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解析鐳射光源的色彩秘密

看慣了液晶螢幕的色彩,很多人以為顯示色彩的終極效果就是這樣了,實際上液晶螢幕的色域並不好,由於液晶面板絕大多數採用低成本的背光方案,在色域的表現上一直是差強人意的。色域低,就意味著無法表現細微的色彩變化。比如紅色有很多種,只有色域高才能體現不同紅色之間的細微差別。因此色域就成為了色彩技術的一個關鍵指標。

鐳射那些事27 解析鐳射光源的色彩秘密

目前新的顯示技術幾乎都在色域有提升,比如OLED面板以及量子點技術等等,色彩的表現都比傳統的液晶面板要好很多。不過這些顯示技術都不能實現超大的螢幕,要想體驗100英寸以上的畫面,還是得依靠投影技術。現在投影技術也在更新反覆運算,傳統的燈泡光源色域低,因此鐳射這種新光源除了解決壽命的問題以外,也同時加強了投影機色彩的表現,也就是提升了色域的表現。

液晶電視的色彩表現並不好

不過目前普通的鐳射投影機為了節約成本,並沒有發揮出鐳射光源應有的色域表現。這是因為藍色鐳射混合螢光粉色輪的模式成本低,但是這樣的方案會造成色域數值不高。雖然鐳射光源的理論色域值是非常之高。但是那指的是RGB鐳射光源的表現,對於這種單色鐳射光源來說,色域數值卻是和理論數值差距還很大。一般來說在鐳射教育投影機和工程投影機上,單色鐳射方案比較普遍。

但是在家用投影機上,顯然這種方案就不是特別的合適了。鐳射+螢光粉的模式會出現這樣的問題:藍色鐳射+綠色和紅色螢光粉受到藍色雷射器出光波長略微短2-6個納米的影響,被很多消費者認為“色彩偏紫”。因此這種鐳射投影機的畫面就會出現色域數值雖然高,但是色准效果不好的情況。那麼色域和色准是什麼關係?接下來我們來分下一下這個問題。

色域指的是某種顯示系統能否有能力顯示某個色彩範圍內的所有顏色。這些範圍其實都是人為規定的。比如常見的sRGB色域、NTSC色域以及BT.2020色域等等。不同領域的色域要求不同,因此也有不同的標準。鐳射投影機的色域測試值比較高,意味著在某個色域集內,鐳射光源可以覆蓋的面積更大,有能力顯示更細微的色彩差別。

單色鐳射產品的色彩偏紫

那麼色准又是怎麼回事呢?其實色准是還原色彩的準確度的意思,也就是一個顯示系統還原某個特定色彩的能力。色域指的是一個顯示系統能在多大的色域範圍內有作用,而色準則是表示在這個色域範圍內,色彩的還原是否準確。嚴格來說兩者沒有正相關的聯繫。色域低的系統如果優化好,也可以有好色彩還原能力,只不過其還原色彩範圍比較小而已。

關於色彩的不同色域標準

所以色域高的鐳射光源系統,色彩還原能力也並不一定就好,上面我們提到的藍色波長的問題,導致其藍色偏紫的情況出現,所以單色鐳射光源的畫面總有一種偏冷的感覺,在表現暖色調的時候有瑕疵。想要解決這種問題,就需要從光源上動手。

目前市場上已經出現了雙色鐳射光源的家用投影機。雙色鐳射光源的技術本質上是同時用上紅色和藍色的鐳射半導體,並且同時應用兩個色輪,這樣一來投影機畫面的色彩純正度,色彩亮度以及色域的提升都有了新的表現。目前能有這樣的表現是因為紅色半導體的發光效率有了提升,可以達到2流明/1W,而藍色半導體最好,可以達到5流明/1W的水準。

單色鐳射光源投影機的系統原理

這種雙色鐳射光源的系統,實際上就是改變了紅色的表現,讓鐳射投影機在暖色調上的表現更好。但是在綠色的表現還是要和三色鐳射光源系統有差距的。為何不上三色RGB鐳射光源呢?其實這還是成本的問題在作祟。

未來三色RGB鐳射可能定位高端市場

目前的投影機鐳射光源領域,綠色雷射器的壽命和成本都還是問題,因此更多的時候鐳射投影機採用的藍色鐳射+螢光粉的模式,目前行業內也在推薦雙色鐳射光源的出現,但是三色鐳射光源的普及還需要一段時間。不過目前的雙色鐳射光源在色域和色准上都已經全面超越了傳統的液晶面板,技術的發展速度並不慢。雙色鐳射光源畫面的色彩基本可以滿足普通消費者的日常使用。這種雙色鐳射光源成本降低之後,可以有效促進人們接受鐳射家用投影機(鐳射電視)。而未來三色鐳射很可能用在高端產品之上。