一起來DIY一個小巧的盒子，把手機變成一個隨身攜帶的投影機吧。
本項目僅根據原理製作，實際效果僅供參考！
手機投影原理
無論是真正的投影機，還是今天要做的這個手機投影盒子，其實原理都很簡單，那就是“凸透鏡成像”，這個在中學物理中就介紹過了：當物體放在凸透鏡焦點之外，在凸透鏡另一側成倒立的實像，還有個口訣：物(距)遠像(距)近小，物近像遠大。投影機就是通過調整鏡頭與投射源之間的距離，來改變投射影像大小的。
投影機的原理
説到投射源，目前投影機有多種類型，常見的是LCD和DLP兩種。DLP(Digital Light Processing，數字光處理)技術是德州儀器公司的專利，其核心是一片數字微鏡芯片，這是一個排列着無數“小鏡子”的芯片，每一個像素對應着一個“小鏡子”，它依靠的不是改變入射光線的偏振態或者自身發光狀態，而是調整特定位置微反射鏡的反射角度——如果需要某些像素的位置發光，就驅動小鏡子，讓光線反射向鏡頭，從而在屏幕上出現圖像。顯然，DLP的工作方式太高端，不適合DIY製作。而LCD投影機技術就簡單得多，特別是現在很多DIYer常常使用的單片式LCD投影機的原理：用LCD屏幕作為透光屏幕，直接將影像通過鏡頭投射到屏幕上。
所以，我用一隻手機作為投射源，這樣也不用考慮什麼光源、散熱等問題了，唯一的遺憾是，手機屏幕的亮度不算太高，經過散射和鏡頭折射後，投射出來的亮度有限了，只能在較暗的環境下使用。
簡易投影盒子內部結構示意圖
設計和材料選擇
基於上面的原理，我們可以把“投影機”極簡化：把手機作為投射源，鏡頭使用單片凸透鏡或一片菲涅爾透鏡，一面校正倒像的反光鏡，再加上一個小巧輕便的盒子就OK啦。
投射源——手機
LED投影機的解析度是由LED屏幕的分辨率決定的，要用手機作為LED投影機的投射源，一個屏幕大、亮度高、分辨率高的手機是必要的。我使用了由OPPO贊助的OPPO Find 5手機作為LED投射源，它有一個5英寸1080p的屏幕，分辨率為1920×1080，像素密度達41ppi(Pixels per inch，每英寸所擁有的像素數)，通過透鏡折射放大後，更能體現出畫質細膩的優勢。由於我們要製作一台使用投射光源的投影機，全部光源都來自手機屏幕自身的光源，而OPPO Find 5手機的屏幕亮度達到480流明，投影效果還是不錯的。此外，OPPO Find 5手機的整個正面幾乎被屏幕佔據，邊框只有3.25毫米，因此可以把盒子做的儘量小巧，減少光的散射，非常適合作為手機投射源。
投射源: OPPO Find 5 手機
透鏡
因為大大簡化了結構，如果使用普通的凸透鏡，會出現邊角變暗、模糊的現象。這是因為光的折射只發生在介質的交界面，凸透鏡片較厚，光在玻璃中直線傳播的部分會使得光線衰減。如果可以去掉直線傳播的部分，只保留髮生折射的曲面，便能省下大量材料同時達到相同的聚光效果。菲涅耳透鏡就是採用這種原理的。菲涅爾透鏡看上去像一片有無數多個同心圓紋路(即菲涅耳帶)的玻璃，卻能達到凸透鏡的效果，如果投射光源是平行光，匯聚投射後能夠保持圖像各處亮度的一致，所以我採用菲尼爾透鏡作為投影機的鏡頭。
菲涅爾透鏡v.s.普通凸透鏡
反光鏡
凸透鏡成像是倒立的實像，雖然現在的手機畫面具有180°旋轉功能，但是不能左右翻轉，所以要看到正常的文字和畫面，用一個小小鏡子解決吧。
盒子
要想把手機投影做到最小，就根據手機的外形尺寸和菲涅爾鏡的焦距，計算好最佳的尺寸。至於盒子，硬卡紙、廢紙盒、PVC塑料什麼的都可以，原則是儘量不漏光、內壁也不能反光。
投影盒子結構3D圖
製作材料
菲涅爾透鏡、鏡子、輕木片、不織布
外殼材料是3mm厚的不織布，內襯一個手機/反光鏡安裝支架，使用3mm輕木板材製作。
製作過程
首先根據事先計算好的物距，設計好的盒子大小，用卡紙製作好盒子各個部分的模板。筆者測試發現，反光鏡到菲涅爾透鏡的距離在7CM左右為宜，這樣在1.5的距離上能夠投出大約20寸的較清晰圖像。
首先用實現準備好的紙殼模板，在不織布上畫出各部分的輪廓，用剪子剪下來。
給菲涅爾鏡頭挖出窟窿，以便固定鏡片(有紋路的一面朝向盒子內部)。
盒子的兩個側面與盒體之間採用縫合工藝，祭出大殺器——縫紉機。
用輕木板材製作一個反光鏡支架，底部用來放置手機。
給前面的菲尼爾透鏡也做個邊框，以便支撐盒子，嚴絲合縫。
盒子基本成型。
怎麼讓它的合蓋更加美觀呢?用金屬釦子——需要用錘子才能搞定。
解決了盒蓋問題，再把手機/反光鏡支架放入盒子，就大功告成啦!
看看最後的樣子吧!
投影盒子做好了，將手機固定在手機底板位置怎麼控制手機呢?可以使用藍牙鼠標，如果你的手機和操作系統支持藍牙傳輸的話。
改進空間
首先是盒子的材質，如果有可能，可以使用更結實的材料，比如木材或機玻璃材料加工，用黑色遮光布製作內襯。
現在由於盒子的大小固定，物距不可調，前端的菲涅爾鏡如果可以前後移動，可以調整投出影像的大小，當然，最清楚的投影距離(像距)還得靠你的移動。
