技术支持
> 首页 > 技术支持 > DLP光源综合对比

DLP系列的光源综合对比

DLP(Digital Light Processing)大屏幕显示系统,是目前大屏幕显示行业最高端的技术,真正为7*24小时工作的监控需求提供了不可替代性的产品。
一、DLP系统中光源的重要性
DLP系统中光源被设计成为可替换的部件,不同于LCD及LED,其光源部分为一个独立的子系统,一般由发光器件、电源、散热部件和支架结构等部分组成。光源子系统是DLP系统的一个重要子系统,对DLP有重大影响。
1.图像的质量
光源的选取决定DLP系统的重要指标,决定系统亮度、均匀度、对比度的初始值。作为整个系统光能的提供系统,对DLP系统的图像起决定性作用。
2.系统的稳定性
光源系统发热量大、温度高,其稳定性对整个系统的稳定性起决定性的作用。在DLP系统的发展前期,由于其稳定性无法完全保证,很多系统被设计成双光源系统来保证整体系统的稳定。几乎每个早期的DLP生产企业也都经历过连续爆灯的噩梦,走过了艰难的成长过程。
3.光维护周期
由于光源系统的特性,不可避免的都有衰减周期,而每个产品的衰减周期是相对不可控制的。这样造成产品在交付客户使用一段时间后,色彩和亮度都会有比较大的变化,需要进行维护。其维护的周期由光源及其他原因决定,其中光源起了决定性的作用。
4.维护成本
光源作为DLP产品的重要组成部分,不同光源的选择对于DLP后期的维护成本也会有差异。由于光源技术的发展成熟度不一样和使用寿命长短的不同,在后期维护的时候,需要更新的原器件价格和更新频率也不尽相同,这样就造成了维护成本的差异。

二、常见光源的分类
DLP的光源大致分为四种:UHP、LED、激光、混合光源。本文只对前三种进行详细论述和对比。
1.UHP 光源
UHP光源是2010年以前DLP系统几乎唯一的可用光源。UHP属于超高压汞灯泡,其寿命一般100/120W标称8000小时,累计工作时间4000小时后亮度也不会出现明显的衰减;200/250W使用寿命在3000小时左右。因为UHP灯泡发出的光是理想的冷光源,所以现普遍应用在DLP和LCD投影机上,其主要提供商为PHILIPS和OSRAM。


2. LED 光源
LED(Light Emitting Diode) 的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以 LED 的抗震性能好。LED从2004年开始研发,到2010年后不断分割市场,目前以成为了DLP系统的主要光源。其主要提供商是OSRAM 和LUMENUS。


3.激光 光源
激光光源是利用激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源,是一种相干光源。激光 光源系统在2008年开始研发,2011年开始分割市场,在DLP显示系统中更多应用于数字影院等高亮度正投中,2012年开始进入DLP拼接系统。其主要提供商是NICHIA等。


4.混合光源(不做详细介绍)
混合光源系统,本文认为是对LED光源的补充,主要解决LED光源绿色灯亮度不足的问题,2011年开始出现 LED(R\B)+激光(G)的产品。


三、各类光源的工作原理介绍
1.UHP光源的工作原理
UHP光源为超高压汞灯,通过20KV的高压击穿电弧进行启动,一般以风扇作为其散热方式。UHP光源发出白色光通过透射色轮,产生色彩,其色域的大小取决于色轮的色彩分布。出于亮度的考虑一般都会在色轮上增加白色部分,提高白色的亮度,但是同时会减少色域的分布。UHP光源通过15年以上的使用过程,技术上成熟可靠,由于部分产品的家电化,成本比较低。

                                             UHP光源工作原理简图
2.LED光源的工作原理
LED即发光二极管,是一种半导体固体发光器件,一般以冷媒作为散热主要方式。由于有红、绿、蓝不同颜色的LED灯,所以LED光源系统不需要色轮。但是由于亮度不够,目前需要多颗同色作为三组灯进行工作。LED光源前期亮度无法提高,其中绿色灯是亮度瓶颈。目前搭载OSRAM LED光源的DLP产品,已经可以达到典型值1000lm,细选单个产品可以达到1200lm,基本解决了亮度问题。但是由于多色多颗分布,多颗led光源衰减不可控制,目前色彩漂移更依赖于各个厂家的产品设计能力。

                                              LED光源工作原理简图


3. 激光激光光源工作原理
激光为激光光源,由红绿蓝三色激光组成的系统过于庞大,价格惊人,目前在数字影院等前投设备中使用。我们这里介绍的是由激光发生器发出蓝色激光,通过荧光粉色轮,改变为红、绿、蓝三色。有部分厂家将激光加荧光粉色轮的系统称为LPD(激光 Phosphor Display) 系统,目前使用在拼接系统中的产品,多为有荧光粉色轮的系统。一般认为激光发生器的平均寿命为40000小时,但是对荧光粉色轮的寿命还没有准确的估计。其系统类似UHP光源的系统。

                                              激光光源工作原理简图


四、关于光源可靠性的说明
可以影响光源可靠性的因素很多,并非采用了LED光源的平均寿命就会更长,更多依赖整个系统的方案设计。
影响光源寿命的因素有以下几种:
1.温度和湿度
不论任何的光源,温度和湿度的要求是第一位的,温度和湿度对灯的寿命影响是决定性的,不论UHP灯还是现在的LED灯,把温度降下来是每个设计者最大的问题,每增加10度的温度,光源的寿命要降低一半。湿度的增加也会降低光源的寿命。
2.电流和电压
UHP灯在点灯触发后,可以保证稳定的电压和电流,并不会随外界电压变化而变化,但是在UHP灯的亮度不够的前期,也会有一些厂家调整输出电流大小来让自己的产品显得更亮。在LED灯亮度无法保证的情况下,部分厂家OVERLAP25%,以提高产品亮度,更有厂家OVERLAP30%,其后果必然是寿命降低。
3.灰尘和腐蚀
灰尘和腐蚀与使用环境及产品设计的微环境有关。当然灰尘对整个DLP系统都是致命的,目前厂家采用各类防尘系统来降低灰尘和化学腐蚀的作用。当然,当降温和防尘的设计矛盾体放在一起,设计的难度是非常大的。
 
4. 其他
机械结构的受热变形和光路设计也会影响光源的可靠性。
五、各种光源的优缺点
1.亮度对比

光源
UHP
LED
激光
亮度(lm)
950(1800双灯)
1000
1500—2000(可更高)


2.平均寿命对比

光源
UHP
LED
激光
平均寿命(h)
6000-8000
60000
40000-60000


平均寿命的定义为当工作到上述额定寿命时,有50%的光源的亮度保持在其额定亮度的50%以上。
UHP光源的寿命仍然在奋力提升(后续可达到20000小时),LED发光二极管的稳定性已经得到认可,激光光源的亮度由于其荧光粉色轮的寿命目前无法验证,暂时设定为40000小时。


3. 可靠性对比

光源
UHP
LED
激光
色轮平均无故障时间(h)
20000
无色轮
20000(荧光)

LED光源没有色轮,减少了一个光学零件。色轮(COLOR WHEEL)作为一个转动机械,靠马达带动旋转,平均无故障时间(MTBF)基本为20000小时。色轮作为DLP系统中MTBF最小的零件,对可靠性的影响是巨大的。一般色轮在DLP系统中都以耗材出现,UHP光源和激光光源都有色轮,LED光源减少了一个耗材零件。

4. 维护周期对比 
 

光源
UHP
LED
激光
色彩漂移时间(h)
5000
3000
5000

UHP光源和激光光源(LPD)都是一组光源,其衰减和色坐标的变化都取决于单一零件,LED光源由三组不同色光组成,每组上有六颗灯,不同颜色灯的衰减的程度无法一致,造成颜色漂移过大,一定的时间后必须进行调整。以上数据根据彩讯科技工程服务部提供,其中激光光源的维护时间没有进行确认。


5.价格对比 

光源
UHP
LED
激光
价格

UHP光源历时15年的改善,技术非常成熟,系统上需要更新的产品少,而LED光源和激光发生器的价格,目前仍然居高不下。其中LED三色光源的透镜价格大大高于一个色轮的价格,冷媒散热系统更是价格不斐。使用新产品的用户必须分摊研发的成本。其中激光光源可以借用原来UHP光源的平台,价格上和LED光源比有一定的优势。

综合以上所述,三种光源的DLP产品各有千秋,通过对比三种光源的产品差异微乎其微,更多的是看用户的需求和偏好。技术革新给客户带来更多的选择,客户可以根据自己使用的次数\时间\环境的明亮程度等来选择产品。
恒烨要做的就是根据客户实际需求和现场实际环境给客户带来更佳的解决方案。

CopyRight: 2013-2028 © 北京恒烨明阳光电科技有限公司 京ICP备13037099
电话:010-52266285 52266157 传真:010-52266157 24小时售后电话:13641182299 E-mail:myhengye@163.com
公司地址:北京市丰台区小屯路8号紫金园D112