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教育投影機:獨到的設計
更新時間:2007-10-22 11:14:41 。 編輯:映君 )
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第1頁:投影燈泡怎樣實現(xiàn)高效節(jié)能
第2頁:人性化:想怎么用就怎么用
投影燈泡怎樣實現(xiàn)高效節(jié)能
在投影機的應用中,教室環(huán)境與商務環(huán)境、家庭環(huán)境的區(qū)別是明顯的—室內(nèi)面積大、環(huán)境溫控能力差、開放空間的粉塵較多。教育環(huán)境的鮮明特點造就了教育投影機產(chǎn)品的特色,也為廠商指明了產(chǎn)品設計的方向。
燈泡:小瓦數(shù) 高亮度
圖1 傳統(tǒng)燈泡示意圖
圖2 愛普生E-TORL燈泡
圖3 橢圓形聚光系統(tǒng)
燈泡是投影機的惟一耗材,直接關系著投影圖像的清晰度。目前,無論是哪種投影燈泡,都有其使用壽命。隨著投影機工作時間的延長,其亮度會不斷降低,投影的圖像清晰度會下降,當投影燈泡老化到一定程度時就必須更換。所以,燈泡質(zhì)量的好壞成為選購投影機的重要參照。
目前,各投影機廠商在燈泡上下足了工夫,以自己研發(fā)設計燈泡產(chǎn)品的愛普生為例。愛普生投影機所采用的E-TORL(Epson Twin Optimized Reflection Lamp)高效節(jié)能燈泡,能夠以170W的小瓦數(shù),投出2600流明的高亮度。在環(huán)保模式下,燈泡壽命可高達4000小時。
E-TORL燈泡到底是怎么實現(xiàn)高效節(jié)能的呢?
首先,燈芯發(fā)出的光線向各個方向進行照射,由于傳統(tǒng)投影機燈泡采用拋物線形反光罩,因此只有部分光線被其拋物線形燈杯反射,20%~30%的光線被損失掉(如圖1、圖2所示)。
而愛普生的E-TORL燈泡采用了橢圓形燈杯,再配以安裝在燈芯上的副反光罩,能夠?qū)鹘y(tǒng)燈泡中泄露的光線進行有效收集,從而避免了光線的泄漏,并減少了光線的衍射。這個系統(tǒng)在橢圓形反射鏡的基礎上結(jié)合了一個非球面的透鏡和一個半球形的鏡面,使得燈泡不僅體積小巧,與此同時,還大幅提升了光的利用率(如圖3所示)。
其次,液晶板系統(tǒng)包括微透鏡、偏振板及高溫多晶硅液晶板。微透鏡可以理解為類似放大鏡的光線匯聚鏡片。如果光線完全垂直于該鏡片,則通過鏡片的光線會最終匯聚在其鏡片的中心軸上,并透過液晶板的開口區(qū)。如果光線匯聚點有偏差,則造成部分光線被黑色矩陣阻擋,造成光線損失。由于傳統(tǒng)燈泡的拋物線形燈杯反射出的光線是平行光,即光線反射的方向與光路的中心軸平行,因此光線匯聚到微透鏡時與和微透鏡垂直的光路中心軸夾角較大,造成通過微透鏡的光線無法完全通過液晶板的開口區(qū),對光的利用率較低,亮度也會受到影響。
愛普生E-TOAL燈泡的橢圓形燈杯彌補了傳統(tǒng)燈泡的弱點,當光線匯聚到微透鏡時與光路中心軸夾角較小,更加接近與微透鏡的完全垂直。從而保證通過微透鏡匯聚的光線更多地透過液晶板。這種方法將光線的利用率提高了15%~20%,實現(xiàn)了投影機亮度的提高。
防塵:主動被動兩相宜
圖4 富可視投影機在設計中合理改善進風口,增大風扇功率,從而形成一個類似“抽風機”的裝置,幫助產(chǎn)品直接除塵
圖5 一舉三得的手工粘貼海綿條
防塵是2007年度教育投影市場上最受關注的一個話題,在此背景下,投影機廠商紛紛為產(chǎn)品的防塵動起了腦筋,像采用新型防塵網(wǎng)、改善機器內(nèi)部風流等,更有廠商提出了主動除塵的設計。
比如富可視的研發(fā)人員就認為廠商應該變被動為主動,防塵不如除塵。現(xiàn)在,富可全系列投影機中除了LP850外,都沒有設置防塵網(wǎng)。一般投影機采用海綿或金屬材質(zhì)的防塵網(wǎng),隨著使用過程的持續(xù),機器里的粉塵會在防塵網(wǎng)上不斷累積,嚴重阻礙了使用過程中的通風狀況,導致投影機內(nèi)部溫度上升,對散熱乃至投影機使用壽命都會產(chǎn)生惡劣的影響。富可視技術人員通過研究得出,能夠漂浮起來的都是一些體積并不大的微塵,所以在設計中合理改善進風口,增大風扇功率,形成一個類似“抽風機”的裝置,在很大程度上直接除塵(如圖4所示)。
當然,現(xiàn)在比較普遍的還是防塵。像日立專為教育投影機設計的名為IDS(Intelligent Dustproof System)高效智能防塵過濾系統(tǒng),就具有較好的防塵效果。
日立IDS高效智能防塵過濾系統(tǒng)由四層組成。第一層是采用最新高科技特種材料的過濾網(wǎng)。這種過濾網(wǎng)將網(wǎng)孔直徑縮小到數(shù)微米,同時運用日立獨有的除塵技術,能夠有效阻止灰塵隨氣流進入機器內(nèi)部,使得投影機能夠長時間保持亮度穩(wěn)定、圖像清晰。
日立針對過濾網(wǎng)的改造并不僅限于材質(zhì),加大過濾網(wǎng)面積是防塵系統(tǒng)的第二層。日立投影機采用的新型過濾網(wǎng)面積比舊機型加大33%,整體擴大了1/3,這樣的設計減少了單位面積上空氣流量降低了流速,大大提高了灰塵吸附的效率。
同時,日立對風扇進行了改造,打造出防塵系統(tǒng)的第三層。日立原同類機型采用的散熱風扇直徑為60.8mm,新型風扇的直徑則達到了107mm,增加了近76%的風扇面積,優(yōu)化了投影機內(nèi)部整體空氣流動系統(tǒng),增大了通風量,大幅度提高機器內(nèi)部散熱效率。而且,日立大直徑風扇降低了產(chǎn)品轉(zhuǎn)速,有效降低惱人的噪音也是一大特色。
防塵系統(tǒng)的最后一層是日立獨有的優(yōu)化型冷卻風道。機身前方和側(cè)面進風口吹入的潔凈風保證液晶板等重要元件及燈泡等發(fā)熱大戶及時、有效的通風散熱。
今年,NEC針對教育用戶對投影機防塵功能的特殊要求,也加緊了技術創(chuàng)新,提出了防塵“三步曲”的全新防塵方法:第一步,加厚的防塵濾網(wǎng),易拆卸清洗;第二步,手工棉條密封光路,一舉三得;第三步,以渦輪式風扇代替?zhèn)鹘y(tǒng)風扇,散熱防塵兩不誤。
事實上,投影機的光路防塵是投影機防塵中非常重要的一環(huán)。先進的光路防塵設計,能使投影機的整個光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。這是由于在設計光路系統(tǒng)時要同時考慮到圖像顯示效果和光學系統(tǒng)對灰塵的隔離效果,從而使得每個光學部件的位置都安排恰當,既保證了緊密又不失秩序。光學部件之間的縫隙全部以手工粘貼海綿條(如圖5所示),首先,保護了光學部件,防止投影機在震蕩時光路受損;其次,減少由于縫隙引起的漏光現(xiàn)象,使投影圖像亮度更高,顯示效果更好;更重要的是有效阻擋了灰塵的進入和粘附,從根本上對投影機進行防塵保護。
總的看來,不論是除塵也好,防塵也罷,教育用戶的需求就是各家投影機廠商不斷尋求技術創(chuàng)新的動力。讓教育用戶在使用投影機時不再被粉塵干擾,相信在未來還會有更好的設計出現(xiàn)。
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