Секреты проекторов Canon: оптическая система и технология LCOS. Технология lCoS Sxrd технология

SXRD – новая технология формирования изображения в проекционных устройствах от Sony

Sony Corporation объявила о разработке устройства SXRD (Silicon X-tal1) Reflective Display – «Отражающий микро-дисплей на кремниевых кристаллах»). Оно представляет собой жидкокристаллическую панель, предназначенную для использования в мультимедиа проекторах, которая обеспечивает контрастность более 3000:1 при высокой четкости изображения, соответствующей полному стандарту ТВЧ (1920 H x 1080 V).

Великолепное качество изображения, формируемого панелью SXRD, достигается благодаря большому числу пикселов в пределах площади изображения. Размер каждого отдельного элемента изображения и межэлементный зазор были доведены до минимально возможных значений. Комбинация совершенно новой технологии Silicon Driving Circuit и нового технологического процесса Silicon Wafer Process Technology (технологический процесс на кремниевой решетке), объединенная с еще одной новой технологией Liquid Crystal Device (устройство на жидких кристаллах), позволила довести число элементов изображения до 2 000 000, размещенных с шагом 9 мкм и зазором всего 0,35 мкм. По сравнению с высокотемпературными жидкими кристаллами поликристаллического кремния выигрыш по плотности элементов составил 2,4 раза, а межэлементный зазор уменьшен в 10 раз. На основе этих достижений было получено изображение очень высокого качества, с четкостью, которая прежде была просто недостижимой в проекционных устройствах с фиксированным числом элементов. В результате было достигнуто прекрасное кинематографическое качество и обеспечена весьма хорошая равномерность изображения, на котором полностью отсутствует эффект «зернистой сетки», до сих пор замечавшийся в ЖК-проекторах.

Также, в устройстве Sony SXRD вместо скрученных нематических жидких кристаллов, Sony применила материалы, названные Vertically Aligned Liquid Crystal (вертикально выровненные жидкие кристаллы). Эти новые технические решения реально обеспечили малое время отклика, составляющее всего 5 миллисекунд и чрезвычайно высокий уровень контрастности панели, достигающий 3000:1 - примерно в три раза выше по сравнению с традиционными ЖК-проекторами.

Шапочное знакомство с проекторами Philips серии PicoPix состоялось на выставке IFA в 2010 году . В преддверии IFA 2011 до нашей тестовой лаборатории добрался их представитель, отличающийся наличием встроенного мультимедийного плеера. Особый интерес представляет используемая технология проецирования, так как со светодиодными источниками света у нас побывали LCD- и DLP-проекторы, а вот LED-проекторы с отражающими ЖК-матрицами (LCoS) мы еще не тестировали.

Комплект поставки, характеристики и цена

Паспортные характеристики
Технология проецирования LCoS
Матрица 0,37″
Разрешение матрицы 800×600
Объектив Нет данных
Тип источника света Светодиодный, КЗС
Срок службы источника света 20 000 ч
Световой поток 30 лм
Контрастность 400:1
Размер проецируемого изображения, диагональ (в скобках — расстояние до экрана) минимум 13,2 см (0,2 м)
максимум 205,7 см (3,0 м)
Интерфейсы
  • Аудио/видеовход, стереофонические аудиосигналы, VGA и компонентные видеосигналы Y/Cb/Cr (Y/Pb/Pr), проприетарный разъем
  • Стереофонический аудио- и композитный видеовход, 4-контактное гнездо миниджек 3,5 мм
  • USB-порт, чтение с внешних накопителей (FAT32), гнездо mini-B
  • Слот для карт SD/SDHC (до 32 Гбайт, FAT32)
  • Выход на наушники, 3-контактное гнездо миниджек 3,5 мм
Форматы входного сигнала телевизионные (композитный): NTSC, PAL, SECAM
компонентные аналоговые видеосигналы Y/Cb/Cr (Y/Pb/Pr): 480i, 480p, 576i, 576p, 720p, 1080i, 1080p@50/60 Гц
аналоговые RGB-сигналы: VGA (640×480, 60 Гц), SVGA (800×600, 60 Гц), XGA (1024×768, 60 Гц), WXGA (1280×768, 60 Гц)
Уровень шума Нет данных
Встроенная звуковая система Два громкоговорителя по 0,3 Вт
Встроенный мультимедийный плеер — поддержка воспроизведения
  • графических файлов JPEG, BMP, PNG, GIF, TIFF
  • аудиофайлов MP3, WAV
  • видеофайлов (контейнер: кодек) — .avi: MJPEG, MPEG-4, H.264; .mov: MJPEG, MPEG-4, H.264; .mp4: MJPEG, MPEG-4, H.264; .mkv: MPEG-4, H.264; .flv: H.263, H.264; .ts: H.264; .m2ts: H.264; .swf: SWF
Особенности
  • Встроенная память 2 Гбайта
  • Откидывающаяся ножка (6°)
  • Штативное гнездо
  • Встроенная АКБ (LiPol) 7,4 В, 2300 мА·ч
  • Работа от АКБ 2 ч или 2,5 ч в экономном режиме
  • Заряд АКБ за 3 ч
Размеры (Ш×В×Г) 100×32×100 мм
Масса 290 г
Потребляемая мощность Нет данных
Напряжение питания (внешний БП) 100—240 В, 50/60 Гц
Комплект поставки
  • Проектор
  • Блок питания (100—240 В, 50/60 Гц на 12 В, 2 A, две сменные вилки)
  • ИК-пульт ДУ и элемент питания CR2025 для него
  • Краткое руководство пользователя
  • Чехол
  • Штатив
  • Переходник со штекера миниджек 3,5 мм на 3 гнезда RCA
  • Переходник USB — штекер типа mini-B на гнездо типа A
Ссылка на сайт производителя
Средняя текущая цена (количество предложений) в московской рознице (рублевый эквивалент — во всплывающей подсказке) Н/Д()

Внешний вид

По габаритам проектор почти карманный, в смысле в карман влезет, но только в большой. Его корпус изготовлен из пластика, при этом верхняя и нижняя панели черные с зеркально-гладкой относительно устойчивой к появлению царапин поверхностью, а по периметру — пластик с серебристой поверхностью. На верхней панели находятся логотип, кнопки управления, индикатор зарядки и колесико фокусировки.

Во время работы при нажатии на любую кнопку и при получении команды с пульта включается синяя подсветка значков на кнопках, которая гаснет через несколько секунд. Окошко единственного ИК-приемника находится в самом неожиданном месте — в углу, на переходе правой боковины в заднюю панель. На правой и на левой панели есть вентиляционные решетки, за которыми спрятаны миниатюрные громкоговорители. Кроме того, на левом боку есть разъем для наушников,

а на правом — выключатель питания.

На передней панели есть ниша объектива, обрамленная металлическим кольцом, и вентиляционная решетка,

на задней — интерфейсные разъемы, слот для карт памяти SD и разъем питания.

На днище находятся откидывающаяся ножка, еще одна вентиляционная решетка, штативное гнездо и резиновая площадка.

С прижатой ножкой из-за выпуклого днища проектор лежит на ровной плоскости неустойчиво, поэтому при проекции со стола лучше или откидывать ножку (но проекция при этом будет направлена вверх), или закрепить проектор на миниатюрном штативе, входящем в комплект поставки. Также в комплекте поставки есть чехол с двумя жесткими стенками, куда с трудом втискивается проектор и ничего больше не влезает.

Пульт

Пульт маленький с минимумом кнопок. Обозначения кнопок крупные и контрастные, но пользоваться таким пультом все равно неудобно. Зато маленький. Направлять пульт нужно примерно в сторону окошка ИК-приемника, по отражению с экрана пульт не работает.

Коммутация

В компании Philips видимо решили подзаработать на продаже аксессуаров, поэтому ввод качественного видеосигнала осуществляется через проприетарный малогабаритный разъем, а в комплекте поставки нет ни одного переходника на этот разъем. Но нам повезло, вместе с проектором нам достался кабель-переходник с этого разъема на штекер mini D-sub 15 pin и штекер миниджек 3,5 мм, который позволяет подключать проектор к компьютеру с VGA-видеовыходом и аудиовыходом в виде обычного гнезда 3,5 мм.

Кроме этого кабеля в качестве дополнительных аксессуаров заявлены переходники для подключения к источнику компонентного видеосигнала (и стереофонического аудиосигнала), а также для подключения к «яблочной» технике — к iPod и iPhone. Без дополнительных трат проектор можно подключить к источнику композитного видеосигнала и стереофонического аудиосигнала, так как переходник для четырехконтактного гнезда миниджек 3,5 мм (на обычные гнезда RCA) в комплекте все же имеется, как и USB-переходник со штекера типа mini-B на гнездо типа A. К USB-порту можно подключать USB-накопители. Поддерживается, видимо, только FAT(32). Питания на порте хватает для работы типичного USB HDD с диском 2,5 дюйма. При подключении картовода проектор распознает все вставленные карты памяти одновременно, выводя их в браузере в виде отдельных корневых папок. Проектор можно напрямую подключить к компьютеру по USB, при этом проекция автоматически выключится, а с компьютера будет доступна встроенная в проектор память и карта SD, если она находится в картоводе проектора. Проектор комплектуется внешним блоком питания, который можно использовать для работы и для зарядки встроенной АКБ. Последняя по данным производителя заряжается за 3 часа, и уже по нашим данным обеспечивает непрерывную работу в ярком режиме в течение 1 ч 44 мин .

Меню и локализация

В меню используется ровный и достаточно крупный шрифт без засечек. При включении проектора выводится заглавная страница с подписанными иконками, откуда можно запустить браузеры с ограничением на файлы определенного типа или без ограничения, переключиться на внешний источник сигнала (А/В-вход имеет преимущество перед VGA/компонентным) или перейти в меню с настройками.

Настройки изображения можно вызывать и непосредственно при работе — сначала вызвав кнопками пульта ползунок с яркостью, затем стрелками вверх и вниз выбрав нужную настройку (контрастность, насыщенность или громкость). Есть русская версия экранного меню. Перевод на русский язык в целом адекватный. При работе с USB-накопителями или SD-картами кириллица в названиях файлов и папок отображается корректно. Теги из аудиофайлов частично отображаются (в браузере), русские должны быть в кодировке Unicode (UTF-8). На встроенную память записано руководство пользователя, также русскую версию руководства можно скачать с русского сайта компании в виде PDF-файла. Оттуда же можно скачать последнее обновление микропрограммы. На момент тестирования там была версия 2.1, до которой мы проектор благополучно и обновили.

Управление проекцией

Фокусное расстояние фиксированное и не меняется. Фокусировка изображения на экране производится вращением ребристого колесика. Проекция направлена строго вперед, так что центр области проекции практически находится на оси объектива. Такая прямолинейность не всегда удобна. Нет никаких режимов трансформации, проектор просто выводит картинку на всю область проекции. Переворота и отражения проекции тоже нет.

Настройка изображения

В проекторе есть несколько предустановленных профилей с фиксированными значениями настроек изображения и один пользовательский профиль, в котором можно настраивать яркость, контрастность и насыщенность.

Измерение яркостных характеристик

Измерение светового потока, контрастности и равномерности освещения проводились по методике ANSI .

Результаты измерений для проектора Philips PPX1430:

Максимальный световой поток меньше заявленных 30 лм. В полной темноте такой яркости хватает для проекции на экран шириной где-то до 0,5 м, в едва освещенном помещении лучше и не пытаться проецировать больше чем на лист А4. Равномерность освещенности белого поля приемлемая. Контрастность невысокая. Также мы измерили контрастность, измеряя освещенность в центре экрана для белого и черного поля, т.н. контрастность full on/full off.

Режим Контрастность full on/full off
Высокой яркости 272:1
Экономичный 284:1

Контрастность ниже заявленных 400:1. Впрочем, так как световой поток невысокий, соответственно и уровень черного низкий, и как следствие черный цвет воспринимается довольно глубоким.

Проектор мы не разбирали, но результаты тестов позволяют предположить следующий принцип формирования полноцветного изображения. В проекторе используется одна жидкокристаллическая матрица на отражающей подложке (LCoS), которая последовательно освещается светодиодными источниками красного, зеленого и синего цветов. В течение импульса каждая ячейка матрицы пропускает (вернее, она только поляризует, а пропускает/не пропускает поляризатор) свет определенный интервал времени, чем он длиннее, чем выше воспринимаемая интенсивность цветовой компоненты соответствующего пикселя изображения. Глаз человека выполняет интегрирующую функцию, на основе импульсов трех цветов формируя результирующий цвет пикселя. Принцип работы в чем-то похож на технологию DLP. Для иллюстрации приведем зависимость яркости от времени для белого цвета и чистых основных цветов, а также для серого и темных оттенков цветов:


Для наглядности все графики яркости, кроме нижних, смещены вверх и выровнены по импульсам красного, зеленого и синего цветов.

Видно, что уменьшение интенсивности достигается уменьшением длительности пропускания. Также можно заметить, что для ускорения переключения используется адаптивный разгон матрицы — для ярких цветов он включен, для темных выключен. Например, время отклика для яркого зеленого цвета равно 0,23 мс на включение и 0,02 мс на выключение, а для темно-зеленого — 0,70 мс и 0,28 мс соответственно. (Заметим, что на полученные значения времен отклика, особенно на время выключения в случае ярких цветов, может влиять и модуляция источников света.)

Анализ зависимостей яркости от времени показал, что частота чередования цветов составляет 60 Гц (при входном сигнале с 60 Гц вертикальной частоты). Это довольно низкая частота (соответствует односкоростному светофильтру), эффект радуги очень выражен, мало того, артефакты видны даже без движения глаз — яркие объекты в движении расслаиваются на составляющие их основные цвета.

Для оценки характера роста яркости на шкале серого мы измерили яркость 256 оттенков серого (от 0, 0, 0 до 255, 255, 255) при Яркость = 6 и Контраст = 5. Заметим, что настройка Яркость регулирует уровень черного, а настройка Контраст — уровень белого. Шаг регулировки большой, поэтому при диапазоне оттенков 0—255 имеется или небольшой завал в светах, или яркость белого чуть ниже максимально возможной яркости. График ниже показывает прирост (не абсолютное значение!) яркости между соседними полутонами:

Рост прироста яркости прослеживается, но разброс в приросте большой. При указанных значениях настроек в тенях различаются все оттенки:

Аппроксимация полученной гамма-кривой дала показатель 1,46 , что меньше стандартного значения 2,2, при этом аппроксимирующая показательная функция немного отклоняется от реальной гамма-кривой:

Звуковые характеристики и потребление электроэнергии

Внимание! Приведенные значения уровня звукового давления от системы охлаждения получены по нашей методике и их нельзя напрямую сравнивать с паспортными данными проектора.

Проектор относительно тихий, хотя странно, что при уменьшении яркости режим охлаждения не меняется. Потребление мы измеряли на входе внешнего блока питания при полностью заряженной встроенной АКБ. Если проектор выключен, а батарея заряжается, то от сети потребляется 11 Вт.

Встроенные громкоговорители для своих размеров довольно громкие и звучат не так плохо, как можно было бы ожидать. Даже стереоэффект прослеживается. При подключении наушников встроенные громкоговорители отключаются. В наушниках звук громкий, но без запаса. Различаются средние и высокие частоты (низких маловато), искажений немного, в паузах шума не слышно.

Тестирование видеотракта

VGA-подключение

Тестирование в основном проводилось при разрешении VGA-сигнала в 800 на 600 пикселей и вертикальной частоте обновления в 60 Гц. Результат работы функции автоподстройки под параметры VGA-сигнала требует ручной коррекции положения, но ее нет, поэтому картинка была обрезана с двух сторон на пару пикселей, хотя вывод был один к одному, без интерполяции. Белое поле в центре имело заметный зеленоватый оттенок. Черное поля было равномерным по цветовому тону и по яркости. Геометрия хорошая, прогиб границ внутрь составляет пару миллиметров на 50 см ширины. В центре картинка слегка расфокусирована. Ширина цветной каймы на границах объектов, обусловленная наличием хроматических аберраций у объектива, в целом незначительная, и только в углах доходит до 1/3 пикселя. Граница между пикселями едва заметна. Тонкие цветные линии толщиной в один пиксель выводятся без потери цветовой четкости. Поддерживаются, видимо, только указанные в спецификациях разрешения, любое отклонение от них приводило к черному экрану со списком поддерживаемых режимов.

Работа с бытовым плеером

Работа с источниками композитного видеосигнала проверялась с использованием . Четкость изображения несколько понижается из-за интерполяции к разрешению матрицы проектора. Слабые градации оттенков в тенях и на светлых участках изображения хорошо различаются (завал в тенях и светах после регулировки уровней настройками Яркость и Контраст не выходит за безопасные границы). Картинка выводится по полям.

Близкий к черному диапазон можно не учитывать, так как в нем цветопередача не так важна, а погрешность измерения цветовых характеристик высокая. Цветовая температура очень высокая, как и отклонение от спектра абсолютно черного тела. Причина этому — заниженная яркость красного цвета. К сожалению, возможность ручной правки цветового баланса непредусмотрена.

Встроенный мультимедийный плеер

С USB-носителей и с SD-карт проектор умеет показывать картинки (JPG , GIF , BMP , несжатый TIF и PNG ). Изображения можно просматривать в режиме слайд-шоу с заданным интервалом (2—20 c) и случайным эффектом перехода. Картинки отображаются вписанными до ближайших границ проекции с сохранением правильных пропорций. Есть увеличение со сдвигом увеличенной области.

Из аудиофайлов воспроизводятся MP3 , OGG и WMA с практически любыми сочетаниями частоты дискретизации и битрейта, не поддерживаются только 24-битные и сжатые без потерь WMA. Кроме них плеер проектора справился также с AAC -файлами и c аудиофайлами MPEG-1/2 Layer 2 (с расширением MPA ). При проигрывании аудиофайлов проектор в обязательном порядке выключает проекцию, воспроизведение можно приостанавливать, и всё.

Заявленный список контейнеров и кодеков очень обширный, мы протестировали далеко не все их сочетания, ограничившись нашей подборкой из популярных типов видеофайлов. В итоге оказалось проще перечислить, что не воспроизводится. Это файлы WMV и OGM . Все остальное вплоть до разрешения Full HD с высоким потоком плеер сумел показать. Внешние субтитры не поддерживаются. Встроенные текстовые субтитры частично поддерживаются (хорошо в MKV и плохо — очень мелко выводятся — в AVI). Пропорции картинки сохраняются, но анаморфирование в MKV не обрабатывается. Переключения между аудиодорожками и субтитрами нет — всегда воспроизводятся только первые дорожки. При выводе изображения по экрану часто сверху вниз пробегает характерная волна рассинхронизации, видимо плеер не подстраивает частоту выводимых кадров под частоту обновления экрана. Работают быстрая перемотка вперед и назад, а также приостановка воспроизведения.

В проекторе есть встроенный браузер, который позволяет просматривать содержимое встроенной памяти, подключенных USB-носителей и вставленных карт SD. Между этими накопителями можно переключаться кнопкой возврата, находясь в главном меню. Папки и файлы можно копировать и удалять.

Выводы

Для продвинутых техноманьяков проектор Philips PPX1430 интересен как концепт устройства с необычным способом формирования изображения — «вечные» светодиодные источники света, ЖК на отражающей подложке, импульсный поочередный вывод цветов. Для обычных пользователей это устройство является, скорее, забавной игрушкой — кино посмотреть, и впечатление произвести, достав из кармана самодостаточную миниатюрную версию домашнего кинотеатра.

Достоинства:

  • Небольшие размеры и вес
  • Поддержка USB-носителей и SD-карт
  • Встроенная память в 2 Гбайта
  • Встроенный мультиформатный плеер
  • Штатив в комплекте

Недостатки:

  • Цветопередача отличается от стандартной
  • Нестандартный интерфейсный разъем
  • Отсутствие нужных переходников в комплекте
  • В экономичном режиме уровень шума не понижается

Судя по статистике, эта тема интересна очень многим читателям и я с радостью ее продолжу.

Сегодня, как я и обещал, речь пойдет о технологии LCD, а точнее 3LCD (почему так расскажу ниже).

Если обратиться к великой и ужасной Wiki, то история возникновения LCD-проекторов уходит в 70-80е годы прошлого века, когда некий американский изобретатель Gene (Eugene) Dolgoff (судя по имени и фамилии коренной американец ) начал разработку и воплотил в жизнь конструкцию LCD-проектора, способного побороться с тогдашним “Богом” проекторов — устройством на базе ЭЛТ(электоронно-лучевая трубка).

Соответственно, первые LCD-проекторы содержали одну ЖК-матрицу, схожую с теми, что используются в телевизорах. Плюсом такой схемы была простота. Но фактически сразу выявился недостаток — с увеличением мощности источника света, которая была необходима для увеличения светового потока, и как следствие яркости изображения, LCD-панель начинала перегреваться. Результатом “работы над ошибками” стало появление в 1988 году технологии под названием 3LCD, а в 1989 году сразу 3 компании Epson, InFocus и Sharp выпустили первые проекторы на ее основе.

Что же придумали инженеры, и откуда взялось название 3LCD?

Принцип работы 3LCD-проектора. Для формирования изображения в 3LCD-проекторе установлена система линз, дихроичных зеркал и три ЖК-матрицы. Работает это всё так. Свет от источника (в случае с LCD-проектором это всегда лампа, т.к. единственный представленный компанией Epson прототип LCD LED-проектора так и не пошел в массы) падает на установленные в оптическом блоке, так называемые, дихроичные зеркала. Эти зеркала (фильтры) пропускают свет одного из цветов (свет в определенном спектре) и отражает оставшуюся часть света. Проходя через систему зеркал, свет делиться на 3 основные составляющие R, G, B (красный, зеленый и синий), каждый из цветов попадает на предназначенную для него ЖК-матрицу.

Сами по себе матрицы, установленные в ЖК-проекторе — монохромные (т.е. формируют черно-белое изображение). Работают они так же как и в ЖК ТВ, т.е., в отличие от DLP-чипа, не отражают, а пропускают свет, и при большом увеличении, образно, представляют из себя решетку, где прутья несут на себе управляющие каналы, а пустоты между прутьями — пиксели — точки изображения.

Вот эти самые пиксели могут закрываться и открываться, тем самым пропуская либо не пропуская свет (либо пропуская его частично). При попадании на матрицу света одного из цветов, ЖК-панель формирует изображение этого цвета и посылает его в призму, где изображения трех цветов складываются в полноцветное изображение, далее посылемое через объектив на экран. Отсюда и название 3LCD. Надеюсь, что описание понятно, а если нет — смотрите видео, описывающее мою тираду наглядно.

Такая схема, как обычно, имеет свои преимущества и недостатки.

Благодаря тому, что изображение формируется внутри проектора, и на экран попадает уже “слепленным”, а не выводится по цветам, есть мнение, что изображение от ЖК-проекторов меньше напрягает зрение. В Японии даже проводились исследования на эту тему, и они, вроде как, доказали этот факт, но каких-либо подтверждений тому у меня нет, равно как и доказательств обратного. Но факт остается фактом, в LCD и LCOS-проекторах картинка проецируется на экран полноцветной, в одноматричных DLP-проекторах она представляет из себя последовательность цветных изображений, складываемых в мозгу.

Одним из преимуществ, вытекающих из абзаца выше, является отсутствие “эффекта радуги”, о котором я рассказывал в посте про DLP-проекторы. Здесь его не может быть как такового.

Следующий положительный момент в трех-матричной системе является постоянство и высокая яркость цветного изображения. Я уже рассказывал, что когда речь идет об офисных DLP-проекторах, производители, для увеличения яркости используют белый сегмент в цветовом колесе, который портит цветопередачу. В случае с LCD-проектором свет также поглощается компонентами системы, но в итоге, по эффективности при выводе цветного изображения LCD-проекторы оказываются выгоднее, а качество их цветопередачи не зависит от яркости проектора.

Недостатками LCD-проекторов называют несведение, низкий уровень черного и низкую контрастность, так называемый Screen door effect и «выгорание матриц».

Несведение . На самом деле этот недостаток проявляется достаточно редко. Заключается в появлении на изображении цветных контуров объектов. Дело в том, что, как вы уже знаете, в проекторе используется три матрицы, каждая из которых отвечает за свой цвет. Если установить эти матрицы недостаточно точно по отношению друг к другу, то картинка одного цвета будет чуть «съезжать» по отношению к изображениям других цветов, тогда, например, можно справа от объекта увидеть синий контур, а слева — красный. К счастью, производители LCD-проекторов очень точно настраивают положение панелей, несмотря на их крохотный размер (а представьте какого размера пиксели в них!), поэтому такое несведение обычно не превышает полпикселя (такой контур можно увидеть только вплотную подойдя к экрану, и это абсолютно никак не сказывается на изображении). Но конечно бывают случаи, когда несведение может составлять и 2, и 3, и более пикселей. В таком случае пользователю прямая дорога в сервис или к продавцу.

Контрастность и уровень черного. DLP-проекторы, появившись в 1996 году произвели фурор в плане черного цвета и контрастности, и с первых дней, со стороны поклонников этой технологии и производителей DLP-проекторов пошла активная пропаганда данного преимущества над “старичками” в лице LCD-устройств. И вправду, увидеть разницу в черном цвете между DLP и LCD-проекторами можно было невооруженным глазом. Там где “Черный квадрат” Малевича на DLP-проекторе выглядел действительно приближенным к чёрному, LCD-проекторы выдавали откровенную серятину. Производители LCD-матриц начали модификацию своих панелей, и на сегодня, сменилось порядка десяти поколений этих устройств (DMD-чипы сменили 4 поколения). И один из пунктов, который улучшался от поколения к поколению был уровень черного и контрастность. На сегодня можно констатировать, что в проекторах для домашнего кинотеатра, лучшие представители LCD-лагеря не уступают, а иногда и превосходят своих “DLP-друзей” в плане контрастности и уровня черного. В офисной сфере и в образовании разрыв в цифрах и просмотре в темноте остается, но во-первых он уже не так заметен, а во-вторых — черный цвет и контрастность во время презентаций в условиях внешней засветки не так важны, ведь черного цвета на белом экране при свете в принципе нет и быть не может.

Screen door effect. Этот излюбленный пункт ярых “DLPишников” меня “радовал даже во времена, когда мониторы были квадратными, а о 720р проекторе можно было только мечтать. Screen door effect — это так называемый “эффект решетки”. Всё дело в том, что расстояние между пикселями у DMD-чипа, LCD-чипа и LCOS-чипа разное. Это связано с управлением чипами: в LCOS и DMD управление работой отдельных пикселей осуществляется “сзади” чипа, в то время как у “просветной” LCD -технологии такое невозможно, и для управления ячейками чипа необходима прокладка управляющих каналов между ними. Таким образом расстояние между пикселями в LCOS-панели минимально, а полезная площадь чипа максимальна. В LCD — наоборот, минимальная из трех технологий полезная площадь чипа и максимальное расстояние между точками изображения. DLP находится между ними.

Несмотря на то, что разрешение проекторов растет, некоторые производители DLP-проекторов продолжают упирать на то, что при просмотре изображения от LCD-проектора на экране можно увидеть решетку. Если сидеть в упор к экрану — я с этим соглашусь. Но если смотреть изображение с адекватного расстояния... При разрешении SVGA на экране в 2 метра шириной мы имеем пиксель размером 2,5 мм, а расстояние между ними составляет чуть меньше миллиметра, и при желании и расстоянии до 3 метров от экрана решетку увидеть можно. При XGA разрешении размер пикселя становится менее 2 мм, при WXGA — 1,5мм, при FullHD — 1 мм. О каких пикселях и решетках можно говорить? Безусловно, можно увидеть пиксели и на Retina дисплее iPhone... С лупой! Но зритель смотрит не на пиксели, а на картинку, а тут уже, при нормальном качестве контента, никаких пикселей не замечаешь.

«Выгорание матриц». Вы когда-нибудь наблюдали на проекторе желтое изображение? Нет, не в смысле желтый лимон на картинке, а всё изображение, отдающее жёлтым! Для такого казуса может быть три причины.

Сигаретный дым. Зачастую в барах, висят проекторы. Если в зале, где висит проектор, разрешено курить, через некоторое время после установки проектор начинает желтить.

Всё дело в сигаретном дыме и смолах, в нем содержащихся. Оседая на оптические компоненты проектора они превращаются в желтый налёт, который делает изображение желтым и снижает яркость. И не важно какая используется технология (отдельные производители DLP-проекторов заявляют, что у них герметичный оптический блок, поэтому Эта проблема их не касается, смола оседает повсюду, в том числе и на объективе) — рано или поздно изображение потускнеет и пожелтеет. А очистить оптику от этой гадости еще та проблема, поэтому в баре лучше изолировать проектор от курильщиков по максимуму.

Неправильная настройка. Тут всё банально — например выставлена слишком низкая цветовая температура и вуаля, изображение слишком теплое.

Ну и наконец, «выгорание матриц» у LCD-проектора. А конкретно, деградация поляризатора ЖК-панели, отвечающей за формирование синей составляющей изображения, в результате чего изображение недополучает синего цвета и, как следствие, появляется желтизна.

В своё время компания TI (Texas Instruments) — производитель DMD-чипов и главный оппонент LCD-производителей на рынке, провела исследование, которое показало, что деградация происходит уже через 3000 часов. Вот только условия, в которых эти исследования проводились представляются очень спорными. Они взяли самые компактные, а значит, предназначенные для выездных мобильных презентаций, проекторы и запустили их в круглосуточном режиме. Производители подобной техники никогда не заявляют, что она рассчитана на круглосуточную работу, а мобильные проекторы вообще, обычно, используют не более 3-4 часов в сутки.

В обычных условиях работы, деградация происходит гораздо позже — это раз. 3000 часов — это 3 года ежедневных (по будням) четырехчасовых презентаций — это два. С момента проведения опыта, а проводился он, если мне не изменяет память, году в 2004—2005, много воды утекло и 5 поколений LCD-панелей сменилось — это три. Сегодня, на подобные высказывания, я бы внимания уже не обращал.

Для справки: дома, уже 5 лет использую LCD-проектор — у меня не то чтобы желтизна появилась, даже лампу еще не менял (это к слову о боязни пользователей. что лампу нужно часто менять)!

Ну и напоследок, давайте вернемся к хорошему. Еще одно существенное преимущество LCD-проекторов — сдвиг линз. Конечно, система сдвига объектива может быть установлена фактически в любом проекторе (обычных размеров), но только в LCD-проекторах “начального” уровня она присутствует, в то время как в DLP и LCOS-стане, это будут устройства другого ценового диапазона. Почему я употребил ковычки? Потому, что на сегодняшний день самый доступный из FullHD-проекторов со сдвигом линз стоит порядка 50 тысяч рублей.

Я уже не раз говорил про “Сдвиг линз”, в том числе в предыдущей статье цикла про DLP-проекторы, но еще раз напомню, что это такое. Если в проекторе есть сдвиг линз (Lens Shift) или, как его еще называют “Сдвиг объектива” это означает, что в проекторе присутствует система линз, которая позволяет перемещать изображение, не перемещая сам проектор. Сдвиг бывает вертикальным и горизонтальным. Вертикальный сдвиг линз имеет больший диапазон, чем горизонтальный и встречается гораздо чаще (до недавнего времени, в DLP-проекторах среднего уровня встречался только он, а горизонтальный добавлялся в моделях верхнего уровня). В чем его функция? В упрощении установки проектора. Представьте себе ситуацию, что нет возможности установить проектор по центру экрана, но есть сдвиг линз. В этом случае проектор устанавливается, например, слева от экрана, а картинка сдвигается вправо колесиком, рычажком или кнопкой на корпусе или пульте ДУ (в зависимости от модели проектора). Соответственно, сдвиг линз может быть ручным (колесико) или моторизованным (кнопка). В отличие от простого поворота или наклона проектора, в случае со сдвигом линз не возникает трапецеидальных искажений, требующих электронной коррекции, вносящей искажения в оригинальное изображение. Пример работы ручного сдвига линз приведен в видеоролике.

Штука мегаудобная!

Ну вот вроде бы и всё, что я хотел рассказать о 3LCD-проекторах. Если что-то забыл — комментарии приветствуются.

Следующая статья из данного цикла будет посвящена LCOS. Не переключайтесь

Все проекторы, а также экраны, лампы, крепления и другие аксессуары — в моём .

Хочешь получать другие статьи и новости на почту? .

Silicon X-tal Reflective Display ) компании

D-ILA® - официально зарегистрированный товарный знак компании JVC, который означает, что в данном продукте применена оригинальная разработка на основе дисплея выполненного по технологии LCoS, сетчатого поляризационного фильтра и ртутной лампы . D-ILA подразумевает трёхчиповое LCoS решение. Также часто можно встретить аббревиатуру HD-ILA - технология D-ILA с разрешением Full HD.

SXRD™ - зарегистрированный торговый знак Sony для продукции, сделанной с использованием технологии LCoS

Принцип технологии

Принцип работы современного LCoS-проектора близок к 3LCD, но в отличии от последней использует не просветные ЖК-матрицы, а отражающие (этим LCoS родственна уже DLP технологии).

Общая схема трех чипового проектора на основе LCoS.

На полупроводниковой подложке LCoS-кристалла расположен отражающий слой, поверх которого находится жидкокристаллическая матрица и поляризатор. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего направленного источника отражаться от зеркальной подложки кристала.

Как и в LCD-проекторах, в LCoS проекторах сегодня используются только трёхчиповые схемы на основе монохромных LCoS-матриц. Так же, как и в технологии 3LCD для формирования цветного изображения используются три кристалла LCoS, призма , дихроичные зеркала и светофильтры красного, синего и зеленого цветов.

В конце 90-х годов, на заре технологии, компания JVC предлагала одночиповые решения на основе цветных матриц LCoS. В них световой поток разбивался на RGB составляющие непосредственно в самой матрице при помощи фильтра HCF (англ. Hologram Color Filter - голографический цветовой фильтр ). Эта технология получила название SD-ILA (англ. single D-ILA ). Также одноматричные решения разрабатывал и Philips.

Но одночиповые LCoS проекторы не получили широкого распространения из-за ряда недостатков: трехкратные потери светового потока при прохождении фильтра, что в том числе накладывало ограничения по причине перегрева матрицы, невысокое качество цветопередачи, более сложная технология производства цветных LCoS чипов.

История

предыстория появления технологии

Предыстория появления технологии LCoS начинается в 60-70х годах XX-го века. И, как и многие другие технологии, включая DLP, зародилась она благодаря военным заказам.

В 1972 в лаборатории Hughes Research Labs авистроительной корпорации Говарда Хьюза Hughes Aircraft Company, которая в то время являлась центром самых передовых исследований в области оптики и электроники, был изобретен LCLV (англ. Liquid Cristal Light Valve - жидкокристалический оптический модулятор ). Впервые технология LCLV была использована для отображения информации на больших экранах в командных центрах управления ВМФ США. Тогда эти устройства могли отображать только статическую информацию.

Развитие технологии продолжалось и термин англ. Liquid Cristal Light Valve был заменен на англ. Image Light Amplifier (ILA) , как более подходящий.

ILA отличается от D-ILA тем, что управление жидкими кристалами осуществляется с помощью фоторезиста, на который подается модулирующий луч, создаваемый электронно-лучевой трубкой.

В начале 90х компании Hudges и JVC решили объединить усилия по работе над технологией ILA. 1 сентября 1992 стало официальной датой образования совместного предприятия Hughes-JVC Technology Corp.

Впервые коммерческий проектор на основе технологии ILA были продемонстрирован компанией JVC в 1993г. В течение 90-х годов было продано свыше 3000 таких проекторов.

Использование электронно-лучевой трубки в качестве модулятора изображения в устройствах ILA накладывало ограничения на разрешающую способность, габариты и стоимость устройства и требовала сложной юстировки оптических трактов. Поэтому JVC продолжает исследованию для создания принципиально новой отражающей матрицы, которая решила бы эти проблемы, сохранив достоинства технологии. И в 1998 году компания демонстрирует первый проектор, сделанный по технологии D-ILA, в которой модулирующее изображение устройство в виде связки "луч ЭЛТ - фоторезист" заменено на управляющие КМОП элементы имплементированные в полупроводниковую структуру подложки - отсюда и название технологии "direct drive ILA" - ILA с прямым управлением. Иногда D-ILA расшифровывают как "digital ILA" (цифровой ILA), это не совсем верно, но так же правильно отражает суть изменений технологии D-ILA от управляемой аналоговым устройством (ЭЛТ) ILA.

Была и промежуточная, тоже уже цифровая, технология между ILA и D-ILA, не получившая распространения - FO-ILA , - где управляющая электронно-лучевая трубка была заменена пучком световодов на основе оптоволокна (Fiber Optic), которые передавали модулирующий сигнал с поверхности монохромного монитора.

первая волна

вторая волна и разочарования

Philips

Несмотря на многомилионные планы, Philips сворачивает производство LCoS к концу 2004 года.

Intel

В январе 2004 года на выставке CES компания Full HD), захватив его значимую долю, сделав технологию LCoS массовой. Однако уже к концу 2004 года Intel объявила о сворачивании этого проекта.

Основной причиной этого скорее всего были не технологические проблемы (хотя LCoS-чипы в производстве значительно сложнее CMOS микросхем - процессоров), а отсутсвие рыночных преспектив - к этому времени уже стало понятно, что рынок FullHD телевизоров будет захвачен более технологичными и дешевыми LCD-телевизорами. А рынок самих по себе проекционных телевизоров и проекторов слишком незначителен, чтобы оправдать инвестиции.

На технологию LCoS Intel потратила 5 лет и $50млн. инвестиций

Sony

Первый SXRD проектор (на основе чипа собственной разработки) компания Sony продемонстрировала в июне 2003 года. В следующем году Sony анонсировала проекционной телевизор на основе технологии SXRD. К 2008 году компания отказалась от выпуска всех проекционных телевизоров, включая модели на основе технологии SXRD.

Но от выпуска проекторов компания не отказалась. Сегодня Sony выпускает инсталяционные проекторы разрешением 4096x2160 (на основе чипа 4K-SXRD) и светосилой до 11000 ANSI люмен

Преимущества и недостатки технологии

Преимущества, определяемые технологическими возможностями LCoS по сравнению с конкурирующими 3LCD и DLP технологиями:

  • Больший коэффициент полезного заполнения рабочего пространства матрицы. Поскольку в LCoS управляющие элементы размещены за светоотражающим слоем, они не препятствуют прохождению свету, в отличии от просветных LCD-матриц, что уменьшает "сетчетость" изображения и минимизирует "эффект гребенки". Расстояние между элементами матрицы составляет всего несколько десятков микрометров и коэффициент заполнения (отношение суммарной рабочей площади пикселов к общей площади матрицы) у LCoS превышает этот показатель как у LCD-проекторов, так и у DLP.
  • LCoS-чипы более устойчивы к мощному излучению чем DLP и LCD матрицы. Что позволяет делать самые мощные инсталяционные проекторы именно на LCoS технологии.
  • LCoS опережает LCD и DLP по максимально доступному разрешения.
  • Более глубокий черный цвет и более высокая контрастность, чем у 3LCD проекторов.
  • Время отклика жидких кристаллов матрицы LCoS меньше, чем кристаллов, используемых в просветных матрицах в 3LCD технологии.
  • LCoS наследует преимущества 3LCD технологии перед одночиповыми DLP проекторами - отсутствие мерцания и "эффекта радуги".

Проекторы на основе LCoS

Несмотря на разочарования игроков массового рынка, технология LCoS продолжает вызывать интерес у производителей и потребителей.

Проекторы на её основе позиционируются в сегменте высшего уровня качества и в профессиональной сфере применения - проекторы сверхбольшого разрешения для кинотеатров.

На сегодняшний день проекторы по технологии LCoS (D-ILA, SXRD) выпускают компании Canon, LG, Barco, CrystalView, DreamVision.

LCoS (Жидкие Кристаллы на Кремнии) – своеобразный гибрид 3LCD и DLP. Многие компании имеют собственные обозначения для своих вариантов этой технологии проекторов: у Sony - SXRD, у JVC"s - D-ILA, у Epson – «reflective 3LCD» (отражающий 3LCD). Понятие «Отражающий 3LCD» отлично иллюстрирует принцип работы LCoS: представьте себе 3LCD проектор, в котором жидкокристаллические матрицы расположены на зеркальных поверхностях, в результате отражая часть света, формируя таким образом изображение для каждого из основных цветов: красного, зелёного и синего. Как и в 3LCD, свет лампы разделяется дихроичными зеркалами на три основных цвета, после чего изображение формируется, частично отражаясь от LCoS чипа благодаря расположенной на его поверхности ЖК матрице. На полупроводниковой подложке LCoS-кристалла расположен отражающий слой, поверх которого находится жидкокристаллическая матрица и поляризатор. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего направленного источника отражаться от зеркальной подложки кристалла.

Отражённые от LCoS панели, три цветовых компонента вновь объединяются в призме и проецируются на экран.
Преимущества LCoS:

    Одним из преимуществ LCoS технологии является как раз то, что управляющие элементы расположены за светоотражающим слоем, уменьшая расстояние между элементами матрицы, таким образом уменьшая и сетчатость изображения по сравнению с DLP и 3LCD.

    Технология LCoS создана, чтобы вобрать в себя всё лучшее из конкурирующих технологий LCD и DLP. В целом, она превосходит DLP и LCD по таким параметрам, как цветовоспроизведение, яркость, формат изображения, оптическая эффективность проекторов LCoS выше, чем у конкурирующих технологий.

Ограничения LCoS:

    На данный момент технология LCoS используется, в основном, в топовых проекторах для домашнего кинотеатра и не может конкурировать по цене в таких областях, как образование и бизнес. Однако, с расширением рынка проекторов для дома и постоянным снижением стоимости LCoS можно предположить, что постепенно этот недостаток сойдёт на нет.

Led проекторы

UHP (сверхвысокого давления) лампы – стандартный источник света в проекторах. Они работают на высоких температурах (до 900 ○ С) и их основным преимуществом является яркость: лампа в 150 Ватт может давать световой поток около 9000 Люмен. Яркость позволяет пробиться через дневной свет в помещении и получить чёткое изображение. У UHP ламп следующие недостатки:

    Сравнительно небольшой срок службы – обычно до 6000 часов

    Высокая стоимость лампы

    Высокое (неэффективное) энергопотребление из-за выделения тепла

    Необходимость в охлаждении увеличивает габариты проектора

    Ухудшение изображения со временем, со временем требующее дополнительную регулировку

    Чувствительность к шокам и ударам

Светодиоды не имеют этих недостатков:

    В десятки раз больший срок жизни лампы, что упрощает уход за проектором.

    Низкое энергопотребление

    Как следствие, возможность работы на аккумуляторах

    Мгновенное включение/выключение, не нужно ждать, пока лампа остынет

    В десятки раз больший срок службы, пониженные расходы на обслуживание

    Низкое энергопотребление

    Изображение не меняется со временем, не нужно перенастраивать проектор

    Большая надёжность

    Но при этом – значительно меньший световой поток (яркость).

Вышеперечисленные достоинства сделали LED лампы предпочитаемым решением для миниатюрных проекторов. Используя 3-LED, можно получить более широкий цветовой диапазон и более качественную цветопередачу, чем с UHP лампами, что, наряду с ограничением по яркости, делает LED лампы всё более популярным решением в LCD, DLP, а теперь – и LCoS проекторах для домашнего кинотеатра, рассчитанных на эксплуатацию в затемнённых помещениях.

Существуют несколько способов применения светодиодов в проекторах:

    LED в качестве источника белого света, как и UHP лампы, требует разделение светового потока дихроичными зеркалами-фильтрами на базовые цвета.

    Использование трёх светодиодов позволяет отказаться от использования цветового колеса и дихроичных фильтров в DLP, 3LCD и LCoS проекторах (см. рисунок). Использование цветового колеса из светодиодов в DLP проекторах.

Пример использования LED вместо цветового колеса DLP проектора.