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 十大亮点之LED 光源

 

 代表产品:

Toshiba TDP-FF1A 三星SP-P300M Mitsubishi PK-20

尺寸:135×100×55(mm) 
重量:0.565kg 
技术:DLP 
分辨率:SVGA 

尺寸:128×85×53(mm) 
重量:0.68kg 
技术:DLP 
分辨率:SVGA 

尺寸:123×98×47(mm) 
重量:0.452kg 
技术:DLP 
分辨率:SVGA 


 
    无论是LCD投影机还是DLP投影机,光源技术都是其核心技术之一,目前广泛采用的UHE、UHP灯泡具有较高的光效率,可以输出较高的亮度,但其带来的复杂的光路结构和散热系统的高要求,影响了投影机体积的进一步缩小,同时其2000~3000小时的寿命也大大增加了投影机的后期使用成本,基于这些因素,投影机的光源革新将成为未来技术发展的一个重要方向。
 
LED 光源出现
 
    LED(LighyEmittingDiode),又称发光二极管,它利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光,LED光源在显示和照明领域早已经开始应用。
 
    高亮度LED已经出现了很长时间,但是由于在制造高亮度蓝光LED上存在着巨大的技术困难,导致红、绿、蓝三原色高亮度LED的缺色,一直无法作为投影机的光源使用。近几年高亮度蓝光LED生产中的技术困难得以解决,高亮度三基色LED得以完满解决,使之可以成为投影机的液晶显示器的背光源。

 
LED 投影机的工作原理
 
    由于在LED光源中同时使用红、绿、蓝三原色,因此改变了投影机的光学结构,LED光源应用于单片DLP投影机中,是将红、绿、蓝三基色共4个LED芯片集成在一块陶瓷底板上形成一个点光源,作为投影机的光源,其中包括了1个红色、1个蓝色和2个绿色LED芯片(在合成白色光时,绿色所占的比例最高)。
  
    由于可以实现三原色LED的单独快速通断,就可以让三原色轮流发光,快速分时到达投影系统,这样通过变换投影灯光的色彩实现彩色投影,就不再需要采用复杂而精密的色轮系统。
 
    在3LCD投影机中,按照投影机光路分析,应该是红绿蓝三基色LED光源独立在各自的陶瓷底板上的,这样将不再使用原本使用的分色系统。Sony在6月初的SID上展出的LED投影机样机中,将3张透射型液晶组成的显示元件和由3个LED光源元件组成的合成光棱镜直接粘在一起形成一个部件,其中的LED使用4个红色、4个蓝色和6个绿色,共计14个,亮度为50流明。

采用LED光源的DLP投影机不再使用色轮

LED光源带来了什么?
 
    从以上原理上看,LED光源的使用无论对于LCD投影机还是DLP投影机,都简化了其光路结构,从而使整体结构和体积都得到了精简。以上我们提到的3款LED投影机产品的重量都降低到了0.5kg左右,体积也实现了掌上型。
 
    另外由于LED是真正意义上的冷光源,工作过程不会产生大量热量,降低了对散热系统的要求,基本可以不使用风扇,除了降低功耗外,还减少了工作噪音,这些都是商务用投影机未来发展的方向。

    另一大问题是LED光源的寿命都在10000小时以上,涵盖了投影机产品使用的整个生命周期,对于用户来说意味着使用投影机将不会再有后期的灯泡更换问题和使用成本的增加。最重要的一点是,由于 LED光源的色域要比目前使用的灯泡宽,这就意味着投影机的色彩再现范围将增大。遗憾的是此次评测过程没有征集到 LED投影机样机进行深入评测,无法为读者提供更深入的体验感受。不过在今年年初 PCWorld中国实验室曾经短时间使用过 TI提供的1台LED样机,在4月份Toshiba的产品发布会上, 我们的工程师也近距离接触过ToshibaTDP-FF1A。

LED光源拥有更宽的色域

    给我们最深的印象是这2款产品小巧的体积和重量,放在书包里,西装口袋里都没有问题,由于没有风扇,工作时几乎没有噪音,而且是真正的即时开关机,无需启动过程,也没有关机冷却过程。不过目前2款产品的亮度还都比较低,在大尺寸投影时亮度很低,因此我们也无法体验到其宽的色彩再现性优势。根据我们的观察,目前这些产品理想的显示尺寸应该在30英寸以下。
 
    从目前产品看,LED投影机还无法实现真正意义上的在商务领域的普及应用,不过其自身的一些优势和特点将带来投影机应用模式的改变,例如小体积实现的真正的随身携带,低功耗带来的电池供电,可以实现真正的无线投影和随时随地投影。Toshiba将TDP-FF1A与屏幕等组成一套系统的方式无疑是基于目前产品状况的一种理想方式。
 
期待LED投影机
 
    LED光源技术的前景被普遍看好,DLP领域的TI、Toshiba、Mitsubishi和三星以及3LCD领域的Epson、Sony都已经推出了相应的产品或工程样机,DLP技术似乎起步较早,并且真正实现了成熟的商业应用,本文前面提到3款代表性产品均已上市销售。另外TI在背投领域的成熟应用经验,也将对LED光源在投影机领域的应用有所帮助。
 
    目前影响LED投影机发展的一个重要问题是亮度,由于目前LED的发光效率还不够高,在保证低功耗的同时还无法实现高亮度输出。不过LED的发光效率近年来进步速度很快,目前白光LED的发光效率已经达到20~30流明/W,最高的已经达到60流明/W,离投影机实际要求的光效率差距越来越小,也许不久的将来,投影机领域将迎来一场光
源革命。
 
价值:
 
    LED光源将带来更完美的色彩表现,使色彩再现性大大提高,同时小巧的体积、低功耗将使投影机实现真正意义上的随时随地投影,而小体积、长寿命、快速关机等投影机的终极诉求,通过LED光源都可以得到解决。
 

2006.09

 


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