Видеопроекторы с ЖК - панелями

Самой распространенной технологией, как по числу моделей, так и фирм -производителей, до сих пор является жидкокристаллическая (LCD - Liquid Crystal Display). За последние годы были разработаны более термостойкие LCD-панели с повышенной разрешающей способностью - SXGA (1280 * 1024) и даже UXGA (1365 * 1024).

Улучшились и оптические системы ЖК - аппаратов: теперь в моделях большинства фирм применяются компактные оптико-электронные блоки (engine) с минимальными зазорами между LCD-панелями и смесительной дихроичной призмой. На рис. 1 приведена в качестве примера система проектора Sanyo PLC XU22.

В таком блоке световой поток от источника света, сначала проходит через конденсорную систему с линейным поляризатором, затем разделяется с помощью нормальных и дихроичных зеркал на три составляющие, которые и направляются на ЖК-панели. Каждая из них представляет собой "сэндвич" из оптических пластин, между которыми находится жидкокристаллическая среда, и выходного поляризатора-анализатора. Далее модулированные по интенсивности цветовые составляющие светового потока поступают на сложную призму, где собираются вместе и направляются в проекционный объектив. Тонкопленочный полевой транзистор, находящийся в каждом из пикселей, управляет дополнительной поляризацией, т.е. степенью прозрачности данного пикселя для выходного анализатора.

Основная задача конденсорной оптики - собрать как можно больший световой поток, создаваемый лампой, и с высокой равномерностью и минимальными потерями направить его на LCD-панели. Чем меньше их размеры, тем проще эту задачу решить, но тем более термостойкими должны быть сами матрицы и тем интенсивнее их надо охлаждать. В оптических системах с конструктивами типа «панели на призме» задача теплоотвода решается эффективнее, но потери на входном поляризаторе все равно велики. Дело в том, что он пропускает только полезную половину светового потока и отсекает (превращает в тепло) ортогональную составляющую поляризуемого света. Поэтому в конденсорных системах самых совершенных проекторов используются оптические конверторы поляризации, преобразующие обычно отсекаемую составляющую светового потока в полезную.

Помимо этого, все более широкое применение находят и другие оптические "хитрости", например, так называемые микролинзовые растры (Microlens). Они устанавливаются непосредственно на ЖК - панелях и путем фокусировки позволяют потоку света "обойти" непрозрачную часть подложки транзисторов. Как выражаются специалисты, они обеспечивают минимальное «виньетирование» микролинзового растра.

На практике эффективная площадь пикселя сокращается из-за виньетирования на 30 - 50 % в зависимости от размеров ячейки и эффективности микролинзовых растров. Применяются они обычно только в дорогостоящих моделях или же в модификациях ЖК-проекторов.

Что же касается самых дешевых моделей на основе ЖК - технологии, то по-прежнему встречаются устройства с одной панелью, интегрированной с цветоделительными фильтрами. Они отличаются простотой оптической системы, аналогичной обычным проекторам, с той лишь разницей, что кадровое окно занимает здесь не пленочный слайд, а ЖК-панель. Из-за технологических особенностей цветоделения и тяжелых тепловых условий работы размеры используемых в ЖК -аппаратах цветных панелей довольно велики (до 16 см), что на практике обусловливает использование длиннофокусной оптики с невысокой светосилой. В целом, по сравнению с 3 - панельными ЖК - проекторами, 1-панельные характеризуются невысокой световой отдачей и меньшей равномерностью распределения светового потока по площади экранного изображения.