JPWO2004001477A1 - 投写レンズ製造装置、投写レンズ製造方法、この投写レンズ製造方法により製造された投写レンズ、およびこの投写レンズを備えるプロジェクタ - Google Patents

Abstract

投写レンズ（４６）は、レンズ群（１１０）が順次配置され、内部に光路が設定された鏡筒（１００）を備え、鏡筒（１００）には、３群レンズ（１１３）を光軸に直交し互いに直交する位置に位置調整孔（１２２Ａ）が形成されている。投写レンズ（４６）をレンズ調整位置に保持する投写レンズ保持機構（５５０）と、光源装置（５２１）からの射出光に応じて形成されたテストパターン画像を投写レンズ（４６）に導入する画像光射出機構（５２６）と、投写レンズ（４６）を介して投写された画像光を検出しながら３群レンズ（１１３）の位置をＸ軸，Ｙ軸に沿って調整するレンズ位置調整機構（５７０）と、調整後の３群レンズ（１１３）を接着固定する接着固定機構（５８０）とを備える。

Description

本発明は、投写レンズ製造装置、投写レンズ製造方法、この投写レンズ製造方法により製造された投写レンズ、およびこの投写レンズを備えるプロジェクタに関する。

従来、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液晶パネルと、各液晶パネルで変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズムと、このプリズム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レンズとを備える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に用いられる投写レンズとしては、投写画像において、解像度の低下や、歪曲収差および色収差等の収差の発生等を抑えるために、収束用レンズおよび発散用レンズを含む複数のレンズを組み合わせて構成された複合レンズが利用されている。しかしながら、これらのレンズを正しく機能させて投写画像の高品質を確保するためには、投写レンズを構成する各レンズの間の光軸（芯）位置を高精度に調整する必要があった。
このため、従来は、複数のレンズおよびこれらのレンズを保持するレンズ保持筒のそれぞれの外形精度を高めておいた上で、これらの部品から必要な部品を取り出して投写画像を観察し、光軸位置が合致するまで部品交換を行うトライアルアンドエラーにより高品質の投写レンズを製造していた。しかしながら、この場合には、外形精度のばらつきの影響が光軸位置合わせ精度よりも大きくなって高精度な光軸位置調整ができない上、トライアルアンドエラーによる製造作業のため作業も繁雑となっていた。
そこで、レンズ保持筒には、このレンズ保持筒内に形成される光路の照明光軸に直交する面内で筒上の均等な３箇所の位置にレンズ位置調整用の孔を形成し、かつ、これらの３つの位置調整孔に筒外から筒内の中心に向かうビス等のピン部材を取りつけて投写レンズを構成することが提案されている。このような投写レンズでは、これらの３本のピン部材を進退させることにより、ピン部材の先端で調整対象となるレンズを付勢して、このレンズの位置を照明光軸に直交する面内で調整している。
また、調整すべきレンズを所定位置でクランプし、このレンズが収容されたレンズ保持筒を移動させることで、レンズの位置を調整する方法も提案されている（例えば、特許文献１（特開平８−３３４６６４号公報（図１、第３頁））参照）。
さらに、歪吸収部が設けられたレンズ保持筒内に予めレンズをカシメて固定しておき、その後、レンズの位置を移動させて調整する方法もある（例えば、特許文献２（特開２００２−１８９１５９号公報（図１、第３〜第４頁））参照）。この場合には、レンズの調整により生じた歪を歪吸収部で吸収しており、歪吸収部に生じる歪は、加熱することにより、解消させている。
また、レンズを保持するレンズ保持筒を第１レンズ保持筒と、この第１レンズ保持筒の外周側に設けられる第２レンズ保持筒の２部材で構成し、第１レンズ保持筒と第２レンズ保持筒の間に、レンズ保持ばねを配置する。そして、第２保持筒に設けられたねじでレンズ保持ばねを圧縮させ、第１レンズ保持筒を光軸直交方向に移動させ、調整する方法も提案されている（例えば、特許文献３（特開２００２−４０３０８号公報（図１、第３〜４頁））参照）。なお、この場合には、第１レンズ保持筒の前端に押え環を配置し、この押え環と、第２レンズ保持筒とで第１レンズ保持筒を挟み込み固定している。
しかしながら、従来は、製品である投写レンズ自体にピン部材を設けてレンズの位置を調整する方法では、投写レンズを構成する部材の点数が多くなり、投写レンズがコスト高になるとともに、小型化、軽量化できないという問題があった。
また、３方向でレンズの面内位置を調整する場合には、１つのピン部材を進退させた際に他の２つのピン部材も進退させなければならず、２つのピン部材をどれだけ動かす必要があるのか、換言すれば、ピン部材の進退とレンズの動く方向との関係がわかり難いため、光軸位置調整作業が繁雑になっていた。この際、各ピン部材の進退方向がそれぞれ異なることから、調整対象となるレンズに応じて位置調整孔の開口寸法もある程度大きく形成する必要があり、この場合には、この開口からの光束の漏れ等により、投写画像の品質低下を招くおそれもあった。
さらに、特許文献１に記載されたような方法では、レンズ保持筒を移動させているため、レンズ保持筒の移動に伴ってレンズ保持筒に固定された固定レンズまで移動させることとなり、調整用の光源に対する固定レンズの芯がずれてしまう。この場合には、固定レンズの光軸と、調整対象となるレンズの光軸とを一致させることが困難となり、レンズの光軸位置を高精度に調整することができない場合がある。
さらに、特許文献２に記載されたような方法では、レンズ保持筒に歪吸収部を設けなければならないので、レンズ保持筒、さらにはこのレンズ保持筒を備えた投写レンズが大型化するという問題がある。また、歪吸収部に生じる歪を、加熱することにより、解消させているため、レンズの材質に熱に弱いプラスチック等を採用することができない。これに加え、レンズ保持筒に固定されているレンズの位置を調整しており、レンズ保持筒の保持力に逆らってレンズの位置を調整することとなるので、微調整しにくく、レンズの光軸位置を高精度に調整することが困難となる可能性がある。
また、特許文献３に記載されたような方法では、投写レンズにレンズ保持ばねとねじとで構成される位置調整機構を設けているため、投写レンズを構成する部材が増加し、投写レンズの構造が複雑化してしまうという問題がある。さらに、このようなレンズ保持ばねとねじとで構成される位置調整機構を投写レンズ側に設けるためには、第１レンズ保持筒と第２レンズ保持筒の２つのレンズ保持筒を備える構成としなければならず、第１レンズ保持筒を第２レンズ保持筒に固定するため、第１レンズ保持筒の前端に押え環を設ける必要があり、投写レンズが光軸方向に大きくなってしまうという問題もある。
本発明の目的は、投写レンズを構成する部材の点数を減少して投写レンズのコスト削減や小型化、軽量化を図ることができるとともに、投写レンズを構成する複数のレンズの光軸位置を高精度に、かつ簡単に調整できて、高品質な画像投写を可能とし、さらには、使用するレンズの材質が制限されない投写レンズを簡単に製造できる投写レンズ製造装置、投写レンズ製造方法、この投写レンズ製造方法により製造された投写レンズ、およびこの投写レンズを備えるプロジェクタを提供することにある。

本発明に係る投写レンズ製造装置は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、この光路の照明光軸上に順次配置される複数のレンズとを備える投写レンズを製造する投写レンズ製造装置であって、前記レンズ保持筒には、前記複数のレンズのうちのいずれかのレンズの位置を、照明光軸に直交する面内で互いに直交する２つの軸に沿った方向に調整するために、前記各軸上にそれぞれ一対の位置調整孔が形成され、調整用の光束を射出する光源と、製造対象となる投写レンズを、前記照明光軸上で前記調整対象となるレンズの位置を調整する位置であるレンズ調整位置に保持する投写レンズ保持機構と、前記光源から射出された光束に基づいて、所定のテストパターンを含む画像光を形成し、前記レンズ調整位置に配置された投写レンズに導入する画像光射出機構と、この画像光が導入された投写レンズから投写された画像光を検出しながら、調整対象となるレンズの位置を、前記位置調整孔を介して前記２つの軸に沿った方向にそれぞれ調整する２つのレンズ位置調整機構と、この位置調整されたレンズを前記レンズ保持筒に接着固定する接着固定機構とを備えることを特徴とする。
ここで、例えば、複数のレンズとは、少なくとも２群以上のレンズ群で構成されるものであり、そのレンズの群数や、形状、寸法、機能は特に限定されない。また、調整対象となるいずれかのレンズとは、１または２以上の調整対象となるレンズのことであり、例えば、投写される画像の品質に最も影響度が大きいものを１つ選択して、このレンズを調整する構成を採用できる。なお、調整対象となるレンズの数に応じて、適宜、位置調整機構の設置数も変更できる。
また、製造対象となる投写レンズにおいて、レンズ保持筒には、この投写レンズが組み込まれるプロジェクタを構成する光学系の一端に取りつけるためのつば部が形成されたものを採用できる。
この場合において、投写レンズ保持機構は、例えば、板材の中央部分に円形開口が形成されたレンズ保持用の部材を含んで構成できる。つまり、円形開口にはレンズ保持筒が挿通され、円形開口の外周部分にはつば部が配置されることにより、投写レンズを保持する構成を採用できる。
また、例えば、位置調整孔は、投写レンズを構成する円筒状のレンズ保持筒において、収納された複数のレンズで形成される光路の照明光軸に直交し、かつ互いに直交するＸ軸，Ｙ軸上の位置に形成できる。つまり、レンズ保持筒には、Ｘ軸上の対向する位置に形成された２つの位置調整孔と、Ｙ軸上の対向する位置に形成された２つの位置調整孔との合計４つの位置調整孔として形成できる。具体的には、レンズ保持筒を投写側から見た場合に、レンズ保持筒の上下左右位置に形成できる。なお、直交する２軸は、照明光軸を通らない軸を採用することもできる。
位置調整機構としては、レンズ保持筒に形成された一対の位置調整孔にピン部材を挿入し、このピン部材を進退させることによりレンズの位置を調整する構成を採用できる。例えば、一対の位置調整孔に挿入され互いに対向するピン部材の先端で調整対象となるレンズを保持し、一方のピン部材の進退に応じて他方のピン部材がレンズ外周部分に当接したまま退行および進行する構成にできる。なお、このようなピン部材の進退は、コンピュータ等の制御により自動で行う構成や、作業者による手動で行う構成を採用できる。
さらに、画像光を検出する手段としては、投写レンズからスクリーン等に投写された画像光を、作業者が目視で検出する手段や、スクリーンの裏面側に配置されたＣＣＤカメラ等の撮像装置で検出し画像処理を行う手段等を採用できる。なお、画像光をスクリーン等に投写せずに、前記撮像装置により、投写レンズから投写された画像光を直接検出する構成も採用できる。
また、所定のテストパターンとしては、例えば、線状の遮光部分が所定間隔でストライプ状に縦方向または横方向に配列されたもの等を採用できる。この際、ＲＧＢの３色毎に設けることができる。
本発明では、例えば、以下の手順で投写レンズを製造できる。
（１）まず、投写レンズを構成する円筒状のレンズ保持筒には、収納された複数のレンズにより形成された光路の照明光軸に直交し互いに直交するＸ軸，Ｙ軸上の位置に位置調整孔を形成しておく。つまり、レンズ保持筒には、Ｘ軸上の対向する位置に形成された２つの位置調整孔と、Ｙ軸上の対向する位置に形成された２つの位置調整孔との合計４つの位置調整孔が形成されている。
（２）このようなレンズ保持筒に対して、調整対象となるレンズを調整可能な遊嵌状態で配置するとともに、その他のレンズを外形基準で配置して接着固定した調整前の投写レンズを構成しておく。
（３）次に、投写レンズ保持機構により、この調整前の投写レンズをレンズ調整位置に保持させる（投写レンズ保持工程）。この際、レンズ位置調整機構を構成するピン部材を各位置調整孔に挿入させて、調整対象となるレンズの外周部分の４箇所を各ピン部材の先端で保持する。
（４）この状態で、光源から調整用の光束を射出し（光束射出工程）、画像光射出機構により、この調整用光束に基づいて所定のテストパターンを含む画像光を射出して調整前投写レンズに導入し（画像光検出工程）、スクリーン等に拡大投写させる。
（５）作業者は、例えば、スクリーン上の投写画像を見ながら、Ｘ軸側のレンズ位置調整機構により、調整対象となるレンズのＸ軸方向に沿った方向の位置を調整する（レンズ位置調整工程）。具体的には、Ｘ軸上の一対の位置調整孔に挿入された一対のピン部材を、その先端が調整対象となるレンズの外周部分に当接した状態としておく。一方、一対のピン部材は、その一方が進行すると他方が退行し、また、一方が退行すると他方が進行するように構成しておく。例えば、このような構成とすることにより、一対のピン部材を進退させてＸ軸方向に沿った方向にレンズ位置を手動で調整する。同様に、Ｙ軸側のレンズ位置調整機構により、Ｙ軸方向に沿ったレンズの位置を手動で調整する。これにより、複数のレンズ間の光軸位置を正確に調整できる。
また、光軸位置調整作業時では、投写画像の画質を観察しながら、フレア等の発生が最も少なくなり、所定のテストパターンの画像が鮮明となる位置にレンズを調整する。
（６）このようにして位置調整されたレンズをレンズ保持筒に接着剤を用いて接着固定する（接着固定工程）。
（７）最後に、投写レンズをレンズ保持位置から移動させ、投写レンズ製造装置から取り外すことにより、投写レンズを製造する。このような作業を繰り返すことにより、投写レンズを連続的に製造する。
本発明によれば、例えば、前述した手順等で投写レンズを製造することにより、投写レンズを構成するレンズのうちの１つのレンズを、互いに直交するＸ軸とＹ軸との両方向に沿って独立して高精度に位置調整できる。従って、従来のように３方向のピン部材で調整する場合に比べて、調整したい方向を簡単に把握できる。また、調整する部材も各軸方向に対応する２つのレンズ調整機構だけでよいから、光軸位置調整作業が簡単である。この際、各軸に沿って一対の位置調整孔を形成し、これらの一対の位置調整孔には、常に、まっすぐにレンズ位置調整機構を挿入し、進退させればよく、従来に比べて、位置調整孔の開口寸法を大きくする必要もない。このため、投写レンズからの光漏れ等を防止して、適切な画像を投写できる。
また、レンズ位置調整機構を、投写レンズ側ではなくレンズ製造装置側に設けたので、投写レンズを構成する部材の点数を減少できて、投写レンズの製造コストの低減や、小型化、軽量化を図ることができる。
さらに、本発明の製造装置では、レンズ保持筒ではなく、レンズ自身を移動させているため、レンズ保持筒に固定された他のレンズがある場合に、調整用の光源に対する固定された他のレンズの光軸位置がずれてしまうことがない。そのため、他のレンズと調整対象となるレンズの光軸位置の光軸を一致させることが容易となり、レンズの光軸位置を高精度に調整することができる。
さらに、本発明の製造装置では、調整対象となるレンズをレンズ保持筒に接着固定する前に、位置調整を行っているため、レンズの位置調整によりレンズ保持筒に歪が生じることがない。従って、レンズ保持筒に歪吸収部を設ける必要がないので、レンズ保持枠の小型化、投写レンズの小型化を図ることができる。また、レンズ保持筒に歪が生じないので、歪解消のためにレンズ保持筒を加熱する必要もない。従って、レンズの材質を熱に弱いものとすることもでき、レンズの材質が制限されない。さらに、レンズ保持筒に接着固定される前にレンズの調整を行っているので、レンズの位置の微調整を行いやすく、レンズの位置を高精度に調整することができる。
以上の投写レンズ製造装置において、前記レンズ位置調整機構は、前記軸上に形成された一つの位置調整孔にそれぞれ挿入され、前記調整対象となるレンズの外周部分に当接する２つのピン部材と、これらの２つのピン部材を互いに近接する方向に付勢する付勢部と、これらの２つのピン部材のうちの一方を他方に対して進退させるとともに、この一方の進行または退行に応じて前記他方を退行または進行させる進退部とを備えることが好ましい。
このような場合では、所定の一軸上にあって対向する位置調整孔にそれぞれピン部材を挿入し、付勢部により、これらのピン部材が互いに近接する方向に付勢してレンズを保持させる。この状態で進退部を操作して、一方のピン部材を進退させることにより、２つのピン部材でレンズを保持した状態のままレンズの位置を簡単に調整できる。また、他の軸においても同様に調整できる。
また、前記付勢部は、前記各ピン部材毎に配置され、このピン部材を流体による圧力で付勢するシリンダ装置であることが好ましい。
この場合には、シリンダ装置内での空気や油脂等の流体の圧力を常に一定に設定することにより、ピン部材の位置を常に一定にできる。このため、投写レンズを交換して次の投写レンズを製造する場合でも、調整対象となるレンズを光軸合致位置近傍の位置に調整でき、後は、投写レンズ毎の偏差を微調整するだけでよいから、位置調整作業をより一層簡略化できる。
また、前記進退部は、前記一方のピン部材を他方のピン部材に対して進退させるマイクロメータヘッドであることが好ましい。
この場合には、例えば、分解能が１μｍレベル等の分解能の高いマイクロメータヘッドを採用できるので、光軸位置調整をより一層高精度に実施できる。なお、このマイクロメータヘッドは、製造対象となる投写レンズの設計に応じて、適宜、異なる分解能のものに変更できる。
以上において、前記投写レンズ保持機構を、前記レンズ位置調整機構が設置された位置から製造対象となる投写レンズの給材位置まで移動させる移動機構を備えることが好ましい。
この場合には、投写レンズ位置調整機構が設置された位置と投写レンズの給材位置との間で、レンズ保持機構を移動させる移動機構により、投写レンズの調整位置と給材位置とが分離されるため、他の機構等が干渉しない位置で投写レンズを簡単にセットできる。
ここで、前記移動機構は、前記レンズ保持機構に接続された腕部の基端を中心として、前記照明光軸に直交する面内の方向に前記レンズ保持機構を回動させて、このレンズ保持機構を前記照明光軸上および照明光軸外の間で移動させる回転移動装置を備えることが好ましい。
この場合には、レンズ保持機構が腕部の基端を中心に照明光軸の上と外との間で回動するため、照明光軸外で投写レンズをセットする構成とすれば、他の機構に干渉しない位置で簡単に投写レンズをセットでき、製造作業の効率化を図ることができる。
以上において、前記レンズ保持筒には、位置調整されたレンズを接着固定する接着剤を注入するための接着剤注入孔が形成され、前記接着固定機構は、前記接着剤注入孔に注入された光硬化型接着剤を硬化させる光線照射部を備えることが好ましい。
ここで、接着剤注入孔への接着剤の注入は、作業者が手作業で行ってもよく、また、投写レンズ製造装置の接着固定機構を前記接着剤注入孔に光硬化型接着剤を注入する接着剤注入部を備えるものとし、自動で光硬化型接着剤の注入を行ってもよい。
この場合、接着固定機構は、投写レンズに形成された接着剤注入孔に挿入される挿入部、例えば、紫外線硬化型接着剤注入用チューブを備え、この紫外線硬化型接着剤注入用チューブを介して、接着剤注入部から接着剤を注入するとともに、光線照射部から紫外線等の光線を照射する構成を採用できる。この際、前記ピン部材と紫外線硬化型接着剤注入用チューブとを略平行に配置して、これらの部材を一体化させた構成も採用でき、これに応じて、レンズ保持筒における接着剤注入孔の位置も適宜変更して形成すればよい。
このような場合には、レンズ位置調整機構によりレンズ位置を調整した状態で、接着剤注入孔を介して、接着剤注入部から光線硬化型接着剤を注入した後に、光線照射部から光線を照射することにより、レンズ保持筒にレンズを接着固定できる。このようにレンズ位置を固定したまま接着固定するので、接着固定時に発生する不良を最小限にできる。
また、前記投写レンズ製造装置において、前記光源と、配置された投写レンズとの間の光路には、前記光源からの光束が前記投写レンズに導入されないように遮光する遮光機構を備えることが好ましい。
ここで、遮光機構としては、光源と投写レンズとの間の光路に、光源光遮蔽用の板状部材等を挿入する構成を採用できる。
この場合には、光線照射部から光線を照射して光線硬化型接着剤硬化させる際に、光源からの光束が混入することにより、光線硬化型接着剤が誤って硬化することを防止できる。
以上の投写レンズ製造装置において、前記投写レンズの光路後段には、この投写レンズを介して投写された画像光を投影するスクリーンが配置されていることが好ましい。
この場合には、スクリーンに拡大して投写された画像を観察しながら、投写レンズの位置調整を行うことができるため、より一層正確に光軸位置調整を行うことができる。
以上の投写レンズ製造装置において、前記光源から前記投写レンズに至る光路は、略鉛直方向に沿った方向に形成されていることが好ましい。
この場合には、光路が鉛直方向となることから、投写レンズを構成する複数のレンズが水平方向に並設された状態となり、調整対象となるレンズの調整方向は、水平方向となる。従って、例えば、ピン部材に対して前述した挿入部（例えば紫外線硬化型接着剤注入用チューブ等）を水平方向に並べた構成を採用した場合でも、挿入部の先端に残った接着剤が鉛直方向に流れるため、ピン部材の先端に接着剤が付着することを防止でき、投写レンズを効率的に製造できる。
ここで、前記投写レンズ製造装置において、前記投写レンズの光路後段には、この投写レンズから射出された画像光の光路を曲折して反射する反射部材と、この反射された画像光を投影するスクリーンとを備えることが好ましい。
例えば、反射部材は、投写レンズから射出された画像光を略直角に反射する構成にできる。
このように投写レンズから射出された画像光を、反射部材で直角に反射してスクリーンに投写する場合には、製造装置の本体部分の光路方向と、スクリーン面とが平行に配置される。このため、製造装置の本体部分からスクリーンまでの光路を鉛直方向に沿った一直線状として構成する場合に比べて、スクリーン以外の製造装置の本体部分の寸法を小さくできる。
本発明に係る投写レンズの製造方法は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、この光路の照明光軸上に順次配置される複数のレンズとを備える投写レンズを製造する投写レンズの製造方法であって、前記レンズ保持筒には、前記複数のレンズのうちのいずれかのレンズの位置を、照明光軸に直交する面内で互いに直交する２つの軸に沿った方向に調整するために、前記各軸上にそれぞれ一対の位置調整孔が形成され、製造対象となる投写レンズを、前記照明光軸上で調整対象となるレンズの位置を調整する位置であるレンズ調整位置に保持する投写レンズ保持工程と、調整用の光束を光源から射出する光束射出工程と、前記光源から射出された光束に基づいて、所定のテストパターンを含む画像光を形成し、前記照明光軸上に配置された投写レンズに導入する画像光射出工程と、この画像光が導入された投写レンズから投写された画像光を検出しながら、調整対象となる前記レンズの位置を、前記位置調整孔を介して前記２つの軸に沿った方向にそれぞれ調整する２つのレンズ位置調整工程と、この位置調整されたレンズを前記レンズ保持筒に接着固定する接着固定工程とを備えることを特徴とする。
このような本発明によれば、前述した製造方法の手順と同様にして製造できるため、前述した投写レンズの製造装置と略同様の作用効果を奏することができ、本発明の目的を達成できる。つまり、投写レンズを構成するレンズのうちの１つのレンズを、互いに直交する２つの軸の両方向に沿って独立して高精度に位置調整できる。従って、従来に比べて、調整したい方向を簡単に把握できるため、光軸位置調整作業が簡単である。また、例えば、レンズの位置を調整するピン部材を製造装置側に設けて、投写レンズ側に設けない構成とすることにより、投写レンズを構成する部材の点数を減少できて、投写レンズの製造コストの低減や、小型化、軽量化を図ることができる。
さらに、本発明の製造方法では、レンズ保持筒ではなく、レンズを移動させているため、レンズ保持枠に固定された他のレンズがある場合に、調整用の光源に対する固定された他のレンズの光軸がずれてしまうことがない。そのため、他のレンズと調整対象となるレンズの光軸位置の光軸を一致させることが容易となり、レンズの光軸位置を高精度に調整することができる。
さらに、調整対象となるレンズを位置調整した後にレンズ保持筒に固定しているため、レンズの位置調整によりレンズ保持筒に歪が生じることがない。従って、レンズ保持筒に歪吸収部を設ける必要がないので、レンズ保持枠の小型化、投写レンズの小型化を図ることができる。また、レンズ保持筒に歪が生じないので、歪解消のためにレンズ保持筒を加熱する必要もない。従って、レンズの材質を熱に弱いものとすることもでき、レンズの材質が制限されない。さらに、レンズ保持筒に接着固定される前に、レンズの調整を行っているので、レンズの位置の微調整を容易に行うことができ、レンズの位置を高精度に調整することができる。
本発明に係る投写レンズは、前記投写レンズの製造方法により製造されたことを特徴とする。本発明によれば、前述した投写レンズ製造装置または製造方法と略同様の作用効果を奏することができる。従って、高精度に光軸位置調整できて高品質の画像を投写でき、かつ製造コストを低減できる投写レンズを提供できる。
さらに、本発明に係るプロジェクタは、前記投写レンズを備えることを特徴とする。本発明によれば、前述した投写レンズと同様の作用効果を奏することができる。従って、製造コストを低減できた上で、高品質の画像を投写できる。

図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクタを上方前面側から見た斜視図である。
図２は、前記プロジェクタを下方背面側から見た斜視図である。
図３は、前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図１の状態からアッパーケースを外した図である。
図４は、前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図３の状態から制御基板を外した図である。
図５は、前記プロジェクタを構成する光学ユニットを示す分解斜視図である。
図６は、前記光学ユニットを模式的に示す図である。
図７は、前記光学ユニットを構成する投写レンズを前方（投写）側から見た斜視図である。
図８は、前記投写レンズを示す分解斜視図である。
図９は、前記投写レンズを示す縦断面図である。
図１０は、前記投写レンズを後方側から見た斜視図である。
図１１は、前記投写レンズを製造する投写レンズ製造装置を側面から見た図である。
図１２は、前記投写レンズ製造装置を構成する装置本体を側面側から見た図である。
図１３は、前記装置本体を背面側から見た図である。
図１４は、前記装置本体を構成する検査シートを示す側面図である。
図１５は、前記検査シートを示す正面図である。
図１６は、前記検査シートの一部を拡大して示す正面図である。
図１７は、前記投写レンズ製造装置を構成するレンズ位置調整機構および接着固定機構の一部を拡大して示す平面図である。
図１８は、前記投写レンズの製造手順を示すフローチャートである。
図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、前記投写レンズの３群レンズがピン部材により保持された状態を示す模式図である。
図２０は、本発明の第２実施形態にかかる投写レンズ製造装置を側面から見た図である。
図２１（Ａ）は、前記投写レンズのレンズ保持筒の注入孔に接着剤が注入された状態を示す模式図である。図２１（Ｂ）は、前記注入孔に注入された接着剤を硬化させる状態を示す模式図である。

１．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。
〔１．プロジェクタの主な構成〕
図１は、本発明に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方背面側から見た斜視図である。
図１または図２に示すように、プロジェクタ１は、射出成形によって成形された略直方体状の外装ケース２を備える。この外装ケース２は、プロジェクタ１の本体部分を収納する合成樹脂製の筐体であり、アッパーケース２１と、ロアーケース２２とを備え、これらのケース２１，２２は、互いに着脱自在に構成されている。
アッパーケース２１は、図１，２に示すように、プロジェクタ１の上面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する上面部２１Ａ、側面部２１Ｂ、前面部２１Ｃおよび背面部２１Ｄを含んで構成される。
同様に、ロアーケース２２も、図１，２に示すように、プロジェクタ１の下面、側面、前面、および背面をそれぞれ構成する下面部２２Ａ、側面部２２Ｂ、前面部２２Ｃ、および背面部２２Ｄを含んで構成される。
従って、図１，２に示すように、直方体状の外装ケース２において、アッパーケース２１およびロアーケース２２の側面部２１Ｂ，２２Ｂ同士が連続的に接続されて直方体の側面部分２１０が構成され、同様に、前面部２１Ｃ，２２Ｃ同士の接続で前面部分２２０が、背面部２１Ｄ，２２Ｄ同士の接続で背面部分２３０が、上面部２１Ａにより上面部分２４０が、下面部２２Ａにより下面部分２５０がそれぞれ構成される。
図１に示すように、上面部分２４０において、その前方側には操作パネル２３が設けられ、この操作パネル２３の近傍には音声出力用のスピーカ孔２４０Ａが形成されている。
前方から見て右側の側面部分２１０には、２つの側面部２１Ｂ，２２Ｂを跨る開口２１１が形成されている。ここで、外装ケース２内には、後述するメイン基板５１と、インターフェース基板５２とが設けられており、この開口２１１に取りつけられるインターフェースパネル５３を介して、メイン基板５１に実装された接続部５１Ｂと、インターフェース基板５２に実装された接続部５２Ａとが外部に露出している。これらの接続部５１Ｂ，５２Ａにおいて、プロジェクタ１には外部の電子機器等が接続される。
前面部分２２０において、前方から見て右側で、前記操作パネル２３の近傍には、２つの前面部２１Ｃ，２２Ｃを跨ぐ円形状の開口２２１が形成されている。この開口２２１に対応するように、外装ケース２内部には、投写レンズ４６が配置されている。この際、開口２２１から投写レンズ４６の先端部分が外部に露出しており、この露出部分の一部であるレバー４６Ａを介して、投写レンズ４６のフォーカス操作が手動で行えるようになっている。
前面部分２２０において、前記開口２２１の反対側の位置には、排気口２２２が形成されている。この排気口２２２には、安全カバー２２２Ａが形成されている。
図２に示すように、背面部分２３０において、背面から見た右側には矩形状の開口２３１が形成され、この開口２３１からインレットコネクタ２４が露出するようになっている。
下面部分２５０において、下方から見て右端側の中央位置には矩形状の開口２５１が形成されている。開口２５１には、この開口２５１を覆うランプカバー２５が着脱自在に設けられている。このランプカバー２５を取り外すことにより、図示しない光源ランプの交換が容易に行えるようになっている。
また、下面部分２５０において、下方から見て左側で背面側の隅部には、一段内側に凹んだ矩形面２５２が形成されている。この矩形面２５２には、外部から冷却空気を吸入するための吸気口２５２Ａが形成されている。矩形面２５２には、この矩形面２５２を覆う吸気口カバー２６が着脱自在に設けられている。吸気口カバー２６には、吸気口２５２Ａに対応する開口２６Ａが形成されている。開口２６Ａには、図示しないエアフィルタが設けられており、内部への塵埃の侵入が防止されている。
さらに、下面部分２５０において、後方側の略中央位置にはプロジェクタ１の脚部を構成する後脚２Ｒが形成されている。また、下面部２２Ａにおける前方側の左右の隅部には、同じくプロジェクタ１の脚部を構成する前脚２Ｆがそれぞれ設けられている。つまり、プロジェクタ１は、後脚２Ｒおよび２つ前脚２Ｆにより３点で支持されている。
２つの前脚２Ｆは、それぞれ上下方向に進退可能に構成されており、プロジェクタ１の前後方向および左右方向の傾き（姿勢）を調整して、投写画像の位置調整ができるようになっている。
また、図１，２に示すように、下面部分２５０と前面部分２２０とを跨るように、外装ケース２における前方側の略中央位置には、直方体状の凹部２５３が形成されている。この凹部２５３には、該凹部２５３の下側および前側を覆う前後方向にスライド自在なカバー部材２７が設けられている。このカバー部材２７により、凹部２５３には、プロジェクタ１の遠隔操作を行うための図示しないリモートコントローラ（リモコン）が収納される。
ここで、図３，４は、プロジェクタ１の内部を示す斜視図である。具体的には、図３は、図１の状態からプロジェクタ１のアッパーケース２１を外した図である。図４は、図３の状態から制御基板５を外した図である。
外装ケース２には、図３，４に示すように、背面部分に沿って配置され、左右方向に延びる電源ユニット３と、この電源ユニット３の前側に配置された平面視略Ｌ字状で光学系としての光学ユニット４と、これらのユニット３，４の上方および右側に配置される制御部としての制御基板５とを備える。これらの各装置３〜５によりプロジェクタ１の本体が構成されている。
電源ユニット３は、電源３１と、この電源３１の下方に配置された図示しないランプ駆動回路（バラスト）とを含んで構成される。
電源３１は、前記インレットコネクタに接続された図示しない電源ケーブルを通して外部から供給された電力を、前記ランプ駆動回路や制御基板５等に供給するものである。
前記ランプ駆動回路は、光学ユニット４を構成する図３，４では図示しない光源ランプに、電源３１から供給された電力を供給するものであり、前記光源ランプと電気的に接続されている。このようなランプ駆動回路は、例えば、基板に配線することにより構成できる。
電源３１および前記ランプ駆動回路は、略平行に上下に並んで配置されており、これらの占有空間は、プロジェクタ１の背面側で左右方向に延びている。
また、電源３１および前記ランプ駆動回路は、左右側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材３１Ａによって周囲を覆われている。
シールド部材３１Ａは、冷却空気を誘導するダクトとしての機能に加えて、電源３１や前記ランプ駆動回路で発生する電磁ノイズが、外部へ漏れないようにする機能も有している。
制御基板５は、図３に示すように、ユニット３，４の上側を覆うように配置されＣＰＵや接続部５１Ｂ等を含むメイン基板５１と、このメイン基板５１の下側に配置され接続部５２Ａを含むインターフェース基板５２とを備える。
この制御基板５では、接続部５１Ｂ，５２Ａを介して入力された画像情報に応じて、メイン基板５１のＣＰＵ等が、後述する光学装置を構成する液晶パネルの制御を行う。
メイン基板５１は、金属製のシールド部材５１Ａによって周囲を覆われている。メイン基板５１は、図３ではわかり難いが、光学ユニット４を構成する上ライトガイド４７２の上端部分４７２Ａ（図４）に当接している。
〔２．光学ユニットの詳細な構成〕
ここで、図５は、光学ユニット４を示す分解斜視図である。図６は、光学ユニット４を模式的に示す図である。
光学ユニット４は、図６に示すように、光源装置４１１を構成する光源ランプ４１６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光学像を形成し、この光学像を拡大して投射するユニットであり、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、投写レンズ４６と、これらの光学部品４１〜４４，４６を収納する合成樹脂製のライトガイド４７（図５）とを備える。
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、光源ランプ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１７で反射して平行光線とし、この平行光線を外部へと射出する。光源ランプ４１６には、高圧水銀ランプを採用している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライドランプやハロゲンランプ等も採用できる。また、リフレクタ４１７には、放物面鏡を採用している。なお、放物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組み合わせたものを採用してもよい。
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。たとえば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定する。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置される。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４１６からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２、４３４とを備え、色分離光学系４２で分離された色光である赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｂの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。
また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ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る。
光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板４４３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。
入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１８に貼り付けてもよい。
射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム４４４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字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
投写レンズ４６は、光学装置４４のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。
ライトガイド４７は、図５に示すように、各光学部品４１２〜４１５，４１８，４２１〜４２３，４３１〜４３４，４４２を上方からスライド式に嵌め込む溝部が形成された下ライトガイド４７１と、下ライトガイド４７１の上側開口を閉塞する蓋状の上ライトガイド４７２とを備えて構成される。
図５に示すように、平面視略Ｌ字状の下ライトガイド４７１の一端側には、光源装置４１１が収容されている。他端側には、下ライトガイド４７１に形成されたヘッド部４７３を介して、投写レンズ４６がねじ止め固定されている。なお、投写レンズ４６の詳細については後述する。
また、図５に示すように、下ライトガイド４７１に収納された光学装置本体４５は、２つのばね部材５０を挟んだ状態で下ライトガイド４７１にねじ止め固定される。この２つのばね部材５０は、フィールドレンズ４１８および入射側偏光板４４２を下方へと付勢して位置を特定する。
〔３．投写レンズの構成〕
図７は、投写レンズ４６を前方側（投写側）から見た斜視図である。図８は、投写レンズ４６を示す分解斜視図である。図９は、投写レンズ４６を示す縦断面図である。図１０は、投写レンズ４６を後方側から見た斜視図である。
投写レンズ４６は、図６で示したように、光学装置本体４５のクロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を拡大して投写するものである。
投写レンズ４６は、図７に示すように、内部に所定の光路が設定された樹脂製等の鏡筒１００と、この鏡筒１００内の光路の照明光軸上に順次配置される複数のレンズとしてのレンズ群１１０とを備える。
レンズ群１１０は、図８および図９に示すように、投写側（図中の右側）から順に、１群レンズ１１１、２群レンズ１１２、３群レンズ１１３、および４群レンズ１１４の合計４つのレンズの群として構成されている。
１群レンズ１１１は、あおり方向に拡大投写するための凹レンズであり、非球面レンズとして形成されている。２群レンズ１１２は、光束を調整する凸レンズである。３群レンズ１１３は、凹レンズ１１３Ａに対して、この凹レンズ１１３Ａよりも小さな寸法を有し入射側が非球面レンズとされた凸レンズ１１３Ｂが貼り合わされたバルサムレンズである。４群レンズ１１４は、画像光をのみこむ凸レンズであり、球面レンズとして形成されている。
前記クロスダイクロイックプリズムから射出された画像光は、球面レンズとされた４群レンズ１１４に入射した後に、バルサムレンズである３群レンズ１１３で色収差の補正がなされ、２群レンズ１１２で光量調整されてから、非球面レンズである１群レンズ１１１で歪曲補正をしながら外部へと拡大投写される。
鏡筒１００は、図８および図９に示すように、前記下ライトガイドの一端側に固定されるレンズ保持筒としての鏡筒本体１０１と、この鏡筒本体１０１の投写側（図中右側）に取りつけられた前枠１０２と、鏡筒本体１０１における投写側とは反対側（図中左側）に取りつけられた後枠１０３とを備えている。
鏡筒本体１０１は、調整対象となる３群レンズ１１３を所定位置に調整して収納する合成樹脂製の部材であり、下ライトガイド４７１（図４）の一端部分である取り付け面にねじ止めされる平板状のつば部１２１と、このつば部１２１の投写側に形成された円筒状の姿勢調整部１２２と、接続部１２３を介して、この姿勢調整部１２２の投写側に形成され姿勢調整部１２２の径寸法よりも大きな径寸法を有する円筒状の取付部１２４とを備える。
つば部１２１は、前記下ライトガイドの取り付け面に取りつけられて、この下ライトガイドと投写レンズ４６との接続用の矩形状で板状の部材である。
つば部１２１は、図９に示すように、中央部分に略円形の開口１２５Ａが形成された矩形板状のつば部本体１２５と、開口１２５Ａの外周外側で、つば部本体１２５の図中左側面から筒状に突出して形成された突出部１２６とを備える。
板状のつば部本体１２５に形成された開口１２５Ａは、投写するための画像光を通すために、図中左右側の面を貫通して形成されている。
板状のつば部１２１の四隅部分には、図８に示すように、前記下ライトガイドに取り付け用のねじ挿通孔１２５Ｂが形成されている。
図９に示すように、円筒状の突出部１２６において、その円筒の内側部分は凹部１２６Ａとされ、また、突出部１２６の図中左側の面１２６Ｌには、図示を一部省略するが、互いに略均等となる３個所にビス孔１２６Ｂが形成されている。
姿勢調整部１２２は、図８，９に示すように、つば部本体１２５に形成された開口１２５Ａを囲む円筒状に形成され、３群レンズ１１３のうちの主に凹レンズ１１３Ａを遊嵌状態で収納するものである。
姿勢調整部１２２において、図示を一部省略するが、その円筒の外周部分には、均等間隔となる図中の上下左右の４箇所に円形状の位置調整孔１２２Ａが形成されている。つまり、４つの位置調整孔１２２Ａのうち、円筒の中心を挟んだ図中の上下の対称位置には２つの位置調整孔１２２ＡＶが、円筒の中心を挟んだ図中の左右の対称位置には２つの位置調整孔１２２ＡＨが形成されている。これらの２つの位置調整孔１２２ＡＶを繋ぐ直線と、２つの位置調整孔１２２ＡＨを繋ぐ直線とは、互いに略直交する関係にある。
また、姿勢調整部１２２において、各位置調整孔１２２Ａ（１２２ＡＶ，１２２ＡＨ）を挟んだ両側の均等位置には、流動状態の接着剤、例えば、紫外線硬化型接着剤等を注入するための接着剤注入孔１２２Ｂがそれぞれ形成されている。
以上より、姿勢調整部１２２は、図中の上下左右の均等位置に形成された４つの位置調整孔１２２Ａと、これらの隣接する位置調整孔１２２Ａの間に２つずつ合計８つの接着剤注入孔１２２Ｂとを含んで構成されることになる。
接続部１２３は、姿勢調整部１２２と取付部１２４との間を接続する円筒状の部材であり、姿勢調整部１２２および取付部１２４の径寸法よりも小さな寸法で形成されている。
図９に示すように、接続部１２３の図中右側には、２群レンズ１１２がはめ込まれるレンズ保持爪１２３Ａが形成されている。レンズ保持爪１２３Ａ内には、２群レンズ１１２が熱かしめにより取りつけられている。このレンズ保持爪１２３Ａは、２群レンズ１１２の外形を基準に、２群レンズ１１２の芯位置が正確に光軸Ｚ上の位置となるように形成されている。
また、接続部１２３の外周には、前記位置調整孔１２２Ａに対応する位置に、姿勢調整部１２２と取付部１２４との接続を補強するリブ１２３Ｂが形成されている。
取付部１２４は、接続部１２３の図中右側から外周側へ張り出した円筒状として形成され、図中右側で前枠１０２を保持する部材である。図９に示すように、取付部１２４には、その内周面に沿ってめねじ１２４Ａが形成されている。
また、取付部１２４の図中下部側には、ビス挿通孔１２４Ｂが形成されている。このビス挿通孔１２４Ｂには、その先端が取付部１２４の内部側に突出するように、取付部１２４の外部側からビス１２４Ｃが挿通されている。このビス１２４Ｃにより、前枠１０２の不必要な回転が防止されている。
前枠１０２は、円筒状の枠部材であり、レンズ保持枠１０２Ａと、取付部１２４に取りつけられる接続部１０２Ｂとを備える。なお、図８，９では図示を省略したが、図４に示すように、接続部１０２Ｂの外周を覆うように、レバー４６Ａが形成された化粧用カバーが設けられる。
レンズ保持枠１０２Ａは、１群レンズ１１１がはめ込まれる枠状の部分であり、このはめ込まれた１群レンズ１１１は、レンズ保持枠１０２Ａに熱かしめにより固定される。このレンズ保持枠１０２Ａは、１群レンズ１１１の外形を基準に、１群レンズ１１１の芯位置が正確に光軸Ｚ上の位置となるように形成されている。
接続部１０２Ｂは、取付部１２４の内側に挿入される。接続部１０２Ｂの外周には、前記めねじ１２４Ａに螺合するおねじ１０３Ｃが形成されている。これらのめねじ１２４Ａとおねじ１０３Ｃとが螺合することにより、前枠１０２は、取付部１２４に対して光軸Ｚに沿った方向に進退する。これにより、投写画像のフォーカス調整が行えるようになっている。
図８，９に示すように、後枠１０３は、中央部分に略円形の開口１３１Ａが形成された円板状の後枠本体１３１と、開口１３１Ａの外周から図中右側へ筒状に突出した突出部１３２と、開口１３１Ａの外周から図中左側に形成されレンズ保持爪１３３とを備える。
後枠本体１３１は、つば部本体１２５の突出部１２６の左側面１２６Ｌと接続される部分である。後枠本体１３１において、図中の右側面１３１Ｒの略均等間隔の３箇所の位置には、円周方向に沿って図中右側へ突出する調整部１３４が形成されている。
これらの調整部１３４は、傾斜方向が揃ったなだらかな傾斜面として、それぞれ形成されている。このため、後枠本体１３１は、自身が光軸Ｚを中心に回転することにより、つば部１２１に対して、傾斜による突出分だけ光軸Ｚに沿った方向に進退してフォーカス調整可能となっている。
また、調整部１３４には、この調整部１３４の形状に沿って左右方向に貫通するルーズ孔１３４Ａが形成されており、このルーズ孔１３４Ａは、後枠本体１３１も貫通している。つまり、後枠１０３を左右方向に貫通する孔である。このルーズ孔１３４Ａを介して３つのビス１３５が挿通され、つば部１２１のビス孔１２６Ｂに接続される。
突出部１３２は、同心円状のスペーサ１０４を介して、つば部１２１の凹部１２６Ａに挿入されて、３群レンズ１１３を図中右側へ付勢して保持する部材である。スペーサ１０４は、３群レンズ１１３の凹レンズ１１３Ａの外周左側面部分のみに当接しており、スペーサ１０４の内側開口には、３群レンズ１１３の凸レンズ１１３Ｂが位置している。
レンズ保持爪１３３は、図１０にも示すように、４群レンズ１１４がはめ込まれる枠状の部分であり、はめ込まれた４群レンズ１１４は、熱かしめにより固定される。このレンズ保持爪１３３は、４群レンズ１１４の外形を基準に、４群レンズ１１４の芯位置が正確に光軸Ｚ上の位置となるように形成されている。
〔４．投写レンズ製造装置の構成〕
次に、投写レンズ４６を製造する投写レンズ製造装置について説明する。
図１１は、投写レンズ製造装置５００を側面から見た図である。
投写レンズ製造装置５００は、プロジェクタ１に用いられる投写レンズ４６を製造するための装置であり、図１１に示すように、装置本体５０１と、この装置本体５０１から射出された画像を投影するスクリーン５０２とを備える。
図１２は、装置本体５０１を側面側から見た図である。図１３は、装置本体５０１を背面側から見た図である。なお、図１２，１３に示すように、投写レンズ４６の光軸Ｚに対して直交し、かつ互いに直交するＸＹ座標を設定する。Ｘ軸およびＹ軸は、後述するが対向するピン部材が進退する方向上の軸である。
装置本体５０１は、図１２，１３に示すように、投写レンズ４６の製造を主として行う部分であり、上下２段５１１，５１２に形成された装置台５１０と、この装置台５１０の上段５１１の上面５１１Ａ側に配置された投写部５２０と、装置台５１０の下段５１２の上面５１２Ａに配置された移動機構５４０と、この移動機構５４０に接続された投写レンズ保持機構５５０と、装置台５１０の下段５１２の上面５１２Ａに配置された反射部材である反射ミラー５６０と、装置台５１０の上段５１１の下面５１１Ｂ側に配置されたレンズ位置調整機構５７０と、一部図示を省略した接着固定機構５８０とを備える。
装置台５１０は、図１２に示すように、床や机等に配置され前述した各部品５２０，５４０，５６０，５７０を支持する部材であり、上段５１１および下段５１２の２段として構成されている。
上段５１１には、光源装置５２１から射出された光束を通す開口５１１Ｘが形成されている。開口５１１Ｘの周囲には、投写部５２０の一部を保持するための支持面５１１Ｙが形成されている。
下段５１２の下面５１２Ｂ側には、図示を一部省略するが４つの脚部５１３が設けられている。４つの脚部５１３は、床等に当接され装置本体５０１を４点で支持している。
投写部５２０は、所定のテストパターンを含む画像光を投写レンズ４６に導入する装置であり、光源装置５２１と、第１レンズアレイ５２２と、第２レンズアレイ５２３と、偏光変換素子５２４と、重畳レンズ５２５と、検査シート５２６と、ダミープリズム５２７と、遮光装置５２８と、これらの部品５２１〜５２８を収納する筐体５２９と、この筐体５２９の側面部分に設置される複数のファン５３０とを備える。
光源装置５２１は、検査用の基準光束を射出する部分であり、図示を省略するが、光源ランプと、放物面リフレクタとを備える。前記放物面リフレクタは、その凹面が回転放物面形状となっており、前記光源ランプは、回転放物面形状の凹面の焦点位置近傍に配置されている。この構成により、前記光源ランプから射出され前記放物面リフレクタで反射された光束光は、略平行な光線束となって光源装置５２１から射出される。
第１レンズアレイ５２２は、プロジェクタ１を構成する第１レンズアレイ４１２と同様のものである。また、第２レンズアレイ５２３は、前記第２レンズアレイ４１３と同様のものである。さらに、偏光変換素子５２４は、前記偏光変換素子４１４と、重畳レンズ５２５は、前記重畳レンズ４１５と同様のものである。各部品５２２〜５２５は、前記各部品４１２〜４１５と同様の機能を有している。
ここで、図１４は、検査シート５２６を示す側面図である。また、図１５は、検査シート５２６を示す正面図である。さらに、図１６は、検査シート５２６の一部を拡大して示す正面図である。
検査シート５２６は、光源装置５２１から射出された光束を導入して、解像度測定、色収差測定等を行うためのテストパターン画像を形成して、投写レンズ４６に導入する画像光射出部として機能する。
検査シート５２６は、図１４に示すように、透光性があり所定厚み寸法（例えば、１．１ｍｍ）で形成された石英ガラス製の基材の正面に、画像領域（テストパターン）ＴＰが形成されたものであり、基材の縦横が所定寸法（例えば、１３．０ｍｍ×１６．０ｍｍ）とされ、その内部には縦横が所定寸法（例えば、８．４ｍｍ×１１．２ｍｍ）の矩形状の画像領域（テストパターン）ＴＰが形成されている。
テストパターンＴＰは、図１５に示すように、９箇所に分割された９つの測定領域Ａを備え、各測定領域Ａには、解像度測定用テストパターンＴＰ１と、フレア測定用テストパターンＴＰ２と、色収差測定用テストパターンＴＰ３と、フォーカス調整用テストパターンＴＰ４と、該テストパターンＴＰの外周部分として形成され、歪曲収差測定用テストパターンＴＰ５とのうちの全部または一部が縦方向または横方向として形成されている。
解像度測定用テストパターンＴＰ１は、図１６に示すように、遮光領域ＴＰＶが水平方向にストライプ状に配列されたパターンＴＰ１１と、遮光領域ＴＰＨが垂直方向にストライプ状に配列されたパターンＴＰ１２とを備える。
これらのパターンＴＰ１１，ＴＰ１２の上下側には、数字ＴＰＮが形成されている。この数字ＴＰＮは、上下のいずれかに形成されたパターンＴＰ１１，ＴＰ１２の空間周波数を表している。例えば、「３０」の下方に配置された２つのパターンＴＰ１１、ＴＰ１２は、空間周波数が３０本／ｍｍのパターンである。このパターンＴＰ１１，ＴＰ１２を含む画像光をスクリーンに投影し、目視により判別可能な空間周波数を検出して、投写レンズ４６の解像度を測定する。
また、これらのパターンＴＰ１１，ＴＰ１２の図中右側には、透光領域である径が異なる５種類の円形小孔パターンＳが形成され、自動検査を行う場合には、各小孔Ｓの孔径と透過した光の画像面積との差からフレア量を特定できる。
フレア測定用テストパターンＴＰ２は、所定寸法で矩形状の遮光領域として構成され、この遮光領域には、大きさが異なる２種類の矩形状の透光領域Ｐ，Ｑの組みＴＰ２１〜ＴＰ２４が４組形成されている。
図１６において、透光領域Ｐ，Ｑの組みＴＰ２１〜ＴＰ２４には、上から順番に、青色フィルタ，緑色フィルタ、赤色フィルタが設けられ、最下段の組みＴＰ２４には、色フィルタは設けられていない。このため、検査シート５２６を透過した画像光は、透光領域Ｐ，Ｑに対応する形状で、青色光，緑色光、赤色光，白色光の画像光としてスクリーン５０２上に投影される。スクリーン５０２に投影された矩形画像光の輪郭部分の鮮明さ（ぼけ具合）により、フレアを測定する。
色収差測定用テストパターンＴＰ３は、矩形状の遮光領域として構成され、この遮光領域には、３つの矩形領域Ｔ１〜Ｔ３を含む略縦長矩形状の透光領域Ｔが６個形成されている。各透光領域Ｔは、その中央部分に段差が形成された構成となっている。これらの６個の透光領域Ｔ間の相違点は、前記段差の寸法、つまり、矩形領域Ｔ２の幅寸法（図中の左右方向の寸法）が段階的に変化していることである。また、図１６において、矩形領域Ｔ１〜Ｔ３には、上から順番に赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタの各色フィルタが設けられている。
このため、検査シート５２６を透過した画像光は、略縦長矩形状で赤、緑、青の矩形領域Ｔ１〜Ｔ３に対応する画像光としてスクリーンに投影され、緑色領域を基準として、赤色領域と青色領域と間の段差の鮮明さ（ぼけ具合）により、色収差を測定する。
フォーカス調整用テストパターンＴＰ４は、前記スクリーンに投影される画像光のフォーカス状態を調整する調整用のテストパターンであり、テストパターンＴＰの四隅部分に設けられている。
図１２に戻って、ダミープリズム５２７は、前記プロジェクタ１のクロスダイクロイックプリズム４４４に対応する形状とされ、クロスダイクロイックプリズム４４４を模したガラス製のブロックである。ダミープリズム５２７の入射端面側には、固定板５２７Ａが取りつけられている。固定板５２７Ａは、装置台５１０の上段５１１の支持面５１１Ｙによって支持されている。固定板５２７Ａに取りつけられたダミープリズム５２７は、上段５１１の開口５１１Ｘに収まっている。
図１２に示すように、遮光装置５２８は、重畳レンズ５２５から射出された光束に応じた開口５３１Ａが形成され、かつ筐体５２９に固定された基部５３１と、この基部５３１に対して、Ｘ軸に平行な軸を中心として回動し、開口５３１Ａを覆う遮光板５３２とを備えて構成される。遮光装置５２８は、遮光板５３２を回動させて、重畳レンズ５２５から射出された光束の遮断と通過とを行っている。
筐体５２９は、内部の光束が漏れるのを防止する遮光用の筐体であり、装置台５１０の上段５１１の上面５１１Ａに固定され、内部には、各部品５２１〜５２６を光路上にそれぞれ保持する保持部５３３が設けられている。これらの保持部５３３には、光束を通過させるための開口が形成されている。
複数のファン５３０は、図１３に示すように、筐体５２９の図中左側の側面部分に鉛直方向に並設された３つの軸流ファン５３０Ａ〜５３０Ｃと、図中正面の中央下部分に設置された軸流ファン５３０Ｄとを備えている。これらのファン５３０Ａ〜５３０Ｄにより、筐体５２９内の過熱を防止している。
投写部５２０には、略鉛直方向に沿った方向に一直線状とされた光路が設定されている。また、投写部５２０は、プロジェクタ１において投写レンズ４６が使用された場合と略同様の光束を投写レンズ４６に入射するように構成されている。このため、プロジェクタに投写レンズを使用する場合と同様の環境下で投写レンズ４６を製造でき、より使用時の条件に合った適切な投写レンズ４６を製造できる。
移動機構５４０は、投写レンズ保持機構５５０を、レンズ位置調整機構５７０側の位置と、製造対象となる投写レンズ４６を供給する給材位置との間で移動させるものであり、図１２に示すように、装置台５１０の下段５１２の上面５１２Ａに固定された直線移動装置５４１と、この直線移動装置５４１の先端側に設けられた回転移動装置５４２とを備える。
直線移動装置５４１は、装置台５１０の下段５１２の上面５１２Ａに固定された基部５４１Ａと、この基部５４１Ａの上面に取りつけられたシリンダ５４１Ｂと、このシリンダ５４１Ｂに設けられ光軸Ｚと平行な方向、つまり略鉛直方向に沿って進退するピストン５４１Ｃとを備える。直線移動装置５４１は、シリンダ５４１Ｂ内の空気の圧力により、ピストン５４１Ｃを光軸Ｚに沿った方向に予め設定された分だけ移動させ、回転移動装置５４２を光軸Ｚに沿った方向に直線移動させている。
回転移動装置５４２は、ピストン５４１Ｃの先端に接続部材５４２Ｄを介して取りつけられた筒部５４２Ａと、この筒部５４２Ａに挿通された軸部５４２Ｂと、この軸部の先端に取りつけられた腕部５４２Ｃとを備える。回転移動装置５４２は、図１３および後述する図１７の矢印で示すように、軸部５４２Ｂを中心として腕部５４２Ｃを回動させることにより、投写レンズ保持機構５５０を、光路の照明光軸上および照明光軸外の間で移動させている。
投写レンズ保持機構５５０は、製造対象となる投写レンズ４６を、照明光軸上において、３群レンズ１１３の位置を調整する位置であるレンズ調整位置に保持するものである。投写レンズ保持機構５５０は、図１２に示すように、腕部５４２Ｃの先端側に取りつけられた基部５５１と、この基部上に設けられた保持部５５２とを備える。
基部５５１は、保持部５５２を支持するための板状の部材あり、その略中央位置には、投写レンズ４６の鏡筒１００を挿通するための開口５５１Ａが形成されている。この嵌合凹部の周囲には、互いに均等間隔となる位置に４つの凹部が形成されている。
保持部５５２は、投写側を図１２中の下方に向けて投写レンズ４６を保持する治具であり、矩形板状の保持部本体５５２Ａと、この保持部本体５５２Ａの四隅に設けられ、前記４つの凹部のそれぞれに挿入される４つの脚部とを備える。なお、この保持部５５２は、製造する投写レンズ４６の種類や寸法に応じて、適宜対応するものに交換して使用される。
保持部本体５５２Ａの略中央位置には、円形の開口が形成されている。この開口には、鏡筒１００が挿通される。また、開口の周囲には、投写レンズ４６のつば部１２１の形状に対応した形状の嵌合凹部が形成されている。従って、保持部本体５５２Ａの凹部につば部１２１が嵌合されることにより、外形基準で略正確な位置に、投写レンズ４６が保持されるようになっている。
反射ミラー５６０は、投写レンズ４６を介して射出された前記テストパターンを含む画像光の光路を略９０°曲折して反射してスクリーンに導くものである。
レンズ位置調整機構５７０は、投写レンズ４６を構成する３群レンズ１１３のＸＹ平面上の位置を調整するものであり、Ｘ軸方向に沿って位置を調整するＸ軸方向レンズ調整機構５７０Ｘと、Ｙ軸に沿って位置を調整するＹ軸方向レンズ調整機構５７０Ｙとを備える。これらの各方向レンズ調整機構５７０Ｘ，５７０Ｙの構成は同じであり同じ符号を付す。以下には、Ｙ軸方向レンズ調整機構５７０Ｙの構成についてのみ説明し、Ｘ軸方向レンズ調整機構５７０Ｘの構成については説明を省略する。
Ｙ軸方向レンズ調整機構５７０Ｙは、図１２に示すように、装置台５１０の上段５１１の下面５１１Ｂに設けられた２つのスライダ５１３Ａ，５１３Ｂを介して、Ｙ軸に沿った方向にスライド移動可能に取りつけられた第１シリンダ装置５７１および第２シリンダ装置５７２を備える。これらのシリンダ装置５７１，５７２は付勢部として機能している。
図１７は、レンズ位置調整機構および接着固定機構の一部を拡大して示す平面図である。
第１シリンダ装置５７１は、図１２，１７に示すように、スライダ５１３Ａに取りつけられたシリンダ５７１Ａと、このシリンダ５７１Ａに設けられたピストン５７１Ｂと、このピストン５７１Ｂの先端に取りつけられた箱体５７１Ｃと、この箱体５７１Ｃ内に取りつけられた第１ピン部材５７１Ｄと、この第１ピン部材５７１ＤをＹ軸に沿った方向の進退を微調整する進退部としてのマイクロメータヘッド５７１Ｅとを備える。
シリンダ５７１Ａは、内部に注入される空気の圧力具合により、ピストン５７１Ｂを、投写レンズ４６に対しＹ軸に沿って進退させるものである。
ピストン５７１Ｂは、シリンダ５７１Ａ内の空気圧によりＹ軸に沿って進退し、これに伴って、箱体５７１ＣもＹ軸に沿って進退させる。
第１ピン部材５７１Ｄは、図１７に示すように、投写レンズ４６の位置調整孔１２２Ａに挿入され、投写レンズ４６を構成する３群レンズ１１３のＹ軸方向の位置を調整するものである。第１ピン部材５７１Ｄの先端は、３群レンズ１１３の外周部分に当接する部分であり、この３群レンズ１１３を損傷させないように研磨されている。
マイクロメータヘッド５７１Ｅは、ピン部材５７１Ｄの進退を分解能１μｍで、微調整可能に構成されている。
第２シリンダ装置５７２は、図１２，１７に示すように、スライダ５１３Ｂに取りつけられたシリンダ５７２Ａと、このシリンダ５７２Ａに設けられたピストン５７２Ｂと、このピストン５７２Ｂの先端に取りつけられた箱体５７２Ｃと、この箱体５７２Ｃ内に取りつけられた第２ピン部材５７２Ｄと、箱体５７２Ｃの下側に取りつけられたフォーカス調整部５７２Ｅとを備える。
第２シリンダ装置５７２は、第１シリンダ装置５７１とは、マイクロメータヘッド５７１Ｅを備えずに、フォーカス調整部５７２Ｅを備える点で相違しており、その他の部分については、略同様の構成である。
シリンダ５７２Ａは、内部に注入される空気の圧力具合により、ピストン５７２Ｂを、投写レンズ４６に対しＹ軸に沿って進退させる。なお、ピストン５７２Ｂは、前記ピストン５７１Ｂと同様の部材である。また、箱体５７２Ｃは前記箱体５７１Ｃと、第２ピン部材５７２Ｄは前記ピン部材５７１Ｄと、同様の部材である。
ここで、第１シリンダ装置５７１のシリンダ５７１Ａ内の空気圧は、第２シリンダ装置５７２のシリンダ５７２Ａ内の空気圧よりも大きな圧力として設定されている。このため、第１シリンダ装置５７１の第１ピン部材５７１Ｄが第２ピン部材５７２Ｄ側へ進行すると、第２シリンダ装置５７２の第２ピン部材５７２Ｄは、第１ピン部材５７１Ｄ側から退行することになる。また、第１ピン部材５７１Ｄが第２ピン部材５７２Ｄ側から退行すると、第２シリンダ装置５７２の第２ピン部材５７２Ｄは、第１ピン部材５７１Ｄ側へ進行することになる。
以上より、投写レンズ４６を構成する３群レンズ１１３において、位置調整孔１２２Ａに対応する部分、つまり、Ｙ軸上の両端部分は、２つのピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄの研磨された先端部分によって当接され、常に挟まれた状態で保持されることになる。このため、第１ピン部材５７１ＤがＹ軸に沿って進退すると、これに伴って、３群レンズ１１３は、鏡筒本体１０１内でＹ軸に沿って進退することになる。
尚、３群レンズ１１３は、Ｘ軸方向に各々配置された第１ピン部材５７１Ｄ及び第２ピン部材５７２Ｄに対しては、両ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄの研磨された先端部分の間をＹ軸方向へ沿って移動する。
フォーカス調整部５７２Ｅは、図１３に示すように、レンズ調整位置に配置された投写レンズ４６の前枠１０２に当接するロッド５７３と、このロッド５７３を進退させるマイクロメータ５７４とを備える。フォーカス調整部５７２Ｅは、マイクロメータ５７４を操作することにより、ロッド５７３で前枠１０２を回転させて、投写レンズ４６のフォーカス調整を行う。
Ｘ軸方向レンズ調整機構５７０Ｘは、前記Ｙ軸方向レンズ調整機構５７０Ｙと略同様の構成で同様の作用および機能を有しており、フォーカス調整部５７２Ｅを備えない点のみ相違している。このため、Ｘ軸方向レンズ調整機構５７０Ｘは、鏡筒本体１０１内での３群レンズ１１３のＸ軸に沿った方向の位置調整を行う。
尚、Ｙ軸方向への調整時と同様に３群レンズ１１３はＹ軸方向に各々配置された第１ピン部材５７１Ｄ及び第２ピン部材５７２Ｄに対しては、両ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄの研磨された先端部分の間をＸ軸方向へ沿って移動する。
接着固定機構５８０は、図１２または図１７に示すように、３群レンズ１１３を鏡筒本体１０１に接着固定するものであり、ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄの両側に並べて配置され、それぞれ対応する接着剤注入孔１２２Ｂに挿入される合計８つの紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１と、注入孔１２２Ｂに注入された紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射する紫外線照射用ファイバー５８２と、紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１に接続された紫外線硬化型接着剤注入部５８３と、紫外線照射用ファイバー５８２に接続された紫外線照射部（光線照射部）５８４とを備える。紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１および紫外線照射用ファイバー５８２の一部は、前記各箱体５７１Ｃ，５７２Ｃ内に収納されている。
接着固定機構５８０において、紫外線硬化型接着剤注入部５８３から紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１を介して紫外線硬化型接着剤を注入孔１２２Ｂに注入した後に、紫外線照射部５８４から紫外線照射用ファイバー５８２を介して紫外線を照射して、８箇所で３群レンズ１１３を鏡筒本体１０１の所定位置に接着固定している。すなわち、本実施形態では、紫外線硬化型接着剤の注入孔１２２Ｂへの挿入と、紫外線硬化型接着剤の紫外線照射とが連続して行われ、接着剤の注入と、紫外線照射とが自動化されている。
なお、紫外線照射時には、紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１を接着剤注入時の位置から後退させ、紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１内の接着剤に紫外線が照射されるのを防止している。
〔５．投写レンズの製造方法〕
投写レンズ４６は、図１８に示すフローチャートに従って製造される。
作業者は、３群レンズ１１３のみが遊嵌状態で配置され、その他の群レンズ１１１，１１２，１１４が予め外形基準で固定された調整前の投写レンズ４６を用意する（処理Ｓ１）。
作業者は、投写レンズ製造装置５００を起動させ（処理Ｓ２）、各構成部品を初期位置に移動させる（処理Ｓ３）。具体的には、投写レンズ保持機構５５０は、初期位置として照明光軸外の給材位置に位置する。また、遮光装置５２８の遮光板５３２は、初期位置として光路の外側に位置する。
作業者は、給材位置にある投写レンズ保持機構５５０において、その保持部５５２に形成された嵌合凹部に、調整前の投写レンズ４６のつば部１２１を外形基準で正確に嵌合させ、この保持部５５２を基部５５１に取りつけることより、調整前の投写レンズ４６を投写レンズ保持機構５５０に保持させる（処理Ｓ４）。
調整前の投写レンズ４６を供給した後に、作業者は、移動機構５４０を駆動させる。この際、投写レンズ保持機構５５０は、直線移動装置５４１により鉛直方向上方へ移動するとともに、回転移動装置５４２により光軸Ｚに沿った軸を中心として回転移動する。そして、照明光軸上のレンズ調整位置に調整前の投写レンズ４６を保持する（処理Ｓ５：投写レンズ保持工程）。
投写レンズ４６をレンズ調整位置にセットした後に、作業者は、第１および第２シリンダ装置５７１，５７２を駆動させる。予め設定された圧力までシリンダ５７１Ａ，５７２Ａ内の空気圧が上昇し、レンズ位置調整機構５７０を構成する第１および第２ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄが互いに近接する方向に移動して、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、これらのピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄは、各位置調整孔１２２Ａにそれぞれ挿入される。このため、挿入された４つのピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄの研磨された先端により、３群レンズ１１３は、その外周部分が４点で保持される（処理Ｓ６）。また、シリンダ装置５７１，５７２の近接方向への移動に伴い、接着固定機構５８０の紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１は、投写レンズ４６の接着剤注入孔１２２Ｂの近傍まで移動する。
なお、シリンダ５７１Ａ，５７２Ａ内の空気圧は、各ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄの先端が、群レンズ１１１〜１１４間の芯位置が概ね合致する位置となるように予め設定しておく。
この状態で、作業者は、投写部５２０を駆動させる。光源装置５２１から調整用の光束が射出され（処理Ｓ７：光束射出工程）、この射出された光束は、各光学部品を経て検査シート５２６を通過する際に所定のテストパターンＴＰを含む画像光となり、このテストパターンＴＰを含む画像光は、ダミープリズム５２７を介して調整前の投写レンズ４６に導入される（処理Ｓ８：画像光射出工程）。この導入されたテストパターンＴＰを含む画像光は、反射ミラーにより前方側へ９０°曲折された後、スクリーン５０２に拡大投写される（処理Ｓ９）。
作業者は、スクリーン５０２に投影されたテストパターンＴＰを含む画像光を観察しながら、スクリーン５０２上の画像光のフォーカス調整を行う（処理Ｓ１０）。具体的には、作業者は、フォーカス調整用テストパターンＴＰ４の画像光を観察しながら、フォーカス調整部５７２Ｅのマイクロメータ５７４を操作してロッド５７３を進退させ、前枠１０２を鏡筒本体１０１に対して回動させることにより、投影画像のフォーカス調整を行う。
次に、作業者は、スクリーン５０２上の投写画像を観察しながら、各テストパターンＴＰ１〜ＴＰ３が最適（鮮明）で、かつフレア等の発生が最も小さくなるように、レンズ位置調整機構５７０を操作して、３群レンズ１１３のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置をそれぞれ独立して調整する。
具体的には、作業者は、Ｘ軸方向レンズ調整機構５７０Ｘのマイクロメータヘッド５７１Ｅを操作して、Ｘ軸上の一対の位置調整孔１２２Ａに挿入されたピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄのうちの第１ピン部材５７１Ｄを第２ピン部材５７２Ｄ側へ進退させて、手動によりＸ軸方向の位置を微調整する（処理Ｓ１１：レンズ位置調整工程）。
同様にして、作業者は、Ｙ軸方向レンズ調整機構５７０Ｙのマイクロメータヘッド５７１Ｅを操作して、Ｙ軸方向の３群レンズ１１３の位置を手動で調整する（処理Ｓ１２：レンズ位置調整工程）。これにより、複数の群レンズ１１１〜１１４間の芯位置が正確に調整される。
３群レンズ１１３の位置調整をした後に、作業者は、遮光装置５２８を駆動させる（処理Ｓ１３）。遮光装置５２８は、光路上に遮光板５３２を配置して、光源装置５２１から射出された光束が投写レンズ４６に導入されることを遮るように機能する。
次に、作業者は、接着固定機構５８０を駆動する。４つのピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄにより３群レンズ１１３が４点で保持されたまま、８つの接着剤注入孔１２２Ｂに接着固定機構５８０の各紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１が挿入され、紫外線硬化型接着剤注入部５８３から流動状態の紫外線硬化型接着剤が注入される（処理Ｓ１４：接着固定工程）。紫外線硬化型接着剤注入後、接着固定機構５８０の紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１は、接着剤注入孔１２２Ｂから引き抜かれる。
この後に、注入された紫外線硬化型接着剤に対して紫外線照射部５８４から紫外線照射用ファイバー５８２を介して紫外線が照射され（処理Ｓ１５：接着固定工程）、３群レンズ１１３が鏡筒本体１０１に接着固定される。
接着固定が終了すると、第１および第２シリンダ装置５７１，５７２を構成するシリンダ５７１Ａ，５７２Ａ内の空気圧が減圧され、シリンダ装置５７１，５７２のピストン５７１Ｂ，５７２Ｂは、互いに離間する方向に移動し、第１および第２ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄは位置調整孔１２２Ａから引き抜かれ、これにより、３群レンズ１１３の保持が解除される（処理Ｓ１６）。
次に、接着固定された投写レンズ４６を保持する投写レンズ保持機構５５０は、照明光軸上のレンズ調整位置から照明光軸外の給材位置へと移動する（処理Ｓ１７）。作業者は、給材位置の投写レンズ保持機構５５０から調整済みの投写レンズ４６を取り出して、１つの投写レンズ４６の製造を終了する（処理Ｓ１８）。
製造された投写レンズ４６を取り出した後に、前述と同様にして調整前の投写レンズ４６を投写レンズ保持機構５５０に配置し、同様の手順で投写レンズ４６を連続的に製造する（処理Ｓ１９）。最後に、投写レンズ製造装置５００の駆動を止めて製造を終了する（処理Ｓ２０）。
〔６．実施形態の効果〕
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１−１）Ｘ軸方向およびＹ軸方向のレンズ位置調整機構５７０を備え、前述した手順で製造することにより、投写レンズ４６を構成する３群レンズ１１３を互いに直交するＸ軸とＹ軸との両方向に沿って独立して高精度に位置調整できる。このため、従来の３方向で調整する場合に比べて、調整したい方向を簡単に把握できるため、調整作業が簡単である。
（１−２）Ｘ軸上の対向する位置調整孔１２２Ａにそれぞれピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄを挿入して、２つのピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄで３群レンズ１１３を挟んで保持することにより、３群レンズ１１３のＸ軸方向の位置を簡単に調整できる。同様に、Ｙ軸方向の位置も簡単に調整できる。
（１−３）Ｘ軸およびＹ軸に沿ってそれぞれ一対の位置調整孔１２２Ａを形成し、これらの一対の位置調整孔１２２Ａには、常に、まっすぐにピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄが挿入され進退するため、従来のように位置調整孔１２２Ａの開口寸法を大きくする必要もない。従って、光漏れ等が防止され適切な画像を投写可能な投写レンズ４６を提供できる。
（１−４）ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄを、投写レンズ４６側、つまりプロジェクタ１側に設けずに、投写レンズ製造装置５００側に設けたので、投写レンズ４６を構成する部材の点数を減少できて、投写レンズ４６の製造コストの低減や、小型化、軽量化を図ることができる。
（１−５）投写レンズ製造装置５００では、鏡筒本体１０１ではなく、３群レンズ１１３を移動させているため、鏡筒本体１０１に固定された４群レンズ１１４、２群レンズ１１２の光軸が、調整用の光源装置５２１に対してずれてしまうことがない。そのため、４群レンズ１１４、２群レンズ１１２と３群レンズ１１３の光軸位置の光軸を一致させることが容易となり、３群レンズ１１３の光軸位置を高精度に調整することができる。
（１−６）３群レンズ１１３を位置調整後に鏡筒本体１０１に接着固定しているため、３群レンズ１１３の位置調整により鏡筒本体１０１に歪が生じることがない。従って、鏡筒本体１０１に歪を吸収するための歪吸収部等を設ける必要がないので、鏡筒本体１０１の小型化、投写レンズ４６の小型化を図ることができる。また、鏡筒本体１０１に歪が生じないので、歪解消のために鏡筒本体１０１を加熱する必要もない。従って、投写レンズに使用されるレンズ１１２〜１１３の材質を熱に弱いものとすることもでき、レンズの材質が制限されない。さらに、鏡筒本体１０１に接着固定される前に、３群レンズ１１３の調整を行っており、調整時には３群レンズ１１３が固定されていないので、３群レンズ１１３の光軸位置の微調整を容易に行うことができ、高精度な調整を行うことが可能となる。
（１−７）１μｍレベルの高分解能のマイクロメータヘッド５７１Ｅを採用したので、群レンズ１１１〜１１５の光軸位置調整をより一層高精度に実施できる。
（１−８）第１および第２シリンダ装置５７１，５７２を構成するシリンダ５７１Ａ，５７２Ａ内の空気圧を常に一定に設定したので、ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄの位置が常に一定となる。このため、投写レンズ４６を交換して次の投写レンズ４６を製造する場合でも、調整対象となる３群レンズ１１３の芯を他の群レンズ１１１，１１２，１１４の芯に対して略合致する位置に調整できるから、後は、投写レンズ４６毎の偏差を微調整するだけでよく、位置調整作業の迅速化、簡素化を図ることができる。
（１−９）移動機構５４０を備えることにより、投写レンズ保持機構５５０が照明光軸上のレンズ調整位置と、照明光軸外の給材位置との間で移動するので、投写レンズ４６のセットを容易にでき、製造作業の効率化を図ることができる。
（１−１０）レンズ位置調整機構５７０により３群レンズ１１３を保持した状態のままで、接着固定機構５８０により３群レンズ１１３を鏡筒本体１０１に接着固定できるため、接着固定時に発生する不良を最小限にできる。
（１−１１）遮光装置５２８を備えることにより、接着固定の際に光源装置５２１からの光束が投写レンズ４６側へ導入されるのを防止できる。このため、紫外線硬化型接着剤が誤って硬化することを防止できる。
（１−１２）投写レンズ４６から射出された画像光を反射ミラー５６０で略直角に反射してスクリーン５０２に投写するので、装置本体５０１の光路方向と、スクリーン５０２の面とが、略平行に配置される構成となる。このため、光源装置５２１からスクリーン５０２までを鉛直方向に沿った一直線状の光路とする場合に比べて、装置本体５０１の小型化を図ることができる。
（１−１３）スクリーン５０２に拡大して投写された投写画像を観察しながら、投写レンズ４６の位置調整を行うため、群レンズ１１１〜１１４間の光軸位置を正確に調整できる。
（１−１４）投写部５２０から投写レンズ４６までの光路を略鉛直方向とし、Ｘ軸およびＹ軸を水平方向としたので、接着固定機構５８０の紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１に接着剤が残っていたとしても、この接着剤はピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄ側には流れないため、ピン部材５７１Ｄ，５７２Ｄの先端に接着剤が付着することを防止でき、投写レンズ４６を効率的に製造できる。
（１−１５）また、接着固定機構５８０は、紫外線硬化型接着剤注入部５８３及び紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１と、紫外線照射部５８４及び紫外線照射用ファイバー５８２とを備え、紫外線硬化型接着剤の注入孔１２２Ｂへの挿入と、紫外線硬化型接着剤の紫外線照射とが連続して行われ、接着剤の注入と、紫外線照射とが自動化されているため、３群レンズ１１３の固定に手間を要しない。
（１−１６）以上より、高精度に光軸位置調整できて高品質の画像を投写でき、かつ製造コストを低減できる投写レンズ４６を提供できる。このような投写レンズ４６を採用したプロジェクタ１において、コストの低減や、小型化、軽量化を図ることができる。
２．第２実施形態
図２０及び図２１を参照して本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記実施形態では、接着固定機構５８０は、紫外線硬化型接着剤注入部５８３及び紫外線硬化型接着剤注入用チューブ５８１と、紫外線照射用ファイバー５８２及び紫外線照射部５８４とを備え、紫外線硬化型接着剤の注入と、紫外線照射とが自動化されているとした。これに対し、本実施形態の接着固定機構５８０’は、図２０に示すように紫外線硬化型接着剤注入部及び紫外線硬化型接着剤注入用チューブを備えておらず、接着剤の注入を作業者が手作業で行う。すなわち、本実施形態の接着固定機構５８０’は紫外線照射用ファイバー５８２と、この紫外線照射用ファイバー５８２に接続された紫外線照射部（光線照射部）５８４とを備えたものとなる。
このような本実施形態では、投写レンズ４６は、前記実施形態と略同様の手順で製造されるが（図１８参照）、図２１（Ａ）に示すような紫外線硬化型接着剤５８５の接着剤注入孔１２２Ｂへの注入は、作業者が手作業で行う点のみが前記実施形態と異なっている（図１８に示す処理Ｓ１４）。
なお、この際、投写レンズ４６を投写レンズ保持機構５５０から取り外して紫外線硬化型接着剤５８５を注入し、再度、投写レンズ保持機構５５０に投写レンズ４６を保持させてもよい。このようにすれば、紫外線硬化型接着剤５８５の接着剤注入孔１２２Ｂへの注入を容易に行うことができる。なお、投写レンズ製造装置５００は、３群レンズ１１３の調整位置を記憶しているため、投写レンズ４６を投写レンズ保持機構５５０から取り外した後、投写レンズ４６を投写レンズ保持機構５５０に取りつけた場合であっても、再度、３群レンズ１１３の位置調整を行う必要はない。また、例え、再度、位置調整を行うことがあっても、微調整ですむため短時間で調整することができ、調整中に紫外線硬化型接着剤５８５が硬化してしまうことはない。
そして、図２１（Ｂ）に示すように、注入された紫外線硬化型接着剤５８５に対して紫外線照射部５８４から紫外線照射用ファイバー５８２を介して紫外線を照射する（図１８に示す処理Ｓ１５）。
以上のような第２実施形態によれば、第１実施形態の（１−１）〜（１−１３）（１−１６）と略同様の効果を奏することができるうえ、以下の効果を奏することができる。（２−１）本実施形態では、紫外線硬化型接着剤５８５の注入孔１２２Ｂへの注入を手作業で行っており、接着固定機構５８０’は、紫外線硬化型接着剤注入部及び紫外線硬化型接着剤注入用チューブを備えない構成であるため、接着固定機構５８０’、さらには、投写レンズ製造装置５００の構造を簡略化することができる。
３．実施形態の変形
なお、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。
例えば、前記実施形態では、作業者自身が各機構を操作して調整対象となるレンズの位置を調整する構成としたが、これに限らず、コンピュータ制御により自動的に調整する構成としてもよい。この場合には、例えば、スクリーン等に投写された画像をＣＣＤカメラ等の撮像素子で撮像し、コンピュータで画像処理を行うことにより、レンズ位置を調整する構成を採用できる。また、スクリーンに投影せずに、直接ＣＣＤカメラ等の撮像素子で撮像する構成とすることもできる。
また、レンズの高軸位置調整だけの自動化に限らず、給材から取り出しまで全ての工程を自動で行う構成も採用できる。
前記実施形態において、付勢部として、ピン部材を投写レンズ側に空気圧で付勢するシリンダ装置を採用したが、これに限らず、例えば、板ばね、コイルばね等のばねやゴム等弾性部材、電磁的な付勢手段等の各種の付勢部を採用できる。また、流体として空気を採用したが、空気以外の気体や、油等の液体等も採用でき、任意の流体を採用できる。
前記実施形態において、位置調整孔１２２Ａの数を４個、接着剤注入孔１２２Ｂの数を８個としたが、これらの数には限定されず、３個以下や９個以上としてもよい。また、孔の形状は、特に限定されないがピン部材の径に合わせて構成すればよい。
前記実施形態において、接着剤として紫外線硬化型接着剤を採用したが、これには限定されず、例えば、いわゆる瞬間接着剤等のその他の接着剤を採用してもよい。
また、前記実施形態において、３つの光変調装置を用いたプロジェクタを採用したが、これに限らず、例えば、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクタ、２つの光変調装置を用いたプロジェクタ、または４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクタとしてもよい。また、光変調装置として液晶パネルを採用したが、これに限らず、マイクロミラーを用いたデバイス等の液晶以外の光変調装置を採用してもよい。さらに、透過型の光変調装置ではなく、反射型の光変調装置を用いてもよい。
その他、本発明の実施時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。

以上のように、本発明の投写レンズ製造装置、投写レンズ製造方法は、プロジェクタに使用される投写レンズを製造する製造装置、製造方法として有用である。特に、投写レンズを構成する部材の点数を減少してコスト削減や小型化、軽量化を図り、投写レンズを構成する複数のレンズの光軸位置を高精度に、かつ簡単に調整でき、高品質な画像投写を可能とし、さらには、使用するレンズの材質が制限されない投写レンズの製造に適している。

Claims (15)

1. 内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、この光路の照明光軸上に順次配置される複数のレンズとを備える投写レンズを製造する投写レンズ製造装置であって、
   前記レンズ保持筒には、前記複数のレンズのうちのいずれかのレンズの位置を、前記照明光軸に直交する面内で互いに直交する２つの軸に沿った方向に調整するために、前記各軸上にそれぞれ一対の位置調整孔が形成され、
   調整用の光束を射出する光源と、
   製造対象となる投写レンズを、前記照明光軸上で前記調整対象となるレンズの位置を調整する位置であるレンズ調整位置に保持する投写レンズ保持機構と、
   前記光源から射出された光束に基づいて、所定のテストパターンを含む画像光を形成し、前記レンズ調整位置に配置された投写レンズに導入する画像光射出機構と、
   この画像光が導入された投写レンズから投写された画像光を検出しながら、調整対象となるレンズの位置を、前記位置調整孔を介して前記２つの軸に沿った方向にそれぞれ調整する２つのレンズ位置調整機構と、
   この位置調整されたレンズを前記レンズ保持筒に接着固定する接着固定機構とを備えることを特徴とする投写レンズ製造装置。
2. 請求項１に記載の投写レンズ製造装置において、
   前記レンズ位置調整機構は、前記軸上の一対の位置調整孔にそれぞれ挿入され、前記調整対象となるレンズの外周部分に当接する２つのピン部材と、
   これらの２つのピン部材を互いに近接する方向に付勢する付勢部と、
   これらの２つのピン部材のうちの一方を他方に対して進退させるとともに、この一方の進行または退行に応じて前記他方を退行または進行させる進退部とを備えることを特徴とする投写レンズ製造装置。
3. 請求項２に記載の投写レンズ製造装置において、
   前記付勢部は、前記ピン部材毎に配置され、このピン部材を流体による圧力で付勢するシリンダ装置であることを特徴とする投写レンズ製造装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の投写レンズ製造装置において、
   前記進退部は、前記一方のピン部材を他方のピン部材に対して進退させるマイクロメータヘッドであることを特徴とする投写レンズ製造装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の投写レンズ製造装置において、
   前記投写レンズ保持機構を、前記レンズ位置調整機構が設置された位置から製造対象となる投写レンズの給材位置まで移動させる移動機構を備えることを特徴とする投写レンズ製造装置。
6. 請求項５に記載の投写レンズ製造装置において、
   前記移動機構は、前記レンズ保持機構に接続された腕部の基端を中心として、前記照明光軸に直交する面内の方向に前記レンズ保持機構を回動させて、このレンズ保持機構を前記照明光軸上および照明光軸外の間で移動させる回転移動装置を備えることを特徴とする投写レンズ製造装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の投写レンズ製造装置において、
   前記レンズ保持筒には、位置調整されたレンズを接着固定する接着剤を注入するための接着剤注入孔が形成され、
   前記接着固定機構は、前記接着剤注入孔に注入された光硬化型接着剤を硬化させる光線照射部を備えることを特徴とする投写レンズ製造装置。
8. 請求項７に記載の投写レンズ製造装置において、
   前記接着固定機構は、前記接着剤注入孔に光硬化型接着剤を注入する接着剤注入部を備えることを特徴とする投写レンズ製造装置。
9. 請求項７又は請求項８に記載の投写レンズ製造装置において、
   前記光源と、配置された投写レンズとの間の光路には、前記光源からの光束が前記投写レンズに導入されないように遮光する遮光機構を備えることを特徴とする投写レンズ製造装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の投写レンズ製造装置において、
    前記投写レンズの光路後段には、この投写レンズを介して投写された画像光を投影するスクリーンが配置されていることを特徴とする投写レンズ製造装置。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の投写レンズ製造装置において、
    前記光源から前記投写レンズに至る光路は、略鉛直方向に沿った方向に形成されていることを特徴とする投写レンズ製造装置。
12. 請求項１１に記載の投写レンズ製造装置において、
    前記投写レンズの光路後段には、この投写レンズから射出された画像光の光路を曲折して反射する反射部材と、この反射された画像光を投影するスクリーンとを備えること特徴とする投写レンズ製造装置。
13. 内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、この光路の照明光軸上に順次配置される複数のレンズとを備える投写レンズを製造する投写レンズの製造方法であって、
    前記レンズ保持筒には、前記複数のレンズのうちのいずれかのレンズの位置を、照明光軸に直交する面内で互いに直交する２つの軸に沿った方向に調整するために、前記各軸上にそれぞれ一対の位置調整孔が形成され、
    製造対象となる投写レンズを、前記照明光軸上で調整対象となるレンズの位置を調整する位置であるレンズ調整位置に保持する投写レンズ保持工程と、
    調整用の光束を光源から射出する光束射出工程と、
    前記光源から射出された光束に基づいて、所定のテストパターンを含む画像光を形成し、前記照明光軸上に配置された投写レンズに導入する画像光射出工程と、
    この画像光が導入された投写レンズから投写された画像光を検出しながら、調整対象となる前記レンズの位置を、前記位置調整孔を介して前記２つの軸に沿った方向にそれぞれ調整するレンズ位置調整工程と、
    この位置調整されたレンズを前記レンズ保持筒に接着固定する接着固定工程とを備えることを特徴とする投写レンズの製造方法。
14. 請求項１３に記載の投写レンズの製造方法により製造されたことを特徴とする投写レンズ。
15. 請求項１４に記載の投写レンズを備えることを特徴とするプロジェクタ。

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