Хант Р.В.Г. Цветовоспроизведение
Подождите немного. Документ загружается.
это досадное обстоятельство, явным достоинством системы остается то, что фотомет
рическая яркость воспроизводимых ею изображений оказывается много выше, чем у
обычных кинескопов.
Типичная область применения триноскопа — телекинопроекция, то есть киноза
пись телепередач (Venis, 1969). Отметим также, что триноскопы слишком дороги и гро
моздки для того, чтобы использоваться в конструкции домашних телеприемников.
21.3 СИСТЕМЫ ТРОЙНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
В проекционных телевизионных устройствах можно применять ранее упоминав
шийся принцип тройного проектирования (см. раздел 3.1), то есть задействовать три
проекционных кинескопа, позиционированных так, что трихроматические изображе
ния объединятся на одном общем отражающем экране (Federman и Pomicter, 1977).
При этом неизбежно придется преодолевать трудности пространственного све
де\ния этих изображений и мириться с невысокой фотометрической яркостью резуль
тирующего цветного изображения, но при этом все же можно добиться вполне удовле
творительных визуальных результатов.
Ранее метод тройного проектирования активно применялся при демонстрации цвет
ных телепередач в больших аудиториях, имитации ландшафтов и водных поверхностей
при тренировках начинающих летчиков и моряков (Marconi, 1969), а также (в дальней
шем) при показе развлекательных передач во время гражданских авиаперелетов.
Наконец отметим, что высокой фотометрической яркости изображений в системах
тройного проектирования можно достичь за счет полупрозрачных экранов задней под
светки, и очевидно то, что данный метод весьма подходит разного рода имитаторам,
презентациям и даже домашнему телепросмотру.
21.4 ТРУБКИ С ТЕНЕВОЙ МАСКОЙ
Уйти от сложностей в обеспечении должной точности приводки воспроизводящих
изображений в триноскопе и при тройном проектировании, а также уменьшить габа
риты устройств можно за счет применения т.н. кинескопа с теневой маской, в котором
три электронных пушки помещены в общую электроннолучевую трубку. Разумеется,
необходимость в электронной приводке трихроматических изображений по прежнему
останется, однако за счет того, что все три пушки находятся в общей трубке, в разверт
ке строк изображения могут участвовать одни и те же магнитные поля.
Описанная конструкция существенно облегчает положение, однако при этом воз
никает множество мелких сложностей, вызванных тем фактом, что коль скоро три
электронных пучка берут начало из разных пространственных положений, они немно
го поразному воспроизводят трихроматические изображения, к примеру: когда пуч
ки выполняют развертку изображения в углах кинескопа, им приходится проходить
больший путь, нежели когда они разворачивают центр. Следовательно, точного сведе
ния пучков лишь по центру экрана недостаточно и оно должно оставаться таким же и
по углам. Последнее означает, что характер управляющих магнитных полей в процес
се развертки должен меняться за счет управления формой кривой тока в электромаг
нитах (Law, 1977).
Итак, перед тем как попасть на люминофоры электронные пучки сталкиваются с ме
таллической пластиной, отстоящей примерно на 18 мм от слоя люминофоров и содержа
щей примерно 400000 мельчайших отверстий. Люминофоры, как мы знаем, залегают в
501
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
виде точек (см. рис. 3.1 и 21.2), и при этом направление электронных пучков, позиции
отверстий и позиции люминофоров должны быть такими, чтобы красносветящийся лю
минофор подвергался воздействию пучка только той пушки, что управляется «крас
ным» трихроматическим сигналом, зеленосветящийся — воздействию пучка только
той пушки, что управляется «зеленым» сигналом, синесветящийся — «синим».
Отметим, что ряды точек не должны лежать на строках изображения, поскольку в
этом случае они создают т.н. муаровый паттерн (систему муаровых полос), образуе
мый промежутками между строками, и т.н. точечный паттерн со строго заданными
углами между точками: муаровая картина легко заметна, когда углы меняются в диа
пазоне ±30° и практически незаметна при 0° (поэтому строки изображения должны
быть более или менее параллельны рядам точек).
502
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
RGBRGBRG
RRBGBGB
RGBRGBRG
RRBGBGB
RGBRGBRG
Òåíåâàÿ ìàñêà
Ëþìèíîôîðû
«Çåëåíûé» ýëåêòðîííûé ïó÷îê
«Êðàñíûé» è «ñèíèé» ýëåêòðîííûå ïó÷êè
(b)
(à)
Рис. 21.2 Кинескоп с теневой маской: (а) — люминофорные точки и отверстия в теневой маске
(обозначены как «´»); (b) — направления хода электронных пучков (вид сверху).
21.4.1 525Iстрочные системы
В теневой маске 525строчных систем (отдающих, как правило, 483 строки на соб
ственно изображение) обычно протравливается 357000 отверстий, то есть примерно
690 отверстий на каждую строку. Таким образом, максимальное разрешение изобра
жения составляет 345 пар точек на строку и 260 пар точек по вертикали (345´260).
Если диаметр сечения электронных пучков таков, что облучают они только один
ряд отверстий (согласно триадам люминофорных точек), то трубка 525строчной сис
темы не снизит разрешения результирующего изображения ниже 483 строк. Сказан
ное, однако, не является критичным условием работы кинескопа, и на практике, как
правило, каждый электронный пучок облучает несколько рядов отверстий (и, соответ
ственно, согласованных с ними люминофоров). Таким образом, даже теоретически
имеет место неизбежное снижение четкости результирующих изображений. Однако
ряд иных факторов, в частности, таких как чересстрочная развертка, также не луч
шим образом сказываются на их четкости (Jesty, 1958).
21.4.2 625Iстрочные системы
В теневой маске 625строчных систем (имеющих, как правило, 575 строк эффек
тивного разрешения) обычно протравливается порядка 440000 отверстий, дающих
примерно 575 рядов по 770 отверстий в каждом: и вновь четкость результирующих
изображений ограничивается, в первую очередь, диаметром сечения электронных
пучков, нежели структурой точек.
21.4.3 Технология производства теневых масок
Кинескопы с теневой маской способны воспроизводить изображения высочайшего
качества и активно применяются в производстве как высококачественных мониторов,
так и домашних телеприемников.
В производстве таких трубок следует очень внимательно следить за тем, чтобы пат
терн люминофорных точек был строго согласован с паттерном отверстий теневой мас
ки — в противном случае возникает паразитная подцветка нейтральных стимулов и
загрязнение колориметрически чистых (что ведет к серьезным отклонениям по цвето
вому тону и тех, и других). Следовательно, отверстия в теневой маске выполняются по
особой технологии, а именно протравливаются путем т.н. фотогравировки, которая за
действует специальный мастернегатив, гарантирующий почти абсолютную геомет
рическую точность этой гравировки. Внутренняя поверхность трубки покрывается за
тем т.н. фоторезистом
1
, содержащим красносветящийся люминофор, после чего свер
ху монтируется металлическая пластина с отверстиями, а в позицию соответствую
щей электронной пушки устанавливается источник света. Свет проходит через отвер
503
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
1
Фоторезист (от фото... и англ. resist – сопротивляться, препятствовать) — полимерный
светочувствительный слой, нанесённый на какуюлибо поверхность. Ф. используются в полу
проводниковой электронике и микроэлектронике для получения на пластинах «окон» задан
ной конфигурации. В результате экспонирования Ф. ультрафиолетовым излучением (иногда
электронным лучом) через наложенный на него стеклянный шаблон с нужным рисунком свой
ства полимера меняются: либо резко уменьшается растворимость Ф. (негативный Ф.), либо он
разрушается и становится легко удалимым (позитивный Ф.).— Прим. пер.
стия в металлической пластине, и воздействует на фоторезист, который, отвердевая,
образует люминофорные точки.
На следующем технологическом этапе металлическая пластина удаляется, заби
рая с собой неотвердевший фоторезист, и оставляя при этом на поверхности трубки
паттерны люминофорных точек.
Аналогичные пластины устанавливаются затем строго в ту же позицию, что и пер
вая, в результате чего тем же путем образуются точки зеленосветящегося и синесветя
щегося люминофоров.
Наконец отметим, что в трубке с диагональю 56 см расстояние между соседними
точками составляет всего лишь 0.4 мм, что, как мы видим, требует крайней точности
выполнения всех описанных выше операций (Wright, 1971).
21.4.4 Видеомониторы
При визуализации цифровых (компьютерных) данных чаще всего используются
т.н. видеомониторы, построенные на базе трубок с теневой маской. В данном случае
дистанция просмотра составляет, как правило, от полуметра до метра, противу
двухтрех метров при типичном домашнем телепросмотре. Следовательно, необходи
мо использовать трубки с гораздо более плотными точечными структурами.
Точечная структура, которую обычно называют пиксельной триадой, такова, что
ежели «р» — это расстояние между соседними отверстиями в маске, (1/2)р — расстоя
ние между соседними рядами люминофорных точек — (см. рис. 21.2[а]), а
p 3
— рас
стояние между соседними люминофорными точками, то в том случае, когда соседние
люминофорные точки отстоят друг от друга на 0.4 мм (типичный домашний телепри
емник), размер пиксельной триады будет равен
04 3. ´
(что примерно равно 0.7 мм).
В видеомониторах размер пиксельной триады обычно равен либо 0.3 мм, либо
0.2 мм. Наконец отметим, что каждая вертикальная пиксельная триада образуется
двумя строками отверстий теневой маски (см. 21.2).
Понятно, что три электронных пучка цветного видеомонитора должны быть очень
точно сведены между собой по всей площади дисплея, поскольку их несведе\ние очень
хорошо заметно при визуализации мелких символов (особенно в тех случаях, когда
символы эти располагаются на черном фоне). По этой причине в видеодисплеях приме
няется специальная система управления сведением, обеспечивающая точность в поло
вину или треть толщины телестроки (что желательно). Такие дисплеи также часто яв
ляются построчными, то есть, в них не используется чересстрочная развертка.
21.4.5 Диаметр пятна
Номинальный диаметр пятна в трубке с теневой маской принято определять при
фотометрической яркости равной половине яркости белой точки. У видеомониторов
диаметр пятна обычно равен двойному диаметру пиксельной триады и не должен быть
меньше, поскольку меньший диаметр при воспроизведении мелких символов неиз
бежно приводит к возникновению хроматических аберраций, а также затрудняет оп
ределение зрительной системой наблюдателя центра пятна или строки. К примеру,
при диаметре пиксельной триады 0.3 мм номинальный диаметр пятна должен быть ра
вен 0.6 мм.
Отметим, что видеомониторы не требуют того, чтобы их строчный стандарт соот
ветствовал телевизионному: при высоте дисплея в 280 мм (типичная высота трубок с
диагональю 19 дюймов [48 см]) диаметр пятна 0.6 мм соответствует 280/0.6 = 467 стро
504
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
кам. Однако порой применяют и большее число строк, вплоть до 1000: избыточное чис
ло строк иногда оказывается удобным в контексте снижения вероятности возникнове
ния т.н. алиайзинга — появления паразитной зубчатости краев искривленных и на
клоненных прямых линий.
В бытовом телевидении диаметр пятен можно приравнять к диаметру пиксельной
триады, поскольку необходимость в отображении мелких символов возникает крайне
редко, то есть, при высоте дисплея в 325 мм (свойственно трубкам с диагональю 22
дюйма [56 см]) пиксельная триада и номинальный диаметр пятна в 0.7 мм соответству
ют 325/0.7 = 464 строкам. То есть, увеличение диаметра пятна не столь критично.
Применение большего числа строк (483 или 575), опять же, позволяет уменьшить сте
пень алиайзинга.
21.5 ТРИНИТРОН
Электроннолучевая трубка, в которой люминофоры расположены в виде верти
кальных стрипов, относятся к категории тринитрон. В этой трубке электронные пуч
ки лежат в одной плоскости, а в металлической пластине вместо отверстий проделаны
вертикальные щели, позиционированные так, что электроны одного пучка воздейст
вуют на стрипы только красносветящегося люминофора, другого — на стрипы зеле
носветящегося, третьего — синесветящегося (см. раздел 3.4).
Перед трубками с теневой маской у тринитрона имеется ряд очевидных преиму
ществ:
— вопервых, управление отклонением лучей ощутимо проще, поскольку конст
рукция пушки позволяет сделать шейку трубки очень узкой;
— вовторых, изображение на единицу площади излучает вдвое больше света: дело
в том, что при том же диаметре пятна ток пучка можно усилить в 1.5 раза, а также в
том, что стрипы люминофоров покрывают площадь в 1.33 раза бо\льшую, чем у трубок
с теневой маской;
— втретьих, вертикальное разрешение трубки не зависит от экранной структуры,
то есть не возникает муаров и снижения разрешения по вертикали;
— вчетвертых, поскольку электронные пучки лежат в одной плоскости, гораздо
проще обеспечить высокую точность сведе\ния лучей и, следовательно, высокую точ
ность приводки кардинальных трихроматических изображений.
Ширина триады люминофорных стрипов может достигать 0.5 мм, давая при этом
примерно 600 триад на трубку 300 мм ширины. Уравнивание вертикального и горизон
тального разрешений требует того, чтобы яркостный сигнал был способен дать 350 цик
лов на строку (к примеру, 525´1/2´(4/3) = 350 чернобелых пар в системе с 525 фактиче
скими строками на изображение), следовательно, требуемое количество вертикальных
триад в идеале не должно быть меньше 700. Однако, как и в трубках с теневой маской, и
меньшее их количество можно использовать без видимого падения разрешения, по
скольку в фактический результат визуального восприятия изображения вмешивается
чересстрочная развертка (а также ряд других факторов) (Jesty, 1958).
Наконец отметим, что диагональ дисплеев, построенных на базе тринитрона, как
правило, несколько меньше, чем таковая у дисплеев, выполненных на основе трубки с
теневой маской.
505
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
21.6 САМОСВОДЯЩИЕ ТРУБКИ
Тринитрон и обычные трубки с теневой маской требуют в своем устройстве нали
чия систем т.н. динамической коррекции сведе>ния лучей. Необходимость продиктована
тем (см. раздел 21.4), что для обеспечения точной приводки электронных пучков в уг
лах изображения нужны менее мощные магнитные поля, чем по центру (поскольку
углы расположены дальше от электронных пушек и, следовательно, электронный пу
чок длиннее). Поскольку электронные пучки все время движутся по поверхности
трубки, необходимо динамическое изменение напряженности этих полей, согласован
ное с пространственной позицией пучков в данный момент времени.
В т.н. компланарных кинескопах (то есть, кинескопах с компланарным расположе
нием пушек и с самосведением) электронные пушки позиционированы одна парал
лельно другой и в одной горизонтальной плоскости (как в тринитроне), но вместо сис
темы динамической коррекции сведе\ния в шейке трубки имеется определенным обра
зом позиционированная отклоняющая катушка, прецизионно сводящая электронные
пучки на теневой маске во всех пространственных позициях изображения.
Такая катушка способна работать только в одной из плоскостей — вертикальной
или горизонтальной. В нашем случае по горизонтали лучи уже сведены, а по вертика
ли они сводятся до того, как попадут на маску (после чего распадаются на короткие
вертикальные полоски). Однако, замена теневой маски с отверстиями на щелевую
маску позволяет обеспечить просев электронов на уровне примерно 16%, что анало
гично таковому у обычных кинескопов с теневой маской (хотя и несколько меньше,
чем у тринитронов, просев которых составляет примерно 20%).
После прохода через щели электроны попадают на красносветящийся, зеленосветя
щийся и синесветящийся люминофоры, расположенные в виде стрипов (то есть, также
как и в тринитроне). Отметим, что когда щели выполнены в виде отрезков, маска стано
вится существенно менее требовательной к сферичности ее профиля (как то необходимо
трубкам с теневой маской), либо к его цилиндричности (как в тринитроне).
Ширина люминофорных стрипов в компланарных кинескопах составляет
0.0108 дюйма (0.27 мм), то есть каждый кардинальный стимул повторяется через ка
ждые 0.0324 дюйма (0.81 мм).
Иными словами, геометрия люминофорных стрипов, щелей в маске и электронных
пушек у компланарных кинескопов такова, что электроны от каждой пушки воздейст
вуют только на «свой» люминофор. Пушки при этом монтируются на расстоянии
0.200 дюйма (5.08 мм) одна от другой.
Компланарные кинескопы применяются в основном в дисплеях малого и среднего
размеров (см. рис. 21.3). Отметим, что в этих кинескопах могут использоваться как ко
роткие вертикальные полоски, так и классические люминофорные точки.
21.7 СВЕТОКЛАПАННЫЕ ПРОЕКТОРЫ
Т.н. светоклапанные проекторы задействуют источник света весьма высокой ин
тенсивности (в частности, такой как ксеноновая дуговая лампа) и модулируют свето
вой поток по каждому элементу изображения, в той или иной мере отклоняя свет от
специальной апертуры. Примером устройств такого типа является аппарат Эйдофор
(Eidophor) (Kays, 1987).
506
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
21.7.1 Эйдофор
Оптическая система Эйдофора включает в себя вогнутое зеркало, покрытое тончай
шей масляной пленкой, на которой образуется мелкая рябь — т.н. микроволны.Эф
фект микроволн состоит в отклонении светового потока, то есть в его модуляции.
Микроволны образуются за счет сканирования масляной поверхности электрон
ным пучком: по мере сканирования происходит депонирование электронов и образо
вание электронного рельефа (электронного изображения). Там, где образовался заряд
электростатические силы деформируют масляную поверхность и, коль скоро степень
деформации растет по мере роста заряда, отраженный свет модулируется согласно ин
тенсивности электронного пучка.
Результирующее цветное изображение воспроизводится либо путем тройного про
ектирования, либо за счет дифракции на единичном зеркале (Glenn, 1970).
21.7.2 GE Talaria
Аналогичный Эйдофору светоклапанный проектор GE Talaria, созданный компа
нией Texas Instruments
1
, относится к категории т.н. DMDустройств — цифровых
микрозеркальных устройств (Digital Micromirror Device) (Younce и Monk, 1994), пред
ставляющих собой матрицу квадратных микрозеркал, размером 16´16 mm. Свет в дан
ном случае модулируется каждым зеркальцем, отклоняющим этот свет так, что по
следний либо полностью отражается, либо полностью пропадает по различным участ
кам изображения.
Цветные изображения воспроизводятся либо за счет классического фильтрового
колеса, дающего от 150 до 180 трихроматических кадров в секунду, либо за счет специ
ального устройства сведе\ния лучей, построенного из трех отдельных цифровых мик
507
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
Рис. 21.3 Микрофотографии светящихся экранов 625строчной телевизионной электронно
лучевой трубки с теневой маской. Слева: обычный кинескоп с теневой маской (см. разделы 3.3
и 21.4). Справа: копмланарный кинескоп (см. раздел 21.6). Общее увеличние 31 крат. При нор
мальном просмотровом расстоянии пятна красного, зеленого и синего кардинальных стимулов
сливаются в промежуточные стимулы, необходимые для формирвоания изображения (см. раз
дел 3.3).
Микрофотографии любезно предоставлены Thorn Color Tubes Ltd.
1
Компания по производству электрооборудования и электронных приборов, входит в список
«Форчун500» [Fortune 500 ]. Штабквартира в г. Далласе, шт. Техас. — Прим. пер.
розеркальных кристаллов, состоящих, в свою очередь, из дихроичных красноотра
жающих, зеленоотражающих и синеотражающих микрозеркал (см. рис. 20.8).
Уровни светового потока, достигаемые с помощью светоклапанных проекторов,
могут быть очень высокими (к примеру, 7000 лм, в частности — у Эйдофора — см. При
ложение А3.5), поскольку свет от источника без прерываний работает по всему изобра
жению.
21.8 ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ДИСПЛЕИ
Если два поляризационных фильтра расположены друг над другом так, что пре
пятствуют прохождению света, то для изменения направления поляризации (враще
ния плоскости поляризации) и восстановления пропускания могут использоваться
специальные жидкие кристаллы. Однако вращение это имеет место только тогда, ко
гда жидкие кристаллы ориентированы в строго заданном направлении. Сие осущест
вимо с помощью электрического поля переменной мощности, прикладываемого к кри
сталлам (что и ведет к изменению количества пропускаемого света).
21.8.1 Принцип устройства
Слой жидких кристаллов обычно располагают между прозрачными электродами,
параллельными друг другу (и, разумеется, поляризационным фильтрам) и отстоящи
ми друг от друга на одну десятую миллиметра (и даже менее).
В одном из вариантов жидкокристаллического дисплея (рис. 21.4) направление по
ляризации не меняется, когда кристаллы находятся под прямыми углами к плоско
стям, параллельным поляризационным фильтрам, и меняется, когда кристаллы ока
зываются в иных плоскостях. В данном случае для вращения плоскости поляризации
электродные поверхности, содержащие кристаллы, протравливаются так, чтобы кри
сталлы эти были ориентированы в одном определенном направлении; при этом на
правление протравки электродов взаимноперпендикулярное. Плавное изменение ори
ентации кристаллов достигается за счет погружения кристалла на определенную глу
бину его ячейки, что приводит к равномерному изменению направления поляризации
света. При плавном повышении напряжения между электродами, ориентация жид
ких кристаллов равномерно переходит в положение, перпендикулярное плоскостям
поляризационных фильтров и количество пропущенного света плавно падает.
Для воспроизведения изображения с помощью жидких кристаллов необходимо,
чтобы один из электродов представлял собой мозаику раздельно адресуемых областей
(ячеек). При этом второй электрод у всех ячеек может быть общим. Размер ячеек, ко
торые и создают элементы воспроизводимого изображения (пикселы), обычно равен
0.33 мм или 0.25 мм. Толщина слоя может быть много меньше — 0.1 мм (и даже еще
меньше).
Диагональный размер телевизионных жидкокристаллических дисплеев варьиру
ет от 3 до 26 дюймов (и более). Дисплеи малого размера используются в карманных
устройствах, таких как видоискатели фото и видеокамер, мобильные телефоны и пр.,
но при решении офисных задач желательны диагонали от 17 дюймов и выше.
Чтобы добиться четкости, адекватной широковещательному телевидению, число
пикселов в больших дисплеях должно составлять примерно 400000, а в приемниках
телевидения высокой четкости — в четыре раза больше (и такие аппараты тоже суще
508
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
ствуют). Отметим, что при таком большом количестве пикселов очень трудно добиться
удовлетворительного уровня отбраковки ячеек.
Угол, под которым свет проходит через слой жидких кристаллов влияет на пропус
кание и, следовательно, при смене угла просмотра возникают изменения в восприятии
изображений, воспроизведенных этими дисплеями. ЖКдисплеи, как правило, конст
руируются так, чтобы наименее благоприятный угол просмотра был снизу, поскольку
это наименее популярное направление просмотра.
Коэффициент пропускания жидкокристаллического слоя также, как правило, за
висит от длины волны.
Прочие недостатки обсуждаемых устройств — это: низкое время отклика и слиш
ком высокий уровень минимального пропускания, лежащий выше оптимума воспро
изведения темных цветовых стимулов.
21.8.2 Цветовоспроизведение
Существует как минимум два принципиальных способа воспроизведения цветных
изображений на жидкокристаллических дисплеях.
509
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ
Рис. 21.4 Принцип действия твистнематической жидкокристаллической ячейки.
21.8.2.1 Мозаика фильтров
Способ состоит в том, что ячейки покрываются регулярной мозаикой красного, зе
леного и синего фильтров, а просмотр при этом ведется с такого расстояния, при кото
ром мозаичная структура результирующего стимула не распознается зрением. Отме
тим, что такая конструкция чревата потерей четкости, если количество пикселов не
было утроено.
В качестве источника подсветки используется обыкновенная люминесцентная
лампа со специальным рассеивателем. Световую эффективность источника можно по
высить за счет выбора трехполосной лампы (см. раздел 10.5), испускающей свет в ос
новном в длинноволновой («красной»), средневолновой («зеленой») и коротковолно
вой («синей») частях спектра.
Отметим, что фильтровая мозаика может использоваться и в диапроекторах: не
смотря на то, что интегральная экранная фотометрическая яркость изображений в
этом случае окажется сильно сниженной за счет низкого коэффициента пропускания
жидкокристаллической матрицы (обычно всего лишь 4%), результирующее изобра
жение выглядит ярким, если уровень окружающего освещения достаточно низок.
21.8.2.2 Светоделительная система
Еще одним технологическим вариантом воспроизведения цветных изображений
на жидкокристаллических экранах является применение светоделительной системы
в связке с тремя монохромными жидкокристаллическими матрицами (рис. 21.5): из
белого света какоголибо мощного источника дихроичными зеркалами выделяется
вначале длинноволновая («красная») составляющая светового потока, затем средне
волновая («зеленая») и, наконец, коротковолновая («синяя»). Окрашенные световые
потоки падают затем на три монохромных жидкокристаллических дисплея, после
прохождения через которые, объединяются второй системой дихроичных зеркал и
проектируются общим объективом на экран.
В одном из вариантов конструкции проектора матрица состоит из 756´556 пиксе
лов и количество это не уменьшается фильтровой мозаикой, то есть, общее число пик
селов составляет 420336 (что вполне подходит визуализации телесигналов широкого
вещания). Плюс к тому, методика позволяет избежать светопотерь, возникающих
изза применения красного, зеленого и синего фильтров, и световой поток в таких про
екторах (см. Приложение А3.5) достигает 5000 лм (благодаря чему они вполне пригод
ны к использованию в больших аудиториях).
Наконец отметим, что высокой фотометрической яркости изображений, воспроиз
водимых проекционными устройствами, можно достичь за счет замены классического
отражающего экрана полупрозрачным экраном задней подсветки.
21.8.3 Субтрактивная визуализация
Относительно недавно были найдены способы субтрактивного цветовоспроизведе
ния с помощью жидкокристаллических дисплеев (см. рис. 21.6): матрица жидких
кристаллов подсвечивается источником, дающим белый световой поток с коаксиаль
ным (соосным) ходом лучей. Свет вначале проходит через cyanполяризационный
фильтр, воздействующий только на длинноволновое («красное») содержимое этого по
тока, после чего монохромная жидкокристаллическая матрица, активированная
510
ГЛАВА 21 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЕИЗОБРАЖЕНИЙ