Hogyan működik a projektor?

1996 tavaszán kicsit korán érkeztem egy balatoni szálloda konferencia termébe, és a technikai személyzetet figyeltem. Egy írásvetítőt állítottak fel, előtte vásznat húztak ki, „semmi különös”, gondoltam. Az előadás kezdete után viszont leesett az állam! A vetítővásznon egy számítógép monitor képe jelent meg, egérrel, és egy PowerPoint prezentáció futott az előadó mondandója mellett. Ekkor láttam először projektort.

Korabeli vetítő Analóg CRT projektor

A projektorok működése

Bár műszaki érdeklődésű vagyok, akkor sehogy sem jöttem rá a működés elvére. Addig vagy katódsugárcsöves monitorral találkoztam, vagy laptopok lapos monitorával. A katódsugárcsöves (ez felel meg a régi nagy nehéz TV-nek, súlya, és mérete is nagy) biztosan nem lehetett, az látszott volna az írásvetítőn, vagy mellette. Maradt a folyadékkristályos, de azt is nehezen tudtam elképzelni, hogy hová tették az elektronikáját. A történetet itt be is fejezem, bár jók voltak az előadások, témánkhoz elég ennyi. Marad a kérdés: hogyan működik a projektor. Akkoriban már léteztek Internetes fórumok, ott lehetett olvasni arról, hogyan lehet folyadékkristályos monitorból projektort buherálni. Tehát a folyadékkristály a megoldás.

Valóban, az első számítógéphez köthető projektorok folyadékkristályosak voltak. Ma is vannak ilyenek, ha valaki az LCD rövidítéssel találkozik, az ezt jelenti. A működési elv egyszerű. A folyadékkristálynak két állapota van, és a kettő elektromos feszültség hatására cserélődik. Egyszer kristály, ekkor nem átlátszó, egyszer meg folyadék, ekkor átlátszó. A kép kivetítéséhez minden képponthoz kell egy, vagy 3 kristály, és az azt vezérlő elektronika.

Itt meg kell állni, hogy lássuk miért írtam, hogy „vagy 3”. A színkeverés miatt. Színes képet ugyanis minden ma ismert technológia színkeveréssel készít. Van 3 alapszín, a vörös, zöld, kék (angol rövidítésben: RGB), amiből bármilyen szín előállítható (pl.: barna, vagy bordó, stb.). A színek keverését kétféleképpen oldják meg, vagy egy képponton belül egyszerre állítják elő a 3 színt (a fentiekben ez felelt meg a „vagy 3”-nak), vagy egymás után vetítik a 3 színt, de olyan gyorsan, hogy a szemünk képtelen külön-külön érzékelni őket, így a keverék színt látjuk. Meg kell jegyeznem, hogy ez utóbbi hosszú idő után zavarja a szemet.

Az első projektorok megjelenése forradalmasította a konferenciák, előadások megtartását, az újdonság erejével hatott, de az első lelkesedés után kiderültek a hátrányai is. Először is nem túl nagy a fényerő. Ezen úgy lehet segíteni, hogy erősebb lámpával világították át. Ennek meg az szabott határt, hogy a folyadékkristály, és az azt vezérlő elektronika hőre érzékeny, és nehéz volt az izzó hőjét jól elvezetni. Természetesen erre is volt megoldás, a fixen telepített projektor rendszer. Ez egyszerre több kivetítőn állította elő ugyanazt a képet, és a több képet ugyanarra a vászonra vetítette. Ez a megoldás nagy fényerőt biztosított, de megszüntette a hordozhatóságot.

A második probléma a felbontás volt. Az volt a gond, hogy minden egyes képponthoz külön-külön vezérlő tranzisztor kellett. Egy laptopban ezeket a kép mögé teszik, de hová tegyük, ha a képet át kell világítani? Maradt az a megoldás, hogy minden képpont körül lett egy vékony sötét sáv, ott volt a tranzisztor. Ennek a tranzisztornak viszont fix mérete van, vagyis a sötét csík mindig ugyanolyan vastag, ebből már látszik, hogy a felbontás növelésekor (ha tehát ugyanazt a képet több képpontból állítom elő) megjelenik egy háló (szaknyelven „csirkeháló”), ami zavarja a képet.

A harmadik probléma a képfrissítés lassúsága volt. Ha valaki látott egy laptopot a kezdeti időkben, biztos emlékszik, hogy az egér mozgatásakor mintha szellemképes lett volna a monitor: még látszott a régi kép, amikor már látszott az új. Ezt azóta tökéletesen kiküszöbölték.

A negyedik hátrány pedig az volt, és az ma is, hogy folyadékkristállyal nem lehet tökéletesen fekete képpontot létrehozni, ezért a kontraszt nem elég nagy.

A projektor szigorúan fordítva vetítőt jelent. Ha így nézzük, mindent leírtam róla, de mint annyi más szónál, itt is megváltozott a jelentés, és ma már minden óriás képernyőt projektornak neveznek. Az óriás képernyők pedig több irányban is fejlődtek. Lesz majd egy másik cikk, amelyben a monitorokról esik szó, a házimozi, plazma TV ott kerül terítékre, most kifejezetten azokról a készülékekről írok, amelyek tényleg óriási képeket produkálnak, koncerteken, nagygyűléseken a hátsó soroknak is jól mutatva a lényeget.

A Texas Instruments 1987-ben kezdte el fejleszteni az elektromechanikus kivetítőt. Ennek az elve gyökeresen más, mint az LCD-é volt. A fény ugyanis nem áthatol a képen, hanem visszaverődik. Ezeket az eszközöket „reflexíveknek” nevezik, ha a DMD, vagy a DLP rövidítést látják, ilyen eszközökről van szó.

A működési elv a következő: minden képponthoz 1, vagy 3 külön-külön vezérelt apró tükör tartozik, amelyet a vezérlés két állapotban tarthat. Az egyikben a néző felé veri vissza a fényt, a másikban egy fényelnyelő anyagra (ha egy tükör van, akkor gyors egymásutánban kapja a három színt, ha 3 van, akkor egyszerre). A tükrök állításával az is szabályozható, hogy a fényt mennyi ideig juttassa a nézők felé a képernyő, így lehet világosabb, vagy sötétebb a képpont.

Az LCD-nél lévő „csirkeháló” problémája fel sem vetődött, mivel a vezérlő elektronika elbújtatható a tükrök mögé, így gyönyörű, nagy felbontású kép érhető el. Nincs melegedés, mégis nagy a fényerő, jó a kontraszt, szóval az LCD hátrányai itt nem jelentkeztek. Csak, hogy érzékeltessem, hogy mi munka lehetett ennek a készüléknek a megalkotásában: a DMD-ben SXGA (1280X1024) felbontás esetén minimum 1.310.720 tükörnek kell lennie, és ezeket mind külön-külön mozgatni kell. Ezt fárasztó sokáig nézni, a színkeverés módja miatt. A drágább verzió, képpontonként 3 tükörrel pedig 4.000.000 tükröt jelent!

Igazából ennek a módszernek nem sok hátránya van, hacsak az nem, hogy a Texas Instruments teljesen levédte, így sehol a világon nem fejlesztenek hasonlót, a technikában pedig lelassul a fejlődés, ha nincs verseny.

Meg kell említeni feltétlenül a JVC, Sony, Hitachi cégek által kifejlesztett LCOS (magyar fordításban kb.: folyadékkristály szilíciumon) technológiát, amely az LCD, és a reflexív technológiát gyúrta egybe. A készülék lényege a következő: Egy fényvisszaverő felület elé teszik a folyadékkristályos réteget, majd ez elé egy üveg borítást. A képet a folyadékkristály állítja elő, képpontonként 3, hogy fejlettebb legyen a színkeverés. A „csirkeháló”, sőt, még a DMD technológia vékony pixelhatára sem látszik, mivel a vezérlés most is a tükör mögött van, és ebben a megoldásban nincs tükröket mozgató mechanika sem. Láthatatlanul finom vezetékek jutnak csak el egy-egy folyadékkristályhoz. Az így előállított kép bársonyos simaságú még nagy felbontás esetén is.

Nincs melegedés, és ma már nagyon jó a kontraszt. Hogy teljesen pontos legyek, a kontraszt a technológia leggyengébb pontja volt, de a Sony Qalia-004 ugyancsak LCOS technológiának tekinthető SXRD paneles vetítője olyan kontrasztot produkált, amely a legjobb DMD technológiát is felülmúlja.

Hátránynak talán csak a lámpa rövid élettartamát, és borsos árát említhetném.

Ez a technológia nincs úgy körülbástyázva jogilag, mint a DLP, ezért ezen a legnagyobb cégek egyszerre dolgoznak, ami gyors fejlődést eredményez.

Kedves Olvasó!

Nem véletlen, hogy ilyen cikkek írásával töltöm az időmet. Mindig érdekelt, hogy mi hogyan működik, mindig csodáltam az emberi találékonyságot, és ez itt a projektorok fejlődésénél is így volt. Remélem, Önnek is felkeltettem ez iránt az érdeklődését.

Tekintse meg projektor kínálatunkat webáruházunkban!