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关于激光放映,从某影城经理的困惑说起

2019/5/29 14:05:21      来源:
[提要]关于激光放映,从某影城经理的困惑说起

话说,前一阵子艾维电影记者去走访影院的时候,碰到了一位善聊的影院经理,其中抛出了一个有意思的问题:你说是RGB激光光源好还是激光荧光技术好?这可把记者难住了。当时记者的表情是这样的:



记者是这样回答他的:这很难说啊,要看你从哪一方面来看。接着他穷追不舍:你给我解释一下,既然现在都有了RGB三基色纯激光的光源存在,为什么厂家还要绕个弯研发激光加荧光技术呢???

 

Emmmm,实不相瞒,他问完之后记者就是这样的……



SO,记者于是说:这两种激光技术各有优势吧,人家这样做总是有原因的。看他还是不甚满意记者的回答,显然记者无法当场提供他需要的全部答案。


回来后,记者咨询了行业专家。当然专家的解释很专业,但限于行业从业者未必理解,记者今天就自己的理解,试图用通俗的语言做一科普,也算是对那位影城经理的回答。



话说早几年,作为半导体激光技术的激光二极管,由于材料、光效、功率等不同,R、G、B激光二极管的成本相差很大,甚至相差十倍以上,这当中蓝色激光二极管由于材料、工艺成熟,性能稳定,其成本是最低的。人们为了产生白光,想出了蓝色激光与黄色光混合形成白光的方案,来规避价格相对昂贵的红色与绿色激光的RGB混合成白光的方案。最终采用的是用蓝色激光与用蓝色激光照射荧光色轮形成黄色荧光的技术方案。这就是后来在小型电影放映机和投影机上应用非常普遍的单色激光加荧光光源。


说白了就是节约成本


我们不说荧光体的寿命、性能、工艺,单就最后的白光质量来说,发现跟RGB三基色纯激光混合成的白光还是有距离的,尤其是对红色的显示效果还不理想。现时,随着技术的成熟,半导体激光器技术也在进步。红色激光二极管性能与价格也有了下降,于是人们设想,用蓝色、红色激光与其照射荧光体产生的黄色荧光共同产生白光的方案。



换句话说,节约成本做到了,现在要开始提升性能了。


这种技术既能提供原汁原味的蓝色激光,又能提供原汁原味的红色激光,此外还额外提供了一个“黄色荧光”。或者说,双色激光技术对传统激光荧光色轮的改进主要集中在“纯激光的红色”以及“荧光黄色”上。


那为什么要有纯激光的红色呢?据研究表明,蓝色激光+荧光色轮体系的显色瓶颈主要集中在红色上。荧光粉红色存在出光波长范围偏大、中心波长随着荧光粉寿命消耗波动、出光能量值随着荧光粉寿命消耗波动等问题。这些问题导致,初始阶段红色显色能力不令人满意、长期使用后产品显色能力再次下降。


而加入红色激光器后的双色激光系统,直接使用红色激光,呈现最为纯正,波长波动小于4纳米、长期应用能量波峰稳定的“中国红”。



再来说说黄色。对于熟悉DLP投影技术的读者,黄色一定不会陌生。DLP投影发展出多色段色轮技术,第一个增加的颜色就是黄色。黄色的本质是红色和绿色的组合。增加黄色段有助于提升产品的最终亮度和光源利用效率,同时也有利于提高红色端和绿色荧光端的显色效果。双色激光产品的荧光色轮,增加黄色部分的显示意义也就在于此。


目前来看,红色激光二极管技术已比较成熟、稳定,成本较低。黄色荧光粉技术,曾经是LED照明领域的核心研发阵地,也有大量成熟的技术和产品可以采用。同时,在蓝色激光转化绿色原色的荧光色轮上,保持黄色色段,有利于继承已经成熟的蓝色+荧光色轮技术体系的成果——事实上,这个黄色色段是代替了此前荧光色轮上的红色段。这一变化不仅增强了显示效果,还最大程度上继承了既有技术。


或者是说,双色激光技术本质是在蓝色+荧光色轮技术上,增加一个红色激光组件,并直接进入最终的混光环节;同时将荧光色轮的红色部分换成黄色荧光粉。


这就导致,双色激光最终的成像过程是四种原色参与:蓝色激光、红色激光、黄色荧光、绿色荧光在这个体系中,主要的显色瓶颈是绿色荧光。而通过增加黄色荧光,绿色部分的效果不足可以得到部分弥补。




正是这样一个看起来“很复杂”的系统,规避了价格昂贵的绿色激光二极管,利用现有的低成本、成熟技术,搭建出一套最能展现出激光“色彩优势”的解决方案。同时,由于其继承了蓝色+荧光色轮技术的所有基础,这个系统在可靠性和成本上依然满足高端投影机光源的要求。


随着绿色激光二极管技术工艺的成熟,其价格也在下降(当然比蓝色、红色激光二极管来说仍要贵),于是人们又想到了加入小功率的绿色激光,组成三色激光的荧光技术,用来弥补双色激光荧光技术的不足,这种方案的价值还在于规避了大功率绿色激光二极管的价格昂贵,同时又有较好的显色性。




当然,目前来看激光荧光粉技术各方面性能都在持续提升中,已达到了很好的性能,综合成本具有优势,但从技术原理、性能和发展趋势来看,采用RGB纯激光将会是普遍的趋势,这也就是国外放映机厂商不少旗舰机型采用了RGB纯激光作为放映光源的原因。



当然仅从激光光源的色光质量来说,RGB三基色纯激光无疑具有优势,但因为R、G、B激光二极管的光效、成本以及稳定性相差悬殊,仅从混合成白光的稳定性看还是存在不足,说白了就是随着时间推移,三种颜色的激光强弱会发生变化,造成偏色,因此必须进行校准,同时要解决放映时产生散斑的问题。前者,目前来看要进行校准(手动或自动),后者要增加消散斑机构。


通过这样的解释,记者不免觉得那位影城经理肯定还是不会满意的。但事实就是这样的,很多事情未必一定有明确的答案,还是读者朋友根据自己看重的方面来定夺吧。

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