光学投影技术范例(3篇)
光学投影技术范文
MEMs微型投影机，由于需要采用雷射作为光源，成本较高，尤其是绿光雷射目前呈严重寡占状态，价格降低速度缓慢，目前仅有少数厂商投入开发，而真正已导入量产的仅有美厂Microvision的2维扫描式微镜片技术(虽然广义来说，德州仪器的DLP技术也是MEMS的一种，但由于该技术较为成熟，且德州仪器对于DLP技术的专利布局深厚，本文并不将此类微型投影机列入)。
不过，由于雷射由于具备准直性强的特性，所以和一般以LED作为光源的微型投影机相较，采用雷射光源的微型投影机拥有不必手动聚焦的优点，若光源瓶颈解决，仍有机会成为高阶微型投影机市场主流。因此，目前台湾地区有两家新兴的微型投影机业者一先进微系统及宏瞻科技，均自行研发2维扫描式微镜片雷射投影技术，期待打入市场。目前先进微系统主攻消费性电子产品，而宏瞻科技则瞄准汽车应用，并期待于2011年导入市场。
二、宏瞻科技车用微型投影机
宏瞻科技系于2007年6月成立，其锁定的市场是车用显示器内建微型投影机的潜在应用，主要系将导航器画面投射至挡风玻璃。由于驾驶人在行车过程中若一直盯着导航器屏幕，易发生危险，故导航器若可将主要行车信息投影在挡风玻璃，因驾驶人可直视挡风玻璃，将更便于驾驶人观看这些信息。
宏瞻信息于2008年初首度推出车用微型投影机模块试产品，但当时因缺乏寿命较长、价格合理的绿光雷射光源，仅使用单色(蓝色)雷射光源。该试产品分辨率为VGA。另外，由于车用微型投影机必须将画面投影到前挡风玻璃，而非如一般投影机系投影至投影幕或白色墙壁上，宏瞻信息更独自开发奈米镀膜技术，将玻璃镀上1层奈米材料，使雷射影像可投射在透明玻璃上。
2010年，随着宏瞻科技解决雷射光斑问题(所谓雷射光斑，系由于雷射是一种单一波长、单一偏振方向的光束，但也因此，激光束将发生干涉现象，其所投影出的画面因此出现会移动的阴影，称为光斑，必须透过一些非线性光学处理，才能改善此问题)以及雷射安全防护问题。其投影画质大为改善，并准备正式打入全球主要车用电子厂商供应链。不过目前由于绿光雷射成本问题，仍将仅采用蓝光雷射。目前宏瞻科技已将解决雷射光斑问题的技术申请美国等先进国家专利，然目前尚未进入专利公开阶段。
目前宏瞻科技已和多家国际车用电子大厂合作，目前将主打高阶内建式车用显示器，包含多种设计，包括将投影机固定在方向盘正前方，投影影像直接呈现于驾驶人正前方，而透过内部线路和位于车用音响位置的导航装置连接的高阶机种，或是装置于车载式导航器内部，将影像投射于挡风玻璃中央的中阶机种。至于采何种设计，系由车用电子终端厂商决定。宏瞻科技暂时不考虑将微型投影机装于PND上。宏瞻科技于2010年12月首度公开可量产的样机，并于2011年的台湾车用电子展展示量产品。
至于微型投影机彩色化进程，目前仍受绿光雷射寡占状况限制，宏瞻科技短期内暂不考虑，但最终仍将以彩色化为目标。
三、先进微系统全彩微型投影机从手机内建到车用均将投入
先进微系统成立于2004年，亦采用2维扫描式微镜片技术。先进微系统一开始就锁定消费性电子应用，因此尽管绿光雷射处于寡占状态，仍以全彩微型投影机为唯一的产品取向。
2010年5月，先进微系统在DisplayTaiwan2010首度展示其微型投影机试产品，为独立式微型投影机。由于尚未进入量产阶段，因此并未公布分辨率、辉度等详细规格。不过现有试产品仍有雷射光斑问题，要达到真正量产恐怕还需要一段时间。
除独立式微型投影机之外，先进微系统并将触角伸向车用及手机内建等应用，针对手机内建微型投影机，先进微系统目前主要技术进展是强调省电的要求上。
由于雷射微型投影机是透过雷射的开关来控制光的使用与不使用，而不像一般使用LED光源的投影机是采用挡住不需要的光的方式，故有机会改善耗电量。目前先进微系统的试产品已可达到10流明／W的发光效率，使用时电流可控制在550mA(使用投影机时将面板关闭)，若采用1100mAh的锂电池，则可连续使用2小时，而其分辨率也可达到WVGA(800×480)甚至720p(1280×720)。不过目前雷射微型投影机内建于手机的最大障碍，还是绿光雷射的价格问题。另外，目前先进微系统的微型投影机试产品，仍有雷射光斑问题有待解决。
光学投影技术范文
近几年新技术如人工智能，AR、VR等飞速发展，而这些最终需要通过显示设备终端才能直观表现出来。显示设备技术这些年也在不断的发生改变，越来越多的新技术在融合、协作。
今年NEC工程投影机的全国巡展以“Laser+”为主题，所谓“Laser+”顾名思义是将NEC的激光工程投影机与各种新技术如CCT、4K、3D等进行融合与协作，制定不同的投影解决方案以满足展览展示、安防监控以及教育商务等不同行业的需求。
在本次沈阳站的巡展上，NEC不仅展出了包括主动3D激光融合方案、激光数字标牌方案、智能无线演示协作方案、折幕投影拼接方案等9套激光工程投影机解决方案，这些解决方案的亮相不仅彰显了NEC领先的技术优势与完整的激光产品布局也充分地展示了NEC在工程投影领域应用方面的深度与广度。
如今中国已成为展览展示行业最大和最富有潜力的市场，NEC充分考虑展览展示行业特性与需求，主动式3D激光投影融合方案，采用了2台NEC12，000色彩校正和色彩增强技术，保证画面的效果和色彩一致性。同时，PH1202HL系列采用先进的单色激光技术，实现高达30，000小时长寿命，成本大大降低，非常适用于大型场馆和主题公园的展览展示需求。
NECPH202HL+激光工程投影最大的优势在于采用了NEC独有的内循环热交换专利技术，即CCT内循环散热系统。这是NEC历时三年研发打造，具有核心专利的技术，这项技术使得PH1202HL+机器内部重要的光学元器件都可以被完全密封起来，然后通过散热器中的热交换媒介进行散热，这样外部灰尘就无法进入到机器内部对光学元器件造成污染，解决了一直困扰投影机性能的光引擎和光源的防尘问题，大大地提高了散热效率、为光引擎提供了超强的防尘保护系统，从而带来了稳定的投影画面。
为了让客户对NEC独有的CCT内循环散热系统有更加具体的了解与深入的认识，NEC在展会现场特地做了拆机演示，将CCT内循环散热系统的工作原理与流程形象的演示给到场的嘉宾，得到了众多客户的称赞。
此外，在此次展会上NEC还展出了即将上市的全新液晶激光工程投影机，此款投影机是NEC首款激光液晶工程机，也采用了内循环散热系统。
光学投影技术范文篇3
仅今年,电影界由于数字化时代的到来进行了不断的技术革新。以前老式的胶卷放映方式也已经逐渐被取代。因此在全球进入数字化时代之后,全面研究数字化电影技术已经摆在电影工作者的议程上。要对数字电影进行了解就一定要全面学习和了解其工作原理和在放映过程中各种技术的运用,其中就以光学技术的应用尤为重要。在二十一世纪中,光学技术得到了非常良好的发展,在越来越多的行业中光学技术已经发挥着非常重要的作用。特别是在日益火爆的电影行业中,光学技术更是在电影发展史上起到了功不可没的作用。
一、光学技术
所谓的光学,就是对光进行研究的一门科学,其研究的对象就是光的产生,以及光作为一种特殊的物质与普通物质相互的各种作用。光学一直以来作为一门非常独特的科学存在,但是,在光学的发展过程中,光学在最初的纯光研究的基础上得到了长远的发函,目前已经在很多行业得到应用。信息化传递、医疗事业、国防事业等方面都有了非常重要的运用。
二、数字电影放映系统
在数字电影的整个运行系统中,最为重要的部分就是放映的系统,电影放映的质量直接跟电影的放映系统有关。很多观众都觉得,质量上好的放映机加上原始制作的电影,才能够达到最佳的放映效果。但是传统电影在放映过程中都是通过胶卷循环播放,由于放映次数的不断增加,胶卷在放映过程中难免会有一些磨损,随着时间的推移,放映出来的电影,其观影效果肯定不断下降。而数字电影是通过数字化技术,通过数据拷贝的方式进行传递和放映,在放映的过程中不会应为播放次数而影响到播放质量。
目前,传统的使用胶片放映的电影系统已经成为过去,然而就影院的发展而言,数字化电影与传统电影还是具有非常紧密的联系。与传统电影相比较,数字化电影的不同之处在于:数字化放映机以及数字服务器取代了传统的胶卷放映设备,而胶卷更是被硬盘、光纤传到以及卫星发射技术所代替。
三、光学技术在数字电影放映系统中的应用
(一)光学原理在数字电影成像中的应用
1.光学技术在数字电影投影成像中的应用。提到数字电影就不得不提投影技术,如今世界上最为普遍的是采用液晶显示、直接光学放大以及数字化光处理这三种方式。而发展最为成熟的就是数字光处理技术。这个技术的关键原件就在于数字显微原件[1]。其在工作过程中表现出来的工作方式是:通过对半导体中“偶极”效应进行集合,进而对电路中的细微变量以指定的固定轴为基准进行偏转,进而达到驱使更多所需要的显微原件按照所需要的方向进行偏转的目的。根据需要将其中某一特别光线进行投影,那么就可以先微镜的屏幕上面显示出质量良好的画面。
2.光学技术在数字电影彩色成像中的应用。通过光学技术的应用,确实可以在屏幕上面得到相应的图像,但是众所周知,我们目前看到的影片都是色彩分明的,所以要想获取彩色的图像就需要一个可以对光波进行过滤的彩色轮,这样将向靶面照射的光波进行过滤,如图1,2所示。通过蓝、红、绿三色的滤光片共同组成了彩色轮,其在旋转过程中保持着60HZ的频率,在一秒的时间内,可以有180个彩场产生。在这个结构中,通过数字处理技术的运用对彩色的顺序进行处理,然后通过RGB格式的数据陆续由DMD进行储存。然后,彩色论通过接受光系统的聚集,将所接收到的白光照射到已经存储有彩色数据的DMD上,由于彩色轮在不断转换,三原色的色彩会不断按照顺序投放到DMD的表面(如图2所示)。由于视频信号采用的频率与彩色论一样,而且设置成为同步切换,微镜结构就通过对红光强度的感受对“开启”状态进行确定,同理,绿光和蓝光也同样如此。DMD的图像随后被投影到大屏幕上,这样就形成了方形的像素,而这些像素就是我们所看到的影像。由于人眼在观察事物的过程中会有视觉停留的现象,所以在对三原色的光进行不断中和之后,就可以得到彩色的图像。微镜在“开启”状态(-10°)时,投射和聚焦的镜头就会将微镜反射出来的光线投射到屏幕上;反之,在处于“关闭”的情况下,吸收表面就可以将所有光线全部吸收,进而防止光干扰的情况发生(如图1所示)。
图1微镜偏转反射成像示意图
图2光路形成数字投影示意图
(二)光学技术在终端投影镜头中的应用
1.光学技术在镜头工作环境中的应用。光学是一门非常精密的科学,任何一种运用到光学的仪器中都具有非常系统的光学参数作为基础。比如,镜头的焦距参数,投影仪的孔径选择,安装尺寸的确定等等。而数字电影在运用的过程中则是有更多的光学参数,比如投射靶面所需要的具体尺寸,聚光片的厚度以及直径等等。并且,在实际工作时,如果图像达到5000流明以上,就要对氙灯的使用进行考虑。
2.确定镜头焦距。根据我国现在运用最多的BARCO公司出产的有2K像素水平的DP100的机型来说,按照之前已有的设计镜头的经验而言,影院的放映距离都是固定的,所以在影院放映电影的时候,可以通过固定距离进行满足。从上面提到的DP100来看,有35mm-41mm,42mm-52mm,40mm-67mm以及70mm-95mm这几种从35mm到95mm都有覆盖的焦距镜头可供选择,以最少的镜头达到了大多数使用者的要求。但是,尽管种类不过,但是镜头的制作成本却非常贵,使用者在采购的过程中需要有很大的投入。基于此,我们过自己设计了可以进行变焦的镜头,我们生产出了从40mm到120mm的10钟变焦镜头,在对上述进行进行满足的情况下,其使用成本得到大大降低。
3.确定光学镜头后工作的距离。有两种方法可以确定出工作距离,第一就是对电影放映机的光学部分进行实地测量,通过最直接的方式得到数据,但是光学部分的仪器都非常精密和贵重,所以一直以来都是被封存在一个非常密封的地方,在具体的测量操作上有一定的困难[3];第二种方法就是对靶面的数据以及聚光片和分光作用的数据进行了解后,根据光的逆向原则可以计算出这种工作距离。这种方法相对于前一种而言具有更容易操作的可行性。
4.确定镜头结构。基本上每一个非常了解光学技术的工程师都知道,在电影放映镜头的后工作距离与焦距之间的比例一直维持在0.5-0.7中,而且镜头的设计也并不复杂。但是如果镜头的焦距有40mm,那么这两者的比例就会直线上升到3.这样就只有通过远心的镜头结构。因为这种镜头的孔径比较小,在设计的过程中难度非常大,同时这种镜头的耐高温能力也要非常强,通常都是在6000流明的条件小工作。所以只能够通过全权分离的方式对远心光路进行改进,以此来满足上述所需的要求。
(三)像差
通过光学原理的方式进行投影成像,其画面的质量也会因为光学的像差而受到一定的影响,电影院所运用的放映机也同样如此[3]。光源、分离色光、靶面投射、聚合镜片以及投射镜头都会影响最终放映图像的效果,影响观众观看影片的效果。因此,研究投影像差、根据光学原理减少像差就变得极其重要。
