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投影機防塵設計要點

2012-02-06 蘆偉 InfoAV China


    對于投影機來說,灰塵雖小,但危害巨大。大量灰塵進入投影機不僅會影響清晰度、亮度、對比度等光學性能,還直接關系著投影機的穩定性和可靠性,因此良好的防設計塵顯得尤為重要,尤其是在粉塵較多的教室、風沙較大的北方一些地區使用時,防塵需求更為突出。
 

    投影不要熱塵

    談到防塵,最好的辦法就是把系統做成封閉式的,與外界隔絕,讓灰塵無孔而入,但這對投影機行不通。眾所周知投影機運行時會產生大量熱能,熱能大量集聚會造成機器損害,還會引起炸燈等危險狀況的發生,所以必須進行通風散熱處理。各大廠商在投影機設計時都會在機殼上設有開槽或開口用于通風,并有專門的風扇以每分鐘幾十升的空氣流量對其進行送風冷卻,但高速氣流經過時不可避免地會夾帶微小塵粒,吸附到液晶板、色輪、電路上。如果灰塵在電子元器件內部沉淀過多則會引起感應的不靈敏,整機性能的下降。而如果進入到光通路部分就會直接導致圖像質量的下降甚至元器件的損傷。特別是LCD投影產品,其液晶顯示板在成像時極易產生靜電而吸附微小塵粒,從而引起投影機顯示質量的下滑。因此對于投影機而言,散熱和防塵均要兼顧,他們是一對矛盾體,但又無法放棄任何一方,各大廠商在做防塵設計時無不是在散熱與防塵之間尋找一份平衡。

    通常投影機的防塵設計主要分為兩種:光機防塵、濾網防塵。LCD投影機幾乎都具備防塵濾網,因為LCD是穿透式投射,其光機相對來說,散熱量大不宜密封,只能用空氣直吹來散熱。而DLP投影機的核心芯片DMD為數字微鏡片裝置,可以耐高溫,做到幾乎全密封,所以DLP投影機可以采用免防塵濾網設計。不過,雖然DMD器件是封閉的,但燈泡、色輪、光隧等器件不是密封處理的。長時間使用就會有灰塵聚集在這幾個器件上。色輪被灰塵污染后,亮度色彩變差,色輪上的同步感光片不能提供足夠的光線,色輪失去同步,造成停機現象。光隧積灰過多影響光線通過,并且大量發熱,引起故障。所以現在一些DLP投影也設置了過濾系統或做了封閉處理,以減少灰塵引發的故障。

    防塵設計各有高招

    經過不斷發展和更新換代,應該說現在投影機的防塵功能效率越來越高、效果越來越好,設計上也從最初的簡單過濾網防塵、全封閉機身防塵到靜電除塵、過濾網自動清理防塵、褶皺過濾網,大大減少了維護工作量,延長了維護周期。基于自身技術優勢、市場定位和應用領域,各大投影機廠商在防塵設計上也是各有千秋、各具特色。

    NEC早在2007年就提出了投影機的“防塵三部曲”,第一步:對防塵濾網進行加厚,并且拆卸清洗較方便;第二步:光路采用手工棉條密封;第三步:以渦輪式風扇代替傳統風扇,散熱防塵兩不誤。2010年,NEC投影防塵技術再次全面革新,不再單純局限于對進出風口防塵罩的厚度和面積進行一味的增加,而是采用“結構性防塵”的新理念,通過結構設計將進氣口風扇和其接觸面的所有縫隙全部屏蔽,使得進入投影機99%的冷卻空氣都是經過過濾網進入到投影機內部,潔凈的空氣保證了投影的效果,延長了投影機的使用壽命。

    日立“塵盾”系列投影機是專門的教育防塵機型,倡導四層防塵設計:一是采用微米級特種材料過濾網攔截細微灰塵;二是擴大過濾網面積,提高灰塵吸附率和進風效率;三是加大風扇直徑增大通風量、提高散熱效率;四是優化冷卻風道,進一步通風散熱。此外還采用了智能檢測軟件,監測防止內部過熱。“塵盾”系列2007年面世后在教育領域持續熱銷,雙重過濾、雙風路等新型防塵設計在之后不斷加入其中,防塵功能日趨完善。雙重過濾是指外部采用立體靜電雙重過濾網,濾掉各種大小不等的灰塵,里面的無紡布過濾網還可以直接進行水洗除塵,多次重復使用;兩個風路是一部分空氣過濾后流入機身內部,冷卻液晶板等成像引擎,而未經除塵的空氣從鏡頭底部進入,為電源系統散熱。此種設計提高了風路冷卻效率,減少了風扇使用量,從而實現低噪音。

    松下的投影機防塵設計頗具匠心,特有的自動清潔過濾器(ACF)把具有強力吸附灰塵功能的高效靜電過濾網與自動翻轉防塵過濾器系統和防塵結構相結合,以減少因灰塵積聚而導致的亮度降低現象。投影機內部裝有感應器,全程監控通風量,當灰塵積聚在這個高效靜電過濾網上時,將自動卷起被污染的過濾網,并將干凈的防塵網旋出。而在防塵網旋轉的過程中,ACF刷則同時對旋轉至內部的防塵網進行清潔工作,從而達到自動清理的作用。而投影機外殼的全密閉防塵設計,與ACF系統緊密結合,可長時間保持投影機內部清潔,抑制因灰塵的影響而導致的亮度降低。

    愛普生將全密封防塵結構設計及內部優化的冷卻風道組合,配以靜電空氣過濾網抵制外界粉塵,達到防塵目的。通過改進過濾網面積的褶皺數目,在靜電作用下增強了對灰塵的吸附性能,同時這樣的設計還減少了單位面積的空氣流量,降低了流速,使得氣流相對更加平穩,提高了灰塵吸附的效率。進風效率則通過更大面積的過濾網來實現,另外愛普生投影機所有部件的銜接處均采用完全密封設計提高防塵能力。

投影機防塵設計要點

三菱自動旋轉清潔濾網采用了與松下類似的除塵原理


投影機防塵設計要點

三菱投影機新舊光通道對比(左傳統通道 右新通道)[page]

    對于DLP投影機,我們前面說過,它的核心DMD芯片是防塵的,但傳統色輪、傳感器是裸露在空氣中的, 灰塵很容易進入。而色彩管理芯片需要通過傳感器識別色彩,如果灰塵積累,會導致色彩偏移或者彩虹效應 。三菱投影機在這方面進行了大膽改進,把色輪部件完全封閉起來阻擋灰塵,同時將色輪傳感器安裝在接近全封閉的旋轉軸馬達機殼內,使得灰塵難以在傳感器上聚集,并應用磁感應設計代替原來的光傳感設計,徹底避免灰塵對于傳感器的影響。傳統的光通道,里面容易進入灰塵,灰塵在通道中產生漫反射,降低了亮度。三菱的新型光通道增加了密封的玻璃罩,以避免灰塵進入,這雖然會損失光效1~2%,但與灰塵降低亮度20%相比,這點光損還是值得的。

    防塵不可少 除塵更重要

    從以上可以看出,投影廠商們在防塵方面都做足了文章,擁有各自獨特的防塵設計。而目前投影機的防塵性能也逐漸成為用戶關注的指標之一,這項指標在教育等領域甚至超過了對于亮度的關注。這一方面說明現在投影機的亮度已經基本可以滿足一般用戶的使用需求,另一方面則表明用戶開始關注投影機的后期使用壽命。由于灰塵給投影機造成的影響常常是不可逆轉的,因而投影機的防塵性能越高,其使用壽命很可能就會更長。這也成為了近年來廠商越來越關注投影機防塵性能的重要因素。圍繞防塵,經過廠商們的共同努力和技術的進步,投影機在過濾網、光機防塵系統的設計上均有了不小的加強,防塵性能較之前提升很多。不過無論如何防塵,由于設備散熱的需要,完全防塵基本上是不可能的事情,尤其對于灰塵較大的投影使用環境來說。因此除了需要廠商不斷提高防塵設計水平,還要求用戶養成良好的操作使用習慣,及時定期地為投影機進行有效、專業的除塵,保證投影機性能的穩定,延長投影機的使用壽命。

    投影除塵主要分為光機光路除塵和過濾網除塵兩大部分。對于光機光路除塵,建議一年1~2次,并要由專業機構工程師操作,因為光機屬于精細器件、結構復雜,普通用戶一旦操作不當,很難恢復;對于過濾網,一個月或者使用1~200小時清潔一次,這項工作用戶可以自己操作。不過要注意由于不同品牌過濾網設計不盡相同,除塵方法也會有所差異,清潔前最好咨詢廠商。如使用的是松下投影機的靜電過濾網、自動翻轉防塵過濾器系統,那么這種過濾網不宜清洗,用完更換新的就好了;愛普生的過濾網采用褶皺設計,很容易損壞,拆卸時要十分小心,清潔時切忌用螺絲刀等硬物,最好用吸塵器吸干凈網上灰塵雜物,然后重新裝好或更換新的;有些品牌投影機過濾網為海綿質地,可用水加少量清洗劑清洗,清洗完成后徹底晾干,不要絞干,否則會造成過濾材料的損壞。同時過濾網要干燥后安裝回原處,不得將濕過濾網直接安裝。對于某些紙質過濾網不能用水清洗,只能夠用低于3千克/厘米的壓縮空氣進行吹凈。對于過濾網通風口處可用清潔刷或真空吸塵器進行清潔。

    輕塵成就優勢

    隨著投影機的快速發展,需要適應的工作環境越來越廣泛也越來越復雜,用戶基于對投影產品持續應用、使用成本的關注,必定會對防塵性能優越的設備青睞有加,相信未來廠商還會不斷推出新的防塵設計來滿足用戶需求,并借此成為廠商獲得競爭優勢的利器之一。

投影機 防塵

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