Принцип работы видеопроектора

Проектор представляет собой устройство, которое подключается к видеокамере, ноутбуку, ПК, или планшету, для того, чтобы вывести картинку на большой экран. Для управления работающим аппаратом используется пульт ДУ. Устройство видеопроектора достаточно сложное, и может иметь отличия, зависящие от технологии, применяемой для компоновки изображения. От примененной технологии зависит и то, как именно будет работать проектор. На сегодня в видеопроекторном оборудовании используется 5 технологических достижений:CRT, LCD, D-ILA, DLP, лазерная технология.

CRT-технология

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.
    Проектор белый
  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.

CRT-видеопроектор внутри

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

Преимущества CRT-устройств:

  • 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).

Недостатки CRT-устройств:

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

LCD-технология

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.

Устройство LCD-агрегата

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.

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.

Устройство проектора

Преимущества LCD:

  • 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;

Недостатки:

  • 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.

D-ILA-проектор

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.

Устройство D-ILA-аппарата

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.

D-ILA аппарат

Преимущества:

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

Недостатки:

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

DLP-проектор

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.

DLP-проектор

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

Схема отражения света на экран

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

Полутона серого

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

Одноматричный аппарат

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

Диск со светофильтрами

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).

Диск

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

Оптический блок DLP-аппарата

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

Цветовое колесо

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.

Преимущества:

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

Недостатки:

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

Лазерная технология

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

Лазерный проектор

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.

Проектор на расстоянии 21 см.

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

Проектор на расстоянии 17 см.

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.

Резкость лазерной технологии

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

Разрешение картинки

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.

Комментариев: 0
В продолжение темы:
Ваше мнение

Какой фирмы ваша стиральная машина?

Загрузка ... Загрузка ...
Обзоры техники Рейтинги техники
Калькулятор
расчета
электроэнергии