Проекционный телевизор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Телевизор проекционный — разновидность телевизора, изображение которого рассматривается зрителями на большом экране после его оптического увеличения. В большинстве случаев при этом на кинескопах или других устройствах создаётся небольшое изображение, которое при помощи оптической системы увеличивается и проецируется на большой экран[1].

Проекционный телевизор DLP с просветным экраном

Первые проекционные телевизоры, доступные для индивидуального пользования, строились только на основе специальных кинескопов с высокой яркостью, но современные устройства этого типа основаны на более эффективных технологиях, таких как DLP, LCoS, LCD и лазерная проекция. Проекция может производиться как с обратной стороны полупрозрачного экрана, так и спереди, однако в последнем случае устройство чаще называется видеопроектором. Проекционные телевизоры с просветным экраном по форм-фактору не отличаются от обычных.

История[править | править вики-текст]

Первые проекционные телевизоры были выпущены в 1972 году компаниями Sony и Advent, и содержали кинескопы высокой яркости, изображение которых при помощи зеркально-линзовой проекционной системы увеличивалось на экране[2]. Для получения цветного изображения использовались три кинескопа с люминофорами трёх основных цветов, изображения которых оптически совмещались. По сравнению с обычными цветными телевизорами с единственным кинескопом использование трёх трубок обеспечивает более высокое качество изображения, на котором отсутствует регулярная структура от теневой маски. В СССР выпускался аналогичный проекционный телевизор ТВ-01ПЦ с диагональю отражающего экрана 115 сантиметров[3].

Однако, несмотря на большой размер изображения, его яркость оставалась невысокой: из-за больших световых потерь в проекционной оптике требовалась очень высокая яркость свечения кинескопов. Этот параметр был ограничен, поскольку при высокой яркости срок службы кинескопов резко укорачивается, поэтому кинескопы использовались для экранов, размер которых не превышал 12 квадратных метров[4]. Существенным шагом вперёд стала система NovaBeam, реализованная в 1979 году американцем Генри Клоссом[5]. Он решил главную проблему кинескопных проекционных телевизоров, которая заключалась в низкой световой эффективности и сложности юстировки их оптической системы. Для этого в каждую трубку встраивалась своя зеркально-линзовая катадиоптрическая система, дающая на экране увеличенное изображение растра[6]. Телевизоры этого типа давали качественное изображение на экранах с диагональю до 3 метров[7].

Свободной от этих ограничений была светоклапанная технология «Эйдофор», изобретённая в 1939 году в Высшей технической школе Цюриха[8]. В видеопроекторах этой системы световой поток создаётся не люминофором, а мощной ксеноновой лампой, яркость которой модулируется поверхностью масляной плёнки, изгибающейся под действием коммутирующего её электронного пучка[9]. Однако такие устройства чрезвычайно громоздки и сложны в обслуживании, поэтому применялись только киностудиями и в специальных сферах, например в космическом центре НАСА и советском ЦУПе[10][2]. С появлением современных светоклапанных технологий на основе полупроводников и микрозеркал возможность получения телевизионного изображения на больших экранах стала доступной в устройствах бытового класса, и кинескопные проекционные телевизоры быстро устарели.

Современные технологии[править | править вики-текст]

До появления телевидения высокой чёткости проекционные телевизоры занимали очень узкую нишу, используясь главным образом для мультимедийных презентаций и коллективных просмотров видео[6]. Низкое качество изображения стандартной чёткости становилось особенно заметным при большом увеличении. В современных проекционных телевизорах, поддерживающих стандарты ТВЧ, используется светоклапанный принцип, когда видеосигнал или поток видеоданных создают промежуточное изображение, проецируемое на экран с помощью мощной лампы. Наиболее широкое распространение получили два способа воспроизведения изображений: с помощью диапроекции, то есть в проходящем свете, и путём эпипроекции в отражённом. Первый способ реализован в устройствах с жидкокристаллическими матрицами переменной прозрачности. Для получения цветного изображения используются три одинаковых матрицы, формирующие частичные цветоделённые изображения, которые затем оптически совмещаются на экране.

Для второго способа используются матрицы, меняющие отражательную способность отдельных пикселей изменением поляризации или отклонением микроскопических зеркал. Проекционные телевизоры с микрозеркальным устройством выпускаются под брендом DMD (англ. Digital Micromirror Device), а с переменной поляризацией — LCoS (англ. Liquid Crystal on Silicon). Технологию DMD в 1987 году изобрел Ларри Хорнбек из компании Texas Instruments. Она является разновидностью DLP, в основе которой лежит быстродействующая микросхема, поверхность которой состоит из множества микроскопических зеркал. Каждое такое зеркало соответствует одному пикселю в проецируемом изображении. Под воздействием управляющего сигнала зеркало может оставаться в покое или отклоняться, отражая свет от источника света в сторону, противоположную объективу. В состоянии покоя каждое микрозеркало отражает свет через проекционный объектив на экран. Каждое DMD-зеркало способно менять угол наклона тысячи раз в секунду.

Меняя продолжительность отклонения зеркала, можно добиваться отображения различных оттенков серого за счёт инерционности зрения. Если зеркало находится в покое дольше, чем в отклонённом состоянии, оно отображает пиксель светло-серого оттенка, а когда время отклонения больше, отображается темно-серый пиксель. Таким образом, DMD-зеркала могут отображать до 1024 оттенков серого, создавая высококачественное полутоновое изображение. Для создания цветного изображения могут использоваться три одинаковых DMD-матрицы, создающие частичные цветоделённые изображения, или одна матрица, создающая такие же изображения последовательно. В первом случае частичные изображения оптически совмещаются на экране, а во втором демонстрируются последовательно через светофильтры основных цветов на вращающемся дисковом обтюраторе. Второй способ нашёл основное применение в видеопроекторах, а в проекционных телевизорах чаще используется трёхматричная система. Это объясняется возможностью оптического совмещения непосредственно на экране, неприемлемой в проекторах, и отсутствием «эффекта радуги».

Телевизоры с поляризационной матрицей на кремниевой подложке (LCoS) устроены аналогично. Благодаря изменению поляризации отражательная способность отдельных пикселей изменяется, позволяя отображать широкую гамму полутонов. Преимущества таких телевизоров заключаются в отсутствии мерцания из-за быстрых отклонений микрозеркал, утомляющих зрение. Кроме того, телевизоры с поляризаторами строятся только по трёхматричной системе, проецируя изображение непрерывно.

См. также[править | править вики-текст]

Источники[править | править вики-текст]

  1. Проекционный телевизор (рус.). Как выбрать телевизор. Проверено 30 декабря 2016.
  2. 1 2 Все, что нужно знать о фронтальных проекторах (рус.). «Hifinews». Проверено 30 декабря 2016.
  3. Джакония, 2002, с. 150.
  4. Джакония, 2002, с. 149.
  5. Kloss — NovaBeam Model One Brochure (англ.). WalVision (1979). Проверено 30 декабря 2016.
  6. 1 2 Техника — молодёжи, 1979, с. 13.
  7. Kloss` Novabeam 100 Model Is Available In Three Screen Widths (англ.). «SunSentinel» (11 July 1986). Проверено 30 декабря 2016.
  8. Peter F. Yanczer. The Eidophor Television System (англ.). Early Television Museum. Проверено 1 января 2016.
  9. Джакония, 2002, с. 151.
  10. Игорь ОСИПЧУК. Разработчик безвредного для здоровья телевизора Николай Осауленко: «Гвоздь лежит в основе многих моих изобретений, за одно из которых я был удостоен Государственной премии СССР в области науки и техники» (рус.). «Факты» (9 июня 2004). Проверено 31 декабря 2016.

Литература[править | править вики-текст]

  • В. Е. Джакония. 7. 5 Системы большого телевизионного экрана // Телевидение. — М.: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 148—155. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.