Принцип работы лазерных проекторов

20 Сентября 2023

Вокруг лазерных проекторов много шумихи, но не многие понимают, как они работают. Хотя технические детали, связанные с различными характеристиками проекторов, могут быть сложными, основные принципы их работы достаточно просты.

Как правило, лазерный проектор использует три лазера, по одному на каждый основной цвет, для проецирования изображения непосредственно на экран. По сравнению с традиционными проекторами, использующими белый свет, который затем фильтруется на цвета, лазерные проекторы более энергоэффективны.

Как только вы поймете основы работы проекторов, понять, как работают лазерные проекторы, будет несложно. Знание различий между стандартными проекторами белого света и лазерными проекторами позволяет понять, почему лазерные проекторы более эффективны, но и более дороги. Для многих людей преимущества лазерных проекторов перевешивают их стоимость.

Как работает лазерный проектор?

Лазерный проектор использует источник света, отклоняющийся от чипа и увеличиваемый и фокусируемый линзами для проецирования изображения на экран. В отличие от стандартного проектора, который проецирует белый свет через цветовой фильтр для создания цветов на изображении, лазерный проектор использует лазерный свет основных цветов, что позволяет получить меньше бесполезного света.

Стоит отметить, что если у вас есть лазерный телевизор или вы только собираетесь его приобрести, то этот разговор относится и к этому типу короткофокусных проекторов.

Принцип работы стандартного проектора


В стандартном проекторе для питания используется лампа белого света. Затем этот свет пропускается через цветовой круг - вращающееся колесо с фильтрами каждого из основных цветов. Благодаря этому красный, зеленый и синий свет, проецируемый на экран в быстрой последовательности, сливается в единое изображение.

Это означает, что две трети белого света "выбрасывается" при фильтрации света на первичные цвета. Затем этот отфильтрованный свет попадает на DLP-, LCD- или LCoS-чип, который формирует цветное изображение.

DLP, или цифровая обработка света, использует крошечные зеркала для отражения или отклонения света, чтобы создать освещенные или затемненные пиксели каждого цвета.

ЖК-дисплей пропускает отфильтрованный свет через крошечный жидкокристаллический дисплей, который формирует изображения каждого цвета для отображения, подобно миниатюрной версии калькулятора.

LCoS объединяет обе эти технологии, накладывая жидкокристаллический дисплей на отражающий слой кремния (отсюда и название "жидкий кристалл поверх кремния") для повышения контрастности. Затем этот отфильтрованный и сформированный свет пропускается через ряд линз, которые увеличивают и фокусируют изображение для проецирования.

То, что вы видите, на самом деле является быстрой циклической сменой красного, зеленого и синего изображений в быстрой последовательности. Именно поэтому, когда вы машете рукой перед стандартным проектором, вы получаете эффект, аналогичный тому, который возникает при махании рукой перед стробоскопом. Однако свет сменяет друг друга настолько быстро, что кажется, что это одно полноцветное изображение.

Чем отличается лазерный проектор

В лазерных проекторах вместо белой лампы накаливания используются лазеры основного цвета. Затем этот свет рассеивается, попадает на микросхему, увеличивается и фокусируется с помощью ряда линз. В идеальной системе используются красный, зеленый и синий лазеры. Однако настоящие RGB-модели очень дороги. Вместо них потребителям чаще предлагаются гибридные модели лазеров, использующие синее лазерное излучение.

В гибридных моделях количество лазеров сокращается с трех до одного. Свет от этого лазера разделяется на два луча, один из которых преобразуется в зеленый и желтый свет. Затем эти три луча объединяются в блок линз и призм, который пропускает свет на DLP-, LCD- или LCoS-чип, а затем через линзы для увеличения и фокусировки.

В других моделях синий лазер сочетается с красным светодиодом, а для получения зеленого света из синего лазерного излучения используется люминофор. В каждом случае свет расходуется меньше. Вырабатывается только тот свет, который необходим, а поскольку лазерные лучи фокусируются в одном направлении, свет не теряется при переходе.

Это означает, что для получения одного и того же изображения требуется меньше энергии. Это означает не только меньшее потребление электроэнергии, но и меньшее выделение тепла. Лазеры также служат дольше традиционных ламп накаливания и не требуют времени на разогрев перед проецированием.

Плюсы и минусы лазерных проекторов

Переход на лазерный проектор имеет свои преимущества, но не для всех. Лазерный проектор более энергоэффективен и прослужит дольше, чем обычный проектор.

С другой стороны, лазерный проектор крупнее и тяжелее стандартного, поэтому если вы используете свой проектор внутри помещения, но иногда выводите его на экран снаружи, вам будет сложнее с лазерным проектором. Кроме того, если вы собираетесь использовать проектор снаружи, убедитесь, что он достаточно яркий, поскольку, как мы объясняли в нашем руководстве, яркость должна конкурировать с солнечным светом. Вот некоторые плюсы и минусы, на которые следует обратить внимание.

Плюсы

Энергоэффективность - Одно из очевидных преимуществ лазерных проекторов заключается в том, что они производят только необходимый свет, поэтому меньше энергии тратится на создание света, который отфильтровывается. Кроме того, поскольку лазерное излучение является однонаправленным, меньше света теряется при прохождении. В целом это означает меньшую потребляемую мощность, более яркое изображение и отсутствие перегрева проектора.

Запуск - Время запуска лазерного проектора примерно такое же, как у обычного телевизора, т.е. он включается практически мгновенно. Нет времени на разогрев, как у проекторов традиционного типа.

Срок службы - Если стандартные лампы для проекторов работают около 2 000 часов, то лазерные проекторы служат примерно в десять раз дольше - около 20 000 часов, и иногда трудно определить, когда они вот-вот умрут, поэтому мы уже писали об этом руководство. Это часто означает, что более высокая стоимость проектора окупается в течение всего срока его службы по сравнению с традиционными моделями, в которых необходимо заменять лампу.

Минусы

Стоимость - Одним из препятствий для приобретения лазерного проектора является его стоимость. Если вы решите приобрести лазерный проектор, то можете быть уверены, что потратите не меньше тысячи долларов. Лазерные проекторы могут быть в десять раз дороже своих стандартных собратьев. А если вам нужен короткофокусный проектор, как, например, LG HF85LA Ultra Short Throw Laser Projector, то его стоимость, как правило, несколько выше.

Размер - Еще одним недостатком лазерных проекторов является то, что они крупнее и тяжелее. Это создает дополнительные неудобства при перемещении, если проектор используется в нескольких местах. Кроме того, это означает, что проектор можно разместить в меньшем количестве мест.

Каков срок службы лазерного проектора?

Говоря о сроке службы лазерного проектора, мы фактически говорим о сроке службы самого проектора. То есть, в отличие от стандартных ламп накаливания, лазеры в лазерных проекторах не предназначены для замены.

Поэтому, когда мы сравниваем срок службы стандартного проектора в 2000 часов со сроком службы лазерного проектора в 20 000 часов, мы не совсем сравниваем яблоки с яблоками. Срок службы стандартного проектора можно немного продлить за счет замены лампы. Однако если лазерный проектор вышел из строя, то это уже навсегда. Однако 20 000 часов работы - это эквивалент 6,8 лет 8-часового рабочего дня.

А некоторые модели, например, лазерный проектор для домашнего кинотеатра Optoma HZ39HDR, доводят этот показатель до крайности, заявляя о 30 000 часах работы.

Безопасны ли лазерные проекторы?

Хотя некоторые лазеры способны сжигать предметы при высокой концентрации (как это делает обычный свет в лупе), лазерный свет, излучаемый проектором, не способен испепелить что-либо. На это не способны не только сами лазеры, но и рассеянный внутри проектора свет, делающий луч еще менее концентрированным.

Еще один риск, связанный с лазерами, - это возможность повредить зрение. Как и в случае с идеей о том, что лазеры все сожгут, существует распространенный миф о том, что от лазерного света можно ослепнуть. Если у вас есть мощный лазер, то ослепление лазерным светом возможно.

Однако большинство лазеров, доступных потребителям, способны ослепить только в очень редких случаях, к ним относятся и лазеры, исходящие от проектора. Кроме того, лазерный свет рассеивается перед выходом из проектора, что делает его менее опасным. Тем не менее, смотреть прямо на любой свет вредно для глаз.

Насколько дороги лазерные проекторы?

С какой стороны ни посмотри, лазерный проектор - это инвестиция. Вы можете рассчитывать на сумму, превышающую тысячу долларов, а можете легко оказаться в диапазоне от двух до трех тысяч долларов. Это достаточно большой шаг по сравнению со стандартными проекторами, которые могут стоить всего несколько сотен.

Не забывайте, что вы получаете то, за что платите. Стоимость может сильно варьироваться в зависимости от технических характеристик конкретного проектора. Яркость, разрешение, коэффициент контрастности и другие характеристики - все это влияет на стоимость рассматриваемого проектора.

Еще одним фактором, влияющим на стоимость лазерного проектора, является то, является ли он короткофокусным или длиннофокусным. Из-за уникальных чипов, необходимых для проецирования изображения, и графического движка, необходимого для преобразования изображения в трапецию, короткофокусные проекторы, как правило, стоят дороже. Если у вас небольшая комната, то вам придется заплатить за лазерный проектор больше.

Стоит ли использовать лазерные проекторы?

Выбор лазерного проектора для домашнего кинотеатра зависит от ряда факторов. Многие преимущества лазерного проектора, такие как мгновенный запуск, энергоэффективность и срок службы, могут перевесить стоимость.

С какой стороны ни посмотри, лазерный проектор - это инвестиция. Даже при интенсивном использовании средний срок службы лазерного проектора составляет около 12 лет. Если вам нужен проектор надолго, то, скорее всего, стоит обратить внимание на лазерный проектор.

Комментарии к статье