恢复液晶投影机亮度的方法探讨

2012-02-01张路民蒋先德

中国现代教育装备 2012年15期

梁前张路民蒋先德

桂林旅游高等专科学校广西桂林 541006

液晶投影机在教育行业的应用十分广泛，由于使用率高，投影机在使用几年后，往往会出现亮度降低的现象。究其原因，一是灯泡老化，二是光通道上灰尘积累较多降低了光通量，三是光通道中器件损坏。前两种情况一般是通过更换灯泡、除尘的方法解决，方法简单，容易实施，而后者解决起来难度较大，光通道中偏振光转换器(PCS)损坏是其常见原因[1]。

PCS是光通道中的重要组件之一，出现故障后最快捷的解决办法是更换PCS。实际上投影机更新换代较快，原机型PCS找不到替换的情况并不少见，机器因此作报废处理太可惜；另外，更换原装PCS价格一般都在千元以上，而与购买一台价格在5 000元左右3 000流明的普通液晶投影机相比，价格也不菲。对此笔者通过探讨，采用非原装PCS代用等方法，对某一机型共29例作了实际维修，取得了较好的效果。

1 故障现象分析

在投影机使用现场，如用眼观察到亮度只有新机器的60%左右，通过更换新灯泡、一般性除尘无明显改善，即可考虑拆机检查各零部件的状态。这时，可以打开投影机后盖、移开电路板检测PCS组件。

我校所用液晶投影机有六大品牌11种机型，其中某一机型的29台投影机全部出现PCS烧坏的故障，其他品牌的投影机出现PCS损坏故障的不多。从出现故障的29个实例观察，PCS的损坏特征明显，图1所示是一个典型的实例。

图1

图2

PCS在光通道中的位置如图2所示。灯泡发出的光源经两组微透镜阵列后变得较为均匀，光线再通过紧贴第二组微透镜阵列的PCS部件后，转变为偏振光，经靠近PCS的凸透镜聚集后送往后面的二向分色镜等其他组件，最终投射到屏幕上。PCS的作用是把灯光转变为偏振光，而透射式液晶显示器件只能在偏振光下工作。

为了更好地解决问题，我们需要了解PCS的工作原理、结构特点(如图3所示)。PCS主体为磨成45度的条状玻璃棱片，45度斜面经镀多层偏振膜后再用粘胶合成一平板，在输出光的一侧贴有一条状的半波片[2]。光线到达PCS的偏振膜时，会被分离为两个正交的偏振光S和P。其中垂直偏振光S经两次反射后仍为垂直偏振光；而水平偏振光P可直接穿过偏振膜到达半玻片，经半波片后偏振光P会被旋转90度而成为偏振光S[3]。如无半波片，光源中只有偏振光S可被有效利用。

图3

半波片是用厚度约为0.25 mm 的聚乙烯醇膜或非晶体材料制成，如果长时间在温度超过70℃的环境中工作，较容易烧坏[2]。从拆开投影机后观察到的情况看，PCS所处位置离光源位置较近，工作时温度较高。图1中明显可见的黑色斑块，为半波片在高温下工作时间过长被烧坏所致。由于半波片作用是将水平偏振光P转为S偏振光，因此，如果没有半波片会在一定程度上降低光的利用率。

2 恢复方法

根据以上分析，我们依PCS的损坏程度，分别按不同方法进行了处理。

2.1 故障特征

PCS中部的半波片脱落，四周变黑；条状玻璃45度斜边偏振膜镀层颜色变深，结合力变弱。用放大镜观察45度斜边偏振膜镀层的状态，无明显损坏迹象，可确定主要是结合面上的胶质被烧坏所致。视觉上观察到的亮度只有正常状况下的50%左右。

故障分析和处理方法：造成亮度下降的原因有二，一是半波片已失效，二是半波片烧坏后出现黑斑阻挡了光的通过。二者都造成了光通量减少。由于半波片是无法替换的，因此我们用刀片刮去残余的半波片，并用酒精清洗去除黑斑。经这样处理后，亮度可恢复到正常状况下的70%左右。

2.2 故障特征

除上述现象外，还伴有条状玻璃松动及紧靠PCS的微透镜阵列轻微开裂，但拆除后基本上可以恢复原状。

处理方法：采用上述方法处理后，恢复时如可固定紧，不出现松脱，装上即可正常使用；如出现松脱，可用502胶粘牢后再安装。选用这种胶主要是考虑到它黏膜薄接近透明，对透光度影响小。这样处理后，亮度同样也可恢复到原来的70%左右。

2.3 故障特征

除出现第一类现象外，PCS条状玻璃出现多处松动、断裂，以及紧贴PCS的微透镜阵列出现数条裂缝，拆此组合件时多块脱出，较难拼合恢复。

处理方法：由于PCS和微透镜阵列均严重开裂或破碎，单用胶粘接已难固定紧。我们用一种其他机器上使用、几何尺寸稍小的PCS板，贴放在微透镜阵列上后，在四周用耐高温的胶粘牢。选用的胶是天目牌704硅橡胶，其耐温范围为—60～250 ℃。由于有完好的PCS作托板，即使微透镜有碎块也较易用502胶粘上。用前面两种方法处理过的机器，用一段时间后，最终也需要更换代用PCS。

机器原装PCS与代用PCS的光学、几何参数较难相同，因此难以完全恢复到原来的亮度。达到较好效果时，亮度一般能恢复到原来的80%左右。