Победит ли лазер плазму?

В 2006 году на выставке Consumer Electronics Show компания Novalux, Inc. представила технологию твердотельных источников света для проекционных дисплеев Necsel (Novalux Extended Cavity Surface Emitting Laser). Эта технология позволяла преодолеть технические трудности, связанные со сложностью и дороговизной производства лазеров, которые мешали созданию лазерных телевизоров.

По сравнению с плазменными телевизорами назывались следующие преимущества:
- Лазерные телевизоры могут отображать до 90% всего цветового спектра видимого глазом человека против 30% у плазмы (картинка будет как живая).
- Энергопотребление в несколько раз ниже
- Значительно больший срок службы
- Меньшая толщина
- Цена ниже примерно в два раза

Как работает лазерный телевизор

Лазерный телевизор, по сути, является проекционным телевизором, т.е. содержит встроенный проектор, только вместо ламп используется лазер. В лазерных телевизорах используется обратная проекция, при которой проектор и экран объединены в одном устройстве. При этом свет попадает на просветный экран, находящийся на фиксированном расстоянии от источника, после отражения.

Проекторы могут изготавливаться на основе LCD матриц, ЭЛТ, технологии DLP (изображение создаётся цифровыми микрозеркальными устройствами DMD), жидких кристаллов на кремниевой подложке (LCOS) и соответственно проекционные телевизоры называются LCD RPTV, CRT RPTV, DLP RPTV и LCOS RPTV (RPTV - Rear-Projection TV, телевизоры с обратной проекцией). Novalux (США) и Arasor(Австралия) в своих прототипах лазерных ТВ использовали DLP и LCD-технологию.

В одночиповых проекторах на лампах, свет проходит через цветовое колесо (обычно состоит из 4-х секторов: три под красный, зелёный и синий (RGB), а четвёртый сектор – прозрачный, для увеличения яркости), потом через световой тоннель (служит для получения однородного светового потока) попадает на матрицу зеркал DMD. Использование лазера позволяет обойтись без цветного диска, светового тоннеля и другой вспомогательной оптики. Платформа Necsel состоит из трех лазеров (красный, зеленый и синий), проецирующих свет прямо на матрицу микрозеркал.

Лазеры Necsel производятся на собственной фабрике в Силиконовой долине в виде полупроводниковых пластин размером около 10см. На каждой пластине содержатся тысячи микросхем. Лазеры Necsel могут давать стабильный свет в течении более 20 тыс. часов при максимальной нагрузке, при КПД > 15%.

Сразу же после выхода технология Necsel была провозглашена убийцей плазмы

Что же мы имеем:
Первый работающий прототип лазерного телевизора от Mitsubishi был продемонстрирован в 2006 году.
Недавно вышла первая серийная модель лазерного телевизора Mitsubishi LaserVue L65-A90 с диагональю 65 дюймов:

Характеристики Mitsubishi LaserVue L65-A90

• Используется технология DLP
• Диагональ экрана 65 дюймов
• Разрешение 1920х1080 пикселей (поддержка Full HD 1080p)
• Соотношение сторон 16:9
• Цветовой охват примерно в два раза больше, чем у существующих HD-телевизорам
• Видеорежимы: Brilliant/Bright/Natural/Game
• Два стереодинамика мощностью по 10 Вт
• Входные сигналы: 480i, 480p, 720p, 1080i (60 Гц), 1080p (24, 30 или 60 Гц)
• Потребляемая мощность 135 Вт
• Габариты: 265,5 х 1010,9 х 1389,4 мм
• Масса: 61,9 кг

Тестеры из TheTechLounge, сравнивавшие лазер Mitsubishi LaserVue 65 и плазму Pioneer PRO-151FD Kuro 60, отмечают отличную передачу цветов и меньшее энергопотребление. Однако если вы требовательны к углу обзора, то Mitsubishi LaserVue возможно будет не лучшим выбором.
Несмотря на обещания также обойти плазменные телевизоры по цене это пока не сделано, рекомендованная цена Mitsubishi LaserVue - $6999, что даже дороже плазмы с аналогичной диагональю.
Таким образом серьезного прорыва на рынок лазерных телевизоров не произошло. Существующее положение дел хорошо описал директор по дисплейным технологиям аналитической компании DisplaySearch Стив Джуричич (Steve Jurichich):

Лазерные телевизоры в какой-то мере даже опередили время.
Дело в том, что широкий цветовой охват не всегда является серьезным преимуществом, поскольку для создания видео-контента такого качества пока мало оборудования, да и телекомпании пока не готовы к вещанию такого уровня.

Лазерные ТВ вполне способны составить серьезную конкуренцию современным проекционным(не лазерным) телевизорам (меньшие толщина и вес, большие углы обзора, нет проблем с дорогостоящими лампами), но вот с плазменными дисплеями им тягаться будет сложно, в первую очередь, из-за цены.

Ну и напоследок посмотрите презентацию от Mitsubishi:

Гибкие дисплеи

ScienceDaily (Oct. 8, 2008) — Жесткие экраны телевизоров и громоздкие ноутбуки уйдут в прошлое, вместе с новой разработкой, опубликованной в New Journal of Physics, которая положит начало революционной технологии изготовления дисплеев.

Технология производства дисплеев сделала значительный шаг вперед когда исследователи из Сони (Sony) и Института Макса Планка (Max Planck) впервые продемонстрировали возможность создания гибких OLED-дисплеев, основанных на красной или инфра-красной ап-конверсии света.

Разработка, 'Annihilation Assisted Upconversion: Органический, Гибкий и Прозрачный Цветной Дисплей', делает реальностью компьютеры, которые можно свернуть и положить в пакет, массовое производство постеров с движущимися изображениями для рекламных дисплеев, телевизоров которые можно согнуть при просмотре, или даже технологии электронных газет, которые позволят загрузить на них свежие новости в это небольшое хитроумное устройство.

Эти органические цветные дисплеи имеют значительные преимущества по сравнению с традиционными технологиями, используемыми в проекционных экранах и телевизорах.
А именно эти дисплеи (Upconversion Multicolour Displays (UC)):
- Органические - прозрачные и эластичные
- Быстрое время отклика - от 1 µs до 500 µs (LCD телевизоры имеют порядка милисекунд - ms)
- Почти неограниченный угол обзора – вплоть до угла полного внутреннего отражения
- Многослойные дисплеи
- Размер ограничен только размером подложки
- Эмиссионные экраны - отсутствуют шумы
- Ультра низкая интенсивность возбуждения (красного или инфракрасного)– меньше чем 15 mWcm²
- Возможно когерентное или некогерентное возбуждение
- Высокая эффективность – в данный момент 6%
- Подстройка излучаемых цветов реализована даже при использовании того же источника возбуждения

В дисплеях, основанных на LCD технологии, жидкие кристаллы служат фильтром для проходящего через них света, поэтому, когда используется когерентное возбуждение (например, лазерный диод) проблема шумов встает очень серьезно. У этих органических эмиссионных UC экранов, органические молекулы сами излучают некогерентный свет во всех направлениях, чтобы создать картинку.

Sony анонсировала разработку эластичных OLED экранов в 2006 году, но из-за затруднений, связанные с ограничениями в размерах и разрешении, трудности структурирования органических соединений, так что они не могут искривлять в согнутом состоянии, приостановили выход на рынок. Новая технология не имеет таких проблем и дает новые возможности для дальнейшего использования.

В опубликованном исследовании говорится, что в связи с использованием новой структуры и уникальной комбинации органических соединений в вязкой полимерной матрице, не будет ограничений в размере или разрешении для новых экранов.

В заключении говорится, "Мы продемонстрировали наши лучшие знания в органических и прозрачных UC-дисплеях. Представленные дисплеи отличаются гибкостью и прекрасной яркость".

Что такое 3D LCD телевизор

Люди, за редкими исключениями, наблюдают окружающий мир своими глазами из двух точек одновременно. Наши глаза находятся примерно на расстоянии 6см, один от другого, и на каждой сетчатке получается только двухмерное изображение. Но мы живем в трехмерном мире, поэтому наш мозг приспособился объединять двумерные картинки от каждого глаза в трехмерную модель окружающего мира.

Ключевой момент этого процесса - бинокулярное несоответствие. Из-за того, что каждый глаз имеет немного отличающуюся точку обзора, два получающихся изображения сдвинуты немного, друг относительно друга. Это очень важно для нашей способности оценивать расстояние, потому что смещение между этими двумя картинками зависит от того, как далеко расположена от наших глаз обозреваемая картина.

Раз наш мозг использует 2D изображения и объединяет их, чтобы получить 3D модель, должно быть, несложно убедить его сделать тоже самое с любыми двумя картинками, показанными под ожидаемым углом бинокулярного смещения.
К счастью для продюсеров b-фильмов и с недавних пор для производителей LCD дисплеев, оказалось довольно просто обмануть мозг подобным образом.

Довольно просто предоставить мозгу две стереоскопические картинки, но сделать так чтобы каждый глаз видел нужную картинку намного сложнее. Лучшие 3D кинотеатры (если "лучшие" правильное слово) используют поляризационные очки, чтобы отфильтровать два изображения и добиться 3D эффекта.
К сожалению, покупатели никогда не воспринимали с воодушевлением идею носить очки, поляризационные, зеленые и красные, или другие, в основном, потому что они смотрелись невероятно немодно.

Проблемой для производителей компьютерных мониторов и тв дисплеев было создать правдоподобное 3D изображение без использования специальных очков или - как в первых попытках, двух отдельных экранов.

Ранние прототипы состояли из систем с двойным экраном, но потом разработчики свели их в одну панель. Следующее, что предстояло сделать, был экран, который мог показывать и 3D и 2D изображение: большинство геймеров устрашала перспектива смена монитора только для того чтобы проверить почту.

Так как же это работает?
Из опыта 3D кинотеатров: различно поляризованные изображения проигрываются на экране вместе. Зритель одевает специальные очки с линзами, которые позволяют проходить противоположной поляризации.

В простом 3D экране, спереди жк панели расположена очень мелкая решетка, называемая "параллактическим барьером". Она выполняет работу поляризационных стекол, направляя свет от каждого изображения немного по-разному, так что в так называемой "сладкой точке" примерно в 20 дюймах(50 см) от экрана два изображения разделены достаточно, чтобы мозг мог сложить 3D изображение.
Обратная сторона этого в том, что поскольку параллактический барьер это постоянное свойство монитора, то он постоянно находится в 3D режиме - что не очень подходит для каждодневного использования, как написано выше.

В дисплеях Sharp, барьер смещения создается вторым жидкокристаллическим экраном - известным как "переключающий" LCD - который отключен в нормальном 2D режиме. Когда экран активируется, он поляризован полосами, таким образом, он непроницаем для света от первого жк дисплея, генерируя непрозрачные линии перед нормальным экраном. Следующий график, взятый с сайта Sharp (http://sharp-world.com/products/device/about/technology/) показывает процесс:


Рис.1 Параллактический барьер разделяет свет так, чтобы на левый и на правый глаза зрителя попадало различное изображение, создавая трехмерную картинку.


Рис.2 Переключающие жидкие кристаллы контролируют параллактический барьер, позволяя свету свободно проходить. Зритель наблюдает одинаковое изображение левым и правым глазом, что в результате дает двухмерную картинку.

Ограничения этого метода в том, что вы должны расположить голову в правильной точке, чтобы увидеть 3D картинку. Экраны для нескольких зрителей сделать ненамного сложнее: параллактический барьер делается тоньше и крест накрест вместо полосатого. Однако, получение изображений для такого экрана намного сложнее, так как вместо двух картинок, 3D изображение получается для комбинации как минимум четырех точек обзора.

Sharp's 3D LCD: how's that work, then?