投影仪的亮度和分辨率有什么问题？了解投影成像和光源

投影仪的亮度和分辨率有什么问题？了解投影成像和光源

（2024年9月28日更新）

作为一个对投影略知一二的博主，他经常收到私信，询问投影仪购买的相关事宜。我发现与手机、电脑等参数指标相比，人云亦云的快销产品更为熟悉。每个人都不知道投影仪的技术原理和性能指标。我们可以知道分辨率和亮度已经开始了。如果我们能清楚地区分它们 DLP 和 LCD 技术绝对是资深玩家。今天我们先来谈谈投影成像技术和光源。

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1、如何选择投影仪？让我们先谈谈成像技术和光源

(一)投影仪成像技术:单片LCD、3LCD、DLP

相信和我一样 90 后童鞋在学校见过。「白昼幻灯机」嗯，当时老师把自己做的透明幻灯片放在强光源下，用顶镜把画面折射到黑板上，成为当时为数不多的黑科技之一。通过这样的日常练习，我刷了很多数学题，在数学科上骑得很好。

投影仪的成像原理也相似，即通过强光源照射到图像显示原件上，通过镜头投射到屏幕上，主要利用光的折射和散射。当代数字投影用图像取代了教师的幻灯片 DMD 芯片 or LCD 液晶面板。

目前，主流成像技术有三类：单一成像技术LCD、3LCD、单 DLP，我们常见的 LED 通常使用微投 DLP 技术，而且，传统的灯泡投影在传统的灯泡投影机中更常见 3LCD 技术，而单 LCD 通常是那些价格低廉，聚集在1000元以内的入门级产品。

【单 LCD 技术】

单片 LCD 面板技术的成像原理是利用光源投射到单片 LCD 在液晶上，通过液晶独立控制每个像素中红、绿、蓝各部分的明暗，通过合成获得彩色图像。

【3LCD 技术】

3LCD是 3 liquid crystal display 投影仪的核心成像部分包括分光镜和三个独立的 LCD 面板。分光镜将光源发出的白光分为红、绿、蓝三种原色，通过三个液晶面板分别显示一种颜色。每个液晶面板都有数百万个晶体，通过配置开闭和半开半闭的晶体状态，使像素点显示颜色。最后，红、绿、蓝三原色的棱镜组合可以呈现特定的画面。

【DLP 技术】

DLP 则是Digital Light Processing缩写(数字光处理)，早期 DLP 成像原理是白光源通过红、绿、蓝轮流打击 DMD 芯片。由于色轮旋转显示颜色，每种颜色的呈现需要一定的时间，足以利用人眼的视觉残留来呈现彩色图片。

因为单 DLP 因此，技术问题衍生出来 3DLP 三块用于方案 DMD 芯片，结构更复杂，成本也是数量级增长，价格从几十万到几百万不等，这不是我们想要覆盖的消费品。另一种改进的技术路线是从光源开始，将白色光源改为三色 LED 光源不再需要色轮的干预，直接避免了色轮带来的问题。

【总结】

「LCD 技术」：优点是成本低，光机小，原理简单，加上 LCD 屏幕便宜可得，很多人自己都可以 DIY。缺点是成像质量差，色彩不够鲜艳，开灯观影效果差，常见于几百到几千元的入门投影，目前极不推荐。

「3LCD 技术」：优点是同时显示红、绿、蓝三种颜色，即颜色亮度=白色亮度也可以达到100%的颜色比例，颜色亮度更高。缺点是模块组成复杂，产品体积大，散热设计和成本要求高，开放式设计有进灰风险，在灯泡投影仪中很常见。

「单 DLP 技术」：优点是画面对比度高，像素排列紧密，机身尺寸小，成本低，使用寿命长。常见于 LED 微投和激光投影。缺点是只能同时显示一种颜色，会有一定的光能损失，照片和视频会发现彩虹线和闪光问题，但人眼一般找不到。现在已经有了 3DLP 技术可以避免这些缺点，但价格仍然很高，需要逐步推广。此外，以极米为代表的三色 LED 色轮组件在投影中被取消，因此上述缺点也被避免。

IDC 根据中国发布的《2022年第二季度中国投影仪市场跟踪报告》 5 有家用投影机品牌 4 家 DLP 技术 1 家 3LCD，这也是从侧面解释的 LCD 低端品牌的技术非常分散， DLP 和 3LCD 技术品牌更加集中。

（二）投影仪光源：传统光源，LED、激光光源

图像亮度的颜色不仅由成像技术决定，还受光源的影响。

市场上销售的投影仪光源可分为传统光源LED 光源和激光光源各有优缺点。

【传统光源】

传统光源是最常见的投影仪光源。随着灯泡百年的发展，技术已经非常成熟。例如，这种技术广泛应用于教室和会议室的灯泡投影仪。目前，传统光源主要可分为金属卤素灯UHP 和UHE(超高压汞灯泡)、氙气灯等高压气体放电光源。

「金属卤素灯」：金属卤素灯是最低端的传统灯源技术。虽然灯泡成本低，但使用寿命往往只有 1000-2000 小时不等。同时，长期使用亮度会衰减，图像会变暗变黄。如果灯泡频繁更换，使用成本会上升。目前，主流光源已经告别。

「UHE 灯和 UHP 灯」：UHE 灯和 UHP 灯属于超高压汞灯，具有亮度高、衰减低、性能稳定是 UHE 成本低，寿命适中(5万小时)主要用于中低档投影仪。 UHP 亮度更高，用寿命长(6000-12000 小时)，但成本也相应增加，主要面向高端投影仪。

「氙气灯」：氙气灯是一种氙气电子游离，通过高压振幅刺激石英管，在两个电极之间产生光源，产生的光类似于白色阳光，光色温值大大提高。它只需要3个工作时间.5A电流，亮度是传统灯泡的三倍，使用寿命是十倍。由于价格高，通常只用于高端电影院。

【LED光源】

目前，市场上使用的家庭投影 LED 我们生活中常见的光源和光源 LED 照明灯泡差别很大，投影采用定制高功率 LED 光源通常由红、绿、蓝三种不同颜色组成 LED 光源共同构成投影光源，成本常见 LED 主要供应商有欧司朗，照明灯泡高出几十倍以上。OSRAM OSTAR Projection Power 该系列专门用于投影。

由于 LED 光源家用投影采用原红、绿、蓝三色 LED 混色，理论上很容易覆盖 sRGB 色域目前在市场上使用。 LED 光源的主流家庭投影可以实现 90-98%的sRGB色域覆盖是同价位单色激光投影无法比拟的色域性能。

而且，早期受限 LED 光源的技术限制受到广泛批评 LED 随着近年来技术的发展和大功率投影亮度低的问题 LED 现在光电半导体普及， LED 家用光源的投影亮度已超过3万ANSI 流明，可与传统灯泡投影仪断腕。

【激光光源】

如果说 LED 光源是当下的投影仪，所以三色激光光源是未来，因为三色激光光源最大的优点是亮度和颜色，高质量的三色激光光源亮度将远远超过目前 LED 光源和传统光源。

同时，激光光源可根据需要直接选择所需特定波段的红、绿、蓝激光发生器，全色激光光源可实现 100% BT.2020 色域覆盖已经超过了 OLED 电视和 QLED 电视色域可以覆盖的极限，所以潜力巨大。但是需要注意的是Samtec代理是的，以上只是理论。事实上，激光光源的应用仍然存在许多未解决的问题。

市场上有三种激光源产品：单色激光、双色激光、全色激光（三色激光）。

「单色激光(蓝色)」：激发荧光色轮/滤光片上的黄色和绿色荧光粉，然后通过棱镜分离红色、绿色和蓝色，最后组合形成其他颜色，然后通过滤光片净化颜色。由于单色激光本身没有红光和绿光，只有蓝光，单色激光投影无法实现颜色和亮度。要发挥激光的亮度优势，必须牺牲三原色的色纯度。如果追求单色激光的色纯度，会降低激光的亮度和色域覆盖。

「双色激光(蓝色红）」：红色激光注入蓝色荧光粉色轮光源，亮度效果明显，可显著改善单色激光红色不足。

「全色激光(蓝色红绿）」：采用全色激光RGB三基色全色光源分别照射DMD在芯片上，所需的颜色最终由视觉暂留现象组成。全色激光结构更复杂，价格更高。一般来说，只有数万元甚至数十万元的超旗舰投影仪才会选择三色激光源。

其超高亮度和色彩性能可应用于电影院、工程等专业领域，如激光 IMAX、杜比视觉激光影院能给观众带来出色的体验。

除了高成本外，全色激光还有两个缺点：一方面，由于激光的连贯性，会有斑点问题，即图片上会有重影，电影院通常使用主动振动屏幕来消除激光斑点，家庭环境难以解决。

另一方面，由于成本问题，消费级全色激光投影通常选择低功率光源，亮度优势不明显，只发挥三色激光的色域覆盖优势。

【总结】

「传统光源」：其优点是技术相对成熟，适用范围广，亮度优良，往往能达到 3000 流明以上，色彩还原度高。但也存在功耗噪音大、热量高、灯泡寿命短、光衰减快、维护成本高等问题。

「全色 LED 光源」：优点是色域覆盖率高，光色好，色彩还原度高，功耗低，可靠性强，使用寿命长。缺点是成本高，亮度不均匀，中高端 LED 投影可以接近2000-30000 ANSI 流明，低端 LED 投影甚至可以跌破100。

「单色激光光源」：虽然单色激光的成本略低，但为了保证一定程度的亮度优势，必须牺牲颜色，导致色域低，显示图片颜色偏差，但不如三种颜色好 LED 光源投影的画质。

「双色激光光源」：双色激光增加了红色激光，带来了更好的亮度优势和画面效果。缺点是成本高于全色 LED 传统光源。

「全色激光光源」：全色激光光源是目前市场上最成熟的家庭投影解决方案，但成本太贵了。此外，现阶段消费三色激光电视存在散斑问题，图片中线条会有重影等问题。这仍然不是家庭的最佳选择，但未来是可以期待的。

从光源的综合能力来看

三色激光＞双色激光 ≥ 全色 LED投影 ≈ 传统光源＞单色激光。对于普通消费者来说，还需要考虑成本和后期维护，因此建议在类别匹配方面：

「家用智能投影」：单 DLP 技术全色LED光源

「商业教育投影」：3LCD 技术传统光源

「高端投影玩家」：双色激光

「顶级投影玩家」：全色激光

二、投影仪标称的亮度和分辨率隐藏了多少奥秘？

第二部分比以前的内容更容易理解。毕竟，我相信每个人都经常听到投影仪的亮度和分辨率，但事实上，里面有很多奥秘。让我们教你如何像专家一样看门道。

（一）亮度 & 色彩亮度

【亮度】：ANSI、ISO、CCB

亮度一直是衡量投影仪性能的最重要指标之一。低亮度的投影通常只能在全黑色环境中使用，而高亮度的机器可以允许环境光的存在，甚至在白天使用。目前，在投影行业中，亮度虚拟标问题更为突出。也有许多奸商喜欢使用光源流量来宣传，流量是物理光通量单元，与投影仪的亮度不能混淆。

「ANSI 标准」：市场上最受欢迎的是美国国家标准化协会规定的ANSI 由于其测试过程相对简单，流明标准更受欢迎。

“ANSI流明的测量环境要求投影仪屏幕之间的距离为2.4米，屏幕尺寸为60英寸。照度计测量屏幕上9点的照度，并计算平均值。将平均值乘以投影屏幕的面积ANSI流明。”

ANSI流明标准的初衷是帮助消费者选择产品的重要依据，但由于缺乏家庭场景的有限条件，一些制造商利用漏洞成为赢得用户信任的工具。标称与实际之间存在着巨大的差距。例如，一些投影标记是 ANSI 亮度，但确实是在激发亮度模式下测量的。在这种模式下，图片会有明显的偏差，无法正常观看和使用。更像是手机厂商的跑分模式，在实际观看中是达不到的。ANSI亮度。

「ISO 流明标准」：ISO 流明标准属于后起之秀。在九点测试方法的基础上，增加了对投影仪亮度、灯泡功率、噪声等环境因素的限制，对量产模型也有要求。 ISO 流明标准更可靠。由于测量限制严格，主要是因为 3LCD 采用灯泡投影仪。

「CCB 流明标准」：头部投影品牌极米也意识到了这一点 ANSI 标准中存在的问题和漏洞，逐步推出自己的亮度标准——电影色彩亮度标准（Cinema Color Bright，量化单位 CCB 流明）。CCB 流明将测试点从传统的白场中测试 9 点位提升到红、绿、蓝三色的13点，特别增加了4个角度的试验点：ANSI 亮度和 ISO 9点亮度测试避开的图片四角。避免因画面暗角而无法反映画面亮度的问题，CCB 流明能真实反映画面的整体亮度。

色彩亮度

目前，我相信大多数消费者已经意识到投影亮度的重要性，但因为 ANSI 标准有一定的局限性，这使得一些制造商很容易使用测试漏洞，只追求白场亮度而忽略颜色。因此，投影制造商意识到消费者需要普及「色彩亮度」的概念。

「白场亮度」：关注投影的峰值亮度，指标只关注画面是否足够亮，忽略了不同颜色的比例。ANSI在标准下，亮度测试只需要测试白场下的亮度，结果可能是白色图片下的亮度值很高，但当显示丰富的颜色图片时，亮度会下降。

「色彩亮度」：色彩亮度（Color Light Output，简称 CLO），关注红、绿、蓝三色光输出的比例，关系到画面的色彩亮度和透明度，如上图所示。测试方法为：在 3 在由红、绿、蓝三原色块组成的彩色图片上，分别测量 9 一个区域(标准点)的照度值乘以投影区域获得当前图片的照度，然后将三张图片的照度取平均值，即颜色亮度。

目前，由中华人民共和国工业和信息化部发布的中国电子技术标准化研究所编制中国电子技术标准化研究所编制发布的（SJ/T 11346-2015)成为评价投影仪性能的重要指标，未来会有越来越多的投影仪加入。

极米的 CCB 亮度标准也考虑到颜色亮度，但测试方法不同。极米分别测试红色、绿色和蓝色 13 测试点照度，乘以投影面积获得当前图片的照度，然后将三张图片的照度取平均值，即获得电影的颜色亮度 CCB 标准。

在 CCB 在标准下，只有当色比(色比)=颜色亮度/白场亮度 100% 时间是符合标准的投影产品。

除颜色亮度外，极米 CCB 还增加了电影色彩亮度标准的正确性 D65 色温和 Rec.709 色坐标要求。因为有些厂家也会牺牲色准和色温来提高亮度测试结果。

【总结】：

「ANSI 亮度标准」：普及率最高，但漏洞最多，目前逐渐被取代。

「ISO 亮度标准」：更苛刻的国际通用标准更适合传统灯泡电影。

「CCB 电影色彩亮度标准」：极米推出的家用投影亮度新标，注重色彩亮度而不是白场亮度，强调 100% 色占比、D65 色温以及 Rec.709 色坐标规范。

（二）LCD 液晶面板与 DMD芯片

先说亮度参数，再谈亮度参数。让我们看看硬件部分。投影仪中最重要的硬件是光机，光机的核心部件是投影芯片，3LCD 投影成像依赖 LCD 液晶面板通过控制像素的透光率来实现明暗调节，因此液晶面板的像素点数是投影的物理分辨率。

而DLP 用于成像的投影是 DMD 芯片，DMD 芯片表面有数百万个微型铝反射镜，每个微镜代表一个像素点，微镜的数量是投影仪的物理分辨率。

每个微镜都可以偏转一定的角度来控制光的反射方向。偏转角度越大，图像对比度越高，偏转速度越快，图像延迟越低。DMD 芯片的大小和微反射镜的数量决定了图片的清晰度和颜色效果。

理论上讲 DMD 尺寸越大，投影质量往往越好，但也有很大的误解。事实上，同样大小的 DMD，种类型号多，单凭 DMD 芯片的尺寸不能完全判断投影的质量。

下图盘点了市场上主流投影使用的各种尺寸 DMD 存在于芯片中 DMD 芯片型号。一个可以找到 0.65 寸 DMD 芯片，就有 800P 和 1080P 所以说 0.65DMD 虽然芯片很大，但如果使用的话 DLP650LE 芯片的清晰度不如一个 0.47 寸 DMD芯片，甚至一个 0.33 寸 DMD 芯片投影。

因此，我们不能完全购买投影 DMD 为了判断芯片的尺寸分辨率，有必要探索投影使用的型号是什么 DMD 芯片，然后做出判断。以下是一张 2021 年 DMD 你可以根据这张图来判断芯片的性能梯度图。投影使用的 DMD 芯片性能和最终可能的画质性能(注:因为 DMD 芯片只决定了投影画质的基础，最终画质的好取决于光机的设计和最终光机量产的质量控制性能。