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擴(kuò)大投影機(jī)的銷售量和市場份額一直是投影廠商們努力的方向，普及投影機(jī)的呼聲也已喊了多年，但事與愿違，雖然近幾年來無論是消費(fèi)級(jí)投影機(jī)還是工程級(jí)投影機(jī)價(jià)格都做了巨大的下調(diào)，但投影機(jī)市場的進(jìn)展仍然舉步維艱，而同期進(jìn)行市場大規(guī)模拓展的平板電視的普及量卻風(fēng)光無限。
影響投影機(jī)走向普及、走向消費(fèi)層面的最大因素就是其光源問題。雖然目前投影機(jī)的光源種類眾多，而且新的光源技術(shù)也在層出不窮，但是，能夠推動(dòng)投影機(jī)走向普及的光源還不明朗。下面我們就來分析一下哪種光源能夠助投影機(jī)“手持彩練當(dāng)空舞”。
普通光源投影成像示意圖
金屬鹵素?zé)襞?/b>
它因燈泡中填充了金屬鹵化物而得名，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，更換成本比較低。在燈泡處在點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，燈泡兩端的電壓一般在60V左右，燈泡內(nèi)的氣體壓強(qiáng)較高，燈絲處于半熔狀態(tài)，溫度則高達(dá)上千度，所以對(duì)投影機(jī)的散熱能力要求較高，一般多應(yīng)用在體積較大的LCD投影機(jī)中。
其缺點(diǎn)就是壽命較短，使用壽命不過2000小時(shí)，在使用過程中，金屬鹵素?zé)襞莸?a href=http://projector.av-china.com/technology/touyin-04.htm target=_blank style='color:#000000;TEXT-DECORATION: underline'>亮度會(huì)衰減得非常厲害，總工作時(shí)間1000小時(shí)后投影圖像效果一般還能勉強(qiáng)接受，再繼續(xù)使用下去投影的圖像就變得很差了。
UHE燈泡
UHE燈泡屬于超高壓汞一類燈泡，比較適合長時(shí)間使用。其價(jià)格比較適中，大概在2000元左右。UHE燈泡利用光學(xué)原理濾除了紅外線，發(fā)出冷光，熱量比較小，能有效降低投影機(jī)功耗。這種采用超高壓汞填充技術(shù)的燈泡通常被稱為冷光源燈泡，最突出的特點(diǎn)是亮度高、長時(shí)間使用亮度下降不明顯，一般能使用3000小時(shí)以上，在工作時(shí)間達(dá)到2000小時(shí)后，亮度幾乎不衰減。
UHP燈泡
UHP燈泡，同樣屬于超高壓汞燈泡，其壽命較長，一般標(biāo)稱6000小時(shí)，最長的甚至標(biāo)稱12000小時(shí)，累計(jì)工作時(shí)間4000小時(shí)后亮度也不會(huì)出現(xiàn)明顯的衰減。該燈泡是飛利浦公司發(fā)明的一種專利技術(shù)，當(dāng)燈泡衰竭時(shí)會(huì)即刻熄滅。與UHE燈泡相比，不僅在相同功耗下，UHP燈泡能產(chǎn)生大光量，并能有效地抑制閃爍情況的發(fā)生，而且外形更小巧，亮度衰減更小，壽命也相對(duì)更長。不過由于其專利技術(shù)為飛利浦壟斷，價(jià)格偏高，一般都在3000元以上。
這三種投影機(jī)光源已經(jīng)進(jìn)入市場多年，早已為人所熟知，我們這里只做一個(gè)簡單的介紹。下面著重介紹一下近年開始嶄露鋒芒的兩種新興光源技術(shù)——LED光源技術(shù)和激光光源技術(shù)。
LED燈泡
LED光源
LED俗稱發(fā)光二極管，它是1962年美國通用電氣公司發(fā)明的，之后美國日本等工業(yè)化國家相繼開始研究和應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。到1993年，日本的日亞化學(xué)公司發(fā)明了高亮度的藍(lán)光LED后，LED技術(shù)開始有了快速的發(fā)展，并逐漸應(yīng)用到日常生活中，我們所熟知的交通信號(hào)燈和很多儀表盤都是采用LED作為發(fā)光光源，而很多戶外玩家和探險(xiǎn)愛好者所推崇的那種強(qiáng)光手電也是采用LED作為光源。LED相比于傳統(tǒng)光源具有體積小、低能耗、長壽命、低噪聲、廣色域等特點(diǎn)，當(dāng)然其最大特點(diǎn)就是體積小。LED光源體積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于投影機(jī)所常采用的UHP光源或UHE光源或金屬鹵素光源。因此，采用LED光源的投影產(chǎn)品通常會(huì)給人們留下小巧、便攜、迷你的印象。
由于LED光源屬于冷光源，在工作中不會(huì)產(chǎn)生如金屬鹵素?zé)裟菢拥母邿崃�，其燈泡模組和散熱系統(tǒng)相比原來也可以大幅減小，加上相對(duì)簡單的光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既減小了產(chǎn)品體積，也簡化了產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)。采用傳統(tǒng)光源燈泡投影產(chǎn)品開機(jī)后需要一定的預(yù)熱時(shí)間，關(guān)機(jī)時(shí)要繼續(xù)通電散熱一段時(shí)間；而LED不需要預(yù)熱時(shí)間，可以做到通電即發(fā)光，而斷電后也無需等待散熱，因此采用LED光源的投影機(jī)產(chǎn)品也可以做到即開即亮，即關(guān)即滅。下面來詳細(xì)來了解一下 LED光源的特點(diǎn)：
�。ㄒ唬〾勖L，節(jié)省成本
投影機(jī)燈泡是一種損耗量很大的部件，壽命一到就要更換，且通常其壽命并不與價(jià)格成正比。也就是說，購買投影機(jī)時(shí)不論花多少錢，在使用2000-3000小時(shí)之后，一般都需要更換投影機(jī)燈泡，并且其價(jià)格不菲。而發(fā)光二極管的壽命高達(dá)上萬小時(shí)，有些甚至超過10萬小時(shí)。同時(shí)，LED光源比傳統(tǒng)光源造價(jià)要低廉得多。不但光源成本降低，由于節(jié)省了散熱系統(tǒng)，精簡了光路結(jié)構(gòu)，總成本也可以得到很好的控制，即便用戶需要對(duì)光源進(jìn)行更換，也無需為此過多花銷�？梢哉f，采用LED光源無論是前期投入還是后期維護(hù)，都可以為用戶節(jié)省一筆不小的開支。
（二）色彩更好，更加環(huán)保
色彩范圍實(shí)際上是投影機(jī)的一個(gè)重要性能指標(biāo)，但是常會(huì)被很多用戶忽略。傳統(tǒng)光源的投影機(jī)尤其是DLP產(chǎn)品由于其光源光譜范圍有限，需要色輪進(jìn)行分色，這會(huì)對(duì)色彩的表現(xiàn)造成很大的影響；即使是不需要色輪進(jìn)行分色的LCD投影機(jī)，其色彩表現(xiàn)也不能令人滿意。
而當(dāng)前的LED已經(jīng)突破了只有單色光源的限制，白色LED和RGB三原色光源的出現(xiàn)使其更適合應(yīng)用于投影機(jī)中。RGB三色LED光源的純色非常高，三種顏色的發(fā)光體按時(shí)間順序輪流發(fā)光，其色域范圍可輕松達(dá)到100%以上，色彩還原效果非常好。另外還有一點(diǎn)需要一提，傳統(tǒng)光源的燈泡中含有對(duì)人體有害的汞，其含量雖然很低，但仍然對(duì)人體產(chǎn)生影響。而LED光源則不含任何對(duì)人體有害的元素，因此可以說，LED不僅節(jié)能環(huán)保，而且健康無害。
任何革命性的新技術(shù)在發(fā)揮在發(fā)展初期都會(huì)存在著缺陷，LED也不例外。首先，傳統(tǒng)投影機(jī)采用的是點(diǎn)光源，可以大大的提高光的能量效率，而LED是面光源，如何讓這種光源在單位面積內(nèi)提高光通量，是目前各家廠商需要解決的問題。我們可以看到，目前市場上LED光源投影機(jī)亮度最高的也僅有1000流明，而傳統(tǒng)的商務(wù)投影機(jī)在亮度上可以輕松達(dá)到2000流明以上，市場主流的產(chǎn)品也在3000-4000流明水平。因此在亮度上LED光源投影機(jī)還亟待提升。
其次，價(jià)格是影響LED光源投影機(jī)的最大屏障。比如09年麗訊推出的全球首款亮度達(dá)到800流明的1080p全高清LED投影機(jī)H9080FD售價(jià)高達(dá)15萬元，而在今年準(zhǔn)備推出價(jià)格僅有一半的機(jī)型，但其價(jià)格也達(dá)7.5萬元，這對(duì)于一般家庭來說實(shí)在難以承受。而三星最新推出的F10M雖然還沒有最終確定價(jià)格，但其售價(jià)也會(huì)大大高于傳統(tǒng)投影機(jī)產(chǎn)品。因此， LED光源投影機(jī)當(dāng)前過高的價(jià)格也是制約其發(fā)展的一個(gè)重要因素。
雖然LED光源存在著缺陷，但這絲毫不影響市場對(duì)其的追捧。近一兩年，LED光源在投影機(jī)市場應(yīng)用越來越廣泛，從1公斤以內(nèi)的超便攜投影機(jī)到亮度僅有15流明，重量僅100克左右的微型投影機(jī)，以及亮度達(dá)到800流明，并采用1920×1080分辨率的全高清投影機(jī)，都已經(jīng)有不錯(cuò)的產(chǎn)品推出�！�2009年更是LED光源迅猛發(fā)展的一年，這一年里，LED光源不僅在很多投影產(chǎn)品中得以運(yùn)用。目前眾多的廠商都推出了LED光源投影機(jī)，包括三星、麗訊、LG、明基、奧圖碼、宏碁、戴爾等等，尤其是三星和麗訊兩家廠商，進(jìn)入投影機(jī)市場不過幾年時(shí)間，憑借著技術(shù)的創(chuàng)新，在不長時(shí)間就成為投影機(jī)行業(yè)中備受矚目的廠商。在2009年4月16日麗訊更是推出了全球首款亮度達(dá)到800流明的1080p全高清LED投影機(jī)。
市場之所以對(duì)LED光源抱有如此高的熱情，是因?yàn)槿藗兿嘈烹S著技術(shù)的突破和應(yīng)用開發(fā)能力的提高，LED光源的自身局限問題將逐步得到解決，未來市場將是一片光明，甚至被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一。目前關(guān)鍵是要在技術(shù)上解決LED光源的亮度不足問題。
激光光源
正在人們?yōu)長ED的發(fā)展瓶頸摩拳擦掌、展開攻勢的時(shí)候，又一種光源開始異軍突起，洶涌進(jìn)入投影機(jī)光源市場，一時(shí)吸引眾多人的關(guān)注，這就是曾一度被給予厚望后又銷聲匿跡現(xiàn)在又卷土重來的激光投影。
激光的最初的中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱LASER的音譯，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞頭一個(gè)字母組成的縮寫詞。意思是"通過受激發(fā)射光擴(kuò)大"。激光的英文全名已經(jīng)完全表達(dá)了制造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學(xué)家錢學(xué)森建議將“光受激發(fā)射”改稱“激光”。
激光顯示成像圖
激光的原理是物理學(xué)家愛因斯坦在 1916 年發(fā)現(xiàn)的， 1958 年激光被首次成功制造。被稱為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”和“奇異的光”。激光顯示是繼黑白顯示、彩色顯示、數(shù)字顯示之后的下一代顯示技術(shù)。它的系統(tǒng)主要由三基色激光光源、光學(xué)引擎和屏幕三部分組成。光學(xué)引擎則主要由紅綠藍(lán)三色光閥、合束X棱鏡、投影鏡頭和驅(qū)動(dòng)光閥組成，光閥驅(qū)動(dòng)使光閥上分別生成紅、綠、藍(lán)三色對(duì)應(yīng)的小畫面，然后分別引入三色激光照明投影到屏幕上，即產(chǎn)生全色顯示圖像。充當(dāng)光閥及驅(qū)動(dòng)源的可以是各種微型顯示系統(tǒng)、如LCD，LCOS，DMD，GLV等。
激光光源的特點(diǎn)有以下三點(diǎn)：
�。ㄒ唬┥蚋鼜V，色彩更亮麗
傳統(tǒng)投影機(jī)的色彩再現(xiàn)能力均未突破NTSC制式的色彩空間，其色域空間僅能覆蓋人眼所能識(shí)別的色彩空間的31.8％，難以真實(shí)還原自然色彩，這一不足成為進(jìn)一步提高顯示質(zhì)量的重要障礙。激光顯示技術(shù)是以高飽和度的紅、綠、藍(lán)（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(diǎn)，使顯示圖象具有更大的色域表現(xiàn)空間，色域覆蓋率可達(dá)90%，可實(shí)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。最大程度地展現(xiàn)人眼可以識(shí)別的色彩，真實(shí)地再現(xiàn)客觀世界豐富、亮麗的色彩，提供更具震撼的表現(xiàn)力。
（二）真正保持長期高畫質(zhì)
傳統(tǒng)投影機(jī)會(huì)在使用一段時(shí)間后隨著光源的急劇衰減而使圖像變暗變黃(如亮度衰減、色飽和度對(duì)比度降低等)，在電影院這些高要求使用場合，即使燈泡仍還在發(fā)光，也不得不因此而更換燈泡，造成使用成本居高不下。激光電影放映機(jī)所使用的是激光器作為顯示光源，其壽命可達(dá)10000小時(shí)以上，其衰退過程也是緩慢的，使得其輸出的畫質(zhì)長期保持高亮度、色飽和度和對(duì)比度，畫面色彩始終亮麗如新。
�。ㄈ└叩墓馔�
目前傳統(tǒng)投影機(jī)燈泡(氙燈或汞燈)的最高功率可達(dá)到6500W-7000W，單機(jī)最高可達(dá)到33000流明光通量，其燈泡壽命在此條件下最多只能達(dá)到500-800小時(shí)。而激光光源屬于新一代冷光源，不存在發(fā)熱量過大而使其溫度過高的因素，只需通過增加激光器數(shù)量，就可以很輕松的將激光投影機(jī)單機(jī)的光通量達(dá)到10000-50000流明以上，且其光源的使用壽命仍然可以達(dá)到10000-20000小時(shí)以上，使用該技術(shù)的影院投影機(jī)，可大大降低影院的長期成本，不再有炸燈的風(fēng)險(xiǎn)，并提升影院的檔次和性價(jià)比。
激光顯示色域覆蓋率數(shù)據(jù)圖
激光顯示技術(shù)為投影光源提供了一個(gè)新的發(fā)展趨勢，它在繼承了數(shù)字顯示技術(shù)所有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上在色度學(xué)方面實(shí)現(xiàn)了重大突破，解決了顯示技術(shù)領(lǐng)域長期以來懸而未決的大色域色彩再現(xiàn)的難題。并且，投影機(jī)使用激光作為光源，還具備壽命長、維護(hù)費(fèi)用低(激光光源具有冷光源特性，其壽命是傳統(tǒng)投影光源壽命的10倍以上);裝備投資規(guī)模小;環(huán)保耗能低等優(yōu)勢。
目前有眾多廠商投入到激光投影的開發(fā)和生產(chǎn)中來。索尼不久前宣布即將推出小型激光光源模塊。中視中科在2008年就研發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“極星”、“北斗”系列激光器產(chǎn)品。年初CES2010展上，卡西歐發(fā)布了激光和LED光源組成的混合光源投影機(jī)GREEN SLIM。而由北京中視中科、中國科學(xué)院光電研究院及北京UME華星國際影城聯(lián)合推出的激光影院也早已投入商業(yè)運(yùn)營。
但是，廠商們的熱情并不能掩蓋激光投影技術(shù)還處在研發(fā)階段這樣一個(gè)事實(shí)。
制造激光投影機(jī)，至少需要兩個(gè)條件：首先是實(shí)現(xiàn)三種顏色的激光；其次是需要能夠?qū)崿F(xiàn)激光的逐點(diǎn)掃描，但目前在這兩方面都有不小的問題。而其中最主要的制約問題就來自于一直沒有合適的固態(tài)綠色激光可用。綠色激光波長大約540nm，紅色激光通過一個(gè)按照正弦波振蕩的石英，實(shí)現(xiàn)頻率的倍增，從而獲得綠色激光。由于這種方式對(duì)環(huán)境溫度要求比較高，因而輸出不夠穩(wěn)定，同時(shí)綠色激光模塊較大且成本很高。
安全問題也是制約其發(fā)展的一個(gè)因素之一。激光投影機(jī)的特點(diǎn)一直就是光通量大，功率達(dá)到20W的投影機(jī)，其光通量就達(dá)到了5000lum，如果有好事者拿一個(gè)透鏡，就有可能把一定距離的東西燒壞。要知道，一個(gè)150mw的激光在1米以外可以很容易燒壞我們通常用的塑料薄膜袋，一些工業(yè)用的切割機(jī)床激光功率也不過如此。因此，在開放空間，這一問題更加嚴(yán)重。
而高成本則是另外一個(gè)絆腳石，這也是制約激光投影機(jī)普及的最大的因素之一。低成品率以前是制約LCOS技術(shù)發(fā)展的因素，而如今它也成為了制約激光投影機(jī)發(fā)展的因素。中國科學(xué)院院士王占國就指出，做好激光顯示產(chǎn)業(yè)，加大力度提高成品率是關(guān)鍵。雖然如今已經(jīng)有了一些激光投影產(chǎn)品推出，但是真正要量產(chǎn)這種產(chǎn)品，目前的成品率是達(dá)不到要求的，這需要國家和企業(yè)投入大量資金去研發(fā)。在生產(chǎn)中只有成品率高了，成本才有可能降下來。
然而，我們也不需要悲觀，因?yàn)殡S著國家對(duì)激光技術(shù)發(fā)展的大力支持和科技發(fā)展的日新月異，以及激光技術(shù)自身的優(yōu)勢，我們有理由相信，激光投影的發(fā)展前景一定會(huì)非常廣闊。
最后的話
長期以來，投影機(jī)產(chǎn)品一直采用金屬鹵素?zé)襞莺统邏汗療襞葑鳛榛镜墓庠串a(chǎn)品。金屬鹵素?zé)襞莸膬?yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，但是抗衰期短，一般使用1000小時(shí)左右亮度就會(huì)降低到原先的一半左右，并且由于發(fā)熱高，不能做長時(shí)間(4小時(shí)以上)投影使用，目前，金屬鹵素?zé)襞菀阎饾u退出投影機(jī)燈泡市場。汞燈具有研制簡便、結(jié)構(gòu)簡便、控制簡便的特點(diǎn)，但是要想實(shí)現(xiàn)高性能、高色彩性、高亮度和長壽命、超長工作穩(wěn)定性卻還有很大差距。
LED光源和激光光源的出現(xiàn)或許將改變這種情況。從技術(shù)發(fā)展的歷史角度上看，任何新技術(shù)取代舊技術(shù)并成為趨勢，一個(gè)重要的指標(biāo)就是它能否全方位滿足原有需求，同時(shí)又能在性能上產(chǎn)生新的突破，從而給用戶帶來更廣泛、更便捷、更經(jīng)濟(jì)的使用價(jià)值。如今固態(tài)光源LED和激光光源憑借更高的性能和應(yīng)用廣度為投影機(jī)的發(fā)展提供了方向。
LED光源對(duì)于投影機(jī)發(fā)展的最主要的意義在于為機(jī)身小型化開辟了新的道路。由于LED光源體積小，且具有很多顯示技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，所以更適于研發(fā)小巧的投影機(jī)甚至原件，使用戶的投影更加“隨身化”和“自由化”。LED用于投影照明，不僅壽命增加，而且改變了投影機(jī)結(jié)構(gòu)，由于減少了散熱需求，并縮短了光路系統(tǒng)，所以散熱量和噪聲都有更好的表現(xiàn)。目前，LED光源主要應(yīng)用與集成化小型投影原件和袖珍式小型機(jī)兩種投影產(chǎn)品，集成化小型投影原件不做成獨(dú)立機(jī)型，其主要是與微型顯示設(shè)備如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦集成在一起，電池供電，可以投影約A4紙或標(biāo)準(zhǔn)信紙大小的圖像，方便與他人共享畫面。袖珍式掌上投影機(jī)則是完整獨(dú)立機(jī)型，體積小巧輕便，一只手也可以輕易的拿起，攜帶方便，可放于文件包內(nèi)，因此，商務(wù)應(yīng)用是它的未來發(fā)展方向。
激光投影的性能更優(yōu)異。在激光光源面前，任何其他投影機(jī)光源只能甘拜下風(fēng)。在色彩、壽命、可靠性等諸方面，激光光源擁有無與倫比的優(yōu)勢，而且在光源端實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制，這一點(diǎn)與LED類似。固態(tài)激光的前端也跟LED類似，不過經(jīng)過放大環(huán)節(jié)以及聲光晶體的頻率調(diào)制，控制好輸出光的波長。LED則是利用基板直接發(fā)光，產(chǎn)品沒有那么復(fù)雜，而控制起來也簡單，包含外圍電路也簡單得多。現(xiàn)在LED背光顯示已經(jīng)逐步走向市場，LED背光電視和LED光源的投影機(jī)已經(jīng)可以買得到。而激光的顯示產(chǎn)品，現(xiàn)在成本上還比較高昂，目標(biāo)客戶還局限在行業(yè)端。
總的來說，固態(tài)光源是光源技術(shù)的一次革命，是一次跨越式的發(fā)展，同時(shí)也是未來的趨勢。LED光源以及激光光源，相對(duì)于過去的傳統(tǒng)光源，都有著自己的優(yōu)勢。投影業(yè)界為了尋找一種可以推動(dòng)投影機(jī)普及的光源，曾經(jīng)一度對(duì)LED光源寄予厚望，其擁有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、高壽命、發(fā)熱量低、結(jié)構(gòu)簡單等特性，不過LED光源存在的最大問題就是亮度不高。在低亮度領(lǐng)域，LED光源無疑是最佳的選擇，但是要走入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域甚至取代傳統(tǒng)光源，亮度問題必須解決。而激光作為點(diǎn)光源，能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的亮度。它作為晶體/半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的高指向性冷光源，在色彩純度、發(fā)光效率、光利用率、長壽命、低衰減以及低功耗、低發(fā)熱等各個(gè)方面都占有充分的優(yōu)勢，如今存在的問題是，產(chǎn)業(yè)環(huán)境沒有啟動(dòng)，上游的芯片產(chǎn)量比較低，沒有達(dá)到規(guī)模產(chǎn)能，所以綜合成本比較高。等上下游產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)筑完成的時(shí)候，激光的未來會(huì)相當(dāng)光明，而且隨著成本的降低，技術(shù)的完善，安全問題得到解決，激光投影機(jī)的普及也許就會(huì)為期不遠(yuǎn)了。
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文章來源：中國投影網(wǎng)
