【導讀】LED市場一直保持活躍度，尤其現在的LED顯示屏在LED市場打得火熱。LED只能顯示屏激光投影的研發使得傳統奇臺光源的歷史不復存在，全方位顯示的固態光源轉動歷史巨輪，載入LED顯示屏的史冊。
固態光源殺來
早在激光誕生之初，人們就開始嘗試把激光引入顯示領域。不過受限于當時的技術，激光光源功率較小而體積過于龐大，成本異常高昂，其效果不盡如人意，只是在極小的范圍內，用激光作為掃描器件，應用于三維投影或者墻面投影，而不是一般的顯示設備，在設計上沒有考慮設備的耐久性和可靠特性。
國內和國外都在研究固態光源進入顯示行業。LED更方便，通過簡單地替代傳統的陰極射線管，就很方便地用在了液晶電視、顯示器上，并且因為液晶領域相對比較成熟，已經有足夠的市場空間，國外的多數資源是投入到這個領域的。
至于激光，鮮有成果。而且激光的特性決定了它的用途與LED完全不一樣。激光是點光源，而LED是典型的面光源，兩者在適合的顯示設備方面就有差異。如果用LED作為液晶的背光尚好，若是作投影機的光源，這就有些勉為其難了，光路傳導的損失將會變得很大，并且也不容易做到亮度很高。激光的點光源特性，決定了激光更適合投影使用。比如通過與反射式的成像器件配合，做成投影機，那就是最好的應用模式。
但是激光本身也有一定的要求，對電源和散熱要求苛刻。電源需要專門的制作工藝，雖然就單個激光模塊而言，尺寸已經相當小巧，但就整體顯示系統而言，激光投影設備的體積依然不算小，不過這一點正在快速地改變著。比如500lm以下的應用中，采用風冷就能滿足散熱需求的場所，激光模塊的優勢就會體現得淋漓盡致的。
國外擁有類似大功率激光器的廠商，在產品設計上也有了初步的經驗，他們認為超過30W左右，就需要水冷了。這就制約了這樣的投影機進入普通家庭，目前，激光投影機主要瞄準的是高端顯示領域。國內以中視中科為代表，他們的方案采用光源和主機分離的方式，光源通過光纖導入到機器，這樣可以很容易把傳統光源的機器改造成為激光投影機，簡化了投影機改進的步驟，同樣還給投影機增添了應用空間，在某些特定的場合，這種模式更適合。比如高濕度和震動頻繁環境，或者需要低發熱低工作噪音的應用環境，把光源安排在另外一個安全的地方，反而有利于整個投影系統的可靠性提高，改善工作狀態。
雖然作為未來趨勢的激光光源對整個光源歷史來說，還算是起步階段，但起點顯然已經很高。激光作為光源早就是人類的夢想。當前，LED的發光效率已經達到了 100lm/w的水準，而激光能夠實現超過600lm/w的效率，是目前人造光源的極致。傳統投影機的UHP汞燈，發光效率只有60lm/w，高品質的氙燈效率也并不高，散發的大量的熱不僅讓燈泡的壽命受到局限，同時成像器件的壽命也會受到影響。
傳統的光源使得整個投影機所考慮的散熱至少包含兩個部分：一方面是機器運作帶來熱量; 另外一方面則是光源帶來巨大熱量。這大幅度提高了機器設計的復雜度，而且工程級別投影機要求的雙燈備份也讓光路設計復雜化。
且不說這些問題，就是遇到要更換燈泡的維修，那也不是那么簡單，何況雙燈備份也大幅度增加了投影機光路的設計難度，增加了損耗。一般來說，超高亮度的投影機需要的短弧氙燈，功率以KW為單位，需要仔細考慮隔熱和紅外線、紫外線問題，這也是固態光源不需要考慮的。所以，固態光源對比傳統光源的諸多優勢，使其進入投影領域是再合適不過了。
激光開數字光源先河
我們為什么要用激光來取代傳統的光源，這是個縈繞在我腦海里的問題，也同樣是很多人的疑問。或者說，激光投影機真的在視覺上就能吸引我們嗎?值得為此花費如此的成本嗎?
我看值得。就如同吃飯，山珍海味、蘿卜白菜各有所愛。除了沒有紅外線、紫外線問題外，激光本身是有極強的指向性的，而且紅綠藍三原色更純，所以能夠制造出在色彩上與現實情況極為相近的色彩表現。
這如果還不夠吸引人，那就看看另外一個特點，激光投影機產品能夠帶來良好的顏色層次感，自然的高對比度大幅度提高了大場景的細節表現力，使得色彩更為生動。也是因為它的指向性，投影畫面的主觀感受要比傳統投影機柔和，沒有那么刺眼。因而它的亮度寬容度也變得更高，既能實現高亮度還能實現高對比度，還能保證色彩的飽和度和層次感覺，這是現在的汞燈、氙燈投影機無法做到的。
由于激光投影系統是通過紅綠藍三原色成像疊加到物鏡上顯示的，所以通過控制三原色不同的比例便可實現顯示效果的變化，這是傳統光源無法做到的。現在的激光光源產品，通過多個模塊進行組合來實現高功率的輸出，激光的特性能夠保證激光的一致性，而且在多臺激光投影機進行拼接的時候，也能夠很容易實現顯示的一致性。正是因為這個原因，對比傳統光源，激光光源體現了全面可調的數字化特征，光源能根據需求來進行調制，從而能夠很輕易地實現多屏幕的無縫拼接，并長期保持各拼接單元畫面在亮度、色彩上的一致性。
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目前，在投影機構成的顯像系統中，圖像信號的部分已經數字化，成像器件已經數字化。在數字化條件下，非數字化的光源已經與數字化的環境格格不入，光源邁入數字化也是必然的進程。通過光源的數字化，在成像的終端，圖像品質和感受才會更真切。
在測試的現場我們也看到，即便簡單地把燈泡替換成為激光光源，投影設備的表現力已經大幅度提高。在色彩飽和度、亮度和層次上，燈泡根本無法與之匹敵。尤其是在色彩純度和亮度，再加上對比度要求條件下，燈泡基本上只能滿足一部分特定需求，而我們面對激光投影的時候，差點忘了這是投影，那鮮花不就如同太陽光下的鮮花嗎?在傳統的氙燈和汞燈照射下，顏色不可能如此生動。
傳統的投影機可以通過電路上的處理把燈泡投影機的對比度和亮度提高，但是無法解決顏色層次的問題。尤其是藍色，被看做是數字成像設備的死穴，一般來說非常死板，沒有層次，在我們一般的投影設備中根本無法看到與湛藍天空相媲美的色彩，激光倒是能夠接近這種感受了。所以能夠在色彩上呈現巨大的反差，而不僅僅是黑白的巨大反差，這或許是激光那么驚人的根本原因。
有經驗的讀者還會注意到，過于高的對比度和亮度的組合，將會帶來不舒服的視覺體驗，這在傳統光源中是常見的現象。傳統光源的光線無方向性，為了達到需求的對比度，光線的浪費比較多，導致需要很高的亮度，這樣會刺激眼睛，大幅度降低觀看舒適度。激光不同，通過光纖導出的光線經過擴散，投射在成像器件上，還是有方向的，這些光的利用率大幅度提高，從而能夠在很高對比度的時候不需要太高的亮度，從而能夠保證眼睛的舒適程度。
加上激光的RGB三色的純度相當高，激光特性決定了光譜不漂移，從而保證整個顯示畫面的一致性。實際上，因為激光光源的特性，對鏡頭的鍍膜要求都降低了，同時透過鏡頭的熱已經大幅度降低，可以大幅度降低鏡頭設計的難度，并且低的溫升也能保證鏡頭在使用過程中對畫面的影響降低到最小。這些優勢讓激光投影機的畫面能夠保持一致性，投影畫面的一致性能夠超過90%。
這一切造就了最好的投影品質，我形容激光的畫面如同流動的清水，那么清澈而透亮，是目前顯示設備中最好的。但是因為目前的采集設備和輸出設備都是按照傳統光源光譜特性設計和調整的，所以在某些方面，激光替換上去會有過飽和的情況出現。比如紅色就是如此。傳統的采集設備能夠表現不錯的紅，但是輸出的時候紅的衰減比較厲害，燈泡的光譜在紅端以熱能喪失比較多，所以在信號上會做增強。而RGB激光的紅，本來就要超越一般燈泡，再加上電路的處理，那就有些過飽和。紅和藍兩色，其實是激光的殺手锏，它們的生動程度與否就會影響輸出設備的表現力; 綠光的主要貢獻在于提供足夠的照度。
色域大戰
在主觀上，我們已經看到了激光投影機的強大威力。這次中視中科準備的是一臺Barco的電影投影機，更換了激光光源，通過光纖把模塊與投影機連接起來。相比傳統的燈泡，激光模塊體積(主要是散熱模塊)還有些大，但是在效率上已經無與倫比了。Barco的這臺電影投影機采用氙燈，燈泡的功率4KW，標稱壽命 1000小時，更換成本接近3萬元，鏡頭投射光通量大概15000lm。中視中科的激光模塊只需要100瓦左右，就能夠實現12000lm左右的投射亮度，壽命超過兩萬小時，兩相比較，高下層分已不言自明。
中視中科這3年來，已經讓激光模塊的每瓦成本降低到了10倍，隨著技術的改進和市場應用的展開，仍然有很大的下降空間。而一個投射2000lm的投影機，只需要20W左右的激光就行了，成本是可以接受的。如果投影機專門為激光光源進行設計的話，激光功率還可以適當降低。當然了，這種光源分離的方式，大幅度提高了投影機的靈活度，比如要制作不同亮度的投影機變得很簡單，而不會受到設備早期設計的限制，甚至可以在后期進行提高也沒有問題。
激光投影機的另外一個好處就是長期能夠保持投影的穩定性，激光模塊的壽命為兩萬小時，是真正的長壽命低衰減的光源。像氣體的汞燈和氙燈因為其中摻有雜質，色溫控制不可能完美，也不可能像激光這么穩定。
有人擔心，激光這么大功率是不是有危險。我不小心透過投影機的鏡頭往里面看，沒有不適應，激光已經被擴散，光的強度已經比激光束大幅度下降。但是打在視網膜上，我們能感受到那種衍射，這是傳統光源沒有的。直視激光投影機光束給我的感受要溫和得多，也讓我意外。同時我注意到在投影機鏡頭前的溫度已經非常低，通過光纖，激光的熱早被隔絕，而且擴散之后，光的功率密度大幅度下降，溫度自然降低了，直視也沒有問題了。
從測試結果我們可以看到，激光的色域已經大大超越傳統顯示設備，是激光投影能夠如此清亮動人的根本原因。配合我們一塊測試的技術人員說，實際上純激光出來測試的色域更大，但是經過Barco投影機之后，可能在信號上做了一些均衡，即便測試結果沒有200%的NTSC覆蓋率，已經相當驚人了，實測超過了 170%。
在對比度方面，改造后的Barco這款投影機對比度大約為2500∶1，正是因為原生的高對比度，測試的機器在表現單色的時候，因為顏色很純正，飽和度高而且層次好，這樣的色彩生動而且有動感。在大場景的時候，因為對比度高，加上單色的純正，所以大場景的顏色感覺也很好，長時間看也不累。
激光也要唱主角
激光顯示設備的到來，提高了顯示設備的門檻，在激光面前，任何其他顯示設備只能甘拜下風。在色彩、壽命、可靠性等諸方面，擁有無與倫比的優勢，而且在光源端實現了數字控制，這一點與LED類似。
固態激光的前端也跟LED類似，不過經過放大環節以及聲光晶體的頻率調制，控制好輸出光的波長。LED則是利用基板直接發光，產品沒有那么復雜，而控制起來也簡單，包含外圍電路也簡單得多。現在LED背光顯示已經逐步走向市場，LED背光電視和LED光源的投影機已經可以買得到。而激光的顯示產品，現在成本上還比較高昂，目標客戶還局限在行業端。
國外與中視中科的同期的產品還有幾家，產品還局限在實驗室階段。與中視中科最相近的是Colorvision的激光系統，但是功率無法匹敵，他們只做到了45W左右，而中視中科的模塊可以組合成超過100W。而且，中國豐富的稀土資源，讓中國在激光領域有獨特的優勢。
現在的問題是，產業環境沒有啟動，而上游的芯片產量比較低，沒有達到規模產能，所以綜合成本比較高。等上下游產業鏈構筑完成的時候，激光的未來會相當光明，而且隨著成本繼續降低，激光顯示的普及恐怕就真的到來了。以普通的亮度計算，2000lm的產品就可以在使用成本上比現在的投影機低，而在使用過程中無需擔心更換燈泡等類似的問題，最重要的是，這個投影產品能夠一直保持這種一致性到壽命的終點，這是除激光之外沒有任何一種光源可以做到的。
激光本身能做的事情絕不僅限于顯示。在景觀照明以及特定的醫療領域，甚至美容，都能夠看到激光大顯身手。連續式激光進入投影領域證明了這個產品的成熟，而站在潮頭浪尖的中視中科顯然比國內其他擁有類似創新技術的公司在全球的地位更高，在推出這個產品的這一刻，已經站在了世界的前端，足以笑傲江湖了。
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