在投影顯示領(lǐng)域，主流的兩種光源技術(shù)分別為超高壓短弧氙燈和超高壓汞燈。兩種光源技術(shù)，有哪些區(qū)別？孰優(yōu)孰劣？

投影短弧氙燈局部特寫 

　　由于投影機工作原理的特殊性，無論其成像單元的結(jié)構(gòu)和差異化，都需要有顯示光源的支持。從光源到屏幕，從不到1英寸的顯示芯片，到100英寸的輸出畫面，顯示面積呈100x100倍的放大，光源高亮的重要性不言而喻。在民用領(lǐng)域，投影機的光源，就是我們在現(xiàn)實生活中，能接觸到的最亮的光源設(shè)備之一。現(xiàn)階段，在投影領(lǐng)域，傳統(tǒng)光源特指超高壓汞燈和氙燈技術(shù)，新光源一般指LED、激光和激光LED混合光源技術(shù)。

投影成像面積倍增

共同點分析：

A，兩種燈泡技術(shù)，都主要應(yīng)用在投影顯示領(lǐng)域，都屬于高強度氣體放電燈。

B，皆工作在融凝石英玻殼內(nèi)，工作時內(nèi)部溫度都很高，參考石英的熔點是1750攝氏度。

投影燈芯溫度示意圖 

C，燈泡內(nèi)部都有高壓氣體，工作時通常在幾百個大氣壓。

D，燈泡內(nèi)的電極成為弧間流動電流，并發(fā)光。

　　由于超高壓汞燈和短弧氙燈在工作狀態(tài)時，內(nèi)部都會有高壓、高溫和有毒物質(zhì)，存在炸燈的隱患，這也是部分用戶回避投影機的主要原因之一。其實現(xiàn)階段，我們已經(jīng)不用過于擔心這個問題。如今的正規(guī)投影廠商、大牌燈泡廠商都對此很關(guān)注，尤其是要嚴格遵守歐盟的苛刻標準，在燈芯結(jié)構(gòu)、投影機身機構(gòu)、鏡頭設(shè)計、燈杯設(shè)計、燈架設(shè)計、電源管理、溫度監(jiān)控等諸多方面已經(jīng)做了優(yōu)化處理，相對老款機型，炸燈的幾率非常低；即使發(fā)生意外的炸燈情況，燈泡的碎片不會直接噴射出機身，相對而言不易對人身產(chǎn)生傷害；尤其是內(nèi)部監(jiān)控電路設(shè)計的不斷完善，在燈泡出現(xiàn)異常情況前，主機會自動切斷電路，防患于未然。

 

　　從中文名稱分析，超高壓汞燈，具備兩大特性：A，內(nèi)部成分含有汞；B，內(nèi)部具有很高的大氣壓力。超高壓汞燈里確實有汞，而且是以汞蒸氣的形態(tài)出現(xiàn)，壓力為10133～20265千帕，約為100～200個大氣壓。

超高壓汞燈結(jié)構(gòu) 

　　隨著壓力的變化，超高壓汞燈的波長和色溫都會有相應(yīng)的變化，例如在130大氣壓時，主要發(fā)射波長在546.1nm，相當?shù)哪芰繛?19kJ/mol(52.3kcal/mol)的。超高壓汞燈從長波紫外到可見光都有很強的輻射，電弧亮度極高；而且隨著汞蒸氣壓提高，可見光部分愈豐富，電弧亮度也愈高。超高壓汞燈之所以被選作投影顯示光源，有幾大優(yōu)勢：

A，色域?qū)拸V。隨著壓力增加，可見光部分愈強烈，表現(xiàn)為色彩更加豐富更加準確。

B，壽命長。普通白熾燈的壽命一般為1000小時，超高壓汞燈壽命在2000小時以上。

衰減比較 

C，衰減率更低。普通鹵素燈壽命為1000小時，但在500小時后亮度會衰減為50%。現(xiàn)階段，超高壓汞燈壽命一般都在3000小時以上，在2000小時以后才開始出現(xiàn)明顯的衰減，且衰減幅度小于20%。

D，亮度較高，體積較小，相對成本較低。 

 

 

　　短弧氙燈是第一種用于投影的光源，在1948年由西德奧斯蘭公司開始研制這種光源，1951年開始銷售該種產(chǎn)品。1954年，在西德舉行的科隆世界照相和電影博覽會上，蔡司-依康公司展出了世界上第一個球形短弧氙燈，接著世界各地相繼研制生產(chǎn)，我國在1964年也研制成功了這種光源。

氙燈結(jié)構(gòu)細節(jié)特寫 

　　現(xiàn)階段，短弧氙燈的主要品牌包括飛利浦、歐司朗、ASL等，與超高壓汞燈的市場格局類似，飛利浦在投影顯示領(lǐng)域的燈泡技術(shù)最先進、市場占有率最高。

短弧氙燈特寫

短弧氙燈具有許多優(yōu)點：

1，亮度高，比超高壓汞燈更亮；現(xiàn)階段，傳統(tǒng)光源的工程投影機，最高亮度可達到4萬流明。

2，輻射光譜接近日光，色溫5000～6000K；

大功率工程用短弧氙燈

3，衰減性控制良好，隨工作電流和工作時間變化較小；

4，可連續(xù)工作，壽命可達1000小時以上。

 

 

　　在結(jié)構(gòu)上，超高壓汞燈和短弧氙燈都屬于高強度氣體放電燈。結(jié)構(gòu)上都采用了密封的耐高溫的透明石英管，內(nèi)部安裝兩個距離一定的不同形狀鎢電極，并充入氙、汞或者金屬鹵化物。啟動時，先在電極間加上脈沖高壓，形成輝光放電，繼而形成弧光放電，發(fā)出耀眼的白光，可制作成交流或直流工作方式。加入的氣體和鹵化物不同，電弧管內(nèi)的壓力不同，高強度氣體放電燈可分為多種。

高強度氣體放電燈 

　　兩種燈泡技術(shù)都需要預熱與散熱過程，一般在啟動2分鐘后即可獲得全光通量輸出，即達到燈泡光輸出的最佳效果。這也是ZOL進行客觀測試時，要預熱30分鐘以上的原因。

結(jié)構(gòu)比較 

　　投影領(lǐng)域的超高壓汞燈和短弧氙燈，在結(jié)構(gòu)上非常接近，但是在電氣特點上有很大差異：

1，超高壓汞燈工作電壓小于5安培，短弧氙燈工作電壓最大可達50安培；

2，超高壓汞燈亮度最高可達到6000流明以上，短弧氙燈最亮可達4萬流明；

3，超高壓汞燈功耗一般小于500瓦，短弧氙燈功耗最大可達5000瓦；

4，超高壓汞燈電弧極距小于1.3毫米，短弧氙燈電弧極距一般大于4毫米小于10毫米；

5，超高壓汞燈內(nèi)部填充的是汞蒸氣和氬氣，短弧氙燈內(nèi)部填充的是氙氣；

6，超高壓汞燈有直流電型和交流電性，而短弧氙燈只有直流電型；

尺寸比較 

7，從尺寸上比較，超高壓汞燈設(shè)計的比較小巧，燈芯尺寸一般不大于70毫米；而短弧氙燈尺寸比較大，燈芯長度一般都大于200毫米。換一個角度考慮，一般小型商教投影采用的都是超高壓汞燈，而體積較大的投影機才會采用短弧氙燈。

 

 

　　通過簡單的分析，我們可以認為，超高壓汞燈體積小，與氙燈相比亮度較低，發(fā)熱量和功耗自然也較小，相對而言成本也較低，比較適合小機型；而短弧氙燈體積大，可以實現(xiàn)超高亮度，比較適合高亮的工程投影機。但是為何很多影院機型也采用氙燈，而不是超高壓汞燈呢？

這里可以細分為三個原因：

1，顯示芯片的尺寸

電弧極距差異 

　　由于電弧極距差異非常明顯，為保證光源的最佳利用率，小尺寸的顯示芯片與小型的超高壓汞燈搭配更加合理，而大尺寸的顯示芯片與大型的短弧氙燈搭配更加合理。

2，成本高低的差異

技術(shù)參數(shù)比較 

　　兩種光源技術(shù)比較，相對而言，同等功耗的短弧氙燈的成本要高于超高壓汞燈，而超高亮度只有超大功率、價格不菲的短弧氙燈可以勝任。同等功耗的產(chǎn)品，在使用壽命方面，超高壓汞燈要長于短弧氙燈?？傮w而言，短弧氙燈的成本要遠高于超高壓汞燈。

 

 

3，色彩表現(xiàn)

可見光波長范圍 

　　可見光的波長范圍在380～780納米之間，超高壓汞燈呈現(xiàn)出的可見光波長范圍在380～650納米之間，短弧氙燈呈現(xiàn)出的可見光波長范圍在400～750納米之間。色彩差異表現(xiàn)為：

A，呈現(xiàn)出的可見光范圍，短弧氙燈大于超高壓汞燈；尤其是人眼最敏感的紅色，短弧氙燈呈現(xiàn)出的范圍更加寬廣，相對而言視覺上紅色更加飽滿。參考數(shù)值，可見光中的紅色，波長范圍在622～780納米之間。

B，從實際測量而言，未經(jīng)調(diào)校的短弧氙燈色溫接近6000K，輕微偏暖色；而未經(jīng)調(diào)校的超高壓汞燈接近7000K，偏冷色。經(jīng)過專業(yè)人員調(diào)校后，超高壓汞燈也可以符合自然白光的色溫要求。 

波長范圍比較 

　　由于短弧氙燈的特殊性，隨著電流的提高，可見光的輻射強度增加的比長波輻射快，即提高可見光的能量強度。我們可以簡單理解為，在低亮度情況下，超高壓汞燈和短弧氙燈差異不大；在高亮度情況下，超高壓汞燈的色彩略遜于短弧氙燈；超高亮度范疇，只有短弧氙燈，能勝任色彩輸出要求。

ZOl分析：

　　對于調(diào)校知識相對不豐富的用戶而言，采用短弧氙燈的高清影院產(chǎn)品的色彩更加鮮艷，不過售價會略高。對于專業(yè)人士，經(jīng)過多番調(diào)教后，超高壓汞燈的效果可以非常接近氙燈，但還是有一點小小的差距。

 

 

　　市面上銷售的超高壓汞燈，有兩大關(guān)鍵詞UHP和UHE。無論從結(jié)構(gòu)、外形、定義、性能等諸多方面，兩者非常近似，也是用戶最不易區(qū)分的關(guān)鍵詞。

燈芯特寫 

　　UHP燈泡的全稱是Ultra High Performance，是荷蘭飛利浦公司于1995年研發(fā)并注冊的一種超高壓汞燈技術(shù)，極距約1.3毫米。這種超高壓汞燈泡，120W使用壽命在8000小時左右，250W使用壽命在3000小時左右。我們常見的UHP燈泡功率一般在200瓦以上。為了達到更好的集光效果并延長使用壽命，近年來UHP光源的電弧極距減少到1.0毫米，其壽命達10000小時以上，實驗室已經(jīng)做到1.5萬小時，不久有望提高到2萬小時。

UHE燈泡結(jié)構(gòu) 

　　UHE燈泡也是超高壓汞燈，是精工在1997年研發(fā)出來的燈泡技術(shù)。如今，愛普生重點研發(fā)E-TORL燈泡，Epson-Twin Optimize Reflection Lamp的簡稱。這個系統(tǒng)在橢圓形反射鏡的基礎(chǔ)上結(jié)合了一個非球面的透鏡和一個半球形的鏡面。這種設(shè)計的優(yōu)點是燈泡體積小，但光功率高，燈泡使用壽命長。UHE燈泡利用光學原理濾除了紅外線，發(fā)出冷光，熱量比較小，能有效降低投影機功耗，其使用壽命能達到3000小時以上。

　　在不清楚產(chǎn)品的情況下，從價錢、技術(shù)、結(jié)構(gòu)、外形、封裝等都很難區(qū)分，除非卸下燈泡，并拆除燈架后，查看燈泡的標識才能明確是UHP還是UHE。

如何快速區(qū)分：

1，商家流行的簡易方法，UHP的最后一個字母為PHILIPS的P，簡稱P燈；UHE的最后一個字母為EPSON的E，簡稱E燈。

2，愛普生的產(chǎn)品多數(shù)為3LCD產(chǎn)品，只有極少數(shù)為反射式液晶產(chǎn)品，而UHE只出現(xiàn)在采用液晶技術(shù)的機型上。其它更多的非液晶技術(shù)的投影產(chǎn)品，若顯示其使用了超高壓汞燈，一般都是UHP的燈泡。

 

 

　　在民用領(lǐng)域，常見的超高壓汞燈品牌有飛利浦PHILIPS的UHP、愛普生EPSON的UHE、歐司朗OSRAM 的VIP、松下panasonic的UHM、日本優(yōu)志旺USHIO的UMPRD/UMVRD/NSH、日本鳳凰PHOENIX的SHP、美國奇異GE的SHL等等。但是從市場銷售來看，UHP的量最大，也是假冒偽劣的盛行之地，我們購買時需要格外小心。

原裝UHP燈泡 

　　多數(shù)銷售投影燈泡的經(jīng)銷商是厚道的，四個月免費保修；也是非常不厚道的，炸燈除外。四個月內(nèi)，你能試出啥毛??？炸燈就是最大的問題，而且是用戶最不愿意直面的慘淡現(xiàn)實。

原裝燈泡 

ZOL建議：

1，優(yōu)先選購原裝、大品牌和正規(guī)渠道銷售的超高壓汞燈產(chǎn)品，不僅安全可靠，而且可以避免買到使用過、次品、無售后等不良產(chǎn)品。

2，由于投影機的供電系統(tǒng)不同，一般不能隨意搭配使用，但是同功率、同類型、同尺寸的超高壓汞燈可以互相替換，即兼容燈泡可以使用，但我們不推薦。

3，莫要貪圖小便宜，毀掉了上萬元投影機，還失去了保修，可謂得不償失。

4，大型工程投影機，有指定的品牌和燈泡類型，我們沒得選擇，你懂得。

 

 

為何，一定要使用汞？

　　由于汞蒸氣壓愈高，燈的亮度也越高，而且汞原子譜線寬度變大，分子連續(xù)譜與帶電粒子復合光譜也更強，特別是595nm以上的紅光輻射隨燈內(nèi)工作壓強的升高而增強，從而使燈的顯色性提高。為了克服由于電極處于極高溫度，造成鎢材料蒸發(fā)并沉積在球壁上造成光衰，工藝上對燈內(nèi)充入微量鹵素達到有效清潔泡殼的作用，同時有效延長燈泡的使用壽命。

淘汰白熾燈路線圖

是否會淘汰超高壓汞燈？答案是，會，但短期不會。

　　2012年，將是光源歷史上一個值得紀念的日子，傳統(tǒng)的白熾燈泡在歐盟正式壽終正寢。雖然愛迪生發(fā)明的白熾燈，在人類史上的貢獻巨大，但是無法逃避被歷史車輪淘汰的命運；同理，投影界的封疆大吏，超高壓汞燈亦無法回避這一問題。

部分歐盟標準

　　根據(jù)歐盟的計劃，淘汰白熾燈泡后，下一步將著手處理高壓汞燈問題。而現(xiàn)階段，95%以上的投影機采用的都是超高壓汞燈類光源，相對而言汞燈的電熱轉(zhuǎn)化效率不高、發(fā)熱量大、存在安全隱患等弊端，已經(jīng)是綠色環(huán)保部門的首要關(guān)注對象。新光源的研發(fā)、應(yīng)用和普及，淘汰汞燈已經(jīng)成為歐盟討論的法令議題。

巴可的55000流明的激光投影機 

　　在工程領(lǐng)域是激光技術(shù)最能有所作為的領(lǐng)域，但是受限于：A，技術(shù)難題，擁有高亮激光光源技術(shù)的廠商，屈指可數(shù)；B，受制于歐盟的標準，暫時未放開5000流明以上激光光源的應(yīng)用。所以造成激光產(chǎn)品少之又少，高亮的工程產(chǎn)品遲遲未能正式上市銷售。根據(jù)我們的分析，LED、混合光源和純激光，未來將逐級瓜分傳統(tǒng)光源的廣袤市場份額，而且還會不斷拓寬市場：

　　一，家用，LED全盤接手。在不久的未來，LED將逐漸失去壟斷和競爭力，到時家用領(lǐng)域?qū)蒐ED一統(tǒng)天下。雖然LED亮度有不足的問題，但是配合合理的應(yīng)用方案，滿足普通家用已經(jīng)是綽綽有余。在微投領(lǐng)域，LED依然具有不少優(yōu)勢。

　　二，商教工程，渾噩光源的地盤。隨著技術(shù)的完善，成本適中、易于實施、性能穩(wěn)定的混合光源，將占據(jù)商教市場和低端的工程領(lǐng)域。當然，可能還會有比第二代混合光源更加完善的產(chǎn)品出現(xiàn)，進一步滿足工程領(lǐng)域的需求。

　　三，激光，為工程而奮斗不息。經(jīng)過不斷的技術(shù)完善，具有最高亮度的激光光源，必將在工程領(lǐng)域大放異彩，或許能抗拒太陽光的人類光源亦可能出現(xiàn)。