激光投影機將挑起“視”界大戰

如今，正當作為固態(tài)光源的LED在顯示市場(chǎng)上如火如荼的時(shí)候，《計算機世界》實(shí)驗室卻將目光投向了應用前景更為廣闊的另一種固態(tài)光源—激光光源。我們相信LED光源的成功具有非凡的意義，其中一個(gè)重要的意義就是對固態(tài)光源將成為顯示光源這種必然發(fā)展趨勢的印證。2009年9月我們對國激光挑起“視”界大戰內自主研發(fā)的激光投影機的相關(guān)指標進(jìn)行了測試，測試結果令人振奮，一切都讓我們更加相信，固態(tài)光源從高、中、低端顯示光源全方位地淘汰傳統氣態(tài)光源的歷史巨輪已經(jīng)開(kāi)始轉動(dòng)，并在2009年軋出了第一條有力的轍痕，這一年注定載入史冊。

固態(tài)光源殺來(lái)

早在激光誕生之初，人們就開(kāi)始嘗試把激光引入顯示領(lǐng)域。不過(guò)受限于當時(shí)的技術(shù)，激光光源功率較小而體積過(guò)于龐大，成本異常高昂，其效果不盡如人意，只是在極小的范圍內，用激光作為掃描器件，應用于三維投影或者墻面投影，而不是一般的顯示設備，在設計上沒(méi)有考慮設備的耐久性和可靠特性。

國內和國外都在研究固態(tài)光源進(jìn)入顯示行業(yè)。LED更方便，通過(guò)簡(jiǎn)單地替代傳統的陰極射線(xiàn)管，就很方便地用在了液晶電視、顯示器上，并且因為液晶領(lǐng)域相對比較成熟，已經(jīng)有足夠的市場(chǎng)空間，國外的多數資源是投入到這個(gè)領(lǐng)域的。

至于激光，鮮有成果。而且激光的特性決定了它的用途與LED完全不一樣。激光是點(diǎn)光源，而LED是典型的面光源，兩者在適合的顯示設備方面就有差異。如果用LED作為液晶的背光尚好，若是作投影機的光源，這就有些勉為其難了，光路傳導的損失將會(huì )變得很大，并且也不容易做到亮度很高。激光的點(diǎn)光源特性，決定了激光更適合投影使用。比如通過(guò)與反射式的成像器件配合，做成投影機，那就是最好的應用模式。

但是激光本身也有一定的要求，對電源和散熱要求苛刻。電源需要專(zhuān)門(mén)的制作工藝，雖然就單個(gè)激光模塊而言，尺寸已經(jīng)相當小巧，但就整體顯示系統而言，激光投影設備的體積依然不算小，不過(guò)這一點(diǎn)正在快速地改變著(zhù)。比如500lm以下的應用中，采用風(fēng)冷就能滿(mǎn)足散熱需求的場(chǎng)所，激光模塊的優(yōu)勢就會(huì )體現得淋漓盡致的。

國外擁有類(lèi)似大功率激光器的廠(chǎng)商，在產(chǎn)品設計上也有了初步的經(jīng)驗，他們認為超過(guò)30W左右，就需要水冷了。這就制約了這樣的投影機進(jìn)入普通家庭，目前，激光投影機主要瞄準的是高端顯示領(lǐng)域。國內以中視中科為代表，他們的方案采用光源和主機分離的方式，光源通過(guò)光纖導入到機器，這樣可以很容易把傳統光源的機器改造成為激光投影機，簡(jiǎn)化了投影機改進(jìn)的步驟，同樣還給投影機增添了應用空間，在某些特定的場(chǎng)合，這種模式更適合。比如高濕度和震動(dòng)頻繁環(huán)境，或者需要低發(fā)熱低工作噪音的應用環(huán)境，把光源安排在另外一個(gè)安全的地方，反而有利于整個(gè)投影系統的可靠性提高，改善工作狀態(tài)。

雖然作為未來(lái)趨勢的激光光源對整個(gè)光源歷史來(lái)說(shuō)，還算是起步階段，但起點(diǎn)顯然已經(jīng)很高。激光作為光源早就是人類(lèi)的夢(mèng)想。當前，LED的發(fā)光效率已經(jīng)達到了100lm/w的水準，而激光能夠實(shí)現超過(guò)600lm/w的效率，是目前人造光源的極致。傳統投影機的UHP汞燈，發(fā)光效率只有60lm/w，高品質(zhì)的氙燈效率也并不高，散發(fā)的大量的熱不僅讓燈泡的壽命受到局限，同時(shí)成像器件的壽命也會(huì )受到影響。

傳統的光源使得整個(gè)投影機所考慮的散熱至少包含兩個(gè)部分：一方面是機器運作帶來(lái)熱量; 另外一方面則是光源帶來(lái)巨大熱量。這大幅度提高了機器設計的復雜度，而且工程級別投影機要求的雙燈備份也讓光路設計復雜化。

且不說(shuō)這些問(wèn)題，就是遇到要更換燈泡的維修，那也不是那么簡(jiǎn)單，何況雙燈備份也大幅度增加了投影機光路的設計難度，增加了損耗。一般來(lái)說(shuō)，超高亮度的投影機需要的短弧氙燈，功率以KW為單位，需要仔細考慮隔熱和紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)問(wèn)題，這也是固態(tài)光源不需要考慮的。所以，固態(tài)光源對比傳統光源的諸多優(yōu)勢，使其進(jìn)入投影領(lǐng)域是再合適不過(guò)了。

傳統的投影機由于光路和設計上都包含那些隔熱設計和UV鏡，如果直接套用到激光模塊上，大幅度降低了光的利用率，帶來(lái)的損失是不小的。比如多一層阻隔措施，就可能帶來(lái)5%的損失; 而隔熱設計在激光擴散之后已經(jīng)不是問(wèn)題，光線(xiàn)中根本就沒(méi)有紅外線(xiàn); UV更是不存在的。針對激光光源的這些特性對投影機內部結構進(jìn)行優(yōu)化，將有效地簡(jiǎn)化投影機的內部構造并降低成本。

激光開(kāi)數字光源先河

我們?yōu)槭裁匆眉す鈦?lái)取代傳統的光源，這是個(gè)縈繞在我腦海里的問(wèn)題，也同樣是很多人的疑問(wèn)?；蛘哒f(shuō)，激光投影機真的在視覺(jué)上就能吸引我們嗎?值得為此花費如此的成本嗎?

我看值得。就如同吃飯，山珍海味、蘿卜白菜各有所愛(ài)。除了沒(méi)有紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)問(wèn)題外，激光本身是有極強的指向性的，而且紅綠藍三原色更純，所以能夠制造出在色彩上與現實(shí)情況極為相近的色彩表現。

這如果還不夠吸引人，那就看看另外一個(gè)特點(diǎn)，激光投影機產(chǎn)品能夠帶來(lái)良好的顏色層次感，自然的高對比度大幅度提高了大場(chǎng)景的細節表現力，使得色彩更為生動(dòng)。也是因為它的指向性，投影畫(huà)面的主觀(guān)感受要比傳統投影機柔和，沒(méi)有那么刺眼。因而它的亮度寬容度也變得更高，既能實(shí)現高亮度還能實(shí)現高對比度，還能保證色彩的飽和度和層次感覺(jué)，這是現在的汞燈、氙燈投影機無(wú)法做到的。

由于激光投影系統是通過(guò)紅綠藍三原色成像疊加到物鏡上顯示的，所以通過(guò)控制三原色不同的比例便可實(shí)現顯示效果的變化，這是傳統光源無(wú)法做到的?，F在的激光光源產(chǎn)品，通過(guò)多個(gè)模塊進(jìn)行組合來(lái)實(shí)現高功率的輸出，激光的特性能夠保證激光的一致性，而且在多臺激光投影機進(jìn)行拼接的時(shí)候，也能夠很容易實(shí)現顯示的一致性。正是因為這個(gè)原因，對比傳統光源，激光光源體現了全面可調的數字化特征，光源能根據需求來(lái)進(jìn)行調制，從而能夠很輕易地實(shí)現多屏幕的無(wú)縫拼接，并長(cháng)期保持各拼接單元畫(huà)面在亮度、色彩上的一致性。

目前，在投影機構成的顯像系統中，圖像信號的部分已經(jīng)數字化，成像器件已經(jīng)數字化。在數字化條件下，非數字化的光源已經(jīng)與數字化的環(huán)境格格不入，光源邁入數字化也是必然的進(jìn)程。通過(guò)光源的數字化，在成像的終端，圖像品質(zhì)和感受才會(huì )更真切。