激光光源 VS LED光源
來(lái)源:中國(guó)數(shù)字音視網(wǎng) 作者:Tarier 編輯:數(shù)字音視工程 2010-02-03 00:00:00 加入收藏
對(duì)于一臺(tái)投影機(jī)來(lái)說(shuō),最昂貴的耗材莫過(guò)于投影機(jī)的光源部件燈泡,投影機(jī)的光源經(jīng)過(guò)多年來(lái)的技術(shù)更新以及革命性換代,已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)多種多樣的光源類型。如:金屬鹵素?zé)?、UHE燈、UHP燈、氙燈、LED燈和激光光源等。金屬鹵素?zé)魧儆跓峁庠?,由于功耗高,壽命短,亮度衰減較大,發(fā)熱量大等缺點(diǎn),已經(jīng)逐步推出了主流投影光源市場(chǎng);UHE和UHP都屬于超高壓汞燈泡,都屬于冷光源壽命較長(zhǎng),亮度高,長(zhǎng)時(shí)間使用亮度下降不明顯,性能曲線平滑;氙燈一般應(yīng)用于高端投影機(jī),能提供較好的色彩,能夠隨時(shí)開(kāi)關(guān),且關(guān)閉后能夠立刻再次啟動(dòng)。
但是,真正能夠笑傲在投影光源市場(chǎng)的卻不是前面的四種光源,隨著LED光源與激光光源的發(fā)展,這兩者將會(huì)是投影光源的主角。LED光源壽命超長(zhǎng),能夠達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí),而且亮度幾乎不會(huì)衰減,功耗低成就了發(fā)熱量小,減輕了投影機(jī)的散熱問(wèn)題。激光光源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能夠省去投影機(jī)內(nèi)部的反射和聚光設(shè)備,擁有良好的色彩層次感等。
投影機(jī)具有更大屏幕效果和隨意調(diào)整的屏幕大小的性能優(yōu)勢(shì),但與播放壽命在幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)小時(shí)以上的平板電視等視頻設(shè)備相比, 投影機(jī)3000-4000小時(shí)的燈泡使用壽命就顯得非常的可憐了。雖然,投影機(jī)可以通過(guò)更換燈泡來(lái)延長(zhǎng)其使用壽命,但燈泡的價(jià)格卻非常的昂貴,千元或幾千元的燈泡價(jià)格還是讓普通家庭用戶覺(jué)得過(guò)于奢侈。投影機(jī)在工作的時(shí)候燈泡的溫度非常高,高溫是直接影響投影燈泡壽命的直接殺手,為了提高燈泡命,投影機(jī)器內(nèi)都設(shè)有散熱風(fēng)扇以及時(shí)排出燈泡發(fā)出的熱量。近年來(lái),從投影機(jī)的新品中可以看出,不但在性能要提高,而且更多是提高的燈泡使用奉命和節(jié)能設(shè)計(jì)。在此境況下,LED光源和激光光源的出現(xiàn)將改變這種情況,這兩種光源也將會(huì)是未來(lái)的主流投影光源,為什么這么說(shuō)呢,下面將逐步介紹。
LED光源:
LED俗稱發(fā)光二極管,早在上世紀(jì)就已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常生活中,我們所熟知的交通信號(hào)燈和很多儀表盤(pán)都是采用LED作為發(fā)光光源,而很多戶外玩家和探險(xiǎn)愛(ài)好者所推崇的那種強(qiáng)光手電也是采用LED作為光源。LED相比于傳統(tǒng)光源,其最大特點(diǎn),就是體積小,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我們常見(jiàn)的投影機(jī)所常采用UHP光源或UHE光源或金屬鹵素光源,即使是做成投影機(jī)光源,也仍然要小很多。這也是采用LED光源的投影產(chǎn)品通常會(huì)留給我們小巧、便攜、迷你等特點(diǎn)的主要原因。
同時(shí),LED光源屬于冷光源,在工作中不會(huì)產(chǎn)生如金屬鹵素?zé)裟菢拥母邿崃?,其燈泡模組和散熱系統(tǒng)相比原來(lái)也可以大幅減小,加上相對(duì)簡(jiǎn)單的光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),既減小了產(chǎn)品體積,也簡(jiǎn)化了產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)。采用傳統(tǒng)光源燈泡投影產(chǎn)品開(kāi)機(jī)后需要一定的預(yù)熱時(shí)間,關(guān)機(jī)時(shí)要繼續(xù)通電散熱一段時(shí)間;而LED不需要預(yù)熱時(shí)間,可以做到通電即發(fā)光,而斷電后也無(wú)需等待散熱,因此采用LED光源的投影機(jī)產(chǎn)品也可以做到即開(kāi)即亮,即關(guān)即滅,這給用戶的使用帶來(lái)了極大的方便。
激光光源:
激光的最初的中文名叫做“鐳射”、“萊塞”,是它的英文名稱LASER的音譯,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞頭一個(gè)字母組成的縮寫(xiě)詞。意思是"通過(guò)受激發(fā)射光擴(kuò)大"。激光的英文全名已經(jīng)完全表達(dá)了制造激光的主要過(guò)程。1964年按照我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森建議將“光受激發(fā)射”改稱“激光”。
激光顯示是繼黑白顯示、彩色顯示、數(shù)字顯示之后的下一代顯示技術(shù)。 激光顯示能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)顯示所達(dá)到的所有先進(jìn)技術(shù)指標(biāo),如大屏幕、高分辨率、數(shù)字化等, 而且以激光作為光源,具有波長(zhǎng)可選擇性和高光譜亮度等特性,擁有更廣的色域,是CRT的兩倍。因此能夠提供最真實(shí)、最豐富、最鮮艷的色彩再現(xiàn)。激光光源與燈炮光源和LED光源完全不同,它們有著極高的光譜純度:<<1nm;極高的亮度>>106W/mm2str;極好的方向性:<<3mrad;極好的偏振性:>500:1。同時(shí),激光光源也有極高的效率。激光顯示將發(fā)展成為多平臺(tái)應(yīng)用技術(shù),如,手機(jī)投影顯示,前投影顯示,便攜投影顯示,背投電視等。其大色域、高效率、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn),將顯示技術(shù)發(fā)展提供一種選擇。
LED光源特點(diǎn):
(一)壽命長(zhǎng),節(jié)省成本
對(duì)投影機(jī)有一定了解的朋友都知道,投影機(jī)燈泡是一種耗材,與打印機(jī)的墨盒類似,需要隨著使用而更換,且通常其壽命并不與價(jià)格成正比。也就是說(shuō),不論你花多少錢(qián)買(mǎi)的投影機(jī),在使用2000-3000小時(shí)之后,你都要更換投影機(jī)燈泡,并為之付出一筆不菲的費(fèi)用。而發(fā)光二極管的壽命高達(dá)上萬(wàn)小時(shí),有些甚至超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)。同時(shí),LED光源比傳統(tǒng)光源造價(jià)要低廉得多。不但光源成本降低,由于節(jié)省了散熱系統(tǒng),精簡(jiǎn)了光路結(jié)構(gòu),總成本也可以得到很好的控制,而即便用戶需要對(duì)光源進(jìn)行更換,也無(wú)需為此過(guò)多花銷??梢哉f(shuō),采用LED光源無(wú)論是前期投入還是后期維護(hù),都可以為用戶節(jié)省一筆不小的開(kāi)支。
?。ǘ┥矢茫迎h(huán)保
色彩范圍作為投影機(jī)的一個(gè)性能指標(biāo),通常會(huì)被很多用戶忽略。我們知道,傳統(tǒng)光源的投影機(jī)尤其是DLP產(chǎn)品由于其光源光譜范圍有限,需要色輪進(jìn)行分色,色輪的速度對(duì)色彩表現(xiàn)有很大的影響;LCD產(chǎn)品雖然不需要色輪進(jìn)行分色,色彩表現(xiàn)要較DLP好很多,但仍然不能令人滿意。
LED發(fā)展到現(xiàn)在,已經(jīng)突破了只有單色光源的限制,白色LED和RGB三原色光源的出現(xiàn)使其更適合應(yīng)用于投影機(jī)中。RGB三色LED光源的純色非常高,三種顏色的發(fā)光體按時(shí)間順序輪流發(fā)光,其色域范圍可輕松達(dá)到100%以上,色彩還原效果非常好。最后不得不提的是,傳統(tǒng)光源的燈泡中均含有對(duì)人體有害的汞,其含量雖然很低,但仍然對(duì)人體有或多或少的傷害;而LED光源則不含任何對(duì)人體有害的元素,從這個(gè)意義上來(lái)看,LED才是真正環(huán)保的。
激光光源特點(diǎn):
?。ㄒ唬┥蚋鼜V,色彩更亮麗
傳統(tǒng)投影機(jī)只能表現(xiàn)自然界中30%左右的人眼可識(shí)別色彩,致使另外70%的色彩無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)顯示設(shè)備讓我們感知。當(dāng)前的2K數(shù)字放映機(jī)雖然在色彩及分辨率方面已經(jīng)接近35mm膠片的質(zhì)量,但還是有不少電影界人士更欣賞膠片所表現(xiàn)出的豐富色彩及過(guò)渡。純色的LED或激光光源是數(shù)字成像的理想光源,激光電影放映機(jī)能表現(xiàn)自然界中90%以上的人眼可識(shí)別色彩,激光電影放映機(jī)能給觀者還原出一個(gè)更完美的五彩斑斕的真實(shí)視界,更好的滿足電影的播放需求。
?。ǘ┱嬲3珠L(zhǎng)期高畫(huà)質(zhì)
傳統(tǒng)投影機(jī)會(huì)在使用一段時(shí)間后隨著光源的急劇衰減而使圖像變暗變黃(如亮度衰減、色飽和度對(duì)比度降低等),在電影院這些高要求使用場(chǎng)合,即使燈泡仍還在發(fā)光,也不得不因此而更換燈泡,造成使用成本居高不下。激光電影放映機(jī)所使用的是激光器作為顯示光源,其壽命可達(dá)10000小時(shí)以上,其衰退過(guò)程也是緩慢的,使得其輸出的畫(huà)質(zhì)長(zhǎng)期保持高亮度、色飽和度和對(duì)比度,畫(huà)面色彩始終亮麗如新。
?。ㄈ└叩墓馔?br /> 目前傳統(tǒng)投影機(jī)燈泡(氙燈或汞燈)的最高功率可達(dá)到6500W-7000W,單機(jī)最高可達(dá)到33000流明光通量,其燈泡壽命在此條件下最多只能達(dá)到500-800小時(shí)。而激光光源屬于新一代冷光源,不存在發(fā)熱量過(guò)大而使其溫度過(guò)高的因素,只需通過(guò)增加激光器數(shù)量,就可以很輕松的將激光投影機(jī)單機(jī)的光通量達(dá)到10000-50000流明以上,且其光源的使用壽命仍然可以達(dá)到10000-20000小時(shí)以上,使用該技術(shù)的影院投影機(jī),可大大降低影院的長(zhǎng)期成本,不再有炸燈的風(fēng)險(xiǎn),并提升影院的檔次和性價(jià)比。
LED光源和激光光源共同點(diǎn):
高壽命、發(fā)熱量低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
大家知道,傳統(tǒng)的超高壓汞燈模塊其壽命在1000-4000小時(shí)左右,而氙燈模塊的壽命一般在500-1500小時(shí)左右,并且其光通量越高壽命越短。而LED光源和激光光源則不存在這種障礙,兩者在使用的過(guò)程中發(fā)熱量不大,溫度非常低,壽命可達(dá)20000小時(shí)以上,是傳統(tǒng)投影機(jī)使用壽命的10倍以上。由于發(fā)熱量低,所以在散熱方面,省去了大功率風(fēng)扇并節(jié)省了投影機(jī)的體積,尤其是激光獨(dú)有的匯聚性,它發(fā)射的光線基本上不會(huì)發(fā)散,所以省去了投影機(jī)內(nèi)部的聚光部件,更是縮小了投影機(jī)的體積。
節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)
得利于LED光源和激光光源的優(yōu)秀特性,兩者比傳統(tǒng)光源模塊更環(huán)保、更安靜、安裝使用更方便,且投影機(jī)去掉了風(fēng)扇等散熱系統(tǒng)而變得更為輕便,無(wú)論是桌式和吊裝都變得更簡(jiǎn)單。節(jié)能環(huán)保更是這個(gè)時(shí)代倡導(dǎo)的主題,兩種光源均實(shí)現(xiàn)了低功率、低噪音的要求,超長(zhǎng)的使用壽命節(jié)省了傳統(tǒng)投影機(jī)最大耗材燈泡的開(kāi)銷,購(gòu)買(mǎi)之后不會(huì)有后顧之憂,更經(jīng)濟(jì)更實(shí)惠。
缺點(diǎn):
LED光源:亮度
盡管LED作為投影機(jī)光源優(yōu)勢(shì)眾多,但它也有著比較明顯的缺陷。亮度是困擾LED投影機(jī)普及的最大問(wèn)題之一。雖然市面上有亮度可以達(dá)到1000流明以上的LED投影機(jī)產(chǎn)品,但這個(gè)亮度對(duì)于日常應(yīng)用尤其是商務(wù)應(yīng)用還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足;而即使是亮度相對(duì)較低的LCD投影機(jī),其通常也可以輕松突破2000流明,相比于LED光源,顯然優(yōu)勢(shì)要明顯的多。要增加LED的亮度,最好的辦法就是增加發(fā)光體LED的數(shù)量,也就是我們所熟知的點(diǎn)陣式LED光源布局,只要數(shù)量足夠,亮度是可以成倍增加的。不過(guò)由于作為投影機(jī)光源,其尺寸不能太過(guò)龐大,而且這樣也會(huì)造成LED光源價(jià)格的上升,使產(chǎn)品成本同樣上升,這就幾乎失去了前面我們所說(shuō)的大部分LED的優(yōu)勢(shì)。
激光光源:安全性
現(xiàn)在制約激光投影機(jī)最大的問(wèn)題,就是安全隱患,特別是在開(kāi)放空間,這一問(wèn)題更加嚴(yán)重。還是以最簡(jiǎn)單的激光筆為例,激光筆里邊就是一個(gè)半導(dǎo)體激光器,前面有一個(gè)光學(xué)鏡頭用來(lái)聚焦。所有人都知道是不能將激光頭的光線直接照射眼睛,這是由于激光能量相當(dāng)集中,因此對(duì)人體非常有害。比如用于劇院的Vanadate激光,功率最大可以達(dá)到20W,光通量達(dá)到5000lum,屬于四類激光,如果有好事者拿一個(gè)透鏡,就有可能把一定距離的東西燒壞。一個(gè)150mw的激光在1米以外可以很容易燒壞我們通常用的塑料薄膜袋,一些工業(yè)用的切割機(jī)床激光功率也不過(guò)如此。
LED光源和激光光源是未來(lái)投影光源發(fā)展方向
LED光源在投影機(jī)方面,最主要的意義在于為機(jī)身小型化開(kāi)辟了新的道路。由于LED光源體積小,且具有很多顯示技術(shù)優(yōu)點(diǎn),所以更適于研發(fā)小巧的投影機(jī)甚至原件,使用戶的投影更加“隨身化”和“自由化”。LED用于投影照明,不僅壽命增加,而且改變了投影機(jī)結(jié)構(gòu),由于減少了散熱需求,并縮短了光路系統(tǒng),所以散熱量和噪聲都有更好的表現(xiàn)。目前,LED光源主要應(yīng)用與集成化小型投影原件和袖珍式小型機(jī)兩種投影產(chǎn)品,集成化小型投影原件不做成獨(dú)立機(jī)型,其主要是與微型顯示設(shè)備如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦集成在一起,電池供電,可以投影約A4紙或標(biāo)準(zhǔn)信紙大小的圖像,方便與他人共享畫(huà)面。袖珍式掌上投影機(jī)則是完整獨(dú)立機(jī)型,體積小巧輕便,一只手也可以輕易的拿起,攜帶方便,可放于文件包內(nèi),未來(lái)的發(fā)展方向是商務(wù)應(yīng)用。因此,現(xiàn)階段,LED投影機(jī)還只能更多的應(yīng)用于便攜領(lǐng)域,要走入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域甚至取代傳統(tǒng)光源的投影機(jī)產(chǎn)品,尚需不短的時(shí)日。
激光顯示設(shè)備的到來(lái),提高了顯示設(shè)備的門(mén)檻,在激光面前,任何其他顯示設(shè)備只能甘拜下風(fēng)。在色彩、壽命、可靠性等諸方面,擁有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì),而且在光源端實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制,這一點(diǎn)與LED類似。固態(tài)激光的前端也跟LED類似,不過(guò)經(jīng)過(guò)放大環(huán)節(jié)以及聲光晶體的頻率調(diào)制,控制好輸出光的波長(zhǎng)。LED則是利用基板直接發(fā)光,產(chǎn)品沒(méi)有那么復(fù)雜,而控制起來(lái)也簡(jiǎn)單,包含外圍電路也簡(jiǎn)單得多?,F(xiàn)在LED背光顯示已經(jīng)逐步走向市場(chǎng),LED背光電視和LED光源的投影機(jī)已經(jīng)可以買(mǎi)得到。而激光的顯示產(chǎn)品,現(xiàn)在成本上還比較高昂,目標(biāo)客戶還局限在行業(yè)端。而如今存在的問(wèn)題是,產(chǎn)業(yè)環(huán)境沒(méi)有啟動(dòng),上游的芯片產(chǎn)量比較低,沒(méi)有達(dá)到規(guī)模產(chǎn)能,所以綜合成本比較高。等上下游產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)筑完成的時(shí)候,激光的未來(lái)會(huì)相當(dāng)光明,而且隨著成本繼續(xù)降低,激光顯示的普及恐怕就真的到來(lái)了。
總的來(lái)說(shuō),投影業(yè)界正在尋找可以替代傳統(tǒng)燈泡的光源,LED光源也被看作投影替代光源的新一代,尤其是在2009年,采用LED光源投影產(chǎn)品有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,從7、8流明到200、800流明,不同亮度不同層次的產(chǎn)品紛紛推出,不過(guò)LED光源存在的最大問(wèn)題就是亮度不高。LED是典型的面光源,所以光路傳導(dǎo)的損失將會(huì)變得很大,并且也不容易做到很高的亮度,而激光作為點(diǎn)光源,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的亮度。激光光源作為新型投影光源,雖然很早就有激光光源投影機(jī),但其并不普及,只是在一些數(shù)字電影放映機(jī)和高端投影機(jī)中才能夠看到,以至于大部分人都尚不清楚它的性能特點(diǎn),激光光源可以實(shí)現(xiàn)高亮度,這正好可以LED光源互補(bǔ)。
在低亮度領(lǐng)域,LED光源無(wú)疑是最佳的選擇,其擁有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、高壽命、發(fā)熱量低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特性;而激光光源點(diǎn)光源的特性則能實(shí)現(xiàn)高亮度投影,能帶來(lái)更為理想的色彩表現(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷成熟,憑借超長(zhǎng)壽命及高效能,LED光源和激光光源必將成為未來(lái)投影市場(chǎng)上投影光源的首選,讓投影機(jī)不再因?yàn)闊襞莸暮膿p問(wèn)題而絞盡腦汁。
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