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微型LED投影机探秘-----深度剖析酷乐视COOLUX-α1微投
中国投影网行业资讯 2009-8-12 10:07:23 编辑：若思 [
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LCOS技术
LCOS作为一种微型显示技术，在90年代末就已经出现，随着技术的成熟、工艺的逐步完善，已逐渐与DLP、LCD两大显示技术在投影市场上形成分庭抗礼之势。LCOS的结构是在单晶硅上生长电晶体，利用半导体集成制作驱动面板(又称为CMOS－LCD)，然后在电晶体上透过研磨技术磨平，并在上面镀铝膜电极作为反射镜，形成CMOS有源点阵基板，然后将CMOS基板与含有ITO透明电极的上玻璃基板贴合，再注入液晶，进行封装。像素电极同时也作为反射镜，像素的尺寸一般可以做的很小约为7～20μm，开口率高达96％。结构见图
CF-LCOS技术以台湾的HIMAX为代表，其技术特点是在单色LCOS芯片上，加上印刷有红、绿、蓝滤色单元的CF膜，然后将该CF膜和LCOS的液晶成像单元严格对准。这样，原来LCOS面板上的一个物理像素就变成了对应的一个基色点，由3个相邻的R、G、B基色点组合成一个完整的显示像素。当白光照射进来的时候，由驱动电路控制，把图像对应的R、G、B点阵信息分别送到相应的物理显示像素上，并根据该像素的灰度等级，控制液晶分子旋转，对白光进行光阀开关控制，被控制的白光透过物理像素对应的彩色滤色片单元后，形成彩色的图像。CF-LCOS面板由于采用了和传统TFT-LCD相似的成像原理，故使用起来非常简单。只需要单片面板+白光光源就能生成彩色图像。本机采用0.59寸HIMAX SVGA规格的LCOS显示芯片。
光机结构及原理（光机包含LCOS芯片及LED芯片、光学引擎等）
上述光学结构中，可分为照明部分和成像部分
·由上图中“21”大功率白光LED发出混合白光（P+S），
·经过上图中“22”收集后，再经过“23” 和“24”筛选和折射，P光穿透，S光折射。
·被折射的S光到上图中“25”上（CF-LCOS）成像
·通过CF-LCOS产生的彩色图象经过镜头组“27”投射到屏幕。为保证成像质量，CF-LCOS的成像面和投影镜头“27”的焦平面重合是至关重要的。
最终，前段的照明系统经由CF-LCOS成像后，穿过投影镜头“27”，到屏幕。
该光机配置800X600的CF-LCOS，一只6管芯的大功率白光LED，亮度适中，均匀性较好。
LED驱动部分：
由于微型CF-LCOS光机一般都采用大功率白光LED来作为光源。其要求工作在可靠的恒流状态，视使用的LED不同、内部LED的连接方式不同，而需加载不同的电流。因此设计一个可靠的大功率恒流源来给LED供电是必要的。coolux中，由于LED是每路两只并联，再加上需要做大功率设计，为保证可靠性，采用外置MOS管型的驱动方案。同时要兼顾PWM调光功能、驱动电路使能功能等，选定RICHTEK公司的RT8451驱动方案。
信号处理：
CF-LCOS的信号处理部分可简单分为前端信号处理，和后端LCOS驱动两部分。在不同的设计方案中，有不同的电路形式。要避免闪烁感，只能将刷新率提到最低90HZ以上，这时由于人眼的视觉暂留效应，就不会察觉出来闪烁了。coolux采用的是HIMAX专用的LCOS面板SOC驱动方案——HX6271。该方案集成了多标准视频decoder，集成3通道ADC，以及后端的倍频处理电路，能实现最大SVGA分辨率面板的直接驱动。其可直接接收AV、S-VIDEO、VGA、YPBPR等模拟信号。系统性能得到很好的提升。
散热
散热设计是微型LED投影机设计中的一大重点要素，也是一大难点。由于微投一般体积较小，故不能使用大面积的散热器和大口径的风机，故怎么样合理的安排散热是至关重要的。
Coolux由于采用的是6管芯的超大功率白光LED，其实际热功率有20W左右，而机内热层位置处体积受限，不能安置大型散热器，因此采用了一只8mm的热管，将热层的热量导出到装有铝制散热器的机身的一侧，然后用一只3010/12V的风机直吹散热片。Coolux中使用的热管散热器模组示意图见下图
此外，Coolux中由于LED光源功率较大，机内LED驱动电路也会明显发热，机内环境温度较高。因此必须对LCOS考虑专门的散热。由于LCOS发热不大，在coolux中，由于结构所限，不能增加散热器，而且主散热风机没有多少余量，故额外采用了一只2510/12V的风机，放置在LCOS面板后面，这样一方面可以解决LCOS面板散热的问题，另一方面由于靠近主散热风机，还能协助主风机对散热片进行散热。
实际使用效果：
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文章来源：中国投影网
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