2024年5月24日发(作者：东方诗翠)
ELECTRONICS WORLD
・
技术交流
传感器构成。IMX415为索尼半导体最新推出的世界上最小的图像传感
器，该传感器基于堆栈式CMOS技术，尺寸仅为1/2.8英寸，具有8.46M有
效像素，最大支持4K分辨率拍摄，支持星光夜视技术，能在暗光环境下
能够拍摄出更清晰的影像。为人像识别系统、执法记录系统的运行提供
高清的图像信号。
2.6 卫星定位模块
本模块采用ATGM336H卫星定位模块。ATGM336H是高灵敏度，支
持BDS/GPS/GLONASS卫星导航系统的单系统定位，以及任意组合的多
系统联合定位的接收机模块。具有高精度、低功耗、多通道、冷启动捕
获时间短、跟踪灵敏度高等特点，卫星定位模块的使用能为终端提供实
时、准确的定位信息。
图2 系统运行框图
4 总结
为了解决我国交通执法部门在酒驾查处时酒精测试仪数量
多、分布广、测试数据量大，效率不高等问题，本文设计了一
款基于5G网络的智能酒精检测终端。该终端应用最新的5G移动
通信技术，具有低成本、低功耗、高灵敏度, 智能化程度高等特
点。能满足呼气测试数据实时回传、现场高质量音视频信息回
传、信息识别比对等应用数据的传输，提高使用者的工作效率及
管理水平，为公平公正执法提供保障，具有广泛的应用前景。
2018年东莞职业技术学院校级科研基金项目2018d05。
作者简介：高祖宇（1990—），男，广东肇庆人，大学
本科，实验师，研究方向：电子技术。
3 软件设计
在电子设备的程序设计中，一般裸机和操作系统两种方式：裸机运行的
程序代码，一般由一个main函数中的while死循环和各种中断服务程序组成，
平时MCU执行while循环中的代码，出现其他事件时，跳转到中断服务程序进
行处理，没有多任务、线程的概念。 操作系统，则程序执行时可以把一个应
用程序分割为多个任务，每个任务完成一部分工作，并且每个任务都可以写
成死循环。操作系统根据任务的优先级，通过调度器是MCU分时执行各个任
务，保证每个任务都能够得到运行。若调度方法较好，则可使各个任务看起
来是并行执行的，减少了MCU的空闲时间，提高了MCU的利用率。
为了使终端的工作效率高，本终端使用开源代码且STM32可以运行
的uc/OS操作系统进行程序设计。如图2所示。
直处在高端影视产品阶段，不大利于走
0 引言
液晶技术从90年迅猛发展到今天，已经在社会的各个领
域得到广泛的应用，特别是多媒体液晶投影机，在军队、铁
路、金融学校等部门已经发挥出其独特的优越性；正如人们
在八十年代认识计算机一样，今天的大部分用户对这类产品
的了解还不够，但对超大画面的需求又很迫切，怎样来选择
多媒体投影机，以及怎样来规划投影产品在本单位的应用，
是摆在很多用户面前的问题。生产厂家目前国内销售的多媒
体液晶投影机主要是美国和日本生产。其中有一个很重要的
指标是投影仪的亮度和物理分辨率，另外一个影响到投影仪
进入家庭市场的因素自然就是价格和其外观尺寸了。
入家庭市场和教学单位。
图1
而美国的德州仪器(TI)公司，采用
微机电系统(MEMS)技术，制作了DMD
芯片—在一个半导体集成电路上大约一
个蚕豆大的面积上集成了80-100万个镜
片阵列它们都可以用数字电路控制偏转
方向，每个镜片在“0”“1”状态下分
别偏转-10度+10度并且可以每秒钟翻转
65K次，所以它们就成了“光开关”。
光源通过这些小镜子反射到屏幕上直接
形成图像。所以DLP投影技术抛弃了传
统意义上的光学会聚，可以随意改变焦
点，调整起来十分方便，而且光路设计
方便。采用DMD芯片作为成像核心的
投影机叫做BLP投影机。因此，DLP投
影机其光学路径相当简单，体积更小。
闽
江
学
院
物
理
学
与
电
子
信
息
工
程
系
1 BLP投影仪工作原理
传统的投影仪采用高亮背光透过高分辨率半透明LED，
然后经过光路上的透镜成像在幕布上，如图1，因为成像整个
光路中光线不可避免的会有损失，所以就要求光源足够亮，
光路损失要小镜头尺寸也要足够大，这就造成了灯泡是以大
热源，又靠近成像单元容易造成LED屏幕的老化与损坏，画
面要足够细腻，要满足投射尺寸要求也就要求LED单元大尺
寸，镜头又要短焦距；这一系列的矛盾导致早期的投影仪一
投
影
仪
色
轮
的
一
种
新
式
郑
修
忠
楷
复
方
罗
法
志
灶
BLP
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191
•
ELECTRONICS WORLD
・
技术交流
2 彩色成像原理
上述方法讨论的还只是一个“点”—像素的成像过程，发光-光开
关-控制反光—逻辑成像-汇聚-光学成像；对于彩色图像，每个像素都需
要三基色配色成像，实现我们所需要的彩色，最终获得整体的彩色图像
效果。如果是简单分色，我们一般采用棱镜分光的方法，抑或是干脆采
用三种基色颜色的LED大功率光源，但是这样就要求我们要有三片对应
的DMD芯片，这样提高了产品的成本，也不利于提高亮度。于是一些
投影仪厂家采用了色轮分光技术来实现三基色在时间上的分光。色轮是
由红、绿、蓝、白等分色滤光片组合，可将透过白光进行分色，并通过
高速马达使其转动，然后顺序分出不同单色光于指定的光路上，最后经
由其它光机元件合成并投射出全彩影像。从物理结构来看，色轮的表面
为很薄的金属层，金属层采用真空膜镀技术，镀膜厚度根据红、绿、蓝
三色的光谱波长相对应，白色光通过金属镀膜层时，所对应光谱波长色
彩将透过色轮，其它色彩则被阻挡和吸收，从而完成对白色光分离和过
滤。色轮照片如图2中的箭头所指部分 细节部分如图3所示。
图2 图3
3 色轮常见故障
色轮一般被无刷电机带动高速旋转，转速一般在6000转/分，清洁
DLP投影机的色轮时，用户需要注意动作一定要轻，尽量使用清洁镜头
所用的吹风球，还要注意避免强气流对色轮的冲击，以免造成色轮变
形，更不要使用接触式的清洁方法。色轮上难免会沾染灰尘导致光通下
降，投影仪亮度也随之下降。但是维修清洁时和正常使用时的温度变化
所导致的热胀冷缩，有时光学通路的力学支撑会结构形变，导致高速旋
转的色轮打到边沿的支撑结构，这样色轮就碎掉了，也就报废了。重新
购买一个色轮的的价格大约在二百元人民币以上，要卖到刚好原样尺寸
的色轮就更加困难，这给色轮的这一故障维修带来了很大的困扰。
4 我们的新方法
色轮实际上是通过高速旋转的颜色通道开关，实现对照射白光-或者
其他光
谱较广的强光源的时分颜色复用分离，因此我们改造原有的机械结
构，从原来的风扇扇叶式结构变成整体圆盘式结构，简而言之，找了一块薄
的透明塑料片用剪刀剪的和原来的尺寸差不多大的整体圆盘，然后就是着色
染色使之具有分光效果了。起初，我们用油漆笔根据原来色轮的颜色变化规
律和尺寸形状画上RGB上三种颜色，总体效果不错，但是颜色画的不够均
匀；为了解决这一问题，我们又找了RGB三种颜色半透明包装袋，把它剪成
对应尺寸形状，然后用透明胶粘贴在刚才的圆盘上，可以通过控制控制粘贴
的层数控制透光量，来控制每种颜色的通光度，图4只是其简单粗糙的示意
•
192
•
图；
该方法在一台BENQ-MP511+型BLP投影仪的色轮维修上
获得通过，基本实现了该机器的彩色图像恢复显示。
图4
5 效果
一台BenQ-MP511+的BLP投影仪的色轮由于光通路变形
而打碎，重新更换色轮叶片之后安装的时候，圆的圆心位置又
很不好找到固定，所以我们采用了以上的方法恢复；除了滤光
部分光损失较大导致亮度有所下降以外，基本上彩色图像的还
原显示做到了修复实现，然而，毕竟各种颜色存在着误差，最
终的彩色有着一定程度的色偏，但是还是属于可以接受的范围
的。而且，这样修复的色轮，机械结构从风扇扇叶结构演变为
整体圆盘，圆心十分容易确定，安装的时候非常方便，大大减
少了偏心率，也就降低了色轮带来的叶片噪声。由于白天的投
影效果不方便拍摄，这里没有附图，大家可以自己在色轮损坏
的机器上试验一下。平板透明塑料片，一般在购买2032电池的
时候就很容易获得它的包装
就可以利用，一片2032电池带包
装也就2-3元人民币，也可以利用其它的小装饰片包装盒，非
常便宜。彩色包装袋就各处寻找了，关键是色彩均匀，透光
性好。
6 总结
提出了一种简易、新颖的维修BLP投影机色轮的新方
法，具有维修材料容易获得，可实现性强，性价比高；维修
过程简单等优点。并在实际色轮损坏的BLP投影机上维修实
验得以验证通过，效果基本满足维修要求。希望大家加以讨
论借鉴应用，让BLP投影仪的维护工作门槛进一步降低，更
方便的服务社会。
作者简介：
郑忠楷1978- )，男，福建福州人，硕士，副教授，研究
方向：电子信息与自动化。
罗志灶(1971- )，男，福建三明人，闽江学院物理学与电
子信息工程系副教授，研究方向：计算机。
2024年5月24日发(作者：东方诗翠)
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技术交流
传感器构成。IMX415为索尼半导体最新推出的世界上最小的图像传感
器，该传感器基于堆栈式CMOS技术，尺寸仅为1/2.8英寸，具有8.46M有
效像素，最大支持4K分辨率拍摄，支持星光夜视技术，能在暗光环境下
能够拍摄出更清晰的影像。为人像识别系统、执法记录系统的运行提供
高清的图像信号。
2.6 卫星定位模块
本模块采用ATGM336H卫星定位模块。ATGM336H是高灵敏度，支
持BDS/GPS/GLONASS卫星导航系统的单系统定位，以及任意组合的多
系统联合定位的接收机模块。具有高精度、低功耗、多通道、冷启动捕
获时间短、跟踪灵敏度高等特点，卫星定位模块的使用能为终端提供实
时、准确的定位信息。
图2 系统运行框图
4 总结
为了解决我国交通执法部门在酒驾查处时酒精测试仪数量
多、分布广、测试数据量大，效率不高等问题，本文设计了一
款基于5G网络的智能酒精检测终端。该终端应用最新的5G移动
通信技术，具有低成本、低功耗、高灵敏度, 智能化程度高等特
点。能满足呼气测试数据实时回传、现场高质量音视频信息回
传、信息识别比对等应用数据的传输，提高使用者的工作效率及
管理水平，为公平公正执法提供保障，具有广泛的应用前景。
2018年东莞职业技术学院校级科研基金项目2018d05。
作者简介：高祖宇（1990—），男，广东肇庆人，大学
本科，实验师，研究方向：电子技术。
3 软件设计
在电子设备的程序设计中，一般裸机和操作系统两种方式：裸机运行的
程序代码，一般由一个main函数中的while死循环和各种中断服务程序组成，
平时MCU执行while循环中的代码，出现其他事件时，跳转到中断服务程序进
行处理，没有多任务、线程的概念。 操作系统，则程序执行时可以把一个应
用程序分割为多个任务，每个任务完成一部分工作，并且每个任务都可以写
成死循环。操作系统根据任务的优先级，通过调度器是MCU分时执行各个任
务，保证每个任务都能够得到运行。若调度方法较好，则可使各个任务看起
来是并行执行的，减少了MCU的空闲时间，提高了MCU的利用率。
为了使终端的工作效率高，本终端使用开源代码且STM32可以运行
的uc/OS操作系统进行程序设计。如图2所示。
直处在高端影视产品阶段，不大利于走
0 引言
液晶技术从90年迅猛发展到今天，已经在社会的各个领
域得到广泛的应用，特别是多媒体液晶投影机，在军队、铁
路、金融学校等部门已经发挥出其独特的优越性；正如人们
在八十年代认识计算机一样，今天的大部分用户对这类产品
的了解还不够，但对超大画面的需求又很迫切，怎样来选择
多媒体投影机，以及怎样来规划投影产品在本单位的应用，
是摆在很多用户面前的问题。生产厂家目前国内销售的多媒
体液晶投影机主要是美国和日本生产。其中有一个很重要的
指标是投影仪的亮度和物理分辨率，另外一个影响到投影仪
进入家庭市场的因素自然就是价格和其外观尺寸了。
入家庭市场和教学单位。
图1
而美国的德州仪器(TI)公司，采用
微机电系统(MEMS)技术，制作了DMD
芯片—在一个半导体集成电路上大约一
个蚕豆大的面积上集成了80-100万个镜
片阵列它们都可以用数字电路控制偏转
方向，每个镜片在“0”“1”状态下分
别偏转-10度+10度并且可以每秒钟翻转
65K次，所以它们就成了“光开关”。
光源通过这些小镜子反射到屏幕上直接
形成图像。所以DLP投影技术抛弃了传
统意义上的光学会聚，可以随意改变焦
点，调整起来十分方便，而且光路设计
方便。采用DMD芯片作为成像核心的
投影机叫做BLP投影机。因此，DLP投
影机其光学路径相当简单，体积更小。
闽
江
学
院
物
理
学
与
电
子
信
息
工
程
系
1 BLP投影仪工作原理
传统的投影仪采用高亮背光透过高分辨率半透明LED，
然后经过光路上的透镜成像在幕布上，如图1，因为成像整个
光路中光线不可避免的会有损失，所以就要求光源足够亮，
光路损失要小镜头尺寸也要足够大，这就造成了灯泡是以大
热源，又靠近成像单元容易造成LED屏幕的老化与损坏，画
面要足够细腻，要满足投射尺寸要求也就要求LED单元大尺
寸，镜头又要短焦距；这一系列的矛盾导致早期的投影仪一
投
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一
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新
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郑
修
忠
楷
复
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罗
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灶
BLP
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ELECTRONICS WORLD
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技术交流
2 彩色成像原理
上述方法讨论的还只是一个“点”—像素的成像过程，发光-光开
关-控制反光—逻辑成像-汇聚-光学成像；对于彩色图像，每个像素都需
要三基色配色成像，实现我们所需要的彩色，最终获得整体的彩色图像
效果。如果是简单分色，我们一般采用棱镜分光的方法，抑或是干脆采
用三种基色颜色的LED大功率光源，但是这样就要求我们要有三片对应
的DMD芯片，这样提高了产品的成本，也不利于提高亮度。于是一些
投影仪厂家采用了色轮分光技术来实现三基色在时间上的分光。色轮是
由红、绿、蓝、白等分色滤光片组合，可将透过白光进行分色，并通过
高速马达使其转动，然后顺序分出不同单色光于指定的光路上，最后经
由其它光机元件合成并投射出全彩影像。从物理结构来看，色轮的表面
为很薄的金属层，金属层采用真空膜镀技术，镀膜厚度根据红、绿、蓝
三色的光谱波长相对应，白色光通过金属镀膜层时，所对应光谱波长色
彩将透过色轮，其它色彩则被阻挡和吸收，从而完成对白色光分离和过
滤。色轮照片如图2中的箭头所指部分 细节部分如图3所示。
图2 图3
3 色轮常见故障
色轮一般被无刷电机带动高速旋转，转速一般在6000转/分，清洁
DLP投影机的色轮时，用户需要注意动作一定要轻，尽量使用清洁镜头
所用的吹风球，还要注意避免强气流对色轮的冲击，以免造成色轮变
形，更不要使用接触式的清洁方法。色轮上难免会沾染灰尘导致光通下
降，投影仪亮度也随之下降。但是维修清洁时和正常使用时的温度变化
所导致的热胀冷缩，有时光学通路的力学支撑会结构形变，导致高速旋
转的色轮打到边沿的支撑结构，这样色轮就碎掉了，也就报废了。重新
购买一个色轮的的价格大约在二百元人民币以上，要卖到刚好原样尺寸
的色轮就更加困难，这给色轮的这一故障维修带来了很大的困扰。
4 我们的新方法
色轮实际上是通过高速旋转的颜色通道开关，实现对照射白光-或者
其他光
谱较广的强光源的时分颜色复用分离，因此我们改造原有的机械结
构，从原来的风扇扇叶式结构变成整体圆盘式结构，简而言之，找了一块薄
的透明塑料片用剪刀剪的和原来的尺寸差不多大的整体圆盘，然后就是着色
染色使之具有分光效果了。起初，我们用油漆笔根据原来色轮的颜色变化规
律和尺寸形状画上RGB上三种颜色，总体效果不错，但是颜色画的不够均
匀；为了解决这一问题，我们又找了RGB三种颜色半透明包装袋，把它剪成
对应尺寸形状，然后用透明胶粘贴在刚才的圆盘上，可以通过控制控制粘贴
的层数控制透光量，来控制每种颜色的通光度，图4只是其简单粗糙的示意
•
192
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图；
该方法在一台BENQ-MP511+型BLP投影仪的色轮维修上
获得通过，基本实现了该机器的彩色图像恢复显示。
图4
5 效果
一台BenQ-MP511+的BLP投影仪的色轮由于光通路变形
而打碎，重新更换色轮叶片之后安装的时候，圆的圆心位置又
很不好找到固定，所以我们采用了以上的方法恢复；除了滤光
部分光损失较大导致亮度有所下降以外，基本上彩色图像的还
原显示做到了修复实现，然而，毕竟各种颜色存在着误差，最
终的彩色有着一定程度的色偏，但是还是属于可以接受的范围
的。而且，这样修复的色轮，机械结构从风扇扇叶结构演变为
整体圆盘，圆心十分容易确定，安装的时候非常方便，大大减
少了偏心率，也就降低了色轮带来的叶片噪声。由于白天的投
影效果不方便拍摄，这里没有附图，大家可以自己在色轮损坏
的机器上试验一下。平板透明塑料片，一般在购买2032电池的
时候就很容易获得它的包装
就可以利用，一片2032电池带包
装也就2-3元人民币，也可以利用其它的小装饰片包装盒，非
常便宜。彩色包装袋就各处寻找了，关键是色彩均匀，透光
性好。
6 总结
提出了一种简易、新颖的维修BLP投影机色轮的新方
法，具有维修材料容易获得，可实现性强，性价比高；维修
过程简单等优点。并在实际色轮损坏的BLP投影机上维修实
验得以验证通过，效果基本满足维修要求。希望大家加以讨
论借鉴应用，让BLP投影仪的维护工作门槛进一步降低，更
方便的服务社会。
作者简介：
郑忠楷1978- )，男，福建福州人，硕士，副教授，研究
方向：电子信息与自动化。
罗志灶(1971- )，男，福建三明人，闽江学院物理学与电
子信息工程系副教授，研究方向：计算机。