เลนส์และการติดตั้งโปรเจคเตอร์

โปรเจคเตอร์แต่ละรุ่นมีการออกแบบและเลือกใช้เลนส์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับ ว่าผู้ผลิตจะเลือกใช้เลนส์ชนิดใดให้เหมาะสมกับโปรเจคเตอร์รุ่นนั้นๆ เลนส์ แต่ละอันก็จะมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยคุณสมบัติสำคัญของเลนส์ที่ควรจะ พิจารณาคือ Throw Ratio Throw Ratio คืออัตราส่วนของระยะทางจากจอรับภาพถึงโปรเจคเตอร์ที่สามารถให้ภาพตามขนาดที่ ต้องการ ดังนั้นขนาดของภาพจึงเป็นตัวกำหนดระยะห่างของโปรเจคเตอร์กับจอรับ ภาพ (Throw Distance) ผู้ผลิตบางรายกำหนดการวัดขนาดของภาพตามแนวนอนแต่ก็มีบางรายที่วัด ขนาดของภาพตามแนวทแยงมุม (Diagonal)   ในกรณีที่ใช้การวัดขนาดของภาพตามแนวทแยงมุมก็ต้องคำนึงถึงอัตราส่วน (Aspect Ratio) ของภาพด้วยเนื่องจากขนาดของภาพจะเปลี่ยนแปลงไปตามอัตราส่วน Aspect Ratio ของภาพ สูตรการคำนวณอัตราส่วน Throw Ratio ของโปรเจคเตอร์คือ Throw Ratio = Throw Distance / Image Width          ในกรณีที่โปรเจคเตอร์ไม่มีระบบขยายภาพ (Fixed Zoom) ขนาดของภาพจะถูกกำหนดโดยตรงด้วยระยะห่างของโปรเจคเตอร์ (Throw Distance) และ อัตราส่วนของภาพ (Aspect Ratio) แต่สำหรับโปรเจคเตอร์ที่มีระบบขยายภาพ (1.1:1 , 1.2:1 , 1.3:1 , 1.5:1 , 2:1 ...) ขนาดของภาพก็จะสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยที่ระยะห่างของโปรเจคเตอร์ยังคงที่ หรืออาจกำหนดขนาดภาพที่แน่นอนแล้วเปลี่ยนแปลงที่ระยะห่างของโปรเจค เตอร์ เมื่อกำหนดระยะห่างของโปรเจคเตอร์ที่ระยะคงที่ (Fixed Throw Distance) อัตราส่วน Throw Ratio ของโปรเจคเตอร์จะเป็นอัตราส่วนผกผันกับระบบขยายภาพ โดยขณะที่ใช้ระบบขยายภาพ สูงสุด (Maximum Zoom) อัตราส่วน Throw Ratio ของโปรเจคเตอร์จะอยู่ที่ขนาดน้อยที่สุด (Minimum Throw Ratio) แต่ถ้าใช้ระบบขยายภาพต่ำสุด (Minimum Zoom) อัตราส่วน Throw Ratio ของโปรเจคเตอร์จะอยู่ที่ขนาดมากที่สุด (Maximum Throw Ratio) ค่าสูงสุดและค่าต่ำสุดของ Throw Ratio สามารถนำมาคำนวณหาค่า Zoom Range ได้โดยใช้สูตร Zoom Range = Max Throw Ratio / Min Throw Ratio            ในการติดตั้งโปรเจคเตอร์ควรจะคำนึงถึงพื้นที่ภายในห้องโดยพิจารณาความสูงและ ความกว้างบริเวณที่จะใช้ในการฉายภาพหรือติดตั้งจอรับภาพ และระยะห่างจากจอ รับภาพจนถึงด้านหลังห้องเพื่อที่จะได้สามารถคำนวณหาระยะที่จะติดตั้งโปรเจค เตอร์ได้อย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่นในกรณีที่โปรเจคเตอร์มี Throw Ratio = 2 และต้องการภาพขนาด 2 เมตรหรือ 80 นิ้ว (ใช้การวัดขนาดความกว้างของภาพตามแนวนอน) จากสูตร Throw Ratio = Throw Distance / Image Width ก็จะได้ Distance / 2 = 2 หรือ 2 x 2 = Distance ดังนั้นจะต้องติดตั้งโปรเจคเตอร์ที่ระยะห่างจากจอรับภาพที่ระยะ 4 เมตร (2 x 2 = 4) เพื่อที่จะให้ได้ภาพขนาด 2 เมตร การคำนวณหาระยะของโปรเจคเตอร์ดูเหมือนจะเป็นเรื่องที่ไม่ยากนักถ้าไม่ คำนึงถึงระบบการขยายภาพแต่โปรเจคเตอร์ส่วนใหญ่มักจะมาพร้อมด้วยระบบขยาย ภาพ          ระบบขยายภาพ (Zoom Lens) เป็นระบบที่ช่วยให้โปรเจคเตอร์สามารถปรับขนาดของภาพจากขนาดเล็กไปสู่ขนาดใหญ่ได้ โปรเจคเตอร์ที่ไม่มีระบบขยายภาพ (Fixed Zoom) อัตราส่วน Throw Ratio จะคงที่โดยมีอยู่ค่าเดียวและขนาดของภาพจะขึ้นอยู่กับ Throw Distance และ Aspect Ratio ส่วนโปรเจคเตอร์ที่มีระบบขยายภาพจะมี Throw Ratio สองค่าคือค่าต่ำสุดของ Throw Ratio (Min Throw Ratio) และค่าสูงสุดของ Throw Ratio (Max Throw Ratio) ตัวอย่างการคำนวณโดยโปรเจคเตอร์มี Throw Ratio = 1.5 – 2.0 และต้องการขนาดภาพกว้าง 100 นิ้ว จากสูตร Throw Ratio = Throw Distance / Image Width หรือ Throw Distance = Image Width x Throw Ratio ระยะห่างจากจอรับภาพต่ำสุดของโปรเจคเตอร์จะเท่ากับ (100 x 1.5) = 150 นิ้ว และระยะห่างจากจอรับภาพมากที่สุดของโปรเจคเตอร์เท่ากับ (100 x 2) = 200 นิ้ว

Focal Length & F-Stop (F-Numbers or Aperture Value)

คุณสมบัติของเลนส์ซึ่งมักจะมีในระบบเลนส์ส่วนใหญ่คือ Focal Length ค่า Focal Length ของเลนส์จะบอกเป็นหน่วยมิลลิเมตรเช่น Focal Length = 50mm – 80mm และอีกคุณสมบัติคือ Aperture ซึ่งจะเป็นตัวบอกถึงความกว้างของหน้าเลนส์ที่แสงสามารถผ่านไปได้โดยมักจะบอกมาในรูปแบบ F-Stop เช่น F2.5 – 3.0 เป็นต้น       ตัวเลขของ Focal Length ที่บอกมาเป็นสองค่าโดยมีค่าน้อยและค่ามากสามารถนำมาใช้ในการบอกค่า Zoom Ratio ได้ดังตัวอย่างเช่น Focal Length = 50mm – 80mm ค่า 50mm ถึง 80mm บ่งบอกถึง Zoom Ratio = 1.6:1 ซึ่งก็จะสามารถปรับขยายภาพได้ 60 เปอร์เซ็นต์โดยที่ไม่ต้องเลื่อนตำแหน่งของตัวเครื่องโปรเจคเตอร์ ยิ่งตัวเลขของ Zoom Ratio ยิ่งมากเท่าไหร่ก็ยิ่งสามารถขยายภาพได้มากขึ้นในทางกลับกันถ้าตัวเลข Zoom Ratio น้อยก็จะปรับขยายภาพได้น้อยเช่นกัน        ค่าตัวเลขของ F-Stop มีความสัมพันธ์กับความสว่างของภาพเมื่อพิจารณาจากค่า Focal Length ที่คงที่ ตัวอย่างเช่นโปรเจคเตอร์มี Focal Length = 50mm – 80mm และปรับค่า F-Stop ที่ f2.5 จะให้ภาพที่มีความสว่างมากกว่าการใช้ค่า F-Stop ที่ f3.5 ผู้ผลิตโปรเจคเตอร์มักจะบอกค่าของเลนส์มาในรูปแบบ F = 2.5 – 3.0 , f = 50mm – 80mm         แสงที่ผ่านออกมาจากระบบขยายภาพจะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีการปรับขยายภาพให้เล็กลงหรือใหญ่ขึ้น ตัวอย่างเช่นปริมาณแสงจะลดลง 50 เปอร์เซ็นต์เมื่อปรับลดการขยายภาพจาก 75mm ไปที่ 50mm หรือค่า Aperture จะเท่ากับ F-Stop = f1.0 Zoom Lenses        ระบบเลนส์ขยายภาพ (Zoom Lens) ทำให้โปรเจคเตอร์สามารถฉายภาพขนาดใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงได้โดยการเลื่อนตำแหน่ง ของเลนส์ที่ตัวเครื่องโปรเจคเตอร์ โปรเจคเตอร์บางรุ่นมีระบบขยายภาพเป็น 1.2:1 หรือบางทีก็บอกมาเป็น 1.2x ซึ่งหมายความว่าสามารถปรับขยายขนาดภาพให้ใหญ่ขึ้นได้ 20 เปอร์เซ็นต์ของขนาดภาพปรกติ โปรเจคเตอร์บางรุ่นมีระบบเลนส์ที่สามารถขยายภาพ ได้ 2:1 หรือ 2x ซึ่งก็ทำให้สามารถขยายภาพได้ใหญ่ขึ้นถึง 1 เท่าตัวของขนาดภาพปรกติ การปรับขยายภาพไปที่ขนาดสูงสุดทำให้ความสว่างลดลง ได้ดังนั้นถ้าต้องการภาพที่มีความสว่างเต็มที่ก็ควรจะหลีกเลี่ยงการปรับขยาย ภาพในกรณีที่ติดตั้งเครื่องโปรเจคเตอร์ระยะไกลจากจอรับภาพ อย่างไรก็ดีระบบ ขยายภาพก็เป็นระบบที่ทำให้การใช้งานโปรเจคเตอร์สะดวกยิ่งขึ้น โดยช่วยให้ สามารถปรับขยายขนาดภาพได้ง่ายขึ้นโดยที่ไม่ต้องเลื่อนตำแหน่งตัวเครื่อง โปรเจคเตอร์  ความแตกต่างของโปรเจคเตอร์ที่ไม่มีระบบขยายภาพ (Fixed Focal Length) และโปรเจคเตอร์ที่มีระบบขยายภาพ      ระบบขยายภาพด้วยเลนส์ (Zoom Lenses) จะมีเลนส์หลายๆอันที่สามารถเคลื่อนที่ได้ประกอบอยู่ด้วยกันทำให้สามารถปรับ Focal Length ให้อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการได้ โดยการปรับวงแหวนที่ตัวเลนส์ก็จะสามารถปรับ ขยายภาพได้โดยง่าย แต่สำหรับโปรเจคเตอร์ที่ไม่มีระบบขยายภาพ (Fixed Focal Length) ก็จะต้องปรับเลื่อนตำแหน่งของตัวเครื่องโปรเจคเตอร์เพื่อที่จะให้ได้ภาพที่ มีขนาดใหญ่ขึ้นหรือเล็กลง โปรเจคเตอร์ที่ไม่มีระบบขยายภาพเหมาะกับการใช้งาน ที่มีการติดตั้งถาวรไม่มีการเคลื่อนย้ายเครื่องโปรเจคเตอร์และไม่ต้องการ ปรับขนาดภาพ โปรเจคเตอร์ที่มีระบบขยายภาพนั้นยืดหยุ่นกว่าโดยสามารถเคลื่อน ย้ายโปรเจคเตอร์และปรับขนาดภาพได้สะดวก       เลนส์คุณภาพสูงที่มี Optical Coating หลายชั้นจะสามารถให้ความคมชัดและให้สีสันรวมถึง Contrast ได้ดีกว่าเลนส์ปรกติ โดยเลนส์ธรรมดามักจะมีข้อเสียตรงที่ไม่สามารถปรับความ คมชัด (Focus) ให้กับภาพได้ทั่วทั้งภาพ โดยบริเวณตรงกลางภาพอาจจะมีความคมชัดมากกว่าบริเวณ ขอบด้านนอกของภาพซึ่งก็อาจเป็นได้กับเลนส์ปรกติและเลนส์ระบบขยายภาพ ถ้าจะ ให้แน่ใจว่าเลนส์นั้นๆมีความคมชัดหรือไม่ก็อาจใช้การทดสอบโดยการใช้ภาพที่ เป็นตัวอักษรขนาดเล็กและติดตั้งโปรเจคเตอร์ให้ตั้งฉากกับจอรับภาพ จากนั้น ปรับขยายภาพเข้าและออกโดยสังเกตที่ความคมชัดของภาพทั่วทั้งภาพ   Optical Zoom & Digital Zoom        ในการติดตั้งโปรเจคเตอร์บ่อยครั้งที่ที่มีความต้องการที่จะให้ภาพที่ฉายออก ไปบนจอรับภาพมีขนาดที่พอดีกับจอรับภาพ ระบบขยายภาพทำให้ได้ภาพตามขนาดที่ ต้องการได้โดยโปรเจคเตอร์ส่วนใหญ่ก็จะมาพร้อมด้วยระบบขยายภาพ (Zoom Lenses)       ระบบขยายภาพ Optical Zoom เป็นระบบที่ใช้การปรับตำแหน่งของเลนส์เข้าหรือออกเพื่อให้ได้ภาพที่ขนาดใหญ่ ขึ้นหรือเล็กลง โดยที่ตัวเครื่องโปรเจคเตอร์จะมีวงแหวนสำหรับปรับขยาย ภาพอยู่ที่บริเวณเลนส์ เมื่อปรับวงแหวนไปที่ Telephoto (T) หรือ Wide – Angle (W) ก็จะสามารถปรับให้ภาพที่มีขนาดใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงได้ เมื่อใช้ระบบขยายภาพ Optical Zoom คุณภาพของภาพ ความคมชัดและความละเอียดของภาพจะยังคงเท่าเดิมโดยขึ้นอยู่กับ คุณภาพของเลนส์ซึ่งถ้าเลนส์มีคุณภาพดีก็จะให้ภาพได้คมชัดทั้งภาพปรกติและภาพ ที่ปรับขยาย       Digital Zoom เป็นระบบขยายภาพที่ใช้ซอร์ฟแวร์ในการขยายภาพเช่นเดียวกับการขยายภาพที่ใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ การขยายภาพด้วยระบบ Digital Zoom ให้ผลคือภาพไม่ชัดเจนมีรอยต่อระหว่างพิกเซลอย่างเห็นได้ชัด ดังในจึงควรใช้ระบบ Digital Zoom เพื่อขยายภาพในกรณีที่จำเป็นหรือเมื่อต้องการภาพใหญ่โดยที่ไม่คำนึงถึงคุณภาพของภาพมากนัก  Lens Shift       คุณสมบัติ Lens Shift เป็นคุณสมบัติที่สำคัญในการติดตั้งโปรเจคเตอร์เนื่องจากทำให้การติดตั้งโปรเจคเตอร์เป็นไปได้อย่างสะดวกยิ่งขึ้น โดยคุณสมบัติ Lens Shift นี้มักจะมีอยู่ในโปรเจคเตอร์รุ่นใหญ่ที่ใช้ในการติดตั้งกับห้องประชุมขนาดใหญ่หรืออาจจะมีมากับโฮมเธียเตอร์โปรเจคเตอร์บางรุ่น Lens Shift ทำให้สามารถเลื่อนตำแหน่งภาพบนจอรับภาพขึ้น – ลง (Vertical Lens Shift) หรือซ้าย – ขวา (Horizontal Lens Shift) ได้โดยที่ไม่ต้องปรับตำแหน่งตัวเครื่องโปรเจคเตอร์ การปรับตำแหน่งของภาพสามารถปรับได้ด้วยมือได้ที่ Joystick หรือปุ่มปรับบนตัวเครื่องโปรเจคเตอร์ซึ่งก็แล้วแต่ว่าว่าโปรเจคเตอร์มีการออกแบบปุ่มปรับนี้มาในลักษณะใด       การใช้เลนส์ Lens Shift ในการปรับตำแหน่งภาพยังผลให้ได้ภาพตรงตามตำแหน่งที่ต้องการและยังให้ภาพที่มีคุณภาพดีด้วยเนื่องจากเป็นการปรับที่ตัวเลนส์โดยตรง ระบบ Lens Shift ให้ภาพที่ดีกว่าระบบการปรับภาพสี่เหลี่ยมคางหมู (Digital Keystone Correction) เนื่องจากการปรับภาพสี่เหลี่ยมคางหมูเป็นการปรับภาพด้วยระบบ Digital ซึ่งมีการทำงานเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง การบีบขนาดและการขยายจำนวนพิกเซล (Pixels) ของภาพในบางครั้งจึงทำให้เกิดภาพที่ไม่สมบูรณ์ขึ้นได้โดยเฉพาะบริเวณขอบของภาพ โปรเจคเตอร์แต่ละรุ่นอาจมีเลนส์ Lens Shift มาแตกต่างกันส่วนใหญ่มักจะมาพร้อมด้วย Vertical Lens Shift ซึ่งสามารถปรับได้เฉพาะแนวตั้งเท่านั้น บางรุ่นอาจมาพร้อมด้วย Lens Shift ที่สามารถปรับได้ทั้งแนวตั้ง (Vertical Lens Shift) และแนวนอน (Horizontal Lens shift) และบางรุ่นยังสามารถปรับตามแนวทแยงมุม (Diagonal) ได้อีกด้วย จุดประสงค์ของการใช้เลนส์ Lens shift ก็เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ระบบการปรับภาพสี่เหลี่ยมคางหมูและยังทำให้การวางตำแหน่งตัวเครื่องโปรเจคเตอร์สะดวกยิ่งขึ้น           โดยปรกติความสัมพันธ์ระหว่างเครื่องโปรเจคเตอร์และจอรับภาพมักจะเป็น ความสัมพันธ์แบบที่มีการตัวเลนส์ตั้งฉากขนานกับจุดกึ่งกลางของจอรับภาพ ซึ่ง เมื่อมองจากทางด้านข้างแล้วจะเห็นว่าตัวเลนส์และจุดกึ่งกลางของจอรับภาพมี แนวขนานกับพื้นห้อง ในส่วนของจอรับภาพก็จะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่ากันโดย แนวของเลนส์ซึ่งจะมีส่วนเหนือจากจุดกึ่งกลางไปจนถึงขอบบนของจอภาพเท่าๆกับ ส่วนที่ต่ำกว่าจุดกึ่งกลางจอภาพไปจนถึงขอบจอภาพด้านล่าง สภาพแบบนี้จะเรียก ว่า On Axis หรือก็คือ Lens Shift Ratio เท่ากับ 1:1 นั่นเอง      แต่โดยส่วนมากแล้วเป็นไปได้ยากทีเดียวที่จะติดตั้งโปรเจคเตอร์ให้ตั้งฉาก ขนานกับจุดกึ่งกลางของจอรับภาพ ไม่ว่าจะเป็นการติดตั้งโปรเจคเตอร์กับเพดาน ห้องหรือวางโปรเจคเตอร์บนโต๊ะนั้นเพื่อที่จะให้ได้ภาพที่มีตำแหน่งพอดีกับจอ รับภาพจำเป็นจะต้องมีการปรับมุม (Tilt) ของตัวเครื่องโปรเจคเตอร์ และถึงแม้จะได้มีการปรับมุมของตัวเครื่องโปรเจค เตอร์แล้วก็ตามก็ยังจะต้องมีการปรับ Keystone เพื่อให้ได้ภาพที่เป็นมุมฉากอีก ซึ่งมีข้อเสียที่ไม่ต้องการให้เกิดขึ้นดัง ที่ได้กล่าวมาข้างต้น จุดประสงค์ของ Lens Shift ก็คือการหลีกเลี่ยงการปรับมุม (Tilt) ของโปรเจคเตอร์ในการฉายภาพไปยังจอรับภาพ ซึ่งสามารถทำได้โดยการปรับที่ตัว เลนส์ Lens Shift        โปรเจคเตอร์บางรุ่นมีการบอกค่าของเลนส์ Lens Shift มาเป็นระบบเปอร์เซ็นต์เช่น Vertical +- 63% และ Horizontal +/- 25% ซึ่งเรียกค่านี้ว่าค่า Screen Offset โดยค่านี้จะเป็นตัวบ่งบอกถึงระยะที่สามารถปรับตำแหน่งของภาพได้โดยใช้การวัดจากจุดกึ่งกลางของภาพ ตัวอย่างเช่นโปรเจคเตอร์มีระบบเลนส์ Vertical Lens Shift เท่ากับ 25% นั่นหมายความว่าโปรเจคเตอร์เครื่องนี้สามารถปรับตำแหน่งภาพตามแนวตั้งได้ 25% จากจุดกึ่งกลางของภาพ โดยสามารถปรับตำแหน่งของภาพได้ทั้งปรับให้สูงขึ้นจากจุดกึ่งกลาง 25% และปรับให้ต่ำลงกว่าจุดกึ่งกลาง 25% เมื่อโปรเจคเตอร์ถูกติดตั้งไว้ที่ตำแหน่งตรงกลางและตั้งฉากกับจอรับภาพค่า Screen Offset ของ Lens Shift จะเท่ากับ 0% การทำงานของระบบ Horizontal Lens Shift ก็เหมือนกับ Vertical Lens Shift เช่นเดียวกันดังที่ได้กล่าวมาข้างต้น       ระบบ Lens Shift ในแบบอัตราส่วนสามารถอธิบายได้โดยพิจารณาถึงระยะที่สามารถปรับตำแหน่งภาพให้สูงขึ้น (Top) และระยะที่สามารถปรับให้ตำแหน่งภาพต่ำลง (Bottom) ซึ่งก็จะได้เป็นอัตราส่วน Top:Bottom (T:B) ตัวอย่างเช่นโปรเจคเตอร์มี Lens Shift เป็นอัตราส่วน 10:0 นั่นหมายความว่าอัตราส่วน Top = 10 ส่วนและอัตราส่วน Bottom = 0 โปรเจคเตอร์ที่มีอัตราส่วน Lens Shift เท่ากับ 1:1 หมายความว่าระยะ Top เท่ากับ 1 ส่วนและระยะ Bottom เท่ากับ 1 ส่วน         Lens Shift ช่วยให้การติดตั้งใช้งานโปรเจคเตอร์สะดวกขึ้นแต่โปรเจคเตอร์ที่มีการติดตั้ง คุณสมบัติ Lens Shift มาด้วยก็จะมีราคาที่สูงกว่าโปรเจคเตอร์ปรกติ สิ่งที่จะได้จาก Lens Shift นอกจากจะสามารถปรับตำแหน่งภาพได้ให้พอดีกับจอรับภาพโดยไม่ต้องวางตัวเครื่อง โปรเจคเตอร์ให้อยู่บริเวณตรงกลางจอรับภาพแล้วยังไม่จำเป็นต้องปรับ Keystone อีกด้วย โปรเจคเตอร์แต่ละรุ่นมี Lens Shift ที่สามารถปรับตำแหน่งได้มากน้อยแตกต่างกัน บางรุ่นสามารถปรับตำแหน่งภาพได้ มากแต่บางรุ่นก็ปรับตำแหน่งภาพได้น้อย อย่างไรก็ดีการเลือกใช้โปรเจคเตอร์ ที่มี Lens Shift ที่สามารถปรับตำแหน่งภาพได้มากก็จะช่วยให้การติดตั้งโปรเจคเตอร์มีความ ยืดหยุ่นสูงและใช้งานสะดวกยิ่งขึ้น