Выбор проектора для дома или домашнего кинотеатра довольно сложная процедура, понадобится учитывать ряд определенных факторов. Большое количество моделей с различными функциями часто могут запутать покупателей. В статье будут рассмотрены характеристики, которые помогут упростить покупку подобной техники.

Сегодня эти устройства используются во многих сферах . Домашние проекторы позволяют насладиться просмотром фильма на большом экране в домашних условиях или показать презентацию в школе, на работе. При этом диагональ экрана может значительно превышать показатель 100 дюймов. Размер проектора небольшой, так что его можно без проблем поместить в любой гостиной. Устройство для домашнего кинотеатра работает при выключенном свете.

Как выбрать проектор

При выборе подобной техники понадобится учитывать ряд нюансов, которые будут напрямую влиять на качество работы и функциональность. Яркость, качество цветопередачи и контрастность являются ключевыми характеристиками при покупке. На дополнительные свойства также стоит обращать внимание, так как зачастую они позволяют улучшить впечатление от его использования.

Яркость

Яркость видеопроектора для дома характеризуется мощностью испускаемого им луча света. Так утверждают, потому что яркость от источника света будет варьироваться в зависимости от размера экрана. Этот показатель измеряется в люменах и может колебаться от 2700 до 20000 Лм. Стоит учитывать, что при настройке передачи цветов яркость и контрастность будут уменьшаться.

Также яркость может меняться в зависимости от выбранного режима . Большинство моделей имеют яркий, презентационный и точный режимы. Последний режим будет иметь максимальную точность и при этом минимальную яркость.

Если проектор будет использоваться при дополнительном освещении, яркость должна перебивать этот фоновый свет. При большой освещенности качество картинки будет уходить на второй план, куда важнее будет сила яркости. От этого показателя будет напрямую зависеть и стоимость . Если проектор будет использоваться в специальной затемненной комнате, показателя в 700 люменов будет вполне достаточно. Для простых гостиных или других комнат лучше выбирать модели с яркость порядка 2000 Лм.

Контрастность

Под характеристикой контрастности подразумевается соотношение черного и белого цвета. Этот показатель влияет на качество картинки и уровень ее восприятия человеком. Уровень контрастности можно определить по качеству изображения неподвижных предметов или вещей в движении.

При низком показателе этого свойства темные предметы могут слиться с черным цветом, и их трудно будет увидеть на изображении. Чтобы избежать этого понадобится правильно настроить гамму для разных режимов просмотра.

Для оценки уровня контрастности специалисты рекомендуют учитывать следующие факторы :

• На эту характеристику влияет уровень освещения в помещении.
• Контрастность не сильно влияет на разборчивость отображения надписей при дополнительном свете.
• Нюансы цветопередачи не зависят от контрастности.
• Яркость способна в определенных условиях нивелировать недостаток контраста.
• Заявленный уровень этой характеристики соответствует только при использовании устройства в освещаемой комнате, особенно для дешевых.

Технология проецирования — виды проекторов

Существует большое количество технологий, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки .
Наиболее распространенными являются следующие варианты матриц:

• Электронно-лучевые трубки . К этой технологии относятся самые первые проекторы, которые были созданы еще в 70-х годах. Такие устройства отличаются большим разрешением, но при этом не имеют высокой яркости. Их вес и стоимость крайне большие, так что в домашних условиях они практически не используются.
• Жидкокристаллические . Для этих устройств используется совершенно другая технология. Производством таких проекторов занимается бренд Epson. При их создании используется три дисплея с полисиликоновым основанием, это позволяет гарантировать приемлемую цветопередачу и продолжительный срок эксплуатации.
• Микрозеркала . Эта технология позволяет добиться более насыщенной картинки в сравнении с жидкокристаллическими экранами. Это достигается благодаря меньшему интервалу между зеркалами, их работе на отражение, а также минимальной потере света. Принцип работы этой технологии заключается в последовательном выводе цветов на экран.
• Трехматричные . В устройствах, изготовленных по этой технологии, свет отфильтровывается при прохождении через зеркала. К минусам такой разработки можно отнести недостаток черного цвета, возможное выгорание матрицы и эффект решетки.
• Отражающие Lcos . Эта технология предусматривает пропуск потока света путем открытия или закрытия отражающего кристалла. Большая часть подобных устройств имеет матрицу с разрешением 1365х1024. К недостаткам можно отнести высокую стоимость.

Цветопередача

Этот параметр характеризует плавность перехода от черного цвета к любому базовому оттенку. Также от него будет зависеть возможность регулирования цветопередачи. Качественные проекторы позволяют настроить насыщенность белого тона к любому базовому цвету. Существует возможность регулирования по нарастанию или смещению.

Объектив

Зачастую большинство проекторов выводят изображение под прямым углом к объективу или с незначительным вертикальным сдвигом. Такое смещение называют офсетом, но он не всегда указывается в характеристиках. Проекторы средней ценовой категории имеют дополнительное горизонтальное смещение, которое можно регулировать. В дорогостоящих моделях такие настройки можно выполнять с помощью пульта и сохранять в памяти устройства. Эта функция поможет приспособить проектор к гостиной или другой комнате любого размера.

Режим 3D

Существенным минусом просмотра видео с наличием 3D является потеря мощности светового потока устройства. Так что для такого режима лучше выбирать гаджет с дополнительной яркостью.

Также при просмотре возможно двоение и мерцание изображения. В проекторах для реализации 3D может использоваться активный и пассивный способ.

Разрешение

Данный параметр характеризует количество пикселей по ширине и высоте, которые формируют изображение. Чем выше этот показатель, тем более четкой будет картинка при одинаковом размере экрана. Бюджетные модели имеют разрешение 800х600, качество картинки при этом будет низким. А вот разрешение Full HD (1920х1080), позволит насладиться просмотром фильма в полной мере.

Проекционное отношение

Проектор для дома лучше всего выбирать с функцией горизонтального и вертикального сдвига линз, которая переместит объектив и поможет в построении правильного изображения на экране даже при установке устройства в углу помещения. При этом разрешение и четкость изображения не будут урезаны.

Разъемы и интерфейсы

Этот нюанс также является достаточно важным. Большое количество разъемов позволят подключить дополнительную аппаратуру или акустическую систему. Для подключения каких-либо приставок обязательно нужно подобрать подходящий видео интерфейс. Чаще всего используются DVI, VGA и HDMI разъемы. Также имеется возможность приобретения переходников, в случае если интерфейс не подойдет.

Экраны для проекторов

Проекционный экран поможет передать изображение на экран без потери качества . Существуют решения с электрическим или ручным управлением, портативные и стационарные. Для домашнего использования оптимальным выбором станет стационарный экран с электрическим управлением.

Сколько стоит проектор

По стоимости можно выделить следующие категории:

• Бюджетные . Их цена находится в пределах 1000 долларов. К минусам такого выбора можно отнести недостаток яркости и контрастности, а также невысокое разрешение.
• Средний класс . Устройства стоимостью до 3000 долларов не имеют существенных недостатков. В сравнении с бюджетными вариантами отличаются дополнительными функциями, оптимальными показателями яркости и контраста.
• Флагманы . Устройства стоимостью свыше 3000 долларов имеют современные технологии проецирования с ультравысоким разрешением и отличным изображением.

Проектор для домашнего использования будет иметь среднюю стоимость в 2000 долларов. Такое устройство будет иметь оптимальное соотношение цены и качества.

Как работает проектор

Устройство подключается к компьютеру, камере или другому девайсу с подходящим разъемом и транслирует изображение или видео на специальный экран. Проецирование картинки осуществляется по одной из рассмотренных ранее технологий.
Принцип работы следующий:

1. Лазер или специальная лампа создает 3 цветовых компонента, которые в дальнейшем комбинируются.
2. После чего сложная технология фокусировки и развертки проецирует изображение . При этом используется система зеркал.
3. Появляется возможность вывести картинку на любую поверхность, в том числе и неровную.

Введение

Японская компания Epson является мировым лидером в области производства устройств для получения изображения, среди которых принтеры, 3LCD проекторы и маленькие и средние ЖК-дисплеи. Основываясь на корпоративной культуре, компания Epson работает для того, чтобы превосходить и опережать пожелания и ожидания пользователей во всем мире, предлагая устройства, известные своим выдающимся качеством, отличной функциональностью, компактностью и низким потреблением энергии.

В повседневной жизни все больше и больше начинают пользоваться популярностью мультимедийные проекторы. Почему в данное время не берут плазмы или ЖК телевизоры? Только проектор может «выдать» качественную картинку размером более 300" по диагонали (существуют «плазмы» 106"; но на рынке их пока нет, а при появлении они будут дорого стоить). Проектор предоставляет самое выгодное соотношение рубль/дюйм. Проекторы гораздо более компактные и поэтому не занимают много места, а покрываемая диагональ больше, чем диагональ плазмы или ЖК телевизора, к тому же некоторые модели могут быть установлены на потолке. Проекторы Epson имеют большое количество входов (особенно домашние), соответственно к ним можно подключить любой видеоисточник, будь то DVD - плеер, видеомагнитофон, игровая приставка и так далее.

Проектор - это устройство, подключаемое к компьютеру или видеомагнитофону (DVD - плееру, видеокамере и т.д.) для получения изображения на проекционном экране. Для работы проектора не требуется каких-либо специальных программ. Работа с проектором подобна работе с компьютерным или видео - монитором. На пульте дистанционного управления проектором имеются регулировки яркости и контрастности изображения. Проекторы для офисных презентаций не нуждаются в сложной и частой регулировке. Такие проекторы можно включать и работать с ними, не читая инструкции. Внутри корпуса проектора находится лампа и преобразователь входного сигнала в изображение. Как правило, проектор имеет вход для подключения сигнала от компьютера и один - два входа для коммутации сигналов видео.

В проекторах имеются также аудио - входы для воспроизведения звука на встроенные динамики. Проекторы мультисистемны и работают со всеми стандартами видео (PAL/SECAM/NTSC). Это значит, что вы можете воспроизводить любую телевизионную программу и записи с видеокассет и лазерных дисков. Яркость и графическое разрешение изображения - это самые важные свойства проекторов для презентаций. Говоря о яркости проекторов, мы будем подразумевать световой поток проектора, то есть количество света, излучаемое проектором. Световой поток не зависит ни от размера экрана, ни от расстояния от объектива проектора до плоскости экрана и измеряется в ANSI - люменах. Световой поток современных офисных проекторов превышает 1000 ANSI - люменов, что позволяет проводить презентации при обычном искусственном свете.

Для воспроизведения видео рекомендуется использовать проекторы с графическим разрешением не менее 800×600 точек (SVGA). Для качественного воспроизведения компьютерного изображения с мелкими деталями выбирайте проектор с графическим разрешением не менее 1024×768 точек (XGA). Для компьютерных приложений с повышенными требованиями по контрастности и графическому разрешению изображения применяйте проекторы с графическим разрешением 1400×1050 точек Оптическая схема проекторов со стандартными объективами устроена так, что нижний край изображения оказывается на уровне объектива проектора.

В большинстве моделей проекторов предусмотрена возможность коррекции вертикальных трапецивидных искажений, возникающих при расположении проектора значительно выше или ниже нормального рабочего положения. Проекторы формируют изображение заданного размера. При использовании стандартных объективов с коэффициентом 2:1 расстояние от объетива проектора до плоскости экрана совпадает с удвоенной шириной экрана Длина штатного компьютерного кабеля обычно не превышает 3 м, чего вполне достаточно работы в офисе. При необходимости допускается использование компьютерных кабелей длиной до 15 м. Длина штатного видеокабеля также не велика, однако при необходимости для передачи сигнала видео можно использовать профессиональные видеокабели длиной до 100 м. В качестве источника света в проекторах используются надежные металлогалоидные лампы со сроком службы не менее 2000 часов. При использовании проектора в режиме офисной эксплуатации по 2 часа в сутки ежедневно, включая выходные и праздничные дни, одной лампы хватит на срок не менее чем на два с половиной года.

1 Назначение и общая характеристика мультимедийного проектора

1.1 Устройство LCD -проектора

Современные LCD-проекторы выполняются на базе трех жидкокристаллических матриц. Структурная схема такого проектора представлена на рисунке 1.1. Световое излучение лампы с помощью конденсатора преобразуется в равномерный световой поток, из которого дихроичные зеркала-фильтры выделяют три цветовые составляющие (красную, синюю и зеленую) и направляют их на соответствующие LCD-матрицы (дихроичное зеркало отражает одну цветовую составляющую светового потока и пропускает лучи двух других). Сформированные ими цветные изображения объединяются в призматическом блоке в одно полноцветное, которое затем через объектив проецируется на внешний экран.

Рисунок 1.1 - Устройствово LCD-проектора

По принципу действия такие аппараты напоминают обычные диапроекторы с той разницей, что проецируемое на внешний экран изображение формируется при прохождении излучаемого лампой светового потока не через слайд, а через жидкокристаллические панели, состоящие из множества электрически управляемых элементов-пикселов.

В зависимости от величины приложенного к каждому такому элементу переменного напряжения меняется его прозрачность, а, следовательно, и уровень освещенности участка экрана, на который проецируется данный пиксел. Все проекторы Epson основаны на технологии 3LCD, эта технология была разработана компанией и запатентована в 1988 году, а в 1989 году был выпущен первый проектор на этой технологии.

Преимущества: малый вес и стоимость, прекрасно подходят для презентаций, высокая яркость, идеальная геометрия, легкая настройка и использование, подходят для очень больших экранов.

Недостатки: необратимая деградация (старение) LCD - матрицы через 3-4 года интенсивной эксплуатации, невысокий уровень черного, "мертвые" пикселы, обязательно активное охлаждение, более высокий уровень шума.

1.2 Устройство DLP -проекторов

В одноматричном DLP - проекторе световой поток лампы пропускается через вращающийся фильтр с тремя секторами, окрашенными в цвета составляющих пространства RGB (в современных моделях к трем цветным секторам добавлен четвертый - прозрачный, что позволяет увеличить световой поток мультимедийного проектора при демонстрации изображений с преобладающим светлым фоном). Устройствово такого проектора представлено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Устройствово DLP проектора

В зависимости от угла поворота фильтра (а, следовательно, и цвета падающего светового потока) DMD-кристалл формирует на экране синюю, красную или зеленую картинки, которые последовательно сменяют одна другую за короткий интервал времени. Усредняя отражаемый экраном световой поток, человеческий глаз воспринимает изображение как полноцветное.

Лежащая в основе любого DLP - проектора технология цифровой обработки света (DLP) базируется на разработках корпорации Texas Instruments, создавшей новый тип формирователя изображения - цифровое микрозеркальное устройство DMD (Digital Micromirror Device).

DMD - формирователь представляет собой кремниевую пластину, на поверхности которой размещены сотни тысяч управляемых микрозеркал. Некоторые сравнительные моменты двух технологий (которые получаются из-за особенностей формирования изображения). При резких движениях головой, моргании, а также при просмотре видео на изображении, проецируемом проектором с технологией DLP, хорошо заметен эффект «расслоения» цветов. Этот недостаток обусловлен конструктивными особенностями проекторов, построенных на базе технологии DLP с одной DMD - матрицей.

При использовании проектора, основанного на технологии 3LCD, подобного явления не наблюдается. Проектор, основанный на технологии 3LCD, обеспечивает передачу более ярких, сочных и реалистичных цветов, в то время как при использовании DLP- проектора изображение получается более блеклым, а многие оттенки зеленого имеют избыток желтизны (это хорошо заметно по траве, листве и подобным объектам).

Проектор, основанный на технологии 3LCD, позволяет получать более яркое изображение без потери деталей в светах и тенях. Увеличение яркости или контрастности на DLP- проекторе неизбежно приводит к исчезновению деталей в светах и появлению ступенчатости на плавных тональных переходах.

При воспроизведении видеопроектор, основанный на технологии 3LCD, позволяет получить более мягкую картинку и более насыщенные оттенки по сравнению с изображением, проецируемым DLP- проектором. Впечатление от просмотра видео при использовании DLP- проектора также портит эффект «расслоения» цветов (который, по мнению ученых, не столь безобиден, как может показаться на первый взгляд), появляющийся в динамичных сценах.

Рисунок 1.3 - Устройствово двухматричного DLP - проектора

В двухматричных DLP - проекторах, вращающийся цветной фильтр имеет два сектора пурпурного (смесь красного с синим) и желтого (смесь красного и зеленого) цветов (рисунок 1.3). Дихроичные призмы разделяют световой поток на составляющие, при этом поток красного цвета в каждом случае направляется на одну из DMD - матриц. На вторую в зависимости от положения фильтра направляется поток либо синего, либо зеленого цвета. Таким образом, двухматричные проекторы, в отличие от одноматричных, проецируют на экран картинку красного цвета постоянно, что позволяет компенсировать недостаточную интенсивность красной части спектра излучения.

Рисунок 1.4 - Оптическая схема трехматричного DLP - проектора

В трехматричных DLP - проекторах (рисунок 1.4) световой поток лампы с помощью дихроичных призм расщепляется на три составляющих (RGB), каждая из которых направляется на свою DMD - матрицу, формирующую картинку одного цвета. Объектив аппарата проецирует на экран одновременно три цветных картинки, формируя, таким образом, полноцветное изображение. Благодаря высокой эффективности использования светового излучения лампы, трехматричные DLP - проекторы, как правило, характеризуются повышенным световым потоком, достигающим у наиболее мощных аппаратов 18000 ANSI - лм.

Преимущества: долговечность DLP - матриц (не теряют качества со временем), малый вес, прекрасно подходят для презентаций, высокая яркость, идеальная геометрия, легкая настройка и использование, подходят для очень больших экранов, меньшие затраты на охлаждение, меньший уровень шума.

1.3 Характеристики проекторов

Разрешение является важнейшим параметром, определяющим качество изображения. Важно различать разрешение и формат входного сигнала. Разрешение-то, что различает ("разрешает") глаз на экране. Для проекторов на дискретных элементах (LCD, DLP) оно определяется числом элементов в матрице. Разрешение проекторов нередко обозначают аббревиатурами

VGA (640 × 480), SVGA (800 × 600), XGA (1024 × 768), WXGA (1280 × 768), SXGA (1280 × 1024), UXGA (1600 × 1200) и т.п.

Яркость (нормальный/экономичный режим). Прежде всего, необходимо четко осознать, что указанная в документации яркость (в люменах) характеризует световой поток проектора, который распределяется по всей площади экрана. То есть, увеличив ширину экрана (изображения) вдвое, вам придется (чтобы не уменьшилась яркость изображения) использовать в четыре раза более мощный проектор. Дело в том, что чем более ярким является изображение, которое дает проектор, тем более сочными и насыщенными являются цвета, но меньшей - контрастность. Происходит это потому, что в основе контрастности лежит режим воспроизведения максимально глубокого черного цвета, а свет - враг черного цвета.

Ресурс лампы (экономичный режим) E- TORL (рисунок 1.5) - срок службы лампы выходит, когда ее световой поток упадет (яркость) до 50% от начального значения. Лампы EpsonE- TORL. Разработка уникальной лампы EpsonE- TORL стала настоящим прорывом в области проецирования изображения. Она позволяет при меньшей мощности обеспечить большую яркость изображения. Среди очевидных преимуществ - значительно сниженная стоимость лампы, более низкое энергопотребление, мгновенное выключение проектора, увеличенный ресурс лампы и низкий уровень шума.

Таблица 1.1 - Показатель необходимой яркости проектора в зависимости от внешних факторов

Контрастность - это соотношение яркостей наиболее белого участка изображения и наиболее черного. Контрастность определяется с помощью измерителя интенсивности света, падающего на какую-либо поверхность или отраженного от нее. Большинство производителей используют метод, при котором определяется отношение "белое поле/черное поле", т.е. измеряются освещенности максимально белого и максимально черного изображений и вычисляется их отношение. Если вы будете работать в освещенном зале, вы не увидите заявленной контрастности, каким бы хорошим проектор ни был. Если проектор имеет контрастность 500:1 и выше, разницу почувствовать трудно. Однако при просмотре видеофильма в затемненном помещении, вы увидите преимущество высококонтрастного изображения.

Рисунок 1.5 - Сравнение обычной лампы и лампы с технологий E- TORL

Уровень шума (экономичный режим). Разница в 3 дБ воспринимается человеком как уменьшение шума на 50%, а в 7 дБ - на 80%. Иными словами, можно сказать, что работа проектора с уровнем шума вентилятора 27 дБ воспринимается человеком в пять раз тише, чем у проектора с уровнем шума 34 дБ.

Рисунок 1.6 - Вертикальная и горизонтальная коррекция трапециидального искажения

Встроенные колонки. Многие проекторы Epson обладают встроенными динамиками, благодаря чему DVD и мультимедийные презентации могут отображаться без подключения внешних колонок.

Вертикальная и горизонтальная коррекция трапециидального искажения (рисунок 1.6). Восстановление прямоугольной формы изображения на проекционном экране, нарушенное вследствие несоблюдения высоты или центрирования проектора. Когда проектор установлен под значительным углом к оси экрана, изображение получается слегка искаженным, принимая форму трапеции, именно поэтому коррекция трапециидального искажения очень важна.

Система вертикального и горизонтального сдвига линз. Возможность вертикального и горизонтального сдвига линз означает, что проектор не обязательно размещать непосредственно перед экраном, его можно разместить на столе, полке и даже на потолке.

Размер изображения.Для точного определения размера изображения проецируемого любой моделью проектора Epson, на сайте epson.ru есть проекционный калькулятор.

Увеличение.Объектив с масштабированием способен изменять свое фокусное расстояние. В результате этого размер изображения проектора имеющего объектив с масштабированием может изменяться, при этом проектор находится на одном и том же расстоянии от экрана.

Передача изображения по USB.Эта функция позволяет избавиться от лишних проводов: с помощью всего одного кабеля USB, подключенного к компьютеру, можно передавать изображение и сигнал управления. Дополнительные функции - это возможности проектора, которые отличают наши устройства от других, это дополнительные преимущества, которые не вошли в основной список характеристик. Функции EasyMP(EasyMultimediapresentation), расширенная сетевая функциональность, возможность подключения до 4-х проекторов к одному компьютеру по сети (проводной или беспроводной) и передачи изображения на них, работа напрямую с

USB- устройствами и картами памяти, передача изображения по USB, возможность подключения до 1000 проекторов по сети для управления и мониторинга).

2. Принцип работы проектора

1. Вентилятор потребления охлаждает R, Г и клапаны света B (панели

наименьшего общего кратного).

2. Вентилятор лампы (вентилятор Потребления) главным образом крутой собрание Лампы.

3. Вытяжной вентилятор главным образом рассеивает теплоту от собрания Лампы.

4. Во время ремонтных работ раздел, включенный пунктирами, должен быть обработан как единственный (отдельный) модуль.

Краткий обзор операции дисплея:

1. Монтаж платы материнской платы получает сигналы

РГБ - компонента от интерфейса Компьютера или другого компонента. Монтаж платы материнской платы получает видео сигналы (S- видео или Видео) от Видео/с - Видео интерфейса (преобразование аналоговых сигналов в цифровые);

2. Цифровой сигнал дисплея изменен и сделанное гамма исправление процессором изображения (пв190 - 10L) на доске правления материнской платы, и затем вывод к R, Г и B освещает клапаны;

3. Каждый R, клапан света Г и B - панель и управлять количеством света, предоставленного от легкого справочника (руководства) модуль;

4. Свет, который проходит через легкие клапаны, интегрирован призмой и тогда спроектирован как изображение через модуль линзы проектирования;

5. Звуковой сигнал выводится от звукового контроллера (TDA7430) на диск правление к встроенному динамику (спикеру) через усилитель мощности.

Рисунок 2.1 - структурнаясхема LCD-проекторов

Рисунок 2.2 - Схемы подключения

Различные схемы связаны с материнской платой, доска (правление), которая является центральным компонентом системы.

Рисунок 2.3 - Блок Схемы

Оптическая система состоит из четырех блоков (собрание Лампы, световедущий модуль, POP (модуль призмы и свет клапаны (РГБ)), модуль линзы Проектирования). Ряд этих модулей называют оптическим механизмом.

IC101 типа TOP- 247Yфирмы PowerIntegration. Отличие схем лишь в номиналах некоторых элементов и в назначении контактов выходного разъема CN2. Микросхема включена по стандартной схеме с управлением по току. Выбрана рабочая частота микросхемы 66 кГц (вывод F подключен к выводу контроля С). Вход обратной связи по напряжению L используется для запуска преобразователя. Поэтому же входу контролируется входное напряжение преобразователя на пороговые значения. Вход контроля предельного тока через силовой ключ, управления (ON/OFF) и синхронизации - вывод X. Предельный ток через силовой ключ определяется номиналом резисторов делителя R1 R07 R08 R09. Вывод С - вход усилителя ошибки и обратной связи по току. Напряжение ошибки определяется напряжением с обмотки 1-2 импульсного трансформатора Т101 и проводимостью фототранзистора оптрона РС101. Оптрон РС101 входит в состав цепи обратной связи схемы стабилизации выходных напряжений блока. Для контроля выходных напряжений используется узел на элементах IC103 и РС101, подключенный к вторичному напряжению 13 В. Ток через фотодиод оптрона зависит от уровня напряжения 13 В, что приводит к изменению проводимости фототранзистора оптрона и изменению напряжения на входе усилителя ошибки - выводу С микросхемы IC101. Узел на элементах ZD101 и Q01 является дополнительной (кроме встроенных в микросхему цепей защиты) защитой блока питания от превышения номинала входного напряжения преобразователя. Аналогичную функцию выполняет узел на элементах Q101, ZD01 во вторичной цепи. Он контролирует напряжение 13 В и, при его резком увеличении (более 15 В), транзистор Q101 шунтирует выход выпрямителя D106 С11, С112, что приводит к срабатыванию токовой защиты в микросхеме IC101 и переходу блока питания в режим защиты. Из напряжений 13 и 5 В блока питания с помощью интегральных стабилизаторов формируются напряжения 33, 9, 8, 5, 3,3 и

1,8 В для питания все деталей шасси.

Рисунок 2.5 - Принципиальная электрическая схема блока питания шасси VC20EO

Конструктивно все стабилизаторы и транзисторные сборки (рис. 2.6) размещены на главной плате. Блок питания подключается к ней через разъем CN100. Следует обратить внимание на то, что импульсный преобразователь постоянно находится под напряжением, если проектор подключен к сети. От напряжения 5 В (контакты 3,4 CN2/102) питается дежурный стабилизатор напряжения 1,8 В на микросхеме IC105. С него напряжение подается на микросхему IC704. Все остальные вторичные напряжения появляются только в рабочем режиме. Для коммутации напряжения 5 В от блока на входы стабилизаторов используется ключ Q104 1С 102, а для коммутации

13 В-ключи Q100 IC100 и Q101 IC100. Эти ключи управляются сигналами SW_POWER и SW_LVDS с выв. 98 и 67 IC704.

Напряжение 33 В для питания тюнера формируется из 5 В с помощью преобразователя на элементах Q200, D200, С203, С213 и стабилизатора D201- R208. DC/AC-преобразователь для питания ламп подсветки.

Рисунок 2.6 - структурная схема вторичных цепей питания шасси VC17EO, VC20EO

ШИМ контроллер U301 работает на фиксированной частоте, которая определяется параметрами элементов, подключенных к выв. 5 и 7 (50 кГц). Выходы микросхемы (выв. 9-12) подключены к силовым элементам, в качестве которых используются пары (один с N-каналом, а другой - с

Р - каналом) MOS-FET - транзисторов U204 и U205 типа 4542М (VDSS = 30 В, VGss = ±20 В, lD = 6 А). Стоки транзисторов нагружены на первичные обмотки импульсных трансформаторов Т301 и Т302. с вторичных обмоток высокое напряжение через разъемы CN3 - CN6 подается на лампы подсветки. Для стабилизации выходных напряжений с резисторных делителей, включенных последовательно с лампами, снимается напряжение обратной связи и подается на прямой (переменная составляющая) и инверсный (постоянная составляющая) входы усилителя ошибки микросхемы - выв. 2. Сигнал включения преобразователя SWJNVERTER поступает от микроконтроллера на контакт 9 разъема CN2. Этим сигналом открывается ключ Q201- Q202 и напряжение 13 В с контактов 1 и 2 CN2 подается на стабилизатор U201, от которого питается микросхема U301. На вход ON/OFF (выв. 14) через резистор R207 от стабилизатора подается высокий потенциал и ШИМ контроллер включается. Один их выходов микросхемы (выв. 11) подключен к силовому ключу U204 через ключ Q204-Q206, управляемый напряжением стабилизатора U201. В виду того, что выходной силовой каскад выполнен по мостовой схеме, напряжение на выходе преобразователя появится только после того, как это ключ откроется. Яркость подсветки регулируется сигналом (постоянное напряжение в диапазоне 0...3.3 В) с контакта 8 CN2. Через делитель R271 R273 и диодную сборку D209 напряжение подается на усилитель сигнала ошибки - 1 U301.

Микросхема IC802 типа VCT4973 - XM фирмы Micronas входит в состав семейства VCT48/49xyi и представляет собой однокристальный ТВ процессор, который осуществляет полную обработку аналоговых видео и

Из сигнала на выходе УПЧ с помощью интегрированного полосового фильтра выделяется сигнал 1-ой ПЧЗ и поступает на вход мультистан-дартного демодулятора звукового сигнала. С его выхода звуковой сигнал поступает на переключатель звуковых сигналов (в составе IC802). На другие входы переключателя (выв. 113 - 118 IC802) подаются звуковые сигналы с разъемов НЧ входа. С выхода переключателя выбранный пользователем звуковой сигнал поступает на звуковой процессор (в составе микросхемы IC802), а с его выхода (выв. 123, 124) - на вход усилителя звуковой частоты (УМЗЧ) IC600 (выв. 7 и 14) и на вход усилителя наушников IC601 (выв. 2,3).

ЦМЗЧ выполнен на микросхеме типа TDA7266D фирмы STMicroelectronics, представляющей собой двухканальный мостовой усилитель с выходной мощностью 5 + 5 Вт (при UCc = 9,5 В, RL= 8 Ом, THD = 10%). Микросхема имеет функции блокировки звука, дежурного режима, защиты от короткого замыкания в нагрузке и термозащиты.

Вход переключения в дежурный режим не используется, он подключен к напряжению 9 В. Микросхема питается напряжением 9 В (выв. 6 и 15) от стабилизатора IC110. Усилитель наушников IC601 выполнен на микросхеме типа TDA7050. Это двухканальный усилитель при напряжении питания 5 В на нагрузке 32 Ом развивает выходную мощность 75 мВт в каждом канале. Микросхема питается напряжением 5 В (выв. 8) от стабилизатора 1С108 через ключ на транзисторах Q600, Q601. Этот ключ используется для выключения усилителя, сигнал HP_MUTE поступает с выв. 89 IC704.

3. Основные технические характеристики и параметры

3.1 Проектор Epson EMP - S 5/ S 52

Рисунок 3.1 - Проектор EpsonEMP- S5/S52

Таблица 3.1 - Технические характеристики проекторов S5/S52

3.2 Проектор Epson EB 1705/1715 W

Рисунок 3.2 - Проектор EpsonEB 1705/1715W

Таблица 3.2 - Технические характеристики проекторов EpsonEB 725/1735W

4. Особенности подключения устройства к ПК, настройка

Посмотрев на панель разъемов современного мультимедиа-проектора, большинство пользователей просто теряются при виде обилия указательных надписей и металлических деталей, устрашающих своей сложностью. Но все не так уж и страшно! Воспользовавшись данным иллюстрированным справочником, Вы сможете разобраться в некоторых основных типах соединителей и определить, что находится на панели Вашего проектора. Название "порт" перешло из "компьютерного" языка и мы будем его использовать, так как наш материал обращен в значительной степени пользователям компьютеров и универсальных мультимедиа-проекторов.

4.1 Порт HD 15 female (15 штырьковый трехрядный разъем "мама")

Он служит для подключения компьютера. Название интерфейса RGB происходит от английских слов red, green, blue - означающих основные цвета спектра - красный, зеленый, синий. Это - наиболее распространенный способ присоединения компьютеров и мониторов к видео проектору. RGB - вход, чаще всего, имеет указательную надпись "computer", поскольку, почти всегда источником RGB - сигнала является компьютер. RGB - выход, там, где он существует, чаще всего помечается как "monitor". Он может быть использован для пересылки уже полученного сигнала на монитор или другое внешнее устройство, например, еще один проектор. Иногда RGB - интерфейс именуют VGA или SVGA. Это может вносить путаницу, поскольку в данном случае речь не идет о разрешающей способности, а скорее о конструкции разъема и его внутренней распайке. Как правило, это 15 штырьковый соединитель с расположением штырьков в три ряда (HD 15). В новых моделях проекторов этот порт часто может также служить для присоединения компонентного видео сигнала (см. 5-BNC порт). При этом необходимо использовать соответствующий переходник и переключить тип входного сигнала с помощью меню проектора.

Рисунок 4.1 - Порт HD 15 female

4.2 DVI порт female (" мама ")

DVI, или Интерфейс Цифрового Видео (Digital Visual Interface), является относительно новым для передачи графического сигнала. Он был разработан, как альтернатива RGB, для связи источников сигнала (компьютеров, документ - камер) с отображающими устройствами (мониторы, проекторы). Этот интерфейс использует полностью цифровой стандарт передачи данных, благодаря которому можно избежать ухудшения качества, возникающего при аналогово - цифровых преобразованиях изображения. Вызвано оно тем, что на выходе источника сигнал перекодируется из цифрового вида в аналоговый, а на входе отображающего устройства, наоборот - из аналогового вида в цифровой. Эти преобразования непременно сопровождаются некоторым ухудшением качества. Другое преимущество этого интерфейса заключается в отсутствии потери качества изображения при использовании длинного соединительного кабеля, тогда как при использовании аналогового интерфейса, для снижения этих потерь необходимо вводить специальные усилители сигнала. Сейчас все больше новых устройств оснащаются

DVI - портом, хотя большинство компьютеров в базовой конфигурации его по-прежнему не имеют и для работы с ним им требуется специальная видеокарта. На сегодняшний день существуют две версии стандарта DVI. DVI - I совместим с предыдущими форматами и может использоваться компьютером с аналоговым портом вывода. DVI - D, напротив, не может работать с аналоговым сигналом. DVI - I, работающий с аналоговым сигналом, не дает никаких преимуществ по сравнению с обычным аналоговым RGB, так как осуществляет все те же преобразования.

Рисунок 4.2 - DVI порт female

4.3 5 - BNC порт

В проекторах среднего и профессионального класса этот порт, как правило, является универсальным (перестраивается с помощью меню проектора под нужный сигнал). В профессиональных моделях к такому порту можно подключать практически любой аналоговый сигнал. Прежде всего, он может служить для подключения компьютеров, особенно в стационарных условиях. Соединители BNC (Bayonet Neill Concelman - байонетный соединитель) с соответствующими высококачественными кабелями позволяют удалять источник (компьютер) и проектор на относительно большие расстояния в десятки метров - без потери качества сигнала. В этом случае 5 разъемов служат для подключения сигналов составляющих цветов (R, G, B), а также сигналов строчной и кадровой разверток (H, V) отдельными коаксиальными кабелями. При подключении, например, компонентного видео сигнала от профессиональной видеоаппаратуры, обеспечивающего наивысшее качество изображения, используются три разъема из пяти. При подключении S - видео два, и композитного видео - один разъем. Соответствующая конфигурация задается с помощью меню проектора.

Рисунок 4.3 - 5-BNC

4.4 RCA порт для видео (желтый)

В проекторах, особенно компактных, это прежде всего вход композитного видео сигнала. Это - стандартный видеопорт и он может быть использован для воспроизведения сигналов видеомагнитофонов, DVD - плейеров и других стандартных видеоустройств. Чаще всего для этого порта используется соединитель типа RCA (известный еще как "тольпан", из за схожей с цветком формы соединителей старых выпусков). На некоторых моделях проекторов может вместо RCA использоваться соединитель BNC. Сигнал, поступающий на этот вход, называется композитным, поскольку вся видео информация (цвет, яркость, синхронизация) объединены в одном сигнале и предаются по одному проводу. Композитный сигнал дает худшее качество, по сравнению с другими типами видеосигналов (S - видео и компонентный), но зато для него используется самый простой и недорогой кабель. Выходы композитного видео сигнала присутствуют на всех, за редким исключением, видео устройствах магнитофонах, камерах, проигрывателях DVD и т.п.

Рисунок 4.4 - RCA порт для видео (желтый)

4.5 S - видео порт

Буква S в названии этого порта, соответствующего сигнала и типа соединителя означает separate (раздельный), так как в этом сигнале информация о яркости и цвете передается по двум раздельным проводам.

S-видео сигнал обеспечивает заметно лучшее качество изображения, по сравнению с композитным. S - видео называют также Y/C-video. Y является обозначением сигнала яркости, а С - цветности. Разъем для S - видео сигнала очень похож на разъемы для современных компьютерных мышей и клавиатур, не перепутайте! У S-видео вилки всего 4 штырька, у компьютерных разъемов их обычно больше (6-9). S-видео выходы имеются у многих видеоустройств среднего класса - это все DVD проигрыватели, видеокамеры S - VHS, Hi - 8, mini - DV, компьютерные видеокарты, документ камеры. У видеомагнитофонов S - видео выход имеется только у моделей

S -VHS или профессиональных.

Рисунок 4.5 - S-видео

4.6 IEEE - 1394 (FireWire)

Это порт, в ближайшее время, может появиться на многих моделях проекторов, хотя сегодня он имеется пока только на некоторых профессиональных. IEEE - 1394 (торговая марка компании Apple) используется, например, в цифровых видеокамерах mini - DV. Передача сигнала в проектор непосредственно в цифровом виде также будет обеспечивать очень высокое качество изображения. Не путайте этот порт с портом USB, так как они очень похожи.

Рисунок 4.6 - IEEE - 1394 (FireWire)

4.7 SDI порт ( соединитель BNC)

Встречается у профессиональных проекторов. SDI - сокращение слов Serial Digital Intеrface - он предназначен для передачи цифрового видео с качеством, удовлетворяющим требования телевизионного вещания. Обычно используется на профессиональном и студийном оборудовании. SDI может обеспечивать передачу сигналов, как стандартного цифрового телевидения, так и HDTV на расстоянии десятков метров без всякого промежуточного усиления по коаксиальному кабелю. Он известен также как 4:2:2-компо- нентное видео или YСbCr.

Рисунок 4.7 - SDI

4.8 USB порт

Universal Serial Bus (универсальная шина для передачи данных) все чаще встречается на разных моделях проекторов. Служит пока, главным образом, для осуществления управления проектором при помощи компьютера (с установленными соответствующим ПО), и для управления компьютером с пульта дистанционного управления проектором. В дальнейшем не исключено использование этого порта и для передачи изображения и звука.

Рисунок 4.8 - USB

4.9 RCA порт для звука (белый, красный/звук) (AUDIO IN)

Это порт для подключения звука. Чаще всего он включается вместе с входами от видеоисточников. Согласно принятому стандарту белым цветом обозначается разъем левого, а красным правого канала стерео системы. Собственные громкоговорители проекторов обычно слишком малы для обеспечения хорошего качества звучания, поэтому обратите внимание, нет ли на вашем проекторе выхода звукового сигнала!

Рисунок 4.9 - RCA

4.10 Мини - джек (порт входа звукового сигнала) ( AUDIO IN , COMPUTER AUDIO IN )

В проекторах такой входной соединитель используется для подключения звуковой карты компьютера, так как у последних такой же выходной разъем и соответствующий кабель входит в комплект. Впрочем, у особо компактных моделей проекторов такой входной порт для звука может быть единственным.

Рисунок 4.10 - AUDIO IN

4.11 Мини - джек (порт выхода звукового сигнала) (MONITOR)

Этот выход служит для подачи звукового сигнала на внешнюю звукоусилительную систему, которая может быть любой - от домашнего музыкального центра до мощной системы озвучивания большого зала. Сигнал на этом выходе будет соответствовать тому источнику, изображение от которого в данный момент проецируется на экран. Присоединив внешнюю звуковую систему к проектору через этот порт вы сможете регулировать громкость кнопками с пульта дистанционного управления проектором.

Рисунок 4.11 - AUDIO OUT

4.12 D - Sub (9 pin) male (" папа ")

Это стандартный соединитель для интерфейса RS - 232. Он используется для управления проектором или компьютером (управление компьютерной мышью на пульте ДУ проектора). При помощи внешней системы управления (AMX, CRESTRON), подключенной к проектору через этот порт можно дистанционно управлять любыми функциями проектора, что особенно важно в больших инсталляциях.

Рисунок 4.12 - D-Sub

4.13 Мини DIN 8 порт (RS-232, Mouse, PS/2)

В последнее время этот соединитель вытеснил D-Sub 9-pin в качестве основного порта для управления проектором или компьютером, а для присоединения к различным вариантам разъемов RS-232 в комплект проектора входят необходимые переходники.

Рисунок 4.13 - мини DIN 8 порт

5. Система электропитания устройства

Конструктивно все стабилизаторы и транзисторные сборки размещены на главной плате. Блок питания подключается к ней через разъем CN100. Следует обратить внимание на то, что импульсный преобразователь постоянно находится под напряжением, если проектор подключен к сети. От напряжения 5 В (контакты 3,4 CN2/102) питается дежурный стабилизатор напряжения 1,8 В на микросхеме IC105. С него напряжение подается на микросхему IC704. Все остальные вторичные напряжения появляются только в рабочем режиме. Для коммутации напряжения 5 В от блока на входы стабилизаторов используется ключ Q104 1С 102, а для коммутации 13 В-ключи Q100 IC100 и Q101 IC100. Эти ключи управляются сигналами SW_POWER и SW_LVDS с выв. 98 и 67 IC704.

Напряжение 33 В для питания тюнера формируется из 5 В с помощью преобразователя на элементах Q200, D200, С203, С213 и стабилизатора D201, R208. DC/AC-преобразователь для питания ламп подсветки

Рисунок 5.1 - структурная схема вторичных цепей питания шасси VC17EO,VC20EO

ШИМ контроллер U301 работает на фиксированной частоте, которая определяется параметрами элементов, подключенных к выв. 5 и 7 (50 кГц). Выходы микросхемы (выв. 9-12) подключены к силовым элементам, в качестве которых используются пары (один с N - каналом, а другой - с Р - каналом) MOS - FET - транзисторов U204 и U205 типа 4542М (VDSS = 30 В, VGss = ±20 В, lD = 6 А). Стоки транзисторов нагружены на первичные обмотки импульсных трансформаторов Т301 и Т302. с вторичных обмоток высокое напряжение через разъемы CN3 - CN6 подается на лампы подсветки. Для стабилизации выходных напряжений с резисторных делителей, включенных последовательно с лампами, снимается напряжение обратной связи и подается на прямой (переменная составляющая) и инверсный (постоянная составляющая) входы усилителя ошибки микросхемы - выв. 2. Сигнал включения преобразователя SWJNVERTER поступает от микроконтроллера на контакт 9 разъема CN2. Этим сигналом открывается ключ Q201 - Q202 и напряжение 13 В с контактов 1 и 2 CN2 подается на стабилизатор U201, от которого питается микросхема U301. На вход ON/OFF (выв. 14) через резистор R207 от стабилизатора подается высокий потенциал и ШИМ контроллер включается. Один их выходов микросхемы (выв. 11) подключен к силовому ключу U204 через ключ Q204 - Q206, управляемый напряжением стабилизатора U201. В виду того, что выходной силовой каскад выполнен по мостовой схеме, напряжение на выходе преобразователя появится только после того, как этот ключ откроется. Яркость подсветки регулируется сигналом (постоянное напряжение в диапазоне 0...3.3 В) с контакта 8 CN2. Через делитель R271 - R273 и диодную сборку D209 напряжение подается на усилитель сигнала ошибки - 1 U301.

Микросхема IC802 типа VCT4973-XM фирмы Micronas входит в состав семейства VCT48/49xyi и представляет собой однокристальный ТВ процессор, который осуществляет полную обработку аналоговых видео и

звуковых сигналов, поступающих на его входы с тюнера или с разъемов НЧ входа.

Из сигнала на выходе УПЧ с помощью интегрированного полосового фильтра выделяется сигнал 1-ой ПЧЗ и поступает на вход мультистан-дартного демодулятора звукового сигнала. С его выхода звуковой сигнал поступает на переключатель звуковых сигналов (в составе IC802). На другие входы переключателя (выв. 113-118 IC802) подаются звуковые сигналы с разъемов НЧ входа. С выхода переключателя выбранный пользователем звуковой сигнал поступает на звуковой процессор (в составе микросхемы IC802), а с его выхода (выв. 123, 124) - на вход усилителя звуковой частоты (УМЗЧ) IC600 (выв. 7 и 14) и на вход усилителя наушников IC601 (выв. 2,3).

ЦМЗЧ выполнен на микросхеме типа TDA7266D фирмы STMicroelectronics, представляющей собой двухканальный мостовой усилитель с выходной мощностью 5 + 5 Вт (при UCc = 9,5 В, RL= 8 Ом,

THD = 10%). Микросхема имеет функции блокировки звука, дежурного режима, защиты от короткого замыкания в нагрузке и термозащиты.

101 микроконтроллера, который через ключ на транзисторе Q602 подается на вход блокировки - выв. 8. Вход переключения в дежурный режим не используется, он подключен к напряжению 9 В. Микросхема питается напряжением 9 В (выв. 6 и 15) от стабилизатора IC110. Усилитель наушников IC601 выполнен на микросхеме типа TDA7050. Это двухканальный усилитель при напряжении питания 5 В на нагрузке 32 Ом развивает выходную мощность 75 мВт в каждом канале. Микросхема питается напряжением 5 В (выв. 8) от стабилизатора 1С108 через ключ на транзисторах Q600, Q601. Этот ключ используется для выключения усилителя, сигнал HP_MUTE поступает с выв. 89 IC704.

6. Расчет надежности

Эксплуатационные показатели - это характеристики, определяющие качество выполнения изделием заданных функций. Общими из них для всех изделий длительного действия являются показатели надежности (долговечности), динамичности качества, эргономические показатели и экономичность эксплуатации.

Надежность - это свойство объекта (например, изделия) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в допустимых пределах, соответствующих принятым режимам, условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность включает свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Показателями надежности являются вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ, интенсивность отказов и др.

Вероятность безотказной работы P(t) - вероятность того, что в заданный момент времениt или в пределах заданной наработки, отказа в работе изделия не произойдет (отказ - событие, заключающееся в том, что изделие становится неспособным выполнять заданные функции с установленными показателями):

P ( t ) = N ( t ) / N 0 , (6.1)

где N 0 - число изделий, работающих в начале испытаний, N(t) - число изделий, работоспособных в конце промежутка времени t.

Интенсивность отказов l(t) является функцией времени.

Типичный характер изменения интенсивности отказов l(t) изделий от начала эксплуатации до списания представлен следующим графиком:

l

I II III

0 t

Рисунок 6.1 - Зависимость интенсивности отказов от времени

На рисунке 6.1 прослеживаются три основных периода работы изделия:

I период - период приработки.

Повышенная интенсивность отказов в этом периоде связана с дефектами конструкций, изготовления, сборки конечного изделия. С окончанием этого периода, как правило, заканчивается гарантийное обслуживания изделия. Многие компании и фирмы - производители не выпускают свою продукцию на рынок, пока изделие не пройдет период приработки.

II период - период нормальной работы.

Интенсивность отказов в этом периоде остается практически постоянной и незначительной.

III период - период старения.

В этот период интенсивность отказов резко возрастает, происходит изнашивание, старение и необратимые физические явления, при которых эксплуатация изделия не возможна или экономически не оправдана. Для большинства изделий вычислительной техники период их морального устаревания опережает физический.

Расчет надежности производят на этапе разработки объекта для определения его соответствия требованиям, сформулированным в ТЗ. Расчет производится в следующем порядке. Исходными данными является интенсивности отказов элементов различных групп (справочные значения). Интенсивность отказов показывает, какая часть элементов поотношению к общему количеству исправно работающих элементов в среднем выходит из строя в единицу времени (обычно за час).

Сущность расчета надежности состоит в том, чтобы определить основные критерии характеризующие надежность: время наработки на отказ Т 0 и вероятность безотказной работы Р(t).

Элементы системы необходимо разбить на группы с одинаковыми интенсивностями отказов l и подсчитать внутри групп число элементов М i .

Справочные значения интенсивностей отказов l некоторых элементов приведены в следующей таблице.

Таблица 6.1 - Таблица интенсивности отказов

Вычислим произведение М i на l, характеризующее долю отказов, вносимых элементами каждой группы в общую интенсивность отказов системы:

l i =М i * l (6.2)

Общая интенсивность отказов системы состоит из интенсивностей отказов входящих в нее групп элементов:

l общая = å l i (6.3)

i =1

где N- число групп с однотипными элементами.

Вычислим наработку на отказ. Наработка на отказ Т 0 - это показатель безотказности, равный отношению наработки восстанавливаемого изделия к математическому ожиданию числа его

отказов в течение этой наработки. Следовательно, это величина

обратно пропорциональна интенсивности отказов, то есть:

Т 0 =1/ l общая (6.4)

Вероятность безотказной работы Р(t) - это математическое ожидание того, что в заданном интервале времени не произойдет отказа. Вероятность безотказной работы Р(t) связана с интенсивностью отказов l следующей формулой:

Р( t )= е - l t = е - t / To , (6.5)

где е - это основание натурального логарифма;

е = 2.718281828459045….

Кроме того, расчет надежности можно заменить графическим методом на координатной плоскости. На горизонтальной оси наносятся деления в соответствии с полученной наработкой на отказ Т 0 . На вертикальной оси отмечается точка Р(t)=1 и через нее проводится горизонтальная линия, а сама ось градуируется.

Через точку P(1) проводится горизонтальная линия. Линия надежности определяется экспериментальным законом. На оси t откладывается T 0 и эта величина сносится на горизонтальную линию, проведенную через точку P(1). Полученную точку соединяем прямой линией с точкой P(t)=1. Эта и есть линия надежности.

Для определения вероятности безотказной работы устройства в момент времени t i откладываем величину t i на оси t, сносим эту величину на полученную линию надежности, а затем на ось P и таким образом обнаруживаем P(t i ) для заданного момента времени t i .

Например:

P

0 t i T 0 t

Рисунок 6.2 – Линия надежности

Таблица 6.2 - Общая интенсивность отказов групп элементов

Вычислим наработку на отказ:

Т=1/ l общая = 1/0,0081433 = 123 ч.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был рассмотрен принцип действия мультимедийного проектора.

В первой части назначение и общая характеристика мультимедийного проектора были определены основные критерии выбора мультимедийного проектора и параметры его комплектующих частей. Были рассмотрены различные технологии изготовления матриц, их преимущества и недостатки. Так же были рассмотрены классификации проекторов, их индивидуальные особенности для работы в той или иной области и приведены их личные техническме характеристики.

В разделе принцип работы проектора был рассмотрен принцип работы проектора по электирическим и структурным схемам.

Раздел основных технических характеристик содержит в себе краткое сравнение проекторов Epson.

Особенности подключения находятся в четвертом разделе, там были рассмотрены все возможные порты ввода-вывода проекторов.

Список использованных источников

1.Алексей Гинзбург; Марин Милчев. Периферийные устройства.- М.: «Искра», 2002.

2. http://www.muzmarket.ru/023.html

3. Кучеров Д.П. Источники ПК и периферии. - СПб.: Наука и Техника, 2002.

4.http://epson.ru

5.http://www.allprojectors.ru/index.html

6.http://archive.espec.ws

7.http://www.diagram.com.ua

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Проектор (устройство)" в других словарях:

У этого термина существуют и другие значения, см. Проектор (математика). Проекционный экран в домашнем кинотеатре … Википедия

проектор - ▲ оптическое устройство для (чего), воспроизвести, изображение, в (направлении), экран проектор аппарат для проецирования на экран изображений с оригиналов. проецировать. проекционный (# изображение). проекционный фонарь. волшебный фонарь.… … Идеографический словарь русского языка

Устройства вывода периферийные устройства, преобразующие результаты обработки цифровых машинных кодов в форму, удобную для восприятия человеком или пригодную для воздействия на исполнительные органы объекта управления. Содержание 1… … Википедия

Устройство, проецирующее на экран изображение, созданное одной или несколькими жидкокристаллическими матрицами. Механической основой LCD (матрица на жидких кристаллах англ. liquid crystal display LCD) и reflective LCD проекторов является… … Википедия

Aaxatech P1 Пико проектор проектор небольшого, карманного размера. Часто выполнен в форм факторе со … Википедия

Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

LCoS (англ. Liquid Crystal on Silicon жидкие кристаллы на полупроводнике) технология получения изображения, используемая в проекторах. Является третьей по распространенности после технологий 3LCD (LCD), но занимает значительно меньшую долю рынка … Википедия

Упрощенная схема ячейки LCoS матрицы. LCoS (англ. Liquid Crystal on Silicon жидкие кристаллы на кремнии) технология получения изображения, используемая в проекторах. Является третьей по распространенности после технологий DLP и 3LCD… … Википедия

Звуковой проектор электронное устройство, акустическая система, предназначенная для имитации пятиканального звука. Для создания эффекта пятиканального звучания вместо пяти источников звука, ставится один, содержащий несколько динамиков.… … Википедия

Безлинзовое устройство, создающее увеличенное изображение поверхности, эмитирующей электроны. Эмитированные катодом (в виде острия) электроны (автоэлектронная эмиссия) ускоряются сильным радиальным электрический полем и, попадая на внутреннюю… … Энциклопедический словарь

Книги

• Проектор отдельной реальности. Практика Трансерфинга. Практический курс Трансерфинга за 78 дней. Трансерфинг реальности, ступень 1-5 (количество томов: 8) , . В комплект входят следующие книги. "Проектор отдельной реальности" . Людей можно разделить на два типа: Приемники и Трансляторы. Приемники потребляют чужую информацию, 171;смотрят чужое…

Просмотр кинофильмов дома на большом экране – это весьма распространенное желание. Но его реализация для большинства мечтателей ощутимо дорога. Иначе они просто купили бы либо проектор, либо телевизор. Но тем, кто разбирается в устройстве электроприборов, вполне по силам самостоятельно изготовить проекционное устройство для домашнего кинотеатра. Об этом и пойдет речь далее.

Немного теории

Для начала посмотрим на схему правильного проектора. Очевидно, что сделать такое устройство сможет не каждый. Хотя бы потому, что потребуется несколько точных и качественных оптических деталей заводского изготовления:

• объектив;
• линзы.

От них будет зависеть равномерность распределения света на экране. В объектив свет должен входить под правильным углом. При незнании оптических характеристик объектива и линз все расстояния можно определить опытным путем.

Источником изображения в проекционном устройстве служит матрица на жидких кристаллах. Они работают на просвет. Причем каждый пиксель на экране проецируется с увеличением размеров. Поэтому исходное изображение должно быть максимально четким. Чем больше пикселей, тем лучше. Так называемое FULL HD – это 1920×1080 пикселей. От яркости проекционной лампы будет зависеть максимальный размер экрана, на котором можно смотреть фильмы с приемлемой яркостью и контрастом.

Простейший проектор

Если читатель является обладателем смартфона или планшета с ярким экраном и разрешением, близким к FULL HD, а также мечтает о просмотре фильмов на большом экране, он может попробовать сделать простейший аппарат из коробки, линзы и своего гаджета. Коробка-корпус должна быть в любом поперечном сечении больше гаджета, а линза по диаметру соизмерима с размерами его экрана. Но от ее фокусного расстояния будет зависеть расстояние до экрана. Идея проста:

• в коробке вырезается отверстие под линзу;
• внутрь помещается гаджет, который можно приблизить или отдалить от линзы.

Гаджет устанавливается в оправку, которую удобно перемещать в коробке. Для оправки вполне подходящей заготовкой может служить другая коробка с меньшими размерами. Отражение света от стенок коробок должно быть минимальным. Для этого лучше всего обклеить поверхности черной бархатной бумагой для аппликаций. Либо покрасить черной матовой краской. Вместо краски можно применить густой черный обувной крем. Лучше всего проложить между стенками коробок направляющие, особенно при использовании бархатной бумаги. Они предохранят покрашенные поверхности от протирания.

Вот и весь проектор. Детали его смотрим на изображениях ниже.

Результат, который мы видим на экране, сильно зависит от размеров изображения на нем. Если размер уменьшить, яркость и четкость кадра улучшатся. Качество изображения в этом простейшем проекционном устройстве на уровне «это лучше, чем ничего». Но причина этого очевидна – необходима более высокая яркость источника изображения и дополнительная оптика.

Качественный самодельный проектор

Далее расскажем, как сделать проектор своими руками, соблюдая все требования. Начинать надо с разборки гаджета. Он разбирается с сохранением своей работоспособности так, чтобы жидкокристаллическая матрица экрана была доступна для просвечивания посторонним источником света. Если вы не можете этого сделать, значит, сборка такого проектора не для вас.

Используемые детали:

1. плата источника питания светодиода;
2. светодиод 100 Вт (преимущество имеет источник света с минимальными размерами);
3. плата источника питания вентиляторов;
4. плата управления вентиляторами;
5. промежуточная линза;
6. выходной объектив;
7. пульт управления гаджетом через Wi-Fi;
8. две промежуточные линзы Френеля;
9. жидкокристаллическая матрица от гаджета.

И вот результат проделанной работы. Расстояние до экрана 4 метра, диагональ кадра на экране 100 дюймов. Все хорошо видно.

На основе проектора для слайдов

Но существует и более простой путь для создания проектора. Для этого можно использовать проектор для слайдов, которые проецируются с листа бумаги формата А4 (оверхед-проектор). Поскольку вся оптика уже есть в наличии, остается приложить к ней только источник изображения. Им может стать матрица монитора. Его придется разобрать с сохранением работоспособности. Поскольку после установки матрицы в проектор монитор, как обычно, подключается к компьютеру. Лучше всего использовать проектор, который просвечивает слайд, а не использует отраженный свет.

Что получается в результате такой гибридизации монитора с проектором, показано на изображениях ниже.

Вот и все, что надо сделать. Если, конечно, у вас есть такой проектор. Какая видимость в результате получается на экране, демонстрирует изображение ниже.

Размеры и качество кадра на экране получаются очень хорошими. Причем существуют проекторы для проецирования небольших слайдов, которые соизмеримы с экраном смартфона. Они дешевле. Поэтому можно купить смартфон с битым экраном и неисправный проектор для его матрицы. А что должно получиться в результате, уже показано выше.

Устройство проекторов | Введение

Всех нас завораживает волшебный мир кино. Атмосфера кинотеатра позволяет полностью погрузиться в действие и прочувствовать замысел режиссёра, ощутить прилив эмоций и даже в какой-то мере прожить жизнь экранных героев. Разумеется, вряд ли кто-то будет спорить, что одним из основных аспектов столь сильного воздействия является яркое, насыщенное изображение большого формата. И на сегодняшний день такую картинку можно получить лишь при помощи проектора – устройства, которое использует источник света для проецирования кадров на экран. Стоит отметить, что современные проекторы – это весьма высокотехнологичные устройства, однако истоки появления самого принципа формирования такой картинки уходят в глубину веков. Если подойти к вопросу достаточно упрощённо, то первыми зрителями можно считать первобытных людей, которые наблюдали движущиеся тени от огня на сводах пещер. Затем вспоминается знаменитый китайский театр теней, использующий схему, которую мы могли бы назвать сегодня обратной проекцией. А первые массовые устройства возникли лишь в 17 веке. Назывались они "волшебными фонарями", изобретателем которых считают голландского учёного Христиана Гюйгенса. Устройство волшебного фонаря было очень простым: в деревянном или металлическом корпусе был размещён источник света, а изображения для проекции были нарисованы на пластинах из стекла, обрамлённых в рамки. Свет проходил через картинку и оптическую систему, расположенную в передней части аппарата, и попадал на экран.

История волшебного фонаря насчитывает почти три века, и всё это время происходило совершенствование конструкции. Например, для усиления светового потока чуть позже был добавлен рефлектор, а в 19 веке свеча была заменена на электрическую лампу. Кстати, волшебными фонарями часто пользовались бродячие артисты, удивляющие публику невиданным световым зрелищем. Стоит отметить, что такие устройства были распространены и в дореволюционной России, где они применялись в образовательных целях. Более того, диапроектор, любимый нами с детства, является прямым наследником волшебного фонаря. Также нельзя не упомянуть об определяющей роли этого устройства в изобретении кинематографа, с появлением которого волшебный фонарь перестал быть столь популярным, положив, однако, начало всей проекционной технике.

Популярность кино вызвала бурный прогресс оборудования не только для съёмки, но и для воспроизведения, который продолжается до сих пор. Появились специализированные устройства для обучения, такие как оверхед-проекторы , которые до сих пор можно встретить в школах. Им на смену пришли первые модели мультимедийных устройств, которые можно было подключать к различным источникам видеосигнала, а значит – использовать для демонстрации фильмов вне кинотеатров. Дальнейшее развитие технологий позволило организовать просмотр, ничем не уступающий кинотеатральному, в домашних условиях. Идея домашнего кинотеатра покорила энтузиастов и любителей кино и вызвала новый всплеск интереса к индустрии производства фильмов. Помимо этого, массовый спрос на проекторы стал причиной значительного удешевления технологий и разработки по-настоящему доступных моделей. А это, в свою очередь, позволило широко использовать проекционное оборудование и в других областях, таких как образование.

Итак, все современные способы формирования проекционных изображений можно разделить три группы: излучающие, такие как CRT, просветные, такие как LCD, и отражающие, такие как LCoS и DLP. Каждая из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки, которые и определяют популярность той или иной системы на рынке.

Устройство проекторов | Основные проекционные технологии

CRT (технология электронно-лучевых трубок)

Несмотря на то, что проекторы , построенные на основе электронно-лучевой трубки, были и остаются достаточно редкими устройствами, для полноценного обзора их упоминание и место в истории современной проекционной техники являются весьма важными. Эти устройства можно с уверенностью назвать прародителями домашних кинотеатров, поскольку они позволяли формировать огромные изображения ещё тогда, когда ни о жидких кристаллах, ни о микрозеркалах ещё никто не слышал. Итак, что же представляет собой CRT-проектор ?

Принцип действия этих устройств знаком каждому, кто помнит старые телевизоры или компьютерные мониторы. Катод, расположенный в основании электронно-лучевой пушки, испускает поток электронов, который разгоняется высоким напряжением. Затем электромагнитная отклоняющая система фокусирует пучок и изменяет направление движения заряженных частиц, в результате чего они бомбардируют внутреннюю поверхность стеклянного экрана, покрытого люминофором, который начинает светиться под действием электронов. Таким образом, электронный луч, прочерчивая каждый кадр строка за строкой, и формирует картинку на экране. Однако, поскольку в подобных устройствах применяются монохромные вакуумные элементы, для получения полноценного цветного изображения одного кинескопа недостаточно. Поэтому в CRT-проекторах устанавливаются три трубки, которые отвечают за формирование базовых цветов: красного, зелёного и синего. Кстати, поскольку от таких устройств всегда требуется большой световой поток, диагональ экрана каждого кинескопа может составлять до 9 дюймов. Далее все три изображения при помощи массивных объективов и различных аналоговых систем коррекции искажений сводятся в единое целое на экране.

Схема технологии CRT

Что касается качества изображения, то даже по нынешним временам его можно назвать замечательным. Во-первых, это отличная цветопередача. Во-вторых, способность воспроизводить низкий уровень чёрного, и, как следствие, демонстрировать картинку с высокой контрастностью. И, в-третьих, возможность воспроизведения практически любого входного разрешения сигнала. Кроме того, такие проекторы могут изменять геометрию картинки, оставляя постоянным количество элементов изображения. Правда, стоит отметить, что такие возможности требуются только в специальных задачах, таких, как, например, совмещение нескольких изображений в авиатренажёрах.

CRT-проекторы – весьма тихие, поскольку в них практически не используются активные системы охлаждения. И при этом они могут непрерывно работать в течение сотен часов, хотя, опять же, такое преимущество для обычного домашнего кинотеатра практически не требуется. Также стоит отметить, что подобная технология проецирования изображения более чем испытана временем, ведь её история насчитывает около пятидесяти лет, а, значит, все возможные сложности производства и эксплуатации были давно уже преодолены. Кстати, такие устройства выпускаются до сих пор.

К сожалению, несмотря на все усилия, яркость демонстрируемого изображения нельзя назвать рекордной. Кроме того, такие проекторы не очень подходят для формирования статических изображений, поскольку люминофор, покрывающий внутреннюю поверхность кинескопа, имеет тенденцию выгорать со временем, а неподвижные картинки, формируемые в течение длительного времени, оставляют фантомные следы, достаточно заметные на других изображениях. Также стоит отметить, что довольно сложная система совмещения трёх базовых сигналов требует периодической калибровки, для проведения которой необходим специалист высокого класса.

Учитывая, что современные технологии воспроизведения изображений больших форматов, подгоняемые модой на объёмную картинку и внеднением стандартов сверхвысокой чёткости развиваются с огромной скоростью, CRT-проекторы на фоне нынешних моделей выглядят эдакими динозаврами: такие же огромные, тяжёлые и устаревшие.

LCD (жидкокристаллическая просветная технология)

С этим способом воспроизведения изображения связана уже современная эра проекционных устройств. Стоит отметить, что формула "новое – это хорошо забытое старое" полностью применима к данному случаю. Как утверждает история, первые попытки создания жидкокристаллических проекторов относятся к началу восьмидесятых годов прошлого века. Фактически идея заключалась в том, чтобы заменить движущуюся плёнку и затвор в кинопроекторе на LCD-матрицу, демонстрирующую видеоряд. И уже к середине десятилетия появились первые коммерческие образцы. Разумеется, эти устройства были не лишены недостатков – типичные показатели: 9 килограммов веса при световом потоке не более 300 люмен, низком разрешении и заметной сетке пикселов – однако они послужили отправной точкой развития доступных средств воспроизведения картинки большого формата и, как следствие, целого направления массовых домашних кинотеатров.

Итак, каким образом работает ЖК-проектор ? В основе функционирования лежит свойство молекул жидкокристаллического вещества менять пространственную ориентацию под воздействием электрического поля. Однако гораздо более важен тот факт, что проходящий через ячейку свет может менять направление плоскости поляризации. Более того, управляя приложенным напряжением, можно изменять это самое направление. Но что это даёт для формирования картинки? Всё очень просто: если добавить до и после ячейки поляризационные фильтры, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны, можно управлять прозрачностью любого элемента изображения. Разумеется, подобное представление принципа работы достаточно упрощено, однако когда-то всё работало именно так. А теперь добавьте управляющие транзисторы, проводники, дополнительные пиксели для каждого цветового канала, соответствующие цветофильтры – и получите цветную жидкокристаллическую панель.

Итак, у нас есть массив точек, расположенный на стеклянной подложке (для того, чтобы свет мог свободно проходить через матрицу), прозрачностью которых мы можем управлять. Но это еще не проектор : нам потребуется мощная лампа, система охлаждения, управляющая электроника, блок питания, объектив для проецирования изображения и корпус. На первый взгляд, всё довольно просто, однако применение одной матрицы практически сразу же выявило несколько серьёзных недостатков: перегрев LCD-панели, невысокая контрастность и общее ухудшение качеств поляризующих плёнок под действием высоких температур. Поскольку потенциал новой технологии был весьма высок, то дальнейшее её развитие привело к появлению в 1988 году схемы с тремя матрицами, которая получила название 3LCD.

Это конструктивное решение оказалось настолько популярным, что используется в проекторах до сих пор. В чем же его особенность? В том, что, как нетрудно догадаться из названия, в формировании изображения участвуют сразу три матрицы. Итак, свет от источника (как правило, это газоразрядная лампа) попадает на систему дихроичных зеркал, которые установлены в оптическом блоке. Их задача – пропускать свет определенного спектра и отражать всё остальное. Таким образом, белый свет разделяется на три потока, которые формируют базовые цвета изображения: красный, зелёный и синий. Каждый луч проходит через свою монохромную матрицу, формирующую картинку соответствующего цвета, а затем все три составляющие совмещаются при помощи специальной призмы. Полученное изображение проецируется через объектив на экран.

Схема технологии 3LCD

Дальнейший прогресс технологии, который позволил разместить все три матрицы вплотную к призме, что, в свою очередь повысило точность сведения трёх изображений. Кроме того, внедрение полисиликоновой технологии помогло не только повысить сопротивление ЖК-панели тепловому нагреву, но и заметно уменьшить размеры проводников и управляющих транзисторов. Таким образом, значительно повысилась световая эффективность матриц и появилась возможность дополнительного увеличения их разрешения. В современных проекторах также применяется микролинзовые растровые панели, которые направляют световой поток через прозрачную область и тем самым дают дополнительный выигрыш по яркости. Стоит отметить, что технологический процесс продолжает совершенствоваться до сих пор, поскольку предел возможностей пока не достигнут.

Итак, основными достоинствами технологии формирования изображения на основе трёх ЖК-матриц можно назвать высокую яркость картинки, небольшой вес конструкции, легкую настройку и эксплуатацию, а также возможность проецирования изображений очень больших форматов. Что касается недостатков, то к ним обычно относят большое расстояние между пикселями, которое является следствием необходимости размещать между ячейками проводники и управляющие транзисторы. Это приводит к эффекту сетчатости изображения, однако, учитывая перпективы внедрения разрешений, превышающих Full HD при сохранении размера диагонали экрана, подобный вопрос исчезнет уже в ближайшем будущем. Другой серьёзный недостаток, присущий ЖК-проекторам , - это довольно высокий уровень чёрного, и, как следствие, низкая контрастность, однако справедливости ради стоит отметить, что современные решения на основе IPS-матриц демонстрируют уже весьма впечатляющие результаты. Кроме того, недостаточное быстродействие LCD-панелей тоже давно уже не стоит на пути к качественному изображению. А вот шум по-прежнему является актуальным недостатком. Дело в том, что в этих проекторах применяются мощные газоразрядные лампы, нуждающиеся в серьёзной системе охлаждения, в которой применяются вентиляторы, что приводит к повышенному уровню шума. Также стоит отметить, что срок службы лампы составляет от 2000 до 4000 часов, после чего происходит снижение яркости в два раза, а, значит, при интенсивном использовании придётся периодически её менять, что связано с заметными финансовыми вложениями. Кроме того, сами матрицы тоже имеют тенденцию к изменению своих свойств с течением времени.

Кстати, тот самый первый и простой вариант проекционной технологии, когда используются одна ЖК-панель и источник света, послужил основой для множества самодельных конструкций. В Интернете и сейчас есть множество инструкций по самостоятельному изготовлению проекционного устройства при помощи матрицы монитора и проектора для лекций.

LCoS (жидкокристаллическая отражающая технология)

Ближайшим родственником принципа формирования изображения 3LCD является LCoS-технология, которая расшифровывается как Liquid Crystal on Silicon – "Жидкий Кристалл на Кремнии". Итак, в чём же суть? Если говорить совсем просто, то световой поток модулируется жидкокристаллической матрицей, которая работает не на просвет, а на отражение. Как это реализовано на практике? На подложке располагается управляющий полупроводниковый слой, покрытый отражающей поверхностью, а над этим "сэндвичем" находятся матрица из ячеек с жидкими кристаллами, защитное стекло и поляризатор. Свет от источника попадает на поляризатор, поляризуется и проходит через жидкокристаллическую ячейку. На полупроводниковый слой подаётся сигнал, который позволяет управлять плоскостью поляризации входящего света путём изменения пространственной ориентации жидкого кристалла. Таким образом, ячейка становится в той или иной степени прозрачной, позволяя регулировать количество света, которое проходит к отражающему слою и обратно.

На основе этого принципа формирования изображения было разработано несколько коммерческих технологий, причём каждая из них была запатентована. Одни из самых известных – это SXRD от компании Sony и D-ILA от JVC. Кстати, стоит отметить, что несмотря на то, что обе из них активно используются и по сей день, точкой отсчёта следует считать далёкий 1972 год, когда был изобретён жидкокристаллический оптический модулятор. Технологией заинтересовались военные, и несколько лет спустя уже все командные центры ВМФ США были оснащены на основе этих устройств. Разумеется, это были полностью аналоговые аппараты и, кстати, в качестве источника изображения в них выступали электронно-лучевые трубки. Не стоит и говорить, что те были непомерно сложны и дороги. Уже в наше время коммерческой разработкой и усовершенствованием принципа модуляции отражённого света занялась компания JVC, которая представила первый на основе технологии D-ILA в 1998 году. Итак, как же устроен такой аппарат?

В настоящее время в основном используются решения на основе трёх матриц, однако справедливости ради стоит сказать, что существуют и одночиповые LCoS- . Обычно используются две схемы. В первом случае источником света выступают три мощных светодиода красного, зелёного и синего цветов, которые переключаются последовательно и с высокой скоростью, а на отражающей матрице синхронно формируются кадры для каждого потока. Во втором случае белый свет от лампы разделяется на составляющие непосредственно на матрице при помощи специального фильтра, а сам массив ячеек формирует уже полноцветное изображение. Подобные не получили широкого распространения либо по причине невысокого светового потока, либо по причине сложности производства. Поэтому, как и в случае с просветными жидкокристаллическими панелями, наиболее успешной стала схема с тремя LCoS-матрицами.

Итак, свет от источника при помощи системы дихроичных и простых зеркал разделяется на три световых потока, соответствующих красному, зелёному и синему цвету. Далее каждый из них попадает на свою призму-поляризатор (PBS). Затем потоки направляются на отражающие матрицы, модулируются, формируя цветовые компоненты для базовых каналов изображения, проходят обратно через PBS-элементы и сводятся вместе в дихроичной призме. Полученная картинка проецируется через объектив на экран.

Схема технологии D-ILA

Достоинствами этой технологии можно с уверенностью назвать замечательное качество изображения, высокую яркость и контрастность картинки, а также возможность проецирования изображений очень больших форматов. Также стоит отметить, что особенности производства отражающих матриц позволяют располагать управляющие проводники и электронику за отражающим слоем, значит, площадь покрытия пикселей гораздо больше. Иными словами, изображение выглядит гораздо более однородным, чем в случае с просветными панелями. Кроме того, управление массивом точек в компании JVC реализовано при помощи аналоговых сигналов, что позволяет получить более плавные градиенты. А технология производства, помимо всего прочего, позволяет создавать матрицы с очень высоким разрешением, что, безусловно, будет очень актуальным в свете внедрения стандартов изображения 4K.

Что касается недостатков, то в первую очередь стоит упомянуть весьма высокую цену. Позволить такой могут себе лишь весьма обеспеченные энтузиасты домашнего кинотеатра. Кроме того, такие устройства нельзя назвать компактными и лёгкими, поэтому использовать их в мобильных презентациях вряд ли получится. Их удел – большие и средние залы кинотеатров. Поскольку в этих устройствах используются такие же газоразрядные лампы, как и в просветных жидкокристаллических , все недостатки, связанные с их использованием, присутствуют здесь в полной мере. Напомним, это, в первую очередь, шум активных охлаждающих систем, а также ограниченный срок службы лампы, замена которой обойдётся в значительную сумму.

DLP (микрозеркальная технология)

Третьим, и наиболее активным игроком на рынке современных проекционных устройств, можно с уверенностью назвать DPL-технологию, которая также работает по отражающему принципу. Её название – это аббревиатура от Digital Light Processing, что можно перевести как "Цифровая Обработка Света". В основе этой технологии лежит специальная микроэлектромеханическая система, которая представляет собой крошечное зеркало, за положение которого отвечает столь же миниатюрная механика, управляемая при помощи электрических сигналов. Зеркало может находиться в двух положениях. В первом случае оно отражает свет, который после прохождения всего тракта формирует точку на экране. Во втором положении свет попадает на специальное светопоглощающее устройство. Стоит отметить, что благодаря очень маленькому размеру зеркало может переключаться между двумя состояниями очень быстро. Поскольку принцип работы и управления схож с бинарным (света нет – логический ноль, свет есть – логическая единица), то устройства такого типа считаются цифровыми.

Для того чтобы формировать изображение, понадобится целый массив таких микрозеркал вместе с управляющей механикой, поэтому инженеры разработали специальный микрочип, выполненный по микроэлектронной технологии, который называется DMD или Digital Micro Device – "Цифровое Микро Устройство".

Стоит отметить, что эта технология была разработана компанией Texas Instrumens ещё в 1987 году, и по сей день DMD-матрицы выпускаются только этой фирмой. Кстати, первый коммерческий образец проекционного устройства на основе DLP был представлен лишь в 1996 году. Так как же устроены подобные ?

Существуют две основные схемы, представленные на рынке: одночиповая и трёхчиповая. Первая – более дешевая и, соответственно, более популярная, а вторая – более дорогая и менее распространённая.

Итак, схема с одним DMD-чипом работает следующим образом. Свет от источника проходит через быстро вращающееся прозрачное колесо, которое разделено на несколько цветных сегментов. В первом приближении это красный, зелёный и синий цвета. Далее окрашенный световой пучок проецируется на DMD-чип, строго синхронизированный с диском, на котором микрозеркала уже сформировали кадр для данного цвета. Отражённый поток проецируется через объектив на экран. Поскольку, как уже упоминалось, для каждого микрозеркала возможно только одно из двух положений, то оттенки цветов формируются за свет времени, которое каждое микрозеркало проводит в состоянии отражения. А всё остальное делает наше сознание и инерционность зрения, поэтому на экране мы видим не отдельные цвета, а плавно изменяющееся изображение.

Схема одночиповой технологии DLP

Основными достоинствами такой схемы на сегодняшний день являются высокая яркость и отличная контрастность изображения. За счёт конструкции DMD-чипов DLP-устройства также отличаются невиданным временем отклика. Поскольку здесь работает принцип отражения, то эффективность использования светового потока в таких очень высока, а, значит, для получения необходимых значений яркости требуются лампы меньшей мощности. В связи с этим сокращается энергопотребление, а также шум активной системы охлаждения. Стоит также отметить, что DMD-чипы сохраняют свои первоначальные характеристики с течением времени. Кроме того, благодаря простоте конструкции такие устройства, как правило, отличаются относительно невысокой ценой и компактностью габаритов. По однородности изображения и заметности пикселей на экране DLP-технология находится как раз между 3LCD и LCoS.

Что касается недостатков, то они тоже достаточно весомые. В первых моделях цветовое колесо вращалось со скоростью до 3600 оборотов в минуту, поэтому скорость вывода отдельных изображений на экран, с одной стороны, была весьма высокой, а с другой - всё же недостаточной. Из-за этого зритель периодически мог наблюдать так называемый "эффект радуги". Его суть состоит в том, что если на экране отображался яркий объект на тёмном фоне, а взгляд быстро переводился с одного края кадра на другой, то этот яркий объект распадался на красные, синие и зелёные "фантомы". Причём в фильмах таких сцен хватало, и дискомфорт от просмотра также был ощутимым.

Для уменьшения его влияния разработчики начали раскручивать цветовое колесо и увеличивать количество сегментов на диске. Сначала были всё те же красные, зелёные и синие сегменты, но их стало шесть, и располагались они уже друг напротив друга. Таким образом частота выводимых кадров удваивалась, и "эффект радуги" становился менее заметным. Были варианты с добавлением сегментов промежуточных цветов, однако результат был практически таким же – менее заметно, но всё же присутствует. Кстати, отдельно стоит упомянуть проблему цвета и яркости в DLP- . Трёхсегментное колесо позволяло получить хорошую цветопередачу, но всё же снижало яркость, поэтому к нему начали добавлять ничем не окрашенный участок. Это позволило увеличить световой поток, но привело к выбеленным цветам с малым количеством градаций. Тогда Texas Instruments создала технологию Brilliant Color (с тем самым шестисегментным диском с дополнительными промежуточными цветами), которая и помогла исправить положение. В настоящий момент на рынке присутствуют модели с количеством отдельных сегментов на цветовом колесе, достигающим семи.

Справедливости ради стоит сказать, что существуют и двухчиповые DLP- , которые также используют цветовое колесо для разделения света на две составляющие, которые представляют собой смеси красного с зелёным и красного с синим цветов. При помощи системы призм происходит выделение красной составляющей, которая направляется на один из микрозеркальных массивов. Зелёная и синяя компоненты попеременно проецируются на другой чип. Далее две DMD-матрицы модулируют соответствующие лучи, таким образом кадр красного цвета проецируется на экран постоянно, что позволяет компенсировать недостаточную интенсивность соответствующей части спектра излучения лампы. Стоит отметить, что при увеличении стоимости (за счёт использования двух микрозеркальных чипов), подобная схема полностью не решала проблему "эффекта радуги", и широкого распространения не получила. Поэтому производителям не оставалось ничего другого, кроме использования конструкции с тремя микрозеркальными чипами.

В трёхматричных световой поток от источника света разделяется на три составляющих при помощи массива специальных призм. Затем каждый луч направляется на соответствующую микрозеркальную панель, модулируется и возвращается в призму, где происходит совмещение с другими цветовыми компонентами. Далее готовое полноцветное изображение проецируется на экран.

Схема трёхчиповой технологии DLP

Достоинства такой схемы очевидны: высокая яркость и контрастность, низкое время отклика, отсутствие "эффекта радуги", что означает комфорт при просмотре. Опять же, высокая эффективность использования светового потока в таких позволяет применять лампы меньшей мощности, что, в свою очередь, снижает энергопотребление и шум активной системы охлаждения.

Основной недостаток тоже вполне очевиден: это цена. Стоимость одного DMD-чипа в отдельности весьма высока, а уж трёх – и подавно, поэтому трёхматричные модели в основном обслуживают средний сегмент домашних кинотеатров. Вторая трудность состоит в том, что из-за особенностей конструкции оптического тракта в DLP- крайне непросто сделать механический сдвиг линз, поэтому его можно встретить лишь в дорогих моделях.

Возвращаясь к одночиповой схеме, стоит отметить, что современное развитие оптических полупроводниковых технологий и появление светодиодов и лазеров синего и зелёного цветов позволило разработать модели, в которых отсутствует "эффект радуги". Самым простым вариантом стала замена газоразрядной лампы на три мощных светодиода основных цветов. Источники света могут включаться и выключаться очень быстро, поэтому такая схема позволила отказаться ещё и от цветового колеса, а также ещё больше увеличить скорость смены цветных кадров. Кроме того, удалось очень сильно уменьшить энергопотребление и габариты устройства, в том числе и за счёт более простой системы охлаждения. А меньшее тепловыделение так же положительно сказывается на работе всей электроники. Первый такой появился в 2005 году и весил менее полукилограмма, при этом его светового потока было достаточно для проецирования изображения с диагональю 60 дюймов.

Схема светодиодной технологии DLP

Следующим шагом стало использование в качестве источника света полупроводниковых лазеров. Дело в том, что применение таких источников считается весьма перспективным, благодаря отличным цветовым, временным и энергетическим характеристикам. Кроме того, свет, испускаемый лазерами, имеет ещё и круговую поляризацию, которую можно достаточно просто преобразовать в линейную и таким образом упростить конструкцию . Итак, источники когерентного излучения с длинами волн, соответствующими красному, зелёному и синему цвету, поочередно поступают на специальные дифракционные формирователи, которые обеспечивают равномерность света по всему сечению пучка. Затем, после совмещения системой дихроичных зеркал, каждый цветовой компонент проходит через оптический преобразователь, который превращает тонкий луч в широкий световой поток. Массив микрозеркал модулирует падающий свет, и полученное изображение соответствующего цвета проецируется на экран.

Схема лазерной технологии DLP

Самым значительным улучшением таких схем можно считать отсутствие эффекта радуги, а также замечательные результаты по цветопередаче, яркости и контрастности. Применение полупроводниковых светодиодов и лазеров в качестве источника света в позволило не только заметно снизить энергопотребление, но ещё и значительно увеличить ресурс . Производители заявляют о среднем времени наработки на отказ от 10000 до 20000 часов. Кроме того, яркость источника остаётся постоянной в течение всего времени эксплуатации. Правда, доступны подобные устройства пока далеко не всем: цена инновационного продукта по-прежнему на весьма высоком уровне.

Добавим, что на рынке можно встретить модели, которые используют в качестве источника света одновременно и лазеры, и светодиоды. Если быть совсем точными, то лазер всего один – синего цвета, который, однако, отвечает за зелёную составляющую. Как такое возможно? Дело в том, что синий лазер светит на специальную пластину, покрытую люминофором, которая начинает светиться зелёным светом. Красную и синюю составляющие изображения формируют соответствующие светодиоды. Ну а дальше всё как обычно: свет с различной длиной волны попадает поочередно на DMD-чип, а затем выводится на экран.

Кроме того, у этой схемы есть вариации с цветовым колесом, но не просветным, а покрытым люминофором. В первом случае красный цвет формирует светодиод, а зелёный и синий – голубой лазер, который направлен на вращающийся диск с двумя видами люминофора, которые поочередно светятся синим и зелёным светом. Во втором варианте красный светодиод отсутствует, а все три цвета формируются лазером и цветовым колесом с тремя разными люминофорами. Дело в том, что люминофор позволяет избежать так называемого пятнистого шума, а применение лазера – достичь очень насыщенных оттенков.

LDT (лазерная технология)

В предыдущих разделах мы рассмотрели наиболее популярные в настоящее время технологии, широко представленные на рынке. Теперь настала пора познакомиться с совсем уж экзотическим способом формирования изображения.

В главе про DLP- мы рассмотрели применение полупроводниковых лазеров в качестве источника света. А что, если сами лазерные лучи будут формировать изображение непосредственно на экране? Этот вопрос волнует человечество уже не первое десятилетие, однако ответ на него был получен в 1991 году, после того, как была изобретена технология LDT или Laser Display Technology, что переводится как "Технология Лазерного Отображения". Рабочий прототип был представлен в 1997 году, а серийный – в 1999 году. Итак, чем же примечателен физический принцип, основанный на применении лазеров?

Прежде чем ответить на этот вопрос, стоит понять, зачем вообще понадобилось разрабатывать такую технологию. Дело в том, что проекционные устройства 90-х годов прошлого века были недостаточно хороши для воспроизведения очень ярких и при этом очень контрастных изображений с высоким разрешением. Лазеры в силу своих физических особенностей могли исправить положение.

Стоит отметить, что попытки использования когерентных источников света для формирования изображения предпринимались достаточно давно, с 60-х годов. Причём первоначальная идея заключалась в том, чтобы заменить в электронно-лучевой трубке пучок электронов на лазерный луч. В этом случае конструкция значительно упрощалась, а цветопередача улучшалась. Однако в то время оказалось невозможным преодолеть некоторые технические трудности, такие, как создание лазеров, работающих при комнатной температуре, а также системы отклонения луча. Кстати, подобные работы велись и в СССР. Развитие полупроводниковых и микроэлектронных технологий позволило преодолеть вышеуказанные трудности и создать LDT- , однако до массового внедрения таких устройств по-прежнему очень далеко.

Итак, как работает технология LDT? Система построена на использовании трёх лазеров базовых цветов, которые модулируются по амплитуде особыми электрооптическими устройствами. При помощи специальной системы полупрозрачных зеркал лучи объединяются в один световой поток, который пока ещё не является полноценной цветной картинкой. Далее сигнал по оптическому кабелю поступает на оптико-механическую систему развёртки изображения. Кадр строится по тому же принципу, что и в телевизоре, – по строкам: слева направо и сверху вниз. Развёртка изображения по одной оси осуществляется при помощи специального вращающегося барабана с двадцатью пятью специальными зеркалами, а по другой – путём отклонения луча качающимся отражателем. Стоит отметить, что лазер способен описывать на экране 48000 строк или 50 кадров в секунду, а скорость перемещения точки на экране достигает 90 км/с! Такая скорость для нашего довольно инерционного восприятия, разумеется, очень велика, что и позволяет видеть на экране плавно меняющееся изображение. После развёртки световой сигнал поступает на систему фокусировки, которая объединена с отклоняющими устройствами в проекционную головку. Кстати, одной из особенностей системы является то, что источник света может быть удалён от проецирующего устройства на расстояние около 30 метров, что, в свою очередь, означает возможность применения очень мощных лазеров, требующих специальных систем охлаждения, а, значит, – получения изображения огромной яркости.

Схема лазерной технологии LDT

Какими преимуществами обладает подобный принцип формирования проекции? Во-первых, как уже было сказано, это огромная яркость изображения, и, как следствие, возможность проецировать картинку площадью в несколько сотен квадратных метров. Кроме того, её можно проецировать не просто на плоскость, а вообще на всё, что угодно, – и изображение будет оставаться резким в каждой точке! А всё благодаря лазерам: именно они позволяют избавиться от сложной системы сведения и фокусировки лучей. Более того, все остальные преимущества также обусловлены физической природой когерентного излучения. Например, лазеры очень слабо рассеиваются, поэтому создаваемое изображение имеет очень высокую контрастность, в четыре раза превышающую возможности человеческого зрения! Кроме того, поскольку лазеры обладают высокой монохроматичностью, то картинка ещё и обладает расширенным цветовым охватом и высокой насыщенностью. Помимо этого, время работы источников излучения – десятки тысяч часов, поэтому никакие традиционные газоразрядные лампы не в состоянии полноценно конкурировать с ними. То же самое можно сказать и про энергопотребление.

Технология LDT ещё очень молода и не лишена некоторых недостатков. Например, всё та же цветопередача. Для окраски каждого луча применяются специальные кристаллы, которые меняют длину волны, поэтому добиться точного соответствия совсем не просто. Разработчики занимаются этим вопросом, но пока он достаточно актуален. Размеры устройства совсем не маленькие, поэтому мобильность такого под силу только специальной бригаде. Ну и, пожалуй, главный недостаток технологии – это огромная цена, что в принципе неудивительно, поскольку этот продукт ещё очень далек до звания массового. Поэтому в настоящее время технология LDT может заинтересовать лишь крупные компании, которые специализируются на концертной деятельности, крупных световых шоу, а также инсталляциях для серьёзных конференций.

Устройство проекторов | Технологии формирования трёхмерного изображения

Интерес к проецированию объёмной картинки занимает человечество практически со времен изобретения кинематографа. Вариантов реализации было предложено множество, но базовый принцип всегда оставался неизменным: для каждого глаза должно быть сформировано своё изображение.

Современный интерес к объёмной картинке возник после выхода на экраны в 2009 году фильма Джеймса Кэмерона "Аватар". Мир планеты Пандора, показанный в картине в стереоскопическом формате, был столь реалистичен, что новая волна моды на трёхмерное изображение не заставила себя ждать. К тому времени уже был неотъемлемой частью полноценного домашнего кинотеатра, поэтому производители оборудования постарались как можно оперативнее внедрить новую технологию не только в телевизоры, но и в проекционные устройства.

К сожалению, разработчикам не удалось договориться о некоем едином формате, поэтому в настоящий момент на рынке главенствуют две основные технологии: поляризационная и затворная. Первая основана на разделении картинок при помощи поляризаторов. Вначале коммерческое воплощение этой идеи использовало линейную поляризацию, причём плоскости направления волн для каждого глаза были взаимно перпендикулярны. На практике всё было реализовано следующим образом. При помощи двух на экран проецируются два изображения, поляризованные для каждого глаза, специальные очки разделяют картинки, и зритель воспринимает объекты на экране как объёмные. Недостатков у такого способа формирования было несколько: необходимость использования двух , а также специального экрана, который имел повышенную отражающую способность и не менял направление поляризации. Кроме того, зрителю всегда приходилось держать голову прямо для того, чтобы эффект трёхмерности не пропадал. Следующим шагом в развитии этой технологии была замена линейной поляризации на круговую, а также проецирование кадров для каждогоглаза попеременно при помощи только одного устройства. Такой подход позволил держать голову во время просмотра произвольно, однако привёл к потере половины светового потока. Поляризационная технология при всех своих достоинствах практически не используется в домашних кинотеатрах, а применяется в основном в профессиональной сфере.

Второй вариант получения трёхмерного изображения основан на разделении кадров для каждого глаза при помощи специальных очков. демонстрирует попеременно изображения для каждого глаза, при этом частота смены кадров может достигать 120 Гц. Вместо линз в активных очках применяются специальные ЖК-матрицы, которые синхронизированы с и перекрывают световой поток таким образом, что каждый глаз видит только предназначенные для него изображения. Поскольку, как мы уже говорили, наше восприятие достаточно инерционно, потоки вопринимаются непрерывно и складываются в единую трёхмерную картинку. Именно эта технология в настоящее время наиболее активно применяется в домашнем кинотеатре, правда, справедливости ради стоит отметить, что и в профессиональной среде она тоже достаточно популярна.

Итак, процесс получения объёмного изображения понятен, осталось разобраться, какие позволяют воспроизводить такую картинку. На современном этапе развития проекционных технологий получение трёхмерного изображения удалось реализовать на основе LCD, DLP и LCoS-систем. Правда, учитывая, что затворный способ используется в домашнем кинотеатре совсем недавно, разработчикам ещё предстоит решить много вопросов. Например, быстродействие ЖК-матриц пока не в полной мере отвечает запросам по скорости обновления и отклика.

Устройство проекторов | Выводы и перспективы

Итак, мы познакомились с основными проекционными технологиями формирования изображения кинотеатрального формата, а также рассмотрели их особенности, достоинства и недостатки. Ещё десять лет назад были весьма экзотическими средствами отображения, которые только начинали массовое наступление на сферу домашнего применения. За эти годы качество изображения достигло очень высокого уровня, многие технологические недостатки ранних моделей преодолены, а разноообразие устройств позволяет подобрать на свой вкус за весьма приемлемые деньги. Даже внезапно возникшая мода на трёхмерное изображение тут же нашла отражение в выпускаемых моделях.

На сегодняшний день ситуация выглядит следующим образом. Наиболее распространённой технологией можно с уверенностью считать DLP. , построенные на микрозеркальных панелях, встречаются как в недорогом сегменте, так и в среднем. Кроме того, эта технология является ещё и весьма перспективной, причём по нескольким причинам. Во-первых, внедрение светодиодных и лазерных источников света поможет создать массовые проекционные устройства, которые будут весьма миниатюрными и низкопотребляющими, с большим световым потоком, отличной контрастностью, замечательным цветовым охватом и большим сроком службы. А, во-вторых, высокое быстродействие таких панелей создает великолепные возможности для внедрения высокоскоростных способов формирования трёхмерного изображения.

Самым ближайшим конкурентом DLP является технология 3LCD. Несмотря на то, что эта схема не нова, она по-прежнему весьма популярна и в недорогих , и в устройствах средней ценовой категории. Более того, несмотря на заложенные ограничения, например, по контрасту и по размеру расстояния между пикселями, каждое новое поколение матриц не перестает удивлять отличными результатами. Так что на сегодняшний день технологический предел возможностей этого способа формирования изображения ещё не достигнут.

Технология жидких кристаллов на кремнии на сегодняшний день является одной из самых качественных по параметрам картинки, однако и одной из самых дорогих, поэтому такие используются только в домашних кинотеатрах высшего уровня. Тем не менее, такие модели становятся доступнее с каждым годом и даже появляются в среднем ценовом сегменте, однако по этому параметру им до DLP- и LCD- пока очень далеко.

Периодически возникает вопрос возможного влияния проецируемого изображения на здоровье человека. Считается, что картинка, формируемая при помощи технологий 3LCD и LCoS, не имеет каких-либо отрицательных аспектов, поскольку транслируется на экран в сведённом виде, в то время как DLP с одним микрозеркальным чипом последовательно формирует три разноцветных изображения с высокой скоростью. Кстати, некоторые исследования показывают, что частоты смены кадров 180 Гц недостаточно для полного исключения "эффекта радуги" и связанной с ним утомляемости зрения во время длительного просмотра.

Что касается перспектив развития проекционно техники, то очень большие надежды связаны с внедрением полупроводниковых источников света, таких как светодиоды и лазеры, причём не только в сфере домашнего кинотеатра, но и в области профессиональной техники для концертов и световых шоу. Мы уже рассказывали о преимуществах, которые даёт эта технология, поэтому тоит сказать пару слов о возможных последствиях. Пока что способ формирования картинки при помощи лазерных лучей не только весьма перспективен, но и очень молод, а, значит, нет практически никаких данных о возможном влиянии на здоровье человека. Тем не менее, давно известно, что лазерный луч мощностью излучения в 1 мВт может быть опасен для зрения, а, значит, при использовании такой техники должно быть полностью исключена возможность попадания прямого светового потока на зрителей. В общем, вопрос безопасности еще предстоит исследовать.

Возможно, в ближайшем будущем все усилия производителей проекционной техники могут оказаться напрасными, поскольку, как это ни парадоксально, основным конкурентом на рынке домашнего кинотеатра может стать OLED-технология. Судите сами: уже сегодня никого не удивишь ЖК-телевизорами с диагональю 1,5 метра, а модели-рекордсмены и вовсе демонстрируют картинку более 2,7 метров, при том, что средние размеры изображения в домашнем кинотеатре как раз и составляют около 3-4 метров по диагонали. Уже сейчас есть коммерческие образцы моделей OLED-телевизоров на основе гибких подложек, которые позволяют производить не только плоские, но даже вогнутые экраны. А это, в свою очередь, рисует перед нами весьма заманчивые перспективы: возможно, в будущем нам больше не понадобятся ни , ни экраны. Для того чтобы погрузиться в действие фильма, достаточно будет нажать на кнопку электропривода и огромное гибкое полотно, покрытое органическими светодиодами, плавно появится из настенной ниши. Останется только включить кино и наслаждаться изображением.