KR100657071B1 - 광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및이 광학장치를 구비하는 프로젝터 - Google Patents

광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및이 광학장치를 구비하는 프로젝터 Download PDF

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Abstract

복수의 광 변조장치와 색합성 광학계를 구비하는 광학장치를 제조할 때, 투사 광학계의 광학 특성을 취득하고, 광 변조장치의 기준 위치를 취득하고, 미리 취득한 광학 특성에 근거하여 광 변조장치의 편차량을 산출하고, 색합성 광학계로부터의 합성광을 검출하면서 편차량을 가미하여 광 변조장치의 위치 조정을 한다.

Description

광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및 이 광학장치를 구비하는 프로젝터{PRODUCTION METHOD FOR OPTICAL DEVICE, OPTICAL DEVICE PRODUCED BY THIS METHOD, AND PROJECTOR PROVIDED WITH THIS OPTICAL DEVICE}
본 발명은 광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및 이 광학장치를 구비하는 프로젝터에 관한 것이다.
종래에는, 복수의 색광을 화상정보에 따라서 각 색광마다 변조하는 복수의 광 변조장치(액정패널)와, 각 광 변조장치에서 변조된 색광을 합성하는 색합성 광학계(크로스다이크로익 프리즘)와, 이 색합성 광학계에서 합성된 광속을 확대 투사하여 투사 화상을 형성하는 투사 광학계(투사 렌즈)를 구비한 프로젝터가 이용되고 있다.
이러한 프로젝터로서는, 예컨대, 광원으로부터 사출된 광속을, 다이크로익 미러에 의해서 RGB의 3색의 색광으로 분리하고, 3장의 액정패널에 의해 각 색광마다 화상정보에 따라서 변조하고, 변조 후의 광속을 크로스다이크로익 프리즘으로 합성하여, 투사 렌즈를 거쳐서 컬러 화상을 확대 투사하는 이른바 3판식의 프로젝 터가 공지되어 있다.
이러한 프로젝터에 의해 선명한 투사 화상을 얻기 위해서는, 각 액정 패널 사이에서의 화소 차이, 투사 렌즈로부터의 거리의 차이의 발생을 방지하기 위해서, 프로젝터의 제조시에 있어서, 각 액정패널간 상호의 포커스 얼라인먼트 조정을 고정밀도로 하지 않으면 안된다. 여기서, 포커스 조정이란, 각 액정패널을 투사 렌즈의 백 포커스의 위치에 정확히 배치하기 위한 조정을 말하고, 얼라인먼트 조정이란, 각 액정패널의 화소를 일치시키기 위한 조정을 말하며, 이하의 설명에 있어서도 동일하다.
종래에, 액정패널의 포커스 얼라인먼트 조정은, 3장의 액정패널 및 크로스다이크로익 프리즘을 포함하는 광학장치를 조정대상으로 하여, (1) 각 액정패널의 화상 형성영역에 광속을 입사시켜, (2) 크로스다이크로익 프리즘의 광 입사 단면으로부터 입사되어, 광 출사 단면으로부터 사출된 광속을 CCD 카메라 등의 광속 검출장치로 검출하고, (3) 이 광속 검출장치에서 검출되는 각 액정패널의 포커스, 화소 위치 등을 확인하면서, 각 액정패널의 상대위치를 위치 조정기구로 조정한다.
여기서, CCD 카메라에 의한 검출로서는, 표준적인 투사 렌즈를 마스터 렌즈로서 제조장치에 미리 조립하고, 광학장치 및 이 투사 렌즈를 거친 광속을 스크린상에 투사하여, 이 투사 화상을 취하는 방식(마스터 렌즈방식)과, 광학장치를 거친 광속을 직접 취하는 방식(직시식)이 채용되고 있다. 이러한 방법을 채용함으로써투사 렌즈와 조합시키는 일 없이, 독립하여 광학장치를 제조할 수 있기 때문에, 효율적으로 광학장치를 제조할 수 있다고 하는 이점이 있었다.
그러나 전자의 경우에는, 광학장치와 조합되는 투사 렌즈와 마스터 렌즈의 사이에, 백 포커스위치의 상면의 상태나 축상 색수차 등의 편차가 존재하기 때문에, 마스터 렌즈에 대하여, 액정패널의 포커스 얼라인먼트 조정을 양호한 정밀도로 행했다고 해도, 조합되는 투사 렌즈에 따라서는, 반드시 선명한 화상이 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있었다.
마찬가지로, 후자의 경우에 있어서도, 광학장치에 투사 렌즈를 조립하여 프로젝터를 완성했을 때, 이러한 조립된 투사 렌즈의 광학 특성치가 기준치로부터 벗어나고 있는 경우에는, 애써 액정패널의 포커스 얼라인먼트 조정을 양호한 정밀도로 행했다고 해도, 반드시 선명한 화상이 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있었다.
발명의 요약
본 발명은, 투사 광학계를 조합시켰을 때에, 선명한 투사 화상을 얻을 수 있는 광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및 이 광학장치를 구비하는 프로젝터의 제공을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광학장치의 제조방법은, 복수의 색광을 각 색광마다 화상정보에 따라서 변조하는 복수의 광 변조장치와, 각 광 변조장치가 설치되는 복수의 광 입사 단면 및 각 광 입사 단면에 입사한 색광을 합성하여 사출하는 광 출사 단면을 갖는 색합성 광학계를 구비하는 광학장치를 제조하는 광학장치의 제조방법에 있어서, 상기 광학장치와 조합되는 투사 광학계의 광학특성을 취득하는 광학특성 취득 순서와, 상기 광 변조장치의 상기 색합성 광학계에 대한 기준위치를 취득하는 기준위치 취득 순서와, 취득된 상기 투사 광학계의 광학특성에 근거하여 상기 광 변조장치의 기준위치에 대한 편차량을 산출하는 편차량 산출 순서와, 상기 광학 출사 단면으로부터 사출된 합성광을 광속 검출장치를 이용하여 검출하는 합성광 검출 순서와, 이 합성광 검출 순서에서 합성광을 검출하면서 상기 편차량을 가미하여 상기 광 변조장치의 위치 조정을 행하는 광 변조장치 위치 조정 순서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광학 특성으로서는 투사 광학계의 해상도나 화상면의 경사, 축상 색수차 등을 들 수 있다.
또한, 상기 광속 검출장치로서, 예컨대 CCD 등의 촬영 소자와, 이 촬영 소자에 의해 검출된 신호를 취득하는 화상 수확 장치와, 이 수확한 화상을 처리하는 처리장치를 포함하는 CCD 카메라 등을 채용할 수 있다. 또한, 이러한 CCD 카메라를 복수개 배치하여도 무방하고, 이 경우에는, 예컨대, 투사 화상의 네 모퉁이 부분에 각각 배치하여, 각 모퉁이 부분에 있어서의 화상을 촬영할 수 있다. 이 때, 각 CCD 카메라는, 서로 간섭하지 않기 때문에 대각선상에 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 따른 광학장치는, 이하와 같은 순서로 제조된다.
(1) 광학특성 취득순서에서, 상기 광학장치에 조합되는 투사 광학계의 해상도 데이터 및 투사 화상면의 경사 데이터 등의 광학 특성치를 취득해 둔다. 예컨대, 소정의 테스트 패턴을 통과한 광속을 대상으로 하는 투사 광학계에 도입하여, 이 광속에 의해서, 스크린상에 소정의 테스트 패턴 화상을 투영한다. 그리고, 이 테스트 패턴 화상을 CCD 카메라로 촬영함으로써, 당해 투사 렌즈의 축상 색수차, 백 포커스면의 위치, 해상도 등의 광학 특성치를 취득한다.
(2) 다음에, 기준위치 취득 순서에서, 광 변조장치의 색합성 광학계에 대한 기준위치를 취득하여, 이 취득된 투사 광학계의 광학특성에 근거하여, 편차량 산출순서에서, 광 변조장치의 기준위치에 대한 편차량을 산출한다. 여기서, 기준위치로서는, 전술한 마스터 렌즈방식의 경우에는, 마스터렌즈의 백 포커스 위치로 하고, 전술한 직시식의 경우에는 설계상의 기준위치로 할 수 있다.
(3) 그 후, 합성광 검출순서에서, 합성 광학계의 광출사 단면으로부터 사출된 합성광을 광속 검출장치를 이용하여 검출하면서, 광 변조장치 위치 조정순서에서 산출한 편차량을 가미하여, 광 변조장치의 위치 조정을 한다. 이상과 같이 하여 위치를 조정한 후에, 이것들의 액정 패널을 고정하는 것으로 광학장치가 제조된다.
이러한 순서로 조정하기 때문에, 조립되는 투사 렌즈의 광학 특성치에 맞춰, 합성 광학계에 대한 각 광 변조장치의 위치를 고 정밀도로 조정한 광학장치를 얻을 수 있다. 이 때문에, 이 광학장치와 투사 광학계를 조합시켰을 때, 선명한 투사 화상을 얻을 수 있다.
이상에 있어서, 상기 광 변조장치 위치 조정순서는, 합성광을 검출하면서 상기 광 변조장치의 위치 조정을 한 후, 상기 편차량 만큼 상기 광 변조장치를 상기 투사 광학계의 광축 방향으로 이동시키도록 구성할 수 있다.
이러한 경우에는, 광속 검출장치를 측정 기준위치로 한 채로, 광 변조장치를 조정하여, 최후에 편차량 만큼 이동하고 있기 때문에, 조정의 신속화를 꾀할 수 있다.
상기 광 변조장치 위치 조정 순서는, 상기 편차량에 근거하여 상기 광속 검출장치의 위치 조정을 한 후, 상기 광 변조장치의 위치 조정을 하는 것도 가능하다.
이러한 경우에는, 투사 광학계의 편차를 가미하여 광속 검사장치를 설정하여, 광 변조장치의 위치를 조정할 수 있으므로, 광 변조장치의 위치의 고 정밀도화를 꾀할 수 있다.
상기 광학특성 취득순서는, 조합되는 투사 광학계에 따라서 부착된 유동표에 기록된 광학특성을 판독하는 것에 의해 실시되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 투사 광학계의 광학 특성치가 기록된 유동표를 부착한 상태로, 이 투사 광학계의 광학 특성치를 취득하기 때문에, 투사 광학계와, 이 투사 광학계에 고유의 광학 특성치가 일체적으로 관리되어, 이 광학 특성치 취득순서에서는, 광학 특성치의 입력 미스 등을 방지할 수 있어, 제조작업의 효율화를 꾀할 수 있다.
본 발명에 따른 광학장치의 제조방법은, 복수의 색광을 색광마다 화상정보에 따라서 변조하는 복수의 광 변조장치와, 각 광 변조장치가 장착되는 복수의 광 입사 단면 및 각 광 입사 단면에 입사한 색광을 합성하여 사출하는 광 사출 단면을 갖는 색합성 광학계를 구비하는 광학장치를 제조하는 광학장치의 제조방법에 있어서, 상기 색합성 광학계의 광 사출 단면에서 사출된 합성광을 광속 검출장치를 이용하여 검출하는 합성광 검출공정과, 이 합성광을 검출하면서 상기 광 변조장치의 위치 조정을 실행하는 위치 조정장치의 유지부에 의해 유지된 상기 각 광 변조장치의 상기 색합성 광학계에 대한 자세의 조정을 실행하는 광 변조장치 자세 조정공정과, 이 자세 조정된 각 광 변조장치를 상기 색합성 광학계의 광 입사 단면에 고정하는 광 변조장치 고정공정을 구비하여, 상기 광 변조장치 자세 조정공정을 실시하기 전에, 상기 위치 조정장치의 유지부의 기준위치를 취득하는 기준위치 취득공정이 실시되어, 상기 광 변조장치 자세 조정공정의 실시에 따라서, 상기 취득된 유지부의 기준위치와 상기 광 변조장치의 자세 조정 후에 있어서의 상기 유지부의 위치인 조정위치를 비교하여 상기 기준위치에 대한 상기 조정위치의 편차량을 취득하는 편차량 취득공정과, 이 취득한 편차량을 측정 데이터로서 기억하는 편차량 데이터 기억공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 예컨대, 이하와 같은 구성의 위치 조정장치를 채용할 수 있다.
즉, 위치 조정장치는, 기준위치에 색합성 광학계가 설치되는 테이블과, 이 테이블에 설치된 색합성 광학계의 각 광속 사출 단면에 대하여, 각 광 변조장치를 유지하는 유지부를 구동하여 각 광 변조장치의 위치 조정을 실행하는 위치 조정장치 본체와, 광원으로부터 사출되어 상기 위치 조정된 광 변조장치에 입사된 광속이, 상기 색합성 광학계의 광속 사출 단면의 광로 후단에 배치된 표준적인 투사 광학계(마스터 렌즈)를 거쳐서 확대 투사되어 투사 화상이 형성되는 투과형 스크린과, 이 투과형 스크린의 이면측에 설치되어, 상기 투과형 스크린에 투사된 투사 화상을 검출하는 광속 검출장치와, 이 검출된 화상에 따라서, 위치 조정장치 본체에 대한 상기 광 변조장치의 위치를 조정시키는 컴퓨터를 구비하여 구성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기준위치에 대한 조정위치의 편차량을 취득하여, 측정 데이터로서 축적할 수 있기 때문에, 예컨대 미리 개개의 투사 광학계의 광학특성을 취득해 두는 것에 의해, 취득한 광 변조장치의 편차량과 각 투사광학계의 광학특성과의 관계에 따라서, 제조한 광학장치에 대한 적절한 투사 광학계를 간단히 선택할 수 있다. 이러한 조합을 채용함으로써 광학장치의 제조효율 및 정밀도를 향상시킬 수 있고, 선명한 투사 화상을 투사할 수 있다.
상기 기준위치 취득공정은, 상기 색합성 광학계가 설치되는 테이블의 기준위치에 설치된 제 1 반사부재의 표면에 대하여 레이저광 출력부에서 레이저광을 대략 수직으로 사출하여, 이 사출광의 제 1 반사부재에서의 반사광을 검출하여, 상기 사출광 및 반사광의 위치를 합치시키는 것에 의해 상기 레이저광 사출부의 위치를 특정하는 레이저광 사출부 위치 특정 순서와, 상기 위치 조정장치의 유지부에 제 2 반사부재를 유지시키는 제 2 반사부재 유지순서와, 위치가 특정된 상기 레이저광 사출부로부터, 상기 유지부에 유지된 제 2 반사부재에 대하여 레이저광을 사출하여, 그 반사광을 상기 광속 검출장치로 검출하면서, 상기 사출광 및 반사광의 위치를 합치시키도록, 상기 유지부에 유지된 제 2 반사부재의 자세를 조정하는 제 2 반사부재 자세 조정순서와, 이 제 2 반사부재가 자세 조정되었을 때에 있어서의 상기 유지부의 위치를 상기 기준위치로서 취득하는 기준위치 취득순서를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 레이저광 사출부에서 사출된 레이저의 진행방향과, 광 변조장치 대신에 배치되는 제 2 반사부재의 면이 대략 직각이 되는 경우, 즉 일직선상에서 서로 바로 대하는 경우에는, 레이저광 사출부와 제 2 반사부재 사이에는 특별히 아무것도 배치할 필요는 없다. 그러나, 레이저광 사출부에서 사출된 레이저의 진행방향과, 위치 조정장치의 유지부에 유지된 제 2 반사부재의 면이 평행하게 되는 경우에는, 테이블의 기준위치에 직각 프리즘을 배치하여, 레이저광을 90°절곡하는 것에 의해, 제 2 반사부재에 대하여 레이저광이 대략 수직으로 입사하도록 구성해야 한다.
이러한 구성으로 하면, 레이저광 사출부를 배치하여, 레이저광 사출부로부터의 사출광 및 제 2 반사부재 표면에서 반사된 반사광의 위치를 합치시키는 것만으로, 위치 조정장치의 유지부의 기준위치를 간단히 파악할 수 있다. 이 때문에, 이 기준위치로부터의 조정위치의 편차량을 수치 데이터인 측정 데이터로서 간단히 구할 수 있다.
또한, 상기 편차량 취득순서는, 상기 편차량의 측정 데이터를 길이 및 각도를 단위로서 취득하는 것이 바람직하고, 예컨대, 길이로서는「㎛」를 채용할 수 있고, 각도로서는「도(°)」를 채용할 수 있다. 이 경우에는, 편차량의 측정 데이터가, 작업자가 이해하기 쉬운 수치 데이터로 되어 작업성을 향상할 수 있다.
본 발명에 따른 광학장치는, 상기 광학장치의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 것이고, 본 발명에 따른 프로젝터는 상기 광학장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 발명에 의하면, 전술한 광학장치의 제조방법에 있어서의 작용, 효과와 같은 작용, 효과를 얻을 수 있다. 즉, 투사 렌즈의 광학 특성치에 따른 광학장치를 제조할 수 있으므로, 선명한 화상을 투사할 수 있는 프로젝터로 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 각 실시형태에 따른 광학장치를 포함하는 프로젝터의 구조를 나타내는 모식도,
도 2는 상기 프로젝터의 주요부의 구조를 나타내는 외관 사시도,
도 3은 상기 각 실시형태에 있어서 투사 렌즈를 나타내는 사시도
도 4는 상기 각 실시형태에 있어서의 광학장치를 나타내는 분해 사시도,
도 5는 상기 투사 렌즈의 검사장치를 나타내는 모식도,
도 6는 광 변조장치의 위치를 조정하는 위치 조정장치를 나타내는 측면도,
도 7은 상기 위치 조정장치를 나타내는 평면도,
도 8은 상기 위치 조정장치의 위치 조정기구를 나타내는 측면도
도 9는 조정용 광원을 조사하는 부분을 나타내는 정면도,
도 10은 상기 위치 조정장치의 광속 검출장치를 나타내는 평면도,
도 11은 상기 위치 조정장치의 광속 검출장치를 나타내는 정면도로서, 도 10의 화살표 XI-XI에서 본 도면,
도 12는 상기 위치 조정장치를 제어하는 컴퓨터를 나타내는 도면,
도 13은 취득한 화상 등을 표시하는 표시화면을 나타내는 도면,
도 14는 제 1 실시형태에 있어서의 위치 조정방법을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 15는 상기 표시화면에 있어서의 기준패턴을 나타내는 도면,
도 16은 제 2 실시형태에 있어서의 위치 조정방법을 설명하기 위한 플로우 챠트,
도 17은 상기 광속 검출장치의 변형예를 나타내는 평면도,
도 18은 제 3 실시형태에 따른 위치 조정 시스템을 나타내는 측면도,
도 19는 상기 위치 조정 시스템을 나타내는 평면도,
도 20은 상기 위치 조정 시스템의 일부를 나타내는 측면도,
도 21은 상기 위치 조정장치 시스템의 액정패널 유지부를 나타내는 도면,
도 22는 상기 액정패널 유지부의 측면부분을 나타내는 도면,
도 23은 조정용 광원 및 레이저광 출력부의 구조를 나타내는 모식도,
도 24는 크로스다이크로익 프리즘의 위치 조정을 나타내는 도면,
도 25는 상기 위치 조정 시스템의 투사부 본체를 구성하는 투과형 스크린을 도시하는 도면,
도 26은 상기 위치 조정 시스템을 제어하는 컴퓨터를 나타내는 도면,
도 27은 상기 액정패널의 기준위치를 취득할 때의 모양을 나타내는 도면,
도 28은 상기 액정패널의 기준위치를 취득할 때의 모양을 나타내는 도면,
도 29는 상기 위치 조정 시스템의 일부를 확대하여 나타내는 도면,
도 30은 제 3 실시형태에 있어서의 액정패널의 기준위치 취득공정에 관해서 설명하기 위한 플로우챠트,
도 31은 광학유닛의 조정조작을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 32는 상기 크로스다이크로익 프리즘의 위치 조정을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 33은 상기 광학유닛의 광축 위치 검출을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 34는 상기 크로스다이크로익 프리즘에 대한 액정패널의 위치 조정을 하는 플로우챠트.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
[1] 제 1 실시형태
[1-1] 프로젝터의 구조
도 1은, 조정 대상이 되는 복수의 광 변조장치 및 색합성 광학계를 포함하는 광학장치를 구비하는 프로젝터(100)의 구조를 나타내는 도면이다.
이 프로젝터(100)는, 인테그레이터 조명 광학계(110)와, 색 분리 광학계(120)와, 릴레이 광학계(130)와, 전기 광학장치(140)와, 색합성 광학계로서의 크로스다이크로익 프리즘(150)과, 투사 렌즈(160)를 구비한다.
인테그레이터 조명 광학계(110)는, 광원 램프(111A) 및 리플렉터(111B)를 포함하는 광원장치(111)와, 제 1 렌즈 어레이(113)와, 제 2 렌즈 어레이(115)와, 반사 미러(117)와, 중첩 렌즈(119)를 구비한다. 광원 램프(111A)에서 사출된 광속은, 리플렉터(111B)에 의해서 사출방향이 정렬되고, 제 1 렌즈 어레이(113)에 의해서 복수의 부분 광속으로 분할되어, 반사 미러(117)에 의해서 사출방향을 90°절곡한 후, 제 2 렌즈 어레이(115)의 근방에서 결상한다. 제 2 렌즈 어레이(115)로부터 사출된 각 부분 광속은, 그 중심축(주 광선)이 후단의 중첩 렌즈(119)의 입사면에 수직이 되도록 입사하고, 또한 중첩 렌즈(119)로부터 사출된 복수의 부분광속은, 전기 광학장치(140)를 구성하는 3장의 액정패널(141R, 141G, 141B) 상에서 중첩한다.
색분리 광학계(120)는, 2장의 다이크로익미러(121, 122)와, 반사 미러(123)를 구비하여, 이들의 다이크로익미러(121, 122), 반사 미러(123)에 의해 인테그레이터 조명 광학계(110)로부터 사출된 복수의 부분광속을 빨강, 초록, 파랑의 3색의 색광으로 분리하는 기능을 갖는다.
릴레이 광학계(130)는, 입사측 렌즈(131), 릴레이 렌즈(133) 및 반사 미러(135, 137)를 구비하며, 상기 색분리 광학계(120)에 의해 분리된 색광, 예컨대 청색광(B)을 액정 패널(141B)까지 인도하는 기능을 갖는다.
전기 광학장치(140)는, 3장의 광 변조장치가 되는 액정패널(141R, 141G, 141B)을 구비하고, 이들은 예컨대, 폴리실리콘 TFT를 스위칭 소자로서 이용한 것이며, 색분리 광학계(120)에서 분리된 각 색광은 이들 3장의 액정패널(141R, 141G, 141B)에 의해서 화상 정보에 따라 변조되어 광학 상을 형성한다.
크로스다이크로익 프리즘(150)은 3장의 액정패널(141R, 141G, 141B)에서 사출된 각 색광마다 변조된 화상을 합성하여 컬러 화상을 형성하는 것이다. 한편, 크로스다이크로익 프리즘(150)에는, 적색광을 반사하는 유전체 다층막과 청색광을 반사하는 유전체 다층막이 4개의 직각 프리즘의 계면을 따라 대략 X자 형상으로 형성되어, 이것들의 유전체 다층막에 의해서 3개의 색광이 합성된다. 이 크로스다이크로익 프리즘(150)으로 합성된 컬러화상은 투사 렌즈(160)로부터 사출되어 스크린상에 확대 투사된다.
[1-2] 광학장치의 구조
이러한 프로젝터(10O)에 있어서, 전기 광학장치(14O) 및 크로스다이크로익 프리즘(150)을 갖는 광학장치(180)와, 이 광학장치(180)에 조합되는 투사 렌즈(160)는 광학유닛(170)으로서 일체화되어 있다. 즉, 도 2에 도시하는 바와 같이, 광학 유닛(170)은 마그네슘 합금제 등의 측면 L자 형상의 구조체로 이루어지는 헤드체(171)를 구비한다.
투사 렌즈(160)는 헤드체(171)의 L자의 수직면 외측에 나사에 의해 고정된다. 또한, 투사 렌즈(160)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 후술하는 당해 투사 렌즈(160)의 광학 특성치가 바 코드(601)로서 데이터화된 유동표(600)가 부착되어 있다. 크로스다이크로익 프리즘(150)은, 헤드체(171)의 L자의 수평면 상측에 나사에 의해 고정되어 있다.
전기 광학장치(140)를 구성하는 3장의 액정패널(141R, 141G, 141B)은, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 측면 3방면을 둘러싸도록 배치된다. 구체적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)은, 유지 프레임(143)내에 수납되어, 이 유지 프레임(143)의 네 모퉁이 부분에 형성되는 구멍(143A)에 투명 수지제의 핀(145)을 자외선 경화형 접착제와 동시에 삽입함으로써 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 접착 고정된, 이른바 POP(Panel On Prism) 구조에 의해 크로스다이크로익 프리즘(150)에 고정되어 있다. 여기서, 유지 프레임(143)에는, 직사각형 형상의 개구부(143B)가 형성되어, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)은 이 개구부(143B)에서 노출하여, 이 부분이 화상 형성영역이 된다. 즉, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 이 부분에 각 색광 R, G, B가 도입되어, 화상 정보에 따라서 광학 상이 형성된다.
이러한 POP 구조가 채용된 광학장치(180)에서는, 액정패널(141R, 141G, 141B)을 크로스다이크로익 프리즘(150)에 접착 고정할 때, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 포커스 조정, 얼라인먼트 조정 및 고정을 대략 동일 시기에 하지 않으면 안되기 때문에, 통상 이하의 순서로 조립할 수 있다.
(1) 크로스다이크로익 프리즘(150)에 제 1 액정패널, 예컨대 액정패널(141G)을 접착 고정한다. 구체적으로는, 우선 액정패널(141G)의 유지 프레임(143)의 구멍(143A)에, 선단에 자외선 경화형 접착제를 도포한 핀(145)을 삽입한다.
(2) 다음으로, 상기 핀(145)의 선단 부분을 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 접촉시킨다.
(3) 이 상태로 액정패널(141G)의 화상 형성영역에 광속을 도입하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출된 광속을 직접 확인하면서, 광 입사 단면(151)에 대한 진퇴위치, 평면위치 및 회전위치를 조정하여, 액정패널(141G)의 포커스 얼라인먼트 조정을 한다.
(4) 적절한 포커스 얼라인먼트가 얻어져 핀(145)의 기단 부분으로부터 자외선인 고정용 광속을 조사하여, 자외선 경화형 접착제를 완전히 경화시킨다.
(5) 다른 액정패널(141R, 141B)도 상기와 같이 접착 고정을 실행한다.
따라서, 이러한 POP 구조를 채용한 광학장치(180)를 조립할 때, 각 액정패널(141R, 141G, 141B) 상호의 포커스 얼라인먼트를 조정하는 위치 조정장치가 필요하게 된다. 한편, 위치 조정장치에 관해서는 후술한다.
[1-3] 투사 렌즈의 검사장치의 구조
도 5는 투사 렌즈 검사장치(3)를 나타내는 도면이다.
이 투사 렌즈 검사장치(3)는, 광학장치(180)에 조합되는 투사 렌즈(160)의 광학 특성치를 측정하는 장치이고, 투사 렌즈(160)가 탑재되는 투사부(510)와, 미러(520)와, 스크린(530)과, 검사부(540)를 구비한다. 이 장치(3)에 있어서, 측정 대상이 되는 투사 렌즈(160)는 분리 가능하고, 다른 투사 렌즈로 용이하게 교환하여 측정할 수 있다.
투사부(510)는 프로젝터(100)의 투사 렌즈(160)를 실제로 사용하는 경우와 대략 동일한 광속을 투사 렌즈(160)에 입사하기 위한 모의적인 장치이고, 도시하지 않은 광원과, 액정패널(141R, 141G, 141B)을 모의함과 동시에, 소정의 테스트 패턴을 포함하는 검사 시트(511)와, 이 검사 시트(511)를 유지하는 유지부재(512)와, 크로스다이크로익 프리즘(150)을 모의하는 더미 프리즘(dummy prism)(513)과, 유지부재(512)의 공간 위치를 조정하는 것으로 투사 렌즈(160)의 공간 위치를 조정하는 6축 조정부(514)를 구비한다. 전술한 소정의 테스트 패턴으로서는, 콘트라스트 조정용, 해상도 조정용, 색수차 측정용 등의 각종의 테스트 패턴을 갖는다. 따라서, 투사부(510)에 있어서, 광원으로부터 사출된 광속은, 테스트 패턴을 포함하는 검사시트(511) 및 더미 프리즘(513)을 통과하여, 투사 렌즈(160)에 입사된다.
또, 이른바 「아오리(movement) 투사」(투사 렌즈의 광축과 조명광축을 어긋나게 함으로써, 투사 렌즈의 광축과 조명광축이 정렬된 경우의 투사 위치보다도 광학상을 "어긋난 위치"에 투사하는 것)를 재현하기 위해서, 더미 프리즘(513) 및 투사 렌즈(160)에 있어서의 중심축(n1)과, 검사시트(511)가 설치된 유지부재(512) 및 6축 조정부(514)에 있어서의 중심축(n2)이 소정량 만큼 평행하게 어긋나 있다.
스크린(530)은 화상 광이 투영되는 투영면(530a)의 이면(530b) 측에서 화상 광을 관찰 가능한 투과형 스크린이다.
검사부(540)는 스크린(530)상에 투영되는 화상의 광학특성을 측정하는 것이고, 4개의 조정용 촬영부(540a 내지 540d)와, 하나의 측정용 촬영부(541)와, 처리부(542)를 구비한다. 여기서, 처리부(542)는 조정용 촬영부(540a 내지 540d) 및 측정용 촬영부(541)와 전기적으로 접속됨과 동시에, 6축 조정부(514)와도 전기적으로 접속되어 있다.
4개의 조정용 촬영부(540a 내지 540d)는 스크린(530)상에 투영된 화상의 네 모퉁이 부분에 대응하는 위치에 배치됨과 동시에, 투영화상의 형성위치 및 사다리꼴 왜곡 등의 조정을 하는 것이다. 측정용 촬영부(541)는, 소정의 테스트 패턴을 포함하는 화상을 촬영하는 부분이다.
이상의 투사 렌즈 검사장치(3)에 있어서, 투사부(510)로부터 사출된 소정의 테스트 패턴을 포함하는 화상 광은, 미러(520)에서 반사된 후에, 스크린(530) 상에 투영된다. 이 투영된 테스트 패턴 화상을 4개의 조정용 촬영부(540a 내지 540d)로 촬영하면서, 처리부(542)로 투사부(510)의 공간위치를 조정하여, 투영화상의 조정을 한다. 그 후, 측정용 촬영부(541)로 테스트 패턴 화상을 촬영하여, 이 촬영한 신호에 따라서, 처리부(542)로 투사 렌즈(160)의 해상도나 화상면의 경사 등의 광 학 특성치를 취득한다(광학특성 취득순서).
이 투사 렌즈 검사장치(3)로 취득된 광학 특성치는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 바 코드(601)로서 데이터화되어, 이 바 코드(601)는 유동표(600)상에 표시된다. 그리고, 이 유동표(600)에 있어서, 바 코드(601)가 표시된 면의 이면측에는, 도시하지 않은 점착제가 도포되어 있고, 이 유동표(600)는 대응하는 투사 렌즈(160)에 부착된다. 또, 이 점착제에 의한 부착에서는, 투사 렌즈(160)에 대하여 부착하거나 박리하는 것이 가능하게 되어 있다.
[1-4] 광 변조장치의 위치 조정장치의 구조
다음에, 각 액정패널의 위치를 조정하는 위치 조정장치에 관해서 설명한다.
도 6 및 7에는, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치를 조정하는 위치 조정장치(2)가 도시되어 있다.
이 위치 조정장치(2)는, UV 차광 커버(20)와, 조정부 본체(30)와, 광속 검출장치(40)와, 도시를 생략한 조정용 광원장치와, 고정용 자외선 광원장치와, 도 6에서는 도시를 생략했지만, 이들의 각 장치의 동작제어 및 화상처리를 하는 컴퓨터를 구비한다.
UV 차광 커버(20)는, 조정부 본체(30)를 둘러싸는 측판(21)과, 바닥 판(22)과, 하부에 마련된 탑재대(25)를 구비한다. 한편, 측판(21)에는, 개폐 가능한 도시를 생략한 도어가 마련되어 있다. 이 도어는, 광학 장치(180)(도 4)에 재료를 공급 및 제거할 때, 및 조정부 본체(30)를 조정 작업하기 위해서 마련되고, 자외선을 투과하지 않는 아크릴판 등으로 형성된다. 또한, 탑재대(25)는, 조정부 본체(30)를 용이하게 이동할 수 있도록, 그 하부에 캐스터(caster)(25A)가 마련되어 있다.
상기 조정용 광원장치는, 조정부 본체(30)에서의 조정작업을 하는데 사용되는 위치 조정용의 광속의 광원이다. 또한, 상기 고정용 자외선 광원장치는, 액정패널(141R, 141G, 141B)을 크로스다이크로익 프리즘(150)측에 고정함에 있어서, 자외선 경화형 접착제를 경화시키는 고정용 광속(자외선)의 광원이다.
[1-4-1] 조정부 본체의 구조
조정부 본체(30)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 6축 위치 조정 유닛(31)과, 크로스다이크로익 프리즘(150)을 지지 고정하는 지지 지그(33)와, 조정용 광원장치 및 고정용 자외선 광원장치로부터의 광속을 액정패널(141R, 141G, 141B)에 도입하기 위한 광원 유닛(37)(도 8)을 구비한다.
6축 위치 조정 유닛(31)은, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 대하여, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 배치위치를 조정하는 것이다. 이 6축 위치 조정 유닛(31)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, UV 차광 커버(20)의 바닥 판(22)의 레일(351)을 따라 이동 가능하게 설치되는 평면 위치 조정부(311)와, 이 평면 위치 조정부(311)의 선단부분에 마련되는 면내 회전 위치 조정부(313)와, 이 면내 회전 위치 조정부(313)의 선단부분에 마련되는 면외 회전 위치 조정부(315)와, 이 면외 회전 위치 조정부(315)의 선단부분에 마련되는 액정패널 유지부(317)를 구비한다.
평면 위치 조정부(311)는, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 대한 진퇴위치 및 평면위치를 조정하는 부분이며, 탑재대(25)상에 슬라이딩 가능하게 마련되는 기부(311A)와, 이 기부(311A) 상에 세워져 설치되는 다리부(311B)와, 이 다리부(311B)의 상부 선단 부분에 마련되고, 면내 회전 위치 조정부(313)가 접속되는 접속부(311C)를 구비한다.
기부(311A)는, 도시하지 않은 모터 등의 구동기구에 의해, 탑재대(25)의 Z축 방향(도 8중의 좌우방향)을 이동한다. 다리부(311B)는, 측부에 마련되는 모터 등의 구동기구(도시 생략)에 의해서 기부(311A)에 대하여 X축 방향(도 8의 지면과 직교하는 방향)으로 이동한다. 접속부(311C)는, 도시하지 않은 모터 등의 구동기구에 의해서, 다리부(311B)에 대하여 Y축 방향(도 8중의 상하방향)으로 이동한다.
면내 회전 위치 조정부(313)는, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 대한 액정패널(141R, 141G, 141B)의 면내 방향 회전위치의 조정을 하는 부분이며, 평면 위치 조정부(311)의 선단부분에 고정되는 원주상의 기부(313A)와, 이 기부(313A)의 원주방향으로 회전 가능하게 설치되는 회전 조정부(313B)를 구비한다. 이 회전 조정부(313B)의 회전위치를 조정함으로써 광 입사 단면(151)에 대한 액정패널(141R, 141G, 141B)의 면내 방향 회전위치를 고정밀도로 조정할 수 있다.
면외 회전위치 조정부(315)는, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 대한 액정패널(141R, 141G, 141B)의 면외 방향 회전위치의 조정을 하는 부분이다. 이러한 면외 회전위치 조정부(315)는, 면내 회전위치 조정부(313)의 선단부분에 고정됨과 동시에, 수평방향에서 원호가 되는 오목 곡면이 선단부분에 형성된 기부(315A)와, 이 기부(315A)의 오목 곡면 위를 원호를 따라 활주 가능하게 마련되고, 수직방향에서 원호가 되는 오목 곡면이 선단부분에 형성된 제 1 조정부(315B)와, 이 제 1 조정부(315B)의 오목 곡면 위를 원호를 따라 활주 가능하게 마련되는 제 2 조정부(315C)를 구비한다.
기부(315A)의 측부에 마련된 도시하지 않은 모터를 회전구동하면, 제 1 조정부(315B)가 활주하고, 제 1 조정부(315B)의 상부에 마련된 도시하지 않은 모터를 회전하면, 제 2 조정부(315C)가 활주하여, 광 입사 단면(151)에 대한 액정패널(141R, 141G, 141B)의 면외 방향 회전위치를 고정밀도로 조정할 수 있다.
액정패널 유지부(317)는, 조정대상이 되는 액정패널(141R, 141G, 141B)을 유지하는 부분이며, 제 2 조정부(315C)의 선단부분에 고정되는 고정 협지편(317A)과, 제 2 조정부(315C)의 선단부분에서 활주 가능하게 마련되는 가동 협지편(317B)과, 가동 협지편(317B)을 동작시키는 액츄에이터(317C)를 구비한다. 액츄에이터(317C)에 의해서 가동 협지편(317B)을 동작시키는 것에 의해, 액정패널(141R, 141G, 141B)을 유지할 수 있다. 또한, 가동 협지편(317B)의 활주 초기위치를 변경함으로써 크기가 다른 액정패널(141R, 141G, 141B)을 유지하는 것도 가능하다.
또, 액정패널 유지부(317)는, 예컨대, 흡인용의 개구부가 형성된 다공질성의 흡착판을 준비하여, 이 흡착판을 각 액정패널(141R, 141G, 141B)에 접촉시킨 상태로, 이 흡기용의 개구부을 통해서 진공 흡착함으로써 각 액정패널(141R, 141G, 141B)을 유지하는 기구로서도 양호하다. 이와 같이 하면, 장치 자체의 구조를 비교적 간소화할 수 있는 동시에, 소형화할 수 있다고 하는 이점이 있다.
지지 지그(33)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 바닥판(22)상에 설치되는 기판(331)과, 이 기판(331)상에 세워 설치되는 다리부(333)와, 이 다리부(333)의 상부에 마련되고, 또한 크로스다이크로익 프리즘(150) 및 후술하는 도광부(45)가 장치되는 셋트 판(335)을 구비한다.
광원 유닛(37)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 6축 위치 조정 유닛(31)에 마련된 액정패널 유지부(317)의 고정 협지편(317A) 및 가동 협지편(317B)의 사이에 배치되어 있다. 이 광원 유닛(37)은, 액정패널(141R, 141G, 141B)에 위치 조정용의 광속, 고정용의 광속을 공급하는 것이며, 액정패널(141R, 141G, 141B)과 접촉하는 유닛 본체(371)와, 이 유닛 본체(371)에 각 광원광을 공급하기 위한 4개의 광섬유(372)를 포함하여 구성된다.
광섬유(372)의 기단은, 탑재대(25)의 하부에 설치되는 조정용 광원장치 및 고정용 광원장치에 접속되어 있다. 유닛 본체(371)의 액정패널(141R, 141G, 141B)과의 접촉면에는, 도 9a 도시하는 바와 같이, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 직사각형 형상의 화상 형성영역의 각 모퉁이 부분을 따라서 설정된 조정용 광원부(371A)와, 상기 화상 형성영역의 외측에 배치되어, 핀(145)의 기단부분과 접촉하는 고정용 광원부(371B)를 구비한다.
한편, 액정패널(141R, 141G, 141B)과의 접촉 부분이 되는 유닛 본체(371)는, 도 9a에 나타내는 것 이외에, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 조정용 광원부(371A)의 외측 측방을 따라 고정용 광원부(371C)가 배치되는 것이나, 도 9c에 나타내는 바와 같이, 고정용 광원부(371B)의 배치가 다른 것이 있어, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 종류에 따라서, 이들의 유닛 본체(371)를 적절히 선택함으로써, 고정 구조가 다른 액정패널에도 대응할 수 있다.
[1-4-2] 광속 검출장치의 구조
도 6에 있어서, 광속 검출장치(40)는, CCD 카메라(41)와, 이 CCD 카메라(41)를 3차원 이동가능하게 구성된 이동기구(43)와, 지지 지그(33)상에 장착된 도광부(45)를 구비한다.
CCD 카메라(41)는, CCD(Charge Coupled Device)를 촬영소자로 한 에어리어 센서이며, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출된 위치 조정용의 광속을 받아들여 전기 신호로서 출력한다.
CCD 카메라(41)는, 도 10 및 11에 나타내는 바와 같이, 도광부(45)의 사방에 이동기구(43)(도 7)를 통해서 4개 배치되어 있다. 이 때, 각 CCD 카메라(41)는, 액정패널(141R, 141G, 141B)에 형성된 직사각형 형상의 화상 형성영역의 대각선상에 대응하여 배치되어 있다. 한편, CCD 카메라(41)는, 투사 화상을 고정밀도로 검출하기 위해서, 원격제어에 의해 자유롭게 줌 포커스를 조정할 수 있게 되어 있다.
이동기구(43)는, 그 구체적인 도시를 생략하지만, 지지 지그(33)의 기판(331)에 세워 설치된 지주, 이 지주에 마련된 복수의 축 부재, 및 하나의 축 부재에 마련된 카메라 설치부 등으로 구성되어, CCD 카메라(41)를 X축방향(도 11에서는 좌우방향), Y축방향(도 11에서는 상하방향) 및 Z축방향(도 11에서는 지면에 직교하는 방향)으로, 탑재대(25) 내부의 서보 제어기구에 의해서 이동시킬 수 있다.
도광부(45)는, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 직사각형 형상의 화상 형성영역의 네 모퉁이에 대응하여 배치된 4개의 빔 스플리터(451)와, 각 빔 스플리터(451)를 소정위치에 유지하는 유지 커버(452)를 구비한다. 도광부(45)는, 광원 유닛(37)으로부터 액정패널(141R, 141G, 141B)에 조사되어 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출된 네 모퉁이의 광속을, 각 빔 스플리터(451)에 의해서 90°굴절시킨 후, CCD 카메라(41)에 도광하는 기능을 갖는다.
한편, 유지 커버(452)에는, 외측으로 굴절시킨 광속을 투과시키는 적당한 개구부가 마련되어 있다. 또한, 도 10에서는, 액정패널(141G)에 광속을 조사한 경우가 도시되어 있다. 이러한 도광부(45)에 의하면, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출한 네 모퉁이의 광속은, 스크린 등에 투사되는 일없이, 사방에 배치된 CCD 카메라(41)로 직접 검출된다(직시식).
전술한 조정부 본체(30) 및 광속 검출장치(40)는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 컴퓨터(70)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 이 컴퓨터(70)에는, 투사 렌즈(160)에 부착된 유동표(600)에 있어서의 바 코드(601)(도 3)를 판독 가능한 바 코드 레코더(800)가 전기적으로 접속되어 있다.
컴퓨터(70)는, CPU나 기억장치를 구비하며, 조정부 본체(30) 및 광속 검출장치(40)의 동작제어나, 광속 검출장치(40)의 CCD 카메라(41)로 촬영된 투사 화상의 화상처리, 바 코드 레코더(800)로 판독된 데이터 처리도 한다.
컴퓨터(70)에 호출된 프로그램은, 도 13에 도시되는 표시화면(71)을 표시하 여, 이 표시화면(71)상에 표시된 각종의 정보에 따라서, 포커스 얼라인먼트 조정이 행해진다.
표시화면(71)은, 위치 조정된 각 CCD 카메라(41)로부터의 영상을 직접 표시하는 화상표시 뷰(view)(72)와, 화상표시 뷰(72)에 표시된 화상을, 기준패턴 화상에 따라서 패턴 매칭(matching)처리를 하는 화상처리 뷰(73)와, 화상처리를 한 결과, 6축 위치 조정 유닛(31)의 각 축 조정량을 표시하는 축 이동량 표시 뷰(74)를 구비하고 있다. 한편, 화상표시 뷰(72)의 각 화상 표시영역(72A 내지 72D)에는, 4개의 CCD 카메라(41)의 각각에 도입된 네 모퉁이의 광속으로부터 얻어지는 화상이 표시된다.
[1-5] 위치 조정장치에 의한 조정 조작
다음에, 위치 조정장치(2)에 의한, 크로스다이크로익 프리즘(150)에 대한 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정의 방법을, 도 14에 나타내는 플로우 챠트에 따라서 설명한다.
여기서, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정을 하기 전에, 사전의 준비로서, 전술한 바와 같이 조립된 투사 렌즈(160)의 광학 특성치를 미리 투사 렌즈 검사장치(3)로 취득한다(처리 S1: 광학 특성치 취득순서).
또한, 사전준비로서, 프로젝터의 기종에 따른 패턴 매칭용의 기준 패턴 및 CCD 카메라(41)의 기준위치를 미리 취득해 둔다(처리 S2, S3: 기준위치 취득순서).
구체적으로는, 기종마다의 투사 렌즈(160)의 특성에 따라서, 포커스 위치 및 얼라인먼트 위치가 미리 조정된 마스터 광학장치와, 이 마스터 광학장치의 화상 형 성영역의 크기에 따라서 빔 스플리터(451)의 배치위치가 설정된 도광부(45)를 지지 지그(33)에 셋트한다(처리 S2). 마스터 광학장치는, 기준색 합성 광학계로서의 기준 크로스다이크로익 프리즘에, 기준 광 변조장치로서의 각 색광용의 3장의 기준 액정패널을 일체로 설치한 것이다.
다음에, 마스터 광학장치의 G 색광용의 기준 액정패널에 대하여, 광원유닛(37)으로부터 위치 조정용의 광속을 조사하여, 마스터 광학장치로부터 사출한 광속을 빔 스플리터(451)를 통해서 CCD 카메라(41)로 직접 받아들인다. 이 때, 이동기구(43)를 작동시켜, 광속을 확실히 수광할 수 있는 위치에 CCD 카메라(41)를 이동시킨다(처리 S3). 또한, 이 때의 화상을 화상표시 뷰(72)의 각 화상 표시영역(72A 내지 72D)에 표시시킨다.
이 화상으로서는, 예컨대, 도 15에 도시하는 바와 같이, 기준 액정패널의 네 모퉁이에 대응한 복수의 화소영역(CA)이 표시된 것이다. 이 화상은 패턴 매칭용의 기준 패턴이 된다. 또한, 이 때의 CCD 카메라(41)의 위치가 기종에 따른 기준위치가 된다. 기준패턴의 생성은, 3장의 각 기준 액정패널에 관해서 각각 실시되어, CCD 카메라(41)의 기준위치의 설정은, 하나의 기준 액정패널에 관해서만 실시된다. 이러한 기준패턴 및 CCD 카메라(41)의 기준위치는, 기종에 따른 기종 데이터로서 컴퓨터(70)의 기억장치에 등록된다.
이상의 처리(S2, S3)는, 미리 복수 기종에 대하여 실시되어, 각 기종마다의 기준 패턴 및 CCD 카메라(41)의 기준위치가 기종 데이터로서 등록된다.
계속해서, 크로스다이크로익 프리즘(150)을 지지 지그(33)에 셋트함과 동시에, 액정패널(141R, 141G, 141B)을, 자외선 경화형 접착제가 도포된 핀(145)을 삽입한 상태로, 6축 위치 조정 유닛(31)의 액정패널 유지부(317)에 설치한다(처리 S4).
다음에, 실제로의 조정에 앞서, 컴퓨터(70)내의 CPU에서 실행되는 프로그램에 의해 초기화 처리를 한다. 초기화 처리는, CPU에 부설되는 RAM(Random Access Memory) 등의 메모리를 초기화하는 이외에, 조정하는 크로스다이크로익 프리즘(150) 및 액정패널(141R, 141G, 141B)의 기종에 따라서 미리 등록된 기종 데이터를 호출, CCD 카메라(41)를 기준위치에 이동시켜 설정함과 동시에, 액정패널(141R, 141G, 141B)을 설계상의 소정위치에 배치하여, 위치 조정을 실행할 수 있는 처리를 하는 것이다(처리 S5). 또, 이 단계를 상기 처리 S2의 직후에 행하더라도 무방하다.
여기서, 투사 렌즈 검사장치(3)로 미리 측정된 광학 특성치를 취득한다. 즉, 바 코드 레코더(800)를 이용하여, 실제의 제품에 조립되는 투사 렌즈(160)에 부착된 유동표(600)의 바 코드(601)의 데이터를 판독하고, 컴퓨터(70)의 메모리 내에 축상 색수차 및 상면 경사를 포함하는 광학 특성치를 입력한다(처리 S6).
다음에, 컴퓨터(70)에서는, 입력된 광학 특성치에 따라서, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 상기 기준위치에 대한 편차량을 산출한다(처리 S7: 편차량 산출 순서).
이 후, 예컨대, 우선 액정패널(141G)에 대하여, 위치 조정용의 광속을 투사하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 출사 단면(152)(도 4)으로부터 사출된 합성광속을 빔 스플리터(451)를 통해서, CCD 카메라(41)로 검출한다(처리 S8: 합성광 검출순서).
그리고, 컴퓨터(70)는, CCD 카메라(41)로부터의 신호를 입력하면서, 그 화상 처리기능에 의해, 액정패널(141G)을 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 대하여 진퇴시킴으로써 액정 패널(141G)의 포커스 얼라인먼트 조정을 실시한다(처리 S9: 광 변조장치 위치 조정 순서). 이 포커스 얼라인먼트 조정은, 각 화상 표시영역(72A 내지 72D)에 표시된 화상이 기준패턴 화상의 위치와 완전히 일치할 때까지 반복된다(처리 S10).
이어서, 전술한 산출된 편차량에 근거하여, 이동기구(43)는 액정패널(141G)을 투사 렌즈(160)의 광축방향에 따른 방향, 즉, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 대하여 진퇴하는 방향으로, 각각 소정량 만큼 이동시킨다(처리 S11: 광 변조장치 위치 조정 순서). 이것에 의해, 투사 렌즈(160) 사이의 편차를 보정하여, 액정패널(141G)의 위치 정밀도를 보다 높이고 있다.
이러한 포커스 얼라인먼트 조정이 종료하면, 핀(145)에 자외선을 조사하여 액정패널(141G)을 고정한다(처리 S12).
또한, 액정패널(141G)의 조정 완료 후, 다른 액정패널(141R, 141B)에 관해서도 동일하게 실시한다. 즉, 전술한 순서를 액정패널(141R, 141B) 마다 연속하여 행한다(처리 S13). 이 때, 액정패널(141R, 141B)에 대응한 기준패턴이 기억장치로부터 호출되어 사용된다.
[1-6] 제 1 실시형태의 효과
이러한 본 실시형태에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.
(1) 조립된 투사 렌즈(160)의 광학특성에 근거하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)에 대한 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치를 보정하기 때문에, 액정패널(141R, 141G, 141B)과 크로스다이크로익 프리즘(150)의 상대위치가 보다 고정밀도로 조정된 광학장치(180)를 얻을 수 있다. 따라서, 투사 렌즈(160)와 이 광학장치(180)를 조합시켰을 때, 선명한 투사 화상을 얻을 수 있다. 이 때, 전체의 투사 렌즈(160)의 광학 특성치가 고려된 뒤에, 광학장치(180)가 구성되기 때문에, 결과로서, 전체의 투사 렌즈(160)가 검사되게 된다. 이 때문에, 투사 렌즈(160) 자신의 양호 또는 불량의 판정도 할 수 있다.
(2) CCD 카메라(41)를 기준위치로 한 상태로, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)을 조정하여, 최후에 투사 렌즈(160)의 편차량 만큼 더 이동하고 있기 때문에, 조정의 신속화를 꾀할 수 있다.
(3) 투사 렌즈(160)의 광학 특성치가 기록된 유동표(600)를 부착한 상태로, 이 투사 렌즈(160)의 광학 특성치를 취득하기 때문에, 투사 렌즈(160)와, 이 투사 렌즈(160)에 고유한 광학 특성치가 일체적으로 관리되어, 광학 특성치 취득순서에 있어서의 광학 특성치의 입력 미스 등을 방지할 수 있어, 제조작업의 효율화를 꾀할 수 있다.
(4) 투사 렌즈(160)의 광학 특성치를 바 코드(601)로서 데이터화했기 때문에, 위치 조정장치(2)에 바 코드 레코더(800)를 설치하는 것만의 구성으로, 광학 특성치의 입력을 간단히 할 수 있다.
(5) 빔 스플리터(451)를 갖춘 도광부(45)를 이용했기 때문에, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출된 광속을 90°굴절시킬 수 있고, 이 크로스다이크로익 프리즘(150)의 주위에 CCD 카메라(41)를 배치할 수 있다. 따라서, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터의 사출방향을 따라 CCD 카메라(41)를 배치할 필요가 없으므로, 그 방향으로 위치 조정장치(2)가 커지는 것을 방지할 수 있고, 위치 조정장치(2)의 소형화를 촉진할 수 있다.
(6) 도광부(45)를 빔 스플리터(451)로 구성했기 때문에, 도광부(45)를 간단한 구조로, 더구나 충분한 기능을 가질 수 있고, 또한 제작도 저렴하게 할 수 있으므로, 기종마다 도광부(45)를 준비하더라도, 경제적인 부담을 작게 할 수 있다.
(7) 광속 검출장치(40)를 4대의 CCD 카메라(41)로 구성했기 때문에, 각 CCD 카메라(41)로 액정패널(141R, 141G, 141B)의 네 모퉁이를 별도로 촬영하여 각 화상표시영역(72A 내지 72D)에 표시할 수 있다. 이 때문에, 각 화상 표시영역(72A 내지 72D)에서의 표시상태를 보면서, 전체의 촬영 개소에서의 포커스 얼라인먼트 조정을 하는 것에 의해, 보다 고정밀도로 조정할 수 있다.
(8) 4대의 CCD 카메라(41)는, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 직사각형 형상의 화상 형성영역의 대각선상에 대응하여 배치했기 때문에, CCD 카메라(41) 사이의 간섭을 피할 수 있는 것에 더하여, 이러한 CCD 카메라(41) 사이의 스페이스를 이용하여 이동기구(43)를 여유를 두고 배치할 수 있다.
(9) 액정패널(141R, 141G, 141B) 마다 위치 조정을 반복하는 것에 의해, CCD 카메라(41)를 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 조정시에 공통으로 이용할 수 있고, 4대의 적은 CCD 카메라(41)로 액정패널(141R, 141G, 141B)을 조정할 수 있다.
[2] 제 2 실시형태
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 관해서 설명한다.
제 2 실시형태는, 상기 제 1 실시형태와는, 투사 렌즈(160)마다의 광학 특성치로부터 산출되는 편차량에 근거하여, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치를 조정하는 방법이 서로 다르다. 이 때문에, 상기 제 1 실시형태와 동일 또는 상당 구성품에는 동일 부호를 붙이고, 설명을 생략 또는 간략하게 한다.
본 실시형태에 있어서의 액정패널(141R, 141G, 141B)의 조정은 도 16에 나타내는 플로우 챠트에 따라서 실시된다. 단, 처리 S1 내지 S7, S8 내지 S10, S12, S13는, 상기 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 상기 제 1 실시형태와는 다른 처리 S14에 관해서만 설명한다.
즉, 처리 S14에서는, 전술한 처리 S7에서 산출된 편차량에 근거하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 출사 단면(152)에 대한 각 CCD 카메라(41)의 위치의 조정을 행한다(처리 S14: 광 변조장치 위치 조정순서). 이에 의해, 투사 렌즈(160) 사이의 편차를 보정할 수 있다.
이어서, 위치 조정된 각 CCD 카메라(41)를 고정한 상태로, 상기 제 1 실시형태와 동일한 순서로, 액정패널(141G)의 위치 조정을 실행한다(처리 S8 내지 10, S12, S13). 본 실시형태에 의하면, 상기 제 1 실시형태의 (1), (3) 내지 (9)와 같은 효과에 부가하여, 이하와 같은 효과가 있다.
(10) 투사 렌즈(160)의 편차를 가미하여 CCD 카메라(41)를 설정하고 나서, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치를 조정했기 때문에, CCD 카메라(41)의 위치의 고 정밀도화를 꾀할 수 있다. 이 때, 4대의 CCD 카메라(41)를 준비하여, 각 장소에서의 광학 특성치의 편차량에 근거하여, 대응하는 CCD 카메라(41)만을 개별로 진퇴시켰기 때문에, 보다 한층 간단하고 또한 고정밀도로 투사 렌즈(160)의 편차분을 보정할 수 있다.
[3] 제 3 실시형태
다음에, 본 발명에 따른 제 3 실시형태에 관해서 설명한다.
[3-1] 전체 구성
도 18 및 19는 상기 광학 유닛을 구성하는 액정패널(141R, 141G, 141B)과 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정을 하기 위한 위치 조정 시스템(4)을 나타내는 도면이다. 이 위치 조정 시스템(4)은, 조정부 본체(700)와, 투사부 본체(900)를 구비한다.
조정부 본체(700)는, 제조되는 광학장치(180)를 포함하는 광학유닛(170)을 설치하기 위한 설치대(750)와, UV 차광 커버(710)와, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정용의 상기 3개의 6축 위치 조정 유닛(720)과, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정용의 프리즘 위치 조정 유닛(730)과, 광축 위치 표시용의 백색 레이저광 및 조정용 광원을 사출하기 위한 광원 유닛(740)을 구비한다.
UV 차광 커버(710)는, 상기 UV 차광 커버(20)와 대략 동일한 구성이며, 6축 위치 조정 유닛(720)을 둘러싸는 측판(711)과, 바닥판(712)과, 측판(713)에 개폐 가능하게 마련된 도어(714)와, 하부에 마련된 탑재대(715)를 구비한다.
측판(711)에는, 광원 유닛(740)으로부터 조사되어 투사 렌즈(160)를 투과한 광을 투사부 본체(900)에 투과하는 투과창(711A)이 마련되어 있다.
도어(714)는, 조정 대상이 되는 광학유닛(170)을 공급 제거할 때, 및 6축 위치 조정 유닛(720)을 조정 작업할 때 마련되는 것이며, 자외선을 투과하지 않는 아크릴판으로 형성된다.
탑재대(715)는, 장치 설치할 때, 조정부 본체(700)가 용이하게 이동할 수 있도록 하기 위해서, 그 하부에 캐스터(715A)가 마련되어 있다.
투사부 본체(900)는, 스크린 유닛(910)과, 반사장치(920)와, 암실(930)을 구비한다.
암실(930)은, 스크린 유닛(910) 및 반사장치(920)를 둘러싸는 측판(931), 바닥판(932) 및 천정판(933)과, 탑재대(934)를 구비한다.
측판(931)에는, 광원유닛(740)으로부터 광학유닛(170)을 거쳐 조사되는 광을 투과하기 위한 투과창(931A)이 마련되어 있다. 또한, 탑재대(934)의 하부에는, 캐스터(934A)가 마련되어 있다.
[3-2] 조정부 본체(700)의 설명
조정부 본체(700)의 UV 차광 커버(710)의 내부에는, 6축 위치 조정 유닛(720)과, 조정대상이 되는 광학유닛(170)을 지지 고정하는 설치대(750)가 마련되어 있다. 광원 유닛(740)은, 설치대(750)의 광학유닛(170)의 탑재면 하부에 설치되어 있다. 또한, 조정부 본체(700)의 설치대(750)의 상방에는, 삼차원 방향으로 이동가능한 프리즘 위치 조정 유닛(730)이 마련되어 있다.
또, 도 18에서는 도시를 생략했지만, 탑재대(715)의 하부에는, 조정부 본체(700), 스크린 유닛(910) 및 반사장치(920)를 제어하는 제어장치인 컴퓨터(200)(후술), 자외선 경화형 접착제를 경화시켜 광학유닛(170)의 액정패널(141R, 141G, 141B)을 크로스다이크로익 프리즘(150)상에 고정하기 위한 고정용 자외선 광원장치가 설치되어 있다.
6축 위치 조정 유닛(720)은, 도 20에 도시하는 바와 같이, 상기 6축 위치 조정 유닛(31)과 대략 동일한 구성으로 되어 있지만, 액정패널 유지부의 구성이 서로 다르게 되어 있다. 유지부가 되는 액정패널 유지부(727)는, 조정 대상이 되는 액정패널(141R, 141G, 141B)을 유지하는 부분이며, 상기 제 2 조정부(315C)의 선단부분에 설치되고, 이 제 2 조정부(315C)에 마련되는 액츄에이터(317C)에 의해 Y축방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
이 액정패널 유지부(727)는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 측면이 대략 Z자형상인 금속판상체로 구성되어, 도면 중 좌측 상부의 기단부분에는, 제 2 조정부(315C)로의 설치용의 구멍(727A)이 형성되고, 도면 중 오른쪽 하부의 선단부분에는, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 화상 형성영역을 흡착하는 흡착면(727B)과, 이 흡착면(727B)의 대략 중앙에 형성되는 공기를 흡인하기 위한 흡착구멍(727C)과, 이 흡착면(727B) 상에 유지부(727)의 표리면을 관통하는 4개의 광속 투과구멍(727D)이 형성되어 있다. 또한, 흡착면(727B)의 상하에는, 4개의 미러(727E)가 흡착면(727B)에 대하여 45°의 각도를 이루도록 배치되고, 유지부(727)의 상측의 2개의 미러(727E)에 대응한 위치에는, 자외선 조사용의 구멍(727F)이 2개 형성되어 있다. 한편, 상기 광속 투과구멍(727D)은, 유지하는 액정 패널(141R, 141G, 141B)의 화상 형성영역의 네 모퉁이 부분에 광속을 도입하는 위치에 형성되어 있다.
이러한 액정패널 유지부(727)는, 도 22에 도시하는 바와 같이, 흡착면(727B) 상에 액정패널(141R, 141G, 141B)의 화상 형성영역을 흡착한 상태로 액정패널(141R, 141G, 141B)을 유지한다. 광속 투과구멍(727D)에는, 광원유닛(740)으로부터 사출되어, 조명광축을 따라 라이트 가이드내를 지나는 조정용 광속이 투과하여, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 화상 형성영역에 입사하게 되어 있다. 또한, 미러(727E)에는, 설치대(750)의 하면에서 돌출하는 광섬유(751) 및 액정패널 유지부(727)의 내면에 설치되는 광섬유(751)로부터 조사되는 자외선이 입사하여, 각 미러(727E)에서 반사한 자외선은, 투명한 핀(145)의 기단부분에 입사하여, 선단 및 액정패널(141R, 141G, 141B)의 유지 프레임(143)에 형성된 구멍(143A)의 내면에 도포된 자외선 경화형 접착제를 경화시킨다.
광원 유닛(740)은, 크로스다이크로익 프리즘(150) 및 액정 패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정에 있어서의 광원을 갖고, 도 23에 도시하는 바와 같이, 광원부 본체(741) 및 도광부(742)를 구비하고 있다.
광원부 본체(741)는, 하우징 내에 조정용 광원이 되는 광원 램프(741A)를 수납한 구성으로 되어, 광학 유닛(170)에 광속을 공급하는 부분이다. 도시를 생략했지만, 하우징에는, 광원 램프(741A)의 냉각용의 개구 및 이 개구의 내측에 냉각 팬이 마련되어 있다. 한편, 이 광원 램프(741A)의 점등 및 소등(셔터) 제어는, 후술하는 컴퓨터(200)에 의해 실시된다.
도광부(742)는, 상하로 연장하는 통 형상체로 구성되어, 그 상단에는, 측방에 개구(742A)가 형성됨과 동시에, 이 개구(742A)의 위치에 대응한 내부에는, 개구(742A)의 개구면에 대하여 대략 45°로 배치되는 미러(742B)가 마련되어 있다.
도광부(742)의 하단 부분은, 탑재대(715)의 하부까지 연장되어, 하단부분의 측면에는 개구(742C)가 형성되고, 탑재대(715)의 하부에 설치되는 레이저광 출력부(743)의 레이저광 사출부분과 대향하고 있다. 또한, 이 개구(742C)에 대응한 도광부(742)의 내부에는, 개구(742C)의 개구면에 대하여 대략 45°를 이루는 각도로 미러(742D)가 배치된다.
또한, 도광부(742)의 중간부분에도, 광원부 본체(741)의 광원 램프(741A)의 광속 사출부분에 대응한 위치에 개구(742E)가 형성되고, 이 개구(742E)에 대응한 도광부(742)의 내부에는, 개구(742E)의 개구면에 대하여 대략 0 내지 45°의 범위로 조정가능한 가동식 미러(742F)가 배치된다.
이러한 광원유닛(740)을 이용하여, 조정 대상이 되는 광학 유닛(170)의 조정을 실행하는 경우, 도광부(742)의 상부의 개구(742A)와, 광학 유닛(170)의 광원 램프 교환용의 개구를 접촉시켜, 광원부 본체(741)의 광원 램프(741A)나 레이저광 출력부(743)로부터의 사출 광속을 라이트 가이드 내에 도입하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)이나 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정을 실행한다.
구체적으로는, 광학 유닛(170) 내에 백색 레이저광을 도입하는 경우, 가동식미러(742F)를 개구(742E)에 따른 상태, 즉 개구(742E)의 개구면에 대하여 0°가 되도록 이동시킨 상태로, 레이저광 출력부(743)로부터 백색 레이저광을 사출하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정 및 광학유닛(170) 자신의 광축 위치를 컴퓨터에 파악시킨다. 한편, 가동식 미러(742F)를 45°경사시킨 상태로, 광원부 본체(741)의 광원 램프(741A)에서 조정용 광속을 사출하여, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 포커스 얼라인먼트 조정을 한다.
프리즘 위치 조정 유닛(730)은, 도 24에 도시하는 바와 같이, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정을 하는 부분이며, 크로스다이크로익 프리즘(150)을 흡착 유지하는 프리즘 유지부(731)와, 선단이 이 프리즘 유지부(731)와 접속되고, 기단이 도시하지 않은 구동기구와 접속되는 구동축부(732)를 구비한다.
프리즘 유지부(731)는, 유지하는 크로스다이크로익 프리즘(150)의 평면형상과 대략 동일한 평면형상을 갖고, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 표면을 흡착하여, 상기 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정을 한다. 이 때문에, 프리즘 유지부(731)의 크로스다이크로익 프리즘(150)과의 접촉면에는, 흡인용의 구멍(733)이 형성되어 있다.
또한, 이 접촉면에는, 자외선 조사부(734)가 형성되어 있어, 프리즘 위치 조정 유닛(730)에 의한 위치 조정이 종료하면, 이 자외선 조사부(734)로부터 자외선을 조사하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)을 통해서, 하면측의 자외선 경화형 접착제(153)를 경화시킨다.
구동축부(732)는, 모터 등에 의해 구동하여, 상기 프리즘 유지부(731)의 자세를 조정하는 부분이며, 프리즘 유지부(731)에 흡착된 크로스다이크로익 프리즘(150)을 삼차원적으로 자유로운 위치로 조정할 수 있게 되어 있다.
[3-3] 투사부 본체(90O)의 설명
도 18에 있어서, 투사부 본체(900)를 구성하는 스크린 유닛(910)과, 반사장치(920)는 서로 암실(930)의 내부에서 대향 배치되어 있다.
스크린 유닛(910)은, 암실(930)의 6축 위치 조정 유닛(720)측에 배치되어 있고, 암실(930)의 바닥판(932)의 상면에 배치되어 조정대상이 되는 광학유닛(170)의 투사면으로서의 투과형 스크린(913)과, 이 투과형 스크린(913)의 이면에 설치되어, 광 변조장치의 위치 조정장치의 검출장치를 구성하는 CCD 카메라(915)와, 투과형 스크린(913)의 대략 중앙에 배치되어, 광선 검출부가 되는 CCD 카메라(916)와, 이들의 CCD 카메라(915, 916)를 투과형 스크린(913)의 면을 따라 이동시키는 이동기구(917)를 구비한다.
투과형 스크린(913)에는, 광원유닛(740)으로부터 광학유닛(170)을 거쳐서 조사되는 광을 투과하기 위한 투과창(913X)이 설치되어 있다.
또한, 미러(923)의 하부 중앙에는, 레이저광 출력부(743)로부터 출력된 백색 레이저광을 검출하기 위한 포지션 센서(918)가 마련되어 있다.
투과형 스크린(913)은, 도 25에 도시하는 바와 같이, 주위에 설치되는 직사각형 형상의 프레임(913A) 및 이 프레임(913A)의 내측에 마련되는 스크린 본체(913B)를 구비하고 있다.
스크린 본체(913B)는, 예컨대, 불투명 수지층 상에 광학 비즈를 균일하게 분산 배치하여 구성할 수 있어, 광학 비즈가 배치된 측으로부터 광속을 입사하면, 광학 비즈가 렌즈로 되어, 상기 광속을 스크린 본체(913B)의 이면측에 사출하도록 되 어 있다.
검출장치로서의 CCD 카메라(915), 및 광선 검출부로서의 CCD 카메라(916)는, 모두 전하 결합소자(Charge Coupled Device)를 촬영소자로 한 에어리어 센서이며, 스크린 본체(913B)의 배면측에서 형성되는 투사 화상을 검출하여, 전기 신호로서 출력하는 것이다.
본 실시형태에서는, CCD 카메라(915, 916)는, 투과형 스크린(913)상에 표시되는 직사각형 형상의 투사 화상의 네 모퉁이 부분 근방에 이동기구(917)를 거쳐서 장착되어 있어, CCD 카메라(915)는, 투사 화상의 네 모퉁이 부분 근방에, CCD 카메라(916)는, 투사 화상의 대략 중앙부분에 배치된다.
한편, 이들의 CCD 카메라(915, 916)는 투사 화상을 고정밀도로 검출하기 위해서, 줌 포커스 기구를 구비하여, 원격 제어에 의해 자유롭게 줌 포커스를 조정할 수 있게 되어 있다.
포인트 센서가 되는 포지션 센서(918)는, 반도체 위치검출 소자를 구비하여, 백색 레이저광 등의 광 스폿의 이차원 위치를 계측하는 장치이고, 검출 소자로서는 포트 다이오드가 사용되고 있다.
이동기구(917)는, 프레임(913A)의 수평방향을 따라 연장되는 수평부(917A)와, 수직방향으로 연장되는 수직부(917B)와, CCD 카메라(915, 916)가 장착되는 카메라 설치부(917C)를 구비한다.
CCD 카메라(915)는, 수평부(917A)에 대하여 수직부(917B)가 수평 방향으로 활주하여, 이 수직부(917B)에 대하여, 카메라 설치부(917C)가 수직방향으로 활주함으로써 투과형 스크린(913)을 따라 자유롭게 이동할 수 있다.
한편, CCD 카메라(916)는, 수직부(917B)에 대하여 수평부(917A)가 수직방향으로 활주하여, 이 수평부(917A)에 대하여, 카메라 설치부(917C)가 수평방향으로 활주함으로써 투과형 스크린(913)을 따라 자유롭게 이동할 수 있다.
또한, 후술하는 프리즘 위치 조정시에는, 포지션 센서(918)에 의해 백색 레이저광을 검출하여, 광학 유닛(170)의 광축위치가 나타난 때에도, 포지션 센서(918)에 의해 백색 레이저광을 검출한다.
한편, 프리즘 위치 조정에 있어서 포지션 센서(918)를 사용하는 것은, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치를 조정하면, 백색 레이저광에 의한 광 스폿의 위치가 크게 움직이기 때문에, 이것에 추종하여 검출할 수 있는 점을 고려했기 때문이다.
이들 CCD 카메라(915, 916) 및 포지션 센서(918)는, 탑재대 내부의 서보 제어기구에 의해서, 원격제어로 이동시킬 수 있게 되어 있다.
도 18 및 도 19에 있어서, 반사장치(920)는, 광원유닛(740)으로부터 투사 렌즈(160)를 거쳐 투사되는 투사 광을 투과형 스크린(913)에 향해서 반사시키는 것으로, 투사 렌즈(160)에 정반대로 배치되는 반사부 본체(921)와, 이 반사부 본체(921)를 투사 렌즈(160)에 대하여 근접 이격방향으로 이동 가능하게 하는 반사부 이동기구(922)로 구성되어 있다.
반사부 본체(921)는 조사되는 투사광의 위치에 따라서 동일면 내에 배치된 미러(923)와, 이 미러(923)가 장착되는 설치판(924)과, 이 설치판(924)의 하부를 지지하는 지지판(925)을 구비하여 구성되어 있다.
미러(923)는, 그 반사면(923A)이 투사 렌즈(160)로부터 조사되는 투사광의 광축과 직교되도록 형성되어 있다.
반사부 이동기구(922)는, 암실(930)의 바닥판(932)에 투과형 스크린(913)의 평면과 직교하는 방향으로 연장되어 마련된 복수의 레일(926)과, 이들 레일(926)의 상부를 회전이동 가능하게 되어 지지판(925)에 마련된 차륜(927)과, 이 차륜(927)을 회전 구동하는 도시하지 않은 구동기구를 구비하고 있다.
[3-4] 위치 조정 시스템의 제어구조의 설명
상술한 조정부 본체(700), 스크린 유닛(910) 및 반사장치(920)는, 도 26에 나타내는 바와 같이, 제어장치로서의 컴퓨터(200)와 전기적으로 접속되어 있다.
이 컴퓨터(200)는, CPU 및 기억장치를 구비하여, 조정부 본체(700), 스크린 유닛(910) 및 반사장치(920)의 서보기구의 동작 제어를 함과 동시에, 비디오 캡쳐 보드(video capture board) 등의 화상 수확 장치를 거쳐서 CCD 카메라(915, 916) 및 포지션 센서(918)와 접속되어 있다.
CCD 카메라(915)로 촬영된 투사 화상은, 화상 수확장치를 거쳐서 컴퓨터(200)에 입력하여, 컴퓨터에 적합한 화상신호로 변환된 후, CPU를 포함하는 컴퓨터(200)의 동작제어를 하는 OS 상에 전개되는 화상처리 프로그램에 의해 화상처리되어, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 포커스 얼라인먼트 조정이 행하여진다.
CCD 카메라(916)로 촬영된 투사 화상은, 동일하게 OS 상에 전개되는 프리즘 위치 조정 프로그램 및 광축 연산 프로그램에 의해 처리되어, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정 및 광학유닛(170)의 광축 연산이 행하여진다.
포지션 센서(918)로 검출된 광 스폿의 위치는, 화상으로서 컴퓨터(200)에 받아들여, 상기와 같은 화상처리 프로그램에 의해서 처리된다.
[3-5] 액정패널의 기준위치의 취득시의 구성
도 27은 액정패널(141)의 기준위치를 취득할 때의 모양을 나타내는 도면이다. 도 27에 도시하는 바와 같이, 액정패널(141)의 기준위치는 상기 위치 조정 시스템(4)의 투사부 본체(900)의 일부 및 조정부 본체(700)의 일부의 구성을 변경하는 것에 의해 실시된다.
구체적으로, 액정패널(141)의 기준위치의 취득시에 있어서, 투사부 본체( 900)로서는, 상기 반사 장치(920)의 CCD 카메라(916)의 위치에 CCD 카메라(916) 대신에 설치 지그(940)가 설치된다. 그리고, 이 설치 지그(940)의 상면에는, 레이저광 사출부인 레이저광 출력장치(950)의 일부가 배치된다.
설치 지그(940)는, 반사장치(920)의 반사부 본체(921)의 이면측에 장착되고, 이 설치 지그(940)내에서 레이저광 출력장치(950)를 이동 가능하게 유지하는 부재이다. 구체적으로는, 도시를 생략하지만, 설치 지그(940)의 표면에는 긴 구멍이 형성되어 있고, 이 긴 구멍을 거쳐서 설치 지그(940)에 대하여 레이저광 출력장치(950)를 나사 고정함으로써 이동 가능한 구성으로 되어있다.
레이저광 출력장치(950)는, 설치 지그(940)의 표면에 나사 고정된 레이저광 출력장치 본체(951)와, 6축 위치 조정 유닛(720)의 액정패널 유지부(727)에 장착되는 제 2 반사부재인 판 형상의 반사 미러(952)를 구비하여, 오토 콜리메이터(auto collimator) 형상의 장치이다. 한편, 전술한 반사부 본체(921)에는, 레이저광 출력장치(950)의 레이저광 출력부의 위치에, 표리면을 관통하는 구멍이 형성되어 있고, 레이저광 출력장치(950)로부터 출력된 레이저광은, 이 구멍을 통하여 조정부 본체(700)측에 사출된다.
반사 미러(952)는, 6축 위치 조정 유닛(720)의 액정패널 유지부(727)에, 액정패널(141) 대신에 설치되기 때문에, 3색광에 대응하는 3장의 반사 미러(952R, 952G, 952B)를 구비하고 있다.
레이저광 출력장치 본체(951)로부터 사출된 레이저광(사출광)은, 예컨대, 녹색광용의 반사 미러(952G)에서 반사되어 반사광으로 되고, 이 반사광을 레이저광 출력장치 본체(951)가 검출한다. 이 때문에, 레이저광 출력장치 본체(951)에서는, 미리 취득한 설계상의 사출광 위치에 대한 실제의 반사광 위치를 취득할 수 있도록 되어 있다.
또, 레이저광을 적색광 또는 청색광에 대응하는 액정패널 유지부(727)에 설치된 반사 미러(952R, 952B)에 입사되는 경우에는, 설치대(750) 위에 광속을 90° 절곡하여 반사하기 위한 삼각기둥 형상의 유리제의 삼각 블록(960)이 설치 지그(970)를 통해서 배치된다.
[3-6] 액정패널의 기준위치의 취득순서
다음에, 액정패널의 기준위치의 취득순서에 관해서 설명한다.
도 29는 위치 조정 시스템(4)의 일부를 확대하여 도시하는 도면이다. 도 30은 액정패널의 기준위치 취득공정에 관해서 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 29 및 30에 도시하는 바와 같이, 설치대(750)상에 설치 지그(970)를 장착한 후에, 이 설치 지그(970)에 제 1 반사부재로서의 직각 블록(980)을 배치하여, 클램프부(971)에 의해 직각 블록(980)을 설치 지그(970)에 고정한다(처리 S101).
여기서, 직각 블록(980)은, 대략 입방체 형상의 유리제의 부재이며 각 단면에 있어서 광속의 반사가 가능하게 되어 있다.
또한, 클램프부(971)는, 설치대(750)상에 배치되는 직각 블록(980) 또는 삼각 블록(960)의 표면을, 설치대(750)측에 가압하도록 끼워, 설치대(750)상에 각 블록(960, 980)을 고정하는 것이다.
다음에, 도 27에 나타내는 바와 같이, 레이저광 출력장치(950)로부터 직각 블록(980)의 표면에 대하여 레이저광을 사출하고(처리 S102), 이 직각 블록(980)에서 사출광의 대략 반대방향으로 반사된 반사광을 레이저광 출력장치(950)로 검출한다 (처리 S103).
다음에, 설치 지그(940)에 대한 레이저광 출력장치(950)의 위치를 변경하여, 사출광과 반사광의 위치를 합치시켜, 레이저광 출력장치(950)의 위치를 특정한다 (처리 S104: 레이저광 사출부 위치 특정순서).
다음에, 설치 지그(970)로부터 직각 블록(980)를 분리하고, 6축 위치 조정 유닛(720)의 액정패널 유지부(727)에 3장의 반사 미러(952R, 952G, 952B)를 설치한다(처리 S105: 제 2 반사부재 유지순서).
이 상태, 즉 설치대(750)상에는 아무것도 배치되어 있지 않은 상태로, 레이저광 출력장치(950)로부터 반사 미러(952G)의 표면에 대하여 레이저광을 사출한다 (처리 S106). 이 반사 미러(952G)에서 사출광에 대하여 대략 반대방향으로 반사된 반사광을 레이저광 출력장치(950)로 검출한다(처리 S107).
다음에, 반사 미러(952G)의 자세를 6축 위치 조정 유닛(720)으로 조정하여, 사출광과 반사광의 위치를 합치시켜, 반사 미러(952G)의 자세를 특정한다(처리 S108: 제 2 반사부재 자세 조정순서).
이러한 순서를, 청색광용의 반사 미러(952B)나 적색광용의 반사 미러(952R)에 관해서도 동일하게 실시한다(처리 S109). 이 때, 도 28에 나타내는 바와 같이, 단면이 직각 삼각형상인 삼각기둥 형상의 삼각 블록(960)을 준비하여, 이 삼각 블록(960)의 경사면 부분이, 레이저광 출력장치(950) 및 반사 미러(952B)에 대향하도록, 이 삼각 블록(960)을 설치대(750)상에 배치하여, 설치 지그(970)의 클램프부(971)에 의해 삼각 블록(960)을 설치대(750)에 고정한다(처리 S110).
다음에, 전술한 바와 같이, 레이저광 출력장치(950)로부터 삼각 블록(960)의 경사면 부분에 대하여 레이저광을 사출하여(처리 S106), 삼각 블록(960)의 경사면 부분에서 반사되어 90°절곡된 후에, 반사 미러(952B)에서 대략 반대방향으로 반사되고, 다시 삼각 블록(960)의 경사면 부분에서 반사되어 90°절곡된 반사광을, 레이저광 출력장치(950)로 검출한다(처리 S107).
다음에, 반사 미러(952B)의 자세를 6축 위치 조정 유닛(720)으로 조정하여, 사출광과 반사광의 위치를 합치시켜 반사 미러(952B)의 자세를 특정한다(처리 S108: 제 2 반사부재 자세 조정순서).
다음에, 삼각 블록(960)의 경사면 부분을 레이저광 출력장치(950) 및 반사 미러(952B)에 대향하도록, 이 삼각 블록(960)을 설치대(750)상에 배치하여, 클램프부(971)에 의해 삼각 블록(960)을 설치대(750)에 고정한다. 이 후에, 상기 반사 미러(952B)에 대한 경우와 동일한 순서로, 반사 미러(952R)의 자세를 특정한다(처리 S108: 제 2 반사부재 자세 조정순서).
이상과 같이 하여 특정된 반사 미러(952R, 952G, 952B)의 자세에 따라서, 이 때의 각 6축 조정 유닛(720)을 구성하는 액정패널 유지부(727)의 공간적인 위치를 위치 데이터로서 취득해 둔다(처리 S111: 기준위치 취득순서). 이렇게 하여, 기준위치를 취득한 후에, 설치대(750)로부터 설치 지그(970)를 분리하고 나서, 크로스다이크로익 프리즘(150) 및 액정패널(141)(141R, 141G, 141B)을 배치하여, 이들의 위치 조정 조작을 시작한다.
[3-7] 위치 조정 시스템에 의한 프리즘 및 액정패널의 위치 조정 조작
다음에, 위치 조정 시스템(4)에 있어서, 조정 대상이 되는 광학유닛(170)의 조정 조작은, 도 31에 도시되는 플로우 챠트에 따라서 실시된다.
(1) 우선, 여러가지의 광학부품이 갖추어진 상부 라이트 가이드와, 하부 라이트 가이드를 조합시켜 조정 대상이 되는 광학유닛(170)을 구성하여, 조정부 본체(700)의 설치대(750)에 세트한다(처리 S201). 이 때, 하부 라이트 가이드에는, 고정판(152A)만을 나사(154)로 고정해 두고, 자외선 경화형 접착제(153)를 크로스다이크로익 프리즘(150)의 탑재면상에 미경화의 상태로 도포해 둔다.
(2) 다음에, 프리즘 위치 조정 유닛(730)에 크로스다이크로익 프리즘(150)을 부착하고(처리 S202), 그리고 6축 위치 조정 유닛(720)에 액정패널(141R, 141G, 141B)을 설치한다(처리 S203). 또, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 설치는, 유지 프레임(143)의 네 모퉁이 부분에 형성된 구멍(143A)에, 자외선 경화형 접착제를 도포한 핀(145)을 삽입하여, 접착제가 미경화한 상태로서 실행한다.
(3) 컴퓨터(200)를 조작하여, 미리 기억장치 내에 격납된 프로젝터의 기종마다 등록된 기종 데이터를 호출하여, CPU의 메모리상에 로드한다(처리 S204). 기종 데이터로서는, 조정 대상이 되는 크로스다이크로익 프리즘(150), 액정패널(141R, 141G, 141B)의 설계상의 배치 위치가 포함되고, 각 위치 조정에 있어서는, 이들 설계상의 배치 위치를 초기위치로서 조정한다.
(4) 이러한 조정의 준비가 종료하면, 프리즘 위치 조정을 하지만(처리 S205), 구체적으로는, 도 32에 도시되는 플로우챠트에 따라서 실시된다.
(4-1) 컴퓨터(200)의 CPU는, 메모리상에 로드된 기종 데이터의 크로스다이크로익 프리즘(150)의 설계상의 위치에 따라서, 프리즘 위치 조정 유닛(730)에 제어 지령을 출력한다. 프리즘 위치 조정 유닛(730)은, 이 제어지령에 따라서 크로스다이크로익 프리즘(150)을 초기위치에 셋트한다(처리 S301). 한편, 이 때 CPU는, 6축 위치 조정 유닛(720)에도 제어지령을 출력하여, 설치된 액정패널(141R, 141G, 141B)을, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 조정용의 백색 레이저광에 간섭하지 않는 위치에 대피시켜 놓는다.
(4-2) 컴퓨터(200)의 CPU는, 포지션 센서(918)를, 투과형 스크린(913)상에 투사되는 투사 화상의 대략 중앙에 이동시켜, 포지션 센서(918)에 의한 검출의 준비를 한다(처리 S302). 또한, 광원유닛(740)의 가동식 미러(742F)를 이동시켜 레이저광 출력부(743)로부터 백색 레이저광을 조사한다(처리 S303).
(4-3) 광원유닛(740)으로부터 조사된 백색 레이저광은, 광학유닛(170) 내에서 RGB 3색의 색광으로 분리된 후, 크로스다이크로익 프리즘(150)에서 다시 합성되어, 투사 렌즈(160)를 거쳐서 투과형 스크린(913)상에 광 스폿을 형성한다. 포지션 센서(918)는 각 색광 전체의 광 스폿 상을 검출한다(처리 S304).
(4-4) 포지션 센서(918)로 검출된 광 스폿 상은, 수치신호로서 컴퓨터(200)에 도입되어, 컴퓨터(200)의 CPU는, 도입된 수치신호에 따라서 프리즘 위치 조정 유닛(730)에 제어지령을 출력하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정을 하여 (처리 S305), 조정 후 다시 광 스폿 상을 검출한다(처리 S306).
(4-5) 컴퓨터(200)의 CPU는, 프리즘 위치 조정을 하면서, 화상처리 프로그램을 이용하여 광 스폿 상의 면적을 산출하여, 산출된 면적에 따라서 조정을 종료할지 여부를 판정한다(처리 S307).
(4-6) 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정이 종료하면, CPU는 프리즘 위치 조정 유닛(730)에 제어지령을 출력하여, 이것에 따라서 프리즘 위치 조정 유닛(730)은, 프리즘 유지부(731)의 자외선 조사부(734)로부터 자외선을 조사하여, 고정판(152A)상의 자외선 경화형 접착제(153)를 경화시켜(처리 S308), 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치 조정을 종료한다.
(5) 프리즘 위치 조정 공정이 종료하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)이 위치 결정되면, 광학유닛(170)의 광축 위치 검출을 개시하지만(처리 S206), 구체적으로는, 도 33에 나타내는 플로우 챠트에 따라서 실시된다.
(5-1) 우선, 광학유닛(170)에 평균적인 광학특성을 갖는 투사 렌즈(160)를 마스터 렌즈로서 설치한다(처리 S401).
(5-2) 다음에, 컴퓨터(200)의 CPU는, 이동기구(917)에 제어신호를 출력하여, 포지션 센서(918)를 CCD 카메라(916)로 바꿔, CCD 카메라(916)에서의 검출상태를 준비한다(처리 S402).
(5-3) 컴퓨터(200)의 CPU는, 레이저광 출력부(743)에 제어신호를 출력하여, 백색 레이저광을 조사시켜, 투사 렌즈(160)을 거쳐서 투과형 스크린(913)상에 스폿 영상을 투사하고(처리 S403), 투과형 스크린(913)에 투사된 스폿 영상을 중앙의 CCD 카메라(916)로 검출하여(처리 S404), 수치신호로서 컴퓨터(200)에 출력한다.
(5-4) 컴퓨터(200)의 CPU는, 그 때의 중앙의 CCD 카메라(916)상의 레이저 스폿 중심위치로부터 연산하여(처리 S405), 광학유닛(170)의 광축위치를 메모리상에 저장한다(처리 S406).
(6) 광학유닛(170)의 광축 위치가 파악되면, 컴퓨터(200)의 CPU는, 기종 데이터에 포함되는 액정패널(141R, 141G, 141B)의 설계상의 위치에 따라서, 제어지령을 생성하여 6축 위치 조정 유닛(720)에 출력하고, 6축 위치 조정 유닛(720)은 액정패널(141R, 141G, 141B)을 이동시켜, 핀(145)이 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면에 접촉하는 초기위치에 세트한다(처리 S207).
(7) 광축 위치 검출이 종료하면, 크로스다이크로익 프리즘(150)에 대한 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정을 하지만(처리 S208), 구체적으로는, 도 34에 도시되는 플로우챠트에 따라서 실시된다.
(7-1) 컴퓨터(200)의 CPU는, 광원유닛(740)에 대하여 제어지령을 출력하여, 광원 유닛(740)의 가동식 미러(742F)를 이동시켜, 백색 레이저광으로부터 광원부 본체(741)의 광원 램프(741A)로의 전환을 하여(처리 S501), 광원 램프(741A)를 점등시킨다(셔터 개방). 광원 램프(741A)에서 조사된 광속은, 도광부(742)을 거쳐서 광학 유닛(170) 내부에 공급되어, 액정패널 유지부(727)의 광속 투과구멍(727D)으로부터 액정패널(141R, 141G, 141B)에 입사하여, 투사 렌즈(160)를 거쳐서 투과형 스크린(913)의 네 모퉁이 부분에 투사 화상이 형성된다.
(7-2) 컴퓨터(200)의 CPU는, 상기 광축 위치 검출 공정에서 파악한 광학 유닛(170)의 광축위치에 기초한 네 모퉁이 위치에, 각 모퉁이부에 배치되는 4개의 CCD 카메라(915)를 이동시켜, 투사 화상을 각 CCD 카메라(915)로 검출할 수 있도록 한다 (처리 S502: 합성광 검출공정).
(7-3) 이 상태로, 컴퓨터(2OO)의 CPU는, 화상 신호를 출력하여, 조정대상이 되는 액정패널에만 얼라인먼트 조정용의 화상패턴을 포함하는 화상신호를 출력하고, 다른 액정패널에는, 흑색화상을 표시하는 화상신호를 출력한다(처리 S503). 한편, 본 예에서는, 우선, 액정패널(141G)의 위치 조정을 한 후에, 액정패널(141R, 141B)의 위치 조정을 하기 때문에, 이것에 따라서, 다른 화상신호가 순차적으로 출력되는 것으로 된다. 한편, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정에 있어서, CCD 카메라(915)로서 3대의 CCD 카메라를 사용하여, 3장의 액정패널(141R, 141G, 141B)을 동시에 위치 조정할 수도 있고, 이와 같이 동시에 위치 조정하면, 조정의 대폭적인 고속화가 도모된다.
(7-4) 컴퓨터(200)의 CPU는, 전처리에서 얻어진 광축 위치를 움직이지 않도록, 액정패널(141G)의 포커스 조정을 하여, 포커스 조정이 종료하면, 화상 패턴을 이용하여 얼라인먼트 조정을 한다(처리 S504, S505: 광 변조장치 자세 조정공정).
(7-5) 액정패널(141G)의 위치 조정이 종료하면, 광섬유로부터 자외선을 조사하여, 핀(145) 선단의 자외선 경화형 접착제를 경화시키고(처리 S506: 광 변조장치 고정공정), 그 후 화상신호를 출력하여, 다음의 액정패널(141R)의 조정을 개시하여, 전체의 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정이 종료할 때까지 상기 순서를 반복한다(처리 S507).
(7-6) 이렇게 하여, 액정패널(141R, 141G, 141B)이 위치 조정되었을 때의 각 6축 조정유닛(720)의 위치인 조정위치를, 미리 취득해 둔 기준위치에 따라서 취득한다. 구체적으로는, 상기 기준위치 및 조정위치를 비교하여, 기준위치에 대한 액정패널(141)의 편차량을 취득한다(처리 S508: 편차량 취득공정). 이 때, 이 편차량을 각도(deg)및 길이(㎛)를 단위로 한 측정 데이터인 편차량 데이터로서, 하드 디스크 등에 기억한다(처리 S509: 편차량 데이터 기억공정).
이상과 같이 하여, 광학유닛(170)의 제조와, 이 제조된 광학 유닛에 있어서의 액정패널(141)의 자세에 관한 데이터의 취득이 실시된다. 이 후에, 이 자세에 관한 데이터와 상기 투사 렌즈(160)에 관한 데이터에 따라서, 광학유닛(170)과 투사 렌즈(160)의 최적인 조합을 함수식 등으로 표현함으로써 간단히 확보할 수 있게 된다.
[3-8] 제 3 실시형태의 효과
제 3 실시형태에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.
기준위치에 대한 액정패널(141)의 조정위치의 편차량을 취득하여, 측정 데이터로서 축적할 수 있기 때문에, 예컨대 미리 개개의 투사 렌즈(160)의 광학특성을 취득해 두는 것에 의해, 취득한 액정패널(141)의 편차량과 각 투사 렌즈(160)의 광학특성의 관계에 따라서, 제조된 광학장치(180)에 대한 적절한 투사 렌즈(160)를 간단히 선택할 수 있다. 이러한 조합을 채용함으로써 광학장치(180)의 제조효율 및 정밀도를 향상할 수 있고, 선명한 투사 화상을 투사할 수 있다.
또한, 레이저광 출력장치(950)로부터의 사출광 및 반사 미러(952)의 표면에서 반사된 반사광의 위치를 합치시키는 것만으로, 6축 위치 조정 유닛(720)의 액정패널 유지부(727)의 기준위치를 간단히 파악할 수 있기 때문에, 기준위치로부터의 조정위치의 편차량을, 길이「㎛」와 각도「deg」로서 간단히 취득할 수 있다. 이 때문에, 편차량의 측정 데이터가 작업자에 있어서 이해하기 쉽기 때문에 작업성이 향상한다.
[4] 본 발명에 포함되는 변형
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 구성 등을 포함하여, 이하에 나타내는 것과 같은 변형 등도 본 발명에 포함된다.
상기 제 1, 2 실시형태에서는, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출된 합성광을 직접 CCD 카메라(41)로 검출함으로써 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치를 조정했었지만, 예컨대, 투사 렌즈(160)의 후단에 스크린을 준비하여, 이 스크린상의 투영 화상을 CCD 카메라로 간접적으로 검출하도록 구성할 수도 있다. 단, 상기 각 실시형태의 쪽이, 위치 조정장치(2)를 소형화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 제 1, 2 실시형태의 투사 렌즈 검사장치(3)에 있어서, 광원으로부터 투사 렌즈(160)를 통해서 사출된 화상광을 미러(520)로 반사시키는 구성으로 하고 있었지만, 미러(520)를 배치하지 않는 직선 광학계의 구성으로서도 좋다. 요컨대, 투사 렌즈 검사장치(3)의 구성은, 각 광학 특성치를 취득할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다.
상기 제 1, 제 2 실시형태에서는, 유동표(600)를 이용하고 있었지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예컨대, 미리, 투사 렌즈(160)에 소정의 검사번호를 부착하여 둬, 이 검사번호와 투사 렌즈 검사장치(3)로 측정한 광학 특성치를 관련시켜 컴퓨터(70) 등에 기억시켜 놓더라도 무방하다. 요컨대, 조립된 투사 렌즈(160)와, 이 투사 렌즈(160)의 광학 특성치가 관련되어 있으면 좋다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 투사 렌즈(160)의 광학 특성치를 바 코드(601)로서 데이터화했었지만, 다른 수단을 이용하여 데이터화할 수도 있다.
또한, 상기 제 1, 2 실시형태에 있어서, CCD 카메라(41)의 구성은, 도 17에 나타내는 구성으로 하여도 좋다. 즉, 도 17에 나타낸 바와 같이, 4대의 각 CCD 카메라(46)는, CCD 카메라 본체(47)와, 렌즈(48A)가 수납된 하우징(48)과, 전반사 미러(49A)가 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광속 출사 단면에 대하여 45°의 각도로 수납된 미러 유닛(49)을 구비한다.
이러한 CCD 카메라(46)로서는, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출된 광속을 미러 유닛(49) 내에 도입하여, 이 도입한 광속을 전반사 미러(49A)에서 대략 직각으로 전반사한다. 이 후에, 이 전반사된 광속을, 렌즈(48A)를 거쳐서 CCD 카메라 본체(47)로 검출한다. 여기서, 렌즈(48A)가 하우징(48)에 수납됨과 동시에, 전반사 미러(49A)도 미러 유닛(49)에 수납되기 때문에, 도입된 광속이 외부로 누설하거나, 외부광의 영향을 받지 않게 되어 있다. 이상과 같은 구성으로 하면, 각 CCD 카메라(46)를 완전히 독립하여 기능시킬 수 있어, 광속 검출장치(40)의 구조를 간소화할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 화상 신호에 따라서 광 변조를 실행하는 광 변조장치로서 액정패널(141R, 141G, 141B)을 채용했지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 광 변조를 실행하는 광 변조장치로서, 마이크로 미러를 이용한 장치 등, 액정 이외의 사물의 위치 조정용에 본 발명을 채용할 수도 있다.
상기 각 실시형태에 있어서, 광학장치(180)를 프로젝터(100)에 조립했지만, 이것에는 한정되지 않고, 그 밖의 광학기기에 탑재할 수도 있다.
상기 제 3 실시형태에서는, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치 조정을, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 순서로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 3장의 액정패널을 동시에 위치 조정하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 제 3 실시형태에서는, 투사 렌즈(160)를 거쳐서, 확대 투영한 화상을 CCD 카메라(915)로 검출하여 조정했었지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 투사 렌즈를 거치지 않고, 직접 광축위치 및 광 변조장치의 얼라인먼트 조정을 실시할 수도 있다.
기타, 본 발명의 실시시의 구체적인 구조 및 형상 등은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 다른 구조 등으로서도 좋다.
본 발명은, 복수의 광 변조장치와 색합성 광학계를 구비하는 광학장치에 있어서의 광 변조장치의 위치 조정에 이용할 수 있고, 프로젝터 등의 광학장치의 제조에 이용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 복수의 색광을 각 색광마다 화상정보에 따라서 변조하는 복수의 광 변조장치와, 각 광 변조장치가 설치되는 복수의 광 입사 단면 및 각 광 입사 단면에 입사한 색광을 합성하여 사출하는 광 출사 단면을 갖는 색합성 광학계를 구비하는 광학장치를 제조하는 광학장치의 제조방법에 있어서,
    상기 광학장치와 조합되는 투사 광학계의 광학 특성을 취득하는 광학 특성 취득순서와,
    상기 광 변조장치의 상기 색합성 광학계에 대한 기준 위치를 취득하는 기준 위치 취득순서와,
    취득된 상기 투사 광학계의 광학특성에 근거하여 상기 광 변조장치의 기준 위치에 대한 편차량을 산출하는 편차량 산출순서와,
    상기 광 출사 단면으로부터 사출된 합성광을 광속 검출장치를 이용하여 검출하는 합성광 검출순서와,
    이 합성광 검출순서에서 합성광을 검출하면서, 상기 편차량을 가미하여 상기 광 변조장치의 위치 조정을 실행하는 광 변조장치 위치 조정 순서를 구비하는 것을 특징으로 하는
    광학장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 변조장치 위치 조정 순서는, 합성광을 검출하면서 상기 광 변조장치의 위치 조정을 한 후, 상기 편차량 만큼 상기 광 변조장치를 상기 투사 광학계의 광축 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는
    광학장치의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 변조장치 위치 조정 순서는, 상기 편차량에 근거하여 상기 광속 검출장치의 위치 조정을 한 후, 상기 광 변조장치의 위치 조정을 실행하는 것을 특징으로 하는
    광학장치의 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학특성 취득순서는, 조합되는 투사 광학계에 따라서 부착된 유동표에 기록된 광학특성을 판독하는 것에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는
    광학장치의 제조방법.
  5. 복수의 색광을 각 색광마다 화상정보에 따라서 변조하는 복수의 광 변조장치와, 각 광 변조장치가 설치되는 복수의 광 입사 단면 및 각 광 입사 단면에 입사한 색광을 합성하여 사출하는 광 사출 단면을 갖는 색합성 광학계를 구비하는 광학장치를 제조하는 광학장치의 제조방법에 있어서,
    상기 색합성 광학계의 광 사출 단면으로부터 사출된 합성광을 광속 검출장치를 이용하여 검출하는 합성광 검출공정과, 이 합성광을 검출하면서 상기 광 변조장치의 위치 조정을 실행하는 위치 조정장치의 유지부에 의해 유지된 상기 각 광 변조장치의 상기 색합성 광학계에 대한 자세의 조정을 실행하는 광 변조장치 자세 조정공정과, 이 자세 조정된 각 광 변조장치를 상기 색합성 광학계의 광 입사 단면에 고정하는 광 변조장치 고정공정을 구비하며,
    상기 광 변조장치 자세 조정공정을 실시하기 전에, 상기 위치 조정장치의 유지부의 상기 광속 검출장치에 대한 기준위치를 취득하는 기준위치 취득공정이 실시되고,
    상기 광 변조장치 자세 조정공정의 실시에 따라서, 상기 취득된 유지부의 기준위치와 상기 광 변조장치의 자세 조정 후에 있어서의 상기 유지부의 위치인 조정위치를 비교하여, 상기 기준위치에 대한 상기 조정위치의 편차량을 취득하는 편차량 취득공정과,
    이 취득한 편차량을 측정 데이터로서 기억하는 편차량 데이터 기억공정을 구비하는 것을 특징으로 하는
    광학장치의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기준위치 취득공정은, 상기 색합성 광학계가 설치되는 테이블의 기준위치에 설치된 제 1 반사부재의 표면에 대하여 레이저광 사출부로부터 레이저광을 대략 수직으로 사출하고, 이 사출광의 제 1 반사부재에서의 반사광을 검출하여, 상기 사출광 및 반사광의 위치를 합치시키는 것에 의해 상기 레이저광 사출부의 위치를 특정하는 레이저광 사출부 위치 특정순서와,
    상기 위치 조정장치의 유지부에 제 2 반사부재를 유지시키는 제 2 반사부재 유지순서와,
    위치가 특정된 상기 레이저광 사출부로부터, 상기 유지부에 유지된 제 2 반사부재에 대하여 레이저광을 사출하여, 그 반사광을 상기 광속 검출장치로 검출하면서, 상기 사출광 및 반사광의 위치를 합치시키도록, 상기 유지부에 유지된 제 2 반사부재의 자세를 조정하는 제 2 반사부재 자세 조정순서와,
    이 제 2 반사부재가 자세 조정된 때에 있어서의 상기 유지부의 위치를 상기 기준위치로서 취득하는 기준위치 취득순서를 구비하는 것을 특징으로 하는
    광학장치의 제조방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 편차량 취득순서는, 상기 편차량의 측정 데이터를 길이 및 각도를 단위로서 취득하는 것을 특징으로 하는
    광학장치의 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광학장치의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는
    광학장치.
  9. 제 8 항에 기재된 광학장치를 구비하는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
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