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5-2 投影电视的组成
5-2 投影电视的组成（以3镜头显像管背投影电视为例）
一台普通的电视机是由电路机芯板、显像管及附件和机壳等主要部分组成，而一台背投影电视机，除用红(R)、绿(G)、蓝(B)三只投影管代替普通电视机中的显像管、用投影屏代替荧光显示屏外，同样它也包括电路板、机壳等。
原则上来说，投影电视机机芯电路板与普通电视机的机芯电路板差别不大，如投影电视设计功能与普通电视机相同的话。那么不同点有以下几个：
1、普通电视机的一个视放板，投影电视有R、G、B三块独立的视放板。
2、普通电视机行输出提供一组高压、聚焦电压和加速（栅帘）电压，投影电视需要提供三组，同时供R、G、B投影管使用。
3、行/场扫描输出电路能同时驱动R、G、B投影管偏转线圈，完成与普通电视一样的扫描作用。
4、投影电视的开关电源的负载能力要比普通电视机大，以足够满足功耗的要求。
5、CRT投影电视的有的数字会聚调整系统
6、投影电视的机壳一般分为上下两部分，与普通电视不同。上半部分主要安装投影反射镜面、特制的投影显示屏，完成图像的光学放大、成像显示；下半部分安装R、G、B投影管、电路机芯及其它相关部件。为便于室内移动，背投影电视机一般都安装有万向轮。
由此可见，投影电视机与普通电视机电路相比，除数字会聚电路及机械构造不同，其它电路与普通电视机相同。普通电视机的电路工作原理和维修调整方法同样适用于投影电视机。
背投影电视机由反射镜面、投影管（带透射镜头）、显示屏面三者组成的投影电视光学放大成像系统，其作用是将投影管透射镜头透射出的光束反射到特制的显示屏背面，以便在屏幕上显示出图像。透射镜头与投影管的安装连接（投影枪组件）、投影枪组件与反光镜的安装角度，即透射光线的入射角度、反光镜面与显示屏之间的角度决定了背投式光束的传送途径，也决定了最终能否在屏幕上产生所需要的图像。它的安装角度不能随意改变，涉及到整个光学系统的设计。
下面将逐一介绍背投影电视机主要部件
5-2-1 微结构光学型背投影屏幕
背投影电视机的显示屏幕不是一个简单的屏幕，它是一个光学部件，直接关系到图像的质量。屏幕的质量与图像的亮度、色偏移等密切相关，背投式电视机显示屏设计很复杂，它相当于有许多小的凸透镜组成。首先它要使投向屏幕的光线向观看者方向折射，以增加图像的亮度，偏离水平方向的折射光线仅可以改善视角特性。因为投影管透射出的是一个光束，一般的屏幕就会造成中间出现亮斑，这种微结构光学型屏幕就能解决这个问题。微结构光学型屏幕是由菲涅尔透镜和双凸透镜组成。
设想将一个凸透镜用其表面的许多同心圆划分出许多圆筒，每个圆筒的上部近表面处是圆环形小棱镜，对光线起折射作用。其下部只起支撑作用，切去后对光学性能无影响。经这样处理后就可将一个大的凸透镜做在一个屏面上，这就是菲涅尔镜。平常使用的菲涅尔透镜又由凸透镜（会聚镜）和菲涅尔镜组成其作用是将投影透镜的光变成平行光在投向双凸透镜层。
双凸透镜的作用：将来自菲涅尔层的光线向视区分配；分配红、蓝、绿的倍率放大量，以减少色偏移；吸收外界光保证最高的对比度。双凸透层分配光有两种方式，为实体漫射和表面层漫射，即BD和SLD方式。
SLD方式屏幕比BD方式屏幕具有更高的增益和视角，也就是说SLD方式屏幕是高增益、宽视角屏幕。SLD方式双凸透镜中含有一种漫反射材料，如在观众一侧的屏幕面上加工了无数纵向凸透镜，可以使水平方向散射光向中心弯曲，可以增加亮度。在背投影电视的设计中，另一种严重的现象就是色偏移问题。色偏移问题是由红、绿、蓝三基色光从不同位置进入折射面、折射与入射角及各色光波长的不同而引起的，这是屏幕设计中必须考虑的问题。黑条是为吸收环境光而加的，这样可以增加对比度。通过微结构光学背投影屏幕的光线轨迹。
5-2-2 三枪式背投影电视机显示形成及其辅助器件
1、投影管
投影管式（三管式）背投影电视机也称显像管式或者阴极射线管式（CRT）背投影式电视机。所以投影管（CRT）也就是发光并调制图像信息的重要器件。投影管屏上的亮度必须是观看屏幕上亮度的近百倍才能满足要求。
目前常用的投影管尺寸为7英寸，一般背投影电视机的屏幕尺寸是43-51英寸，仅面积放大率就是32-40倍，因此投影管必须比普通彩色显像管的峰值亮度高近百倍。为高亮度和高分辨率，投影管在结构上不同于普通显像管，它的阴极、荧光屏、电子束聚焦与偏转上都有特别之处。
投影CRT管与普通电视用的直视CRT区别，简单对比说明。一只普通电视机用直视管等效于三只投影管+反光镜+显示屏的作用，换句话说，一只投影管起1/3直视管的发光作用。因此，相对直视管而言，投影管结构要简单一些，但要求高亮度及长寿命等问题还是较难制作的。
投影管可作为一个光源，但是不能直接投射，它必须与相应的透镜组配合，经聚焦调整后才能作为投影管光学组件使用。而且为了防止投影管屏温过高损坏投影管，在透镜和投影管屏面之间须注入冷却液。投影管根据聚焦、偏转方式不同，其分辨率也不同；静电聚焦、静电偏转、投影管分辨率中等；静电聚焦、磁偏转投影管分辨率中上；磁聚焦、磁偏转投影管分辨率最高。对于不同的广播制式，投影电视用途不同。对投影管的分辨率要求也不同。目前常用的是磁偏转、静电聚焦投影管。
从表5-1可以看出，CRT投影管与普通显像管的最大区别在于投影管需要工作在大电流、高电压、高亮度的条件下所以投影管的寿命普遍要比显像管短。
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表5-1
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投影管
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显像管
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荫罩
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无
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有
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屏电压
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约32KV
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25KV
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电子束峰值电流强度
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5-7mA
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1-2Ma
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荧光粉
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单色
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R、G、B三种颜色
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平均寿命
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3000——5000h
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大于3万小时
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对于投影管来讲，相对于普通显像管，由于它长时间工作在高电压、大电流、大功率的状态下，这就决定了它在制造技术上有三大难点：
（1）电子枪
投影管的电子枪工作电压一般为32kv，峰值电流为5-7mA,这就对电子枪本身有极高的要求：a、不能打火无寄生发射。b、相差要小7英寸屏的投影管，如垂直分辨率为1000 行，则光点直径为0.2mm。c、在大电流下，聚焦特性好。D、采用大电流密度阴极，普通的氧化物阴极已经不能胜，任必须采用氧化钪阴极
（2）玻壳
投影管的玻壳与普通单色显像管的玻壳类似，它没有荫罩，因为它的荧光粉只有一种颜色，没有选色问题。但制造上还有以下几点要求：a、投影管玻壳是整个投影光学透镜系统中的一部分，换言之，屏的内表面就是一个负曲率球面透镜，要求它的镜面光洁度非常高。b、在高功率的电子束轰击下，不能变色。
（3）荧光粉
a、在高亮度大束流的条件下不变质。b、由于最终的图像是经过放大投影到屏幕上，所以投影管本身的图像的精度就必须足够高，这样才能保证投射到屏幕上的图像的分辨率。因此，投影管的荧光粉颗粒要足够细,且荧光粉层要密实。
2、透镜组
普通电视机是靠3束电子束轰击显像管的三基色荧光粉成像的，而CRT投影机是靠三基色光束合成在特制的屏幕上成像的。当光束从光源（投影管）发出后，由于散射存在，在达到屏幕上时必然呈散射状态，不采取相应技术措施是无法观看的。因此，所有的CRT 投影机，无论是前投还是背投，都无例外的要加光学透镜组――投影镜头。
CRT投影镜头通常是一组透镜，一般由3-7片透镜组成，除用来放大、聚焦光束外，另一主要作用是用来适当地补偿、校正各种光栅的畸变失真。在投影电视中，这种镜头可以大致分成两类：一类为全玻璃型，即组成镜头的每片透镜都是玻璃透镜；另一类为混合型，即组成镜头的透镜即有玻璃透镜，也有塑料透镜。目前被广泛应用的投影镜头主要都是混合型的，它的优越性在于高性能、重量轻及成本低。一只5 群5 枚混合型投影镜头，它由三片不同的有机玻璃非球面镜片、一枚有机玻璃球面镜及一枚玻璃球面镜片及安装架、聚焦调整机构等组成。在一组混合透镜中必须至少有一片玻璃透镜，原因是在使用过程中当温度变化时有机玻璃（或塑料）透镜的折射率将要发生变化，从而引起该透镜焦距的变化，使成像面发生偏移，造成图像模糊。因而在实际应用中，总是用一个玻透镜来防止上述现象发生。
3、冷却液
由于投影管工作在高功率状态，会产生大量的热，屏面中心温度达到120oC，所以必须对投影管进行冷却才能保证其工作正常。一般采用将投影管前端浸在冷却液中的办法。投影透镜组中靠近屏面的凹凸透镜（又称为C透镜元件）与投影管屏面之间留出足够空间充注冷却液。投影管工作时可将投影管屏面的温度控制在80oC以下。
充注在C镜头元件与投影管之间的冷却液不只是起冷却剂作用，它还被设计成投影镜头的一部分，所以它又是一种液体透镜，可大大降低透镜组的成本。当然，对冷却液的要求很严：a、光学折射率必须接近屏面的折射率（1.56）和C镜头元件的折射率（1.43），b、保证从室温到投影管的工作温度（80oC）范围内物理性质稳定。c、与密封件不起化学反应。
冷却液非常主要，使用时不能使冷却液漏掉，换投影管后必须注入合格的冷却液，决不能注入水作为冷却液，这一点要特别注意。
4、反光镜
反光镜根据材料不同有玻璃反光镜和薄膜反光镜，根据反射面不同有表面镜（前面镜）和里面镜（第二面）反射镜。二次反射面比前面反射镜便宜些，成本低。
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