正在人們(men) 為(wei) LED的發展瓶頸摩拳擦掌、展開攻勢的時候,又一種光源開始異軍(jun) 突起,洶湧進入投影機光源市場,一時吸引眾(zhong) 多人的關(guan) 注,這就是曾一度被給予厚望後又銷聲匿跡現在又卷土重來的激光投影。
自2008年,北京奧運會(hui) 期間,國內(nei) 首款商業(ye) 化工作的激光投影機誕生已經有5個(ge) 年頭,激光投影顯示技術,終於(yu) 在2014年迎來了大發展。
2014年是激光投影的元年,如是說的理由主要包括:第一,產(chan) 品的豐(feng) 富,從(cong) 200流明到60000流明,從(cong) 微型投影機、普通商務和教育投影機、家用視頻產(chan) 品、工程投影和數字影院產(chan) 品一應俱全;第二,技術路線多元化,從(cong) 激光熒光色輪投影、三原色激光投影、激光LED混合光源投影產(chan) 品,都已出現、並技術初步成熟;第三,支持企業(ye) 增多,主流投影廠商、傳(chuan) 統彩電企業(ye) 、新興(xing) 科技產(chan) 品企業(ye) 大量加入;第四,產(chan) 品技術指標進一步完善,如色彩效果、亮度指標、產(chan) 品穩定性等。
以上這些變化,足以使我們(men) 認識到:一個(ge) 激光投影顯示的時代已經開啟。但是,與(yu) 分析家和廠商眼中“空前的激情”相比,市場消費者對於(yu) 激光投影的認識還是一個(ge) 零開始。這就使得,激光投影的未來,並沒有因為(wei) 技術漸趨成熟而變得徹底明朗:好的技術還需要消費者的認可、還需要好的市場推廣、還需要時間的沉澱和證明。
光源革新:投影技術進步的命脈
投影顯示係統的組成包括什麽(me) 呢:光閥這是最核心的,此外還包括光閥控製IC、信號處理IC及其軟件、光學鏡頭、光源和散熱組件等關(guan) 鍵部件。其中,最能直接影響係統成像效果的自然是光閥和光源產(chan) 品了——二者是優(you) 秀的成像效果的基礎。
但是,傳(chuan) 統投影光源產(chan) 品,無論是汞燈、鹵素燈都有著固有的缺陷:如壽命短、光效率低、發熱高、穩定性低等。采用包括LED和激光在內(nei) 的高效、高穩定性固態冷光源,是現代數字投影機誕生以來就一直在研究的課題。某種意義(yi) 上,激光與(yu) 投影的結合,是和數字投影機的誕生同步開始的。
全球市場第一款達到量產(chan) 技術門檻的激光投影產(chan) 品是05年德州儀(yi) 器展示的背投影激光平板電視產(chan) 品。在當時,該產(chan) 品實現了背投技術的超薄化和光源技術的長壽命高穩定性,代表了DLP投影產(chan) 品發展的最高水平。但是,由於(yu) 液晶等平板顯示產(chan) 品的大規模普及,該產(chan) 品並沒有真正進入消費市場,而成了技術儲(chu) 備。
2008年,中視中科推出的一款激光正投影產(chan) 品,在奧運會(hui) 新聞工作中,經曆了長時間、連續開機、全天候工作的考驗。係統性能穩定,產(chan) 品運行可靠。這使得正投影激光產(chan) 品,在國內(nei) 首次成為(wei) “可商業(ye) 化製備”的市場產(chan) 品。
此後,一直專(zhuan) 注於(yu) 投影光學和光源係統的光峰科技的激光熒光技術,進入可用期:由於(yu) 這種技術采用了激光光源和熒光色輪聯合工作的技術,所以在實現難度、成本控製上更具有優(you) 勢。該技術已經成為(wei) 激光顯示產(chan) 業(ye) 界最常見的一種中低亮度產(chan) 品低成本製備標準。目前,以激光電視名義(yi) 出現的各類產(chan) 品多數采用這一技術方案。
但是,任何激光投影技術發展的前提,都離不開激光器這個(ge) 核心:包括紅綠藍三色激光器產(chan) 品的亮度、壽命、體(ti) 積、效率和成本五大因素在內(nei) 的“激光行業(ye) 技術水平”,是實際製約激光顯示產(chan) 業(ye) 發展的“最大瓶頸”。好消息是,高效集約的激光器產(chan) 品,不僅(jin) 應用於(yu) 投影,還可以應用於(yu) 普通照明、汽車大燈、醫學、金屬工藝等諸多領域。在亮度的提升上,激光產(chan) 品也可以采用多激光器光纖耦合的方式加以實現——在這點上,激光產(chan) 品就如同LED光源產(chan) 品一樣,得到了更廣闊的、遠超過投影範疇的市場空間,以及更多應用領域所帶來的巨大產(chan) 業(ye) 鏈的支撐,並不斷獲得技術上的進步。
激光光源如果能夠普及,其帶來的市場價(jia) 值可能會(hui) 超過LED光源產(chan) 品。因為(wei) LED光源產(chan) 品隻適用於(yu) 中低亮度領域,而激光則可以適用於(yu) 所有亮度的需求。這是LED和激光兩(liang) 種冷光源在投影產(chan) 品上最主要的應用差異。這也是,為(wei) 何在近年來LED光源已經實現不錯的發展成績,甚至在背投拚接牆領域,已經實現快速普及的背景下,激光產(chan) 品依然被高度重視的原因。
總體(ti) 上,激光與(yu) 投影的邂逅曆史是漫長的,激光顯示技術的發展經曆了很多年的困難期,同時,即便是在擁有了LED光源之後,激光產(chan) 品的發展依然有著必要性。某種意義(yi) 上,投影產(chan) 業(ye) 認為(wei) ,激光甚至可能是投影機產(chan) 業(ye) 未來能夠走多遠的關(guan) 鍵命脈。
昂貴不是激光顯示的“宿命”
今天,談論到激光顯示技術的應用,人們(men) 第一個(ge) 感覺就是“產(chan) 品昂貴”。
的確,國內(nei) 投影機市場每年銷量之中,超過三分之一是2000-3500元的產(chan) 品:這點錢,還不夠現在普通激光光源的成本。即便計算了高端產(chan) 品,投影機產(chan) 品的平均售價(jia) 也就在4500-5500元之間,而具有同等亮度的激光投影產(chan) 品還很難做到這樣的價(jia) 格。
但是,事情還有令外的方麵:
第一, 在高亮產(chan) 品上,激光的成本增加與(yu) 係統的成本下降是並存的。這裏所謂的係統的成本下降主要包括兩(liang) 個(ge) 方麵。首先,激光冷光源技術降低了萬(wan) 流明以上產(chan) 品的設計門檻、散熱係統的複雜性。而超高亮工程投影機最主要的技術就集中在複雜的水冷係統和因此產(chan) 生的穩定性上。使用激光光源,則可以徹底簡化高端產(chan) 品的散熱設計,壓縮產(chan) 品體(ti) 積、並進一步提升產(chan) 品穩定性。其次,激光投影是長效光源產(chan) 品。在高亮度領域,雖然激光也沒有理論中的10萬(wan) 小時、百萬(wan) 小時的壽命,但是即便是1-2萬(wan) 小時的光源壽命,也已經大大超過傳(chuan) 統汞燈、鹵素燈隻有200-800小時的使用壽命。而如果亮度降低到5000流明左右,激光光源的壽命還可以大幅度提高。
第二, 對於(yu) 高端工程投影係統,從(cong) 來就不存在“便宜”的說法。即便是傳(chuan) 統光源的產(chan) 品,萬(wan) 流明以上的投影機,價(jia) 格也在數十萬(wan) 、甚至百萬(wan) 元級別。對於(yu) 如此價(jia) 格昂貴的產(chan) 品,激光光源引起的成本變化,已經從(cong) 普通商務教育產(chan) 品的10倍、幾十倍,變成了2-4倍。而激光產(chan) 品帶來的好處,尤其是長效光源所造成的“燈泡耗材成本”的顯著下降,則可以彌補部分整機成本的上升。
同時,對於(yu) 激光投影產(chan) 品,市場還應該有如下的認識:激光投影能輕易實現150英寸級別的顯示,這遠遠超過了現在平板技術能實現的極限——即便在80-110英寸,這樣的平板技術可以實現的顯示尺寸上,投影產(chan) 品的成本優(you) 勢也依然存在;激光投影是一個(ge) 嶄新的技術、高亮度激光器產(chan) 品的技術也在進步之中,目前激光投影的售價(jia) 和成本結構不代表激光投影顯示技術的最終價(jia) 格水平。
綜上所述,雖然激光光源的投影產(chan) 品,普遍價(jia) 格不低,但是卻不能將高價(jia) 格與(yu) 激光顯示混為(wei) 一個(ge) 概念。在不同的產(chan) 品和不同市場上,激光已經引發了行業(ye) 革命。尤其是在工程市場和家用大屏幕娛樂(le) 市場,激光投影的優(you) 勢已經足以超過其對傳(chuan) 統產(chan) 品的劣勢。激光技術有足夠的理由在這些細分領域率先成熟。
而對於(yu) 普通的商用教育市場和DLP背投拚接市場,激光和LED的競爭(zheng) 既有矛盾又有互補性:互補的方麵,比如可以開發混合光源產(chan) 品、LED光源在DLP拚接牆市場已經很成熟而且性能出色;矛盾的方麵則是激光的缺點是成本高、LED的缺點是亮度不足——二者誰能夠首先克服自己的劣勢,誰就有可能成為(wei) 未來市場的統治者。#p#分頁標題#e#
安全:另一個(ge) 激光投影的必然課題
提到激光,很多人聯想到的是電影《星球大戰》中的光刀、激光炮、死星——這些都是殺人的武器。
激光的確是一個(ge) 危險的東(dong) 西。美國已經在實驗艦載和機載的激光炮、激光導彈攔截係統,我國也在99式坦克上安裝了激光壓製和激光致盲武器係統。激光投影的出現,讓消費者擁有對“安全”問題的擔憂,不足為(wei) 怪。
依筆者看來,激光投影技術的安全性可以分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 方麵。其一是整機正常使用的安全性。其二是非正常狀態的安全性。
激光投影在整機正常使用的時候,激光光源是被幾乎密封的包裹的。消費者所能看到的畫麵,能量密度有限、總能量輸出也有限。在這樣的前提下,出現瞬時傷(shang) 害的概率幾乎為(wei) 零。而對於(yu) 長期光看單波長可視光線,對人類視覺和神經係統的影響,目前還沒有權威的研究結論。不過,即便是一般的平板電視、CRT電視、手機、LED顯示屏,其畫麵的光線波長分布也是集中在紅綠藍三原色範疇內(nei) 的,和太陽等自然光完全不同。因此,現在一般認為(wei) ,任何人造顯示器的長期觀看,都對視覺係統不利。這一點不應該是激光產(chan) 品的特例。
然而,如果激光投影等設備出現了損壞,包括無意的或者故意的,那麽(me) 激光產(chan) 品的安全性,自然不如傳(chuan) 統光源產(chan) 品和LED光源。例如,對於(yu) 20000流明的高亮度投影機,別有用心的人可能將其中的激光器拆除,並進行改造,製造低性能版的“激光槍”——這類行為(wei) 就如同醫院放射科丟(diu) 失了“放射源”一樣,是一個(ge) 典型的“公共安全威脅”。
另一種情況是,投影機產(chan) 品意外損壞。如摔在地上,導致鏡頭係統碎裂。這可能出現產(chan) 品內(nei) 的激光光線直接射出的現象,進而造成應用威脅:這樣的安全威脅,更類似於(yu) 交通事故,是不可控的小概率事件。實際上,我們(men) 不能因為(wei) 可能發生交通事故,懷疑汽車的正當性、必要性和安全性。不過,作為(wei) 廠商,在製造激光投影的時候,采用必要的整機完備自檢係統和更強壯的外層防護措施,還是有必要的——這就如同汽車的ABS防抱死和安全氣囊的應用。
綜上所述,激光投影的安全性,實際上主要集中在高亮度工程投影機的內(nei) 置激光器的管理問題上:使這種危險的設備,不被別有用心的人獲得和使用,而不是因為(wei) 可能的威脅拒絕更先進的技術,是更為(wei) 科學的選擇。實際上,在工業(ye) 和醫學應用中,高能激光器本身不是“秘密”。工業(ye) 和醫學應用中,類似產(chan) 品並沒有發生過嚴(yan) 重的群體(ti) 安全事故。工程投影隻不過是另一個(ge) 類似的激光應用領域而已。
事實上,無論是安全問題、還是價(jia) 格問題,都沒有阻擋住激光投影時代的到來。2014年剛剛開始,能看到的激光投影顯示產(chan) 品的數量,幾乎已經是2013年及其之前的總和的3倍以上。隨著激光產(chan) 品應用範疇的拓展、種類的變多,該行業(ye) 的企業(ye) 也將獲得更多的資源,開發出性能更好、價(jia) 格更低的產(chan) 品:這對於(yu) 激光顯示的快速發展是一個(ge) 有力的正反饋循環。
總的來說,固態光源是光源技術的一次革命,是一次跨越式的發展,同時也是未來的趨勢。LED光源以及激光光源,相對於(yu) 過去的傳(chuan) 統光源,都有著自己的優(you) 勢。投影業(ye) 界為(wei) 了尋找一種可以推動投影機普及的光源,曾經一度對LED光源寄予厚望,其擁有節能、環保、經濟實惠、高壽命、發熱量低、結構簡單等特性,不過LED光源存在的最大問題就是亮度不高。在低亮度領域,LED光源無疑是最佳的選擇,但是要走入更廣泛的應用領域甚至取代傳(chuan) 統光源,亮度問題必須解決(jue) 。而激光作為(wei) 點光源,能夠實現非常高的亮度。它作為(wei) 晶體(ti) /半導體(ti) 結構的高指向性冷光源,在色彩純度、發光效率、光利用率、長壽命、低衰減以及低功耗、低發熱等各個(ge) 方麵都占有充分的優(you) 勢,如今存在的問題是,產(chan) 業(ye) 環境沒有啟動,上遊的芯片產(chan) 量比較低,沒有達到規模產(chan) 能,所以綜合成本比較高。等上下遊產(chan) 業(ye) 鏈構築完成的時候,激光的未來會(hui) 相當光明,而且隨著成本的降低,技術的完善,安全問題得到解決(jue) ,激光投影機的普及也許就會(hui) 為(wei) 期不遠了。
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