多媒體教室投影機(jī)使用壽命的分析

有關(guān)的光學(xué)術(shù)語

    多媒體教室用的投影機(jī)的壽命為什么這么短？不僅燈泡一般都用不到2000小時，就是投影機(jī)自身的壽命也不過2500至4000小時，遠(yuǎn)不像廣告宣傳的那樣燈泡可用2000~3000小時，燈泡是投影機(jī)的唯一的耗材，實(shí)際的情況是投影機(jī)和燈泡都變成了耗材，面對一年幾十萬的“消費(fèi)”，哪一個學(xué)校都不會感到輕松。

1、

    ⑴光通量：符號 Ф，單位 流明Lm，發(fā)光體每秒鐘所發(fā)出可視的光量之總和。
    ⑵光強(qiáng)：符號 I，單位 坎德拉 cd，說明 發(fā)光體在特定方向單位立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量  
    ⑶亮度：符號L，單位 尼脫nt 、cd/m2， 發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量。
    ⑷照度：符號E，單位 勒克斯Lx ，發(fā)光體照射在被照物體單位面積上的光通量，用國際單位時，可表示為  1 Lx = 1 Lm/m2。

    ⑸光效率：符號Lm/W，單位每瓦流明，電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力，以發(fā)出的光通量除以耗電量來表示。

    由定義可知，在某一時刻投影機(jī)發(fā)射出的光通量是一定的，這時如果投射在屏幕上的影像面積越小，則屏幕上的照度值越高，反之亦然；投影機(jī)可以看成是一個點(diǎn)光源，發(fā)射的光線都在特定方向的立體角內(nèi)，光通量的大小就能表示投影機(jī)的亮度的高低，投影機(jī)的光通量（亮度）與照度之間的換算關(guān)系為：Ф= E×S ------Ⅰ

    由Ⅰ式可知，當(dāng)投影面積確定時，照度的大小同樣能表示投影機(jī)亮度的高低，也能表示光的強(qiáng)弱，比如夏天中午的陽光照度約10萬lx。

表 1

     從表 1 中，我們可以清楚看到亮度相同時， 0.6 英寸 的液晶板所承受的光強(qiáng)度是 1.3 英寸 的 4.7 倍 ， 液晶板較大，老化的速度較慢，光通路中其它部件的老化速度也較慢，以上討論中還只是可見光部分，其它的如紅外線對光通路各部壽命的影響也不可忽視，尤其對靠近燈泡的偏光轉(zhuǎn)換元件的影響很大。

LCD投影機(jī)的光通路

2、

    LCD投影機(jī)從光的產(chǎn)生到射出要經(jīng)過層層障礙，從超高壓汞燈的發(fā)光電極、經(jīng)過積分透鏡、偏光轉(zhuǎn)換元件、透鏡、分光鏡（色彩分離）、反光鏡、透鏡、偏振片、液晶板、棱鏡（色彩合成）、最后到投射透鏡，其中的紅色光線出來時，已經(jīng)過了十多次的折射或反射，光線每經(jīng)過一次折射或反射都會有衰減，對光線衰減大的有偏光轉(zhuǎn)換元件、偏振片、液晶板等，十幾個部件不管哪一個出問題，都會影響投影機(jī)的亮度。
LCD投影機(jī)的光通路示意圖如下

光的控制方式

4、

    與CRT顯示器相比，LCD投影機(jī)對光線的控制方式顯得很不合理，首先CRT顯示器對電子束的控制是在“始端”顯像管陰極，而LCD投影機(jī)對光線的控制是在“末端”液晶板；其次CRT顯示器對電子束的強(qiáng)弱控制可以做到按需要供給，顯示黑色時，沒有電子束射到熒光屏上，幾乎沒有什么損耗，要顯示其它顏色時，才有電子束打在熒光屏上，熒光屏上的亮度與電子束的強(qiáng)弱成正比，亮度越高電子槍、熒光屏的損耗才越大。而LCD投影機(jī)對光線的控制則是不管顯示什么顏色，燈泡始終發(fā)光，光通路中各部件一直在老化，只是到了末端靠液晶板來控制，當(dāng)顯示黑色時，光線出不去，在液晶板上會積累大量熱量，散熱問題將變得更為嚴(yán)峻。

5、LCD投影機(jī)的運(yùn)行環(huán)境

    CRT顯像管內(nèi)部是真空，電子槍、陰罩、熒光粉的工作幾乎不受外界的干擾。而在LCD投影機(jī)內(nèi)部，主要依靠加快空氣對流的方式來解決部件的散熱問題，快速流動的空氣很容易把各種而LCD投影機(jī)的壽命根本無法與之相比，僅為CRT顯示器的1/10左右，這樣的結(jié)果是很正常的；從目前的技術(shù)條件來看，LCD投影機(jī)要提高亮不易，維持高亮度則更困難；用戶除了要做好投影機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)等工作外，投影機(jī)的選擇是非常重的一環(huán)，要選擇那些光效率高、燈泡的功率較低、液晶板較大、散熱防塵效率高的投影機(jī)。普通的多媒體教室對投影機(jī)的亮度要求不能太高，高亮度就意味著高消耗；以上觀點(diǎn)是筆者多年從事投影機(jī)的管理與維護(hù)工作的經(jīng)驗總結(jié)，可供同行們參考

影響投影機(jī)壽命的因素

6、

    內(nèi)部因素有主要光通路中的燈泡、偏光轉(zhuǎn)換元件、偏振片、液晶板自身的質(zhì)量和它們的散熱狀況，偏光轉(zhuǎn)換元件最靠近燈泡，所通過的光線的強(qiáng)度非常高，偏振片的作用是只讓縱向光波通過，橫向光波的能量將被吸收，液晶板的作用是對透過液晶的光通量進(jìn)行調(diào)制，形成圖像光信號在屏幕上顯示出來，它們的耐高溫特性都較差。

    LCD投影機(jī)壽命與外部因素的關(guān)系可分為正相關(guān)和負(fù)相關(guān)因素，正相關(guān)因素主要有維護(hù)頻率、教室內(nèi)的清潔度；負(fù)相關(guān)因素主要有燈泡的使用功率、使用強(qiáng)度、教室內(nèi)的溫度等。

7、延長投影機(jī)壽命的方法

    外部因素用戶可以部分地掌控，維護(hù)頻率主要包括清洗過濾網(wǎng)次數(shù)/月和清洗光通路次數(shù)/年；燈泡的使用功率可以通過投影機(jī)的菜單來設(shè)定，一般投影機(jī)都有高功率（高亮度）、經(jīng)濟(jì)模式，有的投影機(jī)甚至有三種燈泡工作模式；使用強(qiáng)度主要由課程安排表決定，通過合理安排課程可以使每間教室的使用量更均勻，相應(yīng)的投影機(jī)的使用強(qiáng)度也會下降；教室內(nèi)的清潔度可以通過增加清潔次數(shù)，不用粉筆等措施來提高；教室內(nèi)的溫度則需要安裝空調(diào)、風(fēng)扇等措施才能降低溫度，如果教室內(nèi)溫度太高，最好就不用投影機(jī)，如果強(qiáng)行使用，則很容易讓投影機(jī)出現(xiàn)過熱保護(hù)，想用也用不好；另外需要特別注意的是，當(dāng)投影機(jī)的亮度較差時，通過調(diào)節(jié)窗簾、開關(guān)就能 對教室內(nèi)光線進(jìn)行控制，可讓投影機(jī)繼續(xù)使用很長一段時間的，這是因為教室內(nèi)其它的光線對同學(xué)們觀看屏幕效果有很大的影響。

8、總結(jié)

    通過以上分析不難看出，LCD投影機(jī)的光通路環(huán)節(jié)太多、其中的光線的強(qiáng)度也很高、熱量極易聚集，部件易老化；控制方式也不合理，空間狹小，散熱防塵都不好解決；CRT顯示器的壽命都在2萬小時以上，可以在網(wǎng)吧里用3至4年。