同为激光差别大!MCLA双色激光技术解析

科技 2017-12-05 12:15        

​​过去的2016年除了是VR的发展元年之外,还是激光投影机的发展元年。虽然激光在投影机上应用已久,但是真正发展时期还是从2016年开始。而目前,激光光源已经成为了投影机上一项不可或缺的重要技术。不过,对于激光光源来说,它又分为单色激光、双色激光以及三色激光三种不同的类型。面对这三种激光技术,到底哪一种才是最佳的解决方案?这是困扰很多准备选购激光投影机用户的一个问题,而本文也将对其进行探索。

▲激光已经逐渐成为主流投影技术,相信未来甚至会取代LED光源。▲激光已经逐渐成为主流投影技术,相信未来甚至会取代LED光源。


什么是激光光源?

要了解激光光源需要首先知道什么是激光。相信很多朋友接触激光都是小时候在学校周边的小卖部购买的几块钱的激光发射器,那时候的我们只知道激光就是一束光,并且是作为一种玩具存在的。那么激光到底是什么?简单来说,激光光源,就是通过激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源,同时也是一种相干光源(是指频率相同、振动方向不垂直,且相位差恒定的光,两束满足相干条件的光也可称为相干光)。

▲相信很多朋友小时候都玩过这种激光玩具。▲相信很多朋友小时候都玩过这种激光玩具。

激光的优缺点

既然现在激光已经逐渐成为了一种主流的技术,那么它一定有过人之处。是的,激光相比传统的汞灯和LED光源具有以下三大优点:

1、单色性好。

激光所发出的颜色相对来说更纯,并且它的单色性比普通光源高出10倍以上。因此,激光光源是一种优良的相干光源,并还可以用于光通信。

2、方向性强。

激光束的发散立体角很小,为毫弧度量级,比普通光或微波的发散角小2~3数量级。

3、亮度高。

激光焦点处的辐射亮度比普通光源高10~100倍。

简单地说,激光光源的主要优势就是亮度高、色彩好、能耗低、寿命长且体积小。而能够同时具备这五种优势的光源有且仅有激光。虽然LED光源也是一种不错的光源,但亮度相对较低,因此未来在和激光光源的较量中始终无法处于一个等级。当然,这些优势目前还没有办法完全展现,毕竟激光也有缺点,比如激光光源的成本较高,特别是在实现彩色显示的时候,绿色光源亮度、寿命与红蓝两色不匹配的难题目前也困扰着这个行业。

▲激光光源投影原理▲激光光源投影原理

激光细分三类,双色激光渐成主流

我们在文章开头就提到过,目前激光光源有单色激光、双色激光以及三色激光三种不同的类型。其实,在激光光源还没被广泛使用的时候,三色激光技术就出现了,亮度、色彩等方面三色激光可以说是最佳的激光光源。不过,由于红色和绿色激光的发生器价格高昂以及三色激光结构复杂,因此成本非常高,只有像影院的激光电影播放机才被使用,普通消费级激光投影机价格太高,消费者难以承担。为了加速激光光源的普及以及降低成本,因此另外一种相对廉价的方案来了,它就是单色激光光源。

▲三色激光示意图▲三色激光示意图

​所谓单色激光光源,是由一种色彩的光搭配荧光粉色轮进行分色,然后形成RGB色彩。通常单色激光都是采用的蓝色,蓝色激光的成本价格更低,并且光电转化率较高。虽然成本降低了,但是问题也来了:首当其冲的就是采用单色激光光源的色彩显示不准;其次是蓝色激光荧光色轮由于技术瓶颈,荧光粉色轮始终保持高压运转,容易产生色彩漂移。为了解决这两个问题,一种新的解决方案——双色激光光源应运而生。

单色激光技术原理

绿色形成原理

蓝色Laser Diode(激光二极管)所发出的蓝光经过荧光色轮(Phosphor wheel)的绿色(Green)反射形成绿光,然后再经过滤光色轮(filter wheel)过滤出所需要的绿色光波长,从而形成绿光通过(如下图)。

▲绿光形成原理▲绿光形成原理

蓝色形成原理

而蓝色激光的形成则是由蓝色Laser Diode所发出的蓝光经过荧光色轮的蓝色(Blue)部分,直接通过,然后经过滤光色轮中透明段,从而形成投影画面所需要的蓝光。

▲蓝光形成原理▲蓝光形成原理

红色形成原理

同样的,也是通过蓝色Laser Diode所发出的蓝光经过荧光色轮的黄色(Yellow)反射形成黄光,然后再经过滤光色轮的红色段过滤掉黄光,从而形成只剩下红光通过。

▲红光形成原理▲红光形成原理

黄色形成原理

与上面介绍的其他颜色一样,还是由蓝色Laser Diode所发出的蓝光经过荧光色轮的 黄色(Yellow)反射形成黄光。再经过滤光色轮的白色部分使黄光通过,从而形成只剩下黄光。

▲黄光形成原理▲黄光形成原理

​双色激光是通过采用蓝色激光发生器和荧光色轮,再配合绿色荧光,相对来说能够带给激光投影更大的色域覆盖、更好的色彩显现、更丰富的红色细节。最重要的是它还保留了单色激光荧光技术经济性的优势。不过,传统双色激光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。为了解决这些问题,怎么办?投影机行业的领头厂商也在思考解决办法,终于,一种全新的双色激光技术诞生了——奥图码MCLA双色激光技术。

MCLA:更理想的双色激光解决方案

相比一般普通激光投影机,奥图码还通过调整滤色轮色段比例,固定功耗下提升整体投影机亮度达30%,并改善肤色以符合大部分电影场景。同时,加上奥图码独有的新MCLA(Multi Color Laser Architecture)双色激光技术,通过红色激光模块的采用,一改过去荧光红色饱和度不高的缺点,让红色一举超越HDTV标准,达到DCI-P3超广色域标准。

▲通过增加黄色段出光比例,让色彩亮度更高。▲通过增加黄色段出光比例,让色彩亮度更高。

▲在红色激光的帮助下,可以让红色输出的颜色更为纯正。▲在红色激光的帮助下,可以让红色输出的颜色更为纯正。

​值得一提的是,MCLA双色激光技术通过在双激光中提高了红色的比例,从而使画面的色彩看起来更加鲜艳。除了红色外,在使用MCLA双色激光光源时,橙色的色彩输出也更加准确、生动和逼真。

▲通过对比可以看出MCLA双色激光技术的色彩更好。▲通过对比可以看出MCLA双色激光技术的色彩更好。

MCLA双色激光技术原理

奥图码MCLA双色激光技术其实简单地说,可以理解为一种多色激光架构。那么相比普通双色激光技术,MCLA双色激光技术又有哪些特点呢?首先,MCLA拥有更高的红色输出比例,也就是色彩显示更纯;其次,是色彩表现更好。我们上面就说到过,MCLA通过调整色轮色段比例,让色彩表现有更进一步的提升。

▲MCLA双色激光技术结构原理示意▲MCLA双色激光技术结构原理示意

​既然有优点,那么也有缺点。MCLA双色激光技术其本质是一种多色激光架构,为了追求更好的显示效果,所以MCLA双色激光技术的结构相比普通的双色激光技术结构上更为复杂,并且安装也更加困难,而这也是MCLA双色激光技术的缺点。

▲奥图码MCLA双色激光技术与普通双色激光技术在结构上的对比,可以看得出来,MCLA双色激光技术在内部结构上要复杂得多,而这也保证了更好色彩输出。

SWG超广色域加持

所谓SWG技术又是怎样一种技术呢?SWG技术,全称即Super Wide Gamut(超广色域)技术。SWG激光技术是奥图码色彩工程师秉持追求真实丰富呈现的初心,通过多次色彩调试,寻找最佳涂层配比,调整红、绿、蓝、黄不同色段的出光比例,使新一代激光引擎可滤出纯色的RGB波长,色域总面积可达118%HDTV、涵盖率逼近100%,让色彩广度完全涵盖HDTV范围,实现精准的色彩呈现,让影像显示能力如工匠手工精细打磨般细致。

​▲从波长示意图来看,奥图码的Super Wide Gamut技术色彩比普通双色激光色彩更纯。

写在最后:激光技术的进步使用成本的降低

从目前市面上已经上市的激光投影机可以看到,价格参差不齐,像便宜的激光投影机甚至可以做到5000元以内的价格,不过这类投影机我们并不建议购买。因为这类产品使用的是已经淘汰的老旧激光技术,不论是色彩、亮度都不高。而真正采用双色激光光源的投影机价格目前都基本维持在万元左右,当然,随着科技的发展,采用像MCLA激光技术的投影机价格还会逐步降低,届时,将会有更多的家庭用户用上激光投影机。​​​​

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