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激光挑起“視”界大戰(zhàn)
 更新時(shí)間:2009-10-21 10:38:14  ( 編輯:影者 )   

前言: 如今,正當(dāng)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(jì)算機(jī)世界》實(shí)驗(yàn)室卻將目光投向了應(yīng)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(duì)固態(tài)光源將成為顯示光源這種必然發(fā)展趨勢(shì)的印證。2009年9月我們對(duì)國(guó)激光挑起“視”界大戰(zhàn)內(nèi)自主研發(fā)的激光投影機(jī)的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)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(tǒng)氣態(tài)光源的歷史巨輪已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)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(cè)。

內(nèi)容導(dǎo)航:

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(dāng)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(nèi),用激光作為掃描器件,應(yīng)用于三維投影或者墻面投影,而不是一般的顯示設(shè)備,在設(shè)計(jì)上沒(méi)有考慮設(shè)備的耐久性和可靠特性。

  國(guó)內(nèi)和國(guó)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(tǒng)的陰極射線管,就很方便地用在了液晶電視、顯示器上,并且因?yàn)橐壕ьI(lǐng)域相對(duì)比較成熟,已經(jīng)有足夠的市場(chǎng)空間,國(guó)外的多數(shù)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(shè)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(jī)的光源,這就有些勉為其難了,光路傳導(dǎo)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(jī),那就是最好的應(yīng)用模式。

  但是激光本身也有一定的要求,對(duì)電源和散熱要求苛刻。電源需要專門(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(dāng)小巧,但就整體顯示系統(tǒng)而言,激光投影設(shè)備的體積依然不算小,不過(guò)這一點(diǎn)正在快速地改變著。比如500lm以下的應(yīng)用中,采用風(fēng)冷就能滿足散熱需求的場(chǎng)所,激光模塊的優(yōu)勢(shì)就會(huì)體現(xiàn)得淋漓盡致的。

  國(guó)外擁有類似大功率激光器的廠商,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上也有了初步的經(jīng)驗(yàn),他們認(rèn)為超過(guò)30W左右,就需要水冷了。這就制約了這樣的投影機(jī)進(jìn)入普通家庭,目前,激光投影機(jī)主要瞄準(zhǔn)的是高端顯示領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)以中視中科為代表,他們的方案采用光源和主機(jī)分離的方式,光源通過(guò)光纖導(dǎo)入到機(jī)器,這樣可以很容易把傳統(tǒng)光源的機(jī)器改造成為激光投影機(jī),簡(jiǎn)化了投影機(jī)改進(jìn)的步驟,同樣還給投影機(jī)增添了應(yīng)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(yīng)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(tǒng)的可靠性提高,改善工作狀態(tài)。

  雖然作為未來(lái)趨勢(shì)的激光光源對(duì)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的夢(mèng)想。當(dāng)前,LED的發(fā)光效率已經(jīng)達(dá)到了100lm/w的水準(zhǔn),而激光能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)600lm/w的效率,是目前人造光源的極致。傳統(tǒng)投影機(jī)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(tǒng)的光源使得整個(gè)投影機(jī)所考慮的散熱至少包含兩個(gè)部分:一方面是機(jī)器運(yùn)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(jī)器設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,而且工程級(jí)別投影機(jī)要求的雙燈備份也讓光路設(shè)計(jì)復(fù)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(jī)光路的設(shè)計(jì)難度,增加了損耗。一般來(lái)說(shuō),超高亮度投影機(jī)需要的短弧氙燈,功率以KW為單位,需要仔細(xì)考慮隔熱和紅外線、紫外線問(wèn)題,這也是固態(tài)光源不需要考慮的。所以,固態(tài)光源對(duì)比傳統(tǒng)光源的諸多優(yōu)勢(shì),使其進(jìn)入投影領(lǐng)域是再合適不過(guò)了。

  傳統(tǒng)的投影機(jī)由于光路和設(shè)計(jì)上都包含那些隔熱設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)在激光擴(kuò)散之后已經(jīng)不是問(wèn)題,光線中根本就沒(méi)有紅外線; UV更是不存在的。針對(duì)激光光源的這些特性對(duì)投影機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,將有效地簡(jiǎn)化投影機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造并降低成本。

激光挑起“視”界大戰(zhàn)
激光投影色域圖



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