KR20040044889A - 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

Info

Publication number
KR20040044889A
KR20040044889A KR10-2004-7003569A KR20047003569A KR20040044889A KR 20040044889 A KR20040044889 A KR 20040044889A KR 20047003569 A KR20047003569 A KR 20047003569A KR 20040044889 A KR20040044889 A KR 20040044889A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
light
liquid crystal
adjustment
adjusting
Prior art date
Application number
KR10-2004-7003569A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100657071B1 (ko
Inventor
기타바야시마사시
Original Assignee
세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세이코 엡슨 가부시키가이샤 filed Critical 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Publication of KR20040044889A publication Critical patent/KR20040044889A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100657071B1 publication Critical patent/KR100657071B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/317—Convergence or focusing systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3191—Testing thereof
    • H04N9/3194—Testing thereof including sensor feedback
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/006—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

복수의 광 변조장치와 색합성 광학계를 구비하는 광학장치를 제조할 때, 투사 광학계의 광학 특성을 취득하고, 광 변조장치의 기준 위치를 취득하고, 미리 취득한 광학 특성에 따라 광 변조장치의 편차량을 산출하고, 색합성 광학계로부터의 합성 광을 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}
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 프로젝터가 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 짜 넣어, 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 짜 넣어 프로젝터를 완성했을 때, 이러한 짜 넣은 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 관한 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 취득하는기준위치 취득 순서와, 취득된 상기 투사 광학계의 광학특성에 따라서 상기 광 변조장치의 기준위치에 대한 편차량을 산출하는 편차량 산출 순서와, 상기 광학 출사 단면으로부터 사출된 합성 광을 광속 검출장치를 이용하여 검출하는 합성 광 검출 순서와, 이 합성 광 검출 순서에서 합성 광을 검출하면서 상기 편차량을 가미하여 상기 광 변조장치의 위치조정을 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 소자로 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 관한 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 따라서, 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 위치조정을 한다. 이상과 같이 하여 위치를 조정한 후에, 이것들의 액정 패널을 고정하는 것으로 광학장치가 제조된다.
이러한 순서로 조정하기 때문에, 짜 넣어지는 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 위치조정을 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 위치조정 순서는, 상기 편차량에 따라서 상기 광속 검출장치의 위치조정을 한 후, 상기 광 변조장치의 위치조정을 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 붙여진 유동표에 기록된 광학특성을 독해하는 것에 의해 실시되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 투사 광학계의 광학 특성치가 기록된 유동표를 붙인 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 관한 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 위치조정을 하는 위치 조정장치의 유지부에 의해 유지된 상기 각 광 변조장치의 상기 색합성 광학계에 대한 자세의 조정을 하는 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 사출단면에 대하여, 각 광 변조장치를 유지하는 유지부를 구동하여 각 광 변조장치의 위치조정을 하는 위치 조정장치 본체와, 광원으로부터 사출되어 상기 위치 조정된 광 변조장치에 입사된 광속이, 상기 색합성 광학계의 광속 사출단면의 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 투사 할 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 변조장치의 변함에 배치되는 제 2 반사부재의 면이 대략 직각이 되는 경우, 즉, 일직선상에서 서로 바로 대하는 경우에는, 레이저광 사출부와 제 2 반사부재의 사이에는 특별히아무것도 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, 작업자에게 의해서 이해하기 쉬운 수치 데이터로 되어 작업성을 향상할 수 있다.
본 발명에 관한 광학장치는, 상기 광학장치의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 것이고, 본 발명에 관한 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 투사 할 수 있는 프로젝터로 할 수 있다.
본 발명은 광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및 이 광학장치를 구비하는 프로젝터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 각 실시 형태에 관한 광학장치를 포함하는 프로젝터의 구조를 나타내는 모식도,
도 2는 상기 프로젝터의 주요부의 구조를 나타내는 외관 사시도,
도 3은 상기 각 실시 형태에 있어서 투사 렌즈를 나타내는 사시도
도 4는 상기 각 실시 형태에 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 실시 형태에 있어서의 위치 조정방법을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 15는 상기 표시화면에 있어서의 기준패턴을 나타내는 도면,
도 16은 제 2 실시 형태에 있어서의 위치 조정방법을 설명하기 위한 플로우 챠트,
도 17은 상기 광속 검출장치의 변형예를 개시하는 평면도,
도 18은 제 3 실시 형태에 관한 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 레이저 광출력부의 구조를 나타내는 모식도,
도 24는 크로스다이크로익 프리즘의 위치조정을 나타내는 도면,
도 25는 상기 위치 조정 시스템의 투사부 본체를 구성하는 투과형 스크린을 도시하는 도면,
도 26은 상기 위치조정 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 위치조정 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 위치조정을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 33은 상기 광학유닛의 광축 위치 나타냄을 설명하기 위한 플로우챠트,
도 34는 상기 크로스다이크로익 프리즘에 대한 액정패널의 위치조정을 하는 플로우챠트.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
[1] 제 1 실시 형태
[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, 광원램프(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 갖추어지고, 제 1 렌즈 어레이(113)에 의해서 복수의 부분 광속으로 분할되어, 반사 미러(117)에 의해서 사출 방향을 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 입사하여, 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 갖춰, 상기 색분리 광학계(120)로 분리된 색광, 예컨대, 청색광(B)을 액정 패널(141B)까지 이끄는 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 계면에 따라 대략 X 자 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, 전기광학장치(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 L 자 형상의 구조체가 되는 헤드체(171)를 구비한다.
투사 렌즈(160)는, 헤드체(171)의 L 자의 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 첨부되어 있다. 크로스다이크로익 프리즘(150)은, 헤드체(171)의 L 자의 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, 유지프레임(143)에는, 직사각 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 동시기에 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 한다.
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「동요 투사」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 광학 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 첨부된다. 또, 이 점착제에 의한 첨부로서는, 투사 렌즈(160)에 대하여 붙이거나 벗기는 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 자재인 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, 조정부본체(30)를 용이하게 이동할 수 있도록, 그 하부에 캐스터(caster)(25A)가 마련되어 있다.
상기 조정용 광원장치는, 조정부 본체(30)에서의 조정작업을 하는 것에 있어서 사용되는 위치 조정용의 광속의 광원이다. 또한, 상기 고정용 자외선 광원장치는, 액정패널(141R, 141G, 141B)을 크로스다이크로익 프리즘(150)측에 고정하는 것에 즈음하여, 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 위치조정 유닛(31)과, 크로스다이크로익 프리즘(150)을지지 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 위치조정 유닛(31)은, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 광 입사 단면(151)에 대하여, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 배치위치를 조정하는 것이다. 이 6축 위치조정 유닛(31)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, UV 차광 커버(20)의 바닥 판(22)의 레일(351)에 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)에 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 원호에 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 원호에 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 협지 편(317A)과, 제 2 조정부(315C)의 선단부분에서 활주 가능하게 마련되는 가동 협지 편(317B)과, 가동 협지 편(317B)을 동작시키는 액츄에이터(317C)를 구비한다. 액츄에이터(317C)에 의해서 가동 협지 편(317B)을 동작시키는 것에 의해, 액정패널(141R, 141G, 141B)을 유지할 수 있다. 또한, 가동 협지 편(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 위치조정 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 위치조정용의 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 광 파이버(372)를 포함하여 구성된다.
광 파이버(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 직사각 형상의 화상 형성영역의 각 모퉁이 부분에 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)의외측 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 구별하여 쓰는 것에 의해, 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 장치된 도광부(45)를 구비한다.
CCD 카메라(41)는, CCD(Charge Coupled Device)를 촬영소자로 한 에어리어 센서이며, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출된 위치조정용의 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 직사각 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 일축 부재에 마련된 카메라 설치부 등으로 구성되어, CCD 카메라(41)를 X축방향(도 11에서는 좌우방향), Y축방향(도 11에서는 상하방향) 및 Z축방향(도 11에서는 지면에 직교하는방향)으로, 탑재대(25)내부의 서보 제어기구에 의해서 이동시킬 수 있다.
도광부(45)는, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 직사각 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 첨부된 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 갖춰, 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 독해된 데이터 처리도 한다.
컴퓨터(70)에 호출된 프로그램은, 도 13에 도시되는 표시화면(71)을 표시하여, 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 위치조정 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 위치조정의 방법을, 도 14에 나타내는 플로우 챠트에 따라서 설명한다.
여기서, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치조정을 하기 전에, 사전의 준비로서, 전술한 바와 같이 짜 넣어진 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 형성영역의 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 복수기종에 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, 자외선경화형 접착제가 도포된 핀(145)을 삽입한 상태로, 6축 위치조정 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, 위치조정을 실행할 수 있는 것과 같은 처리를 하는 것이다(처리 S5). 또, 이 단계를 상기 S2의 직후에 행하더라도 무방하다.
여기서, 투사 렌즈 검사장치(3)로 미리 측정된 광학 특성치를 취득한다. 즉, 바 코드 레코더(800)를 이용하여, 실제의 제품에 짜넣어지는 투사 렌즈(160)에 첨부된 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, 위치조정용의 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 위치조정 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 따라서, 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 위치조정 순서). 이것에 의해, 투사 렌즈(160) 사이의 격차를 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 실시 형태의 효과
이러한 본 실시 형태에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.
(1) 짜 넣어진 투사 렌즈(160)의 광학특성에 따라서, 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 판정도할 수 있다.
(2) CCD 카메라(41)를 기준위치로 한 채로, 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 붙인 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 코더(601)로서 데이터화했기 때문에, 위치 조정장치(2)에 바 코그 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 프리즘150의 주위에 CCD 카메라(41)를 배치할 수 있다. 따라서, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터의 사출방향에 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 갖는 것으로 할 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 직사각 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 위치조정을 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 실시 형태
다음에, 본 발명의 제 2 실시 형태에 관해서 설명한다.
제 2 실시 형태는, 상기 제 1 실시 형태와는, 투사 렌즈(160)마다의 광학 특성치로부터 산출되는 편차량에 따라서, 각 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치를 조정하는 방법이 서로 다르다. 이 때문에, 상기 제 1 실시 형태와 동일 또는 상당 구성품에는 동일 부호를 붙이고, 설명을 생략 또는 간략하게 한다.
본 실시 형태에 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 실시 형태와 동일하기 때문에, 상기 제 1 실시 형태와는 다른 처리 S14에 관해서만 설명한다.
즉, 처리 S14에서는, 전술한 처리 S7에서 산출된 편차량에 따라서, 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 격차를 보정할 수 있다.
이어서, 위치 조정된 각 CCD 카메라(41)를 고정한 상태로, 상기 제 1 실시 형태와 같은 순서로, 액정패널(141G)의 위치 조정을 한다(처리 S8 내지 10, S12, S13). 본실시 형태에 의하면, 상기 제 1 실시 형태의 (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 따라서, 대응하는 CCD 카메라(41)만을 개별로 진퇴시켰기 때문에, 보다 한층 간단하고 또한 고정밀도로 투사 렌즈(160)의 편차분을 보정할 수 있다.
[3] 제 3 실시 형태
다음에, 본 발명에 관한 제 3 실시 형태에 관해서 설명한다.
[3-1] 전체 구성
도 18 및 19는 상기 광학 유닛을 구성하는 액정패널(141R, 141G, 141B)과 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치조정을 하기 위한 위치조정 시스템(4)을 나타내는 도면이다. 이 위치조정 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 위치조정용의 상기 3개의 6축 위치조정 유닛(720)과, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치조정용의 프리즘 위치조정 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 위치조정 유닛(720)을 둘러싸는 측판(711)과, 바닥판(712)과, 측판(713)에 개폐 자재로 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 위치조정 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 캐스토(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 본체700의 UV 차광 커버(710)의 내부에는, 6축 위치조정 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 위치조정 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 위치조정 유닛(720)은, 도 20에 도시하는 바와 같이, 상기 6축 위치조정 유닛(31)과 대략 같은 구성으로 되어있지만, 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 Z 자형상인 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 안팍을 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 형성되어있다. 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, 조명광축에 따라 라이트 가이드 내를 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 위치조정에 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 광원램프(741A)를 수납한 구성으로 되어, 광학 유닛(170)에 광속을 공급하는 부분이다. 도시를 생략했지만, 하우징에는, 광원램프(741A)의 냉각용의 개구 및 이 개구의 내측에 냉각 팬이 마련되어 있다. 한편, 이 광원램프(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 광원램프(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 내지45°의 범위로 조정가능한 가동식 미러(742F)가 배치된다.
이러한 광원유닛(740)을 이용하여, 조정 대상이 되는 광학 유닛(170)의 조정을 하는 경우, 도광부(742)의 상부의 개구(742A)와, 광학 유닛(170)의 광원 램프교환용의 개구를 접촉시켜, 광원부 본체(741)의 광원램프(741A)나 레이저광 출력부(743)로부터의 사출 광속을 라이트 가이드 내에 도입하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)이나 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치조정을 한다.
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 위치조정 및 광학유닛(170) 자신의 광축 위치를 컴퓨터에 파악시킨다. 한편, 가동식 미러(742F)를 45°경사시킨 상태로, 광원부 본체(741)의 광원램프(741A)에서 조정용 광속을 사출하여, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 포커스 얼라인먼트 조정을 한다.
프리즘 위치조정 유닛(730)은, 도 24에 도시하는 바와 같이, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치조정을 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 위치조정을 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 위치조정 유닛(730)에 의한 위치조정이 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 위치에 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 위치조정 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 면에 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 직사각 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 되어 있다.
검출장치로서의 CCD 카메라(915), 및 광선 검출부로서의 CCD 카메라(916)는, 어느 것이나 전하 결합소자(Charge Coupled Device)를 촬영소자로 한 에어리어 센서 이며, 스크린 본체(913B)의 배면측에서 형성되는 투사 화상을 검출하여, 전기 신호로서 출력하는 것이다.
본 실시 형태에서는, CCD 카메라(915, 916)는, 투과형 스크린(913)상에 표시되는 직사각 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 포커스기구를 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 수평방향에 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)에 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)에 따라 자유롭게 이동할 수 있다.
또한, 후술하는 프리즘 위치조정의 때에는, 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 위치조정에 있어서 포지션 센서(918)를 사용하는 것은, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치를 조정할 때, 백색 레이저광에 의한 광 스폿의 위치가 크게 움직이기 때문에, 이것에 추종하여 검출할 수 있는 점을 고려했기 때문에 이다.
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 격리방향으로 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 하부를지지하는 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] 위치조정 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 위치조정 프로그램 및 광축 연산 프로그램에 의해 처리되어, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치조정 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 위치조정 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 위치조정 유닛(720)의 액정패널 유지부(727)에 장착되는 제 2 반사부재인 판 형상의 반사 미러(952)를 구비하여, 오토 콜리메이터(autocollimator) 형상의 장치이다. 한편, 전술한 반사부 본체(921)에는, 레이저광 출력장치(950)의 레이저광 출력부의 위치에, 안팎 면을 관통하는 구멍이 형성되어 있고, 레이저광 출력장치(950)로부터 출력된 레이저광은, 이 구멍을 통하여 조정부 본체(700)측에 사출된다.
반사 미러(952)는, 6축 위치조정 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 삼각 기둥 형상상의 유리제의 삼각 블록(960)이 설치 지그(970)를 통해서 배치된다.
[3-6] 액정패널의 기준위치의 취득순서
다음에, 액정패널의 기준위치의 취득순서에 관해서 설명한다.
도 29는 위치조정 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 장치한 후에, 이 설치 지그(970)에 제 1 반사부재로서의 직각블록(980)을 배치하여, 클램프부(971)에 의해 직각 블록(980)을 설치 지그(970)에 고정한다(처리 S101).
여기서, 직각블록(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 직각블록(980)의 표면에 대하여 레이저광을 사출하여(처리 S102),이 직각블록(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 반사광과의 위치를 합치시켜, 레이저광 출력장치(950)의 위치를 특정한다 (처리 S104: 레이저광 사출부 위치 특정순서).
다음에, 설치 지그(970)로부터 직각 블록(980)를 떼어, 6축 위치조정 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 위치조정 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 삼각 기둥 형상의 삼각 블록(960)을 준비하여, 이 삼각 블록(960)의 사면 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 사면부분에 대하여 레이저광을 사출하여(처리 S106), 삼각 블록(960)의 사면부분에서 반사되어 90°절곡된 후에, 반사 미러(952B)에서 대략 반대방향으로 반사되고, 다시 삼각 블록(960)의 사면부분에서 반사되어 90°절곡된 반사광을, 레이저광 출력장치(950)로 검출한다(처리 S107).
다음에, 반사 미러(952B)의 자세를 6축 위치조정 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 사면 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 같은 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 떼고 나서, 크로스다이크로익 프리즘(150) 및 액정패널(141)(141R, 141G, 141B)을 배치하여, 이들의 위치 조정 조작을 시작한다.
[3-7] 위치조정 시스템에 의한 프리즘 및 액정패널의 위치조정 조작
다음에, 위치조정 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 위치조정 유닛(730)에 크로스다이크로익 프리즘(150)을 부착하여(처리 S202), 그리고 6축 위치조정 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 한다.
(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 위치조정에 즈음하여서는, 이들 설계상의 배치 위치를 초기위치로서 조정한다.
(4) 이러한 조정의 준비가 종료하면, 프리즘 위치조정을 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 위치조정 유닛(730)에 제어 지령을 출력한다. 프리즘 위치조정 유닛(730)은, 이 제어지령에 따라서 크로스다이크로익 프리즘(150)을 초기위치에 셋트한다(처리 S301). 한편, 이 때 CPU는, 6축 위치조정 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 위치조정 유닛(730)에 제어지령을 출력하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치조정을 하여 (처리 S305), 조정 후 다시 광 스폿 상을 검출한다(처리 S306).
(4-5) 컴퓨터(200)의 CPU는, 프리즘 위치조정을 하면서, 화상처리 프로그램을 이용하여 광 스폿 상의 면적을 산출하여, 산출된 면적에 따라서 조정을 종료하는가 아닌가를 판정한다(처리 S307).
(4-6) 크로스다이크로익 프리즘(150)의 위치조정이 종료하면, CPU는 프리즘 위치조정 유닛(730)에 제어지령을 출력하여, 이것에 따라서 프리즘 위치조정 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 위치조정 공정이 종료하여, 크로스다이크로익 프리즘(150)이 위치 결정되면, 광학유닛(170)의 광축 위치 나타냄을 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 투사하여 (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 위치조정 유닛(720)에 출력하고, 6축 위치조정 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 나타남이 종료하면, 크로스다이크로익 프리즘(150)에 대한 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치조정을 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)로부터 액정패널(141R, 141G, 141B)에 입사하여, 투사 렌즈(160)를 거쳐서 투과형 스크린(913)의 네 모퉁이 분에 투사 화상이 형성된다.
(7-2) 컴퓨터(200)의 CPU는, 상기 광축 위치 나타냄 공정에서 파악한 광학 유닛(170)의 광축위치에 기초를 둔 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: 합성 광 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 위치조정을 한 후에, 액정패널(141R, 141B)의 위치조정을 하기 때문에, 이것에 응해서, 다른 화상신호가 순차적으로 출력되는 것으로 된다. 한편, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치조정에 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 위치조정이 종료하면, 광섬유로부터 자외선을 조사하여, 핀(145) 선단의 자외선 경화형 접착제를 경화시켜(처리 S506: 광 변조장치 고정공정), 그 후 화상신호를 출력하여, 다음의 액정패널(141R)의 조정을 개시하여, 전체의 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치조정이 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 독저 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 실시 형태의 효과
제 3 실시 형태에 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 투사 할 수 있다.
또한, 레이저광 출력장치(950)로부터의 사출광 및 반사 미러(952)의 표면에서 반사된 반사광의 위치를 합치시키는 것만으로, 6축 위치조정 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 실시 형태에 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 실시 형태에서는, 크로스다이크로익 프리즘(150)으로부터 사출된 합성광을 직접 CCD 카메라(41)로 검출함으로써각 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 실시 형태의 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, 2 실시 형태에서는, 유동표(600)를 이용하고 있었지만, 이것에는 한정되지 않는다. 예컨대, 미리, 투사 렌즈(160)에 소정의 검사번호를 붙여 둬, 이 검사번호와 투사 렌즈 검사장치(3)로 측정한 광학 특성치를 관련시켜 컴퓨터(70) 등에 기억시켜 놓더라도 무방하다. 요컨대, 짜넣어진 투사 렌즈(160)와, 이 투사 렌즈(160)의 광학 특성치가 관련되어 있으면 좋다.
또한, 상기 각 실시 형태에 있어서, 투사 렌즈(160)의 광학 특성치를 바 코드(601)로서 데이터화했었지만, 다른 수단을 이용하여 데이터화할 수도 있다.
또한, 상기 제 1, 2 실시 형태에 있어서, CCD 카메라(41)의 구성은, 도 17에 나타내는 구성으로서도 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 전반사 한다. 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 외부에 새거나, 외부광의 영향을 받거나 하지 않게 되어있다. 이상과 같은 구성으로 하면, 각 CCD 카메라(46)를 완전히 독립하여 기능시킬 수 있어, 광속 검출장치(40)의 구조를 간소화 할 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태에 있어서, 화상 신호에 따라서 광 변조를 하는 광 변조장치로서 액정패널(141R, 141G, 141B)을 채용했지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 광 변조를 하는 광 변조장치로서, 마이크로 미러를 이용한 장치 등, 액정 이외의 사물의 위치조정용에 본 발명을 채용할 수도 있다.
상기 각 실시 형태에 있어서, 광학장치(180)를 프로젝터(100)에 짜 넣었지만, 이것에는 한정되지 않고, 그 밖의 광학기기에 탑재할 수도 있다.
상기 제 3 실시 형태에서는, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 위치조정을, 액정패널(141R, 141G, 141B)의 순서로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 3장의 액정패널을 동시에 위치 조정하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 제 3 실시 형태에서는, 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 위치조정에 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 따라서 상기 광 변조장치의 기준 위치에 대한 편차량을 산출하는 편차량 산출순서와,
    상기 광 출사 단면으로부터 사출된 합성 광을 광속 검출장치를 이용하여 검출하는 합성 광 검출순서와,
    이 합성 광 검출순서에서 합성 광을 검출하면서, 상기 편차량을 가미하여 상기 광 변조장치의 위치조정을 하는 광 변조장치 위치조정 순서를 구비하는 것을 특징으로 하는
    광학장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 변조장치 위치조정 순서는, 합성 광을 검출하면서 상기 광 변조장치의 위치조정을 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 위치조정 순서는, 상기 편차량에 따라서 상기 광속 검출장치의 위치조정을 한 후, 상기 광 변조장치의 위치조정을 하는 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 붙여진 유동표에 기록된 광학특성을 독해하는 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 단면에서 사출된 합성 광을 광속 검출장치를이용하여 검출하는 합성 광 검출공정과, 이 합성 광을 검출하면서 상기 광 변조장치의 위치조정을 하는 위치 조정장치의 유지부에 의해 유지된 상기 각 광 변조장치의 상기 색합성 광학계에 대한 자세의 조정을 하는 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 상기 광속 검출장치에 대한 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 하는
    광학장치의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기준위치 취득공정은, 상기 색합성 광학계가 설치되는 테이블의 기준위치에 설치된 제 1 반사부재의 표면에 대하여 레이저광 사출부에서 레이저광을 대략 수직으로 사출하여, 이 사출 광의 제 1 반사부재에서의 반사광을 검출하여, 상기사출광 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 사출 광 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 7 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.
KR1020047003569A 2001-09-11 2002-09-10 광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및이 광학장치를 구비하는 프로젝터 KR100657071B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2001-00275690 2001-09-11
JP2001275690 2001-09-11
JPJP-P-2002-00194879 2002-07-03
JP2002194879A JP4147841B2 (ja) 2001-09-11 2002-07-03 光学装置の製造方法、この方法により製造された光学装置、およびこの光学装置を備えるプロジェクタ
PCT/JP2002/009197 WO2003023514A1 (fr) 2001-09-11 2002-09-10 Procede de production d'un dispositif optique, dispositif optique ainsi obtenu et projecteur dote dudit dispositif optique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040044889A true KR20040044889A (ko) 2004-05-31
KR100657071B1 KR100657071B1 (ko) 2006-12-12

Family

ID=26622029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047003569A KR100657071B1 (ko) 2001-09-11 2002-09-10 광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및이 광학장치를 구비하는 프로젝터

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7004590B2 (ko)
JP (1) JP4147841B2 (ko)
KR (1) KR100657071B1 (ko)
CN (1) CN100474099C (ko)
TW (1) TW533333B (ko)
WO (1) WO2003023514A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4569113B2 (ja) * 2004-01-22 2010-10-27 富士フイルム株式会社 プロジェクタ
JP3880582B2 (ja) * 2004-02-13 2007-02-14 Ｎｅｃビューテクノロジー株式会社 複数のカメラを備えたプロジェクタ
TWI246604B (en) * 2004-09-07 2006-01-01 Delta Electronics Inc Apparatus and assembly method of optical projection display
JP2006184320A (ja) * 2004-12-24 2006-07-13 Canon Inc 焦点検出装置及び焦点検出方法
CN100419504C (zh) * 2005-02-03 2008-09-17 精工爱普生株式会社 光学装置的制造装置、其制造方法以及投影机
JP4396582B2 (ja) 2005-02-03 2010-01-13 セイコーエプソン株式会社 光学装置の製造装置、およびその製造方法
JP2007041529A (ja) * 2005-06-30 2007-02-15 Konica Minolta Opto Inc 投射光学系の製造方法及び投射光学系
US7513628B2 (en) * 2005-11-17 2009-04-07 Infocus Corporation Projection device with camera to provide for iterative adjustments
DE102010053750A1 (de) * 2009-12-30 2011-07-07 Prüftechnik Dieter Busch AG, 85737 Verstellverfahren und Verstelleinrichtung für die Lichtquelle eines Ausrichtgerätes
WO2014011682A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 Electro Scientific Industires, Inc. Interactive control system, methods of making the same, and devices incorporating the same
US10121236B2 (en) * 2016-10-26 2018-11-06 Himax Technologies Limited Automatic alignment apparatus and associated method
CN106454297B (zh) * 2016-11-15 2019-04-16 深圳Tcl数字技术有限公司 投影仪调试安装方法及装置
JP6407330B2 (ja) * 2017-03-10 2018-10-17 キヤノン株式会社 画像投射装置
CN112285940B (zh) * 2020-10-29 2022-10-25 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种双视场镜头的光轴一致性装校方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2980441B2 (ja) * 1991-12-02 1999-11-22 株式会社日立製作所 投写形液晶表示装置
JPH11178014A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Sharp Corp 液晶プロジェクタ光学モジュールの調整装置および検査装置
JP3467682B2 (ja) * 1998-11-17 2003-11-17 セイコーエプソン株式会社 光学調整装置
JP3767302B2 (ja) * 2000-02-22 2006-04-19 セイコーエプソン株式会社 光変調装置の位置調整装置
JP2005227661A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Nec Viewtechnology Ltd プロジェクタおよび歪補正方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003023514A1 (fr) 2003-03-20
CN100474099C (zh) 2009-04-01
TW533333B (en) 2003-05-21
JP4147841B2 (ja) 2008-09-10
JP2003162003A (ja) 2003-06-06
US7004590B2 (en) 2006-02-28
US20040263807A1 (en) 2004-12-30
CN1585913A (zh) 2005-02-23
KR100657071B1 (ko) 2006-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100657071B1 (ko) 광학장치의 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 광학장치 및이 광학장치를 구비하는 프로젝터
WO2004001477A1 (ja) 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
JP4396582B2 (ja) 光学装置の製造装置、およびその製造方法
TW518449B (en) Position adjusting method and position adjusting system of color combining optical system, position adjusting method and position adjusting system of optical modulator, color combining optical system and projector
JP3744402B2 (ja) 光学装置の製造方法、および基準位置出し原器
US20030063293A1 (en) Optical element inspection device and optical element inspection method
US6894841B2 (en) Device and method for positional adjustment of light modulator
JP4311377B2 (ja) 光学装置、プロジェクタ、および光学装置の製造方法
US6603606B2 (en) System and methods for position-control of light modulation device
JP3707406B2 (ja) 色合成光学系の位置調整方法、色合成光学系の位置調整システム、この位置調整方法により調整された色合成光学系、およびこの色合成光学系を備えたプロジェクタ
JP3800968B2 (ja) 光変調装置の位置調整システム、光変調装置の位置調整方法、およびプロジェクタ
JP2002031787A (ja) 光変調装置の位置調整装置および調整方法
JP2006243139A (ja) 光学装置の製造装置、その製造方法、および光学装置
JP3716745B2 (ja) 光変調装置の位置調整装置
JP2001235795A (ja) 光変調装置の位置調整装置
US20060176561A1 (en) Ultraviolet irradiation apparatus and optical device manufacturing apparatus
JP2005241713A (ja) 光学装置の製造方法、光学装置、プロジェクタ
JP2005070506A (ja) 光学装置の製造方法、光軸位置出し治具、光学装置の製造装置、光学装置、およびリアプロジェクタ
JP2006071928A (ja) 光学装置の製造装置、およびその製造方法
JP2003084379A (ja) 色合成光学系の製造装置、色合成光学系の製造方法、およびこの製造方法により製造された色合成光学系を備えたプロジェクタ
JP2004226150A (ja) レンズ検査装置、および、レンズ検査方法
JP2005345823A (ja) プロジェクタの製造方法、及び当該製造方法により製造されたプロジェクタ
JP2007047648A (ja) 光学装置の製造装置、その製造方法、および光学装置
JP2005156594A (ja) 光源装置、および光学装置の製造装置
JP2002014420A (ja) 光変調装置の位置調整方法および位置調整装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee