Проекционные телевизоры и видеопроекторы

Проекционные телевизоры бывают двух типов – с фронтальной и обратной проекцией. Фронтальной проекцией называется такая проекция, когда проектор находится с той же стороны экрана, что и зритель. В качестве примера фронтальной проекции можно привести демонстрацию фильмов в кинотеатрах. При обратной проекции проектор располагается за экраном работающим «на просвет».

В качестве источника изображения в телевизорах с фронтальной проекцией чаще всего используются просветные матрицы на жидких кристаллах (рис. 16), лазеры и специальные кинескопы с повышенной яркостью излучения. В последнее время появились телевизоры c повышенным качеством изображения, в которых используются так называемые DLP-проекторы, выполненные на основе технологии DLP (Digital Light Processing), с применением микрозеркальной матрицы DMD (Digital Micromirror Device) (рис. 17, 18). Матрица DMD состоит из большого количества (около миллиона) миниатюрных алюминиевых зеркал, которые могут поворачиваться вокруг своей оси за счет электростатического поля образуемого управляющим сигналом. В результате происходит изменение отраженного от матрицы светового потока мощной лампы подсветки. В простых моделях используется одна DMD матрица с использованием вращающегося светофильтра. В престижных моделях используется три матрицы – отдельно для каждого основного цвета. Качество изображения, такого проектора приближается к качеству изображения на экране кинотеатра.

Рис. 16. Построение изображения с использованием просветных матриц

Рис. 17. Построение изображения с использованием DMP-кристалла

В проекционных телевизорах ЖК-матрица применяется в качестве модулятора сильного источника света, например, ксеноновой или галогенной лампы. Конструкция проекционного телевизора с ЖК-матрицей напоминает конструкцию широко известного диапроектора. Только вместо статичного слайда используется ЖК-матрица с меняющимся изображением.

В качестве источников излучения в лазерных фронтальных проекторах используются три лазера основных цветов. Основным недостатком таких проекторов является невозможность развертки лазерных лучей при помощи электромагнитных полей, как это происходит в кинескопе с электронным лучом. Поэтому приходится применять механическую развертку лучей с помощью вращающихся зеркал. Модуляция интенсивности лучей осуществляется чаще всего при помощи ЖК-матриц (LCD-проекторов).

Рис. 18. DMD-кристалл

На рис. 19 представлена схема проектора обратного типа. Система отображения картинки состоит из трех основных блоков: проектора, зеркала и просветного экрана. Проектор испускает световой луч, который, отражаясь от зеркала, падает на экран с задней стороны. Зритель, находясь по другую сторону экрана, видит изображение. Такая схема имеет множество преимуществ по сравнению с обычным видеопроектором. Самое главное – повышенная яркость экрана и очень малые потери контрастности изображения при проекции. Кроме того, вся система находится в едином корпусе, это обеспечивает стационарность компонентов и фиксированность их настроек. Появляется возможность разместить аудиосистему в том же корпусе, что и экран. В общем, плюсов немало. Рассмотрим отдельно каждый из блоков. Проектор используется такой же, как и при фронтальном проецировании изображения. А вот про устройство экрана следует поговорить отдельно. Экран состоит из двух слоев линз. Первый слой (с внутренней стороны), состоит из нескольких линз, корректирующих направление пучка света так, чтобы основной поток двигался фронтально (то есть на зрителя). От них зависит горизонтальный угол обзора. Второй слой – множество двояковыпуклых трубчатых линз, выполненных в виде вертикальных полос. Они предназначены для вертикального рассеивания светового пучка – от них зависит вертикальный угол обзора. Технологии проекционных телевизоров уже немало лет – первые эксперименты по созданию подобного рода устройств успешно проводились еще в середине прошлого века. Тогда вместо цифрового проектора использовались обычные аналоговые электронно-лучевые трубки, каждая из которых выдавала свою составляющую RGB-цвета. Понятно, что качество изображения было невысоким, а главным недостатком являлась низкая яркость экрана.

Рис. 19. Схема проектора обратного типа: 1 – двояковыпуклые линзы; 2 – линзы Френеля;
3 – корпус телевизора; 4 – зеркало; 5 – источник света (лампа); 6 – матрица (LCD, LCOS, DMD); 7 – оптическая проекционная система; 8 – к зеркалу

Современные модели (так называемые матричные телевизоры) значительно превосходят своих предшественников по всем параметрам: значительно увеличена яркость изображения, расширен угол обзора экрана, а также исправлена неравномерность его подсветки.

Оборудование