一千多元高清晰投影机自己做

专题

目前,市面上的高清晰投影机价格仍然高不可攀,动辄上万元的投入让普通的家庭用户早早就打消了购买念头,看来投影机要“飞入寻常百姓家”还有待时日。难道我们就只能等待投影机降价后才能够享受大屏幕投影的乐趣吗?

其实,只要我们高度发扬DIY精神,价值逾万元的投影机照样能够自己动手来组装!虽然不敢说这将会是2005年度最具创意的DIY制作,但笔者绝对保证会带给你足够的震撼和享受!只需要投入不到市面上万元投影机价格的五分之一,你也能够拥有一台高分辨率、高清晰度的家用投影机!下面笔者就将自己亲身体验的详细制作步骤告诉你。

作者感言

姓名:常凤臣

笔名:CFC

籍贯:北京

职业:网站编辑

爱好:DVD收藏、看电影、DIY

DIY的乐趣,并不在于最终的结果如何,而是在于在动手的过程中实现自己的理想,锻炼自己的能力,在动手的过程中寻找快乐。

这次我制作这台投影机,主要是因为看到目前市场上投影机的价格对普通消费者来说太高,所以想向高价的投影机挑战。DIY的过程还算比较顺利,也使我对液晶屏以及LCD投影机的原理有了更进一步的认识,也了解到专业的投影机的价值所在,虽然最终的效果和高档投影机效果相比存在一定的差距,但还是相当令我满意的。

希望爱好动手的朋友可以通过DIY提高自己的水平,并且体会到其中的乐趣。

PART1 硬件准备

要自己动手组装一台家用投影机,我们需要准备下面一些东西:

1.教学用幻灯机(投影仪),也就是我们平常演示幻灯片所使用的幻灯机。

2.可拆卸背光板的液晶屏。也可以将一个二手的15英寸液晶显示器中的液晶面板拆下来使用。

3.与液晶屏配套使用的驱动电路板。

4.小风扇一个,尺寸和CPU风扇相似。

5.直流卤素灯泡若干个。

PART2 制作关键

在动手之前,我们首先要了解一下投影的原理,以便于弄清楚各个组装步骤中包含的技术背景。投影的物理学原理很简单,就是通过凸透镜的成像原理将一个画面从液晶屏上投射到幕布上。因此,其中包含了几个关键的因素:

1.光源。由于液晶屏的亮度有限,要实现图像的投影,就必须将液晶屏的亮度提升到足够高。这需要强光在背后进行照射,因此必须解决如何得到强光的问题。

2.透镜。既然要通过凸透镜成像,凸透镜就是必备的物件之一了。当然,我们绝不能随便在地摊上找一个放大镜来充数。

3.液晶屏。图像是在液晶屏上成像的。因此,如何得到液晶屏以及相应的驱动电路板也是一门大学问。带着这几个问题,笔者开始了自己的探索之旅。

PART3 硬件的获得

1.教学用幻灯机。之所以要用到幻灯机,是因为它正好满足我们进行图像投影的基本条件。由于幻灯机本身就设计好了光路,而且提供了调焦的机构,不需要我们再去设计光学系统,免去了复杂的调试和安装工作。幻灯机的工作原理如图1所示。

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图1 幻灯机的工作原理

同时,由于幻灯机的灯泡采用的是高亮度的卤素灯泡,而且我们还可以购买更高亮度的卤素灯泡来代替原来的灯泡,因此液晶屏所需要的强光源问题得到了解决。另外,幻灯机里面专门有风扇给灯泡散热,所以灯泡的散热问题也可以不用考虑了。

由于旧式的幻灯机现在已经基本退出了历史舞台,因此笔者把重点放在了去旧货市场上“淘宝”。转悠了好几天,终于以130元的超低价格买到了自己梦寐以求的二手教学幻灯机。

2.液晶屏。液晶屏本身是不会发光的,需要靠背光灯来提供光源。液晶屏有可拆背光和不可拆背光两种,早期生产的液晶显示器,不论是14英寸还是15英寸的,很多背光采用的是灯箱的形式,也就是说在液晶面板后面做一个封闭的灯箱,灯箱的里面是灯管,这样的显示器的特点就是厚度大,它的背光是分离的,拆起来也方便。

另一种液晶显示器,就是现在见到得最多的一种,机体很薄,主要是通过导光板把光导到屏幕上,这种屏又分两种,一种是背光板和液晶屏直接放在一起的,还有一种是粘到一起的。前一种的背光板可以拆卸,后一种就很难拆卸了。

还有一种液晶屏上的电路板较大,拆掉背光板后,电路板会遮挡投影光源,很难拿来用于投影。

你可以购买一台液晶面板能够正常显示的二手液晶显示器,然后将其中的液晶屏和驱动电路板拆下来使用。不过,现在市场上有独立的液晶屏可以购买,这种液晶屏的背光板很薄而且很容易拆卸,笔者使用的就是这种。

根据幻灯机台面玻璃的尺寸,确定好要购买的液晶屏尺寸后,笔者便开始了液晶屏的选购。

小提示:液晶屏的尺寸不能大于幻灯机台面玻璃的尺寸,否则成像便不完整。

笔者的液晶屏是通过网站购买的,夏普13.3英寸可拆背光液晶屏,分辨率为1024×768,再加上三合一控制电路和一个小的红外线遥控器(能够进行所有的操作),总共花去了1600元,应该说还是物超所值的(图2、图3)。

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图2 液晶屏及配套电路板
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图3 三合一驱动电路板

小提示:光购买液晶屏还不够,必须向商家提出购买相应的配套控制电路。

3.灯泡。幻灯机的灯泡寿命一般都不会很长,因此,购买一些灯泡来备用是完全有必要的。此类灯泡在普通的电脑城很难买到,笔者也是在电子配件市场一个卖灯泡的小店里面才找到的。刚开始老板拿出的是300W的灯泡,可是个头太大,根本装不进幻灯机中。在一堆盒子里面翻了一阵子后,老板又把另外一盒灯泡摆在我面前——这正是我所需要的灯泡。

当然,此刻需要镇定,否则很容易就被“宰”。笔者以每个5元的价格购买了5个卤素灯泡(图4),好便宜^-^

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图4 幻灯机的卤素灯泡

PART4 组装及调试

1.拆卸液晶屏背光板。拆解液晶屏背光板的过程其实很简单,由于笔者选择的是可拆背光板类型的液晶屏,所以只要将液晶屏上的几个螺丝拧掉(松螺丝的时候应该对角松),然后小心地将边框拿下,将液晶屏和背光板分离(图5),注意不要把脆弱的数据线弄断,液晶面板很薄,强度也比较低,不要让它承受太大的力量。笔者购买的这款液晶屏的背光板还是很容易拆卸的,拆除了背光板后的液晶屏就变成了半透明的状态。

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图5 将液晶屏和背光板分离

2.连接驱动板。液晶面板有一个和驱动板连接的接口(图6),将它插在图3驱动板左下角的插座上。这样,液晶面板便能够从驱动板上取电,并且可以接收驱动板上穿过来的图像信号了。

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图6 液晶面板和与驱动电路板的接口

三合一驱动板可以接收电脑的VGA信号以及AV信号(图7)。

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图7 驱动电路板后面的端子

通过外接扩展的电路还可以接收有线电视信号(图8)。将驱动板和液晶屏连接好后,用连接线将驱动板和电脑显卡的VGA接口相连,液晶面板上便可以显示图像了(图9)。

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图8 接有线电视信号的电路板
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图9 显示图像

由于液晶屏非常薄,稍不小心就会损坏,因此拆除背光板的时候一定要小心,并且要保证液晶屏受力均匀。在拆除的过程中,笔者就遇到了十分惊险的过程:拆除背光板后,液晶屏通电不久就出现了两道斑纹(图10)。还有就是液晶面板旁边的电路板差点断掉。后来笔者赶紧用胶条固定好了,大家操作时要特别留意。

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图10 液晶屏出现了斑纹

3.组装幻灯机。笔者购买的幻灯机是折叠式的,幻灯机的镜头臂在不用的时候可以放下来。在使用的时候要先立起来(图11)。幻灯机箱子有一个暗格,镜头、反光镜和电源线都“藏”在这个小暗格中。将镜头和反光镜取出,安装到镜头臂上。最后插上电源,幻灯机便可以开始工作了(图12)。

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图11 立起镜头臂
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图12 组装完毕的幻灯机

4.简单调试。将连接好驱动电路板的液晶面板平放在幻灯机的台面玻璃上(图13),打开幻灯机的电源开关,在投影屏幕上便会出现液晶面板上显示的图像了。

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图13 将液晶屏放在幻灯机的台面上

刚开始由于室内光线比较强,所以投影出来的图像显得亮度很低,看得不是很清楚。笔者将窗帘拉上,同时将室内的灯光熄灭后,效果马上好很多了(图14)。

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图14 关灯关窗后的效果

5.调焦。为了让投影的图像更加清晰,我们可以对焦距进行一定的调节。看到幻灯机镜头臂上那个黄色的可以旋转的旋钮了吗(如图15)?缓慢地旋动该旋钮,投影机的焦距也会随之改变。当你觉得投影的图像已经足够清晰的时候,便可以停止调焦了。

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图15 焦距调整旋钮

在调焦的过程中,还出现了小“插曲”:笔者正在进行焦距调节,突然间投影图像的亮度降低了许多(幻灯机的灯泡并没有损坏)。正当笔者检查时,忽然闻到了一股塑料烧焦的味道。笔者赶紧把幻灯机关掉。检查后发现,原来是由于聚焦不准,导致汇集到了镜头的外面,把镜头旁边的塑料烧糊了(图16),发出刺鼻的气味。

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图16 镜头旁边的塑料烧糊了

原来笔者在调节好焦距后,镜头支架发生了轻微的移位,导致聚焦不准。后来,笔者发现这台幻灯机的设计师其实已经考虑到了这个情况,在镜头臂上设计了一个限位器,也就是那个黄色的小滑块(图17)。在调节好焦距后,我们只要将这个限位器放到镜头臂的最下面,钩到下面的铁片后便可以固定镜头臂了。

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图17 镜头臂上的限位器

PART5 维护

完成上面的操作步骤,一个家用投影机就此诞生了!说实在的,这个投影机的效果还是令笔者满意的。不过,DIY工作还没有结束,因为我们只完成了一部分工作,接下来,对投影机的维护也非常的重要,还有许多问题亟待解决。

1.散热

散热问题是最为重要的、也是最迫切需要解决的。虽然液晶屏工作的时候本身发热量不大,但是由于幻灯机需要强烈的背光进行照射才能够保证投影画面的亮度,而强光的照射必然会产生许多的热量。它的温度虽然和灯泡的温度没有办法比,但是对于液晶这种材料来讲,还是非常敏感的,因为液晶分子会在温度升高的情况下变得更加活跃,从而有可能让液晶屏变色,甚至烧毁。因此,必须给液晶屏加装散热装置。

经过再三考虑,笔者最终采用了一个非常简单、实用的方法解决了这个问题,那就是添加一个小的风扇。风扇采购于电子城,价值15元,从尺寸上看,并不比CPU散热器上的风扇大多少,但是它的风量已经满足液晶屏散热的需求了。液晶屏和幻灯机之间是留了一定距离的,再通过风扇送风,使它们中间的导热介质空气流动起来,以达到良好的散热效果。为了保证有足够的风从LCD屏下面穿过,笔者用透明胶带做成一个导流板,起到导风的作用(图18)。

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图18 给液晶屏散热

另外,幻灯机的灯泡散热也要考虑进去。虽然幻灯机内部有专门的风扇给灯泡散热,但是笔者还是在散热口添加了一个风扇,这样能够使空气对流更为顺畅,有利于散热(图19)。

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图19 给灯泡散热

2.液晶屏的保护

拆下背光板的液晶屏,大约只有3mm厚,所以强度上非常脆弱。笔者最担心的就是液晶屏受到意外的物理损坏。笔者想在液晶屏上加一层玻璃。很多朋友都知道,有一些夹层玻璃内部是夹着胶的,像汽车的前挡风玻璃,或者是银行柜台的玻璃,为了防止玻璃碎开的时候伤到人,所以就在两块玻璃中间夹一层透明胶。那么,笔者的液晶屏能不能做成这样呢?笔者咨询了一些专业人士,得到的回答是往玻璃上加胶,需要高温条件下才能够完成,看来笔者的这个想法是行不通的。

既然加胶的方法不行,就只能用一个比较简单的方法来保护液晶屏了:找一块同尺寸的无色透明玻璃,将其表面擦拭干净,然后和液晶屏贴紧在一起,最后用透明胶把它们的边缘粘在一起。这样起码能够保证液晶屏不会受到严重损坏。

3.驱动电路的安置

三合一驱动电路板虽然不大,但总不能摆放在外面。因此,对于电路部分,笔者准备找一个合适的盒子将它装起来,只外露输入输出接口就行了。正好,笔者手头有一个废弃的电视盒,装驱动板正好合适。这样,只要把连接线留在外面,然后把盒子用透明胶固定在幻灯机的侧面就可以了(图20)。

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图20 将驱动电路装在电视盒里

4.灯泡问题

灯泡是幻灯机的光源,它是一种直流卤素灯泡,这种灯泡在工作的时候,温度能够达到1000摄氏度,所以这种灯泡要给它良好的散热。

掀开幻灯机的台面玻璃,我们可以看到一个小铁盒(图21)。掀开铁盒的盖子,幻灯机的两个卤素灯泡便呈现在我们眼前(图22)。幻灯机工作时只要使用一个灯泡即可,另外一个灯泡为备用灯泡。在投影机的底部有一个灯泡的切换开关(图23),一旦某个灯泡坏了,我们只要将开关切换到另外一个灯泡即可。

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图21 幻灯机内部有一个小铁盒
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图22 铁盒里安装着灯泡
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图23 灯泡切换开关

不过,即便散热良好,这种灯泡的寿命也不可能太长,特别是遇到质量不好的灯泡,有的时候一个小时都要换好几次。这一点让笔者颇为头疼。好在买这台幻灯机的时候就带有两个灯泡,而且灯泡都是好的。但这两个灯泡能够用多久,如果相继坏掉怎么办?其实灯泡寿命的问题只是个表面的问题,由这个问题所带来的是灯泡的成本如何。灯泡坏了可以换,但是如果一个灯泡的价格太贵的话就成了问题了,好在笔者跑了好几趟旧货市场,才从一个不起眼的小店中购得了所需要的灯泡(图24)。大家如果DIY这样一个投影机,也要多准备一些备用的幻灯机灯泡。如果幻灯机灯泡“罢工”,我们只要打开灯泡盒的盖子,将坏灯泡取出,再换上新的灯泡即可。

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图24 卤素幻灯机灯泡

小知识:我们知道,一般的家用投影机一个灯泡大概需要3000元人民币,寿命为2000~4000小时(图25)。当然了,这种灯泡通常都是飞利浦等大厂的产品,可以说是物有所值,其亮度等各方面的参数也不是一般的幻灯机灯泡所能够比拟的。

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图25 投影机专用灯泡

5.投影幕布

投影机DIY完成了,那究竟有没有必要购买一块投影幕布呢?笔者认为,这个要看具体的情况:如果你的使用环境里有比较合适的白墙,那就不用买了。白墙的效果还是不错的,比起笔者在试验时使用的小白板效果要好很多。因为白板的表面非常光滑,所以造成镜面反射很严重,如果从正对白板的位置看过去,就会看到有很严重的光斑,效果很差。

而专业的投影幕布就不存在这个问题了,因为幕布的表面做了特殊的处理,漫反射的效果很好,从各个角度看都能看到比较好的效果。

说到投影幕布,笔者觉得还有必要多说几句。投影幕布分好多种,价格从几百元到几万元都有。有的幕布上面有透明的珠珠,有的幕布表面经过类似于喷砂的处理,有的用的是金属丝制成。金属幕布主要是能够做成内凹的形状,可校正投影机的光学误差。不光幕布所使用的材料有区别,它们的使用方式也各不相同。有的是挂的,有的是电动的,有的是手动的,有的是遥控的。当然价格也都不一样了,大家在选择时需要特别注意。

PART6 成本分析

这台投影机目前DIY到这个状态,可以说基本上完工了。当然,还有很多地方需要改进。下面我们先把这次做投影机的成本进行一下核算。

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总共花费是1865元,如果你需要购买投影幕布,那么再添加300元左右的预算就差不多了。

就这样,我们以不到2000元的价格制作了具有AV输入、VGA输入和电视输入三合一功能的投影机,并且具有1024×768的高分辨率投影效果,比起动辄数万元的投影机来讲,放在家里看看电影已经是非常不错了。

PART7 优劣点分析

小知识:LCD ( Liquid Crystal Display)液晶投影机,是目前投影机市场上的主要产品。液晶投影机利用液晶的光电效应,即液晶分子的排列在电场作用下发生变化,影响到液晶单元的透光率或反射率,从而影响它的光学性质,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。

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制作完成的投影效果

与我们DIY的“投影机”不同,真正的LCD投影机具有色彩好、亮度均匀性好等多方面的优势。液晶投影机中比较高端的产品是液晶光阀投影机,它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶与光阀相结合的产物。其特点是具有非常高的亮度,适用于环境光较强,投影屏幕很大的场合,如超大规模的指挥中心、会议中心或娱乐场所等。

1.优点

使用这款DIY投影机有非常多的好处:

①分辨率高:15英寸液晶显示器的标准分辨率是1024×768,而万元级投影机的标准分辨率几乎都为800×600。

②使用成本低廉:一个投影机灯泡的售价在3000元左右,而工作原理与投影机类似的幻灯机,每个灯泡才5元,价格优势非常明显。

③环境要求较低:投影机需要专门的幕布才能显示出清晰的效果,而如果用幻灯机就没那么麻烦了,完全可以直接投影到墙上,而且亮度、对比度也没有问题,在居室环境内完全能够看到非常清晰的图像。

④制造成本低廉:这个不用多说,在2000元左右的DIY投影机面前,所有规格的投影机几乎都毫无优势可言。

2.劣势

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投影玩CS游戏很爽

当然,这个自制的投影机的投影效果还是和专业的投影有着很明显的区别的。

①亮度不及专业投影机。

②投影尺寸无法进行调整,固定距离投到墙上的画面尺寸是固定的。

③球形失真较大,不像专业的投影机有非球面镜头可弥补这一点。

④有的朋友会提出噪音和体积的问题。噪音主要来自那个小的散热风扇,但是在实际使用中笔者发现,这个风扇产生的噪音与主流投影机的工作噪音相差不大。至于体积,笔者觉得这是个见仁见智的问题,因为即使是非常轻便的家用投影机,也很少有人会搬来搬去。

编后:看了这篇文章后,相信大家已经消除了对DIY高清晰投影机的神秘感。说起来,DIY一台投影机也就是将拆了背光板的液晶屏放在幻灯机的玻璃台面上这样简单,如果你有和作者相似的条件,也完全可以DIY一台属于你自己的家用投影机,轻轻松松地享受大屏幕高清晰的投影!