激光光源拓寬顯示行業(yè)應(yīng)用維度

高端工程投影市場

    從歷史的角度來看，我們看一種新技術(shù)取代舊技術(shù)并成為趨勢，一個重要的指標(biāo)就是它能否全方位覆蓋原有需求，同時也能大幅提升產(chǎn)品的性能，并帶來更廣泛、更便捷、更經(jīng)濟的使用價值。如今在顯示光源領(lǐng)域，越來越多的人深信以激光為代表的固態(tài)光源將取代氣態(tài)光源是顯示光源發(fā)展的必然趨勢。

    激光顯示技術(shù)是以高飽和度的紅、綠、藍(RGB)三基色激光作為光源的顯示技術(shù)。其充分利用激光波長可選擇性和高光譜亮度的特點，使顯示圖象具有更大的色域表現(xiàn)空間，色域覆蓋率可達90%，可實現(xiàn)2倍于傳統(tǒng)光源的色彩再現(xiàn)能力，色彩飽和度為傳統(tǒng)顯示的100倍以上。

    在此基礎(chǔ)上，激光光源還具有光能利用率高、長壽命、低衰減等特點，是未來最理想的顯示光源。

    由于激光光源自身特性的優(yōu)勢與廣泛的適用性，激光顯示技術(shù)不僅可以進入到現(xiàn)有的投影機、電視機、拼接墻等顯示產(chǎn)品，而且能夠大大拓展新的顯示產(chǎn)品市場，如微型投影、激光投影手機與激光三維立體顯示等。

    隨著激光顯示技術(shù)的不斷成熟，以激光為光源的顯示產(chǎn)品正在逐步貼近人們的生活。在新技術(shù)市場化初期，產(chǎn)業(yè)鏈還不是很完善，產(chǎn)品價格對比傳統(tǒng)產(chǎn)品價格相對較高，激光顯示產(chǎn)品將首先應(yīng)用于高端市場(如高端工程投影)，這是任何新技術(shù)市場化的必然過程。伴隨著激光顯示產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，激光光源成本的逐步下降，激光顯示產(chǎn)品將從高端應(yīng)用到普及型應(yīng)用全方位占領(lǐng)市場。

    1、

    市場人士判斷，激光光源首先最有可能在高端工程投影市場嶄露頭角，除了自身較高的價格因素最貼近工程應(yīng)用市場外，更多的是看到了隨著人們對顯示產(chǎn)品個性化、多元化需求的不斷提升，特別是近年高端顯示尤其是大屏幕及超大屏幕工程投影應(yīng)用成為了市場熱點，以氣態(tài)光源（如熒光燈、汞燈、氙燈等）為基礎(chǔ)的顯示終端已經(jīng)不能全方位的滿足這種發(fā)展趨勢。

    今天，氣態(tài)光源在應(yīng)對高端需求的時候，似乎遇到了不可逾越的瓶頸。其只能通過機械化的增加燈泡功率與燈泡數(shù)量來應(yīng)對人們對高亮度和耐用性方面提出的高要求。而這種捉襟見肘的方式，卻又顧此失彼，大大增加了顯示系統(tǒng)的更多棘手問題。

    一方面，由于氣態(tài)光源的光效率極低，為實現(xiàn)高亮度就必須提高燈泡的功耗，這樣就會加速燈泡的衰減，大幅縮短了原本就不長的使用壽命；另一方面，更高的功耗將產(chǎn)生極大的熱能，在熱應(yīng)力的影響下，加速了光路系統(tǒng)的老化和性能上的改變，降低了顯示效果，這就是為什么用戶在更換燈泡后仍然感覺投影的顯示效果不能完好如初；還有就是在高熱的環(huán)境下，整個光路會產(chǎn)生大量的靜電，粉塵的問題迎面而來。粉塵對投影機多部件的侵害，加速了關(guān)鍵部件的老化，使顯示系統(tǒng)的壽命大大降低，同時粉塵問題大大限制了投影設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境。

    就氣態(tài)光源而言，高光輸出量、高畫質(zhì)、設(shè)備壽命、多環(huán)境使用之間相互掣肘，用戶該如何選擇呢？

    以激光為代表的固態(tài)光源，使這些問題迎刃而解。由于激光光源的電光轉(zhuǎn)換能力極強，是一種優(yōu)秀的冷光源，在其運行的過程中幾乎沒有熱能產(chǎn)生，更不會因高熱能而產(chǎn)生靜電吸附粉塵的現(xiàn)象，這樣能夠使光路系統(tǒng)時刻處在最理想的運行環(huán)境，保證了光路系統(tǒng)的最佳顯示能力。

    激光光源還具有低衰減、長壽命的特性，光源壽命可達2萬小時，大大高于傳統(tǒng)氣態(tài)光源500~1500小時的光源壽命。但是他們的更換標(biāo)準(zhǔn)卻有很大的不同。激光光源的衰減速度極慢，衰減到標(biāo)稱輸出的80%即被認為達到了使用壽命；而以氣態(tài)光源為顯示光源的投影設(shè)備出于對使用成本的考慮,衰減到50%才被認為需要更換。激光光源的超長壽命和冷光源帶來的光路系統(tǒng)的最佳運行環(huán)境，可實現(xiàn)整個顯示系統(tǒng)在不犧牲畫質(zhì)的前提下，大大增加了顯示系統(tǒng)的耐用性。

    數(shù)字光源是未來光源發(fā)展的趨勢。從光源角度來講，燈泡光源不適合目前的數(shù)字成像技術(shù)，純色的LED或激光光源才是數(shù)字成像的理想光源。傳統(tǒng)光源隨著使用時間的增加，光源出現(xiàn)衰減，這樣就出現(xiàn)了色溫漂移的現(xiàn)象，大大影響顯示質(zhì)量。目前代表投影機最高技術(shù)水準(zhǔn)的DLP機型，在實際應(yīng)用中都是先將白光分光，過濾出紅、綠、藍三原色光，采用紅、綠、藍三色分別成像，再疊加合成彩色像的成像方式。如果顯示時需要通過改變光源色溫變換顯示效果，就要將不符合該配比的光濾掉，這樣就降低了光源的效率。從原理上來講高端投影機最好需要高純度的紅、綠、藍三原色光源，激光光源是最理想的選擇。激光投影使用高純度的紅、綠、藍三原色，保證長時間的顯示效果不變，在有色溫要求變換的場合，通過控制系統(tǒng)調(diào)整激光驅(qū)動的功率，來控制色彩的配置。這樣就實現(xiàn)了全壽命色溫不漂移，色溫根據(jù)需要隨時可調(diào)，尤其在未來大屏幕工程拼接市場具有非常好的應(yīng)用空間。

    目前高端激光投影在國內(nèi)已經(jīng)有過很好的應(yīng)用。由于激光投影機突出的色彩表現(xiàn)、超高的穩(wěn)定性、低噪聲與良好的工程適應(yīng)性，經(jīng)過與傳統(tǒng)氣態(tài)光源投影機的嚴格測試比較，由北京中視中科光電技術(shù)有限公司研制的激光前投影設(shè)備，打破了國外傳統(tǒng)顯示巨頭在奧運會顯示設(shè)備方面的壟斷，于2008年7月20日至2008年9月17日期間，作為主顯示設(shè)備成功運用于北京奧運會和殘奧會主運行中心(MOC)。經(jīng)過60天，每天超過12小時的全程使用，激光前投影設(shè)備運行穩(wěn)定，色彩艷麗逼真，提高了MOC視頻顯示系統(tǒng)的顯示效果，為賽事的指揮調(diào)度提供了有利支持，該項應(yīng)用得到了奧組委的表彰。

激光微型投影應(yīng)用

    微投影

    基于激光顯示技術(shù)的便攜式顯示系統(tǒng)具有體積小、重量輕、亮度高、功耗小等優(yōu)點，歐美等國家將激光顯示技術(shù)與移動通訊產(chǎn)品結(jié)合，提出移動商務(wù)概念，提升下一代移動通訊產(chǎn)品的競爭力，同時也拓展了顯示技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。目前多家公司看好手機等移動商務(wù)領(lǐng)域的廣大市場致力于此項研究，在2008年1月的CES大展就有包括Microvision在內(nèi)的幾家企業(yè)展示連接手機或ipod等的便攜式微投影樣品。歐美Microvision、Symbol、Light blue optics都在致力于顯示引擎、嵌入式激光投影模塊的研發(fā)，三星、摩托羅拉等公司計劃采用上述公司的技術(shù)與模塊，業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，2010年約有5%的手機會內(nèi)置激光投影模塊，相當(dāng)于6000萬部手機。

    圖1、激光微型投影應(yīng)用

數(shù)字電影放映機

    數(shù)字電影誕生20世紀(jì)80年代，是高科技的產(chǎn)物，是未來音頻視頻播放行業(yè)的發(fā)展趨勢，是未來大屏幕顯示器件的一個重要應(yīng)用市場。2005年7月隨著美國好萊塢七大制片商的《DCI數(shù)字電影規(guī)范1.0版》頒布和2005年6月北美地區(qū)大規(guī)模普及數(shù)字電影的《Christie/AIX商業(yè)計劃》實施，標(biāo)志著世界范圍內(nèi)的數(shù)字電影發(fā)行放映時代的到來。根據(jù)“DCI規(guī)范”規(guī)定，日后好萊塢將全部采用數(shù)字方式發(fā)行電影，不符合“DCI規(guī)范”的放映機將無法播放好萊塢發(fā)行的影片，這就使得整個高端電影放映領(lǐng)域必將走數(shù)字放映的道路，而數(shù)字電影放映機對色彩表現(xiàn)的高需求，是最適合使用激光顯示技術(shù)的。激光數(shù)字電影放映機不僅可以滿足“DCI標(biāo)準(zhǔn)”所有技術(shù)要求，而且可以大幅度提升畫面質(zhì)量，達到理想的視覺享受。

    2007年10月，中視中科研制成功世界首臺遵循DCI國際數(shù)字電影規(guī)范的“激光數(shù)字電影放映機”，并通過中國計量科學(xué)研究院的專業(yè)檢測。在中國電影發(fā)行放映協(xié)會支持下，中視中科于2008年7月17日在北京華星影城發(fā)布全球第一家激光影廳，并進行日常商業(yè)放映運營。由于廣泛的市場需求與完美的畫質(zhì)表現(xiàn)，2009年中視中科的激光電影放映機又于南京和平影城進行完全市場化的商業(yè)運營，并取得了良好的票房成績。

    中視中科的大色域2K（像素分辨率2048*1080）激光數(shù)字電影放映樣機是國際首臺符合DCI國際規(guī)范的激光數(shù)字放映機，經(jīng)中國計量院的檢測其主要技術(shù)與質(zhì)量指標(biāo)實現(xiàn)：

    a. 圖像尺寸60m2；

    b. 圖像分辨率2048×1080；

    c. 色域覆蓋率 166% NTSC；

    d. 對比度2595:1；

    e. 屏幕面積60m2時的亮度97 cd/m2；

    圖2、激光數(shù)字電影放映機

激光電視

    激光電視具有大色域的特點是傳統(tǒng)電視色彩NTSC制式的兩倍，可以實現(xiàn)最貼近自然的色彩表現(xiàn)，其能耗卻僅是傳統(tǒng)電視能耗的1/3。同時激光光源可以實現(xiàn)大屏幕顯示，打破了傳統(tǒng)電視的尺寸限制，甚至未來激光電視可以發(fā)展成為超大屏幕電視、電影和投影一體化多功能產(chǎn)品,而現(xiàn)有的等離子、液晶等顯示技術(shù)是無法實現(xiàn)的。

    具有眾多優(yōu)勢的激光電視自然得到了全球顯示巨頭的高度關(guān)注，并已成為下一代電視機產(chǎn)業(yè)競爭的焦點。日本制定了激光顯示產(chǎn)業(yè)的“vxYCC”大色域顯示標(biāo)準(zhǔn)，索尼利用其在微電子工業(yè)方面的優(yōu)勢開發(fā)出了用于激光電視的圖像調(diào)制器件并與日本日亞化學(xué)開發(fā)出了藍光半導(dǎo)體激光器用于激光顯示，2005年索尼公司在拼接基礎(chǔ)上，集成一套500m2的激光影院，用于愛知世博會。松下、三菱電氣根據(jù)自身的技術(shù)優(yōu)勢先后開發(fā)出了激光電視，三菱電機在2008年1月CES大展上推出的65英寸激光背投電視，并于同年12月在美國市場進行了早期的市場試銷售，其出眾的畫面質(zhì)量引起家電市場的廣泛關(guān)注與追捧。此外，美國Corning公司、Novalux公司、Arasor公司和韓國三星等公司都在為激光電視大規(guī)模生產(chǎn)做著技術(shù)儲備。

    在國內(nèi)2007年5月，北京中視中科光電技術(shù)有限公司首次推出120英寸全球最大屏幕激光電視。日經(jīng)BP社的報道稱120英寸大屏幕激光電視在全球的首次推出，展現(xiàn)了中國在激光顯示技術(shù)方面的世界領(lǐng)先地位，也展示了中國在激光顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面的成就。2009年3月，中視中科展示了技術(shù)更加成熟的65英寸激光電視，再次驗證了中國在激光顯示方面的雄厚實力。

    可以預(yù)見的是，由于激光顯示光源在技術(shù)、應(yīng)用等多層面所展現(xiàn)出來的廣泛的適用性與應(yīng)對新需求無障礙的拓展性，21世紀(jì)必將是激光光源主導(dǎo)顯示市場的世紀(jì)，激光光源將從高端應(yīng)用到全面覆蓋各種顯示需求，同時拓寬顯示行業(yè)應(yīng)用維度，給人們帶來更多意想不到的應(yīng)用。

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