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微型LED投影機探秘-----深度剖析酷樂視COOLUX-α1微投

中國投影網(wǎng)行業(yè)資訊　2009-8-12 10:07:23　編輯：若思　[ 大中小 ]

內(nèi)容導航：

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)在投影市場上形成分庭抗禮之勢。LCOS的結(jié)構(gòu)是在單晶硅上生長電晶體，利用半導體集成制作驅(qū)動面板(又稱為CMOS－LCD)，然后在電晶體上透過研磨技術(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，進行封裝。像素電極同時也作為反射鏡，像素的尺寸一般可以做的很小約為7～20μm，開口率高達96％。結(jié)構(gòu)見圖

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　　CF-LCOS技術(shù)以臺灣的HIMAX為代表，其技術(shù)特點是在單色LCOS芯片上，加上印刷有紅、綠、藍濾色單元的CF膜，然后將該CF膜和LCOS的液晶成像單元嚴格對準。這樣，原來LCOS面板上的一個物理像素就變成了對應的一個基色點，由3個相鄰的R、G、B基色點組合成一個完整的顯示像素。當白光照射進來的時候，由驅(qū)動電路控制，把圖像對應的R、G、B點陣信息分別送到相應的物理顯示像素上，并根據(jù)該像素的灰度等級，控制液晶分子旋轉(zhuǎn)，對白光進行光閥開關(guān)控制，被控制的白光透過物理像素對應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，故使用起來非常簡單。只需要單片面板+白光光源就能生成彩色圖像。本機采用0.59寸HIMAX SVGA規(guī)格的LCOS顯示芯片。

　　光機結(jié)構(gòu)及原理（光機包含LCOS芯片及LED芯片、光學引擎等）

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上述光學結(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)過上圖中“22”收集后，再經(jīng)過“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CF-LCOS產(chǎn)生的彩色圖象經(jīng)過鏡頭組“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，穿過投影鏡頭“27”，到屏幕。
　　該光機配置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)動部分：

　　由于微型CF-LCOS光機一般都采用大功率白光LED來作為光源。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)計一個可靠的大功率恒流源來給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，為保證可靠性，采用外置MOS管型的驅(qū)動方案。同時要兼顧PWM調(diào)光功能、驅(qū)動電路使能功能等，選定RICHTEK公司的RT8451驅(qū)動方案。

　　信號處理：

　　CF-LCOS的信號處理部分可簡單分為前端信號處理，和后端LCOS驅(qū)動兩部分。在不同的設(shè)計方案中，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，這時由于人眼的視覺暫留效應，就不會察覺出來閃爍了。coolux采用的是HIMAX專用的LCOS面板SOC驅(qū)動方案——HX6271。該方案集成了多標準視頻decoder，集成3通道ADC，以及后端的倍頻處理電路，能實現(xiàn)最大SVGA分辨率面板的直接驅(qū)動。其可直接接收AV、S-VIDEO、VGA、YPBPR等模擬信號。系統(tǒng)性能得到很好的提升。

　　散熱

　　散熱設(shè)計是微型LED投影機設(shè)計中的一大重點要素，也是一大難點。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機，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，其實際熱功率有20W左右，而機內(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，將熱層的熱量導出到裝有鋁制散熱器的機身的一側(cè)，然后用一只3010/12V的風機直吹散熱片。Coolux中使用的熱管散熱器模組示意圖見下圖

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　　此外，Coolux中由于LED光源功率較大，機內(nèi)LED驅(qū)動電路也會明顯發(fā)熱，機內(nèi)環(huán)境溫度較高。因此必須對LCOS考慮專門的散熱。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，而且主散熱風機沒有多少余量，故額外采用了一只2510/12V的風機，放置在LCOS面板后面，這樣一方面可以解決LCOS面板散熱的問題，另一方面由于靠近主散熱風機，還能協(xié)助主風機對散熱片進行散熱。

　　實際使用效果：

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