Projektory wideo przenoszą wrażenia z oglądania filmów w domu dzięki możliwości wyświetlania obrazów znacznie większych niż to, co może zapewnić większość telewizorów. Jednak, aby projektor wideo działał w optymalnej jakości, musi zapewniać obraz, który jest zarówno jasny, jak i wyświetla szeroką gamę kolorów. Aby to osiągnąć, potrzebne jest potężne wbudowane źródło światła.
W ciągu ostatnich kilku dekad stosowano różne technologie źródeł światła, z których najnowszym był laser. Rzućmy okiem na ewolucję technologii źródeł światła stosowanej w laserowych projektorach wideo i jak lasery zmieniają grę.
Ewolucja od kineskopów do lamp
Na początku projektory wideo i telewizory projekcyjne wykorzystywały technologię CRT, którą można nazwać bardzo małymi kineskopami telewizyjnymi. Trzy tuby (czerwona, zielona, niebieska) dostarczały zarówno potrzebnego światła, jak i szczegółów obrazu.
Każda lampa wyświetlana na ekranie niezależnie. Aby wyświetlić pełną gamę kolorów, tuby musiały być zbieżne. Oznaczało to, że mieszanie kolorów faktycznie odbywało się bezpośrednio na ekranie, a nie wewnątrz projektora.
Problem z tubusami polegał nie tylko na potrzebie zbieżności w celu zachowania integralności wyświetlanego obrazu w przypadku zaniku lub awarii jednej tuby, ale także na konieczności wymiany wszystkich trzech tub, aby wszystkie wyświetlały kolor w tym samym czasie intensywność. Rurki były również bardzo gorące i wymagały chłodzenia specjalnym żelem lub płynem. Co więcej, zarówno projektory CRT, jak i telewizory projekcyjne zużywały dużo energii.
Funkcjonalne projektory oparte na CRT są teraz bardzo rzadkie. Od tego czasu lampy zostały zastąpione lampami, połączonymi ze specjalnymi lustrami lub tarczami kolorów, które dzielą światło na czerwone, zielone i niebieskie, oraz oddzielnym „czipem obrazowania”, który zapewnia szczegóły obrazu.
W zależności od typu używanego chipa obrazowania (LCD, LCOS lub DLP), światło pochodzące z lampy, lusterek lub koła kolorów musi przejść przez lub odbić się od chipa obrazowania, co powoduje obraz, który widzisz na ekranie.
Problem z lampami
Projektory LCD, LCOS i DLP „lampa z chipem” to duży skok w stosunku do swoich poprzedników opartych na CRT, zwłaszcza pod względem ilości światła, które mogą emitować. Jednak lampy nadal marnują dużo energii, emitując całe spektrum światła, mimo że w rzeczywistości potrzebne są tylko podstawowe kolory: czerwony, zielony i niebieski.
Chociaż nie tak złe jak CRT, lampy nadal zużywają dużo energii i generują ciepło, co wymaga użycia potencjalnie głośnego wentylatora, aby utrzymać temperaturę.
Ponadto, od pierwszego włączenia projektora wideo, lampa zaczyna blednąć i ostatecznie przepala się lub staje się zbyt ciemna (zwykle po 3 000 do 5 000 godzin). Nawet lampy projekcyjne CRT, tak duże i nieporęczne, jak były, wytrzymywały znacznie dłużej. Krótka żywotność lamp wymaga okresowej wymiany za dodatkową opłatą. Dzisiejsze zapotrzebowanie na produkty przyjazne dla środowiska (wiele lamp do projektorów zawiera również rtęć) wymaga alternatywy, która może lepiej wykonywać pracę.
LED na ratunek?
Jedną alternatywą dla lamp są diody LED (diody elektroluminescencyjne). Diody LED są znacznie mniejsze niż lampa i mogą być przypisane do emitowania tylko jednego koloru (czerwonego, zielonego lub niebieskiego).
Dzięki mniejszym rozmiarom projektory mogą być znacznie bardziej kompaktowe, nawet wewnątrz czegoś tak małego jak smartfon. Diody LED są również bardziej wydajne niż lampy, ale nadal mają kilka słabości.
- Po pierwsze, diody LED generalnie nie są tak jasne jak lampy.
- Po drugie, diody LED nie emitują światła w sposób spójny. Oznacza to, że ponieważ wiązki światła opuszczają źródło światła oparte na chipie LED, mają tendencję do nieznacznego rozpraszania się. Chociaż są bardziej precyzyjne niż lampa, nadal są nieco nieefektywne.
Jednym z przykładów projektora wideo, który wykorzystuje diody LED jako źródło światła, jest LG PF1500W.
Wprowadź laser
Aby rozwiązać problemy z lampami lub diodami LED, można użyć laserowego źródła światła. Laser oznacza Lprawo Awzmocnienie przez Sstymulowane Emisja z Rradiacja.
Lasery są używane od około 1960 roku jako narzędzia w chirurgii medycznej (takie jak LASIK), w edukacji i biznesie w postaci wskaźników laserowych i pomiarów odległości, a wojsko używa laserów w systemach naprowadzania i w miarę możliwości bronie. Ponadto odtwarzacze Laserdisc, DVD, Blu-ray, Ultra HD Blu-ray lub CD wykorzystują lasery do odczytywania wgłębień na płycie zawierającej muzykę lub wideo.
Laser spotyka projektor wideo
Gdy są używane jako źródło światła projektora wideo, lasery mają kilka zalet w porównaniu z lampami i diodami LED.
- Koherencja: Lasery rozwiązują problem rozpraszania światła, emitując je w sposób spójny. Gdy światło wychodzi z lasera jako pojedyncza, ciasna wiązka, „grubość” jest zachowywana na odległość, chyba że zostanie zmieniona przez przejście przez dodatkowe soczewki.
- Niższe zużycie energii: Ze względu na konieczność zapewnienia wystarczającej ilości światła, aby projektor wyświetlał obraz na ekranie, lampy zużywają dużo energii. Ponieważ jednak każdy laser potrzebuje tylko jednego koloru (podobnie jak dioda LED), jest bardziej wydajny.
- Wyjście: Lasery oferują zwiększoną moc światła przy mniejszym wytwarzaniu ciepła. Jest to szczególnie ważne w przypadku HDR, który wymaga wysokiej jasności, aby uzyskać pełny efekt.
- Gamut/saturation: Lasery zapewniają obsługę szerszych gamutów kolorów i dokładniejsze nasycenie kolorów.
- Wirtualnie natychmiast: Czas włączenia/wyłączenia jest bardziej podobny do tego, którego doświadczasz podczas włączania i wyłączania telewizora.
- Żywotność: Dzięki laserom możesz oczekiwać 20 000 godzin użytkowania lub więcej, eliminując potrzebę okresowej wymiany lamp.
Podobnie jak w przypadku telewizorów LED, laser(y) w projektorze nie wytwarzają rzeczywistych szczegółów obrazu, ale zapewniają źródło światła, które umożliwia projektorom wyświetlanie na ekranie obrazów w pełnym zakresie kolorów. Jednak łatwiej jest po prostu użyć terminu „projektor laserowy” niż „projektor wideo DLP lub LCD z laserowym źródłem światła”.
Mitsubishi LaserVue
Mitsubishi jako pierwszy zastosował lasery w konsumenckim produkcie opartym na projektorze wideo. W 2008 roku wprowadzili telewizor z tylną projekcją LaserVue. LaserVue wykorzystywał system projekcyjny oparty na technologii DLP w połączeniu z laserowym źródłem światła. Niestety, Mitsubishi wycofało wszystkie swoje telewizory z tylną projekcją (w tym LaserVue) w 2012 roku.
W LaserVue TV zastosowano trzy lasery, po jednym dla koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego. Trzy kolorowe wiązki światła zostały następnie odbite od chipa DLP DMD, który zawierał szczegóły obrazu. Uzyskane obrazy były następnie wyświetlane na ekranie.
Telewizory LaserVue zapewniały doskonałą wydajność światła, dokładność kolorów i kontrast. Były jednak bardzo drogie (65-calowy zestaw wyceniono na 7 000 USD) i chociaż cieńsze niż większość telewizorów z tylną projekcją, nadal były bardziej masywne niż telewizory plazmowe i LCD dostępne w tamtym czasie.
Przykłady konfiguracji laserowego źródła światła projektora wideo
Powyższe obrazy i poniższe opisy są ogólne; mogą występować niewielkie różnice w zależności od producenta lub zastosowania.
Chociaż telewizory LaserVue nie są już dostępne, lasery zostały przystosowane do użytku jako źródło światła w tradycyjnych projektorach wideo w kilku konfiguracjach.
Laser RGB (DLP)
Ta konfiguracja jest podobna do konfiguracji używanej w telewizorze Mitsubishi LaserVue. Istnieją 3 lasery, jeden emitujący światło czerwone, jeden zielony i jeden niebieski. Czerwone, zielone i niebieskie światło przechodzi przez odbarwiacz, wąską „światłowód” i zespół soczewki/pryzmatu/chipów DMD i wychodzi z projektora na ekran.
Laser RGB (LCD/LCOS)
Podobnie jak w przypadku DLP, są 3 lasery, z tą różnicą, że zamiast odbijać się od chipów DMD, trzy wiązki światła RGB są albo przepuszczane przez trzy chipy LCD, albo odbijane od 3 chipów LCOS (RGB), aby wytworzyć obraz. Chociaż system 3 laserowy jest obecnie używany w niektórych komercyjnych projektorach kinowych, nie jest obecnie używany w konsumenckich projektorach DLP lub LCD/LCOS ze względu na koszty. Istnieje inna, tańsza alternatywa, która jest popularna w użyciu w projektorach: system Laser/Phosphor.
Laser/Fofor (DLP)
Ten system jest nieco bardziej skomplikowany pod względem wymaganej liczby soczewek i luster potrzebnych do wyświetlenia kompletnego obrazu, ale zmniejszenie liczby laserów z 3 do 1 znacznie zmniejsza koszt wdrożenia. W tym systemie pojedynczy laser emituje światło niebieskie. Niebieskie światło zostaje następnie podzielone na dwie części. Jedna wiązka przechodzi przez resztę silnika światła DLP, podczas gdy druga uderza w obracające się koło, które zawiera zielone i żółte luminofory, które z kolei tworzą dwie zielone i żółte wiązki światła.
Te dodane wiązki łączą się z nietkniętą wiązką niebieskiego światła, a wszystkie trzy przechodzą przez główne koło kolorów DLP, zespół soczewek/pryzmatu i odbijają się od chipa DMD, który dodaje informacje o obrazie do miksu kolorów. Gotowy kolorowy obraz jest przesyłany z projektora na ekran. Jednym z projektorów DLP, który wykorzystuje opcję Laser/Phosphor, jest Viewsonic LS820.
Laser/Fofor (LCD/LCOS)
W przypadku projektorów LCD/LCOS wyposażonych w system światła laserowego/fosforowego jest podobny do projektorów DLP, z wyjątkiem tego, że zamiast korzystania z układu DLP DMD/zespołu koła kolorów światło przechodzi przez 3 układy LCD lub odbite od 3 chipów LCOS. Jednak firma Epson stosuje odmianę, która wykorzystuje 2 lasery, z których oba emitują niebieskie światło.
Gdy niebieskie światło z jednego lasera przechodzi przez resztę silnika światła, niebieskie światło z drugiego lasera uderza w żółte koło fosforowe, które z kolei dzieli wiązkę niebieskiego światła na czerwone i zielone.. Nowo utworzone czerwone i zielone wiązki światła łączą się następnie z nienaruszoną niebieską wiązką i przechodzą przez resztę silnika światła. Jednym z projektorów LCD firmy Epson, który wykorzystuje podwójny laser w połączeniu z luminoforem, jest LS10500.
Hybrydowy laser/LED (DLP)
Kolejną odmianą używaną głównie przez Casio w niektórych projektorach DLP jest hybrydowy silnik laserowy/LED. W tej konfiguracji dioda LED wytwarza potrzebne czerwone światło, podczas gdy laser służy do wytwarzania światła niebieskiego. Część niebieskiej wiązki światła jest następnie rozdzielana na zieloną wiązkę po uderzeniu w luminoforowe koło kolorów.
Wiązki światła czerwonego, zielonego i niebieskiego przechodzą następnie przez soczewkę kondensora i odbijają się od chipa DLP DMD, uzupełniając obraz, który jest następnie wyświetlany na ekranie. Jeden projektor Casio z hybrydowym silnikiem laserowym/LED to XJ-F210WN.
Dolna linia
Projektory laserowe zapewniają najlepszą kombinację potrzebnego światła, precyzji kolorów i wydajności energetycznej zarówno do użytku w kinie, jak i kinie domowym.
Projektory lampowe nadal dominują, ale rośnie wykorzystanie źródeł światła LED, LED/laserowych lub laserowych. Lasery są obecnie używane w ograniczonej liczbie projektorów wideo, więc będą najdroższe. Ceny wahają się od 1500 USD do ponad 3000 USD, ale trzeba również wziąć pod uwagę koszt ekranu, a w niektórych przypadkach obiektywów.
Wraz ze wzrostem dostępności i zakupem większej liczby jednostek, koszty produkcji spadną, co skutkuje tańszymi projektorami laserowymi. Weź również pod uwagę koszt wymiany lamp w porównaniu z brakiem konieczności wymiany laserów.
Wybierając projektor wideo - bez względu na rodzaj używanego źródła światła - upewnij się, że pasuje on do środowiska oglądania, budżetu i osobistego gustu.
