LED光源在投影机上的应用现状:采用LED光源的投影机, 一方面, 它改变了原有光源所要求的复杂的光路结构; 另一方面, 由于LED 是冷光源, 工作过程中不会产生大量热量, 可以降低对投影机散热系统的要求, 减少散热方面的配置。所以, 投影机的体积就可以做到比原来小得多。在重量方面,LED 光源投影机一般都保持在1 kg以下, 有些甚至只有0.5 kg 左右, 这样的重量便于携带, 并且LED 投影机在功耗方面也比采用传统光源的投影机要小得多, 抛开散热装置的设计让传统投影机烦人的噪音彻底远离。
一:应用现状
应用LED 光源的投影产品最早亮相是在2003年5 月举行的SID 年会上, 以其袖珍的机身引起了很大的反响; 不过, 当时只是概念产品。真正具有实用意义的则是在2005 年1 月CES 展会上, 5 家公司同时展出了LED 光源的袖珍投影机, 人们才开始真正考虑LED 光源投影产品在应用方面的优势及弱点。又经过一年的技术和产品发展, 2006 年1 月CES 展会上LED 光源成为突出的亮点, 2006 年6 月SID 讨论会上发表了大量的LED 光源论文, 从而标志着进入LED 发展的新阶段。2008 年, LED 光源亮度瓶颈实现突破。投影机灯泡厂商德国欧司朗2008 年末宣布, 已经研发出了最新的LED 光源系统, 采用5 个LED 灯泡的这种光源亮度提升到了500 lm 以上。而在CES2009 消费电子展上展出的几款LED1080p 投影机也宣称亮度达到了700 lm 以上, 其中来自我国台湾地区的奇菱科技更是宣布其LED 投影机的亮度已经超过1 000 lm.这些产品无一不在说明, LED 光源的亮度已经非常接近普通投影灯的亮度。
目前, LED 光源主要应用于集成化小型投影原件和袖珍式小型机两种投影产品[5].集成化小型投影原件不做成独立机型, 其主要是与微型显示设备如手机、数码相机、笔记本电脑集成在一起, 电池供电, 可以投影约A4 纸或标准信纸大小的图像, 方便与他人共享画面。袖珍式掌上投影机则是完整独立机型, 体积小巧轻便, 一只手也可以轻易地拿起,携带方便, 可放于文件包内, 可交直流两用。
二:应用优势
体积小, 寿命长
LED 光源就是常见的发光二极管, 体积远比投影机所用的灯泡模组和散热系统小巧, 这也是能做成手掌大小迷你投影机的关键原因。普通投影机使用的灯泡寿命只有2 000~4 000 h, 且其光效会随使用时间的增加而减小, 如图1 所示。而LED光源的寿命有几万小时, 可以在数年时间里无需考虑更换灯泡所付出的成本, 使用户的使用成本大幅度缩减。
响应速度快
LED 不需要普通投影机灯泡的预热时间, 因此可以做到开机即亮, 且无需等待关机散热, 高压水银灯泡关闭后不能马上撤去散热气流, 否则会极易引起炸灯, 而LED 光源发热量不大, 也不用担心损坏, 所以即关即停。
色彩范围宽
RGB LED 的三基色纯度很高,可以实现非常宽的色域范围(如图2 所示), 而普通投影灯泡包含的光谱范围有限, 且需要色轮分色, 色彩纯度往往受到亮度需求的限制, 一般投影机的色域范围仅为NTSC 的60~70%, LED 光源投影机则可轻松达到100%以上, 色彩还原更好。
需色轮分色
单片DLP 的色彩来自于色轮对灯泡光线的分解, 色轮转速直接影响到画面色彩刷新速度, 常见的彩虹现象正是由于色轮的存在而产生的, 而RGBLED 3 种颜色发光体按照时间顺序轮流发光, 等效于色轮分色, 但速度可以达到相当于48 倍速色轮的范围, 彩虹现象大幅减少, 并且没有色轮高速转动带来的噪声。另外与UHP 灯相比, LED 光源不会发出紫外和红外波段的光, 系统中不需要UV 和IR滤光片, 这样投影系统就可以做得更小, 成本更低。图3、图4 分别为普通灯泡做光源时的系统结构图和三色LED 灯做光源时的系统结构图。
三、目前LED 作为投影机光源存在的问题
光通量有待提高
LED 的光效与传统投影机使用的UHP 和UHE灯相比仍有较大的差距。LED 光源要想成为传统投影机金属卤素灯泡以及流行的超高压汞灯泡的新型替代品, 就必须发出更多的光, 必须具有更高的能量转换效率, 目前世界各国均加紧了对LED 发光效率的研究。
生产成本高
生产成本高是影响LED 光源普及的主要原因。
但是, 近年来随着晶片生产技术的改良及各种专利技术的解禁(日本Nichia 日亚公 司的专利保护期至2006 年), 制造成本正在急剧下降, LED 光源正朝着高效率、低成本的方向发展, 这为LED 光源的广泛应用提供了有利条件。
产品的一致性、可靠性有待提高
由于投影需要由多个LED 单体组成, 其参数离散型是一个重要的技术问题。除了通过预选、分类尽量保证一致性外, 还必须设计合理的LED 排列结构和研究适合的驱动电路, 防止偶然产生的能量集中而烧毁部分LED.
光束质量差
目前, LED 器件或芯片的出射光束扩散角大,光学扩展量较大, 其几何形状不利于收集和传输,也不利于改进投影引擎的相关性能和成熟度。用LED 器件或芯片构建的投影光源是一种具有多个离散发光元件的扩展面光源, 对增大引擎光效, 提高亮度和均匀性等图像质量指标增加了难度, 如何高效率地利用LED 的光能成为一个非常有研究价值的问题。
以上便是对LED光源在投影机上的应用现状分析介绍,LED 光源亮度瓶颈得到突破, 意味着LED 光源应用于投影机的时机已经成熟。LED 光源低发热量的优势可以让投影机体积做得更加小巧, 其2 万小时的寿命基本杜绝了投影机使用一段时间后需要更换灯泡的现象, 用户的使用成本将大幅度缩减, 这为投影机进入家庭市场带来了可能性。随着世界各国对LED 光源技术的深入研究和技术突破, LED 光源在不久的将来定能取代现有金属卤素灯泡以及流行的超高压汞灯泡, 成为投影机的新型光源。深圳市源磊科技有限公司专业做LED光源产品,荣获中国第一家通过美国能源之星
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