(57)【要約】第１位置決め工程Ｓ１は、集光素子および偏光変換素子を位置決め固定する。光束導入工程Ｓ５は、集光素子および偏光変換素子と光束分割素子とに光束を導入する。光学像検出工程Ｓ７は、これらの素子を介した光学像を検出する。照明領域対比工程Ｓ９は、検出された光学像による照明領域および設計上の照明領域を対比する。最適状態判定工程Ｓ１０は、対比結果に基づいて、光学像の照明領域が設計上の照明領域に対して最適な位置であるか否かを判定する。光束分割素子位置調整工程Ｓ１１は、最適な位置でないと判定された場合に光束分割素子の位置調整を実施し、第２位置決め工程Ｓ１２は、最適な位置であると判定された場合に光束分割素子を位置決め固定する。
2004008241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割素子と、各部分光束を集光する集光素子と、各部分光束の偏光方向を揃える偏光変換素子とを備えた照明光学ユニットを製造する照明光学ユニットの製造方法であって、
前記集光素子および前記偏光変換素子を所定の光路上での相対位置を外形基準で調整し、位置決め固定する第１位置決め工程と、
前記第１位置決め工程で位置決めされた前記集光素子および前記偏光変換素子と前記所定の光路上に配置された前記光束分割素子とに光束を導入する光束導入工程と、
前記光束導入工程により導入された光束を、前記集光素子、前記偏光変換素子、および前記光束分割素子に透過させて投影板上に光学像を形成する光学像形成工程と、
前記光学像形成工程で形成された光学像を検出する光学像検出工程と、
前記光学像検出工程で検出された光学像の照明領域と設計上の照明領域との対比結果を算出する照明領域対比工程と、
前記照明領域対比工程で算出された対比結果に基づいて、前記光学像の照明領域が前記設計上の照明領域に対して最適な位置であるか否かを判定する最適状態判定工程と、
前記最適状態判定工程で前記光学像の照明領域が最適な位置ではないと判定された前記光束分割素子の前記集光素子および前記偏光変換素子に対する相対位置を、前記照明領域対比工程で算出された対比結果に基づいて調整する光束分割素子位置調整工程と、
前記最適状態判定工程で前記光学像の照明領域が最適な位置であると判定された前記光束分割素子を位置決め固定する第２位置決め工程とを備えていることを特徴とする照明光学ユニットの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の照明光学ユニットの製造方法において、
前記投影板上には、前記設計上の照明領域の外形を示す見切枠が形成され、
前記光学像検出工程では、前記投影板上の前記光学像と前記見切枠とを撮像素子が検出し、
前記照明領域対比工程は、
前記光学像検出工程で検出された前記光学像と前記見切枠とを画像として取り込む画像取込手順と、
前記画像取込手順により取り込まれた画像から前記光学像の輝度値を画素単位で取得する輝度値取得手順と、
前記光学像の照明領域の内外に亘って設定された走査線を選択する走査線選択手順と、
前記輝度値取得手順で取得された前記画素単位の輝度値から、前記走査線選択手順により選択された走査線上の画素位置に応じた輝度値の変化を表す輝度値変化曲線を取得する輝度値変化曲線取得手順と、
前記輝度値変化曲線取得手順により取得された輝度値変化曲線から、前記光学像の照明領域外部を表す部分と照明領域内部を表す部分との間である輝度値変化部分を直線近似して近似直線を算出する近似直線算出手順と、
前記近似直線算出手順により算出された近似直線に基づいて前記光学像の照明領域の境界点を取得する境界点取得手順と、
前記境界点取得手順により取得された境界点の位置と前記見切枠の位置とを対比して、前記見切枠に対する前記光学像の照明領域の照明マージンを算出する照明マージン算出手順とを備えていることを特徴とする照明光学ユニットの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の照明光学ユニットの製造方法において、
前記見切枠は略矩形状に設定され、
前記照明領域対比工程は、
前記走査線選択手順、輝度値変化曲線取得手順、近似直線算出手順、および、境界点取得手順が、前記見切枠の互いに対向する辺に沿って複数回実施され、
前記照明マージン算出手順は、
前記見切枠の互いに対向する辺の間の距離Ｄａを算出し、
前記境界点取得手順で得られた境界点のうち、前記見切枠の互いに対向する辺の一方の辺に沿った境界点と、前記見切枠の互いに対向する辺の他方の辺に沿った境界点との間の前記見切枠の互いに対向する辺に直交する方向の距離をＤｓを算出し、
前記照明マージンＭを、下記式（１）
Ｍ＝（Ｄｓ−Ｄａ）／２・・・（１）
により算出することを特徴とする照明光学ユニットの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の照明光学ユニットの製造方法において、
前記照明領域対比工程は、さらに、
前記画像取込手順で取り込まれた画像から前記見切枠の中心位置を算出する見切枠画像中心位置算出手順と、
前記境界点取得手順により取得された境界点の位置から前記光学像の照明領域の中心位置を算出する光学像中心位置算出手順と、
前記見切枠の中心位置と前記光学像の照明領域の中心位置とのずれ量を算出する画像中心ずれ量算出手順とを備え、
前記最適状態判定工程は、前記照明マージン算出手順で算出された照明マージンＭが予め設定された閾値以上であり、かつ、前記画像中心ずれ量算出手順で算出されたずれ量が予め設定された閾値以下である場合に、前記光学像の照明領域が最適状態であると判定することを特徴とする照明光学ユニットの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の照明光学ユニットの製造方法において、
前記光束分割素子位置調整工程は、
前記光束導入工程にて導入された光束の光軸をＺ軸とし、前記Ｚ軸と直交し、互いに直交する２軸をＸ軸、Ｙ軸としたときに、前記Ｘ軸方向に前記光束分割素子を移動させるＸ軸位置調整手順と、
前記Ｙ軸方向に前記光束分割素子を移動させるＹ軸位置調整手順と、
前記Ｚ軸を中心として前記光束分割素子を回転させる面内回転位置調整手順とを備えていることを特徴とする照明光学ユニットの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の照明光学ユニットの製造方法において、
前記照明領域対比工程の前に、前記光束分割素子に未硬化状態の光硬化型接着剤を塗布し、
前記第２位置決め工程は、前記光硬化型接着剤に光線を照射して、該光硬化型接着剤を硬化させて前記光束分割素子を固定することを特徴とする照明光学ユニットの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の照明光学ユニットの製造方法を含んだことを特徴とするプロジェクタの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の照明光学ユニットの製造方法により製造されたことを特徴とする照明光学ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の照明光学ユニットを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割素子と、各部分光束を集光する集光素子と、各部分光束の偏光方向を揃える偏光変換素子とを備えた照明光学ユニットを製造する照明光学ユニットの製造装置であって、
外形基準で相対位置が調整され、所定の光路上に位置決め固定された前記集光素子および前記偏光変換素子を保持する素子保持体と、
前記所定の光路上に配置された前記光束分割素子を保持する光束分割素子保持体と、
前記集光素子、前記偏光変換素子、および前記光束分割素子に光束を導入する光源と、
前記集光素子、前記偏光変換素子、および前記光束分割素子を透過した前記光束の光学像が投影される投影板と、
前記集光素子および前記偏光変換素子に対して前記光束分割素子の相対位置を調整する位置調整部と、
前記光束分割素子の位置決め固定を実施する位置決め固定部と、
前記投影板上に形成された光学像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子により撮像された光学像を画像として取り込む画像取込装置と、
前記画像取込装置により取り込まれた画像の画像処理を実施する画像処理装置とを備え、
前記画像処理装置は、
前記画像取込装置により取り込まれた画像に基づいて前記光学像の照明領域と設計上の照明領域との対比結果を算出する照明領域対比手段と、
前記照明領域対比手段により算出された対比結果に基づいて、前記光束分割素子が最適な位置であるか否かを判定する最適状態判定手段とを備えていることを特徴とする照明光学ユニットの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、照明光学ユニットの製造方法、照明光学ユニットの製造装置、この製造方法により製造された照明光学ユニット、および、プロジェクタに関する。
【背景技術】  従来より、光源ランプと、この光源ランプから射出された光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、この電気光学装置で変調された光束を拡大投写する投写光学系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では、光源ランプから射出された光束により、電気光学装置の画像形成領域をムラ無く均一に照明するために、光源ランプおよび電気光学装置の間に複数の光学素子から構成される照明光学系が介在配置されている。
この照明光学系は、例えば、光源ランプから射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割素子、分割された複数の部分光束を電気光学装置の画像形成領域上に集光する集光素子，および、光源ランプから射出された光束の偏光方向を略同一方向に揃える偏光変換素子等から構成されている。
このような照明光学系を調整する場合、従来は、光源ランプ、光束分割素子、集光素子、偏光変換素子、および、電気光学装置等を収納する光学部品用筐体内に設置する。そして、実際に光源ランプから射出された光束をスクリーン上に投写しながら、光束分割素子、集光素子、および、偏光変換素子の位置調整を実施し、目視にて最も明るくなる部分、最も明るさのムラの無くなる位置を最適位置と判断することで実施していた。
近年では、プロジェクタの小型化に伴って、光源ランプから電気光学装置までの光路長が短くなっており、光源ランプと電気光学装置の間に介在配置される照明光学系による集光効率の向上が要求されている。
しかしながら、従来の照明光学系の調整では、光学部品用筐体に対して光束分割素子、集光素子、および、偏光変換素子を各々位置調整するため、高精度な位置調整が困難である。
さらに、これらの最適位置をスクリーン上に投写された光学像から目視にて判断しているために、調整する人により調整精度にばらつきが出たり、作業時間の経過により調整精度が低下するおそれがある。
そして、複数の光学素子の位置関係を高精度に調整して照明光学系による集光効率を向上させるために、これらの光学素子をユニット化する方法が望まれている。
本発明の目的は、光束分割素子、集光素子、および、偏光変換素子を一体化した照明光学ユニットを高精度かつ効率的に製造できる照明光学ユニットの製造方法、照明光学ユニットの製造装置、この製造方法により製造された照明光学ユニット、および、プロジェクタを提供することにある。
【発明の開示】
本発明の照明光学ユニットの製造方法は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割素子と、各部分光束を集光する集光素子と、各部分光束の偏光方向を揃える偏光変換素子とを備えた照明光学ユニットを製造する照明光学ユニットの製造方法であって、前記集光素子および前記偏光変換素子を所定の光路上での相対位置を外形基準で調整し、位置決め固定する第１位置決め工程と、前記第１位置決め工程で位置決めされた前記集光素子および前記偏光変換素子と前記所定の光路上に配置された前記光束分割素子とに光束を導入する光束導入工程と、前記光束導入工程により導入された光束を、前記集光素子、前記偏光変換素子、および前記光束分割素子に透過させて投影板上に光学像を形成する光学像形成工程と、前記光学像形成工程で形成された光学像を検出する光学像検出工程と、前記光学像検出工程で検出された光学像の照明領域と設計上の照明領域との対比結果を算出する照明領域対比工程と、前記照明領域対比工程で算出された対比結果に基づいて、前記光学像の照明領域が前記設計上の照明領域に対して最適な位置であるか否かを判定する最適状態判定工程と、前記最適状態判定工程で前記光学像の照明領域が最適な位置ではないと判定された前記光束分割素子の前記集光素子および前記偏光変換素子に対する相対位置を、前記照明領域対比工程で算出された対比結果に基づいて調整する光束分割素子位置調整工程と、前記最適状態判定工程で前記光学像の照明領域が最適な位置であると判定された前記光束分割素子を位置決め固定する第２位置決め工程とを備えていることを特徴とするものである。
ここで、光束分割素子としては、例えば、前記電気光学装置の画像形成領域に応じたレンズを照明光軸に直行する面内でマトリクス状に配列したレンズアレイを採用できる。さらに、このレンズアレイの他、入射した光束を内面反射を利用して複数の部分光束に分割するロッド等も採用できる。すなわち、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割できる光学素子であれば、種々のものを採用できる。
このような本発明によれば、照明領域対比工程において、検出された光学像照明領域と設計上の照明領域とを対比することができ、例えば、光学像による照明領域の外縁の位置、外縁の所定位置における距離、または、外縁内の面積等と、設計上の照明領域における外縁の位置、外縁の所定位置における距離、または、外縁内の面積等とを対比する。そして、例えば、設計上の照明領域に対して光学像による照明領域が同等、大きい、あるいは、小さい等の評価を対比結果として算出できる。また、設計上の照明領域に対しての相対値を算出してもよい。また、光束分割素子位置調整工程において、照明領域対比工程での対比結果に基づいて集光素子および偏光変換素子に対する光束分割素子の相対位置を調整するので、効率よく調整することができる。そして、最適状態判定工程において、照明領域対比工程による上記のような対比結果に基づいて設計上の照明領域に対する光学像の照明領域の最適な状態を判定するので光束分割素子の最適な位置を容易にかつ正確に判定できる。
したがって、各光学素子の光学的相対位置を高精度に調整できるとともに、効率的に調整することができ、集光効率の向上した照明光学ユニットを製造できる。
また、光束分割素子位置調整工程では、第１位置決め工程にて位置決め固定された集光素子および偏光変換素子に対して光束分割素子のみの位置調整を実施する。そして、第２位置決め固定工程では、この光束分割素子の位置調整の後に、位置決め固定する。
したがって、設計上の照明領域に対する、照明光学ユニットが形成する光学像の照明領域の位置調整を、簡単な工程で実施することができ、照明光学ユニットの製造効率を向上できる。
本発明の照明光学ユニットの製造方法では、前記投影板上には、前記設計上の照明領域の外形を示す見切枠が形成され、前記光学像検出工程では、前記投影板上の前記光学像と前記見切枠とを撮像素子が検出し、前記照明領域対比工程は、前記光学像検出工程で検出された前記光学像と前記見切枠とを画像として取り込む画像取込手順と、前記画像取込手順により取り込まれた画像から前記光学像の輝度を画素単位で取得する輝度値取得手順と、前記光学像の照明領域の内外に亘って設定された走査線を選択する走査線選択手順と、前記輝度値取得手順で取得された前記画素単位の輝度値から、前記走査線選択手順により選択された走査線上の画素位置に応じた輝度値の変化を表す輝度値変化曲線を取得する輝度値変化曲線取得手順と、前記輝度値変化曲線取得手順により取得された輝度値変化曲線から、前記光学像の照明領域外部を表す部分と照明領域内部を表す部分との間である輝度値変化部分を直線近似して近似直線を算出する近似直線算出手順と、前記近似直線算出手順により算出された近似直線に基づいて前記光学像の照明領域の境界点を取得する境界点取得手順と、前記境界点取得手順により取得された境界点の位置と前記見切枠の位置とを対比して、前記見切枠に対する前記光学像の照明領域の照明マージンを算出する照明マージン算出手順とを備えていることが好ましい。
このような方法では、従来の目視による曖味な調整精度を改善し、投影板に形成された照明光学ユニットが形成した光学像の照明領域と設計上の照明領域の外形を示す見切枠とを撮像素子で検出し、照明領域対比工程では、光学像検出工程で撮像素子によって検出された見切枠の画像と光学像の照明領域とを対比することができるので、各光学素子の光学的相対位置をより高精度に調整できるとともに、より効率的に調整することができ、集光効率の向上した照明光学ユニットを製造できる。
例えば、この照明領域対比工程では、以下のような手順で見切枠の画像と光学像の照明領域とを対比する。
（Ａ）先ず、画像取込手順により、画像検出工程にて検出された光学像をビデオキャプチャーボード等の画像取込手段で取り込み、輝度値取得手順により、この取り込んだ光学像の輝度値を、例えば、０〜２５５の２５６階調に分けて取得する。
（Ｂ）次に、走査線選択手順により、例えば、光学像の照明領域内外にわたって横方向に延びる走査線を１つ選択する。そして、輝度値変化曲線取得手順により、この選択した一走査線において、Ｘ軸（横軸）を各画素位置とし、Ｙ軸（縦軸）をこれらの対応する輝度値として、ＸＹ座標にプロットした輝度値変化曲線を取得できる。
この取得した輝度値変化曲線は、光学像の照明領域の境界部分において、光学像の外側から中央部分に向って、一般に、略クランク状またはＳ字状として取得される。すなわち、輝度値変化曲線は、輝度値が略０である照明領域外部を表す部分と、輝度値が略２５５である照明領域内部を表す部分と、その間の輝度値変化部分とで構成されている。
なお、光学像の照明領域の中央部分から光学像の外側に向う場合には、前述とは逆のクランク状または逆Ｓ字状の輝度値変化曲線を取得する。また、縦方向の走査線も、縦と横とを換えて同様に取得する。
（Ｃ）次に、近似直線算出手順において、例えば、輝度値変化部分の全体を最小二乗法等の手段により直線近似して、近似直線を算出できる。また、輝度値変化部分全体を用いずに、輝度値変化部分の一部のみを取り出して、この一部の両端に基づいて直線近似して近似直線を算出することもできる。
（Ｄ）そして、境界点取得手順により、例えば、この輝度値変化部分と輝度値２５５階調を示す線（輝度値２５５階調線）との交点を取得して、この交点を、照明領域の境界を示す点、すなわち、照明用に十分な輝度値を有する限界の位置を示す境界点とする。
なお、輝度値変化部分と輝度値２５５階調線との交点以外に、輝度値変化部分と輝度値２５５階調線との交点のＸ座標から所定画素シフトしたＸ座標を境界点の画素位置としてもよいし、また、輝度値変化部分と、照明領域内部を示す部分を直線近似した線との交点を境界点としてもよい。
（Ｅ）最後に、照明マージン算出手順により、例えば、走査線上の見切枠画像の画素位置または画素位置間の距離に対する、走査線上の境界点の位置または境界点間の距離の相対値を取得し、この相対値を照明マージンとして算出する。
なお、上記（Ｂ）〜（Ｄ）の操作を、照明領域の内外にわたる縦横方向の複数の走査線で実施して全ての走査線での境界点を取得し、これら取得した境界点に基づいて照明マージン算出手順にて照明マージンを算出してもよい。この場合には、見切枠画像の所定の画素位置、所定の画素位置間の距離、および、見切枠画像の面積等に対する、境界点の集合により形成される照明領域の外縁の所定位置、外縁の所定位置間の距離、および、外縁内の面積等の相対値を取得し、この相対値を照明マージンとして算出できる。
ここで、光束導入工程にて、光源ランプから光束を導入した場合には、基本的には一定輝度値の光束を放射しているが、製造時の外部環境等の影響によって、瞬間的に輝度値が小さくなる等の変化を起こす場合がある。
しかしながら、本発明によれば、輝度値変化曲線の輝度値変化部分の傾きが光源ランプの変化等に影響されず、この影響を受けない輝度値変化部分を直線近似して境界点を特定したので、正確な領域情報を算出できる。
本発明の照明光学ユニットの製造方法では、前記見切枠は略矩形状に設定され、前記照明領域対比工程では、前記走査線選択手順、輝度値変化曲線取得手順、近似直線算出手順、および、境界点取得手順が、前記見切枠の互いに対向する辺に沿って複数回実施され、前記照明マージン算出手段は、前記見切枠の互いに対向する辺の間の距離Ｄａを算出し、前記境界点取得手順で得られた境界点のうち、前記見切枠の互いに対向する辺の一方の辺に沿った境界点と、前記見切枠の互いに対向する辺の他方の辺に沿った境界点との間の前記見切枠の互いに対向する辺に直交する方向の距離Ｄｓを算出し、前記照明マージンＭを、下記式（１）
Ｍ＝（Ｄｓ−Ｄａ）／２・・・（１）
により算出することが好ましい。
このような方法では、照明マージン算出手順は、設計上の照明領域の外形を示す見切枠が略矩形状に設定されている場合に、見切枠画像の互いに対向する辺に沿って取得した複数の境界点に基づいて、最適な照明マージンを算出できる。
ここで、例えば、上記（Ｄ）の手順において選択された１本の走査線で取得した境界点が測定環境の異常等に起因する特異的な点である場合に、上記（Ｅ）の手順にて選択された１本の走査線のみで照明マージンを算出すると、照明領域全体における正確な照明マージンを算出できないおそれがある。
ここでは、例えば、上記（Ｂ）〜（Ｄ）の操作を、見切枠画像の互いに対向する縦横方向の複数の走査線で実施して全ての走査線での境界点を取得する。そして、照明マージン算出手順では、取得された複数の境界点のうち、見切枠画像の互いに対向する一方の辺に沿った境界点と、他方の辺に沿った境界点間の一対の辺に直交する方向の最小距離Ｄｓ、および、見切画像の一対の画素位置間の距離Ｄａに基づいて、式（１）により照明マージンＭを算出する。
したがって、例えば、取得された複数の境界点のうち、設計上の照明領域の外形を示す見切枠画像の極端に内側に位置するような特異的な境界点があった場合であっても、見切枠画像に対する光学像の照明領域全体の照明マージンを確実に算出できる。
本発明の照明光学ユニットの製造方法では、前記照明領域対比工程は、さらに、前記画像取込手順で取り込まれた画像から前記見切枠の中心位置を算出する見切枠画像中心位置算出手順と、前記境界点取得手順により取得された境界点の位置から前記光学像の照明領域の中心位置を算出する光学像中心位置算出手順と、前記見切枠の中心位置と前記光学像の照明領域の中心位置とのずれ量を算出する画像中心ずれ量算出手順とを備え、前記最適状態判定工程は、前記照明マージン算出手順で算出された照明マージンＭが予め設定された閾値以上であり、かつ、前記画像中心ずれ量算出手順で算出されたずれ量が予め設定された閾値以下である場合に、前記光学像の照明領域が最適状態であると判定することが好ましい。
ここで、照明領域対比工程にて取得した複数の境界点に誤差が生じている場合には、照明マージン算出手順で算出した照明マージンに基づいて光束分割素子の位置を設定したとしても、設計上の照明領域の中心軸と光学像の照明領域の中心軸とがずれてしまうおそれがある。例えば、設計上の照明領域の中心軸と光学像の照明領域の中心軸とがずれている場合には、照明光軸のずれた照明光学ユニットを製造してしまうおそれがある。
本発明では、照明領域対比工程は、見切枠画像中心位置算出手順、光学像中心位置算出手順、および、画像中心ずれ量算出手順を備えていることにより、設計上の照明領域の中心軸と光学像の照明領域の中心軸とのずれ量を算出できる。
また、最適状態判定工程では、照明マージンＭが予め設定された閾値以上であり、かつ、画像中心ずれ量算出手順で算出されたずれ量が予め設定された閾値以下である場合に、光学像の照明領域が最適状態であると判定する。このことにより、照明領域対比工程にて取得した複数の境界点に誤差が生じている場合であっても、設計上の照明領域に対して有効な照明マージンを確保した照明光学ユニットを製造でき、さらに、照明光軸のずれのない照明光学ユニットを製造できる。
なお、最適状態判定工程において、照明マージンＭを判定する際、予め設定された閾値を下限値として、さらに、上限値を有するような範囲内に照明マージンＭが位置しているか否かを判定するようにしてもよい。このようにすれば、所定の照明マージンを有する照明領域を確保するとともに、最適な照明領域の範囲内に光学像の照明領域を確保した照明光学ユニットを製造できる。
本発明の照明光学ユニットの製造方法では、前記光束分割素子位置調整工程は、前記光束導入工程にて導入された光束の光軸をＺ軸とし、前記Ｚ軸と直交し、互いに直交する２軸をＸ軸、Ｙ軸としたときに、前記Ｘ軸方向に前記光束分割素子を移動させるＸ軸位置調整手順と、前記Ｙ軸方向に前記光束分割素子を移動させるＹ軸位置調整手順と、前記Ｚ軸を中心として前記光束分割素子を回転させる面内回転位置調整手順とを備えていることが好ましい。
このような方法では、光束分割素子位置調整工程は、Ｘ軸位置調整手順、Ｙ軸位置調整手順、および、面内回転位置調整手順とを備えていることにより、光束分割素子の位置調整を高精度に実施でき、照明光学ユニットを高精度かつ効率的に製造できる。
本発明の照明光学ユニットの製造方法では、前記照明領域対比工程の前に、前記光束分割素子に未硬化状態の光硬化型接着剤が塗布され、前記第２位置決め工程では、前記光硬化型接着剤に光線を照射して、該光硬化型接着剤を硬化させて前記光束分割素子を固定することが好ましい。
このような方法では、光束分割素子に塗布された光硬化型接着剤が未硬化の状態で光束分割素子位置調整工程を行い、第２位置決め工程では、前記光硬化型接着剤に光線を照射して、光硬化型接着剤を硬化させて光束分割素子を固定できる。このことにより、光束分割素子を適宜な位置に調整後、確実に固定できるので、照明光学ユニットの製造を容易にかつ確実に行え、照明光学ユニットの製造効率の向上を図れる。
また、本発明の照明光学ユニットの製造方法を実施するための照明光学ユニットの製造装置としても成立するものである。すなわち、本発明の照明光学ユニットの製造装置は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割素子と、各部分光束を集光する集光素子と、各部分光束の偏光方向を揃える偏光変換素子とを備えた照明光学ユニットを製造する照明光学ユニットの製造装置であって、外形基準で相対位置が調整され、所定の光路上に位置決め固定された前記集光素子および前記偏光変換素子を保持する素子保持体と、前記所定の光路上に配置された前記光束分割素子を保持する光束分割素子保持体と、前記集光素子、前記偏光変換素子、および前記光束分割素子に光束を導入する光源と、前記集光素子、前記偏光変換素子、および前記光束分割素子を透過した前記光束の光学像が投影される投影板と、前記集光素子および前記偏光変換素子に対して前記光束分割素子の相対位置を調整する位置調整部と、前記光束分割素子の位置決め固定を実施する位置決め固定部と、前記投影板上に形成された光学像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子により撮像された光学像を画像として取り込む画像取込装置と、前記画像取込装置により取り込まれた画像の画像処理を実施する画像処理装置とを備え、この画像処理装置は、前記画増取込装置により取り込まれた画像に基づいて前記光学像の照明領域と設計上の照明領域との対比結果を算出する照明領域対比手段と、前記照明領域対比手段により算出された対比結果に基づいて、前記光束分割素子が最適な位置であるか否かを判定する最適状態判定手段とを備えていることを特徴とするものである。
ここで、撮像素子としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の撮像素子を採用できる。
また、画像取込装置としては、上記の撮像素子から出力される電気信号を取得して画像処理装置にて読み取り可能な画像信号に変換して出力するビデオキャプチャボード等を採用できる。
また、画像処理装置を構成する各手段としては、例えば、コンピュータの動作制御を行うＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）上に展開されるプログラムとして構成できる。
このような本発明の照明光学ユニットの製造装置では、上述した照明光学ユニットの製造方法と同様の工程により照明光学ユニットを製造することができ、前記と同様の作用および効果を享受できる。
さらに、プロジェクタの製造方法に本願の照明光学ユニットの製造方法を含むことができ、小型化および高輝度化に対応したプロジェクタを効率よく製造することができる。
そして、前述の照明光学ユニットの製造方法により製造された照明光学ユニットによれば、集光効率の向上した照明光学ユニットとすることができ、これをプロジェクタに適用することにより、小型化および高輝度化に対応できるとともに、製造効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施形態に係る照明光学ユニットを備えたプロジェクタの光学系の構造を示す模式図である。
図２は、前記実施形態における光学系の構造を説明する模式図である。
図３は、前記実施形態における照明光学ユニットの構造を示す概要斜視図である。
図４は、前記実施形態における照明光学ユニットを製造する照明光学ユニットの製造装置を示す正面図である。
図５は、前記実施形態における照明光学ユニットを製造する照明光学ユニットの製造装置を示す側面図である。
図６は、前記実施形態における投影板の構造を示す正面図である。
図７は、前記実施形態におけるＰＣ本体の制御構造を模式的に示すブロック図である。
図８は、前記実施形態における画像処理装置にて認識される光学像を模式的に示す図である。
図９は、前記実施形態におけるＰＣ本体にて取り込まれた光学像において走査線を選択して輝度値変化曲線を取得する様子を示す図である。
図１０は、前記実施形態における照明光学ユニットの設置状態を説明する図である。
図１１は、前記実施形態における位置調整部を示す正面図である。
図１２は、前記実施形態における位置調整部を示す側面図である。
図１３は、前記実施形態における光束分割素子挟持部を上方から見た図である。
図１４は、前記実施形態における照明光学ユニットを製造する動作を説明するフローチャートである。
図１５は、前記実施形態における照明領域対比工程の手順を説明するフローチャートである。
図１６は、前記実施形態における輝度値変化曲線の一部を拡大して示す図である。
図１７は、前記実施形態における近似直線算出手順を説明するフローチャートである。
図１８は、前記実施形態における境界点取得手順を説明するフローチャートである。
図１９は、前記実施形態における照明マージン算出手順を説明するフローチャートである。
図２０は、前記実施形態における照明マージン算出手順にて左右マージンの算出手順を説明する図である。
図２１は、前記実施形態における照明マージン算出手順にて上下マージンの算出手順を説明する図である。
図２２は、前記実施形態における画像中心ずれ量算出部による中心位置のずれ量の算出手順を説明するフローチャートである。
図２３は、前記実施形態における画像中心ずれ量算出部による中心位置のずれ量の算出手順を説明する図である。
図２４は、前記実施形態における表示制御手段によりディスプレイに表示される情報を示す図である。
図２５は、前記実施形態における光束分割素子位置調整工程の手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〈１〉照明光学ユニットを利用したプロジェクタの構造
図１は、本発明の実施形態に係る照明光学ユニットを備えたプロジェクタの光学系の構造を表す模式図である。
図１において、１００は、プロジェクタであり、このプロジェクタ１００は、インテグレータ照明光学系１１０、色分離光学系１２０、リレー光学系１３０、電気光学装置１４０、クロスダイクロイックプリズム１５０、および、投写光学系１６０を備えている。
インテグレータ照明光学系１１０は、光源装置１１１、照明光学ユニット１１２、および、重畳レンズ１１３を備えて構成されている。
光源装置１１１は、光源ランプ１１１Ａおよびリフレクタ１１１Ｂから構成されている。
照明光学ユニット１１２は、光源装置１１１から射出された光束を複数の部分光束に分割して、後述する電気光学装置１４０の液晶パネル１４１の画像形成領域に集光する。この照明光学ユニット１１２は、光束分割素子としての第１レンズアレイ１１２Ａ、集光素子としての第２レンズアレイ１１２Ｂ、偏光変換素子としてのＰＢＳアレイ１１２Ｃを備えて構成されている。
第１レンズアレイ１１２Ａは、光源ランプ１１１Ａから射出された光束を複数の部分光束に分割する。この第１レンズアレイ１１２Ａは、図１に示すように、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス上に配列される複数のレンズを備えて構成され、各レンズの縦横比は、後述する液晶パネル１４１の画像形成領域の縦横比と対応している。
第２レンズアレイ１１２Ｂは、第１レンズアレイ１１２Ａにより分割された部分光束を集光する。この第２レンズアレイ１１２Ｂは、第１レンズアレイ１１２Ａと同様に、照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数のレンズを備えている。各レンズの配列は、第１レンズアレイ１１２Ａを構成するレンズと対応しているが、その大きさは、第１レンズアレイ１１２Ａのように液晶パネル１４１の画像形成領域の縦横比と対応する必要はない。
ＰＢＳアレイ１１２Ｃは、光源ランプ１１１Ａから射出された光束の偏光方向を略一方向に揃える。このＰＢＳアレイ１１２Ｃは、図２に示すように、偏光分離膜１１２Ｃ１、反射膜１１２Ｃ２、位相差板１１２Ｃ３、および、遮光板１１２Ｃ４を備えている。
偏光分離膜１１２Ｃ１は、第１レンズアレイ１１２Ａおよび第２レンズアレイ１１２Ｂを介した各部分光束に含まれる偏光光束のうち、Ｐ偏光光束またはＳ偏光光束の一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射することで、両偏光光束を分離する。
反射膜１１２Ｃ２は、この偏光分離膜１１２Ｃ１で反射された偏光光束を９０°折り曲げて、偏光分離膜１１２Ｃ１を透過した偏光光束の射出方向に、この折り曲げた偏光光束の射出方向を揃える。
位相差板１１２Ｃ３は、偏光分離膜１１２Ｃ１を透過した偏光光束の射出位置に応じて配置され、該偏光光束の偏光方向を変換する。例えば、透過した偏光光束がＰ偏光光束であれば、この位相差板１１２Ｃ３は、Ｓ偏光光束に変換する。
遮光板１１２Ｃ４は、ＰＢＳアレイ１１２Ｃに入射する不要な光束を遮断し、適切な偏光変換を実現するために設けられている。
このような照明光学ユニット１１２は、図３に示すように、枠体としての保持枠１１２Ｄによって一体化される。
この保持枠１１２Ｄは、略箱状に形成され、照明光軸に沿った方向の側面（図３中、左右方向の側面）には、断面略クランク状に形成された係合部１１２Ｄ１が形成されている。この係合部１１２Ｄ１は、後述する照明光学ユニット設置部２０の素子保持体としての保持枠保持部２１と係合する。
また、この保持枠１１２Ｄの光入射側および光射出側の端面は、光源ランプ１１１Ａから射出される光束が透過するように開口が形成されている。
さらに、この保持枠１１２Ｄの光入射側および光射出側に交差する一方の端面（図３中、紙面と略直交する端面のうち、手前側の端面）も開口され、照明光学ユニット１１２内に空気が滞留しないようになっている。
さらにまた、この保持枠１１２Ｄの光入射側および光射出側に交差する他方の端面には、具体的な図示は省略するが、光学部品を収納する光学部品用筐体への固定用のねじを挿入するための孔が形成されている。
そして、この保持枠１１２Ｄの光入射側の端面には、第１レンズアレイ１１２Ａが固定され、光射出側の端面には、第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃが固定される。この際、光射出側の端面は、第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃの外形形状と略同様な形状となっている。このため、これら光学素子を光束射出側の端面に外形形状を合わせて固定することで、これら光学素子の設計上の位置にあわせることが可能となっている。
また、これらの光学素子の保持枠１１２Ｄに対する固定は、紫外線硬化型接着剤により行われる。
重畳レンズ１１３は、図２に示すように、照明光学ユニット１１２を経た複数の部分光束を集光して、後述する液晶パネル１４１の画像形成領域上に重畳させる。
色分離光学系１２０は、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３色の色光に分離する。この色分離光学系１２０は、２枚のダイクロイックミラー１２１，１２２と、反射ミラー１２３とを備えている。具体的には、ダイクロイックミラー１２１にて赤色光Ｒとその他の色光Ｇ，Ｂとが分離され、ダイクロイックミラー１２２にて緑色光Ｇおよび青色光Ｂが分離される。
リレー光学系１３０は、色分離光学系１２０で分離された色光、すなわち、本実施形態では青色光Ｂを後述する液晶パネル１４１Ｂまで導く。このリレー光学系１３０は、入射側レンズ１３１、リレーレンズ１３２、および、反射ミラー１３３，１３４を備えている。
電気光学装置１４０は、３枚の液晶パネル１４１（１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ）を備え、色分離光学系１２０で分離された各色光Ｒ，Ｇ，Ｂを液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂによって、画像情報に応じて変調して光学像を形成する。この液晶パネル１４１は、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いている。
なお、この液晶パネル１４１の光路前段には、フィールドレンズ１４２が配置され、このフィールドレンズ１４２は、インテグレータ照明光学系１１０から射出された光束を照明光軸Ａに対して平行に入射させる。
クロスダイクロイックプリズム１５０は、３枚の液晶パネル１４１から射出された色光毎に変調された画像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１５０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。
投写光学系１６０は、複数の組レンズからなるレンズユニットから構成され、クロスダイクロイックプリズム１５０で合成されたカラー画像を拡大投写する。
上述したインテグレータ照明光学系１１０、色分離光学系１２０、リレー光学系１３０、電気光学装置１４０、クロスダイクロイックプリズム１５０、および、投写光学系１６０を備えた光学エンジンは、具体的な図示は省略するが、光学部品を収納する光学部品用筐体に収納され、一体化される。
ここで、色分離光学系１２０、および、リレー光学系１３０を構成するレンズ、ミラー等の光学部品は、光学部品用筐体に対して直接固定されるが、インテグレータ照明光学系１１０については、第１レンズアレイ１１２Ａ、第２レンズアレイ１１２Ｂ、および、ＰＢＳアレイ１１２Ｃは、保持枠１１２Ｄにより照明光学ユニット１１２として一体化されているため、照明光学ユニット１１２の保持枠１１２Ｄごと光学部品用筐体に装着される。
〈２〉照明光学ユニットの製造装置の構造
図４は、照明光学ユニットを製造する照明光学ユニットの製造装置を示す正面図である。図５は、照明光学ユニットを製造する照明光学ユニットの製造装置を示す側面図である。
図４または図５において、１は、照明光学ユニットの製造装置であり、この照明光学ユニットの製造装置１は、製造装置本体１０、照明光学ユニット設置部２０、位置調整部３０、および、光源としての照明装置４０を備えて構成されている。
製造装置本体１０は、検出装置を収納する基部１１と、この基部１１の上端部から垂直方向に延び、照明光学ユニット設置部２０、位置調整部３０、および、照明装置４０を支持する支持部１２とを備えている。
基部１１の天面には、照明装置４０の照明光軸直下に位置する部分に、支持部１２に沿って垂直方向に延びる略箱状の遮光部１３が形成されている。
この遮光部１３は、照明装置４０から射出される光束を透過させるために、その天面および底面に、開口部が形成されている。そして、この天面における開口部には、照明光学ユニット設置部２０に設置された照明光学ユニット１１２を介した光束に基づく光学像を形成する投影板１４が配置されている。
図６は、投影板の構造を示す正面図である。
投影板１４は、すりガラスから構成され、図６に示すように、このすりガラス上には、設計上の照明領域（液晶パネル１４１の画像形成領域と略同寸法）の大きさに設定された略矩形の見切枠１４Ａが形成されている。
また、具体的な図示は省略するが、この投影板１４上には、プロジェクタ１００の液晶パネル１４１の光路前段に設けられるフィールドレンズ１４２と同様のフィールドレンズが設けられている。このような構成により、プロジェクタ１００に組み込んだ際に最適な照明光学ユニット１１２を製造することができる。
また、基部１１の内部には、図４または図５に示すように、撮像素子としてのＣＣＤカメラ５０、ＰＣ６０（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、位置決め固定部としての紫外線照射装置７０（図４）が収納されている。
ＣＣＤカメラ５０は、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）を撮像素子とするエリアセンサであり、照明装置４０の照明光軸上、投影板１４の直下に配置される。そして、このＣＣＤカメラ５０は、投影板１４上に形成された光学像を撮像して電気信号に変換する。また、この電気信号は、ＰＣ６０に出力される。
また、具体的な図示は省略するが、このＣＣＤカメラ５０は、投影板１４に対して設置位置を移動可能に基部１１の内部に収納されている。
ここで、撮像素子としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）の他、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等も採用できる。
ＰＣ６０は、一般的なＰＣであり、ディスプレイ６１とＰＣ本体６２とを備え、ＣＣＤカメラ５０と図示しない所定の接続ケーブルで電気的に接続されている。
ディスプレイ６１は、一般的な液晶型ディスプレイであり、ＰＣ本体６２の制御の下、後述するようにＰＣ本体６２で各種処理された結果を表示する。このディスプレイ６１は、基部１１の天面後方側（図５中右側）に位置し、垂直方向に延びるディスプレイ載置台１１Ａに載置される。
図７は、ＰＣ本体における制御構造を模式的に示すブロック図である。
ＰＣ本体６２は、ＣＣＤカメラ５０にて撮像された光学像を取得し、この光学像の画像処理を施して、各種処理情報をディスプレイ６１に表示させる。このＰＣ本体６２は、図７に示すように、画像取込装置６３、および、画像処理装置６４を備えている。
画像取込装置６３は、ＣＣＤカメラ５０にて撮像された光学像に関する電気信号を取り込み、コンピュータにて読取可能な画像信号に変換して画像処理装置６４に出力する。この画像取込装置６３は、例えば、ビデオキャプチャボード等で構成される。
画像処理装置６４は、画像取込装置６３から出力される画像信号を入力して照明光学ユニット１１２を介した光束の光学像に基づいて画像処理を施し、この処理結果をディスプレイ６１に表示させる。この画像処理装置６４は、照明領域対比手段６５、最適状態判定手段６６、および、表示制御手段６７を備えている。画像処理装置６４を構成する各手段としては、例えば、コンピュータの動作制御を行うＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）上に展開されるプログラムを採用できる。
図８は、画像処理装置６４にて認識される光学像を模式的に示す図である。
この光学像２００には、照明光学ユニット１１２を介した光束に基づく光学像の他、投影板１４に形成された見切枠１４Ａに基づく光学像２０１（見切枠画像）も含んでいる。この光学像２００は、その中心軸に対応する部分の輝度が最も大きく、中心から離れるにしたがって輝度が小さくなる。すなわち、取り込まれた光学像２００は、外側に向って段々暗くなっている。
照明領域対比手段６５は、照明光学ユニット１１２を介した光束の光学像２００の照明領域、および、この光学像２００に含まれる見切枠画像２０１とを対比する。この照明領域対比手段６５は、輝度値取得部６５Ａ、走査線選択部６５Ｂ、輝度値変化曲線取得部６５Ｃ、近似直線算出部６５Ｄ、境界点取得部６５Ｅ、照明マージン算出部６５Ｆ、および、画像中心ずれ量算出部６５Ｇを備えている。
輝度値取得部６５Ａは、画像取込装置６３から出力される画像信号を取得し、光学像２００の輝度値を画素単位で取得する。
図９は、取り込まれた光学像において走査線を選択して輝度値変化曲線を取得する様子を示す図である。
走査線選択部６５Ｂは、図９（Ａ）に示すように、光学像２００の照明領域ＬＡ内外にわたって設定される走査線ＳＬを選択する。
輝度値変化曲線取得部６５Ｃは、図９（Ｂ）に示すように、走査線選択部６５Ｂにて選択された走査線ＳＬ上の画素位置に応じた輝度値の変化を表す輝度値変化曲線３００を取得する。
近似直線算出部６５Ｄは、輝度値変化曲線取得部６５Ｃにて取得された輝度値変化曲線３００から輝度値変化部分３０３の近似直線を算出する。
境界点取得部６５Ｅは、近似直線算出部６５Ｄにて算出された近似直線に基づいて光学像２００の照明領域ＬＡの境界点を取得する。
照明マージン算出部６５Ｆは、見切枠画像２０１の画素位置、および、境界点取得部６５Ｅにて取得された境界点に基づいて、見切枠画像２０１に対する光学像２００の照明領域ＬＡの照明マージンを算出する。そして、この照明マージンに関するマージン情報を出力する。
画像中心ずれ量算出部６５Ｇは、見切枠画像２０１の中心位置、および、光学像２００の照明領域ＬＡの中心位置を算出し、これら中心位置のずれ量を算出する。そして、この中心位置のずれ量に関する中心位置ずれ情報を出力する。
最適状態判定手段６６は、照明領域対比手段６５にて算出された照明マージン、および、中心位置のずれ量に基づいて、光学像２００の照明領域ＬＡが見切枠画像２０１に対して最適な位置（第１レンズアレイ１１２Ａの最適位置）であるか否かを判定する。そして、判定結果に関する判定情報を出力する。
表示制御手段６７は、照明マージン算出部６５Ｆから出力されるマージン情報、画像中心ずれ量算出部６５Ｇから出力される中心位置ずれ情報、および、最適状態判定手段６６から出力される判定情報を取得し、これらの情報をディスプレイ６１に表示させる。
なお、図９では片側端のみを図示しているが、両端に亘る走査線ＳＬを選択し、一本の走査線から両端の境界点を取得するように適宜選択できる。
図４に戻って、紫外線照射装置７０は、照明光学ユニット１１２の保持枠１１２Ｄの光入射側端面と第１レンズアレイ１１２Ａとの間に介在する紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して硬化させ、保持枠１１２Ｄおよび第１レンズアレイ１１２Ａを固定する。この紫外線照射装置７０は、具体的な図示は省略するが、光ファイバ等の導光手段にて接続され、位置調整部３０に設置された光線照射部（図示省略）を備えている。
図４または図５に戻って、支持部１２は、照明光学ユニット設置部２０、位置調整部３０、および、照明装置４０を支持する。また、この支持部１２は、垂直方向に該支持部１２に沿って延び、後述する照明光学ユニット設置部２０の素子保持体としての保持枠保持部２１を上下に摺動可能にするレール１２Ａを備えている。
照明光学ユニット設置部２０は、製造対象となる照明光学ユニット１１２を設置する部分である。この照明光学ユニット設置部２０は、保持枠保持部２１、および、紫外線遮蔽カバー２２を備えている。
図１０は、保持枠保持部を前方側から見た図である。
保持枠保持部２１は、支持部１２のレール１２Ａに上下に摺動可能に固定され、保持枠１１２Ｄを保持する。
また、この保持枠保持部２１は、基部１１の内部に設けられた空圧部１１Ｂ（図４）とエアーチューブにて接続され、空圧部１１Ｂにて所定の圧力に設定された空気を導入することにより、レール１２Ａに対して上下に摺動する。
そしてまた、照明光学ユニットの製造装置１の基部１１の天面には、保持枠保持部上下摺動スイッチＳＷ１（図４、図５）が設けられ、この保持枠保持部上下摺動スイッチＳＷ１により、空圧部１１Ｂから保持枠保持部２１への空気の導入が切り替えられる。
この保持枠保持部２１は、支持部１２のレール１２Ａに上下に摺動可能に固定される摺動部２１Ａと、摺動部２１Ａの端面から該端面に直交し、かつ、上下に延びるように形成された延出部２１Ｂと、この延出部２１Ｂの端面から左右に延びるように形成された把持部２１Ｃと、摺動部２１Ａの端面から該端面に直交し、かつ、左右に延びるように形成された重畳レンズ設置部２１Ｄとを備えている。
このうち、把持部２１Ｃにおいて、先端部分には保持枠１１２Ｄの係合部１１２Ｄ１と係合するために、断面略Ｌ字状に形成された把持面２１Ｃ１が形成されている。
重畳レンズ設置部２１Ｄは、保持枠保持部２１の下方に位置し、プロジェクタ１００の重畳レンズ１１３と同様の重畳レンズ５００を設置する。そして、照明光学ユニット１１２が把持部２１Ｃに把持された際には、照明光学ユニット１１２とこの重畳レンズ設置部２１Ｄに設置された重畳レンズ５００との相対位置は、プロジェクタ１００における照明光学ユニット１１２と重畳レンズ１１３の設計上の位置と略同一となる。このような構成により、プロジェクタ１００に組み込んだ際に最適な照明光学ユニット１１２を製造することができる。
紫外線遮蔽カバー２２は、紫外線照射装置７０から位置調整部３０に設置された光線照射部を介して照射される紫外線が外部に散乱することを防止する。この紫外線遮蔽カバー２２は、位置調整部３０の下端部から重畳レンズ設置部２１Ｄにかけて囲うように略箱状に形成されている。また、この紫外線遮蔽カバー２２の前方側（図５中左側）は、紫外線遮蔽カバー内部に位置する保持枠保持部２１に照明光学ユニット１１２を設置可能にするために、左右方向に開閉可能に形成されている（図４参照）。
図１１は、位置調整部を前方側から見た図である。図１２は、位置調整部を側面から見た図である。なお、図１１および図１２に示すように、照明光学ユニット１１２の光軸方向をＺ軸とし、Ｚ軸に直交しかつ互いに直交する２軸をＸ軸およびＹ軸とする。
位置調整部３０は、ＰＣ本体６２にて画像処理され、ディスプレイ６１に表示された各種情報に基づいて、照明光学ユニット１１２の第１レンズアレイ１１２Ａの位置調整を実施する。この位置調整部３０は、光束分割素子保持体としての光束分割素子挟持部３１、および、調整部本体３２を備えて構成されている。
図１３は、光束分割素子保持体としての光束分割素子挟持部を上方から見た図である。
光束分割素子挟持部３１は、調整部本体３２の下方に位置し、第１レンズアレイ１１２Ａの調整位置に設置される。そして、この光束分割素子挟持部３１は、照明光学ユニット１１２の保持枠１１２Ｄの光束入射側の端面に紫外線硬化型接着剤を介して密着された第１レンズアレイ１１２Ａを挟持する。すなわち、この光束分割素子挟持部３１は、保持枠保持部２１が上方に摺動し、照明光学ユニット１１２の調整位置にセットされた際に、第１レンズアレイ１１２Ａを挟持する。
この光束分割素子挟持部３１は、第１レンズアレイ１１２Ａの外周形状と略同一の挟持面が形成された２つのクランプ部３１Ａを備え、第１レンズアレイ１１２Ａの外周部分を左右方向（図１３中の上下方向）からこれらのクランプ部３１Ａで挟むように第１レンズアレイ１１２Ａを挟持する。このクランプ部３１Ａは、空圧部１１Ｂ（図４）とエアーチューブにて接続され、空圧部１１Ｂにて所定の圧力に設定された空気を導入することにより、２つのクランプ部３１Ａが近接して第１レンズアレイ１１２Ａの外周を挟持する。
そして、照明光学ユニットの製造装置１の基部１１の天面には、クランプスイッチＳＷ２が設けられ、このクランプスイッチＳＷ２により、空圧部１１Ｂからクランプ部３１Ａへの空気の導入が切り替えられる。
また、この光束分割素子挟持部３１は、後述する調整部本体３２のＹ軸位置調整部３２２、Ｘ軸位置調整部３２３、および、面内回転位置調整部３２４と機械的に接続されている。このため、調整部本体３２による調整により、光束分割素子挟持部３１が平面方向に移動し、これに連動して、第１レンズアレイ１１２Ａが保持枠１１２Ｄの光束入射端面に対して移動する。
調整部本体３２は、図１１または図１２に示すように、光束分割素子挟持部３１を照明光軸と直行する面内で位置調整を実施する。この調整部本体３２は、調整部本体基部３２１、Ｙ軸位置調整部３２２、Ｘ軸位置調整部３２３、および、面内回転位置調整部３２４を備えて構成されている。
調整部本体基部３２１は、調整部本体３２の上方に位置し、支持部１２に固定されて調整部本体３２全体を支持する。
Ｙ軸位置調整部３２２は、図１１に示すように、調整部本体基部３２１の下端部に係合し、Ｙ軸方向に摺動可能なＹ軸摺動板３２２Ａと、このＹ軸摺動板３２２ＡをＹ軸方向に摺動させるＹ軸方向調整つまみ３２２Ｂとを備えている。具体的に、このＹ軸摺動板３２２Ａは、Ｘ軸位置調整部３２３および面内回転位置調整部３２４を介して光束分割素子挟持部３１と機械的に接続し、Ｙ軸摺動板３２２ＡがＹ軸方向に摺動することで、光束分割素子挟持部３１がこれに連動してＹ軸方向に移動する。
Ｘ軸位置調整部３２３は、図１２に示すように、Ｙ軸位置調整部３２２のＹ軸摺動板３２２Ａの下端部に係合し、Ｘ軸方向に摺動可能なＸ軸摺動板３２３Ａと、このＸ軸摺動板３２３ＡをＸ軸方向に摺動させるＸ軸方向調整つまみ３２３Ｂとを備えている。具体的に、このＸ軸摺動板３２３Ａは、面内回転位置調整部３２４を介して光束分割素子挟持部３１と機械的に接続し、Ｘ軸摺動板３２３ＡがＸ軸方向に摺動することで、光束分割素子挟持部３１がこれに連動してＸ軸方向に移動する。
面内回転位置調整部３２４は、図１２に示すように、Ｘ軸位置調整部３２３のＸ軸摺動板３２３Ａの下端部に機械的に固定される面内回転位置調整基部３２４Ａと、この面内回転位置調整基部３２４Ａの下端部に係合し、Ｚ軸を中心として回転摺動可能な面内回転摺動板３２４Ｂと、この面内回転摺動板３２４Ｂを面内回転位置調整基部３２４Ａに対して面内方向に回転摺動させる面内回転調整つまみ３２４Ｃと、面内回転位置調整基部３２４Ａおよび面内回転摺動板３２４Ｂを位置固定する位置固定部３２４Ｄとを備えている。そして、面内回転摺動板３２４Ｂは、光束分割素子挟持部３１と機械的に接続し、この面内回転摺動板３２４Ｂが面内回転位置調整基部３２４Ａに対して面内方向に回転摺動することで、光束分割素子挟持部３１がこれに連動して面内方向に移動する。
このうち、位置固定部３２４Ｄは、図１１に示すように、面内回転位置調整基部３２４Ａに固定され、左右方向に延びるルーズ孔が形成されたルーズ孔形成部３２４Ｄ１と、ルーズ孔形成部３２４Ｄ１に形成されたルーズ孔に嵌合し、面内回転摺動板３２４Ｂと係合する係合つまみ３２４Ｄ２とを備えている。すなわち、係合つまみ３２４Ｄ２を緩め、面内回転摺動板３２４Ｂへの係合状態を解除することで、面内回転摺動板３２４Ｂの面内回転位置調整基部３２４Ａに対する面内方向への回転摺動が可能となる。
また、図１２に示すように、面内回転位置調整基部３２４Ａおよび面内回転摺動板３２４Ｂに跨って、回転調整めもり３２４Ｅが形成されている。そして、作業者は、この回転調整めもり３２４Ｅを見ることで、面内回転位置調整基部３２４Ａに対する面内回転摺動板３２４Ｂの回転方向の位置を認識できる。
なお、具体的な図示は省略するが、これら位置調整部３０の照明光軸には、照明装置４０からの光束が透過するように、開口が形成されている。
図４または図５に戻って、照明装置４０は、照明光学ユニットの製造装置１の上方側に位置し、調整対象となる照明光学ユニット１１２に平行光束を供給する。この照明装置４０は、光源部４１および鏡筒部４２を備えている。
光源部４１は、筐体内部に収納される光源ランプ４１１を備え、この光源ランプ４１１としては、例えば、タングステン球、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、または高圧水銀ランプが用いられることが多い。
鏡筒部４２は、筒状先端部分に平行化レンズ４２１が設けられている。
このような照明装置４０において、光源ランプ４１１から射出された拡散光束は、鏡筒部４２の先端の平行化レンズ４２１によって平行化されて照明装置４０の外部に平行光束として射出される。
〈３〉照明光学ユニットの製造方法
図１４は、照明光学ユニットを製造する動作を説明するフローチャートである。
次に、上述した照明光学ユニットの製造装置１による照明光学ユニット１１２の製造方法を図４ないし図１３、および図１４のフローチャートを参照して説明する。
（Ａ）先ず、保持枠１１２Ｄの光射出側の端面に、第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃを外形基準で調整し、これら光学素子を位置決め固定する（第１位置決め固定工程：ステップＳ１）。なお、ここでの固定は、紫外線硬化型接着剤に限らず、熱硬化型接着剤等を用いてもよい。
（Ｂ）ステップＳ１の後、保持枠１１２Ｄの光入射側の端面に第１レンズアレイ１１２Ａを紫外線硬化型接着剤を介して密着させる。そして、照明光学ユニット設置部２０の紫外線遮蔽カバー２２を開放し、第１レンズアレイ１１２Ａが密着した保持枠１１２Ｄを照明光学ユニット設置部２０の保持枠保持部２１に設置する（ステップＳ２）。また、設置した後に、紫外線遮蔽カバー２２を閉じて密閉する。具体的に、保持枠１１２Ｄの係合部１１２Ｄ１を保持枠保持部２１における把持部２１Ｃの把持面２１Ｃ１に当接するように設置する。
（Ｃ）ステップＳ２において、保持枠１１２Ｄを保持枠保持部２１に設置した後、この保持枠保持部２１を上昇させ、第１レンズアレイ１１２Ａの調整位置にセットする（ステップＳ３）。具体的に、製造装置１に設けられた保持枠保持部上下摺動スイッチＳＷ１を操作することで、保持枠保持部２１には、空圧部１１Ｂにて所定の圧力に設定された空気が導入され、レール１２Ａに対して上方に摺動する。
（Ｄ）ステップＳ３において、保持枠保持部２１が上昇して調整位置にセットされると、位置調整部３０の光束分割素子挟持部３１が第１レンズアレイ１１２Ａの外周を挟持する（ステップＳ４）。具体的に、製造装置１に設けられたクランプスイッチＳＷ２を操作することで、光束分割素子挟持部３１には、空圧部１１Ｂにて所定の圧力に設定された空気が導入される。そして、光束分割素子挟持部３１の２つのクランプ部３１Ａが近接するように移動し、第１レンズアレイ１１２Ａの外周を挟持する。
（Ｅ）照明装置４０の光源ランプ４１１を駆動し、照明光学ユニット１１２に平行光を導入する（光束導入工程：ステップＳ５）。
（Ｆ）ステップＳ５において、光束が導入されると、照明光学ユニット１１２、および、重畳レンズ設置部２１Ｄに設置された重畳レンズ５００を介した光束の光学像が投影板１４に形成される（光学像形成工程：ステップＳ６）。
（Ｇ）ＣＣＤカメラ５０は、ステップＳ６において投影板１４上に形成された見切枠１４Ａを含む光学像を検出する。そして、このＣＣＤカメラ５０は、検出した光学像を電気信号に変換し、ＰＣ６０に出力する（光学像検出工程：ステップＳ７）。
（Ｈ）ＰＣ本体６２を操作し、今回の照明光学ユニット１１２（第１レンズアレイ１１２Ａ，第２レンズアレイ１１２Ｂ，ＰＢＳアレイ１１２Ｃ）の組み合わせに対応するプロジェクタの機種データを呼び出す（ステップＳ８）。
この機種データとしては、液晶パネル１４１の画像形成領域の大きさ、照明領域を特定する走査線の数量に関するデータ、照明領域を対比する際のマージン量の最適範囲を示す閾値データ、および、照明領域を対比する際の中心ずれ量の最適範囲を示す閾値データ等を呼び出す。なお、このようなデータは、ユーザ等により設定可能となっており、例えば、テキストファイルで保存される。
（Ｉ）ＰＣ本体６２は、ＣＣＤカメラ５０から出力される電気信号を取得する。そして、この電気信号に基づく光学像の画像処理を施し、見切枠画像２０１（図８）および照明光学ユニット１１２を介した光束に基づく光学像２００（図８）の照明領域を対比し、ディスプレイ６１に各種処理情報を表示させる（照明領域対比工程：ステップＳ９）。
具体的に、照明領域対比工程Ｓ９は、以下に示す手順により実施される。
図１５は、照明領域対比工程の手順を説明するフローチャートである。
（Ｉ−１）先ず、ＰＣ本体６２の画像取込装置６３が、ＣＣＤカメラ５０から出力される電気信号を取得し、画像処理装置６４にて読取可能な画像信号に変換して出力する（画像取込手順：ステップＳ９１）。
（Ｉ−２）次に、画像処理装置６４の輝度値取得部６５Ａは、画像信号を取得し、取得した画像信号に基づく光学像２００（図８）の輝度値を０〜２５５の２５６階調に分けて、画素単位で取得する（輝度値取得手順：ステップＳ９２）。
（Ｉ−３）次に、走査線選択部６５Ｂは、取り込んだ光学像２００の輝度値を照明領域ＬＡの内外に亘る横方向の横走査線の中から１つの横走査線を選択する（走査線選択手順：ステップＳ９３）。具体的には、図９（Ａ）に示すように、光学像２００の左端から中央部分にかけて、光学像２００の照明領域ＬＡの内外に亘る横走査線ＳＬの中から１つの横走査線ＳＬ１を選択する。
（Ｉ−４）次に、輝度値変化曲線取得部６５Ｃは、ステップＳ９３において選択した横走査線ＳＬ１上の画素位置に応じた輝度値（階調）の変化を示す輝度値変化曲線３００を取得する（輝度値変化曲線取得手順：ステップＳ９４）。具体的に、図９（Ｂ）に示すように、横軸（Ｘ軸）を走査線上の画素位置とし、縦軸（Ｙ軸）を対応する輝度値の階調として、ＸＹ座標にプロットした輝度値変化曲線３００を取得する。
この取得した輝度値変化曲線３００は、図９（Ｂ）に示すように、光学像２００の照明領域ＬＡの境界部分において、光学像２００の外側から中央部分に向って、クランク状またはＳ字状に取得される。すなわち、輝度値変化曲線３００は、階調が略０であって照明領域ＬＡの外部であることを示す部分である基準部３０１と、階調が略２５５であって適正な照明領域を示す照明領域ＬＡ内部である照明部分３０２と、その間の輝度値変化部分３０３とで構成される。
なお、光学像の照明領域の中央部分から光学像の外側に向う場合には、前述とは逆のクランク状または逆Ｓ字状の輝度値変化曲線を取得する。また、縦方向の走査線も、縦と横とを換えて同様に取得する。
図１６は、図９（Ｂ）における輝度値変化曲線３００の一部を拡大して示す図である。
（Ｉ−５）次に、近似直線算出部６５Ｄは、輝度値変化部分３０３を直線として近似し、この近似直線を算出する（近似直線算出手順：ステップＳ９５）。具体的には、図１７に示すフローチャートに基づいて近似直線を算出する。
（Ｉ−５−１）図１６，図１７に示すように、輝度値変化部分３０３で直線性の高い部分となるような基準となる輝度基準値、例えば、２２０階調を設定する（ステップＳ９５１）。
（Ｉ−５−２）次に、この２２０階調を示す２２０階調線Ｙ１と、輝度値変化部分３０３との交点Ａの座標を取得する。そして、この交点ＡのＸ座標の前後１０画素離れた画素位置を示す点である点Ｂ，Ｃを取得する（ステップＳ９５２）
（Ｉ−５−３）これらの取得した点Ｂ，Ｃの座標、すなわち、点Ｂ，Ｃの画素位置および画素位置の階調に基づいて、点Ｂ，Ｃ間の輝度値変化部分３０３を直線として近似し、この変化部分近似直線３０３Ａを算出する（ステップＳ９５３）。
（Ｉ−６）次に、図１５，図１６に示すように、変化部分近似直線３０３Ａに基づいて、境界点取得部６５Ｅは、光学像２００の照明領域ＬＡの境界点Ｈを取得する（境界点取得手順：ステップＳ９６）。具体的には、図１８に示すフローチャートに基づいて境界点Ｈを取得する。
（Ｉ−６−１）図１６，図１８に示すように、変化部分近似直線３０３Ａと２５５階調線Ｙ２との交点Ｇを取得する（ステップＳ９６１）。
（Ｉ−６−２）この交点Ｇから光学像２００の中心側へ所定画素分、例えば、５０画素分シフトした画素位置における照明部分３０２上の基準となる点Ｅを取得する（ステップＳ９６２）。
（Ｉ−６−３）次に、光学像２００の略中心となる画素位置における照明部分３０２上の点Ｆを取得する（ステップＳ９６３）。
（Ｉ−６−４）これらの点Ｅ，Ｆの座標、すなわち、点Ｅ，Ｆの画素位置および画素位置の階調に基づいて、点Ｅ，Ｆ間の照明部分３０２を直線として近似し、この照明部分近似直線３０２Ａを算出する（ステップＳ９６４）。
（Ｉ−６−５）次に、算出された変化部分近似直線３０３Ａと、照明部分近似直線３０２Ａとの交点Ｈを取得する（ステップＳ９６５）。このようにして、取得された交点Ｈが境界点である。
（Ｉ−７）このような手順で、左側の横走査線ＳＬ全ての境界点Ｈを取得した後に、同様な手順で、右側の横走査線および上下側の縦走査線についても境界点Ｈを取得する（ステップＳ９７）。この際、走査線選択手順Ｓ９３では、ステップＳ８にて呼び出された機種データのひとつである選択する走査線の数量に基づいて特定の数量の走査線ＳＬが左右上下側において選択される。また、照明領域ＬＡの左側と右側の境界点Ｈを照明領域の左端と右端に亘る一本の走査線で取得してもよく、照明領域ＬＡの上側と下側の境界点Ｈを照明領域上端と下端に亘る一本の走査線で取得してもよい。
（Ｉ−８）次に、照明マージン算出部６５Ｆは、見切枠画像２０１の画素位置、および、ステップＳ９６にて取得された境界点Ｈに基づいて、見切枠画像２０１に対する光学像２００の照明領域ＬＡの照明マージンＭを算出する（照明マージン算出手順：ステップＳ９８）。具体的には、図１９に示すフローチャートに基づいて照明マージンＭを算出する。
図２０は、左右マージンの算出方法を説明する図である。図２１は、上下マージンの算出方法を説明する図である。
先ず、照明マージン算出部６５Ｆによる上下左右マージンの算出手順を図１９に示すフローチャート、図２０を参照して説明する。
（Ｉ−８−１）照明マージン算出部６５Ｆは、輝度値取得手順Ｓ９２において、取得された輝度値から、見切枠画像２０１の画素位置を認識する（ステップＳ９８１）。
（Ｉ−８−２）この認識した画素位置の座標から見切枠画像２０１の左右端縁間の距離Ｄａｈと上下端縁間の距離Ｄａｖ、すなわち見切枠画像２０１の対向する辺である上下左右の端縁間の距離Ｄａを算出する（ステップＳ９８２）。
（Ｉ−８−３）また、照明マージン算出部６５Ｆは、境界点取得部６５Ｅにて取得された境界点Ｈのうち、見切枠画像２０１の左端縁に沿った境界点Ｈのうち最も右側の境界点Ｈ１と見切枠画像２０１の右端縁に沿った境界点Ｈのうち最も左側の境界点Ｈ２との最小距離Ｄｓｈを算出する（ステップＳ９８３）。すなわち、この最小距離Ｄｓｈは、照明領域ＬＡにおける見切枠画像２０１の左右端縁に直交する方向の距離に相当する。
（Ｉ−８−４）そして、照明マージン算出部６５Ｆは、ステップＳ９８２にて算出した距離Ｄａｈ、および、ステップＳ９８３にて算出した距離Ｄｓｈに基づいて、左右マージンＭｈを以下の式（２）により算出する（ステップＳ９８４）。
Ｍｈ＝（Ｄｓｈ−Ｄａｈ）／２・・・（２）
（Ｉ−８−５）次に、図２１に示すように、照明マージン算出部６５Ｆは、見切枠画像２０１の上端縁に沿った境界点Ｈのうち最も下側の境界点Ｈ３と、見切枠画像２０１の下端縁に沿った境界点Ｈのうち最も上側の境界点Ｈ４との最小距離Ｄｓｖを算出する（ステップＳ９８５）。すなわち、この最小距離Ｄｓｖは、照明領域ＬＡにおける見切枠画像２０１の上下端縁に直交する方向の最も狭い距離に相当する。
（Ｉ−８−６）そして、照明マージン算出部６５Ｆは、ステップＳ９８２にて算出した距離Ｄａｖ、および、ステップＳ９８５にて算出した距離Ｄｓｖに基づいて、上下マージンＭｖを以下の式（３）により算出する（ステップＳ９８６）。
Ｍｖ＝（Ｄｓｖ−Ｄａｖ）／２・・・（３）
なお、左右マージンＭｈおよび上下マージンＭｖの算出結果が負の値となった場合は、再測定する構成としても良い。また、左右マージンＭｈおよび上下マージンＭｖの算出結果が負の値となった場合に、以下のような構成を採用しても良い。例えば、照明マージン算出部６５Ｆは位置調整中の照明光学ユニット１１２が異常である旨の情報を表示制御手段６７に送信する。そして、表示制御手段６７はディスプレイ６１に現在製造中の照明光学ユニット１１２が異常である旨を表示させる。
（Ｉ−９）次に、画像中心ずれ量算出部６５Ｇは、見切枠画像２０１の中心位置、および、光学像２００の照明領域ＬＡの略中心位置を算出し、これら中心位置のずれ量を座標値として算出する（ステップＳ９９）具体的には、図２２に示すフローチャートに基づいて中心位置のずれ量を算出する。
図２３は、画像中心ずれ量算出部による中心位置のずれ量の算出方法を説明する図である。
（Ｉ−９−１）先ず、画像中心ずれ量算出部６５Ｇは、見切枠画像２０１の画素位置の座標値から、四隅の点Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の座標値を算出する。そして、これら四隅の点Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の座標値に基づいて、見切枠画像２０１の中心位置Ｏａの座標値を算出する（見切枠画像中心位置算出手順：ステップＳ９９１）
（Ｉ−９−２）次に、画像中心ずれ量算出部６５Ｇは、ステップＳ９６において取得した境界点Ｈから、見切枠画像２０１の各上下左右端縁に沿った近似直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を算出する（ステップＳ９９２）。
（Ｉ−９−３）また、画像中心ずれ量算出部６５Ｇは、これら算出した近似直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の交点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の座標値を算出する（ステップＳ９９３）。
（Ｉ−９−４）さらに、画像中心ずれ量算出部６５Ｇは、これら算出した交点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の座標値に基づいて、照明領域ＬＡの略中心位置Ｏｓの座標値を算出する（光学像中心位置算出手順：ステップＳ９９４）。
（Ｉ−９−５）そして、画像中心ずれ量算出部６５Ｇは、ステップＳ９９１にて算出した中心位置Ｏａの座標値、および、ステップＳ９９４にて算出した中心位置Ｏｓの座標値から、見切枠画像２０１と照明領域ＬＡの中心位置のずれ量を算出する（画像中心ずれ量算出手順：ステップＳ９９５）。具体的に、中心位置のずれ量は、中心位置Ｏｓおよび中心位置ＯａのＸ座標のずれ量として、中心ずれ量Ｘを算出する。また、中心位置Ｏｓおよび中心位置ＯａのＹ座標のずれ量として、中心ずれ量Ｙを算出する。
（Ｉ−１０）ステップＳ９８にて照明マージンを算出し、また、ステップＳ９９にて画像中心ずれ量を算出した後、表示制御手段６７は、照明領域対比手段６５から左右マージンＭｈ、上下マージンＭｖ、中心ずれ量Ｘ、および、中心ずれ量Ｙを取得する。そして、表示制御手段６７は、ディスプレイ６１にこれらの情報を表示させる（ステップＳ１００）。具体的に、表示制御手段６７は、図２４に示すように、ディスプレイ６１に情報Ａの表示を実施する。
上記ステップＳ９８３およびＳ９８５では、見切枠画像２０１の上下左右のそれぞれの端縁に沿った境界点を用いている。この見切枠画像２０１の上下左右のそれぞれの端縁に沿った境界点は、例えば、下記のように取得してもよい。
照明領域対比工程Ｓ９で、境界点取得手順Ｓ９６で取得された境界点Ｈのうち見切枠画像２０１の外形線に対して所定の範囲内にある境界点Ｈのみを照明マージン算出手順Ｓ９８と中心ずれ量を算出するＳ９９とに用いるようにしてもよい。さらに、境界点取得手順Ｓ９６において、見切枠画像２０１の外形線に対して所定の範囲外にある境界点Ｈを取得した場合、再度取得し直すようにしてもよい。この所定の範囲は、明らかに境界点取得手順Ｓ９６中の製造環境の異常等に起因して取得された特異的な点を排除できるように設定される。すなわち、境界点取得手順Ｓ９６において本来の境界点とは異なる特異的な境界点Ｈを取得した場合であっても、その特異的な境界点を排除して正常に取得された境界点Ｈのみによって照明マージン算出手順Ｓ９８と中心ずれ量を算出するステップＳ９９を行うものである。これにより、例えば、取得された複数の境界点のうち、設計上の照明領域となる見切枠画像の極端に内側に位置するような特異的な境界点があった場合であっても、見切枠画像に対する光学像の照明領域全体の照明マージンを確実に算出できる。
なお、上述したステップＳ４は、この照明領域対比工程Ｓ９の前まで実施されていればよく、その実施の間合いは適宜設定できる。
（Ｊ）そして、ＰＣ本体６２における画像処理装置６４の最適状態判定手段６６は、ステップＳ９の照明領域対比手段６５にて算出された照明マージンおよび中心位置のずれ量を取得する。そしてまた、最適状態判定手段６６は、これら取得した照明マージンおよび中心位置のずれ量に基づいて第１レンズアレイ１１２Ａの設置位置が最適な位置であるか否かを判定する（最適状態判定工程：ステップＳ１０）。
具体的に、最適状態判定手段６６は、ステップＳ８にて呼び出したマージン量の閾値データに基づいて、左右マージンＭｈおよび上下マージンＭｖがそれぞれ閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
ステップＳ１０１において、「Ｎｏ（Ｎ）」と判定した際には、最適状態判定手段６６は、表示制御手段６７に判定情報を出力する。そして、表示制御手段６７は、この判定情報に基づいて、ディスプレイ６１に「ＮＧ」の文字を点灯させる（図２４参照）。この場合、後述するステップＳ１１において、作業者は第１レンズアレイ１１２Ａの位置調整を実施する必要がある。
一方、ステップＳ１０１において、「Ｙｅｓ（Ｙ）」と判定した際には、最適状態判定手段６６は、ステップＳ８にて呼び出した中心ずれ量の閾値データに基づいて、中心ずれ量Ｘおよび中心ずれ量Ｙがそれぞれ閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
ステップＳ１０２において、「Ｎ」と判定した際には、ステップＳ１０１と同様に、ディスプレイ６１に「ＮＧ」の文字が点灯される。また、この場合も、後述するステップＳ１１において、作業者は第１レンズアレイ１１２Ａの位置調整を実施する必要がある。
一方、ステップＳ１０２において、「Ｙ」と判定した際には、最適状態判定手段６６は、表示制御手段６７に判定情報を出力する。そして、表示制御手段６７は、この判定情報に基づいて、ディスプレイ６１に「ＯＫ」の文字を点灯させる（図２４参照）。すなわち、最適状態判定手段６６は、照明マージンが所定の閾値以上であり、かつ、中心ずれ量が所定の閾値以下である場合に、第１レンズアレイ１１２Ａの位置が最適な状態であると判定する。
（Ｋ）作業者は、ステップＳ１０にて第１レンズアレイ１１２Ａが最適な位置に配置されていないと判断された場合、言い換えれば、照明マージンが閾値データ以下であるか、中心位置のずれ量が閾値データ以上であった場合、ステップＳ１００にてディスプレイ６１に表示された情報Ａを観察しながら、位置調整部３０を操作して、第１レンズアレイ１１２Ａの位置調整を実施する（光束分割素子位置調整工程：ステップＳ１１）。具体的には、図２５に示すフローチャートに基づいて位置調整を実施する。
ここで、照明領域対比手段６５は、この位置調整部３０によって第１レンズアレイ１１２Ａの位置が変更されると、この変更に連動して、照明マージンおよび中心位置のずれ量を算出し、ディスプレイ６１に情報Ａを表示させ、かつ、最適状態判定手段６６は、算出された対比結果に基づいて第１レンズアレイ１１２Ａが最適な位置であるか否かを判定しディスプレイ６１にその判定結果を表示させる。このため、作業者はこの表示された情報Ａと判定結果を観察しながら位置調整を実施できる。
（Ｋ−１）先ず、作業者は、位置調整部３０における調整部本体３２のＹ軸位置調整部３２２およびＸ軸位置調整部３２３を操作し、第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃに対する第１レンズアレイ１１２Ａの粗調整を実施する（ステップＳ１１１）。
具体的に、作業者は、ディスプレイ６１に表示された中心ずれ量Ｘを観察しながら、Ｘ軸方向調整つまみ３２３Ｂを操作して、第１レンズアレイ１１２ＡをＸ軸方向に位置調整する（Ｘ軸位置調整手順：ステップＳ１１１Ａ）。
また、作業者は、ディスプレイ６１に表示された中心ずれ量Ｙを観察しながら、Ｙ軸方向調整つまみ３２３Ｂを操作して、第１レンズアレイ１１２ＡをＹ軸方向に位置調整する（Ｙ軸位置調整手順：ステップＳ１１１Ｂ）。
そして、中心ずれ量Ｘおよび中心ずれ量Ｙが略０になるようにＸ軸位置調整手順Ｓ１０１ＡおよびＹ軸位置調整手順Ｓ１０１Ｂを実施する。
（Ｋ−２）次に、作業者は、位置調整部３０における調整部本体３２の面内回転位置調整部３２４を操作して第１レンズアレイ１１２Ａの位置調整を実施し、照明マージンを調整する（面内回転位置調整手順：ステップＳ１１２）。
具体的に、作業者は、面内回転位置調整部３２４における位置固定部３２４Ｄを操作して、面内回転摺動板３２４Ｂを摺動可能にする。そして、作業者は、ディスプレイ６１の左右マージンＭｈおよび上下マージンＭｖを観察しながら、面内回転調整つまみ３２４Ｃを操作して、面内回転摺動板３２４Ｂを回転摺動させて、第１レンズアレイ１１２Ａの位置調整を実施する。
（Ｋ−３）次に、作業者は、再度、ディスプレイ６１に表示された中心ずれ量Ｘおよび中心ずれ量Ｙを観察しながら、Ｘ軸方向調整つまみ３２３ＢおよびＹ軸方向調整つまみ３２２Ｂを操作して、第１レンズアレイ１１２Ａの位置調整を実施する。そして、これら中心ずれ量Ｘおよび中心ずれ量Ｙが略０になるように調整する（ステップＳ１１３）。
（Ｌ）次に、紫外線照射装置７０から光ファイバ等の導光手段を介して、位置調整部３０に設置された光線照射部（図示省略）から保持枠１１２Ｄの光入射側端面と第１レンズアレイ１１２Ａとの間に紫外線を照射する。そして、保持枠１１２Ｄと第１レンズアレイ１１２Ａとの間に介在する紫外線硬化型接着剤がこの紫外線の照射により硬化し、保持枠１１２Ｄの光入射側端面に第１レンズアレイ１１２Ａが接着固定される（第２位置決め工程：ステップＳ１２）。
（Ｍ）そして、製造装置１に設けられたクランプスイッチＳＷ２を操作し、光束分割素子挟持部３１による第１レンズアレイ１１２Ａの挟持状態を解除する（ステップＳ１３）。そしてまた、製造装置１に設けられた保持枠保持部上下摺動スイッチＳＷ１を操作し、保持枠保持部２１をレール１２Ａに対して下方に摺動する（ステップＳ１４）。そしてさらに、紫外線遮蔽カバー２２を開放して照明光学ユニット１１２を取り出す（ステップＳ１５）。
以上のような工程により、照明光学ユニット１１２が製造される。
〈４〉実施形態の効果
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）照明光学ユニットの製造方法において、照明領域対比工程Ｓ９では、光学像検出工程Ｓ７にて検出された光学像を取り込んで、ＰＣ６０を用いて画像処理を施すことにより、見切枠画像２０１および光学像２００の照明領域ＬＡを精密に対比できる。そして、最適状態判定工程Ｓ１０では、ＰＣ６０により、照明領域対比工程Ｓ９にて算出される対比結果に基づいて設計上の照明領域である見切枠画像２０１に対する光学像２００の照明領域ＬＡの最適な状態であるか否かを容易にかつ正確に判定できる。さらに、光束分割素子位置調整工程Ｓ１１では、最適状態判定工程Ｓ１０にて最適な状態ではないとされた第１レンズアレイ１１２Ａの第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃに対する相対位置を照明領域対比工程Ｓ９での対比結果に基づいて容易かつ精密に効率よく調整する。
したがって、従来の目視による曖昧な調整精度を改善し、各光学素子の光学的相対位置を高精度に調整できるとともに、効率的に調整することができ、集光効率の向上した照明光学ユニット１１２を製造できる。
（２）第１位置決め工程Ｓ１にて第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃは保持枠１１２Ｄに対して外形基準で位置決め固定されているので、光束分割素子位置調整工程Ｓ１１では、第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃに対して第１レンズアレイ１１２Ａのみの位置調整を実施すれば、第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃと第１レンズアレイ１１２Ａとを最適な相対位置に容易かつ精密に配置できる。そして、第２位置決め工程Ｓ１２では、光束分割素子位置調整工程Ｓ１１で最適な位置に調整された第１レンズアレイ１１２Ａを、保持枠１１２Ｄに瞬時に確実に位置決め固定できる。
したがって、設計上の照明領域の位置に対する、照明光学ユニットが形成する光学像の照明領域との位置調整、言い換えれば、第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃと第１レンズアレイ１１２Ａとの位置調整を簡単な工程で実施することができるとともに確実に位置固定できるので、照明光学ユニット１１２の製造効率を向上できる。
（３）光束導入工程Ｓ５にて、照明装置４０から光束を導入した場合には、基本的には一定輝度値の光束を放射しているが、製造時の外部環境等の影響によって、瞬間的に輝度値が小さくなる等の変化を起こす場合がある。しかし、照明領域対比工程Ｓ９で取得される輝度値変化曲線３００の輝度値変化部分３０３の傾きは、このような照明装置４０の変化等の影響を受けない。その輝度値変化部分３０３を直線近似した変化部分近似直線３０３Ａに基づいて境界点Ｈを取得したので、光学像２００の正確な照明領域ＬＡを正確に算出できる。
（４）また、照明領域対比工程Ｓ９では、直線性の高い部分である輝度基準値２２０階調線近傍の点Ａを基準として、この点Ａの前後１０画素離れた点Ｂ，Ｃに基づいて、変化部分近似直線３０３Ａを算出したので、画像取り込みのタイミングによる近似直線の傾きのばらつきを最小限に抑えた正確な近似直線を取得でき、光学像２００の正確な照明領域ＬＡを算出できる。
（５）照明マージン算出手順Ｓ９８では、ステップＳ９７にて取得された複数の境界点Ｈのうち、見切枠画像２０１の互いに対向する一方の辺に沿った境界点と、他方の辺に沿った境界点間の一対の辺に直交する方向の最小距離Ｄｓ（Ｄｓｈ、Ｄｓｖ）、および、見切枠画像２０１の一対の画素位置間の距離Ｄａ（Ｄａｈ、Ｄａｖ）に基づいて、式（２）および（３）により照明マージン（左右マージンＭｈ、上下マージンＭｖ）を算出する。
したがって、例えば、取得された複数の境界点Ｈのうち、特異的な境界点があった場合であっても、見切枠画像２０１に対する光学像２００の照明領域ＬＡ全体の照明マージンを確実に算出できる。
（６）照明領域対比工程Ｓ９では、見切枠画像中心位置算出手順Ｓ９９１、光学像中心位置算出手順Ｓ９９４、および、画像中心ずれ量算出手順Ｓ９９５を備えていることにより、設計上の照明領域である見切枠画像２０１の中心軸と光学像２００の照明領域ＬＡの中心軸とのずれ量を算出できる。
また、最適状態判定工程Ｓ１０では、照明マージン（左右マージンＭｈ、上下マージンＭｖ）が所定の閾値以上であり、かつ、画像中心ずれ量算出手順Ｓ９９で算出された中心位置のずれ量（中心ずれ量Ｘ、中心ずれ量Ｙ）が所定の閾値以下である場合に、光学像２００の照明領域ＬＡが最適状態であると判定する。このことにより、照明領域対比工程Ｓ９にて取得した境界点Ｈのうち幾つかの境界点Ｈに誤差が生じている場合であっても、設計上の照明領域に対して有効な照明マージンを確保し、かつ、照明光軸のずれのない照明光学ユニット１１２を製造できる。
（７）光束分割素子位置調整工程Ｓ１１では、照明領域対比工程Ｓ９で表示された情報Ａに基づいて、位置調整部３０におけるＹ軸位置調整部３２２、Ｘ軸位置調整部３２３、および、面内回転位置調整部３２４を操作し、第１レンズアレイ１１２ＡをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸を中心とした回転方向に位置調整し、照明マージンおよび中心位置のずれ量を調整する。
したがって、情報Ａに従って位置調整部３０の操作を明瞭に行うことができ、第１レンズアレイ１１２Ａの位置調整を高精度に実施でき、照明光学ユニット１１２を容易な作業で高精度に製造できる。
（８）第２位置決め工程Ｓ１２では、第１レンズアレイ１１２Ａと保持枠１１２Ｄの光入射側端面との間に介在する紫外線硬化型接着剤に、紫外線照射装置７０と光ファイバ等の導光手段で接続された光線照射部から紫外線を照射する。そして、この接着剤を硬化させて第１レンズアレイ１１２Ａと保持枠１１２Ｄを接着固定する。
したがって、照明光学ユニット１１２の製造を容易に行え、照明光学ユニット１１２の製造効率の向上を図れる。
〈５〉実施形態の変形
なお、本発明は、前記実施の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。
前記実施形態において、照明領域対比工程Ｓ９では、取得した境界点Ｈに基づく照明領域ＬＡの最小距離Ｄｓ（Ｄｓｈ，Ｄｓｖ）、および、見切枠画像２０１の画素位置間の距離Ｄａ（Ｄａｈ，Ｄａｖ）に基づいて、照明マージンＭ（Ｍｈ，Ｍｖ）を算出していたが、これに限らない。例えば、見切枠画像２０１における所定の画素位置の座標値に対する、取得した所定の境界点Ｈの座標値の相対値を照明マージンＭとして採用してもよい。さらに、見切枠画像２０１の面積に対する、複数の境界点Ｈの集合で形成される光学像２００の照明領域ＬＡの面積の相対値を照明マージンＭとして採用してもよい。また、設計上の照明領域に対して光学像による照明領域が同等、大きい、あるいは、小さい等の対比結果を算出して最適状態判定の判定項目として採用してもよい。
また、照明領域対比工程Ｓ９では、複数の走査線から複数の境界点Ｈを取得して、これら取得した境界点Ｈに基づいて照明マージンＭを算出していたが、これに限らない。例えば、単一の走査線から境界点Ｈを取得する。そして、この走査線上の見切枠画像２０１の画素位置または画素位置間の距離に対する、境界点Ｈの位置または境界点Ｈ間の距離の相対値を取得し、この相対値を照明マージンＭとして算出してもよい。
さらに、照明マージン算出手順Ｓ９８では、取得した境界点Ｈに基づく照明領域ＬＡの最小距離Ｄｓ（Ｄｓｈ，Ｄｓｖ）、および、見切枠画像２０１の画素位置間の距離Ｄａ（Ｄａｈ，Ｄａｖ）に基づいて、式（２）、（３）にて照明マージンＭ（左右マージンＭｈ、上下マージンＭｖ）を算出していたが、これに限らない。その他の数式を用いて照明マージンＭを算出してもよい。
前記実施形態において、近似直線算出手順Ｓ９５では、変化部分近似直線３０３Ａを取得する際に、２２０階調を輝度基準値として設定したが、これに限らない。例えば、１００階調等のその他の階調を輝度基準値として設定してもよい。この際、輝度基準値は予め設定されていてもよい。
また、２０画素分離れた画素位置の点Ｂ，Ｃに基づいて、変化部分近似直線３０３Ａを取得したが、これに限らない。例えば、２０画素以上または２０画素未満の画素数分離れた位置の点に基づいて取得してもよい。すなわち、輝度値変化部分３０３の全体または一部分のみを用いて変化部分近似直線３０３Ａを取得してもよい。
さらに、変化部分近似直線３０３Ａを取得する際に、２点Ｂ，Ｃに基づいて直線近似していたが、点Ａ，Ｂ，Ｃに基づく３点またはこの他の３点以上の複数の点を取得して、最小二乗法等の手法を用いて直線近似してもよい。要するに、輝度値変化部分３０３を適正に直線近似できればよい。
前記実施形態において、境界点取得手順Ｓ９６では、所定画素分として５０画素分シフトするようにした（ステップＳ９６２）が、このシフト画素数は、特に限定されない。例えば、変化部分近似直線３０３Ａの傾き（図１６の角度φ）に応じて変化させてもよい。すなわち、傾きが大きい場合（角度φ：大）には大きくシフトさせ、傾きが小さい場合（角度φ：小）には小さくシフトさせる。このようにすれば、照明部分３０２上の点Ｅを、直線近似する際に、基準として適性な点を確実に特定できる。ただし、このシフトさせる画素数は特に限定されない。
また、ステップＳ９６１における変化部分近似直線３０３Ａと２５５階調線Ｙ２との交点Ｇを境界点Ｈとしてもよい。これによると、ステップＳ９６２〜Ｓ９６５の手順を省くことができる。
また、光学像２００の略中央部分の画素位置に点Ｆに基づいて、照明部分近似直線３０２Ａを算出したが、これに限らない。その他の画素位置の点に基づいて算出してもよい。
前記実施形態において、光束分割素子として第１レンズアレイ１１２Ａを用いた構成を説明したが、これに限らない。例えば、入射した光束を内面反射を利用して複数の部分光束に分割するロッド等を採用してもよい。すなわち、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割できる光学素子があれば、種々のものを採用できる。
前記実施形態において、照明光学ユニット１１２は、第１レンズアレイ１１２Ａ、第２レンズアレイ１１２Ｂ、および、ＰＢＳアレイ１１２Ｃを一体化する保持枠１１２Ｄを用いた構成を説明したが、このような構成に限らない。すなわち、第１レンズアレイ１１２Ａを、第２レンズアレイ１１２ＢおよびＰＢＳアレイ１１２Ｃに対して位置決めできるような構成とすればよく、スペーサ等を利用して一体化するような構成でもよい。
また、照明光学ユニット１１２として、第１レンズアレイ１１２Ａ、第２レンズアレイ１１２Ｂ、および、ＰＢＳアレイ１１２Ｃの他、重畳レンズ１１３等のその他の光学素子を一体化するように構成してもよい。
前記実施形態において、照明光学ユニット１１２は、紫外線硬化型接着剤を使用して一体化していたが、これに限らない。例えば、熱硬化型接着剤、弾性系接着剤、瞬間系接着剤等のその他の接着剤を採用してもよい。
前記実施形態において、投影板１４には、見切枠１４Ａが形成された構成を説明したが、これに限らない。例えば、画像処理装置６４に、プロジェクタの種類に応じた見切枠画像を記録する記録手段を設ける。そして、照明領域対比手段６５は、この記録手段に記録された見切枠画像のうち、選択されたプロジェクタの種類に応じた見切枠画像と光学像２００の照明領域ＬＡとを対比するような構成としてもよい。
また、投影板１４は、すリガラスで構成したが、これに限らない。例えば、アクリル等の各種プラスチック、樹脂等、その他の材料で構成してもよい。
前記実施形態において、製造対象となる照明光学ユニット１１２は、プロジェクタ１００のインテグレータ照明光学系１１０を構成する光学ユニットであったが、これに限らず、他の用途に使用されてもよい。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明の照明光学ユニット製造装置、照明光学ユニット製造方法は、プロジェクタに使用される照明光学ユニットを製造する製造装置、製造方法として有用である。特に、光束分割素子、集光素子、および、偏光変換素子を一体化した照明光学ユニットの製造に適している。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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