光学装置的制造机械的制作方法

专利名称：光学装置的制造机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学装置的制造机械。
在该投影仪中，为了得到鲜明的投影图象，为了防止在各个液晶板间的象素的偏移和与投影透镜的距离的偏移的发生，在制造投影仪时，必须高精度地进行各个液晶板间彼此的聚焦、对准的调整。在这里，所谓聚焦调整，指的是把各个液晶板正确地配置到投影透镜的后焦点位置上，所谓对准调整，指的是使各个液晶板的象素一致的调整。另外，在以下的说明中，也是同样的。
液晶板的聚焦、对准的调整以具备3块液晶板和十字分色棱镜的光学装置为调整对象，(1)使光束从作为调整用光源装置的金属卤化物灯向各个液晶板的图象形成区域入射，(2)用CCD摄象机等的光束检测装置检测从十字分色棱镜的光的入射端面入射，从光出射端面射出的光束，(3)边确认用该光束检测装置检测出来的各个液晶板的焦点、象素位置等，边用位置调整装置调整各个液晶板的相对位置。
采用用紫外线硬化型粘接剂把象这样地进行了位置调整的各个液晶板粘接、固定的办法，制造高精度的光学装置。
但是，作为在制造这样的光学装置时使用的调整用光源装置的金属卤化物灯，由于其功耗大而且易于损耗，故调整用光源装置价格昂贵，结果是存在着制造的光学装置价格高的问题。此外，金属卤化物灯由于外形尺寸大，故还存在着不能实现光源装置的小型化的问题。
本发明的光学装置的制造机械，是一种为了制造具备对多个色光中的每种色光都根据图象信息进行调制的多个光调制装置和对用各个光调制装置调制后的色光进行合成的色合成光学系统的光学装置，进行各个光调制装置的相互的位置调整，固定到上述色合成光学系统的各个光入射端面上的光学装置的制造机械，其特征在于，包括具备向各个光调制装置导入与要进行调制的色光对应的色光的多个光源的调整用光源装置；对通过上述光调制装置和上述色合成光学系统从该调整用光源装置射出的光束进行检测的光束检测装置；根据用该光束检测装置检测后的光束，调整上述光调制装置的位置的位置调整装置，上述光源由自发光元件结构。
作为上述光束检测装置，例如，可以采用具备CCD等摄象元件、取入用该摄象元件检测到的信号的图象取入装置和对该所取入的图象进行处理的处理装置的CCD摄象机等。
此外，作为上述自发光元件，例如，可以采用发光二极管(LED)或有机EL(电致发光)元件、硅发光元件等的各种自发光元件，总之，是借助于来自外部的电流或电压、电场等的施加，半永久性地自发光的元件。
在这里，所谓自发光元件，是电子在能级间跃迁时发光的元件，所发出的光束是单波长的。另一方面，作为可以作为各个色光进行识别的波长范围，例如在红色光的情况下规定为588nm以上，在绿色光的情况下规定为502到569nm以内，在蓝色光的情况下规定为501nm以下。由此可知，在要结构与各个色光对应的光源的情况下，就必须从与各个色光对应的波长范围内特定每一个色光作为单波长究竟选择什么样的波长。例如，作为红色光可以选择特定613nm，作为绿色光可以选择特定525nm，作为蓝色光可以选择特定470nm。
在这里，现有的金属卤化物灯，每一台的功耗大约为150W，同时，寿命约为750小时左右。另一方面，例如，作为自发光元件的发光二极管，其功耗约为3.6W，寿命是半永久性的。此外，自发光元件，由于不是象金属卤化物灯那样的放电型光源，故与金属卤化物灯比较，外形尺寸可以小很多。由此可知，结果就变成为在金属卤化物灯与自发光元件之间，在功耗、寿命和外形尺寸方面存在着很大的差异。
因此，倘采用本发明，由于作为调整用光源装置的光源采用上边所说的自发光元件，故与象现有技术那样使用金属卤化物灯的情况下比较，在可以减少光源装置的制造时的电力消耗量的同时，作为调整用光源装置的光源可以半永久性使用。为此，在可以节能化的同时，还可以压低花在调整用光源装置上的费用，因而可以压低光学装置的造价。除此之外，还可以实现使调整用光源装置，以至于光学装置的制造机械本身小型化。
在以上那样的光学装置的制造机械中，理想的是上述调整用光源装置，在上述光源的后级具备扩散板。
在这里，一般地说，由于从自发光元件射出的光束是没有指向性的扩散光，故例如在把光源作成为在内部含有自发光元件的球面状的情况下，假如使来自自发光元件的扩散光保持原状不变地向液晶板等的光调制装置射出，结果就变成为在该液晶板的图象形成区域中的矩形形状的各个象素内，与光源的球面形状相似地大体上圆形地进行投影，结果变成为在各个象素内的4个角部分就不能正确地投影。
对此，如果把扩散板配置在自发光元件的光路的后级，则可以使从自发光元件射出，使光调制装置仅仅球面形状地进行投影的扩散光，在扩散板中变成为与光调制装置的形状对应的扩散光，可以使光调制装置全体正确地进行投影。借助于此，由于可以用光束检测装置进行正确的检测，故可以以更高的精度制造光学装置。
此外，上述自发光元件，理想的是被配置为与上述光调制装置中的矩形的图象形成区域的4个角对应。
在这样的情况下，例如，如果作成为使得发光元件照射图象形成区域的4个角部分，对应的光束检测装置对这4个角部分进行检测那样的结构，由于可以检测1个光调制装置中的多个地方的象素区域，故可以根据这些全部区域摄象部位的检测结果，在位置调整装置中进行高精度的调整。
再有，上述自发光元件，理想的是发光二极管。
在这里，在发光二极管中具有3个优点第1，仅仅变换结构的半导体材料或掺杂物，就可以简单地制作红色、绿色、蓝色这3色的发光二极管，第2，不发热，第3可以高速地进行发光的ON、OFF切换。
因此，若采用这样的发光二极管，根据上述第1个优点，就可以简单地制造对3个色光中的每一个色光进行调制的光学装置。此外，根据上述第2个优点，因可以防止制造机械中的别的部分的过热而使得处理变得容易起来。再有，根据第3个优点，可以迅速地制造光学装置。
此外，上述多个光源，理想的是发红色光二极管、发绿色光二极管、发蓝色光二极管。
倘采用这样的结构，由于仅仅需要准备用来分别对红色光、绿色光、蓝色光进行调制的3个光调制装置，并与这3个光调制装置对应地每种一个地配置各色的二极管，就可以简单地制造可以进行彩色输出的光学装置。
图2的外观斜视图示出了上述投影仪的主要部分的构造。
图3的分解斜视图示出了上述实施方案的光学装置。
图4是侧视图示出了上述光学装置的制造机械。
图5是从上方看上述光学装置的制造机械的模式图。
图6示出了上述光学装置的制造机械的主要部分。
图7的斜视图扩大示出了液晶板保持部分的主要部分。
图8示出了调整用光源装置的主要部分。
图9的平面模式图示出了上述光束检测装置。


图10的正视图示出了上述光束检测装置，是从图9的箭头X-X看的正视图。
图11模式性地示出了光学装置的制造机械。
图12示出了计算机的显示画面。
图13是用来说明光学装置的制造方法的流程图。
图14示出了上述显示画面中的基准图形。符号的说明2光学装置制造机械；20作为位置调整装置的6轴位置调整单元；30光源单元；31调整用光源装置；40光束检测装置；100投影仪；141R、G、B作为光调制装置的液晶板；150作为色合成光学系统的十字分色棱镜；151光入射端面；180光学装置；311作为自发光元件的发光二极管；311B发蓝色光二极管；311G发绿色光二极管；311R发红色光二极管；313扩散板
1.投影仪的构造图1示出了具备包括被作为调整对象的多个光调制装置和色合成光学系统的光学装置的投影仪100的构造。
该投影仪100，具备整体照明光学系统110，色分离光学系统120，中继光学系统130，电光装置140，作为色合成光学系统的十字分色棱镜150和投影透镜160。
整体照明光学系统110，具备含有光源灯泡111A和反射器111B的光源装置111，第1透镜阵列113，第2透镜阵列115，反射镜117，重叠透镜119。从光源灯泡111A射出的光束，借助于反射器111B使射出方向一致起来，借助于第1透镜阵列113分割成多个部分光束，并借助于反射镜117使射出方向弯曲90度后，在第2透镜阵列115的附近成象。从第2透镜阵列115射出的各个部分光束，使得其中心轴变成为垂直于后级的重叠透镜119的入射面那样地入射，然后从重叠透镜119射出的多个部分光束，在结构电光装置140的3块液晶板141R、141G、141B上边进行重叠。
色分离光学系统120具备2块分色镜121、122，和反射镜123，具有借助于这些分色镜121、122和反射镜123使从整体照明光学系统110射出的多个部分光束分离成红、绿、蓝这3色的色光的功能。
中继光学系统130，具备入射一侧透镜131，中继透镜133和反射镜135、137，具有把用上述色分离光学系统120分离开来的色，例如，蓝色光B引导到液晶板141B那里去的功能。
电光装置140具备3块作为光调制装置的液晶板141R、141G、141B，这些例如是把多晶硅TFT用做开关元件的面板，用色分离光学系统120分离开来的各个色光，借助于这3块液晶板141R、141G、141B，根据图象信息进行调制后形成光学象。
十字分色棱镜150是对从3块液晶板141R、141G、141B射出的各个色光中的每一种色光进行调制后的图象进行合成以形成彩色图象的棱镜。另外，在十字分色棱镜150中，反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜，沿着4个直角棱镜的界面形成大体上X形状，借助于这些电介质多层膜合成3种色光。用该十字分色棱镜150合成的彩色图象，从投影透镜160射出放大投影到屏幕上边。
2.光学装置的构造在这样的投影仪100中，如图2所示，具有电光装置140和十字分色棱镜150的光学装置180，和与该光学装置180组合起来的投影透镜160，作为光学单元170已一体化。光学单元170具备作为镁合金等制的侧面L形状的构造体的头体171。投影透镜160用螺钉固定到头体171的L形状的垂直面外侧。十字分色棱镜150则用螺钉固定到头体171的L形状的水平面上侧。
结构电光装置的3块液晶板141R、141G、141B，被配置为把十字分色棱镜150的侧面3方围起来。具体地说，如图3所示，借助于采用各个液晶板141R、141G、141B被收纳于保持框143内，与紫外线硬化型粘接剂一起向该保持框143的4个角部分上形成的孔143A内插入透明树脂制的插针145的办法，粘接固定到十字分色棱镜150的光入射端面151上的、所谓的POP(棱镜上边的面板)构造，固定到十字分色棱镜150上。在这里，在保持框143上形成矩形形状的开口部分143B，各个液晶板141R、141G、141B，在该开口部分143B中露出来，该部分将变成为图象形成区域。就是说，向各个液晶板141R、141G、141B的这个部分导入各个色光R、G、B，根据图象信息形成光学象。
在采用这样的POP构造的光学装置180中，在把液晶板141R、141G、141B粘接固定到十字分色棱镜150上时，由于必须在大体上同一时期内进行各个液晶板141R、141G、141B的聚焦调整、对准调整和固定，故通常可以用以下的步骤进行组装。
(1)把第1液晶板，例如液晶板141G粘接固定到十字分色棱镜150上。具体地说，首先向液晶板141G的保持框143的孔143A内插入顶端已涂敷上紫外线硬化型粘接剂的插针145。
(2)其次，使该插针143的顶端部分触碰到十字分色棱镜150的光入射端面151上。
(3)在该状态下，向液晶板141G的图象形成区域导入光束，边直接确认从十字分色棱镜150射出的光束，边调整对光入射端面151的进退位置、平面位置和旋转位置，进行液晶板141G的聚焦、对准调整。
(4)在得到了合适的聚焦、对准后，从插针145的基端部分照射本身为紫外线的固定光束，使紫外线硬化型粘接剂完全硬化。
(5)其它的液晶板141R、141B也与上述同样地进行粘接固定。
因此，在组装采用这样的POP构造的光学装置180时，调整各个液晶板141R、141G、141B彼此的聚焦、对准的机构是必要的。另外，至于位置调整用的机构将在后边讲述。
3.光学装置的制造机械的构造其次用图4到图12对光学装置的制造机械2进行说明。
图4的侧视图示出了光学装置的制造机械2。图5是从上方看光学装置的制造机械2的模式图。
本发明的光学装置的制造机械2，如图4、5所示，是采用调整各个液晶板141R、141G、141B间的相对位置，对于十字分色棱镜150固定各个液晶板141R、141G、141B的办法制造光学装置180的机械，具备制造机械主体3和载置该制造机械主体3的载置台4。
如图4所示，在载置台4的下部一侧，设置有使得可以把制造机械主体3容易地移动到任意的场所的小脚轮4A和把制造机械主体3固定为不得移动的限位器4B。
制造机械主体3，如图4所示，具备台座10；作为位置调整装置的6轴位置调整单元20；光源单元30；光束检测装置40和虽然在图4中省略了，但是进行这些装置10、20、30、40的动作控制和用光束检测装置40检测出来的图象信号的处理的计算机。
3-1.台座的构造台座10，如图4所示，是用来把十字分色棱镜150设置在其上表面10A的规定位置上的台座，具备被设置在载置台4上边的基材11和立设在该基材11上边而且要安装十字分色棱镜150的设置台主体12。
3-2.6轴位置调整单元的构造6轴位置调整单元20，是对于十字分色棱镜150的光入射端面151调整液晶板141R、141G、141B的配置位置、相互位置的单元，在这里，图6示出了光学装置的制造机械2的主要部分。
该6轴位置调整单元20，如图6所示，具备移动自由地沿着载置台4的上表面的滑轨4C设置的平面位置调整部分21、设置在该平面位置调整部分21的顶端部分上的面内旋转位置调整部分22、设置在该旋转位置调整部分22的顶端部分上的面外旋转位置调整部分23、设置在该面外旋转位置调整部分23的顶端部分上的液晶板保持部分24。
平面位置调整部分21，是调整对十字分色棱镜150的光入射端面151(图4)的进退位置和平面位置的部分，具备可滑动地设置在载置台4上边的基部21A；立设于该基部21A上边的脚部21B；设置在该脚部21B的上部顶端部分上，连接面内旋转位置调整部分22的连接部分21C。
基部21A，其结构为借助于未图示的电机等的驱动机构，在载置台4的Z轴方向(图6中的左右方向)上可自由移动。脚部21B的结构为可借助于设置在侧部的电机等的驱动机构(未图示)对于基部21A可在X轴方向(图6的与纸面垂直的方向)自由移动。连接部分21C的结构为可借助于未图示的电机等的驱动机构对于脚部21B在Y方向(图中的上下方向)上自由移动。
面内旋转位置调整部分22，进行液晶板141R、141G、141B对十字分色棱镜150的光入射端面151的面内方向旋转位置的调整，具备固定在平面位置调整部分21顶端部分上的圆柱状的基部22A，和被设置为在该基部22A的圆周方向上自由旋转的旋转调整部分22B。
采用对该旋转调整部分22B的旋转位置进行调整的办法，就可以高精度地调整液晶板141R、141G、141B对光入射端面151的面内方向旋转位置。
面外旋转位置调整部分23，进行液晶板141R、141G、141B对十字分色棱镜150的光入射端面151的面外方向旋转位置的调整。该面外旋转位置调整部分23，固定在面内旋转位置调整部分22的顶端部分上的同时，具备在顶端部分上形成了在水平方向上变成为圆弧的凹曲面的基部23A，和被设计为沿着该圆弧在该基部23A的凹曲面上边可以滑动，在顶端部分上形成了在垂直方向上变成为圆弧的凹曲面的第1调整部分23B，和被设置为可以沿着圆弧在该第1调整部分23B的凹曲面上边滑动的第2调整部分23C。
当旋转驱动设置在基部23A的侧部上的未图示的电机时，第1调整部分23B进行滑动，当旋转设置在第1调整部分23B的上部上的未图示的电机时，第2调整部分23C滑动，就可以高精度地调整液晶板141R、141G、141B对光入射端面151的面外方向旋转位置。
液晶板保持部分24，保持液晶板141R、141G、141B，具备通过从第2调整部分23C的顶端突出的4根柱状构件240进行固定的基材241，螺钉固定到该基材241的顶端一侧上的基部242，被收纳为使得其顶端从该基部242突出出来，并触碰到各个液晶板141R、141G、141B上的衬垫243，通过该衬垫243真空吸附各个液晶板141R、141G、141B的吸引装置244。
在这里，图7的斜视图扩大示出了液晶板保持部分24的基部242。
如果除去图6之外还参看该图7，则在基材241中，在螺钉固定到其顶端一侧的基部242的上下一侧，在与各个液晶板141R、141G、141B的保持框143的4个角部分的孔143A对应的位置上，形成有用来配置后边要讲的固定用光源装置32的光源构件321的圆孔241A。
基部242，是中央部分突出出来的断面凸状的金属制的中空构件，在该突出部分2421的矩形形状的顶端面的大体上中央，形成有用来使衬垫243露出来的十字状的十字孔242A。此外，突出部分2421的顶端部面中，在十字孔242A的周围，均等地形成有用来使来自后边要讲的调整用光源装置31的光束向外部射出的4个圆孔242B。
此外，在基部242的后部一侧在向外部一侧突出出来的突出部分2422上，形成有4个螺孔242C，采用向该4个螺孔242C内插通螺钉的办法，把基部242螺钉固定到基材241上。
衬垫243，是多孔质性且伸缩自由的弹性构件，具备被收纳于基部242内的未图示的本体部分，和从该本体部分突出规定尺寸，同时以与上述十字孔242A对应的尺寸十字状地形成了该突出部分的顶端面的十字部分243A。当把这样的衬垫243安装到基部242上时，结果就变成为该十字部分243A从基部242的顶端面突出出来。为此，各个液晶板141R、141G、141B就仅仅触碰到衬垫243的十字部分243A上而不会与基部242触碰。
吸引装置244，具体的图示虽然省略了，但是，如图6所示，在被设置在基部21A的附近的同时，还通过规定的通气软管244A连接到基部242内和衬垫243附近，并借助于真空吸附把各个液晶板141R、141G、141B保持到衬垫243上。
3-3.光源单元的构造光源单元30，如图6、7所示，用来向液晶板141R、141G、141B供给位置调整用的光束和固定用的光束，具有用来进行位置调整作业的调整用光源装置31，和把调整后的液晶板141R、141G、141B固定到十字分色棱镜150一侧的固定用光源装置32。
固定用光源装置32，如图6所示，用来射出使紫外线硬化型粘接剂硬化的紫外线，具备分别设置在基材241上形成的4个圆孔241A，并从顶端射出紫外线的插针状的光源构件321，和通过可挠性配管构件322A把紫外线供往这些各个光源构件321，同时收纳在载置台4的内部的1台固定用光源装置本体322。
当使这样的固定用光源装置322主体动作时，通过可挠性配管构件322A向各个光源构件321分配供给紫外线，该所分配供给的紫外线，从光源构件321的顶端向各个液晶板141R、141G、141B的保持框143的4个角部分的孔143A射出。
在这里，图8示出了调整用光源装置31的主要部分。
调整用光源装置31，用来进行液晶板141R、141G、141B的位置调整。该调整用光源装置31，若除去图7之外再参看图8，则具备作为光源的4个发光二极管311，通过规定的电缆312A使这些发光二极管311正确地发光的调整基板312，配置在该发光二极管311的后级上，已粘贴上扩散薄片313A的玻璃制的扩散板313，固定配置该扩散板313的固定板314。
发光二极管311，是在球面状的框体311X内收纳与各色对应的发光二极管元件311Y的二极管，采用从外部给该发光二极管311Y加上规定的电流的办法，使之产生能级间的电子跃迁而发光。
作为发光二极管元件311Y，具备波长613nm的发红色光的红色发光二极管元件311YR，波长525nm的发绿色光的绿色发光二极管元件311YG，波长470nm的发蓝色光的蓝色发光二极管元件311YB这么3种。
因此，采用在框体311X内配置各色二极管元件311YR、311YG、311YB中的任何一种的办法，就可以结构发红色光的红色发光二极管311R，发绿色光的绿色发光二极管311G，发蓝色光的蓝色发光二极管元件311B。
另外，在1个调整用光源装置31内，配置4个这些发光二极管311R、311G、311B中的任何一种二极管。
调整基板312，通过电缆312A连接到4个发光二极管311(311R、311G、311B)的发光二极管元件311Y(311YR、311YG、311YB)上。给这些发光二极管元件311Y(311YR、311YG、311YB)加上规定量的电流，以适当的辉度使各个发光二极管311(311R、311G、311B)发出规定的波长的色光。
该调整基板312，虽然未示出具体的设置位置，但是已固定到6轴位置调整单元20的侧面部分等上。
扩散板313，是已粘贴上扩散薄片313A的玻璃板，用来使从发光二极管311射出的球面状的光进行扩散，变成为与液晶板141R、141G、141B的矩形的图象形成区域的形状对应的扩散光。
固定板314，是在与上述基部242的圆孔242B对应的位置上形成了4个圆形的孔314A的矩形形状的板材。在该固定板314上的发光二极管311一侧，把扩散板313固定为使得把孔314A覆盖起来。
在这些调整用光源装置31中，电缆312A和基板312以外的部件，如图7所示，都被收纳于上述基部242内。这时，这些收纳构件被配置为与固定板314的孔314A的位置和基部242的圆孔242B的位置相对应。
3-4.光束检测装置的构造在图4中，光束检测装置40，一部分被省略了，具备4个CCD摄象机41，和分别对这4个CCD摄象机41的3维位置进行调整的移动机构43。
各个CCD摄象机41，是把CCD(电荷耦合器件)作为摄象元件的面积传感器，取入从十字分色棱镜150射出的位置调整用的光束，变成为电信号后输出。
在这里，图9的平面模式图示出了光束检测装置40。
各个CCD摄象机41，如图9所示，具备CCD摄象机本体411，收纳透镜412A的框体412，对十字分色棱镜150的光束射出端面以45度的角度收纳全反射镜413A的反射镜单元413。
在这样的CCD摄象机41中，向反射镜单元413内导入从十字分色棱镜150射出的光束，用全反射镜413A大体上直角地全反射该导入进来的光束。然后，通过透镜412A用CCD摄象机本体411检测该全反射进来的光束。
在这里，由于在把透镜412A收纳于框体412内的同时，把全反射镜413A也收纳于反射镜单元413内，故结果就变成为所导入的光束既不会泄漏到外部，也不会受外部光的影响。
在这里，图10的正视图示出了光束检测装置40，是从图9的X-X看时的图。
CCD摄象机41，如图10所示，在液晶板141R、141G、141B上形成的矩形形状的图象形成区域PA的对角线上边，通过移动机构43(图4)相对应地配置有4个。CCD摄象机41，为了高精度地检测投影图象变成为可以借助于远程控制自由地进行变焦距、聚焦调整。
移动机构43，如在图4中模式性地示出的那样，具备立设在载置台4上的支柱431，和设置在该支柱431上，同时可对6轴方向的空间位置进行调整的多个轴构件432，和在设置在这些轴构件432上的同时，还可安装上述CCD摄象机41的摄象机安装部分433。
借助于这样的移动机构43，各个CCD摄象机41，如图10所示，借助于设置在载置台4内的未图示的伺服控制机构，变成为可以X轴方向(在图10中为左右方向)、Y轴方向(在图10中为上下方向)和Z轴方向(在图10中为与纸面垂直的方向)上移动。
在这里，图11模式性地示出了光学装置的制造机械2。
如该图11所示，前边所说的制造机械主体3，已与计算机70电连。该计算机70，具备CPU和存储装置等，进行6轴位置调整单元20和光束检测装置40的动作控制，和用光束检测装置40的CCD摄象机41检测出的光束的图象处理。
在这里，图12示出了计算机70的显示画面71。
被计算机70调出的程序，显示图12所示的显示画面71，根据在该显示画面71上显示的各种信息，就可以进行聚焦、对准调整。
显示画面71，具备直接显示来自已进行了位置调整的各个CCD摄象机41的图象的图象显示窗口72，根据基准图形，对在图象显示窗口72上显示的图象进行图形匹配处理的图象处理窗口73，显示进行图象处理的结果，6轴位置调整单元20的各个轴调整量的轴移动量窗口74。另外，在图象显示窗口72的各个图象显示区域72A到72D上，显示从用4个CCD摄象机41中的每一个摄象机取入进来的4个角的光束得到的图象。
4.位置调整装置的调整操作其次，用图13所示的流程图说明在光学装置的制造机械2中，调整液晶板141R、141G、141B对十字分色棱镜150的位置，制造光学装置180的方法。
(4-1)首先，作为事前准备，要预先取得与投影仪的机种对应的图形匹配用的基准图形和CCD摄象机41的基准位置。具体地说，要根据每一机种的投影透镜160的特性，把已预先调整好焦点位置和对准位置的主光学装置放置到台座10上边(处理S1)。另外，所谓主光学装置，是把作为基准光调制装置的各个色光用的3块基准液晶板一体地设置在作为基准色合成光学系统的基准十字分色棱镜上。
(4-2)其次，从光源单元30的调整用光源装置31对主光学装置的G色光用的基准液晶板射出位置调整用光束，用CCD摄象机41直接取入从主光学装置射出的光束。这时，使移动机构43动作，使CCD摄象机41移动到可以确实地接受光束的位置(处理S2)。此外，使图象显示窗口72A到72D显示这时的图象。
作为该图象，例如，如图14所示，显示与基准液晶板的4个角对应的多个象素区域CA。该图象将成为图形匹配用的基准图形。此外，这时的CCD摄象机41的位置，将变成为与机种对应的基准位置。基准图形的产生，可以分别对3块各个基准液晶板进行，CCD摄象机41的基准位置的设定，仅仅对1决基准液晶板进行。这样的基准图形和CCD摄象机41的基准位置，作为与机种对应的机种数据，登录在计算机70的存储装置内。
以上的处理S1、S2预先对多个机种进行，把每个机种的基准图形和CCD摄象机41的基准位置作为机种数据登录下来。
(4-3)接着，把作为制造对象的十字分色棱镜150放置到台座10上，同时，在插入已涂敷上紫外线硬化型粘接剂的插针145的状态下，使吸引装置244动作，在触碰到液晶板保持部分24的衬垫243上的状态下，保持液晶板141R、141G、141B(处理S3)。
(4-4)其次，操作计算机70的键盘或鼠标等，借助于由CPU执行的程序执行初始化处理。在该初始化处理中，首先，进行RAM(读写存储器)等存储器的初始化。然后，在初始化处理中，调出与调整对象的十字分色棱镜150和液晶板141R、141G、141B的机种对应的登录数据，使CCD摄象机41移动到基准位置上进行设定。这样一来，在初始化处理中，结果就变成为一准备好随时可执行光学装置180的制造作业的状态(处理S4)。另外，也可以在上述S1的后边马上执行该步骤。
(4-5)其次，例如，首先对于液晶板141G照射位置调整用光束，用CCD摄象机41检测从十字分色棱镜150的光出射端面152(图3)射出的合成光束(处理S5)。
(4-6)计算机70，采用边输入来自CCD摄象机41的信号，边借助于其图象处理功能，使液晶板141G对于十字分色棱镜150的光入射端面151进退的办法，实施液晶板141G的聚焦、对准调整(处理S6)。
(4-7)该聚焦、对准调整要反复进行，一直到各个图象显示区域72A到72D所显示的图象与基准图形图象的位置完全一致为止(处理S7)。
(4-8)在这样的聚焦、对准调整结束后，使固定用光源装置本体322动作，从各个光源构件321对插针145照射紫外线(UV)，固定液晶板141G(处理S8)。
(4-9)然后，在液晶板141G的调整结束后，对于别的液晶板141R、141B也同样地执行。就是说，对每个液晶板141R、141B都连续地进行上述步骤(处理S9)。这时，要从存储装置中调出与液晶板141R、141B对应的基准图形来使用。
如上所述地制造高精度的光学装置180。
5.效果倘采用这样的本实施方案，则具有如下的效果。
(1)由于在调整用光源装置31中采用发光二极管311，故与现有的金属卤化物灯比较起来，在可以减少光学装置180的制造时的电力消耗量的同时，还可以半永久性地使用。为此，由于在可以实现节能化的同时，还可以压低调整用光源装置31所花费的费用，故可以削减光学装置180的造价。除此之外，还可以实现调整用光源装置31和光学装置的制造机械2本身的小型化。
(2)由于把扩散板313配置在发光二极管311的后级，故可以使从发光二极管311射出，球面状地对液晶板141R、141G、141B进行投影的光束，变成为与液晶板141R、141G、141B的矩形的图象形成区域(象素)的形状对应的扩散光。为此就可以对液晶板141R、141G、141B全体正确地进行投影。因此，由于可以用光束检测装置40进行正确的检测，故可以以更高的精度制造光学装置180。
(3)由于作成为使得发光二极管311照射液晶板141R、141G、141B的图象形成区域PA的4个角部分，对应的光束检测装置40检测这4个角部分，由于在1个液晶板141R、141G、141B中可以检测4个地方的象素区域，故可以根据这4个地方的检测结果制造精度更高的光学装置180。
(4)在这里，发光二极管311有3个优点仅仅变更构成材料，就可以简单地制作红色、绿色、蓝色这3色的发光二极管，不发热，可以高速地进行发光的ON、OFF切换。由于把这样的发光二极管311用做光源，由于可以原样照搬地享受上述3个优点，所以在可以简单地制造对3个色光中的每个色光都可以调制的光学装置180的同时，还因可以防止制造机械2中的别的部分的过热而使得处理变得容易起来，可以迅速地制造光学装置180。
(5)在光学装置的制造机械2中，作为发光二极管311采用红色用、绿色用、蓝色用的3种发光二极管311R、311G、311B，并分别每种配置一个，故用3块液晶板141R、141G、141B就可以简单地制造光学装置180。
(6)由于从1台固定用光源装置本体322在大体上同时期内向保持框143的4个角部分的孔143A照射紫外线，故与依次照射各个孔143A的情况下比较，由于可以缩短紫外线的照射时间，故可以实现光学装置180的制造的迅速化和节能化。
(7)由于把与液晶板141R、141G、141B触碰的衬垫243作成为多孔质性的弹性构件，故可以防止液晶板141R、141G、141B的损伤。
(8)由于结构为用吸引装置244真空吸附保持液晶板141R、141G、141B，故与从上下等把液晶板141R、141G、141B夹在之间进行保持的结构等比较，可以简单地结构用来进行保持的机构。
(9)由于结构为把反射镜413A和透镜412A收纳于各个CCD摄象机41的内部，使得各个光束检测装置40完全独立地发挥作用，故可以简化光束检测装置40的构造。
(10)由于把全反射镜413A配置在反射镜单元413内，把透镜412A配置在框体412内，故可以防止要导入的光束向外部漏泄，或受外部光的影响的情况的发生。
(11)由于用4台CCD摄象机41结构光束检测装置40，故可以用各个CCD摄象机41分别对液晶板141R、141G、141B的4个角进行摄象并在图象显示区域72A到72D上进行显示。为此，可以采用边观察各个图象显示区域72A到72D上的显示状态，边进行在全部摄象部位处的聚焦和对准调整的办法进行精度更高的调整。
(12)4台CCD摄象机41，由于在液晶板141R、141G、141B的矩形形状的图象形成区域PA的对角线上边对应地配置，故除去可以避免CCD摄象机41间的干扰之外，还可以利用CCD摄象机41间的有效空间具有余裕地配置移动机构43。
(13)采用对每个液晶板141R、141G、141B反复进行位置调整的办法，在各个液晶板141R、141G、141B的调整时就可以共通地使用CCD摄象机41，就可以用4台之少的CCD摄象机41调整液晶板141R、141G、141B。
6.变形本发明并不限定于上述实施方案，也包括可以实现本发明的目的的其它的结构，包括以下所示的那样的变形。
例如，作为自发光元件虽然采用的是发光二极管，但是，并不限定于此，例如，也可以采用有机EL元件等其它的自发光元件。
这时，作为发光二极管，虽然采用的是红色、绿色、蓝色这3种的发光二极管，但是既可以采用其它的种类的发光二极管，也可以采用上述3种之内的一部分。
此外，也可以给白色发光二极管加上红、绿、蓝色的滤色片，变成为红色、绿色、蓝色的光源。
此外，在1个调整用光源装置中，虽然在上述规定位置上每个位置4个地配置各个发光二极管，但是要配置的场所和个数没有什么特别限定。
从各个发光二极管元件发出的光束的波长，可以在前边所说的规定的范围内等，与目的相吻合地任意地选择而不限定于上述波长。
此外，虽然把玻璃制的扩散板配置到发光二极管的后级，但是，既可以使该扩散板变成为由树脂等别的材料结构的扩散板，也可以作成为薄片状等其它的形状而不是板状。此外，要配置的个数也没有什么特别限定。总而言之，只要是可以使从发光二极管发出的光束进行扩散，均一地对液晶板的图象形成区域进行照射的构件配置在发光二极管的后级就行。
此外，在上述实施方案中，作为根据图象信号进行光调制的光调制装置虽然采用的是液晶板141R、141G、141B，但是，并不限定于此。就是说，作为进行光调制的光调制装置，在使用微型镜的器件等液晶以外的元件的位置调整用中，也可以采用本发明。
此外，在LCOS(liquid crystal on silicon，硅上边的液晶)类型的反射型液晶板中也可以采用。
此外，在上述实施方案中虽然采用用CCD摄象机41直接检测从十字分色棱镜150射出的合成光的办法，调整各个液晶板141R、141G、141B的位置，但是，也可以结构为例如在投影透镜160的后级准备屏幕，用CCD摄象机间接地检测在该屏幕上边的投影图象。但是，上述实施方案那一方，具有可以使光学装置的制造机械2小型化的优点。
在上述实施方案中，虽然把光学装置180组装到投影仪100内，但是并不限定于此，也可以装载到别的光学设备内。
除此之外，本发明的实施时的具体的构造和形状等，在可以实现本发明的目的的范围内，也可以变成为别的构造。
发明的效果如上所述，倘采用本发明的光学装置的制造机械，具有在可以实现节能化的同时，还可以压低花在调整用光源装置上的费用便宜地制造光学装置，可以实现调整用光源装置的小型化的效果。
权利要求
1.一种光学装置的制造机械，是为了制造具备对多种色光中的每种色光都根据图象信息进行调制的多个光调制装置和对用各个光调制装置调制后的色光进行合成的色合成光学系统的光学装置，进行各个光调制装置的相互的位置调整，固定到上述色合成光学系统的各个光入射端面上的光学装置的制造机械，其特征在于包括具备向各个光调制装置导入与要进行调制的色光对应的色光的多个光源的调整用光源装置；对通过上述光调制装置和上述色合成光学系统从该调整用光源装置射出的光束进行检测的光束检测装置；根据用该光束检测装置检测后的光束，调整上述光调制装置的位置的位置调整装置，上述光源由自发光元件构成。
2.根据权利要求1所述的光学装置的制造机械，其特征在于上述调整用光源装置，在上述光源的后级具备扩散板。
3.根据权利要求1或2所述的光学装置的制造机械，其特征在于上述自发光元件被配置为与上述光调制装置中的矩形的图象形成区域的4个角对应。
4.根据权利要求1到3中的任意一项所述的光学装置的制造机械，其特征在于上述自发光元件是发光二极管。
5.根据权利要求4所述的光学装置的制造机械，其特征在于上述多个光源，是发红色光二极管、发绿色光二极管及发蓝色光二极管。
全文摘要
提供可以实现节能化，同时可以压低调整用光源装置的造价便宜地制造光学装置，可以实现调整用光源装置的小型化的光学装置的制造机械。在进行3块液晶板141R、141G、141B的相互的位置调整，固定到十字分色棱镜150上的光学装置的制造机械中具备以发各色光的发光二极管为光源的调整用光源装置，和检测从该调整用光源装置射出，用十字分色棱镜150合成后的光束的光束检测装置40，和根据用该光束检测装置进行的检测结果，调整液晶板141R、141G、141B位置的6轴位置调整单元20。由于使用发光二极管，故可以实现节能化、光学装置180的造价的削减和调整用光源装置的小型化。
文档编号G02B27/62GK1410827SQ02143259
公开日2003年4月16日 申请日期2002年9月25日 优先权日2001年9月27日
发明者北林雅志 申请人:精工爱普生株式会社