Лазерный проектор — это устройство, которое проецирует на экран изменяющиеся лазерные лучи для создания движущегося изображения для развлечения или профессионального использования. Он состоит из корпуса, в котором расположены лазеры, зеркала , гальванометрические сканеры и другие оптические компоненты. Лазерный проектор может содержать один источник лазерного света для одноцветной проекции или три источника для полноцветной RGB- проекции (красный, зеленый и синий).
Лазеры предлагают потенциально более яркие проецируемые изображения по сравнению с обычным проектором с более яркими цветами.
Промышленные лазерные проекторы присутствуют на рынке с начала 2000-х годов. Лазерные проекторы в основном используются в качестве систем оптического наведения. Они позволяют работать без шаблонов во многих производственных процессах, показывая непосредственно на заготовке, как материал необходимо расположить или закрепить, так что сотрудник визуально руководит ручными или полуавтоматическими производственными процессами.
В зависимости от материала для проецирования можно использовать разные цвета.
Гальванометры (также называемые «сканерами» или «гальво») представляют собой электромагнитные устройства с компьютерным управлением, которые перемещают зеркала, установленные на концах вращающихся валов. Зеркало отражает лазерный луч и «рисует» изображения. Гальванометры обычно идентифицируются по скорости их работы, измеряемой в Kpps (кило точек в секунду). Доступные скорости: 8k, 12k, 20k, 30k, 35k, 50k и 60k. Чем быстрее работают гальванометры, тем более плавным и без мерцания будет проецируемое изображение. Каждый гальванометр перемещает луч в одной плоскости: по оси X или по оси Y. Размещение гальванометров близко друг к другу под углом 90 градусов позволяет лазерному лучу полностью перемещаться в пределах определенной квадратной области. Наиболее полезными характеристиками пары гальванометров для использования в лазерных шоу являются скорость, с которой они могут рисовать точки, и угол, под которым они достигают этой скорости. Гальванометры делятся на две основные группы: с разомкнутым контуром и с замкнутым контуром . Замкнутый контур, который является наиболее распространенным, означает, что гальванометр управляется сервосистемой — схема управления использует сигнал обратной связи , генерируемый движением зеркала, для корректировки команд движения. Усилитель , аналогичный усилителю мощности звука , управляет зеркалом.
В случае использования компьютера для управления лазерным проектором необходим цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) для преобразования цифрового сигнала управления от компьютера в аналоговые сигналы, которые управляют сканерами в лазерном проекторе. Обычно два канала используются для управления положением xy, а три канала используются для управления значениями RGB проектора RGB. В случае одноцветного проектора вместо каналов RGB используется канал интенсивности. Большинство имеющихся в продаже проекторов и ЦАП совместимы со стандартом ILDA, который определяет каналы и распиновку 25-контактного входного разъема D-SUB на проекторе.
Многие лазерные проекторы и гальванометрические комплекты оснащены входом цифрового мультиплексирования (DMX). Изначально DMX был разработан для управления театральным освещением, но с годами распространился и на лазерные проекторы.
DMX позволяет пользователю управлять встроенными шаблонами проектора. Некоторые из этих особенностей — размер, рисунок, цвет и вращение. Однако DMX не позволяет пользователю создавать и отображать собственную графику/анимацию, это просто способ управления узорами, включенными в лазерный проектор.
Дихроичное зеркало — это зеркало с разными свойствами 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, для объединения красного, зеленого и синего лучей в один луч белого света. Затем яркость отдельных красных, синих и зеленых лазеров регулируется (модулируется) для получения любого желаемого цвета конечного луча. Типичный RGB-проектор с аналоговой модуляцией имеет 256 уровней яркости для каждого лазера. Это дает 16 777 216 различных возможных цветов (столько же, сколько монитор современного компьютера).
Гашение — это состояние, при котором лазерный луч выключается, а зеркала меняют положение при создании изображения. Гашение обычно происходит сотни раз в секунду. В новых твердотельных лазерах используется прямое электронное управление лазерным источником для обеспечения гашения. В газовых лазерах, таких как аргон или криптон, это было невозможно, и гашение осуществлялось с помощью третьего гальванометра, механически прерывавшего луч. Новая технология привела к появлению полихроматического акустооптического модулятора , или PCAOM , который обеспечивал высокоскоростное электронное гашение, контроль интенсивности и выбор цвета многоцветного лазерного луча .
Большинство лазеров DPSS, используемых в лазерных проекторах, поддерживают модуляцию. Модуляция связана с гашением, но это несколько более широкий термин. Лазер DPSS поддерживает либо аналоговую модуляцию, либо TTL-модуляцию, либо и то, и другое. Модуляция обычно указывается в кГц. 2 кГц можно считать низким, а 30 кГц — высоким. Производители обычно не указывают точную связь между этим числом и поведением лазера.
Аналоговый сигнал используется для управления интенсивностью выходного луча. Этот сигнал обычно представляет собой напряжение в диапазоне от 0 В до 5 В. С помощью лазера RGB и аналоговой модуляции в 8-битной системе доступно 16,7 миллионов цветов.
Однако, поскольку большинство программ для лазерных шоу используют регулировку модуляции яркости лазера от 0 до 100 % (следовательно, 100 шагов вместо 255), общее количество доступных цветов составляет всего 1 миллион. Кроме того, обычные лазерные источники начинают работать при напряжении 1–2 В и достигают полной яркости при напряжении 3,5–4 В, а кривая мощность/напряжение между этими точками обычно не является идеально линейной. Следовательно, динамика цветовой палитры в настоящем лазерном шоу снижается всего до нескольких тысяч возможных цветов.
TTL-модуляция указывает на то, что лазер не поддерживает аналоговую модуляцию выходного сигнала, а только управление ВКЛ/ВЫКЛ. См. гашение. Благодаря лазеру RGB и гашению TTL доступны семь цветов: красный, зеленый, синий, голубой, пурпурный, желтый и белый.
Международная ассоциация лазерных дисплеев. Торговая ассоциация, занимающаяся продвижением использования лазерных дисплеев.
Угол сканирования — это оптический угол, который обычно достигает набор сканеров при заданной скорости точек в секунду. Чем шире угол, тем большую площадь охватывает сканирование, но тем сложнее сканеру точно отслеживать его движение из-за физических ограничений механизма сканера. Например, угол 20 градусов обеспечивает область сканирования 3,5 метра на расстоянии 10 метров от сканера до экрана. Углы сканирования можно рассчитать с помощью тригонометрии .