(57)【要約】【課題】レンズ筐体のミラー保持部を高度な加工精度で加工しなくても、ミラーを精度よく固定することができるミラー位置決め治具及びミラー取付方法を提供する。【解決手段】レンズ筐体２０の第１フランジ２３をミラー位置決め治具４５の傾斜された筐体保持部４８に載置し、位置決めピン５２で位置決めして固定する。ミラー開口３４内に挿入されるミラー保持部４７上に、ミラー開口３４に接触しないようにミラー１８を載置してエアポンプ４９でエア吸引を行ない、第１フランジ２３に対してミラー１８を位置決めする。その後、ミラー開口３４とミラー１８との間の空隙に接着剤を充填してミラー１８を固定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写光学系が取り付けられるフランジと、前記投写光学系に向けて光を反射するミラーが取り付けられるミラー用開口とを有する筐体に前記ミラーを取り付ける際に、前記フランジに対して前記ミラーを位置決めするミラー位置決め治具において、
前記フランジを位置決めして前記筐体を保持する筐体保持手段と、
前記筐体が前記筐体保持手段によって保持されたときに前記ミラー用開口に挿入され、前記ミラーが前記フランジに対して予め設定された位置及び角度で、かつ端縁が前記ミラー用開口に接触しないように吸着保持するミラー保持手段を備えることを特徴とするミラー位置決め治具。
【請求項２】
前記ミラー用開口は、前記フランジに対してある角度をもって配置されており、
前記筐体保持手段は、前記ミラーが略水平な状態で吸着保持されるように、前記フランジを傾斜した状態で保持することを特徴とする請求項１記載のミラー位置決め治具。
【請求項３】
投写光学系が取り付けられるフランジと、前記投写光学系に向けて光を反射するミラーが取り付けられるミラー用開口を有する筐体に、前記ミラーを取り付けるミラー取付方法において、
前記請求項１または２記載の筐体保持手段に、前記フランジを位置決めして前記筐体を保持させ、
前記ミラー開口内に挿入された前記ミラー保持手段に、前記フランジに対して予め設定された位置及び角度で、かつ端縁が前記ミラー用開口に接触しないように前記ミラーを吸着保持させ、
前記ミラーの端縁と前記ミラー用開口との隙間に接着剤を充填し、
前記接着剤を固化させることを特徴とするミラー取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写レンズ装置の筐体にミラーを取り付ける際に用いられるミラー位置決め治具と、このミラー位置決め治具を用いたミラー取付方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
大画面のモニタ装置として、リアプロジェクション装置がある。リアプロジェクション装置は、筐体に組み込まれたスクリーンと、スクリーンの背後に設置された平面鏡と、平面鏡に向けて画像光を投映する光学エンジンとから構成されている。光学エンジンは、高輝度光源の光から均一照明光をつくる照明光学系と、照明光を３色に分離して画像表示素子によってそれぞれに画像情報を付与した上で合成する色分離・合成光学系と、こうしてできた画像光を平面鏡へと拡大投写する投写レンズユニットから構成されている。
【０００３】
投写レンズユニットは、色分離・合成光学系から入射された画像光を収束する収束光学系と、収束光学系で収束された画像光を反射するミラーと、ミラーによって反射された画像光を拡大して平面鏡に投写する投写光学系と、これらが一体に組みこまれるレンズ筐体とを備えている。従来の投写レンズユニットは、レンズ筐体に設けられたミラー保持部にミラーの外周を当接させ、接着、または何らかの保持部材によりレンズ筐体に固定している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３５２２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
投写レンズユニットのミラー位置精度は、リアプロジェクション装置の性能に重要な影響を及ぼす。例えば、投写光学系に対するミラーの位置精度が悪いときには、投映中心位置がずれ、または台形歪みが生じて表示画像品質が低下する。そのため、従来の投写レンズユニットでは、レンズ筐体のミラー保持部を高精度に成形し、かつ精度管理を行なう必要があり、このレンズ筐体の製造に多くの工数とコストが掛けられていた。
【０００５】
また、投写光学系に対してミラーの位置を調整してから固定することも従来行なわれているが、多数の製品に同じ調整を行なっても再現性をとることが難しく、調整に時間がかかるという問題がある。更に、ミラーの固定にレンズ筐体への圧入やネジ等を用いると、ミラーが変形することも考えられる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するために、レンズ筐体のミラー保持部を高度な加工精度で加工しなくても、ミラーを精度よく固定することができるミラー位置決め治具及びミラー取付方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明のミラー位置決め治具は、投写光学系が取り付けられるフランジと、投写光学系に向けて光を反射するミラーが取り付けられるミラー用開口とを有する筐体にミラーを取り付ける際に、フランジに対してミラーを位置決めするミラー位置決め治具であり、フランジを位置決めして筐体を保持する筐体保持手段と、筐体が筐体保持手段によって保持されたときにミラー用開口に挿入され、ミラーがフランジに対して予め設定された位置及び角度で、かつ端縁がミラー用開口に接触しないように吸着保持するミラー保持手段を備えるものである。
【０００８】
また、ミラー用開口は、フランジに対してある角度をもって配置されており、筐体保持手段は、ミラーが略水平な状態で吸着保持されるように、フランジを傾斜した状態で保持するようにしたものである。
【０００９】
また、本発明のミラー取付方法は、投写光学系が取り付けられるフランジと、投写光学系に向けて光を反射するミラーが取り付けられるミラー用開口を有する筐体に、ミラーを取り付けるミラー取付方法において、前記筐体保持手段にフランジを位置決めして筐体を保持させ、ミラー開口内に挿入されたミラー保持手段に、ミラーを吸着保持させ、ミラーの端縁とミラー用開口との隙間に接着剤を充填し、接着剤を固化させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のミラー位置決め治具によれば、筐体を筐体保持手段に保持させ、ミラーをミラー保持手段に吸着保持させるだけで、フランジとミラーとの位置決めが高精度に完了するので、経験の乏しい作業者であっても簡単に、かつ短時間で位置決めを完了することができる。また、ミラー位置決め治具によりミラーの位置決め精度の再現性が高くなるため、高い光学性能を得ることができる。
【００１１】
また、ミラーを略水平状態でミラー保持手段に吸着保持させるようにしたので、ミラー保持手段に対するミラーの供給が容易になる。
【００１２】
また、本発明のミラー取付方法は、ミラーとミラー用開口とが接触しない状態で接着剤で固定するようにしたので、筐体にミラーと接触するための高精度なミラー保持部を設ける必要がなくなる。これにより、筐体の製造工数及び製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１において、リアプロジェクション装置２は、筐体３の前面に設けられたスクリーン４と、スクリーン４の背後に設けられた平面鏡５と、固定部６を介して筐体３の底部に固定された光学エンジン７とを備えている。平面鏡５は、リアプロジェクション装置２の奥行き寸法を小さくするため、スクリーン４と平行に近い姿勢に傾斜して取り付けられている。
【００１４】
光学エンジン７は、画像光の生成を行う画像生成ユニット１０と、画像光を投写する投写レンズユニット１１とを接続することで構成されている。光学エンジン７は、投写レンズユニット１１から投写される画像光の光軸がスクリーン４に対して傾斜して組み込まれており、画像光は平面鏡５で反射されて、スクリーン４に画像が投映される。ここで、画像はスクリーン４の背面に左右反転して投映されるが、画像は正面から見ると正しく表示されている。
【００１５】
画像生成ユニット１０は、例えば、光源部、照明光学系、色分離・合成光学系等から構成されている。光源部は、例えば、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプなどの高輝度光源が用途に応じて使用される。照明光学系は、フライアイレンズや偏光変換素子、コンデンサレンズ等を備えており、光源部から照射された光から均一照明光を生成する。色分離・合成光学系は、例えば、ダイクロイックミラー、偏光プリズム、ダイクロイックプリズム、合成プリズム、ＬＣＤパネル等を備えており、均一照明光を赤色、青色、緑色の各色光に分離し、ＬＣＤパネルで各色の画像光を生成し、各色の画像光を再び合成する。
【００１６】
図２に示すように、投写レンズユニット１１は、収束光学系１７と、ミラー１８と、投写光学系１９と、これらを保持するレンズ筐体２０から構成されている。図３に示すように、レンズ筐体２０は、遮光性を有するプラスチックによって上面に矩形の開口２１が設けられた略箱状に形成されており、収束光学系１７が取り付けられる鏡筒取付部２２と、投写光学系１９が取り付けられる第１フランジ２３と、画像生成ユニット１０への接続に用いられる第２フランジ２４とを備えている。
【００１７】
収束光学系１７は、レンズ鏡筒２７と、このレンズ鏡筒２７に組み込まれる収束レンズ２８から構成されている。レンズ鏡筒２７は、鏡筒取付部２２に形成された穴２２ａに挿入され、外周に形成されたフランジ部２７ａが鏡筒取付部２２にネジ等によって固定される。この収束光学系１７は、画像生成ユニット１０から入射された画像光を収束させ、光軸Ｌ１に沿ってミラー１８に出射する。
【００１８】
ミラー１８は、収束光学系１７から入射された画像光を光軸Ｌ２に沿って投写光学系１９に入射するように反射するように、光軸Ｌ１及びＬ２に対して４５度の角度で傾斜されている。ミラー１８は、レンズ筐体２０に形成されたミラー１８の外形よりも大きなミラー開口３４内に接触しないように収納され、図４に示すように、ミラー１８の外周とミラー開口３４との間の空隙内に充填された接着剤３５によって固定される。
【００１９】
投写光学系１９は、第１フランジ２３に設けられた複数の取付穴２３ａにネジで固定される基板３８と、この基板３８に取り付けられる投写レンズ鏡筒３９と、この投写レンズ鏡筒３９に保持される投写レンズ４０から構成されている。この投写光学系１９は、光軸Ｌ２に沿って入射される画像光を拡大して平面鏡５に投写する。
【００２０】
次に、レンズ筐体２０にミラー１８を固定する際に用いるミラー位置決め治具について説明する。図５に示すミラー位置決め治具４５は、作業台上等に設置される基台部４６と、この基台部４６から垂直に立設されたミラー保持部４７と、このミラー保持部４７の外周に傾斜状態で取り付けられた筐体保持部４８と、ミラー保持部４７を介してミラー１８を吸着するエアポンプ４９から構成されている。
【００２１】
筐体保持部４８は、レンズ筐体２０の第１フランジ２３を位置決めして保持するもので、取付穴２３ａに対応する複数の位置決め穴４８ａが形成されている。この筐体保持部４８は、ミラー保持部４７によってミラー１８を水平状態で保持させるために、４５度の角度で傾斜されている。図６に示すように、レンズ筐体２０は、ミラー保持部４７がミラー開口３４に挿入されるように筐体保持部４８に載置され、取付穴２３ａ及び位置決め穴４８ａに位置決めピン５２が挿通されることにより位置決めして保持される。
【００２２】
ミラー保持部４７は、その先端にミラー１８を吸着保持する保持面５５が設けられており、この保持面５５の外形はミラー１８よりも一回り小さく形成されている。ミラー保持部４７内には、保持面５５から基台部４６の側面まで接続されたエア通路５６が設けられており、このエア通路５６とエアポンプ４９とがパイプ５７等で接続されている。
【００２３】
保持面５５は、筐体保持部４８によって保持されたレンズ筐体２０の第１フランジ２３に対して、ミラー１８を予め設定された位置及び角度で保持するように配置されている。そのため、筐体保持部４８に第１フランジ２３を固定し、ミラー保持部４７にミラー１８を吸着保持させることで、第１フランジ２３とミラー１８との位置決めが完了する。
【００２４】
次に、上記ミラー位置決め治具４５を用いたミラー１８の取付方法について説明する。図５に示すように、筐体保持部４８にレンズ筐体２０を載置し、位置決めピン５２を位置決め穴４８ａ及び取付穴２３ａに挿入して第１フランジ２３を位置決めし、レンズ筐体２０を保持する。
【００２５】
ミラー開口３４に挿入されたミラー保持部４７にミラー１８を載置し、エアポンプ４９を作動させる。これにより、ミラー１８はミラー保持部４７に吸着保持され、第１フランジ２３に対して位置決めされる。
【００２６】
図７に示すように、ミラー１８の位置決め後、例えば、ディスペンサ６０によって紫外線硬化型の接着剤３５をミラー１８とミラー開口３４との間に４個所充填し、紫外線ランプ６１で紫外線を照射して固化させる。
【００２７】
以上のように、第１フランジ２３とミラー１８との位置決めは、ミラー位置決め治具４５にミラー１８とレンズ筐体２０とを取り付けるだけで完了するので、経験の少ない作業者であっても短時間で簡単にミスなく行なうことができる。また、ミラー１８とミラー開口３４とを接触させずに接着剤３５で固定するようにしたので、ミラー開口３４を高精度に形成する必要がない。これにより、投写レンズユニット１１をコストダウンすることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態では、レンズ筐体２０を筐体保持部４８に位置決めする際に、位置決め穴４８ａ及び取付穴２３ａに位置決めピン５２を挿入したが、レンズ筐体２０と筐体保持部４８とのいずれか一方に位置決めピンを立設し、他方に位置決め穴を設けてもよい。
【００２９】
なお、上記実施形態では、リアプロジェクション装置の投写レンズユニットを例に説明したが、その他のレンズユニット、光学装置等にも適用可能であり、ミラー以外の光学部品の位置決めにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】リアプロジェクション装置の一例を示す概略図である。
【図２】投写レンズユニットの構成を示す断面図である。
【図３】レンズ筐体の外観形状を示す斜視図である。
【図４】ミラーの固定状態を示す斜視図である。
【図５】ミラー位置決め治具の構成を示す外観斜視図である。
【図６】ミラー位置決め治具によるレンズ筐体の保持状態を示す斜視図である。
【図７】ミラー及びミラー開口の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２  リアプロジェクション装置
１１  投写レンズユニット
１７  収束光学系
１８  ミラー
１９  投写光学系
２０  レンズ筐体
２３  第１フランジ
３４  ミラー開口
３５  接着剤
４５  ミラー位置決め治具
４７  ミラー保持部
４８  筐体保持部
４９  エアポンプ
【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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