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芯片/顯示

激光投影三大主流技術(shù)特點分析

星之球科技 來源:搜狐2016-11-07 我要評論(0 )   

而今,基于激光光源的激光顯示技術(shù)因其色域廣、壽命長、亮度高、能耗低,具有傳統(tǒng)光源無可比擬的先天優(yōu)勢,則被譽為繼黑白顯示、彩色顯示和數(shù)字顯示之后的第四代“繼承...

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


 
  從全球第一臺數(shù)據(jù)投影機問世至今,藉由科研人員對技術(shù)的不斷創(chuàng)新和鉆研,投影機所采用的光源也在不斷的改變。從最初的鹵素燈、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、亮度高、能耗低,具有傳統(tǒng)光源無可比擬的先天優(yōu)勢,則被譽為繼黑白顯示、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+藍光、LED+激光三種技術(shù),每種光源都存在各自的優(yōu)缺點,對比來看的話,三基色純激光優(yōu)勢是比較明顯的。
  從各自技術(shù)特點以及對應(yīng)的終端投影產(chǎn)品來看,三基色純激光是高端激光投影機的標簽,采用該技術(shù)的投影設(shè)備可輕松達到20000流明以上的亮度;而熒光粉對應(yīng)的是中低端投影機,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,采用該技術(shù)的終端顯示設(shè)備,亮度不超過3000流明。
  下面,小編單純從技術(shù)角度,對三者做一個比較,僅供參考。
 
  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,可顯示自然界最豐富、最艷麗、最真實的色彩,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應(yīng)用前景。
 
  ▲三基色純激光顯示成像光路示意圖
 
  三基色純激光光源發(fā)展到現(xiàn)在為止,經(jīng)歷了兩個技術(shù)歷程:固體激光器階段和半導體激光器階段。
  半導體泵浦倍頻激光器也就是固體激光光源,由半導體激光器(泵浦源)、激光晶體、倍頻晶體、輸出腔鏡等所構(gòu)成,具有產(chǎn)生激光過程復雜、結(jié)構(gòu)復雜、生產(chǎn)工藝復雜、穩(wěn)定性差、可靠性差等特點。半導體泵浦倍頻激光器,中心波長單一,其光譜寬度3nm以內(nèi),且模式為單模光源,對激光散斑的產(chǎn)生有很大的貢獻,并且散斑顆粒非常大,使得消散斑過程非常復雜。
  半導體激光光源是基于半導體芯片制備技術(shù)而研發(fā)設(shè)計的微型激光器,與LED芯片的生產(chǎn)過程類似,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功率穩(wěn)定、可靠性高、壽命長等特點。
  2014 年,三基色純激光技術(shù)流派采用新研發(fā)出的綠光半導體激光器進行了產(chǎn)品的升級設(shè)計,紅光、綠光和藍光全面進入半導體時代。一直難以破解的激光散斑難題也隨著 半導體技術(shù)的導入得到改善。由于半導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。
  采 用最新純半導體激光光源的RGB純激光工程投影機,采用激光光源與投影光機分離設(shè)計,具有超高輸出亮度、超高分辨率、超長使用壽命和極高色彩飽和度等特 性。目前單機光通量輸出可輕松達到25000流明,分辨率可達4096×2160, 20000小時光源衰減不超過20%,支持7×24小時連續(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。主要應(yīng)用于展覽展示、指揮監(jiān)控、視頻 會議、舞臺布景等領(lǐng)域 。
 
  熒光粉+藍光
  激光熒光粉顯示技術(shù)是采用單色激光(即藍光激光)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)生紅藍綠三基色。
  激光熒光粉光源僅使用一組藍色激光器,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題,使熒光粉能夠在高強度激發(fā)光照射條件下穩(wěn)定的工作,產(chǎn)生紅光、綠光和藍光;同時,利用多色熒光粉色輪的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)在不同時間產(chǎn)生不同顏色的光輸出,最終實現(xiàn)白光/色光的輸出。
 
  激光熒光粉光源技術(shù)攻克了激光顯示在效率和可靠性方面的最根本的技術(shù)難關(guān)。該光源顯示終端具備一下特點:
  ·顏色更純正,更接近國際標準色域值;
  ·長壽命:≥60000小時,比UHP燈(高壓氣弧放電燈)壽命提高10倍;
  ·高安全可靠性:無需消相干,對人眼安全,無爆碎危害。
 
  ▲激光光顯光源技術(shù)原理示意圖
 
  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)保和用戶體驗的問題。不過,熒光粉激光投影機由于其光源性質(zhì),只能用單片DLP來實現(xiàn),由于單片性質(zhì)無法應(yīng)用于大屏市場。
  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題,由于熒光粉激光產(chǎn)品產(chǎn)生的三色激光波長與半導體激光波長不同,其效果非常一般(只相當于三基色純激光的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。
  激光+LED混合光源
  在LED光源向激光光源技術(shù)過渡階段,一項二者相混合的技術(shù)騰空出世。激光+LED新光源集合這兩種光源長壽命和廣色域的特點于一身,達到高亮度的同時更加環(huán)保,現(xiàn)階段主要應(yīng)用在商務(wù)和教育領(lǐng)域。
 
  ▲激光+LED新光源技術(shù)詳解
 
  激光+LED混合光源技術(shù)是將紅(高亮度紅色LED)、綠(藍色激光通過熒光體轉(zhuǎn)換為綠色)、藍(藍色激光)三色,通過DLP芯片投影,即可不使用高壓水銀燈泡而實現(xiàn)高亮度投影。相比傳統(tǒng)投影燈泡來說,其最大的優(yōu)勢之一就是擁有長壽命。
  采用激光與LED結(jié)合的新型混合光源,可使投影機光源壽命長達30000小時,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,減少了維護成本和使用成本。并且在長時間內(nèi)亮度衰減不明顯,能較長時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。每個細節(jié)和輪廓都能夠清晰再現(xiàn),可為用戶提供逼真、細膩的色彩和影像效果,顯示效果實現(xiàn)本質(zhì)提升。
  目前,混合激光多用于DLP/LCD,其紅藍使用激光器,綠光使用LED,這種東拼西湊的東西解決的也是部分壽命問題,效果一般。
  另 外,值得一提的是,顯示界存在激光與LED之爭或?qū)⒁姺謺?。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)展走勢來看,目前市場前景 最好的光源莫過于激光光源,雖然LED曾經(jīng)也被認為是“下一代”光源,但由于它很難實現(xiàn)高亮度,因此它的前景令人堪憂,而且,當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+藍光、LED+激光三項激光顯示技術(shù)將會共存一段時間;不過從技術(shù)推演角度分析,前者將最終霸占整個投影市場。

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激光投影激光技術(shù)
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