關(guān)于DLP拼接屏光源及成像方式選擇的研究

劉劍清

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關(guān)于DLP拼接屏光源及成像方式選擇的研究

劉劍清

公誠管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510610

隨著DLP大屏幕在移動(dòng)設(shè)備上的廣泛應(yīng)用，得到企業(yè)級(jí)用戶高度認(rèn)可?；诖?，主要介紹和分析了DLP的光源及成像方式，并進(jìn)行比較分析，最終給出選擇建議。

大屏幕；DLP；拼接屏

引言

隨著DLP大屏幕的廣泛應(yīng)用，得到企業(yè)級(jí)用戶高度認(rèn)可，本為主要介紹和分析了DLP的光源及成像方式，并進(jìn)行比較分析，最終給出選擇建議。

1 光源及成像方式介紹及分析

1.1 燈泡光源

UHP，即Ultra High Performance，超高壓汞燈泡，是飛利浦公司發(fā)明的一種專利技術(shù)，一直以來，DLP的顯示單元普遍采用UHP燈泡作為光源。UHP光源的使用壽命有限，使用一段時(shí)間之后就需要更換新的燈泡，因此很多廠家都采用了雙燈備份技術(shù)，兩個(gè)燈泡可冷備份、熱備份，或者兩個(gè)燈泡輪流工作，減少在使用過程中由于燈泡損壞而帶來的黑屏影響。

但是對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間的使用大屏幕系統(tǒng)，當(dāng)UHP燈泡使用到一定時(shí)間之后，就需要對(duì)燈泡進(jìn)行更換，以避免由于燈泡亮度衰減給日常的觀看帶來的不便。系統(tǒng)的規(guī)模越大，需要更換燈泡的數(shù)量就越多，若采用雙燈顯示單元，更換燈泡的數(shù)量更是成倍的增加，維護(hù)費(fèi)用成倍的增加。

1.2 LED光源

LED（light emitting diode）名為光線激發(fā)二極管，屬于半導(dǎo)體元器件的一種。發(fā)光二極管由p型、n型半導(dǎo)體和過渡層p-n結(jié)組成[1]。

LED光源投影機(jī)自2005年在美國(guó)正式亮相后，于2006年三星公司推出了基于LED光源在DLP投影電視，成為DLP投影行業(yè)的一次革命性的飛躍。LED光源從2009年開始正式用在DLP大屏拼接的專業(yè)領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上主要有LUMINUS和OSRAM兩家廠商提供用于大屏拼接專業(yè)領(lǐng)域的LED光源。

LED光源包含紅、綠、藍(lán)三組LED發(fā)光器件，對(duì)應(yīng)輸出紅、綠、藍(lán)三原色光路，通過內(nèi)部光學(xué)部件傳輸?shù)紻MD芯片反射，最后經(jīng)過鏡頭投影成像。

LED屬于綠色環(huán)保光源，具有壽命長(zhǎng)、色彩飽和度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。光源壽命達(dá)到60000小時(shí)以上，是UHP燈泡的10倍以上；而且亮度衰減平緩，能夠持續(xù)保持穩(wěn)定亮度輸出，無需頻繁更換燈泡等損耗件，維護(hù)管理更為簡(jiǎn)單方便。LED光源色域范圍寬、畫面飽和度高、色彩艷麗。

1.3 單色激光光源

激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，LASER）是一種新光源，具有色域?qū)?、亮度高等特點(diǎn)。

1）純激光光源：采用紅、綠、藍(lán)三色激光器對(duì)應(yīng)產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三原色光線，配置三片DMD芯片對(duì)應(yīng)處理，經(jīng)圖像調(diào)制后的三色激光由棱鏡合色后從鏡頭輸出到屏幕成像[2]。

純激光光源結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是亮度高，色域?qū)?。缺點(diǎn)是實(shí)際顯示效果中會(huì)有干涉現(xiàn)象，而且采用三套激光器和DMD芯片，成本高昂，主要應(yīng)用在數(shù)字影院的高端場(chǎng)合，在控制室的大屏拼接領(lǐng)域應(yīng)用較少。

2）激光＋熒光粉混合光源：只采用1組藍(lán)色激光器，減少激光器的數(shù)量，采用其他方式產(chǎn)生紅、綠兩種原色光線，從而降低成本應(yīng)用控制室的大屏拼接領(lǐng)域。具體細(xì)分為紅色（LED）+藍(lán)色（LED）+綠色（藍(lán)色激光激發(fā)熒光粉）、藍(lán)色（激光）+紅色/綠色（藍(lán)色激光激發(fā)熒光粉）兩種結(jié)構(gòu)。

激光+熒光粉結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是亮度高（比純色激光低），缺點(diǎn)是熒光粉技術(shù)的發(fā)光效率低，而且產(chǎn)生的綠光的色飽和度不高，容易導(dǎo)致畫面失真偏色，同時(shí)色輪持續(xù)高速運(yùn)動(dòng)，可靠性低，容易損耗，因此應(yīng)用較少。

2 光源及成像方式比選及建議

以上對(duì)三種光源及成像方式進(jìn)行了介紹及分析，激光光源由成本高、成像色彩飽和度低、畫面失真偏色、可靠性低、損耗大等缺點(diǎn)，目前應(yīng)用不成熟，這時(shí)就不再進(jìn)行對(duì)比分析。主要針對(duì)目前主流的UHP光源、LED光源的技術(shù)進(jìn)行比選分析。

類型UHP光源LED光源 單屏分辨率1400×1050/1024×7681400×1050/1024×768 光源使用壽命6000～10000?h60000?h 燈泡耗材燈泡使用6000～10000?h候需要全部更換。LED光源壽命60000?h，使用生命周期內(nèi)不需要因更換燈泡。 色輪耗材色輪在工作時(shí)色輪處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，壽命25000～30000?h。無色輪，可靠性與穩(wěn)定性更高，不需要更換色輪的費(fèi)用。 亮度采用智能雙燈結(jié)構(gòu)，雙光路輸出，亮度得到很大提升。投影機(jī)芯亮度可達(dá)800?ANSI流明以上。 亮度調(diào)整燈泡功率100～120?W之間無級(jí)可調(diào)從全黑到最亮的無級(jí)調(diào)整 色域范圍可顯示10億種顏色超寬的色域范圍，比UHP燈泡色域更廣 色溫調(diào)整色輪選定后，色溫不可調(diào)整3200～10000?K 開關(guān)機(jī)開機(jī)后需要等待幾十秒鐘亮度才能達(dá)到正常。開機(jī)后即可到達(dá)正常工作亮度。 環(huán)保方面采用超高壓汞燈泡固態(tài)LED，避免二次污染 可靠性內(nèi)部有高速運(yùn)轉(zhuǎn)的色輪和動(dòng)態(tài)光圈這樣的運(yùn)動(dòng)器件，有故障點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)中沒有運(yùn)動(dòng)器件，可靠性更高。 色彩調(diào)整具備色彩亮度調(diào)整技術(shù)具備自動(dòng)色彩亮度調(diào)整技術(shù) 內(nèi)置信號(hào)處理功能提供多視頻信號(hào)輸入通道，在單屏內(nèi)可實(shí)現(xiàn)一路RGB信號(hào)和一路VIDEO信號(hào)的任意疊加顯示。提供多視頻信號(hào)輸入通道，在單屏內(nèi)實(shí)現(xiàn)2路/4路信號(hào)窗口的疊加。

3 結(jié)語

綜上所述，同樣規(guī)模的顯示系統(tǒng)，LED光源的顯示單元雖然在初期的投資比UHP光源的顯示單元稍高，但UHP光源的顯示單元基本每年需要更換一次燈泡，若采用雙燈結(jié)構(gòu)的機(jī)芯，更換燈泡的費(fèi)用更是成倍的增加；而且在日常的使用中，若使用操作不當(dāng)，燈泡會(huì)破裂，同樣也需要更換新的燈泡，日后維護(hù)費(fèi)用不菲。而LED光源可以不間斷24小時(shí)使用超過七年的時(shí)間，因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，LED光源的整體維護(hù)費(fèi)用要比UHP光源低很多。而且兩種光源相比，LED光源還具有色彩絢麗、不需要經(jīng)常更換燈泡，是綠色光源，具有超寬的亮度調(diào)整范圍等等優(yōu)點(diǎn)。

目前在DLP投影技術(shù)中LED光源開始逐步替代UHP光源。采用LED光源可以保證顯示效果和節(jié)約更換燈泡的維護(hù)費(fèi)用。而激光光源目前技術(shù)尚不太成熟，商用較少，暫不推薦使用。

[1]高丁.LAMP LED封裝工藝探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（19）：115.

[2]李光曉.用于投影顯示的數(shù)字式微型反射鏡列陣[J].光電子技術(shù)與信息，1998（1）：31-32.

Research on the Selection of DLP Splicing Screen Light Source and Imaging Mode

Liu Jianqing

Gongcheng Management Consulting Co., Ltd., Guangzhou Guangdong 510610

With the wide application of DLP large screen, it is highly recognized by enterprise users, this paper mainly introduces and analyzes the DLP light source and imaging methods, and makes a comparative analysis. Finally gives the choice suggestion.

large screen; DLP; splicing screen

TN873

A

1009-6434（2017）04-0153-02