Одноматричные DLP-проекторы
Оптическая схема одноматричного DLP-проектора приведена на рис. 2.29.
Рис. 2.29. Оптическая схема одноматричного DLP-проектора:
1 – источник света; 2 – вращающийся диск с цветными светофильтрами (R,G,B);
3 – световод; 4 – DMD; 5 – объектив; 6 – призма полного внутреннего отражения
Световой поток от лампы фокусируется на входе световода, в котором достигается равномерность потока по сечению. Затем, проходя через систему линз и призму полного внутреннего отражения, световой поток формируется по размеру DMD-матрицы и попадает на нее. В зависимости от положения каждого микрозеркала, отраженная им часть светового потока направляется либо в объектив, проецирующий изображение на экран, либо в поглотитель, сводящий к минимуму засветку экрана. Цветной кадр формируется в результате последовательного отображения трех быстроменяющихся монохромных кадров: черно-красного, черно-зеленого и черно-синего. Монохромные кадры формируются путем последовательного освещения DMD-матрицы лучом красного, зеленого и синего цветов. Луч каждого цвета образуется за счет пропускания света проекционной лампы через вращающийся диск с красным, зеленым и синим светофильтрами. Управление микрозеркалами осуществляется синхронно с вращением диска. Черный цвет формируется за счет поворота микрозеркала в такое положение, когда свет направляется в поглотитель. Яркость изображения варьируется за счет быстрого чередования во времени черных и освещенных моментов времени воспроизведения пикселей, воспринимаемых человеческим глазом усредненно (чем чаще пиксель изображения воспроизводится черным, тем темнее он кажется).
Цикл работы микрозеркала (от одного поворота до следующего) составляет около 15 мкc. Человеческий глаз усредняет видимые изображения, получаемые им, примерно в течение 30 мс. За это время на экране можно сгенерировать около 2000 изображений трех базовых цветов и черного (когда свет не попадет на экран), чего вполне достаточно для того, чтобы получить полноцветное (16,7 млн оттенков) изображение.
Рассмотренная одноматричная схема применяется главным образом в очень легких (массой до 3,5 кг) проекторах. В недорогих моделях могут отсутствовать световод и призма полного внутреннего отражения. В этом случае изображение оказывается несколько смещенным относительно оптической оси объектива, но этот эффект практически не влияет на качество формируемого на экране изображения.
Одноматричные DLP-проекторы имеют недостатки.
Заметное мелькание кадров. Чтобы сделать его незаметным, частоту смены монохромных кадров необходимо увеличить в три раза по сравнению с частотой кадров в трехматричном DLP-проекторе. Это требует повышения скорости вращения светофильтра, что значительно усложняет схему управления DMD-матрицей.
При использовании вращающегося светофильтра невозможно обеспечить раздельную регулировку яркости и насыщенности изображения, так как насыщенность определяется площадью цветных светофильтров, а яркость – площадью неокрашенного участка светофильтра, предназначенного для формирования монохромного изображения, то увеличение яркости ведет к снижению насыщенности и наоборот.
Более качественное изображение формирует трехматричный DLP- проектор.