Είναι το μέλλον στην βιντεοπροβολή η τεχνολογία laser;

Τελευταία όλο και περισσότεροι κατασκευαστές βιντεοπροβολέων ανακοινώνουν νέα μοντέλα που κάνουν χρήση laser ως πηγή φωτός και θεώρησα καλό να γράψω ένα περιληπτικό ενημερωτικό άρθρο περί του θέματος.

Παλιότερα και πριν καταλήξουν στην δίοδο laser ως πηγή φωτός, οι κατασκευαστές έκαναν και ένα σύντομο “πέρασμα” από την τεχνολογία led. Τεχνολογία που αποδείχθηκε ανεπαρκής για τους σύγχρονους home cinema βιντεοπροβολείς για διάφορους λόγους και σύντομα εγκαταλείφθηκε, μένοντας μονάχα στους μικρής φωτεινότητας επαγγελματικούς προβολείς.

Το λευκό φως αποτελείται από τα τρία βασικά χρώματα RGB σε συγκεκριμένη αναλογία. Σε αυτή την αναλογία το πράσινο χρώμα κυριαρχεί και αν υποθέσουμε ότι η φωτεινότητα του προβολέα μας σε απεικόνιση λευκού είναι 1000 lumen, τότε περίπου το πράσινο θα είναι τα 715 lumen,το μπλε 210 και κόκκινο 75 lumen αντίστοιχα.

Όπως καταλαβαίνετε σε έναν προβολέα που κάνει χρήση RGB led ως πηγή φωτός , το πράσινο led θα πρέπει να είναι πολλαπλάσιας ισχύος από τα άλλα δυο.

Αυτό ήταν και το άλυτο πρόβλημα της χρησιμοποίησης led στην βιντεοπροβολή, διότι η κατασκευή ενός τόσο ισχυρού led απαιτούσε τον συνδυασμό υψηλού κόστους, τεράστιας κατανάλωσης ενέργειας , πολύπλοκου συστήματος υδρόψυξης και σύνθετο σύστημα οπτικών για την κατεύθυνση των φωτονίων, συνδυασμός κατασκευαστικά ασύμφορος όπως καταλαβαίνετε.

Τέτοιες υλοποιήσεις κόστιζαν όσο ένα καλό αυτοκίνητο, και στην καλύτερη των περιπτώσεων μπορούσαν να παράγουν συνδυασμένα 400-500 lumen φωτεινότητα, κάτι που περιόριζε το μέγεθος της προβολής max στις 92 ίντσες, και η αποτυχία τους στην παγκόσμια αγορά ήταν κάτι περισσότερο από βέβαιη όπως και έγινε.

Αυτή η αποτυχία της χρησιμοποίησης led ως αντικαταστάτη των κλασικών λαμπών υψηλής πίεσης οδήγησε τους κατασκευαστές στον (μονό)δρομο laser.

Laser

Κατασκευαστής της πρώτης laser συσκευής ήταν ο Αμερικανός ηλεκτρολόγος/μηχανικός Theodore Maiman και την “πυροδότησε” στις 16 Μαΐου του 1960 στα περίφημα εργαστήρια της HRL (Hughes Research Lab ) κάπου εκεί ανάμεσα στις ακτές του Malibu και τους λόφους του Beverly Hills της πόλης του Los Angeles.

Το laser ( Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – ενίσχυση φωτός με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας ) είναι μια δίοδος που παράγει φως με συγκεκριμένο μήκος κύματος/χρώμα το οποίο εκπέμπεται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση υπό μορφή ακτίνας (αντίθετα από όλες τις υπόλοιπες πηγές φωτός που εκπέμπουν το φως προς όλες τις κατευθύνσεις).

Για περισσότερες λεπτομέρειες του πως επιτυγχάνεται αυτό μπορείτε να ρίξετε μια ματιά εδώ.

Με ένα από τα βασικά προβλήματα ήδη λυμένο (αυτό της κατευθυντικότητας των φωτονίων), η μηχανικοί στα εργαστήρια των εταιριών άρχισαν να εξελίσσουν την νέα “lamp free” τεχνολογία προσπαθώντας παράλληλα να ελέγξουν και το κόστος παραγωγής ώστε η λύση αυτή να είναι εφαρμόσιμη και στις low cost υλοποιήσεις. Η λύση στο θέμα κόστους ήρθε από ένα αρκετά γνωστό χημικό υλικό, τον φώσφορο ( χημικό σύμβολο P, ατομικός αριθμός 15, ειδικό βάρος 30,97376) όπως θα δούμε παρακάτω.

Η πρώτη εταιρία που έκανε πράξη την τεχνολογία laser στους προβολείς της ήταν η Casio, η οποία στην ουσία συνέχισε το έργο από εκεί που το άφησαν οι δίοδοι led.

Δημιούργησε την τεχνολογία RGB Hybrid laser που έκανε χρήση laser μόνο για την δημιουργία του Wattοφάγου πράσινου χρώματος άλλα και του μπλε, αφήνοντας στο κόκκινο τις διόδους led να συμπληρώνουν το υπόλοιπο φάσμα φωτός μέχρι την δημιουργία του λευκού.

Αυτός ο προβολέας ονομάστηκε υβριδικός εξαιτίας του ότι έκανε ταυτόχρονη χρήση και των δυο τεχνολογιών (led/laser).

Ας δούμε αναλυτικά τους τρόπους υλοποίησης οπτικού laser κάθε εταιρίας .

Η πρωτοπόρος Casio λοιπόν κατασκεύασε τον πρώτο υβριδικό laser προβολέα. Η συγκεκριμένη σχεδίαση χρησιμοποιεί κόκκινο led για την δημιουργία του κόκκινου χρώματος και μιας μπλε διόδου laser (για την ακρίβεια συστοιχία διόδων) για την δημιουργία του μπλε χρώματος. Το πράσινο δημιουργείται “υβριδικά” θα λέγαμε όταν ειδικός πράσινος φώσφορος σε μορφή χρωματικού τροχού διεγείρετε από την δέσμη του μπλε laser.

Έτσι έχουμε την δημιουργία της παρακάτω οπτικής μηχανής Hybrid Laser της Casio.

Οι εταιρίες Optoma, Viewsonic και Acer από την μεριά της δημιούργησαν μια παραλλαγή της παραπάνω οπτικής μηχανής Laser κάνοντας  χρήση δυο led, για την δημιουργία του κόκκινου άλλα και του μπλε χρώματος, και μιας διόδου μπλε laser για την δημιουργία του πράσινου χρώματος πάλι μέσο της μεθόδου του πράσινου φωσφόρου.

Επίσης οι παραδοσιακές εταιρίες λαμπών δεν έκατσαν με σταυρωμένα τα χέρια σε αυτόν τον πυρετό της εξέλιξης.

Η Osram παρουσίασε την Phaser lamp. Το όνομα της προέρχεται από την μίξη των λέξεων laser και phosphor.

Αυτή η λάμπα αποτελείται από 32 διόδους μπλε laser που σημαδεύουν έναν τροχό αποτελούμενο από κόκκινο και πράσινο φώσφορο. Έτσι επιτυγχάνεται η δημιουργία και των τριών βασικών χρωμάτων RGB.

Η Phaser lamp της Osram είναι η παρακάτω.

( πηγή display-central )

Επίσης η ίδια εταιρία πριν μερικούς μήνες ανακοίνωσε και την δημιουργία του πρώτου compact laser multi-chip, το οποίο αποτελείται από 20 πηγές laser συνολικής ισχύος 50 Watt και απόδοσης 2000 lumen. Αυτό το chip μπορεί να το προμηθευτεί ο εκάστοτε κατασκευαστής και να δημιουργήσει την δική του υλοποίηση με τις δικές του σχεδιαστικές λύσεις, αντιθέτως με την Phaser lamp που διατίθεται ως μια ολοκληρωμένη λύση.

( πηγή Osram )

Άλλες εταιρίες όπως η Christie για παράδειγμα κάνει χρήση μιας μπλε διόδου που κατευθύνει την δέσμη της σε έναν κίτρινο φώσφορο, δημιουργώντας κίτρινο χρώμα και στη συνέχεια με τα κατάλληλα οπτικά κάνει τον διαχωρισμό του κόκκινου και του πράσινο (τα δυο χρώματα από τα οποία αποτελείται το κίτρινο) ώστε να φθάσει στο επιθυμητό αποτέλεσμα RGB. Μια τέτοια οπτική μηχανή ονομάζεται laser/phosphor.

Την ίδια ακριβώς διάταξη χρησιμοποιεί και ο καινούργιος Epson LS1000 που κάνει χρήση μιας διόδου μπλε laser για την δημιουργία του μπλε χρώματος και μια ακόμη ίδιας διόδου που την κατευθύνει σε κίτρινο φώσφορο δημιουργώντας το κίτρινο χρώμα. Στη συνέχεια το κίτρινο διασπάται σε κόκκινο και πράσινο μέσα από ειδικές οπτικές συστοιχίες και έτσι έχουμε την κλασική μας τελική κατάληξη RGB.

Αυτά όσο αφορά τις διάφορες υβριδικές τεχνολογίες laser που κάνουν χρήση φωσφόρου ή και led ώστε να πετύχουν την δημιουργία λευκού φωτός RGB. O λόγος που οι παραπάνω υλοποιήσεις κάνουν χρήση μόνο μπλε laser είναι το κόστος. Η μπλε δίοδος laser είναι φθηνή, εύκολη στην κατασκευή, παράγεται μαζικά και μπορείς με μια συστοιχία αποτελούμενη από φθηνές διόδους laser των 1.6Watt να παράγεις ικανοποιητική φωτεινότητα ακόμη και μέσω φωσφόρου (η οπτική μηχανή φωσφόρου/laser μπορεί να παράγει μέχρι 3000 lumen στην παρούσα φάση με βλέψεις τα 6000-8000 lumen στο άμεσο μέλλον).

Όταν το κόστος δεν είναι πρόβλημα όμως, στο παιχνίδι μπαίνει και η τεχνολογία Pure laser, που όπως καταλαβαίνουμε από την ονομασία της, είναι μια τεχνολογία που κάνει χρήση αποκλειστικά διόδων laser για την δημιουργία και των τριών βασικών χρωμάτων RGB.

Η τεχνολογία αυτή έχει ξεκινήσει από τους πανάκριβους προβολείς κινηματογραφικών αιθουσών και στη συνέχεια άρχισε δειλά δειλά να χρησιμοποιείτε και σε φθηνότερες υλοποιήσεις .

Η τεχνολογία αυτή κάνει χρήση διόδων laser μπλε, κόκκινου και πράσινου χρώματος για την δημιουργία λευκού φωτός RGB ( Και εδώ την μεγαλύτερη ισχύ και φωτεινότητα την χρειαζόμαστε από το πράσινο laser ).

Η pure laser οπτική μηχανή μοιάζει κάπως έτσι…

To SLM chip (Spatial Light Modulators) βοηθάει στην δημιουργία πολλών μικρότερων ακτίνων σε μεγαλύτερη επιφάνεια έτσι ώστε να δημιουργηθεί δέσμη ικανού μεγέθους να οδηγηθεί στο πάνελ του προβολέα και στη συνέχεια στο πανί.

Όταν μιλάμε για pure laser προβολείς συνήθως εννοούμε μεγάλα “θηρία” που κατασκευάζονται από εταιρίες που ασχολούνται παραδοσιακά με την πώληση και εγκατάσταση προβολικών συστημάτων σε κινηματογράφους, μεγάλες αίθουσες συνεδριάσεων, κ.τ.λ.

O πρώτη εγκατάσταση ενός pure laser προβολέα έγινε στις 23 Ιουνίου 2014 στην αίθουσα 1 του Shanghai Film Art Center στην Κίνα από την Christie και πρόκειται για προβολέα 3D DLP ανάλυσης 4K που παράγει 72.000 lumen ( το προηγούμενο ρεκόρ που είχε επιτευχθεί με λάμπες Xenon ήταν 35.000 lumen) και “πυροβολεί” μια κυρτή οθόνη 23 μέτρων!!

Pure laser προβολείς μικρότερης κατηγορίας έχουν αρχίσει δειλά δειλά να παρουσιάζουν και άλλοι κατασκευαστές όπως η Panasonic, άλλα και πάλι το κόστος είναι δυσβάσταχτο και δυσανάλογο με αυτό που προσφέρουν.

Όπως και σε άλλες καινοτόμες τεχνολογίες, ο χρόνος είναι ο καλύτερος “γιατρός” του κόστους παραγωγής και για εμένα η Pure laser τεχνολογία συμβαδίζει κάπως με την ανάλυση ταινιών 4K, και ρισκάρω να προβλέψω ότι για τουλάχιστον μια 5ετία ακόμη δεν θα βρουν πρόσφορο έδαφος για να κατοικίσουν στα σαλόνια μας.

Όσο αφορά γενικά τα προτερήματα της τεχνολογίας laser είναι αρκετά.

Μειονεκτήματα/αμφιβολίες (δεν έχουν δοκιμαστεί ακόμη σε βάθος χρόνου και μόνο υποθέσεις μπορούμε να κάνουμε σε πολλά σημεία)

Όπως και να έχει, η τεχνολογία laser φέρνει μια πνοή αλλαγής/εξέλιξης στους βιντεοπροβολείς και κρατά το ενδιαφέρον ανεβασμένο για εμάς που λατρεύουμε αυτό το χόμπι. Δεν μένει παρά να δοκιμάσουμε έναν laser/phosphor βιντεοπροβολέα (κάτι που θα γίνει σύντομα) ώστε να βγάλουμε και τα πρώτα ασφαλή συμπεράσματα ως προς τις επιδόσεις του στους επιμέρους τομείς της εικόνας.

Παρένθεση

Κάπου εδώ θα ήθελα να κάνω μια μικρή διαπίστωση όσο αφορά το κόστος χρήσης ενός βιντεοπροβολέα. Πολλοί είναι αυτοί που πιστεύουν ότι τεχνολογίες όπως η “lamp free” laser  θα μειώσουν το κόστος χρήσης ενός οικιακού προβολέα.

Λάθος…

Η λύση laser έρχεται να λύσει τα χέρια του επαγγελματία που θα του προσφέρει ασφάλεια όσο αφορά τα ατυχήματα (τυχαία αστοχία της λάμπας) και μειωμένο κόστος χρήσης όσο αφορά τις συχνές αλλαγές λαμπών (και εάν είναι και Xenon εκεί μιλάμε για μεγάλη πλέον οικονομική ελάφρυνση).

Στους χρήστες προβολέων οικιακού κινηματογράφου, η τεχνολογία laser δεν έχει να προσφέρει τίποτα περισσότερο από την σταθερότερη χρωματική συμπεριφορά σε βάθος χρόνου (αυτό βέβαια μένει να το εξακριβώσουμε).

Το θέμα μείωση κόστους χρήσης (αντικατάσταση λαμπών) είναι λιγάκι πιο περίπλοκο όσο αφορά τους οικιακούς βιντεοπροβολείς.

Το marketing εταιριών βέβαια διαλαλεί τις χιλιάδες ώρες ζωής του lazer χωρίς να κάνει λόγο ότι ο υπόλοιπος προβολέας θα έχει “διαλύσει” πολύ νωρίτερα (εκτός αν πιστεύει κάποιος ότι θα βλέπει μια χαρά σε LCD προβολέα μετά από 10.000 ώρες π.χ, και λέω LCD διότι σε DLP μπορεί.. 🙂 ).

Το άλλο θέμα είναι ότι συνήθως ο κάτοχος ενός οικιακού βιντεοπροβολέα προχωρεί σε αντικατάσταση/αναβάθμιση πολλές φορές πριν καν χρειαστεί αλλαγή της πρώτης λάμπας, σαν αποτέλεσμα της μετριασμένης και επιλεκτικής χρήσης του.

Εγώ π.χ όντας κάτοχος βιντεοπροβολέα τα τελευταία 15 χρόνια, δεν έχει χρειαστεί να αλλάξω λάμπα πάνω από 1-2 φορές συνολικά πριν προβώ σε αντικατάσταση ολόκληρου του προβολέα στα πλαίσια αναβάθμισης. Με ένα μέσο όρο 3 ώρες καθημερινής προβολής (υπερβολικό νούμερο αν υποθέσουμε ότι κάποιες μέρες δεν θα πραγματοποιήσουμε προβολή, διακοπές, έλλειψη χρόνου, κ.τ.λ) τότε μια μέση λάμπα θα μας διαρκέσει από 2 ως 3 χρόνια.

Αν υποθέσουμε ότι προμηθευόμαστε και μια καινούργια λάμπα ακόμη, τότε αισίως αγγίζουμε τα 6 χρόνια. Δεν τίθεται δηλαδή καν θέμα κόστους λάμπας όπως τείνει να παρουσιαστεί από τις εταιρίες που αρχίζουν να “πλασάρουν” την τεχνολογία laser ως οικονομικότερη λύση.

Αν στην εξίσωση βάλουμε και το υψηλότερο κόστος απόκτησης ενός προβολέα laser τότε διαπιστώνουμε ότι…ίσως να ισχύει και το αντίθετο.

Αυτή η παρένθεση ως προσωπική άποψη περί μείωση κόστους ως προς τη μη ανάγκη αντικατάστασης λάμπας στους laser προβολείς.

Ελπίζω να βρήκατε το άρθρο χρήσιμο…

Καλές προβολές!

Νίκος Τσώλας