Over the years, projectors have evolved pace with the latest technological advances in line with the tendency to get larger screens and higher resolutions. Digital projectors generally use discharge lamps containing high intensity xenon or mercury vapor. Marcos Fernández, Country Manager for Spain and Portugal of Christie, this article highlights the benefits in performance of the first against the second.

A pesar de su complejidad interna, la función de los proyectores digitales es muy simple: proyectar una imagen de gran formato procedente de una fuente de vídeo, datos y gráficos sobre una superficie de proyección; y para ello es necesaria una fuente de luz interna. Debido al grado de aumento tan elevado que exige la imagen proyectada y al número de elementos ópticos en el recorrido desde la fuente luminosa hasta la pantalla, el brillo de la fuente luminosa ha de ser muy elevado; más incluso que el que irradian las típicas lámparas fluorescentes e incandescentes utilizadas en oficinas y otros espacios cerrados.

Las dos tecnologías más extendidas en soluciones de proyección digital son las lámparas de vapor de mercurio y las lámparas de xenón. En ambos casos, la lámpara emite la luz pasando corriente a través de un gas sometido a muy alta presión (de varios cientos de atmósferas) en el interior de un tubo de cuarzo fundido. La corriente que fluye entre los electrodos de la lámpara (lo que se denomina el arco) prende el gas haciendo que éste brille.

The active gas in the lamps of mercury vapor is, as its name indicates, mercury heated up to a gaseous state which has been mixed with other gases to facilitate starting, improving performance and reliability; while, in the case of xenon lamps gas used is xenon gas. This basic difference between the two lamp technologies leads us to establish a series of practical differences in the properties and performance projectors include these technologies.

Differences in performance

En lo que respecta al rendimiento, la diferencia fundamental entre las lámparas de xenón y las de vapor de mercurio estriba en el espectro cromático de la luz que emiten. Una lámpara de xenón irradia un espectro bastante plano con intensidades más o menos parecidas en todas las longitudes de onda a lo largo de todo el rango visible (entre 400 nm y 700 nm), aproximándose al color blanco neutro de la luz natural. Por otro lado, el espectro de emisión típico de las lámparas de vapor de mercurio es bastante menos uniforme, mostrando una serie de picos máximos y mínimos a lo largo de todo el rango visible, donde el pico más alto lo encontramos en la región de amarillos. El extremo rojo del espectro del vapor de mercurio también sufre una tendencia a la baja en comparación con el extremo azul, que se muestra como un blanco frío.

Ascending and descending peaks of mercury vapor lamp spectrum means that projectors with this type of lamps offer usually a poorer colour reproduction, front projectors including xenon technology. Measurement determines the precision with which reproduce the colors is known as the index of chromatic yield or IRC. In order to improve the IRC, the projector light path can design so that better balance the spectrum of vapor of mercury in the visible range and reduce the height of the peaks, even at the expense of a considerable drop in the light output. Some mercury vapour-based projectors include a motorized filter slot of separation of yellow which, if necessary, could stand in the path of the light to improve the accuracy of the colors of the projector, reducing return the brightness level.

Otra de las diferencias de rendimiento entre las lámparas de vapor de mercurio y las de xenón es la estabilidad del espectro frente al paso del tiempo. El espectro con picos de las lámparas de vapor de mercurio implica un cambio considerable en la reproducción de los colores de un proyector, la cual puede verse afectada a medida que la lámpara cumple años. Por el contrario, en el caso de las lámparas de xenón, el espectro plano afecta relativamente poco a la reproducción de los colores con el paso del tiempo.

Xenon also an advantage of very short-term stability, manifested from the moment of ignition thereof, maintaining a flat spectrum as heated enjoys. Furthermore, it can reach its full capacity of brightness in a considerably lower vapor lamps mercury time.

Performance Considerations

As for the screen performance, xenon has a clear advantage over mercury vapor. However, the tables are reversed when assessing traits such as efficiency, service life and operating costs.

En primer lugar, las lámparas de vapor de mercurio son mucho más efectivas que las lámparas de xenón a la hora de convertir la energía eléctrica en luz. En efecto, por lo general, para obtener una misma salida luminosa, un proyector con lámpara de vapor de mercurio requiere menos energía para funcionar que un proyector con lámpara de xenón. Todo ello dependerá del nivel hasta el que se haya sacrificado la salida luminosa para conseguir una precisión del color mejorada (tal y como se describe anteriormente). Los proyectores que funcionan con menos potencia no suelen recalentarse, lo que los hace más fiables y silenciosos.

Second, the mercury vapor lamps enjoy a much longer life, with a minimum of 1,000 hours that can reach even 10,000 depending on the lamp power. While the duration of xenon lamps is between 500 hours and a maximum of 4,000.

The combination of high efficiency and long service life makes technology offers mercury vapor which is the third and decisive advantage of costs considerably lower performance.

Both technologies require very simple maintenance.

Las lámparas de vapor de mercurio, como es el caso de las lámparas de muy alto rendimiento UHP de Philips y de las lámparas de proyección de vídeo de alta calidad P-VIP de Osram, son módulos previamente alineados que incluyen reflectores independientes fácilmente reemplazable por el usuario. Las lámparas de xenón Cermax de Perkin Elmer constituyen otro ejemplo de módulos previamente alineados. Existe otra configuración habitual de lámpara de xenón, conocida como lámpara de tipo burbuja, que puede diseñarse en módulos previamente alineados ofreciendo la misma facilidad al usuario para su sustitución y permitiendo reemplazar en la fábrica la lámpara cuantas veces sea necesario.

By containing a small amount of mercury, mercury vapor lamps require some extra care when getting rid of an old lamp. However, the two types of lamps must be disposed of safely and responsibly according to environmental requirements for disposal of such waste form.

Applications

Dadas las diferentes ventajas y desventajas de las lámparas de vapor de mercurio y de xenón, resulta evidente que determinadas aplicaciones de proyector se adecuarán mejor a un tipo de lámpara que al otro. Las lámparas de vapor de mercurio son la mejor opción cuando lo que prima es un coste de funcionamiento reducido y una vida útil de la lámpara lo más prolongada posible, mientras que si la prioridad es conseguir la máxima precisión de color y estabilidad cromática, la mejor opción será la de las lámparas de xenón.

Otra cuestión a tener en cuenta es la salida luminosa que requiere el proyector, que puede depender del tamaño de la pantalla y de la luz ambiental. Los proyectores con lámparas de vapor de mercurio alcanzan niveles de brillo que exceden a los de los modelos tradicionales y ésta parece que va a seguir siendo la tendencia en el futuro. De hecho, se considera que los modelos que incluyen conjuntamente dos o más lámparas ofrecen niveles de brillo lo suficientemente elevados como para emplearse en aplicaciones ProAV. Sin embargo, en la actualidad, lograr los niveles de salida luminosa más elevados en proyectores digitales sólo es posible con lámparas de xenón.

Por ejemplo, los proyectores de DLP de 3 chips pertenecientes a la Serie M de Christie se basan en lámparas de vapor de mercurio y ofrecen un nivel de brillo entre 2.500 lúmenes ANSI y 9.500 lúmenes ANSI, mientras que los modelos de 3 chips de Christie que incluyen lámparas de xenón ofrecen una horquilla luminosa entre los 2.000 lúmenes ANSI y 30.000 lúmenes ANSI. La tecnología xenón es la opción más lógica cuando se ha de proyectar en pantallas de grandes dimensiones o se ha de hacer frente a una elevada iluminación ambiental.

The size of the projector is another factor to consider. As the mercury vapor lamps are more energy efficient and consume less, the size of the lamp can be reduced, which in turn has allowed us to develop much smaller projectors. Some are so small they can fit in a briefcase, even leaving room to spare. Still, despite the tiny xenon lamps Cermax and ever smaller dimensions based projectors xenon, mercury vapor has become a favorite technology of small projectors thanks to the advantage of reduced cost.

conclusion

The most important of each of the types of lamp characteristics determine the choice of the technology of vapour mercury or xenon for a particular application. The length of mercury vapor lamps are usually superior to that of xenon lamps and lower maintenance costs. They are also commonly used on smaller projectors. On the other hand, the xenon technology is the best choice when required the highest level of performance on screen, for brightness and color accuracy. Christie offers a wide variety of digital projectors based on both technologies for each specific need.

Marcos Fernández

Country Manager of Christie for Spain and Portugal


Did you like this article?

Subscribe to our RSS feed and you will not miss anything.

Other articles
By • 8 Nov, 2012
• Section: Projection, grandstands