JPH11337329A - 平面状物体の傾きの測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投写レンズの中心軸に対するスクリーンの傾
きを、スクリーン上の広い範囲について安価且つ簡単に
測定できる方法を提供する。 【解決手段】 スクリーンの手前に配置した、投写レン
ズ２の中心軸に直交するミラー面７ａを有する第１のミ
ラー７に向けて、レーザー装置３からレーザー光ａを出
射し、その反射光がレーザー出射口に戻るようにレーザ
ー装置３の傾きを調整することにより、レーザー光ａの
光軸を投写レンズ２の中心軸と一致させる。その後、ス
クリーンの手前に配置した回転テーブルの回転面がレー
ザー光ａの光軸と直交するように回転テーブルの傾きを
調整し、回転テーブルの複数の回転位置において、それ
ぞれ回転テーブル上のレーザー装置から出射したレーザ
ー光の回転テーブルから所定距離離れた箇所でのスクリ
ーンとの距離を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の軸に対する
平面状物体の傾きを測定する方法に関し、特に、平面状
物体上の広い範囲について安価且つ簡単に測定を行える
ようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各原色
について個別にＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を設けた３
板式液晶投写形テレビの製造過程では、各ＬＣＤを、投
写光学系（プリズム及び投写レンズ）に対する位置精度
を出した状態でセット（プロジェクター）に取り付ける
必要がある。

【０００３】そこで、例えば、この位置精度を出すため
の治具として、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＣＤそれぞれについてＬ
ＣＤ搭載用のステージ（６軸方向に自由度を持ったも
の）と投写光学系（ステージに搭載したＬＣＤに対して
セット内におけると同じ位置関係にあるもの）とから成
るものを作成し、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＣＤの画像をこの治具
からスクリーンのコーナー（４隅）に投写し、各コーナ
ーにおけるＲ，Ｇ，Ｂの画像の位置がそれぞれ一致する
ようにステージを動かして各ＬＣＤの位置の調整（レジ
ストレーション調整）を行った後、各ＬＣＤをその調整
後の位置に固定させた状態でセットに取り付けている。

【０００４】ところで、このレジストレーション調整を
高精度に行うためには、スクリーンが投写レンズの中心
軸に対して垂直になっており、且つ、スクリーンのうち
少なくともレジストレーション調整を行う箇所である各
コーナーが同一平面内にある（それらの箇所に凹凸がな
い）ことが必要である。

【０００５】そこで、このレジストレーション調整を行
う前には、こうしたスクリーンの垂直性や平面性を測定
することを行っている。従来は、こうした垂直性や平面
性（本明細書ではこうした垂直性と平面性との測定を総
称して「軸に対する傾きの測定」とも呼ぶことにする）
を、オートコリメータやレーザー変位計を用いて行って
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、オートコリメ
ータやレーザー変位計は高価であると共に使用前に高精
度なセッティングが必要なので、従来のような測定方法
には、コストがかかると共に作業が煩雑になるという不
都合があった。

【０００７】また特に、オートコリメータを用いる場合
には、実際に光線を反射させた箇所についてしか測定を
行えないので、スクリーン上の広い範囲について平面性
の測定を行うことが困難であるという不都合があった。

【０００８】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、投写レンズの中心軸に対するスクリーンの傾きを、
スクリーン上の広い範囲について安価且つ簡単に測定で
きる方法を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の軸に対
する平面状物体の傾きを測定する方法において、以下の
各ステップを含むことを特徴としている。

【００１０】（ステップＳ１）この平面状物体の手前に
配置した、この軸に直交するミラー面を有する第１のミ
ラーに向けて、第１のレーザー装置からレーザー光を出
射する。

【００１１】（ステップＳ２）第１のミラーのミラー面
によるこのレーザー光の反射光が第１のレーザー装置の
レーザー出射口に戻るように第１のレーザー装置の傾き
を調整した後、第１のミラーをこの平面状物体の手前か
ら除去する。

【００１２】（ステップＳ３）この平面状物体の手前に
配置した、回転面に対して平行なミラー面を有する第２
のミラーと回転面に平行な成分を含む方向にレーザー光
を出射する第２のレーザー装置とを設けた回転テーブル
に向けて、第１のレーザー装置からレーザー光を出射す
る。

【００１３】（ステップＳ４）第２のミラーのミラー面
によるレーザー光の反射光が第１のレーザー装置におけ
るレーザー光の出射口に戻るように回転テーブルの傾き
を調整する。

【００１４】（ステップＳ５）回転テーブルの複数の回
転位置において、それぞれ第２のレーザー装置からレー
ザー光を出射し、回転テーブルから所定距離離れた箇所
でのレーザー光とこの平面状物体との距離（この平面状
物体からのレーザー光の通過位置の高さ）を求める。

【００１５】（ステップＳ６）これらの複数の回転位置
におけるレーザー光とこの平面状物体との距離に基づ
き、この所定の軸に対するこの平面状物体の傾きを測定
する。

【００１６】この平面状物体の傾きの測定方法によれ
ば、上記ステップＳ１乃至Ｓ２での第１のレーザー装置
の傾きの調整作業により、第１のレーザー装置から出射
されるレーザー光の光軸が、所定の軸と一致するように
なる。

【００１７】また、その後の上記ステップＳ３乃至Ｓ４
での回転テーブルの傾きの調整作業により、回転テーブ
ルの回転面が、第１のレーザー装置から出射されるレー
ザー光の光軸と（従って所定の軸と）直交するようにな
る。

【００１８】その結果、回転テーブルを或る回転位置に
設定したとき、こうした所定の軸と直交する回転面に平
行な成分を含む方向に第２のレーザー装置から出射され
たレーザー光が、回転テーブルから所定距離だけ離れた
箇所でこの平面状物体からどれだけの距離にあり、回転
テーブルの別の回転位置に設定したとき、このレーザー
光がこうした箇所でこの平面状物体からどれだけの距離
にあるか、といった複数の箇所での距離は、この平面状
物体がこの所定の軸に対して垂直であり且つこれらの箇
所が同一平面内にある場合と、そうでない場合とで、異
なったものとなる。従って、上記ステップＳ５乃至Ｓ６
での作業により、平面状物体の垂直性及び平面性を測定
することができる。

【００１９】このように、この方法では、オートコリメ
ータやレーザー変位計を用いることなく、所定の軸に対
する平面状物体の傾きを安価且つ簡単に測定することが
できる。

【００２０】しかも、上記ステップＳ５において平面状
物体からのレーザー光の距離を求める箇所と回転テーブ
ルとの距離を任意に設定することにより、平面状物体上
の広い範囲について平面性の測定を行うことができる。

【００２１】尚、本発明に係る方法において、例えば請
求項２に記載のように、第１のレーザー装置に、レーザ
ー光の反射光が戻る位置のレーザー出射口に対するずれ
を測定するための目盛を取り付けることが好適である。
それにより、作業者は、上記ステップＳ２において、こ
の目盛で測定されるずれがなくなるように第１のレーザ
ー装置の傾きを調整すればよくなるので、この調整作業
を一層容易に行えるようになる。

【００２２】また、本発明に係る方法において、例えば
請求項３に記載のように、この平面状物体上において回
転テーブルから所定距離離れた複数の位置に、この平面
状物体からの距離を測定するためのゲージをそれぞれ取
り付け、これらのゲージに向けて第２のレーザー装置か
らレーザー光を出射することが好適である。それによ
り、作業者は、上記ステップＳ５において、これらのゲ
ージのうちレーザー光が照射された箇所を見ればレーザ
ー光とこの平面状物体との距離を測定することができる
ので、この距離を求める作業を一層容易に行えるように
なる。

【００２３】また、本発明に係る方法を、投写形表示装
置のプロジェクターの投写レンズの中心軸に対するスク
リーンの傾きを測定するために適用する場合には、例え
ば請求項４に記載のように、プロジェクターからスクリ
ーンに画像を投写する際のプロジェクターの投写レンズ
の位置と同じ位置に、この投写レンズと同一形状を成す
と共にスクリーンに対向する側と反対側に第１のミラー
をそのミラー面とその位置における投写レンズの中心軸
とを直交させて取り付けたダミーレンズを配置すること
が好適である。それにより、上記ステップＳ１乃至Ｓ２
において、第１のレーザー装置から出射されるレーザー
光の光軸を、プロジェクターの投写レンズの中心軸と高
精度に一致させることができるので、上記ステップＳ３
乃至Ｓ６での作業により、この投写レンズの中心軸に対
するスクリーンの傾きを高精度に測定することができる
ようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、３板式液晶投写形テレビの
製造過程において、レジストレーション調整の前提とし
て投写レンズの中心軸に対するスクリーンの傾きを測定
するために本発明を適用する例について説明する。尚、
ここでは一連の作業を上記ステップＳ１乃至Ｓ６に対応
する作業に分けて説明を行うことにする。

【００２５】〔上記ステップＳ１乃至Ｓ２に対応する作
業〕図１Ａは、３板式液晶投写形テレビのプロジェクタ
ー１の外観構成を略示するものである。同図において、
投写レンズ２は、プロジェクター１内にＲ，Ｇ，Ｂの３
つのＬＣＤに対応して設けられた３つの投写レンズのう
ち、ＧのＬＣＤに対応するものである。

【００２６】この例では、このプロジェクター１から後
述のスクリーン８（図３）に画像を投写する際のスクリ
ーン８に対する投写レンズ２の位置と同じ位置に、図１
Ｂに示すように、ダミーレンズ６を、投写レンズ２と同
じ方向に向けて配置する。（尚、図１Ｂではダミーレン
ズ６をこの位置に保持するための部材の図示を便宜上省
略しているが、例えばダミーレンズ６を支持台に載せる
等の適宜の方法でダミーレンズ６をこの位置に保持して
よい。）

【００２７】ダミーレンズ６は、投写レンズ２と同一形
状を成している（投写レンズ２と同一構成のレンズを投
写レンズ２と同一形状の筐体に収納している）と共に、
後述のスクリーン８に対向する側と反対側に、ミラー７
をそのミラー面７ａとダミーレンズ６の中心軸と（従っ
て画像投写時の投写レンズ２の中心軸と）直交させて取
り付けたものである。

【００２８】そして、図１Ｂのように、ダミーレンズ６
を挟んで後述のスクリーン８とは反対側（即ちミラー面
７ａに対向する側）の位置に、レーザーヘッド３を、レ
ーザー光の出射口をミラー７に向けた状態で、前後一対
のホルダー４に支持させる。

【００２９】これらのホルダー４は、図２Ａに示すよう
に、リング形状を成しており、その中央部の穴（レーザ
ーヘッド３の直径よりも広い内径の穴）に挿入されたレ
ーザーヘッド３を、３本のネジの先端で支持しており、
それらのネジによりダミーレンズ６の中心軸に対するレ
ーザーヘッド３の傾きを調整可能になっている。

【００３０】また、レーザーヘッド３には、レーザー出
射口の部分に、図１Ｂに示すように、ターゲットプレー
ト５が取り付けられている。ターゲットプレート５は、
図２Ｂに示すように、この出射口からのレーザー光を通
すための穴５ａを有すると共に、穴５ａの周囲に、レー
ザー光ａの反射光が戻る位置の穴５ａに対する（即ちレ
ーザー光の出射口に対する）ずれを測定するための十字
状の目盛を有するものである。

【００３１】以上のような状態で、図１Ｂに示すよう
に、レーザーヘッド３からレーザー光ａを出射する。す
ると、レーザー光ａがミラー７のミラー面７ａで反射さ
れ、その反射光がレーザーヘッド３側に戻ることにより
ターゲットプレート５に照射される。

【００３２】そこで、ターゲットプレート５の穴５ａに
対する（即ちレーザー光の出射口に対する）その反射光
の照射位置のずれをターゲットプレート５上の目盛で測
定し、このずれがなくなるようにホルダー４のネジでレ
ーザーヘッド３の傾きを調整する。

【００３３】これにより、レーザーヘッド３から出射さ
れるレーザー光ａの光軸が、ダミーレンズ６の中心軸と
（従って画像投写時の投写レンズ２の中心軸と）直交す
るようになる。このレーザーヘッド３の傾きの調整を終
了すると、ダミーレンズ６を上述の配置位置から除去す
る。

【００３４】〔上記ステップＳ３乃至Ｓ４に対応する作
業〕図３は、３板式液晶投写形テレビの製造過程におい
てレジストレーション調整作業のために用いられる治具
としてのスクリーン８を示す。

【００３５】このスクリーン８には、前述の作業により
傾きの調整を終了したレーザーヘッド３からのレーザー
光ａの光軸上の位置に、回転テーブル９が、調整ボルト
１２によりレーザー光ａの光軸に対する傾きを調整可能
に取り付けられている。

【００３６】回転テーブル９上には、図４にも示すよう
に、その回転面に対して平行なミラー面１０ａを有する
ミラー１０が中央部に設けられると共に、回転面に平行
な方向にレーザー光を出射するレーザーヘッド１１がミ
ラー１０の側方に設けられている。

【００３７】また、スクリーン８上のレジストレーショ
ン調整用の箇所である各コーナーには、図３に回転テー
ブル９から距離Ｌ２だけ離れた１つのコーナーについて
ブロックゲージ１３として代表的に示すように、スクリ
ーン８からの距離を測定するためのブロックゲージがそ
れぞれ取り付けられている。

【００３８】このスクリーン８に対して、図５に示すよ
うに、レーザーヘッド３からレーザー光ａを出射する。
すると、レーザー光ａがミラー１０のミラー面１０ａで
反射され、その反射光がレーザーヘッド３側に戻ること
によりターゲットプレート５に照射される。

【００３９】そこで、ターゲットプレート５の穴５ａに
対するその反射光の照射位置のずれをターゲットプレー
ト５上の目盛で測定し、このずれがなくなるように調整
ボルト１２で回転テーブル９の傾きを調整する。これに
より、回転テーブル９の回転面が、レーザー光ａの光軸
と（従って画像投写時の投写レンズ２の中心軸と）直交
するようになる。

【００４０】〔上記ステップＳ５乃至Ｓ６に対応する作
業〕図３に示すように、回転テーブル９の回転位置を、
レーザーヘッド１１のレーザー光の出射口が１つのコー
ナーのブロックゲージ１３に向くような位置に設定した
状態で、レーザーヘッド１１からレーザー光ｂを出射す
る。

【００４１】すると、このレーザー光ｂがブロックゲー
ジ１３に照射されるので、ブロックゲージ１３のうちレ
ーザー光ｂが照射された箇所を見て、レーザー光ｂとス
クリーン８との距離Ｌ１を測定する。続いて、残りの３
つのコーナーについても、同様の作業を行うことによ
り、レーザー光ｂとスクリーン８との距離を測定する。

【００４２】ここで、レーザー光ｂは回転面に平行な
（即ち画像投写時の投写レンズ２の中心軸に直交する）
方向に出射されるので、スクリーン８が画像投写時の投
写レンズ２の中心軸に対して垂直であり且つ各コーナー
が同一平面内にある場合には、各コーナーでのレーザー
光ｂとスクリーン８との距離は全て等しくなる。しか
し、スクリーン８が画像投写時の投写レンズ２の中心軸
に対して垂直でないか、または各コーナーが同一平面内
にない場合には、中心軸に対して垂直な方向からのずれ
や凹凸の大きさに応じて、これらの距離に相違が生じる
ようになる。従って、これらの距離に基づいてスクリー
ン８の垂直性及び平面性が測定される。

【００４３】このように、この例では、画像投写時の投
写レンズの中心軸に対するスクリーン８の傾きを安価且
つ簡単に測定することができる。しかも、スクリーン８
の各コーナーのようなスクリーン８上の広い範囲につい
て平面性の測定を行うことができる。

【００４４】尚、以上の例では、レーザーヘッド１１
を、レーザー光ｂを回転面に平行な方向に出射するよう
にして回転テーブル９上に設けている。しかし、例えば
スクリーン８の中央部に回転テーブル９を取り付ける
（従ってレーザーヘッド３からのレーザー光ａをスクリ
ーン８の中央部に向けて出射する）ことにより、レーザ
ーヘッド１１のレーザー出射口からスクリーン８上の各
コーナーのブロックゲージまでの距離を全て等しくすれ
ば、レーザー光ｂを回転面に平行でない方向（少なくと
も回転面に平行な成分を含む方向）に出射するようにし
てレーザーヘッド１１を回転テーブル９上に設けても、
スクリーン８が画像投写時の投写レンズ２の中心軸に対
して垂直であり且つ各コーナーが同一平面内にある場合
には、やはり各コーナーでのレーザー光ｂとスクリーン
８との距離は全て等しくなる。従って、回転テーブル９
と各コーナーのブロックゲージとレーザーヘッド１１と
をこのような関係に設定してもよい。

【００４５】また、以上の例では、ブロックゲージのう
ちレーザー光ｂが照射された箇所を見て、レーザー光ｂ
とスクリーン８との距離を測定している。しかし、例え
ばブロックゲージのうちレーザー光ｂが照射される面に
位置検出センサを配置することにより、レーザー光ｂと
スクリーン８との距離を自動的に測定してもよい。それ
により、レーザー光ｂとスクリーン８との距離の測定を
一層容易且つ高精度に行えるようになる。

【００４６】また、以上の例では、スクリーン８上の各
コーナー（即ち４箇所）についてレーザー光ｂとスクリ
ーン８との距離を測定している。しかし、スクリーン８
上の少なくとも２箇所についてレーザー光ｂとスクリー
ン８との距離を測定すれば、それらの距離の基づいてス
クリーン８の垂直性及び平面性を測定することが可能で
ある。

【００４７】また、以上の例では３板式液晶投写形テレ
ビの製造過程においてレジストレーション調整の前提と
して投写レンズの中心軸に対するスクリーンの傾きを測
定するために本発明を適用している。しかし、本発明
は、それ以外の局面において投写レンズの中心軸に対す
るスクリーンの傾きを測定するためにも適用してよく、
さらには、スクリーン以外の平面状物体の任意の軸に対
する傾きを測定するためにも適用してよい。また、本発
明は、以上の実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱する
ことなく、その他様々の構成をとりうることはもちろん
である。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る測定方法に
よれば、所定の軸に対する平面状物体の傾きを、オート
コリメータやレーザー変位計を用いることなく、安価且
つ簡単に測定することができる。

【００４９】しかも、平面状物体からのレーザー光の距
離を求める箇所と回転テーブルとの距離を任意に設定す
ることにより、平面状物体上の広い範囲について平面性
の測定を行うことができる。

【００５０】従って、例えば本発明を投写レンズの中心
軸に対するスクリーンの傾きを測定するためにも適用す
れば、スクリーンの傾きを、スクリーン上の広い範囲に
ついて安価且つ簡単に測定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定方法における作業の一過程を
示す図である。

【図２】図１のホルダー及びターゲットプレートを示す
図である。

【図３】スクリーンの外観の一例を示す図である。

【図４】図３の回転テーブルを示す図である。

【図５】本発明に係る測定方法における作業の一過程を
示す図である。

【符号の説明】

１ プロジェクター、 ２ 投写レンズ、 ３，１１
レーザーヘッド、 ４ホルダー、 ５ ターゲットプレ
ート、 ５ａ ターゲットプレートの穴、６ ダミーレ
ンズ、 ７，１０ ミラー、 ７ａ，１０ａ ミラー
面、 ８ スクリーン、 ９ 回転テーブル、 １２
調整ボルト、 １３ ブロックゲージ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の軸に対する平面状物体の傾きを測
   定する方法において、 前記平面状物体の手前に配置した、前記軸に直交するミ
   ラー面を有する第１のミラーに向けて、第１のレーザー
   装置からレーザー光を出射し、 前記第１のミラーのミラー面による前記レーザー光の反
   射光が前記第１のレーザー装置のレーザー出射口に戻る
   ように前記第１のレーザー装置の傾きを調整した後、前
   記第１のミラーを前記平面状物体の手前から除去し、 前記平面状物体の手前に配置した、回転面に対して平行
   なミラー面を有する第２のミラーと前記回転面に平行な
   成分を含む方向にレーザー光を出射する第２のレーザー
   装置とを設けた回転テーブルに向けて、前記第１のレー
   ザー装置からレーザー光を出射し、 前記第２のミラーのミラー面による前記レーザー光の反
   射光が前記第１のレーザー装置における前記レーザー光
   の出射口に戻るように前記回転テーブルの傾きを調整
   し、 前記回転テーブルの複数の回転位置において、それぞれ
   前記第２のレーザー装置からレーザー光を出射し、前記
   回転テーブルから所定距離離れた箇所での前記レーザー
   光と前記平面状物体との距離を求め、 前記複数の回転位置における前記レーザー光と前記平面
   状物体との距離に基づき、前記軸に対する前記平面状物
   体の傾きを測定することを特徴とする平面状物体の傾き
   測定方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の平面状物体の傾き測定
   方法において、 前記第１のレーザー装置に、前記レーザー光の反射光が
   戻る位置の前記出射口に対するずれを測定するための目
   盛を取り付けたことを特徴とする平面状物体の傾き測定
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の平面状物体の
   傾き測定方法において、 前記平面状物体上において前記回転テーブルから前記所
   定距離離れた複数の位置に、前記平面状物体からの距離
   を測定するためのゲージをそれぞれ取り付け、前記ゲー
   ジに向けて前記第２のレーザー装置からレーザー光を出
   射することを特徴とする平面状物体の傾き測定方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の平面
   状物体の傾き測定方法において、 前記軸は、投写形表示装置のプロジェクターの投写レン
   ズの中心軸であり、 前記平面状物体は、スクリーンであり、 前記プロジェクターから前記スクリーンに画像を投写す
   る際の前記投写レンズの位置と同じ位置に、前記投写レ
   ンズと同一形状を成すと共に前記スクリーンに対向する
   側と反対側に前記第１のミラーをそのミラー面と前記位
   置における前記投写レンズの中心軸とを直交させて取り
   付けたダミーレンズを配置することを特徴とする平面状
   物体の傾き測定方法。