黄色进化 激光LED相爱相杀 解析固态光源技术进化史

预计2018年LED智能投影销量将达到200万台，去年其销量仍为100万台。这个市场之所以快速增长，是因为LED光源是智能投影市场增长的主要催化剂。不仅仅是LED光源，比如激光光源和HLD光源等。，才是近年来日新月异的投影仪市场的真正驱动力。

其实投影技术的本质并没有什么变化，无非是分辨率的升级和价格的下降，只是光源变化市场的热点。今天我们就来说说这些新型固态光源的发展史。

LED光源:缺点和优点一样明显

其实LED智能投影市场的发展是2010年才开始的。当时LED光源的亮度还很低，智能系统还很不成熟。很多智能投影也用Windows移动系统，产品不稳定，蓝屏是普遍现象。所以LED智能投影市场一直没有发展起来。2015年，随着安卓系统的成熟和LED光源效率的提高，LED智能投影市场将真正走向成熟。

发光二极管光源系统结构图

与激光相比，LED光源的长寿命和色彩优势并不明显。它最重要的优点是体积小，最大的缺点在于光电转换效率低。所以使用LED光源的产品可以体积小，但是亮度一直无法突破，所以只能用于一般的家用。

LED光源的升级其实就是光电转换效率的升级，尤其是绿色LED光电转换效率提升的关键。与红色和蓝色发光二极管相比，效率较好。由于半导体技术发展没那么快，绿色LED的效率一直是瓶颈，导致2017-2018年智能投影市场LED智能投影的亮度下降。

如何解决这个问题？市场上出现了HLD光源技术。

HLD光源:LED光源的增强版

HLD光源其实是LED光源的增强版。HLD光源是一种光源技术，利用绿色LED光源提高整体亮度。由于绿色LED的效率无法在短时间内提高，因此只能用于多种用途。但是，使用更多的绿色LED光源会导致光源的体积增加很多。同时，由于绿色LED光源的增加，对散热的要求变得更加严格。因为没有转化为光的电能就转化为热能而消散了。

HLD光源的本质是LED光源

因此，HLD光源的优点是亮度有所提高，缺点是成本高，体积大，需要在空之间散热。使用HLD光源的产品自然非常大。市场上有两种带HLD光源的产品。首先是家用产品，比如明基的X12000H，这是一款使用HLD光源的产品，所以有原色三原色，色彩效果自然好。

HLD光源系列反射式超短焦投影仪

另一类是教育市场的产品。主要代表是NEC等品牌推出的新产品。HLD光源不需要色轮，三原色也能提供更好的画面效果。同时，HLD光源寿命长，对教育市场有吸引力。

HLD光源虽然是飞利浦这两年一直在推的新技术，但并没有被很多品牌应用，与激光相比实力较弱。本质上，这不是一项新技术，而是对LED光源的改进，这也带来了很多问题。所以HLD光源的声音从来都不是特别大。

非主流固态光源:激光+LED

事实上，除了飞利浦的HLD解决方案，市场上还有另一种解决方案。那就是激光和LED混合使用的方案。这个方案是这样的:

激光与红蓝LED光源混合的光源系统

光源系统采用LED实现红蓝，可以降低系统成本。同时利用激光实现绿色，这样可以提高亮度。然而，激光器的绿色部分仍然面临着与LED光源相同的问题:高性能绿色激光光源成本高。因此，激光LED混合光源采用了另一种降低成本的技术——激光荧光转换技术。

绿色激光的光电转换效率不如蓝色激光高

在LED激光混合光源中，绿色部分通过激光实现:采用成本最低、体积小、驱动电压最低、稳定性最好的蓝色激光器。蓝色激光被蓝绿色转换磷光体转换成绿色。虽然荧光转换后能量损失约20%，但综合亮度成本仍较低。

这是激光和LED的混合光源方案。其实这个方案有一个天然的缺陷，就是不能突出。虽然红蓝LED的光电转换效率优于绿色LED，但仍无法与激光光源相比。如果三者都要突出，就没有办法平衡数量和成本。

卡西欧采用激光和红色发光二极管的混合光源方案

其实除了这种混色方式，还有一种卡西欧模式，使用蓝色激光和红色LED作为主光源，蓝色激光激发绿色荧光粉色轮形成绿色，进入最终的混色过程。这个方案现在还只有卡西欧在用。

成本优势:激光荧光粉色轮方案

激光和LED的结合还是不太成功。如何才能让新光源成本低、亮度高？我们已经提到了激光荧光转换技术。于是业界想出了这样的解决方案:用蓝色激光激发荧光粉色轮形成亮黄色，再通过棱镜共享红、绿、蓝三色，一举解决绿色激光不给力的问题。

激光磷光色轮系统

目前，许多教育、商业和工程投影仪都使用这种方案。激光荧光转换技术已成为最具代表性的激光光源技术，目前已基本形成相对成熟的阵营。它的形状稳定，成本低，亮度有很好的潜力。

但是激光荧光转换技术并不完善。由于这个系统没有原始的红绿成本，画面显示效果并不完美。尤其是早期蓝色激光的波长不完美时，画面总是紫色的。如今，蓝色激光发生器的纳米波长更精确，画面偏色基本解决，但在显示红、绿画面时，仍有缺陷。

此外，传统荧光粉色轮的材料在激光的长时间照射下容易损坏或产生色偏。升级荧光粉色轮成为行业的另一个难题。

新攻击:荧光粉色轮的新方向

如何升级荧光粉色轮？这个行业的主要方向是从材料开始。改变陶瓷制造工艺是解决之道。这种材料和其他陶瓷一样，是通过粉末压制和烧结制成的。其烧成温度超过1000°C，能承受极高的温度。这种材料制成的色轮是转换陶瓷色轮，是目前技术上最具竞争力的色轮技术之一。

转换陶瓷色轮

转换陶瓷色轮由纯无机材料制成，由100%磷光材料组成，并提供高效的光源解决方案，以实现高转换效率，这有助于更好的热管理以实现高导热性，从而允许高亮度投影仪，确保高温稳定性的可靠性能，并为长寿命提供廉价的维护成本和实际用户使用成本。

转换陶瓷色轮实拍

目前，市场上有两种材料，它们为动态车轮设计和静态设计提供产品。这意味着无论DLP技术还是LCD技术，都可以应用这种新的色轮。

对于颜色:双色激光VS三色激光

新色轮技术的主要目的是提高稳定性和亮度，但并不能真正提高画面的色彩表现。随着亮度的逐渐提升，激光投影仪的普遍亮度逐渐高于普通用户的需求，因此色彩成为新的研发方向。当时出现了双色激光。

所谓双色激光，就是在蓝色荧光粉色轮光源技术中加入红色激光，因为红色激光近年来发展迅速，亮度有了明显的提升。因此，加入红色激光器可以有效改善单色激光系统中红色性能不足的问题。

双色激光系统结构图

目前双色激光产品已经出现，主要应用于家庭和教育市场。双色激光器结构更复杂，成本更高。因此，双色激光虽然效果较好，但无法大面积推广。目前，部分激光电视产品已经应用双色激光。

RGB三色激光系统结构图

三色激光器，顾名思义，是一种配置红、绿、蓝激光器的光源。这种光源自然比较贵，同时体积大，结构复杂，一般只用于高端电影放映机。这种机器一般卖几百万，所以可以用目前最完美的光源技术，不计成本。

从LED光源到激光光源，我们发现投影仪的光源总是在亮度、色彩和成本之间徘徊。新型固态光源解决了使用寿命问题，但LED光源存在亮度缺陷，激光光源存在颜色缺陷。两者的交叉碰撞和各自的突破，导致近年来投影仪市场光源种类繁多。从长期的技术发展来看，激光亮度的瓶颈不再存在，未来将朝着更好的颜色和更低的价格发展。LED光源只能在入门市场长期布局。

如今，LED光源布局已经进入家用市场，高端激光光源布局的大格局已经形成。虽然HLD光源试图突破这种模式，但目前缺乏信心。但激光+LED光源的混合模式无法提升亮度，成本无法降低，色彩优势不明显，会逐渐下降。