在AV投影顯示系統(tǒng)中，談到綠色低碳節(jié)能，最大的塊頭莫過于光源了。只有光源節(jié)能，才是真的節(jié)能。談到光源，目前最風(fēng)頭正勁的的莫過于激光光源。近兩年隨著技術(shù)的成熟，激光作為投影機(jī)光源，終于從演示階段進(jìn)入到實(shí)踐商用。索尼、松下、DP、明基、三鑫、愛普生、奧圖碼等，都有了激光光源投影機(jī)的面世，NEC、巴可、科視也都把激光光源數(shù)字電影放映機(jī)作為今后市場推廣的重點(diǎn)，DLP拼墻廠商也將納入激光其中，巨洋、尚易德、彩訊等都相繼推出了相關(guān)產(chǎn)品，如今激光光源產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋家用、商務(wù)、工程、數(shù)字電影放映等各領(lǐng)域的應(yīng)用，并且還在不斷豐富之中。人們對于激光光源如此熱衷，除了取其高亮度、長壽命、廣色域、低衰減的優(yōu)勢外，就是綠色低碳節(jié)能了，這也是我們本期關(guān)注的主題，激光到底節(jié)能幾何，下面馬上揭曉。
對比出真相
經(jīng)過多年的高速增長之后，中國目前已經(jīng)進(jìn)入了一個講究環(huán)保的時代，高耗能的產(chǎn)業(yè)、污染環(huán)境的生產(chǎn)被限制，綠色節(jié)能產(chǎn)品被青睞。受此及全球環(huán)保大環(huán)境的影響，投影機(jī)光源也在發(fā)生著變革，首先是LED光源的崛起，之后是便是激光光源的綻放，占領(lǐng)市場十多年的傳統(tǒng)高壓汞燈和氙燈光源的統(tǒng)治地位正在被逐漸成熟的綠色光源所威脅。
與其他光源不同，激光光源發(fā)光密度高區(qū)域小，因此可以提供比傳統(tǒng)光源更高的光轉(zhuǎn)移效率和更長的壽命。投影光機(jī)廠商LUMENS提供的數(shù)據(jù)顯示：傳統(tǒng)燈泡光源雖經(jīng)不斷改進(jìn)，有些UHP型號號稱壽命已可達(dá)到6000~8000小時，但光效率并不高，只有 7流明/W，且含有毒金屬汞，而激光光源除了具有20000小時以上的長壽命，光效率也達(dá)到了15流明/W，且綠色無汞。
需要說明的是，投影燈泡壽命是指全部生產(chǎn)的燈泡，經(jīng)過一段時間的工作，有50%的數(shù)量出現(xiàn)包括閃爍、不能穩(wěn)定工作、不能點(diǎn)亮、物理破裂等故障，這個時間定義為燈泡的壽命。激光投影機(jī)的光源壽命是指投影機(jī)亮度輸出衰減到初始值的50%。AVANZA公司市場副總監(jiān)孫暉強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前激光光源壽命不僅遠(yuǎn)優(yōu)于燈泡壽命，且通過測試及計(jì)算，激光光源的亮度輸出衰減到初始值的50%時，已經(jīng)超過了20000小時。重要的是，在20000小時標(biāo)稱壽命之后，激光投影機(jī)依然可以繼續(xù)工作。此外UHP燈泡在工作時，只有一部分是可見光，其他接近50%的能量是以紅外線和紫外線的形式輻射出來，浪費(fèi)的能量也較多，系統(tǒng)效率較低。同時紅外線和紫外線的輻射會加速塑料件的老化、升高投影機(jī)內(nèi)部溫度，造成故障率增高并影響電子器件壽命。紫外線對光學(xué)鍍膜的壽命還有很大影響，降低了光路的光效。
通過對比可以讓我們很輕松的算出一筆經(jīng)濟(jì)賬，得出誰更節(jié)能。以NEC的NC1100L為例，它是NEC在去年10月推出的面向中小影廳的一體式激光光源數(shù)字電影放映機(jī)，在滿足DCI色域條件下可以在寬達(dá)11米的屏幕（增益1.8）上達(dá)到14ft的亮度，光源壽命2萬小時以上，整機(jī)功耗為1600W。如傳統(tǒng)放映機(jī)要達(dá)到同等亮度需要使用2kw及更高功率氙燈，壽命為3000小時，整機(jī)功率2500W左右。要使用到2萬小時至少需要更換6次以上燈泡。從電費(fèi)來考慮，選擇氙燈功率相差近1千瓦，每天運(yùn)行10個小時，一個廳就可以節(jié)省10度電，一年就是3600度，一個擁有100個廳的院線每年就可以節(jié)省50萬元以上的電費(fèi)。
光效的提升、電費(fèi)的節(jié)省，2萬小時不用對光源進(jìn)行更換和維護(hù)，更少數(shù)量的燈泡使用，故障率的降低，使得激光投影在降低了用戶運(yùn)營成本的同時，還為綠色節(jié)能做了很大貢獻(xiàn)。
長期以來LED光源與激光光源一樣，被很多廠商和媒體宣傳冠以節(jié)能環(huán)保的光環(huán)，但LUMENS銷售總監(jiān)云勇并不認(rèn)可：“LED不含汞比較環(huán)保，但不節(jié)能，LED光效能僅有5流明/W，僅為激光的1/3，比傳統(tǒng)燈泡7流明/W的光效還低。”這個說法出乎意料，對此記者向其他公司進(jìn)行了求證。上海三鑫公司確認(rèn)LED光源的功耗確實(shí)還是比較高的，而且LED亮度低，在一些需要高亮度的場合是無法使用的。上海三鑫常務(wù)副總經(jīng)理戴立勇表示，激光光源和LED光源公司都研究過，而且都有產(chǎn)品銷售。因此兩種光源產(chǎn)品在能耗上有著很直觀的對比。我們認(rèn)為激光光源的能耗肯定比LED低，同樣能耗不同光源的兩款設(shè)備，激光可以達(dá)到3000流明的亮度，而LED僅有300流明，因此激光肯定是節(jié)能的。激光光源顯示技術(shù)目前還沒有大面積地推廣，市場對這一技術(shù)還是存在一些誤解。我相信1~2年內(nèi)將有越來越多的激光光源產(chǎn)品推向市場，激光光源在節(jié)能方面的優(yōu)勢，尤其在高亮度的使用環(huán)境下的優(yōu)勢將被越來越多的人所認(rèn)可。
“即使與投影之外的顯示方式相比，激光光源的功耗也是較低的。”戴立勇進(jìn)一步表示。
RGB三色激光與激光+熒光色輪誰更節(jié)能
目前激光光源技術(shù)主要由RGB三色激光與激光+熒光色輪兩種方式為主。RGB三色激光是用紅綠藍(lán)三原色激光頭產(chǎn)生的激光，通過三片式DMD芯片光機(jī)實(shí)現(xiàn)三原色合出不同的色彩。激光+熒光色輪方式，是以藍(lán)色激光為能量源，以含有紅色、綠色熒光粉和藍(lán)光透玻片的多色旋轉(zhuǎn)熒光粉為光波波長轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生紅藍(lán)綠三基色輸出。前者可以達(dá)到很高的亮度，色彩表現(xiàn)優(yōu)秀，但價(jià)格高；后者較為經(jīng)濟(jì)，體積更小，主要應(yīng)用在10000流明以下的激光光源投影機(jī)上。
關(guān)于二者的發(fā)光效率，LUMENS提供的數(shù)據(jù)給我們很好的參考：RGB三色激光方式中，藍(lán)色激光發(fā)光效率最高，紅色激光的發(fā)光效能約是藍(lán)色激光的50%，綠色激光的發(fā)光效能約是藍(lán)色激光的 20%。如采用藍(lán)色激光+熒光方式，藍(lán)色激光可以產(chǎn)生 90% 綠色及 80% 紅色。因此結(jié)論是激光+熒光方式可以產(chǎn)生較好的光效 (紅色激光80% 對 50%, 綠色激光90% 對 20% )，與之相比三色激光并不節(jié)能，但它的色彩還原度是最優(yōu)的，這也是被廠商應(yīng)用于電影院放映機(jī)的原因。
從成本上來考慮，目前藍(lán)色的激光二極管的生產(chǎn)成本最低、發(fā)光效率最高，紅色激光二極管可以靠藍(lán)色激光二極管變頻來實(shí)現(xiàn)，但是綠色只能靠激光二極管發(fā)出，而目前綠色激光二極管的生產(chǎn)成本又很高。所以人們就想出用藍(lán)色激光二極管激發(fā)熒光體來代替紅綠激光二極管的方法，從而降低了機(jī)器的生產(chǎn)成本，也在很大程度上提高了熒光色輪方式的發(fā)光效率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。
不過，明基投影機(jī)高級產(chǎn)品經(jīng)理劉漢清有自己的看法，他認(rèn)為三色激光一般是用在高亮度投影機(jī)上，高亮度能量消耗必然很大，遵循能量守恒定律光能高輸入能量也越高，這樣一來看似耗電量也很高。但實(shí)際上，從成像原理上來說，三色激光是直接發(fā)光，在成像光路上損耗比較小，而激光+熒光色輪方式是藍(lán)色激光照在熒光色輪上，它除了激發(fā)出需要的顏色之外，還有一部分能量被消耗掉了。因此從綠色節(jié)能的角度，二者整體效率差別不是太大，但是從絕對值來說熒光粉色輪的投影機(jī)由于亮度低功耗更低。
深挖激光低功耗
為了更好的節(jié)能環(huán)保，各廠商在使用激光光源的時候，還紛紛加入了自己的設(shè)計(jì)，使綜合耗能進(jìn)一步降低。
如LX60ST/LW61ST是明基在2012年推出的使用藍(lán)色激光光源作為發(fā)光源的短焦投影機(jī)，首次應(yīng)用了獨(dú)有的SmartEco技術(shù)，這是一個根據(jù)畫面亮度智能調(diào)節(jié)光源發(fā)光功率的技術(shù)。激光光源是固態(tài)發(fā)光技術(shù)，發(fā)光功率可以做無極調(diào)整，所以SmartEco在激光光源上可以做到10%~100%功率之間的非限性調(diào)整，在應(yīng)用了這個技術(shù)后可以將激光光源的能耗降低到一個非常可觀的程度。它的原理就是當(dāng)播放很亮畫面時激光光源全功率工作，確保最大亮度輸出，但出現(xiàn)大量黑色畫面整體亮度要求不高時，智能地將亮度降低。
Sony VPL-F420HZ是索尼去年9月發(fā)布的首臺激光光源液晶投影機(jī)，也采用了自動節(jié)能光源控制功能，10秒后畫面沒有變化，亮度就會自動調(diào)暗約15％，如持續(xù)沒有變化，將自動調(diào)到原亮度的5％，如無信號輸入則調(diào)為0%；而利用畫面消除（空）模式，用戶只需輕按遙控器上的按鈕，即可關(guān)閉信號輸出，快速停止能源消耗，輕松便捷。
“由于激光光源是固態(tài)光源，所以NEC的固態(tài)混合光源投影機(jī)都采用的“CTT"液冷冷卻技術(shù)，有別傳統(tǒng)的燈泡的風(fēng)冷技術(shù)，NEC的CCT液冷技術(shù)可以很大程度上提高光源的散熱效率、降低機(jī)器功耗，并且使得投影機(jī)噪聲得以降低。因?yàn)椴捎昧薈CT液冷技術(shù)也使得NEC投影機(jī)的光路系統(tǒng)被密封在一個封閉的系統(tǒng)內(nèi)，減少了灰塵對光路系統(tǒng)的污染。”NEC（中國）數(shù)字電影機(jī)產(chǎn)品經(jīng)理馮子成表示。
明基激光投影機(jī)LX60ST/LW61ST
Sony首臺激光光源液晶投影機(jī)VPL-F420HZ
NEC面向中小影廳的一體式激光光源數(shù)字電影放映機(jī)NC1100L
改進(jìn)發(fā)展前景闊
雖然目前激光光源發(fā)展比較火熱，但仍存在一些不足。如藍(lán)色激光+色輪方案的色彩不如LED光源、激光熒光粉壽命還不是很長，RGB三色激光方案成本高價(jià)格貴、電光轉(zhuǎn)換比率不是很高等。
“相比傳統(tǒng)光源或LED光源投影機(jī)，現(xiàn)在采用藍(lán)色激光+熒光光源方式的投影機(jī)在畫面色彩上還是有些偏離，主要表現(xiàn)在會出現(xiàn)偏藍(lán)偏紫，紅色光源不太足。不過熒光粉的配方還有調(diào)整的空間，未來一定會得到改善。”明基劉漢清稱。
提高激光二極管的發(fā)光效率和降低其生產(chǎn)成本被很多廠商認(rèn)為是未來激光光源發(fā)展提高的主要方向。Lumens的激光DLP背投機(jī)芯今年下半年將正式進(jìn)入量產(chǎn)階段，在研發(fā)過程中，技術(shù)人員測得激光二極管激光目前的電光轉(zhuǎn)換效率為30%，如經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)這一效率有望提高到40%，此外二極管單體發(fā)光亮度也有提升空間，由此可以進(jìn)一步減少二極管使用個數(shù)，提升投影機(jī)的光投射效率。
Lumens的激光DLP背投機(jī)芯
上海三鑫一直致力于研發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的激光顯示產(chǎn)品，他們認(rèn)為的不足和擔(dān)心是藍(lán)光激光器技術(shù)目前還掌握在國外少數(shù)幾家企業(yè)的手上，中國企業(yè)采購困難，限制了激光光源顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而綠光激光技術(shù)及激光光學(xué)引擎技術(shù)世界范圍內(nèi)還不夠成熟，仍有不少技術(shù)問題需要突破。戴立勇堅(jiān)定表示將繼續(xù)加大投入，早日解決激光光源目前存在的不足，盡快推廣激光光源在顯示方面的應(yīng)用。
無論還有多少不足，可喜的是業(yè)內(nèi)已形成這樣的共識，那就是隨著價(jià)格的降低，激光光源產(chǎn)品會得到廣泛的應(yīng)用和更多的發(fā)展。節(jié)能方面，技術(shù)進(jìn)步必會帶動光效率的不斷提高、功耗更低。激光光源由于其高亮度、高畫質(zhì)、高分辨率、低能耗、長壽命、可集成化的特點(diǎn)，使其必然成為未來投影機(jī)光源發(fā)展的方向，占據(jù)顯示的主導(dǎo)地位。