Tout savoir sur les sources lumineuses triple laser, quadruple LED et hybrides LED+laser

Dans l’univers de la vidéo projection, la source lumineuse des vidéoprojecteurs a longtemps reposé sur des lampes haute pression. Celles-ci offraient une luminosité satisfaisante, mais souffraient de plusieurs inconvénients notables : durée de vie limitée, baisse de la luminosité avec le temps, consommation énergétique élevée. Depuis plusieurs années, ces technologies cèdent progressivement la place à des solutions innovantes telles que le triple laser, le quadruple LED et les hybrides LED + laser. 

Quelles sont leurs caractéristiques ? Quels avantages et inconvénients présentent elles ? Comment choisir la technologie qui convient le mieux à vos besoins pour une expérience cinématographique optimale ?

Le système d'éclairage : élément clé du vidéoprojecteur

Le système d'éclairage joue un rôle fondamental dans le processus de projection, en fournissant un faisceau lumineux intense, stable et précis. Cette lumière traverse une série de composants optiques sophistiqués, tels que des prismes, des miroirs et des lentilles.

Dans un projecteur mono lampe, mono LED ou mono laser, ces éléments travaillent de concert pour décomposer la lumière en ses couleurs primaires (rouge, vert et bleu), la filtrer selon l'image à projeter, puis la recomposer et la focaliser via l’objectif pour la projeter à l’écran. 

Les projecteurs équipés d’une source lumineuse RVB (triple laser, triple et quadruple LED ou hybride LED + laser) présentent plusieurs avantages significatifs par rapport aux modèles dotés d’une source lumineuse blanche. Ils offrent notamment une meilleure reproduction des couleurs, en générant directement les trois couleurs primaires, couvrant ainsi un espace colorimétrique plus large avec davantage de précision.

L’intensité lumineuse de chaque couleur primaire est par ailleurs optimisée pour se révéler généralement équivalente à la luminosité d’une source lumineuse blanche, ce qui garantit des couleurs éclatantes et réalistes dans toutes les scènes. Ces projecteurs se montrent donc particulièrement performants dans la reproduction des contenus 4K HDR. 

De plus, l’absence de roue chromatique réduit les pertes de luminosité et atténue fortement les artefacts visuels potentiels comme l’effet arc-en-ciel, parfois présent sur les projecteurs exploitant la technologie DLP.

La qualité et l'efficacité de ces systèmes d'éclairage de nouvelle génération influencent donc directement la fidélité des couleurs, la luminosité, le contraste et la netteté de l'image projetée.

Quels sont les différents types de projecteurs avec des lampes LED ou laser RVB ?

Plusieurs technologies de sources lumineuses exploitant des lampes triple laser sont présentes sur le marché des vidéoprojecteurs : 

• Technologie laser TriChroma (développée par Hisense) chez Hisense et Leica,
• Technologie ALPD (développée par Appotronic) pour les projecteurs Formovie,
• Triple laser RVB sur les vidéoprojecteurs Samsung et ViewSonic,
• Technologie DuraCore Laser (triple laser RVB) chez Optoma.

Du côté des projecteurs LED, on retrouve très souvent des projecteurs à triple LED RVB ainsi que des modèles plus haut de gamme quadruple LED. Ces derniers exploitent une combinaison de trois LED RVB auxquelles s’ajoute une LED complémentaire, verte ou bleue, pour doper la luminosité et/ou optimiser le contraste dynamique : 

• Technologie LED 4Channel (RVBV) chez LG,
• Combinaison de quatre LED (RVBV et RVBB) chez ViewSonic,
• Technologie 4LED chez BenQ.

Enfin, certains constructeurs ont développé des solutions hybrides LED + laser RVB : 

• Technologie Laser + LED chez Nebula,
• Technologie propriétaire Dual Light (LED + laser RVB) chez Xgimi.

Qu'est-ce que la technologie triple laser ?

La technologie triple laser utilise trois sources laser distinctes, une pour chaque couleur primaire :

• Un laser rouge
• Un laser vert
• Un laser bleu

Ces lasers émettent directement la lumière dans des bandes spectrales très étroites et extrêmement précises, afin d’offrir la plus grande justesse colorimétrique. La lumière de chaque laser est ensuite dirigée de manière séquentielle vers un dispositif numérique à micro-miroir (DMD), plusieurs dizaines de fois par seconde. L'image est donc générée en projetant successivement et très rapidement ses composantes rouges, vertes et bleues. Grâce au phénomène de persistance rétinienne, le cerveau recompose l'image en couleur qu’il perçoit comme une image unique.

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La technologie triple laser offre de multiples avantages

• Luminosité élevée : les diodes lasers produisent une lumière très intense, assurant une projection lumineuse avec la possibilité de projeter dans des environnements éclairés.
• Gamme de couleurs étendue : la technologie triple laser peut reproduire une très large gamme de couleurs qui dépasse les espaces colorimétriques standards (Adobe RGB ou DCI-P3) et peut atteindre, voire dépasser, l'espace couleurs Rec.2020.
• Contraste amélioré : les systèmes laser offrent généralement un meilleur contraste, notamment en modulant leur luminosité selon la scène à projeter, produisant ainsi des noirs plus profonds et une image plus dynamique.
• Durabilité : les sources laser ont une durée de vie nettement supérieure aux lampes traditionnelles, pouvant aller de 20 000 à 30 000 heures.
• Efficacité énergétique : les lasers ont un meilleur rendement que les lampes conventionnelles. Ils consomment ainsi moins d'énergie pour une luminosité équivalente.
• Réduction des effets AEC : contrairement aux systèmes DLP à lampe unique, les projecteurs triple laser n'ont pas besoin de roue chromatique. Cela réduit, voire élimine, les artefacts visuels potentiels comme l'effet arc-en-ciel.
• Très faible émission de lumière bleue : contrairement aux écrans d'ordinateurs et aux téléviseurs, les projecteurs triple laser émettent très peu de lumière bleue HEV (Haute Énergie Visible, longueur d'onde entre 400 et 500 nm), ce qui réduit drastiquement la fatigue visuelle et la perturbation du sommeil. 

Le triple laser présente également quelques inconvénients

• Complexité technique : la mise en œuvre de trois sources laser distinctes et leur synchronisation précise nécessitent une ingénierie sophistiquée, ce qui augmente les coûts de production.
• Coût élevé : les projecteurs triple laser sont donc souvent plus chers que les modèles utilisant d'autres technologies d'éclairage.
• Risque de Speckle : avec certains projecteurs laser, un motif granulaire aléatoire peut apparaître sur l'image projetée, donnant l'impression d'un fourmillement (visible particulièrement sur les fonds unis clairs ou sombres).
• Possibles aberrations chromatiques : l’apparition de franges de couleur ou d'un flou sur les bords des objets de l'image, particulièrement dans les zones à fort contraste, peut survenir parfois. Cela se produit lorsque différentes longueurs d'onde de la lumière ne se focalisent pas au même point après avoir traversé la lentille.

Comment fonctionne la technologie quadruple LED ?

Afin d’améliorer leurs performances par rapport aux projecteurs triple LED RVB, les vidéoprojecteurs quadruple LED complètent les trois diodes (rouge, verte et bleue) constituant leur sources lumineuses primaires, par une diode supplémentaire (généralement blanche, verte ou bleue), chargée d’augmenter la luminosité globale et d’améliorer le contraste.

Le processus de projection commence par l'émission de lumière spécifique de chaque LED (rouge, verte et bleue + la diode complémentaire). Celle-ci est ensuite modulée selon l'image à projeter. Le flux lumineux traverse ensuite le système optique (puce DMD ou matrice LCD) qui forme l'image finale projetée sur l'écran à travers l’objectif du projecteur.

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Quels sont les avantages de la technologie quadruple LED ? 

• Luminosité : l’utilisation de quatre LED assure une luminosité plus élevée qu’avec une LED unique, permettant de projeter dans des environnements lumineux.
• Reproduction des couleurs : les lampes LED permettent de reproduire une large plage colorimétrique avec précision, se révélant particulièrement adaptées pour le home cinéma et les contenus 4K HDR.
• Rendu cinéma : l’image obtenue avec un projecteur quatre LED présente une certaine douceur qui lui confère un caractère très cinématographique.
• Compacité : la taille réduite des diodes électro luminescentes en comparaison avec les lampes classiques permet de concevoir des vidéoprojecteurs moins encombrants. C’est une technologie privilégiée par les fabricants pour développer des vidéoprojecteurs compacts.
• Efficacité énergétique : en raison de leur consommation réduite, les sources lumineuses triple LED se révèlent idéales pour la conception des projecteurs nomades fonctionnant sur batterie.
• Durée de vie : les lampes LED présentent une longévité pouvant atteindre jusqu'à 60 000 heures !
• Allumage et extinction instantanés : ne nécessitant pas de temps de chauffe ni de refroidissement, les lampes LED se révèlent extrêmement pratiques pour un usage intermittent.

Quels sont les inconvénients des LED en vidéoprojection ?

• Luminosité limitée : en comparaison avec les projecteurs laser, les projecteurs à technologie LED offrent une luminosité maximale parfois trop juste pour les très grands écrans (>100 pouces) et la projection dans des environnements très éclairés.
• Taux de contraste : l’éclairage LED souffre souvent d’un contraste inférieur à celui obtenu avec les technologies laser ou les lampes UHP, qui permettent d’afficher des noirs plus profonds.

Ces deux inconvénients peuvent toutefois s’atténuer en associant le projecteur à un écran de projection antireflet ALR, comme les écrans Lumene Extra Bright.

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En quoi consiste la technologie hybride LED + laser ? 

La technologie hybride LED+laser combine deux types de sources lumineuses pour optimiser l'expérience de projection : généralement une source LED à large spectre avec une source laser RVB à spectre étroit. L'objectif est d’exploiter les atouts de chaque technologie, tout en minimisant leurs faiblesses. 

Le laser assure une luminosité élevée et couvre une large gamme de couleurs, compensant les limitations de luminosité des LED. La LED fournit pour sa part un spectre naturel et confortable, avec à l’écran une douceur d’image très cinématographique, tout en atténuant les problèmes de scintillement et de franges de couleur associés aux lasers. 

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Les points forts des projecteurs Hybride LED + laser

• Le meilleur du laser et des LED : cette technologie hybride permet d'obtenir une luminosité élevée grâce au laser, tout en maintenant un rendu des couleurs naturel et agréable grâce à la LED. Cela se traduit par des images éclatantes sans sacrifier le confort visuel, un aspect crucial pour les sessions de visionnage prolongées.
• Gamut couleurs étendu : grâce à l'utilisation conjointe des deux sources lumineuses, les projecteurs hybrides peuvent couvrir une large gamme de couleurs, souvent supérieure à celle des projecteurs utilisant uniquement l'une ou l'autre technologie. Cela permet une reproduction naturelle des couleurs, avec un rendu fidèle aux intentions du réalisateur pour les films.
• Durée de vie prolongée : les technologies LED sont connues pour leur longévité, généralement jusqu'à 30 000 heures ou plus. En intégrant un laser, qui a également une durée de vie élevée (20 à 25 000 heures), ces projecteurs peuvent offrir une solution durable sans nécessiter de remplacements fréquents de lampe.
• Confort visuel amélioré : en utilisant une source LED pour compléter le laser, les projecteurs hybrides réduisent les problèmes de scintillement et d'inconfort visuel fréquemment associés aux projecteurs lasers à spectre étroit.

Les points faibles des projecteurs hybrides LED + laser 

• Complexité technique : cette solution technique nécessite une ingénierie complexe, la compatibilité entre les deux technologies pouvant poser des défis en termes d'alignement optique et d'efficacité lumineuse. Mal maîtrisée, cette conception hybride peut entraîner des pertes de luminosité ou de qualité d'image.
• Coût élevé : les projecteurs hybrides LED + laser sont généralement plus onéreux en raison des technologies avancées utilisées et des défis techniques associés à leur fabrication.
• Contraste perfectible : bien que les lasers améliorent la luminosité globale de l’image, l'ajout des LED limite la modulation fine de l'intensité lumineuse, ce qui réduit le contraste, notamment dans les scènes à fortes variations de luminosité.

Comparatif des technologies triples laser, 4 LED et LED+laser

En résumé

L’évolution des technologies d’éclairage dans le domaine de la vidéo projection a permis de surmonter les limites des lampes haute pression traditionnelles. Désormais, le triple laser, le quadruple LED et les systèmes hybrides LED + laser offrent des solutions extrêmement performantes, adaptées à la projection des contenus 4K HDR.

Le triple laser se distingue par sa luminosité et son contraste élevés, sa gamme de couleurs étendue et sa durabilité. Il constitue un choix idéal pour les home cinémas haut de gamme et le gaming, dans les environnements lumineux comme dans la pénombre d’une salle dédiée.

La technologie quadruple LED se montre particulièrement adaptée aux projections home-cinéma et gaming dans des environnements sombres ou faiblement éclairés. Elle séduit par sa douceur d’image, très cinématographique, et sa richesse colorimétrique. Sa faible luminosité peut se compenser en utilisant un écran de projection antireflet ALR. 

La technologie hybride LED + laser combine les atouts des deux précédentes technologies, offrant une expérience visuelle équilibrée entre luminosité, contraste, fidélité des couleurs et confort visuel.

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