Приборы и устройства для формирования видимого изображения: Учебное пособие, страница 49

Существенным преимуществом DLP-проекторов является лучшая цветопередача при равной стоимости по сравнению с LCD-проекторами. В наиболее совершенных DLP-проекторах удается получить большие световые потоки (1300-5000) лм ANSI и качество цветопередачи, близкое к качеству первых кинофильмов.

На выставке 2000 г. в Амстердаме демонстрировался РИР-проекционный телевизор по технологии DLP с диагональю экрана 152 см стоимостью 6000..13000 DM.

На выставке перспективных систем разного назначения для TV в Амстердаме 2000 г. компания Texas Instruments представила видеопроектор 5-го поколения DLP-Cinema на новых матрицах, обеспечивающих разрешение 1280х1024 элемента и контраст 1000:1.

Компания Acer CIS Inc. представила проектор PD 271 с базовым разрешением 1024х768 и световым потоком 2300 лм ANSI. Контрастность создаваемого изображения 2000:1, диагональ экрана от 0,58 до 6,25 м при проекционном расстоянии 1,14 - 10 м. Масса проектора 3 кг, стоимость 2475 EUR.

Светоклапанные проекторы. Светоклапанные проекторы (светоклапанные системы) представляют собой проекторы с модуляцией света за счет дифракции на пленке масла. На рис. 7.7 приведена упрощенная схема расположения элементов устройства с электронной пушкой, в котором управляющей служит система, использующая масляную пленку в качестве изменяющейся, пропускающей свет среды.

Световой поток проходит сквозь щели 1-й решетки Шлирена. С помощью линзы Шлирена в плоскости второй решетки создается изображение щелей первой решетки таким образом, что при гладкой масляной пленке свет на проекционный объектив не попадает. Если же масляная пленка деформируется электронным лучом, то образующаяся волнистость преломляет свет и часть светового потока проникает сквозь щели второй линзы. Изменением энергии электронного луча обеспечивается модуляция деформации по ширине и глубине. Это позволяет регулировать количество света, попадающего на раз личные участки экрана. Применение дифракционной решетки с масляной пленкой позволяет увеличить углы преломления и уменьшить влияние точностей изготовления решеток Шлирена.
При этом возрастют достижимая яркость и контрастность.

Практичный коммерческий вариант светоклапанной системы, получивший название “эйдофор” – “носитель изображения”, приведен на рис. 7.8. В такой светоклапанной системе отраженные полосками щелевого зеркала лучи света после преломления и отражения сферическим зеркалом, проходя через проекционный объектив, формируют на экране изображение. Электронный пучок сканирует по поверхности масляной пленки, одновременно модулируя ее преломление в соответствии с величиной управляющего сигнала, пропорционально входному видеосигналу.


Несмотря на присущие рассматриваемому принципу управления недостатки ( высокий уровень требований к масляной пленке, необходимость высокого вакуума, устойчивость катода электронной пушки и т.д.), он был использован при разработке полноцветной системы отображения с одной пушкой и одной масляной пленкой. Эта система представляет запаянную трубку без внешних масляных резервуаров и вакуумных насосов, способную работать более 3000 часов, обеспечивая световой поток до 500 лм и разрешение в 525 телевизионных строк. В последнее время разработаны светоклапанные проекторы со световым потоком порядка 30 тысяч люмен ANSI, который не может обеспечить никакой другой тип проектора. На театрализованном представлении “Виват Россия! Виват Москва!”, состоявшемся в сентябре 1997 г. на Поклонной горе в Москве, одним из типов использованных проекторов был отечественный светоклапанный проектор БЦТЭ-79, разработанный МНИТИ. Проектор обеспечивал световой поток в 1800 лм.

Проекторы на сегнетоэлектрических формирователях изображения. Сегнетоэлектрические формирователи изображений находят достаточно широкое применение, хотя и не производятся в промышленных масштабах.

Электрооптический эффект.   В основе работы сегнетоэлектрических формирователей лежит электрооптический эффект - эффект Поккельса, заключающийся в изменении комплексной диэлектрической проницаемости материала в оптическом диапазоне под действием электрического поля. Электрооптический эффект приводит к изменению оптических свойств материалов: переменному двулучепреломлению, переменному светорассеянию и управляемому деформацией двулучепреломлению. Эти изменения свойств материалов обусловлены электрически индуцированным изменением ориентации малых областей вещества (доменов) и состояния кристаллической решётки (смещением ионов и деформацией электронных оболочек - поляризацией). В исходном состоянии домены ориентированы произвольно и материал является оптически изотропным. При приложении электрического поля домены ориентируются вдоль поля по его силовым линиям - происходит поляризация вещества. Изменения электрооптических свойств можно добиться и механической деформацией вещества (сжатием или растяжением). При этом домены вытягиваются в линию по направлению растяжения.

Электрооптический эффект может быть обусловлен изменением действительной составляющей диэлектрической проницаемости e (или показателя преломления вещества n=e0,5), мнимой составляющей (коэффициента затухания излучения) или коэффициента рассеяния света. Для описания эффекта обычно используют не зависимость e от Е, а обратную величину a=1/e, называемую поляризационной константой. В центросимметричных кристаллах и в изотропных средах (например, жидкостях) значение e не зависит от знака приложенного напряжения и функция e=f(E) чётная. Изменение e (и поляризационной константы) в первом приближении пропорционально квадрату напряжённости электрического поля:

Da=RE2,

где R - электрооптический коэффициент Керра.

Приведенная зависимость характеризует квадратичный электрооптический эффект (эффект Керра).

В нецентросимметричных кристаллах и текстурах зависимость e от Е может быть линейной, а изменение компонент поляризационных констант аi (i=1, 2,..,6) для разных направлений прямо пропорционально соответствующей компоненте напряжённости поля: