MIP-Portal

Reise på Internett Jeg kom over en side der enheten av laservirkninger ble beskrevet. Etter å ha lest innholdet nøye, bestemte jeg meg for å gjenta dette designet, men for å modernisere det...
Jeg tror mange av denne tingen vil være interessant, spesielt siden det ikke er så vanskelig å produsere...
Så, la oss begynne å montere en hjemmelaget laserprojektor

Vi trenger:
1. Superglue 1 tube (jeg hadde nok, hvem ellers og lukter - du kan og to) - 20rub
2. To kjølere fra skjermkortet

ved 65rub
3. Stabilisatorene KREN5V og KREN8B, dvs. 5V og 12V-naturlig, trenger de små radiatorer
4. En lyspære med en 6.3V type SMN-6.3
5. Mikrokrets K561TL1 eller K561LA7, noen av dem
6. To transistorer KT605 kan være KT815.817.972,2 N 6039 - Generelt sett er strukturen av n-p-n
7. To ledninger ved 200-220mph, og to andre ved 470-1000mf x16V, og to ved 5000mf-hvilken som helst spenning
8. To variable motstander av typen SP3-4am ved 47kom
9. Motstand til 1-2 ohm 0.5w for å justere spenningen på laseren til 4

4.5V
10. Små speil på kontoret. 20x20mm og 27x27mm
11. En liten transformator slik at utløpet ikke er mindre enn 12V
12. Et stykke kryssfiner eller plexiglasgab. 135X160 for basen, hvor vi alle skal skape

Oppmerksomhet vær så snill. Ikke la laserstråling komme i øynene - dette er farlig. Operasjonsinstallasjonen av lasereffekter bør plasseres slik at strålen under ingen omstendigheter kan komme inn i noens øyne, så vel som utenfor lokaler (for eksempel i et vindu). Dessuten er det ikke tillatt å installere laser effekter (samt andre lysdynamiske enheter, inkludert stroboscopes, blinkende lys, fargemusikk) i nærvær av personer som lider av epilepsi.

Til å begynne, samle strømforsyningen på diagrammet nedenfor, er det viktig å velge kraften i laser makt er ikke lenger 4.5V eller han raskt uttømt sine ressurser, og 12V for levering av to kjølere, Conder på 5000mf og lys er nødvendig for å unngå at overspenning naprugi, er laser svært de er redd, og så sørger de for en jevn inkludering. For å samle opp naturlig er det nødvendig på grunnlag, lim superglass.
(hvor KREEN-bokstavene er skrevet, venstre inngangseffekt, jordens midtpunkt, til høyre for den naturlige utgangen)

La oss begynne å lage en enhet som faktisk styrer fansen (kjølere), ifølge denne ordningen, vel, jeg tror alt er klart her, ingen justering er nødvendig, det viktigste er å ordentlig lodde alt.

Prinsippet for operasjonen er enkelt: to generatorer som deretter tilføres kjøleren, så nei.
Og, selvfølgelig ikke på samme tid, slik at kjøleren er akselerert tvert imot, det oppnås forskjellige tall (forresten kalt Lissajous tall), på grunn av forskjellen i hastighet, viser det seg ganske spektakulært.
Du kan sikkert bare sette to peremennika og bare justere naprugu på kjøligere, men vil vise seg å være en av dagens tall, og så mye mer, jeg teller ca 6-7 og i ulike kombinasjoner (avhengig av motstand).
Du kan selvfølgelig sette parallell med hver kjøler på condenderen på

100mph, dette er for de som er redd for at spenningen stiger, de vil raskt dekke opp :), men jeg har uten dem pløying og ingenting.

Deretter kuttes ut av glasset to rutene på 20x20mm og 27x27mm, lim superlugen i en vinkel

1 grad, for at jeg plassert under speilet shaybochki liten, nesten til midten av speilet var i en liten vinkel (ikke anbefaler å erstatte speilet enn noensinne på grunn lysstyrken laserstrålen endres betydelig).

Nå gå videre til å installere viften og laser er den vanskeligste prosedyren fordi det tar å finne den riktige plasseringen av elementene på grunnlag som vist i figuren. Jeg: sette den første kjøleren (M1), og deretter justere posisjonen for laser (EL1), fast midlertidig på det varmsmelteklebemidlet, målt i høyde og vinkel, og en andre kjøler (M2)

Ordning med laserprojektor

Profesjonell laser effekter projektor.

Oppmerksomhet vær så snill! Ordren med å legge til tagger betyr noe! Begynn å legge til med det viktigste. Bruk eventuelt eksisterende koder hvis det er mulig

Forfatter: Kyoritsu Denshi, Ageo by, Saitama, Japan
Skrevet den 12/25/2012.
Laget med hjelp av CotoRed.

Jeg tilbyr mine dypeste unnskyldninger, for noen feil, på grunn av kompleksiteten til oversettelsen fra det japanske språket.

Jeg tror at alle så Laser Effects, som brukes i diskotek eller musikkfestivaler, konserter. Lasereffekter faller inn i to kategorier. Den første er Ray Effect, den demonstrerer laserstrålene som beveger seg i luften. Den andre er Screen Effect, den viser lasergrafikk som reflekteres på skjermen, takket være de raske bevegelsene til laserpunktet. Den første effekten er å foretrekke til diskoteket, det er bedre enn det andre. Effekten av strålen er veldig spennende. Laserutstyr, som arbeider i et lasershow, kalles laserprojektoren.

I dette prosjektet foreslår jeg at du bygger en profesjonell laserprojektor. Den viktigste komponenten som brukes til laserprojektorer er selve laseren. OH-NE-laseren som ble brukt i de tidlige årene, var en flerfarget blandet gasslaser - en kompleks og kapasitetsanordning. For tiden brukes til høy kvalitet laser projektor - solid-state laser. I prosjektet mitt brukte jeg en solid-state laser som ble kjøpt fra Kyoritsu Denshi.

Hva skjer i en laserprojektor?

I utgangspunktet brukes laserprojektorer til underholdningsindustrien. De fleste høykvalitets laserprosjektorer er laget for å bestille, og noen funksjoner - inkludert samsvar, hvorfra effekten ble hevdet. Figur 1 viser et optisk diagram av funksjonen til en typisk laserprojektor. Det ser ut som at de ferdige laserprosjektorene bare har en X-Y-skanner, som kan brukes til de fleste vanlige effekter. I dette prosjektet valgte jeg bare X-Y-skanneren og prøvde å designe nøyaktig lasergrafikk og animasjoner som et mål.

Fig. 1 Optisk bord av en typisk laserprojektor

laser

I gamle dager ble røde OH-NE lasere brukt til laser kunst. Gasslaseren er svært lav effektiv og vanskelig å bruke. Kompakte, høyytende og praktiske solid-state lasere, som en halvlederlaser og DPSS-laser, forbedrer evnen og har lenge dukket opp på markedet for laser kunstutstyr. Hovedfarger i solid state laser er nå rød, grønn og blå.

Slukningsapparat og modulator

Slokkingsmekanismen avbryter enhver unødvendig laserstråle. De fleste gasslasere krever denne mekanismen foran laserprojeksjonsvinduet, fordi en gasslaser ikke kan moduleres raskt med høy utgangseffekt. Galvanometeret brukes til slokkingsmekanismen som en driv for hodene for å bevege bryteren. For et flerfarget system, for eksempel en blandet gass laser, en optisk modulator, kalt PCAOM, brukes til å styre hver fargebarriere. Mekanisk demping, unntatt sikkerhetslukker, senkes ofte på laserprojektoren ved hjelp av PCAOM- eller solid state-lasere som kan moduleres direkte.

Bryter / Beam aktuator

Strålingsbryteren er en mekanisme som strømmer laserstrålen til den valgte aktuatoren, og aktuatoren forstyrrer laserstrålen med ethvert optisk filter. Siden hastighets- og nøyaktighetsbryter ikke er spesielt nødvendig, brukes galvanometre, steppermotorer og solenoider for å bevege optikken. Det optiske filteret som brukes til aktuatoren, bør utvide laserstrålen. Laserstrålen som sendes gjennom aktuatoren skaper utstrålede stråler som en stråleeffekt og et abstrakt mønster som en skjermeffekt.

X-Y-skanner

X-Y-skanneren er den mest grunnleggende komponenten som kan styre strålevektoren etter ønske. Figur 2 viser prinsippet om skanneren X-Y. To galvanometer er montert ortogonalt innkommende laserstråle som reflekteres av aksen X (galvanometeret speil reflekterer strålen mot Y-aksen) ved Y-galvanometer speil reflekterer stråleaksen på tiltenkt plass. Strålekontrollen kan bestemmes av en kombinasjon av avbøyningsvinkelen til de to speilene. Laserstrålen sett skaper laserark eller en tunnel som en stråleeffekt, eller tegner lasergrafikk på skjermen. For skjermeffekten, er spesielt hastigheten på X-Y-skanneren nødvendig for god bildekvalitet. Bare et galvanometer med tilbakemelding brukes til skjermeffekten, og for enkel abstrakt grafikk. Galvanometre med åpen sløyfe og resonans er brukt.

Fig. 2 X-Y-skanner

Andre komponenter

Komponentene bortsett fra optikkene som er forklart ovenfor, er:

- laser kjølesystem,

Laserprojektoren består av disse komponentene.

Laser modernisering

Jeg kjøpte en grønn lasermodul i Kyoritsu Denshi (532nm / 5mW DPSS). Du kan øke utgangseffekten til laseren flere ganger enn den nominelle effekten, selvfølgelig er dette utover garantien. Som et resultat, ut av 15 mW, er det mulig å øke effekten til 20 mW med enkle modifikasjoner. Oppmerksomhet vær så snill! Dette betyr at lasermodulen ikke skal oppgraderes uten kjennskap til det grunnleggende om lasersikkerhet.

En lasermodul brukes til en billig laserpeker. For å øke effekten og beskytte mot overoppheting, bygde jeg en laserenhet med temperaturkontroll og ekstern modulering. På bilde 2 er en grønn laser klar.

Bilde 2 Temperaturregulator

Da nøyaktigheten av temperaturkontrollen ikke er nødvendig, brukes en enkel kontroll. MCU leser motstanden til termistoren sammen med lasermodulen, konverterer den til temperatur. Det er nødvendig å fastslå forskjellen mellom modultemperaturen og oppgjørstemperaturen. Hvis temperaturen på enheten som leses gjennom MCU er høyere, slås enheten av for å beskytte lasermodulen når modulens temperatur er ute av innstillingen.

Produksjon av skannere - galvanometre

Jeg var på utkikk etter et eksisterende prosjekt i produksjonen av galvanometre med tilbakemelding, men jeg kunne ikke finne noe lignende på nettverket. De fleste skannere som er laget hjemme, er laget av en høyttaler uten tilbakemelding. Det ser ut til at ingen selv prøvde å bygge et galvanometer med tilbakemelding. Jeg ble tvunget til å starte prosjektet fra bunnen av, og jeg kunne bygge et galvanometer med tilbakemelding, noe som ga meg muligheten til å eksperimentere. Jeg tror at denne rapporten vil hjelpe dem som ønsker å gjenta et slikt prosjekt.

Hva er et galvanometer?

Galvanometeret er en av de elektriske enhetene som brukes til å oppdage en liten strøm, det skjematiske symbolet (G). Når en meget liten strøm blir oppdaget, avviker galvanometeret pilen på skalaen - indikerer strømmen, hvis vi bytter ut pilen med et lite speil med lyskilde - vi får den enheten vi trenger. Galvanometeret har en veldig tynn rotor for å minimere rotorens treghet for rask bevegelse. Den bevegelige spolen er erstattet av en høyt stiv rotor, for eksempel en bevegelig magnet og glidende jern, og armaturspolen beveges til statoren for å øke varmeeffekten. Denne strukturen kan kalles en "servomotor", og ikke et galvanometer.

Kontroll med tilbakemelding

Akselen til galvanometeret åpen-sløyfe, er en elektromagnet spole, som beveger seg mellom en rotor balanserende torsjonskraft som produseres av den roterende rotor og stopptiden for rotasjon av viklingen. Dette er samme prinsipp som i et tradisjonelt galvanometer. Dette kan styres ensidigt, rotoren beveger seg til en posisjon som er proporsjonal med spolen strømmen. Imidlertid er det overføringsbåndet styre åpen sløyfe galvanometeret begrenset fordi den fastslåtte resonansfrekvensen av rotoren treghet og en konstant elektrisk vikling. magnet.

I lukket sløyfe kontrolleres rotorens posisjon av en positionssensor, som lar deg spore og kontrollere rotorens posisjon. Dette kalles også kontroll, eller tilbakemelding, eller servokontroll. Dette kan forbedre visningshastigheten og nøyaktigheten i forhold til åpen sløyfekontroll (figur 3). Forbedrer styringseffektiviteten, fordi det ikke er strømtap på grunn av elektromagnetiske viklinger. Imidlertid krever tilbakekoblingskontrollen ekstra midler for å skaffe en positionssensor, servoforsterker og drivere. Dette prosjektet vil bidra til å produsere et galvanometer med tilbakemelding som kan styres.

Posisjonsføler

Posisjonsføleren er den viktigste detaljen av tilbakemeldingskontrollen. Det finnes flere alternativer, for eksempel en optisk (lysfølsom enhet), en elektromagnetisk enhet og en solid-state-enhet (potensiometer). Jeg valgte en enkel kapasitiv metode som benytter prinsippet om at vekselstrømspenningen påføres den elektriske kondensatoren, i forhold til kapasitansen. Dens struktur ligner på å tune en kondensator som brukes i radio. I et praktisk produkt er en elektrode jordet, fordi det er mer praktisk, av grunner som er nødvendige for å forenkle kretsdesign, når kondensatorstrømmen i en slik struktur måles.

Skjematisk vises dette i figur 4a, DC-komponenten, indikert med piler, åpner den nåværende DC-banen som vist i Figur 4b, den modifiserte DC-komponenten vil bli detektert av galvanometeret (G). Faktisk er kapasitansendringen svært liten, og det vil ikke bli detektert jevnt på grunn av parasittisk kapasitans og interferens. Figur 4c viser skjematisk brukt i et praktisk produkt. Til to karakteristiske elektroder og dioder er de forbundet i motsatt polaritet til hverandre. Mengden av den forandrede strømmen blir forskjellen mellom dem. En hvilken som helst nøyaktighet av faktorets påvirkning kan endres, og dette kan oppdages mer jevnt. I dette nummeret, når den bevegelige elektroden beveger seg til venstre, vises positiv spenning i Vo og omvendt. Posisjonsføleren som er bygd inn i dette prosjektet, endrer forskjellen i kapasitans pF i full skala (mekanisk avvik ved 90 °), og en tilstrekkelig endring i utgangsspenningen kan oppnås.

Deler produksjon og montering

Foto 3 - Galvanometerets hoveddeler:

1. Den grunnleggende strukturen. Prototypebord av riktig størrelse, metallstativ med styrer, og skruer festende prototyper - galvanometerhus.

2. Stator. UEW (uretan emaljert wire) i diameter 0,3 mm, to spoler på 60 slår på en forberedt dorn.

3. Kullager. OD = 5, ID = 2, L = 2,5

4. Flytende magnetrotor. Den faste rotoren er en stiv stang for å unngå resonans. Stangen er laget av karbonstål og er hentet fra en gammel motor (D = 2, L = 45), og neodymmagneter ekstraheres fra demonterte harddisker. Magnetene er avkortet og sveiset til stangen. Rotoren skal være tynn og lett for å minimere mulig treghet.

5. Flytter nåværende mottaker. Laget av glassfiber (D = 8, t = 0,2). Arbeidsvinkelområdet er 90 °, dannet i form av en sommerfugl og 180 ° i halvmåne, som er tilstrekkelig for en galvanometerskanner.

6. Statorelektrode. Også laget av glassfiber og delt inn i fire sektorer.

Figur 4 viser et nærbilde av konstruksjonen av et galvanometer.

1. De to statorspolene plasseres og installeres som et miljø for rotormagneten. Jeg kunne ikke fikse statorkjernen mer presist for å unngå unødvendig dreiemoment. Men selv i dette tilfellet er det konstante momentet ganske lite, 2,5mN-m / A

2. På statorens side presser en tynn ledning (bronse, 0,4 mm) stangen og gjør det mulig å bevege elektroden, du må sette trykket for å eliminere vibrasjon. Kontakt senteret må være midt på stangen for å minimere friksjon, eller det vil forårsake en hysteresefeil. Et lite ledende fett øker ledningsevnen og stabiliteten.

3. Rotorens side. Rotoren er forbindelsen bak den, elektrodene er bundet til en stang med en ledende lakk. Gapet mellom rotoren og statoren må være den mest nøyaktige og parallelle, ellers vil følsomheten og lineariteten bli verre.

4. Speil. Klipp fra et stykke speil og festet til en guide laget av aluminiumstang (D = 5).

Produksjon av servoforsterkere

Figur 5 viser et blokkdiagram over servomotorforsterkeren for dette prosjektet. Servosystemet bruker forsinkelsesposisjonen til det kontrollerte objektet. Kontrollmetoden for et galvanometer med tilbakemelding er kompensasjon for forsinkelsen av gjeldende hastighet og for hver fartsposisjon er laget separat. I-kontroll er utelatt, fordi det kan påvirke stabiliteten til servomotoren.

Fig. 5 Servomotoroperasjonsdiagram (forenklet)

Egenskaper for posisjonssenderen

Figur 6. PD ut og rotor posisjon PD ut og dreiemoment

Elektroden posisjonssensor stator er delt i fire sektorer, og en arbeidsvinkel området blir ± 45 ° som vist i figur 6. Servosystemet er markert i det malte område som viser polariteten til rotormomentet og PD ut. Det grå området angir en feil posisjon, men når du bruker skannerkontrollen med senterposisjonskommandoen, går rotoren alltid tilbake til senterposisjonen. Det normale driftsområdet er satt til ± 20 ° (optisk avvik ved ± 40 °) som er tilstrekkelig for galvanometerskannere.

Produksjon av trykte kretskort

Dette er produksjonen av en servoforsterker og kretsdiagram. Dette er en enkel og vanlig krets av operasjonsforsterkeren, det er ikke noe vanskelig. Imidlertid er effektforsterkeren og den lille signalforsterkeren synkron. Du må være forsiktig med å gjøre ellers, du vil bli opprørt av forvrengning eller ustabilitet, og servo-operasjonen vil bli begrenset.

Servomotoren krever en strømforsyning på ± 20 V. Dette er ikke vanskelig med en enkel DC-DC-omformer drevet av et + 12-batteri.

Oscillasjoner er en konsekvens av bruk av en servoforsterker. Dette er faktisk, og bør ikke være et problem, men utgangsspenningen må settes (hjuls) induktans. Tilførselsspenningen må være høy og, om mulig, minimere denne effekten. Spenningsfallet i dagens, ved høy ytelse, er heller ikke tillatt. Dette skyldes den nåværende begrensningen av LM675, en stor strømkapasitet, som for LM12, kan være bedre enn LM675. En slik sterk strøm kan imidlertid brenne galvanometerets spole fra lasten eller svingningene, så det er nødvendig å installere en radiator for kjølebussen fra galvanometeret.

Produksjon av kontrolleren

Laserkontrolleren må produsere to vektorsignaler (± 1V analog) for galvanometeret og slukke signalet (TTL) for å modulere laser effekten. Disse signalene vil bli generert ved hjelp av en mikrokontroller, og en enkel D / A-adapter festet til en parallell PC-port. I dette prosjektet har jeg designet og bygget et nytt kontrollpanel for å minimere størrelsen på kontrolleren. Figur 7 viser et blokkskjema for kontrollpanelbordet, og et kretsdiagram er tilgjengelig i de tekniske notatene. Avsenderen produserer kun vektordata med den lagrede strukturen, og det er ikke mer kontroll. Dette forklarer ikke alle funksjonene til kontrollkortet og det programmerbare utstyret, fordi du må ha kunnskapen om å designe en laserkontroll hvis du skal bygge et galvanometer.

Fig. 7 Blokkdiagram over kontrolleren

Verktøy for å opprette en struktur

Fordi grafikken som brukes i laserprojektoren er en vektorbasert, ikke-raster, kan grafisk genererende verktøy ikke brukes til å opprette strukturdata. Et grafisk verktøy er nødvendig for å lage vektorkonstruksjoner. Det finnes noen laserverktøy for å lage vektorgrafik, men de er for dyre å bruke i et hobby eller midlertidig prosjekt, så jeg utviklet et enkelt vektorverktøy. Det er gratis programvare og er tilgjengelig i tekniske notater. Kilden koden for å konvertere ild struktur filen til en csv fil er også inkludert.

Innebygd laserprojektor

Alle komponenter er installert på basis av 240 × 150 × 5 mm., Laget av aluminium.

Batteridrift

En laserprojektor, inkludert et batteri og en PSU, kan pakkes inn i en diplomat.

Jeg vil være glad for hjelpen og rettelse av tekniske feil!

Enhetsprojektor LCD, DLP, CRT, D-ILA.

Hva er en projektor?

Projektoren er en enhet som er koblet til en datamaskin eller bærbar datamaskin, nettbrett, videokamera osv. for å få et bilde på projeksjonsskjermen.
Projektoren krever ingen spesielle programmer. Arbeide med projektoren ligner på å jobbe med en datamaskin eller videoskjermer. Bildens lysstyrke og kontrast er justerbare på projektorens fjernkontroll.

Projektorer for kontorpresentasjoner trenger ikke komplekse og hyppige tilpasninger. Slike projektorer kan slås på og drives med dem uten å lese instruksjonene. Inne i prosjektorhuset er det en lyskilde, en lampe eller en laser-lysdiode og en omformer av inngangssignalet til bildet. Vanligvis har projektoren en inngang for å koble et signal fra datamaskinen og en eller to innganger for å bytte videosignaler. Projektorene har også lydinnganger for lydavspilling på de innebygde høyttalerne. Projektorer er multi-system og fungerer med alle video standarder (PAL / SECAM / NTSC). Dette betyr at du kan spille av et hvilket som helst TV-program og opptak fra videokassetter og laserskiver.

Lysstyrke og grafisk oppløsning av bilder er de viktigste egenskapene til projektorer for presentasjoner. Når vi snakker om lysstyrken på projektorene, mener vi lysprosjektoren, det vil si mengden lys som sendes ut av prosjektøren. Lysstyrken er ikke avhengig av skjermstørrelsen, heller ikke på avstanden fra projektorlinsen til skjermplanet, og måles i ANSI lumen. Lysstyrken på moderne kontorprosjektorer overstiger 1000 ANSI-lumen, som gjør det mulig å holde presentasjoner i det vanlige kunstlyset.

For videoavspilling anbefales det å bruke projektorer med en grafisk oppløsning på minst 800 x 600 SVGA piksler. For høy kvalitet gjengivelse av et datamaskinbilde med små detaljer, velg en projektor med en grafisk oppløsning på minst 1024x768 XGA piksler. For dataprogrammer med økte krav til kontrast og grafisk oppløsning av bildet, bruk projektorer med en grafisk oppløsning på 1400x1050 piksler SXGA +.

Den optiske skjermen til projektorer med standardlinser er anordnet slik at den nedre kanten av bildet er på nivået av projektorlinsen. De fleste projektormodeller har mulighet til å korrigere vertikale trapesformede forvrengninger som oppstår når projektoren er plassert mye høyere eller lavere enn den normale driftsposisjonen. Projektorer lager et bilde av en spesifisert størrelse. Når du bruker standardlinser med et forhold på 2: 1, er avstanden fra projektorlinsen til skjermplanet det samme som to ganger skjermbredden. Lengden på standard datakabel overstiger vanligvis ikke 3 m, noe som er nok arbeid på kontoret. Hvis det er nødvendig, er det tillatt å bruke datakabler på opptil 15 m. Lengden på standard videokabel er heller ikke stor. Om nødvendig kan profesjonelle videokabler på opptil 100 m lang brukes til å overføre videosignalet.

Som en lyskilde bruker projektorene pålitelige metallhalogenid- eller metallhalogenlampe med en levetid på minst 2000 timer. Alle disse lampene er i hovedsak kvikksølvlamper der jod og bromsalter tilsettes. Disse lampene er meget kraftige og leveres i en spesiell lampemodul, som inkluderer en lampe, en reflektor og selve modulen, med kontakter og guider for montering i en bestemt projektor. Hvis lampen på projektoren mislykkes, endres hele lampemodulenheten. Lampens levetid reduseres betydelig når kjøle- og ventilasjonsforholdene brytes, så skru av projektoren riktig og hold luftfilterene rene.

Når du bruker projektoren i kontormodusmodus i 2 timer om dagen, inkludert helger og helligdager, varer en lampe i minst to og et halvt år.

Multimedia projektorer: grunnleggende teknologier

Blant de teknologiene som er utviklet til dato for bildelevering til projeksjonsskjermbildet, er det fire hovedteknologier som har vært mest brukt i kommersielle produkter fra ledende produsenter og avviker hovedsakelig i typen element som brukes til å danne bildet:

I hvert tilfelle bestemmer egenskapen til shaper de viktigste fordelene og ulempene ved teknologien, og følgelig er omfanget av projektorene opprettet på grunnlag av det.

CRT-teknologien.

Multimediaprojektorer basert på katodestrålerør (CRT) har blitt produsert i flere tiår. Men til tross for fremveksten av mer moderne teknologi, og kvaliteten av bildeskjerm (oppløsning, skarphet, fargenøyaktighet), nivået av akustisk støy (mindre enn 20 dB) og varigheten av kontinuerlig arbeid (10 000 timer eller mer), har de likevel ikke like. Ingen annen teknologi gjør ennå ikke så dypt sortnivå og en like bredt dynamisk lysstyrke spekter av bildet, takket være som CRT-projektorer tillater å skille detaljer, selv med demonstrasjon av mørke scener. Fysikalske karakteristika for det fluorescerende belegg øret skjerm (se. Anordningen CRT-prosjektør) utelukke tap av informasjon under avspilling av videosignaler med forskjellige standarder (NTSC, PAL, HDTV, SVGA-, XGA, og så videre. D.), og likheten av den teknologi som brukes i projektorer rør fjernsyn gir nøyaktighet av fargeoverføring uten bruk av gammakorrigeringsalgoritmer.

Har ubestridelige fordeler, spesielt når det vises video, har CRT-projektorer en rekke betydelige ulemper, og begrenser deres omfang. Med betydelige dimensjoner og vekt på flere titalls kilo, mister de til moderne bærbare multimedieprojektorer i lysstyrke. Med en typisk lysfluks i området fra 100 til 300 ANSI-lum, er visningsprogrammer bare mulig uten fravær av belysning. For å oppnå best mulig bildekvalitet når du installerer en CRT-projektor, må du utføre mye finjustering (strålereduksjon, hvitbalanse, etc.), som krever involvering av kvalifisert personell. I mellomtiden, etter å ha flyttet enheten til et nytt sted, erstattet en feilaktig komponent eller naturlig forlater parametrene med tiden, må alle prosedyrer gjentas på nytt. Dermed kan betydelige driftskostnader legges til en tilstrekkelig høy pris på selve enheten.

Projektor CRT

De mest avanserte CRT-projektorene er bygget på tre katodestrålerør med en skjermstørrelse på 7 til 9 tommer diagonalt. Hvert rør gjengir en av de grunnleggende fargene på RGB-rommet - rødt, grønt eller blått.

Isolert fra inngangsfargekomponenter som svarer til modulatorer styre driften av rørene ved å variere intensiteten av elektronstrålen, som er under påvirkning av det magnetiske felt av avbøynings-systemene avsøker den indre overflaten av røret skjermen med fosfor belegget. Dermed dannes et bilde av samme farge på rørskjermen. Ved hjelp av et objektiv, projiseres det på en ekstern skjerm, hvor den blandes med fremspring fra to andre rør for å produsere et fargebilde.

Fordeler med CRT:

• Høy bildekvalitet
• Lang varighet av kontinuerlig drift
• Dypnivå svart (kontrast)
• Nesten ubegrenset oppløsning
• Lavt støynivå, tilstrekkelig passiv kjøling
• Tidsprøvd teknologi (mer enn et halvt århundre)

Ulemper med CRT:

• Lav lysstyrke
• Periodisk kalibrering er nødvendig
• Fuzzy geometri
• Anbefales ikke for stillbilder

LCD-teknologi

I multimediaprojektorer laget med LCD-teknologi (Liquid Crystal Display), utføres den bildedannende funksjonen av en LCD-matrise av en lysende type. Driftsprinsippet for disse anordninger ligne konvensjonelle lysbildefremvisere (cm LCD-projektor apparater.) Med den forskjell at projisert på den ytre skjermen bilde dannes ved å føre det utsendte lys flux lampe ikke gli gjennom, og gjennom et flytende krystall panel som består av et antall elektrisk styrte elementer - piksler. Avhengig av anvendt på hvert slikt element vekselspenning varierer sin gjennomsiktighet, og derfor luminansnivået av skjermen del som projiseres på billedelement.

LCD-teknologi har gjort det mulig å redusere kostnadene til projektorer, redusere dimensjonene og samtidig øke lysflensen som de sender ut (i de kraftigste modellene når de 10.000 ANSI-lumen). Det er naturlig tilpasset reproduksjon av videosignaler fra datakilder, samt digitalt lagrede videofiler. LCD-projektorer er lette å håndtere og tilpasse og beholde parametrene etter transport. Det er derfor de er mye brukt i forretningsområdet for presentasjoner og demonstrasjoner av showprogrammer.

Men på grunn av den begrensede iboende optiske oppløsning bestemt av antallet av piksler i den flytende krystallgrunnmasse av imager, LCD-projektor reproduseres uten forvrengning av signalene fra bare ett, vanligvis datamaskinen standard SVGA-, XGA, og så videre. D. For å spille andre standarder signaler inkludert fjernsyn, spesielle algoritmer for å konvertere grafisk informasjon til det naturlige for et gitt digitalprojektor av projektoren. Tilstedeværelsen av ugjennomsiktige hull mellom individuelle piksler i flytende krystallmatriser fører til utseendet på et rutenett på skjermen, som kan sees i nær avstand. Ved overgang til polysilisium matrise med en tettere struktur og XGA oppløsning piksler ovenfor og denne ulempe blir praktisk talt usynlig, og kontinuerlig for å forbedre farge bildedannende algoritmer forbedrer dens kvalitet i betydelig grad sammenlignet med en tidligere utviklingsmodeller.

LCD projektor

Driftsprinsippet som gir de flytende krystall matriser, som anvendes i LCD-projektor som kameraer, basert på den egenskap flytende krystallmolekylene endre romlig orientering under påvirkning av et elektrisk felt og har en polariserende virkning på de lysstråler. I flerlagsstruktur i matrisen, som er en rektangulær oppstilling av en flerhet av individuelt styrte elementer (pixels), et væskekrystallsjikt som er innskutt mellom glassplater, på overflaten av hvilke spor er anvendt. Takket være dem, i alle elementene i matrisen ikke klarer å orientere molekylene på en identisk måte, og på grunn av den innbyrdes vinkelrette arrangement av sporene i de to platene, varierer den molekylære orientering som avstanden fra en av dem, og nærmere til den andre ved 90 grader.

Det polariserte lyset overføres gjennom et slikt lag av flytende krystallmateriale (se fig.) Endrer også polarisasjonsplanet med 90 grader. Derfor er den struktur i hvilken det tilsettes inngang og utgang polarisasjonsfiltre med innbyrdes vinkelrette akser polarisering (a og b), er transparent for den ytre lysfluksen, delvis svekke passasje av inngangs polarisatoren.

Å være under påvirkning av et elektrisk felt, endrer molekylene i flytende krystall laget deres orientering, og rotasjonsvinkelen for polarisasjonsplanet for lysflensen minsker merkbart. I dette tilfellet absorberes mesteparten av lyskilden av utgangspolarisatoren. Ved å kontrollere nivået på det elektriske feltet er det således mulig å endre gjennomsiktigheten av matrikselementene.

De LCD-paneler med aktivt adresserbare bildeelementer som er dannet ved hjelp av en amorf silisium-substrat, blir hvert element i gang en separat tynnfilmtransistor (TFT - Thin Film Transistor).

Dagslys teknologi polysilisium (p-Si), mye brukt i dagens LCD-projektor, tillatt overføringsstyrekretselementer i det polykrystallinske silisiumlaget og i betydelig grad redusere størrelsen av lederne og styretransistorer. Dermed var det mulig å øke lysvirkningsgraden av matriser og å gi betingelser for å øke oppløsningen. En ytterligere gevinst i lysfluksen i noen LCD-matriser gir mikrolinseraster - hvert matriseelement er forsynt med sin egen mikrolinse med å styre lysstrømmen gjennom den gjennomsiktige regionen. Lignende matriser brukes nå i mange LCD-projektorer.

Moderne LCD-projektorer er basert på tre polysilisium-flytende krystallmatriser, som hovedsakelig måler 0,7 til 1,8 tommer diagonalt. Strukturdiagrammet for en slik projektor er vist i figuren.

Ordning med laserprojektor

Jeg tror at alle så laser effekter, som er demonstrert på diskoteker eller festivaler. Det er to kategorier av laser effekter. Den første skaper en stråleeffekt, den viser laserstrålene. En annen effekt er skjermen, det viser lasergrafikk som er tegnet på skjermbildet som beveger seg. Den første er bedre enn den andre. Stråleffekten er veldig interessant, så mange viser bruker det. Laserutstyr, som arbeider i et lasershow, kalles en laserprojektor.

Bilde 1. XY Scan Head

Den viktigste komponenten for laserprosjektorer er en laserenhet. Ne laser ble brukt i begynnelsen, (en flerfarget laser blandet med gass).

Figur 1. Typisk laserprojektor

I utgangspunktet brukes laserprojektorer til underholdningsindustrien. De fleste high-end laser projektorer er laget for å bestille. Figur 1 viser et funksjonsdiagram over en typisk laserprojektor. Det ser ut som at ferdige laserprojektorer bare har en XY-skanner som kan brukes til de vanligste effektene. I dette prosjektet valgte jeg bare XY-skanneren for å projisere nøyaktig lasergrafikk og animasjon.

Projektor spesifikasjoner

MCU: ATmega64 (Atmel)
Minne for datalagring: MMC / SD
LCD-skjerm, XY-utganger, modulasjonsutgang

Hastighet: ILDA 18K @ 8 °, ILDA 12K @ 20 °
Arbeidsdebøyning: 80 ° (optisk)
Speilstørrelse: 5 × 8 [mm]

Bølgelengde: 532 nm (grønn)
Utgangseffekt: 20 mW
Modulasjon av inngangssignalet: TTL

Kraftkrav

Controller / Laser: 5V / 1.5A
XY-skanner: ± 20V / 1A

Tomgang: 7 w
Arbeider: 22W (ILDA 18K @ 8 °)

240 (W), 150 (D), 40 (H) [mm]

laser

Lasergass har svært lav effektivitet og er vanskelig å bruke. Nylig har kompakt og svært effektiv (enkel å bruke) solid state halvleder og DPSS lasere dukket opp. Fargen på Solid State Laser er nå rød og grønn.

Slokking / modulering

Blankingordningen slår av laserstrålen. De fleste gasslasere krever denne mekanismen, siden de ikke kan modulere utgangseffekten raskt. Galvanometeret brukes til mekanismen for bakslaget til strålen som drivkraft for å flytte bryteren. For et flerfarget system, for eksempel en blandet gasslaser, en optisk modulator, kalt PCAOM, brukes til å styre hver linjefarge. Mekanisk demping av lukkeren, i tillegg til sikkerhet, utløses ofte på laserprojektoren med det samme.

Beam Switch / Effector

Strålingsbryteren er en mekanisme som strømmer laserstrålen for den valgte effekten, og den pendler også laserstrålen med ethvert optisk filter. Siden det ikke er behov for spesiell nøyaktighet i byttehastighet, brukes stepper og solenoider til å bevege optikken. Det optiske filteret som brukes til effektoren forplanter eller sprer laserstrålen. Lasestrålen passerer gjennom effektoren og skaper en lysstråle. Så snart lyset reflekteres, vises et abstrakt mønster.

XY-skanner

Figur 2. XY-skanner

XY-skanneren er den vanligste komponenten som kan styre strålevektoren. Figur 2 viser prinsippet om XY-skanneren. To Galvos montert i et ortogonalt plan, spretter den innkommende laserstrålen av X-aksen galvo (speil) og går til aksen Y galvo (speil) og deretter går over i skjermplass. Strålretningen kan bestemmes av kombinasjoner av avbøyningsvinkelen til de to speilene. For skjermeffekten er XY-reflektorhastigheten viktig, så langt som mulig for god bildekvalitet. For tiden brukes bare Galvo med tilbakemelding.

Bygging av en lasermodul

Bilde 2. Temperaturregulatoren til laserenheten

Jeg kjøpte en grønn lasermodul for 6720 yen i Kyoritsu Denshi. Denne lasermodulen DPSS har egenskapene til objektivet 532nm / 5mW (min). Strømmen måles ved 15 mW uten justering og 20 mW ved maksimal posisjon av trimmotstanden. Testene viste at når lasermodulen kjører i lang tid, reduseres utgangseffekten på grunn av temperaturstigningen. Denne lasermodulen for en billig laserpeker, og så bygget jeg en temperaturkontroll og ekstern modulasjonsenhet.

Foto 2 viser en grønn laserenhet bygget.

Kontrollsystem av laserenheten

En enkel PI-regulator brukes til å regulere temperaturen. MCU leser motstanden til termistoren fra lasermodulen, analyserer feilene mellom modulets temperatur og temperaturinnstillingene. Utgangseffekten til laseren kan moduleres og slås av fra en ekstern modulasjonskilde av MCU for å beskytte lasermodulen når temperaturen overskrides.

Lukket sløyfe kontroll

Figur 3. Verdier av Galvos

Galvo-akselen balanserer mellom rotorens genererte dreiemoment og gjenopprettingsmomentet for stangens torsjonsfjær. Dette er prinsippet om det tradisjonelle galvanometeret. Galvanometeret er en av de elektriske enhetene som brukes til å oppdage en liten strøm, det skjematiske symbolet G. Rotoren til rotoren er proporsjonal med spolenes strøm. Kontrollen av båndbredden fra de åpne Galvos er imidlertid begrenset, siden den har en resonansfrekvens, som bestemmes av rotasjonenes og fjærens inerti. Rotorens posisjon er detektert av positionsføleren. En sammenligning av settposisjonsverdien og den faktiske posisjonen til rotoren (revers Contorl eller Servo Contorl) utføres. Det forbedrer skannehastigheten og kontroll nøyaktigheten for å åpne konturen (figur 3). Energieffektiviteten økes også, fordi det ikke er noe strømbrudd på grunn av torsjon av stangen. Likevel krever lukket loop-kontroll en gjensidig forbindelse mellom positionssensoren og servo-omformeren.

Posisjonsdetektor

Figur 4. Kapasitiv detektor

Posisjonsdetektoren er den viktigste delen for tilbakemeldingskontroll. Det finnes ulike målemetoder: optisk, magnetisk og kapasitiv. Jeg valgte en enkel kapasitiv metode som bruker prinsippet om at når vekselstrømsspenningen påføres kondensatoren, vil den være proporsjonal med kapasitansverdien. Dens struktur er lik tuningen av en kondensator som brukes i radio. Den krets som er vist på figur 4a, DC (dioder) komponenter åpner veien DC, som vist i figur 4b, slik at dens deteksjon med et galvanometer (G).

galvano

Galvanometer krets

Faktisk er kapasitetsendringen svært liten. Derfor viser figur 4c kretsen som brukes for en praktisk utforming. Forskjellen mellom summen av de rettede strømmer er tilstrekkelig, og signalet kan detekteres stabilt. I denne figuren, når den bevegelige elektroden (rotoren) beveger seg til venstre, vises en positiv spenning på Vo og omvendt.

Deler og montering

Bilde 3 hoveddeler av Galvos

1. Støtteramme. Glass-epoxy prototyper er kuttet til riktig størrelse, to grunnplater er installert på slutten av blokkene, og dette gjør Galvo kropp.
2. Statorviklinger. UEW (uretan emaljert ledning) med en diameter på 0,3 mm 60 er viklet på en spole, festet og deretter fjernet fra den.
3. Kullager. (OD = 5, ID = 2, L = 2,5)
4. Flytting av magnetrotoren. Den faste rotoren er stivere enn spiralen en, noe skadelig resonans oppstår ikke. En aksel av karbonstål fra en død motor (D = 2, L = 45) og neodymmagneter blir revet fra harddisken. Kross magnetene og koble dem til akselen. Akselet må være tynt og lett, så langt som mulig, for å redusere rotasjonenes treghet.
5. En sommerfuglformet elektrode er laget på tynt glass og et epoxy-kretskort (D = 8, m = 0,2). Vinkelen er 90 ° i form av en sommerfugl og 180 ° i form av en halvmåne. 90 ° er tilstrekkelig for et galvanometer.
6. Statorelektrod for PD. Det samme materialet er delt inn i fire firkanter.

Foto 4. Nærbilde

Bilde 4 viser et nærbilde av et galvanometer

1. To statorviklinger er plassert og festet som roterende omkretsmagnet.
2. Utsikt fra statorens side. Den er laget av en fjærledning (fosforbronse, 0,4 mm i diameter). Et skarpt trykk på akselen gir null potensial til den bevegelige elektroden (fortrykk på lagrene for å eliminere vibrasjon). Kontaktpunktet skal være i midten av akselen for å minimere friksjon, eller det vil forårsake en hysteresefeil.
3. Utsikt fra siden av rotoren. Elektrodene er festet til akselen med en ledende maling. Plassen mellom rotoren og statoren bør være nær parallell, så langt som mulig, ellers vil følsomheten og lineariteten bli verre.
4. Mirror. Festing fra en aluminiumkjerne (D = 5).

Servo forsterker

Figur 5. Koblingsskjema (forenklet) Servo

Figur 5 viser et blokkdiagram over servoforsterkeren. I servostilling blir forsinkelsen til det kontrollerte objektet høyt og kan ikke styres stabilt.

Nedenfor er et oscillogram av bølgeformen som er dannet på servoforsterkeren. Tilførselsspenningen skal være så høy som mulig for å minimere metning av spolen. Men kraftigere operasjonsforsterkere kan brenne Galvo-spolen, så det er nødvendig å gi termisk beskyttelse.

Servo forsterkerbrett (ver.2)

Kontrollmetoden for den lukkede kretsen Galvo er PD-kontroll. For D-styring, er gjeldende hastighetsforsinkelse og hastighetsposisjonen for hver laget separat. I-kontroll er utelatt, da det kan påvirke stabiliteten til servo-operasjonen. Det er nesten ingen friksjon i dette systemet, så det er ikke noe problem for posisjoneringsnøyaktighet uten I-kontroll.

Egenskaper av detektoren

Figur 6. PD-utgang og rotorinstallasjon

Statoren posisjonssensor elektrode er delt i fire sektorer, og arbeidsområdet til vinkelen blir ± 45 °, som vist i figur 6. Den normale driftsmodus er satt i området ± 20 ° (± 40 ° av den optiske avvik), som er tilstrekkelig for galvano skannere. Servoforsterkeren krever en dobbel utgangseffekt på ± 20 volt. Den er opprettet ved hjelp av en enkel DC-DC-omformer drevet fra en enkelt +12 VDC kilde. Det kan ikke sies at det bør reguleres, den tradisjonelle strømforsyningen til transformator-brokondensatoren vil også fungere godt.

Skjematisk diagram over strømforsyningen

Å bygge en kontroller

Figur 7. Controller Flowchart

Laserkontrolleren må generere to vektorsignaler (± 1V) for Galvos og et blindesignal (TTL) for modulering av laserutgangen. Disse signalene kan oppnås av enhver mikrokontroller. Figur 7 viser et blokkskjema for kontrollkortet.

Kontrolleren genererer bare vektordata

med bevaring i rammen.

Opprettingsverktøy

Forfatteren opprettet et enkelt verktøy for å spore vektorbilder. Den behandler rammefiler i det universelle CSV-formatet. Programmet er gratis og tilgjengelig. Skriptet for å konvertere til en CSV-fil er umiddelbart der.

resultater

Laserprojektor (komponenter monteres på hovedkortet 240 × 150 × 5 mm aluminium).

Batteridrift

justering

Når en firkantbølge for Y-aksen er satt, forbigående

Y-aksens karakteristikk vil bli projisert.

Y-aksen er perfekt justerbar. Nå vil du kunne finne asymmetrien mellom forkanten og bakkanten. Dette skyldes asymmetrien mellom kilden og mottakeren på LM675.

Justering langs X-aksen på samme måte. En pulsprøve kan uttrykke en forbigående respons bedre enn en firkant. Pulsvarigheten er 8 ms.

Ulike lasergrafikk

Hieroglyph på torget (51 fps)

Giko-katt er projisert på veggen

fra en avstand på 60 m (38 fps)

Yuki Kotonomiya (12 fps)

Laget med en 3D-ramme.

Basert på elm-chans "Home Built Laser Projector"

Laser projektor tegninger og diagrammer. Teknisk laserprojektor. Laser projektor for merking.

Vi tilbyr deg vår nyeste utvikling - en rekke tekniske laserprojektorer VLT LD Techno PRO. Disse laser projektorer som er i stand til å projisere tegninger og DXF format ordninger, DWG, SVG i målestokk 1: 1. I en hvilken som helst overflate (laser markeringsprojektør (lasermerke) ved hjelp av laserprojeksjonsenheten kan generere laser lekalo.Tehnologiya laserprojeksjonsbilde gir høy posisjoneringsnøyaktighet i plass, raskere og reduserer kostnadene for produksjonsprosessen maskinen er beregnet på å projisere to og tre-dimensjonale tegninger Denne enheten er uunnværlig i et bredt spekter av industrier:.. produksjon av strekningen svette olekov, bilindustrien, i produksjon av betongkonstruksjoner, luftfartsdeler og mange andre ekstremt kompliserte oppgaver.

• Laserprojeksjon av tegninger på en skala på 1: 1 på en hvilken som helst overflate (om nødvendig, muligheten for å zoome inn i XY, stigninger, forskyvninger, rotasjon, etc.).
• Sparer tid, materiale og ressurser
• Kvalitetskontroll på forsamlingsstedet
• Du trenger ikke lenger maler og maler
• Dine arbeidere gjør ikke feil når du skriver opp
• Du projiserer noen konturer med høy hastighet for endring av bilder
• Laserprojektoren for merking overfører bildet med høy nøyaktighet
• Sterkt stabiliserte lasere med automatisk temperaturkontroll gir et svært høyverdig bilde selv på en solskinnsdag takket være tilstedeværelsen av laseremittere i to farger (grønn, rød) med justering av strømmen du trenger.
• Enkel administrasjon og automatisering av prosessen med produksjon av bilder av tegninger eller mønstre.
• Tilpass programvaren for dine behov
• Utstyret har lasersikkerhetssertifikater og er godkjent for kontakt med en person. Det er også sertifikater for overholdelse av tekniske forskrifter fra landene i tollunionen.

Hjerte av lasermarkeringsprojektoren er skanneren vi opprettet, noe som gjør at vi kan overføre et stort antall elementer til laserprojeksjonen samtidig med høy nøyaktighet og hastighet. Designet av oss for dataene fra laserprojektorer på tegningene, gjør programkomplekset muligheten til å vise DXF, DWG, SVG-formatene med hvilken som helst programvare og maskinvarebildejustering i rommet med bildeutgangssystemet. Enheten kan arbeide både autonomt og styres fra din PC via trådløs WiFi, noe som forenkler installasjon av enheten på vanskelige steder.

Ordning med laserprojektor

Projektorinnretninger | introduksjon

Alle av oss er fascinert av den magiske verden av kino. teater atmosfæren gjør at du kan fordype deg i handlingen og oppleve ideen om regissøren, føler rush av følelser og selv på noen måte å leve livet på skjermen tegn. Selvfølgelig vil det ikke være noen som hevder at et av de viktigste aspektene ved en så sterk innvirkning er et lyst, rikt bilde av et stort format. Og for i dag kan et slikt bilde bare oppnås ved hjelp av en projektor - en enhet som bruker en lyskilde til å projisere rammene på skjermen. Det er verdt å merke seg at moderne projektorer er svært høyteknologiske enheter, men opprinnelsen til selve prinsippet om dannelsen av et slikt bilde går tilbake århundrer. Hvis du nærmer deg spørsmålet ganske enkelt, så kan de første seerne betraktes som primitive personer som så på å flytte skygger fra brannen på hulene i hulene. Deretter husker vi det berømte kinesiske skyggeteateret, ved hjelp av et system som vi kunne kalle i dag en omvendt projeksjon. Og de første massenhetene dukket opp bare i det 17. århundre. De ble kalt "magiske lanterner", oppfinneren som anses som den nederlandske forskeren Christian Huygens. Enheten til den magiske lanternen var veldig enkel: En lyskilde ble plassert i en tre- eller metallkasse, og bilder for fremspring ble trukket på glassplater innrammet i rammer. Lyset gikk gjennom bildet og det optiske systemet som ligger på forsiden av enheten, og treffer skjermen.

Historien om den magiske lantern varer nesten tre århundrer, og hele denne tiden var det en perfekt design. For eksempel for å øke lysflensen ble en reflektor lagt litt senere, og i det 19. århundre ble lyset erstattet med en elektrisk lampe. Forresten brukte vandrende kunstnere ofte magiske lanterner, overraskende publikum med et hidtil uset lysbrille. Det skal bemerkes at slike enheter ble distribuert i pre-revolusjonerende Russland, der de ble brukt til utdanningsformål. Dessuten er lysbildeprojektoren, elsket av oss siden barndommen, den direkte arvingen til den magiske lanternen. Også, vi kan ikke unnlate å nevne den avgjørende rollen til denne enheten i oppfinnelsen av kinematografi, med advent som den magiske lanternen opphørte å være så populær, men begynnelsen av all projeksjonsteknologi.

Populariteten til filmen førte til rask utvikling av utstyret, ikke bare for skyting, men også for avspilling, som fortsetter til denne dagen. Det var spesialiserte treningsapparater, for eksempel overheadprojektorer, som fremdeles finnes i skolene. De ble erstattet av de første modellene av multimedieenheter, som kunne kobles til ulike kilder til video, og derfor - brukes til å vise filmer utenfor teatre. Videreutvikling av teknologi tillates å organisere en visning, på ingen måte dårligere enn teatralsk, hjemme. Ideen om et hjemmekino fascinerte entusiaster og filmelskere og ga en ny økning i interesse for filmindustrien. I tillegg forårsaket den enorme etterspørselen etter projektorer en betydelig reduksjon av kostnadene ved teknologi og utvikling av virkelig rimelige modeller. Og dette gjorde det igjen mulig å benytte projeksjonsutstyr i andre områder, for eksempel utdanning.

Så, alle moderne måter å danne projeksjonsbilder på, kan deles inn i tre grupper: Utstråling, som CRT, lysende, for eksempel LCD, og ​​reflekterende, for eksempel LCoS og DLP. Hver av dem har sine egne særegenheter, fordeler og ulemper, som bestemmer populariteten til dette eller det aktuelle systemet på markedet.

Projektorinnretninger | Grunnleggende prosjekteringsteknologier

CRT (katodestrålerørsteknologi)

Til tross for at projektorene basert på katodestrålerøret har vært og fremdeles er ganske sjeldne enheter, for en fullstendig gjennomgang er deres omtale og plass i historien om moderne projeksjonsteknologi svært viktig. Disse enhetene kan trygt kalles forfedre av hjemmekinoer, da de fikk lov til å danne store bilder selv når det ikke er hørt om flytende krystaller eller mikromirrors. Så, hva er en CRT-projektor?

Prinsippet om bruk av disse enhetene er kjent for alle som husker gamle TVer eller dataskjermer. Katoden som befinner seg ved foten av elektronstrålepistolen, utsender en elektronstråle som akselereres med høy spenning. Deretter, fokuserer det elektromagnetiske avboyningssystem strålen og endrer bevegelsesretningen for ladede partikler, noe som får dem til å bombardere den indre overflate av en glasskjerm belagt med en fosfor som gløder under påvirkning av elektroner. Dermed elektronstrålen, tegner hver ramme linje etter linje, og danner et bilde på skjermen. Men siden monokrome vakuumceller brukes i slike enheter, er det ikke nok å få et fargebilde av et enkeltrør. Derfor installeres i CRT-projektorer tre rør, som er ansvarlige for dannelsen av grunnleggende farger: rød, grønn og blå. Forresten, siden slike enheter alltid krever en stor lysstrøm, kan diagonalen på skjermen på hver kinescope være opptil 9 tommer. Videre kombineres alle tre bildene ved hjelp av massive linser og ulike analoge forvrengningskorrigeringssystemer i en enkelt helhet på skjermen.

CRT Technology Scheme

Når det gjelder kvaliteten på bildet, kan det til og med på det nåværende tidspunkt kalles bemerkelsesverdig. Først er det en utmerket fargegjengivelse. For det andre, evnen til å reprodusere et lavt nivå av svart, og som en konsekvens å demonstrere et bilde med høy kontrast. Og for det tredje, muligheten til å reprodusere nesten hvilken som helst inngangssignaloppløsning. I tillegg kan slike projektorer endre geometrien til bildet, og etterlate et konstant antall bildeelementer. Det er sant, det er verdt å merke seg at slike evner kun kreves i spesielle oppgaver, for eksempel kombinasjonen av flere bilder i flysimulatorer.

CRT-projektorer - veldig stille, fordi de praktisk talt ikke bruker aktive kjølesystemer. Og mens de kan jobbe kontinuerlig i hundrevis av timer, men igjen er denne fordelen for et konvensjonelt hjemmekino nesten ikke nødvendig. Det er også verdt å merke seg at denne teknologien til bildeprojeksjon er mer enn tidsprøvd, fordi historien er omtrent femti år, og derfor har alle mulige vanskeligheter med produksjon og drift lenge blitt overvunnet. Forresten, er slike enheter fortsatt produsert.

Dessverre, til tross for all innsats, kan lysstyrken til det viste bildet ikke bli kalt en plate. Videre er slike projektorer er ikke særlig egnet for dannelse av statiske bilder, som en fosfor belegging av et indre overflate av CRT har en tendens til å blekne med tiden, og faste bilde dannet over tid, vil få fantom spor, tilstrekkelig vesentlige til andre bilder. Det er også verdt å merke seg at et ganske komplekst system for å kombinere tre grunnleggende signaler krever periodisk kalibrering, noe som krever en førsteklasses spesialist.

Tatt i betraktning at moderne teknologi spille av bilder i store formater, drevet av mote for tredimensjonalt bilde og ultra-HD-vnedneniem standarder utvikler seg i stor fart, CRT-projektorer på bakgrunn av dagens modeller av dinosaurer den slags ser: den samme store, tunge og utdatert.

LCD (flytende krystallklareringsteknologi)

Med denne metoden for bildegjengivelse er den moderne æra av fremvisningsenheter allerede forbundet. Det er verdt å merke seg at formelen "ny er en godt glemt gammel" er fullt anvendelig for dette tilfellet. Ifølge historien tilhører de første forsøkene på å lage flytende krystallprojektorer begynnelsen av åttitallet av forrige århundre. Faktisk var ideen å erstatte den bevegelige filmen og lukkeren i filmprojektoren med en LCD-matrise som demonstrerer videosekvensen. Og i midten av tiåret hadde de første kommersielle prøvene dukket opp. Selvfølgelig har disse anordninger ikke vært uten ulemper - typisk indikatorer 9 kilo når lysfluksen ikke mer enn 300 lumen, en lav oppløsning og merkbare gitter piksler - men de tjente som utgangspunkt for utvikling verktøy tilgjengelig avspilling bilder av en stor størrelse, og følgelig hele retning av masse hjemmekinoer.

Så, hvordan fungerer LCD-projektoren? Grunnlaget for funksjonen ligger i egenskapen til molekyler av et flytende krystallstoff for å endre romlig orientering under påvirkning av et elektrisk felt. Men mye viktigere er det faktum at lyset som passerer gjennom cellen, kan endre retningen til polarisasjonsplanet. Videre kan du endre denne retningen ved å kontrollere den påførte spenningen. Men hva gir det for dannelsen av et bilde? Det er veldig enkelt: Hvis du legger til polariseringsfiltre før og etter cellen hvis polarisasjonsplaner er gjensidig vinkelrette, kan du kontrollere gjennomsiktigheten til et hvilket som helst bildeelement. Selvfølgelig er en slik fremstilling av arbeidsprinsippet forenklet, men når alt har virket på denne måten. Og nå legg til styretransistorer, ledere, ekstra piksler for hver fargekanal, de tilsvarende fargefilterene - og få et fargekrystallkrystallpanel.

Så, vi har en rekke poeng plassert på et glass substrat (for lys å passere gjennom matrisen fritt), gjennomsiktigheten som vi kan kontrollere. Men dette er ikke projektoren: vi trenger en kraftig lampe, kjølesystem, styringselektronikk, strømforsyning, linse for å projisere bildet og kroppen. Ved første øyekast er det ganske enkelt, men bruk av en matrise nesten umiddelbart avdekket flere alvorlige ulemper: overoppheting LCD-panel, lav kontrast og generell degradering av polariserende film ved høye temperaturer. Siden potensialet i den nye teknologien var svært høy, dens videre utvikling førte til fremveksten av 1988 ordningen med tre matriser, som fikk navnet 3LCD.

Denne konstruktive løsningen har vist seg så populær at den brukes i projektorer til denne dagen. Hva er dens særegenhet? Det faktum at, som det ikke er vanskelig å gjette fra tittelen, deltar tre matriser i bildedannelsen på en gang. Så faller lyset fra kilden (vanligvis en gassutladningslampe) på systemet med dikroiske speil som er installert i den optiske enheten. Deres oppgave er å gi lys av et bestemt spekter og reflektere alt annet. Dermed er hvitt lys delt inn i tre bekker som danner grunnfargene på bildet: rød, grønn og blå. Hver stråle passerer gjennom sin monokrome matrise, danner et bilde av den tilsvarende fargen, og deretter kombineres alle tre komponentene med et spesielt prisme. Det resulterende bildet projiseres gjennom linsen på skjermen.

3LCD teknologi skjema

Den videre utviklingen av teknologien, som tillot å plassere alle tre matriser nær prismet, som igjen økte nøyaktigheten av de tre bildene. I tillegg har introduksjonen av polysilikonteknologi hjulpet ikke bare med å øke motstanden til LCD-panelet til termisk oppvarming, men også å redusere størrelsen på ledere og styretransistorer betydelig. Dermed økte lysstyrken til matrices betydelig, og det ble mulig å øke oppløsningen ytterligere. I moderne projektorer brukte også microlens rasterpaneler, som dirigerer lysstrømmen gjennom det gjennomsiktige området og derved gir en ekstra forsterkning i lysstyrke. Det er verdt å merke seg at den teknologiske prosessen fortsetter å bli forbedret til nå, ettersom mulighetsgrensen ennå ikke er oppnådd.

Dermed kan de viktigste fordelene med teknologien til å danne et bilde basert på tre LCD-matriser kalles en høy lysstyrke bilde, lett design, enkel installasjon og drift, og evnen til å projisere bilder av svært store formater. Som for de ulemper, da de vanligvis har en lang avstand mellom pikslene, som er en konsekvens av behovet for å plassere lederne mellom cellene og styretransistorer. Dette har den effekten reticulation av bildet, men gitt perpektivy gjennomføring av høyere oppløsninger enn Full HD, samtidig som størrelsen på skjermdiagonal, dette spørsmålet vil forsvinne i nær fremtid. En annen alvorlig ulempe med LCD-projektorer - et ganske høyt svartnivå, og som en konsekvens, lav kontrast, men i rettferdighet det bør bemerkes at moderne løsninger basert på IPS-matrise har vist svært imponerende resultater. I tillegg har mangel på ytelse av LCD-paneler lenge ikke vært på vei til bilder av høy kvalitet. Men støy er fortsatt en faktisk ulempe. Faktum er at disse projektorene bruker kraftige gassutladningslamper, som krever et seriøst kjølesystem, der vifter brukes, noe som fører til økt støynivå. Også verdt å merke seg er at lampens levetid er 2000 til 4000 timer, etter som det er en reduksjon i lysstyrke to ganger, og derfor for intensiv bruk vil måtte endre det fra tid til annen, som er forbundet med betydelige finansielle investeringer. I tillegg har matrisene seg også en tendens til å endre sine egenskaper over tid.

Forresten, den aller første og enkleste versjonen av projeksjonsteknologien, når ett LCD-panel og en lyskilde brukes, tjente som grunnlag for en rekke selvlagde design. På Internett og nå er det mange instruksjoner for selvfremstilling av en projeksjonsenhet ved hjelp av en matriseskjerm og en projektor for forelesninger.

LCoS (reflekterende teknologi med flytende krystall)

Den nærmeste slektningen til prinsippet om 3LCD-bildedannelse er LCoS-teknologi, som står for Liquid Crystal on Silicon - "Liquid Crystal on Silicon". Så, hva er poenget? Snakkes ganske enkelt, lysflensen moduleres av en flytende krystallmatrise, som ikke fungerer for lumen, men for refleksjon. Hvordan implementeres dette i praksis? På substratet er et kontroll halvlederlag dekket med en reflekterende overflate, og over dette "sandwich" er en matrise av celler med flytende krystaller, et beskyttende glass og en polarisator. Lys fra kilden treffer polarisatoren, polariserer og passerer gjennom væskekrystallcellen. Et signal blir matet til halvlederlaget, som tillater styring av polariseringsplanet for innkommende lys ved å endre den flytende krystallets romlige orientering. Dermed blir cellen mer eller mindre gjennomsiktig, slik at du kan justere mengden lys som går til reflekterende lag og tilbake.

Basert på dette prinsippet om bildedannelse, ble flere kommersielle teknologier utviklet, som hver var patentert. Noen av de mest kjente er SXRD fra Sony og D-ILA fra JVC. Forresten skal det bemerkes at til tross for det faktum at begge er aktivt brukt og til i dag, er utgangspunktet 1972, da den optiske modulator med flytende krystall ble oppfunnet. Militæret var interessert i teknologi, og noen få år senere ble alle kommandosentrene til US Navy utstyrt med projektorer basert på disse enhetene. Selvfølgelig var disse helt analoge enheter, og forresten fungerte elektronstrålerør som kilde til bildene i dem. Unødvendig å si, disse projektorene var uoverkommelig komplekse og dyre. Allerede i vår tid var selskapet JVC, som introduserte den første projektoren basert på D-ILA-teknologi i 1998, engasjert i kommersiell utvikling og forbedring av prinsippet om modulering av reflektert lys. Så hvordan er denne enheten ordnet?

Foreløpig er løsninger basert på tre matriser hovedsakelig brukt, men for rettferdighetens skyld skal det sies at det også er enkle-chip LCoS-projektorer. To ordninger brukes vanligvis. I første omgang er lyskilden tre kraftige lysdioder av røde, grønne og blå farger, som er slått i serie og med høy hastighet, og rammer for hver strøm blir synkront dannet på reflekterende matrise. I andre tilfelle er det hvite lyset fra lampen delt inn i komponenter direkte på matrisen ved hjelp av et spesielt filter, og selve cellen av celler danner et fargebilde. Slike projektorer har ikke fått bred distribusjon enten på grunn av lav lysfluss, eller på grunn av produksjonens kompleksitet. Derfor, som i tilfelle av luminale flytende krystallpaneler, var ordningen med tre LCoS-matriser mest vellykkede.

Så er lyset fra kilden delt inn i tre lysstrømmer, tilsvarende rød, grønn og blå, ved hjelp av et system med dikroiske og enkle speil. Deretter kommer hver av dem på sin polarisatorprisme (PBS). Deretter strømmer er rettet mot den reflekterende matrisen blir modulert for å danne en fargekomponenter for bildebunnkanalene passere tilbake gjennom den PBS-elementene og bringes sammen ved den dikroiske prisme. Det resulterende bildet projiseres gjennom linsen til skjermen.

D-ILA teknologiplattform

Fordelene ved denne teknologien kan trygt kalt den fantastiske billedkvaliteten, høy lysstyrke og kontrast i bildet, samt muligheten til å projisere bilder av meget store formater. Det er også verdt å merke seg at funksjonene ved produksjon av reflekterende matriser gir deg mulighet til å plassere styreledere og elektronikk bak reflekterende lag, noe som betyr at dekningsområdet for pikslene er mye større. Bildet ser med andre ord mye mer homogent ut enn i tilfelle armaturpaneler. I tillegg implementeres kontrollen av rekkepunktene i prosjektørene i selskapet JVC ved hjelp av analoge signaler, som gjør at du kan få jevnere gradienter. Og blant annet gjør produksjonsteknologien deg til å lage en matrise med en meget høy oppløsning, som selvsagt vil være svært relevant i lys av innføringen av 4K-bildestandarder.

Når det gjelder manglene, først og fremst, er det verdt å nevne en svært høy pris. Tillat en slik projektor kan bare selvforsynte hjemmekino entusiaster. I tillegg kan slike enheter ikke kalles kompakt og lys, så det er usannsynlig å bli brukt i mobile presentasjoner. Deres skjebne er de store og middelstore haller av kinoer. Siden disse enhetene bruker de samme gassutladningslamper som i armatur-flytende krystallprosjektorer, er alle manglene knyttet til bruken deres til stede fullt ut. La oss påminne det først og fremst av støy av aktive kjølesystemer, og også den begrensede levetiden til en lampe, hvis erstatning vil koste en betydelig sum.

DLP (mikromirror teknologi)

Den tredje, og den mest aktive aktøren i markedet for moderne projeksjonsutstyr, kan kalles DPL-teknologi, som også fungerer i henhold til reflekterende prinsipp. Navnet er en forkortelse for Digital Light Processing, som kan oversettes som "Digital Light Processing". Kjernen til denne teknologien er et spesielt mikroelektromekanisk system, som er et lite speil, for posisjonen tilsvarer samme miniatyrmekanikk, styrt av elektriske signaler. Speilet kan være i to posisjoner. I det første tilfellet reflekterer det lys, som etter å ha passert hele banen danner et punkt på skjermen. I den andre posisjonen faller lyset på en spesiell lysabsorberende enhet. Det er verdt å merke seg at på grunn av svært liten størrelse kan speilet skifte mellom de to tilstandene veldig raskt. Siden prinsippet om drift og kontroll er lik binær (det er ikke noe lys - en logisk null, lys er en logisk enhet), blir enheter av denne typen betraktet som digitale.

For å danne et bilde, må du ha en hel rekke micromirrors med kontroll mekanikere, så ingeniørene har utviklet en spesiell brikke laget av mikroelektroniske teknologi, kalt DMD, eller Digital Micro Device - "Digital Micro Device".

Det skal bemerkes at denne teknologien ble utviklet av Texas Instruments i 1987, og frem til i dag produseres DMD-matriser bare av dette selskapet. Forresten ble den første kommersielle modellen av DLP-basert projeksjonsinnretning introdusert bare i 1996. Så hvordan arrangeres disse projektorene?

Det er to hovedordninger presentert på markedet: single-chip og three-chip. Den første - billigere og dermed mer populær, og den andre - dyrere og mindre vanlige.

Så, ordningen med en DMD-chip fungerer som følger. Lys fra kilden passerer gjennom et raskt roterende gjennomsiktig hjul, som er delt inn i flere fargede segmenter. I den første tilnærming er det rødt, grønt og blått. Videre projiseres den fargede lysstrålen på en DMD-brikke strengt synkronisert med disken der mikrofigurene allerede har dannet en ramme for den angitte farge. Reflektert strøm projiseres gjennom linsen til skjermen. Siden, som allerede nevnt, kan hver mikrospeil bare være en av to stillinger, er nyanser av farger dannet på bakgrunn av den tid hver mikrospeil tilbringer i delstaten refleksjon. Og alt annet gjøres av vår bevissthet og treghet av visjon, derfor ser vi ikke på individuelle farger på skjermen, men et jevnt skiftende bilde.

Ordning med single-chip DLP-teknologi

De viktigste fordelene ved en slik ordning til dags dato er høy lysstyrke og utmerket kontrast av bildet. På grunn av utformingen av DMD-sjetonger har DLP-enheter også en enestående responstid. Siden refleksjonsprosjektet virker her, er effektiviteten ved bruk av lysstrømmen i slike projektorer meget høy, og derfor er det nødvendig med lamper med lavere effekt for å oppnå de nødvendige luminansverdier. I denne forbindelse reduseres strømforbruket, samt støy fra det aktive kjølesystemet. Det er også verdt å merke seg at DMD-sjetonger beholder sine opprinnelige egenskaper over tid. I tillegg, på grunn av designens enkelhet, har slike enheter en tendens til å være relativt billig og kompakt i størrelse. På grunn av homogeniteten i bildet og synligheten av piksler på skjermen, ligger DLP-teknologien like mellom 3LCD og LCoS.

Når det gjelder manglene, er de også ganske signifikante. De første modellene en projektor fargehjulet roterer med en hastighet på opptil 3600 omdreininger pr minutt, men hastigheten av de enkelte bildeskjerm, på den ene side var meget høy, og på den andre - er fremdeles utilstrekkelig. På grunn av dette kunne tilskueren med jevne mellomrom observere den såkalte "regnbueffekten". Sin essens ligger i det faktum at dersom skjermen viser et lysende objekt på en mørk bakgrunn, og ser raskt overføre fra en kant av rammen til den andre, så dette lysende objekt brøt opp i røde, blå og grønne "fantomer". Og i filmene var slike scener nok, og ubehaget med visning var også påtrukket.

For å redusere dens innflytelse, begynte utviklerne å eliminere fargeskiven og øke antall segmenter på disken. Først var det alle de samme røde, grønne og blå segmentene, men det var seks av dem, og de var allerede motsatt hverandre. Dermed ble frekvensen av utgangsrammen doblet, og "regnbueffekten" ble mindre merkbar. Det var varianter med tillegg av segmenter av mellomfargene, men resultatet var nesten det samme - mindre merkbart, men fortsatt tilstede. Forresten er det verdt å nevne problemet med farge og lysstyrke i DLP-projektorer. Tre-segmentet hjulet gjorde det mulig å få en god fargegjengivelse, men reduserte fortsatt lysstyrken, så de begynte å legge til et umalet område. Dette tillot å øke lysstrømmen, men førte til blekede blomster med et lite antall graderinger. Da skapte Texas Instruments Brilliant Color-teknologi (med den seks-segmentskiven med ekstra mellomfargene), noe som bidro til å fikse situasjonen. For øyeblikket er det modeller i markedet med antall individuelle segmenter på fargeskiven og nå syv.

Det er rimelig å si at det er to-chip DLP-projektorer, som også bruker fargehjulet for å skille lyset i to komponenter, som er en blanding av røde og grønne og røde og blå farger. Ved bruk av prisme systemet velges en rød komponent som er rettet mot en av mikromirror-arrays. De grønne og blå komponentene er vekselvis projisert på en annen chip. Neste to DMD-matrise modulere respektive bjelker, så rød ramme projiseres på skjermen er konstant, som gjør det mulig å kompensere den manglende styrke av det tilsvarende spektrum lampe stråling. Det er verdt å merke seg at en økning i kostnader (på grunn av bruk av to mikrospeil-chip), slik ordning er ikke helt løst problemet med "the rainbow effekten" og ikke mye brukt. Derfor hadde produsentene ikke noe annet å gjøre, men bruk et design med tre mikromirror-sjetonger.

I tre-matriseprojektorer er lyskilden fra en lyskilde delt inn i tre komponenter ved hjelp av en rekke spesielle prismer. Deretter blir hver stråle rettet mot det tilsvarende mikrospeilpanelet, modulert og returnert til prismaet, hvor justeringen med andre fargekomponenter oppstår. Deretter projiseres det ferdige fargebildet på skjermen.

Ordning med tre-chip teknologi DLP

Fordelene ved en slik ordning er åpenbare: høy lysstyrke og kontrast, lav responstid, mangel på "regnbueffekt", noe som betyr komfort ved visning. Igjen gjør den høye effektiviteten ved bruk av lysstrømmen i slike projektorer bruk av lamper med lavere effekt, noe som igjen reduserer energiforbruket og støyen i det aktive kjølesystemet.

Den største ulempen er også ganske åpenbar: dette er prisen. Kostnaden for en enkelt DMD-brikke er veldig høy, og til og med tre - og enda mer, tre-matriksmodeller tjener hovedsakelig det gjennomsnittlige segmentet av hjemmekinoer. Den andre vanskeligheten ligger i det faktum at på grunn av naturen av den optiske banen utforming i DLP-projektorer er svært enkelt å lage en mekanisk linseskift, så det kan finnes bare i dyrere modeller.

Retur til enkelt-brikke ordningen, er det verdt å merke seg at dagens utvikling av optisk halvlederteknologi og fremveksten av lysemitterende dioder og lasere, blå og grønn farge lov til å utvikle en modell hvor det ikke er noen "regnbue effekt". Det enkleste alternativet var å bytte ut gassutladningslampen med tre kraftige lysdioder i primære farger. Lyskilder kan slås av og på veldig raskt, så denne ordningen er lov til å gi mer og fra fargehjulet, samt å ytterligere øke frekvensen av endring av fargebilder. I tillegg var det mulig å redusere energiforbruket og dimensjonene til enheten sterkt, blant annet gjennom et enklere kjølesystem. Og mindre varmeutslipp har også en positiv effekt på arbeidet til all elektronikk. En første projektor dukket opp i 2005 år og veier mindre enn et pund, mens lysstrøm var tilstrekkelig for å projisere et bilde med en diagonal på 60 inches.

Diagram over DLP LED-teknologi

Det neste trinnet var bruken av halvlederlasere som en lyskilde. Faktum er at bruken av slike kilder anses å være svært lovende, på grunn av den utmerkede fargen, tid og energiegenskaper. I tillegg har lyset som er avgitt av lasere også en sirkulær polarisasjon, som lett kan konverteres til lineær og dermed forenkler utformingen av projektorene. Så, kilder til sammenhengende stråling med bølgelengder som svarer til røde, grønne og blå farger, sendes alternativt til spesielle diffraksjonsdrivere som sikrer jevnt lys gjennom bjelkeseksjonen. Da, etter at systemet er kombinert med dikroiske speil, passerer hver fargekomponent gjennom en optisk omformer som omdanner en tynn stråle til en bred lysflom. Utvalget av mikromirrors modulerer det innkommende lyset, og det resulterende bildet av den tilsvarende fargen projiseres på skjermen.

Ordning for laserteknologi DLP

Den viktigste forbedringen i slike ordninger er mangel på regnbueffekt, samt bemerkelsesverdige resultater i farge, lysstyrke og kontrast. Bruk av halvlederlampe og lasere som lyskilde i projektorer har ikke bare gjort det mulig å redusere strømforbruket betydelig, men øker også projektorens levetid betydelig. Produsenter hevder den gjennomsnittlige tiden mellom feil fra 10 000 til 20 000 timer. I tillegg forblir lysstyrken til kilden konstant gjennom hele driftstiden. Det er sant at slike enheter ikke er tilgjengelige for alle: prisen på et innovativt produkt er fortsatt på et svært høyt nivå.

Vi legger til at i markedet finner du modeller som bruker både en laser og lysdioder som en kilde til lys. For å være ganske nøyaktig er laseren bare en - blå, som imidlertid er ansvarlig for den grønne komponenten. Hvordan er dette mulig? Faktum er at den blå laseren skinner på en spesialplate, dekket med fosfor, som begynner å lyse med grønt lys. De røde og blå komponentene i bildet dannes av de tilsvarende lysdiodene. Vel, så er alt som vanlig: Lys med forskjellige bølgelengder vekselvis går til DMD-brikken, og så vises den på skjermen.

I tillegg har denne ordningen variasjoner med et fargeskjul, men ikke luminescerende, men belagt med en fosfor. I det første tilfellet danner den røde fargen lysdioden, og den grønne og blåen er den blå laser, som er rettet mot en roterende disk med to typer fosfor, som vekselvis lyser blått og grønt. I den andre varianten er det ingen rød LED, og ​​alle tre farger er dannet av en laser og et fargeskjul med tre forskjellige fosfor. Faktum er at fosfor gjør det mulig å unngå såkalt flekkete støy, og bruk av en laser - for å oppnå meget mettede nyanser.

LDT (laserteknologi)

I de forrige avsnittene har vi gjennomgått de mest populære teknologiene som er tilgjengelig på markedet. Nå er det på tide å bli kjent med en veldig eksotisk måte å danne et bilde på.

I kapitlet om DLP-projektorer vurderte vi bruken av halvlederlasere som lyskilde. Og hva om laserstrålene selv danner bildet direkte på skjermen? Dette spørsmålet bekymrer menneskeheten ikke for det første tiåret, men svaret ble mottatt i 1991, etter oppfinnelsen av teknologien LDT eller Laser Display Technology, som oversettes som "Technology of Laser Imaging." Arbeidsprototypen ble introdusert i 1997, og den serielle prototypen ble introdusert i 1999. Så, hva er bemerkelsesverdig om det fysiske prinsippet basert på bruk av lasere?

Før du svarer på dette spørsmålet, er det verdt å forstå hvorfor det var generelt nødvendig å utvikle en slik teknologi. Faktum er at projeksjonsenhetene fra 90-tallet i forrige århundre ikke var gode nok til å reprodusere veldig lyse og samtidig svært kontrastbilder med høy oppløsning. På grunn av deres fysiske egenskaper kan laseren rette opp situasjonen.

Det skal bemerkes at forsøk på å bruke sammenhengende lyskilder for avbildning har blitt gjennomført i lang tid siden 1960-tallet. Videre var den opprinnelige ideen å erstatte i elektronstrålerøret en stråle av elektroner på laserstrålen. I dette tilfellet ble utformingen sterkt forenklet, og fargegjengivelsen ble forbedret. Men på den tiden var det ikke mulig å overvinne noen tekniske vanskeligheter, som for eksempel opprettelse av lasere som opererer ved romtemperatur, samt stråleavbøyningssystemer. Forresten ble lignende arbeider gjennomført i Sovjetunionen. Utviklingen av halvledere og mikroelektroniske teknologier har gjort det mulig å overvinne de ovennevnte vanskelighetene og lage en LDT-projektor, men før massenes introduksjon av slike enheter er fortsatt veldig langt.

Så, hvordan fungerer LDT-teknologien? Systemet er basert på bruk av tre lasere av grunnleggende farger, som er amplitudemodulert av spesielle elektro-optiske enheter. Ved hjelp av et spesielt system med halvtransparente speil, blir strålene kombinert til en lysflom, som ennå ikke er et fargebilde. Videre går signalet gjennom den optiske kabelen til det optisk-mekaniske skanningssystemet. Rammen er bygget på samme prinsipp som i TVen, - i linjer: fra venstre til høyre og fra topp til bunn. Skanning av bildet på en akse utføres ved hjelp av en spesiell roterende tromme med tjuefem spesielle speil, og på den andre - ved å avbøye bjelken med en svingende reflektor. Det er verdt å merke seg at laseren kan beskrive på skjermen 48000 linjer eller 50 bilder per sekund, og hastigheten for å flytte punktet på skjermen når 90 km / s! Denne hastigheten for vår heller inertielle oppfatning er selvsagt veldig høy, noe som gjør at vi kan se et jevnt skiftende bilde på skjermen. Etter skanning går lyssignalet inn i fokuseringssystemet, som er integrert med avbøyningsenhetene i projeksjonshodet. Forresten er et av funksjonene i systemet at lyskilden kan fjernes fra projiseringsenheten i en avstand på ca 30 meter, noe som igjen betyr muligheten for å bruke svært kraftige lasere som krever spesielle kjølesystemer, og derfor, lysstyrke.

LDT laser teknologi krets

Hva er fordelene ved et slikt projeksjonsprinsipp? Først, som allerede nevnt, er dette en stor lysstyrke av bildet, og som et resultat, evnen til å projisere et bilde av et område på flere hundre kvadratmeter. I tillegg kan det projiseres ikke bare på et fly, men generelt om noe, noe - og bildet vil forbli skarpt på hvert punkt! Og alt takket være lasere: de kan kvitte seg med et komplekst system for fokusering og fokusering av stråler. Videre skyldes alle andre fordeler også den fysiske karakteren av den sammenhengende strålingen. For eksempel er lasere svært svake spredt, så bildet som opprettes har en veldig høy kontrast, fire ganger den menneskelige visjonen! I tillegg, siden lasere har høy monokromatisitet, har bildet også en utvidet fargegruppe og høy metning. I tillegg til drift av strålekilder - titusenvis av timer, så ingen konvensjonelle damplamper er ikke i stand til fullt ut å konkurrere med dem. Det samme kan sies om energiforbruk.

Teknologien til LDT er fortsatt veldig ung og ikke blottet for noen ulemper. For eksempel, alle de samme fargeoverføringene. For farging av hver stråle brukes spesielle krystaller som forandrer bølgelengden, så det er ikke lett å oppnå nøyaktig korrespondanse. Utviklere håndterer dette problemet, men så langt er det ganske relevant. Dimensjonene til enheten er ikke så små, så mobiliteten til en slik projektor er bare mulig av et spesialteam. Vel, kanskje, den viktigste mangelen på teknologi er en stor pris, som i prinsippet ikke er overraskende, siden dette produktet fortsatt er veldig langt fra å være en masse en. Derfor er det for tiden kun store selskaper som spesialiserer seg på konsertaktivitet, store lysshow, og også installasjoner for seriøse konferanser som er interessert i LDT-teknologi.

Projektorinnretninger | Teknologier for dannelse av tredimensjonale bilder

Interessen for projeksjon av et voluminøst bilde er tatt av menneskeheten nesten fra tiden for oppfinnelsen av kino. Det var mange alternativer for implementering, men det grunnleggende prinsippet har alltid vært det samme: for hvert øye må bildet dannes.

Samtidig interesse for 3D-bildet oppsto etter utgivelsen i 2009 av James Cameron film Avatar. Verden av planeten Pandora, vist i stereoskopisk format, var så realistisk at en ny bølge av mote for et tredimensjonalt bilde ikke ventet. På den tiden var prosjektøren allerede en integrert del av et fullverdig hjemmekino, så utstyrsleverandører prøvde å implementere den nye teknologien så raskt som mulig, ikke bare i TVer, men også i projeksjonsutstyr.

Dessverre klarte ikke utviklerne å bli enige om et ensartet format, så i øyeblikket domineres markedet av to hovedteknologier: polarisasjon og lukker. Den første er basert på separasjon av bilder ved hjelp av polarisatorer. I utgangspunktet benyttet den kommersielle utførelsen av denne ideen lineær polarisering, med flyet av retningen av bølgene for hvert øye er gjensidig vinkelrett. I praksis ble alt implementert som følger. Ved å bruke to projektorer, projiseres to bilder polarisert for hvert øye på skjermen, spesielle briller skiller bildene, og betrakteren ser objekter på skjermen som tredimensjonal. Ulemper med denne metoden for dannelse var flere: behovet for å bruke to projektorer, samt en spesiell skjerm som hadde økt reflektivitet og ikke endret polarisasjonsretningen. I tillegg har betrakteren alltid hatt å holde hodet rett, slik at virkningen av tredimensjonalitet ikke forsvinner. Det neste trinnet i utviklingen av denne teknologien var utskifting av lineær polarisasjon ved sirkulær polarisasjon, samt projeksjon av rammer for hvert øye vekselvis ved bruk av bare en enhet. Denne tilnærmingen tillot å holde hodet under visningen tilfeldig, men førte til tap av halv lysfluss. Polarisasjonsteknologi med alle fordelene er praktisk talt ikke brukt i hjemmekinoer, men brukes hovedsakelig i profesjonell sfære.

Den andre varianten av å oppnå et tredimensjonalt bilde er basert på oppdeling av rammer for hvert øye ved hjelp av spesielle briller. Projektoren viser vekselvis bilder for hvert øye, med en rammeprosent på opptil 120 Hz. I stedet for linser i aktive briller, brukes spesielle LCD-matriser som synkroniseres med projektoren og overlapper lysflensen slik at hvert øye bare ser bildene som er beregnet på det. Siden, som vi allerede har sagt, er vår oppfatning heller inertial, strømmene voprinimayutsya kontinuerlig og legges opp i et enkelt tredimensjonalt bilde. Denne teknologien brukes for tiden mest i hjemmekinoanlegget, men det er rimelig å si at i fagmiljøet er det også ganske populært.

Så, prosessen med å skaffe et 3D-bilde er forståelig, det gjenstår å se hvilke projektorer som tillater å reprodusere et slikt bilde. I dagens fase av utviklingen av projeksjonsteknologier kan 3D-bilder oppnås på grunnlag av LCD-, DLP- og LCoS-systemer. Men med tanke på at lukkemetoden brukes i hjemmekino nylig, har utviklerne fortsatt mange problemer å løse. For eksempel oppfyller ytelsen til LCD-matriser ikke fullt ut forespørsler om oppdaterings- og responsfrekvenser.

Projektorinnretninger | Konklusjoner og prospekter

Så ble vi kjent med hovedprojeksjonsteknologiene for bildedannelse av kinoformatet, og undersøkte også deres egenskaper, fordeler og ulemper. For ti år siden var projektorene svært eksotiske måter å avbilde, som bare startet et masseangrep på hjemmebruk. Gjennom årene har bildekvaliteten nådd et svært høyt nivå, mange av de teknologiske feilene i de tidlige modellene har blitt overvunnet, og det er mange enheter som gir deg mulighet til å velge projektoren til din smak for svært rimelige penger. Selv den plutselige fremveksten av en mote for et tredimensjonalt bilde ble umiddelbart reflektert i modellene som ble produsert.

Til dags dato er situasjonen som følger. Den vanligste teknologien kan trygt betraktes som DLP. Projektorer bygget på mikromirrorpaneler finnes både i det billige segmentet og i gjennomsnitt. I tillegg er denne teknologien også veldig lovende, og av flere grunner. For det første vil innføring av LED og laser lyskilder bidra til å skape en massiv projeksjon enheter, som vil være svært liten, lavt strømforbruk, og med en stor lysstrøm, utmerket kontrast, utmerket fargespekter og lang levetid. Og for det andre skaper høyhastigheten til slike paneler gode muligheter for innføring av høyhastighetsveier for å danne et tredimensjonalt bilde.

Den nærmeste konkurrenten til DLP er 3LCD-teknologi. Til tross for at denne ordningen ikke er ny, er den fortsatt veldig populær i rimelige projektorer, og i enheter av middelpriskategori. Dessuten, til tross for de iboende begrensninger, for eksempel, i kontrast og i størrelsen på avstanden mellom pikslene, slutter hver ny generasjon av matriser ikke å forbløffe med gode resultater. Så i dag er den teknologiske grensen for mulighetene for denne metoden for bildedannelse ennå ikke oppnådd.

Teknologien for flytende krystaller på silisium er en av de mest høykvalitetsbilder, men en av de dyreste. Derfor brukes slike projektorer kun i hjemmekinosystemer på høyeste nivå. Likevel blir slike modeller mer tilgjengelige hvert år og vises til og med i mellomsegmentet, men denne parameteren er langt fra DLP- og LCD-projektorer med denne parameteren.

Periodisk oppstår spørsmålet om den mulige effekten av det projiserte bildet på menneskers helse. Det antas at bildet som dannes ved bruk av teknologi 3LCD og LCoS, ikke har noen negative sider, fordi sendingen på skjermen i form av blandet av, mens en mikrospeil DLP chip sekvensielt genererer tre forskjellige fargebilder i høy hastighet. Forresten viser noen studier at rammeprosenten på 180 Hz ikke er nok til å fullstendig eliminere "regnbueffekten" og den tilhørende øyeutmattingen under lang visning.

Som for utsiktene til utvikling av projeksjon teknologi, de svært høye forventninger knyttet til innføringen av halvledere lyskilder som lysdioder og lasere, ikke bare innen hjemmekino, men også innen profesjonelt utstyr for konserter og lysshow. Vi har allerede snakket om fordelene som denne teknologien gir, så fortell si noen ord om de mulige konsekvensene. Så langt, metoden for å danne bilder ved hjelp av laserstråler ikke bare svært lovende, men også svært små, og derfor er det praktisk talt ingen data om mulig innvirkning på menneskers helse. Men lenge visst at laserstrålen utgangseffekt på 1 mW kan være skadelig for øynene, og derfor bør bruk av slik teknologi være helt utelukket muligheten for direkte kontakt med lyset flux på publikum. Generelt har spørsmålet om sikkerhet ennå ikke blitt undersøkt.

Kanskje i nær fremtid kan alle anstrengelser fra produsenter av fremvisningsteknologi være forgjeves, fordi paradoksalt nok kan hovedkonkurrenten i hjemmekino-markedet være OLED-teknologi. Døm selv: i dag er ikke noe nytt LCD-TV med en diagonal på 1,5 meter, og modellen-vinnere og viste et bilde mer enn 2,7 meter, til tross for at den gjennomsnittlige størrelsen på bildene i hjemmekino bare utgjør om lag 3-4 meter på diagonalen. Det finnes allerede kommersielle modeller av modeller OLED-TV basert på fleksible underlag, som gjør det mulig å produsere ikke bare flate, men til og med konkave skjermer. Og dette trekker igjen for oss svært fristende utsiktene: kanskje i fremtiden trenger vi ikke lenger noen projektorer eller skjermer. For å fordype seg i filmens handling, er det nok å trykke på knappen på den elektriske stasjonen, og en stor, fleksibel klut som dekkes med organiske lysdioder, vil jevnt fremstå fra veggnissen. Vil bare slå på filmen og nyte bildet.