DIY 投影机高效光学引擎与散热

郭芷良 海南大学应用科技学院 海南儋州 571737

【文章摘要】

随着我国经济的不断发展，人民的生活越来越富足，而伴随着教育的不断进步，有很多人都掌握了一些专业技能。DIY 是近年来比较流行的词汇，英文Do It Yourself 的缩写。其中文意思就是指自己自己动手制作。在老百姓的日常生活中到处都有DIY 的影子，最典型的就是各种食物和手机造型。DIY 投影机就是非厂家组装，通过自主设计安装的投影机，其具有价格低廉实用性高并符合自己要求等特点。但由于非厂家定性生产，因此在使用的过程中对于光学引擎的要求比较高，其性能和散热情况直接影响着DIY 投影机的正常使用与安全。本文即是对DIY 投影机的引擎进行了简要探讨，并说明了几种散热方式。

【关键词】

DIY 投影机；引擎；散热

随着我国教育经济与技术的不断发展，老百姓掌握的各类知识也越来越多。近几年，一些新兴的词汇在年轻人中大受追捧，例如DIYer、技术宅等，他们能够自主设计并组装或拼接出一个个具有鲜明特色的事物来。DIY 投影机便是其中之一。

1 DIY 投影机的引擎

现代投影机一般采用单片液晶，其液晶屏尺寸在5 到10 英寸左右，这样就让液晶屏显得过大，而过大的液晶屏就会对整个投影机的运行效率造成影响。目前常用的投影机都采用的是卤素灯泡作为光源，而在灯泡前面会设置聚光镜和菲涅尔透镜，通过灯泡后的球面反光碗将光线全部发向前方。而这样的光学系统效率过低，无法将全部光线进行合理的使用。因此，想要最大限度发挥聚光功率，则需采用非球面的反光碗。例如采用椭圆形的反光碗，其聚光效果较球形反光碗好，但光线反射不平均，过度集中的光线会对液晶屏造成一定的损伤。而如果采用抛物面反光碗，则光束的横截面积太小，不能满足液晶屏的需求，同时光束在发射时并不平均，会直接影响画面的品质。根据相关实验表明，如果先对光束进行分割，之后再对光束进行重组，这样的方法能够提高光源的利用效率。

另外，如果采用传统的球面反光碗，则其光线的横截面为圆形，而液晶屏为长方形，这也就造成了光源的浪费。如果将圆截面的光线转变成长方形的，则会造成大量的光损失，从效率角度来看并不划算。而采用先将光束分割后再进行重组的方法，则聚光镜可以把圆形截面的光束分割成为一个个长方形截面光束，再经过透镜的折射进行重组，重组之后的光线就可以与液晶屏的大小基本一致，这样做既保证了光线的合理利用，同时也保证了投影时画面的质量。

在使用球面反光碗时，对于光线的包容角较小，光线需要经过多重反射之后才能够进入聚光系统，这是因为光源在反光碗的前面，同时反光碗的表面又具有弧线形，使得光线只能在多次反射后才能通过聚光系统。而如果采用抛物线反光碗，则其包容较又太大，光线在经过一次反射后就可以进入聚光系统，这样就减小了聚光效果。而在采用了先分割光线再进行重组的方式时，既可解决包容角的问题，又能够极好的达到聚光效果。

2 新型光学引擎的原理

如图1 所示，这个光学引擎系统是由抛物线反光碗、第一组透镜、第二组透镜以及液晶屏组成的。首先，光线被抛物线反光碗反射变成了平行的光线进入第一组透镜的n1 ；在经过n1 的聚焦后再射向第二组透镜n1’；n1’再把光束放大之后摄入液晶屏内。而另一组平行光线则由抛物线反光碗射向第一组透镜中的n2 ；在被n2 聚焦后射向n2’；再由n2’将光线放大射向液晶屏，与n1’的光线重合。以此类推，虽然单个小组射向液晶屏的光线是不均匀的，但经过多组透镜的光线重合，其在液晶屏上所呈现的光学效果就均匀了，这主要是由于各反射光线在液晶屏上互补所造成的。这样一来，既满足了光线的使用率问题，同时也使得光学效果得到了大大提升，从而进一步增加了DIY 投影机的实用性。

3 DIY 投影机光学引擎散热系统

电源对于每一个电子产品都是必不可少的组成部分，而散热功能的好坏则直接决定了这款产品是否能够正常、高效、稳定的运行。DIY 投影机是一个集光学元件、反光元件以及电源的电子设备，其所产生的热量也是非常大的，因此在DIY 投影机上必须要安装相关的散热设备，以此确保整个DIY 机器的正常运转。

由于DIY 投影机属于自主设计、自主组装的电子设备，因此对于各组成部分的选择也影响着后期使用中的散热效果。为投影机选择电源时，一定要选择额定输出稳定，质量安全，且自身具有一定散热功能的电源，以此为投影机的稳定运行提高基础保证。同时，对于DIY 投影机的散热部件选择是至关重要的。一般情况下， DIY 投影机的散热装置包括风扇和散热器，因为并非专业厂家定型生产的，因此在相关散热技术上具有一定的局限性，对于诸如液体散热、热管散热、集成散热等专业散热技术采用的比较少。

在进行散热系统的设计时，大部分人都会采用风扇加单一材质散热片（常规为铝制铜质）的方式，此方法结构简单易于安装。但对于风扇的选择需谨慎选择，要对风扇的型号、功率、噪音、负荷等方面进行准确的考量。为了在使用中满足舒适度

图1 光学引擎系统023

实验研究

Experimental Research

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