Мультимедійні проектори

Проекційний апарат/проектор (від латинського projicio - кидаю вперед) - оптекомеханічний прилад для проектування на екран збільшених зображень різних об'єктів.

Перший проектор винайшов німецький фізик та математик Афанасій Кірхер у 1640 р., назвавши свій апарат «чарівний ліхтар». Апарат, у якому джерелом світла служила свічка, дозволяв створювати на екрані тіньові проекції зображення людей, тварин чи предметів, вирізаних із картону.

Конструкції та принципи дії модульаторів відрізняються великою різноманітністю, хоча в основному вони побудовані на базі РК-панелей.

Мультимедійний проектор Benq

Залежно від конструкції модулятора проектори бувають таких типів:

TFT-проектори;
полісиліконові проектори
DMD/DLP-проектори.

Залежно від способу освітлення модулятора мультимедійні проектори поділяють напроектори просвітного та відбивного типів.

TFT-проектори

УTFT-проекторах,що відносяться до проекторів просвітного типу, як модулятор використовується малогабаритна кольорова активна РК - матриця, виконана за технологією TFT . Принцип дії мультимедійного TFT проектора просвітного типу ілюструє рис. 1.

Принцип дії мультимедійного проектора TFT просвітного типу

Основним елементом установки ємініатюрна РК-матриця, виконана за технологією TFT, як іЖК-екран плоскопанельного кольорового монітора. Рівномірне освітлення поверхні РК-матриці досягається за рахунок застосування системи лінз, яка називається конденсором.

Полісиліконові проектори

Полісиліконові мультимедійні проектори також відносяться до проекторів просвітного типу і застосовуються в тому випадку, коли необхідно отримати більш яскраве зображення. У них використовується не одна кольорова TFT-матриця, а три монохромних мініатюрних РК-матриці розміром близько 1,3″. Кожна матриця формує монохромне зображення червоного, зеленого або синього кольору. Оптична система проектора, як показано на рис. 2 забезпечує суміщення трьох монохромних зображень, в результаті чого формується кольорове зображення. Така технологія отримала назву полісиликонової(p—Si).Кожен елемент полісиликонової матриці містить тільки один тонкоплівковий транзистор, тому його розмір менший, ніж розмір елемента TFT-матриці, що дозволяєпідвищити чіткість зображення.

Принцип дії полісиконового мультимедійного проектора

Кольоровиділювальна системаполісиліконового проектора, що складається з двох дихроічных(D1D2)і одного звичайного (N1) дзеркал (рис.2), використовується для розкладання білого світла проекційної лампи на три складові основних кольорів (червоний, зелений, синій).

Поділ кольору необхідно виконати для того, щоб подати на кожну з трьох монохромних матриць світловий потік відповідного кольору. Дихроїчне (цвітлодільна) дзеркало пропускає світло лише однієї довжини хвилі (один колір) і є добре відполірованою скляною підкладкою з нанесеною на нього тонкою плівкою з діелектричного матеріалу.

Система кольорозмішуванняполісиліконового проектора складається з двох дихроїчних(D3D4)і одного відбиває(N2)дзеркал і служить дляотримання кольорового зображення шляхом накладання одного на інший трьох монохромних зображень, що створюються відповідними РК-матрицями.

Полісиліконові проектори забезпечують більш високу якість зображення, яскравість та насиченість кольорів у порівнянні з проекторами на основі TFT-матриць. Вонинадійніші в роботі і довговічні, оскільки три РК-матриці працюють у менш напруженому тепловому режимі, ніж одна. Завдяки цьому полісиліконові проектори можна використовувати при проектуванні зображення на великий екран у таких приміщеннях, як конференц-зали, кінотеатри.

DMD/DLP-проектори

РК-проектори відбивного типу призначені для роботи у великих аудиторіях і відрізняються за принципом дії: модуляції піддається не проходить, а відбитий світловий потік.

В даний час найбільш використовуваною в конструкціях РК-проекторів відбивного типу є технологіяDMD/DLP, розроблена фірмоюTexas Instruments.

УDMD/DLP-проекторах відбивного типу випромінювання джерела світла модулюється зображенням при відображенні від матриці.

У DMD/DLP-проекторах в якості поверхні, що відбиває, використовується матриця, що складається з безлічіелектронно - керованих мікродзеркал, розмір кожного з яких близько 1мкм.Кожне мікродзеркало має можливість відображати падаюче й нього світло або в об'єктив, або в поглинач, що визначається рівнем поданого на нього електричного сигналу. При попаданні світла в об'єктив утворюється яскравий піксел екрану, а поглинач — темний. Такі матриці позначаються абревіатуроюDMD(Digital Micromirror Device - цифровий мікродзеркальний прилад), а технологія, на якій заснований їх принцип дії, -DLP(DigitalLightProcessing—цифрова обробка світла).

Як правило, в одній DMD-матриці міститься близько 848 х 600 = 508 800 мікродзеркал, що перевищує SVGA-роздільна здатність (800×600 = 480 000 пікселів).

Для отримання кольорового зображення використовуються проектори двох варіантів:з трьома або однією DMD-матрицею.

Трьохматричний проектор, схема якого дана на рис. 3, за способом формування кольорового зображення аналогічний полісиліконовому (див. рис. 2).

Уодноматричних DMD/DLP-проекторах повний кольоровий кадр формується в результаті послідовного накладаннятрьох швидко мінливих монохромних кадрів: чорно-червоного, чорно-зеленого та чорно-синього. Зміна монохромних кадрів на екрані непомітна завдяки інерційності людського зору. Монохромні кадри утворюються при послідовному освітленні DMD-матриці променем червоного, зеленого та синього кольорів. Промінь кожного кольору утворюється за рахунок пропускання світлового потоку г проекційної лампи через диск, що обертається з червоним, зеленим і синім світлофільтрами, як це показано на схемі одноматричного проектора (рис. 4). Управління мікродзеркалами синхронізоване з поворотом світлофільтру.

Схема одноматричного відбивного мультимедійного проектора

У порівнянні з РК-технологіями технологія DLP маєнаступні переваги:

практично повною відсутністю зернистості зображення,
високою яскравістю та рівномірністю її розподілу.

До недоліків одноматричних DMD-проекторів слід віднести помітне мелькання кадрів.