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激光投影值得期待

2010-07-06 本刊编辑 依马狮视听网


    如果说当今投影行业最热的技术,无疑是LED。LED光源以超长的寿命、省却了定期更换灯泡的高昂成本,大大节省了投入,从而受到了广大企业和用户的青睐。同时LED光源投影产品在色彩、功耗等方面也拥有普通光源所不具备的优势。据了解,目前市场上主流投影厂商都对LED投影进行了高度关注和积极研发,2010将会是LED投影产品频出的一年,与传统投影竞争的时代即将到来。不过,目前LED仍存在亮度不足、生产成本居高的问题,另外,由于未大面积使用,稳定性仍未可知。
    就在LED即将进入规模实际应用的同时,激光光源也取得了突破。不同于传统灯泡和LED的面光源,激光是点光源,指向性好、光损失极小,因此可以很容易做到高亮度、低功耗。与LED相比,激光在色纯度、色域、方面具有更好的表现,因此更适合投影,对于整个投影机领域的影响更大。

激光投影值得期待

激光投影发展
    激光显示技术问世于上个世纪60年代,其间进展并不快,仅用于科研领或。上世纪90年代末,这一技术的研发高潮来临,美、日、韩等国均投入巨大的人力和物力进行激光全色显示技术的研究,涌现了大量技术专利和产品。其中,索尼在2005年研制成功了基于GLV原理的投影显示系统,在2007年研发了基于Lcos的激光投影电视;2006年3月,爱普生公司宣布与美国Novalux战略合作,共同开发激光显示技术;2006年2月,日本三菱电气推出激光电视样机,2009年投入美国市场正式销售。而我国则早在2003年就推出了原理样机,2005年就推出了60、80、140英寸激光背投样机。2007年,中视中科研发出世界首台遵循DCI国际数字电影规范的激光数字电影放映机;2008年北京UME国际影城成为“全球首家激光影院”;2009年11届高交会上深圳世纪晶源展出了100英寸3D全高清激光背投。
    业内专家认为,激光技术在显示设备领域具有广阔应用前景,小到手机显示屏,大到大屏幕显示墙,5~10年内,激光显示技术可望在投影、电视、电影等领域形成产业规模化。据美国《激光世界》杂志预测,激光显示技术一旦形成产业化,其市场规模将达到每年570亿美元。
什么是激光投影显示
    激光显示系统主要由三基色激光光源、光学引擎和屏幕三部分组成。光学引擎则主要由红绿蓝三色光阀、合束X棱镜、投影镜头和驱动光阀组成,光阀驱动使光阀上分别生成红、绿、蓝三色对应的小画面,然后分别引入三色激光照明投影到屏幕上,即产生全色显示图像。充当光阀及驱动源的可以是各种微型显示系统、如LCD、Lcos、DMD、GLV等。

激光投影值得期待

激光投影优势
    1、高纯度、大色域:激光光源利用了激光波长可选择和高光谱亮度的特点,因此显示图像具有更大的色域,这是其他类型光源所难以实现的。在大屏幕投影显示方面,激光显示在颜色还原方面占有优势。在光谱宽度上,LED为20nm-30nm,高压汞灯大于40nm。而激光宽度不到1nm,这意味着狭窄的光谱宽度必然能得到更纯的RGB(红绿蓝)三基色,从而覆盖的色域范围也更大。
    2、长寿命、高光效:在使用寿命方面,激光显示可以做到5万小时-10万小时甚至更高,有效地解决了传统显示光源昂贵的灯源维护费用。在光效率方面,激光光束方向性强、发散角小,因此光能利用率极高,同时利用激光这种冷光源来进行投影显示,也降低了对其他部件寿命的影响。
    3、高亮度、低功耗: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50,000流明以上的光通量输出。目前中视中科在巴可的3片DLP技术投影机上,使用了光功率总计约150瓦的红、绿、蓝激光器可以实现15,000流明光通量输出。激光光源的总体能量利用效率要高于任何灯泡光源,从而使得激光光源在相同光亮度输出时,功耗和发热量也远低于灯泡光源。

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    4、安全可靠、体积更小
有不少人对于激光的安全性有所疑虑,事实上,激光投影机的光源经过专门的扩束整形设备后,将激光发散角扩大后,具有了与灯光源相近的能量密度,而不再是能量密度高出灯光数万倍的激光,此时的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。在体积上,激光光斑小,可有效减小光学引擎的体积。随着更小的数字光阀的应用,未来激光投影体积可以更为小巧,当前激光在手机、笔记本等便携设备上的使用已经显示出了体积的优势。
成本是发展瓶颈
    经过多年和推动,应该说,激光投影在技术已经不存在太大问题,与传统灯泡光源、新兴LED投影光源相比都有着不小的优势,是最为理想的投影光源。当前制约激光显示发展的瓶颈主要是成本和产业链。
    多年致力于激光显示研发的中科院光电研究院研究员毕勇表示,当前1瓦红绿蓝三基色合成的白光激光功率的成本约3,000美元〜5,000美元,大大超过了100美元〜200美元/瓦的一般行业市场接受水平。如要实现激光显示产业化必须将激光光源的成本控制在100美元/瓦〜200美元/瓦的水平,激光显示的规模产业才有可能得到良性运转。
    作为国内从事微型激光投影研发的上海三鑫对此也深有体会。相关人员认为,目前激光光源成本是LED的5-20倍,激光投影显示所需的红、绿、蓝三色光源,红光和绿光价格已然不菲,而蓝光最为昂贵。据悉,由于蓝光技术复杂,目前全球在激光蓝光光源方面研发成功、质量稳定且具备规模生产能力的企业只有日本日亚化学和索尼两家,其中索尼蓝光只为自用,不外供。因此形成日亚化学蓝光光源市场的垄断地位,价格十分昂贵。
    成本价格使得很多曾经对此专注的企业望而却步,激光投影发展缓慢。可喜的是,近年来,我国的一些企业在这方面已经做出了突破。其中最为突出的是中视中科,这是一家专门从事激光显示技术研发及产业化的公司,其自主研发的“极星”系列激光器、“北斗”系列激光器,以及与之配套的“DigiPower”系列数字化电源产品,目前已经可以应用在激光电视、激光前投影、激光数字电影放映机上。而其激光模块每瓦成本只为国外同类产品的十分之一。中视中科方面表示,随着技术的改进和市场应用的展开,仍然有很大的下降空间。如果投影机专门为激光光源进行设计的话,激光功率还可以适当降低。

激光投影值得期待

产业链仍需理顺
    技术的突破只会在一定程度上降低成本,而只有规模生产,成本才会大幅降低到用户可以承受的程度,而规模是需要上下游产业链目标一致共同推动形成的。目前激光显示产业涉及行业众多,各自目标不一,因此进展缓慢。
    激光显示产业链可以大致分为上中下游三条线。化合物半导体及封装、激光泵浦源、人工晶体以及激光器构成了上游产业;应用于显示领域的激光器、激光光源整合处理技术以及光学引擎技术、光机制造构成中游产业;投影机、电视等显示终端制造形成下游产业。
    纵观整个产业链条,专家表示,上中游企业多属于半导体、光电产业,而我国光电领域很多企业规模较小,对产业影响力也较小。如果没有大的市场需求推动,企业自身一般是不会主动加大在激光显示上的投资。对于下游企业来讲,属于显示产品制造厂商,对于激光技术并不熟悉,完成激光显示关键技术向产品和产业的转化,有较大困难。这需要国家相关部门的推动和引领,需要关键技术研究单位为生产制造厂商提供较为完整的产业化技术解决方案,并通过在局部市场的先期切入,进行技术和产品示范,营造市场需求。
    当前我国已经具备了激光显示技术的雄厚储备。据了解,我国持有激光显示专利的数量已经占到了世界相关专利的30%,在激光显示领域具有无可争议的先进水平。目前国外激光投影产业与我国基本同步,产业链也未完善,这对于我国抢占市场先机是一个机会,同时也是摆脱国外厂商技术专利控制的良好契机。[Page]
    为了加速激光显示产业化进程,科技部部署了“新一代激光显示技术工程化开发”863重点项目,组织家电企业、科研院所围绕激光电视、激光投影和激光电影放映机等显示产品研发,在市场的牵引下进一步完善激光显示产业链,为我国激光显示产业的跨越式发展奠定了基础。 
    产业链之前的合作也有了更为实质的进展,中视中科先后与深圳世纪晶源、海信集团、南方集团和中光学集团等企业签订了战略合作协议,与海信、中光学集团等骨干企业共同围绕应用于激光显示的LCoS光学引擎等产业化关键技术开展合作研发。2009年2月,南京市与中科院共建的“南京激光显示产业基地”在南京市栖霞区动工。该基地重点进行激光显示核心光源模组的规模化生产,计划在2011年前形成150万瓦光源模组的生产、销售能力,将为推进激光显示产业化发展发挥重要的示范、带动作用。一个属于中国的激光投影时代正在向我们走来。

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