4.3.6. Lcos-проекторы (d-ila-проекторы)

Первой в мире разработала LCOS-технологию и внедрила ее в свои мультимедийные проекторы корпорация JVS. Чтобы отделить свою разработку от других, она использует для выпускаемых ею LCОS-матриц специальное название: D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier). Компания Sony для такой же технологии использует название SXRD (Silicon X-tal Reflektive Display). Технология D-ILA явилась развитием технологии ILA-проекторов.

Проекторы ILA. Проекторы ILA используют технологию Image Light Amplifier (усилитель света от изображения), разработанную совместно корпорациями Hughes Aircraft и JVS. В настоящее время выпуск проекторов DLA полностью контролируется корпорацией JVS.

Проектор ILA, как и полисиликоновый, имеет три модулятора для монохромных изображений основных цветов, которые затем смешиваются для получения цветного изображения. Схема такого светомодулирующего блока для одного цвета такого проектора приведена на рис. 4.23.

Модулятор выполнен на основе ЖК-панели особой конструкции. Данная ЖК-панель является сплошной. В качестве элементов, управляющих степенью прохождения света, используют не тонкопленочные транзисторы, как в TFT-матрице, а фоторезистивный слой, на котором с помощью ЭЛТ и оптической системы создается потенциальный рельеф, повторяющий спроецированное с экрана ЭЛТ-изображение. (Из-за использования ЭЛТ в некоторых публикациях проекторы ILA называют CRT-проекторами). Между фоторезистивным и ЖК-слоем размещается диэлектрическое зеркало, которое отражает попавший на него световой поток от проекционной лампы.

Рис. 4.23. Модулятор отражательного проектора типа ILA:

1 – ЭЛТ; 2 – оптическая система; 3 – фоторезистивный слой; 4 – диэлектрическое зеркало; 5 – слой жидкокристаллического вещества; 6 – прозрачный электрод; 7 – зеркало-поляризатор

Свет от проекционной лампы поступает на зеркало-поляризатор, одновременно выполняющее функции зеркала, поляризатора и анализатора. Световая волна, падающая на него под углом 45, разделяется на две составляющие: одна с поляризацией, параллельно поверхности зеркала, и другая – с поперечной поляризацией, перпендикулярно поверхности зеркала. Первая составляющая свободно проходит через зеркало, а вторая – отражается в направлении модулятора. Прошедший свет отражается от диэлектрического зеркала. Величина светового потока, отраженного от зеркала, определяется потенциальным рельефом в фоторезистивном слое, на который спроецировано видеоизображение.

Благодаря отсутствию зернистой структуры (вся поверхность отражает свет) удается получать значительный световой поток (~12000 ANSI-лм). Достижимое разрешение такого проектора определяется разрешающей способностью монохромной ЭЛТ (в ней экран не имеет шага зерен, характерных для большинства цветных ЭЛТ) и непрерывного фоторезистивного слоя. Поэтому ILA-проекторы формируют исключительно четкое и качественное изображение (точность цветопередачи, широкий динамический диапазон яркости изображения). Однако значительные габариты и масса (120–500 кг), огромная стоимость (150–250 тыс. долл.) резко ограничивают их применение. При этом ILA-проекторы могут работать только с аналоговым видеосигналом, что делает их видеопроекторами. ILA-проекторы применяются там, где предъявляются повышенные требования к качеству изображения.

Проекторы D-ILA. Основу LCОS (D-ILA)-проекторов составляет LCОS-панель (в некоторых публикациях ее называют отражающей ЖК-панелью – Reflective LCD). Упрощенная структура LCОS-панели приведена на рис. 4.24.

Рис. 4.24. Упрощенная структура LCОS-панели:

а – вид в разрезе; б – вид части панели спереди; 1 – кремниевая подложка со CMOS-транзисторами; 2 – планарный слой; 3 – отражающая поверхность электрода управления пикселем; 4 – жидкие кристаллы; 5 – общий прозрачный электрод; 6 – стеклянная пластина

В LCOS-матрице, электроды, управляющие жидкими кристаллами, со стороны попадания света имеют отражающие поверхности (исполняют роль микрозеркал). Так как они неподвижны, их можно разместить с меньшим зазором, чем в DMD-матрице. За счет этого коэффициент отражения LCOS-панели для белого цвета достигает 93–95 %.

Конструкция и принцип работы D-ILA-проектора напоминают конструкцию полисиликонового проектора с той разницей, что вместо просветных TFT-матриц в нем используются отражательные LCOS-панели совместно с блоками поляризатора-анализатора. Оптическая схема D-ILA-проектора приведена на рис. 4.25.

LCOS-проекторы обеспечивают высокую яркость и контрастность изображения, позволяют наращивать разрешающую способность формирователя изображения без значительного увеличения его размеров.

Рис. 4.25. Оптическая схема D-ILA-проектора:

1 – источник света; 2 – нормальное отражательное зеркало; 3 – цветоделительный дихроичный узел; 4 – дихроичное зеркало (отражает зеленый цвет); 5 – блок поляризатора-анализатора; 6 – LCOS-панель; 7 – смесительная призма; 8 – проекционный объектив

Stanford Resourses, ведущая исследовательская фирма в сфере маркетинга дисплейных технологий, прогнозирует на ближайшие пять лет средний ежегодный рост выпуска LCOS-проекторов на уровне 55 % при общих темпах развития в 31 %.

4.3.7. LDT-проекторы

Технология LDT, или лазерная технология, возникла позднее других, а серийное производство проекционных модулей на ее основе было освоено лишь в 2002 г. Производством таких проекторов занимается немецкая компания Laser Technologies AG.

Для создания изображения здесь используется лазер: три луча (зеленого, синего и красного цвета) модулируются по амплитуде в соответствии с подаваемым видеосигналом. Затем с помощью специальной системы полупрозрачных зеркал лучи смешиваются в один поток. Этот световой поток подается по оптоволоконному кабелю на проекционное устройство, которое включает в себя систему фокусировки и оптико-механическую систему развертки. На экране изображение создается построчно, по вертикали лучом управляет качающееся зеркало, а по горизонтали – колесо с 25 зеркалами. Луч, двигаясь сверху вниз, успевает прорисовывать строки слева направо. Так как луч успевает за секунду полностью перерисовать экран 50 раз, глаз воспринимает изображение как единое целое и не замечает мерцания. С помощью лазерного проектора можно проецировать изображение на поверхность площадью несколько сотен квадратных метров, причем это могут быть стены зданий или какие-то другие неровные поверхности. Лазерный луч в любой точке создает яркое и насыщенное изображение.