วิดีโอโปรเจ็กเตอร์นำประสบการณ์การรับชมภาพยนตร์กลับบ้านด้วยความสามารถในการแสดงภาพที่ใหญ่กว่าที่ทีวีส่วนใหญ่สามารถให้ได้ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้โปรเจ็กเตอร์วิดีโอทำงานได้อย่างมีคุณภาพสูงสุด จะต้องมีภาพที่สว่างและแสดงช่วงสีที่กว้าง เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ จำเป็นต้องมีแหล่งกำเนิดแสงในตัวที่ทรงพลัง
ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา มีการใช้เทคโนโลยีแหล่งกำเนิดแสงที่แตกต่างกัน โดยเลเซอร์เป็นรุ่นล่าสุดในการเข้าสู่เวที มาดูวิวัฒนาการของเทคโนโลยีแหล่งกำเนิดแสงที่ใช้ในโปรเจคเตอร์วิดีโอเลเซอร์ และวิธีที่เลเซอร์เปลี่ยนเกม
วิวัฒนาการจาก CRTs เป็นโคมไฟ
ในตอนแรก โปรเจ็กเตอร์วิดีโอและทีวีฉายภาพใช้เทคโนโลยี CRT ซึ่งคุณสามารถคิดได้ว่าเป็นหลอดภาพทีวีขนาดเล็กมาก สามหลอด (แดง เขียว น้ำเงิน) ให้ทั้งแสงและรายละเอียดของภาพที่จำเป็น
แต่ละหลอดฉายลงจอแยกกัน เพื่อที่จะแสดงสีได้เต็มช่วง หลอดต้องถูกบรรจบกัน นี่หมายความว่าการผสมสีเกิดขึ้นจริงบนหน้าจอไม่ใช่ภายในโปรเจ็กเตอร์
ปัญหาของหลอดไม่ใช่แค่ความจำเป็นในการบรรจบกันเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของภาพที่ฉายหากหลอดหนึ่งจางหรือล้มเหลว แต่ยังต้องเปลี่ยนทั้งสามหลอดเพื่อให้สีฉายทั้งหมดเท่ากัน ความเข้ม ท่อยังร้อนจัดและจำเป็นต้องระบายความร้อนด้วยเจลหรือของเหลวพิเศษ ทั้งโปรเจคเตอร์ CRT และทีวีฉายภาพใช้พลังงานมาก
โปรเจ็กเตอร์ CRT ที่ใช้งานได้จริงนั้นหายากมาก หลอดต่างๆ ได้ถูกแทนที่ด้วยหลอดไฟ รวมกับกระจกพิเศษหรือวงล้อสีที่แยกแสงเป็นสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน และ "ชิปภาพ" แยกต่างหากที่ให้รายละเอียดของภาพ
ขึ้นอยู่กับชนิดของชิปภาพที่ใช้ (LCD, LCOS หรือ DLP) แสงที่มาจากหลอดไฟ กระจก หรือวงล้อสีจะต้องผ่านหรือสะท้อนออกจากชิปภาพซึ่งทำให้เกิด ภาพที่คุณเห็นบนหน้าจอ
ปัญหาหลอดไฟ
LCD, LCOS และ DLP "โคมไฟพร้อมชิป" โปรเจ็กเตอร์เป็นก้าวกระโดดครั้งใหญ่จากรุ่นก่อนที่ใช้ CRT โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปริมาณแสงที่ปล่อยออกมา อย่างไรก็ตาม หลอดไฟยังคงสิ้นเปลืองพลังงานจำนวนมากในการปล่อยสเปกตรัมแสงทั้งหมด แม้ว่าจะต้องใช้สีหลักเพียงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินเท่านั้น
ถึงแม้จะไม่ได้แย่เท่า CRT แต่หลอดไฟยังคงใช้พลังงานมากและทำให้เกิดความร้อน ซึ่งจำเป็นต้องใช้พัดลมที่มีเสียงดังเพื่อให้ทุกอย่างเย็นลง
นอกจากนี้ ตั้งแต่ครั้งแรกที่คุณเปิดเครื่องฉายวิดีโอ หลอดไฟเริ่มจางลงและในที่สุดก็จะไหม้หรือมืดเกินไป (โดยปกติหลังจาก 3, 000 ถึง 5, 000 ชั่วโมง) แม้แต่หลอดฉายภาพ CRT ที่ใหญ่และยุ่งยาก ก็ยังใช้งานได้ยาวนานกว่ามาก อายุการใช้งานสั้นของหลอดไฟจำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นระยะโดยมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม ความต้องการผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน (หลอดไฟโปรเจ็กเตอร์จำนวนมากมีสารปรอทด้วย) เรียกร้องให้มีทางเลือกอื่นที่ดีกว่านี้
นำไปช่วยเหลือ?
ทางเลือกหนึ่งสำหรับหลอดไฟคือ LED (Light Emitting Diodes) ไฟ LED มีขนาดเล็กกว่าหลอดไฟมาก และสามารถกำหนดให้เปล่งแสงเพียงสีเดียว (แดง เขียว หรือน้ำเงิน)
ด้วยขนาดที่เล็กกว่า โปรเจ็กเตอร์จึงมีขนาดเล็กลงกว่าเดิมมาก แม้จะอยู่ภายในอุปกรณ์ขนาดเล็กเท่าสมาร์ทโฟนก็ตาม ไฟ LED ก็มีประสิทธิภาพมากกว่าหลอดไฟ แต่ก็ยังมีจุดอ่อนอยู่บ้าง
- อย่างแรก ไฟ LED มักจะไม่สว่างเท่าหลอดไฟ
- ที่สอง ไฟ LED ไม่ปล่อยแสงอย่างสอดคล้องกัน ความหมายก็คือ เมื่อลำแสงออกจากแหล่งกำเนิดแสงแบบชิป LED พวกมันจึงมีแนวโน้มที่จะกระเจิงเล็กน้อย แม้ว่าจะแม่นยำกว่าหลอดไฟ แต่ก็ยังไม่มีประสิทธิภาพเล็กน้อย
ตัวอย่างหนึ่งของโปรเจคเตอร์วิดีโอที่ใช้ LED สำหรับแหล่งกำเนิดแสงคือ LG PF1500W
เข้าเลเซอร์
เพื่อแก้ปัญหาหลอดไฟหรือ LED สามารถใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ได้ เลเซอร์ย่อมาจาก Light Amplification by Stimulated Emission ของ Radiation.
เลเซอร์ถูกใช้มาตั้งแต่ปี 1960 เพื่อเป็นเครื่องมือในการผ่าตัดทางการแพทย์ (เช่น LASIK) ในการศึกษาและธุรกิจในรูปแบบของเครื่องชี้เลเซอร์และการสำรวจระยะทาง และกองทัพใช้เลเซอร์ในระบบนำทางและเป็นไปได้ อาวุธนอกจากนี้ Laserdisc, DVD, Blu-ray, Ultra HD Blu-ray หรือเครื่องเล่น CD ใช้เลเซอร์เพื่ออ่าน pits บนแผ่นดิสก์ที่มีเนื้อหาเพลงหรือวิดีโอ
เลเซอร์พบเครื่องฉายวิดีโอ
เมื่อใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับโปรเจคเตอร์วิดีโอ เลเซอร์มีข้อดีหลายประการเหนือหลอดไฟและ LED
- Coherence: เลเซอร์แก้ปัญหาการกระเจิงของแสงด้วยการเปล่งแสงอย่างสอดคล้องกัน เมื่อแสงออกจากเลเซอร์เป็นลำแสงเดียวที่แน่น "ความหนา" จะยังคงอยู่ในระยะทาง เว้นแต่จะมีการเปลี่ยนแปลงโดยผ่านเลนส์เพิ่มเติม
- ลดการใช้พลังงาน: เนื่องจากจำเป็นต้องให้แสงเพียงพอสำหรับโปรเจ็กเตอร์เพื่อแสดงภาพบนหน้าจอ หลอดไฟจึงใช้พลังงานมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเลเซอร์แต่ละตัวต้องการเพียงสีเดียว (คล้ายกับ LED) จึงมีประสิทธิภาพมากกว่า
- Output: เลเซอร์ให้แสงสว่างที่เพิ่มขึ้นโดยสร้างความร้อนน้อยลง นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ HDR ซึ่งต้องการความสว่างสูงเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์เต็มที่
- Gamut/saturation: เลเซอร์รองรับช่วงสีที่กว้างขึ้นและความอิ่มตัวของสีที่แม่นยำยิ่งขึ้น
- เกือบทันที: เวลาเปิด/ปิดเป็นเหมือนประสบการณ์ที่คุณพบเมื่อเปิดและปิดทีวี
- Lifespan: ด้วยเลเซอร์ คุณสามารถใช้งานได้ 20,000 ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนหลอดไฟเป็นระยะ
เช่นเดียวกับ "ทีวี LED" เลเซอร์ในโปรเจ็กเตอร์จะไม่สร้างรายละเอียดที่แท้จริงในภาพ แต่ให้แหล่งกำเนิดแสงที่ช่วยให้โปรเจ็กเตอร์สามารถแสดงภาพช่วงสีเต็มรูปแบบบนหน้าจอได้ อย่างไรก็ตาม การใช้คำว่า "laser Projector" นั้นง่ายกว่าการใช้ "DLP หรือโปรเจคเตอร์วิดีโอ LCD ที่มีแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์"
Mitsubishi LaserVue
มิตซูบิชิเป็นคนแรกที่ใช้เลเซอร์ในผลิตภัณฑ์ที่ใช้โปรเจ็กเตอร์วิดีโอสำหรับผู้บริโภค ในปี 2008 พวกเขาได้เปิดตัวทีวีฉายภาพด้านหลัง LaserVueLaserVue ใช้ระบบฉายภาพแบบ DLP ร่วมกับแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ น่าเสียดายที่ Mitsubishi ยกเลิกทีวีฉายภาพด้านหลังทั้งหมด (รวมถึง LaserVue) ในปี 2555
LaserVue TV ใช้เลเซอร์สามตัว อย่างละตัวสำหรับสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน จากนั้นลำแสงสีทั้งสามจะสะท้อนออกจากชิป DLP DMD ซึ่งมีรายละเอียดของภาพ ภาพที่ได้จะแสดงบนหน้าจอ
LaserVue TV ให้ความสามารถในการส่งสัญญาณแสง ความแม่นยำของสี และคอนทราสต์ที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตาม มันมีราคาแพงมาก (ชุด 65 นิ้วมีราคาอยู่ที่ 7, 000 ดอลลาร์) และถึงแม้จะบางกว่าทีวีฉายภาพด้านหลังส่วนใหญ่ แต่ก็ยังมีขนาดใหญ่กว่าทีวีพลาสม่าและ LCD ที่มีอยู่ในขณะนั้น
วิดีโอโปรเจคเตอร์ตัวอย่างการกำหนดค่าแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์
รูปภาพด้านบนและคำอธิบายต่อไปนี้เป็นแบบทั่วไป อาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับผู้ผลิตหรือแอปพลิเคชัน
แม้ว่า LaserVue TV จะไม่มีจำหน่ายแล้ว แต่ Lasers ได้รับการดัดแปลงเพื่อใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงสำหรับโปรเจคเตอร์วิดีโอแบบดั้งเดิมในหลายรูปแบบ
เลเซอร์ RGB (DLP)
การกำหนดค่านี้คล้ายกับที่ใช้ใน Mitsubishi LaserVue TV มีเลเซอร์ 3 ตัว ตัวหนึ่งปล่อยแสงสีแดง หนึ่งสีเขียว และหนึ่งสีน้ำเงิน แสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินเดินทางผ่านจุดตัดแสง "ท่อแสง" แคบๆ และการประกอบเลนส์/ปริซึม/ชิป DMD และออกจากโปรเจ็กเตอร์ไปยังหน้าจอ
RGB เลเซอร์ (LCD/LCOS)
เช่นเดียวกับ DLP มีเลเซอร์ 3 ตัว ยกเว้นว่าแทนที่จะสะท้อนแสงจากชิป DMD ลำแสง RGB สามลำแสงจะถูกส่งผ่านชิป LCD สามตัว หรือสะท้อนแสงจากชิป LCOS 3 ตัว (RGB) เพื่อสร้างภาพ แม้ว่าปัจจุบันระบบเลเซอร์ 3 ตัวจะใช้ในโปรเจ็กเตอร์โรงภาพยนตร์เชิงพาณิชย์บางเครื่อง แต่ในปัจจุบันยังไม่มีการใช้งานในโปรเจ็กเตอร์ DLP หรือ LCD/LCOS สำหรับผู้ใช้ทั่วไปเนื่องจากมีค่าใช้จ่าย มีอีกทางเลือกหนึ่งที่มีต้นทุนต่ำกว่าซึ่งเป็นที่นิยมสำหรับใช้ในโปรเจ็กเตอร์: ระบบเลเซอร์/ฟอสเฟอร์
เลเซอร์/สารเรืองแสง (DLP)
ระบบนี้ซับซ้อนขึ้นเล็กน้อยในแง่ของจำนวนเลนส์และกระจกที่ต้องการในการฉายภาพที่สมบูรณ์ แต่ด้วยการลดจำนวนเลเซอร์จาก 3 เป็น 1 ต้นทุนในการใช้งานจะลดลงอย่างมาก ในระบบนี้ เลเซอร์ตัวเดียวจะปล่อยแสงสีน้ำเงิน จากนั้นแสงสีน้ำเงินก็แยกออกเป็นสองส่วน ลำแสงหนึ่งจะเคลื่อนผ่านส่วนที่เหลือของเครื่องยนต์ไฟ DLP ในขณะที่อีกลำแสงหนึ่งกระทบกับล้อหมุนที่มีสารเรืองแสงสีเขียวและสีเหลือง ซึ่งจะสร้างลำแสงสีเขียวและสีเหลืองสองอัน
ลำแสงที่เพิ่มเข้ามาเหล่านี้เชื่อมต่อกับลำแสงสีน้ำเงินที่ไม่มีใครแตะต้อง และทั้งสามผ่านวงล้อสี DLP หลัก ชุดเลนส์/ปริซึม และสะท้อนออกจากชิป DMD ซึ่งเพิ่มข้อมูลภาพลงในการผสมสี ภาพสีที่เสร็จสมบูรณ์จะถูกส่งจากโปรเจ็กเตอร์ไปยังหน้าจอ โปรเจ็กเตอร์ DLP หนึ่งตัวที่ใช้ตัวเลือกเลเซอร์/ฟอสเฟอร์คือ Viewsonic LS820
เลเซอร์/สารเรืองแสง (LCD/LCOS)
สำหรับโปรเจ็กเตอร์ LCD/LCOS การรวมระบบแสงเลเซอร์/ฟอสฟอรัสนั้นคล้ายกับโปรเจ็กเตอร์ DLP ยกเว้นว่าแทนที่จะใช้ชิป DLP DMD/การประกอบวงล้อสี แสงจะถูกส่งผ่านชิป LCD 3 ตัวหรือ สะท้อนจากชิป LCOS 3 ชิป อย่างไรก็ตาม Epson ใช้รูปแบบต่างๆ ที่ใช้เลเซอร์ 2 ตัว ซึ่งทั้งคู่ปล่อยแสงสีฟ้า
ในขณะที่แสงสีฟ้าจากเลเซอร์ตัวหนึ่งเคลื่อนผ่านส่วนอื่นๆ ของเครื่องยนต์แสง แสงสีฟ้าจากเลเซอร์อีกตัวจะกระทบกับวงล้อฟอสเฟอร์สีเหลือง ซึ่งจะแยกลำแสงสีน้ำเงินออกเป็นลำแสงสีแดงและสีเขียว. ลำแสงสีแดงและสีเขียวที่สร้างขึ้นใหม่จะรวมเข้ากับลำแสงสีน้ำเงินที่ยังคงสภาพเดิม และเคลื่อนผ่านส่วนที่เหลือของเครื่องยนต์แสง โปรเจ็กเตอร์ LCD ของเอปสันหนึ่งตัวที่ใช้เลเซอร์คู่ร่วมกับสารเรืองแสงคือ LS10500
Laser/LED Hybrid (DLP)
อีกรูปแบบหนึ่งที่ Casio ใช้เป็นหลักในโปรเจ็กเตอร์ DLP บางรุ่นคือเครื่องยนต์แสงเลเซอร์/ไฟ LED ไฮบริดในการกำหนดค่านี้ LED จะสร้างแสงสีแดงที่จำเป็น ในขณะที่ใช้เลเซอร์ในการผลิตแสงสีน้ำเงิน ส่วนหนึ่งของลำแสงสีน้ำเงินจะถูกแยกออกเป็นลำแสงสีเขียวหลังจากกระทบวงล้อสีสารเรืองแสง
ลำแสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินจะลอดผ่านเลนส์คอนเดนเซอร์และสะท้อนออกจากชิป DLP DMD ทำให้ภาพสมบูรณ์ จากนั้นจึงฉายลงบนหน้าจอ โปรเจ็กเตอร์ Casio หนึ่งเครื่องที่มี Laser/LED Hybrid Light Engine คือ XJ-F210WN
บรรทัดล่าง
เลเซอร์โปรเจคเตอร์ให้แสงที่ต้องการ ความแม่นยำของสี และประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีที่สุดสำหรับทั้งโรงภาพยนตร์และโฮมเธียเตอร์
โปรเจ็กเตอร์ที่ใช้หลอดไฟยังคงครองตลาด แต่การใช้แหล่งกำเนิดแสง LED, LED/เลเซอร์ หรือเลเซอร์กำลังเติบโตขึ้น ปัจจุบันมีการใช้เลเซอร์ในโปรเจคเตอร์วิดีโอจำนวนจำกัด ดังนั้นจึงมีราคาแพงที่สุด ราคามีตั้งแต่ 1, 500 ถึงมากกว่า 3, 000 ดอลลาร์ แต่คุณต้องคำนึงถึงต้นทุนของหน้าจอและเลนส์ในบางกรณี
เมื่อความพร้อมใช้งานเพิ่มขึ้นและผู้คนซื้อเครื่องมากขึ้น ต้นทุนการผลิตก็จะลดลง ส่งผลให้เลเซอร์โปรเจ็กเตอร์ราคาถูกลง คำนึงถึงค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนหลอดไฟและไม่ต้องเปลี่ยนเลเซอร์ด้วย
เมื่อเลือกโปรเจคเตอร์วิดีโอ-ไม่ว่าจะใช้แหล่งกำเนิดแสงประเภทใด-ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเหมาะกับสภาพแวดล้อม งบประมาณ และรสนิยมในการรับชมของคุณ