LED引爆投影机光源技术革命

外设天地

传统的投影机光源结构复杂,占用空间大,机体难以做得小巧玲珑,持续在高温高压状态下工作时,设备安全系数低,投影灯泡寿命短,使用成本较高。三基色高亮度LED发光二极管使投影机光源发生了质变,再也不用像以前那样频繁更换灯泡了。

小灯管“大神通”

LED(Light Emitting Diode)即发光二极管,它是一种全固体冷光源。这种光源新技术有三大显著优点:一是工作电压低,耗电量少。一般来说,LED的工作电压是2-3.6V,工作电流是0.02-0.03A,电能消耗不超过0.1W;二是高亮度、低热量、性能稳定、寿命长(一般为10 万到1000万小时);三是重量轻、体积小、抗冲击、耐振动性强、成本低。

发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。LED的心脏是一个半导体晶片,它由两部分组成:一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位;另一部分是N型半导体,在这里面主要是电子。整个晶片被环氧树脂封装起来,当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量。而光的波长也就是光的颜色,是由形成PN结的材料决定的。

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发光二极管
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发光二极管的结构

因为不同材料的LED会发出不同色彩的光线,并且各种色彩的光都包含足够的能量,所以组合不同的LED就可以形成独特的光源,可以用做照明、广告灯饰、大幅面显示屏,同时也是LCD、DLP等投影机的一种理想背光光源。

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LED组成的面光源

传统的视频光源基本上都是单个发光体的点光源,光线从光源射出后,经过反光碗、聚光镜、菲涅尔透镜,为视频装置提供光源;相对于单个传统光源来说,虽然单只LED光源发光强度低一些,但可以增加数量,由多个LED组成面光源,弥补发光强度的不足。

传统光源采用高压电路,光源内部温度很高,需要良好的散热设计,能耗高、寿命短;而LED光源的工作电压及温度极低,工作电压为10W即可工作,甚至可用干电池直接驱动,工作温度可低至室温,几乎无需散热设计,光源寿命长于或等于整机设计寿命,使用成本很低。

传统光源由于光线向360度的空间散射,光利用率低,大约只有10%~20%的光被有效利用;而LED光源的光只向前方射出,几乎可以全部利用。

投影机光源的质变

体积小、功耗低的LED便携式投影机无疑是投影机发展的一大趋势,市场空间很大。采用LED固体光源灯的各类投影机统称为LED投影机,这类投影机大体上包含三类产品:第一类即移动投影机,采用直流电供电,可单独使用也可组合在其他移动图像信息设备中;第二类称为便携式投影机,尺寸比移动投影机大,部分产品可使用交流电或直流电;第三类称为背投影机,包括背投电视机和背投显示器,采用交流电供电。

目前液晶投影机通常采用三片式设计,不仅高密度液晶片成本高,而且需要十分精密的光学器件,以保证三片液晶图像重合。DLP投影机虽然单片即可构成成像器,成本比三片式LCD投影机要低一些,但它需要交替的三基色光源,要增加特殊的色轮和色轮驱动电机以及同步控制电路,对普通的白光进行瞬时分色,所以无论是LCD投影机还是DLP投影机,价格都居高不下。如果采用LED发光二极管作为投影机光源,LCD投影机可以省去光学构件,DLP投影机也无需色轮和色轮驱动机构,能大大降低投影机的生产成本。

LED投影机闪亮登场

在2005年和2006年的CES展会上,多款小到可以放进口袋的LED投影机闪亮登场。LED引爆投影机光源技术革命,在2006年投影机市场,无论是LCD投影机还是DLP投影机,都有产品开始采用LED光源。

富可视LED投影机

富可视公司(InFocus)推出了使用高亮度LED发光二极管为光源的袖珍DLP投影机,可以用电池供电,功耗仅为17W,从而彻底去掉了电源线“尾巴”,成为真正的“便携式”产品。

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东芝TDP-FF1A投影机

2006年东芝推出了TDP-FF1A迷你型LED投影机,外形尺寸仅为140mm×102mm×57mm,重量为565g,支持720p/1080i高清输入,机内附带一组0.5W输出的喇叭。输入端子有D-Sub、视频/音频输入接口、USB接口,可以直接读取USB闪存里的图片内容进行演示,不必连接电脑,标配的电池大约能投影2小时。

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TDP-FF1A可以用交流电供电,也可以使用电池包供电。由于采用LED作为光源,耗电量非常低,只有18W的功耗,发热量不大,所以没有装配风扇,关闭电源后即可以直接带走,并且没有更换灯泡的烦恼。

三星Mini SP-P300 MK投影机

韩国三星公司推出了一款被称为“口袋之宝”的便携式LED投影机Mini SP-P300MK,机身三围尺寸为127mm×94.5mm×50.8mm,重量为660g,对比度为1000:1,分辨率为800×600。别看它体积小,却拥有可更换电池,在没有外部电源供电的情况下,可连续供电2.5小时左右,足够看完一部电影了。

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普立尔PD-S682投影机

我国台湾的数码相机生产大厂普立尔(Premier)推出了一款采用高亮度LED光源的迷你型DLP投影机PD-S682。为了让LED投影机的便携性得到最大程度的发挥,PD-S682的机身下方内置了可充电锂电池,即使在户外也能投射影像。除了备有大容量锂电池选购件之外,PD-S682还内置了SD卡读卡器,只要使用者将保存有相片的SD卡插入投影机中,就可以随时随地欣赏大画面照片。

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编辑点评:LED光源是一种正在成长的新技术,不仅是投影机、背投电视的理想光源,还可以应用在液晶显示器、笔记本电脑和各种液晶屏中。但LED光源技术目前还不够成熟,主要表现在光效率还不够高,目前在每瓦发光能力上LED光源还比高压水银灯要逊色不少,高压水银灯每瓦功率可以得到10ANSI流明的亮度,而LED光源则只能达到每瓦1ANSI流明的发光效率,因此LED光源目前主要是应用在移动便携产品上,这部分用户对投影机的需求重点是移动性和便携性。相对于比较成熟的LCD、DLP投影机来说,LED光源投影机有较大的改进空间。