1 前言
1.1 大屏机芯使用大量的光学组件,而灰尘对光学组件而言危害相当大,所以大屏对于灰尘的防护是相当关键的。国内少有文章讨论灰尘造成的相关问题,因此特别在此抛砖引玉,介绍一些与大屏监视器相关的防尘问题。
1.2 通常新机刚刚装设完成的时候,一切都是很美好的、清晰度、对比度、亮度都是在最佳状态,但是小小的灰尘却能让大屏的影像质量在几个月之内快速的下降,甚至于造成机器无法工作。主要原因是大屏每日的工作时间特别长,通常是24-7 的使用,也就是说一天24小时,每周七天连续工作。 在大屏开机的时候,散热风扇不断的将空气带入冷却机芯的组件,同时也将空气中的尘埃带入,因此累积非常多的灰尘量。前投影机每天平均约工作3小时,只有大屏监视器的八分之ㄧ,如果,前投影机5年需要清理保养一次,那大屏8个月就要拆机清理。如果装设在灰尘较多的环境如煤矿坑附近,清理的时间可能更短,所以大屏对灰尘的要求相对而言是很严格的。
1.3 DLP投影技术是目前大屏机芯的主流技术,原因是DMD耐温高(注1*),可以从背面散热,所以光路几乎可以设计成全密闭式以排除灰尘的问题。 在前投影机业界红遍半边天的LCD技术,在大屏机芯市场之所以逐渐退却,主因之ㄧ是因为LCD是穿透式,只能用空气直吹来散热,因此对灰尘束手无策,无法达到大屏监视器对防尘的要求。以下就防尘相关议题逐一探讨
注1*: DMD是德州仪器公司(TI)的产品,也是DLP投影机的核心,中文名称为数字微镜片装置,功能有如一个微小的LCD显示器,透过镜头投影放大,就是DLP投影机。
2 防尘等级的国际标准
通用之防尘与防水等级规范源自于国际电工委员会(IEC)组织,其规范之编号为IEC60529标准,防尘等级在技术规范上是和防水等级归为同一类,通称亦是一般所说的IP防护等级。依照此一标准防尘等级分为6级,摘录说明如下
防水防尘等级以 IPXX 表示
第1个X表示:防止人体或固态异物接触,侵入的保护等级
第2个X表示:防水保护等级
以上若保护等级中的其中一项无需指定,该项以X表示,例如机芯无防水要求指定,则第2个X保留为X,下表列出防尘有关部份,基本上是以可进入机器的物体大小来定义其等级
防止人体或固态异物接触、侵入的保护形式 |
级别 |
保护程度 |
测试条件 |
IP0X |
无 |
无 |
IP1X |
可防手靠近 |
直径50 mm 以上固态异物不得侵入 |
IP2X |
可防手指靠近 |
直径12 mm 以上固态异物不得侵入 |
IP3X |
可防工具先端侵入 |
直径2.5 mm 以上固态异物不得侵入 |
IP4X |
可防电线之类侵入 |
直径1.0 mm 以上固态异物不得侵入 |
IP5X |
可防尘 |
有碍正常动作的粉尘不得侵入(注2**) |
IP6X |
完全防尘构造 |
任何粉尘不得侵入-测试条件 (注3**) |
注2**:IP5X在大屏光路内部,有碍正常动作的粉尘大小约为 12 um (微米)
注3**:IP6X 粉尘颗粒 与IP5X相同,另外增加机器负压测试 100mBar ( 机器需破坏开口 )
3 大屏监视器的防尘要求等级
本节将大屏监视器区分成箱体、控制盒、投影灯炮、光路4大部分,依照他们对灰尘的抵抗能力,建议他们必须具备的防尘等级要<