| |
Мультимедийные проекторы
Валерий Самохин, Лев Ивин
Проекционное оборудование относится к числу наиболее интенсивно
развивающихся областей современной светотехни-ки, электротехники
и электроники. Буквально на наших глазах, за какие-то два года качественные
показатели мультиме-дийных проекторов улучшились почти на порядок.
Поэтому, хотя "625" уже неоднократно писал об этой весьма интересной
аппаратуре (см., например, №№ 4'97, 7'98), сегодня мы посвящаем
ей редакционный обзор и предоставляем слово дилерам, наиболее продуктивно
работающим в этом секторе нашего рынка. Но сначала напомним читателям
об основных технологических разновидностях и особенностях этой техники.
Жидкокристаллические проекторы
По-прежнему наиболее распространенной технологической разновидностью
является жидкокристаллическая (Liquid Crystal Display, LCD), существенный
прогресс которой выразился в появлении новых, более термостойких
LCD панелей с разрешаю-щей способностью SXGA (1280х1024) и даже
UXGA (1365х1024) с модуляцией при пропускании или отражении светового
по-тока проекционной лампы. Улучшились конструкции и оптические
системы LCD проекторов. Теперь в моделях большинства фирм применяются
компактные оптико-электронные конструктивы с минимальными зазорами
между LCD панелями и смеси-тельной дихроичной призмой, как показано
на Рис. 1 на примере проекторов SONY VPL X600/S600.
 |
| Рис 1. Оптическая система ЖК-проекторов Sony |
Здесь световой поток от источника света, пройдя оптический
компенсатор естественного спада потока от центра кадра к его периферии,
разделяется с помощью нормальных и дихроичных зеркал на три составляющие.
Эти составляющие посредством конденсорной оптики направляются на входные
линейные поляризаторы и LCD панели, каждая из которых представляет
собой "сэндвич" из оптических пластин, между которыми находится жидкокристаллическая
среда, и выходного поляризатора-анализатора. Далее модулированные
по интенсивности цветовые составляющие светового потока поступают
на сложную приз-му, где собираются вместе и направляются в проекционный
объектив. Каждый пиксель LCD панели содержит тонкопленочный полевой
транзистор TFT (Thin Film Transistor), управляющий
вносимой пикселем дополнительной поляризацией, т.е. степенью прозрачности
данного пикселя для выходного анализатора. Основная задача конденсорной
оптики проекторов - собрать воз-можно больший световой поток, создаваемый
лампой, и с высокой равномерностью и минимальными потерями направить
его на LCD панели. Чем меньше размеры последних, тем успешнее она
решается, но тем термоустойчивее должны быть сами па-нели и производительнее
система вентиляции проектора. В оптических системах с конструктивами
типа "панели на призме" задача теплоотвода решается эффективнее. Но
все равно удручающими выглядят 50 % потери на входных поляризаторах,
про-пускающих только полезную Р-составляющую линейно поляризуемого
светового потока и поглощающих (превращающих в тепло) ортогональную
S-составляющую. Поэтому в высокоэффективных проекторах применяются
так называемые конверторы полязизации, например, Polarized Beam Splitter
(PBS) в проекторах Sanyo, принцип работы которых иллюстрируется на
Рис. 2.
 |
| Рис 2. К принципу работы конвертера поляризации |
Кроме того, все более широкое применение
находят и другие оптические компоненты, так называемые микролинзовые
растры, например, Microlens Array, обслуживающие каждый пиксель изображения,
условно показанные на Рис. 1 в виде простых конденсорных линз непосредственно
на LCD панелях. Их устройство показано на рис. 3.
Здесь каждая ячейка микролинзового растра фокусирует проходящий
через соответствующий пиксель свет таким образом, чтобы он не виньетировался
непрозрачной поверхностью подложки, занимаемой управляющим полевым
транзистором.
И тем не менее, чтобы здесь нового ни придумывалось,
все равно это не устраняет двух принципиальных недостатков проекторов
с просвечиваемыми LCD панелями. В описанной оптической системе они
работают с проходящим через них световым потоком, поглощая, т.е. рассеивая
в виде тепла не пропускаемую его часть. Кроме того здесь невозможно
достигнуть абсолютной прозрачности пикселей из-за наличия в них непрозрачных
компонентов электроники, например, токопроводящих проводников, существенно
уменьшающих эффективную площадь пискселя. Практически она сокращается
на 30-50 % в зависимости от размеров пикселя и эффективности микролинзовых
растров.
Проекторы с модуляцией отражаемого светового потока
Весьма заманчивая идея создания проекторов с модуляцией отражаемого
светового потока превратилась в реальность благодаря ученым корпораций
Hughes Aircraft, JVC (ILA проекторы на основе отражающих LCD панелей),
и Texas Instruments (DLP проекторы с микрозеркальными модуляторами).
Первые обнадеживающие результаты по этим направлениям были получены
в лабораториях Hughes Aircraft под руководством доктора Билла Блеа
(Bill Bleha) и Texas Instruments учеными Ларри Хорнбеком (Larry
Hornbeck) и др., продемонстрировавшими в 1987 году первые образцы
светоклапанных отражающих панелей (liquid crystal light valve) и
микрозеркального чипа DMD (Digital Micromirror Device) соответственно.
В дальнейшем технология ILA (Image Light Amplifier) развивалась
созданным для скорейшего коммерческого успеха предприятием Hughes-JVC
Technology, и в1992 году были экспериментально обоснованы принципиальные
возможности получения по ней световых потоков до 12000 лм при разрешающей
способности 3000 твл и контрастности 1000:1. В 1996 году в Японии
появились первые промышленные модели проекторов под торговой маркой
ILA (Image Light Amplifier), закрепленной за компанией Hughes-JVC,
но контроль за ней уже перешел к корпорации JVC. Практически одновременно
в Америке появились проекторы DLP (Digital Light Processing) с тремя
и одним микрозеркальным чипом DMD.
Видеопроекторы ILA
На Рис. 4 показана оптическая схема светомодулирующего блока видеопроектора
ILA.
 |
| Рис 4. Светомодулирующий блок видеопроектора
ILA |
Одним из основных его компонентов является зеркало-поляризатор
5, изобретенное в корпорации Hughes Aircraft. Это зеркало при падении
света под углом 45 град. световую составляющую с поляризацией вдоль
поверхности зеркала полностью пропускает, а полезную, с ортогональной
поляризацией - полностью отражает и направляет на LCD панель перпендикулярно
ее по-верхности. Последняя отражает его назад в сторону зеркала с
внесением дополнительных сдвигов поляризации в соответствии с потенциальным
рельефом изображения на ней. Теперь то же зеркало 5 пропускает полезную
составляющую светового потока в направлении проекционного объектива,
а отсекаемую из-за дополнительных сдвигов поляризации ее часть в сторону
источника света. Таким образом в ILA проекторах одно зеркало 5 решает
задачи поляризатора и анализатора одновременно (подробнее об этом
см. в статье Л. Чиркова "Жидкие кристаллы", 625 № 4'97, стр. 51).
Как показано на Рис. 3, оптический компонент отра-жающей LCD панели
представляет собой довольно сложное устройство, содержащее фоторезистивный
слой 1, диэлектрическое зеркало 2, от которого отражается пропускаемый
LCD панелью 3 основной световой поток, и прозрачная пластина 4 с токопро-водящим
слоем. Последний обеспечивает воздействие на панель 3 электрического
поля в соответствии с потенциальным рельефом воспроизводимого изображения,
создаваемого на слое 1 небольшим проекционным ИК кинескопом. Особенностью
LCD панели 3 является ее пространственная непрерывность, т.е. отсутствие
пиксельной структуры. Четкость экранного изображения в данном случае
определяется частотными параметрами развертки проекционного кинескопа
и вдоль строк может быть очень высокой.
Все ILA проекторы содержат три описанных светомодулирующих
блока (по одному в каналах первичных цветов) и выпускаются как с одним,
общим для трех каналов проекционным объективом, так и с тремя в конструкциях,
внешне похожих на всем знакомые, "трехглазые" CRT проекторы, но с
на порядок большими световыми потоками. Номенклатура таких проекторов
в 1997 году, по данным International Communications Industries Association
(ICIA), организатора и спонсора самых престижных профильных выставок
INFOCOMM, составляла более 15 моделей со световыми потоками от 1300
до 12000 ANSI-lm (рекордный и по сей день показатель), ксеноновыми
лампами мощностью до 7 кВт при массе от 120 до 500 кг и ценах от 45000
до 250000 долларов США. На июньской выставке Infocomm'99 в США демонстрировался
проектор ILA-M100 со световым потоком 1400 ANSI-lm, ксеноновой лампой
Х-750, массой 75 кг и ценой $40700. Прогресс, как говорится, налицо.
В России ILA проекторы широкого распространения не получили, и в данном
случае они интересуют нас в основном как исторические и технологические
прототипы проекторов технологии D-ILA (эта торговая марка зарегистрирована
за отделением JVC Professional Products материнской компании).
Видеопроекторы D-ILA
Оптическая схема светомодулирующего канала проектора D-ILA показана
на Рис. 5.
 |
| Рис 6. Структура отражающей ЖК-панели |
Основные отличия этой схемы от приведенной на Рис. 3 заключаются
в отсутствии проекционного кинескопа, связанной с ним фокусирующей
оптики и заменой компонентов 1- 4 отражающей LCD панелью. Ее устройство
иллюстрируется на Рис. 6. По сравнению с обычной, у отражающей LCD
панели, кроме отсутствия тепловых потерь, есть и другие существенные
преимущества. Здесь матрица полевых транзисторов, управляющих вносимой
пикселями поляризацией, не занимает пространства в жидкокристаллическом
слое, а расположена за ним на подложке с электроникой. За счет этого
можно увеличить степень пиксельной дискретизации панели или поверхность
управляющих электродов в слое диэлектрика, доведя общий коэффициент
отражения панели на уровне белого до 95%. В результате удается одновременно
увеличить и разрешающую способность, и яркость изображения. Кроме
того, благодаря гомотропной структуре жидкокристаллического слоя по
вертикали улучшается показатель контрастности экранного изображения.
Первые сообщения об успехах в разработке проекторов с отражающими
(Reflective) LCD панелями (будем называть их R-LCD) появились в 1997
году, а на выставке Infocomm'98 уже демонстрировались такие проекторы,
причем сразу четырьмя фирмами: JVC Professional (модель DLA-G10, 1000
ANSI-lm, разрешение UXGA), Hughes-JVC (G1000, аналог DLA-G10), InFocus
(LP740, 600 ANSI-lm, разрешение SXGA) и Pioneer (RVD-XG10, 800 ANSI-lm,
разрешение XGA). Функциональная схема R-LCD проектора показана на
Рис. 7.
 |
| Рис 7. Функциональная схема R-ЖК-проектора |
С 1999 года проектор DLA-G10 как ОЕМ продукт выпускается
под марками Panasonic PT-D995 и Proxima Pro AV SX1, а на выставке
Infocomm'99 демонстрировался новый проектор InFocus LP-740B с увеличенным
до 1500 ANSI-lm световым потоком и его ОЕМ версия АР-2000 под маркой
APTI America (Toshiba). Словом, эстафета подхвачена, конкуренция обозначилась,
и направление проекторов с отражающими LCD панелями выглядит весьма
перспективным.
Микрозеркальные проекторы с тремя DMD
Весной 1996 года Texas Instruments представила первый цифровой проекционный
блок, готовый к продаже и запатентованный под торговой маркой DLP.
Чтобы снизить риск и сократить время выхода на рынок, было решено
продвигать микрозеркальную технологию в виде полностью законченного
модуля Optical Engine, содержащего DМD, электронику управления и
оптическую систему с источником света и вентилятором. Номенклатура
микрозеркальных проекторов DLP (Digital Light Processing) в 1997
году, по данным ассоциации ICIA составляла 18 моделей 14 фирм в
диапазоне световых потоков от 300 до 3500 ANSI-lm при массе от 8
до 90 кг и ценах от 8000 до 77000 долларов США. Из них только самые
яркие модели содержали три чипа DMD по 848х600 микрозеркал и были
реализованы по оптической схеме, показанной на Рис. 8.
 |
| Рис 8. Функциональная схема DLP-проектора |
Здесь световой поток, создаваемый проекционной лампой,
пройдя конденсорную систему с тепловым ИК фильтром, зеркалами и призму
полного внутреннего отражения, поступает на комбинированную цветоделительную
призму, выделяющую из него составляющие первичных цветов и направляющую
их на поверхности микрозеркальных чипов DMD соответствующих каналов.
Отраженные чипами, модулированные составляющие цветов объединяются
комбинированной призмой в общий световой поток, поступающий в проекционный
объектив. Чип DMD представляет собой световой модулятор, состоящий
из матрицы поворотных алюминиевых зеркал, количество которых соответствует
разрешающей способности проектора. Зеркала размером 16х16 мкм крепятся
на подложке с помощью механических подпружиненных подвесов, позволяющих
им поворачиваться в пределах ± 10 градусов, как показано на Рис. 9.
 |
| Рис 9. Конструкция микрозеркальных пикселей
DMD |
На каждый микрозеркальный пиксель подведены управляющий
и пара адресных электродов, соединенных с ячейкой SRAM на КМОП подложке.
Комбинация управляющего и адресного напряжений электростатически отклоняет
зеркало к одному из крайних положений, соответствующих состояниям
"включено" и "выключено". В первом случае отраженный микрозеркалом
свет попадает в оптическую систему проекционного объектива, а во втором
рассеивается и поглощается. Время оптического переключения состояний
микрозеркал не превышает 2 мкс (10 мкс для механического переключения
с учетом затухания переходных процессов). Управление положением зеркал
осуществляется методом цифровой широтно-импульсной модуляции с частотой
полей, а уровень цветовых составляющих светового потока по каждому
пикселю определяется относительным временем нахождения его микрозеркала
во включенном положении на временном интервале каждого телевизионного
поля. Продолжительность последнего (20 мс для телевизионных систем
625 строк, 50 полей/с, около 17 мс для видимой на экране части растра)
подвергается 10-разрядной дискретизации электроникой DLD проектора,
которая обеспечивает 1024 уровня светового потока каждому пикселю
в каналах первичных цветов. Остальное базируется на физиологической
способности зрения усреднять мгновенные яркости и цветовые оттенки
всех пикселей экранного изображения. Для того, чтобы это получалось
лучше, применяется увеличение частоты коммутации пикселей путем преобразования
длинных импульсов включения пикселей в совокупность более коротких
той же суммарной продолжительности в пределах каждого поля.
Микрозеркальные проекторы с одним DMD
Нагрузка на зрение еще более возрастает при просмотре изображений
от DLP проекторов с одной микрозеркальной матрицей DMD, устройство
которых иллюстрируется на Рис. 10.
 |
| Рис 10. Принцип устройства DLP-проектора с
одним DMD |
Здесь глазам приходится делать, кроме высокочастотного
усреднения яркости с пониженной до 8 бит дискретизацией, низкочастотное
усреднение цветности, так как изображение на всем экране появляется
последовательно в первичных цветах. С показанным на Рис. 10 вращающимся
светофильтром, содержащим 3 цветных сектора, частота смены цветов
составляет 150 Гц (180 Гц для системы NTSC), что может оказаться недостаточным
для исключения зрительных артефактов, как давно заметил создатель
технологии DLP Ларри Хорнбек, отнеся это к несовершенству усредняющих
свойств зрения. Но глаза у всех нас разные, такие, как говорится,
какие бог послал. Поэтому можно утверждать, что усталость зрения при
длительных просмотрах и цветовая палитра изображений в данном случае
более субъективны, чем для трехчиповых проекторов DLP или других технологий.
Поэтому мы бы не рискнули безоговорочно рекомендовать их для домашнего
кинотеатра.
Замечено, что не всем нравятся цифровые изображения,
в частности, MPEG-2 спутникового телевидения, особенно тем, кто по
роду своей деятельности часто общаются с компьютерной графикой. Последние
прямо объявляют изображения MPEG-2 синтетическими, такими же "мертвыми",
от которых они устали на работе, и предпочитают смотреть аналоговые
видеозаписи, пусть более шумящие, но зато, как они считают, более
реальные.
Вместе с тем недавно появившиеся дешевые, ультракомпактные
DLP проекторы с одним DMD, например, вмещающийся в атташе-кейс "с
выпивкой и закуской" InFocus LP-330, весьма привлекательны для персональных
презентаций и иных целей, и в перспективе подобные модели едва ли
оставляют шансы LCD проекторам удержать приоритетные позиции в этом
сегменте рынка.
Интересной разновидностью DLP проекторов с одним DMD являются
модели с вращающимся светофильтром из четырех секторов. Действительно,
добавление четвертого прозрачного сектора позволяет, остановив вращение
фильтра на нем, почти втрое увеличить световой поток проектора при
просмотре черно-белых изображений, что весьма полезно для специальных
применений. При этом для сохранения нормальной насыщенности цветных
изображений необходимо увеличить оптическую плотность цветных секторов
фильтра, например, втрое при 4-х одинаковых секторах по 90 градусов.
Другими словами, если каждый из трех цветных секторов вращающегося
светофильтра классического DLP проектора с одним DMD имеет коэффициент
пропускания светового потока 1/3, то при четырех одинаковых секторах
с одним прозрачным он должен быть уменьшен до 1/9. Так и было сделано
в DLP проекторах норвежской фирмы Davis, в паспортах которых было
указано, например, что модель Powerbeam VI обеспечивает световой поток
650 лм для цветного изображения и 1400 лм для черно-белого. Правда,
в документации на следующую серию проекторов Davis об этой особенности
не упоминается, нет ничего о ней и в паспортах одночиповых DLP проекторов
других фирм, а жаль.
Дело в том, что вариант использования четырехсекторного
вращающегося фильтра может быть использован недобросовестными производителями
для увеличения светового потока белого поля за счет уменьшения насыщенности
цветного изображения, причем заметить это непросто. Если, например,
в четырехсекторном светофильтре плотность цветных фильтров оставить
такой же, как в трехсекторном, то относительный световой поток при
показе белого поля с вращающимся фильтром увеличится в 1,5 раза при
уменьшении насыщенности цветного изображения лишь на 25%.
Известны также разработки проекторов и с двумя DMD, у
которых вращающийся светофильтр попеременно пропускает компоненты
желтого (смесь красного и зеленого) и мадженты (красный и синий).
Далее световой поток разделяется дихроичной призмой таким образом,
что его красная составляющая поступает на один чип DMD, а зеленая
и синяя попеременно на другой.
Существенным преимуществом DLP проекторов является отсутствие
на экране контурных шлейфов за быстро двигающимися фрагментами изображений,
что из-за "неповоротливости" молекул жидких кристаллов (постоянная
времени больше 10 мс) нередко наблюдается у проекторов с LCD панелями.
Кроме того, у первых отсутствует эффект засветки "белыми" пикселями
соседних "черных" что обеспечивает лучшую передачу контрастных переходов
и тонких линий.
На американской и европейской выставках Infocomm'98 DLP
проекторы с тремя DMD весьма убедительно выступили в секторе самых
мощных (Large Venye, в Европе - 5 моделей из 9, в том числе 3 с разрешением
XGA), и заявила о себе как "брэнд" одночиповых DLP проекторов японская
фирма Plus, освоившая собственный Optical Engine. На выставке Infocomm'99
в секторе Large Venye демонстрировались 6 DLP проекторов из 12-ти,
в том чиcле 2 модели с разрешением SXGA (1280x1024, фирмы Electrohome
и Barco). Кроме того появились OEM версии одночиповых DLP проекторов
фирм Plus и Davis, единственной в Европе, выпускающей Optical Engine
собственной конструкции.
Уже в этом году следует ожидать обострения конкуренции
технологий ILA и трехчиповых DMD проекторов в секторе Large Venye,
а также LCD и одночиповых DMD в категории ультрапортативных проекторов.
Появятся новые модели с отражающими панелями. В целом уже достигнуты
вполне достаточные результаты по широте выбора и абсолютным величинам
световых потоков, продолжают улучшаться удельные характеристики проекторов.
Поэтому, на наш взгляд, после выставки Infocomm'99 настало время обратить
основное внимание производителей на показатели качества проецируемого
изображения, совершенствование метрологии и международного стандарта
сертификации проекторов.
Характеристики и оценки
Обратимся теперь к сводной, ретроспективной таблице, содержащей
опубликованные в нашей периодической печати параметры и цены 70
моделей проекторов 20 фирм за 1997-1999 годы. На самом деле проекторов
и фирм гораздо больше, но в таблицу не включены модели со световым
потоком менее 500 ASNSI-lm, с разрешающей способностью ниже SVGA
(800x600) и со световой отдачей 3 лм/Вт и меньше (исключение сделано
только для UXGA проектора JVC DLA-G10). Кроме того, в таблицу не
попали проекторы, цены которых по состояниям на декабрь 1997, август
1998 и июль 1999 года широко у нас не публиковались, а существовали
только в дилерских прайс-листах или на web-страницах. Главные, "мажорные"
для пользователей выводы, которые можно сделать просмотрев таблицу,
заключаются в том, что за год с лета 1998 года по 1999-й количество
моделей в категориях SVGA и XGA (1024х768) возросло в 2 и 3 раза,
средние световые потоки на 20 % и в 1,5 раза соответственно при
уменьшении стоимости единицы светового потока более, чем в 1,5 раза.
Но при изучении подробностей, связанных с показателями качества
проекторов, возникают вопросы как к производителям, так и к стандарту
ANSI.
Световой поток (единица измерения - люмен). Аттестуется
величиной ANSI-lm, вычисляемой по американскому стандарту ANSI,
как полусреднее значение результатов измерений освещенности в 9
равномерно распределенных точках контрольного экрана размерами 0,82х0,61
м, полученными при минимальном фокусном расстоянии проекционного
объектива. Результат деления светового потока на 500 и 100 дает
оценки площади экранного изображения для нормальной яркости экранного
изображения в не затемняемом помещении и кинозалах соответственно.
Для большинства потребителей решающее значение имеет
цена аппаратуры в абсолютном выражении, хотя правильней было бы
учитывать показатель затрат на единицу светового потока ($/ANSI-lm).
Благодаря острой конкуренции на рынке проекционного оборудования
этот показатель весьма динамично снижается. Невольно возникает вопрос,
насколько достоверными является рекламируемые производителями световые
потоки? К сожалению, в данном случае мы не можем сообщить нашим
читателям ничего утешительного. Такие испытания в России на сертифицированном
ANSI оборудовании, если и проводятся, то не публикуются. Если же
судить по публикуемым в русском издании журнала "PC Magazine" результатам
испытаний в лаборатории редакции, то почти все фирмы в той или иной
степени, иногда в 1,5 раза, завышают паспортный световой поток.
Такой же вывод следовал из результатов испытаний фирмы Extron Electronics
проекторов, демонстрировавшихся на выставке Infocomm'98, результаты
которых почти год были доступны на web-сервере www.icia.org. Аналогичные
результаты выставки Infocomm'99 теперь доступны только за $99, не
считая расходов не перевод этой суммы в США. Кстати, на выставке
Infocomm'99 произошло то, что рано или поздно должно было произойти.
Производители LCD и одночиповых DLP проекторов упрекнули друг друга
в завышенности рекламируемых световых потоков: DLP - путем уменьшения
цветовой насыщенности (об этом мы уже говорили), а LCD - за счет
контрастности. В итоге виноватым оказался стандарт ANSI, не предусматривающий
выявление этих нюансов.
Контрастность. Стандарт ANSI предусматривает
две методики аттестации контрастности: Checkerboard и Full on/off.
По первой она измеряется при проецировании 16-клеточного шахматного
поля и вычисляется в виде отношения освещенности, усредненной по
результатам измерений в центрах белых прямоугольников, к средней
освещенности в центрах черных. Ясно, что только такие измерения,
а не отношение освещенностей при раздельной проекции белого и черного
полей (Full on/off), учитывают влияние светорассеивания от белых
прямоугольников на освещенность черных и близки к реальности. Поэтому
только одна цифра контрастного отношения в данных проекторов, при
отсутствие ссылки на конкретную методику измерения ANSI, выглядит
загадочной, мало о чем говорящей. На практика контрастные отношения
Checkerboard 100:1 и 200:1 считаются отличными для LCD и DLP проекторов
соответственно. Однако замечено, что при увеличении параметра экранных
меню Brightness (яркость) в LCD проекторах до максимума, что может
соответствовать паспортным световым потокам проекторов, увеличивается
и уровень черного, т.е. черное поле на экране превращается в серое,
и контрастность, и качество изображения ухудшается. Поэтому мы в
своей таблице не приводим рекламируемых данных по контрастности
изображения, считая их при паспортных световых потоках LCD проекторов
не вполне достоверными.
Равномерность(Uniformity, Corner-Center Ratio,
отношение минимальной освещенности, измеренной в 9 точках контрольного
экрана к максимальной). Казалось бы простейший параметр, один из
немногих, которые пользователь может измерить самостоятельно с помощью
любого экспозиметра. Почему же этот параметр отсутствует в паспортных
данных многих проекторов, возможны ли здесь неприятные сюрпризы?
Да, возможны, у некоторых, особенно компактных проекторов спад на
краю кадра относительно центра иногда достигает 50 %. Но, на наш
взгляд, главное не в этом. Локальные неравномерности, вызванные,
например, особенностями формы дугового разряда проекционной лампы,
первичный световой поток которой собирается и фокусируется в кадровом
окне проектора, могут оказаться между контрольных точек экрана,
и неравномерность может быть заметной на экране, но не выявляться
по методике ANSI. Тем не менее, мы считаем этот параметр полезным
для потребителя и опубликованные его значения приводим в таблице.
Источник света. В современных мультимедийных
проекторах со световыми потоками до 3000 лм применяются миниатюрные
дуговые лампы мощностью до 400 Вт с собственной световой отдачей
не менее 100 лм/Вт. Этот важнейший показатель принято вычислять
для проектора в целом, так как он характеризует прозрачность всех
компонентов оптической системы проектора, т.е. его светотехническую
эффективность ANSI-lm/Вт при показе белого поля. У лучших проекторов
она оказывается на порядок меньше, чем у лампы. Для борьбы с этим
фирмы применяют всяческие ухищрения в виде отражателей, кондесоров
и конверторов поляризации, например, дополнительный отражатель (рефлектор),
как показано на Рис. 11.
 |
| Рис 11. Источник света с отражателем и рефлектором |
Этот рефлектор собирает часть светового потока, прямо
не попадающую в конденсорную систему и возвращает его, фокусируя в
области дугового разряда лампы.
В последнее время появились разработки проекторов с несколькими
лампами, обеспечивающими кратное увеличение светового потока или общего
ресурса при поочередном использовании ламп. Оригинальное в данном
случае решение реализовано фирмой Matsushita для своих проекторов
с двумя проекционными лампами, как показано на Рис. 12.
 |
Рис 12. Оптическая система ЖК-проектора Panasonic
PT-L797:
1-лампа:
2-смесительная призма
3-асферическая линза
4-компенсатор неравномерности
5-конвертер поляризации
6-ЖК-панель с микролинзовым растром |
Наиболее популярными в мультимедийных являются лампы сверхвысокого
давления UH_ (Ultra High _) переменного тока с различными окончаниями
(Performance, Power, Pressure, Efficiency, Brightness, Mercury и др.)
и NSH (New Short arc, High pressure). Типовой срок их службы (время,
в течении которого создаваемый световой поток уменьшается вдвое) составляет
2000 часов. Встречаются также металлогалогенные (МН) и ксеноновые
лампы, например Х-400. Ведутся интенсивные разработки новых ламп с
увеличенной световой отдачей и меньшими размерами дуги, в частности,
ламп постоянного тока (DC).
Коэффициент эффективности проектора. Техническую
и экономическую эффективность любой модели видеопроектора просто оценивать
обобщенным коэффициентом Кэ. Он легко вычисляется простым перемножением
показателей ANSI-lm/Вт, ANSI-lm/$, о которых мы уже говорили, и Кч
- четкости изображения. Последний определяется как разрешающая способность
относительно UXGA (1365x1024) и составляет 0,34, 0,56 и 0,94 для проекторов
SVGA, XGA и SXGA соответственно. Он довольно точно отражает сущность
проектора (пропорционален квадрату светового потока Ф), его технический
уровень по сравнению с затратами и удобен, так как базируется на данных,
которые публикуют все производители, и близок к единице. Коэффициенты
Кэ приведены в таблице, из которой следует, что наиболее динамично
они улучшались у проекторов Sanyo (в среднем в 6,85 раза за 1997-99гг)
и Epson (в 5,7 раза за 1998-99гг).
Проекционный объектив. Минувший год ознаменовался
активным использованием еще одного резерва для увеличения светового
потока проекторов: более светосильной сменной оптики, которая может
выбираться пользователем из предлагаемого фирмами набора проекционных
объективов. В стандартной комплектации все мультимедийные проекторы
оснащаются вариобъективами, но не все фирмы публикуют для них данные
по изменению светосилы (знаменателя F относительного отверстия) при
масштабировании. Как известно, светосила любого вариобъектива при
увеличении фокусного расстояния уменьшается пропорционально квадрату
отношения F1/F2, а сделать это отношение близким к единице тем сложнее,
чем светосильнее вариобъектив. Поэтому изготовители в новых проекторах
начали применять более светосильные вариобъективы с меньшей кратностью
масштабирования, но все равно спад светового потока остается при этом
весьма существенным (соответствующие расчетные цифры приведены в таблице
нормальным шрифтом, рядом с паспортными значениями световых потоков,
и показывают, что этот спад может достигать50 %). На практике это
не такое уж неприятное обстоятельство, так как при масштабировании
с неизменным проекционным расстоянием яркость экранного изображения
обычно растет из-за уменьшения его размеров, несмотря на уменьшение
светового потока, но не у всех проекторов. Поэтому качество вариобъектива
можно оценивать коэффициентом К0=(M*F1/F2)2, показывающим, во сколько
раз изменяется яркость экранного изображения при масштабировании с
кратностью М. Если она растет, то К0 больше единицы, если уменьшается,
то меньше, а К0=1 соответствует объективу с неизменяемым фокусным
расстоянием.
Показатель качество/цена. Этот параметр Пк/ц, вычисляемый
как произведение показателей u, Кэ и К0 учитывает качество проекционной
оптики и может улучшить Кэ, если произведение показателей равномерности
светового потока (u) и К0 окажется больше единицы. Для этого в паспортах
проекторов должны быть соответствующие данные. Как следует из таблицы,
пока таких моделей около половины.
Вентиляционный шум, массогабаритные показатели.
Данную графу данных таблицы мы адресуем нашим читателям для самостоятельного
размашления на темы, сколько раньше и сейчас стоит 1 килограмм и 1
литр проектора, сопоставимо ли это с ценой драгметаллов, сколько на
100 ANSI-lm приходится литров и дБ акустического шума и т.л. Отрадно,
что последний нормируется все большим числом производителей (имеется
шум вентиляционной системы на расстоянии 1 м от проектора). Пока мы
не придумали для него места в системе наших коэффициентов и надеемся
на предложения читателей. А теперь послушаем московских дилеров о
моделях 2000 года.
[дальше]
|
|
«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
