Videoprojektory přinášejí filmový zážitek domů díky schopnosti zobrazovat obrazy, které jsou mnohem větší, než dokáže poskytnout většina televizorů. Aby však videoprojektor fungoval v optimální kvalitě, musí poskytovat obraz, který je jasný a zobrazuje široký rozsah barev. K tomu je zapotřebí výkonný vestavěný zdroj světla.
V posledních několika desetiletích byly použity různé technologie světelných zdrojů, přičemž nejnovější vstoupil do arény laser. Pojďme se podívat na vývoj technologie světelných zdrojů používané v laserových videoprojektorech a na to, jak lasery mění hru.
Evoluce od CRT k lampám
Na začátku využívaly videoprojektory a projekční televizory technologii CRT, kterou si můžete představit jako velmi malé televizní obrazovky. Tři trubice (červená, zelená, modrá) dodávaly potřebné světlo i detaily obrazu.
Každá trubice se promítá na plátno nezávisle. Aby bylo možné zobrazit celou škálu barev, musely být trubky sblíženy. To znamenalo, že míchání barev ve skutečnosti probíhalo přímo na plátně a ne uvnitř projektoru.
Problémem s trubicemi nebyla pouze potřeba konvergence pro zachování integrity promítaného obrazu, pokud jedna trubice vybledne nebo selže, ale také to, že všechny tři trubice musely být vyměněny, aby všechny promítaly stejnou barvu intenzita. Zkumavky byly také velmi horké a bylo nutné je chladit speciálním gelem nebo kapalinou. Aby toho nebylo málo, hodně energie spotřebovávaly jak CRT projektory, tak projekční televizory.
Funkční projektory založené na CRT jsou nyní velmi vzácné. Trubice byly od té doby nahrazeny lampami kombinovanými se speciálními zrcadly nebo barevnými koly, které rozdělují světlo na červené, zelené a modré, a samostatným „zobrazovacím čipem“, který poskytuje detaily obrazu.
V závislosti na typu použitého zobrazovacího čipu (LCD, LCOS nebo DLP) musí světlo přicházející z lampy, zrcadel nebo barevného kruhu procházet nebo se odrážet od zobrazovacího čipu, což vytváří obrázek, který vidíte na obrazovce.
Problém s lampami
Projektory LCD, LCOS a DLP „lampa s čipem“jsou velkým skokem od svých předchůdců založených na CRT, zejména v množství světla, které mohou vyzařovat. Lampy však stále plýtvají velkým množstvím energie na výstup celého světelného spektra, i když jsou ve skutečnosti potřeba pouze základní barvy červená, zelená a modrá.
Ačkoli lampy nejsou tak špatné jako CRT, stále spotřebovávají hodně energie a generují teplo, což vyžaduje použití potenciálně hlučného ventilátoru, aby se věci udržely v pohodě.
Od prvního zapnutí videoprojektoru lampa začne slábnout a nakonec vyhoří nebo se příliš ztlumí (obvykle po 3 000 až 5 000 hodinách). I projekční trubice CRT, jakkoli byly velké a neskladné, vydržely mnohem déle. Krátká životnost žárovek vyžaduje pravidelnou výměnu za dodatečné náklady. Dnešní poptávka po produktech šetrných k životnímu prostředí (mnoho lamp do projektorů také obsahuje rtuť) volá po alternativě, která tuto práci zvládne lépe.
LED k záchraně?
Jednou alternativou k lampám jsou LED (Light Emitting Diodes). LED diody jsou mnohem menší než lampa a lze jim přiřadit pouze jednu barvu (červenou, zelenou nebo modrou).
Díky menší velikosti mohou být projektory mnohem kompaktnější, dokonce i uvnitř něčeho tak malého, jako je smartphone. LED diody jsou také účinnější než žárovky, ale stále mají několik nedostatků.
- Za prvé, LED diody obecně nejsou tak jasné jako lampy.
- Zadruhé, LED nevyzařují světlo koherentně. To znamená, že když světelné paprsky opouštějí světelný zdroj založený na čipu LED, mají tendenci se mírně rozptylovat. Přestože jsou přesnější než lampa, stále jsou mírně neefektivní.
Jedním příkladem videoprojektoru, který jako zdroj světla využívá LED diody, je LG PF1500W.
Vstup do laseru
Pro vyřešení problémů s lampami nebo LED lze použít laserový zdroj světla. Laser znamená Light Amplification by Stimulated Emission z Radiation.
Lasery se používají přibližně od roku 1960 jako nástroje v lékařské chirurgii (jako je LASIK), ve vzdělávání a podnikání ve formě laserových ukazovátek a měření vzdálenosti a armáda používá lasery v naváděcích systémech a jak je to možné zbraně. Laserdisc, DVD, Blu-ray, Ultra HD Blu-ray nebo CD přehrávač také používají lasery ke čtení jamek na disku, který obsahuje hudbu nebo video.
Laser se setkává s videoprojektorem
Při použití jako zdroj světla videoprojektoru poskytují lasery několik výhod oproti lampám a LED.
- Koherence: Lasery řeší problém rozptylu světla koherentním vyzařováním světla. Když světlo opouští laser jako jediný, pevný paprsek, "tloušťka" je zachována na vzdálenost, pokud se nezmění průchodem přes další čočky.
- Nižší spotřeba energie: Vzhledem k potřebě zajistit dostatek světla, aby projektor mohl zobrazit obraz na obrazovce, spotřebovávají lampy hodně energie. Protože však každý laser potřebuje vytvořit pouze jednu barvu (podobně jako LED), je efektivnější.
- Výstup: Lasery nabízejí zvýšený světelný výkon s menším vývinem tepla. To je důležité zejména pro HDR, které pro plný efekt vyžaduje vysoký jas.
- Gamut/saturace: Lasery poskytují podporu pro širší barevné gamuty a přesnější sytost barev.
- Prakticky okamžitě: Čas zapnutí/vypnutí je podobný tomu, co zažíváte při zapínání a vypínání televizoru.
- Životnost: S lasery můžete očekávat 20 000 hodin používání nebo více, čímž eliminujete potřebu pravidelné výměny lampy.
Stejně jako u „LED TV“laser(y) v projektoru neprodukují skutečné detaily v obrazu, ale poskytují zdroj světla, který umožňuje projektorům zobrazovat obraz v plném barevném rozsahu na obrazovce. Je však jednodušší použít termín „laserový projektor“spíše než „DLP nebo LCD videoprojektor s laserovým zdrojem světla.“
Mitsubishi LaserVue
Mitsubishi bylo první, kdo použil lasery ve spotřebitelském produktu založeném na videoprojektoru. V roce 2008 představili televizor se zadní projekcí LaserVue. LaserVue používal projekční systém založený na DLP v kombinaci s laserovým zdrojem světla. Bohužel Mitsubishi v roce 2012 ukončilo výrobu všech svých televizorů se zadní projekcí (včetně LaserVue).
LaserVue TV používal tři lasery, každý pro červený, zelený a modrý. Tři barevné světelné paprsky se pak odrážely od DLP DMD čipu, který obsahoval detaily obrazu. Výsledné obrázky byly poté zobrazeny na obrazovce.
LaserVue TV poskytovaly vynikající světelný výkon, přesnost barev a kontrast. Byly však velmi drahé (65palcová souprava měla cenu 7 000 USD) a přestože byly štíhlejší než většina televizorů se zadní projekcí, stále byly objemnější než tehdy dostupné plazmové a LCD televizory.
Videoprojektor Příklady konfigurace zdroje laserového světla
Výše uvedené obrázky a následující popisy jsou obecné; mohou existovat drobné odchylky v závislosti na výrobci nebo aplikaci.
Ačkoli LaserVue TV již nejsou dostupné, Lasery byly upraveny pro použití jako zdroj světla pro tradiční videoprojektory v několika konfiguracích.
RGB laser (DLP)
Tato konfigurace je podobná konfiguraci používané v Mitsubishi LaserVue TV. Existují 3 lasery, jeden emitující červené světlo, jeden zelený a jeden modrý. Červené, zelené a modré světlo prochází skrz odstraňovač skvrn, úzkou „světlovod“a sestavu čočky/hranolu/DMD čipu a ven z projektoru na plátno.
RGB laser (LCD/LCOS)
Stejně jako u DLP existují 3 lasery, ale místo toho, aby se odrážely od čipů DMD, tři světelné paprsky RGB procházejí buď třemi čipy LCD, nebo se odrážejí od 3 čipů LCOS (RGB), aby vytvořily obraz. Ačkoli se 3-laserový systém v současné době používá v některých komerčních kino projektorech, není v současné době používán u spotřebitelských DLP nebo LCD/LCOS projektorů kvůli ceně. Existuje další levnější alternativa, která je oblíbená pro použití v projektorech: systém Laser/Phosphor.
Laser/Phosphor (DLP)
Tento systém je trochu složitější, pokud jde o požadovaný počet čoček a zrcadel potřebných k promítání dokončeného obrazu, ale snížením počtu laserů ze 3 na 1 se náklady na implementaci výrazně snižují. V tomto systému jediný laser vyzařuje modré světlo. Modré světlo se pak rozdělí na dvě části. Jeden paprsek pokračuje zbytkem světelného enginu DLP, zatímco druhý dopadá na rotující kolo, které obsahuje zelené a žluté fosfory, které zase vytvářejí dva zelené a žluté světelné paprsky.
Tyto přidané paprsky se spojují s nedotčeným paprskem modrého světla a všechny tři procházejí hlavním barevným kolem DLP, sestavou čočky/hranolu, a odrážejí se od čipu DMD, který přidává informace o obrázku do barevného mixu. Dokončený barevný obraz je odeslán z projektoru na projekční plátno. Jedním DLP projektorem, který využívá možnost Laser/Phosphor, je Viewsonic LS820.
Laser/fosfor (LCD/LCOS)
U LCD/LCOS projektorů je začlenění laserového/fosforového světelného systému podobné jako u DLP projektorů s tím rozdílem, že místo použití DLP DMD čipu/barevného kolečka světlo prochází buď 3 LCD čipy nebo odrážející se od 3 čipů LCOS. Společnost Epson však používá variantu, která využívá 2 lasery, z nichž oba vyzařují modré světlo.
Když modré světlo z jednoho laseru prochází zbytkem světelného motoru, modré světlo z druhého laseru dopadá na žluté fosforové kolo, které zase rozděluje paprsek modrého světla na červený a zelený světelný paprsek. Nově vytvořené červené a zelené světelné paprsky se pak spojí s dosud neporušeným modrým paprskem a projdou zbytkem světelného motoru. Jeden LCD projektor Epson, který používá duální laser v kombinaci s fosforem, je LS10500.
Laser/LED Hybrid (DLP)
Další variantou, kterou Casio primárně používá u některých DLP projektorů, je laserový/LED hybridní světelný engine. V této konfiguraci LED produkuje potřebné červené světlo, zatímco laser se používá k produkci modrého světla. Část paprsku modrého světla se poté po dopadu na fosforové barevné kolečko rozdělí na zelený paprsek.
Červené, zelené a modré světelné paprsky poté procházejí kondenzorovou čočkou a odrážejí se od DLP DMD čipu, čímž dotvářejí obraz, který je následně promítán na obrazovku. Jeden projektor Casio s laserovým/LED hybridním světelným motorem je XJ-F210WN.
Sečteno a podtrženo
Laserové projektory poskytují nejlepší kombinaci potřebného světla, přesnosti barev a energetické účinnosti pro použití v kině i domácím kině.
Projektory na bázi lampy stále dominují, ale stále roste použití světelných zdrojů LED, LED/laseru nebo laseru. Lasery se v současnosti používají v omezeném počtu videoprojektorů, takže budou nejdražší. Ceny se pohybují od 1 500 USD do více než 3 000 USD, ale musíte také vzít v úvahu náklady na obrazovku a v některých případech čočky.
S rostoucí dostupností a nákupem více jednotek budou výrobní náklady klesat, což povede k levnějším laserovým projektorům. Vezměte také v úvahu náklady na výměnu lamp vs. nutnost vyměňovat lasery.
Při výběru videoprojektoru – bez ohledu na to, jaký typ světelného zdroje používá – se ujistěte, že vyhovuje vašemu prostředí, rozpočtu a osobnímu vkusu.
