关于DLP拼接屏光源及成像方式选择的研究

刘剑清



关于DLP拼接屏光源及成像方式选择的研究

刘剑清

公诚管理咨询有限公司，广东 广州 510610

随着DLP大屏幕在移动设备上的广泛应用，得到企业级用户高度认可。基于此，主要介绍和分析了DLP的光源及成像方式，并进行比较分析，最终给出选择建议。

大屏幕；DLP；拼接屏

引言

随着DLP大屏幕的广泛应用，得到企业级用户高度认可，本为主要介绍和分析了DLP的光源及成像方式，并进行比较分析，最终给出选择建议。

1 光源及成像方式介绍及分析

1.1 灯泡光源

UHP，即Ultra High Performance，超高压汞灯泡，是飞利浦公司发明的一种专利技术，一直以来，DLP的显示单元普遍采用UHP灯泡作为光源。UHP光源的使用寿命有限，使用一段时间之后就需要更换新的灯泡，因此很多厂家都采用了双灯备份技术，两个灯泡可冷备份、热备份，或者两个灯泡轮流工作，减少在使用过程中由于灯泡损坏而带来的黑屏影响。

但是对于需要长时间的使用大屏幕系统，当UHP灯泡使用到一定时间之后，就需要对灯泡进行更换，以避免由于灯泡亮度衰减给日常的观看带来的不便。系统的规模越大，需要更换灯泡的数量就越多，若采用双灯显示单元，更换灯泡的数量更是成倍的增加，维护费用成倍的增加。

1.2 LED光源

LED（light emitting diode）名为光线激发二极管，属于半导体元器件的一种。发光二极管由p型、n型半导体和过渡层p-n结组成[1]。

LED光源投影机自2005年在美国正式亮相后，于2006年三星公司推出了基于LED光源在DLP投影电视，成为DLP投影行业的一次革命性的飞跃。LED光源从2009年开始正式用在DLP大屏拼接的专业领域。目前市场上主要有LUMINUS和OSRAM两家厂商提供用于大屏拼接专业领域的LED光源。

LED光源包含红、绿、蓝三组LED发光器件，对应输出红、绿、蓝三原色光路，通过内部光学部件传输到DMD芯片反射，最后经过镜头投影成像。

LED属于绿色环保光源，具有寿命长、色彩饱和度高、稳定性好等特点。光源寿命达到60000小时以上，是UHP灯泡的10倍以上；而且亮度衰减平缓，能够持续保持稳定亮度输出，无需频繁更换灯泡等损耗件，维护管理更为简单方便。LED光源色域范围宽、画面饱和度高、色彩艳丽。

1.3 单色激光光源

激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，LASER）是一种新光源，具有色域宽、亮度高等特点。

1）纯激光光源：采用红、绿、蓝三色激光器对应产生红、绿、蓝三原色光线，配置三片DMD芯片对应处理，经图像调制后的三色激光由棱镜合色后从镜头输出到屏幕成像[2]。

纯激光光源结构的优点是亮度高，色域宽。缺点是实际显示效果中会有干涉现象，而且采用三套激光器和DMD芯片，成本高昂，主要应用在数字影院的高端场合，在控制室的大屏拼接领域应用较少。

2）激光＋荧光粉混合光源：只采用1组蓝色激光器，减少激光器的数量，采用其他方式产生红、绿两种原色光线，从而降低成本应用控制室的大屏拼接领域。具体细分为红色（LED）+蓝色（LED）+绿色（蓝色激光激发荧光粉）、蓝色（激光）+红色/绿色（蓝色激光激发荧光粉）两种结构。

激光+荧光粉结构的优点是亮度高（比纯色激光低），缺点是荧光粉技术的发光效率低，而且产生的绿光的色饱和度不高，容易导致画面失真偏色，同时色轮持续高速运动，可靠性低，容易损耗，因此应用较少。

2 光源及成像方式比选及建议

以上对三种光源及成像方式进行了介绍及分析，激光光源由成本高、成像色彩饱和度低、画面失真偏色、可靠性低、损耗大等缺点，目前应用不成熟，这时就不再进行对比分析。主要针对目前主流的UHP光源、LED光源的技术进行比选分析。

类型UHP光源LED光源 单屏分辨率1400×1050/1024×7681400×1050/1024×768 光源使用寿命6000～10000 h60000 h 灯泡耗材灯泡使用6000～10000 h候需要全部更换。LED光源寿命60000 h，使用生命周期内不需要因更换灯泡。 色轮耗材色轮在工作时色轮处于高速运转状态，寿命25000～30000 h。无色轮，可靠性与稳定性更高，不需要更换色轮的费用。 亮度采用智能双灯结构，双光路输出，亮度得到很大提升。投影机芯亮度可达800 ANSI流明以上。 亮度调整灯泡功率100～120 W之间无级可调从全黑到最亮的无级调整 色域范围可显示10亿种颜色超宽的色域范围，比UHP灯泡色域更广 色温调整色轮选定后，色温不可调整3200～10000 K 开关机开机后需要等待几十秒钟亮度才能达到正常。开机后即可到达正常工作亮度。 环保方面采用超高压汞灯泡固态LED，避免二次污染 可靠性内部有高速运转的色轮和动态光圈这样的运动器件，有故障点光学系统中没有运动器件，可靠性更高。 色彩调整具备色彩亮度调整技术具备自动色彩亮度调整技术 内置信号处理功能提供多视频信号输入通道，在单屏内可实现一路RGB信号和一路VIDEO信号的任意叠加显示。提供多视频信号输入通道，在单屏内实现2路/4路信号窗口的叠加。

3 结语

综上所述，同样规模的显示系统，LED光源的显示单元虽然在初期的投资比UHP光源的显示单元稍高，但UHP光源的显示单元基本每年需要更换一次灯泡，若采用双灯结构的机芯，更换灯泡的费用更是成倍的增加；而且在日常的使用中，若使用操作不当，灯泡会破裂，同样也需要更换新的灯泡，日后维护费用不菲。而LED光源可以不间断24小时使用超过七年的时间，因此从长远考虑，LED光源的整体维护费用要比UHP光源低很多。而且两种光源相比，LED光源还具有色彩绚丽、不需要经常更换灯泡，是绿色光源，具有超宽的亮度调整范围等等优点。

目前在DLP投影技术中LED光源开始逐步替代UHP光源。采用LED光源可以保证显示效果和节约更换灯泡的维护费用。而激光光源目前技术尚不太成熟，商用较少，暂不推荐使用。

[1]高丁.LAMP LED封装工艺探讨[J].电子技术与软件工程，2014（19）：115.

[2]李光晓.用于投影显示的数字式微型反射镜列阵[J].光电子技术与信息，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