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¿por qué sistema de triple haz es mejor que el sistema de doble haz?

Jul 13, 2018

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Entre los dispositivos 3D que se usan actualmente en teatros, los dispositivos 3D polarizados ocupan una proporción considerable, y el proceso es maduro y estable, y el costo es relativamente barato, lo que ha sido ampliamente reconocido por el teatro. En el dispositivo 3D polarizado, la eficacia luminosa del sistema de doble haz y el sistema de triple haz puede alcanzar el 30% en comparación con el efecto de luz del 16% del dispositivo 3D de ruta óptica única, que se conoce colectivamente como alta eficiencia luminosa 3D, que dobla el brillo de la imagen en 3D de la pantalla. El tipo de tecnología más importante en la tecnología de cine 3D.


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El sistema de doble haz utiliza un divisor de haz de polarización de división de haz de polarización convencional (PBS) para polarizar toda la luz incidente, transmitir el haz P polarizado y reflejar el haz S polarizado, y luego usar un espejo, un dispositivo giratorio de polarización y un modulación de fase de cristal líquido. El dispositivo ajusta el haz reflejado y utiliza un dispositivo de modulación de fase de cristal líquido para ajustar el haz transmitido y coopera con un dispositivo de lente para hacer que los dos haces se superpongan en la pantalla como una imagen, mejorando así la utilización de la luz.

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La tecnología 3D del sistema de triple haz se basa en el principio de la tecnología 3D del sistema de doble haz. La estructura del prisma de división del haz de polarización se rediseña en forma de K. El haz reflejado se puede dividir en dos, que se dividen en dos haces superiores e inferiores, respectivamente. Menor reflexión. El haz transmitido es un haz de luz que es una imagen completa en la pantalla. El haz reflejado es solo una media imagen, y dos haces reflectantes S-polarizados son modulados por dos espejos, dos dispositivos de rotación de polarización y dos dispositivos de modulación de fase de cristal líquido, respectivamente. El haz polarizado de estado P transmitido es modulado por el dispositivo de modulación de fase de cristal líquido y el grupo de lentes. Las imágenes superior e inferior se unen en la pantalla en una imagen completa que se superpone con toda la imagen transmitida en la pantalla, lo que mejora la utilización de la luz.


Primero, la comparación de tamaño y peso
La Figura 1 y la Figura 2 muestran los diagramas ópticos y de trayectoria óptica principales del sistema de doble haz y el sistema de triple haz, respectivamente, basados en el mismo ángulo de divergencia y tamaño de punto. Dado que las tres rutas de luz dividen la luz en dos imágenes de la mitad superior e inferior, la ruta óptica se acorta significativamente en toda la ruta óptica, por lo que el tamaño del prisma se reduce significativamente y el grosor del dispositivo disminuye. Bajo la misma relación de proyección, el equipo 3D de tres luces es significativamente más pequeño que el sistema de doble haz, y el grosor es más delgado y el entorno de instalación es más bajo. Al mismo tiempo, debido a la reducción en el volumen, el peso también se reducirá significativamente.

En segundo lugar, eficiencia de la luz
En principio, el sistema de doble haz y el sistema de triple haz utilizan dispositivos de división de polarización para convertir la luz no polarizada de la lente en luz polarizada linealmente. Los dispositivos de división de polarización utilizados en las dos tecnologías tienen la misma eficacia espectral. Al mismo tiempo, ambos utilizan espejos como dispositivo de ajuste de la dirección de la luz, y su reflectividad es básicamente la misma. Después de que se convierte la luz, finalmente se pasa a través de un modulador de cristal líquido y se ajusta a la luz polarizada circularmente a la izquierda y a la luz polarizada circularmente a la derecha según el orden del cuadro. El rendimiento de los dispositivos utilizados es esencialmente el mismo en todo el proceso de conversión óptica y modulación.
Por lo tanto, en teoría, la eficiencia de la luz del sistema de doble haz y el sistema de triple haz es la misma, y no hay ningún problema de que el efecto de luz 3D del sistema de triple haz sea más alto que el sistema de doble haz 3D.


En tercer lugar, la tasa de diafonía
En la tecnología de polarización 3D, la tasa de diafonía es un indicador de parámetro que describe la diafonía de las imágenes del ojo izquierdo y derecho. En términos de porcentaje, el estándar de la industria suele ser una tasa de diafonía de no más del 2%. Cuando se incrementa la frecuencia de diafonía, la imagen fantasma se agrava y la calidad de la imagen se deteriora. La frecuencia de diafonía no solo es un parámetro importante para la medición de equipos 3D polarizados, sino también un parámetro importante para medir todo el cine en 3D. Incluye varios equipos relacionados, incluidos proyectores digitales, pantallas metálicas y gafas polarizadas 3D. En el caso de un dispositivo 3D polarizado en sí mismo, la tasa de diafonía se determina principalmente por los parámetros ópticos y la circuitería de activación del dispositivo de modulación de cristal líquido.
El sistema de doble haz y el sistema de triple haz utilizan el mismo proceso de fabricación para fabricar el dispositivo de modulación de cristal líquido y conducir utilizando el mismo circuito de conducción. Sin embargo, dado que el área del dispositivo de modulación de cristal líquido de la ruta óptica en el dispositivo 3D de ruta óptica dual es demasiado grande para ser completamente accionada, el contraste del modulador de polarización de la ruta óptica superior se degrada gravemente. Generalmente, el sistema de doble haz diseñado según una relación de proyección de 1.2: 1 tiene una relación de contraste de 60 a 80: 1, que se convierte en una relación de diafonía de 1.25% a 1.7%.
La ruta óptica interna del equipo 3D del sistema de triple haz es obviamente más pequeña que la del sistema de doble haz. El área puntual se reduce y se divide en dos partes. Se utilizan dos dispositivos de modulación de cristal líquido con un área más pequeña, respectivamente. No hay problema de capacidad de conducción insuficiente, por lo que el contraste del sistema de triple haz es obvio. Más alto que el sistema de doble haz. Generalmente, el sistema de triple haz diseñado de acuerdo con la relación de proyección de 1.2: 1 tiene una relación de contraste de 150 a 180: 1, que se convierte en una relación de diafonía de 0.56% a 0.67%.
Por lo tanto, en términos de velocidad de diafonía y efecto fantasma, el sistema de haz triple es mucho mejor que el sistema de doble haz. El uso de la ruta de tres luces puede mejorar de forma efectiva el contraste del dispositivo 3D polarizado y reducir la velocidad de diafonía, lo que puede mejorar de manera efectiva el problema de imagen fantasma de la imagen en 3D en la pantalla.

En cuarto lugar, compatibilidad de fuente de luz
Actualmente, la fuente de luz digital utilizada en los proyectores digitales de cine incluye: lámparas de mercurio, lámparas de xenón, láseres de fósforo y láseres RGB (incluidos los láseres de 6 y 9 colores). Excepto por el láser RGB, el espectro de otras fuentes de luz es espectro continuo o espectro continuo parcial. Pertenece a una fuente de luz incoherente y no tiene ningún problema cuando se combina con un sistema de doble haz y un sistema 3D de triple haz.
La fuente de láser RGB utiliza tres tipos de láseres semiconductores de una longitud de onda fija como fuente de luz. El ancho de media onda de cada longitud de onda del láser RGB es muy estrecho. Pertenece a la fuente de luz coherente y conserva casi todas las características del láser, incluidas: monocromaticidad, coherencia, polarización lineal, etc. El prisma divisor del haz polarizante en forma de K utilizado en el equipo 3D del sistema de triple haz se pega y empalma mediante una pluralidad de prismas, y la costura de empalme se ubica en el medio de la trayectoria óptica. Por lo general, la costura se considera ópticamente discontinua. Cuando se utiliza el láser RGB en un dispositivo 3D de tres luces, debido a la coherencia del láser, las rayas horizontales de color a menudo aparecen en el medio de la pantalla. El prisma utilizado en el dispositivo 3D óptico dual no tiene puntadas en la trayectoria óptica, por lo que es ópticamente continuo y no hay problemas de rayas de color.


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Sin embargo, el sistema de triple haz no es completamente incapaz de resolver el problema de la banda de color horizontal. Mediante el tratamiento especial del borde del prisma y la optimización del proceso de encolado y encolado del prisma, el problema de la banda de color horizontal puede resolverse básicamente.

Cinco, claridad de imagen
Cuando el sistema de doble haz está funcionando, su imagen de pantalla final está formada por dos imágenes superpuestas. La imagen del sistema de triple haz se empalma en dos imágenes por dos medias imágenes, y luego coincide con otra imagen completa. Por lo tanto, la precisión de la superposición de imagen determinará directamente la nitidez de la imagen. Incluso en condiciones ópticas ideales, aún existen grandes diferencias entre el sistema de doble haz y el sistema de triple haz, que están determinados por la estructura de los dos, es decir, la diferencia de camino óptico es diferente. En los primeros dos diagramas de trayectoria óptica, la parte roja se utiliza para indicar la diferencia de trayectoria óptica entre el haz transmitido y el haz reflejado. Para una distancia de proyección de 18 metros, el ancho de la pantalla es de 15 metros, la relación de proyección es de 1.2: 1, y la diferencia de trayectoria óptica en el sistema de doble haz es de aproximadamente 150 mm. Es decir, la luz central de las vigas superior e inferior es de aproximadamente 150 mm. En el sistema de haz triple diseñado de acuerdo con la relación de proyección 1.2: 1, la diferencia de camino óptico entre el haz transmitido y el haz reflejado es solo de aproximadamente 60 mm. El haz central del haz superior en el camino óptico doble 3D debe desviarse hacia abajo en 0,48 grados, mientras que el sistema de haz triple solo necesita desviarse en 0,21 grados. Por lo tanto, el plano focal de la viga superior también se desvía en 0,48 grados. En el caso en que la pantalla se coloca verticalmente, el borde superior de la pantalla está más cerca de la lente que el plano focal de la viga inferior en aproximadamente 34 mm, y el borde inferior de la pantalla está a unos 34 mm del plano focal de la viga inferior Con respecto al ángulo de la luz de la relación de proyección de 1.2: 1, se puede calcular el ángulo relativo. En la viga inferior, la viga superior es aproximadamente 8,4 mm más pequeña en el borde izquierdo de la pantalla, y la viga superior está a unos 8,4 mm por debajo del borde de la pantalla. Calculada a una resolución de 2K, la pantalla de 18 metros de ancho tiene un tamaño de 8.79mm por píxel. Por lo tanto, para el sistema de doble haz, en el caso más ideal, la desviación de píxeles alrededor de la pantalla también es de aproximadamente 1 píxel, pero a menudo debido al tamaño excesivo de la óptica del sistema de doble haz, la precisión no puede lograrse idealmente, por lo que el doble Dispositivo óptico de ruta 3D La superposición de pantalla generalmente es de 1 a 3 píxeles.

El haz y el haz descendente deben desviarse 0,21 grados en el sistema de triple haz, y el plano focal de los haces superior e inferior también se desvía en 0,21 grados. También en el caso de que la pantalla se coloque verticalmente, el borde superior de la pantalla está aproximadamente a 7,4 mm más cerca de la lente que el plano focal de la viga central, y la línea horizontal de la pantalla está a unos 7,4 mm de distancia de la lente que el plano focal del haz medio, con referencia al ángulo de luz de la relación de proyección de 1.2: 1. También se puede inferir que el haz superior es aproximadamente 1,8 mm más pequeño en el borde izquierdo de la pantalla que el haz intermedio, y el haz superior mide aproximadamente 1,8 mm en el centro de la pantalla, y el haz inferior es consistente con el superior haz. Según el cálculo de resolución 2K, en el caso más ideal, la desviación de píxel alrededor de la pantalla y la línea horizontal media es de aproximadamente 0,2 píxeles, y el volumen del sistema de haz triple es mucho más pequeño que el del sistema de doble haz, y el la precisión es más alta que la del sistema de doble haz. Por lo tanto, la excelente alineación de pantalla del sistema de triple haz se puede controlar a 0,5 píxeles o incluso a una mayor precisión.

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El sistema de doble haz muestra una deformación trapezoidal severa cuando las imágenes coinciden
La imagen del haz reflejado de doble haz es más pequeña que la imagen de transmisión en el borde superior de la pantalla, y el borde inferior de la pantalla es más grande que la imagen de transmisión, de modo que la imagen no puede superponerse completamente en las cuatro esquinas del pantalla. Cuanto menor sea la relación de proyección, mayor será el volumen del sistema de doble haz. Cuanto mayor es la diferencia de trayectoria óptica entre los haces superior e inferior, más se intensificará la deformación trapezoidal. Por lo tanto, en la actualidad, el camino de dos haces con una relación de proyección de 1.2: 1 o menos tiene un problema de que las imágenes no se pueden superponer, y la desviación de píxeles es de 2 a 4 píxeles o más.


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Las imágenes 3D del sistema de doble haz no pueden ser completamente coincidentes

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La deformación trapezoidal de la imagen del 3D de triple haz no es obvia
En el dispositivo 3D del sistema de triple haz, dado que la diferencia de trayectoria óptica entre el haz transmitido y el haz reflejado es pequeña, el ángulo al que el haz reflejado necesita ser desviado también es pequeño, por lo que la imagen reflejada no tiene sustancialmente deformación trapezoidal. y se puede hacer en la mayoría de las áreas de la pantalla. Para la alineación de nivel de píxeles.

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La imagen del sistema triple beam3D coincide perfectamente


Por lo tanto, el modulador 3D de triple haz presenta mucha más claridad que el sistema de doble haz, especialmente para los proyectores digitales 4K.


A través de la comparación integral horizontal anterior, aunque el costo del sistema de triple haz es ligeramente más alto que el del sistema de doble haz, es pequeño en tamaño, ligero, bajo en entorno de instalación, precisa en la alineación de la imagen, más clara en la imagen, alta en la eficiencia de la luz y ligeramente fantasma. La solución de cine 3D más madura.


En la actualidad, cada vez más cines están comenzando a transformar láseres RGB, pero como la mayoría del sistema de triple haz no es compatible con los proyectores láser RGB, el teatro solo puede elegir el sistema 3D de doble haz y los proyectores láser RGB, pero el láser RGB teatros La mayoría de ellos son pantallas gigantes, y su proporción de proyección es generalmente entre 1 y 1.3: 1. En el rango del sistema de doble haz, existe el problema de que las imágenes no se pueden superponer, lo que hace que el teatro gaste enormes sumas de dinero para actualizar el láser RGB y el sistema de doble haz. Sin embargo, la imagen obtenida era ambigua, y el fantasma de la pantalla era serio, y enormes cantidades de dinero eran en vano.