自制投影仪.doc

如今的显示设备，面子是越来越大，CRT就不必提了，就液晶显示器而言，屏幕尺寸一路攀升。对于一般地学习用户来说，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千家万户呢？根本原因还是价格，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60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。
一、工作原理
　　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。先来了解一下我们常见的普通液晶显示器（LCD）的工作原理：如图1所示，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都是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”形的低功耗节能灯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。

01

　 从前面的叙述可以认为，液晶板实质上就相当于一块可表现活动图像的幻灯片！既然是这样，那么如果我们让一束均匀的强光透过液晶板，然后配合一只凸透镜的话，根据凸透镜成像的原理，就可以在镜头外的某个位置得到一个清晰的实像！液晶投影机的基本原理就是如此简单而已！因此，最简单的投影机就是用一块拆去了背光装置的LCD液晶板取代一个幻灯机上幻灯片！如果嫌幻灯机上放置麻烦的话，那么用图2所示的这种教学投影仪再合适不过了！

02
二、材料准备

　 了解了原理之后，我们再来看看这个制作所需的主要材料也就很容易理解了：
　　1、一块TFT真彩液晶屏（500元-1000元）。如图3，这种东西这几年在国内市场上很多，许多电子厂家为了方便DIY爱好者们自制彩投而专门提供拆去了背光的液晶板。如果您手头有小液晶电视或者监视器也可以，只要自已将它们的背光装置拆去就可以。液晶板有多种规格，影响其价格的主要因素是像素值和尺寸，像素越高价格越高，当然做出来的投影机品质也越高！本人因为经济原因只买了一块6寸的CASIO屏，像素值为320*240（33万单色像素）。如果您的经济条件允许的话完全可以选择640*480（100万单色像素），或者600*800的液晶板。一般情况下，液晶屏都具备AV输入电路，高像素的液晶屏还会具备VGA输入口。

03
　　2、一台教学用的高压灯投影仪。在各地的教学仪管站均可买到，价格约500元。这种投影仪的内部结构如图4。

04

　　3、一个电脑机箱。到电脑城买 一个旧的电脑机箱，要求小巧点的。
　　4、几只电脑内常用的散热风扇
三、制作过程
　　正如前面所述，我们要自制的这款投影机，简单地说就是将一个教学用的书写式投影仪和一块拆去了背光的液晶屏组合在一个铁箱（由电脑机箱充当）中，结构示意如图5。成功的关键就在于使得移装至铁盒中的投影仪的各组件相对位置与原来一致！具体步骤如下：

05
　　1、将液晶屏的背光装置和液晶板分离，这个过程可要小心谨慎，千万不要碰坏或者划坏液晶屏。如图6

06
　　2、将教学投影仪除了散热风扇以外的所有“内脏”和镜头全部拆下，然后将它们按照本身的距离尺寸分别固定在电脑机箱内。这个过程可要认真仔细，务必保证原投影仪的灯泡、反光碗、聚光镜、匀光镜（菲涅尔透镜）及镜头的几何中心在一条轴线上并且各组件之间的距离相等。实际制作的时候可以先将灯泡、反光碗、聚光镜和菲涅尔透镜严格按照它们本身在投影仪内的尺寸固定好。至于镜头，因为一般的电脑机箱内的尺寸不能完全容纳整个投影仪的光路系统，所以镜头要安装在在机箱外，得另想办法！
3、用电砂轮将机箱的正前方的箱壳割个方窗（如图7），然后用塑料板制成一个方锥形的补充箱壳，如图8，本人实际制作时发现，在家电修理店内的旧电视机的“屁股”正好合适，将这样的东东固定在机箱前端正好可以弥补电脑机箱和长度不足，然后我们只要将镜头想办法固定在这个塑料盒的最前端就可以了。至于固定镜头的方法，本人采用的是一个水暖器材中的塑料管件，如图9，既可以旋下来擦拭，又可以进行焦聚的微调！

07

08

09
4、在机箱内的空余位置固定光源的镇流器。这个东西是用来为灯泡提供工作电压的，体积和重量都不小！固定的时候可要多上几个螺丝！另外要注意不要让它挡住光路系统！图10

10
　　5、用手电钻在机箱内的菲涅尔透镜两侧和灯泡附近的机箱上打孔，以安装散热风扇（图11、12、13）。因为教学投影仪所用的灯泡功率通常在300W左右，所以其发热量是惊人的！而液晶屏的上限工作温度一般不能高于60度，所以有必要为在整个机箱内做好强制散热工作，本人在制作的时候，一共在机箱内安装了五只电脑风扇。其中两只为抽风扇，另两只为排风扇，还有一只4寸小风扇专门对着液晶板吹风（图14，其实一般用两到三个风扇应该不成问题）。

11

12

13

14
　　6、在机箱的侧面上安装触发器，并将触发开关和电源开关安装在机箱的外侧面（图15）。接下来的工作就是解决液晶板和散热风扇的电源问题，它们都是采用12伏直流供电的，因此可以让它们共用一个12伏变压器。这个变压器的市电引线直接并在光源供电镇流器的电源引入端，经变压为12伏交流电后用一个整流电路获得一个直流电压，为了保证液晶板和风扇的稳定工作，直流电源先经稳压后再提供给液晶屏和风扇。本人共用了三块LM7812三端稳压块，其中一只为液晶屏供电，另外两只7812的三只引脚完全并联后为5只风扇提供电源，这样做的目的是为了提高输出电流！图16

15

16

　　7、将分离了背光的液晶板连同它的驱动电路板一起固定在机箱内紧靠菲涅尔透镜的前方。一般情况下液晶板的四角是有孔的，安装的时候可以先固定一个支架，然后将液晶板固定上支架上。小驱动板用支架固定在液体晶板的身旁，注意千万不要扯断液晶板与驱动板之间的薄膜排线！固定好液晶板和驱动板后将其信号输入线引到机箱外。图17

17
完成以上工作，一个土制的液晶投影机就基本上搞好了！将这个机器离一堵白墙四米开外，上电试机，打开电源按灯泡触发开关点亮高压灯，先不给液晶板加电，调节机箱的方位角和镜头，可以发现在白墙上可以获得一个亮度很高的显示界面，说明大功基本告成！本人在完成以上工作后，又发现，该机漏光现象较严重，因此，又专门用白铁皮打制了一个方柱形的光通道，如图所示，这样光线被强制约束在这个通道中，有效地减少了漏光。另外，为了提高散热效果，本人还为灯泡附近的风扇做了铝片导风页。图18、19、20

18

19

20

　　最后本人用一台DVD作为信号源，打开液晶板电源，开始正式试机，这才发现本投影机虽然是“土特产”，可是效果还真让人兴奋：在离白墙4.5米的位置，获得一个不小于80寸的显示屏幕！图像色彩艳丽，清晰度决不亚于10000元以下的低档品牌投影机！如果用这个投影机配合具有视频输出的显卡或者采用具有VGA输入功能的液晶板，玩游戏真是爽得很！看电影自不必说！