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DLP背投激光光源技術(shù)分析
更新時(shí)間:2017-2-17 9:32:40 編輯:旺牛 文章來源:中國(guó)視聽網(wǎng) 調(diào)整文字大小:【

什么是DLP系統(tǒng)?
  DLP為目前最常見的大屏幕顯示系統(tǒng)。DLP背投拼接系統(tǒng)是一種具有高亮度、高分辨率的大屏幕顯示設(shè)備,以其獨(dú)特的"零拼縫"優(yōu)勢(shì)而多年來深受專業(yè)市場(chǎng)的青睞。
   
光源對(duì)DLP系統(tǒng)的重要性
  在DLP系統(tǒng)的諸多子系統(tǒng)中,光源子系統(tǒng)是相當(dāng)重要的部分,通常被設(shè)計(jì)為獨(dú)立的一個(gè)子系統(tǒng),一般由發(fā)光部件、電源部件、散熱部件和結(jié)構(gòu)部件四個(gè)部分組成。光源對(duì)于DLP系統(tǒng)的重要性體現(xiàn)在:

成像質(zhì)量 光源決定了系統(tǒng)亮度、均勻度及對(duì)比度的初始值,對(duì)DLP系統(tǒng)的圖像質(zhì)量起著決定性的作用。
  穩(wěn)定性 光源子系統(tǒng)通常發(fā)熱大、溫度高,因此其穩(wěn)定性對(duì)DLP系統(tǒng)的穩(wěn)定性也起著關(guān)鍵性的作用。在DLP系統(tǒng)發(fā)展早期,一些廠商曾采用雙光源系統(tǒng)的方式來提升整體穩(wěn)定性。
  維護(hù)周期 光源都會(huì)面臨衰減周期,且相對(duì)不可控制,致使用戶使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)亮度、色彩等變化。在決定維護(hù)周期的諸多因素中,光源起著決定性的作用。
  維護(hù)成本由于不同光源技術(shù)成熟度和使用壽命不同,后期維護(hù)需要更新的元件價(jià)格和頻率有差異,從而使得維護(hù)成本不盡相同。
  DLP系統(tǒng)常見光源

DLP系統(tǒng)目前最常見的光源有UHP光源、LED光源、激光光源,以及LED+激光混合光源四種,但通常可以將混合光源看做是對(duì)LED光源的補(bǔ)充,因此這里只詳細(xì)介紹其他三種光源。
  
UHP光源Ultra High Performance(縮寫)

UHP(Ultra High Performance)光源采用超高壓汞燈泡發(fā)光,為理想冷光源,是目前背投拼接墻系統(tǒng)使用時(shí)間最長(zhǎng)的光源,也是最為成熟的光源,在2010年之前幾乎是唯一的光源選擇。UHP專利由飛利浦掌握,主要供應(yīng)商包括飛利浦、歐司朗等。
  UHP光源的工作原理

值得注意的是,UHP光源本身發(fā)出的白色光,色彩的形成則主要依賴色輪,因此UHP光源的色域也主要由色輪的色彩分布來決定。不過,出于亮度的考慮,廠商通常會(huì)在色輪上設(shè)置白色部分,以便提升亮度,但是卻在一定程度上減少了色域分布。
  LED光源Light Emitting Diode(縮寫)

LED(Light Emitting Diode)光源是將一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料置于一個(gè)有引線的架子上,四周用環(huán)氧樹脂密封以保護(hù)內(nèi)部芯線,因此抗震性好。LED光源的主要供應(yīng)商有歐司朗和LUMENUS公司。LED光源自2004年開始研發(fā),2010年入市,目前市場(chǎng)擁有量已過半。
  
LED光源的工作原理
 
  LED光源亮度典型值1000lm,難以達(dá)到對(duì)亮度要求較高的項(xiàng)目需求,因此,自2011年開始,一些廠商采用激光光源對(duì)綠色LED燈進(jìn)行補(bǔ)充,形成了LED+激光的混合光源模式。
  
激光光源
  激光(LASER)光源是利用激發(fā)態(tài)粒子在受激輻射作用下發(fā)光的電光源,是一種相干光源。自2008年開始研發(fā),2012年開始進(jìn)入DLP拼接系統(tǒng)。主要供應(yīng)商為NICHIA等。
  激光光源的工作原理

激光雖然有不同顏色的光源,但是由紅、綠、藍(lán)三色激光組成的光源系統(tǒng)十分龐大,且價(jià)格昂貴,因此目前多用于數(shù)字影院的前投設(shè)備。在DLP背投拼接系統(tǒng)中,則多采用單色(多為藍(lán)色)激光器作為光源,通過帶有熒光粉的色輪進(jìn)行分色,與UHP系統(tǒng)類似。目前一些廠商也將這種單色激光光源加熒光粉色輪的系統(tǒng)稱為L(zhǎng)PD系統(tǒng)。

 

UHP光源

LED光源

激光光源

 亮度(lm)

 900(1600雙燈)★★★★

 1000 ★★★

 2000以上 ★★★★★

 色域(NTSC)

 70%~80% ★★★

 120% ★★★★★

 90%~150% ★★★★

 平均壽命(h)

 10000 ★★

 60000 ★★★★★

 40000-60000 ★★★★

 色輪平均無故障時(shí)間

 20000 ★★★

 無色輪 ★★★★★

 20000 ★★★

 色彩漂移時(shí)間(h)

 5000 ★★★★★

 3000 ★★★

 5000 ★★★★★

 價(jià)格

 低 ★★★★★

 高 ★★★

 較高 ★★★★

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DLP系統(tǒng)常見光源對(duì)比
  注:表格中數(shù)據(jù)和評(píng)分僅作為參考 結(jié)論:
  1.亮度:亮度對(duì)DLP背投系統(tǒng)的畫質(zhì)有著極其重要的地位,也是考評(píng)各種光源性能的重要指標(biāo)。UHP光源在實(shí)際應(yīng)用中通常有單燈和雙燈兩種用法,最高可提供1600lm亮度;LED光源則局限于1000lm,較難實(shí)現(xiàn)提升;而激光光源則可輕松達(dá)到2000lm以上。 在亮度一項(xiàng),LED光源處于弱勢(shì),激光光源則優(yōu)勢(shì)明顯。
  2.色域:色域范圍主要決定DLP背投系統(tǒng)的色彩表現(xiàn),也是畫質(zhì)考評(píng)的重要參考指標(biāo)。UHP光源色域范圍通常在70%~80%;LED則通常可達(dá)到120%;采用藍(lán)色單色激光光源的色域范圍通常在90%左右,而采用三色激光的高端數(shù)字影院放映機(jī)等可以達(dá)到150%。 色域考評(píng)中,LED勝出,采用藍(lán)色單色激光光源的產(chǎn)品居次。
  3.平均壽命:光源壽命在一定程度上決定維護(hù)時(shí)間和維護(hù)成本。通常UHP光源壽命在1萬小時(shí)左右,近期也有報(bào)道已可提升至2萬小時(shí);LED光源穩(wěn)定,壽命通常在6小時(shí);單色激光光源由于受到熒光粉色輪的壽命牽制,暫定4萬到6萬小時(shí)。 在平均壽命的對(duì)比中,LED勝出,單色激光光源系統(tǒng)居次。
  4.環(huán)保性能:環(huán)保性能主要考評(píng)光源是否存在汞等重金屬污染可能性。這一項(xiàng)中,UHP由于采用汞燈而落敗,LED和激光光源勝出。
  5.色輪平均無故障時(shí)間:色輪為一個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,是一個(gè)損耗部件,色輪的壽命也可以被看做是系統(tǒng)可靠性的重要參考指標(biāo)。LED光源由于擁有紅、綠、藍(lán)三原色而不需采用色輪,在這一項(xiàng)評(píng)比中勝出;而UHP和激光光源則需要色輪分色,受色輪壽命制約。
  6.色彩漂移時(shí)間:為了保證DLP背投拼接墻的畫質(zhì)效果,通常在光源發(fā)生衰減而導(dǎo)致造成色彩漂移較大時(shí)就需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校色,因此色彩漂移出現(xiàn)時(shí)間也是影響系統(tǒng)維護(hù)周期的重要因素。 在這組較量中,UHP和激光光源均采用單一光源,光源衰減和色彩漂移都只取決于單一的部件;而LED光源由于單顆燈泡亮度低,而不得不采用多顆組成燈組,其衰減程度很難一致,容易出現(xiàn)色彩漂移。因此在這組對(duì)比中,UHP和激光光源勝出。
  7.價(jià)格:UHP光源是目前發(fā)展最成熟的技術(shù),產(chǎn)品價(jià)格也較低;而LED和激光光源作為新型光源,技術(shù)尚未發(fā)展完善,價(jià)格較高。 盡管UHP系統(tǒng)需要頻繁更換燈泡,但其他光源類型的前期采購成本過高,因此綜合考量,UHP成本較低;LED光源系統(tǒng)中三色光源的透鏡價(jià)格大大高于色輪價(jià)格,其用于散熱的冷媒系統(tǒng)也十分昂貴,而激光光源則可以借助UHP平臺(tái)開發(fā),因此激光光源又較LED光源的成本更有優(yōu)勢(shì)。
  DLP系統(tǒng)光源選購建議

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),UHP光源技術(shù)成熟,價(jià)格低,但同時(shí)存在一些缺陷,目前在背投領(lǐng)域已經(jīng)較少應(yīng)用。

通過對(duì)比也可以看出,LED光源作為一種新光源類型,自身擁有RGB三原色系統(tǒng),不采用色輪,因而具有極其出色的色域表現(xiàn)。但亮度低是一個(gè)致命硬傷,因多顆燈泡的同時(shí)采用也增加了色彩漂移出現(xiàn)的概率。 因此,對(duì)于色彩準(zhǔn)確度要求極高的室內(nèi)環(huán)境,諸如氣象臺(tái)等領(lǐng)域還是非常適用的。

同樣作為一種新型光源,激光光源則實(shí)現(xiàn)了LED光源很難實(shí)現(xiàn)的高亮度,這對(duì)于大型工程應(yīng)用來說至關(guān)重要,同時(shí)色域范圍較廣,不易出現(xiàn)色彩漂移,保證了應(yīng)用效果。但目前尚不成熟,價(jià)格較高。單色激光器的運(yùn)用還難以擺脫熒光粉色輪。 綜合來說,激光光源的整體性能表現(xiàn)出眾。在亮度等方面實(shí)現(xiàn)了LED光源的突破。但考慮到價(jià)格因素,激光光源也同樣適用于中高端項(xiàng)目中,得益于其高亮度水平,在室內(nèi)遠(yuǎn)距離,或者半室內(nèi)條件下也同樣適用。

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