激光显示的背景由来已久,从上世纪60年代激光器出现的概念阶段,到2006年索尼公司第一次研制成功一套500平米的激光影院系统,再到各大公司开始研发激光背投电视和投影机。然而,激光投影机的技术正式成熟发展,也仅能追溯到近几年。

对于激光光源来说,它分为单色激光、双色激光以及三色激光三种不同的类型。面对这三种激光技术,到底哪一种才是最佳的解决方案,也是困扰很多准备选购激光投影机用户的一个问题。本文就将对此进行探讨。

激光光源的概念

激光光源:通过激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源,同时也是一种相干光源(是指频率相同、振动方向不垂直,且相位差恒定的光,两束满足相干条件的光也可称为相干光。

我们接触过最多的激光,可能就是小时候学校周边售卖的激光笔,这种通过激光发射器一束光线其实就是以玩具形式存在的一种激光了。

 

 

激光光源的优劣势分析

不可否认的是,激光逐渐成为了家用大屏显示设备市场的主流技术之一,必定有过人之处。

寿命长、效率高、功耗低都是激光技术公认的优点,三色的激光光源更是能够显示人眼所能识别色彩空间的90%以上,是目前最领先的技术方案。当然,目前的激光优势其实并不能完全展现出来,因为激光光源的成本较高,在实现彩色显示时,绿色光源的亮度、寿命与红蓝两色并不匹配,也是行业难题。

虽然激光显示可以再现高饱和度的色彩,但在保证相同功耗的前提下,颜色的饱和度越高,物理测量的亮度水平也会有所降低,因此往往在较宽色域和高亮度之间,去做权衡与折衷。

简单来说,就是单色激光光源的投影,亮度高了色彩可能就会变低,追求色彩可能也会牺牲亮度。正因于此,目前市场上的单色激光投影色域覆盖都不如LED投影。

 

 

激光显示光源分类

虽然都顶着激光头衔,但是并不是每一种激光光源效果都能保持优异水平,在目前的家用投影市场中,就有一些低成本的激光显示光源产品。主要使用的光源种类有单色激光、双色激光以及三色激光三种不同类型。

三色激光技术,又被称作三基色纯激光(RGB),是目前最领先的激光技术,早在激光光源还没有广泛使用的时候,该项技术就已经出现了。

 

 

因为是由激光器直接出光,所以亮度、色彩等方面三色激光可以说是最佳的激光光源。不过,由于红色和绿色激光的发生器价格高昂以及三色激光结构复杂,因此成本非常高,只有像影院的激光电影播放机才被使用,普通消费级激光投影机价格太高,消费者难以承担。

双色激光技术,双色激光投影机在原本单一蓝色激光光源的基础上,加入了红色激光光源,从而使红色的表现更加生动,画质能得到提升。双色光机是一种折中的解决方案,它既比单色光机有更广的色域,又比三色或多色光机拥有更高的性价比。

 

 

(双色激光光谱)

双色激光是没有加入绿色激光器的,因为该激光器制造难度大且成本高,所以距离三色显示激光仍有一定差距

单色激光技术,从出发点来说是一种为了加速激光光源普及及降低成本的相对廉价的方案,但是目前的市场上有些厂商打着激光高亮的旗号使用该种技术,利用消费者的盲区混淆视听、进行宣传,市面上几千元的激光投影大多都是使用该种光源。

首先就是采用单、双色激光光源的投影光机色域范围就有很大差距。

 

 

关于单色激光光源,是将蓝色激光光源发出的蓝色激光通过色轮分成红绿蓝三色,然后再投射在 DMD 芯片上,从而形成投影显示的图像。

通常单色激光都是采用的蓝色,蓝色激光的成本价格更低,并且光电转化率较高。虽然成本降低了,但是问题也来了:首当其冲的就是采用单色激光光源的色纯度不够,在画质上有待提升的空间还很大;

 

 

(单色蓝激光+荧光粉)

通过比较单色激光投影机和双色激光投影机的光谱,可以确定,无论对于自然图像或纯色图像,具有较宽色域的设备,可以以更小的亮度输出提供较高的感知亮度。

三色激光成本远高于单色激光

 

 

目前,激光器依然是激光显示系统中最为昂贵的部件,关于三基色激光器的价格:绿色>红色>蓝色,红绿蓝三基色激光器波长的选取还没有统一的标准 ,目前国内通常选用的三基色激光波长分别为 :456nm ,532nm 和 635nm。

理论上来说,激光器的个数越多,可以达到的色域覆盖、亮度也越好,所以不同厂商出于对成本控制的考虑选择的方案也会不同。

关于激光器个数的选择组合,有28、14、8不同个数的方案。28个激光器的组合中有些厂商会以14红7绿7蓝的方案组合,这就是我们所说的三色激光,成本非常高昂;单色激光都是只选取了8个蓝色激光器,以1*8或2*4的封装呈现,配合以荧光色轮来产生三原色从而实现图像显示,因为此方案激光器数量少、蓝色激光器单价相对较低,单色激光的总体成本就会更低。

 

 

在日亚的官网上也能查询到不同波长激光器的规格书。

总结:LED仍是投影主力光源

根据最新发布的《IDC 2021年第二季度中国投影机市场跟踪报告》显示 ,LED光源产品占据消费市场份额88%,激光光源占比7%。激光技术由来已久,但激光投影市场占比一直较低,有很大一部分的原因是居高不下的成本,并不适合消费级市场。

 

 

一方面,三色激光光源因成本高昂,短期内难以普及。另一方面,万元内的激光投影,则因为单色激光+色轮的方案存在较为严重的缺陷,未能得到行业广泛认可。目前,在万元内的智能投影市场中,仍以色域更好性能更稳定的三基色LED光源为主。至于传统投影厂商的灯泡光源,目前主要应用于商用教用投影市场,份额越来越小,已逐渐式微。