Как устроен проектор – Как это работает. Аппаратная, проекторы и жесткие диски: как устроен современный кинотеатр | 59.ru — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

Проектор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Прое́ктор — оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.

Проекция, проецирование в оптике и технике — процесс получения изображения на удалённом от оптического прибора экране методом геометрической проекции (кинопроектор, фотоувеличитель, диаскоп и т. п.) или синтезом изображения (лазерный проектор).

Предназначенный для этого прибор (если не имеет специального названия) называется проектором. Не следует путать с осветительными приборами, название которых происходит от того же латинского корня, но которые предназначены для освещения предметов, а не для переноса изображений (см.: прожектор). Поскольку в отдельных случаях осветительные приборы могут участвовать в синтезе изображений, эта грань несколько размыта.

Диаскопический проекционный аппарат — изображения создаются при помощи диапроекции, то есть лучей света, проходящих через светопроницаемый носитель с изображением. Это самый распространённый вид аналоговых проекционных аппаратов. К ним относят такие приборы как: кинопроектор, диапроектор, фильмоскоп, фотоувеличитель, проекционный фонарь, кодоскоп и др.
Эпископический проекционный аппарат — создаёт изображения непрозрачных предметов путём эпипроекции, то есть проецирования отражённых лучей света. К ним относятся эпископы, мегаскоп.
Эпидиаскопический проекционный аппарат (эпидиаскоп) — универсальный аппарат, пригодный для проекции изображения как прозрачных, так и непрозрачных объектов, то есть как для диапроекции, так и для эпипроекции.

Мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой проектор») — с появлением и развитием цифровых технологий это наименование получили два, вообще говоря, различных класса устройств:
- На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран. Возможно при этом наличие звукового канала.
- Устройство получает на отдельном или встроенном в устройство носителе или из локальной сети файл или совокупность файлов (слайдшоу) — массив цифровой информации. Декодирует его и проецирует видеоизображение на экран, возможно, воспроизводя при этом и звук. Фактически, является сочетанием в одном устройстве мультимедийного проигрывателя и собственно проектора.
Лазерный проектор — выводит изображение с помощью лазерного луча.
3D-проектор — воспроизводит объёмное изображение. Как правило лазерный.

Название «цифровой проектор» связано прежде всего с обычным ныне применением в таких проекторах цифровых технологий обработки информации и формирования изображения. До появления цифровых технологий телевизионный аналоговый сигнал проецировался с помощью аналоговых проекторов телевизионного сигнала.

CRT-проектор — аналоговое устройство, в котором изображение создаётся на экране трёх электронно-лучевых трубок, затем проецируется на экран тремя объективами.

Проектор с модуляцией света на масляной плёнке — разновидность «светоклапанных» пассивных систем. Аналоговое электронно-лучевое и оптическое устройство, рассчитанное на управление мощным световым потоком для создания изображения на экране большого размера. На основе серийно выпускавшейся системы «Эйдофор» был, в частности, реализован первый большой телевизионный экран (чёрно-белый) Центра управления космическими полётами СССР.^[1]

Принцип действия проектора с модуляцией света заключается в том, что поток света падает последовательно на два поглощающих свет растра, между которыми находится масляная плёнка на зеркальной поверхности. Если масляная плёнка не возмущена, свет оказывается задержан обоими растрами и экран совершенно чёрный. Масляная плёнка помещается внутрь электронно-лучевой трубки, которая и формирует на ней распределение заряда в соответствии с поступающим видеосигналом. Распределение заряда, в сочетании с приложенным к зеркалу потенциалом, порождает возмущение поверхности плёнки. Проходя через этот участок плёнки, световой поток проходит мимо второго растра и попадает на экран в соответствующую точку.

Преимущество проектора такого типа состоит в практическом отсутствии ограничения на мощность светового потока, так как сам управляемый элемент не поглощает управляемой части светового потока, а паразитное поглощение легко компенсируется охлаждением металлического зеркала, на котором находится плёнка. Охлаждать же следует только два поглощающих растра и лампу. На практике, были достигнуты световые потоки в 50 000 лм.

Недостатком является то, что наибольший достижимый световой поток составляет менее половины светового потока лампы, даже при максимальной яркости кадра.

Цифровые проекторы[править | править код]

DLP-проектор InFocus IN34

Как устроен и как работает проектор: виды проекторов

Больше ста лет прошло с момента первых кинопоказов. Тогда картинки на экране в кинотеатре могли вызвать неподдельную панику. Сегодня различные мультимедийные устройства для показа изображений настолько плотно вошли в нашу повседневную жизнь, что представить себе дом хотя бы без одного телевизора или монитора компьютера – сложно.

Особую нишу среди таких приборов занимают видеопроекторы. Самое главное и огромное преимущество, которое дают эти аппараты – невероятно большая диагональ получаемого изображения. Фактически размер картинки будет ограничиваться только размерами помещения, где будет использован проекционный аппарат.

В этой статье попробуем разобраться как работает видеопроектор, чтобы не путаться при выборе и точно знать какой тип идеально будет подходить под требуемые условия.

Жесткую конкуренцию для мультимедийного проектора составляют жидкокристаллические TFT телевизоры и плазменные панели. Несмотря на это проекционные аппараты перестают быть экзотикой и всё чаще встречаются в составе домашних систем, позволяющих ощутить себя как в кинотеатре. Новые технологии позволяют выпускать их в новых сверх компактных форматах – от карманных проекторов в мобильных телефонах и фотоаппаратах и до наручных проекционных часов.

Немного истории

Начало истории поучения проекционного изображения можно отнести к далёким временам, когда жил Платон. Именно он первым сделал описание принцип проекции. К Х веку уже была известна камера-обскура, позволяющая проецировать изображение предметов на экран и представляющая прообраз фотоаппарата. И затем уже в XVII веке Христиан Гюйгенс изобрёл устройство, названное волшебным фонарём. Это был первый проектор. Работа с проектором позволяла ему демонстрировать увеличенные иллюстраций во время своих научных лекций.

Помимо просветительского использования первые диапроекторы начали приобретать популярность у простого населения для развлечения. В Европе бродячие иллюзионисты начинают работать с подобными приборами – они показывали людям различные движущиеся картинки в основном страшилки с приведениями, демонами и чудовищами.

Различные формы диапроектора до последнего времени можно было встретить даже в обычных семьях. Наверняка в воспоминаниях из детства у каждого остались просмотры слайдов и диафильмов в тёмных комнатах. Так что эти аппараты использовали не только кафедры учебных заведений.

В середине 60х годов прошлого столетия мир увидел новый прибор – изобрели оверхед-проектор. По своей сути это был диапроектор, но с возможностью проецировать достаточно большие картинки при довольно несложном устройстве. В основе оверхеда лежит мощная лампа подающая свет на большую линзу Френнеля, назначение которой заключается в том, чтобы обеспечить равномерный ход лучей в проекторе, на линзу укладывается проецируемое изображение (обычно на прозрачной плёнке, но можно было использовать даже на полупрозрачной кальке, что даёт возможность с лёгкостью спроецировать даже реферат или рисунок на бумаге) и дальше всё фокусировалось коллекторной линзой на плоскость экрана. В постсоветском пространстве такое оборудование больше известно, как кодоскоп и нередко встретить его можно было в учебных заведениях (школах, техникумах, вузах).

Уже в 80х годах компания Proxima выпустила на рынок самый первый цифровой проектор, который можно назвать первенцем мультимедийного проектора. Цифровые проекторы постепенно вытеснили диапроекторы с рынка и на сегодняшний день они уже не производятся.

С тех пор цифровые кинопроекторы преодолевают нелёгкий путь развития и совершенствования радуят всё более и более качественным изображением.

Какие бывают проекторы?

Для начала стоит разобраться что такое видеопроектор? Казалось бы, всё просто – это такая коробочка, её подключают с компьютером, ноутбуком, видеокамерой или с другими носителями видеосигнала и получают на стенке или специальном экране большое изображение. Проектор — это устройство достаточно сложное и имеющее несколько технологических вариантов исполнения влияющих не только на качество получаемого изображения, но и на цену.

Устройство проектора можно разложить принципиально по стадиям формирования изображения. Сперва видео сигнал поступает на условный блок, который предназначен для формирования видимого изображения. Полученный в этом блоке световой луч направляется к объективу, а он уже окончательно собирает и фокусирует на стену или экран картинку.

Для справки

Основные характеристики проектора, на которые стоит обращать внимание при выборе аппарата и дающие понимание о качестве получаемой картинки:

Световой поток. Грубо говоря – мощность излучаемого света. Чем выше значение – тем ярче и качественнее изображение. К тому же – чем ярче, тем меньше можно заморачиваться с затемнённостью помещения.
Разрешающая способность. Всё как с мониторами – чем выше, тем более плавная, проработанная и чёткая картинка. Но не стоит забывать и о качестве подаваемого видеосигнала – сигнал низкого разрешения на проекторе с высоким будет не очень комфортно и интересно смотреть.
Контраст. Это разница между самым тёмным и самым светлым участком. Чем выше – тем ярче насыщенность красок, выше чёткость деталей.
Цветопередача – условная характеристика, позволяющая понять насколько точно передаётся цвет в изображении и насколько богат спектр получаемых оттенков.

Современные мультимедийные проекторы технологически различаются по способу формирования изображения, среди которых стоит выделять такие:

CRT — Cathode Ray Tube или ЭЛТ.
LCD — Liquid Crystal Display или жидкокристаллические.
DLP — Digital Light Processing .
D-ILA — Direct Drive Image Light Amplifier.
LDT — Laser Display Technology.

Разберём как устроен проектор в плане технологий поподробнее.

CRT технология

Самыми первым был представлен построенный по схеме CRT проектор. Разработки этой технологии велись ещё с середины прошлого века. Революций решили не делать, а попытались использовать уже успешно работающий в телевизорах и большинстве мониторов того времени – принцип ЭЛТ.

Изображение строилось тремя электронно-лучевыми трубками повышенной яркости, луч каждой окрашивался соответствующим светофильтром – синим, красным или зелёным и через собственный объектив проецировалось на экран.

CRT проектор не обладает особо высокой яркостью и по этому просмотр придётся смотреть в полностью тёмном помещении. Также стоит отметить сложность настройки и установки – каждый канал нужно отстраивать по резкости отдельно, да и по весу эти устройства выделяются из массы. Зато получаемое на выходе качество изображения считается самым лучшим – они лишены различных цифровых артефактов, ведь принцип построения изображения полностью аналоговый.

LCD технология

Развитие технологий проекторов далеко не отходило от мониторов и на смену ЭЛТ пришли жидкие кристаллы. Принцип работы проектора LCD заключается в том, что цветное изображение формирует небольшая матрица, которая работает на просвет. Просвечивает её мощная лампа и проецирует через объектив на внешний экран.

Основные преимущества в виде надёжности и простоты в изготовлении и эксплуатации сделало эту технологию на сегодняшний день самой распространённой и не дорогой.

Конечно есть и значительные недостатки. Например, на жидкокристаллических мониторах границы пикселей на глаз практически не различимы, но при значительных увеличениях, как это бывает в LCD проекторах, этого не избежать. Производители стараются эту проблему решить по-разному, с большей или меньшей успешностью.

Ещё одной проблемой является контрастность получаемого изображения. В топовых моделях таких проекторов эти проблемы практически устранены, но это сказывается на цене.

DLP технология

Следующая технология – DLP заключена в специальной матрице, на поверхности расположено множество микро-зеркал – на них подаётся напряжение, и они при этом двигаются. Отражённый таким зеркалом и не прошедший сквозь объектив луч формирует чёрную точку. Белую точку формирует не отклонённое от плоскости матрицы зеркало.

При попадании отражённого луча в объектив получаются промежуточные значения яркости. Каждое зеркало формирует свою точку проецируемого изображения.

Следующей задачей стоит получить разные цвета точек.

Для этого изобрели две системы:

Одноматричная использует всего одну дорогостоящую матрицу, а отражённые лучи света окрашиваются, проходя через вращающийся дисковый светофильтр с секторами соответствующих базовых цветов.
Трёхматричная схема мультимедийного проектора использует уже три матрицы, что понятно из названия. Каждая матрица формирует свой цветовой канал.

Работа на просвет, как в LCD проекторах, исключена, что делает мультимедийный проектор с DLP схемой очень ярким. Точки чёрного соответствуют полному отсутствию света, а это означает, что работают они с высоким контрастом. Сеточка границ пикселей даже при максимальном увеличении практически отсутствует за счёт минимизации зазоров между зеркалами.

D-ILA технология

Ещё одна схема мультимедийного кинопроектора возникла, вобрав в себя преимущества LCD и DLP технологий. D-ILA расшифровывается как Direct Drive Image Light Amplifier – усилитель света изображения с прямым управлением.

Оптическая схема проектора использует модуляцию светового потока LCD матрицей, а свет отражается от пикселей, как в технологии DLP от зеркал.

Мультимедийный проектор D-ILA получил ряд преимуществ. Во-первых, благодаря тому, что свету не нужно проходить сквозь матрицу – нет препятствий на его пути в виде элементов разводки. Площадь отражения каждого для пикселя достигает 95%. Этим достигается наименьшая среди остальных технологий пикселизация изображения. Из этого вытекает ещё одно несомненное преимущество – так как почти весь световой поток отражается, то есть возможность сделать качественную HD матрицу диагональю всего в один дюйм, что позволяет сделать чуть ли не самый компактный проекционный аппарат с высокой разрешающей способностью.

Лазерная технология

Самые последние на сегодняшний день разработки предложили использовать лазерные технологии. В начале 2000х годов на рынке появился первый проекционный аппарат, основанный на новейшей системе LDT.

Хоть первые лазеры были изобретены довольно давно, но использование их для построения лазерного проектора было затруднительным из-за низкого кпд и недостаточной цветности. Прогресс не стоял на месте и устранение недостатков наконец позволило осуществить создание лазерного проектора.

Laser Display Technology использует три лазера базовых цветов – красного, синего и зелёного. Модуляторы видеосигнала меняют яркость каждого лазера. Далее три луча собираются в единый поток и направляются на зеркала кадровой и строчной развертки. По сути лазерные проекторы устроены по такому же принципу, что и лучевой электронный проектор, только вместо излучающих ЭЛТ трубок используют лазеры.

Интересной особенностью является то, как работает проектор без дополнительных объективов. Лазерный луч уникален тем, что пучок света в нём получается с максимально параллельным потоком и с настолько одинаково резким пятном на большом диапазоне расстояний, что это попросту исключает необходимость фокусировать изображение.

Помимо возможности установки лазерного мультимедиа-проектора на любом расстоянии от экрана из этого свойства вытекает ещё и совершенно уникальное качество – теперь для получения резкого изображения не обязательно использовать плоский экран. Даже стена с сильно рельефной поверхностью или сложные геометрические поверхности – не станет бедой. Это открывает перспективы перед использованием лазерной проекции не только в качестве обычного средства выведения изображения, а и как мощный инструмент визуально-светового оформления.

Важно! Лазерное излучение может быть на столько мощным, что при попадании в глаза возможно возникновение проблем. По этому стоит аккуратно и ответственно относиться к технике безопасности во время использования проектора.

Лазерные технологии позволили создать сверхточный проектор изображений с яркой, сочной и контрастной картинкой даже при максимально больших увеличениях, которую при прочих технологиях получить сложно.

Как работает проектор: разновидности, устройство, принцип действия

Выбирая технику для проекции изображения, пользователь может обнаружить, что разновидностей этих устройств очень много. Аппараты отличаются по функциональным возможностям и предназначению, размерам, принципу работы. Чтобы понять, какой прибор лучше подойдет под задачи покупателя, нужно знать, как работает проектор, и в чем состоят отличия между его разновидностями.

Определение и виды проекторов

Проектор – широко популярный образец видеотехники, подключаемый к ПК, Интернету, ТВ-тюнеру или мобильному устройству для вывода изображения на большой дисплей. Чтобы управлять проекционным аппаратом, обычно применяется ПДУ. Приборы различаются по ряду критериев: предназначению, размерам, принципу действия.

По предназначению

По способу использования проекторы подразделяются на такие группы:

диапроекторы;
эпископы;
кодоскопы;
мультимедийные.

Диапроектор (или устройство для показа слайдов) знакомо практически каждому с детских лет. Эти аппараты пользуются высокой популярностью из-за доступной цены. Они могут применяться для показа презентаций в школе или в домашних условиях, при этом для их работы нет необходимости в подключении к компьютеру или иному источнику сигнала. Наиболее современные модели управляются при помощи ПДУ, кроме того, их можно настроить так, как это необходимо.

Эпископы – это приборы для вывода на большой экран непрозрачных предметов (например, страниц печатных изданий, трехмерных объектов). Они не нуждаются в подготовке к работе, а объектом для демонстрации может стать даже лист из блокнота. Современные проекторы более мобильны, имеют лучшую световую мощь в сравнении с устаревшими агрегатами.

Кодоскопы или оверхед-проекторы используются для показа изображений, нанесенных на специальную прозрачную пленку при помощи маркера, ксерокса или принтера.

На заметку! Кодоскопы удобны для проведения выступлений, так как позволяют сделать его более увлекательным, а также дают возможность визуализировать интересную идею.

Мультимедийные проекторы — это устройства, используемые для трансляции на большой дисплей видео и изображений. В отличие от предыдущих приборов, картинка на этих аппаратах более яркая, а модели с длиннофокусными объективами могут быть использованы в больших помещениях. Данная техника наиболее популярна, ее часто используют для домашнего кинотеатра. Еще одно преимущество мультимедийных проекторов заключается в возможности работать с множеством различных источников сигнала. Количество разъемов в таком приборе позволяет не думать, через что подключить другую технику для просмотра видеофайла.

По габаритам

По внешним размерам видеопроекторы подразделяются на такие категории:

стационарные;
портативные;
ультрапортативные;
карманные.

Карманные девайсы предназначены для пользователей, ведущих активный образ жизни и желающих иметь компактное устройство, которое можно взять с собой. Как правило, помимо небольших размеров такие приборы имеют малый вес (не более 300 г). Но из-за компактности функциональные возможности данной техники существенно ограничены.

Ультрапотративные приборы предназначены для проведения выездных обучающих мероприятий. При небольших габаритах и весе они имеют не самый широкий набор опций, а также воспроизводят картинку, далекую от идеала.

Портативные аппараты не намного больше образцов предыдущей категории, но качество изображения у них существенно выше и функций гораздо больше.

Совет! Портативные устройства хорошо подходят для телефона в качестве источника сигнала, например, на Mezu M3 или M5.

Стационарная техника используется для размещения в строго определенном месте и не подлежит транспортировке. Она отличается большим количеством разъемов для подключения источников изображения, высокими техническими характеристиками, множеством интересных опций. У данных устройств самый большой световой поток, для них доступна дополнительная сменная оптика. Недостаток один – высокая цена.

По технологии

Помимо габаритов и предназначения ключевая характеристика, по которой делятся проекторы, — это технология проецирования. Зная, как устроен конкретный аппарат, и чем он отличается от представителей других типов, пользователь сможет выбрать наиболее подходящую модель для своих нужд. Так, сегодня по технологии вывода изображения на экран различаются CRT, LCD, DLP, лазерные и LCoS проекторы.

Принцип работы и устройство аппаратов

Знание физики позволит понять принцип работы и устройство проекторов разных типов. Это поможет пользователю подобрать наиболее подходящий прибор для его потребностей, будь то использование дома, в офисе или на улице.

CRT-проектор

Это самая старая технология в истории производства проекционной техники, основанная на использовании электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Она успешно применяется в течение последних нескольких десятилетий.

На заметку! Даже сегодня CRT-технология по ряду параметров (четкость, разрешение, передача цветов) не проигрывает современным дорогостоящим методам создания изображения, а по таким критериям, как динамический диапазон яркости и глубина черного, является самой лучшей.

К преимуществам CRT также относят высокое качество электросхем и длительное время непрерывной работы трубки (свыше 10000 часов).

Но таким проекторам присущи и недостатки. Так, они выделяются большим весом (до нескольких десятков килограмм), из-за которого перемещать и заново устанавливать устройство достаточно сложно. Также нужно учитывать, что просмотр видео и изображений возможен лишь в очень темном помещении, так как максимальный уровень яркости здесь не превышает 300 ANSI-лм, тогда как современные аппараты имеют значение от 10 000 ANSI-лм и выше. Еще один недостаток проекторов этого типа – сложная настройка. Чтобы улучшить качество изображения, пользователям часто требуется помощь специалиста.

Устройство CRT-аппаратов выглядит следующим образом. Внутри проектора размещаются 3 электронно-лучевые трубки, каждая из которых необходима для вывода одного из цветовых тонов (красного, зеленого или синего) и имеет собственный экран. Световой поток попадает в устройство и разделяется на несколько цветов, управляющих модулятором. Интенсивность луча в это мгновение изменяется. Далее он проходит сквозь магнитное поле и отклоняющую систему, благодаря чему поверхность экрана, покрытая фосфором, сканируется изнутри. Затем на экране формируется однотонное изображение и транслируется на настенное полотно через объектив. В остальных трубках происходят аналогичные процессы, в результате чего на наружном экране три одноцветные картинки смешиваются, и формируется оригинальное многоцветное изображение.

Достоинства проекторов типа CRT	Недостатки
Высококачественное изображение.	Регулярно рекомендуется выполнять калибровку.
Длительный срок службы.	Плохая геометрия.
Пассивная система охлаждения.	Слабая яркость.
Разрешение может быть любым.	Не подходит для показа статических картинок.
Тихая работа.
Высокая контрастность.

LCD-проектор

В устройствах этого типа главный элемент, используемый для создания изображения, – просветная матрица.

На заметку! Принцип работы LCD-проектора схож с диапроектором, но здесь световой поток движется не сквозь слайд, а через жк/панель.

ЖК-панель создана из большого количества пикселей, управление которыми выполняется с помощью электрического сигнала. Прозрачность пикселя меняется в соответствии с мощностью напряжения, которое на него подается. Так регулируется интенсивность яркости на дисплее в точке, куда выводится данный пиксель.

Благодаря появлению LCD-технологии цена на проекторы существенно снизилась, также уменьшились габариты аппаратов, а световое излучение увеличилось до 10000 ANSI-лм. Приборы этого типа просты в управлении, настройки сбить сложно, поэтому они сохраняются даже после перемещения устройства в другое место и последующей установки. За счет этой особенности LCD-проекторы часто используются для проведения выездных презентаций.

На заметку! К LCD-аппаратам очень просто подключить ПК или другие девайсы для вывода изображения на большой дисплей, а сама технология наилучшим образом подходит для передачи цифрового сигнала.

В состав оптической схемы LCD проектора входят три жк-матрицы из полисиликона с диагональю до 1,8 дюйма. Каждая из них соответствует определенному цвету (красный, зеленый, синий). Световой поток, излучаемый лампой, проходит через дихронические зеркала и делится на три разных цветовых луча, каждый из которых направляется на соответствующую матрицу. Там формируется картинка. После этого все три однотонных изображения накладываются друг на друга, и уже сформированный кадр отправляется через объектив на экран.

Достоинства проекторов типа LCD	Недостатки
Невысокая стоимость.	Высокая стоимость лампы.
Небольшие габариты и вес.	Контрастность оставляет желать лучшего.
Устройства отлично подходят для проведения презентаций.	Матрица через 3-4 года устаревает.
Аппараты могут быть использованы для больших экранов.	Появляются «битые» пиксели.
Идеальная форма картинки.	Высокий шум.
Удобство эксплуатации — приборы могут быть настроены своими руками за счет простоты управления.
Высокая яркость.

LCoS и D-ILA проекторы

LCoS и D-ILA проекторы – это различные названия одной и той же технологии у разных разработчиков.

На заметку! Название «D-ILA» запатентовано компанией JVC. Аналогичное решение есть и у компании Sony: здесь технология называется «SXRD».

Принцип работы проекторов этого типа такой же, как и у LCD-аппаратов: три матрицы по-отдельности создают однотонные картинки, затем они совмещаются и транслируются на экран, размещенный на стене. Существенное отличие заключается в свойстве матриц — здесь они отражающего типа. В подложке из монокристаллического кремния размещена схема для управления матрицей, а поверх нее расположен светомодулирующий слой. Такие матрицы изготавливаются гораздо проще, они имеют большее разрешение и меньшие габариты. Площадь кристалла использована на 93%, а значит, при выведении изображения сетка на экране не появится.

Достоинства проекторов типа LCoS	Недостатки
Отлично подходят для презентаций.	Имеется возможность появления испорченных пикселей.
Имеют высокую яркость.	Лампы стоят очень дорого.
Могут быть использованы для работы с большими экранами.	Информация о продолжительности службы матрицы отсутствует, так как технология очень новая.
Изображение имеет идеальную геометрию.
Аппараты небольшие и имеют легкий вес.

DLP-проектор

Один из ярких представителей проекторов данного типа – популярный Viewsonic 5126. В качестве матрицы на этих аппаратах используется DMD чип, а принцип работы основывается на возможности множества зеркальных элементов вращаться и останавливаться под определенным углом.

На заметку! В DLP-проекторах у зеркала предполагается два положения, в которых оно направляет луч на экран либо на светопоглотитель, в результате чего на дисплей выводится черная или белая точка. Такие проекторы могут быть одноматричными или трехматричными.

Одноматричные аппараты выводят картинку только в одном цвете в каждый момент времени. Для отделения от белого и черного других цветов используется диск со светофильтрами, которых может быть 3 (RGB) или 6 (RGBCMY). Также на диске есть прозрачный элемент для передачи белого цвета, позволяющего повысить монохромную яркость картинки. Такие приборы могут быть актуальны в офисах, где показывают черно-белые презентации.

В трехматричных проекторах на экран транслируются сразу три однотонных изображения разного цвета. Они совмещаются, смешиваются, и в итоге формируются разноцветные кадры.

У DLP проекторов очень высокий уровень яркости, достигающий в отдельных случаях 18000 ANSI-лм.

Достоинства проекторов типа DLP	Недостатки
Небольшой вес.	«Эффект радуги» в одноматричных аппаратах.
Великолепная геометрия изображения.	Высокая стоимость лампы.
Продолжительный срок службы матрицы.	Вероятность появления «битых» пикселей.
Возможность использования устройства для больших настенных дисплеев.
Тихая работа.

Лазерный проектор

Эта технология считается наиболее дорогостоящей, но в то же время она позволяет сформировать на настенном дисплее наиболее качественную картинку. К представителям данного типа относится проектор ViewSonic LS830. Принцип работы такого аппарата аналогичен описанным выше устройствам: он формирует 3 однотонных картинки и смешивает их. Источником света в данной технике выступает лазер. Далее сложнейшая система, в состав которой входит развертка и фокусировка, транслирует изображение с помощью ряда зеркал.

На заметку! Посредством лазерной технологии формируется изображение, которое можно вывести на любую, даже неровную поверхность.

Продолжительность эксплуатации у техники этого типа очень высокая – до 20000 часов без обслуживания. Это достигается благодаря тому, что лазер практически невозможно вывести из строя. При этом яркость с продолжительностью работы не снижается, а качество картинки не ухудшается. Яркость у такой техники высокая, что позволяет просматривать видео или изображения в комнате с высокой освещенностью.

Достоинства лазерных проекторов	Недостатки
Ультрафокусный объектив, благодаря чему аппарат может быть установлен на расстоянии около 20 см от экрана.	Очень высокая стоимость аппаратов.
Насыщенная, яркая и детализированная картинка с большой глубиной цвета и широкой гаммой тонов.	Мерцание источника.
Высокая контрастность позволяет обеспечить потрясающую резкость и плавные переходы полутонов.	В некоторых моделях имеют место достаточно резкие переходы цветов, что может раздражать при длительном просмотре.
Можно передавать изображение в разрешении 1920х1080 без значительных погрешностей.	Неестественная насыщенность некоторых оттенков.
Картинка может быть выведена на настенные экраны очень больших размеров.

Заключение

Сегодня проекторы приобретаются для решения самых различных задач – проведения презентаций в офисе, создания домашнего кинотеатра, вывода изображения с экрана смартфона на лобовое стекло автомобиля, подсветки зданий (устройство типа «Звездный дождь») и т.д. Только определившись, для чего нужен этот аппарат, можно понять, какой из видов проекторов лучше подойдет пользователю.

Как работает проектор? Простое объяснение

Наверх

Рейтинги
Обзоры
- Смартфоны и планшеты
- Компьютеры и ноутбуки
- Комплектующие
- Периферия
- Фото и видео
- Аксессуары
- ТВ и аудио
- Техника для дома
- Программы и приложения
Новости
Советы
- Покупка
- Эксплуатация
- Ремонт
Подборки
- Смартфоны и планшеты
- Компьютеры
- Аксессуары
- ТВ и аудио
- Фото и видео
- Программы и приложения
- Техника для дома
Гейминг
- Игры
- Железо
Еще
- Важное
- Технологии
- Тест скорости

Устройство проектора LCD, DLP, CRT, D-ILA.

Что такое проектор?

Проектор это устройство, подключаемое к компьютеру или ноутбуку, планшету ,видеокамере и т.д. для получения изображения на проекционном экране.
Для работы проектора не требуется каких-либо специальных программ. Работа с проектором подобна работе с компьютерным или видео монитором. На пульте дистанционного управления проектором имеются регулировки яркости и контрастности изображения.

Проекторы для офисных презентаций не нуждаются в сложной и частой регулировке. Такие проекторы можно включать и работать с ними, не читая инструкции. Внутри корпуса проектора находится источник света лампа или лазерный светодиод и преобразователь входного сигнала в изображение. Как правило, проектор имеет вход для подключения сигнала от компьютера и один или два входа для коммутации сигналов видео. В проекторах имеются также аудио входы для воспроизведения звука на встроенные динамики. Проекторы мультисистемны и работают со всеми стандартами видео ( PAL / SECAM / NTSC ). Это значит, что вы можете воспроизводить любую телевизионную программу и записи с видеокассет и лазерных дисков.

Яркость и графическое разрешение изображения- это самые важные свойства проекторов для презентаций. Говоря о яркости проекторов, мы будем подразумевать световой поток проектора, то есть количество света, излучаемое проектором. Световой поток не зависит ни от размера экрана, ни от расстояния от объектива проектора до плоскости экрана и измеряется в ANSI люменах. Световой поток современных офисных проекторов превышает 1000 ANSI-люменов, что позволяет проводить презентации при обычном искусственном свете.

Для воспроизведения видео рекомендуется использовать проекторы с графическим разрешением не менее 800х600 точек SVGA. Для качественного воспроизведения компьютерного изображения с мелкими деталями выбирайте проектор с графическим разрешением не менее 1024х768 точек XGA. Для компьютерных приложений с повышенными требованиями по контрастности и графическому разрешению изображения применяйте проекторы с графическим разрешением 1400х1050 точек SXGA +.

Оптическая схема проекторов со стандартными объективами устроена так, что нижний край изображения оказывается на уровне объектива проектора. В большинстве моделей проекторов предусмотрена возможность коррекции вертикальных трапециевидных искажений, возникающих при расположении проектора значительно выше или ниже нормального рабочего положения. Проекторы формируют изображение заданного размера. При использовании стандартных объективов с коэффициентом 2:1 расстояние от объектива проектора до плоскости экрана совпадает с удвоенной шириной экрана. Длина штатного компьютерного кабеля обычно не превышает 3 м , чего вполне достаточно работы в офисе. При необходимости допускается использование компьютерных кабелей длиной до 15 м. Длина штатного видео кабеля также не велика, однако при необходимости для передачи сигнала видео можно использовать профессиональные видео кабели длиной до 100 м .

В качестве источника света в проекторах используются надежные металлогалоидные или металлогалогеновые лампы со сроком службы не менее 2000 часов. Все эти лампы по сути являются ртутными лампами в которые добавлены соли йода и брома. Эти лампы очень мощные и поставляются в специальном ламповом модуле, который включает лампу, отражатель и собственно сам модуль с контактами и направляющими для установки в определенный проектор. При выходе из строя лампы проектора меняется весь ламповый модуль в сборе. Срок службы лампы значительно сокращается при нарушении условий охлаждения и вентиляции, поэтому правильно выключайте проектор и следите за чистотой воздушных фильтров.

При использовании проектора в режиме офисной эксплуатации по 2 часа в сутки ежедневно, включая выходные и праздничные дни, одной лампы хватит на срок не менее, чем на два с половиной года.

Мультимедийные проекторы: базовые технологии

Среди разработанных на сегодняшний день технологий выдачи изображения на проекционный экран можно выделить четыре основные, получившие наиболее широкое применение в коммерческих продуктах ведущих производителей и различающиеся в первую очередь типом элемента, используемого для формирования изображения:

В каждом случае свойства формирователя определяют основные достоинства и недостатки технологии, а, следовательно, и область применения созданных на ее основе проекционных аппаратов.

CRT-технология.

Мультимедийные проекторы на базе электронно-лучевых трубок (CRT) выпускаются в течение уже нескольких десятилетий. Но, несмотря на появление более современных технологий, по качеству воспроизведения изображения (разрешение, четкость, точность цветопередачи), уровню акустического шума (менее 20 дБ) и длительности непрерывной работы (10 000 часов и более) они до сих пор не имеют себе равных. Ни одна другая технология пока не обеспечивает столь же глубокий уровень черного и столь же широкий динамический диапазон яркости изображения, благодаря которым CRT-проекторы позволяют различать детали даже при демонстрации затемненных сцен. Физические характеристики флюоресцирующего покрытия экрана трубки (см. Устройство CRT-проектора) исключают потерю информации при воспроизведении видеосигналов разных стандартов (NTSC, PAL, HDTV, SVGA, XGA и т. д.), а сходство технологии производства используемых в проекторах трубок с телевизионными обеспечивает точность передачи цветов без применения алгоритмов гамма-коррекции.

Обладая несомненными достоинствами, особенно при демонстрации видео, CRT-проекторы имеют и ряд существенных недостатков, ограничивающих сферу их применения. При значительных габаритах и массе в несколько десятков килограмм они проигрывают современным портативным мультимедиа-проекторам в яркости. При характерном для них световом потоке в пределах от 100 до 300 ANSI-лм просмотр программ возможен лишь в отсутствие внешнего освещения. Для достижения наилучшего качества изображения при инсталляции CRT-проектора нужно выполнить множество тонких настроек (сведение лучей, баланс белого и т. д.), что требует привлечения квалифицированного персонала. Между тем, после перемещения аппарата на новое место, замены вышедшего из строя компонента или естественного ухода параметров с течением времени все процедуры необходимо повторить заново. Таким образом, к достаточно высокой цене самого устройства могут добавиться значительные эксплуатационные расходы.

Устройство CRT проектора

Наиболее совершенные CRT-проекторы строятся на трех электронно-лучевых трубках с размером экрана от 7 до 9 дюймов по диагонали. Каждая трубка воспроизводит один из базовых цветов пространства RGB — красный, зеленый или синий.

Выделенные из входного сигнала цветовые составляющие управляют работой модуляторов соответствующих трубок, меняя интенсивность электронного луча, который под воздействием магнитного поля отклоняющей системы сканирует внутреннюю поверхность экрана трубки с фосфорным покрытием. Таким образом на экране трубки формируется изображение одного цвета. С помощью линзы оно проецируется на внешний экран, где смешивается с проекциями от двух других трубок для получения полноцветной картинки.

Преимущества CRT:

Высокое качество изображения
Большая длительность непрерывной работы
Глубокий уровень черного (контрастность)
Практически неограниченное разрешение
Низкий уровень шума, достаточность пассивного охлаждения
Испытанная временем технология (более полувека)

Недостатки CRT:

Низкий уровень яркости
Необходима периодическая калибровка
Нечеткая геометрия
Не рекомендуется для статических изображений

LCD-технология

В мультимедийных проекторах, выполненных по технологии LCD (Liquid Crystal Display), функции формирователя изображения выполняет LCD-матрица просветного типа. По принципу действия такие аппараты напоминают обычные диапроекторы (см. Устройство LCD-проектора) с той разницей, что проецируемое на внешний экран изображение формируется при прохождении излучаемого лампой светового потока не через слайд, а через жидкокристаллическую панель, состоящую из множества электрически управляемых элементов — пикселов. В зависимости от величины приложенного к каждому такому элементу переменного напряжения меняется его прозрачность, а, следовательно, и уровень освещенности участка экрана, на который проецируется данный пиксел.

LCD-технология позволила существенно удешевить проекционные аппараты, уменьшить их габариты и одновременно увеличить излучаемый ими световой поток (в наиболее мощных моделях он достигает и 10000 ANSI-лм). Она естественным образом адаптирована к воспроизведению видеосигналов от компьютерных источников, а также сохраненных в цифровом формате видеофайлов. LCD-проекторы просты в обращении и настройке и сохраняют свои параметры после транспортировки. Именно поэтому они широко применяются в бизнес-сфере для проведения презентаций и демонстрации шоу-программ.

Вместе с тем, из-за ограниченности собственного оптического разрешения, определяемого числом пикселов в жидкокристаллической матрице формирователя изображения, LCD-проекторы воспроизводят без искажения сигналы только одного, как правило, компьютерного стандарта SVGA, XGA и т. д. Для воспроизведения сигналов иных стандартов, в том числе телевизионных, применяются специальные алгоритмы преобразования графической информации к естественному для данного проектора цифровому формату. Наличие непрозрачных промежутков между отдельными пикселами в жидкокристаллических матрицах приводит к появлению на экране сетки, различимой с близкого расстояния. С переходом на полисиликоновые матрицы с более плотной структурой пикселов и разрешением XGA и выше этот недостаток становится практически незаметным, а постоянное совершенствование алгоритмов формирования цветного изображения значительно улучшает его качество по сравнению с моделями более ранней разработки.

Устройство LCD проектора

Принцип работы жидкокристаллических матриц, используемых в LCD-проекторах в качестве формирователей изображения, основывается на свойстве молекул жидкокристаллического вещества менять пространственную ориентацию под воздействием электрического поля и оказывать поляризующий эффект на световые лучи. В многослойной структуре матрицы, представляющей собой прямоугольный массив множества отдельно управляемых элементов (пикселов), слой жидких кристаллов помещается между стеклянными пластинами, на поверхности которых нанесены бороздки. Благодаря им, во всех элементах матрицы удается сориентировать молекулы идентичным образом, причем, вследствие взаимно перпендикулярного расположения бороздок двух пластин, ориентация молекул меняется по мере удаления от одной из них и приближения к другой на 90 градусов.

Пропущенный через такой слой жидкокристаллического вещества поляризованный свет (см. рис.) также меняет плоскость поляризации на 90 градусов. Поэтому структура, в которую добавлены входной и выходной поляризационные фильтры с взаимно перпендикулярными осями поляризации (a и b ), оказывается прозрачной для внешнего светового потока, частично ослабевающего при прохождении входного поляризатора.

Находясь под воздействием электрического поля, молекулы жидкокристаллического слоя меняют свою ориентацию, и угол поворота плоскости поляризации светового потока заметно уменьшается. В этом случае большая часть светового потока поглощается выходным поляризатором. Таким образом, управляя уровнем электрического поля, можно менять прозрачность элементов матрицы.

В LCD-панелях с активной адресацией пикселов, выполненных с применением подложек из аморфного кремния, каждый элемент работает под управлением отдельного тонкопленочного транзистора (TFT — Thin Film Transistor).

Сам транзистор и соединительные проводники, занимая значительную часть поверхности матрицы, снижают ее световую эффективность, препятствуя увеличению разрешения, определяемого числом пикселей.

Переход на полисиликоновую технологию (p-Si), широко применяемую в современных LCD-проекторах, позволил перенести элементы схемы управления в слой поликристаллического кремния и заметно уменьшить размеры проводников и управляющих транзисторов. Тем самым, удалось повысить световую эффективность матриц и обеспечить условия для увеличения их разрешения. Дополнительный выигрыш по световому потоку в некоторых LCD-матрицах обеспечивает микролинзовый растр — каждый элемент матрицы снабжается собственной микролинзой, направляющей световой поток через прозрачную область. Подобные матрицы сегодня применяются во многих LCD-проекторах.

Современные LCD-проекторы выполняются на базе трех полисиликоновых жидкокристаллических матриц, размером, в основном, от 0.7 до 1.8 дюймов по диагонали. Структурная схема такого проектора представлена на рисунке.

Световое излучение лампы с помощью конденсора преобразуется в равномерный световой поток, из которого дихроичные зеркала-фильтры выделяют три цветовые составляющие (красную, синюю и зеленую) и направляют их на соответствующие LCD-матрицы. Сформированные ими цветные изображения объединяются в цветосмесительном призматическом блоке в одно полноцветное, которое затем через объектив проецируется на внешний экран.

Оптический тракт LCD проектора

Обьектив с блоком ЖК матриц. К каждой матрице идет контактный шлейф.

Преимущества LCD	Недостатки LCD
Малый вес Стоимость Прекрасно подходит для презентаций Высокая яркость Идеальная геометрия Легкая настройка и использование Подходит для очень больших экранов	Необратимая деградация (старение) LCD матрицы через 3-4 года эксплуатации Невысокий уровень черного «Мертвые» пиксели Обязательное активное охлаждение, более высокий уровень шума Высокая стоимость лампы

D-ILA-технология

Относительно недавно разработанная компанией Huges-JVC технология D-ILA(Direct Drive Image Light Amplifier) фактически является первым коммерческим воплощением так называемой технологии LCOS, представляющей, по мнению большинства экспертов, одно из наиболее перспективных направлений в области создания проекционного оборудования. Подобно LCD-технологии она базируется на свойствах жидких кристаллов, однако, вместо обычных просветных матриц на основе аморфного или поликристаллического кремния, предполагает использование в качестве формирователей изображения приборов отражающего типа (см. Устройство D-ILA-проекторов). В матрице D-ILA светомодулирующий жидкокристаллический слой располагается поверх подложки из монокристаллического кремния, на которой фотолитографическим способом сформированы управляющие пикселами электроды, одновременно выполняющие функции отражающих элементов. Почти вся схема управления матрицей размещается непосредственно в подложке, что обеспечивает данной технологии ряд существенных преимуществ по сравнению с LCD-панелями. Матрицы D-ILA проще в изготовлении и при меньших размерах могут иметь существенно более высокое разрешение. Эффективность использования площади кристалла в них достигает 93%, что практически исключает проявление сеточной структуры на экране.

Большинство выпущенных к настоящему времени D-ILA-проекторов базируются на матрицах с разрешением SXGA (1365х1024 пикселей) и, обладая световым потоком в пределах от 1000 до 7000 ANSI Люмен, характеризуются сравнительно большой массой и высокой ценой. Кроме того, существуют и матрицы повышенного разрешения QXGA (2048х1536 пикселов) размером 1.3 дюйма по диагонали. Последние обеспечивают полноценное (без использования алгоритмов сжатия) воспроизведение видеосигналов стандарта HDTV (1080i).

Устройство D-ILA проекторов

В D-ILA проекторах функции формирователей изображения выполняют жидкокристаллические матрицы отражающего типа, характеризующиеся высоким разрешением и световой отдачей.

Структура матрицы D-ILA

Матрица D-ILA представляет собой многослойную структуру, размещенную на подложке из монокристаллического кремния. Все компоненты схемы управления выполнены по комплиментарной технологии CMOS и располагаются за светомодулирующим слоем жидких кристаллов. Это позволяет существенно увеличить плотность размещения пикселов, размеры которых могут составлять всего несколько микрон, и обеспечить высокую эффективность использования площади кристалла (достигнутый уровень — 93%).

Преимуществом технологии является также возможность формирования светомодулирующего слоя и схемы управления в ходе единого технологического процесса. Отражающие свойства матрицы определяются состоянием слоя жидких кристаллов, меняющегося под воздействием переменного электрического напряжения, которое формируется между отражающими пиксельными электродами и общим для всех пикселей прозрачным электродом.
D-ILA матрицы выдерживают существенное повышение температуры, что позволяет применять в проекторах, выполненных на их основе, мощные источники света.

Оптическая схема проектора D-ILA

Проекторы D-ILA строятся по трехматричной схеме (каждая матрица формирует изображение одного из базовых цветов RGB-пространства) и демонстрируют великолепное изображение, на котором практически незаметна пиксельная структура. Они с равным успехом могут быть применены для воспроизведения компьютерных и видеосигналов, однако в силу новизны технологии спектр выпускаемых на сегодняшний день устройств относительно невелик