使用激光照亮您的家庭影院观看体验
视频投影机将电影体验带回家,能够显示比大多数电视机可以提供的图像更大的图像。 但是,为了使视频投影仪发挥最佳性能,必须提供亮度较高的图像并显示广泛的色彩范围。
为了完成这项任务,需要一个强大的内置光源。 在过去的几十年中,不同的光源技术已经被采用,其中最近进入激光领域的是激光。
让我们来看看视频投影机中使用的光源技术的演变以及激光器如何改变游戏。
从CRT到灯的演变
一开始,视频投影机和投影电视采用了CRT技术(想想非常小的电视显像管)。 三个管(红色,绿色,蓝色)提供了所需的光照和图像细节。
每个管独立投射到屏幕上。 为了显示全范围的颜色,管必须会聚。 这意味着混色实际发生在屏幕上而不是投影机内部。
管子的问题不仅仅是为了保持投影图像的完整性,如果一个管子过早或过早失效,需要进行会聚,所有三个管子都必须更换,以便它们都以相同强度投射颜色。 管子也很热,需要用特殊的“凝胶”或“液体”来冷却。
最重要的是,CRT投影机和投影电视都消耗了大量电能。
基于功能CRT的投影仪现在非常少见。 随后灯管已经取代了灯管,再加上将光分成红色,绿色和蓝色的特殊反光镜或色轮,以及提供图像细节的独立“成像芯片”。
根据所使用的成像芯片类型( LCD,LCOS , DLP ),来自灯泡,反射镜或色轮的光必须通过或反射离开成像芯片,从而产生您在屏幕上看到的图像。
灯具的问题
LCD / LCOS和DLP“灯芯片”投影仪是他们的CRT前辈们的一大飞跃,特别是在他们可以投射的光线量上。 然而,即使实际上只需要红色,绿色和蓝色的原色,灯仍然会浪费大量的能量输出整个光谱。
虽然没有CRT那么糟糕,但灯泡仍然消耗大量能量并产生热量,因此需要使用潜在噪音的风扇来保持冷静。
另外,从第一次打开视频投影机开始,灯泡开始褪色并最终变得太暗或消失(通常在3000至5000小时后)。 甚至CRT显像管的尺寸也很大,而且尺寸也很大,持续时间更长。 灯的寿命很短,需要定期更换,但需要增加成本。 当今对环保产品的需求(许多投影灯也含有水星),因此需要一种可以更好地完成这项工作的替代方案。
LED救援?
灯的一种替代品:LED(发光二极管)。 LED比一盏灯小得多,可以指定发出一种颜色(红色,绿色或蓝色)。
由于尺寸较小,投影机可以做得更加紧凑 - 甚至可以放在像智能手机一样小的东西内。 LED灯也比灯更高效,但它们仍然有一些缺点。
- 首先,LED不如灯那么明亮(比较相同价格范围内的LED与灯泡投影仪)。
- 其次,LED不能连贯地发光。 这意味着当光束离开基于LED芯片的光源时,它们倾向于稍微散射,这意味着尽管它们比灯更精确,但它们仍然稍微低效。
采用LED作为光源的视频投影机的一个例子是LG PF1500W。
进入激光
为了解决灯或LED的问题,可以使用激光光源。
激光代表着R帝国时代的光辉使命。
自1960年以来,激光器一直被用作医疗手术(如LASIK)的工具,教育和商业中的激光指示器和距离测量,军队在指导系统中使用激光以及可能的武器。 另外,Laserdisc,DVD,Blu-ray,Ultra HD Blu-ray或CD播放机使用激光在包含音乐或视频内容的光盘上读取凹坑。
激光会见视频投影机
当用作视频投影机光源时,激光器比灯和LED具有多个优点。
- 激光通过相干发射光来解决光散射问题。 随着光线退出,激光是一束单一的紧密光束,其厚度保持不变,除非通过附加透镜改变。
- 降低功耗。 由于需要为投影机提供足够的光线来在屏幕上显示图像,因此灯泡会消耗大量能量。 但是,由于每个激光只需要产生一种颜色(类似于LED),因此效率更高。
- 增加光输出,减少热量产生 - 对于需要高亮度才能获得全面效果的HDR尤其重要。
- 支持更宽的色域和更精确的色彩饱和度。
- 几乎立即开启/关闭时间 - 更像您在打开和关闭电视时遇到的情况。
- 更长的有用光源寿命 - 可轻松达到20,000小时或更长的使用时间,无需定期更换灯泡。
三菱LaserVue
三菱是第一个在基于消费类视频投影仪的产品中使用激光器的公司。 2008年,他们推出了LaserVue背投电视。 LaserVue使用基于DLP的投影系统与激光光源相结合。 不幸的是,三菱在2012年底停止了所有的背投电视(包括LaserVue)。
LaserVue TV采用了三个激光器,分别用于红色,绿色和蓝色。 三条彩色光束然后从包含图像细节的DLP DMD芯片反射回来。 然后将得到的图像显示在屏幕上。
LaserVue电视提供了出色的光输出能力,色彩准确性和对比度。 然而,它们非常昂贵(65英寸的套装价格为7000美元),尽管比大多数背投电视更薄,但仍然比当时可用的等离子和液晶电视更笨重。
视频投影仪激光光源配置示例
注:以上图像和以下描述是通用的 - 根据制造商或应用可能会有轻微的变化。
尽管LaserVue TV已不再可用,但激光器已被改编为在几种配置中用作传统视频投影仪的光源。
RGB激光(DLP) -此配置与Mitsubishi LaserVue TV中使用的配置类似。 有3个激光器,一个发射红光,一个绿光和一个蓝光。 红色,绿色和蓝色光通过消光器,狭窄的“光管”和透镜/棱镜/ DMD芯片组件,然后通过投影仪投射到屏幕上。
RGB激光器(LCD / LCOS) -与DLP一样,除了反射DMD芯片外,还有3个激光器,三个RGB光束或者通过三个LCD芯片或者反射三个LCOS芯片(每个芯片分配给红色,绿色和蓝色)来产生图像。
虽然3激光系统目前用于某些商业电影放映机,但由于其成本的原因,目前在基于消费者的DLP或LCD / LCOS投影机中并未使用,但还有另一种成本较低的替代品正在成为投影机的普及应用 - 激光/荧光体系统。
激光/荧光粉(DLP) -根据投影完整图像所需的镜头和镜子数量,该系统稍微复杂一些,但通过将激光器数量从3减少到1,实施成本大大降低。
在这个系统中,单个激光发出蓝光。 然后蓝灯分成两部分。 一个光束继续穿过DLP光引擎的其余部分,另一个光束撞击包含绿色和黄色荧光粉的旋转轮,从而形成两条绿色和黄色光束。 这些增加的光束,加入未触及的蓝色光束,三者都通过主DLP色轮(一个透镜/棱镜组件),并从DMD芯片反射出来,从而将图像信息添加到色彩混合中。 完整的彩色图像从投影机发送到屏幕。
一台采用Laser / Phosphor选件的DLP投影机是Viewsonic LS820。
激光/荧光粉(LCD / LCOS) -对于LCD / LCOS投影机,采用激光/荧光灯系统与DLP投影机类似,不同之处在于不使用DLP DMD芯片/色轮组件,而是通过3个LCD芯片或由3个LCOS芯片反射(红色,绿色和蓝色各一个)。
但是,爱普生采用了一种采用2个激光器的变体,两个激光器都发出蓝光。 当来自一台激光器的蓝光通过光引擎的其余部分时,来自另一台激光器的蓝光将射入黄色磷光体轮,然后将蓝光光束分成红光和绿光束。 新创建的红色和绿色光束然后与仍然完整的蓝色光束合并并穿过光引擎的其余部分。
一台使用双激光器与荧光粉组合的爱普生LCD投影机是LS10500。
激光/ LED混合(DLP) -卡西欧主要在其一些DLP投影机中使用的另一种变体是激光/ LED混合光引擎。
在这种配置下,LED产生所需的红光,而使用激光产生蓝光。 然后,一部分蓝光束在撞击磷光体色轮后分裂成绿色光束。
红色,绿色和蓝色光束然后通过聚光透镜并反射离开DLP DMD芯片,完成图像创建,然后投影到屏幕上。
一台带激光/ LED混合光引擎的卡西欧投影机是XJ-F210WN。
底线 - 激光或不激光
激光投影机为电影院和家庭影院的使用提供所需光线,色彩精确性和能源效率的最佳组合。
以灯泡为基础的投影仪仍占主导地位,但LED,LED /激光或激光光源的使用正在增加。 激光器目前仅用于数量有限的视频投影仪,因此它们将是最昂贵的(价格从1,500美元到超过3000美元)也考虑了屏幕的成本,以及在某些情况下的镜头成本。
然而,随着可用性的增加以及消费者购买更多的设备,生产成本将下降,从而导致价格更低的激光投影仪 - 同时考虑更换灯泡的成本,而不必更换激光器。
在选择视频投影机时,无论使用何种类型的光源,都需要适合您的房间观看环境,预算和图像需要让您满意。
在决定灯,LED,激光或LED /激光混合器是否是您的最佳选择之前,请先查看每种类型的演示。
有关视频投影机光输出以及如何设置视频投影机的更多信息,请参阅我们的配套文章: Nits,Lumens和亮度 - 电视机与视频投影机以及如何设置视频投影机
最后一点 - 就像“LED电视”一样 ,投影机中的激光器不会产生图像中的实际细节,但会提供光源,使投影机能够在屏幕上显示全色彩图像。 但是,使用术语“激光投影仪”而不是“DLP或具有激光光源的LCD视频投影仪”更容易。