕增益可大大提高某一方向上的觀察亮度，但觀察範圍則相應縮小。因此，使用投射型顯示設備須注意場地布局與螢幕增益相匹配。

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