CN1366198A - 光调制装置的位置调整装置和方法以及初始位置调整夹具 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是,提供可以容易地进行位置调整操作的光调制装置的位置调整装置。在位置调整装置中,放大并投影用交叉二向色棱镜合成的光束使之形成投影图像,可共用地安装具有规定的光学特性的基准投影透镜345。只要在安装时对准一次光轴位置,就不必在每次调整液晶面板的位置时对准光轴位置,由于只要液晶面板和交叉二向色棱镜的交换即可,所以能够容易地进行位置调整操作。

Description

光调制装置的位置调整装置 和方法以及初始位置调整夹具

[发明的详细说明]

[发明所属的技术领域]

本发明涉及：用于组装具有多个光调制装置和合成用各光调制装置调制过的光的合成光学系统的光学单元，调整上述光调制装置的位置的光调制装置的位置调整装置；使用上述装置的调整方法；以及初始位置调整夹具。

[背景技术]

迄今为止使用的投影仪包括：根据图像信息调制成各种色光的多个光调制装置(液晶面板)；对各光调制装置调制过的色光加以合成的色合成光学系统(交叉二向色棱镜)；以及对该色合成光学系统合成的光束加以放大并投影使之形成投影图像的投影光学系统(投影透镜)。

作为这样的投影仪，例如，所谓的三板式投影仪是广为人知的，例如它将从光源射出的光束通过分色镜分解为RGB三色的色光，利用3块液晶面板根据图像信息调制成各种色光，用交叉二向色棱镜合成调制后的光束，经投影透镜对彩色图像加以放大并投影。

使用这样的投影仪，为获得鲜明的投影图像，为了防止各液晶面板之间产生像素偏差和距投影透镜的距离偏差，在制造投影仪时，必须高精度地调整各液晶面板之间的位置。

因此，使用位置调整装置，进行将各液晶面板正确地配置在投影透镜的后焦点的位置上的聚焦调整，以及使各液晶面板的像素一致的对准调整。

在现有的技术中，液晶面板的聚焦及对准调整，以包含3块液晶面板、交叉二向色棱镜、以及投影透镜的光学单元作为调整对象，(1)将上述光学单元设置在位置调整装置中，使光束入射到各液晶面板的图像形成区域，(2)经交叉二向色棱镜和投影透镜在屏幕上显示投影图像，(3)对屏幕上的投影图像的反射光用在规定位置移动或固定的CCD摄像机等的检测装置进行拍摄，(4)一边确认CCD摄像机检测到检测到的各液晶面板的焦点、像素位置等，一边用位置调整机构调整各液晶面板的相对位置。

[发明要解决的课题]

但是，在每次将包含3块液晶面板，交叉二向色棱镜，以及投影透镜的光学单元设置在位置调整装置上时，投影透镜比其他的液晶面板和交叉二向色棱镜大而难于处理，而且，由于每次都必须对准光轴位置，所以存在位置调整操作比较费事的问题。

此外，CCD摄像机的位置调整由于在屏幕上实际显示投影图像之后相对于该投影图像发生了移动，所以通过该CCD摄像机进行检测等也比较费时间，从这一点来说也存在位置调整操作比较费事的问题。

本发明的目的在于提供可以容易地进行位置调整操作的光调制装置的位置调整装置，光调制装置的位置调整方法，以及初始位置调整夹具。

[解决课题的方法]

本申请的第1发明是一种光调制装置的位置调整装置，用于组装具有多个光调制装置和合成用各光调制装置调制过的光的合成光学系统的光学单元，调整光调制装置的位置，其特征在于，放大用合成光学系统合成的光束并加以投影使之形成投影图像，可共用地安装具有规定光学特性的基准投影光学系统。

根据本发明，通过在位置调整装置中安装基准投影光学系统，例如，只要在安装时一次对准光轴位置，就没有必要在每次调整光调制装置的位置时对准光轴位置，由于只要将光调制装置和合成光学系统进行交换即可，所以可以容易地进行位置调整操作。

此外，由于基准投影光学系统的光轴位置被固定，例如，经该基准投影光学系统检测在屏幕上显示的投影图像的信息的检测装置等的配置位置，只要设定一次，固定下来即可。从这一点来说，可以容易地进行位置调整操作。

上述的基准投影光学系统最好具有从多个投影光学系统中选择的平均的光学特性。

这时，作为光学特性，可以列举出焦深，投影光学系统的各个焦距，色差，光轴偏差，梯形畸变等，从各投影光学系统的各光学特性计算出平均的光学特性，并将具有与该算出的光学特性相近似的特性的投影光学系统作为基准投影光学系统。

这里，在位置调整阶段，例如，如将焦深非常大的投影光学系统设定为基准投影光学系统，或反之将焦深非常小的投影光学系统设定为基准投影光学系统，对光调制装置的位置进行调整，则制造投影仪时准备的投影光学系统必须为具有与位置调整中使用的投影光学系统相同的焦深的特殊投影光学系统，由于比较费事，制造工作比较繁杂。

但是，如果将具有从多个投影光学系统中选择的平均光学特性的投影光学系统设定为基准投影光学系统，在制造投影仪时，不必准备具有特殊光学特性的投影光学系统，因而能够提高投影光学系统的生产效率。这样一来，投影仪的制造工作变得容易，可以提高工作效率。

本申请的第2发明是一种光调制装置的位置调整方法，用于组装具有多个光调制装置和合成用各光调制装置调制过的光的合成光学系统的光学单元，将合成光学系统合成的光束用投影光学系统加以放大并投影使之形成投影图像，经投影光学系统在屏幕上显示投影图像时，用检测装置检测出屏幕上显示的投影图像的信息，并使用调整光调制装置的位置的位置调整装置，其特征在于，包括：移动光调制装置使该光调制装置的光学中心位置与预先设定的基准位置一致，对该光调制装置的初始位置进行调整的初始位置调整步骤；点亮成为入射到光调制装置的光的发生源的光源的光源点亮步骤；按光源点亮步骤点亮光源之后，根据放大并投影到屏幕的投影图像的信息，使上述检测装置沿屏幕移动的检测装置位置调整步骤；调整检测装置的焦点的聚焦调整步骤；以及按聚焦调整步骤调整检测装置的焦点后，调整光调制装置的位置的调整步骤。

根据本发明，由于在对光调制装置的位置进行调整之前，根据投影图像的信息使检测装置移动，与在调整光调制装置的位置时使之移动的情况相比，能够节约使检测装置移动的时间。这样，便可以缩短位置调整操作的操作时间，使容易地进行位置调整操作成为可能。

本申请的第3发明是一种光调制装置的位置调整方法，用于组装具有多个光调制装置和合成用各光调制装置调制过的光的合成光学系统的光学单元，使用调整光调制装置的位置的位置调整装置，其特征在于：位置调整装置具有放大并投影用合成光学系统合成的光束使之形成投影图像，可共用地安装具有规定的光学特性的基准投影光学系统，同时经该基准投影光学系统检测在屏幕上显示的投影图像的信息的检测装置，包括：移动光调制装置使该光调制装置的光学中心位置与预先设定的基准位置一致，对该光调制装置的初始位置进行调整的初始位置调整步骤；根据预先设定的基准投影光学系统的光轴位置，使检测装置沿上述屏幕自动地移动的检测装置自动位置调整步骤；点亮成为入射到光调制装置的光的发生源的光源的光源点亮步骤；以及按检测装置自动位置调整步骤调整检测装置的位置后，对上述光调制装置的位置进行调整的调整步骤。

根据本发明，通过根据预先设定的基准投影光学系统的光轴位置使检测装置移动，由于不用在屏幕上显示投影图像就能进行检测装置的移动，不必专门使光源点亮。这样，就能够简单地移动检测装置，使位置调整操作能够容易地进行。

本申请的第4发明是用于上述的位置调整方法，用于设定光调制装置的基准位置的初始位置调整夹具，其特征在于，具有：作为合成光学系统的虚拟物，在侧面形成孔的虚拟合成光学系统；以及作为光调制装置的虚拟物，具有插入到孔内的插入端子的虚拟光调制装置。

这里，光调制装置的移动最好是由位置调整机构根据检测装置检测出的信息来使光调制装置移动。

然后，通过将虚拟合成光学系统设置在规定的位置上，移动安装有虚拟光调制装置的位置调整机构，使虚拟光调制装置的插入端子能插入虚拟合成光学系统的孔内而移动，可以对该位置调整机构的位置进行调整。

根据本发明，例如，通过为每一投影仪的机种准备数种位置调整夹具，将每个机种的位置调整机构的位置事先记录在位置调整装置中，在每次调整光调制装置的位置时，不必对位置调整机构的位置进行调整，在调整光调制装置的位置时，使位置调整机构移动到事先记录的位置上即可，因此可以容易地进行位置调整操作。

本发明的第5发明是用于上述的位置调整方法，用于设定光调制装置的基准位置的初始位置调整夹具，其特征在于：具有作为合成光学系统的虚拟物，形成为长方体状的玻璃体；在该玻璃体的光入射端面上，设置有用于在屏幕上显示检测装置的设计上的基准位置的基准位置显示标记。

根据本发明，如果使光入射到玻璃体，使该光经投影光学系统显示在屏幕上，则该玻璃体上设置的基准位置显示标记就变成影子显示在屏幕上。在这种状态下，通过使检测装置移动到影子部分可以将该检测装置简单地配置在设计上的基准位置上。从这一点来说，也可以容易地进行位置调整操作。

[附图的简单说明]

图1是表示本发明实施例的包含成为光调制装置的位置调整方法的调整对象的光学单元的投影仪的结构的示意图。

图2是表示上述实施例中成为调整对象的光学单元的结构的分解斜视图。

图3是表示上述实施例中的光调制装置的位置调整装置的结构的侧视图。

图4是表示上述实施例中的光调制装置的位置调整装置的结构的平面图。

图5是表示上述实施例中构成调整装置本体的位置调整机构的结构的侧视图。

图6是表示上述实施例中的光源单元的光源配置的正视图。

图7是表示上述实施例中构成调整装置本体的夹具的结构的外观斜视图。

图8是表示上述实施例中的夹具的结构的侧视图。

图9是表示上述实施例中的透过型屏幕的结构的后视图。

图10是表示用于说明上述实施例中的光调制装置的位置调整装置的控制、图像处理的结构的框图。

图11是上述实施例中的进行控制并处理光调制装置的位置调整装置的程序时的画面显示。

图12是用于说明上述实施例中进行聚焦和对准调整的步骤的流程图。

图13是表示用于说明上述实施例中的液晶面板的基准位置的设定方法的概略斜视图。

图14是表示用于说明上述实施例中摄像机位置的设定方法的图。

图15是表示用于说明上述实施例中基准图形设定的的方法的示意图。

图16是用于说明上述实施例中进行投影仪的聚焦和对准调整的步骤的流程图。

[发明的实施例]

下面根据附图说明本发明的实施例。

(1)使用透镜阵列的投影仪的结构

图1中示出作为本发明的实施例的光调制装置的位置调整装置的调整对象，具有包含多个光调制装置和色合成光学系统的光学单元以及投影光学系统的投影仪100的结构。

该投影仪100包括：积分仪照明光学系统110；色分解光学系统120；中继光学系统130；电光装置140；成为色合成光学系统的交叉二向色棱镜150；以及成为投影光学系统的投影透镜160。

上述积分仪照明光学系统110包括：包含光源灯111A和反射体11B的光源装置111；第1透镜阵列113；第2透镜阵列115；反射镜117；以及重叠透镜119。光源灯111A射出的光束被反射体111B调整为与射出方向一致，由第1透镜阵列113分割成多个部分光束，由反射镜117使射出方向弯折90度之后，在第2透镜阵列115附近成像。从第2透镜阵列115射出的各部分光束，以使该中心轴(主光线)与后级的重叠透镜119的入射面垂直的方式入射，进而，从重叠透镜119射出的多个部分光束在构成下述电光装置140的3块液晶面板141R、141G、141B上重叠。

上述色分解光学系统120包括2块分色镜121、122和反射镜123，并具有借助于这些镜121、122、123将从积分仪照明光学系统110射出的多个部分光束分解为红，绿，蓝三色的色光的功能。

上述中继光学系统130包括入射透镜131、中继透镜133和反射镜135、137，并具有将用该色分解光学系统120分解的色光，例如，蓝色光B引导到液晶面板141B的功能。

上述电光装置140包括3块成为光调制装置的液晶面板141R、141G、141B，在这些面板中例如使用了多晶硅TFT作为开关元件，用色分解光学系统120分解后的各色光借助于这3块液晶面板141R、141G、141B根据图像信息加以调制，形成光学像。

成为上述色合成光学系统的交叉二向色棱镜150，对从上述3块液晶面板141R、141G、141B射出的各种色光加以调制后的图像进行合成，形成彩色图像。此外，在交叉二向色棱镜150中，反射红光的电介质多层膜和反射蓝光的电介质多层膜沿着4个直角棱镜的界面形成为略呈X字状，借助于这些电介质多层膜合成3种色光。然后，用交叉二向色棱镜150合成后的彩色图像从投影透镜160射出，被放大并投影在屏幕上。

(2)成为调整对象的光学单元的结构

在这种投影仪100中，电光装置140和交叉二向色棱镜150被一体化为光学单元170。即，如图2所示，构成电光装置140的3块液晶面板141R、141G、141B被配置成包围住交叉二向色棱镜150的三个侧面。

具体地说，各液晶面板141R、141G、141B，被收容在支持框143内，通过将透明树脂制造的插针145与光固化型粘合剂的紫外线固化型粘合剂一起插入在该支持框143的四个角所形成的孔143A内，粘合固定在交叉二向色棱镜150的光入射端面151上。通过所谓的POP(棱镜上的面板)结构，固定在交叉二向色棱镜150上。这里，在支持框143中形成长方体状的开口部143B，各液晶面板141R、141G、141B在该开口部143B露出，该部分即成为图像形成区域。即，在各液晶面板141R、141G、141B的该部分导入各色光R、G、B，根据图像信息形成光学像。

在采用这种POP结构的光学单元170内，由于在将液晶面板141R、141G、141B粘合固定在交叉二向色棱镜150上时，必须在同一时段(大约8分钟之内)进行各液晶面板141R、141G、141B的聚焦调整，对准调整以及固定，所以一般按以下的步骤组装。

1)将第1液晶面板，例如，液晶面板141G粘合固定在交叉二向色棱镜150上。具体地说，首先，将前端涂有紫外线固化型粘合剂的插针145插入液晶面板141G的支持框143的孔143A中。

2)接着，使该插针145的前端部分接触到交叉二向色棱镜150的光入射端面151上。

3)在这种状态下将光束导入到液晶面板141G的图像形成区域，一边确认经投影透镜160显示在投影面上的投影图像，一边调整相对于光入射端面151的进退位置、平面位置以及旋转位置，进行液晶面板141G的聚焦、对准调整。

4)得到合适的聚焦、对准之后，从插针145的根部照射紫外线，使紫外线固化型粘合剂完全固化。

5)其他的液晶面板141R、141B的粘合固定与上述相同，但在调整时，要考虑已经固定的液晶面板141G的图像形成区域的像素位置。即，以已经固定的液晶面板141G的像素位置为基准，调整相对于光入射端面151的平面位置和相对于光入射端面151的旋转位置。

因此，在组装采用了这种POP结构的光学单元170时，调整各液晶面板141R、141G、141B相互的聚焦、对准的位置调整装置成为必要。

(3)光调制装置的位置调整装置的结构

图3和图4中示出了调整上述的光学单元170的各液晶面板141R、141G、141B相互的聚焦、对准的位置调整装置2。该位置调整装置2包括调整装置本体30和屏幕单元50，被配置在暗室20的内部。暗室20，包括包围屏幕单元50的侧板21、顶板22以及包围调整装置本体30的幕布23。在该暗室20中进行光学单元170的聚焦、对准调整。

(3-1)调整装置本体的结构

上述调整装置本体30包括：成为位置调整机构的3个6轴位置调整单元31；支撑并固定成为调整对象的光学单元170的夹具33；以及装载3个6轴位置调整单元31和夹具33的载物台35。此外，在图3中虽然未示出，在载物台35的下部设置有：控制调整装置本体30和屏幕单元50的运算处理装置计算机70(后面叙述)；在进行作为调整对象的光学单元170的调整操作时，设置导入调整用光源的调整用光源装置；以及使紫外线固化型粘合剂固化并将光学单元170的各液晶面板141R、141G、141B固定在交叉二向色棱镜150上的固定用紫外线光源装置。

上述6轴位置调整单元31调整液晶面板141R、141G、141B相对于交叉二向色棱镜150的光入射端面151的配置位置。该6轴位置调整单元31如图5所示，包括：设置为可沿着载物台35的轨道351移动的作为调制装置用位置调整装置的平面位置调整部311；设置在该平面位置调整部311的前端部分上的面内旋转位置调整部313；设置在该面内旋转位置调整部313的前端部分上的面外旋转位置调整部315；设置在该面外旋转位置调整部315的前端部分上的液晶面板夹持部317。

平面位置调整部311是调整相对于交叉二向色棱镜150的光入射端面151的进退位置和平面位置的部分，包括：设置在载物台35上的可滑动的基部311A；设置在该基部311A上的脚部311B；以及设置在该脚部311B的上部前端部分并连接面内旋转位置调整部313的连接部311C。基部311A通过图中未示出的电动机等的驱动机构移动载物台35的Z轴方向(图5中为左右方向)。脚部311B通过设置在侧部的电动机等的驱动机构(图中未示出)相对于基部311A在X轴方向(图5中为与纸面正交的方向)上移动。连接部311C通过图中未示出的电动机等的驱动机构相对于脚部311B在Y轴方向(图5中为上下方向)上移动。

面内旋转位置调整部313是调整液晶面板141R、141G、141B相对于交叉二向色棱镜150的光入射端面151的面内方向旋转位置的部分，包括：固定在平面位置调整部311的前端部分的圆柱状的基部313A；以及为沿该基部313A的圆周方向自由旋转而设置的旋转调整部313B。然后，通过调整该旋转调整部313B的旋转位置，能够高精度地调整液晶面板141R、141G、141B相对于光入射端面151的面内方向旋转位置。

面外旋转位置调整部315是调整液晶面板141R、141G、141B相对于交叉二向色棱镜150的光入射端面151的面外方向旋转位置的部分。该面外旋转位置调整部315固定在上述面内旋转位置调整部313的前端部分，同时包括：在前端部分形成为在水平方向上为圆弧的凹曲面的基部315A；在该基部315A的凹曲面上设置成可沿圆弧滑动的，在前端部分形成为在垂直方向上为圆弧的凹曲面的第1调整部315B；以及在该第1调整部315B的凹曲面上设置成可沿圆弧滑动的第2调整部315C。然后，如果使设置在基部315A的侧部的图中未示出的电动机旋转驱动，则第1调整部315B发生滑动，如果使设置在第1调整部315B的上部的图中未示出的电动机旋转，则第2调整部315C发生滑动，能够高精度地调整液晶面板141R、141G、141B相对于光入射端面151的面外方向旋转位置。

液晶面板夹持部317是支持成为调整对象的液晶面板141R、141G、141B的部分，包括：固定在上述第2调整部315C的前端部分的固定夹持片317A；在上述第2调整部315C的前端部分设置成可以自由滑动的可动夹持片317B；以及使可动夹持片317B动作的传动装置317C。然后，通过传动装置317C使可动夹持片317B动作，从而能够夹持住液晶面板141R、141G、141B。此外，通过改变可动夹持片317B的滑动初始位置，能够夹持大小不同的液晶面板141R、141G、141B。

在这样的液晶面板夹持部317的固定夹持片317A和可动夹持片317B之间配置有光源单元37。

该光源单元37对液晶面板141R、141G、141B提供调整用光源光和固定用光源光，包含：与液晶面板141R、141G、141B接触的单元本体371；以及对该单元本体371提供各种光源光的作为照射手段的多条光纤372。光纤372的前端连接到连接到设置在载物台35的下部的调整用光源装置和固定用光源装置。在单元本体371与液晶面板141R、141G、141B的接触面上，如图6(A)所示，具有：对应于液晶面板141R、141G、141B的矩形状图像形成区域的角部设定的调整用光源部317A；以及配置在该图像形成区域的外侧并与用透明树脂制的插针145的基部接触的固定用光源部317B。此外，作为与液晶面板141R、141G、141B的接触部分的单元本体371，除了图6(A)所示的外，可以如图6(B)所示，沿着调整用光源部317A的外侧配置固定用光源部317C，也可以如图6(C)所示，固定用光源317B的配置不同，根据液晶面板141R、141G、141B的种类，通过将这些单元本体371以适合于使用来划分，能够对应固定结构不同的液晶面板。

上述夹具33，如图7和图8所示，包括：固定在载物台35上的基板331；设立在该基板331上的多个脚部333；以及设置在该脚部333上部的安装有投影透镜160和成为调整对象的光学单元170的设置板335。

基板331上设置有突出在该基板331的外侧的相对位置调整部337。相对位置调整部337调整上述6轴位置调整单元31和固定在夹具33上的光学单元170之间的相对位置。该相对位置调整部337，延设到基板331的外侧，包括在前端形成螺纹孔的延设部337A和与延设部337A的螺纹孔相配的调整螺钉337B，调整螺钉337B的前端部分形成突出于延设部337A的外侧的结构。该调整螺钉337B的前端与上述6轴位置调整单元31的移动轨道351的端面接触。然后，通过变更调整螺钉337B的螺纹相配位置，能改变6轴位置调整单元31相对于夹具33的位置，从而能够根据夹具33上的光学单元170的种类将6轴位置调整单元31配置在合适的位置上。此外，在本实施例中，相对位置调整部337在光学单元170的光束射出方向，即Z轴方向上设有一处，在与该Z轴方向正交的方向，即X轴方向上设有2处(共计3处)。

设置板335的上面安装有基准投影透镜345(后面叙述)和用于设置构成光学单元170的交叉二向色棱镜150的矩形板状的载置部339。

该载置部339的上面设置有支撑基准投影透镜345的支撑部341和用于装载并固定交叉二向色棱镜150的单元安装部342。

透镜支撑部341作为可以相对于载置部339沿Z轴方向(图8中的左右方向)和X轴方向(图8中的与纸面正交的方向)移动的移动台而构成。该透镜支撑部341中事先安装有可以装卸的、与作为组装到投影仪100里的部件的投影透镜160不同的、具有规定的光学特性的基准投影光学系统即基准投影透镜345。换句话说，在位置调整装置2中，放大并投影用交叉二向色棱镜150合成的光束使之形成投影图像，可共有地组装具有规定的光学特性的基准投影透镜345。

该基准投影透镜345具有从多个投影透镜种选择的平均的光学特性。这时，作为光学特性，可以列举出焦深，投影光学系统的各个焦距、色差、光轴偏差、梯形畸变等，从各投影透镜的各光学特性计算出平均的光学特性，并将具有与该算出的光学特性近似的特性的投影透镜作为基准投影透镜345。

单元安装部342包括装载交叉二向色棱镜150的长方体状的棱镜载置部343和配置在该棱镜载部343上方的、用于夹持并固定该交叉二向色棱镜150的按压部344(图8)而构成。

设置成为调整对象的交叉二向色棱镜150时，移动按压部344，夹持并固定已装载在棱镜载置部343上的交叉二向色棱镜150。

(3-2)屏幕单元的结构

上述屏幕单元50如图3和图4所示，包括：与调整装置本体30设有规定距离而配置的载物台51；配置在该载物台51上面、作为变成调整对象的光学单元170的投影面的透过型屏幕53；设置在该透过型屏幕53的背面成为检测装置的CCD摄像机55；以及使该CCD摄像机55沿着透过型屏幕53的面移动的移动机构57。

在载物台51上面，配置有沿光学单元170的投影方向延伸的3条轨道511，透过型屏幕53可以在该3条轨道511上移动，能够调整装置本体30和透过型屏幕53之间的相对距离。此外，透过型屏幕53的移动通过设置在载物台51内部的伺服控制机构或手动操作来进行(图中未示出)。

如图9所示，透过型屏幕53包括设置在周围的长方体状的框体531和设置在该框体531的内侧的屏幕本体533。例如，屏幕本体533可以以将光珠均匀地分散配置在不透明树脂层上来构成，当从配置了光珠一侧入射光束时，光珠变成透镜，所以该光束从屏幕本体533的背面射出。

作为检测装置的CCD摄像机55是将电荷耦合元件(ChargeCoupled Device)作为摄像元件的面积传感器，它检测在屏幕本体533的背面形成的投影图像并将其作为电信号输出。在本实施例中，在透过型屏幕53上显示的矩形状的投影图像的四角部分附近经移动机构57配置了4个CCD摄像机55。此外，为了高精度地检测投影图像，该CCD摄像机55包括变焦和聚焦机构，可以通过远距离控制自由地调整变焦和聚焦。

移动机构57包括：设置在框体531的四角部分附近的基部571；设置为相对于该基部571沿X轴方向(图9中为左右方向)滑动的4根轴构件573；以及安装为可在各个轴构件573上沿Y轴方向(图9中为上下方向)自由滑动的安装有CCD摄像机55的4个摄像机安装部575。然后，各摄像机安装部575通过载物台51内部的伺服控制机构沿X轴方向或Y轴方向移动。

(4)位置调整装置的调整操作

上述调整装置本体30和屏幕单元50，如图10的框图所示，与计算机70电连接。该计算机70包括CPU和存储装置，在对调整装置本体30和屏幕单元50的伺服机构的动作进行控制的同时，对于用CCD摄像机55拍摄的投影图像进行图像处理。

计算机70调用的程序将图11所示的显示画面71显示在显示器上，根据该显示画面71上显示的各种信息，进行聚焦、对准调整。该显示画面71包括：直接显示来自CCD摄像机55的影像的画面显示视图72；用于对来自CCD摄像机55的影像信号进行图像处理的图像处理视图73；进行图像处理的结果，显示6轴位置调整单元31的各轴调整量的轴移动量显示视图74。

成为调整对象的光学单元170的聚焦、对准调整由下述操作构成：设定与光学单元170对应的调整条件的机种记录操作；以及在该机种记录操作之后，调用已记录的调整条件，进行实际的调整操作的调整操作。下面，详细说明机种记录操作和调整操作。

(4-1)机种记录操作

机种记录操作使用预先调整了聚焦位置、对准位置的光学单元170的例子，根据图12的流程图来执行。

1)首先，清除设定在计算机70上已扩展的程序内的机种数据(处理S11)，使之处于可以记录新机种数据的状态。

2)接着，通过该程序对图像处理的设定的输入进行处理(处理S12)。具体地说，输入各CCD摄像机55之间的距离的设定。此外，CCD摄像机55之间的距离，通过考虑液晶面板141R、141G、141B的图像形成区域的四角部分反映在透过型屏幕53的何处并加以计算来进行设定。

3)图像处理设定的输入结束之后，设定作为机种数据使用的文件名，将设定的距离作为机种数据，以该文件名保存在存储装置中(处理S13)

4)对照成为调整对象的光学单元170的机种选择夹具33之后，将夹具33设置在载物台35上的规定位置上(处理S14)。

5)将基准投影透镜345设置在透镜支撑部341上，对准光轴位置加以固定，将该光轴位置记录到上述文件中(处理S15)。此外，只要对准过一次该光轴位置，除了改变机种以外，不必在每次调整液晶面板141R、141G、141B的位置时都对准光轴位置。

6)将用于调整液晶面板141G的位置的6轴位置调整单元31的调整开始位置记录到上述文件中。将该位置作为产品设计上的液晶面板141G的图像形成区域的中心位置(基准位置)(处理S16)。

这里，该液晶面板141G的基准位置如图13所示，使用包括作为交叉二向色棱镜150的虚拟物，在侧面形成孔402的金属制的虚拟棱镜401；以及作为液晶面板141G的虚拟物，具有插入到虚拟棱镜401的孔402内的插入端子407的金属制的虚拟液晶面板406的初始位置调整夹具400来预先设定。

详细地说，将虚拟棱镜401设置在棱镜载置部343的规定的位置上并用按压部344夹持固定，移动安装有虚拟液晶面板406的6轴位置调整单元31，将该虚拟液晶面板406的插入端子407插入到虚拟棱镜401的孔402中。由此，能够设定液晶面板141G的基准位置，也就是6轴位置调整单元31的调整开始位置。该调整开始位置的记录是决定聚焦、对准调整时的6轴移动量的重要的位置。当它位于设计位置附近时，几乎不用移动6轴位置调整单元31即可完成，因而可以抑制CT缩短和调整异常等错误的发生。

为每个投影仪100的机种准备了多种该初始位置调整夹具，如上所述，用于设定位置并将其记录到各文件中。

7)设定了6轴位置调整单元31的调整开始位置之后，设定CCD摄像机55的位置(处理S17)。CCD摄像机55的位置，如图14(A)所示，作为交叉二向色棱镜150的虚拟物，使用包括形成为长方体状的玻璃体411的初始位置调整夹具410来加以设定。

详细地说，在该玻璃体411的光入射端面上，设置用于在屏幕53上显示CCD摄像机55的设计上的基准位置的4个基准位置显示用标记412。此外，将该基准位置显示标记412的丝的位置设置为基准投影透镜345的基准图形BP(图15)的位置。

然后，将玻璃体411装载在棱镜载置部343上，将光入射到玻璃体411上，经基准投影透镜345使该光显示在屏幕53上，如图14(B)所示，使设置在该玻璃体411上的基准位置显示标记412作为影子413显示在屏幕53上。在这种状态下，通过使CCD摄像机55移动到影子413的部分上来将该CCD摄像机55配置到设计上的基准位置上。

8)CCD摄像机55的位置设定结束后，将光学单元170的机种序号和该机种序号中CCD摄像机55的位置作为机种数据记录到上述文件中(处理S18)。

9)对CCD摄像机55的1个像素的大小进行设定(处理S19)，记录到上述文件中(处理S20)。

10)最后进行对准用基准图形的记录(处理S21)。具体地说，如图15所示，将像素部分G1与像素以外的部分G2的边的比率大约为2∶1(面积比为4∶5)的略呈正方形的区域作为基准图形BP，记录该图形BP的形状和投影图像区域上的配置位置。此外，由于该基准图形BP必须对应于各液晶面板141R、141G、141B的四角来设定，所以记录了12(4×3)个基准图形和12(4×3)个再试图形。

11)记录完所有的基准图形之后，将这些数据作为机种数据正式地记录到上述文件中(处理S22)。

(4-2)调整操作

调整操作根据图16的流程图来执行。

1)首先，将交叉二向色棱镜150固定在配置于规定位置的夹具33上(处理S1)。

2)在计算机70扩展的程序上，从用原先的机种记录操作所记录的机种数据中，调出与成为调整对象的光学单元170相当的机种数据(处理S2)。

3)将机种数据调出到程序上时，由于从计算机输出记录到机种数据内所记录的6轴位置调整单元31的调整开始位置(液晶面板141G的基准位置)，所以移动6轴位置调整单元31使液晶面板141G的光学中心位置对准该预先设定的基准位置，对液晶面板141G的初始位置进行调整(处理S23)。

4)射出来自设置在上述6轴位置调整单元31上的光源单元37的调整用光源部371A的光束(处理S24)，在透过型屏幕53上形成液晶面板141G的四角部分的投影图像。

5)根据放大并投影在屏幕53上的投影图像的信息，通过载物台51内部的伺服机构使移动机构57动作，将CCD摄像机55移动到沿透过型屏幕53的面的规定的位置，具体地说，移动到投影的液晶面板141G的四角部分上的同时，调整该CCD摄像机55的聚焦(处理S25)。此外，放大并投影到屏幕53上的投影图像的信息是在设定上述的CCD摄像机55的位置时记录到文件中的位置信息。

6)以上的准备结束后，开始通过6轴位置调整单元31聚焦调整和对准调整。在本实施例中，首先，对经投影透镜160和交叉二向色棱镜150配置在相反一侧的液晶面板141G进行聚焦和对准调整，然后，进行液晶面板141R、141B的聚焦和对准调整。

7)在程序的显示画面71上进行数据清除的操作之后，选择表示夹持液晶面板141G的6轴位置调整单元31的阶段1(处理S26)，使液晶面板141G的调整操作可以进行。

8)各CCD摄像机55拍摄该投影图像，并作为图像信号输出到计算机70上(处理S27)。计算机70的显示器上的显示画面71中，在图像表示视图72上显示各CCD摄像机55拍摄到的影像，在图像处理视图73上显示进行图像处理后的该阶段1的测定数据(处理S28)。

9)该状态下按下图像处理视图73的[测量]按钮，测定投影的液晶面板141G的四角部分的位置，在轴移动量显示视图74上显示6轴位置调整单元31的各轴的移动量(处理S29)。具体地说，首先在图像处理视图73上检测与基准图形对应的部分，检测所检测出的基准图形在画面上的哪一位置，计算检测结果与机种记录操作中所记录的配置位置之间有何种偏差，将该结果作为轴移动量显示视图74的各轴移动量来显示。

10)根据轴移动量显示视图74的各轴移动量的显示值，操作6轴位置调整单元31的各轴调整旋钮，调整液晶面板141G的平面位置、面内旋转位置、以及面外旋转位置。各轴的调整操作也可以通过将手动旋钮变为伺服电动机等来实现自动化(处理S30)。调整结束之后，再次按下[测量]按钮，计算各轴的移动量(处理S31)，重复进行调整操作直至所有的轴的移动量都变为大致为0(处理S32)。

11)如果液晶面板141G的聚焦、对准调整完毕，则将此时的各数据保存到存储装置之后(处理S33)从光源单元37的固定用光源部371B射出紫外线，对液晶面板141G进行固定(处理S34)。

12)液晶面板141G固定后，卸下液晶面板夹持部317的夹持片317A、317B，在使液晶面板141G成为自由的状态下，再次进行位置测定(处理S35)。该位置测定作为调整其他的液晶面板141R、141B的位置时的基准值。

13)液晶面板141G的固定结束之后，进行液晶面板141R、141B的聚焦、对准调整。为此，进行表示夹持液晶面板141R的6轴位置调整单元31的阶段2、3的调整准备(处理S36)。具体地说，根据处理S33得到的阶段1的基准值，设定阶段2、3的基准位置数据。

14)之后，按照与液晶面板141G情形一样的步骤，对液晶面板进行141R、141B的聚焦、对准调整，调整结束之后，进行与液晶面板141G同样的固定(处理S37)。

根据本实施例，能取得下面的效果。

即，在位置调整装置2中，由于可共用地安装基准投影透镜345，所以只要在安装时对准一次光轴位置，就不必在每次调整液晶面板141R、141G、141B的位置时都对准光轴的位置，由于只要液晶面板141R、141G、141B和交叉二向色棱镜150的交换即可，所以能够容易地进行位置调整操作。

此外，由于基准投影透镜345的光轴位置固定，所以只要设定一次CCD摄像机55的配置位置，加以固定即可。从这一点来说，也能够容易地进行位置调整操作。

此外，由于基准投影透镜345具有从多个投影透镜中选择的平均的光学特性，在制造投影仪100时，不必准备具有特殊光学特性的投影透镜，能够提高投影透镜的生产效率。由此，投影仪100的制造工作变得容易，工作效率得以提高。

此外，在对液晶面板141G的位置进行调整之前，由于根据投影图像的信息使CCD摄像机55移动，所以与在调整液晶面板141G的位置时使之移动的情形相比，能够节省使CCD摄像机55移动的时间，由此，能够缩短位置调整操作的操作时间，能够容易地进行位置调整操作。

此外，为每个投影仪100的机种准备多种备有虚拟棱镜401和虚拟液晶面板406的初始位置调整夹具400，通过事先将每个机种的6轴位置调整单元31的位置记录在文件中，就不必在每次调整液晶面板141R、141G、141B的位置时都调整6轴位置调整单元31的位置，在调整液晶面板141R、141G、141B的位置时，只要使6轴位置调整单元31移动到预先记录的位置即可。由此，能够容易地进行位置调整操作。

此外，使光入射到虚拟棱镜(玻璃体)411上，该光经基准投影透镜345显示在屏幕53上，通过将设置在该虚拟棱镜(玻璃体)411上的基准位置显示标记412作为影子413显示在屏幕53上，只要使CCD摄像机55移动到影子413的部分上，就能够使该CCD摄像机55简单地配置在设计上的基准位置上。从这一点来说，也能容易地进行位置调整操作。

此外，本发明不限于上述的实施例，它包括能够达到本发明的目的的其他结构等，如下所示的变例等也包含在本发明中。

例如，在上述实施例中，根据放大并投影到屏幕上的投影图像的信息使CCD摄像机55移动，但并不限于此，例如也可以根据作为信息数据事先设定在计算机中的基准投影透镜的光轴位置，使CCD摄像机55自动地沿屏幕移动。这样，通过根据作为信息数据事先设定在计算机中的基准投影透镜的光轴位置使CCD摄像机55移动，由于不用在屏幕上显示投影图像就能移动CCD摄像机55，所以不必专门点亮光源。从而，能够简单地移动CCD摄像机55，能够容易地进行位置调整操作。

此外，在上述实施例中，基准投影透镜具有平均的光学特性，但不限于此，例如，将具有对照投影仪的光学特性而适当设定的光学特性的投影透镜作为基准投影透镜即可。

[发明的效果]

如上所述，根据本发明的光调制装置的位置调整装置、光调制装置的位置调整方法、以及初始位置调整夹具，能够收到容易地进行位置调整操作的效果。

Claims (6)

1.一种光调制装置的位置调整装置，用于组装具有多个光调制装置和合成用各光调制装置调制过的光的合成光学系统的光学单元，调整上述光调制装置的位置，其特征在于：

放大用上述合成光学系统合成的光束并加以投影使之形成投影图像，可共用地安装具有规定光学特性的基准投影光学系统。

2.如权利要求1所述的光调制装置的位置调整装置，其特征在于：

上述基准投影光学系统从多个投影光学系统中选择并具有平均的光学特性。

3.一种光调制装置的位置调整方法，用于组装具有多个光调制装置和合成用各光调制装置调制过的光的合成光学系统的光学单元，将用上述合成光学系统合成的光束用投影光学系统加以放大并投影使之形成投影图像，经上述投影光学系统在屏幕上显示投影图像时，用检测装置检测上述屏幕上显示的投影图像的信息，并使用调整上述光调制装置的位置的位置调整装置，其特征在于，包括：

移动上述光调制装置使该光调制装置的光学中心位置与预先设定的基准位置一致，对该光调制装置的初始位置进行调整的初始位置调整步骤；

点亮作为入射到上述光调制装置的光的发生源的光源的光源点亮步骤；

按上述光源点亮步骤点亮光源之后，根据放大并投影到上述屏幕的投影图像的信息，沿上述屏幕移动上述检测装置的检测装置位置调整步骤；

调整上述检测装置的焦点的焦点调整步骤；以及

按上述焦点调整步骤调整检测装置的焦点后，调整上述光调制装置的位置的调整步骤。

4.一种光调制装置的位置调整方法，用于组装具有多个光调制装置和合成用各光调制装置调制过的光的合成光学系统的光学单元，使用调整上述光调制装置的位置的位置调整装置，其特征在于：

上述位置调整装置具有放大并投影用上述合成光学系统合成的光束使之形成投影图像，可共用地安装具有规定的光学特性的基准投影光学系统，同时检测经该基准投影光学系统在屏幕上显示的投影图像的信息的检测装置，

包括：

移动上述光调制装置使该光调制装置的光学中心位置与预先设定的基准位置一致，对该光调制装置的初始位置进行调整的初始位置调整步骤；

根据预先设定的上述基准投影光学系统的光轴位置，使上述检测装置沿上述屏幕自动地移动的检测装置自动位置调整步骤；

点亮作为入射到上述光调制装置的光的发光源的光源的光源点亮步骤；以及

按上述检测装置自动位置调整步骤调整检测装置的位置后，对上述光调制装置的位置进行调整的调整步骤。

5.一种初始位置调整夹具，是使用于权利要求3或4所述的位置调整方法，用于设定上述光调制装置的上述基准位置，其特征在于，具有：

作为上述合成光学系统的虚拟物，在侧面形成孔的虚拟合成光学系统；以及作为上述光调制装置的虚拟物，具有插入到上述孔的插入端子的虚拟光调制装置。

6.一种初始位置调整夹具，是使用于权利要求3或4所述的位置调整方法，用于设定上述光调制装置的上述基准位置，其特征在于：

具有作为上述合成光学系统的虚拟物，形成为长方体状的玻璃体，

在该玻璃体的光入射端面上，设置有用于在上述屏幕上显示上述检测装置的设计上的基准位置的基准位置显示标记。

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