KR20030074435A - 색 합성 광학계의 제조 방법, 색 합성 광학계의 제조 장치및 프로젝터의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

4개중 어느 하나의 반사면(501, 502, 511, 512)에 측정광(X)을 도입하고, 각 반사면(501, 502, 511, 512)에서 반사되어, 반사 장치로 반사되며, 다시 반사면(501, 502, 511, 512)에서 반사된 복귀광(Y)을 오토콜리메이터(620)로 검출하여, 처리부(628)에서 화상 처리 및 연산 처리를 실행한다. 이들 처리 결과에 기초하여, 위치 조정 기구(690)는 측정광(X)의 위치와 복귀광(Y)의 위치의 편차가 없도록, 고정판(447)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 자세를 조정하여, 고정밀도의 프리즘 유닛(50)을 제조한다. ,

Description

색 합성 광학계의 제조 방법, 색 합성 광학계의 제조 장치 및 프로젝터의 제조 방법{PRODUCING METHOD OF COLOR COMBINING OPTICAL SYSTEM, PRODUCING MACHINE OF COLOR COMBINING OPTICAL SYSTEM AND PRODUCING METHOD OF PROJECTOR}

본 발명은 색 합성 광학계의 제조 방법, 색 합성 광학계의 제조 장치, 및 프로젝터의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 광원으로부터 사출된 광속을 다이크로익 미러를 사용하여 삼색의 색광 R, G, B로 분리하는 색 분리 광학계와, 분리된 광속을 색광마다 화상 정보에 따라 변조하는 3장의 광 변조 장치(액정 패널)와, 각 액정 패널로 변조된 광속을 합성하는 색 합성 광학계를 구비하는 삼판식 프로젝터가 알려져 있다.

이 색 합성 광학계는 색 분리 광학계 등이 수납되는 광학 부품용 하우징에 기계적으로 고정되는 고정판과, 이 고정판에 접착 고정되는 색 합성 광학 소자로서의 크로스 다이크로익 프리즘을 구비하고, 프리즘 유닛으로서 일체적으로 구성되어 있다(예컨대, 일본 특허 공개 제 2000-221588 호 공보 참조).

이 크로스 다이크로익 프리즘은 4개의 직각 프리즘을 각 계면을 따라 접합시켜 형성된 대략 입방체 형상의 프리즘이다. 대략 입방체의 측면에 있어서, 3개의 측면은 대향 배치된 액정 패널로 변조된 색광이 입사되는 광속 입사 단면으로 되고, 나머지 1개의 측면은 입사된 광속을 합성한 합성광이 사출되는 광속 사출 단면으로 되어 있다.

또한, 4개의 접합면에 있어서, 연장 방향에 따른 2개의 반사면쌍에는 소정 파장 영역을 갖는 적색광을 반사하는 유전체 다층막이 설치되고, 또한 연장 방향에 따른 다른 2개의 반사면쌍에는 상술한 바와는 다른 파장 영역을 갖는 청색광을 반사하는 유전체 다층막이 설치되어 있다. 즉, 크로스 다이크로익 프리즘의 내부에는 4개의 반사면이 대략 X자 형상으로 배치되어 있다. 따라서, 선명한 투사 화상을 얻기 위해서는 이들 대략 X자 형상의 4개의 반사면이 각 액정 패널에 대하여 소정방향으로 확실히 향할 필요가 있다.

이 때문에, 종래는 크로스 다이크로익 프리즘의 상면측으로부터 CCD 카메라 등에 의해 촬상하면서, 크로스 다이크로익 프리즘의 외형 치수를 고정판의 기준선에 합치시키는 동시에, 각 직각 프리즘의 단부끼리를 맞대어 형성되는 교선, 즉 적색광을 반사하는 반사면과 청색광을 반사하는 반사면의 교선의 평면 위치(교점)를 고정판의 기준점에 합치시킴으로써, 고정판에 대한 크로스 다이크로익 프리즘의 위치를 조정했다.

그러나, 이러한 방법으로는 크로스 다이크로익 프리즘의 치수를 기준으로 하여, 고정판에 대한 크로스 다이크로익 프리즘의 평면 위치를 조정할 뿐이기 때문에, 선동 방향으로 불리우는 크로스 다이크로익 프리즘의 경사 위치를 정확히 조정할 수 없으며, 제조된 프리즘 유닛의 정밀도에 격차가 생겼다. 이 때문에, 프리즘 유닛의 수율이 저하하여, 제조 비용 상승으로 연결되었다.

본 발명의 목적은 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있는 동시에, 비용을 억제하여 효율적으로 제조할 수 있는 색 합성 광학계의 제조 방법, 색 합성 광학계의 제조 장치, 및 프로젝터의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명에 따른 색 합성 광학계의 제조 방법은 입사하는 복수의 광속의 광축과 직교하는 방향에서 볼 때, 대략 45°의 입사각이 되도록 대략 X자 형상으로 배치되는 4개의 반사면을 갖고, 대략 X자 형상의 한쪽의 연장 방향에 따른 한쌍의 반사면이, 다른 한쌍의 반사면과 상이한 파장 영역의 광속을 반사하도록 구성된 색 합성 광학 소자와, 이 색 합성 광학 소자에 있어서의 상기 X자 형상의 반사면에 교차하는 단면에 접착 고정되는 고정판을 구비하는 색 합성 광학계의 제조 방법으로서, 상기 고정판에 설정된 기준 위치에 대하여, 상기 한쌍의 반사면 및 상기 다른 한쌍의 반사면이 교차하는 교선을 위치 조정하는 기준 위치 조정 공정과, 위치 조정된 상기 교선을 중심으로 하여, 상기 고정판에 대한 각 반사면의 회전 위치를 조정하는 회전 위치 조정 공정과, 상기 고정판의 접착면에 대한 각 반사면의 경사 위치를 조정하는 경사 위치 조정 공정과, 이 조정 공정 등의 종료 후, 상기 색 합성 광학 소자를 상기 고정판에 대하여 접착 고정하는 접착 고정 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 접착 고정 공정에서는 예컨대 위치 조정된 색 합성 광학 소자와 고정판의 사이에 유동성이 있는 접착제 등을 흘려 넣음으로써 고정하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 위치 조정을 실행하기 전에, 미리 색 합성 광학 소자와 고정판의 사이에 미경화 상태로 유동성이 있는 광 경화형 접착제를 설치하고, 위치 조정 공정 종료 후에, 이 광 경화형 접착제에 색 합성 광학 소자의 상방 등으로부터 자외선 등의 광선을 조사하여 경화시키는 구성도 채용할 수 있다.

이와 같은 발명에 의하면, 기준 위치 조정 공정에 있어서, 고정판의 기준 위치에 대하여 색 합성 광학 소자를 위치 조정한 후에, 회전 위치 조정 공정에 있어서, 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 회전 위치를 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 경사 위치 조정 공정에 있어서, 색 합성 광학 소자를 구성하는 반사면의 경사 위치의 조정도 실행할 수 있기 때문에, 상방에서 본 색 합성 광학 소자의 외형이나 교선의 평면 위치에 기초하여 위치 조정하는 경우에 비해, 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이로써, 색 합성 광학계의 품질의 격차를 억제할 수 있기 때문에, 제조 비용을 억제하여 효율적으로 색 합성 광학계를 제조할 수 있다.

이상의 색 합성 광학계의 제조 방법에 있어서, 상기 기준 위치 조정 공정은 상기 교선의 화상을 촬상 소자 및 화상 입력 장치를 거쳐 컴퓨터에 입력하여 화상처리를 실행함으로써 실시하는 것이 바람직하다.

이 경우에는 예컨대 CCD(Charge coupled Device), MOS(MetaI 0xide Semiconductor) 센서 등의 촬상 소자와, 이 촬상 소자 등으로부터 입력된 신호를 컴퓨터용 화상 신호로 변환하는 비디오 캡쳐 보드 등의 화상 입력 장치를 이용할 수 있다.

이 촬상 소자 및 화상 입력 장치를 사용함으로써, 기준 위치 조정 공정에 있어서, 고정판의 기준 위치에 교선을 정확하고 또한 자동적으로 맞출 수 있고, 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 장착 정밀도를 보다 더 향상시킬 수 있다.

이상의 색 합성 광학계의 제조 방법에 있어서, 상기 회전 위치 조정 공정은 상기 색 합성 광학 소자중 어느 하나의 반사면에 대략 45°의 입사각으로 측정광을 도입하는 측정광 도입 단계와, 도입된 측정광의 복귀광을 검출하는 복귀광 검출 단계와, 검출된 복귀광에 기초하여, 상기 반사면의 회전 위치를 조정하는 반사면 회전 위치 조정 단계를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 경사 위치 조정 공정은 상기 색 합성 광학 소자중 어느 하나의 반사면에 대략 45°의 입사각으로 측정광을 도입하는 측정광 도입 단계와, 도입된 측정광의 복귀광을 검출하는 복귀광 검출 단계와, 검출된 복귀광에 기초하여, 상기 반사면의 경사 위치를 조정하는 반사면 경사 위치 조정 단계를 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 경우에는 예컨대 측정광 도입 단계에 있어서 어느 하나의 반사면에 측정광을 도입하고, 복귀광 도입 단계에 있어서 이 도입된 측정광이 반사면에서 반사된 후에, 색 합성 광학 소자의 단면에서 반사되며, 또한 반사면에서 반사되어 구성된 복귀광을 검출한다. 여기서, 반사면에 대한 측정광의 입사각이 45°로 되어 있지 않은 경우에는 반사면에서의 2회의 반사에 의해, 복귀광은 도입한 측정광의 설계상의 위치와는 다른 위치로 사출되게 된다. 즉, 색 합성 광학 소자가 회전 방향으로 어긋나 있는 경우에는 측정광의 위치와 복귀광의 위치가 수평 방향으로 어긋나게 된다. 한편, 색 합성 광학 소자가 경사 방향으로 어긋나 있는 경우에는 측정광의 위치와 복귀광의 위치가 수직 방향으로 어긋나게 된다. 이 때문에, 반사면 회전 위치 조정 단계 및 반사면 경사 위치 조정 단계에 있어서 측정광의 위치와 복귀광의 위치 사이의 수평 및 수직 위치의 어긋나지 않게 하여, 측정광의 위치와 복귀광의 위치를 합치시킴으로써, 반사면의 회전 위치 및 경사 위치를 확실히 조정할 수 있다.

여기서, 상기 회전 위치 조정 공정 및 상기 경사 위치 조정 공정은 상기 복귀광을 촬상 소자 및 화상 입력 장치를 거쳐 컴퓨터에 입력하여 화상 처리를 실행함으로써 실시하는 것이 바람직하다.

이 경우에는 복귀광을 촬상 소자로 촬상하고, 이 촬상된 복귀광의 화상을 화상 입력 장치로 입력하여 화상 처리를 실행하기 때문에, 복귀광의 검출을 정확하고, 또한 자동적으로 실시할 수 있고, 색 합성 광학 소자의 장착 정밀도의 향상뿐만 아니라, 장착 작업의 신속화 및 간소화를 도모할 수 있다.

이상의 색 합성 광학계의 제조 방법에 있어서, 상기 색 합성 광학 소자중 어느 하나의 반사면에 대략 45°의 입사각으로 측정광을 도입하는 측정광 도입 단계와, 도입된 측정광의 복귀광을 검출하는 복귀광 검출 단계와, 상기 측정광을 상기 어느 하나의 반사면의 연장 방향에 따른 다른 반사면으로 전환하여 도입하는 측정광 전환 단계와, 전환 후의 측정광의 복귀광을 검출하여, 상기 어느 하나의 반사면에 대한 다른 반사면의 편차를 구하며, 상기 색 합성 광학 소자의 양부(良否)를 판정하는 양부 판정 단계를 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같은 경우에는 예컨대 이하와 같은 공정으로 실시된다.

우선, 각 위치 조정 공정이 종료된 후에, 측정광 도입 단계에 있어서 어느 하나의 반사면에만 측정광을 도입하고, 복귀광 검출 단계에 있어서 이 도입된 측정광의 복귀광을 검출한다.

다음에, 측정광 전환 단계에 있어서 전술한 반사면의 연장 방향에 따른 다른 반사면에만 측정광이 도입되도록 하는 전환 처리를 실행하고 나서, 다른 반사면에만 측정광을 도입한다.

다음에, 양부 판정 공정에 있어서, 전환 후의 측정광의 복귀광을 검출하여, 최초의 반사면에서의 복귀광의 위치와 다른 반사면에서의 복귀광의 위치를 비교하고, 이 복귀광끼리의 편차를 취득하며, 취득된 편차가 소정 규격값의 범위내에 있는지 아닌지를 판정한다. 이로써, 색 합성 광학계의 양부를 판정한다.

이러한 양부 판정 공정을 실시함으로써, 취득된 편차에 기초하여, 각 쌍의 반사면을 구성하는 2개의 반사면 사이의 상대적인 위치, 즉 2개의 반사면 사이의 이루는 각도를 간단히 취득할 수 있다. 이 때, 취득한 편차가 규격값 내에 있는지 아닌지를 판정하여 규격값의 범위내의 것만을 양품으로 함으로써, 보다 고정밀도로구성된 색 합성 광학계만을 선택적으로 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 색 합성 광학계의 제조 장치는 입사하는 복수의 광속의 광축과 직교하는 방향에서 볼 때, 대략 45°의 입사각이 되도록 대략 X자 형상으로 배치되는 4개의 반사면을 갖고, 대략 X자 형상의 한쪽의 연장 방향에 따른 한쌍의 반사면이, 다른 한쌍의 반사면과 상이한 파장 영역의 광속을 반사하도록 구성된 색 합성 광학 소자와, 이 색 합성 광학 소자에 있어서의 상기 X자 형상의 반사면에 교차하는 단면에 접착 고정되는 고정판을 구비하는 색 합성 광학계의 제조 장치로서, 상기 고정판이 장착되는 스탠드와, 이 스탠드에 장착되는 고정판에 대한 상기 색 합성 광학 소자의 위치 조정을 실행하는 위치 조정 기구와, 상기 4개의 반사면중 어느 하나의 반사면에 대략 45°의 입사각으로 측정광을 도입하는 측정광 도입부와, 도입된 측정광의 복귀광을 검출하는 복귀광 검출부와, 상기 측정광을 상기 어느 하나의 반사면의 연장 방향에 따른 다른 반사면으로 전환하여 도입하는 측정광 전환부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 예컨대 이하와 같은 공정에서 색 합성 광학계를 제조한다.

우선, 고정판을 스탠드에 설치한 후에, 진공 흡착 등의 수단에 의해 색 합성 광학 소자를 위치 조정 기구에 유지시키고, 고정판과 색 합성 광학 소자를 접합한 상태로 한다. 다음에, 고정판에 형성된 기준 위치에 대하여 색 합성 광학 소자의 교선의 위치를 합치시켜서, 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 기준 위치를 조정한다.

다음에, 측정광 전환부를 조작하여, 교선으로 구획되는 2개의 영역중 어느한쪽 영역의 반사면에만 대략 45°의 입사각으로 측정광을 도입하여, 복귀광 검출부에서 측정광의 복귀광을 검출한다. 그리고, 측정광의 위치와 검출된 복귀광의 위치의 편차가 없어지도록, 위치 조정 기구에서 색 합성 광학 소자의 위치를 조정한다. 마지막으로, 위치 조정된 색 합성 광학 소자와 고정판을 접착제 등으로 접착 고정함으로써, 색 합성 광학계를 제조한다.

이와 같이 측정광과 복귀광의 위치를 합치시켜 위치 조정하기 때문에, 고정판에 대한 색 합성 광학 소자가 평면적인 위치뿐만 아니라, 경사 방향의 위치도 조정할 수 있고, 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이로써, 색 합성 광학계의 품질의 격차를 감소할 수 있고, 제조 비용을 억제하여 효율적으로 색 합성 광학계를 제조할 수 있다.

또한, 한쌍의 반사면중 어느 하나의 반사면에만 측정광을 도입하고, 그 복귀광을 검출하여 색 합성 광학 소자의 위치를 조정하기 때문에, 연장 방향에 따른 반사면 사이에 미소한 어긋남이 있더라도, 검출되는 복귀광이 항상 1개로 되어 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 위치를 정밀도 양호하게 조정할 수 있다.

이상의 색 합성 광학계의 제조 장치에 있어서, 상기 한쌍의 반사면 및 다른 한쌍의 반사면이 교차하는 교선의 화상을 입력하는 기준 위치 화상 처리부를 구비하는 것이 바람직하다.

이 경우에는 기준 위치 화상 처리부에서 교선 화상을 입력함으로써, 고정판의 기준 위치에 교선을 정확하고 또한 자동적으로 맞출 수 있어, 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이상의 색 합성 광학계의 제조 장치에 있어서, 상기 측정광 도입부 및 상기 복귀광 도입부는 오토콜리메이터(autocollimator)로서 일체적으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우에는 오토콜리메이터로서 측정광 도입부와 복귀광 검출부가 일체적으로 구성된 하나의 기기로 되기 때문에, 측정광 도입부와 복귀광 검출부를 별개로 배치하는 경우에 비해 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

이상의 색 합성 광학계의 제조 장치에 있어서, 상기 복귀광 검출부에 접속된 촬상 소자로 촬상된 복귀광의 화상을 화상 입력 장치를 거쳐 입력하여 화상 처리를 실행하는 화상 처리부를 구비하는 것이 바람직하다.

이 경우에는 촬상 소자 등으로 촬상된 복귀광의 화상을 화상 입력 장치로 입력하여 화상 처리를 실행하기 때문에, 복귀광의 검출을 정확하고 또한 자동적으로 실시할 수 있으며, 색 합성 광학 소자의 장착 정밀도의 향상뿐만 아니라, 장착 작업의 신속화 및 간소화를 도모할 수 있다.

여기서, 상기 화상 처리부를 구비하는 색 합성 광학계의 제조 장치에 있어서, 상기 화상 처리부에서의 상기 어느 한쌍의 반사면을 구성하는 반사면 각각에서 반사한 복귀광의 화상 처리 결과에 기초하여, 2개의 반사면 사이의 각도를 측정하는 각도 측정부와, 이 측정된 각도가 규격값의 범위내인지 아닌지를 판정하는 양부 판정부를 구비하는 것이 바람직하다.

이 경우에는 각도 측정부에서 2개의 반사면 사이의 각도를 측정하고, 이 측정된 각도가 규격값의 범위내인지 아닌지를 양부 판정부가 판정하여, 규격값의 범위내의 것만을 양품으로 함으로써, 보다 고정밀도로 구성된 색 합성 광학 소자만을 선택적으로 제조할 수 있다.

또한, 화상 처리부에는 측정된 각도가 규격값의 범위외로 판정된 경우에, 경보를 발생시키는 경보 발생부를 설치할 수도 있다. 이 경우에는 경보 발생부에서 발생된 경보에 의해, 작업자는 상기 제조품이 불량품인 것을 신속히 파악할 수 있고, 양품으로의 불량품의 혼입을 확실히 방지할 수 있는 이점이 있다.

이상의 색 합성 광학계의 제조 장치에 있어서, 상기 반사면에서 반사된 광속을 반사하여 복귀광으로서 상기 복귀광 검출부에 도입하는 반사 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

이 경우에는 반사 부재로 확실히 반사시킨 광속을 복귀광으로 할 수 있기 때문에, 예컨대 프리즘 등의 단면에서 반사한 광속을 복귀광으로 하는 경우에 비해 복귀광을 밝게 할 수 있어, 복귀광 검출부에서의 검출을 용이하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 색 합성 광학계는 이상과 같은 색 합성 광학계의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 프로젝터의 제조 방법은 이상과 같은 색 합성 광학계의 제조 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 경우에는 상술한 색 합성 광학계의 제조 방법 또는 색 합성 광학계의 제조 장치와 대략 동일한 작용 및 효과를 이룰 수 있고, 이로써 색 합성 광학계에 있어서 각 색광을 고정밀도로 합성할 수 있으며, 선명한 투사 화상을 관찰자에게 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 프리즘 유닛을 구비하는 프로젝터를 모식적으로 나타내는 도면,

도 2는 상기 프로젝터의 내부측을 나타내는 사시도,

도 3은 상기 프리즘 유닛을 구성하는 크로스 다이크로익 프리즘을 분해하여 나타내는 평면도,

도 4는 상기 프리즘 유닛을 포함하는 광학 부품의 구조를 나타내는 사시도,

도 5는 상기 프리즘 유닛을 구성하는 고정판을 나타내는 평면도,

도 6은 본 발명에 따른 색 합성 광학계의 제조 장치로서의 프리즘 유닛 제조 장치를 나타내는 정면도,

도 7은 상기 프리즘 유닛 제조 장치를 나타내는 평면도,

도 8은 상기 프리즘 유닛 제조 장치를 나타내는 측면도,

도 9는 상기 프리즘 유닛 제조 장치를 구성하는 위치 조정 기구를 확대하여 나타내는 도면,

도 10은 상기 프리즘 유닛 제조 장치를 구성하는 오토콜리메이터(autocollimator)를 나타내는 모식적인 단면도,

도 11은 상기 오토콜리메이터에 있어서의 3CCD 카메라의 주요부를 나타내는 도면,

도 12는 상기 프리즘 유닛 제조 장치를 나타내는 블록도,

도 13은 상기 프리즘 유닛 제조 장치를 구성하는 전환 장치를 나타내는 정면도,

도 14는 상기 전환 장치를 나타내는 측면도,

도 15는 상기 실시 형태에 있어서의 컴퓨터를 나타내는 블록도,

도 16은 상기 프리즘 유닛을 모식적으로 나타내는 도면,

도 17은 상기 프리즘 유닛의 제조 방법을 설명하는 흐름도,

도 18은 상기 실시 형태에 있어서의 준비 공정을 설명하는 흐름도,

도 19는 상기 실시 형태에 있어서의 CCD 카메라의 조정 공정을 설명하기 위한 도면,

도 20은 상기 실시 형태에 있어서의 위치 조정 공정을 설명하기 위한 흐름도,

도 21은 상기 위치 조정 공정을 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도,

도 22는 상기 실시 형태에 있어서의 디스플레이상의 복귀광을 나타내는 도면,

도 23은 상기 크로스 다이크로익 프리즘의 반사면의 편차를 나타내는 도면,

도 24는 상기 크로스 다이크로익 프리즘의 반사면의 편차를 나타내는 도면,

도 25는 상기 실시 형태에 있어서의 위치 검사 공정을 설명하는 흐름도,

도 26은 상기 실시 형태에 있어서의 디스플레이상의 각 반사면의 복귀광을 나타내는 도면,

도 27은 상기 크로스 다이크로익 프리즘에 있어서의 반사면 사이의 편차를 나타내는 도면,

도 28은 상기 크로스 다이크로익 프리즘의 반사면의 접합 상태를 나타내는 도면.

이하, 본 발명에 따른 일 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[1. 프로젝터의 구조]

도 1은 색 합성 광학계로서의 프리즘 유닛을 구비하는 프로젝터(1)를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 프로젝터(1)의 내부측을 나타내는 사시도이다. 프로젝터(1)는 도 1, 2에 도시하는 바와 같이, 외장 케이스내에 수용된 전원 유닛(3)과, 동일하게 외장 케이스내에 배치된 평면 U자형의 광학 유닛(4)을 구비하여, 전체적으로 대략 직방체 형상으로 되어 있다.

전원 유닛(3)은 전원(31)과, 이 전원(31)의 측방에 배치된 램프구동 회로(밸러스트)(32)를 구비한다.

전원(31)은 전원 케이블을 통해 공급된 전력을 램프 구동 회로(32)나 도시하지 않은 드라이버 보드 등에 공급하는 것이고, 상기 전원 케이블이 삽입되는 인렛 커넥터(inlet connector)(33)를 구비한다. 램프 구동 회로(32)는 전력을 광원 유닛(4)의 광원 램프(411)에 공급하는 것이다.

[2. 광학 유닛의 구성]

광학 유닛(4)은 광원 램프(411)로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학 상을 형성하는 유닛이고, 인테그레이터 조명 광학계(41)와, 색 분리 광합계(42)와, 릴레이 광학계(43)와, 전기 광학 장치(44)와, 색 합성 광학계로서의 프리즘 유닛(50)과, 투사 렌즈(46)와, 이 광학계(41~44, 50)를 수납하는 합성 수지졔의 라이트 가이드(47)를 구비한다.

인테그레이터 조명 광학계(41)는 전기 광학 장치(44)를 구성하는 3장의 액정 패널(441)〔적색, 녹색, 청색의 색광마다 각각 액정(441R, 441G, 441B)으로 기술함〕의 화상 형성 영역을 거의 균일하게 조명하기 위한 광학계이고, 광원 장치(413)와, 제 1 렌즈 어레이(418)와, 제 2 렌즈 어레이(414)와, 편광 변환 소자(415)와, 제 1 콘덴서 렌즈(416)와, 반사 미러(424)와, 제 2 콘덴서 렌즈(419)를 구비한다.

광원 장치(413)는 방사 형상의 광선을 사출하는 방사 광원으로서의 광원 램프(411)와, 이 광원 램프(411)로부터 사출된 방사광을 반사하는 반사재(412)를 구비한다. 광원 램프(411)는 고압 수은 램프이지만, 할로겐 램프나 메탈할라이드 램프로 할 수도 있다. 반사재(412)로는 오목면 거울을 사용하고 있다. 또한, 오목면 거울 외에, 평행화 렌즈(오목 렌즈)와 함께 타원면 거울을 사용한 구성으로 할 수도 있다.

제 1 렌즈 어레이(418)는 광축 방향에서 볼 때 거의 구 형상의 윤곽을 갖는 소형 렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된 구성을 갖는다. 각 소형 렌즈는 광원 램프(41)로부터 사출되는 광속을 복수의 부분 광속으로 분할한다. 각 소형 렌즈의 윤곽 형상은 액정 패널(441)의 화상 형성 영역의 형상과 대략 상이한 형상을 이루도록 설정되어 있다. 예컨대, 액정 패널(441)의 화상 형성 영역의 애스펙트비(가로와 세로 치수의 비율)가 4 : 3 이면, 각 소형 렌즈의 애스펙트비도 4 : 3 으로 설정한다.

제 2 렌즈 어레이(414)는 제 1 렌즈 어레이(418)와 대략 동일한 형상을 갖고, 소형 렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된다. 제 2 렌즈 어레이(414)는 제 1 콘덴서 렌즈(416) 및 제 2 콘덴서 렌즈(419)와 함께, 제 1 렌즈 어레이(418)의 각 소형 렌즈의 상을 액정 패널(441)상에 결상시키는 기능을 갖는다.

편광 변환 소자(415)는 제 2 렌즈 어레이(414)와 제 1 콘덴서 렌즈(416) 사이에 배치되는 동시에, 제 2 렌즈 어레이(414)와 일체로 유닛화되어 있다. 이 편광 변환 소자(415)는 제 2 렌즈 어레이(414)로부터의 광을 1종류의 편광광으로 변환하는 것이고, 이로써 전기 광학 장치(44)에서의 광의 이용 효율이 향상되고 있다.

구체적으로, 편광 변환 소자(415)에 의해 1종류의 편광광으로 변환된 각 부분광은 제 1 콘덴서 렌즈(416) 및 제 2 콘덴서 렌즈(419)에 의해 최종적으로 전기 광학 장치(44)의 액정 패널(441R, 441G, 441B)상에 거의 중첩된다. 편광광을 변조하는 형태의 액정 패널(441)을 사용한 프로젝터(1)에서는 1종류의 편광광밖에 이용할 수 없기 때문에, 다른 종류의 랜덤한 편광광을 발광하는 광원 램프(411)로부터의 광의 거의 절반이 이용되지 않는다. 따라서, 편광 변환 소자(415)를 사용함으로써, 광원 램프(411)로부터의 사출광을 모두 1종류의 편광광으로 변환하여, 전기 광학 장치(44)에서의 광의 이용 효율을 높이고 있다.

색 분리 광학계(42)는 2장의 다이크로익 미러(421, 422)와, 반사 미러(423)를 구비하고, 다이크로익 미러(421, 422)에 의해 인테그레이터 조명 광학계(41)로부터 사출된 복수의 부분 광속을 적색, 녹색, 청색의 3색 색광으로 분리하는 기능을 갖고 있다.

릴레이 광학계(43)는 입사측 렌즈(431), 릴레이 렌즈(433) 및 반사미러(432, 434)를 구비하고, 색 분리 광학계(42)로 분리된 색광, 청색광을 액정 패널(441B)까지 유도하는 기능을 갖고 있다.

이 때, 색 분리 광학계(42)의 다이크로익 미러(421)에서는 인테그레이터 조명 광학계(41)로부터 사출된 광속의 청색광 성분과 녹색광 성분이 투과하는 동시에, 적색광 성분이 반사한다. 다이크로익 미러(421)에 의해 반사한 적색광은 반사 미러(423)로 반사하고, 필드 렌즈(417)를 통해 적색용 액정 패널(441R)에 도달한다. 이 필드 렌즈(417)는 제 2 렌즈 어레이(414)로부터 사출된 각 부분 광속을 그 중심축(주광선)에 대하여 평행한 광속으로 변환한다. 다른 액정 패널(441G, 441B)의 광 입사측에 설치된 필드 렌즈(417)도 동일하다.

다이크로익 미러(421)를 투과한 청색광과 녹색광 중에, 녹색광은 다이크로익 미러(422)에 의해 반사하고, 필드 렌즈(417)를 통해 녹색용 액정 패널(441G)에 도달한다. 한편, 청색광은 다이크로익 미러(422)를 투과하여 릴레이 광학계(43)를 통과하고, 또한 필드 렌즈(417)를 통해 청색광용 액정 패널(441B)에 도달한다. 또한, 청색광에 릴레이 광학계(43)가 사용되고 있는 것은 청색광의 광로의 길이가 다른 색광의 광로 길이보다도 길기 때문에, 광의 발산 등에 의한 광의 이용 효율의 저하를 방지하기 위해서이다. 즉, 입사측 렌즈(431)에 입사한 부분 광속을 그대로 필드 렌즈(417)에 전달하기 위해서이다.

전기 광학 장치(44)는 3장의 광 변조 장치로서의 액정 패널(441R, 441G, 441B)을 구비하며, 이것들은 예컨대 폴리실리콘(TFT)을 스위칭 소자로서 사용한 것으로, 색 분리 광학계(42)로 분리된 각 색광은 이 3장의 액정 패널(441R, 441G,441B)에 의해, 화상 정보에 따라 변조되어 광학 상을 형성한다.

[3. 색 합성 광학계의 구조]

프리즘 유닛(50)은 라이트 가이드(47)의 소정 위치에 장착되고, 3장의 액정 패널(441R, 441G, 441B)로 변조되어 사출된 각 색광을 합성하여 컬러 화상을 형성하는 것이고, 색 합성 광학 소자로서의 크로스 다이크로익 프리즘(45)과, 이 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 단면에 접착 고정되는 고정판(447)을 구비하여 구성된다.

도 3은 크로스 다이크로익 프리즘(45)을 분해하여 나타내는 평면도이다.

크로스 다이크로익 프리즘(45)은 도 3에 도시하는 바와 같이, 3장의 액정 패널(441R, 441G, 441B)(도 1)로부터 사출된 각 색광을 합성하여 컬러 화상을 형성하는 기능을 갖고, 4개의 직각 프리즘(451)의 각 계면을 따라 접합하여 형성된 대략 입방체 형상이다.

이 계면에 있어서, 연장 방향에 따른 2개의 면(501, 502)의 한쌍인 적색 반사면(500)에는 소정 파장 영역을 갖는 적색광을 반사하는 도시하지 않은 유전체 다층막이 설치되어 있다.

또한, 연장 방향에 따른 다른 2개의 반사면(511, 512)의 한쌍인 청색 반사면(510)에는 상술한 바와는 다른 파장 영역을 갖는 청색광을 반사하는 유전체 다층막이 설치되어 있다.

따라서, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 내부에는 4개의 반사면(501, 502, 511, 512)이, 서로 90도의 직각인 X자 형상으로 배치되게 된다. 또한, 2개의 색반사면(500, 510)의 교선(520)은 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 중심 위치를 나타내는 선이다. 크로스 다이크로익 프리즘(45)으로 합성된 컬러 화상은 투사 렌즈(46)로부터 사출되어, 스크린상에 확대 투사된다.

또한, 본 실시 형태의 크로스 다이크로익 프리즘(45)과는 별도로, 적색 반사면(500)과 청색 반사면(510)이 반대 위치로 된 크로스 다이크로익 프리즘도 채용할 수 있다. 단, 이하의 설명에서는 상술한 크로스 다이크로익 프리즘(45)으로 설명한다.

도 4는 프리즘 유닛(50)을 포함하는 광학 부품의 구조를 나타내는 사시도이다. 도 5는 고정판(447)을 나타내는 평면도이다.

고정판(447)은 도 4, 5에 도시하는 바와 같이, 평면시 대략 정방형의 고정판 본체(448)와, 이 고정판 본체(448)의 네 코너로부터 외측으로 돌출된 네개의 암부(arm parts)(447A)를 구비한다.

고정판 본체(448)는 중앙 부분에 구 형상의 팽창 돌출부(447C)를 갖는다. 또한, 고정판 본체(448)에 있어서의 정방형의 대각선의 위치에, 팽창 돌출부(447C)의 정상 부분, 즉 고정판 본체(448)의 중심 부분인 기준점(447C1)에서 교차하는 대략 X자 형상의 기준선(447D)이 형성되어 있다.

각 암부(447A)에는 원형 구멍(447B)이 하나씩 설치되어 있다. 이 원형 구멍(447B) 중 대각으로 되는 위치의 두개의 원형 구멍(447B)은 라이트 가이드(47)에 형성된 위치 표시용 돌출부에 감합되는 구멍이고, 나머지 두개의 원형 구멍(447B)은 라이트 가이드(47)에 나사 체결되는 나사 관통용 구멍이다.

여기서, 도 4 및 도 5를 참조하여, 전기 광학 장치(44) 및 프리즘 유닛(50)을 포함하여 일체적으로 구성된 광학 부품의 구조에 대하여 설명한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 각 액정 패널(441R, 441G, 441B)은 유지 프레임(443)내에 수납되고, 이 유지 프레임(443)의 네 코너 부분에 형성된 구멍(443A)에 투명 수지제의 핀(445)을 자외선 경화형 접착제와 함께 삽입함으로써, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 측면인 광속 입사면측에 금속제의 고정용 플레이트(446)를 거쳐 접착되어 있다.

또한, 유지 프레임(443)에는 구 형상의 개구부(443B)가 형성되어 있다. 각 액정 패널(441R, 441G, 441B)은 개구부(443B)로 노출되고, 이 부분이 화상 형성 영역으로 된다. 즉, 각 액정 패널(441R, 441G, 441B)의 화상 형성 영역에 각 색광(R, G, B)이 도입되며, 화상 정보에 따라 광학 상이 형성된다. 일체화된 액정 패널(441R, 441G, 441B) 및 프리즘 유닛(50)을 포함하여 구성되는 광학 부품은 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 상면(45A)(광속 입사면에 대하여 직교하는 면)에 접착된 고정판(447)을 거쳐 하측 라이트 가이드(471)에 고정된다.

라이트 가이드(47)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 광학 부품(414~419, 421~424, 431~434)을 상측으로부터 슬라이드 방식으로 끼워 넣는 홈부가 각각 설치된 하측 라이트 가이드(471)와, 하측 라이트 가이드(471)의 상부의 개구측을 밀폐하는 커버 형상의 상측 라이트 가이드(도시 생략)를 구비한다.

또한, 라이트 가이드(47)의 광 사출측에는 헤드부(49)가 형성되어 있다. 헤드부(49)의 전방측에 투사 렌즈(46)가 고정되고, 후방측에 액정 패널(441R, 441G,441B)이 장착된 프리즘 유닛(50)이 배치된다.

[4. 색 합성 광학계의 제조 장치의 구조]

도 6은 색 합성 광학계의 제조 장치로서의 프리즘 유닛 제조 장치(600)를 나타내는 정면도이고, 도 7은 그 평면도, 도 8은 그 측면도이다.

프리즘 유닛 제조 장치(600)는 고정판(447)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 위치를 조정하여 접착 고정함으로써, 프리즘 유닛(50)을 제조하는 장치이다. 프리즘 유닛 제조 장치(600)는 하측에 캐스터(601A)가 설치되어 이동 가능하게 된 장치대(601)와, 이 장치대(601)상에 설치된 제조 장치 본체(602)를 구비한다.

제조 장치 본체(602)는 도 6에 도시하는 바와 같이, 고정판(447)이 장착된 스탠드(610)와, 이 고정판(447)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 위치를 조정하는 위치 조정 기구(690)와, 이 위치 조정기구(690)는 스탠드(610)를 사이에 둔 반대측 위치로서, 고정판(447)에 크로스 다이크로익 프리즘(45)이 배치된 경우에 있어서, 이 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 사출 단면(45E)에 대향 배치되는 오토콜리메이터(620)를 구비한다.

또한, 제조 장치 본체(602)는 도 6 내지 도 8에 도시하는 바와 같이, 오토콜리메이터(620) 및 고정판(447)의 사이에 배치되는 측정광 전환부로서의 전환 장치(630)와, 배치되는 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 입사 단면(45B, 45R)에 각각 대향 배치되는 반사 부재로서의 2대의 반사 장치(640, 650)와, 반사 장치(650)의 배면측에 배치된 전후 측정 CCD 카메라(660)와, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 입사 단면(45G)에 대향 배치되는 좌우 측정 CCD 카메라(670)와, 이들 2대의 CCD 카메라(660, 670)로의 검출 결과를 화상 처리하여, 모니터(682)에 표시하는 컴퓨터(680)와, 각 반사 장치(640, 650)의 구동을 제어하는 도시하지 않은 구동 본체를 구비한다.

또한, 도시를 생략하지만, 장치대(601)의 근방에는 자외선 경화형 접착제를 경화시켜 고정판(447)에 크로스 다이크로익 프리즘(45)을 고정하기 위한 고정용 자외선 광원 장치가 설치되어 있다.

또한, 프리즘 유닛 제조 장치(600)에 있어서, 오토콜리메이터(620)로 볼 때, 좌측을 좌방향, 우측을 우방향, 전방측을 전방향, 후방측을 후방향으로 한다.

스탠드(610)는 고정판(447)을 포함하는 각종 광학 부품을 설치하기 위한 부재이며, 그 상면에는 상기 고정판(447)의 암부(447A)의 원형 구멍(447B)에 대응하는 구멍이 형성되고, 이 구멍과 상기 원형 구멍(447B)으로 나사 체결되어 있다.

여기서, 도 9는 위치 조정 기구(690)를 확대하여 나타내는 도면이다.

위치 조정 기구(690)는 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 삼차원 위치를 조정하는 장치이며, 장치대(601)상에 지지 고정된 기구 본체(322)와, 이 기구 본체(322)의 선단에 배치된 프리즘 유지부(321)를 구비한다.

프리즘 유지부(321)는 완충 부재를 거쳐, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 단면을 흡착하여 유지하는 것이다.

또한, 프리즘 유지부(321)의 선단의 접합면 근방에는 도시하지 않은 자외선 조사부가 설치되어 있고, 이 자외선 조사부로부터 자외선을 조사함으로써, 크로스다이크로익 프리즘(45)을 통해, 크로스 다이크로익 프리즘(45)와 고정판(447)의 사이에 배치되는 도시하지 않은 자외선 경화형 접착제를 경화할 수 있게 되어 있다.

기구 본체(322)는 도 9에 도시하는 바와 같이, 모토 등에 의해 구동하고, 프리즘 유지부(321)의 자세를 조정하는 부분이며, 프리즘 유지부(321)에 흡착된 크로스 다이크로익 프리즘(45)을 삼차원적으로 자유로운 위치로 조정할 수 있게 되어 있다.

기구 본체(322)는 장치대(601)상에 고정되는 베이스부(323)와, 베이스부(323) 상면에 대하여 이동 가능하게 설치된 평면 위치 조정부(324)와, 이 평면 위치 조정부(324)의 선단 부분에 설치된 면외 회전 위치 조정부(325)와, 이 면외 회전 위치 조정부(325)의 선단 부분에 설치된 면내 회전 위치 조정부(326)를 구비하며, 면내 회전 위치 조정부(326)의 선단 부분에는 프리즘 유지부(321)가 설치되어 있다.

평면 위치 조정부(324)는 고정판(447)에 대하여 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 전후 방향 및 좌우 방향의 위치를 조정하는 부분이며, 베이스부(323)상의 레일(323A)을 따라 활주 가능하게 설치되는 좌우 조정부(324A)와, 좌우 조정부(324A)상에 고정되는 단면 대략 구형 프레임 형상의 결합 부재(324B)와, 결합 부재(324B)의 구형 프레임내를 활주 가능하게 설치되는 전후 조정부(324C)와, 전후 조정부(324C)상에 입설되는 각부(324D)와, 각부(324D)의 상부 선단 부분에 설치되는 상하 조정부(324F)와, 상하 조정부(324F) 및 각부(324D)를 접속하는 접속부(324E)와, 상하 조정부(324F)에 설치되고, 면외 회전 위치 조정부(325)가 접속되는 접속부(324G)를 구비한다.

각 조정부(324A, 324C)는 도시하지 않은 모토 등의 구동 기구에 의해, 장치대(601)에 있어서의 도 9 중 지면에 직교하는 방향 및 지면에 따른 좌우 방향으로 이동한다. 또한, 상하 조정부(324F)는 도시하지 않은 모터 등의 구동 기구에 의해 접속부(324E)에 대하여 도 9 중 상하 방향으로 이동한다.

면외 회전 위치 조정부(325)는 고정판(447)에 대하여 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 면외 방향 회전 위치의 조정[크로스 다이크로익 프리즘(45)에 있어서의 선동 방향의 위치 조정]을 실행하는 것이다.

면외 회전 위치 조정부(325)는 평면 위치 조정부(324)의 선단 부분에 고정되어, 상하 방향에서 원호로 되도록 활주 가능하게 설치된 제 1 조정부(325A)와, 제 1 조정부(325A)에 장착된 대략 선형(扇形)의 조정 안내부(325C)와, 이 조정 안내부(325C)를 따라 좌우 방향에서 원호로 되도록 활주 가능하게 설치된 제 2 조정부(325B)를 구비한다.

여기서, 제 1 조정부(325A)의 상부에 설치된 도시하지 않은 모터를 회전 구동하면, 제 1 조정부(325A)가 활주하고, 또한 제 2 조정부(325B)의 상부에 설치된 도시하지 않은 모터를 회전시키면, 제 2 조정부(325B)가 활주한다. 이로써, 고정판(447)에 대하여 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 면외 방향 회전 위치를 고정밀도로 조정할 수 있다.

면내 회전 위치 조정부(326)는 고정판(447)에 대하여 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 면내 방향 회전 위치의 조정을 실행하는 부분이며, 면외 회전 위치 조정부(325)의 하단부에 장착되고, 면내 회전 위치 조정부(326)와 대략 동일한 형상의 구멍이 상하에 걸쳐 관통한 원기둥 형상의 베이스부(326A)에 결합하며, 이 베이스부(326A)의 원주 방향으로 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 이 면내 회전 위치 조정부(326)의 회전 위치를 조정함으로써, 고정판(447)에 대하여 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 면내 방향 회전 위치를 고정밀도로 조정할 수 있다.

도 10은 오토콜리메이터(620)를 나타내는 모식적인 단면도이다.

오토콜리메이터(620)는 도 7, 10에 도시하는 바와 같이, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 사출 단면(45E)에 대략 수직으로 측정광(X)을 도입하고, 그 복귀광(Y)을 검출하는 장치를 검출하는 장치로서, 프리즘 유닛(50)에 대하여 위치 조정 가능하게 되고, 오토콜리메이터 본체(621)와 3 CCD 카메라(625)를 구비한다. 따라서, 오토콜리메이터(620)는 본 발명에 있어서의 측정광 도입부 및 복귀광 검출부가 일체적으로 구성되어 있다.

또한, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 사출 단면(45E)에 대하여, 대략 수직으로 측정광(X)이 도입되면, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 4개의 반사면(501, 502, 511, 512)에는 대략 45°의 입사각으로 측정광(X)이 도입되게 된다.

오토콜리메이터 본체(621)는 측정광(X)을 사출하는 광원 유닛(622)과, 광원 유닛(622)으로부터 사출된 측정광(X)을 평행 광속으로 하여 사출하는 대물 렌즈(623)와, 광원 유닛(622)으로부터 사출된 측정광(X), 및 이 측정광(X)의 복귀광(Y)을 유도하는 도광부(624)를 구비한다.

광원 유닛(622)은 대물 렌즈(623)의 백 포커스 위치에 배치되고, 할로겐광인측정광(X)을 사출하는 광원(622A)과, 「+」형상의 투과구멍이 형성된 차트(622B)를 구비한다. 광원(622A)으로부터 사출된 측정광(X)은 차트(622B)를 통과함으로써, 「+」형상을 갖는 측정광(X)으로서 도광부(624)로 사출된다.

도광부(624)는 광원 유닛(622)의 차트(622B)에 대하여, 대략 45도에 배치된 하프 미러(624A)를 구비하고, 광원 유닛(622)으로부터 사출된 측정광(X)은 하프 미러(624A)로 반사된 후, 대물 렌즈(623)로 평행 광속이 되어 외부로 사출된다.

도 11은 3 CCD 카메라(625) 및 처리부를 나타내는 모식도이다.

3 CCD 카메라(625)는 도 11에 도시하는 바와 같이, 「+」형상을 갖는 복귀광(Y)을 검출하는 장치이며, 색 분리 다이크로익 프리즘(626), 및 이 색 분리 다이크로익 프리즘(626)의 각 광 사출 단면(626R, 626G, 626B)에 배치되는 적색용 촬상 소자(R-CCD)(627R), 녹색용 촬상 소자(G-CCD)(627G), 청색용 촬상 소자(B-CCD)(627B)를 갖는 3 CCD 카메라 본체(629)와, 상기 컴퓨터(680)는 별도의 컴퓨터(700)에 포함되는 처리부(628)를 구비한다.

색 분리 다이크로익 프리즘(626)은 소정 형상의 3장의 프리즘을 접합하여 구성되고, 「+」형상을 갖는 복귀광(Y)을 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 3색광으로 분리하는 것이다. 또한, 실제로는 복귀광(Y)은 적색광(R) 또는 청색광(B)으로 이미 분리된 상태에서 돌아오기 때문에, 색 분리 다이크로익 프리즘(626)은 3개의 색광으로 분리한다고 하기보다도, 색광마다 광속의 방향을 변경하는 기능의 형성이 가능하다.

각 촬상 소자(627R, 627G, 627B)는 처리부(628)와 전기적으로 접속되어 있고, 각 촬상 소자(627R, 627G, 627B)로 검출된 화상 신호는 처리부(628)로 출력된다.

도 12는 처리부(628)를 포함하는 프리즘 유닛 제조 장치(600)의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.

처리부(628)는 도 12에 도시하는 바와 같이, 3 CCD 카메라(625)를 구성하는 각 촬상 소자(627R, 627G, 627B)(도 11)로 검출된 복귀광(Y)을 화상 신호로서 입력하는 화상 입력 장치로서의 비디오 캡쳐 보드(628A)와, 이 비디오 캡쳐 보드(628A)로 입력된 화상 신호의 처리를 실행하는 화상 처리부(628B)와, 이 화상 처리의 결과에 기초하여, 측정광(X)의 설계상의 위치 및 복귀광(Y)의 위치의 편차를 취득하는 편차 취득부(628D)를 구비한다.

편차 취득부(628D)는 취득한 편차에 기초하여, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 상하 방향 및 좌우 방향으로의 위치 조정량을 연산하여 위치 조정 기구(690)에 출력하며, 이 연산 결과에 기초하여, 위치 조정 기구(690)가 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 위치를 조정한다.

또한, 처리부(628)는 편차 취득부(628D)로 취득한 편차에 기초하여, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 적색 반사면(500)에 있어서의 2개의 반사면 사이(501, 502)의 각도, 및 청색 반사면(510)에 있어서의 2개의 반사면 사이(511, 512)의 각도를 측정하는 각도 측정부(628C)와, 측정된 각도가 규격값의 범위내에 있는지 아닌지를 판정하는 양부 판정부(628E)와, 양부 판정부(628E)로 규격값의 범위외이며 불량품으로 판정된 경우에 경보를 발생시키는 경보 발생부(628F)를 구비한다.

또한, 도시를 생략하지만 3 CCD 카메라(625) 대신에 복귀광(Y)을 확대하는 접안 렌즈를 배치하며, 이 접안 렌즈를 거쳐, 육안으로 복귀광(Y)을 검출하는 구성으로 할 수도 있다.

여기서, 도 13은 전환 장치(630)를 나타내는 정면도이고, 도 14는 이 전환 장치(630)를 나타내는 측면도이다.

전환 장치(630)는 도 3도 참조하면, 오토콜리메이터(620)로부터 사출된 측정광(X)의 도입 방향에서 볼 때, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 교선(520)에 의해 구획되는 2개의 영역으로서의 좌측 영역(LA) 및 우측 영역(RA)중 어느 한쪽 영역(LA, RA)에만 측정광(X)을 도입하는, 바꿔 말하면 어느 한쪽 영역(LA, RA)에만 측정광(X)을 도입시키지 않는 장치이다.

또한, 전환 장치(630)는 도 13 및 도 14에 도시하는 바와 같이, 스탠드(610)의 전면에 설치되어 있고, 측정광(X)을 차폐하는 금속제이며 직사각형인 차광판(631)과, 이 차광판(631)의 하측에 고정되어, 스탠드(610)에 대하여 좌우 방향으로 활주 가능한 활주부(632)와, 이 활주부(632)의 전방측에 고정된 조작부(633)를 구비한다.

활주부(632)는 도 14에 도시하는 바와 같이, 스탠드(610)의 전면에 설치되어, 좌우 방향으로 연장되는 레일(632A)과, 차광판(631)의 하측에 고정되는 동시에, 레일(632A)을 따라 활주 가능하게 설치되는 활주부 본체(632B)를 구비한다. 이 활주부(632)는 차광판(631)이 설치된 때에는 이 차광판(631)에 의해, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 좌측 영역(LA) 및 우측 영역(RA) 중, 한쪽 영역(LA, RA)만피복하도록 설계되어 있다.

조작부(633)는 활주부 본체(632B)의 전면에 나사 체결된 장척(長尺) 형상의 조작부 본체(633A)와, 이 조작부 본체(633A)의 상단부에 고정된 핸들(633B)과, 조작부 본체(633A)의 하단부 및 스탠드(610)의 전면 고정된 축 부재(633C)를 구비한다. 이로써, 핸들(633B)은 축 부재(633C)를 축으로 하여 회동 가능하게 되어 있다.

이상 정리하면, 핸들(633B)의 회동에 따라서 활주부 본체(632 B)가 레일(632A)을 따라 좌우 방향으로 활주하기 때문에, 활주부 본체(632B)에 고정된 차광판(631)도 좌우 방향으로 이동하여, 결과적으로 핸들(633B)의 조작에 의해, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 좌측 영역(LA) 및 우측 영역(RA) 중 한쪽 영역(LA, RA)만을 피복할 수 있게 되어 있다.

반사 장치(640)는 오토콜리메이터(620)로부터 크로스 다이크로익 프리즘(45)에 도입되어, 적색 반사면(500)으로 반사된 측정광(X)을 반사하여, 복귀광(Y)으로서 오토콜리메이터(620)로 되돌리는 장치이다. 반사 장치(640)는 도 7에 도시하는 바와 같이, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 입사 단면(45R)에 대향 배치된 구 형상의 반사 미러(641)와, 이 반사 미러(641)를 지지하는 지지판(642)을 거쳐, 반사 미러(641)의 수평면 회전 방향 및 수직면 경사 방향의 위치를 상기 구동 본체의 모터 등의 구동을 제어하여 조정하는 2축 조정부(643)를 구비한다.

반사 장치(650)는 오토콜리메이터(620)로부터 크로스 다이크로익 프리즘(45)에 도입되고, 청색 반사면(510)으로 반사된 측정광(X)을 반사하여, 복귀광(Y)으로서 오토콜리메이터(620)로 되돌리는 장치이다. 반사 장치(650)는 도 7에 도시하는 바와 같이, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 입사 단면(45B)에 대향 배치된 반사 미러(651)와, 이 반사 미러(651)를 우측에서 지지하는 동시에, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 교선(520)에 대응하는 위치에 개구부(652A)(도 8)가 형성된 지지판(652)과, 이 지지판(652)의 삼차원 위치를 상기 구동 본체의 모터 등의 구동을 제어하여 조정함으로써, 반사 미러(651)의 수평면 회전 방향 및 수직면 경사 방향의 위치를 조정하는 2축 조정부(653)를 구비한다. 또한, 반사 미러(641, 651)는 동일한 것이며, 2축 조정부(643, 653)도 동일한 것이다.

전후 측정 CCD 카메라(660)는 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 교선(520)을 반사 장치(650)의 우측(배면측)으로부터 검출하는 것이며, 컴퓨터(680)와 전기적으로 접속되어 있다. 이 전후 측정 CCD 카메라(660)는 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 교선(520)을 촬상하는 교선 촬상부로서의 CCD 카메라 본체(661)와, 이 CCD 카메라 본체(661)를 전후방향 및 좌우 방향중 어느 방향으로 이동 가능하게 구성된 소정의 마이크로미터(662)를 구비한다.

좌우 측정 CCD 카메라(670)는 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 교선(520)을 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 후방측으로부터 검출하는 것이며, 전후 측정 CCD 카메라(660)와 동일한 구성이다. 좌우 측정 CCD 카메라(670)는 소정의 마이크로미터(672)에 의해, CCD 카메라 본체(671)를 좌우 방향 및 전후 방향중 어느 방향으로도 이동 가능하게 구성되어 있다.

따라서, 마이크로미터(662, 672)에 의해, CCD 카메라 본체(661, 671)를 전후방향 및 좌우 방향으로 위치 조정함으로써, CCD 카메라(660, 670)로 촬상되는 교선 화상에 있어서의 포커스 조정 및 기준 위치 맞춤이 가능해진다.

컴퓨터(680)는 2대의 CCD 카메라(660, 670)로 검출된 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 교선 화상의 처리, 및 4개의 반사면(501, 502, 511, 512)의 접합 상태의 판정을 하는 것이며, 도 7에 도시하는 바와 같이, 각종 프로그램을 실행하는 CPU나 기억 장치 등을 갖는 본체(681)와, 이 본체(681)로 처리 및 판정된 결과를 표시하는 모니터(682)를 구비한다.

본체(681)는 도 15에 도시하는 바와 같이, 2대의 CCD 카메라(660, 670)로 각각 검출된 교선(520)의 화상을 컴퓨터용 화상 신호로 변환하는 비디오 캡쳐 보드(681A)와, 이 변환된 화상 신호를 처리하는 기준 위치 화상 처리부로서의 화상 처리부(681B)와, 처리된 교선 화상에 있어서의 폭 및 기준축으로부터의 경사를 연산하는 교선 연산부(681C)와, 연산된 결과에 기초하여 양부를 판정하는 접합 상태 판정부(681D)와, CCD 카메라(660, 670)마다 처리된 교선 화상 및 판정 결과를 각각의 모니터(682)로 표시시키는 표시부(681E)를 구비한다.

[5. 색 합성 광학계의 제조 방법]

다음에, 도 16의 모식도 등을 참조하면서, 도 17에 기초하여, 색 합성 광학계인 프리즘 유닛(50)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

또한, 제조시에는 도 16에 도시하는 바와 같이, 실제로 프로젝터(1)에 장착되는 상태와는 상하 역 상태로, 크로스 다이크로익 프리즘(45) 및 고정판(447)이 접착되어 프리즘 유닛(50)이 제조된다.

[준비 공정]

우선, 준비 공정으로서 프리즘 유닛 제조 장치(600)를 구성하는 각 장치의 위치 조정을 실행한다(처리 S1). 구체적으로는 도 18에 나타내는 흐름도에 기초하여 실행한다. 우선, 오토콜리메이터(620)의 위치를 특정하여 고정한다(처리 S11).

구체적으로는 도시를 생략하지만, 미러면을 포함하는 기준 미러 블록을 준비하여, 이 미러면이 오토콜리메이터(620)에 대향하도록 스탠드(610)에 배치한다. 이 상태에서, 오토콜리메이터(620)로부터 측정광(X)을 사출하고, 미러면에서 반사된 복귀광(Y)을 검출하여, 측정광(X)을 나타내는 위치와 복귀광(Y)을 나타내는 위치의 화상을 일치시키고, 오토콜리메이터(620)의 위치를 조정하여 고정한다.

다음에, 반사 장치(640, 650)에 있어서의 각 반사 미러(641, 651)의 위치를 고정한다(처리 S12).

구체적으로는 도시를 생략하지만, 사면이 미러면으로 된 대략 직각 삼각 기둥의 더미 삼각 프리즘을 그 미러면이 적색 반사면(500)의 위치로 되도록 스탠드(610)에 배치한다. 이 상태에서, 오토콜리메이터(620)로부터 측정광(X)을 사출하고, 상기 미러면 및 반사 미러(641)로 반사되어, 다시 상기 미러면으로부터 반사된 복귀광(Y)을 검출하여, 측정광(X)을 나타내는 위치와 복귀광(Y)을 나타내는 위치의 화상을 일치시키고, 반사 미러(641)의 위치를 2축 조정부(643)에 의해 조정하여 고정한다. 마찬가지로, 상기 더미 삼각 프리즘을 그 미러면이 청색 반사면(510)의 위치로 되도록 교체하여 배치하고, 반사 미러(651)의 위치를 2축 조정부(653)에 의해 조정하여 고정한다.

다음에, 2대의 CCD 카메라(660, 670)의 위치를 고정한다(처리 S13).

구체적으로는 도 19에 도시하는 바와 같이, 금속이나 유리제 등의 대략 직방체 형상의 에지 검출용 블럭(701)과, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 절반 두께의 직방체 형사의 더미 유리(702)를 준비한다.

다음에, 블록(701)의 정상점(701A)이 중심 위치(C)로 되는 동시에, 블럭(701)의 능선(701B)이 전후 방향 및 좌우 방향으로 정확히 위치하도록, 스탠드(610)상에 블록(701)을 배치한다. 또한, 블럭(701)과 전후 측정 CCD 카메라(660)의 사이에는 유리 중과 공기 중의 굴절률의 상이함에 따른 포커스 어긋남 방지용의 더미 유리(702)를 전후 측정 CCD 카메라(660)의 광축에 대하여 수직으로 배치한다. 이 상태에서, 전후 측정 CCD 카메라(660)에 의해 블럭(701)의 능선(701B)을 촬상하고, 전후 측정 CCD 카메라(660)를 더미 유리(702) 방향(도면 중의 상하 방향)으로 진퇴시킴으로써, 입력한 화상의 조정을 실행한다. 그 후, 블록(701)의 능선(701B)의 화상을 중심 위치(C)를 나타내는 기준 위치에 합치시키도록, 전후 측정 CCD 카메라(660)를 도면 중의 좌우 방향으로 위치 조정한다.

다음에, 블럭(701)은 그 상태로 블록(701)과 좌우 측정 CCD 카메라(670)의 사이에, 좌우 측정 CCD 카메라(670)의 광축에 대하여 수직으로, 더미 유리(702)를 교체하여 배치한다. 이 상태에서, 좌우 측정 CCD 카메라(670)에 의해 블록(701)의 능선(701C)을 촬상하고, 좌우 측정 CCD 카메라(670)를 더미 유리(702) 방향(도면 중의 좌우 방향)으로 진퇴시켜서, 입력한 화상의 포커스 조정을 실행한다. 이 다음, 블럭(701)의 능선(701B)의 화상을 중심 위치(C)를 나타내는 기준 위치에 합치시키도록, 좌우 측정 CCD 카메라(670)를 도면 중의 상하 방향으로 위치 조정한다. 이상과 같이 2대의 CCD 카메라(660, 670)의 위치를 조정하여 고정한다.

이 다음, 스탠드(610)에 고정판(447)을 나사 체결한다(처리 S14).

이상으로부터 준비 공정이 완료한다.

[위치 조정 공정]

다음에, 스탠드(610)에 고정된 고정판(447)에 대하여, 크로스 다이크로익 프리즘(45)이 공간적인 위치를 조정한다(처리 S2). 구체적으로는 도 20에 나타내는 흐름도에 기초하여 실행된다.

고정판(447)의 접착면에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)이 평면적인 위치를 조정한다(처리 S21: 기준 위치 조정 공정).

우선, 고정판(447)의 접착면에, 유동 상태인 도시하지 않은 자외선 경화형 접착제를 도포해둔다. 이 상태에서 프리즘 유지부(321)에 의해 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 단면을 진공 흡착하여 유지하고, 상하 조정부(324F)의 구동에 의해, 고정판(447)에 크로스 다이크로익 프리즘(45)을 접합시킨다.

다음에, 전후 방향 CCD 카메라(660) 및 좌우 방향 CCD 카메라(670)로, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 후방측 및 우측으로부터 교선(520)을 촬상하고, 이 촬상된 화상을 비디오 캡쳐 보드(681A)로 입력하며, 화상 처리부(681B)로 화상 처리하여, 기준점(447C1)과 교선 화상(520)에 있어서의 고정판(447)측의 일단을 정확히 합치시킨다. 이로써, 고정판(447)에 대한 교선(520)의 위치, 즉 고정판(447)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 상측에서 본 평면적인 위치를 특정한다.

다음에, 위치 조정된 교선(520)을 중심으로 하여, 고정판(447)의 접착면에 대한 각 반사면(502, 512)의 회전 위치를 조정한다(처리 S22:회전 위치 조정 공정). 또한, 고정판(447)의 접착면에 대한 각 반사면(502, 512)의 경사 위치도 대략 동시에 조정한다(처리 S23: 경사 위치 조정 공정). 구체적으로는 도 21에 나타내는 흐름도에 기초하여 실행된다.

우선, 좌측 영역(LA)을 차광판(631)으로 차폐한 상태에서, 오토콜리메이터(620)로부터, 대략 45°의 입사각으로 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 단면(45E)에 측정광(X)을 도입한다(처리 S221: 측정광 도입 단계).

이 때, 도입된 측정광(X)은 청색 반사면(512)으로 반사되어 청색 측정광(XB)으로 되고, 그 후 반사 미러(651)로 반사되어 복귀광(YB)으로 되며, 이 복귀광(YB)은 청색 반사면(512)으로 반사된 후에, 단면(45E)으로부터 사출되어 오토콜리메이터(620)로 복귀한다. 그리고, 이 복귀광(YB)의 위치를 3 CCD 카메라(625)의 촬상 소자(627B)고 검출한다(처리 S222: 복귀광 검출 단계).

다음에, 이 검출된 복귀광(YB)의 화상을 비디오 캡처 보드(628A)로 이 검출 신호로서 입력하고, 화상 처리부(628B)로 검출 신호를 화상 처리한다(처리 S223). 이 때, 처리된 화상을 디스플레이(D)(도 22)에 표시하는 동시에, 컴퓨터(700)내의 메모리 등에 기억시킨다.

다음에, 편차 취득부(628D)에 있어서, 화상 처리부(628B)에서의 화상 처리 결과에 기초하여, 미리 설정된 측정광(X)의 설계상의 위치인 기준 위치와, 복귀광(Y)의 처리 화상 위치의 편차량, 구체적으로는 도 22에 나타내는디스플레이(D)상의 좌우 방향의 편차량(D2)을 취득하고, 이 편차량(D2)에 기초하여, 도 23에 도시하는 바와 같이, 기준 위치에 대한 청색 반사면(512)의 회전 편차량(θB1)을 연산하여, 이 연산 결과를 위치 조정 기구(690)에 출력한다(처리 S224).

이로써, 위치 조정 기구(690)는 회전 편차량(θB1)이 대략 제로로 되도록, 면내 회전 위치 조정부(326)의 구동에 의해, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 청색 반사면(512)의 회전 위치를 조정한다(처리 S225: 반사면 회전 위치 조정 단계).

마찬가지로 하여, 편차 취득부(628D)로 취득한 편차량(D1)에 기초하여, 도 24에 도시하는 바와 같이, 기준 위치에 대한 경사량(θB2), 즉 조명 광축에 대한 선동량을 연산하고, 이 연산 결과에 기초하여 위치 조정 기구(690)는 경사량(θB2)이 대략 제로가 되도록, 면외 회전 위치 조정부(325)의 구동에 의해 크로스다이크로익 프리즘(45)의 청색 반사면(512)의 경사 위치를 조정한다(처리 S226: 반사면 경사 위치 조정 단계).

동일한 공정에 의해, 오토콜리메이터(620)로부터 측정광(X)을 사출하여, 적색 반사면(502) 및 반사 미러(641)로 반사된 적색 복귀광(YR)을 3 CCD 카메라(625)의 촬상 소자(627R)로 검출하고, 도 24 및 도 25에 나타내는 회전 편차량(θR1) 및 경사량(θR2)을 연산하며, 위치 조정 기구(690)는 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 적색 반사면(502)의 회전 위치 및 경사 위치를 조정한다(처리 S227).

또한, 회전 편차량(θB1, θR1) 및 경사량(θB2, θR2)의 양품 범위를 ±5초로 설정하고 있고, 이들 양품 범위내로 되도록 조정한다.

이상의 공정에 의해, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 우측 영역(RA)의 반사면(502, 512)을 기준으로 한 조정을 실행한다.

[위치 검사 공정]

다음에, 차광판(631)을 세팅한 상태에서, 색 합성 광학계(50)의 크로스 다이크로익 프리즘(45)에 있어서의 각 반사면(501, 502, 511, 512)간의 상대 위치를 검사한다(처리 S3). 구체적으로는 도 25에 나타내는 흐름도에 기초하여 실행된다.

오토콜리메이터(620)로부터, 우측 영역(RA)에 측정광(X)을 사출하고, 반사 미러(641, 651)로 반사된 복귀광(Y)을 3 CCD 카메라(625)로 검출한다(처리 S31: 측정광 도입 단계, 복귀광 검출 단계). 보다 구체적으로는 측정광(X) 중, 청색광(XB)은 청색 반사면(510)으로 반사된 후, 반사 미러(651)로 반사되어 청색 복귀광(YB)으로 되고, 다시 청색 반사면(510)으로 반사되어, 오토콜리메이터(620)로 복귀한다. 그 후, 이 청색 복귀광(YB)의 위치를 3 CCD 카메라(625)의 촬상 소자(627B)로 검출하고, 비디오 캡쳐 보드(628A)로 이 검출 신호를 입력하며, 화상 처리부(628B)로 이 검출 신호를 화상 처리한다. 이 처리된 화상을 디스플레이(D)에 표시하는 동시에, 컴퓨터내의 메모리등에 기억한다. 한편, 적색광도 상기 청색광과 같이, 측정광(X) 중, 적색광(XR)은 적색 반사면(502)으로 반사된 후, 반사 미러(641)로 반사되고, 다시 적색 반사면(502)으로 반사되어, 오토콜리메이터(620)로 복귀한다. 그 후, 이 적색 복귀광(YR)의 위치를 3 CCD 카메라(625)의 촬상 소자(627R)로 검출하고, 비디오 캡쳐 보드(628A)로 이 검출 신호를 입력하며, 화상 처리부(628B)로 이 검출 신호를 화상 처리한다. 이 처리된 화상을 디스플레이(D)에 표시하는 동시에, 컴퓨터내의 메모리 등에 기억한다.

다음에, 전환 장치(630)의 핸들(633B)을 조작하고, 우측 영역(RA)을 차광판(631)으로 차폐한 상태에서, 좌측 영역(LA)으로 측정광(X)을 사출하고, 반사 미러(651)로 반사된 청색 복귀광(YB)과 반사 미러(641)로 반사된 적색 복귀광(YR)을 3 CCD 카메라(625)로 검출한다(처리 S32: 측정광 전환 단계).

도 26에는 우측 영역(RA)의 청색 반사면(512)과 좌측 영역(LA)의 청색 반사면(511)이 어긋나 있는 경우의 검출 결과를 나타낸다. 각도 측정부(628C)는 상하 방향의 편차량(DB1)에 기초하여, 도 27에 도시하는 바와 같이, 우측 영역(RA)의 청색 반사면(512)을 기준으로 한 좌측 영역(LA)의 청색 반사면(511)의 수평 편차량(PB), 즉 반사면(511, 512)끼리의 연장 방향으로부터의 편차량(각도)을 산출한다(처리 S33).

다음에, 도 26에 나타내는 좌우 방향의 편차량(DB2)에 기초하여, 우측 영역(RA)의 청색 반사면(512)을 기준으로 한 좌측 영역(LA)의 청색반사면(511)의 각도인 수직 편차량(QB)(도시 생략)을 산출한다(처리 S34).

상기 청색광의 경우와 같이, 각도 측정부(628C)는 도 26에 나타내는 우측 영역(RA)의 적색 반사면(502)과 좌측 영역(LA)의 적색 반사면(501)의 각 편차량(DR1, DR2)에 기초하여, 도 27에 나타내는 적색 반사면(502)을 기준으로 한 적색 반사면(501)의 수평 편차량(PR) 및 수직 편차량(QR)(도시 생략)을 산출한다(처리 S35).

양부 판정부(628E)에 있어서, 산출된 수평 편차량(PB, PR) 및 수직편차량(QB, QR)이, 소정의 규격값의 범위내에 있는지 아닌지에 대하여 판정한다(처리 S36: 판정 단계). 판정의 결과, 규격값의 범위내였던 경우에는 양품으로 판정된다(처리 S37). 한편, 규격값의 범위외로 판정된 경우에는 불량품으로 판정되어(처리 S38), 경보 발생부(628F)로부터 경보가 발생한다(처리 S39).

또한, 수평 편차량(PB, PR) 및 수직 편차량(QB, QR)의 양품 범위는 ±5초이다.

다음에, 상기 기준 위치 조정 공정으로 조정하고 있지만, 고정판(447)과 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 상대적인 위치로서의 접합 상태를 검사한다.

우선, 전후측정 CCD 카메라(660)의 CCD 카메라 본체(661)로 교선(520)을 촬상하고, 이 촬상되어 화상 처리된 교선(520)에 기초하여, 교선 연산부(681C)에 있어서, 도 28에 도시하는 바와 같이, 기준선에 대한 교선(520)의 전후 방향 편차량(T1)과, 교선(520)의 폭 치수(T2)와, 기준선에 대한 경사(Φ)를 산출한다. 교선(520)의 폭 치수(T2)를 측정했기 때문에, 교선(520)의 폭 치수(T2)가 기준보다도 커지는 경우에는 연장하는 2개의 반사면(501, 502, 511, 512) 사이에 평행 이동 어긋남이 발생하고 있다는 것을 확인할 수 있었다.

전술한 바와 마찬가지로, 좌우 측정 CCD 카메라(670)에 있어서의 CCD 카메라 본체(671)로 교선(520)을 촬상함으로써, 기준선에 대한 교선(520)의 좌우 방향 편차량(T1)과, 교선(520)의 폭 치수(T2)와, 기준선에 대한 경사(Φ)를 산출한다.

다음에, 측정한 각 편차(T1, T2, Φ)가 모두 양품의 범위에 있는지 아닌지에 대하여 접합 상태 판정부(681D)로 판정한다. 이들 편차가 범위내에 있으면 양품이라 판정하고, 범위외에 있으면 불량품으로 판정한다. 또한, 전후 방향 편차량(T1)의 양품 범위는 ±0.05㎜이다. 또한, 폭 치수(T2) 및 경사(Φ)의 양품 범위도 적절히 설정되어 있다.

[접착 고정 공정]

다음에, 위치 조정된 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 상방으로부터, 상기 자외선 경화형 접착제에 대하여 자외선을 조사하여, 이 자외선 경화형 접착제를 경화시킴으로써, 크로스 다이크로익 프리즘(45)을 고정판(447)에 접착 고정한다(처리 S4: 접착 고정 공정).

이상과 같이 하여 프리즘 유닛(50)을 제조하고, 스탠드(610)로부터 제거함으로써, 모든 공정이 종료한다(처리 S5).

[6. 효과]

이와 같은 본 실시 형태에 의하면, 이하와 같은 효과가 얻어진다.

(1) 고정판(447)의 기준점(447C1)에 대하여 크로스 다이크로익 프리즘(45)을 위치 조정한 후에, 고정판(447)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 회전 위치를 조정할 수 있는 동시에, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 각 반사면(501, 502, 511, 512)의 경사 위치도 조정할 수 있기 때문에, 고정판(447)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이로써, 프리즘 유닛(50)의 품질의 격차를 억제할 수 있고, 제조 비용을 억제하여 효율적으로 제조할 수 있다.

(2) 기준 위치를 조정하는 데 있어서, 측정 CCD 카메라(660, 670), 비디오캡쳐 보드(681A) 및 화상 처리부(681B)를 사용했기 때문에, 고정판(447)의 기준점(447C1)에 교선(520)을 정확하고 또한 자동적으로 맞출 수 있고, 고정판(447)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 장착 정밀도를 보다 더 향상시킬 수 있다.

(3) 오토콜리메이터(620)로부터 측정광(X)을 도입하고, 그 복귀광(Y)을 검출하여 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 회전 위치 및 경사 위치를 자동 조정했기 때문에, 측정광(X)의 위치와 복귀광(Y)의 위치 사이의 수평 및 수직 위치의 편차를 합치시킴으로써, 반사면(501, 502, 511, 512)의 회전 위치 및 경사 위치를 확실하고 또한 간단히 조정할 수 있다.

(4) 크로스 다이크로익 프리즘(45)에 있어서의 반사면(501, 502, 511, 512)의 회전 위치 및 경사 위치를 조정하는 데 있어서, 3 CCD 카메라(625), 비디오 캡쳐 보드(628A) 및 화상 처리부(628B)를 사용했기 때문에, 복귀광(Y)의 검출을 정확하고, 또한 자동적으로 실시할 수 있으며, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 장착 정밀도의 향상뿐만 아니라, 장착 작업의 신속화 및 간소화를 도모할 수 있다.

(5) 각도 측정부(628C)로 취득한 반사면(501, 502, 511, 512) 사이의 각도차(PR, PB, QR, QB)가 규격값내인지 아닌지를 양부 판정부(628E)로 판정하여, 규격값내의 것만을 양품으로 했기 때문에, 고정밀도로 제조된 프리즘 유닛(50)만을 자동적으로 선택할 수 있다.

(6) 양부 판정부(628E)에서 불량품이라 판정된 경우에, 경보 발생부(628F)에서 경보를 발생하도록 구성했기 때문에, 제조 작업자는 이 제조품이 불량품인 것을바로 파악할 수 있어, 양품으로의 불량품의 혼입을 확실히 방지할 수 있다.

(7) 회전 위치 및 경사 위치를 조정하는 데 있어서, 우측 영역(RA)에만 측정광(X)을 도입하고, 그 복귀광(Y)을 검출했기 때문에, 연장 방향을 따른 반사면(501, 502, 511, 512) 사이에 미소한 어긋남이 있어도, 검출되는 복귀광(Y)이 항상 1개이므로, 고정판(447)에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 위치를 정밀도 좋게 조정할 수 있다.

(8) 고정판(447)에 대한 반사면(501, 502, 511, 512)의 위치 조정뿐만 아니라, 반사면(501, 502, 511, 512)간의 상대 위치도 검사하도록 구성했기 때문에, 보다 더 장착 정밀도가 높은 제품만을 선택하여 출하할 수 있다.

(9) 반사면(501, 502, 511, 512)간의 상대 위치를 검사하는 데 있어서, 오토콜리메이터(620)로부터 측정광(X)을 사출하고, 이 측정광(X)을 색 반사면(500, 510)에 있어서의 우측 영역(RA) 및 좌측 영역(LA)에, 전환 장치(630)에 의해 전환하여 검사하기 때문에, 각 색 반사면(500, 510)에 있어서의 2개의 반사면(501, 502, 511, 512)의 상대 위치를 간단히 검사할 수 있다. 이 때문에, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 양부 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 이로써, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 원불량품을 자외선(UV) 조사에 의한 접착 고정전에 분류할 수 있고, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 불량품을 고정판(447)에 접착하지 않게 되므로, 낭비를 없앨 수 있다.

(10) 측정광 도입부와 복귀광 검출부를 오토콜리메이터(620)로서 일체적으로 구성했기 때문에, 측정광 도입부와 복귀광 검출부를 별개로 배치하는 경우에 비해,제조 장치(600)의 소형화를 도모할 수 있다.

(11) 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 단면(45R, 45B)에, 반사 미러(641, 651)를 설치했기 때문에, 밝은 복귀광(Y)을 확실히 복귀시킬 수 있어, 오토콜리메이터(620)로의 검출이 용이해진다.

(12) 복귀광(Y)을 검출하기 위해서 3 CCD 카메라(625)를 채용했기 때문에, 예컨대 복귀광(Y)을 육안으로 검출하는 경우에 비해, 확실히 또한 자동적으로 검출할 수 있어, 작업자의 부담을 경감할 수 있다.

(13) CCD 카메라(660, 670)로 교선(520)의 폭 치수(T2)를 측정하기 때문에, 각 색 반사면(500, 510)에 있어서의 2개의 반사면(501, 502, 511, 512)이 평행 이동하여 어긋나 있는 경우에도, 이 평행 이동 만큼의 편차량을 간단히 검사할 수 있다. 또한, CCD 카메라(660, 670)로 교선(520)의 경사(Φ)를 측정하기 때문에 각 색 반사면(500, 510)에 있어서의 2개의 반사면(501, 502, 511, 512)이 측정광(X)의 광축에 수직으로 기준이 되는 축으로부터 경사져 어긋나 있는 경우에도, 이 경사(Φ)를 간단히 검사할 수 있다. 마찬가지로 전후 좌우 방향의 편차량(T1)도 간단히 검사할 수 있다. 이 때, 양품이 되는 편차량(T1), 폭 치수(T2) 및 경사(Φ)의 범위를 미리 설정했기 때문에, 간단히 자동 검사할 수 있고, 보다 더 장착 정밀도가 높은 것만을 선택할 수 있다.

(14) 전환 장치(630)에 있어서, 핸들(633B)을 조작하기만 하는 비교적 간단한 구조로, 차광판(631)의 전환 조작을 실행할 수 있기 때문에, 전환 장치(630)의 비용을 억제할 수 있다.

(15) 프로젝터(1)의 제조 방법은 상술한 프리즘 유닛(50)의 제조 방법을 포함하여 구성할 수 있다. 따라서, 프로젝터(1)는 크로스 다이크로익 프리즘(45)에 있어서 각 색광을 고정밀도로 합성할 수 있고, 선명한 화상광을 투사할 수 있다.

[7.변형]

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 구성 등을 포함하고, 이하에 나타내는 바와 같은 변형 등도 본 발명에 포함된다.

예컨대, 상기 실시 형태에서는 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 단면(45R, 45B)에 대향하여 반사 장치(640, 650)를 배치했지만, 이에 한정하지 않고, 예컨대 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 단면(45R, 45B)에 반사 미러를 첨부하는 구성으로 할 수도 있다. 단, 상기 실시 형태쪽이, 반사 미러의 위치를 정확히 조정할 수 있는 이점이 있다. 또한, 특히 반사 미러 등을 설치하지 않고, 각 단면에서 반사시킬 수도 있다.

상기 실시 형태에 있어서의 오토콜리메이터(620), CCD 카메라(660, 670), 및 위치 조정 기구(690)는 각각 수동, 자동중 어느 방법으로 조정할 수도 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 전환 장치(630)에서는 핸들(633B)을 수동으로 조작했었지만, 자동적으로 변경되는 구성으로 할 수도 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 오토콜리메이터(620)에 3 CCD 카메라(625)를 설치했지만, 이에 한정하지 않고, 단판의 CCD 카메라나 육안으로 검출하도록 할 수도 있다. 단판의 CCD 카메라를 채용하는 경우에는 예컨대 측정광(X)을 적색광 및 청색광으로 변경하여 도입하는 것이 바람직하다. 또한, 각 색으로 구성되는 복수의 컬러 필터를 준비하고, 이들 컬러 필터에 순차적으로 복귀광(Y)을 통과시켜서, 각 색광마다 복귀광 검출부에서 복귀광(Y)을 검출하는 구성으로 할 수도 있다.

상기 실시 형태에서는 오토콜리메이터(620)를 채용하여, 측정광 도입부와 복귀광 검출부를 일체적으로 구성했지만, 측정광 도입부와 복귀광 검출부를 별개로 구성할 수도 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 크로스 다이크로익 프리즘(45)의 양품 범위는 전술한 수치에는 한정되지 않는다. 즉, 내장되는 프로젝터 등의 광학 기기의 기종이나 목적에 맞추어, 적절히 변경하는 것이 좋다.

본 발명에 의해 제조된 프리즘 유닛은 스크린을 관찰하는 방향으로부터 투사를 실행하는 프론트 타입의 프로젝터로 채용했지만, 이에 한정하지 않고, 스크린을 관찰하는 방향과는 반대측으로부터 투사를 실행하는 리어 타입의 프로젝터에도 적용 가능하다.

또한, 그 밖에, 본 발명의 실시시의 구체적인 구조 및 형상 등은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 다른 제조 등으로 할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 고정판에 대한 색 합성 광학 소자의 장착 정밀도를 향상시킬 수 있는 동시에, 비용을 억제하여 효율적으로 제조할 수 있는 색 합성 광학계의 제조 방법, 색 합성 광학계의 제조 장치, 및 프로젝터의 제조 방법을 제공하는효과가 있다.

Claims (13)

1. 입사하는 복수의 광속의 광축과 직교하는 방향에서 볼 때, 대략 45°의 입사각이 되도록 대략 X자 형상으로 배치되는 4개의 반사면을 갖고, 대략 X자 형상의 한쪽의 연장 방향에 따른 한쌍의 반사면이, 다른 한쌍의 반사면과 상이한 파장 영역의 광속을 반사하도록 구성된 색 합성 광학 소자와, 상기 색 합성 광학 소자에 있어서의 상기 X자 형상의 반사면에 교차하는 단면에 접착 고정되는 고정판을 구비하는 색 합성 광학계의 제조 방법에 있어서,

   상기 고정판에 설정된 기준 위치에 대하여, 상기 한쌍의 반사면 및 상기 다른 한쌍의 반사면이 교차되는 교선을 위치 조정하는 기준 위치 조정 공정과,

   위치 조정된 상기 교선을 중심으로 하여, 상기 고정판에 대한 각 반사면의 회전 위치를 조정하는 회전 위치 조정 공정과,

   상기 고정판의 접착면에 대한 각 반사면의 경사 위치를 조정하는 경사 위치 조정 공정과,

   이들 조정 공정 종료 후, 상기 색 합성 광학 소자를 상기 고정판에 대하여 접착 고정하는 접착 고정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 위치 조정 공정은 상기 교선의 화상을 촬상 소자 및 화상 입력 장치를 거쳐 컴퓨터에 입력하여 화상 처리를 실행함으로써 실시하는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전 위치 조정 공정은 상기 색 합성 광학 소자중 어느 하나의 반사면에 대략 45°의 입사각으로 측정광을 도입하는 측정광 도입 단계와, 도입된 측정광의 복귀광을 검출하는 복귀광 검출 단계와, 검출된 복귀광에 기초하여 상기 반사면의 회전 위치를 조정하는 반사면 회전 위치 조정 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 경사 위치 조정 공정은 상기 색 합성 광학 소자중 어느 하나의 반사면에 대략 45°의 입사각으로 측정광을 도입하는 측정광 도입 단계와, 도입된 측정광의 복귀광을 검출하는 복귀광 검출 단계와, 검출된 복귀광에 기초하여 상기 반사면의 경사 위치를 조정하는 반사면 경사 위치 조정 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 회전 위치 조정 공정 및 상기 경사 위치 조정 공정은 상기 복귀광을 촬상 소자 및 화상 입력 장치를 거쳐 컴퓨터에 입력하여 화상 처리를 실행함으로써 실시하는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 색 합성 광학 소자중 어느 하나의 반사면에 45°의 입사각으로 측정광을 도입하는 측정광 도입 단계와, 도입된 측정광의 복귀광을 검출하는 복귀광 검출 단계와, 상기 측정광을 상기 어느 하나의 반사면의 연장 방향에 따른 다른 반사면으로 변경하여 도입하는 측정광 전환 단계와, 전환 후의 측정광의 복귀광을 검출하고, 상기 어느 하나의 반사면에 대한 다른 반사면의 편차를 구하며, 상기 색 합성 광학 소자의 양부(良否)를 판정하는 양부 판정 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 방법.
7. 입사하는 복수의 광속의 광축과 직교하는 방향에서 볼 때, 대략 45°의 입사각으로 되도록 대략 X자 형상으로 배치되는 4개의 반사면을 갖고, 대략 X자 형상의 한쪽의 연장 방향에 따른 한쌍의 반사면이, 다른 한쌍의 반사면과 상이한 파장 영역의 광속을 반사하도록 구성된 색 합성 광학 소자와, 상기 색 합성 광학 소자에있어서의 상기 X자 형상의 반사면에 교차하는 단면에 접착 고정되는 고정판을 구비하는 색 합성 광학계의 제조 장치에 있어서,

   상기 고정판이 장착되는 스탠드와,

   이 스탠드에 장착된 고정판에 대한 상기 색 합성 광학 소자의 위치 조정을 실행하는 위치 조정 기구와,

   상기 4개의 반사면중 어느 하나의 반사면에 대략 45°의 입사각으로 측정광을 도입하는 측정광 도입부와,

   도입된 측정광의 복귀광을 검출하는 복귀광 검출부와,

   상기 측정광을 상기 어느 하나의 반사면의 연장 방향에 따른 다른 반사면으로 변경하여 도입하는 측정광 전환부를 구비하는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 한쌍의 반사면 및 다른 한쌍의 반사면이 교차되는 교선의 화상을 입력하는 기준 위치 화상 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 측정광 도입부 및 상기 복귀광 도입부는 오토콜리메이터로서 일체적으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는

   색 합성 광학계의 제조 장치.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 복귀광 검출부에 접속된 촬상 소자로 촬상된 복귀광의 화상을 화상 입력 장치를 거쳐 입력하여 화상 처리를 실행하는 화상 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는

    색 합성 광학계의 제조 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 화상 처리부에서의 상기 어느 한쌍의 반사면을 구성하는 반사면의 각각에 반사된 복귀광의 화상 처리 결과에 기초하여, 2개의 반사면 사이의 각도를 측정하는 각도 측정부와, 이 측정된 각도가 규격값의 범위내인지 아닌지를 판정하는 양부 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는

    색 합성 광학계의 제조 장치.
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 반사면에서 반사된 광속을 반사하여 복귀광으로서 상기 복귀광 검출부에 도입하는 반사 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는

    색 합성 광학계의 제조 장치.
13. 프로젝터의 제조 방법에 있어서,

    제 1 항에 기재한 색 합성 광학계의 제조 방법을 포함하는

    프로젝터의 제조 방법.