拼接单元的双灯系统

作为拼接单元的光学引擎,最好具有双灯系统。因为拼接屏一般都用在指挥、调度等大型重要的应用场合,这些场合不能随便停机,因此需要各个单元具有一定的冗余功能,双灯就是一种基本的冗余功能,这样可保证系统工作的长期稳定。

拼接单元

市场上的双灯设计有所谓的冷备份与热备份的差别。本文在此对这两种不同应用的优劣作一个客观的分析,好让使用者在选购时可以有最合适的选择。

1)冷备份设计

冷备份通常使用机械式的换灯机构,可使用直线移动式,也可使用旋转移动式,还可使用反射镜旋转式。冷备份设计同一时间只能有一个灯点亮,不能双灯同亮。

2)热备份设计

热备份可以同时点亮双灯,没有机械运动,双灯置于相对的两侧,采用分光棱镜反射合成一个灯光,可以只点单灯,也能双灯同亮或轮流使用,同一时间可以一个灯亮,也可以两个灯同时点亮。

3)双灯冷备份及热备份的比较

1)备的灯泡要求寿命较长,热备份的灯泡要求寿命可比较短。由于灯芯的工作温度高达1100℃,发光的气体介质是一种金属卤化物,理论上每天24h至少得有30min的休息时间,让金属卤化物得以冷却还原沉淀。因此,两个灯轮流交替使用,让灯有机会休息,这样可以延长灯泡寿命,理论上可以延长到两倍之久。热备份因为采用双灯同亮的设计,产生的热量更多。除非双灯不是24h使用,或者是只点单灯,否则会减短灯泡寿命,也没有所谓的备份效果。

(2)冷备份可靠度高,热备份可靠度低。冷备份只点亮单灯,产生的热量是热备份的一半。另外,为了得到较佳的集光效率(双灯耦合的效率通常低于140%),双灯的位置必须紧密靠近,这会阻碍热流的运动,使得散热设计困难。热空气的流动既混乱又难以掌握,并且进一步影响灯泡的寿命。如果热备份工作在双灯同亮状态下,热备份设计是没有备份功能的。

(3)冷备份峰值亮度低,热备份峰值亮度高。在同样使用 120W 的情形下,冷备份只点亮一只灯,热备份需双灯同亮,此时热备份的峰值亮度为冷备份的140%,但不是200%。由于为热备份双灯同时工作的设计必须多出一个光学系统进行合束,由拉赫不变量决定了合束不可能再提高100%的能量,所以降低了效率。

(4)冷备份单灯亮度高,热备份单灯亮度低,差距约 30%。由于热备份双灯同时工作的设计必须比单灯设计多一道光学路径,这会影响集光效率,因此降低了输出的亮度,即使最佳设计及精心生产,热备份也只能发挥单灯应有亮度的70%,换句话说,灯光使用效率仅有70%。在长期使用的情况下,为了节省成本,使用者只需单灯操作时,热备份会失去亮度优势。

(5)冷备份调整容易、变异少;热备份调整困难、变异多。热备份采用双灯,必须调整两个灯的各自色温,但是因为每一个灯泡的色温是不同的,随时间流逝亮度衰减的速度也不同,双灯组成的色温会让调整与时间变易之间的关系很难掌控,长时间使用时掌握控制尤其困难。冷备份同一时间只有单灯点亮,调整单灯就容易掌控得多。