目前为止,投影机不论是作为商务和教育演示环境中的工具,还是作为家庭实现大尺寸画面输出的装备。与其他设备相比,它还是非常娇贵的。使用中要注意散热、注意电源、注意防尘等等诸多的注意事项。但为什么要注意这些呢?能不能通过相应技术进行改进呢?
虽然在投影机的使用过程中,使用者只需简单地连接视频源、对画面调整就可以将显示器上的小画面放大十几倍后投射出来,而且随着技术的发展,使用者所要进行的操作越来越简化,现在一些投影机已经做到只需用户连接视频源后,打开电源开关即可得到清晰的大画面。
使用者需要进行的操作虽然非常简单,但在投影机内却要经过多部件的协同工作才能实现。虽然它的体积不大,但在它内部却集成了光、机、电三大领域内的众多尖端技术,而且它对一些细节部分的精度要求非常高,所以这也要求它在使用中要受到使用者的加倍呵护。
现在,DLP和3LCD是投影机中主流的两大投影技术。由于技术原理不同,采用这两种投影技术的投影机便具有了截然不同的内部结构。在本次的测试里,我们以NEC LT35+(DLP)和VT48+(3LCD)两款产品为例,对采用了两种投影技术投影机的内部结构以及工作原理进行展示,让使用者能够更真实地了解投影机的内部结构,在使用中对投影机进行正确的操作和保养。
NEC作为一个投影机的老牌厂商,它具有强大的研发实力,同时它也是一个双线投影机厂商,旗下既有采用了DLP技术的产品,也有采用了3LCD技术的产品。其中LT35+是它最新推出的一款采用了DLP技术的投影机。
DLP投影机的内部结构
DLP投影机采用的是反射式成像原理,它的核心部件是一个由微型反射镜片阵列组成的DMD芯片。其中,每个微型镜片对应投射屏幕上的一个点。当图像或图形数据传送至DLP系统时,微型镜片下的电极就会被激活,使微镜片迎向光源或避开光源,在屏幕中产生一个黑色或白色的像素点。由于微镜片每秒钟可以开关几千次,改变它开关时间的长短后,便可以在屏幕上产生不同等级的灰度。
当在DMD芯片和光源之间增加光过滤器(色轮)后,红、绿、蓝的颜色便会依次照射至DMD芯片的微镜片上,每个微镜片根据色彩数据调整开关时间后,便可以产生1600万种色彩组合。由微镜片阵列反射的光线,在经过镜头放大投射到屏幕上便形成了一幅彩色图像。
如图1所示:NEC LT35+灯泡的光线发出后,首先经过色轮产生RGB三色的光线,然后再由透镜将它调整角度并将光线投射至DMD芯片之上。此时DMD芯片在彩色数据芯片的控制下,每个微镜片对不同色彩的光线进行反射,形成的图像经镜头放大后便输出到了屏幕上。
由于DLP投影系统通过DMD芯片反射分色后的光线即可形成图像,所以在DLP投影机内,光线通路的结构相对简单,DLP投影机的体积可以得到有效地控制。但由于在工作的过程中,灯泡和DMD芯片的发热量都很高,所以对投影机散热系统的散热能力要求也很高。
如图2所示:NEC LT35+的DMD芯片上增加了专用的铝质散热片,同时在它的机身内设有两个散热风扇,外部的冷空气由DMD芯片处进入投影机内,然后由两个散热风扇导入灯泡仓后由散热孔排出机身外。
由于NEC LT35+在灯泡和灯泡仓增加了特殊的散热材质,而且灯泡仓和其他配件之间被隔离,形成了一个独立的空间。使LT35+可以在断电后可以马上移动,同时隔离措施也保证灯泡仓内暂时的高温不会被扩散出来影响其他元器件。另外,LT35+的灯泡仓上还设有温感探头,当灯泡仓温度过高时,灯泡电源会被自动切断,只有温度下降后,灯泡才会被开启。
另外,它在机身前侧上增加了距离探测系统,镜头上安装了电动装置,经过距离探测和数据处理后,它会对电动装置进行控制,从而实现自动对焦功能。
3LCD投影机内部结构
与DLP投影机相比,3LCD的光线通路相对比较复杂,它的光线在灯泡发出后,经过透镜汇聚,然后由R、G、B三个特定位置和特定角度的分光片进行滤光,再分别将三色光线反射到三个液晶板上,每个液晶板对应一种颜色的光线。此时在图像数据信号的控制下,三个液晶板上便形成了完全一致的图像,当三种颜色的光线通过液晶面板后,形成的三种颜色的图像再汇聚在一起,然后经过镜头投射到屏幕上。而屏幕上每个像素点的颜色都是由三个液晶板对应像素点的颜色混合而成的。
如图3所示:在NEC VT48+内,光线由灯泡发出,经过透镜和分光镜后,在三个液晶板中形成彩色图像,再经由镜头放大透射至屏幕上。
由于光线必须经过三次分光,并由三个方向透射过三个液晶板,光线通路对空间的要求比较高,所以3LCD投影机的体积控制会比较困难。但在散热性能方面,由于机身体积相对较大,所以它的风路设计比较容易。
如图4所示:由于NEC VT48+体积相对较大,所以它可以采用双风路设计。在它的机身前半部分,冷空气由镜头处的入风口进入,再经过电源由风扇排出,起到对电源散热的目的。同时在机身后部冷空气由另一个进风口进入,经过涡轮风扇的增压进入灯泡仓,然后由上侧流出、进入上侧风路经过大尺寸风扇排出。
为了避免灰尘进入,投影机的进风口入都会增加专用的防尘罩。在VT48+的下部风路内,除具有专用的进风口和对应的防尘罩外,为防止灰尘进入灯泡仓,VT48+在涡轮风扇的边缘还缠绕了专用的防尘棉,当风扇安装后,即使风量很大,也可以将灰尘拒之门外。
另外,在灯泡的保护和自动对焦方面,3LCD投影机同样可以通过增加相应的模块来实现。