4.3.3. Відеопроектори ila і d-ila
У світлоклапаному проекторі варіанта ILA (модернізація «Тітуса») пластина KD2P04 замінена на рідиннокристалічний (РК) шар, на діелектричне дзеркало нанесений фоторезистивний шар, а вся електронно-променева частина оформлена у вигляді окремого невеликого інфрачервоного кінескопа. Кальцитові призми також замінені на дзеркало-поляризатор (фірми Hughes Aircraft).
У цьому проекторі потенціальний рельєф утворюється на діелектричному дзеркалі завдяки фоторезисту. Електричне поле діє на РК, і в кожній точці мішені частково або повністю змінюється поляризація відбитого світла.
У кольоровому варіанті проектора або три розглянутих блоки у кольороподільних каналах об'єднані до загального об'єктива, або кольороподільні канали повністю розділені й мають індивідуальні об'єктиви.
До початку 2000 р. випускалося 15 моделей ILA-проекторів зі світловими потоками від 1300 до 12000 лм (ANSI). Максимальна потужність ксенонових ламп стаціонарного відеопроектора - 7 кВт. Вага проекторів від 70 до 500 кг. Ціна від $ 40000 до $ 250000.
Так, проектор ILA-M100 (США, 1999 р.) при ксеноновій лампі типу Х-750 мав світловий потік 1400 лм (ANSI); вага його 75 кг; ціна біля $ 40000.
Варіант проектора D-ILA, як і попередній, працює на відбиття, але при матричній структурі РК панелі. Тому інфрачервоний кінескоп відсутній, а розгорнення здійснюється за рахунок керуючої електроніки. У цьому випадку електронні компоненти не загороджують дзеркала пикселей, оскільки розташовані з їхньої тильної сторони, і загальний коефіцієнт відбиття панелі на рівні білого дуже високий (досягає 95%). На рис.4.13 показана основна частина структурної схеми одного світломодулюючого каналу цього відеопроектора, де позначені:
Рис. 4.13. Світломодулююча частина монохроматического каналу відеопроектора D-ILA
ДзЕ - нерухомі дзеркальні елементи матриці (пікселі), електрично зв'язані зі схемою керування;
МЕЗ - матриця з інтегральною електронікою й дзеркалами;
РК - рідиннокрісталічний шар;
ПШ - прозорий провідний шар на скляній пластині;
ПА - поляризатор-аналізатор.
Проектори типу D-ILA випускали фірми: JVC, Pioneer, Panasonic, InFocus, Proxima, Toshiba і ін.
4 3.4. LCD - відеопроектори
У цей час це найпоширеніший різновид світлоклапаних РК матричних відеопроекторів, що часто називаються LCD проекторами (Liquid Crystal Display). Тут істотний прогрес пов'язаний з появою термостійких рідких кристалів. Відповідно з'явилися й матричні РК модулятори (панелі) з високим дозволом: до 1920 х 1080 пікселей для формату 16:9 та до 1600 х 1200 пікселей для формату 4:3. Модуляційна система проектора будується звичайно на пропущення світлового потоку проекційної лампи, наприклад, як на рис.4 14.
Від метало-галогенної лампи (МГЛ) світловий пучок може безпосередньо надходити на дзеркальну кольороподільну систему, що складається зі звичайних дзеркал із зовнішнім покриттям (ДЗП) і дихроических дзеркал (ДД). У дорогих моделях LCD-Відеопроекторів на ділянці між лампою й дзеркалами можуть бути додатково встановлений компенсатор нерівномірності світлового потоку (не показаний на рис. 4.14) і конвертор поляризації PSB.
Рис. 4.14. Типова схема побудови відеопроектора на просвічуваних рідиннокристалічних матрицях (панелях)
В основі роботи фасіткового оптичного компенсатора нерівномірності світлового потоку (рис. 4.15) - змішування вихідного нерівномірного світлового потоку лампи за допомогою двох послідовно встановлених конденсорно-лінзових растрів.
Рис. 4.15. Будова і робота фасіткового оптичного компенсатора нерівномірності світла. Показано зони розсіювання двох вхідних мікролінз і зона змішування світла
В оптичному пристрої PBS (Polarized Beam Splitter) звичайне світло перетворюється в поляризоване, причому без втрати однієї із складових. У цьому пристрої, що включає конденсорні лінзи КЛ і конвертор поляризації КП, спочатку неполяризований світло поділяється на р- і s- складові, потім, наприклад, s-складова пропускається через фазообертач і суміщається з р-складовою поляризованого світла. Далі поляризоване світло проходить через оптичні елементи проектора до самого екрана, не маючи втрат на дихроїчних дзеркалах.
У призменому блоці із РК матрицями (РК-R, РК-G, РК-В) кожний піксель пов'язаний з керуючою ВІС на польових транзисторах, у результаті чого на його індивідуальному прозорому електроді змінюється потенціал відносно загального прозорого електрода матриці залежно від рівня відеосигналу для даної точки кадру. Відповідним чином і рідкий кристал змінює свої поляризаційні властивості, впливаючи на пройдене поляризоване світло.
Щоб світловий потік частково не перекривався непрозорими ділянками схеми керування, перед РК шаром розташовують мікролінзовий растр, фокусуючий світло на прозорих ділянках кожного пикселя. Площа такої (зазвичай центральної) ділянки становить 30...50% від загальної площі пікселя.
На виході кожного РК модуляційного блоку встановлений поляризатор-аналізатор. При передачі темних деталей зображення все світло затримується в модуляційному блоці, нагріваючи його (і погіршуючи оптичні властивості РК шару). При передачі світлих деталей ці ділянки прозорі. Однак прозорість не ідеальна як через оптичні втрати в самій РК речовині, так і через втрати в провідникових покриттях. Тому роботи з підвищення термостабільності тривають. У цей час переважного застосування знаходять полісиліконові (p-Si) РК панелі які є більш термостійкі в порівнянні з аморфносиліконовими (a-Si).
В останніх моделях проекторів поряд з метало-галогенними лампами (МГЛ) стали використовувати мініатюрні лампи надвисокого тиску (UHP), у яких віддача удвічі більше, ніж у попередніх. Крім збільшення яскравості й зниження енергоспоживання це поліпшило такі показники проектора, як термостабільность РК: матриці й оптичних юстивань, знизилися акустичні шуми вентилятора.