28 Вопрос

Развитие проекционных технологий

Общий принцип действия светоклапанных систем прост: излучение мощной лампы проходит через небольшую картинку-слайд и проецируется с помощью оптической системы на внешний экран. Главная проблема таких устройств – формирование и управление картинкой (или электронным слайдом) для воспроизведения динамичного, «живого» изображения.

За полвека были опробованы десятки способов формирования электронных слайдов, основанных на различных эффектах взаимодействия электронного пучка с разнообразными средами – от слюды до масляных пленок. Электронный пучок оставался главным записывающим средством, а эффекты были самые разные: обесцвечивание среды или, наоборот, ее окрашивание, нагрев, создание механических напряжений и изгибов и т.п.

Шедевр технической мысли тех лет, с точки зрения современного разработчика, – система «Эйдофор», разработка которой велась около четырех десятилетий. Первые образцы этого проектора были с двухэтажный дом. На основе проекционной системы «Эйдофор» был выполнен первый большой телевизионный экран Центра управления космическими полетами. Однако ни одна из модификаций этого проектора не нашла широкого применения, поскольку во-первых, не была решена проблема воспроизведения высококачественного изображения, а во-вторых, эти системы были очень дороги (200-300 тыс. долл.), сложны в эксплуатации и не достаточно надежны.

К моменту достижения предельных возможностей светоклапанных систем первого поколения (начало 70-х годов) началось бурное развитие проекторов на основе люминофорных ЭЛП. Стимулом к проведению этих разработок послужило появление новых высокояркостных эффективных люминофоров, позволивших значительно улучшить характеристики ЭЛП. Новые приборы по своему радиотехническому обеспечению оказались сопоставимы с обычными кинескопами, что позволило создать компактные и недорогие проекторы, которые совместно с направленными экранами обеспечивали получение изображения с размерами 1-5 м по диагонали. Проекторы на базе таких приборов не отличались большим световым потоком (200-300 лм), но качество изображения было достаточно высоким, стоимость низкой, и они доминировали на мировом рынке средств проекционного отображения телевизионной и дисплейной информации практически до конца века.

29 Вопрос

LCD и DLP проекторы

В середине 90-х годов началась разработка и производство второго поколения пассивных светоклапанных проекторов (дисплеев) с использованием совершенно нового дискретного метода управления элементами изображения (пикселями) матрицы на основе ЖК-материала. Пропускание или отражение излучения лампы ЖК-элементом регулируется внешней цифровой схемой управления. Излучение модулируется по интенсивности за счет времени, в течение которого элемент открыт: чем оно продолжительнее, тем ярче свечение элемента. Аналогичен и принцип цветовой модуляции: цвет элемента определяется набором дискретно пропущенных основных цветов излучения лампы, предварительно разложенного на три основных составляющих (RGB).

В 1995 году американская фирма Proxima совместила в одном устройстве источник света и LCD панель, и появился мультимедийный проектор. Первые LCD проекторы работали на галогенных лампах, и световой поток их составлял не больше 300 ANSI Lm, а вес был около 9 кг. Пиксельная структура матрицы была заметна на экране, а часть светового потока терялась, проходя через матрицу. В результате поисков альтернативы появилась цифровая технология DLP.

Первый DLP проектор был создан фирмой InFocus на основе DMD кристалла, выпущенного Texas Instruments. Фирма Texas Instruments предложила совершенно новую проекционную систему DLP (Digital Light Processing - цифровая обработка света), в которой для отражения света используются миниатюрные зеркала, являющиеся компонентами DMD (Digital Micromirror Display - цифровой дисплей на основе микрозеркал). Зеркала выполняются на полупроводниковых кристаллах во многом подобно интегральным схемам. Однако вместо транзисторов кристалл DMD покрыт миниатюрными зеркалами. Подаваемый на зеркало электрический сигнал наклоняет его. В одном положении зеркало направляет свет через оптическую систему дисплея на экран; в другом - свет не попадает в объектив, выключая тем самым пиксел. Вес DLP проекторов был меньше, а картинка более однородной и естественной. Но белый цвет был недостаточно белым, цветовой фильтр для окрашивания пучка света имел три сектора: красный, зеленый или синий цвет. Позднее был добавлен "белый" сектор.