行业应用

Industry application

行业应用

       DLP大屏幕投影拼接显示系统以系统工程、信息工程、自动化控制等理论为指导,将国际最卓越的DLP高清晰数字显示技术、投影墙拼接技术、多屏图像处理技术、网络技术等融合为一体,使整套系统成为一个高亮度、高分辨率、高清晰度、高智能化控制、操作先进的    大屏幕显示系统。能够很好地与用户监控系统、指挥调度系统、网络信息系统等连接集成,形成一套功能完善、技术先进的交互式信息显示及管理平台。

       大屏幕投影显示系统作为监控中心的大型显示终端,必须确保系统的技术先进性。本设计方案提供的本公司DLP大屏幕显示系统采用了多项业内最先进技术:

       DLP投影投影单元采用美国TI公司最新的极致色彩™技术、0.7" LVDS DLP™ DMD芯片及DDP3020图像处理芯片,无论在亮度、对比度、清晰度,以及色彩还原、图像均匀性方面,都代表当今行业最高水平。DLP单元内置图像处理器集成于电子模块主板,可靠性更高,在不需要外部图形控制器的情况下支持硬件处理的RGB信号和视频信号直通显示、画中画显示及M×N方式放大显示,达到业内先进水平。采用专为拼接系统设计的投影屏幕,提高均匀度及屏幕增益,特殊防眩光、防反射保护层可有效消除屏幕的镜面反射和杂散光干扰;采用全铝合金材料制造,大型数控机床10μm级机械加工误差控制保证箱体的无缝拼接。

       DLP大屏幕显示系统采用全数字化设计,投影单元及图形拼接控制器均采用数字DVI接口,使整个图像处理传输过程全数字化,实现高清晰度、色彩逼真的图像显示。

       大屏幕系统控制管理软件为C/S(客户端/服务器)模式,界面友好、操作简单。高度集成化的软件可控制图形拼接控制器、大屏幕投影单元、矩阵切换器等系统所有设备。通过控制管理软件的模拟窗口,操作人员可在工作站显示器上看到虚拟的大屏幕的拼接界面,轻松完成开关机、信号调用、开窗、拖放等一系列操作。

系统的可靠性

       该项目全部采用针对性兼容衔接设计,在保证系统兼容性同时提供可靠安全保障。投影单元、图形控制器和控制软件作为整套大屏幕系统的核心部分,如果采用不同厂家产品进行集成,很可能会产生技术兼容性问题,影响很多重要功能的实现,降低系统的可靠性和使用效率;另一方面因涉及到多个厂商,很可能出现售后维护时影响故障诊断和备品备件的及时供应等问题;同时可能对系统的日后升级无法保持一致,降低系统的扩展性。

       DLP投影单元采用专业的散热防尘设计,通过IP5X防护等级测试,并通过机芯镜头IP6X等级测试。核心部件DMD芯片寿命高达100000小时,系统平均无故障时间(MTBF)大于30000小时,保证系统7×24小时连续稳定工作。

      系统设备涉及的使用电压、电源、线缆选择、穿管布线、接地等均符合国家规定的相关安全标准。

系统的冗余设计

      投影单元、WITWALL图形拼接控制器及图像处理系统架构均采用可靠的冗余设计方案:WITWALL图形拼接控制器全系统采用热插拔结构,从电源到风扇均可在线更换,采用双备份硬盘、热备份冗余电源及多路网络接口(可选),提高控制系统的运行可靠性。

DLP投影单元具有内置图像处理模块,与外接图形控制器组成图像处理双通道,两套图像处理系统相对独立又相互补充备份,在正常情况下用户可自由选择两套图像处理系统的输入信号及显示方式。在外置图形拼接控制器出现故障的情况下,内置图像处理模块可以发挥重要的冗余功能,保证大屏幕系统正常显示,更增加了系统的可靠性。

系统的扩展性

       DLP一体化投影单元和WITWALL图形控制器均采用标准化、模块化设计,系统具有良好的扩展性

       DLP投影单元采用先进的标准化、模块化、一体式结构设计,采用坚固的框架式贴板结构,支持多层多列叠加组合及弧形拼接,垂直方向最大能叠放6层(目前的铝型材骨架,可根据具体项目作增强),水平方向则不受任何数量限制,具有良好的扩展性。

WITWALL网络型图形控制器全部采用模块化设计,需要扩展时,只需增加相应数量的输入/输出板卡或网络模块即可,不须更换控制器,无须对用户应用系统作任何改变。

       大屏幕控制管理软件具有自主知识产权,可向用户开放系统通讯协议,提供二次开发接口,满足开发应用软件的需求,并可根据用户需求提供定制,满足用户指定的特别控制需要。

系统的高度集成性

       DLP大屏幕显示系统的优势就在于高度的系统集成性,整个系统由一套控制管理软件集中控制及管理,除进行投影设备管理、控制各种信号显示方式外,还可以现场自由添加控制RGB矩阵、视频矩阵等相关外围设备。

       同时,软件可通过协议与监控系统、报警系统、集中控制系统等软件对接并协调工作,用户在同一个操作界面下就可以实现监控摄像机的远程控制、信号调用,报警触发信号显示,以及监控信号在投影屏幕和监视器上的切换显示,使多个系统达到高度整合、集中控制。

系统的易维护性

       DLP大屏幕显示系统在兼顾优良性能的同时充分考虑易维护性及经济性,具有高性能、低损耗、易维护的特点,有效降低系统运行中的维护费用。

DLP投影单元采用快速开启后盖技术,灯泡均可快速更换,图形拼接控制器关键部件可热插拔操作,确保系统不间断工作。

       DLP系统中光源被设计成为可替换的部件,不同于LCD及LED,其光源部分为一个独立的子系统,一般由发光部件、电源部件、散热部件、结构部件四部分组成。光源子系统是DLP系统的一个主要子系统,对DLP产品有重大影响,同时影响整个DLP系统的设计。

   1.光源决定DLP系统图像的质量

   光源的选取决定DLP系统的重要指标,决定系统亮度、均匀度、对比度的初始值。作为整个系统光能的提供系统,对DLP系统的图像起决定性作用。

   2.光源决定DLP系统的稳定性

   光源系统由于热量大、温度高,其稳定性对整个系统的稳定性起决定性的作用。在DLP系统的前期,由于其稳定性无法完全保证,很多系统被设计成双光源系统来保证整体系统的稳定。几乎每个早期的DLP生产企业也都经历过连续爆灯的噩梦,走过了艰难的成长过程。

   3.光源决定DLP产品的维护周期

       由于光源系统的特性,不可避免的都有衰减周期,而每个产品的衰减周期是相对不可控制的。这样造成产品在交付客户使用一段时间后,色彩和亮度都会有比较大的变化,需要进行维护。其维护的周期由光源及其他原因决定,其中光源系统起了决定性的作用。

常见光源的分类

   DLP系统中的光源分类大致有四种,分别为UHP、LED、LASER、混合光源。

   1.UHP 光源

   UHP(Ultra High Performance)光源是2010年以前DLP系统几乎唯一的可用光源。其主要提供商为PHILIPS和OSRAM。

      UHP光源为超高压汞灯,通过20KV的高压击穿电弧进行启动,一般以风扇作为其散热方式。UHP光源发出白色光通过透射色轮,产生色彩,其色域的大小取决于色轮的色彩分布。出于亮度的考虑一般都会在色轮上增加白色部分,提高白色的亮度,但是同时会减少色域的分布。UHP光源通过15年以上的使用过程,技术上成熟可靠,由于部分产品的家电化,成本比较低。UHP专利由PHILIPS掌握,以后可能会发展到20000小时的平均寿命。

   2. LED光源

       LED(Light Emitting Diode)从2004年开始研发,到2010年后不断分割市场,目前占领了DLP系统的半壁江山。其主要提供商是OSRAM 和LUMENUS。

       LED即发光二极管,是一种半导体固体发光器件,一般以冷媒作为散热主要方式。由于有红、绿、蓝不同颜色的LED灯,所以LED光源系统不需要色轮。但是由于亮度不够,目前需要多颗同色作为三组灯进行工作。LED光源前期亮度无法提高,其中绿色灯是亮度瓶颈。目前搭载OSRAM LED光源的DLP产品,已经可以达到典型值1000lm,细选单个产品可以达到1200lm,基本解决了亮度问题。但是由于多色多颗分布,多颗led光源衰减不可控制,目前色彩漂移更依赖于各个厂家的产品设计能力。

3.LASER 光源

       激光光源系统在2008年开始研发,2011年开始分割市场,在DLP显示系统中更多应用于数字影院等高亮度正投中,2012年开始进入拼接系统。其主要提供商是日亚(Nichia)等。

LASER为激光光源,由红绿蓝三色激光组成的系统过于庞大,价格惊人,目前在数字影院等前投设备中使用。我们这里介绍的是由激光发生器发出蓝色激光,通过荧光粉色轮,改变为红、绿、蓝三色。有部分厂家将激光加荧光粉色轮的系统称为LPD(Laser Phosphor Display) 系统,目前使用在拼接系统中的产品,多为有荧光粉色轮的系统。一般认为激光发生器的平均寿命为40000小时,但是对荧光粉色轮的寿命还没有准确的估计。其系统类似UHP光源的系统。

各种光源对比

1.亮度对比

在亮度对比上,LASER是最高的,UHP可以采用180W高亮UHP灯泡的形式,也可以提供1600lm的亮度,在这个PK中,LED无法取胜。由于目前各种光源的亮度都已经基本够用,我们给UHP、LED、LASER分别打9分、8分和10分

2.平均寿命对比

      平均寿命的定义为当工作到上述额定寿命时,有50%的光源的亮度保持在其额定亮度的50%以上。

UHP光源的寿命仍然在奋力提升(后续可达到20000小时),LED发光二极管的稳定性已经得到认可,激光光源的亮度由于其荧光粉色轮的寿命目前无法验证,暂时设定为40000小时。

由于平均寿命为关键性指标。我们给UHP、LED、LASER分别打5分、10分和8分

可靠性对比

       LED光源没有色轮,减少了一个光学零件。色轮(COLOR WHEEL)作为一个转动机械,采用气动马达带动旋转,平均无故障时间(MTBF)基本为50000小时(传统机芯式马达MTBF仅为20000小时)。色轮作为DLP系统中MTBF最小的零件,对可靠性的影响是巨大的。一般色轮在DLP系统中都以耗材出现,LED光源减少了一个耗材零件。

依旧LED光源胜出。我们给UHP、LED、LASER分别打9分、10分和7分

4.价格对比

       UHP光源历时15年的改善,技术非常成熟,系统上需要更新的产品少,而LED光源和激光发生器的价格,目前仍然居高不下。其中LED三色光源的透镜价格大大高于一个色轮的价格,冷媒散热系统更是价格不斐。使用新产品的用户必须分摊研发的成本。其中激光光源可以借用原来UHP光源的平台,价格上和LED光源比有一定的优势。

在价格上UHP胜出。我们给UHP、LED、LASER分别打10分、7分和8分。

5.总结

      综合以上所述,我们看下列表格,分别在以上几个项目上各类光源的得分情况。可以看到技术革新给客户带来更多的选择,在2008年以前,我们的产品没有如此的百花齐放,对比下差异微乎其微,更多的是看用户的需求和偏好。

我们要做的就是没有最好的产品,只有最适合的产品。

       客户可以根据自己使用的次数\时间\环境的明亮程度等来选择产品。