дихроичное зеркало

TI дихроичное зеркало DLP: корпорация дихроичное зеркало продукт  TI дихроичное зеркало DLP: корпорация дихроичное зеркало продукт Алексей Семенов, PC Week/RE #44 1999 Корпорация Texas Instruments (TI) прежде всего известна как гигант в области военной электроники. Однако дихроичное зеркало гражданским потребителям символы TI на фоне контуров карты штата Техас столь же знакомы, как дихроичное зеркало логотип Intel. Рис. 1. Устройство DMD-кристалла Дело в том, что Texas Instruments — крупнейший производитель микросхем для сотовых телефонов, жестких дисков, устройств цифровой дихроичное зеркало аналоговой обработки сигналов. В течение ряда лет корпорация выпускала дихроичное зеркало добротные калькуляторы, в том числе самые современные: программируемые, графические и даже со встроенной жидкокристаллической панелью — с нее изображение проецируется на большой экран с помощью кодоскопа. Еще одна разработка корпорации TI, о которой дихроичное зеркало пойдет речь дальше, фактически изменила перспективы всей отрасли производства мультимедийных проекторов. История изобретения В ноябре 1977 г. TI, имевшая к тому времени опыт обработки светового сигнала в приборах ночного видения, выиграла правительственный грант на создание мембранного светомодулятора, получившего название DMD — Deformable Mirror Device (устройство с деформируемым зеркалом). С этого дихроичное зеркало начались работы, приведшие к созданию устройства с тем же сокращенным, но по-другому раскрываемым названием: DMD — Digital Micromirror Device (цифровое микрозеркальное устройство). Среди участников проекта был Ларри Дж. Хорнбек (Larry J. Hornbeck), получивший всеобщую известность как изобретатель современных DMD. В течение десяти лет (с 1977 по 1987 г.) он дихроичное зеркало его сотрудники разработали ряд устройств, в которых гибкая зеркальная поверхность деформируется под действием электростатических сил. В 1987 г. родилось принципиально новое техническое решение. Оно заключалось в переходе к дискретной структуре отражающей матрицы, каждый пиксел которой представлен отдельным жестким поворотным зеркалом с двумя устойчивыми положениями. Именно с этим решением (в противоположность прежним вариантам с деформацией зеркал под действием аналогового сигнала) связано появление слова “цифровой” в названии устройства дихроичное зеркало технологии DMD. Получив в 1989 г. грант Минобороны США на разработку дисплея высокой четкости, TI начала сотрудничать с британской компанией Rank-Brimar (впоследствии — Digital Projection), специализировавшейся на выпуске мощных проекторов дихроичное зеркало взявшей на вооружение технологию DMD. Промышленное применение технология впервые получила в 1990 г. в скоростных принтерах для печати авиабилетов. Тогда же состоялась первая демонстрация проекционного устройства на основе тех же принтерных DMD-матриц. DMD послужила ключевым элементом разработанной Texas Instruments комплексной технологии цифровой обработки света DLP (Digital Light Processing), которая заслуженно считается одной из вершин технической мысли ХХ столетия. Технология базируется на DMD-матрицах, содержащих от нескольких сот тысяч до миллиона дихроичное зеркало более управляемых микрозеркал, способных за время жизни совершить триллионы поворотов. При разработке DLP были найдены новые решения во всех основных элементах проекционных технологий: спроектированы источник света оригинальной конструкции, система охлаждения, эффективная оптика, учитывающий физиологию зрения блок обработки сигнала. Как устроен DLP-проектор Основное отличие DLP-проекторов от проекционных устройств иного типа заключается в том, что для формирования изображения в них используются DMD-матрицы. В современном проекторе таких матриц бывает от одной до трех. DMD-матрица представляет собой кремниевую пластину с прямоугольным массивом размещенных на ее поверхности отражающих элементов. Каждый такой элемент (рис. 1) содержит микрозеркало. Оно жестко прикреплено к подвижной индивидуальной подложке, которая в свою очередь соединена с неподвижным основанием посредством упругих пластин. Под действием электростатических сил, формируемых интегрированной в пластину MOS-микросхемой, подложка с зеркалом поворачивается вокруг оси, параллельной одной из диагоналей зеркала (направления осей вращения всех зеркал совпадают). Рис. 2. Оптическая схема одноматричного DLP-проектора При работе устройства поворот осуществляется в одну или в другую сторону всегда на 10 градусов (считая от горизонтального положения зеркала) — до упора. При разработке DMD-матриц исследователи столкнулись со сложнейшей проблемой прилипания углов подложек к неподвижному основанию. Решить ее помогли открытые еще в прошлом веке свойства китового жира — в результате было создано покрытие с прилипанием вчетверо меньшим, чем у тефлона. В одноматричном блоке DLP (рис. 2) световой поток лампы фокусируется на входе световода, в котором достигается равномерность потока по сечению. Затем, проходя через систему линз дихроичное зеркало призму полного внутреннего отражения, световой поток формируется по размеру DMD-матрицы дихроичное зеркало попадает на нее. В зависимости от положения каждого микрозеркала отраженная им часть светового потока направляется либо в объектив, проецирующий изображение на экран, либо “в никуда”, т. е. в поглотитель, сводящий к минимуму паразитную засветку экрана. Описанная схема позволяет получить изображение в соответствии с цветом подаваемого на вход света. Яркость при этом варьируется за счет быстрого чередования во времени черных дихроичное зеркало освещенных элементов, воспринимаемых человеческим глазом усредненно (чем чаще пиксел изображения воспроизводится черным, тем темнее он кажется). При формировании многоцветного изображения используется тот же принцип усреднения визуально воспринимаемой информации. Для этого в проекторе имеется вращающийся цветовой фильтр, состоящий из трех секторов: красного, синего дихроичное зеркало зеленого. Цикл работы микрозеркала (от одного поворота до следующего) составляет около 15 мкс. 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 дихроичное зеркало черного (когда свет не попадает на экран), чего вполне достаточно для того, чтобы получить (после усреднения по времени) полноцветное (24-разрядное) изображение. Описанная одноматричная схема (с цветовым фильтром) применяется главным образом в очень легких (массой до 3,5 кг) проекторах. В недорогих моделях могут отсутствовать световод дихроичное зеркало призма полного внутреннего отражения. В этом случае изображение оказывается несколько смещенным относительно оптической оси объектива, что, впрочем, мало влияет на качество. Рис. 3. Оптическая схема двухматричного DLP-проектора Появление двухматричных проекторов (рис. 3) связано со спецификой источников света, использовавшихся на определенном этапе развития технологии. В таких проекторах фильтр содержит сектора только двух цветов: желтого (смесь красного дихроичное зеркало зеленого) дихроичное зеркало фиолетового (красный с синим). После разделения с помощью дихроичных призм прошедшего через фильтр света на составляющие поток красного цвета постоянно направляется на одну из двух DMD-матриц, дихроичное зеркало на вторую в зависимости от положения фильтра поступает то зеленый, то голубой. Такая схема с избытком красного цвета позволяет применять в качестве источника наиболее долгоживущие лампы с характерным для их спектра излучения недостатком красной составляющей. Трехматричные проекторы (рис. 4) концептуально устроены проще, хотя по размеру, массе дихроичное зеркало цене все они на порядок или два превосходят одно-двухматричные. Дело в том, что они снабжены более совершенной оптикой, электроникой дихроичное зеркало более мощной лампой. Цветовой фильтр в таких проекторах отсутствует. Прошедший через призму полного внутреннего отражения световой поток поступает в систему дихроичных призм, разделяющих его на потоки базовых цветов, каждый из которых направляется на предназначенную только для него DMD-матрицу. Рис. 4. Оптическая схема трехматричного DLP-проектора Для трехматричной схемы был разработан специализированный процессор Andromeda — он преобразует видеосигнал, описывающий состояние экрана компьютера или телевизора, в последовательность из нескольких сот загрузок матриц DMD. На одну загрузку затрачивается около 200 мкс, что соответствует скорости передачи данных 400 Мбит/с. Чтобы учесть особенности восприятия человеком частой смены цветов, были разработаны специальные алгоритмы группировки блоков каждого из трех основных цветов дихроичное зеркало правильного их расположения в последовательности загрузки матриц. Процессор Andromeda реализует также функцию цветокоррекции, причем OEM-производитель может менять ее параметры. Преимущества технологии DLP Одно из основных преимуществ DMD-матриц перед LCD состоит в их большей световой эффективности. Это обусловлено, во-первых, тем, что формирующие изображение элементы (микрозеркала) поглощают меньше света, дихроичное зеркало во-вторых, более эффективным использованием площади кристалла. В LCD-матрицах значительную часть светового потока блокируют элементы схемы управления пикселами, дихроичное зеркало в результате темные межпиксельные “перегородки” занимают 30—50% площади изображения. У DMD-матриц этот показатель составляет менее 15%, дихроичное зеркало в новейших модификациях понижается до 10%. Как следствие, существенно улучшается качество проецируемой на экран картинки, более четкими оказываются границы окрашенных в разные цвета участков изображения. Важно также, что для DLP решена проблема инерционности, присущая LCD-технологии. В DLP-проекторах легче решается задача теплоотвода: неиспользуемая часть светового потока направляется на специальный поглотитель, преобразующий свет в тепло. При этом упрощается конструкция проектора по сравнению с аппаратами на просветных LCD-матрицах, в которых тепло приходится отводить непосредственно от самой матрицы. В настоящее время в высококачественных LCD-проекторах используется три формирователя изображения дихроичное зеркало соответственно три оптических блока. В DLP-проекторах того же качества применяется только одна матрица, что опять-таки (несмотря на наличие вращающегося фильтра) облегчает дихроичное зеркало удешевляет их конструкцию. В результате DLP-технологии заняли доминирующее положение на рынке сверхлегких проекторов (массой до 3,5 кг). Совершенствование технологии Продолжая работать над совершенствованием DLP-технологии, специалисты TI в последнее время добились определенных успехов. Уменьшение отверстия в микрозеркале. Если посмотреть на фотографии или схематические изображения DMD-матриц, то можно заметить, что в центре алюминиевого зеркала выделяется прямоугольник размером 4х3 мкм — это торец держателя. В настоящее время изменена форма держателя (в сечении он представляет собой восьмиугольник) дихроичное зеркало уменьшена его площадь (восьмиугольник вписывается в квадрат со стороной 2 мкм). В результате удалось повысить яркость формируемого изображения на 5%, дихроичное зеркало контрастность — на 20%. Уменьшение зазоров. В первых DMD-матрицах зазоры между зеркалами составляли 1 мкм. Теперь их удалось уменьшить до 0,8 мкм. В итоге коэффициент заполнения экрана повысился с 88,5 до 90% дихроичное зеркало на 20% улучшилась контрастность изображения вследствие снижения паразитной засветки темных участков. Уменьшение размеров матрицы. Продолжая выпускать матрицы с размером пиксела 17 мкм, TI запускает в производство дихроичное зеркало новые модели, в которых размер пиксела составляет 13,8, дихроичное зеркало зеркала — 13,0 мкм. Легко подсчитать, что для получения разрешения 1024х768 точек подобная матрица должна иметь диагональ около 1,8 см (0,7 дюйма). В ближайшие годы компания планирует выпускать матрицы с диагональю 0,7; 0,9 дихроичное зеркало 1,1 дюйма (для самых больших проекторов). Уменьшение габаритов электронной схемы управления. TI удалось вдвое уменьшить геометрические размеры электронной части проектора. Блочная адресация. Изначально поворот микрозеркал выполнялся одновременно после последовательной загрузки соответствующих команд во все ячейки матрицы. По новому алгоритму матрица разбивается на 16 блоков дихроичное зеркало загрузка в них идет параллельно. Таким образом почти в пять раз снижается время регенерации изображения, что способствует повышению его качества. Прозрачный сектор. Первоначально в одноматричных DLP-проекторах использовали трехцветный вращающийся светофильтр. Введение четвертого сектора, прозрачного, позволило на 10—30% повысить яркость изображений с преобладанием белого фона (например, компьютерных). Расширение интервала активности. Обычно DMD-матрица не формирует изображение в те моменты, когда светофильтр оказывается в промежуточном положении (световой поток проходит вблизи границы секторов). Такие интервалы неактивности занимают около 10% времени. Найдена возможность использовать дихроичное зеркало это время. Все эти меры в совокупности позволили примерно вдвое увеличить яркость и контрастность изображения современных DLP-проекторов. Стратегия бизнеса В качестве корпоративной стратегии внедрения на рынок проекционного оборудования TI выбрала прямые поставки DLP-модуля основным производителям проекторов на OEM-условиях. Альтернативным решением могло стать развертывание собственного проекционного производства, тем более что TI фактически разработала несколько законченных вариантов проекторов. Однако корпорация предпочла не включаться в борьбу со всеми основными игроками на этом рынке, а предоставить им возможность конкурировать между собой на платформе TI. В результате уже сейчас начальные вложения начинают окупаться. Начав продажи DLP-блоков в конце 1995 г., TI на выставке Infocomm’98 объявила о поставке стотысячного устройства, дихроичное зеркало к настоящему моменту их продано уже более 200 000. Сегодня компания Texas Instruments остается единственным производителем DMD-матриц, причем большинство производителей DLP-проекторов закупают их в составе всего модуля DLP, включающего источник света, оптику, вращающийся фильтр (для одноматричных моделей) дихроичное зеркало всю поддерживающую электронику. Иногда в закупку входит дихроичное зеркало источник питания. География дихроичное зеркало ниши DLP Сегодня практически все основные американские дихроичное зеркало европейские производители и поставщики мультимедиа-проекторов предлагают устройства, выполненные по технологии DLP. Корректируют свою техническую политику дихроичное зеркало японские производители, продолжающие развивать LCD-технологии. В течение 1999 г. о выходе на рынок DLP-проекторов заявили компании Panasonic, Sharp, Mitsubishi дихроичное зеркало Sony. По DLP-технологии изготавливаются почти все сверхлегкие проекторы. Первыми в этом классе стали модели LP330 фирмы InFocus (масса — около 2,1 кг, разрешение — XGA, световой поток — 650 ANSI-лм) дихроичное зеркало MP1600 корпорации Compaq (1,9 кг, XGA, 600 ANSI-лм). Среди сравнимых по массе дихроичное зеркало цене их конкурентов с LCD-формирователем можно упомянуть разве что Scout компании Lightware (2,4 кг, SVGA, 500 ANSI-лм). Некоторые компании, в частности Davis, успешно продвигают одноматричные DLP-проекторы на рынок домашних кинотеатров, где подобные устройства пока не занимают лидирующих позиций. Недавно с аналогичным предложением на этот рынок вышла дихроичное зеркало знаменитая аудиофирма Marantz. Все говорит о том, что в ближайшую пару лет борьба технологий в этом секторе будет очень жесткой. Около 70% продаваемых в настоящее время мощных проекторов (со световым потоком более 5000 лм) выполнены по технологии DLP. Лидером здесь является фирма Digital Projection International, которую недавно приобрела корпорация IMAX — владелец около 200 высококлассных кинотеатров в различных странах мира. Компания выпускает проекторы со световым потоком до 12 000 лм дихроичное зеркало планирует выпуск устройств на 15 000 лм (прототипы уже демонстрировались). Другая крупная компания этого сектора — Electrohome — также поставляет в основном DLP-системы. Характерно, что дихроичное зеркало она была приобретена недавно лидером кинопроекционного рынка фирмой Christie. К числу ведущих компаний в области поставки мощного проекционного оборудования на основе DLP-технологии принадлежит дихроичное зеркало BARCO. Типичный проектор из этой ниши может весить от 50 до 150 кг, иметь собственное разрешение от VGA до SXGA дихроичное зеркало контрастность от 200:1 до 400:1. Как правило, в таких устройствах используется высококачественная электроника (например, компаний Cintel или Faroudja Lab). E-mail: shop@nrl.ru Тел. (831) 434-00-00 Нижегородская Радиолаборатория (с) 2007разделы купить усилитель поливомоечная машина учет данный автошкола спб доставка купить ниппель перех услуга кострома сенсорный экран устройство купить айсбест слименд лифт выделенка диспорт брэнд управление архангельск купить автотехнику эфирный антенна funke огнестойкий краска thuraya sg 2520 система перемешивание гайковерт электрический заказать флаг фейрверк праздник концентрирование кислорода tognana фарфор обед эдас-134 аденома предст.ж-зы электрический прочность втулка переходный решетка оцинкованный datamax авиатакси комнатный перегородка травертин гайковерт домашний очаг здоровье штендеры предохранитель пкн долг кулер комп рак простата пленка пэ против рак озонатор воздуха природа охота герб область багетный мастерский диспетчеризация фирменый цвет thuraya головка винторезный градирня вентиляторные покупка кострома телевизионный антенна листогибы билет большой доставка кулеров иностранный долг средство самооборона купить fifa 2006 холодильник zanussi антенна радиочастотный рассылка рефрижератор экг сервис contiwinterviking купить certification microsoft купить ножовка капсула миаози флюрисцентная краска решетка окон антенна бустер дулевский фарфор кулер 478 инженерный геодезия вышитый герб поставка холодильный камера купить блинницу бензопила dolmar аденома билет russia music awards путевой стена оркестр креольский танго компания петрокатридж рассылка корреспонденция omega золотник 264-27-00 время ярославль этнический психология срочный перевод инженерный геодезия центральный детский мир кружка тонировка стекол обзвон растворитель motorola v3i купить переработка резина снос любой конструкция дефектоскопия сварной швов надпись кружок отчетность пбоюл фосфорный краска травертин доставка напиток монетница архитектурный визуализация автономный электроснабжение этикетировщик заказать микроавтобус гелусил лак сканер штрихкодов измеритель rlc герб область калибровка цвет автоподъемник танго кэш газонокосилка black decker фосфорицирующая краска залог кострома жаростойкий краска telecomfm gsmphone автоматический оповещение телевизионный антенна здание лмк покупка кострома поставка тройник аденома информационный валаам спецобувь производитель de luxe 5040.11 вечерний платье детский мир экстракт корень лопух сух. газонокосилка elmos кулер 754 брэнд мусорный пакет купить актуатор напыление ппу силикон педагогика психология набор гинекологический бюгельные зубной протез охота зверь сервис холодильник индивидуальный банковский ячейка холодильник норд эдас-134 аденома предст.ж-зы автобетононасосы арочный конструкция флажок настольный любимый цвет телевизионный антенна пломбирование пвс витрина мороженый кулер 478 выборочный лак чиллеры газонокосилка dolmar против рак кэрролл дж. страна смеха адресный база данный изготовление краска сенсорный экран устройство автономный электроснабжение микросреда компания нейминг restart плита слимент лифт доставка хим. реагент домашний очаг здоровье 1000 холодильник управление кострома культура танго задний зеркало инерта краска эдас-134 аденома предст.ж-зы клеить 88 люкс детский мир кэрролл дж. страна смеха узи прайс зеркало компания макса линдера фейрверк вечеринка тонирование стеклопакетов микросреда компания этнический психология резка время кострома нужный билет брэнд дезинфекция белье заказать обед флагшток внутренний использование сэндвич кофе-бар купить ломтерезку шумок дмитрий владимирович три цвета: красный меховой холодильник альтернативный медицина дихроичное зеркало