JP2009229560A - Method of manufacturing optical device - Google Patents
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Description
本発明は、光学装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical device.
従来、光源装置と、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画像光を形成する光変調素子と、画像光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、光変調素子(液晶パネル)の光束入射側および光束射出側には、通常、入射光束のうち所定の直線偏光光を透過させ、他の光束を除去する偏光素子が配置される(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のプロジェクタでは、液晶パネルの光束射出側に配置される射出側偏光素子として、反射型の偏光素子が用いられ、射出側偏光素子の耐光性および耐熱性を向上させるとともに、射出側偏光素子にて反射された不要な光束を液晶パネルに入射させない構成としている。
具体的に、射出側偏光素子は、入射光束の光軸に直交する光束入射側端面、および光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する断面三角形状の第1プリズムと、光束入射側端面に平行する光束射出側端面、および光束射出側端面に対して傾斜し射出側傾斜面に対向する入射側傾斜面を有し第1プリズムと一体化された断面三角形状の第2プリズムと、各傾斜面間に介装される反射型偏光板とを備える。そして、反射型偏光板にて反射された不要な光束は、第1プリズムの光束入射側端面にて全反射し、液晶パネルを避ける方向に進行する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a projector that includes a light source device, a light modulation element that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information to form image light, and a projection optical device (projection lens) that magnifies and projects the image light It has been known.
In such projectors, polarizing elements that transmit predetermined linearly polarized light and remove other light beams from the incident light beam are usually arranged on the light beam incident side and light beam emission side of the light modulation element (liquid crystal panel). (For example, see Patent Document 1).
In the projector described in Patent Document 1, a reflection-type polarizing element is used as the exit-side polarizing element disposed on the light beam exit side of the liquid crystal panel, improving the light resistance and heat resistance of the exit-side polarizing element, and An unnecessary light flux reflected by the side polarizing element is not incident on the liquid crystal panel.
Specifically, the exit side polarization element includes a first prism having a triangular cross section having a light beam incident side end surface orthogonal to the optical axis of the incident light beam, and an exit side inclined surface inclined with respect to the light beam incident side end surface; A second prism having a triangular cross section integrated with the first prism, having a light beam exit side end surface parallel to the side end surface, and an incident side inclined surface that is inclined with respect to the light beam exit side end surface and faces the exit side inclined surface; And a reflective polarizing plate interposed between the inclined surfaces. Then, the unnecessary light beam reflected by the reflective polarizing plate is totally reflected at the light beam incident side end surface of the first prism and proceeds in a direction avoiding the liquid crystal panel.
ところで、液晶パネルを3枚設け、各液晶パネルにて変調された各色光を色合成光学装置(クロスダイクロイックプリズム)で合成してカラー画像を形成する、いわゆる三板式の光学装置においては、プロジェクタに組み込む際等の取り扱い性を考慮すれば、色合成光学装置に対して射出側偏光素子および液晶パネルを一体に組み付けることが好ましい。
そして、このような光学装置を備えたプロジェクタでは、鮮明な画像を得るために、各液晶パネルを光軸方向に移動させ、各液晶パネルを投射レンズのバックフォーカス位置に位置付ける(フォーカス調整)必要がある。
しかしながら、上述した三板式の光学装置に特許文献1に記載の射出側偏光素子を採用した場合には、以下の問題がある。
特許文献1に記載の射出側偏光素子は、第1プリズム、第2プリズム、および反射型偏光板が予め、一体化されているため、光束入射側端面および光束射出側端面の離間寸法が規定されていることとなる。色合成光学装置に対して射出側偏光素子および液晶パネルを一体に組み付ける際には、液晶パネルは射出側偏光素子の光束入射側端面に固定されるため、色合成光学装置に対する液晶パネルの光軸方向の離間位置が予め規定されることとなる。すなわち、色合成光学装置に対する液晶パネルの光軸方向の離間位置が予め規定されるため、各液晶パネルのフォーカス調整が困難なものとなる、という問題がある。
By the way, in a so-called three-plate type optical device in which three liquid crystal panels are provided and each color light modulated by each liquid crystal panel is synthesized by a color synthesis optical device (cross dichroic prism) to form a color image, a projector is used. In consideration of handling properties such as when assembling, it is preferable that the exit-side polarizing element and the liquid crystal panel are integrally assembled with the color synthesizing optical device.
In a projector equipped with such an optical device, in order to obtain a clear image, it is necessary to move each liquid crystal panel in the optical axis direction and position each liquid crystal panel at the back focus position of the projection lens (focus adjustment). is there.
However, when the exit-side polarizing element described in Patent Document 1 is adopted in the above-described three-plate optical device, there are the following problems.
In the exit side polarizing element described in Patent Document 1, since the first prism, the second prism, and the reflective polarizing plate are integrated in advance, the distance between the light incident side end face and the light exit side end face is defined. Will be. When the exit-side polarizing element and the liquid crystal panel are assembled integrally with the color combining optical device, the liquid crystal panel is fixed to the light-incident side end face of the exit-side polarizing element. The separation position in the direction is defined in advance. That is, since the separation position of the liquid crystal panel in the optical axis direction with respect to the color synthesis optical device is defined in advance, there is a problem that it is difficult to adjust the focus of each liquid crystal panel.
本発明の目的は、複数の光変調素子、複数の射出側偏光素子、および色合成光学装置が一体化される光学装置において、各光変調素子のフォーカス調整を容易に実施できる光学装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical device manufacturing method capable of easily adjusting the focus of each light modulation element in an optical device in which a plurality of light modulation elements, a plurality of exit-side polarization elements, and a color synthesis optical device are integrated. Is to provide.
本発明の製造方法は、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調して画像光を形成する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子にて形成された各画像光を合成する色合成光学装置と、前記複数の光変調装置および前記色合成光学装置の間にそれぞれ配設される複数の射出側偏光素子とを備えた光学装置の製造方法であって、前記射出側偏光素子は、前記光変調素子に当接し前記画像光を入射する光束入射側端面、および前記光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する第1プリズムと、前記光束入射側端面に平行し前記色合成光学装置に当接する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に平行する入射側傾斜面を有する第2プリズムと、前記射出側傾斜面または前記入射側傾斜面に設けられ、前記第1プリズムを介した光束のうち第1の直線偏光光を透過して前記第2プリズムに導入させるとともに偏光方向が前記第1の直線偏光光に直交する第2の直線偏光光を前記第1プリズムに向けて反射する偏光素子本体とを備え、当該製造方法は、前記光変調素子、前記射出側偏光素子、および前記色合成光学装置を互いに密着させた初期状態で保持する光学装置保持工程と、前記各傾斜面の傾斜方向に沿って前記各プリズムの相対位置を変更し、前記光変調素子における前記色光の光軸方向の位置を調整するフォーカス調整工程と、前記色合成光学装置に対して前記光変調素子および前記射出側偏光素子を固定する固定工程とを備えることを特徴とする。 The manufacturing method of the present invention combines a plurality of light modulation elements that form image light by modulating a plurality of color lights according to image information for each color light, and each image light formed by the plurality of light modulation elements. A method of manufacturing an optical device comprising: a color combining optical device, and a plurality of light modulation devices and a plurality of exit-side polarization elements respectively disposed between the plurality of light modulation devices and the color combining optical device. The element is in parallel with the light beam incident side end surface, a first prism having a light beam incident side end surface that is in contact with the light modulation element and that receives the image light, and an exit side inclined surface that is inclined with respect to the light beam incident side end surface. A second prism having a light-emitting side end surface that is in contact with the color combining optical device, and an incident-side inclined surface that is inclined with respect to the light-emitting side end surface and is parallel to the output-side inclined surface; Provided on the incident side inclined surface The first linearly polarized light transmitted through the first prism is transmitted and introduced into the second prism, and the second linearly polarized light whose polarization direction is orthogonal to the first linearly polarized light is transmitted. A polarizing element body that reflects toward the first prism, and the manufacturing method includes an optical device that holds the light modulation element, the emission-side polarizing element, and the color combining optical device in an initial state in close contact with each other. A holding step, a focus adjusting step of changing a relative position of each prism along the inclination direction of each inclined surface, and adjusting a position in the optical axis direction of the color light in the light modulation element; and the color synthesizing optical device A fixing step of fixing the light modulation element and the exit-side polarization element.
本発明では、光学装置保持工程において、光束入射側から、光変調素子、第1プリズム、第2プリズム、および色合成光学装置の順に、互いに密着させた初期状態で保持する。そして、フォーカス調整工程において、各プリズムの各傾斜面の傾斜方向に沿って各プリズムの相対位置を変更することで、射出側偏光素子における光束入射側端面および光束射出側端面の光軸方向の離間寸法を変更し、すなわち、射出側偏光素子における光束入射側端面に密着した光変調素子における光軸方向の位置を調整する。各光変調素子を色合成光学装置に対する所定位置に位置付けた後、固定工程において、色合成光学装置に対して光変調素子および射出側偏光素子を固定することで、光学装置を製造する。
以上のように、射出側偏光素子は、第1プリズムと第2プリズムとが予め一体化されておらず、光学装置の製造時に一体化される。このことにより、傾斜方向に沿って各プリズムの相対位置を変更することで、光変調素子のフォーカス調整を容易に実施できる。したがって、各光変調素子が投射光学装置のバックフォーカス位置に確実に位置付けられることとなり、光学装置をプロジェクタに組み込めば、鮮明な画像を得ることができる。
In the present invention, in the optical device holding step, the light modulation element, the first prism, the second prism, and the color synthesizing optical device are held in the initial state of being in close contact with each other from the light beam incident side. Then, in the focus adjustment step, the relative position of each prism is changed along the inclination direction of each inclined surface of each prism, so that the light beam incident side end surface and the light beam emission side end surface of the exit side polarization element are separated in the optical axis direction. The dimension is changed, that is, the position in the optical axis direction of the light modulation element that is in close contact with the light incident side end face of the exit side polarization element is adjusted. After positioning each light modulation element at a predetermined position with respect to the color synthesis optical device, the optical device is manufactured by fixing the light modulation element and the exit side polarization element to the color synthesis optical device in the fixing step.
As described above, in the exit side polarizing element, the first prism and the second prism are not integrated in advance, but are integrated when the optical device is manufactured. Accordingly, the focus adjustment of the light modulation element can be easily performed by changing the relative position of each prism along the tilt direction. Therefore, each light modulation element is surely positioned at the back focus position of the projection optical apparatus, and a clear image can be obtained by incorporating the optical apparatus into the projector.
本発明の製造方法は、複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調して画像光を形成する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子にて形成された各画像光を合成する色合成光学装置と、前記複数の光変調素子および前記色合成光学装置の間にそれぞれ配設される複数の射出側偏光素子とを備えた光学装置の製造方法であって、前記射出側偏光素子は、前記光変調素子に当接し前記画像光を入射する光束入射側端面、および前記光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有し、前記光束入射側端面と前記射出側端面との前記色光の光軸方向の離間寸法が前記光軸に直交する第1の方向に沿って小さくなるように配設される第1プリズムと、前記光束入射側端面に平行し前記色合成光学装置に当接する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜した入射側傾斜面を有し、前記光束射出側端面と前記入射側傾斜面との前記光軸方向の離間寸法が前記第1の方向に沿って小さくなるように配設される第2プリズムと、前記各プリズム間に介装され、前記射出側傾斜面に平行する第1対向面、および前記入射側傾斜面に平行する第2対向面を有する第3プリズムと、前記射出側傾斜面または前記第1対向面に設けられ、前記第1プリズムを介した光束のうち第1の直線偏光光を透過して前記第3プリズムに導入させるとともに偏光方向が前記第1の直線偏光光に直交する第2の直線偏光光を前記第1プリズムに向けて反射する偏光素子本体とを備え、当該製造方法は、前記光変調素子、前記射出側偏光素子、および前記色合成光学装置を互いに密着させた初期状態で保持する光学装置保持工程と、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムに対して前記第3プリズムを前記第1の方向に沿って進退移動させ、前記光変調素子における前記光軸方向の位置を調整するフォーカス調整工程と、前記色合成光学装置に対して前記光変調素子および前記射出側偏光素子を固定する固定工程とを備えることを特徴とする。 The manufacturing method of the present invention combines a plurality of light modulation elements that form image light by modulating a plurality of color lights according to image information for each color light, and each image light formed by the plurality of light modulation elements. A method of manufacturing an optical device, comprising: a color combining optical device, and a plurality of light modulation elements and a plurality of exit side polarization elements disposed between the plurality of light modulation elements, and the exit side polarization The element has a light beam incident side end face that is in contact with the light modulation element and receives the image light, and an emission side inclined face that is inclined with respect to the light flux incident side end face, and the light flux incident side end face and the emission side end face A first prism arranged so that a separation dimension of the color light in the optical axis direction becomes smaller along a first direction orthogonal to the optical axis, and the color combining optics parallel to the light incident side end surface End surface of light beam exiting contact with the apparatus, and the light beam An incident-side inclined surface that is inclined with respect to the exit-side end surface, and is arranged so that a separation dimension in the optical axis direction between the light-beam exit-side end surface and the incident-side inclined surface decreases along the first direction. A second prism, a third prism having a first opposing surface interposed between the prisms and parallel to the exit-side inclined surface, and a second opposing surface parallel to the incident-side inclined surface; The first linearly polarized light is transmitted through the first prism and is introduced into the third prism, and the direction of polarization is the first direction. A polarizing element body that reflects the second linearly polarized light orthogonal to the linearly polarized light toward the first prism, and the manufacturing method includes the light modulating element, the exit-side polarizing element, and the color combining optics. In the initial state where the devices are in close contact with each other Holding the optical device, and moving the third prism forward and backward along the first direction with respect to the first prism and the second prism to adjust the position of the optical modulation element in the optical axis direction And a fixing step of fixing the light modulation element and the exit-side polarization element to the color synthesizing optical device.
本発明では、光学装置保持工程において、光束入射側から、光変調素子、第1プリズム、第3プリズム、第2プリズム、および色合成光学装置の順に、互いに密着させた初期状態で保持する。そして、フォーカス調整工程において、第1プリズムおよび第2プリズムと第3プリズムとの密着状態を維持しつつ、第1プリズムおよび第2プリズムに対して第3プリズムを第1の方向に沿って進退移動させる。ここで、第1プリズムは、光束入射側端面と射出側傾斜面との光軸方向の離間寸法が第1の方向に沿って小さくなるように配設されている。第2プリズムも同様である。すなわち、第3プリズムは、第1対向面および第2対向面の光軸方向の離間寸法が第1の方向に沿って大きくなる楔形状を有する。このため、フォーカス調整工程では、第3プリズムの第1の方向に沿う進退移動に連動して、第1プリズムおよび第2プリズムが光軸方向に近接隔離することとなり、射出側偏光素子における光束入射側端面および光束射出側端面の光軸方向の離間寸法を変更し、すなわち、射出側偏光素子における光束入射側端面に密着した光変調素子における光軸方向の位置を調整する。各光変調素子を色合成光学装置に対する所定位置に位置付けた後、固定工程において、色合成光学装置に対して光変調素子および射出側偏光素子を固定することで、光学装置を製造する。
以上のように、射出側偏光素子は、第1プリズムおよび第2プリズムの他、第3プリズムを備え、各プリズムが予め一体化されておらず、光学装置の製造時に一体化される。このことにより、第3プリズムを第1の方向に沿って進退移動させることで、光変調素子のフォーカス調整を容易に実施できる。したがって、各光変調素子が投射光学装置のバックフォーカス位置に確実に位置付けられることとなり、光学装置をプロジェクタに組み込めば、鮮明な画像を得ることができる。
In the present invention, in the optical device holding step, the light modulation element, the first prism, the third prism, the second prism, and the color synthesizing optical device are held in the initial state of being in close contact with each other from the light beam incident side. Then, in the focus adjustment step, the third prism moves forward and backward along the first direction with respect to the first prism and the second prism while maintaining the close contact between the first prism, the second prism, and the third prism. Let Here, the first prism is disposed so that the separation dimension in the optical axis direction between the light incident side end surface and the exit side inclined surface becomes smaller along the first direction. The same applies to the second prism. In other words, the third prism has a wedge shape in which the distance between the first facing surface and the second facing surface in the optical axis direction increases along the first direction. For this reason, in the focus adjustment process, the first prism and the second prism are closely separated in the optical axis direction in conjunction with the forward and backward movement along the first direction of the third prism, so that the light flux is incident on the exit side polarization element. The separation distance in the optical axis direction between the side end surface and the light beam exit side end surface is changed, that is, the position in the optical axis direction of the light modulation element in close contact with the light beam incident side end surface in the exit side polarization element is adjusted. After positioning each light modulation element at a predetermined position with respect to the color synthesis optical device, the optical device is manufactured by fixing the light modulation element and the exit side polarization element to the color synthesis optical device in the fixing step.
As described above, the exit-side polarizing element includes the third prism in addition to the first prism and the second prism, and the prisms are not integrated in advance but are integrated when the optical device is manufactured. Accordingly, the focus adjustment of the light modulation element can be easily performed by moving the third prism forward and backward along the first direction. Therefore, each light modulation element is surely positioned at the back focus position of the projection optical apparatus, and a clear image can be obtained by incorporating the optical apparatus into the projector.
本発明の製造方法では、前記複数の射出側偏光素子は、前記初期状態において、対応する色光に応じて前記光束入射側端面および前記光束射出側端面の離間寸法が異なるように形成されていることが好ましい。
ところで、レンズの一般的な特性としては、各色の屈折率が異なるものである。このため、投射光学装置のバックフォーカス位置も各色光に応じて異なるものとなりやすい。
本発明では、複数の射出側偏光素子は、上述したように形成されているので、初期状態において、色合成光学装置に対する各光変調素子の光軸方向の離間寸法が異なるものとなる。このことにより、投射光学装置の色光毎の各バックフォーカス位置に応じて、複数の射出側偏光素子における光束入射側端面および光束射出側端面の離間寸法を設計しておけば、初期状態において、各光変調素子が各バックフォーカス位置に概ね位置付けられた状態となり、フォーカス調整工程では、微調整するだけで各光変調素子を各バックフォーカス位置に位置付けることができる。したがって、各光変調素子のフォーカス調整をさらに容易に実施できる。
In the manufacturing method of the present invention, the plurality of exit side polarization elements are formed such that, in the initial state, the distance between the light incident side end face and the light exit side end face differs according to the corresponding color light. Is preferred.
By the way, as a general characteristic of a lens, the refractive index of each color is different. For this reason, the back focus position of the projection optical apparatus tends to be different depending on each color light.
In the present invention, since the plurality of exit-side polarizing elements are formed as described above, in the initial state, the separation dimensions in the optical axis direction of the respective light modulation elements with respect to the color synthesizing optical device are different. In this way, in the initial state, if the separation dimensions of the light beam incident side end surfaces and the light beam output side end surfaces of the plurality of emission side polarizing elements are designed according to each back focus position for each color light of the projection optical device, The light modulation elements are almost positioned at the respective back focus positions, and in the focus adjustment step, each light modulation element can be positioned at each back focus position only by fine adjustment. Therefore, the focus adjustment of each light modulation element can be performed more easily.
[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。
〔プロジェクタの主な構成〕
図1は、第1実施形態におけるプロジェクタ1の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ1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画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン(図示略)上に拡大投射する。このプロジェクタ1は、図1に示すように、光学ユニット3と、投射光学装置としての投射レンズ4と、光学ユニット3および投射レンズ4を収納し外装を構成する外装筐体2とで大略構成されている。
なお、具体的な図示は省略したが、外装筐体2内において、光学ユニット3および投射レンズ4以外の空間には、プロジェクタ1内部を冷却する冷却ファン等を備えた冷却ユニット、プロジェクタ1の各構成部材に電力を供給する電源装置、プロジェクタ1の各構成部材の動作を制御する制御装置等が配置されるものとする。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Main components of the projector]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a projector 1 in the first embodiment.
The projector 1 modulates a light beam emitted from a light source according to image information to form image light, and enlarges and projects the formed image light on a screen (not shown). As shown in FIG. 1, the projector 1 is roughly configured by an optical unit 3, a projection lens 4 as a projection optical device, and an
Although not specifically illustrated, each of the projector 1 and the cooling unit provided with a cooling fan or the like for cooling the inside of the projector 1 in a space other than the optical unit 3 and the projection lens 4 in the
光学ユニット3は、前記制御装置による制御の下、光源装置31から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した画像光を形成する。この光学ユニット3は、光源装置31と、照明光学装置32と、色分離光学装置33と、リレー光学装置34と、光学装置5と、これら各光学部品31〜34,5を内部に設定された照明光軸Axに対する所定位置に配置する光学部品用筐体35とを備える。
光源装置31は、図1に示すように、光源ランプ311およびリフレクタ312等を備える。そして、光源装置31は、光源ランプ311から射出された光束がリフレクタ312によって射出方向が揃えられ、照明光学装置32に向けて光束を射出する。
The optical unit 3 optically processes the light beam emitted from the
As illustrated in FIG. 1, the
照明光学装置32は、図1に示すように、第1レンズアレイ321、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323、および重畳レンズ324を備える。そして、光源装置31から射出された光束は、第1レンズアレイ321によって複数の部分光束に分割され、第2レンズアレイ322の近傍で結像する。第2レンズアレイ322から射出された各部分光束は、その中心軸(主光線)が偏光変換素子323の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子323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323から直線偏光光として射出され、重畳レンズ324を介した複数の部分光束は、光学装置5の後述する3枚の液晶パネル51上で重畳する。
As shown in FIG. 1, the illumination
色分離光学装置33は、図1に示すように、2枚のダイクロイックミラー331,332、および反射ミラー333を備え、これらのダイクロイックミラー331,332、反射ミラー333により照明光学装置32から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学装置34は、図1に示すように、入射側レンズ341、リレーレンズ343、および反射ミラー342,344を備え、色分離光学装置33で分離された色光、例えば、赤色光を光学装置5の後述する赤色光側の液晶パネル51Rまで導く機能を有する。
As shown in FIG. 1, the color separation
As shown in FIG. 1, the relay
光学装置5は、入射した光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する。
なお、光学装置5の具体的な構成については、後述する。
投射レンズ4は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、光学装置5から射出された画像光をスクリーン上に拡大投射する。
The optical device 5 modulates the incident light beam according to image information to form image light.
A specific configuration of the optical device 5 will be described later.
The projection lens 4 is configured as a combined lens in which a plurality of lenses are combined, and enlarges and projects the image light emitted from the optical device 5 on the screen.
〔光学装置の構成〕
図2は、光学装置5の構成を模式的に示す分解斜視図である。
光学装置5は、図1または図2に示すように、光変調素子としての液晶パネル51(赤色光側の液晶パネルを51R、緑色光側の液晶パネルを51G、青色光側の液晶パネルを51Bとする)と、各液晶パネル51の光路前段側に配置される入射側偏光素子52と、各液晶パネル51の光路後段に配置される射出側偏光素子53(液晶パネル51と同様に、赤色光側の射出側偏光素子を53R、緑色光側の射出側偏光素子を53G、青色光側の射出側偏光素子を53Bとする)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54とを備える。
なお、以下では、光束入射側から順に各光学部品51〜54の構成を説明する。
[Configuration of optical device]
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the optical device 5.
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the optical device 5 includes a
In addition, below, the structure of each optical component 51-54 is demonstrated in order from the light beam entrance side.
入射側偏光素子52は、偏光変換素子323で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向の直線偏光光のみ透過する。本実施形態では、入射側偏光素子52は、後述する偏光素子本体533と同様に、反射型偏光子で構成されている。
液晶パネル51は、図2に示すように、ガラスなどからなる平面視矩形状の一対の基板511,512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ている。このうち、基板511は、液晶を駆動するための駆動基板であり、互いに平行に配列形成される複数のデータ線と、複数のデータ線と直交する方向に配列形成される複数の走査線と、走査線およびデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列形成される画素電極と、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動する駆動部とを有している。また、基板512は、基板511に対して所定間隔を空けて対向配置される対向基板であり、所定の電圧Vcomが印加される共通電極を有している。また、これら基板511,512には、前記制御装置と電気的に接続し、前記走査線、前記データ線、前記スイッチング素子、および前記共通電極等に所定の駆動信号を出力する回路基板としてのFPCケーブル513が接続されている。このFPCケーブル513を介して前記制御装置から駆動信号を入力することで、所定の前記画素電極および前記共通電極の間に電圧が印加され、該画素電極および共通電極間に介在する液晶の配向状態が制御され、入射側偏光素子52から射出された偏光光束の偏光方向が変調される。
The incident
As shown in FIG. 2, the
射出側偏光素子53は、液晶パネル51を介して射出された光束のうち、入射側偏光素子52の透過軸に直交する偏光方向の第1の直線偏光光のみ透過する。この射出側偏光素子53は、図2に示すように、第1プリズム531と、第2プリズム532と、偏光素子本体533とを備える。
The exit-side
第1プリズム531は、断面略直角三角形状を有する三角柱プリズムで構成され、光束入射側端面531Aが照明光軸Axに対して直交し、断面略直角三角形状の斜辺に相当する射出側傾斜面531Bが光束射出側に位置し照明光軸Axに直交する平面(光束入射側端面531A)に対して傾斜した状態で配設される。
The
第2プリズム532は、第1プリズム531と同一の形状および同一の屈折率を有する三角柱プリズムで構成されている。そして、第2プリズム532は、光束射出側端面532Aが照明光軸Axに対して直交し、断面略直角三角形状の斜辺に相当する入射側傾斜面532Bが光束入射側に位置し射出側傾斜面531Bに平行した状態で配設される。
The
偏光素子本体533は、入射側傾斜面532Bに設けられ、第1の直線偏光光を透過し、偏光方向が第1の直線偏光光に直交する第2の直線偏光光を反射する反射型偏光子で構成されている。本実施形態では、偏光素子本体533は、具体的な図示は省略したが、入射側傾斜面532Bにアルミニウム等の微細な線状リブが多数平行に形成された構成を有している。そして、偏光素子本体533は、線状リブが延出している方向に、垂直な偏光方向の直線偏光光(第1の直線偏光光)を透過し、平行な偏光方向の直線偏光光(第2の直線偏光光)を反射する。
The
そして、各射出側偏光素子53は、後述する光学装置5の製造時において、互いに密着された初期状態(本実施形態では、全体として直方体形状を有するように互いに密着された状態)で保持された際に、光束入射側端面531Aおよび光束射出側端面532Aの離間寸法が異なるように形成されている。
具体的には、各射出側偏光素子53における光束入射側端面531Aおよび光束射出側端面532Aの離間寸法は、投射レンズ4の各色光に応じたバックフォーカス位置に応じて、図1または図2に示すように、射出側偏光素子53B、射出側偏光素子53G、射出側偏光素子53Rの順に、大きくなるように形成されている。
Each of the exit-side
Specifically, the separation dimension of the light beam incident
図3は、射出側偏光素子53から射出される光束の光路を模式的に示す図である。具体的に、図3は、光学装置5を製造した後の一体化された射出側偏光素子53の縦断面図である。
そして、射出側偏光素子53は、上述した構成により、液晶パネル51を介した光束L1を以下に示すように射出する。
すなわち、光束L1は、図3に示すように、第1プリズム531に導入され、偏光素子本体533にて第1の直線偏光光L11および第2の直線偏光光L12に分離される。
第1の直線偏光光L11は、偏光素子本体533を透過し、第2プリズム532を介して射出され、クロスダイクロイックプリズム54に導入される。この際、第1の直線偏光光L11は、光束L1の進行方向と略同一方向に進行する。
一方、第2の直線偏光光L12は、偏光素子本体533にて光束入射側に反射され、光束入射側端面531Aに入射する。そして、第2の直線偏光光L12は、光束入射側端面531Aにて全反射し、第1プリズム531における光束入射側端面531Aおよび射出側傾斜面531Bに交差する端面531Cから射出される。すなわち、第2の直線偏光光L12は、液晶パネル51を避ける方向(本実施形態では、上方向)に射出される。なお、具体的な図示は省略したが、端面531Cには、第2の直線偏光光L12の反射を防止するための反射防止膜が形成されている。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the optical path of the light beam emitted from the exit
Then, the emission
That is, as shown in FIG. 3, the light beam L1 is introduced into the
The first linearly polarized light L <b> 11 passes through the
On the other hand, the second linearly polarized light L12 is reflected by the
クロスダイクロイックプリズム54は、各射出側偏光素子53を透過した各色光を合成して画像光(カラー画像)を形成する。このクロスダイクロイックプリズム54は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、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、射出側偏光素子53Gを透過したG色光を透過し、各射出側偏光素子53R,Bを透過したR,B色光を反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。
The cross
そして、上述した各部材51〜54は、以下に示す光学装置5の製造方法により、互いに密着した状態で一体化される。 And each member 51-54 mentioned above is integrated in the state which mutually contact | adhered by the manufacturing method of the optical apparatus 5 shown below.
〔光学装置の製造方法〕
図4は、光学装置5の製造方法を説明するフローチャートである。
図5ないし図7は、光学装置5の製造方法を説明するための図である。具体的に、図5は、フォーカス調整工程を説明するための図であり、光学装置5を側方から見た図である。図6は、アライメント調整工程を説明するための図であり、光学装置5を上方から見た図である。図7は、図6と同様にアライメント調整工程を説明するための図であり、光学装置5を側方から見た図である。
先ず、液晶パネル51を第1プリズム531の光束入射側端面531Aに接着剤等により固着する(ステップS1)。なお、以下では、液晶パネル51と第1プリズム531とが一体化されたユニットをパネルユニット6として説明する。
ステップS1の後、クロスダイクロイックプリズム54を図示しない製造装置における所定位置に設置する(ステップS2)。
ステップS2の後、クロスダイクロイックプリズム54の光束入射側端面54Aに光硬化型接着剤を塗布する。そして、クロスダイクロイックプリズム54に対して液晶パネル51の位置調整を実施するためのアライメント調整用治具100(図5〜図7)に第2プリズム532を保持させ、光硬化型接着剤が塗布された光束入射側端面54Aに光束射出側端面532Aを密着させる(ステップS3)。
[Method for Manufacturing Optical Device]
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the optical device 5.
5 to 7 are views for explaining a method of manufacturing the optical device 5. Specifically, FIG. 5 is a diagram for explaining the focus adjustment process, and is a view of the optical device 5 as viewed from the side. FIG. 6 is a view for explaining the alignment adjustment process, and is a view of the optical device 5 as viewed from above. FIG. 7 is a view for explaining the alignment adjustment step as in FIG. 6, and is a view of the optical device 5 as viewed from the side.
First, the
After step S1, the cross
After step S2, a photo-curing adhesive is applied to the light incident
ステップS3の後、入射側傾斜面532Bにおける偏光素子本体533が形成されていない余剰部分に光硬化型接着剤を塗布する。そして、クロスダイクロイックプリズム54に対して液晶パネル51の位置調整を実施するためのフォーカス調整用治具200(図5〜図7)にパネルユニット6を保持させ、光硬化型接着剤が塗布された入射側傾斜面532Bに射出側傾斜面531Bを密着させる(ステップS4)。
以上説明したステップS2〜S4により、図5(A)に示すように、第1プリズム531および第2プリズム532が全体として直方体形状を有し、液晶パネル51、射出側偏光素子53、およびクロスダイクロイックプリズム54が互いに密着された初期状態で保持されることとなる。
すなわち、ステップS2〜S4が本発明に係る光学装置保持工程に相当する。
After step S3, a photocurable adhesive is applied to the surplus portion where the
By the steps S2 to S4 described above, as shown in FIG. 5A, the
That is, steps S2 to S4 correspond to the optical device holding step according to the present invention.
ステップS4の後、光硬化型接着剤が未硬化の状態で、以下に示すように、クロスダイクロイックプリズム54に対する液晶パネル51の位置調整を実施する。
先ず、液晶パネル51に位置調整用の光束を導入する(ステップS5)。
ステップS5の後、液晶パネル51、射出側偏光素子53、およびクロスダイクロイックプリズム54を介した画像光を確認する(ステップS6)。
例えば、クロスダイクロイックプリズム54の光路後段側に、投射レンズ4を配設しておき、投射レンズ4にて画像光をスクリーン上に投射させる。そして、スクリーン上の投影画像を確認する。あるいは、スクリーン上の投影画像をCCD(Charge Coupled Device)カメラ等の撮像装置にて撮像し、撮像された撮像画像をモニタ等にて確認する。
また、例えば、クロスダイクロイックプリズム54を介した画像光を直接、CCDカメラ等の撮像装置にて撮像し、撮像された撮像画像をモニタ等にて確認する。
After step S4, the position adjustment of the
First, a light beam for position adjustment is introduced into the liquid crystal panel 51 (step S5).
After step S5, the image light via the
For example, the projection lens 4 is disposed on the downstream side of the optical path of the cross
Further, for example, image light that has passed through the cross
ステップS6において、スクリーン上の投影画像やモニタ等の撮像画像を確認しながら、フォーカス調整用治具200を用いて、図5(B),図5(C)に示すように、射出側傾斜面531Bと入射側傾斜面532Bとの接合面を摺動面として各傾斜面531B,532Bの傾斜方向D1,D2に沿ってパネルユニット6を移動させ、投影画像や撮像画像が合焦状態となる位置に位置付ける(ステップS7:フォーカス調整工程)。すなわち、パネルユニット6を傾斜方向D1,D2に沿って移動させることで、光束入射側端面531Aおよび光束射出側端面532Aの離間寸法L(図5)が変更されることとなり、言い換えれば、クロスダイクロイックプリズム54に対する液晶パネル51の照明光軸Axに沿う位置が変更され、投射レンズ4のバックフォーカス位置(投影画像や撮像画像が合焦状態となる位置)に位置付けられる。
In step S6, while confirming the projected image on the screen and the captured image of the monitor or the like, using the
ステップS7の後、投影画像や撮像画像を確認しながら、各調整用治具100,200を用いて、図6または図7に示すように、クロスダイクロイックプリズム54の光束入射側端面54Aと第2プリズム532の光束射出側端面532Aとの接合面を摺動面として、第2プリズム532とともにパネルユニット6を照明光軸Axに直交する平面内で左右方向D3,D4および上下方向D5,D6に移動させ、投影画像や撮像画像中の画素を、各液晶パネル51の画素を一致させるための所定位置に位置付ける(ステップS8:アライメント調整工程)。
After step S7, while confirming the projected image and the captured image, using the respective adjustment jigs 100 and 200, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, the light incident
ステップS8の後、紫外線等を照射することで、クロスダイクロイックプリズム54および第2プリズム532間と、第2プリズム532および第1プリズム531間の光硬化型接着剤を硬化させ、クロスダイクロイックプリズム54に対して、液晶パネル51および射出側偏光素子53を固定する(ステップS9:固定工程)。
以上の工程を3つの液晶パネル51に対して実施するとともに、各液晶パネル51の各対向基板512の所定位置にそれぞれ入射側偏光素子52を接着剤等により固着することで、光学装置5が製造される。
After step S8, the photo-curing adhesive between the cross
The optical device 5 is manufactured by performing the above steps on the three
上述した第1実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、光学装置5を構成する射出側偏光素子53は、第1プリズム531と第2プリズム532とが予め一体化されておらず、光学装置5の製造時に一体化される。このことにより、傾斜方向D1,D2に沿って第2プリズム532に対してパネルユニット6を移動させることで、液晶パネル51のフォーカス調整を容易に実施できる。したがって、各液晶パネル51が投射レンズ4のバックフォーカス位置に確実に位置付けられることとなり、光学装置5をプロジェクタ1に組み込めば、鮮明な画像を得ることができる。
The first embodiment described above has the following effects.
In the present embodiment, the exit
また、各射出側偏光素子53は、初期状態で保持された際に光束入射側端面531Aおよび光束射出側端面532Aの離間寸法が異なるように形成されているので、初期状態において、クロスダイクロイックプリズム54に対する各液晶パネル51の照明光軸Axに沿う離間寸法が異なるものとなる。このことにより、投射レンズ4の色光毎の各バックフォーカス位置に応じて、各射出側偏光素子53における光束入射側端面531Aおよび光束射出側端面532Aの離間寸法を設計することで、初期状態において、各液晶パネル51が各バックフォーカス位置に概ね位置付けられた状態となり、フォーカス調整工程S7では、微調整するだけで各液晶パネル51を各バックフォーカス位置に位置付けることができる。したがって、各液晶パネル51のフォーカス調整をさらに容易に実施できる。
Further, since each exit-side
さらに、各調整用治具100,200を用いて、クロスダイクロイックプリズム54に対してパネルユニット6および第2プリズム532を照明光軸Axに直交する平面内で各方向D3〜D6に移動させてアライメント調整を実施しているので、製造した光学装置5をプロジェクタ1に組み込めば、各液晶パネル51の画素ずれのないさらに鮮明な画像を得ることができる。
Further, the
また、互いに固着される液晶パネル51、射出側偏光素子53、およびクロスダイクロイックプリズム54として、ガラスなどの略同一の線膨張係数を有する材料を選択できるため、各部材51,53,54間の熱膨張変形を略同程度に収めることができる。したがって、線膨張係数の違いにより発生する熱応力を緩和し、各液晶パネル51の相互位置のずれを防止でき、画素ずれを回避できる。
Further, as the
さらに、液晶パネル51において、駆動基板511には第1プリズム531が固着され、対向基板512には入射側偏光素子52が固着されるので、光束入射側や光束射出側に、塵埃が付着しても該塵埃をフォーカス位置からずらし、塵埃が投影画像に影となって表示されることを防止するための防塵ガラスを取り付ける必要がなく、光学装置5の構成の簡素化および小型化が図れる。
Further, in the
また、各入射側偏光素子52、各液晶パネル51、各射出側偏光素子53、およびクロスダイクロイックプリズム54が互いに密着した状態で一体化されているので、例えば、クロスダイクロイックプリズム54を冷却すれば、光学装置5全体を容易に冷却できる。このため、光学装置5の冷却構造も簡素化できる。
Further, since each incident side
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図8は、第2実施形態における光学装置5の構成を模式的に示す分解斜視図である。
本実施形態では、前記第1実施形態に対して、図8に示すように、射出側偏光素子53の構成が異なるのみである。また、射出側偏光素子53の構成の変更に伴い、前記第1実施形態とは、光学装置5の製造方法が異なる。その他の構成は、前記第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on drawing.
In the following description, the same structure and the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
FIG. 8 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the optical device 5 in the second embodiment.
This embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the exit-side
本実施形態では、射出側偏光素子53は、図8に示すように、前記第1実施形態で説明した第1プリズム531、第2プリズム532、および偏光素子本体533の他、第3プリズム534を備える。
ここで、第2プリズム532は、前記第1実施形態と異なり、以下に示すように、配設されている。
すなわち、第2プリズム532は、光束射出側端面532Aが照明光軸Axに対して直交するとともに、入射側傾斜面532Bが光束入射側に位置し、入射側傾斜面532Bと光束射出側端面532Aとの照明光軸Axに沿う離間寸法が第1プリズム531と同様に、下方向(第1の方向)に向かうにしたがって小さくなるように配設されている。
In the present embodiment, the exit-side
Here, unlike the first embodiment, the
That is, in the
第3プリズム534は、各プリズム531,532間に介装され、射出側傾斜面531Bに平行する第1対向面534A、および入射側傾斜面532Bに平行する第2対向面534Bを有する三角柱プリズムで構成されている。また、第3プリズム534は、各プリズム531,532と同一の屈折率を有する。
ここで、偏光素子本体533は、具体的な図示は省略したが、前記第1実施形態と異なり、第1対向面534Aに形成されている。
The
Here, although the
そして、各射出側偏光素子53は、後述する光学装置5の製造時において、互いに密着された初期状態(本実施形態では、全体として直方体形状を有するように互いに密着された状態)で保持された際に、投射レンズ4の各色光に応じたバックフォーカス位置に応じて、前記第1実施形態と同様に、光束入射側端面531Aおよび光束射出側端面532Aの離間寸法が異なるように形成されている。
なお、射出側偏光素子53から射出される光束の光路については、偏光素子本体533にて分離された第1の直線偏光光L11が第3プリズム534を介して第2プリズム532に導入される点が前記第1実施形態と異なるのみであるため、説明を省略する。
Each of the exit-side
Regarding the optical path of the light beam emitted from the exit
次に、第2実施形態における光学装置5の製造方法を説明する。
図9は、光学装置5の製造方法を説明するフローチャートである。
図10は、光学装置5の製造方法を説明するための図である。具体的に、図10は、フォーカス調整工程を説明するための図であり、光学装置5を側方から見た図である。
先ず、前記第1実施形態と同様に、パネルユニット6を生成する(ステップS1)。
ステップS1の後、クロスダイクロイックプリズム54の光束入射側端面54Aに対して第2プリズム532の光束射出側端面532Aを接着剤等により固着する(ステップS1A)。なお、以下では、第2プリズム532とクロスダイクロイックプリズム54とが一体化されたユニットをプリズムユニット7として説明する。
Next, a method for manufacturing the optical device 5 in the second embodiment will be described.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the optical device 5.
FIG. 10 is a diagram for explaining a manufacturing method of the optical device 5. Specifically, FIG. 10 is a diagram for explaining the focus adjustment process, and is a view of the optical device 5 seen from the side.
First, similarly to the first embodiment, the
After step S1, the light exit
ステップS1Aの後、プリズムユニット7を図示しない製造装置における所定位置に設置する(ステップS2A)。
ステップS2Aの後、入射側傾斜面532Bに光硬化型接着剤を塗布する。そして、クロスダイクロイックプリズム54に対して液晶パネル51の位置調整を実施するためのフォーカス調整用治具300(図10)に第3プリズム534を保持させ、光硬化型接着剤が塗布された入射側傾斜面532Bに第2対向面534Bを密着させる(ステップS3A)。
After step S1A, the
After step S2A, a photocurable adhesive is applied to the incident side inclined
ステップS3Aの後、第1対向面534Aにおける偏光素子本体533が形成されていない余剰部分に光硬化型接着剤を塗布する。そして、クロスダイクロイックプリズム54に対して液晶パネル51の位置調整を実施するためのアライメント調整用治具400(図10)にパネルユニット6を保持させ、光硬化型接着剤が塗布された第1対向面534Aに射出側傾斜面531Bを密着させる(ステップS4A)。
以上説明したステップS2A〜S4Aにより、図10(A)に示すように、第1プリズム531、第3プリズム534、および第2プリズム532が全体として直方体形状を有し、液晶パネル51、射出側偏光素子53、およびクロスダイクロイックプリズム54が互いに密着された初期状態で保持されることとなる。
すなわち、ステップS2A〜S4Aが本発明に係る光学装置保持工程に相当する。
After step S3A, a photocurable adhesive is applied to the surplus portion of the first facing
By the steps S2A to S4A described above, as shown in FIG. 10A, the
That is, steps S2A to S4A correspond to the optical device holding step according to the present invention.
ステップS4Aの後、光硬化型接着剤が未硬化の状態で、以下に示すように、クロスダイクロイックプリズム54に対する液晶パネル51の位置調整を実施する。
先ず、前記第1実施形態と同様に、液晶パネル51に位置調整用の光束を導入し(ステップS5)、液晶パネル51、射出側偏光素子53、およびクロスダイクロイックプリズム54を介した画像光を確認する(ステップS6)。
ステップS6において、スクリーン上の投影画像やモニタ等の撮像画像を確認しながら、フォーカス調整用治具300を用いて、図10(B),図10(C)に示すように、第3プリズム534を上下方向D7,D8に移動させ、パネルユニット6を投影画像や撮像画像が合焦状態となる位置に位置付ける(ステップS7A:フォーカス調整工程)。
ここで、アライメント調整用治具400は、パネルユニット6における照明光軸Axに直交する平面内での移動を規制し、パネルユニット6を照明光軸Axに沿って移動可能に保持している。すなわち、第3プリズム534を上下方向D7,D8に移動させることで、パネルユニット6と第3プリズム534と間の光硬化型接着剤の表面張力により、パネルユニット6は、第1対向面534Aに密着した状態を維持しつつ、照明光軸Axに沿う方向に移動する。そして、前記第1実施形態で説明したフォーカス調整工程S7と同様に、光束入射側端面531Aおよび光束射出側端面532Aの離間寸法L(図10)が変更されることとなり、液晶パネル51が投射レンズ4のバックフォーカス位置に位置付けられる。
After step S4A, the position adjustment of the
First, as in the first embodiment, a light beam for position adjustment is introduced into the liquid crystal panel 51 (step S5), and image light is confirmed via the
In step S6, the
Here, the
ステップS7Aの後、投影画像や撮像画像を確認しながら、アライメント調整用治具400を用いて、パネルユニット6のみを照明光軸Axに直交する平面内で2つの方向(図10の上下方向、および図10の紙面に直交する方向)に移動させ、投影画像や撮像画像中の画素を、各液晶パネル51の画素を一致させるための所定位置に位置付ける(ステップS8A:アライメント調整工程)。
ステップS8Aの後、紫外線等を照射することで、第2プリズム532および第3プリズム534間と、第3プリズム534および第1プリズム531間の光硬化型接着剤を硬化させ、クロスダイクロイックプリズム54に対して、液晶パネル51および射出側偏光素子53を固定する(ステップS9A:固定工程)。
以上の工程を3つの液晶パネル51に対して実施するとともに、各液晶パネル51の各対向基板512の所定位置にそれぞれ入射側偏光素子52を接着剤等により固着することで、光学装置5が製造される。
After step S7A, while confirming the projected image and the captured image, the
After step S8A, the photo-curing adhesive between the
The optical device 5 is manufactured by performing the above steps on the three
上述した第2実施形態によれば、射出側偏光素子53の構成として第1プリズム531および第2プリズム532の他、第3プリズム534を設けた場合であっても、各プリズム531,532を上述したように配設し、第3プリズム534を上述した形状で構成することで、前記第1実施形態と同様の効果を享受できる。
According to the second embodiment described above, even when the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態において、光学装置5の製造方法は、図4,図9のフローに限らず、手順を適宜、変更し、他のフローとしても構わない。
例えば、液晶パネル51および第1プリズム531を固着してパネルユニット6を生成していたが、これに限らず、液晶パネル51および第1プリズム531を光硬化型接着剤にて密着した状態とし、互いに独立した各調整用治具により各部材51,531をそれぞれ保持させる。そして、フォーカス調整工程S7では前記各調整用治具を用いて、各部材51,53を一括して移動させる。また、アライメント調整工程S8,S8Aでは一方の調整用治具を用いて第1プリズム531に対して液晶パネル51を移動させる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In each of the embodiments described above, the manufacturing method of the optical device 5 is not limited to the flow of FIGS. 4 and 9, and the procedure may be changed as appropriate and another flow may be used.
For example, the
また、例えば、前記第1実施形態では、アライメント調整工程S8において、第2プリズム532とともにパネルユニット6を移動させていたが、前記第2実施形態と同様に、予めプリズムユニット7を生成しておき、第2プリズム532に対してパネルユニット6を移動させても構わない。
さらに、例えば、前記第2実施形態では、アライメント調整工程S8Aにおいて、第3プリズム534に対してパネルユニット6を移動させていたが、前記第1実施形態と同様に、クロスダイクロイックプリズム54および第2プリズム532を光硬化型接着剤にて密着した状態とし、クロスダイクロイックプリズム54に対して各プリズム531,532,534を一括して移動させても構わない。
Further, for example, in the first embodiment, the
Further, for example, in the second embodiment, the
また、例えば、前記各実施形態では、光硬化型接着剤を用いていたが、これに限らず、熱硬化型接着剤を用いても構わない。また、接着剤が未硬化な状態でフォーカス調整工程S7,S7Aおよびアライメント調整工程S8,S8Aを実施していたが、液晶パネル51の位置調整時に接着剤を用いずに液晶パネル51の位置調整後に接着剤等により固定しても構わない。
さらに、例えば、ステップS6において、画像光を確認する際、CCDカメラ等の撮像装置を用いる場合には、以下の構成を採用しても構わない。
すなわち、PC(Personal Computer)等を含んで構成される制御装置を用いる。そして、制御装置は、撮像装置にて撮像された撮像画像を画像処理により、合焦状態か否か、および撮像画像中の画素が所定位置に位置しているか否かを判定する。また、制御装置は、各調整用治具100,200,300,400を駆動制御し、撮像画像が合焦状態となり、かつ、撮像画像中の画素が所定位置に位置するように、各液晶パネル51のフォーカス調整およびアライメント調整を実施する。
Further, for example, in each of the above embodiments, the photo-curing adhesive is used. However, the present invention is not limited thereto, and a thermosetting adhesive may be used. Further, the focus adjustment steps S7 and S7A and the alignment adjustment steps S8 and S8A are performed in a state where the adhesive is uncured. However, after adjusting the position of the
Furthermore, for example, in the case where an image pickup device such as a CCD camera is used when checking image light in step S6, the following configuration may be adopted.
That is, a control device including a PC (Personal Computer) or the like is used. Then, the control device determines whether or not the captured image captured by the imaging device is in an in-focus state and whether or not the pixel in the captured image is located at a predetermined position by image processing. In addition, the control device drives and controls each of the adjustment jigs 100, 200, 300, and 400 so that the captured image is in a focused state and each pixel in the captured image is positioned at a predetermined position. 51 focus adjustment and alignment adjustment are performed.
前記各実施形態では、偏光素子本体533は、入射側傾斜面532Bおよび第1対向面534Aに形成されていたが、これに限らず、射出側傾斜面531Bに形成しても構わない。
前記各実施形態では、各光学部品51〜54を一体化して光学装置5を構成していたが、これに限らず、少なくとも液晶パネル51、射出側偏光素子53、およびクロスダイクロイックプリズム54が一体化された構成であれば、入射側偏光素子52が一体化されていない構成としても構わない。
前記各実施形態では、光学装置5の製造時において、各部材51,53,54を保持する初期状態として、射出側偏光素子53が全体として直方体形状を有する状態としていたが、これに限らず、各部材531〜534が密着していれば、各部材531〜534が互いにずれた状態を初期状態としても構わない。
In each of the embodiments described above, the
In each of the above-described embodiments, the
In each of the above-described embodiments, when the optical device 5 is manufactured, the exit-side
前記各実施形態において、第1プリズム531、第2プリズム532、および第3プリズム534は、前記各実施形態で説明した形状に限らず、その他の形状を採用しても構わない。また、第1プリズム531、第2プリズム532、および第3プリズム534は、異なる屈折率を有する構成としても構わない。
例えば、第1プリズム531における端面531Cの形状として、光束入射側端面531Aにて全反射した第2の直線偏光光L12が直交して入射するように形成しても構わない。
前記各実施形態において、第2の直線偏光光L12が上方向に射出されるように射出側傾斜面531Bが光束射出側に位置し照明光軸Axに直交する平面(光束入射側端面531A)に対して傾斜した状態で配設されていたが、これに限らず、液晶パネル51を避ける方向であれば、射出側傾斜面531Bの傾斜方向は上下左右どの方向でもよい。
In the above embodiments, the
For example, the shape of the
In each of the above-described embodiments, the emission-side
前記各実施形態において、偏光素子本体533の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らず、反射型偏光子であれば、いずれの構成でも構わない。
例えば、偏光素子本体533として、誘電体多層膜によって形成される偏光分離素子、液晶材料などの屈折率異方性(複屈折性)を有する有機材料を層状に積層させた高分子系の層状偏光板、偏りのない光を右回りの円偏光と左回りの円偏光とに分離する円偏光反射板とλ/4位相差板を組み合わせた光学素子、ブリュースター角を利用して反射偏光光と透過偏光光とに分離する光学素子、あるいは、ホログラムを利用したホログラム光学素子等を採用しても構わない。
前記各実施形態では、フロント投射型のプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
In each of the above embodiments, the configuration of the
For example, as the
In each of the embodiments, only the example of the front projection type projector has been described. However, the present invention is also applicable to a rear type projector that includes a screen and performs projection from the back side of the screen.
本発明は、複数の光変調素子、複数の射出側偏光素子、および色合成光学装置が一体化される光学装置において、各光変調素子のフォーカス調整を容易に実施できるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタを構成する光学装置の製造方法に利用できる。 The present invention can easily adjust the focus of each light modulation element in an optical device in which a plurality of light modulation elements, a plurality of exit side polarization elements, and a color combining optical device are integrated. The present invention can be used in a method for manufacturing an optical device that constitutes a projector to be used.
1・・・プロジェクタ、5・・・光学装置、51・・・液晶パネル(光変調素子)、53・・・射出側偏光素子、54・・・クロスダイクロイックプリズム(色合成光学装置)、531・・・第1プリズム、531A・・・光束入射側端面、531B・・・射出側傾斜面、532・・・第2プリズム、532A・・・光束射出側端面、532B・・・入射側傾斜面、533・・・偏光素子本体、534・・・第3プリズム、534A・・・第1対向面、534B・・・第2対向面、S2〜S4,S2A〜S4A・・・光学装置保持工程、S7,S7A・・・フォーカス調整工程、S9,S9A・・・固定工程。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 5 ... Optical apparatus, 51 ... Liquid crystal panel (light modulation element), 53 ... Output side polarizing element, 54 ... Cross dichroic prism (color synthesis optical apparatus), 531 ··· first prism, 531A ... luminous flux incident side end surface, 531B ... emission side inclined surface, 532 ... second prism, 532A ... luminous flux emission side end surface, 532B ... incident side inclined surface, 533: Polarizing element body, 534: Third prism, 534A: First opposing surface, 534B: Second opposing surface, S2 to S4, S2A to S4A ... Optical device holding step, S7 , S7A: Focus adjustment step, S9, S9A: Fixing step.
Claims (3)
前記射出側偏光素子は、
前記光変調素子に当接し前記画像光を入射する光束入射側端面、および前記光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有する第1プリズムと、
前記光束入射側端面に平行し前記色合成光学装置に当接する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜し前記射出側傾斜面に平行する入射側傾斜面を有する第2プリズムと、
前記射出側傾斜面または前記入射側傾斜面に設けられ、前記第1プリズムを介した光束のうち第1の直線偏光光を透過して前記第2プリズムに導入させるとともに偏光方向が前記第1の直線偏光光に直交する第2の直線偏光光を前記第1プリズムに向けて反射する偏光素子本体とを備え、
当該製造方法は、
前記光変調素子、前記射出側偏光素子、および前記色合成光学装置を互いに密着させた初期状態で保持する光学装置保持工程と、
前記各傾斜面の傾斜方向に沿って前記各プリズムの相対位置を変更し、前記光変調素子における前記色光の光軸方向の位置を調整するフォーカス調整工程と、
前記色合成光学装置に対して前記光変調素子および前記射出側偏光素子を固定する固定工程とを備える
ことを特徴とする製造方法。 A plurality of light modulation elements that modulate the plurality of color lights in accordance with image information for each color light to form image light, and a color synthesis optical device that combines the image lights formed by the plurality of light modulation elements; A method of manufacturing an optical device comprising a plurality of exit-side polarizing elements respectively disposed between the plurality of light modulation elements and the color combining optical device,
The exit side polarizing element is:
A first prism having a light beam incident side end surface that is in contact with the light modulation element and receives the image light, and an emission side inclined surface that is inclined with respect to the light beam incident side end surface;
A second prism having a light-emitting side end surface parallel to the light-incident-side end surface and contacting the color combining optical device; and an incident-side inclined surface that is inclined with respect to the light-emitting side end surface and parallel to the emission-side inclined surface; ,
Provided on the exit-side inclined surface or the incident-side inclined surface, the first linearly polarized light is transmitted through the first prism and introduced into the second prism, and the polarization direction is the first direction. A polarizing element body that reflects the second linearly polarized light orthogonal to the linearly polarized light toward the first prism;
The manufacturing method is
An optical device holding step for holding the light modulation element, the exit-side polarization element, and the color synthesis optical device in an initial state in close contact with each other;
A focus adjustment step of changing the relative position of each prism along the inclination direction of each inclined surface, and adjusting the position of the color light in the light modulation element in the optical axis direction;
A fixing step of fixing the light modulation element and the exit-side polarization element to the color synthesis optical device.
前記射出側偏光素子は、
前記光変調素子に当接し前記画像光を入射する光束入射側端面、および前記光束入射側端面に対して傾斜した射出側傾斜面を有し、前記光束入射側端面と前記射出側傾斜面との前記色光の光軸方向の離間寸法が前記光軸に直交する第1の方向に沿って小さくなるように配設される第1プリズムと、
前記光束入射側端面に平行し前記色合成光学装置に当接する光束射出側端面、および前記光束射出側端面に対して傾斜した入射側傾斜面を有し、前記光束射出側端面と前記入射側傾斜面との前記光軸方向の離間寸法が前記第1の方向に沿って小さくなるように配設される第2プリズムと、
前記各プリズム間に介装され、前記射出側傾斜面に平行する第1対向面、および前記入射側傾斜面に平行する第2対向面を有する第3プリズムと、
前記射出側傾斜面または前記第1対向面に設けられ、前記第1プリズムを介した光束のうち第1の直線偏光光を透過して前記第3プリズムに導入させるとともに偏光方向が前記第1の直線偏光光に直交する第2の直線偏光光を前記第1プリズムに向けて反射する偏光素子本体とを備え、
当該製造方法は、
前記光変調素子、前記射出側偏光素子、および前記色合成光学装置を互いに密着させた初期状態で保持する光学装置保持工程と、
前記第1プリズムおよび前記第2プリズムに対して前記第3プリズムを前記第1の方向に沿って進退移動させ、前記光変調素子における前記光軸方向の位置を調整するフォーカス調整工程と、
前記色合成光学装置に対して前記光変調素子および前記射出側偏光素子を固定する固定工程とを備える
ことを特徴とする製造方法。 A plurality of light modulation elements that modulate the plurality of color lights in accordance with image information for each color light to form image light, and a color synthesis optical device that combines the image lights formed by the plurality of light modulation elements; A method of manufacturing an optical device comprising a plurality of exit-side polarizing elements respectively disposed between the plurality of light modulation elements and the color combining optical device,
The exit side polarizing element is:
A light beam incident side end surface that is in contact with the light modulation element and receives the image light; and an emission side inclined surface that is inclined with respect to the light beam incident side end surface; and the light beam incident side end surface and the emission side inclined surface A first prism disposed such that a separation dimension of the color light in the optical axis direction is reduced along a first direction orthogonal to the optical axis;
A light beam emission side end surface parallel to the light beam incident side end surface and in contact with the color combining optical device; and an incident side inclined surface inclined with respect to the light beam emission side end surface, the light beam emission side end surface and the incident side inclination A second prism disposed so that a separation dimension in the optical axis direction with respect to a surface decreases along the first direction;
A third prism interposed between the prisms and having a first opposing surface parallel to the exit-side inclined surface and a second opposing surface parallel to the incident-side inclined surface;
The first linearly polarized light is transmitted through the first prism and is introduced into the third prism, and the direction of polarization is the first direction. A polarizing element body that reflects the second linearly polarized light orthogonal to the linearly polarized light toward the first prism;
The manufacturing method is
An optical device holding step for holding the light modulation element, the exit-side polarization element, and the color synthesis optical device in an initial state in close contact with each other;
A focus adjustment step of moving the third prism forward and backward along the first direction with respect to the first prism and the second prism, and adjusting a position of the light modulation element in the optical axis direction;
A fixing step of fixing the light modulation element and the exit-side polarization element to the color synthesis optical device.
前記複数の射出側偏光素子は、
前記初期状態において、対応する色光に応じて前記光束入射側端面および前記光束射出側端面の離間寸法が異なるように形成されている
ことを特徴とする製造方法。 In the manufacturing method of Claim 1 or Claim 2,
The plurality of exit side polarization elements are:
In the initial state, the manufacturing method is characterized in that the separation dimension of the light beam incident side end surface and the light beam emission side end surface is different depending on the corresponding color light.
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