目前平面HDTV已經達到普及階段，其中微顯電視則尚處于推廣階段，市場前景十分廣闊。微顯示電視運用的燈泡基本上采用超高壓汞燈（UHP）做光源，但UHP燈存在著壽命短、價格高等缺點使其成為制約微顯示電視發展的一個瓶頸。鑒于以上情況，不少相關廠家都在尋找新的替代光源。本文介紹了eele Laboratories最新開發的插即用燈泡，并重點介紹了其重要部件——金屬燈杯的光學特性、生產工藝及檢測方法。

目前微顯示電視運用的燈泡基本上采用超高壓汞燈（UHP）做光源，但UHP燈存在著壽命短、價格高等缺點使其成為制約微顯示電視發展的一個瓶頸。例如100W UHP燈壽命僅為6000-10,000小時，而且功率越大壽命就越短；另外由于UHP燈的生產操縱在國外少數企業手中，他們不直接供應給維修單位，燈泡經過多個流通環節到達普通消費者手中的時候價格已是原來的幾倍。鑒于以上情況，不少相關廠家都在尋找新的解決方法，研制新的替代光源。從長遠來看，LED光源是一個不錯的選擇，但由于目前LED光源存在亮度低、成本高等缺點，想讓其擔當大任暫時也不現實。

正所謂條條大路通羅馬，任何事情總有其解決的方法，近來美國eele Laboratories公司稱其已經研制成功新型背投燈泡——eele-enhanced即插即用燈泡。該燈泡一改傳統UHP燈泡的玻璃燈杯設計采用金屬燈杯并且燈杯分為主燈杯和副燈杯兩部分，采用平行光源，大大提高了光耦合效率。壽命長、成本低是該燈泡的主要特點。該產品的另一大優勢是可以實現燈芯的即插即用，當燈芯壞了以后消費者可以自行更換燈芯。

據該公司應用工程師沈立博士日前透露“整機在用eele獨有金屬燈杯的情況下，用飛利浦的燈芯，在120W運行的情況下，可以運行18,000小時”。可見其壽命是傳統UHP燈泡的2到3倍。

康佳集團股份有限公司投影設計所所長、高級工程師曹嘉燦指出“雖然該產品市場潛力很大，但相對LED光源來說，其注定是過渡產品。從LED光源發展來看，其離普及應用不遠，不過至少在2年以上，而在這期間，如果美國eele Laboratories公司的產品能在設計上做出進一步的改進，而且在燈芯上得到UHP主流廠商的支持，其市場前景還是相當廣闊的�！庇捎跓襞莸闹饕考粺粜究梢再徺I成品，因此作為該燈泡另一重要部件——金屬燈杯能否量產就成為該產品能否盡快占領市場的一個重要因素。

燈杯工藝

金屬燈杯用作冷光鍍膜eele-enhanced燈杯模塊的杯體，可以用來制造投影燈燈杯模塊，這種模塊在廣寬的弧光燈功率范圍內（例如80W-250W）使用壽命是橢圓或者拋物面玻璃燈杯的2倍以上。要在投影顯示系統中使用冷光鍍膜燈杯模塊就必須實現低成本大規模生產。因此必須采取一系列質量控制措施優化各個生產環節。

冷光鍍膜燈杯的光學特性主要取決于以下幾方面：燈杯表面的精度；燈杯表面的光滑度；各種光的反射率；反光面有效部分在高溫下的長期穩定性。

下面介紹一系列質量控制系統，使產品符合上述光學特性參數要求。這些系統同時適用于傳統橢圓面或者拋物面器件和eele-enhanced燈杯器件的生產。因為eele-enhanced燈杯器件有效表面區域是不對稱的并且生產步驟也是不對稱的，所以所有相應的質量控制系統只需檢查相關的（有效的）非對稱燈杯表面。

eele-enhanced冷光鍍膜金屬燈杯器件的生產過程包括以下幾個環節：
(i)燈杯杯體的生產（電鑄或者沖壓成型）。
(ii)抽樣檢查進行質量控制 。
(iii)對未鍍膜的杯體進行薄膜物理蒸汽沉積鍍膜過程（例如離子輔助電子束多層鍍膜過程）。
(iv)冷光鏡面鍍層燈杯配對的質量控制。

質量控制反饋回來的結果有助于改進生產質量， 例如在生產線建立過程中擇優選擇硬件配置，優化各個生產過程參數；在生產過程中通過對每一批產品的質量監控制定最佳的生產線維護周期。

對eele-enhanced橢圓面光杯和半球形光杯來說，需要解決幾個很重要的問題，它們是：
(i)怎樣確定表面精度（表面形狀變形）和未經鍍膜的光杯表面的散射（表面粗糙）。
(ii)怎樣測量各個局部光譜反射率（冷光鏡面鍍膜表面局部鍍膜厚度不均）。
(iii)怎樣測量光杯表面有效部分總的有效光譜反射率。

杯體的光學特性

光杯的光學性能受兩個關鍵因素的影響：表面精度（形狀）和未鍍膜杯體表面的粗糙度。

1、表面精度
表面精度，比如光杯杯體的形狀誤差會造成聚焦方面問題，這會降低投影顯示光引擎的光耦合效率。

對金屬光杯杯體來說，形狀誤差由幾個不同的因素造成。金屬光杯杯體的生產方式如電鑄或者沖壓基本上是一個復制過程，例如一個模具的形狀復制到一個杯體表面。模具的任何光學缺陷（形狀誤差或者劃傷）都會傳給光杯的光學表面。另外，生產過程本身也會造成形狀誤差。例如非軸對稱元件的電鑄模具接縫會導致光杯彎曲，沖壓會造成金屬表面不均勻等等。還有生產過程本身產生的機械壓力積聚在杯體內，在正常使用情況下隨著時間推移杯體會變形（壓力釋放）。

2、表面粗糙度
光杯杯體光學表面的劃傷和其它嚴重的空間形狀誤差會把光線散射到可收集范圍之外，從而降低了光杯的耦合效率。

表面粗糙主要由模具的表面缺陷造成。另外，每次光杯杯體從模具分離出來時也可能造成模具表面精度變差，這樣隨著時間推移模具有一個慢慢變粗糙的過程。為了滿足質量控制，必須對模具進行保養或者更換模具。

未鍍膜的金屬燈杯的相對光譜反射率主要取決于杯體自身的材料，比如金屬鎳的特性。因為有效反射率測量儀測試系統對彎曲誤差不敏感，所以也可以用來確定未鍍膜杯體的絕對耦合效率。

因此在特定光譜區域內，比較未鍍膜光杯杯體和標準測試光杯的平均光譜耦合效率的比值，就可間接測量未鍍膜光杯杯體表面的粗糙度。有效反射率測量儀可用來在生產過程中減少低反射率光杯（鍍膜或者未鍍膜的）的數量以免它們被裝到燈杯模塊中，從而提高光杯模塊產量。

影響

eele-enhanced燈杯模塊是一種長壽命、高性能的燈杯模塊，是可以大量供應投影顯示器市場的成熟產品。以上討論的質量控制手段可對采用不同工藝生產的eele-enhanced光杯器件的關鍵參數進行大量分析。

進一步精煉測試方法，并充分利用各個質量控制環節的反饋數據，所得出的實際經驗可用來改進工藝，擴大產量并降低金屬燈杯的生產成本，進一步提高背投燈泡的性價比。

參考資料
1、eele Laboratories公司網站  http://www.eele.com
2、《美企兜售背投燈泡，廠商擔心量產風險》，中國電子報，2006年4月6日B版

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