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新光源技术 创见环保节能“钱”景

“打造大屏产业升级版”专题策划系列文章之技术篇
来源:投影时代 更新日期:2013-07-17 作者:佚名

投影时代“打造大屏产业升级版”专题策划之系列报道

新光源的种类

近几年,投影机技术不断发展,投影光源方面也连续获得突破,目前已形成了LED、激光、LED+激光三种新光源技术,这些光源最大的特点就是发光效率较高或寿命较长,且不含有汞等有害元素。

LED光源

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,简称LED,是一种能够直接把电能转化为可见光的固态半导体器件。

LED光源不含汞,符合环保理念;可实现超长至6万小时使用寿命,大大降低了用户成本;具有较大的颜色再现范围,可以展示颜色纯度更高的影像;LED在安全性上也有提升,环氧树脂的封装技术,使得密封性能和抗冲击的性能都比灯泡更好,不会有炸灯的危险。

目前LED光源在投影机、液晶显示器中已经得到采用。最常接触的有LED投影机、LED电视和LED显示器。确切的说,应称之为LED光源投影机、LED背光电视和LED背光显示器。

混合光源

混合光源主要指“激光+LED”,混合光源技术是将红(高亮度红色LED)、绿(蓝色激光通过荧光体转换为绿色)、蓝(高亮度蓝色LEDX1)三色,通过DLP芯片投影,即可不使用高压水银灯泡而实现高亮度投影。并且光源寿命达到约2万小时,可有效减少维护并削减使用成本。其次,打开电源后最快5秒即可投出最高亮度画面,并且关闭电源时也不需要冷却。

LED作为投影机光源,最大的缺陷就是亮度不够,这是由LED本身的特性决定的。激光的加入主要是为了对LED光源中最弱的蓝光源进行补充,提升光源整体的亮度和饱和度。这样一来,亮度和灯泡寿命就能达到平衡。

激光光源

激光光源是利用激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源,是一种相干光源。自从1960年美国的T.H.梅曼制成红宝石激光器以来,各类激光光源的品种已达数百种,输出波长范围从短波紫外直到远红外。激光光源可按其工作物质(也称激活物质)分为固体激光源(晶体和钕玻璃)、气体激光源(包括原子、离子、分子、准分子)、液体激光源(包括有机染料、无机液体、螯合物)和半导体激光源4种类型。

激光光源由工作物质、泵浦激励源和谐振腔 3部分组成。工作物质中的粒子(分子、原子或离子)在泵浦激励源的作用下,被激励到高能级的激发态,造成高能级激发态上的粒子数多于低能级激发态上的粒子数,即形成粒子数反转。粒子从高能级跃迁到低能级时,就产生光子,如果光子在谐振腔反射镜的作用下,返回到工作物质而诱发出同样性质的跃迁,则产生同频率、同方向、同相位的辐射。如此靠谐振腔的反馈放大循环下去,往返振荡,辐射不断增强,最终即形成强大的激光束输出。

激光光源具有下列特点:

①单色性好。激光的颜色很纯,其单色性比普通光源的光高10倍以上。因此,激光光源是一种优良的相干光源,可广泛用于光通信。

②方向性强。激光束的发散立体角很小,为毫弧度量级,比普通光或微波的发散角小2~3数量级。

③光亮度高。激光焦点处的辐射亮度比普通光高10~100倍。

LED――当下最为新潮的主流应用

大屏幕拼接产品,无论是DLP背投拼接还是正投显示,他们之所以能显示影像都离不开光源的帮助。背投拼接光源主要来自于灯泡,包括像汞灯、卤素灯、氙灯等等。随着时代的不断发展,这两种光源所存在的致命缺点显然已经不再能满足用户的使用需求。

采用传统光源的背投拼接产品,其对比度和色彩表现受到较大的限制,同时灯泡寿命不长需要不断更换,这对于那些需要产品7*24小时不意思运行的用户而言后期更换灯泡的费用可不是一笔小数目。另外,采用传统光源的背投产品配合灯泡使用的色轮也需要经常维护,由于维护的频度大,其光路部分不能完全实现封闭设计,防尘等性能也受到一定影响,这进一步加大了维护强度,给用户的使用带来了极大的不便,也成为阻碍其发展的重要因素之一。

LED光源的出现,让上述的所有问题迎刃而解。采用LED光源的DLP背投拼接墙不但更加环保节能,而且LED光源的光机色域更宽,色彩饱和度更高,更为关键的是,LED光源的使用寿命长达60000小时,彻底解决了传统灯泡光源寿命短的问题。

在低碳、环保成为考量电子产品最重要的指标之一的时代,采用LED光源无疑成为众多背投及显示厂商的首选。近两年来,随着LED产能的大规模释放,产品价格与传统光源产品拉近,并凭借其优异的节能、长寿命特性等被厂商们大力推崇。因此,无论是DLP背投还是正投,LED光源已经成为188bet注册官网 技术的主流方向,并进入真正的实用阶段。

激光光源有诸多优势被寄予厚望

继工业和信息化部将“发展激光显示等特色显示技术”列入《电子信息制造业“十二五”发展规划》后,2012年9月,科技部又编制并印发了《新型显示科技发展“十二五”专项规划》,将激光显示提升到战略地位,提出“十二五”期间将大力发展激光显示技术。另据中国电子视像行业协会大屏幕188bet注册官网 设备分会举办的“北京激光显示技术与产业发展高峰论坛暨产业化配套座谈会”会议显示,目前全球激光显示产业正处于产业化前期,基于中国在激光显示技术方面拥有较好的技术基础,中国正面临着发展激光显示产业的极大机遇。另外与已有的显像管、液晶和等离子体等显示相比,激光显示也因具有众多的优势而被被寄予厚望。

一、色域空间大

目前市场上销售的显示器件如:CRT,LCD,PDP,DLP投影仪以及电影放映机等的色彩再现能力均未突破NTSC制式的色彩空间,其色域空间仅能覆盖人眼所能识别的色彩空间的31.8%,难以真实还原自然色彩,这一不足成为进一步提高显示质量的重要障碍。对比传统光源在色域方面,LED是很好的光源技术,但由于其属于泛光照明的特性,在高亮度、大屏幕显示方面的不足,大大影响了LED在188bet注册官网 技术上的应用空间。与此不同的是,激光具有非常高的强度,这样就为高亮度、大屏幕及超大屏幕显示提供实现基础。激光光源是满足各种高端显示要求的最佳光源。所以业界将激光显示技术称为“人类视觉史上的一场革命”。

二、光源寿命长

激光器产生的为单波长可见光,电光转化效率与传统的显示光源相比有极大提高,避免了传统大功率光源放热过高的缺点。激光光源使用寿命长,可长达十年之久,相当于传统光源寿命的十至二十倍,从长远来看使用成本明显低于现在通用的传统大功率光源,产品整体性价比明显高于传统产品,并且维护简便,总体维护成本低。

三、环保节能显著

激光显示作为新一代的显示技术具有卓越的低能耗特点。以1,000万台平板电视每天工作4小时计算,年耗电共计29亿度,如果这些家庭采用更节能的激光电视每年将节电20亿度,近于几个大型火力发电厂年发电量的总和,相当于每年减少173万吨二氧化碳的排放。同时,激光显示的核心部件在生产过程中不使用任何重金属,没有废水、废气、废物排放,是名副其实的环境友好型显示光源。

激光令广色域和高亮度可以兼得,此外还有广色域、高对比度、长寿命等特点,为各种应用提供可能。如高端仿真、图片工作室等需要高度颜色还原性和色域广度的领域,汽车设计、医疗诊断、电影审片室等需要亮度颜色一致性和稳定性的领域,以及户外投影、建筑投影等需要极高亮度和各种自由度摆放位置的工程领域,激光光源都有着发挥用途的空间。

另外,如果解决了安全性的问题,小功率的激光光源也可以作为家用机的备选项,大面积的激光光源的普及也会在投影领域掀起绿色环保的概念,总的来说,业界都很看好这一革命性技术。

激光光源产品在大屏领域全面开花

人类运用激光技术已有很多年时间,在AV领域激光灯等产品也早已成为了随处可见的普通商品,但是把它作为光源运用在投影领域却是近几年的事。实际上,各大DLP厂家都在竞相研制激光光源产品,只是由于其技术原理限制,如何制造出一台成本低廉、功耗可控、性价比高的产品才是阻碍激光技术大规模应用的瓶颈。不过,就目前来说,这些问题正在慢慢得到解决,2012年,激光光源实现了全面突破,巴可在2012年6年举行的CINEMACON展会上展示了55000流明的激光放映机,随后的8月,NEC在北京的BIRTV展出了激光数字电影放映机,分辨率高达4K,开启了光源之战,2012年10月,科视在北京石景山万达影院IMAX放映厅,首次向亚太地区重要放映商演示了72000流明的激光电影原型机。

InfoComm China 2013展, NEC、索尼再次为我们带来的激光光源工程投影机的展示应用。索尼在Infocomm2013上推出了全球首款采用激光光源的3LCD投影机,该机拥有4000流明亮度、WUXGA(1920×1200)的分辨率。这结束了只有DLP产品有激光光源投影机的历史,让3LCD阵营和DLP阵营在新光源的竞争中重新处于同一起跑线上。松下则另辟蹊径展示了一款采用LED和激光光源的混合光源投影机,该机亮度达到了3500流明。

而在DLP拼接产品上,激光光源也已经走向了实用化。从去年的InfoCommChina展会开始,就有数家企业推出了激光DLP背投单元产品,今年InfoComm展,激光光源DLP背投拼接墙产品再次成亮点,如彩讯、赛丽等均展出了采用激光光源的背投显示墙。

激光光源的优越性让业内认定其必将成为下一代188bet注册官网 的主流技术,利用激光对传统光源投影的全面出击已经拉开。最近两年,在188bet注册官网 方面前投、背投、微投、工程、商用激光光源产品无不出现。高端工程领域巴可、科视、NEC用超高亮三基色激光投影发力,商用市场以卡西欧、奥图码、优派、明基为代表的企业都在跟进。

另一方面,LPD激光荧光体显示技术产品也自展出后就受到不少人的关注,甚至被当作为下一代主流显示技术而寄予厚望。激光技术作为投影光源,是未来的发展趋势,但是短期内无法完全取代LED也是事实。但是随着技术的发展,激光光源将会在投影界普及,到时必将引发显示技术大革命,而且会彻底地颠覆传统显示领域。

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