یک ویدئو پروژکتور LCOS چگونه کار می کند؟

فناوری LCoS (کریستال مایع روی سیلیکون) با نام های زیادی در بازار پروجکشن شناخته می شود. در حالی که JVC نسخه خود را D-iLA می نامد، نام سونی برای آن SXRD (دستگاه بازتابنده کریستال سیلیکون) است و اپسون از یک نوع LCD بازتابنده مشابه با استفاده از کوارتز استفاده کرد که آنها آن را rLCD (دستگاه کریستال مایع بازتابنده) نامیدند. با وجود این نام های متفاوت، همه آنها به روشی مشابه کار می کنند. بیشتر تفاوت ها ناشی از قطبش های مختلف افقی در مقابل عمودی است.

پروژکتور LCoS چیست؟

پروژکتور LCoS پروژکتوری است که از فناوری نمایش کریستال مایع روی سیلیکون به عنوان چیپست برای ایجاد تصویری که روی صفحه می بینید استفاده می کند.

LCoS اساساً نتیجه ترکیبی LCD که از کریستال‌های مایع و DLP استفاده می‌کند است که بر بازتاب‌پذیری تکیه دارد، در حالی که در مورد DLP از آینه استفاده می‌کند و LCoS همانطور که از نامش پیداست از سیلیکون استفاده می‌کند.

بنابراین می‌توانید به یک پروژکتور LCoS فکر کنید که از یک LCD در بالای ویفر سیلیکونی بازتابنده یا در مورد اپسون، کوارتز استفاده می‌کند. با باز و بسته شدن کریستال های مایع، نور یا از سیلیکون/کوارتز زیر آن منعکس می شود، یا مسدود می شود تا سطوح پایین تری از نور ایجاد شود یا اصلاً وجود ندارد. این همان چیزی است که منبع نور تولید شده را تعدیل می کند و تصویر را روی صفحه ایجاد می کند. این فرآیند همچنین تا حدی مسئول تولید سطوح فوق‌العاده مشکی است که در اکثر پروژکتورهای LCoS مشاهده می‌کنید.

پروژکتورهای مجهز به LCoS از سه پنل مجزای LCoS در موتورهای سبک خود استفاده می کنند، هر کدام یک پانل برای رنگ های اصلی قرمز، سبز و آبی، که اساس ایجاد تمام رنگ های قابل مشاهده در یک سیستم نمایش نوری هستند. این همان جایی است که شبیه به فناوری نمایش LCD است که از سه پانل تصویربرداری برای هر رنگ اصلی نیز استفاده می کند. هر دوی این نوع پروژکتورها اجزای اصلی قرمز، سبز و آبی موتور نور پروژکتور را قبل از لنز ترکیب می‌کنند و سپس به طور همزمان به صفحه نمایش ارسال می‌شوند و تصویر تمام رنگی را ایجاد می‌کنند.

برخلاف سایر فناوری‌ها، هیچ نوری مانند پروژکتورهای LCD به طور مستقیم از پانل عبور نمی‌کند، یا چرخه رنگ متوالی و چرخشی همانطور که در پروژکتورهای تک DMD DLP استفاده می‌شود، وجود ندارد.

کریستال مایع در یک پنل LCoS چگونه کار می کند؟

به طور خلاصه، فرآیند پلاریزاسیون اساساً فیلتری است که فقط طول موج هایی از نور را می پذیرد که همه در یک صفحه حرکت می کنند. سپس نور پلاریزه شده به پانل LCoS می رود که سپس از شیشه پوشش و الکترود شفاف و لایه تراز عبور می کند و به لایه کریستال مایع می رسد.

پرتو منبع نور، خواه از یک لامپ، لیزر یا LED باشد، از یک لنز خازنی عبور می کند که برای تمرکز و هدایت پرتو نور سفید از منبع نور طراحی شده است. همچنین فیلتر می شود تا اطمینان حاصل شود که فقط نور در طیف مرئی از آن عبور می کند.

پس از متراکم شدن، نور سفید با استفاده از یک شکاف پرتو نور یا آینه دو رنگی به اجزای رنگی مجزا جدا می شود که همزمان با عبور نور از فیلترهای جداگانه، آن را قطبی می کند. در طی آن، پرتو نور متمرکز و قطبی شده به سه رنگ اصلی خود، قرمز، سبز و آبی جدا می شود.

این پرتوهای رنگی جداگانه سپس به پانل LCoS مربوطه خود که برای رنگ خاص آن تعیین شده است برخورد می کنند. که هر کدام دارای یک لایه کریستال مایع بین یک TFT شفاف (ترانزیستور لایه نازک) و نیمه هادی سیلیکونی است. این پرتوهای رنگی از چند فیلتر پلاریزه عبور می کنند و سپس به تراشه برخورد می کنند. این کریستال های مایع به نوعی مانند عنبیه یا پرده های پنجره عمل می کنند که به طور خودکار میزان نوری را که به پیکسل های سطح بازتابنده تراشه سیلیکونی برخورد می کند، مدیریت می کند.

همانطور که توضیح دادیم پروژکتورهای LCD چگونه کار می کنند، LCoS با تغییر بار الکتریکی ارائه شده به کریستال های مایع، این کار را به همان روش انجام می دهد، هر پیکسل در پانل کریستال مایع را می توان تا زمانی که کاملا سیاه شود، مدوله کرد، یا تا زمانی که روشن شود روشن شود. کاملاً شفاف، به این معنی که به تمام نور منبع نور اجازه می دهد تا برای سفید کامل از آن عبور کند، یا تمام نور را برای سیاهی مسدود می کند. همچنین می‌توان آن را با درجه‌های شفافی متفاوت سایه‌اندازی کرد تا سایه‌های مختلف و متفاوت خاکستری و رنگ‌ها را بدهد.

از آنجایی که بار الکتریکی زیاد و کم مدوله می شود، سطح تعیین می کند که هر مایع چقدر تاریک یا روشن است. تا این حد، سطح روشنایی هر پیکسل برای هر رنگ اصلی دقیقاً کنترل می شود تا رنگ خاص پیکسل نهایی و سطح روشنایی مورد نیاز روی صفحه نمایش برای تشکیل بخش پیکسل از کل تصویر ایجاد شود.

نور رنگی اولیه، پس از انعکاس از این دستگاه‌های سیلیکونی، سپس از طریق یک منشور فرستاده می‌شود تا نور را دوباره ترکیب کند و وضوح کامل و تصویر رنگی ایجاد کند. این تصویر کوچک و کاملاً درک شده از طریق لنز پروژکتور ارسال می شود و کل تصویر را روی صفحه نمایش می دهد.

چگونه پروژکتورهای LCoS با پروژکتورهای DLP و LCD مقایسه می شوند؟

ایجاد یک تصویر با یک سیستم مبتنی بر LCoS بسیار پیچیده تر از آنچه در طراحی های DLP و LCD درگیر است. سیستم های پروجکشن LCoS به سه تراشه تصویربرداری پیچیده و چند لایه نیاز دارند تا همانطور که طراحی شده اند همراه با مهندسی مناسب برای نمایش تصاویر روی صفحه کار کنند. برای LCD، تابش نور از طریق پنل های LCD نسبتاً آسان است و DLP فقط باید همان نور رنگی و متوالی را منعکس کند. برای این منظور، هزینه سیستم های پروجکشن LCoS بالاتر از هر دو نوع طرح ریزی LCD و DLP است.

با این هزینه اضافی برای یک سینمای خانگی یا پروژکتور تجاری با کیفیت چه چیزی دریافت می کنید؟ بسیاری از صاحبان و کارشناسان می گویند که پروژکتورهای LCoS کنتراست افزایش یافته و تصویر طبیعی تری ایجاد می کنند که از نظر آنها بهتر از همتایان LCD یا DLP خود هستند. به خصوص DLP که مصنوعات جداسازی رنگ ایجاد می کند یا “اثر رنگین کمان” که برای بسیاری از افراد کاملا آزاردهنده است و به طور گسترده شناخته شده است که DLP تک تراشه نیز کنتراست بومی بدتری در مقایسه با پروژکتورهای LCD و LCoS به خوبی طراحی شده دارد. برخی از افراد همچنین تصاویر واضح تر از DLP را دوست ندارند زیرا می توان آن را بسیار دیجیتال و واضح و خشن دانست. پروژکتورهای LCoS تمایل دارند تصاویری نرم تر، “مخملی تر” و به طور قابل توجهی دقیق تر تولید کنند.

در پایان، این موضوع به بودجه شخصی، ترجیحات، محیط، میزان تحمل و انتخاب شما بستگی دارد که آیا باید قیمت های بالاتری را برای پروژکتور LCoS نسبت به LCD یا DLP بپردازید. LCoS به طور کلی بیشتر به دلیل هزینه های تولید پروژکتورها بیشتر به عنوان سطح بالاتری از پروژکتورها در نظر گرفته می شود.

دستگاه هایی که بیشتر به عنوان بهترین پروژکتورهای موجود برای سینمای خانگی شناخته می شوند، همگی بر اساس طرح های LCoS مانند JVC NZ9 هستند.

هزینه پروژکتور LCoS چقدر است؟

هزینه ورود به خرید پروژکتور LCoS به طور کلی بالاتر از سایر فناوری ها شروع می شود. برای طراحی سینمای خانگی پایین‌تر و بدون ویژگی‌های اضافی مانند عنبیه، پانل‌های تصویربرداری بهتر و لنزهای کوچک‌تر، حدود 5000 دلار شروع می‌شود. سپس از آنجا تا گران‌ترین،طرح‌های لیزری با وضوح فوق‌العاده و روشنایی بالا و طیف رنگی گسترده که در سینماهای خانگی پیشرفته، شبیه‌سازهای تجاری و نظامی و موزه‌ها یا سالن‌ها استفاده می‌شود، متفاوت است. اکثر افرادی که به دنبال این نوع پروژکتورها برای استفاده در سینمای خانگی هستند، می‌توانند یک پروژکتور برتر و مناسب را با هزینه‌ای معمولی در محدوده 10 تا 25000 دلار دریافت کنند.

نمونه‌هایی از هزینه مالکیت طرح‌های پروژکتور LCoS، مدل‌هایی از تولیدکنندگانی مانند JVC با سطح پایه NP5 با قیمت 6995 دلار، NZ7 با قیمت 10995 دلار، NZ8 با قیمت 15995 دلار و پرچم‌دار فعلی NZ9 با قیمت 25995 دلار است

مزایای پروژکتور LCoS چیست؟

کنتراست طبیعی بهتر به دلیل طراحی کریستال مایع بازتابنده آن
بدون آثار جداسازی رنگ و اثر رنگین کمان
زمان پاسخگویی تاخیر مناسب برای بازی
از یک پنل LCoS برای هر رنگ اصلی قرمز، سبز و آبی استفاده می کند
به طور کلی تصویری طبیعی و مخملی ایجاد می کند
شکاف های بین پیکسلی کوچکتر به دلیل نداشتن شبکه سیمی بین پیکسلی، با کنترل کننده در زیر تصویرگر
بدون اثر درب صفحه نمایش

معایب پروژکتور LCoS چیست؟

هزینه بالاتر به دلیل طراحی پیچیده تر
به دست آوردن طرح هایی با وضوح پایین تر برای تصویرگر سخت تر است
به طور کلی در مقایسه با DLP و LCD سنگین تر است، بنابراین کمتر قابل حمل است
پلاریزه کننده ها و پانل ها می توانند در طول زمان به دلیل نور UV و گرما تخریب شوند
تراز کردن پانل ها برای جلوگیری از آنچه به عنوان “گوشه های روشن” شناخته می شود که در آن تصویر در گوشه ها نسبت به مرکز روشن می شود، دشوار است.
پروژکتورهای LCoS معمولاً یک مسیر نوری مهر و موم شده ندارند، در نتیجه گرد و غبار و زباله احتمالی به داخل مکیده شده و بر روی پانل ها قرار می گیرند، روی صفحه نمایش به صورت سایه ظاهر می شوند و تصویر را تخریب می کنند.
به دلیل طراحی غیر مهر و موم شده، معمولاً فیلتری مورد نیاز است که باید به طور دوره ای تمیز شود تا حداکثر کارایی و عمر مفید حفظ شود.
تولید طیف رنگی گسترده بدون استفاده از فیلترهای رنگی سخت تر است، مگر اینکه از لیزرهای واقعی RGB گران قیمت استفاده شود.

منبع: projectorscreen