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DLP背投激光光源技術分析
更新時間:2017-2-17 9:32:40 編輯:旺牛 文章來源:中國視聽網 調整文字大小:【

什么是DLP系統?
  DLP為目前最常見的大屏幕顯示系統。DLP背投拼接系統是一種具有高亮度、高分辨率的大屏幕顯示設備,以其獨特的"零拼縫"優勢而多年來深受專業市場的青睞。
   
光源對DLP系統的重要性
  在DLP系統的諸多子系統中,光源子系統是相當重要的部分,通常被設計為獨立的一個子系統,一般由發光部件、電源部件、散熱部件和結構部件四個部分組成。光源對于DLP系統的重要性體現在:

成像質量 光源決定了系統亮度、均勻度及對比度的初始值,對DLP系統的圖像質量起著決定性的作用。
  穩定性 光源子系統通常發熱大、溫度高,因此其穩定性對DLP系統的穩定性也起著關鍵性的作用。在DLP系統發展早期,一些廠商曾采用雙光源系統的方式來提升整體穩定性。
  維護周期 光源都會面臨衰減周期,且相對不可控制,致使用戶使用一段時間后會出現亮度、色彩等變化。在決定維護周期的諸多因素中,光源起著決定性的作用。
  維護成本由于不同光源技術成熟度和使用壽命不同,后期維護需要更新的元件價格和頻率有差異,從而使得維護成本不盡相同。
  DLP系統常見光源

DLP系統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LED光源的補充,因此這里只詳細介紹其他三種光源。
  
UHP光源Ultra High Performance(縮寫)

UHP(Ultra High Performance)光源采用超高壓汞燈泡發光,為理想冷光源,是目前背投拼接墻系統使用時間最長的光源,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,廠商通常會在色輪上設置白色部分,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光的半導體材料置于一個有引線的架子上,四周用環氧樹脂密封以保護內部芯線,因此抗震性好。LED光源的主要供應商有歐司朗和LUMENUS公司。LED光源自2004年開始研發,2010年入市,目前市場擁有量已過半。
  
LED光源的工作原理
 
  LED光源亮度典型值1000lm,難以達到對亮度要求較高的項目需求,因此,自2011年開始,一些廠商采用激光光源對綠色LED燈進行補充,形成了LED+激光的混合光源模式。
  
激光光源
  激光(LASER)光源是利用激發態粒子在受激輻射作用下發光的電光源,是一種相干光源。自2008年開始研發,2012年開始進入DLP拼接系統。主要供應商為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、藍三色激光組成的光源系統十分龐大,且價格昂貴,因此目前多用于數字影院的前投設備。在DLP背投拼接系統中,則多采用單色(多為藍色)激光器作為光源,通過帶有熒光粉的色輪進行分色,與UHP系統類似。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稱為LPD系統。

 

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 ★★★★

 色輪平均無故障時間

 20000 ★★★

 無色輪 ★★★★★

 20000 ★★★

 色彩漂移時間(h)

 5000 ★★★★★

 3000 ★★★

 5000 ★★★★★

 價格

 低 ★★★★★

 高 ★★★

 較高 ★★★★

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DLP系統常見光源對比
  注:表格中數據和評分僅作為參考 結論:
  1.亮度:亮度對DLP背投系統的畫質有著極其重要的地位,也是考評各種光源性能的重要指標。UHP光源在實際應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,較難實現提升;而激光光源則可輕松達到2000lm以上。 在亮度一項,LED光源處于弱勢,激光光源則優勢明顯。
  2.色域:色域范圍主要決定DLP背投系統的色彩表現,也是畫質考評的重要參考指標。UHP光源色域范圍通常在70%~80%;LED則通常可達到120%;采用藍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字影院放映機等可以達到150%。 色域考評中,LED勝出,采用藍色單色激光光源的產品居次。
  3.平均壽命:光源壽命在一定程度上決定維護時間和維護成本。通常UHP光源壽命在1萬小時左右,近期也有報道已可提升至2萬小時;LED光源穩定,壽命通常在6小時;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。 在平均壽命的對比中,LED勝出,單色激光光源系統居次。
  4.環保性能:環保性能主要考評光源是否存在汞等重金屬污染可能性。這一項中,UHP由于采用汞燈而落敗,LED和激光光源勝出。
  5.色輪平均無故障時間:色輪為一個機械轉動裝置,是一個損耗部件,色輪的壽命也可以被看做是系統可靠性的重要參考指標。LED光源由于擁有紅、綠、藍三原色而不需采用色輪,在這一項評比中勝出;而UHP和激光光源則需要色輪分色,受色輪壽命制約。
  6.色彩漂移時間:為了保證DLP背投拼接墻的畫質效果,通常在光源發生衰減而導致造成色彩漂移較大時就需要對系統進行校色,因此色彩漂移出現時間也是影響系統維護周期的重要因素。 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,容易出現色彩漂移。因此在這組對比中,UHP和激光光源勝出。
  7.價格:UHP光源是目前發展最成熟的技術,產品價格也較低;而LED和激光光源作為新型光源,技術尚未發展完善,價格較高。 盡管UHP系統需要頻繁更換燈泡,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光源系統中三色光源的透鏡價格大大高于色輪價格,其用于散熱的冷媒系統也十分昂貴,而激光光源則可以借助UHP平臺開發,因此激光光源又較LED光源的成本更有優勢。
  DLP系統光源選購建議

通過對比可以發現,UHP光源技術成熟,價格低,但同時存在一些缺陷,目前在背投領域已經較少應用。

通過對比也可以看出,LED光源作為一種新光源類型,自身擁有RGB三原色系統,不采用色輪,因而具有極其出色的色域表現。但亮度低是一個致命硬傷,因多顆燈泡的同時采用也增加了色彩漂移出現的概率。 因此,對于色彩準確度要求極高的室內環境,諸如氣象臺等領域還是非常適用的。

同樣作為一種新型光源,激光光源則實現了LED光源很難實現的高亮度,這對于大型工程應用來說至關重要,同時色域范圍較廣,不易出現色彩漂移,保證了應用效果。但目前尚不成熟,價格較高。單色激光器的運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出眾。在亮度等方面實現了LED光源的突破。但考慮到價格因素,激光光源也同樣適用于中高端項目中,得益于其高亮度水平,在室內遠距離,或者半室內條件下也同樣適用。

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