激光投影：那些必須了解的創(chuàng)新細(xì)節(jié)

    激光光源技術(shù)，是目前投影產(chǎn)業(yè)最主要的創(chuàng)新成果。固態(tài)、長壽激光光源，改變了投影產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)的競爭版圖，帶來了諸如激光電視、戶外文旅等差別化應(yīng)用市場的大發(fā)展。

    但是，隨著激光顯示技術(shù)的進(jìn)步，完全不同的“激光投影”技術(shù)也在大量出現(xiàn)。產(chǎn)生了一個龐大的“激光”創(chuàng)新技術(shù)體系，也誕生了眾多的嶄新名詞：如雙色激光、三原色激光、全轉(zhuǎn)換激光等等。這些差異化的激光技術(shù)，究竟意味著什么，對于消費(fèi)者的產(chǎn)品選擇，極其重要！

    激光顯示技術(shù)進(jìn)步之“用什么激光器”

    市場將激光投影也叫作激光顯示，格外突出“激光”二字的差異性。但是從本質(zhì)角度看“大多數(shù)投影廠商的創(chuàng)新”與“激光光源自身的進(jìn)步關(guān)系不大”——投影產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新重點(diǎn)是“如何應(yīng)用激光光源”。這種應(yīng)用創(chuàng)新主要圍繞：色輪、熒光粉，以及采用什么樣的激光器進(jìn)行。

    例如，藍(lán)色激光熒光技術(shù)、雙藍(lán)色激光光源技術(shù)、雙色激光光源技術(shù)、三原色激光光源技術(shù)等，基本都是在“采用什么樣的激光器”上進(jìn)行創(chuàng)新：

    藍(lán)色激光器與熒光色輪的結(jié)合，是最早的激光顯示實(shí)用化方案。這個方案的好處是，高效率藍(lán)色激光器技術(shù)最為成熟，熒光粉技術(shù)也很成熟，結(jié)合色輪應(yīng)用成功解決了“熒光粉粹滅”問題，并順帶解決了“散斑問題”，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低廉的激光顯示應(yīng)用。

    雙藍(lán)色激光光源技術(shù)的發(fā)展，是對單藍(lán)光技術(shù)的“補(bǔ)充”：因?yàn)�，想要提升藍(lán)光照射熒光粉后，紅色和綠色的轉(zhuǎn)化效率，就需要盡可能用短波長的藍(lán)光；而保障最終畫面的色彩還原準(zhǔn)確度，尤其是避免“畫面偏紫”則需要用波長更長一些的藍(lán)光——兩者不可兼得之下，最簡單的解決方案就是“混用雙波長藍(lán)光激光器”。

    雙色激光光源技術(shù)的目的和“雙藍(lán)光”相似：即，藍(lán)光通過熒光粉轉(zhuǎn)換的紅色，往往波長精度下降，造成最終畫面紅色顯示效果不理想。在藍(lán)色激光技術(shù)中，加入單純的紅色激光，可以有效提升產(chǎn)品色彩表現(xiàn)。附帶的另一個效果是，減少了藍(lán)色激光提供紅色像素的能量消耗，額外增加紅色激光，有利于“提升產(chǎn)品亮度”。

    至于三原色RGB激光，被認(rèn)為是激光投影和激光顯示的“終極形態(tài)”。但是，在白色中，綠色能量占比高達(dá)4成以上；而良好的高亮綠色激光器又開發(fā)最為困難。這使得三原色激光投影產(chǎn)品的制造“成本很好”。例如，海信100L9-PRO采用三原色激光技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全色顯示色域覆蓋達(dá)到DCI-P3電影色彩標(biāo)準(zhǔn)的151%，接近人眼極限，但是產(chǎn)品售價也高達(dá)99999元，比較大多數(shù)激光電視2萬元以下的價格，可謂之天價。整體上，三原色激光顯示效果最佳，成本也最高、成熟度不足，這使得即便電影放映機(jī)，也只有少數(shù)旗艦?zāi)懿捎萌�原色技術(shù)。

    當(dāng)然，激光器的應(yīng)用與選擇，不僅僅是“色彩和波長”的搭配——實(shí)際上，采用光纖耦合技術(shù)，多激光器陣列方式的激光顯示，對激光器的單個亮度需求可以寬容，卻對其電光轉(zhuǎn)化效率非常敏感——因?yàn)楹笳呤窍到y(tǒng)散熱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。因此，選擇更高電光轉(zhuǎn)化效率、低熱量的激光器，也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。

    激光顯示進(jìn)步之熒光轉(zhuǎn)換和色輪的創(chuàng)新

    三原色激光產(chǎn)品成本高、技術(shù)成熟度低，這是單色藍(lán)光熒光色輪激光顯示設(shè)備大流行的“核心背景”！這也使得熒光轉(zhuǎn)換和色輪創(chuàng)新成為“激光投影”新技術(shù)的重中之重：

    雙色輪技術(shù)，這是激光顯示興起后流行的一種DLP投影技術(shù)。采用熒光轉(zhuǎn)換和濾光片雙色輪的原理很簡單：即熒光轉(zhuǎn)換后的綠色和紅色很可能摻雜有部分藍(lán)色，有礙產(chǎn)品的色彩準(zhǔn)確度。而同軸部署一個濾光片色輪，效果“剛剛”的，成本和可靠性幾乎沒有顯著變化。

    全轉(zhuǎn)換技術(shù)的色輪選擇。這種技術(shù)與早期藍(lán)光激光熒光色輪技術(shù)的差別主要在于，藍(lán)色段是透明投射，還是熒光粉轉(zhuǎn)換。采用熒光粉轉(zhuǎn)后，可以有效避免短波長藍(lán)光的眼部傷害，并抑制色彩向紫色的偏移，更保持有較短波長藍(lán)光在綠色和紅色轉(zhuǎn)換時的更高效率——甚至，因?yàn)樗{(lán)光也來自于熒光轉(zhuǎn)換，所以激發(fā)光的選擇范圍更寬，突破傳統(tǒng)藍(lán)色色彩的波長限制，并更徹底解決了散斑問題。

    紅綠分別轉(zhuǎn)換和黃色轉(zhuǎn)換熒光粉的選擇。在單片DLP投影機(jī)的光路中，紅綠藍(lán)三原色的工作是“時分復(fù)用”的，所以可以采用這樣的技術(shù)：藍(lán)色激光一時轉(zhuǎn)換成紅色，另一時轉(zhuǎn)換成綠色，構(gòu)成了更高效的工作體系。但是，在3LCD和3DLP系統(tǒng)中，三原色是“空間復(fù)用”的，光源必須同時提供紅綠藍(lán)三原色。后者采用黃色熒光色輪技術(shù)，配合全時段透射藍(lán)光可以更為簡單的提供“同時工作的三原色光源”。因此，在高效率和更精簡的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，是紅綠分別轉(zhuǎn)換，還是黃色轉(zhuǎn)換，本質(zhì)是由于單片投影，還是三片投影而做出的選擇。

    三原色激光光源要不要熒光粉二次轉(zhuǎn)換？這個問題的答案并不在于“激光更準(zhǔn)確”，或者熒光色彩更柔和上。而在于高度準(zhǔn)確和單一波長的激光形成的“干涉效應(yīng)”，在畫面上呈現(xiàn)“散斑”。在熒光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，熒光粉順便就消滅了散斑問題。但是，如果采用純激光三原色技術(shù)，消滅散斑，就需要更多的技術(shù)配合：比如每一個原色都選擇多個波長的激光器、再比如屏幕抖動技術(shù)等。當(dāng)然，也可以將熒光轉(zhuǎn)換作為“消散斑”技術(shù)。

    新型熒光粉和基底材料的突破。對于需要熒光轉(zhuǎn)換的激光顯示系統(tǒng)，熒光粉系統(tǒng)當(dāng)然是效率越高、準(zhǔn)確度越高、壽命越長越好——因此，激光顯示將很多投影機(jī)企業(yè)逼迫成了“熒光粉材料專家”。而對于更高效的熒光粉，以及更高壽命和穩(wěn)定度的基底產(chǎn)品而言，告別“轉(zhuǎn)動解決粹滅問題”的色輪方案就成了一個“新方向”。例如，Maxell推出的陶瓷熒光體技術(shù)就是這種創(chuàng)新：不需要色輪的激光熒光轉(zhuǎn)換模塊，效率更高、產(chǎn)品更為緊湊、可靠性也更好。

    反射式色輪的選擇。對于激光熒光轉(zhuǎn)換而言，除了傳統(tǒng)的透射色輪，還可以選擇反射式的色輪。后者的好處是反射往往比透射效率高一點(diǎn)，同時可以將色輪部署在整個投影光路的一個狹小角落，提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性。但是，在雙色輪系統(tǒng)中，反射式色輪不是好選擇。

    滾筒色輪和片狀色輪的差異：滾筒色輪的優(yōu)勢在于不同部位的熒光粉在線速度上完全一樣，從根源上避免了“扇形熒光粉面”中不同部位可能出現(xiàn)的“不均勻老化”問題。同時，滾筒色輪可能厚度要大于傳統(tǒng)色輪，但是直徑顯著小于傳統(tǒng)色輪——尤其是應(yīng)對更高亮度機(jī)型、需要更大熒光粉涂覆面積時，滾筒色輪的直徑優(yōu)勢和壽命一致性優(yōu)勢更為突出。

    高效率和高性能”兩個激光顯示創(chuàng)新方向

    以上的激光源組合創(chuàng)新與色輪、熒光粉的創(chuàng)新大多數(shù)還可以混搭使用。這就使得激光投影產(chǎn)品理論上可以組合出十余種“差異化的光源體系”產(chǎn)品，構(gòu)成了激光顯示技術(shù)近年來創(chuàng)新的百花齊放。

    不過，從應(yīng)用需求端看，這些激光顯示的創(chuàng)新無外乎兩個方向：第一，提升更高的光源體系效率，進(jìn)而能夠制造更亮的產(chǎn)品，或者制造更為輕薄的產(chǎn)品，并控制產(chǎn)品成本；第二，提升產(chǎn)品的畫質(zhì)性能，在差異化需求，例如電影放映、文旅、激光電視產(chǎn)品上，實(shí)現(xiàn)視覺價值的突破。

    當(dāng)然，有些時候，效率和性能也需要折中或者兼顧：例如，索尼最新的VPL-GTZ380投影采用新型激光光源，除了兩種不同波長的藍(lán)色激光二極管外，還集成了紅色激光二極管，可實(shí)現(xiàn)100％DCI-P3的寬色域。該機(jī)型充分利用各種創(chuàng)新技巧，做到了高性能與高效率的平衡。

    所以，行業(yè)專家表示，“控制到什么樣的成本、創(chuàng)造出什么樣的畫質(zhì)質(zhì)量、滿足哪些特定需求的應(yīng)用場景”，這是激光顯示產(chǎn)品采用哪些技術(shù)創(chuàng)新組合的最終決定力量。當(dāng)然，除了這些重點(diǎn)局限在在投影技術(shù)之內(nèi)的創(chuàng)新之外，激光顯示也需要在更為基礎(chǔ)的技術(shù)上，比如光學(xué)新材料、熒光轉(zhuǎn)換新材料、激光半導(dǎo)體產(chǎn)品新材料上的突破。甚至，對新型散熱產(chǎn)品與技術(shù)體系的突破也極其熱衷。

    激光顯示和激光投影，是一個復(fù)雜的“應(yīng)用工程”。他們涉及的技術(shù)門類、材料門類異常廣泛。至少超過液晶顯示或者OLED顯示等產(chǎn)品的復(fù)雜度。這也是投影顯示為何能擁有如此多樣創(chuàng)新的原因所在，是激光顯示的未來“創(chuàng)新空間無比巨大”的原因所在，更是市場逆勢之下，行業(yè)發(fā)力的關(guān)鍵點(diǎn)所在。例如，奧維咨詢的研究認(rèn)為2023年前后，激光電視銷量可以沖擊百萬臺規(guī)�！�—這將是投影市場“東邊不亮西邊亮”的機(jī)遇之一。

    總之，激光顯示技術(shù)，除了“激光器自身的進(jìn)步之外”，在應(yīng)用工程上還有眾多的技巧和創(chuàng)新空間。應(yīng)用工程的創(chuàng)新，比較激光器自身的進(jìn)步而言，門檻更低、方向更多樣，構(gòu)成了激光顯示產(chǎn)業(yè)“多元化”發(fā)展的主軸線，并成為今天激光顯示市場不同產(chǎn)品的差異化競爭力的根本，也成為了激光投影廠商未來“錢”景所在。