Das Prinzip des Videoprojektors

Der Projektor ist ein Gerät, das an eine Videokamera, einen Laptop, einen PC oder ein Tablet angeschlossen wird, um das Bild auf dem großen Bildschirm anzuzeigen. Zur Steuerung des Bediengerätes dient eine Fernbedienung. Das Gerät des Videoprojektors ist recht komplex und kann je nach der zum Zusammensetzen des Bildes verwendeten Technologie Unterschiede aufweisen. Die Technologie hängt davon ab, wie der Projektor arbeitet. Derzeit werden in der Videoprojektorausrüstung 5 technologische Fortschritte erzielt:CRT, LCD, D-ILA, DLP-Lasertechnologie.

CRT-Technologie

Diese Technologie kann als die älteste betrachtet werden, da die Grundlage dafür genommen wird Kathodenstrahlröhre (CRT). Obwohl die CRT-Technologie seit mehreren Jahrzehnten eingesetzt wird,es ist immer noch relevant und in Bezug auf die Qualitätsmerkmale eines Bildes (Klarheit, Auflösung, Farbwiedergabe) steht es den modernen und teureren Verfahren der Bilderzeugung nicht nach. Ein weiterer Vorteil der CRT ist die hohe Zuverlässigkeit der elektrischen Schaltung und die Dauer des Dauerbetriebs der Röhre, die die Grenze von 10.000 Stunden überschreitet.

Außerdem hat diese Technologie einen breiten dynamischen Helligkeitsbereich und eine Schwarztiefe, die keine andere bieten kann.

Trotz der unbestrittenen Vorteile sind CRT-Geräte in einigen Indikatoren modernen Geräten immer noch unterlegen.

1. Aggregate haben große Masse (mehrere zehn Kilogramm). Machen Sie den Hersteller etwas leichter, wäre die Möglichkeit eines bequemeren Transports und der Installation dieser Ausrüstung.
   
2. Helligkeitsstufe liegt im Bereich von 100 bis 300 ANSI-lm, während bei modernen Geräten der Pegel 10.000 ANSI-lm und mehr erreichen kann. Aus diesem Grund ist das Ansehen eines Videos nur in einem gut abgedunkelten Raum möglich.
3. Um eine gute Bildqualität zu erreichen, müssen viele Anpassungen vorgenommen werden, und manchmal ist es schwierig, auf die Einschaltung eines Spezialisten zu verzichten.

CRT-Projektor

In einem CRT-Videoprojektor befinden sich 3 CRT-Bildschirme mit Bildschirmen von 7 bis 9 Zoll. Jede CRT zeigt eine Farbe (grün, rot, blau) des RGB-Farbmodells an.

Das Funktionsprinzip des Projektors kann wie folgt beschrieben werden: Das Eingangssignal ist farblich in Komponenten unterteilt, die an der Steuerung von Modulatoren beteiligt sind. In diesem Fall beginnt sich die Intensität des Strahls zu ändern. In diesem Moment legt der Strahl, der ein Magnetfeld durchläuft und ein Ablenksystem durchläuft, die Oberfläche des Bildschirms mit dem aufgebrachten Bild frei Phosphorbeschichtung von innen scannen Danach wird ein monochromes Bild auf dem Bildschirm erstellt. Durch die Linse wird es auf die äußere Leinwand projiziert.

Als Ergebnis werden 3 Bilder gleichzeitig auf den externen Bildschirm projiziert, und wenn sie gemischt werden, wird ein Vollfarbenbild erhalten.

Vorteile von CRT-Geräten:

• Das Ausgabebild ist hoch genug.
• lange Betriebsdauer;
• passive Kühlung;
• unbegrenzte Auflösung;
• niedriger Geräuschpegel;
• hoher Kontrast;
• Technologie, die den Test der Zeit bestanden hat (mehr als 50 Jahre).

Nachteile von CRT-Geräten:

• die Notwendigkeit einer periodischen Anpassung (Kalibrierung);
• Geometrie-Unschärfe;
• geringe Helligkeit;
• Es ist wünschenswert, nicht anzuwenden, um ein statisches Bild zu projizieren.

LCD-Technologie

In LCD-Projektoren, zum Beispiel in Geräten der Firma Viewsonic (Vyusonik), werden Bilder erstellt Lumenmatrix. Es kann mit der Arbeit eines Overheadprojektors verglichen werden. Der Unterschied ist jedoch, dass das Licht nicht durch den Objektträger, sondern durch die Platte mit Flüssigkristallen fällt. Es besteht aus einer großen Anzahl von Pixeln, Elementen, die durch ein elektrisches Signal gesteuert werden können. Die Größe der Spannung, die an ein bestimmtes Pixel angelegt wird, hängt von seiner Transparenz und dementsprechend der Intensität der Helligkeit auf dem Bildschirm am Projektionspunkt dieses Pixels ab.

Dank LCD-Technologie, Stahlprojektionseinheiten viel billiger. Sie wurden kompakter und die Stärke der Lichtstrahlung begann 10.000 ANSI-lm zu erreichen. Die LCD-Technologie eignet sich am besten für die Wiedergabe eines digitalen Signals von einem PC und anderen Geräten.

Viewsonic LCD-Geräte sind sehr einfach einzurichten, einfach zu bedienen und alle Einstellungen werden nach Demontage und Transport gespeichert. Aus diesem Grund werden sie häufig zur Gestaltung von Geschäftspräsentationen verwendet.

Das Gerät der LCD-Einheit

In LCD-Projektoren werden zur Bildbildung verwendet Flüssigkristallanzeigen. Die Technologie nutzt die Fähigkeit von Molekülen einer bestimmten Substanz, ihre Orientierung im Raum unter der Wirkung eines elektrischen Impulses zu ändern.

In modernen Geräten begannen 3 Matrizen von Flüssigkristallen aus Polysilizium zu verwenden. Ihre Größe liegt diagonal zwischen 0,7 und 1,8 Zoll. Die folgende Abbildung zeigt ein Strukturdiagramm eines Videoprojektors.

Das Licht, das eine Lampe beim Durchgang von dichroitischen Spiegeln ausstrahlt, wird in 3 Komponenten des RGB-Farbmodells unterteilt. Außerdem muss jede Komponente das entsprechende LCD-Feld passieren. Es wird ein Bild erstellt, das sich auf diese Farbebene bezieht. Wenn die Bilderzeugung in den LCD-Bildschirmen abgeschlossen ist, überlappen sie sich, und das Vollfarbbild wird auf dem Bildschirm durch die optische Linse angezeigt.

In der Abbildung unten sehen Sie, wie der Projektor angeordnet ist.

LCD-Vorteile:

• angemessener Preis;
• geringes Gewicht
• eine unverzichtbare Sache für Präsentationen;
• kann für Bildschirme mit großer Diagonale verwendet werden;
• das Bild hat eine perfekte Geometrie;
• einfache einstellungen und bedienung.
• hohe Helligkeit;

Nachteile:

• teure Lampe;
• niedriger Kontrast;
• Die Matrix neigt dazu, sich im Laufe der Zeit abzubauen (alt zu werden) - in der Regel genügen 3-4 Jahre.
• tote Pixel können erscheinen;
• durch den einsatz von kühlgebläsen ein merkliches geräusch des gerätes.

D-ILA-Projektor

Huges-JVCT hat kürzlich die D-ILA-Technologie entwickelt. Es kann als eine Ausführungsform der LCOS-Technologie angesehen werden, die das vielversprechendste Thema für die Verbesserung von Projektionseinheiten darstellt.

Wie bei LCD verwendet D-ILA Flüssigkristallelemente, aber anstelle von Matrizen eines aufgeklärten Typs. reflektierende Elemente. Solche Bauelemente unterscheiden sich: Die lichtmodulierende Schicht ist so angeordnet, dass sie sich auf dem Substrat befindet, das aus monokristallinem Silizium besteht. Im Substrat befindet sich die gesamte Schaltung, die zur Steuerung der Matrix verwendet wird. Diese Tatsache hat einen deutlichen Vorteil gegenüber LCD-Panels.

D-ILA-Matrix kann, verglichen mit dem LCD, mit einer wesentlich höheren Auflösung angesichts der Tatsache, dass ihre Größe kleiner ist, liegen. In den neuen Matrizen ist der Bereich des verwendeten Kristalls zu 93% beteiligt, was die Darstellung eines Gitters beim Anzeigen eines Bildes ausschließt.Der technologische Prozess zur Herstellung der D-ILA-Matrix ist wesentlich einfacher als die Herstellung von LCD.

D-ILA-Gerät

D-ILA-Geräte sowie LCD werden von erstellt Drei-Matrix-Prinzip. Matrizen erzeugen separat Bilder in drei Farben. Danach dringt das erzeugte Bild durch die Linse in den Wandbildschirm ein.

Vorteile:

• für Präsentationen verwenden;
• hohe Helligkeit;
• Möglichkeit der Verwendung für große Projektionsschirme;
• perfekte Bildgeometrie;
• geringes Gewicht

Nachteile:

• die Möglichkeit "gebrochener" Pixel;
• Aufgrund der neuen Technologie liegen keine Daten zur Lebensdauer der Matrix vor.
• teure Lichtquelle.

DLP-Projektor

Die Matrix dieses Projektors wird als DMD-Chip bezeichnet und von Texas Instruments in Amerika hergestellt. Wie funktioniert der Projektor? Es gibt Millionen in der Matrix Spiegelelementedie die Fähigkeit haben, im rechten Winkel zu drehen. Beim Drehen kann der Spiegel nur 2 feste Positionen einnehmen.

Daher reflektiert der Spiegel das Licht auf dem Bildschirm oder in Richtung des Lichtabsorbers (Strahler) der Vorrichtung, wodurch ein schwarzer oder weißer Punkt erzeugt wird.

Wenn Sie wiederholt von Weiß zu Schwarz wechseln, werden Graustufen angezeigt.

Ein Matrixgerät kann nur eine Farbkomponente des Bildes zu jedem Zeitpunkt des Zeitintervalls ausgeben.

Verwenden Sie zum Trennen anderer Farben von Weiß und Schwarz eine Farbdiskette (eine Diskette mit Lichtfiltern).

Die Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe mit Lichtfiltern kann unterschiedlich sein. Je schneller sich das Rad dreht, desto weniger wird es passieren. “Regenbogeneffekt”In One-Matrix-Geräten enthalten. Das Rad mit Lichtfiltern kann nicht nur aus herkömmlichen RGB-Segmenten (Rot, Grün, Blau) bestehen, sondern kann auch mit zusätzlichen Farben ergänzt werden. Die folgende Abbildung zeigt beispielsweise ein Farbrad, das eine Kombination aus zwei Farbschemata RGBCMY (Rot, Grün, Blau, Cyan, Magenta, Gelb) darstellt.

Was eine optische Einheit einer DLP-Vorrichtung darstellt, ist in der folgenden Abbildung deutlich zu sehen.

Das Farbrad hat auch ein transparentes Element zum Durchlassen von reinweißer Farbe, wodurch die Schwarzweißhelligkeit des Bildes erhöht wird.

Dadurch wird das Problem der Ineffizienz der Einmatrix-Technologie gelöst, wodurch die Installation einer leistungsfähigeren Lichtquelle nicht erforderlich ist.

Einer der ersten Vertreter der DLP-Projektoren war der Viewsonic PJD5126.

Eigenschaft Schwarzweißbilder mit hoher Helligkeit wurde für Geräte nützlich, die in Büros weit verbreitet sind. Das Schwarzweißbild ist deutlich heller als die farbigen Komponenten. Wenn Sie jedoch die maximale Helligkeit einstellen, können die Farben schwächer werden. Verblassende Farben sind nicht bei allen DLP-Geräten üblich, da die meisten Hersteller bestrebt sind, die Qualität ihrer Produkte zu verbessern.

Drei Matrix DLP-Projektor

Auch existieren Drei-Matrix-Projektionsapparatmit der Aufteilung des Lichtstroms auf das traditionelle RGB. Wenn dies geschieht, werden drei Bilder mit unterschiedlichen Farben auf den externen Bildschirm projiziert, wodurch ein Vollfarbenbild erzeugt wird.

DLP-Geräte haben eine hohe Helligkeit, die 18.000 ANSI-lm erreichen kann.

Vorteile:

• geringes Gewicht
• richtige Geometrie;
• Haltbarkeit der Matrix;
• verwendet für große Bildschirme;
• geräuscharm;
• hohe helligkeit

Nachteile:

• Bei der Einmatrix-Konstruktion ist der „Regenbogeneffekt“ im Bild sichtbar;
• teure Lampe;
• "Defekte" Pixel.

Laser-Technologie

Die fortschrittlichste und teuerste Technologie zur Erzeugung von Bildern höchster Qualität ist ein Laser. Repräsentativ für eine neue Art von Projektionsgerät kann ein ViewSonic LS830 genannt werden.

Das Funktionsprinzip der Einheit ist das gleiche wie bei den oben diskutierten Modellen: Mit Hilfe eines Lasers werden 3 Farbkomponenten gebildet, die letztendlich gemischt werden. Durch ein komplexes System, einschließlich Fokussieren und Scannen, wird ein Bild unter Verwendung eines Spiegelsystems erstellt. Es ist möglich, ein Bild auf fast jeder Oberfläche zu erzeugen, einschließlich unebener Flächen.

Die Gesamtbetriebskosten werden durch die Verwendung der Lasertechnologie stark reduziert, da der Laser berücksichtigt werden kann bedingt ewig. Die geschätzte Dauer seiner Arbeit beträgt 20 000 Stunden und erfordert keine besondere Wartung. In diesem Fall erzeugt das Gerät eine hervorragende Helligkeit, die im Laufe der Zeit nicht abnimmt. Die Bildqualität bleibt während der gesamten Betriebszeit des Geräts auf hohem Niveau. Die Helligkeit des Viewsonic ist hoch genug - 4.500 Lumen, was sich zum Ansehen von Videos in einem gut beleuchteten Raum eignet.

Fast alle modernen Laserprojektoren verfügen über Ultrakurzfokuslinsen (0,23). Dadurch können Sie den Projektor in einem Abstand von 21 cm vom Bildschirm aufstellen, wodurch er fast unmerklich wird.

In der folgenden Abbildung befinden sich die Projektoren in einem Abstand von 17 cm von der Wand.

Die Lasertechnologie ist in der Lage, Farben mit großer Tiefe und Sättigung, mit hoher Helligkeit und Detailtreue sowie mit einem großen Farbraum zu erzeugen. Aufgrund des hohen Kontrasts (100 000: 1) zeichnet sich das Bild durch eine perfekte Schärfe und weiche Übergänge von Halbtönen aus.

Durch die Verwendung der Lasertechnologie ist es auch möglich, ein Farbbild zu projizieren. Volle Auflösung von 1080p HD praktisch keine Verformung.

Einer der wichtigsten Vorteile von Laser-Videoprojektoren ist die Möglichkeit, ein Bild auf großen Bildschirmgrößen zu projizieren.

Daher gibt es auf dem Markt für Videoprojektoren eine beträchtliche Anzahl von Modellen, sowohl teuer als auch kostengünstig. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in Technologien, die zur Bildgebung verwendet werden, und dementsprechend im Preis. Je höher die Technologie ist, desto höher ist der Preis des Geräts.