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复杂困难的微光学系统设计
微型LED 投影机的光学系统是由LED 芯片与集光镜片构成,接着再透过Condenser 镜片与Light tunnel, 获得高均整性光束,系统整体的大小则需控制在400 立方公厘左右,输出光量大约是60lm 左右。
LED 光学系统中,发光组件与光学镜片,或是反射镜的大小,对配光控制性具有决定性影响,根据实验结果显示,使用相同集光镜片或是反射镜时,单纯加大发光组件,配光角会变大,轴照度的差异则完全消失,因此针对投影机要求的平行光成份,必需采用小发光组件构成投影机光学系统的方式获得。
使用反射型单色LED 基本结构时,基于提高光利用效率等考虑,一般都是使用4 个1W 等级的反射型LED 构成的模块,如此便可以获得LED 正下方20mm ,半值角度±70 的配光特性,外部形状以LED 光束收敛在17mm 正方范围内。
在照度的部分,800mA 点灯时红光照度为330klx, 绿光照度为650klx, 蓝光照度为470klx; 有关直流点灯时的基本特性,由于实际使用条件会变成脉冲点灯,因此1/3Duty 的矩形波脉冲点灯时,通电电流可以视为积分电流值,不过该电流值会随着周围温度环境改变,因此矩形波点灯时,最好等发光波长稳定后才使用。
此外,对于模块均整度的改善,开发者比较倾向采用棱镜、导管、液晶提高效率,并在前面放置Cell hook lens 、聚光镜片、PS 偏光片等等。
实现利用小型电池作为手持式投影机电源这是很重要的一点,对于手持式产品来说,舍弃AC 电源而改用小型电池供电,是1 项必备的条件。过去,投影机使用高压水银灯泡的环境下,瞬间启动电压高达数十KV, 这是利用小型电池供电的情况下不可能达成的目标。
除了高压电力的问题外,由于水银灯泡的高启动电压,以及高电流消耗,灯泡会产生大量的废热,需要高效率的主动散热系统协助散热,这也会影响到手持投影机的电池续航力问题。
一般投影机机构内部温度往往高达摄氏8、900 度,同时,也必须使用相当复杂的变压电路,如果期望利用小型电池作为投影机电源,这些问题都是无法被克服的。所以,在未改变光源组件的情况下,采用小型电池是不可能的事情。
但是,如果是改采LED 雷射作为光源的话,这些问题便可迎刃而解,不复存在,不但只需要小型电池就足以负担系统所需的电力之外,并且不需要散热系统的情况下,自然不会有扰人的散热系统噪音问题,且因为少了庞大的散热机构,当然体积也会大幅度的缩小。
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