Технологія D-ILA від JVС

Першою в світі компанією, яка розробила LCOS-технологію і довела її до практичної реалізації в мультимедійних проекторах, є відома японська корпорація JVC ...

Технологія D-ILA (JVC)

LCoS (Liquid Crystal on Silicon - рідкі кристали на кремнії) - технологія отримання зображення, що використовується в проекторах. Першою в світі компанією, яка розробила LCOS-технологію і довела її до практичної реалізації в мультимедійних проекторах, є відома японська корпорація JVC. Технологія була зареєстрована під назвою D-iLA (Direct Drive Image Light Amplifier), яка означала, що в даному продукті застосована оригінальна розробка JVC на основі дисплея виконаного за технологією LCoS, сітчастого поляризационного фільтра і ртутної лампи.

Принцип роботи LCoS

Так само, як і LCD, технологія D-ILA заснована на використанні рідких кристалів, але на відміну від останньої використовує не просвітні ЖК-матриці, а відображають. Так само, як і DLP-технології, LCoS використовує епіпроекцію замість традиційної діапроєкциі, властивої LCD.

Загальна схема трьох чіпового проектора на основі LCoS.

На напівпровідникової підкладці LCoS-кристала розташований відображає шар, поверх якого знаходиться РК-матриця і поляризатор. Під впливом електричних сигналів рідкі кристали або закривають поверхню, що відбиває, або відкриваються, дозволяючи світлу від зовнішнього спрямованого джерела відбиватися від дзеркальної підкладки кристала.

Переваги D-ILA

Так само, як і LCD, технологія D-ILA заснована на використанні рідких кристалів. На цьому схожість закінчується. Як відомо, LCD-матриця складається з окремих ЖК пікселів, прозорість яких регулюється керуючими елементами. Розташування цих елементів в одній площині з рідкими кристалами ускладнює зменшення розмірів пікселів і відстаней між ними. Як результат коефіцієнт заповнення (відношення сумарної площі рідких кристалів до загальної площі матриці) досягає для LCD 60%. Крім того, непрозорі керуючі елементи перешкоджають проходженню через матрицю світла, зменшуючи результуючий світловий потік проектора.

У матриці D-ILA ЖК шар розташовується над площиною, що представляє собою матрицю з керуючих елементів. Світло, що падає на рідкий кристал, проходить через нього, досягає відображає електрода і повертається, проходячи через кристал ще раз. Тобто в цьому випадку ефективність використання робочої речовини вище, що дозволяє збільшити контрастність зображення. При такій геометрії на одиниці площі можна розташувати більше число пікселів і значно зменшити відстань між ними. В результаті, коефіцієнт заповнення досягає для D-ILA величини 93%. У цьому перевага D-ILA технології як над LCD, так і над DLP-технологією, що стала популярною в останні роки, для якої коефіцієнт заповнення становить близько 88%.

• Аналогове управління яскравістю зображення. При аналоговому відтворенні виходить безперервний перехід між градаціями з малим шумом, особливо в темних областях. Крім того, в D-ILA на рідкокристалічному шарі відбувається згладжування кордонів між пікселями, як би змикання пікселів, що різко знижує видиму пікселізація на великому екрані.
• Технологія D-ILA забезпечує найвищу дозвіл зображення. Зараз існує матриця 4К х 2К, вже йдуть випробування зразків матриць для отримання 4К по вертикалі.
• У матриці D-ILA перемикачі та інші електронні компоненти, що забезпечують адресацію до матриці, розташовані прямо за светомодулірующім рідкокристалічним шаром (а не між його окремими ділянками, як в LCD-технології). Це дозволяє зробити менш помітними кордону пікселів.
• Висока контрастність зображення.

суть технології

В основі технології D-ILA лежить принцип поляризації світлових потоків. Світло від джерела розділяється через поляризаційну призму PBS (polarized beam splitter) на два світлові потоки - P потік (світло, поляризований паралельно) і S потік (світло, поляризований перпендикулярно). P потік проходить прямо через PBS-призму як світло, не використовується для створення зображення. Компонента S відбивається від призми PBS і потрапляє на матрицю комплементарних метало-оксидно-напівпровідникових (C-MOS) транзисторів. Цей потік світла проходить через рідкокристалічний шар, відбивається від дзеркальних електродів і знову проходить через рідкі кристали, повертаючись на PBS-призму. При наявності керуючого напруги на затворі транзистора відбувається поляризація світлового потоку. S потік перетворюється в P потік, який безперешкодно проходить крізь PBS-призму і проектується на екран. Якщо поляризація відсутня, то від осередку в сторону призми надходить S потік. S складова світлового потоку, що надходить від матриці, відбивається PBS-призмою і не бере участі в формуванні зображення.

Колір і яскравість зображення

Кольорове зображення формується складанням RGB поляризованих світлових потоків від трьох матриць D-ILA. Існують одноматричну рішення на основі SD-ILA. У них світловий потік розбивається на RGB складові прямо в матриці (для цього в конструкцію матриці був введений додатковий шар HCF - Gologram Color Filter). Одноматричну проектори коштують дешевше, але вони не дозволяють досягти тієї якості зображення, яке пропонують трёхматрічние. C-MOS транзистори дозволяють плавно керувати ступенем поляризації світлового S потоку, що приходить від PBS призми. Ступінь поляризації відбитого потоку впливає на яскравість одержуваного зображення. Управління яскравістю зображення здійснюється зміною рівня напруги, що управляє на затворах транзисторів.

Принцип роботи трёхматрічного D-ILA проектора

Система поляризаційних лінз перетворить природний білий світ джерела в поляризований S потік. Це збільшує ефективність джерела світла і в той же час підвищує однорідність світлового потоку. Далі світло розділяється на компоненти RGB через діхроматічние призми, а кожен колір передається на свою PBS-призму. S-компонента кожного кольору відбивається PBS-призмою і потрапляє на D-ILA матрицю, де відбувається модуляція світлового потоку і формування P-компоненти. Ці Р-складові кожного кольору проходять через свою PBS-призму, синтезуються хрестової діхроматічной призмою і проектуються на екран через проекційну лінзу як кольорове зображення.

На даний момент товарним знаком D-ILA® позначаються проектори JVC, а сама технологія удосконалюється щороку і має величезний потенціал, не дивлячись на вже досягнуті результати.