投影機光源的新銳：激光光源應用前景淺析

摘要：光源是投影機最重要的核心部件之一，它是投影機中最昂貴的耗材，也決定了投影的顯示效果。近幾年激光光源的上市給投影市場注入了新的競爭力，也給“下一代”的主流技術LED光源帶來了一定沖擊。激光光源有哪些技術突破，又存在哪些隱憂？本文主要針對激光光源技術的顯示原理，對其在投影應用中的應用前景展開分析。

關鍵詞：投影機光源；激光光源；應用前景

中圖分類號：TN946.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0007-01

一、傳統投影光源的硬傷

傳統的投影光源基本都屬于氣態光源，常見的UHP冷光源燈、金屬鹵素燈、氙燈等等。氣態光源都存在炸燈風險，有一定的安全隱患；而且氣態光源光效率極低，為了取得高亮度只能提高燈泡功耗，熱能直接導致使用壽命大幅縮短，像鹵素燈、氙燈的平均使用壽命1000～1500小時需要反復替換，此外還帶來了靜電粉塵、光路老化等等問題；氣態光源的色譜帶寬太寬，只能表現出自然界30%左右的人眼可識別色彩，光色表現力較差。種種技術限制導致以上技術被市場逐步淘汰。

以LED為代表的固態光源取代傳統氣態光源是顯示技術發展的歷史必然。作為市場增長勢頭最猛“下一代”技術LED光源，它具有壽命長，光色純正、色彩飽和度高，防潮抗震等等優勢，從而迅速占領了主流市場。而激光光源作為固態光源的另一種表現形式，同樣不可小覷。

二、激光光源的技術原理及優勢

激光顯示系統的組成部分包括三基色激光光源、光學引擎和屏幕三部分。其實激光顯示原理并不復雜，利用激光本身的特質，再通過控制三色激光，構筑整個色彩體系。下圖是基于DLP光閥的激光顯示原理圖（充當光閥及驅動源的可以是LCD，LCoS，DMD等）：紅、綠、藍三色激光分通過DMD反射后，在各自光路中經過擴散片將點光源變成面光源，再通過光學均勻器使光強均勻并消相干，光線入射到相應光閥上，光閥已經加載了圖像調制信息，經過調制的激光通過棱鏡會聚合色后再入射到投影的透鏡，經過投影透鏡投射到屏幕，完成整個激光顯示過程。

對比傳統的投影顯示技術，激光顯示具備六大優勢：

（一）色彩最亮麗。激光屬于線性光譜，光譜分布非常窄，很容易達到高色彩飽和度；激光光譜色域覆蓋率達到人眼識別色彩的90%以上，完美再現自然色彩。

（二）單機高亮度。要提升激光投影機亮度，只要增加激光器數量就可以，光通量很容易能達到50000流明以上。

（三）長久高畫質。激光工作過程中基本不產生熱量，避免了熱能導致系統老化、衰減，即時激光器壽命衰減到80%以上，整個衰減過程曲線都是很平緩的，圖像質量非常穩定。

（四）真正數字化。激光光源是真正的數字化光源，在有色溫要求變換的場合，通過控制系統調整激光驅動的功率，使激光光源一直保持高效的工作，達到調節色溫與亮度的要求，而且在全壽命時間內不會發生缺色、偏色。

（五）安全免維護。激光是冷光源，規避了過熱老化、亮度衰減、靜電粉塵等問題，壽命長達20000小時以上，是傳統投影機使用壽命的10倍以上，安全零維護為用戶節約了使用成本。

（六）使用無噪聲。激光是冷光源，使得投影機的散熱設計更為簡單，拋棄了常見的風扇、風道甚至是水冷等等繁冗的散熱設計，系統基本上處于靜音運轉。

三、激光光源的種種隱憂

由此看來，激光顯示技術風光無限美好，似乎毫無瑕疵，激光顯示馬上就要成為主導投影市場主流顯示技術了嗎？答案是，NO！或者說目前來看，暫時不明朗，因為激光顯示也還存在不可回避的硬傷。

（一）是否足夠安全。這應該是大部分用戶首先關注的問題。尤其是大功率的激光器，對于人體的傷害非常大。目前掃描式的激光顯示技術已經逐步退出市場，投影式的擴束技術開始得到應用，但激光能量還是會比普通光源強很多，安全性還有待進一步論證。

在安全性被人詬病的時候，現在市場上出現了一種過渡型的類激光顯示技術， 激光熒光粉技術LPD（Laser Phosphor Display），它集合了兩種技術中的優點，既實現了高亮度，又具有長壽命的特點。但仍存在色彩漂移、色飽和度不高的缺陷，嚴格說起來這不是真正的激光顯示技術。

（二）是否足夠穩定成熟。制約激光顯示技術發展的很重要的一個原因是一直沒有合適的固態綠色激光源可用。現在的常見做法是紅色激光通過一個按照正弦波振蕩的石英，實現頻率的倍增，從而獲得綠色激光。但這種方式對作業環境要求非常苛刻，成品率較低且不穩定，同時綠色激光模塊較大且成本很高。低成本緊湊型綠光光源成為目前激光顯示產業發展的技術瓶頸。

此外，激光目前為止還有一個尚未解決的重大缺陷：散斑，即作為光源的激光照射到粗糙物表面時會形成激光散斑，屏幕上的散斑條紋嚴重影響成像質量，降低了畫面的清晰度和對比度。

四、結束語

LED光源已經升級到點陣技術，原本亮度不夠的缺陷已經得到了很好的改觀，像2X3LED點陣亮度已經可以去到1500ANSI LUX，因此在未來幾年內，LED光源還會作為投影光源的主流技術大行其道，而對于用戶來說，激光光源作為新光源技術還未成熟，想要享受更加出色的新光源產品，還需要繼續等待。

參考文獻：

[1]中國投影網，激光光源或將寄予眾望，2012，07.

[2]電子元件技術，激光顯示技術原理簡析，2011，01.