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激光投影新神器:白色光源WLD

來源:投影時代 更新日期:2019-06-25 作者:那山那水

    投影行業最熱門的技術非“激光”莫屬。近年來先后發展出激光熒光色輪技術、激光滾筒色輪技術、高壽命陶瓷熒光色輪,以及三原色RGB激光光源等等。激光顯示技術的創新可謂日新月異。

    近日開幕的上海電影節上,鐳創高科進一步展示了“WLD2.0-TEC”產品:這是一種白光激光光源投影顯示方案,且創造性采用半導體散熱方式,解決了傳統高亮度激光機型“水冷系統”的苛刻運作與維護問題。行業專家表示,白光激光光源投影技術必然進一步豐富本土激光顯示產業的核心供給體系,為市場提供差異化的選擇。

    WLD2.0-TEC——用6P技術克服“散斑”問題

    在激光顯示系統中,其優秀的色彩表現得益于激光光源的“單純性”。但是,恰是這種純凈的激光特性,也產生了另一個問題:即散斑。無論是藍色激光+熒光的方案,還是RGB激光顯示方案,都需要克服散斑問題。

激光投影新神器:白色光源WLD

    尤其是目前,高端電影放映市場的RGB激光光源體系,雖然在色彩表現、色域覆蓋上“前無古人、后無來者”,效果格外出眾。但是,散斑問題也更為嚴重。以至于很多影院采用了“振幕”技術,實現消除散板。即靠投影屏幕快速的震動和輕微的位移,實現每一個像素點反射面的變化——投影幕是一個漫反射結構,理論上每一個點的光學特性都略有差異,并且完全不會重復——進而使得純凈的激光在反射時,不同相位上混合,并克服散斑問題。

    這一技術的優勢在于“振幕”是機械工程,門檻非常低。劣勢則在于,噪音問題顯著、最終效果可靠性一般、系統自身的成本和維護效益變化等。因此,行業內一直在尋找一種可以從光源端解決“散斑”問題的技術手段。

    WLD2.0-TEC技術,采用6P激光光源方案,即兩波長紅光、三波長綠光、并適度拉寬藍光波長范圍的方式,在光源端克服純波長激光的干涉現象,實現對散斑問題的“源頭控制”。同時,該系統采用光源端混光技術,在最初的光源部分將三原色激光混合成白色恒定亮度、色溫和平行的光源。這一過程中,通過有效設計混光器的微型光學結構,進一步消減散斑問題,并最終做到“告別專門散斑消除裝置”,讓“振幕”下崗的目的。

    WLD2.0-TEC——半導體冷卻技術,創造新應用

    超高亮度投影產品的應用瓶頸,一半是由產品成本造成的,另一半則屬于“冷卻”問題。因為極高的亮度,無論采用何種光源技術,都意味巨大的發熱量。這些熱量對于系統的光源、電子電路、光閥等部件都是巨大的威脅。

    因此,高亮度投影機大量采用水冷系統進行散熱。甚至還要獨立配置空調房。水冷系統涉及到壓縮機工作、冷卻液密封等復雜過程,必然增加系統成本和維護工作量。而WLD2.0-TEC創造性的采用半導體TEC冷卻技術。激光光源與半導體TEC冷卻機構一體化密封設計,做到最大的可靠性保障。

激光投影新神器:白色光源WLD

    半導體TEC冷卻技術的原理是“珀耳帖效應,又稱熱-電效應”。即半導體P-N結兩端在直流電流下呈現出很高的“溫差”效應。利用這個可以通過低溫端實現為設備散熱。半導體制冷器產品,因為沒有機器運動部件,也沒有“散熱鱗片和冷卻液的熱量傳導”過程,所以具有無噪聲、無振動、不需要擔心冷卻劑消耗或者泄露,以及體積小,重量輕等特點,是一種工作高度可靠,操作維護及其簡便,溫度傳感控制高度敏感的高端散熱方案。

    WLD2.0-TEC光源體系通過采用半導體散熱技術,顯著縮小了光源模組的體積,提供了更高的作業環境容忍性,對于提升純激光光源產品的應用普及度有巨大幫助。且這是一種完整的光源半導體方案,既有技術集成上的高度緊湊,散熱結構全固體化與發熱部件大范圍緊密接觸,同時也有系統內部件可靠性曲線高度一致的特點,可以降低最終產品的維護成本。

    再次亮相上海電影節,WLD2.0渴望走向實用化

    目前,WLD2.0-TEC系統已經獲得一定范圍內的試用。比如,2018年青海茶卡湖畔奇幻大片《阿修羅》的首映儀式,就采用了鐳創高科WLD2.0白光激光放映系統。今年6月份上海電影節,科視CP2308與Barco-6E機型再次與WLD2.0合作,展示了白色激光光源系統的特殊魅力。

    據數據顯示,WLD2.0產品較第一代有顯著改進。比如,電光效率從第一代的8流明每瓦提升到11流明每瓦;光源部分從4P激光升級為6P激光,進一步抑制散斑,散斑對比度<4%;同時,散熱系統由傳統水冷產品升級到半導體冷卻技術,熱控精度為±0.1℃,性能更穩定;采用非集束光線光源耦合系統,避免了光纖燒毀的危險等等。

    恰是這些嶄新的進步,讓WLD激光從概念時代,逐漸步入實用時代。行業專家表示,目前11流明每瓦的效率已經達到市場主流激光光源的能效水平,可以為行業在激光顯示光源產品上提供一個差異化的選擇。尤其是對于高亮度投影產品而言,這是一個非常好的消息。2019年渴望在市場上看到更多的采用WLD2.0方案的激光投影和放映機產品的應用案例。

    技術創新不斷,WLD3.0已經在路上

    “1.0解決技術可行性問題,2.0解決可用性問題,3.0就要讓WLD真正變成頂級體驗的技術。”行業觀察人士指出,隨著2018年初推出的WLD2.0方案進入實用階段,嶄新的WLD3.0方案也已經呼之欲出。

    和2.0比較,3.0方案會在繼承2.0技術框架的基礎上,進一步改良激光光源的選擇和白光耦合技術。在散斑抑制和色域指標上有嶄新的突破。據消息稱,WLD3.0的散斑抑制渴望接近媲美傳統汞燈光源的水平。而在色域指標上,更為寬廣的紅色、綠色,乃至于黃色表現,將讓頂級投影機和電影放映效果更上一層樓。

    北京鐳創高科光電科技有限公司是一家2016年成立的公司,致力于高品質白色激光光源系統的設計和開發。短短三年時間就為行業推出了成熟可用的白色激光投影顯示光源,極大的豐富了本土激光顯示產業的路徑選擇,對于國內激光顯示產業繼續領導全球行業科技創新具有重大意義。上海電影節中WLD2.0產品與全球放映機巨頭科視和巴可產品的聯合試用,等到了行業人士的良好認可。

    相信隨著未來WLD光源技術的進一步發展,激光顯示產業必然迎來嶄新的發展機遇。其包括散斑控制、白光混光、半導體散熱等技術的創新,也將為行業其它類型產品的發展提供參考和經驗。例如,半導體散熱技術可以很好解決家用LED和激光投影產品的噪音問題。其一體化的高度集成設計和結構框架也有利于LED光源發展嶄新的高亮度解決方案。總之,WLD的意義不僅是一個很好的產品,更是一個投影光源產業全行業可以吸取的成功經驗,其代表的創新精神,更是民族投影產業不斷崛起和壯大的精髓。

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