新看点LED技术带来投影革命

2016-6-23 编辑:admin 来源:房产资讯网 阅读次数:
  导读:     目前液晶投影机通常采用三片式设计,在这种条件下,不仅高密度液晶片成本高,而且保证三片液晶图像重合的光学器件结构也十分精密。这种精密的光学系统是3LCD投影机价格居高不下的原因。单片DLP投...

    目前液晶投影机通常采用三片式设计,在这种条件下,不仅高密度液晶片成本高,而且保证三片液晶图像重合的光学器件结构也十分精密。这种精密的光学系统是3LCD投影机价格居高不下的原因。单片DLP投影机虽然成像器件只有一片,成本比三片式液晶要低一些,但它需要交替的三基色光源,这就需要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。这种精密的旋转色轮系统是DLP投影机价格居高不下的原因。所以,无论是LCD,还是DLP投影机,它们的价格都是高昂的。 

    但随着三基色高亮度LED发光二极管的发明,这种因为系统元器件繁多、价格高昂而成为投影机普及的壁垒已经被打破…… LED光源投影机一览 在今年美国“2005 CES”展会上,三菱发布采用DLP技术的迷你投影机,这种投影机不使用交流电源,仅用电池供电,重量仅397克左右。能够快速的启动电源,拥有能使用10年以上的20000小时高亮度LED半导体发光二极管。据报道这种投影机预计售价为699美元,该机的备用电池售价约为199美元。据TI公司介绍,这款袖珍投影机使用LED光源,没有使用色轮,而是通过采用高速切换红、绿、蓝图像,进行彩色显示的方式,实现了小型化设计。亮度达到250lux,尺寸为123x47x97mm,分辨率为SVGA(800*600)。重量400g,只有手掌大小,完全属于小型超便携设计。演示中,在光线昏暗的展台上向投影机前方约1m处投射了约40~50英寸的DVD影像。分辨率为800×600像素。

    (图1:三菱公司生产的比手掌大不了多少的概念型超便携DLP投影机) 

    (图2:另一款三菱公司生产的超便携DLP投影机和手机放在一起作大小对比,采用高亮度LED作为光源)

    在今年美国“2005 CES”展会上,富可视公司(InFocus)展示的使用高亮度LED发光二极管为光源的袖珍DLP投影机,其体积更小。别开生面的是:由于耗电仅为17W,竟然可以用内部电池为电源,从而彻底去掉了电源线尾巴,成为真正的“便携式”产品。 

           (图3:富可视超便携DLP投影机,采用高亮度LED作为光源。)

    东芝公司也发布了采用高亮度LED发光二极管做为光源的DLP超便携投影机,该轻便小巧,长和宽分别只有13.8cm和10.3cm,比一张A6纸还要小,只重565g,应用0.55英寸的数字镜像芯片(DMD),可以提供SVGA(800×600)分辨率的清晰图像,对比度达1500:1。投影机可以随身携带,自身备有一块重250g的电池,充电3个小时,可以连续运行2个小时。 和其它的DLP投影机一样,这款投影机应用的是高亮度三基色LED发光二极管技术,内部不需要装备灯管和色轮。可以投影出足够的亮度和鲜艳的颜色的图像。而且因为不用光管,只应用了冷发光的LED,所以投影机不用装配制冷风扇。可以比一般投影机更安静、更节能、更轻便。这款投影机计划年底可以推出,而建议零售价大约在999欧元(10000人民币)左右。 

        (图4:和一支笔的宽度一样的东芝DLP超便携投影机,采用高亮度LED作为光源。)

    我国台湾的数码相机生产大厂普立尔(Premier)近年来也积极地进行了投影机产品的研发制造,在computex 2005 展览中,普立尔(Premier)首次展出了高亮度LED发光二极管为光源的迷你DLP投影机:PD-S682,体积仅比手掌稍大一些,十分便于携带使用。为了让LED投影机的超级迷你机身的便携性得到最大程度的发挥,普立尔(Premier)在PD-S682的机身下方内置了可充电锂电池,即使在没有电源插座的户外也能投射影象。如果担心内置的锂电池的电力不够,普立尔(Premier)另外提供了外接式大容量锂电池选购件。除此之外,普立尔(Premier)PD-S682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,就可以随时随地地欣赏大画面照片。在接口方面,普立尔(Premier)PD-S682还具备VGA、S-VIDEO、A/V接口。 

    无独有偶,不仅DLP阵营里采用高亮度LED发光二极管的超便携投影机是产品繁出,在3LCD阵营里,采用高亮度LED发光二极管的超便携投影机也有产品推出。 

    爱普生于9月2日至7日在德国柏林举行的国际电子消费品展览会(IFA)上首次对外展出这种超便携投影机。这款超便携投影机使用LED光源,底面长13.8厘米,宽10.3厘米,面积不足一页A6纸,同时具有超薄外形,如此小巧的设计使得这款仅重500克的原型投影机,可以很轻松地放在手掌上。

    LED技术在投影机中的应用特点分析 据专业人士介绍,LED光源的使用在使投影机外观变得更加小巧的同时,也具备了诸多传统光源所不具备的优势,比如迅速投影就绪,运行时间长,以及关闭简便快捷等功能。可以说,LED光源在投影机上的应用是3LCD光源在该领域迈出的第一步。据悉,目前爱普生还没有将这款投影机立即投放市场的打算,但公司负责人表示,该款产品的问世能够显示出未来的可移动3LCD投影机的小巧风格。据了解,对LED以及3LCD技术的开发,是爱普生在投影机领域技术突破过程中的一个发展阶段。 

    懂得3LCD投影机内部光路的读者可以从下图想象出光源、三块LCD液晶板及合光棱镜在该投影机内部所处的位置,明显看出三片机光路的局限性对超便携性投影机外型几何尺寸设计的影响,采用高亮度LED发光二极管为光源超便携3CCD投影机在体积还是比单片DLP要大一些。在做到最小的情况下,只能采用镜头中置的方式进行设计。因为在LCD大小一定的情况下,三片机的光路是影响超便携3LCD投影机的重要因素。相信在LCD的尺寸做到0.5英寸以下后,3LCD的投影机尺寸将会得到一定幅度的缩小。

              (图5:采用高亮度LED发光二极管的爱普生3LCD超便携投影机) 

    采用高亮度LED发光二极管的超便携投影机不仅在日韩国家产品纷出,我国台湾最大的光电研发机构光电所也在一年一度的光电展中,也展出了一台以LED为光源的超便携投影机,和以上所有投影机不同的是,该投影机既没有采用美国德州TI公司的DLP芯片,也没有采用日系厂家的3LCD芯片,而是采用LCOS芯片制造。但到目前为止没有看到该超便携投影机的相关图片与详细资料。据了解,这是台湾首台以LED为光源的投影机。也是世界上首台采用高亮度LED发光二极管的LCOS超便携投影机。和LCD投影机相比,LCOS投影机兼有DLP投影机的高亮度和LCD的丰富色彩双重特点,相信该产品产业化后,将在采用高亮度LED发光二极管技术的超便携投影机的高端市场中独占鳌头。

           (图6:使用高亮度白光LED半导体发光二极管制作的各种普通照明产品)

    高亮度LED发光二极管的出现已经有很长的时间了,但由于在生产制造高亮度蓝光LED半导体发光二极管的上存在着巨大的技术困难,导致红绿蓝高亮度LED半导体发光二极管的缺色而无法形成真正的系统产品,近几年高亮度蓝光LED半导体发光二极管工业化生产的成功,扫清了生产制造高亮度三基色LED的障碍,使三基色LED半导体发光二极管进入真彩色视频显示领域成为现实。目前高亮度三基色LED发光二极管的发光效率已经超过60流明/瓦特。虽然LED工业化产品目前的功率最大也仅在数瓦特内徘徊。但其低廉的价格(比如东芝公司30流明产品“TL10W01-D”价格约37元;60流明产品“TL10W02-D”价格约52元。)将导致部分低端投影机产品的Mini化、超便携化。

                (图7:一种高亮度白光LED半导体发光二极管的实物照片) 

    实际应用在单片DLP投影机中的高亮度LED发光二极管,是将红绿蓝三基色4个LED芯片集成在一块陶瓷底板上形成一个点光源,这四个LED中有2个是绿色LED芯片,红色和蓝色LED芯片各1个。作为这些超便携投影机中光源。使用2个绿色LED发光二极管是因为在合成标准白色时,绿色光所占的比例是最多的!(详细原理大家可以看电视原理方面的教材资料,它的主要原理基于彩色电视亮度方程:Y=0.30R+0.69G+0.11B)。采用LED发光二极管作为投影灯后,由于LED能够快速通断,变换投影灯光的色彩再不需要采用复杂而精密的色轮系统,只需要切换红、绿、蓝三基色的发光二极管,让它们轮流发光即可转换彩色。这种通过将红、绿、蓝LED三基色光源进行高速切换来取代单片DLP旋转色轮及其附属设施的革命方式,进一步减少了体积和耗电,实现了空前的小型化设计。 应用在3LCD投影机中的高亮度LED发光二极管,按照投影机光路分析,应该是红绿蓝三基色高亮度LED发光二极管独立在各自的陶瓷底板上的,和单片DLP投影机一样,以彩色电视亮度方程原理为理论,在相同技术条件下,应该将两个绿色高亮度LED发光二极管集成为一个发光器件进行使用。 目前白光LED的发光效率已经达到20—30lm/W(流明/瓦),已超过白炽灯(15 lm/W),但不如荧光灯的80—100 lm/W。专家认为,LED的发光效率如果从目前的25 lm/W提高到200 lm/W,价格从目前的每千流明1500元,降低到每千流明15元,就能实现照明技术的革命。半导体照明产业每年给中国节省的电力,将相当于三峡的发电量。而投影灯是照明灯的高价值产品,必然成为发展重点。LED之所以成为世界照明的发展方向,就因为它具有极大的优点:它寿命长(75000小时),是白炽灯的十倍以上;发热量低、耗电量少,为白炽灯泡的1/8,荧光灯泡的1/2;成本低;可靠性高,冲击、震动不破碎;体积小,重量轻容易开发小巧产品。

    采用LED光源的微型DLP投影机,将在今后的市场上有越来越多的品牌和产品出现,传统投影机价格跳水的现象会在今后更加明显。这对早已于计划购买投影机的用户,是一个大好机会,可以用比较低的价格买到自己满意的投影机。因为LED投影机的亮度短期内还不可能达到目前投影机的水平;而对于不太心急的消费者则提供了一个观望的好机会,可以等待使用LED的新型投影机亮度实用化后大量进入市场。新型LED投影机不仅噪声低、寿命长,而且会更加省电、轻便、小巧,价格还会更便宜,使用成本也会更低,这就势必会促进投影机在各行各业的大范围普及,形成投影机应用领域的新高潮。采用高亮度三基色LED半导体发光二极管的超便携投影机,虽然还无法取代采用气体放电灯的投影机,但它的出现,将在某些不需要太大投影影象及便携性要求较高的领域获得广泛的应用,此外对于电力不方便的场所,该投影机也将大显身手。

    展望:虽然目前在“2005 CES”展会上出现的LED投影机仅只是一个“概念产品”,媒体报道上述样机说:“演示中,在不太明亮的环境中,向约1m远处投射了约40-50”的图像”。它的实际投影效果完全构不成对现有投影机产品的威胁,但是LED照明正在成为世界性的巨大产业,由于光源的革命,LED照明灯如果在投影机中得到广泛的应用。加上美国TI公司倾销般的向市场推销该公司的DLP芯片,制造投影机的关键芯片被日系上游厂家垄断的局面将得到彻底打破。在这样的外部条件下,投影机制造的技术门槛将像组装电脑一样:大量中游厂家有该类型产品制造能力关键,关键芯片被上游厂家大量倾销,相关产品价格由于中游制造厂家的激增而变得越来越低,投影机市场极有可能在近几年内像前几年我国VCD市场一样出现市场的重新洗牌。

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