激光投影顯示技術(shù)三大流派

1640年，出生于德國(guó)蓋沙的一名叫阿塔納斯·珂雪的耶穌教會(huì)教士發(fā)明了一種叫“魔法”燈的幻燈機(jī)，這是世上第一臺(tái)投影機(jī)。而在歷經(jīng)三個(gè)半世紀(jì)后，1953年EIKI生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)16mm膠片放映機(jī)，1989年SHARP推出全球第一臺(tái)單片LCD視頻投影機(jī)，1989年愛(ài)普生制造出世界上第一臺(tái)LCD投影機(jī)，1991年富可視研制成功全球第一臺(tái)數(shù)據(jù)投影機(jī)。

從全球第一臺(tái)數(shù)據(jù)投影機(jī)問(wèn)世至今，藉由科研人員對(duì)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和鉆研，投影機(jī)所采用的光源也在不斷的改變。從最初的鹵素?zé)?、高壓汞燈、氙燈到現(xiàn)在的LED、激光等新光源都有所觸及。而今，基于激光光源的激光顯示技術(shù)因其色域廣、壽命長(zhǎng)、亮度高、能耗低，具有傳統(tǒng)光源無(wú)可比擬的先天優(yōu)勢(shì)，則被譽(yù)為繼黑白顯示、彩色顯示和數(shù)字顯示之后的第四代“繼承者”。

目前，激光顯示技術(shù)主要有三基色純激光、熒光粉+藍(lán)光、LED+激光三種技術(shù)，每種光源都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)比來(lái)看的話，三基色純激光優(yōu)勢(shì)是比較明顯的。

從各自技術(shù)特點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的終端投影產(chǎn)品來(lái)看，三基色純激光是高端激光投影機(jī)的標(biāo)簽，采用該技術(shù)的投影設(shè)備可輕松達(dá)到20000流明以上的亮度;而熒光粉對(duì)應(yīng)的是中低端投影機(jī)，最高亮度剛突破10000流明;LED與激光混合光源技術(shù)面向的是低端市場(chǎng)，采用該技術(shù)的終端顯示設(shè)備，亮度不超過(guò)3000流明。

一、三基色純激光

三基色純激光被業(yè)界視為最純正的激光光源，其具有色彩豐富，色飽和度高等優(yōu)點(diǎn)，可顯示自然界最豐富、最艷麗、最真實(shí)的色彩，成為顯示技術(shù)領(lǐng)域的重大技術(shù)發(fā)展方向。截至目前，采用三基色純激光技術(shù)的投影設(shè)備已經(jīng)“滲透“到模擬仿真、展覽展示、會(huì)議中心、戶外幕墻以及數(shù)碼影院、家庭影院等領(lǐng)域，具有很大的發(fā)展空間和廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

三基色純激光光源發(fā)展到現(xiàn)在為止，經(jīng)歷了兩個(gè)技術(shù)歷程：固體激光器階段和半導(dǎo)體激光器階段。

半導(dǎo)體泵浦倍頻激光器也就是固體激光光源，由半導(dǎo)體激光器(泵浦源)、激光晶體、倍頻晶體、輸出腔鏡等所構(gòu)成，具有產(chǎn)生激光過(guò)程復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性差、可靠性差等特點(diǎn)。半導(dǎo)體泵浦倍頻激光器，中心波長(zhǎng)單一，其光譜寬度3nm以內(nèi)，且模式為單模光源，對(duì)激光散斑的產(chǎn)生有很大的貢獻(xiàn)，并且散斑顆粒非常大，使得消散斑過(guò)程非常復(fù)雜。

半導(dǎo)體激光光源是基于半導(dǎo)體芯片制備技術(shù)而研發(fā)設(shè)計(jì)的微型激光器，與LED芯片的生產(chǎn)過(guò)程類似，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功率穩(wěn)定、可靠性高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

2014年，三基色純激光技術(shù)流派中最具代表性的企業(yè)——迪威視訊旗下子公司中視迪威，采用新研發(fā)出的綠光半導(dǎo)體激光器進(jìn)行了產(chǎn)品的升級(jí)設(shè)計(jì)，紅光、綠光和藍(lán)光全面進(jìn)入半導(dǎo)體時(shí)代，并將全半導(dǎo)體化的三基色激光光源定義為2.5代。一直難以破解的激光散斑難題也隨著半導(dǎo)體技術(shù)的導(dǎo)入得到改善。由于半導(dǎo)體激光器的光譜寬度為6nm，縱模模式較多，且為輸出為多橫模模式，所以對(duì)激光散斑的解決有了大幅提升，并且散斑的顆粒大小變的非常小，可以為大眾所接受。

目前迪威視訊所有激光顯示產(chǎn)品均以采用最新2.5代純半導(dǎo)體激光光源。以SINOLASER品牌4K激光工程投影機(jī)為例，其是中視迪威自主研發(fā)生產(chǎn)的一款RGB純激光工程投影機(jī)，其采用激光光源與投影光機(jī)分離設(shè)計(jì)，具有超高輸出亮度、超高分辨率、超長(zhǎng)使用壽命和極高色彩飽和度等特性。目前單機(jī)光通量輸出可輕松達(dá)到25000流明，分辨率可達(dá)4096×2160，20000小時(shí)光源衰減不超過(guò)20%，支持7×24小時(shí)連續(xù)工作，可選鏡頭配置，具有穩(wěn)定、可靠、安全、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。主要應(yīng)用于展覽展示、指揮監(jiān)控、視頻會(huì)議、舞臺(tái)布景等領(lǐng)域。

二、熒光粉+藍(lán)光

激光熒光粉顯示技術(shù)是采用單色激光(即藍(lán)光激光)結(jié)合含有紅綠等熒光粉的多種顏色旋轉(zhuǎn)熒光粉色輪技術(shù)而產(chǎn)生紅藍(lán)綠三基色。

激光熒光粉光源僅使用一組藍(lán)色激光器，利用多色熒光粉色輪的旋轉(zhuǎn)有效解決了熒光粉的熱淬滅和散熱問(wèn)題，使熒光粉能夠在高強(qiáng)度激發(fā)光照射條件下穩(wěn)定的工作，產(chǎn)生紅光、綠光和藍(lán)光;同時(shí)，利用多色熒光粉色輪的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)在不同時(shí)間產(chǎn)生不同顏色的光輸出，最終實(shí)現(xiàn)白光/色光的輸出。

激光熒光粉顯示技術(shù)的應(yīng)用，解決了激光顯示在成本、環(huán)保和用戶體驗(yàn)的問(wèn)題。不過(guò)，熒光粉激光投影機(jī)由于其光源性質(zhì)，只能用單片DLP來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于單片性質(zhì)無(wú)法應(yīng)用于大屏市場(chǎng)。

此外，熒光粉DLP背投箱體產(chǎn)品只是改變了其光源壽命的問(wèn)題，由于熒光粉激光產(chǎn)品產(chǎn)生的三色激光波長(zhǎng)與半導(dǎo)體激光波長(zhǎng)不同，其效果非常一般(只相當(dāng)于三基色純激光的1/4)，且亮度衰減速度快。色域與汞燈的差別也不大，效果一般。

三、激光+LED混合光源

在LED光源向激光光源技術(shù)過(guò)渡階段，一項(xiàng)二者相混合的技術(shù)騰空出世。激光+LED新光源集合這兩種光源長(zhǎng)壽命和廣色域的特點(diǎn)于一身，達(dá)到高亮度的同時(shí)更加環(huán)保，現(xiàn)階段主要應(yīng)用在商務(wù)和教育領(lǐng)域。

激光+LED混合光源技術(shù)是將紅(高亮度紅色LED)、綠(藍(lán)色激光通過(guò)熒光體轉(zhuǎn)換為綠色)、藍(lán)(藍(lán)色激光)三色，通過(guò)DLP芯片投影，即可不使用高壓水銀燈泡而實(shí)現(xiàn)高亮度投影。相比傳統(tǒng)燈泡來(lái)說(shuō)，其最大的優(yōu)勢(shì)之一就是擁有長(zhǎng)壽命。

采用激光與LED結(jié)合的新型混合光源，可使投影機(jī)光源壽命長(zhǎng)達(dá)30000小時(shí)，是超高壓汞燈光源使用壽命的5-6倍。相比需要更換燈泡的投影機(jī)，減少了維護(hù)成本和使用成本。并且在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)亮度衰減不明顯，能較長(zhǎng)時(shí)間保持鮮艷的影像品質(zhì)。

激光+LED混合光源將二者的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，還可以造就卓越的色彩還原性能，讓色彩渲染更加明亮、艷麗。每個(gè)細(xì)節(jié)和輪廓都能夠清晰再現(xiàn)，可為用戶提供逼真、細(xì)膩的色彩和影像效果，顯示效果實(shí)現(xiàn)本質(zhì)提升。

目前，混合激光多用于DLP/LCD，其紅藍(lán)使用激光器，綠光使用LED，這種東拼西湊的東西解決的也是部分壽命問(wèn)題，效果一般。

另外，值得一提的是，顯示界存在激光與LED之爭(zhēng)或?qū)⒁?jiàn)分曉。由于亮度受限的詬病一直未被解決，LED光源設(shè)備或?qū)⑽s。從行業(yè)發(fā)展走勢(shì)來(lái)看，目前市場(chǎng)前景最好的光源莫過(guò)于激光光源，雖然LED曾經(jīng)也被認(rèn)為是“下一代”光源，但由于它很難實(shí)現(xiàn)高亮度，因此它的前景令人堪憂，而且，當(dāng)基于三基色純激光技術(shù)推出后，LED光源已被部分廠商所放棄。

就現(xiàn)階段而言，三基色純激光、熒光粉+藍(lán)光、LED+激光三項(xiàng)激光顯示技術(shù)將會(huì)共存一段時(shí)間;不過(guò)從技術(shù)推演角度分析，前者將最終霸占整個(gè)投影市場(chǎng)。