【IT168 资讯】在可预见的未来，高压水银灯泡将逐渐淡出液晶投影机的光源，由于高热与高压的问题，使得内置水银灯泡的液晶投影机在体积上一直无法获得大幅度的突破，并且由于光源特性的关系，让投射出来影像的颜色也一直令人不甚满意。这样先天的困扰在随着液晶投影机采用高压水银灯泡以外的光源之后，将会有突破性的发展。

    三菱电机的三色半导体激光背光光源液晶投影机发表后，令业界大为振奋，也极度的关心如何达到利用三色半导体激光作为背光光源，毕竟，在光机引擎的结构的设计上是与高压水银灯泡完全不同的，甚至于是逆向思考，例如，采用高压水银灯泡的情况下，因为光线是采用散射的投出方式，可以利用多片聚焦玻璃将光导进液晶面板，达到背光的目的。

    但半导体激光背光光源却是相反的情况，由于半导体激光是直线行进的方式，并且直径大约只有1mm左右，所以，传统的导光观念便无法适用，而是必须利用光纤来作为导光，让光线能够顺利的进入液晶面板成为背光源，另外，还必须考虑到动作温度与半导体激光间发光效率的关系，让发光效率达到非常好的化。

三色半导体激光挑战光机设计

    虽然利用三色半导体激光作为背光源，是一项相当大的突破性进展，而所能表现出来的画质颜色也令人视觉享受为之振奋，不过采用三色半导体激光作为背光源，在结构的设计上仍旧相当复杂，三色半导体激光所投射出来的光线，分别利用三条光纤导出到混光管，再利用聚焦玻璃将混合出来的白光，投射在显示元件上。

    利用波长为 440nm的蓝光半导体激光芯片，作为发光基础，在光线经过光纤导出到聚焦玻璃这一段的过程中，利用添加了镨（Pr）元素作为波长转换材料的氟化铝玻璃导送光纤，与522nm的绿光、635nm的红光发生共振效应，而改变蓝光波长产生出白光。

    虽然达到了高显示品质，但是，复杂度也提升了不少，最直接的便是影响到整体的制作成本，或许，就今天的技术而言这样的方式是相当复杂的，不过，却也开启了利用半导体激光作为背光的大门。

    以今天白光发光的理论来看，让LED呈现白光最简便的方式，便是利用蓝光二极体芯片，搭配上YAG配方的黄色萤光粉，达到混光的效果而产生白光。当然，如果期望利用这样的技术应用作为投影机光源，几乎是不可能的。但是，擅用这样的原理或观念却是可以被尝试开发。

改善前者缺点，住田光学利用共振产生白光

    住田光学在2006年3月就是利用混光的观念，发表了背光投影机用的白色背光光源。住田光学的想法是，利用波长为 440nm的蓝光半导体激光芯片，作为发光基础，在光线经过光纤导出到聚焦玻璃这一段的过程中，利用添加了镨（Pr）元素作为波长转换材料的氟化铝玻璃导送光纤，与522nm的绿光、635nm的红光发生共振效应，而改变蓝光波长产生出白光。

    而这整个构想的关键点并非在于蓝光半导体激光，而是氟化铝玻璃导送光纤及整个共振的技术。在这项发表产品里，住田光学所使用的蓝光半导体激光芯片并非是经过特殊设计或开发，而是使用一般业者所生产出来，发光波长相当精确的产品，而参杂了镨（Pr）元素的氟化铝玻璃光纤才是重点，这项光纤产品就是由住田光学因为针对这样的应用观念而特别开发出来的，整体的光源结构上，光纤共振器两端间的距离全长为25cm。不过，利用这项技术住田光学并不是创新者，过去日亚化学工业就曾经利用蓝色半导体激光器作为光源产生白光。

    不过，由于利用过去白光激光是YAG激光及蓝宝石基板钛激光等的红外线激光，利用非线型方式结晶方式来达到，而分别让蓝、绿、红色三色激光个别震荡，组合而成达到让激光芯片发射出白光。

    这样的方式，有不少的缺点，例如：转换效率不佳、耗功率高、而设备的成本也非常高。而住田光学利用这样的方式，却可以改善这些缺点，不仅大幅度的降低了成本效率比，并也减少了驱动电力的需求。

实现达到量产的价值，降低光纤成本达到实用化

    各色的光在经过共振后形成的是窄光谱白光，因此，如果用作投影机等的光源，将会提高色彩表现性能。根据测试的数据，住田光学表示，投射出来的色彩表现范围，是传统CRT的两倍，以NTSC作为颜色基础的话，色彩再现范围可以达到140％，这个色彩表现能力比前些时候，三菱电机所发表利用三色激光光源所制作的投影机能获得135％色再现能力还高。

    这是因为就像前述的，红、蓝、绿各色的光谱都是属于窄光谱，具有相当高的单色性，而所共振的522nm绿光，可达到最高520nm附近最大的色再现性。

    在整个转换结构中，住田光学并没有指定必须使用哪一家业者所生产的半导体激光，来搭配白光转换光纤，只是在激光波长上做一建议，所以，客户可以自行决定半导体激光的采用，而不会造成大幅度的影响。

    到目前为止，住田光学只有提供样品，尚未进入量产，住田光学此次开发的光纤，成本虽然高于原来在通信中使用的玻璃光纤，因此，住田光学计划进行降低成本的研究，实现达到量产的价值。

    另一方面，对于初步开发的光转换效率，住田光学也不甚满意，再进行量测与计算后，只能达到10--20％左右，这与期望的50％转换效率有相当大的一段差距，这方面住田光学也将有计划的进行提升，因为转换效率跟消耗电力息息相关。

    笔者认为：随着技术的进步，研究人员开始探讨其他光源作为投影机光源的可行性。进入2005年以来，已经有不少厂商制造出了使用LED光源的投影机，它们的亮度和尺寸纪录也不断刷新。除了LED以外，激光也是一种新型的投影机光源。由于激光的单色性非常好，因此可以得到色彩范围很宽的图像，目前佳能和日本信号都已经展出了使用激光作为光源的试制产品。使用LED和激光作为光源，能够制造具有很强便携性的掌上投影机，这无疑是未来的技术热点之一。

    不过，即便这些因为技术障碍始终无法取代现有的投影机光源技术，它们仍然给我们提供一些新的产品和创意。例如在不需要高亮度投影的场合，或许可以通过新技术让投影技术变得袖珍化，并普及到各种个人设备中：说不定有一天手机、相机、掌上电脑、MP4播放器中都会内置一个小投影机呢。