(57)【要約】【課題】光源ランプを最適な位置に容易に位置決めすることができ、アライメント精度を向上できる照明装置の製造装置等を提供すること。【解決手段】第２レンズアレイ２１ｅ全体としてのアライメント敏感度のピーク位置を保ったまま、そのピーク位置に対する減光率が大きくなるようなアライメント敏感度を持つ遮光パターンをシミュレーションにより特定し、特定した遮光パターンに従ってマスク１５により遮光する所定のセルレンズを選択する。そして、アライメント時には、マスク１５により、第２レンズアレイ２１ｅを構成する所定のセルレンズに集光される部分光束を遮光する。【選択図】図１
2008170480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を射出する発光管と、前記発光管から射出された光束を反射する反射鏡とを有する
光源装置の製造装置であって、
前記反射鏡に対する前記発光管の位置を変化させることができるように、前記光源装置
を支持する支持装置と、
複数のセルレンズで構成され、前記反射鏡で反射された光束を各セルレンズによって複
数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、
複数のセルレンズで構成され、前記第１レンズアレイにより分割された部分光束を個別
に集光する第２レンズアレイと、
前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイの何れかを構成する所定のセルレンズ
に入射される光束を遮光する遮光部材と、
前記第２レンズアレイを経た前記複数の部分光束を重畳させる重畳レンズと、
前記重畳レンズを経た光束を検出する光検出装置と、
を備える光源装置の製造装置。
【請求項２】
前記遮光部材は、前記第２レンズアレイと一体的に設けられる請求項１に記載の光源装
置の製造装置。
【請求項３】
前記重畳レンズと前記光検出装置との間であって、前記重畳レンズを経た光束を重畳さ
せる所定の照明領域の位置に配置されるアパーチャ部材をさらに備える請求項１から請求
項２の何れか一項に記載の光源装置の製造装置。
【請求項４】
前記支持装置は、前記反射鏡に対する前記発光管の位置を所定の変位方向に変位させる
変位装置を有し、
前記遮光部材は、当該遮光部材を設けた場合における前記変位方向への前記発光管の変
位に対する明るさ効率分布が、設けない場合の明るさ効率分布のピーク位置を保ちつつ、
当該ピーク位置に対する減光率が大きくなるように選択した所定のセルレンズを遮光する
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の光源装置の製造装置。
【請求項５】
前記遮光部材は、当該遮光部材を設けた場合における前記明るさ効率分布が、設けない
場合の明るさ効率分布と比較して、前記ピーク位置を挟んだ両側で減光率が大きくなる特
性を有するように選択した所定のセルレンズを遮光する請求項４に記載の光源装置の製造
装置。
【請求項６】
前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイを構成する複数のセルレンズは、シス
テム光軸と直交する２つの基準軸に関して対称となるように配置されており、
前記支持装置は、前記反射鏡に対する前記発光管の位置を前記システム光軸に対して平
行方向又は直交方向に変位させる変位装置を有し、
前記遮光部材は、前記第１レンズアレイ又は前記第２レンズアレイを構成するセルレン
ズのうち、前記２つの基準軸に対して線対称の位置関係にある各セルレンズに入射される
部分光束を遮光する請求項１から請求項５の何れか一項に記載の光源装置の製造装置。
【請求項７】
前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイを構成する複数のセルレンズは、シス
テム光軸と直交する２つの基準軸に関して対称となるように配置されており、
前記支持装置は、前記反射鏡に対する前記発光管の位置を前記システム光軸に対して平
行方向に変位させる変位装置を有し、
前記遮光部材は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイを構成するセルレン
ズのうち、前記２つの基準軸の少なくとも一方に対して線対称の位置関係にある各セルレ
ンズに入射される部分光束を遮光する請求項１から請求項５の何れか一項に記載の光源装
置の製造装置。
【請求項８】
前記光検出装置は、前記重畳レンズに対向する入射ポートを有する積分球と、前記積分
球内の明るさを検出する光センサとを含む請求項１から請求項７の何れか一項に記載の光
源装置の製造装置。
【請求項９】
前記重畳レンズの後段に、前記重畳レンズを経た光束を青色光、緑色光、及び赤色光用
の複数の光路に分離する分離照明系と、前記分離照明系で分離された各色光用の光路に分
離された光を、画像情報に応じてそれぞれ変調する光変調部と、前記光変調部で変調され
た各色の像光を合成する光合成光学系と、前記光合成光学系を経た像光を投射する投射レ
ンズとを備え、
前記光検出装置は、前記重畳レンズを経た後、さらに、前記分離照明系、前記光変調部
、前記光合成光学系、及び前記投射レンズを経た光束を検出する請求項１から請求項８の
何れか一項に記載の光源装置の製造装置。
【請求項１０】
光束を射出する発光管と、前記発光管から射出された光束を反射する反射鏡とを有する
光源装置の製造方法であって、
前記反射鏡を固定する工程と、
前記反射鏡で反射された光束を、複数のセルレンズで構成された第１レンズアレイと、
複数のセルレンズで構成された第２レンズアレイとに順次入射させるとともに、前記第１
レンズアレイ及び前記第２レンズアレイの少なくとも一方を構成する所定のセルレンズに
入射される光束を遮光部材によって遮光するする工程と、
前記反射鏡に対する前記発光管の位置を変位させる変位装置と、
前記第２レンズアレイから射出された複数の部分光束を、重畳レンズによって重畳させ
た状態で光検出装置によって検出する工程と、
を備える光源装置の製造方法。
【請求項１１】
前記光検出装置による検出結果に基づいて、前記反射鏡に対する前記発光管の位置を調
整する請求項１０に記載の光源装置の製造方法。
【請求項１２】
照明光を画像情報に応じて変調して像光を形成し、拡大投射するプロジェクタの製造方
法であって、
照明光の光源として、請求項１から請求項９の何れか一項に記載の光源装置の製造装置
により製造された光源装置を組み込む工程を含むプロジェクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光の形成に用いられる光源装置の製造装置、光源装置の製造方法、及び
プロジェクタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光源装置を含む照明装置から射出された照明光を、画像情報に応じて変調し
て光学像を形成し、当該光学像を拡大投射するプロジェクタが知られている。このプロジ
ェクタに用いられる光源装置の構成としては、光源光を発生する光源ランプと、この光源
ランプから射出された照明光を反射するリフレクタとを含むものがある。この種の光源装
置の製造工程では、光源ランプとリフレクタとの位置関係が最適となるように、すなわち
、光源ランプの発光位置とリフレクタの焦点位置とが略一致するように互いの位置の調整
を行い、光源ランプをリフレクタに対して位置決め・固定するアライメントが行われる。
【０００３】
アライメント方法に関しては、様々な技術が公開されている。例えば、リフレクタの形
状を三次元測定機により測定することなく、輝度パターンの一致や輝度が最大となる位置
からリフレクタの焦点位置を求める技術が開示されている（特許文献１参照。）。これに
より、アライメントに係る作業効率を良好にできる。
【特許文献１】ＷＯ２００２／０５５９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、輝度が最大値となる位置を検出するアライメント方法は、アライメント状態
に近い位置では感度が低下して精度に限界があるため、光源ランプを最適な位置に位置決
めすることが容易でなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、光源ランプを適切な位置に容易に位置決めし、アライメント精度を
向上できる光源装置の製造装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る光源装置の製造装置は、光束を射出する発光管
と、発光管から射出された光束を反射する反射鏡とを有する光源装置の製造装置である。
そして、本製造装置は、（ａ）反射鏡に対する発光管の位置を変化させることができるよ
うに、光源装置を固定するホルダと、（ｂ）複数のセルレンズで構成され、反射鏡で反射
された光束を各セルレンズによって複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、（ｆ
）複数のセルレンズで構成され、第１レンズアレイにより分割された部分光束を個別に集
光する第２レンズアレイと、（ｇ）第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの何れかを構
成する所定のセルレンズに入射される光束を遮光する遮光部材と、（ｈ）第２レンズアレ
イを経た複数の部分光束を重畳させる重畳レンズと、（ｉ）重畳レンズを経た光束を検出
する光検出装置と、を備える。
【０００７】
上記光源装置の製造装置によれば、第１レンズアレイや第２レンズアレイを構成するセ
ルレンズの何れかに入射される部分光束を遮光することにより、発光管の位置ズレに対す
る明るさ効率の変化の敏感度を変化させることができる。アークズレ等に相当する発光管
のアライメントのズレに対する明るさ効率変化の敏感度が向上するように、第１レンズア
レイや第２レンズアレイを構成する何れかのセルレンズに入射される光束を遮光すること
により、発光管のアライメント精度を向上させることができ、発光管を適切な位置に容易
に位置決めした高精度の光源装置を提供することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記光源装置の製造装置において、遮
光部材が、第２レンズアレイと一体的に設けられる。これによれば、目的とする部分光束
のみの遮光が確実になる。
【０００９】
また、本発明のさらに別の態様では、重畳レンズと光検出装置との間であって、重畳レ
ンズを経た光束を重畳させる所定の照明領域の位置に配置されるアパーチャ部材をさらに
備える。これによれば、光検出装置によって、重畳レンズを通過して照明領域を均一照明
する光束量をより正確に計測できる。
【００１０】
また、本発明のさらに別の態様では、支持装置は、反射鏡に対する発光管の位置を所定
の変位方向に変位させる変位装置を有し、遮光部材は、当該遮光部材を設けた場合におけ
る変位方向への発光管の変位に対する明るさ効率分布が、設けない場合の明るさ効率分布
のピーク位置を保ちつつ、そのピーク位置に対する減光率が大きくなるように選択した所
定のセルレンズを遮光する。これにより、発光管の変位方向への位置ズレに対する明るさ
効率変化の敏感度を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明のさらに別の態様では、遮光部材は、当該遮光部材を設けた場合における
明るさ効率分布が、設けない場合の明るさ効率分布と比較して、ピーク位置を挟んだ両側
で減光率が大きくなる特性を有するように選択した所定のセルレンズを遮光する。これに
より、発光管の変位方向への位置ズレに対する明るさ効率変化の敏感度をより一層向上さ
せることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の別の態様では、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを構成する複数
のセルレンズは、システム光軸と直交する２つの基準軸に関して対称となるように配置さ
れており、支持装置は、反射鏡に対する発光管の位置をシステム光軸に対して平行方向又
は直交方向に変位させる変位装置を有し、遮光部材は、第１レンズアレイ又は第２レンズ
アレイを構成するセルレンズのうち、２つの基準軸に対して線対称の位置関係にある各セ
ルレンズに入射される部分光束を遮光する。この場合、発光管や反射鏡を含む光学系のシ
ステム光軸と直交する２つの基準軸に関して対称性を持つ遮光パターンで、第１レンズア
レイ又は第２レンズアレイからの部分光束を遮光することができ、発光管を多様な方向に
移動させつつアライメントを行うことができる。
【００１３】
また、本発明のさらに別の態様では、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを構成す
る複数のセルレンズは、システム光軸と直交する２つの基準軸に関して対称となるように
配置されており、支持装置は、反射鏡に対する発光管の位置をシステム光軸に対して平行
方向に変位させる変位装置を有し、遮光部材は、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイ
を構成するセルレンズのうち、２つの基準軸の少なくとも一方に対して線対称の位置関係
にある各セルレンズに入射される部分光束を遮光する。この場合、発光管や反射鏡を含む
光学系のシステム光軸と直交する２つの基準軸の少なくとも一方に関して対称性を持つ遮
光パターンで、第１レンズアレイや第２レンズアレイからの部分光束を遮光することがで
きる。
【００１４】
また、本発明のさらに別の態様では、光検出装置は、重畳レンズに対向する入射ポート
を有する積分球と、積分球内の明るさを検出する光センサとを含む。この場合、重畳レン
ズを経た光量の計測がより正確になる。
【００１５】
また、本発明のさらに別の態様では、重畳レンズの後段に、重畳レンズを経た光束を青
色光、緑色光、及び赤色光用の複数の光路に分離する分離照明系と、分離照明系で分離さ
れた各色光用の光路に分離された光を、画像情報に応じてそれぞれ変調する光変調部と、
光変調部で変調された各色の像光を合成する光合成光学系と、光合成光学系を経た像光を
投射する投射レンズとを備え、光検出装置は、重畳レンズを経た後、さらに、分離照明系
、光変調部、光合成光学系、及び投射レンズを経た光束を検出する。これによれば、製品
において光源装置の後段に組み込まれることとなるレンズアレイや重畳レンズ以外の他の
部品を光軸上の適所に配置してアライメントを行う場合においても同様に、発光管の位置
ズレに対する明るさ効率変化の敏感度が向上するように第１レンズアレイや第２レンズア
レイを構成する何れかのセルレンズに入射される光束を遮光することにより、アライメン
ト精度を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る光源装置の製造方法は、光束を射出する発光管と、発光管から射出
された光束を反射する反射鏡とを有する光源装置の製造方法であって、反射鏡を固定する
工程と、反射鏡で反射された光束を、複数のセルレンズで構成された第１レンズアレと、
複数のセルレンズで構成された第２レンズアレイとに順次入射させるとともに、第１レン
ズアレイ及び第２レンズアレイの少なくとも一方を構成する所定のセルレンズに入射され
る光束を遮光部材によって遮光するする工程と、反射鏡に対する発光管の位置を変位させ
る変位装置と、第２レンズアレイから射出された複数の部分光束を重畳レンズによって重
畳させた状態で光検出装置によって検出する工程と、重畳レンズを経た光束を光検出装置
によって検出する工程と、を備える。
【００１７】
上記光源装置の製造方法によれば、第１レンズアレイや第２レンズアレイを構成するセ
ルレンズの何れかに入射される部分光束を遮光することにより、発光管の位置ズレに対す
る明るさ効率変化の敏感度を変化させることができる。発光管のアライメントのズレに対
する明るさ効率変化の敏感度が向上するように第１レンズアレイや第２レンズアレイを構
成するいずれかのセルレンズに入射される光束を遮光することにより、アライメント精度
を向上させることができ、発光管を最適な位置に容易に位置決めした高精度の光源装置を
提供することが可能となる。
【００１８】
本発明に係る方法の具体的な態様では、光検出装置による検出結果に基づいて、反射鏡
に対する発光管の位置を調整する。これにより、反射鏡に対して、発光管を最適な位置に
位置決めすることができる。
【００１９】
また、本発明に係るプロジェクタの製造方法は、照明光を画像情報に応じて変調して像
光を形成し、拡大投射するプロジェクタに関するものであって、照明光の光源として、上
記の光源装置の製造装置により製造された光源装置を組み込む工程を含むプロジェクタで
ある。これによれば、照度が最大となる位置にて適切に位置決めされた光源装置を組み込
んだプロジェクタが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る光源装置の製造装置について詳細に説明する。ここで
、製造の対象となる光源装置は、例えばプロジェクタ等に用いられる照明装置に組み込ま
れるべきものであり、発光源に用いる発光管と、集光用の反射鏡と、平行光束形成用のコ
リメータとを含む。また、光源装置の製造装置は、発光管を反射鏡に対して位置決めする
アライメントを行うためのものであり、実際に製品としての照明装置に組み込まれる部品
と略同一の部品（具体的には、一対のフライアイレンズ、重畳レンズ等）が光軸上の適所
に配置されて構成される。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る製造装置の構造を説明する概念図である。この製造装置１は
、発光管である光源ランプ２１ａを、反射鏡であるリフレクタ２１ｂに対して、或いはフ
レクタ２１ｂとこれに付随するコリメータである凹レンズ２１ｃとに対してアライメント
することによって光源装置を製造するためのものである。このため、製造装置１は、リフ
レクタ２１ｂを前方が開放された状態で固定するホルダ１１と、ホルダ１１の背後に配置
されて光源ランプ２１ａをリフレクタ２１ｂの焦点位置近傍で微小変位させる変位装置１
３と、マトリクス状に配置された複数のセルレンズで構成される１対の第１及び第２レン
ズアレイ２１ｄ，２１ｅと、第２レンズアレイ２１ｅと一体的に設けられたマスク１５と
、偏光方向をそろえるための偏光変換部材２１ｆと、光束重畳用の重畳レンズ２１ｇと、
重畳レンズ２１ｇを経た照明光を通過させるアパーチャ部材１６と、アパーチャ部材１６
を通過した照明光を集める積分球１８と、積分球１８内の照度を検出する照度計１９とを
備える。
【００２２】
上記製造装置１によって製造される光源装置のうち、光源ランプ２１ａは、例えば高圧
水銀ランプであり、ある放射パターンで照明光を射出する。リフレクタ２１ｂは、楕円状
の凹反射面を備え、光源ランプ２１ａから射出された照明光を反射して前方に射出する。
凹レンズ２１ｃは、リフレクタ２１ｂから射出された照明光を平行化して射出する。
【００２３】
なお、光源ランプ２１ａには、各種波長に亘って高輝度の光を射出することができる点
で、通常高圧水銀ランプが使用されるが、使用可能なランプは、高圧水銀ランプに限らな
い。また、楕円面のリフレクタ２１ｂに代えて、放物面等の各種凹面鏡を用いることがで
きる。放物面の凹面鏡を用いた場合、後段に凹レンズ２１ｃ等を設けなくとも、平行光束
を射出させることが可能となる。
【００２４】
一方、製造装置１において、光源装置用の支持装置を構成するホルダ１１は、リフレク
タ２１ｂの中心軸が製造装置１のシステム光軸ＯＡに対して一致するようにアライメント
して固定することができるようになっている。
【００２５】
また、同様に支持装置を構成する変位装置１３は、光源ランプ２１ａを支持する支持部
材１３ａと、この支持部材を介して光源ランプ２１ａを３次元的に変位させるＸＹＺステ
ージ装置１３ｂとを備える。このＸＹＺステージ装置１３ｂを動作させることにより、光
源ランプ２１ａをＸＹ面内やＺ軸方向に関して変位させることができる。
【００２６】
第１レンズアレイ２１ｄは、凹レンズ２１ｃを経た照明光を、その構成要素であるセル
レンズによって複数の部分光束に分割する。第２レンズアレイ２１ｅは、第１レンズアレ
イ２１ｄにより分割された複数の部分光束を、その構成要素であるセルレンズによって個
別に集光・発散させる。偏光変換部材２１ｆは、第１レンズアレイ２１ｄにより分割され
た各部分光束の偏光方向を特定方向の直線偏光に揃えて射出する。重畳レンズ２１ｇは、
偏光変換部材２１ｆを経た照明光を全体として収束させることにより重畳させ、後述する
照明領域に均一化した照明光を入射させる。
【００２７】
マスク１５は、第２レンズアレイ２１ｅを構成する所定のセルレンズに集光された部分
光束を遮光するためのものであり、例えば、ガラス等の透明基板上に、所定のセルレンズ
位置に応じた金属（例えばクロム等）の遮光パターンが形成されてなる。このマスク１５
によって遮光する所定のセルレンズの選択方法については後述するが、マスク１５を設け
た場合のシステム光軸ＯＡの方向（図１中に示すＺ軸方向）への光源ランプ２１ａのアー
クズレに対する明るさ効率分布のピーク位置と、マスク１５を設けない場合の明るさ効率
分布のピーク位置とが一致しており、且つマスク１５を設けた場合の明るさ効率分布にお
けるピーク位置の両側での減光率が、マスク１５を設けない場合と比較して大きくなるよ
うな遮光パターンが事前にシミュレーションによって特定され、マスク１５によって遮光
する所定のセルレンズが選択される。なお、光源ランプ２１ａのアークズレとは、光源ラ
ンプ２１ａすなわちその発光点がシステム光軸ＯＡ方向に変位することによって生じる、
発光点の凹レンズ２１ｃの焦点位置からの位置ズレを意味する。
【００２８】
アパーチャ部材１６は、例えば矩形形状の開口を有し黒色にコートされた金属板により
形成され、開口ＡＰがシステム光軸ＯＡ上にあって、且つシステム光軸ＯＡに対し垂直に
なるように、重畳レンズ２１ｇに対向して設置される。このアパーチャ部材１６により、
重畳レンズ２１ｇを経て収束・重畳されて均一化された照明光のみを通過させ、後段の積
分球１８に入射させることができる。なお、アパーチャ部材１６は、重畳レンズ２１ｇを
経た照明光を重畳させる照明領域に配置されている。実際のプロジェクタにおいては、こ
の照明領域には、被照明対象である液晶表示パネルその他の光変調装置（後述）に設けた
画像形成領域が配置される。
【００２９】
積分球１８は、重畳レンズ２１ｇを経てアパーチャ部材１６の開口を通過した光束を積
分球１８内に入射させるための入射ポート１８ａを有し、アパーチャ部材１６の開口１６
ａに入射ポート１８ａを合わせるようにして設置される。この積分球１８は、入射ポート
１８ａから入射した光束を球内面でランダムに反射して指向性をほとんど待たない光とす
る。
【００３０】
照度計１９は、積分球１８の内部に固定された光センサ１９ａを備えており、光センサ
１９ａで検出した検出出力を照度情報に変換して出力する。具体的には、照度計１９は、
アパーチャ部材１６の開口１６ａを通過した照明光が積分球１８内で均一化された結果の
明るさである照度をモニタ表示する。この照度計１９は、積分球１８とともにアパーチャ
部材１６を経た照明光の光量を検出するための光検出装置として機能する。なお、積分球
１８を用いないで照度計１９の光センサ１９ａだけで開口１６ａを通過した照明光を直接
計測することもできるが、積分球１８を用いることで照度計１９による検出出力の信頼性
を高めることができる。
【００３１】
以上説明した照明装置の製造装置１において、オペレータは、照度計１９によりモニタ
表示される照度を見ながら、光源ランプ２１ａとリフレクタ２１ｂとのアライメントを行
う。具体的には、変位装置１３のＸＹＺステージ装置１３ｂを適宜動作させて、照度が最
大となるようにリフレクタ２１ｂに対する光源ランプ２１ａの位置決めを行い、固定する
。特に、システム光軸ＯＡ方向であるＺ軸方向についてアークズレが画質に大きく影響を
与えるため、以下では、光源ランプ２１ａのＺ軸方向への位置決めに着目する。
【００３２】
次に、第２レンズアレイ２１ｅを構成するセルレンズの中から、マスク１５によって遮
光する所定のセルレンズを選択する方法について説明する。図２は、第２レンズアレイ２
１ｅの構成を説明するための模式図である。各セルレンズは、矩形形状を有し、図１に示
すシステム光軸ＯＡが通過するレンズ中心Ｐのまわりにおいて、直交するＸ軸及びＹ軸に
関して対称となるように配置される。なお、図２では、第２レンズアレイ２１ｅは、８×
４個のセルレンズで構成されるものとして図示されるが、これに限定されるものではない
。本実施形態では、２つの基準軸であるＸ軸及びＹ軸に関して線対称となるように配置さ
れる４枚のセルレンズを１組のセルレンズ群とし、マスク１５により遮光するセルレンズ
を、このセルレンズ群単位で選択する。以下、例えば第２象限に存在するセルレンズのう
ち、セルレンズＣ１を「１−１」、セルレンズＣ２を「１−２」、セルレンズＣ３を「１
−３」、セルレンズＣ４を「１−４」、セルレンズＣ５を「２−１」、セルレンズＣ６を
「２−２」、セルレンズＣ７を「２−３」、セルレンズＣ８を「２−４」とする。そして
、これらセルレンズに対してそれぞれＸ軸及びＹ軸に関して対称となるように配置される
第１、第３、及び第４象限のセルレンズに同様の番号を割り振って第２レンズアレイ２１
ｅを構成する８つのセルレンズ群を識別することとする。
【００３３】
先ず、マスク１５によって遮光する所定のセルレンズを選択する前処理として、次の処
理を行う。すなわち、光源ランプ２１ａからの放射パターンを想定して、各セルレンズ群
単独での明るさ効率分布特性であるアライメント敏感度を仮想的に求める。図３（ａ）は
、横軸を光軸方向へのアークズレ、縦軸を明るさ効率として、各セルレンズ群単独のアラ
イメント敏感度を示した図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す各セルレンズ
群単独の明るさ効率分布特性を合成して求めた、第２レンズアレイ２１ｅを構成する各セ
ルレンズ全体（第２レンズアレイ２１ｅ全体）としての明るさ効率分布特性であるアライ
メント敏感度を示した図である。一方、図４は、横軸を光軸方向へのアークズレ、縦軸を
正規化した明るさ効率とし、各セルレンズ群単独のアライメント敏感度、及びこれらを合
成して求めた第２レンズアレイ２１ｅ全体としてのアライメント敏感度を示した図である
。各図に示すように、各セルレンズ群は、それぞれ個別の特性を有しており、第２レンズ
アレイ２１ｅ全体としてのアライメント敏感度は、各セルレンズ群の特性により定めるこ
とができる。
【００３４】
そして、上記のように求めた各セルレンズ群単独での特性を組み合わせて、アライメン
ト敏感度が向上するような遮光パターンを特定する。
【００３５】
すなわち先ず、第２レンズアレイ２１ｅを構成するセルレンズ群の中から、遮光するセ
ルレンズ群として、任意の数のセルレンズ群をランダムに選択する。このとき、選択する
セルレンズ群の数は、固定数（例えば３組）としてもよいし、ランダムに決定することと
してもよい。そして、ここで選択したセルレンズ群を遮光するセルレンズ群とし、当該選
択したセルレンズ群以外のセルレンズ群のアライメント敏感度を合成する。これにより、
第２レンズアレイ２１ｅを構成するセルレンズのうち、選択したセルレンズ群を遮光した
場合のアライメント敏感度を仮想的に求める。
【００３６】
続いて、求めたアライメント敏感度を、図３（ｂ）や、図４において実線の太線で示す
第２レンズアレイ２１ｅ全体としてのアライメント敏感度と比較し、双方のピーク位置が
一致するかどうか、及び求めたアライメント敏感度のピーク位置に対する減光率が、第２
レンズアレイ２１ｅ全体としてのアライメント敏感度と比較して大きいかどうか（言い換
えれば、求めたアライメント敏感度が、第２レンズアレイ２１ｅ全体としてのアライメン
ト敏感度と比較してシャープなピークを持つかどうか）を判定する処理を実行する。
【００３７】
そして、前述の処理を繰り返し、双方のピーク位置が一致し、且つ求めたアライメント
敏感度のピーク位置に対する減光率が第２レンズアレイ２１ｅ全体としてのアライメント
敏感度と比較して大きくなるような遮光パターンを特定する。より詳細には、ピーク位置
を保ったまま、そのピーク位置に対して両側で減光率が大きくなるようなアライメント敏
感度を持つものが好ましい。
【００３８】
このようにして遮光パターンを特定したならば、当該特定した遮光パターンが形成され
てなるマスク１５を作製し、マスク１５により遮光する所定のセルレンズを選択する。そ
して、実際にアライメントを行ってリフレクタ２１ｂに対する光源ランプ２１ａの位置決
め・固定をする際には、前述のように作製したマスク１５によって、上述の手法で特定し
た遮光パターンに基づいて選択したセルレンズに集光される部分光束を遮光する。
【００３９】
なお、特定した遮光パターンを候補として更に処理を繰り返すことで、より減光率の大
きいアライメント敏感度を持つ遮光パターンを探索し、最終的に得られた遮光パターンに
基づいて遮光する所定のセルレンズを選択することとしてもよい。或いは、遮光するセル
レンズ群の全ての組み合わせについて上記の処理を行い、アライメント敏感度が最も向上
する遮光パターンを特定することとしてもよい。
【００４０】
図５（ａ）は、前述のシミュレーションの結果を示す図であり、横軸を光軸方向へのア
ークズレ、縦軸を正規化した明るさ効率として、得られた遮光パターンのアライメント敏
感度を実線で示している。また、同図において、一点鎖線で第２レンズアレイ全体として
のアライメント敏感度を併せて示している。このシミュレーションの結果、第２レンズア
レイ２１ｅ全体としてのアライメント敏感度のピーク位置を保ったままそのピーク位置に
対する左右両側の減光率が大きいアライメント敏感度を持つ遮光パターンが得られた。図
５（ｂ）は、得られた遮光パターンに基づいて作製したマスク１５を説明するための模式
図である。図５（ｂ）に示すマスク１５は、第２レンズアレイ２１ｅを構成するセルレン
ズのうち、「１−２」「１−４」「２−３」の各セルレンズ群を遮光する遮光部１５ａを
含む遮光パターンが形成されてなる。
【００４１】
前述のように、光源ランプ２１ａをリフレクタ２１ｂに対して位置決め・固定するアラ
イメントは、照度計１９によって検出される照度が最大となる位置にて行われる。本実施
形態によれば、事前にシミュレーションを行い、第２レンズアレイ２１ｅを構成する各セ
ルレンズ全体としてのアライメント敏感度のピーク位置を保ったままそのピーク位置に対
する減光率が大きくなるようなアライメント敏感度を持つ遮光パターンを特定し、このよ
うに特定した遮光パターンに基づいて選択したセルレンズに収束された部分光束を遮光す
るマスク１５を用意する。そして、アライメントを行う際には、前述のようにして作製し
たマスク１５によって、上述のように選択したセルレンズに集光される部分光束を遮光す
ることができるので、光軸方向へのアークズレに対する明るさ効率変化の敏感度を向上さ
せることができる。したがって、アライメント精度を向上させることができ、光源ランプ
２１ａを最適な位置に容易に位置決めすることが可能となる。
【００４２】
なお、第２レンズアレイを構成するセルレンズ群のうち、何れのセルレンズ群を遮光す
るのかは、光源ランプの種類や当該光源装置を組み込む製品の機種等によって異なるため
、光学系毎に前述のシミュレーションを行い、当該光学系に合った遮光パターンを特定す
る必要がある。そこで、別の光学系を対象にしてシミュレーションを行った。図６（ａ）
は、このシミュレーションの結果を示す図であり、横軸を光軸方向へのアークズレ、縦軸
を正規化した明るさ効率として、得られた遮光パターンのアライメント敏感度を実線で、
当該光学系における第２レンズアレイ全体としてのアライメント敏感度を一点鎖線で示し
ている。このシミュレーションの結果、第２レンズアレイ全体としてのアライメント敏感
度と同じピーク位置でより減光率の大きいアライメント敏感度を持つ遮光パターンが得ら
れた。図６（ｂ）は、得られた遮光パターンに基づいて作製したマスク１５を説明するた
めの模式図である。図６（ｂ）に示すマスク１５は、第２レンズアレイを構成するセルレ
ンズのうち、セルレンズ群「１−２」「２−１」「２−３」に対応する各セルレンズ群を
遮光する遮光部１５ａを含む遮光パターンが形成されてなる。
【００４３】
図７は、図１に示す照明装置の製造装置１によって製造した照明装置を組み込んだプロ
ジェクタの構造を説明する概念図である。プロジェクタ２０は、システム光軸ＯＡに沿っ
て、照明光を射出する光源装置２１と、照明光を均一化する均一化光学系２２と、均一化
光学系２２を経た照明光を赤・緑・青の３色に分離する分離照明系２３と、分離照明系２
３から射出された各色の照明光によって照明される光変調部２５と、光変調部２５を経た
各色の変調光を合成する光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム２７と、クロ
スダイクロイックプリズム２７から射出された像光を投射するための投射レンズ２９とを
備える。
【００４４】
光源装置２１は、光源ランプ２１ａと、リフレクタ２１ｂと、凹レンズ２１ｃとを備え
、図１の製造装置１を利用したアライメント工程を経ることによって製造される。また、
均一化光学系２２は、１対のレンズアレイ２１ｄ，２１ｅと、偏光変換部材２１ｆと、重
畳レンズ２１ｇとを備え、図１の製造装置１に含まれる各構成部品と同一の要素になって
いる。なお、光源装置２１と均一化光学系２２とは、光変調部２５の画像形成領域を照明
するための照明装置として機能する。
【００４５】
分離照明系２３は、第１及び第２ダイクロイックミラー２３ａ，２３ｂと、光路折曲用
のミラー２３ｍ，２３ｎ，２３ｏとを備え、システム光軸ＯＡを３つの光路ＯＰ１〜ＯＰ
３に分岐することによって、照明光を青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの３つの光束に
分離する。なお、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２は、入射側の第１のリレーレンズＬＬ１の
直前に形成された像を、ほぼそのまま射出側のフィールドレンズ２３ｈに伝達することに
より、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。
【００４６】
光変調部２５は、３色の照明光Ｂ，Ｇ，Ｒがそれぞれ入射する３つの液晶ライトバルブ
２５ａ，２５ｂ，２５ｃを備え、フィールドレンズ２３ｆ，２３ｇ，２３ｈを経て各液晶
ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに入射した各色光Ｂ，Ｇ，Ｒを、駆動信号に応じて
画素単位で強度変調する。各液晶ライトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、図示を省略す
るが、与えられた画像信号に従って入射した偏光光束の偏光方向を変調する液晶表示パネ
ルと、これを挟むように配置された一対の偏光フィルタとを備え、照明光を画像情報に基
づいて２次元的に輝度変調する。
【００４７】
クロスダイクロイックプリズム２７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、Ｘ字状に交差する一対の誘電
体多層膜７１，７２が形成されている。クロスダイクロイックプリズム２７は、各液晶ラ
イトバルブ２５ａ，２５ｂ，２５ｃからの変調光を３つの側面から入射させて、残った側
面から合成した像光を射出する。投射レンズ２９は、クロスダイクロイックプリズム２７
で合成された像光を適当な拡大率で不図示のスクリーン上にカラー画像として投射する。
【００４８】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、上記した実施形態では、光源ランプ２１ａの光軸方向（Ｚ軸方向）へ
の位置決めに着目して説明したが、光源ランプ２１ａのＸ軸方向やＹ軸方向への位置決め
にも同様に適用できる。
【００４９】
また、上記した実施形態では、２つの基準軸であるＸ軸及びＹ軸に関して線対称となる
ように配置される４枚のセルレンズを１組のセルレンズ群として、遮光するマスク１５を
説明したが、第１〜第４象限のうち少なくとも１つについて遮光するマスクも適用するこ
とができる。つまり、例えば第１象限内においてのみ各セルレンズ単独での特性を組み合
わせて、アライメント敏感度が向上するような遮光パターンを特定することができる。な
お、第１〜第４象限のうち複数について遮光する場合は、２つの基準軸であるＸ軸及びＹ
軸に関して線対称となるセルレンズを１組のセルレンズ群として、各セルレンズ群単独で
の特性を組み合わせて、アライメント敏感度が向上するような遮光パターンを特定するこ
とができる。  
【００５０】
また、上記した実施形態では、マスク１５によって第２レンズアレイ２１ｅを構成する
所定のセルレンズに集光された部分光束を遮光する場合について説明したが、第２レンズ
アレイ２１ｅに代えて、第１レンズアレイ２１ｄを構成する所定のセルレンズに集光され
た部分光束を遮光する構成としてもよい。この場合には、上記した実施形態と同様に、事
前にシミュレーションを行う。すなわち、第１レンズアレイ２１ｄを構成する各セルレン
ズ群単独のアライメント敏感度を求め、求めた各セルレンズ群単独でのアライメント敏感
度を組み合わせてアライメント敏感度が向上するような遮光パターンを特定する。そして
、特定した遮光パターンに従って遮光する所定のセルレンズを選択し、当該選択した所定
のセルレンズを遮光するマスクを第１レンズアレイ２１ｄと一体的に設けてアライメント
を行う。なお、同一の均一化光学系２２に組み込まれるいずれか一方のレンズアレイ２１
ｄ，２１ｅを遮光する場合、セルレンズの配置に対応する遮光パターンは、いずれのレン
ズアレイ２１ｄ，２１ｅでも一致する。
【００５１】
また、上記実施形態では、マスク１５を第２レンズアレイ２１ｅ等に対して一体化して
いるが、マスク１５を第２レンズアレイ２１ｅ等から離間させて配置することもできる。
この場合、マスク１５を他の種類に交換するのが容易になる。
【００５２】
また、上記実施形態では、ホルダ１１によってリフレクタを固定し、これに対して光源
ランプ２１ａの位置決めを行う場合について説明したが、以下のようにしてもよい。すな
わち、ホルダ１１を介してリフレクタ２１ｂの位置を変位させる変位装置を更に具備した
構成とし、リフレクタ２１ｂに対する光源ランプ２１ａの位置決め・固定を行った後で、
リフレクタ２１ｂの位置決めを行うこととしてもよい。
【００５３】
また、図１に示して説明した光源装置用の製造装置１において、重畳レンズ２１ｇの後
段に液晶ライトバルブを配置することとしてもよい。そして、液晶ライトバルブにて変調
された変調光を、アパーチャ部材１６を介して積分球１８に入射させることとしてもよい
。
【００５４】
また、上記実施形態では、プロジェクタに組み込まれる光源装置を構成する部品を光軸
上の適所に配置してアライメントを行う場合について説明したが、光源装置だけでなく、
後段の部品を組み込んだ上でアライメントを行うこととしてもよい。
【００５５】
図８は、本変形例に係る照明装置の製造装置を説明するための模式図である。この光源
装置用の製造装置１０は、光源ランプ２１ａ、リフレクタ２１ｂ、及び凹レンズ２１ｃか
らなる光源装置のアライメントを可能にすることによって製造の対象とする。この製造装
置１０は、システム光軸ＯＡに沿って、図１に示して説明した製造装置１を構成する、ホ
ルダ１１、変位装置１３、１対の第１レンズアレイ２１ｄ及び第２レンズアレイ２１ｅ、
マスク１５、偏光変換部材２１ｆ、及び重畳レンズ２１ｇのほかに、重畳レンズ２１ｇを
経た照明光を赤・緑・青の３色に分離する分離照明系２３と、分離照明系２３から射出さ
れた各色の照明光によって照明される光変調部２５と、光変調部２５を経た各色の変調光
を合成するクロスダイクロイックプリズム２７と、クロスダイクロイックプリズム２７か
ら射出された像光を投射するための投射レンズ２９と、投射レンズ２９からの投射光を通
過させるアパーチャ部材１７と、アパーチャ部材１７を通過した照明光を集める積分球１
８と、積分球１８の内部に固定された光センサ１９ａを具備し、光センサ１９ａの検出出
力に基づいて積分球１８内の照度を検出する照度計１９とを備える。
【００５６】
この場合、アパーチャ部材１７は、その開口がシステム光軸ＯＡ上にあって、且つシス
テム光軸ＯＡに対し垂直になるように、投射レンズ２９に対向して設置される。このアパ
ーチャ部材１７は、投射レンズ２９からの投射光のみを通過させ、後段の積分球１８に入
射させる。積分球１８は、投射レンズ２９を経てアパーチャ部材１７の開口１７ａを通過
した投射光を積分球１８内に入射させるための入射ポート１８ａを有し、アパーチャ部材
１７の開口１７ａに入射ポート１８ａを合わせるようにして設置される。この積分球１８
は、入射ポート１８ａから入射した光束を球内面でランダムに反射して指向性をほとんど
待たない光とする。
【００５７】
本変形例では、予め第２レンズアレイ２１ｅを構成する各セルレンズ群単独のアライメ
ント敏感度を求める。そして、求めた各セルレンズ群単独でのアライメント敏感度を組み
合わせてシミュレーションを行い、アライメント敏感度が向上するような遮光パターンを
特定する。具体的には、上記した実施形態と同様に、セルレンズ群の中から、遮光するセ
ルレンズ群をランダムに選択する。そして、ここで選択したセルレンズ群を遮光するセル
レンズ群とし、当該選択したセルレンズ群以外のセルレンズ群のアライメント敏感度を合
成することにより、第２レンズアレイ２１ｅを構成するセルレンズのうち、選択したセル
レンズ群を遮光した場合のアライメント敏感度を仮想的に求める。そして、第２レンズア
レイ２１ｅ全体としてのアライメント敏感度のピーク位置を保ったまま、そのピーク位置
に対する減光率が大きくなるようなアライメント敏感度を持つ遮光パターンを特定する。
遮光パターンを特定したならば、当該特定した遮光パターンが形成されてなるマスク１５
を作製し、マスク１５により遮光する所定のセルレンズを選択する。そして、実際にアラ
イメントを行う際に、前述のように作製したマスク１５によって、特定した遮光パターン
に基づいて選択した所定のセルレンズに集光される部分光束を遮光する。
【００５８】
なお、光源ランプ２１ａやリフレクタ２１ｂからなる光源装置のアライメントが終了し
た後は、光源ランプ２１ａやリフレクタ２１ｂを固定することで、光源装置を作製するこ
とができる。さらに、光源装置を固定したままマスク１５を取り除くことで、図７のプロ
ジェクタ２０と同様のものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態に係る照明装置の製造装置を説明する側方断面図である。
【図２】第２レンズアレイの構成を説明するための模式図である。
【図３】（ａ）は各セルレンズ群単独のアライメント敏感度を示した図、（ｂ）は第２レンズアレイ全体としてのアライメント敏感度を示した図である。
【図４】縦軸を正規化した明るさ効率として、各セルレンズ群単独のアライメント敏感度、及び第２レンズアレイ全体としてのアライメント敏感度を示した図である。
【図５】（ａ）はシミュレーションの結果を示す図、（ｂ）はシミュレーションの結果得られた遮光パターンに基づいて作製したマスクを説明するための模式図である。
【図６】（ａ）は別の光学系を対象として行ったシミュレーションの結果を示す図、（ｂ）はシミュレーションの結果得られた遮光パターンに基づいて作製したマスクを説明するための模式図である。
【図７】図１に示す照明装置の製造装置によって製造した照明装置を組み込んだプロジェクタの構造を説明する概念図である。
【図８】変形例に係る照明装置の製造装置を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…照明装置の製造装置、  ２１ａ…光源ランプ  ２１ｂ…リフレクタ  １１…ホルダ
、  １３…変位装置  ２１ｃ…凹レンズ  ２１ｄ…第１レンズアレイ  ２１ｅ…第２レン
ズアレイ  １５…マスク  ２１ｆ…偏光変換部材  ２１ｇ…重畳レンズ  １６…アパーチ
ャ部材、  １８…積分球  １９…照度計
【図１】
2008170480.tif 000003
【図２】
2008170480.tif 000004
【図３】
2008170480.tif 000005
【図４】
2008170480.tif 000006
【図５】
2008170480.tif 000007
【図６】
2008170480.tif 000008
【図７】
2008170480.tif 000009
【図８】
2008170480.tif 000010