投影機越做越小、越來越輕薄,自然離不開投影技術自身的進步。
比如,在核心顯示芯片上,在其的輕薄產品,尤其是05年之前的,無論是DLP技術還是LCD技術,顯示芯片的尺寸都達到0.7英寸,甚至更大。這就決定了投影機的光路設計、鏡頭設計、甚至光源系統的出光口徑的極限尺寸。這一時期的投影機產品的厚度很難先講到5厘米以下:這五厘米的空間主要包括芯片高度;芯片封裝,固定的空間;芯片和光路系統的固定、保護、防塵、散熱空間;各種線路占用的空間和產品外殼厚度。
但是,隨著投影機技術的發展,德州儀器已經可以提供微型DMD投影芯片和DLP系統設計,主流商務應用也可提供0.55、0.45和0.3英寸尺寸的核心顯示芯片。這就使得投影機輕薄設計的最關鍵極限技術指標出現了明顯的下降。而且這一技術演化趨勢還沒有停止。
另一個決定投影機產品體積的因素是光源和散熱系統。為什么將光源和散熱系統放在一起講呢?因為散熱系統散出的熱量主要由光源產生。
投影機產品早期光源只有汞燈、金屬鹵素燈等常規光源產品可以選擇,這些產品的體積很大,光效率較低、發熱巨大。這就導致了投影機系統中最占據空間的,可能不是鏡頭和投影光路,或者電路板,而是燈泡、散熱器和散熱必須預留的空間,以及為燈泡供電的電路變壓器等設備。也許,有讀者拆解過投影機,對于這樣的讀者會有一個印象:傳統投影機,即便是最輕薄的產品,機殼里面的空白空間也很多——這些空間本質上都屬于散熱系統!
對于早期的輕薄投影機產品,光源和散熱系統是最難以克服的問題,直到新興的LED光源的出現。Led光源屬于固態半導體冷光源技術,自身具有發光效率高、易于控制,適合于采用數字驅動系統、發熱量很小,投影系統整體散熱設計簡單的特點。這種光源產品的出現,是微型投影機誕生的技術前提之一。LED光源,極大的影響了投影機產品體積設計和內在空間利用率方面的革命。
有利于投影機小型化和輕薄化設計的技術發展,還包括半導體技術的進步。DLP投影機使用的DMD芯片雖然屬于微機電學科,但是也同樣屬于半導體學科;液晶投影機的LCD芯片,一般叫他液晶面板,但是這個液晶技術也同樣與半導體科學聯姻。數字投影機核心芯片的小型化不僅得益于微機電、液晶和新興材料科學的進步,也與半導體技術的發展密切相關。
同時,半導體技術還改變了投影機內的所有電路板:比如變壓器部分,由于采用功率半導體芯片,就可以在體積上比傳統的線圈變壓器小很多;投影機主控板核心部分采用SOC架構、甚至直接是智能投影機的ARM芯片,則可以使得投影機的主控板體積縮小到半個手掌大小,并且厚度也進一步降低。實際上,半導體技術的進步,從很多細節上使得投影機產品的體積可以變得更小。
目前,在一臺投影機系統中,最阻礙產品小型化的部件是光學系統。尤其是鏡頭產品。作為人類最接近終點的學科之一,鏡頭產品在保持功能不變的情況下小型化的空間并不大。功能豐富的投影機鏡頭,尤其是帶有平移功能的鏡頭,體積不可能做的太小。至少目前看來,鏡頭將成為未來最可能決定投影機產品極限尺寸的組件之一。
不過,如果使用功能簡化的鏡頭產品,在一定應用領域,以犧牲應用多樣性和適應性為代價,現有的鏡頭技術也能支持,輕薄型投影機的厚度縮小到2-3厘米,甚至更小的空間之內。而隨著光學新材料和光學加工技術、光學機械設計和制造技術的進步,鏡頭產品體積小型化的進一步突破也不是沒有可能。
目前,半導體技術、新光源技術的發展還處于高峰期。未來這些技術到底能帶給投影機多大的“設計新空間”還是一個未知數。但是,小型化和輕薄化的這個方向是非常明確的。超小型投影機,已經成為消費投影品牌必爭的一個未來戰略基點。