2.2.3 Мультимедийные проекторы.
Технология электронно-лучевой трубки.
Видеообраз формируется в трех ЭЛТ, каждая из которых производит один из первичных цветов. Цветовые компоненты изображения объединяются на экране, образуя один цветовой образ (рис. а)
Рис. Проекторы на ЭЛТ.
а – прямой (фронтальной, отражательной проекции), б – обратной (тыльной, просветной) проекции.
Схема построения системы с обратной проекцией на основе проекционных кинескопов. Источником изображения служат три проекционных кинескопа (трубки) первичных цветов с размером экрана от 3 до 7”. Так как в проекционных монохромных кинескопах нет теневой маски и используются очень высокие значения анодного напряжения (30 – 35 кВ), удается обеспечить очень высокую яркость их свечения (свыше 10 тыс. нит), достаточную для разворачивания изображения на экраны вплоть до 700. Для обеспечения высокой четкости изображения на экране телевизора и уменьшения фокусного расстояния проекционного объектива используется специальная асферическая оптика в объективе, а для уменьшения размеров корпуса проектора – система отражательных зеркал. Отраженные от зеркала световые лучи проецируются на экран проектора.
Технология ЖКД (LCD)
Поскольку ЖКД-панели проекторов слишком малы, чтобы можно было наносить на них цветовые фильтры посредством вакуумного осаждения, свет здесь должен быть разделен на три первичных цвета. Эта задача выполняется так называемыми дихроничными (с двойным преломлением) или дихроническими зеркалами. Они производятся путем покрытия стекла в вакуумной печи окислами металлов. Различные покрытия отражают только определенные участки спектра, пропуская все остальные.
Два зеркала, поставленные последовательно, расщепляют белый свет на красный, зеленый и синий компоненты. Затем используя панели ЖКД, задерживающие или пропускающие необходимое количество каждого цвета и в результате может быть произведено до 16.7 млн цветов, когда световые лучи повторно комбинируются в дихроничном кубе.
Рис. Конструкция проектора на жидко кристаллический элементах
Использование поликремния позволяет миниатюризировать транзисторные элементы в панелях LCD-проектора, это приводит как к более высокой передаче света, так и к сокращению размеров.
Микрозеркальные проекторы (DMD (Digital Micro-Mirror Device) или DLP (Digital Light Processing)).
Данная технология представляет собой микроэлектронную механическую систему, состоящую из сотен тысяч подвижных микрозеркал, которые управляются лежащими в основе чипа полупроводниковыми схемами
Рис. Микрозеркальные проекторы
А – микрозеркала (общий вид, видны места крепления поворотных рычагов), б – общая схема действия, в – DMD-проекторы с одной матрицей, г – с тремя матрицами.
Микрозеркала панели DMD установлены на крошечных стержнях, которые позволяют им или наклониться к световому источнику («включен») или от него («выключен»), создавая светлый или темный пиксель соответственно на поверхности экрана. Битовый поток закодированного изображения может переключать зеркало до нескольких тысяч раз в секунду (время переключения около 20 нс). Если оно «включено» более часто чем «выключено», это создает впечатление светло-серого пикселя, если наоборот, – темно серого, что приводит к возможностям проекторов DLP-систем отображать до 1024 оттенков цветов.
Существуют две основные конструкции DLP-проекторов:
С одной матрицей микрозеркал (одночиповый);
С тремя цветовыми матрицами (трехчиповый).
Жидкие кристаллы на кремнии (ЖКнК, LCOS или LCoS (Liquid Crystal On Silicon)).
Как и панель ЖКД, LCoS-панель содержит сотни тысяч ячеек, заполненных жидкими кристаллами, которые меняют свою геометрию в зависимости от приложенного напряжения. Однако в LCoS жидкокристаллические элементы размещаются на отражающей пластине (кремний с алюминиевым покрытием). Если жидкий кристалл открывается или закрывается свет отражается от кремниевой подложки или задерживается
Рис. Пример конструкции LCoS-проекторов
Существует две категории LCoS-дисплеев – трех- и однопанельные. В первом случае LCoS используют три микросхемы, каждая из которых модулирует один из основных цветов, и окончательное изображение комбинируется оптически, как и технология LCD, это обеспечивает одновременное попадание цветов на экран.
Во втором – единственная панель по очереди передает RGB-составляющие изображения, которые за счет инерционности зрения комбинируются в глазах зрителя. Как и в DLP, разные цвета разделяют одну точку пространства экрана, сменяя друг друга во времени. Когда цветовая компонента выведена на панель, модулятор (цветовое колесо, вращающаяся призма, RGB-массив светодиодов), направляет луч соответствующего цвета.