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投影机防尘设计要点

2012-02-06 芦伟 InfoAV China


    对于投影机来说,灰尘虽小,但危害巨大。大量灰尘进入投影机不仅会影响清晰度、亮度、对比度等光学性能,还直接关系着投影机的稳定性和可靠性,因此良好的防设计尘显得尤为重要,尤其是在粉尘较多的教室、风沙较大的北方一些地区使用时,防尘需求更为突出。
 

    投影不要热尘

    谈到防尘,最好的办法就是把系统做成封闭式的,与外界隔绝,让灰尘无孔而入,但这对投影机行不通。众所周知投影机运行时会产生大量热能,热能大量集聚会造成机器损害,还会引起炸灯等危险状况的发生,所以必须进行通风散热处理。各大厂商在投影机设计时都会在机壳上设有开槽或开口用于通风,并有专门的风扇以每分钟几十升的空气流量对其进行送风冷却,但高速气流经过时不可避免地会夹带微小尘粒,吸附到液晶板、色轮、电路上。如果灰尘在电子元器件内部沉淀过多则会引起感应的不灵敏,整机性能的下降。而如果进入到光通路部分就会直接导致图像质量的下降甚至元器件的损伤。特别是LCD投影产品,其液晶显示板在成像时极易产生静电而吸附微小尘粒,从而引起投影机显示质量的下滑。因此对于投影机而言,散热和防尘均要兼顾,他们是一对矛盾体,但又无法放弃任何一方,各大厂商在做防尘设计时无不是在散热与防尘之间寻找一份平衡。

    通常投影机的防尘设计主要分为两种:光机防尘、滤网防尘。LCD投影机几乎都具备防尘滤网,因为LCD是穿透式投射,其光机相对来说,散热量大不宜密封,只能用空气直吹来散热。而DLP投影机的核心芯片DMD为数字微镜片装置,可以耐高温,做到几乎全密封,所以DLP投影机可以采用免防尘滤网设计。不过,虽然DMD器件是封闭的,但灯泡、色轮、光隧等器件不是密封处理的。长时间使用就会有灰尘聚集在这几个器件上。色轮被灰尘污染后,亮度色彩变差,色轮上的同步感光片不能提供足够的光线,色轮失去同步,造成停机现象。光隧积灰过多影响光线通过,并且大量发热,引起故障。所以现在一些DLP投影也设置了过滤系统或做了封闭处理,以减少灰尘引发的故障。

    防尘设计各有高招

    经过不断发展和更新换代,应该说现在投影机的防尘功能效率越来越高、效果越来越好,设计上也从最初的简单过滤网防尘、全封闭机身防尘到静电除尘、过滤网自动清理防尘、褶皱过滤网,大大减少了维护工作量,延长了维护周期。基于自身技术优势、市场定位和应用领域,各大投影机厂商在防尘设计上也是各有千秋、各具特色。

    NEC早在2007年就提出了投影机的“防尘三部曲”,第一步:对防尘滤网进行加厚,并且拆卸清洗较方便;第二步:光路采用手工棉条密封;第三步:以涡轮式风扇代替传统风扇,散热防尘两不误。2010年,NEC投影防尘技术再次全面革新,不再单纯局限于对进出风口防尘罩的厚度和面积进行一味的增加,而是采用“结构性防尘”的新理念,通过结构设计将进气口风扇和其接触面的所有缝隙全部屏蔽,使得进入投影机99%的冷却空气都是经过过滤网进入到投影机内部,洁净的空气保证了投影的效果,延长了投影机的使用寿命。

    日立“尘盾”系列投影机是专门的教育防尘机型,倡导四层防尘设计:一是采用微米级特种材料过滤网拦截细微灰尘;二是扩大过滤网面积,提高灰尘吸附率和进风效率;三是加大风扇直径增大通风量、提高散热效率;四是优化冷却风道,进一步通风散热。此外还采用了智能检测软件,监测防止内部过热。“尘盾”系列2007年面世后在教育领域持续热销,双重过滤、双风路等新型防尘设计在之后不断加入其中,防尘功能日趋完善。双重过滤是指外部采用立体静电双重过滤网,滤掉各种大小不等的灰尘,里面的无纺布过滤网还可以直接进行水洗除尘,多次重复使用;两个风路是一部分空气过滤后流入机身内部,冷却液晶板等成像引擎,而未经除尘的空气从镜头底部进入,为电源系统散热。此种设计提高了风路冷却效率,减少了风扇使用量,从而实现低噪音。

    松下的投影机防尘设计颇具匠心,特有的自动清洁过滤器(ACF)把具有强力吸附灰尘功能的高效静电过滤网与自动翻转防尘过滤器系统和防尘结构相结合,以减少因灰尘积聚而导致的亮度降低现象。投影机内部装有感应器,全程监控通风量,当灰尘积聚在这个高效静电过滤网上时,将自动卷起被污染的过滤网,并将干净的防尘网旋出。而在防尘网旋转的过程中,ACF刷则同时对旋转至内部的防尘网进行清洁工作,从而达到自动清理的作用。而投影机外壳的全密闭防尘设计,与ACF系统紧密结合,可长时间保持投影机内部清洁,抑制因灰尘的影响而导致的亮度降低。

    爱普生将全密封防尘结构设计及内部优化的冷却风道组合,配以静电空气过滤网抵制外界粉尘,达到防尘目的。通过改进过滤网面积的褶皱数目,在静电作用下增强了对灰尘的吸附性能,同时这样的设计还减少了单位面积的空气流量,降低了流速,使得气流相对更加平稳,提高了灰尘吸附的效率。进风效率则通过更大面积的过滤网来实现,另外爱普生投影机所有部件的衔接处均采用完全密封设计提高防尘能力。

投影机防尘设计要点

三菱自动旋转清洁滤网采用了与松下类似的除尘原理


投影机防尘设计要点

三菱投影机新旧光通道对比(左传统通道 右新通道)[page]

    对于DLP投影机,我们前面说过,它的核心DMD芯片是防尘的,但传统色轮、传感器是裸露在空气中的, 灰尘很容易进入。而色彩管理芯片需要通过传感器识别色彩,如果灰尘积累,会导致色彩偏移或者彩虹效应 。三菱投影机在这方面进行了大胆改进,把色轮部件完全封闭起来阻挡灰尘,同时将色轮传感器安装在接近全封闭的旋转轴马达机壳内,使得灰尘难以在传感器上聚集,并应用磁感应设计代替原来的光传感设计,彻底避免灰尘对于传感器的影响。传统的光通道,里面容易进入灰尘,灰尘在通道中产生漫反射,降低了亮度。三菱的新型光通道增加了密封的玻璃罩,以避免灰尘进入,这虽然会损失光效1~2%,但与灰尘降低亮度20%相比,这点光损还是值得的。

    防尘不可少 除尘更重要

    从以上可以看出,投影厂商们在防尘方面都做足了文章,拥有各自独特的防尘设计。而目前投影机的防尘性能也逐渐成为用户关注的指标之一,这项指标在教育等领域甚至超过了对于亮度的关注。这一方面说明现在投影机的亮度已经基本可以满足一般用户的使用需求,另一方面则表明用户开始关注投影机的后期使用寿命。由于灰尘给投影机造成的影响常常是不可逆转的,因而投影机的防尘性能越高,其使用寿命很可能就会更长。这也成为了近年来厂商越来越关注投影机防尘性能的重要因素。围绕防尘,经过厂商们的共同努力和技术的进步,投影机在过滤网、光机防尘系统的设计上均有了不小的加强,防尘性能较之前提升很多。不过无论如何防尘,由于设备散热的需要,完全防尘基本上是不可能的事情,尤其对于灰尘较大的投影使用环境来说。因此除了需要厂商不断提高防尘设计水平,还要求用户养成良好的操作使用习惯,及时定期地为投影机进行有效、专业的除尘,保证投影机性能的稳定,延长投影机的使用寿命。

    投影除尘主要分为光机光路除尘和过滤网除尘两大部分。对于光机光路除尘,建议一年1~2次,并要由专业机构工程师操作,因为光机属于精细器件、结构复杂,普通用户一旦操作不当,很难恢复;对于过滤网,一个月或者使用1~200小时清洁一次,这项工作用户可以自己操作。不过要注意由于不同品牌过滤网设计不尽相同,除尘方法也会有所差异,清洁前最好咨询厂商。如使用的是松下投影机的静电过滤网、自动翻转防尘过滤器系统,那么这种过滤网不宜清洗,用完更换新的就好了;爱普生的过滤网采用褶皱设计,很容易损坏,拆卸时要十分小心,清洁时切忌用螺丝刀等硬物,最好用吸尘器吸干净网上灰尘杂物,然后重新装好或更换新的;有些品牌投影机过滤网为海绵质地,可用水加少量清洗剂清洗,清洗完成后彻底晾干,不要绞干,否则会造成过滤材料的损坏。同时过滤网要干燥后安装回原处,不得将湿过滤网直接安装。对于某些纸质过滤网不能用水清洗,只能够用低于3千克/厘米的压缩空气进行吹净。对于过滤网通风口处可用清洁刷或真空吸尘器进行清洁。

    轻尘成就优势

    随着投影机的快速发展,需要适应的工作环境越来越广泛也越来越复杂,用户基于对投影产品持续应用、使用成本的关注,必定会对防尘性能优越的设备青睐有加,相信未来厂商还会不断推出新的防尘设计来满足用户需求,并借此成为厂商获得竞争优势的利器之一。

投影机 防尘

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