Proiectorul este din ce constă. Dispozitivul proiectoarelor: principiu de funcționare, descriere și caracteristici. Proiectarea optică a unui proiector DLP cu o singură matrice

Un aparat de proiecție / proiector (din limba latină projicio - I throw forward) este un dispozitiv opto-mecanic pentru proiectarea imaginilor mărite ale diferitelor obiecte pe ecran.

Primul proiector a fost inventat de fizicianul și matematicianul german Athanasius Kircher în 1640, numind aparatul său „felinar magic”. Aparatul, în care o lumânare a servit drept sursă de lumină, a făcut posibilă crearea de proiecții în umbră a imaginilor oamenilor, animalelor sau obiectelor tăiate din carton pe ecran.

Dispozitivele moderne de proiecție proiectează imagini de pe ecranul monitorului pe ecran și se conectează la un computer. În proiectoarele de calculator, un modulator special controlat electronic este utilizat ca sursă a imaginii proiectate, către care este furnizat un semnal de la un adaptor video pentru PC. Modulatorul este utilizat ca un filtru de lumină controlat care modulează fluxul luminos de la lampa de proiecție.

Proiectele și principiile de funcționare ale modulatoarelor sunt foarte diverse, deși se bazează în principal pe panouri LCD.

Într-un proiector multimedia lampă de proiecție, Matrice LCDși sistem optic sunt așezate structural într-o singură carcasă, ceea ce le face similare cu proiectoarele aeriene concepute pentru vizualizarea diapozitivelor sau a benzilor de film.

Principiul de funcționare al unui proiector multimedia nu diferă de un proiector: imaginea este creată folosind o lampă de proiecție puternică și un modulator electro-optic încorporat în proiector, controlat de un semnal de la un adaptor video pentru PC și apoi proiectat pe un ecran extern prin intermediul unui sistem optic. Principala diferență în proiectoarele multimedia este proiectarea modulatorului și metodele de construire și transfer a imaginii pe ecran.

În funcție de proiectarea modulatorului, proiectoarele sunt de următoarele tipuri:

• Proiectoare TFT;
• proiectoare polisilicone
• Proiectoare DMD / DLP.

În funcție de metoda de iluminare a modulatorului, proiectoarele multimedia sunt împărțite în proiectoare transmisive și reflexive .

Proiectoare TFT

V TFT -proiectoare, pentru proiectoarele de tip transmisiv, un modul LCD activ de culoare mică - matrice realizat prin tehnologia TFT este utilizat ca modulator. Principiul funcționării unui proiector TFT multimedia de tip translucid este ilustrat în Fig. 1.

Elementul principal al instalării este matrice LCD în miniatură , realizat folosind tehnologia TFT, precum și Monitor LCD color cu ecran plat ... Iluminarea uniformă a suprafeței LCD se realizează prin utilizarea unui sistem de lentile numit condensator.

Proiectoare polisilicone

Proiectoare multimedia polisilicone se referă, de asemenea, la proiectoare transmisive și sunt utilizate atunci când este necesară o imagine mai luminoasă. Folosesc mai multe matrici TFT color, dar trei matrici monocrome LCD miniaturale de aproximativ 1,3 ″... Fiecare dintre matrice formează o imagine monocromă în roșu, verde sau albastru. Sistemul optic al proiectorului, așa cum se arată în Fig. 2, oferă o combinație de trei imagini monocrome, rezultând formarea imagine color... Această tehnologie se numește polisilicona (p— Si ) . Fiecare element al matricei de polisilicon conține doar un tranzistor cu film subțire, prin urmare dimensiunea sa este mai mică decât dimensiunea elementului matricei TFT, ceea ce permite îmbunătățiți claritatea imaginii.

Sistem de separare a culorilor proiector polisilicon format din două dicroice (D 1 D 2 ) și o oglindă convențională (N 1) (Fig. 2), este utilizată pentru a descompune lumina albă a lămpii de proiecție în trei componente ale culorilor primare (roșu, verde, albastru).

Separarea culorii trebuie efectuată pentru a furniza un flux luminos de culoare corespunzătoare fiecăreia dintre cele trei matrice monocrome. O oglindă dicroică (separatoare de culoare) transmite lumina cu o singură lungime de undă (o culoare) și este un substrat de sticlă bine lustruit, acoperit cu o peliculă subțire dintr-un material dielectric.

Sistem de amestecare a culorilor proiectorul de polisilicon este format din două dicroice (D 3 D 4 ) și unul reflectiv (N 2 ) oglinzi și servește la obținerea unei imagini color prin suprapunerea uneia peste celelalte trei imagini monocrome create de matricile LCD corespunzătoare.

Proiectoarele din polisilicon oferă mai multe calitate superioară luminozitatea imaginii și saturația culorilor față de proiectoarele TFT ... ei mai fiabil și mai durabil deoarece trei LCD-uri funcționează într-un mod termic mai puțin intens decât unul. Datorită acestui fapt, proiectoarele din polisilicon pot fi utilizate la proiectarea unei imagini ecran mareîn spații precum săli de conferințe, cinematografe.

Proiectoare DMD / DLP

Proiectoare LCD reflectorizante conceput pentru a funcționa în auditoriile mari și diferă prin principiul de funcționare: nu fluxul luminos transmis, ci fluxul luminos reflectat este modulat.

În prezent, cea mai frecvent utilizată tehnologie cu proiector LCD reflectorizant este DMD / DLP dezvoltat de companie Texas Instruments.

V DMD/ DLP- proiectoare reflectorizante emisia sursei de lumină este modulată de imagine atunci când este reflectată din matrice.

Proiectoarele DMD / DLP folosesc o matrice formată din multe micro-oglinzi controlate electronic, fiecare dintre ele având dimensiunea de aproximativ 1micron. Fiecare micromirror are capacitatea de a reflecta lumina incidentă fie în lentilă, fie în absorbant, care este determinată de nivelul aplicat acesteia semnal electric... Când lumina intră în obiectiv, se formează un pixel luminos al ecranului, iar în absorbant, unul întunecat. Astfel de matrice sunt notate prin abrevierea DMD (Dispozitiv Digital Micromirror) , iar tehnologia pe care se bazează principiul lor de funcționare este DLP (Digital Ușoară Prelucrare - procesare digitală a luminii).

De obicei, o singură matrice DMD conține aproximativ 848 x 600 = 508.800 micromirrors, care este superioară rezoluției SVGA (800 x 600 = 480.000 pixeli).

Pentru a obține o imagine color, sunt utilizate proiectoare cu două opțiuni: cu trei sau o matrice DMD.

Proiector cu trei matrice, a cărei diagramă este dată în Fig. 3, metoda de formare a unei imagini color este similară cu polisilicona (vezi Fig. 2).

V proiectoare DMD / DLP cu o singură matrice rama întreagă culoare este formată ca urmare a suprapunerii secvențiale trei cadre monocrome care se schimbă rapid: negru și roșu, negru și verde și negru și albastru. Schimbarea cadrelor monocrome pe ecran este invizibilă din cauza inerției viziunii umane. Cadrele monocrome sunt formate prin iluminarea secvențială a matricei DMD cu un fascicul de culori roșu, verde și albastru. Un fascicul de fiecare culoare este format prin trecerea fluxului de lumină r al lămpii de proiecție printr-un disc rotativ cu filtre roșu, verde și albastru, așa cum se arată în diagrama unui proiector cu o singură matrice (Fig. 4). Controlul micromirrors este sincronizat cu rotația filtrului de lumină.

Circuit proiector multimedia reflectorizant cu o singură matrice

În comparație cu tehnologia LCD, tehnologia DLP are următoarele avantaje:

• absența aproape completă a granulozității în imagine,
• luminozitate ridicată și uniformitate a distribuției sale.

Dezavantajele proiectoarelor DMD cu o singură matrice includ pâlpâirea vizibilă a cadrelor.

În era tehnologiei de înaltă definiție, proiectoarele câștigă popularitate, deoarece vă permit să recreați atmosfera unui cinematograf real din casa dvs. Desigur, această idee poate fi realizată și cu un televizor LCD mare cu suport video 4K.

Cu toate acestea, conținutul cu o astfel de rezoluție este încă rar, iar televizoarele din această clasă nu sunt ieftine. Proiectoarele Full HD de astăzi sunt capabile să ofere o calitate superioară a imaginii și ocupă mult mai puțin spațiu.

LCD vs DLP

Proiectoarele moderne folosesc tehnologiile LCD (Liquid Crystal Display) și DLP (Digital Light Processing), care diferă prin principiul formării imaginii. În cazul DLP, o oglindă miniaturală acționează ca un pixel. Un filtru rotativ, împărțit în segmente de culoare, este instalat în fața unui set de astfel de „pixeli”.

Lumina este transmisă printr-un filtru de lumină, lovește oglinzile și se reflectă de pe ele pe ecran. Tehnologia LCD utilizează matrici care sunt iluminate de lumina reflectată de un sistem de oglinzi. Fiecare oglindă este un filtru de lumină și furnizează doar una dintre cele trei culori primare matricei.

Desigur, ambele tehnologii au atât avantaje, cât și dezavantaje: de exemplu, proiectoarele LCD oferă culori bogate, în timp ce soluțiile DLP au un contrast mai mare. Printre dezavantajele modelelor LCD, merită remarcat o adâncime mai mică de culoare neagră, în timp ce proiectoarele DLP au un „efect curcubeu”. Cu toate acestea, în dispozitive moderne aceste neajunsuri sunt aproape invizibile.

În diferitele noastre teste comparative, proiectoarele LCD depășesc soluțiile DLP cu o marjă mică. După cum știți, tehnologia LCD de proiecție a fost dezvoltată de compania japoneză Epson, iar primul dispozitiv bazat pe acest principiu a fost creat acum 25 de ani. În toți acești ani, tehnologia a fost îmbunătățită și rafinată semnificativ.

Un proiector 3D de la Epson în valoare de 75.000 de ruble acceptă rezoluția Full HD, vă permite să conectați smartphone-uri și tablete prin conectorul HDMI MHL și este capabil să afișeze imagini cu diagonala de până la 300 ″

Magia marelui ecran. Lumina redusă, unghi larg de vizualizare, efectul imersiunii complete în acțiune. Nu, este puțin probabil să fie posibilă înlocuirea completă a cinematografului cu televizorul și nu este recomandabil - au sarcini diferite. „Televizorul nu va înlocui niciodată ziarele - încercați să faceți un pui de somn în timp ce vă acoperiți fața cu televizorul”. Dar nu merită să vă opuneți una la alta: proiectoarele video sunt calea de ieșire pentru cei care au decis să amenajeze „propriul lor cinematograf”. Și acest lucru nu este deloc dificil de făcut - există o mare varietate de proiectoare video pe piață astăzi. Gama de prețuri de la sute de dolari la sute de mii pe dispozitiv arată clar că proiectoarele video, ca să spunem ușor, sunt diferite. Tehnologiile sunt diferite, ceea ce înseamnă caracteristicile și domeniul de aplicare.

Să luăm în considerare principalele tehnologii utilizate pe piața proiectoarelor moderne într-un pic mai detaliat decât permit câteva linii de comunicate de presă.

CRT(Tub cu raze catodice sau CRT - proiectoare bazate pe tuburi cu raze catodice)

Este prima tehnologie care proiectează video pe un ecran extern. A luat naștere în anii 50 ai secolului trecut. Decizia a fost destul de logică pentru acea vreme: deoarece tuburile cu raze sunt utilizate cu atât de mult succes în televizoare, merită să încercați să realizați un proiector pe baza acelorași tuburi.

Principiul general este următorul: trei tuburi speciale de raze catodice luminozitate crescută formează o imagine generală. Fiecare tub, de obicei „alb-negru” cu diagonala de nouă inci, transmite una dintre culorile de bază (roșu, verde și albastru - colorate de filtrele de lumină) și se proiectează prin obiectivul său pe un ecran extern. Prin reglare foarte fină, cele trei imagini sunt combinate într-o singură unitate pe ecranul de proiecție. Un fel de televizor color hipertrofiat, unde tuburile cu raze catodice cu lentile sunt folosite ca tunuri electronice, iar filtrele de lumină joacă rolul unui fosfor color.

Este recomandabil să urmăriți imaginea proiectată de un proiector CRT într-o cameră complet întunecată - luminozitatea lor nu este cea mai mare. Proiectoarele sunt dificil de instalat: atât din punct de vedere fizic nu sunt cele mai ușoare, cât și din cauza necesității unei aliniere precise - trebuie să reglați separat claritatea și geometria pentru toate cele trei canale de culoare.

Se crede că aceste proiectoare oferă cea mai bună calitate video. Ideea aici, cel mai probabil, este următoarea: proiectoarele CRT nu au artefacte de interpolare digitală - principiul formării cadrelor este cel mai analog. Scanările orizontale și verticale formează un cadru strict în conformitate cu formatul - indiferent dacă este 720x576 pentru PAL sau 640x480 pentru NTSC. Mai mult, dacă numărul de linii este determinat de format și este fixat rigid, atunci este chiar ciudat să vorbim despre numărul de puncte dintr-o linie într-un sistem analogic. Mai corect - claritate orizontală, care depinde de frecvența de tăiere superioară a transmisiei amplificatorului video. Calitatea difuzării analogice (studio) este 800-900 linii verticale... De exemplu: înregistratoare video de acasă format VHS - 240 de linii, S-VHS și Video Hi8 - 400 de linii, format DV digital - 500 de linii (pe ieșirile componente).

LCD(Afișaj cu cristale lichide sau LCD - proiectoare bazate pe indicatori cu cristale lichide)

Dacă LCD-urile au venit să înlocuiască CRT-urile de pe monitoare, atunci ar fi trebuit să se aștepte în tehnologiile videoproiectorului. Să ne oprim doar asupra diferențelor.

Imaginea color este formată dintr-o mică matrice LCD (diagonală de un inch sau doi) și o lampă puternică de iluminare din spate este proiectată prin lentilă pe ecran. Matricea funcționează în lumină, spre deosebire de tehnologia D-ILA, care va fi discutată puțin mai târziu.

Aceasta pare a fi cea mai accesibilă tehnologie disponibilă astăzi - proiectoarele încep de la 800 USD per modele bugetare... Bine lucrat soluții de circuit, lipsa pieselor în mișcare mecanică (cu excepția, posibil, a unităților cu lentile motorizate), fiabilitatea tehnologiei digitale - acestea sunt principalele motive pentru popularitatea proiectoarelor pe bază de LCD. Într-un astfel de „butoi de miere”, desigur, nu poți face fără probleme. Principala este pixelarea vizibilă a imaginii cauzată de motive tehnologice. Invizibil la limitele ochilor dintre pixeli (subpixeli) de pe monitoarele LCD la măriri mari devin distincte pe ecrane mari... Încearcă să rezolve problema cu diferite grade de succes. Cineva reduce la limită limitele dintre celulele individuale ale matricei LCD, cineva sugerează trei matrice - una pentru fiecare culoare de bază - cu o ușoară decalare pentru a acoperi ochiurile negre proiectate pe ecran. Al doilea lucru pe care producătorii trebuie să îl decidă este să mărească contrastul. A străluci prin matricea LCD a unei perechi de plăci, un strat de cristale lichide, un polarizator și filtre de lumină înseamnă a reduce luminozitatea albului. Pur și simplu creșterea luminozității luminii de fundal va pierde adâncimea de negru. Cu toate acestea, în cele mai bune exemple de proiectoare LCD, producătorii rezolvă aceste probleme, care nu pot decât să ducă la creșterea semnificativă a prețului.

DLP(Procesare digitală a luminii - procesare digitală a luminii)

Pe scurt, este ca și cum ai pune razele soarelui într-o oglindă. Baza proiectorului este un cip special DMD (Digital Micromirror Device). Suprafața unui cip este alcătuită dintr-un număr mare de oglinzi minuscule care se pot devia atunci când sunt alimentate. Fasciculul reflectat de o astfel de oglindă nu lovește obiectivul (și, prin urmare, ecranul) - așa se formează un punct negru. Dacă oglinda nu este înclinată din planul cipului, punctul de pe ecran va fi alb. Valorile de luminozitate intermediare se formează atunci când o oglindă direcționează un fascicul reflectat în obiectiv. Fiecare oglindă este responsabilă de propriul punct al imaginii create pe ecran.

Există două moduri de a adăuga culoare unei imagini într-un astfel de sistem. Primul este „single-chip”. După cum sugerează și numele, sistemul folosește un cip DMD (dispozitivul, trebuie remarcat, nu este ieftin). O imagine alb-negru este formată secvențial pe ea pentru fiecare culoare de bază (roșu, verde, albastru). Colorarea se efectuează folosind un disc de filtru rotativ cu sectoare ale culorilor corespunzătoare. A doua metodă este „cu trei cipuri”. Nu au regretat cipurile scumpe aici - pentru fiecare dintre culorile de bază se folosește propriul cip și imaginea se formează imediat.

Nu este nimic de arătat aici, astfel încât luminozitatea imaginii unor astfel de proiectoare este foarte mare. Negrul înseamnă absența completă a luminii, deoarece „pata” din oglinda rotită nu pătrunde deloc în obiectiv, ceea ce înseamnă că valoarea contrastului este, de asemenea, maximă. Decalajele dintre oglinzi sunt, de asemenea, minime aici și, prin urmare, nu există o „plasă” inerentă în proiectoarele LCD pe un ecran mare. La primele modele, „efectul curcubeu” era puternic vizibil - halouri colorate în jurul obiectelor contrastante sau cu mișcare rapidă. Acest lucru se datorează faptului că imaginea este formată secvențial de trei culori de bază și atunci când obiectele contrastante se deplasează pe ecran, se obține ceva de genul luminilor colorate. Ei combate acest fenomen în moduri diferite: de la creșterea frecvenței de proiecție secvențială a imaginilor de culori de bază, pentru care discul de filtrare conține până la șapte sectoare (două pentru roșu-albastru-verde de bază plus smarald), până la utilizarea a trei cipuri pentru proiecție simultană.

D-ILA(Amplificator de lumină pentru imagine directă)

Este o tehnologie care combină avantajele LCD și DLP. Au apărut la intersecția abordărilor lor în formarea imaginii - fiabilitatea cristalelor lichide cu eficiența reflexiei luminii.

Fluxul luminos este modulat într-o matrice LCD, la fel ca în proiectoarele LCD, dar lumina nu trece prin matrice, ci este reflectată de la electrozii pixelilor ca de la micromirorzi în DLP. Lumina trece doar prin sticlă, electrozi transparenți și un strat de cristale lichide. Toate cablurile electronice (comutatoare și componente care furnizează adresarea celulelor matricei) rămân sub stratul de electrozi reflectorizanți și nu interferează cu trecerea luminii ca într-un proiector LCD „curat”. Reflectă aproape întreaga suprafață a matricei, cu excepția izolației dintre electrozi.

Principalul avantaj al tehnologiei D-ILA față de LCD și DLP este raportul său ridicat de deschidere. Dacă pentru tehnologia LCD zona care transmite lumină prin ea însăși este de până la 60% din suprafața totală a pixelilor, pentru DLP aria de reflecție a unui micromirror este de aproximativ 80%, pentru tehnologia D-ILA această zonă poate ajunge la 95%. Acest lucru face ca pixelarea imaginii să fie aproape invizibilă. În plus, pierderea conversiei fototermale este redusă, deoarece aproape tot fluxul luminos este reflectat, ceea ce face posibilă creșterea puterii luminii de fundal. Cealaltă față a monedei (raport de deschidere ridicat) este că matricea de rezoluție HD poate fi făcută cu diagonala de cel puțin un inch, ceea ce înseamnă că puteți obține un proiector destul de compact.

LDT (Laser Display Technology)

Cea mai recentă tehnologie pentru proiectarea videoclipurilor pe un ecran mare. Primele probe de producție au apărut abia în 2000, în ciuda faptului că laserele în sine au apărut relativ demult. Fie eficiența scăzută și consumul ridicat de energie al laserelor cu descărcare de gaz, fie puterea prea mică și „lipsa de culoare” a laserelor semiconductoare au fost cele care au împiedicat. Dar aici limitări tehnologice au fost depășite, iar televizoarele de proiecție și proiectoarele video bazate pe lasere semiconductoare intră pe piață.

Trei lasere emit lumină în spectrul vizibil roșu, verde și albastru. Luminozitatea radiației fiecărui laser este modificată de modulatori electro-optici în conformitate cu semnalul video de la intrare. Trei fascicule de culoare modulate sunt colectate de oglinzi și prisme într-un singur fascicul, care este alimentat către oglinzile orizontale rotative și o oglindă cu cadru oscilant - ca un raster CRT.

Principala diferență a proiectorului LDT este că nu are nevoie de obiectiv. Laserul produce un fascicul de lumină paralel cu o pată la fel de ascuțită pe o gamă largă de distanțe. Acest lucru vă scutește de probleme de focalizare atunci când instalați proiectorul la distanțe diferite de ecran și vă oferă o calitate complet nouă: capacitatea de a proiecta pe o gamă largă de suprafețe, inclusiv pe cele inegale. Chiar dacă proiectați imaginea pe suprafețe cilindrice sau suprafețe plane, dar la un unghi mare, imaginea va fi ascuțită pe întreaga zonă. Puritatea și consistența culorilor de bază, determinate de caracteristicile laserelor utilizate, oferă o imagine strălucitoare, bogată și contrastantă, care nu este disponibilă cu alte tehnologii.

Acesta este un dispozitiv care se conectează la un computer sau laptop, tabletă, cameră video etc. pentru a obține o imagine pe un ecran de proiecție.
Proiectorul nu necesită niciunul programe speciale... Utilizarea unui proiector este similară cu utilizarea unui computer sau a unui monitor video. Pe telecomandă telecomandă proiectorul are reglaje de luminozitate și contrast.

Proiectoarele de prezentare Office nu au nevoie de ajustări complexe și frecvente. Aceste proiectoare pot fi pornite și operate fără a citi instrucțiunile. În interiorul carcasei proiectorului se află o sursă de lumină, o lampă sau LED cu laser și un convertor de intrare-imagine. De obicei, un proiector are o intrare pentru conectarea unui semnal de la un computer și una sau două intrări pentru comutarea semnalelor video. Proiectoarele au și intrări audio pentru redarea sunetului la difuzoarele încorporate. Proiectoarele sunt multi-sistem și funcționează cu toate standardele video (PAL / SECAM / NTSC). Aceasta înseamnă că puteți reda orice program TV și înregistrări de pe casete video și discuri laser.

Luminozitatea și rezoluția imaginii sunt cele mai importante proprietăți ale proiectoarelor de prezentare. Când vorbim despre luminozitatea proiectoarelor, ne referim la fluxul luminos al proiectorului, adică la cantitatea de lumină emisă de proiector. Fluxul luminos nu depinde nici de dimensiunea ecranului, nici de distanța de la obiectivul proiectorului la planul ecranului și se măsoară în lumeni ANSI. Fluxul luminos al proiectoarelor moderne de birou depășește 1000 de lumeni ANSI, ceea ce permite prezentări sub lumină artificială normală.

Pentru redarea video, se recomandă utilizarea proiectoarelor cu o rezoluție grafică de cel puțin 800x600 pixeli SVGA... Pentru reproducere de înaltă calitate imagine computer cu detalii fine, alegeți un proiector cu o rezoluție grafică de cel puțin 1024x768 pixeli XGA... Pentru aplicații computerizate cu cerințe sporite de contrast și rezoluție grafică a imaginii, utilizați proiectoare cu o rezoluție grafică de 1400x1050 pixeli SXGA +.

Proiectarea optică a proiectoarelor cu lentile standard este concepută astfel încât marginea inferioară a imaginii să fie la nivelul obiectivului proiectorului. Majoritatea modelelor de proiectoare sunt proiectate pentru a corecta distorsiunea trapezoidală verticală care apare atunci când proiectorul este poziționat mult mai sus sau mai jos decât poziția normală de funcționare. Proiectoarele redau imaginea la dimensiunea specificată. Când utilizați obiective standard cu un raport 2: 1, distanța de la obiectivul proiectorului la planul ecranului este de două ori lățimea ecranului. Lungimea unui cablu standard de computer nu depășește de obicei 3 m, ceea ce este suficient pentru munca de birou. Dacă este necesar, este permisă utilizarea cablurilor de computer de până la 15 m lungime. Lungimea unui cablu video standard nu este de asemenea grozav, cu toate acestea, dacă este necesar, cablurile video profesionale de până la 100 m lungime pot fi utilizate pentru a transmite un semnal video.

Proiectoarele folosesc surse de lumină fiabile cu halogenuri metalice sau halogenuri metalice. lămpi cu o durată de viață de cel puțin 2000 de ore. Toate aceste lămpi sunt în esență lămpi de mercur cu adăugare de săruri de iod și brom. Aceste lămpi sunt foarte puternice și vin într-un modul special de lampă care include o lampă, un reflector și modulul în sine cu contacte și ghidaje pentru instalare într-un proiector specific. Dacă o lampă de proiector eșuează, întregul ansamblu modul lampă este înlocuit. Durata de viață a lămpii va fi redusă semnificativ dacă condițiile de răcire și ventilație sunt inadecvate, așa că vă rugăm să opriți proiectorul în mod corespunzător și să păstrați filtrele de aer curate.

Când utilizați proiectorul în modul birou timp de 2 ore pe zi în fiecare zi, inclusiv în weekend și de sărbători, o lampă va dura cel puțin doi ani și jumătate.

Proiectoare multimedia: tehnologii de bază

Printre tehnologiile dezvoltate până în prezent pentru afișarea unei imagini pe un ecran de proiecție, se pot distinge patru principale, care au primit cea mai răspândită utilizare în produse comerciale principalii producători și diferă în primul rând în ceea ce privește tipul de element utilizat pentru a forma imaginea:

În fiecare caz, proprietățile modelatorului determină principalele avantaje și dezavantaje ale tehnologiei și, în consecință, domeniul de aplicare al dispozitivelor de proiecție create pe baza acesteia.

Tehnologia CRT.

Proiectoarele multimedia cu tuburi cu raze catodice (CRT) există de zeci de ani. Dar, în ciuda apariției unor tehnologii mai moderne, acestea nu au încă egal în ceea ce privește calitatea reproducerii imaginii (rezoluție, claritate, precizie a culorii), nivelul zgomotului acustic (mai puțin de 20 dB) și durata funcționării continue (10.000 ore sau mai mult). Nicio altă tehnologie nu oferă încă aceleași niveluri de negru profund și aceeași gamă dinamică largă de luminozitate a imaginii pe care proiectoarele CRT o pot folosi pentru a distinge detaliile chiar și în scenele întunecate. Caracteristicile fizice ale învelișului fluorescent al ecranului tubului (vezi dispozitivul cu proiector CRT) exclud pierderea informațiilor la redarea semnalelor video de diferite standarde (NTSC, PAL, HDTV, SVGA, XGA etc.) și similaritatea tehnologia de producție a tuburilor utilizate în proiectoare cu reproducere precisă a culorilor la televizor fără utilizarea algoritmilor de corecție gamma.

Având avantaje fără îndoială, mai ales atunci când demonstrează videoclipuri, proiectoarele CRT au, de asemenea, o serie de dezavantaje semnificative care le limitează domeniul de aplicare. Cu dimensiuni și greutate semnificative de câteva zeci de kilograme, acestea sunt inferioare proiectoarelor multimedia portabile moderne în luminozitate. Cu fluxul lor luminos caracteristic variind de la 100 la 300 de lumeni ANSI, vizualizarea programelor este posibilă numai în absența iluminării externe. Pentru a obține cea mai bună calitate a imaginii la instalarea unui proiector CRT, există multe reglaj fin(convergență, balans de alb etc.), care necesită implicarea unui personal calificat. Între timp, după mutarea dispozitivului într-un loc nou, înlocuirea unei componente eșuate sau plecarea naturală a parametrilor în timp, toate procedurile trebuie repetate din nou. Astfel, costurile de operare semnificative pot fi adăugate la prețul destul de ridicat al dispozitivului în sine.

Dispozitiv pentru proiector CRT

Cele mai avansate proiectoare CRT se bazează pe trei tuburi cu raze catodice cu dimensiuni de ecran cuprinse între 7 și 9 inci în diagonală. Fiecare tub reproduce una dintre culorile de bază ale spațiului RGB - roșu, verde sau albastru.

Componentele de culoare extrase din semnalul de intrare controlează funcționarea modulatorilor tuburilor corespunzătoare, schimbând intensitatea fasciculului de electroni, care, sub influența camp magnetic Deflectorul scanează interiorul ecranului tubului acoperit cu fosfor. Astfel, pe ecranul tubului se formează o imagine de o singură culoare. Cu ajutorul unui obiectiv, acesta este proiectat pe un ecran extern, unde este amestecat cu proiecții din alte două tuburi pentru a obține o imagine color.

Avantajele CRT:

• Calitate ridicată a imaginii
• Durată lungă de lucru continuu
• Nivel negru profund (contrast)
• Rezoluție practic nelimitată
• Nivel redus de zgomot, suficient răcire pasivă
• Tehnologie testată în timp (peste jumătate de secol)

Dezavantaje ale CRT:

• Nivel scăzut de luminozitate
• Este necesară calibrarea periodică
• Geometrie neclară
• Nu este recomandat pentru imaginile statice

Tehnologie LCD

În proiectoarele multimedia realizate folosind tehnologia LCD (Liquid Crystal Display), funcția de formare a imaginii este realizată de o matrice LCD translucidă. Conform principiului de funcționare, astfel de dispozitive seamănă cu proiectoarele aeriene convenționale (vezi. Dispozitiv cu proiector LCD) cu diferența că imaginea proiectată pe ecranul extern se formează atunci când lumina emisă de lampă nu trece prin diapozitiv, ci prin panou cu cristale lichide, format din multe elemente controlate electric - pixeli ... În funcție de magnitudinea tensiunii alternative aplicate fiecărui astfel de element, transparența acestuia se schimbă și, în consecință, nivelul de iluminare al zonei ecranului pe care este proiectat acest pixel.

Tehnologia LCD a făcut posibilă reducerea semnificativă a costurilor dispozitivelor de proiecție, reducerea dimensiunilor acestora și în același timp creșterea fluxului luminos emis de acestea (în cea mai mare modele puternice ajunge la 10.000 ANSI-lumeni). Este adaptat în mod natural pentru a reda semnale video de la surse de computer, precum și fișiere video stocate digital. Proiectoarele LCD sunt ușor de manevrat și configurat și își vor păstra setările după livrare. De aceea, acestea sunt utilizate pe scară largă în sfera afacerilor pentru prezentări și demonstrații de programe de spectacol.

În același timp, datorită rezoluției optice native limitate, determinată de numărul de pixeli din matricea de cristale lichide a dispozitivului de imagistică, proiectoarele LCD reproduc fără semnalele de distorsiune a unui singur, de regulă, standardul computer SVGA, XGA, etc. Pentru a reproduce semnalele altor standarde, inclusiv televizorul, se utilizează algoritmi speciali de conversie informații grafice la formatul digital natural pentru acest proiector. Prezența decalajelor opace între pixeli individuali în matricile cu cristale lichide duce la apariția unei rețele pe ecran care se distinge de la o distanță apropiată. Odată cu trecerea la matricile de polisilicon cu o structură de pixeli mai densă și rezoluție XGA și mai mare, acest dezavantaj devine aproape invizibil, iar îmbunătățirea constantă a algoritmilor de formare a imaginii color îmbunătățește semnificativ calitatea acesteia în comparație cu modelele anterioare.

Dispozitiv cu proiector LCD

Principiul de funcționare a matricelor de cristale lichide utilizate în proiectoarele LCD ca dispozitive de imagistică se bazează pe proprietatea moleculelor unei substanțe cu cristale lichide de a schimba orientarea spațială sub influența unui câmp electric și de a avea un efect de polarizare asupra razelor de lumină. În structura multistrat a matricei, care este o rețea dreptunghiulară dintr-o multitudine de elemente controlabile separat (pixeli), un strat de cristale lichide este plasat între plăcile de sticlă, pe suprafața cărora sunt aplicate caneluri. Datorită acestora, în toate elementele matricei este posibilă orientarea moleculelor în mod identic și, datorită dispunerii reciproc perpendiculare a canelurilor celor două plăci, orientarea moleculelor se schimbă pe măsură ce se îndepărtează de una. dintre ele și se apropie de celălalt cu 90 de grade.

Lumina polarizată transmisă printr-un astfel de strat de substanță cristalină lichidă (vezi Fig.) Modifică, de asemenea, planul de polarizare cu 90 de grade. Prin urmare, structura, la care se adaugă filtrele de polarizare de intrare și de ieșire cu axe de polarizare reciproc perpendiculare (a și b), se dovedește a fi transparentă la fluxul de lumină extern, care este parțial atenuat atunci când trece prin polarizatorul de intrare.

Sub influența unui câmp electric, moleculele stratului de cristal lichid își schimbă orientarea, iar unghiul de rotație al planului de polarizare al fluxului de lumină scade considerabil. În acest caz, cea mai mare parte a fluxului de lumină este absorbită de polarizatorul de ieșire. Astfel, prin controlul nivelului câmpului electric, se poate modifica transparența elementelor matricei.

În panourile LCD cu adresare activă a pixelilor, realizate folosind substraturi de siliciu amorfe, fiecare element este controlat de un tranzistor cu film subțire (TFT) separat.

Tranzistorul în sine și conductorii de conectare, care ocupă o parte semnificativă a suprafeței matricei, îi reduc eficiența luminoasă, prevenind o creștere a rezoluției determinată de numărul de pixeli.

Trecerea la tehnologia polisiliconei (p-Si), utilizată pe scară largă în proiectoarele LCD moderne, a făcut posibilă transferarea elementelor circuitului de control pe un strat de siliciu policristalin și reducerea semnificativă a dimensiunii conductoarelor și a tranzistoarelor de control. Astfel, a fost posibil să se mărească eficiența luminoasă a matricilor și să se ofere condiții pentru creșterea rezoluției acestora. Un câștig suplimentar în fluxul luminos în unele matrice LCD este asigurat de un raster de microlentile - fiecare element matricial este echipat cu propriile microlentile, direcționând fluxul de lumină prin zona transparentă. Astfel de matrice sunt utilizate astăzi în multe proiectoare LCD.

Proiectoarele LCD moderne sunt realizate pe baza a trei matrici de cristale lichide polisilicone, în general, având dimensiuni cuprinse între 0,7 și 1,8 inci în diagonală. Schema bloc a unui astfel de proiector este prezentată în figură.

Radiația luminoasă a lămpii este transformată de un condensator într-un flux luminos uniform, din care oglinzile-filtre dicroice emit trei componente de culoare (roșu, albastru și verde) și le direcționează către matricea LCD corespunzătoare. Imaginile color formate de acestea sunt combinate într-o unitate de prismă de amestecare a culorilor într-o singură imagine color, care este apoi proiectată prin obiectiv pe un ecran extern.

Obiectiv cu un bloc de matrice LCD. O buclă de contact merge la fiecare matrice.

Tehnologie D-ILA

Tehnologia D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier), dezvoltată relativ recent de Huges-JVC, este de fapt prima implementare comercială a așa-numitei tehnologii LCOS, care, potrivit majorității experților, este una dintre cele mai promițătoare direcții în domeniul echipamentelor de proiecție. La fel ca tehnologia LCD, se bazează pe proprietățile cristalelor lichide, cu toate acestea, în loc de matrice transmisive convenționale pe bază de siliciu amorf sau policristalin, își asumă utilizarea dispozitivelor reflectorizante ca dispozitive de imagistică (a se vedea dispozitivul proiectoarelor D-ILA). În matricea D-ILA, un strat de cristal lichid care modulează lumina este plasat deasupra unui substrat de siliciu monocristal, pe care sunt formați fotolitografic pixelii de control ai electrozilor, care servesc simultan ca elemente reflectorizante. Aproape întreg circuitul de conducere a matricei este situat direct în suport, ceea ce oferă acestei tehnologii o serie de avantaje semnificative față de panourile LCD. Matricile D-ILA sunt mai simple de fabricat și, la dimensiuni mai mici, pot avea o rezoluție semnificativ mai mare. Eficiența utilizării zonei de cristal în ele ajunge la 93%, ceea ce practic exclude manifestarea structurii grilei pe ecran.

Majoritatea proiectoarelor D-ILA lansate până în prezent se bazează pe matrici cu rezoluție SXGA (1365x1024 pixeli) și, având un flux luminos cuprins între 1000 și 7000 lumeni ANSI, se caracterizează printr-o greutate relativ mare și un preț ridicat. În plus, există matrici QXGA (2048x1536 pixeli) de înaltă rezoluție cu diagonala de 1,3 inci. Acestea din urmă asigură reproducerea completă (fără utilizarea algoritmilor de compresie) a semnalelor video standard HDTV (1080i).

Dispozitiv proiector D-ILA

În proiectoarele D-ILA, tablourile de cristale lichide de tip reflectorizant cu rezoluție înaltă și eficacitate luminoasă servesc ca dispozitive de imagistică.

Structura matricei D-ILA

Matricea D-ILA este o structură multistrat plasată pe un substrat de siliciu monocristal. Toate componentele circuitului de comandă sunt realizate conform tehnologiei CMOS complementare și sunt situate în spatele stratului de cristal lichid care modulează lumina. Acest lucru face posibilă creșterea semnificativă a densității aranjamentului pixelilor, ale căror dimensiuni pot fi la fel de mici ca câțiva microni și asigurarea unei eficiențe ridicate a utilizării zonei de cristal (nivelul atins este de 93%).

Avantajul tehnologiei este și posibilitatea formării unui strat de modulare a luminii și a unui circuit de control în cursul unui singur proces tehnologic. Proprietățile reflectorizante ale matricei sunt determinate de starea stratului de cristal lichid, care se schimbă sub influența unei tensiuni electrice alternative, care se formează între electrozii pixelilor reflectanți și un electrod transparent comun tuturor pixelilor.
Matricile D-ILA pot rezista la o creștere semnificativă a temperaturii, ceea ce face posibilă utilizarea unor surse de lumină puternice în proiectoare bazate pe acestea.

Proiectoarele D-ILA sunt construite pe o schemă cu trei matrice (fiecare matrice formează o imagine a uneia dintre culorile de bază ale spațiului RGB) și demonstrează o imagine magnifică, în care structura pixelilor este aproape invizibilă. Ele pot fi la fel de bine utilizate pentru a reproduce semnalele computerului și video, cu toate acestea, datorită noutății tehnologiei, gama de dispozitive produse astăzi este relativ mică.

Tehnologie DLP

Tehnologia din spatele oricărui proiector DLP prelucrare digitală Light (DLP) se bazează pe evoluțiile Texas Instruments Corporation, care a creat un nou tip de dispozitiv de imagistică - dispozitivul micromirror digital DMD (Digital Micromirror Device). Formatorul DMD este o placă de siliciu pe suprafața căreia sunt plasate sute de mii de micromiroruri controlate. Principalul său avantaj față de alte tipuri de formatoare este eficiența luminoasă ridicată datorită a doi factori: o utilizare mai eficientă a suprafeței de lucru a formatorului (rata de utilizare - până la 90%) și o absorbție mai redusă a energiei luminoase prin micromiroliile „de reflexie”, care, în plus, nu necesită utilizarea polarizatorilor. Din aceste motive, precum și relativ soluție simplă probleme de disipare a căldurii, tehnologia DLP vă permite să creați atât dispozitive de proiecție puternice cu un flux luminos ridicat (în prezent s-a atins nivelul de 18.000 ANSI-lumeni), cât și proiectoare subminiaturale (ultraportabile, microportabile) pentru utilizatorii de telefonie mobilă... Tehnologia DLP domină astăzi în aceste clase de produse.

Proiectoarele moderne DLP sunt construite conform schemei cu una, două și trei cristale DMD (a se vedea dispozitivul cu proiector DLP). La fel ca dispozitivele LCD, acestea se caracterizează prin propria rezoluție optică, determinată de numărul de micromiroruri din matricea DMD și sunt cele mai potrivite pentru reproducerea informațiilor grafice și video stocate în format digital ( fișiere computerizate, Imagini).

Principiul modelării semitonurilor utilizate în ele (precum și a unei imagini color în dispozitivele cu o matrice DMD) se bazează pe proprietatea ochiului uman de a media informațiile vizuale pe o perioadă scurtă de timp și necesită utilizarea algoritmilor complexi pentru recalcularea datelor de intrare în secvențe PWM care controlează micromirorii (semnale cu modulație a impulsului latitudinal). Calitatea algoritmilor determină în mare măsură acuratețea culorilor obținute.

Dispozitiv pentru proiector DLP

Un cristal DMD, de fapt, este un cip semiconductor de memorie statică cu acces aleator (SRAM), fiecare celulă din care, sau mai bine zis conținutul său, determină poziția unuia dintre numeroasele (de la câteva sute de mii la un milion sau mai multe) microspeți cu dimensiuni de 16x16 plasate pe suprafața substratului mk.

La fel ca celula de memorie de control, micromirror are două stări, care diferă în direcția de rotație a planului oglinzii în jurul axei care trece de-a lungul diagonalei oglinzii. În fiecare stare, unghiul dintre planul oglinzii și suprafața microcircuitului este de 10 grade. Astfel, o caracteristică fundamentală a oricărui cristal DMD este prezența elementelor mecanice mobile în structura sa.
În proiectoarele DLP, cristalul DMD acționează ca un dispozitiv de imagistică. În funcție de poziția micromir oglinzii, fluxul de lumină reflectat de acesta este direcționat fie în lentilă, apoi se formează un punct luminos pe ecran, fie în absorbantul de lumină, apoi secțiunea corespunzătoare a ecranului rămâne întunecată.

Principiul formării imaginii folosind o matrice DMD (Dispozitiv Digital Micromirror)

Pentru a reproduce semitonuri, se folosește metoda de modulare a lățimii impulsurilor (PWM) care controlează comutarea oglinzilor. Cu cât micromirrorul petrece mai mult timp în starea „pornit” în timpul unui interval mediu de 1/60 secunde, cu atât pixelul de pe ecran este mai luminos.

Un exemplu de formare a unei zone de imagine cu matrice LCD și DLP Proiectoarele moderne DLP sunt construite conform unei scheme cu una, două și trei matrice DMD.

Proiectarea optică a unui proiector DLP cu o singură matrice

Într-un proiector DLP cu o singură matrice, fluxul luminos al lămpii este trecut printr-un filtru rotativ cu trei sectoare vopsite în culorile componentelor spațiale RGB (la modelele moderne, un al patrulea este adăugat la cele trei sectoare de culoare - transparent, care face posibilă creșterea fluxului luminos al unui proiector multimedia atunci când se afișează imagini cu un fundal predominant luminos) ...
În funcție de unghiul de rotație al filtrului (și, în consecință, de culoarea fluxului de lumină incident), cristalul DMD formează imagini albastre, roșii sau verzi pe ecran, care se înlocuiesc succesiv unul pe altul într-un interval scurt de timp. În medie, fluxul luminos reflectat de ecran, ochiul uman percepe imaginea ca pe o culoare plină. Cele mai mici proiectoare DLP sunt în prezent construite conform schemei cu un cristal DMD. Acestea sunt utilizate pentru prezentări de afaceri mobile, precum și pentru demonstrarea videoclipurilor color. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că, în acest din urmă caz, fluxul luminos al unui proiector cu un filtru de culoare cu patru sectoare se dovedește a fi mai mic decât cel indicat în pașaportul tehnic, deoarece în acest mod sectorul transparent nu funcționează , iar eficiența utilizării fluxului luminos al lămpii scade.

Proiectarea optică a unui proiector DLP cu două matrice

În proiectoarele cu matrice duală DLP, filtrul rotativ de culoare are două sectoare de culori magenta (un amestec de roșu și albastru) și un galben (un amestec de roșu și verde). Prismele dicroice separă fluxul de lumină în componente, în timp ce fluxul roșu este în fiecare caz direcționat către una dintre matricile DMD. În al doilea rând, în funcție de poziția filtrului, un flux este direcționat fie albastru, fie verde. Astfel, proiectoarele cu două matrici, spre deosebire de proiectoarele cu o singură matrice, proiectează în mod constant o imagine roșie pe ecran, ceea ce face posibilă compensarea intensității insuficiente a părții roșii a spectrului de radiații al unor lămpi.

Proiectarea optică a unui proiector DLP cu trei matrice

În proiectoarele DLP cu trei matrice, fluxul luminos al lămpii este împărțit în trei componente (RGB) folosind prisme dicroice, fiecare dintre ele fiind direcționată către propria matrice DMD, care formează o imagine de o singură culoare. Obiectivul dispozitivului proiectează trei imagini color pe ecran în același timp, formând astfel o imagine color.
Datorită eficienței ridicate a utilizării radiației luminoase a lămpii, proiectoarele DLP cu trei matrice, de regulă, se caracterizează printr-un flux luminos crescut, ajungând la 18.000 de lumeni ANSI dintre cele mai puternice dispozitive.

Noi direcții

Proiectoare laser

Într-o oarecare măsură, succesorul tuburilor cu raze catodice sunt proiectoare laser, în care imaginea este formată de radiația a trei (uneori mai multe) lasere. Moștenitori - deoarece matricea laserelor formează trei grinzi de aceleași culori, care sunt apoi amestecate, iar imaginea este creată de un sistem de focalizare și scanare foarte complex, în care există un sistem special de oglinzi. În esență, formarea unei imagini de către un astfel de proiector este similară cu o imagine pe un ecran TV CRT - un fascicul laser „rulează” ecranul de proiecție de sus în jos până la 50 de ori pe secundă, iar ochiul uman percepe imaginea rezultată în ansamblu.

Cap de emisie dezasamblat al proiectorului laser

În același timp, o imagine realistă se formează pe aproape orice suprafață, inclusiv cele inegale, iar caracteristicile sale sunt destul de ridicate. Din 2000, când a început producția în serie a unor astfel de proiectoare, au început să producă o imagine mai bună, dar există încă probleme cu reproducerea culorilor, deși imaginea are indicatori impresionanți de contrast și luminozitate. Astfel de proiectoare sunt încă instrumente profesionale mai scumpe - sunt inutil de mari și consumă multă energie. Cu toate acestea, acestea sunt concepute pentru a separa bateria emitentă de lasere cu căldură ridicată de partea de proiecție. De asemenea, durata de viață a laserului depășește considerabil durata de viață a lămpilor proiectoarelor tradiționale, iar energia este, de asemenea, consumată mai puțin cu parametri de luminozitate comparabili.

Ei bine, cel mai important parametru al proiectoarelor laser este capacitatea lor de a crea imagini pe diagonale uriașe - ecranele pot avea dimensiuni de până la câteva zeci de metri.

Pentru a obține o imagine a unui obiect, avem nevoie cel puțin de obiectul în sine și de un obiectiv (sau un obiectiv format din mai multe lentile, dar care funcționează ca unul singur). Pentru a înțelege funcționarea unui proiector, să ne amintim mai întâi de un curs de fizică. Proprietatea principală a unui obiectiv este după cum urmează: toate razele care intră în obiectiv paralel cu axa sa optică, după ce au trecut prin obiectiv, converg într-un punct pe axa optică. Acest punct se numește punct focal, iar distanța de la centrul lentilei până la acest punct se numește distanță focală. De asemenea, inversul este adevărat: orice rază care trece prin focalizarea obiectivului și intră în obiectiv o lasă paralelă cu axa optică. În plus, orice rază care trece prin centrul lentilei își păstrează direcția.

Ne uităm la diagramă:

Avem un obiect O în spatele focalizării obiectivului ( F ). Pentru a înțelege calea razelor, trebuie doar să luăm în considerare cele două puncte extreme ale obiectului (toate celelalte puncte vor respecta același tipar). În plus, în construcția geometrică, este suficient să se ia în considerare doar două raze pentru fiecare punct (linii punctate): una care trece prin centrul lentilei, cealaltă paralelă cu axa optică. Fiecare pereche de raze care trece de la un obiect prin lentilă se intersectează pe cealaltă parte la o distanță mai mare de două ori distanța focală a obiectivului. În acest caz, toate celelalte raze (linii solide) care emană de la obiect se vor intersecta în același loc. La intersecția razelor, se va forma imaginea obiectului O " iar imaginea va fi inversată și mărită. Pentru a-l vedea, trebuie să plasați un ecran în acest moment.

Pentru proiectorul nostru, schema, luând în considerare proporțiile componentelor, va arăta după cum urmează (liniile punctate nu sunt raze reale, ci sunt utilizate numai pentru construcția geometrică):

Pentru a obține o imagine strălucitoare, obiectul trebuie să emită lumină. În cazul nostru, obiectul nu poate emite lumină, dar este în puterea noastră să îl iluminăm instalând o lampă în spatele obiectului. În proiectoarele de film convenționale, lampa luminează filmul, în cazul nostru obiectul proiectat este o matrice (panou) din Monitor LCD... Pentru mai multe informații despre matrice, consultați secțiunea corespunzătoare.

Dacă instalăm doar o lampă în spatele obiectului, vom obține următoarea imagine:

Se pare că doar o parte din razele lămpii, trecând prin panou, intră în obiectiv. Drept urmare, obținem doar o parte din imagine pe ecran. Pentru a evita acest lucru, se folosește un al doilea obiectiv. Acest obiectiv trebuie să fie cel puțin la fel de mare ca panoul.

Este aproape imposibil să realizați o lentilă de sticlă convexă de această dimensiune, iar greutatea sa ar fi calculată în zeci de kilograme. Prin urmare, proiectorul folosește un obiectiv Fresnel plat. În forum și pe acest site, se folosește numele diminutiv-jargon „fresnel” (feminin). Pentru mai multe informații despre obiectivul Fresnel, consultați secțiunea următoare. Deocamdată, este suficient pentru noi să știm că fresnel este plat, subțire, dar se comportă ca o lentilă convexă obișnuită. Plasând un fresnel între lampă și panou, obținem acest lucru:

În această diagramă, traseul razelor este oarecum simplificat, consultați secțiunea optică pentru mai multe detalii.

Dacă considerăm o lampă (de orice design) ca o sursă de lumină, trebuie să luăm în considerare faptul că lumina este emisă din ea în toate direcțiile aproape uniform. Sarcina noastră este de a colecta fluxul luminos maxim pe fresnel. Pentru aceasta, sunt utilizate două elemente suplimentare - un reflector sferic și o lentilă condensatoare.

Un reflector sferic este instalat în spatele lămpii și reflectă toate razele din spate. Strict vorbind, formează o imagine în oglindă a lămpii de pe lampă. În acest caz, lampa este situată în centrul curburii oglinzii, adică la o distanță de suprafață egală cu raza de curbură a sferei. Această distanță, la rândul său, este egală cu de două ori distanta focala oglindă sferică. Folosind lampă cu halogen unde lumina este emisă de un filament opac, această reflexie speculară a filamentului este parțial ascunsă de filamentul însuși. Atunci când se utilizează o lampă cu halogenuri metalice, în care lumina este emisă de un arc electric, reflectorul este cel mai eficient - razele trec de la reflector prin arc, dublând efectiv fluxul luminos efectiv.

În acest caz, nu sunt sigur de corectitudinea termenului „lentilă condensatoare”. Pe lângă acest nume, am întâlnit și „lentilă de menisc”. Dacă știți exact cum să o faceți bine, anunțați-mă, o voi remedia.

Un obiectiv condensator este un obiectiv convex-concav care se potrivește între lampă și fresnel. Forma sa îi permite să capteze un fascicul de lumină mai larg de pe lampă (cu alte cuvinte, crește unghiul solid al fasciculului de lumină), crescând astfel luminozitatea. În acest caz, lungimea sistemului este, de asemenea, redusă. Lentilele condensatoare se găsesc în multe proiectoare aeriene. Este destul de dificil să obțineți lentila condensatorului separat.

Toate schemele considerate mai sus sunt, ca să spunem așa, liniare, adică toate componentele se află pe aceeași axă. Aceasta este cea mai simplă, dar cea mai mică opțiune compactă. Oglinzile pot fi folosite pentru a crea un aparat mai compact. Mai mult, sunt necesare oglinzi cu un strat reflectorizant extern, astfel încât imaginea să nu se dubleze. Iată câteva opțiuni pentru utilizarea oglinzilor:

Întrebarea rapidă: cum arată diagrama din stânga? Așa este, un retroproiector.

Deci, atunci când construiți un proiector, sarcina principală este de a implementa una dintre schemele de mai sus. Și acest lucru înseamnă că trebuie să faceți o carcasă, să obțineți un obiectiv, fresnel, matrice, lampă, reflector, lentilă condensator (dacă este posibil), oglinzi (dacă este necesar), instalați totul în carcasă și asigurați ventilație. Ei bine, sau nu pentru a argumenta cazul este vorba despre utilizarea unui retroproiector.