技術交流：ALPD技術——讓激光投影電視進入尋常百姓家

jhddxb · 發(fā)表于 2017-7-26 21:41

前不久米家激光投影電視發(fā)布，定價9999元，剛一出現就在業(yè)界引起一陣轟動。這款激光投影電視，采用的是ALPD技術，雖然是小米迄今比較貴的產品之一，可它卻是最便宜的激光投影電視。

ALPD到底是什么，然后相對于其它的投影技術又有和不同呢？

什么是ALPD？

ALPD是“Advanced Laser Phosphor Display” 的縮寫，即為先進的激光熒光顯示技術。ALPD用基于GaN藍光激光激發(fā)運動的熒光材料來產生一種或多種基色用于圖像顯示，是高亮度圖像顯示的最關鍵核心技術。

ALPD激光光路示意圖

   傳統(tǒng)的圖像顯示設備采用HID等高亮度燈泡的光源來顯示彩色圖像，但這些燈泡都面臨壽命短，效率低，含有毒材料等缺點。自LED發(fā)明以來，由于它的高效率和長壽命，迅速在圖像顯示設備如電視上得到應用。但LED技術雖然不斷進步，能提供較大的光通量，但受限于較大的光學擴展量，其亮度不能提供高亮度顯示的要求，甚至不如一些傳統(tǒng)高亮度燈泡，如傳統(tǒng)投影機用的高壓汞燈。

   而激光具有很好的方向性，激光光斑可聚焦成一個微?。ㄗ畹涂傻綆讉€微米直徑）的光斑，它的亮度不僅比LED有100~1，000倍的提升，比傳統(tǒng)的高亮度氙氣燈也有很大的提升。但其高昂的成本，低電光轉換效率及可靠性大大制約了激光在顯示領域的應用。

   ALPD熒光激光技術在保留了傳統(tǒng)激光的固有高亮度的優(yōu)點同時，采用了類似主流LED照明和顯示的藍光加熒光材料的基礎技術路線，創(chuàng)新性的發(fā)明了遠程旋轉熒光器件，巧妙的解決了熒光轉換熱淬滅問題，在高密度激光的激光激發(fā)下，仍然保持高轉化效率。

   同時采用GaN藍光激光和YAG及氮化物的熒光材料，有效的延續(xù)了LED的高可靠性和長壽命等優(yōu)點。ALPDTM激光光源同時具備了傳統(tǒng)激光和LED的優(yōu)點，又解決了兩者的缺點，是一種顛覆性的新品類光源，是照明技術史上一次重大突破。

ADLP背投系統(tǒng)常見光源對比

ALPD3.0技術

傳統(tǒng)ALPD技術，三原色RGB三片式DLP和LCD投影系統(tǒng)比較，在色彩表現力上依然不能令人滿意。為實現更高效的亮度而廣泛使用的四段色輪技術，成為ALPD產品真正進入“高端色彩”應用市場的障礙。如何將DLP光學系統(tǒng)效能發(fā)揮到極致、如何讓激光色彩準確性的優(yōu)勢再次升級、如何在保障極致色彩的目標下，不失去ALPD經濟可靠性的優(yōu)勢！這些問題都需要ALPD3.0技術來解決。

   “紅色激光＋紅色熒光粉”的紅光方案，并配合RGB三原色三段色輪體系，實現了ALPD3.0 CLO亮度與標稱亮度的一致、紅光能量占比提升到20％以上，并有效解決簡單增加紅色激光帶來的散斑干擾，色度一致性等問題。

   全新的紅色激光、獨特設計的紅色熒光粉配方、RGB三段式色輪、同軸RGB三段式濾光片、全熒光轉化的無散斑和高色彩寬度——這些技術的集成，保證了ALPD3.0成為有史以來最優(yōu)秀色彩的激光顯示方案之一。且該技術依然高度適應單片式DLP投影系統(tǒng)，保持了整個產品方案的經濟性特征，是現階段可以大規(guī)模普及的高效高色彩激光顯示方案。同時，該方案的高紅光比例，使其成為唯一可高效能適配三片式投影系統(tǒng)的緊湊型激光顯示方案，大大拓展了激光熒光技術體系的應用范疇。

   ALPD3.0在解決激光顯示色彩效果提升的問題同時，進一步實現了ALPD技術產品亮度效能的提升。

全球激光顯示技術幾大流派

   截至目前，激光顯示光源總共有三基色純激光（RGB）、熒光粉激光（ALPD）、激光混合光源（激光和LED混合）三大類，每種光源都存在各自的優(yōu)缺點。下面，筆者為大家來就三者之間做一個對比，僅供參考。

三基色純激光（RGB）

   三基色純激光被業(yè)界視為最正統(tǒng)的激光光源，其具有色域廣、光效高、壽命長、功耗低、一致性好、色溫亮度可調、穩(wěn)定、安全可靠免維護、應用靈活等優(yōu)點。

   三基色純激光光源發(fā)展到現在為止，經歷了兩個技術歷程：固體激光器階段和半導體激光器階段。

   半導體泵浦倍頻激光器也就是固體激光光源，由半導體激光器（泵浦源）、激光晶體、倍頻晶體、輸出腔鏡等所構成，具有產生激光過程復雜、結構復雜、生產工藝復雜、穩(wěn)定性差、可靠性差等特點。半導體泵浦倍頻激光器，中心波長單一，其光譜寬度3nm以內，且模式為單模光源，對激光散斑的產生有很大的貢獻，并且散斑顆粒非常大，使得消散斑過程非常復雜。

   半導體激光光源是基于半導體芯片制備技術而研發(fā)設計的微型激光器，與LED芯片的生產過程類似，具有結構簡單、體積小、功率穩(wěn)定、可靠性高、壽命長等特點。

三基色純激光顯示成像光路示意圖

光熒光粉（ALPD）

   ALPD激光光源技術攻克了激光顯示在性價比、效率和可靠性方面的最根本的技術難關。ALPD激光光源光機具備以下特點：
顏色更純正，更接近國際標準色域值；

   長壽命：≥60000小時，比UHP燈（高壓氣弧放電燈）壽命提高10倍，比現有激光光源提高2倍；
   高安全可靠性：無需消相干，對人眼安全，無爆碎危害。

激光+LED混合光源

   在LED光源向激光光源技術過渡階段，一項二者相混合的技術出現。激光+LED新光源集合這兩種光源長壽命和廣色域的特點于一身，達到高亮度的同時更加環(huán)保，現階段主要應用在商務和教育領域。

   激光+LED混合光源技術是將紅（高亮度紅色LED）、綠（藍色激光通過熒光體轉換為綠色）、藍（藍色激光）三色，通過DLP芯片投影，即可不使用高壓水銀燈泡而實現高亮度投影。相比傳統(tǒng)投影燈泡來說，其最大的優(yōu)勢之一就是擁有長壽命。

激光+LED新光源技術詳解

目前，混合激光多用于DLP/LCD，其紅藍使用激光器，綠光使用LED，這種東拼西湊的東西解決的也是部分壽命問題，效果一般。
另外，值得一提的是，顯示界存在激光與LED之爭或將見分曉。由于亮度不高的詬病一直未被解決，LED光源設備或許將無生存之地。從行業(yè)發(fā)展走勢來看，目前市場前景最好的光源莫過于激光光源，雖然LED曾經也被認為是“下一代”光源，但由于它很難實現高亮度，因此它的前景令人堪憂，而且，當基于三基色純激光技術推出后，LED光源已被部分廠商所“放棄”。

其他

另外，近年，也有部分國內廠商陸續(xù)發(fā)布雙色激光投影機。雙色激光投影機是在藍色激光熒光色輪技術的基礎上，增加了紅色激光器，能夠帶給激光投影更大的色域覆蓋、更好的色彩顯現、更豐富的紅色細節(jié)。當然筆者見到的機型其實仍舊是“妥協(xié)”的產品。因為在紅色激光上，該產品仍舊沒有采用最優(yōu)質的方案，其僅僅可以增加整體光源9%的發(fā)光效率，雙色激光光源的色域效果，與三原色激光差別仍然有一段距離。雙色激光被業(yè)內視為技術過渡的一種現象，也是熒光粉路線轉向三基色的一種嘗試。

總結

ALPD技術創(chuàng)新地解決了激光顯示技術的市場化難題，同時在節(jié)能環(huán)保方面，ALPD技術還可以有效降低能耗，100英寸“炫幕”激光電視的耗電量在200瓦左右，功耗僅為同尺寸LED液晶電視的20%~30%，遠低于其他激光電視品牌的400多瓦功耗。

經歷了十年漫長的研發(fā)過程后，ALPD激光熒光粉技術也可謂是厚積薄發(fā)，其創(chuàng)新速度如同開啟了外掛模式，每一次的突破都能給我們帶來驚喜，特別是ALPD 3.0技術，國內公司更是走在了前列，讓世界看到了我們的科技力量。

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