Как устроены DLP-проекторы
DLP-проекторы устроены гораздо хитрее своих LCD-проекторов. Принцип действия DLP-проекторов был разработан доктором Лари Хорнбеком, сотрудником компании Texas Instruments, в 1977 году. В основе устройства — DMD-матрица (Digital Micromirror Device, впервые созданная Texas Instruments в 1987 году; эта фирма — единственная, кто выпускает матрицу сейчас), состоящая примерно из миллиона микрозеркал размером 14x14 микрон, отвечающих за 1 пиксель каждое. Зеркала могут находиться в двух положениях и управляются цифровым сигналом, отсюда и название технологии — Digital Light Processing. В выключенном положении свет от источника, отражаясь в микрозеркале, попадает в ловушку, при подаче напряжения зеркало отклоняется на 24 градуса, направляя луч в объектив. Цвет пикселя задается цветовым колесом — вращающимся диском с красным, зеленым и синим секторами-фильтрами. Таким образом, на экране проецируется последовательный ряд однотонных вспышек, а нужная картинка создается уже в мозгу. Каким образом? Дело в том, что человеческое зрение инерционно, оно не способно фиксировать часто изменяющиеся кадры — на этом явлении основано кино. Кроме того, яркость свечения воспринимается по времени, иными словами, чем дольше длится вспышка света, тем ярче она кажется (такой же принцип используют в плазменных панелях), а набор цветов, показанный практически одновременно, трансформируется в мозгу как один смешанный цвет.
Разумеется, чем чаще происходят вспышки, тем «глаже» картинка. Скорость вращения колеса обусловлена некоторыми стандартами США и изначально составляла 3600 об/мин. — так называемая однократная скорость. Однако при такой частоте вращения обычно возникает эффект «радуги» — появляющиеся на экране разноцветные вспышки, которые можно легко заметить, если быстро перевести взгляд с одного угла экрана на другой или просто помахать перед экраном рукой с растопыренными пальцами. Поэтому обычно скорость двукратна, то есть диск вращается с частотой 7200 об/мин., и создать колесо, выдерживающее большую скорость, сложно технологически. Впрочем, встречаются системы с четырехкратной скоростью. На самом деле колесо в них делает те же 7200 об/мин., но количество секторов в колесе удвоено, таким образом время «вспышки» одного цвета составляет 4 мс. Но даже здесь менее 1% людей могут все же испытывать неудобство. Кстати, шесть цветов используются и в новой технологии BrilliantColor, там к стандартному набору RGB добавлены желтый, голубой и пурпурный цвета. Сделано это для расширения цветовой гаммы, в частности, для повышения в 1,5 раза яркости серого цвета.
Надо заметить, что для передачи качественной картинки в спектре, излучаемом лампой накаливания, обычно недостает красного цвета. Поэтому площади секторов разных цветов могут быть различны. Проблема нехватки красной составляющей несколько иначе решена в двухматричных DLP-проекторах, В них вращающийся фильтр имеет два цвета: пурпурный (смесь красного и синего) и желтый (смесь красного и зеленого). Проходящий сквозь фильтр свет разделяется призмами на составляющие и направляется на две DMD-матрицы. Таким образом, красный цвет проецируется на проекционный экран постоянно.
Зеркальная матрица способна выдержать больший световой поток, нежели матрица LCD-проектора, здесь возможно добиться большей яркости, правда, иногда делается это не совсем честным путем — в световое колесо добавляется прозрачный сектор, что, конечно, повышает паспортные показатели, но снижает насыщенность цветов. Кстати, если в колесе есть такой сектор, то производители обычно замалчивают этот факт, зато если его нет, об этом обязательно сообщается. В целом DLP-проекторы меньше и экономичнее — в последних разработках встречаются проекторы, в которых вместо ламп использованы светодиоды.
Особняком стоят трехчиповые DLP-устройства. Их принцип работы похож на принцип трехпанельных LCD- проекторов, и они практически лишены недостатков за одним исключением — высокой цены. Такие проекторы используются главным образом в кинозалах. В них нет вращающегося колеса, свет в трехчиповых DLP-проекторах расщепляется на RGB-составляющие при помощи той же дихоричной призмы, а изображение формируется на экране в результате суммирования трех однотонных картинок.
