DLP meets LCD : Comment fonctionnent les projecteurs ?

Luca Fontana

22/6/2018

Traduction: traduction automatique

Photos: Thomas Kunz

Les technologies DLP et LCD. Les technologies des projecteurs. Elles sont simples à comprendre, mais difficiles à expliquer. Pour certains en tout cas. Ici, vous êtes sûr de devenir plus intelligent, car j'ai vissé deux projecteurs pour mieux vous montrer les tenants et les aboutissants.

Parfois, il semble que les journalistes spécialisés dans la technologie placent délibérément des mots tels que "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" sur notre chemin, afin de pouvoir les expliquer le plus simplement possible.

Il ne s'agit pas ici de parler de "laser", mais des technologies de projection les plus courantes pour les projecteurs - DLP et LCD - et de leur fonctionnement. Ce qui les différencie. Le tout en termes aussi simples que possible.

Le projecteur DLP

Deux technologies dominent le secteur des projecteurs : le DLP et le LCD. La technologie DLP s'articule autour de la roue chromatique et de la puce DMD. Cela signifie qu'un faisceau lumineux passe par une roue chromatique, où il est coloré. Ensuite, le faisceau lumineux rencontre une puce qui crée l'image. De la puce, la lumière continue à travers la lentille de projection jusqu'à l'écran.

L'abréviation DLP signifie "Digital Light Processing", tandis que DMD signifie "Digital Mirror Device". Le mot "Mirror", c'est-à-dire miroir, occupe une place prépondérante. Mais tout d'abord, je vais vous expliquer comment la couleur apparaît sur le projecteur DLP.

La roue chromatique

La roue chromatique est en fait un disque coloré qui tourne sur son axe dans le projecteur et qui est à l'origine des images colorées.

La roue chromatique est transparente. Les couleurs sont disposées dessus, comme dans un graphique en forme de gâteau. Une roue chromatique simple possède les trois couleurs primaires rouge, vert et bleu. Dans les projecteurs plus modernes, on y ajoute souvent le cyan, le magenta et le jaune. En termes simples, plus il y a de couleurs sur la roue chromatique, plus l'espace colorimétrique que le projecteur DLP peut afficher est grand. Le projecteur utilise ces couleurs de base pour mixer les couleurs que vous voyez à l'écran.

Mixage ? Maintenant, vous avez besoin d'un peu d'imagination spatiale.

Un faisceau de lumière sort de la lampe. La roue chromatique est placée dans le faisceau lumineux de manière à ce que la lumière soit colorée avant d'atteindre la puce. Le faisceau lumineux qui traverse la roue chromatique est cependant si étroit qu'il ne rayonne qu'à travers une seule couleur à la fois. Pour que la lumière puisse traverser toutes les couleurs, la roue chromatique doit donc tourner.

Vous le voyez bien sur l'image ci-dessous. A travers le petit trou rond, vous voyez la même roue chromatique que ci-dessus, sauf qu'elle se trouve maintenant dans son boîtier. Alors que la lumière entre par le trou, la roue chromatique tourne sur son propre axe. Cela a pour conséquence que les couleurs primaires ne sont représentées sur l'écran que l'une après l'autre : D'abord l'image en rouge, puis en vert, puis en bleu, en cyan... et ainsi de suite.

La roue chromatique tourne si vite que vous ne pouvez pas séparer les images en couleur les unes des autres. Lorsque vous regardez l'écran, les différentes images en couleur se mélangent pour former une seule image colorée.

Et voici à peu près ce que vous pouvez imaginer :

La puce assure l'image

Vous savez maintenant comment les couleurs apparaissent sur l'écran. Ce que vous ne savez pas encore, c'est comment l'image elle-même est créée. C'est là qu'intervient la puce DMD. C'est le truc avec les miroirs.

La puce DMD mesure environ 1 × 1,5 cm et se compose de jusqu'à 2,2 millions de minuscules miroirs. Chaque miroir est, en termes simples, un pixel sur l'écran. Des impulsions numériques permettent d'orienter chaque miroir de manière à ce que la lumière colorée soit réfléchie vers la lentille de projection.

Par exemple : Si le pixel doit être lumineux sur l'écran, la lumière est simplement dirigée vers l'écran via la lentille. En revanche, si le pixel doit rester sombre, le miroir dirigera la lumière loin de la lentille de projection, de telle sorte que le faisceau lumineux ne quitte jamais le projecteur.

Naturellement, les miroirs ne peuvent pas seulement être clairs ou sombres. Pour créer des niveaux de luminosité, ils changent d'orientation de manière à ce que seule une partie de la lumière atteigne la lentille de projection. De plus, chacun des 2,2 millions de miroirs de la puce DMD peut changer d'orientation jusqu'à cinq mille fois par seconde.

En résumé, chaque trame parfaitement colorée sur l'écran est composée d'images monochromes qui sont lues en une fraction de seconde. Si rapidement que votre œil mélange les images monochromes en une seule image colorée. Comme si cela n'était pas assez impressionnant, cette image change vingt-quatre fois par seconde. C'est la seule façon de transformer les images colorées en un film en mouvement.

Avantages et inconvénients du projecteur DLP

Pour les projecteurs DLP, tout dépend de l'interaction entre la roue chromatique et la puce DMD. En règle générale, ils émettent un rayonnement lumineux tout en se distinguant par de bonnes valeurs de noir. En effet, les pixels qui doivent rester sombres ne sont pas éclairés du tout. Cela signifie de bons contrastes, et de bons contrastes permettent d'obtenir un plus grand spectre de couleurs.

Un inconvénient souvent cité des projecteurs DLP est l'effet arc-en-ciel. Cela signifie que votre œil parvient à distinguer les différentes images couleur au lieu de les assembler en une seule image. Pour vous, cela reviendrait à voir un arc-en-ciel scintiller constamment de haut en bas sur l'image. Cela peut se produire dans les scènes très rapides. Pour y remédier, les fabricants utilisent des roues chromatiques sur lesquelles chaque couleur apparaît deux fois.

C'est ce que font les fabricants de projecteurs pour augmenter la fréquence à laquelle les couleurs se succèdent sur l'écran. Pour votre œil, c'est comme si le taux de rafraîchissement avait doublé. Plus le taux de rafraîchissement est élevé, plus les mouvements sont fluides et moins il y a de risque d'effets d'arc-en-ciel.

Le projecteur LCD

La deuxième technologie de projection se retrouve dans les projecteurs LCD. Le principe de base est similaire à celui des téléviseurs LCD. C'est-à-dire que : Dans les deux cas, la lumière arrive par l'arrière sur des panneaux LCD qui créent l'image.

Le trajet de la lumière dans le projecteur LCD

Dans le projecteur LCD traditionnel, on trouve les trois panneaux LCD. Ils créent l'image qui sera ensuite projetée sur l'écran. Chaque panneau LCD produit l'image de l'une des trois couleurs primaires : rouge, vert et bleu. Par conséquent, la lumière bleue doit être dirigée vers le LCD bleu, la lumière verte vers le LCD vert et la lumière rouge vers le LCD rouge.

Les trois faisceaux lumineux, à savoir le rouge, le vert et le bleu, rencontrent un prisme au centre. Le prisme recompose les trois rayons lumineux avec les images en une image colorée et dirige l'image finale vers la lentille de projection. Et c'est à partir de là qu'elle passe à l'écran.

Le problème : la lumière provenant de la lampe est d'abord encore blanche. Pour que la bonne couleur parvienne au LCD correspondant, la lumière doit être divisée en ses composantes spectrales. Pour cela, elle doit passer par des miroirs dichroïques ; une partie de la lumière est réfléchie, tandis que la couleur qui doit être séparée du faisceau lumineux rayonne à travers le miroir.

Les dalles LCD comme un diaporama en constante évolution

Les panneaux LCD eux-mêmes sont composés de jusqu'à deux millions de pixels. La lumière traverse chaque pixel et une image se forme de l'autre côté. En principe, c'est comme une diapositive.

Une seconde de film est généralement composée de 24 trames. Les panneaux doivent créer et modifier chaque trame eux-mêmes. C'est à cela que servent les pistes conductrices.

Les lignes conductrices sont situées entre les pixels. Leur rôle est de transmettre l'énergie à chaque pixel. Pour simplifier, elles indiquent au pixel s'il peut ou non laisser passer la lumière. Si la lumière peut passer, elles indiquent également la quantité. Plus la lumière passe, plus le pixel est lumineux. Pas de lumière signifie noir.

Voici à quoi ressemble le panneau LCD vert après que le photographe Thomas Kunz et moi-même ayons éclairé le panneau à travers avec une lampe de poche pour appareil mobile.

En changeant la mise au point et l'angle de prise de vue, les espaces entre les pixels deviennent visibles. C'est là que se trouvent les pistes conductrices:

En résumé, cela signifie que les dalles LCD génèrent l'image. Ensuite, pour chaque LCD, la lumière est ajoutée dans la couleur correspondante. Le prisme au centre assemble ensuite le tout.

Comparé au projecteur DLP, qui projette chaque image couleur l'une après l'autre sur l'écran, avec le projecteur LCD, et c'est la plus grande différence de fonctionnement, l'image est déjà entièrement composée dans le prisme avant d'arriver sur l'écran.

Avantages et inconvénients du projecteur LCD

C'est justement parce que l'image est déjà entièrement composée dans le projecteur et ne se complète pas dans votre œil (comme avec le projecteur DLP) que vous n'avez pas à vous soucier de l'effet arc-en-ciel avec le projecteur LCD.

En outre, le projecteur LCD différencie plus finement les niveaux de luminosité ; les panneaux travaillent avec beaucoup plus de précision que les faisceaux lumineux déviés du projecteur DLP. Les caractères et les chiffres sont donc particulièrement lisibles, ce qui explique pourquoi les projecteurs LCD sont souvent utilisés dans les salles de réunion
.
En revanche, le temps de réponse des projecteurs LCD est généralement considéré comme une faiblesse par rapport aux projecteurs DLP. Cela se traduit par un léger retard lors des mouvements rapides. Ce n'est peut-être pas une bonne chose pour les joueurs ou les amateurs de sport.

Un autre inconvénient est que le noir n'est pas complètement noir. Pour rappel, les projecteurs DLP ne dirigent pas de lumière vers l'objectif lorsqu'un pixel doit rester noir. Aucune lumière ne correspond à ce que l'on appelle dans l'industrie "True Black" ou "vrai noir". En revanche, les dalles LCD ne sont pas capables de bloquer complètement la lumière sur les pixels qui doivent rester noirs. Une petite quantité de lumière passe toujours à travers les pixels bloqués. Il en résulte un voile gris.

En revanche, les projecteurs LCD fournissent un bon niveau de blanc et des couleurs plus éclatantes que leurs concurrents DLP. L'absence de composants mécaniques tels que la roue chromatique, le moteur et le ventilateur signifie que vous n'avez pas à vous soucier du bruit ou de l'usure supplémentaires
.

DLP ou LCD - qu'est-ce qui est mieux ?

Qu'est-ce qui est mieux : DLP ou LCD ? Je ne veux pas vraiment me prononcer. Mais j'ai ma règle générale, qui n'est d'ailleurs pas une loi gravée dans le marbre :

• Les projecteurs DLP, à cause de leurs noirs sombres, ont un plus beau rendu des couleurs et un meilleur temps de réponse sans effet de traînée que les projecteurs LCD.
• Cela les rend généralement bien adaptés à votre home cinéma avec des films d'action rapides, des jeux ou des émissions sportives.
• Les projecteurs LCD, en revanche, disposent de nuances de gris plus différenciées, ce qui rend les chiffres, les lettres et les nombres plus lisibles.
• Cela les prédestine au bureau ou aux salles de réunion, où il n'y a souvent pas vraiment d'obscurité et où les projecteurs doivent être particulièrement lumineux.

Il existe bien sûr des projecteurs LCD pour le home cinéma et inversement. Si vous demandez à des fabricants comme BenQ, LG ou Optoma, DLP est la seule vraie technologie de projecteur. Des fabricants comme Epson, Sony ou Panasonic s'y opposeraient fermement et ne jureraient que par LCD.

Luca Fontana

Senior Editor

Luca.Fontana@digitecgalaxus.ch

Vivre des aventures et faire du sport dans la nature et me pousser jusqu’à ce que les battements du cœur deviennent mon rythme – voilà ma zone de confort. Je profite aussi des moments de calme avec un bon livre sur des intrigues dangereuses et des assassins de roi. Parfois, je m’exalte de musiques de film durant plusieurs minutes. Cela est certainement dû à ma passion pour le cinéma. Ce que j’ai toujours voulu dire: «Je s’appelle Groot.» plus

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