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獨辟新“境”光源 - LED之投影機應(yīng)用

--投影之窗工作室

[投影之窗專欄評述] LED對于大眾百姓來說，已經(jīng)并不陌生了，LED Light Emitting Diode（發(fā)光二極管）的縮寫。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。其最顯著特點是使用壽命長，光電轉(zhuǎn)換效能高。因此 LED廣泛見于日常生活中，如家用電器的指示燈，汽車后防霧燈等。

    經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展以及產(chǎn)品市場化經(jīng)歷，利用微顯示器件開發(fā)的投影機產(chǎn)品在技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟，投影產(chǎn)品可以說已經(jīng)深入了我們教育、商務(wù)乃至家庭娛樂等諸多大屏顯示領(lǐng)域，目前已有各種規(guī)格型號的前投影機和背投影機面市。無論是LCD投影機還是DLP投影機，光源技術(shù)都是其核心技術(shù)之一，目前廣泛采用的UHE、UHP燈泡具有較高的光效率，可以輸出較高的亮度，但其帶來的復(fù)雜的光路結(jié)構(gòu)和散熱系統(tǒng)的高要求，影響了投影機體積的進一步縮小，同時其2000～3000小時的壽命也大大增加了投影機的后期使用成本，基于這些因素，投影機的光源革新將成為未來技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。

    在顯示效果方面，目前的投影產(chǎn)品已經(jīng)完全能夠滿足用戶的需要。當(dāng)然，用戶對于產(chǎn)品的期待是永無止境的，用戶希望獲得更加小巧便攜，最好能夠方便的隨身攜帶以便應(yīng)用的投影產(chǎn)品；并且希望產(chǎn)品的性價比更高，不只是產(chǎn)品的價格方面，燈泡等零部件的使用壽命也是非常重要的部分，畢竟目前的投影燈泡價格不菲；此外，作為投影產(chǎn)品“最核心”的顯示效果，當(dāng)然也是需要在應(yīng)用中得到保證的。以上這三個主要的性能提升要求，雖然新的產(chǎn)品已經(jīng)有了較大的改善，但“瓶頸”也越來越明顯，因為這與投影光路系統(tǒng)的設(shè)計息息相關(guān)，想要獲得更好的產(chǎn)品，就必須有更新更實用的技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用。而LED光源技術(shù)，目前已經(jīng)得到不錯的發(fā)展和應(yīng)用，可以說是最值得關(guān)注的投影新發(fā)展方向之一。

    應(yīng)用LED光源的投影產(chǎn)品最早亮相在大眾眼前，是在2003年5月舉行的SID年會上，以其袖珍的機身引起了很大的反響，不過，當(dāng)時只是概念產(chǎn)品。真正具有實用意義的則是在2005年1月CES展會上，五家公司同時展出了LED光源的袖珍投影機，人們才開始真正考慮LED光源投影產(chǎn)品在應(yīng)用方面的優(yōu)勢及弱點。又經(jīng)過一年的技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展，2006年1月CES展會上LED光源成為突出的亮點，2006年6月SID討論會上發(fā)表了大量的LED光源論文，從而標(biāo)志著進入LED發(fā)展的新階段。由于重視的結(jié)果，兩年來LED光源的性能全面提高，在核心性能方面，其擁有更好的發(fā)光率、更大的功率、并且改善發(fā)光角度以及單色發(fā)光性能，從而提高了單位發(fā)光亮度。并且新產(chǎn)品實現(xiàn)了交直流兩用，并改善熱管理等。這些發(fā)展使得采用LED光源的投影產(chǎn)品在應(yīng)用表現(xiàn)上更為出色，性能提升也為產(chǎn)品市場發(fā)展提供了基礎(chǔ)。

    LED光源的應(yīng)用，在投影機方面，最主要的意義在于為機身小型化開辟了新的道路。由于LED光源體積小，且具有很多顯示技術(shù)優(yōu)點，所以更適于研發(fā)小巧的投影機甚至原件，使用戶的投影更加“隨身化”和“自由化”。LED用于投影照明，不僅壽命增加，而且改變了投影機結(jié)構(gòu)，由于減少了散熱需求，并縮短了光路系統(tǒng)，所以散熱量和噪聲都有更好的表現(xiàn)。

    目前，LED光源主要應(yīng)用與集成化小型投影原件和袖珍式小型機兩種投影產(chǎn)品，集成化小型投影原件不做成獨立機型，其主要是與微型顯示設(shè)備如手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦集成在一起，電池供電，可以投影約A4紙或標(biāo)準(zhǔn)信紙大小的圖像，方便與他人共享畫面。袖珍式掌上投影機則是完整獨立機型，體積小巧輕便，一只手也可以輕易的拿起，攜帶方便，可放于文件包內(nèi)，未來的發(fā)展方向是商務(wù)應(yīng)用。其可交直流兩用，投影畫面可大于17英寸，屏幕亮度15至200流明，隨著技術(shù)的發(fā)展，顯示效果還在不斷提升。

    LED光源投影機經(jīng)過了幾年的發(fā)展，目前已經(jīng)有了一定產(chǎn)品性能和技術(shù)積累，最新的產(chǎn)品也已經(jīng)能夠表現(xiàn)令人初步滿意的畫面。由于可以實現(xiàn)三原色LED的單獨快速通斷，就可以讓三原色輪流發(fā)光，快速分時到達(dá)投影系統(tǒng)，這樣通過變換投影燈光的色彩實現(xiàn)彩色投影，就不再需要采用復(fù)雜而精密的色輪系統(tǒng)。

    從原理上看，LED光源的使用無論對于LCD投影機還是DLP投影機，都簡化了其光路結(jié)構(gòu)，從而使整體結(jié)構(gòu)和體積都得到了精簡。另外由于LED是真正意義上的冷光源，工作過程不會產(chǎn)生大量熱量，降低了對散熱系統(tǒng)的要求，基本可以不使用風(fēng)扇，除了降低功耗外，還減少了工作噪音，這些都是商務(wù)用投影機未來發(fā)展的方向。再加上，LED光源的壽命都在10000小時以上，涵蓋了投影機產(chǎn)品使用的整個生命周期，對于用戶來說意味著使用投影機將不會再有后期的燈泡更換問題和使用成本的增加。最重要的一點是，由于 LED光源的色域要比目前使用的燈泡寬，這就意味著投影機的色彩再現(xiàn)范圍將增大。

    LED光源技術(shù)的前景被普遍看好，DLP領(lǐng)域的TI、Toshiba、Mitsubishi和三星以及3LCD領(lǐng)域的Epson、Sony都已經(jīng)推出了相應(yīng)的產(chǎn)品或工程樣機，DLP技術(shù)似乎起步較早，并且真正實現(xiàn)了成熟的商業(yè)應(yīng)用，其中，Toshiba TDP-FF1A（135×100×55、0.565kg）、三星SP-P300M（128×85×53、0.68kg）、Mitsubishi PK-20（123×98×47、0.452kg ），分辨率：SVGA 3款代表性產(chǎn)品早在幾年前上市銷售，而且也有不俗的成績。

    LED光源在背投電視機產(chǎn)品的應(yīng)用方面已有很好的實踐，例如三星、三洋、蔡斯、愛普生、雅佳、JVC等公司均有研發(fā)機型進行過展示，LCD、LCOS、DLP顯示元件均有采用，背投屏幕可達(dá)55英寸，雖然目前LED的發(fā)光效率還不夠高，在保證低功耗的同時還無法實現(xiàn)高亮度輸出。不過LED的發(fā)光效率近年來進步速度很快，目前白光LED的發(fā)光效率已經(jīng)達(dá)到20～30流明／W，最高的已經(jīng)達(dá)到60流明/W，離投影機實際要求的光效率差距越來越小，整體技術(shù)應(yīng)用值得LED投影機借鑒。LED光源將帶來更完美的色彩表現(xiàn)，使色彩再現(xiàn)性大大提高，同時小巧的體積、低功耗將使投影機實現(xiàn)真正意義上的隨時隨地投影，而小體積、長壽命、快速關(guān)機等投影機的終極訴求，通過LED光源都可以得到解決。

    近兩年來LED投影機發(fā)展極為迅速，隨著投影機技術(shù)的發(fā)展，投影機進一步趨于小型化。超便攜型投影機由于體積很小巧給人們生活帶來了許多便利，深受人們的歡迎。在這種條件下，許多投影機廠商都非常重視在體積小巧的投影機方面的開發(fā)，并爭先恐后的生產(chǎn)出一種帶LED光源的超便攜投影機。各廠家包括三星、LG、三菱、東芝、普立爾等公司都有推出這種使用了LED為光源的超便攜投影機，他們有使用DLP技術(shù)的，有采用3LCD技術(shù)的，但他們都有一共同的特點那就是它們的體積都十分小巧，僅比手掌稍大一些，十分便于攜帶使用。可以見得，投影領(lǐng)域的LED光源革命還是值得我們熱切期待的。

獨辟新“境”光源 - LED之投影機應(yīng)用

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