Videoprojektorer tar med sig filmupplevelsen hem med möjligheten att visa bilder som är mycket större än vad de flesta TV-apparater kan leverera. Men för att en videoprojektor ska prestera med optimal kvalitet måste den ge en bild som både är ljus och visar ett brett färgområde. För att åstadkomma detta behövs en kraftfull inbyggd ljuskälla.
Under de senaste decennierna har olika ljuskällsteknologier använts, där laser är den senaste som kommit in på arenan. Låt oss ta en titt på utvecklingen av ljuskälleteknik som används i laservideoprojektorer och hur lasrar förändrar spelet.
Evolutionen från CRT till lampor
I början använde videoprojektorer och projektions-TV-apparater CRT-teknik, som du kan tänka dig som mycket små TV-bildrör. Tre rör (röda, gröna, blå) gav både det nödvändiga ljuset och bilddetaljen.
Varje rör projiceras på en skärm oberoende av varandra. För att kunna visa ett helt spektrum av färger måste rören konvergeras. Detta innebar att färgblandningen faktiskt skedde direkt på duken och inte inne i projektorn.
Problemet med rör var inte bara behovet av konvergens för att bevara integriteten hos den projicerade bilden om ett rör bleknar eller misslyckas, utan också att alla tre rören måste bytas ut så att de alla projicerade färgen samtidigt intensitet. Rören blev också väldigt varma och behövde kylas med en speciell gel eller vätska. Till råga på det förbrukade både CRT-projektorer och projektions-TV-apparater mycket ström.
Funktionella CRT-baserade projektorer är nu mycket sällsynta. Rör har sedan dess ersatts med lampor, kombinerat med speciella speglar eller färghjul som separerar ljuset i rött, grönt och blått, och ett separat "bildchip" som ger bilddetaljen.
Beroende på vilken typ av bildchip som används (LCD, LCOS eller DLP), måste ljuset som kommer från lampan, speglarna eller färghjulet passera genom eller reflekteras från bildchipet, vilket producerar bild du ser på skärmen.
Problemet med lampor
LCD, LCOS och DLP "lamp-with-chip"-projektorer är ett stort steg från sina CRT-baserade föregångare, särskilt i mängden ljus de kan avge. Men lampor slösar fortfarande mycket energi på att mata ut hela ljusspektrumet, även om endast de primära färgerna rött, grönt och blått faktiskt behövs.
Även om de inte är lika illa som CRT-apparater, förbrukar lampor fortfarande mycket ström och genererar värme, vilket kräver användning av en potentiellt bullrig fläkt för att hålla saker svala.
Från första gången du slår på en videoprojektor börjar lampan att blekna och kommer så småningom att brinna ut eller bli för svag (vanligtvis efter 3 000 till 5 000 timmar). Även CRT-projektionsrör, så stora och besvärliga som de var, höll mycket längre. Lampornas korta livslängd kräver periodiskt utbyte till en extra kostnad. Dagens efterfrågan på miljövänliga produkter (många projektorlampor innehåller även kvicksilver) kräver ett alternativ som kan göra jobbet bättre.
LED till räddningen?
Ett alternativ till lampor är lysdioder (Light Emitting Diodes). Lysdioder är mycket mindre än en lampa och kan tilldelas att bara avge en färg (röd, grön eller blå).
Med sin mindre storlek kan projektorer göras mycket mer kompakta, även inuti något så litet som en smartphone. Lysdioder är också mer effektiva än lampor, men de har fortfarande ett par svagheter.
- För det första är lysdioder i allmänhet inte lika ljusstarka som lampor.
- För det andra, lysdioder avger inte ljus konsekvent. Vad detta betyder är att när ljusstrålarna lämnar en LED-chip-baserad ljuskälla, har de en tendens att spridas något. Även om de är mer exakta än en lampa är de fortfarande lite ineffektiva.
Ett exempel på en videoprojektor som använder lysdioder för sin ljuskälla är LG PF1500W.
Enter the Laser
För att lösa problemen med lampor eller lysdioder kan en laserljuskälla användas. Laser står för Light Amplification by Stimulated Emission av Radiation.
Lasrar har använts sedan cirka 1960 som verktyg inom medicinsk kirurgi (som LASIK), inom utbildning och näringsliv i form av laserpekare och avståndsmätning, och militären använder laser i styrsystem, och som ev. vapen. Laserdisc, DVD, Blu-ray, Ultra HD Blu-ray eller CD-spelare använder också laser för att läsa gropar på en skiva som innehåller musik- eller videoinnehåll.
Lasern möter videoprojektorn
När de används som ljuskälla för videoprojektor ger lasrar flera fördelar jämfört med lampor och lysdioder.
- Coherence: Lasrar löser ljusspridningsproblemet genom att sända ljus sammanhängande. När ljuset lämnar lasern som en enda, tät stråle, bibehålls "tjockleken" över avstånd om den inte ändras genom att passera genom ytterligare linser.
- Lägre strömförbrukning: På grund av behovet av att ge tillräckligt med ljus för att projektorn ska kunna visa en bild på skärmen, förbrukar lampor mycket ström. Men eftersom varje laser bara behöver producera en färg (liknar en lysdiod), är den mer effektiv.
- Output: Lasrar ger ökad ljuseffekt med mindre värmealstring. Detta är särskilt viktigt för HDR, som kräver hög ljusstyrka för full effekt.
- Gamut/saturation: Lasrar ger stöd för bredare färgomfång och mer exakt färgmättnad.
- Virtually Instant: På/av-tiden är mer som vad du upplever när du slår på och av en TV.
- Lifespan: Med lasrar kan du förvänta dig 20 000 timmars användning eller mer, vilket eliminerar behovet av regelbundet lampbyte.
Precis som med "LED-TV" producerar inte lasern/lasern i en projektor själva detaljen i bilden utan ger ljuskällan som gör det möjligt för projektorer att visa bilder i hela färgomfånget på en skärm. Det är dock lättare att bara använda termen "laserprojektor" snarare än "DLP- eller LCD-videoprojektor med en laserljuskälla."
Mitsubishi LaserVue
Mitsubishi var först med att använda laser i en konsumentbaserad videoprojektorbaserad produkt. 2008 introducerade de LaserVue-TV:n med bakprojektion. LaserVue använde ett DLP-baserat projektionssystem i kombination med en laserljuskälla. Tyvärr slutade Mitsubishi alla sina TV-apparater med bakprojektion (inklusive LaserVue) 2012.
LaserVue TV använde tre lasrar, en vardera för rött, grönt och blått. De tre färgade ljusstrålarna reflekterades sedan av ett DLP DMD-chip, som innehöll bilddetaljen. De resulterande bilderna visades sedan på skärmen.
LaserVue TV-apparater gav utmärkt ljuseffekt, färgnoggrannhet och kontrast. De var dock mycket dyra (en 65-tums uppsättning kostade 7 000 USD) och även om de var tunnare än de flesta TV-apparater med bakprojektion, var de fortfarande skrymmande än plasma- och LCD-TV-apparater som fanns tillgängliga vid den tiden.
Videoprojektor Laserljuskälla Konfigurationsexempel
Ovanstående bilder och följande beskrivningar är allmänna; det kan förekomma små variationer beroende på tillverkare eller applikation.
Även om LaserVue TV-apparater inte längre är tillgängliga, har lasrar anpassats för att användas som ljuskälla för traditionella videoprojektorer i flera konfigurationer.
RGB Laser (DLP)
Denna konfiguration liknar den som används i Mitsubishi LaserVue TV. Det finns 3 lasrar, en som avger rött ljus, en grön och en blå. Det röda, gröna och blåa ljuset går genom en fläckfri, ett sm alt "ljusrör" och lins/prisma/DMD Chip-enhet och ut ur projektorn till en skärm.
RGB-laser (LCD/LCOS)
Precis som med DLP finns det 3 lasrar, förutom att de tre RGB-ljusstrålarna istället reflekteras från DMD-chips, antingen passerar de tre RGB-ljusstrålarna genom tre LCD-chips eller reflekteras från 3 LCOS-chips (RGB) för att skapa bilden. Även om 3-lasersystemet för närvarande används i vissa kommersiella bioprojektorer, används det för närvarande inte i konsumentbaserade DLP- eller LCD/LCOS-projektorer på grund av kostnaden. Det finns ett annat, billigare alternativ som är populärt att använda i projektorer: Laser/Phosphor-systemet.
Laser/Phosphor (DLP)
Det här systemet är lite mer komplicerat när det gäller det antal linser och speglar som krävs för att projicera en färdig bild, men genom att minska antalet lasrar från 3 till 1 reduceras implementeringskostnaden avsevärt. I detta system avger en enda laser blått ljus. Det blå ljuset delas sedan i två delar. Den ena strålen fortsätter genom resten av DLP-ljusmotorn, medan den andra träffar ett roterande hjul som innehåller gröna och gula fosforer, som i sin tur skapar två gröna och gula ljusstrålar.
Dessa tillagda strålar förenar sig med den orörda blå ljusstrålen, och alla tre passerar genom det huvudsakliga DLP-färghjulet, en lins/prisma-enhet, och reflekterar från DMD-chippet, vilket lägger till bildinformationen till färgmixen. Den färdiga färgbilden skickas från projektorn till en skärm. En DLP-projektor som använder alternativet Laser/Phosphor är Viewsonic LS820.
Laser/Phosphor (LCD/LCOS)
För LCD/LCOS-projektorer liknar ett laser-/fosforljussystem det för DLP-projektorer, förutom att istället för att använda ett DLP DMD-chip/Color Wheel-enhet, leds ljuset antingen genom 3 LCD-chips eller reflekteras av 3 LCOS-chips. Epson använder dock en variant som använder 2 lasrar, som båda avger blått ljus.
När det blå ljuset från en laser passerar genom resten av ljusmotorn träffar det blå ljuset från den andra lasern ett gult fosforhjul, som i sin tur delar upp den blå ljusstrålen i röda och gröna ljusstrålar. De nyskapade röda och gröna ljusstrålarna förenas sedan med den fortfarande intakta blå strålen och passerar genom resten av ljusmotorn. En Epson LCD-projektor som använder en dubbel laser i kombination med en fosfor är LS10500.
Laser/LED Hybrid (DLP)
En annan variant som främst används av Casio i vissa DLP-projektorer är laser/LED-hybridljusmotorn. I den här konfigurationen producerar en LED det nödvändiga röda ljuset, medan en laser används för att producera blått ljus. En del av den blå ljusstrålen delas sedan av till en grön stråle efter att ha träffat ett fosforfärghjul.
De röda, gröna och blå ljusstrålarna passerar sedan genom en kondensorlins och reflekteras från ett DLP DMD-chip, vilket gör bilden färdig, som sedan projiceras på en skärm. En Casio-projektor med en laser-/LED-hybridljusmotor är XJ-F210WN.
The Bottom Line
Laserprojektorer ger den bästa kombinationen av behövligt ljus, färgprecision och energieffektivitet för både bio- och hemmabioanvändning.
Lampbaserade projektorer dominerar fortfarande, men användningen av LED-, LED-/laser- eller laserljuskällor växer. Lasrar används för närvarande i ett begränsat antal videoprojektorer, så de kommer att vara de dyraste. Priserna varierar från $1 500 till långt över $3 000, men du måste också överväga kostnaden för en skärm, och i vissa fall, linser.
När tillgängligheten ökar och folk köper fler enheter kommer produktionskostnaderna att sjunka, vilket resulterar i billigare laserprojektorer. Tänk också på kostnaden för att byta lampor kontra att inte behöva byta ut lasrar.
När du väljer en videoprojektor – oavsett vilken typ av ljuskälla den använder – se till att den passar din visningsmiljö, budget och personliga smak.
