Aby obraz był widoczny i wyraźny w zaciemnionym pomieszczeniu, powinien cechować się kontrastem przynajmniej 500:1 i jasnością 20 lumenów. W 2010 roku do tej kategorii wkroczyły projektory kieszonkowe. Urządzenia o wadze poniżej 500 g z możliwością pracy na baterii oraz wyposażone w szereg innych udogodnień (wbudowany odtwarzacz MP4, głośnik) powoli zdobywają klientów. Ekspansja nie jest szybka, gdyż klienci są przyzwyczajeni do dużych urządzeń, o jasności z zakresu 1500-2500 ANSI lumenów i rozdzielczości obrazu FullHD, i nie wiedzą, czego się spodziewać po miniaturowych projektorach.
Poniżej wyjaśniona została zasada działania projektora kieszonkowego DLP ze źródłem światła w postaci diod LED. Jako przykład posłużył projektor Philips PicoPix, model PPX 2480.
Projektor ten, przed rozbiorem na części pierwsze, mierzy 10,5 x 10,5 cm, przy grubości 31 mm. Jego waga wynosi 290 g. Lampa posiada maksymalną moc 80 lumenów, a rozdzielczość wyświetlanego obrazu to 854x480 pikseli.
Po otwarciu obudowy, odkręceniu płyty głównej i demontażu lampy, wewnątrz widzimy wentylator, baterię oraz głośnik.
Na płycie głównej znajdują się złącza odpowiedzialne za komunikację z poszczególnymi elementami projektora – diodami LED, chipem DMD, złączami wejść i wyjść. Na spodniej części płyty głównej znajduje się wlutowana kość pamięci o pojemności 2GB.
Układ generujący obraz jest niewielki. W połączeniu z radiatorem chłodzącym diody LED i soczewkami zajmuje około 9 x 5 cm.
Ilustracja 1 Lampa LED w technologii DLP
W przeciwieństwie do projektorów lampowych, posiadających jedno źródło światła, które przechodzi przez filtr nadający mu kolor, projektory LED posiadają 3 źródła światła. Każda z diod generuje światło w określonym kolorze: czerwonym, niebieskim i zielonym.
Ilustracja 2 Światło jest generowane przez diody LED
Światło z diody zostaje skupione przez soczewkę i pada na półprzepuszczalne lustro. Następnie poszczególne promienie łączy się ze sobą w celu uzyskania odpowiedniej barwy.
Ilustracja 3 Światło jest łączone w celu uzyskania barwy
Po odbiciu od lustra, światło trafia na chip DMD będący elementem technologii DLP. Chip DMD (Digital Micromirror Device) składa się z matrycy mikro-luster. Każde z mikro-luster odpowiada za jeden piksel wyświetlanego obrazu. Łatwo policzyć, że w tym wypadku na powierzchni około 1,5cm2, zajmowanej, przez DMD znajduje się 409 tysięcy mikro-luster. Dodatkowo, każde z nich potrafi błyskawicznie zmienić swoje położenie w celu zmiany obrazu generowanego przez piksel, za który odpowiada. Poprzez „błyskawicznie” rozumiemy 1/60 część sekundy, w przypadku obrazu wyświetlanego z częstotliwością 60Hz.
DMD generuje obraz w skali szarości, któremu kolor nadawany jest za pomocą światła padającego z diod LED.
Ilustracja 4 Światło pada na chip DMD
Mimo, że jest to mechanizm o trudnym do wyobrażenia poziomie skomplikowania, to prace służące wprowadzeniu rozdzielczości FullHD do projektorów kieszonkowych są już bliskie ukończenia. Rozdzielczość 1920 x 1080 pikseli oznacza 5-krotnie większe zagęszczenie mikro-luster na powierzchni DMD, niż w przypadku prezentowanego Philipsa PicoPix 2480.
Zaletami technologii DLP są wysoki poziom kontrastu oraz szybkość reakcji mikro-luster – dzięki temu obraz jest ostry i płynny.
Po odbiciu od DMD kolorowy obraz jest odbijany w pryzmacie i trafia na obiektyw, czyli prosty układ soczewek mający na celu rozproszenie światła na powierzchni służącej do wyświetlania. W przypadku PicoPix 2480 za pomocą obiektywu reguluje się również ostrość obrazu.
Ilustracja 5 Kolorowy obraz wyświetlany za pomocą obiektywu
Mimo zaawansowania przedstawionej technologii widać, że przed producentami wciąż jest jeszcze sporo wyzwań. Głównymi problemami, przed którymi stoją konstruktorzy są:
• Ilość światła generowana przez pojedynczą diodę; obecnie maksymalna jasność spotykana w projektorach kieszonkowych nie przekracza 100 lumenów;
• Rozdzielczość obrazu, czyli stopień upakowania mikro-luster na niewielkiej powierzchni chipu DMD.
Słowniczek pojęć:
LED – dioda emitująca światło (Light Emitting Diode). W diodach LED światło emitowane jest za pomocą półprzewodnikowym przyrządów optoelektronicznych, zamiast lampy z żarnikiem. Przewagi LED to długa żywotność, niski pobór prądu, odporność na uszkodzenia mechaniczne, małe rozmiary. Główną wadą jest mniejsza ilość generowanego światła.
DLP – Technologia Digital Light Processing została opracowana a następnie opatentowana przez firmę Texas Instruments w roku 1987. Wyświetlanie obrazu za pomocą technologii DLP opiera się na rozwiązaniu z wykorzystaniem chipu DMD.
DMD – Digital Micromirror Device – jest to matryca składająca się mikro-luster, na którą pada światło z diod LED. Każde z luster odpowiada za odcień jednego piksela w jednym z 1024 odcieni szarości. Regulacja odcienia odbywa się za pomocą wychylenia mikro-lustra. Światło pod odbiciu od DMD trafia przez pryzmat na obiektyw, przez który wyświetlany jest obraz.
