JP2006208472A - 光学装置の製造装置、その製造方法、およびプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】 投射位置調整装置が設けられたプロジェクタに用いられる光学装置の製造の効率化および迅速化を図れかつ、光学装置を高精度に製造できる光学装置の製造装置を提供することにある。
【解決手段】製造装置は、色合成光学装置が支持固定された支持構造体を所定位置で保持する保持部と、光変調装置の位置調整を実施する6軸位置調整装置30と、位置調整用の光束を導入する調整用光源装置81と、光変調装置および色合成光学装置を介した画像光を検出する光束検出装置40と、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定部60と、光束検出装置40の移動機構43を駆動制御する制御部73とを備える。制御部73は、メモリ734に記憶された設計上の厚み寸法と比較して差寸法を算出する製造誤差判定部735と、光束検出装置40のCCDカメラ41を光軸方向に変位させる駆動制御部733とを備える。
【選択図】 図14
【解決手段】製造装置は、色合成光学装置が支持固定された支持構造体を所定位置で保持する保持部と、光変調装置の位置調整を実施する6軸位置調整装置30と、位置調整用の光束を導入する調整用光源装置81と、光変調装置および色合成光学装置を介した画像光を検出する光束検出装置40と、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定部60と、光束検出装置40の移動機構43を駆動制御する制御部73とを備える。制御部73は、メモリ734に記憶された設計上の厚み寸法と比較して差寸法を算出する製造誤差判定部735と、光束検出装置40のCCDカメラ41を光軸方向に変位させる駆動制御部733とを備える。
【選択図】 図14
Description
本発明は、光学装置の製造装置、その製造方法、およびプロジェクタに関する。
従来、R,G,Bの3つの色光を色光毎に画像情報に応じて変調する3つの光変調装置(液晶パネル)、および、これら光変調装置が取り付けられ、変調された3つの光束を合成して画像光を形成する色合成光学装置(クロスダイクロイックプリズム)を備える光学装置と、形成された光学像を拡大投射する投射光学装置(投射レンズ)とを備えたプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、鮮明な画像を得るために、各液晶パネルは投射レンズのバックフォーカス位置に必ずなければならない。また、より鮮明な画像を得るために、各液晶パネル間での画素ずれの発生を防止する必要がある。
このため、プロジェクタの製造時において、各液晶パネルを投射レンズのバックフォーカス位置に正確に配置するフォーカス調整、および、各液晶パネルの画素を一致させるアライメント調整が高精度に実施される。そして、このような調整を実施して光学装置を製造する光学装置の製造装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の光学装置の製造装置は、液晶パネルに光束を導入する光源装置と、液晶パネルおよびクロスダイクロイックプリズムを介し投射レンズにて拡大投射された画像光を投影する画像形成部と、画像形成部に投影された投影画像を検出する光束検出装置と、この光束検出装置で検出された光束に基づいて、液晶パネルのフォーカス・アライメント調整を実施する位置調整装置とを備える。
このようなプロジェクタでは、鮮明な画像を得るために、各液晶パネルは投射レンズのバックフォーカス位置に必ずなければならない。また、より鮮明な画像を得るために、各液晶パネル間での画素ずれの発生を防止する必要がある。
このため、プロジェクタの製造時において、各液晶パネルを投射レンズのバックフォーカス位置に正確に配置するフォーカス調整、および、各液晶パネルの画素を一致させるアライメント調整が高精度に実施される。そして、このような調整を実施して光学装置を製造する光学装置の製造装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の光学装置の製造装置は、液晶パネルに光束を導入する光源装置と、液晶パネルおよびクロスダイクロイックプリズムを介し投射レンズにて拡大投射された画像光を投影する画像形成部と、画像形成部に投影された投影画像を検出する光束検出装置と、この光束検出装置で検出された光束に基づいて、液晶パネルのフォーカス・アライメント調整を実施する位置調整装置とを備える。
また、上述したプロジェクタでは、プロジェクタを低い位置に固定して上方にあおり投射する場合や、高い位置に固定して下方にあおり投射する場合がある。このため、液晶パネル等の光学系に対して、光束が射出される方向と直交する方向に投射レンズを移動させる投射位置調整装置が設けられたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2に記載の投射位置調整装置は、クロスダイクロイックプリズムを支持固定する支持構造体(プリズム台)に取り付けられている。そして、この投射位置調整装置は、投射レンズの鏡筒を上下にスライド可能に保持する保持部材と、保持部材に回動可能に取り付けられ、かつ鏡筒の外周面に取り付けたナットと螺合するシフト棒とを含んで構成される。そして、シフト棒の上端側に配設された回転ノブを左右に回転させ、ねじ駆動することにより、投射レンズを上下に昇降させる。
特許文献2に記載の投射位置調整装置は、クロスダイクロイックプリズムを支持固定する支持構造体(プリズム台)に取り付けられている。そして、この投射位置調整装置は、投射レンズの鏡筒を上下にスライド可能に保持する保持部材と、保持部材に回動可能に取り付けられ、かつ鏡筒の外周面に取り付けたナットと螺合するシフト棒とを含んで構成される。そして、シフト棒の上端側に配設された回転ノブを左右に回転させ、ねじ駆動することにより、投射レンズを上下に昇降させる。
ところで、上述した特許文献2に記載の投射位置調整装置が設けられたプロジェクタに用いられる光学装置を、上述した特許文献1に記載の製造装置にて製造する際には、例えば、投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を有する基準投射位置調整装置、および投射光学装置の設計上の光学特性を有する基準投射光学装置を支持構造体に取り付けた状態で、光学装置を製造する方法が考えられる。このような製造方法を採用することで、複数の光学装置の製造において、共通の基準投射位置調整装置および基準投射光学装置を用いることができ、光学装置の製造の効率化および迅速化を図れる。
しかしながら、投射位置調整装置は、構造上、スライドおよびねじ駆動させる構成を採用するため、該投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法にばらつき(製造誤差)が生じやすい。このように、実際に製品となる投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合には、上記の製造方法により製造された光学装置に前記投射位置調整装置および投射光学装置を取り付けた際に、各液晶パネルが投射光学装置のバックフォーカス位置からずれることとなる。このため、鮮明な画像を得ることができない、という問題がある。
しかしながら、投射位置調整装置は、構造上、スライドおよびねじ駆動させる構成を採用するため、該投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法にばらつき(製造誤差)が生じやすい。このように、実際に製品となる投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合には、上記の製造方法により製造された光学装置に前記投射位置調整装置および投射光学装置を取り付けた際に、各液晶パネルが投射光学装置のバックフォーカス位置からずれることとなる。このため、鮮明な画像を得ることができない、という問題がある。
本発明の目的は、投射位置調整装置が設けられたプロジェクタに用いられる光学装置の製造の効率化および迅速化を図れかつ、光学装置を高精度に製造できる光学装置の製造装置、その製造方法、およびプロジェクタを提供することにある。
本発明の光学装置の製造装置は、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置を所定位置で支持固定する支持構造体とを備え、プロジェクタに用いられる光学装置を製造する光学装置の製造装置であって、前記プロジェクタは、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備え、当該製造装置は、前記色合成光学装置が支持固定された前記支持構造体を所定位置で保持する保持部と、前記光変調装置を保持し前記色合成光学装置に対して前記光変調装置の位置調整を実施する位置調整部と、前記光変調装置に対して位置調整用の光束を導入する調整用光源装置と、前記光変調装置および前記色合成光学装置を介した画像光を検出する光束検出部、および前記光束検出部を移動自在とする移動機構を有する光束検出装置と、前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定部と、前記移動機構を駆動制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された設計上の厚み寸法、および前記寸法測定部にて測定された前記投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を比較して差寸法を算出する製造誤差判定部と、前記移動機構を駆動制御し前記光束検出部を設計上の検出位置から前記製造誤差判定部にて算出された差寸法に応じた距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付けさせる駆動制御部とを備えていることを特徴とする。
本発明では、製造装置は、保持部と、位置調整部と、調整用光源装置と、光束検出装置と、制御部とを備えているので、例えば、以下のように光学装置を製造できる。
先ず、色合成光学装置および投射位置調整装置が支持固定された支持構造体を保持部に保持させる。
次に、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を寸法測定部に測定させる。
そして、制御部を構成する製造誤差判定部が、記憶部に記憶された設計上の厚み寸法、および寸法測定部にて測定された投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を比較して差寸法を算出する。また、制御部を構成する駆動制御部が、光束検出装置の移動機構を駆動制御して、光束検出部を設計上の検出位置から製造誤差判定部にて算出された差寸法に応じた距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付けて光束検出部の検出位置を補正する。
次に、光変調装置を位置調整部に保持させる。また、光変調装置に対して位置調整用の光束を調整用光源装置に導入させる。さらに、光変調装置および色合成光学装置を介した画像光を光束検出装置に直接検出させる。そして、光束検出装置にて検出された画像に基づいて、位置調整部を用いて色合成光学装置に対する姿勢最適位置に光変調装置を位置決めする。
先ず、色合成光学装置および投射位置調整装置が支持固定された支持構造体を保持部に保持させる。
次に、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を寸法測定部に測定させる。
そして、制御部を構成する製造誤差判定部が、記憶部に記憶された設計上の厚み寸法、および寸法測定部にて測定された投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を比較して差寸法を算出する。また、制御部を構成する駆動制御部が、光束検出装置の移動機構を駆動制御して、光束検出部を設計上の検出位置から製造誤差判定部にて算出された差寸法に応じた距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付けて光束検出部の検出位置を補正する。
次に、光変調装置を位置調整部に保持させる。また、光変調装置に対して位置調整用の光束を調整用光源装置に導入させる。さらに、光変調装置および色合成光学装置を介した画像光を光束検出装置に直接検出させる。そして、光束検出装置にて検出された画像に基づいて、位置調整部を用いて色合成光学装置に対する姿勢最適位置に光変調装置を位置決めする。
本発明によれば、製造装置が上述した構成を備えているので、従来の製造方法のように、基準投射位置調整装置および基準投射光学装置を用いる必要がなく、光学装置の製造の効率化および迅速化を図れる。
また、従来のように、光変調装置および色合成光学装置を介し投射光学装置で拡大投射された画像光を投影する画像形成部を必要とせず、製造装置の小型化を図れる。
さらに、実際に製品となる投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合であっても、寸法測定部、製造誤差判定部、および駆動制御部により、光束検出部を設計上の検出位置から製造誤差に応じた距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付けるため、光束検出装置にて製造誤差に応じた検出位置で検出された画像に基づいて、位置調整部を用いて色合成光学装置に対する姿勢最適位置に光変調装置を位置決めすれば、本発明の製造装置を用いて製造された光学装置に前記投射位置調整装置および投射光学装置を取り付けた際に、各光変調装置が投射光学装置のバックフォーカス位置からずれることを回避でき、光学装置を高精度に製造できる。
また、従来のように、光変調装置および色合成光学装置を介し投射光学装置で拡大投射された画像光を投影する画像形成部を必要とせず、製造装置の小型化を図れる。
さらに、実際に製品となる投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合であっても、寸法測定部、製造誤差判定部、および駆動制御部により、光束検出部を設計上の検出位置から製造誤差に応じた距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付けるため、光束検出装置にて製造誤差に応じた検出位置で検出された画像に基づいて、位置調整部を用いて色合成光学装置に対する姿勢最適位置に光変調装置を位置決めすれば、本発明の製造装置を用いて製造された光学装置に前記投射位置調整装置および投射光学装置を取り付けた際に、各光変調装置が投射光学装置のバックフォーカス位置からずれることを回避でき、光学装置を高精度に製造できる。
本発明の光学装置の製造装置では、前記制御部は、前記光束検出装置から検出された画像を取り込んで画像信号に変換する画像取込部と、前記画像取込部から出力された画像信号に基づいて画像処理を実施し、処理した結果に基づいて前記光変調装置の姿勢最適位置を判定する画像処理部とを備え、前記駆動制御部は、前記画像処理部にて判定された姿勢最適位置に基づいて前記位置調整部を駆動制御し前記光変調装置の位置調整を実施させることが好ましい。
本発明では、制御部は、画像取込部および画像処理部を備え、光束検出装置にて検出された画像を取り込んで画像処理を実施して光変調装置の姿勢最適位置を判定する。そして、駆動制御部が、判定した姿勢最適位置に基づいて位置調整部を駆動制御する。このことにより、光変調装置の位置調整において、光変調装置および色合成光学装置を介し光束検出装置にて検出された画像を例えばモニタ等にて確認し位置調整部を手動にて操作する構成と比較して、調整精度の曖昧さを解消し、光変調装置を色合成光学装置に対して最適な位置に調整でき、より高精度に光学装置を製造できる。
本発明では、制御部は、画像取込部および画像処理部を備え、光束検出装置にて検出された画像を取り込んで画像処理を実施して光変調装置の姿勢最適位置を判定する。そして、駆動制御部が、判定した姿勢最適位置に基づいて位置調整部を駆動制御する。このことにより、光変調装置の位置調整において、光変調装置および色合成光学装置を介し光束検出装置にて検出された画像を例えばモニタ等にて確認し位置調整部を手動にて操作する構成と比較して、調整精度の曖昧さを解消し、光変調装置を色合成光学装置に対して最適な位置に調整でき、より高精度に光学装置を製造できる。
本発明の光学装置の製造装置は、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置を所定位置で支持固定する支持構造体とを備え、プロジェクタに用いられる光学装置を製造する光学装置の製造装置であって、前記プロジェクタは、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備え、当該製造装置は、前記色合成光学装置、前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を有する基準投射位置調整装置、および前記投射光学装置の設計上の光学特性を有する基準投射光学装置が支持固定された前記支持構造体を所定位置で保持する保持部と、前記光変調装置を保持し前記色合成光学装置に対して前記光変調装置の位置調整を実施する位置調整部と、前記光変調装置に対して位置調整用の光束を導入する調整用光源装置と、前記光変調装置および前記色合成光学装置を介し前記基準投射光学装置にて拡大投射された画像光が投影される画像形成部と、前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定部と、前記位置調整部を駆動制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された設計上の厚み寸法、および前記寸法測定部にて測定された前記投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を比較して差寸法を算出する製造誤差判定部と、前記位置調整部にて前記光変調装置の位置調整を実施した後、前記位置調整部を駆動制御し、前記製造誤差判定部にて算出された差寸法に応じた距離だけ前記光変調装置を光軸方向に移動させる駆動制御部とを備えていることを特徴とする。
本発明では、製造装置は、保持部と、位置調整部と、調整用光源装置と、画像形成部と、寸法測定部と、制御部とを備えているので、例えば、以下のように光学装置を製造できる。
先ず、色合成光学装置および投射位置調整装置が支持固定された支持構造体を保持部に保持させる。
次に、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を寸法測定部に測定させる。
次に、投射位置調整装置を支持構造体から取り外し、支持構造体に対して投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を有する基準投射位置調整装置、および投射光学装置の設計上の光学特性を有する基準投射光学装置を取り付ける。
次に、光変調装置を位置調整部に保持させる。また、光変調装置に対して位置調整用の光束を調整用光源装置に導入させる。さらに、光変調装置および色合成光学装置を介し基準投射光学装置にて拡大投射され画像形成部に投影された投影画像に基づいて、位置調整部を用いて色合成光学装置に対する姿勢最適位置に光変調装置を位置決めする。
この後、制御部を構成する製造誤差判定部が、記憶部に記憶された設計上の厚み寸法、および寸法測定部にて測定された投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を比較して差寸法を算出する。そして、制御部を構成する駆動制御部が、位置調整部を駆動制御して、製造誤差判定部にて算出された差寸法に応じた距離だけ光変調装置を光軸方向に移動させて光変調装置の位置を補正する。
先ず、色合成光学装置および投射位置調整装置が支持固定された支持構造体を保持部に保持させる。
次に、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を寸法測定部に測定させる。
次に、投射位置調整装置を支持構造体から取り外し、支持構造体に対して投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を有する基準投射位置調整装置、および投射光学装置の設計上の光学特性を有する基準投射光学装置を取り付ける。
次に、光変調装置を位置調整部に保持させる。また、光変調装置に対して位置調整用の光束を調整用光源装置に導入させる。さらに、光変調装置および色合成光学装置を介し基準投射光学装置にて拡大投射され画像形成部に投影された投影画像に基づいて、位置調整部を用いて色合成光学装置に対する姿勢最適位置に光変調装置を位置決めする。
この後、制御部を構成する製造誤差判定部が、記憶部に記憶された設計上の厚み寸法、および寸法測定部にて測定された投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を比較して差寸法を算出する。そして、制御部を構成する駆動制御部が、位置調整部を駆動制御して、製造誤差判定部にて算出された差寸法に応じた距離だけ光変調装置を光軸方向に移動させて光変調装置の位置を補正する。
本発明によれば、製造装置が上述した構成を備えているので、複数の光学装置の製造において、共通の基準投射位置調整装置および基準投射光学装置を用いることができ、光学装置の製造の効率化および迅速化を図れる。
また、実際に製品となる投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合であっても、寸法測定部、製造誤差判定部、および駆動制御部により、光変調装置の位置調整の後、製造誤差に応じた距離だけ光軸方向に光変調装置を移動させて光変調装置の位置を補正するため、本発明の製造装置を用いて製造された光学装置に前記投射位置調整装置および投射光学装置を取り付けた際に、前記投射光学装置のバックフォーカス位置に光変調装置を良好に位置付けることができ、光学装置を高精度に製造できる。
さらに、従来の製造装置に、寸法測定部、製造誤差判定部、および駆動制御部を設けるだけで、光学装置を高精度に製造でき、従来の製造装置を大幅に改良することがない。
また、実際に製品となる投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合であっても、寸法測定部、製造誤差判定部、および駆動制御部により、光変調装置の位置調整の後、製造誤差に応じた距離だけ光軸方向に光変調装置を移動させて光変調装置の位置を補正するため、本発明の製造装置を用いて製造された光学装置に前記投射位置調整装置および投射光学装置を取り付けた際に、前記投射光学装置のバックフォーカス位置に光変調装置を良好に位置付けることができ、光学装置を高精度に製造できる。
さらに、従来の製造装置に、寸法測定部、製造誤差判定部、および駆動制御部を設けるだけで、光学装置を高精度に製造でき、従来の製造装置を大幅に改良することがない。
本発明の光学装置の製造装置では、前記画像形成部に投影された画像光を前記画像形成部の裏面側から検出する画像検出装置を備え、前記制御部は、前記画像検出装置にて検出された画像を取り込んで画像信号に変換する画像取込部と、前記画像取込部から出力された画像信号に基づいて画像処理を実施し、処理した結果に基づいて前記光変調装置の姿勢最適位置を判定する画像処理部とを備え、前記駆動制御部は、前記画像処理部にて判定された姿勢最適位置に基づいて前記位置調整部を駆動制御し前記光変調装置の位置調整を実施させることが好ましい。
本発明では、制御部は、画像取込部および画像処理部を備え、画像検出装置にて検出された画像を取り込んで画像処理を実施して光変調装置の姿勢最適位置を判定する。そして、駆動制御部が、判定した姿勢最適位置に基づいて位置調整部を駆動制御する。このことにより、光変調装置の位置調整において、例えば光変調装置および色合成光学装置を介し基準投射光学装置にて拡大投射され画像形成部に投影された投影画像を目視にて確認し位置調整部を手動にて操作する構成と比較して、調整精度の曖昧さを解消し、光変調装置を色合成光学装置に対して最適な位置に調整でき、より高精度に光学装置を製造できる。
本発明では、制御部は、画像取込部および画像処理部を備え、画像検出装置にて検出された画像を取り込んで画像処理を実施して光変調装置の姿勢最適位置を判定する。そして、駆動制御部が、判定した姿勢最適位置に基づいて位置調整部を駆動制御する。このことにより、光変調装置の位置調整において、例えば光変調装置および色合成光学装置を介し基準投射光学装置にて拡大投射され画像形成部に投影された投影画像を目視にて確認し位置調整部を手動にて操作する構成と比較して、調整精度の曖昧さを解消し、光変調装置を色合成光学装置に対して最適な位置に調整でき、より高精度に光学装置を製造できる。
本発明の光学装置の製造装置では、前記寸法測定部は、被測定対象の厚み寸法を測定する際の基準位置または測定位置に向けてレーザ光を射出するレーザ光射出部と、前記基準位置または前記測定位置にて反射されたレーザ光を受光するレーザ光受光部とを備え、前記レーザ光受光部における前記基準位置にて反射されたレーザ光の受光位置、および前記測定位置にて反射されたレーザ光の受光位置の変位に基づいて、前記被測定対象の厚み寸法を測定することが好ましい。
本発明によれば、寸法測定部が、レーザ光射出部およびレーザ光受光部で構成され、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を非接触にて測定する構成であるので、寸法測定部を接触式の寸法測定部とする構成と比較して、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を迅速に測定でき、光学装置をより迅速に製造できる。
本発明によれば、寸法測定部が、レーザ光射出部およびレーザ光受光部で構成され、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を非接触にて測定する構成であるので、寸法測定部を接触式の寸法測定部とする構成と比較して、投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を迅速に測定でき、光学装置をより迅速に製造できる。
本発明の光学装置の製造装置では、前記投射光学装置は、少なくとも1つのレンズと、前記レンズを内部に収納保持する鏡筒とを備え、前記鏡筒の投射方向基端部分には、外側に拡がるフランジ部が形成され、前記フランジ部と前記移動板とが当接し、少なくとも3つの部位が固定部材により固定されることで、前記投射光学装置が前記投射位置調整装置に支持され、前記寸法測定部は、前記少なくとも3つの部位の近傍位置における前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法をそれぞれ測定することが好ましい。
本発明では、例えば、記憶部に前記少なくとも3つの部位の近傍位置における投射位置調整装置における設計上の光軸方向の厚み寸法をそれぞれ記憶させておく。また、製造誤差判定部は、記憶部に記憶された設計上の各厚み寸法と、寸法測定部にて測定された各厚み寸法とをそれぞれ比較して差寸法をそれぞれ算出する。そして、駆動制御部は、移動機構を駆動制御して、光束検出部を設計上の検出位置から、光束検出部における前記少なくとも3つの部位に対応する各位置を前記各差寸法に応じた各距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付けて光束検出部の検出位置を補正する。または、駆動制御部は、位置調整部を駆動制御して、光変調装置における前記少なくとも3つの部位に対応する各位置を前記各差寸法に応じた各距離だけ光軸方向に移動させて光変調装置の位置を補正する。このことにより、投射位置調整装置の製造誤差が光軸方向と直交する平面に沿って異なるように生じている場合であっても、本発明の製造装置を用いて製造された光学装置に投射位置調整装置および投射光学装置を取り付けた際に、各光変調装置の画像形成領域を投射光学装置のバックフォーカス面に良好に位置付けることができ、寸法測定部が1つの部位での投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を測定する構成と比較して、光学装置をさらに一層高精度に製造できる。
また、投射光学装置を接続する部位での投射位置調整装置の厚み寸法に応じて光束検出部の検出位置の補正、または、光変調装置の位置の補正を実施するので、前記補正を適切に実施し、光学装置をより高精度に製造できる。
本発明では、例えば、記憶部に前記少なくとも3つの部位の近傍位置における投射位置調整装置における設計上の光軸方向の厚み寸法をそれぞれ記憶させておく。また、製造誤差判定部は、記憶部に記憶された設計上の各厚み寸法と、寸法測定部にて測定された各厚み寸法とをそれぞれ比較して差寸法をそれぞれ算出する。そして、駆動制御部は、移動機構を駆動制御して、光束検出部を設計上の検出位置から、光束検出部における前記少なくとも3つの部位に対応する各位置を前記各差寸法に応じた各距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付けて光束検出部の検出位置を補正する。または、駆動制御部は、位置調整部を駆動制御して、光変調装置における前記少なくとも3つの部位に対応する各位置を前記各差寸法に応じた各距離だけ光軸方向に移動させて光変調装置の位置を補正する。このことにより、投射位置調整装置の製造誤差が光軸方向と直交する平面に沿って異なるように生じている場合であっても、本発明の製造装置を用いて製造された光学装置に投射位置調整装置および投射光学装置を取り付けた際に、各光変調装置の画像形成領域を投射光学装置のバックフォーカス面に良好に位置付けることができ、寸法測定部が1つの部位での投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を測定する構成と比較して、光学装置をさらに一層高精度に製造できる。
また、投射光学装置を接続する部位での投射位置調整装置の厚み寸法に応じて光束検出部の検出位置の補正、または、光変調装置の位置の補正を実施するので、前記補正を適切に実施し、光学装置をより高精度に製造できる。
本発明の光学装置の製造方法は、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置を所定位置で支持固定する支持構造体とを備え、プロジェクタに用いられる光学装置を製造する光学装置の製造方法であって、前記プロジェクタは、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備え、当該製造方法は、前記色合成光学装置および前記投射位置調整装置が支持固定された前記支持構造体を所定位置に設置する装置設置工程と、前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定工程と、前記寸法測定工程にて測定した前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法、および前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を比較して差寸法を算出する製造誤差算出工程と、前記製造誤差算出工程にて算出した差寸法に基づいて光束検出装置における検出位置を設計上の検出位置から前記差寸法に応じた距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付ける位置補正工程と、前記光変調装置を位置調整部に保持させる光変調装置保持工程と、前記光変調装置に対して位置調整用の光束を導入する光束導入工程と、前記光変調装置および前記色合成光学装置を介した画像光を前記光束検出装置に検出させる画像光検出工程と、前記位置調整部を用いて前記色合成光学装置に対する姿勢最適位置に前記光変調装置を位置決めする位置決め工程とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、光学装置の製造方法は、装置設置工程と、寸法測定工程と、製造誤差算出工程と、位置補正工程と、光変調装置保持工程と、光束導入工程と、画像光検出工程と、位置決め工程とを備えているので、上述した光学装置の製造装置と同様の作用・効果を享受できる。
本発明によれば、光学装置の製造方法は、装置設置工程と、寸法測定工程と、製造誤差算出工程と、位置補正工程と、光変調装置保持工程と、光束導入工程と、画像光検出工程と、位置決め工程とを備えているので、上述した光学装置の製造装置と同様の作用・効果を享受できる。
本発明の光学装置の製造方法では、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置を所定位置で支持固定する支持構造体とを備え、プロジェクタに用いられる光学装置を製造する光学装置の製造方法であって、前記プロジェクタは、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備え、当該製造方法は、前記色合成光学装置および前記投射位置調整装置が支持固定された前記支持構造体を所定位置に設置する装置設置工程と、前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定工程と、前記投射位置調整装置を前記支持構造体から取り外し、前記支持構造体に対して、前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を有する基準投射位置調整装置、および前記投射光学装置の設計上の光学特性を有する基準投射光学装置を取り付ける基準装置取付工程と、前記光変調装置を位置調整部に保持させる光変調装置保持工程と、前記光変調装置に対して位置調整用の光束を導入する光束導入工程と、前記光変調装置および前記色合成光学装置を介し前記基準投射光学装置にて拡大投射され画像形成部に投影された投影画像に基づいて、前記位置調整部を用いて前記色合成光学装置に対する姿勢最適位置に前記光変調装置を位置決めする位置決め工程と、前記寸法測定工程にて測定した前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法、および前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を比較して差寸法を算出する製造誤差算出工程と、前記製造誤差算出工程にて算出した差寸法に基づいて、前記位置調整部を用いて前記差寸法に応じた距離だけ前記光変調装置を光軸方向に移動させる位置補正工程とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、光学装置の製造方法は、装置設置工程と、寸法測定工程と、基準装置取付工程と、光変調装置保持工程と、光束導入工程と、位置決め工程と、製造誤差算出工程と、位置補正工程とを備えているので、上述した光学装置の製造装置と同様の作用・効果を享受できる。
本発明によれば、光学装置の製造方法は、装置設置工程と、寸法測定工程と、基準装置取付工程と、光変調装置保持工程と、光束導入工程と、位置決め工程と、製造誤差算出工程と、位置補正工程とを備えているので、上述した光学装置の製造装置と同様の作用・効果を享受できる。
本発明のプロジェクタは、光源装置と、上述した光学装置の製造方法により製造された光学装置と、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した製造方法により製造された光学装置を備えているので、上述した光学装置の製造方法と同様の作用・効果を享受できる。
また、プロジェクタは、高精度に製造された光学装置を備えているので、鮮明な画像光をスクリーン上に形成できる。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した製造方法により製造された光学装置を備えているので、上述した光学装置の製造方法と同様の作用・効果を享受できる。
また、プロジェクタは、高精度に製造された光学装置を備えているので、鮮明な画像光をスクリーン上に形成できる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図1は、製造対象とされる光学装置を備えるプロジェクタ100の構造を模式的に示す図である。
プロジェクタ100は、光源から射出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し、形成したカラー画像を図示しないスクリーン上に拡大投射する。このプロジェクタ100は、図1に示すように、外装筺体100Aと、光学ユニット100Bとを備える。
なお、図1において、図示は省略するが、外装筺体100A内において、光学ユニット100B以外の空間には、プロジェクタ100の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ100内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ100全体を制御する制御基板等が配置されるものとする。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図1は、製造対象とされる光学装置を備えるプロジェクタ100の構造を模式的に示す図である。
プロジェクタ100は、光源から射出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し、形成したカラー画像を図示しないスクリーン上に拡大投射する。このプロジェクタ100は、図1に示すように、外装筺体100Aと、光学ユニット100Bとを備える。
なお、図1において、図示は省略するが、外装筺体100A内において、光学ユニット100B以外の空間には、プロジェクタ100の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ100内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ100全体を制御する制御基板等が配置されるものとする。
外装筺体100Aは、射出成型等による合成樹脂製品であり、光学ユニット100Bを内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装筺体100Aは、プロジェクタ100の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ100の底面、前面、側面、および背面をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、前記アッパーケースおよび前記ロアーケースは互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体100Aは、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
なお、外装筺体100Aは、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
図2は、光学ユニット100Bの構造を示す斜視図である。
光学ユニット100Bは、前記制御基板による制御の下、光源装置から射出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し、投射レンズを介してスクリーン上に拡大投射する。この光学ユニット100Bは、図1に示すように、インテグレータ照明光学系110と、色分離光学装置120と、リレー光学系130と、光学装置140と、投射位置調整装置150と、投射光学装置としての投射レンズ160と、光学部品用筐体170とを備える。
光学ユニット100Bは、前記制御基板による制御の下、光源装置から射出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し、投射レンズを介してスクリーン上に拡大投射する。この光学ユニット100Bは、図1に示すように、インテグレータ照明光学系110と、色分離光学装置120と、リレー光学系130と、光学装置140と、投射位置調整装置150と、投射光学装置としての投射レンズ160と、光学部品用筐体170とを備える。
インテグレータ照明光学系110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る。このインテグレータ照明光学系110は、図1に示すように、光源ランプ111Aおよびリフレクタ111Bを含む光源装置111と、第1レンズアレイ112と、第2レンズアレイ113と、偏光変換素子114と、重畳レンズ115とを備える。光源ランプ111Aから射出された光束は、リフレクタ111Bによって射出方向が揃えられ、第1レンズアレイ112によって複数の部分光束に分割され、第2レンズアレイ113の近傍で結像する。第2レンズアレイ113から射出された各部分光束は、その中心軸(主光線)が後段の偏光変換素子114の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子114にて略1種類の直線偏光光として射出される。偏光変換素子114から直線偏光光として射出され、重畳レンズ115を介した複数の部分光束は、光学装置140の後述する3枚の液晶パネル上で重畳する。
色分離光学装置120は、2枚のダイクロイックミラー121,122と、反射ミラー123とを備え、これらのダイクロイックミラー121,122、反射ミラー123によりインテグレータ照明光学系110から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の三色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学系130は、入射側レンズ131、リレーレンズ132、および反射ミラー133,134を備え、色分離光学装置120で分離された色光を後述する液晶パネルまで導く機能を有する。
リレー光学系130は、入射側レンズ131、リレーレンズ132、および反射ミラー133,134を備え、色分離光学装置120で分離された色光を後述する液晶パネルまで導く機能を有する。
図3は、光学装置本体140A、投射位置調整装置150、および投射レンズ160の接続構造を示す分解斜視図である。なお、図3では、説明の便宜上、投射レンズ160の投射方向をZ軸とし、該Z軸と直交する2軸をX軸およびY軸とする。
光学装置140は、色分離光学装置120から射出される3つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調し、変調した各色光を合成してカラー画像を形成して拡大投射する。この光学装置140は、図1に示すように、液晶パネル1411(図3)を有する3つの光変調装置141と、これら光変調装置141の光束入射側および光束射出側にそれぞれ配置される入射側偏光板142および射出側偏光板143と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム144と、支持構造体145とを備える。そして、これらのうち、3つの光変調装置141、3つの射出側偏光板143、クロスダイクロイックプリズム144、および支持構造体145が一体化されて、光学装置本体140A(図3)を構成する。なお、この光学装置本体140Aの詳細な構成については、後述する。また、光学装置本体140Aにおいて、3つの光変調装置141、3つの射出側偏光板143、クロスダイクロイックプリズム144、および支持構造体145の他、3つの入射側偏光板142も一体化する構成を採用してもよい。
光学装置140は、色分離光学装置120から射出される3つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調し、変調した各色光を合成してカラー画像を形成して拡大投射する。この光学装置140は、図1に示すように、液晶パネル1411(図3)を有する3つの光変調装置141と、これら光変調装置141の光束入射側および光束射出側にそれぞれ配置される入射側偏光板142および射出側偏光板143と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム144と、支持構造体145とを備える。そして、これらのうち、3つの光変調装置141、3つの射出側偏光板143、クロスダイクロイックプリズム144、および支持構造体145が一体化されて、光学装置本体140A(図3)を構成する。なお、この光学装置本体140Aの詳細な構成については、後述する。また、光学装置本体140Aにおいて、3つの光変調装置141、3つの射出側偏光板143、クロスダイクロイックプリズム144、および支持構造体145の他、3つの入射側偏光板142も一体化する構成を採用してもよい。
入射側偏光板142は、偏光変換素子114で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子114で揃えられた光束の偏光軸と略同一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。この入射側偏光板142は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。
光変調装置141を構成する液晶パネル1411は、具体的な図示は省略するが、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、図示しない制御基板から出力される駆動信号に応じて、前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板142から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
光変調装置141を構成する液晶パネル1411は、具体的な図示は省略するが、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、図示しない制御基板から出力される駆動信号に応じて、前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板142から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
射出側偏光板143は、入射側偏光板142と略同様の構成であり、光変調装置141から射出された光束のうち、入射側偏光板142における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。
クロスダイクロイックプリズム144は、射出側偏光板143から射出された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光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム144は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、投射レンズ160に対向する側に配置された光変調装置141から射出され射出側偏光板143を介した色光を透過し、残りの2つの各光変調装置141から射出され射出側偏光板143を介した色光を反射する。このようにして、各光変調装置141にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
クロスダイクロイックプリズム144は、射出側偏光板143から射出された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光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム144は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、投射レンズ160に対向する側に配置された光変調装置141から射出され射出側偏光板143を介した色光を透過し、残りの2つの各光変調装置141から射出され射出側偏光板143を介した色光を反射する。このようにして、各光変調装置141にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
投射レンズ160は、図3に示すように、筒状の鏡筒161内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、光学装置140により画像情報に応じて変調されたカラー画像を拡大投射する。また、この投射レンズ160は、図3に示すように、鏡筒161の基端側の外周部分から外側に拡がる平面視略矩形状のフランジ部162を有している。
このフランジ部162には、図3に示すように、四隅位置に投射位置調整装置150と接続するための固定用孔1621がそれぞれ形成されている。
なお、具体的な図示は省略するが、鏡筒161は、複数の部材を接続することで構成され、複数の部材にて複数のレンズを支持している。これら複数の部材のうち、少なくとも2つの部材は、他の部材に対して回転可能に構成されている。そして、投射レンズ160は、前記少なくとも2つの部材を回転させることで、複数のレンズの相対位置を変更し、投影画像の倍率調整、焦点調整を実施可能に構成されている。
このフランジ部162には、図3に示すように、四隅位置に投射位置調整装置150と接続するための固定用孔1621がそれぞれ形成されている。
なお、具体的な図示は省略するが、鏡筒161は、複数の部材を接続することで構成され、複数の部材にて複数のレンズを支持している。これら複数の部材のうち、少なくとも2つの部材は、他の部材に対して回転可能に構成されている。そして、投射レンズ160は、前記少なくとも2つの部材を回転させることで、複数のレンズの相対位置を変更し、投影画像の倍率調整、焦点調整を実施可能に構成されている。
投射位置調整装置150は、図3に示すように、光学装置本体140Aを構成する支持構造体145に取り付けられ、投射レンズ160を支持するとともに、投射レンズ160を水平方向(図3中、X軸方向)、および垂直方向(図3中、Y軸方向)に移動させ、投射レンズ160から拡大投射される投影画像の位置を移動させる。なお、投射位置調整装置150の詳細な構成については、後述する。
光学部品用筐体170は、射出成型等による合成樹脂製品であり、図2に示すように、上述した光学部品110,120,130,140が収納される部品収納部材171と、部品収納部材171の上面の開口部分を塞ぐ蓋状部材172とを備える。
部品収納部材171は、光源装置111が収納される光源収納部171Aと、光源装置111を除く他の光学部品110,120,130,140が収納される容器状に形成された部品収納部171Bとを備える。
部品収納部材171は、光源装置111が収納される光源収納部171Aと、光源装置111を除く他の光学部品110,120,130,140が収納される容器状に形成された部品収納部171Bとを備える。
光源収納部171Aは、略箱型形状であり、部品収納部171B側の端面およびこの端面に対向する端面に開口が形成されている。部品収納部171B側の端面に形成された開口は、光源装置111から射出された光束を透過させるためのものである。また、部品収納部171B側の端面に対向する端面に形成された開口は、光源装置111を光源収納部171Aの側方から挿し込むようにして収容するための開口である。
部品収納部171Bは、上面が開口した略直方体形状であり、その一端は光源収納部171Aに接続されている。また、この部品収納部171Bの他端側の底面には、図示は省略するが、光学装置本体140Aを構成する支持構造体145を取り付けるための取付部が形成されている。さらに、この部品収納部171Bの他端側の側面には、図示は省略するが、光学装置本体140Aを前記取付部に取り付けた際に、投射位置調整装置150および投射レンズ160が光学部品用筐体170外部に突出するように開口部が形成されている。さらにまた、この部品収納部171Bの側面の内側には、図示は省略するが、光学部品112〜115,121〜123,131〜134を上方からスライド式に嵌め込むための複数の溝部が形成されている。
蓋状部材172は、部品収納部材171における光学装置本体140Aの上方を除く上端開口部分を閉塞する。この蓋状部材172には、図2に示すように、表裏を貫通して複数の開口部172Aが形成され、この開口部172Aから、光学部品用筐体170内を冷却した空気が排出されることとなる。
部品収納部171Bは、上面が開口した略直方体形状であり、その一端は光源収納部171Aに接続されている。また、この部品収納部171Bの他端側の底面には、図示は省略するが、光学装置本体140Aを構成する支持構造体145を取り付けるための取付部が形成されている。さらに、この部品収納部171Bの他端側の側面には、図示は省略するが、光学装置本体140Aを前記取付部に取り付けた際に、投射位置調整装置150および投射レンズ160が光学部品用筐体170外部に突出するように開口部が形成されている。さらにまた、この部品収納部171Bの側面の内側には、図示は省略するが、光学部品112〜115,121〜123,131〜134を上方からスライド式に嵌め込むための複数の溝部が形成されている。
蓋状部材172は、部品収納部材171における光学装置本体140Aの上方を除く上端開口部分を閉塞する。この蓋状部材172には、図2に示すように、表裏を貫通して複数の開口部172Aが形成され、この開口部172Aから、光学部品用筐体170内を冷却した空気が排出されることとなる。
〔光学装置本体の構成〕
光学装置本体140Aは、3つの光変調装置141、3つの射出側偏光板143、およびクロスダイクロイックプリズム144が一体化された電気光学装置140Bと、電気光学装置140Bおよび投射位置調整装置150を一体化する支持構造体145とを備える。
電気光学装置140Bは、3つの光変調装置141、3つの射出側偏光板143、およびクロスダイクロイックプリズム144が以下に示すように一体化されたものである。
3つの射出側偏光板143は、図3に示すように、クロスダイクロイックプリズム144の各光束入射側端面に接着剤等により固着される。なお、図3では、3つの光束入射側端面のうち1つの光束入射側端面に固着された1つの射出側偏光板143のみ図示しているが、他の光束入射側端面にもそれぞれ射出側偏光板143が固着されている。
3つの光変調装置141は、図3に示すように、各液晶パネル1411が保持枠1412内に収納された構成を有する。そして、保持枠1412の四隅部分に形成された孔1412Aにピン1413を紫外線硬化型接着剤とともに挿入することにより、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に接着固定される。
光学装置本体140Aは、3つの光変調装置141、3つの射出側偏光板143、およびクロスダイクロイックプリズム144が一体化された電気光学装置140Bと、電気光学装置140Bおよび投射位置調整装置150を一体化する支持構造体145とを備える。
電気光学装置140Bは、3つの光変調装置141、3つの射出側偏光板143、およびクロスダイクロイックプリズム144が以下に示すように一体化されたものである。
3つの射出側偏光板143は、図3に示すように、クロスダイクロイックプリズム144の各光束入射側端面に接着剤等により固着される。なお、図3では、3つの光束入射側端面のうち1つの光束入射側端面に固着された1つの射出側偏光板143のみ図示しているが、他の光束入射側端面にもそれぞれ射出側偏光板143が固着されている。
3つの光変調装置141は、図3に示すように、各液晶パネル1411が保持枠1412内に収納された構成を有する。そして、保持枠1412の四隅部分に形成された孔1412Aにピン1413を紫外線硬化型接着剤とともに挿入することにより、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に接着固定される。
支持構造体145は、電気光学装置140Bおよび投射位置調整装置150を一体化する部材であり、図3に示すように、側面視略L字形状を有する。そして、この支持構造体145は、L字水平部分が電気光学装置載置部145Aとして機能し、L字垂直部分が調整装置接続部145Bとして機能する。
電気光学装置載置部145Aは、上面にて電気光学装置140Bを載置固定するとともに、光学部品用筐体170を構成する部品収納部材171の前記取付部に取り付けられる部分である。
調整装置接続部145Bは、投射位置調整装置150と接続する部分である。この調整装置接続部145Bの略中央部分には、図3に示すように、電気光学装置140Bから射出される光束を通過させるための円形状の開口部145B1が形成されている。また、この開口部145B1の周縁部分には、投射位置調整装置150と接続するための4つの固定用孔145B2が形成されている。
電気光学装置載置部145Aは、上面にて電気光学装置140Bを載置固定するとともに、光学部品用筐体170を構成する部品収納部材171の前記取付部に取り付けられる部分である。
調整装置接続部145Bは、投射位置調整装置150と接続する部分である。この調整装置接続部145Bの略中央部分には、図3に示すように、電気光学装置140Bから射出される光束を通過させるための円形状の開口部145B1が形成されている。また、この開口部145B1の周縁部分には、投射位置調整装置150と接続するための4つの固定用孔145B2が形成されている。
〔投射位置調整装置の構成〕
図4ないし図6は、投射位置調整装置150の構造を示す分解斜視図である。なお、図4ないし図6では、図3と同様に、投射レンズ160の投射方向をZ軸とし、該Z軸と直交する2軸をX軸およびY軸とする。
投射位置調整装置150は、図4ないし図6に示すように、支持構造体145の調整装置接続部145Bと接続する固定板としての基部153と、基部153上を摺動する移動板としてのYテーブル154およびXテーブル155から構成される台座159(図4)と、この台座159のYテーブル154を基部153上で摺動させるためのYテーブル駆動機構151と、Xテーブル155を基部153上で摺動させるためのXテーブル駆動機構152とを備える。
図5および図6にも示すように、基部153は、平面略矩形形状の板状の本体部1531と、この本体部1531の両端側から本体部1531に略直交して設けられ、Yテーブル154側に延出した延出部1532とを備える。
本体部1531の略中央部分には、投射レンズ160が挿入されるとともに、投射レンズ160が移動する略正方形形状の孔1531Aが形成されている。この孔1531Aにより投射レンズ160の移動可能な範囲が決定される。
また、本体部1531の両端部分には、支持構造体145を構成する調整装置接続部145Bの4つの固定用孔145B2に対応して4つの固定用孔1531Bが形成されている。そして、各固定用孔145B2,1531Bを図示しないねじ等により固定することで、投射位置調整装置150および支持構造体145が一体化する。なお、図4ないし図6では、本体部1531の両端部分のうち、一方の端部に形成された2つの固定用孔1531Bを図示しているが、他方の端部にも2つの固定用孔1531Bが形成されている。
図4ないし図6は、投射位置調整装置150の構造を示す分解斜視図である。なお、図4ないし図6では、図3と同様に、投射レンズ160の投射方向をZ軸とし、該Z軸と直交する2軸をX軸およびY軸とする。
投射位置調整装置150は、図4ないし図6に示すように、支持構造体145の調整装置接続部145Bと接続する固定板としての基部153と、基部153上を摺動する移動板としてのYテーブル154およびXテーブル155から構成される台座159(図4)と、この台座159のYテーブル154を基部153上で摺動させるためのYテーブル駆動機構151と、Xテーブル155を基部153上で摺動させるためのXテーブル駆動機構152とを備える。
図5および図6にも示すように、基部153は、平面略矩形形状の板状の本体部1531と、この本体部1531の両端側から本体部1531に略直交して設けられ、Yテーブル154側に延出した延出部1532とを備える。
本体部1531の略中央部分には、投射レンズ160が挿入されるとともに、投射レンズ160が移動する略正方形形状の孔1531Aが形成されている。この孔1531Aにより投射レンズ160の移動可能な範囲が決定される。
また、本体部1531の両端部分には、支持構造体145を構成する調整装置接続部145Bの4つの固定用孔145B2に対応して4つの固定用孔1531Bが形成されている。そして、各固定用孔145B2,1531Bを図示しないねじ等により固定することで、投射位置調整装置150および支持構造体145が一体化する。なお、図4ないし図6では、本体部1531の両端部分のうち、一方の端部に形成された2つの固定用孔1531Bを図示しているが、他方の端部にも2つの固定用孔1531Bが形成されている。
延出部1532の延出方向先端部1533は、本体部1531と略平行に配置されている。この先端部1533と、本体部1531との間にYテーブル154のX軸方向の端部が挿し込まれる。
また、延出部1532のうち、一方の延出部1532Aは、断面T字形状となっており、この一方の延出部1532Aの先端部1533Aには、一対のボス部1533A1が形成されている。このボス部1533A1は、Yテーブル駆動機構151の後述するYスライダ1514の長孔1514Bに挿入される。さらに、この先端部1533Aには、Y軸方向に延びる長孔1533A2が形成されている。
また、先端部1533Aの上端部には、この先端部1533Aと略直交する取り付け片1533A3が形成されている。この取り付け片1533A3は、Yテーブル駆動機構151の後述するダイアル1511および歯車1513を固定するための孔1533A4,1533A5が形成されている。
また、延出部1532のうち他方の延出部1532Bは、断面略L字型形状であり、先端部1533Bには、後述する取り付け部158を固定するための孔1533B1が形成されている。
また、延出部1532のうち、一方の延出部1532Aは、断面T字形状となっており、この一方の延出部1532Aの先端部1533Aには、一対のボス部1533A1が形成されている。このボス部1533A1は、Yテーブル駆動機構151の後述するYスライダ1514の長孔1514Bに挿入される。さらに、この先端部1533Aには、Y軸方向に延びる長孔1533A2が形成されている。
また、先端部1533Aの上端部には、この先端部1533Aと略直交する取り付け片1533A3が形成されている。この取り付け片1533A3は、Yテーブル駆動機構151の後述するダイアル1511および歯車1513を固定するための孔1533A4,1533A5が形成されている。
また、延出部1532のうち他方の延出部1532Bは、断面略L字型形状であり、先端部1533Bには、後述する取り付け部158を固定するための孔1533B1が形成されている。
台座159は、投射レンズ160が取り付けられるとともに、基部153上を摺動するものであり、基部153上をY軸方向に摺動するYテーブル154と、このYテーブル154の摺動方向と直交する方向(X軸方向)に摺動するXテーブル155とを備える。
Yテーブル154は、図5および図6に示すように、Y軸方向およびX軸方向の辺の長さ寸法が基部153よりも短い平面略矩形形状の板状部材である。このYテーブル154のX軸方向の両端部は、基部153の先端部1533と、本体部1531との間に挿入されて、Yテーブル154は、基部153上をY軸方向に摺動する。Yテーブル154の略中央には、X軸方向に延びる略楕円形状の孔1541が形成されている。この孔1541の短径の寸法(Y軸方向の径寸法)は、投射レンズ160の径と略等しく、長径の寸法(X軸方向の径寸法)は、基部153の孔1531AのX軸方向の長さ寸法と略等しい。この孔1541内には、投射レンズ160が挿入される。
また、Yテーブル154には、孔1541に隣接して略矩形形状の孔1542が形成されている。この孔1542は、Yテーブル154にYスライダ1514を固定するためのものである。
さらに、Yテーブル154には、孔1541を挟んで上下(Y軸方向)に対向配置された一対の片1543が取り付けられている。片1543は、断面略L字形であり、Yテーブル154に直交して設けられる直交部1543Aと、この直交部1543Aに設けられYテーブル154と略平行に延びる平行部1543Bとを備える。この平行部1543BとYテーブル154との間に、Xテーブル155の端部が挿入されることとなる。
Yテーブル154は、図5および図6に示すように、Y軸方向およびX軸方向の辺の長さ寸法が基部153よりも短い平面略矩形形状の板状部材である。このYテーブル154のX軸方向の両端部は、基部153の先端部1533と、本体部1531との間に挿入されて、Yテーブル154は、基部153上をY軸方向に摺動する。Yテーブル154の略中央には、X軸方向に延びる略楕円形状の孔1541が形成されている。この孔1541の短径の寸法(Y軸方向の径寸法)は、投射レンズ160の径と略等しく、長径の寸法(X軸方向の径寸法)は、基部153の孔1531AのX軸方向の長さ寸法と略等しい。この孔1541内には、投射レンズ160が挿入される。
また、Yテーブル154には、孔1541に隣接して略矩形形状の孔1542が形成されている。この孔1542は、Yテーブル154にYスライダ1514を固定するためのものである。
さらに、Yテーブル154には、孔1541を挟んで上下(Y軸方向)に対向配置された一対の片1543が取り付けられている。片1543は、断面略L字形であり、Yテーブル154に直交して設けられる直交部1543Aと、この直交部1543Aに設けられYテーブル154と略平行に延びる平行部1543Bとを備える。この平行部1543BとYテーブル154との間に、Xテーブル155の端部が挿入されることとなる。
Xテーブル155は、図6にも示すように、平面矩形形状の板状部材であり、その外形寸法は、Yテーブル154よりも小さなものとなっている。
Xテーブル155の略中央には、投射レンズ160を挿入し、投射レンズ160を保持する略円形形状の孔1551が形成されている。また、この孔1551の周縁部分には、投射レンズ160の各固定用孔1621に対応して、固定用孔1554がそれぞれ形成されている。そして、図3に示すように、各固定用孔1621,1554を固定部材としてのねじ1555にてそれぞれ接続することで、投射レンズ160がXテーブル155に取り付けられる。このXテーブル155の孔1551の上部には、図4または図6に示すように、一対の突起1552が形成されている。さらに、Xテーブル155のY軸方向の両端部1553は切り欠かれており、この両端部1553の厚さ寸法は、他の部分よりも薄くなっている。この端部1553は、それぞれYテーブル154の片1543に挿入され、これにより、Xテーブル155の端部1553は、片1543内を摺動することとなる。すなわち、Xテーブル155は、Yテーブル154を介して、基部153上を摺動する。
Xテーブル155の略中央には、投射レンズ160を挿入し、投射レンズ160を保持する略円形形状の孔1551が形成されている。また、この孔1551の周縁部分には、投射レンズ160の各固定用孔1621に対応して、固定用孔1554がそれぞれ形成されている。そして、図3に示すように、各固定用孔1621,1554を固定部材としてのねじ1555にてそれぞれ接続することで、投射レンズ160がXテーブル155に取り付けられる。このXテーブル155の孔1551の上部には、図4または図6に示すように、一対の突起1552が形成されている。さらに、Xテーブル155のY軸方向の両端部1553は切り欠かれており、この両端部1553の厚さ寸法は、他の部分よりも薄くなっている。この端部1553は、それぞれYテーブル154の片1543に挿入され、これにより、Xテーブル155の端部1553は、片1543内を摺動することとなる。すなわち、Xテーブル155は、Yテーブル154を介して、基部153上を摺動する。
Yテーブル駆動機構151は、図5に示すように、Yテーブル154を基部153上で直線駆動させるためのものであり、ダイアル1511と、ダイアル1511の回転をYテーブル154に伝達させる伝達部1512とを備える。
ダイアル1511は、外装筺体100Aのアッパーケースの天面に形成されたダイアル用の孔から露出する略円柱形状のダイアル本体1511Aと、このダイアル本体1511Aの円形面に取り付けられた歯車部1511Bと、この歯車部1511Bに取り付けられた軸部1511Cとを備える。
軸部1511Cは、基部153の取り付け片1533A3の孔1533A4に挿入されるとともに、固定リング1515により固定される。
伝達部1512は、ダイアル1511の歯車部1511Bに噛合する歯車1513と、この歯車1513に噛合し、歯車1513の回転に伴って摺動するYスライダ1514とを備える。
歯車1513は、その軸部分が、基部153の取り付け片1533A3の孔1533A5に挿入され、固定リング1515により固定される。
ダイアル1511は、外装筺体100Aのアッパーケースの天面に形成されたダイアル用の孔から露出する略円柱形状のダイアル本体1511Aと、このダイアル本体1511Aの円形面に取り付けられた歯車部1511Bと、この歯車部1511Bに取り付けられた軸部1511Cとを備える。
軸部1511Cは、基部153の取り付け片1533A3の孔1533A4に挿入されるとともに、固定リング1515により固定される。
伝達部1512は、ダイアル1511の歯車部1511Bに噛合する歯車1513と、この歯車1513に噛合し、歯車1513の回転に伴って摺動するYスライダ1514とを備える。
歯車1513は、その軸部分が、基部153の取り付け片1533A3の孔1533A5に挿入され、固定リング1515により固定される。
Yスライダ1514は、Y軸方向に延びる長尺状の部材であり、短辺方向の一方の端部の一部は、基部153と反対方向に折り曲げられている。この部分は鋸状のカットが施され、歯車1513に噛合する噛合部1514Aとなっている。
さらに、Yスライダ1514には、その長手方向に沿って延びる一対の長孔1514Bと、凹部1514Cとが形成されている。
長孔1514Bには、基部153のボス部1533A1が挿入される。
凹部1514Cは、一対の長孔1514Bの略中間部分に形成されており、その断面形状は、V字状となっている。さらに、Yスライダ1514の短辺方向の他方の端部の略中央部分には、突起1514Dが形成されている。この突起1514Dは、基部153側に延びるものであり、突起1514DはYテーブル154の孔1542に嵌め込まれ、さらに、基部153の長孔1533A2に挿入される。
さらに、Yスライダ1514には、その長手方向に沿って延びる一対の長孔1514Bと、凹部1514Cとが形成されている。
長孔1514Bには、基部153のボス部1533A1が挿入される。
凹部1514Cは、一対の長孔1514Bの略中間部分に形成されており、その断面形状は、V字状となっている。さらに、Yスライダ1514の短辺方向の他方の端部の略中央部分には、突起1514Dが形成されている。この突起1514Dは、基部153側に延びるものであり、突起1514DはYテーブル154の孔1542に嵌め込まれ、さらに、基部153の長孔1533A2に挿入される。
このようなYスライダ1514上には、Y軸方向に延びる長尺状のばね片156が取り付けられる。ばね片156の長手方向両端部1562は、略L字状に屈曲されている。この両端部1562には、ビスB1を通すための穴1562Aが形成されており、ビスB1は長孔1514Bを介してボス部1533A1に挿入される。これにより、ばね片156は、基部153のボス部1533A1に固定されることとなる。したがって、ばね片156がYスライダ1514の摺動に伴い、動いてしまうことはない。
さらに、ばね片156の長手方向略中央部分は、V字状に窪んでおり、Yスライダ1514側に突出した凸部1561となっている。この凸部1561は、Yスライダ1514側に付勢されて、Yスライダ1514に当接しており、Yスライダ1514が摺動し、投射レンズ160が基準位置、例えば、Y軸方向の略中央位置にまで移動すると、Yスライダ1514の凹部1514Cと係合することとなる。
すなわち、本実施形態では、凸部1561が形成されたばね片156と、凹部1514Cが形成されたYスライダ1514とがY軸方向の基準位置(Y軸方向の略中間位置)を認識する。
さらに、ばね片156の長手方向略中央部分は、V字状に窪んでおり、Yスライダ1514側に突出した凸部1561となっている。この凸部1561は、Yスライダ1514側に付勢されて、Yスライダ1514に当接しており、Yスライダ1514が摺動し、投射レンズ160が基準位置、例えば、Y軸方向の略中央位置にまで移動すると、Yスライダ1514の凹部1514Cと係合することとなる。
すなわち、本実施形態では、凸部1561が形成されたばね片156と、凹部1514Cが形成されたYスライダ1514とがY軸方向の基準位置(Y軸方向の略中間位置)を認識する。
Xテーブル駆動機構152は、Xテーブル155を基部153上で直線駆動させるためのものであり、図6に示すように、ダイアル1521と、ダイアル1521の回転をXテーブル155に伝達させるための伝達部1522とを備える。
ダイアル1521は、ダイアル1511と略同様の構造であり、外装筺体100Aのアッパーケースの天面に形成されたダイアル用の孔から露出する略円柱形状のダイアル本体1521Aと、このダイアル本体1521Aの円形面に取り付けられた歯車部1521Bと、この歯車部1521Bに取り付けられた軸部1521Cとを備える。
このようなダイアル1521は、板状の取り付け部158を介して基部153に固定される。具体的には、ダイアル1521の軸部1521Cを、穴1581に通し、固定リング1515を取り付けることにより固定される。なお、取り付け部158には、穴1581に隣接して、歯車1523の軸部を挿入するための穴1582も形成されている。
ダイアル1521は、ダイアル1511と略同様の構造であり、外装筺体100Aのアッパーケースの天面に形成されたダイアル用の孔から露出する略円柱形状のダイアル本体1521Aと、このダイアル本体1521Aの円形面に取り付けられた歯車部1521Bと、この歯車部1521Bに取り付けられた軸部1521Cとを備える。
このようなダイアル1521は、板状の取り付け部158を介して基部153に固定される。具体的には、ダイアル1521の軸部1521Cを、穴1581に通し、固定リング1515を取り付けることにより固定される。なお、取り付け部158には、穴1581に隣接して、歯車1523の軸部を挿入するための穴1582も形成されている。
伝達部1522は、ダイアル1521の歯車部1521Bに噛合する歯車1523と、この歯車1523に噛合し、歯車1523の回転に伴って摺動するXスライダ1524とを備える。
Xスライダ1524は、X軸方向に延びる長尺の部材であり、一方の長辺の一部には、鋸状のカットが施されている。この部分は、歯車1513に噛合する噛合部1524Aである。
さらに、Xスライダ1524には、その長手方向に沿って延びる一対の長孔1524Bと、凹部1524Cとが形成されている。
長孔1524Bには、取り付け部158に形成された一対のボス部1583が挿入される。
凹部1524Cは、一対の長孔1524Bの略中間部分に形成されており、その断面はV字状となっている。
Xスライダ1524は、X軸方向に延びる長尺の部材であり、一方の長辺の一部には、鋸状のカットが施されている。この部分は、歯車1513に噛合する噛合部1524Aである。
さらに、Xスライダ1524には、その長手方向に沿って延びる一対の長孔1524Bと、凹部1524Cとが形成されている。
長孔1524Bには、取り付け部158に形成された一対のボス部1583が挿入される。
凹部1524Cは、一対の長孔1524Bの略中間部分に形成されており、その断面はV字状となっている。
また、Xスライダ1524の他方の長辺の略中央部分には、図6下方に延びる延出部1524Dが形成されている。この延出部1524Dは、Xテーブル155の突起1552間に嵌め込まれる。
なお、Xテーブル155は、Yテーブル154上に設置されているため、Yテーブル154を下方に移動させた場合には、Xテーブル155も下方に移動することとなる。この際、Xスライダ1524の延出部1524Dは、突起1552間を摺動することとなるが、延出部1524Dは、Xテーブル155が最下部に移動した際においても、突起1552間から外れることがない長さ寸法を有している。すなわち、延出部1524Dの延出方向の長さ寸法は、Xスライダ1524の上下方向の移動可能な寸法よりも長いものとなっている。
なお、Xテーブル155は、Yテーブル154上に設置されているため、Yテーブル154を下方に移動させた場合には、Xテーブル155も下方に移動することとなる。この際、Xスライダ1524の延出部1524Dは、突起1552間を摺動することとなるが、延出部1524Dは、Xテーブル155が最下部に移動した際においても、突起1552間から外れることがない長さ寸法を有している。すなわち、延出部1524Dの延出方向の長さ寸法は、Xスライダ1524の上下方向の移動可能な寸法よりも長いものとなっている。
以上のようなXスライダ1524上には、X軸方向に延びる長尺状のばね片157が取り付けられている。このばね片157は、ばね片156と略同様の形状であり、長手方向両端部1572は略L字状に屈曲されている。この端部1572には、ビスB1を通すための孔1572Aが形成されており、ビスB1は、長孔1524Bを介して取り付け部158に形成された一対のボス部1583に挿入される。すなわち、ばね片157は、基部153に固定された取り付け部158に固定されることとなる。
さらに、ばね片157の長手方向略中央部分は、V字状に窪んでおり、Xスライダ1524側に突出した凸部1571となっている。凸部1571は、Xスライダ1524側に付勢されて、Xスライダ1524に当接しており、Xスライダ1524が摺動し、投射レンズ160が基準位置、例えば、X軸方向の略中央位置にまで移動すると、Xスライダ1524の凹部1524Cと係合することとなる。
すなわち、本実施形態では、凸部1571が形成されたばね片157と、凹部1524Cが形成されたXスライダ1524とがX軸方向の基準位置(X軸方向の略中間位置)を認識する。
さらに、ばね片157の長手方向略中央部分は、V字状に窪んでおり、Xスライダ1524側に突出した凸部1571となっている。凸部1571は、Xスライダ1524側に付勢されて、Xスライダ1524に当接しており、Xスライダ1524が摺動し、投射レンズ160が基準位置、例えば、X軸方向の略中央位置にまで移動すると、Xスライダ1524の凹部1524Cと係合することとなる。
すなわち、本実施形態では、凸部1571が形成されたばね片157と、凹部1524Cが形成されたXスライダ1524とがX軸方向の基準位置(X軸方向の略中間位置)を認識する。
上述したような構造を有する光学装置本体140Aでは、各液晶パネル1411をクロスダイクロイックプリズム144に接着固定する際に、各液晶パネル1411のフォーカス調整、アライメント調整、および固定を略同時期に行わなければいけないので、各液晶パネル1411のフォーカス、アライメント調整を実施可能とする製造装置が必要となる。以下では、光学装置本体140Aを製造するための製造装置の構成について説明する。
〔光学装置本体の製造装置の構造〕
図7および図8は、光学装置本体140Aの製造装置1を示す図である。具体的に、図7は、製造装置1の側面図であり、図8は、製造装置1を上方から見た平面図である。
製造装置1は、図7または図8に示すように、UV遮光カバー20と、位置調整部としての3つの6軸位置調整装置30と、光束検出装置40と、保持部としての載置部50と、寸法測定部60と、図7または図8では図示を省略したが、調整用光源装置と、固定用光源装置と、これらの各装置の動作制御および画像処理を行う制御装置とを備える。
図7および図8は、光学装置本体140Aの製造装置1を示す図である。具体的に、図7は、製造装置1の側面図であり、図8は、製造装置1を上方から見た平面図である。
製造装置1は、図7または図8に示すように、UV遮光カバー20と、位置調整部としての3つの6軸位置調整装置30と、光束検出装置40と、保持部としての載置部50と、寸法測定部60と、図7または図8では図示を省略したが、調整用光源装置と、固定用光源装置と、これらの各装置の動作制御および画像処理を行う制御装置とを備える。
UV遮光カバー20は、6軸位置調整装置30、光束検出装置40、載置部50、および寸法測定部60を囲む側板21と、底板22と、下部に設けられた載置台25とを備える。なお、側板21には、開閉自在な図示略のドアが設けられている。このドアは、光学装置本体140Aを給材・除材するために設けられ、紫外線を透過しないアクリル板等で形成される。また、載置台25は、製造装置2を容易に移動できるように、その下部にキャスタ25A(図7)が設けられている。
前記調整用光源装置は、6軸位置調整装置30における光変調装置141(液晶パネル1411)の位置調整を行うに際して用いられる位置調整用の光束の光源であり、例えば、メタルハライドランプ等の放電発光ランプ、自己発光素子等を含んで構成され、図示しない光源駆動回路等の駆動部により駆動する。そして、前記調整用光源装置は、3つの6軸位置調整装置30に対してそれぞれR,G,Bの各色光を供給し、各光変調装置141(各液晶パネル1411)に対応する各色光をそれぞれ各液晶パネル1411に照射する。
前記固定用光源装置は、各光変調装置141(各液晶パネル1411)をクロスダイクロイックプリズム144側に固定するに際し、紫外線硬化型接着剤を硬化させる固定用光束(紫外線)の光源であり、図示しない光源駆動回路等の駆動部により駆動する。
前記固定用光源装置は、各光変調装置141(各液晶パネル1411)をクロスダイクロイックプリズム144側に固定するに際し、紫外線硬化型接着剤を硬化させる固定用光束(紫外線)の光源であり、図示しない光源駆動回路等の駆動部により駆動する。
〔6軸位置調整装置の構造〕
図9は、6軸位置調整装置30の構造を示す図である。なお、図9では、説明を簡略化するために、図9の紙面と直交する方向をX軸、図9中左右方向をZ軸、図9中上下方向をY軸とする。
3つの6軸位置調整装置30は、クロスダイクロイックプリズム144の各光束入射側端面に対して、各光変調装置141(液晶パネル1411)の配置位置をそれぞれ調整する。
6軸位置調整装置30は、図9に示すように、UV遮光カバー20の底板22上のレール22Aに沿って移動可能に設置される平面位置調整部31と、この平面位置調整部31の先端部分に設けられる面内回転位置調整部32と、この面内回転位置調整部32の先端部分に設けられる面外回転位置調整部33と、この面外回転位置調整部33の先端部分に設けられる液晶パネル保持部34とを備える。
図9は、6軸位置調整装置30の構造を示す図である。なお、図9では、説明を簡略化するために、図9の紙面と直交する方向をX軸、図9中左右方向をZ軸、図9中上下方向をY軸とする。
3つの6軸位置調整装置30は、クロスダイクロイックプリズム144の各光束入射側端面に対して、各光変調装置141(液晶パネル1411)の配置位置をそれぞれ調整する。
6軸位置調整装置30は、図9に示すように、UV遮光カバー20の底板22上のレール22Aに沿って移動可能に設置される平面位置調整部31と、この平面位置調整部31の先端部分に設けられる面内回転位置調整部32と、この面内回転位置調整部32の先端部分に設けられる面外回転位置調整部33と、この面外回転位置調整部33の先端部分に設けられる液晶パネル保持部34とを備える。
平面位置調整部31は、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に対する光変調装置141(液晶パネル1411)の進退位置および平面位置を調整する。この平面位置調整部31は、図9に示すように、底板22上に摺動可能に設けられる基部311と、この基部311上に立設される脚部312と、この脚部312の上部先端部分に設けられ、面内回転位置調整部32が接続される接続部313とを備える。
基部311は、図示しないモータ等の駆動部(図示略)により、底板22のZ軸方向を移動する。脚部312は、側部に設けられるモータ等の駆動部(図示略)によって基部311に対してX軸方向に移動する。接続部313は、図示しないモータ等の駆動部(図示略)によって、脚部312に対してY軸方向に移動する。
基部311は、図示しないモータ等の駆動部(図示略)により、底板22のZ軸方向を移動する。脚部312は、側部に設けられるモータ等の駆動部(図示略)によって基部311に対してX軸方向に移動する。接続部313は、図示しないモータ等の駆動部(図示略)によって、脚部312に対してY軸方向に移動する。
面内回転位置調整部32は、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に対する光変調装置141(液晶パネル1411)の面内方向回転位置を調整する。この面内回転位置調整部32は、図9に示すように、平面位置調整部31の先端部分に固定される円柱状の基部321と、この基部321の円周方向に回転自在に設けられる回転調整部322とを備える。
このうち、回転調整部322は、側部に設けられるモータ等の駆動部(図示略)によって基部321に対してXY平面内で回転し、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に対する光変調装置141(液晶パネル1411)の面内回転位置を調整する。
このうち、回転調整部322は、側部に設けられるモータ等の駆動部(図示略)によって基部321に対してXY平面内で回転し、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に対する光変調装置141(液晶パネル1411)の面内回転位置を調整する。
面外回転位置調整部33は、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に対する光変調装置141(液晶パネル1411)の面外方向回転位置を調整する。この面外回転位置調整部33は、図9に示すように、面内回転位置調整部32の先端部分に固定されるとともに、水平方向で円弧となる凹曲面が先端部分に形成された基部331と、この基部331の凹曲面上を円弧に沿って摺動可能に設けられ、垂直方向で円弧となる凹曲面が先端部分に形成された第1調整部332と、この第1調整部332の凹曲面上を円弧に沿って摺動可能に設けられる第2調整部333とを備える。
基部331の側部に設けられたモータ等の駆動部(図示略)が駆動すると、第1調整部332が摺動し、第1調整部332の上部に設けられたモータ等の駆動部(図示略)が駆動すると、第2調整部333が摺動し、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に対する光変調装置141(液晶パネル1411)の面外方向回転位置を調整する。
基部331の側部に設けられたモータ等の駆動部(図示略)が駆動すると、第1調整部332が摺動し、第1調整部332の上部に設けられたモータ等の駆動部(図示略)が駆動すると、第2調整部333が摺動し、クロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面に対する光変調装置141(液晶パネル1411)の面外方向回転位置を調整する。
液晶パネル保持部34は、光変調装置141(液晶パネル1411)を保持する。この液晶パネル保持部34は、図9に示すように、第2調整部333の先端から突出する4本の柱部材341を介して固定された基材342と、この基材342の先端側にねじ止め固定される基部343と、この基部343からその先端部分が突出するように収納され、各光変調装置141を構成する液晶パネル1411に当接するパッド344と、このパッド344を介して、各液晶パネル1411を真空吸着する吸引装置345とを備える。ここで、液晶パネル保持部34の基材342および基部343は、4本の光ファイバ346を介して、液晶パネル1411に位置調整用の光束および固定用の光束を供給する前記調整用光源装置および前記固定用光源装置と接続されている。
図10は、液晶パネル保持部34の基部343を正面から見た図である。
基部343は、平面略中央部分が突出した中空部材であって、この突出部分343Aにおける矩形状の先端面の平面略中央部分には、液晶パネル1411の画像形成領域の角隅部分に応じて設定された調整用光源孔343Bと、該調整用光源孔343Bの外側に配置され、保持枠1412の四隅の孔1412Aに応じて設定された固定用光源孔343Cと、調整用光源孔343Bの内側に配置され、パッド344を露出するための平面視十字状の孔343Dとが形成されている。
また、基部343の後方で外側に張り出した張出部分343Eには、4つのねじ孔343Fが形成され、これら4つのねじ孔343Fにねじを挿通することにより、基部343は基材342にねじ止めされる。
基部343は、平面略中央部分が突出した中空部材であって、この突出部分343Aにおける矩形状の先端面の平面略中央部分には、液晶パネル1411の画像形成領域の角隅部分に応じて設定された調整用光源孔343Bと、該調整用光源孔343Bの外側に配置され、保持枠1412の四隅の孔1412Aに応じて設定された固定用光源孔343Cと、調整用光源孔343Bの内側に配置され、パッド344を露出するための平面視十字状の孔343Dとが形成されている。
また、基部343の後方で外側に張り出した張出部分343Eには、4つのねじ孔343Fが形成され、これら4つのねじ孔343Fにねじを挿通することにより、基部343は基材342にねじ止めされる。
パッド344は、多孔質性で伸縮自在な弾性部材であって、基部343に収納される図示しない本体部分と、この本体部分から所定寸法分突出するとともに、その突出部分の先端面が孔343Dに対応する寸法で十字状に形成された十字部分344Aとを備える。このようなパッド344が基部343に取り付けられると、その十字部分344Aが基部343の先端面から突出することになる。このため、各液晶パネル1411は、基部343には当接せずに、パッド344の十字部分344Aのみに当接する。
吸引装置345は、具体的な図示を省略するが、所定のエアーホース345Aを介して、各液晶パネル1411を真空吸着によってパッド344に保持させる。
吸引装置345は、具体的な図示を省略するが、所定のエアーホース345Aを介して、各液晶パネル1411を真空吸着によってパッド344に保持させる。
〔光束検出装置の構造〕
図11および図12は、光束検出装置40の構造を示す図である。具体的に、図11は、光学装置本体140Aおよび光束検出装置40を上方から見た図である。図12は、光学装置本体140Aおよび光束検出装置40をクロスダイクロイックプリズム144の光束射出側から見た図である。
光束検出装置40は、図7または図8に示すように、載置部50に載置されるクロスダイクロイックプリズム144の光束射出側端面の後段に配置され、載置部50に支持固定される。この光束検出装置40は、図7、図8、図11、または図12に示すように、光束検出部としてのCCDカメラ41と、このCCDカメラ41を3次元移動可能に構成された移動機構43(図7、図8)と、導光部45とを備える。
図11および図12は、光束検出装置40の構造を示す図である。具体的に、図11は、光学装置本体140Aおよび光束検出装置40を上方から見た図である。図12は、光学装置本体140Aおよび光束検出装置40をクロスダイクロイックプリズム144の光束射出側から見た図である。
光束検出装置40は、図7または図8に示すように、載置部50に載置されるクロスダイクロイックプリズム144の光束射出側端面の後段に配置され、載置部50に支持固定される。この光束検出装置40は、図7、図8、図11、または図12に示すように、光束検出部としてのCCDカメラ41と、このCCDカメラ41を3次元移動可能に構成された移動機構43(図7、図8)と、導光部45とを備える。
CCDカメラ41は、CCD(Charge Coupled Device)を撮像素子としたエリアセンサであり、クロスダイクロイックプリズム144から射出された位置調整用の光束を取り込んで電気信号として出力する。
CCDカメラ41は、図11または図12に示すように、導光部45の四方に移動機構43を介して4つ配置されている。この際、各CCDカメラ41は、液晶パネル1411に形成された矩形状の画像形成領域FGの対角線上に対応して配置されている。なお、CCDカメラ41は、投射画像を高精度に検出するために、遠隔制御により自由にズーム・フォーカスを調整できるようになっている。
CCDカメラ41は、図11または図12に示すように、導光部45の四方に移動機構43を介して4つ配置されている。この際、各CCDカメラ41は、液晶パネル1411に形成された矩形状の画像形成領域FGの対角線上に対応して配置されている。なお、CCDカメラ41は、投射画像を高精度に検出するために、遠隔制御により自由にズーム・フォーカスを調整できるようになっている。
移動機構43は、具体的な図示を省略するが、載置部50に立設された支柱、この支柱に設けられた複数の軸部材、および一軸部材に設けられたカメラ取付部等で構成される。そして、この移動機構43は、図12に示すように、CCDカメラ41をX軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向に、モータ等の駆動部(図示略)が駆動することにより移動させることができる。
導光部45は、図11または図12に示すように、液晶パネル1411の矩形状の画像形成領域FGの四隅に対応して配置された4つのビームスプリッタ451と、各ビームスプリッタ451を所定位置に保持する保持カバー452とを備える。導光部45は、前記調整用光源装置から液晶パネル1411に照射されてクロスダイクロイックプリズム144から射出された四隅の光束を、各ビームスプリッタ451によって90°屈折させた後、CCDカメラ41に導光する機能を有する。
なお、保持カバー452には、外側に屈折させた光束を透過させる開口部が設けられている。また、図11では、投射レンズ160に対向する位置に配置される液晶パネル1411に光束を照射した場合が示されている。このような導光部45によれば、クロスダイクロイックプリズム144から射出された四隅の光束は、スクリーン等に投射されることなく、四方に配置されたCCDカメラ41で直接検出される(直視式)。
なお、保持カバー452には、外側に屈折させた光束を透過させる開口部が設けられている。また、図11では、投射レンズ160に対向する位置に配置される液晶パネル1411に光束を照射した場合が示されている。このような導光部45によれば、クロスダイクロイックプリズム144から射出された四隅の光束は、スクリーン等に投射されることなく、四方に配置されたCCDカメラ41で直接検出される(直視式)。
〔載置部の構造〕
載置部50は、図7に示すように、底板22上に設置される基板51と、この基板51上に立設される脚部52と、この脚部52の上部に設けられ、かつ光学装置本体140Aおよび光束検出装置40が取り付けられるセット板53とを備える。
これらのうち、セット板53には、図7または図8に示すように、表裏を貫通して開口部53Aが形成されている。そして、この開口部53Aを介して、載置部50内部に設置される寸法測定部60が載置部50から突没可能となる。
載置部50は、図7に示すように、底板22上に設置される基板51と、この基板51上に立設される脚部52と、この脚部52の上部に設けられ、かつ光学装置本体140Aおよび光束検出装置40が取り付けられるセット板53とを備える。
これらのうち、セット板53には、図7または図8に示すように、表裏を貫通して開口部53Aが形成されている。そして、この開口部53Aを介して、載置部50内部に設置される寸法測定部60が載置部50から突没可能となる。
〔寸法測定部の構造〕
寸法測定部60は、光学装置本体140Aを構成する投射位置調整装置150の厚み寸法を測定する。この寸法測定部60は、図7または図8に示すように、4つの寸法測定部本体61と、移動機構62とを備える。
寸法測定部60は、光学装置本体140Aを構成する投射位置調整装置150の厚み寸法を測定する。この寸法測定部60は、図7または図8に示すように、4つの寸法測定部本体61と、移動機構62とを備える。
図13は、寸法測定部本体61の構造を模式的に示す図である。なお、4つの寸法測定部本体61は、同一の構造であるので、以下では、1つの寸法測定部本体61のみの構造を説明する。
寸法測定部本体61は、レーザ光を所定角度で基準位置または測定位置(投射位置調整装置150)に照射し、基準位置または測定位置にて反射されたレーザ光を受光し、その受光位置に応じた信号を前記制御装置に出力する。この寸法測定部本体61は、図13に示すように、レーザ光射出部611と、集光レンズ612と、反射ミラー613と、レーザ光受光部614と、これら各部材611〜613を内部に収納保持するケース615とを備える。
レーザ光射出部611は、前記制御装置による制御の下、図13に示すように、基準位置または測定位置に向けて所定角度でレーザ光を射出する。
集光レンズ612および反射ミラー613は、図13に示すように、レーザ光射出部611から射出され、基準位置または測定位置にて反射されたレーザ光をレーザ光受光部614に導光する。
レーザ光受光部614は、集光レンズ612および反射ミラー613にて導光されたレーザ光を受光するものである。このレーザ光受光部614としては、例えば、2次元CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサを採用できる。そして、レーザ光受光部614は、前記制御装置と電気的に接続し、レーザ光を取り込んで電気信号として前記制御装置に出力する。
以上説明した寸法測定部本体61としては、例えば、スマートセンサZSシリーズ(オムロン社製)を採用できる。
寸法測定部本体61は、レーザ光を所定角度で基準位置または測定位置(投射位置調整装置150)に照射し、基準位置または測定位置にて反射されたレーザ光を受光し、その受光位置に応じた信号を前記制御装置に出力する。この寸法測定部本体61は、図13に示すように、レーザ光射出部611と、集光レンズ612と、反射ミラー613と、レーザ光受光部614と、これら各部材611〜613を内部に収納保持するケース615とを備える。
レーザ光射出部611は、前記制御装置による制御の下、図13に示すように、基準位置または測定位置に向けて所定角度でレーザ光を射出する。
集光レンズ612および反射ミラー613は、図13に示すように、レーザ光射出部611から射出され、基準位置または測定位置にて反射されたレーザ光をレーザ光受光部614に導光する。
レーザ光受光部614は、集光レンズ612および反射ミラー613にて導光されたレーザ光を受光するものである。このレーザ光受光部614としては、例えば、2次元CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサを採用できる。そして、レーザ光受光部614は、前記制御装置と電気的に接続し、レーザ光を取り込んで電気信号として前記制御装置に出力する。
以上説明した寸法測定部本体61としては、例えば、スマートセンサZSシリーズ(オムロン社製)を採用できる。
移動機構62は、4つの寸法測定部本体61が光学装置本体140Aに対向しレーザ光射出部611から光学装置本体140Aに向けてレーザ光を射出させるように4つの寸法測定部本体61を支持するとともに、4つの寸法測定部本体61をY軸方向(図7、図8)に移動させ、載置部50の開口部53Aを介して載置部50から突没移動させる。この移動機構62は、図7に示すように、載置部50の基板51上に取り付けられる基部621と、基部621に立設されY軸方向に延出するレール622と、該レール622に沿ってY軸方向に移動する移動部623と、移動部623に取り付けられ4つの寸法測定部本体61を支持する支持板624とを備える。そして、移動部623は、モータ等の駆動部(図示略)が駆動することで、レール622上をY軸方向に移動する。
〔制御装置の構造〕
図14は、制御装置70による制御構造を示すブロック図である。
制御装置70は、CPU(Central Processing Unit)およびハードディスクを備えたコンピュータで構成され、種々のプログラムを実行して製造装置1全体を制御する。この制御装置70は、図14に示すように、操作部71と、表示部72と、制御部73とを備える。
操作部71は、例えば、キーボードおよびマウス等で入力操作される図示しない各種操作ボタンを有している。この操作ボタンの入力操作を実施することにより、制御装置70を適宜動作させるとともに、例えば、表示部72に表示される情報に対して、制御装置70の動作内容の設定等が実施される。そして、作業者による操作部71の入力操作により、操作部71から適宜所定の操作信号を制御部73に出力する。
なお、この操作部71としては、操作ボタンの入力操作に限らず、例えば、タッチパネルによる入力操作や、音声による入力操作等により、各種条件を設定入力する構成としてもできる。
図14は、制御装置70による制御構造を示すブロック図である。
制御装置70は、CPU(Central Processing Unit)およびハードディスクを備えたコンピュータで構成され、種々のプログラムを実行して製造装置1全体を制御する。この制御装置70は、図14に示すように、操作部71と、表示部72と、制御部73とを備える。
操作部71は、例えば、キーボードおよびマウス等で入力操作される図示しない各種操作ボタンを有している。この操作ボタンの入力操作を実施することにより、制御装置70を適宜動作させるとともに、例えば、表示部72に表示される情報に対して、制御装置70の動作内容の設定等が実施される。そして、作業者による操作部71の入力操作により、操作部71から適宜所定の操作信号を制御部73に出力する。
なお、この操作部71としては、操作ボタンの入力操作に限らず、例えば、タッチパネルによる入力操作や、音声による入力操作等により、各種条件を設定入力する構成としてもできる。
表示部72は、制御部73に制御され、所定の画像を表示する。例えば、制御部73にて処理された画像の表示、または、操作部71の入力操作により、制御部73の後述するメモリに格納する情報を設定入力または更新する際、制御部73から出力されるメモリ内のデータを適宜表示させる。この表示部72は、例えば、液晶や有機EL(Electroluminescence)、PDP(Plasma Display Panel)、CRT(Cathode-Ray Tube)等が用いられる。
制御部73は、CPUを制御するOS(Operating System)上に展開されるプログラムとして構成され、操作部71からの操作信号の入力に応じて、所定のプログラムを実行し、製造装置1全体を駆動制御する。この制御部73は、図14に示すように、画像取込部731と、画像処理部732と、駆動制御部733と、記憶部としてのメモリ734と、製造誤差判定部735とを備える。
画像取込部731は、例えば、ビデオキャプチャボード等で構成され、光束検出装置40のCCDカメラ41、または寸法測定部60のレーザ光受光部614から出力される信号を入力し、入力した信号を画像信号に変換して画像処理部732に出力する。
画像取込部731は、例えば、ビデオキャプチャボード等で構成され、光束検出装置40のCCDカメラ41、または寸法測定部60のレーザ光受光部614から出力される信号を入力し、入力した信号を画像信号に変換して画像処理部732に出力する。
画像処理部732は、画像取込部731から出力される画像信号を読み込み、読み込んだ画像信号に基づいて画像処理を実施する。この画像処理部732は、図14に示すように、姿勢最適位置判定部732Aと、寸法判定部732Bとを備える。
姿勢最適位置判定部732Aは、CCDカメラ41にて撮像され画像取込部731を介して出力される画像信号を読み込み、読み込んだ画像信号に基づいて画像処理を実施し、処理した結果に基づいて液晶パネル1411の姿勢最適位置を判定する。そして、判定した姿勢最適位置に基づく所定の信号を駆動制御部733に出力する。また、適宜、判定した姿勢最適位置をメモリ734に格納する。
寸法判定部732Bは、寸法測定部60のレーザ光受光部614にて撮像され画像取込部731を介して出力される画像信号を読み込み、読み込んだ画像信号に基づいて画像処理を実施し、処理した結果に基づいて寸法測定部60による投射位置調整装置150の厚み寸法を算出する。また、寸法判定部732Bは、メモリ734に格納された投射位置調整装置150の厚み寸法の規格値を読み出し、算出した寸法と規格値とを比較して、算出した寸法が規格外であった場合に、表示部72に投射位置調整装置150が不良品である旨のエラー情報を表示させる。寸法判定部732Bは、算出した寸法が規格内であった場合には、該寸法をメモリ734に記憶させる。
姿勢最適位置判定部732Aは、CCDカメラ41にて撮像され画像取込部731を介して出力される画像信号を読み込み、読み込んだ画像信号に基づいて画像処理を実施し、処理した結果に基づいて液晶パネル1411の姿勢最適位置を判定する。そして、判定した姿勢最適位置に基づく所定の信号を駆動制御部733に出力する。また、適宜、判定した姿勢最適位置をメモリ734に格納する。
寸法判定部732Bは、寸法測定部60のレーザ光受光部614にて撮像され画像取込部731を介して出力される画像信号を読み込み、読み込んだ画像信号に基づいて画像処理を実施し、処理した結果に基づいて寸法測定部60による投射位置調整装置150の厚み寸法を算出する。また、寸法判定部732Bは、メモリ734に格納された投射位置調整装置150の厚み寸法の規格値を読み出し、算出した寸法と規格値とを比較して、算出した寸法が規格外であった場合に、表示部72に投射位置調整装置150が不良品である旨のエラー情報を表示させる。寸法判定部732Bは、算出した寸法が規格内であった場合には、該寸法をメモリ734に記憶させる。
製造誤差判定部735は、メモリ734に格納された投射位置調整装置150の設計上の厚み寸法、および寸法判定部732Bにて算出された寸法を読み出し、投射位置調整装置150の製造誤差を算出する。そして、製造誤差判定部735は、算出した製造誤差をメモリ734に記憶させる。
駆動制御部733は、所定の制御プログラム、または画像処理部732から出力される信号に基づいて、駆動部70Aに制御信号を出力し、駆動部70Aに6軸位置調整装置30、光束検出装置40、寸法測定部60、調整用光源装置81、および固定用光源装置82を駆動させる。なお、駆動部70Aは、上述したように、モータ、光源駆動回路等にて構成される。
メモリ734は、所定の制御プログラム、機種データ、画像処理部732から出力される姿勢最適位置および投射位置調整装置150の厚み寸法、ならびに製造誤差判定部735から出力される製造誤差等を格納する。
なお、機種データとしては、例えば、以下のデータがある。
例えば、製造対象となる光学装置本体140Aを構成する光変調装置141(液晶パネル1411)の初期位置データがある。
また、例えば、製造対象となる光学装置本体140Aの基準となる図示しないマスター光学装置から得られる基準パターン画像、CCDカメラ41の基準位置、および、寸法測定部60におけるレーザ光受光部614の基準受光位置等に関するデータがある。
さらに、例えば、製造対象となる光学装置本体140Aに取り付けられる投射位置調整装置150の厚み寸法(基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの離間寸法)の設計値、および、設計値に対して許容される寸法が付加された規格値に関するデータがある。
メモリ734は、所定の制御プログラム、機種データ、画像処理部732から出力される姿勢最適位置および投射位置調整装置150の厚み寸法、ならびに製造誤差判定部735から出力される製造誤差等を格納する。
なお、機種データとしては、例えば、以下のデータがある。
例えば、製造対象となる光学装置本体140Aを構成する光変調装置141(液晶パネル1411)の初期位置データがある。
また、例えば、製造対象となる光学装置本体140Aの基準となる図示しないマスター光学装置から得られる基準パターン画像、CCDカメラ41の基準位置、および、寸法測定部60におけるレーザ光受光部614の基準受光位置等に関するデータがある。
さらに、例えば、製造対象となる光学装置本体140Aに取り付けられる投射位置調整装置150の厚み寸法(基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの離間寸法)の設計値、および、設計値に対して許容される寸法が付加された規格値に関するデータがある。
〔光学装置本体の製造方法〕
次に、上述した製造装置1による光学装置本体140Aの製造方法を図面に基づいて説明する。なお、以下では、光学装置本体140Aおよびマスター光学装置において、クロスダイクロイックプリズム144の3つの光束入射側端面のうち、投射レンズ160に対向する光束入射側端面にG色光用の光変調装置141が配置され、他の2つの各光束入射側端面にR,B色光用の各光変調装置141が配置されるものとする。
図15は、光学装置本体140Aの製造方法を説明するフローチャートである。
先ず、光学装置本体140Aを製造する前に、事前準備として、プロジェクタの機種に応じた画像処理用の基準パターン、CCDカメラ41の基準位置、および寸法測定部60におけるレーザ光受光部614の基準受光位置を予め取得しておく(処理S1)。
具体的に、図16は、基準パターン、CCDカメラ41の基準位置、およびレーザ光受光部614の基準受光位置の取得方法を説明するフローチャートである。
先ず、作業者は、フォーカス位置およびアライメント位置が予め調整されたマスター光学装置と、このマスター光学装置の画像形成領域の大きさに応じてビームスプリッタ451の配置位置が設定された導光部45とを載置部50にセットする(処理S1A)。ここで、マスター光学装置は、機種に応じて設けられ、製造誤差のない設計値の外形寸法を有する基準支持構造体、基準クロスダイクロイックプリズム、および3枚の基準光変調装置(液晶パネル)を一体に設けたものである。なお、このマスター光学装置に対して、さらに、製造誤差のない設計値の外形寸法を有する基準投射位置調整装置、および平均的な光学特性を有する基準投射レンズ(マスターレンズ)を一体化した場合には、マスターレンズのバックフォーカス位置に基準光変調装置(液晶パネル)が位置付けられる。また、基準投射位置調整装置としては、投射位置調整装置150の設計値の厚み寸法を有していれば、いずれの形状の基準投射位置調整装置を採用してもよく、例えば、投射位置調整装置150の設計値の厚み寸法を有する板状部材で構成してもよい。
次に、上述した製造装置1による光学装置本体140Aの製造方法を図面に基づいて説明する。なお、以下では、光学装置本体140Aおよびマスター光学装置において、クロスダイクロイックプリズム144の3つの光束入射側端面のうち、投射レンズ160に対向する光束入射側端面にG色光用の光変調装置141が配置され、他の2つの各光束入射側端面にR,B色光用の各光変調装置141が配置されるものとする。
図15は、光学装置本体140Aの製造方法を説明するフローチャートである。
先ず、光学装置本体140Aを製造する前に、事前準備として、プロジェクタの機種に応じた画像処理用の基準パターン、CCDカメラ41の基準位置、および寸法測定部60におけるレーザ光受光部614の基準受光位置を予め取得しておく(処理S1)。
具体的に、図16は、基準パターン、CCDカメラ41の基準位置、およびレーザ光受光部614の基準受光位置の取得方法を説明するフローチャートである。
先ず、作業者は、フォーカス位置およびアライメント位置が予め調整されたマスター光学装置と、このマスター光学装置の画像形成領域の大きさに応じてビームスプリッタ451の配置位置が設定された導光部45とを載置部50にセットする(処理S1A)。ここで、マスター光学装置は、機種に応じて設けられ、製造誤差のない設計値の外形寸法を有する基準支持構造体、基準クロスダイクロイックプリズム、および3枚の基準光変調装置(液晶パネル)を一体に設けたものである。なお、このマスター光学装置に対して、さらに、製造誤差のない設計値の外形寸法を有する基準投射位置調整装置、および平均的な光学特性を有する基準投射レンズ(マスターレンズ)を一体化した場合には、マスターレンズのバックフォーカス位置に基準光変調装置(液晶パネル)が位置付けられる。また、基準投射位置調整装置としては、投射位置調整装置150の設計値の厚み寸法を有していれば、いずれの形状の基準投射位置調整装置を採用してもよく、例えば、投射位置調整装置150の設計値の厚み寸法を有する板状部材で構成してもよい。
次に、作業者は、制御装置70の操作部71を操作し、プロジェクタの機種に応じた機種データの登録作業を実施する旨の所定のプログラムを呼び出す。制御装置70の制御部73は、メモリ734に格納されたプログラムを読み出し、以下の処理を実施する。
先ず、制御部73の駆動制御部733は、調整用光源装置81を作動させ、マスター光学装置のG色光用の基準液晶パネルに対して、6軸位置調整装置30の先端から位置調整用の光束(G色光)を導入させる(処理S1B)。
処理S1Bの後、制御部73は、マスター光学装置から射出され、ビームスプリッタ451を介した光束(G色光)を各CCDカメラ41に検出させる(処理S1C)。この際、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構43を作動させ、光束を確実に受光できる位置に各CCDカメラ41を移動させる。
先ず、制御部73の駆動制御部733は、調整用光源装置81を作動させ、マスター光学装置のG色光用の基準液晶パネルに対して、6軸位置調整装置30の先端から位置調整用の光束(G色光)を導入させる(処理S1B)。
処理S1Bの後、制御部73は、マスター光学装置から射出され、ビームスプリッタ451を介した光束(G色光)を各CCDカメラ41に検出させる(処理S1C)。この際、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構43を作動させ、光束を確実に受光できる位置に各CCDカメラ41を移動させる。
図17および図18は、各CCDカメラ41で撮像された画像の一例を示す図である。
4つのCCDカメラ41で撮像された画像74としては、例えば、図17または図18に示すように、4つの画像74A,74B,74C,74Dで構成され、基準液晶パネルの四隅に対応した複数の画素領域CAが表示されたものである。そして、図17に示すように、基準液晶パネルの四隅に対応した端部位置から、対角内側方向に移動し、各画像74A〜74Dに画素領域CAのみを表示できる位置が、各CCDカメラ41のフォーカス調整用の基準位置(以下では、フォーカス調整基準位置と記載する)となる。また、図18に示すように、基準液晶パネルの四隅に対応した端部位置が表示され、画素領域CAとこの画素領域CA以外の領域を所定の比率に設定した略正方形状の領域が、各液晶パネル1411のアライメント調整用の基準パターンBPとなる。また、この時の各CCDカメラ41の位置が機種に応じたアライメント調整用の基準位置(以下では、アライメント調整基準位置と記載する)となる。そして、制御部73は、上述した基準パターンBP、および各CCDカメラ41の各基準位置(フォーカス調整基準位置およびアライメント調整基準位置)を、機種に応じた機種データとしてメモリ734に記憶させる(処理S1D)。
4つのCCDカメラ41で撮像された画像74としては、例えば、図17または図18に示すように、4つの画像74A,74B,74C,74Dで構成され、基準液晶パネルの四隅に対応した複数の画素領域CAが表示されたものである。そして、図17に示すように、基準液晶パネルの四隅に対応した端部位置から、対角内側方向に移動し、各画像74A〜74Dに画素領域CAのみを表示できる位置が、各CCDカメラ41のフォーカス調整用の基準位置(以下では、フォーカス調整基準位置と記載する)となる。また、図18に示すように、基準液晶パネルの四隅に対応した端部位置が表示され、画素領域CAとこの画素領域CA以外の領域を所定の比率に設定した略正方形状の領域が、各液晶パネル1411のアライメント調整用の基準パターンBPとなる。また、この時の各CCDカメラ41の位置が機種に応じたアライメント調整用の基準位置(以下では、アライメント調整基準位置と記載する)となる。そして、制御部73は、上述した基準パターンBP、および各CCDカメラ41の各基準位置(フォーカス調整基準位置およびアライメント調整基準位置)を、機種に応じた機種データとしてメモリ734に記憶させる(処理S1D)。
次に、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して寸法測定部60における移動機構62を作動させ、マスター光学装置を構成する基準支持構造体における調整装置支持部の光束射出側端面に4つの寸法測定部本体61が対向するように寸法測定部60を載置部50外部に移動させる(処理S1E)。
処理S1Eの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して4つの寸法測定部本体61を作動させ、各レーザ光射出部611から基準支持構造体における調整装置支持部の光束射出側端面に向けてレーザ光を射出させる(処理S1F)。
処理S1Fの後、制御部73は、基準支持構造体から反射されたレーザ光を各レーザ光受光部614に撮像させる(処理S1G)。
処理S1Gの後、制御部73の寸法判定部732Bは、各レーザ光受光部614にて撮像され画像取込部731を介して出力される画像信号を読み込み、各レーザ光受光部614にて取り込まれたレーザ光の各基準受光位置O(図21参照)を認識する。そして、制御部73は、上述した各基準受光位置Oを、機種に応じた機種データとしてメモリ734に記憶させる(処理S1H)。
処理S1Hの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して寸法測定部60における移動機構62を作動させ、寸法測定部60を載置部50内部に移動させる(処理S1I)。
処理S1Eの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して4つの寸法測定部本体61を作動させ、各レーザ光射出部611から基準支持構造体における調整装置支持部の光束射出側端面に向けてレーザ光を射出させる(処理S1F)。
処理S1Fの後、制御部73は、基準支持構造体から反射されたレーザ光を各レーザ光受光部614に撮像させる(処理S1G)。
処理S1Gの後、制御部73の寸法判定部732Bは、各レーザ光受光部614にて撮像され画像取込部731を介して出力される画像信号を読み込み、各レーザ光受光部614にて取り込まれたレーザ光の各基準受光位置O(図21参照)を認識する。そして、制御部73は、上述した各基準受光位置Oを、機種に応じた機種データとしてメモリ734に記憶させる(処理S1H)。
処理S1Hの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して寸法測定部60における移動機構62を作動させ、寸法測定部60を載置部50内部に移動させる(処理S1I)。
処理S1Iの後、制御部73は、他の機種に応じた機種データをさらに登録するか否かの選択を促す情報を表示部72に表示させる(処理S1J)。ここで、作業者は、他の機種の機種データをさらに登録する場合には、載置部50に設置されたマスター光学装置を他のマスター光学装置に交換するとともに交換したマスター光学装置の画像形成領域の大きさに応じてビームスプリッタ451の配置位置を変更し(処理S1K)、操作部71を操作して他の機種の機種データをさらに登録する旨の入力操作を実施する。そして、上述した処理S1B〜S1Iが再度実施され、他の機種に応じた機種データがメモリ734に登録される。
以上の処理S1の後に、光学装置本体140Aの製造を実施する。
先ず、作業者は、載置部50に設置されたマスター光学装置を取り外すとともに、射出側偏光板143が所定位置に貼り付けられたクロスダイクロイックプリズム144と支持構造体145とを一体化させたプリズムユニットを載置部50に設置する(処理S2:装置設置工程)。
処理S2の後、投射位置調整装置150の厚み寸法を測定する(処理S3:寸法測定工程)。
具体的に、図19は、投射位置調整装置150の厚み寸法の測定方法を説明するフローチャートである。図20および図21は、投射位置調整装置150の厚み寸法の測定方法を説明するための図である。
先ず、作業者は、クランプ治具を用いて上記プリズムユニットに対して投射位置調整装置150を設置する(処理S3A:装置設置工程)。
クランプ治具10は、図20に示すように、固定部11と、固定部11に回動軸11Aを介して回動自在に設けられる可動部12とで構成され、固定部11と可動部12との間に所定の対象物を挟持する。そして、処理S3Aでは、作業者は、図20に示すように、支持構造体145の調整装置接続部145Bの光束射出側端面に投射位置調整装置150の基部153の光束入射側端面を当接し、調整装置接続部145Bの左右辺縁の上下方向略中央部分および基部153の左右辺縁の上下方向略中央部分を上述したクランプ治具10にてそれぞれ挟持する。
先ず、作業者は、載置部50に設置されたマスター光学装置を取り外すとともに、射出側偏光板143が所定位置に貼り付けられたクロスダイクロイックプリズム144と支持構造体145とを一体化させたプリズムユニットを載置部50に設置する(処理S2:装置設置工程)。
処理S2の後、投射位置調整装置150の厚み寸法を測定する(処理S3:寸法測定工程)。
具体的に、図19は、投射位置調整装置150の厚み寸法の測定方法を説明するフローチャートである。図20および図21は、投射位置調整装置150の厚み寸法の測定方法を説明するための図である。
先ず、作業者は、クランプ治具を用いて上記プリズムユニットに対して投射位置調整装置150を設置する(処理S3A:装置設置工程)。
クランプ治具10は、図20に示すように、固定部11と、固定部11に回動軸11Aを介して回動自在に設けられる可動部12とで構成され、固定部11と可動部12との間に所定の対象物を挟持する。そして、処理S3Aでは、作業者は、図20に示すように、支持構造体145の調整装置接続部145Bの光束射出側端面に投射位置調整装置150の基部153の光束入射側端面を当接し、調整装置接続部145Bの左右辺縁の上下方向略中央部分および基部153の左右辺縁の上下方向略中央部分を上述したクランプ治具10にてそれぞれ挟持する。
処理S3Aの後、作業者は、制御装置70の操作部71を操作し、投射位置調整装置150の厚み寸法を測定する旨の入力操作を実施する。制御装置70の制御部73は、メモリ734に格納されたプログラムを読み出し、以下の処理を実施する。
先ず、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構62を作動させ、図20に示すように、クランプ治具10にて光学装置本体140Aに取り付けられた投射位置調整装置150に4つの寸法測定部本体61が対向するように寸法測定部60を載置部50外部に移動させる(処理S3B)。
処理S3Bの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して4つの寸法測定部本体61を作動させ、各レーザ光射出部611からレーザ光を射出させる(処理S3C)。この際、各レーザ光射出部611から射出されたレーザ光は、図20または図21に示すように、投射位置調整装置150のXテーブル155に形成された4つの固定用孔1554の近傍位置(照射位置R1〜R4)に照射される。
処理S3Cの後、制御部73は、投射位置調整装置150のXテーブル155から反射されたレーザ光を各レーザ光受光部614に撮像させる(処理S3D)。
先ず、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構62を作動させ、図20に示すように、クランプ治具10にて光学装置本体140Aに取り付けられた投射位置調整装置150に4つの寸法測定部本体61が対向するように寸法測定部60を載置部50外部に移動させる(処理S3B)。
処理S3Bの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して4つの寸法測定部本体61を作動させ、各レーザ光射出部611からレーザ光を射出させる(処理S3C)。この際、各レーザ光射出部611から射出されたレーザ光は、図20または図21に示すように、投射位置調整装置150のXテーブル155に形成された4つの固定用孔1554の近傍位置(照射位置R1〜R4)に照射される。
処理S3Cの後、制御部73は、投射位置調整装置150のXテーブル155から反射されたレーザ光を各レーザ光受光部614に撮像させる(処理S3D)。
処理S3Dの後、制御部73の寸法判定部732Bは、各レーザ光受光部614にて撮像され画像取込部731を介して出力される画像信号を読み込み、各レーザ光受光部614にて取り込まれたレーザ光の各検出位置P(図21)を認識する。そして、寸法判定部732Bは、メモリ734に格納された各基準受光位置Oと各検出位置Pとの偏差量L1(図21)をそれぞれ算出する。この後、寸法判定部732Bは、各偏差量L1に基づいて、各照射位置R1〜R4での基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの各離間寸法L(投射位置調整装置150の厚み寸法)をそれぞれ算出する(処理S3E)。
処理S3Eの後、寸法判定部732Bは、メモリ734に格納された各照射位置R1〜R4での基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの各離間寸法の規格値を読み出し、各離間寸法の規格値と算出した各離間寸法Lとを比較し、各離間寸法Lが規格値外であるか否かを判定する(処理S3F)。
処理S3Fにおいて、寸法判定部732Bは、「Y」と判定した場合、すなわち、規格値外であると判定した場合には、表示部72に、投射位置調整装置150が不良品である旨のエラー情報を表示させる。そして、作業者は、投射位置調整装置150を他の投射位置調整装置150に交換し(処理S3G)、再度、処理S3B〜S3Fが実施される。
一方、処理S3Fにおいて、寸法判定部732Bは、「N」と判定した場合、すなわち、規格値内であると判定した場合には、算出した各離間寸法Lをメモリ734に記憶させる(処理S3H)。
処理S3Hの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して寸法測定部60における移動機構62を作動させ、寸法測定部60を載置部50内部に移動させる(処理S3I)。
処理S3Iの後、作業者は、クランプ治具10を取り外し、光学装置本体140Aから投射位置調整装置150を取り外す(処理S3J)。
処理S3Eの後、寸法判定部732Bは、メモリ734に格納された各照射位置R1〜R4での基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの各離間寸法の規格値を読み出し、各離間寸法の規格値と算出した各離間寸法Lとを比較し、各離間寸法Lが規格値外であるか否かを判定する(処理S3F)。
処理S3Fにおいて、寸法判定部732Bは、「Y」と判定した場合、すなわち、規格値外であると判定した場合には、表示部72に、投射位置調整装置150が不良品である旨のエラー情報を表示させる。そして、作業者は、投射位置調整装置150を他の投射位置調整装置150に交換し(処理S3G)、再度、処理S3B〜S3Fが実施される。
一方、処理S3Fにおいて、寸法判定部732Bは、「N」と判定した場合、すなわち、規格値内であると判定した場合には、算出した各離間寸法Lをメモリ734に記憶させる(処理S3H)。
処理S3Hの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して寸法測定部60における移動機構62を作動させ、寸法測定部60を載置部50内部に移動させる(処理S3I)。
処理S3Iの後、作業者は、クランプ治具10を取り外し、光学装置本体140Aから投射位置調整装置150を取り外す(処理S3J)。
処理S3の後、作業者は、各光変調装置141を、紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン1413を保持枠1412の四隅の孔1412Aに挿入した状態で、各6軸位置調整装置30の各液晶パネル保持部34にそれぞれ吸着保持させる(処理S4:光変調装置保持工程)。
処理S4の後、作業者は、制御装置70の操作部71を操作して各光変調装置141の位置調整を実施する旨の入力操作を実施する。制御部73は、メモリ734に格納されたプログラムを読み出し、各光変調装置141の位置調整を実施する(処理S5)。
具体的に、図22は、各光変調装置141の位置調整方法を説明するフローチャートである。
先ず、駆動制御部733は、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41をフォーカス調整基準位置に設置する(処理S5A)。
処理S5Aの後、制御部73の製造誤差判定部735は、メモリ734に格納された各照射位置R1〜R4での基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの各離間寸法の設計値と、寸法判定部732Bにて測定された各照射位置R1〜R4での各離間寸法Lを読み出し、各離間寸法Lと設計値との差寸法(製造誤差)を算出する(処理S5B:製造誤差算出工程)。そして、製造誤差判定部735は、算出した各差寸法をメモリ734に記憶させる(処理S5C)。
具体的に、図22は、各光変調装置141の位置調整方法を説明するフローチャートである。
先ず、駆動制御部733は、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41をフォーカス調整基準位置に設置する(処理S5A)。
処理S5Aの後、制御部73の製造誤差判定部735は、メモリ734に格納された各照射位置R1〜R4での基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの各離間寸法の設計値と、寸法判定部732Bにて測定された各照射位置R1〜R4での各離間寸法Lを読み出し、各離間寸法Lと設計値との差寸法(製造誤差)を算出する(処理S5B:製造誤差算出工程)。そして、製造誤差判定部735は、算出した各差寸法をメモリ734に記憶させる(処理S5C)。
処理S5Cの後、駆動制御部733は、メモリ734に格納された前記各差寸法を読み出し、読み出した各差寸法に基づいて、所定の制御信号を駆動部70Aに出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41の設置位置を補正する(処理S5D:位置補正工程)。
具体的に、図23は、4つのCCDカメラ41の設置位置の補正方法を説明するための図である。
駆動制御部733は、図23に示すように、4つの固定用孔1554のうち固定用孔1554A近傍位置(照射位置R1)での差寸法に応じた所定の制御信号を駆動部70Aに出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41のうち固定用孔1554Aに対応するCCDカメラ41Aを設計上の検出位置からXY1軸に沿って照射位置R1での差寸法D1だけ移動させて補正位置に位置付ける。
また、駆動制御部733は、他のCCDカメラ41B,41C,41Dに関しても、上記同様に、他の固定用孔1554B,1554C,1554D近傍位置(照射位置R2〜R4)での各差寸法に応じた所定の制御信号を駆動部70Aに出力して移動機構43を駆動させ、各固定用孔1554B,1554C,1554Dに対応する各CCDカメラ41B,41C,41Dを設計上の検出位置からXY2,XY3,XY4軸に沿って各照射位置R2〜R4での各差寸法D2,D3,D4だけ移動させて補正位置に位置付ける。
なお、上述したXY1,XY2,XY3,XY4軸は、それぞれ各ビームスプリッタ451にて偏光された光束が進行する光軸を示している。
具体的に、図23は、4つのCCDカメラ41の設置位置の補正方法を説明するための図である。
駆動制御部733は、図23に示すように、4つの固定用孔1554のうち固定用孔1554A近傍位置(照射位置R1)での差寸法に応じた所定の制御信号を駆動部70Aに出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41のうち固定用孔1554Aに対応するCCDカメラ41Aを設計上の検出位置からXY1軸に沿って照射位置R1での差寸法D1だけ移動させて補正位置に位置付ける。
また、駆動制御部733は、他のCCDカメラ41B,41C,41Dに関しても、上記同様に、他の固定用孔1554B,1554C,1554D近傍位置(照射位置R2〜R4)での各差寸法に応じた所定の制御信号を駆動部70Aに出力して移動機構43を駆動させ、各固定用孔1554B,1554C,1554Dに対応する各CCDカメラ41B,41C,41Dを設計上の検出位置からXY2,XY3,XY4軸に沿って各照射位置R2〜R4での各差寸法D2,D3,D4だけ移動させて補正位置に位置付ける。
なお、上述したXY1,XY2,XY3,XY4軸は、それぞれ各ビームスプリッタ451にて偏光された光束が進行する光軸を示している。
例えば、差寸法D1〜D4が正の値の場合、すなわち、各照射位置R1〜R4での投射位置調整装置150の厚み寸法が設計上の厚み寸法よりも厚い場合には、各CCDカメラ41をXY1〜XY4軸に沿って光束の進行方向にそれぞれ移動させる。また、逆に、差寸法D1〜D4が負の値の場合、すなわち、各照射位置R1〜R4での投射位置調整装置150の厚み寸法が設計上の厚み寸法よりも薄い場合には、各CCDカメラ41をXY1〜XY4軸に沿って光束の進行方向と逆方向にそれぞれ移動させる。
処理S5Dの後、駆動制御部733は、メモリ734に格納された機種データに含まれるG色光用光変調装置141の設計上の座標値を読み込み、駆動部70Aに所定の制御信号を出力し、6軸位置調整装置30の平面位置調整部31、面内回転位置調整部32、および面外回転位置調整部33を初期位置に設置する(処理S5E)。この状態では、上記紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン1413とクロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面とが当接した状態であり、G色光用光変調装置141は、クロスダイクロイックプリズム144に対して設計上の基準位置に設置されている。
処理S5Eの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して調整用光源装置81を駆動させ、位置調整用の光束(G色光)をG色光用光変調装置141(液晶パネル1411)に導入させる(処理S5F:光束導入工程)。
そして、制御部73は、クロスダイクロイックプリズム144の光束射出側端面から射出される光束(G色光)を、光束検出装置40の各CCDカメラ41に検出させる(処理S5G:画像光検出工程)。
処理S5Gの後、制御部73の画像取込部731は、各CCDカメラ41から出力される信号を入力し、入力した信号を画像信号に変換する(処理S5H)。そして、変換した画像信号を画像処理部732に出力する。
画像処理部732の姿勢最適位置判定部732Aは、画像取込部731から出力される画像信号を読み込み、例えば図17において、液晶パネル1411の四隅部分の画像74から画素領域CAの外周部分における特定の指標値(エッジ強度)を算出する(処理S5I)。そして、この算出した指標値をメモリ734に格納するとともに、所定の信号を駆動制御部733に出力する。
そして、制御部73は、クロスダイクロイックプリズム144の光束射出側端面から射出される光束(G色光)を、光束検出装置40の各CCDカメラ41に検出させる(処理S5G:画像光検出工程)。
処理S5Gの後、制御部73の画像取込部731は、各CCDカメラ41から出力される信号を入力し、入力した信号を画像信号に変換する(処理S5H)。そして、変換した画像信号を画像処理部732に出力する。
画像処理部732の姿勢最適位置判定部732Aは、画像取込部731から出力される画像信号を読み込み、例えば図17において、液晶パネル1411の四隅部分の画像74から画素領域CAの外周部分における特定の指標値(エッジ強度)を算出する(処理S5I)。そして、この算出した指標値をメモリ734に格納するとともに、所定の信号を駆動制御部733に出力する。
駆動制御部733は、姿勢最適位置判定部732Aから出力される信号に基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して6軸位置調整装置30を駆動させ、G色光用光変調装置141(液晶パネル1411)のフォーカス調整(クロスダイクロイックプリズム144に対して近接隔離する方向に位置調整)を実施する(処理S5J:位置決め工程)。
そして、姿勢最適位置判定部732Aは、処理S5JにてG色光用光変調装置141(液晶パネル1411)のフォーカス調整が実施され、算出した四隅の指標値がほぼ等しくなりかつ、最も大きくなったか否か、すなわち、合焦状態であるか否かを判定する(処理S5K)。ここで、合焦状態でないと判定された場合には、処理S5H〜S5Jが繰り返し実施される。
そして、姿勢最適位置判定部732Aは、処理S5JにてG色光用光変調装置141(液晶パネル1411)のフォーカス調整が実施され、算出した四隅の指標値がほぼ等しくなりかつ、最も大きくなったか否か、すなわち、合焦状態であるか否かを判定する(処理S5K)。ここで、合焦状態でないと判定された場合には、処理S5H〜S5Jが繰り返し実施される。
一方、姿勢最適位置判定部732Aは、処理S5Kにおいて合焦状態であると判定した場合には、合焦状態であるG色光用光変調装置141(液晶パネル1411)のフォーカス位置(フォーカス姿勢最適位置)をメモリ734に記憶させる(処理S5L)。
処理S5Lの後、駆動制御部733は、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41をアライメント調整基準位置に設置する(処理S5M)。
処理S5Mの後、駆動制御部733は、上述した処理S5Dと略同様に、メモリ734に格納された前記各差寸法を読み出し、読み出した各差寸法に基づいて、所定の制御信号を駆動部70Aに出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41のアライメント調整基準位置を補正する(処理S5N:位置補正工程)。
処理S5Nの後、姿勢最適位置判定部732Aは、メモリ734に格納された光変調装置141の基準パターンを読み出し、この基準パターン画像と合焦状態である液晶パネル1411の四隅部分の検出パターン画像とを比較し、基準パターン画像に対する検出パターン画像のずれ量を算出する(処理S5O)。そして、このずれ量に基づく所定の信号を駆動制御部733に出力する。
駆動制御部733は、姿勢最適位置判定部732Aからの信号に基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して6軸位置調整装置30を駆動させ、G色光用光変調装置141(液晶パネル1411)のアライメント調整(平面位置、面内回転位置、および面外回転位置調整)を実施する(処理S5P:位置決め工程)。そして、液晶パネル1411は、最適なアライメント位置に配置される。
処理S5Lの後、駆動制御部733は、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41をアライメント調整基準位置に設置する(処理S5M)。
処理S5Mの後、駆動制御部733は、上述した処理S5Dと略同様に、メモリ734に格納された前記各差寸法を読み出し、読み出した各差寸法に基づいて、所定の制御信号を駆動部70Aに出力して移動機構43を駆動させ、4つのCCDカメラ41のアライメント調整基準位置を補正する(処理S5N:位置補正工程)。
処理S5Nの後、姿勢最適位置判定部732Aは、メモリ734に格納された光変調装置141の基準パターンを読み出し、この基準パターン画像と合焦状態である液晶パネル1411の四隅部分の検出パターン画像とを比較し、基準パターン画像に対する検出パターン画像のずれ量を算出する(処理S5O)。そして、このずれ量に基づく所定の信号を駆動制御部733に出力する。
駆動制御部733は、姿勢最適位置判定部732Aからの信号に基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して6軸位置調整装置30を駆動させ、G色光用光変調装置141(液晶パネル1411)のアライメント調整(平面位置、面内回転位置、および面外回転位置調整)を実施する(処理S5P:位置決め工程)。そして、液晶パネル1411は、最適なアライメント位置に配置される。
処理S5において、G色光用光変調装置141(液晶パネル1411)の位置調整が実施された後、制御部73は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して固定用光源装置82を駆動させ、ピン1413に位置固定用の光束(紫外線)を照射する。そして、ピン1413の外周と保持枠1412の孔1412Aとの間、および、ピン1413の端部とクロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面との間に介在する紫外線硬化型接着剤を硬化させG色光用光変調装置141をクロスダイクロイックプリズム144に固定する(処理S6)。
以上のような工程により、G色光用光変調装置141(液晶パネル1411)がクロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面の所定位置に位置固定される。
以上のような工程により、G色光用光変調装置141(液晶パネル1411)がクロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面の所定位置に位置固定される。
そして、G色光用光変調装置141の位置決め固定が終了した後、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して前記処理S5,S6を順次実施する(処理S7)。
ここで、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して処理S5,S6を順次実施する際、処理S5において、処理S5Dでは、G色光用光変調装置141の位置調整を実施する際に処理S5Cにてメモリ734に格納された各差寸法に基づいて4つのCCDカメラ41のフォーカス調整基準位置を補正できるため、処理S5BおよびS5Cは省略される。
また、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して前記処理S5,S6を順次実施する際、処理S5Eでは、処理S5Lにてメモリ734に記憶されたフォーカス姿勢最適位置が読み出されて、該フォーカス姿勢最適位置に6軸位置調整装置30が設置される。このようにすることにより、概ね各光変調装置141の相互の位置を合致させた状態から、R色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141の位置調整を行うことができ、各光変調装置141の位置調整を正確にかつ、円滑に実施することができる。すなわち、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して前記処理S5,S6を順次実施する際、処理S5Lが省略される。
さらに、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して前記処理S5,S6を順次実施する際、処理S5Fでは、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して調整用光源装置81を駆動させ、R色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に対応した位置調整用の光束(R色光およびB色光)をR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に導入させる。
ここで、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して処理S5,S6を順次実施する際、処理S5において、処理S5Dでは、G色光用光変調装置141の位置調整を実施する際に処理S5Cにてメモリ734に格納された各差寸法に基づいて4つのCCDカメラ41のフォーカス調整基準位置を補正できるため、処理S5BおよびS5Cは省略される。
また、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して前記処理S5,S6を順次実施する際、処理S5Eでは、処理S5Lにてメモリ734に記憶されたフォーカス姿勢最適位置が読み出されて、該フォーカス姿勢最適位置に6軸位置調整装置30が設置される。このようにすることにより、概ね各光変調装置141の相互の位置を合致させた状態から、R色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141の位置調整を行うことができ、各光変調装置141の位置調整を正確にかつ、円滑に実施することができる。すなわち、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して前記処理S5,S6を順次実施する際、処理S5Lが省略される。
さらに、他のR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に関して前記処理S5,S6を順次実施する際、処理S5Fでは、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して調整用光源装置81を駆動させ、R色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に対応した位置調整用の光束(R色光およびB色光)をR色光用光変調装置141およびB色光用光変調装置141に導入させる。
上述した第1実施形態においては、製造装置1が上述した構成を備えているので、光変調装置141およびクロスダイクロイックプリズム144を介した画像光を直接、CCDカメラ41にて検出でき、従来の製造方法のような基準投射位置調整装置および基準投射光学装置を用いる必要がなく、光学装置本体140Aの製造の効率化および迅速化を図れる。また、従来のような光変調装置およびクロスダイクロイックプリズム144を介し基準投射光学装置にて拡大投射された画像光を投影する画像形成部を必要とせず、製造装置1の小型化を図れる。
また、実際に製品となる投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合であっても、寸法測定部60、製造誤差判定部735、および駆動制御部733により、CCDカメラ41を設計上の検出位置から製造誤差に応じた距離だけ光軸方向に移動させるため、光束検出装置40にて製造誤差に応じた検出位置で検出された画像に基づいて、6軸位置調整装置30によりクロスダイクロイックプリズム144に対する姿勢最適位置に各光変調装置141を位置決めすれば、製造装置1を用いて製造した光学装置本体140Aに投射位置調整装置150および投射レンズ160を取り付けた際に、各光変調装置141(各液晶パネル1411)が投射レンズ160のバックフォーカス位置からずれることを回避でき、光学装置本体140Aを高精度に製造できる。そして、高精度に製造された光学装置本体140Aをプロジェクタ100に搭載することで、プロジェクタ100にて鮮明な画像を投射することができる。
また、実際に製品となる投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合であっても、寸法測定部60、製造誤差判定部735、および駆動制御部733により、CCDカメラ41を設計上の検出位置から製造誤差に応じた距離だけ光軸方向に移動させるため、光束検出装置40にて製造誤差に応じた検出位置で検出された画像に基づいて、6軸位置調整装置30によりクロスダイクロイックプリズム144に対する姿勢最適位置に各光変調装置141を位置決めすれば、製造装置1を用いて製造した光学装置本体140Aに投射位置調整装置150および投射レンズ160を取り付けた際に、各光変調装置141(各液晶パネル1411)が投射レンズ160のバックフォーカス位置からずれることを回避でき、光学装置本体140Aを高精度に製造できる。そして、高精度に製造された光学装置本体140Aをプロジェクタ100に搭載することで、プロジェクタ100にて鮮明な画像を投射することができる。
ここで、制御部73は、画像取込部731および姿勢最適位置判定部732Aを備え、光束検出装置40にて検出された画像を取り込んで画像処理を実施して光変調装置141(液晶パネル1411)の姿勢最適位置を判定する。そして、駆動制御部733が、判定した姿勢最適位置に基づいて6軸位置調整装置30を駆動制御する。このことにより、光変調装置141(液晶パネル1411)の位置調整において、液晶パネル1411およびクロスダイクロイックプリズム144を介し光束検出装置40にて検出された画像を例えばモニタ等にて確認し6軸位置調整装置30を手動にて操作する構成と比較して、調整精度の曖昧さを解消し、各光変調装置141(各液晶パネル1411)をクロスダイクロイックプリズム144に対して最適な位置に調整でき、より高精度に光学装置本体140Aを製造できる。
また、寸法測定部60は、レーザ光射出部611およびレーザ光受光部614を含んで構成され、投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法を非接触にて測定する構成であるので、寸法測定部60を測定子が投射位置調整装置150に接触して投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法を測定する接触式の寸法測定部とする構成と比較して、投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法を迅速に測定でき、光学装置本体140Aをより迅速に製造できる。
さらに、寸法測定部60が4つの寸法測定部本体61を備え、投射レンズ160が取り付けられる4つの部位(4つの固定用孔1554)近傍位置(照射位置R1〜R4)での投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法をそれぞれ測定するので、各CCDカメラ41を設計上の検出位置から、照射位置R1〜R4での投射位置調整装置150の厚み寸法と設計上の厚み寸法との差寸法D1〜D4だけ、光軸方向(XY1〜XY4軸方向)にそれぞれ移動させることができる。このため、投射位置調整装置150の製造誤差が光軸方向(Z軸方向)と直交する平面に沿って異なるように生じている場合であっても、製造装置1を用いて製造された光学装置本体140Aに投射位置調整装置150および投射レンズ160を取り付けた際に、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の画像形成領域を投射レンズ160のバックフォーカス面に良好に位置付けることができ、寸法測定部60が1つの部位での投射位置調整装置150における光軸方向の厚み寸法を測定する構成と比較して、光学装置本体140Aをさらに一層高精度に製造できる。
また、投射レンズ160を固定する部位(固定用孔1554)近傍位置での投射位置調整装置150の厚み寸法に応じて各CCDカメラ41の位置を補正するので、該補正を適切に実施し、光学装置本体140Aをより高精度に製造できる。
さらに、寸法測定部60が4つの寸法測定部本体61を備え、投射レンズ160が取り付けられる4つの部位(4つの固定用孔1554)近傍位置(照射位置R1〜R4)での投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法をそれぞれ測定するので、各CCDカメラ41を設計上の検出位置から、照射位置R1〜R4での投射位置調整装置150の厚み寸法と設計上の厚み寸法との差寸法D1〜D4だけ、光軸方向(XY1〜XY4軸方向)にそれぞれ移動させることができる。このため、投射位置調整装置150の製造誤差が光軸方向(Z軸方向)と直交する平面に沿って異なるように生じている場合であっても、製造装置1を用いて製造された光学装置本体140Aに投射位置調整装置150および投射レンズ160を取り付けた際に、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の画像形成領域を投射レンズ160のバックフォーカス面に良好に位置付けることができ、寸法測定部60が1つの部位での投射位置調整装置150における光軸方向の厚み寸法を測定する構成と比較して、光学装置本体140Aをさらに一層高精度に製造できる。
また、投射レンズ160を固定する部位(固定用孔1554)近傍位置での投射位置調整装置150の厚み寸法に応じて各CCDカメラ41の位置を補正するので、該補正を適切に実施し、光学装置本体140Aをより高精度に製造できる。
さらに、制御部73の寸法判定部732Bは、算出した投射位置調整装置150の厚み寸法と規格値とを比較して、算出した寸法が規格外であるか否かを判定するので、光学装置本体140Aの製造において、投射位置調整装置150の寸法不良品の検査が同時に実施でき、プロジェクタ100の製造を効率的にかつ高精度に実施できる。
さらに、投射位置調整装置150の厚み寸法が規格外であるものを寸法不良品とすることで、プロジェクタ100に搭載する投射位置調整装置150の厚み寸法のばらつきを抑制でき、投射レンズ160の倍率調整を実施した際での焦点ずれ(トラッキングずれ)を大幅に抑制することができる。
さらに、投射位置調整装置150の厚み寸法が規格外であるものを寸法不良品とすることで、プロジェクタ100に搭載する投射位置調整装置150の厚み寸法のばらつきを抑制でき、投射レンズ160の倍率調整を実施した際での焦点ずれ(トラッキングずれ)を大幅に抑制することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。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。
前記第1実施形態では、光学装置本体140Aを製造する際、光学装置本体140Aに導入され光学装置本体140Aから射出された光束を直接、CCDカメラ41にて検出する直視式の製造装置1を用いている。
これに対して第2実施形態では、光学装置本体140Aを製造する際、光学装置本体140Aに導入され光学装置本体140Aから射出された光束をマスターレンズMLにてスクリーン上に拡大投射し、スクリーン上に投影された投影画像を検出する投射型の製造装置2を用いる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。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。
前記第1実施形態では、光学装置本体140Aを製造する際、光学装置本体140Aに導入され光学装置本体140Aから射出された光束を直接、CCDカメラ41にて検出する直視式の製造装置1を用いている。
これに対して第2実施形態では、光学装置本体140Aを製造する際、光学装置本体140Aに導入され光学装置本体140Aから射出された光束をマスターレンズMLにてスクリーン上に拡大投射し、スクリーン上に投影された投影画像を検出する投射型の製造装置2を用いる。
〔製造装置の構造〕
図24および図25は、第2実施形態における光学装置本体140Aの製造装置2を示す図である。具体的に、図24は、製造装置2の側面図であり、図25は、製造装置2を上方から見た平面図である。なお、図24、図25では、説明を簡略化するために、製造対象となる光学装置本体140Aから射出される光束の光軸方向をZ軸とし、このZ軸に直交する2軸をそれぞれX軸およびY軸とする。
製造装置2は、図24または図25に示すように、製造装置本体2Aと、スクリーンユニット2Bと、当該製造装置2全体の動作制御および画像処理を実施する制御装置(図29参照)とを備えている。これらのうち、製造装置本体2Aおよびスクリーンユニット2Bは、暗室20A内部に配置され、暗室20Aは製造装置本体2Aおよびスクリーンユニット2Bを囲む側板26および天板27と、製造装置本体2Aを囲むカーテン28とを備え、光学装置本体140Aの製造は、この暗室20A内で実施される。
図24および図25は、第2実施形態における光学装置本体140Aの製造装置2を示す図である。具体的に、図24は、製造装置2の側面図であり、図25は、製造装置2を上方から見た平面図である。なお、図24、図25では、説明を簡略化するために、製造対象となる光学装置本体140Aから射出される光束の光軸方向をZ軸とし、このZ軸に直交する2軸をそれぞれX軸およびY軸とする。
製造装置2は、図24または図25に示すように、製造装置本体2Aと、スクリーンユニット2Bと、当該製造装置2全体の動作制御および画像処理を実施する制御装置(図29参照)とを備えている。これらのうち、製造装置本体2Aおよびスクリーンユニット2Bは、暗室20A内部に配置され、暗室20Aは製造装置本体2Aおよびスクリーンユニット2Bを囲む側板26および天板27と、製造装置本体2Aを囲むカーテン28とを備え、光学装置本体140Aの製造は、この暗室20A内で実施される。
〔製造装置本体の構造〕
製造装置本体2Aは、製造対象となる光学装置本体140Aが載置され、クロスダイクロイックプリズム144の各光束入射側端面に各光変調装置141を位置調整して固定する部分である。この製造装置本体2Aは、図24または図25に示すように、前記第1実施形態で説明した3つの6軸位置調整装置30、載置部50、寸法測定部60(図24)、これら各部材30,50,60を載置する載置台25、ここでは図示しない調整用光源装置81および固定用光源装置82を備えている。
製造装置本体2Aは、製造対象となる光学装置本体140Aが載置され、クロスダイクロイックプリズム144の各光束入射側端面に各光変調装置141を位置調整して固定する部分である。この製造装置本体2Aは、図24または図25に示すように、前記第1実施形態で説明した3つの6軸位置調整装置30、載置部50、寸法測定部60(図24)、これら各部材30,50,60を載置する載置台25、ここでは図示しない調整用光源装置81および固定用光源装置82を備えている。
〔スクリーンユニットの構造〕
図26は、スクリーンユニット2Bを裏面側から見た平面図である。なお、図26も図24および図25と同様に、製造対象となる光学装置本体140Aから射出される光束の光軸方向をZ軸とし、このZ軸に直交する2軸をそれぞれX軸およびY軸とする。
スクリーンユニット2Bは、製造対象となる光学装置本体140Aから射出されマスターレンズML(図24、図25)にて拡大投射された光束を投影するとともに、投影された光束を検出する部分である。このスクリーンユニット2Bは、図24ないし図26に示すように、載置台91と、画像形成部としての透過型スクリーン93と、画像検出装置95とを備えている。
載置台91は、図24または図25に示すように、製造装置本体2Aと所定の距離を設けて配置され、透過型スクリーン93および画像検出装置95を載置するものである。この載置台91の上面には、Z軸方向(図24、図25中、左右方向)に延びる3本のレール911が設けられている。
図26は、スクリーンユニット2Bを裏面側から見た平面図である。なお、図26も図24および図25と同様に、製造対象となる光学装置本体140Aから射出される光束の光軸方向をZ軸とし、このZ軸に直交する2軸をそれぞれX軸およびY軸とする。
スクリーンユニット2Bは、製造対象となる光学装置本体140Aから射出されマスターレンズML(図24、図25)にて拡大投射された光束を投影するとともに、投影された光束を検出する部分である。このスクリーンユニット2Bは、図24ないし図26に示すように、載置台91と、画像形成部としての透過型スクリーン93と、画像検出装置95とを備えている。
載置台91は、図24または図25に示すように、製造装置本体2Aと所定の距離を設けて配置され、透過型スクリーン93および画像検出装置95を載置するものである。この載置台91の上面には、Z軸方向(図24、図25中、左右方向)に延びる3本のレール911が設けられている。
透過型スクリーン93は、載置台91上面のレール911とZ軸方向(図24、図25中、左右方向)に移動自在に係合し、製造対象となる光学装置本体140Aから射出されマスターレンズMLにて拡大投射された光束を投影するものである。なお、透過型スクリーン93の移動は、モータ等の駆動部(図示略)の駆動により実施される。この透過型スクリーン93は、図26に示すように、周囲に設けられる矩形状の枠体931、およびこの枠体931の内側に設けられるスクリーン本体933を備えている。スクリーン本体933は、例えば、不透明樹脂層上に光学ビーズを均一に分散配置して構成することができ、光学ビーズが配置された側から光束を入射すると、光学ビーズがレンズとなって、該光束をスクリーン本体933の裏面側に射出するようになっている。
画像検出装置95は、透過型スクリーン93の裏面に配置され、スクリーン本体933の裏面側に形成される投射画像を検出するものである。この画像検出装置95は、図24ないし図26に示すように、3CCDカメラ951と、移動機構953とを備える。
図27は、3CCDカメラ951の構造を模式的に示す図である。
3CCDカメラ951は、スクリーン本体933の裏面側で形成される投射画像を検出して電気信号として出力するものであり、透過型スクリーン93上に表示される矩形状の投射画像の四隅部分近傍に移動機構953を介して4つ配置されている。この3CCDカメラ951は、図27に示すように、外部からの光束を内部に集光する集光レンズ951Aと、この集光レンズ951Aのバックフォーカス位置に配置された撮像部951Bとを備えて構成されている。
このうち、撮像部951Bは、集光レンズ951Aのバックフォーカス位置に形成された画像平面951B1と、この画像平面951B1上の画素を赤、青、緑の3色に分解するダイクロイックプリズム951B2と、このダイクロイックプリズム951B2の光束射出側端面に設置され、射出されるそれぞれの色光が結像する3つのCCD951B3とを備えている。なお、撮像部951Bは、上述した構成に限らず、例えば、図28に示すような構成でもよい。
図27は、3CCDカメラ951の構造を模式的に示す図である。
3CCDカメラ951は、スクリーン本体933の裏面側で形成される投射画像を検出して電気信号として出力するものであり、透過型スクリーン93上に表示される矩形状の投射画像の四隅部分近傍に移動機構953を介して4つ配置されている。この3CCDカメラ951は、図27に示すように、外部からの光束を内部に集光する集光レンズ951Aと、この集光レンズ951Aのバックフォーカス位置に配置された撮像部951Bとを備えて構成されている。
このうち、撮像部951Bは、集光レンズ951Aのバックフォーカス位置に形成された画像平面951B1と、この画像平面951B1上の画素を赤、青、緑の3色に分解するダイクロイックプリズム951B2と、このダイクロイックプリズム951B2の光束射出側端面に設置され、射出されるそれぞれの色光が結像する3つのCCD951B3とを備えている。なお、撮像部951Bは、上述した構成に限らず、例えば、図28に示すような構成でもよい。
具体的に、ダイクロイックプリズム951B2は、3体のプリズムで構成される。これら3体の間には、青色光反射膜および緑色光反射膜が形成されている。これにより、入射した光束は、R,G,Bの各色光に分解される。また、ここでは、3体のプリズムの間に青色光反射膜および緑色光反射膜が形成されているが、これに限らず、その他、青色光反射膜および赤色光反射膜、または、赤色光反射膜および緑色光反射膜が形成された構成であってもよい。
そして、3つのCCD951B3は、製造装置本体2Aを構成する前記制御装置と電気的に接続されており、該CCD951B3で変換された色光毎の画像信号(R,G,B信号)は前記制御装置に入力され、画像処理が実施される。
そして、3つのCCD951B3は、製造装置本体2Aを構成する前記制御装置と電気的に接続されており、該CCD951B3で変換された色光毎の画像信号(R,G,B信号)は前記制御装置に入力され、画像処理が実施される。
移動機構953は、枠体931の四隅部分近傍に設けられる基部953Aと、この基部953Aに対して、X軸方向(図26中、左右方向)に摺動可能に設けられる4本の軸部材953Bと、各々の軸部材953BにY軸方向(図26中、上下方向)に摺動自在に取り付けられ、3CCDカメラ951を支持固定するカメラ取付部953Cとを備えている。なお、各軸部材953Bおよび各カメラ取付部953Cの移動は、モータなどの駆動部(図示略)の駆動により実施される。
〔制御装置の構造〕
図29は、制御装置70’による制御構造を示すブロック図である。
制御装置70’は、前記第1実施形態で説明した制御装置70と同様に、CPUおよびハードディスクを備えたコンピュータで構成され、種々のプログラムを実行して製造装置2全体を制御する。この制御装置70’は、図29に示すように、制御対象が前記第1実施形態と異なるのみであり、前記第1実施形態で説明した制御装置70と同様に、操作部71、表示部72、および制御部73(画像取込部731、画像処理部732(姿勢最適位置判定部732Aおよび寸法判定部732Bを含む)、駆動制御部733、メモリ734、および製造誤差判定部735を含む)を備えている。
本実施形態の制御装置70’は、図29に示すように、6軸位置調整装置30、寸法測定部60、調整用光源装置81、固定用光源装置82、透過型スクリーン93、および画像検出装置95を制御する。
また、本実施形態のメモリ734は、所定の制御プログラム、機種データ、製造誤差判定部735から出力される製造誤差等を格納する。
なお、機種データとしては、例えば、前記第1実施形態で説明した機種データと略同様であるが、CCDカメラ41の基準位置に関するデータの代わりに、3CCDカメラ951の基準位置(フォーカス調整基準位置、アライメント調整基準位置)に関するデータを含んでいる。
図29は、制御装置70’による制御構造を示すブロック図である。
制御装置70’は、前記第1実施形態で説明した制御装置70と同様に、CPUおよびハードディスクを備えたコンピュータで構成され、種々のプログラムを実行して製造装置2全体を制御する。この制御装置70’は、図29に示すように、制御対象が前記第1実施形態と異なるのみであり、前記第1実施形態で説明した制御装置70と同様に、操作部71、表示部72、および制御部73(画像取込部731、画像処理部732(姿勢最適位置判定部732Aおよび寸法判定部732Bを含む)、駆動制御部733、メモリ734、および製造誤差判定部735を含む)を備えている。
本実施形態の制御装置70’は、図29に示すように、6軸位置調整装置30、寸法測定部60、調整用光源装置81、固定用光源装置82、透過型スクリーン93、および画像検出装置95を制御する。
また、本実施形態のメモリ734は、所定の制御プログラム、機種データ、製造誤差判定部735から出力される製造誤差等を格納する。
なお、機種データとしては、例えば、前記第1実施形態で説明した機種データと略同様であるが、CCDカメラ41の基準位置に関するデータの代わりに、3CCDカメラ951の基準位置(フォーカス調整基準位置、アライメント調整基準位置)に関するデータを含んでいる。
〔光学装置本体の製造方法〕
次に、上述した製造装置2による光学装置本体140Aの製造方法を図面に基づいて説明する。
図30は、光学装置本体140Aの製造方法を説明するためのフローチャートである。
先ず、光学装置本体140Aを製造する前に、事前準備として、前記第1実施形態の処理S1と略同様に、プロジェクタの機種に応じた画像処理用の基準パターン、3CCDカメラ951の基準位置、および寸法測定部60におけるレーザ光受光部614の基準受光位置を予め取得しておく(処理S11)。
次に、上述した製造装置2による光学装置本体140Aの製造方法を図面に基づいて説明する。
図30は、光学装置本体140Aの製造方法を説明するためのフローチャートである。
先ず、光学装置本体140Aを製造する前に、事前準備として、前記第1実施形態の処理S1と略同様に、プロジェクタの機種に応じた画像処理用の基準パターン、3CCDカメラ951の基準位置、および寸法測定部60におけるレーザ光受光部614の基準受光位置を予め取得しておく(処理S11)。
具体的には、図31は、基準パターン、3CCDカメラ951の基準位置、およびレーザ光受光部614の基準受光位置の取得方法を説明するフローチャートである。
先ず、作業者は、前記第1実施形態で説明したマスター光学装置、基準投射位置調整装置DM(図24、図25)、およびマスターレンズMLが一体化されたマスター投射ユニットを載置部50にセットする(処理S11A)。
先ず、作業者は、前記第1実施形態で説明したマスター光学装置、基準投射位置調整装置DM(図24、図25)、およびマスターレンズMLが一体化されたマスター投射ユニットを載置部50にセットする(処理S11A)。
次に、作業者は、制御装置70’の操作部71を操作し、プロジェクタの機種に応じた機種データ(基準パターン、各3CCDカメラ951の基準位置)の登録作業を実施する旨の所定のプログラムを呼び出す。制御装置70’の制御部73は、メモリ734に格納されたプログラムを読み出し、以下の処理を実施する。
先ず、制御部73の駆動制御部733は、調整用光源装置81を作動させ、マスター投射ユニットの各基準液晶パネルに対して、各6軸位置調整装置30の先端から位置調整用の光束を導入させる(処理S11B)。
処理S11Bの後、制御部73は、マスター光学装置を介しマスターレンズMLにて拡大投射され透過型スクリーン93に投影された投影像を、画像検出装置95の3CCDカメラ951に検出させる(処理S11C)。この際、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して画像検出装置95の移動機構953を駆動させ、光束を確実に受光できる位置に3CCDカメラ951を移動させる。この3CCDカメラ951で撮像された画像は、赤、緑、青の3色に分解されて、R,G,B信号として制御部73に出力される。
なお、3CCDカメラ951にて撮像された画像としては、前記第1実施形態で説明したCCDカメラ41にて撮像された画像(図17または図18)と同様である。
そして、制御部73は、前記第1実施形態で説明した処理S1Dと同様に、基準パターンBP、および各3CCDカメラ951の基準位置(フォーカス調整基準位置およびアライメント調整基準位置)を、機種に応じた機種データとしてメモリ734に記憶させる(処理S11D)。
先ず、制御部73の駆動制御部733は、調整用光源装置81を作動させ、マスター投射ユニットの各基準液晶パネルに対して、各6軸位置調整装置30の先端から位置調整用の光束を導入させる(処理S11B)。
処理S11Bの後、制御部73は、マスター光学装置を介しマスターレンズMLにて拡大投射され透過型スクリーン93に投影された投影像を、画像検出装置95の3CCDカメラ951に検出させる(処理S11C)。この際、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して画像検出装置95の移動機構953を駆動させ、光束を確実に受光できる位置に3CCDカメラ951を移動させる。この3CCDカメラ951で撮像された画像は、赤、緑、青の3色に分解されて、R,G,B信号として制御部73に出力される。
なお、3CCDカメラ951にて撮像された画像としては、前記第1実施形態で説明したCCDカメラ41にて撮像された画像(図17または図18)と同様である。
そして、制御部73は、前記第1実施形態で説明した処理S1Dと同様に、基準パターンBP、および各3CCDカメラ951の基準位置(フォーカス調整基準位置およびアライメント調整基準位置)を、機種に応じた機種データとしてメモリ734に記憶させる(処理S11D)。
処理S11Dの後、作業者は、載置部50に設置されたマスター投射ユニットから基準投射位置調整装置DMおよびマスターレンズMLを取り外す(処理S11E)。
処理S11Eの後、作業者は、制御装置70’の操作部71を操作し、プロジェクタの機種に応じた機種データ(レーザ光受光部614の基準受光位置)の登録作業を実施する旨の所定のプログラムを呼び出す。制御装置70’の制御部73は、メモリ734に格納されたプログラムを読み出し、前記第1実施形態で説明した処理S1E〜S1Jと同様に、寸法測定部60を載置部50外部へと移動(処理S11F)、レーザ光射出部611からのレーザ光の射出(処理S11G)、レーザ光受光部614によるレーザ光の撮像(処理S11H)、レーザ光の各基準受光位置Oの取得(処理S11I)、および寸法測定部60を載置部50内部へと移動(処理S11J)、他の機種に応じた機種データをさらに登録するか否かの選択を促す情報の表示(処理S11K)を実施する。
処理S11Kにおいて、作業者は、他の機種の機種データをさらに登録する場合には、載置部50に設置されたマスター光学装置を取り外し、他のマスター投射ユニットを載置部50に設置し(処理S11L)、操作部71を操作して他の機種の機種データをさらに登録する旨の入力操作を実施する。そして、上述した処理S11B〜S11Jの処理が再度実施され、他の機種に応じた機種データがメモリ734に登録される。
処理S11Eの後、作業者は、制御装置70’の操作部71を操作し、プロジェクタの機種に応じた機種データ(レーザ光受光部614の基準受光位置)の登録作業を実施する旨の所定のプログラムを呼び出す。制御装置70’の制御部73は、メモリ734に格納されたプログラムを読み出し、前記第1実施形態で説明した処理S1E〜S1Jと同様に、寸法測定部60を載置部50外部へと移動(処理S11F)、レーザ光射出部611からのレーザ光の射出(処理S11G)、レーザ光受光部614によるレーザ光の撮像(処理S11H)、レーザ光の各基準受光位置Oの取得(処理S11I)、および寸法測定部60を載置部50内部へと移動(処理S11J)、他の機種に応じた機種データをさらに登録するか否かの選択を促す情報の表示(処理S11K)を実施する。
処理S11Kにおいて、作業者は、他の機種の機種データをさらに登録する場合には、載置部50に設置されたマスター光学装置を取り外し、他のマスター投射ユニットを載置部50に設置し(処理S11L)、操作部71を操作して他の機種の機種データをさらに登録する旨の入力操作を実施する。そして、上述した処理S11B〜S11Jの処理が再度実施され、他の機種に応じた機種データがメモリ734に登録される。
以上の処理S11の後に、光学装置本体140Aの製造を実施する。
先ず、作業者は、載置部50に設置されたマスター投射ユニットを取り外すとともに、前記第1実施形態で説明した処理S2と同様に、プリズムユニットを載置部50に設置する(処理S12:装置設置工程)。
処理S12の後、投射位置調整装置150の厚み寸法を測定する(処理S13:寸法測定工程)。
なお、処理S13は、前記第1実施形態で説明した処理S3と同様であるため、説明および詳細な図示を省略するが、処理S13では前記第1実施形態で説明した処理S3と同様に処理S3A〜S3J(図19)を実施するものである。
先ず、作業者は、載置部50に設置されたマスター投射ユニットを取り外すとともに、前記第1実施形態で説明した処理S2と同様に、プリズムユニットを載置部50に設置する(処理S12:装置設置工程)。
処理S12の後、投射位置調整装置150の厚み寸法を測定する(処理S13:寸法測定工程)。
なお、処理S13は、前記第1実施形態で説明した処理S3と同様であるため、説明および詳細な図示を省略するが、処理S13では前記第1実施形態で説明した処理S3と同様に処理S3A〜S3J(図19)を実施するものである。
処理S13の後、作業者は、載置部50に設置されたプリズムユニットに対して基準投射位置調整装置DMおよびマスターレンズMLを取り付ける(処理S14:基準装置取付工程)。
また、作業者は、前記第1実施形態で説明した処理S4と同様に、各光変調装置141を、紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン1413を保持枠1412の四隅の孔1412Aに挿入した状態で、各6軸位置調整装置30の各液晶パネル保持部34にそれぞれ吸着保持させる(処理S15:光変調装置保持工程)。
また、作業者は、前記第1実施形態で説明した処理S4と同様に、各光変調装置141を、紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン1413を保持枠1412の四隅の孔1412Aに挿入した状態で、各6軸位置調整装置30の各液晶パネル保持部34にそれぞれ吸着保持させる(処理S15:光変調装置保持工程)。
処理S15の後、作業者は、制御装置70’の操作部71を操作して各光変調装置141の位置調整を実施する旨の入力操作を実施する。制御部73は、メモリ734に格納されたプログラムを読み出し、各光変調装置141の位置調整を同時に実施する(処理S16)。
具体的に、図32は、各光変調装置141の位置調整方法を説明するフローチャートである。
先ず、駆動制御部733は、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構953を駆動させ、3CCDカメラ951をフォーカス調整基準位置に設置する(処理S16A)。
処理S16Aの後、駆動制御部733は、前記第1実施形態で説明した処理S5Eと同様に、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力し、各6軸位置調整装置30を初期位置に設置する(処理S16B)。この状態では、上記紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン1413とクロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面とが当接した状態であり、各光変調装置141は、クロスダイクロイックプリズム144に対して設計上の基準位置に設置されている。
具体的に、図32は、各光変調装置141の位置調整方法を説明するフローチャートである。
先ず、駆動制御部733は、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構953を駆動させ、3CCDカメラ951をフォーカス調整基準位置に設置する(処理S16A)。
処理S16Aの後、駆動制御部733は、前記第1実施形態で説明した処理S5Eと同様に、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力し、各6軸位置調整装置30を初期位置に設置する(処理S16B)。この状態では、上記紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン1413とクロスダイクロイックプリズム144の光束入射側端面とが当接した状態であり、各光変調装置141は、クロスダイクロイックプリズム144に対して設計上の基準位置に設置されている。
処理S16Bの後、駆動制御部733は、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して調整用光源装置81を駆動させ、位置調整用の光束(R,G,B色光)を、各6軸位置調整装置30の先端から各光変調装置141(液晶パネル1411)に導入させる(処理S16C:光束導入工程)。
そして、制御部73は、光学装置本体140Aを介しマスターレンズMLにて拡大投射され透過型スクリーン93に投影された投影像を、3CCDカメラ951に検出させる(処理S16D)。この3CCDカメラ951で撮像された画像は、赤、緑、青の3色に分解されてR,G,B信号として制御部73に出力される。
そして、制御部73は、光学装置本体140Aを介しマスターレンズMLにて拡大投射され透過型スクリーン93に投影された投影像を、3CCDカメラ951に検出させる(処理S16D)。この3CCDカメラ951で撮像された画像は、赤、緑、青の3色に分解されてR,G,B信号として制御部73に出力される。
処理S16Dの後、制御部73は、3CCDカメラ951から出力されるR,G,B信号に基づいて、前記第1実施形態で説明した処理S5F〜S5Kと同様に、画像の取込(処理S16E)、指標値の算出(処理S16F)、各光変調装置141の移動(処理S16G:位置決め工程)、および合焦状態の判定(処理S16H)を実施し、各光変調装置141(各液晶パネル1411)のフォーカス調整を同時に実施する。
処理S16Hの後、駆動制御部733は、メモリ734に格納された機種データに基づいて、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して移動機構953を駆動させ、3CCDカメラ951をアライメント調整基準位置に設置する(処理S16I)。
処理S16Iの後、制御部73は、前記第1実施形態で説明した処理S5O、S5Pと同様に、基準パターン画像に対する検出パターン画像のずれ量の算出(処理S16J)、および各光変調装置141の移動(処理S16K:位置決め工程)を実施し、各光変調装置141(各液晶パネル1411)のアライメント調整を同時に実施する。
処理S16Iの後、制御部73は、前記第1実施形態で説明した処理S5O、S5Pと同様に、基準パターン画像に対する検出パターン画像のずれ量の算出(処理S16J)、および各光変調装置141の移動(処理S16K:位置決め工程)を実施し、各光変調装置141(各液晶パネル1411)のアライメント調整を同時に実施する。
処理S16において、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の位置調整が終了した後、制御部73は、以下に示すように、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の位置を補正する(処理S17)。
先ず、制御部73の製造誤差判定部735は、前記第1実施形態で説明した処理S5Bと同様に、メモリ734に格納された4つの固定用孔1554の近傍位置(照射位置R1〜R4)での基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの各離間寸法の設計値と、寸法判定部732Bにて算出された各照射位置R1〜R4での各離間寸法Lとを読み出し、各離間寸法Lと設計値との差寸法(製造誤差)を算出する(処理S17A:製造誤差算出工程)。そして、製造誤差判定部735は、算出した各差寸法をメモリ734に記憶させる(処理S17B)。
先ず、制御部73の製造誤差判定部735は、前記第1実施形態で説明した処理S5Bと同様に、メモリ734に格納された4つの固定用孔1554の近傍位置(照射位置R1〜R4)での基部153の光束入射側端面からXテーブル155の光束射出側端面までの各離間寸法の設計値と、寸法判定部732Bにて算出された各照射位置R1〜R4での各離間寸法Lとを読み出し、各離間寸法Lと設計値との差寸法(製造誤差)を算出する(処理S17A:製造誤差算出工程)。そして、製造誤差判定部735は、算出した各差寸法をメモリ734に記憶させる(処理S17B)。
処理S17Bの後、駆動制御部733は、メモリ734に格納された前記各差寸法を読み出し、読み出した各差寸法に基づいて、所定の制御信号を駆動部70Aに出力して各6軸位置調整装置30を駆動させ、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の位置を補正する(処理S17C:位置補正工程)。
具体的に、図33は、各光変調装置141の位置の補正方法を説明するための図である。
駆動制御部733は、図33に示すように、4つの固定用孔1554近傍位置(各照射位置R1〜R4)での各差寸法に応じた所定の制御信号を駆動部70Aに出力して各6軸位置調整装置30を駆動させ、各液晶パネル1411の画像形成領域FGを含む平面PL上に照射位置R1〜R4を投影させた投影位置T1〜T4がZ軸(照明光軸)に沿って照射位置R1〜R4での各差寸法D1〜D4だけ移動するように、各光変調装置141(各液晶パネル1411)を移動させる。
例えば、差寸法D1〜D4が正の値の場合、すなわち、各照射位置R1〜R4での投射位置調整装置150の厚み寸法が設計上の厚み寸法よりも厚い場合には、各投影位置T1〜T4がZ軸に沿って光束の進行方向に移動するように、各光変調装置141(各液晶パネル1411)を移動させる。また、逆に、差寸法D1〜D4が負の値の場合、すなわち、各照射位置R1〜R4での投射位置調整装置150の厚み寸法が設計上の厚み寸法よりも薄い場合には、各投影位置T1〜T4がZ軸に沿って光束の進行方向と逆方向に移動するように、各光変調装置141(各液晶パネル1411)を移動させる。
具体的に、図33は、各光変調装置141の位置の補正方法を説明するための図である。
駆動制御部733は、図33に示すように、4つの固定用孔1554近傍位置(各照射位置R1〜R4)での各差寸法に応じた所定の制御信号を駆動部70Aに出力して各6軸位置調整装置30を駆動させ、各液晶パネル1411の画像形成領域FGを含む平面PL上に照射位置R1〜R4を投影させた投影位置T1〜T4がZ軸(照明光軸)に沿って照射位置R1〜R4での各差寸法D1〜D4だけ移動するように、各光変調装置141(各液晶パネル1411)を移動させる。
例えば、差寸法D1〜D4が正の値の場合、すなわち、各照射位置R1〜R4での投射位置調整装置150の厚み寸法が設計上の厚み寸法よりも厚い場合には、各投影位置T1〜T4がZ軸に沿って光束の進行方向に移動するように、各光変調装置141(各液晶パネル1411)を移動させる。また、逆に、差寸法D1〜D4が負の値の場合、すなわち、各照射位置R1〜R4での投射位置調整装置150の厚み寸法が設計上の厚み寸法よりも薄い場合には、各投影位置T1〜T4がZ軸に沿って光束の進行方向と逆方向に移動するように、各光変調装置141(各液晶パネル1411)を移動させる。
処理S17において、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の位置の補正が実施された後、制御部73は、前記第1実施形態で説明した処理S6と同様に、駆動部70Aに所定の制御信号を出力して固定用光源装置82を駆動させ、各光変調装置141をクロスダイクロイックプリズム144に固定する(処理S18)。
以上のような処理S11〜処理S18により、光学装置本体140Aが製造される。
以上のような処理S11〜処理S18により、光学装置本体140Aが製造される。
上述した第2実施形態においては、製造装置2が上述した構成を備えているので、複数の光学装置本体140Aの製造において、共通の基準投射位置調整装置DMおよびマスターレンズMLを用いることができ、光学装置本体140Aの製造の効率化および迅速化を図れる。
また、実際に製品となる投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合であっても、寸法測定部60、製造誤差判定部735、および駆動制御部733により、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の位置調整(処理S16)の後、製造誤差に応じた距離だけ光軸方向に各光変調装置141を移動させて各光変調装置141の位置を補正するため、製造装置2を用いて製造した光学装置本体140Aに投射位置調整装置150および投射レンズ160を取り付けた際に、投射レンズ160のバックフォーカス位置に各光変調装置141を良好に位置付けることができ、光学装置本体140Aを高精度に製造できる。
さらに、従来の製造装置に、寸法測定部60、製造誤差判定部735、および駆動制御部733を設けるだけで、光学装置本体140Aを高精度に製造でき、従来の製造装置を大幅に改良することがない。
また、実際に製品となる投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法が設計上の厚み寸法と異なり製造誤差が生じている場合であっても、寸法測定部60、製造誤差判定部735、および駆動制御部733により、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の位置調整(処理S16)の後、製造誤差に応じた距離だけ光軸方向に各光変調装置141を移動させて各光変調装置141の位置を補正するため、製造装置2を用いて製造した光学装置本体140Aに投射位置調整装置150および投射レンズ160を取り付けた際に、投射レンズ160のバックフォーカス位置に各光変調装置141を良好に位置付けることができ、光学装置本体140Aを高精度に製造できる。
さらに、従来の製造装置に、寸法測定部60、製造誤差判定部735、および駆動制御部733を設けるだけで、光学装置本体140Aを高精度に製造でき、従来の製造装置を大幅に改良することがない。
ここで、寸法測定部60が4つの寸法測定部本体61を備え、投射レンズ160が取り付けられる4つの部位(4つの固定用孔1554)近傍位置(照射位置R1〜R4)での投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法をそれぞれ測定するので、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の位置調整(処理S16)の後、各液晶パネル1411の画像形成領域FGを含む平面PL上に照射位置R1〜R4を投影させた投影位置T1〜T4がZ軸(照明光軸)に沿って照射位置R1〜R4での各差寸法D1〜D4だけ移動するように、各光変調装置141(各液晶パネル1411)を移動させて各光変調装置141の位置を補正することができる。このため、投射位置調整装置150の製造誤差が光軸方向(Z軸方向)と直交する平面に沿って異なるように生じている場合であっても、製造装置2を用いて製造した光学装置本体140Aに投射位置調整装置150および投射レンズ160を取り付けた際に、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の画像形成領域FGを投射レンズ160のバックフォーカス面に良好に位置付けることができ、寸法測定部60が1つの部位での投射位置調整装置150における光軸方向の厚み寸法を測定する構成と比較して、光学装置本体140Aをさらに一層高精度に製造できる。
また、投射レンズ160を固定する部位(固定用孔1554)近傍位置での投射位置調整装置150の厚み寸法に応じて各光変調装置141の位置を補正するので、該補正を適切に実施し、光学装置本体140Aをより高精度に製造できる。
また、投射レンズ160を固定する部位(固定用孔1554)近傍位置での投射位置調整装置150の厚み寸法に応じて各光変調装置141の位置を補正するので、該補正を適切に実施し、光学装置本体140Aをより高精度に製造できる。
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態において、投射位置調整装置150の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らない。例えば、前記各実施形態では、投射位置調整装置150は、投射方向と直交する2つの軸方向(垂直軸方向(上下方向)および水平軸方向(左右方向))に投射レンズ160を移動可能に構成されていたが、これに限らず、垂直軸方向(上下方向)および水平軸方向(左右方向)のいずれかの軸方向にのみ投射レンズ160を移動可能とする構成を採用してもよい。
前記各実施形態において、投射位置調整装置150の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らない。例えば、前記各実施形態では、投射位置調整装置150は、投射方向と直交する2つの軸方向(垂直軸方向(上下方向)および水平軸方向(左右方向))に投射レンズ160を移動可能に構成されていたが、これに限らず、垂直軸方向(上下方向)および水平軸方向(左右方向)のいずれかの軸方向にのみ投射レンズ160を移動可能とする構成を採用してもよい。
前記各実施形態において、寸法測定部60の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らない。例えば、投射位置調整装置150に測定子を接触させて投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法を測定する接触式の寸法測定部で構成してもよい。また、前記各実施形態では、寸法測定部60を、レーザ光を射出して反射したレーザ光を受光する構成としたが、光束を射出して投射位置調整装置150を介した光束を検出する構成であれば、レーザ光を用いる構成、反射させる構成に限らない。例えば、投射位置調整装置150の一方の側部に配設され投射位置調整装置150に向けて光束を射出する光束射出部と、投射位置調整装置150の他方の側部に配設され光束射出部から射出された光束を受光する光束受光部とを備える構成を採用してもよい。この場合には、光束受光部にて受光された光束の光量、すなわち、投射位置調整装置150にて遮光された光束の光量を算出することで、投射位置調整装置150の光軸方向の厚み寸法を測定するものとする。
前記第1実施形態では、光変調装置141(液晶パネル1411)およびクロスダイクロイックプリズム144を介した画像光を各CCDカメラ41にて撮像する構成としたが、これに限らない。例えば、前記第2実施形態で説明した3CCDカメラや、MOS(Metal-Oxide Semiconductor)センサ等の撮像素子にて撮像する構成を採用してもよい。各CCDカメラ41を前記第2実施形態で説明した3CCDカメラの構成にすることで、前記第2実施形態と同様に、各光変調装置141(各液晶パネル1411)の位置調整を同時に実施でき、光学装置本体140Aをより迅速に製造できる。
同様に、前記第2実施形態では、透過型スクリーン93上の投影像を3CCDカメラ951にて撮像する構成としたが、前記第1実施形態で説明したCCDカメラや、MOSセンサ等の撮像素子にて撮像する構成を採用してもよい。
同様に、前記第2実施形態では、透過型スクリーン93上の投影像を3CCDカメラ951にて撮像する構成としたが、前記第1実施形態で説明したCCDカメラや、MOSセンサ等の撮像素子にて撮像する構成を採用してもよい。
前記各実施形態において、光学装置本体140Aの製造方法は、図15、図16、図19、図22、図30〜図32に示すフローに限らない。例えば、前記第1実施形態において、処理S3Jを省略し、光学装置本体140Aの製造を、投射位置調整装置150が取り付けられた状態で実施してもよい。また、例えば、前記第1実施形態において、処理S5A,S5Mを省略し、処理S5D,S5Nにて直接、各CCDカメラ41を設計上の検出位置から製造誤差に応じた距離だけ光軸方向(XY1〜XY4軸方向)に変位した位置に位置付ける構成を採用してもよい。さらに、例えば、前記第2実施形態において、処理S13を処理S16と処理S17との間に実施する構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、光学装置本体140Aは、3つの光変調装置141を備える構成としたが、これに限らず、2つの光変調装置を備える構成、4つ以上の光変調装置を備える構成としてもよい。また、光学装置本体140Aは、クロスダイクロイックプリズム144の3つの光束入射側端面のうち、投射レンズ160と対向する光束入射側端面にG色光用光変調装置を配置し、他の2つの光束入射側端面にR色光用光変調装置およびB色光用光変調装置を配置していたが、配置位置はこれに限らず、例えば、投射レンズ160と対向する光束入射端面にR色光用光変調装置またはB色光用光変調装置を配置する構成を採用してもよい。
前記各実施形態において、製造装置1,2の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らない。例えば、前記第1実施形態において、6軸位置調整装置30は、各光変調装置141に対応して3つで構成されていたが、これに限らず、例えば、載置部50をクロスダイクロイックプリズム144の中心位置を中心として回動可能に構成し、6軸位置調整装置30を1つのみで構成してもよい。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
本発明の光学装置の製造装置は、投射位置調整装置が設けられたプロジェクタに用いられる光学装置の製造の迅速化および効率化を図れかつ、光学装置を高精度に製造できるため、プロジェクタの光学装置の製造装置として有用である。
1,2・・・製造装置、30・・・6軸位置調整装置(位置調整部)、40・・・光束検出装置、41・・・CCDカメラ(光束検出部)、43・・・移動機構、50・・・載置部(保持部)、60・・・寸法測定部、73・・・制御部、81・・・調整用光源装置、93・・・透過型スクリーン(画像形成部)、95・・・画像検出装置、100・・・プロジェクタ、140・・・光学装置、141・・・光変調装置、144・・・クロスダイクロイックプリズム(色合成光学装置)、145・・・支持構造体、150・・・投射位置調整装置、153・・・基部(固定板)、154・・・Yテーブル(移動板)、155・・・Xテーブル(移動板)、160・・・投射レンズ(投射光学装置)、161・・・鏡筒、162・・・フランジ部、611・・・レーザ光射出部、614・・・レーザ光受光部、731・・・画像取込部、732・・・画像処理部、733・・・駆動制御部、734・・・メモリ(記憶部)、735・・・製造誤差判定部、1555・・・ねじ(固定部材)、S2,S3A,S12・・・装置設置工程、S3,S13・・・寸法測定工程、S4,S15・・・光変調装置保持工程、S5B,S17A・・・製造誤差算出工程、S5D,S5N,S17C・・・位置補正工程、S5F,S16C・・・光束導入工程、S5G・・・画像光検出工程、S5J,S5P,S16G,S16K・・・位置決め工程、S14・・・基準装置取付工程、O,P・・・受光位置。
Claims (9)
- 複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置を所定位置で支持固定する支持構造体とを備え、プロジェクタに用いられる光学装置を製造する光学装置の製造装置であって、
前記プロジェクタは、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備え、
当該製造装置は、
前記色合成光学装置が支持固定された前記支持構造体を所定位置で保持する保持部と、前記光変調装置を保持し前記色合成光学装置に対して前記光変調装置の位置調整を実施する位置調整部と、前記光変調装置に対して位置調整用の光束を導入する調整用光源装置と、前記光変調装置および前記色合成光学装置を介した画像光を検出する光束検出部、および前記光束検出部を移動自在とする移動機構を有する光束検出装置と、前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定部と、前記移動機構を駆動制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された設計上の厚み寸法、および前記寸法測定部にて測定された前記投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を比較して差寸法を算出する製造誤差判定部と、前記移動機構を駆動制御し前記光束検出部を設計上の検出位置から前記製造誤差判定部にて算出された前記差寸法に応じた距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付けさせる駆動制御部とを備えていることを特徴とする光学装置の製造装置。 - 請求項1に記載の光学装置の製造装置において、
前記制御部は、前記光束検出装置にて検出された画像を取り込んで画像信号に変換する画像取込部と、前記画像取込部から出力された画像信号に基づいて画像処理を実施し、処理した結果に基づいて前記光変調装置の姿勢最適位置を判定する画像処理部とを備え、
前記駆動制御部は、前記画像処理部にて判定された姿勢最適位置に基づいて前記位置調整部を駆動制御し前記光変調装置の位置調整を実施させることを特徴とする光学装置の製造装置。 - 複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置を所定位置で支持固定する支持構造体とを備え、プロジェクタに用いられる光学装置を製造する光学装置の製造装置であって、
前記プロジェクタは、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備え、
当該製造装置は、
前記色合成光学装置、前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を有する基準投射位置調整装置、および前記投射光学装置の設計上の光学特性を有する基準投射光学装置が支持固定された前記支持構造体を所定位置で保持する保持部と、前記光変調装置を保持し前記色合成光学装置に対して前記光変調装置の位置調整を実施する位置調整部と、前記光変調装置に対して位置調整用の光束を導入する調整用光源装置と、前記光変調装置および前記色合成光学装置を介し前記基準投射光学装置にて拡大投射された画像光が投影される画像形成部と、前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定部と、前記位置調整部を駆動制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された設計上の厚み寸法、および前記寸法測定部にて測定された前記投射位置調整装置における光軸方向の厚み寸法を比較して差寸法を算出する製造誤差判定部と、前記位置調整部にて前記光変調装置の位置調整を実施した後、前記位置調整部を駆動制御し、前記製造誤差判定部にて算出された前記差寸法に応じた距離だけ前記光変調装置を光軸方向に移動させる駆動制御部とを備えていることを特徴とする光学装置の製造装置。 - 請求項3に記載の光学装置の製造装置において、
前記画像形成部に投影された画像光を前記画像形成部の裏面側から検出する画像検出装置を備え、
前記制御部は、前記画像検出装置にて検出された画像を取り込んで画像信号に変換する画像取込部と、前記画像取込部から出力された画像信号に基づいて画像処理を実施し、処理した結果に基づいて前記光変調装置の姿勢最適位置を判定する画像処理部とを備え、
前記駆動制御部は、前記画像処理部にて判定された姿勢最適位置に基づいて前記位置調整部を駆動制御し前記光変調装置の位置調整を実施させることを特徴とする光学装置の製造装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の光学装置の製造装置において、
前記寸法測定部は、被測定対象の厚み寸法を測定する際の基準位置または測定位置に向けてレーザ光を射出するレーザ光射出部と、前記基準位置または前記測定位置にて反射されたレーザ光を受光するレーザ光受光部とを備え、前記レーザ光受光部における前記基準位置にて反射されたレーザ光の受光位置、および前記測定位置にて反射されたレーザ光の受光位置の変位に基づいて、前記被測定対象の厚み寸法を測定することを特徴とする光学装置の製造装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の光学装置の製造装置において、
前記投射光学装置は、少なくとも1つのレンズと、前記レンズを内部に収納保持する鏡筒とを備え、
前記鏡筒の投射方向基端部分には、外側に拡がるフランジ部が形成され、
前記フランジ部と前記移動板とが当接し少なくとも3つの部位が固定部材により固定されることで、前記投射光学装置が前記投射位置調整装置に支持され、
前記寸法測定部は、前記少なくとも3つの部位の近傍位置における前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法をそれぞれ測定することを特徴とする光学装置の製造装置。 - 複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置を所定位置で支持固定する支持構造体とを備え、プロジェクタに用いられる光学装置を製造する光学装置の製造方法であって、
前記プロジェクタは、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備え、
当該製造方法は、
前記色合成光学装置および前記投射位置調整装置が支持固定された前記支持構造体を所定位置に設置する装置設置工程と、
前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定工程と、
前記寸法測定工程にて測定した前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法、および前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を比較して差寸法を算出する製造誤差算出工程と、
前記製造誤差算出工程にて算出した差寸法に基づいて光束検出装置における検出位置を設計上の検出位置から前記差寸法に応じた距離だけ光軸方向に変位した位置に位置付ける位置補正工程と、
前記光変調装置を位置調整部に保持させる光変調装置保持工程と、
前記光変調装置に対して位置調整用の光束を導入する光束導入工程と、
前記光変調装置および前記色合成光学装置を介した画像光を前記光束検出装置に検出させる画像光検出工程と、
前記位置調整部を用いて前記色合成光学装置に対する姿勢最適位置に前記光変調装置を位置決めする位置決め工程とを備えていることを特徴とする光学装置の製造方法。 - 複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置にて変調された各色光を合成して画像光を形成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置を所定位置で支持固定する支持構造体とを備え、プロジェクタに用いられる光学装置を製造する光学装置の製造方法であって、
前記プロジェクタは、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備え、
当該製造方法は、
前記色合成光学装置および前記投射位置調整装置が支持固定された前記支持構造体を所定位置に設置する装置設置工程と、
前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法を測定する寸法測定工程と、
前記投射位置調整装置を前記支持構造体から取り外し、前記支持構造体に対して、前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を有する基準投射位置調整装置、および前記投射光学装置の設計上の光学特性を有する基準投射光学装置を取り付ける基準装置取付工程と、
前記光変調装置を位置調整部に保持させる光変調装置保持工程と、
前記光変調装置に対して位置調整用の光束を導入する光束導入工程と、
前記光変調装置および前記色合成光学装置を介し前記基準投射光学装置にて拡大投射され画像形成部に投影された投影画像に基づいて、前記位置調整部を用いて前記色合成光学装置に対する姿勢最適位置に前記光変調装置を位置決めする位置決め工程と、
前記寸法測定工程にて測定した前記投射位置調整装置の光軸方向の厚み寸法、および前記投射位置調整装置における光軸方向の設計上の厚み寸法を比較して差寸法を算出する製造誤差算出工程と、
前記製造誤差算出工程にて算出した差寸法に基づいて、前記位置調整部を用いて前記差寸法に応じた距離だけ前記光変調装置を光軸方向に移動させる位置補正工程とを備えていることを特徴とする光学装置の製造方法。 - 光源装置と、請求項7または請求項8に記載の光学装置の製造方法により製造された光学装置と、前記光学装置にて形成された画像光を拡大投射する投射光学装置と、前記支持構造体に固定される固定板、および前記投射光学装置を支持し前記固定板に対して移動可能に構成され前記投射光学装置を投射方向に直交する面内で移動させ前記投射光学装置の投射位置を調整する移動板を有する投射位置調整装置とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
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JP2005017109A JP2006208472A (ja) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | 光学装置の製造装置、その製造方法、およびプロジェクタ |
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JP2009058910A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調器ドライバ調整装置及び調整方法 |
JP2011022463A (ja) * | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Nikon Corp | プロジェクタモジュール、電子機器及び光源位置調整方法 |
WO2023210115A1 (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光学モジュールの調整方法及び検査方法 |
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2005
- 2005-01-25 JP JP2005017109A patent/JP2006208472A/ja not_active Withdrawn
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