怎样制作大屏幕液晶彩色投影机

大屏幕彩投的构造原理并不复杂，从形式上基本上可以分为两大类，即正投和背投，结构上还可以分为投影管式、液晶光阀式、单枪、三枪、单片、三片式等等，本文重点介绍液晶式彩色投影机。

液晶显示原理如图1所示。这里，液晶板只是个光阀，顾名思义它只是一个光的阀门，要显示图像还需要一个很强的光源，一般是用高亮度灯泡经过反射聚焦后变成一束平行光照射在液晶屏上，通过光电效应，外加电信号作用于液晶屏对这束平行光进行调制，产生的图像再经过投影镜头投到影幕上成像。液晶投影机基本原理见图2，通过原理示意图可以看到，液晶彩色投影机是由以下几大主要部件组成的。

（1）光源部分。主要由卤素灯泡、介质膜反光镜、隔热镜组成。卤素灯泡分高低压两种介质膜反光镜，采用真空镀膜技术，在反光玻璃碗上镀一层介质膜，它对可见光的反射率很高，对红外、紫外等不可见光反射率低，是典型的冷光反射镜。隔热镜的作用是通过可见光，隔绝红外等高热源通过，降低光源温度，保证液晶屏不会过热、安全使用。（2）聚焦镜。一般采用两片平透镜或一片平透镜、一片菲涅尔透镜，把光源变成平行光穿过彩屏后聚焦到投影镜头上。（3）液晶屏。主要是起到一个光阀作用，它由数十万个三基色的小液晶像素组成，每个像素由一个薄膜晶体管控制（TFT方式），这些像素像一个个阀门，在信号源的控制下开启和关闭，使通过液晶屏的光束受到电信号的调制而成像。（4）液晶驱动部分。它为液晶屏提供激励信号和电源。（5）AV板。上有AV输入口和S端子输入口，能驳接各种音视频信号源，并负责把图像模拟信号转变为RGB信号提供给驱动板。（6）TV板。作用是接收有线、无线及增补电视频道输送到AV板，使彩投具备接收电视的功能。（7）投影镜头。一般采用专用放大镜头，由二凸一凹三组七片光学玻璃透镜组成，使用多片镜是为了减少像差，提高边缘清晰度，镜片全部采用真空镀膜，大大增强了透光性。镜头本身具备调焦功能，使用非常方便。如果是背投，则需要采用短焦距镜头并在镜头前方加一块反射镜片。（8）、（9）散热风扇。采用低噪音高效率电脑风扇，用来为光源和液晶屏散热，保证机器正常使用。（10）电源部分。为整机提供电能。整机的工作流程是：卤素灯发出的光经冷光反射镜反射可见光部分并予聚集成一束明亮的平行光，通过聚焦镜聚焦后照射到液晶屏上，液晶屏在视频信号的控制下，由于光阀作用使通过的光线分解为三种基本颜色并产生明暗变化而形成彩色图象，最后通过镜头投射到影幕上形成放大了的图像。

1. 彩色液晶屏：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，目前作液晶彩监及彩投的大都是模拟屏，数字屏由于技术和价格等原因尚未大量使用。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三个条件，首先必须是真彩模拟屏，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彩屏有夏普3英寸屏，东芝4英寸屏，EPSON5.6英寸屏和CASIO5.5英寸屏。上述几种屏性能的共同特点是：均是真彩模拟屏，输入口少，改制方便，像素适中，安装简便，且价格较低容易被接受。夏普3英寸屏是比较常见的彩屏，该屏面积小，像素约12万，呈六边品字形排列，图像颗粒感较明显，用来做60英寸以下背投或正投较好。东芝4英寸屏是市场上唯一有较大批量提供的二手彩屏，该屏是方点品字屏，面积约为3英寸屏的两倍，像素比3英寸屏高一些（约15万），光通量也高得多，图像较为细腻，与之配套的光源系统体积较大，灯泡功率也大，温度较高，制作中要细致耐心调整。EPSON5.6英寸彩屏是目前我们能看到质量指标最好的真彩屏，通称爱普生6英寸屏，是最近才出现的低价优质屏，呈条形一字排列，这种屏放到100英寸时与进口万元级彩投在观看效果上已不相上下。还有CASIO5.5英寸真彩屏，九成新以上，像素呈竖条形一字排列，与显像管相似，图像特别细腻，配合高亮度光源，效果完全可以与万元以上商品彩投相媲美，此屏还有一大特点是可以轻易改变行场方向，使用极其方便。

2. 光源：大家已经知道，液晶屏仅是一个光阀，图像的产生是靠外来光源的照射，这就是说，在液晶屏的性能决定之后，图像的质量主要取决于光源的质量。现在用于自制彩投的光源主要有两种，一种是采用低压卤素灯，即电影放映用金属卤化物灯，电压12V～220V，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，造价低廉，是自制彩投的首选光源。若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，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，是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；四是不能瞬间点亮，要有1～3分钟的预热。

3. 镜头：镜头是整个机器的灵魂，再好的彩屏、再好的光源，最终都要通过镜头来实现图像的放大投影，可以说镜头的好坏关系整机指标的优劣。自制彩投时多使用照相机镜头或放大机镜头，这里先引出镜头的两个专用术语：光圈和焦距。喜欢摄影的同志都知道，镜头的光圈是用数值来表示的，一般从22至1.4，个别还有到

1.1、0.8的。实践证明，自制彩投选择光圈最小不能大于2.8，最好是2.0至1，太大了光通量少，宝贵的图像光线就不能全部通过，亮度可想而知。另一个术语就是焦距，焦距也是用数值来表示的，通常在50～210，当然还有短焦和长焦，超短和超长焦的。数值越小焦距越短，数值越大焦距越长，一个定焦镜头只有一种焦距，投影机对镜头焦距的要求正投一般在50～310，背投一般在35左右。焦距这个概念很重要，它决定了打满预定尺寸时投影机与影幕的距离，焦距越短，投影机与影幕的距离就越近，反之就越远。一般家庭空间有限，所以选择适当的焦距事关重大，我们一般选择焦距在75～310之间，这样投影机与屏幕的距离在3～5米，比较适合一般家庭。

有了上述关键部件就可以开始制作了，下面根据具体事例作一简单介绍。

方案一：采用3英寸彩屏制作的彩投

彩色液晶屏采用夏普3英寸真彩（TFT），驱动板是原配的，AV板是自行开发的，与液晶显示器配合很好，镜头选用俄罗斯生产的中焦照相调焦镜头，真空镀膜、非球面设计、多片组合、透光率高、边缘清晰、成像良好，使用非常方便。配件还需要：光源组件一套（含隔热玻璃）、聚焦镜一组、24V/150W或24V/250W卤素灯一只（高色温型最好）、陶瓷灯座一个、12V电源变换器一只、小风扇2只、光源变压器、机壳等。

安装步骤如下：

1. 先参考装配示意图（图3）做好准备工作：把卤素灯泡装在陶瓷灯座上，固定在光源组件尾部的铁片上，光源组件固定在机壳的最后方，把插座、开关、保险盒等电源部件安装上，液晶屏暂时不能安装，要等光源调好后再装，因为先安装液晶屏会使调光困难并可能烧坏液晶屏。

2. 镜头用热溶胶粘牢在开孔的前面板上，把镜头光圈开到最大锁紧。

3. 接通12V电源，确认风扇正常运转后，打开灯光电源，先把光投在墙上，用一张照相底片放在聚焦镜前液晶屏的位置，把影像调清晰，拿开底片，反复调节灯泡与灯碗的距离使光面平衡且亮度最大后锁紧固定螺丝。这个环节非常重要，是整机成败的关键，需耐心仔细操作，决不能有光斑、光环、暗影，否则液晶板发黑甚至烧坏。

4. 把液晶屏反向（即原背光面朝前，做背投时正向安装），安装在聚焦镜前方2mm处固定好，屏中心与镜头的中轴线重合。把驱动板、AV板连接好后，插入槽中，把AV板装在合适位置插上旋钮，把扬声器用热溶胶固定好，要特别注意两块板的绝缘。

5. 接通液晶显示器，然后打开光源，墙面上出现彩色图像，微调镜头焦距和AV板旋钮使图像清晰、色彩艳丽，声音适当，如果亮度偏低可调整驱动板上亮度调整电位器。

6. 调整机器与墙面的距离可改变投影尺寸，一般在2～5m效果较好，即40～100英寸，其实彩投在较大尺寸观看才能体现效果，它的清晰度已由液晶屏决定，小尺寸时清晰度并未增加，只是图像感觉较细腻且亮度增强，如有条件可在珠光影幕上放影，亮度会比白墙提高不少。

7. 由于彩屏较小，清晰度和亮度均有限，建议此方案用于60英寸以下正投或背投。

方案二：采用5.6英寸屏制作的彩投

这款彩投完全可以用于歌舞厅和一般家庭。具体制作方法请参考方案一，但是光源改为高压气体放电灯（金卤灯），彩屏使用5.5CASIO或5.6EPSON，因为这两款彩屏均为模拟屏且社会拥有量较大，AV板采用AN1621板或TDA8361和LA7688板均可，与三英寸、四英寸屏通用。如果直接购买液晶彩监也可，但一定要选择真彩和背光可以分离的，而且不能有划伤。否则将不能成功。因为相机镜头已无法涵盖，故采用焦距为220或285的大口径单片镜，（口径达84mm），真空镀膜，成像清晰，效果良好。聚焦镜采用相同焦距的菲涅尔透镜，光平衡度很好。此款彩投像素较高，亮度也较高，比方案一性能指标上均有较大提高，经济实惠，业余条件下制作容易，是一款值得推荐的方案。

方案三：采用10.4英寸屏制作的高清晰高亮度发烧级彩投

此款彩投像素近100万，光通量达1000流明，可以开灯观看，投影尺寸80～200英寸，效果与电影相当，极具发烧水平。是自制彩投的顶级技术。与进口二万元级的彩投观看效果不分仲伯。

10.4英寸屏原用于笔记本电脑，分辨率均在640×480以上，必须选择TFT真彩数字屏，背光与液晶屏应能彻底分离，配用一块专用驱动板，可以完成AV、S端子、VGA的输入解码显示，并具有图标或中文菜单指示操作。由于本方案采用大尺寸彩屏，所以光源部分和散热问题较难解决，必须花费较大气力。请参照图示进行。这款彩投亮度和清晰度指标很高，完全可以用在电化教学上，图4就是直接使用教学投影仪的实例，上述两方案的光源均采用灯碗分离的设计，大大降低了使用费用，使用中只需更换灯泡，而且灯泡特别便宜，费用仅是进口灯的1/20。

1. 安装液晶屏要小心操作，避免打碎、破裂，使用时注意排风扇不能出现停风运行和风力小等散热不良现象，否则将造成液晶屏永久性损坏，如发现液晶屏出现黑斑立即关闭电源，仔细检查散热部分，并注意调整好灯泡与灯碗的位置，必要时加上一片隔热玻璃能有效增加亮度并降低温度，保证使用安全。

2. 试验和安装时务必注意电路板和电路的绝缘，以免造成损坏并危及人身安全。

3. 要使用较高质量的信号源，如超级VCD、DVD和正版光盘。低清晰度的节目源会造成液晶板过热损坏或缩短寿命。

4. 随意开关电源会对灯泡产生冲击，缩短它的寿命，也不要随意增减电压和功率参数，特别是高压灯，绝不允许频繁开关，否则将立即造成损坏。

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（封燕鸣）