其實(shí)在自制led投影機(jī)弄清投影機(jī)原理之后

1、自己動(dòng)手制作投影機(jī)大屏幕一直高清玩家的永恒尋求。這是因?yàn)榇笃聊伙@示設(shè)備在 營(yíng)造現(xiàn)場(chǎng)氣氛和震動(dòng)場(chǎng)景方面存在不可比較的上風(fēng)：電影或者游戲中的人物和真人 一般大才過(guò)癮！所以有人預(yù)言：顯示設(shè)備的下一個(gè)王者將非投影機(jī)莫屬。但是，面對(duì)投影機(jī)，特殊是高清 1080p投影機(jī)昂貴的售價(jià)，大多數(shù)人都只能望洋興 嘆。是什么原因?qū)е峦队皺C(jī)在現(xiàn)階段還不能走進(jìn)一般千家萬(wàn)戶呢？基本起因還是價(jià)格和技巧壟斷。只管投影機(jī)的價(jià)格逐年下調(diào)，最近甚至還涌現(xiàn)了萬(wàn)元以下的1080p產(chǎn)品，但是對(duì)于大多數(shù)人而言，這個(gè)價(jià)格還是讓人有些難以下咽。再加上除了投影機(jī)自身之外，投影機(jī)燈泡的價(jià)格也是必需要斟酌的。往往一個(gè)燈泡的價(jià)格比一臺(tái)液 晶顯示器還貴。

2、因而，對(duì)工薪族來(lái)說(shuō)，品牌投影機(jī)最少在現(xiàn)階段仍屬于高花費(fèi)品。不過(guò)這兩年，海內(nèi)忽然刮起了一股自制液晶投影機(jī)的旋風(fēng)，用一千多元的價(jià)格便能 自制一個(gè)效果相稱不錯(cuò)的液晶投影機(jī)。這個(gè)新聞著讓不少始終幻想著有大屏幕（起碼 要有80寸以上）顯示設(shè)備的電影迷高興不已，筆者也屬于其中的一員。在經(jīng)由一番 摸索之后，筆者在自制投影機(jī)方面積聚了一定的經(jīng)驗(yàn)。很多人可能感到，這種自制 投影機(jī)一定難度很高，實(shí)在在弄清投影機(jī)原理之后，你也許就不這么以為了。投影機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)筆者之前也嘗試過(guò)制作普通金鹵燈投影機(jī)，因此有一定經(jīng)驗(yàn)。就自制投影機(jī)的經(jīng)驗(yàn) 而言，只要制作者熟悉投影機(jī)的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，90%以上的玩家都可以 DIY成功。

3、原因很簡(jiǎn)單，就是投影機(jī)的原理本身很簡(jiǎn)單，制作過(guò)程簡(jiǎn)直未定定成敗，只 是對(duì)最終的效果有影響，如亮度、對(duì)比度、亮度勻稱性以及色彩飽和度上的差異。目前，市面上甚至還出現(xiàn)了專為 DIY玩家籌備的投影機(jī)套件，玩家只要依照仿單安 裝就行了，這也使得DIY投影機(jī)變得更輕松。如果對(duì)投影機(jī)進(jìn)行分解，那么將包含四個(gè)部分：光源、光學(xué)系統(tǒng)、液晶成像系統(tǒng)和 電源。其中，最重要、最復(fù)雜的是光學(xué)系統(tǒng)。首先，需要把點(diǎn)光源匯聚成平行光， 然后光線透過(guò)液晶面板，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)匯聚至鏡頭，最后投射到墻上。光學(xué)系統(tǒng)制 作的好壞將直接影響終極的實(shí)際效果。例如，如果各光學(xué)元件中軸線沒(méi)有重合，那 么最后出來(lái)的影像就會(huì)出現(xiàn)聚焦不準(zhǔn)的問(wèn)題。投影

4、機(jī)的工作原理光學(xué)系統(tǒng)主要由鏡頭、菲鏡、聚光鏡、反光碗 （LED光源可以不必反光碗）組成：反 光碗的作用是把燈泡發(fā)出來(lái)的光線反射到聚光鏡中。聚光鏡主要是把燈泡和反光碗 的光線會(huì)集后投射出來(lái),，后菲涅爾透鏡的作用就是把聚光鏡的光線變?yōu)槠絼虻钠叫?光線照亮整個(gè)液晶屏幕；前菲涅爾透鏡的作用就是把后菲涅爾透鏡和含有圖象的平 行光線再集中在鏡頭中，然后通過(guò)鏡頭把液晶上的畫面放大投射在幕布上。液晶成像體系主要由液晶面板和信號(hào)驅(qū)動(dòng)把持電路組成。其中，驅(qū)動(dòng)掌握面板上有很多輸入信號(hào)接口，把外來(lái)的電視信號(hào)、DVD、VCD、HDMI、DVI、VGA以及色差等信號(hào)轉(zhuǎn)化為液晶面板所能辨認(rèn)的節(jié)制信號(hào)。液晶面板是顯示的終端裝

5、備，投影 機(jī)的性能指標(biāo)主要是由它來(lái)決定的。除了光學(xué)和液晶系統(tǒng)之外，還需要注意到就是散熱系統(tǒng)的布局。普通投影機(jī)由于使 用的燈泡功率很高，必須進(jìn)行散熱，這就要波及到對(duì)整個(gè)投影機(jī)散熱的布局進(jìn)行規(guī) 劃，風(fēng)扇的位置和數(shù)量是事先必須確定的。比擬傳統(tǒng)投影機(jī)而言，LED投影機(jī)就不需要太考慮散熱問(wèn)題，制作過(guò)程有所簡(jiǎn)化。對(duì)投影機(jī)原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和制作前的規(guī)劃是自制投影機(jī)的必修課，如果這部分的知 識(shí)你都了解了，那就可以進(jìn)入到配件的選購(gòu)階段。不要小看選購(gòu)，這里面涉及到很 多方面的知識(shí)，比如光源、液晶屏以及鏡頭等，因此有必要做一些了解。投影機(jī)配件的挑選1. 光源投影影像的質(zhì)量取決于光源。從光學(xué)的原理中我們曉得，光源有兩個(gè)

6、重要指標(biāo)：強(qiáng) 度和色溫。事實(shí)證實(shí)，一臺(tái)較高指標(biāo)的液晶投影機(jī)，它的光源應(yīng)該是又亮又白。所 以，我們?cè)谧灾仆队皺C(jī)時(shí)，很大的一部分精神和用度是用在進(jìn)步光源的亮度和白度上的。提高亮度看起來(lái)仿佛很容易，只要增大燈泡的功率就可以了，但實(shí)際上并不簡(jiǎn)單。 即便撇開能耗不說(shuō)，溫度就是一個(gè)大問(wèn)題。散熱問(wèn)題解決不好，液晶屏就不能正常 工作。亮度高了溫度就高，散熱不好就會(huì)燒壞液晶屏， 亮度低了又達(dá)不到觀看效果， 所以亮度要控制在一個(gè)合適的度以內(nèi)。國(guó)際上劃定了 A、B、C、D、E五種尺度 白色光源，其中E光源是最理想的白光，色溫約 6000K，異常瀕臨做作光。鑒于投 影機(jī)所需要的小體積、高亮度、長(zhǎng)命命和較高色溫的要求，

7、我們現(xiàn)在用于自制投影 機(jī)的光源不過(guò)乎有三種。_|低壓鹵素?zé)?，即片子放影用金屬鹵化物燈，電壓為12V48V，功率為100W400W之間。這種燈的特色是體積小、亮度高，亮度和色溫均能滿意自制投影機(jī)的要求。特別是它無(wú)需復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路，而且造價(jià)特別低廉，毛病就是燈泡的壽命較短。筆者自制的LED光源，由704顆LED燈組成如對(duì)亮度和色溫要求較高，就得使用高壓金屬鹵素?zé)簟Ｋ膬?nèi)部充有水銀、氬氣和 金屬化合物，在高壓作用下水銀蒸汽放電同時(shí)激發(fā)各種金屬蒸汽放電產(chǎn)生強(qiáng)烈的弧 光。這種燈包括了可見(jiàn)光全范圍的發(fā)光頻譜，可以發(fā)出亮麗的白光且發(fā)光效力高， 是目前主流商務(wù)投影機(jī)的主要光源。使用這種光源時(shí)應(yīng)特別注意，一是點(diǎn)

8、亮?xí)r發(fā)熱 厲害，絕不能用手涉及；二是有大批紅外線及和紫外線，不能用眼睛直視；三是需 要很高的觸發(fā)電壓；四是不能霎時(shí)點(diǎn)燃，要有13分鐘的預(yù)熱。主流商務(wù)投影機(jī)為提高清晰度和亮度，多數(shù)采取三片液晶板，其光源也采用三路架構(gòu)，燈泡發(fā)出的光 經(jīng)冷光反射鏡、濾光片、分色鏡、反射鏡、聚焦鏡或分光棱鏡，最后通過(guò)投影鏡頭 投向影幕，其光源結(jié)構(gòu)異樣復(fù)雜，調(diào)整也異常繁瑣，業(yè)余條件下根本無(wú)奈做到。業(yè) 余制作主要采用單路光源單片液晶結(jié)構(gòu)，即燈泡發(fā)出的光經(jīng)過(guò)冷光反射鏡、隔熱鏡、 聚焦鏡、液晶屏、鏡頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略、調(diào)整便利。電路板是筆者自已用噴墨式打印機(jī)印底片，用感光板曬，再用蝕銅水蝕出來(lái)的。所有 的洞也是人手用電鉆很辛勞弄出

9、來(lái)的，破費(fèi)10個(gè)多小時(shí)。電路板有兩塊，主要是用來(lái)散熱。除了前面先容的兩種光源外，LED光源不能不提。它是目前最受關(guān)注的光源之一。 它的長(zhǎng)處許多：節(jié)能、無(wú)輻射、發(fā)燒量小、工作電壓低、啟動(dòng)快、色溫純粹，是將 來(lái)投影的首選光源。然而，從目前來(lái)看，亮度低是目前LED光源最大的通病，而高亮度的LED模塊價(jià)格昂貴，作為業(yè)余制作顯然不太適合。本人動(dòng)手制作亮度較高的 LED模塊工序較為龐雜。以筆者自制的LED模塊來(lái)說(shuō)，就用到了 704顆5mm LED 燈泡，光是為了安頓這些小燈泡而在背板上鉆孔就花去了不少時(shí)光，如果你對(duì)自己 的著手才能十分自負(fù)，而且有充分的時(shí)間能夠嘗試一下。光源的結(jié)構(gòu)當(dāng)初一般分為直投和反射式兩

10、種。前者采用聚光碗反射、聚焦鏡聚光， 光的利用率高，用功率較小的燈泡就能得到較為幻想的光照亮度。但缺陷就是亮度 平均性不易做好，而且輻射面小，主要用于10英寸以下的液晶投影設(shè)備。 后者則是 采用凸透鏡加菲涅爾透鏡的燈箱式結(jié)構(gòu)，輻射面大，亮度均勻性可以做到很好，實(shí) 用于10英寸以上的液晶屏，同時(shí)散熱效果也好，可以使用大功率燈泡。大多數(shù)情況 下自制投影機(jī)都采用直投。不過(guò)，特別要提示大家的是，使用直投式時(shí)要特別注意 各光學(xué)元件中軸線的重合和焦距的正確，否則就會(huì)出現(xiàn)圖像發(fā)虛、暗角等問(wèn)題。除 了上面介紹的外，對(duì)于投影系統(tǒng)光源問(wèn)題還有很多，如燈絲的類型、反光碗、隔熱 鏡，尤其是光源的散熱問(wèn)題等，有興致的朋

11、友可以做更多的了解，就不再這里驁述 了。2液晶屏彩色液晶屏是投影機(jī)最中心的部件，它的性能決定了投影機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)。從驅(qū)動(dòng)方 法來(lái)分分為模仿屏和數(shù)字屏兩種，目前用來(lái)做液晶投影的大都是數(shù)字屏。最常用的 是TFT數(shù)字屏，即每個(gè)像素點(diǎn)都用一個(gè)薄膜晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)。自制投影機(jī)抉擇液晶屏應(yīng)當(dāng)滿意以下前提：1真彩數(shù)字TFT屏，并能拆除背光；2價(jià)格適中；3在體積盡量小的情形下像素要盡 可能的高；4對(duì)比度要盡可能的高。對(duì)比度也是制作投影的一個(gè)主要參數(shù)。做投影 的液晶屏的比較度最低要到達(dá) 250 ： 1，太低的對(duì)照度做投影就沒(méi)有什么意思了，所 以在取舍液晶屏?xí)r必定要留神液晶的對(duì)比度這個(gè)參數(shù)。目前市道上合乎上述要求的液晶

12、屏大略有以下幾種：元太3.5英寸液晶屏，物理像素是640X480;夏普6.4英寸專用液晶屏(800 600)、日破、松下、東芝的 7英寸液 晶屏，辨別率都為800X480。除此之外還有東芝的8.4英寸(800 600)和 8.9英寸高清 屏(1024 00)、三星的10.6英寸液晶屏(1280 768)。發(fā)熱級(jí)的還有三星、東芝、夏 普、日立的15.4英寸液晶屏，物理像素可達(dá) 1920X1200,是制作高清投影機(jī)的不二 選擇。上述幾種屏性能的獨(dú)特特點(diǎn)是： 均是數(shù)字TFT顯示屏，像素適中，安裝簡(jiǎn)便， 且價(jià)格較低容易被接收。為了滿足我們這種DIY玩家的需求，部分商家出賣的液晶屏還特地拆除了背板，只保

13、留了液晶屏和驅(qū)動(dòng)電路，很顯著就是沖著我們這些DIY喜好者或者是一些工程上有特別需要的用戶來(lái)的。因此，在選購(gòu)液晶屏?xí)r不妨多走 多少家門店具體了解一下各種屏的實(shí)際情況。n3.鏡頭|信任大多數(shù)DIY友人對(duì)投影機(jī)產(chǎn)品的光學(xué)鏡頭都會(huì)覺(jué)得生疏，因?yàn)楫a(chǎn)品絕對(duì)還不夠遍及。而且當(dāng)你看到什物時(shí)，會(huì)很天然地產(chǎn)生一個(gè)疑難，那就是投影機(jī)的鏡頭與正 常的數(shù)碼相機(jī)的鏡頭有什么區(qū)別 ？從原理上來(lái)說(shuō)，數(shù)碼相機(jī)(DC)和投影機(jī)的鏡頭(如圖5所示)都是光學(xué)鏡頭，都是應(yīng) 用了光的折射原理，實(shí)質(zhì)是雷同的。但是，由于投影機(jī)與數(shù)碼相機(jī)之間的利用性質(zhì) 以及所要獲得的后果不同，它們各自會(huì)在詳細(xì)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)與功效上表現(xiàn)出差異。首先，最明顯的差別是

14、有無(wú)光圈這個(gè)部件。 對(duì)于DC，由于感光器件(CCD或者CMOS) 的感光范疇無(wú)比狹小，所以需要一個(gè)在外界光線超過(guò)感光器件的感光規(guī)模時(shí)控制入 射光線數(shù)目的器件，這就是光圈。它是由一組很薄的弧型金屬葉片組成的，被安裝 在鏡頭和透鏡的中間。用戶可以通過(guò)調(diào)劑光圈，使這些葉片平均的開合，構(gòu)成大小 不同的光孔，控制進(jìn)入的光線，以適應(yīng)不同的拍攝要求。應(yīng)該說(shuō)只要是相機(jī)，都會(huì) 有光圈。但目前來(lái)說(shuō)，絕大部分投影機(jī)鏡頭是沒(méi)有光圈的。只有極少數(shù)幾款產(chǎn)品的 鏡頭使用了光圈，比較典范的是松下PT-AE700,它使用了 動(dòng)態(tài)虹膜技術(shù)。該技術(shù)是一種可隨投影圖象亮度而擴(kuò)大、收縮的光圈。目標(biāo)是在暗背景下，壓縮光圈，使 投射出的光

15、芒成倍減少，提高了影像的質(zhì)量。其次，是否支撐高倍變焦也是兩者比較明顯的區(qū)別之一。投影機(jī)一般是定焦鏡頭， 即使使用的是變焦鏡頭，其變焦比一般也不大于2。而一般的民用級(jí)數(shù)碼相機(jī)變焦比一般都在3以上，只有極少數(shù)的數(shù)碼相機(jī)采用定焦鏡頭或變焦比小于3的鏡頭。另外，鏡頭口徑也是辨別投影機(jī)鏡頭和DC鏡頭的最顯明的標(biāo)記，投影機(jī)的鏡頭口徑個(gè)別都比較大。一方面是由于投影機(jī)的感光芯片(LCD、DLP)都比擬大，在取得同 樣光圈時(shí)所需的鏡頭口徑相應(yīng)地就大。投影機(jī)在知足人們觀看請(qǐng)求時(shí)須要足夠的的 光通量，假如光通量不足，是完整不措施補(bǔ)救的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)就要求應(yīng)用大光圈、 大鏡頭跟大燈泡等辦法來(lái)保障最低亮度值的實(shí)現(xiàn)。不外

16、，并不是對(duì)上述三項(xiàng)參數(shù)都 取最大值，而是在價(jià)錢與機(jī)能之間尋找一個(gè)最佳的均衡點(diǎn)。實(shí)際制作流程在我們?cè)敿?xì)了解了投影機(jī)的原理及其內(nèi)部最重要的光源、液晶屏和鏡頭三大組件， 并順利洽購(gòu)到相關(guān)的配件之后，就可以開始動(dòng)手制作了。整個(gè)過(guò)程或許分為以下幾 步：J1拆液晶屏背光板2測(cè)試液晶屏3研討和確定總的架構(gòu)（包含光路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)、 所有部件的安裝位置等）4將所有需要電線的元件按需要焊接好電路 5安裝液晶屏和 菲鏡6安裝固定液晶電路板7安裝透光鏡、反光碗、燈泡微風(fēng)扇 8固定連接所有電 子兀件9.安裝反光鏡、鏡頭10.試投、調(diào)試因?yàn)槊總€(gè)人的習(xí)慣不同，流程興許會(huì)有所差別，但大抵的進(jìn)程不會(huì)有太大的出入。 為了讓更多DIY玩家懂得整個(gè)流程，咱們?nèi)允菑牡谝徊讲鸪壕帘嘲彘_端。1. 拆液晶屏背光板投影時(shí)液晶屏的背光組件要拆除。具體做法是：用合適的螺絲刀取下液晶屏四周的 固定螺絲。一定要小心，使勁要均勻。螺絲取完后開始取下固定的金屬架。金屬架 上有幾個(gè)輕敲和液晶屏上的塑料卡扣扣在一起，要用指甲輕輕搬開，慢慢就可以取 下固定金屬支架。把金屬支架取下后，就漸漸用手把液晶屏和背光分離。要非常當(dāng) 心，因?yàn)橐壕У倪吷嫌心z和背光板粘在一起，液晶和背光板分離后的樣子如圖6所示：2. 撕防眩膜因?yàn)橐壕烈话闶怯迷陲@示器上的，為了增長(zhǎng)可視角度，液晶屏的表面一般有一層 磨沙層（防眩光層），會(huì)對(duì)亮度造