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2012-07-05 00:15 出处:PConline原创 作者:西贝 责任编辑:liuxiaohui
1混合型光源成主流回顶部

  【PConline 投影特别策划】近日,Acer宏碁将发布LED镭射混和光源投影机K520和K750,这将是激光光源应用在投影机的又一力作。加之卡西欧、优派、奥图码、明基等品牌推出的激光或混合型光源投影机。目前,已经有多个主流品牌将激光应用在投影机中。

为何激光皆蓝色 利用物理定律探求原因
为何激光皆蓝色 利用物理定律探求原因

  光源亮度低、光源寿命短一直是限制传统投影机发展的两大瓶颈。传统投影机的光源发出的白光要经过色轮、偏振镜、复眼透镜等一系列光学元件后才能在屏幕上投射出颜色。在这过程中,光源有很大一部分会被损耗掉。而光源寿命短、后期使用成本高则是传统投影机另一大短板。目前超高压汞灯占据主流投影机光源市场90%以上的份额,通过在使用2000—3000小时后,其亮度就会明显衰减。而激光投影机利用激光这种固体光源从根本上解决了这两大难题。

混合光源
当前混合光源原理示意图

  激光投影机直接通过内置激光器发射红、绿、蓝三色激光,经过扩束、匀场、消相干后入射到相对应的光阀上,光阀上加有图像调制信号。这种直接使用RGB三原色调和投射的方式与传统的投射方式最大的不同在于,画面的色彩饱和度有了大幅度提高。由于激光本身就具备亮度大的特点,所以大尺寸投射也很容易实现。

  混合型光源是应对LED亮度不足而推出的光源,卡西欧是第一个将LED光源与激光光源结合的公司。笔者发现,包括宏碁、优派都使用的是蓝色激光光源,然后将蓝色激光转换为绿色光源。而且最为唯一纯激光光源的明基也是利用蓝色激光光源,再将其转换为红绿蓝三色。

  那么,为什么都要使用蓝色激光呢?而不直接使用绿色激光呢?笔者了解到选择蓝光是与它的波长有关系,而不选择绿色激光则是因为半导体绿色激光二极管才刚刚研发出来(参考文章)。使用蓝色激光的原因,笔者也查看了很多资料,才得出了一些结论。>>

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2物理定律探求原因回顶部

波长与能量的关系

  大多数的颜色可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。同样绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光。这是色度学的最基本原理,即三基色原理。三种基色是相互独立的,任何一种基色都不能有其它两种颜色合成。红绿蓝是三基色,这三种颜色合成的颜色范围最为广泛。

可见光波长表
可见光波长表

  蓝色是三基色中波长最短的光,属于短波,其波长在450-500nm之间;红色属于长波,波长在630-750nm之间;绿色属于中波,波长在500-570nm之间。 

下面是笔者的推算过程

  波长与频率:波长与频率的关系是它们之间成反比,,具体的公式要看是什么波在什么传输媒介中传波,例如,光的波长=光速*(1/频率) 光速单位是米每秒, 不同颜色的光谱有不同的频率。v=fλ 对任何情况恒成立,其中v是波速,f是频率,λ是波长。

  频率与单光子能量:频率与能量之间成正比,具体公式为:单光子能量值等于E=hv,h为普朗克常量,v为光的频率。也就是说,v(频率)越大,能量越高。

  单光子能量与光能量:根据“光的波粒二象性”:光既能像波浪一样向前传播,有时又表现出粒子的特征。我们可以将光子看成光的粒子特性,所以单光子能量越高,光能量越高。

  所以,波长越短,频率就越高,光的能量就越高。由于蓝光在三基色中波长最短,在光的传播过程中能量的损失也就最小,因此能保证较高的传输效率。(推算过程仅代表笔者个人的观点,并不能保证结论的准确性>>

3混合光源投影机介绍回顶部

蓝色激光+红色LED+蓝色LED=混合型光源

  卡西欧篇:第一个将LED光源与激光光源结合的是卡西欧公司,2010年就推出了第一代激光+LED混合型光源投影机。卡西欧混合光源的原理是将红(高亮度红色LED)、绿(蓝色激光通过荧光体转换为绿色)、蓝(高亮度蓝色LED)三色,通过DLP芯片投影,即可不使用高压水银灯泡而实现高亮度投影。并且光源寿命达到约2万小时,可有效减少维护并削减使用成本。其次,打开电源后最快5秒即可投出最高亮度画面,并且关闭电源时也不需要冷却。

卡西欧
卡西欧混合光源投影机

  激光+LED混合光源造就卓越的色彩还原性能,让色彩渲染更加明亮、艳丽。高纯度色彩视觉效果还会产生更加真实的图像效果,创造传统投影机无法比拟的清晰的视觉感受。

  优派篇:2012年4月19日,美国优派在京展示了一款创新产品——采用激光、LED混合光源的投影机,这款产品定位直指家庭影院市场。不过目前这款产品还处于工程样品阶段,相关的技术、外形等尚未确定,最终命名型号还不得而知。

优派
优派混合光源投影机

  这款产品采用三色光源系统,包括:蓝色激光光源、红色LED光源及蓝色LED光源,然后通过相应技术将蓝色激光转换为绿色色源,从而实现红蓝绿的RGB的三原色。亮度方面,这款产品具备多亮度模式,可实现800、1000、1200、1600流明的不同亮度,以应对多种环境的需求;20000小时的灯泡寿命,免去用户更换灯泡的后顾之忧。

  宏碁篇:7月5日,宏碁将发布两款LED镭射混和光源投影机K520和K750。这两款混合型光源的原理和上面两款产品的技术相同,都是讲蓝色激光转换为绿色光,与红色LED和蓝色LED组成三基色。

acer
宏碁混合光源投影机

  Acer K520的混合式光源结合LED及镭射,在有效提升新光源亮度的同时提供更饱和更宽广的色彩。Acer K520采用无汞光源,却能发挥绝佳的亮度特性,混合式光源亮度高达2000流明。配备了DynamicBlack动态调整技术,提升影像对比可达10000:1;XGA分辨率,可支持输出FullHD影像,其24p/秒的动态显示率,提供更流畅的影像呈现;K520并且支持3D影像输出,搭配使用3D眼镜,即可享受小型商务的立体演示。>>

4为何要使用蓝色激光?回顶部

明基篇推出纯激光光源投影机

  2012年第一季度,明基BenQ推出了基于激光光源技术的商教投影机LX60ST/LW61ST,该机器配备了业界领先的蓝核光引擎技术,该光引擎由激光二极管发光组件,分色处理光路及短焦镜头组成,LX60ST/LW61ST具有2000流明的高亮度输出,是当时主流品牌在国内发布的唯一一台纯激光投影机,具有超长的光源寿命,艳丽的色彩和高达80000:1的对比度。

明基LX60ST/LW61ST
明基单色激光投影机

  明基这款投影机采用了蓝色激光作为主光源,这也是为什么其称为“蓝核光”的缘故。蓝色激光发出的光线通过色轮分色为红绿蓝三色,然后三色投射在DMD芯片上,从形成人眼所看到的图像。当然由于激光是点光源,所以该系统也有扩散片、光管等等构造,从而将激光扩束使用。

奥图码推出混合光源投影机,疑为蓝色激光

  2012年6月,Optoma 推出了两款无灯泡短焦投影机ZX210ST与ZW210ST,采用LED与激光混合光源,面向需要长时间使用投影机的教育应用市场。目前尚未知道这两款机型具体采用光源的类型,但根据笔者推测,这两款投影机采用的应该也是蓝色激光+红色LED+蓝色LED光源。

奥图码
奥图码混合光源投影机

  LED与激光混合光源的灯源寿命至少两万小时,对使用者来说,省去了更换灯泡耗材的费用,而环保灯源具有低耗能的特性,除了节能减碳之外更节省电费支出。而且它们还采用短焦镜头设计,ZX210ST与ZW210ST只要80公分投影距离可分别投影60吋、70吋大画面。此两款投影机亮度为2000流明,解析度分别为XGA(1024×768)和WXGA(1280×800),对比度高达100000:1,在不需完全遮光的环境下,提供高画质、明亮而鲜艳的影像品质输出。

 

  全文总结:根据推算结果,三基色中蓝色的波长最短,根据反比关系频率就是最高的,在光的传播过程中能量的损失也就最小,因此蓝光传递的能量是最强的,在三基色中能保证最高的传输效率。所以选择蓝色激光能够保证足够的能量传播,减少衰减。

  虽然LED曾被认为将是“下一代”投影机光源,但由于亮度迟迟不能提升到实用阶段,而且由于激光光源的引入,LED光源是否还有生存空间?尤其是当索尼研发出绿色半导体激光二极管后,三基色半导体激光二极管已全部能够实现,那么LED光源是否会被抛弃?LED+激光混合光源是否只是过渡衍生品?这些疑问只能由时间来证明,不过有一点可以肯定的是,激光将代替LED成为真正的“下一代”光源。[返回频道首页]

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