Projector ทำงานอย่างไร ? และ โปรเจคเตอร์มีกี่ประเภท ? อะไรบ้าง ?

Projector ทำงานอย่างไร ? และ โปรเจคเตอร์มีกี่ประเภท ? อะไรบ้าง ?

หากคุรเคยเข้าไปรับชมหนังที่ โรงหนัง หรือ โรงภาพยนตร์ มาก่อน ก็แสดงว่าคุณน่าจะเคยสัมผัสประสบการณ์การชมวิดีโอผ่านการฉายจาก เครื่องฉายโปรเจคเตอร์ (Projector) มาอย่างแน่นอน หรือบางคนอาจจะซื้อมาไว้ที่บ้านเพื่อใช้ดูหนัง หรือเล่นเกมอยู่แล้วด้วยซ้ำไป

การรับชมโปรเจคเตอร์จะต่างไปจากการรับชมผ่านหน้าจอทีวี หรือจอคอมพิวเตอร์  เพราะเราไม่สามารถรับชมได้โดยตรง เพราะว่าตัวโปรเจคเตอร์เองเป็นแค่เครื่องฉายภาพเท่านั้น ซึ่งแน่นอนว่ามัน "ไม่มีจอแสดงผล" ดังนั้นเราจะต้องหาฉากรับภาพมาวางไว้ที่ด้านหน้า ของเครื่องโปรเจคเตอร์ด้วย อาจจะอ่านแล้วรู้สึกว่ามันไม่สะดวกเท่าไหร่นัก

แต่แน่นอนว่าข้อดีของการมีโปรเจคเตอร์ก็คือ มันสามารถฉายภาพได้ขนาดใหญ่มาก โดยโปรเจคเตอร์ส่วนใหญ่จะสามารถแสดงภาพขนาด 80 - 100 นิ้วได้สบาย ๆ แม้ทีวีขนาด 100 นิ้ว ก็มีขายแต่ราคาก็แพงอยู่ที่หลักแสน โปรเจคเตอร์จึงเป็นตัวเลือกที่ประหยัดกว่ามาก สำหรับคนที่อยากสัมผัสจอใหญ่ในราคาประหยัด

เคยสงสัยไหมว่า เครื่องโปรเจคเตอร์ทำงานอย่างไร ? แล้วมีเครื่องโปรเจคเตอร์อยู่กี่ประเภท ? ในบทความนี้เราจะมาอธิบายให้อ่านกัน

โปรเจคเตอร์ทำงานอย่างไร ?
(How does Projector work ?)

หากคุณเคยเรียนวิทยาศาสตร์มาบ้าง คุณอาจจะมีประสบการณ์เกี่ยวกับกล้องกล้องทาบเงา (Camera obscura) มาก่อน หลักการทำงานของโปรเจคเตอร์นั้น เป็นความรู้ที่ถูกค้นพบมากว่า 3,000 ปีแล้ว

การที่มนุษย์สามารถมองเห็นสิ่งต่าง ๆได้นั้น เกิดจากการที่แสงตกกระทบวัตถุ แล้วสะท้อนเข้าสู่ตาของเราผ่านเลนส์แก้วตา แล้วตกกระทบไปยังตัวรับภาพ ก่อนที่สมองจะแปลงสัญญาณภาพให้เราเข้าใจสิ่งที่มองเห็น

คุณสมบัติทางธรรมชาติของแสง เมื่อมันตกกระทบกับวัตถุ มันจะสะท้อนออกไปกระจัดกระจายไปในทิศทางต่าง แต่หากมีรูขนาดเล็กให้แสงลอดผ่านไปได้ ภาพของวัตถุดังกล่าวจะไปตกกระทบกับฉากด้านหลังได้ หากมีระนาบรับภาพที่เหมาะสม ซึ่งปรากฏการณ์นี้ถูกสังเกตพบมาตั้งแต่สมัยโบราณกาล

ภาพกล้องทาบเงาจากหนังสือ Apiaria Universae Philosophiae Mathematicae
พิมพ์ในปี ค.ศ. 1642 (พ.ศ. 2185)
ภาพจาก : https://en.wikipedia.org/wiki/Camera_obscura

เครื่องโปรเจคเตอร์ก็ใช้หลักการเดียวกัน แต่แทนที่จะให้แสงลอดผ่านรูที่ว่างเปล่า ก็จะให้แสงลอดผ่านชั้นเลนส์เพื่อขยายขนาดภาพให้ใหญ่ยิ่งขึ้น 

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีในเครื่องโปรเจคเตอร์ก็มีอยู่หลายประเภท มีวิธีการสร้างภาพที่แตกต่างกัน ในหัวข้อถัดไปเรามารู้จักกับประเภทของโปรจคเตอร์ชนิดต่าง ๆ กัน

โปรเจคเตอร์แบบ CRT
(Cathode Ray Tube Projector)

โปรเจคเตอร์แบบ Cathode Ray Tube (CRT) เป็นเทคโนโลยีของโปรเจคเตอร์ที่เก่าแก่ที่สุด ใช้หลักการทำงานเดียวกับทีวี หรือจอคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าที่มีความหนาเตอะจนโดนแซะว่าเป็นจอตู้ ปัจจุบันนี้ไม่มีการผลิต

หลักการทำงานคือ อาศัยหลอด Cathode Ray Tube (CRT) จำนวน 3 หลอด 3 สี ประกอบไปด้วยสีแดง, เขียว และน้ำเงิน เรียงกันเหมือนกับสัญญาณไฟจราจร สามสีนี้จะผสมกันได้เพื่อสร้างสีต่าง ๆ เมื่อรวมแสงทั้งหมดที่ตกกระทบลงบนฉาก ก็จะปรากฏเป็นภาพขึ้นมา

VDC Marquee 9500LC
ภาพจาก : https://www.hcinema.de/pro/anzeigen.php?angabe=vdcmarquee9500lc

โปรเจคเตอร์แบบ LCD
(Liquid Crystal Display Projector)

LCD ย่อมาจากคำว่า Liquid Crystal Display หรือจอผลึกคริสตัลเหลว

โปรเจคเตอร์แบบ LCD หมายถึงโปรเจคเตอร์ที่ใช้ LCD ในการสร้างภาพ โดยมีอยู่ 2 รูปแบบคือ Single-chip LCD และ Three-chip LCD 

แบบ 1LCD จะใช้บอร์ด LCD ที่ประกอบไปด้วยสีแดง, เขียว และน้ำเงินรวมกันไว้ในที่เดียว ทำให้สามารถออกแบบโปรเจคเตอร์ให้มีขนาดเล็ก, น้ำหนักเบา และต้นทุนการผลิตต่ำได้ แต่เนื่องจากมีข้อจำกัดด้านรูรับแสง และมีเกรน (Grain) ค่อนข้างเยอะ ทำให้มันหายไปจากท้องตลาดแล้ว

ส่วน 3LCD นั้น ปัจจุบันเป็นเทคโนโลยีโปรเจคเตอร์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ใช้แผง LCD 3 ตัว 3 สี ทำงานร่วมกัน เพื่อสร้างภาพที่มีเพียงสีเดียว จากนั้นก็รวมแสงด้วยแท่งปริซึมให้กลายเป็นภาพเดียว ทำให้ได้ภาพที่มีความสว่าง, คมชัด และดูนุ่มนวล

ภาพจาก : https://www.projectorscreen.com/blog/How-Does-A-LCD-Projector-Work

โปรเจคเตอร์แบบ DLP
(Digital Light Processing Projector)

โปรเจคเตอร์แบบ Digital Light Processing (DLP) ทำงานแบบดิจิทัลตามชื่อของมันเลย ความยอดเยี่ยมของโปรเจคเตอร์ชนิดนี้คือ สามารถแสดงสีได้ถึง 35 ล้านเฉดสี และมีคุณภาพของภาพที่สูงมาก โดยอาศัยชิป Digital micromirror Device (DMD) ในการทำงาน 

แสงจะถูกแยกสีออกเป็นสีแดง, เขียว และน้ำเงินผ่านวงล้อสี (Color Wheel) ไปตกกระทบลงบนกระจกขนาดเล็ก (Micromirror) ที่อยู่บนชิป แสงจะถูกผสมสีตามข้อมูลที่ได้รับมาภายในเวลาเสี้ยววินาที แล้วส่งผ่านเลนส์ไปฉายบนหน้าจอ

เทคโนโลยี DLP เป็นลิขสิทธิ์ของบริษัท Texas Instruments (TI) ซึ่งชิป DMD และตัวควบคุม DMD controllers ยังเป็นสินค้าที่ใครอยากจะผลิตโปรเจคเตอร์แบบ DLP ต้องมาซื้อชิปต่อจาก TI เท่านั้น

โปรเจคเตอร์แบบ DLP ยังมีการแบ่งย่อยลงไปอีกตามจำนวนชิป DMD ที่ใช้ คือ 1DLP, 2DLP และ 3DLP

สมาร์ทโปรเจคเตอร์ส่วนใหญ่ที่วางจำหน่ายในท้องตลาดจะเป็นแบบ 1DLP แต่ถ้าเป็นแบบที่ใช้ในอุตสาหกรรมบันเทิง ฉายบนหน้าจอขนาดใหญ่ก็จะเป็นแบบ 2DLP

ส่วน 3DLP นั้นพิเศษหน่อย เพราะมันสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมี Color Wheel เพราะแต่ละชิปจะทำงานแยกกันไปคนละสีเลย หลักการคล้ายคลึงกับ 3LCD ในโปรเจคเตอร์ระดับเรือธงที่เน้นคุณภาพในการฉายแบบสูงสุดจะเลือกใช้ 3DLP ในการทำงาน

ภาพจาก : https://www.viewsonic.com/library/entertainment/what-look-for-dlp-projector/

โปรเจคเตอร์แบบ LCOS
(Liquid Crystal on Silicon Projector)

โปรเจคเตอร์แบบ Liquid Crystal on Silicon (LCOS) เปรียบเสมือนการผสมผสานการทำงานระหว่างโปรเจคเตอร์แบบ LCD และ DLP เข้าด้วยกัน 

โดยแสงจะถูกยิงผ่านแท่งปริซึมเพื่อกระจายออกเป็นสามสี แดง, เขียว และน้ำเงิน หากเป็นโปรเจคเตอร์แสงจะทะลุผ่าน LCD ไป แต่นี่มันจะใช้หลักการสะท้อนแสงเหมือนกับ DLP 

ข้อดีของโปรเจคเตอร์แบบ LCOS คือประหยัดพลังงาน และมีความคมชัดสูง

ภาพจาก : https://www.projectorscreen.com/blog/How-Does-An-LCos-Projector-Work

โปรเจคเตอร์แบบ LED
(Light Emitting Diode Projector)

หมายถึงโปรเจคเตอร์ใช้ใช้หลอดไฟ แอลอีดี (LED) เป็นแหล่งกำเนิดแสงแทนหลอดไฟแบบเดิม ๆ ส่วนการทำงานจะเป็น LCD, DLP หรือ LCOS ก็ได้

ข้อดีคือราคาถูก, มีขนาดเล็ก, ประหยัดไฟ และอายุการใช้งานยาวนาน แต่ข้อเสียคือ มีค่าความสว่างสูงสุดต่ำกว่าหลอดไฟแบบดั้งเดิม จึงไม่เหมาะหากห้องที่จะใช้งานโปรเจคเตอร์ มีความสว่างมาก พวกโปรเจคเตอร์แบบพกพาอย่าง Pico Projectors ก็ใช้หลอดไฟ LED เป็นแหล่งกำเนิดแสงเช่นกัน

โปรเจคเตอร์แบบเลเซอร์
(Laser Projector)

สำหรับ โปรเจคเตอร์แบบเลเซอร์นั้น จะเหมือนกับโปรเจคเตอร์แบบ LED เลย มันต่างกันแค่แหล่งกำเนิดแสงเท่านั้น ซึ่งก็ตามชื่อเลย มันหมายถึงโปรเจคเตอร์ที่ใช้แสงเลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสง

ในส่วนของข้อดีของมันนั้น ก็มีหลายอย่าง เปิดปุ๊ปสว่างทันที ไม่ต้องอุ่นเครื่องแบบหลอดไฟแบบเก่า อายุการใช้งานก็ยาวนานมาก ใช้ได้เป็น 10 ปี กว่าที่จะต้องเปลี่ยนหลอด ข้อเสียมีเพียงอย่างเดียว คือราคายังค่อนข้างสูงอยู่เมื่อเทียบกับโปรเจคเตอร์แบบอื่นๆ 

ภาพจาก : https://www.sharpnecdisplays.eu/p/laser/en/technologies.xhtml

โปรเจคเตอร์แต่ละแบบก็มีข้อดีข้อเสียแตกต่างกัน การเลือกซื้อก็ขึ้นอยู่กับงบประมาณ และการนำไปใช้งาน