Как устроен и работает проектор

FAQStorage.ru — собрание авторских FAQ, инструкций и баз знаний.

Принцип работы видеопроектора

• Нравится
• Не нравится

Alex_Nevada 05 июл 2017

Эту технологию можно считать самой старой, так как за основу в ней берется электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Хотя CRT-технология применяется уже несколько десятков лет, тем не менее, она до сих пор — актуальна и по качественным характеристикам картинки (четкость, разрешение, цветопередача) не уступает современным и более дорогим методам формирования картинки. Еще одним плюсом CRT является большая надежность электросхем и длительность беспрерывной эксплуатации трубки, превышающая предел 10 000 часов.

Также данная технология отличается широким динамическим яркостным диапазоном и глубиной черного, чего не может обеспечить любая другая.

Несмотря на несомненные достоинства, CRT-аппараты все же уступают по некоторым показателям современным устройствам.

1. Агрегаты имеют большую массу (несколько десятков килограмм). Сделай производитель их чуть легче, была бы возможность более удобной транспортировки и монтажа данного оборудования.
   
2. Уровень яркости находится в пределах от 100 до 300 ANSI-лм, в то время как в современных аппаратах уровень может достигать 10 000 ANSI-лм и более. По этой причине просмотр видео возможен только в хорошо затемненном помещении.
3. Чтобы добиться хорошего качества изображения, требуется провести массу настроек, и без привлечения специалиста порой трудно обойтись.

Устройство CRT проектора

Внутри CRT-видеопроектора находятся 3 ЭЛТ, имеющие экраны с диагональю от 7 до 9 дюймов. Каждая ЭЛТ предназначается для того, чтобы выводить один цвет (зеленый, красный, синий) цветовой модели RGB.

Принцип работы проектора можно описать следующим образом: входной сигнал разделяется на составляющие по цвету, которые участвуют в управлении модуляторов. При этом интенсивность луча начинает меняться. В этот момент луч, проходя через магнитное поле и отклоняющую систему, подвергает поверхность экрана с нанесенным фосфорным покрытием сканированию изнутри. После этого, на экране происходит создание одноцветной картинки. Далее, через объектив происходит проецирование ее на наружный экран.

В итоге на внешнем экране одновременно проецируется 3 изображения, при смешивании которых получается полноцветная картинка.

• выходное изображение достаточно высокого качества;
• продолжительный период эксплуатации;
• пассивное охлаждение;
• неограниченное разрешение;
• низкий уровень издаваемых шумов;
• высокая контрастность;
• технология, прошедшая испытание временем (более 50 лет).

• необходимость периодической настройки (калибровки);
• нечеткость геометрии;
• небольшой уровень яркости;
• желательно не применять, для проецирования статической картинки.

В LCD проекторах, например, в аппаратах фирмы Viewsonic (Вьюсоник), для создания картинки применяется просветная матрица. Работу ее можно сравнить с работой диапроектора. Но различие состоит в том, что свет проходит не через слайд, а сквозь панель с жидкими кристаллами. Она состоит из большого количества пикселей, являющихся элементами, которые поддаются управлению с помощью электрического сигнала. От величины напряжения, примененного к конкретному пикселю, зависит его прозрачность и, соответственно, интенсивность яркости на экране в месте проецирования данного пикселя.

Благодаря технологии LCD проекционные агрегаты стали намного дешевле. Они стали компактнее, а сила светового излучения стала достигать 10 000 ANSI-лм. LCD-технология наилучшим образом адаптирована для воспроизведения цифрового сигнала от ПК и других девайсов.

LCD-аппараты Viewsonic очень легко настраиваются, просты в эксплуатации, и все настройки сохраняются после демонтажа и транспортировки. По этой причине их часто применяют для оформления бизнес-презентаций.

В LCD-проекторах, чтобы сформировать изображение, используются панели из жидких кристаллов. Технология использует способность молекул определенного вещества изменять свою ориентацию в пространстве под действием электрического импульса.

В современных аппаратах стали использовать 3 матрицы из жидких кристаллов, изготовленные из полисиликона. Размер их составляет по диагонали от 0,7 до 1,8 дюйма. На рисунке ниже показана структурная схема видеопроектора.

Свет, который излучает лампа, при прохождении через дихроические зеркала разделяется на 3 составляющих цветовой модели RGB. Далее, каждая составляющая должна пройти через соответствующую ей ЖК-панель. В ней происходит создание изображения, относящегося к данному цветовому слою. Когда формировка изображений в ЖК-панелях закончена, они, проходя сквозь призму, накладываются друг на друга, и полноцветная картинка выводится на экран через оптический объектив.

На рисунке ниже можно рассмотреть, как устроен проектор.

• доступная цена;
• небольшой вес;
• незаменимая вещь для презентаций;
• можно использовать для экранов с большой диагональю;
• картинка имеет идеальную геометрию;
• простые настройки и эксплуатация.
• высокая яркость;

• дорогостоящая лампа;
• низкая контрастность;
• матрица имеет свойство со временем деградировать (стареть) -обычно, достаточно 3-4 лет использования;
• могут появляться “мертвые” пиксели;
• за счет использования вентиляторов охлаждения, ощутимый шум агрегата.

Фирма Huges-JVCТ не так давно разработала D-ILA-технологию. Ее можно считать воплощением в реальность технологии LCOS, которая представляет собой наиболее перспективную тему для усовершенствования проекционных агрегатов.

Как и LCD, D-ILA использует жидкокристаллические элементы, но вместо матриц просветленного типа применяются элементы отражающего типа. Такие аппараты имеют отличие: светомодулирующий слой расположили таким образом, что он находится поверх подложки, состоящей из монокристаллического кремния. В подложке расположена вся схема, которая применяется для управления матрицей. Этот факт имеет неоспоримое преимущество перед LCD-панелями.

D-ILA-матрицы способны, если сравнивать с LCD, на значительно большее разрешение, с учетом того, что размеры их меньше. Также в новых матрицах площадь используемого кристалла задействована на 93%, что исключает появление сетки при выведении картинки. Технологический процесс изготовления D-ILA-матриц намного проще, чем производство LCD.

D-ILA аппараты, так же, как и LCD, созданы по трехматричному принципу. Матрицы по-отдельности создают картинки трех цветов. После этого, сформировавшееся изображение поступает на настенный экран через объектив.

• использование для презентаций;
• высокая яркость;
• возможность применения для проекционных экранов больших размеров;
• идеальная геометрия картинки;
• легкий вес.

• возможность появления “битых” пикселей;
• вследствие новизны технологии, отсутствуют данные о сроке службы матрицы;
• дорогостоящий источник света.

Матрица данного проектора называется DMD чипом и производится в Америке компанией Texas Instruments. Как же все-таки работает проектор? В составе матрицы имеются миллионы зеркальных элементов, которые имеют способность поворачиваться под нужным углом. При повороте, зеркало может занимать только 2 фиксированных положения.

Поэтому зеркало отражает свет на экран либо в сторону светопоглотителя (радиатора) аппарата, выдавая при этом точку черного цвета или белую.

При многократном переключении с белого цвета на черный, получаются полутона серого.

Одноматричный аппарат способен к выводу только одного цветового компонента картинки в каждый момент временного промежутка.

Чтобы отделить другие цвета от белого и черного, используют цветовой диск (диск, имеющий светофильтры).

Скорость вращения диска со светофильтрами может быть разной. Чем быстрее вращается колесо, тем меньше будет проявляться “эффект радуги”, присущий одноматричным аппаратам. Колесо со светофильтрами может состоять не только из традиционных сегментов RGB (красный, зеленый, синий), но и дополняться дополнительными цветами. Например, на рисунке ниже показано цветовое колесо, представляющее собой комбинацию двух цветовых схем RGBCMY (Красный, Зеленый, Синий, Циан, Маджента, Желтый).

Что представляет собой оптический блок DLP-аппарата, хорошо видно на следующем рисунке.

На цветовом колесе также имеется прозрачный элемент для пропускания чистого белого цвета, что усиливает черно-белую яркость изображения.

Этим решатся проблема неэффективности одноматричной технологии, в следствие чего не требуется установка более мощного источника света.

Одним из самых первых представителей DLP-проекторов был аппарат Viewsonic PJD5126.

Свойство повышенной яркости черно-белой картинки стало полезным для аппаратов, которые широко используются в офисах. Черно-белое изображение оказывается заметно выше по яркости, чем цветные компоненты. Хотя, если установлен максимальный уровень яркости, цвета могут становиться более тусклыми. Блеклость цвета присуща не всем DLP-агрегатам, поскольку большинство производителей стремятся к повышению качества своей продукции.

Трехматричный DLP-проекционный аппарат

Также существуют трехматричные проекционные аппараты, с разделением светового потока на традиционные RGB. При этом происходит проецирование на внешний экран трех изображений разного цвета, в результате чего формируется полноцветная картинка.

DLP-устройства обладают повышенным уровнем яркости, который может достигать показателя в 18 000 ANSI-лм.

• небольшая масса;
• правильная геометрия;
• долговечность матрицы;
• используется для больших экранов;
• низкий шум;
• высокая яркость.

• при одноматричной конструкции заметен “эффект радуги” на картинке;
• дорогостоящая лампа;
• «битые» пиксели.

Самой передовой и самой дорогой технологией для формирования наиболее качественного изображения является лазерная. Представителем нового вида проекционного оборудования можно назвать аппарат ViewSonic LS830.

Принцип действия агрегата такой же, как и в рассмотренных выше моделях: с помощью лазера формируется 3 цветовых компонента, которые, в конечном счете, смешиваются. Далее, посредством сложной системы, включающей фокусировку и развертку, происходит создание изображения с использованием системы зеркал. Появляется возможность сформировать изображение практически на любой поверхности, включая неровную.

Общая стоимость эксплуатации намного сокращается за счет применения лазерной технологии, поскольку лазер можно считать условно вечным. Расчетный период его работы равняется 20 000 часов, не требующих специального обслуживания. При этом аппарат будет выдавать отличную яркость, не снижающуюся с течением времени. На протяжении всех лет эксплуатации оборудования, качество картинки будет оставаться на высоком уровне. Уровень яркости в аппарате Viewsonic достаточно высок — 4 500 люмен, что подходит для просмотра видео в хорошо освещенном помещении.

Практически все современные лазерные проекторы имеют ультракороткофокусные объективы (0,23). Это позволяет располагать проектор на расстоянии 21 см от экрана, что делает его почти незаметным.

На рисунке ниже проекторы расположены на расстоянии 17 см от стены.

Лазерная технология способна выдавать цвета с большой глубиной и насыщенностью, с высокой яркостью и детализацией, а также с широкой цветовой гаммой. За счет высокой контрастности (100 000:1) картинка отличается идеальной резкостью и плавными переходами полутонов.

Также использование лазерной технологии дает возможность проецировать цветную картинку с разрешением Full 1080p HD практически без деформации.

Один из самых главных плюсов лазерных видеопроекторов – это возможность проецировать картинку на экраны огромных размеров.

Таким образом, на рынке видеопроекторов существует немалое количество моделей как дорогих, так и бюджетных. Отличаются они, главным образом, технологиями, которые применяются для формирования изображения, и, соответственно – ценой. Чем более передовая технология, тем и цена на аппарат будет выше.

Что такое проектор — устройство и возможности техники

Здравствуйте, дорогие друзья.

В этой статье я расскажу вам, что такое проектор. Многие сталкивались с ним на работе, учебе или в клубах. Но я уверен, что это устройство вскоре будет у каждого дома. Предлагаю познакомиться с ним поближе.

Когда мы говорим о современных проекторах, то подразумеваем мультимедийное устройство, способное выдавать картинку или видео (со звуком) в виде светового потока на экран. При этом источником изображения является цифровой или аналоговый сигнал, а так же непосредственно файлы.

Это существенное отличие, от более ранних проекционных устройств. Из них старшему поколению хорошо знакомы фильмоскопы, кинопроекторы и фотоувеличители, выдававшие картинку с рулонной фотопленки или слайдов. Так же с листовыми прозрачными пленочными носителями работал кодоскоп.

В школах использовался эпидиаскоп, позволявший выдавать картинку с книги или журнала.

Здесь я еще хочу просветить вас: при диапроекии – свет проходит через источник изображения, при эпипроэкции – отражается от него.

Если вы заметили, то опцией воспроизведения звука из ретро-устройств обладали только кинопроекторы, и то не все (там использовалась оптическая запись акустического сигнала).

Но вот что объединяет все устройства именуемые проекторами, так это наличие мощного источника света и оптического модуля, фокусирующего четкое изображение на любой плоской поверхности.

Давайте разберемся, как устроен современный проектор. Ключевым его компонентом является матрица, формирующая изображение. Чтобы особо не заморачиваться, вспомните, что экран любого монитора или телевизора это тоже матрица, состоящая из отдельных элементов-пикселей.

На телевизор мы подаем цифровой или аналоговый сигнал, который преобразуется в код, управляющий матрицей. Точно так же и в проекторах. А вот дальше начинаются отличия и в самих матрицах, и в способах обработки и формирования светового потока.

Свойства качественной картинки

Для продолжения беседы необходимо выяснить, какие технические параметры проекторов определяют качество изображения:

• яркость, измеряемая ANSI лм, по сути, эквивалентна мощности светового потока на единице площади. С удалением экрана она будет уменьшаться. Визуально определить уровень яркости сложно. Поэтому это делают с помощью прибора или, сравнивая белые изображения с нескольких проекторов. Так же существует такое понятие как цветовая яркость, измеряемая по синему, красному и зеленому участку специальной калибровочной картинки;
• контрастность – это разница между яркостью черного и белого цвета выдаваемого проектором. Представляется в виде отношения, например, 1:7000;
• разрешающая способность изображения. Чем она выше, тем картинка четче.

Этих характеристик вполне достаточно, чтобы подобрать устройство, выдающее качественную проекцию.

Технологии проецирования изображений

Устройство проектора технически сложное. Чтобы понять, как он работает, рассмотрим способы преобразования и обработки светового потока:

• Работа DLP проекторов (Digital Light Processing) основана на использовании матрицы с подвижными пиксельными элементами в виде микроскопических зеркал. Каждое из них может находиться в одном из двух положений: либо отражая свет в объектив (белая точка), либо нет (черная).

Это позволяет получить максимально высокую контрастность. Оттенки серого формируются за счет того, что в течение одного кадра пиксель может быть N раз белым и M раз черным. Мы этого мерцания не замечаем благодаря инертности зрения.

Это же свойство нашего организма позволяет воспринимать несколько разноцветных кадров как один цветной. Дело в том, что луч света в DLP-проекторе поочередно проходит через красный, зеленый, синий, белый и иногда желтый светофильтры, размещенные в виде секторов на быстро вращающемся диске.

Из-за этого снижается светосила цветных лучей. И при отображении быстро перемещающихся объектов можно наблюдать радужный след. Такие эффект отсутствует у трехматричных DLP устройств, которые заметно дороже.

• 3LCD проекторы – основные конкуренты DLP моделей. Здесь используется три ЖК матрицы (красная, синяя, зеленая), элементы которых имеют переменную прозрачность.

Луч от лампы, проходя через них, отражается зеркалами на объединяющий оптический модуль объектива. В результате мы получаем картинку, которая хоть и не отличается высокой контрастностью, но обладает сочными насыщенными цветами.

Сторонники этой технологии всегда приводят такой неоспоримый факт: даже при лучших показателях по обычной яркости DLP устройства проигрывают 3LCD моделям по яркости цветовой.

• Технология LCoS (Liquid Crystal on Silicon) отличается от предыдущей тем, что свет не проходит через матрицу. А отражается от ее поверхности. Но управление пикселями так же возлагается на поляризационные ЖК кристаллы. Которые имеют большую полезную площадь и эффективно перекрывают световой поток.

В итоге изображение по всем параметрам лучше, чем у DLP и 3LCD. Но и цена такого технического решения достаточно высока, поэтому оно используется в авиатренажерах и в цифровых кинопроекторах.

• Бывают еще и CRT (Cathode Ray Tube). Что такое проектор CRT? В нём три катодно-лучевые трубки, отдельно выдающих на экран красное, зеленое и синее изображение, которое еще нужно свести. Оно получается ярким, детальным, но не контрастным. Фактически единственным достоинством такого устройства является продолжительный ресурс работы, поэтому такие проекторы встречаются крайне редко.

Что выбрать то?

Обычному покупателю приходится делать выбор между DLP и 3LCD проекторами. Если речь идет о бюджетной и средней ценовой категории аналогичных устройств, то здесь совет простой: для презентаций лучше подойдет DLP, а для домашнего кинотеатра берите 3LCD. В более дорогих моделях все параметры «вытянуты» до солидного уровня и разницы между ними вы можете и не увидеть.

Техника, которой приятно пользоваться

Раз уж мы заговорили о выборе проектора, то пора перейти к конструкционным и эксплуатационным особенностям.

• От зума и фокуса объектива зависит минимальные и максимальные параметры: расстояние до экрана и размер изображения на нем. Это важно, когда подбирается модель для конкретных условий.

• Лампы в проекторах бывают разные: металлогалогенки, светодиоды и даже лазеры. Но обычному пользователю важно не это, а заявленный срок службы источника света. Он фактически является расходником. Поэтому оценивайте ваш режим использования проектора и возможность купить новую лампу взамен сгоревшей. Увеличит ее ресурс можно, используя проекционную технику в экономном режиме (если таковой есть).

• Нагревающаяся лампа и начинка проектора нуждается в качественном охлаждении. Обычно оно осуществляется вентилятором. На уровень создаваемого им шума следует обращать внимание.
• Проекционная техника может размещаться с любых сторон относительно экрана (в т. ч. и за ним) в пределах углов, указанных в техпаспорте. Поэтому в настройках используются ручные и автоматические способы корректировки трапециедальности изображения
• Современные мультимедийный проектор поддерживает разные форматы файлов, которые можно транслировать с компьютера, смартфона или с флешки посредством нескольких протоколов (HDMI, VGA, Wi-Fi, Блютуз, USB).

Для современных проекторов уже является стандартной комплектацией наличие пульта дистанционного управления и звукового динамика. Покупателю остается уточнить соответственно для них дальность действия и мощность.

Беглый взгляд на витрину с проекторами

Обычно проекторы классифицируют по массе, габаритам и назначению. Это весьма условно, но можно выделить:

• стационарные устройства для кинотеатров и концертных инсталляций;
• модели для дома и офиса, которые можно переносить в сумке (идущей в комплекте);
• компактные (карманные) проекторы.

И напоследок, о производителях проекционной техники. Безусловными лидерами являются BenQ, Epson, Acer, LG, Optoma, Sony. Но энтузиасты утверждают, что некоторые китайские модели готовы конкурировать брендовой продукцией не только по цене, но и по качеству картинки.

Что ж, друзья, подведем итог.

Информации о том что такое проектор думаю вам хватит. И если вы ее усвоите, то любой консультант магазина электроники удивится ваши познаниям о проекторах ;).

На этом я прощаюсь с вами и желаю всем удачи и благополучия.

Проектор, проекционные технологии

Раньше переносные проекторы в основном использовались в учебных целях – для показа диафильмов, картин на слайдах, демонстрации учебных материалов вместо писания на доске, а также на разных конференциях – для показа презентаций. Теперь же все больше людей покупают проекторы для личных целей – просмотра видео или использования во время запуска компьютерных игр. И это закономерно – ведь вы можете не ограничиваться небольшим экраном, а создать дома настоящий кинозал – главное, чтобы в помещении была стена и полотно. Но проекторы – вещь еще не настолько популярная, как, например, плазменные панели или жидкокристаллические мониторы, поэтому и выбрать проектор для покупки будет сложнее. Тем более, что сейчас есть много очень разных видов проекторов, и между собой они могут существенно отличаться. Всегда при покупке проектора вам предоставляется длинный список характеристик устройства, из которого мало что понятно. Чтобы правильно подобрать проектор, который вам нужен, необходимо хоть немного знать о технологиях, которые используются в проекторах, а также об их главных параметрах.

Как уже говорилось выше, основным преимуществом проекторов является размер картинки или видео, тогда когда даже самые большие плазменные экраны не позволяют достичь таких размеров, как большая проекция.

Конечно, используются проекторы и для намного более серьезных целях – в каждом нормальном конференц-зале есть проектор, и не один, показ презентаций является закономерным элементом множества конференций, как региональных, так и международных; проекторы помогают экономить на больших экранах, но в то же время качественно демонстрировать видео, слайды, фильмы для большого количества людей.

Проекторы все чаще используются в учебных заведениях – и в школах, и в вузах, как преподавателями, так и учащимися. В ходе информатизации образования снабжение учебных заведений проекторами не просто удобно, а и необходимо. Для преподавателей и учителей проекторы удобны, ведь не нужно писать и рисовать на доске, все показано на слайдах – и в намного лучшем качестве, чем получалось бы на доске; кроме того, при помощи проектора можно показывать не только слайды с текстом и изображениями, а и видео или другие форматы учебных данных. Ученики и студенты могут показывать результаты своих выпускных и дипломных работ также с помощью проектора, создав презентации быстро и удобно. Также проекторы избавляют вузы от траты лишних денег на большие экраны, плазменные панели.

Поэтому проекторы и проекционные технологии используются намного чаще, чем может ожидать; но многим покупателям проекционной техники создает трудности множество лишней информации, сухие и непонятные характеристики.

В этой статье будут рассмотрены основные преимущества и недостатки проекционных технологий, а также расскажем об основных параметрах, которые важны при выборе проектора для разных целей – просмотра видео, учебных целей или конференций.

Как устроен проектор

Привет из 50-х: технология CRT

Технология CRT, то есть Cathode Ray Tube, является наиболее старой технологией проектирования; на сегодняшний день она практически неактуальна и используется крайне редко, потом как имеет много недостатков: например, проекторы эти сложно настраивать, они довольного много весят, да и их яркость не настолько мощная. Но есть и преимущества – выдают мало шума, выделения тепла также приемлемые, отображать они могут практические любое нужно разрешение. Эти преимущества являются причиной того, что для определенных заданий технология CRT используется до сих пор

Принцип работы и устройства проекторов CRT довольно простое – в их основе три ЭЛТ, размер которых составляет от 7 до 9 дюйма диагонали. На кажду из них подается определенный цвет из палитры RGB – красный, зеленый, синий. Далее эти три набора лучей через линзы и фильтры проецируются на полотно.

Технология 3LCD

Основу проекторов, которые используют ЖК-технологию 3LCD, являют три активные матрицы просветного вида на полисиликоновой основе. Сначала свет от галогенной лампы разделяется на три пучка, каждый из них проходит через соответствующую поляризационную ЖК-матрицу, а потом собираются в цельное изображение через линзы. Каждая из точек изображения являет собой сочетание красного, зеленого и синего, то есть RGB палитры.

Наиболее важным преимуществом у технологии 3LCD – это довольно высокая точность цветопередачи в том диапазоне, который могут позволить ЖК-технологии. Такая точность достигается благодаря отдельной обработке каждого из цветовых элементов. Использование 3-х матриц ЖК позволяет в некоторой степени избавляться от проблем со временем отклика, которая бывает у плоских ЖК-дисплеев. Также преимуществом технологии является отсутствие подвижных частей проекторов.

Но поговорим о недостатках 3LCD; практически все они объясняются недостатками ЖК матриц, например: эффект память, который появляется если долго показывать статичное изображение, а также узкие границы цветопередачи. Также нужно использовать более мощные лампы, и больше систем охлаждения.

На сегодняшний день технология DLP, то есть Data lighting processing, является одной из наиболее популярных в проецировании. Она имеет уникальные особенности и отличия от остальных, такие как возможность работы безо всяких ограничений как со статичными, так и с динамичными изображениями, широкие границы цветопередачи, такие проекторы имеют высокую надежность и хранятся очень долго. Эта технология позволяет также создавать проекторы от недорогих и простых, до высококлассных и профессиональных.

Основанием этой технологии являются DMD-чипы, которые составлены из большого количества подвижных микрозеркал. Зависимо от изображения, которое нужно выдать, каждое микрозеркало занимает определенное положении из двух возможных, направляя свет либо на экран, либо в сторону.

Так вот, при наличии 3-х таких чипов DMD цветное изображение создается так же, как и в технологии 3LCD – каждая из матриц обрабатывает определенный цветовой компонент палитры RGB – красный, зеленый или синий. Конечно, такие проекторы обходятся довольно дорого, поэтому в большинстве недорогих вариантов используются 1-2 чипа DMD. В таком случае изображение создается через специальное колесо просветного типа, которое вращается с огромной скорость для того, чтобы смена цветов была незаметна.

Недостатки DLP-технологии: это наличие подвижных элементов проекторы – например, этого же колеса, а также резкое увеличение скорости при увеличении разрешения. Если используется недорогой проектор, по краям изображения можно увидеть радугу.

Технология ILA создана компанией JVC, а затем усовершенствована до уровня D-ILA; ILA обозначает Image Light Amplifier, D-ILA расшифровывается как Digital Direct Drive Image Light Amplifier; эту технологию можно считать объединением технологий DLP и 3LCD, которые были описаны выше. Создание изображений проходит при помощи силиконовых ЖК матриц LCOS отражающего вида, то есть так же, как и в 3LCD, он при этом также используется отражение света, что увеличивает яркость изображения.

Каждая из матриц LCOS соответствует определенному компоненту RGB, Красному зеленому или синему, поэтому обработка цвета на высоком уровне. Управление яркостью проводится путем регулировки коэффициента пропускания этих матриц LCOS

Поэтому проекторы технологии D-ILA имеют все преимущества технологий 3LCD и DLP: высокую контрастность, яркость, цветопередачу, а также довольно четкое изображение. Недостатки: сравнительно большая цена, шумность, потому как используются мощные системы охлаждения.

Последние несколько лет технология DLP постоянно совершенствовалась, в том числе был совершен переход на иные источники света – и ли раньше это были галогенные лампы, то теперь это LED-модули, каждый из которых включает три светодиода, соответствующие определенным каналам: красному синему зеленому – RGB. Для таких проекторов не нужно использовать вращающееся колесо, даже использует 1 матрицы DLP, а отсутствие подвижных элементов внутри корпуса проектора – это важное преимущество.

Также важное преимущество этой технологии: высокие точность цветоуправения и качество цветопередачи, благодаря использованию светодиодов. Также модули LED имеют высокий КПД, и действуют намного дольше, чем галогенные лампы, проектор работает долговечнее.

Недостатки DLP_LED: повышенная чувствительность к высоким температурам, поэтому яркость иногда бывает слишком маленькой, а также необходимость реализации мощных систем охлаждения

Выбираем проектор

При выборе проектора обращать внимание на технологию, конечно, нужно, но это далеко не самое главное, то есть главным критерием он не является. Намного более важные некоторые параметры, на которые нужно обращать внимание во время выбора проектора.

Из наиболее важных параметров проектора можно выделить яркость. Согласно физическим и биологическим законам, важной является яркость изображения относительно степени внешней освещенности экрана. Понятно, что для хорошего освещения, например, школьного класса, нужно очень хорошее освещение, и яркость тут – наиболее важный показатель. То же касается конференц-залов и все остальных больших помещений, где изображение также должно быть большим. Для домашних же кинотеатров яркость может быть не очень большой – например, 100лм.

Уровень яркости, который вам нужен, можно определить по следующей формуле:

Например, в условиях школьного класса или комнаты для переговоров, где есть окна, освещенность B равна около 100-120 кандел на квадратный метр, а для создания кинотеатра в квартире хватает 30кд/м2. Коэффициент усиления для наиболее дешевых экранов равняется 1, в остальных случаях он указан в технических характеристиках экрана.

Довольно важно при выборе проектора также учитывать, как к нему подключаются источники видео или изображений. Необходимо чтобы были нужные разъемы, а также поддерживались нужные входные сигналы.

Чтобы удовлетворить это требование, нужно сделать список всех возможных источников и тех разъемов, которые они поддерживают, а также разрешения сигнала, форматы и частоты. Когда напишете такой список, тогда и можно начинать поиски.

Для конференц-залов, переговорных комнат, а также учебных помещений источники сигнала чаще всего это ПК или портативные компьютеры, которые используют разъем D-Sub и поддерживают много разрешений – от VGA и до FullHD. Иногда удобно иметь возможность подключения флешки через USB. Для организации домашнего кинотеатра нужно, чтобы проектор воспроизводил DVD и Blue-Ray, разные форматы мультимедиа, ПК или ТВ-тюнер

Довольно сложно бывает иногда определить контрастность, которую дает проектор, но этот показатель также довольно важен; контрастность – это соотношение яркости белого и черного цветов, причем берутся именно чисто белый и чисто черный. Для того, чтобы изображение можно было воспринимать, достаточно контрастности 3:1, но вот различать цвета при такой контрастности почти невозможно; для домашних кинотеатров нормальным уровне контрастности является 1000:1 или больше, для учебных помещений или переговорных комнат достаточно где-то от 20:1 до 60:1. Хотя сейчас большинство проекторов дают хорошую контрастность.

Автоматические функции коррекции картинки

В условиях переговорных помещений, и в домашних условиях, довольно часто проектор подвешивают к потолку, что с определенной точки_зрения удобно, но доступ к нему становится намного сложнее. Поэтому хорошим решением является продумать наличие автоматических механизмов, которые позволят корректировать картинку или видео, без участия пользователя. Параметры, которые нужно корректировать: это вертикальная и горизонтальная трапеции, размеры изображения, а также фокусировка и угол наклона.

Расстояние до экрана

Оптические возможности проектора чаще всего ограничивают минимальное расстояние до экрана, а проектор с интерактивной доской целесообразен тогда, когда он не светит докладчику в_глаза. Поэтому довольно часто разумным решением является разместить проектор выше чем доска, хотя тогда расстояние между ними будет минимально. В таких вариантах подходят проекторы короткофокусные, они дают изображения больного размера даже с нескольких десятков сантиметров расстояния.

Короткофокусные проекторы также можно использовать в небольших переговорных комнатах или домашних кинотеатрах

Конечно же, важным вопросом при выборе устройства является цена; но важно учитывать цену не только проектора, но и расходных материалов, которые будут обязательно нужны при его использовании.

Что же такое эти расходные материалы? Например, галогенные лампы, срок работы которых около 3-5 тысяч часов.

Цветоделящие колеса, которые используются в DLP-технологиях, также имеют срок действия – тут уже около 20 тысяч часов. Но обычно замены этого элемента не требуется.

Технология DLP

Digital Light Processing (DLP) — передовая технология, изобретенная компанией Texas Instruments. Благодаря ей оказалось возможным создавать очень небольшие, очень легкие (3 кг — разве это вес?) и, тем не менее, достаточно мощные (более 1000 ANSI Lm) мультимедиапроекторы.

Краткая история создания

В 1987 году Dr. Larry J. Hornbeck изобрел цифровое мультизеркальное устройство (Digital Micromirror Device или DMD). Это изобретение завершило десятилетние исследования Texas Instruments в области микромеханических деформируемых зеркальных устройств (Deformable Mirror Devices или снова DMD). Суть открытия состояла в отказе от гибких зеркал в пользу матрицы жестких зеркал, имеющих всего два устойчивых положения.

В 1989 году Texas Instruments становится одной из четырех компаний, избранных для реализации «проекторной» части программы U.S. High-Definition Display, финансируемой управлением перспективного планирования научно-исследовательских работ (ARPA).

В мае 1992 года TI демонстрирует первую основанную на DMD систему, поддерживающую современный стандарт разрешения для ARPA.

High-Definition TV (HDTV) версия DMD на основе трех DMD высокого разрешения была показана в феврале 1994 года.

Массовые продажи DMD-чипов началиcь в 1995 году.

Технология DLP

Ключевым элементом мультимедиапроекторов, созданных по технологии DLP, является матрица микроскопических зеркал (DMD-элементов) из алюминиевого сплава, обладающего очень высоким коэффициентом отражения. Каждое зеркало крепится к жесткой подложке, которая через подвижные пластины соединяется с основанием матрицы. Под противоположными углами зеркал размещены электроды, соединенные с ячейками памяти CMOS SRAM. Под действием электрического поля подложка с зеркалом принимает одно из двух положений, отличающихся точно на 20° благодаря ограничителям, расположенным на основании матрицы.

Два этих положения соответствуют отражению поступающего светового потока соответственно в объектив и эффективный светопоглотитель, обеспечивающий надежный отвод тепла и минимальное отражение света.

Шина данных и сама матрица сконструированы так, чтобы обеспечивать до 60 и более кадров изображения в секунду с разрешением 16 миллионов цветов.

Матрица зеркал вместе с CMOS SRAM и составляют DMD-кристалл — основу технологии DLP.

Впечатляют небольшие размеры кристалла. Площадь каждого зеркала матрицы составляет 16 микрон и менее, а расстояние между зеркалами около 1 микрона. Кристалл, да и не один, легко помещается на ладони.

Всего, если Texas Instruments нас не обманывает, выпускаются три вида кристаллов (или чипов) c различными разрешениями. Это:

• SVGA: 848×600; 508,800 зеркал
• XGA: 1024×768 с черной апертурой (межщелевым пространством); 786,432 зеркал
• SXGA: 1280×1024; 1,310,720 зеркал

Итак, у нас есть матрица, что мы можем с ней сделать? Ну конечно, осветить ее световым потоком помощнее и поместить на пути одного из направлений отражений зеркал оптическую систему, фокусирующую изображение на экран. На пути другого направления разумным будет поместить светопоглотитель, чтобы ненужный свет не причинял неудобств. Вот мы уже и можем проецировать одноцветные картинки. Но где же цвет? Где яркость?

А вот в этом, похоже, и заключалось изобретение товарища Larry, речь о котором шла в первом абзаце раздела истории создания DLP. Если вы так и не поняли, в чем дело, — приготовьтесь, ибо сейчас с вами может случиться шок :), т. к. это само собой напрашивающееся элегантное и вполне очевидное решение является на сегодня самым передовым и технологичным в области проецирования изображения.

Вспомните детский фокус с вращающимся фонариком, свет от которого в некоторый момент сливается и превращается в светящийся круг. Эта шутка нашего зрения и позволяет окончательно отказаться от аналоговых систем построения изображения в пользу полностью цифровых. Ведь даже цифровые мониторы на последнем этапе имеют аналоговую природу.

Но что произойдет, если мы заставим зеркало с большой частотой переключаться из одного положения в другое? Если пренебречь временем переключения зеркала (а благодаря его микроскопическим размерам этим временем вполне можно пренебречь), то видимая яркость упадет не иначе как в два раза. Изменяя отношение времени, в течение которого зеркало находится в одном и другом положении, мы легко можем изменять и видимую яркость изображения. А так как частота циклов очень и очень большая, никакого видимого мерцания не будет и в помине. Эврика. Хотя ничего особенного, это всё давно известно 🙂

Ну, а теперь последний штрих. Если скорость переключения достаточно высока, то на пути светового потока мы можем последовательно помещать светофильтры и тем самым создавать цветное изображение.

Вот, собственно, и вся технология. Дальнейшее ее эволюционное развитие мы проследим на примере устройства мультимедиапроекторов.

Устройство DLP-проекторов

Texas Instruments не занимается производством DLP-проекторов, этим занимается множество других компаний, таких, как 3M, ACER, PROXIMA, PLUS, ASK PROXIMA, OPTOMA CORP., DAVIS, LIESEGANG, INFOCUS, VIEWSONIC, SHARP, COMPAQ, NEC, KODAK, TOSHIBA, LIESEGANG и др. Большинство выпускаемых проекторов относятся к портативным, обладающим массой от 1,3 до 8 кг и мощностью до 2000 ANSI lumens. Проекторы делятся на три типа.

Одноматричный проектор

Самый простой тип, который мы уже описали, это — одноматричный проектор, где между источником света и матрицей помещается вращающийся диск с цветными светофильтрами — синим, зеленым и красным. Частота вращения диска определяет привычную нам частоту кадров.

Изображение формируется поочередно каждым из основных цветов, в результате получается обычное полноцветное изображение.

Все, или почти все портативные проекторы построены по одноматричному типу.

Дальнейшим развитием этого типа проекторов стало введение четвертого, прозрачного светофильтра, позволяющего ощутимо увеличить яркость изображения.

Трехматричный проектор

Самым сложным типом проекторов является трехматричный проектор, где свет расщепляется на три цветовых потока и отражается сразу от трех матриц. Такой проектор имеет самый чистый цвет и частоту кадров, не ограниченную скоростью вращения диска, как у одноматричных проекторов.

Точное соответствие отраженного потока от каждой матрицы (сведение) обеспечивается с помощью призмы, как вы можете видеть на рисунке.

Двухматричный проектор

Промежуточным типом проекторов является двухматричный проектор. В данном случае свет расщепляется на два потока: красный отражается от одной DMD-матрицы, а синий и зеленый — от другой. Светофильтр, соответственно, удаляет из спектра синюю либо зеленую составляющие поочередно.

Двухматричный проектор обеспечивает промежуточное качество изображения по сравнению с одноматричным и трехматричным типом.

Сравнение LCD и DLP-проекторов

По сравнению с LCD-проекторами DLP-проекторы обладают рядом важных преимуществ:

DLP-проекторы, в отличие от LCD, работают на отражение, а не на просвет. Это позволяет получать более мощный световой поток. Кроме того, элементы DMD-матрицы расположены намного ближе друг к другу, нежели элементы LCD, что еще более увеличивает яркость изображения и делает менее заметной дискретную структуру.

Есть ли недостатки у технологии DLP?

Но теория теорией, а на практике еще есть над чем поработать. Основной недостаток заключается в несовершенстве технологии и как следствие — проблеме залипания зеркал.

Дело в том, что при таких микроскопических размерах мелкие детали норовят «слипнуться», и зеркало с основанием тому не исключение.

Несмотря на приложенные компанией Texas Instruments усилия по изобретению новых материалов, уменьшающих прилипание микрозеркал, такая проблема существует, как мы увидели при тестировании мультимедиапроектора Infocus LP340. Но, должен заметить, жить она особо не мешает.

Другая проблема не так очевидна и заключается в оптимальном подборе режимов переключения зеркал. У каждой компании, производящей DLP-проекторы, на этот счет свое мнение.

Ну и последнее. Несмотря на минимальное время переключения зеркал из одного положения в другое, едва заметный шлейф на экране этот процесс оставляет. Эдакий бесплатный antialiasing.

Развитие технологии

• Помимо введения прозрачного светофильтра постоянно ведутся работы по уменьшению межзеркального пространства и площади столбика, крепящего зеркало к подложке (черная точка посередине элемента изображения).
• Путем разбиения матрицы на отдельные блоки и расширения шины данных увеличивается частота переключения зеркал.
• Ведутся работы по увеличению количества зеркал и уменьшению размера матрицы.
• Постоянно повышается мощность и контрастность светового потока. В настоящее время уже существуют трехматричные проекторы мощностью свыше 10000 ANSI Lm и контрастностью более 1000:1, нашедшие свое применение в ультрасовременных кинотеатрах, использующих цифровые носители.
• Технология DLP полностью готова заменить CRT-технологию показа изображения в домашних кинотеатрах.

Заключение

Это далеко не все, что можно было бы рассказать о технологии DLP, например, мы не затронули тему использования DMD-матриц в печати. Но мы подождем, пока компания Texas Instruments не подтвердит информацию, доступную из других источников, дабы не подсунуть вам «липу». Надеюсь, этого небольшого рассказа вполне достаточно, чтобы получить пусть не самое полное, но достаточное представление о технологии и не мучать продавцов расспросами о преимуществе DLP-проекторов над другими.