(57)【要約】【課題】投射画像のコントラストを向上できる光学装置の製造方法、及びプロジェクターを提供すること。【解決手段】複数の色光を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置に対向する複数の光入射面を有し各光変調装置で変調された各色光を合成して画像を形成するクロスダイクロイックプリズムと、光変調装置及び光入射面の間に配設される第１偏光板及び射出側偏光板を備えた光学装置の製造方法においては、第１偏光板及び射出側偏光板を光入射面に対して固定する光学素子固定工程Ｓ２と、光学素子固定工程Ｓ３の後、光変調装置を光入射面に対して固定する光変調装置固定工程Ｓ４とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色光を色光毎に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対向する複数の光入射面を有し前記各光変調装置で変調された各色光を合成して画像を形成する色合成光学装置と、前記光変調装置及び前記光入射面の間に配設される複数の光学素子とを備えた光学装置の製造方法であって、
前記複数の光学素子を前記光入射面に対して固定する光学素子固定工程と、
前記光学素子固定工程の後、前記光変調装置を前記光入射面に対して固定する光変調装置固定工程とを備える
ことを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項２】
複数の色光を色光毎に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対向する複数の光入射面を有し前記各光変調装置で変調された各色光を合成して画像を形成する色合成光学装置と、前記光変調装置及び前記光入射面の間に配設される複数の光学素子とを備えたプロジェクターであって、
前記複数の光学素子のうち前記光入射面に対して固定される第１の光学素子と、
前記第１の光学素子の光入射側に配設される他の光学素子と、
前記第１の光学素子に対して離間した状態で前記他の光学素子を支持し、前記他の光学素子を互いに離間した状態で支持する第１の支持部材と、
前記光入射面に対して固定され、前記光変調装置を支持する第２の支持部材と
を備える
ことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置の製造方法、及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源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色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ーが知られている。
このようなプロジェクターでは、光変調装置と色合成光学装置との間には、入射する光束を光学的に変換する複数の光学素子が介装されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクターでは、光変調装置の光射出側には、光変調装置を保持する保持部材に保持される視野角補償板（光学素子）、及び色合成光学装置に固定される射出側偏光板（光学素子）が配設されている。これにより、保持部材は、光変調装置及び視野角補償板を保持しながら、射出側偏光板が取り付けられた色合成光学装置に対して固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２５１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、保持部材を色合成光学装置に位置付ける際に、光変調装置の位置調整を行うことで、保持部材に保持されている視野角補償板の取付角度がずれてしまうこととなる。これにより、投射レンズから投射される投射画像のコントラストが低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、投射画像のコントラストの低下を防止できる光学装置の製造方法、及びプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学装置の製造方法は、複数の色光を色光毎に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対向する複数の光入射面を有し前記各光変調装置で変調された各色光を合成して画像を形成する色合成光学装置と、前記光変調装置及び前記光入射面の間に配設される複数の光学素子とを備えた光学装置の製造方法であって、前記複数の光学素子を前記光入射面に対して固定する光学素子固定工程と、前記光学素子固定工程の後、前記光変調装置を前記光入射面に対して固定する光変調装置固定工程とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、先ず、複数の光学素子を色合成光学装置の光入射面に対して固定し、その後に、光変調装置を光入射面に対して固定する。これによれば、予め、複数の光学素子が光入射面に対して固定されているので、その後に、例えば、光変調装置の位置調整（アライメント調整、フォーカス調整）を行った場合においても、複数の光学素子は互いに固定され、色合成光学装置に固定されているので、光学素子間での取付角度のずれが生じることがない。従って、複数の光学素子の取付角度のずれによる投射画像のコントラストの低下を防止できる。
【０００８】
本発明のプロジェクターは、複複数の色光を色光毎に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対向する複数の光入射面を有し前記各光変調装置で変調された各色光を合成して画像を形成する色合成光学装置と、前記光変調装置及び前記光入射面の間に配設される複数の光学素子とを備えたプロジェクターであって、前記光入射面に対して固定される第１の光学素子と、前記第１の光学素子の光入射側に配設される他の光学素子と、前記第１の光学素子に対して離間した状態で前記他の光学素子を支持し、前記他の光学素子を互いに離間した状態で支持する第１の支持部材と、前記光入射面に対して固定され、前記光変調装置を支持する第２の支持部材とを備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、「光入射面に対して固定される第１の光学素子」としての構成は、光入射面と第１の光学素子との間に透光性部材等を介して固定する構成も含むものである。
また、「光入射面に対して固定される第２の支持部材」としての構成は、光入射面と第２の支持部材との間に部材等を介して固定する構成も含むものである。
本発明では、第１の支持部材により第１の光学素子及び他の光学素子、または他の光学素子が互いに離間した状態で支持されるので、各光学素子を第１の支持部材を介して互いに支持できる。
すなわち、複数の光学素子を予め、第１の支持部材を介して離間した状態で支持することができる。そして、光変調装置は、第２の支持部材により支持され、第２の支持部材が光入射面に対して固定される。光変調装置を固定する際には、アライメント調整や、フォーカス調整が必要であるが、これらの調整を行った場合であっても、複数の光学素子が互いに取付角度のずれを生じることがなく、投射画像のコントラストの低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクターの概略構成を模式的に示す図。
【図２】光学装置の一部を示す斜視図。
【図３】前記光学装置の分解斜視図。
【図４】射出側偏光板がクロスダイクロイックプリズムに取り付けられた状態を示す斜視図。
【図５】前記光学装置の製造方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
［プロジェクターの構成］
図１は、プロジェクター１の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクター１は、画像情報に応じた画像を形成してスクリーン（図示略）上に投射する。このプロジェクター１は、図１に示すように、略直方体状の外装筐体２と、投射光学装置としての投射レンズ３と、光学ユニット４と、プロジェクター１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット５と、プロジェクター１内部の各構成部材を冷却する冷却ファン６と、具体的な図示を省略したが、プロジェクター１内部の各構成部材を制御する制御装置等とを備える。
【００１２】
外装筐体２は、全体略直方体形状を有し、本実施形態では合成樹脂により形成されている。この外装筐体２は、プロジェクター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、及びプロジェクター１の底面、前面、背面、及び側面をそれぞれ構成するロアーケース等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。なお、外装筐体２は、合成樹脂等に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
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にて形成された画像光をスクリーン上に拡大投射する。
【００１３】
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光学的に処理して画像情報に対応した画像光を形成する。この光学ユニット４は、図１に示すように、光源装置４１と、照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と、リレー光学装置４４と、光学装置４５と、光源装置４１から射出された光束の照明光軸Ａが内部に設定された照明光軸Ａに対する所定位置に上述の各光学部品４１〜４５を収納する光学部品用筐体４６とを備える。
【００１４】
光源装置４１は、図１に示すように、光源４１１及びリフレクター４１２等を備える。
そして、光源装置４１は、光源４１１から射出された光束がリフレクター４１２によって射出方向が揃えられ、照明光学装置４２に向けて光束を射出する。
【００１５】
照明光学装置４２は、図１に示すように、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４５の後述する３つの光変調装置４５１上で重畳する。
【００１６】
色分離光学装置４３は、図１に示すように、２枚のダイクロイックミラー４３１，４３２、及び反射ミラー４３３を備え、これらのダイクロイックミラー４３１，４３２、反射ミラー４３３により照明光学装置４２から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学装置４４は、図１に示すように、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３、及び反射ミラー４４２，４４４を備え、色分離光学装置４３で分離された色光、例えば、赤色光を光学装置４５の後述する赤色光側の光変調装置４５１Ｒまで導く機能を有する。
【００１７】
光学装置４５は、入射した光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成する。この光学装置４５は、図１に示すように、３つの光変調装置４５１（赤色光側の光変調装置を４５１Ｒ、緑色光側の光変調装置を４５１Ｇ、青色光側の光変調装置を４５１Ｂとする）と、各光変調装置４５１の光入射側に配置される入射側偏光板４５２と、各光変調装置４５１の光射出側に配置される他の光学素子としての第１偏光板４５３と、第１の光学素子としての射出側偏光板４５４と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４５５とを備える。
なお、光学装置４５の詳細な構成は、後述する。
【００１８】
３つの入射側偏光板４５２は、色分離光学装置４３で分離された各光束のうち、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のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透光性基板上に偏光膜が貼付されて構成されている。なお、３つの入射側偏光板４５２は光学装置４５の他の部品とは別体で構成される。
３つの第１偏光板４５３は、光変調装置４５１を介して射出された光束のうち、所定方向の偏光光を透過し、その他の光束の一部吸収する。
３つの射出側偏光板４５４は、入射側偏光板４５２と略同様の機能を有し、第１偏光板４５３を透過した光束のうち、所定方向の偏光光のみを透過し、その他の光束を吸収する。
【００１９】
クロスダイクロイックプリズム４５５は、射出側偏光板４５４から射出された色光毎に変調された各色光を入射する光入射面４５５１を備え、当該光入射面４５５１に入射された各色光を合成してカラー画像を形成する。このクロスダイクロイックプリズム４５５は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、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、光変調装置４５１Ｇから射出され射出側偏光板４５４を介した色光を透過し、光変調装置４５１Ｒ，４５１Ｂから射出され各射出側偏光板４５４を介した各色光を反射する。このようにして、各色光が合成されて画像光が形成される。
【００２０】
［光学装置の構成］
図２は、光学装置４５の一部を示す斜視図であり、具体的には、赤色光側の光変調装置４５１Ｒがクロスダイクロイックプリズム４５５に固定されている状態を示す斜視図である。
図３は、光学装置４５の分解斜視図である。ここでは、説明の都合上、赤色光側の光変調装置４５１Ｒの光射出側を図示することとする。
光学装置４５は、上述した光変調装置４５１、入射側偏光板４５２、第１偏光板４５３、射出側偏光板４５４、クロスダイクロイックプリズム４５５の他、図２または図３に示すように、取付部材４５１１、保持部材４５１２、支持部材４５３１、及び透光性基板４５４１を備え、これらのうち入射側偏光板４５２を除く各部材４５１，４５３〜４５５，４５１１，４５１２，４５３１，４５４１が一体化されているものである。
【００２１】
取付部材４５１１は、図３に示すように、略矩形状の板状体を有し、四隅部分に挿通孔４５１１Ａを備えている。この取付部材４５１１には、図３に示すように、光変調装置４５１Ｒが取り付けられ、光変調装置４５１Ｒを保持する。
挿通孔４５１１Ａは、後述する保持部材４５１２の突起部４５１２Ｂが挿通される部分である。これにより、取付部材４５１１及び保持部材４５１２が一体化される。これらの部材４５１１，４５１２が一体化されることで、光変調装置４５１Ｒが保持されることとなる。そして、保持部材４５１２の枠部分が、透光性基板４５４１に当接して、光変調装置４５１Ｒがクロスダイクロイックプリズム４５５に固定される。
【００２２】
保持部材４５１２は、図３に示すように、枠状体を有し、矩形状の開口部４５１２Ａと、四隅部分に突起部４５１２Ｂとを備えている。また、保持部材４５１２の両端部分は、光変調装置４５１Ｒ側に向けて折り曲げられている。
開口部４５１２Ａは、光束を通過させるとともに、第１偏光板４５３、射出側偏光板４５４、及び支持部材４５３１を挿通する大きさに形成されている。
突起部４５１２Ｂは、光変調装置４５１Ｒに向けて突起し、挿通孔４５１１Ａに挿通される。
【００２３】
図４は、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４がクロスダイクロイックプリズム４５５の光入射面４５５１（図１参照）に取り付けられた状態を示す斜視図であり、光変調装置４５１等を取付していない状態を示す図である。
第１偏光板４５３は、図３または図４に示すように、矩形状に形成され、支持部材４５３１を介して射出側偏光板４５４へ取り付けられている。
支持部材４５３１は、図３に示すように、枠状体に形成されて、開口部４５３１Ａを有する。また、支持部材４５３１は、図３、４に示すように、両端部分を第１偏光板４５３の光射出側に向けてコ字状に屈曲形成された屈曲部４５３１Ｂを有する。
開口部４５３１Ａは、第１偏光板４５３を透過した偏光光を通過させる部分である。
屈曲部４５３１Ｂには、第１偏光板４５３が取り付けられて、第１偏光板４５３を支持する。これにより、第１偏光板４５３は、射出側偏光板４５４に対して離間した状態で支持部材４５３１に固定される。
【００２４】
射出側偏光板４５４は、図３に示すように、熱伝導性を有する透光性基板４５４１の光入射面に貼り付けられている。
透光性基板４５４１は、水晶板あるいはサファイア板等で構成される。この透光性基板４５４１の光射出側の面は、図３に示すように、クロスダイクロイックプリズム４５５の光入射面４５５１（図１参照）に対して直接、密着し、光入射側の面には、射出側偏光板４５４が貼り付けられるとともに、保持部材４５１２が当接される。
ここで、２枚の偏光板４５３，４５４を備えることで、入射する偏光光を第１偏光板４５３、射出側偏光板４５４のそれぞれで按分させて吸収することとなる。そして、偏光光で発生する熱を両偏光板４５３、４５４で按分させ、それぞれの過熱を抑えている。
【００２５】
［光学装置の製造方法］
上述した光学装置４５は、以下に示すように、製造される。
図５は、光学装置４５の製造方法を示すフローチャートである。
先ず、クロスダイクロイックプリズム４５５の光入射面に対して射出側偏光板４５４を有する透光性部材４５４１が接着されている状態となっている。
そして、支持部材４５３１の屈曲部４５３１Ｂに光硬化型接着剤を塗布し、第１偏光板４５３の光射出面を支持部材４５３１の屈曲部４５３１Ｂに密着させる。これにより、第１偏光板４５３と支持部材４５３１とが一体化される（ステップＳ１）。
次に、支持部材４５３１の光射出側の枠部分に光硬化型接着剤を塗布し、クロスダイクロイックプリズム４５５に固定された透光性基板４５４１の光入射面に対して、一体化された第１偏光板４５３及び支持部材４５３１を密着させる。この際、図示しない治具を用いて、第１偏光板４５３と射出側偏光板４５４との外形基準を合わせ、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４の光束の透過軸を一致させる位置に位置付ける。そして、紫外線等を照射することで光硬化型接着剤を硬化させて、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４の光束の透過軸を一致した状態で固定する（ステップＳ２：光学素子固定工程）。
上述した工程により、図４に示す状態となる。
【００２６】
次に、光変調装置４５１Ｒの位置調整を実施するための図示しない治具に光変調装置４５１Ｒを保持させ、保持部材４５１２の４つの突起部４５１２Ｂに光硬化型接着剤を塗布し、突起部４５１２Ｂを取付部材４５１１の挿通孔４５１１Ａに挿通させる（ステップＳ３）。
次に、保持部材４５１２の光射出側の枠部分の面に対して光硬化型接着剤を塗布して、保持部材４５１２をクロスダイクロイックプリズム４５５の光入射面４５５１に向けて当接させる。具体的には、保持部材４５１２の開口部４５１２Ａに第１偏光板４５３、支持部材４５３１、及び射出側偏光板４５４を挿通させて、保持部材４５１２を透光性基板４５４１に対して当接させる。この際、保持部材４５１２と透光性基板４５４１とが当接する当接面を摺動面としてアライメント調整（光変調装置４５１Ｒに入射する光束の光軸に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向と、前記光軸を中心とする回転方向との調整）を実施する。また、取付部材４５１１と保持部材４５１２との接合面、すなわち４つの突起部４５１２Ｂを介して摺動させることでフォーカス調整（前記光軸に沿う方向と、前記Ｘ軸を中心とした回転方向と、前記Ｙ軸を中心とした回転方向との調整）を実施する。
そして、所定位置に光変調装置４５１Ｒを位置付けた後、紫外線等を照射させることで、光硬化型接着剤を硬化させ、保持部材４５１２を介して透光性基板４５４１に対して光変調装置４５１を固定する（ステップＳ４：光変調装置固定工程）。
以上の工程により、図２に示す光学装置４５が製造される。
【００２７】
上述した本実施形態のプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、先ず、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４をクロスダイクロイックプリズム４５５の光入射面４５５１に対して固定し、その後に、光変調装置４５１を光入射面４５５１に対して固定する。これによれば、予め、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４が光入射面４５５１に対して固定されているので、その後に、例えば、光変調装置４５１の位置調整（アライメント調整、フォーカス調整）を行った場合においても、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４は、互いに固定され、クロスダイクロイックプリズム４５５に固定されているので、第１偏光板４５３と射出側偏光板４５４との間での透過軸のずれが生じることがない。従って、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４の位置ずれによる投射画像のコントラストの低下を防止できる。
【００２８】
また、支持部材４５３１により第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４が互いに離間した状態で支持されるので、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４を支持部材４５３１を介して互いに支持できる。
すなわち、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４を予め、支持部材４５３１を介して離間した状態で支持することができる。そして、光変調装置４５１は、保持部材４５１２の突起部４５１２Ｂ及び取付部材４５１１の挿通孔４５１１Ａにより支持され、保持部材４５１２が透光性部材４５４１の光入射面に対して固定される。例えば、保持部材４５１２が当接する透光性部材４５４１の光入射面を摺動面としてアライメント調整し、また、保持部材４５１２と取付部材４５１１との接合面、すなわち突起部４５１２Ｂを介して、摺動させることで、フォーカス調整する。
従って、光変調装置４５１のこれらの調整を行った場合であっても、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４の透過軸のずれを生じることなく、投射画像のコントラストの低下を防止できる。
【００２９】
［実施形態の変形］
なお、本発明は前述の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範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４の２つの光学素子が用いられたが、３つ以上の光学素子を採用してもよい。
前記実施形態では、射出側偏光板４５４は、透光性基板４５４１を介してクロスダイクロイックプリズム４５５に固定されたが、透光性基板４５４１を用いない構成としてもよい。また、透光性基板４５４１に第１偏光板４５３を貼り付けてから支持部材４５３１に固定させても良い。
前記実施形態では、保持部材４５１２は透光性部材４５４１に対して当接していたが、クロスダイクロイックプリズム４５５を支持する台座部材や、その他の構成部材に当接させてもよい。例えば、支持部材４５３１の上下端部分を大きくして、保持部材４５１２が当接するように構成してもよい。
前記実施形態では、第１偏光板４５３及び射出側偏光板４５４の光束の透過軸を一致させる際に、外形基準により位置調整していたが、光束を透過させて偏光状態を見ながら位置調整してもよい。
【００３０】
前記実施形態では、光学素子として第１偏光板４５３、射出側偏光板４５４を採用したが、この他の光学素子であってもよい。
前記実施形態では、光学ユニット４は平面視略Ｌ字形状を有した構成としたが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、プレゼンテーションやホームシアターに用いられるプロジェクターに利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１…プロジェクター、４５…光学装置、４５１…光変調装置、４５３…第１偏光板（他の光学素子）、４５４…射出側偏光板（第１の光学素子）、４５５…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、４５１２…保持部材（第２の支持部材）、４５３１…支持部材（第１の支持部材）、４５５１…光入射面、Ｓ２…光学素子固定工程、Ｓ４…光変調装置固定工程。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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