Как устроен кинопроектор. Как работает LCD-проектор. Основные технические характеристики и параметры

1.Мультимедийные проекторы.

Среди разработанных на сегодняшний день технологий проецирования цветного изображения на внешний экран можно выделить четыре основные, получившие наиболее широкое применение в коммерческих продуктах ведущих производителей и различающиеся в первую очередь типом элемента, используемого для формирования изображения:

CRT - Cathode Ray Tube;

LCD - Liquid Crystal Display;

DLP - (Digital Light Processing);

D-ILA - Direct Drive Image Light Amplifier.

В каждом случае свойства формирователя определяют основные достоинства и недостатки технологии, а, следовательно, и область применения созданных на ее основе проекционных аппаратов.

CRT-технология

Мультимедийные проекторы на базе электронно-лучевых трубок (CRT) выпускаются в течение уже нескольких десятилетий. Но, несмотря на появление более современных технологий, по качеству воспроизведения изображения (разрешение, четкость, точность цветопередачи), уровню акустического шума (менее 20 дБ) и длительности непрерывной работы (10 000 часов и более) они до сих пор не имеют себе равных. Ни одна другая технология пока не обеспечивает столь же глубокий уровень черного и столь же широкий динамический диапазон яркости изображения, благодаря которым CRT-проекторы позволяют различать детали даже при демонстрации затемненных сцен. Физические характеристики флюоресцирующего покрытия экрана трубки исключают потерю информации при воспроизведении видеосигналов разных стандартов (NTSC, PAL, HDTV, SVGA, XGA и т. д.), а сходство технологии производства используемых в проекторах трубок с телевизионными обеспечивает точность передачи цветов без применения алгоритмов гамма-коррекции.

Обладая несомненными достоинствами, особенно при демонстрации видео, CRT-проекторы имеют и ряд существенных недостатков, ограничивающих сферу их применения. При значительных габаритах и массе в несколько десятков килограмм они проигрывают современным портативным мультимедиа-проекторам в яркости. При характерном для них световом потоке в пределах от 100 до 300 ANSI-лм просмотр программ возможен лишь в отсутствие внешнего освещения. Для достижения наилучшего качества изображения при инсталляции CRT-проектора нужно выполнить множество тонких настроек (сведение лучей, баланс белого и т. д.), что требует привлечения квалифицированного персонала. Таким образом, к достаточно высокой цене самого устройства могут добавиться значительные эксплуатационные расходы.

LCD-технология

LCD-технология позволила существенно удешевить проекционные аппараты, уменьшить их габариты и одновременно увеличить излучаемый ими световой поток (в наиболее мощных моделях он достигает и 10000 ANSI-лм). Она естественным образом адаптирована к воспроизведению видеосигналов от компьютерных источников, а также сохраненных в цифровом формате видеофайлов. LCD-проекторы просты в обращении и настройке и сохраняют свои параметры после транспортировки. Именно поэтому они широко применяются в бизнес-сфере для проведения презентаций и демонстрации шоу-программ.

Вместе с тем, из-за ограниченности собственного оптического разрешения, определяемого числом пикселов в жидкокристаллической матрице формирователя изображения, LCD-проекторы воспроизводят без искажения сигналы только одного, как правило, компьютерного стандарта SVGA, XGA и т. д. Для воспроизведения сигналов иных стандартов, в том числе телевизионных, применяются специальные алгоритмы преобразования графической информации к естественному для данного проектора цифровому формату. Наличие непрозрачных промежутков между отдельными пикселами в жидкокристаллических матрицах приводит к появлению на экране сетки, различимой с близкого расстояния. С переходом на полисиликоновые матрицы с более плотной структурой пикселов и разрешением XGA и выше этот недостаток становится практически незаметным, а постоянное совершенствование алгоритмов формирования цветного изображения значительно улучшает его качество по сравнению с моделями более ранней разработки.

DLP-технология

Лежащая в основе любого DLP-проектора технология цифровой обработки света (DLP) базируется на разработках корпорации Texas Instruments, создавшей новый тип формирователя изображения - цифровое микрозеркальное устройство DMD (Digital Micromirror Device). DMD-формирователь представляет собой кремниевую пластину, на поверхности которой размещены сотни тысяч управляемых микрозеркал. Главное его преимущество по сравнению с формирователями иного типа заключается в высокой световой эффективности, обусловленной двумя факторами: более эффективным использованием рабочей поверхности формирователя (коэффициент использования - до 90%) и меньшим поглощением световой энергии работающими "на отражение" микрозеркалами, которые к тому же не требуют применения поляризаторов. В силу этих причин, а также относительно простого решения проблемы отвода тепла, DLP-технология позволяет создавать как мощные проекционные аппараты с большим световым потоком (в настоящее время достигнут уровень 18000 ANSI-лм), так и сверхминиатюрные проекторы (ультрапортативные, микропортативные) для мобильных пользователей. Именно в этих классах продуктов DLP-технология сегодня доминирует.

Современные DLP-проекторы строятся по схеме с одним, двумя и тремя DMD-кристаллами (см. Устройство DLP-проектора). Как и LCD-аппараты, они характеризуются собственным оптическим разрешением, определяемым числом микрозеркал в DMD-матрице, и наилучшим образом приспособлены для воспроизведения графической и видеоинформации, хранящейся в цифровом формате (компьютерные файлы, записи на DVD-дисках).

Используемый в них принцип формирования полутонов (а также полноцветного изображения в устройствах с одной DMD-матрицей) основывается на свойстве человеческого глаза усреднять визуальную информацию за короткий промежуток времени и требует применения сложных алгоритмов пересчета входных данных в управляющие микрозеркалами ШИМ-последовательности (сигналы с широтно-импульсной модуляцией). Качество алгоритмов во многом определяет достигаемую точность цветопередачи.

Устройство проекторов и строение матриц.

Устройство CRT-проектора

Наиболее совершенные CRT-проекторы строятся на трех электронно-лучевых трубках с размером экрана от 7 до 9 дюймов по диагонали. Каждая трубка воспроизводит один из базовых цветов пространства RGB - красный, зеленый или синий. CRT-технология

Выделенные из входного сигнала цветовые составляющие управляют работой модуляторов соответствующих трубок, меняя интенсивность электронного луча, который под воздействием магнитного поля отклоняющей системы сканирует внутреннюю поверхность экрана трубки с фосфорным покрытием. Таким образом на экране трубки формируется изображение одного цвета. С помощью линзы оно проецируется на внешний экран, где смешивается с проекциями от двух других трубок для получения полноцветной картинки.

Устройство LCD-проектора

Современные LCD-проекторы выполняются на базе трех полисиликоновых жидкокристаллических матриц, размером, в основном, от 0.7 до 1.8 дюймов по диагонали. Структурная схема такого проектора представлена на рисунке.

Световое излучение лампы с помощью конденсора преобразуется в равномерный световой поток, из которого дихроичные зеркала-фильтры выделяют три цветовые составляющие (красную, синюю и зеленую) и направляют их на соответствующие LCD-матрицы. Сформированные ими цветные изображения объединяются в цветосмесительном призматическом блоке в одно полноцветное, которое затем через объектив проецируется на внешний экран.

DMD (Digital Micromirror Device)

DLP-технология

DMD-кристалл, по сути, представляет собой полупроводниковую микросхему статической оперативной памяти (SRAM), каждая ячейка которой, а точнее ее содержимое, определяет положение одного из множества (от нескольких сотен тысяч до миллиона и более) размещенных на поверхности подложки микрозеркал с размерами 16х16 мк. Как и управляющая ячейка памяти, микрозеркало имеет два состояния, отличающиеся направлением поворота зеркальной плоскости вокруг оси, проходящей по диагонали зеркала. (В каждом состоянии угол между плоскостью зеркала и поверхностью микросхемы составляет 10°.)

Таким образом, принципиальной особенностью любого DMD-кристалла является наличие в его структуре подвижных механических элементов.

В DLP-проекторах DMD-кристалл выполняет функции формирователя изображения. В зависимости от положения микрозеркала отраженный им световой поток направляется либо в объектив (на экране формируется светлое пятно), либо в светопоглотитель (соответствующий участок экрана остается затемненным).

Принцип формирования изображения с помощью DMD-матрицы

Для воспроизведения полутонов применяется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) сигналов, управляющих переключением зеркал. Чем больше времени в течение усредняемого глазом интервала в 1/60 секунды микрозеркало проводит в состоянии?включено│, тем ярче пиксел на экране.

DLP-технология

Современные DLP-проекторы строятся по схеме с одним, двумя и тремя DMD-матрицами.

Оптическая схема одноматричного DLP-проектора

По схеме с одним DMD-кристаллом в настоящее время строятся наиболее миниатюрные DLP-проекторы. Они применяются для проведения мобильных бизнес-презентаций, а также для демонстрации цветного видео. Следует, однако, учитывать, что в последнем случае световой поток проектора с четырехсекторным цветным фильтром оказывается ниже указанного в техническом паспорте, т. к. в этом режиме прозрачный сектор не работает, и эффективность использования светового потока лампы снижается.

Оптическая схема двухматричного DLP-проектора

Вдвухматричных DLP-проекторах вращающийся цветной фильтр имеет два сектора пурпурного (смесь красного с синим) и желтого (смесь красного и зеленого) цветов. Дихроичные призмы разделяют световой поток на составляющие, при этом поток красного цвета в каждом случае направляется на одну из DMD-матриц. На вторую в зависимости от положения фильтра направляется поток либо синего, либо зеленого цвета. Таким образом, двухматричные проекторы, в отличие от одноматричных, проецируют на экран картинку красного цвета постоянно, что позволяет компенсировать недостаточную интенсивность красной части спектра излучения некоторых ламп.

Оптическая схема трехматричного DLP-проектора

Благодаря высокой эффективности использования светового излучения лампы, трехматричные DLP-проекторы, как правило, характеризуются повышенным световым потоком, достигающим у наиболее мощных аппаратов 18000 ANSI-лм.

Устройство D-ILA-проекторов

В D-ILA-проекторах функции формирователей изображения выполняют жидкокристаллические матрицы отражающего типа, характеризующиеся высоким разрешением и световой отдачей.

Структура матрицы D-ILA

D-ILA-технология

Матрица D-ILA представляет собой многослойную структуру, размещенную на подложке из монокристаллического кремния. Все компоненты схемы управления выполнены по комплиментарной технологии CMOS и располагаются за светомодулирующим слоем жидких кристаллов. Это позволяет существенно увеличить плотность размещения пикселов, размеры которых могут составлять всего несколько микрон, и обеспечить высокую эффективность использования площади кристалла (достигнутый уровень - 93%). Преимуществом технологии является также возможность формирования светомодулирующего слоя и схемы управления в ходе единого технологического процесса.

Отражающие свойства матрицы определяются состоянием слоя жидких кристаллов, меняющегося под воздействием переменного электрического напряжения, которое формируется между отражающими пикселными электродами и общим для всех пикселей прозрачным электродом.

D-ILA-матрицы выдерживают существенное повышение температуры, что позволяет применять в проекторах, выполненных на их основе, мощные источники света.

D-ILA ® – официально зарегистрированный товарный знак компанииJVC, который означает, что в данном продукте применена оригинальная разработка на основе дисплея на жидких кристаллах, сетчатого поляризационного фильтра и ртутной лампы, а изображение и цветопередача данного продукта будут на высшем уровне. Жидкокристаллический дисплей произведен с использованием технологииLCOS (жидкие кристаллы на кремниевой основе), расстояние между которыми микроскопически мало, именно поэтому жидкокристаллическая матрица позволяет достигать максимального коэффициента апертуры, именно эта величина наиболее полно определяет одновременно светосилу и разрешающую способность. В продуктах, созданных по технологииD-ILA ® , присутствуют жидкокристаллические дисплеи для каждого из трех цветов палитрыRGB, то есть для красного, зеленого и синего цветов. Эти жидкокристаллические дисплеи имеют уникальный неорганический выравнивающий слой, обеспечивающий повышенную долговечность и оптимальную производительность при любых условиях эксплуатации. Это обусловливает превосходное разрешение, формирование полутонов, яркость изображения и великолепную цветопередачу, которые не ухудшаются с течением времени, позволяя наслаждать прекрасным качеством изображения.

Выбор проектора для дома или домашнего кинотеатра довольно сложная процедура, понадобится учитывать ряд определенных факторов. Большое количество моделей с различными функциями часто могут запутать покупателей. В статье будут рассмотрены характеристики, которые помогут упростить покупку подобной техники.

Сегодня эти устройства используются во многих сферах . Домашние проекторы позволяют насладиться просмотром фильма на большом экране в домашних условиях или показать презентацию в школе, на работе. При этом диагональ экрана может значительно превышать показатель 100 дюймов. Размер проектора небольшой, так что его можно без проблем поместить в любой гостиной. Устройство для домашнего кинотеатра работает при выключенном свете.

Как выбрать проектор

При выборе подобной техники понадобится учитывать ряд нюансов, которые будут напрямую влиять на качество работы и функциональность. Яркость, качество цветопередачи и контрастность являются ключевыми характеристиками при покупке. На дополнительные свойства также стоит обращать внимание, так как зачастую они позволяют улучшить впечатление от его использования.

Яркость

Яркость видеопроектора для дома характеризуется мощностью испускаемого им луча света. Так утверждают, потому что яркость от источника света будет варьироваться в зависимости от размера экрана. Этот показатель измеряется в люменах и может колебаться от 2700 до 20000 Лм. Стоит учитывать, что при настройке передачи цветов яркость и контрастность будут уменьшаться.

Также яркость может меняться в зависимости от выбранного режима . Большинство моделей имеют яркий, презентационный и точный режимы. Последний режим будет иметь максимальную точность и при этом минимальную яркость.

Если проектор будет использоваться при дополнительном освещении, яркость должна перебивать этот фоновый свет. При большой освещенности качество картинки будет уходить на второй план, куда важнее будет сила яркости. От этого показателя будет напрямую зависеть и стоимость . Если проектор будет использоваться в специальной затемненной комнате, показателя в 700 люменов будет вполне достаточно. Для простых гостиных или других комнат лучше выбирать модели с яркость порядка 2000 Лм.

Контрастность

Под характеристикой контрастности подразумевается соотношение черного и белого цвета. Этот показатель влияет на качество картинки и уровень ее восприятия человеком. Уровень контрастности можно определить по качеству изображения неподвижных предметов или вещей в движении.

При низком показателе этого свойства темные предметы могут слиться с черным цветом, и их трудно будет увидеть на изображении. Чтобы избежать этого понадобится правильно настроить гамму для разных режимов просмотра.

Для оценки уровня контрастности специалисты рекомендуют учитывать следующие факторы :

На эту характеристику влияет уровень освещения в помещении.
Контрастность не сильно влияет на разборчивость отображения надписей при дополнительном свете.
Нюансы цветопередачи не зависят от контрастности.
Яркость способна в определенных условиях нивелировать недостаток контраста.
Заявленный уровень этой характеристики соответствует только при использовании устройства в освещаемой комнате, особенно для дешевых.

Технология проецирования — виды проекторов

Существует большое количество технологий, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки .
Наиболее распространенными являются следующие варианты матриц:

Электронно-лучевые трубки . К этой технологии относятся самые первые проекторы, которые были созданы еще в 70-х годах. Такие устройства отличаются большим разрешением, но при этом не имеют высокой яркости. Их вес и стоимость крайне большие, так что в домашних условиях они практически не используются.
Жидкокристаллические . Для этих устройств используется совершенно другая технология. Производством таких проекторов занимается бренд Epson. При их создании используется три дисплея с полисиликоновым основанием, это позволяет гарантировать приемлемую цветопередачу и продолжительный срок эксплуатации.
Микрозеркала . Эта технология позволяет добиться более насыщенной картинки в сравнении с жидкокристаллическими экранами. Это достигается благодаря меньшему интервалу между зеркалами, их работе на отражение, а также минимальной потере света. Принцип работы этой технологии заключается в последовательном выводе цветов на экран.
Трехматричные . В устройствах, изготовленных по этой технологии, свет отфильтровывается при прохождении через зеркала. К минусам такой разработки можно отнести недостаток черного цвета, возможное выгорание матрицы и эффект решетки.
Отражающие Lcos . Эта технология предусматривает пропуск потока света путем открытия или закрытия отражающего кристалла. Большая часть подобных устройств имеет матрицу с разрешением 1365х1024. К недостаткам можно отнести высокую стоимость.

Цветопередача

Этот параметр характеризует плавность перехода от черного цвета к любому базовому оттенку. Также от него будет зависеть возможность регулирования цветопередачи. Качественные проекторы позволяют настроить насыщенность белого тона к любому базовому цвету. Существует возможность регулирования по нарастанию или смещению.

Объектив

Зачастую большинство проекторов выводят изображение под прямым углом к объективу или с незначительным вертикальным сдвигом. Такое смещение называют офсетом, но он не всегда указывается в характеристиках. Проекторы средней ценовой категории имеют дополнительное горизонтальное смещение, которое можно регулировать. В дорогостоящих моделях такие настройки можно выполнять с помощью пульта и сохранять в памяти устройства. Эта функция поможет приспособить проектор к гостиной или другой комнате любого размера.

Режим 3D

Существенным минусом просмотра видео с наличием 3D является потеря мощности светового потока устройства. Так что для такого режима лучше выбирать гаджет с дополнительной яркостью.

Также при просмотре возможно двоение и мерцание изображения. В проекторах для реализации 3D может использоваться активный и пассивный способ.

Разрешение

Данный параметр характеризует количество пикселей по ширине и высоте, которые формируют изображение. Чем выше этот показатель, тем более четкой будет картинка при одинаковом размере экрана. Бюджетные модели имеют разрешение 800х600, качество картинки при этом будет низким. А вот разрешение Full HD (1920х1080), позволит насладиться просмотром фильма в полной мере.

Проекционное отношение

Проектор для дома лучше всего выбирать с функцией горизонтального и вертикального сдвига линз, которая переместит объектив и поможет в построении правильного изображения на экране даже при установке устройства в углу помещения. При этом разрешение и четкость изображения не будут урезаны.

Разъемы и интерфейсы

Этот нюанс также является достаточно важным. Большое количество разъемов позволят подключить дополнительную аппаратуру или акустическую систему. Для подключения каких-либо приставок обязательно нужно подобрать подходящий видео интерфейс. Чаще всего используются DVI, VGA и HDMI разъемы. Также имеется возможность приобретения переходников, в случае если интерфейс не подойдет.

Экраны для проекторов

Проекционный экран поможет передать изображение на экран без потери качества . Существуют решения с электрическим или ручным управлением, портативные и стационарные. Для домашнего использования оптимальным выбором станет стационарный экран с электрическим управлением.

Сколько стоит проектор

По стоимости можно выделить следующие категории:

Бюджетные . Их цена находится в пределах 1000 долларов. К минусам такого выбора можно отнести недостаток яркости и контрастности, а также невысокое разрешение.
Средний класс . Устройства стоимостью до 3000 долларов не имеют существенных недостатков. В сравнении с бюджетными вариантами отличаются дополнительными функциями, оптимальными показателями яркости и контраста.
Флагманы . Устройства стоимостью свыше 3000 долларов имеют современные технологии проецирования с ультравысоким разрешением и отличным изображением.

Проектор для домашнего использования будет иметь среднюю стоимость в 2000 долларов. Такое устройство будет иметь оптимальное соотношение цены и качества.

Как работает проектор

Устройство подключается к компьютеру, камере или другому девайсу с подходящим разъемом и транслирует изображение или видео на специальный экран. Проецирование картинки осуществляется по одной из рассмотренных ранее технологий.
Принцип работы следующий:

Лазер или специальная лампа создает 3 цветовых компонента, которые в дальнейшем комбинируются.
После чего сложная технология фокусировки и развертки проецирует изображение . При этом используется система зеркал.
Появляется возможность вывести картинку на любую поверхность, в том числе и неровную.

Конечно, всем нам хочется смотреть кино на большом экране. Размеры предлагаемых рынком плазменных и жидкокристаллических панелей увеличиваются, но растет и их стоимость, достигая порой устрашающих значений. Проблему можно решить приобретением проектора, организовав дома настоящий кинотеатр.

Знакомьтесь: проектор

Мультимедийный проектор представляет собой прибор для проецирования на большой экран информации, поступающей от внешнего источника — компьютера, видеомагнитофона, CD и DVD-плеера, видеокамеры и т.п. В некоторых моделях имеется слот для карт памяти и/или USB порт, что позволяет производить видеопоказ без использования компьютера. Как правило, проектор имеет и компьютерный, и видеовход, но нелишне поинтересоваться комплектом входов перед покупкой прибора: есть модели только с видео входами или только с компьютерными входами.

Важнейшими характеристиками мультимедийного проектора относятся разрешающая способность и световой поток. К дополнительным характеристикам проекционных приборов можно отнести контрастность, равномерность освещения экрана, наличие ZOOM-объектива, а также количество и типы входных и выходных разъёмов. При выборе проектора для проведения выездных презентаций важным параметром является вес прибора, но для стационарного использования в составе домашнего кинотеатра этот параметр уходит на второй план.

Разрешающая способность, или разрешение, характеризует дробность видео картинки, создаваемой проектором, и определяется числом светящихся элементов — пикселей жидкокристаллического дисплея (ЖКД) или микрозеркал. Чем выше разрешение, тем меньше размеры светящихся элементов, выше качество изображения на экране и, естественно, цена прибора.

Если вы приобретаете проектор в первую очередь для показа DVD-фильмов и телевизионных программ, целесообразно выбрать модель, у которой воспроизводящий элемент имеет формат Home Cinema с соотношением сторон 16:9.

Создаваемый проекторами световой поток измеряют в ANSI люменах. Эта единица, характеризующая среднюю величину светового потока проектора по девяти равномерно распределенным по площади экрана зонам, была введена в 1982 г. Американским Институтом Национальных Стандартов (ANSI). В 2009 году ведущие производители проекторов, такие как Epson и Sony, стали указывать также новую характеристику — цветовую яркость проектора. От обычной яркости цветовая отличается тем, что измеряется не по белому полю экрана, а по трем цветовым зонам — красной, зеленой и синей. Таким образом, цветовая яркость (CLO — Color Light Output) позволяет оценить не только номинальную яркость, но и качество цветопередачи проектора.

Большинство современных мультимедийных проекторов комплектуются вариообъективами с изменяемым фокусным расстоянием (так называемый ZOOM), позволяющими менять размер изображения на экране, не передвигая проектор. В наиболее совершенных моделях объективы оснащены электроприводами, а подстройка изображения производится с пульта ДУ.

Нелишне бросить взгляд на панель с разъемами, среди которых, как правило, имеется один или два аналоговых (RGB) компьютерных входа, один RGB выход для параллельного подключения компьютерного монитора и несколько портов для подключения источников видеосигнала, как композитного (низкочастотного), так и более качественного сигнала формата S-video. Наиболее совершенные модели имеют также раздельные входы для компонентного видео сигнала, обеспечивающего наилучшее качество изображения, для цифрового компьютерного сигнала, а также цифровые входы DVI-D, DVI-I, HDMI с поддержкой x.v.Color в версиях 1.3а и выше, или MiniDisplay Port.

Вам LCD или DLP?

Среди используемых сегодня технологий выдачи изображения на проекционный экран наиболее широкое применение нашли две: технология LCD с матрицей на жидких кристаллах (англ. Liquid Crystal Display) и технология DLP цифровой обработки светового потока (англ. Digital Light Processing).

В LCD-проекторе свет от лампы делится на красный, синий и зеленый световые потоки, каждый из которых проходит через свою жидкокристаллическую матрицу, после чего дихроичная призма вновь соединяет потоки, а объектив проецирует на экран полноцветное изображение. Наличие трех независимых матриц для каждого цвета подчеркивается часто используемой аббревиатурой 3LCD.

Схема LCD-проектора:

1 - источник света (ртутная лампа), 2 - дихроичное зеркало, 3 - ХК панели,

4 - дихроичная призма, 5 - объектив, 6 - экран

Основой технологии DLP, предложенной компанией Texas Instruments, служит матрица из микроскопических металлических зеркал, так называемых DMD-элементов (англ. Deformable Mirror Devices, то есть деформируемые зеркальные устройства). Управляющее их положением электрическое поле направляет свет от зеркал на экран, причем, чем чаще поток света от зеркала попадает на определенную точку экрана, тем ярче она нам кажется. Нужно понимать, что речь идет о колебаниях с частотой сотни тысяч раз в секунду, поэтому колебания зеркал и мелькание световых пятен не воспринимаются нашим глазом.

Схема DLP-проектора: 1 - источник света (ртутная лампа),

2 - светофильтр, 3 - DMD-чип, 4 - объектив, 6 - экран

В проекторах с одним DMD-чипом между ним и лампой вращается диск с секторами разных цветов (красным, синим и зелёным), в результате чего изображение становится цветным — но не на экране, а в голове зрителя. Мелькание цветных секторов вызывает также «эффект радуги» — когда мы видим красно-сине-зеленые составляющие какой-либо части картинки. Все это может вызывать утомляемость глаз при просмотре.

В более «продвинутых» трехчиповых приборах свет лампы разделяется призмой, после чего на каждый чип направляется луч определенного цвета. Соединившись вновь, световые лучи направляются на экран, формируя на нем полноцветное изображение. Более дорогие по сравнению с одночиповыми, такие модели передают большее количество градаций цвета и менее страдают «радужной» болезнью картинки на экране.

Какая технология лучше? Вряд ли возможно однозначно ответить на этот вопрос Специалисты отмечают, что при одинаковой мощности лампы LCD-проекторы дают более яркую, реалистичную и цветонасыщенную картинку по сравнению с DLP моделями, однако пикселизация изображения на DLP матрице меньше благодаря более тесному расположению элементарных ячеек. Учитывая, что обе технологии непрерывно совершенствуются, дилемма «LCD или DLP» еще долго будет оставаться неразрешенной.

Не мудрствуя лукаво, рассмотрим вначале новинки семейства LCD-проекторов, после чего перейдем к их DLP оппонентам.

Epson к юбилею технологии 3LCD

В 2009 году компания Epson отмечает 20-летний юбилей технологии 3LCD, первый проектор на основе которой был создан в 1989 году. В канун славной даты фирма объявила о выпуске HD-проектора EH-TW5000 — флагманской модели с разрешением 1080p. Проектор имеет значительно улучшенную производительность, обеспечивает яркое изображение, четкую передачу цветов и точное воспроизведения оттенков в тенях. Благодаря новым 3LCD-панелям D7 CFine, передовой технологии Epson DeepBlack и улучшенной лампе E-TORL, которая минимизирует рассеивание света и гарантирует высокое качество передачи черного цвета, уровень контрастности проектора впервые достиг соотношения 75000:1. Модель поддерживает формат киноэкрана 2,35:1, что означает возможность просмотра фильмов без черных областей в верхней и нижней части экрана.

Epson EH-TW5000

Универсальный стильный дизайн и черный корпус проектора Epson EH-TW5000 позволяет гармонично разместить его как в помещении с классической обстановкой, так и в современно оформленной комнате.

Samsung: не такой как все

Каплевидный серебристый корпус нового проектора Samsung SP-D400 выгодно выделяет его на фоне привычных «коробок». На боковых гранях устройства расположены ячейки радиаторов охлаждения, которые обеспечивают бесперебойную работу и надежность даже во время длительных презентаций. Но главное достоинство этой модели — высокая яркость, равная 4000 ANSI люмен. Такой показатель позволяет использовать проектор в любых условиях, даже там где сложно добиться затемнения.

Samsung SP-D400

За отличное качество картинки отвечает также высокий уровень контраста 3000:1 и XGA-разрешение 1024х768. Модель отличает сверхнизкий уровень шума - всего 26 дБ.

Новинка предлагает пользователю максимальную свободу выбора источника благодаря полному набору входов: HDMI, PC, S-Video, VGA, композитного и компонентного. Проектор сертифицирован на совместимость с Windows Vista и предлагает одно из лучших в классе соотношение цены и качества.

Sanyo: насыщенность и реалистичность

Известный японский производитель проекционного оборудования — Sanyo — представил новый LCD видеопроектор PLV-Z3000 класса Full HD с отношением контраста 65 000: 1. Данное отношение контраста означает, не только то, что проецируемое изображение будет максимально насыщенным, ярким и реалистичным, но и решает основную проблему всех 3LCD проекторов — плохое отображение черного цвета.

Sanyo PLV-Z3000

Еще одним важным показателем для домашнего проектора является уровень шума. У новинки он минимальный — 19 дБ, и вы просто не услышите шум от системы охлаждения лампы.

Яркость проектора (1200 ANSI люмен) оптимизирована с учетом его использования именно в условиях домашнего кинотеатра. Помимо этого к достоинствам новинки можно отнести двукратный ZOOM, усовершенствованный механизм сдвига линз Lens Shift и автоматизированную защитную шторку, предохраняющую объектив проектора от пыли.

К проектору можно подключить самые различные источники видеосигнала: Blue-Ray/ DVD-плеер, компьютер, игровую приставку и т.д.

Acer гарантирует четкость

Количество появляющихся на рынке новинок на основе матриц DLP служит лишним подтверждением того факта, что до решения вопроса «какая технология лучше?» еще очень и очень далеко.

Так, корпорация Acer представила ультракороткофокусный DLP-видеопроектор S1200. Новинка отличается оптимальной яркостью лампы, что обеспечивает исключительный уровень яркости проецируемого изображения независимо от условий эксплуатации. Модель привлекает внимание и своим особым стилем: блестящей черной поверхностью и скругленным краям корпуса.

Acer S1200

Продолжая совершенствовать технологию оптимизации изображения ColorBoost, компания разработала версию ColorBoost II, дающую новые преимущества просмотра динамичных и ярких сцен. В проекторе также используется технология Ultra-Short Throw Distance, обеспечивающая проецирование четкого изображения на малом расстоянии от экрана.

Экологическое решение Acer EcoProjection снижает энергопотребления прибора в режиме ожидания до 50%. Кроме того, пакет EcoProjection включает функцию Acer ePower Management для персональной настройки параметров энергосбережения.

Проектор поддерживает входные сигналы NTSC, PAL, SECAM, HDTV и EDTV, а его разъемы, включая D-sub и HDMI, дают возможность для подключения к ПК, ноутбуку, DVD или игровой консоли.

Pioneer - стабильности пример

Слово Kuro по-японски значит «черный». Плавный дизайн черного лакового корпуса DLP-проектора Pioneer Kuro KRF-9000FD выдержан в стиле всей линейки продуктов Pioneer Kuro для домашнего кинотеатра. Но Kuro отражает не только дизайн: модель обеспечивает стабильное воспроизведение изображения с впечатляющей реалистичной степенью контрастности (30000:1), позволяющей получать на экране глубокий черный цвет. Изображение при этом четкое, точное и естественное.

Вы можете точно настраивать цвета в соответствии с вашими вкусами и просматриваемым контентом. Проектор имеет функцию гамма-контроля, позволяющую вручную задавать яркость изображения сообразно личным предпочтениям.

Модель выводит на экран изображение предельно высокой четкости с разрешением прогрессивной развертки 1920 x 1080p и скоростью 24 кадра в секунду. Это означает, что он в состоянии точно воспроизводить такие источники HD-сигналов, как диски Blu-ray. Все цифровые видеосигналы передаются через интерфейс HDMI прямо от источника на экран без преобразования или сжатия.

Прибор имеет универсальный моторизованный объектив: вы можете варьировать размер изображения для получения наиболее предпочтительного независимо от размера комнаты. Сдвиг линз составляет ± 80% по вертикали и ± 34% по горизонтали.

Sony: новые технологии в действии

Компания Sony радует нас новинкой: проектором VPL-VW200 для домашнего кинотеатра, который отличается разрешением 1080p, матрицами SXRD высокой скорости передачи кадров, объективом Carl Zeiss Vario-Tessar и контрастностью 35 000:1.

Три матрицы 1920 x 1080 обеспечивают высокое разрешение 1080p и сглаживание изображения на уровне кинематографического, а технология Motionflow Dark Frame Insertion гарантирует более четкое отображение динамичных сцен. Технология Advanced Iris 2 позволяет настраивать контрастность вручную, технологию BRAVIA Engine Pro обеспечивает четкую реалистичную передачу изображения, а технология x.v.Colour - яркие насыщенные цвета.

Sony VPL-VW200

Объектив Carl Zeiss Vario-Tessar чрезвычайно высокое разрешение и резкость и оптимизировать полное изображение, а его регулируемый сдвиг упростить настройку (по вертикали: 65% вверх или вниз, по горизонтали 6,7% влево или вправо).

Технология BRAVIA Theatre Sync дает возможность нажатием одной кнопки управлять проектором и всей системой домашнего кинотеатра. Проектор Sony VPL-VW200 отличается широкими возможностями для подключений, в том числе двумя HDMI-входами для подключения источников с высоким разрешением, например, BlurayDisc.

Canon поднимает планку

Представив модель XEED WUX10, компания Canon возвестила наступление новой эры в мире портативных проекторов. Благодаря разрешению WUXGA (1920 x 1200 пикселей) и поддержке видео высокой чёткости формата Full HD (1080p) проектор задает новый стандарт в отрасли.

Технология LCOS собственной разработки фирмы Canon позволила объединить преимущества DLP- и LCD-проекторов. Проецируемые изображения отличаются превосходным качеством и чёткостью мельчайших деталей, без нежелательных эффектов «сетки» и «радуги», которые характерны для традиционных технологий.

Canon XEED WUX10

Уникальная оптическая система бокового освещения Canon AISYS (Aspectual Illumination System) оптимизирует путь прохождения светового потока от лампы и обеспечивает два ключевых преимущества: высочайший уровень яркости (3200 люмен) и
коэффициент контрастности (1000:1).

В результате изображение имеет насыщенные цвета и глубокий чёрный даже в хорошо освещённых помещениях.

Модель поддерживает характерное для новых компьютерных мониторов соотношение сторон 16:10 — картинка в этом формате полностью помещается в кадре проектора без сжатия и панорамирования. Объектив с зумом кратностью 1,5 позволяет размещать проектор в любом удобном месте, обеспечивая идеальные геометрические пропорции по всему полю. Коэффициент смещения объектива 10:0 значительно упрощает установку прибора, а наличие входов DVI и HDMI дает возможность напрямую подключать новейшие видеоустройства, такие как персональные компьютеры и проигрыватели дисков Blu-Ray.

Sharp для домашнего кинотеатра

Новая модель Sharp XV-Z15000 - это высококачественный Full HD проектор для домашнего кинотеатра с реальным High Definition разрешением 1920х1080. DLP-проектор обеспечивает очень высокий уровень контрастности 30000:1 и яркость 1600 ANSI люмен, что позволяет получить высококачественное изображение. Высокий уровень контрастности позволяет увидеть мельчайшие различия между самыми темными и самыми светлыми цветами, а также обеспечивает наивысший уровень воспроизведения черного цвета.

Sharp XV-Z15000

Цветовое колесо проектора шестискоростное и шестисегментное. Предусмотрено шесть режимов показа изображения, есть возможность сферической и цилиндрической коррекции изображения, а также его поворота по часовой и против часовой стрелки.

Использование технологии двойной ирисовой диафрагмы позволяет изменять яркость и контрастность нажатием всего одной кнопки, а также создает эффект присутствия во время показа. Для максимального удобства проектор имеет технологию-функцию CEC (Consumer Electronics Control), при использовании которой прибор можно автоматически включить при нажатии кнопки Play на видеоплеере, подключённого к проектору через HDMI кабель. При этом видеоплеер автоматически выключится при отключении самого проектора. Проектор надёжно защищён от воздействия пыли, грязи и дыма.

Для справки

SXRD - зарегистрированный торговый знак Sony для продукции, использующей технологию LCoS (англ. Liquid Crystal on Silicon - жидкие кристаллы на полупроводнике). Эта технология получения изображения является третьей по распространенности после технологий DLP и 3LCD (LCD), но занимает значительно меньшую долю рынка.

Принцип работы современного LCoS-проектора близок к технологии 3LCD, но в отличие от последней использует не просветные ЖК-матрицы, а отражающие (этим LCoS родственна уже DLP технологии).

Текст: Александр Пустынный

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

Способен к выводу только одного цветового компонента картинки в каждый момент временного промежутка.

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

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).

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

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

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.

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.

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

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.

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

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.

Это устройство, подключаемое к компьютеру или ноутбуку, планшету,видеокамере и т.д. для получения изображения на проекционном экране.
Для работы проектора не требуется каких-либо специальных программ. Работа с проектором подобна работе с компьютерным или видео монитором. На пульте дистанционного управления проектором имеются регулировки яркости и контрастности изображения.

Проекторы для офисных презентаций не нуждаются в сложной и частой регулировке. Такие проекторы можно включать и работать с ними, не читая инструкции. Внутри корпуса проектора находится источник света лампа или лазерный светодиод и преобразователь входного сигнала в изображение. Как правило, проектор имеет вход для подключения сигнала от компьютера и один или два входа для коммутации сигналов видео. В проекторах имеются также аудио входы для воспроизведения звука на встроенные динамики. Проекторы мультисистемны и работают со всеми стандартами видео (PAL / SECAM / NTSC). Это значит, что вы можете воспроизводить любую телевизионную программу и записи с видеокассет и лазерных дисков.

Яркость и графическое разрешение изображения- это самые важные свойства проекторов для презентаций. Говоря о яркости проекторов, мы будем подразумевать световой поток проектора, то есть количество света, излучаемое проектором. Световой поток не зависит ни от размера экрана, ни от расстояния от объектива проектора до плоскости экрана и измеряется в ANSI люменах. Световой поток современных офисных проекторов превышает 1000 ANSI-люменов, что позволяет проводить презентации при обычном искусственном свете.

Для воспроизведения видео рекомендуется использовать проекторы с графическим разрешением не менее 800х600 точек SVGA . Для качественного воспроизведения компьютерного изображения с мелкими деталями выбирайте проектор с графическим разрешением не менее 1024х768 точек XGA . Для компьютерных приложений с повышенными требованиями по контрастности и графическому разрешению изображения применяйте проекторы с графическим разрешением 1400х1050 точек SXGA + .

Оптическая схема проекторов со стандартными объективами устроена так, что нижний край изображения оказывается на уровне объектива проектора. В большинстве моделей проекторов предусмотрена возможность коррекции вертикальных трапециевидных искажений, возникающих при расположении проектора значительно выше или ниже нормального рабочего положения. Проекторы формируют изображение заданного размера. При использовании стандартных объективов с коэффициентом 2:1 расстояние от объектива проектора до плоскости экрана совпадает с удвоенной шириной экрана. Длина штатного компьютерного кабеля обычно не превышает 3 м, чего вполне достаточно работы в офисе. При необходимости допускается использование компьютерных кабелей длиной до 15 м. Длина штатного видео кабеля также не велика, однако при необходимости для передачи сигнала видео можно использовать профессиональные видео кабели длиной до 100 м.

В качестве источника света в проекторах используются надежные металлогалоидные или металлогалогеновые лампы со сроком службы не менее 2000 часов. Все эти лампы по сути являются ртутными лампами в которые добавлены соли йода и брома. Эти лампы очень мощные и поставляются в специальном ламповом модуле, который включает лампу, отражатель и собственно сам модуль с контактами и направляющими для установки в определенный проектор. При выходе из строя лампы проектора меняется весь ламповый модуль в сборе. Срок службы лампы значительно сокращается при нарушении условий охлаждения и вентиляции, поэтому правильно выключайте проектор и следите за чистотой воздушных фильтров.

При использовании проектора в режиме офисной эксплуатации по 2 часа в сутки ежедневно, включая выходные и праздничные дни, одной лампы хватит на срок не менее, чем на два с половиной года.

Мультимедийные проекторы: базовые технологии

Среди разработанных на сегодняшний день технологий выдачи изображения на проекционный экран можно выделить четыре основные, получившие наиболее широкое применение в коммерческих продуктах ведущих производителей и различающиеся в первую очередь типом элемента, используемого для формирования изображения:

CRT-технология.

Мультимедийные проекторы на базе электронно-лучевых трубок (CRT) выпускаются в течение уже нескольких десятилетий. Но, несмотря на появление более современных технологий, по качеству воспроизведения изображения (разрешение, четкость, точность цветопередачи), уровню акустического шума (менее 20 дБ) и длительности непрерывной работы (10 000 часов и более) они до сих пор не имеют себе равных. Ни одна другая технология пока не обеспечивает столь же глубокий уровень черного и столь же широкий динамический диапазон яркости изображения, благодаря которым CRT-проекторы позволяют различать детали даже при демонстрации затемненных сцен. Физические характеристики флюоресцирующего покрытия экрана трубки (см. Устройство CRT-проектора) исключают потерю информации при воспроизведении видеосигналов разных стандартов (NTSC, PAL, HDTV, SVGA, XGA и т. д.), а сходство технологии производства используемых в проекторах трубок с телевизионными обеспечивает точность передачи цветов без применения алгоритмов гамма-коррекции.

Обладая несомненными достоинствами, особенно при демонстрации видео, CRT-проекторы имеют и ряд существенных недостатков, ограничивающих сферу их применения. При значительных габаритах и массе в несколько десятков килограмм они проигрывают современным портативным мультимедиа-проекторам в яркости. При характерном для них световом потоке в пределах от 100 до 300 ANSI-лм просмотр программ возможен лишь в отсутствие внешнего освещения. Для достижения наилучшего качества изображения при инсталляции CRT-проектора нужно выполнить множество тонких настроек (сведение лучей, баланс белого и т. д.), что требует привлечения квалифицированного персонала. Между тем, после перемещения аппарата на новое место, замены вышедшего из строя компонента или естественного ухода параметров с течением времени все процедуры необходимо повторить заново. Таким образом, к достаточно высокой цене самого устройства могут добавиться значительные эксплуатационные расходы.

Устройство CRT проектора

Преимущества CRT:

Высокое качество изображения
Большая длительность непрерывной работы
Глубокий уровень черного (контрастность)
Практически неограниченное разрешение
Низкий уровень шума, достаточность пассивного охлаждения
Испытанная временем технология (более полувека)

Недостатки CRT:

Низкий уровень яркости
Необходима периодическая калибровка
Нечеткая геометрия
Не рекомендуется для статических изображений

LCD-технология

В мультимедийных проекторах, выполненных по технологии LCD (Liquid Crystal Display), функции формирователя изображения выполняет LCD-матрица просветного типа. По принципу действия такие аппараты напоминают обычные диапроекторы (см. Устройство LCD-проектора) с той разницей, что проецируемое на внешний экран изображение формируется при прохождении излучаемого лампой светового потока не через слайд, а через жидкокристаллическую панель, состоящую из множества электрически управляемых элементов - пикселов. В зависимости от величины приложенного к каждому такому элементу переменного напряжения меняется его прозрачность, а, следовательно, и уровень освещенности участка экрана, на который проецируется данный пиксел.

Устройство LCD проектора

Принцип работы жидкокристаллических матриц, используемых в LCD-проекторах в качестве формирователей изображения, основывается на свойстве молекул жидкокристаллического вещества менять пространственную ориентацию под воздействием электрического поля и оказывать поляризующий эффект на световые лучи. В многослойной структуре матрицы, представляющей собой прямоугольный массив множества отдельно управляемых элементов (пикселов), слой жидких кристаллов помещается между стеклянными пластинами, на поверхности которых нанесены бороздки. Благодаря им, во всех элементах матрицы удается сориентировать молекулы идентичным образом, причем, вследствие взаимно перпендикулярного расположения бороздок двух пластин, ориентация молекул меняется по мере удаления от одной из них и приближения к другой на 90 градусов.

Пропущенный через такой слой жидкокристаллического вещества поляризованный свет (см. рис.) также меняет плоскость поляризации на 90 градусов. Поэтому структура, в которую добавлены входной и выходной поляризационные фильтры с взаимно перпендикулярными осями поляризации (a и b), оказывается прозрачной для внешнего светового потока, частично ослабевающего при прохождении входного поляризатора.

Находясь под воздействием электрического поля, молекулы жидкокристаллического слоя меняют свою ориентацию, и угол поворота плоскости поляризации светового потока заметно уменьшается. В этом случае большая часть светового потока поглощается выходным поляризатором. Таким образом, управляя уровнем электрического поля, можно менять прозрачность элементов матрицы.

В LCD-панелях с активной адресацией пикселов, выполненных с применением подложек из аморфного кремния, каждый элемент работает под управлением отдельного тонкопленочного транзистора (TFT - Thin Film Transistor).

Сам транзистор и соединительные проводники, занимая значительную часть поверхности матрицы, снижают ее световую эффективность, препятствуя увеличению разрешения, определяемого числом пикселей.

Переход на полисиликоновую технологию (p-Si), широко применяемую в современных LCD-проекторах, позволил перенести элементы схемы управления в слой поликристаллического кремния и заметно уменьшить размеры проводников и управляющих транзисторов. Тем самым, удалось повысить световую эффективность матриц и обеспечить условия для увеличения их разрешения. Дополнительный выигрыш по световому потоку в некоторых LCD-матрицах обеспечивает микролинзовый растр - каждый элемент матрицы снабжается собственной микролинзой, направляющей световой поток через прозрачную область. Подобные матрицы сегодня применяются во многих LCD-проекторах.

Обьектив с блоком ЖК матриц. К каждой матрице идет контактный шлейф.

D-ILA-технология

Относительно недавно разработанная компанией Huges-JVC технология D-ILA(Direct Drive Image Light Amplifier) фактически является первым коммерческим воплощением так называемой технологии LCOS, представляющей, по мнению большинства экспертов, одно из наиболее перспективных направлений в области создания проекционного оборудования. Подобно LCD-технологии она базируется на свойствах жидких кристаллов, однако, вместо обычных просветных матриц на основе аморфного или поликристаллического кремния, предполагает использование в качестве формирователей изображения приборов отражающего типа (см. Устройство D-ILA-проекторов). В матрице D-ILA светомодулирующий жидкокристаллический слой располагается поверх подложки из монокристаллического кремния, на которой фотолитографическим способом сформированы управляющие пикселами электроды, одновременно выполняющие функции отражающих элементов. Почти вся схема управления матрицей размещается непосредственно в подложке, что обеспечивает данной технологии ряд существенных преимуществ по сравнению с LCD-панелями. Матрицы D-ILA проще в изготовлении и при меньших размерах могут иметь существенно более высокое разрешение. Эффективность использования площади кристалла в них достигает 93%, что практически исключает проявление сеточной структуры на экране.

Большинство выпущенных к настоящему времени D-ILA-проекторов базируются на матрицах с разрешением SXGA (1365х1024 пикселей) и, обладая световым потоком в пределах от 1000 до 7000 ANSI Люмен, характеризуются сравнительно большой массой и высокой ценой. Кроме того, существуют и матрицы повышенного разрешения QXGA (2048х1536 пикселов) размером 1.3 дюйма по диагонали. Последние обеспечивают полноценное (без использования алгоритмов сжатия) воспроизведение видеосигналов стандарта HDTV (1080i).

Устройство D-ILA проекторов

В D-ILA проекторах функции формирователей изображения выполняют жидкокристаллические матрицы отражающего типа, характеризующиеся высоким разрешением и световой отдачей.

Структура матрицы D-ILA

Преимуществом технологии является также возможность формирования светомодулирующего слоя и схемы управления в ходе единого технологического процесса. Отражающие свойства матрицы определяются состоянием слоя жидких кристаллов, меняющегося под воздействием переменного электрического напряжения, которое формируется между отражающими пиксельными электродами и общим для всех пикселей прозрачным электродом.
D-ILA матрицы выдерживают существенное повышение температуры, что позволяет применять в проекторах, выполненных на их основе, мощные источники света.

Проекторы D-ILA строятся по трехматричной схеме (каждая матрица формирует изображение одного из базовых цветов RGB-пространства) и демонстрируют великолепное изображение, на котором практически незаметна пиксельная структура. Они с равным успехом могут быть применены для воспроизведения компьютерных и видеосигналов, однако в силу новизны технологии спектр выпускаемых на сегодняшний день устройств относительно невелик

DLP-технология

Устройство DLP- проектора

Как и управляющая ячейка памяти, микрозеркало имеет два состояния, отличающиеся направлением поворота зеркальной плоскости вокруг оси, проходящей по диагонали зеркала. В каждом состоянии угол между плоскостью зеркала и поверхностью микросхемы составляет 10 градусов. Таким образом, принципиальной особенностью любого DMD кристалла является наличие в его структуре подвижных механических элементов.
В DLP проекторах DMD кристалл выполняет функции формирователя изображения. В зависимости от положения микрозеркала отраженный им световой поток направляется либо в объектив тогда на экране формируется светлое пятно, либо в светопоглотитель тогда соответствующий участок экрана остается затемненным.

Принцип формирования изображения с помощью DMD-матрицы (Digital Micromirror Device)

Для воспроизведения полутонов применяется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) сигналов, управляющих переключением зеркал. Чем больше времени в течение усредняемого глазом интервала в 1/60 секунды микрозеркало проводит в состоянии "включено", тем ярче пиксел на экране.

Пример формирования участка изображения LCD и DLP матрицами Современные DLP-проекторы строятся по схеме с одним, двумя и тремя DMD-матрицами.

Оптическая схема одноматричного DLP-проектора

В одноматричном DLP-проекторе световой поток лампы пропускается через вращающийся фильтр с тремя секторами, окрашенными в цвета составляющих пространства RGB (в современных моделях к трем цветным секторам добавлен четвертый - прозрачный, что позволяет увеличить световой поток мультимедийного проектора при демонстрации изображений с преобладающим светлым фоном).
В зависимости от угла поворота фильтра (а, следовательно, и цвета падающего светового потока) DMD-кристалл формирует на экране синюю, красную или зеленую картинки, которые последовательно сменяют одна другую за короткий интервал времени. Усредняя отражаемый экраном световой поток, человеческий глаз воспринимает изображение как полноцветное. По схеме с одним DMD-кристаллом в настоящее время строятся наиболее миниатюрные DLP-проекторы. Они применяются для проведения мобильных бизнес-презентаций, а также для демонстрации цветного видео. Следует, однако, учитывать, что в последнем случае световой поток проектора с четырех секторным цветным фильтром оказывается ниже указанного в техническом паспорте, т. к. в этом режиме прозрачный сектор не работает, и эффективность использования светового потока лампы снижается.

Оптическая схема двухматричного DLP-проектора

В двухматричных DLP-проекторах вращающийся цветной фильтр имеет два сектора пурпурного (смесь красного с синим) и желтого (смесь красного и зеленого) цветов. Дихроичные призмы разделяют световой поток на составляющие, при этом поток красного цвета в каждом случае направляется на одну из DMD-матриц. На вторую в зависимости от положения фильтра направляется поток либо синего, либо зеленого цвета. Таким образом, двухматричные проекторы, в отличие от одноматричных, проецируют на экран картинку красного цвета постоянно, что позволяет компенсировать недостаточную интенсивность красной части спектра излучения некоторых ламп.

Оптическая схема трехматричного DLP-проектора

В трехматричных DLP-проекторах световой поток лампы с помощью дихроичных призм расщепляется на три составляющих (RGB), каждая из которых направляется на свою DMD-матрицу, формирующую картинку одного цвета. Объектив аппарата проецирует на экран одновременно три цветных картинки, формируя таким образом полноцветное изображение.
Благодаря высокой эффективности использования светового излучения лампы, трехматричные DLP-проекторы, как правило, характеризуются повышенным световым потоком, достигающим у наиболее мощных аппаратов 18000 ANSI-лм.

Новые направления

Лазерные проекторы

В некоторой степени наследником электронно-лучевых трубок являются лазерные проекторы, в которых изображение формируется за счет излучения трех (иногда больше) лазеров. Наследниками – потому, что матрица лазеров формирует три луча тех же цветов, которые потом смешиваются и изображение создается очень сложной системой фокусировки и развертки, в которой находится специальная система зеркал. По своей сути, формирование изображения таким проектором подобно картинке на экране ЭЛТ телевизора - лазерный луч «обегает» проекционный экран сверху вниз до 50 раз в секунду, и глаз человека воспринимает получившуюся картину как единое целое.

Излучающая головка лазерного проектора в разобранном состоянии

Реалистичное изображение формируется при этом практически на любой, в том числе и неровной, поверхности, а его характеристики достаточно высоки. С 2000 года, когда началось серийное производство таких проекторов, они стали выдавать более качественную картинку, но все еще остаются проблемы с цветопередачей, хотя изображение и обладает впечатляющими показателями контраста и яркости. Такие проекторы пока остаются в большей степени дорогими профессиональными инструментами – они излишне велики и потребляют много энергии. Однако они имеют конструкцию, позволяющую разделить излучающую батарею лазеров с большим тепловыделением и проецирующую часть. Также время жизни лазера заметно превосходит срок службы лампы традиционных проекторов, а энергии при сопоставимых параметрах яркости, расходуется также меньше.

Ну и самым главным параметром лазерных проекторов является их способность создавать изображения на огромных диагоналях – размеры экранов могут быть до нескольких десятков метров.