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三大光源背後的奧秘

對於投影光源,業界有個大家頗為推崇的傳聞:燈泡代表過去、LED代表現在、鐳射代表未來,這句話雖在一定程度上闡述了投影光源的發展趨勢,但從實際應用的角度上看來又不盡然,每款光源都有其優劣勢,我們需要辯證的去看待。今天小酷就為大家帶來投影機三大光源的科普知識。

投影機目前廣泛使用的兩大類光源,一類是氣體光源,也就是 “燈泡”,目前大量商教用投影機都使用這樣的光源,這類光源主要包括:UHP/UHE/ 金屬鹵素燈等。另一類是叫新光源或固體光源,主要包括 LED和鐳射,這類光源的特點是都是固體發光。下面我們逐個解讀。

三大光源背後的奧秘

一、高壓氣體放電光源

工作原理:在一個充滿高壓氣體的燈管裡使得兩根相距 1 毫米左右的電極尖端產生高壓放電,從而激發氣體產生可見光。當這個氣體是汞蒸汽時,這個燈就叫 “超高壓汞燈”,同理可得“氙燈”、 “金屬鹵素燈”。眾多廠家透過將氣體、燈杯外形、介面或是驅動方式(交流或直流)進行改變就產生出來了 UHE、UHP、UHM、SHP、HID 等等數十種型號。

UHP: 一種理想的冷光源,但由於價格較高,一般應用於高檔投影機上。UHP 燈產生冷光,外形小巧,在相同功耗下,能產生大光量,壽命較長,當衰竭時,即刻熄滅。優點是使用壽命長,一般可以正常使用 4000 小時以上,亮度衰減很小。UHP 光源的電弧亮度能超過小面積高效投影裝置所需的 1Gcd/m2,為了達到更好的集光效果,近年來 UHP 光源的電弧極距減少到 1。0mm,其壽命達 10000 小時以上,功率為 200 瓦,配備於投影儀產品,重量 4 公斤,體積 2 升左右,其螢幕照度超過 1100 流明,能夠達到明亮的 XGA 顯示水平。

UHE :也冷光源,UHE 燈泡是目前中檔投影機中廣泛採用的理想光源。優點是價格適中,在使用 4000 小時以前亮度幾乎不衰減。

金屬鹵素燈:發熱高,對投影機散熱系統要求高,不宜做長時間(4 小時以上)投影使用,多用於低端投影產品。金屬鹵素燈產生暖光,要求較大功率才能產生與 UHP 燈同等的光度,使用壽命較短,與 UHP 燈不同的是,金屬鹵素燈壞時表現為漸漸熄滅。金屬鹵素燈泡的優點是價格便宜,缺點是半衰期短,一般使用 1000 小時左右亮度就會降低到原先的一半左右。淘寶很多便宜的投影燈泡都是這種燈。

氙燈:其光譜更為接近自然光,而且色彩也更好,還可以實現 UHP 燈泡不具備的隨時開關等特點,但是價格昂貴一般都要數萬數十萬,而且使用壽命有限,所以同樣難以在主流投影機當中普及。

燈泡光源依然是目前最主流的投影光源,總體來說,燈泡投影的優點突出:發光點小,容易輸出高流明,每流明的成本低;但缺點也很明顯:壽命短,一般實際壽命在1500-4000小時。需要定期更換。除此之外,燈泡機還存在著體積大、功耗高、噪音大、開關機需要等待等諸多不利因素,這就導致了即使技術成熟的燈泡投影機,它的市場主要侷限於需要高亮的教學、商用、工程領域,而未能全面普及化,走向家庭。與燈泡光源相比,LED、鐳射光源具有超長的使用壽命,理論上的壽命可以長達10萬小時。

二、LED光源

LED光源的出現大大地拓寬了投影市場的想象力,均高達30000小時以上的壽命,在產品的生命週期內,完全不必換 “燈泡”,這一點掃清了投影機從商用空間進入家庭空間的最大障礙,在加上LED光源的功耗低、體積小、色彩純、即開即亮、低成本等特點,讓投影機有了更多新的市場空間和應用前景。

LED光源工作原理:以發光二極體(LED)作為投影機的光源來代替傳統光源,LED 光源分為兩類,一是以單色的白光 LED 作為光源;二是以紅、綠、藍三色 LED 作為光源。而使用了 LED 光源的投影機一般被簡稱為 LED 投影機,其整體結構和成像原理與傳統投影機基本相同,市場上最為常見的是 RGB LED+DLP、RBG LED+LCOS 和白光 LED+CFLCOS 三種類型的 LED 投影機,其中又以RGB LED+DLP最受市場歡迎。

關於 LED 的飽受困擾亮度問題原因:目前的 LED 晶片受限制於自身散熱,功率越大流明越高,自身發熱就越大,晶片溫度上升,亮度會迅速下降。目前市面上的 LED 投影機一般從幾十個流明不等,不過在近期雷克賽恩投影儀的大大改善了這個問題。

三、鐳射光源

鐳射光源,顧名思義就是以由全固態鐳射器產生的鐳射作為投影機光源來代替傳統光源,鐳射光源也分為兩類,一是以單色鐳射為光源;二是以紅、綠、藍三色鐳射作為光源。

鐳射投影從誕生開始,業界就對它抱有“取代所有投影”的宏偉願景。以發展的眼光來看,它兼具LED和燈泡光源的絕大多數優點:亮度高、壽命長、寬色域、即開即亮等,理論上很完美,但“理想很豐滿現實很骨感”,因為基於紅、綠、藍三色鐳射光源的鐳射產品,目前,並沒有用於10萬元以下的民用產品。根據最新的AVC奧維雲網的權威資料,這類真正的三基色鐳射產品,僅佔鐳射投影市場份額的0。5%,僅用於專業高階產品,這主要是由於高成本和技術難度的原因。

而流入到現實市場中鐳射投影卻以另外的技術面貌展現:採用的藍色鐳射+LPD或類似技術,即單束藍鐳射通過了激發紅綠藍(白)四色熒光粉及色輪的處理後,形成一定值的紅、綠、藍三色光或紅、綠、藍、白四色光,再組合成我們需要的顏色,色純度早就喪失了純鐳射的水平(鐳射投影電視的介紹宣傳中,都會刻意迴避這點),其最終的影象色彩明顯遜於RGB-LED的色彩表現力,甚至與傳統的UHP燈泡接近。

此外,和LED投影相比,鐳射光源的確在亮度上的優勢很大,但目前鐳射投影廠商都是以犧牲成本和體積來換取的,這也就是鐳射投影總是以高價格(從2——10萬元)和大體積展現的原因。

透過上面的分析,我們可以看出,不同光源之間在特點上也有巨大的差距。相對而言,LED智慧投影是目前在實現超千流明的光源技術中,唯一具備:亮度、色彩、體積、壽命、可靠性、成本的全面優勢。那麼既然LED光源優勢巨大,為什麼至今還沒成為主流?其中的關鍵在於亮度低或者說亮度價效比低,其實近幾年也不乏有廠家做出了超千流明的LED投影機,不過都是千篇一律的大體積機身,動輒十萬元百萬元,並不適用家庭娛樂,普羅大眾需要的是一款亮度價效比高又輕巧適用的機器,這也是當下LED智慧投影行業都在做的事情,其中雷克賽恩S4真實亮度300流明LED智慧投影”便是其中的佼佼者,不僅亮度高配置用心,更重要的是其千元左右的售價,總體看來是超高性價比了。