JPWO2002069019A1 - 光変調装置の位置調整装置および光変調装置の位置調整方法 - Google Patents

Abstract

位置調整装置の光束検出装置４０では、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束をビームスプリッタ４５１を介してＣＣＤカメラ４１で直接取り込むように構成した。従って、従来の投写用のスクリーンを用いずに調整でき、位置調整装置を大幅に小型化できる。また、位置調整装置を設置するのに有する占有スペースも少なくてよく、作業エリアを効率的に利用できる。

Description

技術分野
本発明は、光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェクタを製造するために、各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調整装置および光変調装置の位置調整方法に関する。
背景技術
従来より、複数の色光を画像情報に応じて各色光ごとに変調する複数の光変調装置（液晶パネル）と、各光変調装置で変調された色光を合成する色合成光学系（クロスダイクロイックプリズム）と、この色合成光学系で合成された光束を拡大投写して投写画像を形成する投写光学系（投写レンズ）とを備えたプロジェクタが利用されている。
このようなプロジェクタとしては、例えば、光源から射出された光束を、ダイクロイックミラーによってＲＧＢの三色の色光に分離し、三枚の液晶パネルにより各色光毎に画像情報に応じて変調し、変調後の光束をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像を拡大投写する、いわゆる三板式のプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタにより鮮明な投写画像を得るには、各液晶パネル間での画素ずれ、投写レンズからの距離のずれの発生を防止するために、プロジェクタの製造時においては、各液晶パネル間相互のフォーカス・アライメント調整を高精度に行わなければならない。
ここで、フォーカス調整とは、各液晶パネルを投写レンズのバックフォーカスの位置に正確に配置するための調整をいい、アライメント調整とは、各液晶パネルの画素を一致させるための調整をいい、以下の説明においても同様である。
そして、従来より、液晶パネルのフォーカス・アライメント調整は、三枚の液晶パネル、クロスダイクロイックプリズム、および投写レンズを含む光学ユニットを調整対象として、（１）各液晶パネルの画像形成領域に光束を入射させ、（２）クロスダイクロイックプリズムおよび投写レンズを経た投写画像をスクリーン上に表示し、（３）スクリーン上の投写画像の反射光を所定位置で固定されたＣＣＤカメラ等の光束検出装置で撮像し、（４）ＣＣＤカメラで検出される各液晶パネルのフォーカス、画素位置等を確認しながら、各液晶パネルの相対位置を位置調整機構で調整していた。すなわち、スクリーン上に投写される画像の位置を基準として、各液晶パネルの位置を調整していた。
このように、スクリーン上に画像を投写する形態としては従来、光学ユニットとスクリーンとを投写レンズの光軸に沿って配置し、光学ユニットからの投写光を直接スクリーンに投写させるものや（従来例１）や、液晶パネルとプリズムを通った第１方向に沿った光源の光を第１方向とは異なる第２方向に反射させる反射装置と、この反射装置により第２方向に沿って反射された光源の光を投写するスクリーンとを備えたもの（特開２０００−１４７６５４号公報；従来例２）がある。
しかしながら、従来例１では、スクリーン上に画像を投射するうえ、光学ユニットとスクリーンとを投写レンズの光軸に沿って直線上に配置するため、スクリーンとしては大きなサイズのものが必要となり、装置全体が大型になる。
また、従来例２では、反射装置でミラーを介して投写レンズから投写される光を反射させることで、従来例１に比べて、スクリーンを小さくできるが、スクリーンを用いることに変わりはなく、装置全体を小型化するのには限界がある。
従って、いずれの場合でも、スクリーンが必要になることで、装置が大がかりになるという問題があり、その解決が望まれている。
本発明の目的は、装置全体を格段に小型化できる光変調装置の位置調整装置および光変調装置の位置調整方法を提供することにある。
発明の開示
本発明は、従来用いられていたスクリーンを使用せずに光変調装置相互の位置調整を行うことで、前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明の光変調装置の位置調整装置は、光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェクタを製造するために、各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調整装置であって、前記光変調装置から前記色合成光学系を介して射出された位置調整用の光束を直接取り込む光束検出装置を備えていることを特徴とする。
このような本発明においては、色合成光学系から射出された光束が光束検出装置で直接取り込まれるため、投写用のスクリーンが不要となり、装置全体の大幅な小型化が図られる。よって前記目的が達成される。
また、本発明の位置調整装置では、前記光束検出装置を、前記色合成光学系から射出された光束を所定方向に導く導光部と、この導光部で導かれた光束を受光して電気信号に変換する撮像素子とを含んで構成することが望ましい。
このような構成では、導光部を備えることで撮像素子が自由な位置に配置されるようになるから、光変調装置の位置調整装置の各部の配置効率が向上し、位置調整装置の小型化が一層促進される。
この際、本発明の位置調整装置では、前記導光部を、前記色合成光学系から射出された光束を反射して屈折させる反射ミラーで構成してもよい。
このような構成では、色合成光学系の光束射出側に反射ミラーを配置するだけでよいので、光束検出装置の構成が簡単になる。
これに対し、本発明の位置調整装置では、前記導光部を、前記色合成光学系から射出された光束を導入して前記撮像素子まで導く光ファイバを含んで構成してもよい。
このような構成では、光ファイバが屈曲可能であることから、撮像素子の配置位置の自由度が向上し、位置調整装置の小型化がさらに促進される。
さらに、本発明の位置調整装置では、前記光束検出装置を、前記位置調整用の光束を供給する光供給部を含んで構成することが望ましい。
このような構成では、光変調装置の入射側から光束を供給する必要がなくなるため、光変調装置の位置調整に際して用いられる機構側に光束の供給部分を設ける必要がなく、そのような機構の構造が簡素になる。
そして、本発明の位置調整装置では、前記光束検出装置を、複数の撮像素子で構成することが望ましい。
このような構成では、光変調装置のフォーカス、アライメント調整を行う場合において、一つの光変調装置における複数箇所の画素領域を撮像可能であるから、全ての撮像箇所でのフォーカス、アライメント調整を行うことで、精度の高い調整が行える。
また、この場合には、複数の撮像素子を、前記光変調装置の矩形状の画像形成領域の対角線上に対応して配置することが好ましい。
このようにすることにより、撮像素子および信号処理回路を含む例えばＣＣＤカメラ等を複数配置する場合でも、互いの干渉が避けられる。
また、本発明の位置調整装置では、前記光変調装置を保持し、前記色合成光学系に対して、該光変調装置を位置調整する位置調整部を備え、前記調整部は、前記色合成光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整機構に支持されていることが望ましい。
このような構成では、位置調整部が、フォーカス粗調整機構に支持されていることにより、予め、フォーカス粗調整機構に対して、位置調整部を所定位置に配置しておけば、該位置調整部により光変調装置を保持した状態から、フォーカス粗調整機構を所定距離、移動させることで、光変調装置を色合成光学系に対して設計上の所定位置に設定することができる。
一方、本発明の光変調装置の位置調整方法は、前述の位置調整装置を用いた位置調整方法であり、具体的には、光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェクタを製造するために、各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調整方法であって、予め相互に位置調整された複数の基準光変調装置および基準色合成光学系に基づいて、当該基準色合成光学系から射出された光束を受光可能な光束検出装置の位置を設定する予備工程と、設定された光束検出装置に対して前記色合成光学系を設置する設置工程と、調整対象となる前記光変調装置に対して光束を導入し、前記色合成光学系を介して射出された光束を前記光束検出装置により直接検出する検出工程と、検出された光束に基づいて、前記光変調装置の位置調整を行う位置調整工程と、を踏むことを特徴とする。
このような方法によれば、予備工程により、基準光変調装置および基準色合成光学系に基づいて適切な位置に光束検出装置を設定することができ、設置工程、検出工程、位置調整工程により、スクリーン上に投写画像を投写することなく、光変調装置の位置調整が行える。従って、スクリーンが不要なことで、調整作業に必要な位置調整装置が大幅に小型化され、前記目的が達成される。
また、本発明の光変調装置の位置調整方法では、前記検出工程および前記位置調整工程を、各光変調装置毎に連続して行うことが望ましい。
このような方法では、光束検出装置を各光変調装置で共通に用いることが可能であり、少ない台数の光束検出装置で調整が行える。
また、本発明の光変調装置の位置調整方法では、前記予備工程は、前記色合成光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整機構に対して、前記光変調装置の位置調整を行う位置調整部を設計上の所定位置に配置する初期設定手順を備えていることが望ましい。
このような方法では、予備工程が初期設定手順を備えていることにより、該初期設定手順の前または後に、光変調装置を位置調整部に設置しておけば、初期設定手順により、フォーカス祖調整機構に対して位置調整部を所定位置に配置することができ、フォーカス粗調整機構を色合成光学系に対して、所定距離を移動させることで、光変調装置を色合成光学系に対して設計上の所定位置に配置することができる。
したがって、位置調整工程における光変調装置の位置調整を簡素化し、サイクルタイムの低減を図ることができる。
また、本発明の光変調装置の位置調整方法では、前記位置調整工程は、前記色合成光学系に対する進退位置を調整するフォーカス調整手順と、各光変調装置の相互の位置調整を行うアライメント調整手順とを備えていることが望ましい。
このような方法では、位置調整工程が、フォーカス調整手順とアライメント調整手順とを備えていることにより、光変調装置の色合成光学系に対する進退位置が調整された状態で、該光変調装置の平面位置、面内回転位置、および面外回転位置を調整することができる。
したがって、光変調装置を投写レンズのバックフォーカス位置に配置し、さらに、各光変調装置の相互の位置を調整することにより、色合成光学系に対して光変調装置を適切な位置に配置することができる。
また、本発明の光変調装置の位置調整方法では、前記フォーカス調整手順は、前記色合成光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整機構の進退移動によって、前記光変調装置のフォーカス調整を行う粗調整ステップと、前記光変調装置の位置調整を行う位置調整部による微調整ステップとを備えていることが望ましい。
このような方法では、フォーカス調整手順が、粗調整ステップと微調整ステップとを備えていることにより、例えば、粗調整ステップにより、光変調装置を色合成光学系に対してミリメートルオーダからセンチメートルオーダまで移動調整し、微調整ステップにより、光変調装置を色合成光学系に対してマイクロメートルオーダからミリメートルオーダまで移動調整するように設定すれば、光変調装置を移動させる範囲を大きく設定することができ、光変調装置の位置調整を容易に、かつ、迅速に行うことができる。
また、本発明の光変調装置の位置調整方法では、複数のプロジェクタに応じて、連続して光変調装置の位置調整が行われるものとし、同一機種のプロジェクタが連続して製造されているかどうかを判定する機種判定工程を備え、この機種判定工程により、同一機種と判定された場合には、前記初期設定手順は省略されることが望ましい。
複数のプロジェクタに応じて、連続して光変調装置の位置調整を行う際、２つ目以降に製造されるプロジェクタに関して、初回のプロジェクタの製造における初期設定手順で設定された初期位置に基づいて、色合成光学系に対する光変調装置の位置調整を行えば、初期設定手順を省略することができる。
また、同様に、２つ目以降に製造されるプロジェクタに関して、初回のプロジェクタの製造における粗調整ステップで設定されたフォーカス位置を保持しておき、該フォーカス位置を初期位置として位置調整を行えば、粗調整ステップを省略することができる。
ここでは、複数のプロジェクタを製造し、複数の光変調装置が色合成光学系に対して連続して位置調整が行われる場合に、機種判定工程により、同一機種が連続して製造されているかどうかを判定し、同一機種であると判定されると初期設定手順および／または粗調整ステップが省略されることにより、連続して同一機種を製造する際の余分な工程を省くことができる。
したがって、プロジェクタの製造におけるサイクルタイムを低減し、複数のプロジェクタに応じた、複数の光変調装置の位置調整を連続して円滑に行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
〔第１実施形態〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
１．レンズアレイが使用されるプロジェクタの構造
図１には、本発明の実施形態に係る位置調整装置の調整対象とされる複数の光変調装置および色合成光学系を含むプロジェクタ１００の構造が示されている。
このプロジェクタ１００は、インテグレータ照明光学系１１０、色分離光学系１２０、リレー光学系１３０、電気光学装置１４０、色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム１５０、および投写レンズ１６０を備えている。
インテグレータ照明光学系１１０は、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１１３と、第２レンズアレイ１１５と、反射ミラー１１７と、重畳レンズ１１９とを備えている。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１１３によって複数の部分光束に分割され、反射ミラー１１７によって射出方向を９０°折り曲げられた後、第２レンズアレイ１１５の近傍で結像する。第２レンズアレイ１１５から射出された各部分光束は、その中心軸（主光線）が後段の重畳レンズ１１９の入射面に垂直となるように入射し、さらに重畳レンズ１１９から射出された複数の部分光束は、後述の電気光学装置１４０を構成する三枚の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ上で重畳する。
色分離光学系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している。
リレー光学系１３０は、入射側レンズ１３１、リレーレンズ１３３、および反射ミラー１３５、１３７を備え、前記色分離光学系１２０で分離された色光、例えば、青色光Ｂを液晶パネル１４１Ｂまで導く機能を有している。
電気光学装置１４０は、三枚の光変調装置となる液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを備え、これらは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、色分離光学系１２０で分離された各色光は、これら三枚の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂによって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム１５０は、前記三枚の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂから射出された各色光ごとに変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。尚、クロスダイクロイックプリズム１５０には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に形成され、これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成される。そして、クロスダイクロイックプリズム１５０で合成されたカラー画像は、投写レンズ１６０から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
２．光学ユニットの構造
このようなプロジェクタ１００において、電気光学装置１４０、クロスダイクロイックプリズム１５０、および投写レンズ１６０は、光学ユニット１７０として一体化されている。つまり、図２に示すように、光学ユニット１７０は、マグネシウム合金製等の側面Ｌ字状の構造体となるヘッド体１７１を備えている。
投写レンズ１６０は、ヘッド体１７１のＬ字の垂直面外側にねじにより固定される。クロスダイクロイックプリズム１５０は、ヘッド体１７１のＬ字の水平面上側に同様にねじにより固定されている。
電気光学装置１４０を構成する三枚の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１５０の側面三方を囲むように配置される。具体的には、図３に示すように、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂは、保持枠１４３内に収納され、この保持枠１４３の四隅部分に形成される孔１４３Ａに透明樹脂製のピン１４５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１５０の光束入射端面１５１に接着固定された、いわゆるＰＯＰ（Ｐａｎｅｌ Ｏｎ Ｐｒｉｓｍ）構造によりクロスダイクロイックプリズム１５０に固定されている。ここで、保持枠１４３には、矩形状の開口部１４３Ｂが形成され、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂは、この開口部１４３Ｂで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂのこの部分に各色光Ｒ、Ｇ、Ｂが導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。
このようなＰＯＰ構造が採用された光学ユニット１７０では、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂをクロスダイクロイックプリズム１５０に接着固定する際に、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂのフォーカス調整、アライメント調整、および固定を同時期（約８分以内）に行わなければならないので、通常以下の手順で組み立てが行われる。
１）クロスダイクロイックプリズム１５０に第１の液晶パネル、例えば、液晶パネル１４１Ｇを接着固定する。具体的には、まず、液晶パネル１４１Ｇの保持枠１４３の孔１４３Ａに、先端に紫外線硬化型接着剤を塗布したピン１４５を挿入する。
２）次に、該ピン１４５の先端部分をクロスダイクロイックプリズム１５０の光束入射端面１５１に当接させる。
３）この状態で液晶パネル１４１Ｇの画像形成領域に光束を導入し、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束を直接確認しながら、光束入射端面１５１に対する進退位置、平面位置、および回転位置を調整して、液晶パネル１４１Ｇのフォーカス、アライメント調整を行う。
４）適切なフォーカス、アライメントが得られたら、ピン１４５の基端部分から紫外線である固定用の光束を照射し、紫外線硬化型接着剤を完全に硬化させる。
５）他の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｂも前記と同様に接着固定を行う。
従って、このようなＰＯＰ構造を採用した光学ユニット１７０を組み立てる際には、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ相互のフォーカス、アライメントを調整する位置調整装置が必要となる。
３．光変調装置の位置調整装置の構造
図４および図５には、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの位置を調整する位置調整装置２が示されている。この位置調整装置２は、ＵＶ遮光カバー２０と、調整部本体３０と、光束検出装置４０と、コンピュータ７０（図１０）と、図示略の調整用光源装置および固定用紫外線光源装置とで構成されている。
このうちのＵＶ遮光カバー２０は、調整部本体３０の上部を囲む側板２１と、底板２２と、下部に設けられた載置台２５とを備えて構成されている。尚、側板２１には開閉自在な図示略のドアが設けられており、このドアは、ＰＯＰ調整ワークを給材・除材する時、および調整部本体３０を調整作業するために設けられるもので、紫外線を透過しないアクリル板から形成される。また、載置台２５は、装置据え付け時、調整部本体３０が容易に移動できるようにするために、その下部にキャスタ２５Ａが設けられている。
また、コンピュータ７０は、調整部本体３０、光束検出装置４０、調整用光源装置、および固定用紫外線光源装置を制御するものであり、載置台２５内に配置されている。
調整用光源装置は、調整部本体３０での調整作業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る。
固定用紫外線光源装置は、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂをクロスダイクロイックプリズム１５０上に固定するに際し、紫外線硬化型接着剤を硬化させるのに用いられる固定用の光束（紫外線）の光源である。
（３−１）調整部本体の構造
調整部本体３０は、位置調整部としての６軸位置調整ユニット３１と、クロスダイクロイックプリズム１５０を支持固定する支持治具３３と、調整用光源装置および固定用紫外線光源装置からの光束を液晶パネル１４１（１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ９）に導入するための光源ユニット３７（図６）とで構成されている。
前記６軸位置調整ユニット３１は、クロスダイクロイックプリズム１５０の光束入射端面１５１に対して、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの配置位置を調整するものであり、図６に示すように、ＵＶ遮光カバー２０の底板２２のレール３５１に沿って移動可能に設置される６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａに支持されている。
ここで、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａは、６軸位置調整ユニット３１を支持し、図示しないモータなどの駆動機構により、載置台２５のＺ軸方向（図６中左右方向）にミリメートルオーダからセンチメートルオーダの範囲で移動するものである。
この６軸位置調整ユニット３１は、上記６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａに支持される平面位置調整部３１１と、この平面位置調整部３１１の先端部分に設けられる面内回転位置調整部３１３と、この面内回転位置調整部３１３の先端部分に設けられる面外回転位置調整部３１５と、この面外回転位置調整部３１５の先端部分に設けられる液晶パネル狭持部３１７とを備えている。
平面位置調整部３１１は、クロスダイクロイックプリズム１５０の光束入射端面１５１に対する進退位置および平面位置を調整する部分であり、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａ上に摺動可能に設けられる基部３１１Ａと、この基部３１１Ａ上に立設される脚部３１１Ｂと、この脚部３１１Ｂの上部先端部分に設けられ、面内回転位置調整部３１３が接続される接続部３１１Ｃを備えている。
基部３１１Ａは、図示しないモータなどの駆動機構により、載置台２５のＺ軸方向（図６中左右方向）をマイクロメートルオーダからミリメートルオーダの範囲で移動する。
脚部３１１Ｂは、側部に設けられるモータなどの駆動機構（図示略）によって基部３１１Ａに対してＸ軸方向（図６の紙面と直交する方向）に移動する。
接続部３１１Ｃは、図示しないモータなどの駆動機構によって、脚部３１１Ｂに対してＹ軸方向（図６中上下方向）に移動する。
面内回転位置調整部３１３は、クロスダイクロイックプリズム１５０の光束入射端面１５１に対する液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの面内方向回転位置の調整を行う部分であり、平面位置調整部３１１の先端部分に固定される円柱状の基部３１３Ａと、この基部３１３Ａの円周方向に回転自在に設けられる回転調整部３１３Ｂを備えている。そして、この回転調整部３１３Ｂの回転位置を調整することにより、光束入射端面１５１に対する液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの面内方向回転位置を高精度に調整することができる。
面外回転位置調整部３１５は、クロスダイクロイックプリズム１５０の光束入射端面１５１に対する液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの面外方向回転位置の調整を行う部分である。この面外回転位置調整部３１５は、前記面内回転位置調整部３１３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３１５Ａと、この基部３１５Ａ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３１５Ｂと、この第１調整部３１５Ｂ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３１５Ｃとを備えている。そして、基部３１５Ａの側部に設けられた図示しないモータを回転駆動すると、第１調整部３１５Ｂが摺動し、第１調整部３１５Ｂの上部に設けられた図示しないモータを回転すると、第２調整部３１５Ｃが摺動し、光束入射端面１５１に対する液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの面外方向回転位置を高精度に調整できる。
液晶パネル狭持部３１７は、調整対象となる液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを保持する部分であり、前記第２調整部３１５Ｃの先端部分に固定される固定狭持片３１７Ａと、第２調整部３１５Ｃの先端部分でスライド自在に設けられる可動狭持片３１７Ｂと、可動狭持片３１７Ｂを動作させるアクチュエータ３１７Ｃとを備えている。そして、アクチュエータ３１７Ｃによって可動狭持片３１７Ｂを動作させることにより、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを狭持することができる。さらに、可動狭持片３１７Ｂのスライド初期位置を変更することにより、大きさの異なる液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを狭持することができる。
前記支持治具３３は、図４に示すように、底板２２上に設置される基板３３１と、この基板３３１上に立設される脚部３３３と、この脚部３３３の上部に設けられ、かつクロスダイクロイックプリズム１５０および後述の導光部４５が取り付けられるセット板３３５とを備えている。
前記光源ユニット３７は、６軸位置調整ユニット３１に設けられた液晶パネル狭持部３１７の固定狭持片３１７Ａおよび可動狭持片３１７Ｂの間に配置されている。
この光源ユニット３７は、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂに位置調整用の光束、固定用の光束を供給するものであり、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂと当接するユニット本体３７１と、このユニット本体３７１に各光源光を供給するための４本の光ファイバ３７２とを含んで構成される。
光ファイバ３７２の基端は、載置台２５の下部に設置される調整用光源装置および固定用光源装置に接続されている。ユニット本体３７１の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂとの当接面には、図７（Ａ）に示すように、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの矩形状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部３７１Ａと、該画像形成領域の外側に配置され、透明樹脂製のピン１４５の基端部分と当接する固定用光源部３７１Ｂとを備えている。尚、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂとの当接部分となるユニット本体３７１は、図７（Ａ）に示されるものの他、図７（Ｂ）に示されるように、調整用光源部３７１Ａの外側側方に沿って固定用光源部３７１Ｃが配置されるものや、図７（Ｃ）に示されるように、固定用光源部３７１Ｂの配置が異なるものがあり、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの種類に応じて、これらのユニット本体３７１を適宜使い分けることにより、固定構造の異なる液晶パネルに対応できるようになっている。
（３−２）光束検出装置の構造
図４において、光束検出装置４０は、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と、支持治具３３上に取り付けられた導光部４５とを備えている。
ＣＣＤカメラ４１は、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を本発明に係る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１５０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。
本実施形態では、ＣＣＤカメラ４１は、図８、図９に模式的に示すように、導光部４５の四方に移動機構４３（図４）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１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂに形成された矩形状の画像形成領域の対角線上に対応して配置されている。尚、ＣＣＤカメラ４１は、投写画像を高精度に検出するために、ズーム・フォーカス機構を備え、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、その具体的な図示を省略するが、支持治具３３の基板３３１に立設された支柱、当該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、ＣＣＤカメラ４１をＸ軸方向（図９では左右方向）およびＹ軸方向（図９では上下方向）に移動させることが可能である。そして、これらの移動は、載置台２５内部のサーボ制御機構によって行われる。
導光部４５は、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの矩形状の画像形成領域の四隅に対応して配置された反射ミラーとしての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で構成されている。この導光部４５は、前記光源ユニット３７から液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂに照射されてクロスダイクロイックプリズム１５０から射出した四隅の光束を、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している。尚、保持カバー４５２には、外側に屈折させた光束を透過させる適宜な開口部が設けられている。また、図８では、液晶パネル１４１Ｇ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１５０から射出した四隅の光束は、従来のようなスクリーンに投写されることなく、四方に配置されたＣＣＤカメラ４１に直接取り込まれる。
４．位置調整装置による調整操作
上述した調整部本体３０および光束検出装置４０は、図１０のブロック図に示すように、コンピュータ７０と電気的に接続されている。
このコンピュータ７０は、ＣＰＵおよび記憶装置を備え、調整部本体３０および光束検出装置４０の動作制御を行うとともに、光束検出装置４０のＣＣＤカメラ４１で撮像された投写画像の画像処理も行う。
コンピュータ７０に呼び出されるプログラムは、図１１に示される表示画面７１をディスプレイ上に表示し、この表示画面７１上に表示された種々の情報に基づいて、フォーカス、アライメント調整が行われる。該表示画面７１は、ＣＣＤカメラ４１からの映像を直接表示する画像表示ビュー７２と、画像表示ビュー７２に表示された画像を、基準パターン画像に基づいてパターンマッチング処理を行う画像処理ビュー７３と、画像処理を行った結果、６軸位置調整ユニット３１の各軸調整量を表示する軸移動量表示ビュー７４とを備えている。尚、画像表示ビュー７２の各画像表示領域７２Ａ〜７２Ｄには、４つのＣＣＤカメラ４１のそれぞれで取り込まれた四隅の光束から得られる画像が表示される。
次に、位置調整装置２による液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの位置調整方法を、図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ１：まず、機種毎の投写レンズ１６０の特性に基づいた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ＰＯＰ構造のマスターユニットと、このマスターユニット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とを支持治具３３にセットする。この際、マスターユニットは、基準色合成光学系としての基準クロスダイクロイックプリズムに、基準光変調装置としての各色光用の三枚の基準液晶パネルを一体に設けたものである。
Ｓ２：次に、マスターユニットのＧ色光用の基準液晶パネルに光源ユニット３７から位置調整用の光束を照射し、マスターユニットから射出した光束をビームスプリッタ４５１を介してＣＣＤカメラ４１で直接取り込む。この際、移動機構４３を作動させ、光束を確実に受光できる位置にＣＣＤカメラ４１を移動させる。また、この時の画像を画像表示ビュー７２の各画像表示領域７２Ａ〜７２Ｄに表示させる。
この画像としては、例えば、図１３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、各画像表示領域７２Ａ〜７２Ｄに画素領域ＣＡのみを表示できる位置が、ＣＣＤカメラ４１のフォーカス調整用の基準位置となる。また、画素領域ＣＡの中央部分がフォーカス調整を行う測定点となる。
また、図１４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たものがある。そして、この画像において、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、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ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となる。基準パターンＢＰの生成は、三枚の各基準液晶パネルについてそれぞれ行われ、ＣＣＤカメラ４１のアライメント調整用の基準位置の設定は、一枚の基準液晶パネルについて行われる。
このような基準パターンＢＰおよびＣＣＤカメラ４１の基準位置は、機種に応じた機種データとしてコンピュータ７０の記憶部に登録される。
以上のＳ１、Ｓ２のステップは、予め複数機種に対して行われ、各機種毎の基準パターンＢＰおよびＣＣＤカメラ４１の基準位置が機種データとして登録される。
また、この機種データとして、複数の機種に応じて、クロスダイクロイックプリズム１５０に対する液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの設計上の基準位置が、座標値として予め登録されている。
Ｓ３：続いて、クロスダイクロイックプリズム１５０を支持治具３３にセットするとともに（設置工程）、調整対象となる液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを、紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン１４５を挿入した状態で、６軸位置調整ユニット３１の液晶パネル狭持部３１７に取り付ける。
Ｓ４：次に、実際の調整に先だって、コンピュータ７０内のＣＰＵで実行されるプログラムにより初期化処理を行う（予備工程）。
具体的には、図１５のフローチャートに基づいて、以下に示すように行われる。
Ｓ４１：ＣＰＵに付設されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを初期化し、調整するクロスダイクロイックプリズム１５０および液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの機種に応じて予め登録された機種データを呼び出す。
Ｓ４２：この機種データの液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの設計上の座標値を読み込み、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａに対して、６軸位置調整ユニット３１の平面位置調整部３１１、面内回転位置調整部３１３、および面外回転位置調整部３１５の初期位置を設定する（初期設定手順）。
Ｓ４３：また、機種データのＣＣＤカメラ４１の基準位置を読み込み、ＣＣＤカメラ４１をフォーカス調整用の基準位置に移動させて設定する。
Ｓ４４：６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａを所定距離、前進させ（初期位置）、上記紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン１４５とクロスダイクロイックプリズム１５０の光束入射端面１５１とを当接させる。
この状態では、上記初期設定手順により、６軸位置調整ユニット３１の６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａに対する初期位置が設定され、さらに、クロスダイクロイックプリズム１５０に対して、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａを所定距離、前進させているので、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１５０に対して設計上の基準位置に設定されている。
Ｓ５：この後、例えば先ず、液晶パネル１４１Ｇに関して位置調整用の光束を投射し、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束をビームスプリッタ４５１を介して直接ＣＣＤカメラ４１で検出する（検出工程）。
Ｓ６：そして、コンピュータ７０は、ＣＣＤカメラ４１からの信号を入力するとともに、その画像処理機能により、液晶パネル１４１Ｇのフォーカス、アライメント調整を実施する（位置調整工程）。
Ｓ６１：先ず、図１６に示すフローチャートに基づいて、以下に示す手順により、液晶パネル１４１Ｇのフォーカス調整を行う（フォーカス調整手順）。
このフォーカス調整手順Ｓ６１は、以下に示すＳ６１１〜Ｓ６１４の粗調整ステップＳ６１０と、Ｓ６１６〜Ｓ６１９の微調整ステップＳ６１５の２段階で調整が行われる。
Ｓ６１１：６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａの平面位置調整部３１１を初期位置からクロスダイクロイックプリズム１５０の離間方向へ機種毎に設定される固定値まで所定距離移動させる。
Ｓ６１２：ＣＣＤカメラ４１にて取り込まれた画像から、図１４に示す画素領域ＣＡにおける中央部分の測定点での輝度値を取得する。この輝度値は、平面位置調整部３１１の座標位置に応じて、コンピュータ７０のメモリに記憶される。
Ｓ６１３：上記Ｓ６１１において、平面位置調整部３１１の所定距離の移動、および上記Ｓ６１２において、測定点における輝度値取得を繰り返し行わせ、数ポイントにて輝度値を取得する。
Ｓ６１４：コンピュータ７０は、上記Ｓ６１３の終了後、図１７（Ａ）に示すように、上記手順にて取得された輝度値から、ピーク位置を算出する。
以上、粗調整ステップＳ６１０が終了した後、平面位置調整部３１１をＳ６１４で算出されたピーク位置に移動させ、以下に示すような手順にて、微調整ステップＳ６１５が行われる。
Ｓ６１６：６軸位置調整ユニット３１の平面位置調整部３１１を初期位置からクロスダイクロイックプリズム１５０の近接方向へＳ６１４で算出されたピーク位置まで所定距離移動させる。
Ｓ６１７：ＣＣＤカメラ４１にて画像を検出し、取り込まれた画像から、図１４に示す画素領域ＣＡにおける中央部分の測定点での輝度値を取得する。この輝度値は、平面位置調整部３１１の座標位置に応じて、コンピュータ７０のメモリに記憶される。
Ｓ６１８：上記６１６において、平面位置調整部３１１を粗調整工程Ｓ６１０の移動量よりも小さいピッチで移動させ、また、上記６１７において、測定点における輝度値取得を繰り返し行わせ、数ポイントの輝度値を取得する。
Ｓ６１９：コンピュータ７０は、上記Ｓ６１８の終了後、図１７（Ｂ）に示すように、上記手順にて取得された輝度値から、ピーク位置を算出する。
以上、微調整ステップＳ６１５が終了した後、平面位置調整部３１１をＳ６１９で算出されたピーク位置に移動させることで、液晶パネル１４１Ｇのフォーカス調整が終了する。
Ｓ６２：上記フォーカス調整手順Ｓ６１が終了した後、コンピュータ７０は、ＣＣＤカメラ４１をアライメント調整用の基準位置に配置する。具体的には、予備工程Ｓ４におけるＳ４１およびＳ４３の工程が行われる。
Ｓ６３：次に、液晶パネル１４１Ｇのアライメント調整を行う（アライメント調整手順）。
先ず、プログラムの表示画面７１上で、液晶パネル１４１Ｇを把持する６軸位置調整ユニット３１を表すＳＴＡＧＥ１を選択し、ＣＣＤカメラ４１にて、液晶パネル１４１Ｇの四隅部分の画像を取り込む。ここで、コンピュータ７０の表示画面７１上には、画面表示ビュー７２上にＣＣＤカメラ４１により取り込まれた画像が表示され、画像処理ビュー７３上に画像処理を行った後のＳＴＡＧＥ１の測定データが表示される。
この状態で画像処理ビュー７３のＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔボタンを押すと、画像処理ビュー７３上で基準パターンＢＰに相当する部分を検出し、検出されたパターンが画面上のどの位置にあるかを検出し、検出結果がＳ２の工程で登録された基準パターンＢＰの配置位置とどれだけずれているかを計算して、この結果を６軸位置調整ユニット３１の各軸の移動量として、軸移動量表示ビュー７４に表示する。
そして、コンピュータ７０は、軸移動量表示ビュー７４に表示された各軸移動量に基づいて、６軸位置調整ユニット３１を制御し、液晶パネル１４１Ｇの平面位置、面内回転位置、および面外回転位置調整が行われる。
一旦、調整が終わったら、再び、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔボタンを押して、各軸の移動量を算出し（Ｓ６４）、全ての軸の移動量が略０になるまで行われ、液晶パネル１４１Ｇのアライメント調整が行われる。
ここで、この液晶パネル１４１Ｇのクロスダイクロイックプリズム１５０に対する座標値を基準データとして、コンピュータ７０のメモリに記憶させる。
Ｓ７：フォーカス、アライメント調整が終了したら、ピン１４５に紫外線を照射して液晶パネル１４１Ｇを固定する。
Ｓ８：さらに、液晶パネル１４１Ｇの調整の完了後、他の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｂに関して前記Ｓ５，６，７を順次実施する。すなわち、Ｓ５，Ｓ６のステップを、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｂ毎に連続して行う。
ここで、他の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｂのアライメント調整を行う際には、上記液晶パネル１４１Ｇの基準データがメモリから呼び出されて用いられ、他の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｂの初期位置となる。
このようにすることにより、概ね各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの相互の位置を合致させた状態から、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｂのアライメント調整を行うことができ、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂのアライメント調整を正確に、かつ、円滑に行うことができる。この際には、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｂに対応した基準パターンＢＰが記憶部から呼び出されて用いられる。
Ｓ９：上記各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの固定の際に、接着剤の硬化収縮による各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの位置ずれを確認するために、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂに関して位置調整用の光束を投射し、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束をビームスプリッタ４５１を介して直接ＣＣＤカメラ４１で検出し、表示される画像から画素ずれを測定する。
Ｓ１０：コンピュータ７０は、アクチュエータ３１７Ｃを制御し、各６軸位置調整ユニット３１の液晶パネル把持部３１７による各液晶パネル１４１の把持状態を解放し、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａを所定距離、後退させ、各６軸位置調整ユニット３１を各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂから離間する方向に退避させる。そして、製造された光学ユニット１７０を取り出す。
５．実施形態の効果
このような第１実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）位置調整装置２の光束検出装置４０では、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束がビームスプリッタ４５１を介してＣＣＤカメラ４１で直接取り込まれるため、前述した各工程（Ｓ１〜Ｓ１０）を従来の投写用のスクリーンを用いずに実施でき、位置調整装置２を大幅に小型化できる。
このため、位置調整装置２を設置するのに有する占有スペースも少なくてよく、作業エリアを効率的に利用できる。
（２）また、ビームスプリッタ４５１を備えた導光部４５が用いられているから、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束を９０°屈折させることができ、このクロスダイクロイックプリズム１５０の周囲にＣＣＤカメラ４１を配置できる。従って、クロスダイクロイックプリズム１５０からの射出方向に沿ってＣＣＤカメラ４１を配置する必要がないので、その方向に位置調整装置２が大きくなるのを防止でき、位置調整装置２の小型化を一層促進できる。
（３）この際、導光部４５はビームスプリッタ４５１で構成されているため、導光部４５を簡単な構造で、しかも十分な機能を有するものにでき、また、製作も安価にできるから、機種毎に導光部４５を用意しても、経済的な負担を小さくできる。
また、従来方式では、スクリーン上の投写画像サイズが大きく異なっていたため、ＣＣＤカメラを大がかりな移動機構を用いて移動させる必要があったが、本実施形態の方式では、機種によって異なる液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ自身の大きさの違い分だけを移動させればよい。従って、移動機構４３をコンパクトにでき、大がかりな移動機構を不要なことで、この点からも、経済的な負担を小さくできる。
（４）そして、光束検出装置４０は四台のＣＣＤカメラ４１で構成されているので、各ＣＣＤカメラ４１で液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの四隅を別々に撮像して各画像表示領域７２Ａ〜７２Ｄに表示できる。このため、各画像表示領域７２Ａ〜７２Ｄでの表示状態を見ながら、全ての撮像箇所でのフォーカス、アライメント調整を行うことにより、より高精度に調整できる。
（５）この際、四台のＣＣＤカメラ４１は、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの矩形状の画像形成領域の対角線上に対応して配置されているため、ＣＣＤカメラ４１間の干渉を避けることができるうえ、そのようなＣＣＤカメラ４１間のスペースを利用して移動機構４３を余裕をもって配置できる。
（６）また、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ毎に前記Ｓ５，Ｓ６を繰り返すことにより、ＣＣＤカメラ４１を各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの調整時に共通に用いることができ、四台の少ないＣＣＤカメラ４１で前液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを調整できる。
（７）６軸位置調整ユニット３１が、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａに支持されていることにより、初期設定手順Ｓ４２で、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａに対して、６軸位置調整ユニット３１を初期位置に配置しておき、６軸位置調整ユニット３１の液晶パネル把持部３１７により液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを把持した状態から、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａを所定距離、前進させる（Ｓ４４）ことで、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂをクロスダイクロイックプリズム１５０に対して設計上の所定位置に設定することができる。
したがって、位置調整工程Ｓ６における液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの位置調整を簡素化し、サイクルタイムの低減を図ることができる。
（８）位置調整工程Ｓ６が、フォーカス調整手順Ｓ６１、およびアライメント調整手順Ｓ６２を備えていることにより、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａおよび６軸位置調整ユニット３１の基部３１１Ａにて、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂのクロスダイクロイックプリズム１５０に対する進退位置が調整された状態で、６軸位置調整ユニット３１にて、該液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの平面位置、面内回転位置、および面外回転位置を調整することができる。
したがって、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを投写レンズ１６０のバックフォーカス位置に配置し、さらに、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの相互の位置を調整し、クロスダイクロイックプリズム１５０に対して液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを適切な位置に配置することができる。
（９）６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａが載置台２５に対してクロスダイクロイックプリズム１５０に近接隔離する方向に、ミリメートルオーダからセンチメートルオーダの範囲で移動し、基部３１１Ａが６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａに対して、該６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａと同方向に、マイクロメートルオーダからミリメートルオーダの範囲で移動することができるので、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを移動させる範囲を大きく設定することができ、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの位置調整を容易に、かつ、迅速に行うことができる。
（１０）また、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａを大変位させることができるので、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂのクロスダイクロイックプリズム１５０への装着、および一体化された液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂとクロスダイクロイックプリズム１５０の取り出しの際に、部材が干渉せずに迅速に行うことができる。
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
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。
前記第１実施形態における光変調装置の位置調整装置では、複数のプロジェクタ１００（光学ユニット１７０）を製造する際に、同一のソフトウェアを用いて、同一の位置調整操作を繰り返し行っていた。
これに対して、本実施形態の光変調装置の位置調整装置では、複数のプロジェクタ１００（光学ユニット１７０）を製造する際に、位置調整が正常に終了した場合に、それ以降は、別のソフトウェアを用いている点が相違する。
具体的に、最初に製造される光学ユニット１７０において、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの位置調整操作は、前記第１実施形態と同様に行われる。
２つ目以降に製造される光学ユニット１７０において、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの位置調整操作は、図１２、図１８、および図１９のフローチャートに基づいて、以下のように、行われる。
前記第１実施形態と同様に、Ｓ１およびＳ２において、機種に応じた機種データを登録する機種登録操作を行うとともに、設置工程Ｓ３において、クロスダイクロイックプリズム１５０を支持治具３３にセットし、調整対象となる液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂを６軸位置調整ユニット３１の液晶パネル把持部３１７に取り付ける。
次に、図１８に示すように、予備工程Ｓ４において、機種データを呼び出す（Ｓ４１）とともに、コンピュータ７０は、同一の製造機種である光学ユニット１７０を連続して製造しているかどうかを判定し（機種判定工程：Ｓ１１Ａ）、同一の製造機種である場合には、初期設定手順Ｓ４２を省略し、機種データに基づいて、ＣＣＤカメラ４１を基準位置にセットし（Ｓ４３）、さらに、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａを所定距離前進させる（Ｓ４４）。
すなわち、同一の製造機種である光学ユニット１７０を連続して製造する際には、６軸位置調整ユニット３１の基準位置は、前回行われた位置調整工程Ｓ６における６軸位置調整ユニット３１の位置に設定されている。
この後、前記第１実施形態と同様に、検出工程Ｓ５を実施し、位置調整工程Ｓ６に移行する。
ここで、図１９に示すように、位置調整工程Ｓ６のフォーカス調整手順Ｓ６１において、コンピュータ７０は、同一の製造機種である光学ユニット１７０を連続して製造しているかどうかを判定し（機種判定工程：Ｓ１１Ｂ）、同一の製造機種である場合には、粗調整ステップＳ６１０を省略し、微調整ステップＳ６１５に移行する。
すなわち、同一の製造機種である光学ユニット１７０を連続して製造する際には、６軸位置調整ユニット移動機構３１Ａにおける平面位置調整部３１１の初期位置は、前回行われたフォーカス調整手順Ｓ６１の微調整ステップＳ６１５における平面位置調整軸の位置に設定されている（前回製造時のフォーカスの位置に設定される）。
以下、前記第１実施形態と同様に、アライメント調整手順Ｓ６２を行い、位置調整工程Ｓ６を終了し、Ｓ７〜Ｓ１０の工程を踏むことにより、複数の光学ユニット１７０が連続して製造される。
ここで、Ｓ９の工程における画素ずれ測定において、不良と判定された場合には、コンピュータ７０は、上記のような工程を連続して行うことを中止し、再度、前記第１実施形態と同様な工程を踏むように制御している。
このような第２実施形態によれば、前記（１）〜（１０）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（１１）複数の光学ユニット１７０を製造し、複数の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂがクロスダイクロイックプリズム１５０に対して連続して位置調整が行われる場合に、機種判定工程Ｓ１１Ａ、Ｓ１１Ｂにより、同一機種が連続して製造されているかどうかを判定し、同一機種と判定されると初期設定手順Ｓ４２および粗調整ステップＳ６１０が省略されることにより、連続して同一機種を製造する際の余分な工程を省くことができる。
したがって、光学ユニット１７０の製造におけるサイクルタイムを低減し、複数の光学ユニット１７０に応じた、複数の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの位置調整を連続して円滑に行うことができる。
（１２）コンピュータ７０は、前回の光学ユニット１７０の製造における、画素ずれ測定Ｓ９において、不良判定された場合には、初期設定手順Ｓ４２および粗調整ステップＳ６１０を省略せずに、通常の前記第１実施形態と同様の工程を踏むように制御されていることにより、前回の不良製品に基づいた設定位置を使用して、光学ユニット１７０の製造を行うことを回避し、効率的に複数の光学ユニット１７０の製造を行うことができる。
６．変形例
本発明は、前記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他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記実施形態の光束検出装置４０では、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束をビームスプリッタ４５１で屈折させた後、周囲のＣＣＤカメラ４１で直接取り込んでいたが、例えば、図２０に示すように、射出された光束を導入可能なファイバスコープ８１を含んで光束検出装置８０を構成してもよい。
図２０において、光束検出装置８０のファイバスコープ８１は、その断面等の図示を省略するが、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束を導入して伝送する導光部としての光束取込用光ファイバと、この光束取込用光ファイバに沿って配置された光源供給用光ファイバと、これらの光ファイバを被覆するインシュレーションとからなるファイバ本体８２を備え、ファイバ本体８２の一端には、対物用のレンズ等が内蔵された光学部８３が設けられ、他端側には、調整用光源装置が内蔵されたＣＣＤユニット８４が接続されている。
なお、固定用紫外線光源装置は、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ側に設けられる。
ＣＣＤユニット８４内の電荷結合素子には、光束取込用光ファイバがレンズ等の光学部品を介して接続され、調整用光源装置には、光源供給用光ファイバが接続されている。そして、調整用光源装置および光源供給用光ファイバにより、本発明に係る光源供給部が構成されている。
このようなファイバスコープ８１を用いた光束検出装置８０の構成では、光源供給用光ファイバおよび光学部８３を通して先ず、調整用光源装置からの位置調整用の光束（実線矢印）をクロスダイクロイックプリズム１５０に照射し、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂで反射させ、反射した光束（点線矢印）を光学部８３で受光し、光束取込用光ファイバで伝送してＣＣＤユニット８４で取り込む。
このような光束検出装置８０を用いた場合には、本発明に係る導光部が光束取込用光ファイバによって構成されるので、この光束取込用光ファイバを任意な方向に屈曲させることにより、デッドスペース等を利用したＣＣＤユニット８４の配置を実現できるなど、その配置効率を向上させることができ、位置調整装置の小型化をさらに促進できる。
また、位置調整用の光束をクロスダイクロイックプリズム１５０側から供給するので、図７に示すようなユニット本体３７１を含む光源ユニット３７を６軸位置調整ユニット３１の液晶パネル狭持部３１７側に設ける必要がなく、液晶パネル狭持部３１７回りの構造を簡素化できる。
また、光束検出装置の他の変形例としては、図２１に示すものが考えられる。
図２１において、光束検出装置９０は、クロスダイクロイックプリズム１５０の射出側に導光部を構成する一つのビームスプリッタ４５１を配置し、ビームスプリッタ４５１を中心としてクロスダイクロイックプリズム１５０とは反対側に２台のＣＣＤカメラ４１（４１Ａ）を配置し、ビームスプリッタ４５１の残る二側面の一方に対向させて別の２台のＣＣＤカメラ４１（４１Ｂ）を配置した構成であり、ビームスプリッタ４５１の残る一側面に対向させてマスターユニットが配置されるようになっている。
光束検出装置９０のビームスプリッタ４５１は、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出された光束（実線矢印）の半分をそのまま透過させてＣＣＤカメラ４１Ａに入射させ、半分を９０°屈折させてＣＣＤカメラ４１Ｂに導光させる。また、ビームスプリッタ４５１は、基準クロスダイクロイックプリズムから射出された光束（点線矢印）の半分をそのまま透過させてＣＣＤカメラ４１Ｂに入射させ、半分を９０°屈折させてＣＣＤカメラ４１Ａに導光させる。
また、ＣＣＤカメラ４１Ａ同士およびＣＣＤカメラ４１Ｂ同士は、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂおよび各基準液晶パネル（Ｒ，Ｇ，Ｂの）の各画像形成領域の四隅に対応する位置で、画像形成領域の一対角線上に対応して配置されている。
このような光束検出装置９０では、マスターユニットへ供給する位置調整用の光束と液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂに供給する位置調整用の光束とを切り換えることにより、マスターユニットを支持治具に載置した状態のままクロスダイクロイックプリズム１５０および液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの調整、固定を行え、マスターユニットを取り外す必要のある前記実施形態に比し、使い勝手を良好にできる。
さらに、その他の変形例としては、例えば、前記実施形態では、光束検出装置４０に取り込まれる位置調整用の光束等を液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ側から供給していたが、導光部４５側から供給してもよい。すなわち、先ず、光束を導光部４５のビームスプリッタ４５１を透過させて供給し、透過した光束をクロスダイクロイックプリズム１５０に入射させた後に液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂで反射させ、この反射した光束を再びクロスダイクロイックプリズム１５０に入射させてビームスプリッタ４５１で屈折させ、ＣＣＤカメラ４１に取り込む。
このような場合にも、光源ユニット３７を液晶パネル狭持部３１７側に設ける必要がなく、その周辺構造を簡素化できる。
また、前記実施形態では、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ毎に調整と固定とを順次行っていたが、各液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂに対して光束を同時に供給し、クロスダイクロイックプリズム１５０から射出される光束（白色光）をＣＣＤカメラ（３ＣＣＤカメラ）４１で取り込むことにより、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂの調整、固定を同時に行ってもよい。
このような場合には、取り込んだ光束を光束検出装置４０側でＲＧＢの三色に分離させる必要があり、構造が複雑になる可能性があるが、調整、固定にかかる時間を大幅に短縮できるという効果がある。
また、前記実施形態は、画像信号に応じて光変調を行う光学素子として液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂが採用されていたが、これに限られない。すなわち、光変調を行う光学素子として、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外のものの位置調整のために、本発明を採用してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で、他の構造等としてもよい。
産業上の利用可能性
本発明は、光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェクタを製造するために、各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調整装置および光変調装置の位置調整方法として利用できる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の各実施形態に係る位置調整装置の調整対象となる光変調装置を含むプロジェクタの構造を表す模式図である。
図２は前記各実施形態におけるプロジェクタの要部の構造を表す外観斜視図である。
図３は前記各実施形態における調整対象となる光変調装置を示す分解斜視図である。
図４は前記各実施形態における位置調整装置を表す側面図である。
図５は前記各実施形態における位置調整装置を表す平面図である。
図６は前記各実施形態における位置調整装置の位置調整機構を表す側面図である。
図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は前記各実施形態における調整用光源を照射する部分を表す正面図である。
図８は前記各実施形態における位置調整装置の光束検出装置を模式的に示す平面図である。
図９は前記各実施形態における位置調整装置の光束検出装置を模式的に示す正面図であり、図８の矢印ＩＸ−ＩＸから見た図である。
図１０は前記各実施形態における位置調整装置を制御するコンピュータ内部の構造を表すブロック図である。
図１１は前記各実施形態において取り込まれた画像を表示する表示画面を示す図である。
図１２は前記各実施形態における位置調整方法を説明するためのフローチャートである。
図１３は前記各実施形態で用いられるフォーカス調整の測定点を示す図である。
図１４は前記各実施形態で用いられるアライメント調整用の基準パターンＢＰを示す図である。
図１５は前記第１実施形態における予備工程を説明するためのフローチャートである。
図１６は前記第１実施形態におけるフォーカス調整手順を説明するためのフローチャートである。
図１７（Ａ），（Ｂ）は前記各実施形態におけるフォーカス調整手順におけるピーク位置の算出を説明する図であり、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のピーク位置部分の拡大図である。
図１８は前記第２実施形態における予備工程を説明するためのフローチャートである。
図１９は前記第２実施形態におけるフォーカス調整手順を説明するためのフローチャートである。
図２０は本発明の変形例を示す平面図である。
図２１は本発明の他の変形例を示す平面図である。

Claims (14)

1. 光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェクタを製造するために、各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調整装置であって、
   前記光変調装置から前記色合成光学系を介して射出された位置調整用の光束を直接取り込む光束検出装置を備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
2. 請求項１に記載の光変調装置の位置調整装置において、前記光束検出装置は、前記色合成光学系から射出された光束を所定方向に導く導光部と、この導光部で導かれた光束を受光して電気信号に変換する撮像素子とを備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
3. 請求項２に記載の光変調装置の位置調整装置において、前記導光部は、前記色合成光学系から射出された光束を反射して屈折させる反射ミラーから構成されていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
4. 請求項２に記載の光変調装置の位置調整装置において、前記導光部は、前記色合成光学系から射出された光束を導入して前記撮像素子まで導く光ファイバから構成されていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
5. 請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の光変調装置の位置調整装置おいて、前記光束検出装置は、前記位置調整用の光束を供給する光供給部を備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の光変調装置の位置調整装置において、前記光束検出装置は、複数の撮像素子を備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
7. 請求項６に記載の光変調装置の位置調整装置において、複数の撮像素子は、前記光変調装置の矩形状の画像形成領域の対角線上に対応して配置されていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の光変調装置の位置調整装置において、前記光変調装置を保持し、前記色合成光学系に対して、該光変調装置を位置調整する位置調整部を備え、
   前記位置調整部は、前記色合成光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整機構に支持されていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
9. 光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェクタを製造するために、各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調整方法であって、
   予め相互に位置調整された複数の基準光変調装置および基準色合成光学系に基づいて、当該基準色合成光学系から射出された光束を受光可能な光束検出装置の位置を設定する予備工程と、
   設定された光束検出装置に対して前記色合成光学系を設置する設置工程と、
   調整対象となる前記光変調装置に対して光束を導入し、前記色合成光学系を介して射出された光束を前記光束検出装置により直接検出する検出工程と、
   検出された光束に基づいて、前記光変調装置の位置調整を行う位置調整工程と、
   を踏むことを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
10. 請求項９に記載の光変調装置の位置調整方法において、前記検出工程および前記位置調整工程を、各光変調装置毎に連続して行うことを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
11. 請求項９または請求項１０に記載の光変調装置の位置調整方法において、前記予備工程は、前記色合成光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整機構に対して、前記光変調装置の位置調整を行う位置調整部を設計上の所定位置に配置する初期設定手順を備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
12. 請求項９から請求項１１のいずれかに記載の光変調装置の位置調整方法において、前記位置調整工程は、前記色合成光学系に対する進退位置を調整するフォーカス調整手順と、各光変調装置の相互の位置調整を行うアライメント調整手順とを備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
13. 請求項１２に記載の光変調装置の位置調整方法において、前記フォーカス調整手順は、前記色合成光学系に対して前記光変調装置を近接隔離するフォーカス粗調整機構の進退移動によって、前記光変調装置のフォーカス調整を行う粗調整ステップと、前記光変調装置の位置調整を行う位置調整部による微調整ステップとを備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
14. 請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の光変調装置の位置調整方法において、複数のプロジェクタに応じて、連続して光変調装置の位置調整が行われるものとし、同一機種のプロジェクタが連続して製造されているかどうかを判定する機種判定工程を備え、この機種判定工程により、同一機種と判定された場合には、前記初期設定手順および／または前記粗調整ステップは省略されることを特徴とする光変調装置の位置調整方法。

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