JP2004354482A

JP2004354482A - Projection optical system, method of manufacturing projection optical system, and projector equipped with projection optical system

Info

Publication number: JP2004354482A
Application number: JP2003149360A
Authority: JP
Inventors: Shohei Fujisawa; 尚平藤澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection optical system realizing the reduction of the cost of parts, a method of manufacturing the projection optical system, and a projector equipped with the projection optical system. <P>SOLUTION: The projection optical system 46 which is equipped with a lens holding barrel 100 inside which a specified optical path is set, and lenses 111 to 114 fixed in the holding barrel 100, is characterised in that a straight part opposed to the outer peripheral end faces of the lenses 111 to 114 and having no receiving surface to interrupt the luminous flux incident surfaces of the lenses 111 to 114 and an inclined part continuous to the straight part and expanded toward the one end side of the holding barrel 100 are formed on the inner surface of the holding barrel 100, and the lenses 111 to 114 are fixed in the holding barrel 100 at the outer peripheral end faces of the lenses with an adhesive injected into the inclined part. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒内に固定されるレンズとを備えた投写光学系、投写光学系の製造方法、および投写光学系を備えた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光学系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光学系は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒に固定されるレンズとを備え、通常は、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んで構成された複合レンズとされている。
【０００４】
ここで、レンズ保持筒の内周面には、各レンズを保持するためのレンズ受け部が形成されている。このレンズ受け部は、レンズ保持筒の内側に突出しレンズの光束入射面と当接してレンズの照明光軸方向の位置移動を規制している。
レンズの固定に際しては、レンズをレンズ受け部に当接させた後、レンズ保持筒に形成された押さえ片によって熱かしめにより固定したり、レンズ受け部に当接させた後、レンズ外周に接着剤を塗布して固定する（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２８１３７４号公報参照（［０００６］段落、図１）
【特許文献２】
特開２００１−１８３５６４号公報参照（［００５３］段落、図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献に開示される固定方法では、保持筒の内面から突出するレンズ受け部がレンズの光束入射面の一部を被覆してしまうため、レンズ面の外周部分を光束を入射させる有効領域として用いることができず、光束透過領域に対してレンズの外径が大きくなってしまい、その分レンズのコストが高騰してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、レンズ外径が必要以上に大きくならず、部品コストを低減することのできる投写光学系を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の投写光学系は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒内に固定されるレンズとを備えた投写光学系であって、前記レンズ保持筒の内面には、前記レンズの外周端面と対向し、前記レンズの光束入射面を遮る受け面のないストレート部と、このストレート部と連続し、前記レンズ保持筒の一端側に向かって拡開する傾斜部とが形成され、前記レンズは、この傾斜部に注入された接着剤により、該レンズの外周端面で前記レンズ保持筒に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、傾斜部への接着剤の注入は、レンズ外周回り全周に行ってもよいが、レンズ外周回りに３箇所又は４箇所、略等間隔に注入するのが好ましい。
この発明によれば、ストレート部にレンズ受け面が形成されておらず、傾斜部に接着剤を注入することでレンズの外周端面で保持筒内に固定されるので、レンズの光束透過面を遮るものがなく、レンズのほぼ全体を光束透過領域とすることができる。したがって、従来よりも外径の小さいレンズを使用して、部品コストの低減を図ることができる。
【００１０】
本発明では、レンズの外周端面は、少なくとも０．５ｍｍ以上の厚さ部分がストレート部に挿入されているのが好ましい。
この発明によれば、レンズの外周端面の厚さ部分が０．５ｍｍ以上ストレート部に挿入されることにより、レンズ保持筒に対するレンズの照明光軸直交方向位置がほぼ決まるため、レンズ保持筒の照明光軸に対してレンズの光軸が大きく芯ずれすることがない。
【００１１】
本発明では、レンズの外周端面とストレート部との間には、０．０５ｍｍから０．１ｍｍの隙間が形成されているのが好ましい。
この発明によれば、わずかな隙間が形成されていることにより、レンズ保持筒内のストレート部でレンズを進退させる際、レンズ端部が保持筒内で引っかかり進退動作を阻害することがないので、進退動作を行い易く調整が容易となる。
また、わずかな隙間を利用してレンズの照明光軸直交方向位置を調整することができるため、微妙な調芯を行うことができ、投写光学系を高精度のものとすることができる。
さらに、傾斜部に注入された接着剤が毛管現象によってこの隙間部分に流れ込み、ストレート部においてもレンズの接着固定を行うことができるうえ、レンズ及びレンズ保持筒を上下方向に配置して上側から接着剤を注入しても、わずかな隙間しかないので、レンズ端面から下に漏れ出すこともない。
【００１２】
本発明の投写光学系の製造方法は、内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒内に支持固定されるレンズとを備えた投写光学系の製造方法であって、前記レンズ保持筒の内面には、前記レンズの外周面と対向し、前記レンズの光束入射面を遮る受け面のないストレート部と、このストレート部と連続し、前記レンズ保持筒の一端側に向かって拡開する傾斜部とが形成され、前記レンズ保持筒内に前記レンズを挿入し、該レンズを前記ストレート部に沿って進退させて前記レンズ保持筒に対する前記レンズの位置を調整する工程と、位置調整後、前記傾斜部に接着剤を注入し、前記レンズ保持筒に対して前記レンズを固定する工程とを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、前記の投写光学系で述べた効果に加えて、レンズ保持筒に対するレンズの位置を調整した後に接着剤を用いてレンズを固定することにより、保持筒内の適切な照明光軸方向位置にレンズを固定することができるため、光学的に高精度の投写光学系を製造することができる。
【００１３】
本発明では、レンズの外周端面と前記ストレート部との間には、０．０５ｍｍから０．１ｍｍの隙間が形成され、レンズの位置調整後、固定の前に、レンズを前記光路の照明光軸直交方向に移動させて調芯する工程を備えているのが好ましい。
この発明によれば、レンズを保持筒内で照明光軸直交方向に移動させる工程を含むことにより、保持筒に対するレンズの調芯を行うことができるため、光学的に一層高精度の投写光学系を製造することができる。また、この工程によって光学的精度を確保できるので、レンズおよびレンズ保持筒の形状精度を手当でき、部品コストを低減できる。わずかな隙間で調芯を行うため、調芯作業の手間もかからない。
【００１４】
本発明のプロジェクタは、前述した投写光学系、若しくは、前述した投写光学系の製造方法により製造された投写光学系を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、前記のようにレンズのコストを低減することができ、投写光学系の高精度化を図ることができるため、製造コストが低減され、かつ光学的に高精度のプロジェクタとすることができる。
【００１５】
【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、本発明に係る投写光学系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。
【００１６】
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４２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。
【００１７】
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，４４１Ｂ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。
【００１８】
光源装置４１１は、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４１７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。
【００１９】
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。
【００２０】
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４４１上に結像させる機能を有する。
【００２１】
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。
【００２２】
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４１５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。
【００２３】
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４３２，４３４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。
【００２４】
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４１８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。
【００２５】
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４１８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４１８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。
【００２６】
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液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３と、クロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
【００２７】
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４４２、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。
【００２８】
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，４４１Ｂ）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。
【００２９】
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４４３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。
【００３０】
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。投写光学系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。
【００３１】
〔２．投写レンズの構成〕
図２は、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レンズ保持筒としての鏡筒１００と、この鏡筒１００内部に収納されて光路の照明光軸Ａ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。
【００３２】
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、２群レンズ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で歪曲収差が補正されながら、外部へと拡大投写される。
【００３３】
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鏡筒本体１０１と、この鏡筒本体１０１の光束射出側に螺合された調整筒１０２と、鏡筒本体１０１の光束入射側に着脱可能に取り付けられた後筒１０３とを備えている。
【００３４】
鏡筒本体１０１には、２群レンズ１１２および３群レンズ１１３が収納されている。これら２群レンズ１１２および３群レンズ１１３は、それぞれ鏡筒本体１０１の内部に形成されたレンズ保持部１２２，１２３で保持されている。
【００３５】
調整筒１０２の投写側端部には、１群レンズ１１１が収納されており、この１群レンズ１１１は、調整筒１０２の内部に形成されたレンズ保持部１２１で保持されている。
この調整筒１０２を鏡筒本体１０１に対して回動させることにより、照明光軸Ａ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。
【００３６】
後筒１０３には、４群レンズ１１４が収納され、この４群レンズ１１４は、後枠の内側に形成されたレンズ保持部１２４で保持されている。また、後筒１０３は、鏡筒本体１０１のつば部１０１Ｘに嵌合している。
【００３７】
図３は、レンズ保持部を示す縦断面図である。
各レンズ保持部１２１〜１２４は、ストレート部１２５と、このストレート部１２５に連続しかつ鏡筒１００の一端側に向かって拡開した傾斜部１２６とで構成されている。
なお、本例では、レンズ保持部１２１、１２２の傾斜部１２６はともに投写レンズ４６の投写側に拡開し、これとは逆に、レンズ保持部１２３、１２４の傾斜部１２６はともに投写レンズ４６の投写反対側に拡開している。
ストレート部１２５は、照明光軸Ａに沿って延びる平坦な円筒内面であって、各レンズ１１１〜１１４が照明光軸Ａに沿ってスライド可能とされている。
【００３８】
ストレート部１２５および傾斜部１２６と各レンズ１１１〜１１４の外周面との間には、隙間Ｓが形成され、この隙間Ｓには、紫外線硬化型の接着剤ＡＤが充填されている。隙間Ｓのストレート部１２５における幅寸法は、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ、長さ寸法は０．５ｍｍ以上とされており、隙間Ｓの傾斜部１２６における幅寸法は、０．５ｍｍ以上とされている。
【００３９】
前述した投写レンズ４６は、図示を略したが、載置台上に設けられる鏡筒保持具と、この鏡筒保持具に対して上下及び左右に位置調整可能なレンズ保持具とを備えた投写レンズ製造装置によって製造される。
この投写レンズ製造装置は、レンズ保持具を位置調整する位置調整機構を備え、位置調整機構は、鏡筒保持具に対してレンズを上下、すなわち照明光軸方向に位置調整する上下位置調整機構、及び鏡筒保持具に対してレンズを左右、すなわち照明光軸直交方向に位置調整する左右位置調整機構を備え、各位置調整機構には、鏡筒保持具に対してレンズがどの位置にあるかが判るようになっている。
【００４０】
このような製造装置により投写レンズ４６を製造する手順を以下に説明する。
（１）鏡筒本体１０１を鏡筒保持具上に３群レンズ１１３側を上に向けてセットし、レンズ保持具に３群レンズ１１３を装着する。尚、レンズ保持具は、レンズの光束入射面に密着する吸着部材のようなものを採用することができる。
（２）上下位置調整機構を操作して３群レンズ１１３を鏡筒本体１０１内に挿入し、鏡筒本体１０１に対する３群レンズ１１３の照明光軸Ａ方向の位置調整を行う。具体的には、鏡筒本体１０１に対する３群レンズ１１３の位置を確認しながら、上下位置調整機構を操作し、鏡筒本体１０１の端面と３群レンズ１１３の外周面とが設計上の相対位置となるように位置調整する。
（３）３群レンズ１１３の照明光軸方向位置の調整が終了したら、左右位置調整機構を操作して、３群レンズ１１３の鏡筒本体１０１に対する照明光軸Ａの直交方向位置を、両者の位置を確認しながら調整する。位置の確認は、例えば、ＣＣＤカメラ等で鏡筒本体１０１の内周円形部分を撮像し、そこから画像処理等で円中心を求め、同様に、３群レンズ１１３を撮像し、３群レンズ１１３の外周円中心を求めることにより行うことができる。そして、両円中心が一致する位置を最適位置として調芯を終了する。
（４）調芯が終了したら、接着剤ＡＤを傾斜部１２６にレンズ外周に沿って３箇所ないし４箇所注入し、紫外線を照射して接着剤ＡＤを硬化させ、鏡筒本体１０１に対して３群レンズ１１３を固定する。
【００４１】
（５）鏡筒本体１０１に対して３群レンズ１１３を固定したら、１群レンズ１１１及び４群レンズ１１４に相当する２つのダミーレンズを、鏡筒本体１０１に対する設計上の位置に配置し、２群レンズ１１２をレンズ保持具に装着して鏡筒本体１０１の下側から挿入する。
（６）これらのレンズ群による設計上のバックフォーカス位置に調整用のパターンを配置し、光源光を照射してスクリーン上にパターン画像を表示して、適切なパターン画像が投影されるように、２群レンズ１１２の３群レンズ１１３、および、前述の各ダミーレンズに対する位置調整を行い、前記と同様の手順で位置調整が終了したら、接着剤ＡＤにより第２レンズ群１１２を鏡筒本体１０１に固定する。
【００４２】
（７）鏡筒本体１０１に２群レンズ１１２、３群レンズ１１３が固定されたら、４群レンズ１１４に相当するダミーレンズを取り外し、鏡筒本体１０１のつば部１０１Ｘに後筒１０３を取り付ける。この状態でレンズ保持具に４群レンズ１１４を装着し、パターン画像を確認しながら、後筒１０３に対する４群レンズ１１４の位置調整を行い、最適な位置となったら、接着剤ＡＤにより後筒１０３に４群レンズ１１４を固定する。
（８）最後に、１群レンズ１１１に相当するダミーレンズを取り外し、鏡筒本体１０１の下側に調整筒１０２を装着し、同様の手順でパターン画像を確認しながら、調整筒１０２に対して１群レンズ１１１の位置調整を行った後、調整筒１０２に対して１群レンズ１１１を接着固定する。
【００４３】
したがって、本実施形態によれば以下の効果がある。
ストレート部１２５にレンズ受け面が形成されておらず、傾斜部１２６に接着剤ＡＤを注入することでレンズ１１１〜１１４の外周端面が鏡筒１００内に固定されるので、レンズ１１１〜１１４の光束透過面を遮るものがなく、レンズ１１１〜１１４のほぼ全体を光束透過領域とすることができる。したがって、従来よりも外径の小さいレンズ１１１〜１１４を使用して、部品コストの低減を図ることができる。
また、レンズ１１１〜１１４の外周端面の厚さ部分が０．５ｍｍ以上ストレート部１２５に挿入されることにより、鏡筒１００に対するレンズ１１１〜１１４の照明光軸Ａの直交方向位置がほぼ決まるため、鏡筒１００の照明光軸Ａに対してレンズ１１１〜１１４の光軸が大きく芯ずれすることがない。
【００４４】
さらに、レンズ１１１〜１１４とストレート部１２５との間に、わずかな隙間である隙間Ｓが形成されていることにより、鏡筒１００内のストレート部１２５でレンズ１１１〜１１４を進退させる際、レンズ１１１〜１１４の端部が鏡筒１００内で引っかかり進退動作を阻害することがないので、進退動作を行い易く調整が容易となる。
そして、隙間Ｓを利用してレンズ１１１〜１１４の照明光軸Ａの直交方向位置を調整することができるため、微妙な調芯を行うことができ、投写レンズ４６を高精度のものとすることができる。
また、傾斜部１２６に注入された接着剤ＡＤが毛管現象によって隙間Ｓに流れ込み、ストレート部１２５においてもレンズの接着固定を行うことができるうえ、レンズ１１１〜１１４及び鏡筒１００を上下方向に配置して上側から接着剤ＡＤを注入しても、わずかな隙間しかないので、下から漏れ出すこともない。
【００４５】
さらに、前記のような工程を有する製造方法を採用し、鏡筒１００に対するレンズ１１１〜１１４の位置を調整した後に、接着剤ＡＤによりレンズ１１１〜１１４を固定することにより、鏡筒１００内の適切な照明光軸Ａ方向の位置にレンズ１１１〜１１４を固定することができるため、光学的に高精度の投写レンズ４６を製造することができる。
そして、投写レンズ４６の製造に際して前述した隙間Ｓを利用して調芯を行っているため、光学的に一層高精度の投写レンズ４６を製造することができ、鏡筒１００およびレンズ１１１〜１１４を高精度に加工しなくても光学的精度が確保できるので、部品コストが低減できる。
また、プロジェクタ１が投写レンズ４６を備えていることにより、投写レンズ４６のコストを低減することができ、プロジェクタ１の製造コストを低減することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記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。
例えば、前記実施形態では、レンズ１１１〜１１４を接着する接着剤は紫外線硬化型接着剤ＡＤを用いて、紫外線を照射することにより液剤を硬化させていたが、熱硬化型接着剤を用い、ホットエア等で加熱して硬化させることによりレンズ１１１〜１１４の接着を行うこととすればバッチ処理が可能であり、製造効率が良い。もっとも、紫外線硬化型および熱硬化型以外の接着剤を用いてもよい。
また、前記実施形態では、紫外線硬化型の接着剤ＡＤを、傾斜部１２６内周に沿ってレンズ外周回りに３箇所ないし４箇所、略等間隔に注入していたが、２点や５点以上に注入してもよく、等間隔に限らず、任意の間隔で注入して構わない。また、ストレート部１２５、傾斜部１２６、およびレンズ１１１〜１１４の全周に亘って注入してもよい。
【００４７】
投写レンズ４６の製造手順についても、鏡筒本体１０１等の保持手段や保持方向等は任意であり、鏡筒本体１０１等の該筒を上下方向ではなく左右方向に保持して、レンズ１１１〜１１４の位置調整および接着固定を行っても構わない。
前記実施形態とは逆に、鏡筒本体１０１の２群レンズ１１２側を上に向けてレンズ保持具で保持しながら、２群レンズ１１２および３群レンズ１１３を位置付けてもよく、また、２群レンズ１１２および３群レンズ１１３のうちいずれか一方を位置付けた後、鏡筒本体１０１を上下逆さに保持し直して、他方を位置付けても構わない。
また、接着剤ＡＤを充填してから、レンズ１１１〜１１４の調芯を行った後、接着剤ＡＤを硬化させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る投写光学系を備えるプロジェクタの光学ユニットを示す模式図。
【図２】前記実施形態に係る投写光学系の縦断面図。
【図３】前記実施形態に係る投写光学系の拡大断面図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、４６…投写レンズ（投写光学系）、１００…鏡筒（レンズ保持筒）、１１１…１群レンズ、１１２…２群レンズ、１１３…３群レンズ、１１４…４群レンズ、１２５…ストレート部、１２６…傾斜部、Ａ…照明光軸、ＡＤ…接着剤。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes a projection optical system including a lens holding cylinder having a predetermined optical path set therein, and a lens fixed in the lens holding cylinder, a method of manufacturing the projection optical system, and a projection optical system. Related to projectors.
[0002]
[Background Art]
Conventionally, a plurality of liquid crystal panels that modulate a plurality of color lights for each color light according to image information, a cross dichroic prism that synthesizes the color lights modulated by each liquid crystal panel, and an enlarged projection of the luminous flux synthesized by these prisms 2. Related Art A projector having a projection optical system for forming a projection image by using a projector is used.
[0003]
A projection optical system used in such a projector includes a lens holding tube having a predetermined optical path set therein, and a lens fixed to the lens holding tube. In order to suppress the occurrence of aberrations such as distortion, chromatic aberration, and the like, the composite lens is configured to include a converging lens and a diverging lens.
[0004]
Here, a lens receiving portion for holding each lens is formed on the inner peripheral surface of the lens holding cylinder. The lens receiving portion protrudes inside the lens holding cylinder and comes into contact with the light beam incident surface of the lens to regulate the movement of the lens in the illumination optical axis direction.
When fixing the lens, after contacting the lens with the lens receiving part, fix it by heat staking with the holding piece formed on the lens holding cylinder, or after contacting the lens receiving part, adhesive on the lens outer periphery Is applied and fixed (for example, Patent Documents 1 and 2).
[0005]
[Patent Document 1]
See JP-A-9-281374 (paragraph [0006], FIG. 1).
[Patent Document 2]
See JP-A-2001-183564 (paragraph [0053], FIG. 5)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the fixing method disclosed in the above-mentioned patent document, the lens receiving portion projecting from the inner surface of the holding cylinder covers a part of the light beam incident surface of the lens. Since the lens cannot be used as a region, the outer diameter of the lens becomes larger than the light beam transmitting region, and there is a problem that the cost of the lens increases accordingly.
[0007]
An object of the present invention is to provide a projection optical system in which the outer diameter of the lens does not become unnecessarily large and component costs can be reduced.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The projection optical system of the present invention is a projection optical system including a lens holding cylinder having a predetermined optical path set therein, and a lens fixed in the lens holding cylinder. A straight portion that faces the outer peripheral end surface of the lens, has no receiving surface that blocks the light incident surface of the lens, and an inclined portion that is continuous with the straight portion and that opens toward one end of the lens holding cylinder. Is formed, and the lens is fixed to the lens holding cylinder at an outer peripheral end surface of the lens by an adhesive injected into the inclined portion.
[0009]
Here, the injection of the adhesive into the inclined portion may be performed all around the lens outer periphery, but it is preferable to inject the adhesive at three or four positions around the lens outer periphery at substantially equal intervals.
According to the present invention, since the lens receiving surface is not formed in the straight portion, and the adhesive is injected into the inclined portion, the lens is fixed in the holding cylinder at the outer peripheral end surface of the lens, so that the light transmitting surface of the lens is blocked. There is nothing, and almost the entire lens can be used as a light beam transmission area. Therefore, the cost of parts can be reduced by using a lens having a smaller outer diameter than the conventional one.
[0010]
In the present invention, it is preferable that at least a portion having a thickness of 0.5 mm or more is inserted into the straight portion of the outer peripheral end surface of the lens.
According to the present invention, when the thickness of the outer peripheral end face of the lens is inserted into the straight portion by 0.5 mm or more, the position of the lens with respect to the lens holding cylinder in the direction perpendicular to the illumination optical axis is substantially determined. The optical axis of the lens does not largely deviate from the optical axis.
[0011]
In the present invention, it is preferable that a gap of 0.05 mm to 0.1 mm is formed between the outer peripheral end surface of the lens and the straight portion.
According to this invention, since the slight gap is formed, when the lens is advanced or retracted at the straight portion in the lens holding cylinder, the lens end is not caught in the holding cylinder and hinders the reciprocating operation. The forward / backward movement is easily performed, and the adjustment is easy.
In addition, since the position of the lens in the direction perpendicular to the illumination optical axis can be adjusted using a small gap, fine alignment can be performed, and the projection optical system can be made highly accurate.
Furthermore, the adhesive injected into the inclined portion flows into this gap portion by capillary action, and the lens can be fixed and fixed even in the straight portion, and the lens and the lens holding cylinder are arranged vertically and adhered from above. Even when the agent is injected, since there is only a small gap, it does not leak downward from the lens end surface.
[0012]
A method of manufacturing a projection optical system according to the present invention is a method of manufacturing a projection optical system including a lens holding cylinder having a predetermined optical path set therein and a lens supported and fixed in the lens holding cylinder. On the inner surface of the lens holding tube, a straight portion that faces the outer peripheral surface of the lens and has no receiving surface that blocks the light incident surface of the lens, and that is continuous with the straight portion and faces one end of the lens holding tube. A step of adjusting the position of the lens with respect to the lens holding tube by inserting the lens into the lens holding tube, moving the lens along the straight portion, and adjusting the position of the lens with respect to the lens holding tube. After adjusting the position, injecting an adhesive into the inclined portion and fixing the lens to the lens holding cylinder.
According to the present invention, in addition to the effects described in the above-mentioned projection optical system, by adjusting the position of the lens with respect to the lens holding cylinder and then fixing the lens with an adhesive, an appropriate illumination light in the holding cylinder can be obtained. Since the lens can be fixed at the axial position, an optically high-precision projection optical system can be manufactured.
[0013]
In the present invention, a gap of 0.05 mm to 0.1 mm is formed between the outer peripheral end surface of the lens and the straight portion, and after adjusting the position of the lens and before fixing, the lens is moved along the illumination optical axis of the optical path. It is preferable that the method further includes a step of performing centering by moving in the orthogonal direction.
According to the present invention, by including the step of moving the lens in the direction perpendicular to the illumination optical axis in the holding cylinder, the alignment of the lens with respect to the holding cylinder can be performed. Can be manufactured. Further, since optical accuracy can be ensured by this step, the shape accuracy of the lens and the lens holding cylinder can be compensated, and the cost of parts can be reduced. Since the alignment is performed with a small gap, the work of the alignment work is not required.
[0014]
A projector according to another aspect of the invention includes the above-described projection optical system or the projection optical system manufactured by the above-described projection optical system manufacturing method.
According to the present invention, as described above, the cost of the lens can be reduced, and the projection optical system can be made more precise, so that the manufacturing cost is reduced and the projector is made optically more precise. be able to.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[1. Configuration of projector)
FIG. 1 is a diagram schematically showing an optical unit 4 which is a component of a projector 1 including a projection optical system according to the present invention.
Although not shown, the projector 1 includes a projector main body and a resin outer case that houses the projector main body, and is configured in a substantially rectangular parallelepiped shape. The projector body includes a power supply unit, an optical unit 4, and a control board, and drives the optical unit 4 with the external power obtained by the power supply unit while controlling the control board to control the optical unit 4 in accordance with image information. The optical image formed by projection is enlarged and projected.
[0016]
As shown in FIG. 1, the optical unit 4 optically processes a light beam emitted from the light source lamp 416 included in the light source device 411 to form an optical image corresponding to image information, and enlarges the optical image. The unit includes an integrator illumination optical system 41, a color separation optical system 42, a relay optical system 43, an optical device 44, and a projection lens 46.
[0017]
The integrator illumination optical system 41 illuminates the image forming areas of the three liquid crystal panels 441 (the liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B for each of red, green, and blue color lights) constituting the optical device 44 substantially uniformly. And a light source device 411, a first lens array 412, a second lens array 413, a polarization conversion element 414, and a superimposing lens 415.
[0018]
The light source device 411 includes a light source lamp 416 and a reflector 417. The light beam emitted from the light source lamp 416 is reflected by the reflector 417 into a parallel light beam, and the parallel light beam is emitted to the outside. A high-pressure mercury lamp is used as the light source lamp 416. In addition to the high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a halogen lamp, or the like can be used. The reflector 417 employs a parabolic mirror. Instead of a parabolic mirror, a combination of a parallelizing concave lens and an elliptical mirror may be employed.
[0019]
The first lens array 412 has a configuration in which small lenses having a substantially rectangular outline when viewed from the optical axis direction are arranged in a matrix. Each small lens divides the light beam emitted from the light source lamp 416 into a plurality of partial light beams. The contour shape of each small lens is set to be substantially similar to the shape of the image forming area of the liquid crystal panel 441.
[0020]
The second lens array 413 has substantially the same configuration as the first lens array 412, and has a configuration in which small lenses are arranged in a matrix. The second lens array 413 has a function of forming an image of each small lens of the first lens array 412 on the liquid crystal panel 441 together with the superimposing lens 415.
[0021]
The polarization conversion element 414 is disposed between the second lens array 413 and the superimposing lens 415, and is unitized integrally with the second lens array 413. Such a polarization conversion element 414 converts the light from the second lens array 413 into one type of polarized light, thereby increasing the light use efficiency of the optical device 44.
[0022]
Specifically, each partial light converted into one type of polarized light by the polarization conversion element 414 is almost superimposed on the liquid crystal panel 441 of the optical device 44 finally by the superimposing lens 415. In the projector 1 using the liquid crystal panel 441 of the type that modulates polarized light, only one kind of polarized light can be used, so that substantially half of the light flux from the light source lamp 416 that emits another kind of randomly polarized light is not used. For this reason, by using the polarization conversion element 414, all the light beams emitted from the light source lamp 416 are converted into one type of polarized light, and the light use efficiency of the optical device 44 is increased. In addition, such a polarization conversion element 414 is introduced in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-304739.
[0023]
The color separation optical system 42 includes two dichroic mirrors 421 and 422 and a reflection mirror 423, and converts a plurality of partial light beams emitted from the integrator illumination optical system 41 by the dichroic mirrors 421 and 422 into red (R) and green. (G) and blue (B).
The relay optical system 43 includes an incident side lens 431, a relay lens 433, and reflection mirrors 432 and 434, and has a function of guiding red light, which is the color light separated by the color separation optical system 42, to the liquid crystal panel 441R. ing.
[0024]
At this time, in the dichroic mirror 421 of the color separation optical system 42, of the light flux emitted from the integrator illumination optical system 41, the red light component and the green light component are transmitted, and the blue light component is reflected. The blue light reflected by the dichroic mirror 421 is reflected by the reflection mirror 423, passes through the field lens 418, and reaches the blue liquid crystal panel 441B. The field lens 418 converts each partial light beam emitted from the second lens array 413 into a light beam parallel to its central axis (principal ray). The same applies to the field lens 418 provided on the light incident side of the other liquid crystal panels 441G and 441B.
[0025]
Further, of the red light and the green light transmitted through the dichroic mirror 421, the green light is reflected by the dichroic mirror 422, passes through the field lens 418, and reaches the liquid crystal panel 441G for green. On the other hand, the red light passes through the dichroic mirror 422, passes through the relay optical system 43, further passes through the field lens 418, and reaches the liquid crystal panel 441R for red light.
The relay optical system 43 is used for the red light because the length of the optical path of the red light is longer than the length of the optical path of the other color lights, so that a reduction in light use efficiency due to divergence of light is prevented. That's why. That is, this is for transmitting the partial light beam incident on the incident side lens 431 to the field lens 418 as it is.
[0026]
The optical device 44 modulates the incident light beam according to image information to form a color image. The optical device 44 includes three incident-side polarizing plates 442 on which the respective color lights separated by the color separation optical system 42 enter. A liquid crystal panel 441R, 441G, 441B disposed after each incident side polarizing plate 442, an emission side polarizing plate 443 disposed after each liquid crystal panel 441R, 441G, 441B, and a cross dichroic prism 444. .
[0027]
The liquid crystal panels 441R, 441G, and 441B use, for example, polysilicon TFTs as switching elements.
In the optical device 44, each color light separated by the color separation optical system 42 is modulated according to image information by these three liquid crystal panels 441R, 441G, 441B, the incident side polarizing plate 442, and the exit side polarizing plate 443. To form an optical image.
[0028]
The incident side polarizing plate 442 transmits only polarized light in a certain direction and absorbs other light fluxes of the respective color lights separated by the color separation optical system 42, and a polarizing film is attached to a substrate such as sapphire glass. It was done.
The emission-side polarizing plate 443 is also configured in substantially the same manner as the incidence-side polarizing plate 442, and transmits only polarized light in a predetermined direction among light beams emitted from the liquid crystal panel 441 (441R, 441G, 441B), and transmits other light beams. It absorbs.
The incident-side polarizing plate 442 and the exit-side polarizing plate 443 are set such that the directions of the polarization axes are orthogonal to each other.
[0029]
The cross dichroic prism 444 combines the optical images emitted from the emission-side polarizing plate 443 and modulated for each color light to form a color image.
The cross dichroic prism 444 is provided with a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light in a substantially X-shape along the interface of the four right-angle prisms. The three color lights are synthesized by the multilayer film.
The liquid crystal panel 441, the emission-side polarizing plate 443, and the cross dichroic prism 444 described above are configured as an optical device body 45 that is integrally unitized.
[0030]
These optical components 41 to 45 are housed in an optical component housing (not shown). A projection lens 46 as a projection optical system is attached to one end of the optical component casing, and is exposed from the front side of the outer case. Details will be described later.
[0031]
[2. Configuration of projection lens)
FIG. 2 is a vertical sectional view showing the projection lens 46.
As shown in FIG. 2, the projection lens 46 enlarges and projects the color image synthesized by the cross dichroic prism of the optical device.
The projection lens 46 includes a lens barrel 100 as a lens holding cylinder made of resin or the like in which a predetermined optical path is set, and a plurality of lenses housed inside the lens barrel 100 and sequentially arranged on the illumination optical axis A of the optical path. And a lens group 110 as the lens.
[0032]
The lens group 110 is configured as a group of a total of four lenses including a first group lens 111, a second group lens 112, a third group lens 113, and a fourth group lens 114 in order from the projection side. The image light emitted from the cross dichroic prism enters a fourth group lens 114, which is an aspherical lens, and is then corrected for chromatic aberration by a third group lens 113 in which two lenses are stuck. After being finely adjusted, the image is enlarged and projected to the outside while the distortion is corrected by the first group lens 111 which is an aspheric lens.
[0033]
The lens barrel 100 includes a lens barrel main body 101 fixed to one end portion of the optical component casing via a flange portion 101X, an adjusting cylinder 102 screwed to the light emitting side of the lens barrel main body 101, and a mirror. A rear cylinder 103 is detachably attached to the light beam incident side of the cylinder main body 101.
[0034]
The lens barrel main body 101 houses a second group lens 112 and a third group lens 113. The second lens group 112 and the third lens group 113 are held by lens holding portions 122 and 123 formed inside the lens barrel main body 101, respectively.
[0035]
A first group lens 111 is housed at the projection side end of the adjustment barrel 102, and the first group lens 111 is held by a lens holding unit 121 formed inside the adjustment barrel 102.
By rotating the adjustment barrel 102 with respect to the lens barrel main body 101, the first group lens 111 is advanced and retracted in the direction along the direction of the illumination optical axis A (the left-right direction in FIG. 2), thereby adjusting the focus of the projected image. Can be done. A motor may be provided in the projection lens 46 so that the focus can be adjusted by an automatic operation.
[0036]
A fourth lens group 114 is housed in the rear cylinder 103, and the fourth lens group 114 is held by a lens holding section 124 formed inside the rear frame. Further, the rear barrel 103 is fitted to the flange part 101X of the lens barrel main body 101.
[0037]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the lens holding unit.
Each of the lens holding portions 121 to 124 includes a straight portion 125 and an inclined portion 126 which is continuous with the straight portion 125 and which is expanded toward one end of the lens barrel 100.
In this example, the inclined portions 126 of the lens holding portions 121 and 122 both expand toward the projection side of the projection lens 46, and conversely, the inclined portions 126 of the lens holding portions 123 and 124 both On the opposite side of the projection.
The straight portion 125 is a flat cylindrical inner surface extending along the illumination optical axis A, and each of the lenses 111 to 114 is slidable along the illumination optical axis A.
[0038]
A gap S is formed between the straight part 125 and the inclined part 126 and the outer peripheral surface of each of the lenses 111 to 114, and the gap S is filled with an ultraviolet curable adhesive AD. The width of the gap S in the straight portion 125 is 0.05 mm to 0.1 mm, the length is 0.5 mm or more, and the width of the gap S in the inclined portion 126 is 0.5 mm or more. I have.
[0039]
Although not shown, the above-described projection lens 46 is a projection lens provided with a lens barrel holder provided on a mounting table and a lens holder which can be vertically and horizontally adjusted with respect to the lens barrel holder. It is manufactured by a manufacturing device.
The projection lens manufacturing apparatus includes a position adjustment mechanism that adjusts the position of the lens holder, and the position adjustment mechanism moves the lens up and down with respect to the lens barrel holder, that is, a vertical position adjustment mechanism that adjusts the position in the illumination optical axis direction. And a left and right position adjustment mechanism for adjusting the position of the lens to the left and right with respect to the lens barrel holder, that is, in the direction orthogonal to the illumination optical axis. Is to be understood.
[0040]
The procedure for manufacturing the projection lens 46 by such a manufacturing apparatus will be described below.
(1) The lens barrel main body 101 is set on the lens barrel holder with the third lens group 113 facing upward, and the third lens group 113 is mounted on the lens holder. The lens holder may be a suction member that is in close contact with the light beam incident surface of the lens.
(2) The third group lens 113 is inserted into the lens barrel main body 101 by operating the vertical position adjustment mechanism, and the position of the third lens group 113 with respect to the lens barrel main body 101 in the direction of the illumination optical axis A is adjusted. Specifically, while confirming the position of the third lens group 113 with respect to the lens barrel main body 101, the user operates the vertical position adjustment mechanism so that the end surface of the lens barrel main body 101 and the outer peripheral surface of the third lens group 113 are in relative positions in design. Adjust the position so that
(3) After the adjustment of the position of the third group lens 113 in the direction of the illumination optical axis is completed, the right and left position adjustment mechanism is operated to determine the position of the third group lens 113 in the direction orthogonal to the illumination optical axis A with respect to the lens barrel main body 101. Adjust while checking the position. For confirmation of the position, for example, an image of the inner circumference circular portion of the lens barrel main body 101 is taken with a CCD camera or the like, the center of the circle is obtained therefrom by image processing or the like. By determining the center of the outer circumference circle. Then, the position where the centers of both circles coincide with each other is determined as the optimum position, and the alignment is completed.
(4) After the alignment is completed, the adhesive AD is injected into the inclined portion 126 at three or four locations along the outer periphery of the lens, and the adhesive AD is cured by irradiating ultraviolet rays. The group lens 113 is fixed.
[0041]
(5) After the third group lens 113 is fixed to the lens barrel main body 101, two dummy lenses corresponding to the first lens group 111 and the fourth lens group 114 are arranged at design positions with respect to the lens barrel main body 101, and The group lens 112 is mounted on the lens holder and inserted from below the lens barrel main body 101.
(6) A pattern for adjustment is arranged at a designed back focus position by these lens groups, a pattern image is displayed on a screen by irradiating light source light, and an appropriate pattern image is projected. The position adjustment of the second group lens 112 with respect to the third group lens 113 and each of the above-described dummy lenses is performed. When the position adjustment is completed in the same procedure as described above, the second lens group 112 is attached to the lens barrel main body 101 with the adhesive AD. Fix it.
[0042]
(7) When the second lens group 112 and the third lens group 113 are fixed to the lens barrel main body 101, the dummy lens corresponding to the fourth lens group 114 is removed, and the rear barrel 103 is attached to the flange portion 101X of the lens barrel main body 101. In this state, the fourth group lens 114 is mounted on the lens holder, and the position of the fourth group lens 114 is adjusted with respect to the rear cylinder 103 while checking the pattern image. Is fixed to the fourth lens group 114.
(8) Finally, the dummy lens corresponding to the first group lens 111 is removed, and the adjustment cylinder 102 is attached to the lower side of the lens barrel main body 101. After performing the position adjustment of the first group lens 111, the first group lens 111 is adhesively fixed to the adjustment barrel 102.
[0043]
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
Since the lens receiving surface is not formed on the straight portion 125 and the adhesive AD is injected into the inclined portion 126, the outer peripheral end surfaces of the lenses 111 to 114 are fixed in the lens barrel 100. There is nothing to block the transmission surface, and almost the entirety of the lenses 111 to 114 can be used as a light flux transmission area. Therefore, the cost of parts can be reduced by using the lenses 111 to 114 having smaller outer diameters than the conventional one.
In addition, when the thickness of the outer peripheral end surfaces of the lenses 111 to 114 is inserted into the straight portion 125 by 0.5 mm or more, the orthogonal position of the illumination optical axis A of the lenses 111 to 114 with respect to the lens barrel 100 is substantially determined. The optical axes of the lenses 111 to 114 do not largely deviate from the illumination optical axis A of the lens barrel 100.
[0044]
Further, since a gap S, which is a slight gap, is formed between the lenses 111 to 114 and the straight portion 125, when the lenses 111 to 114 are advanced and retracted by the straight portion 125 in the lens barrel 100, Since the ends 114 to 114 are not caught in the lens barrel 100 and hinder the forward / backward operation, the forward / backward operation is easily performed and the adjustment is easy.
Since the positions of the lenses 111 to 114 in the direction perpendicular to the illumination optical axis A can be adjusted by using the gap S, fine alignment can be performed, and the projection lens 46 can be made to have high accuracy. Can be.
Further, the adhesive AD injected into the inclined portion 126 flows into the gap S due to the capillary phenomenon, so that the lens can be fixed and fixed also in the straight portion 125, and the lenses 111 to 114 and the lens barrel 100 are arranged in the vertical direction. Even if the adhesive AD is injected from the upper side, there is only a slight gap, and there is no leakage from below.
[0045]
Further, by adopting a manufacturing method having the above-described steps and adjusting the positions of the lenses 111 to 114 with respect to the lens barrel 100, the lenses 111 to 114 are fixed with an adhesive AD, so that the appropriate Since the lenses 111 to 114 can be fixed at positions in the direction of the illumination optical axis A, an optically high-precision projection lens 46 can be manufactured.
Since the alignment is performed using the gap S described above when manufacturing the projection lens 46, the projection lens 46 can be manufactured with higher optical precision, and the lens barrel 100 and the lenses 111 to 114 can be manufactured. Since optical precision can be secured without processing with high precision, the cost of parts can be reduced.
Further, since the projector 1 includes the projection lens 46, the cost of the projection lens 46 can be reduced, and the manufacturing cost of the projector 1 can be reduced.
[0046]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
For example, in the above-described embodiment, the adhesive for bonding the lenses 111 to 114 is an ultraviolet-curing adhesive AD, and the liquid is cured by irradiating ultraviolet rays. If the lenses 111 to 114 are bonded by heating and curing by heating or the like, batch processing is possible, and the production efficiency is high. Of course, an adhesive other than the ultraviolet curable type and the thermosetting type may be used.
Further, in the above-described embodiment, the ultraviolet curable adhesive AD is injected at three or four locations along the inner periphery of the inclined portion 126 at substantially equal intervals around the outer periphery of the lens. May be injected at any interval, not limited to equal intervals. Further, the injection may be performed over the entire circumference of the straight portion 125, the inclined portion 126, and the lenses 111 to 114.
[0047]
Regarding the manufacturing procedure of the projection lens 46, the holding means and the holding direction of the lens barrel main body 101 and the like are arbitrary, and the lenses such as the lens body 111 and the like are held in the horizontal direction instead of the vertical direction. May be adjusted and adhered and fixed.
Contrary to the above-described embodiment, the second lens group 112 and the third lens group 113 may be positioned while holding the second lens group 112 side of the lens barrel body 101 upward with a lens holder. After positioning one of the lens 112 and the third group lens 113, the lens barrel main body 101 may be held upside down again, and the other may be positioned.
Further, after the adhesive AD is filled, the alignment of the lenses 111 to 114 is performed, and then the adhesive AD may be cured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an optical unit of a projector including a projection optical system according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a projection optical system according to the embodiment.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a projection optical system according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 46 ... Projection lens (projection optical system), 100 ... Barrel (lens holding cylinder), 111 ... 1 group lens, 112 ... 2 group lens, 113 ... 3 group lens, 114 ... 4 group lens, 125 ... Straight section, 126: inclined section, A: illumination optical axis, AD: adhesive.

Claims

内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒内に固定されるレンズとを備えた投写光学系であって、
前記レンズ保持筒の内面には、前記レンズの外周端面と対向し、前記レンズの光束入射面を遮る受け面のないストレート部と、このストレート部と連続し、前記レンズ保持筒の一端側に向かって拡開する傾斜部とが形成され、
前記レンズは、この傾斜部に注入された接着剤により、該レンズの外周端面で前記レンズ保持筒に固定されていることを特徴とする投写光学系。A projection optical system including a lens holding barrel having a predetermined optical path set therein and a lens fixed in the lens holding barrel,
On the inner surface of the lens holding tube, a straight portion that faces the outer peripheral end surface of the lens and has no receiving surface that blocks the light beam incident surface of the lens, and that is continuous with the straight portion and faces one end of the lens holding tube. And an inclined part that expands
The projection optical system, wherein the lens is fixed to the lens holding cylinder at an outer peripheral end surface of the lens by an adhesive injected into the inclined portion.

請求項１に記載の投写光学系において、
前記レンズの外周端面は、少なくとも０．５ｍｍ以上の厚さ部分が前記ストレート部に挿入されていることを特徴とする投写光学系。The projection optical system according to claim 1,
The projection optical system according to claim 1, wherein the outer peripheral end surface of the lens has a thickness of at least 0.5 mm or more inserted into the straight portion.

請求項１又は請求項２に記載の投写光学系において、
前記レンズの外周端面と前記ストレート部との間には、０．０５ｍｍから０．１ｍｍの隙間が形成されていることを特徴とする投写光学系。In the projection optical system according to claim 1 or 2,
A projection optical system, wherein a gap of 0.05 mm to 0.1 mm is formed between the outer peripheral end surface of the lens and the straight portion.

内部に所定の光路が設定されたレンズ保持筒と、このレンズ保持筒内に支持固定されるレンズとを備えた投写光学系の製造方法であって、
前記レンズ保持筒の内面には、前記レンズの外周面と対向し、前記レンズの光束入射面を遮る受け面のないストレート部と、このストレート部と連続し、前記レンズ保持筒の一端側に向かって拡開する傾斜部とが形成され、
前記レンズ保持筒内に前記レンズを挿入し、該レンズを前記ストレート部に沿って進退させて前記レンズ保持筒に対する前記レンズの位置を調整する工程と、位置調整後、前記傾斜部に接着剤を注入し、前記レンズ保持筒に対して前記レンズを固定する工程とを備えていることを特徴とする投写光学系の製造方法。A method for manufacturing a projection optical system including a lens holding cylinder having a predetermined optical path set therein and a lens supported and fixed in the lens holding cylinder,
On the inner surface of the lens holding tube, a straight portion that faces the outer peripheral surface of the lens and has no receiving surface that blocks the light incident surface of the lens, and that is continuous with the straight portion and faces one end of the lens holding tube. And an inclined part that expands
A step of inserting the lens into the lens holding tube, advancing and retracting the lens along the straight portion to adjust the position of the lens with respect to the lens holding tube, and after adjusting the position, applying an adhesive to the inclined portion. Injecting and fixing the lens with respect to the lens holding cylinder.

請求項４に記載の投写光学系の製造方法において、
前記レンズの外周端面と前記ストレート部との間には、０．０５ｍｍから０．１ｍｍの隙間が形成され、
前記レンズの位置調整後、固定の前に、前記レンズを前記光路の照明光軸直交方向に移動させて調芯する工程を備えていることを特徴とする投写光学系の製造方法。The method for manufacturing a projection optical system according to claim 4,
A gap of 0.05 mm to 0.1 mm is formed between the outer peripheral end surface of the lens and the straight portion,
A method of manufacturing a projection optical system, comprising a step of moving the lens in a direction orthogonal to an illumination optical axis of the optical path and aligning the lens after adjusting the position of the lens and before fixing the lens.

光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の投写光学系、若しくは、請求項４又は請求項５に記載の投写光学系の製造方法により製造された投写光学系を備えていることを特徴とするプロジェクタ。A projector that modulates a light beam emitted from a light source according to image information to form an optical image, and performs enlarged projection.
A projection optical system according to any one of claims 1 to 3, or a projection optical system manufactured by the method for manufacturing a projection optical system according to claim 4 or claim 5. Projector.