РУССКАЯ ПРОЕКЦИОННАЯ КОМПАНИЯ
Для партнеров:
Логин:
Пароль:
 
Напомнить пароль?







 Умный Дом   Галерея Проектов   О компании   Партнерам   Контакты  
 
РПК: Русская Проекционная Компания Статьи Куда спрятан большой экран?
Куда спрятан большой экран?  
 

Куда спрятан большой экран?

«Нутро» современного проектора: DLP как она есть

Проекторы бывают большими и маленькими, мощными и не очень, но каждый из них способен выдать яркое изображение «на простыню». Предлагаем вам вместе с нами узнать, почему это возможно и какие в проекторе «внутренности».

Чтобы разобраться в том, как устроен проектор, пожалуй, стоит вспомнить, что такое проекция. Термин этот, надо сказать, чисто технический. Он означает, что изображение, расположенное на одной плоскости (в нашем случае на матрице) переносится (проецируется) на другую плоскость (простыня на стене). Сам «перенос» картинки осуществляют лучи света, за счет которых и происходит проецирование. Говоря в общем, проектор – это трехэлементная система. И ее компонентами являются маленькая матрица, на которой формируется изображение, лампа, освещающая матрицу, и, конечно же, экран, на который попадает увеличенное изображение. Покупая проектор без экрана, вы обрекаете себя на развешивание простыней или покраску стены в белый цвет.

Но сегодня нас волнуют не проблемы экрана, а внутреннее устройство проектора, в данном случае созданного по технологии DLP, разработанной всемирно известной компанией Texas Instruments, из кузницы которой вышло немало микроэлектронных изобретений и технологий. Наш выбор сделан вполне осознанно, так как DLP-проекторы являются сегодня самыми распространенными среди персональных пользователей, ибо отличаются одновременно небольшими габаритами и невысокой стоимостью.

Технология DLP

DLP, или Digital Light Processing, как уже говорилось выше, была разработана компанией Texas Instruments. В ее основе лежит использование полупроводниковых материалов со специальными оптическими свойствами. Такие микрокристаллы называются DMD (Digital Micromirror Device – цифровое микрозеркало), отличительной чертой которых является способность менять свое состояние под действием напряжения таким образом, что кристалл при определенных условиях то отражает попадающий на него свет, то не отражает. Что самое интересное, на одном таком DLP-чипе (матрице) «посажены» миллионы микрозеркал, в результате чего на один пиксель их приходится более десятка. За счет регулирования количества отражающих зеркал можно менять яркость свечения точки (разные уровни серого цвета). Так, например, если 60% микрозеркал одного пикселя работают в режиме отражения света, а 40% – нет, то точка на экране будет темнее, чем при 100% отражающей способности зеркал. Соответственно, когда пиксел на матрице проектора получил команду отключить все зеркала, то на экране будет черная точка, а когда все включены – белая.

Следует иметь в виду, что экран в данном случае должен располагаться не за матрицей, а перед ней, то есть свет от источника должен падать на чип DMD под определенным углом и отражаться точно в объектив, иначе изображения просто не будет видно. Благодаря такой конструкции проекторов DLP, их корпус можно сделать компактнее, чем у моделей, работающих по технологии LCD, так как у последних лампа должна находиться позади матрицы, забирая лишние сантиметры.

С градациями серого разобрались, но как же создается цветное изображение? Если идти легким путем, то для этого необходимо подавать на зеркала матрицы свет, изначально имеющий различный цвет. Для создания любой цветной картинки достаточно использовать три цвета – красный, синий, зеленый и смешивать их в нужной пропорции. Именно так работают все цветные телевизоры и мониторы. Для получения трех цветов можно взять три различных источника света с соответствующими светофильтрами, «окрашивающими» поток света, который, отражаясь от трех различных матриц, будет проецироваться на экран через призму и объектив. Но такой вариант нельзя назвать самым эффективным, так как придется использовать три чипа и три лампы, что сделает проектор втрое дороже.

Разработчики Texas Instrument создали куда более практичную систему «цветности» для DLP проекторов. В ее основе лежит так называемое «цветовое колесо», которое было придумано для первых систем цветного кинематографа. Человеческий глаз воспринимает некоторую усредненную картинку за 1/24 секунды, и можно создать любой цвет, подавая разные цветовые паттерны на матрицу. Цветовое колесо представляет собой круглый светофильтр, который очень быстро вращается, обеспечивая смену цветов с такой скоростью, что человеческий мозг не успевает ее отслеживать и может воспринимать лишь конечный результат. В такт со сменой цвета фильтра на цветовом колесе меняется и состояние DMD-чипа, в результате для каждого цвета мы получаем на экране свою картинку, но происходит это настолько быстро, что мы видим лишь итоговый результат за 1/24 секунды.

Как все это помещается внутри

Пришло время разобраться, как же все упомянутые компоненты располагаются внутри проектора. В качестве примера была выбрана компактная модель Acer PD100, которая отличается невысокой ценой, а посему вполне подходит на роль массового продукта.

Разглядывая компоненты этого проектора, вы заметите, что его «нутро» явно делится на четыре больших блока. Это оптическая система, управляющая плата, система вентиляции и блок питания, занимающий больше трети всего проектора.

Как это все работает

Итак, давайте сначала познакомимся с оптической системой этого диковинного агрегата. С левой стороны проектора располагается лампа, подающая световой поток через небольшое отверстие на цветовое колесо, вращение которого контролируется процессором на материнской плате. После цветового колеса световой поток проходит через систему линз, которая зафиксирована винтами (трогать их не надо ни в коем случае, иначе можно сбить фокусировку картинки из-за неправильно направленного светового потока). Далее свет попадает на зеркало, зафиксированное под специально подобранным углом, отражаясь от которого, поток фокусируется линзой на чипе DMD, а отразившись от него, направляется в объектив, который увеличивает и фокусирует изображение. Следует также обратить внимание на то, что часть оптической системы, расположенная после цветового колеса, надежно загерметизирована, что исключает попадание в нее пыли и предохраняет чип DMD.

DMD с тыльной стороны снабжен массивным теплоотводом. По физическим законам свет, который не отражается от поверхности, поглощается ею и преобразуется в тепло, так что чем темнее проецируемая на экран картинка, тем сильнее греется матрица. Разработчики уделяют теплоотводу особое внимание, дабы матрица охлаждалась как следует.

Блок питания представляет собой очень интересную и сложную конструкцию. Во-первых, он физически разделен на блок питания логических компонентов и блок питания лампы проектора, так как, безусловно, самая горячая часть проектора – это лампа, и для нее нужен отдельный блок, потому что она очень чувствительна к перепадам напряжения. Выделение отдельного блока питания для лампы смягчает влияние нестабильного напряжения. Он расположен в PD100 на пластиковых стойках максимально далеко от основного блока питания. Вторая часть блока питания занимается преобразованием электричества для работы схем управления, вентиляторов, пульта и цветового колеса. Он менее мощный, но также должен гарантировать стабильность напряжения для правильной работы схемы. Питание с этого блока подается на управляющую плату проектора и далее распределяется по различным устройствам.

Третья часть проектора, система активного охлаждения, представлена двумя вентиляторами. Один из них обеспечивает отвод тепла от лампы и ее блока питания, а второй вентилятор, поменьше, отвечает за общий обдув корпуса и DMD-чипа.

Четвертая часть проектора, без которой он просто не смог бы работать, – это управляющая плата. Она крепится сверху над блоками питания и DMD-чипом. К плате подключаются все интерфейсы питания периферии, управляющий шлейф для цветового колеса и т. п. Еще один шлейф соединяет материнскую плату с крышкой корпуса, оживляя тем самым кнопки меню, вмонтированные в крышку проектора. Если рассмотреть детали материнской платы, то на ней можно увидеть множество микросхем, отвечающих за хранение настроек и внешнего вида меню, коррекцию картинки, управление компонентами проектора. Самый большой чип, расположенный с нижней стороны платы, отмечен логотипом DLP, – именно он преобразовывает поступающий на входы проектора графический сигнал в последовательность изменений положений микрозеркал, а также управляет скоростью вращения цветового колеса.
Цветовое колесо, несмотря на его малые размеры, влияет не только на цветность изображения, но и на его качество. В данном проекторе использовано четырехсегментное цветовое колесо, где сегменты соответствуют палитре CMYK (пурпурный, желтый, голубой, черный). Впрочем, возможны как более простые модификации цветового колеса (RGB), так и более сложные, насчитывающие шесть сегментов и более. Чем больше цветовых секторов на колесе, тем больше насыщеннее картинка и четче сложные переходы, передаваемые проектором.

В результате…

Все вместе представляет собой стабильно работающую систему, которая способна проецировать цветное изображение на светлую поверхность, и, надо отметить, совсем неплохо.

  • Покупая проектор без экрана, вы, безусловно, обрекаете себя на развешивание простыней или покраску стены в белый цвет.
  • Для DLP-проекторов лампа и объектив должны находиться с одной стороны от матрицы, а для LCD – с разных.
  • Для каждого цвета мы получаем на экране свою картинку, но происходит это настолько быстро, что мы видим лишь конечный результат за 1/24 секунды.
  • Часть оптической системы надежно загерметизирована, что исключает попадание в нее пыли и предохраняет чип DMD.
  • Чем темнее проецируемая на экран картинка, тем сильнее греется чип DMD.
  • Самый большой чип, расположенный с нижней стороны платы, преобразовывает поступающий на входы проектора графический сигнал в последовательность изменений положений микрозеркал.

Григорий Ревенчук

 
 
 
   
 
 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
 
 
Комментарии (0)  Распечатать
 
 
Информация
 
Посетители, находящиеся в группе Посетители сайта, не могут оставлять комментарии в данной новости.

 
 

Русская Проекционная Компания.
© 2007. Все права защищены.

  Создание сайта: x-on.ru. Интернет-Решения.