JP2003270508A - 複合レンズ製造装置、複合レンズ製造方法、複合レンズ、およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複合レンズを構成する複数のレンズの光軸
位置を高精度に調整できるとともに、装置自体の小型化
を図ることができる複合レンズ製造装置、複合レンズ製
造方法、複合レンズ、およびプロジェクタを提供するこ
と。 【解決手段】外形基準で設置された２群レンズ１１２を
含む鏡筒本体１０１を台座２１２に設置し、２群レンズ
１１２の芯位置をレーザコリメータ２４０の光路上に正
確に調整して、調整対象となる３群レンズ１１３をセッ
トする。レーザコリメータ２４０の光源から、２つの群
レンズ１１２，１１３に射出光Ｘを通し、反射ミラー２
４２からの戻り光Ｙをレーザコリメータ２４０のＣＣＤ
カメラで検出しながら、３群レンズ１１３の光路に対す
る姿勢を調整することにより、レンズ間の光軸位置を高
精度に調整できる。光源とＣＣＤカメラとを同じ側に配
置したため装置を小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合レンズ製造装
置、複合レンズ製造方法、複合レンズ、およびプロジェ
クタに関する。

【０００２】

【背景技術】従来、複数の色光を画像情報に応じて各色
光ごとに変調する複数の液晶パネルと、各液晶パネルで
変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズ
ムと、このプリズムで合成された光束を拡大投写して投
写画像を形成する投写レンズとを備えたプロジェクタが
利用されている。

【０００３】このようなプロジェクタに用いられる投写
レンズとしては、投写画像において、解像度の低下や、
歪曲収差および色収差等の収差の発生等を抑えるため
に、収束用レンズおよび発散用レンズを含む複数のレン
ズを組み合わせて構成された複合レンズが利用されてい
る。しかしながら、各レンズを正しく機能させて投写画
像の高品質を確保するためには、複合レンズを構成する
各レンズの間の光軸（芯）位置を高精度に調整する必要
があった。このため、従来は、例えば、複数のレンズに
対して、レンズの中心とこれらのレンズの中心以外の少
なくとも３個所に光源から平行光束を射出し、複数のレ
ンズを経た平行光束を、光源とは反対側に配置されたＣ
ＣＤカメラで撮像して画像処理を行った上で、レンズ中
心の光束の位置と各個所の光束の位置から演算された重
心位置との偏差に基づいて、これらの偏差がなくすよう
にレンズ間の位置を調整するものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合には、光源とＣＣＤカメラとを複合レンズを挟んだ反
対側にそれぞれ配置し、光束射出面と光束検出面とを対
向させる必要があるため、複合レンズ製造装置自体の寸
法が大きくなるという問題があった。本発明の目的は、
複合レンズを構成する複数のレンズの光軸位置を高精度
に調整できるとともに、装置自体の小型化を図ることが
できる複合レンズ製造装置、複合レンズ製造方法、複合
レンズ、およびプロジェクタを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る複合レンズ
製造装置は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持
筒と、この光路の照明光軸上に順次配置される複数のレ
ンズとを備える複合レンズを製造する複合レンズ製造装
置であって、前記レンズ保持筒をセットする台座と、こ
の台座にセットされたレンズ保持筒に平行光束を射出す
る光源と、前記複数のレンズを経た前記平行光束を反射
して前記複数のレンズに戻す反射部材と、この反射部材
で反射された戻り光を検出する戻り光検出機構と、前記
複数のレンズのうち少なくともいずれかのレンズを、前
記照明光軸に対して姿勢調整する姿勢調整機構と、この
姿勢調整機構で調整されたレンズを前記レンズ保持筒に
接着固定する接着固定機構とを備えることを特徴とす
る。

【０００６】本発明では、例えば、予め基準となるレン
ズ（以下、適宜、「第１レンズ」と称する）が固定され
たレンズ保持筒を光路上に配置し、このレンズ保持筒
に、調整対象となるレンズ（以下、適宜、「第２レン
ズ」と称する）を配置した状態で光源から平行光束を射
出して、これらの２つのレンズを通り反射部材で反射さ
れた戻り光を戻り光検出機構で検出し、光源から射出さ
れた光束を示す設計上の位置と検出された戻り光の位置
とが合致するように、姿勢調整機構で前記第１レンズに
対する第２レンズの姿勢を調整する。この後、接着固定
機構で第２レンズをレンズ保持筒に接着固定することに
より、２つのレンズの光軸位置を高精度に調整する。こ
こで、複合レンズを構成するレンズが３群以上ある場合
には、前記姿勢調整された第２レンズを、今度は前記第
１レンズとすることにより、同様にして光軸位置を調整
する。以上のような手順で行うことにより、複合レンズ
を構成する複数のレンズの光軸位置を高精度に調整でき
る。また、従来のように、複数の平行光線の重心の偏差
を求めるという複雑な構成も必要ないため、比較的簡単
に光軸位置調整ができる。その上、光源と戻り光検出機
構とを複合レンズに対する同じ側に配置したので、光源
と戻り光検出機構とを複合レンズを挟んだ反対側に配置
する場合に比べて、光束射出面と戻り光検出面とが同じ
方向に面することから、製造装置自体の小型化を図るこ
とができ、ひいては、複合レンズの製造にかかるコスト
低減にもつながる。

【０００７】以上において、前記レンズ保持筒には、前
記姿勢調整機構で調整されるレンズ以外のレンズが外形
基準で取り付けられ、前記台座には、セットされたレン
ズ保持筒を、前記平行光束の光軸直交方向に位置調整す
る保持筒位置調整機構が設けられていることが好まし
い。この場合には、例えば、予め外形基準で第１レンズ
をレンズ保持筒に保持させた状態で、このレンズ保持筒
を台座にセットし、光源から平行光束を射出してその戻
り光を検出しながら、保持筒位置調整機構で、第１レン
ズが固定されたレンズ保持筒を平行光束の光軸直交方向
に位置調整することにより、第１レンズの曲率中心
（芯）の位置、すなわち、レンズ保持筒の位置を正確に
特定できる。従って、レンズ保持部に固定された第１レ
ンズを基準のレンズとして、第２レンズの相対的な位置
を高精度に調整できる。

【０００８】以上において、前記光源および前記戻り光
検出機構は、一体化されたコリメータ装置として構成さ
れていることが好ましい。この場合には、一体化された
コリメータ装置とすることにより、コリメータ装置の小
型化と取り扱い性向上とを図ることができる。

【０００９】以上において、前記姿勢調整機構は、調整
対象となるレンズを前記照明光軸に直交する面内で位置
調整する面内位置調整部と、この直交面に対する前記レ
ンズの倒れ位置を調整する倒れ位置調整部とを備えるこ
とが好ましい。この場合には、面内位置調整部により調
整対象となる第２レンズの面内位置を調整し、倒れ位置
調整部により第２レンズの倒れ位置を調整するので、第
１レンズに対する第２レンズの姿勢、すなわち、両レン
ズの光軸位置をより一層高精度に調整できる。

【００１０】以上において、前記戻り光検出機構に接続
される撮像素子と、この撮像素子で撮像された画像信号
を画像取込装置を介して取り込む画像処理装置と、この
画像処理装置で処理された画像データに基づいて、検出
された平行光束画像と、設計上の平行光束形成位置とを
対比して偏差を取得する偏差取得部とを備えることが好
ましい。

【００１１】ここで、撮像素子としては、ＣＣＤ（Char
ge Coupled Device）、ＭＯＳ（Metal Oxide Semicondu
ctor）センサ等を採用できる。また、画像取込装置とし
ては、この撮像素子で検出された画像をコンピュータ用
の画像信号に変換するビデオキャプチャボード等を採用
できる。

【００１２】この場合には、撮像素子で戻り光を検出
し、検出された戻り光を画像取込装置を介して画像処理
装置で取り込み、この取り込まれた画像データに基づい
て、検出された平行光束画像と設計上の平行光束形成位
置とを偏差取得部で対比して偏差を取得するため、目視
等の場合に比べて、固定された基準となる第１レンズに
対する第２レンズの位置調整を高精度で、かつ簡単迅速
に行うことができる。

【００１３】以上において、前記レンズ保持筒には、内
部に配置されたレンズの姿勢を調整するための姿勢調整
孔と、調整されたレンズを接着固定するための接着剤を
注入するための接着固定孔とが形成され、前記接着固定
機構は、前記接着固定孔に光硬化型接着剤を注入する接
着剤注入部と、注入された接着剤を硬化させる光線照射
部とを備えることが好ましい。この場合には、例えば、
姿勢調整孔から第２レンズを保持調整する保持部材等を
挿入して第２レンズ位置を調整した後に、接着固定孔を
介して接着剤注入部から光硬化型接着剤を注入し、この
注入された接着剤に対して光線照射部から光線を照射す
ることにより、第２レンズに位置ずれを起こすことなく
正確に固定できる。

【００１４】本発明に係る複合レンズ製造方法は、内部
に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、この光路の
光軸上に順次配置される複数のレンズとを備える複合レ
ンズを製造する複合レンズ製造方法であって、コリメー
タ装置の光源から射出された平行光束を反射する反射部
材の姿勢調整を行い、当該コリメータ装置から射出され
た平行光束、および、この反射部材で反射した戻り光を
前記コリメータ装置の検出部分で一致させる反射部材姿
勢調整工程と、姿勢調整された反射部材に基づいて、調
整対象となる第１レンズが外形基準で取り付けられた前
記レンズ保持筒を前記コリメータ装置の光路上に配置し
て、前記第１レンズを前記光路の光軸に直交する方向に
姿勢調整する第１レンズ姿勢調整工程と、前記レンズ保
持筒に第２レンズをセットし、前記コリメータ装置の戻
り光を検出しながら、前記第２レンズを前記照明光軸と
直交する面内方向、およびこの直交面に対する倒れ方向
に位置調整する第２レンズ姿勢調整工程と、位置調整さ
れた第２レンズを前記レンズ保持筒に対して接着固定す
る接着固定工程とを備えることを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、前述した複合レンズ製造
装置と略同じ作用効果を奏することができる。すなわ
ち、まず、反射部材姿勢調整工程で、コリメータ装置に
対する反射部材の姿勢を調整する。次に、第１レンズ姿
勢調整工程で、第１レンズが外形基準で固定されたレン
ズ保持筒を光路上に配置して光軸直交向に調整すること
により第１レンズの芯の位置を調整する。次に、第２レ
ンズ姿勢調整工程で、面内方向および倒れ方向に第２レ
ンズの姿勢を調整することにより、レンズ保持筒におけ
る第１レンズと第２レンズの光軸位置を高精度に調整で
きる。この際、光源と検出部分とを含むコリメータ装置
を用いて複合レンズを製造するので、複合レンズを製造
するための製造装置の小型化を図ることができる。

【００１６】本発明に係る複合レンズは、前記複合レン
ズ製造方法により製造されたことを特徴とする。また、
本発明に係るプロジェクタは、前記複合レンズを備えて
構成されることを特徴とする。これらの発明によれば、
前述したレンズ製造方法と同様の作用、効果を奏するこ
とができ、高精度に光軸調整された複合レンズを提供で
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。 〔１．プロジェクタの構成〕図１は、本発明に係る複合
レンズを備えるプロジェクタ１の構成要素である光学ユ
ニット４を模式的に示す図である。プロジェクタ１は、
図示を省略するが、プロジェクタ本体と、このプロジェ
クタ本体を収納する樹脂製の外装ケースとを備え、略直
方体状に構成されている。このプロジェクタ本体は、電
源ユニットと、光学ユニット４と、制御基板とを備え、
前記電源ユニットで取得した外部電力によって、前記制
御基板で制御しながら光学ユニット４を駆動することに
より、画像情報に応じて形成された光学像を拡大投写し
ている。

【００１８】光学ユニット４は、図１に示すように、光
源装置４１１を構成する光源ランプ４１６から射出され
た光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を
形成し、この光学像を拡大して投写するユニットであ
り、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４
２と、リレー光学系４３と、光学装置４４と、投写レン
ズ４６とを備える。

【００１９】インテグレータ照明光学系４１は、光学装
置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青
の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４
４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明するた
めの光学系であり、光源装置４１１と、第１レンズアレ
イ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子
４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。

【００２０】光源装置４１１は、放射光源としての光源
ランプ４１６と、リフレクタ４１７とを備え、光源ラン
プ４１６から射出された放射状の光線をリフレクタ４１
７で反射して平行光束とし、この平行光束を外部へと射
出する。光源ランプ４１６には、高圧水銀ランプを採用
している。なお、高圧水銀ランプ以外に、メタルハライ
ドランプやハロゲンランプ等も採用できる。また、リフ
レクタ４１７には、放物面鏡を採用している。なお、放
物面鏡の代わりに、平行化凹レンズおよび楕円面鏡を組
み合わせたものを採用してもよい。

【００２１】第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から
見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状
に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ラ
ンプ４１６から射出された光束を複数の部分光束に分割
している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１
の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定さ
れている。たとえば、液晶パネル４４１の画像形成領域
のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３である
ならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定す
る。

【００２２】第２レンズアレイ４１３は、第１レンズア
レイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマ
トリクス状に配列された構成を有している。この第２レ
ンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１
レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４
１上に結像させる機能を有する。

【００２３】偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ
４１３と重畳レンズ４１５との間に配置されるととも
に、第２レンズアレイ４１３と一体でユニット化されて
いる。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズア
レイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するもので
あり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高
められている。

【００２４】具体的に、偏光変換素子４１４によって１
種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１
５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上
にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネ
ル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光
しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発
する光源ランプ４１６からの光束の略半分が利用されな
い。このため、偏光変換素子４１４を用いることによ
り、光源ランプ４１６から射出された光束を全て１種類
の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高
めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、た
とえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されてい
る。

【００２５】色分離光学系４２は、２枚のダイクロイッ
クミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備
え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテ
グレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束
を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離す
る機能を有している。リレー光学系４３は、入射側レン
ズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３
２、４３４とを備え、色分離光学系４２で分離された色
光である赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有
している。

【００２６】この際、色分離光学系４２のダイクロイッ
クミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１か
ら射出された光束のうち、赤色光成分と緑色光成分とは
透過し、青色光成分は反射する。ダイクロイックミラー
４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で
反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液
晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４
１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分
光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換
する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｂの光入射側に
設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。

【００２７】また、ダイクロイックミラー４２１を透過
した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイッ
クミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１
８を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。
一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過し
てリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４
１８を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達す
る。なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられている
のは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも
長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止
するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射
した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝
えるためである。

【００２８】光学装置４４は、入射された光束を画像情
報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、
色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つ
の入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段
に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ，
４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１
Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３
と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズ
ム４４４とを備える。

【００２９】液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ
は、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子と
して用いたものである。光学装置４４において、色分離
光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パ
ネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４
２、および射出側偏光板４４３によって画像情報に応じ
て変調されて光学像を形成する。

【００３０】入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２
で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過
させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイヤ
ガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。射出
側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成
され、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１
Ｂ）から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ
透過させ、その他の光束を吸収するものである。これら
の入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互
いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。

【００３１】クロスダイクロイックプリズム４４４は、
射出側偏光板４４３から射出され、各色光毎に変調され
た光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反
射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜と
が、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設け
られ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成さ
れる。以上説明した液晶パネル４４１、射出側偏光板４
４３およびクロスダイクロイックプリズム４４４は、一
体的にユニット化された光学装置本体４５として構成さ
れている。

【００３２】これらの各光学部品４１〜４５は、図示し
ない光学部品用筐体に収納される。複合レンズとしての
投写レンズ４６は、この光学部品用筐体の一端部分に取
り付けられており、前記外装ケースの前面側から露出し
ている。詳しくは後述する。

【００３３】〔２．複合レンズの構成〕図２は、複合レ
ンズである投写レンズ４６を示す縦断面図である。投写
レンズ４６は、図２に示すように、前記光学装置のクロ
スダイクロイックプリズムで合成されたカラー画像を拡
大して投写するものである。投写レンズ４６は、内部に
所定の光路が設定された樹脂製等の鏡筒１００と、この
鏡筒１００内の光路の照明光軸上に順次配置された複数
のレンズとしてのレンズ群１１０とを備える。

【００３４】レンズ群１１０は、投写側から順に、１群
レンズ１１１、２群レンズ１１２、３群レンズ１１３、
および４群レンズ１１４の合計４つのレンズの群として
構成されている。前記クロスダイクロイックプリズムか
ら射出された画像光は、非球面レンズである４群レンズ
１１４に入射した後に、２枚のレンズが張り合わされた
３群レンズ１１３で色収差の補正がなされ、第２レンズ
１１２で微調整されてから、非球面レンズである１群レ
ンズ１１１で歪曲補正をしながら、外部へと拡大投写さ
れる。

【００３５】鏡筒１００は、前記光学部品用筐体の一端
部分につば部１０１Ｘを介して固定されるレンズ保持筒
としての鏡筒本体１０１と、この鏡筒本体１０１の投写
側に取り付けられた前枠１０２とを備え、鏡筒本体１０
１および前枠１０２は着脱可能に構成されている。

【００３６】鏡筒本体１０１には、２群レンズ１１２〜
４群レンズ１１４の３つの群レンズが収納されている。
このうち、２群レンズ１１２は、外形基準で鏡筒本体１
０１に取り付けられている。また、一部図示を省略する
が、鏡筒本体１０１において、３群レンズ１１３の外周
部分における図中の上方の中央位置には、３群レンズ１
１３の姿勢を調整する姿勢調整孔１０１Ａが形成され、
この姿勢調整孔１０１Ａ以外の位置には、３群レンズ１
１３を接着固定するための接着剤を注入する図示しない
接着固定孔が形成されている。本実施形態では、主に、
基準となる第１レンズが２群レンズ１１２であり、調整
対象となる第２レンズが３群レンズ１１３である。

【００３７】前枠１０２の投写側には、１群レンズ１１
１が外形基準で取り付けられている。前枠１０２は、鏡
筒本体１０１に対して螺合され回動することにより、照
明光軸方向に沿った方向（図２中の左右方向）に１群レ
ンズ１１１を進退させて、投写画像のフォーカス調整が
できるようになっている。なお、投写レンズ４６に前枠
１０２と電気的に接続された図示しないモータを設け
て、オート操作でフォーカス調整できる構成としてもよ
い。

【００３８】〔３．複合レンズ製造装置の構成〕図３
は、複合レンズである投写レンズ４６を製造するための
投写レンズ製造装置２００を模式的に示す図である。投
写レンズ製造装置２００は、図３に示すように、鏡筒本
体１０１内の各群レンズ１１２〜１１４間の相対的な位
置を調整し固定する装置本体２１０と、この装置本体２
１０にセットされた鏡筒本体１０１内のレンズ群１１０
に対して、平行光束（射出光Ｘ）を射出し、反射部材で
ある反射ミラー２４２で反射された戻り光Ｙを検出する
レーザコリメータ２４０と、検出された戻り光Ｙの画像
処理を行うコンピュータ２６０とを備える。なお、図３
において、前記４群レンズの図示を省略している。

【００３９】図３において、装置本体２１０は、鏡筒本
体１０１をセットする台座２１１と、この台座２１１の
ＸＹ方向の位置を調整する台座位置調整機構２１２と、
台座２１１に設置された鏡筒本体１０１内で、照明光軸
に対する３群レンズ１１３の姿勢を調整する姿勢調整機
構２１３と、姿勢調整された３群レンズ１１３を鏡筒本
体１０１に接着固定する接着固定機構２１４とを備え
る。

【００４０】台座２１１は、２群レンズ１１２が取り付
けられた鏡筒本体１０１をねじ等により固定するもので
ある。つまり、台座２１１に取り付けられた鏡筒本体１
０１は、台座２１１の移動に従って移動することにな
る。

【００４１】台座位置調整機構２１２は、照明光軸に直
交する方向であるＸＹ方向に、マイクロメータヘッド等
の操作により台座２１１を移動させて、鏡筒本体１０１
に固定された２群レンズ１１２のレーザコリメータ２４
０に対するＸＹ方向の位置を調整するものであり、設置
台等に固定された図示しない基端側の基部に対してＸ方
向に摺動するＸ方向調整部２１２Ｘと、このＸ方向調整
部２１２Ｘに対してＹ方向に摺動するＹ方向調整部２１
２Ｙとを備え、このＹ方向調整部２１２Ｙの先端側には
台座２１１が取り付けられている。

【００４２】姿勢調整機構２１３は、マイクロメータヘ
ッド等の操作により３群レンズ１１３の姿勢を調整する
ものであり、３群レンズ１１３を照明光軸に直交する面
内方向で位置調整する面内位置調整部２１５と、この面
内位置調整部２１５の先端側に取り付けられ、照明光軸
直交面に対する３群レンズ１１３の倒れ位置を調整する
倒れ位置調整部２１６とを備える。

【００４３】面内位置調整部２１５は、前記基部と同様
に設置台に固定された基部に対してＸ方向に摺動するＸ
方向調整部２１５Ｘと、このＸ方向調整部２１５Ｘに対
してＹ方向に摺動するＹ方向調整部２１５Ｙとを備え
る。倒れ位置調整部２１６は、Ｙ方向調整部２１５Ｙに
対して図３中のＨ方向に摺動するＨ方向調整部２１６Ｈ
と、このＨ方向調整部２１６Ｈに対して図３中Ｖ方向に
摺動するＶ方向調整部２１６Ｖとを備える。このＶ方向
調整部２１６Ｖの先端側には、鏡筒本体１０１の姿勢調
整孔１０１Ａ（図２）から挿入され、３群レンズ１１３
の上面中央を保持する保持部２１７が設けられている。

【００４４】接着固定機構２１４は、鏡筒本体１０１に
形成された前記接着固定孔に光硬化型接着剤である紫外
線硬化型接着剤を注入する接着剤注入部２１４Ａと、注
入された接着剤を硬化させる光線照射部である紫外線照
射部２１４Ｂとを備える。

【００４５】レーザコリメータ２４０は、台座２１１を
挟んで対向配置されたコリメータ本体２４１、および、
反射部材である反射ミラー２４２を備え、コリメータ本
体２４１の光束射出検出面は、台座２１１上の鏡筒本体
１０１における３群レンズ１１３側に対向し、反射ミラ
ー２４２の反射面２４２Ａは、台座２１１上の鏡筒本体
１０１における２群レンズ１１２側に対向している。な
お、図４に示すように、本来は、レーザ光源ユニット２
４９とＣＣＤカメラ２４３とは上下方向に並設される
が、図３では、便宜上、コリメータ本体２４１を左右に
並べた模式図として示している。

【００４６】図４は、コリメータ本体２４１を模式的に
示す縦断面図である。コリメータ本体２４１は、光束を
射出するレーザ光源ユニット２４９と、レーザ光源ユニ
ット２４９から射出された光束を平行光束として射出す
る対物レンズ２４４と、この対物レンズ２４４から射出
された平行光束の戻り光Ｙを検出する戻り光検出機構２
４３Ａと、これらの部品２４３Ａ，２４４，２４９を収
納する筐体２４６とを備える。

【００４７】レーザ光源ユニット２４９は、対物レンズ
２４４のバックフォーカス位置に配置され半導体レーザ
光を射出する図示しないレーザ光源と、このレーザ光源
の後段に配置され十字形状の透過孔を有する図示しない
チャートとを備え、前記光源から射出された光束は、前
記チャートを通過して十字形状を有する光束となる。前
記光源としては、６７０ｎｍ可視光ダイオードレーザ
で、出力が０．９５ｍＷ以下、ビーム径φ１．５ｍｍ、
拡がり角０．３５ｍｒａｄの仕様のものを採用できる。
ただし、これらの仕様の数値には、限定されない。

【００４８】戻り光検出機構２４３Ａは、レーザ光源ユ
ニット２４９の前記チャートの面に対して略４５度で配
置された反射ミラー２４８と、この反射ミラー２４８の
面と略平行に配置されたハーフミラー２４７と、このハ
ーフミラー２４７の面に対して略４５度で配置されたＣ
ＣＤカメラ２４３とを備える。

【００４９】反射ミラー２４８は、筐体２４６に設置さ
れた調整機構２４８Ａにより、ミラー面の向きの微調整
ができるようになっている。同様に、ハーフミラー２４
７も、筐体２４６に設置された調整機構２４７Ａによ
り、ミラー面の向きの微調整ができるようになってい
る。これらのミラー２４７，２４８は、外部へ射出され
て戻ってきた戻り光ＹをＣＣＤカメラ２４３に案内して
いる。レーザ光源ユニット２４９とＣＣＤカメラ２４３
とは、同方向に延びるように上下の位置に配置されると
ともに、レーザ光源ユニット２４９の光束射出面とＣＣ
Ｄカメラ２４３の戻り光入射面とが同方向に面し装置が
小型化されている。

【００５０】箱状の筐体２４６において、平行光束が射
出され戻り光が入射される前面部分とは反対側の背面部
分には、半導体レーザ光調整用の操作部２４６Ａや、外
部機器接続用の接続部２４６Ｂ、映像出力用ＢＮＣ端子
２４６Ｃ等が設けられている。

【００５１】図５は、投写レンズ製造装置２００におい
て、戻り光の画像処理を行う部分を示すブロック図であ
る。図５に示すように、ＣＣＤカメラ２４３は、戻り光
Ｙを検出する撮像素子であるＣＣＤ２４３Ｘを有し、外
部に配置されたコンピュータ２６０に画像取込装置であ
るビデオキャプチャボード２５０を介して接続されてい
る。

【００５２】コンピュータ２６０は、ＣＰＵおよび記憶
装置を備え、ビデオキャプチャボード２５０で取り込ん
だ戻り光Ｙの画像信号の処理を行う画像処理部２６１
と、この画像処理部２６１で処理された画像データに基
づいて、検出された戻り光Ｙの画像と、射出光Ｘを示す
設計上の光束形成位置とを対比して偏差を取得する偏差
取得部２６２と、戻り光Ｙの画像および取得した偏差を
表示するモニター２６３とを備える。

【００５３】〔４．複合レンズ製造の手順〕次に、投写
レンズ４６の製造手順について、図６に示すフロー図に
基づいて説明する。 (１)コリメータ本体２４１に対する反射ミラー２４２の
反射面の姿勢を調整する（処理Ｓ１：反射部材姿勢調整
工程）。具体的には、図４，５，７に示すように、コリ
メータ本体２４１から平行光束である射出光Ｘを射出
し、反射ミラー２４２で反射された戻り光をＣＣＤカメ
ラ２４３で検出しコンピュータ２６０の画像処理部２６
１で画像処理し、偏差取得部２６２で演算された偏差を
確認しながら、射出光Ｘの位置を示す設計上の光束形成
位置ＸＰに対して検出された戻り光Ｙが合致するよう
に、反射ミラー２４２の反射面の向きの粗調整を行う。
この後、コリメータ本体２４１を構成するハーフミラー
２４７および反射ミラー２４８の向きを各調整機構２４
７Ａ，２４８Ａで微調整を行うことにより、完全に合致
させた状態とする。

【００５４】(２)基準となる第１レンズである２群レン
ズ１１２を鏡筒本体１０１に外形基準で取り付け固定す
る（処理Ｓ２）。 (３)この鏡筒本体１０１を台座２１１上に固定する（処
理Ｓ３）。具体的には、２群レンズ１１２が反射ミラー
２４２側を向くようにして、台座２１１におけるレーザ
コリメータ２４０の光路上に配置する。 (４)前述と同様にして、コリメータ本体２４１から射出
光Ｘを射出し、反射ミラー２４２で反射された戻り光Ｙ
の画像処理結果を確認しながら、その戻り光Ｙを設計上
の光束形成位置ＸＰに合致させるように、台座位置調整
機構２１２のＸ方向調整部２１２ＸおよびＹ方向調整部
２１２Ｙを駆動することにより、台座２１１のＸＹ方向
の位置を調整して、２群レンズ１１２の曲率中心をコリ
メータ本体２４１の光路上に調整する（処理Ｓ４：第１
レンズ姿勢調整工程）。

【００５５】(５)第２レンズである調整対象の３群レン
ズ１１３を鏡筒本体１０１に遊嵌状態でセットする（処
理Ｓ５）。 (６)鏡筒本体１０１の姿勢調整孔１０１Ａから、姿勢調
整機構２１３の保持部２１７の一部を挿入して３群レン
ズ１１３を保持しておく（処理Ｓ６）。 (７)この状態で、前述と同様にして、コリメータ本体２
４１から射出光Ｘを射出し、反射ミラー２４２で反射さ
れた戻り光ＹをＣＣＤカメラ２４３で検出しコンピュー
タ２６０で画像処理した結果を確認しながら、その設計
上の戻り光形成位置ＸＰに戻り光Ｙを合致させる（処理
Ｓ７：第２レンズ姿勢調整工程）。具体的には、保持部
２１７の姿勢を、姿勢調整機構２１３を構成するＸ方向
調整部２１５ＸおよびＹ方向調整部２１５Ｙを駆動する
ことによりＸＹ平面内方向に、さらに、Ｈ方向調整部２
１６ＨおよびＶ方向調整部２１６Ｖを駆動することによ
り、ＸＹ平面に対する倒れ方向に調整する。従って、保
持部２１７に保持された３群レンズ１１３は、鏡筒本体
１０１内における２群レンズ１１２に対する姿勢が調整
され、両群レンズ１１２，１１３の光軸位置が調整され
る。

【００５６】(８)位置調整された３群レンズ１１３を鏡
筒本体１０１に対して、接着固定機構２１４によって接
着固定する（処理Ｓ８：接着固定工程）。具体的には、
鏡筒本体１０１に形成された接着剤注入部２１４Ａか
ら、図示しない接着固定孔を介して、３群レンズ１１３
の外周部分に流動状態の紫外線硬化型接着剤を注入し、
この後、紫外線照射部２１４Ｂから接着剤に対して紫外
線を照射して、接着剤を硬化させて接着固定する。

【００５７】(９)次に、具体的には省略するが、３群レ
ンズ１１３の場合と同様にして、鏡筒本体１０１に取り
付けられた３群レンズ１１３に対する姿勢を調整して、
２群レンズ１１２〜４群レンズ１１４の光軸位置を調整
し、４群レンズ１１４を鏡筒本体１０１に接着固定する
（処理Ｓ９）。なお、この４群レンズ１１４は、外形基
準で取り付ける構成としてもよい。 (10)最後に、台座２１１から鏡筒本体１０１を取り外
し、１群レンズ１１１が外形基準で取り付けられた前枠
１０２を鏡筒本体１０１に取り付けて（処理Ｓ１０）、
投写レンズ４６の製造を終了する。

【００５８】〔５．実施形態の効果〕本実施形態によれ
ば、以下のような効果が得られる。 (１)２群レンズ１１２が取り付けられた鏡筒本体１０１
を光路上に配置し、この鏡筒本体１０１に３群レンズ１
１３を配置した状態で、レーザコリメータ２４０で平行
光束Ｘを射出し、２つの群レンズ１１２，１１３を通り
反射された戻り光ＹをＣＣＤカメラ２４３で検出しなが
ら、３群レンズ１１３の位置を調整するように構成した
ので、鏡筒本体１０１における２群レンズ１１２と３群
レンズ１１３との光軸位置を簡単で、かつ高精度に調整
できる。４群レンズ１１４も同様に簡単で、かつ高精度
に光軸位置を調整できる。この際、コンピュータ２６０
による画像処理結果に基づいて調整する構成としたの
で、より一層高精度に光軸位置調整できる。このため、
解像度の高い投写レンズ４６を製造することができ、こ
の投写レンズ４６を用いることにより、高品質な画像を
投写するプロジェクタ１を提供できる。

【００５９】(２)レーザ光源ユニット２４９とＣＣＤカ
メラ２４３とを、製造する投写レンズ４６に対する同じ
側に配置したので、レーザ光源ユニット２４９とＣＣＤ
カメラ２４３とを投写レンズ４６を挟んだ反対側に配置
する場合に比べて、レーザ光源ユニット２４９の光束射
出面とＣＣＤカメラ２４３の戻り光検出面とが同じ方向
に面するため、投写レンズ製造装置２００自体の小型化
を図ることができる。さらに、レーザ光源ユニット２４
９とＣＣＤカメラ２４３との延出方向を揃えて筐体２４
６内に配置したのでレーザコリメータ２４０の小型化も
図ることができる。

【００６０】(３)予め、外形基準で２群レンズ１１２が
取り付けられた鏡筒本体１０１を台座２１１にセット
し、レーザコリメータ２４０から射出光Ｘを射出してそ
の戻り光Ｙを検出しながら、台座２１１の位置、すなわ
ち、鏡筒本体１０１に取り付けられた２群レンズ１１２
の位置を調整できるので、レーザコリメータ２４０の光
路上に２群レンズ１１２の曲率中心の位置を高精度に調
整できる。従って、以上のようにして位置が特定された
レーザコリメータ２４０や台座２１１を用いることによ
り、鏡筒本体１０１に固定された２群レンズ１１２を基
準として、鏡筒本体１０１内における３群レンズ１１３
の位置を高精度に調整できる。

【００６１】(４)コリメータ本体２４１として、レーザ
光源ユニット２４９と戻り光検出機構２４３Ａとを一体
的に構成したので、別々として配置する場合に比べて、
投写レンズ製造装置２００の小型化を図ることができ
る。

【００６２】(５)３群レンズ１１３の姿勢を、面内位置
調整部２１５でＸＹ平面内の平面位置を調整し、倒れ位
置調整部２１６でこのＸＹ平面に対する倒れ位置を調整
するので、鏡筒本体１０１内における２群レンズ１１２
に対する３群レンズ１１３の姿勢をより一層高精度に調
整できる。

【００６３】(６)ＣＣＤカメラ２４３で戻り光Ｙを検出
し、この検出された戻り光Ｙをビデオキャプチャボード
２５０で取り込み、この取り込んだデータに基づいて、
検出された戻り光Ｙの画像と、射出光Ｘを示す設計上の
光束形成位置ＸＰとを偏差取得部２６２で対比して偏差
を取得するため、目視等の場合に比べて、より一層高精
度で、かつ迅速簡便に、各群レンズ１１２〜１１４の位
置およびレーザコリメータ２４０の光路位置を調整でき
る。

【００６４】(７)接着剤注入部から紫外線硬化型接着剤
を注入し、この接着剤に紫外線照射部から紫外線を照射
するだけで、３群レンズ１１３等の位置ずれを起こすこ
となく正確に接着固定できる。

【００６５】〔６．実施形態の変形〕なお、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的
を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形
等も本発明に含まれる。例えば、台座２１１の位置調整
およびレンズ１１３，１１４の姿勢調整を手動で行う構
成としたが、これに限らず、所定の制御プログラム等に
よって、全て自動で調整する構成としてもよい。この場
合には、偏差取得部２６２で取得した偏差に基づいて、
台座位置調整機構２１２および姿勢調整機構２１３を駆
動するように制御すればよい。

【００６６】前記実施形態において、２群レンズ１１２
を基準となる第１レンズとしたが、これに限らず、１群
レンズ１１１を基準となる第１レンズとして、２群レン
ズ１１２、３群レンズ１１３、４群レンズ１１４の順
に、全ての群レンズの光軸位置調整を行う構成としても
よい。また、レンズの数は前記実施形態の４群には、限
定されず、２群、３群、および５群以上としてよく、複
数個であればよい。

【００６７】前記実施形態において、投写レンズ４６に
は、投写画像のズーム機能が設けられていないが、ズー
ム機能を行うために鏡筒やレンズを組み合わた場合で
も、同様にして、本発明を構成できる。前記実施形態に
おいて、コリメータ装置として、光源と戻り光検出機構
とを一体的に構成したが、これに限らず、別体として構
成してもよい。

【００６８】本発明により製造された投写レンズは、ス
クリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイ
プのプロジェクタに採用したが、これに限らず、スクリ
ーンを観察する方向とは反対側から投写を行なうリアタ
イプのプロジェクタにも適用可能である。また、プロジ
ェクタに限らず、その他の光学機器にも好適に使用でき
る。なお、その他、本発明の実施時の具体的な構造およ
び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造
等としてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
複合レンズを構成する複数のレンズの光軸位置を高精度
に調整できるとともに、装置自体の小型化を図ることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る投写レンズを備えるプロジェクタ
の構成要素である光学ユニットを模式的に示す図であ
る。

【図２】前記投写レンズを示す縦断面図である。

【図３】前記投写レンズを製造するための投写レンズ製
造装置を模式的に示す図である。

【図４】前記投写レンズ製造装置を構成するコリメータ
本体を模式的に示す縦断面図である。

【図５】前記投写レンズ製造装置における戻り光の画像
処理を行う部分を示すブロック図である。

【図６】前記投写レンズを製造する手順を示すフロー図
である。

【図７】前記投写レンズ製造装置を構成するコンピュー
タのモニターに表示された戻り光の画像を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ プロジェクタ ４６ 複合レンズとしての投写レンズ １００ 鏡筒 １０１ レンズ保持筒としての鏡筒本体 １０１Ａ 姿勢調整孔 １１０ 複数のレンズであるレンズ群 １１１ １群レンズ １１２ 第１レンズとしての２群レンズ １１３ 第２レンズとしての３群レンズ １１４ ４群レンズ ２００ 複合レンズ製造装置としての投写レンズ製造装
置 ２１１ 台座 ２１２ 保持筒位置調整機構としての台座位置調整機構 ２１２Ｘ Ｘ方向調整部 ２１２Ｙ Ｙ方向調整部 ２１３ 姿勢調整機構 ２１４ 接着固定機構 ２１４Ａ 接着剤注入部 ２１４Ｂ 光線照射部としての紫外線照射部 ２１５ 面内位置調整部 ２１６ 倒れ位置調整部 ２４０ コリメータ装置としてのレーザコリメータ ２４２ 反射部材としての反射ミラー ２４３ ＣＣＤカメラ ２４３Ａ 戻り光検出機構 ２４３Ｘ 撮像素子としてのＣＣＤ ２４９ レーザ光源ユニット ２５０ 画像取込装置としてのビデオキャプチャボード ２６０ コンピュータ ２６１ 画像処理装置を構成する画像処理部 ２６２ 偏差取得部 Ｘ 射出光 ＸＰ 光束形成位置 Ｙ 戻り光

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に所定の光路が設定されたレンズ保
   持筒と、この光路の照明光軸上に順次配置される複数の
   レンズとを備える複合レンズを製造する複合レンズ製造
   装置であって、 前記レンズ保持筒をセットする台座と、 この台座にセットされたレンズ保持筒に平行光束を射出
   する光源と、 前記複数のレンズを経た前記平行光束を反射して前記複
   数のレンズに戻す反射部材と、 この反射部材で反射された戻り光を検出する戻り光検出
   機構と、前記複数のレンズのうち少なくともいずれかの
   レンズを、前記照明光軸に対して姿勢調整する姿勢調整
   機構と、 この姿勢調整機構で調整されたレンズを前記レンズ保持
   筒に接着固定する接着固定機構とを備えることを特徴と
   する複合レンズ製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の複合レンズ製造装置に
   おいて、 前記レンズ保持筒には、前記姿勢調整機構で調整される
   レンズ以外のレンズが外形基準で取り付けられ、 前記台座には、セットされたレンズ保持筒を、前記平行
   光束の光軸直交方向に位置調整する保持筒位置調整機構
   が設けられていることを特徴とする複合レンズ製造装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の複合レ
   ンズ製造装置において、 前記光源および前記戻り光検出機構は、一体化されたコ
   リメータ装置として構成されていることを特徴とする複
   合レンズ製造装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
   複合レンズ製造装置において、 前記姿勢調整機構は、調整対象となるレンズを前記照明
   光軸に直交する面内で位置調整する面内位置調整部と、
   この直交面に対する前記レンズの倒れ位置を調整する倒
   れ位置調整部とを備えることを特徴とする複合レンズ製
   造装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
   複合レンズ製造装置において、 前記戻り光検出機構に接続される撮像素子と、この撮像
   素子で撮像された画像信号を画像取込装置を介して取り
   込む画像処理装置と、この画像処理装置で処理された画
   像データに基づいて、検出された平行光束画像と、設計
   上の平行光束形成位置とを対比して偏差を取得する偏差
   取得部とを備えることを特徴とする複合レンズ製造装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
   複合レンズ製造装置において、 前記レンズ保持筒には、内部に配置されたレンズの姿勢
   を調整するための姿勢調整孔と、調整されたレンズを接
   着固定するための接着剤を注入するための接着固定孔と
   が形成され、 前記接着固定機構は、前記接着固定孔に光硬化型接着剤
   を注入する接着剤注入部と、注入された接着剤を硬化さ
   せる光線照射部とを備えることを特徴とする複合レンズ
   製造装置。
7. 【請求項７】 内部に所定の光路が設定されたレンズ保
   持筒と、この光路の光軸上に順次配置される複数のレン
   ズとを備える複合レンズを製造する複合レンズ製造方法
   であって、 コリメータ装置の光源から射出された平行光束を反射す
   る反射部材の姿勢調整を行い、当該コリメータ装置から
   射出された平行光束、および、この反射部材で反射した
   戻り光を前記コリメータ装置の検出部分で一致させる反
   射部材姿勢調整工程と、 姿勢調整された反射部材に基づいて、調整対象となる第
   １レンズが外形基準で取り付けられた前記レンズ保持筒
   を前記コリメータ装置の光路上に配置して、前記第１レ
   ンズを前記光路の光軸に直交する方向に姿勢調整する第
   １レンズ姿勢調整工程と、 前記レンズ保持筒に第２レンズをセットし、前記コリメ
   ータ装置の戻り光を検出しながら、前記第２レンズを前
   記照明光軸と直交する面内方向、およびこの直交面に対
   する倒れ方向に位置調整する第２レンズ姿勢調整工程
   と、 位置調整された第２レンズを前記レンズ保持筒に対して
   接着固定する接着固定工程とを備えることを特徴とする
   複合レンズ製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の複合レンズ製造方法に
   より製造されたことを特徴とする複合レンズ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の複合レンズを備えるこ
   とを特徴とするプロジェクタ。