JP3467682B2 - 光学調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば投写型表
示装置に用いられるプリズムのような第１光学部材に対
して、液晶パネルユニットのような第２光学部材を位置
決めする際に用いられる光学調整装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】投写型表示装置は、投写レンズ等を介し
て画像をスクリーン上に拡大投写するものである。この
ような投写型表示装置は、光源からの白色光束を、赤
色、青色、緑色の３色の光束に分解して、これらの各色
の光束を液晶パネルユニット等のライトバルブと呼ばれ
ているものに通して画像情報に対応させて変調し、変調
した後の各色の変調光束をプリズムにより光合成するこ
とによって白色光束を再合成して投写レンズを介してス
クリーン上に拡大投写する。

【０００３】この種の投写型表示装置では、光合成手段
であるプリズムの各色の光束の光入射面に、ライトバル
ブとしての液晶パネルユニットが取り付けられている。

【０００４】このようにプリズムの各色の光束の光入射
面に対応して液晶パネルユニットを取り付ける場合に、
各種の調整をする必要がある。

【０００５】たとえば、赤色、緑色、青色に分離された
光を変調する各液晶パネルユニットの相互の画素合わせ
調整（アライメント調整）を行ったり、投写レンズの焦
点許容深度内に被写体となる各画像形成面が位置するよ
うに調整（フォーカス調整）する必要がある。

【０００６】図２７と図２８は、従来のこの種の光学調
整装置の例を示している。

【０００７】プリズム合成体２０００に対応して、投写
レンズ２００１が配置されている。このプリズム合成体
２０００の３つの面２００２，２００３，２００４に
は、それぞれ液晶パネルユニット２００５，２００６，
２００７が取り付けられるようになっている。この場合
に、上述したようなフォーカス調整とアライメント調整
等を行うために、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を照射して、投写
レンズ２００１を介してスクリーン２００８に拡大投映
することで、上述したようなフォーカス調整やアライメ
ント調整を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
投写用の光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を照射してスクリーン２０
０８に拡大投映することで各光学調整を行う場合には、
光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は各々通常の１つのランプにより供
給するようになっている。このために、ランプの消費電
力が大きく、しかも各液晶パネルユニットに対して均一
な光を供給することが難しく、スクリーン上に拡大投映
した場合に投映むらが発生する恐れがある。

【０００９】そこで本発明は上記課題を解消し、消費電
力を小さくしてしかも均一な光を供給することができる
光学調整装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１は、第１光学部
材に対して第２光学部材を位置決めする際に、前記第２
光学部材を通して前記第１光学部材に光を与える複数の
スポット状の光を形成する光源と、前記第２光学部材と
前記第１光学部材を通った第１方向に沿った前記光源の
光を、前記第１方向とは異なる第２方向に沿って反射さ
せる反射手段と、前記反射手段により前記第２方向に沿
って反射された前記光源の光を投映することで、前記第
１光学部材と前記第２光学部材の位置決め状態を示すた
めの投写面部と、を備えることを特徴とする光学調整装
置である。

【００１１】請求項１の発明では、光源が複数のスポッ
ト状の光を形成する。反射手段は、スポット状の光源の
光を第１方向とは異なる第２方向に沿って反射させる。
スクリーンは、第１光学部材と第２光学部材の位置決め
状態を示すために、反射手段より第２方向に沿って反射
されたスポット状の光源の光を投映することができる。

【００１２】このようにすることで、消費電力を少なく
してしかも均一な光を供給して均一なスクリーン上の投
映状態を実現することができる。

【００１３】請求項２は、請求項１に記載の光学調整装
置において、前記光源は、複数の光ファイバーと、前記
複数の光ファイバーの端部を配置する配置部材とを有す
る。この請求項２では、配置部材に配置された複数の光
ファイバーの端部から光を第２光学部材側に均一に供給
することができる。

【００１４】請求項３は、請求項２に記載の光学調整装
置において、前記第１光学部材はプリズムであり、前記
第２光学部材は前記プリズムに対して位置決めして固定
される液晶パネルユニットである。

【００１５】請求項３では、第２光学部材とプリズムを
通して均一な投映状態を実現する。請求項４は、請求項
３に記載の光学調整装置において、前記第１光学部材と
前記第２光学部材は、投写型表示装置の光学系の一部を
構成する。

【００１６】請求項４では、投写表示型の光学系の一部
を構成する第１光学部材と第２光学部材の位置決めを消
費電力を小さくしてしかも均一な光で行うことができ
る。

【００１７】請求項５は、請求項３に記載の光学調整装
置において、前記第２光学部材は、赤色、青色、緑色に
対応して用意され、前記赤色の前記第２光学部材と、前
記青色の前記第２光学部材と、前記緑色の前記第２光学
部材が、前記第１光学部材の異なる面に位置決めして固
定される。

【００１８】請求項５では、赤色、青色、緑色用の第２
光学部材と第１光学部材を通して均一な投映状態を実現
する。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の光学調整装置の
好ましい実施の形態を示している。

【００２０】この光学調整装置１００は、具体的には図
２、図３、図４のような構造を有している。

【００２１】図１〜図４の光学調整装置１００は、第１
光学部材に対する第２光学部材の光学的な位置決めを行
うための装置である。

【００２２】ここで、この光学調整装置１００の調整対
象となる第１光学部材と第２光学部材を含む装置の例を
説明する。

【００２３】図１９は、図１に示す光学調整装置１００
により調整される第１光学部材と第２光学部材を含む一
例として投写型表示装置の例を示している。

【００２４】投写型表示装置１の外装ケース２は直方体
形状をしており、この外装ケース２は、基本的には、ア
ッパーケース３と、ロアーケース４と、装置前面を規定
しているフロントケース５から構成されている。フロン
トケース５の中央からは投写レンズユニット６の先端側
の部分が突出している。

【００２５】図２０には、投写型表示装置１の外装ケー
ス２の内部における各構成部分の配置を示してある。図
２に示すように、外装ケース２の内部の後端側には電源
ユニット７が配置され、装置前側に隣接した位置には、
光源ランプユニット８および光学ユニット９が配置され
ている。光学ユニット９の前側の中央には、投写レンズ
ユニット６の基端側が位置している。

【００２６】光学ユニット９の一方の側には、入出力イ
ンタフェース回路が搭載されたインタフェース基板１１
と、ビデオ信号処理回路が搭載されたビデオ基板１２が
配置されている。光源ランプユニット８および光学ユニ
ット９の上側には、図２１のように装置駆動制御用の制
御基板１３が配置されている。装置前端側の左右の角に
は、それぞれスピーカ１４Ｒ，１４Ｌが配置されてい
る。

【００２７】光学ユニット９の上面側の中央には冷却用
の吸気ファン１５Ａが配置され、光学ユニット９の底面
側の中央には冷却用循環流形成用の循環用ファン１５Ｂ
が配置されている。また、光源ランプユニット８の裏面
側には排気ファン１６が配置されている。電源ユニット
７における基板１１，１２の端に面する位置には、吸気
ファン１５Ａからの冷却用空気流を電源ユニット７内に
吸引するための補助冷却ファン１７が配置されている。

【００２８】電源ユニット７の直上には、図２１のよう
にフロッピーディスク駆動ユニット１８が配置されてい
る。

【００２９】図２２には、光学ユニット９の部分を示し
てある。図２２に示すように、光学ユニット９では、色
合成手段であるプリズム２２以外の光学素子が、上下の
ライトガイド９０１，９０２の間に上下から挟まれて保
持された構成となっている。上ライトガイド９０１およ
び下ライトガイド９０２は、それぞれ、アッパーケース
３およびロアーケース４の側に固定ねじにより固定され
ている。

【００３０】プリズム２２は、ヘッド板３０の裏面に固
定されている。このヘッド板３０の前面には、投写レン
ズユニット６の基端側が同じく固定されている。

【００３１】図２３に示す光学系は、光源ランプ８０５
と、均一照明光学素子であるインテグレータレンズ９２
１，９２２から構成される照明光学系９２３と、この照
明光学系９２３から出射される白色光束Ｗを、赤、緑、
青の各色光束Ｒ，Ｇ，Ｂに分離する色分離光学系９２４
と、各色光束を変調するライトバルブとしての３枚の液
晶パネル（液晶パネルユニットともいう）４０Ｒ，４０
Ｇ，４０Ｂと、変調された色光束を再合成する色合成光
学系としてプリズム２２と、合成された光束をスクリー
ン７上に拡大投写するための投写レンズユニット６から
構成される。

【００３２】図２３の色分離光学系９２４によって分離
された各色光束のうちの青色光束Ｂを対応する液晶パネ
ル４０Ｂに導くことができる導光系９２７が設けられて
いる。

【００３３】均一照明光学系９２３の反射ミラー９３１
は、照明光学系からの出射光の光軸１ａを直角に折り曲
げる。

【００３４】図２３の色分離光学系９２４は、青緑反射
ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイック
ミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。ま
ず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、青
色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射されて、緑反射
ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。

【００３５】赤色光束Ｒは、このミラー９４１通過し
て、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色
光束の出射部９４４からプリズム２２の側に出射され
る。ミラー９４１において反射された青および緑の光束
Ｂ，Ｇは、緑反射ダイクロイックミラー９４２におい
て、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束の出
射部９４５から色合成光学系の側に出射される。

【００３６】このミラー９４２を通過した青色光束Ｂ
は、青色光束の出射部９４６から導光系９２７の側に出
射される。均一照明光学素子の白色光束の出射部から、
色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４，
９４５，９４６までの距離が全て等しい。

【００３７】各出射部から出射した各色光束は、集光レ
ンズ９５１，９５２，９５３に入射して平行光化され
る。

【００３８】このように平行光化された各色光束Ｒ，
Ｇ，Ｂのうち、赤色および緑色の光束Ｒ，Ｇは液晶パネ
ル４０Ｒ，４０Ｇに入射して変調され、各色光に対応し
た画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネ
ル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、不図示の駆動手段によっ
て画像情報に対応する画像信号によってスイッチング制
御され、これにより、ここを通過する各色光の変調が行
われる。このような駆動手段は公知の手段をそのまま使
用することができる。

【００３９】一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介し
て対応する液晶パネル４０Ｂに導かれて、ここにおい
て、同様に画像情報に応じて変調が施される。なお、本
例の液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、例えば、ポ
リシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたもの
を使用できる。

【００４０】導光系９２７は、入射側反射ミラー９７１
と、出射側反射ミラー９７２と、これらの間に配置した
中間レンズ９７３と、液晶パネル４０Ｂの手前側に配置
した集光レンズ９５３から構成される。

【００４１】次に、各液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０
Ｂを通って変調された各色光束は、プリズム２２に入射
され、ここで再合成される。ダイクロイックプリズムか
らなるプリズム２２を用いて色合成光学系を構成してい
る。ここで再合成されたカラー画像は、投写レンズユニ
ット６を介して、所定の位置にある投写面７上に拡大投
写される。

【００４２】プリズム２２は、図２４のように直角二等
辺三角形の断面をした４個のプリズム２１を、それらの
斜面を相互に接合することによって構成されている。プ
リズム２２の側面のうち光入射面として機能する三方の
光入射面２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂには、それぞれ、同一
構造の液晶パネルユニット５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが取
付けられている。各液晶パネルユニット５０Ｒ，５０
Ｇ，５０Ｂには、それぞれ、液晶パネル４０Ｒ，４０
Ｇ，４０Ｂが保持されている。

【００４３】図２４には、液晶パネルユニット５０Ｒ，
５０Ｇ，５０Ｂのうち、液晶パネル４０Ｒが保持されて
いる液晶パネルユニット５０Ｒの各構成部品を分解して
示してある。図２５を参照して液晶パネル４０Ｒをプリ
ズム２２の光入射面２２Ｒに取付けるための取付け構造
の例を説明する。

【００４４】図２４に示すように、液晶パネルユニット
５０Ｒのパネル枠板５１は、第１の枠板５２と第２の枠
板５３を備え、これらの枠板５２，５３の間に液晶パネ
ル４０Ｒが挟み込まれた状態で保持される。

【００４５】液晶パネルユニット５０Ｒは、プリズム２
２の光入射面２２Ｒに接着固定される固定枠板５４を備
えている。パネル枠板５１は、中間枠板５５を介して、
この固定枠板５４の側に着脱可能な状態で固定される。

【００４６】液晶パネルユニット５０Ｒは、位置決め手
段として、いくつかのくさび５７を備えている。図２４
においてはそのうちの１個のみを示してある。このくさ
び５７の傾斜面５７ａが当接するくさび案内面が、パネ
ル枠板５１に形成されている。中間枠板５５にパネル枠
板５１を仮止めした後に、たとえば４個のくさび５７
を、第１の枠板５２の左右に打ち込み、これらのくさび
５７の押し込み量を調整して、液晶パネル４０Ｒの位置
決めを行なう。

【００４７】図２４の液晶パネルユニット５０Ｒは、次
のような手順でプリズム２２の光入射面２２Ｒに取付け
られる。次に、プリズム合成体２２の面２２Ｒに、固定
枠板５４を位置決めして接着固定する。接着固定した固
定枠板５４の表面に、中間枠板５５を位置決めして、４
本のねじ５６によって中間枠板５５をねじ止めする。し
かる後に、液晶パネル４０Ｒが保持されているパネル枠
板５１を、中間枠板５５に位置決めして、そこに仮止め
する。この状態で、パネル枠板５１を中間枠板５５に向
けて押し込む。

【００４８】この後は、くさび５７を用いて、プリズム
２２の光入射面２２Ｒに対して、液晶パネル４０Ｒの位
置決めを行なう。たとえば４個のくさび５７を、第１の
枠板５２に形成したくさび案内面に沿って、仮止めされ
ているパネル枠板５１と中間枠板５５の間に差し込む。
そして、各楔５７の差し込み量を調整することにより、
液晶パネル４０Ｒのアライメント調整およびフォーカス
調整を行なう。

【００４９】位置決めができたところで、これらのくさ
び５７を、接着剤を用いて位置決め対象の部材であるパ
ネル枠板５１および中間枠板５５に接着固定する。この
場合に使用する接着剤としても、紫外線硬化型の接着剤
を用いることができる。

【００５０】このようにしてプリズム合成体２２の３面
２２Ｒ，２２Ｂ，２２Ｇに、液晶パネルユニット５０
Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを取付ける。

【００５１】図１の光学調整装置１００は、図１９に示
した投写型表示装置１の図２５と図２６に示すようなプ
リズム２２および３つの液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４
０Ｒの光学調整をしながら取り付ける装置である。プリ
ズム２２は、第１光学部材に相当し、液晶パネル４０
Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒは、第２光学部材に相当する。

【００５２】図２５と図２６において、Ｘ軸は水平方向
に向いており、Ｙ軸は垂直方向に向き、そしてＺ軸はＸ
軸とＹ軸に対して垂直方向、すなわち投写レンズ１０６
の光軸に平行な方向である。

【００５３】図１においても、Ｚ軸は投写レンズ１０６
の光軸ＣＬに平行な方向であり、Ｙ軸は図１においては
紙面垂直方向で、しかもＸ軸はＺ軸とＹ軸に直交する方
向である。Ｚ軸に関しては、θ方向に回転調整する方向
があり、Ｙ軸に関してはＨ方向に回転調整する方向があ
り、そしてＸ軸に関してはＶ方向に回転調整する方向が
ある。すなわちプリズム２２に対して、第２光学部材で
ある液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒは、このような
６軸の方向に移動して位置決めされるようになってい
る。

【００５４】このような各液晶パネルを６軸の方向に移
動して位置決めをするために、各液晶パネル４０Ｇ，４
０Ｂ，４０Ｒに対応して、それぞれ図１に示すように６
軸ステージ１１２，１１４，１１６が設けられている。
これらの６軸ステージ１１２，１１４，１１６はベース
１１８の上に搭載されている。またベース１１８の上に
は光源ユニット１２０とＵＶ照射ユニット（紫外線照射
ユニット）１２２、投写レンズ１０６等を搭載してい
る。

【００５５】コントローラ兼画像処理装置１２４は、上
述した６軸ステージ１１２，１１４，１１６と、光源ユ
ニット１２０およびＵＶ照射ユニット１２２の動作と、
受光手段であるＣＣＤカメラ（電荷結合素子カメラ）１
３０等の作動を制御して、ＣＣＤカメラ１３０から取り
込んだ画像を適切に処理することができる。

【００５６】図２は、図１の光学調整装置１００をより
具体的に示す側面図である。図２の光学調整装置１００
は、ベース１１８と、下部サポート１３２と上部サポー
ト１３４を有している。ベース１１８は、移動用のキャ
スター１１８Ａと固定用のストッパー１１８Ｂを備えて
いる。

【００５７】ベース１１８の上には、図１の６軸ステー
ジ１１２，１１４，１１６が搭載されている。図２で
は、代表的に１つの６軸ステージ１１２が示されてお
り、６軸ステージ１１２と投写レンズ１０６の間には第
１光学部材保持部３４が、ベース１１８の上に設定され
ている。この第１光学部材保持部３４は、第１光学部材
であるプリズム２２を着脱可能に保持することができ
る。

【００５８】投写レンズ１０６の光軸ＣＬに対応して、
反射手段１３６が、ベース１１８の上に搭載されてい
る。この反射手段１３６は、ミラー１３６Ａと、このミ
ラー１３６Ａを保持しかつ移動させるための移動部１３
８を備えている。

【００５９】ミラー１３６Ａは、移動部１３８のサポー
ト１４０により、所定の角度αの角度で、設定すること
ができる。この角度αは、光軸ＣＬに対してたとえば７
０度の角度に設定することができる。

【００６０】サポート１４０は移動部１３８のキャリア
１３８Ａに固定されている。このキャリア１３８Ａは、
つまみ１３８Ｂを有している。たとえば使用者がこのつ
まみ１３８Ｂを操作することにより、キャリア１３８Ａ
は、ベース１１８の上をＺ軸方向に手動により移動して
位置決めすることができる。しかし手動でなくモータ等
により自動化してもよい。

【００６１】このように移動部１３８を用いて反射手段
１３６のミラー１３６Ａを移動して位置決めできるよう
にしたのは、次のような理由からである。すなわち、上
述したような投写型表示装置１の投写距離が製品の仕様
によってあるいは種類によって異なることから、その投
写距離の違いに対応して、適宜反射手段１３６のミラー
１３６Ａの位置を変えたりあるいは角度を変えるように
することが望ましいからである。

【００６２】キャリア１３８Ａは、レール１１８Ｄに沿
って移動する。投写レンズ１０６の光軸ＣＬは、たとえ
ば基準面１１８Ｃに対してＬＨの高さに位置決めされて
いる。

【００６３】図２の下部サポート１３２は、ベース１１
８の上に設定されている。この下部サポート１３２の上
には上部サポート１３４がさらに設定されている。上部
サポート１３４は、スクリーン（投写面部）１５０と、
複数台のＣＣＤカメラ１３０が搭載されている。

【００６４】スクリーン１５０は、投写レンズ１０６の
光軸ＣＬ、すなわちＺ軸に対して、たとえばβの角度、
一例としては、５０度に設定されている。

【００６５】図１の各６軸ステージ１１２からは、光学
調整用の光が、対応する液晶パネルと、プリズム２２を
通して、投写レンズ１０６に送られる。投写レンズ１０
６は、この光を反射手段１３６のミラー１３６Ａに投写
して、そしてミラー１３６Ａはこの光を反射すること
で、スクリーン１５０に拡大投写することができる。各
ＣＣＤカメラ１３０は、スクリーン１５０に投写された
光学調整用の拡大された映像を光／電気信号に変換し
て、図１のコントローラ兼画像処理装置１２４に供給す
る。

【００６６】図３は、ベース１１８、下部サポート１３
２、上部サポート１３４、スクリーン１５０、６軸ステ
ージ１１２等を示す正面図である。

【００６７】図４は、スクリーン１５０、上部サポート
１３４、ＣＣＤカメラ１３０、６軸ステージ１１２，１
１４，１１６、プリズム２２、投写レンズ１０６、反射
手段１３６等を示している。

【００６８】次に、図５を参照して、６軸ステージ１１
２，１１４，１１６の構造例について説明する。チャッ
ク１６２は図２４の液晶パネルユニット５０Ｒ（又は５
０Ｂ，５０Ｇ）のパネル枠板５１と液晶パネル４０Ｒ
（又は４０Ｂ，４０Ｇ）を着脱可能に保持できる。６軸
ステージ１１２，１１４，１１６は、同一の構造であ
り、操作手段１６０により、すでに述べた図１に示すよ
うなＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸および、Ｖ軸、Ｈ軸、θ軸の合計
６軸に沿って、チャック１６２と液晶パネル４０Ｒ（又
は４０Ｂ，４０Ｇ）を移動して位置決めすることができ
る機能を有している。つまり、このチャック１６２は、
たとえば爪１６２Ａと爪１６２Ｂを有しており、これら
の爪１６２Ａ，１６２Ｂにより、対応する液晶パネル４
０Ｒ（または４０Ｂ、または４０Ｇ）を着脱可能に挟み
込んで、図５の破線で示すように保持する。このように
保持された液晶パネル４０Ｇの後側には、光源１７０が
配置されている。この光源１７０の保持部１７２には、
光ファイバーの端面１７４が、たとえば等間隔距離をお
いて、四隅に配置されている。

【００６９】光源１７０の右と左には、紫外線照射用の
光ファイバーアレイ１８０，１８０が配置されている。

【００７０】光源１７０とチャック１６２の上方には、
エア供給部１９０が設けられている。このエア供給部１
９０は、エアホース１９２とエアブロー発生源１９４を
有しており、エアブロー発生源１９４が作動すると、エ
アホース１９２を介して、光ファイバーアレイ１８０と
保持部１７２の光ファイバーの端面１７４にエアブロー
を吹き付けることができる。

【００７１】チャック１６２の上側の爪１６２Ａは、図
示しない操作手段により、Ｙ方向に沿って移動すること
で、液晶パネルを挟み込んで保持する。爪１６２は、本
体１６６側に取り付けられている。光ファイバーアレイ
１８０，１８０は、ＵＶ照射ユニット１２２により紫外
線を照射することができる。光ファイバーアレイ１８０
は、複数本の光ファイバーを直線状に配列したものであ
る。

【００７２】光ファイバーの端面１７４は、配置部材と
しての保持部１７２に対して間隔をおいて配置されてい
る。図６に示す光ファイバーの端面１７４は、対応する
図１に示す液晶パネル４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂに対して
それぞれ照明用のスポット状の光、すなわち光学調整用
に用いるスポット光の供給を行うものである。

【００７３】保持部１７２に対しては、図７、図８およ
び図９に示すような照明ユニット２００が固定されてい
る。この照明ユニット２００の端部には偏光フィルター
２０２が取り付けられている。

【００７４】図９に示すように、プリズム２２と、たと
えば液晶パネル４０Ｒに対応して、照明ユニット２００
を配置する。この照明ユニット２００は、４本の光ファ
イバー１７４Ａを保持しており、この４本の光ファイバ
ー１７４Ａは、コネクタ２０４を介して図１０と図１１
に示す光源ユニット１２０の接続部２０８に着脱可能に
接続できる。この光源ユニット１２０は、ライトコント
ロール２１０の操作により、光量を調整することができ
る。

【００７５】いずれにしても、図１に示す６軸ステージ
１１２，１１４，１１６に対しては、それぞれ図６〜図
９に示すような保持部１７２と照明ユニット２００を有
しており、各照明ユニット２００は図１と図１０に示す
ような光源ユニット１２０により照明光を対応する液晶
パネルに対して供給する。

【００７６】なお、図１と図４に示すように、６軸ステ
ージ１１２の軸は、Ｚ方向に向いており、６軸ステージ
１１４の軸はＸ方向に向き、６軸ステージ１１６の軸も
Ｘ方向に向いている。ただし６軸ステージ１１４，１１
６は向き合っている。

【００７７】次に、これらの６軸ステージ１１２，１１
４，１１６等を用いて、第１光学部材であるプリズム２
２に対して、第２光学部材である液晶パネル４０Ｇ，４
０Ｂ，４０Ｒを光学的に位置決め調整する作業例につい
て説明する。

【００７８】図１と図２に示すように、第１光学部材保
持部１３４に対してプリズム２２と投写レンズ１０６を
固定する。プリズム２２と投写レンズ１０６はヘッド体
と呼ばれ一体になっている。これによりプリズム２２
は、投写レンズ１０６と３つの６軸ステージ１１２，１
１４，１１６の間に位置決めされる。投写レンズ１０６
は、すでに述べた図１の投写型表示装置の投写レンズ６
と同一の性能のものを用いることができる。

【００７９】次に、図１の光源ユニット１２０を作動し
て、図５の各６軸ステージ１１２，１１４，１１６の光
源１７０の４本の光ファイバーの端面１７４を用いて液
晶パネル４０Ｇ（４０Ｂ，４０Ｒ）に対して照明用の光
を射出する。そして各チャック１６２の爪１６２Ａ，１
６２Ｂの間には機械的に液晶パネル４０Ｇ（４０Ｂ，４
０Ｒ）を固定する。

【００８０】このように固定された液晶パネル４０Ｇ，
４０Ｂ，４０Ｒと、プリズム２２には、各６軸ステージ
１１２，１１４，１１６の光源１７０から送られる照明
用の光が通り、図２の投写レンズ１０６を通って、反射
手段１３６の反射ミラー１３６Ａに到達する。この到達
する光は、光軸ＣＬを基準として上側の光の領域を利用
している。そしてこの光ＬＴは、ミラー１３６Ａで反射
されて、上部に位置するスクリーン１５０上に拡大して
投映されることになる。

【００８１】各ＣＣＤカメラ１３０は、このようなスク
リーン１５０に投映されている画像を光／信号変換し
て、図１のコントローラ兼画像処理装置１２４に送る。
画像処理装置１２４は、これらの信号に基づいて、６軸
ステージ１１２，１１４，１１６をそれぞれ操作するこ
とにより、次のような調整を行う。すなわち、投写レン
ズ１０６の焦点許容深度内に被写体となる各画像形成面
が位置するようにフォーカス調整を行う。この後に、液
晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒについてそれぞれの相
互の画素合わせ（アライメント調整）を行う。

【００８２】このフォーカス調整はＨ，Ｖ，Ｚ方向に沿
って行う。このアライメント調整に用いるＣＣＤカメラ
としては、たとえば図３に示す４つのＣＣＤカメラ１３
０Ｘを用い、フォーカス調整には、４つのＣＣＤカメラ
１３０Ｙを用いる。

【００８３】このように、図２、図３、図４に示すよう
に投写レンズ１０６から出た光ＬＴは、第１方向である
光軸ＣＬに沿って導き、そしてミラー１３６Ａにより第
２方向Ｄ２に沿って、反射させてスクリーン１５０に結
像させる。

【００８４】このような光の折り曲げ方式を採用するこ
とで、従来と異なり、光学調整装置１００のフロアー１
１８Ｃに対する占有面積（図２の矢印Ｅから見た投映面
積）を極めて小さくすることができる。このように小さ
くすることで、工場内にこのような光学調整装置１００
をより多く設定することができ、光学調整装置作業の効
率化および省スペース化を図ることができるものであ
る。

【００８５】また、図２の反射手段１３６は移動部１３
８によりＺ方向に沿って移動して位置決めすることがで
きる。このように移動するのは、投写型表示装置の形式
仕様あるいは大きさによって、投写レンズ１０６の投写
距離が異なるからである。

【００８６】この投写レンズ１０６の投写距離の大きさ
に応じて、ミラー１３６Ａの位置をＺ方向に変更するこ
とにより、あるいはミラー１３６Ａの設定角度をサポー
ト１４０において変更することにより、スクリーン１５
０に対して適正な大きさで拡大して表示することができ
る。このようにスクリーン１５０で調整画像を拡大して
表示することにより、より正確なアライメント調整やフ
ォーカス調整を行うことが可能である。

【００８７】次に、上述のようにして各種調整を行った
液晶パネル４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂを、プリズム２２の
各対応する面に固定する光学部材の固定方法について説
明する。

【００８８】図１２は、位置の調整された各液晶パネル
４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂとプリズム２２および投写レン
ズ１０６を示している。

【００８９】このように位置決めされた各液晶パネル
は、プリズム２２の対応する面に対して、すでに述べた
くさび（調整部材）５７を用いて調整しながら固定する
必要がある。このくさび５７を介して液晶パネルとプリ
ズム２２の光入射面とを固定する場合には、たとえば紫
外線硬化型接着剤を用いる。

【００９０】この紫外線硬化型接着剤を硬化させるため
には、光ファイバーアレイ（光案内手段）１８０，１８
０と、別の光案内手段２４０，２４０を用いる。光ファ
イバーアレイ１８０と光案内手段２４０は光学部材固定
装置を構成している。光ファイバーアレイ１８０，１８
０は図５ですでに示しており、図１３のようにしてＵＶ
照射ユニット１２２に接続されている。同様にして光案
内手段２４０，２４０もＵＶ照射ユニット１２２に接続
されている。図１２においては、液晶パネル４０Ｒ，４
０Ｂの一方のくさび５７，５７は、光案内手段２４０，
２４０により紫外線を照射することにより紫外線硬化型
接着剤を硬化させて接着することができる。

【００９１】これに対して、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｂ
の他のくさび５７Ａ，５７Ａおよび液晶パネル４０Ｇの
楔５７Ｂ，５７Ｂは、光ファイバーアレイ１８０，１８
０を用いて紫外線硬化型接着剤を硬化させることで接着
する。この場合には、光ファイバーアレイ１８０がＺ方
向に沿っているので、対面するくさび５７Ａ，５７Ａに
は紫外線を照射することができる。しかしこのままでは
くさび５７Ｂ，５７Ｂには紫外線を直接照射することが
できない。従ってもう一対の２点鎖線で示す光ファイバ
ーアレイ１８０，１８０を用意する必要がある。

【００９２】図１３はこの場合の２対の光ファイバーア
レイ１８０が２つの照射ユニット１２２，１２２に接続
された例を示している。また他の光案内手段２４０，２
４０が別の照射ユニット１２２に接続されている。この
ようにすると、３台の照射ユニット１２２と２対の光フ
ァイバーアレイ１８０と光案内手段２４０，２４０等が
必要であるので、装置が大掛かりになりコスト高となっ
てしまう。

【００９３】しかも、図１２と図１３の実施の形態で
は、２対又はそれ以上の数の光ファイバーアレイ１８０
をプリズムの付近に配置することはスペース的に極めて
困難である場合がある。

【００９４】そこで、図１２と図１３の実施の形態に比
べてより好ましい実施の形態として図１４と図１５のも
のがある。図１４と図１５では、図１２と図１３の実施
の形態に比べて、図１６に示すように１つのＵＶ照射ユ
ニット１２２と一対の光ファイバーアレイ１８０を省略
することができる。

【００９５】図１４と図１５の実施の形態のその他の点
については図１２と図１３のものと実質的には同じであ
る。

【００９６】図１４と図１５と図１６の例では、光反射
手段２４９を設けているのが特徴的である。この光反射
手段２４９は、ミラー２４１と移動部としての駆動シリ
ンダ２４２を有している。このような光反射手段２４９
が液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇの間および液晶パネル４０
Ｇと４０Ｂの間において、プリズム２２の角部に対応し
て斜めに配置されている。

【００９７】１台のＵＶ照射ユニット１２２を用いて、
くさび５７Ａ，５７Ａおよび５７Ｂ，５７Ｂを順番に紫
外線照射していく手順について説明する。

【００９８】図１５に示すように、移動部２４２はミラ
ー２４１を退出位置に位置決めしており、これにより光
ファイバーアレイ１８０，１８０は、紫外線ＵＶを第２
方向Ｆ２に沿って直接楔５７Ａ，５７Ａの紫外線硬化型
接着剤に照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させること
ができる。

【００９９】次に図１４において、移動部２４２がミラ
ー２４１を図１５の退出位置から図１４の進入位置に移
動する。これによりミラー２４１，２４１は光ファイバ
ーアレイ１８０，１８０に対応した位置に到達し、光フ
ァイバーアレイ１８０，１８０の紫外線ＵＶは、このミ
ラー２４１に反射されて、対応するくさび５７Ｂ，５７
Ｂの紫外線硬化型接着剤に照射されて紫外線硬化型接着
剤を硬化させることができる。つまり紫外線ＵＶは第２
方向Ｆ２から９０度ミラー２４１により折り曲げられ
て、第１方向Ｆ１に沿ってくさび５７Ｂに到達する。

【０１００】このような構造を採用することで、図１２
に示す形式のものに比べてＵＶ照射ユニットを１台省略
でき、しかも光ファイバーアレイ１８０，１８０を一対
分省略することができる。

【０１０１】ここで、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｂは、紫
外線硬化後の液晶パネル４０Ｇを基準として位置調整、
すなわちアライメント調整する。この理由としては、紫
外線硬化時に紫外線硬化樹脂が収縮することによる位置
ずれの影響を受けないようにするためである。従って液
晶パネル４０Ｇが紫外線硬化された後に、この液晶パネ
ル４０Ｇをアライメント基準として、残り２つの液晶パ
ネル４０Ｒ，４０Ｂがプリズムに対してアライメントし
て固定されることになる。

【０１０２】各液晶パネル４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂは、
フォーカスアライメントをする時には、プリズム２２の
対応する位置へ前進して保持されている。それ以前は、
各液晶パネルはプリズム２２から離れた位置で待機して
いる。たとえば、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｂは、液晶パ
ネル４０Ｇの紫外線硬化時において、プリズム２２から
離れていないと、紫外線硬化用の光の回り込みで、アラ
イメント調整前に紫外線硬化樹脂が硬化してしまうこと
等を防ぐためである。

【０１０３】図１７は、上述した光案内手段２４９の構
造の一例を示している。ＵＶ照射ユニットから導かれる
紫外線ＵＶは、ミラー２４１により反射されて、対応す
るくさび５７の紫外線硬化型接着剤に照射される。

【０１０４】図１８は光ファイバーアレイ１８０の構造
の一例を示している。ケース１８０Ａの中には、光ファ
イバー１８０Ｂが複数本直線上に配列されている。

【０１０５】図５に示した光源１７０は、各対応する液
晶パネルおよびプリズム２２に対して照明光を供給する
のであるが、複数本の光ファイバーを用いてスポット的
にそのような照明光を供給するようになっている。

【０１０６】これにより、通常の照明用のランプを用い
るのに比べて、照明用のエネルギーを削減できるととも
に、ほぼ長方形あるいは正方形状の液晶パネル４０Ｇ，
４０Ｒ，４０Ｂに対応して、均等な光を供給することが
できる。このことから各種光学調整の際に照明光を投写
レンズを通して図２のようにスクリーン１５０上に拡大
して投映する場合にほぼ均等な投映画像を得ることがで
きる。

【０１０７】図５において、エア供給部１９０は、次の
ような場合にエアホース１９２からエアブローを、光フ
ァイバーアレイ１８０や、光源１７０の光ファイバーの
端面１７４に対して供給する。すなわちたとえば図１４
〜図１６で説明したようにくさびの紫外線硬化樹脂に対
して、紫外線を光ファイバーアレイ１８０から照射した
場合に、紫外線硬化型接着剤の蒸気が、図５の光ファイ
バーアレイ１８０や光ファイバーの端面１７４の付近に
形成されることがある。この場合には、このエアホース
１９２を用いてエアブローを供給することにより、紫外
線硬化型接着剤の蒸気を吹き飛ばす。このようにするこ
とで、紫外線硬化型接着剤の蒸気が光ファイバーアレイ
１８０の各光ファイバーの端面や光源１７０の光ファイ
バーの端面１７４に付着してしまうことを防ぐことがで
き、光ファイバーアレイ１８０からの紫外線照射効率の
低下を防ぎ、かつ光源１７０からの照明光の光量の低下
を防ぐことができる。

【０１０８】本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではない。

【０１０９】本発明の光学調整装置は、たとえば投写型
表示装置の第１部材であるプリズムと第２部材である液
晶パネルを例に挙げて調整を行っている。

【０１１０】これに限らず、他の種類の光学装置の第１
部材と第２部材の位置決め調整に本発明の光学調整装置
および光学調整方法を用いることも勿論可能である。ま
た、液晶パネルをチャッキングする方式としては、図示
したはさみ込み形のものに限らず、真空吸引式や磁気の
吸着式のものでもよい。

【０１１１】

【発明の効果】請求項１の発明では、光源が複数のスポ
ット状の光を形成する。反射手段は、スポット状の光源
の光を第１方向とは異なる第２方向に沿って反射させ
る。スクリーンは、第１光学部材と第２光学部材の位置
決め状態を示すために、反射手段より第２方向に沿って
反射されたスポット状の光源の光を投映することができ
る。

【０１１２】このようにすることで、消費電力を少なく
してしかも均一な光を供給して均一なスクリーン上の投
映状態を実現することができる。

【０１１３】請求項２では、配置部材に配置された複数
の光ファイバーの端部から光を第２光学部材側に均一に
供給することができる。

【０１１４】請求項３では、第２光学部材とプリズムを
通して均一な投映状態を実現する。請求項４では、投写
表示型の光学系の一部を構成する第１光学部材と第２光
学部材の位置決めを消費電力を小さくしてしかも均一な
光で行うことができる。

【０１１５】請求項５では、赤色、青色、緑色用の第２
光学部材と第１光学部材を通して均一な投映状態を実現
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学調整装置の実施の形態を示す概略
図。

【図２】図１の光学調整装置を示す側面図。

【図３】図２の光学調整装置を示す正面図。

【図４】図２の光学調整装置を示す平面図。

【図５】各液晶パネル用の６軸ステージの一部を示す斜
視図。

【図６】照明用の光ファイバーの端面とその配置部材を
示す正面図。

【図７】照明ユニットの端面を示す図。

【図８】照明ユニットと一つの液晶パネルを示す側面
図。

【図９】照明ユニットと液晶パネルおよびプリズム等を
示す図。

【図１０】照明用の光源ユニットを示す図。

【図１１】図１０の光源ユニットの側面図。

【図１２】プリズムと液晶パネルを固定する楔に対して
紫外線を照射する装置例を示す図。

【図１３】図１２の紫外線を照射する装置を具体的に示
す図。

【図１４】プリズムと液晶パネルを固定する楔に対して
紫外線を照射する他の例を示す図。

【図１５】図１４の紫外線を照射するユニットにおいて
別の動作を示す図。

【図１６】図１４と図１５の紫外線を照射するユニット
を具体的に示す図。

【図１７】紫外線をプリズム側の楔に照射する別の光案
内手段の例を示す図。

【図１８】光案内手段としての光ファイバーアレイの例
を示す斜視図。

【図１９】本発明の光学調整装置に適用される第１部材
のプリズムと第２部材の液晶パネルを備える例として、
投写型表示装置を示す斜視図。

【図２０】図１９の投写型表示装置の内部構造を示す平
面図。

【図２１】図１９の投写型表示装置の縦断面図。

【図２２】投写型表示装置の光学的構成を示す図。

【図２３】光学的構造をさらに詳しく示す図。

【図２４】プリズムと液晶パネルの構造例を示す分解斜
視図。

【図２５】液晶パネル、プリズムおよび投写レンズ等を
示す斜視図。

【図２６】プリズム、液晶パネルおよび投写レンズ等を
示す別の角度から見た斜視図。

【図２７】従来の光学調整装置の例を示す側面図。

【図２８】図２７の従来の光学調整装置の平面図。

【符号の説明】

２２・・・プリズム（第１光学部材） ４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂ・・・液晶パネル（第２光学部
材） １００・・・光学調整装置 １０６・・・投写レンズ １１２，１１４，１１６・・・６軸ステージ １１８・・・ベース １２２・・・紫外線硬化型接着剤の硬化用のＵＶ照射ユ
ニット １３０（１３０Ｘ，１３０Ｙ）・・・ＣＣＤカメラ（受
光手段） Ｄ１・・・第１方向 Ｄ２・・・第２方向 １３６・・・反射手段 １３６Ａ・・・ミラー １３８・・・反射手段の移動部 １５０・・・スクリーン（投写面部） １７０・・・照明用の光源 １８０・・・光ファイバーアレイ（光案内手段） １９０・・・エア供給部 １９２・・・エアホース ２４９・・・光反射手段 ２４１・・・ミラー ２４２・・・移動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 学 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−15536（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−271986（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−195384（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−22938（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−314009（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−178014（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−201937（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−18840（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 G03B 21/00 - 21/30 G03B 33/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１光学部材に対して第２光学部材を位
   置決めする際に、前記第２光学部材を通して前記第１光
   学部材に光を与える複数のスポット状の光を形成する光
   源と、 前記第２光学部材と前記第１光学部材を通った第１方向
   に沿った前記光源の光を、前記第１方向とは異なる第２
   方向に沿って反射させる反射手段と、 前記反射手段により前記第２方向に沿って反射された前
   記光源の光を投映することで、前記第１光学部材と前記
   第２光学部材の位置決め状態を示すための投写面部と、
   を備えることを特徴とする光学調整装置。
2. 【請求項２】 前記光源は、複数の光ファイバーと、前
   記複数の光ファイバーの端部を配置する配置部材とを有
   する請求項１に記載の光学調整装置。
3. 【請求項３】 前記第１光学部材はプリズムであり、前
   記第２光学部材は前記プリズムに対して位置決めして固
   定される液晶パネルユニットである請求項１又は請求項
   ２に記載の光学調整装置。
4. 【請求項４】 前記第１光学部材と前記第２光学部材
   は、投写型表示装置の光学系の一部を構成する請求項３
   に記載の光学調整装置。
5. 【請求項５】 前記第２光学部材は、赤色、青色、緑色
   に対応して用意され、前記赤色の前記第２光学部材と、
   前記青色の前記第２光学部材と、前記緑色の前記第２光
   学部材が、前記第１光学部材の異なる面に位置決めして
   固定される請求項３に記載の光学調整装置。