Zasada działania projektora wideo

Projektor to urządzenie, które łączy się z kamerą, laptopem, komputerem lub tabletem, aby wyświetlić obraz na dużym ekranie. Pilot służy do sterowania urządzeniem operacyjnym. Urządzenie projektora wideo jest dość skomplikowane i może różnić się w zależności od technologii użytej do skomponowania obrazu. Technologia zależy od sposobu działania projektora. Dziś w wyposażeniu projektora wideo zastosowano 5 osiągnięć technologicznych: CRT, LCD, D- ILA, DLP, technologia laserowa.

Technologia CRT

Technologia ta może być uważana za najstarszą, ponieważ jest oparta na lampie elektronowej (CRT). Chociaż technologia CRT jest używana od kilkudziesięciu lat, jest ona wciąż aktualna, a jakość obrazu (przejrzystość, rozdzielczość, oddawanie barw) nie ustępuje nowoczesnym i droższym metodom tworzenia obrazu. Kolejną zaletą CRT jest wysoka niezawodność obwodów elektrycznych i czas ciągłej pracy lampy, przekraczający granicę 10.000 godzin.

Ta technologia ma również szeroki zakres dynamicznej jasności i głębi czerni, których nie może zapewnić żaden inny.

Pomimo niewątpliwych zalet, urządzenia CRT są wciąż gorsze pod niektórymi względami dla nowoczesnych urządzeń.

  1. Kruszywa mają dużą masę (kilkadziesiąt kilogramów). Uczyń ich producentem trochę łatwiejszym, możliwe byłoby wygodniejsze przenoszenie i instalacja tego sprzętu.
  2. Poziom jasności mieści się w zakresie od 100 do 300 ANSI-lm, podczas gdy w nowoczesnych urządzeniach poziom ten może osiągnąć 10 000 ANSI-lm i więcej. Z tego powodu odtwarzanie wideo jest możliwe tylko w dobrze zaciemnionym pomieszczeniu.
  3. Aby uzyskać dobrą jakość obrazu, wymagane jest przeprowadzenie wielu ustawień, a bez zaangażowania specjalisty czasami jest to trudne.

Projektor CRT

Wewnątrz projektora wideo CRT znajdują się 3 monitory CRT z ekranami o przekątnej od 7 do 9 cali. Każdy CRT jest zaprojektowany do wyprowadzania jednego koloru (zielony, czerwony, niebieski) modelu koloru RGB.

Zasada działania projektora może być opisana w następujący sposób: sygnał wejściowy jest podzielony na komponenty według koloru, który uczestniczy w sterowaniu modulatorami. W tym samym czasie intensywność wiązki zaczyna się zmieniać. W tym momencie wiązka przechodząca przez pole magnetyczne i układ odchylający odsłania powierzchnię ekranu z powłoką fosforową od wewnątrz. Następnie na ekranie zostanie utworzony jednokolorowy obraz. Następnie przez soczewkę jest rzutowany na ekran zewnętrzny.

W rezultacie 3 obrazy są wyświetlane na ekranie zewnętrznym w tym samym czasie, podczas miksowania uzyskuje się obraz w pełnym kolorze.

Zalety urządzeń CRT:

  • obraz wyjściowy wysokiej jakości;
  • długi okres eksploatacji;
  • chłodzenie pasywne;
  • nieograniczona rozdzielczość;
  • niski poziom opublikowanego hałasu;
  • wysoki kontrast;
  • technologia, która przeszła próbę czasu (ponad 50 lat).

Wady urządzeń CRT:

  • potrzeba okresowej regulacji (kalibracji);
  • geometria rozmyta;
  • niski poziom jasności;
  • zaleca się, aby nie używać go do wyświetlania statycznego obrazu.

Technologia LCD

W projektorach LCD, na przykład w urządzeniach firmy Viewsonic (Viewson), aby utworzyć obraz za pomocą półprzezroczystej matrycy . Jego pracę można porównać do pracy projektora slajdów. Różnica polega na tym, że światło nie przechodzi przez szkiełko, ale przez panel z ciekłymi kryształami. Składa się z dużej liczby pikseli, które są elementami, które można kontrolować za pomocą sygnału elektrycznego. Wielkość napięcia przyłożonego do konkretnego piksela zależy od jego przezroczystości i odpowiednio od intensywności jasności na ekranie w miejscu projekcji tego piksela.

Dzięki technologii jednostek projekcyjnych LCD stały się znacznie tańsze . Stały się bardziej zwarte, a siła promieniowania świetlnego osiągnęła 10 000 ANSI-lm. Technologia LCD jest najlepiej przystosowana do reprodukcji cyfrowego sygnału z komputera i innych urządzeń.

Urządzenia Viewsonic LCD są bardzo łatwe w konfiguracji, łatwe w użyciu, a wszystkie ustawienia są zapisywane po demontażu i transporcie. Z tego powodu są często wykorzystywane do rejestracji prezentacji biznesowych.

Montaż urządzenia LCD

W projektorach LCD do tworzenia obrazu wykorzystywane są panele ciekłokrystaliczne . Technologia wykorzystuje zdolność cząsteczek pewnej substancji do zmiany orientacji w przestrzeni pod wpływem impulsu elektrycznego.

W nowoczesnych urządzeniach zastosowano 3 matryce ciekłych kryształów z polikrzemu. Ich rozmiar jest przekątny od 0, 7 do 1, 8 cala. Poniższy rysunek przedstawia schemat blokowy projektora wideo.

Światło emitowane przez lampę po przejściu przez dichroiczne lustra jest podzielone na 3 komponenty modelu kolorów RGB. Ponadto każdy komponent musi przejść przez odpowiedni panel LCD. Tworzy obraz związany z daną warstwą kolorów. Po utworzeniu obrazów w panelach LCD przechodzą one przez pryzmat, zachodzą na siebie nawzajem, a kolorowy obraz jest wyświetlany na ekranie przez soczewkę optyczną.

Na poniższym rysunku możesz zobaczyć, w jaki sposób projektor jest ustawiony.

Zalety LCD:

  • przystępna cena;
  • niewielka waga;
  • niezastąpiona rzecz do prezentacji;
  • może być stosowany do ekranów o dużej przekątnej;
  • Obraz ma idealną geometrię;
  • proste ustawienia i działanie.
  • wysoka jasność;

Wady:

  • droga lampa;
  • niski kontrast;
  • matryca ma właściwość z czasem ulegającą degradacji (starzeć się) - oczywiste jest, że wystarczy 3-4 lat użytkowania;
  • mogą pojawić się "martwe" piksele;
  • ze względu na zastosowanie wentylatorów chłodzących, zauważalny hałas urządzenia.

Projektor D-ILA

Huges-JVCT opracował ostatnio technologię D-ILA. Można to uznać za ucieleśnienie technologii LCOS, która stanowi najbardziej obiecujący temat poprawy jednostek projekcyjnych.

Podobnie jak wyświetlacz LCD, D-ILA wykorzystuje elementy ciekłokrystaliczne, ale zamiast matryc typu oświeconego stosuje się elementy typu refleksyjnego . Takie urządzenia różnią się: warstwa modulująca światło jest ułożona w taki sposób, że jest umieszczona na wierzchu podłoża złożonego z krzemu monokryształowego. Cały obwód znajduje się w podłożu, które służy do sterowania matrycą. Fakt ten ma niezaprzeczalną przewagę nad panelami LCD.

Macierze D-ILA są w stanie, w porównaniu z ekranem LCD, mieć znacznie wyższą rozdzielczość, biorąc pod uwagę, że ich wymiary są mniejsze. Również w nowych matrycach powierzchnia użytego kryształu jest aktywowana o 93%, co wyklucza pojawianie się siatki podczas wyświetlania obrazu. Proces technologiczny wytwarzania matryc D-ILA jest znacznie łatwiejszy niż produkcja LCD.

Urządzenie D-ILA-aparat

Urządzenia D-ILA, takie jak LCD, są zbudowane na zasadzie trzech macierzy . Matryce indywidualnie tworzą obrazy trzech kolorów. Następnie wygenerowany obraz jest przesyłany do zamontowanego na ścianie ekranu przez obiektyw.

Zalety:

  • używać do prezentacji;
  • wysoka jasność;
  • Możliwość zastosowania na ekrany projekcyjne o dużych rozmiarach;
  • idealna geometria obrazu;
  • niewielka waga.

Wady:

  • możliwość pojawienia się "zepsutych" pikseli;
  • ze względu na nowość technologii nie ma danych o żywotności matrycy;
  • drogie źródło światła.

Projektor DLP

Macierz tego projektora nazywa się chipem DMD i jest produkowana w Ameryce przez Texas Instruments. Jak działa projektor? Matryca zawiera miliony elementów lustrzanych, które mają zdolność obracania się pod właściwym kątem. Podczas skręcania lustro może zajmować tylko 2 stałe pozycje.

Dlatego lustro odbija światło na ekranie lub w kierunku absorbera światła (kaloryfera) urządzenia, jednocześnie dając czarny punkt lub biel.

Po kilkukrotnym przejściu z białego na czarny, powstaje półcień szarości.

Jedno macierzowe urządzenie jest zdolne do wyprowadzania tylko jednego koloru komponentu obrazu w każdej chwili przedziału czasowego.

Aby oddzielić inne kolory od białego i czarnego, użyj tarczy kolorów (płyta z filtrami).

Szybkość obracania dysku za pomocą filtrów może być różna. Im szybciej obraca się koło, tym mniej " efektu tęczy ", charakterystycznego dla urządzeń z jedną macierzą. Koło z filtrami może składać się nie tylko z tradycyjnych segmentów RGB (czerwony, zielony, niebieski), ale także z dodatkowymi kolorami. Na przykład zdjęcie poniżej pokazuje koło kolorów, które jest kombinacją dwóch schematów kolorów RGBCMY (czerwony, zielony, niebieski, turkusowy, karmazynowy, żółty).

Co to jest optyczna jednostka aparatu DLP jest wyraźnie widoczna na poniższym rysunku.

Koło kolorów ma również przezroczysty element do transmisji czystego białego koloru, który poprawia czarno-białą jasność obrazu.

To rozwiąże problem nieefektywności technologii z pojedynczą matrycą, w wyniku czego nie jest wymagana instalacja mocniejszego źródła światła.

Jednym z pierwszych przedstawicieli projektorów DLP było urządzenie Viewsonic PJD5126.

Właściwość zwiększonej jasności obrazu czarno-białego stała się użyteczna dla urządzeń szeroko stosowanych w biurach. Obraz czarno-biały jest wyraźnie wyższy pod względem jasności niż kolory. Chociaż, jeśli ustawiony jest maksymalny poziom jasności, kolory mogą stać się bardziej przyciemnione. Blaknięcie kolorów nie jest nieodłącznym elementem wszystkich agregatów DLP, ponieważ większość producentów stara się poprawić jakość swoich produktów.

Trój-matrycowy projektor DLP

Istnieją również trój-macierzowe urządzenia projekcyjne, z oddzielaniem strumienia świetlnego w tradycyjne RGB. W takim przypadku na ekranie zewnętrznym wyświetlane są trzy obrazy o różnych kolorach, co powoduje powstanie pełnokolorowego obrazu.

Urządzenia DLP mają podwyższoną jasność, która może osiągnąć wartość 18 000 ANSI-lm.

Zalety:

  • mała masa;
  • poprawna geometria;
  • trwałość matrycy;
  • Używany do dużych ekranów;
  • niski poziom hałasu;
  • wysoka jasność.

Wady:

  • w jednoprzekrojowej konstrukcji zauważalny jest "efekt tęczy" na zdjęciu;
  • droga lampa;
  • "Zepsute" piksele.

Technologia laserowa

Najbardziej zaawansowaną i najdroższą technologią do tworzenia obrazu o najwyższej jakości jest laser . Przedstawiciel nowego typu sprzętu projekcyjnego można nazwać ViewSonic LS830.

Zasada działania urządzenia jest taka sama, jak w modelach omówionych powyżej: za pomocą lasera powstają 3 składniki kolorystyczne, które w ostatecznej analizie są mieszane. Ponadto, dzięki złożonemu systemowi obejmującemu ustawianie ostrości i skanowanie, obraz jest tworzony za pomocą systemu lustrzanego. Istnieje możliwość stworzenia obrazu na niemal każdej powierzchni, w tym nierównej.

Całkowity koszt operacji jest znacznie zmniejszony dzięki zastosowaniu technologii laserowej, ponieważ laser można uznać za warunkowo wieczny . Szacowany okres jego pracy to 20 000 godzin, nie wymagających specjalnej konserwacji. W takim przypadku urządzenie będzie wytwarzać doskonałą jasność, nie zmniejszając się z czasem. Przez wszystkie lata eksploatacji urządzenia jakość obrazu pozostanie na wysokim poziomie. Poziom jasności w Viewsonic jest dość wysoki - 4 500 lumenów, co nadaje się do oglądania filmów w dobrze oświetlonym pomieszczeniu.

Prawie wszystkie współczesne projektory laserowe mają soczewki ultra-krótkookresowe (0, 23). Umożliwia to ustawienie projektora w odległości 21 cm od ekranu, co sprawia, że ​​jest prawie niewidoczny.

Na poniższym rysunku projektory znajdują się w odległości 17 cm od ściany.

Technologia laserowa umożliwia uzyskanie kolorów o dużej głębi i nasyceniu, o wysokiej jasności i szczegółowości, a także o szerokiej gamie kolorów. Ze względu na wysoki kontrast (100 000: 1) obraz charakteryzuje się idealną ostrością i płynnymi przejściami półtonów.

Zastosowanie technologii laserowej umożliwia również projekcję obrazu w kolorze z rozdzielczością Full 1080p HD z praktycznie bez deformacji.

Jedną z głównych zalet laserowych projektorów wideo jest możliwość wyświetlania obrazu na ekranach o ogromnych rozmiarach.

Tak więc na rynku projektorów wideo istnieje znaczna liczba modeli zarówno drogich, jak i budżetowych. Różnią się one głównie technologiami wykorzystywanymi do tworzenia obrazu, a w związku z tym ceną. Im bardziej zaawansowana technologia, tym wyższa cena urządzenia.