מה ההבדל בין מקרן LCD למקרן DLP?

מה ההבדל ביןמקרן LCDו-אמקרן DLPמהו עקרון ההקרנה של LCD והקרנת DLP?

 

LCD (קיצור של Liquid Crystal Display) צג גביש נוזלי.

ראשית, מהו LCD? אנו יודעים שלחומר יש שלושה מצבים: מצב מוצק, מצב נוזלי ומצב גז. למרות שסידור מרכז המסה של מולקולות נוזליות אינו קבוע, אם מולקולות אלו מוארכות (או שטוחות), האוריינטציה המולקולרית שלהן עשויה להיות סדירה. לכן נוכל לחלק את מצב הנוזלי לסוגים רבים. נוזלים בעלי אוריינטציות מולקולריות לא סדירות נקראים נוזלים ישירות, בעוד שנוזלים בעלי מולקולות כיווניות נקראים "גבישים נוזליים", המכונים גם "גבישים נוזליים". מוצרי גביש נוזלי אינם זרים לנו. הטלפונים הניידים והמחשבונים שאנו רואים לעתים קרובות הם כולם מוצרי גביש נוזלי. גביש נוזלי התגלה על ידי הבוטנאי האוסטרי רייניצר בשנת 1888. זוהי תרכובת אורגנית בעלת סידור מולקולרי קבוע בין מוצק לנוזל. העיקרון של תצוגת גביש נוזלי הוא שהגביש הנוזלי יציג מאפייני אור שונים תחת פעולת מתחים שונים. תחת פעולת זרמים חשמליים ושדות חשמליים שונים, מולקולות הגביש הנוזלי יסודרו בסיבוב קבוע של 90 מעלות, וכתוצאה מכך נוצר הבדל בהעברת האור, כך שההבדל בין אור לחושך ייווצר תחת הדלקה/כיבוי, וכל פיקסל ניתן לשליטה על פי עיקרון זה כדי ליצור את התמונה הרצויה.

מקרן LCD עם גביש נוזלי הוא תוצר של שילוב של טכנולוגיית תצוגת גביש נוזלי וטכנולוגיית הקרנה. הוא משתמש באפקט האלקטרו-אופטי של גביש נוזלי כדי לשלוט על העברת האור וההחזרה של יחידת הגביש הנוזלי דרך המעגל, על מנת לייצר תמונות עם רמות אפור שונות. הפונקציה העיקרית של מקרן LCD היא שהתקן ההדמיה הוא פאנל גביש נוזלי..

 

עִקָרוֹן

העיקרון של מסך LCD יחיד הוא פשוט מאוד, כלומר, להשתמש במקור אור בעל עוצמה גבוהה כדי להקרין את לוח ה-LCD דרך עדשת הקבל. מכיוון שלוח ה-LCD מעביר אור, התמונה תוקרן, והתמונה תיווצר על המסך דרך מראה המיקוד הקדמית והעדשה.

טכנולוגיית 3LCD מפרקת את האור הנפלט מהנורה לשלושה צבעים: R (אדום), G (ירוק) ו-B (כחול), ומאפשרת להם לעבור דרך לוחות הגביש הנוזלי המתאימים כדי לתת להם צורות ופעולות. מכיוון ששלושת צבעי היסוד הללו מוקרנים כל הזמן, ניתן להשתמש באור ביעילות, וכתוצאה מכך לקבל תמונות בהירות וברורות. למקרן ה-3LCD יש מאפיינים של תמונות בהירות, טבעיות ורכות.

יִתרוֹן:

① מבחינת צבעי המסך, מקרני ה-LCD המרכזיים הנוכחיים הם כולם מכונות בעלות שלושה שבבים, המשתמשות בפאנלים נפרדים של LCD עבור שלושת צבעי היסוד: אדום, ירוק וכחול. זה מאפשר להתאים את הבהירות והניגודיות של כל ערוץ צבע בנפרד, וההקרנה טובה מאוד, וכתוצאה מכך צבעים באיכות גבוהה. (מקרני DLP מאותה דרגה יכולים להשתמש רק ביחידה אחת של DLP, אשר נקבעת במידה רבה על ידי התכונות הפיזיקליות של גלגל הצבעים וטמפרטורת הצבע של המנורה. אין צורך להתאים דבר, וניתן להשיג רק צבע נכון יחסית. אך עם אותם גוונים עזים עדיין חסרים בקצוות אזור התמונה בהשוואה למקרני LCD יקרים יותר.)

② היתרון השני של LCD הוא יעילות האור הגבוהה שלו. למקרני LCD יש תפוקת אור לומן ANSI גבוהה יותר מאשר למקרני DLP עם מנורות באותו הספק.

חִסָרוֹן:

①ביצועי רמת השחור גרועים מדי, והניגודיות אינה גבוהה במיוחד. שחורים ממקרני LCD תמיד נראים מאובקים, כאשר צללים נראים כהים וחסרי פרטים.

② ניתן לראות את מבנה הפיקסלים בתמונה המופקת על ידי מקרן ה-LCD, אך המראה והתחושה אינם טובים. (נראה שהקהל צופה בתמונה דרך החלונית)

מקרן DLP

DLP הוא קיצור של "Digital Light Processing", כלומר, עיבוד אור דיגיטלי. טכנולוגיה זו מעבדת תחילה את אות התמונה באופן דיגיטלי, ולאחר מכן מקרינה את האור. היא מבוססת על רכיב המיקרו-מראות הדיגיטלי שפותח על ידי TI (Texas Instruments) - DMD (Digital Micromirror Device) כדי להשלים את טכנולוגיית תצוגת המידע הדיגיטלי החזותי. התקן המיקרו-מראות הדיגיטלי DMD הוא רכיב מוליך למחצה מיוחד שיוצר ופותח במיוחד על ידי Texas Instruments. שבב DMD מכיל מראות מרובעות זעירות רבות. כל מיקרו-מראות במראות אלה מייצגות פיקסל. שטח הפיקסל הוא 16 מיקרומטר × 16, והעדשות מסודרות בצפיפות בשורות ובעמודות, וניתן להפעיל ולסובב אותן בשני מצבים של דולק או כבוי על ידי בקרת הזיכרון המתאימה, כדי לשלוט בהחזרת האור. עקרון ה-DLP הוא להעביר את מקור האור הנפלט מהאור דרך עדשת עיבוי כדי להומוגני את האור, ולאחר מכן להעביר גלגל צבעים (Color Wheel) כדי לחלק את האור לשלושה צבעים (או יותר) של RGB, ולאחר מכן להקרין את הצבע על ה-DMD באמצעות העדשה, ולבסוף להקרין אותו לתמונה דרך עדשת הקרנה.

עִקָרוֹן

לפי מספר המיקרו-מראות הדיגיטליות DMD הכלולות במקרן DLP, אנשים מחלקים את המקרן למקרן DLP בעל שבב יחיד, מקרן DLP בעל שני שבבים ומקרן DLP בעל שלושה שבבים.

במערכת הקרנה DMD בעלת שבב יחיד, נדרש גלגל צבעים כדי לייצר תמונה מוקרנת בצבע מלא. גלגל הצבעים מורכב ממערכת סינון אדום, ירוק וכחול, המסתובבת בתדר של 60 הרץ. בתצורה זו, DLP פועל במצב צבע סדרתי. אות הקלט מומר לנתוני RGB, והנתונים נכתבים ל-SRAM של ה-DMD ברצף. מקור האור הלבן ממוקד על גלגל הצבעים דרך עדשת המיקוד, והאור העובר דרך גלגל הצבעים מצולם לאחר מכן על פני השטח של ה-DMD. כאשר גלגל הצבעים מסתובב, אור אדום, ירוק וכחול מצולם ברצף על ה-DMD. גלגל הצבעים ותמונת הווידאו עוקבים, כך שכאשר אור אדום פוגע ב-DMD, העדשה מוטה "מופעל" במיקום ובעוצמה שהמידע האדום אמור להראות, וכך גם לגבי אור ירוק וכחול ואות הווידאו. עקב אפקט הראייה המתמשך, מערכת הראייה האנושית מרכזת מידע אדום, ירוק וכחול ורואה תמונה בצבע מלא. דרך עדשת ההקרנה, ניתן להקרין את התמונה שנוצרת על פני השטח של ה-DMD על מסך גדול.

מקרן DLP בעל שבב יחיד מכיל שבב DMD אחד בלבד. שבב זה מסודר בצפיפות עם עדשות מרובעות זעירות רבות על הצומת האלקטרוני של שבב סיליקון. כל עדשה מחזירת אור כאן מתאימה לפיקסל של התמונה שנוצרה, כך שאם שבב DMD דיגיטלי מסוג מיקרו-מראות מכיל יותר עדשות מחזירות אור, כך הרזולוציה הפיזית שמקרן ה-DLP התואם לשבב ה-DMD יכול להשיג גבוהה יותר.

יִתרוֹן:

טכנולוגיית מקרני DLP היא טכנולוגיית הקרנה רפלקטיבית. יישום מכשירי DMD רפלקטיביים, למקרני DLP יש יתרונות של השתקפות, ניגודיות ואחידות מצוינים, הגדרת תמונה גבוהה, תמונה אחידה, צבע חד, היעלמות רעשי תמונה, איכות תמונה יציבה, ניתן לשכפל תמונות דיגיטליות מדויקות ברציפות ולהחזיק מעמד לנצח. מכיוון שמקרני DLP רגילים משתמשים בשבב DMD, היתרון הבולט ביותר הוא שהם קומפקטיים, וניתן להפוך את המקרן לקומפקטי מאוד. יתרון נוסף של מקרני DLP הוא תמונות חלקות וניגודיות גבוהה. עם ניגודיות גבוהה, ההשפעה הוויזואלית של התמונה חזקה, אין תחושה של מבנה פיקסלים והתמונה טבעית.

חִסָרוֹן:

הדבר החשוב ביותר הוא עיני הקשת בענן, מכיוון שמקרני DLP מקרינים צבעי יסוד שונים על מסך ההקרנה דרך גלגל הצבעים, ואנשים עם עיניים רגישות יראו הילה דמוית צבע דמוית קשת בענן. שנית, זה תלוי יותר באיכות ה-DMD, ביכולת התאמת הצבעים ובמהירות הסיבוב של גלגל הצבעים.