Ljuskanonen i tusen bitar

Ljus riktas mot en spegel

I dlp-projektorn skapas bilden genom att ljus riktas mot en styrbar spegel, som kan spegla ut ljuset i form av en bild genom projektorns objektiv. Det ljus som inte behövs, riktas åt ett annat håll.

Eftersom spegeln är uppbyggd av många tusen små speglar brukar den kallas för en digital micromirror device, dmd. Mera generellt kallas sådana mikrolösningar i kisel för mems, microelectromechanical system.

Just den här typen av mems-krets är ett litet mikrounderverk som uppfanns av Texas Instruments år 1987. Företaget kallar sin princip för dlp, digital light processing.

Tekniken har funnits kommersiellt tillgänglig sedan 1999 och användes till en början i biografer. Den första film som visades digitalt var ”Star Wars: Episod I – Det mörka hotet”.

Sedan dess har priserna på utrustningen sjunkit och man kan numera hitta dylika projektorer i var mans hem.

I dag är det 4K-breda bilder som gäller på de allra flesta biografer. Gammeldags projektorer för silverfilm har nästan helt försvunnit.

Vissa upplever problem

Vissa som tittar på bilder från en dlp-projektor upplever problem med rader av olikfärgade bilder när de vrider på huvudet, den så kallade regnbågseffekten. Projektorn matar ut bilder i de olika delfärgerna efter varandra och flyttar man blicken snabbt ritas de tre delbilderna på olika ställen på näthinnan.

Samma fenomen kan uppstå när rulltexter i vitt rullar över skärmen, om de hinner flytta sig en bit mellan delfärgerna.

En lösning på det skulle kunna vara att snurra färghjulet fortare så att delbilderna hamnar så nära varandra att fenomenet blir betydelselöst. Det beror på om man kan acceptera sämre kontrast.

Färghjulet är genialiskt inrättat. Det ska dela upp lampljuset i rött, grönt och blått, men när det till exempel släpper igenom rött ljus, måste det absorbera det gröna och det blå. Då kan det bli tämligen varmt, sisådär 20 watt.
Därför är hjulet gjort så att det är rgb när man tittar tvärs igenom det, men komplementfärgerna cyan, magenta och gult om man ser reflexen. När rött ljus går igenom reflekteras således grönt och blått, vilket är detsamma som cyan, tillbaka till lampan. Det klarar den, för den är fläktkyld.
Det finns en helt transparent sektor också, som släpper igenom vitt ljus. Den används bland annat när man vill ha ljusare vit text.

Långsamt vid många färger

Ju snabbare man vrider färghjulet, desto mindre tid blir det över till varje delbild. Ungefär en tiondel av rotationstiden går förlorad då hjulet byter färg. Det går inte att projicera en bild som är halvt röd-grön. Under denna tid måste projektorn visa svart.

Mems-kretsen får alltså kortare tid på sig att visa bild och allt mera relativ tid spenderas på att vicka mikrospeglarna. Medan de vickas kastar de ljuset hit och dit, vilket betyder att kontrasten minskar i takt med ökande varvtal på hjulet.

Samtidigt kan speglarna inte vicka hur fort som helst. Krets­en kan inte pulsbreddsmodulera fram hur smala pulser som helst, så snabbare rotation betyder färre grånivåer, då spegeln måste stå stilla en viss tid i ett ändläge för att hinna mata ut något synligt ljus.

Speglarna måste ha tid

Dlp kan visa 10 bitars grånivåer, men bara om mikrospeglarna har tid att uttrycka dem. Den tiden kan bara delas in i diskreta steg och blir det för få steg blir det för få grånivåer.

En annan lösning finns i den projektor vi studerar i den här artikeln, nämligen ett vitt segment på färghjulet, så att vita tecken kan uttryckas i solitt vitt. Det minskar åtminstone regnbågseffekten.

I bioprojektorer har man inget färghjul, utan i stället ett färgdelarprisma som delar upp det vita lampljuset i rött, grönt och blått ljus, som får träffa var sin mems-krets.