投影灯泡高效节能的原理分析
在投影仪的应用上，教室环境与商业环境、家庭环境的区别是显而易见的——室内面积大，环境温度控制能力差，开放空间灰尘多。教育环境的鲜明特点造就了教育投影机产品的特色，也为厂商指明了产品设计的方向。
灯泡：瓦数小，亮度高
图1传统灯泡示意图
图2爱普生电子TORL灯泡
图3椭圆冷凝系统
它是灯泡投影机的唯一耗材，直接关系到投影图像的清晰度。目前无论什么样的投影灯泡，都有它的使用寿命。随着投影机工作时间的延长，其亮度会不断降低，投影图像的清晰度也会降低。当投影灯泡老化到一定程度，就必须更换。因此，灯泡的质量成为选择投影机的重要参考。
目前各投影机厂商都在灯泡上下足了功夫，以自主研发设计灯泡产品的爱普生为例。爱普生投影机使用的E-Torl(爱普生Twin优化反射灯)高效节能灯泡，以170W W的小瓦数投射出2600流明的高亮度，在环保模式下，灯泡寿命可达4000小时。
E-TORL灯泡如何实现高效节能？
首先，灯芯发出的光向四面八方照射。由于传统的投影仪灯泡采用抛物面反射器，只有部分光线被其抛物面杯反射，有20%~30%的光线损失(如图1、图2)。
爱普生的E-TORL灯泡采用椭圆形灯杯，配合安装在灯芯上的辅助反射器，可以有效收集传统灯泡的漏光，避免漏光，减少光衍射。该系统在椭圆反射镜的基础上，结合了一个非球面透镜和一个半球面反射镜，使得灯泡不仅紧凑，而且大大提高了光的利用率(如图3)。
其次，液晶面板系统包括微透镜、偏振片和高温多晶硅液晶面板。微透镜可以理解为类似于放大镜的聚光透镜。如果光线完全垂直于透镜，穿过透镜的光线最终会汇聚在透镜的中心轴上，并穿过液晶面板的开口区域。如果光线会聚点偏移，部分光线会被黑矩阵阻挡，造成光线损失。由于传统灯泡的抛物面杯反射的光是平行光，即光的反射方向与光路中心轴平行，会聚到微透镜的光与垂直于微透镜的光路中心轴的夹角较大，使得通过微透镜的光不能完全通过液晶面板的开口区域，光利用率低，亮度也会受到影响。
爱普生E-TOAL灯泡的椭圆形杯弥补了传统灯泡的弱点。当光线汇聚到微透镜时，与光路中心轴的夹角更小，更接近于完全垂直于微透镜。从而确保通过微透镜聚集的光能够更多地穿透液晶面板。这种方法提高了15%~20%的光利用率，提高了投影仪的亮度。
防尘：主动和被动。
图4在富视觉投影仪的设计中，合理改进了进风口，增加了风扇功率，从而形成了一个类似于“排气扇”的装置，帮助产品直接除尘。
图5一石三鸟的手工粘贴海绵条
防尘是2007年教育投影市场最受关注的话题。在这种背景下，投影仪厂商们想尽办法防止产品的灰尘，比如采用新型防尘网，改善机内气流等。有些厂商甚至提出了主动除尘的设计。
比如，福克的R&D人员认为，厂家应该变被动为主动，防尘比除尘好。目前除了LP850，福柯所有的投影仪都没有防尘网。一般投影仪都是用海绵或者金属防尘网做成的。随着持续的使用，机器内的灰尘会堆积在防尘网上，严重阻碍使用过程中的通风，造成投影机内部温度升高，对散热甚至投影机的使用寿命造成不良影响。据有钱的技术人员研究，能飘起来的微小灰尘都很小。所以在设计中，要合理改进进风口，加大风机功率，形成类似“排气扇”的装置，可以很大程度上直接除尘(如图4)。
当然现在防尘比较普遍。比如日立为教育投影机设计的IDS(智能防尘系统)高效智能防尘滤镜系统，防尘效果很好。
日立IDS高效智能防尘过滤系统由四层组成。第一层是由最新高科技特殊材料制成的滤网。这款滤镜将网目直径缩小至数微米，同时采用日立独有的除尘技术，能有效防止灰尘随气流进入机器内部，让投影机长时间保持亮度稳定，图像清晰。
日立滤网的改造不限于材质，增加滤网面积是防尘系统的第二层。日立投影仪使用的新过滤网面积比旧款扩大了33%，整体面积扩大了1/3。这种设计减少了单位面积的空气流量，降低了流速，大大提高了吸尘效率。
同时，日立对风扇进行改造，打造第三层防尘系统。日立原装同类机型使用的散热风扇直径为60.8mm，而新款风扇直径为107mm，增加了近76%的风扇面积，优化了投影机内部的整体气流系统，增加了通风量，大大提高了机器内部的散热效率。而且日立的大直径风扇降低了产品的转速，有效降低了恼人的噪音。
最后一层防尘系统是日立独有的优化冷却风道。吹进机身正面和侧面进风口的洁净空气，保证了液晶面板、灯泡等重要元器件及时有效的通风散热。
今年，NEC还加大技术创新力度，对用户进行投影机防尘功能特殊要求的教育，提出了“三步走”的防尘新方法：第一步，加厚防尘滤网，便于拆卸清洗；第二步，用手棉条封住光路，一举三得；第三步，将传统的风扇换成涡轮风扇，既能散热又能防尘。
其实投影仪的光路防尘是投影仪防尘非常重要的一部分。先进的光路防尘设计可以使投影机的整个光路系统更加紧凑。这是因为在设计光学系统时，要同时考虑光学系统的图像显示效果和灰尘隔离效果，使各光学元件的位置安排得当，既保证了紧凑性，又保持了有序性。光学元件之间的所有缝隙都用海绵条手工粘贴(如图5)。首先，保护光学组件，防止投影仪在振动过程中受损。二是减少了缝隙造成的漏光，使得投影图像的亮度更高，显示效果更好；更重要的是，它有效阻挡了灰尘的进入和附着，从根本上保护投影仪免受灰尘的侵害。
总的来说，无论是除尘还是防尘，教育用户的需求是投影机厂商不断寻求技术创新的动力。让用户在使用投影仪时被教育不要被灰尘打扰，相信以后会有更好的设计。
人性化：想用就用。
由于学校缺乏专门的IT技术人员，亮度调节、梯形校正、图像优化等部署管理问题。使用投影仪时难免会遇到，但这些问题都将成为过去式。
现在智能设计的投影仪产品越来越多，部署操作更加简单灵活。教育用户的人性化设计在市面上的教育投影仪中随处可见。尤其是优派最近推出的智能投影仪PJ675上采用的“智能眼”设计，尤其令人印象深刻。
优派独家研发的“智慧眼”技术，可以借助机内的光线传感器感知室内光线环境，从而根据不同的光线强度自动调节投影亮度，实现最佳的显示画面。在环境亮度较低的空间使用时，可以将亮度调至较低水平，这样也会保护使用者的眼睛。“智能眼”可以根据不同的安装方式自动调整投影方式，可以根据不同的接入信号自动调整图像投影。此外，“智能眼”可以自动优化显示图像的相位、轨迹、位置和分辨率；对于变形的画面，通过自动数字梯形校正功能，可以用垂直30的超高角度梯形校正画面。
有了这些自动智能功能，用户不再需要专业知识或技术人员，开机就能使用。
另一个对教育用户非常有用的设计是NEC的双灯系统设计，以提高投影仪的稳定性和使用寿命。在自动灯泡切换系统的帮助下，投影仪可以连续使用724小时，同时拥有更长的灯泡使用时间。这种设计延长了用户更换灯泡的时间，节省了机器的维护成本。
除了多媒体教室或者专用于投影演示的教室，那些普通教室都没有安装投影仪产品。当老师们想在这样的教室里借助投影进行教学时，需要带一台投影仪到教室里，布线、切换、开机后就可以开始演示了。对于每天要在不同教室上课的老师来说，这些步骤非常繁琐。
为此，投影仪厂商不仅将投影仪产品设计得更小、更轻、更便于携带，还教育用户做了一个贴心的设计——用USB连接接口取代传统的RGB线缆连接。不要小看这个设计的细微变化。通过USB接口，一根USB线就可以完成图像输入和输出信号的切换。
目前爱普生投影机是唯一一家使用USB线代替传统RGB线连接的厂商。只需将爱普生EMP-1710/1715/1810/1815投影仪的USB接口连接到电脑上，电脑就会立即自动安装爱普生USB显示软件，然后电脑就可以自动识别投影仪，快速将图像传送到投影仪屏幕上。整个过程就像用u盘一样简单快捷，当然也不逊色于通过RGB接口连接电脑的效果。
投影机，看起来很小很简单，其实是一个技术含量很高的产品，技术的好坏决定了产品的好坏。在投影机产品不断更新换代的过程中，投影机厂商为了让投影机更适合用户的需求，也在不断进行技术革新。
散热：通风导热是关键。
图6 S风路设计
虽然学校相当一部分教室已经配备了空调、电风扇等设备，可以保证室内温度保持在较低水平，但用于教学演示的投影仪通常运行时间较长，散热仍然是教育用户需要考虑的关键因素。
在散热的设计上，通常有两种方式。首先，使用导热性好的材料。例如，优必选PJ568D、PJ588D“留香”系列投影仪采用铝镁合金材料设计的机身和结构，整机创新设计为一体式散热器，利用传热速度最快的热传导散热，有效延长设备使用寿命。另一个是设计合理的通风管道，增加散热面积。以福斯克IN24为例，采用双面17cm超长通风设计，3.6W大功率风扇，S型风路散热技术，有效增加热风散热面积。
当然，也有很多结合了这两种散热方式的产品。NEC的投影仪采用双通道冷却系统，同时，还为灯泡本身采用了独特的导热材料。NEC投影机侧面有两个进风口，在投影机内部形成两个风道，可以加速风的流动，使散热窗快速散热。由于散热部分在底部，散热风扇的噪音也得到巧妙的控制。
此外，智能散热管理也是必要的。例如日立为投影仪配备了智能防尘滤镜检测系统，通过滤网和机身内部的监控组件智能检测风速、温度等信息，有效防止内部过热对机器造成损害。
技巧
使用投影仪
1.在不使用投影仪的寒假和暑假期间，最好将投影仪打包收藏。
2.使用投影仪后，请关闭镜头盖。最好等几分钟后再关闭电源。
3.用蘸有中性溶剂的脱脂棉清洁投影仪外壳。
4.更换灯泡和使用时，请严格按照说明书操作。
购买投影仪
1.明确自己的真实需求，根据需求选择合适的产品。
2.掌握投影机使用空间的大小、环境亮度、投影内容是文档还是视频、用户的特殊要求、播放设备信号输出的接口、吊装时是否需要频繁移动、耗材成本、厂家售后服务等信息。根据这些基本信息，逐一选择适合自己的产品。
