專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)和光調(diào)制器的位置調(diào)整方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整方法與位置調(diào)整系統(tǒng)，用于相對于容納構(gòu)成放映機(jī)的色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件的光學(xué)組件殼體調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置，一種通過所述位置調(diào)整方法調(diào)整的色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種光調(diào)制器的位置調(diào)整方法與位置調(diào)整系統(tǒng)，用于調(diào)整放映機(jī)的多個光調(diào)制器的相對位置，且本發(fā)明還涉及通過位置調(diào)整方法調(diào)整的放映機(jī)。
已知所謂三板放映機(jī)具有色彩分離光學(xué)系統(tǒng)、三個光調(diào)制器、以及正交分色棱鏡，色彩分離光學(xué)系統(tǒng)用于將光源發(fā)出的光束通過分色鏡分離為紅、綠和藍(lán)三色光，三個光調(diào)制器用于調(diào)制根據(jù)圖像信息的每一彩色光的分離的光束，正交分色棱鏡用于組合經(jīng)各個光調(diào)制器調(diào)制的光束。
諸如構(gòu)成色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的分色鏡和構(gòu)成均勻照明光學(xué)系統(tǒng)的鏡頭陣列這樣的光學(xué)組件、從光源到光調(diào)制器的光路都容納在光學(xué)組件殼體中。該光學(xué)組件殼體由上殼體、下殼體組成，上殼體具有用于安裝光學(xué)組件的凹進(jìn)，下殼體用于封閉上殼體的下面。透鏡固定裝置用于固定投影鏡頭，設(shè)置在下殼體上，位于光路的一端。
將三個光調(diào)制器直接連接到正交分色棱鏡的光入射端面。將固定板粘接且固定到正交分色棱鏡的下面，正交分色棱鏡與光調(diào)制器連接，通過螺釘利用固定板上開設(shè)的螺紋孔將固定板固定到殼體下部投射透鏡光路的前段。
采用這樣的配置構(gòu)成是因為，在將光調(diào)制器固定到正交分色棱鏡的光入射端面的過程中，為了避免象素等的偏移必須高精度地確定各個光調(diào)制器的相對位置。按照慣例，將光調(diào)制器納入殼體的步驟和將光調(diào)制器固定到正交分色棱鏡的步驟分別獨(dú)立實(shí)施，并且在最后的步驟中完成兩者的組合。
但是，依照傳統(tǒng)方法，由于光學(xué)組件與內(nèi)部光學(xué)組件的配置位置和固定板到正交分色棱鏡的固定位置的偏移而不能獲得適當(dāng)?shù)耐队硤D像。具體的講，當(dāng)正交分色棱鏡與固定板的固定位置偏移時，由于通過螺釘將固定板固定到殼體下部的預(yù)設(shè)位置，也相應(yīng)地固定了正交分色棱鏡的位置。因此，將正交分色棱鏡調(diào)整得與光學(xué)組件殼體中的光束的光軸一致是不可能的，且不能適當(dāng)?shù)亟M合彩色光，由此惡化了投射透鏡投映的圖像質(zhì)量。
本發(fā)明的一個目的是對放映機(jī)的色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置進(jìn)行高精度地確定。
進(jìn)而，小型化的光調(diào)制器的使用推動了小型化放映機(jī)的發(fā)展，其縮短了從光源到投射透鏡的光路，且減小了光源光的光束聚光率，因此照明裕度趨于減小。因此，在傳統(tǒng)方法中，制造光學(xué)組件殼體的步驟和將光調(diào)制器固定到正交分色棱鏡的步驟是分別進(jìn)行的，且在最后階段裝配這兩組件時調(diào)整組件位置，必須用小照明裕度來調(diào)整這兩裝配組件的位置，這樣在調(diào)整精度上就存在一定局限性。
本發(fā)明的另一個目的是在調(diào)整光調(diào)制器位置的過程中應(yīng)對克服由于放映機(jī)尺寸減小帶來的照明裕度小的問題。
依照上述配置，由于在調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)位置時實(shí)施激光光束照射步驟、組合光檢測步驟以及位置調(diào)整步驟，白色激光光束通過色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離為多種彩色光諸如RGB入射到色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的光入射端面，且在檢測由色彩組合光學(xué)系統(tǒng)組合的光束的同時可以調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)組件殼體的位置，以便高精度地確定色彩組合光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)組件殼體的位置。
在上文中，當(dāng)傳感器是點(diǎn)傳感器時，可優(yōu)選地在組合光檢測步驟中的監(jiān)控檢測狀態(tài)時確定完成位置調(diào)整。
在上文中，當(dāng)點(diǎn)傳感器檢測到的組合光面積變?yōu)樽钚r可優(yōu)選地確定完成位置調(diào)整步驟。順便提及，通過圖像輸入裝置諸如視頻記錄板將傳感器檢測信號輸入到計算機(jī)之類裝置中且利用圖像處理軟件等處理該信號，來計算組合光點(diǎn)的最小面積。
由于在調(diào)整完成確定步驟中，在調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置時，借助于計算機(jī)等可以自動地確定該調(diào)整是否完成，因此利用計算機(jī)等可以自動地對色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置進(jìn)行調(diào)整。
而且，由于當(dāng)點(diǎn)傳感器檢測到的組合光面積為最小時可以確認(rèn)位置調(diào)整完成，其中單白色激光光束通過色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離又通過色彩組合光學(xué)系統(tǒng)恢復(fù)為單白色激光光束，其中可以將包括色彩分離光學(xué)系統(tǒng)在內(nèi)的光學(xué)組件殼體與色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的相對位置調(diào)整到最適當(dāng)位置上，因此可以用簡便地確認(rèn)步驟高精度地調(diào)整該位置。
色彩組合光學(xué)系統(tǒng)包括棱鏡，其用于組合彩色光；以及固定板，其用光固化膠粘劑粘接在該棱鏡的底面，且機(jī)械固定到光學(xué)組件殼體。這種情況下，可優(yōu)選地在光固化膠粘劑未固化的時候?qū)嵤┪恢谜{(diào)整步驟，且可優(yōu)選地在確認(rèn)調(diào)整結(jié)束之后用光照射光固化膠粘劑以固化該膠粘劑。順便提及，在執(zhí)行膠粘劑固化步驟期間該光束可優(yōu)選地由棱鏡的上方照射。
由于在光固化膠粘劑未固化的時候?qū)嵤┪恢谜{(diào)整步驟，棱鏡相對于固定板的位置可以自由調(diào)整，因此可將棱鏡的位置調(diào)整到相對于光學(xué)組件殼體的最佳位置，且在確認(rèn)調(diào)整完成之后可照射該光以固化光固化膠粘劑，由此確保棱鏡的位置處于最佳位置。
固定板優(yōu)選地具有構(gòu)成棱鏡的固定面的球面隆起部分，并且當(dāng)膠粘劑未固化且棱鏡與球面隆起部分接觸時優(yōu)選地可對棱鏡的位置進(jìn)行三維調(diào)整。
在以傳統(tǒng)方法粘接與固定色彩組合棱鏡與固定板時，當(dāng)將切割精度惡劣的棱鏡150按壓固定到固定板152時(如

圖1(a)所示)，兩個表面對準(zhǔn)使得棱鏡150的側(cè)面外形位置與蒸汽蒸發(fā)面傾斜，因此即使調(diào)整棱鏡150的位置也不能得到按理想的光軸配置的效果。
在本發(fā)明中，如圖1(b)所示，球面隆起部分152B形成在固定板152的端面且用紫外光固化膠粘劑153粘接與固定板152的球面隆起部分152B接觸的色彩組合棱鏡150，色彩組合棱鏡150與固定板152的球面隆起部分152B是點(diǎn)接觸，因此甚至在色彩組合棱鏡150的切割精度惡劣的情況下也可以對棱鏡150的側(cè)面外形位置與蒸汽蒸發(fā)面的位置進(jìn)行三維調(diào)整，由此確保棱鏡150的側(cè)面外形位置與蒸汽蒸發(fā)面的精度不受棱鏡150切割精度的影響，以牢固地固定連接棱鏡150與固定板152。
優(yōu)選地用光固化膠粘劑填滿棱鏡的下部表面與固定板之間由于球面隆起部分而形成空隙。
依照上述配置，由于這樣填充光固化膠粘劑以致色彩組合棱鏡150的下部表面與固定板152之間的空隙填滿了(如圖1(b)所示)，色彩組合棱鏡150的下部表面不僅得到固定板152球面隆起部分152B點(diǎn)接觸支撐，而且還得到填充的紫外光固化膠粘劑153的支撐，由此確保棱鏡150與固定板152的穩(wěn)固連接。
在上文中，固定板的隆起部分的高度優(yōu)選地為棱鏡下部表面切割精度最大公差的50-100％，且隆起部分的曲率半徑優(yōu)選地設(shè)定為使得隆起部分的表面積等于棱鏡下部表面面積的1-50％。
當(dāng)隆起部分的高度小于棱鏡下部表面切割精度最大公差的50％時，固定板152的隆起部分152B與棱鏡150的下部表面在調(diào)整棱鏡150的側(cè)面外形位置時不接觸(如圖2(a)所示)，以至于無法調(diào)整棱鏡150。另一方面，當(dāng)隆起部分152B的高度大于色彩組合棱鏡150下部表面切割精度的最大公差A(yù)時，棱鏡150的下部表面與固定板152如圖2(b)所示分離開，以至于需要在在棱鏡150的下部表面與固定板152之間間隙填充大量的紫外光膠粘劑153，由此增加制造費(fèi)用和次品率。因此，形成的固定板152的隆起部分152B的高度優(yōu)選地處于棱鏡150下部表面切割精度最大公差A(yù)的50-100％范圍內(nèi)。
當(dāng)確定的隆起部分的曲率半徑使得隆起部分的表面積大于色彩組合棱鏡下部表面面積時，棱鏡150下部表面與隆起部分152B接觸的點(diǎn)偏離了棱鏡150的中心(如圖2(c)所示)，以至于棱鏡150與固定板152的連接不穩(wěn)固。另一方面，當(dāng)確定的隆起部分152B的曲率半徑使得隆起部分152B的表面積小于棱鏡150下部表面面積的1％時，隆起部分152B相對于固定板152的強(qiáng)度劣化，由此劣化棱鏡150與固定板152的連接固定強(qiáng)度。因此，隆起部分152B的曲率半徑優(yōu)選地設(shè)定為使得隆起部分152B的表面積處于色彩組合棱鏡150下部表面面積的1-50％范圍內(nèi)。
依照本發(fā)明的一種色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整系統(tǒng)，用于制造一種放映機(jī)，所述放映機(jī)具有光源；色彩分離光學(xué)系統(tǒng)，其將光源發(fā)射的光束分離為多種彩色光；光學(xué)組件殼體，其容納構(gòu)成色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件；多個色彩調(diào)制器，其根據(jù)圖像信息對色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離出的各種彩色光進(jìn)行調(diào)制；以及色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其對經(jīng)過各個光調(diào)制器調(diào)制過的光束進(jìn)行組合以形成光學(xué)圖像。利用該位置調(diào)整方法調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)組件殼體的位置，該位置調(diào)整系統(tǒng)包括激光光束發(fā)射器，其用于提供沿著穿過光學(xué)組件殼體的光束光軸的白色激光光束；組合光傳感器，其使色彩分離光學(xué)系統(tǒng)對白色激光光束分離得到的各種彩色光入射到色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的光入射端面，且檢測由色彩組合光學(xué)系統(tǒng)組合的光束；以及位置調(diào)整器，其根據(jù)組合光傳感器檢測的組合光調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置。
依照本發(fā)明色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整系統(tǒng)，可以實(shí)施上述色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整方法，由此獲得上述效果和優(yōu)點(diǎn)。
在上述的位置調(diào)整系統(tǒng)中，組合光傳感器優(yōu)選地具有調(diào)整完成確認(rèn)部分，其在組合光監(jiān)控檢測狀態(tài)確認(rèn)對色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整的完成。調(diào)整終止確認(rèn)部分能夠確保實(shí)施上述位置調(diào)整方法中的調(diào)整終止確認(rèn)步驟。
色彩組合光學(xué)系統(tǒng)具有棱鏡與固定板，固定板通過光固化膠粘劑粘接在棱鏡的下部表面上，固定板通過機(jī)械方式固定到光學(xué)組件殼體上，這種情況下，位置調(diào)整器優(yōu)選地具有棱鏡保持器，其用于保持棱鏡；以及光束照射器，其照射固化光固化膠粘劑的光。
通過提供棱鏡保持器與光束照射器，可實(shí)施上述位置調(diào)整方法中的膠粘劑固化步驟。
在上述的色彩組合光學(xué)系統(tǒng)中，固定板優(yōu)選地具有形成于固定棱鏡的面上的球面隆起部分，而棱鏡優(yōu)選地粘接在固定板上，此時至少部分棱鏡與隆起部分接觸。
依照上述配置，由于固定板在固定棱鏡的面上形成有球面隆起部分并且粘接棱鏡使得至少部分棱鏡與隆起部分接觸，可以對棱鏡相對于固定板的位置進(jìn)行三維調(diào)整，因此可以獲得與上述位置調(diào)整方法相同的效果與優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)選地涂布光固化膠粘劑填滿棱鏡下表面與固定板之間由于固定板隆起部分而形成的間隙。
而且，固定板隆起部分的高度優(yōu)選地為棱鏡下部表面切割精度最大公差的50-100％，且隆起部分的曲率半徑優(yōu)選地設(shè)定為使得隆起部分的表面積等于棱鏡下部表面面積的1-50％。
依照上述配置，通過將光固化膠粘劑放入棱鏡與固定板與具有上述優(yōu)選尺寸的隆起部分之間，能夠穩(wěn)定地獲取對色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的的高精度的位置調(diào)整。
依照本發(fā)明的一種光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)用于制造一種放映機(jī)，所述放映機(jī)具有光源；色彩分離光學(xué)系統(tǒng)，其將光源發(fā)射的光束分離為多種彩色光；光學(xué)組件殼體，其容納構(gòu)成色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件；多個色彩調(diào)制器，其根據(jù)圖像信息對色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離出的各種彩色光進(jìn)行周制；以及色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其對經(jīng)過各個光調(diào)制器調(diào)制過的光束進(jìn)行組合以形成光學(xué)圖像。利用該位置調(diào)整系統(tǒng)調(diào)整多個色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的相對位置，包括調(diào)整器主體，其上安裝有包括光調(diào)制器與光學(xué)組件殼體在內(nèi)的調(diào)整對象，用于調(diào)整各個光調(diào)制器的位置；透過型屏幕，在它的上面形成由調(diào)整對象投射出的放大的圖像；圖像傳感器，其設(shè)置在透過型屏幕的背面，用于檢測投射在透過型屏幕上的投映圖像；以及光軸傳感器，其檢測光學(xué)組件殼體中設(shè)置的照明光軸，調(diào)整器主體根據(jù)光軸傳感器檢測到的照明光軸調(diào)整光調(diào)制器。
光軸傳感器優(yōu)選地包括光束輸出裝置，其沿著照明光軸輸出線性光束；光束傳感器，其檢測光束輸出裝置發(fā)射的光束；以及光軸處理器，其根據(jù)光束傳感器檢測到的光束來計算照明光軸的位置。
圖像傳感器諸如CCD(電荷耦合器件)可用作光束傳感器，而在OS(操作系統(tǒng))上執(zhí)行的圖像處理程序可用作光軸處理器，其用于控制計算機(jī)運(yùn)行，將來自圖像傳感器的信號通過圖像輸入裝置輸入計算機(jī)。
依照本發(fā)明的一種光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)，由于當(dāng)用光軸傳感器檢測光學(xué)組件殼體中設(shè)置的照明光軸時可調(diào)整光調(diào)制器相對于調(diào)整器主體的相互位置，在調(diào)整完光調(diào)制器相對于光學(xué)組件殼體的位置之后可以高精度地調(diào)整光調(diào)制器的相互位置，因此適合制造具有小照明裕度(illumination margin)的小型化放映機(jī)。
在上文中，調(diào)整器主體優(yōu)選地包括保持器，其保持光調(diào)制器；位置調(diào)整器，其調(diào)整保持器保持的光調(diào)制器的位置；以及光束提供者，其提供調(diào)整用光束給光調(diào)制器，保持器具有光束透射孔，光束透射孔將光束從光束提供者導(dǎo)引向光調(diào)制器的成像區(qū)域。
依照本發(fā)明，由于提供了保持器與光束提供者，可通過提供將位于光學(xué)組件殼體內(nèi)部的光源發(fā)射的與實(shí)際光束相似的調(diào)整用光束來調(diào)整光調(diào)制器的位置，以便能夠基于對殼體內(nèi)部的光學(xué)組件位置精度的考慮實(shí)現(xiàn)對光調(diào)制器的位置進(jìn)行高精度調(diào)整。
而且，由于只有在保持器上開設(shè)光束透射孔才能夠?qū)⒄{(diào)整用光束導(dǎo)引入光調(diào)制器的成像區(qū)域，所以可用簡單構(gòu)造實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn)行高精度位置調(diào)整的光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)。
當(dāng)用光固化膠粘劑將光調(diào)制器固定在色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的光入射端面時，保持器優(yōu)選地具有光照射器，用于固化光固化膠粘劑。
依照本發(fā)明，由于給保持器提供了光照射器，在用保持器調(diào)整光調(diào)制器位置之后立即確定光調(diào)制器的位置且用光照射器照射光固定其位置，以便快速確定與固定光調(diào)制器的位置，由此提高放映機(jī)的制造效率。
本發(fā)明的一種光調(diào)制器的位置調(diào)整方法，用于制造一種放映機(jī)，所述放映機(jī)具有光源；色彩分離光學(xué)系統(tǒng)，其將光源發(fā)射的光束分離為多種彩色光；光學(xué)組件殼體，其容納構(gòu)成色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件；多個光調(diào)制器，其根據(jù)圖像信息對色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離出的各種彩色光進(jìn)行調(diào)制；以及色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其對經(jīng)過各個光調(diào)制器調(diào)制過的光束進(jìn)行組合以形成光學(xué)圖像。利用該位置調(diào)整方法調(diào)整多個色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的相對位置，該方法包括步驟沿著光學(xué)組件殼體中設(shè)定的照明光軸照射激光光束；檢測照射的激光光束；根據(jù)檢測到的照射激光光束計算光學(xué)組件殼體的照明光軸；以及根據(jù)計算得到的光學(xué)組件殼體光軸的位置調(diào)整光調(diào)制器的相對位置。
依照本發(fā)明，由于提供了激光束照射步驟、激光束檢測步驟以及光軸位置計算步驟，在檢測作為調(diào)整對象的光學(xué)組件殼體光軸位置時可以調(diào)整光調(diào)制器的位置。因此，在位置調(diào)整步驟期間調(diào)整光調(diào)制器位置時考慮光學(xué)組件殼體光軸位置，可高精度地調(diào)整光調(diào)制器的位置，以便使該方法適用于制造具有小照明裕度的小型化放映機(jī)且由于減少調(diào)整光調(diào)制器位置所需時間而降低制造費(fèi)用。而且，對于具有依照上述方法調(diào)整其位置的光調(diào)制器的，可獲得具有高圖像質(zhì)量的小型化放映機(jī)。
圖3顯示了放映機(jī)100的配置構(gòu)造，放映機(jī)100利用一個包含色彩分離光學(xué)系統(tǒng)、多個光調(diào)制器、色彩組合光學(xué)系統(tǒng)、以及投映光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)單元，作為依照本發(fā)明實(shí)施例的光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整對象。放映機(jī)100具有積分照明光學(xué)系統(tǒng)110、色彩分離光學(xué)系統(tǒng)120、中繼光學(xué)系統(tǒng)130、電子光學(xué)裝置140、作為色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的正交分色棱鏡150以及作為投映光學(xué)系統(tǒng)的報射透鏡160。
積分照明光學(xué)系統(tǒng)110具有包括光源燈111A與反射器111B的光源111、第一透鏡陣列113、第二透鏡陣列115、反射鏡117以及疊置透鏡119。
光源燈111A發(fā)出光束的照射方向經(jīng)反射器111B調(diào)整且第一透鏡陣列113將光束分為多個子光束。在光束的照射方向經(jīng)反射鏡117九十度彎轉(zhuǎn)改變之后，該光束聚焦在第二透鏡陣列115附近。第二透鏡陣列115發(fā)出的各個子光束以其中心軸(主光束)與疊置透鏡119的入射面垂直的方式入射到疊置透鏡119的入射面。而且，疊置透鏡119發(fā)出的多個子光束疊置在三個液晶板141R、141G和141B(包括在下文描述的電子光學(xué)裝置140中)上。
色彩分離光學(xué)系統(tǒng)120具有兩個分色鏡121與122以及反射鏡123，分色鏡121與122以及反射鏡123將積分照明光學(xué)系統(tǒng)110發(fā)出的多個子光束分為紅、綠與藍(lán)三種彩色光。
中繼光學(xué)系統(tǒng)130包括入射側(cè)透鏡131、中繼透鏡133以及反射鏡135與137，中繼光學(xué)系統(tǒng)將色彩分離光學(xué)系統(tǒng)120分離出來的彩色光例如將藍(lán)色光B導(dǎo)入液晶板141B。
電子光學(xué)裝置140具有作為三個光調(diào)制器的液晶板141R、141G和141B，光調(diào)制器使用例如多晶硅薄膜晶體管作為開關(guān)元件。三個液晶板141R、141G和141B根據(jù)圖像信息對色彩分離光學(xué)系統(tǒng)120分離出來的各個彩色光進(jìn)行調(diào)制以形成光學(xué)影像。
作為色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的正交分色棱鏡150將三個液晶板141R、141G和141B發(fā)出的各個彩色光的調(diào)制圖像進(jìn)行組合以形成彩色圖像。順便提及，在正交分色棱鏡150中，用于反射紅色光的介質(zhì)多層薄膜和用于反射藍(lán)色光的介質(zhì)多層薄膜沿著四直角棱鏡的邊緣大致形成X形，介質(zhì)多層薄膜用于組合三種彩色光。投射透鏡160照射出由正交分色棱鏡150組合的彩色圖像且放大圖像并投映在屏幕上。
在放映機(jī)100中，構(gòu)成積分照明光學(xué)系統(tǒng)110、色彩分離光學(xué)系統(tǒng)120、以及中繼光學(xué)系統(tǒng)130的光學(xué)組件都容納在如圖4所示的上部光導(dǎo)向器171中，且通過夾子等固定在上部光導(dǎo)向器171的內(nèi)部。
組成電子光學(xué)裝置140的三個液晶板141R、141G和141B三面環(huán)繞正交分色棱鏡150。具體的講，如圖5所示，各個液晶板141R、141G和141B容納在固定框架143中且通過POP(板在棱鏡上)構(gòu)造方式固定在正交分色棱鏡150上，POP構(gòu)造方式指通過將透明樹脂銷釘145穿入位于固定框架143四角的孔143A中同時使用紫外線固化膠粘劑的方法將液晶板粘附固定到正交分色棱鏡150的光束入射端面151上。固定框架143上有一矩形開口143B，各個液晶板141R、141G和141B通過它顯露出成像區(qū)域。換言之，將各種彩色光R、G和B引向各個液晶板141R、141G和141B的外露部分以根據(jù)圖像信息形成光學(xué)影像。
用紫外線固化膠粘劑將固定板152粘附且固定在正交分色棱鏡150的下部表面，固定板152具有螺絲孔152A。如圖6所示，固定板152在其中心部分具有一個球面隆起部分152B。使正交分色棱鏡150的下部表面接觸隆起部分152B且將固化前的紫外線固化膠粘劑153填充在正交分色棱鏡150和固定板152之間，此時調(diào)整正交分色棱鏡150的位置。完成位置調(diào)整之后，從正交分色棱鏡150的上側(cè)向其下側(cè)照射紫外線以固化紫外線固化膠粘劑153。順便提及，在固定板152上形成球面隆起部分152B，是因為需要相對于光軸垂直旋轉(zhuǎn)的位置調(diào)整。
在正交分色棱鏡150的實(shí)際制造中，會存在如圖7所示的公差。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過根據(jù)正交分色棱鏡150切割精度A的最大公差將球面隆起部分152B的高度h和曲率半徑R設(shè)定為適當(dāng)?shù)某叽纾环稚忡R150得到穩(wěn)固的支撐。明確得講，當(dāng)正交分色棱鏡150切割精度的最大公差是A時，將球面隆起部分152B的高度h設(shè)定為1/2*A。而且，當(dāng)正交分色棱鏡150的下部表面的面積是Sa時，設(shè)定球面隆起部分152B的曲率半徑使得隆起部分152B的表面積Sb等于1/2*Sa。這樣形成了隆起部分152B的外形，隆起部分152B和正交分色棱鏡150在中心部分點(diǎn)接觸，由此穩(wěn)固地支撐且固定正交分色棱鏡150。
如圖8所示，通過將螺絲釘154插入固定板152的孔152A中把正交分色棱鏡150和液晶板141R、141G和141B固定到下部光導(dǎo)向器172。上部光導(dǎo)向器171和下部光導(dǎo)向器172組合形成光學(xué)單元。上部光導(dǎo)向器171和下部光導(dǎo)向器172構(gòu)成光學(xué)組件外殼。
在如此布置的光學(xué)單元中，構(gòu)成積分照明光學(xué)系統(tǒng)110、色彩分離光學(xué)系統(tǒng)120、以及中繼光學(xué)系統(tǒng)130的光學(xué)組件都容納在上部光導(dǎo)向器171中。接著，當(dāng)固定膠粘劑未固化時將正交分色棱鏡150和液晶板141R、141G和141B固定到下部光導(dǎo)向器172。然后，在組合裝配上部光導(dǎo)向器171和下部光導(dǎo)向器172后，利用光源發(fā)出的光束來調(diào)整正交分色棱鏡150和液晶板141R、141G和141B的位置，且在最后一個步驟，固化膠粘劑以確保正交分色棱鏡150和液晶板141R、141G和141B的位置穩(wěn)固。
位置調(diào)整系統(tǒng)2用于調(diào)整構(gòu)成光學(xué)單元的液晶板141R、141G和141B和正交分色棱鏡150的位置，如圖9和10所示。位置調(diào)整系統(tǒng)2主要由作為調(diào)整裝置主體的調(diào)整器主體30和放映器主體40構(gòu)成。如圖9所示，光學(xué)單元170安裝在調(diào)整器主體30上，用于位置調(diào)整。
調(diào)整器主體30具有紫外光屏蔽罩20A、用于調(diào)整液晶板141R、141G和141B位置的三個六軸位置調(diào)整單元31、用于調(diào)整正交分色棱鏡150的棱鏡位置調(diào)整單元32、以及用于照射白色激光光束以確定光軸位置和調(diào)整光的光源單元37。
紫外光屏蔽罩20A包括環(huán)繞著六軸位置調(diào)整單元31的側(cè)板21、底板22、設(shè)置在側(cè)板21的可打開的門24、以及設(shè)置在其下部的載置臺25。透射窗21A設(shè)置在側(cè)板21上，用于透射光源單元37發(fā)射的光且透過投射透鏡160到達(dá)放映器主體40。
在調(diào)整六軸位置調(diào)整單元31、及提供和去除被調(diào)整的光學(xué)單元170時利用門24，門24由不透過紫外光的的丙烯酸纖維板制成。載置臺25在其下部具有輪腳25A，這樣在組裝該設(shè)備時便于移動調(diào)整器主體30。
放映器主體40具有屏幕單元50、反射裝置60以及暗室20B。暗室20B具有側(cè)板26、底板27和繞著屏幕單元50和反射裝置60的頂板28、以及載置臺29。一個透射窗26A是為側(cè)板26設(shè)置的，用于透射光源單元37經(jīng)過光學(xué)單元170發(fā)出的光。一個輪腳29A設(shè)置在載置臺29的一個下部上。
(3-1)調(diào)整器主體的構(gòu)造六軸位置調(diào)整單元31和夾持夾具33設(shè)置在調(diào)整器主體30的紫外光屏蔽罩20A的內(nèi)部，用于支撐和固定作為調(diào)整對象的光學(xué)單元170。光源單元37設(shè)置在夾持夾具33表面的下方，光學(xué)單元170安裝在夾持夾具33上。具有三維自由度的棱鏡位置調(diào)整單元32設(shè)置在調(diào)整器主體30的夾持夾具33上方。順便提及，盡管沒有在圖9調(diào)整器主體30中示出，計算機(jī)70(在下文中描述)、和紫外光源裝置都設(shè)置在載置臺25的下方，計算機(jī)70作為控制屏幕單元50與反射裝置60的控制器，紫外光源裝置用于固化紫外線固化膠粘劑以在正交分色棱鏡150上固定光學(xué)單元170的液晶板141R、141G和141B。
六軸位置調(diào)整單元31用于調(diào)整液晶板141R、141G和141B相對于正交分色棱鏡150的光束入射端面151的配置位置。如圖11所示，六軸位置調(diào)整單元31具有平面位置調(diào)整器311，其可沿著紫外光屏蔽罩20的底板22的導(dǎo)軌351移動；面內(nèi)旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器313，其位于平面位置調(diào)整器311的末梢端部；面外旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器315，其位于面內(nèi)旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器313的末梢端部；以及液晶板保持器317，其位于面外旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器315的末梢端部。
平面位置調(diào)整器311調(diào)整正交分色棱鏡150相對于光束入射端面151的進(jìn)退位置和平面位置，其包括基部311A，將其可滑動地設(shè)置在載置臺25上；腳部311B，其垂直設(shè)置在基部311A上；以及連接部311C，其設(shè)置在腳部311B的上部末梢部分，用于連接面內(nèi)旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器313。用驅(qū)動機(jī)構(gòu)諸如馬達(dá)(未示出)沿著載置臺25的Z軸方向(圖11中的左右方向)移動基部311A。用設(shè)置在基部311A上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)諸如馬達(dá)(未示出)沿著X軸方向(與圖11紙面垂直的方向)相對于基部311A移動腳部311B。用驅(qū)動機(jī)構(gòu)諸如馬達(dá)(未示出)沿著Y軸方向(圖11中的上下方向)相對于腳部311B移動連接部311C。
面內(nèi)旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器313調(diào)整液晶板141R、141G和141B相對于正交分色棱鏡150的光束入射端面151的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)位置，其包括圓柱狀基部313A，其固定在平面位置調(diào)整器311的末梢端部；以及旋轉(zhuǎn)調(diào)整部313B，其可沿著圓柱狀基部313A的圓周方向旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)調(diào)整部313B的旋轉(zhuǎn)位置，可以高精度地調(diào)整液晶板141R、141G和141B相對于正交分色棱鏡150的光束入射端面151的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)位置。
面外旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器315調(diào)整液晶板141R、141G和141B相對于正交分色棱鏡150的光束入射端面151的面外旋轉(zhuǎn)位置。面外旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器315具有基部315A，其固定在面內(nèi)旋轉(zhuǎn)位置調(diào)整器313的末梢端部，且?guī)в兴椒较蚧⌒蔚陌记?；第一調(diào)整部315B，其可沿著基部315A的凹曲面滑動，且?guī)в写怪狈较蚧⌒蔚陌记妫灰约暗诙{(diào)整部315C，其可沿著第一調(diào)整部315B的凹曲面滑動。當(dāng)設(shè)置在基部315A上的馬達(dá)(未示出)轉(zhuǎn)動時，第一調(diào)整部315B滑動。當(dāng)設(shè)置在第一調(diào)整部315B上的馬達(dá)(未示出)轉(zhuǎn)動時，第二調(diào)整部315C滑動，這樣就可以高精度地調(diào)整液晶板141R、141G和141B相對于正交分色棱鏡150的光束入射端面151的面外旋轉(zhuǎn)位置。
液晶板保持器317夾持作為調(diào)整對象的液晶板141R、141G和141B，其設(shè)置在第二調(diào)整部315C的末梢部分，且可通過固定到第二調(diào)整部315C上的制動器315D而沿Y軸方向移動。
如圖12所示，液晶板保持器317由大致呈Z字形側(cè)面的金屬板狀體構(gòu)成?？?17A用于連接第二調(diào)整部315C，開設(shè)在底端部，表示在圖中左上部。吸著面317B用于吸附液晶板141R、141G和141B的成像區(qū)域，抽吸空氣的吸著孔317C大致位于吸著面317B的中心部分，以及四個光束透射孔317D，其設(shè)置在末端部分，位于吸著面317B部分，穿透保持器317的頂面和底面，如圖右下角部分所示。4個鏡子317E相對于吸著面317B以45度角設(shè)置。兩個孔317F用于照射紫外光，在保持器317上的設(shè)置位置相應(yīng)于上面的兩個鏡子317E。順便提及，光束透射孔317D開設(shè)在能夠?qū)⒐馐鴮?dǎo)引進(jìn)入液晶板141R、141G和141B成像區(qū)域的四角部分的位置。
如圖13所示，液晶板保持器317將液晶板141R、141G和141B保持住，使液晶板141R、141G和141B的成像區(qū)域處于被吸附狀態(tài)。調(diào)整光源單元37發(fā)射的調(diào)整用光束，沿著照明光軸透過光導(dǎo)向設(shè)備，穿透過光束透射孔317D入射在液晶板141R、141G和141B的成像區(qū)域上。由從夾持夾具33底部面伸出的光纖38和設(shè)置在液晶板保持器317內(nèi)表面的光纖39照射的紫外光入射在鏡子317E上。各個鏡子317E反射的紫外光入射到透明銷釘145的底部以固化涂附在銷釘末端和孔143A內(nèi)面的紫外光固化膠粘劑，所述孔143A位于液晶板141R、141G和141B的固定框架143上。
如圖14所示，光源單元37具有用于調(diào)整正交分色棱鏡150和液晶板141R、141G和141B的位置的光源，其包括光源主體371和光導(dǎo)向裝置372。
在光源主體371的殼體內(nèi)容納有作為調(diào)整用光源的光源燈371A，光源主體提供光束給光學(xué)單元170。盡管未示出，在該殼體上設(shè)置有冷卻用的開口和位于開口內(nèi)側(cè)的冷卻用風(fēng)扇。順便提及，由下文描述的計算機(jī)70控制光源燈371A的遮光器。
光導(dǎo)向裝置372的構(gòu)成形式是上下延伸的圓筒體。開口372A設(shè)置在其上端且鏡子372B位于開口372A的內(nèi)側(cè)，鏡子372B相對于開口372A的開口面呈約45度角。
光導(dǎo)向裝置372的下端部分延伸到了載置臺25的下部。開口372C開設(shè)在下端部分的側(cè)面，正對著位于載置臺25下方的激光光束輸出裝置373的光束射出部分。鏡子372D設(shè)置在光導(dǎo)向裝置的內(nèi)部，位置對應(yīng)于開口372C，且相對于開口372C的開口面呈約45度角。
開口372E位于光導(dǎo)向裝置的中間部分，位置對應(yīng)于光源主體371的光源燈371A的光束射出部分?？梢苿邮界R子372F能夠相對于開口372E的開口面在0至45度范圍內(nèi)調(diào)整，設(shè)置在光導(dǎo)向裝置372的內(nèi)部，位置對應(yīng)于開口372E。
當(dāng)利用光源單元37調(diào)整光學(xué)單元170時，光導(dǎo)向裝置372的上部開口372A和光學(xué)單元170的光源燈的交換用開口相鄰接，用于導(dǎo)引光源主體371的光源燈371A和激光光束輸出裝置373發(fā)射的光束，由此調(diào)整正交分色棱鏡150和液晶板141R、141G和141B的位置。
具體的講，當(dāng)白色激光光束導(dǎo)引進(jìn)入光學(xué)單元170時，此時移動可移動式鏡子372F使其對正開口372E，就是說使其移動到相對于開口372E的開口面為0度的位置，激光光束輸出裝置373發(fā)射白色激光光束，使得計算機(jī)能夠識別正交分色棱鏡150的位置調(diào)整和光學(xué)單元170自身的光軸位置。另一方面，當(dāng)可移動式鏡子372F呈45度傾斜時，光源主體371的光源燈371A發(fā)射調(diào)整用激光光束，用于調(diào)整液晶板141R、141G和141B的聚焦和準(zhǔn)直。
如圖15所示，棱鏡位置調(diào)整單元32調(diào)整正交分色棱鏡150的位置，其包括棱鏡保持部321和驅(qū)動軸部322，棱鏡保持部321用于吸附和保持正交分色棱鏡150，驅(qū)動軸部322末端連接到棱鏡保持部321且其主體端連接到驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)。
棱鏡保持部321具有和正交分色棱鏡150大致相同的平面形狀，吸附和保持在正交分色棱鏡150的上表面，用于調(diào)整正交分色棱鏡150的位置。因此，吸引用的孔323設(shè)置在棱鏡保持部321和正交分色棱鏡150的對抵面上。
紫外線照射部324設(shè)置在對抵表面上。在棱鏡位置調(diào)整單元32完成位置調(diào)整之后，紫外線照射部324發(fā)射紫外線固化在正交分色棱鏡150下面?zhèn)鹊淖贤饩€固化膠粘劑153。
用馬達(dá)等驅(qū)動驅(qū)動軸部322以調(diào)整棱鏡保持部321的姿態(tài)，使得能夠?qū)忡R保持部321吸附的正交分色棱鏡150進(jìn)行三維自由度調(diào)整定位。
(3-2)放映器主體構(gòu)造圖9中，構(gòu)成放映器主體40的屏幕單元50與反射裝置60位于暗室20B中，處于相互面對的位置。
屏幕單元50位于暗室20B的六軸位置調(diào)整單元31一側(cè)，其包括透過型屏幕53，其作為待調(diào)整的光學(xué)單元170的投影面，設(shè)置在暗室20B的底板27上表面上；CCD照相機(jī)55，其設(shè)置在透過型屏幕53的后面，包括光調(diào)制器的位置調(diào)整裝置的檢測裝置；CCD照相機(jī)56，其設(shè)置在透過型屏幕53的大致中心位置，用作光傳感器；以及移動機(jī)構(gòu)57，其用于沿著透過型屏幕53的表面移動CCD照相機(jī)55與56。透射窗53A用于透射光源單元37經(jīng)過光學(xué)單元170發(fā)出的光，它是為透過型屏幕53設(shè)置的。位置傳感器58，其用于檢測激光光束輸出裝置373發(fā)射的白色激光，設(shè)置在鏡子63的下部中心。
如圖16所示，透過型屏幕53具有矩形框架主體531，其設(shè)置在透過型屏幕53的周邊；以及屏幕主體533，其設(shè)置在矩形框架主體531的內(nèi)部。屏幕主體533可以由在不透明樹脂層上均勻分散光學(xué)珠子來構(gòu)成。當(dāng)光束由光學(xué)珠子一側(cè)入射的時候，這些光學(xué)珠子的作用就象透鏡一樣將光束射到屏幕主體533的后側(cè)。
作為檢測裝置的CCD照相機(jī)55和作為光傳感器的CCD照相機(jī)56都是作為圖像傳感器的具有電荷耦合裝置的區(qū)域傳感器，其檢測在屏幕主體533的后側(cè)形成的投影圖像以輸出電信號。
CCD照相機(jī)55與56分布在透過型屏幕53顯示的矩形投影圖像的四角。CCD照相機(jī)55位于投影圖像的四角而CCD照相機(jī)56位于投影圖像的大致中心位置。順便提及，CCD照相機(jī)55與56具有變焦距機(jī)構(gòu)，用于高精度地檢測投影圖像，遙控自由調(diào)整變焦距。
位置傳感器58作為點(diǎn)傳感器用于測量白色激光光束等的光點(diǎn)的二維位置，該傳感器包括半導(dǎo)體位置傳感元件且使用光電二極管作為傳感元件。
移動機(jī)構(gòu)57具有水平部分571和垂直部分573以及照相機(jī)固定部分575，水平部分571沿框架主體531的水平方向延伸，垂直部分573沿框架主體531的垂直方向延伸，CCD照相機(jī)55與56固定在照相機(jī)固定部分575上。
通過垂直部分573相對于水平部分571的水平滑動，CCD照相機(jī)55能夠沿著透過型屏幕53自由移動。
另一方面，通過水平部分571相對于垂直部分573的垂直滑動和隨后的照相機(jī)固定部分575相對于水平部分571的水平滑動，CCD照相機(jī)56能夠沿著透過型屏幕53自由移動。
而且，在下述的棱鏡位置調(diào)整中，用位置傳感器58檢測白色激光光束，且在確定光學(xué)系統(tǒng)170的光軸位置時用位置傳感器58檢測白色激光光束。順便提及，位置傳感器58用于調(diào)整棱鏡以便追蹤與檢測在調(diào)整正交分色棱鏡150位置的過程中白色激光光束明顯移動的光點(diǎn)的位置。
載置臺51內(nèi)部的伺服控制機(jī)構(gòu)通過遙控可移動CCD照相機(jī)55與56和位置傳感器58。
在圖9和10中，反射裝置60反射由光源單元37經(jīng)過投射透鏡160投射的光，其包括反射器主體61和反射器移動機(jī)構(gòu)62，反射器主體61正對著投射透鏡160，反射器移動機(jī)構(gòu)62用于移動反射器主體61使其靠近或遠(yuǎn)離投射透鏡160。
反射器主體61具有鏡子63，其配置在對應(yīng)于發(fā)出的投射光的位置的同一個平面上；連接板64，其用于連接鏡子63；以及支撐板65，其用于支撐連接板64的下部。鏡子63具有反射表面63A，反射表面63A與投射透鏡160發(fā)出的投射光的光軸垂直。
反射器移動機(jī)構(gòu)62具有多個導(dǎo)軌66、輪子67以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)，導(dǎo)軌66在暗室20B的底板22上沿著與透過型屏幕53的平面垂直的方向延伸，輪子67可在導(dǎo)軌66上旋轉(zhuǎn)移動且設(shè)置在支撐板65上，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動輪子67使其旋轉(zhuǎn)。
(3-3)位置調(diào)整系統(tǒng)的控制構(gòu)造如圖17方框圖所示，上述調(diào)整器主體30、屏幕單元50與反射裝置60都與作為控制器的計算機(jī)電連接。
計算機(jī)70具有中央處理器(CPU)和存儲器，用于控制調(diào)整器主體30、屏幕單元50與反射裝置60的伺服機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，并且其與CCD照相機(jī)55與56以及位置傳感器58通過圖像輸入裝置諸如視頻記錄板(video capture board)連接。
將CCD照相機(jī)55攝錄的投影圖像經(jīng)過圖像輸入裝置輸入計算機(jī)70，其被轉(zhuǎn)換為適應(yīng)于計算機(jī)的圖像信號，且隨后通過操作系統(tǒng)上執(zhí)行的圖像處理軟件進(jìn)行處理，用以控制計算機(jī)70包括CPU的運(yùn)行，由此實(shí)施液晶板141R、141G和141B的聚焦和準(zhǔn)直調(diào)整。
以同樣的方式，通過在操作系統(tǒng)上執(zhí)行的棱鏡位置調(diào)整程序與光軸計算程序來處理CCD照相機(jī)56攝錄的投影圖像，由此實(shí)施正交分色棱鏡150的位置調(diào)整和計算光學(xué)單元170的光軸。
將通過位置傳感器58檢測到的光點(diǎn)位置輸入到計算機(jī)70進(jìn)行處理。
在調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)2中，依照圖18所示的流程圖調(diào)整光學(xué)單元170。
(1)首先，將如圖4所示在其上安裝各種光學(xué)組件的上部光導(dǎo)向器171、和如圖8所示的下部光導(dǎo)向器172組合起來構(gòu)成作為調(diào)整對象的光學(xué)單元170，將光學(xué)單元170放置在調(diào)整器主體30的夾持夾具33上(步驟S1)。在這個時候，只是將固定板152用螺釘154固定到下部光導(dǎo)向器172且將紫外線固化膠粘劑153以未固化方式涂布在正交分色棱鏡150安裝表面上。
(2)然后，將正交分色棱鏡150固定到棱鏡位置調(diào)整單元32(步驟S2)且將液晶板141R、141G和141B固定到六軸位置調(diào)整單元31(步驟S3)。順便提及，如圖5所示，通過將涂附有未固化的紫外線固化膠粘劑的銷釘145插入開設(shè)在固定框架143四角的孔143A中的方法固定液晶板141R、141G和141B。
(3)操作計算機(jī)為每種放映機(jī)類型調(diào)用存儲在存儲器中的機(jī)器數(shù)據(jù)，將其載入CPU內(nèi)存(步驟S4)。機(jī)器數(shù)據(jù)包括正交分色棱鏡150、液晶板141R、141G和141B的設(shè)計配置。在調(diào)整各個位置時將設(shè)計配置設(shè)定為初始位置。
(4)在完成調(diào)整的準(zhǔn)備工作后，調(diào)整棱鏡位置(步驟S5)，具體的講，依照圖19所示的流程圖實(shí)施。
(4-1)計算機(jī)70的CPU輸出控制指令到棱鏡位置調(diào)整單元32，該控制指令基于載入內(nèi)存的機(jī)器數(shù)據(jù)的正交分色棱鏡150設(shè)計位置。棱鏡位置調(diào)整單元32將正交分色棱鏡150設(shè)定為基于控制指令的初始位置(步驟S51)。順便提及，CPU還輸出控制指令到六軸位置調(diào)整單元31，使得屏蔽配屬的液晶板141R、141G和141B，以不妨礙用于調(diào)整正交分色棱鏡150的白色激光光束。
(4-2)計算機(jī)70的CPU實(shí)質(zhì)上將位置傳感器58移動到在投射到透過型屏幕53的投影圖像的中心，為位置傳感器58的檢測做準(zhǔn)備(步驟S52)。CPU還移動光源單元37的可移動式鏡子372F，以使激光光束輸出裝置373發(fā)射的白色激光光束照射出(步驟S53激光束照射步驟)。
(4-3)將光源單元37射出的白色激光光束分離為在光學(xué)單元170中的RGB三種彩色光，且隨后用正交分色棱鏡150組合以在透過型屏幕53上建立光點(diǎn)圖像。位置傳感器58檢測所有的各種光的光點(diǎn)圖像(步驟S54)。
(4-4)將位置傳感器58檢測到的光點(diǎn)圖像輸入計算機(jī)70作為數(shù)字信號。計算機(jī)70的CPU根據(jù)輸入的數(shù)字信號輸出控制指令到棱鏡位置調(diào)整單元32，以調(diào)整正交分色棱鏡150的位置(步驟S55位置調(diào)整步驟)，而后又在調(diào)整之后檢測光點(diǎn)圖像(步驟S56組合光檢測步驟)。
(4-5)計算機(jī)70的CPU通過圖像處理程序計算光點(diǎn)圖像的面積，同時實(shí)施棱鏡位置調(diào)整且根據(jù)計算得到的面積確定是否終止該調(diào)整(步驟S57確定調(diào)整終止的步驟)。具體的講，當(dāng)正交分色棱鏡150相對于照明光軸處于偏離位置的時候，分離的RGB的各種彩色光的光點(diǎn)圖像SR、SG與SB都如圖20所示偏離了，以至于光點(diǎn)圖像SR、SG與SB的面積總和變得大于初始白色激光光束的光點(diǎn)圖像SO的面積。因此，當(dāng)光點(diǎn)圖像SR、SG與SB的面積總和變得等于初始白色激光光束的光點(diǎn)圖像SO的面積的時候，終止調(diào)整。
(4-6)在完成了正交分色棱鏡150的位置調(diào)整之后，CPU輸出控制指令到棱鏡位置調(diào)整單元32，棱鏡位置調(diào)整單元32根據(jù)該指令從棱鏡保持部321的紫外線照射部324發(fā)射出紫外光以固化固定板152上的紫外光固化膠粘劑153(步驟S58膠粘劑固化步驟)，從而完成了正交分色棱鏡150的位置調(diào)整。
(5)在完成棱鏡位置調(diào)整步驟和正交分色棱鏡150的位置確定之后，開始確定光學(xué)單元170的光軸(步驟S56)，具體依照圖21所示的流程圖實(shí)施。
(5-1)首先，將具有平均光學(xué)特性的投射透鏡160固定到光學(xué)單元170作為主透鏡(步驟S61)。
(5-2)然后，計算機(jī)70的CPU輸出一個控制指令到移動機(jī)構(gòu)57將位置傳感器58切換到CCD相機(jī)56，以為CCD相機(jī)56的檢測做準(zhǔn)備(步驟S62)。
(5-3)計算機(jī)70的CPU輸出一個控制指令到激光輸出裝置373以發(fā)射白色激光光束通過投射透鏡160將光點(diǎn)圖像投影到透過型屏幕53上(步驟S63激光光束照射步驟)，且用中心CCD相機(jī)56檢測該投影到透過型屏幕53上的光點(diǎn)圖像(S64激光光束檢測步驟)，將其輸出到計算機(jī)70作為數(shù)字信號。
(5-4)計算機(jī)70的CPU根據(jù)中心CCD相機(jī)56上的激光點(diǎn)質(zhì)心位置計算光軸位置(S65光軸位置計算步驟)且將光學(xué)單元170的光軸位置存儲到存儲器中(步驟S66)。
(6)在識別了光學(xué)單元170的光軸位置之后，計算機(jī)70的CPU根據(jù)機(jī)器數(shù)據(jù)中的液晶板141R、141G和141B的設(shè)計位置產(chǎn)生一個控制指令，輸出到六軸位置調(diào)整單元31。六軸位置調(diào)整單元31移動液晶板141R、141G和141B以將銷釘145放置在初始位置上，在該處銷釘145鄰接在正交分色棱鏡150的光束入射端面151上(步驟S7)。
(7)在終止光軸位置設(shè)定后，調(diào)整液晶板141R、141G和141B相對于正交分色棱鏡150的位置(步驟S8)，具體依據(jù)圖22所示的流程圖實(shí)施。
(7-1)計算機(jī)的CPU輸出一個控制指令到光源單元37，以移動光源單元37的可移動式鏡子372F，且從白色激光光束切換到光源主體371的光源燈371A(步驟S81)以使光源燈371A發(fā)光(打開遮光器)。光源燈371A發(fā)出的光束通過光導(dǎo)向裝置372進(jìn)入光學(xué)單元170的內(nèi)部，且通過液晶板保持器317的光束透射孔317D入射到液晶板141R、141G和141B上，用以通過投射透鏡160在透過型屏幕53的四角形成投影圖像。
(7-2)計算機(jī)70的CPU將位于角部位置的四個CCD相機(jī)55移動到四角位置，所述四角位置是相對于在光軸位置確定步驟期間識別的光學(xué)單元170的光軸位置而言的，由此通過各個CCD相機(jī)55檢測投影圖像(步驟S82)。
(7-3)在上述狀態(tài)，計算機(jī)70的CPU將包含用于調(diào)整準(zhǔn)直的圖像型式的圖像信號僅輸出到作為調(diào)整對象的液晶板，且輸出用于顯示黑色圖像的圖像信號到另一個液晶板(步驟S83)。由于在調(diào)整液晶板141G位置之后調(diào)整液晶板141R與141B的位置，因此不同的圖像信號順次輸出。順便提及，在液晶板141R、141G和141B的位置調(diào)整中，3-CCD相機(jī)可用作CCD相機(jī)55，用于同時調(diào)整三個液晶板141R、141G和141B的位置，由此大幅提高調(diào)整速度。
(7-4)計算機(jī)70的CPU調(diào)整液晶板141G的焦距以便在執(zhí)行S7步驟時要光軸位置不移動，在完成調(diào)焦之后，利用圖像型式調(diào)整準(zhǔn)直(步驟S84，S85位置調(diào)整步驟)。
(7-5)在完成液晶板141G的位置調(diào)整之后，由光纖38與39照射紫外光，以固化銷釘145末端上的膠粘劑(步驟S86)，且輸出圖像信號開始調(diào)整下一個液晶板141R。反復(fù)重復(fù)上述步驟直至調(diào)整完所有的液晶板141R、141G和141B的位置(步驟S87)。
依照上述的實(shí)施例可以得到下述的效果。
在對作為色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的正交分色棱鏡150進(jìn)行調(diào)整的過程中，通過執(zhí)行激光光束照射步驟S53、組合光檢測步驟S56以及位置調(diào)整步驟S55，色彩分離光學(xué)系統(tǒng)120將白色激光光束分離為入射到正交分色棱鏡150的光束入射端面151上的三種彩色光，并且當(dāng)位置傳感器58檢測組合光束時可調(diào)整正交分色棱鏡150的位置，以便可以高精度地確定正交分色棱鏡150相對于光學(xué)單元170的位置。
而且，由于提供了確定調(diào)整終止的步驟S57，因此正交分色棱鏡150的位置調(diào)整可以通過計算機(jī)70自動地確定，以便更加高速簡便地調(diào)整正交分色棱鏡150。
而且，由于當(dāng)光點(diǎn)圖像SR、SG與SB的面積總和變?yōu)樽钚r才確認(rèn)完成位置調(diào)整，因此可以將正交分色棱鏡150相對于光學(xué)單元170的位置調(diào)整到最佳位置，由此利用簡單且高精度的判斷步驟來實(shí)施位置調(diào)整。
由于位置調(diào)整步驟S55是在紫外光固化膠粘劑153未固化時執(zhí)行，因此可以自由調(diào)整正交分色棱鏡150的位置。而且，由于膠粘劑固化步驟S58是在確認(rèn)完成調(diào)整之后執(zhí)行，因此可以在最適當(dāng)?shù)奈恢锰幋_定正交分色棱鏡150相對于光學(xué)單元170的位置。
由于球面隆起部分152B形成在固定板152上，正交分色棱鏡150與球面隆起部分152B點(diǎn)接觸，因此即使當(dāng)正交分色棱鏡150的切割精度差劣情況下也可以利用棱鏡位置調(diào)整單元32對正交分色棱鏡150的位置進(jìn)行三維調(diào)整，因此正交分色棱鏡150的側(cè)面外形位置和形成大致呈X字狀的蒸汽蒸發(fā)面可以得到適當(dāng)調(diào)整。而且，同樣地，可以適當(dāng)調(diào)整正交分色棱鏡150的位置而不受正交分色棱鏡150表面相糙度的影響。
由于在正交分色棱鏡150下表面與固定板152之間的間隙填滿了紫外光固化膠粘劑153，因此正交分色棱鏡150下表面不僅得到固定板152的球面隆起部分152B點(diǎn)接觸支撐，而且還得到填充的紫外光固化膠粘劑153的支撐，由此在位置調(diào)整步驟S5期間將正交分色棱鏡150與固定板152穩(wěn)固地連接起來。
由于球面隆起部分152B的高度h設(shè)定為1/2*A，其中A代表正交分色棱鏡150切割精度的最大公差，固定板152的球面隆起部分152B與正交分色棱鏡150下表面點(diǎn)接觸，因此將適當(dāng)量的紫外光固化膠粘劑153用來適當(dāng)調(diào)整正交分色棱鏡150的位置。由于球面隆起部分152B的曲率半徑R的設(shè)定使得隆起部分152B的表面積Sb等于1/2*Sa，其中Sa是正交分色棱鏡150與固定板152相粘接的表面的面積，固定板152的球面隆起部分152B可以支撐正交分色棱鏡150的下表面中心，由此穩(wěn)固地與正交分色棱鏡150連接。而且，由于存在曲率半徑，保證了與固定板152有關(guān)的球面隆起部分152B的強(qiáng)度。
另一方面，由于提供了激光光束輸出裝置373與作為光軸傳感器的CCD相機(jī)56，當(dāng)檢查光學(xué)單元170的照明光軸的時候可以調(diào)整液晶板141R、141G和141B的位置，在調(diào)整完液晶板141R、141G和141B相對于光學(xué)組件殼體的位置之后可以調(diào)整各個液晶板141R、141G和141B的相對位置，所述光學(xué)組件殼體由上部光導(dǎo)向器171與下部光導(dǎo)向器172組成。因此，可以以高生產(chǎn)率生產(chǎn)具有小照明裕度的小型化放映機(jī)。
而且，由于調(diào)整器主體30具有用于提供調(diào)整光束的光源單元37以及具有光束透射孔317D的液晶板保持器317，因此可以用光學(xué)單元170發(fā)射的光束(與實(shí)際光束相近)來調(diào)整液晶板141R、141G與141B的位置，考慮光學(xué)組件在光學(xué)組件殼體中的配置精度，以便高精度地調(diào)整液晶板141R、141G與141B的位置。而且，由于只有通過在液晶板保持器317上開設(shè)光束透射孔317D才能將調(diào)整用光束導(dǎo)引到液晶板141R、141G與141B的成像區(qū)域，因此可以用簡單結(jié)構(gòu)來構(gòu)造能夠進(jìn)行高精度位置調(diào)整的光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)2。
而且，由于用于照射紫外光的紫外光照射部分包括孔317F與鏡子317E，可通過在完成液晶板141R、141G與141B位置調(diào)整之后立即照射紫外光來固化涂附在上銷釘145末端的紫外光固化膠粘劑固定液晶板141R、141G與141B，因此可以快速完成位置調(diào)整與位置固定，由此提高放映機(jī)的制造效率。
順便提及，本發(fā)明的范圍不局限于上述實(shí)施例，還應(yīng)包括下述實(shí)施例的變型。
盡管在上述實(shí)施例中是在調(diào)整正交分色棱鏡150的位置之后執(zhí)行光軸確定步驟S7，設(shè)置不局限于此。具體的講，可以在正交分色棱鏡的位置調(diào)整與位置確定之后執(zhí)行通常的位置調(diào)整步驟。
盡管在上述實(shí)施例中是利用計算機(jī)70自動調(diào)整正交分色棱鏡150的位置，位置調(diào)整可以由人工完成。
盡管在上述實(shí)施例中調(diào)整用于通過液晶板141R、141G與141B調(diào)制光的放映機(jī)光學(xué)單元170，本發(fā)明可用于調(diào)整液晶板之外的其他光調(diào)制器諸如利用微鏡(micro-mirrors)的裝置。換言之，本發(fā)明可用于具有多個光調(diào)制器的任何放映機(jī)，其中用各個光調(diào)制器調(diào)制的光束通過色彩組合光學(xué)系統(tǒng)組合到一起。
盡管在上述實(shí)施例中當(dāng)光點(diǎn)面積變?yōu)樽钚r才確認(rèn)完成正交分色棱鏡150的位置調(diào)整，但不局限于這種安排。具體的講，可用CCD相機(jī)替代點(diǎn)傳感器且當(dāng)光點(diǎn)白色區(qū)域變?yōu)樽钚r確定調(diào)整完成。
另一方面，盡管在上述實(shí)施例中棱鏡位置調(diào)整單元32安裝在光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)2中，但不局限于這種安排。具體的講，在正交分色棱鏡預(yù)先粘接固定在固定板上之后，可將正交分色棱鏡固定在下部光導(dǎo)向器上以調(diào)整液晶板的位置。
盡管在上述實(shí)施例中調(diào)整液晶板141R、141G與141B位置的次序是141G、141R與141B，但可以同時調(diào)整這三個液晶板的位置。
盡管放大的投映圖像是由CCD相機(jī)55檢測通過投映鏡頭160調(diào)整，但不局限于這種安排。具體的講，可不通過投映鏡頭來調(diào)整光調(diào)制器的光軸位置與校準(zhǔn)。
在實(shí)施本發(fā)明過程中只要能夠達(dá)成本發(fā)明的目的就可以使用其他裝置排列與結(jié)構(gòu)形狀。
權(quán)利要求
1.一種色彩組合系統(tǒng)的位置調(diào)整方法，其用于制造這樣一種放映機(jī)，所述放映機(jī)包括光源；色彩分離光學(xué)系統(tǒng)，其將光源發(fā)射的光束分離為多種彩色光；光學(xué)組件殼體，其容納構(gòu)成色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件；多個光調(diào)制器，其根據(jù)圖像信息對色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離出的各種彩色光進(jìn)行調(diào)制；以及色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其對經(jīng)過各個光調(diào)制器調(diào)制過的光束進(jìn)行組合以形成光學(xué)圖像，利用該位置調(diào)整方法調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)組件殼體的位置，其包括步驟沿著穿過光學(xué)組件殼體的光束光軸照射白色激光光束；用色彩分離光學(xué)系統(tǒng)將白色激光光束分離為各種彩色光，各種彩色光入射到色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的光入射端面，且用傳感器檢測由色彩組合光學(xué)系統(tǒng)組合的光束；以及在檢測該組合光束的同時調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)相對于光學(xué)組件殼體的位置。
2.依照權(quán)利要求1的色彩組合系統(tǒng)的位置調(diào)整方法，其特征在于所述傳感器是點(diǎn)傳感器，且其中在組合光檢測步驟中的監(jiān)控檢測狀態(tài)確定位置調(diào)整的完成。
3.依照權(quán)利要求2的色彩組合系統(tǒng)的位置調(diào)整方法，其特征在于當(dāng)點(diǎn)傳感器檢測到的組合光的面積變?yōu)樽钚r確認(rèn)調(diào)整的完成。
4.依照權(quán)利要求2的色彩組合系統(tǒng)的位置調(diào)整方法，其特征在于色彩組合光學(xué)系統(tǒng)包括棱鏡，其用于組合彩色光；以及固定板，其用光固化膠粘劑粘接在該棱鏡的底面上，且機(jī)械固定到光學(xué)組件殼體，其中，在光固化膠粘劑未固化的時候?qū)嵤┪恢谜{(diào)整步驟，且其中，在確認(rèn)調(diào)整結(jié)束之后用光照射光固化膠粘劑以固化該膠粘劑。
5.依照權(quán)利要求4的色彩組合系統(tǒng)的位置調(diào)整方法，其特征在于固定板具有構(gòu)成棱鏡的固定面的球面隆起部分，并且當(dāng)膠粘劑未固化且棱鏡與球面隆起部分接觸時對棱鏡位置進(jìn)行三維調(diào)整。
6.依照權(quán)利要求5的色彩組合系統(tǒng)的位置調(diào)整方法，其特征在于用光固化膠粘劑填滿棱鏡的下部表面與固定板之間由于球面隆起部分而形成空隙。
7.依照權(quán)利要求5的色彩組合系統(tǒng)的位置調(diào)整方法，其特征在于固定板的隆起部分的高度為棱鏡下部表面切割精度最大公差的50-100％，且隆起部分的曲率半徑的設(shè)定值使得隆起部分的表面積等于棱鏡下部表面面積的1-50％。
8.一種位置調(diào)整系統(tǒng)，其用于制造這樣一種放映機(jī)，所述放映機(jī)包括光源；色彩分離光學(xué)系統(tǒng)，其將光源發(fā)射的光束分離為多種彩色光；光學(xué)組件殼體，其容納構(gòu)成色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件；多個色彩調(diào)制器，其根據(jù)圖像信息對色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離出的各種彩色光進(jìn)行調(diào)制；以及色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其對經(jīng)過各個光調(diào)制器調(diào)制過的光束進(jìn)行組合以形成光學(xué)圖像，用于調(diào)整該位置調(diào)整系統(tǒng)相對于光學(xué)組件殼體的位置的位置調(diào)整方法包括激光光束發(fā)射器，其用于提供沿著穿過光學(xué)組件殼體的光束光軸的白色激光光束；組合光傳感器，其使色彩分離光學(xué)系統(tǒng)對白色激光光束分離得到的各種彩色光入射到色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的光入射端面，且檢測由色彩組合光學(xué)系統(tǒng)組合的光束；以及位置調(diào)整器，其根據(jù)組合光傳感器檢測的組合光調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置。
9.依照權(quán)利要求8的位置調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于組合光傳感器具有調(diào)整完成確認(rèn)部分，用于在監(jiān)控檢測組合光狀態(tài)時確認(rèn)完成色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的位置調(diào)整。
10.依照權(quán)利要求8的位置調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于色彩組合光學(xué)系統(tǒng)具有色彩組合棱鏡與固定板，固定板通過光固化膠粘劑粘接在棱鏡的下部表面上，以機(jī)械方式固定在光學(xué)組件殼體上，且其中位置調(diào)整器具有棱鏡保持器，其用于保持棱鏡；以及光束照射器，其照射固化光固化膠粘劑的光。
11.一種色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其包括色彩組合棱鏡與固定板，固定板通過光固化膠粘劑粘接在棱鏡的下部表面上，以機(jī)械方式固定在光學(xué)組件殼體上，其中固定板具有構(gòu)成棱鏡的固定面的球面隆起部分，其中棱鏡粘接在固定板上同時至少部分棱鏡與隆起部分接觸。
12.依照權(quán)利要求11的色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于用光固化膠粘劑填滿棱鏡的下部表面與固定板之間由于球面隆起部分而形成空隙。
13.依照權(quán)利要求11的色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于固定板的隆起部分的高度為棱鏡下部表面切割精度最大公差的50-100％，且隆起部分的曲率半徑的設(shè)定值使得隆起部分的表面積等于棱鏡下部表面面積的1-50％。
14.一種放映機(jī)，其包括依照權(quán)利要求1的色彩組合系統(tǒng)的位置調(diào)整方法進(jìn)行調(diào)整的色彩組合光學(xué)系統(tǒng)。
15.一種光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)，其用于制造這樣一種放映機(jī)，所述放映機(jī)具有光源；色彩分離光學(xué)系統(tǒng)，其將光源發(fā)射的光束分離為多種彩色光；光學(xué)組件殼體，其容納構(gòu)成色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件；多個色彩調(diào)制器，其根據(jù)圖像信息對色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離出的各種彩色光進(jìn)行調(diào)制；以及色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其對經(jīng)過各個光調(diào)制器調(diào)制過的光束進(jìn)行組合以形成光學(xué)圖像，利用該位置調(diào)整系統(tǒng)調(diào)整多個色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的相對位置，該位置調(diào)整系統(tǒng)包括調(diào)整器主體，其上安裝有包括光調(diào)制器與光學(xué)組件殼體在內(nèi)的調(diào)整對象，用于調(diào)整各個光調(diào)制器的位置；透過型屏幕，在它的上面形成由調(diào)整對象投射出的放大的圖像；圖像傳感器，其設(shè)置在透過型屏幕的背面，用于檢測投射在透過型屏幕上的投映圖像；以及光軸傳感器，其檢測光學(xué)組件殼體中設(shè)置的照明光軸，其中調(diào)整器主體根據(jù)光軸傳感器檢測到的照明光軸調(diào)整光調(diào)制器。
16.依照權(quán)利要求15的光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)，光軸傳感器包括光束輸出裝置，其沿著照明光軸輸出線性光束；光束傳感器，其檢測光束輸出裝置發(fā)射的光束；以及光軸處理器，其根據(jù)光束傳感器檢測到的光束來計算照明光軸的位置。
17.依照權(quán)利要求15的光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)，調(diào)整器主體包括保持器，其保持光調(diào)制器；位置調(diào)整器，其調(diào)整由保持器保持的光調(diào)制器的位置；以及光束提供者，其提供調(diào)整用光束給光調(diào)制器，保持器具有光束透射孔，光束透射孔將光束從光束提供者導(dǎo)引向光調(diào)制器的成像區(qū)域。
18.依照權(quán)利要求17的光調(diào)制器的位置調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于用光固化膠粘劑將光調(diào)制器固定在色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的光入射端面，且其中保持器具有光照射器，用于固化光固化膠粘劑。
19.一種光調(diào)制器的位置調(diào)整方法，其用于制造這樣一種放映機(jī)，所述放映機(jī)具有光源；色彩分離光學(xué)系統(tǒng)，其將光源發(fā)射的光束分離為多種彩色光；光學(xué)組件殼體，其容納構(gòu)成色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件；多個光調(diào)制器，其根據(jù)圖像信息對色彩分離光學(xué)系統(tǒng)分離出的各種彩色光進(jìn)行調(diào)制；以及色彩組合光學(xué)系統(tǒng)，其對經(jīng)過各個光調(diào)制器調(diào)制過的光束進(jìn)行組合以形成光學(xué)圖像，利用該位置調(diào)整方法調(diào)整多個色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的相對位置，包括步驟沿著光學(xué)組件殼體中設(shè)定的照明光軸照射激光光束；檢測照射的激光光束；根據(jù)檢測到的照射激光光束計算光學(xué)組件殼體的照明光軸；以及根據(jù)計算得到的光學(xué)組件殼體光軸的位置調(diào)整光調(diào)制器的相對位置。
20.一種放映機(jī)，其包括依照權(quán)利要求19的光調(diào)制器的位置調(diào)整方法進(jìn)行位置調(diào)整的多個光調(diào)制器。
全文摘要
制造放映機(jī)時，為了調(diào)整色彩組合光學(xué)系統(tǒng)相對于容納在光學(xué)組件殼體中的色彩分離光學(xué)系統(tǒng)的位置，沿著穿過光學(xué)組件殼體的光束光軸照射白色激光光束，且用色彩分離光學(xué)系統(tǒng)將白色激光光束分離為各種彩色光，各種彩色光入射到色彩組合光學(xué)系統(tǒng)的光入射端面進(jìn)行組合，用傳感器檢測組合的光束，其中在檢測該組合光束時調(diào)整位置。
文檔編號H04N9/31GK1393721SQ0211927
公開日2003年1月29日 申請日期2002年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月19日
發(fā)明者北林雅志, 藤澤尚平, 橋爪秀敏 申請人:精工愛普生株式會社