Как устроен и работает проектор

Проектор представляет собой устройство, которое подключается к видеокамере, ноутбуку, ПК, или планшету, для того, чтобы вывести картинку на большой экран. Для управления работающим аппаратом используется пульт ДУ. Устройство видеопроектора достаточно сложное, и может иметь отличия, зависящие от технологии, применяемой для компоновки изображения. От примененной технологии зависит и то, как именно будет работать проектор. Сегодня на рынке можно встретить LCD, DLP, LCoS модели. Рассмотрим подробнее эти и другие, менее популярные технологии.

LCD проекторы

Сегодня LCD модели являются самыми распространенными благодаря своей доступной стоимости. Однако кроме невысокой цены они вряд ли могут выделиться другими достоинствами. Конечно, смотреть видео в домашних условиях на таких проекторах можно, только делать это необходимо издалека. Вблизи будут видны только разноцветные точки. Кроме того, контрастность тоже оставляет желать лучшего. Не стоит забывать и о том, что данные модели изначально позиционируются как бюджетные, поэтому лампа в проекторе устанавливается самая дешевая, а разрешение матрицы не дотягивает до HD. Насладиться просмотром на данном проекторе можно только в полностью затемненных помещениях. Однако даже в таких условиях из-за низкого качества передаваемого изображения некоторые особо мелкие детали попросту будут не видны.

Проекторы с тремя LCD матрицами отличаются более высоким качеством изображения, которое не ухудшается даже при просмотре вплотную. Использование улучшенной технологии передачи изображения передает намного больше цветовых оттенков. В видеопроекторах с 3LCD улучшение изображения достигается благодаря использованию особых технологий. Для каждого цвета существует своя монохромная матрица. Сначала каждый световой поток проходит через свою матрицу, а потом с помощью призмы объединяются в одно яркое и многоцветное изображение.

Принцип работы 3LCD проектора

Хотя у 3LCD проекторов яркость и цветопередача намного лучше, чем у бюджетных аналогов, они имеют и свои недостатки. По сравнению с DLP-проекторами контрастность не слишком высокая. Связано это с особенностями ЛСД-матрицы. Ни одна из них, даже самая дорогая, не способна обеспечить полное непропускание цвета, в результате добиться глубокого черного цвета не получится.

Кроме того, все жидкокристаллические матрицы нуждаются в регулярной обдувке холодным воздухом. Данная процедура обязательна для того, чтобы снизить негативное влияние на них высоких температур. Однако постоянный обдув вызывает образование на матрице слоя пыли, которого не удается избежать даже установкой фильтров и их регулярной очисткой.

Вам может быть интересно: сравнение DLP и LCD проекторов.

Разрешение проектора

Изображение экрана проектора состоит из миллионов крошечных квадратов в виде сетки, известной как пиксели. Фактическое количество пикселей по горизонтали на количество пикселей по вертикали называется разрешением. Таким образом, если изображение проектора состоит из 1920 пикселей по горизонтали и 1080 пикселей по вертикали, разрешение изображения составляет 1920×1080.

Читайте: Проектор или телевизор: Что лучше выбрать для дома?

Чем больше пикселей на экране тем резче оно становится. В изображении HD (High Definition) разрешение составляет 1920×1080 что в сумме составляет более 2 миллионов пикселей или 2 мегапикселя. Изображение 4K Ultra HD имеет разрешение 3840×2160 пикселей, что в общей сложности составляет более 8 миллионов пикселей или 8 мегапикселей. При 4-кратном увеличении количества пикселей в изображении 4K по сравнению с изображением HD изображение 4K становится намного более четким.

DLP технология

Работа DLP-проекторов основана на действии особого DMD-чипа, в котором располагается очень много небольших поворотных зеркал. Именно они отвечают за образование матрицы.

В DMD-чипах с высоким разрешением содержится огромное количество микроскопических зеркал. Принцип действия заключается в том, что сквозь диск с разноцветными секторами, который вращается, проходит свет от лампы и попадает на матрицу. В результате при включении проектора картинка появляется по мере прохождения светового луча по соответствующим цветным секторам диска.

Элементы управления в DMD-чипах расположены не так, как в ЛСД-моделях. Они находятся за зеркалами, поэтому в проекторах DLP почти отсутствует расстояние между пикселями.

Технология, применяемая в данных моделях, позволяет получить изображение, отличающееся повышенной контрастностью. Этого удается достичь благодаря тому, что зеркала, которые отвечают за пиксели черного оттенка, располагаются в определенном положении. Из-за этого получается добиться появления настоящего черного цвета.

Хотя DMD-чипы намного меньше подвержены влиянию высоких температур, с задней стороны расположен теплоотвод. При этом переживать по поводу запыления нет необходимости – оптика проектора расположена в герметично закрытом корпусе.

В настоящее время наибольшее распространение получили LED-DLP проекторы. В них не используется прохождение света сквозь подвижное колесо. Вместо этого здесь установлены цветные светодиоды, включающиеся по очереди. Яркость у них слишком слабая. Однако в отличие от газозарядных ламп, ЛЕД-лампочки имеют небольшой размер и вес, а также служат намного дольше.

Главным недостатком ДЛП проекторов является появление радужного эффекта, который особенно заметен во время динамичных сцен. Связано это с тем, что цветовые компоненты проецируются поочередно и при частой смене кадров могут смешиваться. Кроме этого, на DLP-проекторах очень сложно передается серый цвет. Зеркало должно быть повернуто максимально точно, чтобы глаз уловил последовательность смены пикселей разных цветов в серый оттенок.

KV.by

Дополнительные возможности домашнего РС…

…или что мы можем сделать своими руками? Думаю, что стоит внести некоторое разнообразие в бесконечные войны чипсетов, процессоров, винчестеров, браузеров, операционных систем, услуг мобильной связи, акции «мы не любим Microsoft», семинары по менеджменту, ликбезы по вебу и т.п. То есть сейчас попробуем немного абстрагироваться от всего этого и внимательнее присмотреться, что же все-таки может наш недорогой РС. Например, многие видели на задней стенке USB-разъемы и даже использовали для подключения некоторых устройств. Но известно ли, что с помощью этих портов и устройств для них мы уже сейчас можем полностью управлять всеми аудиосистемами в доме и создать свою систему видеонаблюдения? Это не так дорого, как кажется, причем в большинстве случаев вашего РС хватит для этого, будь он даже и не Pentium II.
На самом деле ничего особенно сложного в устройстве LCD-проектора нет, как это смогло доказать целое течение энтузиастов. Свой собственный проектор можно собрать в домашних условиях. Многие уже сделали это, а некоторые даже коммерциализировали процесс, — например, один из разработчиков собрал все детали и продает их в виде конструктора «сделай сам свой первый проектор» (home.tampabay.rr.com/wwalls/lcd.htm). Стоимость составляющих набора редко превышает $200-400, за счет чего предприятие можно считать выгодным.

Проекторы обладают двумя огромными плюсами:

1. Абсолютно безвредны для здоровья.
2. Изменение диагонали видимой части экрана — по усмотрению.

Промышленные дорогие модели предлагают гораздо более широкий спектр возможностей, включая работу устройства при любых типах освещенности, совмещение с различными стандартами видеосигнала. В варианте домашнего «самосбора» часть функций переносится на РС, например, можно использовать TV-тюнер.

На рисунке 1 показана примерная схема одного из самых простых решений таких творений (разрез по центру).

Я немного адаптировал эту схему, поскольку на странице www.audiovisualizers.com/madlab/lcd_proj.htm она вообще нарисована от руки. По крайней мере, даже на адаптации смысл понять можно. Используется обычный активный LCD-монитор, подключенный к компьютеру, его изображение отражается в зеркале и направляется на линзу. Лампой усиливается яркость картинки. Предусмотрена достаточно тривиальная система охлаждения.

Эта схема может усложняться и удешевляться. Например, за счет использования отдельных LCD-панелей, а не мониторов целиком. Они продаются и стоят достаточно дешево ($60-250 на eBay), хотя можно найти, соответственно, и получше, и подороже. То есть, в данном случае пределов совершенству нет.

На рис. 2 показано решение, предусматривающее использование LCD-панели.

В данном случае мы уже оперируем несколько более профессиональным решением, нежели в первом примере.

Существуют и более сложные схемы для домашней сборки, например, представленная на рисунке 3, которая уже близка к промышленным оригиналам. При этом ее можно реализовать в домашних условиях.

Как видно на рисунке (3), в устройстве используются фильтры, зеркала, три LCD-панели для каждого из цветов, соответственно, и лампа. Белый свет лампы разделяется на синий, красный и зеленый. Соответственно, для каждого предусмотрен свой тракт следования. На линзу поступает суммарный сигнал. Эта схема уже более близка к профессиональным реализациям проекторов, но она, соответственно, и более дорогая.

Что самое интересное, по теме создания LCD-проекторов своими руками существует множество форумов, это даже можно назвать некоторым течением энтузиастов. Если вы решились создать свой проектор, то можете списаться с авторами www.audiovisualizers.com/madlab/lcd_proj.htm — они готовы помочь.

Кристофер-2002,[email protected]

LCoS (SXRD, R3LCD, D-ILA)

Разработчикам этой технологии удалось добиться устранения всех недостатков предыдущих моделей видеопроекторов. При этом все самые положительные их качества удалось сохранить и улучшить.

Здесь изображение формируется, как и в 3LCD-проекторах, путем прохождения лучей через матрицы. Однако проходят они не на просвет, а отражаются от слоя из зеркал, как в DLP-моделях. Элементы управления пикселями находятся на этом зеркальном слое за пикселями, которые расположены вплотную друг к другу. Это позволяет избавиться от радужного эффекта и повысить качество изображения.

Конечно, минусы у данной технологии есть. Главный из них – высокая цена. LCoS-проекторы стоят значительно дороже аналогичных DLP и 3LCD-моделей, обладающих теми же, а иногда и более высокими характеристиками. Поэтому эти проекторы в настоящее время используются только профессионалами для созданий качественных презентаций и инсталляций.

Это интересно: рейтинг лучших проекторов для дома 2021 года.

Принцип работы проектора

Принцип работы проекторов можно объяснить следующим образом. Цветной проектор использует источник яркого белого света и разделяет белый свет с помощью дихроичных зеркал на отдельные лучи RGB — красный, зеленый и синий. Изображение, показанное здесь, показывает путь света внутри проектора и то как 3 дихроичных зеркала разделяют белый свет на отдельные компоненты красного, зеленого и синего световых лучей.

Дихроичное зеркало — это зеркало, которое отражает свет определенной длины волны и позволяет проходить другим. В случае 3LCD-проектора используются 3 дихроичных зеркала, первое из которых отражает красный свет, но пропускает зеленый и синий свет. Второе дихроичное зеркало отражает зеленый, но пропускает синий свет, а последнее зеркало отражает синий свет.

Некоторые высокопроизводительные проекторы используют синий лазерный луч в качестве источника света для создания лучей RGB. Некоторые из них имеют цветные светодиодные лампы для прямого генерирования луча RGB а некоторые проекторы имеют комбинацию светодиодов и лазеров, так называемый гибридный проектор.

Технология CRT

Эту технологию можно считать самой старой, так как за основу в ней берется электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Хотя CRT-технология применяется уже несколько десятков лет, тем не менее, она до сих пор — актуальна и по качественным характеристикам картинки (четкость, разрешение, цветопередача) не уступает современным и более дорогим методам формирования картинки. Еще одним плюсом CRT является большая надежность электросхем и длительность беспрерывной эксплуатации трубки, превышающая предел 10 000 часов.

Также данная технология отличается широким динамическим яркостным диапазоном и глубиной черного, чего не может обеспечить любая другая.

Несмотря на несомненные достоинства, CRT-аппараты все же уступают по некоторым показателям современным устройствам.

1. Агрегаты имеют большую массу (несколько десятков килограмм). Сделай производитель их чуть легче, была бы возможность более удобной транспортировки и монтажа данного оборудования.

2. Уровень яркости находится в пределах от 100 до 300 ANSI-лм, в то время как в современных аппаратах уровень может достигать 10 000 ANSI-лм и более. По этой причине просмотр видео возможен только в хорошо затемненном помещении.
3. Чтобы добиться хорошего качества изображения, требуется провести массу настроек, и без привлечения специалиста порой трудно обойтись.

Стоит отметить, что сегодня встретить проектор такого типа в розничной продаже практически невозможно. Его вытеснили более современные технологии, описанные выше.

Внутри CRT-видеопроектора находятся 3 ЭЛТ, имеющие экраны с диагональю от 7 до 9 дюймов. Каждая ЭЛТ предназначается для того, чтобы выводить один цвет (зеленый, красный, синий) цветовой модели RGB.

Принцип работы проектора можно описать следующим образом: входной сигнал разделяется на составляющие по цвету, которые участвуют в управлении модуляторов. При этом интенсивность луча начинает меняться. В этот момент луч, проходя через магнитное поле и отклоняющую систему, подвергает поверхность экрана с нанесенным фосфорным покрытием сканированию изнутри. После этого, на экране происходит создание одноцветной картинки. Далее, через объектив происходит проецирование ее на наружный экран.

В итоге на внешнем экране одновременно проецируется 3 изображения, при смешивании которых получается полноцветная картинка.

Советы мастеров

Для людей, которые обладают достаточными навыками, подкрепленными знаниями, и собираются самостоятельно изготовить проектор в домашних условиях, есть ряд рекомендаций от мастеров, которые имеют опыт в подобном производстве.

1. Чтобы при изготовлении простейшего проектора увеличить размер проецируемого изображения и улучшить его качество, рекомендуется вместо смартфона использовать ноутбук или планшет. Также можно аналогичным образом собрать проектор и из ЖК-монитора, что позволит еще больше улучшить изображение на выходе. Но при этом нужно будет увеличить размеры коробки и подобрать соответствующую линзу.

2. Повысить четкость изображения на экране можно, если внутренние стенки коробки будут черного цвета.

3. Для 3D проектора голографическую пирамиду можно изготовить самостоятельно, склеив ее, например, из отдельных частей, вырезанных из футляров для компакт-дисков.
4. Чтобы избежать перегрева матрицы из планшета, при изготовлении такого прибора необходимо установить дополнительный вентилятор. Он обеспечит постоянную подачу свежего воздуха под основание матрицы. Крепят вентилятор скотчем или изолентой.

На многочисленных сайтах Интернет-сообщества приведено большое количество самых разнообразных конструкций, изготовленных из подручных материалов (которые без труда можно найти в любом жилище) с инструкциями и отзывами людей, воспользовавшихся советами. Ну а целесообразность и экономическую обоснованность подобных поделок каждый определяет самостоятельно, исходя из собственных возможностей и умений.

В завершении следует обратить внимание, что аккуратно собранный и правильно отрегулированный проектор позволит получить достаточно качественное изображение на экране, расположенном на расстоянии 4-х метров от аппарата. При этом диагональ кадра на выходе составит 100″. Это вполне приемлемое решение если не для просмотра видео в максимальном разрешении, то, как минимум, для совместного семейного времяпровождения за интересным фильмом.

Как сделать проектор своими руками

Чтобы самостоятельно сделать проектор, нужно посетить магазин бытовых товаров ради покупки линзы. Именно она и создает необходимое увеличение картинки – минимум нужно 10-кратное увеличение. В остальном для успешного результата нужна аккуратность в работе и источник с целым экраном и хорошей матрицей.

Способ из коробки на основе мобильного устройства

Проще всего сделать проектор своими руками в домашних условиях для телефона – он есть у каждого. Проектор из телефона не занимает много места, а для изготовления понадобится:

• нож канцелярский;
• коробка из твердого картона;
• крупная скрепка;
• линза;
• изолента или клеевой пистолет;
• карандаш твердостью 2м.

Линза переворачивает изображение, проходящее через нее, на 180 градусов. На Android-устройство необходимо установить специальное приложение для разворота картинки. Принцип работы состоит в следующем:

1. В коробке подходящего размера на стороне торца вырезать ножом отверстие для линзы. Постараться выполнить его четко по центру.
2. Установить и закрепить в нем линзу удобным способом, главное – надежность.
3. Из скрепки и картонных обрезков сделать подставку для смартфона – она должна иметь квадратную форму.
4. Установить на телефоне максимальную яркость и открыть любое изображение с яркими цветами.
5. Поместить телефон в коробку и эмпирически выяснить удачное местоположение. Картинка должна попадать на линзу.

На время эксперимента комнату следует затемнить, ведь работает проектор в темноте. Чтобы смотреть фильмы в режиме оффлайн сфлеш-накопителей, нужно вырезать отверстие в коробке для подключения USB-шнура.

Способ из коробки на основе планшета или ноутбука

Планшет и ноутбук отличаются от смартфона большей диагональю экрана, что для проектора плюс. Но если эти устройства имеют плохую матрицу или разрешение, качество картинки пострадает. К тому же, диагональ даже небольшого ноутбука заметно превышает параметры планшета или смартфона – проектор получится слишком громоздким.

Выбирать коробку и линзу нужно по определенным правилам: длина первой не менее 50 см, а в качестве второй подойдет увеличение в 3-4 раза. Бюджетный вариант – стекло для увеличения страниц при чтении.

Чтобы сделать проектор своими руками из планшета, потребуется следующая схема действий:

1. В торце прорезать отверстие, чуть меньшее размера линзы, закрепить ее с помощью скотча или изоленты.
2. Планшет закрепить внутри коробки за линзой, учесть разворот изображения на 180 градусов. Можно сделать рамку для фиксации устройства.
3. Определить удачное положение для проецирования картинки.

В случае использования ноутбука отверстия вырезают с обеих длинных сторон. Устройство нужно закрепить экраном вниз, т.е. клавиатура «смотрит» на верхнюю часть коробки. Так изображение получится правильно ориентированным, дополнительных манипуляций с разворотов не требуется.

Способ на основе проектора для слайдов без лупы

Реально сделать проектор без лупы, чтобы не заморачиваться с ее покупкой и регулировкой положения. Потребуется устройство для демонстрации слайдов – диапроектор. Лучше всего подойдет тот тип устройства, который просвечивает слайды. Преимущество такого способа – довольно качественное изображение, ведь линзы внутри проектора уже отрегулированы. Для показа видео-файлов нужна матрица – оптимально использовать матрицу планшета с диагональю 10.1 дюйма.

Важно! Если проектор использует для демонстрации картинки отраженный свет, качество изображения получится намного хуже.

После наложения матрицы на проектор с зазором примерно в 0,5 см можно подключать диапроектор к компьютеру. Для охлаждения матрицы (перегрев может испортить ее) в зазор нужно попадание струи воздуха. Для этой цели подойдет вентилятор – сегодня можно купить миниатюрные модели с удобным креплением.

Даже бюджетные исполнения такого способа дадут сносную картинку для просмотра. Например, можно купить планшет с битым стеклом, но целой хорошей матрицей и установить его в средненький проектор.

ЗD-проектор

Мечта киноманов – просмотр фильмов в 3D-формате дома, вполне осуществима даже в рамках малого бюджета. Главным элементом такого проектора является пластмассовая пирамида со следующими параметрами (цифры даны в мм):

• основание – 60х60;
• малый квадрат – 10х10;
• высота – 45.

Используя схему для простого проектора, по аналогии собрать 3D-устройство: никаких изменений в действиях, только непосредственно на экран смартфона пирамиду. После этого включить голографические видео-треки и наслаждаться изображением. Эффект получится только в случае хорошего качества экрана смартфона и ровного полотна стены.

Как настроить изображение

Чтобы картинка на полотне была качественной, придется повозиться с настройками проектора и его комплектующих. Маленькие хитрости помогут исправить нечеткость и слабый контраст:

1. Коробку изнутри можно покрасить в черный цвет – это повысит четкость.
2. Голографическая пирамида может быть изготовлена своими силами из футляров для компакт-дисков. Необходимо аккуратно провести склейку отдельных элементов.
3. Настройки экрана смартфона или планшета должны быть на максимуме: разрешение, яркость и контрастность.
4. Матрица из планшета или монитора легко перегревается, требуется установка миниатюрного вентилятора.
5. Оптимальное расстояние от экрана до зрителя – 3-4 м, если достаточно затемнить комнату и позаботиться о качестве полотна, картинка будет комфортной для просмотра.

Важное замечание для тех, кто прежде не сталкивался с подобными задачами: вытаскивать матрицу из планшета или монитора нужно осторожно, ее легко повредить. Если такого навыка нет, лучше ограничиться проекторами из смартфона или позвать опытного человека.

Просмотр вечернего кино с проектором не сравнится с маленьким экраном планшета или даже ноутбука. Потому и интересно попробовать смастерить проектор своими руками, затратив минимум ресурсов и времени. Точно определив свои нужды киномана, удастся выбрать оптимальный способ изготовления проектора по размеру и качеству картинки.