Лазерный телевизор – прорыв на рынке больших экранов?

Перед тем как приступить непосредственно к разговору о лазерной технологии, хотелось бы взглянуть на современную ситуацию на рынке телевизоров. Для этого воспользуемся аналитическим исследованием компании DisplaySearch по результатам в отрасли за второй квартал текущего года. Итак, что же мы видим? Несмотря на прогнозы многолетней давности по экспансии на рынок SED, OLED, FED, и других перспективных технологий, сегодня ситуация такова. Безоговорочное лидерство принадлежит плоскопанельным жидкокристаллическим дисплеям, более того, их популярность с каждым годом растет высокими темпами. Интересно отметить, что старые добрые ЭЛТ-телевизоры, которым еще несколько лет назад предрекали скорую и быструю смерть, только в конце прошлого года уступили первое место ЖК и до сих пор удерживают довольно сильные позиции - более 40%. RPTV (rear-projection TV, телевизоры с обратной проекцией), на которые возлагали большие надежды в связи с появлением новых инновационных разработок в этой области, по-прежнему плетутся в хвосте. Их доля на рынке во втором квартале составила всего 0,2%, а годовой прирост отрицателен (-85%). По мнению аналитического агентства IDC, проекционные ТВ потерпели неудачу по причине слишком больших габаритов, малых углов обзора, очень дорогих и короткоживущих источников света. Вообще, прошлый год оказался для "проекционников" очень печальным. Об уходе из этого сектора заявили такие влиятельные производители, как Hitachi, Epson, Sony, а аналитики все чаще говорили о закате эры проекционных ТВ. К чему мы подводим? Дело в том, что лазерные телевизоры, по сути, тоже относятся к "проекционникам" (что вы увидите дальше), только в них вместо лампы источником света выступает лазер. Так вот, напрашивается вопрос, сможет ли лазерная технология сдвинуть рынок проекционных телевизионных систем с мертвой точки и вообще, есть ли у нее шансы составить серьезную конкуренцию "плазме", которая становится все доступнее потребителям?

На пути к лазерной эре

Идея использования лазеров в качестве источника света в проекционных системах зародилась еще в 60-х годах прошлого века. Так, в январе далекого 1966 года известная компания Texas Instruments опубликовала доклад с красноречивым названием "Experimental Laser Display for Large Screen Presentation", в котором рассказывалось о возможности замены традиционных ламп лазерами и о преимуществах такого решения. А в 1969 TI уже успела оформить патент, связанный с применением лазеров в проекторах. Казалось, в мире проекционных систем грядет настоящая революция. Действительно, лазеры имеют во много раз более высокую яркость по сравнению с обычными UHP-лампами и светодиодами. Применение лазеров обещает более широкий охват цветового пространства, воспринимаемого человеческим зрением, снижение энергопотребления телевизоров, уменьшение габаритов и веса по сравнению с традиционными "проекционниками". Но на практике все оказалось не так просто. Распространению лазерных проекционных систем препятствовали некоторые специфические технические трудности. Например, разработчики непременно сталкивались с проблемой появления зернистости (так называемым спекл-фоном), являющейся следствием когерентной интерференции, сложности были с модуляцией лазерного пучка. Но самым главным сдерживающим фактором в разработке лазерных ТВ оказалось то, что производство самих лазеров видимого диапазона достаточной мощности и малых габаритов оказалось слишком дорогим и сложным. Поэтому до последнего времени появление лазерных ТВ все откладывалось, а лазерные проекторы сегодня мало распространены по причине заоблачных цен. Новые надежды появились, когда на выставке Consumer Electronics Show 2006 в Лас-Вегасе была представлена полупроводниковая лазерная платформа Necsel и построенные на ее основе твердотельные источники света для использования в проекционных системах. Отметим, Necsel разрабатывалась с 1998 года компанией Novalux, которая в январе этого года была поглощена крупным австралийским производителем оптических и беспроводных решений Arasor, занимающимся разработкой оптоэлектронного чипа для лазерных ТВ. На CES 2006 Arasor совместно с Novalux продемонстрировала два прототипа лазерных телевизоров с обратной проекцией, а также прототип лазерного пико-проектора. Все эти разработки, ставшие одними из наиболее интересных и захватывающих экспонатов на выставке, были спроектированы на базе платформы Necsel и микросхемы Arasor. Разработчики отметили, что их изобретение дает зеленый свет лазерным проекционным системам, так как является относительно дешевым решением, обладает миниатюрными габаритами, малым энергопотреблением и достаточно высокой светоотдачей. Конечно, Necsel не могла остаться без внимания отраслевых гигантов. Уже 15 февраля 2006 года на конференции в Амагасаки (крупный промышленный город и порт Японии) президент Mitsubishi Electric Тамоцу Номакучи (Tamotsu Nomakuchi) заявил, что его компании удалось разработать прототип проекционного телевизора, использующего в качестве источника света лазеры Novalux. Примерно через месяц, в марте того же года о сотрудничестве с Novalux заговорила компания Seiko Epson Corporation. Кроме того, из уст вице-президента по маркетингу компании Novalux Грега Нивена (Greg Niven) прозвучало заявление о планах Samsung Electronics также вступить в "лазерную" гонку. На CES 2007 прототип лазерного ТВ продемонстрировала также компания Sony. Ее проекционный дисплей был спроектирован на основе технологии SXRD (собственная реализация LCOS). Модель имела диагональ экрана 55 дюймов, толщину всего 27,3 см и отличалась разрешением Full HD 1080p (1920х1080 пикселей). Самой активной и напористой в продвижении лазерных телевизоров оказалась компания Mitsubishi. В январе 2008 года на выставке Consumer Electronics Show она представила "первый в мире коммерческий лазерный телевизор" - 65-дюймовый Mitsubishi LaserVue TV. Это событие активно обсуждали на форумах и в профессиональных кругах, но постепенно ажиотаж спал, ведь реального устройства в продаже все не было, а Mitsubishi лишь время от времени демонстрировала свое творение на разнообразных выставках. Но в начале октября свершилось долгожданное событие - Mitsubishi начала продажи первых серийных экземпляров LaserVue. Официального пресс-релиза о запуске в розничные каналы лазерного ТВ на сайте Mitsubishi нет, но подтверждение этой информации нам удалось получить от PR-менеджера Mitsubishi Electric Марка Скотта (Mark Scott) и сотрудника пресс-службы компании Трейси Реннера (Traci Renner). Несмотря на то, что Sony и Epson решили оставить разработку лазерных телевизоров, Arasor/Novalux и Mitsubishi, похоже, без конкурентов не останутся. В августе этого года компания QPC Lasers заявила о начале поставок лазеров ODM-производителю Asia Optical Co. Inc. (AOCI), который также планирует заняться выпуском лазерных ТВ. Кроме того, компания AOCI уже продемонстрировала прототип 60-дюймового лазерного RPTV. Но существенное преимущество Mitsubishi в том, что ее продукт уже готов к завоеванию рынка, а вот дата релиза первого лазерного ТВ от AOCI пока еще под большим вопросом.

Как это работает?

Как мы уже отмечали выше, лазерный телевизор фактически является обратной проекционной системой. Поэтому, если вы когда-нибудь интересовались устройством проекционного телевизора, большая часть информации этой главы может показаться вам очень знакомой. В проекционном телевизоре RPTV изображение выводится на просветном экране. Принципиальные отличия фронтальной и обратной проекции можно видеть на упрощенных схематических рисунках ниже. Как видите, неотъемлемой частью проекционного телевизора является встроенный проектор. А сами проекторы сегодня выпускаются по следующим основным технологиям: на базе электронно-лучевых трубок, на базе жидкокристаллических матриц, на базе механических микрозеркал DMD (DLP Technology), на базе ЖК на кремниевой подложке (LCOS). Соответственно, в литературе и статьях встречаются такие названия проекционных телевизоров в зависимости от используемой технологии: CRT RPTV, LCD RPTV, DLP RPTV и LCOS RPTV. Реализация лазерных ТВ в зависимости от используемой технологии также может быть разной. Например, уже упоминаемый выше прототип компании Sony был спроектирован на базе SXRD (LCOS), а Mitsubishi применила в своем лазерном телевизоре DLP-технологию. Демонстрируемые компаниями Novalux и Arasor прототипы лазерных телевизоров использовали как LCD-технологию, так и DLP. Итак, какие преимущества дает использование лазеров вместо ламп в проекционных системах? Рассмотрим на примере DLP-технологии. В традиционной одночиповой DLP-системе свет от UHP-лампы проходит сквозь вращающийся диск с цветными светофильтрами, далее он должен пройти через световой тоннель для гомогенизации светового потока (гомогенный - однородный, равномерный) и только после этого попадает на матрицу микрозеркал. Лазер же позволяет существенно упростить эту схему, позволяя обойтись без цветового колеса, светового тоннеля, фильтров ультрафиолетового и инфракрасного излучения, а также дополнительной оптики. Источник света Necsel представляет собой комбинацию красного, зеленого и синего лазеров, которые проецируют мощные световые пучки непосредственно на микрозеркала. Аналогичная ситуация с 3LCD-технологией. Напомним, 3LCD-система включает блок дихроических зеркал, которые гомогенизируют и разделяют белый световой поток от UHP-лампы на три составляющие (красный, зеленый и синий цвета), которые потом попадают на три HTPS-панели. Лазерные пучки можно непосредственно проецировать на панели, что исключает необходимость в поляризаторах, цветовых фильтрах, вращающихся зеркалах, фильтрах ультрафиолетового и инфракрасного излучения, фасеточных объективах, а также некоторых полевых линзах. Таким образом, убивается сразу несколько зайцев. Уменьшается стоимость системы за счет исключения ряда компонент, существенно уменьшаются масса и габариты конечных продуктов, а также потребляемая мощность. Кроме того, по словам разработчиков, лазеры позволяют получить более яркую картинку с гораздо большим цветовым охватом. Теперь копнем немного глубже, а именно - рассмотрим структуру самой лазерной платформы Necsel. Состоит она из трех основных частей: микросхемы Necsel (Necsel chip), удвоителя частоты (Frequency doubler), а также специальной зеркальной пластинки (Output coupler, выходное зеркало лазера). Микросхема является индий-галлий-арсенидным (InGaAs) полупроводниковым прибором, который представляет собой массив лазерных вертикально-излучающих диодов инфракрасного диапазона. Удвоитель частоты основан на нелинейном PPLN-кристалле (periodically poled lithium niobate) и позволяет конвертировать инфракрасное излучение в свет видимого диапазона. Кристалл удваивает частоту ИР-излучения, соответственно уменьшая длину волны вдвое. Плоское зеркало проецирует мощный выходной поток видимого излучения прямо на микрозеркала (в DLP-технологии) или ЖК-матрицу. Лазеры Necsel производятся на ее собственной фабрике в Кремниевой долине в виде 4-дюймовых полупроводниковых пластин. Одна такая пластина включает тысячи микросхем. Как отмечается, компания способна производить несколько миллионов лазерных чипов в год. Мощность видимого света и длина излучаемой волны лазеров Necsel могут иметь стабильные значения на протяжении более 20 тыс. часов при максимальной нагрузке. Их КПД превышает 15%, а световой поток составляет более 1000 люмен. Было бы несправедливо обойти вниманием также достижения компании QPC Lasers, но, к сожалению, подробной информации о ее лазерах видимого диапазона в открытых источниках практически нет. Известно, что они основаны на собственной технологии BrightLase. Также отмечаются такие общие характеристики, как малая себестоимость, малое энергопотребление, сверхкомпактный дизайн, высокая светоотдача - в общем, никакой конкретики.

Первый серийный лазерный ТВ

Теперь, когда мы поняли в общих чертах структуру и принципы работы лазерного телевизора, можем со спокойной душой переходить к краткому обзору первого в отрасли подобного серийного устройства - Mitsubishi LaserVue L65-A90. Основные характеристики и особенности L65-A90:

• Используемая технология: DLP
• Диагональ экрана: 65 дюймов
• Поддержка Full HD 1080p (1920х1080 пикселей)
• Соотношение сторон 16:9
• Примерно в два раза больший цветовой охват по сравнению с современными HD-телевизорами (отмечается соответствие цветовому пространству x.v.Color, также ранее известному как xvYCC)
• Видеорежимы: Brilliant/Bright/Natural/Game
• Звук: два стереодинамика мощностью по 10 Вт
• Количество входов для антенны: 2
• Порты на фронтальной стороне: компонентный/композитный вход, USB
• Порты на тыльной стороне: компонентный/композитный вход (480i/480p/720p/1080i), А/В вход, четыре HDMI входа, вход для 3D-очков
• Входные сигналы: 480i, 480p, 720p, 1080i (60 Гц), 1080p (24, 30 или 60 Гц)
• Потребляемая мощность: 135 Вт
• Сверхтонкая окантовка экрана
• Габариты: 265,5х1010,9х1389,4 мм
• Масса: 61,9 кг

К сожалению, у нас нет возможности вживую оценить качество картинки, о которой разработчики без лишней скромности говорят как "Simply the Greatest Picture on the Planet" (англ. - всего лишь лучшее изображение на планете). Поэтому можем лишь описать первые впечатления наших зарубежных коллег с интернет-ресурса thetechlounge.com, которым выпала возможность сравнить стоящие рядом телевизоры LaserVue, Pioneer Kuro и Sharp. По их мнению, лазерный телевизор Mitsubishi по качеству отображения цветов выглядел заметно лучше своих соперников. Также журналистов впечатлила демонстрация трехмерного видеоролика, который они просматривали с помощью подключенных к лазерному телевизору 3D-очков. Энергопотребление новинки примерно в три раза меньше по сравнению с типичными жидкокристаллическими телевизорами с такой диагональю и в четыре раза - по сравнению с плазменными. Нельзя не отметить довольно скромную для проекционной системы толщину. По этому параметру с телевизором LaserVue могут соперничать разве что последние модели от JVC на базе технологии HD-ILA и от Sony на базе SXRD.

Заключение

О достоинствах лазерных телевизоров мы вроде как поговорили достаточно, но неужели все так хорошо? Ведь у любой даже самой продвинутой технологии есть как позитивные стороны, так и минусы. И лазерные ТВ, конечно, исключением не являются. Еще полтора-два года назад разработчики нас уверяли, что стоимость лазеров для телевизоров будет сравнима с ценами UHP-ламп, а упрощение конструкции телевизионной системы позволит существенно снизить себестоимость готового продукта. Интересно взглянуть на слайд одной из презентаций, проводившейся в декабре 2006 года. Что же имеем на самом деле? Пока лазерный ТВ готовился к выходу на рынок, другие разработчики тоже не сидели сложа руки. В результате, цены плазменных телевизоров за это время существенно упали. 65-дюймовый плазменный ТВ в зарубежных магазинах сегодня можно найти за $4500-5500, а не $9999, и, что самое главное, цены продолжают снижаться. А вот рекомендованная розничная цена первого лазерного телевизора - $6999. Надеемся, что такой серьезный минус, как высокая цена, с увеличением объемов производства отпадет сам собой. Но пока платить 7 тыс. долларов (как минимум), в то время когда на рынке присутствуют такие же по размеру экрана (или даже больше), но более дешевые плазменные панели и намного более тонкие LCD-телевизоры, захочет далеко не каждый. И маркетологам Mitsubishi еще придется много работать, чтобы переубедить покупателей, что им нужен именно лазерный ТВ. Кроме того, о широкой доступности лазерных телевизоров говорить пока не приходится. На сегодняшний день продажами занимаются только несколько избранных партнеров Mitsubishi Electric в США, а несколько недель назад в Сети появилась информация, что в ближайшее время компания не планирует представлять LaserVue в Европе. Директор по дисплейным технологиям аналитической компании DisplaySearch Стив Джуричич (Steve Jurichich) отметил, что лазерные телевизоры в какой-то мере даже опередили время. Дело в том, что широкий цветовой охват далеко не во всех случаях может быть серьезным преимуществом, поскольку для создания видеоконтента соответствующего качества выбор оборудования невелик, да и телекомпании пока не готовы к вещанию такого уровня. Также господин Джуричич считает, что лазерные ТВ вполне способны составить серьезную конкуренцию современным "проекционникам" (меньшие толщина и вес, большие углы обзора, нет проблем с дорогостоящими лампами), но вот с плазменными дисплеями им тягаться будет сложно, в первую очередь, из-за цены. Но никакие трудности Mitsubishi не пугают. Она готовится чуть позже в этом году вывести на рынок еще одну модель лазерного телевизора с диагональю 73 дюйма. Цена этой новинки пока не объявлена. Рекомендуемые статьи: - Epson EMP-TW1000 - настоящий кинотеатр у вас дома
- Проекторы: спрашивали - отвечаем
- "Телескопический пиксель" - новый конкурент LCD? Источники информации, использованные при подготовке статьи:

• The Dawn of Lasers in Projection, Novalux (2006)
• Greg Niven, Aram Mooradian. Trend in Laser Light Sources for Projection Display (декабрь 2006)
• Greg Niven, Aram Mooradian и другие. High power extended vertical cavity surface emitting diode lasers and arrays and their applications (ноябрь 2005)
• Novalux
• Arasor
• QPC Lasers
• Mitsubishi Electric
• DisplaySearch
• IDC
• LaserTV
• Thetechlounge.com
• Technology Review
• Официальный сайт DLP-технологии
• Information Display
• Display Daily