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| 激光领舞时代，工程投影机新光源对比分析 |
更新时间：2009-10-22 9:52:26
（ 编辑：影者 ）
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要想实现最顶级的大画面视频效果，毫无疑问，投影机是唯一选择。这从北京奥运会及近期举办的11届全运会开幕式上实现的视觉盛筵就可看出，近百台工程投影机和大型体育场联合组成的巨大投影阵列，实现的光影效果，只能用震撼两字来形容，而其它任何显示设备要想实现这种体育场级别的视觉效果，都困难重重。当然，要想实现这样的效果，对投影机来说也是耗费巨大的，比如近百台工程投影所带来的巨大功耗、发热量、设备损耗都是惊人的，而要想让工程投影机拥有更高效能、更高性价比、具备更高实用性，在于投影机光源技术的变革。而随着激光光源技术的出现，让这种技术变革成为了可能。
图1 由多台投影机组成的阵列成为动态大屏显示的最佳解决方案
一、曙光：投影光源急需变革
众所周知，投影机的光源问题已成为阻碍投影机获得更多市场认可，乃至更大程度上技术革新、革命的绊脚石，这是因为现有的投影机光源已难以满足投影机发展的需求。
我们从“投影”二字的中文含义上，我们就可理解投影机的基本工作原理——通过光源所发出的光将影像投射到屏幕上。所以，在投影机中，光源（发光）系统是最重要的、最基础的部件之一，在投影机其它技术都在飞速进步或进行革新的情况下，如何提高投影机光源系统的效率、效能，同时降低耗能、耗损便成为业界需要面对的问题。
图2 工程机在实现极致的光影效果的同时，其光源效能问题也值得关注
在众多投影光源技术中，激光光源技术应运而生，激光光源技术就是激光显示技术，是显示技术的一场革命。激光显示能实现传统显示所达到的所有先进技术指标，如大屏幕、高分辨率、数字化等。由于激光显示使用激光为光源，充分利用了激光波长可选择和高亮度的特点，显示图像具有更大的色域，其色域覆盖率可达荧光粉的2倍以上，可以达到人眼所能识别色彩空间的90％以上；且激光是线谱，具有很高的色饱和度，彻底突破前3代显示技术色域空间的不足，实现人类有史以来最完美色彩还原，使人们通过显示终端看到我们最真实、最绚丽的世界。
并且，投影机使用激光作为光源，还具备寿命长、维护费用低（激光光源具有冷光源特性，其寿命是传统投影光源寿命的10倍以上）；装备投资规模小；环保低能耗，激光电视耗电仅为传统电视的1/3；成本下降潜力大等特性。随着其技术的不断成熟，其将成为未来主流的投影光源解决方案，托起投影机市场更大规模化之路。
二、对抗：激光投影产品比较
一直以来，工程投影机都是投影机技术发展与新技术应用的标杆，以Barco（巴可）、Christie（科视）为代表的投影机厂商亦因精于此道成为投影领域的翘楚。而在工程投影机的发展过程中，高亮度、更高的光通量成为其技术发展的主要方向之一。Barco的XLM H25和Christie的Roadie 25K等巨型DLP投影机光通量可以达到25000流明以上，它们基于完全密封DMD引擎，使用了高效率的6000W氙灯，奠定了投影机更加安全可靠的环境要求，可以支持多路信号输入，分辨率为2048×1080，甚至更高，可更好的满足大型舞台租赁、特殊场所等应用需求，可以代替需要很多台投影机叠加或拼接才能完成的演示。
这些产品之所以能实现这样高的亮度，在于其应用了一些新技术，如具有单独的投影头和镇流器、外装换气扇、采用功率在2-6kW的自动矫正灯泡可调节亮度级别等等。但纵使是这样，其仍难以避免高亮度后带来的一系列问题，如氙灯灯泡寿命急剧变短、功耗倍增、可靠性急速下降等等。而通过技术对比，我们可以看出，激光光源的出现将大大改变高端工程投影机目前的这种引领风骚同时所面临的窘境。
图3 使用激光器做光源不仅能效更高，而且不存在炸灯危险
首先，氙灯灯泡内充满超高压氙气，工作在高温、高压、高电流状态下，对运行环境及电源等要求很高。而激光器为晶体、半导体结构，工作在低压、常温、低电流状态下，采用数字电路精确控温，运行在通常环境下，更安全更易用。
其次，高端工程投影机使用3000-7000W氙灯，使用寿命最多只能达到500-1500小时，并且灯泡功率越高其寿命越短，成本亦越高。而激光器的寿命要远远长于氙灯，其理论寿命在2万小时以上，固体激光器可达5万小时，就算是目前已应用于高端工程投影机和数字电影投影机光源的红、绿、蓝固态激光器质保时间也可达2万小时以上。所以，随着不断在技术上走向成熟的激光光源应用在高端工程机领域，将一举改变灯泡只能做为耗材使用的问题，未来的新投影光源将不再是“耗材”，而一举变成“耐用品”。这将大大降低高端机型的成本。
其三，从目前最顶级的巴可或科视的工程机型上我们可以看到，目前氙灯最大输出功率已可做到6000-7000瓦，可以实现25000到30000流明的光通量输出；而在常见的投影机上，要保证10000流明左右的光通量，其也需要标配2000-3000瓦灯泡才行，而无论是哪一种高端产品，其大功率灯泡的使用费用是非常昂贵的。激光光源采用多台中高功率红、绿、蓝激光器叠加输出高功率，从理论上讲没有极限功率限制，因此激光光源可以实现单台投影机50000流明以上的光通量输出。目前在巴可或科视的3片DLP技术投影机上，使用光功率总计约150瓦的红、绿、蓝激光器就可以实现15000流明光通量输出，如果实现30000流明的光通量输出，只需要增加激光器的数量就可以，即30000或更高流明输出的激光光源寿命与10000流明的一致，并不增加单位成本。同理，50000流明亦不增加单位成本。
图4 工程机使用氙灯与激光光源的寿命曲线
从氙灯光源的光谱特性上可以看到，可见光能量大约只能占到氙灯输出总光能量的1/3-1/2，即在电影放映机上，氙灯光源光能利用效率最高也只有30-50%。激光器产生光波长线宽小于1nm的高纯度光，作为显示光源，红、绿、蓝三原色激光器发出的光可以100%被投影机利用。而且激光作为高汇聚光的特性，使得无需使用反光碗来收集光束，用光纤将多个激光器发出的光耦合集成效率可以达到95%以上。所以对高端投影机来说，使用激光光源的总体能量利用效率要远远高于任何灯泡光源，从而使得激光光源在相同光亮度输出时，功耗远远低于氙灯灯泡，同时激光器的发热量也远远小于灯泡光源。
其四，激光光源不存在炸灯问题，从而大幅降低工程演示、电影放映、运动会展示等重要的商业运营时的运营风险。激光由于发生原理的因素，其发出的光为单向性光，激光器可以发出几乎不发散的近似平行光，这使得激光可以在非常小的面积内汇聚大量光能量，也就是能量密度极高,使得光能的利用率非常高。同时，大家也不必担心使用激光投影机的安全性问题。事实上，激光工程投影机的光源采用红、绿、蓝三种可见光激光，经过专门的扩束整形设备后，将激光发散角扩大，使其具有与氙灯光源相近的能量密度，而不再是能量密度高出氙灯光数万倍的激光，此时的低能量秘密度单色光也不具有刚从激光器出来时的危险性，也就是说从激光投影机镜头投出的光与从任何普通灯泡光源投影机镜头投射出的光具有同样的安全性能指标。
其五，激光光源颜色绚丽，其颜色表现能力是传统电视的2至3倍。激光显示技术是以高饱和度的红、绿、蓝（RGB）三基色激光作为光源的显示技术。其充分利用激光波长可选择性和高光谱亮度的特点，使显示图象具有更大的色域表现空间，色域覆盖率可达90%，可实现2倍于传统光源的色彩再现能力，色彩饱和度为传统显示的100倍以上。目前代表投影机最高技术水准的DLP机型，在实际应用中都是先将白光分光，过滤出红、绿、蓝三原色光，通过精确控制每个像素红、绿、蓝强弱，采用红、绿、蓝三色分别成像，再叠加合成彩色像的成像方式。这样从原理上来讲高端投影机最好需要高纯度的红、绿、蓝三原色光源，红、绿、蓝三原色光越精确，高端投影机的成像单元结构及成像算法就越简单，也越容易实现精确的色彩控制以及更优秀的色彩表现。目前应用氙灯光源是数字成像技术发展的过渡阶段，从光源角度来讲，氙灯或其他白光灯泡光源不适合目前的数字成像技术，纯色的LED或激光光源才是数字成像的理想光源。在普及型投影领域，LED光源已经被广泛看好并进入应用，以替代白光灯泡/灯管光源，但LED的功率和亮度远远达不到大屏幕投影的要求，激光光源作为大屏幕工程机光源能带来更为理想的色彩表现。
三、涅磐：真正的投影时代到来
让投影机进入普及时代的呼声已高喊了数年，但事与愿违，虽然近几年来无论是消费级投影机还是工程级投影机价格都做了巨大的下调，但投影机市场的进步仍只是保持在小步慢跑的水准，与同期进行市场大规模拓展的平板电视的普及量不可同日而语。而最大程度上影响投影机走向普及，走向消费层面的因素就是其光源问题，可以说，光源做为耗材的问题一日不除，投影机就难以更全面的“手持彩练当空舞”。
还好，业界已普遍认识到了投影机光源问题对投影机发展带来的固步与自封，新光源技术层出不穷，其中最具代表性的技术就是LED光源技术和激光光源技术，随着这两大类产品的不断走向成熟，将一举改变投影机的市场短板与应用窘境，成为具备开天辟地意义的划时代的投影技术变革标杆。
从整体上来看，激光显示技术做为一种以红、绿、蓝（RGB）三基色激光为光源的显示技术，其充分利用了激光自身特点，成为新一代显示即大色域显示时代的主流技术的趋势正变得势不可挡。
并且，激光显示技术做为现在及未来高端显示的主流技术，除激光大屏幕投影机外，在激光电视、手机投影显示、便携式投影显示等领域都具有很大的发展空间和广阔市场应用前景。我们欣喜的看到，国内以北京中视中科光电技术有限公司为代表的厂商在这方面的技术研发上处于世界领先地位。中视中科自主研发激光大屏幕前投影设备，达到国际领先水平，作为主显示设备全程服务奥运会主运营中心（MOC）。2008年8-9月该设备奥运会期间的成功应用，受到领导和专家的一致好评，在奥组委技术部出具的“激光前投影设备使用情况说明”中这样写到：“2008年7月20日至2008年9月17日，北京奥运会和残奥会主运行中心（MOC）采用北京中视中科光电技术有限公司自主研发具有国际先进水平的激光前投影设备作为主显示器件，为赛事的指挥调度提供了有利支持。该设备采用了第四代显示技术--激光显示为关键技术，体现了卓越技术性能。经过60天，每天超过12小时的全程使用，该设备运行稳定，色彩艳丽逼真，提高了MOC视频显示系统的显示效果。”由于激光投影机在大屏幕、高亮度显示、色彩艳丽、无需更换灯泡、长久高画质等方面的卓越特点，打破了传统投影的应用局限，成为“科技奥运”的一大亮点。
图5 中视中科激光前投影设备成功应用奥运主运行中心，公司获得奥组委赞誉
另外，2007年10月29日，世界首台遵循DCI国际数字电影规范的“激光数字电影放映机”便由北京中视中科光电技术有限公司研制成功，并通过了中国计量科学研究院的专业检测和中国科学院文献情报中心的权威查新；2008年7月，中视中科与北京华星国际影城合作，建立了世界首家激光数字示范影院，中国观众率先体验到了激光显示技术带来的极致视觉享受。而随着其产品的不断市场化，将大大改变国内在投影技术研发领域的短板。
而随着激光显示技术与大尺寸视频显示技术的完美结合，大尺寸视频显示这个光影世界将真正变得前所未有的绚丽逼真，激光大尺寸视频显示将为观众打开了一扇通往绚丽“视界”的大门。基于新一代显示技术激光显示技术（LDT）的激光投影机将充分利用激光特点，突破目前传统投影显示的色彩表现的极限，可在超大屏幕展现更逼真、更绚丽的动态图像，实现其它显示技术所不能达到的视觉震撼效果，实现更完美的显示效果，这种革命性的且更经济的吸引力将无可阻挡。
详情查询：www.phoev.com
电话咨询：58711790-1022
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文章来源：中国投影网
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