投影機(jī)的光源經(jīng)過多年來(lái)的技術(shù)更新以及革命性換代，已經(jīng)出現(xiàn)過多種多樣的光源類型。目前市場(chǎng)前景最好的光源莫過于激光光源，雖然LED光源曾經(jīng)也被認(rèn)為是“下一代”光源，但由于它很難實(shí)現(xiàn)高亮度，因此它的前景令人堪憂，而且近日索尼與住友電工聯(lián)手推出綠光鐳射二極管，這是世界上第一個(gè)半導(dǎo)體綠色激光二極管，彌補(bǔ)了半導(dǎo)體三色RGB激光顯示中綠色的空缺，真正的激光投影機(jī)或?qū)⑼瞥?，LED光源則可能被“放棄”。

LED被淘汰? 索尼或?qū)⒀邪l(fā)三基色激光投影

　　近日，住友電工和索尼宣布聯(lián)合開發(fā)了世界上第一個(gè)真正的綠色半導(dǎo)體激光二極管，它的光輸出功率超過100毫瓦，波長(zhǎng)在530納米，亮度是常規(guī)“氮化鎵綠色激光二極管”的兩倍。這種激光二極管可安裝在激光投影機(jī)和許多其他顯示器件。新型激光二極管具有兩倍于傳統(tǒng)的氮化鎵綠色激光二極管(60毫瓦或低于、520納米或以下)的光度，和一個(gè)擴(kuò)大了182%的色域制式標(biāo)準(zhǔn)。因此，這些能讓激光投影實(shí)現(xiàn)更完美的視頻和圖像表現(xiàn)。

半導(dǎo)體激光二極管與真正的綠色激光

　　紅色和藍(lán)色激光二極管早已商用，高輸出功率的綠色激光二極管一直處在研發(fā)階段。傳統(tǒng)的GaN基綠色激光器不能實(shí)現(xiàn)足夠的亮度和波長(zhǎng)，只能達(dá)到幾十毫瓦的輸出功率，波長(zhǎng)則為520納米或更低。

　　為克服這些挑戰(zhàn)，住友電工與索尼合作發(fā)展一個(gè)真正的綠色半導(dǎo)體激光器，借鑒住友電氣的半極性氮化鎵技術(shù)，晶體生長(zhǎng)，及晶片加工技術(shù)，以及索尼的GaN基藍(lán)光激光技術(shù)。通過采用新技術(shù)和提高整個(gè)半導(dǎo)體激光器的生產(chǎn)過程，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，晶體生長(zhǎng)，晶片加工，和電極配置，住友電工和索尼才能夠成功地研發(fā)真正的綠色半導(dǎo)體激光器（光輸出功率超過100毫瓦的波長(zhǎng)在530納米）。

　　綠色半導(dǎo)體激光二極管的研發(fā)令三基色激光光源完善，住友電工和索尼預(yù)計(jì)會(huì)將這一技術(shù)應(yīng)用于激光投影機(jī)。同時(shí)，住友電工和索尼還將繼續(xù)研發(fā)，以實(shí)現(xiàn)更高功率、更高效率、更高質(zhì)量的綠色半導(dǎo)體激光二極管。下面，筆者將更詳細(xì)為大家介紹有關(guān)激光光源的技術(shù)。
 

什么是激光技術(shù)？

　　激光的最初的中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱LASER的音譯，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞頭一個(gè)字母組成的縮寫詞。意思是"通過受激發(fā)射光擴(kuò)大"。激光的英文全名已經(jīng)完全表達(dá)了制造激光的主要過程。1964年按照我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森建議將“光受激發(fā)射”改稱“激光”。

激光顯示成像光路示意圖

　　激光顯示是繼黑白顯示、彩色顯示、數(shù)字顯示之后的下一代顯示技術(shù)。 激光顯示能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)顯示所達(dá)到的所有先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)，如大屏幕、高分辨率、數(shù)字化等， 而且以激光作為光源，具有波長(zhǎng)可選擇性和高光譜亮度等特性，擁有更廣的色域，是CRT的兩倍。因此能夠提供最真實(shí)、最豐富、最鮮艷的色彩再現(xiàn)。

　　激光光源與燈炮光源和LED光源完全不同，它們有著極高的光譜純度：<<1nm;極高的亮度>>106W/mm2str;極好的方向性：<<3mrad;極好的偏振性：>500：1。同時(shí)，激光光源也有極高的效率。激光顯示將發(fā)展成為多平臺(tái)應(yīng)用技術(shù)，如，手機(jī)投影顯示，前投影顯示，便攜投影顯示，背投電視等。其大色域、高效率、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，將顯示技術(shù)發(fā)展提供一種選擇。

紅綠藍(lán)三色可見激光

激光投影技術(shù)原理

　　在這里所謂的激光投影技術(shù)分兩種，一種是單色光，一種是彩色光。單色光投影技術(shù)我們已經(jīng)很常見了，舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，日常使用的激光筆就是一種單色光投影技術(shù)。而有些時(shí)候我們還可以在單色激光光線前增加各種各樣的格欄，這樣就能投射出最簡(jiǎn)單的激光畫面了。

　　另一種彩色激光的原理也并不復(fù)雜，通過控制三色激光，構(gòu)筑整個(gè)色彩體系，這與CRT的原理一樣，不同的是，CRT通過控制不同的電子槍，實(shí)現(xiàn)不同的顏色表現(xiàn)，而激光投影機(jī)直接控制光線，效率和效果都大大增強(qiáng)了。
 

激光光源的特點(diǎn)

(一)色域更廣，色彩更亮麗

　　傳統(tǒng)投影機(jī)只能表現(xiàn)自然界中30%左右的人眼可識(shí)別色彩，致使另外70%的色彩無(wú)法通過傳統(tǒng)顯示設(shè)備讓我們感知。當(dāng)前的2K數(shù)字放映機(jī)雖然在色彩及分辨率方面已經(jīng)接近35mm膠片的質(zhì)量，但還是有不少電影界人士更欣賞膠片所表現(xiàn)出的豐富色彩及過渡。純色的LED或激光光源是數(shù)字成像的理想光源，激光電影放映機(jī)能表現(xiàn)自然界中90%以上的人眼可識(shí)別色彩，激光電影放映機(jī)能給觀者還原出一個(gè)更完美的五彩斑斕的真實(shí)視界，更好的滿足電影的播放需求。

激光顯示技術(shù)的研發(fā)

(二)真正保持長(zhǎng)期高畫質(zhì)

　　傳統(tǒng)投影機(jī)會(huì)在使用一段時(shí)間后隨著光源的急劇衰減而使圖像變暗變黃(如亮度衰減、色飽和度對(duì)比度降低等)，在電影院這些高要求使用場(chǎng)合，即使燈泡仍還在發(fā)光，也不得不因此而更換燈泡，造成使用成本居高不下。激光電影放映機(jī)所使用的是激光器作為顯示光源，其壽命可達(dá)10000小時(shí)以上，其衰退過程也是緩慢的，使得其輸出的畫質(zhì)長(zhǎng)期保持高亮度、色飽和度和對(duì)比度，畫面色彩始終亮麗如新。

激光顯示色域是傳統(tǒng)NTSC色域的兩倍以上

(三)更高的光通量

　　目前傳統(tǒng)投影機(jī)燈泡(氙燈或汞燈)的最高功率可達(dá)到6500W-7000W，單機(jī)最高可達(dá)到33000流明光通量，其燈泡壽命在此條件下最多只能達(dá)到500-800小時(shí)。而激光光源屬于新一代冷光源，不存在發(fā)熱量過大而使其溫度過高的因素，只需通過增加激光器數(shù)量，就可以很輕松的將激光投影機(jī)單機(jī)的光通量達(dá)到10000-50000流明以上，且其光源的使用壽命仍然可以達(dá)到10000-20000小時(shí)以上，使用該技術(shù)的影院投影機(jī)，可大大降低影院的長(zhǎng)期成本，不再有炸燈的風(fēng)險(xiǎn)，并提升影院的檔次和性價(jià)比。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

明基單色純激光投影機(jī)

　　2012年第一季度，明基BenQ率先推出了一款基于激光光源技術(shù)的商教投影機(jī)LX60ST/LW61ST，該機(jī)器配備了業(yè)界領(lǐng)先的藍(lán)核光引擎技術(shù)，該光引擎由激光二極管發(fā)光組件，分色處理光路及短焦鏡頭組成，LX60ST/LW61ST具有2000流明的高亮度輸出，是當(dāng)時(shí)主流品牌在國(guó)內(nèi)發(fā)布的唯一一臺(tái)純激光投影機(jī)，具有超長(zhǎng)的光源壽命，艷麗的色彩和高達(dá)80000:1的對(duì)比度。

明基單色激光投影機(jī)

　　明基藍(lán)核光引擎采用的是業(yè)界最新的高亮藍(lán)色激光二極管模組取代了傳統(tǒng)的熱燈泡光源。從實(shí)際的投影效果來(lái)看，藍(lán)核光引擎投射的畫面色彩艷麗，字跡銳利，將DLP細(xì)節(jié)豐富的優(yōu)勢(shì)和LCD色彩艷麗的特點(diǎn)合二為一。另外憑著激光模組先天的長(zhǎng)壽優(yōu)勢(shì)，LX60ST/LW61ST的藍(lán)核光引擎可提供10000/20000小時(shí)(標(biāo)準(zhǔn)/節(jié)能)的使用壽命，而且在長(zhǎng)期的使用中，激光模組亮度的衰減遠(yuǎn)慢于普通熱燈泡，約合傳統(tǒng)光源2-3倍，具有劃時(shí)代的進(jìn)步意義。

明基單色激光投影機(jī)

　　明基這款投影機(jī)采用了藍(lán)色激光作為主光源，這也是為什么其稱為“藍(lán)核光”的緣故。藍(lán)色激光發(fā)出的光線通過色輪分色為紅綠藍(lán)三色，然后三色投射在DMD芯片上，從形成人眼所看到的圖像。當(dāng)然由于激光是點(diǎn)光源，所以該系統(tǒng)也有擴(kuò)散片、光管等等構(gòu)造，從而將激光擴(kuò)束使用。

　　不僅如此，明基還將增強(qiáng)的SmartEco advanced智能節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于藍(lán)核光引擎激光投影機(jī)。在開啟SmartEco advanced模式后，LX60ST/LW61ST會(huì)智能判斷輸入信號(hào)的明暗程度，并根據(jù)其明暗變化曲線來(lái)調(diào)節(jié)激光模組的亮度輸出，從而在不損失畫質(zhì)的前提下智能省電。正是如此，藍(lán)核光引擎最高可節(jié)省90%的能耗，使維護(hù)和擁有投影機(jī)的總成本大幅下降,同時(shí)也綠色環(huán)保,保護(hù)地球環(huán)境。

混合型激光光源投影機(jī)

　　混合型光源激光投影機(jī)是指將激光光源與LED光源結(jié)合的投影機(jī)，第一個(gè)將LED光源與激光光源結(jié)合的是卡西歐公司。激光的加入是為了對(duì)LED光源中最弱的藍(lán)光源進(jìn)行補(bǔ)充，提升光源整體的亮度和飽和度。這樣一來(lái)，卡西歐不但把燈泡壽命做到20000小時(shí)，而且亮度也能做到3500流明，做到了亮度和燈泡壽命達(dá)到了平衡。除了卡西歐公司，目前優(yōu)派、奧圖碼也已經(jīng)推出自己的混合型光源投影機(jī)。

　　優(yōu)派篇：2012年4月19日，美國(guó)優(yōu)派在京展示了一款創(chuàng)新產(chǎn)品——采用激光、LED混合光源的投影機(jī)，這款產(chǎn)品定位直指家庭影院市場(chǎng)。不過目前這款產(chǎn)品還處于工程樣品階段，相關(guān)的技術(shù)、外形等尚未確定，最終命名型號(hào)還不得而知。 

優(yōu)派混合光源投影機(jī)

　　這款產(chǎn)品采用三色光源系統(tǒng)，包括：藍(lán)色激光光源、紅色LED光源及藍(lán)色LED光源，然后通過相應(yīng)技術(shù)將藍(lán)色激光轉(zhuǎn)換為綠色色源，從而實(shí)現(xiàn)紅藍(lán)綠的RGB的三原色。亮度方面，這款產(chǎn)品具備多亮度模式，可實(shí)現(xiàn)800、1000、1200、1600流明的不同亮度，以應(yīng)對(duì)多種環(huán)境的需求；20000小時(shí)的燈泡壽命，免去用戶更換燈泡的后顧之憂。

　　優(yōu)派方面表示，這款產(chǎn)品將于今年7月份上市；在今年8、9月份會(huì)推出針對(duì)教育市場(chǎng)的短焦型激光混合光源投影機(jī)，亮度將實(shí)現(xiàn)2000流明。在12月份還會(huì)推出具備3D顯示技術(shù)的混合光源投影機(jī)。 

　　奧圖碼篇：2012年6月，Optoma 推出了兩款無(wú)燈泡短焦投影機(jī)ZX210ST與 ZW210ST，采用LED與激光混合光源，面向需要長(zhǎng)時(shí)間使用投影機(jī)的教育應(yīng)用市場(chǎng)。

奧圖碼混合光源投影機(jī)

　　LED與激光混合光源的燈源壽命至少兩萬(wàn)小時(shí)，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，省去了更換燈泡耗材的費(fèi)用，而環(huán)保燈源具有低耗能的特性，除了節(jié)能減碳之外更節(jié)省電費(fèi)支出。此兩款投影機(jī)亮度為2000流明，解析度分別為XGA(1024×768)和WXGA(1280×800)，對(duì)比度高達(dá)100000:1，在不需完全遮光的環(huán)境下，提供高畫質(zhì)、明亮而鮮艷的影像品質(zhì)輸出。

　　而且它們還采用短焦鏡頭設(shè)計(jì)，ZX210ST與ZW210ST只要80公分投影距離可分別投影60吋、70吋大畫面，此機(jī)種的另一特色為隨開即用，超快速開機(jī)時(shí)間、零秒關(guān)機(jī)，省時(shí)又有效率。ZX/ZW210ST配備完整輸出入訊源接口，包括HDMI、VGA、S-Video、Wi-Fi、ÚSB、RJ45等，可連結(jié)筆電、游戲機(jī)與多媒體播放器，同時(shí)也配備有SD卡讀取插槽，不需連結(jié)電腦即可播放影像內(nèi)容。

曾經(jīng)制約激光投影機(jī)發(fā)展兩大因素

　　制造激光投影機(jī)，至少需要兩個(gè)條件：首先是實(shí)現(xiàn)三種顏色的激光；其次是需要能夠?qū)崿F(xiàn)激光的逐點(diǎn)掃描，但目前在這兩方面都有不小的問題。

　　首先制約激光投影技術(shù)發(fā)展的根本原因在于一直沒有合適的固態(tài)綠色激光可用。綠色激光波長(zhǎng)大約540nm，紅色激光通過一個(gè)按照正弦波振蕩的石英，實(shí)現(xiàn)頻率的倍增，從而獲得綠色激光。由于這種方式對(duì)環(huán)境溫度要求比較高，因而輸出不夠穩(wěn)定，同時(shí)綠色激光模塊較大且成本很高。

三基色激光光源

　　在掃描方面，目前技術(shù)很多。其中著名的一種是Symbol公司的技術(shù)，該技術(shù)用高頻率的棱狀反射玻璃，通過高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)水平的掃描，從而構(gòu)成水平像素，而垂直方向則通過速度較低的鏡片實(shí)現(xiàn)。最終的成像因?yàn)闆]有鏡頭，也不需要額外的光源設(shè)備，擁有十分自由的成像模式，即可遠(yuǎn)可近，不需要對(duì)焦，還能夠在不規(guī)則的平面投影，這項(xiàng)技術(shù)具有很大的潛力。在掃描方式這個(gè)問題上，還有很多不同的方案，上面提到的只是其中一種。 

　　安全性：現(xiàn)在制約激光投影機(jī)最大的問題，就是安全隱患，特別是在開放空間，這一問題更加嚴(yán)重。還是以最簡(jiǎn)單的激光筆為例，激光筆里邊就是一個(gè)半導(dǎo)體激光器，前面有一個(gè)光學(xué)鏡頭用來(lái)聚焦。所有人都知道是不能將激光頭的光線直接照射眼睛，這是由于激光能量相當(dāng)集中，因此對(duì)人體非常有害。比如用于劇院的Vanadate激光，功率最大可以達(dá)到20W，光通量達(dá)到5000lum，屬于四類激光，如果有好事者拿一個(gè)透鏡，就有可能把一定距離的東西燒壞。一個(gè)150mw的激光在1米以外可以很容易燒壞我們通常用的塑料薄膜袋，一些工業(yè)用的切割機(jī)床激光功率也不過如此。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

激光安全眼鏡

　　全文總結(jié)：光源可以說(shuō)是制約投影機(jī)發(fā)展的重要因素，尤其在投影機(jī)分辨率和體積的問題都已經(jīng)得到解決的前提下，投影光源的問題已經(jīng)亟待解決。如果投影機(jī)光源的問題得到解決，相信家庭投影機(jī)的數(shù)量將成幾何式的增長(zhǎng)。光源問題一旦解決，阻止投影機(jī)成為大眾消費(fèi)品的最大攔路虎便迎刃而解。

　　如今，索尼與住友成功研發(fā)半導(dǎo)體綠色激光光源，將實(shí)現(xiàn)真正地激光光源投影機(jī)。這也預(yù)示著激光投影時(shí)代的到來(lái)，在激光面前，任何其他顯示設(shè)備只能甘拜下風(fēng)。在色彩、壽命、可靠性等諸方面，激光擁有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。

　　投影業(yè)界一直在尋找可以替代傳統(tǒng)燈泡的光源，LED光源也被看作投影替代光源的新一代，尤其是在2009年，采用LED光源投影產(chǎn)品有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但LED亮度不高的詬病一直未被解決，而激光作為點(diǎn)光源，能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度。尤其是在索尼與住友成功研發(fā)半導(dǎo)體綠色激光之后，LED或許將無(wú)生存之地，“下一代”光源可能未成功就將面臨淘汰。