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　　1 前言

　　監(jiān)控大屏在最近幾年逐漸導(dǎo)入雙燈設(shè)計(jì)，主要是因?yàn)榇笃翆儆?-24（一周使用七天，每天使用24小時(shí)）的使用特性，如果臨時(shí)有燈泡損壞，會(huì)讓監(jiān)控工作中斷，有時(shí)會(huì)造成很大的損失。因此廠家積極發(fā)展雙燈備份技術(shù)，讓燈泡損壞時(shí)，備用燈可以實(shí)時(shí)遞補(bǔ)。另外如果讓兩顆燈輪流交替使用，讓燈泡輪流冷卻休息，也可以延長燈泡的壽命。因此雙燈備份設(shè)計(jì)逐漸成為大屏機(jī)芯的技術(shù)主流。

　　雖然雙燈在國外早已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)要求與基本規(guī)格，但是在國內(nèi)雙燈備份還是比較新的概念，另外在國外大屏監(jiān)控專業(yè)機(jī)型也鮮少看到所謂的熱備份，在此冷熱備份吵的火熱的時(shí)候，實(shí)有必要多一些專業(yè)的文章介紹此兩種技術(shù)之差異與原理。

　　2 冷備份熱備份的定義與結(jié)構(gòu)差異

　　首先先定義何謂冷備份與熱備份

　　2.1 雙燈冷備份：指大屏機(jī)芯備有兩顆燈泡，一顆點(diǎn)亮工作另一顆做備份，當(dāng)工作的燈泡損壞時(shí)，備用燈泡隨即點(diǎn)亮并且就工作位置，接替損壞之燈泡。通常冷備份采用機(jī)械方式換燈，如燈泡旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方式、燈泡線性移動(dòng)方式、屏蔽線性移動(dòng)方式。此種機(jī)械結(jié)構(gòu)之共同特性是同一時(shí)間內(nèi)，只能輸出一顆燈之光源，可以雙燈同亮但是無法同時(shí)輸出亮度。

　　2.2 雙燈熱備份：熱備份與冷備份相同，也具備有雙燈的備份功能。熱備份的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用耦合棱鏡方式，燈泡本身固定不移動(dòng)，由耦合棱鏡反射或透射不同方向來的燈光。熱備份設(shè)計(jì)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。

　　2.3 歷史起源

　　2.3.1 Barco公司于2004年在歐洲首先推雙燈備份機(jī)種，推出1年后歐洲市場(chǎng)雙燈就成為大屏監(jiān)控機(jī)芯的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。買家認(rèn)知不是雙燈就不是當(dāng)專業(yè)機(jī)種，不合適7-24使用。目前在歐洲市場(chǎng)雙燈的市占率接近100%。

　　2.3.2多燈熱耦合設(shè)計(jì)起源于高亮度的大型前投影機(jī)，主要目的在于提高投影機(jī)亮度，在超大型的屏幕上（一般可能超過200吋以上）。這樣的應(yīng)用在歐洲的大教堂很常見，及時(shí)轉(zhuǎn)播出牧師或神父的布道大會(huì)實(shí)況。2.3.2

　　2.4 冷熱雙燈備份機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖：

　　3 冷熱備份綜合優(yōu)缺點(diǎn)比較

　　3.1 熱備份每個(gè)機(jī)芯之間的色彩差異性大，因?yàn)槎嗔藘蓚€(gè)色彩變異組件

　　大屏色溫一致性是大屏最重要的要求之一。造成色溫差異的關(guān)鍵因素在于機(jī)芯的光學(xué)組件，尤其是多層鍍膜的組件影響最大。機(jī)芯內(nèi)部燈泡反射罩、色輪、耦合棱鏡都屬于多層鍍膜組件，有些通常高達(dá)40層鍍膜以上，這些組件的些微規(guī)格差異，會(huì)造成每個(gè)機(jī)芯很大的色溫變異。冷備份設(shè)計(jì)有一顆燈泡與一個(gè)色輪，要讓每個(gè)箱體色彩一致已經(jīng)很困難。熱備份多了一個(gè)耦合棱鏡與另一顆燈，肯定更困難處理，理論上色彩一致性會(huì)變差是可預(yù)期的。

　　3.2 熱備份的發(fā)光效率低，能源使用效率較差

　　由于必須讓雙燈同時(shí)輸出，因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的空間限制，熱備份的燈泡所發(fā)出的光無法全部投射到DMD上，有許多的能量變成熱散發(fā)掉了。一般而言雙燈同亮的發(fā)光效率約為單燈的70％左右。

　　3.3 冷熱備份都具備有輪流點(diǎn)燈功能

　　冷熱備份都具備雙燈，都可以用程控輪流點(diǎn)燈使用，達(dá)到延長燈泡壽命的目的，熱備份設(shè)計(jì)在燈泡切換過程中的暫時(shí)黑屏的時(shí)間比較短，冷備份則需要多幾秒鐘做燈泡移位的動(dòng)作。

　　4 熱備份雙燈同亮?xí)r與冷備份之比較

　　4.1 熱備份雙燈同亮?xí)r，沒有基本的備份功能

　　基本上，雙燈備份的設(shè)計(jì)無論冷備份熱備份其主要目的是在于備份，預(yù)防燈泡萬一壞掉時(shí)不會(huì)停掉工作。但是當(dāng)雙燈同時(shí)點(diǎn)亮同時(shí)工作時(shí)，那就沒有備用之燈泡也就無法達(dá)到備份目的了。因此熱備份雖然號(hào)稱可以雙燈同亮，但是實(shí)際上不可能真正使用雙燈長時(shí)間工作，因此如果要保有備份之功能，雙燈同亮僅能做展示用途了。

　　或者說使用時(shí)雙燈同亮，如果一個(gè)燈損壞時(shí)，還有一顆燈亮著不會(huì)出現(xiàn)黑屏，但亮度和色彩會(huì)與其它投影機(jī)有明顯的差異，亮度明顯降低。這也可以說有備份功能，只是不完美罷了。使用者需要立即補(bǔ)上新燈重調(diào)整亮度色彩。

　　4.2 熱備份點(diǎn)亮雙燈時(shí)，其輸出亮度比冷備份高40％

　　在雙燈同亮?xí)r，使用者預(yù)期其亮度應(yīng)該是冷備份的兩倍，但是實(shí)際輸出卻約只有冷備份燈單的140％（1.4倍），這是因?yàn)闊狁詈显O(shè)計(jì)的燈泡發(fā)光效率比較低的因素造成的。當(dāng)然消耗的功率還是是兩倍的，不會(huì)因此打折。

　　4.3 熱備份雙燈同亮產(chǎn)熱多效率低，機(jī)芯壽命較短

　　雙燈同亮?xí)r，因?yàn)閮深w燈同時(shí)使用，其產(chǎn)生的熱是單燈的兩倍，然而燈泡是機(jī)芯主要的產(chǎn)熱來源，以單燈120W時(shí)而言，其消耗功率占整個(gè)機(jī)芯的60％，如果雙燈同亮產(chǎn)熱約為單燈的2倍，這還不計(jì)入發(fā)光效率降低所產(chǎn)生的多余熱量。因此機(jī)芯工作溫度將變高是可預(yù)期的，不利于機(jī)芯的壽命。（一般而言，溫度每升高10攝氏度電子組件的壽命會(huì)縮短一半）

　　4.4 熱備份雙燈同亮?xí)r，工作溫度高，燈泡壽命可能比較短

　　理論上燈泡的散熱好壽命就長，散熱差壽命會(huì)縮短，這是習(xí)知的常識(shí)。雙燈同亮的熱備份因?yàn)閮芍粺襞萃瑫r(shí)在狹小環(huán)境中工作，產(chǎn)生大量的熱量．工作溫度過高[0]；容易降低機(jī)器運(yùn)行的穩(wěn)定性，縮短燈泡的壽命。

　　4.5 熱備份雙燈同亮?xí)r，色彩調(diào)適比較困難

　　每個(gè)燈泡的色溫不同亮度也不同，隨使用時(shí)間增加，亮度與色溫都會(huì)逐漸變化。機(jī)器安裝的時(shí)候，系統(tǒng)整合公司必須調(diào)整色溫與亮度使整屏完全一致，之后每隔一段時(shí)間亮度變化，光線的頻譜飄移，大屏的色彩一致性逐漸變差，因此又需要再調(diào)整。由于此種變量主要是由燈泡的變異造成，當(dāng)燈泡數(shù)量增加時(shí)，其變異之復(fù)雜度亦倍增，非常不利于色彩調(diào)整適。

　　4.6 熱備份雙燈同亮?xí)r，使用成本是冷備份的兩倍

　　熱備份雙燈同亮，每個(gè)單元同時(shí)使用兩顆燈，燈泡在正常壽命到時(shí)需要更換，熱備份要更換兩顆燈，冷備份只需要更換一顆燈，因此熱備份燈泡使用成本是冷備份的兩倍，如果長壽命燈的壽命為6000小時(shí)，亦即每6000小時(shí)使用單位就要多支出一顆燈的成本。

　　5 熱備份只亮單燈時(shí)與冷備份之比較

　　5.1 熱備份點(diǎn)亮單燈時(shí)，亮度比冷備份低30％

　　從上節(jié)的分析看來，熱備份雙燈同亮根本就失去備份功能，所以僅能做展示用途，長時(shí)間正常的使用還是要用單燈的。但是在單獨(dú)使用單燈時(shí)，因?yàn)楣庑实偷囊蛩�，熱備份單燈之亮度僅約冷備份的70％。也就是說熱備份的燈就其畢生的時(shí)間里有30％的光都浪費(fèi)掉了。如果一般冷備份燈泡標(biāo)準(zhǔn)輸出為800流明，那同樣的燈用到熱備份只能輸出560流明。這是熱備份設(shè)計(jì)比較不合理的地方。

　　6 國際市場(chǎng)技術(shù)主流與趨勢(shì)

　　6.1 在國外，三菱、BARCO、科視可以說是分居日本、歐洲、美洲的大屏監(jiān)控三巨頭，他們具有市場(chǎng)與技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)地位，可以從他們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)看到技術(shù)主流趨勢(shì)。

　　6.2 三菱采用冷備份，兩顆燈泡成扇形排列，用旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方式換燈，雙燈可同亮，不同時(shí)輸出

　　6.3 BARCO采用冷備份，兩顆燈泡固定不移動(dòng)，移動(dòng)屏蔽來決定使用哪一個(gè)燈。雙燈可同亮，不同時(shí)輸出。

　　6.4 科視采用冷備份，兩顆燈泡成直線排列，用上下移動(dòng)方式換燈，雙燈可同亮，不同時(shí)輸出

　　6.5 LUMENS采用冷備份，兩顆燈泡成直線排列，用上下移動(dòng)方式換燈，雙燈可同亮，不同時(shí)輸出

　　6.6 臺(tái)達(dá)采用熱備份，使用兩顆燈，燈泡固定不移動(dòng)，用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。

　　6.7 綜合以上數(shù)據(jù)，可以清楚看出，冷備份是世界潮流趨勢(shì)，國際知名大廠都采用冷備份方式。

　　6.8 以上數(shù)據(jù)時(shí)間是2007/09/30 ；數(shù)據(jù)來源請(qǐng)參考本文第8.3節(jié)；設(shè)計(jì)示意圖請(qǐng)參考本文第2.4節(jié)

　　7 結(jié)語

　　詳細(xì)分析之后，會(huì)了解熱備份雙燈同亮之設(shè)計(jì)除了在展示時(shí)可以比較亮之外，其它方面如燈泡壽命、能源效率、單燈亮度、色彩均勻度等都難有好的表現(xiàn)，因此目前國際大品牌的雙燈機(jī)種，鮮少使用熱備份雙燈同亮的設(shè)計(jì)。但是多燈同亮的設(shè)計(jì)可以輸出高亮度，很合適于需要高亮度的大型前投影機(jī)，日本松下是這方面的專業(yè)公司之一，松下在高流明專業(yè)投影機(jī)群中，5000流明以上之機(jī)種明顯使用雙燈。因?yàn)?b>監(jiān)控大屏通常在80吋以下，冷備份單燈的一般亮度輸出有800流明，已經(jīng)相當(dāng)足夠于監(jiān)控的使用，這也是雙燈同亮的設(shè)計(jì)很少見應(yīng)用于大屏拼接的原因。


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