我們都只有LED投影機(jī)分為單色和三色，其中三色LED可謂將LED色彩的優(yōu)勢盡顯，是綠色環(huán)保、寬色域、高科技的代表光源。隨著LED逐漸被大家熟知，LED的黃金圣衣被徹底剝離，大家開始轉(zhuǎn)而關(guān)注終極技術(shù)激光光源。本文我們討論的話題，就是站在技術(shù)最高端的激光光源，能否普及？能否成功取代LED？

激光取代LED

每次提到激光，我們總會浮想聯(lián)翩，星球大戰(zhàn)的激光劍，外星人的激光大炮，超人的激光眼，最不濟(jì)還能聯(lián)想到醫(yī)學(xué)界熱門的激光手術(shù)。其實(shí)，激光就在我們身邊，激光鼠標(biāo)，碟機(jī)的激光讀取頭，激光打印機(jī)，激光舞，當(dāng)然還有神奇的激光投影機(jī)。

科幻片中的激光武器 圖片來自網(wǎng)絡(luò)

激光投影機(jī)，第一感覺就是高科技，第二感覺就是神秘。激光，之所有神秘，就是好萊塢科幻片中大量的出現(xiàn)，特指NB的激光武器；加之現(xiàn)今社會，凡是和激光沾邊的產(chǎn)品，在人群印象中就是高科技的代名詞。其實(shí)，激光在名用領(lǐng)域也是大有市場，只要標(biāo)有l(wèi)aser或鐳射標(biāo)識的，即采用了激光技術(shù)。

神秘軍事武器研究

軍用級別的激光，與民用激光有很大差距，從激光的特性分析：

A，亮度高，能量高。軍事級別的超高能量，很難控制，激光武器；民用級別的很弱，較易控制，激光筆和鼠標(biāo)都有應(yīng)用。

B，定向性，即集束性，這是激光區(qū)別于其它光源的重要差別之一。在顯示領(lǐng)域，普通光源可以輕易制作成光源，而激光有一定難度。

單純的激光在現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，早有應(yīng)用，但是偏重于光影效果。大型的激光舞臺效果，非常炫目，可以在開闊的室外進(jìn)行表演。國內(nèi)也有很多精彩的應(yīng)用案例，尤其是大型的水幕電影都有激光的身影。

大型激光投影應(yīng)用

然而，激光作為投影機(jī)的光源，僅是近兩年的大事件。相對于傳統(tǒng)光源、LED光源和混合光源，單純的激光技術(shù)更具有技術(shù)難度和歷史意義。

站在巔峰 風(fēng)光100年

激光和LED都是1960年前后制造出的，但是兩者的境遇截然不同，LED一直作為低端光源對待，而激光始終站在光源的寶座上，且至今無人超越。

愛因斯坦

風(fēng)光100年，激光發(fā)展簡史：

1917年——愛因斯坦提出“受激發(fā)射”理論，激光理論的誕生。

1957年——Gordon Gould創(chuàng)造了“laser”這個(gè)單詞，從理論上指出可以用光激發(fā)原子。

1960年——美國加州Hughes實(shí)驗(yàn)室的Theodore Maiman實(shí)現(xiàn)了第一束激光。

民用激光發(fā)射器

1962年——前蘇聯(lián)科學(xué)家尼古拉·巴索夫發(fā)明半導(dǎo)體二極管激光器，這是今天小型商用激光器。

1971年——英國物理學(xué)家Dennis Gabor憑借對全息攝像的研究獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

1975年——IBM投放第一臺商用激光打印機(jī)。

1978年——飛利浦制造出第一臺激光盤播放機(jī)，簡稱LD。

1988年——北美和歐洲間架設(shè)了第一根光纖，用光脈沖來傳輸數(shù)據(jù)。

1991年——第一次用激光治療近視，海灣戰(zhàn)爭中第一次用激光制導(dǎo)導(dǎo)彈。

1996年——東芝推出數(shù)字多用途光盤播放器，就是我們常說的DVD碟機(jī)。

不過，激光，給我們記憶最深刻的還是星球大戰(zhàn)中，杰迪武士標(biāo)志性的武器激光劍。

星球大戰(zhàn)中杰迪武士的標(biāo)志性武器

LED的關(guān)注度，時(shí)高時(shí)低，近5年算是LED最風(fēng)光的時(shí)刻。反觀，激光技術(shù)，從理論誕生起就一直是熱門，可謂風(fēng)光了100年，而且未來只會越來越火，尤其是能發(fā)揮激光亮度優(yōu)勢的光源應(yīng)用領(lǐng)域。

激光與LED 亮度與色域

激光能否取代LED，是個(gè)必然趨勢，但是短期內(nèi)完全取代LED還有一些難題。其中，比較糾結(jié)的熱門問題，集中在色域和亮度上。

LED色域范圍                   激光色域范圍

有人說，激光能超越LED，是因?yàn)樯蚋鼜V，其實(shí)這個(gè)觀點(diǎn)不完全對。單純從色域看，白色LED小于標(biāo)準(zhǔn)色域范圍，而三色LED也只是小幅大于標(biāo)準(zhǔn)范圍；而激光的色域范圍大幅領(lǐng)先，遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)色域。然而，受限于技術(shù)，色域只是一種最理想的數(shù)學(xué)模型，在現(xiàn)實(shí)中往往或脫離實(shí)際。因?yàn)楝F(xiàn)階段，人類能掌控的激光只有幾個(gè)波段，未能覆蓋全部，因此其色域也是不完整的；同理，LED亦是。激光，在色域方面強(qiáng)于LED，只是理論上的，是我們一廂情愿的想法。

太陽與地球

在新光源方面，激光真正的超于LED的優(yōu)勢就是亮度?，F(xiàn)階段，LED投影機(jī)最亮僅能達(dá)到1000流明，而激光的亮度幾乎無限制，是人類有能力創(chuàng)造的可以接近太陽亮度的唯一光源。據(jù)維基百科介紹，在地球表面，中午太陽直射的亮度約在8萬到15萬流明之間；人類創(chuàng)造的激光擁有如此能力，已是毋庸置疑的光源王者。

激光光源模組

從現(xiàn)階段發(fā)售機(jī)型的實(shí)際表現(xiàn)，純LED投影，在色域方面還是有一定優(yōu)勢，但是在亮度方面徹底輸于激光投影機(jī)。全球最早發(fā)售的激光投影機(jī)，明基LW61ST的亮度可達(dá)到2000流明，而且還有上升的空間；而現(xiàn)階段最亮的投影機(jī)，由巴可的激光工程投影獲得，達(dá)到了55000流明。

激光光源 安全性分析

看過激光舞表現(xiàn)的朋友，一定被激光那種與眾不同的顯示效果所迷惑。然而，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，激光的優(yōu)勢定向性，恰恰也是它成為光源的最大障礙。

激光舞臺效果

激光，是現(xiàn)階段，人類制造出來的，唯一能和太陽比拼亮度的光源。激光刻分為很多檔次，以可理解為能量、波長不同，對應(yīng)的顏色也大不相同。

激光可見度分析

可見激光的波長在400nm到700nm，隨著功率的增大，可見性越強(qiáng)，但是對人眼的傷害也倍增；無論是何種波長、顏色的激光，對人眼都有傷害。因?yàn)榧す獾恼`操作，暫時(shí)性失明，造成的嚴(yán)重飛行事故，留下了不可磨滅的慘痛歷史。

飛行員遭遇高能綠色激光

激光，是唯一具有多重嚴(yán)格限制的光源技術(shù)。在美國，激光器受美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會、食品管理局和藥物管理局等管理。民用領(lǐng)域的可見激光指示器，強(qiáng)制要求小于1mW的功率運(yùn)行；工業(yè)用的激光指示器，不得高于5mW。

部分歐盟標(biāo)準(zhǔn)

其實(shí)，歐盟的標(biāo)準(zhǔn)更苛刻，歐盟暫時(shí)未放開生產(chǎn)、更高亮度的、非軍用級激光顯示設(shè)備的許可，現(xiàn)階段還明確限制5000流明以上的激光光源在投影方面的應(yīng)用。

點(diǎn)到面 光源化的關(guān)鍵技術(shù)

將定向性、即集束性最強(qiáng)的激光作為光源使用，技術(shù)的難點(diǎn)很多，其中最核心的最關(guān)鍵的就是擴(kuò)散技術(shù)?？朔す饧缘姆椒ê軇e獨(dú)特，以明基LX60ST和LW61ST為例，其光機(jī)中內(nèi)置了兩片擴(kuò)散鏡片，將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)化為面光源。

激光投影光機(jī)工作原理示意圖

未經(jīng)過擴(kuò)散的激光，只會以點(diǎn)光源的形式出現(xiàn)，不僅無法成為面光源，而且點(diǎn)陣后的光斑依然明顯，只能進(jìn)行簡單的激光舞表演，而且呈集束狀態(tài)的激光對人眼的傷害不可估量。

激光的集束性

集束性的特點(diǎn)讓激光非常穩(wěn)定，對于投影光源卻是非常不利的因素，只有透過擴(kuò)散片后才能變?yōu)榭捎玫?、發(fā)散性的面光源。

明基激光投影中的第1片擴(kuò)散片

明基激光投影中的第2片擴(kuò)散片

激光光束，依次通過兩個(gè)擴(kuò)散片后，轉(zhuǎn)化為面光源，達(dá)到了投影光源的使用需求。

擴(kuò)散片工作原理

在拆解過程中，兩片擴(kuò)散鏡片隱藏在光路上，不易察覺，但是其重要性不言而喻。激光經(jīng)過了兩次擴(kuò)散，但是激光的能量還是比普通光源強(qiáng)，實(shí)際使用中建議用戶不要直視鏡頭。

激光模組 優(yōu)勢分析

激光光源，采用模組式設(shè)計(jì)，類似與我們常見的LED照明設(shè)備的機(jī)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢：

1，并聯(lián)關(guān)系，使用可靠。如，上圖中安裝了3排共計(jì)3×4個(gè)，第一排的二極管出現(xiàn)故障，不會出現(xiàn)完全不能使用的尷尬局面；下方的2排二極管可以正常工作，雖然整體亮度降低，但是依然可以正常工作。

模組背面

2，特殊的模組結(jié)構(gòu)，分拆容易。對于廠商而言，提高民用級別投影機(jī)的亮度相對簡單，只需加裝更多的激光二極管即可。

超高壓汞燈 燈芯溫度示意圖

3，安全性提高。超高壓汞燈出現(xiàn)故障，可能會爆燈，存在一定的安全隱患。激光光源，固態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，在不穩(wěn)定或過熱時(shí)，會被熔毀，自行斷電，徹底避免了隱患。

激光模組 節(jié)能長效

激光光源技術(shù)的機(jī)構(gòu)、材質(zhì)、電路等相對傳統(tǒng)光源都有一定優(yōu)勢，但是大家最為關(guān)心的還是光源的使用壽命和功耗問題。

激光光源

相對于傳統(tǒng)光源，純激光光源的功耗大幅降低，節(jié)能效果明顯。以明基LX61ST為例，正常模式功耗僅為187瓦，而節(jié)能模式功耗僅為101瓦，與LED光源的功耗旗鼓相當(dāng)。

正常模式功耗                    節(jié)能模式功耗

雖然主流的商務(wù)投影機(jī)都支持零秒關(guān)機(jī)技術(shù)，但是與激光投影機(jī)的還是有一定差別。傳統(tǒng)光源的機(jī)型，關(guān)機(jī)是可以零秒關(guān)機(jī)，但是開機(jī)時(shí)至少有1分鐘的預(yù)熱時(shí)間，而激光光源僅需2、3秒即可。激光光源在開關(guān)機(jī)方面的特點(diǎn)，與LED光源非常近似。

激光光源電路板

明基激光投影機(jī)LX60ST采用了更易于更新維護(hù)的模組設(shè)計(jì)。

技術(shù)特點(diǎn)

不可否認(rèn)，所有的發(fā)光設(shè)備都發(fā)熱，而發(fā)熱就是減損使用壽命的致命根源?，F(xiàn)階段，明基的激光光源在正常模式下工作可達(dá)到10000小時(shí)的使用壽命，在節(jié)能模式下可達(dá)到20000小時(shí)的使用壽命。根據(jù)明基官方提供的數(shù)據(jù)，激光光源在5000小時(shí)后才開始有明顯的亮度衰減，而到14000小時(shí)后亮度會衰減40%，但依然有近60%的亮度可正常使用。這與傳統(tǒng)光源2000流明的燈泡相比，節(jié)能模式6000小時(shí)的極限壽命，激光技術(shù)的優(yōu)勢非常突出。

總結(jié)：

激光技術(shù)作為投影光源，是未來的發(fā)展趨勢，但是短期內(nèi)無法完全取代LED也是事實(shí)。但是我們依然堅(jiān)信，隨著技術(shù)的發(fā)展，激光光源將會在投影界普及，到時(shí)必將引發(fā)顯示技術(shù)大革命，而且會徹底地顛覆傳統(tǒng)顯示領(lǐng)域。