激光光源DLP拼接单元技术详解

　　什么是DLP系统？

　　DLP为目前最常见的大屏幕显示系统。DLP背投拼接系统是一种具有高亮度、高分辨率的大屏幕显示设备，以其独特的"零拼缝"优势而多年来深受专业市场的青睐。

　　光源对DLP系统的重要性

　　在DLP系统的诸多子系统中，光源子系统是相当重要的部分，通常被设计为独立的一个子系统，一般由发光部件、电源部件、散热部件和结构部件四个部分组成。光源对于DLP系统的重要性体现在：

成像质量光源决定了系统亮度、均匀度及对比度的初始值，对DLP系统的图像质量起着决定性的作用。

稳定性光源子系统通常发热大、温度高，因此其稳定性对DLP系统的稳定性也起着关键性的作用。在DLP系统发展早期，一些厂商曾采用双光源系统的方式来提升整体稳定性。

维护周期光源都会面临衰减周期，且相对不可控制，致使用户使用一段时间后会出现亮度、色彩等变化。在决定维护周期的诸多因素中，光源起着决定性的作用。

维护成本由于不同光源技术成熟度和使用寿命不同，后期维护需要更新的元件价格和频率有差异，从而使得维护成本不尽相同。

　　DLP系统常见光源

DLP系统目前最常见的光源有UHP光源、LED光源、激光光源，以及LED+激光混合光源四种，但通常可以将混合光源看做是对LED光源的补充，因此这里只详细介绍其他三种光源。

UHP光源Ultra High Performance（缩写）

　　UHP（Ultra High Performance）光源采用超高压汞灯泡发光，为理想冷光源，是目前背投拼接墙系统使用时间最长的光源，也是最为成熟的光源，在2010年之前几乎是唯一的光源选择。UHP专利由飞利浦掌握，主要供应商包括飞利浦、欧司朗等。

UHP光源的工作原理

值得注意的是，UHP光源本身发出的白色光，色彩的形成则主要依赖色轮，因此UHP光源的色域也主要由色轮的色彩分布来决定。不过，出于亮度的考虑，厂商通常会在色轮上设置白色部分，以便提升亮度，但是却在一定程度上减少了色域分布。

LED光源Light Emitting Diode（缩写）

　　LED（Light Emitting Diode)光源是将一块电致发光的半导体材料置于一个有引线的架子上，四周用环氧树脂密封以保护内部芯线，因此抗震性好。LED光源的主要供应商有欧司朗和LUMENUS公司。LED光源自2004年开始研发，2010年入市，目前市场拥有量已过半。

LED光源的工作原理

LED光源亮度典型值1000lm，难以达到对亮度要求较高的项目需求，因此，自2011年开始，一些厂商采用激光光源对绿色LED灯进行补充，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。自2008年开始研发，2012年开始进入DLP拼接系统。主要供应商为NICHIA等。

激光光源的工作原理

　　激光虽然有不同颜色的光源，但是由红、绿、蓝三色激光组成的光源系统十分庞大，且价格昂贵，因此目前多用于数字影院的前投设备。在DLP背投拼接系统中，则多采用单色（多为蓝色）激光器作为光源，通过带有荧光粉的色轮进行分色，与UHP系统类似。目前一些厂商也将这种单色激光光源加荧光粉色轮的系统称为LPD系统。

　　DLP系统常见光源对比

	UHP光源	LED光源	激光光源
亮度（lm）	900（1600双灯）★★★★	1000 ★★★	2000以上 ★★★★★
色域（NTSC）	70%~80% ★★★	120% ★★★★★	90%~150% ★★★★
平均寿命（h）	10000 ★★	60000 ★★★★★	40000-60000 ★★★★
色轮平均无故障时间	20000 ★★★	无色轮 ★★★★★	20000 ★★★
色彩漂移时间（h）	5000 ★★★★★	3000 ★★★	5000 ★★★★★
价格	低 ★★★★★	高 ★★★	较高 ★★★★

注：表格中数据和评分仅作为参考结论：

1.亮度：亮度对DLP背投系统的画质有着极其重要的地位，也是考评各种光源性能的重要指标。UHP光源在实际应用中通常有单灯和双灯两种用法，最高可提供1600lm亮度；LED光源则局限于1000lm，较难实现提升；而激光光源则可轻松达到2000lm以上。在亮度一项，LED光源处于弱势，激光光源则优势明显。

2.色域：色域范围主要决定DLP背投系统的色彩表现，也是画质考评的重要参考指标。UHP光源色域范围通常在70%~80%；LED则通常可达到120%；采用蓝色单色激光光源的色域范围通常在90%左右，而采用三色激光的高端数字影院放映机等可以达到150%。色域考评中，LED胜出，采用蓝色单色激光光源的产品居次。

3.平均寿命：光源寿命在一定程度上决定维护时间和维护成本。通常UHP光源寿命在1万小时左右，近期也有报道已可提升至2万小时；LED光源稳定，寿命通常在6小时；单色激光光源由于受到荧光粉色轮的寿命牵制，暂定4万到6万小时。在平均寿命的对比中，LED胜出，单色激光光源系统居次。

4.环保性能：环保性能主要考评光源是否存在汞等重金属污染可能性。这一项中，UHP由于采用汞灯而落败，LED和激光光源胜出。

5.色轮平均无故障时间：色轮为一个机械转动装置，是一个损耗部件，色轮的寿命也可以被看做是系统可靠性的重要参考指标。LED光源由于拥有红、绿、蓝三原色而不需采用色轮，在这一项评比中胜出；而UHP和激光光源则需要色轮分色，受色轮寿命制约。

6.色彩漂移时间：为了保证DLP背投拼接墙的画质效果，通常在光源发生衰减而导致造成色彩漂移较大时就需要对系统进行校色，因此色彩漂移出现时间也是影响系统维护周期的重要因素。在这组较量中，UHP和激光光源均采用单一光源，光源衰减和色彩漂移都只取决于单一的部件；而LED光源由于单颗灯泡亮度低，而不得不采用多颗组成灯组，其衰减程度很难一致，容易出现色彩漂移。因此在这组对比中，UHP和激光光源胜出。

7.价格：UHP光源是目前发展最成熟的技术，产品价格也较低；而LED和激光光源作为新型光源，技术尚未发展完善，价格较高。尽管UHP系统需要频繁更换灯泡，但其他光源类型的前期采购成本过高，因此综合考量，UHP成本较低；LED光源系统中三色光源的透镜价格大大高于色轮价格，其用于散热的冷媒系统也十分昂贵，而激光光源则可以借助UHP平台开发，因此激光光源又较LED光源的成本更有优势。

　　DLP系统光源选购建议

通过对比可以发现，UHP光源技术成熟，价格低，但同时存在一些缺陷，目前在背投领域已经较少应用。

通过对比也可以看出，LED光源作为一种新光源类型，自身拥有RGB三原色系统，不采用色轮，因而具有极其出色的色域表现。但亮度低是一个致命硬伤，因多颗灯泡的同时采用也增加了色彩漂移出现的概率。因此，对于色彩准确度要求极高的室内环境，诸如气象台等领域还是非常适用的。

同样作为一种新型光源，激光光源则实现了LED光源很难实现的高亮度，这对于大型工程应用来说至关重要，同时色域范围较广，不易出现色彩漂移，保证了应用效果。但目前尚不成熟，价格较高。单色激光器的运用还难以摆脱荧光粉色轮。综合来说，激光光源的整体性能表现出众。在亮度等方面实现了LED光源的突破。但考虑到价格因素，激光光源也同样适用于中高端项目中，得益于其高亮度水平，在室内远距离，或者半室内条件下也同样适用。