激光领舞时代 工程投影新光源对比分析

         一直以来，工程投影机都是投影机技术发展与新技术应用的标杆，以Barco(巴可)、Christie(科视)为代表的投影机厂商亦因精于此道成为投影领域的翘楚。而在工程投影机的发展过程中，高亮度、更高的光通量成为其技术发展的主要方向之一。Barco的XLM H25和Christie的Roadie 25K等巨型DLP投影机光通量可以达到25000流明以上，它们基于完全密封DMD引擎，使用了高效率的6000W氙灯，奠定了投影机更加安全可靠的环境要求，可以支持多路信号输入，分辨率为2048×1080，甚至更高，可更好的满足大型舞台租赁、特殊场所等应用需求，可以代替需要很多台投影机叠加或拼接才能完成的演示。

　　这些产品之所以能实现这样高的亮度，在于其应用了一些新技术，如具有单独的投影头和镇流器、外装换气扇、采用功率在2-6kW的自动矫正灯泡可调节亮度级别等等。但纵使是这样，其仍难以避免高亮度后带来的一系列问题，如氙灯灯泡寿命急剧变短、功耗倍增、可靠性急速下降等等。而通过技术对比，我们可以看出，激光光源的出现将大大改变高端工程投影机目前的这种引领风骚同时所面临的窘境。

使用激光器做光源不仅能效更高，而且不存在炸灯危险

　　首先，氙灯灯泡内充满超高压氙气，工作在高温、高压、高电流状态下，对运行环境及电源等要求很高。而激光器为晶体、半导体结构，工作在低压、常温、低电流状态下，采用数字电路精确控温，运行在通常环境下，更安全更易用。

　　其次，高端工程投影机使用3000-7000W氙灯，使用寿命最多只能达到500-1500小时，并且灯泡功率越高其寿命越短，成本亦越高。而激光器的寿命要远远长于氙灯，其理论寿命在2万小时以上，固体激光器可达5万小时，就算是目前已应用于高端工程投影机和数字电影投影机光源的红、绿、蓝固态激光器质保时间也可达2万小时以上。所以，随着不断在技术上走向成熟的激光光源应用在高端工程机领域，将一举改变灯泡只能做为耗材使用的问题，未来的新投影光源将不再是“耗材”，而一举变成“耐用品”。这将大大降低高端机型的成本。

　　其三，从目前最顶级的巴可或科视的工程机型上我们可以看到，目前氙灯最大输出功率已可做到6000-7000瓦，可以实现25000到30000流明的光通量输出;而在常见的投影机上，要保证10000流明左右的光通量，其也需要标配2000-3000瓦灯泡才行，而无论是哪一种高端产品，其大功率灯泡的使用费用是非常昂贵的。激光光源采用多台中高功率红、绿、蓝激光器叠加输出高功率，从理论上讲没有极限功率限制，因此激光光源可以实现单台投影机50000流明以上的光通量输出。目前在巴可或科视的3片DLP技术投影机上，使用光功率总计约150瓦的红、绿、蓝激光器就可以实现15000流明光通量输出，如果实现30000流明的光通量输出，只需要增加激光器的数量就可以，即30000或更高流明输出的激光光源寿命与10000流明的一致，并不增加单位成本。同理，50000流明亦不增加单位成本。

工程机使用氙灯与激光光源的寿命曲线

　　从氙灯光源的光谱特性上可以看到，可见光能量大约只能占到氙灯输出总光能量的1/3-1/2，即在电影放映机上，氙灯光源光能利用效率最高也只有30-50%。激光器产生光波长线宽小于1nm的高纯度光，作为显示光源，红、绿、蓝三原色激光器发出的光可以100%被投影机利用。而且激光作为高汇聚光的特性，使得无需使用反光碗来收集光束，用光纤将多个激光器发出的光耦合集成效率可以达到95%以上。所以对高端投影机来说，使用激光光源的总体能量利用效率要远远高于任何灯泡光源，从而使得激光光源在相同光亮度输出时，功耗远远低于氙灯灯泡，同时激光器的发热量也远远小于灯泡光源。

　　其四，激光光源不存在炸灯问题，从而大幅降低工程演示、电影放映、运动会展示等重要的商业运营时的运营风险。激光由于发生原理的因素，其发出的光为单向性光，激光器可以发出几乎不发散的近似平行光，这使得激光可以在非常小的面积内汇聚大量光能量，也就是能量密度极高,使得光能的利用率非常高。同时，大家也不必担心使用激光投影机的安全性问题。事实上，激光工程投影机的光源采用红、绿、蓝三种可见光激光，经过专门的扩束整形设备后，将激光发散角扩大，使其具有与氙灯光源相近的能量密度，而不再是能量密度高出氙灯光数万倍的激光，此时的低能量秘密度单色光也不具有刚从激光器出来时的危险性，也就是说从激光投影机镜头投出的光与从任何普通灯泡光源投影机镜头投射出的光具有同样的安全性能指标。

　　其五，激光光源颜色绚丽，其颜色表现能力是传统电视的2至3倍。激光显示技术是以高饱和度的红、绿、蓝(RGB)三基色激光作为光源的显示技术。其充分利用激光波长可选择性和高光谱亮度的特点，使显示图象具有更大的色域表现空间，色域覆盖率可达90%，可实现2倍于传统光源的色彩再现能力，色彩饱和度为传统显示的100倍以上。目前代表投影机最高技术水准的DLP机型，在实际应用中都是先将白光分光，过滤出红、绿、蓝三原色光，通过精确控制每个像素红、绿、蓝强弱，采用红、绿、蓝三色分别成像，再叠加合成彩色像的成像方式。这样从原理上来讲高端投影机最好需要高纯度的红、绿、蓝三原色光源，红、绿、蓝三原色光越精确，高端投影机的成像单元结构及成像算法就越简单，也越容易实现精确的色彩控制以及更优秀的色彩表现。目前应用氙灯光源是数字成像技术发展的过渡阶段，从光源角度来讲，氙灯或其他白光灯泡光源不适合目前的数字成像技术，纯色的LED或激光光源才是数字成像的理想光源。在普及型投影领域，LED光源已经被广泛看好并进入应用，以替代白光灯泡/灯管光源，但LED的功率和亮度远远达不到大屏幕投影的要求，激光光源作为大屏幕工程机光源能带来更为理想的色彩表现。

(编辑 金属齿轮)