(57)【要約】【課題】光学部品を正確に位置決め可能な光学ユニットの製造方法、光学ユニット製造治具、およびプロジェクタを提供する。【解決手段】クロスダイクロイックプリズム２５２と、このクロスダイクロイックプリズム２５２の光入射端面に位置決めされる液晶パネルと、を所定の光路Ａが設定された第二基台１０１上に固定する光学ユニット１の製造方法において、クロスダイクロイックプリズム２５２の厚み寸法をｔ、屈折率をｎとした際に、液晶パネルの光射出面からの距離がε＝ｔ×（ｎ−１）／ｎとなる旋回中心点Ｏを中心として、クロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させて位置調整する。【選択図】図４
2009168884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射端面および光射出端面を有する光学素子と、前記光学素子の前記光入射端面に対して位置決めされるとともに、色光を光変調して前記光学素子側に射出する光変調素子と、を所定の光路が設定された基台に固定する光学ユニットの製造方法であって、
前記光学素子の前記光入射端面から前記光射出端面までの厚み寸法をｔ、前記光学素子の屈折率をｎとした際に、前記光変調素子の光射出面からの距離がε＝ｔ×（ｎ−１）／ｎとなる旋回中心点を中心として、前記光学素子を旋回させて位置調整する
ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ユニットの製造方法において、
前記光学素子の位置調整後、略楔状のスペーサを前記光学素子および前記基台の間に挿入して位置決めするとともに、前記光学素子および前記基台を接着剤により接着固定する
ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学ユニットの製造方法において、
前記光学素子は、３つの光入射端面と、１つの光射出端面と、３つの前記光入射端面に入射する色光を合成して前記光射出端面側に反射または透過させるダイクロイック膜と、を有するクロスダイクロイックプリズムであり、
前記光入射側端面には、それぞれ、前記クロスダイクロイックプリズムの前記ダイクロイック膜に対して、鏡像関係となるように前記光変調素子が貼り付け固定された
ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学ユニットの製造方法において、
前記光学素子は、前記基台の当該光学素子の載置面に対して平行し前記光路に沿うＸ軸、前記基台の前記載置面に平行し前記Ｘ軸に直交するＹ軸、および前記基台の前記載置面および前記Ｘ軸の双方に対して直交なＺ軸回りに、それぞれ前記旋回中心点を中心として旋回される
ことを特徴とする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光学ユニットの製造方法において、
前記光学ユニットは、前記光変調素子がそれぞれ位置決めされる３つの前記光入射端面を有する前記光学素子を２つ備え、
一方の前記光学素子は、前記基台に形成された前記光路に対して、当該光学素子を透過する光束が略一致する状態に固定され、
他方の前記光学素子は、前記一方の光学素子に対して、当該他方の光学素子の前記光入射端面に位置決めされる前記光変調素子の光射出面からの距離がεとなる前記旋回中心点を中心として、当該他方の光学素子を旋回させて、前記一方の光学素子に対して位置調整する
ことを特徴とする光学ユニットの製造方法。
【請求項６】
光入射端面および光射出端面を有する光学素子と、前記光学素子の前記光入射端面に対して位置決めされるとともに、色光を光変調して前記光学素子側に射出する光変調素子と、を所定の光路が設定された基台と、を備えた光学ユニットを製造する光学ユニット製造治具であって、
前記光学ユニットに対して固定されるベース部と、
前記光学素子の前記光入射端面から前記光射出端面までの厚み寸法をｔ、前記光学素子の屈折率をｎとした際に、前記光変調素子の光射出面からの距離がε＝ｔ×（ｎ−１）／ｎとなる旋回中心点から前記ベース部に下ろした垂線の延長上の点を回転中心として回動可能に設けられるとともに、前記回転中心を挟んで直線部が形成されるアーム部と、
前記旋回中心点に対応する位置で、前記アーム部の前記直線部と平行に設けられるとともに、前記光学素子を保持する保持部と、
前記アーム部および前記保持部に挟持されるとともに、前記アーム部の前記回転中心軸から回転径方向に所定寸法離れた位置で、かつ前記回転中心軸を挟む位置に軸方向に沿って移動可能に設けられ、両端部がそれぞれ前記アーム部および前記保持部に当接する一対の軸部と、
前記アーム部を回動させて傾斜状態を調整する調整手段と、
を具備し、
前記一対の軸部は、前記旋回中心点から前記回転中心への線分に対して平行かつ同一長さ寸法に形成されて、前記アーム部の回動と連動して前記保持部を傾斜させる
ことを特徴とした光学ユニット製造治具。
【請求項７】
請求項６に記載の光学ユニット製造治具において、
前記軸部は、両端部に半球面状の球面部を有し、一方端に設けられる前記球面部の一点が前記アーム部の前記直線部に当接し、他方端に設けられる前記球面部の一点が前記保持部に当接し、
一対の前記軸部の前記保持部側の球面部は、径寸法が前記保持部の前記アーム部の前記直線部に対向する面および旋回中心点の距離と同一寸法となる径寸法に形成され、
一対の前記軸部の前記アーム部側の球面部は、径寸法が前記アーム部の前記直線部および前記アーム部の回動中心軸の距離と同一寸法となる径寸法に形成されている
ことを特徴とする光学ユニット製造治具。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の光学ユニット製造治具において、
前記調整手段は、前記アーム部の前記回動中心軸から所定寸法離れた位置で、前記アーム部に設けられる雌ネジ部に螺合されて貫通し、先端部が前記ベース部に当接可能な雄ネジ部材と、前記雄ネジ部材の先端部が前記ベース部側に当接する状態に、前記アーム部を付勢する付勢手段と、を備えた
ことを特徴とする光学ユニット製造治具。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれかに記載の光学ユニット製造治具において、
前記ベース部を前記回転中心軸の軸方向に沿って平行移動可能な平行移動手段を備えた
ことを特徴とする光学ユニット製造治具。
【請求項１０】
複数の色光を合成し、合成した光束を射出する光学素子と、前記光学素子の前記色光が入射する光入射端面に対して位置決めされるとともに、前記色光を光変調して前記光学素子に射出する光変調素子と、を所定の光路が設定された基台に固定したプロジェクタであって、
前記光学素子は、前記基台に略楔状のスペーサにより位置決めされるとともに、接着剤により接着固定された
ことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の色光を合成する色合成光学装置を備えた光学ユニットを製造する光学ユニットの製造方法、光学ユニット製造治具、および前記製造方法または光学ユニット製造治具により製造されたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の色光を合成して射出する色合成光学装置を配置する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の方法は、製造部の載置台に色合成光学系を製造部に載置固定し、プロジェクタの機種毎に設定された機種データに基づいて、クロスダイクロイックプリズムを初期位置にセットする。そして、ＣＣＤカメラによりクロスダイクロイックプリズムの上面を撮像し、撮像された画像と、予め取得した基準となる画像との偏差を演算処理し、クロスダイクロイックプリズムの平面位置調整を行う。この後、光源からの白色レーザを色分離させた各色光を色合成光学系に入射させ、スクリーン上に投射させる。また、ポジションセンサをスクリーン上に投射される投射画像の略中央に移動させ、スクリーン上の各色光全てのスポット像を検出させる。そして、この検出された光スポット像に基づいた数値信号に基づいて、クロスダイクロイックプリズムの反射面に対するあおり方向を調整する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８４３７９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、上記特許文献１のような製造方法では、プロジェクタに１つの色合成光学系が設けられる場合に、この光学系の位置を正確に設定することが可能であるが、プロジェクタに２つの色合成光学系が設けられ、これらの色合成光学系からの光を合成させる、いわゆる６ＬＣＤ型プロジェクタでは、製造が困難となる。
すなわち、６ＬＣＤ型プロジェクタでは、２つの色合成光学系のうち、一方の色合成光学系を従来の位置調整方法でプロジェクタの筐体に設置した後、他方の色合成光学系を、射出光の基準光軸が一方の色合成光学系の射出光の基準光軸と一致するように位置決めする。
この時、一方の色合成光学系は、後でプロジェクタ全体の移動やピント合わせを実施すればよいため、治具などで液晶パネルからの２方向の倒れ角度を精度よく調整すればよい。
これに対して、他方の色合成光学系は、偏光ビームスプリッタの鏡像関係となるように、６自由度を正確に一方の色合成光学系に合わせる必要がある。この時、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の３軸方向の平行移動は治具全体を平行移動させればよいが、３軸回りの旋回位置調整は、単純に旋回させるだけでは、フォーカスがずれたり、他の軸回りまでずれたりするおそれがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みて、光学部品を正確に位置決め可能な光学ユニットの製造方法、光学ユニット製造治具、およびプロジェクタ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】
本発明の光学ユニットの製造方法は、光入射端面および光射出端面を有する光学素子と、前記光学素子の前記光入射端面に対して位置決めされるとともに、色光を光変調して前記光学素子側に射出する光変調素子と、を所定の光路が設定された基台に固定する光学ユニットの製造方法であって、前記光学素子の前記光入射端面から前記光射出端面までの厚み寸法をｔ、前記光学素子の屈折率をｎとした際に、前記光変調素子の光射出面からの距離がε＝ｔ×（ｎ−１）／ｎとなる旋回中心点を中心として、前記光学素子を旋回させて位置調整することを特徴とする。
【０００７】
ここで、図１に示すような光変調素子Ｌが固定された光学素子Ｋを、図２に示すように旋回させた場合を例示して説明する。図１および図２は、本発明の光学ユニットの製造方法において、光学素子の旋回中心点の設定原理を説明するための図であり、図１は、予め設定された光路Ａ上に、光路Ａに沿って光学素子を配設した状態を示す図である。図２は、図１の光学素子を角度αだけ旋回させた状態を示す図である。
この時、光学素子Ｋの光束の入射角をα、光学素子Ｋ内での屈折角をβとすると、これらαおよびβの間には、スネルの式が成立する。すなわち、光学素子Ｋの屈折率をｎとすると、次式（１）が成立する。
【０００８】
【数１】
2009168884.tif 000003
【０００９】
また、光学素子Ｋの旋回により、例えば図１の光変調素子Ｌにおいて、画素位置Ｑを透過する光束が、図２に示すように、光学素子Ｋから射出される際にΔだけ平行移動してずれたとすると、このずれ量Δは、光学素子Ｋの厚み寸法をｔとして、次式（２）となる。
【００１０】
【数２】
2009168884.tif 000004
【００１１】
一方、光変調素子Ｌの所定の画素位置Ｑを透過する光束が、画素ずれを起こさないためには、光路Ａ上に射出される必要がある。したがって、光変調素子Ｌの光射出面からの距離がεとなる旋回中心点で光学素子Ｋを旋回させた際に、画素ずれが起きないようにするためには、次式（３）が成立する必要がある。
【００１２】
【数３】
2009168884.tif 000005
【００１３】
ここで、光学素子Ｋの旋回角度は、極めて小さいため、sinα＝α、sinβ＝β、cosα＝cosβ＝１と近似することができ、これらを上記（１）〜（３）式に代入すると、次式（４）〜（６）を満足させなければならない。
【００１４】
【数４】
2009168884.tif 000006
【００１５】
したがって、式（４）を式（５）に代入し、さらに、式（５）と式（６）の左辺が等しく、右辺同士も等しいことから、次式（７）を導くことができる。
【００１６】
【数５】
2009168884.tif 000007
【００１７】
すなわち、光変調素子Ｌの光射出面から旋回中心点Ｏまでの距離εが、上記（７）式を満たす場合、光学素子Ｋの旋回による画素ずれを無くすことができる。したがって、光学素子Ｋを光変調素子Ｌからの距離εで旋回させることで、画素ずれを考慮せずに、光学素子の旋回位置を調整することができ、旋回による他の軸のずれを回避して、全面一様のフォーカス合わせを実施することができる。したがって、光学素子Ｋを基台上に精度よく位置決めすることができる。
【００１８】
また、本発明の光学ユニットの製造方法では、前記光学素子の位置調整後、略楔状のスペーサを前記光学素子および前記基台の間に挿入して位置決めするとともに、前記光学素子および前記基台を接着剤により接着固定することが好ましい。
この発明によれば、光学素子の旋回による位置調整の後、略楔状のスペーサで光学素子の位置を固定、すなわち仮止めし、例えば３軸回りの位置決めが終了した後、接着剤により光学素子を基台に接着固定する。これにより、光学素子の調整、および固定作業を容易に実施することができる。また、接着剤としては、例えば紫外線硬化樹脂などが例示でき、このような接着剤を用いることで、仮止めした光学素子をその位置を保持したまま、強固に、かつ迅速に基台に固定することができる。
【００１９】
さらに、本発明の光学ユニットの製造方法では、前記光学素子は、３つの光入射端面と、１つの光射出端面と、３つの前記光入射端面に入射する色光を合成して前記光射出端面側に反射または透過させるダイクロイック膜と、を有するクロスダイクロイックプリズムであり、前記光入射側端面には、それぞれ、前記クロスダイクロイックプリズムの前記ダイクロイック膜に対して、鏡像関係となるように前記光変調素子が貼り付け固定されることが好ましい。
この発明によれば、光学素子はクロスダイクロイックプリズムであり、このクロスダイクロイックプリズムの光入射端面にそれぞれ光変調素子が貼り付け固定される。これにより、クロスダイクロイックプリズムを旋回させて位置調整するだけで、光変調素子の位置調整もされるため、これらを別々に位置調整する必要がなく、調整作業を簡単にすることができる。また、クロスダイクロイックプリズムの光入射端面に光変調素子が貼り付け固定されているため、各光変調素子の位置調整も容易であり、より光学ユニットの製造作業を簡単にすることができる。
【００２０】
さらには、本発明の光学ユニットの製造方法では、前記光学素子は、前記基台の当該光学素子の載置面に対して平行し前記光路に沿うＸ軸、前記基台の前記載置面に平行し前記Ｘ軸に直交するＹ軸、および前記基台の前記載置面および前記Ｘ軸の双方に対して直交するＺ軸周りに、それぞれ前記旋回中心点を中心として旋回されることが好ましい。
この発明によれば、Ｘ．Ｙ，Ｚの各軸回りに、それぞれ光学素子の旋回角度を調整するため、より精密に光学素子の位置調整を実施することができる。また、この際、上記したように、各軸に対する旋回調整を独立して行うことができ、１つの軸を調整する際に、他の軸の旋回角度がずれるなどの不都合がなく、容易に３軸回りの旋回角度を調整することができる。
【００２１】
そして、本発明の光学ユニットの製造方法では、前記光学ユニットは、前記光変調素子がそれぞれ位置決めされる３つの前記光入射端面を有する前記光学素子を２つ備え、一方の前記光学素子は、前記基台に形成された前記光路に対して、当該光学素子を透過する光束が略一致する状態に固定され、他方の前記光学素子は、前記一方の光学素子に対して、当該他方の光学素子の前記光入射端面に位置決めされる前記光変調素子の光射出面からの距離がεとなる前記旋回中心点を中心として、当該他方の光学素子を旋回させて、前記一方の光学素子に対して位置調整することが好ましい。
この発明によれば、６ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）型プロジェクタなど、３つの光入射端面にそれぞれ光変調阻止が位置決めされる光学素子を２つ備える光学ユニットにおいて、一方の光学素子を他方の光学素子に対して位置決め調整する際に、上述した製造方法を用いる。すなわち、一方の光学素子は、予め光路が設定された基台に固定した後、光学ユニット全体を移動させたり、ピント合わせを実施したりすることで、容易に投射画像のずれなどを直すことができる。これに対して、他方の光学素子は、一方の光学素子の光路に、光射出端面から射出される光束を正確に合成させる必要がある。したがって、この他方の光学素子の位置調整において、上述した製造方法により、旋回位置調整することで、精度よく双方の光学素子から射出される画像光を合成することができ、画素ずれなどによる画質の悪化を防止することができる。
【００２２】
そして、本発明の光学ユニット製造治具は、光入射端面および光射出端面を有する光学素子と、前記光学素子の前記光入射端面に対して位置決めされるとともに、色光を光変調して前記光学素子側に射出する光変調素子と、を所定の光路が設定された基台に固定する光学ユニット製造治具であって、前記光学ユニットに対して固定されるベース部と、前記光学素子の前記光入射端面から前記光射出端面までの厚み寸法をｔ、前記光学素子の屈折率をｎとした際に、前記光変調素子の光射出面からの距離がε＝ｔ×（ｎ−１）／ｎとなる旋回中心点から前記ベース部に下ろした垂線の延長上の点を回転中心として回動可能に設けられるとともに、前記回転中心を挟んで直線部が形成されるアーム部と、前記旋回中心点に対応する位置で、前記アーム部の前記直線部と平行に設けられるとともに、前記光学素子を保持する保持部と、前記アーム部および前記保持部に挟持されるとともに、前記アーム部の前記回転中心軸から回転径方向に所定寸法離れた位置で、かつ前記回転中心軸を挟む位置に軸方向に沿って移動可能に設けられ、両端部がそれぞれ前記アーム部および前記保持部に当接する一対の軸部と、前記アーム部を回動させて傾斜状態を調整する調整手段と、を具備し、前記一対の軸部は、前記旋回中心点から前記回転中心への線分に対して平行かつ同一長さ寸法に形成されて、前記アーム部の回動と連動して前記保持部を傾斜させることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、軸部の両端部、アーム部の回動中心軸、および光学素子の旋回中心点により平行四辺形が形成される。そして、調整手段によりアーム部を回動させると、アーム部は回転中心を軸として回動し、一方の軸部のいずれか一方が軸方向に沿って、移動する。この時、軸部は、軸方向がアーム部の回動中心および光学素子の旋回中心点を結ぶ線分と同一寸法で、かつこの線分に対して平行に設けられている。このため、軸部の保持部との当接点、および軸部のアーム部との当接点が、それぞれ保持部およびアーム部の直線部に沿って移動し、アーム部の直線部と平行に保持部を、旋回中心点を中心として旋回させることができる。したがって、調整手段を調整するだけで、容易に光学素子の１軸回りの旋回角度を精度よく調整することができる。
【００２４】
また、本発明の光学ユニット製造治具では、前記軸部は、両端部に半球面状の球面部を有し、一方端に設けられる前記球面部の一点が前記アーム部の前記直線部に当接し、他方端に設けられる前記球面部の一点が前記保持部に当接し、一対の前記軸部の前記保持部側の球面部は、径寸法が前記保持部の前記アーム部の前記直線部に対向する面および旋回中心点の距離と同一寸法となる径寸法に形成され、一対の前記軸部の前記アーム部側の球面部は、径寸法が前記アーム部の前記直線部および前記アーム部の回動中心軸の距離と同一寸法となる径寸法に形成されていることが好ましい。
この発明によれば、軸部の両端位置に設けられる球面部がアーム部または保持部に当接する。この時、これらの球面部の中心点、旋回中心点、およびアーム部の回転中心を結ぶ仮想平行四辺形を形成することができる。また、軸部の両端部の球面部の径寸法が、それぞれ、保持部の直線部に対向する面から旋回中心点までの距離寸法、直線部からアーム部の回動中心軸までの距離寸法となる同寸法に形成されている。このため、アーム部は保持部が回動した場合でも、軸部とアーム部との当接点から球面部の中心点までの距離、軸部と保持部との当接点から球面部の中心点までの距離が変動せず、常に仮想平行四辺形の対向する各辺の平行関係が維持される。したがって、アーム部に平行して保持部を旋回させることができ、アーム部の調整角度を精密に設定することで、光学素子の旋回角度を精密に設定することができる。
【００２５】
さらに、本発明の光学ユニット製造治具は、前記調整手段は、前記アーム部の前記回動中心軸から所定寸法離れた位置で、前記アーム部に設けられる雌ネジ部に螺合されて貫通し、先端部が前記ベース部に当接可能な雄ネジ部材と、前記雄ネジ部材の先端部が前記ベース部側に当接する状態に、前記アーム部を付勢する付勢手段と、を備えることが好ましい。
この発明によれば、付勢手段により雄ネジ部がベース部に当接する方向に付勢されるので、雄ネジ部がベース部から離れることがなく、常にベース部に当接するので、アーム部の正確な位置合わせができる。
【００２６】
さらには、本発明の光学ユニット製造治具は、前記ベース部を前記回転中心軸の軸方向に沿って平行移動可能な平行移動手段を備えることが好ましい。
この発明によれば、光学ユニット製造治具を平行移動させる平行移動手段が設けられているので、光学素子の旋回位置の調整だけでなく、光学素子から射出される光束の光軸を容易に平行移動させることができる。
【００２７】
そして、本発明のプロジェクタは、複数の色光を合成し、合成した光束を射出する光学素子と、前記光学素子の前記色光が入射する光入射端面に対して位置決めされるとともに、前記色光を光変調して前記光学素子に射出する光変調素子と、を所定の光路が設定された基台に固定したプロジェクタであって、前記光学素子は、前記基台に略楔状のスペーサにより位置決めされるとともに、接着剤により接着固定されたことを特徴とする。
この発明によれば、プロジェクタにおける光学素子は、上記のように光変調素子の光射出面からの距離がεとなる旋回中心位置で旋回されて位置調整され、スペーサで位置決めされて接着剤で固定されている。このため、光路Ａに沿って精度よく画像光を射出することができ、高画質な画像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
〔第一の実施の形態〕
以下、本発明に係る第一の実施の形態のプロジェクタ、プロジェクタの製造治具、およびプロジェクタの製造方法について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
[プロジェクタの構成]
図３は、本発明の第一の実施の形態に係るプロジェクタの光学ユニットにおける概略構成を示す図である。
図３において、光学ユニット１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、この画像光をスクリーンなどの投射面状に拡大投射させるプロジェクタに搭載される装置である。この光学ユニット１は、第一照明光学系１１と、第一光均一分布化光学系１２と、第一色分離光学系１３と、第一リレー光学系１４と、第一光学装置１５と、第二照明光学系２１と、第二光均一分布化光学系２２と、第二色分離光学系２３と、第二リレー光学系２４と、第二光学装置２５と、ＰＢＳ１６と、投射光学系１７と、光学筐体１０と、を備えている。
【００３０】
第一照明光学系１１および第二照明光学系２１は、図示しない光源ランプから放射された光束を一定方向に揃えて射出する。具体的には、各照明光学系１１，２１は、光源ランプから放射された光束を図示しない反射鏡などで反射させて、光源ランプの前方側に集束光として射出させ、図示しない平行化レンズによって平行化し、光学筐体１０内の光路Ａに沿って光束を射出する。
【００３１】
第一光均一分布化光学系１２および第二光均一分布化光学系２２は、第一照明光学系１１および第二照明光学系２１から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の画面照度を均一化する光学系である。これら第一光均一分布化光学系１２および第二光均一分布化光学系２２は、第１レンズアレイ１２１，２２１、第２レンズアレイ１２２，２２２、偏光変換素子１２３，２２３、および重畳レンズ１２４，２２４を備えている。
第１レンズアレイ１２１，２２１は、それぞれ第一照明光学系１１および第二照明光学系２１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光学素子としての機能を有し、光路Ａと直交する面内にマトリクス状に配列された複数の小レンズを備えて構成される。
第２レンズアレイ１２２，２２２は、それぞれ第１レンズアレイ１２１，２２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ１２１，２２１と同様に光路Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。
【００３２】
偏光変換素子１２３，２２３は、第１レンズアレイ１２１，２２１により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光方向に揃える。この偏光変換素子１２３，２２３は、光路Ａに対して傾斜配置される図示しない偏光分離膜および図示しない反射膜を交互に配列した構成を有する。そして、偏光変換素子１２３は、第１レンズアレイ１２１から射出される部分光束に含まれる偏光光束のうち、Ｐ偏光光束（図３の紙面、すなわち光路面Ｂに対して平行となる方向の光束）を透過し、Ｓ偏光光束（図３の紙面、すなわち光路面Ｂに対して直交する方向の光束）を反射する。反射されたＳ偏光光束は、反射膜により曲折され、Ｐ偏光光束の射出方向、すなわち光路Ａに沿った方向に射出され、偏光変換素子１２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換される。これにより、偏光変換素子１２３は、略全ての光束をＰ偏光に揃えて光路Ａに沿って射出する。
一方、光軸周りに９０度回転させた配置で、同様の原理によって、偏光変換素子２２３は、略全ての光束をＳ偏光光束に揃えて光路Ａに沿って射出する。
重畳レンズ１２４，２２４は、第１レンズアレイ１２１，２２１、第２レンズアレイ１２２，２２２、および偏光変換素子１２３，２２３を経た複数の部分光束を集光して、光学装置１５，２５の後述する３つの液晶パネルの画像形成領域上で重畳させる。
【００３３】
第一色分離光学系１３および第二色分離光学系２３は、各光均一分布化光学系１２，２２で分離された各偏光光束を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色光に分離する。具体的には、第一色分離光学系１３は、２枚のダイクロイックミラー１３１，１３２と、反射ミラー１３３とを備えている。同様に、第二色分離光学系２３は、２枚のダイクロイックミラー２３１，２３２と、反射ミラー２３３とを備えている。
光路前段に配設されるダイクロイックミラー１３１，２３１は、赤色光を透過し、その他の色光を反射する。そして、このダイクロイックミラー１３１，２３１により分離された赤色光は、反射ミラー１３３，２３３により曲折された後、図示しないフィールドレンズを介して光学装置１５，２５に供給される。
また、光路後段に配設されるダイクロイックミラー１３２，２３２は、緑色光を反射し、青色光を透過させる。そして、ダイクロイックミラー１３２，２３２により分離された緑色光は、そのまま図示しないフィールドレンズを介して光学装置１５，２５に供給される。
【００３４】
第一リレー光学系１４および第二リレー光学系２４は、前段リレーレンズ１４１，２４１と、後段リレーレンズ１４２，２４２と、反射ミラー１４３，１４４，２４３，２４４とを備えている。これらのリレー光学系１４，２４では、第一および第二色分離光学系１３，２３を透過した青色光を第一光学装置１５または第二光学装置２５まで導く機能を有している。そして、各リレー光学系１４、２４により導かれた青色光は、図示しないフィールドレンズを介して光学装置１５，２５に供給される。
【００３５】
第一光学装置１５は、光変調素子としての３つの液晶パネル１５１（赤色用液晶パネル１５１Ｒ，緑色用液晶パネル１５１Ｇ，青色用液晶パネル１５１Ｂ）と、光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム１５２と、を備えている。また、各液晶パネル１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂの前段には、フィールドレンズとの間に、入射側偏光板１５３（１５３Ｒ，１５３Ｇ，１５３Ｂ）が設けられ、各液晶パネル１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂの後段には、クロスダイクロイックプリズム１５２との間に、射出側偏光板１５４（１５４Ｒ，１５４Ｇ，１５４Ｂ）が設けられている。そして、この第一光学装置１５は、いわゆるＰＯＰ（プリズムオンパネル）方式が採られており、すなわち、クロスダイクロイックプリズム１５２の３つの光入射端面にそれぞれ射出側偏光板１５３、液晶パネル１５１、および入射側偏光板１５３が、各液晶パネル１５１が鏡像関係となるように貼り付け固定されている。
【００３６】
液晶パネル１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えばポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）をスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射した光を光変調する。ここで、液晶パネル１５１の前段に設けられる入射側偏光板１５３は、第一色分離光学系１３より入射するＰ偏光光束の光束を透過させる。そして、液晶パネル１５１は、画像情報に応じて所定画素に対応する部分光束をＳ偏光光束に変調する。そして、射出側偏光板１５４は、液晶パネル１５１から射出される光束のうち、Ｓ偏光光束のみを透過させる。
【００３７】
クロスダイクロイックプリズム１５２は、各液晶パネル１５１Ｒ，１５１Ｇ，１５１Ｂにより光変調された各色光の光学像を合成して、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１５２は、４つの直角プリズムを張り合わせた平面視略正方形状に形成され、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。そして、略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射し、他方の誘電体多層膜は青色光を反射する。これらの誘電体多層膜により曲折された赤色光および青色光は、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。また、射出側偏光板１５４において、Ｓ偏光光束の各色光が透過され、クロスダイクロイックプリズム１５２では、これらの各色光が合成されて、Ｓ偏光光束の合成光束がＰＢＳ１６に向かって射出される。
【００３８】
第二光学装置２５は、第一光学装置１５と略同様に、光変調素子としての３つの液晶パネル２５１（赤色用液晶パネル２５１Ｒ，緑色用液晶パネル２５１Ｇ，青色用液晶パネル２５１Ｂ）と、光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム２５２と、を備えている。また、各液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｇ，２５１Ｂの前段には、フィールドレンズとの間に、入射側偏光板２５３（２５３Ｒ，２５３Ｇ，２５３Ｂ）が設けられ、各液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｇ，２５１Ｂの後段には、クロスダイクロイックプリズム２５２との間に、射出側偏光板２５４（２５４Ｒ，２５４Ｇ，２５４Ｂ）が設けられている。そして、この第二光学装置２５は、第一光学装置１５と同様に、いわゆるＰＯＰ（プリズムオンパネル）方式が採られており、すなわち、クロスダイクロイックプリズム２５２の３つの光入射端面にそれぞれ射出側偏光板２５４、液晶パネル２５１、および入射側偏光板２５３が貼り付け固定されている。
【００３９】
液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｇ，２５１Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えばポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）をスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射した光を光変調する。ここで、液晶パネル２５１の前段に設けられる入射側偏光板２５３は、第二色分離光学系２３より入射するＳ偏光光束の光束を透過させる。そして、液晶パネル２５１は、画像情報に応じて所定画素に対応する部分光束をＰ偏光光束に変調する。そして、射出側偏光板２５４は、液晶パネル２５１から射出される光束のうち、Ｐ偏光光束のみを透過させる。
【００４０】
クロスダイクロイックプリズム２５２は、第一光学装置１５のクロスダイクロイックプリズム１５２と同様に、各液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｇ，２５１Ｂにより光変調された各色光の光学像を合成して、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２５２は、４つの直角プリズムを張り合わせた平面視略正方形状に形成され、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。そして、略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射し、他方の誘電体多層膜は青色光を反射する。これらの誘電体多層膜により曲折された赤色光および青色光は、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。また、射出側偏光板２５４において、Ｐ偏光光束の各色光が透過され、クロスダイクロイックプリズム２５２では、これらの各色光が合成されて、Ｐ偏光光束の合成光束がＰＢＳ１６に向かって射出される。
【００４１】
ＰＢＳ１６は、偏光膜を有し、この偏光膜により第一光学装置１５から入射するＳ偏光光束の画像光を光路Ａに沿って投射光学系１７側に反射させる。また、ＰＢＳ１６の偏光膜は、第二光学装置から入射するＰ偏光光束を光路Ａに沿って透過させる。これにより、ＰＢＳ１６は、第一光学装置１５および第二光学装置２５から入射される各画像光を合成する。
投射光学系１７は、ＰＢＳ１６により合成された画像光を拡大投射し、図示しないスクリーン上で画像を形成する。
【００４２】
光学筐体１０は、上述した光学部品、すなわち、第一照明光学系１１、第一光均一分布化光学系１２、第一色分離光学系１３、第一リレー光学系１４、第一光学装置１５、第二照明光学系２１、第二光均一分布化光学系２２、第二色分離光学系２３、第二リレー光学系２４、第二光学装置２５、ＰＢＳ１６、および投射光学系１７を内部に収納し、プロジェクタの図示しない外装筐体内に搭載される。具体的には、光学筐体１０内には、予め光路Ａが設定されており、この光路Ａに沿って、各光学部品を載置する基台が設けられている。以下、図４も参照して、この基台は、第二光学装置２５以外の光学部品が載置される図示しない第一基台と、第二光学装置２５が載置される第二基台１０１とを備えている。また、第二光学装置２５は、第二基台１０１との間に楔形状の複数のスペーサ１０２を介して位置決めされた状態で、接着剤や紫外線硬化樹脂などにより固定される。また、第二基台１０１には、所定位置に軸挿通孔１０３が形成され、第二光学装置２５の位置調整を実施する際に後述する旋回調整治具３０の軸部３４が挿通される。
【００４３】
[光学ユニットの製造方法]
次に、上記のような、光学ユニット１の製造方法について、図面に基づいて説明する。
上記のような光学ユニット１では、第一光学装置１５および第二光学装置２５のいずれか一方を光学筐体１０の基台に固定した後、この固定された一方の光学装置の主光軸に対して他方の光学装置の主光軸を一致させる必要がある。すなわち、前述したように、一方の光学装置では、射出された画像光が、ＰＢＳ１６および投射光学系１７を透過してスクリーン上に投影されればよく、投影された画像の歪みやピントなどは、例えばプロジェクタの設置位置を移動させたり、ピント調整をしたりすることで、容易に補正することが可能となる。これに対して、他方の光学装置は、一方の光学装置から射出される画像光と画素位置を合わせる必要があるため、一方の光学装置に対して精密な位置調整作業が必要になる。なお、本実施の形態では、第一光学装置１５、および第二光学装置２５を除く他の光学部品が従来用いられている手法で固定される。この手法としては、例えば、スクリーン上に投影される画像が所定位置に、所定のピントで表示されるように、クロスダイクロイックプリズム１５２の平面位置調整、あおり方向位置調整を行った後、接着剤により基台に固定する（特開２００３−８４３７９号公報参照）。
【００４４】
第一光学装置１５を固定した後、予め各液晶パネル２５１をクロスダイクロイックプリズム２５２に固定した第二光学装置２５を、射出される画像光の主光軸が第一光学装置１５の主光軸に対して一致するように調整する。
これには、図１および図２に示すように、クロスダイクロイックプリズム２５２の旋回中心点Ｏを決定し、この旋回中心点Ｏを中心としてクロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させて位置調整する。
【００４５】
具体的には、前記したように、図１および図２において、クロスダイクロイックプリズム２５２を角度αだけ旋回させた（入射角αで光束が入射する）際に、光束がクロスダイクロイックプリズム２５２内において射出角βで射出されるとする。この時、クロスダイクロイックプリズム２５２の屈折率をｎとすると、スネルの式により、上記した（１）式が成立する。
一方、クロスダイクロイックプリズム２５２から射出される光束が、旋回によりずれ量Δだけ変位したとすると、クロスダイクロイックプリズム２５２の厚み寸法をｔとして、上記（２）式が成立する。
【００４６】
ここで、第二光学装置２５から射出される光束が旋回により画素ずれを起こさないように設定するためには、液晶パネル２５１の画素位置Ｑに入射した光束が、クロスダイクロイックプリズム２５２の旋回前と旋回後とで同一光路Ａに射出される必要がある。
したがって、ずれ量Δは、液晶パネル２５１の射出面から旋回中心点Ｏまでの距離をεとして、上記した（３）式を満たす必要がある。
【００４７】
また、クロスダイクロイックプリズム２５２の旋回角度が大きいと、第一光学装置１５から射出される光束の主光軸と、第二光学装置２５から射出される光束の主光軸とが大きくずれてしまう。このため、実際にクロスダイクロイックプリズム２５２の旋回角度の調整では、十分に小さい値となる。したがって、上記（１）〜（３）式において、sinα＝α、sinβ＝β、cosα＝cosβ＝１と近似することができ、これらを代入することで、上記したように（７）式を導くことができる。
すなわち、光路Ａに略沿うＸ軸方向に対して液晶パネル２５１Ｇからの距離εが（７）式を満たし、かつ、光路面Ｂに平行でＸ軸方向に直交するＹ軸方向に対して、液晶パネル２５１Ｒおよび液晶パネル２５１Ｂからの距離が等しく、かつ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向に対して、クロスダイクロイックプリズム２５２の上面および下面からの距離が等しい点を旋回中心点Ｏとして、クロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させた場合、画素ずれを回避することが可能となる。
【００４８】
次に上記のような旋回中心点Ｏを中心としてクロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させる方法を説明する。
クロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させるためには、図４および図５に示すような光学ユニット製造治具としての旋回調整治具３０を用いる。なお、旋回調整治具３０は、図４および図５に示すように、第二基台１０１と平行な面上に設置されるＹ軸旋回調整治具３０１と、Ｚ軸旋回調整治具３０２と、を備えている。
図４は、Ｙ軸旋回調整治具の概略構成を示す図である。図５は、Ｚ軸旋回調整治具の概略構成を示す図である。なお、図４および図５において、クロスダイクロイックプリズム２５２の光入射端面に貼り付け固定される液晶パネル２５１や入射側偏光板２５３、射出側偏光板２５４の図示を省略するが、実際には、これら液晶パネル２５１、入射側偏光板２５３、および射出側偏光板２５４がクロスダイクロイックプリズム２５２に貼り付け固定されている。
なお、本実施の形態では、Ｙ軸旋回調整治具３０１とＺ軸旋回調整治具３０２とにより第二光学装置２５を調整する例を示すが、これらＹ軸旋回調整治具３０１およびＺ軸旋回調整治具３０２は同一構成を有する治具であり、いずれか一方を用いて、Ｘ軸方向回り、Ｙ軸方向回り、およびＺ軸方向回りの旋回角度を調整する方法を採ってもよい。
【００４９】
（旋回調整治具の構成）
図４において、Ｙ軸旋回調整治具３０１は、ベース部３１と、アーム部３２と、保持部３３と、軸部３４と、を備えている。
ベース部３１は、略板状に形成され、図示しない平行移動手段としての平行移動機構を備えている。旋回調整治具３０は、平行移動機構により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向のいずれか１つの方向に移動可能となる。この平行移動機構は、例えば、光学筐体１０に設けられる図示しない溝に係合する係合部を備え、係合部を溝に沿って移動させることで旋回調整治具３０全体を平行移動させる。
【００５０】
また、ベース部３１は、外周面にアーム軸支部３１１を備えており、このアーム軸支部３１１は、アーム部３２を回動自在に保持している。
具体的には、アーム軸支部３１１は、クロスダイクロイックプリズム２５２の旋回中心軸に平行する軸方向を有する回転中心軸としてのアーム支持軸３１２を備えている。例えば図４に示すようにクロスダイクロイックプリズム２５２をＹ軸回りに旋回させる場合、軸方向がＹ軸方向と平行となるアーム支持軸３１２が設けられている。また、このアーム支持軸３１２は、旋回中心点Ｏから第二基台１０１への垂線の延長上となる所定位置に設けられている。そして、ベース部３１は、このアーム軸支部３１１のアーム支持軸３１２を中心としてアーム部３２を回動可能に支持している。
さらに、ベース部３１には、アーム支持軸３１２を挟んで対称となる位置に、互いに平行する一対の軸案内孔３１３が形成されている。
【００５１】
アーム部３２は、長手状に形成され、ベース部３１に対向する面が直線部を有する平坦面（以降、この面をアーム面３２１と称す）となる形状に形成されている。そして、アーム部は、長手方向略中心位置が前記アーム支持軸３１２により回動自在に軸支されている。
このアーム部３２の長手方向の一端側には、ベース部３１に対向して雌ネジ孔３２２が形成され、雄ネジ部材としての角度調整ネジ３２３が係合されている。また、この雌ネジ孔３２２が設けられる一端側とアーム支持軸３１２を介して反対側となる他端側には、ベース部３１との間に付勢手段としてのスプリング３２４が設けられ、雌ネジ孔に螺合される角度調整ネジ３２３がベース部３１に常時当接するように、アーム部３２を付勢している。なお、角度調整ネジ３２３およびスプリング３２４により本発明の調整手段が構成されている。
【００５２】
保持部３３は、ベース部３１からの高さが旋回中心点Ｏと略同一高さ寸法となる位置で、クロスダイクロイックプリズム２５２を保持している。具体的には、保持部３３は、ベース部３１から旋回中心点Ｏまでの寸法より、後述する軸部３４の保持部３３に当接する球面部３４２の径寸法分だけ離れた位置でクロスダイクロイックプリズム２５２を保持している。また、保持部３３のベース部３１に対応する面（以降、この面とアーム対向面３３１と称す）は、平坦面に形成されている。
【００５３】
軸部３４は、アーム部３２から保持部３３に向かって長手状に形成されている。この軸部３４は、ベース部３１に設けられる軸案内孔３１３、および第二基台１０１に設けられる軸部３４に接触しない径寸法を有する軸挿通孔１０３を貫通し、ベース部３１に設けられた軸案内孔３１３において摺動自在に軸支され、アーム部３２および保持部３３間で、軸方向に進退自在に保持される。この軸部３４は、アーム支持軸３１２および旋回中心点Ｏを結ぶ線分である仮想旋回中心線Ｓを挟んで、仮想旋回中心線Ｓに平行に一対設けられている。
そして、軸部３４の両端部には、半球状の球面部３４１，３４２が形成され、この球面部３４１の周面における一点でアーム部３２が当接され、球面部３４２の周面における一点で保持部３３が当接される。ここで、軸部３４のアーム部３２側の球面部３４１は、径寸法がアーム支持軸３１２の回転中心としての軸心Ｐからアーム面３２１までの距離寸法と同一寸法に形成されている。また、軸部３４の保持部３３側の球面部３４２は、径寸法が旋回中心点Ｏからアーム対向面３３１までの距離寸法と同一寸法に形成されている。
【００５４】
また、Ｚ軸旋回調整治具３０２は、前述したＹ軸旋回調整治具３０１と同一の構成、すなわち、ベース部３１と、アーム部３２と、保持部３３と、軸部３４と、を備えている。このＺ軸旋回調整治具３０２は、Ｙ軸旋回調整治具３０１をＺ軸方向に平行となるように光学筐体１０に設置したものであり、Ｙ軸旋回調整治具３０１と同様に、旋回中心点Ｏを中心として、クロスダイクロイックプリズム２５２をＺ軸回りに旋回させることができるため、各構成の説明を省略する。
【００５５】
（旋回調整治具の使用方法）
次に上記のような旋回調整治具３０を用いた第二光学装置２５の位置調整動作について説明する。
第二光学装置２５の位置調整では、旋回調整治具３０を用いて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向を軸としてクロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させるが、この調整順としては、特に限定されず、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうちいずれの順で調整を行ってもよい。以下、クロスダイクロイックプリズム２５２を、Ｙ軸方向を軸として旋回させて位置調整する場合を例示して説明する。
【００５６】
第二光学装置２５のクロスダイクロイックプリズム２５２のＹ軸回りの旋回角度を調整するためには、先ず、第二基台１０１上にクロスダイクロイックプリズム２５２を載置する。
この後、クロスダイクロイックプリズム２５２のＸ軸方向の端面を保持部３３で保持し、第二基台１０１の軸挿通孔１０３に軸部３４を挿通させて保持部３３のアーム対向面３３１に当接させる。また、ベース部３１の軸案内孔３１３に軸部３４を挿通させて、旋回調整治具３０全体を軸方向に移動させることでクロスダイクロイックプリズム２５２を平行移動させて、所定位置に固定する。
【００５７】
この状態で、上記したように、軸部３４の球面部３４１は、径寸法がアーム支持軸３１２の軸心Ｐからアーム面３２１までの距離寸法と同一寸法に形成され、球面部３４２は、径寸法が旋回中心点Ｏからアーム対向面３３１までの距離寸法と同一寸法に形成されている。このため、球面部３４１の球中心点Ｍ、球面部３４２の球中心点Ｎ、アーム支持軸３１２の軸心Ｐ、および旋回中心点Ｏにより２つの仮想平行四辺形ＯＰＭＮが形成される。
【００５８】
この後、角度調整ネジ３２３の調整操作によりアーム部３２を回動させると、軸部３４とアーム部３２との当接点は、球面部３４１の周面に沿って移動するため、球中心点Ｍとアーム面３２１までの距離寸法が変わらず、すなわち、軸心Ｐからアーム面３２１までの距離寸法と同一寸法となり、アーム部３２が傾斜してもＯＰＭＮは、平行四辺形を維持する。
すなわち、アーム部３２の回動により軸部３４が軸心方向に進退し、進退量に応じて保持部を傾斜させる。この時、軸部３４と保持部３３との当接点は、球面部３４２の周面に沿って移動するため、球中心点Ｎとアーム対向面３３１までの距離寸法が変わらず、すなわち、旋回中心点Ｏからアーム対向面３３１までの距離寸法と同一寸法となる。したがって、仮想平行四辺形ＯＰＭＮにおける仮想旋回中心線Ｓが不動で、かつ仮想平行四辺形ＯＰＭＮの各辺の平行関係が維持されるので、保持部３３は、アーム部３２と同一角度で傾斜する。これにより、クロスダイクロイックプリズム２５２は、旋回中心点Ｏを中心として旋回される。
【００５９】
そして、角度調整ネジ３２３を微調整することで、クロスダイクロイックプリズム２５２を、第一光学装置１５から射出される光束の光路Ａと一致させるようにＹ軸回りで旋回させる。
【００６０】
このＹ軸回りにおけるクロスダイクロイックプリズム２５２の位置調整が終了した後、Ｘ軸回りにおける位置調整、およびＺ軸回りにおける位置調整を実施する。
Ｚ軸回りにおける位置調整では、Ｚ軸旋回調整治具３０２をアーム支持軸３１２がＺ軸方向に一致するように固定する。
これらＸ軸回りにおける位置調整、およびＺ軸回りにおける位置調整の全ての旋回および、平行移動の調整が終了した後、スペーサを第二基台１０１との間に挿入し、位置決めする。
【００６１】
この後、クロスダイクロイックプリズム２５２および第二基台１０１の間に、例えば紫外線硬化樹脂などの接着剤を充填させ、図４に示すように、クロスダイクロイックプリズム２５２を第二基台１０１に固定する。
【００６２】
〔プロジェクタの製造方法、および旋回調整治具の作用効果〕
上述したように、上記第一の実施の形態では、液晶パネル２５１Ｇが貼り付け固定されたクロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させて位置調整する場合に、液晶パネル２５１Ｇの光射出面からの距離εがε＝ｔ×（ｎ−１）／ｎとなる点で、クロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させる。
このため、クロスダイクロイックプリズム２５２を僅かな量だけ旋回させた際における、クロスダイクロイックプリズム２５２の旋回による光束の平行移動量と、液晶パネル２５１Ｇにおける画素のずれ量とが等しくなり、旋回による画素ずれを回避することができる。したがって、クロスダイクロイックプリズム２５２の旋回によるフォーカスずれや、他軸のずれを回避でき、第二光学装置２５から射出される光束を、第一光学装置１５から射出される光束の光路Ａ上に、容易にかつ精度よく合わせることができる。
【００６３】
クロスダイクロイックプリズム２５２を旋回させて位置調整した後、スペーサを第二基台１０１との間に挿入し、紫外線硬化樹脂などの接着剤によりクロスダイクロイックプリズム２５２を第二基台１０１に接着固定する。
このため、クロスダイクロイックプリズム２５２を、スペーサで位置決めした位置に迅速に、かつ容易に固定することができる。
【００６４】
さらに、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｇ，２５１Ｂは、予めクロスダイクロイックプリズム２５２の光入射端面に貼り付け固定されている。
このため、第二光学装置２５の光学筐体１０への取り付け時に、各液晶パネル２５１をクロスダイクロイックプリズム２５２に対して位置決めするなどの作業を不要にでき、クロスダイクロイックプリズム２５２の位置調整だけを実施することで、第二光学装置２５の位置決めおよび固定を実施することができる。したがって、光学ユニット１の製造工程を簡単にすることができる。
【００６５】
さらには、クロスダイクロイックプリズム２５２は、Ｘ軸を中心とした旋回の位置調整、Ｙ軸を中心とした旋回の位置調整、Ｚ軸を中心とした旋回の位置調整、およびＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の平行移動の位置調整を実施した後、第二基台１０１に固定される。
このため、クロスダイクロイックプリズム２５２の６自由度を正確に設定することができ、より精密にクロスダイクロイックプリズム２５２の位置調整を実施することができる。
【００６６】
また、光学ユニット１は、３つの液晶パネル１５１を有する第一光学装置１５、および３つの液晶パネル２５１を有する第二光学装置２５であり、第一光学装置１５を光学筐体１０に設置された第一基台に固定した後、この第一光学装置１５から射出される光束の光路に、第二光学装置２５から射出される光束の光路が一致する状態に、第二光学装置２５の位置調整を実施する。
すなわち、先ず、従来の３ＬＣＤ方式のプロジェクタの製造時に用いられる方法により第一光学装置１５を位置調整し、続けて、上述の方法により第二光学装置２５の位置調整を実施するだけで、第一光学装置１５から射出される光束と第二光学装置２５から射出される光束との光路軸が一致して、良好な画像光を射出可能な高性能な６ＬＣＤ形式の光学ユニット１を、容易に製造することができる。
【００６７】
そして、光学ユニット１を製造する際に使用する旋回調整治具３０は、光学筐体１０に固定される第二基台１０１と、第二基台１０１に対して旋回中心点Ｏからに対応するアーム支持軸３１２で回動可能に設けられるアーム部３２と、クロスダイクロイックプリズム２５２を保持する保持部３３と、アーム部３２および保持部３３間で軸方向に進退自在な一対の軸部３４と、アーム部３２の回動を調整する角度調整ネジ３２３とを備えている。
このため、アーム部３２を角度調整ネジ３２３により回動させると、旋回中心点Ｏおよびアーム支持軸３１２の軸心Ｐを結ぶ仮想旋回中心線Ｓが動かず、かつ、軸部３４の両端部、旋回中心点Ｏ、およびアーム支持軸３１２の軸心Ｐにより形成される仮想平行四辺形の対辺の平行関係が崩れることなく、保持部３３をアーム部３２と同一角度で傾斜させることができる。したがって、クロスダイクロイックプリズム２５２は、旋回中心点Ｏを中心として、アーム部３２の回動量に対応した角度だけ正確に旋回させることができる。これにより、旋回調整治具３０により、画素ずれやフォーカスずれなどの不都合を回避したクロスダイクロイックプリズム２５２の各軸回りの独立した旋回位置調整を容易に実施することができる。
【００６８】
また、軸部３４のアーム部３２側端部には、径寸法が軸心Ｐからアーム面３２１までの距離寸法と等しい半球状の球面部３４１が形成され、軸部３４の保持部３３側端部には、径寸法が旋回中心点Ｏからアーム対向面３３１までの距離寸法と等しい半球状の球面部３４２が形成されている。
このため、アーム部３２や保持部３３の傾斜角度に限らず、アーム面３２１から球中心点Ｍまでの距離、アーム対向面３３１から球中心点Ｎまでの距離が変わらず、それぞれ軸心Ｐからアーム面３２１までの距離寸法、旋回中心点Ｏからアーム対向面３３１までの距離寸法を維持する。したがって、アーム部３２の回動により、仮想平行四辺形ＯＰＭＮの各対辺の平行関係が崩れず、クロスダイクロイックプリズム２５２を旋回中心点Ｏを中心として精度よく旋回させることができる。
【００６９】
さらに、アーム部３２の回動角度を調整する調整手段は、アーム部３２に設けられる雌ネジ孔３２２に螺合され、先端部がベース部３１に当接する角度調整ネジ３２３と、アーム支持軸３１２を挟んで雌ネジ孔３２２が設けられる一端側とは反対の他端側に設けられるとともに、ベース部３１とアーム部３２とで挟持されるスプリング３２４とにより構成されている。
これにより、スプリング３２４の付勢力により、角度調整ネジ３２３がベース部３１に近接する方向にアーム部３２が付勢される。このため、アーム部３２は、角度調整ネジ３２３が常にベース部３１に当接する姿勢を維持することができ、アーム部３２の回動が規制される。したがって、クロスダイクロイックプリズム２５２の旋回位置の調整時におけるアーム部３２のずれなどを防止することができ、精度よくクロスダイクロイックプリズム２５２の位置調整を実施できる。
【００７０】
また、ベース部３１は、平行移動機構を備えている。このため、Ｙ軸旋回調整治具３０１では、治具全体をＺ軸方向に平行移動させることができ、Ｚ軸旋回調整治具３０２では、治具全体をＸ軸方向に沿って平行移動させることができる。Ｙ軸方向の平行移動位置は、図示しないＹ軸方向の度当たりを移動させることにより行うことができる。したがって、治具に連結される第二基台１０１も平行移動させることが可能であり、クロスダイクロイックプリズム２５２の位置調整を容易に実施することができる。
【００７１】
さらに、軸部３４は、第二基台１０１の軸部３４に接触しない径寸法を有する軸挿通孔１０３を貫通し、ベース部３１の軸案内孔３１３を摺動して軸方向に移動可能に保持部３３およびアーム部３２間で保持される。
このため、軸部３４は、これら軸挿通孔１０３および軸案内孔３１３により軸方向への移動が案内され、クロスダイクロイックプリズム２５２の旋回方向への回動など、他方向への移動が規制される。したがって、仮想平行四辺形ＯＰＭＮにおいて、仮想旋回中心線Ｓと軸部３４とを平行に維持することができ、仮想平行四辺形ＯＰＭＮの各対辺の平行関係が崩れず、クロスダイクロイックプリズム２５２を正確に旋回中心点Ｏを中心として旋回させることができる。なお、クロスダイクロイックプリズム２５２の調整、固定後は、旋回調整治具３０を後退させて、製品部であるプロジェクタから取り外すため、プロジェクタには旋回調整治具３０を構成する調整部材が残らない。また、旋回調整治具３０は、繰り返し使用可能のため、プロジェクタ自体の部品点数を少なくして、安価に製造することができる。
【００７２】
[第二の実施の形態]
次に、本発明に係る第二の実施の形態の旋回調性治具について、図面に基づいて説明する。
なお、第二の実施の形態において、プロジェクタおよび光学ユニット１の構成、およびクロスダイクロイックプリズム２５２の旋回位置調整における理論は第一の実施の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７３】
[光学ユニットの製造方法]
（旋回調整治具の構成）
図６は、本発明に係る第二の実施の形態のＸＹ軸旋回調整治具の概略構成を示す図である。
図７は、第二光学装置のクロスダイクロイックプリズムをＺ方向から見た概略図である。
【００７４】
図６において、第二の実施の形態のＸＹ軸旋回調整治具３０３は、第一の実施の形態のＸＹ軸旋回調整治具と同様に、ベース部３１と、アーム部３２と、保持部３３と、軸部３４と、を備えている。
【００７５】
第二の実施の形態では、ベース部３１とアーム部３２との連結構成が第一の実施の形態と異なる。すなわち、ベース部３１は、アーム部３２を支持するアーム支持機構３１４を備えている。このアーム支持機構３１４は、ベース部３１からアーム部３２側に突出するアーム支持ベース３１５と、このアーム支持ベース３１５からＸＹ平面方向に延出するアーム旋回軸３１６と、アーム支持部３１７とを備えている。
【００７６】
アーム支持ベース３１５は、図７に示すように、ＸＹ平面視におけるクロスダイクロイックプリズム２５２の中心点Ｏ´に対応する位置（中心点Ｏ´から第二基台１０１に下ろした垂線の延長上）にアーム部３２側に突出して形成されている。このアーム支持ベース３１５は、Ｘ軸と平行する図示しない軸受け孔を備え、この軸受け孔にアーム旋回軸３１６が軸方向を中心として回転自在に挿通されている。
なお、アーム支持ベース３１５は、クロスダイクロイックプリズム２５２の中心点Ｏ´に対応する位置に設けられるとしたが、Ｘ軸方向に対しては、クロスダイクロイックプリズム２５２の中心点Ｏ´からずれていてもよい。
【００７７】
アーム旋回軸３１６は、上記のようにアーム支持ベース３１５に軸方向を中心として回転自在に、Ｘ軸方向に延出して設けられている。また、アーム旋回軸３１６の先端部には、アーム支持部３１７が設けられている。
アーム支持部３１７は、旋回中心点Ｏに対応する位置（旋回中心点Ｏから第二基台１０１に下ろした垂線の延長上）に、ＸＹ平面上でアーム旋回軸３１６と直行するアーム支持軸３１８を備えている。そして、アーム支持部３１７は、このアーム支持軸３１８を中心としてＹ軸回りに回動可能にアーム部３２を支持している。
これにより、アーム部３２は、アーム支持部３１７のアーム支持軸３１８により、Ｙ軸回りに回動自在に、アーム旋回軸３１６によりＸ軸回りに旋回可能に支持される。
【００７８】
アーム部３２は、クロスダイクロイックプリズム２５２のＸＹ平面における外形形状よりも大きい板面状に形成され、ベース部３１と対向するアーム面３２１が平坦面に形成されている。
保持部３３は、第一の実施の形態と同様に、ベース部３１からの高さが、旋回中心点Ｏと略同一位置となるように、クロスダイクロイックプリズム２５２を保持している。また、保持部３３は、ＸＹ平面において、クロスダイクロイックプリズム２５２よりも大きい外形形状を有し、前記アーム部３２との間で３本の軸部３４を挟持する。
また、アーム部３２は、アーム旋回軸３１６の延長上と、アーム支持軸３１８の延長上とにそれぞれ雌ネジ孔３２２が形成され、これら雌ネジ孔３２２にそれぞれ先端部がベース部３１に当接する角度調整ネジ３２３が螺合されている（図６において、アーム旋回軸３１６の延長上に設けられる雌ネジ孔３２２および角度調整ネジ３２３のみ示す）。また、アーム旋回軸３１６の延長上には、それぞれ雌ネジ孔３２２と反対側に、アーム部３２およびベース部３１間でスプリング３２４が挟持されている。そして、アーム部３２は、アーム旋回軸３１６の延長上に設けられる角度調整ネジ３２３によりＹ軸回りの旋回角度が調整され、アーム支持軸３１８の延長上に設けられる角度調整ネジによりＸ軸回りの旋回角度が調整される。
【００７９】
軸部３４は、図７に示すように、ＸＹ平面において、クロスダイクロイックプリズム２５２の外周近傍で、アーム部３２および保持部３３により挟持される。
具体的には、軸部３４は、予め形成される第二基台１０１に設けられ、軸部３４の径寸法より径大に設けられる軸挿通孔１０３を貫通し、ベース部３１に設けられる軸案内孔３１３に摺動可能に軸支されて保持される。ここで、軸挿通孔１０３および軸案内孔３１３は、図７に示すように、クロスダイクロイックプリズム２５２の１角隅部の外周近傍に設けられる軸案内孔３１３に対し、アーム旋回軸３１６の軸心で対称となる位置、アーム支持軸３１８の軸心で略対称となる位置にそれぞれ１つずつ設けられ、合計３つの軸挿通孔１０３および軸案内孔３１３が形成される。そして、これらの３つの軸案内孔３１３には、それぞれ、軸部３４が挿通される。
【００８０】
（旋回調整治具の使用方法）
上記のようなＸＹ軸旋回調整治具３０３は、第一の実施の形態と同様の方法で使用することができる。また、第一の実施の形態のＹ軸旋回調整治具３０１は、Ｙ軸回りのクロスダイクロイックプリズム２５２の旋回位置調整を実施できることを示した。これに対して、第二の実施の形態のＸＹ軸旋回調整治具３０は、光学筐体１０から取り外すことなく、Ｙ軸回りの旋回位置調整と、Ｘ軸回りの旋回位置調整とをそれぞれ独立して実施することが可能となる。
【００８１】
すなわち、ＸＹ軸旋回調整治具３０３によるクロスダイクロイックプリズム２５２の位置調整では、先ず、第二基台１０１上にクロスダイクロイックプリズム２５２を載置する。
この後、クロスダイクロイックプリズム２５２を保持部３３で保持し、第二基台１０１の３つの軸挿通孔１０３に軸部３４を挿通させて保持部３３のアーム対向面３３１に当接させる。また、ベース部３１の３つの軸案内孔３１３に対応する軸部３４を挿通させて、ベース部３１を光学筐体１０の所定位置に固定する。
【００８２】
この状態で、第一の実施の形態と同様に、Ｙ軸回りの旋回に対応して、球面部３４１の球中心点Ｍ、球面部３４２の球中心点Ｎ、アーム支持軸３１８の軸心Ｐ、および旋回中心点Ｏにより仮想平行四辺形ＯＰＭＮが形成される。また、Ｘ軸回りの旋回に対応して、球中心点Ｍ、球中心点Ｎ、アーム旋回軸３１６の軸心Ｐ´、および旋回中心点Ｏにより仮想平行四辺形ＯＰ´ＭＮも形成される。
【００８３】
この後、アーム旋回軸３１６の延長上に配設される角度調整ネジ３２３の調整操作によりアーム部３２の回動角度を調整すると、第一の実施の形態と同様に、仮想平行四辺形ＯＰＭＮの各対辺の平行関係が維持されるため、クロスダイクロイックプリズム２５２は、アーム部３２のＹ軸回りの回動角度と同一角度で旋回される。
一方、アーム支持軸３１８の延長上に配設される角度調整ネジ３２３の調整操作によりアーム部３２の回動角度を調整すると、仮想平行四辺形ＯＰ´ＭＮの各対辺の平行関係が維持されるため、クロスダイクロイックプリズム２５２は、アーム部３２のＸ軸回りの回動角度と同一角度で旋回される。
【００８４】
この後、Ｚ軸旋回調整治具３０２によりＺ軸回りの旋回位置調整を実施する。
Ｚ軸回りの旋回位置調整後、スペーサ１０２を用いて調整位置での位置決めを行い、紫外線硬化樹脂などの接着剤によりクロスダイクロイックプリズム２５２を第二基台１０１に接着固定する。
【００８５】
〔第二の実施の形態の旋回調整治具の作用効果〕
上述したように、上記第二の実施の形態における光学ユニット１の製造に用いられるＸＹ軸旋回調整治具３０３では、アーム部３２をＹ軸回りに回動させるアーム支持軸３１８と、Ｘ軸周りに回動させるアーム旋回軸３１６とが設けられている。
このため、クロスダイクロイックプリズム２５２のＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向における旋回位置調整を実施する際、Ｘ軸周りの旋回調整時と、Ｙ軸周りの旋回調整時とにおいて、ＸＹ軸旋回調整治具３０３を一旦取り外すなどの煩雑な作業が不要となり、より容易にクロスダイクロイックプリズム２５２の位置調整を実施することができる。また、上記のように、Ｘ軸周りの旋回調整時と、Ｙ軸周りの旋回調整時とにおいて、ＸＹ軸旋回調整治具３０３を取り外す必要がないため、より精度よくクロスダイクロイックプリズム２５２の旋回位置調整を実施することができる。
【００８６】
〔他の実施の形態〕
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。
【００８７】
例えば、上記第一および第二の実施の形態では、６ＬＣＤ型のプロジェクタにおいて、第一光学装置１５の光路に第二光学装置から射出される光束を一致させるために、第二光学装置２５におけるクロスダイクロイックプリズム２５２の旋回位置を精度よく調整する構成を示したが、これに限られない。例えば、第一光学装置１５および第二光学装置２５の双方を、上述した旋回調整治具３０を用いて位置調整してもよい。
【００８８】
また、６ＬＣＤ型のプロジェクタに限られず、例えば３つの液晶パネルと１つのクロスダイクロイックプリズムとにより構成される光学装置を１つ備えた３板式プロジェクタの製造に、上述した旋回調整治具３０を用いて、上述した製造方法で光学装置を固定してもよい。
【００８９】
さらに、クロスダイクロイックプリズムの３つの光入射側端面に対向してそれぞれＰＢＳが配設され、これらのＰＢＳに反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）が固定されたプロジェクタに対しても適用することができ、例えばＬＣＯＳが固定されたそれぞれのＰＢＳを、上述した旋回調整治具３０を用いることで、精度よくクロスダイクロイックプリズムに対してＰＢＳの位置調整を実施することができる。
さらには、クロスダイクロイックプリズムの３つの光入射面に対して、それぞれＰＢＳが配設され、このＰＢＳの２つの光入射端面に、それぞれＰ偏光光束を光変調する透過型液晶パネル、Ｓ偏光光束を光変調する透過型液晶パネルが貼り付け固定される６ＬＣＤ型プロジェクタの製造にも、上記旋回調整治具３０を用いることができる。この場合、上記ＬＣＯＳを用いたプロジェクタと同様に、旋回調整治具３０を用いてＰＢＳの旋回位置調整を実施することで、クロスダイクロイックプリズムで各色光を精度よく合成することができる。
【００９０】
そして、上記実施の形態では、クロスダイクロイックプリズム２５２をＸ軸回り、Ｙ軸回り、およびＺ軸回りに対して旋回位置調整する例を示したが、例えばＹ軸回りの旋回位置調整のみを実施してもよく、いずれか２軸回りのみの旋回位置調整を実施するものであってもよい。
【００９１】
また、旋回調整治具３０は、平行移動機構を備え、この平行移動機構により旋回調整治具３０を平行移動させてクロスダイクロイックプリズム２５２を移動させる構成を示したが、これに限定されない。例えば、第二基台１０１を設けず、光学筐体１０に直接クロスダイクロイックプリズム２５２を設けたり、第一基台にクロスダイクロイックプリズム２５２を設けたりする構成としてもよい。
【００９２】
さらに、上記実施の形態では、調整手段が、アーム部３２の雌ネジ孔３２２に螺合される角度調整ネジ３２３と、この角度調整ネジ３２３が設けられる側とアーム支持軸３１２を挟んで設けられるスプリング３２４とにより構成される例を示したが、これに限定されない。例えば、アーム部３２をベース部３１側に引張力により付勢するスプリングを雌ネジ孔３２２の近傍に設ける構成としてもよく、ベース部に回転自在に軸支される軸部材の胴部に雄ネジ山を設け、この軸部材をアーム部３２の雌ネジ孔３２２に螺合させる構成などとしてもよい。
【００９３】
また、上記実施の形態では、光学ユニット１として、第一照明光学系１１と第二照明光学系２１とが設けられ、これらの照明光学系１１，２１から射出される光をそれぞれ光変調してＰＢＳ１６で合成する構成を示したが、これに限定されず、例えば、１つの照明光学系から射出される光をＰＢＳなどの偏光分離素子によりＰ偏光光束とＳ偏光光束とに分離し、これらの分離された光束のうち一方を第一光学装置１５に、他方を第二光学装置２５で処理させる構成などとしてもよい。さらに、ウォーム歯車などの他の旋回機構を用いてもよい。
【００９４】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】予め設定された光路上に、この光路に沿って光学素子を配設した状態を示す図である。
【図２】図１の光学素子を角度αだけ旋回させた状態を示す図である。
【図３】本発明に係る第一の実施の形態のプロジェクタの光学ユニットにおける概略構成を示す図である。
【図４】第一の実施の形態において、Ｙ軸旋回調整治具の概略構成を示す図である。図５は、
【図５】第一の実施の形態において、Ｚ軸旋回調整治具の概略構成を示す図である。
【図６】本発明に係る第二の実施の形態において、ＸＹ軸旋回調整治具の概略構成を示す図である。
【図７】第二光学装置のクロスダイクロイックプリズムをＺ方向から見た概略図である。
【符号の説明】
【００９６】
１…光学ユニット、１５１，２５１…光変調素子としての液晶パネル、１５２，２５２…光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム、３０…光学ユニット製造治具としての旋回調整治具、３１…ベース部、３２…アーム部、３３…保持部、３４…軸部、１０１…第二基台、１０２…スペーサ、３１２，３１８…回転中心軸としてのアーム支持軸、３２１…直線部としてのアーム面、３２３…調整手段を構成する角度調整ネジ、３２４…調整手段と構成する付勢手段としてのスプリング、３４１，３４２…球面部、Ａ…光路、Ｏ…旋回中心点、Ｐ…アーム部の回転中心としての軸心。
【図１】
2009168884.tif 000008
【図２】
2009168884.tif 000009
【図３】
2009168884.tif 000010
【図４】
2009168884.tif 000011
【図５】
2009168884.tif 000012
【図６】
2009168884.tif 000013
【図７】
2009168884.tif 000014