(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光学部材と前記第１光学部材の第１の面に対向する位置に配置された投写レンズと、前記投写レンズが配置された面に対向する前記第１光学部材の第２の面、前記第２の面に垂直な第３の面及び第４の面にそれぞれ配置された第２光学部材とを、調整部材と、光硬化接着剤を用いて固定する光学部材固定装置であって、
光源と、
前記光源からの光を案内する第１光案内手段と、
前記光源からの光を案内する第２光案内手段と、
前記光案内手段から出射した前記光源からの光を反射する第１光反射手段と、
前記光案内手段から出射した前記光源からの光を反射する第２光反射手段と、
を備え、
前記第１光案内手段から第１方向に出射した前記光源からの光を、前記第１光学部材と前記第１光学部材の第３の面に配置された前記第２光学部材との間に介在する前記光硬化接着剤に対して供給し、
前記第２光案内手段から第１方向に出射した前記光源からの光を、前記第１光学部材と前記第１光学部材の第４の面に配置された前記第２光学部材との間に介在する前記光硬化接着剤に対して供給し、
前記第１光案内手段から第１方向に出射した前記光源からの光を前記第１光反射手段によって反射させ、前記第２光案内手段から第１方向に出射した前記光源からの光を前記第２光反射手段によって反射させ、前記第１方向とは異なる方向であって前記第１光学部材と前記第１光学部材の第２の面に配置された前記第２光学部材との間に介在する前記光硬化接着剤に対して供給することを、
特徴とする光学部材固定装置。
【請求項２】
前記第１光学部材と前記第２光学部材は、投写型表示装置の光学系の一部を構成する請求項１に記載の光学部材固定装置。
【請求項３】
前記第２光学部材は、赤色、青色、緑色に対応して用意され、前記赤色の前記第２光学部材と、前記青色の前記第２光学部材と、前記緑色の前記第２光学部材が、前記第１光学部材の異なる面に位置決めして固定される請求項２に記載の光学部材固定装置。
【請求項４】
前記光反射手段は、前記光案内手段から出射した前記光を反射するミラーと、前記ミラーを反射位置に位置決めすると前記光案内手段から出射した前記光を前記第１方向とは異なる方向の前記第１光学部材と前記第２光学部材との間に介在する前記光硬化接着剤に供給するための移動部と、を有する請求項１〜３のいずれかに記載の光学部材固定装置。
【請求項５】
前記第１方向側の前記調整部材は前記赤色の前記第２光学部材と前記青色の前記第２光学部材の前記第２光学部材であり、前記第１方向とは異なる方向の前記調整部材は前記緑色の前記第２光学部材である請求項４に記載の光学部材固定装置。
【請求項６】
前記光案内手段は光ファイバーであり、前記光案内手段を含む周辺領域にエアーブローを供給するエアーブロー供給部を有する請求項４に記載の光学部材固定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば投写型表示装置に用いられるプリズムのような第１光学部材に対して、液晶パネルのような第２光学部材を位置決めする際に用いられる光学部材固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
投写型表示装置は、投写レンズ等を介して画像をスクリーン上に拡大投写するものである。このような投写型表示装置は、光源からの白色光束を、赤色、青色、緑色の３色の光束に分解して、これらの各色の光束を液晶パネルユニット等のライトバルブと呼ばれているものに通して画像情報に対応させて変調し、変調した後の各色の変調光束をプリズムにより光合成することによって白色光束を再合成して投写レンズを介してスクリーン上に拡大投写する。
【０００３】
この種の投写型表示装置では、光合成手段であるプリズムの各色の光束の光入射面に、ライトバルブとしての液晶パネルユニットが取り付けられている。
【０００４】
このようにプリズムの各色の光束の光入射面に対応して液晶パネルユニットを取り付ける場合に、各種の調整をする必要がある。
【０００５】
たとえば、赤色、緑色、青色に分離された光を変調する各液晶パネルユニットの相互の画素合わせ調整（アライメント調整）を行ったり、投写レンズの焦点許容深度内に被写体となる各画像形成面が位置するように調整（フォーカス調整）する必要がある。
【０００６】
図２７と図２８は、従来のこの種の光学調整装置の例を示している。
【０００７】
プリズム合成体２０００に対応して、投写レンズ２００１が配置されている。このプリズム合成体２０００の３つの面２００２，２００３，２００４には、それぞれ液晶パネルユニット２００５，２００６，２００７が取り付けられるようになっている。この場合に、上述したようなフォーカス調整とアライメント調整等を行うために、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を照射して、投写レンズ２００１を介してスクリーン２００８に拡大投映することで、上述したようなフォーカス調整やアライメント調整を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
プリズム合成体２０００の３つの面２００２，２００３，２００４に対して液晶パネルユニット２００５，２００６，２００７を接着剤により固定する場合には、液晶表示パネルユニットの位置を調整するための調整部材を介在して固定するようにしている。ところが、このような複数の位置の調整部材を介在させることから、この位置の調整部材に塗布してある紫外線硬化樹脂に対して紫外線を照射するためには、位置の調整部材の紫外線硬化樹脂に確実に紫外線を当てることができるように、多数の方向から紫外線照射用の光ファイバーを向けなければならない。
【０００９】
この為に光ファイバーの本数が多くなってしまい、しかも光ファイバーの本数に対応して光源を用意しなければならないので、紫外線を照射する装置が複雑でかつコスト高になってしまうという問題がある。
【００１０】
そこで本発明は上記課題を解消し、紫外線のような光を照射して光学部材を固定する場合にコストダウンと構造の簡素化を図ることができる光学部材固定装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１光学部材と前記第１光学部材の第１の面に対向する位置に配置された投写レンズと、前記投写レンズが配置された面に対向する前記第１光学部材の第２の面、前記第２の面に垂直な第３の面及び第４の面にそれぞれ配置された第２光学部材とを、調整部材と、光硬化接着剤を用いて固定する光学部材固定装置であって、
光源と、
前記光源からの光を案内する第１光案内手段と、
前記光源からの光を案内する第２光案内手段と、
前記光案内手段から出射した前記光源からの光を反射する第１光反射手段と、
前記光案内手段から出射した前記光源からの光を反射する第２光反射手段と、
を備え、
前記第１光案内手段から第１方向に出射した前記光源からの光を、前記第１光学部材と前記第１光学部材の第３の面に配置された前記第２光学部材との間に介在する前記光硬化接着剤に対して供給し、
前記第２光案内手段から第１方向に出射した前記光源からの光を、前記第１光学部材と前記第１光学部材の第４の面に配置された前記第２光学部材との間に介在する前記光硬化接着剤に対して供給し、
前記第１光案内手段から第１方向に出射した前記光源からの光を前記第１光反射手段によって反射させ、前記第２光案内手段から第１方向に出射した前記光源からの光を前記第２光反射手段によって反射させ、前記第１方向とは異なる方向であって前記第１光学部材と前記第１光学部材の第２の面に配置された前記第２光学部材との間に介在する前記光硬化接着剤に対して供給することを、
特徴とする光学部材固定装置である。
【００１２】
本発明では、光案内手段は、第１光学部材に対する第２光学部材の位置を微調整するための調整部材を光硬化接着剤を用いて固定する場合に光を与えて硬化させる。
【００１３】
光反射手段は、光源からの光を第１方向側の調整部材の光硬化接着剤に供給し、あるいは光源からの光を前記第１方向とは異なる方向側の調整部材の光硬化接着剤に供給することを、選択的に行うことができる。
【００１４】
これにより、調整部材の位置にそれぞれ対応して光案内手段を設ける必要がなくなり、構造の簡素化が図れるとともに、光源の台数も減らすことができるので、コストダウンを図れる。
【００１５】
本発明は、前記光学部材固定装置において、前記第１光学部材と前記第２光学部材は、投写型表示装置の光学系の一部を構成する。
【００１６】
本発明は、前記光学部材固定装置において、前記第２光学部材は、赤色、青色、緑色に対応して用意され、前記赤色の前記第２光学部材と、前記青色の前記第２光学部材と、前記緑色の前記第２光学部材が、前記第１光学部材の異なる面に位置決めして固定される。
【００１７】
本発明は、投写型表示装置の光学系を構成する第１光学部材と第２光学部材を簡単な構成でありながら固定することができる。
【００１８】
本発明は、前記光反射手段は、前記光案内手段から出射した前記光を反射するミラーと、前記ミラーを反射位置に位置決めすると前記光案内手段から出射した前記光を前記第１方向とは異なる方向の前記第１光学部材と前記第２光学部材との間に介在する前記光硬化接着剤に供給するための移動部と、を有する。
【００１９】
本発明では、移動部がミラーを反射位置に位置決めしたりあるいは退避させることにより、光案内手段を介して送られてくる光源からの光を第１方向側の調整部材か、あるいは前記第１方向とは異なる方向側の調整部材のいずれかに選択的に供給することができる。
【００２０】
本発明は、前記光学部材固定装置において、前記第１方向側の前記調整部材は前記赤色の前記第２光学部材と前記青色の前記第２光学部材の前記第２光学部材であり、前記第１方向とは異なる方向の前記調整部材は前記緑色の前記第２光学部材である。
【００２１】
本発明では、赤色、青色、緑色の各光学部材を調整部材で固定できる。
【００２２】
本発明は、前記光案内手段は光ファイバーであり、前記光案内手段を含む周辺領域にエアーブローを供給するエアーブロー供給部を有する。
【００２３】
本発明では、光ファイバーの周辺領域に対してエアーブロー供給部がエアーブロー供給することができるので、光ファイバーに光照射時に生じる光硬化樹脂の蒸気が付着するのを防いで、光ファイバーを介して送られてくる光源の光を効率よく紫外線硬化樹脂に供給することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光学部材固定装置を含む光学調整装置の好ましい実施の形態を示している。
【００２５】
この光学調整装置１００は、具体的には図２、図３、図４のような構造を有している。
【００２６】
図１〜図４の光学調整装置１００は、第１光学部材に対する第２光学部材の光学的な位置決めを行うための装置である。
【００２７】
ここで、この光学調整装置１００の調整対象となる第１光学部材と第２光学部材を含む装置の例を説明する。
【００２８】
図１９は、図１に示す光学調整装置１００により調整される第１光学部材と第２光学部材を含む一例として投写型表示装置の例を示している。
【００２９】
投写型表示装置１の外装ケース２は直方体形状をしており、この外装ケース２は、基本的には、アッパーケース３と、ロアーケース４と、装置前面を規定しているフロントケース５から構成されている。フロントケース５の中央からは投写レンズユニット６の先端側の部分が突出している。
【００３０】
図２０には、投写型表示装置１の外装ケース２の内部における各構成部分の配置を示してある。図２に示すように、外装ケース２の内部の後端側には電源ユニット７が配置され、装置前側に隣接した位置には、光源ランプユニット８および光学ユニット９が配置されている。光学ユニット９の前側の中央には、投写レンズユニット６の基端側が位置している。
【００３１】
光学ユニット９の一方の側には、入出力インタフェース回路が搭載されたインタフェース基板１１と、ビデオ信号処理回路が搭載されたビデオ基板１２が配置されている。光源ランプユニット８および光学ユニット９の上側には、図２１のように装置駆動制御用の制御基板１３が配置されている。装置前端側の左右の角には、それぞれスピーカ１４Ｒ，１４Ｌが配置されている。
【００３２】
光学ユニット９の上面側の中央には冷却用の吸気ファン１５Ａが配置され、光学ユニット９の底面側の中央には冷却用循環流形成用の循環用ファン１５Ｂが配置されている。また、光源ランプユニット８の裏面側には排気ファン１６が配置されている。電源ユニット７における基板１１，１２の端に面する位置には、吸気ファン１５Ａからの冷却用空気流を電源ユニット７内に吸引するための補助冷却ファン１７が配置されている。
【００３３】
電源ユニット７の直上には、図２１のようにフロッピーディスク駆動ユニット１８が配置されている。
【００３４】
図２２には、光学ユニット９の部分を示してある。図２２に示すように、光学ユニット９では、色合成手段であるプリズム２２以外の光学素子が、上下のライトガイド９０１，９０２の間に上下から挟まれて保持された構成となっている。上ライトガイド９０１および下ライトガイド９０２は、それぞれ、アッパーケース３およびロアーケース４の側に固定ねじにより固定されている。
【００３５】
プリズム２２は、ヘッド板３０の裏面に固定されている。このヘッド板３０の前面には、投写レンズユニット６の基端側が同じく固定されている。
【００３６】
図２３に示す光学系は、光源ランプ８０５と、均一照明光学素子であるインテグレータレンズ９２１，９２２から構成される照明光学系９２３と、この照明光学系９２３から出射される白色光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束Ｒ，Ｇ，Ｂに分離する色分離光学系９２４と、各色光束を変調するライトバルブとしての３枚の液晶パネル（液晶パネルユニットともいう）４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂと、変調された色光束を再合成する色合成光学系としてプリズム２２と、合成された光束をスクリーン７上に拡大投写するための投写レンズユニット６から構成される。
【００３７】
図２３の色分離光学系９２４によって分離された各色光束のうちの青色光束Ｂを対応する液晶パネル４０Ｂに導くことができる導光系９２７が設けられている。
【００３８】
均一照明光学系９２３の反射ミラー９３１は、照明光学系からの出射光の光軸１ａを直角に折り曲げる。
【００３９】
図２３の色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射されて、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。
【００４０】
赤色光束Ｒは、このミラー９４１通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束の出射部９４４からプリズム２２の側に出射される。ミラー９４１において反射された青および緑の光束Ｂ，Ｇは、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束の出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。
【００４１】
このミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束の出射部９４６から導光系９２７の側に出射される。均一照明光学素子の白色光束の出射部から、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４，９４５，９４６までの距離が全て等しい。
【００４２】
各出射部から出射した各色光束は、集光レンズ９５１，９５２，９５３に入射して平行光化される。
【００４３】
このように平行光化された各色光束Ｒ，Ｇ，Ｂのうち、赤色および緑色の光束Ｒ，Ｇは液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂは、不図示の駆動手段によって画像情報に対応する画像信号によってスイッチング制御され、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。このような駆動手段は公知の手段をそのまま使用することができる。
【００４４】
一方、青色光束Ｂは、導光系９２７を介して対応する液晶パネル４０Ｂに導かれて、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。なお、本例の液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ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たものを使用できる。
【００４５】
導光系９２７は、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの間に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル４０Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３から構成される。
【００４６】
次に、各液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを通って変調された各色光束は、プリズム２２に入射され、ここで再合成される。ダイクロイックプリズムからなるプリズム２２を用いて色合成光学系を構成している。ここで再合成されたカラー画像は、投写レンズユニット６を介して、所定の位置にある投写面７上に拡大投写される。
【００４７】
プリズム２２は、図２４のように直角二等辺三角形の断面をした４個のプリズム２１を、それらの斜面を相互に接合することによって構成されている。プリズム２２の側面のうち光入射面として機能する三方の光入射面２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂには、それぞれ、同一構造の液晶パネルユニット５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが取付けられている。各液晶パネルユニット５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂには、それぞれ、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂが保持されている。
【００４８】
図２４には、液晶パネルユニット５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂのうち、液晶パネル４０Ｒが保持されている液晶パネルユニット５０Ｒの各構成部品を分解して示してある。図２５を参照して液晶パネル４０Ｒをプリズム２２の光入射面２２Ｒに取付けるための取付け構造の例を説明する。
【００４９】
図２４に示すように、液晶パネルユニット５０Ｒのパネル枠板５１は、第１の枠板５２と第２の枠板５３を備え、これらの枠板５２，５３の間に液晶パネル４０Ｒが挟み込まれた状態で保持される。
【００５０】
液晶パネルユニット５０Ｒは、プリズム２２の光入射面２２Ｒに接着固定される固定枠板５４を備えている。パネル枠板５１は、中間枠板５５を介して、この固定枠板５４の側に着脱可能な状態で固定される。
【００５１】
液晶パネルユニット５０Ｒは、位置決め手段として、いくつかのくさび５７を備えている。図２４においてはそのうちの１個のみを示してある。このくさび５７の傾斜面５７ａが当接するくさび案内面が、パネル枠板５１に形成されている。中間枠板５５にパネル枠板５１を仮止めした後に、たとえば４個のくさび５７を、第１の枠板５２の左右に打ち込み、これらのくさび５７の押し込み量を調整して、液晶パネル４０Ｒの位置決めを行なう。
【００５２】
図２４の液晶パネルユニット５０Ｒは、次のような手順でプリズム２２の光入射面２２Ｒに取付けられる。次に、プリズム合成体２２の面２２Ｒに、固定枠板５４を位置決めして接着固定する。接着固定した固定枠板５４の表面に、中間枠板５５を位置決めして、４本のねじ５６によって中間枠板５５をねじ止めする。しかる後に、液晶パネル４０Ｒが保持されているパネル枠板５１を、中間枠板５５に位置決めして、そこに仮止めする。この状態で、パネル枠板５１を中間枠板５５に向けて押し込む。
【００５３】
この後は、くさび５７を用いて、プリズム２２の光入射面２２Ｒに対して、液晶パネル４０Ｒの位置決めを行なう。たとえば４個のくさび５７を、第１の枠板５２に形成したくさび案内面に沿って、仮止めされているパネル枠板５１と中間枠板５５の間に差し込む。そして、各楔５７の差し込み量を調整することにより、液晶パネル４０Ｒのアライメント調整およびフォーカス調整を行なう。
【００５４】
位置決めができたところで、これらのくさび５７を、接着剤を用いて位置決め対象の部材であるパネル枠板５１および中間枠板５５に接着固定する。この場合に使用する接着剤としても、紫外線硬化型の接着剤を用いることができる。
【００５５】
このようにしてプリズム合成体２２の３面２２Ｒ，２２Ｂ，２２Ｇに、液晶パネルユニット５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを取付ける。
【００５６】
図１の光学調整装置１００は、図１９に示した投写型表示装置１の図２５と図２６に示すようなプリズム２２および３つの液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒの光学調整をしながら取り付ける装置である。プリズム２２は、第１光学部材に相当し、液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒは、第２光学部材に相当する。
【００５７】
図２５と図２６において、Ｘ軸は水平方向に向いており、Ｙ軸は垂直方向に向き、そしてＺ軸はＸ軸とＹ軸に対して垂直方向、すなわち投写レンズ１０６の光軸に平行な方向である。
【００５８】
図１においても、Ｚ軸は投写レンズ１０６の光軸ＣＬに平行な方向であり、Ｙ軸は図１においては紙面垂直方向で、しかもＸ軸はＺ軸とＹ軸に直交する方向である。Ｚ軸に関しては、θ方向に回転調整する方向があり、Ｙ軸に関してはＨ方向に回転調整する方向があり、そしてＸ軸に関してはＶ方向に回転調整する方向がある。すなわちプリズム２２に対して、第２光学部材である液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒは、このような６軸の方向に移動して位置決めされるようになっている。
【００５９】
このような各液晶パネルを６軸の方向に移動して位置決めをするために、各液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒに対応して、それぞれ図１に示すように６軸ステージ１１２，１１４，１１６が設けられている。これらの６軸ステージ１１２，１１４，１１６はベース１１８の上に搭載されている。またベース１１８の上には光源ユニット１２０とＵＶ照射ユニット（紫外線照射ユニット）１２２、投写レンズ１０６等を搭載している。
【００６０】
コントローラ兼画像処理装置１２４は、上述した６軸ステージ１１２，１１４，１１６と、光源ユニット１２０およびＵＶ照射ユニット１２２の動作と、受光手段であるＣＣＤカメラ（電荷結合素子カメラ）１３０等の作動を制御して、ＣＣＤカメラ１３０から取り込んだ画像を適切に処理することができる。
【００６１】
図２は、図１の光学調整装置１００をより具体的に示す側面図である。図２の光学調整装置１００は、ベース１１８と、下部サポート１３２と上部サポート１３４を有している。ベース１１８は、移動用のキャスター１１８Ａと固定用のストッパー１１８Ｂを備えている。
【００６２】
ベース１１８の上には、図１の６軸ステージ１１２，１１４，１１６が搭載されている。図２では、代表的に１つの６軸ステージ１１２が示されており、６軸ステージ１１２と投写レンズ１０６の間には第１光学部材保持部１３４が、ベース１１８の上に設定されている。この第１光学部材保持部１３４は、第１光学部材であるプリズム２２を着脱可能に保持することができる。
【００６３】
投写レンズ１０６の光軸ＣＬに対応して、反射手段１３６が、ベース１１８の上に搭載されている。この反射手段１３６は、ミラー１３６Ａと、このミラー１３６Ａを保持しかつ移動させるための移動部１３８を備えている。
【００６４】
ミラー１３６Ａは、移動部１３８のサポート１４０により、所定の角度αの角度で、設定することができる。この角度αは、光軸ＣＬに対してたとえば７０度の角度に設定することができる。
【００６５】
サポート１４０は移動部１３８のキャリア１３８Ａに固定されている。このキャリア１３８Ａは、つまみ１３８Ｂを有している。たとえば使用者がこのつまみ１３８Ｂを操作することにより、キャリア１３８Ａは、ベース１１８の上をＺ軸方向に手動により移動して位置決めすることができる。しかし手動でなくモータ等により自動化してもよい。
【００６６】
このように移動部１３８を用いて反射手段１３６のミラー１３６Ａを移動して位置決めできるようにしたのは、次のような理由からである。すなわち、上述したような投写型表示装置１の投写距離が製品の仕様によってあるいは種類によって異なることから、その投写距離の違いに対応して、適宜反射手段１３６のミラー１３６Ａの位置を変えたりあるいは角度を変えるようにすることが望ましいからである。
【００６７】
キャリア１３８Ａは、レール１１８Ｄに沿って移動する。投写レンズ１０６の光軸ＣＬは、たとえば基準面１１８Ｃに対してＬＨの高さに位置決めされている。
【００６８】
図２の下部サポート１３２は、ベース１１８の上に設定されている。この下部サポート１３２の上には上部サポート１３４がさらに設定されている。上部サポート１３４は、スクリーン（投写面部）１５０と、複数台のＣＣＤカメラ１３０が搭載されている。
【００６９】
スクリーン１５０は、投写レンズ１０６の光軸ＣＬ、すなわちＺ軸に対して、たとえばβの角度、一例としては、５０度に設定されている。
【００７０】
図１の各６軸ステージ１１２からは、光学調整用の光が、対応する液晶パネルと、プリズム２２を通して、投写レンズ１０６に送られる。投写レンズ１０６は、この光を反射手段１３６のミラー１３６Ａに投写して、そしてミラー１３６Ａはこの光を反射することで、スクリーン１５０に拡大投写することができる。各ＣＣＤカメラ１３０は、スクリーン１５０に投写された光学調整用の拡大された映像を光／電気信号に変換して、図１のコントローラ兼画像処理装置１２４に供給する。
【００７１】
図３は、ベース１１８、下部サポート１３２、上部サポート１３４、スクリーン１５０、６軸ステージ１１２等を示す正面図である。
【００７２】
図４は、スクリーン１５０、上部サポート１３４、ＣＣＤカメラ１３０、６軸ステージ１１２，１１４，１１６、プリズム２２、投写レンズ１０６、反射手段１３６等を示している。
【００７３】
次に、図５を参照して、６軸ステージ１１２，１１４，１１６の構造例について説明する。チャック１６２は図２４の液晶パネルユニット５０Ｒ（又は５０Ｂ，５０Ｇ）のパネル枠板５１と液晶パネル４０Ｒ（又は４０Ｂ，４０Ｇ）を着脱可能に保持できる。６軸ステージ１１２，１１４，１１６は、同一の構造であり、操作手段１６０により、すでに述べた図１に示すようなＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸および、Ｖ軸、Ｈ軸、θ軸の合計６軸に沿って、チャック１６２と液晶パネル４０Ｒ（又は４０Ｂ，４０Ｇ）を移動して位置決めすることができる機能を有している。つまり、このチャック１６２は、たとえば爪１６２Ａと爪１６２Ｂを有しており、これらの爪１６２Ａ，１６２Ｂにより、対応する液晶パネル４０Ｒ（または４０Ｂ、または４０Ｇ）を着脱可能に挟み込んで、図５の破線で示すように保持する。このように保持された液晶パネル４０Ｇの後側には、光源１７０が配置されている。この光源１７０の保持部１７２には、光ファイバーの端面１７４が、たとえば等間隔距離をおいて、四隅に配置されている。
【００７４】
光源１７０の右と左には、紫外線照射用の光ファイバーアレイ１８０，１８０が配置されている。
【００７５】
光源１７０とチャック１６２の上方には、エア供給部１９０が設けられている。このエア供給部１９０は、エアホース１９２とエアブロー発生源１９４を有しており、エアブロー発生源１９４が作動すると、エアホース１９２を介して、光ファイバーアレイ１８０と保持部１７２の光ファイバーの端面１７４にエアブローを吹き付けることができる。
【００７６】
チャック１６２の上側の爪１６２Ａは、図示しない操作手段により、Ｙ方向に沿って移動することで、液晶パネルを挟み込んで保持する。爪１６２は、本体１６６側に取り付けられている。光ファイバーアレイ１８０，１８０は、ＵＶ照射ユニット１２２により紫外線を照射することができる。光ファイバーアレイ１８０は、複数本の光ファイバーを直線状に配列したものである。
【００７７】
光ファイバーの端面１７４は、配置部材としての保持部１７２に対して間隔をおいて配置されている。図６に示す光ファイバーの端面１７４は、対応する図１に示す液晶パネル４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂに対してそれぞれ照明用の光、すなわち光学調整用に用いる光の供給を行うものである。
【００７８】
保持部１７２に対しては、図７、図８および図９に示すような照明ユニット２００が固定されている。この照明ユニット２００の端部には偏光フィルター２０２が取り付けられている。
【００７９】
図９に示すように、プリズム２２と、たとえば液晶パネル４０Ｒに対応して、照明ユニット２００を配置する。この照明ユニット２００は、４本の光ファイバー１７４Ａを保持しており、この４本の光ファイバー１７４Ａは、コネクタ２０４を介して図１０と図１１に示す光源ユニット１２０の接続部２０８に着脱可能に接続できる。この光源ユニット１２０は、ライトコントロール２１０の操作により、光量を調整することができる。
【００８０】
いずれにしても、図１に示す６軸ステージ１１２，１１４，１１６に対しては、それぞれ図６〜図９に示すような保持部１７２と照明ユニット２００を有しており、各照明ユニット２００は図１と図１０に示すような光源ユニット１２０により照明光を対応する液晶パネルに対して供給する。
【００８１】
なお、図１と図４に示すように、６軸ステージ１１２の軸は、Ｚ方向に向いており、６軸ステージ１１４の軸はＸ方向に向き、６軸ステージ１１６の軸もＸ方向に向いている。ただし６軸ステージ１１４，１１６は向き合っている。
【００８２】
次に、これらの６軸ステージ１１２，１１４，１１６等を用いて、第１光学部材であるプリズム２２に対して、第２光学部材である液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒを光学的に位置決め調整する作業例について説明する。
【００８３】
図１と図２に示すように、第１光学部材保持部１３４に対してプリズム２２と投写レンズ１０６を固定する。プリズム２２と投写レンズ１０６はヘッド体と呼ばれ、一体になっている。これによりプリズム２２は、投写レンズ１０６と３つの６軸ステージ１１２，１１４，１１６の間に位置決めされる。投写レンズ１０６は、すでに述べた図１の投写型表示装置の投写レンズ６と同一の性能のものを用いることができる。
【００８４】
次に、図１の光源ユニット１２０を作動して、図５の各６軸ステージ１１２，１１４，１１６の光源１７０の４本の光ファイバーの端面１７４を用いて液晶パネル４０Ｇ（４０Ｂ，４０Ｒ）に対して照明用の光を射出する。そして各チャック１６２の爪１６２Ａ，１６２Ｂの間には機械的に液晶パネル４０Ｇ（４０Ｂ，４０Ｒ）を固定する。
【００８５】
このように固定された液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒと、プリズム２２には、各６軸ステージ１１２，１１４，１１６の光源１７０から送られる照明用の光が通り、図２の投写レンズ１０６を通って、反射手段１３６の反射ミラー１３６Ａに到達する。この到達する光は、光軸ＣＬを基準として上側の光の領域を利用している。そしてこの光ＬＴは、ミラー１３６Ａで反射されて、上部に位置するスクリーン１５０上に拡大して投映されることになる。
【００８６】
各ＣＣＤカメラ１３０は、このようなスクリーン１５０に投映されている画像を光／信号変換して、図１のコントローラ兼画像処理装置１２４に送る。画像処理装置１２４は、これらの信号に基づいて、６軸ステージ１１２，１１４，１１６をそれぞれ操作することにより、次のような調整を行う。すなわち、投写レンズ１０６の焦点許容深度内に被写体となる各画像形成面が位置するようにフォーカス調整を行う。この後に、液晶パネル４０Ｇ，４０Ｂ，４０Ｒについてそれぞれの相互の画素合わせ（アライメント調整）を行う。
【００８７】
このフォーカス調整はＨ，Ｖ，Ｚ方向に沿って行う。このアライメント調整に用いるＣＣＤカメラとしては、たとえば図３に示す４つのＣＣＤカメラ１３０Ｘを用い、フォーカス調整には、４つのＣＣＤカメラ１３０Ｙを用いる。
【００８８】
このように、図２、図３、図４に示すように投写レンズ１０６から出た光ＬＴは、第１方向である光軸ＣＬに沿って導き、そしてミラー１３６Ａにより第２方向Ｄ２に沿って、反射させてスクリーン１５０に結像させる。
【００８９】
このような光の折り曲げ方式を採用することで、従来と異なり、光学調整装置１００のフロアー１１８Ｃに対する占有面積（図２の矢印Ｅから見た投映面積）を極めて小さくすることができる。このように小さくすることで、工場内にこのような光学調整装置１００をより多く設定することができ、光学調整装置作業の効率化および省スペース化を図ることができるものである。
【００９０】
また、図２の反射手段１３６は移動部１３８によりＺ方向に沿って移動して位置決めすることができる。このように移動するのは、投写型表示装置の形式仕様あるいは大きさによって、投写レンズ１０６の投写距離が異なるからである。
【００９１】
この投写レンズ１０６の投写距離の大きさに応じて、ミラー１３６Ａの位置をＺ方向に変更することにより、あるいはミラー１３６Ａの設定角度をサポート１４０において変更することにより、スクリーン１５０に対して適正な大きさで拡大して表示することができる。このようにスクリーン１５０で調整画像を拡大して表示することにより、より正確なアライメント調整やフォーカス調整を行うことが可能である。
【００９２】
次に、上述のようにして各種調整を行った液晶パネル４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂを、プリズム２２の各対応する面に固定する光学部材の固定方法について説明する。
【００９３】
図１２は、位置の調整された各液晶パネル４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂとプリズム２２および投写レンズ１０６を示している。
【００９４】
このように位置決めされた各液晶パネルは、プリズム２２の対応する面に対して、すでに述べたくさび（調整部材）５７を用いて調整しながら固定する必要がある。このくさび５７を介して液晶パネルとプリズム２２の光入射面とを固定する場合には、たとえば紫外線硬化型接着剤を用いる。
【００９５】
この紫外線硬化型接着剤を硬化させるためには、光ファイバーアレイ（光案内手段）１８０，１８０と、別の光案内手段２４０，２４０を用いる。光ファイバーアレイ１８０と光案内手段２４０は光学部材固定装置を構成している。光ファイバーアレイ１８０，１８０は図５ですでに示しており、図１３のようにしてＵＶ照射ユニット１２２に接続されている。同様にして光案内手段２４０，２４０もＵＶ照射ユニット１２２に接続されている。図１２においては、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｂの一方のくさび５７，５７は、光案内手段２４０，２４０により紫外線を照射することにより紫外線硬化型接着剤を硬化させて接着することができる。
【００９６】
これに対して、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｂの他のくさび５７Ａ，５７Ａおよび液晶パネル４０Ｇの楔５７Ｂ，５７Ｂは、光ファイバーアレイ１８０，１８０を用いて紫外線硬化型接着剤を硬化させることで接着する。この場合には、光ファイバーアレイ１８０がＺ方向に沿っているので、対面するくさび５７Ａ，５７Ａには紫外線を照射することができる。しかしこのままではくさび５７Ｂ，５７Ｂには紫外線を直接照射することができない。従ってもう一対の２点鎖線で示す光ファイバーアレイ１８０，１８０を用意する必要がある。
【００９７】
図１３はこの場合の２対の光ファイバーアレイ１８０が２つの照射ユニット１２２，１２２に接続された例を示している。また他の光案内手段２４０，２４０が別の照射ユニット１２２に接続されている。このようにすると、３台の照射ユニット１２２と２対の光ファイバーアレイ１８０と光案内手段２４０，２４０等が必要であるので、装置が大掛かりになりコスト高となってしまう。
【００９８】
しかも、図１２と図１３の実施の形態では、２対又はそれ以上の数の光ファイバーアレイ１８０をプリズムの付近に配置することはスペース的に極めて困難である場合がある。
【００９９】
そこで、図１２と図１３の実施の形態に比べてより好ましい実施の形態として図１４と図１５のものがある。図１４と図１５では、図１２と図１３の実施の形態に比べて、図１６に示すように１つのＵＶ照射ユニット１２２と一対の光ファイバーアレイ１８０を省略することができる。
【０１００】
図１４と図１５の実施の形態のその他の点については図１２と図１３のものと実質的には同じである。
【０１０１】
図１４と図１５と図１６の例では、光反射手段２４９を設けているのが特徴的である。この光反射手段２４９は、ミラー２４１と移動部としての駆動シリンダ２４２を有している。このような光反射手段２４９が液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇの間および液晶パネル４０Ｇと４０Ｂの間において、プリズム２２の角部に対応して斜めに配置されている。
【０１０２】
１台のＵＶ照射ユニット１２２を用いて、くさび５７Ａ，５７Ａおよび５７Ｂ，５７Ｂを順番に紫外線照射していく手順について説明する。
【０１０３】
図１５に示すように、移動部２４２はミラー２４１を退出位置に位置決めしており、これにより光ファイバーアレイ１８０，１８０は、紫外線ＵＶを第１方向Ｆ１に沿って直接楔５７Ａ，５７Ａの紫外線硬化型接着剤に照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させることができる。
【０１０４】
次に図１４において、移動部２４２がミラー２４１を図１５の退出位置から図１４の進入位置に移動する。これによりミラー２４１，２４１は光ファイバーアレイ１８０，１８０に対応した位置に到達し、光ファイバーアレイ１８０，１８０の紫外線ＵＶは、このミラー２４１に反射されて、対応するくさび５７Ｂ，５７Ｂの紫外線硬化型接着剤に照射されて紫外線硬化型接着剤を硬化させることができる。つまり紫外線ＵＶは第１方向Ｆ１から９０度ミラー２４１により折り曲げられて、第１方向とは異なる方向Ｆ２に沿ってくさび５７Ｂに到達する。
【０１０５】
このような構造を採用することで、図１２に示す形式のものに比べてＵＶ照射ユニットを１台省略でき、しかも光ファイバーアレイ１８０，１８０を一対分省略することができる。
【０１０６】
ここで、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｂは、紫外線硬化後の液晶パネル４０Ｇを基準として位置調整、すなわちアライメント調整する。この理由としては、紫外線硬化時に紫外線硬化樹脂が収縮することによる位置ずれの影響を受けないようにするためである。従って液晶パネル４０Ｇが紫外線硬化された後に、この液晶パネル４０Ｇをアライメント基準として、残り２つの液晶パネル４０Ｒ，４０Ｂがプリズムに対してアライメントして固定されることになる。
【０１０７】
各液晶パネル４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂは、フォーカスアライメントをする時には、プリズム２２の対応する位置へ前進して保持されている。それ以前は、各液晶パネルはプリズム２２から離れた位置で待機している。たとえば、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｂは、液晶パネル４０Ｇの紫外線硬化時において、プリズム２２から離れていないと、紫外線硬化用の光の回り込みで、アライメント調整前に紫外線硬化樹脂が硬化してしまうこと等を防ぐためである。
【０１０８】
図１７は、上述した光案内手段２４９の構造の一例を示している。ＵＶ照射ユニットから導かれる紫外線ＵＶは、ミラー２４１により反射されて、対応するくさび５７の紫外線硬化型接着剤に照射される。
【０１０９】
図１８は光ファイバーアレイ１８０の構造の一例を示している。ケース１８０Ａの中には、光ファイバー１８０Ｂが複数本直線上に配列されている。
【０１１０】
図５に示した光源１７０は、各対応する液晶パネルおよびプリズム２２に対して照明光を供給するのであるが、複数本の光ファイバーを用いてスポット的にそのような照明光を供給するようになっている。
【０１１１】
これにより、通常の照明用のランプを用いるのに比べて、照明用のエネルギーを削減できるとともに、ほぼ長方形あるいは正方形状の液晶パネル４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂに対応して、均等な光を供給することができる。このことから各種光学調整の際に照明光を投写レンズを通して図２のようにスクリーン１５０に拡大して投映する場合にほぼ均等な投映画像を得ることができる。
【０１１２】
図５において、エア供給部１９０は、次のような場合にエアホース１９２からエアブローを、光ファイバーアレイ１８０や、光源１７０の光ファイバーの端面１７４に対して供給する。すなわちたとえば図１４〜図１６で説明したようにくさびの紫外線硬化樹脂に対して、紫外線を光ファイバーアレイ１８０から照射した場合に、紫外線硬化型接着剤の蒸気が、図５の光ファイバーアレイ１８０や光ファイバーの端面１７４の付近に形成されることがある。この場合には、このエアホース１９２を用いてエアブローを供給することにより、紫外線硬化型接着剤の蒸気を吹き飛ばす。このようにすることで、紫外線硬化型接着剤の蒸気が光ファイバーアレイ１８０の各光ファイバーの端面や光源１７０の光ファイバーの端面１７４に付着してしまうことを防ぐことができ、光ファイバーアレイ１８０からの紫外線照射効率の低下を防ぎ、かつ光源１７０からの照明光の光量の低下を防ぐことができる。
【０１１３】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１１４】
本発明の光学調整装置は、たとえば投写型表示装置の第１部材であるプリズムと第２部材である液晶パネルを例に挙げて調整を行っている。
【０１１５】
これに限らず、他の種類の光学装置の第１部材と第２部材の位置決め調整に本発明の光学調整装置および光学調整方法を用いることも勿論可能である。また、液晶パネルをチャッキングする方式としては、図示したはさみ込み形のものに限らず、真空吸引式や磁気の吸着式のものでもよい。
【０１１６】
【発明の効果】
請求項１の発明では、光案内手段は、第１光学部材に対する第２光学部材の位置を微調整するための調整部材を光硬化接着剤を用いて固定する場合に光を与えて硬化させる。
【０１１７】
光反射手段は、光源からの光を第１方向側の調整部材の光硬化接着剤に供給し、あるいは光源からの光を第１方向とは異なる方向側の調整部材の光硬化接着剤に供給することを、選択的に行うことができる。
【０１１８】
これにより、調整部材の位置にそれぞれ対応して光案内手段を設ける必要がなくなり、構造の簡素化が図れるとともに、光源の台数も減らすことができるので、コストダウンを図れる。
【０１１９】
この請求項２，３の発明では、投写型表示装置の光学系を構成する第１光学部材と第２光学部材を簡単な構成でありながら固定することができる。
【０１２０】
この請求項４の発明では、移動部がミラーを反射位置に位置決めしたりあるいは退避させることにより、光案内手段を介して送られてくる光源からの光を第１方向側の調整部材か、第１方向とは異なる方向側の調整部材のいずれかに選択的に供給することができる。
【０１２１】
この請求項５の発明では、赤色、青色、緑色の各光学部材を調整部材で固定できる。
【０１２２】
この請求項６の発明では、光ファイバーの周辺領域に対してエアーブロー供給部がエアーブロー供給することができるので、光ファイバーに光照射時に生じる光硬化樹脂の蒸気が付着するのを防いで、光ファイバーを介して送られてくる光源の光を効率よく紫外線硬化樹脂に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学部材固定装置を有する光学調整装置の実施の形態を示す概略図。
【図２】図１の光学調整装置を示す側面図。
【図３】図２の光学調整装置を示す正面図。
【図４】図２の光学調整装置を示す平面図。
【図５】各液晶パネル用の６軸ステージの一部を示す斜視図。
【図６】照明用の光ファイバーの端面とその配置部材を示す正面図。
【図７】照明ユニットの端面を示す図。
【図８】照明ユニットと一つの液晶パネルを示す側面図。
【図９】照明ユニットと液晶パネルおよびプリズム等を示す図。
【図１０】照明用の光源ユニットを示す図。
【図１１】図１０の光源ユニットの側面図。
【図１２】プリズムと液晶パネルを固定する楔に対して紫外線を照射する装置例を示す図。
【図１３】図１２の紫外線を照射する装置を具体的に示す図。
【図１４】プリズムと液晶パネルを固定する楔に対して紫外線を照射する他の例を示す図。
【図１５】図１４の紫外線を照射するユニットにおいて別の動作を示す図。
【図１６】図１４と図１５の紫外線を照射するユニットを具体的に示す図。
【図１７】紫外線をプリズム側の楔に照射する別の光案内手段の例を示す図。
【図１８】光案内手段としての光ファイバーアレイの例を示す斜視図。
【図１９】本発明の光学調整装置に適用される第１部材のプリズムと第２部材の液晶パネルを備える例として、投写型表示装置を示す斜視図。
【図２０】図１９の投写型表示装置の内部構造を示す平面図。
【図２１】図１９の投写型表示装置の縦断面図。
【図２２】投写型表示装置の光学的構成を示す図。
【図２３】光学的構造をさらに詳しく示す図。
【図２４】プリズムと液晶パネルの構造例を示す分解斜視図。
【図２５】液晶パネル、プリズムおよび投写レンズ等を示す斜視図。
【図２６】プリズム、液晶パネルおよび投写レンズ等を示す別の角度から見た斜視図。
【図２７】従来の光学調整装置の例を示す側面図。
【図２８】図２７の従来の光学調整装置の平面図。
【符号の説明】
２２・・・プリズム（第１光学部材）
４０Ｇ，４０Ｒ，４０Ｂ・・・液晶パネル（第２光学部材）
５７Ａ，５７Ｂ，５７・・・調整部材
１００・・・光学調整装置
１０６・・・投写レンズ
１１２，１１４，１１６・・・６軸ステージ
１１８・・・ベース
１２２・・・紫外線硬化型接着剤の硬化用のＵＶ照射ユニット
１３０（１３０Ｘ，１３０Ｙ）・・・ＣＣＤカメラ（受光手段）
Ｆ１・・・第１方向
Ｆ２・・・第２方向
１３６・・・反射手段
１３６Ａ・・・ミラー
１３８・・・反射手段の移動部
１５０・・・スクリーン（投写面部）
１７０・・・照明用の光源
１８０・・・光ファイバーアレイ（光案内手段）
１９０・・・エア供給部
１９２・・・エアホース
２４９・・・光反射手段
２４１・・・ミラー
２４２・・・移動部
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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