用于模拟训练的LED 照明光源白皮书

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    投影阵列目前的主要挑战在于投影机定向的可靠性和灵活性、投影机安装的简易性以及使用一定时间后的性能维护。而所有这些都会受到投影机光源性能的极大影响。

    数字投影机通常使用高压气体放电（HID）灯照射一个或多个微型显示器。现今，这些灯一般基于超高压下的氙蒸气或汞蒸气放电。随着适用于S&T阵列投影的投影机从模拟式（CRT和光阈式）逐渐发展为数字式，以集成电路为主要形式的固态元件在投影机内部架构中也占据了越来越大的比例–其中就包括DLP?技术的微型显示器。但投影机的光源依然顽固地保持着非固态，直到现在也是如此。

    固态发光二极管(led)的出现取代了HID灯。正如ChristieMatrixStIM?投影系统所表现的那样，它带来了操作上和性能上的许多显而易见的优势，并可解决投影阵列中现存的一些难题。

    从操作上来说，LED的主要优势是高可靠性和长寿命。例如，根据LED制造商LuminusDevices公司基于数百万小时的仪器实际使用测试得出的可靠数据，我们可以预测，在投影应用中的标准操作条件下，其中值寿命将超过80,000小时。[2]这个数字远高于HID灯的预期寿命，后者从某些高功率氙气灯500小时的短寿命到某些低功率、超高压汞蒸气灯所能达到的（最多）约10,000小时的长寿命不等。[3][4]

    更长的光源寿命意味着由灯泡故障和更换造成的故障时间大幅缩短，同时这也意味整个阵列的故障时间也大为缩短。这一点，对满足在宽视场上达到“肉眼极限”分辨率的大型投影阵列而言更为重要。它还意味着用户可通过避免经常更换灯泡而造成的原材料和劳动力损耗来降低产品的拥有成本，包括妥善处理废旧灯泡的成本。由于汞蒸气灯中含有的汞在许多国家都受到环保限制，因而更换灯泡对环境带来的影响也不容忽视。

    由于LED不产生紫外线（UV），因此也能潜在提升投影机光学系统的平衡可靠性。相比之下，HID灯所产生的大量紫外光必须在进入投影机的光学器件之前消除，因为紫外光会加速光学涂层及其他材料，特别是基于有机化合物的材料的老化。[5]当然，通过精心设计能够减轻这一问题所带来的影响，但是诸如液晶显示(LCD)和硅基液晶(LCoS)这类采用偏光材料的投影技术一直以来就对紫外线极其敏感。[6]

    作为固态元件，LED也十分坚实。它们可以承受极高程度的加速及震动。例如，用于投影应用的LED在机械完整性测试中被证实可承受1500g/0.5ms的冲击以及高达20g的连续振动。[2]这些数字远超出那些用于S&T的运动平台的典型加速度分布。

    固态还带来了另一个优点，那就是LED可被安装于任意方向上。相比之下，HID灯的可靠操作则几乎总是将灯的主轴限制在水平方向上，只能允许有限的倾斜。[3]而专用投影机在设计过程中需要考虑到其在典型的阵列构型中的使用，那么没有此类方向限制的投影机无疑会在安装的选择上带来更大的灵活性。

    LED在操作上的另一优势则利用LED的技术潜力，使之容易产生特定波长的近红外光(NIR)并对其加以控制。通过结合投影机光路中的窄带和近红外LED以及常见的红色、绿色和蓝色LED，ChristieMatrixStIM?投影系统可产生NIR图像，从而在不损害图像可见光谱段显色性的同时实际模拟夜视仪(NVGs)效果。这种被称作InfraScene?的功能，可以带来更加真实的NVG训练。准确控制从NIR光到RGB光的平衡能力也使得投影机的输出光谱可以根据现有或新NVG技术而改变。这种分离的NIR通道所带来的灵活性是定焦滤光投影机所不能提供的。