投影机光源概述

HiFi秀 | 2016-12-14

  近年来,随着纯国产的单片液晶投影机的逐步初始产业化,尽管它还犹如一个正在蹒跚走路的婴儿,但受到全社会的关注程度绝不亚于一些老牌的传统电子视像行业,然对于投影技术、投影机所用的生产材料、工艺、器件等“新事物”不免存在着许多错误、片面的认识和理解,当然这是可以理解的。需要人们更多,更多地学习和思考,并不断的探索。笔者谨以此文抛砖引玉,望大屏幕投影界内更多的朋友把自己对投影机独特的见解与大众分享,这更有利于这个产业的健康发展。

  一、 UHP和UHE

  对于前者,人们并不陌生,知道UHP就是常说的“超高压汞灯”,然什么是UHE呢?两者有何区别呢?笔者查阅了大量文献,并无一致或明确的定义,目前大陆地区仅为数不多的(约四个,做纯外单的除外)厂家在生产(或试生产)超高压汞灯,其性能和装机后的使用情况远没有达到上世纪末的国际水平。

    UHP较多的是称为“Ultra High Performance”,也有译为“Ultra  high pressure”,实际上这里面都没有涉及到“汞”和“灯泡”的含义,出于对投影科技的纯粹追求,笔者和中强光电、JVC、EPSON等工业的一些光电界人士交上了朋友,他们的理解其实很简单:“UHP”就是“PHILIPS” 超高压汞灯,UHP中的字母“P”就代表的“PHILIPS”,UHE就是“EPSON” 超高压汞灯,同样,字母“E”代表的是“EPSON”,同为超高压汞灯,因此不存在UHE价格实惠、性能略逊和UHP性优价昂的说法。在1995年PHILIPS光电产业部发明了UHP后并申请了专利,为了在商业上不处于战略性的被动,日本以精工为首在1997年将超高压汞灯开发成功,并且在性能上(如功率、效率、封装、色谱等)超过了当时的UHP。“时至今日,UHE的性能也高于UHP”,这是某日本株社的原话。常常可以见到一些混淆概念的文章或信息见诸媒体,这也难怪,就连一知名灯泡厂的厂长(业内资深高级工程师)也这样认为:“我的灯泡就是UHE”,其实他的灯泡仅是性能较优异的镝灯罢了。UHE价格比UHP略便宜倒是事实,其实这不难理解,许多同档次的欧洲和日本产品,日本的品牌要便宜不少,另外一般UHE寿命也没有同功率的UHP长,其原因一是在于价格上存在差距,俗话说一分钱一分货,二是许多杂牌投影机厂商(主要集中在台湾地区和东南亚)根本没有严格按照UHE的规范技术要求文件在使用。理论上它们的寿命是差不多的。

  二、照明用金卤灯和投影专用金卤灯

    照明用金卤灯是目前国产单片液晶投影机普遍使用的光源,是最能和我国目前的实际情况相适合一种光源,一般为150W或250W欧标双端外形,但许多投影机厂商均有这样的广告:“HID专用投影灯”,这纯粹是商业上的擦边球行为,一般的消费者根本不知道“HID”(高强度气体放电)是何概念,也不知道那就是普通的照明用金卤灯并非是投影专用的。

    照明用的金卤灯和投影专用的金卤灯有着许多的不同:1、前者在1959年问世,一般为双层泡壳结构,内胆主要决定光学性能,外层主要决定电气性能特别是启动性能,两者综合在一起再决定其它性能,双层泡壳是相对价廉物美的基础,而后者是80年代末发明的,单层泡壳,虽然原理类似,但技术含量比前者高得多,价格也贵得多,目前国内还没有这类光源的能力生产,不过某些厂家常以镝灯或汞灯假冒;2、前者电弧很长,150W的双端灯管电极几何距离在16mm左右,电弧长度大于电极距离,因此用于投影机时光源的聚光效率非常低,以目前投影机厂家大部分都使用的直径68mm的球形反光碗为例(假设灯泡的电弧中心和反射器的球心接近重合),其聚光率(假设只有纯绿光)经三重积分后不难得出可利用部分最大值仅12.6446%,这还没有扣除光线六次穿过玻璃后的反射和吸收损失的那部分,以及电弧吸收的部分,还有镀膜的反射率以及均匀度,而后者的电弧长度一般小于2.5mm(400W的灯泡仅这么长的极距),聚光效率要高一些,不过用于上述光路光的均匀性常常是前者占优。一些紧凑结构的超小型照明金卤灯尽管电弧很短,但色温,寿命等不太适合用作投影光源;3、前者的使用寿命一般在12,000--20,000h以上,保守半寿命一般是6,000h,后者的使用寿命一般为4,000h左右,半寿命是1,500-2,000h。

  三、 何谓冷光源

    严格意义上的冷光源仅指的是投影专用的超高压汞灯(和普通照明用途的超高压汞灯有着本质上的区别),它的光视效能(一般60-75Lm/w)尽管远没有金卤灯(一般80-99Lm/w)的高,但其能效却比金卤灯的高得多,分光光谱中红外分量极少,紫外部分又通过反射器过滤掉90%以上。金卤灯和冷光源是绝对不能划等号的,即便如此,一些投影机厂家的广告里还是用这样的词语来忽悠消费者:“150W进口投影专用冷光源”,或“150W超长寿命投影冷光源”等等,其实就是前面已提及的150W欧标金卤灯罢了。目前国内“创荣电子”正在尝试使用优志旺200W的超高压汞灯,但许多核心技术的授权问题尚待解决。

    综合来看,目前150W和250W欧标金卤灯还是国内生产投影机的主流光源,大部分用OSRAN产品,但OSRAN金卤灯色温较低,价格偏高。有国内金卤灯生产厂商采用进口药丸,再根据投影机需要进行优化,生产出10000K色温的150W和250W金卤灯,价格要大大低于OSRAN。本刊编辑部可提供这种金卤灯和配套电器的样品。

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