Projetores 3LCD, LCoS e DLP com LASER ou LED

Imagem 1 - Projetor BenQ LU951ST com tecnologia BlueCore

Projetores modernos já estão substituindo as velhas lâmpadas fluorescentes por sistemas com menor consumo de energia e maior brilho, bem como durabilidade superior. Estes sistemas são nada mais do que um conjunto de LASERs ou um conjunto de LEDs.

As chamadas "Fontes de Luz de Estado Sólido" podem ser utilizadas em quatro arquiteturas diferentes:

-> All-LASER: Usa LASERs vermelho, verde e azul (RGB);

-> Fósforo-LASER: Usa lasers azuis e um disco de Fósforo para se obter luz branca ou amarela;

-> All-LEDs: Usa LEDs vermelhos, verdes e azuis;

-> Híbrido: Usa uma combinação de LEDs e lasers.

Cada uma dessas abordagens tem seus pontos fortes e fracos - e cada uma pode ter variações sobre a implementação para diferenciar o produto. Fontes de luz de estado sólido substituem lâmpadas fluorescentes em

projetores usando tecnologia DLP, LCOS e 3LCD.

Veremos mais sobre o sistema Fósforo-LASER no decorrer deste texto, já que ele está sendo muito popular entre os fabricantes.

O LASER ou LED Azul

Para esta aplicação, tanto o LASER quanto o LED são feitos de materiais semicondutores inorgânicos. Outra peculiaridade é que o LASER está sendo mais comum, pois como sabemos, seu diferencial é emitir um feixe de luz muito forte em termos de brilho e também muito concentrado, sem espalhamento dos raios luminosos, como é possível ver na imagem abaixo:

Imagem 2 - Perceba que o LASER (LD - LASER Diode) emite um feixe de luz mais concentrado

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Com LASER é muito mais fácil do restante do sistema óptico capturar toda a luz emitida do que por um LED ou lâmpada. O resultado é maior eficiência no fornecimento de luz aos painéis D-ILA (LCoS), 3LCD ou DMD e maior contraste devido á ter menos luz dispersa.

Uma fonte de luz Fósforo-LASER também consegue emitir luz infravermelha, permitindo que o projetor exiba imagens infravermelhas, além das imagens com luz do espectro visível. Isso é ideal para uso de óculos de visão noturna.

Um LASER sozinho não tem muito poder de iluminar um bloco óptico, porém uma matriz deles consegue. Veja a imagem abaixo:

Imagem 3 - A Matriz de LASERs de um bloco óptico

É comum o uso de 8, 16, 24 ou 32 LASERs em um projetor. Caso um LASER venha á dar problema e não mais ligar, o projetor continua operando, porém, obviamente com uma não muito perceptível perda de brilho.

Imagem 4 - Comparação entre o sistema com lâmpada fluorescente e o sistema com matriz de LASERs ou LEDs.

Para um bloco com tantos emissores de luz é imprescindível o uso de um dissipador de calor, feito em liga de Alumínio, e podendo contar também com uma ventoinha. Obviamente, tais sistemas contam com um sensor de temperatura para que o equipamento entre em modo de proteção caso haja super aquecimento.

O conjunto de LASERs é montado num bloco óptico de Alumínio fundido que impede o vazamento de luz. Isso é bom para gerenciamento térmico e permite que o projetor tenha geralmente um laser Classe II.

Os projetores baseados em lâmpadas fluorescentes são notórios pelas mudanças no desempenho das cores ao longo do tempo. Como o desgaste natural do componente, que por sinal já é bastante sensível, a luz branca bem como as cores primárias podem se alterar, exigindo calibração. Isto é minimizado nos sistemas que incorporam LASER ou LED, já que possuem uma durabilidade muito maior, exigindo menos manutenção.

O Phosphor Wheel

Não há como exibir imagens com o padrão RGB sem decompor a luz nas componentes RGB (Red, Green e Blue). Como a fonte de luz já é Azul, deve ser feita a conversão para o branco, e pra isso adiciona-se um filtro de cor Y (Yellow – Amarelo).

O chamado “Phosphor Wheel” é um tipo de disco de cor que possui um segmento de filtro amarelo predominante, que é composto por um material contendo como base o elemento químico Fósforo. Uma pequena parte do disco contém um segmento transparente também, para que a luz azul passe direto.

Mas qual o motivo de se utilizar LASER azul ao invés do branco?

LEDs brancos podem ter como base um semicondutor que emita luz azul, e sob este um filtro de cor para que seja formada a luz branca. O problema está neste filtro, já que o Fósforo é incorporado em uma resina polimérica (que compõe o invólucro do componente) de baixa condutividade térmica, o que causa diminuição do brilho e mudança de cor devido à degradação por calor. Esses efeitos são multiplicados quando LASERs azuis são utilizados para excitar o Fósforo em aplicações de alto brilho.

Para minimizar os problemas de aquecimento, na maioria dos projetos com LASER há um Phosphor Wheel, para que o calor concentrado emitido em conjunto com a luz azul seja despejado em uma área que gira constantemente e assim distribui e dissipa o calor. Em resumo, sistemas com LASER azul e Phosphor Wheel são, na verdade, uma forma moderna de se gerar a luz branca.

Basicamente, existem dois tipos principais de Phosphor Wheel:

→ Phosphor Wheel segmentado (aprox. 70% segmento amarelo e 30% segmento transparente). Veja a imagem abaixo:

Imagem 5

→ Phosphor Wheel segmentado com faixas (aprox. 70% com faixa amarela e centro transparente, além de 30% de segmento transparente. Estes podem emitir um feixe 100% azul no segmento transparente e um feixe azul-amarelo em paralelo. Veja a imagem abaixo:

Imagem 6

Obviamente existem exceções, como por exemplo discos com dois segmentos transparentes intercalados com o amarelo, ou então com um segmento verde, como será visto adiante.

OBSERVAÇÃO: Dentro das duas classificações apresentadas, existem os Phosphor Wheel transmissivos, os reflexivos e os híbridos. A única diferença é que os reflexivos possuem uma terceira camada no disco composta por um espelho, para que a luz que incide seja refletida. Um disco híbrido tem segmentos reflexivos e segmentos transmissivos. Este espelho utilizado para reflexão de luz geralmente é uma liga de Alumínio. O uso de cada tipo de disco depende do projeto.

Sistemas reflexivos tendem a ter uma eficiência maior, isto pois reduz a perda óptica e maximiza a luminância. Veja a imagem a seguir:

Imagem 7 - Perceba os raios luminosos que acabam por ser desviados num disco transmissivo

CURIOSIDADE: O Phosphor Wheel pode ser composto de uma liga de Silicone com o Fósforo, porém são muito mais comuns e duráveis os discos feitos de vidro ou cerâmica. Outra curiosidade é que alguns podem ter um segmento de fósforo verde, além do padrão amarelo e transparente.

Imagem 8 - Estrutura de um Phosphor Wheel

Para superar os problemas de degradação com ligas poliméricas, vários métodos de incorporação de Fósforo em materiais não resinosos foram desenvolvidos de modo que as condutividades térmicas do material de incorporação sejam maiores do que as resinas, aumentando assim a taxa de remoção de calor e operando com uma temperatura muito mais baixa.

Esses "materiais" de Fósforo não baseados em resina são geralmente chamados de "Placas de Fósforo". Existem muitos tipos de Placas de Fósforo e símbolos químicos complicados, como por exemplo "YAG:Ce3+", "BaMgAl10O17:Eu2+" e etc..

Em resumo, existem cinco tipos diferentes de Placas de Fósforo que se distinguem pelas metodologias de fabricação. São elas:

-> Phosphor Ceramic Plate (PCP): Esta tecnologia é uma cerâmica fina e transparente produzida pela sinterização dos materiais sob alta temperatura. O PCP, também comumente chamado de "Fósforo Cerâmico", foi comercializado pela Philips / Lumileds e Osram. Para fabricar esse Fósforo Cerâmico, são necessárias temperaturas de até 1.780 ° C e o processo deve ser realizado no vácuo por cerca de 20 horas;

-> Placa de Fósforo de Vidro (PGP): É formada pela sinterização de um Fósforo co-precipitado no vácuo, ou uma composição para formar uma fase de Fósforo em alta pressão. É uma placa de vidro translúcida com partículas de Fósforo microcristalinas dispersas na estrutura. Ambos são fabricados em alta temperatura;

-> Placa de Fósforo de Vidro (GPP): Este é um material de vidro contendo Fósforo fluorescente cristalizado por tratamento térmico. Como resultado, o próprio vidro serve como Fósforo, com íons-de-terras-raras ativos e metais de transição. Embora a fabricação deste material seja relativamente simples, a eficiência é muito baixa e a fonte de luz de excitação geralmente tem que ser UV, tornando-o inadequado para uma fonte de luz azul padrão baseada em InGaN;

-> Placa de Fósforo de Cristal Único (SCPP): Este é um material cristalino preparado usando o processo Czochralski, que é um método de crescimento de cristal usado para se obter cristais únicos de semicondutores (por exemplo, Silício, Germânio e Arseneto de Gálio), metais (por exemplo, Paládio, Platina , Prata, Ouro), sais e gemas sintéticas. Ele tem as vantagens de compatibilidade com polimento óptico padrão, corte, etc., de modo que vários formatos podem ser criados. Por outro lado, este é o método mais difícil de todos, mas tem a vantagem de uma estrutura cristalina com alto brilho e alta eficiência. Com avanços suficientes na fabricação e com defeitos muito reduzidos (perda por absorção de luz se torna muito pequena), poderia ser um material de base para a fabricação de tais sistemas com LASER;

-> Fósforo em Vidro (PiG): Este é provavelmente o material mais comum na categoria de não-resina e às vezes é classificado geralmente como 'fósforo de vidro'. É preparado por fusão e recozimento do material de vidro com partículas de Fósforo microcristalino dispersas dentro da estrutura, tudo isso sob pressão atmosférica e temperatura inferior a 800 °C. É superior se comparado com outros tipos de fósforo de vidro / cerâmica, que requerem alta pressão e alta temperatura (na ordem de 1.200 °C ou mais). Como o processo PiG é relativamente simples, ele pode ser comercializado com bastante facilidade, com alto volume e baixo custo. Além disso, o PiG pode ser fabricado com várias formas e as coordenadas de cores podem ser controladas modificando a espessura de várias camadas, cada uma com diferentes dosagens de Fósforo.

A tabela abaixo resume os principais parâmetros dos diferentes tipos de Placas de Fósforo:

Tabela 1

A próxima tabela mostra os resultados da perda relativa na saída com duas potências de excitação de 5W e 30W, para os Phosphor Wheel compostos por resina polimérica e os à base de vidro. Em 30W, o disco à base de resina exibiu cerca de 45% na perda de lúmen, o que essencialmente significa que falhou em operação. Por outro lado, o disco de vidro exibiu apenas 3,3% na perda de lúmen. Isso se deve ao fato de que no vidro, a temperatura de transição vítrea é de 570 °C, e a temperatura de transição vítrea da resina polimérica é de 150 °C.

Gráfico 1

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Com uma matriz de LASERs azuis com potência de 30W e com uma eficiência de Fósforo de 300 lumens / W, a saída visível total é estimada em 9.000 lumens, o que é equivalente à saída de uma lâmpada fluorescente de 150W de projetores comuns. Em resumo, um sistema com LASER de 30W faz o papel de uma lâmpada de 150W. O tempo de vida mais longo do sistema com LASER e Phosphor Wheel significa que ele, eventualmente, substituirá quase todas as lâmpadas em sistemas de projetores de baixa potência.

CURIOSIDADE: Mesmo um sistema com semicondutor sendo mais eficiente que um com lâmpada fluorescente, há uma perda de energia em forma de calor ainda muito grande, por isso, os Phosphor Wheel muitas vezes possuem uma ventoinha jogando ar diretamente sobre o disco pra ajudar na dissipação do calor, bem como estruturas metálicas dissipadoras envolvendo o bloco óptico.

DLP

Blocos ópticos DLP com um chip DMD

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Diferente dos projetores DLP com lâmpadas que emitem luz branca, os projetores DLP com LASER possuem dois discos de cor. Os dois discos são dispostos em série, isto é, um seguido do outro. Cada disco possui seu motor elétrico, sendo ambos acionados e sincronizados por sensores e um microcontrolador dedicado, que também os sincroniza com o chip DMD.

A segmentação de filtros nos discos também é diferente. Como a componente azul é feita diretamente na fonte de luz, não há a necessidade de um filtro azul em nenhum dos discos, apenas de segmentos transparentes que permitem a passagem direta dessa luz. Em resumo, o famoso “Color Wheel” possui apenas um segmento com filtro verde e outro com filtro vermelho, seguido de trechos transparentes.

Nos instantes em que a luz azul precisa atingir o chip DMD para a criação do frame, os segmentos puramente transparentes dos dois discos se sincronizam. No momento em que é necessário a luz verde ou vermelha, o segmentos amarelo e transparente do Phospor Wheel se posicionam na frente da luz azul, gerando assim a luz branca que no Color Wheel será separada na componente Vermelha e Verde.

Veja a seguir um diagrama da fabricante BenQ ilustrando o 'miolo' de um bloco óptico de projetor DLP com fonte de luz Fósforo-LASER:

Diagrama 1 - A BenQ chama de "BlueCore" a tecnologia Fósforo-LASER

Abaixo, uma animação da fabricante Sharp NEC mostrando o funcionamento de um sistema DLP com um chip DMD e uma fonte de luz LASER azul:

Animação 1 - Projetor DLP de um chip DMD com fonte de luz LASER

Observe na Animação 1 cada componente principal do bloco óptico marcado com um número. A seguir, a listagem desses números:

-> 1. Matriz de LASERs Azuis;

-> 2. Espelho dicróico;

-> 3. Espelho;

-> 4. Disco de Fósforo;

-> 5. Disco de Cores;

-> 6. Chip DMD;

-> 7. Prisma;

-> 8. Conjunto de lentes para projeção.

Perceba na Animação 1 que o Phosphor Wheel é transmissivo no segmento transparente e reflexivo nos demais segmentos, inclusive há um segmento de Fósforo com corante Verde.

Blocos ópticos DLP com três chips DMD

Agora, uma animação também fornecida pela Sharp NEC de um sistema DLP de três chips DMD e três matrizes de LASERs, um Vermelho e dois Azuis:

Animação 2 - Projetor DLP com três chips DMD e fonte de luz RB LASER

Observe na Animação 2 cada componente principal do bloco óptico marcado com um número. A seguir, a listagem desses números:

-> 1. Matriz de LASERs Vermelhos;

-> 2. Matriz de LASERs Azuis;

-> 3. Espelho dicróico;

-> 4. Disco de Fósforo;

-> 5. Chip DMD para luz Azul;

-> 6. Chip DMD para luz Verde;

-> 7. Chip DMD para luz Vermelha;

-> 8. Prisma;

-> 9. Conjunto de lentes para projeção.

Perceba na Animação 2 que para formar a componente Verde, um LASER Azul emite luz contra um Phosphor Wheel Verde e mais ao centro transparente. Além do mais, este disco de Fósforo é do tipo reflexivo.

Abaixo, a animação cedida pela Sharp NEC de um bloco óptico DLP com três chips DMD, bem como uma fonte de luz LASER RGB (All-LASER) e canalização de luz por fibra óptica:

Animação 3 - Projetor DLP com três chips DMD e fonte de luz RGB LASER

Observe na Animação 2 cada componente principal do bloco óptico marcado com um número. A seguir, a listagem desses números:

-> 1. Matriz de LASERs Vermelhos;

-> 2. Matriz de LASERs Verdes;

-> 3. Matriz de LASERs Azuis;

-> 4. Despeckler;

-> 5. Fibra óptica;

-> 6. Chip DMD para luz Vermelha;

-> 7. Chip DMD para luz Verde;

-> 8. Chip DMD para luz Azul;

-> 9. Prisma;

-> 10. Prisma dicróico cruzado;

-> 11. Conjunto de lentes para projeção.

Perceba na Animação 3 que há uma canalização da luz emitida pelos LASERs. Essa canalização é feita por despecklers e fibras ópticas, que reduzem as perdas de luz por refração e absorção que um labirinto de espelhos proporcionaria.

3LCD

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Os eficientes sistemas 3LCD à LASER contam com um Phosphor Wheel também, como é mostrado no diagrama abaixo:

Diagrama 2 - Projetor 3LCD com dois LASERs de cor Azul

Como é visto no diagrama acima, fornecido também pela Sharp NEC, há uma matriz de LASERs emitindo luz diretamente para seu respectivo chip LCD e outra matriz de LASERs Azuis emanando luz para um Phosphor Wheel reflexivo com as cores Amarelo e Transparente. Há também dois espelhos dicróicos denominados "Filter" que separam as componentes Vermelho e Verde para serem direcionadas aos seus respectivos chips LCD.

Veja abaixo outro diagrama de bloco óptico 3LCD com fonte de luz LASER, só que desta vez disponibilizado pela Sony:

Diagrama 3 - Bloco óptico 3LCD com apenas um LASER azul

Perceba no diagrama acima o uso de apenas uma matriz de LASERs azuis com disco de Fósforo transmissivo. A separação das componentes RGB é feita com dois Espelhos Dicróicos e a junção da luz modulada pelos chips LCD é dada por um Prisma Dicróico, igual já ocorre com os blocos que utilizam lâmpada fluorescente.

CURIOSIDADE: Sistemas 3LCD também podem incorporar uma fonte de luz LASER RB, igual ao que foi mostrado na Animação 2.

CURIOSIDADE: Outra tecnologia que também pode ser utilizada em sistemas 3LCD é a com LASERs RGB e canalização por fibra óptica, igual ao mostrado na Animação 3.

LCoS

Para entender o funcionamento de Projetores LCoS, recomendo a leitura do artigo sobre projetores 3LCD, que já foi linkado anteriormente neste texto.

Projetores LCoS com fonte de luz LASER também já são comuns no mercado, apesar de serem naturalmente muito caros.

Veja abaixo um diagrama de bloco óptico LCoS com LASER Azul disponibilizado pela fabricante JVC:

Diagrama 4 - Bloco óptico LCoS com LASER

No diagrama acima notamos que a luz emanada pela matriz de LASERs Azuis é separada, sendo que uma parte é direcionada para o Phosphor Wheel e a outra é conduzida pelo labirinto diretamente para o seu chip LCoS, denominado D-ILA.

A luz refletida pelo Phosphor Wheel é então direcionada para um espelho dicróico, que separa as componentes Vermelha e Verde e as direciona para os respectivos chips D-ILA.

Assim como nos outros sistemas de 3 chips, há um Prisma Dicróico para juntar a três componentes de cor após serem moduladas pelos chips e direcionar tudo para o conjunto de lentes de projeção.

CURIOSIDADE: Sistemas de LASER RB ou LASER RGB e luz canalizada por fibra óptica também podem ser incorporados em blocos ópticos LCoS.

Posicionamento do Projetor

Em comparação com os projetores de lâmpada convencionais, os projetores com Fonte de Luz de Estado Sólido não possuem limitações na orientação ou ângulo de inclinação, isto pois eles podem ser instalados em qualquer posição e até mesmo verticalmente, obtendo-se a projeção tanto em modo retrato quanto no modo paisagem, como mostra a Imagem 9. A rotação do disco de fósforo também permanece inalterada, independentemente do posicionamento do aparelho.

Imagem 9 - Projetores a LASER

As limitações do ângulo de montagem dos projetores convencionais são causadas por problemas de resfriamento. As lâmpadas fluorescentes de ultra alta pressão geram uma quantidade de calor demasiadamente grande, necessitando de sistemas de dissipação cuidadosamente projetados. Mas, como o calor aumenta, o sistema de resfriamento tem um desempenho melhor em alguns ângulos de instalação do que em outros. Os projetores equipados com lâmpadas são projetados para funcionarem horizontalmente de pé em uma mesa ou de cabeça para baixo quando pendurados no teto.

Esses projetores tendem a continuar operando corretamente quando inclinados para cima ou para baixo em ângulos intermediários. Mas quando eles são alternados do modo paisagem para o modo retrato, há problemas. De repente, a entrada de ar para o cooler ou a saída de ar quente fica obstruída e segue-se uma falha prematura da lâmpada.

OBSERVAÇÃO: Muitos projetores equipados com lâmpada fluorescente podem ser inclinados verticalmente (ou seja, para projeção no chão) ou girados (ou seja, para projeção em retrato), mas não podem fazer ambos devido às limitações na maneira como as lâmpadas e o sistema de dissipação são posicionados internamente.

O Ligar e o Desligar

Projetores com lâmpada fluorescente demoram algumas dezenas de segundos para atingirem o brilho total ao serem ligados, bem como demoram algumas dezenas de segundos para o sistema ser resfriado após o desligamento do equipamento. Sistemas a LASER ou LED não demoram tanto, como mostra esse gráfico feito pela Sony comparando os projetores á LASER VPL-FHZ55 e VPL-FHZ700L com projetores convencionais:

Gráfico 2 - A lentidão dos projetores convencionais em comparação com os á LASER

Cintilação de Imagem

O problema da cintilação não está realmente limitado ao tipo de fonte de luz. Até mesmo alguns projetores que usavam lâmpadas fluorescentes apresentavam problema de cintilação. Assim, no início do esforço para desenvolver um projetor a LASER, as empresas começaram a testar soluções de cintilação. Originalmente, engenheiros da Epson imaginaram que combinar uma fonte de luz LASER com a tecnologia 3LCD causaria cintilação. Isso porque houve cintilação quando combinaram a fonte de luz com telas de cristal líquido em projetores de lâmpada fluorescente. No entanto, a combinação de fontes de luz com telas de cristal líquido não foi a única causa de cintilação em projetores a LASER.

Parte do motivo da cintilação em projetores a laser foi, segundo a engenharia da Epson, referente ao Phosphor Wheel. A espessura do Fósforo pode ser ligeiramente irregular, ou o disco pode estar empenado, ou pode haver variação na forma como o Fósforo foi misturado ao material base do disco. Assim, à medida que o disco girava e o feixe do LASER o atingia, essas pequenas imperfeições causavam flutuações na intensidade da luz amarela refletida de volta. Isso fez com que a luz piscasse no mesmo padrão. Outra fator é que o brilho dos projetores de LASER pode ser controlando com um leve pulso sobre cada diodo da fonte de luz, que também causa o piscar. Podemos controlar sutilmente o brilho relativo da imagem não apenas controlando a intensidade do feixe de laser em si, mas modulando a largura do pulso para controlar o piscar. Se houver interferência entre o ciclo de piscar da luz refletida pelo disco de Fósforo e o ciclo de piscar do elemento LASER em algumas condições, um componente de baixa frequência é produzido, tornando-o visível a olho nu. Isso causa tremulação na imagem. Depois de muita análise, percebeu-se que a cintilação ocorre quando a diferença entre a frequência de rotação do disco e a frequência de pulsação da fonte de luz LASER é de 20 Hz ou mais. A frequência com que a luz refletida pelo Phosphor Wheel pisca depende da velocidade de rotação do disco. Assim, é feito o controle na modulação da largura de pulso (PWM) dos LASERs e na velocidade de rotação do disco para que a lacuna entre o RPM do motor e o PWM da fonte de luz fosse sempre de no máximo 20 Hz. O resultado foi a eliminação da cintilação.

Imagem 10 - Cintilação em projetores LASER com disco de Fósforo

CURIOSIDADE: A vibração do disco de Fósforo ao girar também causa perdas de qualidade na projeção, por isso que fabricantes tem utilizado rolamentos de esfera nos mancais de apoio do eixo do disco, aumentando a durabilidade do sistema e o deixando mais firme sob a estrutura.

Apesar de toda a estrutura que envolve do bloco óptico, grãos de poeira podem entrar e acabar por contaminar o Phosphor Wheel e o Color Wheel, gerando trepidações no disco e perdas de luminosidade por refração de luz. Para isto, o sensor de cor presente em cada disco pode fazer a retenção da poeira em alguns aparelhos, como é o caso dos Projetores com selo BlueCore, da BenQ.

Outra maneira de eliminar a poeira é com o selamento do bloco óptico. Já é comum a produção de projetores com certificação internacional IP5X, que atesta sua proteção contra poeira.

Projetores Híbridos

Sistemas Híbridos não são muito comuns no mercado, porém são tão complexos quanto os demais. Veja um simplificado diagrama de um bloco óptico DLP com LASER Azul e LEDs RG:

Diagrama 5 - Sistema Hibrido de LEDs e LASER

O sistema Híbrido é pouco utilizado, pois tem uma gama de cores limitada e sofre com o que foi descrito lá no início deste texto (ver Imagem 2).

As Fabricantes e o Marketing

É comum que cada fabricante crie um nome chamativo para a mesma tecnologia, e isso não é diferente com os projetores. Sistemas Fósforo-LASER são utilizados pela Seiko-Epson, Sharp NEC, BenQ, JVC, Sony e tantas outras multinacionais, cada uma aperfeiçoando a tecnologia de uma maneira diferente e à batizando com nomes diferentes.

-> A Sony dá o nome "True Laser" para seus projetores 3LCD com fonte de luz Fósforo-LASER;

-> A BenQ chama de "BlueCore" os projetores DLP com fonte de luz Fósforo-LASER;

-> A JVC chama de "BLU-Escent" os projetores com tecnologia D-ILA (LCoS) com fonte de luz Fósforo-LASER. Veja o logo da BLU-Escent a seguir:

Imagem 11 - Logo da JVC BLU-Escent

Como fonte das informações explanados aqui, bem como leitura adicional caso você queira saber mais detalhes e ler textos em inglês, separei alguns PDFs com informações técnicas de projetores á LASER:

JVC - Projetores D-ILA com BLU-Escent .pdf Download PDF • 849KB

Outro informativo:

Epson - DataPaper EB-L1515SNL, L1715SNL, L1505UHNL e L1755UNL .pdf Download PDF • 7.95MB

Mais um:

Sony - Projetores 3LCD com True Laser .pdf Download PDF • 5.56MB

Este foi mais um artigo da Hardware Central. Para tirar dúvidas, sugestões, nos avisar de inconsistências diversas na página ou conteúdo, entre em contato pelo

FONTES e CRÉDITOS:

Texto: Leonardo Ritter

Imagens, tabelas, diagramas e gráficos: Leonardo Ritter; Google Imagens.

Fontes: Sites da Display Daily, JVC, Seiko-Epson, Sony, Sharp NEC, BenQ.

Última atualização: 27 de Novembro de 2021.

PROJEÇÃO COM LÂMPADA, LED OU LASER

Com toda tecnologia em torno de novas fontes de luz para projeção, lampada, laser e LED, pode parecer que o caso de lampada para uso na projeção está desaparecendo rapidamente.

No entanto, embora os projetores a laser e LED ofereçam alguma manutenção significativa e benefícios de custo de longo prazo, seus custos iniciais elevados podem causar choque nos clientes, embora no mercado de projetores de até 6.000 lúmens os preços comecaram a caíram a ponto de considerar um projetor a laser uma opção mais econômica.

Vamos mergulhar no que torna cada tecnologia única e onde você pode escolher uma sobre a outra.

Projeção da lâmpada

A lâmpada de projeção testada e comprovada existe há décadas e tem sofrido constantemente novas inovações, como uma luz mais brilhante e maior vida útil. No entanto, a longevidade de grande parte de sua história foi medida em centenas de horas; Não foi até os últimos 10 anos que começamos a ver lâmpadas de projeção de mais de 1.000 horas.

Juntamente com a evolução das lâmpadas, a necessidade de realizar uma maior e maior emissão de lúmens levou à introdução de sistemas de lâmpada dupla. Isso alcançou o efeito desejado, mas também aumentou os custos de manutenção contínuos para manter o funcionamento da unidade.

Lançamento de projetor mais recentes agora oferecem um tempo de vida útil da lâmpada de 5.000 horas e até uma vida útil estimada em 10.000 horas se o projetor for executado em seu modo "Eco", o que reduz a saída da lâmpada em benefício da longevidade. Com números como esse, tenho muita dificuldade em dizer que a projeção baseada em lâmpadas está próxima de ir embora.

Então, onde escolheria uma lâmpada baseada em uma solução de estado sólido? A resposta fácil é que os projetores de lâmpadas são os melhores para aqueles que estão utilizando apenas a projeção de forma intermitente, como uma noite de cinema uma vez por mês, ou algumas vezes por semana em uma sala de aula. Poder-se-ia facilmente argumentar que igrejas, particularmente pequenas igrejas, sem muito acontecimento durante a semana, ainda poderiam encontrar um valioso caso de uso nos atuais projetores de lâmpadas de baixo custo.

No entanto, é preciso considerar o impacto a longo prazo da necessidade de substituir as lâmpadas. Mesmo com uma longa vida útil de 5.000 horas, no momento em que uma pequena igreja experimenta uma lâmpada de projetor, qual será a disponibilidade de uma lâmpada de substituição? Essa substituição precisará ser encontrada cinco anos mais tarde? Talvez dez anos ou mais?

Ainda assim, eu diria que, em muitos casos, a projeção baseada em lâmpada ainda é uma solução viável e mais acessível.

Projeção LED

Até muito recentemente, a maioria dos projetores de LED não fornecia números impressionantes: baixa emissão de lúmen, chips de imagem de baixa qualidade produzindo imagens menos desejáveis, e muitos fabricantes de marcas estrangeiras que inundavam o mercado com produtos abaixo da média de consumidores cautelosos e por boas razões.

Embora desfrutem de vida útil semelhante à dos lasers de estado sólido, as fontes de luz LED foram associadas no passado a projetores de baixa luminosidade e qualidade inferior. Isso está mudando à medida que os fabricantes respeitados continuam a pressionar os limites do LED. O próximo InFocus IN1188HD, por exemplo, é um projetor de negócios portátil compacto e leve, com 3.000 lúmens, resolução de 1080p com gama de cores incomumente ampla para sua classe de produto. O BenQ HT9060, é um projetor de home theater de última geração que utiliza a mais recente tecnologia LED da Philips para obter alta fidelidade de cores e ampla gama de cores DCI-P3 com brilho de 2.200 lúmens.

No entanto, em 2017, a Hitachi foi a primeira a anunciar um projetor LED de 3.500 lúmens, que abriu as portas para mais fabricantes como Optoma, Panasonic, Epson e Casio para lançarem todos os projetores LED / híbridos LED / laser.

Tal como acontece com os projetores a laser, os modelos de LED normalmente mais acessíveis podem ter 20.000 horas ou mais de operação e praticamente nenhuma manutenção (a maioria ainda possui filtros que requerem limpeza em intervalos recomendados). Esses projetores podem ajudar muito aqueles que têm projetores instalados em locais de difícil acesso ou que usam seu projetor todos os dias e, portanto, queimariam uma lâmpada em um ritmo mais rápido. Uso frequente significa melhor valor a longo prazo neste caso. Outro benefício que pode não ser imediatamente óbvio é que usar uma fonte de luz de estado sólido pode significar menos calor gerado, o que pode ter impacto significativo em pequenos espaços ou orientações exclusivas, como quando você está montando um projetor em um ângulo não padrão. Museus, instalações de arte e projeção ambiental são imediatamente lembrados como possíveis casos de uso para esse recurso.

Embora menos frequentemente encontrados, os projetores híbridos de LED / laser buscam usar uma combinação dessas tecnologias para aumentar a saída de luz além do que o LED pode fazer sozinho, mantendo alguns de seus benefícios de tamanho, peso e custo. O novo projetor de sala de aula XJ-S400UN da Casio adota essa abordagem para obter uma classificação de 4.000 lumens com resolução WUXGA em um chassi pequeno.

As fontes de luz LED existem há muito tempo no setor de iluminação, mas são relativamente novas no mercado de projeção profissional e, como tal, têm um caminho a percorrer antes de alcançar as lâmpadas de projeção e a projeção baseada em laser em termos de saída de luz. Mas, dada a incrível quantidade de dinheiro que está sendo investida na pesquisa de LEDs, não me surpreenderia ver soluções de LEDs mais brilhantes e duradouras chegarem ao mercado já no final de 2019 e início de 2020. Já vimos novos modelos introduzidos para a os segmentos de home theater e projetor de negócios na CES 2019 e o ISE deste ano que apresentam resolução 4K, capacidade de alcance ultra curto e saída de 3.500 lúmens.

Projeção a Laser

Indiscutivelmente um dos segmentos industriais que mais crescem, os projetores a laser apresentam características semelhantes aos projetores LED, como 20.000 horas de vida, operação praticamente livre de manutenção, menor geração de calor, capacidade de montagem de ângulo não padrão etc.

O que basicamente separa o laser do LED é que os projetores a laser podem ser adquiridos com maior emissão de luz (até e potencialmente além de 30.000 lumens), o que significa que grandes locais podem agora aproveitar o baixo custo de propriedade dos motores de luz de estado sólido. trazer. Grandes igrejas, teatros, escolas, exposições mapeadas de projeção ao ar livre e outros espaços e aplicações que exigem projeção de grande formato podem utilizar o laser para reduzir custos sem sacrificar o brilho, a saturação da cor ou a qualidade da imagem.

Juntamente com a vida longa e sem substituições de lâmpadas, o laser se distingue pela capacidade de atingir uma saída de luz extraordinariamente alta quando necessário. O próximo Panasonic PT-RQ50K , um projetor de palco / espaço grande exibido no ISE 2019, afirma ser o primeiro (e menor) projetor de lúmen ANSI de 50.000 chassis único com resolução nativa 4K. Naturalmente, o laser também está aparecendo agora em uma ampla gama de projetores de 5.000 a 10.000 lumens projetados para aplicações mais comuns.

Além disso, você pode encontrar uma opção de laser em praticamente todas as verticais do setor, seja viagem, negócios, educação, instalação, turismo, etc., enquanto as opções profissionais especializadas de projetores LED para alguns segmentos são inexistentes ou ainda estão chegando conectados.

Essencialmente, a tecnologia de projeção a laser está à frente do LED nesses casos, mas espero ver essa distância próxima nos próximos dois anos.

Conclusão

Em termos de custos, estamos vendo uma mudança em toda a indústria para baixo, com a projeção baseada em lâmpadas estando na parte inferior da lista. Por que a mudança? Neste ponto da história da indústria, estamos vendo fabricantes se afastando de um modelo dependente de clientes que substituem filtros e lâmpadas simplesmente substituindo as unidades projetadas como um todo.

Qual é a escolha certa para você? Eu diria que se trata de quantas horas você planeja usar seu projetor toda semana, combinado com o tamanho do seu orçamento disponível. Para o meu próprio projetor, eu pessoalmente escolhi um modelo baseado em lâmpadas com uma vida útil de 5.000 horas porque ele se encaixava em meu orçamento e uso de algumas horas por semana.

No entanto, se você precisar de seu projetor por várias horas por semana e / ou ele for montado em um local de difícil acesso, o laser ou o LED pode ser uma solução melhor para você. Tenha em mente, no entanto, que você provavelmente precisará limpar o filtro de vez em quando, independentemente da tecnologia escolhida.

No final do dia, é importante fazer sua pesquisa, já que fazer uma compra de projetor para casa ou para uma empresa / instituição pode representar um grande esforço financeiro. Haverá outras considerações para incluir na sua decisão - quantos lumens você precisa, a iluminação do ambiente no seu espaço, a resolução que você exige, o conteúdo que você está exibindo (principalmente texto, principalmente imagens / filmes ou uma mistura de ambos)?, que tamanho de tela você precisa, qual material de tela você está usando ou tem disponível e como você prevê que suas necessidades de projeção podem mudar nos próximos cinco anos. Essas são todas as perguntas que você precisa fazer e responder antes de fazer sua compra para evitar o remorso do comprador e garantir que esteja satisfeito com seu sistema de projeção agora e no futuro.

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