：三片式投影机液晶片位置离机调整装置及其调整方法

本发明属于投影机领域。

三片式投影机的光路结构如

图1所示，图中由多块棱镜组合而成的棱镜组件14的下方安装有镜头13，该镜头前方有屏幕113，该棱镜组件14的另外三个侧面(受光面)的光路中分别设置有一块单色液晶片18、一块偏振片17、一块将单色光变成平行光的透镜16及蓝光反射镜11、红光反射镜112、透红光反射绿光滤色镜15，在蓝光反射镜11与透红光反射绿光滤色镜15之间的光路中设置有透蓝光反射红、绿光滤色镜12，在红光反射镜112与透红光反射绿光滤色镜15之间的光路中设置有红光反射镜110，在红光反射镜110的入射、反射光路中分别设置有透镜19和透镜111。

其工作原理简述如下来自灯泡及复眼透镜的白光被一系列滤色镜分成红、绿、蓝三束平行单色光后，分别由三个单色液晶片产生三幅单色图象，再经过棱镜组件14合成一幅彩色图象，经镜头13投射到大屏幕113上。为了得到清晰逼真的图象和丰富真实的色彩，要求三个单色液晶片投射到屏幕上的各对应象素要高度重合，允许误差仅为象素间隔的一半。以SONY公司的LCX029CST液晶片为例，其象素数为个分布在18.43mm×13.82mm面积内，其相邻两象素间隔为0.018mm，半个象素间隔仅为0.009mm，即各液晶片任何一组对应象素间的位置误差不得大於9微米。由于液晶片本身及其它零件的加工制造误差通常已远大于9微米，所以在液晶片安装好后，不经过仔细调整根本不可能满足三个单色液晶片的各对应象素高度重合的要求。

目前进口的三片式投影机液晶片位置的调整方法大致可分为在机调整和离机调整两种。在机调整法是先将三个液晶片分别放置在各自的仓盒内，连同仓盒一起被安装在棱镜组件上，待投影机整机总装完成后，利用投影机本身的光学系统和各仓盒上附带的调整螺钉依次将各液晶片的位置调整好。此法无须特殊附加设备，具有简单易行，成本低廉的优点。但调好后的液晶片仅在复位弹簧片弹力的作用下保持正确的位置，而不借助于其他方法加以固定，故其稳定性和可靠性(如抗振性等)较差，且不利于实现调整过程的自动化和智能化。

离机调整法是在整机总装之前，先在专用调整台上将三个液晶片的位置调整好，使它们的各对应象素点高度重合，并借助于胶粘法将它们与棱镜组件固定在一起，形成一个独立的棱镜-液晶片组合件，供总装时使用。此法稳定性和可靠性较好，很容易实现自动化和智能化以适应批量生产的需要。目前多数进口三片式投影机均采用此法来调整。但其调整方法和调整装置均属各厂家的保密技术，无法直接借鉴。

本发明的目的是为克服已有的在机调整的不足之处，提出一种三片式投影机液晶片位置离机调整装置及其调整方法，利用本发明调整的三片式投影机液晶片具有较好的稳定性和可靠性，较高的调整精度，且成本低和很容易实现自动化和智能化以适应批量生产的需要的优点。

本发明提出的一种三片式投影机液晶片位置离机调整装置，包括一块底板，在底板的中心位置固定有一块用于放置待装配棱镜组件的垫板，在该棱镜组件的左、右和后侧方的底板上各加工有一条导轨槽，在每条导轨槽上分别依次装有一个调整架，一个带滤色片的平行光源，一个定量注胶头和一个紫外光照射头；所说的三个调整架上分别装有待调整和装配的红、绿、蓝单色液晶片；在所说的棱镜组件的出光面的对称轴线上装有镜头和投影屏幕；还包括用来提供三个单色液晶片中心点位置及转角信息的”十字叉”信号的计算机。

所说的调整架可包括装有三个调整螺钉和三个复位弹簧的调整架座，一块通过调整螺钉和复位弹簧来固定并进行位置调节的浮动板，该浮动板的中心开有通孔，在浮动板的端面上开有放置液晶片的定位槽，在定位槽的两侧设置有其头部折弯成喇叭状的夹持弹簧片。

所说的在底板上还可固定有用来给调整架定位的定位档块。

所说的每个定量注胶头可有四个喷咀，所说的每个紫外光照射头可有四个照射点。

本发明提出的一种采用上述离机调整装置的三片式投影液晶片位置离机调整方法，其特征在于，包括以下步骤1)先利用棱镜组件的垫板安装好带垫片的棱镜组件；2)进行调整作业a.将三个液晶片分别放在各调整架上；b.将三个调整架沿导轨移向定位档块处，并用螺钉固定；c.将三个平行光源固定在各调整架的后方；d.先调整绿光液晶片，调节变焦镜头，令棱镜组的中间竖直方向细线影现在屏幕上，再调节绿片调整架的各调节螺钉，令处于液晶片中心位置的由软件给定的十字叉，将十字叉交叉点移至竖影线的中点上，并使十字叉的坚线与棱镜组件中间竖直细线重合；此后，保持绿片的十字叉备用；e.再用相同的方法分别调节红、蓝片，令各自的十字叉与绿片十字叉重合；3)注胶作业调整好的液晶片采用紫外照射快干胶来粘接；三个液晶片均调整好后，撤去三个平行光源，将三个定量注胶头沿导轨移向各调整架的后端位置进行定位，这时12个喷胶咀正好对准各自要注胶的液晶片的螺钉孔，按一下注胶开关即可完成定量注胶；4)紫外光照射、快干注完胶后，撤去三个注胶头，改将三个紫外照射头沿导轨移至各调整架的后端位置进行定位，打开开关后，12个光点正好同时照射在12个注胶点上，采用12个光点进行局部照射可保护液晶片免受紫外光破坏，待胶液彻底干透，即可停止照射；5)撤去紫外光头，并松开各调整架的紧固螺钉，轻轻后撤调整架，仅靠簧片夹持在调整架浮动板上的液晶片即被粘留在棱镜组件上；6)松开棱镜组件垫板的固定螺钉，从底板上取下棱镜组件垫板，并从其上取下带三个已调整好位置的液晶片的棱镜组件，即得到一个可供总装使用的棱镜---液晶片组件。

本发明的工作原理众所周知，确定一个物体在空间的位置共有六个自由度，即沿三个相互垂直的座标轴(x、y、z)方向的移动位置和绕这三个座标轴的转角位置。但就投影机上的液晶片面言，对图象质量高度敏感的只有三个自由度，即各液晶片在其象素点分布平面上的位置(左右，高低)及绕该平面垂直轴线的转角位置，它们直接影响三个液晶片各对应象素点能否高度重合。其余三个自由度的定位精度完全可由机械加工精度和装配精度来保证，不必进行额外调整。

本发明的特点及效果本发明专用於在离机状态下将红、绿、蓝三个单色液晶片的相位调成一致，使它们的各对应象素在投影屏幕上高度重合，并将它们固定在棱镜组件上。形成一个独立的棱镜-液晶片组合件，供整机装配使用。

利用本发明调整的三片式投影机液晶片具有较好的稳定性和可靠性，很容易实现自动化和智能化以适应批量生产的需要。

附图简要说明图1为三片式投影机的光路结构示意图。

图2为本发明的三片式投影机液晶片位置调整装置的实施例结构示意图。

图3为本实施例的调整架的具体结构示意图。

图4为本实施例的单色平行光源结构示意图。

图5为本实施例的液晶片在调整架上的定位、安装和夹持方法结构示意图。

本发明设计的一种三片式投影机液晶片位置离机调整装置及其调整方法的实施例结合各附图详细说明如下本发明设计的一种三片式投影液晶片位置离机调整装置的实施例，其结构如图2所示，包括一块底板21，在底板21的中心位置固定有一块棱镜组件垫板29，其上放置待装配的棱镜组件22(此前在棱镜组件的三个受光面上已予先分别粘接好四根供固定液晶片用的小针)，在棱镜组件的左、右和后侧(即三个受光面方向)的底板上各加工有一条导轨槽212，在每条导轨槽上分别装有一个调整架23，一个带滤色片的平行光源24，一个定量注胶头25(各有四个喷咀)和一个紫外光照射头26(各有四个照射点)。三个调整架23上分别装有红、绿、蓝单色液晶片。在棱镜组件22的另一侧(出光面)的对称轴线上装有镜头27和投影屏幕28，在底板21上还固定有三块定位块211，它们的位置分别在三个调整架23与棱镜组件垫板29之间的适当位置上，用来给调整架定位。而计算机210则可放在底板之外的桌面上。

本实施例中待装配的棱镜组件利用与它胶粘固结的垫片上的定位销钉和螺钉实现在棱镜组件垫板上的定位与联接，再利用定位销与螺钉将棱镜组件垫板安装在底板上；底板上在棱镜组件的左、右和后侧方向的三个导轨槽，它们之间严格保持同轴和垂直关系，用来限制各个方向的调整架、平行光源，注胶头和紫外光照射头的左、右位置；为了消除棱镜组件在调整台上经多次安装而不可避免的定位安装误差对调整精度的不良影响，本实施例装置可在一次安装下完成三个液晶片的调整；为了缩短注胶及紫外光照射的时间，提高调整效率，本实施例的三个方向的调整架可同时一次安装到位，同样，当三个方向的液晶片位置均调好之后要依次进行的注胶和紫外光照射作业也均可三个方向同时进行。

本实施例的调整架的具体结构如图3所示，包括调整架座31，其上装有三个调整螺钉33和三个复位弹簧34，用来固定并可进行位置调节的浮动板32，液晶板35夹持在浮动板32上。

本调整架的工作原理如下a.液晶片在浮动板上的定位与夹持本实施例中液晶板在浮动板上的定位与夹持方法见图5，图5中51为夹持弹簧片，其头部折弯成喇叭状；52为待调整的液晶片；53为带有中心通孔的浮动板，其上有一个液晶片的定位槽，液晶片52就放在该槽中；54为螺钉，用来将弹簧片51固定在浮动板53上。

定位---浮动板上有一个尺寸与液晶片外框尺寸相应的矩形定位槽，将液晶片放入该槽中并贴紧槽底，即可实现定位。

夹持---借安装在浮动板上矩形定位槽两侧的弹簧片51来实现。簧片端部的喇叭形状，可保证在压进液晶片时，簧片会自动张开，随后将液晶片压紧在矩形槽中。待胶固结后，撤出调整架时，簧片又会自动张开，将液晶片留在棱镜组件上。

上述夹持方法不仅结构简单，操作方便。在粘胶固结后撤出调整架时，液晶片不会受到太大的侧向载荷，从而可防止将固定针折弯而破坏调整精度的事故发生。

b.液晶片三个自由度的调整方法用螺钉A调节液晶片的上下位置，用螺钉B和C，调节其左右位置和转角。仔细调整三个螺钉可使三个液晶片的各对应象素高度重合。与三个自由度完全独立调整的方法相比较，此法不仅调整装置结构上简单得多，且由于可避免更换液晶片时带来的旋转轴线位置的变动而造成的误差，可获得更高的调整精度。

如前所述，用胶粘法来固定已调整好的液晶片具有稳定性好和可靠性高的优点，但由于其所需的附加设备如注胶头和紫外光照射头等体积较大，无法在在机状态下采用投影机本身的光路进行调整，而必须在离机状态下，采用有别于投影机光路的布局。以让出更多的空间供安装注胶头和紫外照射头。为此，本实施例采用三个简单的单色平行光源来代替投影机中复杂的光路。

本实施例的单色平行光源如图4所示包括同轴依次设置的反光碗41、灯泡42、透镜43、滤色片44。近似点光源的灯泡42发光点位于反光碗41的球心，也位于透镜43的焦点上，灯泡发出的散射光经过透镜和滤色片后即可变为红或绿或蓝色的(视所用滤光片而定)单色平行光。

本实施例的注胶头采用美商烨克股份有限公司的TS系列点胶控制主机和700系列点胶针筒改装而成。本实施例的紫外光照射头采用深圳市润沃机电有限公司出售的RW-UV150XW型紫外线UV光固化机改装而成。它们都是已有技术，详细介绍从略。

本实施例调整时所需的反映三个单色液晶片中心点位置及转角信息的”十字叉”信号均由计算机提供。该方法也属常规技术，无须详述。

本实施例的镜头和屏幕无特殊要求，无须详述。

本实施例的调整方法包括以下步骤1)先利用棱镜组件的垫板安装好带垫片的棱镜组件；2)进行调整作业a.将三个液晶片分别放在各调整架上；b.将三个调整架沿导轨移向定位档块处，并用螺钉固定；c.将三个平行光源固定在各调整架的后方；d.先调整绿光液晶片，调节变焦镜头，令棱镜组的中间竖直方向细线影现在屏幕上，再调节绿片调整架的各调节螺钉，令处于液晶片中心位置的由软件给定的十字叉，将十字叉交叉点移至竖影线的中点上，并使十字叉的坚线与棱镜组件中间竖直细线重合；此后，保持绿片的十字叉备用；e.再用相同的方法分别调节红、蓝片，令各自的十字叉与绿片十字叉重合；3)注胶作业调整好的液晶片采用紫外照射快干胶来粘接；三个液晶片均调整好后，撤去三个平行光源，将三个定量注胶头沿导轨移向各调整架的后端位置进行定位，这时12个喷胶咀正好对准各自要注胶的液晶片的螺钉孔，按一下注胶开关即可完成定量注胶；4)紫外光照射、快干注完胶后，撤去三个注胶头，改将三个紫外照射头沿导轨移至各调整架的后端位置进行定位，打开开关后，12个光点正好同时照射在12个注胶点上，采用12个光点进行局部照射可保护液晶片免受紫外光破坏，待胶液彻底干透，即可停止照射；5)撤去紫外光头，并松开各调整架的紧固螺钉，轻轻后撤调整架，仅靠簧片夹持在调整架浮动板上的液晶片即被粘留在棱镜组件上；6)松开棱镜组件垫板的固定螺钉，从底板上取下棱镜组件垫板，并从其上取下带三个已调整好位置的液晶片的棱镜组件，即得到一个可供总装使用的棱镜---液晶片组件。

1.一种三片式投影液晶片位置调整装置，其特征在于，包括一块底板，在底板的中心位置固定有一块用于放置待装配棱镜组件的垫板，在该棱镜组件的左、右和后侧方的底板上各加工有一条导轨槽，在每条导轨槽上分别依次装有一个调整架，一个带滤色片的平行光源，一个定量注胶头和一个紫外光照射头；所说的三个调整架上分别装有待调整和装配的红、绿、蓝单色液晶片；在所说的棱镜组件的出光面的对称轴线上装有镜头和投影屏幕；还包括用来提供三个单色液晶片中心点位置及转角信息的”十字叉”信号的计算机。

2.如权利要求1所述的三片式投影液晶片位置调整装置，其特征在于，所说的调整架包括装有三个调整螺钉和三个复位弹簧的调整架座，一块通过调整螺钉和复位弹簧来固定并进行位置调节的浮动板，该浮动板的中心开有通孔，在浮动板的端面上开有放置液晶片的定位槽，在定位槽的两侧设置有其头部折弯成喇叭状的夹持弹簧片。

3.如权利要求1所述的三片式投影液晶片位置调整装置，其特征在于，所说的在底板上还固定有用来给调整架定位的定位档块。

4.如权利要求1所述的三片式投影液晶片位置调整装置，其特征在于，所说的每个定量注胶头有四个喷咀，所说的每个紫外光照射头有四个照射点。

5.一种采用如权利要求1所述调整装置的三片式投影液晶片位置调整方法，其特征在于，包括以下步骤1)先利用棱镜组件的垫板安装好带垫片的棱镜组件；2)进行调整作业a.将三个液晶片分别放在各调整架上；b.将三个调整架沿导轨移向定位档块处，并用螺钉固定；c.将三个平行光源固定在各调整架的后方；d.先调整绿光液晶片，调节变焦镜头，令棱镜组的中间竖直方向细线影现在屏幕上，再调节绿片调整架的各调节螺钉，令处于液晶片中心位置的由软件给定的十字叉，将十字叉交叉点移至竖影线的中点上，并使十字叉的坚线与棱镜组件中间竖直细线重合；此后，保持绿片的十字叉备用；e.再用相同的方法分别调节红、蓝片，令各自的十字叉与绿片十字叉重合；3)注胶作业调整好的液晶片采用紫外照射快干胶来粘接；三个液晶片均调整好后，撤去三个平行光源，将三个定量注胶头沿导轨移向各调整架的后端位置进行定位，这时12个喷胶咀正好对准各自要注胶的液晶片的螺钉孔，按一下注胶开关即可完成定量注胶；4)紫外光照射、快干注完胶后，撤去三个注胶头，改将三个紫外照射头沿导轨移至各调整架的后端位置进行定位，打开开关后，12个光点正好同时照射在12个注胶点上，采用12个光点进行局部照射可保护液晶片免受紫外光破坏，待胶液彻底干透，即可停止照射；5)撤去紫外光头，并松开各调整架的紧固螺钉，轻轻后撤调整架，仅靠簧片夹持在调整架浮动板上的液晶片即被粘留在棱镜组件上；6)松开棱镜组件垫板的固定螺钉，从底板上取下棱镜组件垫板，并从其上取下带三个已调整好位置的液晶片的棱镜组件，即得到一个可供总装使用的棱镜---液晶片组件。

本发明属于投影机领域。包括在一底板的中心位置固定有一块放置棱镜组件的垫板,在棱镜组件的左、右和后侧方的底板上各有一条导轨槽,在其上分别依次装有一个调整架,一个带滤色片的平行光源,一个定量注胶头和一个紫外光照射头;在棱镜组件的出光面的对称轴线上装有镜头和投影屏幕;还有提供“十字叉”信号的计算机。本发明具有较好的稳定性、可靠性和调整精度,且成本低和很容易实现自动化和智能化以适应批量生产的需要的优点。

项海筹, 邱虹云 申请人:北京澳柯玛视美乐信息技术有限公司

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