中達(dá)電通視訊部供稿

　　前言: DLP大屏被廣泛應(yīng)用于各種監(jiān)控和指揮調(diào)度中心，許多場(chǎng)合都要求大屏7×24小時(shí)(每周7天，每天24小時(shí))不間斷工作，在整個(gè)大屏系統(tǒng)中，DLP單元中投影光機(jī)的燈泡是最易損耗的部件，投影燈泡如果意外損壞，會(huì)使監(jiān)控工作中斷，特別是在應(yīng)急指揮過程中，將會(huì)對(duì)工作造成很大損失，因此具有雙燈結(jié)構(gòu)的DLP投影光機(jī)開始出現(xiàn)。全球各大DLP光機(jī)生產(chǎn)廠家均已推出雙燈技術(shù)，并逐漸成為DLP大屏光機(jī)的主流產(chǎn)品。各廠家對(duì)于雙燈備份的設(shè)計(jì)各有專精，因此行業(yè)內(nèi)雙燈設(shè)計(jì)依技術(shù)的不同分為冷備份與熱備份，熱備份又稱為熱耦合。為了使市場(chǎng)用戶對(duì)兩種產(chǎn)品有最適合的選擇，本文將對(duì)這兩種不同設(shè)計(jì)的技術(shù)原理與差異做出客觀的專業(yè)分析。

　　一、冷備份與熱備份結(jié)構(gòu)原理的差異

　　雙燈冷備份設(shè)計(jì)： DLP光機(jī)中采用兩個(gè)燈泡，一個(gè)點(diǎn)亮工作，另一個(gè)做備份，當(dāng)工作燈泡損壞時(shí)，備用燈泡隨即點(diǎn)亮并切換到工作位置，替換損壞的燈泡。冷備份通常采用機(jī)械移動(dòng)方式的換燈結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特性是同一時(shí)間內(nèi)只能輸出一個(gè)燈的光源，可以雙燈同亮但無法同時(shí)輸出亮度。

　　雙燈熱備份設(shè)計(jì)： 熱備份同樣采用兩個(gè)燈泡，具備雙燈的備份功能。但燈泡位置固定不動(dòng)，通過光學(xué)耦合棱鏡反射后輸出，不存在移動(dòng)換燈。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特性是可以單燈輸出，也可以雙燈同亮同時(shí)輸出得到較高的輸出亮度。

冷熱雙燈備份機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖

　　二、冷備份與熱備份的工作模式及 備份功能 比較

　　冷備份具有單燈點(diǎn)亮、雙燈同亮工作模式，只具備有限的備份功能：

　　單燈點(diǎn)亮：在一般應(yīng)用情況下采用這種單燈模式，工作燈泡點(diǎn)亮，工作燈泡出現(xiàn)問題時(shí)，后備燈泡會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，并自動(dòng)切換到工作位進(jìn)行替換。后備燈泡從點(diǎn)亮至切換到位，不僅需要點(diǎn)亮?xí)r間，還需要換燈時(shí)間，無形中延長了故障時(shí)間，會(huì)出現(xiàn)投影畫面中斷黑屏現(xiàn)象。

　　雙燈同亮：在重要應(yīng)用情況下會(huì)采用這種雙燈同亮模式，兩個(gè)燈泡同時(shí)都點(diǎn)亮，當(dāng)工作燈泡損壞時(shí)，后備燈泡可自動(dòng)切換到工作位進(jìn)行替換，節(jié)省了燈泡點(diǎn)亮的時(shí)間，但同樣存在切換時(shí)間，會(huì)出現(xiàn)投影畫面中斷黑屏現(xiàn)象。

　　熱備份具有單燈切換、雙燈高亮工作模式，具備不間斷備份功能：

　　è單燈切換模式：在一般應(yīng)用情況下采用這種單燈切換模式，只有一個(gè)燈泡點(diǎn)亮工作，后備燈泡通電但不點(diǎn)亮。當(dāng)工作燈泡出現(xiàn)故障時(shí)，備份燈泡會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮替換故障燈泡。需要燈泡點(diǎn)亮?xí)r間，但不需要換燈時(shí)間，具有比冷備份更短的備份燈泡切換時(shí)間，會(huì)出現(xiàn)投影畫面短暫中斷現(xiàn)象。

　　è雙燈高亮模式：在重要應(yīng)用情況下可采用這種雙燈同亮模式，兩個(gè)燈泡同時(shí)點(diǎn)亮，同時(shí)輸出亮度，不僅大幅度提高了投影光機(jī)的輸出亮度，同時(shí)具有真正的不間斷備份功能，即使一個(gè)燈泡損壞，另一個(gè)燈泡仍在輸出亮度，雖然亮度會(huì)有所下降，但很顯然不會(huì)出現(xiàn)任何投影畫面中斷現(xiàn)象。而且熱備份設(shè)計(jì)具備燈泡不斷電熱插拔，可快速更換損壞燈泡恢復(fù)亮度。熱備份的這一特性在絕對(duì)不允許畫面消失、不允許遺漏任何細(xì)節(jié)的軍事指揮、災(zāi)難救援、應(yīng)急指揮等相關(guān)重要應(yīng)用中的優(yōu)越性更加突出。

　　冷熱備份都具有輪流點(diǎn)燈功能：

　　冷熱備份都具有輪流點(diǎn)亮使用模式，雙燈輪流點(diǎn)亮切換工作，達(dá)到延長燈泡壽命的目的，不同的是，熱備份設(shè)計(jì)在燈泡切換過程中的暫時(shí)黑屏?xí)r間比較短，冷備份則因?yàn)楦邏和娭袡C(jī)械的移動(dòng)不能太快，需要更多時(shí)間做燈泡移位的動(dòng)作，幾秒的切換時(shí)間明顯是不可能的。

　　三、冷備份與熱備份優(yōu)缺點(diǎn)比較

　　冷備份 具有更多的不穩(wěn)定性：

　　冷備份采用機(jī)械移動(dòng)方式的換燈結(jié)構(gòu)，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的特性，頻繁的燈泡換位移動(dòng)必然會(huì)增大機(jī)械結(jié)構(gòu)的誤差，導(dǎo)致燈泡中心點(diǎn)的偏移，引起光學(xué)效率的降低。而且機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)作次數(shù)也是有限的，移動(dòng)次數(shù)越多精確度越差，甚至動(dòng)作失靈。

　　冷備份雙燈同亮?xí)r，后備燈泡雖然一直點(diǎn)亮但并不輸出亮度，這樣不僅白白損耗后備燈泡的壽命、浪費(fèi)能源，而且會(huì)產(chǎn)生雙倍的熱量。但冷備份的散熱卻是針對(duì)單燈工作設(shè)計(jì)的，增多的熱量將導(dǎo)致光機(jī)工作溫度的升高，對(duì)色彩、光機(jī)組件的壽命都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

　　熱備份在設(shè)計(jì)時(shí)就專門針對(duì)雙燈同亮進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)，而且燈泡并非越冷，壽命就越長，反而是要在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，才可確保其壽命。熱備份通過合理的熱流設(shè)計(jì)可有效改善溫度問題，燈泡散熱主要在于燈杯內(nèi)部熱穩(wěn)定性為主，控制風(fēng)量強(qiáng)度、風(fēng)扇角度和風(fēng)流走向，風(fēng)流經(jīng)燈杯內(nèi)確保燈泡內(nèi)各點(diǎn)溫度符合規(guī)格來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并經(jīng)過嚴(yán)苛的Thermal和Life測(cè)試，證明并不會(huì)因熱量問題而縮短燈泡壽命。

　　熱備份 具有良好的色彩一致性：

　　光機(jī)色彩的差異主要來自燈泡本身的色坐標(biāo)不同造成的色彩差異，而非耦合棱鏡，冷熱備份都存在這種色彩差異。耦合棱鏡是類似鏡片的一種，負(fù)責(zé)反射燈泡的光線，表面的鍍膜并不會(huì)對(duì)色彩有任何影響，如同鏡頭中的鏡片，依光學(xué)的設(shè)計(jì)規(guī)格來選定鏡片種類后，光學(xué)性能便確定下來，并不存在一致性變差的問題。熱備份和冷備份都使用了相同的燈泡架構(gòu)，所以在色彩控制上并沒有差異。對(duì)其色彩一致性會(huì)變差的推論，只是不具備光學(xué)零件設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的廠商所謂理論上的猜測(cè)。

　　如果說由于熱備份的兩個(gè)燈同時(shí)輸出就會(huì)使色溫難以調(diào)整，那么有的大屏廠家在單元中使用雙光機(jī)，就更是兩套完全不同的光機(jī)燈泡及不同的內(nèi)部光學(xué)組件，這種應(yīng)用是不是就會(huì)更加調(diào)整困難呢，事實(shí)證明不是這樣，投影疊加技術(shù)已經(jīng)被廣泛采用。

　　冷備份光機(jī)往往因?yàn)閮蓚€(gè)燈泡使用時(shí)間差異很大，切換到備份燈泡后色彩調(diào)整難度更大。而熱備份光機(jī)可通過分別針對(duì)Lamp A，Lamp B或是Lamp A+B進(jìn)行各種調(diào)整數(shù)值的記憶，從而減少雙燈間的色彩和亮度差異，極大方便現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行燈泡更換。

　　熱備份光機(jī)已在市場(chǎng)上銷售了近十萬套，很多用戶在不同時(shí)間段建設(shè)二期監(jiān)控大屏?xí)r，都會(huì)選擇一期工程采用的同一款熱備份光機(jī)，充分證明其穩(wěn)定性得到認(rèn)可。

　　熱備份 具有良好的發(fā)光效率：

　　理論上耦合棱鏡會(huì)造成一定的光效率損失，但首先該部分的損失是指與單燈光機(jī)相比，就雙燈光機(jī)本身而言，雙燈同亮的發(fā)光效率仍然是單燈的200%，其次最終的亮度輸出取決于光機(jī)的整體設(shè)計(jì)，良好的光學(xué)設(shè)計(jì)以及高效的棱鏡設(shè)計(jì)可以有效彌補(bǔ)理論上棱鏡造成的光損失，目前熱備份光機(jī)的單燈亮度與冷備份接近。

　　熱備份 的高亮特性具有更廣泛的應(yīng)用范圍：

　　單燈在67吋以下監(jiān)控大屏中表現(xiàn)尚可，在80吋大屏中表現(xiàn)并不理想?，F(xiàn)在監(jiān)控中心規(guī)模越來越大，80吋大屏越來越多，同時(shí)現(xiàn)代化監(jiān)控中心環(huán)境光很亮，要求大屏亮度提高，這也是有的廠家會(huì)因此采用更大功率的180W甚至200W以上燈泡的原因，但大功率燈泡的壽命會(huì)相應(yīng)縮短。最新推出的LED光源，亮度輸出已經(jīng)達(dá)到800流明，但所有廠家仍然在想方設(shè)法提高亮度到1000流明以上，究其原因就是因?yàn)?00流明并不能很好滿足80吋大屏的亮度需要。而熱備份的雙燈亮度可以達(dá)到1600流明，可充分滿足大尺寸需要，用于67吋以下大屏?xí)r又可以單燈使用，因此具有更廣泛的應(yīng)用范圍。

　　國際市場(chǎng) 雙燈 技術(shù)比較

　　雙燈技術(shù)的出現(xiàn)可以追朔到大約20 年前，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)門坎限制，只能設(shè)計(jì)出所謂的冷備份。但隨著市場(chǎng)需求的不斷發(fā)展，對(duì)“備份”的不同要求與迫切性快速提升，冷備份這種技術(shù)雖然可以符合基本要求, 但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新興市場(chǎng)對(duì)“不間斷備份”要求的保障, 因此造就出新的設(shè)計(jì)思維與概念。大約十年前光機(jī)廠商在高技術(shù)門坎的光學(xué)技術(shù)能力上有所突破，開始推出最新的熱備份設(shè)計(jì)產(chǎn)品，這也是目前唯一能真正達(dá)到”永不間斷”要求的設(shè)計(jì)。

　　目前市場(chǎng)上冷熱備份雙燈技術(shù)主要包括以下四種類型：

　　燈泡旋轉(zhuǎn)方式冷備份：兩個(gè)燈泡呈扇形排列，用旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方式換燈，雙燈可同亮，不能同時(shí)輸出;

　　線性屏蔽方式冷備份：兩個(gè)燈泡固定不移動(dòng)，移動(dòng)屏蔽來決定使用哪一個(gè)燈。雙燈可同亮，不能同時(shí)輸出;

　　線性移動(dòng)方式冷備份：兩個(gè)燈泡呈直線排列，用上下移動(dòng)方式換燈(有三個(gè)燈位)，雙燈可同亮，不能同時(shí)輸出;

　　熱備份：兩個(gè)燈泡固定不移動(dòng)，用高效光耦合棱鏡與電子控制點(diǎn)燈決定使用哪一個(gè)燈。雙燈可同亮，并且可同時(shí)輸出。

　　雖然幾大廠商最早推出的冷備份技術(shù)被沿用至今，但據(jù)此判斷熱備份不是技術(shù)主流則未免顯得有些武斷與牽強(qiáng)。事實(shí)上，已經(jīng)有其他廠家在開始研究并推出熱備份光機(jī)。市面上約有3~4 家分別采用不同的冷備份雙燈技術(shù), 而國內(nèi)采用雙燈熱備份的廠家也有3~4 家, 堪稱是國內(nèi)的主流。

　　結(jié) 語：綜合以上分析，可以清楚看出，熱備份和冷備份是兩種不同的雙燈技術(shù)，冷備份在單燈點(diǎn)亮或雙燈同亮的工作模式下都會(huì)出現(xiàn)畫面中斷黑屏，而熱備份以其不間斷備份和高亮度的特性逐漸成為監(jiān)控大屏DLP光機(jī)的主流技術(shù)。用戶可以根據(jù)自己的使用需求做出選擇，如果是不在乎監(jiān)控大屏中斷幾分鐘的一般應(yīng)用可以選擇冷備份光機(jī)，如果是不能錯(cuò)過任何細(xì)節(jié)或需要高亮度的重要應(yīng)用場(chǎng)合，則可以選擇熱備份光機(jī)。