DLP系統(tǒng)光源對比綜述教學(xué)提綱

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DLP系統(tǒng)光源對比綜述目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc341192871一、DLP系統(tǒng)中光源的重要性PAGEREF_Toc341192871h1HYPERLINKl_Toc3411928721.UHP光源PAGEREF_Toc341192872h1HYPERLINKl_Toc3411928732.LED光源PAGEREF_Toc341192873h2HYPERLINKl_Toc3411928743.LASER光源PAGEREF_Toc341192874h2HYPERLINKl_Toc

2、3411928754.混合光源(不做詳細介紹)PAGEREF_Toc341192875h2HYPERLINKl_Toc341192876三、各類光源的工作原理介紹PAGEREF_Toc341192876h2HYPERLINKl_Toc3411928771.UHP光源的工作原理PAGEREF_Toc341192877h2HYPERLINKl_Toc3411928782.LED光源的工作原理PAGEREF_Toc341192878h3HYPERLINKl_Toc341192879四、關(guān)于光源可靠性的說明PAGEREF_Toc341192879h4HYPERLINKl_Toc3411928801.溫

3、度和濕度PAGEREF_Toc341192880h4HYPERLINKl_Toc3411928812.電流和電壓PAGEREF_Toc341192881h4HYPERLINKl_Toc3411928823.灰塵和腐蝕PAGEREF_Toc341192882h5HYPERLINKl_Toc3411928834.其他PAGEREF_Toc341192883h5HYPERLINKl_Toc341192884五、各類光源的優(yōu)缺點PAGEREF_Toc341192884h5HYPERLINKl_Toc3411928851.亮度對比PAGEREF_Toc341192885h5HYPERLINKl_Toc3

4、411928862.平均壽命對比PAGEREF_Toc341192886h5HYPERLINKl_Toc3411928873.可靠性對比PAGEREF_Toc341192887h5HYPERLINKl_Toc3411928884.維護周期對比PAGEREF_Toc341192888h6HYPERLINKl_Toc3411928895.價格對比PAGEREF_Toc341192889h6HYPERLINKl_Toc3411928906.總結(jié)PAGEREF_Toc341192890h6HYPERLINK/DLP.htmDLP（DigitalLightProcessing）大屏幕顯示系統(tǒng)，是目前HY

5、PERLINK/大屏幕顯示行業(yè)最高端的技術(shù)，為真7*24小時工作的監(jiān)控需求提供了不可替代性的產(chǎn)品。一、DLP系統(tǒng)中光源的重要性DLP系統(tǒng)中光源被設(shè)計成為可替換的部件，不同于HYPERLINK/lcd.htmLCD及HYPERLINK/LED.htmLED，其光源部分為一個獨立的子系統(tǒng)，一般由發(fā)光部件、電源部件、散熱部件和結(jié)構(gòu)部件四部分組成。光源子系統(tǒng)是DLP系統(tǒng)的一個重要子系統(tǒng)，對DLP產(chǎn)品有重大影響，同時影響整個DLP系統(tǒng)的設(shè)計。1.光源決定DLP系統(tǒng)圖像的質(zhì)量光源的選取決定DLP系統(tǒng)的重要指標(biāo)，決定系統(tǒng)亮度、均勻度、對比度的初始值。作為整個系統(tǒng)光能的提供系統(tǒng)，對DLP系統(tǒng)的圖像起決定性作用

6、。2.光源決定DLP系統(tǒng)的穩(wěn)定性光源系統(tǒng)發(fā)熱量大、溫度高，其穩(wěn)定性對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性起決定性的作用。在DLP系統(tǒng)的發(fā)展前期，由于其穩(wěn)定性無法完全保證，很多系統(tǒng)被設(shè)計成雙光源系統(tǒng)來保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定。幾乎每個早期的DLP生產(chǎn)企業(yè)也都經(jīng)歷過連續(xù)爆燈的噩夢，走過了艱難的成長過程。3.光源決定DLP產(chǎn)品的維護周期由于光源系統(tǒng)的特性，不可避免的都有衰減周期，而每個產(chǎn)品的衰減周期是相對不可控制的。這樣造成產(chǎn)品在交付客戶使用一段時間后，色彩和亮度都會有比較大的變化，需要進行維護。其維護的周期由光源及其他原因決定，其中光源起了決定性的作用。4.光源決定DLP產(chǎn)品的維護成本光源作為DLP產(chǎn)品的重要組成部分，不同

7、光源的選擇對于DLP后期的維護成本也會有差異。由于光源技術(shù)的發(fā)展成熟度不一樣和使用壽命長短的不同，在后期維護的時候，需要更新的原器件價格和更新頻率也不盡相同，這樣就造成了維護成本的差異。二、常見光源的分類DLP系統(tǒng)中的光源分類大致有四種，分別為UHP、LED、LASER、混合光源。本文只對前三種進行詳細論述和對比。1.UHP光源UHP（UltraHighPerformance）光源是2010年以前DLP系統(tǒng)幾乎唯一的可用光源。UHP屬于超高壓汞燈泡，其壽命較長，一般100/120W標(biāo)稱8000小時，最長的甚至標(biāo)稱12000小時，累計工作時間4000小時后亮度也不會出現(xiàn)明顯的衰減；200/250

8、W使用壽命在3000小時左右。因為UHP燈泡發(fā)出的光是理想的冷光源，所以現(xiàn)普遍應(yīng)用在正投投影機和DLP和LCD（較早的背投大屏）背投拼接墻上，其主要提供商為PHILIPS和OSRAM。2.LED光源LED（LightEmittingDiode)的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。LED從2004年開始研發(fā)，到2010年后不斷分割市場，目前占領(lǐng)了DLP系統(tǒng)的半壁江山。其主要提供商是OSRAM和LUMENUS。3.LASER光源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

9、。LASER光源系統(tǒng)在2008年開始研發(fā)，2011年開始分割市場，在DLP顯示系統(tǒng)中更多應(yīng)用于數(shù)字影院等高亮度正投中，2012年開始進入DLP拼接系統(tǒng)。其主要提供商是NICHIA等。4.混合光源(不做詳細介紹)混合光源系統(tǒng)，本文認為是對LED光源的補充，主要解決LED光源綠色燈亮度不足的問題，2011年開始出現(xiàn)LED（RB）+LASER(G)的產(chǎn)品。三、各類光源的工作原理介紹1.UHP光源的工作原理UHP光源為超高壓汞燈，通過20KV的高壓擊穿電弧進行啟動，一般以風(fēng)扇作為其散熱方式。UHP光源發(fā)出白色光通過透射色輪，產(chǎn)生色彩，其色域的大小取決于色輪的色彩分布。出于亮度的考慮一般都會在色輪上增加

10、白色部分，提高白色的亮度，但是同時會減少色域的分布。UHP光源通過15年以上的使用過程，技術(shù)上成熟可靠，由于部分產(chǎn)品的家電化，成本比較低。UHP專利由PHILIPS掌握，以后可能會發(fā)展到20000小時的平均壽命。UHP光源工作原理簡圖2.LED光源的工作原理LED即發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，一般以冷媒作為散熱主要方式。由于有紅、綠、藍不同顏色的LED燈，所以LED光源系統(tǒng)不需要色輪。但是由于亮度不夠，目前需要多顆同色作為三組燈進行工作。LED光源前期亮度無法提高，其中綠色燈是亮度瓶頸。目前搭載OSRAMLED光源的DLP產(chǎn)品，已經(jīng)可以達到典型值1000lm，細選單個產(chǎn)品可以達到12

11、00lm，基本解決了亮度問題。但是由于多色多顆分布，多顆led光源衰減不可控制，目前色彩漂移更依賴于各個廠家的產(chǎn)品設(shè)計能力。LED光源工作原理簡圖3.LASER激光光源工作原理LASER為激光光源，由紅綠藍三色激光組成的系統(tǒng)過于龐大，價格驚人，目前在數(shù)字影院等前投設(shè)備中使用。我們這里介紹的是由激光發(fā)生器發(fā)出藍色激光，通過熒光粉色輪，改變?yōu)榧t、綠、藍三色。有部分廠家將激光加熒光粉色輪的系統(tǒng)稱為LPD(LaserPhosphorDisplay)系統(tǒng)，目前使用在拼接系統(tǒng)中的產(chǎn)品，多為有熒光粉色輪的系統(tǒng)。一般認為激光發(fā)生器的平均壽命為40000小時，但是對熒光粉色輪的壽命還沒有準(zhǔn)確的估計。其系統(tǒng)類似U

12、HP光源的系統(tǒng)。激光光源工作原理簡圖四、關(guān)于光源可靠性的說明可以影響光源可靠性的因素很多，并非采用了LED光源的平均壽命就會更長，更多依賴整個系統(tǒng)的方案設(shè)計。影響光源壽命的因素有以下幾種：1.溫度和濕度不論任何的光源，溫度和濕度的要求是第一位的，溫度和濕度對燈的壽命影響是決定性的，不論UHP燈還是現(xiàn)在的LED燈，把溫度降下來是每個設(shè)計者最大的問題，每增加10度的溫度，光源的壽命要降低一半。濕度的增加也會降低光源的壽命。2.電流和電壓UHP燈在點燈觸發(fā)后，可以保證穩(wěn)定的電壓和電流，并不會隨外界電壓變化而變化，但是在UHP燈的亮度不夠的前期，也會有一些廠家調(diào)整輸出電流大小來讓自己的產(chǎn)品顯得更亮。在

13、LED燈亮度無法保證的情況下，部分廠家OVERLAP25%，以提高產(chǎn)品亮度，更有廠家OVERLAP30%，其后果必然是壽命降低。3.灰塵和腐蝕灰塵和腐蝕與使用環(huán)境及產(chǎn)品設(shè)計的微環(huán)境有關(guān)。當(dāng)然灰塵對整個DLP系統(tǒng)都是致命的，目前廠家采用各類防塵系統(tǒng)來降低灰塵和化學(xué)腐蝕的作用。當(dāng)然，當(dāng)降溫和防塵的設(shè)計矛盾體放在一起，設(shè)計的難度是非常大的。4.其他機械結(jié)構(gòu)的受熱變形和光路設(shè)計也會影響光源的可靠性。五、各類光源的優(yōu)缺點彩訊科技的產(chǎn)品，涵蓋了以上各類光源的產(chǎn)品，出于對用戶選型的需要，對三個大類的光源進行了對比和總結(jié)，只代表本公司觀點。1.亮度對比UHPLEDLASER亮度（lm）900（1600雙燈）1

14、0002000（可更高）在亮度對比上，LASER是最高的，UHP可以采用雙燈疊備的形式，也可以提供1600lm的亮度，在這個PK中，LED無法取勝。由于目前各種光源的亮度都已經(jīng)基本夠用，我們給UHP、LED、LASER分別打9分、8分和10分2.平均壽命對比UHPLEDLASER平均壽命（h）100006000040000-60000平均壽命的定義為當(dāng)工作到上述額定壽命時，有50%的光源的亮度保持在其額定亮度的50%以上。UHP光源的壽命仍然在奮力提升（后續(xù)可達到20000小時），LED發(fā)光二極管的穩(wěn)定性已經(jīng)得到認可，LASER光源的亮度由于其熒光粉色輪的壽命目前無法驗證，暫時設(shè)定為40000

15、小時。本輪戰(zhàn)斗，LED光源勝出。我們給UHP、LED、LASER分別打5分、10分和8分3.可靠性對比UHPLEDLASER色輪平均無故障時間（h）20000無色輪20000（熒光）LED光源沒有色輪，減少了一個光學(xué)零件。色輪（COLORWHEEL）作為一個轉(zhuǎn)動機械，靠馬達帶動旋轉(zhuǎn)，平均無故障時間（MTBF）基本為20000小時。色輪作為DLP系統(tǒng)中MTBF最小的零件，對可靠性的影響是巨大的。一般色輪在DLP系統(tǒng)中都以耗材出現(xiàn)，UHP光源和LASER光源都有色輪，LED光源減少了一個耗材零件。依舊LED光源勝出。我們給UHP、LED、LASER分別打9分、10分和7分4.維護周期對比UHPLE

16、DLASER色彩漂移時間（h）500030005000（未確認）UHP光源和LASER光源（LPD）都是一組光源，其衰減和色坐標(biāo)的變化都取決于單一零件，LED光源由三組不同色光組成，每組上有六顆燈，不同顏色燈的衰減的程度無法一致，造成顏色漂移過大，一定的時間后必須進行調(diào)整。以上數(shù)據(jù)根據(jù)彩訊科技工程服務(wù)部提供，其中LASER光源的維護時間沒有進行確認。本輪UHP勝出，但是都沒有達到免維護的理想，我們給UHP、LED、LASER分別打5分、3分和4分5.價格對比UHPLEDLASER系統(tǒng)復(fù)雜程度低高（led，冷媒）高（激光發(fā)生器）UHP光源歷時15年的改善，技術(shù)非常成熟，系統(tǒng)上需要更新的產(chǎn)品少，而LED光源和激光發(fā)生器的價格，目前仍然居高不下。其中LED三色光源的透鏡價格大大高于一個色輪的價格，冷媒散熱系統(tǒng)更是價格不斐。使用新產(chǎn)品的用戶必須分攤研發(fā)的成本。其中激光光源可以借用原來UHP光源的平臺，價格上和LED光源比有一定的優(yōu)勢。在價格上UHP勝出。我們給UHP、LED、LASER分別打10分、7分和8分。6.總結(jié)綜合以上所述，我們看下列表格，分別在以上五個項目上各類光源的得分情況。亮度壽命可靠性維護周期價格合計得分UHP95851037LED810103738LASER10874837在2008年以前，我們的產(chǎn)品沒有如此的百花齊放，差