光轴调整装置、光学单元的制造方法和投影机的制造方法

文档序号:2674460阅读:204来源:国知局
专利名称:光轴调整装置、光学单元的制造方法和投影机的制造方法
技术领域
本发明涉及为了制造具备被配置在从光源射出的光束的光路上的多个光学零件,在内部设置有上述光束的照明光轴、收纳上述多个光学零件并配置在规定位置上的光学零件用壳体,放大投影从上述光学零件射出的光束的投影光学系统的光学单元,对上述光学零件用壳体,进行上述多个光学零件的光轴调整的光轴调整装置,以及,光学单元的制造方法。
背景技术
以往,利用包含具有被配置在从光源射出的光束的光路上的多个光学零件,在内部设置有光束的照明光轴、收纳上述多个光学零件并配置在规定的位置上的光学零件用壳体的光学单元的投影机。(参照例如特开2002-031843号公报)。
在这样的投影机中,为了得到更鲜明的投影图像,需要防止作为光学零件的透镜之间的相对位置、偏振光板的朝向等的偏移,在各光学零件上,设置有用于调整该光学零件姿态的姿态调整机构。
在这样的光学单元的制造时,例如,在外部的光轴调整装置内装入光学单元的状态下,用投影透镜放大投影从光源射出的、通过作为该光学零件的透镜以及偏振光板等的光束。而后,一边观察在被设置于光轴调整装置上的反射型屏幕上显示的图像,一边相对光学零件用壳体调整光学零件的姿势调整机构,实施光学零件的光轴调整。
但是,在上述那样的光轴调整装置中,在一边观察被显示在反射型屏幕上的图像,一边进行各光学零件姿态调整的情况下,为了确保被显示在反射型屏幕上的图像的亮度,需要包围装置整体的箱状的壳体,装置整体大型化。
因而,存在设置装置所占有的占有空间增大,不能高效率地利用操作空间的问题。

发明内容
本发明的主要目的在于提供一种将装置整体非常地小型化,可以高效率地利用操作空间的光轴调整装置、光学单元的制造方法,以及投影机的制造方法。
本发明的光轴调整装置,是为了制造具备被配置在从光源射出的光束的光路上的多个光学零件,在内部设置有上述光束的照明光轴、收纳上述多个光学零件并配置在规定位置上的光学零件用壳体,放大投影从上述光学零件射出的光束的投影光学系统的光学单元,对上述光学零件用壳体,实施上述多个光学零件的光轴调整的光轴调整装置,其特征在于具备位于上述投影光学系统的光束射出一侧附近,具有正的折射能力的透镜群;投影从上述透镜群投影的光束的透过型屏幕。
通常,在投影机中,把从光源射出的光束分离为多个色光,根据图像信息用多个液晶面板调制该多个色光。而后,用分色棱镜合成该经调制的多个色光,用投影透镜放大投影合成后的图像光。
在此,在投影透镜和液晶面板之间,通过介入分色棱镜,投影透镜的后焦点(バツクフオ—カス)距位置变长。因此,为了在屏幕上放大投影图像光,需要构成为在构成投影透镜的透镜群中,在位于光束射出一侧的前头的透镜群上,使用具有负的折射能力的透镜群。
而后,为了实现光轴调整装置的小型化,在使屏幕接近投影透镜的情况下,如果投影到屏幕上的投影尺寸在规定的尺寸以下(焦点调整范围外),则投影图像的轮廓不鲜明,不能进行光学零件的光轴调整。
即,不能把屏幕靠近投影透镜配置,不能实现光轴调整装置的小型化。
在此,本发明的光轴调整装置,由于包含具有正折射能力的透镜群,因此通过用具有正的折射能力的透镜群收敛从投影透镜放大投影的图像光可以把焦平面配置在投影透镜附近。因而,因为可以把焦平面配置在投影透镜附近,所以可以实现光轴调整装置的小型化。
进而,具有正的折射能力的透镜群,并不限于由多个透镜构成,也可以由单一的透镜,例如,由凸透镜构成。
另外,这样当把焦平面配置在投影透镜附近的情况下,投影尺寸减小,产生由投影透镜以及上述透镜群,从投影方向观察投影图像困难的问题。
在此,本发明的光轴调整装置,由于具备透过型屏幕,因而如果在上述焦平面上配置透过型屏幕,则在可以在屏幕上投影鲜明的图像的同时,利用从与投影透镜以及透镜群不干涉的方向上,即,从透过型屏幕的光束射出一侧观察投影图像。
在本发明的光轴调整装置中,优选地,具备向上述光学零件照射光束的光束照射装置。
在这样的构成中,光轴调整装置,由于具备光束照射装置,因而在向投影机的光学单元内的光学零件照射光束时,如果使用该光束照射装置,则不需要使用被配置在投影机内的光源装置。即,不需要使用用于驱动光源装置的电源以及灯驱动电路,也不需要使用电源以及在灯驱动电路的驱动时的冷却该电源、灯驱动电路、以及光源装置的冷却机构。
可是,当使用投影机内的光源装置的情况下,由具有正折射能力的透镜群,把图像光聚光在透过型屏幕上,透过型屏幕上的热密度变大,因此,发生透过型屏幕的劣化或者由于透过型屏幕的弯曲引起的挠曲等的物理变形。
在此,如果减弱使用具备光轴调整装置的光束照射装置的照度,则可以避免由于透过型屏幕的热引起的劣化,或者由于透过型屏幕的弯曲引起的挠曲等的物理变形。
在本发明的光轴调整装置中,优选地,具备位于上述透过型屏幕的光束射出侧附近,检测被显示在上述透过型屏幕上的图像的图像检测装置。
在这样的构成中,由于光轴调整装置具备图像检测装置,因而可以检测被显示在透过型屏幕上的图像。因而,可以解除目视引起的光学零件的光轴调整精度的模糊,可以正确地实施光学零件的光轴调整。
在本发明的光轴调整装置中,优选地,上述图像检测装置,具备拍摄被显示在上述透过型屏幕上的图像的拍摄部,在上述拍摄部的拍摄面上,安装有广角镜头。
在此,作为拍摄部,可以采用CCD(电荷耦合器件)、MOS(金属氧化物半导体)传感器等的拍摄元件。
在这样的构成中,由于图像检测装置,具备拍摄部,在该拍摄部的拍摄面上,安装有广角镜头,所以拍摄部中的焦点距离变短。因而,可以把拍摄部接近透过型屏幕地配置,实现光轴调整装置的小型化。
另外,在拍摄部的拍摄面上,由于安装有广角镜头,因而可以拍摄被投影在透过型屏幕上的图像的全体像,使用多个图像检测装置,不需要拍摄被投影在透过型屏幕上的图像,可以用1台图像检测装置拍摄投影图像。因而,在可以提高投影图像检测中的操作效率的同时,可以实现消减成本。
优选地,在本发明的光轴调整装置中,具备处理在上述图像检测装置中检测出的图像的控制部,上述控制部具有取入用上述拍摄部拍摄的图像并变换为图像信号的图像取入部,和根据从该图像取入部输出的图像信号,进行图像的运算处理的信号处理部,上述信号处理部,根据经由上述图像取入部取入的图像信号计算出亮度值,根据该亮度值,判定光学零件的姿态最佳位置。
在此,作为控制部,例如,可以采用具备读入执行控制程序的CPU等的PC(个人电脑)。另外,作为图像取入部,可以采用输入从拍摄部输出的信号,变换为PC用的图像信号的视频采集卡等。进而,作为信号处理部,可以采用由PC内部的CPU等构成的运算处理装置。
在这样的构成中,控制部,由于具备图像取入部和信号处理部,因而,图像取入部,取入用拍摄部拍摄的图像变换为图像信号后检测图像。而后,信号处理部,根据经由图像取入部取入的图像信号计算出亮度值,根据该亮度值,可以判断光学零件的姿态最佳位置。因而,在光学零件的光轴调整中,可以解除目视引起的调整精度的模糊,可以把光学零件相对上述光学零件用壳体调整为最佳位置。
优选地,在本发明的光轴调整装置中,上述拍摄部,具备把被显示在上述透过型屏幕上的图像分解为多个色光的每一色光的图像的色分离光学系统,和拍摄上述每个色光的图像的多个拍摄元件。
通常,在进行显示图像的颜色检测的情况下,使用具备与红色、绿色、蓝色等对应的拍摄元件的3台图像检测装置。
但是,这样当使用多台图像检测装置的情况下,光轴调整装置复杂,并且大型化,另外,这些相对的位置调整困难。
在此,由于拍摄部具备色分离光学系统以及多个拍摄元件,因而。例如,可以把被显示在透过型屏幕上的图像分解为红色、绿色、蓝色这3种颜色,通过从与各色光对应的电气信号中计算出各色光的亮度值,可以用1台图像检测装置进行颜色的检测。因而,通过用1台图像检测装置进行颜色的检测,可以实现光轴调整装置的小型化,以及简单化。
优选地,在本发明的光轴调整装置中,上述每种色光的图像,由上述图像取入部变换为每种色光的图像信号,上述信号处理部,从上述每种色光的图像信号中计算出每种色光的亮度值,根据上述每种色光的亮度值,判定光学零件的姿态最佳位置。
在这样的构成中,信号处理部,从用图像取入部变换的每种色光的图像信号中计算出每种色光的亮度值,通过根据该每种色光的亮度值,判定光学零件的姿势最佳位置,可以实现光轴调整装置的小型化,以及简单化,可以把光学零件配置在与光学零件用壳体相对的适宜的位置上。
本发明的光学单元的制造方法,是具备被配置在从光源射出的光束的光路上的多个光学零件;在内部设定上述光束的照明光轴,收纳上述多个光学零件并配置在规定位置上的光学零件用壳体;放大投影从上述光学零件射出的光束的投影光学系统的光学单元的制造方法,其特征在于,具备使上述多个光学零件中的任何1个光学零件接合到被设置在上述光学零件用壳体的外侧上的调整卡具(夹具,治具)的光学零件保持步骤;把光束导入上述光学零件用壳体内部,经由具有正折射能力的透镜群把从上述光学零件用壳体内部射出的投影图像形成在屏幕上的投影图像形成步骤;根据在上述投影图像形成步骤中形成的投影图像,用上述调整卡具调整上述光学零件的位置的光学零件位置调整步骤;把由上述光学零件位置调整步骤调整的光学零件位置确定地固定在上述光学零件用壳体上的光学零件位置确定步骤。
在此,本发明的光学单元的制造方法,例如,可以用上述的光轴调整装置执行。
如果采用本发明,由于光学单元的制造方法,具备光学零件保持步骤、投影图像形成步骤、光学零件位置调整步骤、光学零件位置确定步骤,在投影图像形成步骤中,把光束导入光学零件用壳体内部,通过具有正折射能力的透镜群使投影图像形成在屏幕上,所以享受和上述的光轴调整装置相同的作用效果。
优选地,在本发明的光学单元的制造方法中,上述调整卡具,由驱动该调整卡具的卡具驱动部,和控制该卡具驱动部的控制部驱动控制,上述光学零件位置调整步骤,具备用图像检测装置检测在上述投影图像形成步骤中形成的投影图像的投影图像检测步骤;上述控制部取入在上述投影图像检测步骤中检测的图像并变换为图像信号的图像取入步骤;上述控制部根据在上述图像取入步骤中变换的图像信号计算亮度值的亮度值计算步骤;上述控制部根据在上述亮度值计算步骤中计算出的亮度值判定上述光学零件的姿势最佳位置的姿势最佳位置判定步骤;上述控制部通过根据在上述姿势最佳位置判定步骤中判定的姿势最佳位置控制上述卡具驱动部驱动上述调整卡具,位置调整上述光学零件的位置调整步骤。
在此,作为控制部以及图像检测部,可以采用和上述光轴调整装置的控制部以及图像检测装置相同的装置,在光学零件位置调整步骤中的各步骤,可以由该控制部执行。另外,在光学零件位置调整步骤中的各步骤,也可以作为用于在控制部执行的程序而构成。
如果采用本发明,因为可以通过控制部进行的调整卡具的驱动控制实施光学零件的位置调整,所以与以往的目视投影在屏幕上的图像用手动实施光学零件的位置调整的情况相比,可以正确地实施光学零件的位置调整,可以制造成为各光学零件最佳位置的光学单元。
另外,例如,除了控制部实施调整卡具的驱动控制外,如果其构成是实施射出光束的光源装置的驱动控制、涂抹粘接固定部件间的粘接材料等的涂抹装置等的驱动控制,则用控制部可以执行投影图像形成步骤以及光学零件位置确定步骤。即,可以全部用控制部执行作为光学单元的制造方法的光学零件保持步骤、投影图像形成步骤、光学零件位置调整步骤以及光学零件位置确定步骤,不让操作者实施繁杂的操作,可以容易地制造光学单元。
本发明的投影机的制造方法,其特征在于包含上述的光学单元的制造方法。
如果采用本发明,在可以享受与上述光学单元的制造方法,或者光轴调整装置大致相同的作用效果。另外,本发明的投影机,在光学单元中可以由被姿态调整在规定位置上的多个光学零件形成没有显示影子等的图像光,可以投影鲜明的图像光。


图1是从上方看本发明的各实施方式的投影机整体透视图。
图2是从下方看上述各实施方式的投影机整体透视图。
图3是展示上述各实施方式中的投影机内部的透视图。
图4是展示上述各实施方式中的投影机内部的透视图。
图5是模式化展示上述各实施方式中的投影机光学系统的平面图。
图6是展示拆下上述各实施方式中的上光导向体状态下的光学单元的透视图。
图7是从上方看上述各实施方式光学单元的透视图。
图8是展示上述各实施方式中的第2透镜阵列单元的分解透视图。
图9是展示上述各实施方式中的第2聚光镜的正面图。
图10是展示上述各实施方式中的场透镜的正面图。
图11是展示在上述各实施方式中的入射侧偏振光板的正面图。
图12是模式化展示上述各实施方式中的光轴调整装置的侧面图。
图13是从上方看上述各实施方式中的光轴调整装置的平面图。
图14是展示上述各实施方式中的投影透镜和凸透镜的位置关系的图。
图15是展示上述各实施方式中的3CCD照相机主体构造的模式图。
图16是展示上述各实施方式中的拍摄部的变形例的图。
图17是说明上述实施方式1中的控制部的构成的方框图。
图18是展示由上述各实施方式中的3CCD照相机装置拍摄的图像的图。
图19是说明在上述实施方式1中的光学单元的制造方法的流程图。
图20是说明上述实施方式1中的场透镜以及第2聚光镜的姿态调整方法的图。
图21是说明上述实施方式1中由光轴调整装置进行的光轴调整方法的流程图。
图22是说明上述实施方式1中由控制部进行的场透镜或者第2聚光镜的微调整的图。
图23是说明上述实施方式中由光轴调整装置进行的第2透镜阵列单元的光轴调整方法的流程图。
图24是说明上述各实施方式中由光轴调整装置进行的入射侧偏振光板的光轴调整方法的流程图。
图25是说明上述各实施方式中由光轴调整装置进行的入射侧偏振光板的姿态调整的图。
图26是展示上述实施方式2中的光轴调整卡具的平面图。
图27是展示上述各实施方式中的光学单元的透视图,是用于说明实施方式2中的光学零件位置的图。
图28是展示上述各实施方式中的光学单元的透视图,是用于说明实施方式2中的光学零件的位置的图。
图29是展示上述实施方式2中的光轴调整卡具的聚光镜保持部的图。
图30是展示上述实施方式2中的光轴调整卡具的聚光镜保持部的图。
图31是展示上述实施方式2中的光轴调整卡具的中继透镜保持部的图。
图32是展示上述实施方式2中的光轴调整卡具的中继透镜保持部的图。
图33是展示在上述实施方式2中的光轴调整卡具的绿色光用偏振光板保持部的图。
图34是展示在上述实施方式2中的光轴调整卡具的绿色光用偏振光板保持部的图。
图35是展示在上述实施方式2中的光轴调整卡具的红蓝色光用偏振光板保持部的图。
图36是展示在上述实施方式2中的光轴调整卡具的红蓝色光用偏振光板保持部的图。
图37是说明上述实施方式2中的控制部的构成的方框图。
图38是说明上述实施方式2中的光学单元的制造方法的流程图。
图39是说明上述实施方式2中由光轴调整装置进行的中继透镜以及第2聚光镜的光轴调整方法的图。
图40是说明上述实施方式2中由光轴调整装置进行的中继透镜以及第2聚光镜的光轴调整方法的流程图。
图41是说明上述实施方式2中由光轴调整装置进行的中继透镜以及第2聚光镜的光轴调整方法的图。
具体实施例方式
实施方式1以下,根据

本发明的实施方式1。
投影机的构成图1是从上方看包含涉及本发明的成为调整对象的光学单元4(图4)的投影机的整体透视图。图2是从下方看该投影机1的整体透视图。图3、图4,是展示投影机1内部的透视图。图5是模式化展示投影机1的光学单元4的图。
在图1~图4中,投影机1,具备外壳2、被收纳在外壳2内的电源单元3、同样被配置在外壳2内的平面U字形的光学单元4,整体为大致长方体形状。
外壳2,由以树脂制的上壳21以及下壳23构成,这些壳21、23,相互用螺钉固定。
上壳21,由上面部211、被设置在其周围的侧面部212、背面部213、正面部214形成。
在上面部211的前方一侧上,以嵌入式自如装拆地安装有灯盖24。另外,在上面部211中,在灯盖24的侧方,设置有使投影透镜46的上面部露出的切口部211A,从而可以通过杆手动进行投影透镜46的变焦操作、聚焦操作。在该切口部211A的后方一侧上,设置有操作面板25。
正面部214,具备与上述上壳21的切口部211A连续的圆形开口212A,与该圆形开口212A对应地配置投影透镜46。在该正面部214上,在和圆形开口212A相反一侧上,设置有位于内部的电源单元3的前方一侧的排气口212B,在该排气口212B上,设置有从图像投影区域向外部的方向,即向图1中左侧排出冷却空气的同时,兼具遮光功能的排气用百叶窗26。
下壳23,由底面部231、设置在其周围的侧面部232以及背面部233形成。
在底面部231的前方一侧上,设置有调整投影机1的整体倾斜进行投影图像的位置对准的位置调整机构27。另外,在底面部231后方一侧的角部上,设置有调整投影机1在另一方向倾斜的另一位置调整机构28,在另一方的角部上,设置有后脚231A。但是,后脚231A不能调整位置。进而,在底面部231上,设置有冷却空气的吸气口231B。
在一方的侧面部232上,设置有用于转动自如地安装コ字形的提手29的安装部232A。
在这样的外壳2的一方的侧面一侧,在上壳21以及下壳23的各侧面212、232上,设置有把提手29作为上侧使投影机1立起时成为脚的侧脚2A(图2)。
另外,在外壳2的背面一侧,设置有跨过上壳21的背面部213和下壳23的背面部233开口的接口部2B,在该接口部2B内设置有接口盖215,进而,在接口盖215的内部一侧,配置安装有各种连接器的未图示的接口基板。另外,在接口部2B的左右两侧,跨越各背面部213、233设置扬声器孔2C以及吸气口2D。其中的吸气口2D,位于内部电源单元3的后方一侧。
电源单元3,如图4所示,由电源31、被配置在电源31的侧方的灯驱动电路(镇流器)32构成。
电源31,是向灯驱动电路32、驱动板(ドライバ—ボ—ド)90(图3)等提供通过电源电缆供给的电力的装置,具备上述电源电缆插入的接入连接器33(图2)。
灯驱动电路32,是向光学单元4的光源灯411提供电力的电路。
光学单元4,是光学处理从光源灯411射出的光束,形成与图像信息对应的光学像的单元。该光学单元4,如图4~6所示,具备作为积分仪(インテグレ—タ)照明光学系统41、色分离光学系统42、中继光学系统43、电光装置44、交叉分色棱镜45(图5),以及作为投影光学系统的投影透镜46。
这些电源单元3以及光学单元4,由包含上下的周围的铝制的屏蔽板80(图3)覆盖,由该屏蔽板80,防止从电源单元3等向外部泄露电磁干扰。
光学系统的详细构成在图4、5中,积分仪照明光学系统41,是用于大致均匀地照明构成电光装置44的3块液晶面板441(红、绿、蓝每种色光分别表示为液晶面板441R、441G、441B)的图像形成区域的光学系统。该积分仪照明光学系统41,具备光源装置413、第1透镜阵列418、包含UV滤光片的第2透镜阵列414、偏振光变换元件415、第1聚光镜(コンデンサレンズ)416、反射镜424、第2聚光镜419。
这其中,光源装置413,如图5所示,具有作为发射放射状的光线的放射光源的光源灯411和反射从该光源灯411射出的放射光的反射器412。作为光源灯411,多使用卤素灯、金属卤化物灯,或者高压水银灯。作为反射器412,使用抛物面镜。除了抛物面镜外,还可以和平行化透镜(凹透镜)一同使用椭圆面镜。
第1透镜阵列418,具有把从光轴方向看具有大致矩形形状的轮廓的小透镜被排列成矩阵形状的构成。各小透镜,把从光源灯411射出的光束,分割成多个部分光束。各小透镜的轮廓形状,被设定成和液晶面板441的图像形成区域的形状为大致相似形状。例如,如果液晶面板441的图像形成区域的横纵比(横与纵的尺寸的比率)是4∶3,则各小透镜的横纵比也设定为4∶3。
第2透镜阵列414,具有和第1透镜阵列418大致相同的构成,具有把小透镜排列成矩阵形状的构成。该第2透镜阵列414,和第1聚光镜416以及第2聚光镜419一同,具有使第1透镜阵列418的各小透镜的像成像在液晶面板414上的功能。
偏振光变换元件415,在被配置在第2透镜阵列414和第1聚光镜416之间的同时,和第2透镜阵列414一体化,作为第2透镜阵列单元410构成。这样的偏振光变换元件415,把来自第2透镜阵列414的光变换为1种偏振光,由此,提高在电光装置44中的光的利用效率。
具体地说,被偏振光变换元件415变换为1种偏振光的各部分光,被第1聚光镜416以及第2聚光镜419最终大致重叠在电光装置44的液晶面板441R、441G、441B上。在使用调制偏振光类型的液晶面板441的本实施方式的投影机1(电光装置44)中,因为只能利用1种偏振光,所以来自发出其他种类的随机偏振光的光源灯411的光的大致一半未被利用。因而,通过使用偏振光变换元件415,把来自光源灯411的射出光大致变换为1种偏振光,提高在电光装置44中的光的利用效率。进而,这样的偏振光变换元件415,例如在特开平8-304739号公报中有介绍。
色分离光学系统42,具备2块分色镜421、422,和反射镜423,具有由分色镜421、422把从积分仪照明光学系统41射出的多个部分光束分离为红、绿、蓝3种颜色的功能。
中继光学系统43,具备入射侧透镜431、中继透镜433,以及反射镜432、434,具有把在色分离光学系统42分离的色光、蓝色光引导到液晶面板441B的功能。
这时,在色分离光学系统42的分色镜421中,在从积分仪照明光学系统41射出的光束的蓝色光成分和绿色光成分透过的同时,红色光成分反射。由分色镜421反射的红颜色光,由反射镜423反射,在通过场透镜417后,通过侧偏振光板435R,到达红色用的液晶面板441R。该场透镜417,把从第2透镜阵列414射出的各部分光束变换为相对其中心轴(主光轴)平行的光束。被设置在其他的液晶面板441G、441B的光入射侧的场透镜417也一样。
在透过分色镜421的蓝色光和绿色光中,绿色光由分色镜422反射,在通过场透镜417后,通过入射侧偏振光板435G,到达绿色用液晶面板414G。另一方面,蓝色光透过分色镜422后通过中继光学系统43,进而在通过场透镜417后,通过入射侧偏振光板435B,到达蓝色光用的液晶面板441B。进而,在蓝色光中使用中继光学系统43,是因为蓝色光的光路长度比其他颜色光的光路长度还长,为了防止由于光的散射等引起的光的利用效率的下降的缘故。即,是为了可以把入射到入射侧透镜431中的部分光束原样传递到场透镜417的缘故。
入射侧偏振光板435R、435G、435B,是规定的偏振光板(偏振光滤光片),分别为相同的构成。各入射侧偏振光板435R、435G、435B,是在从光源装置413射出的,在上述偏振光变换元件415中被设置成规定的偏振光的光束,被导入各液晶面板441R、441G、441B前,再次调整为规定的偏振光的部件。用该入射侧偏振光板435R、435G、435B,可以只把规定的偏振光导入各液晶面板441R、441G、441B。进而,详细内容后述。
另外,在各液晶面板441R、441G、441B的光路后段上,和上述的入射侧偏振光板435R、435G、435B一样,配置有把入射的光束调整为规定的偏振光的射出侧偏振光436R、436G、436B。因此,通过各液晶面板441R、441G、441B调制后的各颜色光,通过射出侧偏振光板436R、436G、436B,再次被设置成规定的偏振光后,入射到交叉分色棱镜45中。
电光装置44,具备作为3块光调制装置的液晶面板441R、441G、441B,它们,是例如把多晶硅TFT作为开关元件使用的装置,由色分离光学系统42分离的各颜色光,由这些3块液晶面板441R、441G、441B,根据图像信息调制后形成光学像。
交叉分色棱镜45,是合成对从3块液晶面板441R、441G、441B射出的各颜色光的每一种色光调制的图像,形成彩色图像的棱镜。进而,在交叉分色棱镜45中,反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜,沿着4个直角棱镜的界面形成大致X字形状,由这些电介质多层膜合成3种色光。而后,由交叉分色棱镜45合成的彩色图像,从投影透镜46射出,放大投影在屏幕上。
以上说明的各光学系统41~45,如图6~7所示,被收容在作为光学零件用的壳体的合成树脂制的光导向体47内。
该光导向体47,由分别设置有从上方以滑动方式嵌入上述的各光学零件414~419、421~423、431~434、435R、435G、435B的沟槽部的下光导向体471,和堵塞下光导向体471的上部开口一侧的盖状的上光导向体472构成。另外,在光导向体47的光射出一侧上形成有头部49。在头部49的前方一侧上固定有投影透镜46,在后方一侧固定安装有液晶面板441R、441G、441B的交叉分色棱镜45。
光学零件的保持构造在此,在光学单元4中,作为在下光导向体471的规定位置上被定位固定的光学零件,更详细地说明第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415被一体化后的第2透镜阵列单元410、第2聚光镜419、场透镜417、入射侧偏振光板435R、435G、435B。另外,还将说明上光导向体472的构成。
图6是从上方看拆下上光导向体472的光学单元4的透视图。另外,图7是在图6的光学单元4上设置有上光导向体472的图。进而,在说明第2透镜阵列单元410、第2聚光镜419、场透镜417、入射侧偏振光板435R、435G、435B时,适宜参照图8~图11。
如图6、图8所示,在第2透镜阵列单元410中,第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415,在相互对向的状态下被保持在透镜阵列保持框架500上一体化。而后,该透镜保持框架500,从上方滑入设置在被形成在下光导向体471上的沟部。
透镜阵列保持框架500,被设置为矩形框状,其构成为具备收纳第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415的保持框架主体501;在把第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415收纳在该保持框架主体中的状态下,把各自附势(加载)在保持框架主体501方向上的附势部件502。
保持框架主体501,具备和第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415的端面接触的接触面501A;从左右端面突出,游嵌在形成于下光导向体471上的沟部中的游嵌部501B;位于上端面上,未图示的光轴调整用卡具接合的卡具安装孔501C、从下端面突出,规定该保持框架主体501的光轴方向的姿态的规定部501D。
接触面501A,沿着第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415的外周边缘形成,由上述附势部件502,第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415,在与该接触面501A接触的状态下,正确地设定相互的光学位置关系。
游嵌部501B,被形成为从左右端面突出,向上下方向延伸,在游嵌在被形成在下光导向体471中的沟部中的状态下,可以对保持框架主体501在和光轴正交的方向上,即,在保持框架主体501的面内方向上进行姿态调整。
卡具安装孔501C,可以通过从上方插入未图示的卡具等接合,被上下贯通地形成。
规定部501D,是从下端面突出的圆柱形状的柱状部件,和被形成在下光导向体471中的未图示的孔接合。该孔,是在和光轴正交的方向上延伸的松动(ル—ズ)孔。而后,通过规定部501D和该孔接合,在防止保持框架主体501向光轴方向移动(保持框架主体501倒向光轴方向)的同时,可以沿着该孔的形状移动(向保持框架主体501的面内方向移动)。
附势部件502,是位于保持框架主体501的上下边缘上各2个,共计4个位置,将第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415向接近的方向上附势(加载),固定于保持框架主体501的部件,形成大致コ字形状。
通过将使第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415与保持框架主体501的接触面501A接触,把上述附势部件502设置在上下边缘上的4个位置上,第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415被一体化,形成第2透镜阵列单元410。
如图6、图9所示,第2聚光镜419,具备聚光镜主体511;被安装在该聚光镜主体511的外周一侧,保持聚光镜主体511的聚光镜保持框架512。
聚光镜主体511,如图9所示,是大致圆形的透镜,该圆形的上侧部分511U以及下侧部分511D,分别在图9中在左右方向上切削。在下侧部分511D上,形成2个向图9中下方向突出的突出部511D1。
聚光镜保持框架512,如图9所示,是在保护聚光镜主体511的同时,把聚光镜主体511保持在内侧的规定位置上的部件。该聚光镜保持框架512,具备大致矩形的保持框架主体513,和被配置在该保持框架主体513的上侧部分上的附势部件514。
在保持框架主体513中,其内侧部分515的形状,为与聚光镜主体511的外形对应的大致圆形形状。但是,在内侧部分515中的下面515D,形成有向图9中下方凹陷的沟部515D1,该沟部515D1的宽度尺寸,被设置成和聚光镜主体511的突出部分511D1之间的尺寸大致相同。因此,只要把突出部511D1插入沟部515D1,把聚光镜主体511配置在聚光镜保持框架512上,聚光镜主体511,就被相对聚光镜保持框架512大致确定位置。但是,在该状态下不能确定图中的上下方向的位置。
另外,在保持框架主体513的外侧部分516中的上面516U中,切割出向上方的大致反L字形状,这些反L字的端部之间相互相对,在+X方向、-X方向上分别形成凹陷的一对凹部513A。
这一对凹陷部513A,与未图示的光轴调整卡具接合,进行第2聚光镜419的姿态调整。
另外,在保持框架主体513的外侧部分516上的左右端面516L、516R上,形成有向左右突出,在上下方向上延伸那样形成的游嵌部513B。
该游嵌部513B,在游嵌于被形成于下光导向体417的沟部的状态下,可以对使保持框架513在和光轴正交的方向上,即,在保持框架主体513的面内方向上进行姿态调整。
进而,在保持框架主体513的外侧部分516中的下面516D上,形成有向下方突出,规定该保持框架主体513的光轴方向姿态的规定部513C,该规定部513C,与被形成在下光导向体471上的未图示的孔接合。该孔,是在和光轴正交方向上延伸的松动孔,通过规定部513C和该孔接合,在防止保持框架主体513向光轴方向移动(保持框架主体513倒向光轴方向)的同时,可以沿着该孔的形状移动(在保持框架主体513的面内方向移动)。
附势部件514,如果被安装在保持框架主体513上,则向保持框架主体513的内侧突出的突出部分,与被配置的聚光镜主体511的上侧部分511U接触,将聚光镜主体511向下方附势。由此,可以防止聚光镜主体511向上方向的位移。
如图6、10所示,场透镜417,具备大致圆形的场透镜主体521;被安装在该场透镜主体521的外周一侧上,保持场透镜主体521的场透镜保持框架522。
场透镜保持框架522,如图10所示,是在保护场透镜主体521的同时,把场透镜主体521保持在内侧的规定位置上的部件,具备大致矩形的保持框架主体523,和被配置在该保持框架主体523的上侧部分上的附势部件524。
在保持框架主体523中,其内侧部分525的形状,为与场透镜主体521的外形对应的大致圆形形状。因此,只要把场透镜主521配置在场透镜保持框架522上,场透镜主体521,就被相对场透镜保持框架522大致确定位置。但是,在该状态下不能确定图中的上下方向的位置。
另外,在保持框架主体523的外侧部分526中的上面526U,切割出向上方的大致反L字形状,这些反L字的端部之间相互相对,在+X方向、-X方向上分别形成凹陷的一对凹部523A。
这些一对凹陷部523A,与未图示的光轴调整卡具接合,进行场透镜417的姿态调整。
另外,在保持框架主体523的外侧部分526上的左右端面526L、526R上,形成有向左右突出,在上下方向上延伸那样形成的游嵌部523B。
该游嵌部523B,在游嵌于被形成在下光导向体471上的沟部的状态下,可以对保持框架523在与光轴正交的方向上,即,在保持框架主体523的面内方向上进行姿态调整。
进而,在保持框架主体523的外侧部分526中的下面526D上,形成有向下方突出,规定该保持框架主体513的光轴方向的姿态的规定部523C,该规定部523C,与被形成在下光导向体471上的未图示的孔接合。该孔,是在和光轴正交方向上延伸的松动孔,通过规定部523C和该孔接合,在防止保持框架主体523向光轴方向移动(保持框架主体523倒向光轴方向)的同时,可以沿着该孔的形状移动(向保持框架主体523的面内方向移动)。
附势部件524,如果被配置在保持框架主体523上,则向保持框架主体523的内侧突出的突出部分,与被配置的场透镜主体521的上侧部分521U接触,将场透镜主体521向下方附势。由此,防止场透镜主体521向上方向的位移。
各入射侧偏振光板435R、435G、435B,如图6、图11所示,具备在矩形的玻璃部件437A上,以比该玻璃部件437A还小的外径尺寸粘贴矩形的偏振光片437B的偏振光板主体437;被安装在该偏振光板主体437的外周上,保护并支撑该偏振光主体437的偏振光板保持框架438。
在偏振光板保持框架438的上部,以规定的间隔形成2个向上方突出的突出部438A。这些突出部438A,分别相互相对的面的上侧角部分被倒角。另外,在这2个突出部438A之间的偏振光板用凹部438上,未图示的光轴调整卡具接合,可以在面内旋转方向上姿态调整入射侧偏振光板435R、435G、435B。
在上光导向体472中,如图7所示,在与透镜阵列保持框架500的卡具安装恐怖501C以及聚光镜保持框架512的一对凹部513A对应的位置上,形成有透镜阵列用开口部472A以及聚光镜用开口部472B。
经由这些开口部472A、472B,未图示的光轴调整卡具可以插入光导向体47内,由此,卡具安装孔501C以及凹部513A和光轴调整卡具可以接合。
进而,场透镜保持框架522的一对凹部523A,以及各入射侧偏振光板435R、435G、435B的突出部438A,如图7所示,不由上光导向体472覆盖。
光轴调整装置的构造图12是模式化展示本发明的光轴调整装置100的侧面图。
图13是从上方看本发明的光轴调整装置100的平面图。
光轴调整装置100,调整光学零件的姿态,调整从投影机1投影的,被显示在屏幕上的投影像的显示影子。该光轴调整装置100的构成具备调整装置主体110;搭载该调整装置主体110以及光学单元4的载物台120;显示用后述的3CCD照相机装置拍摄的图像的监视器140(图13);作为把光束照射在光学单元4内的光学零件的光线照射装置的调整用光源装置130(图13);在此未图示的控制部150。
该调整装置主体110,由遮光盖110A遮挡周围,使得来自周边的光束不能进入后述的透过型屏幕或者3CCD照相机装置。而后,该遮光盖110A,具备包围调整装置主体110的上部的侧板110A1,和底板110A2。进而,在侧板110A1上设置有开关自如的省略图示的门,该门,是为了在把光学单元4安装在载物台120上时,以及进行调整装置主体110的调整操作而设置。
调整装置主体的构造调整装置主体110的构成具备聚拢从光学单元4投影的光束的凸透镜111;投影从光学单元4投射的,用该凸透镜111聚光后光束的透过型屏幕112;位于该透过型屏幕12的背面一侧上的,作为拍摄投影像的图像检测装置的3CCD照相机装置113。
其中,透过型屏幕112,虽然省略具体的图示,但是灵由菲涅耳板(フレネルシ—ト)、双凸透镜板(レンチキユラ—シ—ト),以及扩散板等构成的一般的屏幕。
图14是模式化展示构成光学单元4的投影透镜46和凸透镜111的位置关系的图。
如图14所示,通过使用合成从各液晶面板441射出的光束的交叉分色棱镜45,投影透镜46和各液晶面板441的距离,即后焦点距离Fb变长。
为了与该长的后焦点距离Fb对应,作为投影透镜46的构成,具有在前段具有负的折射能力的透镜群46A,和在后段上具有正的折射能力的透镜群46B。而后,该投影透镜46,在由具有正的折射能力的透镜群46B,把从液晶面板441射出的光束聚光1次后,由具有负的折射能力的透镜群46A,取得发散的倒聚焦(レトロフオ—カス)的构成。
在这样的投影透镜46中,在投影距离1800mm~2400mm中,可以显示投影尺寸60inch的光学像。
对于该投影透镜46,上述透过型屏幕112,当被设置在200mm以内的情况下,从在投影距离1800mm~2400mm中设定的投影透镜46投影的光学像,通过用图14中虚线所示的光路。而后,该光学像,被投影在透过型屏幕上,但是因为该投影透镜46的聚焦距离被设定得长,所以被显示在透过型屏幕112上的投影像被模糊地显示。
凸透镜111,在把光学单元4安装在载物台120上的状态下,和该光学单元4的投影透镜46相对,防止生成上述那样的投影像模糊。该凸透镜111,聚光从被配置在投影透镜46的前段上的透镜群46A发散的光束,通过在图14中实线所示的光路,使聚焦距离变短,鲜明地显示被投影在透过型屏幕112上的投影像。这时,被显示在透过型屏幕112上的投影尺寸,在6inch或以下。
返回图12或者图13,3CCD照相机装置113,位于上述透过型屏幕112的背面一侧。该3CCD照相机装置113的构成具备拍摄被投影在透过型屏幕112上的投影像的3CCD照相机主体114;从载物台120上垂直设置,支撑该3CCD照相机主体114的支撑台115。
图15是模式化展示3CCD照相机主体的构造的图。
3CCD照相机主体114的构成具备,把来自外部的光束聚光在内部的广角镜头114A;被配置在该广角镜头114A的后焦点位置上的拍摄部114B。而后,这些广角镜头114A以及拍摄部114B,被固定在铝压铸壳或者树脂壳上。
广角镜头114A,由多个透镜群构成,通过缩短聚焦距离,取得充分的视场角,拍摄被显示在透过型屏幕112上的投影尺寸6inch的全部像。
这时,对于被显示在透过型屏幕112上的图像的对焦,采用固定焦点方式。
拍摄部114B的构成具备被形成在广角镜头114A的后焦点位置上的图像平面114B1;把该图像平面114B1上的图像分解为红、蓝、绿3色的分色棱镜114B2;被配置在该分色棱镜114B2的光束射出端面上,使射出的各个色光成像的3个CCD114B3。进而,拍摄部114B并不限于这样的构成,也可以是如图16所示那样的构成。具体地说,分色棱镜114B2,由3体棱镜构成。在这3体之间,构成蓝色光反射膜以及绿色光反射膜。由此,入射的光束被分解为R、G、B各颜色光。另外在此,虽然在3体的棱镜之间形成蓝色光反射膜以及绿色光反射膜,但并不限于此,除此以外,其构成也可以是形成蓝色光反射膜以及红色光反射膜,或者红色光反射膜以及绿色光反射膜。
这其中,3个CCD114B3,和后述的控制部150电气连接,由该CCD114B3变换的每种色光的图像信号(R,G,B信号)被输入到控制部150,进行与各自测定对应的图像处理。
另外,这3个CCD114B3,都和监视器140电气连接,由该CCD114B3变换的每种色光的图像信号(R,G,B信号)被输入监视器140,由未图示的信号处理电路变换为视频信号后显示在监视器140上。
载物台的构造返回图12,载物台120,是支撑光学单元4以及调整装置主体110,将这些光学单元4以及调整装置主体110设置在任意的位置上的设备,具备支撑光学单元4的支撑部121。
在该载物台120的下部,设置有将光学单元4以及调整装置主体110设定在任意场所时,同时使得能够容易移动的小脚轮(キヤスタ)120A,和用于固定在任意位置上的固定部120B。
在支撑部121上,虽然省略图示,但设置有用于向上述调整用光源装置130供电的电源装置,以及光源驱动电路,经由电缆和调整用光源装置连接。
调整用光源装置的构造如上所述,光学单元4和透过型屏幕112的距离,被设定在200mm或以内的短距离上,当使用被设置在通常的光学单元4内的光源装置413的情况下,照射在透过型屏幕112上的亮度增高。因此,促进透过型屏幕112的劣化,另外,CCD114B3的取入图像饱和。
在此,如图13所示,代替被配置在光学单元4内的光源装置413,设置调整用光源装置130,在被配置在光学单元4内的光学零件上照射光束。
该调整用光源装置130的光源灯被设定成,和光源装置413一样,使用卤素灯、金属卤化物灯、或者高压水银灯,与光源装置413比还可以抑制光量。
另外,该调整用光源装置130,具有和被设置在光学单元4内的光源装置413相同的外形形状,通过在光学单元4内设置该调整用光源装置130,可以在被设定在光学单元内的规定的光轴上配置该调整用光源装置130。
控制部的构造图17是模式化展示控制部150和3CCD照相机主体114的3个CCD114B3的关系的图示。
控制部150,作为在控制具备CPU以及硬盘的计算机的CPU的OS上展开的程序构成,取入由3CCD照相机主体114拍摄的图像,实施图像处理。该控制部150的构成具备由视频采集卡等构成的,取入由3CCD照相机主体114的3个CCD114B3拍摄的图像的图像取入部151;读入从该图像取入部151输出的图像信号,进行图像处理的图像处理部152;根据在该图像处理部152中处理的图像数据计算亮度值的计算处理部153;在储存规定的程序的同时,存储在上述图像处理部152或者计算处理部153中的处理数据的存储器154。进而,本发明的信号处理部,相当于图像处理部152以及计算处理部153。
另外,在该控制部150上,为了从上述存储器154调出规定程序执行,具备操作部155,通过操作者操作该操作部155,执行规定的程序。
进而,由在上述那样的控制部150中执行的程序,根据经计算处理的处理数据,向卡具驱动部200A输出控制信号,卡具驱动部200A驱动光轴调整卡具200。进而,光轴调整卡具200,被构成为除了由控制部150进行驱动控制外,还可以由手动操作。
图18是展示把由3CCD照相机装置113拍摄的光学像取入控制部150的图像的图。
成像在3CCD照相机装置113的3个CCD114B3上的光学像,被变换为R、G、B信号,输入到图像取入部151。图像取入部151把3个R、G、B信号变换为图像信号,输出到图像处理部152。
在图像处理部152中,如图18(A)所示,合成各图像信号,形成投影图像901。另外,在该投影图像901中,如图18(B)所示,分割成规定的区域,根据坐标值,把各图像数据为各R、G、B颜色的每个图像存储在存储器154中。
在运算处理部153中,根据被存储在存储器154中的图像数据,计算亮度值。在此,作为亮度值的计算,在作为上述光学零件的光束输入一侧偏振光板的姿态调整中,计算在图像形成区域内侧的图像区域A1的亮度值,在其他的光学零件的姿态调整中,计算在端部中的图像区域A2、在中心位置中的图像区域A3的亮度值。
而后,根据在上述那样的控制部150中计算出的亮度值,控制部150控制卡具驱动部200A,使光轴调整卡具200驱动,进行光学单元4内的光学零件的姿态调整。
光学单元的制造方法以下,说明实施方式1中的光学单元4的制造方法。
首先,把下光导向体471搭载在光轴调整装置100的支撑部121上,在该下光导向体471的规定位置上配置调整用光源装置130、投影透镜46,以及电光装置44。
接着,在下光导向体471的各部分上形成的沟部上,一边对准全部光学零件414~419、421~424、431~434、435R、435G、435B的端部一边插入游嵌配置。
这样,对于下光导向体471,确定了光学零件414~419、421~424、431~434、435R、435G、435B的大致位置,其后,如覆盖下光导向体471那样嵌合上光导向体472。
从以上那样的状态开始光学单元4的制造。
具体地,如图19的流程图所式,如以下那样进行。
首先,在光导向体47的外侧的规定位置上安装光轴调整卡具200,使得场透镜417、第2透镜阵列单元410、第2聚光镜419、入射侧偏振光板435R、435G、435B和光轴调整卡具200接合(处理S1光学零件保持步骤)。
以下,点亮调整用光源装置130的光源灯,从该调整用光源装置130射出白色光的光束(处理S2),把该被射出的光束通过各种光学零件后的投影图像901,经由投影透镜46(图12)以及凸透镜111(图12)投影在通过型屏幕112(图12)上(处理S3投影图像形成步骤)。而后,由3CCD照相机装置113检测该被投影的投影图像901(处理S4)。由该3CCD照相机装置113拍摄的图像被分解为红、绿、蓝3颜色,作为R、G、B信号输入倒控制部150或者监视器140。
在此,被投影在通过型屏幕112上的投影图像901,实际上,不是如图18(A)所示那样的全部白色的图像,其构成为具备如图20(A)所示的,白色区域902,和作为显示影子以规定的宽度尺寸形成在该白色区域902的外周上的色光区域903。
白色区域902,是第2透镜阵列单元410、第2聚光镜419、场透镜417的光轴对准一致,R、G、B这3种颜色全部的色光被合成后形成的图像区域。
色光区域903,在3种颜色中,是只由一部分色光形成的图像区域,在图20(A)中,具有显示在上侧以及右侧的图像区域外侧上的蓝色区域903B、显示在该蓝色区域903B的内侧上的品红色(マゼンダ)区域903M、显示在下侧以及左侧区域上的黄色区域903Y。
进而,品红色区域903M,是不包含绿色光而由红色光以及蓝色光形成的图像区域。
另外,黄色区域903Y,是不包含蓝色光而由红色光以及绿色光形成的图像区域。
在此,之所以在上述的投影图像901上作为显示影子显现色光区域903,是因为第2透镜阵列单元410、第2聚光镜419、场透镜417之间的光轴位置偏移,由这些透镜位置的误差引起的轴上颜色相差的影响产生的。因此,实施以下的步骤的目的,是为了抑制由这样的误差引起的颜色相差的影响。
首先,从透过型屏幕112上的投影图像901中,除去色光区域903,使得投影图像901成为只有白色区域902,即,为了除去作为显示影子的色光区域903,进行第2聚光镜419、场透镜417的位置调整(处理S5光学零件位置调整步骤)。
具体地说,根据图21的流程图,进行显示影子的除去。
首先,操作者,一边确认被显示在监视器140上的投影图像901,一边不使第2透镜阵列单元410、第2聚光镜419移动,操作与场透镜保持框架522的凹部523A接合的光轴调整卡具200,使G颜色光一侧或者R颜色光一侧的场透镜417在上下方向(图10中上下方向),左右方向(图10中左右方向)上移动(处理S51)。
在这样的调整中,如果使G颜色光一侧的场透镜417在上下方向上移动,则被形成在色光区域903上侧的品红色区域903M的下侧部分消失,白色区域902扩大。另外,如果G颜色光一侧的场透镜417在左右方向上移动,则被形成在色光区域903的右侧的品红色区域903M的左侧部分消失,白色区域902扩大。
同样,如果R颜色光一侧的场透镜417在上下方向上移动,则被形成在色光区域903上侧的品红区域903M的上侧部分消失,蓝色区域903B扩大。另外,如果R颜色光一侧的场透镜417在左右方向上移动,则被形成在色光区域903的右侧的品红色区域903M的右侧部分消失,蓝色区域903B扩大。
进行以上那样的G颜色光一侧或者R颜色光一侧的场透镜417的姿态调整,如图20(B)所示,被形成在色光区域903上侧以及右侧的品红区域903M消失,只显示蓝色区域903B以及黄色区域903Y。
以下,进行B颜色光一侧场透镜417的姿态调整(处理S52)。
在通过上述G颜色光一侧或者R颜色光一侧的场透镜417的姿态调整只显示蓝色光区域903B以及黄色光区域903Y的状态下,用手动操作光轴调整卡具200,使B颜色光一侧的场透镜417左右方向上移动,如图20(C)所示,使被形成在色光区域903的左右的蓝色区域903B和黄色区域903Y的宽度尺寸L1以及L2大致相同。
进而,操作光轴调整卡具200,使B颜色光一侧的场透镜417上下移动,如图20(D)所示,使被形成在色光区域903的上下的蓝色区域903B和黄色区域903Y的宽度尺寸L3以及L4大致相同。
以下,如图20(F)所示,一边确认被显示在监视器140上的投影图像901,一边调整第2聚光镜419的位置,使得除去色光区域903,投影图像901全体成为大致白色区域902(处理S53)。
操作者,操作接合在聚光镜保持框架512的凹部513A上的光轴调整卡具200,使第2聚光镜419左右移动,如图20(E)所示,除去被形成在色光区域903的左右的蓝色区域903B以及黄色区域903Y。另外,同样地使第2聚光镜419在上下移动,如图20(F)所示,除去被形成在色光区域903的上下的蓝色区域903B以及黄色区域903Y。
如上所述,在一边确认监视器140,一边在处理S51~S53中调整场透镜417以及第2聚光镜419的粗调整处理S5A结束后,在投影图像901全部变为大致白色区域902的状态中,由3CCD照相机装置113取入投影图像,通过图像处理,进行上述场透镜417或者第2场透镜414的微调整(处理S5B)。
首先,操作者,操作操作部155,调出用于执行微调整处理S5B的规定程序。控制部150,用3CCD照相机装置113拍摄投影图像(处理S54投影图像检测步骤)。拍摄的图像被变换为R、G、B信号,输入到图像取入部151。图像取入部151,把输入的信号变换为图像信号,输出到图像处理部152(处理S55图像取入步骤)。
在此,图像处理部152,如图18所示,合成各图像信号形成图像,把该图像分割成规定区域,根据坐标值,把各图像数据存储在存储器154中(处理S56)。而后,计算处理部153,从被存储在存储器154中的图像数据中,把4个端部图像区域A2(图18(B))的亮度值分解为红、蓝、绿颜色进行计算(处理S57亮度值计算步骤)。进而,计算出各颜色的端部位置和图像区域的边界位置的偏差(处理S58姿势最适宜位置判定步骤)。其后,控制部150,根据计算出的偏差,向卡具驱动部200A输出控制信号,驱动控制光轴调整卡具200(处理S59位置调整步骤)。
具体地说,如图22(A)所示,例如,在上侧的端部图像区域A2中,把各R、G、B颜色的端部位置RU、GU、BU和图像区域的边界位置BP的差(D1,D2,D3)作为坐标值计算出来。由此,可以取得场透镜417或者第2聚光镜419的上下方向的偏差。另外,如图22(B)所示,在左侧的端部图像区域A2中,把各R、G、B颜色的端部位置RL、GL、BL和图像区域的边界位置BP的差(D4,D5,D6)作为坐标值计算出来。由此,可以取得场透镜417或者第2聚光镜419的左右方向的偏差。
光轴调整卡具200,由卡具驱动部200A驱动,使各R、G、B颜色光一侧的场透镜417或者第2聚光镜419在上下或者左右移动,各颜色的端部位置(RU,GU,BU,RL,GL,BL)定位于图像区域的边界位置(BP)上。
进而,在上述场透镜417或者第2聚光镜419的姿态调整(粗调整处理S5A)中,虽然一边确认监视器140,一边手动操作光轴调整卡具200,但省略该粗调整处理(处理S5A),只通过由控制部150自动驱动控制光轴调整卡具200的上述微调整处理(处理S5B)也可以进行姿态调整。
以下,进行第2透镜阵列单元410的姿态调整,使图像区域内的照度分布最佳化(处理S6)。
具体地说,根据图23所示的流程图进行。
首先,操作者,调出用于调整照度分布的规定的程序。控制部150,由3CCD照相机主体114拍摄被投影在透过型屏幕112上的投影图像(处理S61投影图像检测步骤)。而后,图像取入部151,取入被拍摄的R、G、B信号,把图像信号输出到图像处理部152(处理S62图像取入步骤)。
在此,图像处理部152,合成各图像信号形成图像,把该图像分割为规定的区域,根据坐标值,把各图像数据存储在存储器154(处理S63)中。而后,计算处理部153,根据被存储在存储器154中的图像数据,在图像区域中,计算图18所示的中心部的区域A3,和图像形成区域内的四角的图像区域A4的亮度值(处理S64亮度值计算步骤)。
进而,计算处理部153,计算在上述中心部的区域A3中的亮度值,和其他的图像形成区域内的四角的图像区域A4的亮度值的偏差(处理S65姿态最佳位置判定步骤)。
而后,控制部150,控制卡具驱动部200A,驱动与第2透镜阵列单元410的卡具安装孔501C接合的光轴调整卡具200,实施位置调整使得各个的偏差为大致相同的值,并且该偏差为最小的值(处理S66位置调整步骤)。
即,在把这样的第2透镜阵列单元410调整在最佳位置的状态下,第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415,成为相对第1透镜阵列418确保相对位置的状态。
接着,把确定了位置的场透镜417、第2聚光镜419,以及第2透镜阵列单元410,粘接固定在下光导向体471的规定位置上(处理S7光学零件位置确定步骤)。
即,如图6所示,在第2透镜阵列单元410中的游嵌部501B和下光导向体471的沟部之间,第2聚光镜透419中的游嵌部513B和下光导向体471的沟部之间,场透镜417中的游嵌部523B和下光导向体471的沟部之间,虽然未图示,但涂抹以α-氰基丙烯酸脂单体为主要成分的瞬间粘接剂。另外,此后,采用该瞬间粘接剂,为了使透明的各透镜414、415、419、417不白色混浊,还为了促进粘接剂的硬化,涂抹未图示的底涂剂(プライマ)。由此,把各透镜414、415、419、417固定在下光导向体471的规定位置上。
接着,一边进行由3CCD照相机拍摄的投影图像的图像处理,一边把入射侧偏振光板435R、435G、435B相对液晶面板441以及射出侧偏振光板436R、436G、436B,配置在最佳位置上(处理S8光学零件位置调整步骤)。
具体地说,根据图24所示的流程图实施。
在此,和上述第2透镜阵列单元410、第2聚光镜419,以及场透镜417一样,控制部150,向卡具驱动部200A输出控制信号,卡具驱动部200A通过驱动接合在与各R、G、B对应的偏振光板保持框架438的偏振光板用凹部438B上的光轴调整卡具200,实施入射侧偏振光板435R、435G、435B的姿态调整。
首先,操作者,调出用于进行入射侧偏振光板的姿态调整的规定的程序。控制部150,由3CCD照相机装置113拍摄被投影在透过型屏幕112上的投影图像(处理S81投影图像检测步骤),把由该3CCD照相机装置113拍摄的,被变换后的R、G、B信号取入控制部的图像取入部151,把图像信号输出到图像处理部152(处理S82图像取入步骤)。
进而,在此,用未图示的规定的图案发生装置,在液晶面板441(图4、5)上产生成为整个遮光区域(暗部分,黑色)的图案,在透过型屏幕上投影整个面是黑色的投影图像。
图像处理部152,合成各图像信号形成图像,把该图像分割为规定的区域,根据坐标值,把每种色光的图像数据存储在存储器154中(处理S83)。而后,计算处理部153,从被存储在存储器154中的图像数据中,在图18(B)所示的图像形成区域内的图像区域A1中,分别计算亮度值并平均化(处理S84亮度值计算步骤),使该平均化后的亮度值与对应于各R、G、B以及各R、G、B对应的偏振光板保持框架438的姿态位置并存储在存储器154中(处理S85)。
控制部150,根据被存储在存储器154中的亮度值,判定上述处理S83至处理S84是否进行了规定次数(处理S86),在未进行的情况下,控制卡具驱动部200A驱动光轴调整卡具200,使各R、G、B的偏振光板保持框架438以照明光轴为中心转动那样地移动规定的角度(处理S87)。而后,与上述一样,在3CCD照相机装置113中,拍摄投影图像,在图像形成区域中的图像区域A1中,分别计算亮度值并平均化,使该平均化后的亮度值与各R、G、B以及对应于各R、G、B偏振光板保持框架438的姿态位置相对应并存储在存储器154中。
如上所述,控制部150,重复实施规定次数的以下操作,即,控制卡具驱动部200A驱动光轴调整卡具200,使各R、G、B的偏振光板保持框架438在光轴调整卡具200上移动规定角度,用3CCD照相机装置113拍摄投影图像,计算在该偏振光板保持框架438的姿态位置上的投影图像的亮度值。
通过这样操作,如图25所示,可以取得偏振光板保持框架438的姿态位置和投影图像的亮度值的关系。
如果实施规定次数的上述操作,则控制部150,调出与被存储在存储器154中的各R、G、B以及对应于各R、G、B的偏振光板保持框架438的姿态位置对应的亮度值,为每个R、G、B,对偏振光板保持框架438的姿态位置,计算亮度值的峰值位置(处理S88姿态最佳位置判定步骤)。即,该被计算的峰值位置,成为相对液晶面板441以及射出侧偏振光板436R、436G、436B的入射侧偏振光板435R、435G、435B的姿态的最佳位置。
另外,控制部150,在计算处理部153中,计算与各R、G、B对应的偏振光板保持框架438的现在的姿态位置,和上述计算出的峰值位置的偏差。而后,根据该偏差值,向卡具驱动部200A输出控制信号驱动光轴调整卡具200,使与各R、G、B对应的偏振光板保持框架438移动到姿态最佳位置(处理S89位置调整步骤)。
进而,在各入射侧偏振光板435R、435G、435B的位置调整中,也可以如上述那样同时位置调整全部的入射侧偏振光板435R、435G、435B,也可以一个个顺序调整各偏振光板。在顺序调整的情况下,其顺序并没有特别限定。
在把各入射侧偏振光板435R、435G、435B配置在姿态最佳位置后,如图6所示,在各入射侧偏振光板435R、435G、435B上侧的两端部和下光导向体471的各沟部的间隙中,虽然未图示,但涂抹作为弹性粘接剂的螺钉固定(ねじロツク)剂等,把各入射侧偏振光板435R、435G、435B以规定的方向粘接固定在下光导向体471的规定位置上(处理S9光学零件位置确定步骤)。
按照以上那样的步骤,制造光学单元4。
第1实施方式的效果如果采用上述的实施方式1,则具有以下那样的效果。
(1)光轴调整装置100,由于具备凸透镜111,和透过型屏幕112,因而由凸透镜111,聚光从投影透镜46放大投影的图像光,可以把焦平面配置在投影透镜46附近。另外,通过在被形成在投影透镜46附近的焦平面上配置透过型屏幕112,可以在透过型屏幕112上投影鲜明的图像。进而,投影透镜46以及凸透镜111可以从不干涉的方向,即,从透过型屏幕112的光束射出一侧观察投影图像。
(2)光轴调整装置100,由于具备调整用光源装置130,因而不必须使用被配置在光学单元4内的光源装置413。即,不需要使用用于驱动光源装置413的电源31以及灯驱动电路32,不需要使用冷却在该电源31以及灯驱动电路32的驱动时的电源31、灯驱动电路32,以及光源装置413的冷却机构。
(3)调整用光源装置130,通过把其照度设定得弱,可以避免由于透过型屏幕112的热引起的劣化,或者由于透过型屏幕112的弯曲引起的挠曲等的物理变形。
(4)光轴调整装置100,由于具备3CCD照相机装置113以及控制部150,因而可以用3CCD照相机装置113,检测被显示在透过型屏幕112上的图像,用控制部图像处理该图像进行光学零件的光轴调整。因而,可以消除以往的目视导致的光学零件的光轴调整精度的模糊,可以正确地进行光学零件的光轴调整。
(5)光轴调整装置100,由于具备3CCD照相机装置113,因而可以把显示在透过型屏幕112上的图像分解为红色、绿色、蓝色这3种颜色。另外,通过从与各颜色光对应的电气信号中计算出各颜色光的亮度值,可以用1台3CCD照相机装置113进行颜色的检测。因而,通过用1台3CCD照相机装置113进行颜色的检测,可以实现光轴调整装置100的小型化,以及简单化。
(6)3CCD照相机装置114,由于具备广角镜头114A和拍摄部114B,因而拍摄部114B中的焦点距离缩短,可以把拍摄部114B配置在接近透过型屏幕112的位置上,可以实现光轴调整装置100的小型化。
(7)3CCD照相机装置114,由于具备广角镜头114A,因而可以拍摄被投影在透过型屏幕112上的图像的整体像。因此,不需要用多个图像检测装置,拍摄被投影在透过型屏幕112上的图像,可以用1台图像检测装置拍摄投影图像。因而,在可以提高投影图像检测中的操作效率的同时,可以实现消减成本。
(8)控制部150,具备图像取入部151、图像处理部152、存储器154,以及计算处理部153,图像取入部151,取入由3CCD照相机装置113拍摄的图像变换为图像并信号输出到图像处理部152。而后,图像处理部152,根据被输入的图像信号形成图像,分割为规定的区域,根据各坐标值存储在存储器154中。而后,计算处理部153,计算被存储在该存储器154中的规定的图像的亮度值。进而,计算处理部153,在4个端部区域A2上,计算与各颜色光对应的端部位置(RU,GU,BU,RL,GL,BL)和图像形成区域的边界位置(BP)的偏差。由此,控制部150,控制卡具驱动部200A,驱动光轴调整卡具200,可以根据偏差进行场透镜417或者第2聚光镜419的微调整。
(9)另外,计算处理部153,根据中心位置A3以及图像形成区域内的四角部分A4的图像计算各图像的亮度值。而后,计算处理部153,计算相对中心位置A3的图像中的亮度值的,在四角部分A4的图像中的亮度值的偏差。由此,控制部150,控制卡具驱动部200A驱动光轴调整卡具200,可以进行第2透镜阵列单元410的姿态调整,使得各偏差为大致相同的值,并且偏差为最小值。
(10)计算处理部153,一边改变入射侧偏振光板435R、435G、435B的位置,一边在用图像处理部152分割的图像中,计算图像形成区域内A1的各图像的亮度值并平均化各亮度值。而后,计算处理部153,把平均值与入射侧偏振光板435R、435G、435B的姿态位置对应地存储在存储器154中。由此,控制部150,可以取得相对入射侧偏振光板435R、435G、435B的姿态位置的亮度值的关系,可以判定入射侧偏振光板435R、435G、435B的最佳姿态位置。
(11)投影机1的制造方法,其构成包含上述的光学单元4的制造方法。因而,投影机1可以形成在光学单元4中没有显示影子等的图像光,可以投影鲜明的图像光。
实施方式2以下,说明本发明的实施方式2。
在以下的说明中,在和上述实施方式1相同的构造以及相同的部件上标注相同的符号,并省略或者简化其详细说明。
在实施方式1中,在光学零件(第2透镜阵列单元410,场透镜417,第2聚光镜419,入射侧偏振光板435R,435G,435B)的姿态调整中,在粗调整处理S5A中,一边确认监视器140,一边手动操作光轴调整卡具200,实施场透镜417以及第2聚光镜419的姿态调整。另外,在该粗调整处理S5A以外的调整处理中,由控制部150控制卡具驱动部200A驱动光轴调整卡具200实施光学零件的姿态调整。
与此相对在实施方式2中,光学零件的姿态调整,全部通过控制部150控制卡具驱动部200A驱动光轴调整卡具200实施。进而,在实施方式2中,作为实施姿态调整的光学零件,说明使用第2聚光镜419、中继透镜433、入射侧偏振光板435R、435G、435B的构成。
光轴调整装置100具备在实施方式1中说明的调整装置主体110、载物台120、调整用光源装置130、除了控制部150外,实施光学零件的姿态调整的光轴调整卡具200、把光学零件定位固定在规定位置上的配合器(デイスペンセ)300。而后,在光轴调整装置100的控制部150进行的控制之下,光轴调整卡具200,由卡具驱动部200A驱动,变更光学零件的位置,配合器300,在规定的位置上涂抹粘接剂把光学零件定位固定在光导向体47中。
图26是展示实施方式2中的光轴调整卡具200的平面图。
图27以及28是展示光学单元4的透视图,是用于说明实施方式2中的光学零件的位置的图。
光轴调整卡具200,如果参照图27以及28,则是把在实施方式1中说明的作为在投影机1(图1)中使用的光学零件的第2聚光镜419、中继透镜433,以及入射侧偏振光板435R、435G、435B,设置在光导向体47内的规定位置以及方向上的卡具。
该光轴调整卡具200,如图26所示,具备台座201;在被安装在该台座201上的同时,实施第2聚光镜419(图27、28)的位置调整的聚光镜保持部600;实施中继透镜433(图27,28)的位置调整的中继透镜保持部700;实施入射侧偏振光板435R、435G、435B(图27、28)的位置调整的偏振光板保持部800。另外,作为向光学单元4内的光学零件照射光束的光束照射装置的调整用光源装置130,被配置在光轴调整卡具200中。
以下,参照图26~36,详细说明聚光镜保持部600、中继透镜保持部700以及偏振光板保持部800。进而,在图26、图29~图36中,用把照明光轴的方向设置为Z轴,把左右方向设置为X轴,把上下方向设置为Y轴的XYZ正交坐标系表示,把光源光前进的方向作为+Z方向,看+Z方向,右方向为+X方向,看+Z方向,上方向为+Y方向。
台座201,是为了确定各保持部600、700、800之间的相对空间位置,与光导向体47的平面形状对应形成的金属制的板材。在该台座201上,经由被形成在规定位置上螺纹孔,把各保持部600、700、800用螺钉固定在规定位置上。
图29是从-Z方向看聚光镜保持部600的图。
图30是从+X方向看聚光镜保持部600的图。
聚光镜保持部600,在光导向体47内,位置调整第2聚光镜419。该聚光镜保持部600,如图26、29、30所示,具备聚光镜保持器具610;使该聚光镜保持器具610可以在正交的2个方向上移动的透镜调整机构630。
聚光镜保持器具610,如图29、30所示,是用于保持或者脱开第2聚光镜419的器具,具备用螺钉拧紧在台座201上的基台626;在该基台626的+Y一侧(上侧)经由球滑块(ボ—ルスライダ)633(图30)安装的曲柄状的基材611(图30);在该基材611的-Z侧面经由球滑块616(图30)安装的保持器具主体612。
保持器具主体612具备由同一形状金属制的相互对向配置的2个聚光镜保持片613、614;使这些聚光镜保持片613、614之间在接近、离开的方向(图29中的X轴方向)上可以移动的保持片移动机构615。
聚光镜保持片613、614,如图29所示,是向-Y方向突出的部件,其前端部分的一对爪部613A、614A的尖端分别向着+X方向或者-X方向。这些尖的前端部分的一对爪部613A、614A,在聚光镜保持片613、614之间离开的离开状态的情况下,分别接合到第2聚光镜419的一对凹部513A。另一方面,在聚光镜保持片613、614之间接近的接近状态的情况下,前端部分的一对爪部分613A、614A、与一对凹部513A的接合解开。
保持片移动机构615,如图30所示,具备在沿着Y轴方向延伸的同时,经由球滑块616安装在基础材料611上的中心部件617;被设置在该中心部件617的+Y侧端部上的固定板618;被安装在该固定板618上的螺钉627;被搭载固定在固定板618上的保持片移动部623;在螺钉627的前端一侧与中心部件617平行地配置的内部是空洞的轴部件619;被安装在该轴部件619中的螺钉627一侧的端部(上端部)上的平面梯形状的旋钮片620;被安装在在轴部件619上的,和螺钉627相反一侧的-Y侧端部(下端部)的可动部621;跨越上述基础材料611和中心部件617之间配置的拉簧622(图29)。
中心部件617,是长方体形状的部件,如图30所示,在其上端,经由固定板618,固定后述的Y方向调整部632的杆637的前端部分。
螺钉627,是一般的螺钉,如图30所示,被形成为其圆柱形状的主体部分627A的外径比轴部件619的内径还小。因此,螺钉627的主体部分627A可以插入轴部件619的内部。
固定板618,是被固定在中心部件617的+Y一侧端部上的板状部件,在其上面,搭载有保持片移动部623。而后,在固定板618上,贯通正反面形成孔618A,在该孔618A中插入后述的保持片移动部623的驱动轴623A。
轴部件619,是把旋钮片620一侧的动作传递到可动部621一侧的圆筒形状的部件,在上述螺钉627的主体部分627A插入内侧的空洞部分的状态下,沿着Y轴可以移动。
旋钮片620,是沿着螺钉627的主体部分627A被设置成可以自如移动,沿着Y轴可以使轴部件619移动的部件,旋钮片620,经由固定板618的空618A和保持片移动部623的驱动轴623A的前端部分接合。
可动部621,如图29所示,根据沿着Y轴的轴部件619的移动,使被分别固定在左右侧的聚光镜保持片613、614沿着X轴移动。如果使轴部件619在+Y方向移动,则沿着X轴被固定在左右侧的聚光镜保持片613、614移动靠近中心一侧。在该状态下,如果使轴部件619在-Y方向上移动,则聚光镜保持片613、614分别向+X方向、-X方向移动离开。
保持片移动部623,由一般的气缸构成,在后述的控制部150进行的控制下,由卡具驱动部200A驱动,驱动轴623A沿着Y轴进退移动。而后,保持片移动部623,通过驱动轴623A进退移动,使与驱动轴623A的前端部分接合的旋钮片620移动。进而,保持片移动部623,除了气缸以外,也可以由油压缸等构成,进而,也可以由脉冲马达、伺服马达等构成。
拉簧622,如图30所示,是相对基础材料611一侧的中心部件617的空间位置,即,聚光镜保持片613、614的空间位置,由重力辅助不向-Y方向偏移的部件。
如图29、30所示,在这样的保持片移动机构615中,保持片移动部623驱动,如果驱动轴623A在+Y方向移动,则与之连动,旋钮片620在+Y方向上上升。进而,伴随该旋钮片620的移动,轴部件619上升,可动部621沿着X轴使聚光镜保持片613、614向中心一侧移动,由此,聚光镜保持片613、614之间,从离开的状态,向接近的状态移动。另外,如果保持片移动部623驱动,驱动轴623A向-Y方向移动,则和上述的情况相反地作用,聚光镜保持片613、614从接近状态转向离开状态移动。
透镜调整机构630,使第2聚光镜419,与入射的光束,即与Z轴正交,并且可以沿着作为相互正交的2方向的X轴方向以及Y轴方向移动。该透镜调整机构630,如图26、29、30所示,具备使可以沿着第2聚光镜419的X轴方向移动的X方向调整部631(图26),和使可以沿着Y轴方向移动的Y方向调整部632。
X方向调整部631,如图26、30所示,具备使聚光镜保持器具610自如滑动的球滑块633;在该球滑块633中,调整聚光镜保持器具610在X轴方向的滑动距离的X方向脉冲马达634(图26)。
X方向脉冲马达634,是一般的脉冲马达,在由后述的控制部150进行的控制下,通过从卡具驱动部200A施加规定的脉冲电压,未图示的驱动轴转动。而后,在该未图示的驱动轴上,接合有杆635,该杆635,在与驱动轴的转动连动转动的同时,沿着X轴进退移动。
在此,杆635的前端,因为与聚光镜保持器具610的基础材料611(图30)的侧面接合,所以如果X方向脉冲马达634驱动,则经由球滑块633,杆635以及基础材料611沿着X轴移动。由此,保持聚光镜419的聚光镜保持器具610可以向X轴方向移动,即,聚光镜419可以沿着X轴方向移动。
Y方向调整部632,如图29、30所示,具备使中心部件617自如滑动的球滑块616;在该球滑块616中,调整中心部件617在Y轴方向的滑动距离的Y轴方向脉冲马达636。
Y方向脉冲马达636,如图29、30所示,和X方向脉冲马达634一样,是一般的脉冲马达,在由后述的控制部150进行的控制下,通过从卡具驱动部200A施加规定的脉冲电压,未图示的驱动轴进行转动。而后,在该未图示的驱动轴上,接合杆637,该杆637,在与驱动轴的转动连动进行转动的同时,沿着Y轴进退移动。
进而,虽然作为调整向X轴方向以及Y轴方向的滑动距离的装置,采用了脉冲马达,但并不限于此,也可以采用伺服马达等。
在此,杆637的前端,因为经由固定板618,与中心部件617的上部接合,所以如果Y方向脉冲马达636驱动,则经由球滑块616,中心部件617向Y方向移动。由此,使与聚光镜419的一对凹部513A接合的聚光镜保持片613、614可以向Y轴方向移动,即,聚光镜419可以沿着Y轴方向移动。
在此,在说明中继透镜保持部700前,在以下说明中继透镜433的构造。
中继透镜433,如图27、31所示,具备大致圆形的中继透镜主体531;被安装在该中继透镜主体531的外周侧上,保持中继透镜主体531的中继透镜保持框架532。
中继透镜保持框架532,如图31所示,是在保持中继透镜主体531的同时,把中继透镜主体531保持在内侧的规定位置上的部件。该中继透镜保持框架532具备大致矩形的保持框架主体533、被配置在该保持框架主体533的上侧部分上的附势部件534。
在保持框架主体533中,其内侧部分535的形状,为与中继透镜主体531的外形对应的大致圆形。因此,只要把中继透镜主体531配置在中继透镜保持框架532上,中继透镜主体531就相对中继透镜保持框架532大致确定位置。但是,在该状态下,未确定图中的上下方向的位置。另外,在保持框架主体533的外侧部分536的左右端面536L、536R上,形成有向左右突出,在上下方向延伸那样形成的游嵌部533B。该游嵌部533B,如图27、31所示,在游嵌在被形成在下光导向体471上的沟部中的状态下,使得可以在和光轴正交的方向上,即保持框架主体533的面内方向上姿态调整保持框架主体533。
附势部件534,如果被配置在保持框架主体533上,则向保持框架主体533的内侧突出的突出部分,与被配置的中继透镜主体531的上侧部分513U接触,向下方附势中继透镜主体531。由此,防止中继透镜主体531向上方向的位移。
另外,在保持框架主体531的外侧部分536中的上面536U上,形成有向上方切削出大致反L字形状,这些反L字的端部之间,相互对向,在+X方向、-X方向上分别凹陷的一对凹部533A。这一对凹部533A,如图31所示,与后述的中继透镜保持器具710的中继透镜保持片713、714的前端部分的一对的爪部713A、714A接合。
图31是从+Z方向看中继保持部700的图。
图32是从+X方向看中继保持部700的图。
中继透镜保持部700,如图26、31、32所示,在光导向体47内,位置调整中继透镜433。该中继透镜保持部700具备中继透镜保持器具710;使该中继保持器具710可以移动的透镜调整机构730(图26)。
进而,中继透镜保持部700,因为是和上述聚光镜保持部600大致相同的构成以及机构,所以在和聚光镜保持部600相同或者相当的构成部分上标注相同的符号,并省略或者简略说明。
中继透镜保持器具710,使中继透镜433保持或者脱离。该中继透镜保持器具710,如图31、32所示,具备用螺钉紧固在台座201上的基台626;在该基台626的+Y侧面(上面)经由球滑块633安装的曲柄状的基础材料711;在该基板711的+Z侧面经由球滑块616(图32)安装的保持器具主体712。
保持器具主体712具备用同一形状金属制的相互对向配置的2个中继透镜保持片713、714;使这些中继透镜保持片713、714之间接近的在X方向上可以移动的保持片移动机构715。
中继透镜保持片713、714,如图31所示,是向-Y方向突出的部件,其前端部分的一对爪部713A、714A的尖端分别向着+X方向或者-X方向。这些尖的前端部分的一对爪部713A、714A,当中继保持片713、714之间处于离开的离开状态的情况下,分别接合到中继透镜433的一对凹部533A。另一方面,当中继透镜保持片713、714之间处于接近的接近状态的情况下,前端部分的一对爪部分713A、714A、与一对凹部533A的接合解开。
保持片移动机构715,如图32所示,是和上述保持片移动机构615一样的机构,构成该其沟的部件也大致相同,具备中心部件617、固定板618、螺钉627、轴部件619、旋钮片620、可动部621、拉簧622、保持片移动部623。
如图31、32所示,在这样的保持片移动机构715中,如果保持片移动部623驱动,驱动轴623A向+Y轴方向移动,则与之连动,旋钮片620向+Y方向上升。进而,伴随该旋钮片620的移动,轴部件619上升,可动部621沿着X轴使中继透镜保持片713、714向中心一侧移动,由此,中继透镜保持片713、714之间,从离开的状态,向接近的状态移动。另外,如果保持片移动部623驱动,驱动轴623A向-Y方向移动,则和上述的情况相反地作用,中继透镜保持片713、714从接近状态向离开状态移动。
透镜调整机构730,如图26、31、32所示,使中继透镜433,与入射的光束,即与图中的Z轴正交,并且可以沿着作为相互正交的2方向的X轴方向以及Y轴方向移动。该透镜调整机构730,具备使中继透镜433沿着X轴方向可以移动的X方向调整部731,和使沿着Y轴方向可以移动的上述Y方向调整部632。进而,X方向调整部731,和上述X方向调整部631一样,只是改变方向配置,在各构成零件上标注相同的符号并省略说明。
由X方向调整部731,和上述一样,使保持中继透镜433的中继透镜保持器具710向X轴方向可以移动,即,中继透镜433可以沿着X轴方向移动。
另外,由Y方向调整部632,使与中继透镜433的一对凹部533A接合的中继透镜保持片713、714向Y轴方向可以移动,使中继透镜433沿着Y轴方向可以移动。
图33是从+Z方向看绿色光用偏振光板保持部801的图。图34,是从-X方向看绿色光用偏振光板保持部801的图。图35是从+Z方向看红蓝色光用偏振光板保持部802的图。图36是从-X方向看红蓝色光用偏振光板保持部802的图。
偏振光板保持部800,如图26、33~36所示,使各入射侧偏振光板435R、435G、435B在围着照明光轴旋转至规定的方向(角度),调整光导向体47内的各入射侧偏振光板435R、435G、435B的位置。该偏振光板保持部800具备实施入射侧偏振光板435G的位置调整的绿色光用偏振光板保持部801;实施入射侧偏振光板435R、435B的位置调整的红蓝色光用偏振光板保持部802。
绿色光用偏振光板保持部801,如图26、33、34所示,具备和入射侧偏振光板435G接合的偏振光保持器具810(图33);使和该偏振光保持器具810接合的入射侧偏振光板435G在面内自如旋转的偏振光板旋转调整机构830。
偏振光板保持器具810,如图33、34所示,与入射侧偏振光板435G接合使入射侧偏振光板435G旋转。该偏振光板保持器具810具备用螺钉紧固在台座201上的基础材料811;经由球滑块633(图34),相对该基础材料811被滑动自如地安装在X轴方向上的保持器具主体812。
保持器具主体812具备经由球滑块633用螺钉紧固的基础材料814;在该基础材料814上,和球滑块633在相反一侧的面上用螺钉紧固的平面曲柄状的臂部815;被设置在该臂部815的前端上,向+Z方向突出的圆柱状的接合销816。
接合销816,具有可以插入入射侧偏振光板435G的偏振光板用凹部438B中的外径尺寸,通过插入到偏振光板用凹部438B,成为和偏振光板用凹部438B接合。
偏振光板旋转调整机构830,如图33、34所示,具备具有沿着Y轴进退移动的杆831A的脉冲马达831;根据杆831A向Y轴方向进退移动,经由球滑块633,使基础材料814向X轴方向进退移动的可动片833。
脉冲马达831,和上述第2聚光镜419的X方向脉冲马达634以及Y方向脉冲马达636一样,在后述的控制部150的控制下,通过从卡具驱动部200A施加规定的脉冲电压而进行驱动,未图示的驱动轴进行旋转。而后,杆831A,与该驱动轴的前端部分接合,在与驱动轴的转动连动进行旋转的同时,沿着Y轴进退移动。
可动片833,具备平面圆形状的基础部分833A;从该基础部分833A,向所成角度θ是大致90度的2个方向突出的马达侧突出片833B以及滑块侧突出片833C,以贯通基础部833A的中心部分的轴A为中心沿着箭头B的方向旋转。
在这样的偏振光板旋转调整机构830中,如果脉冲马达831驱动,驱动轴转动,杆831A向-Y方向移动,则杆831A的前端把马达侧突出片833B的上面(+Y侧面)向-Y方向押下。而后,可动片833在箭头B的右方向转动,滑块侧突出片833C的右面(-X侧面),使与该右面接触的基础材料814向-X方向前进。因此,随着基础材料814向-X方向的推进,被固定在基础材料814上的臂部815、和被安装在该臂部815上的接合销816也向-X方向前进。这样因为接合销816向-X方向前进,所以与接合销816接合的偏振光板用凹部438B向箭头C的右方向转动。
在此,基础材料811和保持器具主体812的基础材料814,由拉簧834接合。因此,基础材料814,始终处于被拉向+X方向的状态。即,如果脉冲马达831驱动,驱动轴转动,杆831A向+Y方向移动,则滑块侧突出片833C向+X方向移动,基础材料814也向+X方向移动。因而,与接合销816接合的偏振光板用凹部438B向箭头C的左方向转动。
另一方面,红蓝颜色光用偏振光板保持部802,如图26、35、36所示,其构成和上述的绿色光用偏振光板保持部801大致相同。红蓝色光用偏振光板保持部802和绿色光用偏振光板保持部801不同之处在于考虑在把卡具200安装在光导向体47上时的红蓝色光用偏振光保持部802的操作性,具备和上述基础材料811形状不同的基础材料841(图36)。对于除此以外的构成以及机构,和上述绿色光用偏振光板保持部801大致相同,标注相同的符号并省略说明。在此,图35、36所示的XYZ轴坐标,是根据红色光用的入射侧偏振光板435R展示的坐标。另外,相当于绿色光用偏振光板保持部801的拉簧834的部件展示于图26中。
进而,在红蓝色光用偏振光板保持部802中,作为调整蓝色光用的入射侧偏振光板435B的图,只要是从纸面的背面一侧看图35、36的图即可。
配合器300,在内部填充以α-氰基丙烯酸脂单体为主要成分的瞬间粘接剂,在由后述的控制部150进行的控制下,喷出规定量的粘接剂。该配合器300,形成有多个喷出部,如图29、30所示,在卡具200被设置在光导向体47中时,多个喷出部中的二个喷出部的前端部分接近配置在被设置在第2聚光镜419的左右端部上的游嵌部513B的上端部。另外,如图31、32所示,多个喷出部中的二个喷出部的前端部分也被接近配置在设置在中继透镜433的左右端部上的游嵌部533B的上端部。进而,如图33~36所示,多个喷出部中的三对喷出部的前端部分分别被接近配置在入射侧偏振光板435R、435G、435B的偏振光板保持框架438的外周部分上。而后,配合器300,适宜地根据来自后述的控制部150的控制信号,把粘接剂喷射到游嵌部513B、游嵌部533B以及偏振光板保持框架438的外周部分和被形成在下光导向体417上的沟部分之间。
图37是模式化展示实施方式2中的控制部150的构造的方框图。
实施方式2中的控制部150,构造和实施方式1相同,具备图像取入部151、图像处理部151、计算处理部153、存储器154,读入被存储在存储器154中的规定的程序,实施光学零件的姿态调整。该控制部150,取入由在实施方式1中说明的3CCD照相机主体114拍摄的图像,在实施图像处理的同时,控制在上述实施方式1中说明的调整用光源装置130、上述的光轴调整卡具200以及配合器300。因此,控制部150,经由3CCD照相机整体114的3个CCD114B3、调整用光源装置130、卡具驱动部200A,和光轴调整卡具200(保持片移动部623,X方向脉冲马达634,Y方向脉冲马达636,脉冲马达831)以及配合器300电气连接。
上述的光轴调整装置100中的控制部150、光轴调整卡具200以及配合器300以外的构成和实施方式1相同。
以下,说明实施方式2中的光学单元的制造方法。
首先,和实施方式1一样,把下光导向体471搭载在光调整装置100的支撑部121上,在该下光导向体471的规定位置上配置投影透镜46,以及电光装置44。另外,在被形成在下光导向体471的各部分上的沟部,游嵌配置全部的光学零件414~419、421~424、431~434、435R、435G、435B。进而,设置上光导向体472使得覆盖下光导向体471的上面。
从以上那样的状态开始光学单元4的制造。
具体地说,根据图38的流程图,如以下那样实施。进而,在说明时,适宜参照图26~37。
首先,操作者,在上光导向体472的上面,安装光轴调整卡具200(处理S100)。这时,把在光轴调整卡具200中的聚光镜保持片613、614以及中继透镜保持片713、714的一部分,经由被形成在上导槽472上的开口部472B、472C(图28),插通在光导向体47内。另外,偏振光板保持部800中的各臂部815的接合销816插通各入射侧偏振光435R、435G、435B的偏振光板用凹部438B使其接合。进而,被安装在光轴调整卡具200上的调整用光源装置130也被设置在光学单元4的规定的位置上。
以下,操作者,操作操作部155,调出用于执行光学单元4的制造的规定的程序。而后,控制部150,读入被存储在存储器154中的程序,根据该程序,如以下所示,实施光学单元4的制造。
首先,控制部150,向卡具驱动部200A输出控制信号。卡具驱动部200A,根据被输入的控制信号,驱动被设置在光轴调整卡具200上的聚光镜保持部600的保持片移动部623,以及,中继透镜保持部700的保持片移动部623,向-Y方向(下方向)押下保持部600、700的各旋钮片620。而后,聚光镜保持部600的一对爪部613A、614A从接近状态转移到离开状态,这一对爪部613A、614A与第2聚光镜419的一对凹部513A接合。另外,中继透镜保持部700的一对爪部713A、714A从接近的状态转移到离开的状态,这一对爪部713A、714A与中继透镜433的一对凹部533A接合(处理S200光学零件保持步骤)。
以下,控制部150,点亮调整用光源装置130的光源灯,和实施方式1一样,从调整用光源装置130射出白色光的光束(处理S300)。而后,该射出的光束通过各种光学零件后的投影图像901经由在实施方式1中说明的投影透镜46(图12)以及凸透镜111(图12),投影在透过型屏幕112(图12)上(处理S400投影图像形成步骤)。
在此,被投影在透过型屏幕112上的投影图像901,实际上,例如如图39(A)所示,其构成具备白色区域902、在该白色区域902的外周侧作为显示影子以规定的宽度尺寸形成的色光区域903。
白色区域902,是第2聚光镜419以及中继透镜433的光轴对准一致,R、G、B这3种颜色全部的色光被合成,形成的图像区域。
色光区域903,是只由3色光中的一部分的色光形成的图像区域。该色光区域903,如图38所示,具有被显现在左侧以及下侧,不包含蓝色光地由绿色光以及红色光形成的黄色区域903Y;显现在右侧以及上侧,不包含绿色光以及红色光地只由蓝色光形成的蓝色区域903B。进而,实际上,在色光区域903上,虽然除了黄色区域903Y以外,形成有在实施方式1中说明的品红色区域903M、不包含红色光地由绿色光以及蓝色光形成的青绿(シアン)区域等,但是在本实施方式中,为了简化说明,色光区域903,假设由黄色区域903Y以及蓝色区域903B构成。即,假设为在实施方式1中说明的场透镜417被配置在照明光轴的规定位置上的状态。
在此,如上所述在投影图像901上作为显示影子显现色光区域903是因为,第2聚光镜419以及中继透镜433之间的光轴位置偏移,产生由这些透镜419、433的位置误差引起的轴上颜色相差的影像。因此,以下顺序实施的目的是抑制由这样的误差引起的颜色相差的影像。
即,如除去作为显示影子的色光区域903,投影图像901全部只是白色区域902那样,实施第2聚光镜419以及中继透镜433的位置调整(处理S500光学零件位置调整步骤)。
具体地说,根据图40所示的流程图实施。
首先,控制部150,在处理S400后,用3CCD照相机装置113检测投影的投影图像901(处理S501投影图像检测步骤)。用该CCD照相机装置113拍摄的图像,被分解为红、绿、蓝3种颜色,作为R、G、B信号输入图像取入部151,图像取入部151,把输入的信号变换为图像信号,输出到图像处理部151(处理S502图像取入步骤)。
在此,图像处理部151,和实施方式1一样(图18),合成各图像信号形成图像,把该图像分割成规定的区域,根据坐标值把各图像数据存储在存储器154(处理S503)。
而后,计算处理部153,读入被存储在存储器154中的图像数据,从这些图像数据中把4个端部图像区域A2(图18(B))的亮度值分解为红、绿、蓝颜色,进行计算(处理S504亮度值计算步骤)。
而后,计算处理部153,从算出的亮度值,判断各颜色的端部位置以及图像区域的边界位置。具体地说,如图39(A)所示的投影图像,在4个端部图像区域位置A2中,如图41所示判断各颜色的端部位置以及图像区域的边界位置。在此,在图41中,图41(A),是4个端部图像区域A2中的左侧的区域A2,图41(B),是右侧的区域A2,图41(C)是上侧的区域A2,图41(D)是下侧的区域A2。
进而,计算处理部153,计算判别出的各颜色的端部位置和图像区域的边界位置的偏差(处理S505姿态最佳位置判定步骤)。在此,如图39所示,在左侧区域A2中,把图像区域的边界位置BP和蓝色光的端部位置BL的偏差设为L1。另外,在右侧区域A2中,把图像区域的边界位置BP和红绿色光的端部位置RGR的偏差设为L2。进而,在上侧的区域A2中,把图像区域的边界位置BP和红绿色光的端部位置RGU的偏差设为L3。进而,在下侧的区域A2中,把图像区域的边界位置BP和蓝色光的端部位置BD的偏差设为L4。
处理S505后,控制部150,根据在计算处理部153中计算出的偏差,如以下所示,向卡具驱动部200A输出控制信号,驱动光轴调整卡具200,实施中继透镜433的位置调整(处理S506位置调整步骤)。
首先,控制部150,如图31所示,向卡具驱动部200A输出控制信号,卡具驱动部200A根据输入的控制信号向中继透镜保持部700的X方向脉冲马达634施加规定的脉冲电压,使中继透镜433在X方向移动。而后使蓝色光的端部位置BL移动,直到偏差L1和偏差L2的值成为相同,使中继透镜433在X方向移动。
接着,控制部150,如图31所示,向卡具驱动部200A输出控制信号,卡具驱动部200A根据输入的控制信号向中继透镜保持部700的Y方向脉冲马达636施加规定的脉冲电压,使中继透镜433在Y方向移动。而后,使蓝色光的端部位置BD移动,使中继透镜433在Y方向上移动直到偏差L4和偏差L3的值相同。
进而,在上述的中继透镜433的移动时,计算处理部153,继续计算偏差L1以及偏差L4。而后,控制部150,始终根据计算出的偏差L1以及偏差L4,使从卡具驱动部200A向X方向脉冲马达634以及Y方向脉冲马达636施加的脉冲电压变化。
而后,如果实施处理S506,则图39(A)所示的投影图像901,成为图39(B)所示的投影图像901。即,在色光区域903中,在左侧以及下侧显现出的黄色区域903Y的宽度尺寸,分别和显现在右侧以及上侧的蓝色区域903B相同。
接着,控制部150,根据在计算处理部153中计算出的偏差,如以下那样,向卡具驱动部200A输出控制信号,驱动光轴调整卡具200,实施第2聚光镜419的位置调整(处理S507位置调整步骤)。
首先,控制部150,如图30所示,向卡具驱动部200A输出控制信号,卡具驱动部200A根据输入的控制信号向聚光镜保持部600的X方向脉冲马达634施加规定的脉冲电压,使第2聚光镜419在X方向移动。而后,使蓝色光以及红绿色光的端部位置BL、RGR移动,使第2聚光镜419向X方向移动直到偏差L1以及偏差L2大致为0。
接着,控制部150,如图29所示,向卡具驱动部200A输出控制信号,卡具驱动部200A根据输入的控制信号向聚光镜保持部600的Y方向脉冲马达636施加规定的脉冲电压,使第2聚光镜419向Y方向移动。而后,使蓝色光以及红绿色光的端部位置BD、RGU移动,使第2聚光镜419向Y方向移动直到偏差L3以及偏差L4大致为0。
进而,和中继透镜433的移动时一样,计算处理部153,在第2聚光镜419移动时,继续计算偏差L1~L4。而后,控制部150,始终根据计算出的偏差L1~L4,使施加在X方向脉冲马达634以及Y方向脉冲马达636上的脉冲电压变化。
而后,如果实施处理S507,则图39(B)所示的投影图像901,成为图39(C)所示的投影图像901。即,投影图像901,成为只形成白色区域902,除去色光区域903的图像。
在处理S500中,在实施中继透镜433以及第2聚光镜419的位置调整后,控制部150,驱动控制配合器300,使这些透镜433、419固定在下光导向体471的规定位置上(处理S600光学零件位置确定步骤)。即,由来自控制部150的控制信号驱动配合器300,如图29~32所示,从配合器300的喷射部的前端部分,向第2聚光镜419以及中继透镜433的游嵌部513B以及游嵌部533B和被形成在下光导向体471上的沟部之间喷出粘接剂。这样,各透镜419、433被固定在下光导向体471的规定位置上。
在处理S600中透镜419、433在被固定在下光导向体471的规定位置上后,控制部150,向卡具驱动部200A输出控制信号,驱动光轴调整卡具200,相对液晶面板441以及射出侧偏振光板436R、436G、436B,调整入射侧偏振光板435R、435G、435B到最佳的位置(处理S700光学零件位置调整步骤)。进而,在处理S700中的入射侧偏振光板435R、435G、435B的位置调整,可以和在实施方式1中说明的处理S8大致相同地实施,并省略说明。进而,在实施方式2中,控制部150向卡具驱动部200A输出控制信号,通过卡具驱动部200A根据输入的控制信号向偏振光板保持部800的各脉冲马达831施加规定的脉冲电压,如图33~36所示,各臂部815左右移动,和臂部815的接合销816接合的各R、G、B的偏振光保持框架438以照明光轴为中心转动。
在处理S700中实施入射侧偏振光板435R、435G、435B的位置调整后,控制部150,驱动控制配合器300,使入射侧偏振光板435R、435G、435B固定在下光导向体471的规定位置上(处理S800光学零件位置确定步骤)。即,用来自控制部150的控制信号驱动配合器300,如图33~36所示,从配合器300的喷出部的前端部分,向被偏振光板保持框架438的外周部和形成在下光导向体471的沟部之间喷出粘接剂。这样,入射侧偏振光板435R、435G、435B被固定在下光导向体471的规定位置上。
进而,在实施方式1中说明的偏振光板的位置调整(图24)中,处理S81相当于实施方式2中的投影图像检测步骤,处理S82相当于实施方式2中的图像取入步骤。另外,处理S84相当于实施方式2中的亮度值计算步骤,处理S88相当于实施方式2中的姿态最佳位置判定步骤。进而,处理S89相当于实施方式2中的位置调整步骤。
处理S800后,控制部150,向卡具驱动部200A输出控制信号,卡具驱动部200A根据输入的控制信号,驱动聚光镜保持部600的保持片移动部623,以及,中继保持部700的保持片移动部623,使保持部600、700的各旋钮片620在+Y方向(上方向)上上升。而后,聚光镜保持部600的一对爪部613A、614A,以及中继透镜保持部700的一对爪部713A、714A从离开的状态转移到接近状态,解除第2聚光镜419以及中继透镜433的接合状态(处理S900)。
而后,处理S900后,操作者,确认由控制部150进行的光学单元4的制造程序结束,拆下被设置在光导向体47上的光轴调整卡具200(处理S1000)。
实施方式2的效果如果采用上述的实施方式2,则除了具有与上述(1)~(7)、(10)、(11)大致相同的效果外,还具有以下的效果。
(12)因为控制部150,驱动控制CCD114B3、调整用光源装置130、光轴调整卡具200以及配合器300,所以自动地实施直至光学零件保持步骤S200~处理S900的光学单元4的制造处理。因而,不需要用手动实施光学零件的位置调整等的光学单元的制造处理,可以容易并且迅速地制造光学单元。
(13)因为光轴调整卡具200的,聚光镜保持片613、614、中继透镜保持片713、714,以及偏振光板保持部800的臂部814向下方突出,所以由于可以从被设置在上光导向体472上的聚光镜用开口部472B、中继透镜用开口部472C等插入,与作为调整对象的光学零件接合,所以容易实施光学零件(中继透镜433,第2聚光镜419,入射侧偏振光板435R、435G、435B)的姿态调整。另外,由此,不需要把为了手动实施光学零件的姿态调整而可以拧改锥等工具的构造设置在光学零件用壳体上,可以简化光学零件用壳体的构造。进而,因为把调整用光源装置130安装在光轴调整卡具200上,所以在把光轴调整卡具200安装在光学单元4上时,同时还可以在规定的位置上设置调整用光源装置130,因而可以降低设置另一调整用光源装置130的操作工时。
(14)控制部150,具备图像取入部151、图像处理部152、存储器154,以及计算处理部153。控制部150,使被投影在CCD114B3上的图像拍摄。而后,图像取入部151,取入拍摄的图像并变换为图像信号。而后,图像处理部152,根据被变换的图像信号形成图像,分割成规定的区域,根据各坐标值存储在存储器154中。而后,计算处理部153,计算被存储在存储器154中的规定的图像的亮度值。进而,计算处理部153,在4个端部区域A2中,判别与各颜色光对应的端部位置(BL,BD,RGR,RGU)以及图像形成区域的边界位置(BP),计算它们的偏差。由此,控制部150,根据计算出的偏差,驱动控制光轴调整卡具200,可以实施中继透镜433以及第2聚光镜419的姿态调整。因而,与以往通过目视被投影在屏幕上的图像手动实施光学零件的姿态调整的情况相比,可以正确地实施光学零件的光轴调整。
实施方式的变形进而,本发明,并不限于上述实施方式,在可以实现本发明的目的的范围内的变形、改良等也包含在本发明中。
例如,在上述各实施方式中,虽然使用了凸透镜111,但并不限于此,也可以采用由多个透镜构成,作为整体具有正的折射能力那样的透镜群。
在上述各实施方式中,3CCD照相机装置113,具备广角镜头114A,用该广角镜头114A拍摄被显示在透过型屏幕112上的投影图像的整体像,但并不限于此,其构成也可以是经由可以在3维移动的移动机构,移动3CCD照相机主体114,适宜地取得规定区域的图像。但是,如本实施方式所示用广角镜头114A拍摄投影图像的整体像的一方,不需要经由上述移动机构,具有可以实现光轴调整装置100小型化的优点。
在上述各实施方式中,虽然使用了3CCD照相机113,但并不限于此,其构成也可以是使用多个具备1枚CCD的CCD照相机装置。但是,如本实施方式所示,使用3CCD照相机装置113的一方,具有可以实现光轴调整装置100的小型化的优点。另外,因为可以并行处理R、G、B。所以可以实现缩短调整时间。
在上述实施方式1中,把成为位置调整对象的光学零件,设为第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415、第2聚光镜419、场透镜417、入射侧偏振光板435R、435G、435B,在上述实施方式2中,把成为位置调整对象的光学零件,设为第2聚光镜419、中继透镜433、入射侧偏振光板435R、435G、435B,但并不限于此。例如,在实施方式1中,其构成也可以是位置调整中继透镜433,除此以外,其构成还可以是位置调整第1透镜阵列418、反射镜等的其他光学零件。另外,在实施方式2中,其构成也可以是位置调整第2透镜阵列414以及偏振光变换元件415、场透镜417,此外,也可以位置调整第1透镜阵列418、反射镜等的其他光学零件。即,在实施方式2中,只要其构成是具有将光轴调整卡具200与成为位置调整对象的光学零件对应保持该光学零件的保持部的功能即可。
在上述各实施方式中,虽然在光学零件410、419、417的粘接固定用中采用瞬间粘接剂,但并不限于此,也可以采用紫外线硬化系列粘接剂和弹性系列粘接剂等的其他粘接剂。上述实施方式的一方,具有在光学零件410、419、417产生位置偏离前瞬间粘接固定的优点。另外,不需要紫外线硬化粘接剂的硬化用照射光源,可以实现装置的小型化、制造成本的消减。
在上述实施方式1中,在入射侧偏振光板435R、435G、435B的粘接固定用中采用螺纹固定剂,但并不限于此,也可以采用弹性粘接剂、紫外线硬化粘接剂、瞬间粘接剂等的其他的粘接剂。但上述实施方式的一方,具有可以持续入射侧偏振光板435R、435G、435B的粘接状态的优点。
在上述各实施方式中,把光学零件410、419、417、433的移动方向设置在上下方向以及左右方向上,但并不限于此,也可以把移动方向设置在其他正交的2方向上。
在上述各实施方式中,其构成是使光轴调整卡具200和偏振光板保持框架438中的偏振光板用凹部438B接合,入射侧偏振光板435R、435G、435B旋转移动,但只要可以转动,则使用磁性·电气手段等的其他构成也可以。
在上述各实施方式中,虽然其构成是在第2透镜阵列单元的卡具安装孔501C、第2聚光镜419的凹部513A、场透镜417的凹部523A上接合光轴调整卡具200,但只要可以接合其他的构成也可以。
在上述各实施方式中,作为投影透镜46的构成,具有在前段上具有负的折射能力的透镜群46A、在后段上具有正的折射能力的透镜群46B,但并不限于此,只要是在前端具备具有负的折射能力的透镜群46A,也可以是其他具有多个透镜群的构成。另外,这些透镜群46A、46B内的多个透镜的构成也可以采用其他的构成,只要在整体上分别具有负的折射能力的透镜群46A以及具有正的折射能力的透镜群46B即可。
在上述各实施方式中,光轴调整装置100,进行光学零件的光轴调整,但并不限于此,也可以在液晶面板441的点缺陷检查中使用。
具体地说,对于相对交叉分色棱镜45的光束入射面,射出侧偏振光板436R、436G、436B以及液晶面板441R、441G、441B(图4,图5)被固定的光学装置,例如,从调整用光源装置130照射光束,把由交叉分色棱镜45合成的光束经过凸透镜111,在透过型屏幕112上显示全面是黑色的投影图像。
由3CCD照相机装置113检测该投影图像,读取图像,由图像处理部151,分割成规定区域并与坐标值对应地存储在存储器中。而后,由计算处理部153,计算各被分割的区域的亮度值,从该亮度值的变化中,检测亮点,从该亮度的大小以及个数中,进行液晶面板441R、441G、441B的点缺陷检测。
在此,如上述实施方式所示,即使设置成通过使用3CCD照相机装置113,向各液晶面板441R、441G、441B照射光束,用交叉分色棱镜45合成,因为可以用3CCD照相机装置113把合成的光束分解为R、G、B的各颜色光,所以从上述亮点的颜色中,可以检测出在哪个液晶面板441R、441G、441B中有点缺陷。
另外,在如把从上述光学装置射出的光束在透过型屏幕112上全面显示白色那样显示投影图像的情况下,上述亮点,相反作为黑点被检测出。这种情况下,有可能是因附着在液晶面板441R、441G、441B或者射出侧偏振光板436R、436G、436B上的尘埃和毛刺引起的。
在此,为了除去这些尘埃或者毛刺,例如,可以采用在由图像处理识别出的黑点的坐标位置上,照射激光除去的激光清洁机具。
权利要求
1.一种光轴调整装置,是为了制造具备被配置在从光源射出的光束的光路上的多个光学零件,在内部设置上述光束的照明光轴、收纳上述多个光学零件并配置在规定位置上的光学零件用壳体,以及放大投影从上述光学零件射出的光束的投影光学系统的光学单元,相对上述光学零件用壳体,进行上述多个光学零件的光轴调整的光轴调整装置,其特征在于,具备位于上述投影光学系统的光束射出一侧附近,具有正的折射能力的透镜群;以及投影从上述透镜群投射的光束的透过型屏幕。
2.根据权利要求1所述的光轴调整装置,其特征在于具备向上述光学零件照射光束的光束照射装置。
3.根据权利要求1所述的光轴调整装置,其特征在于具备位于上述透过型屏幕的光束射出一侧附近,检测被显示在上述透过型屏幕上的图像的图像检测装置。
4.根据权利要求3所述的光轴调整装置,其特征在于上述图像检测装置,具备拍摄被显示在上述透过型屏幕上的图像的拍摄部;在上述拍摄部的拍摄面上,安装有广角镜头。
5.根据权利要求3所述的光轴调整装置,其特征在于具备处理由上述图像检测装置检测出的图像的控制部;上述控制部,具有取入由上述拍摄部拍摄的图像并变换为图像信号的图像取入部,和根据从该图像取入部输出的图像信号,进行图像的计算处理的信号处理部;上述信号处理部,根据通过上述图像取入部取入的图像信号计算亮度值,根据该亮度值,判定光学零件的姿态最佳位置。
6.根据权利要求4或者权利要求5所述的光轴调整装置,其特征在55于上述拍摄部,具备将显示在上述透过型屏幕上的图像分解为多个色光的每一个的图像的色分离光学系统,和拍摄上述每种色光的图像的多个拍摄元件。
7.根据权利要求6所述的光轴调整装置,其特征在于上述每种色光的图像,由上述图像取入部变换为每种色光的图像信号;上述信号处理部,根据从上述每种色光的图像信号计算出每种色光的亮度值,根据上述每种色光的亮度值,判定光学零件的姿态最佳位置。
8.一种光学单元的制造方法,所述光学单元具备被配置在从光源射出的光束的光路上的多个光学零件;在内部设定上述光束的照明光轴,收纳上述多个光学零件并配置在规定位置上的光学零件用壳体;以及放大投影从上述光学零件射出的光束的投影光学系统;其特征在于,所述制造方法具备使上述多个光学零件中的任何1个光学零件,接合到被设置在上述光学零件用壳体的外侧的调整卡具的光学零件保持步骤;把光束导入上述光学零件用壳体内部,经由具有正折射能力的透镜群把从上述光学零件用壳体内部射出的投影图像形成在屏幕上的投影图像形成步骤;根据在上述投影图像形成步骤中形成的投影图像,用上述调整卡具调整上述光学零件的位置的光学零件位置调整步骤;以及把由上述光学零件位置调整步骤调整后的光学零件位置确定地固定在上述光学零件用壳体上的光学零件位置确定步骤。
9.根据权利要求8所述的光学单元的制造方法,其特征在于上述调整卡具,由驱动该调整卡具的卡具驱动部,和控制该卡具驱动部的控制部驱动控制;上述光学零件位置调整步骤,具备用图像检测装置检测在上述投影图像形成步骤中形成的投影图像的投影图像检测步骤;上述控制部取入在上述投影图像检测步骤中检测的图像并变换为图像信号的图像取入步骤;上述控制部根据在上述图像取入步骤中变换的图像信号计算亮度值的亮度值计算步骤;上述控制部根据在上述亮度值计算步骤中计算出的亮度值判定上述光学零件的姿势最佳位置的姿势最佳位置判定步骤;上述控制部通过根据在上述姿势最佳位置判定步骤中判定的姿势最佳位置控制上述卡具驱动部驱动上述调整卡具,位置调整上述光学零件的位置调整步骤。
10.一种投影机的制造方法,包含权利要求8或者9所述的光学单元的制造方法。
全文摘要
本发明提供了一种使装置整体非常小型化并可以高效率利用操作空间的光轴调整装置。光轴调整装置100的构成具备调整装置主体110、搭载该调整装置主体110以及光学单元4的载物台120、显示被拍摄的图像的监视器、向光学单元4内的光学零件照射光束的调整用光源装置、控制部。其中,调整装置主体110,具备聚光从光学单元4投影的光束的凸透镜111、投影从光学单元4投影的、由该凸透镜111聚光后的光束的透过型屏幕112、位于该透过型屏幕112的背面一侧,作为拍摄投影像的图像检测装置的3CCD照相机装置113。
文档编号G03B21/00GK1447185SQ03121359
公开日2003年10月8日 申请日期2003年3月26日 优先权日2002年3月26日
发明者北林雅志 申请人:精工爱普生株式会社
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