荧光色轮新进步：滚筒荧光色轮技术探究

    激光荧光色轮技术既然是激光光源投影产品的最主流技术路线，也就能吸引众多厂商开发出不同特色的产品。到目前为止，这些差异产品大致可以分为三大类：

    第一代产品：激光蓝光+红绿荧光粉、直接投射蓝光色轮。这种产品是用红绿荧光粉实现红色和绿色两种原色；但是蓝色部分直接采用蓝色激光光源。产品的好处在于成本最低，且能保持蓝色激光部分的“激光原味”。不过，其缺点也很显著。在早期蓝色激光都采用半导体泵浦固体激光器。这种激光器出光光谱宽度为3纳米左右，光谱范围窄能量集中，且波长多为455纳米段，比较一般的蓝色光源更为偏向紫外波段。这些特性使得第一代激光荧光技术，在采用半导体泵浦固体激光器条件下，产品画面会有蓝色偏紫的现象，和较强的激光散斑。

    第二代激光荧光技术，改进了蓝光部分效果。采用激光蓝光荧光粉，而不是直接使用蓝色激光。即，第二代荧光色轮是全荧光粉色轮，不再有蓝色透明部分。这可以显著改善第一代产品最终显示画面的偏紫和激光散斑问题。同时，这一时期，厂商还在色轮上额外加入黄色、或者白色荧光粉区间，进而由此提高整个光源的输出亮度水平。

    以上两种荧光色轮技术，有一个共同的缺陷：即，激光光源的出光是很小的一个光斑，接近线光源。很小的出光横截面积导致了荧光色轮上只有很窄的一部分扇形区域参与光色彩转化。这部分区域长期高强度接受激光照射，色度、亮度衰减更为剧烈。如何解决色轮上窄扇区的超强度工作和老化问题，是激光荧光显示技术进步的一大难题。

    这个难题的解决有三个方案：第一个是研发寿命更长、能量损伤低的荧光粉产品。但是，这一方案无疑意味着很多崭新的工作，全新材料的开发也未必能够成功。技术、产业风险巨大。第二个方案是在色轮和激光器之间增加光学系统，扩大激光光斑的截面积。这个方案没有技术风险，不过会增加整个系统的光学复杂度和成本，同时也并没有根本上解决激光光斑集中照射色轮有限扇区的问题。

    解决这个问题的第三个方案就是本文的主角：激光荧光滚筒色轮。其原理是，让激光光斑在色轮上的照射区间能够改变。进而大幅提升色轮荧光涂覆部分的有效工作面积。同时，不同工作面积还可以“轮流休息”。两项作用结合在一起，起到彻底改善荧光体工作工况过强、过集中的问题。在降低了荧光体工作强度、提升了荧光色轮寿命的背景下，也可以采用更强输出的激光器件，在额定寿命不变的背景下，大幅提升光源亮度水平。

    这种由视美乐首先开发出的滚筒色轮的设计非常精巧：色轮被制作成一个滚筒状，可以垂直轴向旋转，亦同时平行轴向移动——后者使得激光光斑可以遍历整个色轮的每一份面积。在荧光滚筒色轮上，激光沿轴向入射后，在色轮中心轴前方由反射镜90度折射，转向滚筒面——即与传统色轮技术比较，滚筒色轮的出入光线成90度角，而不是一般色轮的出入方向一致。

    视美乐荧光滚筒色轮采用与一般色轮一样的垂直轴向旋转控制系统、软件算法和硬件芯片；其平行轴向移动，不需要复杂数字控制系统，仅以预设慢速周期运动即可。这一设计几乎不增加额外的控制系统开发成本。同时，能够兼容以黄色、白色荧光粉段增加整体出光亮度的传统设计，能够融入任何既有的色轮投影系统设备之中。

    当然，荧光滚筒色轮技术也有其缺点：如，毕竟增加了另一方向的运动，使得系统机械复杂度略有提升；再例如产品的体积也会较传统色轮有所增加；同时，进出光方向的改变，也意味着整个投影机内部布局、散热结构的调整。好在，这些影响都不严重，且更难以抵消荧光滚筒技术，在单位色轮面积上能量耐受力的强化，整体荧光色轮系统寿命近10-20倍的提升。

    最为重要的是，视美乐这一发明，完全采用的是成熟技术和产品，在技术、工艺、成本成熟性上具有天然优势。