JP2007328238A - 非球面ミラー，投射型画像表示装置及び投射型画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付けの際の位置や姿勢を高精度に設定することができ、そのばらつきも少なくできる非球面ミラー及びそれを備えた投射型画像表示装置を提供する。
【解決手段】非球面ミラー（５，５０，５５）は、一軸（ＣＬ）の回りに軸対称とされた非球面からこの非球面と一軸との交点（Ｐ５）を含む所定の範囲（ＡＢＣＤ）を切り出した面を有する反射面（５ａ，１５ａ，５５ａ）と、この反射面に設けられ一軸と交わる平面（９ａ，１９ａ）を有する基準面部（９，１９）と、を備える。また、平面（９ａ，１９ａ）は一軸と直交する。また、投射型画像表示装置（１５０，１５１）は、画像を光変調してなる投射光（４）を出射する光学ブロック（ＢＫ）と、その投射光を非球面ミラー（５，５０，５５）と、このミラーで反射した前記投射光（４）が投射されて画像を表示するスクリーン（６）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、非球面ミラー，投射型画像表示装置及び投射型画像表示装置の製造方法に係り、特に、非球面ミラーを被取り付け部材に対して所定の位置及び姿勢で高精度に取り付ける技術に関する。

従来、非球面の反射面を有する所謂非球面ミラーは、種々の光学機器に用いられており、近年では、大画面表示を可能とするフロントプロジェクタやリアプロジェクションテレビなどの投射型画像表示装置にも採用されている。
この非球面ミラーとそれを備えた背面投射型映像表示装置の一例が特許文献１に記載されており、また、非球面ミラーの光軸調整に関する技術として特許文献２に記載されたものが知られている。
特開２００６−１８０８３号公報 特開２００４−９３９４４号公報

ところで、上述した反射型画像表示装置は、一般に、光源からの光を液晶表示素子などの画像表示素子を介し画像として非球面ミラーに照射し、この非球面ミラー部に照射された画像は、非球面に形成された反射面で反射してスクリーンに拡大投射されるように構成されている。

このミラーの反射面は、光軸に軸対称な非球面形状の一部を切り出した形状であることから、その反射面の形状だけでは光軸の位置とその方向との判別が難しいものであり、非球面ミラーは、その投射光路上の位置、特に光を投射する光学ブロックに対する相対位置が設計上のあるべき位置に高精度に取り付けられていることが必要である。

この実際の取り付け位置と設計上の取り付け位置からのずれが大きくなる程、スクリーンに投影された画像の歪が大きくなる、あるいは、投影画像における解像度の部分的な偏りが顕著になる、などの画像品位の低下が発生する。
特に、近年の拡大率が大きい大画面のスクリーンにおいては、非球面ミラーの取り付け位置や姿勢の、設計上位置に対するわずかなずれが、投影画像において大きな歪みとなって現れるので、ミラーの取り付けに非常に高い精度が要求されている。

そのため、特許文献１には、非球面ミラーを背面投射型映像表示装置に取り付ける際の位置出しを、非球面ミラーの側面などに設けられた支持部や固定板片と表示装置側の被取り付け部との当接関係で設定する技術が記載されている。

しかしながら、この方法は、非球面ミラーの光軸の位置やその方向を直接把握して取り付けるものではないので、非球面ミラーの形状の歪み，取り付け部材の寸法のばらつきあるいは取り付け作業のばらつきにより、反射面を、所定の位置と姿勢で高精度に設定することが難しく、スクリーンに歪んだ画像が表示されたり、部分的に解像度が偏るなどの不具合が生じる虞があった。

また、この方法では、非球面ミラーを、高精度にばらつきを少なく取り付けることが難しく、仮に僅かなずれ量で取り付けが可能であったとしても、そのずれ量が個々の装置でばらついてしまい安定した品質が得にくいという不具合が懸念される。

一方、特許文献２に記載された光軸調整方法は、非球面ミラーに平行光を照射し、ミラーを固定したステージを微少角度で回動させつつ得られた反射像を画像解析して行う方法であり、測定装置が大がかりで調整作業が複雑になることから投射型画像表示装置の製造における非球面ミラーの光軸調整に適用することが難しいという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、取り付けの際の位置や姿勢を高精度に設定することができ、そのばらつきも少なくすることができる非球面ミラーを提供することにある。
また、非球面ミラーを所定の位置に所定の姿勢で、高精度に、かつ、少ないばらつきで取り付けることができ、高品位の画像を得ることができる投射型画像表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の（１）〜（３）の構成を有し、また、（４）の手順を有する。
（１） 一軸（ＣＬ）の回りに軸対称とされた非球面から該非球面と前記一軸（ＣＬ）との交点（Ｐ５）を含む所定の範囲（ＡＢＣＤ）を切り出した面を有する反射面（５ａ，１５ａ，５５ａ）と、前記反射面（５ａ，１５ａ，５５ａ）に設けられ前記一軸（ＣＬ）と交わる平面（９ａ，１９ａ）を有する基準面部（９，１９）と、を備えた非球面ミラー（５，５０，５５）である。
（２） 前記平面（９ａ，１９ａ）は前記一軸（ＣＬ）と直交することを特徴とする請求項１記載の非球面ミラー（５，５０，５５）である。
（３） 画像を光変調してなる投射光（４）を出射する光学ブロック（ＢＫ）と、
前記投射光（４）を前記反射面（５ａ，１５ａ，５５ａ）で反射する（１）又は（２）に記載の非球面ミラー（５，５０，５５）と、
前記反射面（５ａ，１５ａ，５５ａ）で反射した前記投射光（４）が投射されて前記画像を表示するスクリーン（６）と、を備えた投射型画像表示装置（１５０，１５１）である。
（４） （３）に記載の投射型画像表示装置（１５０，１５１）を製造する投射型画像表示装置の製造方法において、
前記非球面ミラー（５，５０，５５）の前記光学ブロック（ＢＫ）に対する位置を決定する位置決め工程を有し、該位置決め工程は、前記非球面ミラー（５，５０，５５）の前記平面（９ａ，１９ａ）に光ビーム（１０ａ，４ｊ）を照射して該平面（９ａ，１９ａ）で反射させ、反射した前記光ビーム（１０ａ，４ｊ）の正反射光の光路に基づいて前記位置を決定することを特徴とする投射型画像表示装置（１５０，１５１）の製造方法である。

本発明によれば、非球面ミラーの取り付けの際に、その位置や姿勢を高精度に設定することができ、そのばらつきも少なくすることができるという効果を奏する。
また、投射型画像表示装置において、非球面ミラーを所定の位置に所定の姿勢で、高精度に、かつ、少ないばらつきで取り付けることができ、高品位の画像を得ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図８を用いて説明する。
図１は、本発明の投射型画像表示装置の実施例を説明する概略構造図である。
図２は、本発明の非球面ミラーの第１実施例を説明する外観斜視図である。
図３は、本発明の非球面ミラーの第１実施例を説明するための正面部である。
図４は、本発明の非球面ミラーの第１実施例における要部を説明するための部分断面図である。
図５は、本発明の非球面ミラーの第１実施例における要部の変形例を説明するための部分断面図である。
図６は、本発明の非球面ミラーの第２実施例を説明するための図面である。
図７は、本発明の投射型画像表示装置の実施例を製造する方法を説明するための図である。
図８は、本発明の投射型画像表示装置における、凸面の反射面を有する非球面ミラーを搭載した実施例を説明する概略構造図である。

図１において、実施例の投射型画像表示装置１５０は、光学ブロックＫＢと非球面ミラー５（以下、単にミラー５とも称する）及びスクリーン６とを少なくとも備え、スクリーン６は筐体４９の開口部４９ａに取り付けられている。

ミラー５は、光学ブロックＫＢとスクリーン６との間の光路上に、光学ブロックＫＢに対する配設位置が高い精度で位置決めされ光学ブロックＫＢと共通の支持台８により支持されている。
光学ブロックＫＢは、ランプまたはＬＥＤを発光源とする光源１と、透過型の液晶表示素子２と光学レンズ３とを含んで構成される。
光源１からの光は、液晶表示素子２及び光学レンズ３を通過して所定の角度で拡がる光束４として放出される。この光束４は、光学レンズ３の光軸ＣＬ１を含まない範囲（当図では光軸ＣＬ１より上方側）を通過するように構成されている。

液晶表示素子２には画像信号処理部（図示せず）より画像信号が入力され、この画像信号は液晶表示素子２において光変調され、この液晶表示素子２を通過した光束４は、入力された画像信号に対応した画像として光学ブロックＫＢから放出される。
尚、以下の説明における画像は、動画と静止画とを含むものである。
液晶表示素子２としては、透過型に限らず、Ｄ−ＩＬＡ（登録商標）（Ｄｉｒｅｃｔ−Ｄｒｉｖｅ Ｉｍａｇｅ Ｌｉｇｈｔ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などの反射型の液晶表示素子（ＬＣＯＳ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）を用いてもよい。
この反射型の液晶表示素子（ＬＣＯＳ）２を用いた場合は、光源１からの光はＬＣＯＳ２に投射され、ここで反射した光が、画像として光学レンズ３を介して光学ブロックＫＢから同様の光束４として放出される。

光学ブロックＫＢから放出された光束４は、ミラー５の非球面に形成された反射面５ａである凹面の一部の範囲で反射されてスクリーン６の裏面６ｂ側（図の右側面）に画像として拡大投射される。ここで、反射面５ａは凹面であるから、反射させる画像は反射前後で上下左右が反転してスクリーン６に投射される。
そして、鑑賞者７は、光スクリーン６の正面６ａ側から、スクリーン６の裏面６ｂに投射された拡大画像を鑑賞することができる。

この実施例においては、光束４を反射するミラー５の反射面を凹面としているが、特許文献１に記載されたような非球面の凸面で反射させる構成であってももちろんよい。この非球面の凸面を有するミラー５５を用いた投射型画像表示装置１５１については後述する。

次に、実施例の非球面ミラー５の詳細について、図２を用いて説明する。以下にまずミラー５を第１実施例として説明し、ミラー５０を第２実施例として後述する。

ミラー５は、金属の塊から切削等による削り出しで形成されている。
この金属としては射出成形用の金型鋼材を用いることができる。
例えば、ＳＴＡＶＡＸ（登録商標）を用い、中削り後、表面にＮｉＰ（ニッケル−リン合金）めっきを施して反射面の鏡面仕上げ加工を行う。このＮｉＰめっきにより、切削性及び耐蝕性が向上すると共により高い反射率を得ることができる。

ミラー５の具体的形状としては、その一面が反射面５ａとして凹面に形成されており、この反射面５ａに対向する背面５ｈと、天面５ｔ及び底面５ｂに、取り付けの際に相手部品と当接して位置決めとなるよう高精度に仕上げられた支持面５ｓがそれぞれ設けられている。
また、背面５ｈ側には、階段状に削られた凹部である肉抜き部５ｎ（図１参照）

支持台８との固定構造としては、周知の構造が適用でき、その際、図２における、光軸ＣＬ回りの回動Ｒ，左右方向移動Ｘ，上下方向移動Ｙ及びあおりＳＦのすべて、又は、一部を所定範囲で調節可能とし、最適位置（姿勢）で固定できるように構成されている。

反射面５ａは上述したように鏡面に仕上げられており、切削で中削り加工した後、ラッピングなどにより鏡面処理する工法以外に、切削加工で鏡面とする工法を採用してもよい。この場合は、特に切削以降の２次加工は不要である。
また、天面５ｔと底面５ｂとは平行に形成される一方、反射面５ａにはこれらの面と平行な光軸ＣＬが設定されている。

具体的には、反射面５ａは、光軸ＣＬの回りに形成された軸対称の非球面なる凹面から光軸ＣＬを非中心位置に有するよう切り出された凹面として形成されている。
更に具体的には、ミラー５を光軸ＣＬ方向から見た図３に示すように、反射面５ａは、光軸ＣＬの回りに軸対称な非球面なる凹面を軸方向からみて概ね長方形ＡＢＣＤとなるように、かつ、光軸ＣＬの位置がその長方形ＡＢＣＤの中心Ｏではなくその中心Ｏを通り長辺ＤＡに直交する線分ＥＯ上に位置する曲面を有している。

このミラー５における反射面の大きさは、一例として、図３において幅Ｗが約１６４ｍｍであり、高さＨが約１００ｍｍであり、Ｈ１が１２ｍｍである。

反射面５ａにおける光軸ＣＬが交わる位置には、図４に断面を示すように、凹部として形成された基準面部９が設けられている。図４は図３におけるＳ−Ｓ断面である。

具体的には、基準面部９は、光軸ＣＬが基準面部９のない場合の反射面５ａと交わる位置Ｐ５を基準とした所定の直径φ及び深さＤなる円筒状凹部として形成されている。この凹部の具体的寸法例としては、φ＝４．８ｍｍ，Ｄ＝０．５ｍｍである。
そして、凹部の底面９ａは平面であり、特に、この実施例においては光軸ＣＬとなす角度θをθ＝９０°とした直交平面として形成され、また、その底面９ａに照射された光を概ね正反射する表面粗さで仕上げられている。

この基準面部は、円筒状凸部として形成された基準面部１９であってもよい。
具体的には、図５に示すように、基準面部１９は、光軸ＣＬが、基準面部９がない場合の反射面５ａと交わる位置Ｐ５を基準とした所定の直径φ及び突出量Ｄなる円筒状凸部として形成されている。この凸部の具体的寸法例としては、φ＝４．８ｍｍ，Ｄ＝０．５ｍｍである。
そして、凸部の天面（突出面）１９ａは平面であり、特に、この実施例においては光軸ＣＬと直交する平面として形成され、また、突出面１９ａに照射された光を概ね正反射する表面粗さで仕上げられている。

基準面部は、反射面５ａが切削加工のみで形成される場合は、凹部の基準面部９及び凸部の基準面部１９のいずれであってもよく、いずれの場合も切削加工により反射面と同一工程で形成できる。
一方、反射面５ａが、ラッピング加工による鏡面仕上げ工程を含んで形成される場合は、ラッピング加工の妨げとならないように凹部の基準面部９として切削により形成することが望ましい。

次に、第２実施例のミラー５０について図６を用いて説明する。
図６において、（ａ）図は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は右側面図である。

このミラー５０は樹脂を射出成形することで形成されている。
また、反射面５０ａは、射出成形した成形品に蒸着によってアルミニウムや銀などの反射膜が設けられて形成され、この反射膜により高反射率面とされている。
射出成形に用いる樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）の不透明材が好適であるが、もちろんこれに限るものではなく、種々の樹脂を用いることができる。

このミラー５０は、非球面の反射面５０ａと、この面に沿いほぼ均一の肉厚ｔになるように形成された背面５０ｈとを有して略瓦状に形成されている。
反射面５０ａの面形状は、第１実施例と同様に形成されている。

すなわち、反射面５０ａは、光軸ＣＬの回りに形成された軸対称の非球面なる凹面から光軸ＣＬを非中心位置に有するよう切り出された凹面として形成されている。
更に具体的には、図６（ｂ）に示すように、反射面５０ａは、光軸ＣＬの回りに軸対称な非球面なる凹面を軸方向からみて概ね長方形ＡＢＣＤとなるように、かつ、光軸ＣＬの位置がその長方形ＡＢＣＤの中心Ｏではなくその中心Ｏを通り長辺ＤＡに直交する線分ＥＯ上に位置する曲面を有している。

左右の側面５０ｓ１，５０ｓ２には、光軸ＣＬと交わる長辺ＡＤと平行な軸ＣＬ５を有して外側に延出するピン５０ｐ１，５０ｐ２が形成されている。
また、各側面５０ｓ１，５０ｓ２の長辺ＢＣ側には、その長辺ＢＣと平行な方向で外側に延出する鍔部５０ｑ１，５０ｑ２が形成されている。これらの鍔部５０ｑ１，５０ｑ２には、孔５０ｄがそれぞれ設けられている。
一方、底面５０ｂには、Ｕ字状の切り欠きを有する一対の鍔部５０ｒ１，５０ｒ２が設けられている。
また、天面５０ｔの中央部には、突起５０ｋが形成されている。
これらのピン５０ｐ１，５０ｐ２、鍔部５０ｑ１，５０ｑ２、孔５０ｄ、鍔部５０ｒ１、５０ｒ２及び突起５０ｋを利用して、このミラー５０は支持台８に固定される。

固定構造としては周知の構造が適用でき、その際、図３における、光軸ＣＬ回りの回動Ｒ，左右方向移動Ｘ，上下方向移動Ｙ及びあおりＳＦのすべて、又は、一部を所定範囲で調節可能とし、最適位置（姿勢）で固定できるように構成されている。

また、このミラー５０においても、第１実施例のミラー５と同様に基準面部が形成されている。具体的には、繰り返しになるが、円筒状凹部として形成された基準面部９または円筒状凸部として形成された基準面部１９であり、それぞれ図４及び図５で示されるものと同じである。

この第２実施例のミラー５０の場合は、射出成形により形成され、成形品に対して鏡面仕上げは不要であるので、基準面部は凸部でも凹部でもよい。
いずれにおいても、光軸ＣＬに沿って入射した光を概ね再び光軸上に正反射するよう光軸ＣＬに直交して（θ＝９０°）形成された底面９ａまたは突出面１９ａを備えていればよい。

次に、ミラー５，５０の取り付け位置と姿勢とを決定する方法（以下、単にミラーの取り付け方法とも称する）について、ミラー５の場合を代表とし、図７を用いて詳述する。ミラー５０の場合も同様の方法で行うことができる。

まず、図７に示すように、支持台８の基準面８ａ上の所定位置に所定姿勢で光学ブロックＫＢを固定しておく。
ミラー５を、支持台８の概ね所定となる位置に載置し、固定構造により仮止めしておく。この固定構造は、上述したように、光軸ＣＬ回りの回動Ｒ，左右方向移動Ｘ，上下方向移動Ｙ及びあおりＳＦのすべて、又は、一部を所定範囲で調節可能とされており、周知の構造を適用できるので図７において省略してある。

この状態で、オートコリメータ１０を用い、支持台８の基準面８ａと所定間隔Ｗで平行であると共に図７の紙面に直交する方向において光学ブロックＫＢの光軸ＣＬ１と同一平面に含まれる光ビーム、すなわち、設計で設定されたミラー５の光軸ＣＬと同軸なる光ビーム１０ａを、基準面部９に照射する。
この光ビーム１０ａは、基準面部９の底面９ａで反射するので、その反射光の内の正反射光を基に底面９ａの傾きを測定し、その傾きがゼロとなるように（仮止めしたミラー５の光軸ＣＬが設計上の光軸ＣＬと一致するように）ミラー５の位置と姿勢とを調整し、傾きがゼロの状態で固定する。

すなわち、この方法は、ミラー５の光軸ＣＬに直交する平面である底面９ａに設計上の光軸と同軸で光ビームを照射し、底面９ａで正反射した光を用いて光軸調整を行い、ミラー５を光学ブロックＫＢと共通の基準面８ａに固定する方法である。
従って、スクリーン６に画像を投影することなくミラー５の位置と姿勢を調整して固定が行えるので作業が容易であり、また、スクリーン６や筐体４９がない状態でもミラー５の調整作業と固定作業が可能である。

また、オートコリメータを使ってミラー５の姿勢調整が行えるので、装置が簡素であり、極めて高精度に位置と姿勢とを調整してミラーを固定することができる。

従って、この方法は、投射型画像表示装置の製造に好適に適用でき、この方法を用いれば製造が容易であり、また、この方法で製造した投射型表示装置は、その画像の歪みが極めて少なく、解像度の偏りがほとんどなく、高品位の画像を提供することができる。

また、ミラー５の反射面が所定の形状で形成されているか否かの検査作業も容易になる。
すなわち、この検査には３次元測定機を用いるが、基準面部がない従来のミラーの場合、反射面に基準となる平面がないため、反射面の３次元設計データと測定した３次元実測データとの照合において、ミラーをどの位置、どの姿勢にして照合すればよいかの判断がつかず、その作業は極めて難しいものであった。
具体的には、反射面全体にわたって所定ピッチで得られる複数の設計データと実測データとをそれぞれ照合して差分を求め、その差分の総和が最も小さくなるミラーの姿勢を求めてその姿勢を基準姿勢とし、この基準姿勢における照合データを基に加工面の評価をしなければならなかった。
従って、手間がかかると共に、基準姿勢が、比較すべき正しい姿勢か否かが明確でなく、照合データの信頼性に疑念が生じる場合があった。

しかしながら、実施例のミラー５，５０のように、反射面内に基準面部９，１９があると、その底面９ａあるいは突出面１９ａを基準面にしてミラーの位置と姿勢が容易に、また、確実に決定できる。そして、その決定した状態で設計データと測定データとを単純に照合すればよいので照合作業が極めて容易であり、また、その照合結果の信頼性は極めて高い。

以上、詳述したように、ミラー５，５０の取り付け方法においては、凹部を有する基準面部９であっても凸部を有する基準面部１９であっても同様に作業が可能であり、また、同様の効果を得ることができる。

次に、反射面が凸面の非球面ミラー５５を備えた投射型画像表示装置１５１の実施例について図８を用いて説明する。

この投射型画像表示装置１５１は、上述した投射型画像表示装置１５０に対してミラーの反射面形状が異なるものであり、他の部分は同様の構成となっている。
この構成において、図８に示すように、光学ブロックＫＢから放出された光束４は、ミラー５５の非球面に形成された凸面の反射面５５ａで反射されてスクリーン６の裏面６ｂ側（図の右側面）に画像として拡大投射される。ここで、反射面５５ａは凸面であるから、反射する画像は反射前後で上下左右が反転することなくスクリーン６に投射される。
そして、鑑賞者７は、光スクリーン６の正面６ａ側から、スクリーン６の裏面６ｂに投射された拡大画像を鑑賞することができる。

搭載したミラー５５の反射面５５ａは、光軸ＣＬの回りに形成された軸対称の非球面なる凸面から光軸ＣＬ５を非中心位置に有するよう切り出された凸面として形成されている。
また、ミラー５と同様に、反射面５５ａには光軸ＣＬを軸とする円筒状凹部を有する基準面部９が設けられている。この基準面部は、円筒状凸部を有する基準面部１９であってももちろんよい。

このミラー５５は、上述した取り付け方法と同様に、オートコリメータを用い、基準面部９の底面９ａに設計上の光軸ＣＬ５と同軸で光ビームを照射し、底面９ａで反射した光の内の正反射光を用いて光軸調整を行って光学ブロックＫＢと共通の基準面８ａに取り付ける方法で固定することができる。

一方、このミラー５５は、次に説明する別の方法で高精度に取り付けることもできる。

まず、予め、光学ブロックＫＢの光軸ＣＬ１が基準面部９の底面９ａに位置するように光学ブロックＫＢとミラー５５との相対位置を設定しておく。
そして、ミラー５５の支持台８への取り付けの際に、光学レンズ３の前面側に光軸を含むその近傍の光のみを出射させるマスクＭＫを配置し、光学ブロックＫＢから光軸ＣＬ１上に放出される光ビーム（以下、軸光とも称する）４ｊを出射させる。
すると、軸光４ｊは底面９ａにおいて正反射し、筐体４９における前パネル４９ａの内面４９ａ１に当たり、その位置Ｐ１に輝点が生じる。

ここで、設計から求められるミラー５５が正規位置に有る場合の輝点の位置Ｐに位置Ｐ１を一致させるようミラー５５の位置と姿勢を調整し、一致した状態でミラー５５を固定することで、極めて高い精度でミラー５５の位置と姿勢とを決めて固定することができる。

この方法によれば、オートコリメータ１０を用いる替わりにマスクＭＫを光学レンズ３の前方に配設することでミラー５５の位置決めが可能となり、ミラー５５の取り付け作業を極めて容易に、かつ、高い精度で行うことができる。

以上、詳述した実施例によれば、非球面ミラーを削りだしで形成する場合は、反射面と基準面部の基準面とを、ワークに対するチャッキングを変えずに同じ加工工程で形成できるので、両者の相対位置を極めて高い精度として形成することができる。
また、ミラーが成形品の場合も、成形金型における反射面と基準面部の基準面とをワークに対するチャッキングを変えずに同じ加工工程で形成できるので、両者の相対位置を極めて高い精度として形成することができ、このような金型で成形したミラーにおける基準面部の基準面と反射面との相対位置も当然高精度に得られる。
そして、このようにして得られた基準面の位置や姿勢を、その基準面に投射した光の反射光に基づいて測定して正規の位置や姿勢に調整するので、この非球面ミラーは、極めて高精度に位置決めされて取り付けられ、また、この非球面ミラーを搭載した反射型画像表示装置は、歪みや解像度の偏りが極めて少ない高品位の画像を提供することができる。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。

基準面部９，１９は、基準面となる平面を有するものであれば、凹状、凸状のいずれの場合も円筒状に限定されるものではない。角柱状、円錐台状なででもよく、形状は限定されない。
反射面５ａ，５０ａ，５５ａと光軸ＣＬとの交点を含む平面を基準面として有するものでもよい。

また、基準面（底面、突出面）９ａ，１９ａは、上述した実施例のように、光軸ＣＬに直交する平面に限定するものではなく、反射面内に形成された光軸ＣＬと所定の角度θで交わる平面であってもよい。基準面９ａ，１９ａは、この角度θが精度良く形成されるので、オートコリメータからの光ビームを光軸ＣＬに対して角度（９０°−θ°）となるように基準面９ａ，１９ａに照射することで、同様に位置決めを行うことができる。
ただし、ミラーの製造の観点から、基準面を反射面形状の基準となる光軸に直交する面として形成するのが最も容易であるので、基準面９ａ，１９ａは光軸に直交する面とするのが好ましい。

また、基準面である底面９ａまたは突出面１９ａを有する基準面部９，１９は、ミラー５，５０，５５の光軸ＣＬ上以外に設けてあってもよいが、基準面９ａ，１９ａを反射面５ａ，５０ａ，５５ａと同一工程で加工できて直交度が高精度に得られるように、各実施例のように光軸ＣＬ上に設けるのが好ましい。
また、光軸ＣＬ上の基準面９ａ，１９ａに加えて、光軸ＣＬから遠い位置に別の基準面を設け、複数の基準面を用いてオートコリメータによる位置出しを行うようにしてもよい。

位置決めのために基準面９ａ，１９ａに照射する光ビームは、可視光に限らず、赤外光、紫外光などの非可視光でもよい。また、光ビームは、レーザビームも含むものである。

本発明の投射型画像表示装置の実施例を説明する概略構造図である。 本発明の非球面ミラーの第１実施例を説明する外観斜視図である。 本発明の非球面ミラーの第１実施例を説明するための正面部である。 本発明の非球面ミラーの第１実施例における要部を説明するための部分断面図である。 本発明の非球面ミラーの第１実施例における要部の変形例を説明するための部分断面図である。 本発明の非球面ミラーの第２実施例を説明するための図面である。 本発明の投射型画像表示装置の実施例を製造する方法を説明するための図である。 本発明の投射型画像表示装置における、凸面の反射面を有する非球面ミラーを搭載した実施例を説明する概略構造図である。

符号の説明

１ 光源
２ 液晶表示素子（ＬＣＯＳ）
３ 光学レンズ
４ 光束
４ｊ 光ビーム（軸光）
５，５０，５５ （非球面）ミラー
５ａ，５０ａ，５５ａ 反射面
５ｂ，５０ｂ 底面
５ｈ，５０ｈ 背面
５ｓ 支持面
５ｔ 天面
６ スクリーン
６ａ 正面
６ｂ 裏面
７ 鑑賞者
８ 支持台
８ａ 基準面
９，１９ 基準面部
９ａ 底面
１０ オートコリメータ
１０ａ 光ビーム
１９ａ 突出面
４９ 筐体
４９ａ 前面パネル
４９ａ１ 内面
１５０，１５１ 投射型画像表示装置
ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ５ 光軸
ＫＢ 光学ブロック
ＭＫ マスク
Ｐ１ （輝点の）位置

Claims (4)

1. 一軸の回りに軸対称とされた非球面から該非球面と前記一軸との交点を含む所定の範囲を切り出した面を有する反射面と、
   前記反射面に設けられ前記一軸と交わる平面を有する基準面部と、
   を備えた非球面ミラー。
2. 前記平面は前記一軸と直交することを特徴とする請求項１記載の非球面ミラー。
3. 画像を光変調してなる投射光を出射する光学ブロックと、
   前記投射光を前記反射面で反射する請求項１又は２記載の非球面ミラーと、
   前記反射面で反射した前記投射光が投射されて前記画像を表示するスクリーンと、を備えた投射型画像表示装置。
4. 請求項３に記載の投射型画像表示装置を製造する投射型画像表示装置の製造方法において、
   前記非球面ミラーの前記光学ブロックに対する位置を決定する位置決め工程を有し、
   該位置決め工程は、
   前記非球面ミラーの前記平面に光ビームを照射して該平面で反射させ、反射した前記光ビームの正反射光の光路に基づいて前記位置を決定することを特徴とする投射型画像表示装置の製造方法。

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