Les vidéoprojecteurs apportent l'expérience cinématographique à la maison avec la possibilité d'afficher des images beaucoup plus grandes que ce que la plupart des téléviseurs peuvent offrir. Cependant, pour qu'un vidéoprojecteur fonctionne avec une qualité optimale, il doit fournir une image à la fois lumineuse et affichant une large gamme de couleurs. Pour ce faire, une puissante source de lumière intégrée est nécessaire.
Au cours des dernières décennies, différentes technologies de sources lumineuses ont été utilisées, le laser étant la dernière à entrer dans l'arène. Examinons l'évolution de la technologie des sources lumineuses utilisées dans les vidéoprojecteurs laser et comment les lasers changent la donne.
L'évolution des tubes cathodiques aux lampes
Au début, les vidéoprojecteurs et les téléviseurs à projection utilisaient la technologie CRT, que vous pouvez considérer comme de très petits tubes image pour téléviseur. Trois tubes (rouge, vert, bleu) ont fourni à la fois la lumière nécessaire et les détails de l'image.
Chaque tube projeté sur un écran indépendamment. Afin d'afficher une gamme complète de couleurs, les tubes devaient être convergents. Cela signifiait que le mélange des couleurs avait lieu directement sur l'écran et non à l'intérieur du projecteur.
Le problème avec les tubes n'était pas seulement le besoin de convergence pour préserver l'intégrité de l'image projetée si un tube s'estompait ou tombait en panne, mais aussi que les trois tubes devaient être remplacés afin qu'ils projettent tous la couleur en même temps intensité. Les tubes étaient également très chauds et devaient être refroidis par un gel ou un liquide spécial. Pour couronner le tout, les projecteurs CRT et les téléviseurs à projection consomment beaucoup d'énergie.
Les vidéoprojecteurs à tube cathodique fonctionnels sont désormais très rares. Les tubes ont depuis été remplacés par des lampes, associées à des miroirs spéciaux ou des roues de couleur qui séparent la lumière en rouge, vert et bleu, et une "puce d'imagerie" séparée qui fournit les détails de l'image.
Selon le type de puce d'imagerie utilisée (LCD, LCOS ou DLP), la lumière provenant de la lampe, des miroirs ou de la roue chromatique doit traverser ou se refléter sur la puce d'imagerie, ce qui produit le image que vous voyez sur l'écran.
Le problème des lampes
Les projecteurs LCD, LCOS et DLP "lampe avec puce" sont un grand pas en avant par rapport à leurs prédécesseurs à tube cathodique, en particulier en ce qui concerne la quantité de lumière qu'ils peuvent émettre. Cependant, les lampes gaspillent encore beaucoup d'énergie en produisant tout le spectre lumineux, même si seules les couleurs primaires rouge, vert et bleu sont réellement nécessaires.
Bien qu'elles ne soient pas aussi mauvaises que les CRT, les lampes consomment toujours beaucoup d'énergie et génèrent de la chaleur, ce qui nécessite l'utilisation d'un ventilateur potentiellement bruyant pour garder les choses au frais.
Aussi, dès la première fois que vous allumez un vidéoprojecteur, la lampe commence à s'estomper et finira par s'éteindre ou devenir trop faible (généralement après 3 000 à 5 000 heures). Même les tubes de projection CRT, aussi gros et encombrants soient-ils, ont duré beaucoup plus longtemps. La courte durée de vie des lampes nécessite un remplacement périodique à un coût supplémentaire. La demande actuelle de produits respectueux de l'environnement (de nombreuses lampes de projecteur contiennent également du mercure) nécessite une alternative capable de mieux faire le travail.
LED à la rescousse ?
Une alternative aux lampes est les LED (diodes électroluminescentes). Les LED sont beaucoup plus petites qu'une lampe et peuvent être assignées pour n'émettre qu'une seule couleur (rouge, vert ou bleu).
Grâce à leur petite taille, les vidéoprojecteurs peuvent être rendus beaucoup plus compacts, même à l'intérieur de quelque chose d'aussi petit qu'un smartphone. Les LED sont également plus efficaces que les lampes, mais elles ont encore quelques faiblesses.
- Premièrement, les LED ne sont généralement pas aussi brillantes que les lampes.
- Deuxièmement, les LED n'émettent pas de lumière de manière cohérente. Cela signifie que, lorsque les faisceaux lumineux quittent une source lumineuse à puce LED, ils ont tendance à se disperser légèrement. Bien qu'ils soient plus précis qu'une lampe, ils sont encore légèrement inefficaces.
Un exemple de vidéoprojecteur utilisant des LED comme source lumineuse est le LG PF1500W.
Entrez dans le laser
Pour résoudre les problèmes de lampes ou de LED, une source de lumière laser peut être utilisée. Laser signifie Light Aamplification par Stimulated Emission de Radiation.
Les lasers sont utilisés depuis 1960 environ comme outils en chirurgie médicale (comme le LASIK), dans l'éducation et les affaires sous la forme de pointeurs laser et de relevés à distance, et l'armée utilise des lasers dans les systèmes de guidage, et dans la mesure du possible armes. En outre, Laserdisc, DVD, Blu-ray, Ultra HD Blu-ray ou lecteur de CD, utilisez des lasers pour lire les fosses sur un disque contenant de la musique ou du contenu vidéo.
Le laser rencontre le vidéoprojecteur
Lorsqu'ils sont utilisés comme source lumineuse de vidéoprojecteur, les lasers offrent plusieurs avantages par rapport aux lampes et aux LED.
- Coherence: les lasers résolvent le problème de diffusion de la lumière en émettant de la lumière de manière cohérente. Lorsque la lumière sort du laser sous la forme d'un faisceau unique et serré, "l'épaisseur" est conservée sur des distances à moins qu'elle ne soit modifiée en passant à travers des lentilles supplémentaires.
- Faible consommation d'énergie: En raison de la nécessité de fournir suffisamment de lumière pour que le projecteur affiche une image à l'écran, les lampes consomment beaucoup d'énergie. Cependant, comme chaque laser n'a besoin de produire qu'une seule couleur (similaire à une LED), il est plus efficace.
- Output: les lasers offrent un rendement lumineux accru avec moins de génération de chaleur. Ceci est particulièrement important pour le HDR, qui nécessite une luminosité élevée pour un effet optimal.
- Gamut/saturation: les lasers prennent en charge des gammes de couleurs plus larges et une saturation des couleurs plus précise.
- Virtuellement instantané: le temps de marche/arrêt ressemble plus à ce que vous ressentez lorsque vous allumez et éteignez un téléviseur.
- Durée de vie: avec les lasers, vous pouvez vous attendre à 20 000 heures d'utilisation ou plus, éliminant ainsi le besoin de remplacement périodique de la lampe.
Tout comme avec la "télévision LED", le ou les lasers d'un projecteur ne produisent pas les détails réels de l'image, mais fournissent la source de lumière qui permet aux projecteurs d'afficher des images à gamme complète de couleurs sur un écran. Cependant, il est plus simple d'utiliser le terme « projecteur laser » plutôt que « vidéoprojecteur DLP ou LCD avec une source de lumière laser ».
Le Mitsubishi LaserVue
Mitsubishi a été le premier à utiliser des lasers dans un produit grand public basé sur un vidéoprojecteur. En 2008, ils ont introduit le téléviseur à rétroprojection LaserVue. Le LaserVue utilisait un système de projection basé sur DLP en combinaison avec une source de lumière laser. Malheureusement, Mitsubishi a abandonné tous ses téléviseurs à rétroprojection (y compris le LaserVue) en 2012.
Le téléviseur LaserVue utilisait trois lasers, un pour le rouge, le vert et le bleu. Les trois faisceaux lumineux colorés ont ensuite été réfléchis par une puce DLP DMD, qui contenait les détails de l'image. Les images résultantes ont ensuite été affichées à l'écran.
Les téléviseurs LaserVue offraient d'excellents rendements lumineux, précision des couleurs et contraste. Cependant, ils étaient très chers (un ensemble de 65 pouces coûtait 7 000 $) et bien que plus minces que la plupart des téléviseurs à rétroprojection, ils étaient toujours plus volumineux que les téléviseurs plasma et LCD disponibles à l'époque.
Exemples de configuration de la source lumineuse laser d'un vidéoprojecteur
Les images ci-dessus et les descriptions suivantes sont génériques; il peut y avoir de légères variations selon le fabricant ou l'application.
Bien que les téléviseurs LaserVue ne soient plus disponibles, les lasers ont été adaptés pour être utilisés comme source de lumière pour les vidéoprojecteurs traditionnels dans plusieurs configurations.
Laser RVB (DLP)
Cette configuration est similaire à celle utilisée dans le téléviseur Mitsubishi LaserVue. Il y a 3 lasers, un qui émet de la lumière rouge, un vert et un bleu. La lumière rouge, verte et bleue passe à travers un anti-taches, un "conduit de lumière" étroit et un ensemble lentille/prisme/puce DMD, et sort du projecteur sur un écran.
Laser RVB (LCD/LCOS)
Tout comme avec DLP, il y a 3 lasers, sauf qu'au lieu de se refléter sur les puces DMD, les trois faisceaux lumineux RVB sont soit passés à travers trois puces LCD, soit réfléchis par 3 puces LCOS (RVB) pour produire l'image. Bien que le système à 3 lasers soit actuellement utilisé dans certains projecteurs de cinéma commerciaux, il n'est actuellement pas utilisé dans les projecteurs DLP ou LCD/LCOS grand public en raison du coût. Il existe une autre alternative moins coûteuse qui est populaire pour les projecteurs: le système laser/phosphore.
Laser/Phosphore (DLP)
Ce système est un peu plus compliqué en termes de nombre de lentilles et de miroirs nécessaires pour projeter une image complète, mais en réduisant le nombre de lasers de 3 à 1, le coût de mise en œuvre est considérablement réduit. Dans ce système, un seul laser émet une lumière bleue. La lumière bleue est alors scindée en deux. Un faisceau continue à travers le reste du moteur de lumière DLP, tandis que l'autre frappe une roue rotative qui contient des luminophores verts et jaunes, qui, à leur tour, créent deux faisceaux lumineux vert et jaune.
Ces faisceaux ajoutés rejoignent le faisceau lumineux bleu intact, et tous trois traversent la roue chromatique DLP principale, un ensemble lentille/prisme, et se reflètent sur la puce DMD, qui ajoute les informations d'image au mélange de couleurs. L'image couleur terminée est envoyée du projecteur à un écran. Un projecteur DLP qui utilise l'option Laser/Phosphore est le Viewsonic LS820.
Laser/Phosphore (LCD/LCOS)
Pour les projecteurs LCD/LCOS, l'incorporation d'un système d'éclairage laser/phosphore est similaire à celui des projecteurs DLP, sauf qu'au lieu d'utiliser un ensemble puce/roue chromatique DLP DMD, la lumière passe soit par 3 puces LCD, soit réfléchie par 3 puces LCOS. Cependant, Epson utilise une variante qui utilise 2 lasers, qui émettent tous deux de la lumière bleue.
Lorsque la lumière bleue d'un laser passe à travers le reste du moteur de lumière, la lumière bleue de l'autre laser frappe une roue de phosphore jaune, qui, à son tour, divise le faisceau de lumière bleue en faisceaux de lumière rouge et verte. Les faisceaux lumineux rouge et vert nouvellement créés rejoignent ensuite le faisceau bleu encore intact et traversent le reste du moteur lumineux. Un projecteur LCD Epson qui utilise un double laser en combinaison avec un phosphore est le LS10500.
Hybride Laser/DEL (DLP)
Une autre variante utilisée principalement par Casio dans certains projecteurs DLP est le moteur d'éclairage hybride laser/LED. Dans cette configuration, une LED produit la lumière rouge nécessaire, tandis qu'un laser est utilisé pour produire la lumière bleue. Une partie du faisceau de lumière bleue est ensuite divisée en un faisceau vert après avoir heurté une roue chromatique au phosphore.
Les faisceaux lumineux rouge, vert et bleu traversent ensuite une lentille de condenseur et se reflètent sur une puce DLP DMD, complétant l'image, qui est ensuite projetée sur un écran. Un projecteur Casio avec un moteur d'éclairage hybride laser/LED est le XJ-F210WN.
L'essentiel
Les projecteurs laser offrent la meilleure combinaison de lumière nécessaire, de précision des couleurs et d'efficacité énergétique pour une utilisation en cinéma et en home cinéma.
Les projecteurs à lampe dominent toujours, mais l'utilisation de sources de lumière LED, LED/laser ou laser est en augmentation. Les lasers sont actuellement utilisés dans un nombre limité de vidéoprojecteurs, ils seront donc les plus chers. Les prix varient de 1 500 $ à plus de 3 000 $, mais vous devez également tenir compte du coût d'un écran et, dans certains cas, des lentilles.
À mesure que la disponibilité augmente et que les gens achètent plus d'unités, les coûts de production vont baisser, ce qui se traduira par des projecteurs laser moins chers. Tenez également compte du coût de remplacement des lampes par rapport au fait de ne pas avoir à remplacer les lasers.
Lorsque vous choisissez un vidéoprojecteur, quel que soit le type de source lumineuse utilisé, assurez-vous qu'il correspond à votre environnement de visionnage, à votre budget et à vos goûts personnels.
