WO2002069019A1 - Dispositif et procede permettant un reglage de la position d'un modulateur de lumiere - Google Patents

Dispositif et procede permettant un reglage de la position d'un modulateur de lumiere Download PDF

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WO2002069019A1
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WO
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light
adjustment
modulation device
optical system
light beam
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PCT/JP2002/001723
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French (fr)
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Masashi Kitabayashi
Koichi Kojima
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/62—Optical apparatus specially adapted for adjusting optical elements during the assembly of optical systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/003—Alignment of optical elements

Definitions

  • the present invention relates to a position adjustment device for a light modulation device and a position adjustment method for a light modulation device.
  • the present invention provides a color separation optical system that separates a light beam emitted from a light source into a plurality of color lights, a plurality of light modulation devices that modulate each color light separated by the color separation optical system according to image information,
  • a projector having a color synthesizing optical system for synthesizing a light beam modulated by the light modulation device, a position adjustment device of the light modulation device and a light modulation device for adjusting the positions of the respective light modulation and brightness control devices.
  • the present invention relates to a method for adjusting the position of a device. Background art
  • a plurality of light modulators liquid crystal panels
  • a color combining optical system a cross dichroic prism
  • Projectors having a projection optical system (projection lens) for forming a projected image by enlarging and projecting a light beam synthesized by the color synthesis optical system are used.
  • a light beam emitted from a light source is separated into three color lights of RGB by a dichroic mirror, and modulated by three liquid crystal panels according to image information for each color light.
  • a so-called three-panel type projector is known in which a modulated light beam is synthesized by cross dichroic prism and a color image is enlarged and projected through a projection lens.
  • the distance between the liquid crystal panels In order to obtain a clear projected image with such a projector, in order to prevent the occurrence of pixel shift between the liquid crystal panels and shift of the distance from the projection lens, the distance between the liquid crystal panels must be Mutual focus alignment must be performed with high precision.
  • the focus adjustment refers to an adjustment for accurately arranging each liquid crystal panel at the back focus position of the projection lens
  • the alignment adjustment refers to an adjustment for matching the pixels of each liquid crystal panel.
  • the focus alignment of liquid crystal panels has been adjusted by adjusting the optical unit including three liquid crystal panels, a cross dichroic prism, and a projection lens.
  • a luminous flux is incident on the area
  • (2) a projected image passing through a cross dichroic prism and a projection lens is displayed on a screen
  • a reflected light of the projected image on the screen is fixed at a predetermined position in a CCD camera.
  • the relative position of each liquid crystal panel was adjusted by the position adjustment mechanism while checking the focus, pixel position, etc. of each liquid crystal panel detected by the CCD camera. That is, the position of each liquid crystal panel was adjusted with reference to the position of the image projected on the screen.
  • an optical unit and a screen are conventionally arranged along an optical axis of a projection lens, and light projected from an optical unit is directly projected on the screen.
  • a reflection device that reflects the light of the light source along the first direction passing through the liquid crystal panel and the prism in a second direction different from the first direction, and is reflected along the second direction by the reflection device.
  • the reflection device reflects the light projected from the projection lens through the mirror, so that the screen can be made smaller than in Conventional Example 1, but the screen is still used.
  • the screen is still used.
  • An object of the present invention is to provide a position adjusting device of an optical modulator and a position adjusting method of the optical modulator, which can significantly reduce the size of the entire device. Disclosure of the invention
  • the present invention is intended to achieve the above object by adjusting the positions of the light modulators without using a conventionally used screen.
  • the position adjusting device of the light modulation device of the present invention includes a color separation optical system that separates a light beam emitted from a light source into a plurality of color lights, and converts each color light separated by the color separation optical system into image information.
  • a projector including a plurality of light modulators that modulate according to the light and a color combining optical system that combines the light fluxes modulated by the respective light modulators
  • the positions of the respective light modulators are adjusted with respect to each other.
  • a position adjusting device for a light modulation device comprising: a light beam detection device that directly takes in a position adjustment light beam emitted from the light modulation device through the color combining optical system.
  • the light beam emitted from the color synthesizing optical system is directly captured by the light beam detecting device, a projection screen is not required, and the entire device can be significantly reduced in size. Therefore, the above object is achieved.
  • the light beam detecting device includes a light guide unit that guides a light beam emitted from the color combining optical system in a predetermined direction, and a light guide unit that receives the light beam guided by the light guide unit. It is desirable to include an image sensor that converts the signal into an electric signal.
  • the imaging device can be arranged at any position by providing the light guide section, the arrangement efficiency of each section of the position adjustment device of the light modulation device is improved, and the size of the position adjustment device is reduced. Is further promoted.
  • the light guide may be configured by a reflection mirror that reflects and refracts a light beam emitted from the color combining optical system.
  • the light guide may include an optical fiber that introduces a light flux emitted from the color combining optical system and guides the light to the imaging device.
  • the light beam detecting device includes a light supply unit that supplies the position adjusting light beam.
  • a light beam supply portion is provided on the mechanism side used for adjusting the position of the light modulation device.
  • the structure of such a mechanism is simplified.
  • the light beam detecting device is constituted by a plurality of image sensors.
  • the plurality of imaging elements are arranged corresponding to diagonal lines of a rectangular image forming area of the light modulation device.
  • the position adjusting device of the present invention includes a position adjusting unit that holds the light modulation device and adjusts the position of the light modulation device with respect to the color synthesizing optical system. It is desirable to be supported by a focus rough adjustment mechanism that is close to and separate from the optical system.
  • the position adjustment method of the light modulation device is a position adjustment method using the above-described position adjustment device. Specifically, the position separation method separates a light beam emitted from a light source into a plurality of color lights.
  • An optical system a plurality of light modulators for modulating each color light separated by the color separation optical system in accordance with image information, and a color combining optical system for combining light beams modulated by each light modulator.
  • a preliminary step of setting the position of a light beam detecting device capable of receiving the light beam emitted from the reference color combining optical system based on the set An installation step of installing the color synthesizing optical system with respect to a light beam detecting device, introducing a light beam into the light modulation device to be adjusted, and converting the light beam emitted through the color synthesizing optical system into the light beam And a position adjusting step of adjusting the position of the light modulation device based on the detected light beam.
  • the light beam detecting device can be set at an appropriate position based on the reference light modulation device and the reference color synthesizing optical system by the preliminary process, and the installation process, the detecting process, and the position adjusting process allow The position of the light modulator can be adjusted without projecting the projected image on the screen. Therefore, since the screen is not required, the position adjusting device required for the adjusting operation is significantly reduced in size, and the above object is achieved.
  • the detecting step and the position adjusting step are continuously performed for each optical modulation apparatus.
  • the light beam detection device can be used in common for each light modulation device, and adjustment can be performed with a small number of light beam detection devices.
  • the preliminary step includes: a position adjustment unit that adjusts the position of the light modulation device with respect to a focus coarse adjustment mechanism that is closely separated from the color combining optical system. It is desirable to have an initial setting procedure for arranging at a predetermined position in the design.
  • the position adjustment unit can be placed at a predetermined position with respect to the adjustment mechanism.
  • the coarse focus adjustment mechanism By moving the coarse focus adjustment mechanism a predetermined distance with respect to the color synthesis optical system, the light On the other hand, it can be arranged at a predetermined position in design.
  • the position adjustment of the light modulator in the position adjustment step can be simplified, and the cycle time can be reduced.
  • the position adjustment step includes a focus adjustment procedure for adjusting an advancing / retreating position with respect to the color synthesizing optical system, and a mutual alignment adjustment for each light modulation device. It is desirable to have a procedure.
  • the position adjustment step includes a focus adjustment procedure and an alignment adjustment procedure, so that the advance / retreat position of the light modulator with respect to the color combining optical system is adjusted, and the position of the light modulator is adjusted.
  • the plane position, in-plane rotation position, and out-of-plane rotation position can be adjusted.
  • the light modulator is arranged at the back focus position of the projection lens, and furthermore, by adjusting the mutual position of each light modulator, the light modulator is arranged at an appropriate position with respect to the color combining optical system. be able to.
  • the focus adjustment step includes: moving the focus coarse adjustment mechanism, which is close to and isolated from the color combining optical system, forward and backward to adjust the focus of the light modulation device. It is preferable to include a coarse adjustment step of performing a position adjustment and a fine adjustment step of a position adjustment unit for adjusting the position of the light modulation device.
  • the focus adjustment procedure includes a coarse adjustment step and a fine adjustment step.
  • the light adjustment apparatus is moved from the order of millimeters to the color combining optical system by the coarse adjustment step.
  • the range of movement of the light modulator can be increased.
  • the position of the optical modulator can be easily and quickly adjusted.
  • the position adjustment of the light modulation device of the present invention it is assumed that the position adjustment of the light modulation device is continuously performed according to a plurality of projectors, and it is determined whether or not the same model of projector is continuously manufactured. It is preferable that a model determining step is provided, and that the initial setting procedure is omitted when the same model is determined in the model determining step.
  • the initial setting procedure can be omitted.
  • the coarse adjustment step can be omitted.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a structure of a projector including a light modulation device to be adjusted by a position adjustment device according to each embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external perspective view showing a structure of a main part of the projector in each of the embodiments.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing an optical modulation device to be adjusted in each of the embodiments.
  • FIG. 4 is a side view showing the position adjusting device in each of the embodiments.
  • FIG. 5 is a plan view showing the position adjusting device in each of the embodiments.
  • FIG. 6 is a side view showing a position adjusting mechanism of the position adjusting device in each of the above embodiments.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C are front views showing a portion irradiated with the adjustment light source in each of the embodiments.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing the light beam detecting device of the position adjusting device in each of the embodiments.
  • FIG. 9 is a front view schematically showing the light beam detecting device of the position adjusting device in each of the above embodiments, and is a diagram viewed from arrows IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the internal structure of a computer that controls the position adjusting device in each of the embodiments.
  • FIG. 11 is a view showing a display screen for displaying an image captured in each of the embodiments.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining the position adjustment method in each of the above embodiments.
  • FIG. 13 is a diagram showing measurement points of focus adjustment used in each of the embodiments.
  • FIG. 14 is a diagram showing a reference pattern BP for alignment adjustment used in each of the embodiments.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining a preliminary step in the first embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining the focus adjustment procedure in the first embodiment.
  • FIGS. 17 (A) and (B) are diagrams for explaining the calculation of the peak position in the focus adjustment procedure in each of the above embodiments, and FIG. 17 (B) is a diagram showing the peak position portion of FIG. 17 (A). It is an enlarged view.
  • FIG. 18 is a flowchart for explaining a preliminary step in the second embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart for explaining the focus adjustment procedure in the second embodiment.
  • FIG. 20 is a plan view showing a modification of the present invention.
  • FIG. 21 is a plan view showing another modification of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows a structure of a projector 100 including a plurality of light modulation devices and a color combining optical system to be adjusted by a position adjustment device according to an embodiment of the present invention.
  • the projector 100 includes an integrator illumination optical system 110, a color separation optical system 120, a relay optical system 130, an electro-optical device 140, a cross dichroic prism 150 serving as a color combining optical system, and a projection lens 160.
  • the integrator illumination optical system 110 includes a light source device 111 including a light source lamp 111A and a reflector 111B, a first lens array 113, a second lens array 115, a reflecting mirror 111, and a superposition.
  • the lens 119 is provided.
  • the luminous flux emitted from the light source lamp 111A is aligned in the emission direction by the reflector 111B, divided into a plurality of partial luminous fluxes by the first lens array 113, and the emission direction is bent by 90 ° by the reflection mirror 117. Then, an image is formed near the second lens array 115.
  • Each partial light beam emitted from the second lens array 115 is incident such that its central axis (principal ray) is perpendicular to the incident surface of the subsequent superimposing lens 119, and further emerges from the superimposing lens 119.
  • the plurality of partial light beams thus obtained are superimposed on three liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 14 IB constituting an electro-optical device 140 described later.
  • the color separation optical system 120 includes two dichroic mirrors 121 and 122, and a reflecting mirror 123.
  • the dichroic mirrors 121, 122, and 123 reflect the light emitted from the integrator illumination optical system 110. It has the function of separating the partial light beam into three color lights of red, green and blue.
  • the relay optical system 130 includes an incident side lens 131, a relay lens 133, and reflection mirrors 135 and 137.
  • the color light separated by the color separation optical system 120 for example, blue light B, is transmitted to a liquid crystal panel 141B. It has a function to guide to.
  • the electro-optical device 140 includes liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 14 IB serving as three light modulating devices. These devices use, for example, a polysilicon TFT as a switching element. Each color light separated by the system 120 is modulated by these three liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B according to image information to form an optical image.
  • the cross dichroic prism 150 serving as a color synthesizing optical system is provided with an image modulated for each color light emitted from the three liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B.
  • the image is synthesized to form a color image.
  • a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a substantially X-shape along the interface of the four right-angle prisms.
  • the three colored lights are synthesized by these dielectric multilayer films.
  • the color image synthesized by the cross dichroic prism 150 is emitted from the projection lens 160, and is enlarged and projected on the screen.
  • the electro-optical device 140, the cross dichroic prism 150, and the projection lens 160 are integrated as an optical unit 170. That is, as shown in FIG. 2, the optical unit 170 includes a head body 1-1 that is a side surface L-shaped structure made of a magnesium alloy or the like.
  • the projection lens 160 is fixed to the outside of the L-shaped vertical surface of the head body 171 by a screw.
  • the cross dichroic prism 150 is similarly fixed to the upper side of the L-shaped horizontal surface of the head body 171 by screws.
  • the three liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B constituting the electro-optical device 140 are arranged so as to surround three sides of the cross dichroic prism 150.
  • the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B are housed in a holding frame 143, and holes 1 formed in four corners of the holding frame 143.
  • the so-called POP Panel On Prism
  • POP Panel On Prism
  • a rectangular opening 143B is formed in the holding frame 143, and each of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B is exposed through the opening 144B.
  • An image forming area That is, each color light R, G, B is introduced into this portion of each liquid crystal panel 141R, 141G, 141B, and an optical image is formed according to image information.
  • the liquid crystal panels 141R, 141G, 141B are bonded and fixed to the cross dichroic prism 150.
  • assembly is usually performed according to the following procedure.
  • a first liquid crystal panel for example, a liquid crystal panel 141G is bonded and fixed to the cross dichroic prism 150. Specifically, first, the holding frame for the LCD panel 141G
  • the luminous flux is introduced into the image forming area of the liquid crystal panel 141G, and while the luminous flux emitted from the cross-dye Croitsk prism 150 is directly checked, the advancing / retreating position, the planar position, and the Adjust the rotational position and adjust the focus and alignment of the LCD panel 14 1 G.
  • FIGS. 4 and 5 show the position adjusting device 2 for adjusting the positions of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B.
  • the position adjusting device 2 includes a UV light shielding cover 20, an adjusting portion main body 30, a light beam detecting device 40, a computer 70 (FIG. 10), an adjusting light source device and a fixing ultraviolet light source device (not shown). Have been.
  • the UV light shielding cover 20 includes a side plate 21 surrounding the upper part of the adjustment unit main body 30, a bottom plate 22, and a mounting table 25 provided at the lower part.
  • the side plate 21 is provided with a door (not shown) which can be opened and closed freely. The door is provided for supplying and removing the POP adjustment work and for adjusting the adjustment unit body 30. It is made of an acrylic plate that does not transmit ultraviolet light.
  • the mounting table 25 is provided with a caster 25A at a lower portion thereof so that the adjusting section main body 30 can be easily moved when the apparatus is installed.
  • the computer 7 ⁇ controls the adjustment unit main body 30, the light beam detection device 40, the adjustment light source device, and the fixing ultraviolet light source device, and is disposed in the mounting table 25.
  • the adjustment light source device is a light source for a position adjustment light beam used when performing adjustment work in the adjustment unit main body 30.
  • the fixing ultraviolet light source device is a fixing luminous flux (ultraviolet light) used to cure the ultraviolet curing adhesive when fixing the liquid crystal panels 141R, 141G, 141B on the cross dichroic prism 150. Light source.
  • the adjustment unit main body 30 includes a 6-axis position adjustment unit 31 as a position adjustment unit, a support jig 33 for supporting and fixing the cross dichroic prism 150, and a light source from the adjustment light source device and the fixing ultraviolet light source device. It is composed of a light source unit 37 (Fig. 6) for introduction into the panel 141 (141R, 141G, 141B9).
  • the 6-axis position adjusting unit 31 adjusts the positions of the liquid crystal panels 14 1 R, 141 G, and 141 B with respect to the light incident surface 15 1 of the cross dichroic prism 15.0. As shown in FIG. 6, the UV-shielding cover 20 is supported by a 6-axis position adjusting unit moving mechanism 31 A which is installed to be movable along the rail 351 of the bottom plate 22.
  • the 6-axis position adjustment unit moving mechanism 31A supports the 6-axis position adjustment unit 31 and is moved in the Z-axis direction (left and right directions in FIG. 6) of the mounting table 25 by a driving mechanism such as a motor (not shown). It moves in the range of millimeters to centimeters.
  • the 6-axis position adjusting unit 31 is attached to the flat position adjusting unit 3 1 1 supported by the 6-axis position adjusting unit moving mechanism 3 1 A, and to the tip of the flat position adjusting unit 3 1 1.
  • the in-plane rotational position adjuster 3 13 provided, the out-of-plane rotational position adjuster 3 15 provided at the tip of the in-plane rotational position adjuster 3 13, and the out-of-plane rotational position adjuster 3 15 And a liquid crystal panel holding portion 317 provided at the front end portion.
  • the plane position adjuster 31 1 is a part for adjusting the forward / backward position and the plane position of the cross dichroic prism 150 with respect to the light incident surface 15 1, and is slidable on the 6-axis position adjustment unit moving mechanism 31 A.
  • a connection section 311C to which 313 is connected is provided.
  • the base 311A moves in the Z-axis direction (horizontal direction in FIG. 6) of the mounting table 25 in a range from micrometer order to millimeter order by a driving mechanism such as a motor (not shown).
  • the leg 311B is moved in the X-axis direction (a direction perpendicular to the plane of FIG. 6) with respect to the base 311A by a driving mechanism (not shown) such as a motor provided on the side.
  • a driving mechanism such as a motor provided on the side.
  • the connecting portion 311C is moved in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 6) with respect to the leg 311B by a driving mechanism such as a motor (not shown).
  • the in-plane rotation position adjustment unit 313 is a part that adjusts the in-plane rotation position of the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B with respect to the light incident surface 15 1 of the cross dichroic prism 150. It has a cylindrical base portion 31A that can be fixed to the tip portion of the adjustment portion 311, and a rotation adjustment portion 313B that is provided rotatably in the circumferential direction of the base portion 3113A. Then, by adjusting the rotation position of the rotation adjustment section 31 3 B, the in-plane rotation positions of the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B with respect to the light beam incident end surface 151 can be adjusted with high accuracy. .
  • the out-of-plane rotation position adjustment unit 315 is a part that adjusts the out-of-plane rotation position of the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B with respect to the light-incident end surface 15 1 of the cross dichroic prism 150.
  • the out-of-plane rotation position adjustment unit 3 15 is fixed to the distal end of the in-plane rotation position adjustment unit 3 13, and has a base 3 1 formed with a concave curved surface that forms an arc in the horizontal direction at the end.
  • a first adjusting portion 315B which is provided slidably along a circular arc on the concave curved surface of the base portion 315A and has a concave curved surface that forms a circular arc in the vertical direction at the distal end portion.
  • a second adjusting section 315C slidably provided.
  • the liquid crystal panel holding section 3 17 is a section for holding the liquid crystal panels 14 1 R, 14 1 G, 14 1 B to be adjusted, and is provided at the tip of the second adjustment section 3 15 C.
  • An actuator 317 C to be operated is provided.
  • the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B can be clamped by operating the movable holding pieces 317B by the actuator 317C. Further, by changing the initial slide position of the movable holding piece 3 17 B, liquid crystal panels 14 1 R, 1.4 1 G and 14 1 B having different sizes can be held.
  • the support jig 33 includes a board 331 set on the bottom plate 22, legs 3 3 3 erected on the board 331, and legs 3 3
  • a set plate 335 is provided on the upper part of 333, and is provided with a cross dichroic prism 150 and a light guide 45 described later.
  • the light source unit 37 is disposed between the fixed holding piece 3 17 A and the movable holding piece 3 17 B of the liquid crystal panel holding portion 3 17 provided in the 6-axis position adjusting unit 31. I have.
  • the light source cutout 37 supplies a light beam for position adjustment and a light beam for fixing to the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B.
  • the main body 371, which contacts the R, 141G, and 141B, and four optical fibers 372 for supplying each light source light to the main body 371, are configured. Is done. -The base end of the optical fiber 372 is connected to an adjustment light source device and a fixing light source device installed under the mounting table 25.
  • the liquid crystal panels 14 1 R, 14 1 B are provided on the contact surface of the main body 3 71 with the liquid crystal panels 14 1 R, 14 1 G, 14 1 B.
  • the unit body 371 which is in contact with the liquid crystal panels 14 1R, 14 1G, and 141B, is adjusted as shown in FIG. 7 (B) in addition to the one shown in FIG. 7 (A).
  • the light source for fixing 371 A is arranged along the outer side of the light source for fixing 371 A, and the arrangement of the light source for fixing 371 B differs as shown in Fig. 7 (C).
  • the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 14 IB can be used properly according to the types of the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 14 IB, so that liquid crystal panels having different fixed structures can be handled.
  • the light beam detecting device 40 includes a CCD camera 41, a moving mechanism 43 configured to move the CCD camera 41 three-dimensionally, and a light guide unit 45 mounted on a support jig 33. I have.
  • the CCD camera 41 is an area sensor using a charge-coupled device (Charge Coupled Device) as an image pickup device according to the present invention.
  • the CCD camera 41 takes in a light beam for position adjustment emitted from the cross dichroic prism 150 and converts it into an electric signal. Output.
  • each CCD camera 41 is arranged on four sides of the light guide 45 via a moving mechanism 43 (FIG. 4).
  • each CCD camera 41 is arranged corresponding to a diagonal line of a rectangular image forming area formed on the liquid crystal panels 141R, 141G, and 14IB.
  • the CCD camera 41 is provided with a zoom / focus mechanism in order to detect a projected image with high accuracy, and the zoom / focus can be freely adjusted by remote control.
  • the moving mechanism 43 includes a support standing upright on the substrate 331 of the support jig 33, a plurality of shaft members provided on the support, and a camera mounting unit provided on the single shaft member.
  • the CCD camera 41 can be moved in the X-axis direction (the horizontal direction in FIG. 9) and the Y-axis direction (the vertical direction in FIG. 9). These movements are performed by a servo control mechanism inside the mounting table 25.
  • the light guide section 45 forms a rectangular image of the liquid crystal panels 14 1 R, 141 G, and 11 B. It is composed of four beam splitters 451, which are reflection mirrors arranged corresponding to the four corners of the area, and a holding cover 452, which holds each beam splitter 451, at a predetermined position.
  • the light guide portion 45 illuminates the liquid crystal panels 144 R, 141 G, and 141 B from the light source unit 37 and emits light beams at the four corners emitted from the cross dichroic prism 150.
  • FIG. 8 shows a case where the liquid crystal panel 141G is irradiated with a light beam.
  • the luminous fluxes at the four corners emitted from the cross dichroic prism 150 are not projected on the screen as in the conventional case, but are CCD cameras 41 arranged in all directions. Directly taken into.
  • the adjusting section main body 30 and the light beam detecting device 40 described above are electrically connected to a computer 70 as shown in the block diagram of FIG.
  • the computer 70 includes a CPU and a storage device, controls the operation of the adjusting unit main body 30 and the light beam detecting device 40, and also displays a projection image captured by the CCD camera 41 of the light beam detecting device 40. Image processing is also performed.
  • the program called by the computer 70 displays the display screen 71 shown in FIG. 11 on the display, and adjusts the focus and alignment based on various information displayed on the display screen 71.
  • the display screen 71 includes an image display view 7 2 for directly displaying an image from the CCD camera 41, and an image for which pattern matching processing is performed on the image displayed on the image display view 72 based on the reference pattern image.
  • a processing view 73 and an axis movement amount display view 74 that displays the amount of each axis adjustment of the 6-axis position adjustment unit 31 as a result of image processing are provided.
  • images obtained from the four corner light beams captured by each of the four CCD cameras 41 are displayed.
  • a method for adjusting the positions of the liquid crystal panels 144 R, 141 G, and 141 B by the position adjusting device 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. S 1: First, a POP-structure master unit in which the focus position and the alignment position are adjusted in advance based on the characteristics of the projection lens 160 for each model, and a beam according to the size of the image forming area of this master unit.
  • the light guide section 45 where the position of the splitter 45 1 is set is set on the support jig 33.
  • the master unit has a reference cross dichroic prism as a reference color synthesizing optical system, and three reference liquid crystal panels for each color light as a reference light modulation device provided integrally.
  • the reference liquid crystal panel for G color light of the master unit is irradiated with a light beam for position adjustment from the light source unit 37, and the light beam emitted from the master unit is passed through the beam splitter 451. Capture directly with CCD camera 41. At this time, the moving mechanism 43 is operated to move the CCD camera 41 to a position where the light beam can be reliably received. The image at this time is displayed in each of the image display areas 72A to 72 of the image display view 72.
  • the image moves from the end position corresponding to the four corners of the reference liquid crystal panel inward diagonally, and only the pixel area CA is provided in each of the image display areas 72A to 72D. Is a reference position for the focus adjustment of the CCD camera 41.
  • the central part of the pixel area CA is a measurement point for performing focus adjustment.
  • FIG. 14 there is a display in which end positions corresponding to the four corners of the reference liquid crystal panel are displayed.
  • the pixel area CA and a substantially square area in which the area other than the pixel area CA is set at a predetermined ratio are the reference patterns BP for alignment adjustment of the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B.
  • the position of the CCD camera 41 is a reference position for alignment adjustment according to the model.
  • the generation of the reference pattern BP is performed for each of the three reference liquid crystal panels, and the setting of the reference position for alignment adjustment of the CCD camera 41 is performed for one reference liquid crystal panel.
  • Such a reference pattern BP and the reference position of the CCD camera 41 are registered in the storage unit of the computer 70 as model data corresponding to the model.
  • reference positions for design of the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B with respect to the cross dichroic prism 150 are registered in advance as coordinate values according to a plurality of models.
  • the cross dichroic prism 150 is set on the support jig 33 (installation process), and the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B to be adjusted are coated with an ultraviolet curable adhesive. With the pin 145 coated with, inserted, it is attached to the LCD panel holding section 317 of the 6-axis position adjustment unit 31.
  • S41 A memory registered in advance according to the model of the cross dichroic prism 150 and the liquid crystal panels 141R, 141G, 141B for initializing and adjusting memories such as RAM (Random Access Memory) attached to the CPU.
  • RAM Random Access Memory
  • the initial position of the 6-axis position adjusting unit 31 with respect to the 6-axis position adjusting unit moving mechanism 31A is set by the above initial setting procedure, and the initial position of the 6-axis position adjusting unit 31A is set with respect to the cross dichroic prism 150.
  • move the 6-axis position adjustment unit Since the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B are advanced by a predetermined distance, the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B are set at design reference positions with respect to the cross dichroic prism 150.
  • the computer 70 inputs the signal from the CCD camera 41, and performs the focus and alignment adjustment of the liquid crystal panel 141G by the image processing function (position adjustment process).
  • the focus adjustment procedure S61 consists of the following two steps: coarse adjustment step S610 of S611 to S614 and fine adjustment step S615 of S616 to S619 shown below. The adjustment is made in.
  • S 6 11 1 6-axis position adjustment tut moving mechanism 3 1 A Planar position adjustment section 3 1 1 A predetermined distance from initial position to fixed value set for each model in the direction away from cross dichroic prism 150 Move.
  • S 6 13 In S 611, the plane position adjustment unit 3 11 1 is moved a predetermined distance, and in S 6 12, the brightness value at the measurement point is repeatedly obtained. To get.
  • the plane position adjustment unit 311 is moved to the peak position calculated in S614, and the fine adjustment step S6 is performed in the following procedure. 15 is done.
  • S 6 16 6-axis position adjustment unit 3 1 Flat position adjustment unit 3 1 1 from initial position
  • the cross dichroic prism is moved by a predetermined distance in the approaching direction of the prism 50 to the peak position calculated in S614.
  • S 6 17 The image is detected by the CCD camera 41, and the luminance value at the measurement point in the center of the pixel area CA shown in FIG. 14 is obtained from the captured image. This brightness value is stored in the memory of the computer 70 according to the coordinate position of the plane position adjusting unit 311.
  • the plane position adjustment section 3 11 1 is moved to the peak position calculated in S 6 19 to adjust the force of the LCD panel 14 1 G. finish.
  • the Measurement button of the image processing view 73 When the Measurement button of the image processing view 73 is pressed in this state, a portion corresponding to the reference pattern BP is detected on the image processing view 73, and the position of the detected pattern on the screen is detected. Calculate how much the detection result deviates from the reference pattern BP position registered in the process of S2, and adjust this result to 6-axis position
  • the movement amount of each axis of the unit 31 is displayed on the axis movement amount display view 74.
  • the computer 70 controls the 6-axis position adjustment unit 31 based on the amount of each axis movement displayed on the axis movement amount display view 74, and the plane position, the in-plane rotation position, and the plane of the liquid crystal panel 141G.
  • the outer rotation position is adjusted.
  • the coordinate values of the liquid crystal panel 141G for the cross dichroic prism 150 are stored as reference data in the memory of the computer 70.
  • the reference data of the liquid crystal panel 141 G is called from the memory and used, and the other liquid crystal panels 141 R and 141 B are used. Is the initial position.
  • the alignment of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B can be adjusted from the state where the mutual positions of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B are almost matched.
  • the alignment of the liquid crystal panels 14R, 141G, and 14IB can be accurately and smoothly performed.
  • the reference pattern BP corresponding to the liquid crystal panels 141R and 141B is called from the storage unit and used.
  • the mechanism 31A is retracted by a predetermined distance, and the six-axis position adjusting units 31 are retracted in a direction away from the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B. Then, take out the manufactured optical unit 170.
  • the occupied space for installing the position adjusting device 2 may be small, and the work area can be used efficiently.
  • the light guide section 45 having the beam splitter 45 1 since the light guide section 45 having the beam splitter 45 1 is used, the light beam emitted from the cross dichroic prism 150 can be refracted by 90 °, and the cross dichroic prism 150 can be refracted.
  • CCD camera 41 can be placed around the camera. Accordingly, since it is not necessary to dispose the CCD camera 41 along the emission direction from the cross dichroic prism 150, it is possible to prevent the position adjustment device 2 from becoming large in that direction, and to further reduce the size of the position adjustment device 2. Can promote.
  • the light guide section 45 is composed of the beam splitter 451, the light guide section 45 can have a simple structure and a sufficient function, and can be manufactured at low cost. Therefore, even if the light guide section 45 is prepared for each model, the economic burden is reduced.
  • the size of the projected image on the screen was significantly different, so it was necessary to move the CCD camera using a large-scale moving mechanism, but in the method of this embodiment, the liquid crystal panel differs depending on the model. 141 R, 141 G, 141 B need only be moved by the difference in size. Therefore, the moving mechanism 43 can be made compact, and a large moving mechanism is not required. The burden can be reduced.
  • each CCD camera 41 images the four corners of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B separately, and Images can be displayed in the image display areas 72A to 72D. For this reason, it is possible to perform the adjustment with higher precision by performing the focus and alignment adjustment at all the image pickup locations while observing the display state in each of the image display areas 72A to 72D.
  • the CCD camera 41 can be adjusted for each of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B. It can be used in common, and the front LCD panels 141 R, 141 G, and 14 IB can be adjusted with four CCD cameras 41.
  • 6-axis position adjustment unit 31 1 force S
  • 6-axis position adjustment unit moving mechanism 31 A On the other hand, the 6-axis position adjustment unit 31 is placed in the initial position, and the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 14 1 B are gripped by the liquid crystal panel grips 3 17 of the 6-axis position adjustment unit 31.
  • the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B By moving the 6-axis position adjustment unit moving mechanism 31 A forward by a predetermined distance (S 44), the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B can be moved to the cross dichroic prism 150 by design. Can be set to position.
  • the position adjustment of the liquid crystal panels 141R, 141G, 141B in the position adjustment step S6 can be simplified, and the cycle time can be reduced.
  • the position adjustment step S6 includes the focus adjustment step S61 and the alignment adjustment step S62, so that the 6-axis position adjustment unit moving mechanism 31A and the 6-axis position adjustment unit are provided.
  • 31 At the base 3 11 A the liquid crystal panels 141 R, 141 G, 141 B are adjusted with respect to the cross dichroic prism 150, and the 6-axis position adjustment unit 31 is used.
  • LCD panel 141 R, 14 1 The plane position, in-plane rotation position, and out-of-plane rotation position of G and 14 IB can be adjusted.
  • the LCD panels 141R, 141G, and 141B are placed at the pack focus position of the projection lens 160, and the mutual positions of the LCD panels 141R, 141G, and 141B are adjusted.
  • the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B can be arranged at appropriate positions with respect to the cross dichroic prism 150.
  • the 6-axis position adjustment unit moving mechanism 31 A moves in the direction from millimeter order to centimeter order in the direction that separates the mounting table 25 from the mounting table 25 and approaches the cross dichroic prism 150. Can move from the micrometer order to the millimeter order with respect to the 6-axis position adjustment unit movement mechanism 31 A in the same direction as the 6-axis position adjustment unit movement mechanism 31 A.
  • the range in which the LCD panels 141R, 141G, 141B can be moved can be set large, and the position adjustment of the liquid crystal panels 141R, 141G, 141B can be performed easily and quickly.
  • the 6-axis position adjustment unit moving mechanism 31A can be displaced greatly, the liquid crystal panels 141R, 141G, 141B can be mounted on the cross dichroic prism 150, Also, when the integrated liquid crystal panels 141 R, 141 G, 141 B and the cross dichroic prism 150 are taken out, the members can be quickly taken out without interference.
  • the same position adjusting operation was repeatedly performed using the same software. .
  • the position adjustment device of the light modulation device when manufacturing the plurality of projectors 100 (optical units 170), the position adjustment was completed normally. In that case, different software is used after that.
  • each liquid crystal panel 141R, 141G, 141B is performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the position adjustment operation of each of the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B is performed based on the flowcharts of FIGS. 12, 18, and 19. It is performed as follows.
  • the model data is called (S41), and the computer 70 determines whether the optical unit 170 of the same manufacturing model is continuously manufactured.
  • (Model determination process: S11A) and if the production model is the same, omit the initial setting procedure S42 and set the CCD camera 41 to the reference position based on the model data. Then, the six-axis position adjusting unit moving mechanism 31A is advanced by a predetermined distance (S44).
  • the reference position of the 6-axis position adjusting unit 31 is set to the 6-axis position adjusting unit in the previous position adjusting process S6. 3 Set to position 1.
  • the detection step S5 is performed, and the process proceeds to the position adjustment step S6.
  • the computer 70 determines whether or not the optical unit 170 of the same manufacturing model is continuously manufactured. (Model determination process: SI1B) If the same manufacturing model is used, the coarse adjustment step S610 is omitted and the process proceeds to the fine adjustment step S615.
  • the initial position of the plane position adjustment unit 31 1 in the 6-axis position adjustment unit moving mechanism 31 A is the position of the plane position adjustment axis in the fine adjustment step S 6 15 of the focus adjustment procedure S 61 performed last time. Is set to (the position of the focus at the time of the previous manufacturing).
  • the alignment adjustment step S62 is performed, the position adjustment step S6 is completed, and the steps S7 to S10 are performed. Manufactured continuously.
  • the computer 70 stops performing the above steps continuously, and again performs the same operation as the first embodiment. It is controlled to take a simple process.
  • the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (10). .
  • Steps S11A and SIIB determine whether the same model is manufactured continuously, and if it is determined to be the same model, initial setting procedure s
  • step 42 and the coarse adjustment step S610 By omitting the step 42 and the coarse adjustment step S610, it is possible to omit an extra step when manufacturing the same model continuously.
  • the cycle time in the manufacture of the optical unit 170 is reduced, and the position adjustment of the plurality of liquid crystal panels 141 R, 141 G, 141 B according to the plurality of optical units 170 is smoothly performed continuously. Can be done.
  • the computer 70 skips the initial setting procedure S 42 and the coarse adjustment step S 610 if a defect is determined in the pixel misalignment measurement S 9 in the previous manufacturing of the optical unit 170. Instead of performing the manufacturing of the optical unit 170 using the set position based on the previous defective product, the control is performed so that the same process as in the first embodiment is performed. In addition, the plurality of optical units 170 can be efficiently manufactured.
  • the light beam emitted from the cross dichroic prism 150 is refracted by the beam splitter 451, and then directly captured by the surrounding CCD force camera 41.
  • the light beam detecting device 80 may include a fiber scope 81 into which the emitted light beam can be introduced.
  • the fiber scope 81 of the light beam detecting device 80 has a cross section and the like omitted from illustration, but a light beam as a light guide unit for introducing and transmitting the light beam emitted from the cross dichroic prism 150.
  • a fiber main body 82 comprising an optical fiber for capturing, an optical fiber for supplying a light source disposed along the optical fiber for capturing the light beam, and an insulation covering these optical fibers.
  • One end of the main body 82 is provided with an optical section 83 having a built-in objective lens and the like, and the other end is connected to a CCD unit 84 having a built-in adjustment light source device.
  • the fixing ultraviolet light source device is provided on the liquid crystal panels 141R, 11G, and 141B.
  • An optical fiber for capturing a light beam is connected to the charge-coupled device in the CC unit 84 via an optical component such as a lens, and an optical fiber for supplying a light source is connected to the adjusting light source device.
  • the light source supply unit according to the present invention is constituted by the adjustment light source device and the light source supply optical fiber.
  • the light beam for position adjustment (solid arrow) from the light source device for adjustment is crossed through the optical fiber for supplying light source and the optical section 83.
  • the light guide section according to the present invention is constituted by the light beam capturing optical fiber, the light beam capturing optical fiber is bent in an arbitrary direction. In this way, CCD unit 84 using dead space The arrangement efficiency can be improved by realizing the arrangement, and the miniaturization of the position adjusting device can be further promoted.
  • the light source unit 37 including the unit body 371 as shown in FIG. There is no need to provide it on the 317 side, and the structure around the liquid crystal panel holding section 317 can be simplified.
  • the light beam detection device 90 includes one beam splitter 451 that constitutes a light guide section on the exit side of the cross dichroic prism 150, and the cross dichroic prism 150 is arranged around the beam splitter 451.
  • Two CCD cameras 41 (41 A) are arranged on the opposite side, and another two CCD cameras 41 (41 B) are arranged facing one of the remaining two sides of the beam splitter 451.
  • the beam splitter 45 1 is provided with a master cut so as to face the remaining one side.
  • the beam splitter 451 of the light beam detection device 90 transmits half of the light beam (solid arrow) emitted from the cross dichroic prism 150 as it is, and makes it enter the CCD force camera 41A, and halves the beam. The light is refracted and guided to the CCP camera 41B.
  • the beam splitter 451 transmits half of the light beam (dotted arrow) emitted from the reference cross dichroic prism as it is, enters the CCD camera 41B, refracts the half by 90 °, and guides the half to the CCD camera 41A. Light up.
  • the CCD cameras 41A are connected to each other.
  • the CCD cameras 41B are connected to the liquid crystal panels 141R, 141G, 141B and each of the reference liquid crystal panels (R, G, B). At positions corresponding to the four corners of the area, they are arranged corresponding to the diagonal lines of the image forming area.
  • the position adjustment light beam supplied to the master unit and the position adjustment light beam supplied to the liquid crystal panels 141R, 141G, 141B are switched to provide a master unit.
  • the cross dichroic prism 150 and the liquid crystal panels 141 R, 141 G, and 141 B can be adjusted and fixed while the master unit is detached from the above-described embodiment, and the master unit needs to be removed. It is easier to use than it is.
  • the light beam for position adjustment and the like taken in by the light beam detection device 40 is supplied from the liquid crystal panels 141R, 14, 1G, and 141B.
  • the light may be supplied from the light guide 45 side. That is, first, the light beam is transmitted through the beam splitter 451 of the light guide unit 45 and supplied, and the transmitted light beam is made incident on the cross dichroic prism 150, and then the liquid crystal panels 14 1 R, 14 1 G, and 14 1 The reflected light flux is again incident on the cross dichroic prism 150, refracted by the beam splitter 451, and captured by the CCD camera 41.
  • the adjustment and the fixing are sequentially performed for each of the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B.
  • the CCD camera (3 CCD camera) 41 captures the light beam (white light) emitted from the cross dichroic prism 150
  • the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B may be adjusted and fixed at the same time.In such a case, it is necessary to separate the captured light beam into three colors of RGB on the light beam detector 40 side. Although the structure may be complicated, there is an effect that the time required for adjustment and fixing can be greatly reduced.
  • the liquid crystal panels 141R, 141G, and 141B are employed as optical elements that perform light modulation according to an image signal.
  • the present invention is not limited to this. That is, the present invention may be employed for adjusting the position of a device other than liquid crystal, such as a device using a micromirror, as an optical element for performing light modulation.
  • the present invention provides a color separation optical system that separates a light beam emitted from a light source into a plurality of color lights,
  • a projector including a plurality of light modulators for modulating each color light separated by the color separation optical system in accordance with image information, and a color combining optical system for combining light beams modulated by each light modulator.
  • the optical modulator In order to manufacture the optical modulator, it can be used as a position adjusting device of the optical modulator for adjusting the positions of the respective optical modulators and a position adjusting method of the optical modulator.

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Description

光変調装置の位置調整装置および光変調装置の位置調整方法 技術分野
本発明は、 光源から射出された光束を複数の色光^分離する色分離光学系と、 この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調 装置と、 各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロ ジェクタを製造するために、 各光変明調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位 置調整装置および光変調装置の位置調整田方法に関する。 背景技術
従来より、 複数の色光を画像情報に応じて各色光ごとに変調する複数の光変調 装置 （液晶パネル） と、 各光変調装置で変調された色光を合成する色合成光学系 (クロスダイクロイツクプリズム） と、 この色合成光学系で合成された光束を拡 大投写して投写画像を形成する投写光学系 （投写レンズ） とを備えたプロジェク タが利用されている。
このようなプロジェクタとしては、 例えば、 光源から射出された光束を、 ダイ クロイツクミラーによって R G Bの三色の色光に分離し、 三枚の液晶パネルによ り各色光毎に画像情報に応じて変調し、 変調後の光束をクロスダイクロイツクプ リズムで合成し、 投写レンズを介してカラー画像を拡大投写する、 いわゆる三板 式のプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタにより鮮明な投写画像を得るには、 各液晶パネル間で の画素ずれ、 投写レンズからの距離のずれの発生を防止するために、 プロジェク タの製造時においては、 各液晶パネル間相互のフォーカス ·ァライメント調整を 高精度に行わなければならない。
ここで、 フォーカス調整とは、 各液晶パネルを投写レンズのバックフォーカス の位置に正確に配置するための調整をいい、 ァライメント調整とは、 各液晶パネ ルの画素を一致させるための調整をいい、 以下の説明においても同様である。 そして、 従来より、 液晶パネルのフォーカス 'ァライメント調整は、 三枚の液 晶パネル、 クロスダイクロイツクプリズム、 およぴ投写レンズを含む光学ュニッ トを調整対象として、 （1) 各液晶パネルの画像形成領域に光束を入射させ、 （2) クロスダイクロイツクプリズムおよぴ投写レンズを経た投写画像をスクリーン上 に表示し、 （3) スクリーン上の投写画像の反射光を所定位置で固定された C C D カメラ等の光束検出装置で撮像し、 （4) C C Dカメラで検出される各液晶パネル のフォーカス、 画素位置等を確認しながら、 各液晶パネルの相対位置を位置調整 機構で調整していた。 すなわち、 スクリーン上に投写される画像の位置を基準と して、 各液晶パネルの位置を調整していた。
このように、 スクリーン上に画像を投写する形態としては従来、 光学ユニット とスクリーンとを投写レンズの光軸に沿って配置し、 光学ュニットからの投写光 を直接スクリーンに投写させるものや （従来例 1 ) や、 液晶パネルとプリズムを 通った第 1方向に沿った光源の光を第 1方向とは異なる第 2方向に反射させる反 射装置と、 この反射装置により第 2方向に沿って反射された光源の光を投写する スクリーンとを備えたもの （特開 2000- 147654号公報；従来例 2 ) がある。
しかしながら、 従来例 1では、 スクリーン上に画像を投射するうえ、 光学ュニ ットとスクリーンとを投写レンズの光軸に沿って直線上に配置するため、 スクリ ーンとしては大きなサイズのものが必要となり、 装置全体が大型になる。
また、 従来例 2では、 反射装置でミラーを介して投写レンズから投写される光 を反射させることで、 従来例 1に比べて、 スクリーンを小さくできるが、 スクリ ーンを用いることに変わりはなく、 装置全体を小型化するのには限界がある。 従って、 いずれの場合でも、 スク リーンが必要になることで、 装置が大がかり になるという問題があり、 その解決が望まれている。
本発明の目的は、 装置全体を格段に小型化できる光変調装置の位置調整装置お よび光変調装置の位置調整方法を提供することにある。 発明の開示
本発明は、 従来用いられていたスクリーンを使用せずに光変調装置相互の位置 調整を行うことで、 前記目的を達成しようとするものである。 具体的には、 本発明の光変調装置の位置調整装置は、 光源から射出された光束 を複数の色光に分離する色分離光学系と、 この色分離光学系で分離された各色光 を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、 各光変調装置で変調された光 束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェクタを製造するために、 各光変調 装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調整装置であって、 前記光変調装置 から前記色合成光学系を介して射出された位置調整用の光束を直接取り込む光束 検出装置を備えていることを特徴とする。
このような本発明においては、 色合成光学系から射出された光束が光束検出装 置で直接取り込まれるた 、 投写用のスクリーンが不要となり、 装置全体の大幅 な小型化が図られる。 よって前記目的が達成される。
また、 本発明の位置調整装置では、 前記光束検出装置を、 前記色合成光学系か ら射出された光束を所定方向に導く導光部と、 この導光部で導かれた光束を受光 して電気信号に変換する撮像素子とを含んで構成することが望ましい。
このような構成では、 導光部を備えることで撮像素子が自由な位置に配置され るようになるから、 光変調装置の位置調整装置の各部の配置効率が向上し、 位置 調整装置の小型化が一層促進される。
この際、 本発明の位置調整装置では、 前記導光部を、 前記色合成光学系から射 出された光束を反射して屈折させる反射ミラーで構成してもよい。
このような構成では、 色合成光学系の光束射出側に反射ミラーを配置するだけ でよいので、 光束検出装置の構成が簡単になる。
これに対し、 本発明の位置調整装置では、 前記導光部を、 前記色合成光学系か ら射出された光束を導入して前記撮像素子まで導く光ファイバを含んで構成して あよい。
このような構成では、 光ファイバが屈曲可能であることから、 撮像素子の配置 位置の自由度が向上し、 位置調整装置の小型化がさらに促進される。
さらに、 本発明の位置調整装置では、 前記光束検出装置を、 前記位置調整用の 光束を供給する光供給部を含んで構成することが望ましい。
このような構成では、 光変調装置の入射側から光束を供給する必要がなくなる ため、 光変調装置の位置調整に際して用いられる機構側に光束の供給部分を設け る必要がなく、 そのような機構の構造が簡素になる。
そして、 本発明の位置調整装置では、 前記光束検出装置を、 複数の撮像素子で 構成することが望ましい。
このような構成では、 光変調装置のフォーカス、 ァライメント調整を行う場合 において、 一つの光変調装置における複数箇所の画素領域を撮像可能であるから 、 全ての撮像箇所でのフォーカス、 ァライメント調整を行うことで、 精度の高い 調整が行える。
また、 この場合には、 複数の撮像素子を、 前記光変調装置の矩形状の画像形成 領域の対角線上に対応して配置することが好ましい。
このようにすることにより、 撮像素子および信号処理回路を含む例えば C C D カメラ等を複数配置する場合でも、 互いの干渉が避けられる。
また、 本発明の位置調整装置では、 前記光変調装置を保持し、 前記色合成光学 系に対して、 該光変調装置を位置調整する位置調整部を備え、 前記調整部は、 前 記色合成光学系に対して近接隔離するフオーカス粗調整機構に支持されているこ とが望ましい。
このような構成では、 位置調整部が、 フォーカス粗調整機構に支持されている ことにより、 予め、 フォーカス粗調整機構に対して、 位置調整部を所定位置に配 置しておけば、 該位置調整部により光変調装置を保持した状態から、 フォーカス 粗調整機構を所定距離、 移動させることで、 光変調装置を色合成光学系に対して 設計上の所定位置に設定することができる。 一方、 本発明の光変調装置の位置調整方法は、 前述の位置調整装置を用いた位 置調整方法であり、 具体的には、 光源から射出された光束を複数の色光に分離す る色分離光学系と、 この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変 調する複数の光変調装置と、 各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光 学系とを備えたプロジェクタを製造するために、 各光変調装置相互の位置調整を 行う光変調装置の位置調整方法であって、 予め相互に位置調整された複数の基準 光変調装置および基準色合成光学系に基づいて、 当該基準色合成光学系から射出 された光束を受光可能な光束検出装置の位置を設定する予備工程と、 設定された 光束検出装置に対して前記色合成光学系を設置する設置工程と、 調整対象となる 前記光変調装置に対して光束を導入し、 前記色合成光学系を介して射出された光 束を前記光束検出装置により直接検出する検出工程と、 検出された光束に基づい て、 前記光変調装置の位置調整を行う位置調整工程と、 を踏むことを特徴とする 。
このような方法によれば、 予備工程により、 基準光変調装置および基準色合成 光学系に基づいて適切な位置に光束検出装置を設定することができ、 設置工程、 検出工程、 位置調整工程により、 スクリーン上に投写画像を投写することなく、 光変調装置の位置調整が行える。 従って、 スクリーンが不要なことで、 調整作業 に必要な位置調整装置が大幅に小型化され、 前記目的が達成される。
また、 本発明の光変調装置の位置調整方法では、 前記検出工程および前記位置 調整工程を、 各光変調装置毎に連続して行うことが望ましい。
このような方法では、 光束検出装置を各光変調装置で共通に用いることが可能 であり、 少ない台数の光束検出装置で調整が行える。
また、 本発明の光変調装置の位置調整方法では、 前記予備工程は、 前記色合成 光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整機構に対して、 前記光変調装置の 位置調整を行う位置調整部を設計上の所定位置に配置する初期設定手順を備えて いることが望ましい。
このような方法では、 予備工程が初期設定手順を備えていることにより、 該初 期設定手順の前または後に、 光変調装置を位置調整部に設置しておけば、 初期設 定手順により、 フォーカス袓調整機構に対して位置調整部を所定位置に配置する ことができ、 フォーカス粗調整機構を色合成光学系に対して、 所定距離を移動さ せることで、 光変調装置を色合成光学系に対して設計上の所定位置に配置するこ とができる。
したがって、 位置調整工程における光変調装置の位置調整を簡素化し、 サイク ルタイムの低減を図ることができる。
また、 本発明の光変調装置の位置調整方法では、 前記位置調整工程は、 前記色 合成光学系に対する進退位置を調整するフォーカス調整手順と、 各光変調装置の 相互の位置調整を行ぅァライメント調整手順とを備えていることが望ましい。 このような方法では、 位置調整工程が、 フォーカス調整手順とァライメント調 整手順とを備えていることにより、 光変調装置の色合成光学系に対する進退位置 が調整された状態で、 該光変調装置の平面位置、 面内回転位置、 および面外回転 位置を調整することができる。
したがって、 光変調装置を投写レンズのバックフォーカス位置に配置し、 さら に、 各光変調装置の相互の位置を調整することにより、 色合成光学系に対して光 変調装置を適切な位置に配置することができる。
また、 本発明の光変調装置の位置調整方法では、 前記フォーカス調整手順は、 前記色合成光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整機構の進退移動によつ て、 前記光変調装置のフォーカス調整を行う粗調整ステップと、 前記光変調装置 の位置調整を行う位置調整部による微調整ステツプとを備えていることが望まし レ、。
このような方法では、 フォーカス調整手順が、 粗調整ステップと微調整ステツ プとを備えていることにより、 例えば、 粗調整ステップにより、 光変調装置を色 合成光学系に対してミ Vメートルオーダからセンチメートルオーダまで移動調整 し、 微調整ステップにより、 光変調装置を色合成光学系に対してマイクロメート ルオーダからミリメートルオーダまで移動調整するように設定すれば、 光変調装 置を移動させる範囲を大きく設定することができ、 光変調装置の位置調整を容易 に、 かつ、 迅速に行うことができる。
また、 本発明の光変調装置の位置調整方法では、 複数のプロジェクタに応じて 、 連続して光変調装置の位置調整が行われるものとし、 同一機種のプロジェクタ が連続して製造されているかどうかを判定する機種判定工程を備え、 この機種判 定工程により、 同一機種と判定された場合には、 前記初期設定手順は省略される ことが望ましい。
複数のプロジェクタに応じて、 連続して光変調装置の位置調整を行う際、 2つ 目以降に製造されるプロジェクタに関して、 初回のプロジェクタの製造における 初期設定手順で設定された初期位置に基づいて、 色合成光学系に対する光変調装 置の位置調整を行えば、 初期設定手順を省略することができる。
また、 同様に、 2つ目以降に製造されるプロジェクタに関して、 初回のプロジ ェクタの製造における粗調整ステップで設定されたフォーカス位置を保持してお き、 該フォーカス位置を初期位置として位置調整を行えば、 粗調整ステップを省 略することができる。
ここでは、 複数のプロジェクタを製造し、 複数の光変調装置が色合成光学系に 対して連続して位置調整が行われる場合に、 機種判定工程により、 同一機種が連 続して製造されているかどうかを判定し、 同一機種であると判定されると初期設 定手順および/または粗調整ステップが省略されることにより、 連続して同一機 種を製造する際の余分な工程を省くことができる。
したがって、 プロジェクタの製造におけるサイクルタイムを低減し、 複数のプ ロジェクタに応じた、 複数の光変調装置の位置調整を連続して円滑に行うことが できる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の各実施形態に係る位置調整装置の調整対象となる光変調装置を 含むプロジェクタの構造を表す模式図である。
図 2は前記各実施形態におけるプロジ クタの要部の構造を表す外観斜視図で ある。
図 3は前記各実施形態における調整対象となる光変調装置を示す分解斜視図で める。
図 4は前記各実施形態における位置調整装置を表す側面図である。
図 5は前記各実施形態における位置調整装置を表す平面図である。
図 6は前記各実施形態における位置調整装置の位置調整機構を表す側面図であ る。
図 7 (A) ， ( B ) , ( C ) は前記各実施形態における調整用光源を照射する 部分を表す正面図である。
図 8は前記各実施形態における位置調整装置の光束検出装置を模式的に示す平 面図である。
図 9は前記各実施形態における位置調整装置の光束検出装置を模式的に示す正 面図であり、 図 8の矢印 IX— IXから見た図である。 図 1 0は前記各実施形態における位置調整装置を制御するコンピュータ内部の 構造を表すプロック図である。
図 1 1は前記各実施形態において取り込まれた画像を表示する表示画面を示す 図である。
図 1 2は前記各実施形態における位置調整方法を説明するためのフローチヤ一 トである。
図 1 3は前記各実施形態で用いられるフォーカス調整の測定点を示す図である 図 1 4は前記各実施形態で用いられるァライメント調整用の基準パターン B P を示す図である。
図 1 5は前記第 1実施形態における予備工程を説明するためのフローチヤ一ト である。
図 1 6は前記第 1実施形態におけるフォーカス調整手順を説明するためのフロ 一チヤ一トである。
図 1 7 (A) , ( B ) は前記各実施形態におけるフォーカス調整手順における ピーク位置の算出を説明する図であり、 図 1 7 ( B ) は図 1 7 (A) のピーク位 置部分の拡大図である。
図 1 8は前記第 2実施形態における予備工程を説明する'ためのフローチヤ一ド である。
図 1 9は前記第 2実施形態におけるフォーカス調整手順を説明するためのフロ 一チヤ一トである。
図 2 0は本発明の変形例を示す平面図である。
図 2 1は本発明の他の変形例を示す平面図である。 発明を実施するための最良の形態
〔第 1実施形態〕
以下、 本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 1 . レンズアレイが使用されるプロジェクタの構造 図 1には、 本発明の実施形態に係る位置調整装置の調整対象とされる複数の光 変調装置および色合成光学系を含むプロジェクタ 100の構造が示されている。 このプロジェクタ 1 00は、 インテグレータ照明光学系 1 10、 色分離光学系 120、 リレー光学系 130、 電気光学装置 140、 色合成光学系となるクロス ダイクロイツクプリズム 150、 および投写レンズ 160を備えている。
インテグレータ照明光学系 1 10は、 光源ランプ 1 1 1 Aおよびリフレクタ 1 11 Bを含む光源装置 1 1 1と、 第 1レンズァレイ 1 13と、 第 2レンズァレイ 11 5と、 反射ミラー 1 1 7と、 重畳レンズ 119とを備えている。 光源ランプ 11 1 Aから射出された光束は、 リフレクタ 111 Bによって射出方向が揃えら れ、 第 1レンズアレイ 1 1 3によって複数の部分光束に分割され、 反射ミラー 1 17によって射出方向を 90° 折り曲げられた後、 第 2レンズアレイ 1 15の近 傍で結像する。 第 2レンズアレイ 1 15から射出された各部分光束は、 その中心 軸 （主光線） が後段の重畳レンズ 1 19の入射面に垂直となるように入射し、 さ らに重畳レンズ 1 19から射出された複数の部分光束は、 後述の電気光学装置 1 40を構成する三枚の液晶パネル 141 R, 141 G, 14 I B上で重畳する。 色分離光学系 120は、 2枚のダイクロイツクミラー 121、 122と、 反射 ミラー 123とを備え、 これらのダイクロイツクミラー 1 21、 122、 反射ミ ラー 123によりインテグレータ照明光学系 110から射出された複数の部分光 束を赤、 緑、 青の三色の色光に分離する機能を有している。
リ レー光学系 130は、 入射側レンズ 131、 リ レーレンズ 133、 および反 射ミラー 135、 137を備え、 前記色分離光学系 1 20で分離された色光、 例 えば、 青色光 Bを液晶パネル 141 Bまで導く機能を有している。
電気光学装置 140は、 三枚の光変調装置となる液晶パネル 141 R, 141 G， 14 I Bを備え、 これらは、 例えば、 ポリシリ コン T FTをスイッチング素 子として用いたものであり、 色分離光学系 120で分離された各色光は、 これら 三枚の液晶パネル 14 1 R, 141 G, 141 Bによって、 画像情報に応じて変 調されて光学像を形成する。
色合成光学系となるクロスダイクロイツクプリズム 1 50は、 前記三枚の液晶 パネノレ 141 R, 141 G, 141 Bから射出された各色光ごとに変調された画 像を合成してカラー画像を形成するものである。 尚、 クロスダイクロイツクブリ ズム 1 50には、 赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層 膜とが、 4つの直角プリズムの界面に沿って略 X字状に形成され、 これらの誘電 体多層膜によって 3つの色光が合成される。 そして、 クロスダイクロイツクブリ ズム 1 50で合成されたカラー画像は、 投写レンズ 1 6 0から射出され、 スクリ ーン上に拡大投写される。
2. 光学ュ-ットの構造
このようなプロジェクタ 1 00において、 電気光学装置 140、 クロスダイク ロイックプリズム 1 50、 およぴ投写レンズ 160は、 光学ュニット 1 70とし て一体化されている。 つまり、 図 2に示すように、 光学ユニッ ト 170は、 マグ ネシゥム合金製等の側面 L字状の構造体となるへッド体 1 Ί 1を備えている。 投写レンズ 1 60は、 へッド体 1 71の L字の垂直面外側にねじにより固定さ れる。 クロスダイクロイツクプリズム 1 50は、 へッド体 1 7 1の L字の水平面 上側に同様にねじにより固定されている。
電気光学装置 140を構成する三枚の液晶パネル 1 41 R， 141 G, 141 Bは、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50の側面三方を囲むように配置される 。 具体的には、 図 3に示すように、 各液晶パネル 14 1 R, 1 4 1 G, 14 1 B は、 保持枠 143内に収納され、 この保持枠 143の四隅部分に形成される孔 1 43 Aに透明樹脂製のピン 14 5を紫外線硬化型接着剤とともに挿入することに より、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50の光束入射端面 1 5 1に接着固定さ れた、 いわゆる POP (Panel On Prism) 構造によりクロスダイクロイツクプリ ズム 1 50に固定されている。 ここで、 保持枠 143には、 矩形状の開口部 14 3 Bが形成され、 各液晶パネル 1 4 1 R， 14 1 G, 141 Bは、 この開口部 1 43 Bで露出し、 この部分が画像形成領域となる。 すなわち、 各液晶パネル 14 1 R, 141 G， 141 Bのこの部分に各色光 R、 G、 Bが導入され、 画像情報 に応じて光学像が形成される。
このような POP構造が採用された光学ュニット 1 70では、 液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 14 1 Bをクロスダイクロイツクプリズム 1 50に接着固定す る際に、 各液晶パネル 141 R, 14 1 G, 141 Bのフォーカス調整、 ァライ メント調整、 および固定を同時期 （約 8分以内） に行わなければならないので、 通常以下の手順で組み立てが行われる。
1)クロスダイクロイツクプリズム 1 50に第 1の液晶パネル、 例えば、 液晶パ ネル 141 Gを接着固定する。 具体的には、 まず、 液晶パネル 141 Gの保持枠
143の孔 1 43 Aに、 先端に紫外線硬化型接着剤を塗布したピン 145を挿入 する。
2)次に、 該ピン 145の先端部分をクロスダイクロイツクプリズム 1 50の光 束入射端面 1 5 1に当接させる。
3)この状態で液晶パネル 141 Gの画像形成領域に光束を導入し、 クロスダイ クロイツクプリズム 1 50から射出された光束を直接確認しながら、 光束入射端 面 1 51に対する進退位置、 平面位置、 および回転位置を調整して、 液晶パネル 14 1 Gのフォーカス、 ァライメント調整を行う。
4)適切なフォーカス、 ァライメントが得られたら、 ピン 145の基端部分から 紫外線である固定用の光束を照射し、紫外線硬化型接着剤を完全に硬化させる。
5〉他の液晶パネル 141 R、 141 Bも前記と同様に接着固定を行う。
従って、 このような POP構造を採用した光学ユエット 1 70を組み立てる際 には、 各液晶パネル 141 R, 141 G, 141 B相互のフォーカス、 ァライメ ントを調整する位置調整装置が必要となる。
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3. 光変調装置の位置調整装置の構造
図 4および図 5には、 各液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 141 Bの位置を調 整する位置調整装置 2が示されている。 この位置調整装置 2は、 UV遮光カバー 20と、 調整部本体 30と、 光束検出装置 40と、 コンピュータ 70 (図 1 0) と、 図示略の調整用光源装置および固定用紫外線光源装置とで構成されている。 このうちの UV遮光カバー 20は、 調整部本体 30の上部を囲む側板 21と、 底板 22と、 下部に設けられた載置台 25とを備えて構成されている。 尚、 側板 21には開閉自在な図示略のドアが設けられており、 このドアは、 POP調整ヮ ークを給材 ·除材する時、 および調整部本体 30を調整作業するために設けられ るもので、 紫外線を透過しないアクリル板から形成される。 また、 載置台 25は 、 装置据え付け時、 調整部本体 30が容易に移動できるようにするために、 その 下部にキャスタ 25 Aが設けられている。
また、 コンピュータ 7◦は、 調整部本体 30、 光束検出装置 40、 調整用光源 装置、 および固定用紫外線光源装置を制御するものであり、 载置台 25内に配置 されている。
調整用光源装置は、 調整部本体 30での調整作業を行うに際して用いられる位 置調整用の光束の光源である。
固定用紫外線光源装置は、 液晶パネル 14 1 R， 141 G, 141 Bをクロス ダイクロイツクプリズム 1 50上に固定するに際し、 紫外線硬化型接着剤を硬化 させるのに用いられる固定用の光束 （紫外線） の光源である。
(3-1) 調整部本体の構造
調整部本体 30は、 位置調整部としての 6軸位置調整ュニット 31と、 クロス ダイクロイツクプリズム 1 50を支持固定する支持治具 33と、 調整用光源装置 および固定用紫外線光源装置からの光束を液晶パネル 141 (141 R, 14 1 G, 141 B 9) に導入するための光源ユニット 3 7 (図 6) とで構成されてい る。
前記 6軸位置調整ュニット 3 1は、 クロスダイクロイツクプリズム 1 5.0の光 束入射端面 1 5 1に対して、 液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 141 Bの配置位 置を調整するものであり、 図 6に示すように、 UV遮光カバー 20の底板 22の レール 35 1に沿って移動可能に設置される 6軸位置調整ュニット移動機構 3 1 Aに支持されている。
ここで、 6軸位置調整ユニット移動機構 3 1 Aは、 6軸位置調整ユニット 3 1 を支持し、 図示しないモータなどの駆動機構により、 載置台 25の Z軸方向 （図 6中左右方向） にミリメートルオーダからセンチメートルオーダの範囲で移動す るものである。
この 6軸位置調整ュニット 3 1は、 上記 6軸位置調整ュニット移動機構 3 1 A に支持される平面位置調整部 3 1 1と、 この平面位置調整部 3 1 1の先端部分に 設けられる面内回転位置調整部 3 1 3と、 この面内回転位置調整部 3 1 3の先端 部分に設けられる面外回転位置調整部 3 1 5と、 この面外回転位置調整部 3 15 の先端部分に設けられる液晶パネル狭持部 3 1 7とを備えている。
平面位置調整部 31 1は、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50の光束入射端 面 1 5 1に対する進退位置および平面位置を調整する部分であり、 6軸位置調整 ュニット移動機構 31 A上に摺動可能に設けられる基部 31 1 Aと、 この基部 3 1 1 A上に立設される脚部 3 1 1 Bと、 この脚部 3 1 1 Bの上部先端部分に設け られ、 面内回転位置調整部 3 1 3が接続される接続部 3 1 1 Cを備えている。 基部 3 1 1Aは、 図示しないモータなどの駆動機構により、 載置台 2 5の Z軸 方向 （図 6中左右方向） をマイクロメートルオーダからミリメートルオーダの範 囲で移動する。
脚部 3 1 1 Bは、 側部に設けられるモータなどの駆動機構 （図示略） によって '基部 3 1 1 Aに対して X軸方向 （図 6の紙面と直交する方向） に移動する。
接続部 3 1 1 Cは、 図示しないモータなどの駆動機構によ.つて、 脚部 31 1 B に対して Y軸方向 （図 6中上下方向） に移動する。
面内回転位置調整部 31 3は、 クロスダイクロイツクプリズム 150の光束入 射端面 1 5 1に対する液晶パネル 141 R, 141 G, 141 Bの面内方向回転 位置の調整を行う部分であり、 平面位置調整部 31 1の先端部分に固定きれる円 柱状の基部 3 1 3Aと、 この基部 3 1 3 Aの円周方向に回転自在に設けられる回 転調整部 3 1 3 Bを備えている。 そして、 この回転調整部 31 3 Bの回転位置を 調整することにより、 光束入射端面 1 51に対する液晶パネル 141 R, 141 G, 1 41 Bの面内方向回転位置を高精度に調整することができる。
面外回転位置調整部 3 1 5は、 クロスダイクロイツクプリズム 150の光束入 射端面 1 5 1に対する液晶パネル 141 R, 141 G, 141 Bの面外方向回転 位置の調整を行う部分である。 この面外回転位置調整部 3 1 5は、 前記面内回転 位置調整部 3 1 3の先端部分に固定されるとともに、 水平方向で円弧となる凹曲 面が先端部分に形成された基部 3 1 5Aと、 この基部 31 5Aの凹曲面上を円弧 に沿って摺動可能に設けられ、 垂直方向で円弧となる凹曲面が先端部分に形成さ れた第 1調整部 3 1 5 Bと、 この第 1調整部 3 1 5 Bの凹曲面上を円弧に沿って 摺動可能に設けられる第 2調整部 3 1 5 Cとを備えている。 そして、 基部 3 1 5 Aの側部に設けられた図示しないモータを回転駆動すると、 第 1調整部 3 1 5 B が摺動し、 第 1調整部 3 1 5 Bの上部に設けられた図示しないモータを回転する と、 第 2調整部 3 1 5 Cが摺動し、 光束入射端面 1 5 1に対する液晶パネル 1 4 1 R, 1 4 1 G, 1 4 1 Bの面外方向回転位置を高精度に調整できる。
液晶パネル狭持部 3 1 7は、 調整対象となる液晶パネル 1 4 1 R， 1 4 1 G, 1 4 1 Bを保持する部分であり、 前記第 2調整部 3 1 5 Cの先端部分に固定され る固定狭持片.3 1 7 Aと、 第 2調整部 3 1 5 Cの先端部分でスライド自在に設け られる可動狭持片 3 1 7 Bと、 可動狭持片 3 1 7 Bを動作させるァクチユエータ 3 1 7 Cとを備えている。 そして、 ァクチユエータ 3 1 7 Cによって可動狭持片 3 1 7 Bを動作させることにより、 液晶パネル 1 4 1 R， 1 4 1 G， 1 4 1 Bを 狭持することができる。 さらに、 可動狭持片 3 1 7 Bのスライド初期位置を変更 することにより、 大きさの異なる液晶パネル 1 4 1 R， 1.4 1 G, 1 4 1 Bを狭 持することができる。
前記支持治具 3 3は、 図 4に示すように、 底板 2 2上に設置される基板 3 3 1 と、 この基板 3 3 1上に立設される脚部 3 3 3と、 この脚部 3 3 3の上部に設け られ、 かつクロスダイクロイックプリズム 1 5 0および後述の導光部 4 5が取り 付けられるセット板 3 3 5とを備えている。
前記光源ュニット 3 7は、 6軸位置調整ュニット 3 1に設けられた液晶パネル 狭持部 3 1 7の固定狭持片 3 1 7 Aおよび可動狭持片 3 1 7 Bの間に配置されて いる。
この光源ュ-ット 3 7は、 液晶パネル 1 4 1 R, 1 4 1 G, 1 4 1 Bに位置調 整用の光束、 固定用の光束を供給するものであり、 液晶パネル 1 4 1 R, 1 4 1 G, 1 4 1 Bと当接するユニット本体 3 7 1と、 このユニット本体 3 7 1に各光 源光を供給するための 4本の光ファイバ 3 7 2とを含んで構成される。 - 光ファイバ 3 7 2の基端は、 載置台 2 5の下部に設置される調整用光源装置お よび固定用光源装置に接続されている。 ュエツト本体 3 7 1の液晶パネル 1 4 1 R, 1 4 1 G, 1 4 1 Bとの当接面には、 図 7 (A) に示すように、 液晶パネル 1 4 1 R, 1 4 1 G, 1 4 1 Bの矩形状の画像形成領域の角隅部分に応じて設定 された調整用光源部 3 7 1 Aと、 該画像形成領域の外側に配置され、 透明樹脂製 のピン 145の基端部分と当接する固定用光源部 371 Bとを備えている。 尚、 液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 141 Bとの当接部分となるユニット本体 37 1は、 図 7 (A) に示されるものの他、 図 7 (B) に示されるように、 調整用光 源部 371 Aの外側側方に沿って固定用光源部 3 7 1 Cが配置されるものや、 図 7 (C) に示されるように、 固定用光源部 3 71 Bの配置が異なるものがあり、 液晶パネル 141 R， 14 1 G, 14 I Bの種類に応じて、 これらのユニット本 体 3 71を適宜使い分けることにより、 固定構造の異なる液晶パネルに対応でき るようになっている。
(3-2) 光束検出装置の構造
図 4において、 光束検出装置 40は、 CCDカメラ 4 1と、 この CCDカメラ 41を 3次元移動可能に構成された移動機構 43と、 支持治具 33上に取り付け られた導光部 45とも備えている。
CCDカメラ 4 1は、 電荷結合素子 （Charge Coupled Device) を本発明に係 る撮像素子としたェリァセンサであり、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50か ら射出された位置調整用の光束を取り込んで電気信号として出力する。
本実施形態では、 CCDカメラ 41は、 図 8、 図 9に模式的に示すように、 導 光部 45の四方に移動機構 43 (図 4) を介して 4つ配置されている。 この際、 各 C CDカメラ 41は、 液晶パネル 141 R， 14 1 G, 1 4 I Bに形成された 矩形状の画像形成領域の対角線上に対応して配置されている。 尚、 CCDカメラ 4 1は、 投写画像を高精度に検出するために、 ズーム · フォーカス機構を備え、 遠隔制御により自由にズーム ·フォーカスを調整できるようになつている。 移動機構 43は、 その具体的な図示を省略するが、 支持治具 33の基板 331 に立設された支柱、 当該支柱に設けられた複数の軸部材、 および一軸部材に設け られたカメラ取付部等で構成され、 CCDカメラ 4 1を X軸方向 （図 9では左右 方向） および Y軸方向 （図 9では上下方向） に移動させることが可能である。 そ して、 これらの移動は、 載置台 25内部のサーボ制御機構によって行われる。 導光部 45は、 液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 1 1 Bの矩形状の画像形成 領域の四隅に対応して配置された反射ミラーとしての 4つのビームスプリッタ 4 5 1と、 各ビームスプリッタ 4 5 1を所定位置に保持する保持カバー 4 5 2で構 成されている。 この導光部 4 5は、 前記光源ュニット 3 7から液晶パネル 1 4 1 R， 1 4 1 G , 1 4 1 Bに照射されてクロスダイクロイツクプリズム 1 5 0から 射出した四隅の光束を、 各ビームスプリッタ 4 5 1によって 9 0 ° 屈折させた後 、 C C Dカメラ 4 1に導光する機能を有している。 尚、 保持カバー 4 5 2には、 外側に屈折させた光束を透過させる適宜な開口部が設けられている。 また、 図 8 では、 液晶パネル 1 4 1 Gに光束を照射した場合が示されている。
このような導光部 4 5によれば、 クロスダイクロイツクプリズム 1 5 0から射 出した四隅の光束は、 従来のようなスクリーンに投写されることなく、 四方に配 置された C C Dカメラ 4 1に直接取り込まれる。
4 . 位置調整装置による調整操作
上述した調整部本体 3 0および光束検出装置 4 0は、 図 1 0のプロック図に示 すように、 コンピュータ 7 0と電気的に接続されている。
このコンピュータ 7 0は、 C P Uおよび記憶装置を備え、 調整部本体 3 0およ び光束検出装置 4 0の動作制御を行うとともに、 光束検出装置 4 0の C C Dカメ ラ 4 1で撮像された投写画像の画像処理も行う。
コンピュータ 7 0に呼び出されるプログラムは、 図 1 1に示される表示画面 7 1をディスプレイ上に表示し、 この表示画面 7 1上に表示された種々の情報に基 づいて、 フォーカス、 ァライメント調整が行われる。 該表示画面 7 1は、 . C C D カメラ 4 1からの映像を直接表示する画像表示ビュー 7 2と、 画像表示ビュー 7 2に表示された画像を、 基準パターン画像に基づいてパターンマッチング処理を 行う画像処理ビュー 7 3と、 画像処理を行った結果、 6軸位置調整ユニット 3 1 の各軸調整量を表示する軸移動量表示ビュー 7 4とを備えている。 尚、 画像表示 ビュー 7 2の各画像表示領域 7 2 A〜7 2 Dには、 4つの C C Dカメラ 4 1のそ れぞれで取り込まれた四隅の光束から得られる画像が表示される。
次に、 位置調整装置 2による液晶パネル 1 4 1 R， 1 4 1 G , 1 4 1 Bの位置 調整方法を、 図 1 2に示すフローチャートに基づいて説明する。 S 1 ：まず、 機種毎の投写レンズ 160の特性に基づいたフォーカス位置およ びァライメント位置が予め調整された POP構造のマスターュニットと、 このマ スターュニットの画像形成領域の大きさに応じてビームスプリッタ 45 1の配置 位置が設定された導光部 45とを支持治具 33にセットする。 この際、 マスター ユニットは、 基準色合成光学系としての基準クロスダイクロイツクプリズムに、 基準光変調装置としての各色光用の三枚の基準液晶パネルを一体に設けたもので ある。
S 2 ：次に、 マスターュ-ットの G色光用の基準液晶パネルに光源ュ-ット 3 7から位置調整用の光束を照射し、 マスターュニットから射出した光束をビーム スプリッタ 451を介して CCDカメラ 4 1で直接取り込む。 この際、 移動機構 4 3を作動させ、 光束を確実に受光できる位置に CCDカメラ 41を移動させる 。 また、 この時の画像を画像表示ビュー 72の各画像表示領域 72 A〜 72 に 表示させる。
この画像としては、 例えば、 図 1 3に示すように、 基準液晶パネルの四隅に対 応した端部位置から、 対角内側方向に移動し、 各画像表示領域 72 A〜 72Dに 画素領域 C Aのみを表示できる位置が、 CCDカメラ 4 1のフォーカス調整用の 基準位置となる。 また、 画素領域 CAの中央部分がフォーカス調整を行う測定点 となる。
また、 図 14に示すように、 基準液晶パネルの四隅に対応した端部位置が表示 されたものがある。 そして、 この画像において、 画素領域 C Aとこの画素領域 C A以外の領域を所定の比率に設定した略正方形状の領域が、 液晶パネル 141 R ， 1 41 G, 141 Bのァライメント調整用の基準パターン B Pとなる。 また、 この時の CCDカメラ 41の位置が機種に応じたァライメント調整用の基準位置 となる。 基準パターン B Pの生成は、 三枚の各基準液晶パネルについてそれぞれ 行われ、 CCDカメラ 41のァライメント調整用の基準位置の設定は、 一枚の基 準液晶パネルについて行われる。
このような基準パターン B Pおよび CCDカメラ 41の基準位置は、 機種に応 じた機種データとしてコンピュータ 70の記憶部に登録される。
以上の S l、 S 2のステップは、 予め複数機種に対して行われ、 各機種毎の基 準パターン B Pおよび C CDカメラ 4 1の基準位置が機種データとして登録され る。
また、 この機種データとして、 複数の機種に応じて、 クロスダイクロイツクプ リズム 1 50に対する液晶パネル 141 R， 141 G, 141 Bの設計上の基準 位置が、 座標値として予め登録されている。
S 3 ：続いて、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50を支持治具 33にセット するとともに （設置工程） 、 調整対象となる液晶パネル 141 R, 14 1 G, 1 4 1 Bを、 紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン 145を挿入した状態で、 6軸 位置調整ュ-ット 31の液晶パネル狭持部 31 7に取り付ける。
S 4 ：次に、 実際の調整に先だって、 コンピュータ 70内の CPUで実行され るプログラムにより初期化処理を行う （予備工程） 。
具体的には、 図 1 5のフローチャートに基づいて、 以下に示すように行われる
S 41 ： CPUに付設される RAM (Random Access Memory) 等のメモリを 初期化し、 調整するクロスダイクロイツクプリズム 1 50および液晶パネル 14 1 R， 141 G, 14 1 Bの機種に応じて予め登録された機種データを呼び出す
S 42 ： この機種データの液晶パネル 141 R， 141 G, 141 Bの設計上 の座標値を読み込み、 6軸位置調整ユニット移動機構 3 1 Aに対して、 6軸位置 調整ュニット 3 1の平面位置調整部 3 1 1、 面内回転位置調整部 3 1 3、 および 面外回転位置調整部 3 1 5の初期位置を設定する （初期設定手順） 。
S 43 ：また、 機種データの CCDカメラ 4 1の基準位置を読み込み、 CCD カメラ 4 1をフォーカス調整用の基準位置に移動させて設定する。
S 44 ： 6軸位置調整ュニット移動機構 3 1 Aを所定距離、 前進させ （初期位 置） 、 上記紫外線硬化型接着剤が塗布されたピン 145とクロスダイクロイツク プリズム 1 50の光束入射端面 1 5 1とを当接させる。
この状態では、 上記初期設定手順により、 6軸位置調整ュニット 3 1の 6軸位 置調整ュ-ット移動機構 3 1 Aに対する初期位置が設定され、 さらに、 クロスダ ィクロイツクプリズム 1 50に対して、 6軸位置調整ュニット移動機構 3 1 Aを 所定距離、 前進させているので、 液晶パネル 141 R， 141 G, 14 1 Bは、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50に対して設計上の基準位置に設定されてい る。 ■
S 5 ： この後、 例えば先ず、 液晶パネル 141 Gに関して位置調整用の光束を 投射し、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50から射出された光束をビームスプ リツタ 451を介して直接 CCDカメラ 4 1で検出する （検出工程） 。
S 6 ：そして、 コンピュータ 70は、 CCDカメラ 41からの信号を入力する とともに、 その画像処理機能により、 液晶パネル 141 Gのフォーカス、 ァライ メント調整を実施する （位置調整工程） 。
S 6 1 ：先ず、 図 1 6に示すフローチャートに基づいて、 以下に示す手順によ り、 液晶パネル 14 1 Gのフォーカス調整を行う （フォーカス調整手順） 。 このフォーカス調整手順 S 6 1は、 以下に示す S 6 1 1〜S 6 14の粗調整ス テツプ S 6 10と、 S 6 1 6〜S 6 1 9の微調整ステツプ S 6 1 5の 2段階で調 整が行われる。
S 6 1 1 ： 6軸位置調整ュ-ット移動機構 3 1 Aの平面位置調整部 3 1 1を初 期位置からクロスダイクロイックプリズム 150の離間方向へ機種毎に設定され る固定値まで所定距離移動させる。
S 6 1 2 : CCDカメラ 4 1にて取り込まれた画像から、 図 14に示す画素領 域 CAにおける中央部分の測定点での輝度値を取得する。 この輝度値は、 平面位 置調整部 3 1 1の座標位置に応じて、 コンピュータ 70のメモリに記憶される。
S 6 1 3 ：上記 S 6 1 1において、 平面位置調整部 3 1 1の所定距離の移動、 および上記 S 6 1 2において、 測定点における輝度値取得を繰り返し行わせ、 数 ボイントにて輝度値を取得する。
S 6 14 ： コンピュータ 70は、 上記 S 61 3の終了後、 図 1 7 (A) に示す ように、 上記手順にて取得された輝度値から、 ピーク位置を算出する。
以上、 粗調整ステップ S 6 1 0が終了した後、 平面位置調整部 31 1を S 61 4で算出されたピーク位置に移動させ、 以下に示すような手順にて、 微調整ステ ツプ S 6 1 5が行われる。
S 6 1 6 ： 6軸位置調整ュニット 3 1の平面位置調整部 3 1 1を初期位置から クロスダイクロイツクプリズム 1 ' 5 0の近接方向へ S 6 1 4で算出されたピーク 位置まで所定距離移動させる。
S 6 1 7 ： C C Dカメラ 4 1にて画像を検出し、 取り込まれた画像から、 図 1 4に示す画素領域 C Aにおける中央部分の測定点での輝度値を取得する。 この輝 度値は、 平面位置調整部 3 1 1の座標位置に応じて、 コンピュータ 7 0のメモリ に記憶される。
S 6 1 8 ：上記 6 1 6において、 平面位置調整部 3 1 1を粗調整工程 S 6 1 0 の移動量よりも小さいピッチで移動させ、 また、 上記 6 1 7において、 測定点に おける輝度値取得を繰り返し行わせ、 数ボイントの輝度値を取得する。
S 6 1 9 ： コンピュータ 7 0は、 上記 S 6 1 8の終了後、 図 1 7 ( B ) に示す ように、 上記手順にて取得された輝度値から、 ピーク位置を算出する。
以上、 微調整ステップ S 6 1 5が終了した後、 平面位置調整部 3 1 1を S 6 1 9で算出されたピーク位置に移動させることで、 液晶パネル 1 4 1 Gのフォー力 ス調整が終了する。
S 6 2 ：上記フォーカス調整手順 S 6 1が終了した後、 コンピュータ 7 0は、 C C Dカメラ 4 1をァライメント調整用の基準位置に配置する。 具体的には、 予 備工程 S 4における S 4 1および S 4 3の工程が行われる。
S 6 3 ：次に、 液晶パネル 1 4 1 Gのァライメント調整を行う （ァライメント 調整手順） 。
先ず、 プログラムの表示画面 7 1上で、 液晶パネル 1 4 1 Gを把持する 6軸位 置調整ュニット 3 1を表す STAGE 1を選択し、 C C Dカメラ 4 1にて、液晶パネル 1 4 1 Gの四隅部分の画像を取り込む。 ここで、 コンピュータ 7 0の表示画面 7 1上には、 画面表示ビュー 7 2上に C C Dカメラ 4 1により取り込まれた画像が 表示され、画像処理ビュー 7 3上に画像処理を行った後の STAGE 1の測定データが 表示される。
この状態で画像処理ビュー 7 3の Measurementボタンを押すと、画像処理ビュー 7 3上で基準パターン B Pに相当する部分を検出し、 検出されたパターンが画面 上のどの位置にあるかを検出し、 検出結果が S 2の工程で登録された基準パター ン B Pの配置位置とどれだけずれているかを計算して、 この結果を 6軸位置調整 ユニット 3 1の各軸の移動量として、 軸移動量表示ビュー 74に表示する。 そして、 コンピュータ 70は、 軸移動量表示ビュー 74に表示された各軸移動 量に基づいて、 6軸位置調整ュニット 31を制御し、 液晶パネル 14 1 Gの平面 位置、 面内回転位置、 および面外回転位置調整が行われる。
—且、 調整が終わったら、再び、 Measurementボタンを押して、各軸の移動量を 算出し （S 64) 、 全ての軸の移動量が略 0になるまで行われ、 液晶パネル 14 1 Gのァライメント調整が行われる。
ここで、 この液晶パネル 14 1 Gのクロスダイクロイツクプリズム 1 50に対 する座標値を基準データとして、 コンピュータ 70のメモリに記憶させる。
S 7 ： フォーカス、 ァライメント調整が終了したら、 ピン 145に紫外線を照 射して液晶パネル 14 1 Gを固定する。
S 8 ： さらに、 液晶パネル 141 Gの調整の完了後、 他の液晶パネル 141 R ， 14 1 Bに関して前記 S 5， 6, 7を順次実施する。 すなわち、 S 5， S 6の ステップを、 液晶パネル 141 R， 141 B毎に連続して行う。
ここで、 他の液晶パネル 141 R, 14 1 Bのァライメント調整を行う際には 、 上記液晶パネル 14 1 Gの基準データがメモリから呼び出されて用いられ、 他 の液晶パネル 14 1 R, 141 Bの初期位置となる。
このようにすることにより、 概ね各液晶パネル 141 R， 14 1 G， 1 4 1 B の相互の位置を合致させた状態から、 液晶パネル 141 R， 14 1 Bのァライメ ント調整を行うことができ、 各液晶パネル 14 l.R， 141 G, 14 I Bのァラ ィメント調整を正確に、 かつ、 円滑に行うことができる。 この際には、 液晶パネ ル 14 1 R, 141 Bに対応した基準パターン B Pが記憶部から呼び出されて用 いられる。
S 9 ：上記各液晶パネル 141 R, 141 G, 141 Bの固定の際に、 接着剤 の硬化収縮による各液晶パネル 14 1 R, 141 G, 141 Bの位置ずれを確認 するために、 各液晶パネル 141 R, 141 G, 141 Bに関して位置調整用の 光束を投射し、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50から射出された光束をビー ムスプリッタ 45 1を介して直接 CCDカメラ 41で検出し、 表示される画像か ら画素ずれを測定する。 S 1 0 ： コンピュータ 70は、 ァクチユエータ 3 1 7 Cを制御し、 各 6軸位置 調整ュニット 31の液晶パネル把持部 31 7による各液晶パネル 141の把持状 態を解放し、 6軸位置調整ユニット移動機構 31 Aを所定距離、 後退させ、 各 6 軸位置調整ュニット 3 1を各液晶パネル 14 1 R, 141 G, 141 Bから離間 する方向に退避させる。 そして、 製造された光学ユエット 1 70を取り出す。
5. 実施形態の効果
このような第 1実施形態によれば、 以下のような効果がある。
(1)位置調整装置 2の光束検出装置 40では、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50から射出された光束がビームスプリッタ 45 1を介して CCDカメラ 41 で直接取り込まれるため、 前述した各工程 （S 1〜S 1 0) を従来の投写用のス クリーンを用いずに実施でき、 位置調整装置 2を大幅に小型化できる。
このため、 位置調整装置 2を設置するのに有する占有スペースも少なくてよく 、 作業エリアを効率的に利用できる。
(2)また、 ビームスプリッタ 45 1を備えた導光部 45が用いられているから 、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50から射出された光束を 90° 屈折させる ことができ、 このクロスダイクロイツクプリズム 1 50の周囲に CCDカメラ 4 1を配置できる。 従って、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50からの射出方向 に沿って CCDカメラ 41を配置する必要がないので、 その方向に位置調整装置 2が大きくなるのを防止でき、 位置調整装置 2の小型化を一層促進できる。
(3)この際、 導光部 45はビームスプリッタ 45 1で構成されているため、 導 光部 4 5を簡単な構造で、 しかも十分な機能を有するものにでき、 また、 製作も 安価にできるから、 機種毎に導光部 45を用意しても、 経済的な負担を小さくで さる。
また、 従来方式では、 スクリーン上の投写画像サイズが大きく異なっていたた め、 CCDカメラを大がかりな移動機構を用いて移動させる必要があつたが、 本 実施形態の方式では、 機種によって異なる液晶パネル 141 R， 14 1 G, 14 1 B自身の大きさの違い分だけを移動させればよい。 従って、 移動機構 43をコ ンパタ トにでき、 大がかりな移動機構を不要なことで、 この点からも、 経済的な 負担を小さくできる。
(4)そして、 光束検出装置 40は四台の CCDカメラ 41で構成されているの で、 各 C CDカメラ 41で液晶パネル 141 R， 141 G, 141 Bの四隅を別 々に撮像して各画像表示領域 72 A〜 72Dに表示できる。 このため、 各画像表 示領域 72 A〜72Dでの表示状態を見ながら、 全ての撮像箇所でのフォーカス 、 ァライメント調整を行うことにより、 より高精度に調整できる。
(5)この際、 四台の CCDカメラ 41は、 液晶パネル 14 1 R, 141 G, 1 41 Bの矩形状の画像形成領域の対角線上に対応して配置されているため、 CC Dカメラ 4 1間の干渉を避けることができるうえ、 そのような C CDカメラ 41 間のスペースを利用して移動機構 43を余裕をもって配置できる。
(6)また、 液晶パネル 141 R, 141 G, 1418毎に前記35， S 6を繰 り返すことにより、 C CDカメラ 4 1を各液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 14 1 Bの調整時に共通に用いることができ、 四台の少ない CCDカメラ 41で前液 晶パネル 141 R， 1 41 G， 14 I Bを調整できる。
(7) 6軸位置調整ユニット 3 1力 S、 6軸位置調整ユニット移動機構 31 Aに支 持されていることにより、 初期設定手順 S 42で、 6軸位置調整ユニット移動機 構 3 1 Aに対して、 6軸位置調整ユニット 3 1を初期位置に配置しておき、 6軸 位置調整ュニット 31の液晶パネル把持部 3 1 7により液晶パネル 141 R , 1 41 G, 14 1 Bを把持した状態から、 6軸位置調整ユニット移動機構 3 1 Aを 所定距離、 前進させる （S 44) ことで、 液晶パネル 141 R， 141 G, 14 1 Bをクロスダイクロイツクプリズム 1 50に対して設計上の所定位置に設定す ることができる。
したがって、 位置調整工程 S 6における液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 14 1 Bの位置調整を簡素化し、 サイクルタイムの低減を図ることができる。
(8)位置調整工程 S 6が、 フォーカス調整手順 S 61、 およびァライメント調 整手順 S 6 2を備えていることにより、 6軸位置調整ュニット移動機構 3 1Aお よび 6軸位置調整ュ-ット 3 1の基部 3 1 1 Aにて、 液晶パネル 14 1 R, 14 1 G， 14 1 Bのクロスダイクロイツクプリズム 1 50に対する進退位置が調整 された状態で、 6軸位置調整ュュット 3 1にて、 該液晶パネル 141 R, 14 1 G， 14 I Bの平面位置、 面内回転位置、 および面外回転位置を調整することが できる。
したがって、 液晶パネル 141 R, 14 1 G, 1 41 Bを投写レンズ 1 60の パックフォーカス位置に配置し、 さらに、 各液晶パネル 14 1 R， 14 1 G, 1 4 1 Bの相互の位置を調整し、 クロスダイクロイツクプリズム 150に対して液 晶パネル 14 1 R， 141 G, 141 Bを適切な位置に配置することができる。
(9) 6軸位置調整ュニット移動機構 3 1 Aが载置台 25に対してクロスダイク ロイックプリズム 1 50に近接隔離する方向に、 ミリメートルオーダからセンチ メートルオーダの範囲で移動し、 基部 3 1 1 Aが 6軸位置調整ュニット移動機構 3 1 Aに対して、 該 6軸ィ立置調整ユニット移動機構 3 1 Aと同方向に、 マイクロ メートルオーダからミリメートルオーダの範囲で移動することができるので、 液 晶パネル 141 R, 141 G, 141 Bを移動させる範囲を大きく設定すること ができ、 液晶パネル 14 1 R, 141 G, 141 Bの位置調整を容易に、 かつ、 迅速に行うことができる。
(1 0)また、 6軸位置調整ユニット移動機構 3 1 Aを大変位させることができ るので、 液晶パネル 14 1 R， 141 G, 14 1 Bのクロスダイクロイツクプリ ズム 1 50への装着、 および一体化された液晶パネル 141 R, 141 G, 14 1 Bとクロスダイクロイツクプリズム 1 50の取り出しの際に、 部材が干渉せず に迅速に行うことができる。
〔第 2実施形態〕
次に、 本発明の第 2実施形態を説明する。
以下の説明では、 前記第 1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号 を付して、 その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第 1実施形態における光変調装置の位置調整装置では、 複数のプロジュク タ 1 00 (光学ユニット 1 70) を製造する際に、 同一のソフトウェアを用いて 、 同一の位置調整操作を繰り返し行っていた。
これに対して、 本実施形態の光変調装置の位置調整装置では、 複数のプロジェ クタ 1 00 (光学ュニット 1 70) を製造する際に、 位置調整が正常に終了した 場合に、 それ以降は、 別のソフトウェアを用いている点が相違する。
具体的に、 最初に製造される光学ュニット 1 70において、 各液晶パネル 14 1 R, 141 G, 14 1 Bの位置調整操作は、 前記第 1実施形態と同様に行われ る。
2つ目以降に製造される光学ュニット 1 70において、 各液晶パネル 14 1 R , 141 G, 141 Bの位置調整操作は、 図 1 2、 図 1 8、 および図 1 9のフロ 一チャートに基づいて、 以下のように、 行われる。
前言己第 1実施形態と同様に、 S 1および S 2において、 機種に応じた機種デー タを登録する機種登録操作を行うとともに、 設置工程 S 3において、 クロスダイ クロイツクプリズム 1 50を支持治具 33にセットし、 調整対象となる液晶パネ ル 141 R, 141 G, 141 Bを 6軸位置調整ュニット 31の液晶パネル把持 咅 1 7に取り付ける。
次に、 図 1 8に示すように、 予備工程 S 4において、 機種データを呼び出す （ S 41) とともに、 コンピュータ 70は、 同一の製造機種である光学ユニット 1 70を連続して製造しているかどうかを判定し （機種判定工程： S 1 1 A) 、 同 一の製造機種である場合には、 初期設定手順 S 42を省略し、 機種データに基づ いて、 CCDカメラ 4 1を基準位置にセットし （S 43) 、 さらに、 6軸位置調 整ユニット移動機構 3 1 Aを所定距離前進させる （S 44) 。
すなわち、 同一の製造機種である光学ュニット 1 70を連続して製造する際に は、 6軸位置調整ュニット 3 1の基準位置は、 前回行われた位置調整工程 S 6に おける 6軸位置調整ュニット 3 1の位置に設定されている。
この後、 前記第 1実施形態と同様に、 検出工程 S 5を実施し、 位置調整工程 S 6に移行する。
ここで、 図 1 9に示すように、 位置調整工程 S 6のフォーカス調整手順 S 6 1 において、 コンピュータ 70は、 同一の製造機種である光学ユニット 170を連 続して製造しているかどうかを判定し （機種判定工程： S I 1 B) 、 同一の製造 機種である場合には、 粗調整ステップ S 6 10を省略し、 微調整ステップ S 6 1 5に移行する。
すなわち、 同一の製造機種である光学ュ-ット 1 70を連続して製造する際に は、 6軸位置調整ュニット移動機構 31 Aにおける平面位置調整部 31 1の初期 位置は、 前回行われたフォーカス調整手順 S 6 1の微調整ステップ S 6 1 5にお ける平面位置調整軸の位置に設定されている （前回製造時のフォーカスの位置に 設定される） 。
以下、 前記第 1実施形態と同様に、 ァライメント調整手順 S 62を行い、 位置 調整工程 S 6を終了し、 S 7〜S 10の工程を踏むことにより、 複数の光学ュニ ット 1 70が連続して製造される。
ここで、 S 9の工程における画素ずれ測定において、 不良と判定された場合に は、 コンピュータ 70は、 上記のような工程を連続して行うことを中止し、 再度 、 前記第 1実施形態と同様な工程を踏むように制御している。
このような第 2実施形態によれば、 前記 （1) 〜 （1 0) と同様の効果の他、 以下のような効果がある。.
( 1 1 )複数の光学ュニット 170を製造し、 複数の液晶パネル 141 R, 14 1 G, 141 Bがクロスダイクロイツクプリズム 1 50に対して連続して位置調 整が行われる場合に、 機種判定工程 S 11A、 S I I Bにより、 同一機種が連続 して製造されているかどうかを判定し、 同一機種と判定されると初期設定手順 s
42および粗調整ステップ S 6 1 0が省略されることにより、 連続して同一機種 を製造する際の余分な工程を省くことができる。
したがって、 光学ユニット 1 70の製造におけるサイクルタイムを低減し、 複 数の光学ュ-ット 1 70に応じた、 複数の液晶パネル 141 R, 141 G, 14 1 Bの位置調整を連続して円滑に行うことができる。
(1 2)コンピュータ 70は、 前回の光学ユエット 1 70の製造における、 画素 ずれ測定 S 9において、 不良判定された場合には、 初期設定手順 S 42およぴ粗 調整ステップ S 6 1 0を省略せずに、 通常の前記第 1実施形態と同様の工程を踏 むように制御されていることにより、 前回の不良製品に基づいた設定位置を使用 して、 光学ユニット 1 70の製造を行うことを回避し、 効率的に複数の光学ュニ ット 1 70の製造を行うことができる。
6. 変形例 本発明は、 前記実施形態に限定されるものではなく、 本発明の目的を達成でき る他の構成等を含み、 以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記実施形態の光束検出装置 4 0では、 クロスダイクロイツクプリズム 1 5 0 から射出された光束をビームスプリッタ 4 5 1で屈折させた後、 周囲の C C D力 メラ 4 1で直接取り込んでいたが、 例えば、 図 2 0に示すように、 射出された光 束を導入可能なファイバスコープ 8 1を含んで光束検出装置 8 0を構成してもよ い。
図 2 0において、 光束検出装置 8 0のファイバスコープ 8 1は、 その断面等の 図示を省略するが、 クロスダイクロイックプリズム 1 5 0から射出された光束を 導入して伝送する導光部としての光束取込用光ファイバと、 この光束取込用光フ アイパに沿つて配置された光源供給用光ファイバと、 これらの光ファイバを被覆 するィンシュレーションとからなるファイバ本体 8 2を備え、 フアイバ本体 8 2 の一端には、 対物用のレンズ等が内蔵された光学部 8 3が設けられ、 他端側には 、 調整用光源装置が内蔵された C C Dュニット 8 4が接続されている。
なお、 固定用紫外線光源装置は、 液晶パネル 1 4 1 R , 1 1 G , 1 4 1 B側 に設けられる。
C C Dュニット 8 4内の電荷結合素子には、 光束取込用光ファイバがレンズ等 の光学部品を介して接続され、 調整用光源装置には、 光源供給用光ファイバが接 続されている。 そして、 調整用光源装置および光源供給用光ファイバにより、 本 発明に係る光源供給部が構成されている。
このようなファイバスコープ 8 1を用いた光束検出装置 8 0の構成では、 光源 供給用光ファイバおよび光学部 8 3を通して先ず、 調整用光源装置からの位置調 整用の光束 （実線矢印） をクロスダイクロイツクプリズム 1 5 0に照射し、 液晶 パネル 1 4 1 R , 1 4 1 G , 1 4 1 Bで反射させ、 反射した光束 （点線矢印） を 光学部 8 3で受光し、 光束取込用光ファイバで伝送して C C Dユニット 8 4で取 り込む。
このような光束検出装置 8 0を用いた場合には、 本発明に係る導光部が光束取 込用光ファイバによって構成されるので、 この光束取込用光ファイバを任意な方 向に屈曲させることにより、 デッドスペース等を利用した C C Dュニット 8 4の 配置を実現できるなど、 その配置効率を向上させることができ、 位置調整装置の 小型化をさらに促進できる。
また、 位置調整用の光束をクロスダイクロイツクプリズム 1 50側から供給す るので、 図 7に示すようなュニット本体 371を含む光源ュニット 37を 6軸位 置調整ユエット 3 1の液晶パネル狭持部 3 17側に設ける必要がなく、 液晶パネ ル狭持部 3 1 7回りの構造を簡素化できる。
また、 光束検出装置の他の変形例としては、 図 2 1に示すものが考えられる。 図 21において、 光束検出装置 90は、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50 の射出側に導光部を構成する一つのビームスプリッタ 45 1を配置し、 ビームス プリッタ 45 1を中心としてクロスダイクロイックプリズム 1 50とは反対側に 2台の CCDカメラ 4 1 (41 A) を配置し、 ビームスプリッタ 45 1の残る二 側面の一方に対向させて別の 2台の CCDカメラ 4 1 (41 B) を配置した構成 であり、 ビームスプリッタ 45 1の残る一側面に対向させてマスターュ-ットが 配置されるようになつている。
光束検出装置 90のビームスプリッタ 451は、 クロスダイクロイツクプリズ ム 1 50から射出された光束 （実線矢印） の半分をそのまま透過させて CCD力 メラ 41Aに入射させ、 半分を 90。 屈折させて CCPカメラ 41 Bに導光させ る。 また、 ビームスプリッタ 451は、 基準クロスダイクロイツクプリズムから 射出された光束 （点線矢印） の半分をそのまま透過させて CCDカメラ 41 Bに 入射させ、 半分を 90° 屈折させて CCDカメラ 4 1 Aに導光させる。
また、 CCDカメラ 41 A同士おょぴ CCDカメラ 41 B同士は、 液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 14 1 Bおよぴ各基準液晶パネル （R, G, Bの） の各画 像形成領域の四隅に対応する位置で、 画像形成領域の一対角線上に対応して配置 されている。
このような光束検出装置 90では、 マスターユエットへ供給する位置調整用の 光束と液晶パネル 14 1 R， 141 G, 14 1 Bに供給する位置調整用の光束と を切り換えることにより、 マスターュニットを支持治具に載置した状態のままク ロスダイクロイツクプリズム 1 50および液晶パネル 141 R, 14 1 G, 14 1 Bの調整、 固定を行え、 マスターユニットを取り外す必要のある前記実施形態 に比し、 使い勝手を良好にできる。
さらに、 その他の変形例としては、 例えば、 前記実施形態では、 光束検出装置 40に取り込まれる位置調整用の光束等を液晶パネル 141 R, 14、1 G， 14 1 B側から供給していたが、 導光部 45側から供給してもよい。 すなわち、 先ず 、 光束を導光部 45のビームスプリッタ 45 1を透過させて供給し、 透過した光 束をクロスダイクロイツクプリズム 1 50に入射させた後に液晶パネル 14 1 R , 14 1 G, 14 1 Bで反射させ、 この反射した光束を再びクロスダイクロイツ クプリズム 1 50に入射させてビームスプリッタ 45 1で屈折させ、 CCDカメ ラ 4 1に取り込む。
このような場合にも、 光源ュニット 37を液晶パネル狭持部 3 1 7側に設ける 必要がなく、 その周辺構造を簡素化できる。
また、 前記実施形態では、 各液晶パネル 141 R, 14 1 G, 14 1 B毎に調 整と固定とを順次行っていたが、 各液晶パネル 14 1 R, 1 4 1 G, 141 Bに 対して光束を同時に供給し、 クロスダイクロイツクプリズム 1 50から射出され る光束 （白色光） を CCDカメラ （3 CCDカメラ） 41で取り込むことにより
、 液晶パネル 14 1 R, 14 1 G, 141 Bの調整、 固定を同時に行ってもよい このような場合には、 取り込んだ光束を光束検出装置 40側で RGBの三色に 分離させる必要があり、 構造が複雑になる可能性があるが、 調整、 固定にかかる 時間を大幅に短縮できるという効果がある。
また、 前記実施形態は、 画像信号に応じて光変調を行う光学素子として液晶パ ネル 141 R、 14 1 G、 14 1 Bが採用されていたが、 これに限られない。 す なわち、 光変調を行う光学素子として、 マイクロミラーを用いたデバイスなど、 液晶以外のものの位置調整のために、 本発明を採用してもよい。
その他、 本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、 本発明の目的を達 成できる範囲で、 他の構造等としてもよい。 産業上の利用可能性
本発明は、 光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、 この色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調 装置と、 各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロ ジ クタを製造するために、 各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位 置調整装置および光変調装置の位置調整方法として利用できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、 この 色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置 と、 各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェ クタを製造するために、 各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調 整装置であって、
前記光変調装置から前記色合成光学系を介して射出された位置調整用の光束を 直接取り込む光束検出装置を備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整
2 . 請求項 1に記載の光変調装置の位置調整装置において、 前記光束検出装 置は、 前記色合成光学系から射出された光束を所定方向に導く導光部と、 この導 光部で導かれた光束を受光して電気信号に変換する撮像素子とを備えていること を特徴とする光変調装置の位置調整装置。
3 . 請求項 2に記載の光変調装置の位置調整装置において、 前記導光部は、 前記色合成光学系から射出された光束を反射して屈折させる反射ミラーから構成 されていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
4 . 請求項 2に記載の光変調装置の位置調整装置において、 前記導光部は、 前記色合成光学系から射出された光束を導入して前記撮像素子まで導く光フアイ バから構成されていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
5 . 請求項 2ないし請求項 4のいずれかに記載の光変調装置の位置調整装 置おいて、 前記光束検出装置は、 前記位置調整用の光束を供給する光供給部を備 えていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
6 . 請求項 2ないし請求項 5のいずれかに記載の光変調装置の位置調整装 置において、 前記光束検出装置は、 複数の撮像素子を備えていることを特徴とす
7 . 請求項 6に記載の光変調装置の位置調整装置において、 複数の撮像素子 は、 前記光変調装置の矩形状の画像形成領域の対角線上に対応して配置されてい ることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
8 · 請求項 1から請求項 7のいずれかに記載の光変調装置の位置調整装置 において、 前記光変調装置を保持し、 前記色合成光学系に対して、 該光変調装置 を位置調整する位置調整部を備え、
前記位置調整部は、 前記色合成光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整機 構に支持されていることを特徴とする光変調装置の位置調整装置。
9 . 光源から射出された光束を複数の色光に分離する色分離光学系と、 この 色分離光学系で分離された各色光を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置 と、 各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学系とを備えたプロジェ クタを製造するために、 各光変調装置相互の位置調整を行う光変調装置の位置調 整方法であって、
予め相互に位置調整された複数の基準光変調装置およぴ基準色合成光学系に基 づいて、 当該基準色合成光学系から射出された光束を受光可能な光束検出装置の 位置を設定する予備工程と、
設定された光束検出装置に対して前記色合成光学系を設置する設置工程と、 調整対象となる前記光変調装置に対して光束を導入し、 前記色合成光学系を介 して射出された光束を前記光束検出装置により直接検出する検出工程と、 検出された光束に基づいて、 前記光変調装置の位置調整を行う位置調整工程と を踏むことを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
1 0 . 請求項 9に記載の光変調装置の位置調整方法において、 前記検出工程お よぴ前記位置調整工程を、 各光変調装置毎に連続して行うことを特徴とする光変 調装置の位置調整方法。
1 1 . 請求項 9または請求項 1 0に記載の光変調装置の位置調整方法におい て、 前記予備工程は、 前記色合成光学系に対して近接隔離するフォーカス粗調整 機構に対して、 前記光変調装置の位置調整を行う位置調整部を設計上の所定位置 に配置する初期設定手順を備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整方 法。
1 2 . 請求項 9から請求項 1 1のいずれかに記載の光変調装置の位置調整方 法において、 前記位置調整工程は、 前記色合成光学系に対する進退^ ε置を調整す るフォーカス調整手順と、 各光変調装置の相互の位置調整を行うァライメント調 整手順とを備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
1 3 . 請求: >¾ 1 2に記載の光変調装置の位置調整方法において、 前記フォー力 ス調整手順は、 前記色合成光学系に対して前記光変調装置を近接隔離するフォー カス粗調整機構の進退移動によって、 前記光変調装置のフォーカス調整を行う粗 調整ステップと、 前記光変調装置の位置調整を行う位置調整部による微調整ス テツプとを備えていることを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
1 4 . 請求項 1 1から請求項 1 3のいずれかに記載の光変調装置の位置調整 方法において、 複数のプロジェクタに応じて、 連続して光変調装置の位置調整が 行われるものとし、 同一機種のプロジェクタが連続して製造されているかどうか を判定する機種判定工程を備え、 この機種判定工程により、 同一機種と判定され た場合には、 前記初期設定手順および/または前記粗調整ステップは省略される ことを特徴とする光変調装置の位置調整方法。
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