Технология lcos. Секреты проекторов Canon: оптическая система и технология LCOS. «Эффект москитной сетки»

Пора поэтапно разобраться в технологиях проекторов. Начнем с матрицы, какие они бывают и каково отличие. Рассмотрим каким образом формируется цветная картинка. А далее перейдем к свойствам светового источника

Матрица

Это основа формирования изображения в любом проекторе. Нам осталось разобраться, что это такое и в чем разница между одноматричными и трёхматричными моделями проекторов.
В общих чертах – матрица, это устройство, способное точечно пропускать, либо блокировать световой поток, за счёт чего на экране появляется видимое изображение. Даже у телевизора и компьютерного монитора тоже есть матрица, причём только одна. В чём разница между матрицей проектора и одноименным устройством телевизора? Для проектора используются матрицы, способные дать только чёрно-белую картинку. Однако если на неё падает не белый, а, к примеру, зелёный свет, то изображение будет чёрно-зелёным. В телевизорах и мониторах используются цветные матрицы. Почему? Ответ мы узнаем, рассмотрев две иллюстрации: пиксели проектора слева, пиксели монитора (справа)

Увеличив второе изображение (экран телевизора), мы увидим, что каждый пиксель состоит из трёх полосок разного цвета: красной, синей и зелёной. Пока пиксели маленькие, полоски визуально смешиваются друг с другом, образуя нужный оттенок. Но стоит их многократно увеличит, как становиться видна пиксельная сетка и все изображение теряется. Именно поэтому цветная матрица не применяется в конструкции проектора, ведь нам нужны монолитные пиксельные квадратики.
Ещё один нюанс: матрица должна выдерживать высокие температуры от непосредственного воздействия светового источника.
Вернёмся к нашему широкоформатному изображению. Как уже стало понятно, нам требуется матрица, которая будет отображать одноцветные точки. Такая матрица является одноцветной (или чёрно-белой) по определению. Используя три различных одноцветных изображения одного кадра, на выходе получаем желаемый результат:

Именно для этого нужны три матрицы. Три – по одной на каждый базовый цвет. Трёхматричный проектор совмещает изображения внутри, при этом на экран попадает уже готовая картинка.
Одноматричный проектор совмещает те же изображения непосредственно на экране, меняя их с такой скоростью, что человеческий глаз воспринимает сложенные одноцветные картинки, как одну.

Рассмотрим подробнее отличия одно- и трехматричных проеторов:

Использование одной матрицы влияет на цену проектора. Следовательно, сам проектор будет дешевле, если только не используется дорогая, продвинутая матрица
Компактные и «карманные» модели используют только одну матрицу
Трёхматричный проектор одномоментно использует все три цвета, одноматричный – только один. Это немедленно отражается на яркости: при одной и той же мощности светового источника, яркость трёхматричного проектора будет ниже
Одноматричные проекторы часто грешат «эффектом радуги», то есть разделением цвета на базовые составляющие. Трёхматричная модель не допустит подобного эффекта, ни при каких условиях
Для точного отображения цвета, матрицы в трёхматричном проекторе должны быть подогнаны идеально. Малейшее разногласие немедленно сказывается на качестве картинки в виде размытых границ пикселей. Одноматричные же модели всегда выдают чётко очерченный пиксель

Вовсе не обязательно, чтобы перечисленные проблемы были присущи каждому отдельному проектору. Здесь приведены трудности, с которыми сталкиваются разработчики, решая их лучше или хуже в каждом конкретном случае.
Если обратить внимание на более дорогие проекторы, в особенности, на модели для домашнего кинотеатра, вы обнаружите, что большинство проблем на техническом уровне уже решены, а качество картинки зависит скорее от умения правильно настроить устройство.
Однако в бюджетном сегменте все недостатки, описанные выше – больная тема. Сюда относятся проекторы для офиса и образования, а также модели для дома (не для домашнего кинотеатра). В классе домашних проекторов основная конкуренция идёт между одноматричными DLP и трёхматричными LCD. Трёхматричные DLP тоже существуют, но это уже другая ценовая категория.
Теперь, когда мы осветили разницу между одноматричной и трёхматричной технологией, перейдём к типу матриц, ведь именно благодаря им, технологии получают свои названия (DLP, LCD и др.)

Проекторы DLP

Когда речь идёт о проекторах DLP, имеются в виду одноматричные модели, если нет уточнения, что DLP трёхматричный. Подавляющее большинство проекторов, встречающихся на рынке – это как раз DLP. Матрица DLP называется DMD чипом, что в переводе с английского при расшифровке означает «цифровое микрозеркальное устройство». Матрица состоит из нескольких миллионов микрозеркал, которые могут поворачиваться, фиксируясь в одном из двух предусмотренных положений.

Два положения зеркала предназначены для того, чтобы менять траекторию отражаемого луча света. В одном случае отражение попадает на экран, во втором – на светопоглотитель. В результате на дисплей проецируется белая или чёрная точка.

Оттенки серого получаются за счёт частоты многократного перехода луча с экрана на поглотитель света и обратно:

Вернёмся к цветному изображению. Как мы выяснили, каждый из базовых цветов появляются на экране поочерёдно.

Для того чтобы белый цвет лампы окрашивался этими базовыми цветами, существует цветовое колесо.

Цветовое колесо – это фильтр в виде диска с фиксированной скоростью вращения. У каждой модели эта скорость разная, и чем она выше, тем меньше выражен эффект радуги. По соотношению цветных сегментов, эта деталь также разнится. Например, на иллюстрации выше – классическое цветовое колесо с тремя базовыми цветами (RGBRGB). Колесо RGBCMY содержит дополнительные цвета (кроме красного, зелёного и синего – жёлтый, циан и маджента).

Несколько модернизированное цветовое колесо RGBRGB имеет бесцветный сегмент. Он позволяет увеличить чёрно-белую яркость проектора.

А это оптический блок DLP проектора и принцип его действия:

Цветовое колесо с прозрачным сегментом явилось отличным решением для увеличения производительности бюджетных проекторов. Офисные и учебные модели, которые чаще всего используются в светлом помещении, за счёт увеличения чёрно-белой яркости могут преодолевать фоновую засветку экрана, делая изображение достаточно чётким. Конечно, цветовая яркость при этом отстаёт от чёрно-белой. Цвета могут казаться слишком тёмными или тусклыми. Однако прозрачный сегмент не является непременной деталью каждого DLP проектора, или технологии в целом.
Следует сразу же сказать, что зеркальная матрица наилучшим образом отсекает свет, позволяя добиться лучших значений контрастности, максимально достоверного чёрного цвета. С другой стороны, работа DMD чипа сопровождается постоянным движением массы микрозеркал. Из-за этого возникает эффект «цветового шума» на экране, снижение плавности оттеночных переходов и сокращение количества цветовых градаций.
Более дорогие проекторы используют трехматричную технологию DLP. Это могут быть солидные домашние модели, или инсталляционные. Три матрицы полностью исключают такие недостатки, как «эффект радуги» и низкая цветовая яркость.

Проекторы 3LCD

3LCD технология – разработка Epson, которая теперь используется многими производителями проекторов, в том числе такими гигантами, как Sony.
Использование трёх матриц вместо одной зашифровано в самом названии. И эти матрицы не зеркальные, а жидкокристаллические. Обработка цвета, таким образом, происходит внутри проектора и на экран проецируется готовое цветное изображение.
Упрощённая схема работы 3LCD проектора:

Если в DLP моделях базовые цвета получают, пропуская белый свет сквозь цветные фильтры цветового колеса, то в 3LCD проекторах три базовых цвета извлекают непосредственно из света лампы, пропуская его через призму. Разложив белый спектр на составляющие, проектор направляет цветовые потоки на матрицы, соединённые в одну конструкцию с призмой. Здесь три цвета снова объединяются, вследствие чего получается та многоцветная картинка, которую мы и видим.
Призма не пропускает белый свет напрямую к экрану, сам белый цвет формируется так же, как и остальные: путём смешением красного, зелёного и синего. Поэтому технология 3LCD исключает дисбаланс между чёрно-белой и цветовой яркостью. С одной стороны это несомненный плюс: мы видим точные цвета. С другой стороны яркость 3LCD проекторов заметно ниже, чем одноматричных DLP.

С права можно рассмотреть как выглядит 3LCD проектор изнутри, а слева вы можете наблюдать схему преобразования света в цвет.

В отличие от зеркального чипа DMD, 3LCD работает на просвет и в равных условиях 3LCD матрица немного хуже справляется с отсечением лишнего света, снижая, таким образом, контрастность картинки. Однако 3LCD матрицам не нужно двигаться наподобие микрозеркал, они могут работать в открытом и полузакрытом положении, пропуская тот процент светового потока, который требуется.
Дорогие проекторы для домашнего кинотеатра часто используют модификацию 3LCD с пометкой C2Fine. В этом случае контрастность считается достаточной для элитного сегмента моделей, работающих в идеальных условиях кинозала.

DLP или 3LCD?

Пора более подробно сравнить DLP и 3LCD технологий для бюджетных моделей, использующих лампы в качестве светового источника. Дорогие проекторы используют усовершенствованные технологии, которые чаще всего сглаживают или полностью исключают недостатки.
Рассмотрим DLP и 3LCD в условиях:
затемнённого помещения;
при свете.
Разные условия по определению предполагают разный результат, так как в темноте от проектора не требуется особая яркость. 1000 люмен или даже меньше, вполне достаточно, а вот контрастность должна быть на уровне. В освещённой комнате всё как раз наоборот: нам нужна яркость, чтобы «победить» фоновую засветку, а контрастность теряет свою актуальность.

Яркость и цветопередача

Как мы выяснили ранее, DLP проектор одномоментно выдаёт на экран один базовый цвет, отсекая остальные, словно бы выбрасывая их.

Если мы используем такой проектор в тёмном помещении, то всё в порядке: очень высокая яркость не нужна. Однако работа того же устройства в офисе или учебном классе при свете выглядит иначе. Здесь проектор должен обладать хорошим показателем яркости, а значит мощным световым источником: это влечёт за собой удорожание устройства, повышение уровня шума и некоторые другие неудобства. Чтобы избежать перечисленных минусов, производитель добавил в цветовое колесо бесцветный сегмент, за счёт чего увеличил яркость. Однако этот ход привёл к дисбалансу между чёрно-белой и цветовой яркостью: любой цвет на экране смотрится тёмным и/или недостаточно насыщенным.
Трёхматричная технология 3LCD исключает подобный дисбаланс, поэтому производитель в спецификации часто упоминает высокую цветовую яркость. Но сама по себе яркость – это одна из трёх характеристик цвета, наравне с насыщенностью и оттенком.

Контрастность

Технология DLP обеспечивает более высокую контрастность изображения, чем 3LCD. Это, опять же, характерно для тёмных помещений, в освещённой комнате контрастность не имеет никакого значения. Напомним, что речь идёт о бюджетном сегменте, не о дорогих проекторах.
Эффект разделения цвета, или знаменитый «эффект радуги». Этот недостаток характерен только для одноматричных DLP и проявляется он в контрастных сценах. Насколько эффект будет заметен или сглажен, зависит от того, с какой скоростью вращается цветовое колесо.

Сравним некоторые другие особенности.
Так называемая «москитная сетка» (screen door effect), что это такое? Для наглядности возьмём два произвольных проектора для офиса, сравним.

На второй иллюстрации пиксельная сетка заметнее. Это происходит потому, что вокруг каждого пикселя в 3LCD проекторе существует некое очень маленькое пространство, необходимое для управляющего элемента. У зеркальных матриц DLP такой элемент находится позади пикселя и подобный зазор отсутствует. Приверженцы DLP технологии обосновывают свою позицию тем, что DLP изображение более слитное, в то время как 3LCD проектор даёт картинку с окантовкой каждой отдельной пиксельной точки, из-за чего возникает иллюзия взгляда сквозь москитную сетку. Мы считаем, что такое мнение является преувеличением, пиксельность хорошо заметна и на первой иллюстрации. И 3LCD и DLP проекторы в большей или меньшей степени демонстрируют пиксельную сетку. Очень часто непредвзятое сравнение не обнаруживает заметной разницы. Полное избавление от этого эффекта возможно только у солидных моделей премиум класса, которые используют дорогостоящие технологии интеллектуального сглаживания изображения.

Плавность цветовых переходов

Эта характеристика обусловлена особенностью отражающего чипа DMD DLP проектора и его управляющим устройством. Суть в том, что некоторые модели могут отображать более-менее плавные цветовые переходы, а другие – нет. Особенно хорошо это видно при резких цветовых перепадах. Здесь может проявиться так называемый «эффект пастеризации», то есть, визуальный цифровой шум вдоль границ объекта.
Несведение пикселей. Это недостаток, присущий трёхматричным проекторам. Он может проявляться у любой из бюджетных 3LCD моделей и обуславливается неточностью совмещения трёх матриц. Следствие – чуть размытые, нечёткие очертания каждого отдельного пикселя. DLP проекторы напротив, всегда демонстрируют пиксели с чётко очерченными краями. Впрочем, это сомнительное преимущество, потому что оно практически целиком теряется из-за использования дешёвых объективов.
Противопылевые фильтры. А вернее, их отсутствие у DLP проекторов, заявляется производителями как преимущество: вам не придётся менять фильтры, что сокращает расходы на обслуживание проектора. Достаточно просто время от времени пылесосить вентиляционные отверстия. Это сомнительный аргумент, поскольку накопившаяся пыль приводит к перегреву устройства и повышению его электропотребления. Однако оптический блок DLP герметичен и пыль никак не может повлиять на качество картинки. С другой стороны, от пыли не защищена лампа, следовательно, яркость может становиться ниже. Некоторые востребованные DLP проекторы всё же оборудуются фильтрами.

Размеры.

Вы не найдёте компактных 3LCD проекторов. Миниатюрность подразумевает использование одной матрицы, поэтому все мини-проекторы созданы на базе технологии DLP.

Технология LCoS

Обратимся к более дорогим проекторам. Здесь мы можем видеть ещё одну технологию, называемую LCoS. Собственно, LCoS представляет собой гибрид DLP и 3LCD. Существует множество вариаций, например Epson использует «зеркальный» 3LCD, фирма Sony - SXRD, и так далее.
Принцип технологии можно наглядно представить, как «Отражающий 3LCD». Поверх зеркального слоя матрицы присутствует слой жидких кристаллов:

Упрощённо, LCoS матрица - это LCD матрица, наклеенная на зеркало. Преимущество новшества в том, что свет проходит сквозь матрицу дважды, а значит, есть возможность лучше отсечь лишний свет. Это положительно сказывается на контрастности. Управляющий элемент находится с задней стороны матрицы, как у DLP. Однако LCoS отсутствуют микрозеркала и, по сути, нет вообще никаких движущихся элементов, а следовательно, и никакого зазора между пикселями. В результате – на экране вы не увидите пресловутой «москитной сетки».
Сравним прохождение света через 3LCD и LCoS матрицы.
3LCD проектор: LCoS проектор:

Во втором случае путь света заметно сложнее.

LCoS против 3LCD и DLP

Тот случай, когда детище перещеголяло родителей: LCoS технология изначально задумывалась для того, чтобы сохранить и преумножить достоинства DLP и 3LCD проекторов, избавившись от их недостатков.
Отметим, что LCoS модели имеют собственный минус – это цена. Гибридные матрицы используются именно в солидных проекторах для домашнего кинотеатра. Однако когда речь идёт об этом ценовом сегменте, проекторы DLP и 3LCD представлены уже совсем иными моделями. DLP и 3LCD класса «Премиум» избавлены от подавляющего большинства недостатков своих недорогих собратьев. Так 3LCD матрицы C2fine обеспечивают «глубокий чёрный» и значение контрастности высочайшего уровня, а в модернизированной матрице благополучно устранены зазоры, следовательно, исчезает «москитная сетка». А дорогой DLP проектор может иметь три матрицы.
Как итог – мы перемещаемся в высокую ценовую категорию, где сравнение качества изображения идёт на другом уровне и учитывается каждая мелкая деталь.

Компания CANON была образована в 1937 году, и очень скоро стала известна как производитель качественной фототехники. На рынок профессиональных инсталляционных проекторов компания вышла относительно недавно, но уже сейчас во многих проектах используются созданные на базе технологии LCOS проекционные решения CANON. Об этой технологии, о самых интересных моделях линейки XEED, а также о кейсах, в которых «засветились» проекторы производителя, рассказывает специалист компании по проекторам Алексей Макаров.

С чего началась история проекторов CANON?

Проекционные линзы CANON начала производить в 1990 году, и это стало логичным шагом в развитии компании, производящей объективы. Ведь проектор, по сути, это фотоаппарат наоборот: в фотоаппарат свет попадает извне и через линзы фокусируется на матрице, а в проекторе картинка появляется внутри и через объектив фокусируется на экране.

Технология LCоS (Liquid Crystal on Silicon - жидкие кристаллы на кремниевой подложке), была разработана корпорацией JVC.

Принцип работы LCoS-проектора близок к 3LCD, но LCoS использует не просветные ЖК-матрицы, а отражающие. На подложке LCoS-кристалла расположен отражающий слой, поверх которого находится жидкокристаллическая матрица и поляризатор. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего источника отражаться от зеркальной подложки кристалла.

К преимуществам технологии LCOS относят:

Больший коэффициент полезного заполнения рабочего пространства матрицы. Поскольку в LCoS управляющие элементы размещены за светоотражающим слоем, они не препятствуют прохождению света, в отличие от просветных LCD-матриц, что уменьшает «сетчатость» изображения и минимизирует «эффект гребёнки». Расстояние между элементами матрицы составляет всего несколько десятков мкм и коэффициент заполнения выше, чем у LCD-и DLP.
LCoS-чипы более устойчивы к мощному излучению чем DLP- и LCD-матрицы, так как все элементы размещены на охлаждающей подложке.
LCoS опережает LCD и DLP по максимально доступному разрешению.
LCoS обеспечивает более глубокий чёрный цвет и более высокую контрастность, чем LCD.
Время отклика жидких кристаллов матрицы LCoS меньше, чем у кристаллов, используемых в просветных матрицах в LCD-технологии.

Что инновационного CANON привнесла в свои продукты, учитывая, что разработкой собственно проекционной технологии занимались сторонние производители?

Прежде всего, хорошую оптическую систему – объективы. К технологии LCOS мы добавили лучшее светопрохождение как во внутреннем тракте, так и снаружи и, кроме того, сам LCOS (его улучшенный вариант, называемый AISYS) также делаем мы. Слово XEED обозначает название линейки проекторов, и если модель маркирована таким образом, можно быть уверенным в том, что внутри проектора – настоящий LCOS и настоящие технологии CANON. Еще один немаловажный момент: LCOS-проекторы всегда очень маленького размера, что позволило нам сделать одни из самых компактных 4К-проекторов в мире.

Что особенного в оптике проекторов CANON ?

В проекционных устройствах хорошая оптика имеет огромное значение. В ряде объективов проекторов CANON используются настоящие асферические линзы и настоящая низкодисперсионная оптика, что позволяет получить глубину резкости, значительно лучшую фокусировку на всей площади экрана и возможность проецировать изображения на сложных поверхностях, а не только на плоских экранах. Также дорогие объективы могут искоренить такие неприятные явления как хроматические аберрации, когда по краям кадра видно некоторое расслоение по цветам, связанное с прохождением света по краям линзы.

Если же мы говорим о 4К-проекторах, то в них можно делать и так называемую «периферическую фокусировку». Это важно для таких объектов как, скажем, авиационные симуляторы, где используются изогнутые экраны. Здесь в фокусе должны быть и края экрана, и центр, а 4К-проекторы CANON имеют очень хитрые несъемные объективы, позволяющие делать сложную периферическую фокусировку. Это именно оптическая система, а не софтверные возможности. Проекторы XEED технологии LCOS позиционируются как инсталляционные и потому все модели этой серии подходят для создания мультипроекций: они легко справляются с геометрическими искажениями.

Из других преимуществ, я бы отметил еще малый вес: 4К-проектор весит около 17 килограммов и является одним из самых маленьких в мире. Поэтому если есть бюджет чуть больше, чем на стандартный DLP, и не требуются огромные люмены, LCOS-проекторы могут быть использованы с большим успехом.

Расскажите о моделях проекторов для мультипроекций

Примеры использования проекторов Canon для мультипроекции

На внутреннем мероприятии Canon в Австрии: сшивка из 8 проекторов с проекцией панорамы города на большой экран при высокой освещенности

В авиасимуляторах

Смотровая площадка A’DAM Toren, Амстердам, Нидерланды: два проектора светят на модель города Амстердама. Это обычный видео-мейпинг, там рассказана его история, показаны достопримечательности, все это замечательно выглядит.

Передвижной планетарий в Германии (совместно с AV Stumpfl).

Музей истории города Боровичи, Боровичского края: два проектора показывают на экране в 3D различные артефакты.

Музейный комплекс «Куликово поле» (Тульская область, село Монастырщино). Крупнейший проект 2016 года, удостоенный специального приза ProIntegration Awards 2016

На сегодняшний день наиболее актуальны две модели: WUX6010 и совсем недавно вышедшая WUX6500 – представитель седьмого поколения наших инсталляционных проекторов с технологией LCOS, моторизованным зумом, сдвигом объектива, фокусом и возможностью выбора одного из пяти сменных объектов. Функция сшивки также встроена в проекторы, и работать с этой опцией предельно просто: вы задаете область кадра и выбираете в меню толщину перекрытия. В общем-то, все. То есть для простых инсталляций можно просто взять два проектора и нажатием кнопки в меню быстренько их сшить. Для более сложных проектов потребуется некий софт, но в любом случае с проекторами такого класса можно делать замечательные мультипроекции, и у нас есть масса примеров подобных инсталляций: это и сшивка из 8 проекторов на внутреннем мероприятии Canon, и смотровая площадка A’DAM Toren, где два проектора светят на макет города Амстердам и при помощи видеомэппинга рассказывают историю нидерландской столицы, показывают ее главные достопримечательности, и передвижной планетарий в Германии, где проекторы CANON используются вместе с дополнительным оборудованием и софтом.

В России наш партнер, компания A3V активно использует наши проекторы в различных музейных инсталляциях: в Музее истории города Боровичи, в Музейном комплексе "Куликово поле". Последний стал в прошлом году крупнейшим для компании CANON проектом и был удостоен специального приза ProIntegration Awards 2016. Всего в этом проекте используется около 30 наших проекторов, в том числе и WUX6010.

Сколько стоят подобные инсталляционные устройства?

WUX6010 стоит в розницу 350 тысяч рублей без объектива. Стоимость последнего начинается от 47 тысяч. Более компактный вариант XEED WUX500, который оснащен теми же технологиями, что и его старший брат, но с несъемным объективов с зумом 1,8Х стоит 350 тысяч рублей вместе с линзой. Здесь фокусировку, зум и сдвиг линзы нужно будет делать вручную, и в этом – основное отличие двух этих моделей, но если вы смиритесь с необходимостью все настроить вручную, то за эту сумму получите профессиональный инсталляционный проектор весом всего около 6 кг. Его можно взять с собой в сумке и легко разместить в салоне самолета.

Есть ли в линейке проекторов CANON короткофокусные устройства?

Конечно, ведь они очень удобны. В портфеле CANON нет очень ярких проекторов, и когда есть возможность вместо дорогого яркого проектора, который устанавливается далеко от экрана, использовать более дешевый короткофокусный, мы всегда напоминаем об этом заказчику: и кабель экономится, и свет не бьет в глаза, и можно использовать для обратной проекции, когда за экраном не много места. В линейке CANON есть короткофокусный проектор WUX450ST со сложной линзой без зума. Его Стоимость составляет 500 тысяч рублей, но он не зря стоит таких денег, потому что сфера его применения невероятно широка. Кстати, на выставке ISE 2017 я первый раз увидел специально изготовленный для этого проектора стол: проектор крепился под столешницу и отображал картинку на том уровне, на котором люди привыкли ее видеть.

Дело в том, что у этого проектора огромный сдвиг линзы по вертикали, и эта его функция в некотором роде уникальна. Изображение не искажается, не расфокусируется, что открывает огромные возможности: проектор можно крепить под стол и показывать картинку сверху, или крепить под потолок и опустить картинку вниз. Геометрию вывести тоже несложно.

В проекте компании A3V Музей "Куликово поле", можно увидеть временную шкалу, обозначающую различные исторические события, происходившие на Руси на протяжении веков. На первый взгляд кажется, что все изображение на стене формируется при помощи двух проекторов, но на самом деле есть и третий, который скрыт снизу. Благодаря большому сдвигу линзы изображение сведено по геометрии без каких-либо проблем.

Примеры использования проектора WUX450ST

В городе Утрехт, возле Амстердама, недавно , где все, кроме еды, является проекцией. Она повсюду: на стенах, на столе, и даже на посетителях. Проекторы размешены под потолком, а к столам прикручены механизмы, которые иногда заставляют столы трястись, большой вентилятор тоже создает определенный эффект. В комплексе все это – такой своеобразный 3D-ресторан. Здесь использовано огромное количество короткофокусных проекторов именно потому, что мало места и нельзя светить людям в глаза. Со своей задачей устройства CANON справляются отлично.

ISE2015: совместная инсталляция с AV Stumpfl - большое количество проекторов под потолком, которые засвечивают большую поверхность пола и стен. Все это ярко, красочно и при этом достаточно бюджетно.

Музей художественной культуры Новгородской земли (в процессе построения экспозиции). Под потолком 10 короткофокусных проекторов Canon

Что интересного было на стенде CANON на ISE 2017?

Я бы выделил одну из инсталляций: рядом с большим экраном было установлено специальное зеркало, на которое проецировал изображение наш лазерно-фосфорный проектор. Зеркало отображало картинку на огромный экран, позволяя зрителю ощутить себя в самой гуще событий: перед его взором вырастали разные изображения, панорамные фотографии и прочее. Выглядело впечатляюще и инновационно.

И еще хотелось бы рассказать об инсталляции, созданной совместно с компанией "Энфитек". Ими разработан особый вид пассивного 3D: это специальные фильтры, которые ставятся либо внутрь линзы проектора, либо непосредственно перед ней. Для просмотра изображения используются специальные пассивные очки. На инсталляции на нашем стенде была сделана обратная проекция с использованием двух 4К-проекторов, установленных за экраном, которые при помощи фильтров "Энфитек" показывали настоящее 4К 3D-изображение с рендерингом в реальном времени. Все вместе это было призвано вызвать интерес к использованию проекторов с высоким разрешением во всякого рода проектах визуализации. Кстати, LCOS-проекторы чаще всего используются для пассивного 3D.

Где можно приобрести проекторы Canon?

Одним из самых больших и активных наших дистрибьюторов является компания "Мерлион", у которой всегда есть складской запас оборудования. Также оборудование CANON можно приобрести в компания A3V – это интегратор, который занимается оборудованием музеев, и у нашего нового партнера, компании "Аскрин".

Еще один наш дистрибьютор находится в Перми, это компания "Аудиовизуальные системы", которая занимается большими, серьезными проектами – авиасимуляторами, планетариями – и накопила огромный опыт в этом нелегком деле. Поэтому, если у вас сложные проекты и много технических вопросов, с ними вы вполне можете сотрудничать.

Я с удовольствием отвечу на ваши вопросы лично, в офлайне, по телефону или по электронной почте. Так что пишите, пообщаемся.

Упрощенно, проектор представляет собой коробку, в которой есть лампа и есть объектив. Но лампа+объектив - это, скорее, прожектор, чем проектор - надо, чтобы на пути света было что-то, формирующее изображение. Когда-то это была пленка:

Вспомните диапроекторы: пользователь вручную вставляет пленку между лампой и объективом, и мы, по сути, имеем тот же принцип образования изображения, что сегодня:

черный участок пленки пытается блокировать свет,
белые участки пленки прозрачны и пропускают свет,
полупрозрачные участки могут быть цветными, окрашивая изображение на экране.

У этой технологии налицо те же недостатки изображения, которые до сих пор в той или иной степени волнуют нас при выборе проектора.

Пленка пытается блокировать черный цвет, но у нее это плохо получается - проблема с контрастностью и уровнем черного .
Яркость ограничена лампой и способностью всей системы, включая пленку, переносить жару. Изображение тусклое.
Изображение имеет нежелательный оттенок из-за особенностей пленки и лампы, ее «цветовой температуры».
Если диафильм цветной, то цвета ненасыщенные и не всегда понятно, как именно они должны выглядеть по задумке автора - ограничения пленки.

Главное отличие современного мультимедийного проектора состоит в том, что вместо пленки используется некая матрица, которая постоянно обновляется, рисуя новую картинку минимум 60 раз в секунду.

Как образуется цветное изображение?

Тем не менее, матрица не имеет никакого отношения к образованию цвета. Матрица производит монохромное изображение. Светишь через нее белым - будет черно-белое, светишь красным - черно-красное.

Поскольку любой sRGB цвет можно получить смешением красного, зеленого и синего, то любое цветное изображение можно получить наложением друг на друга черно-красного, черно-зеленого и черно-синего.

Ниже - знаменитая цветная фотография, восстановленная американцами из трех черно-белых карточек Прокудина-Горского (снято до 1917 года):

Они говорят, что черно-белые карточки соответствуют красному, зеленому и синему компонентам изображения. Американцем надо доверяй-но-проверяй - проверяю в «Фотошопе», подставляя одну карточку на красный канал, другую на зеленый, третью на синий:

Правду говорят. Итак, если белый цвет будет прозрачным, и мы посветим через каждую фотографию фонариком правильного цвета, то, соевместив три изображения на экране, получим нашу цветную фотографию.

Этот принцип используют все проекторы: матрицы из потоков света красного, зеленого и синего цветов создает три изображения, которые накладываются друг на друга и дают нам цветное изображение на экране.

Иногда совмещается более трех, но трех достаточно.

Трехматричные и одноматричные проекторы

Пожалуй, в технологиях проекторов это - главное отличие. Существует два способа наложения упомянутых красного, зеленого, синего изображений друг на друга: одновременное наложение и последовательное наложение.

Одновременное наложение осуществляется у трехматричных проекторов: красный, зеленый и синий потоки проходят через отдельныю матрицы, а потом соединяются, и готовая цветная картинка идет на экран.

Трехматричный подход на примере 3LCD технолонии

На примере 3LCD технологии это выглядит так:

Белый свет вышел из лампы.
Пришел на фильтр, разделился на красный и голубой.
Красный прошел через матрицу №1, получилось красное изображение.
Голубой разделился на зеленый и синий.
Зеленый пошел на матрицу №2, синий - на матрицу №3.
Имеем три изображения, которые наложились друг на друга - получилось одно цветное.
Цветное изображение ушло на экран.

При наложении «по очереди» проектору достаточно одной матрицы - на нее сперва подают красный, потом зеленый, потом синий, и проектор отрисовывает на экране сначала красное, потом зеленое, потом синее изображение.

Одноматричный подход на примере «1-DLP» технологии
Обратите внимание: DLP матрица… зеркальная (об этом позже)

Это происходит очень быстро и, подобно тому, как мы не видим отдельные спицы крутящегося велосипедного колеса, мы не видим отдельных цветных изображений на экране, а видим результат их соединения - готовое цветное изображение, хотя и сформированное не в проекторе, а «в голове зрителя».

В обоих случаях мы получаем цветное изображение. Теперь касательно плюсов и минусов одноматричного и трехматричного подходов.

Стоимость. Три матрицы - дороже, чем 1 матрица. 1 матрица дешевле, чем 3.
Эффективность. Трехматричный проектор в каждый момент времени работает с красным, зеленым и синим, а одноматричный - только с одним цветом (остальное выбрасывается). Трехматричный проектор имеет заметно больший КПД использования света лампы.
Сведение матриц. Когда есть три матрицы, их сложно идеально подгонять друг к другу, а одноматричные проекторы не имеют такой проблемы - если оптика не подводит, то каждый пиксель на экране будет резким, четко обозначенным.
Нежелательные визуальные эффекты (артефакты). Как бы часто ни сменялись цветные изображение на экране одноматричного проектора, будут возникать условия, когда глаз распознает, выделит эти отдельные цвета. Особенно часто это происходит на динамичных контрастных темных сценах, когда взгляж бегает по экрану. Таких ситуаций много, например, в «Темном Рыцаре». Глаз дернулся - за ярким объектом на долю секунды виден цветной шлейф. Это называется "эффект радуги " или «эффект разделения цветов».

Обратите внимание - формально это все не имеет никакого отношения к технологиям LCD или DLP. Тем не менее, так уж вышло, что самая массовая, самая бюджетная часть проекторов представлена одноматричными DLP и трехматричными LCD (3LCD) проекторами, которые наследуют все плюсы/минусы одноматричного и трехматричного подходов.

Отдельно стоит коснуться вопроса об эффективности , так как не сразу понятно, что следует из большей эффективности использования света лампы. Предположим вы берете лампу на 190 Вт и ставите ее в бюджетный проектор. Более эфффективный проектор сможет извлечь из этих 190 Вт больше яркости , либо столько же яркости при меньшей нагрузке на лампу, продлевая ее ресурс . Тут преимущество на стороне трехматричной технологии, поэтому у одноматричных проекторов существует традиция иметь яркий режим изображения, в котором максимальная яркость соответствует аналогичному трехматричному проектору, но только по белому цвету , а цвета при этом сильно тусклее, чем должны быть. Чаще всего это делается следующим образом: вместо создания цветного изображения из красного, зеленого, синего, добавляется еще и белый (прозрачный):

На изображениях - цветовое колесо одноматричного проектора с прозрачным сегментом

Другими словами, один из компонентов изображения - черно-белый, полученный не смешением цветов, а «тупо» пропусканием света лампы на экран в обход фильтров . Тем не менее, эти методы используются там, где важно сочетание цены и высокой яркости. К примеру, у офисных проекторов это годится для отображения документов, но проектору для домашнего кинотеатра высокая яркость не нужна - в таких проекторах используется цветовое колесо RGBRGB (шестисегментное):

Повторяя полный цикл цветов два раза за поворот, снижается также заметность «эффекта радуги».

LCD и DLP

Если рассматривать непосредственно матрицы, то LCD (ЖК) матрица больше всего напоминает вышеупомянутую пленку диапроектора, поскольку работает она "на просвет ", вставая на пути у светового потока. Задача каждого пикселя - блокировать свет, либо пропустить его дальше.

DLP матрица работает не на просвет, а по отражательному принципу . Каждый его пиксель представляет собой микроскопическое зеркало, которое, поворачиваясь, отражает свет на экран, либо, в отклоненном положении, сбрасывает его на светопоглотитель.

В целом, зеркала превосходно справляются с задачей отсекания ненужного света , поэтому DLP матрица («DMD» чип) способна дать заметно большую контрастность , чем LCD матрица (при прочих равных). Безусловно, контрастность зависит не только от матрицы, а с удорожанием оной получается достигать более высоких уровней контрастности (взять хотя бы такие LCD проекторы, как EH-TW9200/9300 - огромная контрастность!). Тем не менее, в сухом остатке мы говорим о преимуществе DLP проекторов по контрастности и уровню черного.

Путь света в DLP проекторе: лампа-цветовое колесо-зеркало-матрица-...

LCD технология встречается практически исключительно в трехматричной конфигурации (Epson 3LCD), подовляющее большинство DLP проекторов одноматричные, в дорогих сегментах (некоторые инсталляционные проекторы, элитные домашние и кинотеатральные проекторы) присутствует трехматричная DLP технология.

«Эффект москитной сетки»

Предположительно, еще одно преимущество технологии DLP - меньшее межпиксельное пространство .

Дело в том, что работающая на просвет LCD матрица требует подведения контуров к каждому пикселю, а эти контуры могут проходить только между пикселями - получается некое неиспользованное пространство между ними. Преимущество DLP матриц в том, что упомянутые контуры идут под зеркалами, хотя сама необходимость в смене положения зеркал также создает некий межпиксельный зазор. В итоге, 3LCD проекторы имеют тенденцию к чуть более заметному межпиксельному интервалу, чем DLP проекторы.

LCoS, в т.ч. D-ILA, SXRD, 3LCD Reflective

Правда, последние отрицают, что являются LCoS-ом...

По мере движения в более дорогие сегменты проекторов, появляется технология LCoS («жидкие присталлы на кремнии»). Многие производители именуют ее по-своему. Sony - «SXRD», JVC - «D-ILA», Epson - «Reflective 3LCD», или «Отражательная 3LCD». Что ж, последнее довольно точно отражает суть.

Эта технология - попытка сочетать преимущества LCD и DLP технологий. Расположенные на зеркальной поверхности жидкокристаллические матрицы дважды пропускают через себя свет, лучше отсекая черный (высокая контрастность), при этом они не имеют подвижных элементов, а управляющие контуры расположены под зеркалами, что позволяет добиться меньшего межпиксельного пространства, чем и у LCD, и у DLP.

Упомянутые технологии встречаются только в трехматричной конфигурации. Схема образования цветов похожа на 3LCD, с той лишь разницей, что LCoS матрицы отражают свет, а не пропускают через себя:

Источник света: лампы и безламповые проекторы

Сравнивая современный цифровой проектор с диапроектором, мы говорили о матрицах, пришедших на смену пленке, а теперь пора поговорить о лампе.

Классический источник света - ртутные лампы . В зависимости от типа лампы и уровня нагрузки, ресурс такой лампы составляет от 3000 до 5000 часов при максимальной яркости. Как считается ресурс? Насколько мне известно, до расчетного момента падения яркости лампы на 50%. Это и есть первый недостаток ламп - постепенное снижение яркости.

Лазеры и светодиоды - другое дело! Ресурс - 20000 или даже 30000 часов! Яркость тоже постепенно снижается, но более линейно и на протяжении такого срока.

А есть еще ксеноновые лампы - у них ресурс даже меньше, чем у ртутных, но есть свои преимущества.

Спектральное излучение ксеноновых и ртутных (mercury) ламп

В итоге существенный недостаток ртутных ламп в итоге в том, что испускаемый ими свет содержит слишком много зеленого. Это значит, что лишний зеленый цвет, несущий значительную часть световой энергии, нужно отсекать и выбрасывать, чтобы зеленый, красный и синий были в правильных пропорциях и при смешении давали правильный белый цвет (нейтральный, без оттенков). Однако, существует договоренность, что в самом ярком режиме проектора заметные потери по цветопередаче являются приемлемыми. Таким образом, в самом ярком режиме изображения картинка приобретает слегка зеленоватый оттенок.

К примеру, по моим наблюдениям наиболее выраженный зеленоватый оттенок в самом ярком режиме - у DLP проекторов с RGBRGB цветовым колесом, далее идут 3LCD проекторы, далее - DLP проекторы с прозрачным сегментом - каким-то образом у них получается добиться довольно нейтрального белого. Но проблема тут еще и в том, что при переходе из самого яркого режима в самый точный мы в любом случае улучшаем цветопередачу и отсекаем лишний зеленый с помощью матриц проектора, и тут внезапно обнаруживается, что, убрав лишний зеленый, мы получили существенное падение яркости, но при этом черный цвет не изменился, он одинаков у яркого и у точного режима! Яркость снизилась, черный остался, - значит контрастность снизилась во столько раз, во сколько снизилась яркость - до двух раз! Такие дела. Перешли в точный режим, предназначенный для темноты и потеряли контрастность… просто отлично!

В этом смысле ксеноновые лампы имеют более ровными характеристики, хотя используются они ну очень редко и на дорогих проекторах.

Еще одна странная проблема с ртутными лампами - почему-то они не позволяют большинству проекторов отобразить 100% правильный sRGB зеленый цвет - обязательно немного уходит в желтизну.

Ну и очевидно то, что лампы греются и требуют мощного активного охлаждения , что не только увеличивает размер проектора, но и увеличивает его шумность. Также, лампам требуется некоторое время для выхода на полную мощность и, в зависимости от проектора, может требоваться то или иное время, прежде чем отключать питание - лампу нужно охладить.

Со светодиодами (LED) ситуация иная: светодиоды могут быть предельно компактными и позволяют создавать исключительно миниатюрные проекторы, но по иронии у них проблема с яркостью как раз зеленого светодиода, поэтому яркость светодиодного проектора обычно довольно сильно ограничена. Существенное преимущество светодиодов - способность обладать очень узким спектром излучения, то есть, очень насыщенным, чистым цветом. В связи с этим из RGB (красный, зеленый, синий) светодиодов можно добиться более широкого охвата цветов, чем стандарт sRGB (используется в Blu-ray, HDTV, для Интернет и пр.).

Да, светодиоды и лазеры - это не лампы, которые пользователь может легко взять и заменить. Эти источники света сильно интегрируются в конструкцию проектора, в его «оптический движок». Давайте посмотрим, почему. Существует множество способов использования светодиодов и лазеров. Итак,

Полупроводниковые источники света в проекторе и их варианты:

1. Белые светодиоды. Это похоже на лампу - у нас есть белые светодиоды, их свечение разделяется на красный, зеленый и синий, как у ламп… В практике встречается редко.

2. RGB светодиоды. У нас изначально три цветных источника света - не нужно ничего разделять - компактность! К тому же можно добиться высокой насыщенности цветов. Часто используется в миниатюрных проекторах в сочетании с одноматричной DLP технологией.

Иллюстрация работы RGB LED проектора от NEC

3. Синий лазер + желтый люминофор. Популярно у дорогих домашних лазерных проекторов (JVC, Epson, Sony?). Синий лазер дает синий цвет, второй синий луч активирует желтый люминофор, а уже этот желтый цвет потом делится на красный и зеленый. Ниже - пример использования с LCoS технологиями:

Схема Epson LS10000

Схема примерно того же у JVC

А вот пример использования с одноматричной DLP технологией (BenQ):

4. Светодиодно-лазерные проекторы («гибридные проекторы»). Активно используется Casio. Итак, мы хотим RGB светодиодный проектор, но надо чем-то заменить неяркий зеленый светодиод. Ставим вместо зеленого светодиода синий лазер (зеленый лазер дорого), который активирует зеленый люминофор. Получаем яркость, близкую к ламповым проекторам (и, кстати, аналогичный зеленый оттенок в ярком режиме).

Схема гибридного проектора с сайта Casio.
Колесо с люминофором должно вращаться, чтобы пропускать синий,
либо производить зеленый цвет!

5. RGB лазерный проектор. Все на высшем уровне: превосходные цвета, высокая яркость, высокая цена, большой размер.

Иллюстрация устройства RGB-лазерного проектора от NEC
отмечено, что трубы - из оптоволокна

Среди качеств лазерных проекторов, используемых на практике - гибкое и плавное управление источником света с возможностью полного затемнения на темных сценах фильма, либо ограничения яркости проектора, ведущего к увеличению ресурса лазера. Если в проекторе используется массив лазеров, то даже по истечении их ресурса, лазеры будут выходить из строя по очереди , а не все сразу, что в худшем случае приведет к постепенному снижению яркости.

Тем не менее, говоря о лазерных и светодиодных проекторах, приходится констатировать, что 20000 и 30000 часов - это цифры, относящиеся к самому источнику света, а в конструкции могут иметься и другие элементы, которые могут обладать совершенно другим ресурсом. В итоге полезно смотреть на официальный срок гарантии производителя...

Что касается люминофоров, то они, очевидно, имеют свои характеристики, если говорить о цветопередаче. Как правило, на практике насыщенность цвета у люминофора значительно меньше, чем можно добиться от лазера/светодиода.

Можно ли получить широкий цветовой охват у лампового проектора?

В принципе, да. Для получения более широкого цветового охвата нужно с помощью цветофильтров отсечь лишние участки спектра. Собственно, если мы можем выделить из белого красный, то почему бы не выделить более чистый красный? Правда, потери света увеличатся, но кто их считает, когда речь идет о дорогих проекторах?

LCoS (Жидкие Кристаллы на Кремнии) – своеобразный гибрид 3LCD и DLP. Многие компании имеют собственные обозначения для своих вариантов этой технологии проекторов: у Sony - SXRD, у JVC"s - D-ILA, у Epson – «reflective 3LCD» (отражающий 3LCD). Понятие «Отражающий 3LCD» отлично иллюстрирует принцип работы LCoS: представьте себе 3LCD проектор, в котором жидкокристаллические матрицы расположены на зеркальных поверхностях, в результате отражая часть света, формируя таким образом изображение для каждого из основных цветов: красного, зелёного и синего. Как и в 3LCD, свет лампы разделяется дихроичными зеркалами на три основных цвета, после чего изображение формируется, частично отражаясь от LCoS чипа благодаря расположенной на его поверхности ЖК матрице. На полупроводниковой подложке LCoS-кристалла расположен отражающий слой, поверх которого находится жидкокристаллическая матрица и поляризатор. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего направленного источника отражаться от зеркальной подложки кристалла.

Отражённые от LCoS панели, три цветовых компонента вновь объединяются в призме и проецируются на экран.
Преимущества LCoS:

Одним из преимуществ LCoS технологии является как раз то, что управляющие элементы расположены за светоотражающим слоем, уменьшая расстояние между элементами матрицы, таким образом уменьшая и сетчатость изображения по сравнению с DLP и 3LCD.

Технология LCoS создана, чтобы вобрать в себя всё лучшее из конкурирующих технологий LCD и DLP. В целом, она превосходит DLP и LCD по таким параметрам, как цветовоспроизведение, яркость, формат изображения, оптическая эффективность проекторов LCoS выше, чем у конкурирующих технологий.

Ограничения LCoS:

На данный момент технология LCoS используется, в основном, в топовых проекторах для домашнего кинотеатра и не может конкурировать по цене в таких областях, как образование и бизнес. Однако, с расширением рынка проекторов для дома и постоянным снижением стоимости LCoS можно предположить, что постепенно этот недостаток сойдёт на нет.

Led проекторы

UHP (сверхвысокого давления) лампы – стандартный источник света в проекторах. Они работают на высоких температурах (до 900 ○ С) и их основным преимуществом является яркость: лампа в 150 Ватт может давать световой поток около 9000 Люмен. Яркость позволяет пробиться через дневной свет в помещении и получить чёткое изображение. У UHP ламп следующие недостатки:

Сравнительно небольшой срок службы – обычно до 6000 часов

Высокая стоимость лампы

Высокое (неэффективное) энергопотребление из-за выделения тепла

Необходимость в охлаждении увеличивает габариты проектора

Ухудшение изображения со временем, со временем требующее дополнительную регулировку

Чувствительность к шокам и ударам

Светодиоды не имеют этих недостатков:

В десятки раз больший срок жизни лампы, что упрощает уход за проектором.

Низкое энергопотребление

Как следствие, возможность работы на аккумуляторах

Мгновенное включение/выключение, не нужно ждать, пока лампа остынет

В десятки раз больший срок службы, пониженные расходы на обслуживание

Низкое энергопотребление

Изображение не меняется со временем, не нужно перенастраивать проектор

Большая надёжность

Но при этом – значительно меньший световой поток (яркость).

Вышеперечисленные достоинства сделали LED лампы предпочитаемым решением для миниатюрных проекторов. Используя 3-LED, можно получить более широкий цветовой диапазон и более качественную цветопередачу, чем с UHP лампами, что, наряду с ограничением по яркости, делает LED лампы всё более популярным решением в LCD, DLP, а теперь – и LCoS проекторах для домашнего кинотеатра, рассчитанных на эксплуатацию в затемнённых помещениях.

Существуют несколько способов применения светодиодов в проекторах:

LED в качестве источника белого света, как и UHP лампы, требует разделение светового потока дихроичными зеркалами-фильтрами на базовые цвета.

Использование трёх светодиодов позволяет отказаться от использования цветового колеса и дихроичных фильтров в DLP, 3LCD и LCoS проекторах (см. рисунок). Использование цветового колеса из светодиодов в DLP проекторах.

Пример использования LED вместо цветового колеса DLP проектора.

Является третьей по распространенности после технологий DLP и 3LCD (LCD) , но занимает значительно меньшую долю рынка.

Синонимами LCoS являются аббревиатуры D-ILA (англ. Direct Drive Image Light Amplifier ) компании JVC и SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display ) компании Sony . D-ILA - официально зарегистрированный товарный знак компании JVC, который означает, что в данном продукте применена оригинальная разработка на основе дисплея выполненного по технологии LCoS, сетчатого поляризационного фильтра и ртутной лампы . D-ILA подразумевает трёхчиповое LCoS-решение. Также часто можно встретить аббревиатуру HD-ILA. SXRD - зарегистрированный торговый знак Sony для продукции, сделанной с использованием технологии LCoS.

Принцип технологии

Принцип работы современного LCoS-проектора близок к 3LCD, но в отличие от последней использует не просветные ЖК-матрицы, а отражающие. Так же, как и DLP-технологии, LCoS использует эпипроекцию вместо традиционной диапроекции, свойственной LCD.

На полупроводниковой подложке LCoS-кристалла расположен отражающий слой, поверх которого находится жидкокристаллическая матрица и поляризатор. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего направленного источника отражаться от зеркальной подложки кристалла.

Как и в LCD-проекторах, в LCoS-проекторах сегодня используются в основном трёхчиповые схемы на основе монохромных LCoS-матриц. Так же, как и в технологии 3LCD для формирования цветного изображения обычно используются три кристалла LCoS, призма , дихроичные зеркала и светофильтры красного, синего и зелёного цветов.

Тем не менее, существуют одночиповые решения, в которых цветное изображение получается использованием трех мощных цветных быстро переключаемых светодиодов, последовательно дающих свет красного, зеленого и синего цвета, такие решения выпускает фирма Philips . Мощность их света невелика.

В конце 1990-х годов компания JVC предлагала одночиповые решения на основе цветных матриц LCoS. В них световой поток разбивался на составляющие RGB непосредственно в самой матрице при помощи фильтра HCF (англ. Hologram Color Filter - голографический цветовой фильтр ). Эта технология получила название SD-ILA (англ. single D-ILA ). Также одноматричные решения разрабатывал и Philips.

Но одночиповые LCoS-проекторы не получили широкого распространения из-за ряда недостатков: трехкратные потери светового потока при прохождении фильтра, что в том числе накладывало ограничения по причине перегрева матрицы, невысокое качество цветопередачи, более сложная технология производства цветных LCoS-чипов.

История

Предыстория появления технологии

В 1972 в лаборатории Hughes Research Labs авиастроительной корпорации Говарда Хьюза Hughes Aircraft Company, которая в то время являлась центром самых передовых исследований в области оптики и электроники, был изобретен LCLV (англ. Liquid Cristal Light Valve - жидкокристаллический оптический модулятор). Впервые технология LCLV была использована для отображения информации на больших экранах в командных центрах управления ВМФ США. Тогда эти устройства могли отображать только статическую информацию.

Развитие технологии продолжалось и термин LCLV был заменен на англ. Image Light Amplifier (ILA) , как более подходящий.

ILA отличается от D-ILA тем, что управление жидкими кристаллами осуществляется с помощью фоторезиста , на который подается модулирующий луч, создаваемый электронно-лучевой трубкой.

В начале 1990-х компании Hughes и JVC решили объединить усилия по работе над технологией ILA. 1 сентября 1992 стало официальной датой образования совместного предприятия Hughes-JVC Technology Corp. Впервые коммерческий проектор на основе технологии ILA были продемонстрирован компанией JVC в 1993 году. В течение 1990-х годов было продано свыше 3000 таких проекторов.

Использование электронно-лучевой трубки в качестве модулятора изображения в устройствах ILA накладывало ограничения на разрешающую способность, габариты и стоимость устройства и требовала сложной юстировки оптических трактов. Поэтому JVC продолжает исследования для создания принципиально новой отражающей матрицы, которая решила бы эти проблемы, сохранив достоинства технологии. В 1998 году компания продемонстрировала первый проектор, сделанный по технологии D-ILA, в котором модулирующее изображение устройство в виде связки «луч ЭЛТ - фоторезист» заменено на управляющие КМОП -элементы, имплементированные в полупроводниковую структуру подложки - отсюда и название технологии «direct drive ILA» - ILA с прямым управлением. Иногда D-ILA расшифровывают как «digital ILA» (цифровой ILA), это не совсем верно, но так же правильно отражает суть изменений технологии D-ILA от управляемой аналоговым устройством (ЭЛТ) ILA.

Была и промежуточная, тоже уже цифровая, технология между ILA и D-ILA, не получившая распространения - FO-ILA, - где управляющая электронно-лучевая трубка была заменена пучком световодов на основе оптоволокна (Fiber Optic), которые передавали модулирующий сигнал с поверхности монохромного монитора.

Первая волна

Вторая волна

Philips

Sony

Первый SXRD-проектор (на основе чипа собственной разработки) компания Sony продемонстрировала в июне 2003 года. В следующем году Sony анонсировала проекционной телевизор на основе технологии SXRD. К 2008 году компания отказалась от выпуска всех проекционных телевизоров, включая модели на основе технологии SXRD. Но от выпуска проекторов компания не отказалась. Сегодня Sony выпускает проекторы для больших инсталляций и цифрового кино разрешением до 4096×2160 (на основе чипа -SXRD) и светосилой до 21 000