En titt på det optiska systemet

Det optiska systemet i projektorn kallas för en Light Engine. Det är en helt försluten enhet, som inte kan öppnas. Ljusgången är helt baserad på prismor. Speglar används inte inuti, som i de första DLP-projektorerna.

light engine pol-hjul systemskiss.jpg

Ljuset från xenonlampan bryts om till en parallell ljusstråle som går in i ett stråldelarprisma (beam splitter) och reflekteras 90 grader in i Light Engine (en del ljus går tvärs igenom stråldelaren också, och förloras).

Prismapaketet med färgdelande prismor delar upp ljuset i de tre primärfärgerna rött, grönt och blått, och bryter därefter ihop det till vitt ljus igen. Samma princip används i TV-kameror med tre CCD-arrayer, en bättre, men dyrare princip än den vanliga digitalkameran med färgfilter.

Det första prismat i Light Engine bryter bort den röda färgen och skickar ut ljuset mot den röda mikrospegelkretsen. Kretsens speglar ställer in sig efter bilden som ska visas och det ljus som inte ska reflekteras ut mot bioduken åker åt sidan och slukas av en svart yta (visas inte i systemskissen). Ljuset går tillbaka samma väg som det kom och går ut genom stråldelaren, där ytterligare en del av det förloras. Det resterande ljuset fortsätter ut i objektivet.

Grönt och blått ljus går vidare och nästa prisma skiljer ut det blå ljuset. Kvar blir bara det gröna ljuset som fortsätter tvärs igenom hela prismapaketet och träffar den gröna mikrospegelkretsen.

vickande speglar elektronikroskop.jpg

I elektronmikroskop ser speglarna ut som små bord som lutar. Varje spegel är bara 16 my bred och kan vinklas cirka 12 grader. Metoden med små rörliga element kallas MEMS (mikroelektromekaniska system). Foto: Texas Instruments.

myrfot.jpg

Du får en bättre uppfattning om mikrospeglarnas dimensioner när en myra satt sin jättelika, håriga fot ovanpå en DLP-krets. Foto: Texas Instruments.

DLP-Chip-Angle.jpg

Digital Light Processing (DLP) utförs med en mikrospegelkrets som denna, med flera miljoner speglar. Foto: Texas Instruments.

vattenkyld.jpg

Foto: Christie.

Eftersom en hel del ljus går förlorat, dels i stråldelarna och dels när bilden är mörk och mikrospegelkretsarna skickar det åt sidan och inte in i objektivet, finns det mörka absorbenter här och där i projektorn som får sluka det ljus som inte ska fram till duken. Dessa ytor kan bli ganska varma och måste vattenkylas. Det ljus som missar speglarna i mikrospegelkretsen, värmer istället själva kretsen, varför denna ofta också är vattenkyld.

light engine i praktiken.jpg

Så här kan en Light Engine med tre DLP-kretsar och färgdelande prismor se ut i praktiken, när alltihop sitter monterat på ett chassi. Den yttre 90-graders stråldelaren där ljuset från lampan speglas in, visas inte på bilden.

Lamporna

Det går åt mycket ljus vid 3D-projicering, främst eftersom det mesta av ljuset äts upp i polfiltren eller speglas bort mot absorbenter i projektorn. 2D-projektorer kan ha omkring 3 kW lampor och 3D-projektorer 6,5 kW lampor.

tobias med lampa.jpg

Foto: Audrone Vodzinskaite

Här visar Tobias Eggeby en xenonlampa. Den har en elektrod i varje ända och gnistgapet befinner sig i mitten i den utbuktande delen. Lamporna är ena rediga bestar fyllda med högtrycks-xenon, som måste förvaras i en explosionsskyddande filt för att vara säkra att hantera.

lamphus.jpg

Foto: Audrone Vodzinskaite

Här sitter en lampa monterad i ett luftkylt lamphus, en kub på cirka 40 centimeter. Gnistgapet befinner sig i spegelns fokus och parallellt ljus kommer ut genom det runda hålet framåt.

Nominell drivström till lampan är 60 ampere med ett spänningsfall på 20 volt. Det går en mycket grov tilledare till lampans ena pol, som säkerligen också får ta en del värmestrålning från lampan. Lampornas livslängd är inte den bästa. 6,5-kilowattarna lever bara 500 timmar.

silver screen.jpg

The Silver Screen

Filmduken måste vara speciell. Typen kallas Silver Screen (silverduk) för den ser lite silvrig ut. Det hade inte fungerat med en vanlig, diffuserande projektorduk, eftersom diffusionen förstör ljusets polarisation, eller inför eventuellt en egen komponent i polarisationen. Det är vad man kallar dielektrisk reflektion. Så är inte fallet med en metallisk spegel. Den bara reflekterar ljuset utan att förstöra polarisationen, så kallad elektrisk reflektion. Ja, eller den vänder polarisationen, så att medurs polarisation blir moturs – det är vanlig spegling.

En metallduk sprider inte ljuset lika bra som en diffuserande duk, så bilden blir bäst på vissa platser i salongen. Det blir helt enkelt mörkare utåt salongens kanter och 3D-djupet blir sämre.

Uttrycket Silver Screen betydde förr bara ”bioduk” eftersom man i filmens barndom, då projektorerna hade ganska svaga lampor, använde dukar med invävda metalltrådar. När lamporna blev starkare införde man diffuserande dukmaterial för att få större betraktningsvinkel, då en matt metallyta i princip fungerar som en spegel och bara kastar tillbaka ljuset i en ganska smal kon. Uttrycket ”The Silver Screen” lever dock kvar som synonym för filmindustrins glamour.

Duken är försedd med hål eftersom ljudet från högtalarna bakom ska kunna komma igenom.