剖析微型Led投影機(jī)

　　2008年以來(lái)，LED微型投影機(jī)逐漸褪去概念產(chǎn)品的神秘面紗，開(kāi)始實(shí)實(shí)在在地進(jìn)入到國(guó)內(nèi)的銷(xiāo)售市場(chǎng)中。做為一類(lèi)全新的視頻產(chǎn)品，微型LED投影機(jī)，具有光源壽命長(zhǎng)、體積小、功率小、技術(shù)成長(zhǎng)快的巨大優(yōu)勢(shì)，時(shí)序型LED產(chǎn)品還具有色彩鮮艷、色域?qū)拸V的優(yōu)異顯示特性。其超小的體積、超小功耗（部分機(jī)型可以直接使用電池），更是極大地拓展了它的應(yīng)用領(lǐng)域，使得LED投影機(jī)，不再像傳統(tǒng)投影機(jī)給人專業(yè)化、儀器化、辦公化的印象，而是娛樂(lè)化，家用化，移動(dòng)化的感覺(jué)。當(dāng)然微型LED投影機(jī)在目前也存在亮度不足的情況。

　　其實(shí)，LED投影機(jī)是一大類(lèi)技術(shù)的統(tǒng)稱，主要包括RGBLED+DLP技術(shù)、RBGLED+LCOS技術(shù)、白光LED+CFLCOS技術(shù)。其中白光 LED+CFLCOS技術(shù)主要在中國(guó)大陸及港臺(tái)地區(qū)、韓國(guó)、美國(guó)被廣泛應(yīng)用，特點(diǎn)是性價(jià)比高。這里我們實(shí)際地來(lái)剖析一款2009年新近上市的酷樂(lè)視 COOLUX-α1微投，看看微投神秘面紗下的真實(shí)容貌。酷樂(lè)視(COOLUX) α1微型LED投影機(jī)這是一款由日本維優(yōu)光電株式會(huì)社技術(shù)授權(quán)，在中國(guó)大陸生產(chǎn)的白光LED+CFLCOS的微型投影產(chǎn)品，主要指標(biāo)：亮度45ANSI流明，分辨率：800*600，重量：310克，體積：125 x 80 x 35(mm)，功耗：25W，投影尺寸：10—100英寸。支持AV\VGA\SD及USB接口，本機(jī)內(nèi)置MP4（含RMVB、RM等）解碼播放功能。這款機(jī)型的主要特點(diǎn)是多功能（AV+VGA+MP4+SD+USB）、多用途（娛樂(lè)、個(gè)人影院、便攜商務(wù)、禮品等），高性價(jià)比。尤其是它的亮度在目前的 LCOS技術(shù)中處于領(lǐng)先位置，45ANSI流明的亮度，甚至是一些國(guó)際大品牌同類(lèi)產(chǎn)品的2—3倍，初步具備了適用性。這里還要特別感謝深圳世紀(jì)維優(yōu)科技公司研發(fā)中心給予本文的技術(shù)支持。

包裝及外觀：

遙控器

技術(shù)解析：

整機(jī)系統(tǒng)分為如下部分（光機(jī)包含LCOS芯片及LED芯片、光學(xué)引擎等）

實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　LCOS技術(shù)

　　LCOS作為一種微型顯示技術(shù)，在90年代末就已經(jīng)出現(xiàn)，隨著技術(shù)的成熟、工藝的逐步完善，已逐漸與DLP、LCD兩大顯示技術(shù)在投影市場(chǎng)上形成分庭抗禮之勢(shì)。LCOS的結(jié)構(gòu)是在單晶硅上生長(zhǎng)電晶體，利用半導(dǎo)體集成制作驅(qū)動(dòng)面板(又稱為CMOS－LCD)，然后在電晶體上透過(guò)研磨技術(shù)磨平，并在上面鍍鋁膜電極作為反射鏡，形成CMOS有源點(diǎn)陣基板，然后將CMOS基板與含有ITO透明電極的上玻璃基板貼合，再注入液晶，進(jìn)行封裝。像素電極同時(shí)也作為反射鏡，像素的尺寸一般可以做的很小約為7～20μm，開(kāi)口率高達(dá)96％。結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖

　　CF-LCOS技術(shù)以臺(tái)灣的HIMAX為代表，其技術(shù)特點(diǎn)是在單色LCOS芯片上，加上印刷有紅、綠、藍(lán)濾色單元的CF膜，然后將該CF膜和LCOS的液晶成像單元嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。這樣，原來(lái)LCOS面板上的一個(gè)物理像素就變成了對(duì)應(yīng)的一個(gè)基色點(diǎn)，由3個(gè)相鄰的R、G、B基色點(diǎn)組合成一個(gè)完整的顯示像素。當(dāng)白光照射進(jìn)來(lái)的時(shí)候，由驅(qū)動(dòng)電路控制，把圖像對(duì)應(yīng)的R、G、B點(diǎn)陣信息分別送到相應(yīng)的物理顯示像素上，并根據(jù)該像素的灰度等級(jí)，控制液晶分子旋轉(zhuǎn)，對(duì)白光進(jìn)行光閥開(kāi)關(guān)控制，被控制的白光透過(guò)物理像素對(duì)應(yīng)的彩色濾色片單元后，形成彩色的圖像。CF-LCOS面板由于采用了和傳統(tǒng)TFT-LCD相似的成像原理，故使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單。只需要單片面板+白光光源就能生成彩色圖像。本機(jī)采用0.59寸HIMAX SVGA規(guī)格的LCOS顯示芯片。

　　光機(jī)結(jié)構(gòu)及原理（光機(jī)包含LCOS芯片及LED芯片、光學(xué)引擎等）

上述光學(xué)結(jié)構(gòu)中，可分為照明部分和成像部分

由上圖中“21”大功率白光LED發(fā)出混合白光（P+S），

經(jīng)過(guò)上圖中“22”收集后，再經(jīng)過(guò)“23” 和“24”篩選和折射，P光穿透，S光折射。

被折射的S光到上圖中“25”上（CF-LCOS）成像

通過(guò)CF-LCOS產(chǎn)生的彩色圖象經(jīng)過(guò)鏡頭組“27”投射到屏幕。為保證成像質(zhì)量，CF-LCOS的成像面和投影鏡頭“27”的焦平面重合是至關(guān)重要的。

最終，前段的照明系統(tǒng)經(jīng)由CF-LCOS成像后，穿過(guò)投影鏡頭“27”，到屏幕。

該光機(jī)配置800X600的CF-LCOS，一只6管芯的大功率白光LED，亮度適中，均勻性較好。

LED驅(qū)動(dòng)部分：

由于微型CF-LCOS光機(jī)一般都采用大功率白光LED來(lái)作為光源。其要求工作在可靠的恒流狀態(tài)，視使用的LED不同、內(nèi)部LED的連接方式不同，而需加載不同的電流。因此設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的大功率恒流源來(lái)給LED供電是必要的。coolux中，由于LED是每路兩只并聯(lián)，再加上需要做大功率設(shè)計(jì)，為保證可靠性，采用外置MOS管型的驅(qū)動(dòng)方案。同時(shí)要兼顧PWM調(diào)光功能、驅(qū)動(dòng)電路使能功能等，選定RICHTEK公司的RT8451驅(qū)動(dòng)方案。

信號(hào)處理：

CF-LCOS的信號(hào)處理部分可簡(jiǎn)單分為前端信號(hào)處理，和后端LCOS驅(qū)動(dòng)兩部分。在不同的設(shè)計(jì)方案中，有不同的電路形式。要避免閃爍感，只能將刷新率提到最低90HZ以上，這時(shí)由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，就不會(huì)察覺(jué)出來(lái)閃爍了。coolux采用的是HIMAX專用的LCOS面板SOC驅(qū)動(dòng)方案—— HX6271。該方案集成了多標(biāo)準(zhǔn)視頻decoder，集成3通道ADC，以及后端的倍頻處理電路，能實(shí)現(xiàn)最大SVGA分辨率面板的直接驅(qū)動(dòng)。其可直接接收AV、S-VIDEO、VGA、YPBPR等模擬信號(hào)。系統(tǒng)性能得到很好的提升。

散熱

散熱設(shè)計(jì)是微型LED投影機(jī)設(shè)計(jì)中的一大重點(diǎn)要素，也是一大難點(diǎn)。由于微投一般體積較小，故不能使用大面積的散熱器和大口徑的風(fēng)機(jī)，故怎么樣合理的安排散熱是至關(guān)重要的。

Coolux由于采用的是6管芯的超大功率白光LED，其實(shí)際熱功率有20W左右，而機(jī)內(nèi)熱層位置處體積受限，不能安置大型散熱器，因此采用了一只8mm 的熱管，將熱層的熱量導(dǎo)出到裝有鋁制散熱器的機(jī)身的一側(cè)，然后用一只3010/12V的風(fēng)機(jī)直吹散熱片。Coolux中使用的熱管散熱器模組示意圖見(jiàn)下圖

此外，Coolux中由于LED光源功率較大，機(jī)內(nèi)LED驅(qū)動(dòng)電路也會(huì)明顯發(fā)熱，機(jī)內(nèi)環(huán)境溫度較高。因此必須對(duì)LCOS考慮專門(mén)的散熱。由于LCOS發(fā)熱不大，在coolux中，由于結(jié)構(gòu)所限，不能增加散熱器，而且主散熱風(fēng)機(jī)沒(méi)有多少余量，故額外采用了一只2510/12V的風(fēng)機(jī)，放置在LCOS面板后面，這樣一方面可以解決LCOS面板散熱的問(wèn)題，另一方面由于靠近主散熱風(fēng)機(jī)，還能協(xié)助主風(fēng)機(jī)對(duì)散熱片進(jìn)行散熱。

實(shí)際使用效果：