Nguyên lý của máy chiếu video

Máy chiếu là thiết bị kết nối với máy quay video, máy tính xách tay, PC hoặc máy tính bảng để hiển thị hình ảnh trên màn hình lớn. Để điều khiển thiết bị vận hành được sử dụng điều khiển từ xa. Thiết bị của máy chiếu video khá phức tạp và có thể có sự khác biệt tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng để tạo hình ảnh. Công nghệ phụ thuộc vào cách máy chiếu hoạt động. Hiện nay, 5 tiến bộ công nghệ được sử dụng trong thiết bị chiếu video:CRT, LCD, D-ILA, Công nghệ laser DLP.

Công nghệ CRT

Công nghệ này có thể được coi là lâu đời nhất, là cơ sở cho nó được lấy ống tia âm cực (CRT). Mặc dù công nghệ CRT đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ, tuy nhiên,nó vẫn còn phù hợp và về mặt đặc điểm chất lượng của một bức tranh (độ rõ nét, độ phân giải, màu sắc) không thua kém các phương pháp hình ảnh hiện đại và đắt tiền hơn. Một ưu điểm khác của CRT là độ tin cậy cao của mạch điện và thời gian hoạt động liên tục của ống, vượt quá giới hạn 10.000 giờ.

Ngoài ra, công nghệ này có một phạm vi độ sáng động rộng và độ sâu màu đen, mà không thể cung cấp bất kỳ khác.

Mặc dù những lợi thế không chắc chắn, CRT-thiết bị vẫn còn kém hơn trong một số chỉ số cho các thiết bị hiện đại.

1. Tổng hợp có khối lượng lớn (vài chục kilôgam). Làm cho nhà sản xuất dễ dàng hơn một chút, sẽ là khả năng vận chuyển và lắp đặt thiết bị này thuận tiện hơn.
   
2. Độ sáng nằm trong khoảng từ 100 đến 300 ANSI-lm, trong khi ở các thiết bị hiện đại, mức có thể đạt tới 10.000 ANSI-lm và hơn thế nữa. Vì lý do này, bạn chỉ có thể xem video trong phòng tối.
3. Để đạt được chất lượng hình ảnh tốt, cần thực hiện nhiều điều chỉnh và đôi khi rất khó để thực hiện mà không có sự tham gia của một chuyên gia.

Máy chiếu CRT

Bên trong máy chiếu video CRT, có 3 CRT với màn hình từ 7 đến 9 inch. Mỗi CRT được thiết kế để hiển thị một màu (xanh, đỏ, xanh dương) của mô hình màu RGB.

Nguyên tắc hoạt động của máy chiếu có thể được mô tả như sau: tín hiệu đầu vào được chia thành các thành phần theo màu, có liên quan đến việc điều khiển các bộ điều biến. Trong trường hợp này, cường độ của chùm tia bắt đầu thay đổi. Tại thời điểm này, chùm tia, đi qua một từ trường và hệ thống làm lệch hướng, làm lộ ra bề mặt của màn hình bằng cách áp dụng lớp phủ phosphor quét từ bên trong. Sau đó, một bức ảnh đơn sắc được tạo ra trên màn hình. Hơn nữa, thông qua ống kính, nó được chiếu lên màn hình ngoài.

Kết quả là, 3 hình ảnh được chiếu trên màn hình bên ngoài cùng một lúc, và khi hỗn hợp, bạn sẽ nhận được một bức tranh đầy đủ màu sắc.

Ưu điểm của thiết bị CRT:

• Hình ảnh đầu ra đủ cao;
• thời gian hoạt động dài;
• làm mát thụ động;
• độ phân giải không giới hạn;
• mức độ tiếng ồn thấp;
• độ tương phản cao;
• công nghệ đã vượt qua thời gian thử nghiệm (hơn 50 năm).

Nhược điểm của thiết bị CRT:

• sự cần thiết phải điều chỉnh định kỳ (hiệu chỉnh);
• hình mờ;
• mức độ sáng thấp;
• nó là mong muốn không áp dụng, để chiếu một hình ảnh tĩnh.

Công nghệ LCD

Trong máy chiếu LCD, ví dụ, trong các thiết bị của công ty Viewsonic (Vyusonik), để tạo ra hình ảnh được sử dụng ma trận luminal. Nó có thể được so sánh với công việc của một máy chiếu trên cao. Nhưng sự khác biệt là ánh sáng không đi qua các slide, nhưng thông qua bảng điều khiển với tinh thể lỏng. Nó bao gồm một số lượng lớn các điểm ảnh, đó là các yếu tố có thể được điều khiển bởi một tín hiệu điện. Độ lớn của điện áp được áp dụng cho một pixel cụ thể phụ thuộc vào độ trong suốt của nó và, theo đó, cường độ của độ sáng trên màn hình tại điểm chiếu của điểm ảnh này.

Nhờ công nghệ LCD, các đơn vị chiếu thép rẻ hơn nhiều. Chúng trở nên nhỏ gọn hơn, và sức mạnh của bức xạ ánh sáng bắt đầu đạt tới 10.000 ANSI-lm. Công nghệ LCD phù hợp nhất để tái tạo tín hiệu số từ PC và các thiết bị khác.

Thiết bị LCD Viewsonic rất dễ cài đặt, dễ sử dụng và mọi cài đặt được lưu sau khi tháo dỡ và vận chuyển. Vì lý do này, chúng thường được sử dụng để thiết kế bài thuyết trình kinh doanh.

Thiết bị của màn hình LCD

Trong máy chiếu LCD, để tạo thành một hình ảnh, được sử dụng tinh thể lỏng panels. Công nghệ này sử dụng khả năng của các phân tử của một chất nhất định để thay đổi hướng của nó trong không gian dưới tác động của xung điện.

Trong các thiết bị hiện đại bắt đầu sử dụng 3 ma trận tinh thể lỏng làm từ polysilicone. Kích thước của chúng là theo đường chéo từ 0,7 đến 1,8 inch. Hình dưới đây cho thấy một sơ đồ cấu trúc của một máy chiếu video.

Ánh sáng phát ra khi đi qua các gương lưỡng sắc được chia thành 3 thành phần của mô hình màu RGB. Hơn nữa, mỗi thành phần phải đi qua màn hình LCD tương ứng. Nó tạo ra một hình ảnh liên quan đến lớp màu này. Khi sự hình thành các hình ảnh trong các tấm LCD được hoàn thành, chúng đi qua lăng kính, chồng lên nhau, và hình ảnh đầy đủ màu sắc được hiển thị trên màn hình thông qua thấu kính quang học.

Trong hình bên dưới, bạn có thể xem cách sắp xếp máy chiếu.

Lợi thế LCD:

• giá cả hợp lý;
• trọng lượng nhỏ;
• một điều không thể thiếu cho các bài thuyết trình;
• có thể được sử dụng cho màn hình có đường chéo lớn;
• hình ảnh có hình học hoàn hảo;
• cài đặt đơn giản và hoạt động.
• độ sáng cao;

Nhược điểm:

• đèn đắt tiền;
• độ tương phản thấp;
• ma trận có xu hướng phân hủy (già đi) theo thời gian - thông thường, 3-4 năm sử dụng là đủ;
• điểm ảnh chết có thể xuất hiện;
• do việc sử dụng quạt làm mát, một tiếng ồn đáng chú ý của thiết bị.

Máy chiếu D-ILA

Huges-JVCT gần đây đã phát triển công nghệ D-ILA. Nó có thể được coi là một hiện thân của công nghệ LCOS, đại diện cho chủ đề hứa hẹn nhất để cải thiện các đơn vị chiếu.

Như với màn hình LCD, D-ILA sử dụng các nguyên tố tinh thể lỏng, nhưng thay vì ma trận của một loại giác ngộ, yếu tố phản chiếu. Các thiết bị này có một sự khác biệt: lớp điều chế ánh sáng được bố trí sao cho nó nằm trên đỉnh của đế bao gồm silicon đơn tinh thể. Trong chất nền là toàn bộ mạch được sử dụng để điều khiển ma trận. Thực tế này có một lợi thế khác biệt so với các tấm LCD.

D-ILA-ma trận có thể, khi so sánh với màn hình LCD, ở độ phân giải cao hơn nhiều, với thực tế là kích thước của chúng nhỏ hơn. Ngoài ra, trong các ma trận mới, diện tích của tinh thể được sử dụng được tham gia vào 93%, loại trừ sự xuất hiện của lưới khi hình ảnh được hiển thị.Quy trình công nghệ sản xuất ma trận D-ILA dễ dàng hơn nhiều so với việc sản xuất màn hình LCD.

Thiết bị D-ILA

Các thiết bị D-ILA, cũng như màn hình LCD, được tạo ra bởi nguyên tắc ba ma trận. Ma trận tạo hình ảnh riêng biệt với ba màu. Sau đó, hình ảnh được tạo sẽ đi vào màn hình tường thông qua ống kính.

Lợi ích:

• sử dụng cho các bài thuyết trình;
• độ sáng cao;
• khả năng sử dụng cho màn hình chiếu lớn;
• hình học hoàn hảo;
• trọng lượng nhẹ

Nhược điểm:

• khả năng "bị hỏng" pixel;
• do tính mới của công nghệ, không có dữ liệu về tuổi thọ của ma trận;
• nguồn ánh sáng đắt tiền.

Máy chiếu DLP

Ma trận của máy chiếu này được gọi là chip DMD và được sản xuất tại Mỹ bởi Texas Instruments. Máy chiếu hoạt động như thế nào? Có hàng triệu ma trận gương yếu tốcó khả năng xoay ở góc bên phải. Khi quay, gương có thể chỉ mất 2 vị trí cố định.

Do đó, gương phản chiếu ánh sáng trên màn hình hoặc theo hướng của bộ hấp thụ ánh sáng (bộ tản nhiệt) của thiết bị, tạo ra một điểm đen hoặc trắng.

Khi bạn liên tục chuyển từ trắng sang đen, bạn sẽ nhận được một nửa tông màu xám.

Một thiết bị ma trận có khả năng xuất ra chỉ một thành phần màu của hình ảnh tại mỗi thời điểm của khoảng thời gian.

Để tách các màu khác khỏi trắng và đen, hãy sử dụng đĩa màu (đĩa có bộ lọc ánh sáng).

Tốc độ quay của đĩa với bộ lọc ánh sáng có thể khác nhau. Bánh xe càng quay nhanh thì càng ít xảy ra. ”hiệu ứng cầu vồng“Vốn có trong một thiết bị ma trận. Bánh xe có bộ lọc ánh sáng có thể không chỉ bao gồm các phân đoạn RGB truyền thống (đỏ, lục, lam), mà còn được bổ sung thêm màu sắc. Ví dụ, hình dưới đây cho thấy một bánh xe màu, đó là sự kết hợp của hai phối màu RGBCMY (Đỏ, Xanh lục, Xanh lam, Lục lam, Đỏ tươi, Vàng).

Điều gì tạo thành một đơn vị quang học của một bộ máy DLP được nhìn thấy rõ ràng trong hình dưới đây.

Bánh xe màu cũng có một phần tử trong suốt để truyền màu trắng tinh khiết, làm tăng độ sáng màu đen và trắng của hình ảnh.

Điều này sẽ giải quyết vấn đề không hiệu quả của công nghệ một ma trận, do đó việc lắp đặt nguồn sáng mạnh hơn là không cần thiết.

Một trong những đại diện đầu tiên của máy chiếu DLP là Viewsonic PJD5126.

Tài sản độ sáng cao hình ảnh màu đen và trắng trở nên hữu ích cho các thiết bị được sử dụng rộng rãi trong các văn phòng. Hình ảnh đen trắng có độ sáng cao hơn đáng kể so với các thành phần màu. Mặc dù, nếu bạn đặt mức độ sáng tối đa, các màu có thể bị mờ đi. Màu nhạt dần không phổ biến đối với tất cả các đơn vị DLP vì hầu hết các nhà sản xuất đều cố gắng cải thiện chất lượng sản phẩm của họ.

Ba máy chiếu DLP ma trận

Cũng tồn tại bộ máy chiếu ba ma trận, với sự phân chia thông lượng quang trên RGB truyền thống. Khi điều này xảy ra, ba hình ảnh màu sắc khác nhau được chiếu lên màn hình bên ngoài, do đó hình ảnh đầy đủ màu sắc được hình thành.

Các thiết bị DLP có độ sáng cao, có thể đạt tới 18.000 ANSI-lm.

Lợi ích:

• trọng lượng nhỏ;
• hình học chính xác;
• độ bền của ma trận;
• được sử dụng cho màn hình lớn;
• tiếng ồn thấp;
• độ sáng cao

Nhược điểm:

• trong trường hợp xây dựng một ma trận, "hiệu ứng cầu vồng" có thể nhìn thấy trong hình;
• đèn đắt tiền;
• Pixel "bị hỏng".

Công nghệ laser

Công nghệ tiên tiến nhất và đắt nhất cho sự hình thành hình ảnh chất lượng cao nhất là laser. Đại diện của một loại thiết bị chiếu mới có thể được gọi là ViewSonic LS830.

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị cũng giống như trong các mô hình đã thảo luận ở trên: với sự trợ giúp của laser, 3 thành phần màu được hình thành, mà cuối cùng, được trộn lẫn. Hơn nữa, thông qua một hệ thống phức tạp, bao gồm cả lấy nét và quét, một hình ảnh được tạo ra bằng cách sử dụng một hệ thống gương. Có thể tạo thành một hình ảnh trên hầu như bất kỳ bề mặt nào, kể cả không đồng đều.

Tổng chi phí hoạt động giảm đáng kể nhờ sử dụng công nghệ laser, vì laser có thể được xem xét có điều kiện vĩnh cửu. Thời gian ước tính của công việc của ông là 20 000 giờ, không yêu cầu bảo trì đặc biệt. Trong trường hợp này, thiết bị sẽ tạo ra độ sáng tuyệt vời, không giảm theo thời gian. Trong suốt nhiều năm hoạt động của thiết bị, chất lượng hình ảnh sẽ vẫn ở mức cao. Mức độ sáng trong Viewsonic đủ cao - 4,500 lumens, thích hợp để xem video trong một căn phòng tràn ngập ánh sáng.

Hầu như tất cả các máy chiếu laser hiện đại đều có ống kính lấy nét siêu ngắn (0.23). Điều này cho phép máy chiếu được đặt ở khoảng cách 21 cm so với màn hình, điều này khiến cho nó gần như không thể nhận thấy.

Trong hình bên dưới, các máy chiếu được đặt cách tường khoảng 17 cm.

Công nghệ laser có khả năng tạo ra màu sắc với độ sâu và độ bão hòa tuyệt vời, với độ sáng và chi tiết cao, cũng như với gam màu rộng. Do độ tương phản cao (100 000: 1), hình ảnh là đáng chú ý cho độ sắc nét hoàn hảo và chuyển tiếp trơn tru của semitones.

Ngoài ra, việc sử dụng công nghệ laser làm cho nó có thể chiếu hình ảnh màu. Độ phân giải HD 1080p đầy đủ thực tế không biến dạng.

Một trong những lợi thế quan trọng nhất của máy chiếu video bằng laser là khả năng chiếu hình ảnh trên kích thước màn hình lớn.

Như vậy, trên thị trường máy chiếu video có một số lượng đáng kể các mẫu máy, cả đắt tiền và ngân sách. Chúng khác nhau chủ yếu trong các công nghệ được sử dụng để chụp ảnh, và, theo đó, về giá cả. Công nghệ tiên tiến hơn, giá của thiết bị càng cao.