Лазерный проектор - Laser projector

А лазерный проектор - это устройство, проецирующее изменяющиеся лазерные лучи на экран для создания движущегося изображения для развлечения или профессионального использования. Он состоит из корпуса, в котором лазеры, зеркала, гальванометр сканеры и другие оптические компоненты. Лазерный проектор может содержать один лазерный источник света для одноцветной проекции или три источника для RGB (красный, зеленый и синий) полноцветная проекция.

Лазеры предлагают более яркие проецируемые изображения с большим количеством качественных цветов.

Синяя лазерная проекция на композитный материал

Лазерный проектор проецирует различные лазерные линии на сварные швы алюминиевого кузова автомобиля.

Например, в сталелитейной промышленности для стального каркаса используются лазерные проекторы. Таким образом можно отобразить раму, в которой необходимо сварить сталь.

Типы лазерных проекторов

Промышленные лазерные проекторы используются в качестве ориентира, как трафарет в различных производственных процессах.
Лазерные проекторы для домашних развлечений имеют более широкий цвет гамма и долгая жизнь.

Промышленные лазерные проекторы

Промышленные лазерные проекторы находятся на рынке примерно с 2002/2003 года. Лазерные проекторы в основном используются в качестве оптических систем наведения. Они позволяют работать без шаблонов во многих производственных процессах, показывая прямо на заготовке, как материал должен быть размещен или установлен. Таким образом, сотрудник визуально управляется ручными или полуавтоматическими производственными процессами.

Преимущества

Быстрое и стабильное проецирование с высокой частотой повторения (50 Гц)
Оптимизирован для 2D и 3D объектов
Высочайшая точность проецирования
Широкий оптический угол (80 ° x 80 °) позволяет работать на больших площадках
Многопроекционная система для больших и сложных проекций

Отрасли

Лопасти для ветряных турбин
Поддержка сборки и управление заготовкой в 3D
Производство ламинированного бруса
Строительство лодок
Строительство караванов
Столы для склейки - ЧПУ-БАЗ - пилы продольные (лестничное строительство)
Гвоздь
Рулоны бумаги
Производство кабельных жгутов
Аэрокосмическая промышленность
Кожаное гнездо
Обрабатывающий центр с ЧПУ
Выравнивание стальных пластин
Осмотр металлических поверхностей
Установка опалубки для бетонных ступеней с лазерной поддержкой
Сборные железобетонные изделия: элементы стен и потолка

В зависимости от материала для проецирования могут использоваться разные цвета.

Лазерные проекторы для домашних развлечений

Лазерный проектор для домашних развлечений от Hisense

Лазерные проекторы для домашних развлечений присутствуют на рынке примерно с 2015 года. Эти устройства способны генерировать световые волны любой длины, что позволяет расширить цветовую гамму без снижения яркости. Это приводит к более глубоким и насыщенным цветам, которые ближе, чем у предыдущих продуктов, к широкому спектру цветов, которые может обрабатывать человеческий глаз. Другие преимущества включают быстрое (вплоть до мгновенного) включение / выключение и увеличенный срок службы: например, один производитель заявляет 30 000 часов для лазеров в одной из своих основных моделей. По сравнению с примерно 3000 часами работы большинства домашних проекторов с их лампами UHP. При цене от 250 до 400 долларов за лампу можно добиться значительной экономии в течение всего срока службы проектора.^[1]

* DMD® = цифровой микродисплей, LCOS = жидкий кристалл на полупроводнике, ЖКД = жидкокристаллический дисплей

Достоинства этого метода

Экономия материалов и времени за счет оптимизированного рабочего процесса
Немедленный визуальный контроль качества
Повышение производительности
Лазерная проекция с высокой точностью и качеством изображения

Типовые компоненты

Лазерные диоды (прямой впрыск)

Красный: 635нм, 638 нм, 642 нм, 650 нм, 660 нм
Зеленый: 515 нм, 520 нм
Синий: 445 нм
Фиолетовый: 405 нм

Твердотельный DPSS (с диодной накачкой, с удвоенной частотой)

Красный: 671 нм
Зеленый: 532 нм
Синий: 473 нм, 457 нм

Газовые лазеры

Красный: HeNe (гелий-неон) @ 632,8 нм, криптон @ 647,1 нм
Зеленый: Аргон @ 514,5 нм
Синий: аргон @ 488 нм или 457,9 нм
Многоцветный (белый): газовая смесь аргон /Криптон 647,1 нм, 514,5 нм, 488 нм, 476,5 нм, 457,9 нм

Сканеры гальванометров

Гальванометры (также называемые «сканерами» или «гальвонами») - это управляемые компьютером электромагнитные устройства, которые перемещают зеркала, установленные на концах вращающихся валов. Зеркало отражает лазерный луч для «рисования» изображений. Гальванометры обычно идентифицируются по их скорости работы, измеряемой в Kpps (килограмм точек в секунду). Доступные скорости включают 8k, 12k, 20k, 30k, 35k, 50k и 60k. Чем быстрее гальванометры, тем ровнее и без мерцания проецируемое изображение. Каждый гальванометр перемещает луч в одной плоскости, либо по оси X, либо по оси Y. Размещение гальванометров близко друг к другу под углом 90 градусов позволяет полностью перемещать лазерный луч в пределах определенной квадратной области. Наиболее полезные характеристики пары гальванометров для использования в лазерном шоу - это скорость, с которой они могут рисовать точки, и угол, под которым они достигают этой скорости. Гальванометры делятся на две основные группы: открытый цикл и замкнутый цикл. Замкнутый контур, который является наиболее распространенным, означает, что гальванометр управляется сервопривод система - схема управления использует Обратная связь сигнал, генерируемый движением зеркала для коррекции команд движения. An усилитель мощности похожий на аудио усилитель мощности приводит в движение зеркало.

Контроллер (DAC)

В случае использования компьютера для управления лазерным проектором Цифро-аналоговый преобразователь (DAC) необходим для преобразования цифрового управляющего сигнала с компьютера в аналоговые сигналы, управляющие сканерами в лазерном проекторе. Обычно 2 канала используются для управления положением x-y, а 3 канала используются для управления значениями RGB проектора RGB. В случае одноцветного проектора канал интенсивности используется вместо каналов RGB. Большинство имеющихся в продаже проекторов и ЦАП совместимы со стандартом ILDA, который определяет каналы и распиновку для 25-контактного входного разъема D-SUB проектора.

DMX

Многие лазерные проекторы и гальванометры включают цифровые Мультиплексирование (DMX) вход. Первоначально DMX был разработан для управления театральным освещением, но со временем распространился на лазерные проекторы.

DMX позволяет пользователю управлять встроенными шаблонами проектора. Некоторые из этих функций - это размер, узор, цвет и поворот. Однако DMX Не позволяют создавать и отображать свою собственную графику / анимацию, это просто способ управления шаблонами, включенными в ваш лазерный проектор. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) необходим для настраиваемой графики / анимации.

Дихроичные зеркала

А дихроичное зеркало представляет собой зеркало с разными характеристиками отражения или пропускания на двух разных длинах волн. Типичные дихроичные зеркала, используемые в лазерных проекторах, пропускают красный свет и отражают зеленый и синий или пропускают зеленый свет и отражают красный и синий. Дихроичные зеркала необходимы для объединения лазерных лучей разных цветов, например объединить красный, зеленый и синий лучи в единый луч белого света. Затем отдельные красный, синий и зеленый лазеры регулируются по яркости (модулируются) для получения любого желаемого цвета в конечном луче. Типичный проектор RGB с аналоговой модуляцией имеет 256 уровней яркости для каждого лазера. Это дает (256 x 256 x 256) 16 777 216 различных доступных цветов (как на мониторе современного компьютера).

Типичная терминология

Гашение

Гашение - это состояние, при котором лазерный луч выключается, а зеркала меняют положение при создании изображения. Гашение обычно происходит сотни раз в секунду. Новые твердотельные лазеры используют прямое электронное управление лазерным источником для обеспечения гашения. С газовыми лазерами, такими как аргон или криптон, это было невозможно, и гашение проводилось с помощью третьего гальванометра, который механически прерывал луч. Новые технологии принесли пoly-Cхроматический Аcousto-Оptic Modulator, или PCAOM, который обеспечивал высокоскоростное электронное гашение, регулировку интенсивности и выбор цвета многоцветного лазерного луча.

Модуляция

Большинство DPSS-лазеров, используемых в лазерных проекторах, поддерживают модуляцию. Модуляция имеет отношение к гашению, но это немного более широкий термин. Лазер DPSS поддерживает либо аналог модуляция TTL модуляция 'или и то, и другое. Модуляция обычно указывается в кГц. 2 кГц можно считать низким, а 30 кГц - высоким. Производители не указывают точную связь между этим числом и поведением лазера.

Аналоговая модуляция

An аналоговый сигнал используется для управления интенсивностью выходного луча. Этот сигнал обычно представляет собой напряжение в диапазоне от 0 В до 5 В. При использовании лазера RGB и аналоговой модуляции в распоряжении 8-битной системы 16,7 миллионов цветов.

Однако, поскольку в большинстве программ для лазерных шоу используется регулировка от 0 до 100% для модуляции яркости лазера (то есть 100 шагов вместо 255), общее количество доступных цветов составляет 1'000'000. Кроме того, обычные лазерные источники начинают генерацию с напряжение составляет 1-2 В и достигает своей полной яркости при напряжении 3,5-4 В, а кривая мощности / напряжения между этими точками обычно не является идеально линейной. Следовательно, динамика цветовой палитры при использовании реального лазерного шоу уменьшается до нескольких тысяч различных цветов.

Модуляция TTL

Модуляция TTL означает, что лазер не поддерживает аналоговую модуляцию выходного сигнала, а только управление ВКЛ / ВЫКЛ. Смотрите гашение. С помощью RGB-лазера и TTL-гашения в вашем распоряжении семь цветов. Красный, зеленый, синий, голубой, пурпурный, желтый, белый.

ILDA

Международная ассоциация лазерных дисплеев. Торговая ассоциация, занимающаяся продвижением использования лазерных дисплеев.

Угол сканирования

Угол сканирования - это оптический угол, который обычно достигается набором сканеров с заданной скоростью точек в секунду. Чем шире угол, тем большую площадь покрывает сканирование, но тем сложнее для сканера точно отслеживать из-за физических ограничений механизма сканера. Например, угол в 20 градусов обеспечивает область сканирования 3,5 метра на расстоянии 10 метров от сканера до экрана. Углы сканирования можно рассчитать с помощью тригонометрия.

Смотрите также

внешняя ссылка

Источники

[1] CNET

[1]