投影机制作入门

投影机制作入门

现在的显示设备，显示尺寸是越来越大，就液晶显示器而言，屏幕尺寸一路攀升。对于一般的学习用户来说，过大的屏幕其实没有必要，而且因为视角的原故，还不方便。但是对于热衷于电脑家庭影院和电脑游戏的用户来说，大屏幕是他们永恒的追求。这是因为大屏幕显示设备在营造现场氛围和超级震撼的情景这方面相对于小屏幕显示器具有不可比拟的优势：哪怕电影或者游戏中的人物和真人一般大才过瘾呢！所以有人预言：显示设备的下一个王者将非投影机莫属！

那么是什么原因导致投影机在现阶段还不能走进普通千家万户呢？根本原因还是价格和技术垄断，尽管现在的投影机价格不断地的下调，但是一台具备基本的电脑显示要求的640*480像素的品牌投影机价格仍然近万元！如果是800*600分辨率的话，价格更高！另外，一只液晶投影机用的灯泡售价达两三千元！相当于一台液晶显示器的价钱了。因此，对于工薪阶层来说品牌投影机起码在现阶段仍属于高消费品。这两年，突然在国内刮起了一股自制彩色液晶投影机的风来，用一千多元的价格便能自制一个效果相当不错的液晶投影机来。这个消息着让我这个一直梦想着有大屏幕（起码要有80寸以上）显示设备的电影迷兴奋不已。在经过一番努力之后，终于自制成功了一台自已的液晶投影机，使用效果不错。现在来看看具体的制作方法：很多人可能觉得，这种制作一定具有很高的难度，其实在搞清液晶投影机原理之后，您也许就不这么认为了

一、投影机基本原理（如图）

投影机的基本原理是利用投影灯泡发出的强光把液晶显示片上的图象照射到镜头上，然后通过镜头把放大了的图象投射在幕布上，主要由：光源系统、光学系统、液晶成像系统、主电源系统组成。

主电源主要由开关变压器和插座、保险、供电线路组成，其作用就是提供投影机各部分需要的各种高低压交直流电源。

2、光学系统主要由镜头、菲镜、聚光镜、反光碗（用LED做光源可以不用反光碗）组成：反光碗的作用就是把

灯泡发出来的光线反射到聚光镜中，聚光镜主要是把灯泡和反光碗的光线集中后投射出来，后菲涅尔透镜的作用就是把聚光镜的光线变为均匀的平行光线照亮整个液晶屏幕，前菲涅尔透镜的作用就是把后菲涅尔透镜和含有图象的平行光线再集中在镜头中，然后通过镜头把液晶上的画面放大投射在幕布上，我们就可以看到一幅幅活动的大影象了。

3、液晶成像系统主要由液晶面板、驱动板组成。其中驱动板上有很多输入信号接口，作用是把外来的电视信号、DVD、VCD信号、HDMI信号、DVI、VGA、色差信号通通转化为液晶面板所能识别的控制信号，液晶面板（显示器）是显示的终端设备，液晶显示器主要由一块液晶屏（现在的液晶显示器所用的液晶屏一般TFT真彩屏）和一个背光装置。TFT液晶屏是由成千上万个薄膜晶体管组成的，这种薄膜晶体管在外加电场的作用下会产生不同的透光量。TFT液晶屏正是靠这种透光量的变化来显示图像的，其中每一个薄膜晶体管就是我们常说的一个“像素”。当然，仅靠液晶屏是不可能让我们的眼睛感知道的图像的，因为液晶屏本身不发光，也就是说，必须让一定的光线透过液晶屏才能表现出这种透光量的变化。所以LCD都必须有一个背光装置，在液晶显示器（LCD）中，背光装置是几个“U”形或者“S”形的低功耗CCFL管配合匀光板做成的，它发出均匀的白光透过液晶板后让我们可以明显地看到透光量的变化从而获得图像信息。

二、

材料的选择

1、

液晶屏的选择：

彩色液晶屏是彩投的基础，它的性能决定彩投各项指标的上限，从驱动方式分为模拟屏、数字屏两种，目前作液晶投影的大都是数字屏，数字屏由于技术的进步和价格的降低已经大量使用。比较先进的是采用TFT有源驱动方式的液晶屏，即每个像素点都用一个薄膜晶体管来驱动，由于晶体管的高速开关性能，控制液晶屏成为快速的光阀门，产生的图像清晰而明亮，有效提高图像的质量。

业余爱好者自制彩投的屏应该满足以下四个条件，首先必须是真彩数字TFT屏并能拆背光，其二是价格不能过高，第三是体积不能太大而像素要尽可能的高。符合上述三个要求的真彩屏有元太 3.5英寸屏，物理像素是640*480；SHRAP6.4寸专用投影屏800*600，日立7寸800*480，松下7寸800*480，东芝7寸800*480，东芝8.4英寸800*600；东芝8.9寸高清屏物理像素1024*600；三星10.6寸，物理像素1280*768，发烧级的还有SAMSUNG、TOSHIBAI、SHARP、HITACHI、15.4寸，物理像素1920*1200。上述几种屏性能的共同特点是：均是真彩数字屏，输入口少，像素适中，安装简便，且价格较低容易被接受。其四液晶的对比度要高，对比度也是制作投影的一个重要参数，做投影的液晶屏的对比度最低要达到250：1，太低的对比度做投影就没有什么意义

了。所以在选择液晶屏的时候一定要注意液晶的对比度这个参数。

2、光源:

图像的质量取决于光源的质量，从光学的原理中我们知道，光的性能中有两个重要指标，一是光的强度，二是光的色温，可以用一句简单的话来概括，即光的强度就是它的亮度，光的色温就是光线中各单色光所占的比例。事实证明，一台较高指标的液晶彩色投影机，它的光源应该是又亮又白。所以，我们在自制彩投时，很大的一部分精力和费用是用在提高光源的亮度和“白度”上的。提高亮度看起来似乎很容易，只要增大灯泡的功率就可以了，

但实际上并不简单，因为即使撇开能耗不说，温度就是一个大问题，散热问题解决不好，液晶屏就不能正常工作，亮度高了温度就高，散热不好就会烧坏液晶屏，亮度低了达不到观看效果，所以亮度要掌握在一个合适的“度”的范围内。光源的“白度”即光的色温，色温低的白光所含的红、黄色的成分较多，颜色偏橙色，色温高的白光所含的蓝色的成分较多，颜色偏紫。国际上规定了A、B、C、D、E五种标准白色光源，其中E光源是最理想的白光，色温约6000K，非常接近自然光。实践证明，采用灯丝点燃方式的光源，色温较低，一般在3000K以下，颜色偏黄，即色调是暖色，采用高压气体放电点燃方式的光源，色温较高，一般在6000K以上，颜色偏蓝，色调为冷色。暖色调看起来会觉得红色鲜艳些，冷色调更接近自然的颜色，色彩还原更真实，人眼感觉更舒服。普通白炽灯和日光灯因为亮度低，体积大不适于做彩投，鉴于彩投所需要的小体积、高亮度、长寿命和较高色温的要求，我们现在用于自制彩投的光源有几种，一种是采用低压卤素灯，即电影放影用金属卤化物灯，电压12V～48V，功率100～400W，这种灯的特点是体积小、光效高，亮度和色温均能满足自制彩投的要求，特别是它无需复杂的驱动电路，而且造价特别低廉，缺点就是灯泡的寿命比较短。如对亮度和色温要求较高，就得使用高压金属卤化物气体放电灯作光源，这是一种在灯内充有水银、氩气和金属化合物的灯，在高压作用下水银蒸汽放电同时激发各种金属蒸汽放电产生强烈弧光的灯。这种灯包含了可见光全范围的发光频谱，具有鲜明的白色光且发光效率高，成为商品彩投的主流光源。使用这种光源时应特别注意，一是点亮时发热厉害，绝不能用手触及；二是点亮时有大量红外线及紫外线，不能用眼睛直视；三是有很高的触发电压；四是不能瞬间点燃，要有1～3分钟的预热。商品彩投为提高清晰度和亮度，多数采用三片液晶板，其光源也采用三路结构，灯泡发出的光经冷光反射镜、滤光片、分色镜、反射镜、聚焦镜或分光棱镜，最后通过投影镜投向影幕，其光源结构异常复杂，调整也异常繁琐，业余条件下根本无法做到。业余制作主要采取单路光源单片液晶结构，即灯泡发出的光经过冷光反射镜、隔热镜、聚焦镜、液晶屏、镜头投向影幕。结构简单、调整方便，适于业余自制。

光源结构上现在一般分为直接投影式和反射投影式两种，前者采用聚光碗反射、聚焦镜聚光的方法，光的利用率高，用较小功率的灯泡就有较强的照度，但其光平衡不易做好，辐射面小，主要用于10英寸以下液晶，后者是采用凸透镜加菲涅尔透镜的灯箱式结构，辐射面大，光平衡度很好，适用于10英寸以上彩屏。散热效果也好，可以使用大功率灯泡，但光利用率稍低，特别要提醒大家的是，在调整直接投影式彩投时要特别注意各光学元件中轴线的重合和准确的相对距离，否则就会出现图像发虚、暗角等问题。关于彩投系统光源问题还有很多，如灯丝的类型、反光碗、隔热镜，尤其是光源的散热问题等。还有一种是LED光源，目前深圳已经有100W和50W的单颗LED产品了，亮度高达5000流明，色温也比较合适，而且LED有很多优点：节能、无辐射、发热小、工作

电压低、启动快、色温高，是未来投影的光源的首选。