投影顯示激光熒光色輪與激光LED混合光源發(fā)展的優(yōu)缺點(diǎn)

    激光光源的高亮度是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？答案是光纖耦合。激光光源具有極強(qiáng)的匯聚性，因此，可以利用光纖將很多個(gè)激光器的光纖匯聚成一個(gè)均勻的、直徑極小的光束。這一技術(shù)雖然能有效解決激光光源的亮度問(wèn)題：比如用于工程投影機(jī)，或者超厚金屬板材的切割和焊接。但是，由于受制于單個(gè)半導(dǎo)體激光器的發(fā)光量?jī)H在100mW水平，只能對(duì)應(yīng)20lm左右的最終投影亮度，因此，高亮的投影機(jī)必須加大采用半導(dǎo)體激光器的數(shù)量，這會(huì)增加系統(tǒng)成本。而且亮度越高系統(tǒng)成本越高。

    在激光投影這類視覺(jué)系統(tǒng)中，需要的是紅綠藍(lán)三原色的激光光源�！�—如果對(duì)畫(huà)面影像質(zhì)量具有特殊需求，也可以加入黃色、墨綠色等更多的原色光源，不過(guò)紅綠藍(lán)三原色是最基本的需求。這就使得，如果只是簡(jiǎn)單的全部使用激光器實(shí)現(xiàn)三原色光源，投影機(jī)的成本就會(huì)再次大幅提升。

    那么有沒(méi)有折中的方案呢？日本卡西歐公司，率先實(shí)現(xiàn)了激光LED混合光源的使用。用激光實(shí)現(xiàn)綠色，用LED實(shí)現(xiàn)紅色和藍(lán)色。這樣既避免了單獨(dú)LED光源，在綠色發(fā)光產(chǎn)品上的瓶頸，又減少了激光器的使用數(shù)量，降低了系統(tǒng)成本。

    在紅綠藍(lán)三原色中，如果合成白色效果，綠色光源的能量是需求的最多的。這就是說(shuō)，如果簡(jiǎn)單的使用同等數(shù)量的紅綠藍(lán)激光或者LED光源實(shí)現(xiàn)白光，那么就要求綠光部分的組件能夠發(fā)出更強(qiáng)的光。這意味著材料學(xué)上更高的門堪。同時(shí)工作電壓、電流更大的綠光部分也會(huì)成為整個(gè)系統(tǒng)，色彩漂移、系統(tǒng)壽命和維護(hù)間隔的瓶頸。

    而采用LED實(shí)現(xiàn)紅色和藍(lán)色，可以減低系統(tǒng)的成本；使用激光實(shí)現(xiàn)綠色可以突破系統(tǒng)在綠色部分的門檻�？芍^之LED和激光，兩大冷光源珠聯(lián)璧合之作。但是，在這一系統(tǒng)中，激光實(shí)現(xiàn)綠色部分依然面臨著和LED光源同樣的問(wèn)題：高性能綠色激光光源成本更高。因此，激光LED混合光源，采用了另一項(xiàng)降低成本的技術(shù)——激光熒光轉(zhuǎn)化技術(shù)。

    LED激光混合光源中，綠色部分由激光實(shí)現(xiàn)：但是，采用的不是昂貴、體積更大、穩(wěn)定性也最差的綠色激光器，而是成本最低、體積小巧、驅(qū)動(dòng)電壓最低、穩(wěn)定性最好的藍(lán)色激光器。藍(lán)色激光經(jīng)過(guò)藍(lán)綠轉(zhuǎn)換熒光粉轉(zhuǎn)換成綠色。雖然熒光轉(zhuǎn)換后有20%左右的能量損失，但是綜合亮度成本依然更低。

    也就是說(shuō)，激光和LED混合光源的每一步設(shè)計(jì)，都是在使用長(zhǎng)效固態(tài)冷光源的需求下，最大程度節(jié)約成本的產(chǎn)物。這種設(shè)計(jì)思維也是激光熒光色輪的想法。

    與激光和LED混合光源應(yīng)用于三片式LCD和LCOS投影和單片式DLP投影不同，激光熒光色輪技術(shù)是為單片DLP投影機(jī)定制的另一種節(jié)約成本的方法。

    單片DLP投影機(jī)的三原色采用時(shí)序分布，是時(shí)間復(fù)用彩色技術(shù)。自身就需要一個(gè)分光色輪，以實(shí)現(xiàn)光源系統(tǒng)在不同的時(shí)間段輸出指定的單色光源。激光熒光色輪系統(tǒng)，用不同顏色的熒光粉取代傳統(tǒng)色輪的彩色濾光層，用激光光源中最容易實(shí)現(xiàn)高亮度的藍(lán)色激光器作為輸入光源。藍(lán)色激光經(jīng)過(guò)透明、藍(lán)綠、藍(lán)紅或者其它熒光粉后，轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)需要的單一藍(lán)色、綠色、紅色，或者其它顏色光源。

    這一系統(tǒng)最大的好處是，節(jié)約了激光器的數(shù)量，避開(kāi)了昂貴的綠色激光器：這和激光LED混合光源是一樣的。同時(shí)，這一系統(tǒng)還徹底省略了LED光源部分，用熒光轉(zhuǎn)換代替了紅色LED，并直接使用藍(lán)色激光光源：這是比激光LED混合光源更為精簡(jiǎn)的系統(tǒng)部分。但是，利用藍(lán)色激光實(shí)現(xiàn)三原色的熒光轉(zhuǎn)化，需要更多種類的熒光粉，這是增加了系統(tǒng)復(fù)雜性的部分——不同種類的熒光粉的效率和壽命對(duì)系統(tǒng)壽命和色彩偏移的影響也更為復(fù)雜。

    在另一方面，激光熒光色輪與激光LED混合光源技術(shù)也是可以結(jié)合到一起的技術(shù)：例如，不僅利用藍(lán)色激光轉(zhuǎn)換綠色光源，而且直接利用藍(lán)色激光成像，將藍(lán)色激光、紅色和藍(lán)色LED的混合結(jié)構(gòu)，變成藍(lán)色激光、藍(lán)綠熒光和透明色輪、紅色led的混合結(jié)構(gòu)——這就結(jié)合熒光色輪和混合光源技術(shù)的特點(diǎn)；再例如藍(lán)色激光加熒光色了、以及傳統(tǒng)三片式投影分光系統(tǒng)構(gòu)成的，為三片式投影系統(tǒng)設(shè)計(jì)的激光熒光色輪產(chǎn)品（索尼產(chǎn)品）等。但是，無(wú)論技術(shù)如何變種，都離不開(kāi)混合光源和熒光色輪兩個(gè)基本概念。

    無(wú)論是激光熒光色輪與激光LED混合光源技術(shù)，其初衷都是實(shí)現(xiàn)更為廉價(jià)的激光光源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)激光光源在高明亮度的廉價(jià)投影機(jī)市場(chǎng)的普及應(yīng)用。但是，二者也各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此，其在市場(chǎng)上的產(chǎn)品表現(xiàn)也有很大差別。