“五一”劳动节前,海报新闻记者来到位于青岛崂山西麓的海信研发中心,探访全球首款8K可折叠激光电视背后的“技术秘诀”,类似的细节故事随处可见。翻阅工程师李建军的工作笔记,其中一页随手写着“科学有险阻,苦战能过关”的诗句。
从2007年布局激光领域时的一无所知,到全球首款可折叠8K激光电视发布、2000多项专利数世界第一,十几年间,大到解码方案,小到零件弧度,都经历过数不清的实验、分析、推倒重来。在反复碰壁和试错中,海信激光显示长期自主研发,实现创新蝶变,发展新质生产力,占领了显示领域的未来先机。
本世纪初,LCD(液晶)、OLED显示技术快速兴起时,核心技术主要掌握在日韩手中。为了不受制于人,海信决定“换道超车”,自主研发创新。在国家863计划的支持下,海信于2007年立项激光显示技术,一头扎进了“无人区”。
当时,世界上没人知道激光电视长什么样,海信研发团队面对的几乎是一张“白纸”。在没有一点参考案例的情况下,仅仅是确定“超短焦”的技术路线英寸激光电视发布时,海信研发团队在镜片、镀膜、光转换材料、屏幕膜片、解码方案等所有子系统上,都经历了不计其数的讨论实验、数据分析、推倒重来,仅试验样机就使用了一百多台,在碰壁与试错中不断迭代创新。
近两年尖端显示技术进入“8K赛道”,要实现对3300万个像素的精确控制和4倍于4K显示的解码速率,对激光显示的光学系统、解码系统都提出了更加高的要求。仅镜头的加工组装,就需要对每一个镜片进行微米级调试,其精密程度远超单反相机镜头。
海信激光公司研发中心副主任吴超回忆,在最初选择8K解码方案时,团队提出了七八种不同的技术路径,并花费近半年时间来论证。综合成本、技术可行性等多项因素后,研发团队选择在已有成熟技术基础上进行深度开发,并做了大量仿真实验。期间为了与国外团队联合调试,常常忙碌到凌晨一两点。
这一方案成果与光学设计、整机形态的配合都达到了相对较好的效果,并具备一定成本优势,唯独成像效果有一点点欠缺。
“基于海信对质量管控的要求,经过汇报研究我们最终决定推倒重来,哪怕再难也不能放水妥协。”吴超称,当时研发团队带着些许失落,把整个电路系统全部推倒重来,探索技术整体难度高出一个等级的全新方案,最终做出了目前行业内唯一达到BT.2020标准的广色域8K显示技术。
随着电视大屏化趋势慢慢的变快,100英寸以上电视入户难的问题逐渐显露。当楼梯或电梯尺寸受限时,往往只能拆窗后用吊车吊入,其成本和安全风险让一些用户望而却步。海信研发团队历时两年技术攻关,成功推出全球首款可折叠激光电视。
“超短焦激光电视对屏幕平整度的要求极高,变形幅度要控制在千分之一以内,在100寸整屏(2241×1272毫米)上不能超过2毫米。”海信激光显示公司屏幕技术部部长李建军介绍,激光屏幕的膜片在安装张紧时,作用在框架上的拉力会使框架变形。
为抵消这一变形,研发团队采用“矫枉过正”的思路设计出反向力学补偿结构,并使用高强度钢作为增强材料。“关于反向矫正的角度,我们从0.5度开始一点点去试,做了二三十次实验,积累力学模拟数据,最终使折叠屏幕平整度达到标准的同时,包装尺寸只有同尺寸激光电视的1/8,实现轻松入户。”
翻开李建军的工作笔记,在详细的实验数据和设计图样旁边,他随手写下了《攻关》一诗:攻城不怕坚,攻书莫畏难。科学有险阻,苦战能过关。
“技术攻关就像攻城打仗,只有不怕失败、永不言弃,才能取得硕果。”李建军说,读着这首曾经鼓舞了无数科研工作者的诗,他更深刻体会到创新研发无捷径,必须迎难而上的道理。
与传统液晶电视相比,激光电视屏幕本身不发光,由激光在屏幕上漫反射成像,具备全像素发光、画面亮度适中的优点,可有效规避有害短波蓝光,观看舒适度高、健康护眼。记者正常采访时观看发现,激光电视在呈现海水的清澈、火烈鸟的艳丽、发丝的纤细时,都有很强的视觉震撼感和影院级的沉浸感。
“激光显示技术的能耗更低,海信8K激光电视的能耗只有同尺寸传统电视的1/3到1/2,屏幕越大节约能源的效果越明显。”吴超和记者说,随着相关元器件性能的提升,下一步激光电视的能耗下降空间还很大。2023年6月,海信激光显示公司荣获全国首个企业碳标签证书,为行业绿色低碳发展做出示范。
随着数字化显示、全息显示技术的发展,激光显示除了满足那群消费的人大屏、高端、绿色的消费需求,应用场景从室内转向户外,从个人转向群体,从单向输出转向智能交互,在会议、医疗、教育、工程、车载、航空、虚拟现实等场景中都展现出良好的应用体验。
中国工程院院士许祖彦曾在第三届全球激光显示技术与产业高质量发展论坛上指出,与其他新型显示技术相比,激光显示有着非常明显的差异化技术优势,是未来的主流显示技术之一,也是我国重点发展的关键战略技术。
海信从2007年开始布局激光显示领域,围绕芯片、镜头、激光器、屏幕等核心部件进行技术升级开发,解决了可靠性和寿命、显示散斑、色彩失真三大技术瓶颈,先后推出全球首款激光电视、首款8K激光电视、首款可折叠激光电视。截至2024年1月底,海信在激光显示领域累计申请国内外技术专利2465件,其中国内专利申请2061件、国外申请404件,专利数量居世界第一,抢占了技术创新高地和发展先机。
2023年工信部等七部门联合印发的《关于快速推进视听电子产业高水平发展的指导意见》中,明白准确地提出“推动激光电视、投影等产品普及”,首次将发展激光电视上升到国家产业扶持的高度。
如今,激光显示作为下一代显示技术的新质生产力已获得行业普遍认可。在国家产业政策的全力支持和在产业链上下游企业的一同推动下,中国已在激光显示领域的关键技术、专利、市场规模、产业链生态等方面全面领先,涌现出许多“世界首发”的创新成果,掌握了激光显示技术领域的主场优势。
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