近幾年,投影機技術不斷發展,投影光源方麵也連續獲得突破,目前已形成了LED、激光、LED+激光三種新光源技術,這些光源最大的特點就是發光效率較高或壽命較長,且不含有汞等有害元素。
LED光源
LED(Light Emitting Diode),發光二極管,簡稱LED,是一種能夠直接把電能轉化為(wei) 可見光的固態半導體(ti) 器件。
LED光源不含汞,符合環保理念;可實現超長至6萬(wan) 小時使用壽命,大大降低了用戶成本;具有較大的顏色再現範圍,可以展示顏色純度更高的影像;LED在安全性上也有提升,環氧樹脂的封裝技術,使得密封性能和抗衝(chong) 擊的性能都比燈泡更好,不會(hui) 有炸燈的危險。
目前LED光源在投影機、液晶顯示器中已經得到采用。最常接觸的有LED投影機、LED電視和LED顯示器。確切的說,應稱之為(wei) LED光源投影機、LED背光電視和LED背光顯示器。
混合光源
混合光源主要指“激光+LED”,混合光源技術是將紅(高亮度紅色LED)、綠(藍色激光通過熒光體(ti) 轉換為(wei) 綠色)、藍(高亮度藍色LEDX1)三色,通過DLP芯片投影,即可不使用高壓水銀燈泡而實現高亮度投影。並且光源壽命達到約2萬(wan) 小時,可有效減少維護並削減使用成本。其次,打開電源後最快5秒即可投出最高亮度畫麵,並且關(guan) 閉電源時也不需要冷卻。
LED作為(wei) 投影機光源,最大的缺陷就是亮度不夠,這是由LED本身的特性決(jue) 定的。激光的加入主要是為(wei) 了對LED光源中最弱的藍光源進行補充,提升光源整體(ti) 的亮度和飽和度。這樣一來,亮度和燈泡壽命就能達到平衡。
激光光源
激光光源是利用激發態粒子在受激輻射作用下發光的電光源,是一種相幹光源。自從(cong) 1960年美國的T.H.梅曼製成紅寶石激光器以來,各類激光光源的品種已達數百種,輸出波長範圍從(cong) 短波紫外直到遠紅外。激光光源可按其工作物質(也稱激活物質)分為(wei) 固體(ti) 激光源(晶體(ti) 和釹玻璃)、氣體(ti) 激光源(包括原子、離子、分子、準分子)、液體(ti) 激光源(包括有機染料、無機液體(ti) 、螯合物)和半導體(ti) 激光源4種類型。
激光光源由工作物質、泵浦激勵源和諧振腔 3部分組成。工作物質中的粒子(分子、原子或離子)在泵浦激勵源的作用下,被激勵到高能級的激發態,造成高能級激發態上的粒子數多於(yu) 低能級激發態上的粒子數,即形成粒子數反轉。粒子從(cong) 高能級躍遷到低能級時,就產(chan) 生光子,如果光子在諧振腔反射鏡的作用下,返回到工作物質而誘發出同樣性質的躍遷,則產(chan) 生同頻率、同方向、同相位的輻射。如此靠諧振腔的反饋放大循環下去,往返振蕩,輻射不斷增強,最終即形成強大的激光束輸出。 激光光源具有下列特點:
單色性好。激光的顏色很純,其單色性比普通光源的光高10倍以上。因此,激光光源是一種優(you) 良的相幹光源,可廣泛用於(yu) 光通信。
方向性強。激光束的發散立體(ti) 角很小,為(wei) 毫弧度量級,比普通光或微波的發散角小2~3數量級。
光亮度高。激光焦點處的輻射亮度比普通光高10~100倍。
LED――當下最為(wei) 新潮的主流應用
大屏幕拚接產(chan) 品,無論是DLP背投拚接還是LCD液晶拚接,他們(men) 之所以能顯示影像都離不開光源的幫助。背投拚接光源主要來自於(yu) 燈泡,包括像汞燈、鹵素燈、氙燈等等。隨著時代的不斷發展,這兩(liang) 種光源所存在的致命缺點顯然已經不再能滿足用戶的使用需求。
采用傳(chuan) 統光源的背投拚接產(chan) 品,其對比度和色彩表現受到較大的限製,同時燈泡壽命不長需要不斷更換,這對於(yu) 那些需要產(chan) 品7*24小時不意思運行的用戶而言後期更換燈泡的費用可不是一筆小數目。另外,采用傳(chuan) 統光源的背投產(chan) 品配合燈泡使用的色輪也需要經常維護,由於(yu) 維護的頻度大,其光路部分不能完全實現封閉設計,防塵等性能也受到一定影響,這進一步加大了維護強度,給用戶的使用帶來了極大的不便,也成為(wei) 阻礙其發展的重要因素之一。
LED光源的出現,讓上述的所有問題迎刃而解。采用LED光源的DLP背投拚接牆不但更加環保節能,而且LED光源的光機色域更寬,色彩飽和度更高,更為(wei) 關(guan) 鍵的是,LED光源的使用壽命長達60000小時,徹底解決(jue) 了傳(chuan) 統燈泡光源壽命短的問題。
而在液晶顯示方麵,傳(chuan) 統液晶顯示器采用的背光源是冷陰極螢光燈管(ColdCathodeFluorescentLamp),簡稱CCFL。由於(yu) CCFL具有燈管細小、結構簡單、表麵溫升小、表麵亮度高、易加工成各種形狀(直管形、L形、U形、環形等),使用壽命長、顯色性好、發光均勻等優(you) 點,是近年來應用最為(wei) 廣泛的液晶屏背光源。不過隨著發展,CCFL也暴露出一些不足,例如色域狹窄、能源利用率低、功耗較高、汙染環境等,所以人們(men) 一直在尋找替代技術及產(chan) 品,而在這個(ge) 過程中,LED背光技術產(chan) 品便被納入了人們(men) 的選用範疇。
相對於(yu) CCFL背光源,LED背光源具有五大優(you) 勢:一、超廣色域,可以達到105%NTSE色域,因此色彩更鮮豔。二、超薄外觀,最薄的達到1.99厘米,更加時尚。三、節能環保,能耗比冷陰極背光源低52%,並且沒有冷陰極管的汞汙染。四、壽命長,達到將近10萬(wan) 小時,每天開10小時的話可以使用27年。五、可以達到100000:1的超高對比度,清晰度更高。
在低碳、環保成為(wei) 考量電子產(chan) 品最重要的指標之一的時代,采用LED背光源無疑成為(wei) 眾(zhong) 多背投及顯示廠商的首選。近兩(liang) 年來,隨著LED產(chan) 能的大規模釋放,產(chan) 品價(jia) 格與(yu) 傳(chuan) 統光源產(chan) 品拉近,並憑借其優(you) 異的節能、長壽命特性等被廠商們(men) 大力推崇。因此,無論是液晶顯示器還是DLP投影機,LED光源已經成為(wei) 各類顯示技術的主流方向,並進入真正的實用階段。激光光源有諸多優(you) 勢被寄予厚望
繼工業(ye) 和信息化部將“發展激光顯示等特色顯示技術”列入《電子信息製造業(ye) “十二五”發展規劃》後,2012年9月,科技部又編製並印發了《新型顯示科技發展“十二五”專(zhuan) 項規劃》,將激光顯示提升到戰略地位,提出“十二五”期間將大力發展激光顯示技術。另據中國電子視像行業(ye) 協會(hui) 大屏幕投影顯示設備分會(hui) 舉(ju) 辦的“北京激光顯示技術與(yu) 產(chan) 業(ye) 發展高峰論壇暨產(chan) 業(ye) 化配套座談會(hui) ”會(hui) 議顯示,目前全球激光顯示產(chan) 業(ye) 正處於(yu) 產(chan) 業(ye) 化前期,基於(yu) 中國在激光顯示技術方麵擁有較好的技術基礎,中國正麵臨(lin) 著發展激光顯示產(chan) 業(ye) 的極大機遇。另外與(yu) 已有的顯像管、液晶和等離子體(ti) 等顯示相比,激光顯示也因具有眾(zhong) 多的優(you) 勢而被被寄予厚望。
一、色域空間大
目前市場上銷售的顯示器件如:CRT,LCD,PDP,DLP投影儀(yi) 以及電影放映機等的色彩再現能力均未突破NTSC製式的色彩空間,其色域空間僅(jin) 能覆蓋人眼所能識別的色彩空間的31.8%,難以真實還原自然色彩,這一不足成為(wei) 進一步提高顯示質量的重要障礙。對比傳(chuan) 統光源在色域方麵,LED是很好的光源技術,但由於(yu) 其屬於(yu) 泛光照明的特性,在高亮度、大屏幕顯示方麵的不足,大大影響了LED在投影顯示技術上的應用空間。與(yu) 此不同的是,激光具有非常高的強度,這樣就為(wei) 高亮度、大屏幕及超大屏幕顯示提供實現基礎。激光光源是滿足各種高端顯示要求的最佳光源。所以業(ye) 界將激光顯示技術稱為(wei) “人類視覺史上的一場革命”。#p#分頁標題#e#
二、光源壽命長
激光器產(chan) 生的為(wei) 單波長可見光,電光轉化效率與(yu) 傳(chuan) 統的顯示光源相比有極大提高,避免了傳(chuan) 統大功率光源放熱過高的缺點。激光光源使用壽命長,可長達十年之久,相當於(yu) 傳(chuan) 統光源壽命的十至二十倍,從(cong) 長遠來看使用成本明顯低於(yu) 現在通用的傳(chuan) 統大功率光源,產(chan) 品整體(ti) 性價(jia) 比明顯高於(yu) 傳(chuan) 統產(chan) 品,並且維護簡便,總體(ti) 維護成本低。
三、環保節能顯著
激光顯示作為(wei) 新一代的顯示技術具有卓越的低能耗特點。以1,000萬(wan) 台平板電視每天工作4小時計算,年耗電共計29億(yi) 度,如果這些家庭采用更節能的激光電視每年將節電20億(yi) 度,近於(yu) 幾個(ge) 大型火力發電廠年發電量的總和,相當於(yu) 每年減少173萬(wan) 噸二氧化碳的排放。同時,激光顯示的核心部件在生產(chan) 過程中不使用任何重金屬,沒有廢水、廢氣、廢物排放,是名副其實的環境友好型顯示光源。
激光令廣色域和高亮度可以兼得,此外還有廣色域、高對比度、長壽命等特點,為(wei) 各種應用提供可能。如高端仿真、圖片工作室等需要高度顏色還原性和色域廣度的領域,汽車設計、醫療診斷、電影審片室等需要亮度顏色一致性和穩定性的領域,以及戶外投影、建築投影等需要極高亮度和各種自由度擺放位置的工程領域,激光光源都有著發揮用途的空間。
另外,如果解決(jue) 了安全性的問題,小功率的激光光源也可以作為(wei) 家用機的備選項,大麵積的激光光源的普及也會(hui) 在投影領域掀起綠色環保的概念,總的來說,業(ye) 界都很看好這一革命性技術。 激光光源產(chan) 品在大屏領域全麵開花
人類運用激光技術已有很多年時間,在AV領域激光燈等產(chan) 品也早已成為(wei) 了隨處可見的普通商品,但是把它作為(wei) 光源運用在投影領域卻是近幾年的事。實際上,各大DLP廠家都在競相研製激光光源產(chan) 品,隻是由於(yu) 其技術原理限製,如何製造出一台成本低廉、功耗可控、性價(jia) 比高的產(chan) 品才是阻礙激光技術大規模應用的瓶頸。不過,就目前來說,這些問題正在慢慢得到解決(jue) ,2012年,激光光源實現了全麵突破,巴可在2012年6年舉(ju) 行的CINEMACON展會(hui) 上展示了55000流明的激光放映機,隨後的8月,NEC在北京的BIRTV展出了激光數字電影放映機,分辨率高達4K,開啟了光源之戰,2012年10月,科視在北京石景山萬(wan) 達影院IMAX放映廳,首次向亞(ya) 太地區重要放映商演示了72000流明的激光電影原型機。
InfoComm China 2013展, NEC、索尼再次為(wei) 我們(men) 帶來的激光光源工程投影機的展示應用。索尼在Infocomm2013上推出了全球首款采用激光光源的3LCD投影機,該機擁有4000流明亮度、WUXGA(1920×1200)的分辨率。這結束了隻有DLP產(chan) 品有激光光源投影機的曆史,讓3LCD陣營和DLP陣營在新光源的競爭(zheng) 中重新處於(yu) 同一起跑線上。鬆下則另辟蹊徑展示了一款采用LED和激光光源的混合光源投影機,該機亮度達到了3500流明。
而在DLP拚接產(chan) 品上,激光光源也已經走向了實用化。從(cong) 去年的InfoCommChina展會(hui) 開始,就有數家企業(ye) 推出了激光DLP背投單元產(chan) 品,今年InfoComm展,激光光源DLP背投拚接牆產(chan) 品再次成亮點,如彩訊、賽麗(li) 等均展出了采用激光光源的背投顯示牆。
激光光源的優(you) 越性讓業(ye) 內(nei) 認定其必將成為(wei) 下一代投影顯示的主流技術,利用激光對傳(chuan) 統光源投影的全麵出擊已經拉開。最近兩(liang) 年,在投影顯示方麵前投、背投、微投、工程、商用激光光源產(chan) 品無不出現。高端工程領域巴可、科視、NEC用超高亮三基色激光投影發力,商用市場以卡西歐、奧圖碼、優(you) 派、明基為(wei) 代表的企業(ye) 都在跟進。
另一方麵,LPD激光熒光體(ti) 顯示技術產(chan) 品也自展出後就受到不少人的關(guan) 注,甚至被當作為(wei) 下一代主流顯示技術而寄予厚望。激光技術作為(wei) 投影光源,是未來的發展趨勢,但是短期內(nei) 無法完全取代LED也是事實。但是隨著技術的發展,激光光源將會(hui) 在投影界普及,到時必將引發顯示技術大革命,而且會(hui) 徹底地顛覆傳(chuan) 統顯示領域。
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