Видеопроекторы с жидкокристаллическими (жк) матрицами, выполненными по lcd или d - ila технологиям

В LCD -проекторах три матрицы (ЖК-модуляторы) создают от входного сигнала поля трёх цветов. Каждая матрица, содержащая жидкие кристаллы поликристаллического кремния, подобна диапозитиву определённого цвета. Но, в отличие от диапозитива, картинка матрицы не статична, а динамична. Будучи освещёнными проекционной лампой, матрицы пропускают часть этого мощного светового потока пропорционально выделенному матрицей рисунку своего поля. Все три световых поля от ЖК-матриц направляются на смесительную призму, где происходит их совмещение. Полученное цветное изображение через проекционный объектив подаётся на экран. По сравнению с кинескопными проекторами LCD-проекторы обеспечивают большую яркость изображения и не требуют операций по сведению лучей, однако уступают первым по контрастности изображения. Кроме того, на увеличенном изображении заметна ячеистая структура матриц проектора в виде сетки.

Фирма Sony разработала жидкокристаллический дисплей (матрицу) SXRD на базе силикона из вертикально выровненных жидких кристаллов. Проекторы с такой матрицей обеспечивают высокое разрешение (4096×2160 пикселов). По сравнению с высокотемпературными жидкими кристаллами поликристаллического кремния выигрыш по плотности элементов возрос в 2,4 раза, а межэлементный зазор уменьшился в 10 раз. В результате получено изображение очень высокого качества, с чёткостью, которая прежде была просто недостижимой. Уровень контрастности возрос в три раза, получено прекрасное кинематографическое качество проекции и обеспечена хорошая равномерность изображения, на котором полностью отсутствует эффект «зернистой сетки», до сих пор замечавшийся в ЖК-проекторах.

 

В проекторах с D - ILA матрицами достигаются все изначальные достоинства изображения. Эти проекторы относятся к группе светоклапанных устройств. Матрицы построены на базе новейшей металло-оксидной полупроводниковой технологии (LCOS). В матричном модуляторе используется электрооптический эффект зависимости фазовых скоростей света в анизотропной среде от напряженности электрического поля. Благодаря этой технологии видеопроектор воспроизводит очень гладкое и контрастное изображение повышенной яркости, отображающее все мельчайшие детали объекта съёмки. Коэффициент контрастности составляет до 40000:1. Проекторы с D-ILA матрицами очень хорошо подходят для электронного кинематографа. Следует ожидать, что проекторы с D-ILA матрицами, по мере снижения их стоимости, получат в будущем широкое распространение.

 

3. Проекторы с использованием микрозеркал – DLP -проекторы

В DLP-проекторах применяются матрицы компьютерного формата SXGA. Матрицы, состоят из множества поворотных микрозеркал (размером 14×14 микрон), расположенных на подпружиненной подложке и управляемых полупроводниковыми переключателями света от источника видеосигнала. Процесс отклонения каждого микрозеркала функционально зависит величины управляющего сигнала, позволяющего им поворачиваться в пределах ±12°. Под действием поступающих сигналов зеркала принимают одно из двух положений, отражая свет осветительной лампы проектора в сторону объектива, либо в направлении светопоглощающего слоя. В отличие от LCD-проекторов, данное устройство работает не на просвет, а на отражение света от зеркальной матрицы. Отраженные от матриц (чипов DMD)  световые поля проходят через цветоделительную комбинированную призму и проекционный объектив, а затем попадают на экран. За счет способности зрения усреднять мгновенные значения яркости и цветовые оттенки всех пикселей, зритель воспринимает на экране многоцветное изображение увеличенного размера. По сравнению с LCD-проекторами DLP-проекторы имеют более высокую контрастность изображения и меньшее проявление ячеистой структуры. При одинаковом разрешении и яркости контрастность изображения у последних в 3-4 раза выше. Кроме того матрицы DLP-проекторов обладают более длительным сроком службы по сравнению с матрицами LCD-проекторов, у которых с течением времени снижается контрастность изображения.

 

Лазерные проекторы

Лазеры выступают в роли источников света трёх основных цветов. Яркость и положение каждого луча управляется от сканирующего лазерного источника изображения – квантоскопа. Данное устройство представляет собой гибрид полупроводникового лазера и электронно-лучевой трубки. Управление пучком лазерных лучей с помощью стандартных средств телевизионной и компьютерной техники позволяет получить на экране полноценное цветное изображение. Лазерные проекторы создают исключительно высокую чёткость изображения и более широкую гамму цветов, чем у современных цветных телевизоров. Для лазерных проекторов возможны большие проекционные расстояния (дистанции) и большие размеры экрана – до 100 м². Проекторы имеют исключительно высокую световую отдачу на единицу потребляемой мощности (200 лм/Вт). Однако сфера применения лазерных проекторов пока ограничена сложностью производства растровых излучателей и их высокой стоимостью.

 

Магнитофотонные проекторы

Новейшая технология проекторов данного типа разработана компанией Panorama Labs в 2007 году [30]. Основа проектора – световой микродисплей, работающий по принципу магнитооптической коммутации. В дисплее применен магнитофотонный кристалл, полученный с помощью современных нанотехнологий. В кристалле использован так называемый эффект Фарадея, когда поляризованный свет поворачивается при прохождении через магнитное поле на угол, зависящий от напряженности этого поля. Источником света является лазер, его луч пропускают через магнитное поле катушки индуктивности, а затем сквозь поляризационный фильтр. Если магнитное поле катушки отсутствует, то луч лазера не отклоняется и фильтр его не пропускает, что соответствует на экране черному цвету. При максимальном напряжении на катушке угол поворота луча максимален и весь свет проходит сквозь поляризатор, что соответствует максимальной его интенсивности – белому цвету. Промежуточные градации поляризованного луча позволяют получать любую степень интенсивности света. Проектор, создаваемый на основе магнитооптической коммутации характеризуется компактностью, функциональностью, малым временем коммутации, равномерностью изменения состояния пикселов, возможностью напрямую манипулировать световым потоком, низкой потребляемой мощностью, относительной простотой и экономичностью в изготовлении.