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影院技术贴 | 解析激光光源放映机的特点优势及其选择

作者:2017-08-04

             电影行业内有关激光光源放映机的新闻层出不穷,可大多数人却仍是一头雾水,不明就理更不用说如何选择了。之前,在电影行业,数字放映机大多采用大功率短弧氙灯,也有一部分采用高压汞灯。下面我们先来了解这两种光源的一些情况。


              氙灯是在装有用金属钨制成的两个电极的石英玻璃管充有惰性气体——氙气制成的气体放电灯。当两个电极间施加上万伏的高压,使得接有正负直流电(低电压、大电流)的电极间的氙气电离,产生大量电子(雪崩过程)激发氙气原子核外围电子,同时产生辉光。加上低电压、大电流的直流稳压电源(整流器)是为了保持电离过程的可持续。通过对氙灯产生的辉光光谱分析,它是目前最接近太阳光谱特性的,色温在5500-6000K,显色性在94-100%。氙灯的另一大优点是随着电流的增大或减少,其发出光的光谱不会有大的变化,也就是调整氙灯工作电流(功率大小)其色温基本不变。氙灯的这些优点,当仁不让地成了电影放映机的最佳光源。


               但另一方面,氙灯也有其不足。氙灯正常工作,必须要有直流稳压电源,同时其寿命较短,在500-2000小时之间,功率越大,寿命越短,且价格高。


               再来说高压汞灯,这类灯也属于气体放电灯,不同的是,其灯泡内充入得是金属卤化物气体。在灯两端加上高电压,使汞气体发生电离,产生辉光,卤化物是为了还原气化后的金属钨电极。高压汞灯的光谱接近日光,色温在6000-8000K,显色性在85-90%,其光效比氙灯高,因此功率较小,通常在250W左右,为了增大光输出,通常可以多个灯泡组合使用。


              总结一下,高压汞灯的优点是光效高,点燃及工作条件低于氙灯,寿命长在1000-4000小时之间,可多灯组合使用,增大光输出,确保不产生黑屏现象,且价格适中。缺点是,色温偏高(光色偏蓝白),显色性不及氙灯。


               再来说一下,激光光源,激光是一类特殊物质受某种能量激励后,原子从低能级跃迁到高能级,随后在返回低能级后能量以光的形式释放的现象。这类特殊物质可以是气体(比如氦氖)、固体(比如红宝石),也可以是半导体(比如GaAs)。


              虽然单个原子发出的光是非常微弱的,但只要这种过程足够频繁,且经过某种形式的放大,其发出的光是非常可观的。激光有一种特性就是其会聚性很好,通俗地说,一束激光,尽管照射很远,它几乎不发散,能量非常集中,因此放映机的光路系统的第一焦点尺可以做得很小,光源利用率高。


             就目前产生激光的技术来说,有两种方法。一种是采用蓝色组模光源方阵,蓝色组模通过色轮发出不同颜色的光,再对其混合形成白光。另一种是采用3原色激光(或6原色激光)混合形成色光。


            两者的区别,打个比方,就如同DLP投影机的单芯片还是3芯片,效果和成本是一样的。话说回来,激光并不是近年的新发明,但作为投影机的光源则是近年产生并逐步变成现实的。要解决实际应用,首先这种光源产生的物质必须取材方便,其次光源的产生、输出、利用必须可控,三是能够以大量数据证明对人体是安全的。目前来看,这三个问题都已解决,因此,投入应用是水到渠成。


对于激光作为电影放映机光源,其优势是明显的,主要表现在以下几个方面:


1. 由于是多个模组的集合,可产生非常高的流明输出,按现有技术已可做到72000流明。
2. 光效非常高,是氙灯光源的近十倍,达到200LM/W以上。
3. 色温、显色性是目前所有光源最接近日光的,其色域范围最大。
4. 多模组灵活组合,光输出可在20%-100%调节,不会出现黑屏。
5. 寿命超长,20000小时以上,优质的可达30000小时以上且光衰很小。
6. 产生的热量效,无须外置机械通风。




当然,事物都有两面性,目前其最大瓶颈是价格高,相信随着量产,成本下降是必然的。


说到这里,可以得出这样的结论:
按性能:高压汞灯——氙灯——激光,按价格则相反。


从目前来看,影院建设是往巨幕厅和小影厅两个方向发展。依笔者观察,巴可和NEC走的是差异化竞争之路。巴可推的是高端大功率的机器,6P、4K、3D,6万流明放映机,很明显主要用在巨幕厅,而NEC走的是平民路线,主推小型机,推的是11000流明,蓝色组模方阵激光技术,装备于小厅的小2K机器,价格更亲民。


那些对价格比较敏感的客户,高功率光输出氙灯光源仍有优势,毕竟现在推出的是一代激光机,需要经过市场检验并不断改良。