JP2005070504A - 光学装置、プロジェクタ及び光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】最適な画像を投写することができる光学装置、プロジェクタ及び光学装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】光学部品用筐体の取付部２１３のピン２１５を投写レンズ３のつば部３２１の孔３２１Ａに挿入し、紫外線硬化型の接着剤Ｓを孔３２１Ａ内に充填させる。ピン２１５の先端部２１５Ｂは、投写レンズ３のつば部３２１の孔３２１Ａの挿入方向先端に向かって径が小さくなっている。次に、電気光学装置を駆動させて、この電気光学装置から射出された光束を投写レンズ３を介して、スクリーン上に表示させる。画像の状態に応じて投写レンズ３の位置調整を行い、その後、接着剤Ｓを硬化させて、投写レンズ３を固定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光学装置、プロジェクタ及び光学装置の製造方法に関する。

従来から、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光変調装置と、各光変調装置で変調された色光を合成する色合成光学系と、この色合成光学系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るプロジェクタが利用されている。このようなプロジェクタでは、光変調装置は、色合成光学系の光束入射側端面に固定されて一体化された電気光学装置として構成されている（ＰＯＰ構造（ Panel On Prism構造））。この電気光学装置は、投写光学系が取り付けられた光学部品用筐体（台座）に固定されている（例えば、特許文献１参照）。
近年、このようなプロジェクタにおいては、予め色合成光学系に光変調装置を固定した電気光学装置を製造し、その後、この製造された電気光学装置を光学部品用筐体内に収納し、固定している。
電気光学装置の製造時には、標準的な投写光学系としてマスターレンズを使用し、電気光学装置およびこのマスターレンズを経た光束をスクリーン上に投写して、色合成光学系に対する光変調装置の固定位置を調整している（マスターレンズ方式）。

特開２００３−７５６９６号公報（図６，７）

しかしながら、このようなマスターレンズ方式では、実際に光学部品用筐体に取り付けられる投写光学系とマスターレンズとの間に、バックフォーカス位置の像面の状態や軸上色収差等の偏差が存在するため、マスターレンズを用いて精度よく電気光学装置を製造しても、組み合わされる投写光学系によっては、必ずしも鮮明な画像が得られないという問題があった。

本発明の目的は、最適な画像を投写することができる光学装置、プロジェクタ及び光学装置の製造方法を提供することである。

本発明の光学装置は、複数の色光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置から射出された光束を拡大投写する投写光学系とを備えた光学装置であって、前記光変調装置が固定されるとともに、前記投写光学系が取り付けられる台座を備え、前記投写光学系は、投写画像に基づいて、位置調整が行われた後、前記台座に固定されたことを特徴とする。
ここで、投写光学系と台座との固定方法としては、接着剤による固定や、熱かしめによる固定が例示できる。
このような本発明によれば、投写画像に基づいて、投写光学系の固定位置を調整した後、投写光学系が台座に固定されているため、投写画像が最適となる位置に投写光学系を固定することができ、画像品質の向上を図ることができる。
例えば、投写光学系のバックフォーカス位置に光変調装置が配置されるように、投写光学系の位置を調整したり、投写光学系の像面の状態に応じて位置調整を行ったりした後、投写光学系を固定することができる。
そして、実際に使用される投写光学系の状態に応じた位置調整を行っているため、マスターレンズ方式で大量生産された光学装置を使用した場合であっても、確実に画像品質の向上を図ることができる。

本発明では、前記投写光学系は、前記台座に接着剤により接着固定されていることが好ましい。
このように、接着剤を用いることで、投写光学系の位置調整を行った後、接着剤を硬化させて、投写光学系と台座とを固定することができる。
本発明では、前記投写光学系は、そのバックフォーカス位置に前記光変調装置が配置されるように位置調整されて固定されることが好ましい。
このような本発明では、光変調装置の位置が投写光学系のバックフォーカス位置となるように、投写光学系を配置することで、鮮明な画像を得ることができる。

さらに、本発明では、前記投写光学系は、前記台座に接着剤により接着固定されており、前記接着剤は、光硬化型の接着剤であり、前記投写光学系は、前記台座に固定される固定部を備え、前記固定部又は前記台座の何れか一方には、ピンが形成され、他方には、前記ピンが挿入されるとともに、接着剤が注入される孔が形成され、前記ピンは孔への挿入方向先端に向かって縮径していること、及び／又は、前記孔は、ピンの挿入方向先端に向かって径が大きくなることが好ましい。

このような本発明において、ピンの径を、孔への挿入方向先端に向かって小さくなるようにすれば、ピンの先端と孔との間には隙間が形成されることとなる。この隙間から光を照射させることで、孔に充填された接着剤を確実に硬化させることができる。
また、孔をピンの挿入方向先端に向かって径が大きくなるようにした場合においても、ピンの先端と孔との間には隙間が形成されることとなるので、この隙間から光を照射させることで、確実に接着剤を硬化させることができる。
さらに、ピンの径を孔への挿入方向先端に向かって小さくなるようにし、かつ、孔をピンの挿入方向先端に向かって径が大きくなるようにすれば、ピンの先端と、孔との間にはより大きな隙間が形成されるので、より効率よく接着剤を硬化させることができる。

本発明のプロジェクタは、上述した何れかの光学装置は前記光変調装置で変調された光学像を合成する色合成光学系を有し、この光学装置と、前記光学装置に対し光束を射出する光源とを備えることを特徴とする。
本発明のプロジェクタは、上述した何れかの光学装置を備えているので、光学装置と略同様の効果を奏することができる。

本発明の光学装置の製造方法は、複数の色光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置から射出された光束を拡大投写する投写光学系とを備えた光学装置の製造方法であって、前記光学装置は、光変調装置が固定されるとともに、前記投写光学系が取り付けられる台座を備え、前記台座に光変調装置を固定した後、光変調装置を駆動させて、光変調装置から射出された光束を投写光学系によりスクリーン上に投写させ、投写画像に基づいて投写光学系の位置調整を行った後、前記投写光学系を前記台座に固定することを特徴とする。
このような本発明によれば、前述した光学装置と同様の効果を奏することができる。すなわち、投写画像に基づいて、投写光学系の固定位置を調整した後、投写光学系が台座に固定されているため、投写画像が最適となる位置に投写光学系を固定することができ、画像品質の向上を図ることができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）光学系の構成
図１には本実施形態のプロジェクタ１の光学系４の模式図を示す。プロジェクタ１は、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、光変調光学系および色合成光学系を一体化した電気光学装置４４と、投写レンズ３とを備える。
インテグレータ照明光学系４１は、光源から射出された光束を照明光軸直交面内における照度を均一にするための光学系であり、光源装置４１１、第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３、偏光変換素子４１４、および重畳レンズ４１５を備えて構成される。

光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６およびリフレクタ４１７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で反射して略平行光線とし、外部へと射出する。本例では、光源ランプ４１６として高圧水銀ランプを採用しているが、これ以外にメタルハライドランプやハロゲンランプを採用することもある。また、本例では、リフレクタ４１７として放物面鏡を採用しているが、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成も採用することもできる。

第１レンズアレイ４１２は、照明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具備している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。各小レンズの輪郭形状は、後述する液晶パネル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る。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。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。

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、電気光学装置４４での光の利用率が高められている。
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束は、重畳レンズ４１５によって最終的に電気光学装置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では、１種類の偏光光しか利用できないため、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略１種類の偏光光に変換し、電気光学装置４４における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、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。

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。

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、４４１Ｒ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。

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。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。

電気光学装置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光変調素子としての液晶パネル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、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。

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り、液晶パネル４４１は、液晶パネル本体４４１Ｘと、液晶パネル本体Ｘの光束入射側および光束射出側に密着して貼り付けられる防塵ガラス４４１Ｄ、４４１Ｃとを備えて構成されている（図２参照）。
液晶パネル本体４４１Ｘは、駆動基板（例えば複数のライン状の電極と、画素を構成する電極と、これらの間に電気的に接続されたＴＦＴ素子とが形成された基板）４４１Ａと、対向基板（例えば、共通電極が形成された基板）４４１Ｅと、の間に液晶が封入されたものであり、これらのガラス基板の間から制御用ケーブル４４１Ｆが延びて構成されている。

防塵ガラス４４１Ｃ、４４１Ｄは、それぞれ駆動基板４４１Ａおよび対向基板４４１Ｅ上に、透明接着剤等で固着されている。
これら防塵ガラス４４１Ｃ、４４１Ｄは、通常、投写レンズ３のバックフォーカス位置から液晶パネル４４１のパネル面の位置をずらして光学的にパネル表面に付着したゴミを目立たなくするためのものである。
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。

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、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１８に貼り付けてもよい。
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。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
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。

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、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。

以上のような電気光学装置４４は、図２に示すように、上述した液晶パネル４４１、入射側偏光板４４２、射出側偏光板４４３、クロスダイクロイックプリズム４４４の他に、クロスダイクロイックプリズム４４４の上面に固定されたマグネシウム合金製の台座４４７と、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に取り付けられ、射出側偏光板４４３を保持する金属製の保持板４４６と、保持枠４４５とを備える。

台座４４７は、マグネシウム合金で構成され、クロスダイクロイックプリズム４４４の上面に固定されており、外周形状はクロスダイクロイックプリズム４４４と略同じである。
さらに、クロスダイクロイックプリズム４４４の上面に固定された台座４４７の角隅部分には、電気光学装置４４を下ライトガイド２１（後述）にねじ止め固定するための、４つの腕部４４７Ａが形成されている。
腕部４４７Ａの先端部分には、丸穴４４７Ｂが形成されている。
また、台座４４７の側面には、対向する上下の辺縁にわたって凹部４４７Ｃが形成され、接着固定される保持板４４６と台座４４７との間にドライバー等の工具が差し込めるようになっている。

保持板４４６は、マグネシウム合金で構成され、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを保持固定するものであり矩形板状体４４６Ａと、この矩形板状体４４６Ａの四隅から突設されたピン４４６Ｐとを備えている。ここで、ピン４４６Ｐの位置は、矩形板状体４４６Ａの隅である必要は無い。また、ピン４４６Ｐの数は、４つに限らず、２つ以上あれば良い。

この保持板４４６は、台座４４７と後述する保持枠４４５との間に介在している。該保持板４４６のピン４４６Ｐと反対側の端面が台座４４７の側面に接着固定される。また、該保持板４４６のピン４４６Ｐと保持枠４４５の孔４４５Ｆとを介して、保持板４４６と保持枠４４５とが互いに接着固定されている。

この矩形板状体４４６Ａには、略中央に矩形状の開口部４４６Ｂが形成され、その上下辺縁にわたって凹部４４６Ｎが形成されている。この開口部４４６Ｂは、液晶パネル４４１（４４１Ｇ）の装着時、液晶パネル４４１（４４１Ｇ）の画像形成領域と対応する。
また、この開口部４４６Ｂを囲うように係合溝４４６Ｃが形成され、この係合溝４４６Ｃに係合するように、射出側偏光板４４３が取り付けられる。

保持枠４４５は、マグネシウム合金で構成され、液晶パネル４４１を収容し、保持するものであり、液晶パネル４４１を収納する収納部４４５Ａ１を有する保持枠本体４４５Ａと、保持枠本体４４５Ａと係合し、液晶パネル４４１を押圧固定する枠状部材４４５Ｂとを備える。

保持枠４４５の保持枠本体４４５Ａの液晶パネル本体４４１Ｘのパネル面に対応する位置には開口部４４５Ｅが設けられており、また、その四隅には孔４４５Ｆが形成されている。また、この保持枠本体４４５Ａには、液晶パネル４４１を収容するための凹部（図示略）が形成されている。
この保持枠本体４４５Ａと枠状部材４４５Ｂとの固定は、枠状部材４４５Ｂの左右両側に設けたフック４４５Ｄと、保持枠本体４４５Ａの対応する箇所に設けたフック係合部４４５Ｃとの係合により行う。
ここで、液晶パネル本体４４１Ｘは、保持枠４４５の開口部４４５Ｅで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、液晶パネル本体４４１Ｘのこの部分に各色光Ｒ，Ｇ，Ｂが導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。

以上のような電気光学装置４４は、次のようにして製造される。まず、クロスダイクロイックプリズム４４４に保持板４４６及び射出側偏光板４４３を固定する。次に、液晶パネル４４１を収容した保持枠４４５の孔４４５Ｆに紫外線硬化型接着剤を塗布したピン４４６Ｐを挿入する。この状態で、液晶パネル４４１の画像形成領域に光束を導入し、この光束を標準的な投写光学系としてマスターレンズから射出してスクリーン上に投写し、クロスダイクロイックプリズム４４４の光入射端面に対する進退位置、平面位置、および回転位置を調整して、液晶パネル４４１のフォーカス・アライメント調整を行う。そして、接着剤を完全に硬化させ、電気光学装置４４が完成する。

そして、このような電気光学装置４４と、後述する光学部品用筐体２と、電気光学装置４４のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写する投写レンズ３とで光学装置が形成される。

（２）光学部品用筐体の構造
以上のような、光学系４のインテグレータ照明光学系４１、色分離光学系４２、リレー光学系４３、電気光学装置４４を構成する光学部品は、図３及び図４に示すような光学部品用筐体（台座）２に収容される。
この光学部品用筐体２は、上面が開口した箱型の下ライトガイド２１と、この下ライトガイド２１の開口を塞ぐ蓋状の上ライトガイド２２とを備える。
下ライトガイド２１は、平面略Ｌ字型形状であり、光源装置４１１を収容する第一収容部２１１と、他の光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４を収容する第二収容部２１２とを備える。第二収容部２１２には、光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４をスライド式に嵌め込むために溝部（図示略）が形成されている。

このような下ライトガイド２１の第二収容部２１２には、投写レンズ３を取り付け、固定するための取付部２１３が形成されている。この取付部２１３は、第二収容部２１２の電気光学装置４４が設置される部分の光束射出側に形成されている。
取付部２１３は、投写方向正面から見て平面矩形形状の取付部本体２１４と、取付部本体２１４の四隅に形成された４本のピン２１５とを備える。
取付部本体２１４の中心部には、電気光学装置４４から射出された光束が透過する孔２１４Ａが形成されている。
ピン２１５は、取付部本体２１４から投写方向に延びるように設けられており、取付部本体２１４に固定された円柱状の基部２１５Ａと、基部２１５Ａの先端に設けられた先端部２１５Ｂとを備える。先端部２１５Ｂは投写方向先端に向かって縮径している。すなわち、このピン２１５の先端部２１５Ｂは、後述するつば部３２１の孔３２１Ａの挿入方向先端に向かって径が小さくなっている。

（３）投写レンズ３の構造及び投写レンズ３の固定方法
以上のような取付部２１３に固定される投写レンズ３の構造について図３〜図６を参照して詳細に説明する。ここで、図５は、投写レンズ３を光学部品用筐体２の下ライトガイド２１の取付部２１３に固定した状態を示す断面図であり、図６は、投写レンズ３を示す斜視図である。
投写レンズ３は、図３〜図６にも示すように、内部に所定の光路が設定された樹脂製等の鏡筒３１と、この鏡筒３１内の光路の照明光軸上に順次配置される複数のレンズ（図示略）とを備える。本実施形態の投写レンズ３は、複数のレンズの相互位置を変更することにより、投写される画像の拡大縮小を行うズーム機能を備えている。

鏡筒３１は、図４に示すように、鏡筒本体３２と、この鏡筒本体３２の投写側に取り付けられた前枠３３と、鏡筒本体３２の投写側と反対側に取り付けられた後枠３４とを備える。なお、図５及び図６、さらに後述する図７から図９においては、前枠３３及び後枠３４の図示を省略している。
鏡筒本体３２は、図４から図６に示すように、下ライトガイド２１の取付部２１３に固定される平面矩形形状のつば部（固定部）３２１と、つば部３２１の投写側に形成された筒状部３２２とを備える。
つば部３２１には、４つの孔３２１Ａと、２つの孔３２１Ｂとが形成されている。
孔３２１Ａは、つば部３２１の四隅に形成されており、つば部３２１の表面（投写側の面）及び裏面（投写側の面と反対側の面）を貫通している。この孔３２１Ａには、図５に示すように、取付部２１３のピン２１５の先端部２１５Ｂが挿入され、接着剤Ｓにより固定される。これにより、投写レンズ３が下ライトガイド２１の取付部２１３に固定されることとなる。なお、接着剤Ｓは、紫外線硬化型の接着剤であり、この接着剤Ｓは、ピン２１５の先端部２１５Ｂと、孔３２１Ａの周縁のみならず、つば部３２１の孔３２１Ａの投写側と反対側の周縁と、ピン２１５の基部２１５Ａの投写側の端面とを固定している。また、接着剤Ｓは、取付部２１３のピン２１５の先端部２１５Ｂを覆っている。

この孔３２１Ａの径は、ピン２１５の先端部２１５Ｂの基部２１５Ａ側の径よりも大きいものとなっている。従って、接着剤Ｓを硬化させていない状態においては、ピン２１５の先端部２１５Ｂを孔３２１Ａ内で移動させることが可能となる。
さらに、この孔３２１Ａの投写方向先端側及び後端側の周縁は、面取りされており、孔３２１Ａの周縁には、面取り部３２１Ａ１が形成されている。
さらに、つば部３２１の裏面の外周縁であって、前記孔３２１Ａの近傍部分には、投写方向に窪んだ段部３２１Ｄが形成されている。これにより、段部３２１Ｄと、この段部３２１Ｄに隣接する取付部２１３のピン２１５の基部２１５Ａとの間には隙間が形成されることとなる。従って、接着剤Ｓにより固定された投写レンズ３を取り外す際、段部３２１Ｄにリワーク用の治具を引っ掛けて、固定を解除することができる。
孔３２１Ｂは、図６に示すように、筒状部３２２を挟んで形成されており、この孔３２１Ｂには、後述する治具８の位置決め突起８１が挿入される。
また、図６及び図７に示すように、つば部３２１の一対の側面３２１Ｃは、傾斜面となっており、つば部３２１の裏面に向かって傾斜している。

次に、投写レンズ３の下ライトガイド２１の取付部２１３への固定方法について説明する。
なお、下ライトガイド２１へ投写レンズ３を取り付ける際には、下ライトガイド２１内には、すでに、電気光学装置４４等の光学部品が収容された状態となっている。
まず、図７に示すように治具８の位置決め突起８１をつば部３２１の孔３２１Ｂに挿入し、治具８の取り付け位置を決定する。また、治具８の爪８２をつば部３２１の側面３２１Ｃに当接させ、つば部３２１を挟持するとともに、つば部３２１を治具８に押し付ける。このようにして、治具８により投写レンズ３を保持しながら、図８に示すように、投写レンズ３のつば部３２１の孔３２１Ａに、取付部２１３のピン２１５の先端部２１５Ｂを挿入する。この際、予め、つば部３２１の孔３２１Ａの投写方向後端側の周縁に形成された面取り部３２１Ａ１に接着剤Ｓを塗布しておく。この接着剤Ｓは、孔３２１Ａにピン２１５の先端部２１５Ｂを挿入すると同時に、ピン２１５の基部２１５Ａ及び先端部２１５Ｂに付着することとなる。

次に、図９に示すように、ピン２１５の先端部２１５Ｂの先端に、接着剤Ｓを塗布する。そして、この接着剤Ｓを孔３２１Ａに充填する（図５参照）。
さらに、下ライトガイド２１の第二収容部２１２に収容された電気光学装置４４を駆動させて、この電気光学装置４４から射出された光束を投写レンズ３を介して、スクリーン上に表示させる。ここでは、所定のテストパターンがスクリーン上に映し出され、この画像を観察し、その画像の状態に応じて、治具８を図示しない位置調整装置により、移動させて、投写レンズ３の位置調整を行う。ここで、位置調整装置により投写レンズ３は、図３のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｚ軸を中心とした回転方向（Ｚ１方向）、Ｘ軸を中心とした回転方向（Ｘ１方向）の５方向に調整可能となっている。例えば、電気光学装置４４の液晶パネル４４１の位置を投写レンズ３のバックフォーカス位置としたい場合には、投写レンズ３をＹ軸方向に沿って移動させ、投写レンズ３のバックフォーカス位置が電気光学装置４４の位置となるように調整すればよい。
なお、本実施形態では、位置調整装置により、投写レンズ３は５方向に調整可能であるとしたが、これには限られない。例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３方向に調整可能としてもよい。また、投写レンズ３のバックフォーカス位置のみを調整すればよい場合には、Ｙ軸方向にのみ調整可能としてもよい。
このようにして、調整が終了した投写レンズ３を光学部品用筐体２に固定する。具体的には、接着剤Ｓに図示しない紫外線照射用ファイバーから紫外線を照射して接着剤Ｓを硬化させる。ここで、紫外線は、投写レンズ３の孔３２１Ａの投写方向側、及び投写レンズ３の段部３２１Ｄ側から照射する。これにより、接着剤Ｓが硬化し、光学部品用筐体２に対する投写レンズ３の固定が完成する。

（４）第一実施形態の効果
従って、このような本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（4-1）投写レンズ３を光学部品用筐体２の取付部２１３に接着剤Ｓにより接着固定しているので、投写レンズ３の固定位置を、投写画像が最適となる位置に調整した後、接着剤Ｓを硬化させることができ、画像品質の向上を図ることができる。例えば、投写レンズ３のバックフォーカス位置に電気光学装置４４の液晶パネル４４１が配置されるように、投写レンズ３の位置を調整し、その後接着剤Ｓを硬化し、固定することができる。
また、本実施形態では投写レンズ３は５方向に位置調整可能とされているので、投写レンズ３の像面のばらつきや、投写画像の歪等も解消することができ、これによってもさらなる画像品質の向上を図ることができる。
そして、このように投写レンズ３側の位置調整を行うことで、画像品質の向上を行うことができるので、本実施形態のようにマスターレンズ方式で大量生産された電気光学装置４４を使用した場合であっても、プロジェクタに搭載される各投写レンズに応じて製造された電気光学装置を使用する場合と略同様の画像を得ることができる。従って、プロジェクタ１の製造コストの低減と、画像品質の向上とを同時に図ることができる。

（4-2）光学部品用筐体２の取付部２１３のピン２１５の先端部２１５Ｂを先端に向かって縮径するものとしているので、投写レンズ３の孔３２１Ａと、ピン２１５の先端部２１５Ｂの先端との間には、大きな隙間が形成されることとなる。そのため、孔３２１Ａと、ピン２１５の先端部２１５Ｂとの間に充填された接着剤Ｓに紫外線を確実に照射することができる。さらに、孔３２１Ａの投写側の周縁には、面取り部３２１Ａ１が形成されているので、面取り部３２１Ａ１と、ピン２１５の先端部２１５Ｂの先端との間には、より大きな隙間が形成されることとなり、接着剤Ｓに紫外線をさらに確実に照射することができる。
（4-3）また、投写レンズ３のつば部３２１には段部３２１Ｄが形成されているため、段部３２１Ｄと、この段部３２１Ｄに隣接する取付部２１３のピン２１５の基部２１５Ａとの間には隙間が形成されることとなる。従って、段部３２１Ｄ側から紫外線が接着剤Ｓにあたりやすくなり、これによっても、接着剤Ｓを確実に照射することができる。

（4-4）さらに、投写レンズ３のつば部３２１には、孔３２１Ｂが形成されており、この孔３２１Ｂに治具８の位置決め突起８１を挿入することで、治具８の取り付け位置を容易に決定することができる。
また、つば部３２１の側面３２１Ｃは傾斜面となっているので、治具８の爪８２を側面３２１Ｃに合わせて固定することができる。
（4-5）また、投写レンズ３のつば部３２１の裏面の外周縁部分に、段部３２１Ｄを形成したので、投写レンズ３を交換する際に、段部３２１Ｄにリワーク用の治具を引っ掛けて、投写レンズ３と取付部２１３との固定を解除することができる。
これにより、投写レンズ３のリワーク性を向上させることができる。

（4-6）さらに、従来から、投写レンズと光学部品用筐体とをねじ止め固定する方法があるが、投写レンズのバックフォーカス位置と、電気光学装置の液晶パネルの位置とがずれている場合には、投写レンズと光学部品用筐体との間に板金のスペーサを設置し、調整することがあった。特に、ズーム機能付きの投写レンズを使用する際には、液晶パネルを投写レンズのバックフォーカス位置に正確に配置する必要があるため、投写レンズごとのずれに応じた寸法（例えば、０．１ｍｍ、０．４ｍｍ等）の板金のスペーサを成形し、これを配置していた。
これに対し、本実施形態では、接着剤Ｓにより、投写レンズ３と、光学部品用筐体２の取付部２１３との距離を調整して固定できるので、板金のスペーサが不要となり、部材点数の削減を図ることができる。

（4-7）また、孔３２１Ａの周縁に面取り部３２１Ａ１を形成したので、塗布した接着剤Ｓが鉛直方向に垂れにくくなり、接着剤Ｓを確実にピン２１５の基部２１５Ａと、孔３２１Ａの周縁との間に配置することができる。
（4-8）さらに、本実施形態では、投写レンズ３を光学部品用筐体２の取付部２１３に固定する際、つば部３２１の孔３２１Ａの面取り部３２１Ａ１に接着剤Ｓを塗布し、孔３２１Ａに、取付部２１３のピン２１５の先端部２１５Ｂを挿入した後、さらに、ピン２１５の先端部２１５Ｂの先端に、接着剤Ｓを塗布して、接着剤Ｓを孔３２１Ａに充填している。このようにすることで、つば部３２１とピン２１５とを確実に接着することができる。

［第２実施形態］
図１０及び図１１を参照して第二実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記実施形態と本実施形態とでは、投写レンズの構造が異なっている。
図１１には、本実施形態の投写レンズ５が示されている。この投写レンズ５の鏡筒５１は、鏡筒本体５２と、図示しないが前記実施形態の投写レンズ３と同様の前枠と、後枠とを備えている。
鏡筒本体５２は、光学部品用筐体２の取付部２１３（図３参照）に固定されるつば部（固定部）５２１と、つば部５２１の投写側に形成された筒状部３２２とを備える。
つば部５２１は、前記実施形態のつば部３２１と略同様の構成であるが、このつば部５２１には、筒状部３２２を挟んで対向配置され、投写方向と直交方向に延びる延出部５２１Ａが形成されている点が前記実施形態と異なっている。この延出部５２１Ａの側面５２１Ａ１は、傾斜面となっており、この側面５２１Ａ１に治具８の爪８２が当接する。
また、本実施形態のつば部５２１には、孔３２１Ｂは形成されていない。さらに、本実施形態のつば部５２１の側面は、傾斜面ではない。その他の点は、前記実施形態のつば部３２１と同様である。

このような投写レンズ５を光学部品用筐体２に取り付ける際には、次のようにして投写レンズ５を保持する。図１１に示すように、延出部５２１Ａの下面側を治具８が保持するとともに、治具８の爪８２を延出部５２１Ａの側面５２１Ａ１に当接させることで、投写レンズ５を治具８により保持する。その他の投写レンズ３の光学部品用筐体２への固定方法は前記実施形態と略同様であるため、説明を省略する。

（５）第二実施形態の効果
このような本実施形態によれば、前記実施形態の（4-1）〜（4-3）、（4-5）〜（4-8）と略同様の効果を奏することができるうえ、以下の効果を奏することができる。
（5-1）つば部５２１には治具の位置決め用の孔が形成されていないため、つば部５２１の強度をより高いものとすることができる。
（5-2）治具８により、投写レンズ５の延出部５２１Ａの下面側を保持しているので、投写レンズ５をバランスよく安定的に保持することができる。

［第３実施形態］
図１２から図１６を参照して、第三実施形態について説明する。
本実施形態と、前記実施形態とでは、光学部品用筐体及び投写レンズの形状が異なっている。なお、その他の点においては、前記実施形態と同様である。
前記実施形態では、光学部品用筐体２は、平面略Ｌ字型形状であったが、本実施形態では、光学部品用筐体６は、平面略Ｕ字型形状となっている。
この光学部品用筐体６は、図１２及び図１３に示すように、上面が開口した箱型の下ライトガイド６１と、図示しない上ライトガイドとを備える。下ライトガイド６１は、光源装置４１１を収容する第一収容部６１１と、他の光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４を収容する第二収容部６１２とを備える。

第二収容部６１２の投写方向先端側には、投写レンズ７を固定するための取付部６１３が形成されている。この取付部６１３は、投写レンズ７の鏡筒７１の形状に応じた円弧形状の円弧状部６１４と、この円弧状部６１４の両端部から略水平に延びる一対の取付部本体６１５とを備える。
各取付部本体６１５には、図１４にも示すように、その上下面を貫通する複数、例えば２つの長孔６１５Ａが所定の間隔で形成されている。この長孔６１５Ａの長手方向は、光軸方向（図１２Ｙ軸方向）に沿っている。また、この長孔６１５Ａの上面側及び下面側の周縁には、面取り部６１５Ａ１が形成されている。

一方、本実施形態の投写レンズ７は、図１３に示すように、内部に所定の光路が設定された樹脂製等の鏡筒７１と、この鏡筒７１内の光路の照明光軸上に順次配置される複数のレンズ（図示略）とを備える。
鏡筒７１は、鏡筒本体７２と、この鏡筒本体７２の投写側に取り付けられ、前記実施形態と略同様の前枠７３とを備える。
鏡筒本体７２は、筒状部７２２と、この筒状部７２２の左右側から水平方向に延出する一対のつば部（固定部）７２１とを備える。
つば部７２１の中央部分には孔７２１Ａが形成されており、この孔７２１Ａには、治具の位置決め突起が挿入される。また、図１４にも示すように、つば部７２１の延出方向先端側の側面７２１Ｂは、下方に向かって傾斜した傾斜面となっている。
さらに、つば部７２１には、ピン７２４が前記孔７２１Ａを挟んで前後（投写方向先端側、投写方向後端側）に形成されている。このピン７２４は、上方に突出しており、円柱形状の基部７２４Ａと、この基部７２４Ａの先端に設けられる先端部７２４Ｂとを備える。先端部７２４Ｂは、上方（長孔６１５Ａへの挿入方向先端）に向かって縮径している。
この先端部７２４Ｂは、光学部品用筐体６の取付部６１３の長孔６１５Ａに挿入され、接着剤Ｓにより固定される。これにより、投写レンズ７と光学部品用筐体６とが固定されることとなる。なお、ピン７２４の先端部７２４Ｂの基端側の径は、長孔６１５Ａの短辺方向の径よりも小さなものとなっている。従って、接着剤Ｓを硬化させていない状態においては、ピン７２４の先端部７２４Ｂを長孔６１５Ａ内で移動させることが可能となる。

以上のような投写レンズ７と、下ライトガイド６１の取付部６１３とは次のようにして固定される。
まず、図示しない治具の位置決め突起を、投写レンズ７のつば部７２１に形成された孔７２１Ａに挿入する。次に、治具の爪をつば部７２１の側面７２１Ｂに当接させ、つば部７２１を挟持する。
図１５に示すように、投写レンズ７のつば部７２１上に設けられたピン７２４の先端部７２４Ｂを下ライトガイド６１の取付部６１３の長孔６１５Ａに挿入する。この際、長孔６１５Ａの下方側の周縁に形成された面取り部６１５Ａ１に接着剤Ｓを塗布しておく。この接着剤Ｓは、長孔６１５Ａにピン７２４の先端部７２４Ｂを挿入すると同時に、ピン７２４の基部７２４Ａ及び先端部７２４Ｂに付着する。
次に、図１６に示すように、ピン７２４の先端部７２４Ｂの先端に接着剤Ｓを塗布する。そして、この接着剤Ｓを長孔６１５Ａ内に充填する（図１４参照）。
さらに、既に、下ライトガイド６１の第二収容部６１２に収容された電気光学装置４４を駆動させて所定のテストパターンをスクリーンに表示させる。このスクリーンに投影された画像を観察し、その画像の状態に応じて、治具を位置調整装置により、移動させて、投写レンズ７の位置調整を行う。ここで、位置調整装置により、投写レンズ７は、図１１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｚ軸を中心とした回転方向（Ｚ1方向）、Ｘ軸を中心とした回転方向（Ｘ１方向）の５方向に調整可能となっている。

このようにして、調整が終了した投写レンズ７を光学部品用筐体６に固定する。具体的には、接着剤Ｓに図示しない紫外線照射用ファイバーから紫外線を照射して接着剤Ｓを硬化させる。
ここで、紫外線は、取付部６１３の取付部本体６１５の孔６１５Ａの上方側から照射する。これにより、接着剤Ｓが硬化し、光学部品用筐体６に対する投写レンズ７の固定が完成する。

（６）第三実施形態の効果
このような第三実施形態によれば、第一実施形態の（4-1），（4-2），（4-4）、（4-6）〜（4-8）と略同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
（6-1）下ライトガイド６１の取付部６１３の長孔６１５Ａは、光軸方向（Ｙ軸方向）に延びているため、投写レンズ７の光軸方向の位置調整の幅が広くなっている。従って、より、電気光学装置４４の液晶パネル４４１の位置と、投写レンズ７のバックフォーカス位置とをより正確に一致させることができる。

［実施形態の変形］
なお、本発明は前述の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、前記各実施形態では、接着剤Ｓにより、光学部品用筐体と、投写レンズとを固定していたが、これに限らず、熱かしめにより固定してもよい。例えば、投写レンズのバックフォーカス位置だけを調整すればよいような場合には、図１７及び図１８に示すように、投写レンズ７のピン７２４の先端部７２４Ｃを、下ライトガイド６１の取付部６１３の長孔６１５Ｃに挿入する。なお、この長孔６１５Ｃは、長孔６１５Ａと略同様の形状であるが、長孔６１５Ｃには、面取り部は形成されていない。そして、投写レンズ７の位置を光軸方向に沿って調整した後、図１９及び図２０に示すように、先端部７２４Ｃの先端を熱により溶かし、かしめる。これにより、投写レンズ７と、下ライトガイド６１とが固定されることとなる。

また、第一実施形態及び第二実施形態では、光学部品用筐体２の取付部２１３のピン２１５の先端部２１５Ｂを、先端に向かって縮径するものとしたが、これに限らず、図２１に示すように、先端から基端まで径が均一な先端部２１５Ｃとしてもよい。この場合には、投写レンズ３のつば部３２１の孔３２１Ｅの径を、先端部２１５Ｃの挿入方向先端に向かって径が大きくなるものとすることが好ましい。このようにすることで、孔３２１Ｅと、先端部２１５Ｃの先端との間には大きな隙間が形成されることとなる。これにより、孔３２１Ｅ内の接着剤Ｓに紫外線にあたりやすくなり、接着剤Ｓを確実に照射することができる。

さらに、ピンの先端部及びこのピンの先端部が挿入される孔の径を均一なものとしてもよい。このようにすることで、ピンや孔の成形を容易化することができる。
また、前記各実施形態において、３つの液晶パネルを用いたプロジェクタを採用したが、これに限らず、２つの光変調装置を用いたプロジェクタ、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタとしてもよい。
さらに、前記各実施形態では、光学部品用筐体２，６に形成された取付部２１３，６１３に投写レンズ３，５，７を固定したが、これに限らず、光学部品用筐体に側面略Ｌ字型の構造体（台座）を取り付け、垂直部に投写レンズを固定し、水平部に電気光学装置を固定してもよい。ただし、この場合には、構造体を設けなければならないので、部品点数が増加してしまうという問題がある。これに対し、本実施形態では、光学部品用筐体２，６に直接、投写レンズ３，５，７を固定しているので、部品点数の増加を抑えることができる。
また、前記各実施形態では、４つのピン２１５，７２４をそれぞれ、孔３２１Ａ，長孔６１５Ａに挿入することで、投写レンズ３，５，７と、光学部品用筐体２，６とを固定していたが、ピンや孔の数はこれに限らず、例えば、ピンや孔の個数を３つとしてもよい。また、光学部品用筐体２，６の取付部２１３，６１３と、投写レンズ３，５，７のつば部３２１，５２１，７２１とを面接着により固定してもよい。

本発明の光学装置は、会議、学会、展示会等でのマルチメディアプレゼンテーションに広く利用されるプロジェクタに利用することができる。

本発明の第一実施形態にかかるプロジェクタの光学系を示す模式図。 前記プロジェクタの電気光学装置を示す分解斜視図。 前記プロジェクタの光学部品用筐体及び投写レンズを示す斜視図。 前記プロジェクタの光学部品用筐体及び投写レンズを示す分解斜視図。 投写レンズと、光学部品用筐体との固定部分を示す断面図。 投写レンズを示す斜視図。 前記投写レンズが治具により保持された状態を示す模式図。 投写レンズと、光学部品用筐体と固定方法を示す断面図。 投写レンズと、光学部品用筐体と固定方法を示す断面図。 本発明の第二実施形態にかかる投写レンズを示す斜視図。 前記投写レンズが治具により保持された状態を示す模式図。 本発明の第三実施形態にかかる光学部品用筐体と、投写レンズとを示す斜視図。 前記光学部品用筐体と、投写レンズとの分解斜視図。 投写レンズと、光学部品用筐体との固定部分を示す断面図。 投写レンズと、光学部品用筐体と固定方法を示す断面図。 投写レンズと、光学部品用筐体と固定方法を示す断面図。 投写レンズと、光学部品用筐体と固定方法の変形例を示す平面図。 投写レンズと、光学部品用筐体と固定方法の変形例を示す断面図。 投写レンズと、光学部品用筐体と固定方法の変形例を示す平面図。 投写レンズと、光学部品用筐体と固定方法の変形例を示す断面図。 投写レンズと、光学部品用筐体との変形例を示す断面図。

符号の説明

１…プロジェクタ、２，６…光学部品用筐体（台座）、３，５，７…投写レンズ（投写光学系）、２１５，７２４…ピン、３２１，５２１，７２１…つば部（固定部）、３２１Ａ…孔、４１１…光源装置、４４１…液晶パネル（光変調装置）、４４４…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学系）、６１５Ａ…長孔

Claims (6)

1. 複数の色光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置から射出された光束を拡大投写する投写光学系とを備えた光学装置であって、
   前記光変調装置が固定されるとともに、前記投写光学系が取り付けられる台座を備え、
   前記投写光学系は、投写画像に基づいて、位置調整が行われた後、前記台座に固定されたことを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記投写光学系は、前記台座に接着剤により接着固定されていることを特徴とする光学装置。
3. 請求項１又は２に記載の光学装置において、
   前記投写光学系は、そのバックフォーカス位置に前記光変調装置が配置されるように位置調整されて固定されることを特徴とする光学装置。
4. 請求項１から３の何れかに記載の光学装置において、
   前記投写光学系は、前記台座に接着剤により接着固定されており、
   前記接着剤は、光硬化型の接着剤であり、
   前記投写光学系は、前記台座に固定される固定部を備え、
   前記固定部又は前記台座の何れか一方には、ピンが形成され、他方には、前記ピンが挿入されるとともに、接着剤が注入される孔が形成され、
   前記ピンは孔への挿入方向先端に向かって縮径していること、及び／又は、前記孔は、ピンの挿入方向先端に向かって径が大きくなることを特徴とする光学装置。
5. 請求項１から４の何れかに記載の光学装置は、前記光変調装置で変調された光学像を合成する色合成光学系を有し、
   前記光学装置と、前記光学装置に対し光束を射出する光源とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
6. 複数の色光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置から射出された光束を拡大投写する投写光学系とを備えた光学装置の製造方法であって、
   前記光学装置は、光変調装置が固定されるとともに、前記投写光学系が取り付けられる台座を備え、
   前記台座に光変調装置を固定した後、光変調装置を駆動させて、光変調装置から射出された光束を投写光学系によりスクリーン上に投写させ、投写画像に基づいて投写光学系の位置調整を行った後、前記投写光学系を前記台座に固定することを特徴とする光学装置の製造方法。

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