技术交流：ALPD技术——让激光投影电视进入寻常百姓家

jhddxb · 发表于 2017-7-26 21:41

前不久米家激光投影电视发布，定价9999元，刚一出现就在业界引起一阵轰动。这款激光投影电视，采用的是ALPD技术，虽然是小米迄今比较贵的产品之一，可它却是最便宜的激光投影电视。

ALPD到底是什么，然后相对于其它的投影技术又有和不同呢？

什么是ALPD？

ALPD是“Advanced Laser Phosphor Display” 的缩写，即为先进的激光荧光显示技术。ALPD用基于GaN蓝光激光激发运动的荧光材料来产生一种或多种基色用于图像显示，是高亮度图像显示的最关键核心技术。

ALPD激光光路示意图

   传统的图像显示设备采用HID等高亮度灯泡的光源来显示彩色图像，但这些灯泡都面临寿命短，效率低，含有毒材料等缺点。自LED发明以来，由于它的高效率和长寿命，迅速在图像显示设备如电视上得到应用。但LED技术虽然不断进步，能提供较大的光通量，但受限于较大的光学扩展量，其亮度不能提供高亮度显示的要求，甚至不如一些传统高亮度灯泡，如传统投影机用的高压汞灯。

   而激光具有很好的方向性，激光光斑可聚焦成一个微小（最低可到几个微米直径）的光斑，它的亮度不仅比LED有100~1，000倍的提升，比传统的高亮度氙气灯也有很大的提升。但其高昂的成本，低电光转换效率及可靠性大大制约了激光在显示领域的应用。

   ALPD荧光激光技术在保留了传统激光的固有高亮度的优点同时，采用了类似主流LED照明和显示的蓝光加荧光材料的基础技术路线，创新性的发明了远程旋转荧光器件，巧妙的解决了荧光转换热淬灭问题，在高密度激光的激光激发下，仍然保持高转化效率。

   同时采用GaN蓝光激光和YAG及氮化物的荧光材料，有效的延续了LED的高可靠性和长寿命等优点。ALPDTM激光光源同时具备了传统激光和LED的优点，又解决了两者的缺点，是一种颠覆性的新品类光源，是照明技术史上一次重大突破。

ADLP背投系统常见光源对比

ALPD3.0技术

传统ALPD技术，三原色RGB三片式DLP和LCD投影系统比较，在色彩表现力上依然不能令人满意。为实现更高效的亮度而广泛使用的四段色轮技术，成为ALPD产品真正进入“高端色彩”应用市场的障碍。如何将DLP光学系统效能发挥到极致、如何让激光色彩准确性的优势再次升级、如何在保障极致色彩的目标下，不失去ALPD经济可靠性的优势！这些问题都需要ALPD3.0技术来解决。

   “红色激光＋红色荧光粉”的红光方案，并配合RGB三原色三段色轮体系，实现了ALPD3.0 CLO亮度与标称亮度的一致、红光能量占比提升到20％以上，并有效解决简单增加红色激光带来的散斑干扰，色度一致性等问题。

   全新的红色激光、独特设计的红色荧光粉配方、RGB三段式色轮、同轴RGB三段式滤光片、全荧光转化的无散斑和高色彩宽度——这些技术的集成，保证了ALPD3.0成为有史以来最优秀色彩的激光显示方案之一。且该技术依然高度适应单片式DLP投影系统，保持了整个产品方案的经济性特征，是现阶段可以大规模普及的高效高色彩激光显示方案。同时，该方案的高红光比例，使其成为唯一可高效能适配三片式投影系统的紧凑型激光显示方案，大大拓展了激光荧光技术体系的应用范畴。

   ALPD3.0在解决激光显示色彩效果提升的问题同时，进一步实现了ALPD技术产品亮度效能的提升。

全球激光显示技术几大流派

   截至目前，激光显示光源总共有三基色纯激光（RGB）、荧光粉激光（ALPD）、激光混合光源（激光和LED混合）三大类，每种光源都存在各自的优缺点。下面，笔者为大家来就三者之间做一个对比，仅供参考。

三基色纯激光（RGB）

   三基色纯激光被业界视为最正统的激光光源，其具有色域广、光效高、寿命长、功耗低、一致性好、色温亮度可调、稳定、安全可靠免维护、应用灵活等优点。

   三基色纯激光光源发展到现在为止，经历了两个技术历程：固体激光器阶段和半导体激光器阶段。

   半导体泵浦倍频激光器也就是固体激光光源，由半导体激光器（泵浦源）、激光晶体、倍频晶体、输出腔镜等所构成，具有产生激光过程复杂、结构复杂、生产工艺复杂、稳定性差、可靠性差等特点。半导体泵浦倍频激光器，中心波长单一，其光谱宽度3nm以内，且模式为单模光源，对激光散斑的产生有很大的贡献，并且散斑颗粒非常大，使得消散斑过程非常复杂。

   半导体激光光源是基于半导体芯片制备技术而研发设计的微型激光器，与LED芯片的生产过程类似，具有结构简单、体积小、功率稳定、可靠性高、寿命长等特点。

三基色纯激光显示成像光路示意图

光荧光粉（ALPD）

   ALPD激光光源技术攻克了激光显示在性价比、效率和可靠性方面的最根本的技术难关。ALPD激光光源光机具备以下特点：
颜色更纯正，更接近国际标准色域值；

   长寿命：≥60000小时，比UHP灯（高压气弧放电灯）寿命提高10倍，比现有激光光源提高2倍；
   高安全可靠性：无需消相干，对人眼安全，无爆碎危害。

激光+LED混合光源

   在LED光源向激光光源技术过渡阶段，一项二者相混合的技术出现。激光+LED新光源集合这两种光源长寿命和广色域的特点于一身，达到高亮度的同时更加环保，现阶段主要应用在商务和教育领域。

   激光+LED混合光源技术是将红（高亮度红色LED）、绿（蓝色激光通过荧光体转换为绿色）、蓝（蓝色激光）三色，通过DLP芯片投影，即可不使用高压水银灯泡而实现高亮度投影。相比传统投影灯泡来说，其最大的优势之一就是拥有长寿命。

激光+LED新光源技术详解

目前，混合激光多用于DLP/LCD，其红蓝使用激光器，绿光使用LED，这种东拼西凑的东西解决的也是部分寿命问题，效果一般。
另外，值得一提的是，显示界存在激光与LED之争或将见分晓。由于亮度不高的诟病一直未被解决，LED光源设备或许将无生存之地。从行业发展走势来看，目前市场前景最好的光源莫过于激光光源，虽然LED曾经也被认为是“下一代”光源，但由于它很难实现高亮度，因此它的前景令人堪忧，而且，当基于三基色纯激光技术推出后，LED光源已被部分厂商所“放弃”。

其他

另外，近年，也有部分国内厂商陆续发布双色激光投影机。双色激光投影机是在蓝色激光荧光色轮技术的基础上，增加了红色激光器，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。当然笔者见到的机型其实仍旧是“妥协”的产品。因为在红色激光上，该产品仍旧没有采用最优质的方案，其仅仅可以增加整体光源9%的发光效率，双色激光光源的色域效果，与三原色激光差别仍然有一段距离。双色激光被业内视为技术过渡的一种现象，也是荧光粉路线转向三基色的一种尝试。

总结

ALPD技术创新地解决了激光显示技术的市场化难题，同时在节能环保方面，ALPD技术还可以有效降低能耗，100英寸“炫幕”激光电视的耗电量在200瓦左右，功耗仅为同尺寸LED液晶电视的20%~30%，远低于其他激光电视品牌的400多瓦功耗。

经历了十年漫长的研发过程后，ALPD激光荧光粉技术也可谓是厚积薄发，其创新速度如同开启了外挂模式，每一次的突破都能给我们带来惊喜，特别是ALPD 3.0技术，国内公司更是走在了前列，让世界看到了我们的科技力量。

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