JP2004354482A - Projection optical system, method of manufacturing projection optical system, and projector equipped with projection optical system - Google Patents
Projection optical system, method of manufacturing projection optical system, and projector equipped with projection optical system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004354482A JP2004354482A JP2003149360A JP2003149360A JP2004354482A JP 2004354482 A JP2004354482 A JP 2004354482A JP 2003149360 A JP2003149360 A JP 2003149360A JP 2003149360 A JP2003149360 A JP 2003149360A JP 2004354482 A JP2004354482 A JP 2004354482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- projection optical
- straight portion
- projection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Lens Barrels (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒内に固定されるレンズとを備えた投写光学系、投写光学系の製造方法、および投写光学系を備えたプロジェクタに関する。
【0002】
【背景技術】
従来、複数の色光を画像情報に応じて各色光ごとに変調する複数の液晶パネルと、各液晶パネルで変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、このプリズムで合成された光束を拡大投写して投写画像を形成する投写光学系とを備えたプロジェクタが利用されている。
【0003】
このようなプロジェクタに用いられる投写光学系は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒に固定されるレンズとを備え、通常は、投写画像において、解像度の低下や、歪曲収差および色収差等の収差の発生等を抑えるために、収束用レンズおよび発散用レンズを含んで構成された複合レンズとされている。
【0004】
ここで、レンズ保持筒の内周面には、各レンズを保持するためのレンズ受け部が形成されている。このレンズ受け部は、レンズ保持筒の内側に突出しレンズの光束入射面と当接してレンズの照明光軸方向の位置移動を規制している。
レンズの固定に際しては、レンズをレンズ受け部に当接させた後、レンズ保持筒に形成された押さえ片によって熱かしめにより固定したり、レンズ受け部に当接させた後、レンズ外周に接着剤を塗布して固定する(例えば、特許文献1、特許文献2)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−281374号公報参照([0006]段落、図1)
【特許文献2】
特開2001−183564号公報参照([0053]段落、図5)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献に開示される固定方法では、保持筒の内面から突出するレンズ受け部がレンズの光束入射面の一部を被覆してしまうため、レンズ面の外周部分を光束を入射させる有効領域として用いることができず、光束透過領域に対してレンズの外径が大きくなってしまい、その分レンズのコストが高騰してしまうという問題がある。
【0007】
本発明の目的は、レンズ外径が必要以上に大きくならず、部品コストを低減することのできる投写光学系を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の投写光学系は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒内に固定されるレンズとを備えた投写光学系であって、前記レンズ保持筒の内面には、前記レンズの外周端面と対向し、前記レンズの光束入射面を遮る受け面のないストレート部と、このストレート部と連続し、前記レンズ保持筒の一端側に向かって拡開する傾斜部とが形成され、前記レンズは、この傾斜部に注入された接着剤により、該レンズの外周端面で前記レンズ保持筒に固定されていることを特徴とする。
【0009】
ここで、傾斜部への接着剤の注入は、レンズ外周回り全周に行ってもよいが、レンズ外周回りに3箇所又は4箇所、略等間隔に注入するのが好ましい。
この発明によれば、ストレート部にレンズ受け面が形成されておらず、傾斜部に接着剤を注入することでレンズの外周端面で保持筒内に固定されるので、レンズの光束透過面を遮るものがなく、レンズのほぼ全体を光束透過領域とすることができる。したがって、従来よりも外径の小さいレンズを使用して、部品コストの低減を図ることができる。
【0010】
本発明では、レンズの外周端面は、少なくとも0.5mm以上の厚さ部分がストレート部に挿入されているのが好ましい。
この発明によれば、レンズの外周端面の厚さ部分が0.5mm以上ストレート部に挿入されることにより、レンズ保持筒に対するレンズの照明光軸直交方向位置がほぼ決まるため、レンズ保持筒の照明光軸に対してレンズの光軸が大きく芯ずれすることがない。
【0011】
本発明では、レンズの外周端面とストレート部との間には、0.05mmから0.1mmの隙間が形成されているのが好ましい。
この発明によれば、わずかな隙間が形成されていることにより、レンズ保持筒内のストレート部でレンズを進退させる際、レンズ端部が保持筒内で引っかかり進退動作を阻害することがないので、進退動作を行い易く調整が容易となる。
また、わずかな隙間を利用してレンズの照明光軸直交方向位置を調整することができるため、微妙な調芯を行うことができ、投写光学系を高精度のものとすることができる。
さらに、傾斜部に注入された接着剤が毛管現象によってこの隙間部分に流れ込み、ストレート部においてもレンズの接着固定を行うことができるうえ、レンズ及びレンズ保持筒を上下方向に配置して上側から接着剤を注入しても、わずかな隙間しかないので、レンズ端面から下に漏れ出すこともない。
【0012】
本発明の投写光学系の製造方法は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒内に支持固定されるレンズとを備えた投写光学系の製造方法であって、前記レンズ保持筒の内面には、前記レンズの外周面と対向し、前記レンズの光束入射面を遮る受け面のないストレート部と、このストレート部と連続し、前記レンズ保持筒の一端側に向かって拡開する傾斜部とが形成され、前記レンズ保持筒内に前記レンズを挿入し、該レンズを前記ストレート部に沿って進退させて前記レンズ保持筒に対する前記レンズの位置を調整する工程と、位置調整後、前記傾斜部に接着剤を注入し、前記レンズ保持筒に対して前記レンズを固定する工程とを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、前記の投写光学系で述べた効果に加えて、レンズ保持筒に対するレンズの位置を調整した後に接着剤を用いてレンズを固定することにより、保持筒内の適切な照明光軸方向位置にレンズを固定することができるため、光学的に高精度の投写光学系を製造することができる。
【0013】
本発明では、レンズの外周端面と前記ストレート部との間には、0.05mmから0.1mmの隙間が形成され、レンズの位置調整後、固定の前に、レンズを前記光路の照明光軸直交方向に移動させて調芯する工程を備えているのが好ましい。
この発明によれば、レンズを保持筒内で照明光軸直交方向に移動させる工程を含むことにより、保持筒に対するレンズの調芯を行うことができるため、光学的に一層高精度の投写光学系を製造することができる。また、この工程によって光学的精度を確保できるので、レンズおよびレンズ保持筒の形状精度を手当でき、部品コストを低減できる。わずかな隙間で調芯を行うため、調芯作業の手間もかからない。
【0014】
本発明のプロジェクタは、前述した投写光学系、若しくは、前述した投写光学系の製造方法により製造された投写光学系を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、前記のようにレンズのコストを低減することができ、投写光学系の高精度化を図ることができるため、製造コストが低減され、かつ光学的に高精度のプロジェクタとすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔1.プロジェクタの構成〕
図1は、本発明に係る投写光学系を備えるプロジェクタ1の構成要素である光学ユニット4を模式的に示す図である。
プロジェクタ1は、図示を省略するが、プロジェクタ本体と、このプロジェクタ本体を収納する樹脂製の外装ケースとを備え、略直方体状に構成されている。このプロジェクタ本体は、電源ユニットと、光学ユニット4と、制御基板とを備え、前記電源ユニットで取得した外部電力によって、前記制御基板で制御しながら光学ユニット4を駆動することにより、画像情報に応じて形成された光学像を拡大投写している。
【0016】
光学ユニット4は、図1に示すように、光源装置411を構成する光源ランプ416から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、この光学像を拡大して投写するユニットであり、インテグレータ照明光学系41と、色分離光学系42と、リレー光学系43と、光学装置44と、投写レンズ46とを備える。
【0017】
インテグレータ照明光学系41は、光学装置44を構成する3枚の液晶パネル441(赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル441R,441G,441Bとする)の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置411と、第1レンズアレイ412と、第2レンズアレイ413と、偏光変換素子414と、重畳レンズ415とを備える。
【0018】
光源装置411は、光源ランプ416と、リフレクタ417とを備え、光源ランプ416から射出された放射状の光線をリフレクタ417で反射して平行光束とし、この平行光束を外部へと射出する。光源ランプ416には、高圧水銀ランプを採用している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライドランプやハロゲンランプ等も採用できる。また、リフレクタ417には、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組み合わせたものを採用してもよい。
【0019】
第1レンズアレイ412は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ416から射出された光束を複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル441の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
【0020】
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第2レンズアレイ413は、重畳レンズ415とともに、第1レンズアレイ412の各小レンズの像を液晶パネル441上に結像させる機能を有する。
【0021】
偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413と重畳レンズ415との間に配置されるとともに、第2レンズアレイ413と一体でユニット化されている。このような偏光変換素子414は、第2レンズアレイ413からの光を1種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置44での光の利用効率が高められている。
【0022】
具体的に、偏光変換素子414によって1種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ415によって最終的に光学装置44の液晶パネル441上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル441を用いたプロジェクタ1では、1種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ416からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子414を用いることにより、光源ランプ416から射出された光束を全て1種類の偏光光に変換し、光学装置44での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子414は、たとえば特開平8−304739号公報に紹介されている。
【0023】
色分離光学系42は、2枚のダイクロイックミラー421,422と、反射ミラー423とを備え、ダイクロイックミラー421,422によりインテグレータ照明光学系41から射出された複数の部分光束を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系43は、入射側レンズ431と、リレーレンズ433と、反射ミラー432,434とを備え、色分離光学系42で分離された色光である赤色光を液晶パネル441Rまで導く機能を有している。
【0024】
この際、色分離光学系42のダイクロイックミラー421では、インテグレータ照明光学系41から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー421によって反射した青色光は、反射ミラー423で反射し、フィールドレンズ418を通って、青色用の液晶パネル441Bに到達する。このフィールドレンズ418は、第2レンズアレイ413から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル441G,441Bの光入射側に設けられたフィールドレンズ418も同様である。
【0025】
また、ダイクロイックミラー421を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー422によって反射し、フィールドレンズ418を通って、緑色用の液晶パネル441Gに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー422を透過してリレー光学系43を通り、さらにフィールドレンズ418を通って、赤色光用の液晶パネル441Rに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系43が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ431に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ418に伝えるためである。
【0026】
光学装置44は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系42で分離された各色光が入射される3つの入射側偏光板442と、各入射側偏光板442の後段に配置される液晶パネル441R,441G,441Bと、各液晶パネル441R,441G,441Bの後段に配置される射出側偏光板443と、クロスダイクロイックプリズム444とを備える。
【0027】
液晶パネル441R,441G,441Bは、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として用いたものである。
光学装置44において、色分離光学系42で分離された各色光は、これら3枚の液晶パネル441R,441G,441B、入射側偏光板442、および射出側偏光板443によって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【0028】
入射側偏光板442は、色分離光学系42で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイヤガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。
射出側偏光板443も、入射側偏光板442と略同様に構成され、液晶パネル441(441R,441G,441B)から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。
これらの入射側偏光板442および射出側偏光板443は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【0029】
クロスダイクロイックプリズム444は、射出側偏光板443から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム444には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に沿って略X字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。
以上説明した液晶パネル441、射出側偏光板443およびクロスダイクロイックプリズム444は、一体的にユニット化された光学装置本体45として構成されている。
【0030】
これらの各光学部品41〜45は、図示しない光学部品用筐体に収納される。投写光学系としての投写レンズ46は、この光学部品用筐体の一端部分に取り付けられており、前記外装ケースの前面側から露出している。詳しくは後述する。
【0031】
〔2.投写レンズの構成〕
図2は、投写レンズ46を示す縦断面図である。
投写レンズ46は、図2に示すように、前記光学装置のクロスダイクロイックプリズムで合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。
投写レンズ46は、内部に所定の光路が設定された樹脂製等のレンズ保持筒としての鏡筒100と、この鏡筒100内部に収納されて光路の照明光軸A上に順次配置された複数のレンズとしてのレンズ群110とを備える。
【0032】
レンズ群110は、投写側から順に、1群レンズ111、2群レンズ112、3群レンズ113、および4群レンズ114の合計4つのレンズの群として構成されている。前記クロスダイクロイックプリズムから射出された画像光は、非球面レンズである4群レンズ114に入射した後に、2枚のレンズが張り合わされた3群レンズ113で色収差の補正がなされ、2群レンズ112で微調整されてから、非球面レンズである1群レンズ111で歪曲収差が補正されながら、外部へと拡大投写される。
【0033】
鏡筒100は、前記光学部品用筐体の一端部分につば部101Xを介して固定される鏡筒本体101と、この鏡筒本体101の光束射出側に螺合された調整筒102と、鏡筒本体101の光束入射側に着脱可能に取り付けられた後筒103とを備えている。
【0034】
鏡筒本体101には、2群レンズ112および3群レンズ113が収納されている。これら2群レンズ112および3群レンズ113は、それぞれ鏡筒本体101の内部に形成されたレンズ保持部122,123で保持されている。
【0035】
調整筒102の投写側端部には、1群レンズ111が収納されており、この1群レンズ111は、調整筒102の内部に形成されたレンズ保持部121で保持されている。
この調整筒102を鏡筒本体101に対して回動させることにより、照明光軸A方向に沿った方向(図2中の左右方向)に1群レンズ111を進退させて、投写画像のフォーカス調整ができるようになっている。なお、投写レンズ46にモータを設けて、オート操作でフォーカス調整できる構成としてもよい。
【0036】
後筒103には、4群レンズ114が収納され、この4群レンズ114は、後枠の内側に形成されたレンズ保持部124で保持されている。また、後筒103は、鏡筒本体101のつば部101Xに嵌合している。
【0037】
図3は、レンズ保持部を示す縦断面図である。
各レンズ保持部121〜124は、ストレート部125と、このストレート部125に連続しかつ鏡筒100の一端側に向かって拡開した傾斜部126とで構成されている。
なお、本例では、レンズ保持部121、122の傾斜部126はともに投写レンズ46の投写側に拡開し、これとは逆に、レンズ保持部123、124の傾斜部126はともに投写レンズ46の投写反対側に拡開している。
ストレート部125は、照明光軸Aに沿って延びる平坦な円筒内面であって、各レンズ111〜114が照明光軸Aに沿ってスライド可能とされている。
【0038】
ストレート部125および傾斜部126と各レンズ111〜114の外周面との間には、隙間Sが形成され、この隙間Sには、紫外線硬化型の接着剤ADが充填されている。隙間Sのストレート部125における幅寸法は、0.05mm〜0.1mm、長さ寸法は0.5mm以上とされており、隙間Sの傾斜部126における幅寸法は、0.5mm以上とされている。
【0039】
前述した投写レンズ46は、図示を略したが、載置台上に設けられる鏡筒保持具と、この鏡筒保持具に対して上下及び左右に位置調整可能なレンズ保持具とを備えた投写レンズ製造装置によって製造される。
この投写レンズ製造装置は、レンズ保持具を位置調整する位置調整機構を備え、位置調整機構は、鏡筒保持具に対してレンズを上下、すなわち照明光軸方向に位置調整する上下位置調整機構、及び鏡筒保持具に対してレンズを左右、すなわち照明光軸直交方向に位置調整する左右位置調整機構を備え、各位置調整機構には、鏡筒保持具に対してレンズがどの位置にあるかが判るようになっている。
【0040】
このような製造装置により投写レンズ46を製造する手順を以下に説明する。
(1)鏡筒本体101を鏡筒保持具上に3群レンズ113側を上に向けてセットし、レンズ保持具に3群レンズ113を装着する。尚、レンズ保持具は、レンズの光束入射面に密着する吸着部材のようなものを採用することができる。
(2)上下位置調整機構を操作して3群レンズ113を鏡筒本体101内に挿入し、鏡筒本体101に対する3群レンズ113の照明光軸A方向の位置調整を行う。具体的には、鏡筒本体101に対する3群レンズ113の位置を確認しながら、上下位置調整機構を操作し、鏡筒本体101の端面と3群レンズ113の外周面とが設計上の相対位置となるように位置調整する。
(3)3群レンズ113の照明光軸方向位置の調整が終了したら、左右位置調整機構を操作して、3群レンズ113の鏡筒本体101に対する照明光軸Aの直交方向位置を、両者の位置を確認しながら調整する。位置の確認は、例えば、CCDカメラ等で鏡筒本体101の内周円形部分を撮像し、そこから画像処理等で円中心を求め、同様に、3群レンズ113を撮像し、3群レンズ113の外周円中心を求めることにより行うことができる。そして、両円中心が一致する位置を最適位置として調芯を終了する。
(4)調芯が終了したら、接着剤ADを傾斜部126にレンズ外周に沿って3箇所ないし4箇所注入し、紫外線を照射して接着剤ADを硬化させ、鏡筒本体101に対して3群レンズ113を固定する。
【0041】
(5)鏡筒本体101に対して3群レンズ113を固定したら、1群レンズ111及び4群レンズ114に相当する2つのダミーレンズを、鏡筒本体101に対する設計上の位置に配置し、2群レンズ112をレンズ保持具に装着して鏡筒本体101の下側から挿入する。
(6)これらのレンズ群による設計上のバックフォーカス位置に調整用のパターンを配置し、光源光を照射してスクリーン上にパターン画像を表示して、適切なパターン画像が投影されるように、2群レンズ112の3群レンズ113、および、前述の各ダミーレンズに対する位置調整を行い、前記と同様の手順で位置調整が終了したら、接着剤ADにより第2レンズ群112を鏡筒本体101に固定する。
【0042】
(7)鏡筒本体101に2群レンズ112、3群レンズ113が固定されたら、4群レンズ114に相当するダミーレンズを取り外し、鏡筒本体101のつば部101Xに後筒103を取り付ける。この状態でレンズ保持具に4群レンズ114を装着し、パターン画像を確認しながら、後筒103に対する4群レンズ114の位置調整を行い、最適な位置となったら、接着剤ADにより後筒103に4群レンズ114を固定する。
(8)最後に、1群レンズ111に相当するダミーレンズを取り外し、鏡筒本体101の下側に調整筒102を装着し、同様の手順でパターン画像を確認しながら、調整筒102に対して1群レンズ111の位置調整を行った後、調整筒102に対して1群レンズ111を接着固定する。
【0043】
したがって、本実施形態によれば以下の効果がある。
ストレート部125にレンズ受け面が形成されておらず、傾斜部126に接着剤ADを注入することでレンズ111〜114の外周端面が鏡筒100内に固定されるので、レンズ111〜114の光束透過面を遮るものがなく、レンズ111〜114のほぼ全体を光束透過領域とすることができる。したがって、従来よりも外径の小さいレンズ111〜114を使用して、部品コストの低減を図ることができる。
また、レンズ111〜114の外周端面の厚さ部分が0.5mm以上ストレート部125に挿入されることにより、鏡筒100に対するレンズ111〜114の照明光軸Aの直交方向位置がほぼ決まるため、鏡筒100の照明光軸Aに対してレンズ111〜114の光軸が大きく芯ずれすることがない。
【0044】
さらに、レンズ111〜114とストレート部125との間に、わずかな隙間である隙間Sが形成されていることにより、鏡筒100内のストレート部125でレンズ111〜114を進退させる際、レンズ111〜114の端部が鏡筒100内で引っかかり進退動作を阻害することがないので、進退動作を行い易く調整が容易となる。
そして、隙間Sを利用してレンズ111〜114の照明光軸Aの直交方向位置を調整することができるため、微妙な調芯を行うことができ、投写レンズ46を高精度のものとすることができる。
また、傾斜部126に注入された接着剤ADが毛管現象によって隙間Sに流れ込み、ストレート部125においてもレンズの接着固定を行うことができるうえ、レンズ111〜114及び鏡筒100を上下方向に配置して上側から接着剤ADを注入しても、わずかな隙間しかないので、下から漏れ出すこともない。
【0045】
さらに、前記のような工程を有する製造方法を採用し、鏡筒100に対するレンズ111〜114の位置を調整した後に、接着剤ADによりレンズ111〜114を固定することにより、鏡筒100内の適切な照明光軸A方向の位置にレンズ111〜114を固定することができるため、光学的に高精度の投写レンズ46を製造することができる。
そして、投写レンズ46の製造に際して前述した隙間Sを利用して調芯を行っているため、光学的に一層高精度の投写レンズ46を製造することができ、鏡筒100およびレンズ111〜114を高精度に加工しなくても光学的精度が確保できるので、部品コストが低減できる。
また、プロジェクタ1が投写レンズ46を備えていることにより、投写レンズ46のコストを低減することができ、プロジェクタ1の製造コストを低減することができる。
【0046】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、レンズ111〜114を接着する接着剤は紫外線硬化型接着剤ADを用いて、紫外線を照射することにより液剤を硬化させていたが、熱硬化型接着剤を用い、ホットエア等で加熱して硬化させることによりレンズ111〜114の接着を行うこととすればバッチ処理が可能であり、製造効率が良い。もっとも、紫外線硬化型および熱硬化型以外の接着剤を用いてもよい。
また、前記実施形態では、紫外線硬化型の接着剤ADを、傾斜部126内周に沿ってレンズ外周回りに3箇所ないし4箇所、略等間隔に注入していたが、2点や5点以上に注入してもよく、等間隔に限らず、任意の間隔で注入して構わない。また、ストレート部125、傾斜部126、およびレンズ111〜114の全周に亘って注入してもよい。
【0047】
投写レンズ46の製造手順についても、鏡筒本体101等の保持手段や保持方向等は任意であり、鏡筒本体101等の該筒を上下方向ではなく左右方向に保持して、レンズ111〜114の位置調整および接着固定を行っても構わない。
前記実施形態とは逆に、鏡筒本体101の2群レンズ112側を上に向けてレンズ保持具で保持しながら、2群レンズ112および3群レンズ113を位置付けてもよく、また、2群レンズ112および3群レンズ113のうちいずれか一方を位置付けた後、鏡筒本体101を上下逆さに保持し直して、他方を位置付けても構わない。
また、接着剤ADを充填してから、レンズ111〜114の調芯を行った後、接着剤ADを硬化させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る投写光学系を備えるプロジェクタの光学ユニットを示す模式図。
【図2】前記実施形態に係る投写光学系の縦断面図。
【図3】前記実施形態に係る投写光学系の拡大断面図。
【符号の説明】
1…プロジェクタ、46…投写レンズ(投写光学系)、100…鏡筒(レンズ保持筒)、111…1群レンズ、112…2群レンズ、113…3群レンズ、114…4群レンズ、125…ストレート部、126…傾斜部、A…照明光軸、AD…接着剤。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes a projection optical system including a lens holding cylinder having a predetermined optical path set therein, and a lens fixed in the lens holding cylinder, a method of manufacturing the projection optical system, and a projection optical system. Related to projectors.
[0002]
[Background Art]
Conventionally, a plurality of liquid crystal panels that modulate a plurality of color lights for each color light according to image information, a cross dichroic prism that synthesizes the color lights modulated by each liquid crystal panel, and an enlarged projection of the luminous flux synthesized by these prisms 2. Related Art A projector having a projection optical system for forming a projection image by using a projector is used.
[0003]
A projection optical system used in such a projector includes a lens holding tube having a predetermined optical path set therein, and a lens fixed to the lens holding tube. In order to suppress the occurrence of aberrations such as distortion, chromatic aberration, and the like, the composite lens is configured to include a converging lens and a diverging lens.
[0004]
Here, a lens receiving portion for holding each lens is formed on the inner peripheral surface of the lens holding cylinder. The lens receiving portion protrudes inside the lens holding cylinder and comes into contact with the light beam incident surface of the lens to regulate the movement of the lens in the illumination optical axis direction.
When fixing the lens, after contacting the lens with the lens receiving part, fix it by heat staking with the holding piece formed on the lens holding cylinder, or after contacting the lens receiving part, adhesive on the lens outer periphery Is applied and fixed (for example, Patent Documents 1 and 2).
[0005]
[Patent Document 1]
See JP-A-9-281374 (paragraph [0006], FIG. 1).
[Patent Document 2]
See JP-A-2001-183564 (paragraph [0053], FIG. 5)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the fixing method disclosed in the above-mentioned patent document, the lens receiving portion projecting from the inner surface of the holding cylinder covers a part of the light beam incident surface of the lens. Since the lens cannot be used as a region, the outer diameter of the lens becomes larger than the light beam transmitting region, and there is a problem that the cost of the lens increases accordingly.
[0007]
An object of the present invention is to provide a projection optical system in which the outer diameter of the lens does not become unnecessarily large and component costs can be reduced.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The projection optical system of the present invention is a projection optical system including a lens holding cylinder having a predetermined optical path set therein, and a lens fixed in the lens holding cylinder. A straight portion that faces the outer peripheral end surface of the lens, has no receiving surface that blocks the light incident surface of the lens, and an inclined portion that is continuous with the straight portion and that opens toward one end of the lens holding cylinder. Is formed, and the lens is fixed to the lens holding cylinder at an outer peripheral end surface of the lens by an adhesive injected into the inclined portion.
[0009]
Here, the injection of the adhesive into the inclined portion may be performed all around the lens outer periphery, but it is preferable to inject the adhesive at three or four positions around the lens outer periphery at substantially equal intervals.
According to the present invention, since the lens receiving surface is not formed in the straight portion, and the adhesive is injected into the inclined portion, the lens is fixed in the holding cylinder at the outer peripheral end surface of the lens, so that the light transmitting surface of the lens is blocked. There is nothing, and almost the entire lens can be used as a light beam transmission area. Therefore, the cost of parts can be reduced by using a lens having a smaller outer diameter than the conventional one.
[0010]
In the present invention, it is preferable that at least a portion having a thickness of 0.5 mm or more is inserted into the straight portion of the outer peripheral end surface of the lens.
According to the present invention, when the thickness of the outer peripheral end face of the lens is inserted into the straight portion by 0.5 mm or more, the position of the lens with respect to the lens holding cylinder in the direction perpendicular to the illumination optical axis is substantially determined. The optical axis of the lens does not largely deviate from the optical axis.
[0011]
In the present invention, it is preferable that a gap of 0.05 mm to 0.1 mm is formed between the outer peripheral end surface of the lens and the straight portion.
According to this invention, since the slight gap is formed, when the lens is advanced or retracted at the straight portion in the lens holding cylinder, the lens end is not caught in the holding cylinder and hinders the reciprocating operation. The forward / backward movement is easily performed, and the adjustment is easy.
In addition, since the position of the lens in the direction perpendicular to the illumination optical axis can be adjusted using a small gap, fine alignment can be performed, and the projection optical system can be made highly accurate.
Furthermore, the adhesive injected into the inclined portion flows into this gap portion by capillary action, and the lens can be fixed and fixed even in the straight portion, and the lens and the lens holding cylinder are arranged vertically and adhered from above. Even when the agent is injected, since there is only a small gap, it does not leak downward from the lens end surface.
[0012]
A method of manufacturing a projection optical system according to the present invention is a method of manufacturing a projection optical system including a lens holding cylinder having a predetermined optical path set therein and a lens supported and fixed in the lens holding cylinder. On the inner surface of the lens holding tube, a straight portion that faces the outer peripheral surface of the lens and has no receiving surface that blocks the light incident surface of the lens, and that is continuous with the straight portion and faces one end of the lens holding tube. A step of adjusting the position of the lens with respect to the lens holding tube by inserting the lens into the lens holding tube, moving the lens along the straight portion, and adjusting the position of the lens with respect to the lens holding tube. After adjusting the position, injecting an adhesive into the inclined portion and fixing the lens to the lens holding cylinder.
According to the present invention, in addition to the effects described in the above-mentioned projection optical system, by adjusting the position of the lens with respect to the lens holding cylinder and then fixing the lens with an adhesive, an appropriate illumination light in the holding cylinder can be obtained. Since the lens can be fixed at the axial position, an optically high-precision projection optical system can be manufactured.
[0013]
In the present invention, a gap of 0.05 mm to 0.1 mm is formed between the outer peripheral end surface of the lens and the straight portion, and after adjusting the position of the lens and before fixing, the lens is moved along the illumination optical axis of the optical path. It is preferable that the method further includes a step of performing centering by moving in the orthogonal direction.
According to the present invention, by including the step of moving the lens in the direction perpendicular to the illumination optical axis in the holding cylinder, the alignment of the lens with respect to the holding cylinder can be performed. Can be manufactured. Further, since optical accuracy can be ensured by this step, the shape accuracy of the lens and the lens holding cylinder can be compensated, and the cost of parts can be reduced. Since the alignment is performed with a small gap, the work of the alignment work is not required.
[0014]
A projector according to another aspect of the invention includes the above-described projection optical system or the projection optical system manufactured by the above-described projection optical system manufacturing method.
According to the present invention, as described above, the cost of the lens can be reduced, and the projection optical system can be made more precise, so that the manufacturing cost is reduced and the projector is made optically more precise. be able to.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[1. Configuration of projector)
FIG. 1 is a diagram schematically showing an optical unit 4 which is a component of a projector 1 including a projection optical system according to the present invention.
Although not shown, the projector 1 includes a projector main body and a resin outer case that houses the projector main body, and is configured in a substantially rectangular parallelepiped shape. The projector body includes a power supply unit, an optical unit 4, and a control board, and drives the optical unit 4 with the external power obtained by the power supply unit while controlling the control board to control the optical unit 4 in accordance with image information. The optical image formed by projection is enlarged and projected.
[0016]
As shown in FIG. 1, the optical unit 4 optically processes a light beam emitted from the
[0017]
The integrator illumination
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
Specifically, each partial light converted into one type of polarized light by the
[0023]
The color separation
The relay
[0024]
At this time, in the
[0025]
Further, of the red light and the green light transmitted through the
The relay
[0026]
The
[0027]
The liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B use, for example, polysilicon TFTs as switching elements.
In the
[0028]
The incident
The emission-side
The incident-side
[0029]
The cross
The cross
The liquid crystal panel 441, the emission-side
[0030]
These
[0031]
[2. Configuration of projection lens)
FIG. 2 is a vertical sectional view showing the
As shown in FIG. 2, the
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The lens barrel
[0035]
A
By rotating the
[0036]
A
[0037]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the lens holding unit.
Each of the
In this example, the
The
[0038]
A gap S is formed between the
[0039]
Although not shown, the above-described
The projection lens manufacturing apparatus includes a position adjustment mechanism that adjusts the position of the lens holder, and the position adjustment mechanism moves the lens up and down with respect to the lens barrel holder, that is, a vertical position adjustment mechanism that adjusts the position in the illumination optical axis direction. And a left and right position adjustment mechanism for adjusting the position of the lens to the left and right with respect to the lens barrel holder, that is, in the direction orthogonal to the illumination optical axis. Is to be understood.
[0040]
The procedure for manufacturing the
(1) The lens barrel
(2) The
(3) After the adjustment of the position of the
(4) After the alignment is completed, the adhesive AD is injected into the
[0041]
(5) After the
(6) A pattern for adjustment is arranged at a designed back focus position by these lens groups, a pattern image is displayed on a screen by irradiating light source light, and an appropriate pattern image is projected. The position adjustment of the
[0042]
(7) When the
(8) Finally, the dummy lens corresponding to the
[0043]
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
Since the lens receiving surface is not formed on the
In addition, when the thickness of the outer peripheral end surfaces of the
[0044]
Further, since a gap S, which is a slight gap, is formed between the
Since the positions of the
Further, the adhesive AD injected into the
[0045]
Further, by adopting a manufacturing method having the above-described steps and adjusting the positions of the
Since the alignment is performed using the gap S described above when manufacturing the
Further, since the projector 1 includes the
[0046]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
For example, in the above-described embodiment, the adhesive for bonding the
Further, in the above-described embodiment, the ultraviolet curable adhesive AD is injected at three or four locations along the inner periphery of the
[0047]
Regarding the manufacturing procedure of the
Contrary to the above-described embodiment, the
Further, after the adhesive AD is filled, the alignment of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an optical unit of a projector including a projection optical system according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a projection optical system according to the embodiment.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a projection optical system according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 46 ... Projection lens (projection optical system), 100 ... Barrel (lens holding cylinder), 111 ... 1 group lens, 112 ... 2 group lens, 113 ... 3 group lens, 114 ... 4 group lens, 125 ... Straight section, 126: inclined section, A: illumination optical axis, AD: adhesive.
Claims (6)
前記レンズ保持筒の内面には、前記レンズの外周端面と対向し、前記レンズの光束入射面を遮る受け面のないストレート部と、このストレート部と連続し、前記レンズ保持筒の一端側に向かって拡開する傾斜部とが形成され、
前記レンズは、この傾斜部に注入された接着剤により、該レンズの外周端面で前記レンズ保持筒に固定されていることを特徴とする投写光学系。A projection optical system including a lens holding barrel having a predetermined optical path set therein and a lens fixed in the lens holding barrel,
On the inner surface of the lens holding tube, a straight portion that faces the outer peripheral end surface of the lens and has no receiving surface that blocks the light beam incident surface of the lens, and that is continuous with the straight portion and faces one end of the lens holding tube. And an inclined part that expands
The projection optical system, wherein the lens is fixed to the lens holding cylinder at an outer peripheral end surface of the lens by an adhesive injected into the inclined portion.
前記レンズの外周端面は、少なくとも0.5mm以上の厚さ部分が前記ストレート部に挿入されていることを特徴とする投写光学系。The projection optical system according to claim 1,
The projection optical system according to claim 1, wherein the outer peripheral end surface of the lens has a thickness of at least 0.5 mm or more inserted into the straight portion.
前記レンズの外周端面と前記ストレート部との間には、0.05mmから0.1mmの隙間が形成されていることを特徴とする投写光学系。In the projection optical system according to claim 1 or 2,
A projection optical system, wherein a gap of 0.05 mm to 0.1 mm is formed between the outer peripheral end surface of the lens and the straight portion.
前記レンズ保持筒の内面には、前記レンズの外周面と対向し、前記レンズの光束入射面を遮る受け面のないストレート部と、このストレート部と連続し、前記レンズ保持筒の一端側に向かって拡開する傾斜部とが形成され、
前記レンズ保持筒内に前記レンズを挿入し、該レンズを前記ストレート部に沿って進退させて前記レンズ保持筒に対する前記レンズの位置を調整する工程と、位置調整後、前記傾斜部に接着剤を注入し、前記レンズ保持筒に対して前記レンズを固定する工程とを備えていることを特徴とする投写光学系の製造方法。A method for manufacturing a projection optical system including a lens holding cylinder having a predetermined optical path set therein and a lens supported and fixed in the lens holding cylinder,
On the inner surface of the lens holding tube, a straight portion that faces the outer peripheral surface of the lens and has no receiving surface that blocks the light incident surface of the lens, and that is continuous with the straight portion and faces one end of the lens holding tube. And an inclined part that expands
A step of inserting the lens into the lens holding tube, advancing and retracting the lens along the straight portion to adjust the position of the lens with respect to the lens holding tube, and after adjusting the position, applying an adhesive to the inclined portion. Injecting and fixing the lens with respect to the lens holding cylinder.
前記レンズの外周端面と前記ストレート部との間には、0.05mmから0.1mmの隙間が形成され、
前記レンズの位置調整後、固定の前に、前記レンズを前記光路の照明光軸直交方向に移動させて調芯する工程を備えていることを特徴とする投写光学系の製造方法。The method for manufacturing a projection optical system according to claim 4,
A gap of 0.05 mm to 0.1 mm is formed between the outer peripheral end surface of the lens and the straight portion,
A method of manufacturing a projection optical system, comprising a step of moving the lens in a direction orthogonal to an illumination optical axis of the optical path and aligning the lens after adjusting the position of the lens and before fixing the lens.
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の投写光学系、若しくは、請求項4又は請求項5に記載の投写光学系の製造方法により製造された投写光学系を備えていることを特徴とするプロジェクタ。A projector that modulates a light beam emitted from a light source according to image information to form an optical image, and performs enlarged projection.
A projection optical system according to any one of claims 1 to 3, or a projection optical system manufactured by the method for manufacturing a projection optical system according to claim 4 or claim 5. Projector.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003149360A JP2004354482A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Projection optical system, method of manufacturing projection optical system, and projector equipped with projection optical system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003149360A JP2004354482A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Projection optical system, method of manufacturing projection optical system, and projector equipped with projection optical system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004354482A true JP2004354482A (en) | 2004-12-16 |
Family
ID=34045492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003149360A Withdrawn JP2004354482A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Projection optical system, method of manufacturing projection optical system, and projector equipped with projection optical system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004354482A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005164811A (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Mitsutoyo Corp | Lens holding structure, objective lens, optical microscope, and assembly method |
JP2007155761A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Fujinon Corp | Lens barrel, lens-fixing method and lens-fixing device |
JP2008203540A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fujinon Corp | Projection lens unit, and mirror fixing method and device of the same |
WO2011024387A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | パナソニック株式会社 | Lens tube, image pickup device, and portable terminal apparatus |
JP2012226202A (en) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | Method for manufacturing lens unit |
-
2003
- 2003-05-27 JP JP2003149360A patent/JP2004354482A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005164811A (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Mitsutoyo Corp | Lens holding structure, objective lens, optical microscope, and assembly method |
JP2007155761A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Fujinon Corp | Lens barrel, lens-fixing method and lens-fixing device |
JP2008203540A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fujinon Corp | Projection lens unit, and mirror fixing method and device of the same |
WO2011024387A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | パナソニック株式会社 | Lens tube, image pickup device, and portable terminal apparatus |
JP2011053283A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Panasonic Corp | Lens tube, imaging apparatus, and portable terminal apparatus |
CN102449523A (en) * | 2009-08-31 | 2012-05-09 | 松下电器产业株式会社 | Lens tube, image pickup device, and portable terminal apparatus |
US8587883B2 (en) | 2009-08-31 | 2013-11-19 | Panasonic Corporation | Lens tube, image pickup device, and portable terminal apparatus |
JP2012226202A (en) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | Method for manufacturing lens unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6829111B2 (en) | Projection lens manufacturing apparatus, projection lens manufacturing method, projection lens manufactured by the projection lens manufacturing method and projector having the projection lens | |
US7545456B2 (en) | Optical device and projector | |
US20070002284A1 (en) | Method for manufacturing projection optical system and projection optical system | |
JP2007219442A (en) | Projector | |
JP2010008638A (en) | Optical device and projector | |
WO2016121299A1 (en) | Optical projecton device and projector | |
JP3953067B2 (en) | Light modulation device holder, optical device, and projector | |
US8757818B2 (en) | Projection display apparatus | |
JP3642338B2 (en) | Optical apparatus and projector | |
JP6003365B2 (en) | Optical device, projector, and method of manufacturing optical device | |
JP2004354482A (en) | Projection optical system, method of manufacturing projection optical system, and projector equipped with projection optical system | |
JP2005070504A (en) | Optical device, projector and method for manufacturing optical device | |
JP2008003215A (en) | Illumination optical system and projection type display device | |
JP2005099116A (en) | Projection optical system, method of manufacturing projection optical system, and projector equipped with the projection optical system | |
JP4311377B2 (en) | Optical device, projector, and manufacturing method of optical device | |
JP2003287665A (en) | Projection lens, projector equipped with the projection lens and method for manufacturing the projection lens | |
JP2008065260A (en) | Lens array unit, illuminating optical device, projector and manufacturing method of lens array unit | |
JP6578892B2 (en) | Projection optical device and projector | |
JP2003043582A (en) | Image projection unit and projection type image display device | |
JPWO2004104691A1 (en) | LIGHT SOURCE DEVICE, LIGHT SOURCE DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND PROJECTOR | |
KR100828352B1 (en) | Optical engine structure capable to control screen easily and projection system employing the same | |
JP2010066570A (en) | Position adjusting device and apparatus for manufacturing optical device | |
JP4423998B2 (en) | Optical apparatus and projector | |
JP2002350977A (en) | Projector | |
JP4882617B2 (en) | projector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |