În mod strict vorbind, nici proiectorul multimedia, nici afișajul CRT și nici monitorul LCD nu reproduc imaginea în forma în care o creează natura. Radiațiile solare au o gamă largă de culori, și nu numai pe baza culorilor roșu, verde și albastru. În natură există toate nuanțele curcubeului și chiar lumina UV și IR. Pentru a le recrea toate în mod artificial nu este realistă. Abilitatea de a reproduce imaginea pe ecran mai mult sau mai puțin adecvat se bazează pe principalele limitări ale ochiului: receptorii noștri naturali (bastoane și conuri ai retinei) sunt setate doar la trei culori primare - roșu, verde și albastru. Toate celelalte nuanțe pe care le percepem ca combinație.
Receptorii de pe retină sunt plasați intercalate - aproximativ modul în care punctele de fosfor se află pe un tub CRT sau o matrice LCD. În acest sens, primele proiectoare LCD create la începutul anilor 1980. dispozitivul lor seamănă cu ochiul, numai că au lucrat "dimpotrivă" - au emis lumină, dar nu l-au perceput. La astfel de proiectoare, s-au folosit matrici LCD convenționale cu trei culori, imaginea din care a fost proiectată pe ecran prin lentilă. Totuși, s-a dovedit că o astfel de soluție nu permite obținerea luminozității ridicate datorită faptului că pe fiecare pixel al matricei este plasat propriul filtru de lumină care absorb 2/3 din fluxul de lumină.
Un proiector LCD mai avansat a apărut în 1989 în Japonia. Folosind trei matrice LCD minuscul și un sistem optic destul de complex, specialiștii Sharp Company au fost în măsură să împartă lampa de lumină albă în trei componente de culoare de bază (roșu, verde, albastru), modula lor LCD-panouri individuale și din nou reuni într-un fascicul de lumină comună, care este direcționat pe ecran. Puii lor au revoluționat industria de afișare a informațiilor, făcând proiectorii luminoși, mici și accesibili mai întâi companiilor și apoi persoanelor fizice.
Ca alternativă, mai multe companii de la începutul mileniului au început să dezvolte tehnologia LCOS (Crystal Liquid On Silicon, LCD pe siliciu). Diferă de ecranul LCD prin faptul că panoul LCD nu funcționează pe lumen, ci pe reflecție. Sony și JVC și-au dezvoltat variantele LCOS, le-au brevetat și le-au înregistrat sub mărcile comerciale SXRD și D-ILA.
Nevoind să stea departe, americanii au abordat o tehnologie concurențială bazată pe procesarea digitală a luminii (Digital Light Processing, DLP). Despre aceasta, vă vom spune în detaliu într-una din cele mai apropiate emisiuni ale revistei, dar pentru moment ne vom opri pe dispozitivul LCD-proiectorului.
Mai departe, calea fasciculului este un filtru care creează o polarizare plată, necesară funcționării normale a cristalelor lichide. Spre deosebire de calculatoare cu un ecran LCD unde matricea direct pe film polarizant sunt lipite, taierea jumătate a fluxului luminos aplicat la proiectoare convertoarele de polarizare optice cu o eficiență de aproape 100%.
Apoi, o rază albă la un unghi de 45 ° cade pe o oglindă dicroică care trece componentele verde și roșu și reflectă cea albastră. Oglinda dichroică - un substrat de sticlă cu o "plăcuță" de filme subțiri cu proprietăți optice diferite. Funcționează prin interferența undelor luminoase.
Raza albastră, după reflexia din oglinda obișnuită, este alimentată pe matricea LCD, care formează componenta albastră a imaginii. Radiațiile roșii și verzi, la rândul lor, sunt separate printr-o altă oglindă dicroică și prin lentile sunt direcționate spre celelalte două panouri LCD.
Panourile LCD responsabile pentru modularea a trei fluxuri de lumină sunt plasate pe trei laturi ale unei prisme de amestecare combinate de formă cubică. Pentru confortul asamblării și reparării proiectorului, panourile LCD și prisma sunt de obicei montate într-o singură unitate detașabilă. Pentru o reducere exactă a culorii, adică combinarea componentelor roșii, verzi și albastre ale imaginii, este prevăzută o procedură specială de aliniere a panoului de fabricație. Proiectorul este considerat bine reglat, dacă discrepanța culorilor de pe ecran nu depășește jumătate de pixel.
Vorbind despre calea optică a proiectorului LCD, am omis o serie de detalii neesențiale. În special, nu au menționat mai multe lentile auxiliare care formează secțiunea transversală necesară a fasciculului luminos.
Revenind la tehnologia LCOS, observăm că aceasta nu diferă în principiu de tehnologia LCD. Matricele de aici nu funcționează pe lumen, ci pe reflexie, care necesită rearanjarea căii optice. Din păcate, nici o companie nu a reușit să-și compună elementele astfel încât proiectorul să fie ușor, simplu și tehnologic în producția de masă. Principalul avantaj al LCOS - o matrice de înaltă rezoluție - nu a fost solicitat de piața proiectorilor multimedia de masă. Abilitatea de a reduce decalajul inter pixel, ascunderea tranzistorilor de control în interiorul substratului de siliciu, nu a generat entuziasm printre consumatori. Ca urmare, tehnologia LCOS a găsit aplicații și în alte domenii, în special în televizoarele de proiecție și în proiectoarele digitale puternice pentru cinematografe.
Astfel, după trecerea prin matricea LCD și filtrele suplimentare de polarizare, fluxurile de lumină (din cele trei matrice) sunt combinate într-o prismă de amestecare. Apoi fasciculul intră în obiectiv, asigurând distanța de proiecție necesară și dimensiunea imaginii de pe ecran. În general, sistemul optic al proiectorului LCD este destul de complicat și greoi. Calea optică a proiectorului DLP este mai simplă. De aceea, cele mai mici și mai ușoare proiectoare sunt realizate folosind tehnologia DLP.
Un obiectiv cu focalizare scurtă vă permite să setați proiectorul aproape de ecran, focalizare lungă - pentru a purta o distanță lungă. Obiectiv cu zoom adânc (de ex. E. Pentru a crește, ajungând în unele modele de până la 2,1h) flexibilitate de configurare convenabilă, dar este mai scump și are o mai mare decât cea a unei lentile cu zoom tipic de 1,2 ori, în masă. O lentilă fixă, utilizată de obicei în proiectoarele cele mai ieftine și opțional în modele de instalare puternice, nu permite ajustarea dimensiunii imaginii fără a schimba distanța de proiecție.
În proiectoarele mici, de regulă, se utilizează comenzi manuale și zoom. În dispozitivele staționare de mare putere, sunt instalate lentile motorizate de obicei înlocuite. În acestea, motoarele pas cu pas miniatură rotesc inelele regulatorului printr-un tren de viteze.
Pozitiv pentru aparate staționare și proiectoare puternice pentru sisteme home cinema este prezența a lentilelor mecanice deplasa în sus și în jos și la stânga și la dreapta, permițând pentru a deplasa imaginea fără rotație a corpului proiectorului, evitându-se astfel apariția distorsiune trapezoidală. În acest caz, obiectivul este atașat de o glisantă acționată de un motor cu melc melcat sau manual.
Sistem de curățare și răcire
Elementul proiectorului, care necesită răcire obligatorie, este o lampă. Având 75-90% din consumul de energie, este foarte cald în timpul funcționării. Carcasa lămpii este atât de fierbinte încât este necesară o secvență specială de oprire a proiectorului. După ce lampa este dezactivată, ventilatorul continuă să se rotească timp de câteva zeci de secunde sau chiar minute, eliminând căldură reziduală de la unitatea lămpii, ceea ce poate deteriora circuitele electronice și elementele din plastic din interiorul proiectorului.
Recent, producătorii folosesc baterii speciale sau condensatoare, ceea ce vă permite să deconectați imediat dispozitivul de la rețea. Astfel de soluții fac proiectorul mai rezistent la întreruperi în alimentarea cu energie electrică.
Un alt element care trebuie răcit este panourile LCD care funcționează în condiții extrem de dure. Faptul este că la matricile LCD, jumătate din fluxul de lumină este întârziată (mai mult pe scene întunecate, pe cele mai ușoare) și aceasta duce la încălzirea lor puternică. În acest caz, undele luminoase cu cea mai mică lungime (deci cele mai energice fotoni) cad pe matricea albastră. Nu este surprinzător că se degradează mai repede decât altele. Unii producători prevăd chiar algoritmi de corecție specială a imaginii, proiectați pentru a degrada gradual parametrii panoului LCD albastru. În plus față de lumina albastră, cristalele lichide sunt afectate negativ de radiația UV, sunt eliminate cu ajutorul unor filtre speciale, instalate de obicei imediat după lămpi sau chiar pe ea.
Matricele LCD nu pot atinge prisma (apoi fluxul de aer din ventilator se spală de ambele părți) și poate fi apăsat împotriva acesteia. În acest caz, răcirea este parțial realizată prin transferarea căldurii prin prisma.
La praf și, în special, funinginele cu picături de ulei nu se încadrează pe numeroase oglinzi, lentile și prisme, există întotdeauna un filtru de aer în fiecare dispozitiv LCD, care trebuie curățat, spălat sau schimbat în mod regulat.
Acum hai să vorbim despre proiectorul electronic "plin" LCD. În plus față de unitatea de alimentare cu impuls (PSU), orice proiector are o unitate de aprindere a lămpii care generează o tensiune înaltă pentru a declanșa o descărcare într-un mediu gazos. Lampa este un element atât de important și capricios al proiectorului, încât este necesar nu numai să lumineze corect, ci și să se stingă. Recent, producătorii au introdus scheme speciale pentru amortizarea netedă, reducând pulsul și supraîncărcarea termică a lămpilor și prelungind durata de viață a acestora.
Panourile LCD, așa cum se știe, nu pot funcționa atunci când controlează o tensiune constantă. Pentru a evita descompunerea electrolitică a cristalelor lichide, circuitele electronice schimbă în mod regulat polaritatea tensiunii de comandă aplicată la electrozi de pe panoul LCD. Pentru a evita pâlpâirea și zgomotul, frecvența inversării polarității este în concordanță cu rata cadrelor, care pentru proiectoarele LCD este de 60 Hz. Orice semnal trimis la proiector (prin intrările VGA, HDMI, S-Video sau Composite) este suprasamblat la 60 Hz.
Un microprocesor separat generează un meniu pe ecran pentru configurarea proiectorului de către utilizator, care poate controla dispozitivul atât cu ajutorul unei tastaturi de pe corpul dispozitivului, cât și printr-o telecomandă cu infraroșu. Problemele de focalizare automată folosind detectorul de distanță integrat și corecția automată a trapezoidului în conformitate cu indicațiile senzorului de înclinare încorporat, pare să rezolve același microprocesor.
Recent, proiectorii sunt adesea echipați cu module WiFi, un conector Ethernet și chiar și un server web integrat simplu pentru monitorizare și configurare de la distanță. Astfel de dispozitive pot trimite un mesaj de poștă electronică despre expirarea iminentă a resurselor lămpii sau despre necesitatea de a curăța filtrul de aer. Un alt program, pe care dezvoltatorii recent le încarcă microprocesorul încorporat, citesc fișierele grafice de pe unitățile flash și organizează o expunere de diapozitive pe ecran.
O versiune specială a lămpilor cu halogenuri metalice de la Philips este numită UHP (Ultra High Pressure). Lămpile UHP produc un flux albastru de lumină și necesită mai puțină tensiune pentru aceeași luminozitate, astfel încât acestea să funcționeze mai mult decât lămpile convenționale cu halogenuri metalice. Deoarece este posibilă simplificarea lămpilor BP, producătorii preferă utilizarea UHP în proiectorii mobili. Astfel de lămpi practic nu pierd pierderea luminozității cu timpul, dar după viața de serviciu arde.
Lămpile cu arc cu xenon pot fi găsite în cele mai puternice proiectoare. Resursa lor este de peste 1000 de ore, ele creează cea mai naturală culoare. Lămpile cu halogen, care dau o lumină galbenă, au fost folosite în proiectoare vechi. Durata lor de viață este scurtă - în 100 de ore.
Cele mai importante elemente pentru o ieșire de imagine de înaltă calitate sunt panourile LCD. Compania Epson, principalul lor furnizor, a înlocuit deja cinci generații de matrice. Pe măsură ce tehnologia se îmbunătățește, decalajul nefuncțional între pixelii adiacenți este îngust, caracteristicile pixelului devin uniforme și contrastul imaginii crește. În cele mai bune modele de proiectoare de pe panourile LCD Epson din cea de-a șasea generație, contrastul pașaportului ajunge la 1000: 1.
Sub influența câmpului electric, moleculele cristalului lichid se rotesc, schimbând polarizarea luminii care trece prin matrice. La un unghi de rotație, matricea devine cea mai transparentă, în timp ce cealaltă este maxim opacă. Pentru a mări contrastul, care este măsurat ca raportul dintre iluminările ecranelor alb și negru, este important să se asigure un fascicul paralel strict de raze în interiorul fiecărei celule a matricei.
Proiectorii de înaltă calitate oferă măsuri speciale pentru a compensa eterogenitatea caracteristicilor panourilor LCD. Suprafața panoului este împărțită în zone rectangulare pentru care se introduc factori de corecție atunci când se aplică semnale de control.
Calitatea imaginii este afectată de proprietățile lentilei. Atunci când o alegem, trebuie să căutăm un compromis între preț, adâncimea de mărire, pierderile de lumină, greutatea și dimensiunile. Obiectivele de focalizare foarte scurte care oferă un raport de proiecție de 0,5 sau mai puțin (diagonala imaginii este de două ori mai mare decât distanța de proiecție) pot fi foarte mari. Lentilele de calitate cu zoom dublu conțin până la 14 lentile.
* De multe ori se face referire la tehnologia recentă 3LCD, de fapt, nu diferă de LCD. 3LCD marcă este înregistrată producătorii de grup LCD-proektorovs, astfel încât să se promoveze în comun LCD-tehnologie și de a rezista la atacul de marketing din partea producătorilor DLP-dispozitive.
Pentru a crește fluxul luminos, producătorii de proiectoare LCD iau o serie de măsuri. În primul rând, ele măresc puterea lămpii, din păcate, adesea datorită duratei de viață a lămpii. În dispozitivele staționare voluminoase, uneori se folosesc două sau chiar patru lămpi, ceea ce mărește nu numai luminozitatea, ci și fiabilitatea (dacă arde, proiectorul va continua să funcționeze). În al doilea rând, pentru a obține un flux luminos ridicat, sunt instalate panouri LCD cu dimensiuni mai mari, care sunt mai ușor de răcite. Dacă proiectorul mobil poate avea panouri cu o diagonală de 0,63 inci, atunci un "luminator" puternic este echipat cu panouri de 1,3-1,8 inci.
În al treilea rând, deoarece fiecare LCD-matrice are zone interpixel opace, în care sunt aranjate TFTs și ghiduri, companiile folosesc matricelor matrice de microlentile, focalizarea luminii pe zonele de lucru ale celulelor pixeli. Așadar, dacă nu duc la nimic, aceștia pot reduce, cel puțin, absorbția luminii prin zone inter pixeli.