近年內,LED光源技術迅速發展,在照明、家電、IT產品、行業設備里中使用越來越廣泛,不僅改善了產品的性能,更為節能環保做出了貢獻。對于投影機而言,隨著LED光源技術的提升,它也將迎來一個新的發展階段!
注:LED(Light Emitting Diode),發光二極管,簡稱LED,是一種能夠直接把電能轉化為可見光的固態半導體器件。它具有易控制、低壓直流驅動、組合后色彩表現豐富、使用壽命長等優點,以往被廣泛應用于城市工程、大屏幕顯示系統中,目前在投影機、液晶顯示器中已經得到采用。
LED的心臟是一個半導體晶片,晶片的負極附在專用的支架上,正極連接電源,整個晶片被封裝在環氧樹脂內。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,另一端是N型半導體,兩種半導體連接起來的時候,它們之間就形成一個“P-N結”,當電流通過導線作用于晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區里電子跟空穴復合,然后就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結的材料決定的。
隨著LED光源的應用,為我們帶來了具有80g重量、體積與手機相仿的投影機,也為我們帶來了1080p高清分辨率20,000小時以上不用更換燈泡的產品。甚至在一些手機、數碼相機、筆記本電腦中也開始擁有了實時的投影功能。80g的投影機結構怎樣復雜?1080p的投影機亮度如何?新一代LED投影機還應用了哪些新技術?讓我們一起來解讀。
現在,LED投影機已經不是一個新鮮的事物,早在2006年,500g的掌上型投影機已經在市場上出現,但那時的產品受LED光源亮度、光線匯聚技術的限制,投射效果并不理想,亮度僅達到50流明。初期產品的高昂售價也使它成為了展會上才得一見的稀有物品。隨著LED光源亮度的提升和投影機內光機制造技術的發展,LED光源為投影機的未來開辟了一條新的發展道路。
小的極致
2008年,奧圖碼PK-101利用LED光源和TI的微型DMD芯片創造了投影機便攜性的新記錄。其苗條的機身體積只有105mm×49mm×17mm,它采用電池供電的方式,安裝了電池以后的機身重量只有108克,可以輕易地隨身攜帶。
奧圖碼PK-101之所以能夠做到如此小的體積,最重要的原因在于它沒有使用發熱量高、體積較大的燈泡,而采用了LED光源,由于LED光源的發熱量遠小于燈泡,因此它不需要增加專用的風冷散熱系統,通過機身內的金屬散熱片即可滿足散熱需要。另一方面,PK-101使用了TI的0.17英寸HVGA分辨率的DMD芯片,這款芯片的體積也以小為特色,與其他DMD芯片相比,其芯片面積更小。在光路中縱向安裝后使光路整體高度保持在較小的范圍。在小體積超薄的光路系統下,PK-101的機身厚度縮小至17mm。
PK-101的機身長度雖然只有105mm,但機身內用于成像的光路系統只占據了機身長度的2/5,電池倉是其機身長度增大的主要部位,如果只采用外接USB供電的方式,那么其機身還可以縮短1/2,當然這只是一個假設,我們由此可以看到的是LED光源可以讓投影機的體積更小。
PK-101的機身上提供了一個3檔撥動開關,可以實現兩種不同的投影亮度,在較暗模式下可以延長電池的使用壽命,高亮度模式下則可以得到更清晰的畫面效果。其信號輸入接口采用了3段式3.5mm接口,通過隨機的轉接線與MP4、手機、DV等設備連接。另外,PK-101也提供了一個Mini USB接口用于為電池充電或獨立供電。
PK-101在投影機的便攜性上創造了新的記錄,但由于追求便攜性的極致,讓它的連接能力、亮度都受到很大限制,因此使它只能被應用于娛樂環境中。但對于首款口袋型投影機來說,它代表的是新一代技術的開始,在IT技術的歷史中,每項新技術從出現到成熟都要經歷時間的磨礪。對于這款產品而言,它展示的是LED光源和DLP技術結合后投影機發展的極致,代表的是隨身投影時代的開始!
娛樂無極限
明基GP-1和三星SP-P410M都是采用了LED光源的新款投影機,但它們并沒有奧圖碼PK-101那樣追求體積和重量的極致,而是以隨時隨地的大屏幕娛樂為主導,設計重點集中于在小巧的機身中追求娛樂性的最大化。
明基GP-1和三星SP-P410M都是掌上型投影機,它們的重量保持在1kg以下,體積也很小巧,雖然在便攜性方面與奧圖碼PK-101不處于一個量級,但與使用普通燈泡的投影機相比,它們的便攜優勢卻相當明顯,而且它們針對家庭娛樂環境提供的功能也值得讓人興奮。
在這兩款產品里,VGA、Video、Audio接口都成為機身上的標配接口,可連接的設備范圍得到加強,臺式電腦、筆記本電腦、DVD、MP4等設備都可以直接與它連接。除此之外,這兩款產品都配備了A型USB接口,可以直接連接Flash存儲器,而且能夠將存儲器內的圖像、視頻內容直接投射出來。這樣的功能,讓用戶可以將拍攝的照片、視頻拷貝至Flash存儲器后,即可通過投影機以超過40英寸的畫面投射出來,避免使用線纜與電腦連接帶來的復雜操作。
小巧的機身內,也得益于LED光源和DLP投影技術的結合使用。DLP投影技術本身具有光路簡單的優勢,以往很多DLP投影機已經可以具備較小的機身體積,但限于燈泡、整機的散熱問題,機身體積沒有進一步突破,重量保持在1kg以上。明基GP-1和三星SP-P410M由于使用了LED光源,不僅可以將散熱問題最小化,而且3色LED光源也讓DLP光路中的色輪得以“退休”。光路結構得到進一步簡化,從而讓投影機的體積進一步縮小。
與PK101相比,明基GP-1和三星SP-P410M中采用的LED光源亮度得到了進一步提升,明基GP-1針對每一種顏色的光源都安裝了兩個聚光透鏡,以提升光線的利用率。在測試中,明基GP-1和三星SP-P410M的實測最高亮度分別達到了97流明和140流明,在這樣的亮度表現下,即便有少量環境光線影響,它們投射的畫面也能比較清晰。而在黑暗環境里,當畫面保持在40~50英寸之間時,使用高清晰視頻源投射的畫面整體效果非常好,甚至可與一些液晶電視的畫面效果相媲美。
投影燈泡不再換
在PK-101、GP-1和SP-P410M中,LED光源發揮的最大作用是減小投影機的機身體積和重量,增強了投影機的便攜性,而麗訊H9080FD出現則將高亮度LED光源引入了投影機中,并將其寬色域優勢充分展現出來。H9080FD雖然同樣使用了LED光源,但它的體積卻比常規投影機還要大,甚至與一些工程投影機的體積相當。那么為什么H9080FD采用了LED光源后還會有如此大的機身呢?
在經過CHIP測試后,得到的答案是為了解決散熱和噪音問題。雖然LED光源可以使DLP投影機的光路更為簡短,縮小投影機內部空間,但隨著LED光源亮度的提升,發熱量也會有一定幅度的增大,采用風冷散熱勢必會產生噪音。對于一款高端家用投影機來說,觀看影片時噪音的影響是令人難以接受的。為此H9080FD龐大的機身內使用了5個散熱風扇,最大的風扇直徑達12cm,最小的風扇直徑也有6cm。大直徑風扇可以在低轉速的情況下產生較大的風量,風扇轉速降低后,噪音問題也隨之迎刃而解。另外,H9080FD的LED光源上還增加了大面積的鋁質散熱片。在工作狀態下,散熱片的實測溫度僅為32攝氏度,整機實測噪音為40dBA。
另外,LED光源也為H9080FD帶來了更為真實的色彩表現力,它采用了Luminus Devices的PhlatLight LED光源,與普通燈泡相比,可實現的色域比NTSC標準色域增加了25%,各種過渡色的表現更接近真實色彩。另一方面,傳統DLP投影機一直困擾用戶的彩虹效應在這款產品里基本得到消除。以往使用燈泡作為光源的投影機都需要借助色輪著色,而LED投影機使用3色LED直接照射DMD芯片,通過電子控制的LED光源的響應速度是機械轉動的色輪無法比擬的,其3色畫面轉換速度成倍提升了20倍,從而基本消除了彩虹效應。
目前,LED光源還主要被應用于采用DLP投影技術的產品里,我們今天看到的幾款產品,都采用了TI的DLP投影技術。相信隨著光源技術的發展,使用3LCD投影技術的產品也有可能采用LED光源,推出相應的產品。
以往LED光源的作用主要用于減化DLP投影機的光路結構,采用3色LED光源后,DLP投影機無需通過機械轉動的色輪對光線著色,直接通過專用驅動電路控制R、G、B三種顏色的LED按需發光即可。光路結構簡化后,投影機的體積和重量具有了充分縮小的空間。但由于LED光源的亮度難以提高,所以采用LED光源的超便攜投影機亮度都保持在50流明、100流明、150/170流明等幾個檔次,始終沒有突破200流明。本次測試的前3款超便攜產品便是主要代表。
但隨著麗訊H9080FD的出現,讓我們欣喜的看到在投影機中使用的LED光源亮度已經登上了一個新的階梯。當800流明高亮度LED光源在投影機中得到應用后,它們對投影機的影響已經不僅僅是減低重量和體積那么單純。LED光源與燈泡相比,其2萬~3萬小時的壽命足以讓投影機終身使用而無需更換“燈泡”,而且LED光源沒有燈泡的預熱和冷卻問題,開機和關機速度更快,易用性也隨之提高。對于用戶來說,LED投影機可以像家電設備一樣隨時開關,而無需像以往那樣擔心斷電、操作失誤會對燈泡產生損害。
在我們本次測試中,麗訊H9080FD、明基GP-1、三星P410M在高清片源的支持下,LED光源的寬色域優勢得到了充分發揮,尤其是H9080FD在其1920×1080的高清分辨率支持下投射的畫面,色彩濃郁、過渡自然、細節清晰,在暗房內投射的效果已經可與顯示器媲美。
雖然與燈泡相比,LED光源有著種種優勢,但目前為止,高亮度LED光源仍然僅僅被應用于高端家用投影機中,如麗訊H9080FD的15萬售價是讓大多數消費者難以接受的。但CHIP相信隨著LED光源技術的不斷成熟,不遠的將來,高亮度LED光源將會在家用投影機中得到普遍使用,讓家用投影機具有與家電相同的易用性,為家庭用戶帶來新的視覺享受。
在亮度方面,目前LED光源的亮度僅僅能夠滿足家用投影機的要求,如果想進入商務投影機領域,LED光源還有很長的路要走。雖然1500流明的LED光源已經在實驗室里出現,但與商務環境的要求還相差甚遠,只有當LED光源亮度達到2000流明時,才可以說它具備了進入商用投影機門檻的通行證。