أجهزة عرض فيديو ليزر - ما تحتاج إلى معرفته

استخدام الليزر لإضاءة تجربة مشاهدة المسرح المنزلي

تعمل أجهزة عرض الفيديو على توفير تجربة السينما السينمائية مع إمكانية عرض صور أكبر بكثير مما توفره معظم أجهزة التلفزيون. ومع ذلك ، لكي يتمكن جهاز عرض الفيديو من الأداء في أفضل حالاته ، يجب عليه تقديم صورة مشرقة وتعرض نطاقًا واسعًا من الألوان.

لإنجاز هذه المهمة ، هناك حاجة إلى مصدر إضاءة مدمج قوي. على مدى العقود العديدة الماضية ، تم استخدام تقنيات مختلفة مصدر الضوء ، مع كون الليزر هو الأحدث لدخول الساحة.

دعونا نلقي نظرة على تطور تقنية مصدر الضوء المستخدمة في أجهزة عرض الفيديو وكيف يغير Lasers اللعبة.

التطور من CRTs إلى مصابيح

في البداية ، استخدمت أجهزة عرض الفيديو وأجهزة العرض الإسقاطية تقنية CRT (فكر في أنابيب صور تلفزيونية صغيرة جدًا). قدمت ثلاثة أنابيب (حمراء ، خضراء ، زرقاء) كل من الضوء والتفاصيل اللازمة للصورة.

كل أنبوب مسقط على شاشة مستقلة. لعرض مجموعة كاملة من الألوان ، كان يجب تقريب الأنابيب. هذا يعني أن خلط اللون حدث بالفعل على الشاشة وليس داخل جهاز الإسقاط.

المشكلة مع الأنابيب ليست فقط الحاجة إلى التقارب للحفاظ على سلامة الصورة المسقطة إذا تلاشى أحد الأنبوبين أو فشلا قبل الأوان ، كان لا بد من استبدال جميع الأنابيب الثلاثة بحيث تكون جميع الألوان المسقطة بنفس الكثافة. كما أن الأنابيب كانت ساخنة للغاية وكان لا بد من تبريدها بواسطة "جل" خاص أو "سائل" خاص.

إلى أعلى ، استهلكت كل من أجهزة عرض CRT وأجهزة التلفزيون الإسقاط الكثير من الطاقة.

أجهزة العرض القائمة على تقنية CRT هي الآن نادرة للغاية. ومنذ ذلك الحين ، تم استبدال الأنابيب بمصابيح ، إلى جانب مرايا خاصة أو عجلة ألوان تفصل الضوء إلى الأحمر والأخضر والأزرق ، و "شريحة تصوير" منفصلة توفر تفاصيل الصورة.

اعتمادًا على نوع شريحة التصوير المستخدمة ( LCD ، LCOS ، DLP ) ، يجب أن يمر الضوء الصادر من المصباح أو المرايا أو عجلة الألوان أو ينعكس من رقاقة التصوير ، التي تنتج الصورة التي تراها على الشاشة .

المشكلة مع مصابيح

تعتبر أجهزة العرض LCD / LCOS و DLP "مصباح مع الشريحة" قفزة كبيرة من أسلافها المستندة إلى CRT ، خاصة في كمية الضوء التي يمكنهم إخمادها. ومع ذلك ، فإن المصابيح لا تزال تهدر الكثير من الطاقة لإخراج طيف الضوء بأكمله ، على الرغم من أن الألوان الأساسية فقط للأحمر والأخضر والأزرق مطلوبة فعلاً.

على الرغم من أن المصابيح ليست سيئة مثل CRTs ، إلا أن المصابيح لا تزال تستهلك الكثير من الطاقة وتوليد الحرارة ، مما يستلزم استخدام مروحة محتملة الضوضاء للحفاظ على الأشياء باردة.

أيضا ، من المرة الأولى التي تقوم فيها بتشغيل جهاز عرض الفيديو ، يبدأ المصباح في التلاشي وسيصبح في نهاية المطاف معتمًا أو سيحترق (عادة بعد 3000 إلى 5000 ساعة). حتى أنابيب الإسقاط CRT ، كبيرة ومرهقة كما كانت ، استمرت لفترة أطول. يتطلب عمر المصباح القصير استبدالًا دوريًا بتكلفة إضافية. الطلب اليوم على المنتجات الصديقة للبيئة (العديد من مصابيح الإسقاط تحتوي أيضا على الزئبق) ، يستلزم وجود بديل يمكنه القيام بالمهمة بشكل أفضل.

ادى الى الانقاذ؟

بديل واحد للمصابيح: المصابيح (الثنائيات الخفيفة البعوض). تكون مصابيح LED أصغر بكثير من المصباح ويمكن تخصيصها لإصدار لون واحد فقط (أحمر أو أخضر أو ​​أزرق).

وبفضل حجمها الصغير ، يمكن أن تصبح أجهزة العرض أكثر تعقيدًا - حتى داخل شيء صغير مثل الهاتف الذكي. كما تعد مصابيح LED أكثر كفاءة من المصابيح ، ولكنها لا تزال تعاني من بضع نقاط ضعف.

• أولاً ، ليست مصابيح LED ساطعة كاللمصابيح (مقارنة جهاز عرض LED مقابل مصباح في نفس نطاق السعر).
• ثانيًا ، لا تصدر مصابيح LED ضوءًا متماسكًا. ويعني هذا أنه في الوقت الذي تترك فيه الحزم الضوئية مصدر ضوئي مبني على رقاقة LED ، يكون لها ميل إلى الانتثار قليلاً ، وهذا يعني أنه على الرغم من أنها أكثر دقة من المصباح ، إلا أنها لا تزال غير فعالة إلى حد ما.

أحد الأمثلة على جهاز عرض فيديو يستخدم مصابيح LED لمصدر الضوء الخاص به هو LG PF1500W.

أدخل الليزر

لحل مشاكل المصابيح أو المصابيح ، يمكن استخدام مصدر ضوء الليزر.

الليزر يرمز إلى L ight A mplification بواسطة S timulated E مهمة R adiation.

وقد تم استخدام الليزر منذ عام 1960 كأدوات في الجراحة الطبية (مثل الليزك) ، في مجال التعليم والأعمال التجارية في شكل مؤشرات ليزر والمسح للمسح ، ويستخدم الجيش الليزرات في أنظمة التوجيه ، وكأسلحة محتملة. كذلك ، يستخدم Laserdisc أو DVD أو Blu-ray أو Ultra HD Blu-ray أو قارئ الأقراص المضغوطة الليزر لقراءة الحفر على قرص يحتوي على محتوى موسيقى أو فيديو.

يلتقي الليزر بروجيكتور الفيديو

عند استخدامه كمصدر ضوء بروجيكتور فيديو ، يوفر الليزر العديد من المزايا على المصابيح ومصابيح LED.

• يقوم الليزر بحل مشكلة تشتت الضوء عن طريق إصدار ضوء متماسك. بما أن الضوء يخرج من الليزر فهو شعاع واحد ، ضيق ، يتم الاحتفاظ "بسماكته" على مسافة ما لم يتم تغييره بالمرور من خلال عدسات إضافية.
• انخفاض استهلاك الطاقة. نظرًا للحاجة إلى توفير إضاءة كافية لعرض جهاز العرض على إحدى الشاشات ، يستهلك المصباح قدرًا كبيرًا من الطاقة. ومع ذلك ، بما أن كل ليزر يحتاج فقط لإنتاج لون واحد (على غرار LED) ، فهو أكثر كفاءة.
• زيادة إخراج الضوء مع توليد حرارة أقل - أهمية خاصة لتقرير HDR ، الذي يتطلب سطوعًا عاليًا للتأثير الكامل.
• يوفر الدعم لمجموعة ألوان أوسع وتشبع أكثر دقة للألوان.
• وقت التشغيل / الإيقاف الفوري تقريبًا — أشبه بما تواجهه عند تشغيل التلفزيون وإيقافه.
• عمر مصدر مفيد أطول - يمكن الوصول إلى 20000 ساعة أو أكثر بسهولة ، مما يلغي الحاجة إلى استبدال المصباح الدوري.

وميتسوبيشي LaserVue

كانت ميتسوبيشي أول من استخدم أشعة الليزر في منتج مستندة إلى جهاز عرض فيديو. في عام 2008 ، قاموا بإدخال TV الإسقاط الخلفي LaserVue. استخدم LaserVue نظام إسقاط يستند إلى DLP مع مصدر ضوء ليزر. لسوء الحظ ، أوقفت شركة Mitsubishi جميع أجهزة التلفزيون الخلفية (بما في ذلك LaserVue) في أواخر عام 2012.

وقد استخدم LaserVue TV ثلاثة أجهزة ليزر ، واحدة لكل منها للأحمر والأخضر والأزرق. وعُرضت بعد ذلك عوارض الضوء الملونة الثلاثة من رقاقة DLP DMD ، التي تحتوي على تفاصيل الصورة. ثم عرض الصور الناتجة على الشاشة.

توفر أجهزة التلفاز LaserVue إمكانية ممتازة لإخراج الضوء ودقة الألوان والتباين. ومع ذلك ، كانت باهظة الثمن (سعرها 65 بوصة كان سعره 7000 دولار) وعلى الرغم من أن أقل من معظم أجهزة التلفاز الخلفية ، كانت لا تزال أكبر من أجهزة التلفاز البلازمية والبلازما في ذلك الوقت.

أمثلة لتكوين مصدر ضوئي ليزر فيديو ضوئي

ملاحظة: الصور أعلاه والأوصاف التالية عامة - قد تكون هناك اختلافات طفيفة حسب الشركة المصنعة أو التطبيق.

على الرغم من أن أجهزة التلفاز LaserVue لم تعد متوفرة ، فقد تم تكييف الليزر لاستخدامه كمصدر للضوء لأجهزة عرض الفيديو التقليدية في العديد من التكوينات.

RGB Laser (DLP) - هذا التكوين مشابه لتلك المستخدمة في Mitsubishi LaserVue TV. هناك 3 ليزر ، واحدة تنبعث منها الضوء الأحمر ، واحدة خضراء ، واحدة زرقاء. ينتقل الضوء الأحمر والأخضر والأزرق من خلال جهاز تفريغ ضوئي ، و "أنبوب ضوئي" ضيق ، ومجموعة شرائح عدسة / prism / DMD ، وخارج جهاز العرض على الشاشة.

RGB Laser (LCD / LCOS) - كما هو الحال مع DLP ، يوجد 3 أجهزة ليزر ، فيما عدا أنه يعكس بدلاً من ذلك رقائق DMD ، يتم تمرير حزم الضوء RGB الثلاثة إما من خلال ثلاثة شرائح LCD أو تنعكس من 3 شرائح LCOS (يتم تعيين كل رقاقة إلى الأحمر والأخضر والأزرق) لإنتاج الصورة.

على الرغم من أن نظام الليزر 3 مستخدم حاليًا في بعض أجهزة العرض السينمائي التجارية ، نظرًا لتكلفته ، لا يُستخدم حاليًا في أجهزة العرض DLP أو LCD / LCOS المستندة إلى المستهلك - ولكن هناك بديل آخر منخفض التكلفة أصبح شائعًا للاستخدام في أجهزة العرض - نظام الليزر / الفوسفور.

الليزر / الفوسفور (DLP) - هذا النظام أكثر تعقيدا بقليل من حيث العدد المطلوب من العدسات والمرايا اللازمة لإبراز صورة مكتملة ، ولكن بتخفيض عدد الليزر من 3 إلى 1 ، يتم تقليل تكلفة التنفيذ بشكل كبير.

في هذا النظام ، يصدر ليزر واحد ضوء أزرق. ثم ينقسم الضوء الأزرق إلى قسمين. يستمر أحد الشعاعين خلال بقية المحرك الضوئي DLP ، في حين يقوم الآخر بضرب عجلة دوارة تحتوي على فوسفورات خضراء وصفراء ، والتي بدورها تخلق شعاعين أخضر وأخضر. هذه الحزم الضوئية المضافة ، تنضم إلى شعاع الضوء الأزرق البائس ، وكل ثلاثة تمر عبر عجلة الألوان DLP الرئيسية ، مجموعة عدسة / موشور ، وتنعكس من رقاقة DMD ، التي تضيف معلومات الصورة إلى مزيج الألوان. يتم إرسال الصورة الملونة الكاملة من جهاز العرض إلى شاشة.

جهاز عرض DLP واحد يستخدم خيار Laser / Phosphor هو فيوسونيك LS820.

Laser / Phosphor (LCD / LCOS) - بالنسبة لأجهزة العرض LCD / LCOS ، فإن نظام إضاءة الليزر / الفوسفور يشبه نظام أجهزة العرض DLP ، باستثناء أنه بدلاً من استخدام رقاقة DLP DMD / عجلة الألوان ، يتم تمرير الضوء إما عبر 3 رقائق LCD أو تنعكس من 3 شرائح LCOS (واحد لكل أحمر ، أخضر ، أزرق).

ومع ذلك ، توظف إبسون صيغة توظف ليزرين ، كلاهما يصدران ضوء أزرق. ومع مرور الضوء الأزرق من أحد الليزرات عبر بقية المحرك الخفيف ، فإن الضوء الأزرق من ليزر آخر يضرب عجلة فوسفورية صفراء ، والتي بدورها تقسم شعاع الضوء الأزرق إلى أشعة ضوئية حمراء وخضراء. بعد ذلك ، تندمج عوارض الضوء الحمراء والخضراء التي تم إنشاؤها حديثًا مع الحزمة الزرقاء التي لا تزال سليمة وتمريرها عبر بقية المحرك الخفيف.

أحد أجهزة العرض طراز Epson LCD التي تستخدم ليزر مزدوج مع الفوسفور هو LS10500.

Laser / LED Hybrid (DLP) - لا يزال هناك تباين آخر ، يستخدم بشكل أساسي من قبل Casio في بعض أجهزة العرض DLP ، وهو محرك الضوء الهجين Laser / LED.

في هذا التكوين ، ينتج LED الضوء الأحمر المطلوب ، في حين يتم استخدام الليزر لإنتاج الضوء الأزرق. ثم يتم تقسيم جزء من شعاع الضوء الأزرق إلى شعاع أخضر بعد ضرب عجلة لون الفوسفور.

ثم تمر الأضواء الحمراء والخضراء والزرقاء عبر عدسة المكثف وتعكس رقاقة DLP DMD ، لتكمل عملية إنشاء الصورة ، والتي يتم عرضها بعد ذلك على الشاشة.

أحد أجهزة العرض طراز Casio مع محرك Light / Laser Hybrid Light هو XJ-F210WN.

The Bottom Line - To Laser Or Not To Laser

توفر أجهزة العرض بالليزر أفضل مزيج من الضوء المطلوب ، دقة اللون ، وكفاءة الطاقة لكل من السينما والمسرح المنزلي.

لا تزال أجهزة العرض المستندة إلى المصابيح تسود ، ولكن استخدام مصادر ضوء LED أو LED / Laser أو Laser في تزايد مستمر. يتم استخدام الليزر حاليًا في عدد محدود من أجهزة عرض الفيديو ، لذلك ستكون الأغلى ثمناً (تتراوح الأسعار من 1500 دولار إلى أكثر من 3000 دولار) ، فكر أيضًا في تكلفة الشاشة وفي بعض الحالات العدسات.

ومع ذلك ، فمع زيادة التوافر واقتناء المستهلكين المزيد من الوحدات ، ستنخفض تكاليف الإنتاج ، مما يؤدي إلى أجهزة عرض ليزر منخفضة السعر - كما تأخذ في الاعتبار تكلفة استبدال المصابيح مقابل عدم الحاجة إلى استبدال الليزر.

عند اختيار جهاز عرض فيديو - بغض النظر عن نوع مصدر الضوء الذي يستخدمه ، يجب أن يتناسب مع بيئة عرض الغرفة الخاصة بك ، والميزانية الخاصة بك ، والصور يجب أن تكون ممتعة لك.

قبل تحديد ما إذا كان مصباح أو LED أو ليزر أو LED / Laser hybrid هو أفضل خيار لك ، ابحث عن عرض لكل نوع.

لمزيد من المعلومات عن مخرجات ضوء بروجيكتور الفيديو ، بالإضافة إلى كيفية إعداد جهاز عرض فيديو ، يرجى الرجوع إلى مقالاتنا المصاحبة: Nits و Lumens و Brightness - أجهزة التلفزيون مقابل أجهزة عرض الفيديو وكيفية إعداد جهاز عرض فيديو

نقطة أخيرة - كما هو الحال مع "LED TV" ، لا ينتج الليزر (الليزر) الموجود في جهاز الإسقاط التفاصيل الفعلية في الصورة ، ولكنه يوفر مصدر الضوء الذي يتيح للمبرمجين عرض صور كاملة الألوان على الشاشة. ومع ذلك ، فمن الأسهل استخدام المصطلح "ليزر بروجيكتور" بدلاً من "جهاز عرض فيديو DLP أو LCD مع مصدر ضوء ليزر".