投影灯泡怎样实现高效节能_技术学园

　　在投影机的应用中，教室环境与商务环境、家庭环境的区别是明显的—室内面积大、环境温控能力差、开放空间的粉尘较多。教育环境的鲜明特点造就了教育投影机产品的特色，也为厂商指明了产品设计的方向。

灯泡：小瓦数高亮度

图1 传统灯泡示意图

图2 爱普生E-TORL灯泡

图3 椭圆形聚光系统

　　灯泡是投影机的惟一耗材，直接关系着投影图像的清晰度。目前，无论是哪种投影灯泡，都有其使用寿命。随着投影机工作时间的延长，其亮度会不断降低，投影的图像清晰度会下降，当投影灯泡老化到一定程度时就必须更换。所以，灯泡质量的好坏成为选购投影机的重要参照。

　　目前，各投影机厂商在灯泡上下足了工夫，以自己研发设计灯泡产品的爱普生为例。爱普生投影机所采用的E-TORL(Epson Twin Optimized Reflection Lamp)高效节能灯泡，能够以170W的小瓦数，投出2600流明的高亮度。在环保模式下，灯泡寿命可高达4000小时。

E-TORL灯泡到底是怎么实现高效节能的呢？

　　首先，灯芯发出的光线向各个方向进行照射，由于传统投影机灯泡采用抛物线形反光罩，因此只有部分光线被其抛物线形灯杯反射，20%~30%的光线被损失掉(如图1、图2所示)。

　　而爱普生的E-TORL灯泡采用了椭圆形灯杯，再配以安装在灯芯上的副反光罩，能够将传统灯泡中泄露的光线进行有效收集，从而避免了光线的泄漏，并减少了光线的衍射。这个系统在椭圆形反射镜的基础上结合了一个非球面的透镜和一个半球形的镜面，使得灯泡不仅体积小巧，与此同时，还大幅提升了光的利用率(如图3所示)。

　　其次，液晶板系统包括微透镜、偏振板及高温多晶硅液晶板。微透镜可以理解为类似放大镜的光线汇聚镜片。如果光线完全垂直于该镜片，则通过镜片的光线会最终汇聚在其镜片的中心轴上，并透过液晶板的开口区。如果光线汇聚点有偏差，则造成部分光线被黑色矩阵阻挡，造成光线损失。由于传统灯泡的抛物线形灯杯反射出的光线是平行光，即光线反射的方向与光路的中心轴平行，因此光线汇聚到微透镜时与和微透镜垂直的光路中心轴夹角较大，造成通过微透镜的光线无法完全通过液晶板的开口区，对光的利用率较低，亮度也会受到影响。

　　爱普生E-TOAL灯泡的椭圆形灯杯弥补了传统灯泡的弱点，当光线汇聚到微透镜时与光路中心轴夹角较小，更加接近与微透镜的完全垂直。从而保证通过微透镜汇聚的光线更多地透过液晶板。这种方法将光线的利用率提高了15%~20%，实现了投影机亮度的提高。

防尘：主动被动两相宜

图4 富可视投影机在设计中合理改善进风口，增大风扇功率，从而形成一个类似“抽风机”的装置，帮助产品直接除尘

图5 一举三得的手工粘贴海绵条

　　防尘是2007年度教育投影市场上最受关注的一个话题，在此背景下，投影机厂商纷纷为产品的防尘动起了脑筋，像采用新型防尘网、改善机器内部风流等，更有厂商提出了主动除尘的设计。

　　比如富可视的研发人员就认为厂商应该变被动为主动，防尘不如除尘。现在，富可全系列投影机中除了LP850外，都没有设置防尘网。一般投影机采用海绵或金属材质的防尘网，随着使用过程的持续，机器里的粉尘会在防尘网上不断累积，严重阻碍了使用过程中的通风状况，导致投影机内部温度上升，对散热乃至投影机使用寿命都会产生恶劣的影响。富可视技术人员通过研究得出，能够漂浮起来的都是一些体积并不大的微尘，所以在设计中合理改善进风口，增大风扇功率，形成一个类似“抽风机”的装置，在很大程度上直接除尘(如图4所示)。

　　当然，现在比较普遍的还是防尘。像日立专为教育投影机设计的名为IDS(Intelligent Dustproof System)高效智能防尘过滤系统，就具有较好的防尘效果。

　　日立IDS高效智能防尘过滤系统由四层组成。第一层是采用最新高科技特种材料的过滤网。这种过滤网将网孔直径缩小到数微米，同时运用日立独有的除尘技术，能够有效阻止灰尘随气流进入机器内部，使得投影机能够长时间保持亮度稳定、图像清晰。

　　日立针对过滤网的改造并不仅限于材质，加大过滤网面积是防尘系统的第二层。日立投影机采用的新型过滤网面积比旧机型加大33%，整体扩大了1/3，这样的设计减少了单位面积上空气流量降低了流速，大大提高了灰尘吸附的效率。

　　同时，日立对风扇进行了改造，打造出防尘系统的第三层。日立原同类机型采用的散热风扇直径为60.8mm，新型风扇的直径则达到了107mm，增加了近76%的风扇面积，优化了投影机内部整体空气流动系统，增大了通风量，大幅度提高机器内部散热效率。而且，日立大直径风扇降低了产品转速，有效降低恼人的噪音也是一大特色。

　　防尘系统的最后一层是日立独有的优化型冷却风道。机身前方和侧面进风口吹入的洁净风保证液晶板等重要元件及灯泡等发热大户及时、有效的通风散热。

　　今年，NEC针对教育用户对投影机防尘功能的特殊要求，也加紧了技术创新，提出了防尘“三步曲”的全新防尘方法：第一步，加厚的防尘滤网，易拆卸清洗；第二步，手工棉条密封光路，一举三得；第三步，以涡轮式风扇代替传统风扇，散热防尘两不误。

　　事实上，投影机的光路防尘是投影机防尘中非常重要的一环。先进的光路防尘设计，能使投影机的整个光路系统结构紧凑。这是由于在设计光路系统时要同时考虑到图像显示效果和光学系统对灰尘的隔离效果，从而使得每个光学部件的位置都安排恰当，既保证了紧密又不失秩序。光学部件之间的缝隙全部以手工粘贴海绵条(如图5所示)，首先，保护了光学部件，防止投影机在震荡时光路受损；其次，减少由于缝隙引起的漏光现象，使投影图像亮度更高，显示效果更好；更重要的是有效阻挡了灰尘的进入和粘附，从根本上对投影机进行防尘保护。

　　总的看来，不论是除尘也好，防尘也罢，教育用户的需求就是各家投影机厂商不断寻求技术创新的动力。让教育用户在使用投影机时不再被粉尘干扰，相信在未来还会有更好的设计出现。


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