前言： DLP技術(shù)應(yīng)用于大屏拼接系統(tǒng)，發(fā)展至今，憑借著其高清顯示、成熟穩(wěn)定及24小時(shí)不間斷使用的優(yōu)勢，得到廣大用戶的認(rèn)同，已經(jīng)成為專業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域的最佳選擇。但DLP技術(shù)的使用成本是長期以來一直困擾用戶的問題，其中尤以易耗品燈泡為重中之重。而今新技術(shù)——LED光源的應(yīng)用讓突破此瓶頸指日可待。
LED光源的長效壽命，大大延長了DLP投影機(jī)的使用壽命，為大幅降低使用成本提供了發(fā)展空間。此外其高保真的色彩還原能力、綠色環(huán)保照明的特性以及其節(jié)能潛力，眾多優(yōu)勢集于一身，必將成為未來投影光源的發(fā)展主流，并帶動(dòng)大屏拼接系統(tǒng)行業(yè)一次革命性的技術(shù)升級(jí)。
投影光源發(fā)展史 1995 Philips開發(fā)UHP高壓汞燈→2007年Laser Lamp(激光燈)→2008 年 LED Lamp 初露頭角
UHP(圖一)的開發(fā)改善一直朝小型化、高亮度、長壽命方向努力，其發(fā)展方向也讓投影機(jī)可以小型化并擁有足夠的亮度，從而使得投影機(jī)普及化。迄今為止，UHP使用壽命已達(dá)10,000Hrs，亮度60lmW。目前UHP 占有 95% 以上的市場，由Philips和OSRAM分占前二。
2007年出現(xiàn)了Laser Lamp(圖二)，意在解決UHP色域不夠?qū)拸V的問題，因而產(chǎn)生了Laser Lamp的產(chǎn)品。Novalux、三菱是其中的代表廠家。Laser具有長的壽命( 30,000 Hrs)及超大色域，顏色非常純。因背投電視的潰敗其商業(yè)機(jī)會(huì)局限在了特殊用途。又因激光會(huì)有傷害人眼的顧慮，因此局限了它在前投投影機(jī)中的應(yīng)用。
應(yīng)環(huán)保及未來具有潛力的節(jié)能發(fā)展需求，LED(圖三)應(yīng)時(shí)而出。LED首選目標(biāo)是照明及LCD背光用途，取代CCLF及白熾燈泡。但也因?yàn)樗虚L壽命( 50,000 Hrs )及寬廣的色域，因此被開發(fā)到投影機(jī)光源的應(yīng)用中。
專門針對投影機(jī)設(shè)計(jì)的高亮LED Lamp，是Luminus公司的專利，他們有獨(dú)特的技術(shù)：蜂巢狀的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有不少優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生有效率、均勻的平行光，有助于后級(jí)光的收集聚焦；可以制作高亮度、高瓦數(shù)的大面積組件；是一個(gè)積木式的結(jié)構(gòu)，可以組合成各種比例及面積。
未來背投光源的發(fā)展趨勢 未來背投光源應(yīng)該只有UHP及LED兩種燈會(huì)存在。原因是電視墻l市場非常小( 30K臺(tái) 年)，無法支撐一個(gè)產(chǎn)業(yè)，只能搭其它產(chǎn)業(yè)的便車，如前投投影機(jī)。背投投影機(jī)因?yàn)長CD、PDP的大型化及低價(jià)化，而導(dǎo)致市場局限化。而前投投影機(jī)每年至少有500-600萬臺(tái)，加上既存的數(shù)千萬臺(tái)已安裝的投影機(jī)售后換燈市場，故UHP依然搶手。同時(shí)，LED由于有環(huán)保的強(qiáng)點(diǎn)及技術(shù)聚焦，其性能改善的可能性非常高，是未來光源應(yīng)用的趨勢。免燈泡的意思是：不用換燈，即所謂無燈的投影機(jī)。其效率及壽命都會(huì)有極大的改善，且其周邊組件成本也會(huì)大幅下降。另外LED有比UHP更好的特性，見下表：
| |
LED |
UHP |
說明 |
| 燈壽命 |
>60,000小時(shí) |
<10,000小時(shí) |
|
| 點(diǎn)亮?xí)r間 |
1 秒 |
~60秒 |
實(shí)時(shí)點(diǎn)亮 |
| 色域(Gammut) |
150% |
100% |
以UHP為基準(zhǔn) |
| 彩虹效應(yīng) |
無 |
無 |
相當(dāng)于240Hz以上的色輪轉(zhuǎn)動(dòng) |
| 系統(tǒng)可靠度 |
好, 無色輪 |
普通, 有色輪 |
無轉(zhuǎn)動(dòng)組件 |
| 色彩可調(diào)整度 |
任意調(diào)配 |
色輪決定 |
RGB能量比例可調(diào)配 |
| 亮度可調(diào)整度 |
>50% |
<20% |
對Cube調(diào)整相當(dāng)方便 |
LED燈泡有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，故TI也在積極推進(jìn)此技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。目前新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品會(huì)使用LED燈泡技術(shù)。隨時(shí)間的推移，LED性價(jià)比會(huì)更高，未來的趨勢已很分明。
UHP目前據(jù)有高占有率，但會(huì)被LED逐漸趕超。預(yù)計(jì)其銷量的趨勢如右圖。
LED的工作原理及特性
發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。 [Page]
LED 是點(diǎn)光源，熱能非常集中，因此散熱是一種重要技能，故光學(xué)聚光及散熱設(shè)計(jì)是LED兩大課題。
LED、DLP光機(jī)工作原理
| |
LED燈 |
UHP燈 |
| 引擎類型 |
LED 光機(jī) |
UHP光機(jī) |
| 燈泡 |
LED + 光學(xué)組件(鏡片) |
UHP 燈＋燈杯 |
| 燈泡驅(qū)動(dòng)器 |
LED驅(qū)動(dòng)器 |
Lamp 啟動(dòng)器 |
| 色彩感應(yīng)回饋 |
有 |
無 |
| 色輪 |
無 |
有 |
LED-DLP Vs UHP-DLP光機(jī)架構(gòu)差異
LED、DLP光機(jī)以RGB LED順序點(diǎn)亮來達(dá)成與色輪旋轉(zhuǎn)等同效果。
為了解決LED燈泡對溫度、電流導(dǎo)致亮度及色彩的飄移問題，TI加入了亮度及色彩回饋系統(tǒng)。以RGB Sensor不斷取得LED燈泡的色彩及亮度信息，送至DSP芯片，做每一個(gè)Frame的修正，調(diào)整LED RGB Current，以得到穩(wěn)定的視覺感受。
UHP的投影機(jī)其輸出顏色在選用燈及色輪頻譜設(shè)計(jì)完成就決定了。但LED的投影機(jī)其顏色及亮度是可以隨LED驅(qū)動(dòng)設(shè)定而改變。改變RGB的能量比率組合，即可達(dá)成不同色彩表現(xiàn)。故其色域更寬廣。
LED投影機(jī)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間趨勢
Luminus LED 將于2009年3季度量產(chǎn)高亮LED光源：LED投影機(jī)可以達(dá)到 XGA ANSI 500流明，SXGA+ ANSI 600流明，另外LED的Pulse Light的方式，會(huì)比量測的數(shù)據(jù)給人更高的亮度感覺。有一名詞叫Perceive Brightness ，意思是眼睛感知的亮度會(huì)是兩倍于電表量測的數(shù)據(jù)。因此500 ANSI 相當(dāng)于1,000 ANSI(等同于之前 132W RGBW高亮模式 )
2009年Barco、科視以及Plannar都宣稱有LED TV wall。預(yù)計(jì)2010會(huì)有少量交貨，初步市場測試，2011年產(chǎn)品逐步成熟，客戶接受性提高；2012年開始才會(huì)真正大量銷售。