JP2010066570A - 位置調整装置、及び、光学装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化及び低コスト化を図れる位置調整装置、及び光学装置の製造装置を提供すること。
【解決手段】入射される光束を画像情報に応じて変調する複数の反射型光変調装置４４２を、反射型光変調装置４４２にて変調された前記光束を合成するクロスダイクロイックプリズム４４３に対して位置調整する６軸位置調整装置において、所定の方向に沿ってそれぞれ延出し、反射型光変調装置４４２をそれぞれ把持する複数の把持部材１１４３と、複数の把持部材１１４３が設けられ、複数の把持部材１１４３をそれぞれ同方向に移動させる駆動部と、駆動部の動作を制御する制御装置とを備える。従って、各反射型光変調装置４４２の位置調整をそれぞれ個別に行うことで、一つの６軸位置調整装置により、複数の反射型光変調装置４４２を位置調整できるので、反射型光変調装置４４２の数に応じて６軸位置調整装置を設ける必要がない。
【選択図】図５

Description

本発明は、位置調整装置、及び、光学装置の製造装置に関し、詳しくは、プリズム等の合成光学装置に対して複数の光変調装置を位置調整する位置調整装置、並びに、当該合成光学装置及び複数の光変調装置を備える光学装置の製造装置に関する。

従来、光源装置と、当該光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置、及び、各光変調装置により変調された光束を合成して画像光を形成する合成光学装置を有する光学装置と、形成された画像光を拡大投射する投射レンズとを備えるプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタとして、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つの色光毎に設けられる光変調装置としての３つの液晶パネル、及び、各液晶パネルにより変調された各色光を合成する合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズムとを備える、いわゆる３板色プロジェクタが知られている。

このようなプロジェクタでは、画像光を適切に形成及び投射するためには、各液晶パネルは投射レンズのバックフォーカスの位置に配置されるように、各液晶パネルのフォーカス調整を行う必要がある。また、より鮮明な画像を得るためには、各液晶パネル間での画素ずれが無いように、各液晶パネルのアライメント調整を行う必要がある。
これに対し、前述の各調整を実施して光学装置を製造する光学装置の製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の光学装置の製造装置では、３つの液晶パネルにそれぞれ光束を導入する光源装置と、液晶パネル及びクロスダイクロイックプリズムを介した光束を検出する光束検出装置と、各液晶パネルのフォーカス・アライメント調整を実施する３つの位置調整装置とを備える。このような製造装置では、光束検出装置で検出された光束に基づいて、各位置調整装置がクロスダイクロイックプリズムに対する各液晶パネルの位置を、最適位置にそれぞれ調整する。

特開２００３−１０７３９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の製造装置では、液晶パネルの数に応じて位置調整装置を設ける必要があるので、製造装置全体が大きくなり、製造装置の小型化を図りにくいという問題がある。また、位置調整装置を３つ製造する必要性から、製造装置の製造コストを低減しにくいという問題がある。このため、製造装置の小型化及び低コスト化を図ることができる位置調整装置が要望されてきた。

本発明の目的は、小型化及び低コスト化を図れる位置調整装置、及び、光学装置の製造装置を提供することである。

本発明の位置調整装置は、入射される光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置を、当該各光変調装置にて変調された前記光束を合成する合成光学装置に対して位置調整する位置調整装置であって、所定の方向に沿ってそれぞれ延出し、前記各光変調装置をそれぞれ把持する複数の把持部材と、前記複数の把持部材が設けられ、当該複数の把持部材をそれぞれ同方向に移動させる移動手段と、前記移動手段の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、複数の光変調装置の位置調整を行う位置調整装置には、それぞれ光変調装置を把持する複数の把持部材と、当該複数の把持部材をそれぞれ同方向に移動させる移動手段と、これらの把持部材の動作を制御する制御手段とを備えている。これによれば、例えば、各光変調装置の位置調整をそれぞれ個別に行うことで、一つの位置調整装置により、複数の光変調装置を位置調整できるので、光変調装置の数に応じて位置調整装置を設ける必要がない。従って、合成光学装置に対して複数の光変調装置が位置調整された光学装置を製造する製造装置に、本発明の位置調整装置を採用することにより、当該製造装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

本発明では、前記制御手段は、前記各光変調装置の位置調整を行う際に、当該各光変調装置が前記合成光学装置に対してそれぞれ同方向に移動されるように、前記複数の把持部材の移動方向を変更して移動させることが好ましい。

ここで、各光変調装置が、それぞれ異なる方向を向いている場合には、各把持部材を一方向に移動させた際に合成光学装置に対して調整される光変調装置の方向は、各光変調装置でそれぞれ異なってしまう。これに対し、本発明では、それぞれの光変調装置の位置調整を行う際に、制御手段が、当該各光変調装置が合成光学装置に対して同方向に位置調整されるように、各把持部材を移動させる。例えば、前述の場合に、複数の光変調装置のうち、１つの光変調装置を合成光学装置に近接する方向に移動させた後、他の光変調装置を合成光学装置に近接する方向に移動させる際には、当該１つの光変調装置を位置調整した際に移動させた各把持部材の移動方向とは異なる方向に移動方向及び移動量を変更して、当該他の光変調装置を把持する把持部材を移動させる。これによれば、位置調整する光変調装置に応じて、各把持部材の移動方向が制御手段により制御されるので、各光変調装置を適切に位置調整することができる。

本発明では、前記複数の光変調装置は、少なくとも第１光変調装置及び第２光変調装置を含んで構成され、前記合成光学装置は、前記少なくとも２つの光変調装置により変調された前記光束がそれぞれ入射し、互いに直交する少なくとも２つの光束入射側端面を有し、前記複数の把持部材は、前記第１光変調装置及び第２光変調装置をそれぞれ把持する第１把持部材及び第２把持部材を含んで構成され、前記移動手段は、前記第１把持部材及び前記第２把持部材を、前記所定の方向である第１方向、及び、当該第１方向に直交し、かつ、前記少なくとも２つの光変調装置が隣接する方向である第２方向に移動させ、前記制御手段は、前記第１光変調装置を前記合成光学装置に近接する方向に沿って位置調整する際に、前記各把持部材を前記第１方向に沿って進退させ、前記第２光変調装置を前記合成光学装置に近接する方向に沿って位置調整する際に、前記各把持部材を前記第２方向に沿って進退させることが好ましい。

本発明によれば、合成光学装置の２つの光束入射側端面にそれぞれ対向配置される第１光変調装置及び第２光変調装置をそれぞれ把持する第１把持部材及び第２把持部材が設けられ、移動手段は、制御手段の制御により、各把持部材を第１方向又は第２方向に同時に移動する。これによれば、各把持部材の延出方向である第１方向に沿って各把持部材を進退させることで、第１光変調装置を合成光学装置に近接する方向に沿って位置調整することができる。また、第１方向に直交し、かつ、各光変調装置が隣接する方向である第２方向に沿って各把持部材を進退させることで、第２光変調装置を合成光学装置に近接する方向に沿って位置調整することができる。従って、各光変調装置の向きが異なる場合でも、それぞれの光変調装置の位置調整を行う際に、把持部材の移動方向を変更して、当該各光変調装置の位置調整を適切に行うことができる。

本発明の光学装置の製造装置は、入射される光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、前記各光変調装置にて変調された光束を合成する合成光学装置とを備えた光学装置の製造装置であって、請求項１から請求項３のいずれかに記載の位置調整装置と、前記各光変調装置に光束を照射する光源装置と、前記合成光学装置により射出された光束の位置を検出する検出手段とを有し、前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動手段を移動させることを特徴とする。

本発明によれば、本発明によれば、前述の位置調整装置と同様の効果を奏することができ、製造装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
また、検出手段の検出結果に基づいて、制御手段が、移動手段による各把持部材の移動方向を調整することにより、各光変調装置の位置調整を適切に行うことができる。

以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。
［プロジェクタの構造］
図１は、製造対象とされる光学装置を備えるプロジェクタ１の構造を示す図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成し、形成したカラー画像を図示しないスクリーン上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、外装筐体２と、投射レンズ３と、光学ユニット４とを備える。なお、図１において、具体的な図示は省略したが、外装筐体２内には、投射レンズ３及び光学ユニット４の他、プロジェクタ１内部の各構成部材を冷却する冷却ファン等を備えた冷却ユニット、及びプロジェクタ１内部の各構成部材を制御する制御装置等が配置される。

外装筺体２は、射出成型等による合成樹脂製品であり、光学ユニット４を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装筺体２は、プロジェクタ１の天面、前面、背面、及び側面をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ１の底面、前面、側面、及び背面をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、前記アッパーケース及び前記ロアーケースは互いにネジ等で固定されている。
投射レンズ３は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、光学ユニット４にて形成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投射する。

光学ユニット４は、前記制御装置による制御の下、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するユニットである。この光学ユニット４は、光源装置４１と、照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と、光学装置４４等を備える。
光源装置４１は、光源ランプ４１１、リフレクタ４１２、ＵＶ−ＩＲフィルタ４１３等を備える。光源ランプ４１１から射出された光束は、リフレクタ４１２によって射出方向が揃えられ、ＵＶ−ＩＲフィルタ４１３を介して照明光学装置４２に向けて射出される。なお、ＵＶ−ＩＲフィルタ４１３は、紫外領域及び赤外領域の光束を吸収または反射し、その他の光束を透過するものである。

照明光学装置４２は、第１レンズアレイ４２１、第２レンズアレイ４２２、偏光変換素子４２３、及び重畳レンズ４２４を備える。そして、光源装置４１から射出された光束は、第１レンズアレイ４２１によって複数の部分光束に分割され、第２レンズアレイ４２２の近傍で結像する。第２レンズアレイ４２２から射出された各部分光束は、その中心軸（主光線）が偏光変換素子４２３の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子４２３にて略１種類の直線偏光光として射出される。偏光変換素子４２３から直線偏光光として射出され、重畳レンズ４２４を介した複数の部分光束は、光学装置４４の後述する３つの光変調装置としての各反射光変調装置４４２上で重畳する。

色分離光学装置４３は、青色光（Ｂ光）を反射するＢ光反射ダイクロイックミラー４３１Ａ及び緑色光（Ｇ光）、赤色光（Ｒ光）を反射するＧＲ光反射ダイクロイックミラー４３１ＢがＸ字状に配置されたクロスダイクロイックミラー４３１、緑色光を反射するＧ光反射ダイクロイックミラー４３２、及び２枚の反射ミラー４３３，４３４を備える。そして、色分離光学装置４３は、照明光学装置４２から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する。
具体的に、照明光学装置４２から射出された複数の部分光束は、クロスダイクロイックミラー４３１に入射し、青色光成分がＢ光反射ダイクロイックミラー４３１Ａにて反射し、緑色光成分と赤色光成分とがＧＲ光反射ダイクロイックミラー４３１Ｂにて反射し、青色光成分と緑色光成分及び赤色光成分とに分離される。

クロスダイクロイックミラー４３１にて分離された青色光は、反射ミラー４３３で反射し、光学装置４４を構成する後述するワイヤグリッド４４１Ｂに入射する。
また、クロスダイクロイックミラー４３１にて分離された緑色光及び赤色光は、反射ミラー４３４で反射した後、Ｇ光反射ダイクロイックミラー４３２に入射する。Ｇ光反射ダイクロイックミラー４３２に入射した緑色光及び赤色光のうち、緑色光は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー４３２によって反射し、光学装置４４を構成する後述するワイヤグリッド４４１Ｇに入射する。一方、赤色光は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー４３２を透過して、光学装置４４を構成する後述するワイヤグリッド４４１Ｒに入射する。

光学装置４４は、入射した光束を画像情報に応じて変調して、カラー画像を形成するものである。この光学装置４４は、反射型偏光板としての３つのワイヤグリッド４４１（赤色光側のワイヤグリッドを４４１Ｒ、緑色光側のワイヤグリッドを４４１Ｇ、青色光側のワイヤグリッドを４４１Ｂとする）と、３つの反射型光変調装置４４２（ワイヤグリッド４４１と同様に、各色光側の反射型光変調装置を４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂとする）と、合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４３と、光学素子としての３つの偏光板４４４（各色光側の偏光板を４４４Ｒ、４４４Ｇ、４４４Ｂとする）とを備える。ここで、緑色光側の反射型光変調装置４４２Ｇは、本発明の第１光変調装置を構成し、赤色光側の反射型光変調装置４４２Ｒ、及び青色光側の反射型光変調装置４４２Ｂは、本発明の第２光変調装置を構成する。また、光学装置４４は、詳しくは後述するが、ヘッド体４４５、３つの取付部材４４６及び３つの調整部材４４７（図５及び図６参照）を備えている。

３つのワイヤグリッド４４１は、格子構造に基づく回折により入射した光束を偏光分離する。各ワイヤグリッド４４１は、入射光束の光軸に対して略４５°傾斜した状態で配置される。そして、各ワイヤグリッド４４１は、入射した光束のうち、偏光変換素子４２３で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向を有する偏光光を透過させ、前記偏光方向に直交する偏光方向を有する偏光光を反射させ、入射した光束を偏光分離する。
各反射型光変調装置４４２は、各ワイヤグリッド４４１を透過した光束の光軸に対して略直交した状態で配置される。

各偏光板４４４は、クロスダイクロイックプリズム４４３の各光束入射側端面４４３１にそれぞれ対向して配設され、各ワイヤグリッド４４１にて反射された偏光方向と同一方向の偏光方向の直線偏光光を透過させる。すなわち、ワイヤグリッド４４１及び偏光板４４４の双方を用いることで、ワイヤグリッド４４１にて所望の直線偏光光以外の偏光成分が反射された場合であっても、偏光板４４４にて前記偏光成分を除去する構成を採用している。

クロスダイクロイックプリズム４４３（以下「プリズム４４３」と略す場合がある）は、各ワイヤグリッド４４１にて反射された各色光がそれぞれ入射される光束入射側端面４４３１（各色光側の光束入射側端面を４４３１Ｒ，４４３１Ｇ，４４３１Ｂとする）と、光束射出側端面４４３２とを有し、入射した各色光を合成してカラー画像を形成し、光束射出側端面４４３２から射出する。このプリズム４４３は、４つの直角プリズムを貼り合わせた略直方体形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、ワイヤグリッド４４１Ｇにて反射された緑色光を透過し、各ワイヤグリッド４４１Ｒ，４４１Ｂにて反射された赤、青色光をそれぞれ反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。そして、プリズム４４３で形成されたカラー画像は、光束射出側端面４４３２から射出され、上述した投射レンズ３によりスクリーンへ拡大投射される。

［光学装置の製造装置の構造］
図２及び図３は、光学装置４４の製造装置１０を示す図である。具体的に、図２は、製造装置１０の側面図であり、図３は、製造装置１０を上方から見た平面図である。なお、図２及び図３では、説明の便宜上、光学装置４４から射出される画像光の光軸方向を第１方向としてのＺ軸とし、このＺ軸に直交する２軸を第２方向としてのＸ軸（水平軸）、及びＹ軸（鉛直軸）とする。
製造装置１０は、前述した光学装置４４を製造するものであり、図２及び図３に示すように、製造装置本体１０Ａと、スクリーンユニット１０Ｂと、これら製造装置本体１０Ａ及びスクリーンユニット１０Ｂが載置される載置台１０Ｃと、当該製造装置１０全体の動作制御及び画像処理を実施する制御手段としての制御装置１０Ｄとを備える。
なお、製造装置本体１０Ａ及びスクリーンユニット１０Ｂは、暗室内部に配置され、光学装置４４の製造は、この暗室内で実施される。

［製造装置本体の構造］
製造装置本体１０Ａは、製造対象となる光学装置４４が載置され、プリズム４４３の各光束入射側端面４４３１に対向するように、各反射型光変調装置４４２（正確には、後述する取付部材４４６）を位置調整する。この製造装置本体１０Ａは、図２及び図３に示すように、６軸位置調整装置１１と、投射光学装置１２と、これら６軸位置調整装置１１及び投射光学装置１２が載置される載置部１３と、調整用光源装置６０（図７参照）と、固定用光源装置７０（図７参照）とを備える。

図４は、６軸位置調整装置１１の側面図である。なお、図４では、説明を簡略化するために、図４の紙面と直交する方向をＸ軸、図４中左右方向をＺ軸、図４中上下方向をＹ軸とする。
６軸位置調整装置１１は、後述する制御装置１０Ｄとともに本発明の位置調整装置を構成し、プリズム４４３の各光束入射側端面４４３１に対して、各反射型光変調装置４４２の配置位置をそれぞれ調整する。６軸位置調整装置１１は、光束入射側端面４４３１に対して近接隔離する方向（Ｚ軸方向）、Ｚ軸に直交する２軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）、Ｚ軸を中心とする回転方向（以下、Ｚθ方向）、Ｘ軸を中心とする回転方向（以下、Ｘθ方向）、及びＹ軸を中心とする回転方向（以下、Ｙθ方向）に移動可能に構成されている。

［６軸位置調整装置の構成］
６軸位置調整装置１１は、図４に示すように、載置部１３上のレール１３１に沿って移動可能に設置される平面位置調整部１１１と、この平面位置調整部１１１の先端部分に設けられる面内回転位置調整部１１２と、この面内回転位置調整部１１２の先端部分に設けられる面外回転位置調整部１１３と、この面外回転位置調整部１１３の先端部分に設けられる複数の保持部材１１４とを備える。

平面位置調整部１１１は、プリズム４４３の光束入射側端面４４３１に対する各反射型光変調装置４４２の進退位置及び平面位置を調整する。この平面位置調整部１１１は、載置部１３上に摺動可能に設けられる基部１１１１と、この基部１１１１上に立設される脚部１１１２と、この脚部１１１２の上部先端部分に設けられ、面内回転位置調整部１１２が接続される接続部１１１３とを備える。
基部１１１１は、移動手段としての駆動部５２１（図７参照）により、載置部１３のＺ軸方向を移動する。脚部１１１２は、側部に設けられる駆動部５２１（図７参照）によって基部１１１１に対してＸ軸方向に移動する。接続部１１１３は、駆動部５２１（図７参照）によって、脚部１１１２に対してＹ軸方向に移動する。

面内回転位置調整部１１２は、プリズム４４３の光束入射側端面４４３１に対する各反射型光変調装置４４２の面内方向回転位置を調整する。この面内回転位置調整部１１２は、平面位置調整部１１１の先端部分に固定される円柱状の基部１１２１と、この基部１１１１の円周方向に回転自在に設けられる回転調整部１１２２とを備える。
このうち、回転調整部１１２２は、側部に設けられる駆動部５２１（図７参照）によって基部１１２１に対してＸＹ平面内でＺθ方向に回転し、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面に対する各反射型光変調装置４４２の面内回転位置を調整する。

面外回転位置調整部１１３は、プリズム４４３の光束入射側端面４４３１に対する各反射型光変調装置４４２の面外方向回転位置を調整する。この面外回転位置調整部１１３は、面内回転位置調整部１１２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１１３１と、この基部１１３１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１１３２と、この第１調整部１１３２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１１３３とを備える。
基部１１３１の側部に設けられた駆動部５２１（図７参照）が駆動すると、第１調整部１１３２が摺動し、第１調整部１１３２の上部に設けられた駆動部５２１（図７参照）が駆動すると、第２調整部１１３３が摺動し、プリズム４４３の光束入射側端面４４３１に対する各反射型光変調装置４４２の面外方向回転位置を調整する。すなわち、面外回転位置調整部１１３が駆動すると、第２調整部１１３３が、Ｘθ方向及びＹθ方向の少なくともいずれかに回動する。

保持部材１１４は、各反射型光変調装置４４２を保持する。保持部材１１４が、各反射型光変調装置４４２を保持する様子については、後述する。
保持部材１１４は、第２調整部１１３３の先端から突出する支柱部材１１４１を介して固定された基材１１４２と、この基材１１４２の先端側にねじ固定される３つの把持部材１１４３とを備える。
各把持部材１１４３（各色光側の光束入射側端面４４３１を把持する把持部を１１４３Ｒ，１１４３Ｇ，１１４３Ｂとする）は、Ｚ軸方向に沿って延出する２枚の板状体、すなわち、右把持部材１１４３１（図６参照）及び左把持部材１１４３２（図６参照）により構成されている。これらの右把持部材１１４３１及び左把持部材１１４３２の先端には、ゴム製のパット（図示略）が取り付けられている。ここで、緑色光側の光束入射側端面４４３１Ｇを把持する把持部材１１４３Ｇは、本発明の第１把持部材を構成し、赤色光側の光束入射側端面４４３１Ｒを把持する把持部材１１４３Ｒ、及び青色光側の光束入射側端面４４３１Ｇを把持する把持部材１１４３Ｇは、本発明の第２把持部材を構成する。
図４においては省略するが、各把持部材１１４３には、光ファイバを介して、各反射型光変調装置４４２に位置調整用の光束及び固定用の光束を供給する調整用光源装置６０（図７参照）及び固定用光源装置７０（図７参照）が接続されている。

図５及び図６は、光学装置４４を６軸位置調整装置１１の保持部材１１４の把持部材１１４３が把持している様子を示す図である。具体的に、図５は、把持している様子を側方から見た側面図であり、図６は、把持している様子を上方から見た平面図である。なお、図５及び図６で示す、Ｚ，Ｘ，Ｙの各方向は、前記したＺ，Ｘ，Ｙの各方向と同じである。図５に示す光学装置４４は、底面側が図示されている。
ここで、把持部材１１４３が把持する光学装置４４の構成について説明する。
光学装置４４は、前述のように、３つのワイヤグリッド４４１、３つの各反射型光変調装置４４２、クロスダイクロイックプリズム４４３及び３つの偏光板４４４の他、図５及び図６に示すように、ヘッド体４４５、３つの取付部材４４６、及び３つの調整部材４４７を備える。
ヘッド体４４５は、外装筐体２に固定されることで、一体化された光学装置４４及び投射レンズ３を、外装筐体２内部に設定された照明光軸Ａ（図１）に対して位置決め固定する。

取付部材４４６（各色光側の取付部材を４４６Ｒ，４４６Ｇ，４４６Ｂとする）は、合成樹脂の部材であり、ワイヤグリッド４４１、各反射型光変調装置４４２及び偏光板４４４を一体的に支持し、各部材４４１，４４２，４４４をクロスダイクロイックプリズム４４３の対応する光束入射側端面４４３１に対して固定する。
これら取付部材４４６の天面４４６１（図６）及び底面４４６２（図６）は、それぞれ右把持部材１１４３１及び左把持部材１１４３２により把持される。すなわち、把持部材１１４３Ｒは、取付部材４４６Ｒの天面４４６１及び底面４４６２を把持し、また把持部材１１４３Ｇ，１１４３Ｂも同様に、取付部材４４６Ｇ，４４６Ｂを把持する。

調整部材４４７（各色光側の調整部材を４４７Ｒ，４４７Ｇ，４４７Ｂとする）は、金属板が板金加工されることにより形成されている。これら調整部材４４７は、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４３１に接着により取り付けられ、取付部材４４６のクロスダイクロイックプリズム４４３に対する固定を行い、ひいては、取付部材４４６に取り付けられた各反射型光変調装置４４２のクロスダイクロイックプリズム４４３に対する固定を行う。なお、当該調整部材４４７の光束入射側端面４４３１への接着剤による固定は、後述する固定用光源装置７０による紫外線照射によって行われる。

［投射光学装置の構成］
投射光学装置１２は、図２及び図３に示すように、光学装置４４にて形成されたカラー画像を、短焦点で広角に投射するものであり、反射ミラー１２１と、非球面ミラー１２２とを備える。
非球面ミラー１２２は、回転対称でない自由曲面形状の反射面１２２Ａを有する。そして、非球面ミラー１２２は、投射光学装置１２における光路最後段において、反射面１２２Ａが前面上方側に向くように配設され、反射ミラー１２１にて前面側から背面側に導かれたカラー画像を前面上方側に反射して広角化する。
上述した投射光学装置１２を採用することで、後述するスクリーン１４に近い位置に光学装置４４を配置することを可能とし、製造装置の小型化を向上させている

調整用光源装置６０は、６軸位置調整装置１１における反射型光変調装置４４２の位置調整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り、例えば、メタルハライドランプ等の放電発光ランプ、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の固体発光素子等を含んで構成され、光源駆動回路等の駆動部５２１（図７）により駆動する。
固定用光源装置７０は、各反射型光変調装置４４２をクロスダイクロイックプリズム４４３側に固定するに際し、紫外線硬化型接着剤を硬化させる固定用光束（紫外線）の光源であり、光源駆動回路等の駆動部５２１（図７）により駆動する。

［スクリーンユニットの構造］
スクリーンユニット１０Ｂは、光学装置４４から射出され、反射ミラー１２１にて拡大投射された光束を投影するとともに、投影された光束を検出する部分であり、本発明の検出手段に相当する。このスクリーンユニット１０Ｂは、図２及び図３に示すように、製造装置本体１０Ａが載置された載置台１０Ｃに載置され、当該スクリーンユニット１０Ｂは、スクリーン１４と、光束検出装置１５とを備える。

スクリーン１４は、載置台１０Ｃ上に複数の枠部材１４１を介して載置され、投射光学装置１２の非球面ミラー１２２にて画像光が拡大投射されるものである。なお、スクリーン１４の移動は、駆動部５２１（図７参照）の駆動により実施される。
光束検出装置１５は、スクリーン１４の裏面に配置され、スクリーン１４の裏面側に形成される投影画像を検出する。この光束検出装置１５は、３ＣＣＤカメラ１５１と、移動機構１５２とを備える。

３ＣＣＤカメラ１５１は、スクリーン１４の裏面側で形成される投射画像を検出して、検出結果を電気信号として制御装置１０Ｄ（図７参照）に出力する。この３ＣＣＤカメラ１５１は、スクリーン１４における矩形状の四隅部分近傍に移動機構１５２を介して４つ配置されている。
移動機構１５２は、３ＣＣＤカメラ１５１を鉛直方向に移動させるものであり、鉛直方向に２本立設され、各移動機構１５２には、２つの３ＣＣＤカメラ１５１が取り付けられる。

[調整用光源装置及び固定用光源装置の構成]
図７は、製造装置１０の構成を示すブロック図である。
前述のように、製造装置１０は、図７に示すように、制御装置１０Ｄを備え、また、製造装置本体１０Ａは、調整用光源装置６０及び固定用光源装置７０を備える。
このうち、調整用光源装置６０は、本発明の光源装置に相当し、６軸位置調整装置１１における反射型光変調装置４４２の位置調整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。この調整用光源装置６０は、例えば、メタルハライドランプ等の放電発光ランプ、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の固体発光素子等を含んで構成され、光源駆動回路等の駆動部５２１（図７）により駆動する。
固定用光源装置７０は、各反射型光変調装置４４２をクロスダイクロイックプリズム４４３側に固定するに際し、紫外線硬化型接着剤を硬化させる固定用光束（紫外線）の光源であり、光源駆動回路等の駆動部５２１（図７）により駆動する。

［制御装置の構成］
制御装置１０Ｄは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等を備えたコンピュータで構成され、種々のプログラムを実行して製造装置１０全体を制御する。この制御装置１０Ｄは、操作部５１と、駆動制御部５２を備える。
操作部５１は、例えば、キーボード及びポインティングデバイス等で構成され、入力操作される図示しない各種操作ボタンを有している。
駆動制御部５２は、操作部５１からの操作信号の入力に応じて、所定のプログラムを実行し、移動手段としての駆動部５２１に制御信号を出力し、駆動部５２１に６軸位置調整装置１１、調整用光源装置６０、固定用光源装置７０、スクリーン１４、及び光束検出装置１５を駆動させる。なお、駆動部５２１は、上述したように、モータ及び光源駆動回路等にて構成される。

［６軸位置調整装置の把持部の動作方向］
図８は、６軸位置調整装置１１の把持部材１１４３Ｇによって保持された反射型光変調装置４４２Ｇの動作方向を基準として、把持部材１１４３Ｒによって把持された反射型光変調装置４４２Ｒの動作方向を示した概略図である。この図８における括弧内に、把持部材１１４３Ｇの動作方向を基準とした把持部材１１４３Ｒの動作方向を示している。なお、把持部材１１４３ＢのＢ色光側の反射型光変調装置４４２Ｂについては、反射型光変調装置４４２Ｒと同様であるので図示を省略する。
また、駆動制御部５２は、図８に示すように、Ｇ色光側の反射型光変調装置４４２Ｇの位置調整を行った後、Ｒ色光側またはＢ色側の反射型光変調装置４４２Ｒ，４４２Ｂの位置調整を行う際には、駆動部５２１に制御信号を出力し、当該駆動部５２１の駆動によって動作する各把持部材１１４３の動作方向を変換する。

具体的に、駆動制御部５２は、反射型光変調装置４４２Ｇを光束入射側端面４４３１Ｇに近接する方向に位置調整する場合には、把持部材１１４３ＧをＺ軸方向に進退させるが、反射型光変調装置４４２Ｒ，４４２Ｂを光束入射側端面４４３１Ｒ，４４３１Ｂに近接する方向に位置調整する場合には、把持部材１１４３Ｒ，１１４３ＢをＹ軸方向に進退させる。
また、駆動制御部５２は、反射型光変調装置４４２Ｇを光束入射側端面４４３１Ｇに対して略平行に位置調整する場合には、把持部材１１４３ＧをＸ軸方向及びＹ軸方向に進退させるが、反射型光変調装置４４２Ｒ，４４２Ｂを光束入射側端面４４３１Ｒ，４４３１Ｂに対して略平行に位置調整する場合には、把持部材１１４３Ｒ，１１４３ＢをＺ軸方向及びＸ軸方向に進退させる。この際、Ｘ軸方向は、各反射型光変調装置４４２で同じ方向となるので、駆動制御部５２は、各把持部材１１４３の動作方向を変換しない。

一方で、駆動制御部５２は、反射型光変調装置４４２Ｇを光束入射側端面４４３１Ｇに近接する方向に回転位置調整する場合には、把持部材１１４３ＧをＺθ軸方向に進退させるが、反射型光変調装置４４２Ｒ，４４２Ｂを光束入射側端面４４３１Ｒ，４４３１Ｂに近接する方向に回転位置調整する場合には、把持部材１１４３Ｒ，１１４３ＢをＹθ軸方向に進退させる。
また、駆動制御部５２は、反射型光変調装置４４２Ｇを光束入射側端面４４３１Ｇに対して略平行に回転位置調整する場合には、把持部材１１４３ＧをＸθ軸方向及びＹθ軸方向に進退させるが、反射型光変調装置４４２Ｒ，４４２Ｂを光束入射側端面４４３１Ｒ，４４３１Ｂに対して略平行に回転位置調整する場合には、把持部材１１４３Ｒ，１１４３ＢをＺθ軸方向及びＸθ軸方向に進退させる。この際、Ｘθ軸方向は、各反射型光変調装置４４２で同じ方向となるので、駆動制御部５２は、各把持部材１１４３の動作方向を変換しない。

[光学製造装置の作用]
以下、各反射型光変調装置４４２の位置調整について説明する。
まず、作業者は、ヘッド体４４５に、投射レンズ３及びクロスダイクロイックプリズム４４３を固定して一体化する。また、ワイヤグリッド４４１、反射型光変調装置４４２、及び偏光板４４４を、取付部材４４６により一体化する。
次に、紫外線硬化型の接着剤が塗布された調整部材４４７及び取付部材４４６をクロスダイクロイックプリズム４４３に対して、取付部材４４６を把持部材１１４３で保持しながら設置する。このような状態にある光学装置４４において、最初に、反射型光変調装置４４２Ｇのクロスダイクロイックプリズム４４３に対する位置調整をする。

Ｇ色光用の反射型光変調装置４４２Ｇの位置を投射レンズ３のバックフォーカス位置に位置付けるフォーカス調整では、まず、把持部材１１４３Ｇ近傍からワイヤグリッド４４１Ｇへ向けて、調整用光源装置６０から検査用の光束を射出する。そして、投射レンズ３を介して拡大投射された投射画像を光束検出装置１５にて検出し、この検出結果に基づいて、駆動部５２１により把持部材１１４３Ｇを用いて、取付部材４４６Ｇを、クロスダイクロイックプリズム４４３の光束入射側端面４４３１ＧをＺ軸方向に移動させ、取付部材４４６Ｇを、プリズム４４３の光束入射側端面４４３１Ｇに入射する光束の中心軸Ａ（Ｚ軸方向）に沿って移動させる。

一方、反射型光変調装置４４２Ｇの画素を一致させるアライメント調整では、同様に、調整用光源装置６０から検査用の光束を射出する。そして、投射レンズ３を介して拡大投射された投射画像を光束検出装置１５によって検出し、この検出結果に基づいて、駆動部５２１により把持部材１１４３ＧをＸ軸方向及びＹ軸方向、並びに、Ｚθ、Ｘθ、Ｙθ方向に移動させる。

次に、反射型光変調装置４４２Ｒのフォーカス／アライメント調整を行うが、この際、Ｇ色光用の反射型光変調装置４４２Ｇの取付部材４４６Ｇを把持していた把持部材１１４３Ｇを６軸位置調整装置１１から取り外して、Ｒ色光用の反射型光変調装置４４２Ｒの取付部材４４６Ｒに把持部材１１４３Ｒを把持させる。
この後、駆動制御部５２が、把持部材１１４３Ｒの移動方向を前述のように変換してＹ軸方向に把持部材１１４３Ｒを進退させることで、反射型光変調装置４４２Ｒの光束入射側端面４４３１Ｒに近接する方向の位置調整が行われる。
また、同様に、把持部材１１４３Ｒの移動方向を前述のように変換してＹθ軸方向に把持部材１１４３Ｒを進退させることで、反射型光変調装置４４２Ｒのアライメント調整を行う。
なお、反射型光変調装置４４２Ｂのフォーカス／アライメント調整は、反射型光変調装置４４２Ｒの場合と同様なので、説明を省略する。

最後に、取付部材４４６Ｂの位置調整を上述した方法で、同様にして行なう。この際も、Ｒ色光用の反射型光変調装置４４２Ｒの取付部材４４６Ｒを把持していた把持部材１１４３Ｒを取付部材４４６Ｒから取り外して、Ｂ色光用の反射型光変調装置４４２Ｂの取付部材４４６Ｂに把持部材１１４３Ｂを把持させて、取付部材４４６Ｂの位置調整を行う。

そして、各反射型光変調装置４４２の投射画像に対して画素ずれのない位置に調整部材４４７を位置付けた後、固定用光源装置７０により紫外線を照射する。これにより、プリズム４４３等に塗布された接着剤が硬化され、取付部材４４６及び調整部材４４７がクロスダイクロイックプリズム４４３に対して固定される。以上により、光学装置４４が組み立てられる。

上述した本実施形態の６軸位置調整装置１１、光学装置４４の製造装置１０によれば、以下の効果がある。
各反射型光変調装置４４２の位置調整を行う６軸位置調整装置１１には、それぞれ反射型光変調装置４４２を把持する３つの把持部材１１４３と、これらの把持部材１１４３の動作を制御する制御装置１０Ｄとを備えているので、各反射型光変調装置４４２の位置調整をそれぞれ個別に行うことで、一つの６軸位置調整装置１１により、複数の反射型光変調装置４４２を位置調整できる。従って、複数の６軸位置調整装置１１を備える必要がなく、１つの６軸位置調整装置１１を備えるだけでよく、製造装置１０を小型化でき、かつ製造コストを抑制できる。

また、駆動部５２１は、制御装置１０Ｄの制御により、例えば、把持部材１１４３ＧをＺ軸方向に移動させ、把持部材１１４３ＲをＹ軸方向に移動させることができる。これによれば、Ｚ軸方向に沿って把持部材１１４３Ｇを進退させることで、反射型光変調装置４４２Ｇをプリズム４４３に近接する方向に沿って位置調整することができる。また、駆動部５２１は、Ｙ軸方向に沿って把持部材１１４３Ｒを進退させることで、反射型光変調装置４４２Ｒをプリズム４４３に近接する方向に沿って位置調整することができる。従って、製造装置１０によれば、各反射型光変調装置４４２の向きが異なる場合でも、それぞれの反射型光変調装置４４２の位置調整を行う際に、把持部材１１４３の移動方向を変更して、各反射型光変調装置４４２の位置調整を適切に行うことができる。

[実施形態の変形]
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、反射型光変調装置４４２を含む光学装置４４を製造する製造装置１０について記載したが、これに限定されず、透過型の光変調装置を含む光学装置を製造してもよい。
前記実施形態では、光束検出装置１５を構成する撮像素子として、３ＣＣＤカメラ１５１のＣＣＤを採用したが、これに限定されず、ＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）センサ等の撮像素子を採用してもよい。

また、前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側からの投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前実施形態では、各把持部材１１４３の動作方向は、異なっていたが、把持部材１１４３が把持する光変調装置の形状、及びプリズム４４３に対する光変調装置の位置によっては、各把持部材１１４３が同一方向に動作するものであってもよい。

本発明は、光学装置を製造する製造装置に利用できる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構成を模式的に示す図。 前記実施形態における光学装置の製造装置の側面図。 前記実施形態における光学装置の製造装置の平面図。 前記実施形態における６軸位置調整装置の側面図。 前記実施形態における６軸位置調整装置が光学装置を把持している様子を示す側面図。 前記実施形態における６軸位置調整装置が光学装置を把持している様子を示す平面図。 前記実施形態における製造装置の構成を示すブロック図。 前記実施形態における反射型光変調装置の動作方向を示す概略図。

符号の説明

１０…製造装置、１０Ｂ…スクリーンユニット（検出手段）、１０Ｄ…制御装置（制御手段）、１１…６軸位置調整装置（位置調整装置）、４１…光源装置、４４…光学装置、４４２…反射型光変調装置（光変調装置）、４４２Ｇ…反射型光変調装置（第１光変調装置）、４４２Ｒ，４４２Ｂ…反射型光変調装置（第２光変調装置）、４４３…クロスダイクロイックプリズム（合成光学装置）、５２１…駆動部（移動手段）、１１４３Ｇ…把持部材（第１把持部材）、１１４３Ｒ，１１４３Ｂ…把持部材（第２把持部材）、４４３１…光束入射側端面。

Claims (4)

1. 入射される光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置を、当該各光変調装置にて変調された前記光束を合成する合成光学装置に対して位置調整する位置調整装置であって、
   所定の方向に沿ってそれぞれ延出し、前記各光変調装置をそれぞれ把持する複数の把持部材と、
   前記複数の把持部材が設けられ、当該複数の把持部材をそれぞれ同方向に移動させる移動手段と、
   前記移動手段の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする位置調整装置。
2. 請求項１に記載の位置調整装置において、
   前記制御手段は、
   前記各光変調装置の位置調整を行う際に、当該各光変調装置が前記合成光学装置に対してそれぞれ同方向に移動されるように、前記複数の把持部材の移動方向を変更して移動させることを特徴とする位置調整装置。
3. 請求項２に記載の位置調整装置において、
   前記複数の光変調装置は、少なくとも第１光変調装置及び第２光変調装置を含んで構成され、
   前記合成光学装置は、
   前記少なくとも２つの光変調装置により変調された前記光束がそれぞれ入射し、互いに直交する少なくとも２つの光束入射側端面を有し、
   前記複数の把持部材は、前記第１光変調装置及び第２光変調装置をそれぞれ把持する第１把持部材及び第２把持部材を含んで構成され、
   前記移動手段は、前記第１把持部材及び前記第２把持部材を、前記所定の方向である第１方向、及び、当該第１方向に直交し、かつ、前記少なくとも２つの光変調装置が隣接する方向である第２方向に移動させ、
   前記制御手段は、
   前記第１光変調装置を前記合成光学装置に近接する方向に沿って位置調整する際に、前記各把持部材を前記第１方向に沿って進退させ、
   前記第２光変調装置を前記合成光学装置に近接する方向に沿って位置調整する際に、前記各把持部材を前記第２方向に沿って進退させることを特徴とする位置調整装置。
4. 入射される光束を画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、前記各光変調装置にて変調された光束を合成する合成光学装置とを備えた光学装置の製造装置であって、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の位置調整装置と、
   前記各光変調装置に光束を照射する光源装置と、
   前記合成光学装置により射出された光束の位置を検出する検出手段とを有し、
   前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動手段を移動させることを特徴とする光学装置の製造装置。

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