Телевидение с обратной проекцией ( RPTV ) — это тип технологии отображения на большом экране . Примерно до 2006 года большинство относительно доступных потребительских телевизоров с большим экраном до 100 дюймов (250 см) использовали технологию обратной проекции. Разновидностью является видеопроектор , использующий похожую технологию, который проецирует на экран .
В проекционных телевизорах используются три типа проекционных систем. Самыми ранними были проекционные телевизоры с ЭЛТ, и хотя они были первыми, чья диагональ превысила 40 дюймов, они также были громоздкими, а изображение на близком расстоянии было нечетким. К более новым технологиям относятся DLP (отражающий микрозеркальный чип), ЖК-проекторы , лазерные телевизоры и LCoS . Они способны отображать видео высокой четкости с разрешением до 1080p , и примерами служат SXRD (кремниевый рентгеновский отражающий дисплей) от Sony , D-ILA (цифровой прямой привод усилителя изображения и света) от JVC и Liquid Fidelity от MicroDisplay Corporation . [1]
Технология электронно-лучевой трубки была очень ограничена в ранние дни телевидения. Она основывалась на обычных методах выдувания стекла, в значительной степени неизменных за столетия. Поскольку трубка должна была содержать очень высокий вакуум, стекло находилось под значительным напряжением. Это, вместе с низким углом отклонения ЭЛТ той эпохи, означало, что практический размер ЭЛТ был ограничен без увеличения их глубины. [2] Самая большая практическая трубка, которую можно было сделать, которая могла быть установлена горизонтально в телевизионном шкафу приемлемой глубины, составляла около девяти дюймов. Двенадцатидюймовые трубки могли быть изготовлены, но они были настолько длинными, что их приходилось устанавливать вертикально и просматривать через наклонное зеркало в верхней части шкафа. В 1936 году британское правительство убедило Британскую вещательную корпорацию запустить общественную службу телевизионного вещания высокой четкости (для той эпохи [a] ). [b] Главной движущей силой этого шага британского правительства было создание производственных мощностей электронно-лучевых трубок, которые, по его мнению, были бы жизненно важны, если бы ожидаемая Вторая мировая война состоялась.
Способность корректировать сигналы отклонения для аберраций в геометрии трубки еще не была разработана, и было необходимо сделать трубки, которые были бы относительно длинными по сравнению с размером их экрана, чтобы минимизировать искажения. Однако, поскольку поверхность трубки должна была быть выпуклой, чтобы обеспечить сопротивление давлению воздуха, это смягчало проблему, но только если видимый центр отклонения был более или менее в центре кривизны экрана. Это требовало трубки, которая была бы относительно длинной для ее размера экрана. Ускоряющее напряжение, используемое для этих трубок, было очень низким по более поздним стандартам, и даже двенадцатидюймовая трубка работала только от источника питания в 5000 вольт. Ранние белые люминофоры были не такими эффективными, как более поздние предложения, и эти ранние телевизоры приходилось смотреть при приглушенном освещении.
В 1937 году на выставке Radiolympia в Лондоне компании Philips и HMV представили телевизоры с экраном размером 25 дюймов на основе той же трубки MS11 [c] Philips/Mullard [d] . [3] Они были предметом рекламной кампании, предшествовавшей выставке, которая вызвала большой интерес. Телевизор проецировал изображение с 4+1 ⁄ 2 -дюймовая трубка на 25-дюймовый травленый целлулоидный экран, зажатый между двумя листами стекла для защиты. Размер трубки был продиктован тем фактом, что это была самая большая трубка, которую можно было сделать с плоским экраном. В то время не было оценено, что изогнутый экран был оптически лучше, если центр кривизны экрана находился примерно в том же месте, что и центр кривизны зеркала. Трубка была установлена вертикально в нижней части шкафа, причем экран был направлен вниз к вогнутому зеркалу, которое отражало изображение вверх к наклонному зеркалу в верхней части шкафа на 25-дюймовый экран. Верхняя часть зеркального корпуса трубки имела линзу Шмидта [e] для исправления аберраций. Поскольку изображение должно было быть увеличено, чтобы осветить экран, который имел площадь примерно в 100 раз больше изображения на лицевой стороне трубки, изображение на трубке должно было быть действительно очень ярким. Для достижения необходимой яркости трубка питалась от ускоряющего источника напряжением 25 000 вольт. [f] Как следует из номера типа трубки, люминофор был зеленого цвета, который был ярче при заданном токе пучка, чем современные белые люминофоры.
К сожалению, и Philips, и HMV были вынуждены снять свои телевизоры с выставки к полудню первого дня, поскольку в обоих случаях электронно-лучевые трубки вышли из строя. Покупатели, купившие эти телевизоры, были разочарованы, обнаружив, что их трубки редко работали дольше нескольких недель (принимая во внимание, что телевизионное вещание длилось всего один час в день). К ноябрю 1937 года Philips решила, что будет выгоднее выкупить телевизоры обратно, чем продолжать заменять трубки по гарантии, которые становилось все труднее найти, поскольку спрос превышал предложение. [4] [g] Информация о том, как HMV справилась с этой проблемой, отсутствует.
К 1938 году Philips в значительной степени преодолела недостатки предыдущей электронно-лучевой трубки, чтобы произвести проекционную трубку Philips/Mullard MS11/1 [h] . [5] Эта новая трубка была в основном похожа, но имела больший катод, который требовал большей мощности нагревателя, что было способно поддерживать более высокий ток луча. [i] Эта новая трубка сохранила зеленый фосфорный экран более ранней трубки. Телевизор также имел меньший 21-дюймовый экран, который составлял примерно три четверти площади модели предыдущего года, что означало, что трубку не нужно было так сильно нагружать. Покупатели этой более поздней модели могли пользоваться ею только год или меньше, так как телевизионное вещание было приостановлено в 1939 году на время Второй мировой войны. У обеих моделей телевизора была проблема, заключавшаяся в том, что высокое ускоряющее напряжение на трубке означало, что она производила значительное рентгеновское излучение. Это не рассматривалось как проблема в 1930-х годах. [j] К счастью, большая часть этого излучения прошла через нижнюю часть установки из направленной вниз трубки.
В Соединенных Штатах Америки телевизионное вещание стало более распространенным в конце Второй мировой войны. [6] [7] Хотя технология электронно-лучевых трубок улучшилась во время войны, так что трубки стали короче для своего размера, так как теперь стало возможным исправлять искажения, двенадцать дюймов все еще были практическим ограничением по размеру. Однако теперь стало возможным установить двенадцатидюймовую трубку горизонтально в приемлемом размере корпуса. В результате этих ограничений по размеру системы обратной проекции стали популярными [8] [9] как способ производства телевизоров с размером экрана больше 12 дюймов. [10] Используя 3- или 4-дюймовую монохромную ЭЛТ, работающую при очень высоком ускоряющем напряжении для этого размера (обычно 25 000 вольт [11] хотя RCA действительно производила более крупную пятидюймовую трубку, которой требовалось 27 000 вольт [10] ), трубка создавала чрезвычайно яркое изображение, которое проецировалось через линзу Шмидта и зеркальный узел на полупрозрачный экран, обычно размером по диагонали от 22,5 до 30 дюймов, используя оптическую систему, практически идентичную более ранней системе Philips, описанной выше. Единственным изменением было то, что RCA использовала оптически превосходный выпуклый экран на трубке, выяснив, что линза Шмидта не должна была корректировать кривизну лицевой поверхности трубки, а только сферическую аберрацию зеркала. Полученное изображение было темнее, чем с ЭЛТ прямого обзора, и его приходилось смотреть при очень приглушенном освещении. Степень, в которой работала трубка, означала, что у трубки был относительно короткий срок службы.
Когда в июне 1946 года возобновилось британское телевещание, производство телевизоров восстанавливалось медленно, в основном из-за нехватки материалов после войны. Как уже отмечалось, двенадцать дюймов все еще были практическим верхним пределом для электронно-лучевых трубок прямого обзора. В ответ на это в 1950 году компания Philips через свое дочернее предприятие Mullard представила новую проекционную трубку MW6/2. [k] [12] Хотя основная идея трубки не изменилась, она была меньше всего на 2+1 ⁄ 2 дюйма и теперь имел выпуклую поверхность экрана, используя преимущества промежуточных американских разработок. Он также был примерно на четыре дюйма короче и теперь имел более эффективный белый фосфор, разработанный во время войны. Эта трубка позволяла создать более компактную систему обратной проекции. Трубка была установлена горизонтально и направлена на вогнутое зеркало, как и раньше, но на этот раз отраженное изображение поворачивалось на девяносто градусов плоским зеркалом с центральным отверстием для трубки. Затем оно отражалось вверх через корректирующую линзу Шмидта, прежде чем отражаться еще на девяносто градусов, чтобы попасть на экран. [l]
Эта новая трубка и оптическая система давали несколько преимуществ по сравнению с предыдущей системой. Корпус телевизора мог быть меньше. Раньше экран располагался наверху значительной части мебели, но эта новая система позволяла экрану занимать такое же положение, как экран телевизора прямого просмотра в обычном корпусе размером с консоль. Шмидт все еще должен был корректировать изображение для сферической аберрации от зеркала. [м] Использование дополнительного плоского зеркала позволило расположить отклоняющие катушки и фокусирующие магниты позади этого зеркала вне светового пути. Раньше они частично заслоняли изображение от вогнутого зеркала, будучи несколько больше экрана трубки. Оптический ящик, в котором размещалась трубка, также был разработан для экранирования рентгеновского излучения, производимого трубкой. Оптические ящики выпускались в трех версиях для 15+1 ⁄ 2 , 17+3 ⁄ 4 и 19+7 ⁄ 8 дюймов [диагональю]. Для фронтальной проекции на 44- или 52-дюймовые экраны были доступны еще два размера. [13] Разница заключалась исключительно в положении экрана трубки относительно вогнутого зеркала и оптических характеристиках линзы Шмидта. Эта новая система обеспечивала приемлемые изображения, которые были достаточно яркими при просмотре в приглушенном освещении. Однако яркое изображение на экране трубки, а также его все еще жесткая работа означали, что срок службы трубки был все еще существенно короче, чем у современных трубок прямого обзора. Комплект обратной проекции требовал по крайней мере одной или двух сменных трубок в течение срока службы. Это неудобство было несколько компенсировано относительно низкой ценой трубки по сравнению с более крупными версиями прямого обзора, отчасти из-за тиражей, в которых их приходилось производить, а также того факта, что их было довольно легко заменить.
В 1950-х годах произошло несколько крупных достижений в технологии электронно-лучевых трубок. Предварительное напряжение колбы трубки стальными полосами вокруг внешней стороны экрана для защиты от взрыва позволило производить трубки большего диаметра. Улучшения в коррекции отклонений на этих экранах позволили увеличить углы отклонения и, следовательно, сделать трубки короче для заданного размера экрана. Кроме того: были разработаны гораздо более простые отклоняющие системы, которые могли генерировать большие требуемые токи, не потребляя мощность более ранних схем. К 1956 году была разработана возможность производить трубки с почти прямоугольной поверхностью. Этому способствовало предварительное напряжение, но все еще требовалось, чтобы стенки имели выпуклую форму, чтобы выдерживать атмосферное давление. [14] Хотя размер 17 дюймов был самым большим размером в то время, он был достаточно большим, чтобы сделать технологию обратной проекции устаревшей в ближайшем будущем. Используя превосходный белый фосфор послевоенного периода и более высокие ускоряющие напряжения, [n] телевизоры были больше и ярче.
По мере развития телевизионных технологий и улучшения качества изображения ограничения в размерах электронно-лучевых трубок снова стали проблемой. Несмотря на то, что были доступны большие размеры экрана с короткой длиной трубки, возродился интерес к системам обратной проекции для достижения размеров изображения, которые были за пределами возможностей электронно-лучевых трубок прямого обзора того времени. Современные цветные телевизоры с обратной проекцией стали коммерчески доступны в 1970-х годах, [15] [16] [17], но в то время они не могли сравниться по четкости изображения с ЭЛТ прямого обзора.
Учитывая их и без того большие размеры, проекционные телевизоры иногда оснащались динамиками большего размера и более мощным встроенным звуком по сравнению с ЭЛТ-телевизорами с прямым просмотром и, в особенности, с плоскими панелями с ограниченной глубиной, а также базовой обработкой объемного звука или эмуляторами, такими как Sound Retrieval System (SRS) от SRS Labs , похожими на саундбар .
Хотя в начале 2000-х годов они были популярны как альтернатива более дорогим ЖК- и плазменным плоским панелям , несмотря на увеличение объема, падение цен и усовершенствования ЖК-дисплеев привели к тому, что Sony , Philips , Toshiba и Hitachi исключили телевизоры с обратной проекцией из своей линейки. [18] [19] Samsung , Mitsubishi , ProScan , RCA , Panasonic и JVC позже ушли с рынка, поскольку ЖК-телевизоры стали стандартом.
Большинство ранних телевизоров с обратной проекцией не могли быть закреплены на стене, и хотя большинство потребителей плоских панелей не вешают свои телевизоры, возможность сделать это считается ключевым моментом при продаже. [20] 6 июня 2007 года Sony представила 70-дюймовую модель SXRD с обратной проекцией KDS-Z70XBR5 , которая была на 40% тоньше своего предшественника и весила 200 фунтов, что позволяло в некоторой степени закрепить ее на стене. Однако 27 декабря 2007 года Sony решила уйти с рынка RPTV. [21] [22] [23] В 2009 году Mitsubishi начала предлагать свою линейку телевизоров с обратной проекцией LaserVue, монтируемых на стену. [24]
Ранние RPTV по сути были проекторами на ЭЛТ с зеркалом для проецирования на встроенный экран. Они были тяжелыми, весом до 500 фунтов. [25] Первые RPTV, не использующие ЭЛТ, были выпущены в 2002 году, используя технологии DLP, LCD и LcOS, требующие лампы UHP . Лампы UHP, используемые в проекторах и RPTV, требуют периодической замены, так как они тускнеют по мере использования. Первый настенный RPTV был выпущен в 2003 году компанией RCA. Первый DLP 1080p RPTV был выпущен в 2005 году компанией Mitsubishi. Первый RPTV, в котором в качестве источника света использовались светодиоды вместо UHP-лампы, был выпущен Samsung в 2006 году. RPTV, в которых использовалась плазменная лампа, были выпущены Panasonic в 2007 году. [26] [27] Первый RPTV, в котором вместо UHP-лампы или светодиода использовались лазеры, был выпущен Mitsubishi под названием LaserVue в 2008 году. Samsung ушла с рынка к 2008 году, оставив Mitsubishi единственным оставшимся производителем RPTV, пока она не остановилась в 2012 году из-за низкой прибыли и популярности. [28]
Проекционный телевизор использует проектор для создания небольшого изображения или видео из видеосигнала и увеличения этого изображения на видимом экране. Проектор использует яркий луч света и систему линз для проецирования изображения на гораздо больший размер. Фронтально-проекционный телевизор использует проектор, который отделен от экрана, и проектор размещается перед экраном. Установка обратно-проекционного телевизора в некотором роде похожа на установку традиционного телевизора. Проектор находится внутри телевизионной коробки и проецирует изображение из-за экрана. Экран может быть линзой Френеля. [29] [30] [31]
Ниже приведены различные типы проекционных телевизоров, которые различаются в зависимости от типа проектора и способа создания изображения (до проецирования):
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )