JP2006023564A - 位置調整装置及び位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バルブとリフレクターとの相対的な位置調整のばらつきが小さく、双方を高い精度で位置調整を行うことができるランプ位置調整装置及びランプ位置調整方法を得ること。
【解決手段】 バルブとリフレクターを含む光源と、該光源からの光束で被照射面を照明する照明光学系と、該被照射面からの光束を所定面に投射する投射光学系と、該所定面上に入射する光束を検出する複数のセンサーを含む検出系と、該検出系の検出結果に基づいて該バルブと該リフレクターとの相対的な位置関係を調整する移動機構と、を備え、該照明光学系の屈折力は、光軸に垂直で、互いに直交する第１方向と第２方向で異なっており、該移動機構は、該第１方向と第２方向で、それぞれ、該バルブとリフレクターとの相対的位置を調整していること。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶プロジェクター等の投射装置に用いられる光源（ランプ）を構成するバルブとリフレクターとの相対的な位置関係を調整する際に好適な位置調整機構及び位置調整方法に関するものである。

現在、液晶プロジェクター等のような大画面投射型のディスプレイにおいては、投射画面が明るいことが要望されている。一般には、投射画面を大画面にするほど明るくするのが困難となる。投射画面の明るさを決定する要因としては、光源の輝度、光束の集光効率、光の利用効率などがある。

投射型のディスプレイに利用される光源には、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどがあるが、発光効率の高さと大光量である点などから、最近では高圧水銀ランプが多く利用されてきている。また、液晶プロジェクターは、角度依存性のある光学部品を数多く使用するため、光源（ランプ）から液晶パネルに至る光束が特に平行光であることが要望されている。

このためランプからの放射光を集光して集光効率を高めて平行光として出射するためにリフレクター（反射鏡）が多く使われる。

リフレクターは、液晶パネルまでの距離や液晶パネルと発光部分の大きさを考慮して、球面・放物回転面・楕円回転面など最適な形状に設計される。リフレクターにはランプが、例えば、図１０に示すような状態で固定されている。すなわち、ランプ７を構成するバルブ３と、リフレクター４と、をバルブ３が放物形状のリフレクター４の中央に配置するようにバルブ支持部２に固定している。

リフレクター４の内側の反射鏡を形成する放物面の焦点位置と、バルブ３の陽極１０と陰極９との間の発光部３ａとが略一致するように固定することにより、バルブ３からの光束の集光効率を高めリフレクター４から反射される光束を平行光としている。

このようなバルブ３とリフレクター４の固定位置関係は集光効率に影響を与える。たとえば高圧水銀ランプは、図１０に示すように、陽極１０と陰極９の間でアーク放電を起こさせて発光させるため発光部３ａは光学的に線光源となり、その陽極１０と陰極９は常に同じ軸線上にあるとは限らず、ランプ毎にそれぞれの線光源３ａの位置にバラツキがある。

また、リフレクター４も、反射面の形状誤差から焦点位置にバラツキがある。一方、バルブ３の発光部３ａがリフレクター４の焦点位置からずれると、集光効率が悪くなりスクリーンへの照射光の照度が低下したり、スクリーン上の照度のムラが大きくなったりする。バルブ３とリフレクター４との位置関係のバラツキを考慮すると、バルブ３をリフレクター４の内部に固定する際には、非常に微妙な調整が必要になっている。

図１１は、特許文献１で開示されている液晶プロジェクターにおけるリフレクターとランプとの固定位置調整機構を示す概略図である。同図に示す液晶プロジェクターの固定位置調整機構では、光学系１１と、その光学系（照明光学系と投射光学系を含む）１１に対して所定の位置にリフレクター４を固定するリフレクター固定治具２０と、バルブ３を支持するバルブ支持具３０と、そのバルブ支持具３０に支持されたバルブ３の位置を調整するランプ位置調整機構４０と、ランプ７から放射された光が光学系１１を介して照射されるスクリーン５０と、そのスクリーン５０を撮影するCCDカメラ６０と、そのCCDカメラ６０の撮影する画像情報を表示するディスプレイ７０からリフレクター４に対するバルブ３の位置を調整制御するコントローラ７０とを備えている。

図１２は、図１１においてランプ７を構成するバルブ３とリフレクター４との相対的な位置合わせをするときのフローチャートである。次に図１２を用いてランプの位置合わせについて説明する。

リフレクター４からの反射光の出射方向をZ軸方向、そのZ軸と垂直に交わる面上の直交する方向をそれぞれX軸方向、Y軸方向として、まず、ランプ７を駆動手段４１でZ軸方向に移動させ、出射光によるスクリーン５０上への照射光の照度が最大となり、かつ、スクリーン５０上の中央に対する周辺の光量比を最小にするようにランプ７のZ軸方向位置を調整して位置決めを行い、次に、バルブ３を駆動手段４３でX軸方向または駆動手段４２でY軸方向に移動させて、出射光によるスクリーン５０上への照射光の最大照度位置を中央にするように、バルブ３のX軸方向またはY軸方向の位置を調整して位置決めを行い、その後に、リフレクター４へバルブ３を固定する。
特開平０５−３１３１１７号公報

ここで、図１１に示す調整機構における光学系７は、図１３に示すように、バルブ１０１から発せられる光束を反射集光するリフレクター１０２とリフレクター１０２で反射集光した光束より複数の光源像を形成する微小レンズが２次元的に配置された第１インテグレーター（ハエの目レンズ）２０１と第２インテグレーター２０２を含む光学インテグレーター２００と光学インテグレーター２００からの複数の光束をそれぞれ集光して被照明面であるライトバルブ（液晶パネル）４００を重畳的に照明する光学系３００とライトバルブ４００に基づく画像をスクリーンＳに投射する投射レンズＰＬから構成される光学系である。

このような光学系１１の特徴として、バルブ１０１から出射される光を２次元的に細かく分割してライトバルブ４００上に重ね合わせるために、リフレクター１０２に対してバルブ１０１の位置が若干ずれて配置されてもスクリーンＳ上の照度ムラや明るさは大きく変化しない。

したがって、バルブ１０１とリフレクター１０２の位置調整に最適な光学系ではない。

本発明は、バルブとリフレクターとの相対的な位置調整のばらつきが小さく、双方を高い精度で位置調整を行うことができる位置調整装置及び位置調整方法の提供を目的とする。

本発明の位置調整装置は、
バルブとリフレクターを含む光源と、
該光源からの光束で被照射面を照明する照明光学系と、
該被照射面からの光束を所定面に投射する投射光学系と、
該所定面上に入射する光束を検出する複数のセンサーを含む検出系と、
該検出系の検出結果に基づいて該バルブと該リフレクターとの相対的な位置関係を調整する移動機構と、を備え、
該照明光学系の屈折力は、光軸に垂直で、互いに直交する第１方向と第２方向で異なっており、
該移動機構は、該第１方向と第２方向で、それぞれ、該バルブとリフレクターとの相対的位置を調整していることを特徴としている。

本発明によれば、バルブとリフレクターとの相対的な位置調整のばらつきが小さく、双方を高い精度で位置調整を行うことができる位置調整装置及び位置調整方法を達成することができる。

図１は、本発明の位置調整装置を用いたプロジェクターの概略図である。図２は図１のＹＺ平面の概略図、図３は図１のＸＺ平面の概略図である。

図中、１はバルブ位置調整治具であり、バルブ３を保持するバルブ支持部材２を駆動してバルブ３の位置を調整している。４はリフレクターであり、バルブ３から放射した光束を反射している。５はランプ位置調整用の光学系であり、照明光学系２１と投射光学系ＰＬを有している。６は複数のセンサーを有する照度測定器（検出系）であり、スクリーン面Ｓに相当する位置に配置されている。

７はバルブ３とバルブ支持部材２とバルブ位置調整治具１とリフレクター４を含む光源部（光源手段）である。８はスクリーン位置に配置された照度測定器６の各センサーからの出力値を演算して表示する表示機器である。バルブ３は、バルブ保持部材２により保持されており、バルブ位置調整治具１で、バルブ保持部材２を駆動させることによりリフレクター４に対して位置調整される。

光源部７から出射される光は照明光学系２１で投影画像が配置される照射面に相当する被投影面４００を照明し、被投影面４００は投射レンズＰＬによってスクリーンＳに投影される。照度測定の際には被投影画像を用いず単に光束のみがスクリーン面Ｓ上に投射される。スクリーン位置Ｓには照度測定器６が配置され、その照度測定器６には９個（何個でも良い）のセンサーＳ１〜Ｓ９が図１に示すように設けられており、スクリーンＳに照射される光はその９個のセンサーＳ１〜Ｓ９によって照度値を計測され、各照度値を演算した数値が演算表示機器８により表示される。

図２は、本発明に係るランプ調整治具を用いたプロジェクターの光学系のインテグレーターレンズ２０１，２０２の配列方向の断面図（ＹＺ断面図）である。図３は図２のＹＺ断面と垂直なＸＺ断面図である。ここでは、リフレクター４から光の出射する光軸方向をＺ軸方向（Ｚ方向）、それとは垂直で前記インテグレーターのレンズ配列方向（第１方向）をＹ軸方向（Ｙ方向）、Ｚ軸及びＹ軸と垂直な方向（第２方向）をＸ軸方向（Ｘ方向）としている。

１００は光源系、２００は光学インテグレーター、３００は集光光学系、４００はライトバルブ（被投影画像）、PLはライトバルブ４００の画像をスクリーンＳに投影する投影光学系（投射レンズ）、Sはスクリーンである。光源系１００はバルブ１０１、リフレクター１０２を有し、光学インテグレーター２００はＹＺ面内（第１方向）に屈折力を有するシリンドリカルレンズを複数配列した第１のインテグレーター（第１光学素子）２０１、同じくシリンドリカルレンズとトーリックレンズを所定のピッチで配列した第２のインテグレーター（第２光学素子）２０２を有し、集光光学系３００はＸＺ面内（第２方向）に屈折力を有する第１の光束圧縮レンズ３０２、球面系より成るコンデンサーレンズ３０１とＸＺ面内に屈折力を有する第２の光束圧縮レンズ３０３を有している。

ここで、第１のインテグレーター（第１光学素子）２０１は、図１のＹＺ断面内（第１方向）にのみ屈折力を持った複数の微小レンズが並列に配置されたレンズアレイである。また第２のインテグレーター（第２光学素子）２０２は第１のインテグレーター２０１と同様に図２のＹＺ断面内に同じ屈折力を持った複数の微小レンズが複数個並列に配置されている。又この第２のインテグレーターレンズ２０２は、レンズ配列方向と垂直な方向（ＸＺ断面内）において中央部の２つ又は３つの微小レンズだけがＹＺ面内と同一又は異なった正の屈折力を有している。尚、ＸＺ面内において屈折力を持たせなくても良い。

以上のように照明光学系２１は、一方の平面内（ＹＺ面内）においてのみ屈折力を有する複数のシリンドリカルレンズを所定のピッチで配列した第１光学素子２０１を有している。

又、一方の平面内（ＹＺ面内）と他方の平面内（ＸＺ面内）において互いに屈折力が異なる複数のトーリックレンズを所定のピッチで配列した第２光学素子２０２を有している。

また、第１の光束圧縮レンズ３０２と第２の光束圧縮レンズ３０３は、図２のＹＺ断面方向には屈折力を有しておらず、この断面と垂直な方向のＸＺ断面図にのみ屈折力を有している。

図３のＸＺ断面内において第１の光束圧縮レンズ３０２と第２の光束圧縮レンズ３０３は正の屈折力を有している。

以上のように、光学系５は、ランプ１００からの光束で被投射面４００を照明する照明光学系２１と、被照射面４００からの光束を該所定面Ｓに投射する投射光学系ＰＬを有しており、照明光学系２１は、直交する平面内での屈折力が互いに異なっており、一方の平面内（第１方向）（ＹＺ面内）においては、ランプ１００からの光束より複数の２次光源像を形成し、該複数の２次光源像からの光束を被投射面４００上に重畳しており、他方の平面内（第２方向）（ＸＺ面内）においては、ランプ１００からの光束の光束径を縮小して該被投射面上に導光しており、移動機構１により、直交する平面内において、ランプ１００のバルブ１０１とリフレクター１０２との相対的な位置関係を変化させたときに、光検出器６で得られる信号を利用して、ランプ１００のバルブ１０１とリフレクター１０２との相対的位置を調整している。

次に、図２及び図３の光学作用の説明をする。バルブ１０１から出射した光はリフレクター１０２で反射して平行光としてライトバルブ４００側に導かれ、その後、第１のインテグレーター２０１に入射する。

ここで、第１のインテグレータ２０１に入射する光は、インテグレーターレンズ２０１のレンズの配列方向（Ｙ方向）には微小レンズの数だけ分割され、第２のインテグレーター２０２の近傍に光源像（２次光源像）を作るよう集光するが、インテグレーターレンズ配列方向（Ｙ方向）と垂直な方向（Ｘ方向）には屈折されずに第２のインテグレーター２０２に入射する。

第２のインテグレーターレンズ２０２に入射した光は、インテグレーターレンズの配列方向（Ｙ方向）には再び正の屈折力を受けて屈折し、それとは垂直な方向（Ｘ方向）には、第２のインテグレーター２０２の中央部３つの微小レンズを通る光線は正の屈折力を受け、それ以外の領域は屈折力を受けずに第１の光束圧縮レンズ３０２に入射する。

第１の光束圧縮レンズ３０２に入射した光は、インテグレーターレンズの配列方向（Ｙ方向）には屈折力を受けずに透過し、コンデンサーレンズ３０１に入射する。また、それとは垂直な方向（Ｘ方向）には第１の光束圧縮レンズ３０２の正の屈折力を受けて屈折し、コンデンサーレンズ３０１に入射する。コンデンサーレンズ３０１を透過・屈折した光は、第２の光束圧縮レンズ３０３に入射し、インテグレーターレンズの配列方向（Ｙ方向）には屈折力を受けずに透過し、ライトバルブ４００に入射する。また、それとは垂直な方向（Ｘ方向）には第２の光束圧縮レンズ３０３の正の屈折力により屈折し、ライトバルブ４００に入射する。

図４は、バルブ１０１をリフレクター１０２に対して位置調整する作業の手順（フローチャート）を示す。最初に、調整治具１に配置されたリフレクター４に対してバルブ３を任意の位置に固定する。ここで、リフレクター４を後ろから見たときバルブ３がリフレクター４の穴４ａに対してほぼ真中となるようにあらかじめ配置しておくのが望ましい。こうしておくことで、調整にかかる時間を比較的短くすることができる。

次にリフレクター４に対して任意の位置に配置されたバルブ３を点灯させ、投射サイズが40インチ程度となる投射距離のスクリーン位置Ｓに配置された照度測定器６によりスクリーン中心位置の照度値が例えば6500Lux以上となるように、バルブ位置調整治具１により上下左右及びリフレクター４から光が出射する方向にシフトさせ、調整する。

上記の作業ではＸＹＺ方向をシフトさせて、スクリーン中心照度値が6500Lux以上となるように位置調整する。次の作業の説明をする前に、図５を用い照度測定器６の各センサーで得られる数値から計算する調整時パラメーターの説明をする。調整時パラメーターとして、左右差照度Ｃ、周辺照度比Ｂ、スクリーン光束値Ａがあり、それぞれ次のように定義する。

ここで、図５のＳ１〜Ｓ９は斜線部で示したセンサー位置（１）〜（９）におけるセンサーで得られる照度値である。

即ち、照度測定器６は、被投射面をＸＹ方向で２次元的に９つに均等分割した矩形領域の中央部にそれぞれ１個づつセンサーを有しており、各センサーで検出された照度を、該ランプ側から該被投射面を見たとき左上側から右上側へＳ１、Ｓ２、Ｓ３、左中側から右中側へＳ４、Ｓ５、Ｓ６、左下側から右下側へＳ７、Ｓ８、Ｓ９とすると、スクリーン光束値Ａ、周辺照度比Ｂ、左右差照度Ｃは、
Ａ＝{（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ７＋Ｓ８＋Ｓ９）／９}×０．４９５
Ｂ＝［{（Ｓ１＋Ｓ３＋Ｓ７＋Ｓ９）／４}／Ｓ５］×１００
Ｃ＝{（Ｓ４−Ｓ６）／（Ｓ４＋Ｓ６）}×２×１００
で表され、移動機構１は、スクリーン光束値Ａが所定の範囲となるようにバルブ３をリフレクター４に対してＹ方向に移動させ、周辺照度比Ｂが所定の範囲となるようにバルブ３をリフレクター４に対してＺ方向に移動させ、左右差照度Ｃが所定の範囲となるようにバルブ３をリフレクター４に対してＸ方向に移動させている。

次の作業として、この左右差照度Ｃが次の範囲となるようにバルブ３をリフレクター４に対してＸ方向にシフトさせる。

−２［％］≦Ｃ≦２［％］……（１）
次に、周辺照度比Ｂが次の範囲となるようにバルブ３をリフレクター４に対してＺ方向にシフトさせる。

７０［％］≦Ｂ≦８０［％］ ……（２）
次に、スクリーン光束値Ａが最大値となるようにバルブ３をリフレクター４に対してＹ方向にシフトさせる。

次に、周辺照度比Ｂが次の範囲となるようにバルブ３をリフレクター４に対してＺ方向にシフトさせる。

７３［％］≦Ｂ≦７７［％］ ……（３）
次に、左右差照度Ｃが次の範囲となるようにバルブ３をリフレクター４に対してＸ方向にシフトさせる。

−１［％］≦Ｃ≦１［％］ ……（４）
その後、周辺照度比Ｂ及び左右差照度Ｃがそれぞれ（３）式及び（４）式を満足しているかを確認し、満足していれば調整は完了であり、満足していなければ再び周辺照度比Ｂが（３）式を満足するようにバルブ３をＺ方向に調整し、左右差照度Ｃが（４）式を満足するようにバルブ３のＸ方向に調整する。

次に、上記の手順による調整の詳細な説明を行なう。本実施例の調整治具に用いられる光学系では、インテグレーターレンズ２０１，２０２の配列方向（Ｙ方向）とは垂直な方向（＝X方向）には光を分割して重畳していないために、そのＸ方向では従来の２次元的インテグレーターレンズと比較してランプ位置ズレ（バルブ位置ズレ）によるスクリーン位置Ｓでの照度分布の変化が大きく、敏感度が高い。

図６では、X方向における左右差照度Ｃの敏感度の計算値を示す。バルブ３がリフレクター４に対して0.1mmずれたときに、左右差照度Ｃは約17％になる。調整治具の調整の可能な量として0.01mmとすれば、左右差照度Ｃは±1.7％の範囲で調整が可能であるが、バルブ３をリフレクター４に対して接着材で固着する際のずれにより、実際にはこの±1.7％より大きな値となる。実用上は、固着後に左右差照度Ｃが±10％の範囲に入っていれば、スクリーンＳ上の左右の照度分布バランスは見た目でほぼ判別できず、問題ないレベルである。

次に、バルブ３がZ方向にずれたときの周辺照度比Ｂの変化量について述べる。バルブ３のZ方向における周辺照度比Bの敏感度を図７に示す。

周辺照度比Bは図５に示すスクリーンＳの４隅の位置における照度値(1)、(3)、(7)、(9)の平均値をスクリーン中心での照度値(5)で割った値であり、周辺照度比Bが小さいと周辺部の照度が中心照度に比べて低く、また、周辺照度比Bが大きいとスクリーン中心部と周辺部で照度の差が小さい。

この様子を示した図が図８である。図８からわかるように、バルブ３をZ方向にずらしたときには周辺部の照度値は変化が小さく、中心部の照度値の変化が大きい。このため、スクリーン光束Ａの数値はスクリーンＳの照度値(5)の数値変化に大きく影響を受けるために、周辺照度比Ｂが小さいときには、前記スクリーン光束Ａが高い数値となり、周辺照度比Ｂが大きいときにはスクリーン光束Ａの値は低くなる。こうしたことからスクリーンＳ上の照度分布とスクリーン光束Ａの両方を考慮すると、バルブ３のZ方向のベスト位置は、周辺照度値Ｂが75％〜80％の範囲のときであり、上記の調整でもその範囲をターゲットとしている。

次に、バルブ３がY方向にずれたときのスクリーン光束Ａの変化量について述べる。敏感度を図９に示す。バルブ３のY方向のベスト位置は図９に示す曲線の一番上の部分、すなわち、スクリーン光束Ａが最大となるところである。このY位置は、第２のインテグレーターレンズ２０２の直後にある不図示の偏光変換素子に配置された矩形開口が交互に並んだ遮光部材での光のけられが最も小さくなる位置であり、その位置は光学系の光軸上に一致する。

上記のようにバルブ３をXYZ方向にずらしたときにそれぞれ左右差Ｃ、スクリーン光束Ａ、周辺照度比Ｂの値が変化するので、各パラメーターＡ，Ｂ，Ｃの値を順次調整していくことでバルブ３をリフレクター４に対して最適な位置に調整することができる。

調整手順としては、最初にほぼ中央部にピークがあるような分布にするべく、中心照度値が所定の数値以上となるようにする。ここで、中央部が凹の分布の場合では、次の左右差調整を行なう際に凹状分布のどの箇所を見て左右調整しているのか分からなくなり調整が非常に困難となってしまう。

次に行なう調整としては、粗調整として左右差及び周辺照度比Ｂの調整を行なうことで分布が目標に近づき、その分布にした上でスクリーン光束Ａが最大となるようにY方向の調整をし、最後にZとXの微調整を行なって調整を終了することにより、バルブ３をリフレクター４に対して精度良く位置調整することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、バルブをリフレクターに位置調整する際に、水平・垂直方向及びランプから光の出射する方向にバルブをシフトさせたときのスクリーン上の照度分布変化及び明るさ変化が大きい光学系を用いて、XYZをそれぞれ段階的に調整することにより、調整者によらず狙いとする固定位置に精度高く調整することができ、また、数値だけを追って調整できるので作業自体が単純で、慣れてくると短時間で調整できる。

次に本実施例の調整に用いられる照明光学系の数値例について示す。
第１のインテグレーターレンズ２０１
N（材料の屈折率）＝１．４７４
・ランプ側（光線入射側）
Ry（微小レンズのY方向の曲率半径）＝１５．５
P（各微小レンズのY方向の幅）＝４．５
Na(微小レンズの数)＝９
・パネル側（光線出射側）
R（曲率半径）=∞（平面）
第２のインテグレーターレンズ２０２
N(材料の屈折率)＝１．４７４
・ランプ側（光線入射側）
R（曲率半径）=∞（平面）
・パネル側（光線出射側）
Ry（微小レンズのY方向の曲率半径）＝−１２.７
P（各微小レンズのY方向の幅）＝４．５
Na（微小レンズの数）＝９
Rx1（中央部微小レンズのX方向の曲率半径）＝−１７０.０
Rx2（中央部の一つ上の微小レンズのX方向の曲率半径）＝−１１５.０
Rx3（中央部の一つ下の微小レンズのX方向の曲率半径）＝−２４０.０
第１の光束圧縮レンズ３０２
N（材料の屈折率）＝１．６５８４４
・ランプ側（光線入射側）
Rx（X方向の曲率半径）＝３７.４２３
Ry（Y方向の曲率半径）＝∞
・パネル側（光線出射側）
R（曲率半径）=∞（平面）
コンデンサーレンズ３０１
N(材料の屈折率)＝１．５１６３３
・ランプ側（光線入射側）
R（曲率半径）＝５３．６０９３１
・パネル側（光線出射側）
R(曲率半径)＝−１３８．２８１０５
第２の光束圧縮レンズ３０３
N（材料の屈折率）＝１．５１６３３
・ランプ側（光線入射側）
R（曲率半径）＝∞
・パネル側（光線出射側）
Rx（X方向の曲率半径）＝―２６.３９５０
Ry（Y方向の曲率半径）＝∞

本発明の調整に用いるランプ位置調整装置の全体の概略図である。 本発明の調整に用いるランプ位置調整装置に含まれる光学系のインテグレーターレンズ配列方向の説明図である。 本発明の調整に用いるランプ位置調整装置に含まれる光学系の図２と垂直な方向の説明図である。 本発明の手順を示すフローチャートである。 本発明の調整に用いるランプ位置調整装置に含まれるスクリーン位置に配置された照度測定器の説明図である。 本発明の調整に用いるランプ位置調整装置に含まれる光学系の水平方向の照度分布変化の敏過度を示すグラフである。 本発明の調整に用いるランプ位置調整装置に含まれる光学系の光軸方向の照度分布変化の敏感度を示すグラフである。 本発明の調整に用いるランプ位置調整装置に含まれる光学系の周辺照度比とスクリーン水平方向の照度分布断面図との関係を示す図 本発明の調整に用いるランプ位置調整装置に含まれる光学系の高さ方向のスクリーン光束の敏感度を示すグラフである。 高圧水銀ランプの説明図 従来のランプとリフレクターとの固定における構成図である。 従来のランプとリフレクターとの固定における調整手順を示すフローチャートである。 従来のランプ調整における構成に含まれる光学系の図である。

符号の説明

１ バルブ位置調整治具
２ バルブ支持部材
３ バルブ
４ リフレクター
５ 照明光学系
６ 照度測定器
７ 光源部
８ 演算表示機器
９ バルブの陰極
１０ バルブの陽極
１１ 従来の照明光学系
１００ 光源部
１０１ 発光部
１０２ リフレクター
２００ インテグレーター
２０１ 第１のインテグレーター
２０２ 第２のインテグレーター
３００ 集光光学系
３０１ コンデンサーレンズ
３０２ 第１の光束圧縮レンズ
３０３ 第２の光束圧縮レンズ
４００ ライトバルブ
PL 投射レンズ
S スクリーン

Claims (8)

1. バルブとリフレクターを含む光源と、
   該光源からの光束で被照射面を照明する照明光学系と、
   該被照射面からの光束を所定面に投射する投射光学系と、
   該所定面上に入射する光束を検出する複数のセンサーを含む検出系と、
   該検出系の検出結果に基づいて該バルブと該リフレクターとの相対的な位置関係を調整する移動機構と、を備え、
   該照明光学系の屈折力は、光軸に垂直で、互いに直交する第１方向と第２方向で異なっており、
   該移動機構は、該第１方向と第２方向で、それぞれ、該バルブとリフレクターとの相対的位置を調整していることを特徴とする位置調整装置。
2. 該第１方向では、該光源からの光束より複数の２次光源像が形成され、該第２方向では、該光源からの光束の光束径が縮小されることを特徴とする請求項１に記載の位置調整装置。
3. 前記照明光学系は、前記第１方向のみで屈折力を有するシリンドリカルレンズが所定のピッチで複数配列された第１光学素子を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の位置調整装置。
4. 前記照明光学系は、前記第１方向と前記第２方向で屈折力が異なるトーリックレンズが所定のピッチで複数配列された第２光学素子を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の位置調整装置。
5. 前記光軸方向をＺ方向、前記第１方向をＹ方向、前記第２方向をＸ方向とするとき、
   前記検出系は、前記被投射面をＸＹ方向で２次元的に９つに均等分割した矩形領域の中央部にそれぞれ１個づつセンサーを有しており、
   前記移動機構は、各センサーで検出された照度の平均値が所定の範囲となるように、前記バルブを前記リフレクターに対してＹ方向に移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置調整装置。
6. 前記光軸方向をＺ方向、前記第１方向をＹ方向、前記第２方向をＸ方向ととするとき、
   前記検出系は、前記被投射面をＸＹ方向で２次元的に９つに均等分割した矩形領域の中央部にそれぞれ１個づつセンサーを有しており、各センサーで検出された照度を、該ランプ側から該被投射面を見たとき左上側から右上側へＳ１、Ｓ２、Ｓ３、左中側から右中側へＳ４、Ｓ５、Ｓ６、左下側から右下側へＳ７、Ｓ８、Ｓ９とすると、スクリーン光束値Ａ、周辺照度比Ｂ、左右差照度Ｃは、
   Ａ＝{（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ７＋Ｓ８＋Ｓ９）／９}×０．４９５
   Ｂ＝［{（Ｓ１＋Ｓ３＋Ｓ７＋Ｓ９）／４}／Ｓ５］×１００
   Ｃ＝{（Ｓ４−Ｓ６）／（Ｓ４＋Ｓ６）}×２×１００
   で表され、前記移動機構は、前記スクリーン光束値Ａが所定の範囲となるように前記バルブを前記リフレクターに対してＹ方向に移動させ、周辺照度比Ｂが所定の範囲となるように該バルブを該リフレクターに対してＺ方向に移動させ、左右差照度Ｃが所定の範囲となるように該バルブを該リフレクターに対してＸ方向に移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置調整装置。
7. 前記周辺照度比Ｂが、
   ７０≦Ｂ≦８０
   を満足するように前記バルブを前記リフレクターに対してＺ方向に移動させ、左右差照度Ｃが、
   −２≦Ｃ≦２
   を満足するように該バルブを該リフレクターに対してＸ方向に移動させることを特徴とする請求項６に記載の位置調整装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の位置調整装置を用いて光源のバルブとリフレクターの相対的位置を調整する工程を含むことを特徴とする位置調整方法。