投影仪产品报告书

2023年4月22日发(作者：美国大师乳胶漆价格表)

安徽工业大学 产品设计程序和方法说明书

目录

1、.............................

调研分析

2

1.1 投影仪简介................................2

1.2

国内外各种与投影仪功能类似的产品的外观造型

特点及结构性设计.......................

4

1.3 投影仪17

的技术发展方向和产品发展趋势......

1.4 投影仪相关技术基础性研究...............19

2． 设计与论证.......................21

2.1 设计定位..................................21

2.2 草图方案..................................21

2.3 方案优选..................................25

2.4 最终方案论证..............................25

总结...........................................37

附录...........................................38

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1、调研分析

1.1 投影仪简介：

投影仪又称投影机，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不

同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。

办公伙伴投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所，根据工作方式不同，

有CRT，LCD，DLP等不同类型。

1.1.1 教室投影仪的概念：教师投影仪主要针对学校老师的课堂教学；结合现在

教育理念，让现代教育更加适合现代生产体系、现代经济体系、现代文化体系、

现代科学技术、现代社会生活方式的教育概念、形态和特征。传统投影仪不易携

带，学校教室里由于学生的顽皮，投影仪放在教室里不安全，容易被学生弄坏，

教育微型投影仪的便携性弥补了教学空缺，方便老师讲课只需要把资料存放在投

影仪里就可以展示给学生教学，省去了课本和用钢笔、粉笔手写的麻烦。

1.1.2 关于教室投影仪的几点思考

一、关于配置标准的思考：

目前，为普通教室配备大屏幕投影机为大多数学校所认同．但是在具体操作

上，选择什么、品牌々投影机必须具备哪些功能，多少价格比较合理？这些都是

要重点研究的实际问题。我们了解到，当前在投影机选型和配置标准上还存在若

干误区。一些条件较好的学校，在选择方向上可能更关注投影机的品牌和高性能。

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比如说．特别看重设备的高亮度、高清晰度、高性能、多功能等技术指标，更青

睐于世界名牌。在部分条件稍差的学校．可能更留意设备的价格。比如说，设备

性能差一点没有太大的关系，价格最重要．价格越低越好（为了保证配置数量而

不得已而为之）。前者的问题在于：由于盲目追求名牌和高标准，忽略对普通教

室基本需求的深^了解，因此在付出高价格的同时．可能却白白浪费掉昂贵的高

配置功能：而后者的问题在于：由于单纯追求实现校医的规模化配置，忽略了对

设备必要性能的保证，因此在实现普及化的同时，也为设备正常使用留下不安全

隐患。

那么，怎样解决配置标准的问题呢？

首先．要深人细致地了解使用环境的具体要求。比如说，教室的面积和环

境亮度；日常教学基本的使用要求（接八设备的种类和数量）：教学过程中连续

开机的累计时间等。这些问题都要逐一研究棱实，因为它们与投影机的性能选择

密切相关。

其次，要详细地了解投影机相荛的技术参数。比如说，投影机的类别（投

影技术特征）、标准亮度（流明数）、标准分辨率f清晰度）、画面尺寸、投影距

离、屏幕比例、灯泡寿命以及输入输出端子配置（类型、数量）等。对这些参数

如能有清晰的理解，将是选用投影机的重要依据。

1投影机类型的选择

首先要根据日常教学中的实际需要以及学棱资金的情况考虑：是采用固定式投

影机，还是选用携带式投影机。就普通教室而言，在资金允许的前提F，可以采

取同定式投影机，因为这会给教师适时教学和相应的投影机的维护和管理带来方

便。另外，还有必要对目前广泛应用于普通教室的投影协所采用的不同的投影技

术( LCD型和DIP型)有一个较清晰的丁解。

(I)LCD投影机的技术是透射式液晶投影技术，是目前最为成熟的投影技术。

投影画面色彩还原真实鲜艳，色彩饱鸹度较高。同时这类投影机还具有体积小、

重量轻、安装调整容易、价格较便宜等优点。不足之处是黑色层次表现不是很好，

灯泡的寿命较短。

(2)DLP投影机采用的DMD数字微镜作为成像器件的投影技术，是一种新基

的投影技术。其特点是，像素间隔紧密、利用效率高、亮度均匀性好。LCD透射

式显示技术存在效率低、可透性差、图像滞留的不足．DJP投影机投影罔像灰度

等级足．DJP投影机投影罔像灰度等级、图像信号噪声比大幅度提高，画面质量

细腻稳定。不足之处是在图像颜色的还原上色彩不够鲜艳生动。值得戈注的是，

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DLP投影机由于采用了一系列新的技术，因此在后期维护费用上与LCD投影机相

比具有一定优势。

2．亮度和对比度的选择

投影机亮度的国际标准单位是ANSI流明。通常在同一公司同类产品中，在其

它性能指标相同的前提下，亮度越高，价格越贵。值得注意的是，实际应用中我

们感受到的投影机的视觉亮度并不完全取决于投影机的亮度指标，它还与放映图

像自身的对比度、饱和度等有着密切的关系。所以我们不能光看投影机的亮度指

标，一定还要进行综合考虑。最好的方法就是多台机器在同一条件下进行现场比

较测试。

3分辨率的选择

分辨率指的是投影机芯片的分辨率，是在芯片上通过网格来划分的．单位是像

素。比如说，投影机标准分辨率为800x600时，则说明在液晶板的横向上划分了

800个像素点，竖向上划分了600个像素点。投影机芯片的像素越多，分辨率就

越高，图像也就越清晰。当然，在其他性能指标相同的情况下，投影机的分辨率

越高，它的价格也越高。因此．在确定投影机的分辨率参数时．基本原则就是做

到能够满足与接人信号分辨率保持一致就町以了。

二、使用维护和管理

多年的实践使笔者认为使用多媒体设备最突出的问题应该说是投影机的“常

亮”（6-10小时，天）。我们知道，投影机研发的服务对象主要是为满足会议服

务、研讨培训讲座等需求而设计的。这类服务突出的功能特点是，使用灵括便捷、

多功能，间断性使用、阶段性运行，并且有专业人员管理维护。但是在普通教室

完成教学任务时．投影机的使肘情况就大不一样了。通常是在高亮度状态下（大

功率支持带来高热量）．在较恶劣的运行环境中（粉尘污染），长时阃的持续开机

（四、五个小时甚至更长，且天天如此）。由此不可避免的带来投影机灯泡的迅

速老化甚至损坏，以及经常的投影机整机清洗维护。这样的情形，不仅投影机后

续维护费用数目可观，而且设备正常运行隐患突出．依据我校普通教窜配置投影

机使用初期统计，单台年开机时间大大超过1500小时，这个数字已经超过投影

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机灯泡使用寿命。此时，即使灯泡没有损坏报废投影机的亮度也大大降低，基本

满足教学要求。如果要保证正常使用，必须更换新灯泡。对于单价不菲的新灯

泡．再加上每年对投影机的清洗维护费用，如果成规模的实施维护，是一笔沉重

的经济负担．

1.2

国内外各种与投影仪功能类似的产品的外观造型特点及结

构性设计

1.2.1 投影仪发展史

投影--中国人的第五大发明?

在投影机没有出现之前，我们都以幻灯机为主。其实现在的投影机也是特殊

形式的幻灯机，有学者研究表明，投影机、动画、电影的发展是分不开的。最早

利用的光影技术始于十七世纪一个名为阿塔纳斯珂雪耶稣会教士发明的“魔术幻

灯”，后来已经变成玩具，而它的现代名字叫投影机。最初，这种技术主要用在

娱乐上，利用光与影的原理将故事放在一个屏幕上讲，有点类似于唐朝的皮影戏。

但是，后来随着光影技术的发展，投影机与电影、动画分离出来。

其实，说起幻灯机我本人认为是中国人发明的，据《汉书?外戚传》记载：

汉武帝最宠爱的妃子李夫人死后，汉武帝伤心欲绝、朝思暮想。道士李少翁，知

道汉武帝日夜思念已故的李夫人，便说他能够把夫人请回来与皇上相会。汉武帝

十分高兴，遂宣李少翁入宫施法术。 李少翁要了李夫人生前的衣服，准备

净室，中间挂着薄纱幕，幕里点着蜡烛，果然，通过灯光的照映，李夫人的影子

投在薄纱幕上，只见她侧着身子慢慢地走过来，一下子就在纱幕消失了，实际上，

李少翁表演的是一出皮影戏，汉武帝看到李夫人的影子，对李夫人更加思念。

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他还写了一首《伤悼李夫人赋》：“是邪，非邪？立而望之，偏何姗姗其来迟。”

令宫中乐府的乐师谱曲演唱，李少翁因表演灯影戏，在纱幕上再现李夫人的形象，

因此，被封为文成将军，这大概是关于投影最早的记载了。

除了古书记载，我们还有更多的实物为证，比如，皮影戏、走马灯等，它们

有的已经成为世界文化遗产，得到了全世界的认可，可以说是古典版的投影仪。

皮影戏和走马灯也可以算是最早的动画片和电影了，因此，从某种意义上说我们

中国与投影有着不可分割的因素。

真正意义上的投影仪诞生

1640年，在世界史上注定是不平凡的一年。首先是轰轰烈烈的英国资产阶

级革命拉开了世界近代史的序幕，整个大不列颠乱成一锅粥，贵族起义，查理一

世被送上断头台……历史学家们给了这些事件很多评论，诸如世界近代史的开

端、人类文明的进步等等，我们姑且不谈这些，我更关注的是投影圈的故事。在

投影史上，1640年也是非同寻常的一年。一个名叫奇瑟的耶稣教会教士发明了

一种叫魔法灯的幻灯机，运用镜头及镜子反射光线的原理，将一连串的图片反射

在墙面上，在当时那是了不起的发明，相当的受欢迎，很多人挤破了门槛也看看

是怎么回事。“人怕出名猪怕壮”，这在外国也是同样的道理。奇瑟因此被拆台的

指控施妖术，结果，他带着他的幻灯机到天堂跟上帝放迈克尔?杰克逊的演唱会

去了。看来，每一次的新发明、新创作要让人们马上接受也是不太容易的，不，

过看今日卡通、电影的蓬勃发展，古人的牺牲也是值得的。1654年，德国的犹

太籍人基夏尔首次记述了幻灯机的发明，最初幻灯机的外壳是用铁皮敲成一个方

箱，顶部有一类似于烟筒的排气筒，正前方装有一个圆筒，圆筒中用一块可滑动

的凸透镜，形成一个简单的镜头，镜头和铁皮箱之间有一块可调节焦距的面板，

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箱内装有光源，最初的光源是烛光。使用时，把幻灯机置于一个黑房内，将幻灯

片插入凸透镜后面的槽中，点燃蜡烛，光源通过反光镜反射汇聚，通过透明画片

和镜头，形成一根光柱映在墙幕上。

随着工业革命的蓬勃发展，幻灯机也进入了工业化时代。幻灯机的工

业化生产开始于1845年，光源也从初时蜡烛，鸟枪换炮先后改为油灯、汽灯，

最后改用为电光源。为了提高画面的质量和亮度，还在光源的后面安装了凹面反

射镜，光源的增大，使得机箱的温度升高，为了散热，在幻灯机中加装了排气散

热结构。输片也改为自动的了。最早的幻灯片是玻璃制成的，靠人工绘画。在

19世纪中叶，美国发明了赛璐珞胶卷后，幻灯片即开始使用照相移片法生产。

我们今天广泛使用的幻灯机，就是在19世纪幻灯机的基础上发展改进而成的。

二战后，人类迎来了第三次科技革命，电脑的发明、集成电路的大量

出现，也使投影机进入的数字化时代。1989年，爱普生和索尼拥有了液晶板的

核心技术，同年，世界上第一台液晶投影机—爱普生的VPL-2000诞生，在投影

界掀起了一次液晶狂潮。巴可、东芝、科视、明基都纷纷推出自己的投影新产品，

一时间，投影界风起云涌。

1.2.2 投影机技术演变

一、投影机始祖——CRT投影技术

CRT投影机的历史可以追溯到上世纪50年代，当时主要应用在商务飞机上，

进行录像带的播放。到了80年代，个人电脑的迅速发展，使得文本和数据展示

的市场需求越来越大，促使了CRT投影技术的长足发展。投影技术的应用领域开

始渗透到会议室、教师和剧院等。80年代中后期，随着计算机工作站和图形处

理软件的广泛应用，也就相应地产生了能投影高分辨率图形和动画的图形投影

机。1989年第一台LCD投影机面世，结束了投影机市场上只有CRT一种技术的

局面。1994年，家用投影市场萌芽，CRT投影机相对于当时的LCD投影机技术更

成熟，因此开始进入高端家庭影院。但在1996年3LCD技术推出、第一款DLP

投影机横空出世，CRT投影技术便开始走下坡路，并迅速淡出人们的视线。

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二、独步市场十年的LCD技术

一直以来人们都习惯性地认为LCD技术诞生于日本，实际上这项技术最原

始的推动者却是美国企业。1888年澳大利亚植物学家zer首先发现液

态晶体（简称液晶）的存在，并开启了之后相关的基础研究与发展之门。1968

年美国RCA公司科学家ier根据动态散射效应，将液晶做成显示屏

（LiquidCrystalDisplay，LCD），形成LCD产业的雏形，但却一直没有将该技术

商品化。直到1973年，日本夏普成功开发出以LCD技术为显示面板的计算器和

手表，并带动许多厂商如日立、NEC、东芝等加入LCD产品开发生产的行列。将

LCD技术应用到投影设备的是爱普生，该技术是利用液晶在电极的作用下发生排

列变化，使透过LCD芯片的光源通过镜头投射出图像。诞生于1989年的爱普生

VJP-2000，便是全球第一台LCD投影机。尽管作为当时的最新技术，LCD投影机

还是基于单片结构而存在性能和色彩方面的缺憾，开口率和分辨率都极低。直到

1995年单片LCD投影机才正式投入市场，紧接着1996年又推出了3LCD技术，

在稳定性和色彩表现方面有了突破。索尼也加入到研发LCD芯片的行列，但在

2004年宣布停止向外提供其生产的LCD芯片，仅供内部使用。至此，LCD投影技

术被爱普生和索尼两家所垄断。

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从最初的D1代芯片到D6代HTPS-LCD芯片，爱普生LCD投影技术经历了十

多年的发展，并独步市场达10年之久，直到2003年DLP投影机后来居上，两分

天下的局面方才形成。面对DLP的燎原之势，爱普生、富士通、日立、松下、三

洋和索尼在2005年初成立“3LCD”同盟，在技术发展和产品宣传上加强合作，

以保持其市场主导地位。

三、DLP——后来居上的耀眼新秀

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1987年，德州仪器公司博士研发出第一块数字显微镜装置，到1996年，数

据光学处理技术正式商品化走向投影显示市场，第一款DLP投影机面世，仅比

LCD投影机晚了7年。

DLP技术的核心是由数以万计被微型链链接固定的镜片所组成的数字显微

镜系统，这些镜片沿光源前后倾斜，反射出或亮或暗的灰色阴影，经过色轮过滤

后投射出彩色图像。 最初的DLP芯片雏形分辨率仅16×16，而早期的DLP

投影机亮度亦仅300流明，这意味着只有在较为黑暗的环境里才能看到它。尽管

如此，DLP技术的两个差异化的市场战略还是给其技术发展做出了很好的指导作

用，并且迅速占领市场，给LCD投影技术带来很大压力。一是“便携化”战略，

从一开始，DLP投影机已经崭露出来的优势就是“便携”，尽管早期的DLP投影

机标准重量达10.5公斤，但较之同期的LCD投影机已算轻便。DLP投影机在入

市初期正是凭借着这一优势，从1997年仅重6磅的infocks的LP420到2005

年三星的口袋投影机，DLP投影机不断推出新品刷新“便携化”的概念，席卷对

移动性有着热切需求的商务市场，从而在市场上站稳了脚跟，并在2006年首次

在全球市场上拿下超过五成的市场份额，与LCD技术平分秋色。二是高端战略，

三片式DLP投影机被应用于高端的工程和影院项目，弥补了过去LCD投影机无法

解决的高分辨率和高稳定性的技术空白。

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四、LCOS在坚持与放弃间挣扎

分别被德州仪器、爱普生和索尼垄断的DLP和LCD投影技术瓜分着日益壮大

的市场蛋糕。眼馋的其他厂商开始努力研究出新的技术，试图打破垄断。LCOS

技术在1995年开始进行研究，很快JVC就开发出名为D-ILA的LCOS专利技术，

并在1999年INFOCOMM展览会上推出全世界首款LCOS投影机。

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LCOS的英文全称是LiquidCrystalonSilicon，不难看出这是一项从LCD发

展起来的技术，其结构是在基板上涂上一层硅晶。实际上LCOS技术可以看作是

取LCD和DLP两家之长的改良型技术，它的基本原理于LCD技术相似，区别在于

它利用的是与DLP相似的反射式架构。

1.2.3 投影仪的分类

CRT投影机

CRT 投影机 把输入的信号源分解到 R（红）、G（绿）B（蓝）三个CRT管的荧光

屏上，在高压作用下发光信号放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。

LCD投影机

LCD投影机是被动发光从而成像的，其核心部件为LCD液晶板。主要分为液

晶板投影机和液晶光阀投影机两类。液晶是介于液体和固体之间的物质，本身不

发光，工作性质受温度影响很大，其工作温度为-55℃至+77℃。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，影响其液晶单元的透光

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。液

晶板投影机成像器件为液晶板，利用外光源金属卤素灯和UHP (冷光源),是被动

式投影方式。按照液晶板的片数，LCD投影机还可分为三片机和单片机。

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DLP投影机

DLP 投影机 的技术是一种全数字反射式投影技术。其特点首先是数字优势。

数字技术的采用，使图像灰度等级提高，图像噪声消失，画面质量稳定，数字图

像非常精确。其次是反射优势。反射式DMD器件的应用，使成像器件的总光效率

大大提高，对比度亮度均匀性都非常出色。DLP 投影机 清晰度高、画面均匀，

色彩锐利，三片机可达到很高的亮度，且可随意变焦，调整十分方便。

1.2.4 现有产品市场调研

投影仪品牌

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不同分辨率产品关注格局

不同分辨率教育投影机中，1024×768dpi产品关注比例最高，与投影机整

体市场中情况相同。但从关注比例具体数值上看，教育投影机市场中1024×

768dpi产品关注比例高达85.4%，远高于整体市场中的49.4%。

其他分辨率教育投影机中，仅800×600dpi产品关注比例超过5%，为6.9%；全

高清1920×1080dpi产品关注比例仅0.2%。

不同亮度产品关注格局

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与家用投影机不同，教育投影机通常在较大空间内使用，对亮度的要求也相

对较高。ZDC数据显示，中国教育投影机市场中，3000-3500流明亮度产品获得

的关注比例最高，达45.7%。其次为2500-2900流明亮度产品，关注比例为28.2%。

亮度在2500-3500流明之间的产品获得的关注比例累计超过七成，与家用投影机

市场中2500流明以下亮度产品占主流的情况明显不同。

3500流明以上亮度产品适用于50平方米以上大面积教室，市场需求量相对较小，

关注比例累计为19.4%。2500流明以下亮度产品关注比例最低，仅6.7%

不同对比度产品关注格局

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对比度在2000:1—2600:1之间的产品用户关注比例最高，为44.5%。对比度不

超过500:1的产品位居第二，关注比例为19.2%，比前者低25.3%，差距较明显。

对比度在501:1—1900:1之间的产品关注比例为10.8%，比500:1以下对比度产

品低8.4%。对比度在2600:1以上产品关注比例不足一成，仅9.7%。

不同光源产品关注格局

ZDC数据显示，中国教育投影机市场中，超高压汞灯产品获得的关注比例高达

96.5%，占据绝对优势。金属卤素灯与LED灯光源产品获得的关注比例均不足1%。

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不同价位产品关注格局

ZDC数据显示，中国教育投影机市场中，5001-10000元价位产品关注比例最高，

为35.8%。5000元及以下价位与10001-20000元价位产品关注比例均在两成以上，

分别为27.0%、24.2%，相差仅2.8%。

20000元以上价位产品在功能上优势较明显，但较高的价格使其市场推广收到一

定影响，关注比例累计仅13.0%。

1.3 投影仪

的技术发展方向和产品发展趋势

1.3.1 工作指标

1、投影机的亮度：“light out” 是投影机主要的技术指标, “light out”通

常以光通量来表示，光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能

力，单位是流明。

2、标准分辨率

指投影机投出的图像原始分辨率，也叫真实分辨率和物理分辨率。和物理分

辨率对应的是压缩分辨率，决定图像清晰程度的是物理分辨率，决定投影机的适

用范围的是压缩分辨率。

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3、投影镜头

F是镜头的透光度。F越小，镜头的透光性越好。f是镜头的放大比率。如，

f=1.4时，就是说，在一固定的位置上，画面可放大1.4倍。镜头的光圈是用数

值来表示的，一般从1.6-2.0，为使用方便，一个镜头设置多档光圈，光圈的数

值越大，光圈就越小，光通量也越少，每一个镜头的最大光圈都用数值标在镜头

的前方。

焦距也是用数值来表示的，通常从50-210，分为短焦、标准和长焦，还有

超短和超长焦的。数值越小焦距越短，数值越大焦距越长，投影机对镜头焦距的

要求正投一般在50-140，背投一般在35左右，焦距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。如果要

在短距离投射大画面就需要选择短焦镜头的投影机，反之则需要选择长焦镜头。

一般的投影机都为标准镜头。

4、最大分辨率

指投影机可显示的输入信号的最高分辨率。投影机通过图像处理算法，可

对输入信号进行缩放处理，实现信号满屏显示，如果超出该范围投影机就无法正

常显示画面

5.对比度

画面黑与白的比值，也就是从黑到白的渐变层次。比值越大，从黑到白的

渐变层次就越多，从而色彩表现越丰富。

1.3.2 教学投影仪的发展趋势总结

随着教育信息化的推进，投影机在教育市场上的需求量可谓是越来越大，各

大厂商也纷纷瞄准了这一市场。目前，传统商教投影机价格已经到达底线却依然

回不到过去的辉煌，以LED、激光灯固态光源为代表的新光源技术后来居上，早

早的进军教育投影机市场；进入2014年后，短焦投影机更是遍地开花，几乎所

有的投影品牌都推出了自己的短焦系列，甚至一些边缘产品行业都有心切一块教

育市场的蛋糕。那么，在教育投影这个市场上，到底如何才能有自己的立足之地

呢？

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1.3.2.1超短焦适合教育市场

毫无疑问，把握市场动向，瞄准市场趋势，以需求来做产品才是是可行的道

路。随着国内教学项目的大规模实施，短焦投影机加电子白板的新型教学模式已

经普遍为行业所接受。相比常见的鱼眼短焦投影机，目前市场上的反射式超短焦

投影机可以进一步缩短投影距离，提高投影机光效率，也就是说，超短焦投影机

更适合教育市场。但是，超短焦投影机的成本是普通鱼眼短焦成本的一倍以上，

这限制了超短焦产品的普及。加强技术创新，降低其生产成本，如果能使超短焦

投影机的优势更加明显，其地位肯定是不可同日而语。

1.3.2.2实现网络支持是趋势

在当前教育信息化发展的大环境下，教育云平台模式的提出，为了达到教育

资源共享，推动教育均衡发展，可以说教育信息化产品的网络支持提出了相应的

要求。实现网络传输，网络控制，无线传输等必然会成为今后教育装备的一个发

展趋势。那么，作为教育信息化产品的重要一分子，教育投影机增加网络支持功

能恐怕是势在必行，而早一步抢占这个高地，也肯定能够领先于同类企业。

1.3.2.3 多点触控技术是关键

目前，互动教学投影模式也成为一种潮流，互动效果却有技术上的瓶颈。互

动效果通过操作软件来完成，而操作软件主要由电子白板厂商主导，电子白板采

用的双笔互动有一定局限性。多点触控无疑可以降低互动难度，目前多点触控已

经在平板电脑中实现，如果互动投影机果可以实现类似功能，无疑会提升互动效

率，增强观众的参与积极性。所以说，多点触控技术也是投影机厂家所要努力解

决的问题。

1.4投影仪相关技术基础性研究

液晶板投影机

采用液晶板作为光阀。从光源射出的光线通过一种能够仅让特定的光透过的反射

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镜（分色镜），分离成红、绿、蓝三原色，然后通过棱镜将经过各色专用液晶板

控制的光线进行重新合成、投影。

液晶板投影机按照液晶板的数量分为三片板机和单片办机目前，三片板投影机

是液晶板投影机的主要机种。LCD单板投影机体积小，重量轻，操作、携带极其

方便，价格比较低廉。但其光源寿命短，色彩不够均匀，分辨率较低。目前单板

投影机的机型已经很少。

DLP投影机

DLP是指使用了DMD的光学系统的总称， DLP投影机的核心部件为DMD芯片，

其它的部件还有：灯泡、光学棱镜和投射镜头。它与液晶投影机有很大的不同，

它的成像是通过成千上万个微小的镜片反射光线来实现的。

其基本原理是，光束通过一高速旋转的三色透镜（色轮），通过色轮来完成对

色彩的分离和处理，再投射在DMD部件上，然后通过光学透镜投射在大屏幕上完

成图像投影。DLP产生色彩的原理是由微镜负责在投影面上反射红、绿、蓝光。

由于微镜的晃动及色轮的旋转速度较快，给人的视觉器官造成错觉，人的肉眼错

将这三种快速闪动的有色光混在一起，于是在投影的图像上看到混合后的颜色。

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2.设计与论证

2.1 设计定位

2.1.1 设计背景：综合考量市场上的几个投影仪案例来看，不论是材质还是色彩

都有优秀的产品层出不穷。这些产品在市场上可谓品种繁多、五花八门。但是这

些产品也存在一些潜在问题。众多的产品功能上大同小异，外观上也没有什么大

的突破。

2.1.2 设计目的：为设计出一款符合现代学生的产品，使之更符合现代年轻人的

审美观和价值观。使功能更丰富，操作更简便。

2.1.3 设计定位目标：

1、功能需求定位

具备普通投影仪的基本功能，投放图片、影片，且清晰度、色彩饱和度更更加完

善。

2、造型定位

时尚新奇的外观给人以眼前一亮的感受，且具有一定装饰效果。

3、技术定位

材质运用简单的合金材质组合而成，结构鲜明，色彩朴实大方即可。

4、消费人群

教师和学生

2.2 草图方案

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2.2.1 草图方案一

1.此投影仪的设计简洁大方，体现了米斯少即是多的思想，现代感十足，符合广

大群众的理念。

2.投影仪采用了珍珠白外壳，光滑而细致。镜头采用内藏式设计，顶部为栏栅式

的大面积散热窗口。机顶的后部错落有致的分布着黑色按键。

3.采用塑料，具有良好的装饰性，质轻，无脆性，耐磨损，具有轻盈感和张力感。

2.2.2

草图方案二

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1. 此投影仪突破了以往开关的放置位置，放在了投影仪的侧面，给人一种新颖

独特之感。用蓝色的外壳加上黑色把手，具有高贵的淳朴之美。

2. 此投影仪采用蓝黑搭配外形设计，外观商务气息浓厚，采用全玻璃防尘镜头。

3. 整体设计时尚幽雅，整个机器颜色都以湖蓝色为主再加上亮黄色的按键搭

配可以说非常的协调。经典的蓝色调，配以一抹黑色，顶盖以复合材质制成，

整体美观时尚并富有质感。

2.2.3 草图方案三

1. 整体外形是凹下去的机身，而镜头又是探出来的，具有灵动之感。全身黑色，

整体给人小巧、精致时尚，但又不乏稳重。镜头稍微突出于机身，上有一黑色的

镜头罩盖。金属银色的对焦环在黑色机身上格外显眼。凹陷进机身的镜片很难被

外物划伤，对焦环对镜片具有一定保护作用。

2. 投影仪的外壳采用深灰色喷漆，整机内敛沉稳，而且做工非常精细。机身顶

面有大面积散热窗口，设计有防尘过滤网。这款投影机的镜面很有意思，在按下

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启动键以后，镜头会慢慢的自动抬起来，设计非常独特。

2.2.4 草图方案四

投影仪主体部分由框架，镜头，滑槽和散热部位组成。整体简洁大方，采用

全玻璃防尘镜头，外壳材质为时尚的镁合金，机身轻巧且精致；造型上中规中矩，

方形设计符合投影仪作为教具的一般朴实严肃的风格。顶部稍稍隆起，镜头部位

往里凹陷，使整体线条更加富有美感。外壳大体可分为上下两部分，上下部分可

拆卸。顶部靠后部分的几个小槽是用来散热的，把散热部分放在顶部也是为了整

体布局和谐一致，使机体从外部看更加完美。按钮安排在主机左侧，一个开关加

四哥按钮，一字排开。顶上正中央两排长槽，与上部分连接，方便拆卸。镜头位

于正前方，隐隐藏于机箱之中。镜头可实现小范围的调整转动。镜片扁平圆柱形，

稍稍外凸，使得造型细节上更加丰富生动。

2.3 方案优选

面将结合2.2中对各方案的分析结果，从创意、时尚、易用性、人机、可行

性及设计针对性等方面进行分析评价：

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方

案

标

准

创意性 4 3 2 5

时尚性 3 4 3 4

易用性 4 3 4 4

方案一 方案二 方案三 方案四

3 3 3 4 人机合理性

4 4 5 4 可行性

4 3 1 5 设计针对性

22 20 18 26 综合评断

注：1—5为五级评断标准，分别代表差、较差、一般、较好、好

经过对如上四款方案比较与优缺点的阐述，我最终选择方案四最为最终优选

方案。

2.4 最终方案论证

2,4,1最终方案效果图

我给我最终方案取名为 活泼互动型投影仪

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2.4.2最终方案造型分析

一个产品给人的第一印象就是产品本身的造型，美观的外在形式会令人眼前

一亮。产品的形式美包括尺度与比例、均衡与稳定、重复与韵律、统一与变化。

有效运用几种形式美法则，是产品设计中必不可少的程序。

在做外观造型设计的时候首先要考虑到内部的结构，活泼互动型投影仪为教

学和管理人员添加了蓝牙无线设备，诸多机械操作系统等功能，所以在做的同时

要考虑到这些元器件的造型，让自己的产品的外观造型要与其贴合，节省出最多

的空间，防止不必要的空间浪费。

如上图，投影仪主体部分由框架，镜头，滑槽和散热部位组成。整体简洁大

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方，采用全玻璃防尘镜头，外壳材质为时尚的镁合金，机身轻巧且精致；造型上

中规中矩，方形设计符合投影仪作为教具的一般朴实严肃的风格。顶部稍稍隆起，

镜头部位往里凹陷，使整体线条更加富有美感。外壳大体可分为上下两部分，上

下部分可拆卸。顶部靠后部分的几个小槽是用来散热的，把散热部分放在顶部也

是为了整体布局和谐一致，使机体从外部看更加完美。按钮安排在主机左侧，一

个开关加四哥按钮，一字排开。顶上正中央两排长槽，与上部分连接，方便拆卸。

镜头位于正前方，隐隐藏于机箱之中。镜头可实现小范围的调整转动。镜片扁平

圆柱形，稍稍外凸，使得造型细节上更加丰富生动。

如上图，这四个看似天线的设备正是蓝牙和无线发射装置。蓝牙是现代科技

下的一个经典产物，在教学中，我们通过这个设备把学生与课程紧紧的联系在一

起，学生们传输和接受文件再也不用走上讲台排着队一个一个的等待了，只需要

老师从多媒体上发射一个终端，然后学生们就可以完成通过蓝牙进入终端，与老

师进行完美交流。这是一个科技的时代，而科技是为了想尽一切办法为人服务，

蓝牙这个技术运用到投影仪上午一是一个不错的选择。

如左图，这是一个可以伸缩的

连杆，下方盒装的部分用来装

载线路和电路。之所以设计成

伸缩的，是为了方便维修时方

便操作和拆卸。伸缩方式采用

电动方式，整体材料选用合金

钢，表面镀漆，防止生锈。

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2.4.3色彩分析

以下是活泼互动型投影仪几款配色方案:

作为教具的投影仪因为特殊原因色彩不能太过妖艳，花哨，一般采用灰色，

白色，黑色这一类的暗色调，而且一般不会五颜六色，单一的或近似的颜色更能

体现一种炫酷的感觉，与教室里的严肃氛围相交辉映。

银白色

灰白色

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酷黑色

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2.4.4最终方案细节分析

下图是活泼互动型投影仪的爆炸图

部分机械结构图

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伸缩杆结构图

2.4.5 方案材料分析

2.4.5.1 外壳材料选择

镁合金：其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：散热快、质量轻、刚性好、

具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外

还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。

镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，

在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。

镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%

镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高，可进行高精度机械加

工。

镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。适应制造汽

车各类压铸件。

镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者，因此，在不减少零部件的强度

下，可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金的比强度明显高于铝合金和钢，比刚

度与铝合金和钢相当。在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝

合金件大，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。在相同载荷下，减振性是铝的

100倍，钛合金的300～500倍。电磁屏蔽性佳，3C产品的外壳（手机及电脑）要

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能够提供优越的抗电磁保护作用，而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的

电磁干扰。质感佳，镁合金的外观及触摸质感极佳，使产品更具豪华感，而且，

在空气中更不容易腐蚀

。

2.4.5.2 伸缩杆材料选择

不锈钢：1化学性能：耐化学腐蚀和电化学腐蚀性能在钢材里面是最好的，

仅次于钛合金。

2、物理性能：耐热、耐高温、还耐低温甚至于耐超低温。

3、力学性能：根据不同的不锈钢种类，力学性能各不相同，马氏体不锈钢

具有高的强度、硬度，适合于制造既耐蚀又需要高强度、高耐磨性的零件，如水

轮机轴、不锈钢刀具、不锈钢轴承等，奥氏体不锈钢塑性很好，强度不太高但是

耐蚀性是不锈钢中最好的，适合于需要非常耐蚀而力学性能要求不高的场合，如

化工厂、化肥厂、硫酸、盐酸生产厂家的设备用材等，当然也可以用于潜艇等军

工行业，铁素体不锈钢力学性能适中，强度不太高但是，耐氧化，适合于各种工

业炉零件。

4、工艺性能：奥氏体不锈钢工艺性能最好，由于塑性很好，可加工称为各

种板、管等型材，适合于压力加工，马氏体不锈钢由于硬度高工艺性能差一些。

2.4.5.3 镜片的选择

防尘玻璃：一般用含氟表面活性剂处理过的仪表玻璃可以达到防尘效果。同

时可以用于其它家电、家具表面，不吸水、不吸油，防静电。

2.4.5.4 天线的选择

AM天线：锰锌铁氧体AM天线1Mhz内低频性能好；镍锌铁氧体AM天线1Mhz

以上高频特性好。有机电介质AM天线，高低频都不错，还具有如下特征：

其一：好成型，采用注塑成型工艺

其二：抗跌楼，不会破碎，解决了传统铁氧体天线易碎裂的缺陷。

其三：内埋金属端子，安装方便。

其四：信噪比高，由于在高低频段，磁性均匀，导磁率不是频率函数，附近

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噪声不敏感，相对传统的铁氧体天线，在siliconlabs4731收音DEMO板上与传

统铁氧体天线比较：体积小一倍以上，信噪比却高2-3db。

2.4.6 最终方案人机分析

2.4.6.1 设计参数确定

经上述分析最终确定投影仪尺寸，如下图

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总结

这次所设计这次所设计的投影仪为教室多动能投影仪，整体简洁大方，突破

了以往投影仪所没有的功能和结构，采用了蓝牙技术和多种利于维修和拆卸的机

械结构，给人一种新颖独特之感；用统一色的外壳加上各种材料本身所特有的颜

色，具有高贵的淳朴之美；此投影仪采用纯色与材料原色外形设计，外观校园课

程气息浓厚，采用全玻璃防尘镜头，外壳材质为时尚的镁合金，机身轻巧且精致；

整体设计时尚大方，整个机器颜色都以灰白色为主再加上透明色的按键搭配可以

说非常的协调；经典的灰白色调，配以一抹金属色，顶盖小巧玲珑的天线设备，

使整体美观时尚并富有质感。

由于考虑到其简洁性，因此在形状上无特殊的变化，精巧便携，适于大多

数消费者的需求，但是正因如此会给人乏味的感觉。整体设计上无复杂细节，使

用简单，易擦拭，是校园教学必备之首选。

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附录

附录一：展板

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