投影显示激光荧光色轮与激光LED混合光源发展的优缺点

    激光光源的高亮度是怎么实现的呢？答案是光纤耦合。激光光源具有极强的汇聚性，因此，可以利用光纤将很多个激光器的光纤汇聚成一个均匀的、直径极小的光束。这一技术虽然能有效解决激光光源的亮度问题：比如用于工程投影机，或者超厚金属板材的切割和焊接。但是，由于受制于单个半导体激光器的发光量仅在100mW水平，只能对应20lm左右的最终投影亮度，因此，高亮的投影机必须加大采用半导体激光器的数量，这会增加系统成本。而且亮度越高系统成本越高。

    在激光投影这类视觉系统中，需要的是红绿蓝三原色的激光光源。——如果对画面影像质量具有特殊需求，也可以加入黄色、墨绿色等更多的原色光源，不过红绿蓝三原色是最基本的需求。这就使得，如果只是简单的全部使用激光器实现三原色光源，投影机的成本就会再次大幅提升。

    那么有没有折中的方案呢？日本卡西欧公司，率先实现了激光LED混合光源的使用。用激光实现绿色，用LED实现红色和蓝色。这样既避免了单独LED光源，在绿色发光产品上的瓶颈，又减少了激光器的使用数量，降低了系统成本。

    在红绿蓝三原色中，如果合成白色效果，绿色光源的能量是需求的最多的。这就是说，如果简单的使用同等数量的红绿蓝激光或者LED光源实现白光，那么就要求绿光部分的组件能够发出更强的光。这意味着材料学上更高的门堪。同时工作电压、电流更大的绿光部分也会成为整个系统，色彩漂移、系统寿命和维护间隔的瓶颈。

    而采用LED实现红色和蓝色，可以减低系统的成本；使用激光实现绿色可以突破系统在绿色部分的门槛。可谓之LED和激光，两大冷光源珠联璧合之作。但是，在这一系统中，激光实现绿色部分依然面临着和LED光源同样的问题：高性能绿色激光光源成本更高。因此，激光LED混合光源，采用了另一项降低成本的技术——激光荧光转化技术。

    LED激光混合光源中，绿色部分由激光实现：但是，采用的不是昂贵、体积更大、稳定性也最差的绿色激光器，而是成本最低、体积小巧、驱动电压最低、稳定性最好的蓝色激光器。蓝色激光经过蓝绿转换荧光粉转换成绿色。虽然荧光转换后有20%左右的能量损失，但是综合亮度成本依然更低。

    也就是说，激光和LED混合光源的每一步设计，都是在使用长效固态冷光源的需求下，最大程度节约成本的产物。这种设计思维也是激光荧光色轮的想法。

    与激光和LED混合光源应用于三片式LCD和LCOS投影和单片式DLP投影不同，激光荧光色轮技术是为单片DLP投影机定制的另一种节约成本的方法。

    单片DLP投影机的三原色采用时序分布，是时间复用彩色技术。自身就需要一个分光色轮，以实现光源系统在不同的时间段输出指定的单色光源。激光荧光色轮系统，用不同颜色的荧光粉取代传统色轮的彩色滤光层，用激光光源中最容易实现高亮度的蓝色激光器作为输入光源。蓝色激光经过透明、蓝绿、蓝红或者其它荧光粉后，转化成系统需要的单一蓝色、绿色、红色，或者其它颜色光源。

    这一系统最大的好处是，节约了激光器的数量，避开了昂贵的绿色激光器：这和激光LED混合光源是一样的。同时，这一系统还彻底省略了LED光源部分，用荧光转换代替了红色LED，并直接使用蓝色激光光源：这是比激光LED混合光源更为精简的系统部分。但是，利用蓝色激光实现三原色的荧光转化，需要更多种类的荧光粉，这是增加了系统复杂性的部分——不同种类的荧光粉的效率和寿命对系统寿命和色彩偏移的影响也更为复杂。

    在另一方面，激光荧光色轮与激光LED混合光源技术也是可以结合到一起的技术：例如，不仅利用蓝色激光转换绿色光源，而且直接利用蓝色激光成像，将蓝色激光、红色和蓝色LED的混合结构，变成蓝色激光、蓝绿荧光和透明色轮、红色led的混合结构——这就结合荧光色轮和混合光源技术的特点；再例如蓝色激光加荧光色了、以及传统三片式投影分光系统构成的，为三片式投影系统设计的激光荧光色轮产品（索尼产品）等。但是，无论技术如何变种，都离不开混合光源和荧光色轮两个基本概念。

    无论是激光荧光色轮与激光LED混合光源技术，其初衷都是实现更为廉价的激光光源系统，实现激光光源在高明亮度的廉价投影机市场的普及应用。但是，二者也各有优缺点，因此，其在市场上的产品表现也有很大差别。