不花冤枉錢 自己動手制作投影機

sunboy

盡管投影機的價格逐年下滑，但是動輒幾千上萬元的投入還是讓不少囊中羞澀的DIY玩家近而遠(yuǎn)之。因此，自己動手組裝投影機的想法不時出現(xiàn)在一些高端DIY論壇上，同時相關(guān)的制成品以及詳細(xì)的過程介紹也紛紛涌現(xiàn)，吸引了大批DIY玩家。而今天我們介紹的是一個資深DIY玩家自己動手組裝投影機的過程，希望更多人對制作投影機有個初步的了解。

大屏幕一直高清玩家的永恒追求。這是因為大屏幕顯示設(shè)備在營造現(xiàn)場氛圍和震撼場景方面具有不可比擬的優(yōu)勢：電影或者游戲中的人物和真人一般大才過癮!所以有人預(yù)言：顯示設(shè)備的下一個王者將非投影機莫屬。

但是，面對投影機，特別是高清1080p投影機昂貴的售價，大多數(shù)人都只能望洋興嘆。是什么原因?qū)е峦队皺C在現(xiàn)階段還不能走進(jìn)普通千家萬戶呢?根本原因還是價格和技術(shù)壟斷。盡管投影機的價格逐年下調(diào)，最近甚至還出現(xiàn)了萬元以下的1080p產(chǎn)品，但是對于大多數(shù)人而言，這個價格還是讓人有些難以“下咽”。再加上除了投影機本身之外，投影機燈泡的價錢也是必須要考慮的。往往一個燈泡的價格比一臺液晶顯示器還貴。因此，對于工薪族來說，品牌投影機起碼在現(xiàn)階段仍屬于高消費品。

不過這兩年，國內(nèi)突然刮起了一股自制液晶投影機的旋風(fēng)，用一千多元的價格便能自制一個效果相當(dāng)不錯的液晶投影機。這個消息著讓不少—直夢想著有大屏幕(起碼要有80寸以上)顯示設(shè)備的電影迷興奮不已，筆者也屬于其中的一員。在經(jīng)過一番摸索之后，筆者在自制投影機方面積累了一定的經(jīng)驗。很多^可能覺得，這種自制投影機一定難度很高，其實在弄清投影機原理之后，您也許就不這么認(rèn)為了。

投影機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

筆者之前也嘗試過制作普通金鹵燈投影機，因此有一定經(jīng)驗。就自制投影機的經(jīng)驗而言，只要制作者熟悉投影機的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，90％以上的玩家都可以DIY成功。原因很簡單，就是投影機的原理本身很簡單，制作過程幾乎不決定成敗，只是對最終的效果有影響，如亮度、對比度、亮度均勻性以及色彩飽和度上的差別。目前，市面上甚至還出現(xiàn)了專為DIY玩家準(zhǔn)備的投影機套件，玩家只要按照說明書安裝就行了，這也使得DIY投影機變得更輕松。

如果對投影機進(jìn)行分解，那么將包含四個部分：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，需要把點光源匯聚成平行光，然后光線透過液晶面板，通過光學(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最終的實際效果。例如，如果各光學(xué)元件中軸線沒有重合，那么最后出來的影像就會出現(xiàn)聚焦不準(zhǔn)的問題。

光學(xué)系統(tǒng)主要由鏡頭、菲鏡、聚光鏡、反光碗(LED光源可以不用反光碗)組成：反光碗的作用是把燈泡發(fā)出來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匯集后投射出來，后菲涅爾透鏡的作用就是把聚光鏡的光線變?yōu)榫鶆虻钠叫泄饩€照亮整個液晶屏幕；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，然后通過鏡頭把液晶上的畫面放大投射在幕布上。

液晶成像系統(tǒng)主要由液晶面板和信號驅(qū)動控制電路組成。其中，驅(qū)動控制面板上有很多輸入信號接口，把外來的電視信號、DVD、VCD、HDMI、DVI、VGA以及色差等信號轉(zhuǎn)化為液晶面板所能識別的控制信號。液晶面板是顯示的終端設(shè)備，投影機的性能指標(biāo)主要是由它來決定的。

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。普通投影機由于使用的燈泡功率很高，必須進(jìn)行散熱，這就要涉及到對整個投影機散熱的布局進(jìn)行規(guī)劃，風(fēng)扇的位置和數(shù)量是事先必須確定的。相比傳統(tǒng)投影機而言，LED投影機就不需要太考慮散熱問題，制作過程有所簡化。

對投影機原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和制作前的規(guī)劃是自制投影機的必修課，如果這部分的知識你都了解了，那就可以進(jìn)入到配件的選購階段。不要小看選購，這里面涉及到很多方面的知識，比如光源、液晶屏以及鏡頭等，因此有必要做一些了解。

投影機配件的選擇

1光源

投影影像的質(zhì)量取決于光源。從光學(xué)的原理中我們知道，光源有兩個重要指標(biāo)：強度和色溫。事實證明，一臺較高指標(biāo)的液晶投影機，它的光源應(yīng)該是又亮又白。所以，我們在自制投影機時，很大的一部分精力和費用是用在提高光源的亮度和“白度”上的。

提高亮度看起來似乎很容易，只要增大燈泡的功率就可以了，但實際上并不簡單。即使撇開能耗不說，溫度就是一個大問題。散熱問題解決不好，液晶屏就不能正常工作。亮度高了溫度就高，散熱不好就會燒壞液晶屏，亮度低了又達(dá)不到觀看效果，所以亮度要掌握在—個合適的“度”以內(nèi)。

國際上規(guī)定了A、B、C、D、E：ff種標(biāo)準(zhǔn)白色光源，其中E光源是最理想的白光，色溫約6000K，非常接近自然光。鑒于投影機所需要的小體積、高亮度、長壽命和較高色溫的要求，我們現(xiàn)在用于自制投影機的光源不外乎有三種。

低壓鹵素?zé)簦措娪胺庞坝媒饘冫u化物燈，電壓為12V～48V，功率為100W-400W之間。這種燈的特點是體積小、亮度高，亮度和色溫均能滿足自制投影機的要求。特別是它無需復(fù)雜的驅(qū)動電路，而且造價特別低廉，缺點就是燈泡的壽命較短。

如對亮度和色溫要求較高，就得使用高壓金屬鹵素?zé)?。它的?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激發(fā)各種金屬蒸汽放電產(chǎn)生強烈的弧光。這種燈包含了可見光全范圍的發(fā)光頻譜，可以發(fā)出亮麗的白光且發(fā)光效率高，是目前主流商務(wù)投影機的主要光源。使用這種光源時應(yīng)特別注意，一是點亮?xí)r發(fā)熱厲害，絕不能用手觸及；二是有大量紅外線及和紫外線，不能用眼睛直視；三是需要很高的觸發(fā)電壓；四是不能瞬間點燃，要有1～3分鐘的預(yù)熱。主流商務(wù)投影機為提高清晰度和亮度，多數(shù)采用三片液晶板，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，最后通過投影鏡頭投向影幕，其光源結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，調(diào)整也異常繁瑣，業(yè)余條件下根本無法做到。業(yè)余制作主要采取單路光源單片液晶結(jié)構(gòu)，即燈泡發(fā)出的光經(jīng)過冷光反射鏡、隔熱鏡、聚焦鏡、液晶屏、鏡頭，結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便。

除了前面介紹的兩種光源外，LED光源不能不提。它是目前最受關(guān)注的光源之一。它的優(yōu)點很多：節(jié)能、無輻射、發(fā)熱量小、工作電壓低、啟動快、色溫純正，是未來投影的首選光源。但是，從目前來看，亮度低是目前LED光源最大的通病，而高亮度的LED模塊價格昂貴，作為業(yè)余制作顯然不太合適。自己動手制作亮度較高的LED模塊工序較為復(fù)雜。以筆者自制的LED模塊來說，就用到了704顆5mm LED燈泡，光是為了安置這些小燈泡而在背板上鉆孔就花去了不少時間，如果你對自己的動手能力非常自信，而且有充足的時間可以嘗試一下。

光源的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在一般分為直投和反射式兩種。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理想的光照亮度。但缺點就是亮度均勻性不易做好，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，適用于10英寸以上的液晶屏，同時散熱效果也好，可以使用大功率燈泡。大多數(shù)情況下自制投影機都采用直投。不過，特別要提醒大家的是，使用直投式時要特別注意各光學(xué)元件中軸線的重合和焦距的準(zhǔn)確，否則就會出現(xiàn)圖像發(fā)虛、晴角等問題。除了上面介紹的外，關(guān)于投影系統(tǒng)光源問題還有很多，如燈絲的類型、反光碗、隔熱鏡，尤其是光源的散熱問題等，有興趣的朋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最核心的部件，它的性能決定了投影機的各項指標(biāo)。從驅(qū)動方式來分分為模擬屏和數(shù)字屏兩種，目前用來做液晶投影的大都是數(shù)字屏。最常用的是TFT數(shù)字屏，即每個像素點都用一個薄膜晶體管來驅(qū)動。

自制投影機選擇液晶屏應(yīng)該滿足以下條件：

1真彩數(shù)字TFT屏，并能拆除背光；

2價格適中；

3在體積盡量小的情況下像素要盡可能的高；

4對比度要盡可能的高。對比度也是制作投影的一個重要參數(shù)。做投影的液晶屏的對比度最低要達(dá)到250：1，太低的對比度做投影就沒有什么意義了，所以在選擇液晶屏?xí)r一定要注意液晶的對比度這個參數(shù)。

目前市面上符合上述要求的液晶屏大概有以下幾種：元太3.5英寸液晶屏，物理像素是640×480；夏普6.4英寸專用液晶屏(800×600)、日立、松下、東芝的7英寸液晶屏，分辨率都為800×480。除此之外還有東芝的8.4英寸(800×600)和8.9英寸高清屏(1024×600)、三星的10.6英寸液晶屏(1280×768)。發(fā)燒級的還有三星、東芝、夏普、日立的15.4英寸液晶屏，物理像素可達(dá)1920×1200，是制作高清投影機的不二選擇。上述幾種屏性能的共同特點是：均是數(shù)字TFT顯示屏，像素適中，安裝簡便，目價格較低容易被接受。

為了滿足我們這種DIY玩家的需求，部分商家出售的液晶屏還特意拆除了背板，只保留了液晶屏和驅(qū)動電路，很明顯就是沖著我們這些DIY愛好者或者是一些工程上有特殊需求的用戶來的。因此，在選購液晶屏?xí)r不妨多走幾家門店詳細(xì)了解—下各種屏的實際情況。

3鏡頭

相信大多數(shù)DIY朋友對投影機產(chǎn)品的光學(xué)鏡頭都會感到陌生，因為產(chǎn)品相對還不夠普及。而且當(dāng)你看到實物時，會很自然地產(chǎn)生一個疑問，那就是投影機的鏡頭與一般的數(shù)碼相機的鏡頭有什么區(qū)別?

從原理上來說，數(shù)碼相機(DC)和投影機的鏡頭都是光學(xué)鏡頭，都是利用了光的折射原理，本質(zhì)是相同的。但是，由于投影機與數(shù)碼相機之間的應(yīng)用性質(zhì)以及所要取得的效果不同，它們各自會在具體的細(xì)節(jié)設(shè)計與功能上表現(xiàn)出差異。

首先，最明顯的區(qū)別是有無光圈這個部件。對于DC，由于感光器件(CCD或者CMOS)的感光范圍非常狹窄，所以需要一個在外界光線超過感光器件的感光范圍時控制入射光線數(shù)量的器件，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。用戶可以通過調(diào)整光圈，使這些葉片均勻的開合，形成大小不同的光孔，控制進(jìn)入的光線，以適應(yīng)不同的拍攝要求。應(yīng)該說只要是相機，都會有光圈。但目前來說，絕大部分投影機鏡頭是沒有光圈的。只有極少數(shù)幾款產(chǎn)品的鏡頭使用了光圈，比較典型的是松下PT-AE700，它使用了“動態(tài)虹膜”技術(shù)。該技術(shù)是一種可隨投影圖象亮度而擴張、收縮的光圈。目的是在暗背景下，收縮光圈，使投射出的光線成倍減少，提高了影像的質(zhì)量。

其次，是否支持高倍變焦也是兩者比較明顯的區(qū)別之一。投影機一般是定焦鏡頭，即便使用的是變焦鏡頭，其變焦比一般也不大于2。而一般的民用級數(shù)碼相機變焦比一般都在3以上，只有極少數(shù)的數(shù)碼相機采用定焦鏡頭或變焦比小于3的鏡頭。

另外，鏡頭口徑也是區(qū)分投影機鏡頭和DC鏡頭的最明顯的標(biāo)志，投影機的鏡頭口徑一般都比較大。一方面是因為投影機的感光芯片(LCD、DLP)都比較大，在獲得同樣光圈時所需的鏡頭口徑相應(yīng)地就大。投影機在滿足人們觀看要求時需要足夠的光通量，如果光通量不足，是完全沒有辦法補救的，所以在設(shè)計時就要求使用大光圈、大鏡頭和大燈泡等措施來保障最低亮度值的實現(xiàn)。不過，并不是對上述三項參數(shù)都取最大值，而是在價格與性能之間尋找一個最佳的平衡點。

實際制作流程

在我們詳細(xì)了解了投影機的原理及其內(nèi)部最重要的光源、液晶屏和鏡頭三大組件，并順利采購到相關(guān)的配件之后，就可以開始動手制作了。整個過程大概分為以下幾步：

1拆液晶屏背光板

2測試液晶屏

3研究和確定總的架構(gòu)(包括光路結(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、燈泡和風(fēng)扇

8固定連接所有電子元件

9安裝反光鏡、鏡頭

10度投、調(diào)試

由于每個人的習(xí)慣不同，流程也許會有所差異，但大致的過程不會有太大的出入。為了讓更多DIY玩家了解整個流程，我們還是從第一步拆除液晶屏背板開始。

1拆液晶屏背光板

投影時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周圍的固定螺絲。一定要小心，用力要均勻。螺絲取完后開始取下固定的金屬架。金屬架上有幾個小扣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，就慢慢用手把液晶屏和背光分離。要非常小心，因為液晶的邊上有膠和背光板粘在一起，液晶和背光板分離后的樣子。

2撕防眩膜

因為液晶屏一般是用在顯示器上的，為了增加可視角度，液晶屏的表面一般有一層磨沙層(防眩光層)，會對亮度造成一定的影響，所以一定要把磨沙層撕掉。具體方法是：用一個小容器，裝適量的水(40℃左右)，把取下的液晶屏泡在水中(注意：千萬不要把和液晶屏相連的小電路板也泡在水里，造成電路板損壞以致整體報廢)。目的就是要把液晶屏表面的防眩光層泡軟，容易從液晶的偏光片上分離。等液晶在水里泡了6個小時左右，把液晶拿出來用干凈的軟布搽干。然后在桌子上鋪一層軟布，把液晶屏表面朝上擺放，然后用小刀從液晶表面的邊緣輕輕挑起磨沙層的一角，慢慢地用手撕掉就可以了。(注意不要把偏光片撕下來，磨沙層很薄，而且注意不要弄斷液晶玻璃和電路板的軟排線。)

撕掉防眩膜后保留液晶屏的塑膠外框架，把中間擋住液晶玻璃的多余部分切除，然后把液晶玻璃裝回到塑膠外框架中，再用金屬支架對液晶屏進(jìn)行固定。把裝好后的液晶組件正對有光的地方，看有無其它東西擋住

液晶屏。如果有，則要切除多余的部分，保證沒有任何東西擋住液晶的透光部分。也就是說，所有能顯示圖象的部分都不能有東西擋住。

3安裝LED

把之前做好的金鹵燈安裝在一個合適的鋁合金散熱板上面。安裝時注意金鹵燈的底板一定要涂上導(dǎo)熱硅脂，便于和鋁合金框架接觸良好，有利于散熱，并用螺絲固定。

4安裝光學(xué)配件

首先根據(jù)光學(xué)配件的大小和原理圖設(shè)計好機箱，盡量縮小機箱的體積，這樣顯得更美觀。本文使用的是筆者自制的鋁合金機箱。因為使用的是金鹵素?zé)?，發(fā)熱量大，因此要做好相關(guān)的散熱措施，特別是在光源、液晶屏等位置。筆者就使用了多達(dá)5個風(fēng)扇來保證投影機內(nèi)部的正常散熱。這需些風(fēng)扇位的開孔都是事先要做好的。如果使用的是LED光源，這個過程就要簡化得多，通常只需使用一個背部風(fēng)扇就可解決問題，但是也不能掉以輕心。

接下來是安裝鏡頭。需要注意的是，鏡頭一定要處于光路的中軸線上，其中心與光路的中心重合，否則就會出現(xiàn)聚焦不準(zhǔn)的問題。安裝好鏡頭后，就可以開始安裝其它光學(xué)配件：先為液晶屏做個支架，把電路板和液晶屏垂直安裝好，再安裝前后菲鏡(注意前后菲鏡有羅紋的面是要正對液晶屏的)，其中軸線與鏡頭重合。

除此之外還需要注意的是，光源與液晶屏之間的距離一般保持在12cm～15cm之間，這主要由光源的功率來決定，太近容易把液晶屏烤壞。

5接線

把所有的光學(xué)配件安裝好后開始連接電路。也可以將各部分的線路接好之后，一步一步地進(jìn)行安裝。先把液晶屏與驅(qū)動電路板的線路連接好，然后再接好遙控器插頭。再接好燈泡的主電源。需要注意的是，千萬不要接錯，燒壞液晶屏就太不值得了。

6液晶和驅(qū)動電路的測試

連接好液晶、驅(qū)動電路板、高頻頭、高壓條、按鍵板、電源插頭(內(nèi)正，外負(fù)極)，確定電壓的+／-端子連接正確，千萬不要接錯否則會燒壞電路板。接上電源，使用遙控器開機，驅(qū)動電路板上的綠色指示燈亮表示已經(jīng)開機，液晶的背光點亮，通常是藍(lán)屏。接著將有線或無線TV信號，或者DVD、VCD的視頻信號接到高頻頭和AV端子上，按遙控器模式鍵轉(zhuǎn)到TV模式，按菜單鍵二次，就會出現(xiàn)TVN臺的菜單，切換到自動搜索，過一會就會自動搜索到相應(yīng)的電視信號了。

7善后工作

在機箱內(nèi)的空余位置固定電源和鎮(zhèn)流器，它是為燈泡提供工作電壓的，體積和重量都不小，固定的時候可要多上幾顆螺絲。另外要注意不要讓它擋住光路。最后，就是安裝開關(guān)等善后工作。至此，一款自制投影機就大功告成了。

8試投、調(diào)試

試用和調(diào)試主要是對光路進(jìn)行再校正的過程。對于初次制作投影機的DIY玩家來說，很難在首次制作中做到很精確。最常見的問題就是聚焦不準(zhǔn)，需要對光路進(jìn)行再調(diào)整。這個過程需要足夠的細(xì)心和耐心，往往需要反復(fù)調(diào)校多次。本次制作的投影機調(diào)校后的效果如圖所示，就最后結(jié)果而言，筆者對調(diào)試后的投影效果相當(dāng)滿意。

制作過程需要注意的問題

1安裝液晶屏要小心操作，避免刮花或損壞液晶屏，畢竟液晶屏的主要材料是玻璃。

2使用時注意風(fēng)扇不能出現(xiàn)停轉(zhuǎn)或風(fēng)力過小等散熱不良現(xiàn)象，否則將造成液晶屏永久性損壞。如發(fā)現(xiàn)液晶屏出現(xiàn)黑斑應(yīng)立即關(guān)閉電源，仔細(xì)檢查散熱部分，并注意調(diào)整好燈泡與燈碗的位置，必要時加上一片隔熱玻璃。它能有效增加亮度并降低燈泡對液晶屏的影響，保證使用安全。

3試驗和安裝時務(wù)必注意電路板和電路的絕緣，以免造成損壞，并危及人身安全。

4要使用較高質(zhì)量的信號源，如DVI、VGA、HDMI、HDTV、DVD和正版光盤。低清晰度的節(jié)目源會造成液晶板過熱損壞，并縮短使用壽命。

5隨意開關(guān)電源會對燈泡產(chǎn)生沖擊，縮短燈泡的使用壽命。另外，也不要隨意加減電壓和功率參數(shù)，特別是高壓燈，絕不允許頻繁開關(guān)，否則將立即造成損壞。

由于篇幅的限制，本文只是對自制投影機的流程進(jìn)行了一個大致的梳理，相當(dāng)于一個自制投影機的經(jīng)驗性文章，其中很多細(xì)節(jié)沒有進(jìn)行深入的介紹。比如，光路怎么校正、焦距如何確定等，這部分內(nèi)容還需要玩家自己去摸索學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)這部分知識的途徑很多，比如相關(guān)的DIY投影機論壇(http：／／diybbs.aa.topzj.com)等，上面有很多玩家自制投影機的展示和相關(guān)資料，可以幫助玩家迅速提升投影機制作水平。特別是其它玩家的經(jīng)驗性文章，對初學(xué)者來說幫助很大?？偟膩碚f，自制投影機沒有大家想像中那么難，只要你熟悉投影機原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再加上良好的動手能力，成功率很高。

MC點評：對于大多數(shù)DIY玩家甚至MOD玩家來說。之前也許有不少動手改造和制作的經(jīng)驗，但是相信很少有人想過自己動手制作一臺投影機。因為對于一般人來說，投影機還很神秘，了解其原理和內(nèi)部構(gòu)造的人不多(特別是光學(xué)和電路部分)，就更談不上自己動手來制作了。實際上，如果單純從投影機的原理和構(gòu)造來說并不深奧難懂，而且目前還有專門的投影機套件出售，這些都促使更多人加入到自制投影機的行列中來。成功率很高。這對于傳統(tǒng)的DIY來說是一個有益的擴展。在這個過程中，玩家不僅可以鍛煉動手能力，而且還可以學(xué)到很多光學(xué)和電路上的知識。因此，我們希望通過這篇文章，讓更多的玩家加入進(jìn)來，把我們DIY精神發(fā)揚光犬。對于DIY玩家來說，又有什么是不可能的呢!