背投影彩电的工作原理

　　投影电视机根据光源位于屏幕的前方或后方分为前投影式和背投影式。前投影式一般尺寸较大，常用于会议、教学等场所，而背投影式尺寸为109～178 cm(43～70英寸)，适宜家庭使用。
　　
　　背投影式电视机的成像方式与CRT电视机不同，它是用三只基色投影管，将R、G、B三基色光束经一系列光学处理后，经反射镜从背面反射到由数十万只乃至数百万只光学透镜制成的显示屏上混色而成像的。
　　
　　三基色光束的强弱受代表图像信号的R、G、B三个电子量控制，三基色光束的扫描受同步信号控制，三基色光束的会聚受数字会聚控制，保证显示屏上各点均会聚良好，从而保证正确地重现彩色图像。
　　
　　背投影彩色电视机由机芯板、三只投影管、三只投射镜头、反射镜、显示屏等组成。机芯板的工作原理与CRT电视机机芯板相似，其电路结构由性能及选用的决定，但是，由于背投影电视机采用三只投影管，所以，相应地必须有三套独立的行、场偏转电路及附属的中、高压电路，必须有三个独立的控制三基色光束强弱的R、G、B电信号。CRT -般均采用自会聚显像管，而背投影电视机为了保证良好的会聚，必须增加CRT电视机中所没有的数字会聚电路。会聚电路若采用模拟方式，需用几十只电位器反复调整，工作量极大，很难调到最佳状态，且随着器件的老化，工作一段时间后状态会产生偏离，所以，背投影电视机中均采用数字式会聚电路。在I总线控制下，将输入的行、场同步脉冲经数字会聚信号处理电路处理后，产生R、G、B三只投影管所需的行、场会聚调整信号，用来调整光束，保证R、G、B三色光束会聚良好，并校正屏幕。会聚良好时，调试用的十字格信号在屏幕各部分R、G、B三色光束均完全重合，无几何失真和色偏离现象。
　　
　　背投影电视机的结构分为上、下两部分，上部安装反射镜及显示屏，下部安装机芯板、三只投影管、投影镜头及、控制键、输入／输出插口等。投影管投射出的光束经反射镜反射到显示屏的背面成像（见下图）。显然，三只投影管、投射镜头、反射镜及显示屏共同完成彩色显像管(CRT)的功能。

　　
　　投影管是投影电视机的关键部件之一，要求发光强度大，寿命长，发光纯度高。红、绿、蓝三只投影管的主要差异是荧光粉材料不同，而供电、偏转、聚焦电路及光路系统均相同。东芝P16LNU和国产P16ML25的参数基本相同（见下表）。

　　投影管只是作为光源使用，光从光源发出后必然会产生散射，所以，投影管必须与相应的透镜——投射镜头相配合（见下图），才能将投影管发出的光聚焦成光束，再经反射镜反射到显示屏上。由于投影管表面温度很高，为了提高可靠性，延长使用寿命，在投影管和树脂透镜之间充填了由乙二醇和甘油组成的冷却液（不同厂家有各自不同的配方），并用特殊的橡胶材料将其密封。冷却液同时还起着液体透镜的作用。若无冷却液，投影管发出的光从光密物质玻璃射入光疏物质空气时，当入射角大于临界角C时就会产生全反射。
　　
　　根据全反射公式　　玻璃的n=1.5，所以入射角大于42°的光线被全部反射回投影管。而冷却液的折射率与玻璃相近，约为1.44，所以从投影管射入冷却液的光线只有当入射角大于74。时才会产生全反射。很显然，使用了冷却液后可显着地提高光的透射率，投影管荧光屏发出的色光绝大部分都经透镜到达显示屏，图像亮度得到明显的提高。投射镜头通常由一片玻璃透镜和3—4片树脂透镜组成。采用树脂透镜可减轻重量，降低成本，尤其是有利于冷却液的密封，但是，由于投影管工作时表面温度很高，而树脂材料的折射率随温度变化较大，所以，如果全部使用树脂透镜，温度的变化会引起透镜焦距的变化，成像面产生移动，从而导致图像模糊。为此，在投射镜头中，必须使用一片很小的玻璃透镜，以防止上述现象的发生。

　　
　　显示屏由菲涅耳透镜、双凸透镜和保护片组成（见下图）。菲涅耳透镜的设计依据是惠更斯——菲涅耳原理。惠更斯原理指出：媒质中波动传到的各点都可以看作是发射子波的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包迹就决定新的波阵面。菲涅耳用波的干涉与叠加充实了惠更斯原理，为衍射理论奠定了基础，得到惠更斯——菲涅耳原理：从同一波阵面上各点发出的子波经传播而在空间某点相遇时，也可相互叠加而产生干涉现象。菲涅耳透镜相当于一个凸透镜被同心地划分为许许多多个小棱镜，利用光的衍射效应，使得从投射镜头来的R、G、B三色光束在很大面积上缩短焦距，改变成平行光投射到双凸透镜表面，图3中清楚地显示出这种将按对角线方向幅射出去的光线改变成平行光线的作用。如果不用菲涅耳透镜，显示屏中心区域的亮度会明显地大于边缘区域的亮度，形成中间亮、边缘暗的现象，严重地影响图像质量。

　　
　　双凸透镜由双凸镜和黑色条组成（见下图）。双凸镜将来自菲涅耳透镜的平行光向视区分配，形成漫射光，从而加大了水平区域的观看范围。双凸镜不仅能水平地弯曲光线，还能补偿、校正R、G、B三基色光的倍率放大量，减小彩色偏移即因观看区域不同而引起彩色变化的现象。使用了双凸透镜，当水平视角偏移±35。
　　
　　时，屏幕亮度仅下降3dB，因而背投影电视机的水平视角可达150。，这是CRT电视机所无法比拟的。黑色条的作用是：吸收外界环境光线，减小反射率，在有室外光线的亮环境下，保证图像的亮度和指标，画面显得清晰，类似于CRT电视机中“黑底管”的作用。保护片为3～4mm厚的聚丙烯片，起保护屏幕的作用。
　　
　　背投影电视机的聚焦调整包括投影管的聚焦调整和投射镜头的聚焦调整。R、G、B三基色分别调整，调整一色时，可将另外两色的投射镜头用镜头盖盖住。调整时使用的输入信号可为方格、圆信号。首先调整对应于该色的聚焦电位器，使图像水平方向3/4处的聚焦良好，再松开固定投射镜头的螺丝，顺时针或反时针地微调聚焦调节杆，使图像水平方向3/4处的聚焦良好。重复以上两个步骤，使聚焦最佳，调整结束后，旋紧镜头螺丝。