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海南省飞鱼彩票:这些秘密你可知道:高亮激光投影的魔术棒

来源:投影时代 更新日期:2018-05-10 作者:花开无期

海南飞鱼彩票 www.zu607.cn     近年来激光投影光源大行其道。尤其是在高端工程、高亮机型上,亮度瓶颈不断被突破。30000-90000流明的激光投影光源系统不断被搬上行业头条。一时间,困扰投影界许久的高亮问题似乎迎刃而解。这背后又有何秘密呢?

    光纤耦合和全反射的魔术棒

    有心的行业人士早已经发现,高亮激光投影机背后的秘密:??榛庠?、外置光源——亮度增加一倍,光源体积也几乎增加一倍。尤其是在30000流明及其以上机器上,这些特点几乎是标配。

    其实,激光光源为投影机实现“源源不断”的亮度提升的秘密主要来自于一种叫做“光纤耦合”的技术。激光的特性是高纯度的线性光源,特别适合于光纤传播。通过光纤藕合,可以实现近乎无限多的激光半导体发光器的光能量被整合到一个“点”上。正是通过这种??榛姆绞?,不断堆叠更多的激光器,激光投影能实现更高的光源亮度。

这些秘密你可知道:高亮激光投影的魔术棒

    激光投影光源的??榛训迪指吡恋脑?,与汞灯时代“双灯”高亮设计是“异曲同工”的。但是,汞灯光源自身的稳定性、寿命曲线和球状发光,让多光源的光路设计、散热设计非常复杂,进而限制了通过“人多力量大”这种模式,不断提升产品终极亮度的技术空间。

    谈到多光源的光路设计,就必须提一下光纤传输光的基本原理:这就是全反射。光纤中的光传输依赖于全反射。理论上全反射不会导致光能损失——也就不会导致“热效应”。后者是极高的激光能量能够稳定在光纤中传输和藕合的前提所在。目前,光纤藕合技术,实现数百瓦、甚至数千瓦的光能输出,都是“货架”技术。

    正因为激光光源有利于“多光源藕合”的特点,业内甚至提出:高亮投影机在激光时代已经没有光源亮度瓶颈——相反的,能够承受更高亮度的DMD等光阀,成为制造更高亮度投影机的“最大瓶颈”。

    线性特征,让激光成为工程投影光源唯一选择

    2017年以来,激光光源在工程投影市场的渗透越来越深入。行业数据表明,2017年底,激光在工程投影市场的渗透已经高达7成。尤其是在万流明以上的新品种,激光成为唯一的“光源选择”。

    对此,很多人提出,为何激光能够胜任“投影的终极光源任务”呢?为何不是另一个固态光源明星LED呢?答案在于激光的“线性特征”。

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    在液晶电视等显示设备上,LED是标准的“面光源产品”。其通过点阵发光和导光板藕合的方式,能够为液晶显示提供区域可控(HDR技术)的高效、高稳定性、高显色性能的光源。但是,导光板藕合和光纤藕合的“体积”截然不同。

    光纤理论上是一根极度细小的线缆:即便是一束光纤,也不过是直径非常小的线缆组合。导光板则呈现出一个“巨大”的面积。这种面积特征使得“??榛倍训嗟耐蚍⒐獾脊獍迮汉螸ED光源,需要配置更多的大型反射镜——后者让通过导光板堆叠形成高亮光源的系统“体积巨大”。这种光源即便可以通过缩束光路,用于投影机产品,也会使得最终的投影系统非常笨拙,无法适应大多数的工程安装需要。

    实际上,LED光源不适合于高亮投影机的技术困难,与多汞灯光源系统在高亮投影机产品设计中的“体积与光路”复杂性并无二致。激光光源则依赖“线性特点”、光纤藕合技术,成为高亮工程机的唯一光源选择:这个答案或许已经是工程投影光源的终极选择。

    热管理技术,高亮工程投影光源设计的核心

    巨大的体积是工程投影机的最大外在特征。而这个巨大的体积的核心,只不过是散热系统。实际上,任何光源技术,都会因为总亮度增长而带来总热量的同比增长。同时,由于这些热量过于集中在投影机和光源系统内部,这使得散热技术的难度成几何级数增长。

    尤其是在激光光源时代,通过光纤藕合、更多激光器的堆叠即可轻松实现高亮度,这使得工程投影光源设计的中心,几乎只剩下“散热”一项。

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    与汞灯技术相比,激光器的发光效率更高。即同等亮度条件下激光产品的发热量更低。但是,汞灯自身对热的耐受性要好于激光半导体,汞灯发热的空间分布相对也更分散——激光半导体的发热集中在芯片内部,可以说是点状发热,激光半导体对热非常敏感,热管理几乎就是“材料器件的寿命”管理。

    这些特点使得激光光源的热管理分成两个基本层面:首先是激光器自身的散热。这是一个点热源的快速散热问题。必须依靠很好的封装散热材料和温差技术实现。第二个层面是激光光源整体的热管理。主要是大量激光器集中发热导致的热累积效益。这方面的散热,本质是为每一个激光器的散热提供一个“很好的外部环境”。

    这种双重散热设计的需求,使得激光投影光源的散热管理往往采用“全主动导流”的设计。大量应用热管散热、液冷技术和环境散热技术。通过主动散热、多层散热体系,保障高亮激光投影的光源始终处于“合理温度”,正常工作。

    虽然激光光源的散热设计是一个很核心的技术工作,但是相比之下固态的激光光源可以依赖接触性散热,这是汞灯系统所没有的“优势”。汞灯系统不能采用大面积接触发光体的方式实现高效散热。从而使得汞灯系统实现更高的亮度“难度更为巨大”??梢运怠按竺婊哟ナ健鄙⑷壬杓?,是激光光源比较汞灯的又一个重要优势。

    没有完美的技术,激光光源的“劣势”

    虽然业内认为激光光源几乎已经提供了高亮工程投影机的“终极”光源解决方案,且理论上可以提供无限亮度的产品设计空间。但是,激光光源也有其固有的“劣势”。

    一方面,激光光源依赖更为紧凑,层次更多的散热设计。这必然产生噪音问题。目前激光投影机,无论是家用产品还是工程产品,噪音都比较明显。且随着散热系统的机械部件老化,这种噪音问题还会加重。

    其二,激光光源通过??榛姆绞皆黾恿炼?,以及散热系统的能力,这让激光投影机的“个头都不小”。这一点对于工程机而言问题不大。尤其是通过外置光源???,可以有效控制主机的体积。但是对于一体化的商教和家用机,激光投影机依然在体积上显著增加。这成为很多消费者不喜欢激光技术的原因之一。

    第三,虽然激光投影机已经实现长寿命光源系统,但是温度控制依然是影响系统发光效率和寿命的最大变量。所以,进一步研发更高效率的激光器、更耐受高温的激光器、以及更高效的散热系统,依然是激光光源投影机持续进步与发展的关键。理论上激光器的光效还可以提升10倍以上。

    总之,激光技术让投影、尤其是工程投影设计找到了从未有过的利器,让亮度瓶颈问题彻底成为历史。但是,作为一种不断进步的新技术,激光光源还有很大的发展和改进空间,对应而言,激光投影亦处于快速技术进步的道路上。随着新材料和新技术在激光半导体中的应用,未来的激光显示蓝图将更为绚烂。

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