(57)【要約】【課題】  簡素な構成で、迅速かつ容易に光学素子の組付公差を計測できる光学系構成を得る。【解決手段】  光源１から反射型画像表示素子７までの間に配置された複数の光学素子４、５を有する照明光学系と、反射型画像表示素子を構成する複数の微小ミラーのうちオン状態にある微小ミラーからの反射光を被投写面１０１に投写する投写光学系８とを備えた画像表示装置１００において、反射型画像表示素子７の短手方向をｘ軸、長手方向をｚ軸、ｘ軸およびｚ軸に直交する方向をｙ軸とするとき、照明光学系の少なくとも一つの光学素子は、光学的有効範囲における面法線がｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれの軸とも平行にはならない面４ａ、５ａを有し、かつ、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸のそれぞれの軸に略垂直な平坦面３０２〜３０７を有している。【選択図】図２
2014098758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、反射型画像表示素子と、前記光源から前記反射型画像表示素子までの間に配置された複数の光学素子を有する照明光学系と、前記反射型画像表示素子を構成する複数の微小ミラーのうちオン状態にある微小ミラーからの反射光を被投写面に投写する投写光学系とを備えた画像表示装置において、
前記反射型画像表示素子の短手方向をｘ軸、長手方向をｚ軸、前記ｘ軸および前記ｚ軸に直交する方向をｙ軸とするとき、
前記照明光学系の少なくとも一つの光学素子は、光学的有効範囲における面法線が前記ｘ軸、前記ｙ軸、前記ｚ軸のいずれの軸とも平行にはならない面を有し、かつ、前記ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸のそれぞれの軸に略垂直な平坦面を有していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の各軸に略垂直な平坦面を有する光学素子は、
該光学素子の配置位置公差、或いは角度公差に対応する、前記反射型画像表示素子を照射する照明光束の変位が最も大きな光学素子を含んでいることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記ｘ軸、前記ｙ軸、および前記ｚ軸のそれぞれの軸に垂直な平坦面を有する光学素子は、照明用ミラーであることを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記照明光学系の複数の光学素子は、ハウジング内に配置された照明用レンズと照明用ミラーであり、
前記ハウジングは、前記光学素子の平坦面に対して穿通した開口部を有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記反射型画像表示素子の中心が原点であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を拡大してスクリーン等の投射面に投写する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にプロジェクタと称されている画像表示装置は、画像表示素子の違いによって、ＣＲＴプロジェクタ、液晶プロジェクタ、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）プロジェクタなどがある。上記ＤＭＤは、２次元的に配置された複数の微小ミラーを有し、個々の微小ミラーの傾斜角度を変化させて反射光をオン・オフする反射型画像表示素子である。このような反射型画像表示素子を備えた画像表示装置としては、例えば特許文献１、２、３が知られている。
特許文献１に記載の画像表示装置は、白色光源、カラーフィルタ、レンズ、平面ミラー、球面ミラー、反射型画像表示素子の一種であるＤＭＤ、投写レンズがこの順に配置され、球面ミラーを投写レンズの入射部の直下に配置し、かつ、レンズの中心軸と投写レンズの中心軸とを平面から見て所定角度で交差させている。
特許文献２に記載の画像表示装置も特許文献１に記載されている画像表示装置と類似の構成である。この画像表示装置は、レンズを通った光線を反射させてＤＭＤに導く折り返しミラーを単一の凹面形状のミラーとし、この折り返しミラーを、上記ＤＭＤの微小ミラーから投写レンズに向かう反射光の光路外に配置したものである。
特許文献３に記載の画像表示装置は、ランプ光源から放射される照明光を、パラボラリフレクタ、ロッドインテグレータ、集光光学系を経てＴＩＲ(Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ)プリズムに入射させ、ＴＩＲプリズムで全反射させた照明光をＤＭＤに照射し、ＤＭＤで反射された光を再びＴＩＲプリズムを経て投写レンズに入射させるようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に画像表示装置において、光源以降の照明光学系を構成する光学素子の多くは、光路を折り畳むことでできるだけコンパクトになるようにハウジング内に配置される。つまり、照明光学系は３次元の偏心光学系になっている。照明光学系を組立後の光学素子の配置状態（設計中央値からの配置誤差）を知るためには、各光学素子の３次元計測が必要になるが、計測が困難になる場合が多い。光学素子の配置誤差は投写画像の明るさの不足、投写画像領域の照度ムラにつながり、品質劣化の原因となる。
本発明は、簡素な構成で、照明光学系を構成する光学素子の組付公差を計測できる光学系構成を実現することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る画像表示装置は、光源と、反射型画像表示素子と、光源から反射型画像表示素子までの間に配置された複数の光学素子を有する照明光学系と、反射型画像表示素子を構成する複数の微小ミラーのうちオン状態にある微小ミラーからの反射光を被投写面に投写する投写光学系とを備え、反射型画像表示素子の短手方向をｘ軸、長手方向をｚ軸、ｘ軸およびｚ軸に直交する方向をｙ軸とするとき、照明光学系の少なくとも一つの光学素子は、光学的有効範囲における面法線がｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれの軸とも平行にはならない面を有し、かつ、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸のそれぞれの軸に略垂直な平坦面を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、簡素な構成で、照明光学系を構成する光学素子の組付公差を計測できる光学系構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る画像表示装置における光学系構成を示す図である。
【図２】図１に示す光学系構成を別の角度から示した図である。
【図３】本発明に係る画像表示装置における光ミキシング素子から投写レンズまでの部品形状と部品配置を説明する図である。
【図４】図４に示す光ミキシング素子から投写レンズまでの部品形状と部品配置を別な角度から見た図である。
【図５】図４に示す光ミキシング素子から投写レンズまでの部品形状と部品配置を別な角度から見た図である。
【図６】図４に示す光ミキシング素子から投写レンズまでの部品形状と部品配置を別な角度から見た図である。
【図７】本発明に係る画像表示装置における反射型画像表示素子（ＤＭＤ）上での照度分布の一例を示す図である。
【図８】（ａ）は本発明に係る画像表示装置における照明系第１ミラーの曲率中心を説明する図、（ｂ）は照明系第１ミラーと第２ミラーの構成を示す図である。
【図９】本発明に係る画像表示装置と被投写面（スクリーン）を含む全体鳥瞰図である。
【図１０】本発明に係る画像表示装置と被投写面（スクリーン）を含む全体鳥瞰図である。
【図１１】本発明に係る画像表示装置における投影光学系第２ミラーのローカル座標系を示す図である。
【図１２】本発明に係る画像表示装置における光源ランプからライトトンネルまでの部品配置例を示した図である。
【図１３】本発明に係る画像表示装置におけるＤＭＤ部分の詳細説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る画像表示装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図示の実施形態は、画像表示装置が備える投写光学系が投写レンズ系と投写ミラーを有してなり、投写レンズ系の光軸が被投写面に平行に配置され、投写レンズ系を透過する光束を投写ミラーが被投写面に向けて反射するように配置された構成になっている。しかし、本発明に用いられる投写光学系は、このような構成のものに限定されるものではなく、投写レンズ系の光軸が被投写面に対してほぼ正対する形式の画像表示装置にも適用可能である。
【０００８】
まず、図９、図１０を参照しながら本実施例に係る画像表示装置の概略を説明する。図９、図１０において、符号１００は画像表示装置を、１０１は被投写面となるスクリーンを示している。本発明の画像表示装置は、後述する反射型画像表示素子７の長方形状の有効反射面の中心を絶対座標原点としており、有効反射面の短手方向をｘ軸、長手方向をｚ軸とし、ｘ軸にもｚ軸にも直交する有効反射面からの垂直方向をｙ軸とする。本形態において、反射型画像表示素子７の有効反射面はｘｚ面に平行になるように配置されている。
図９、図１０に示されている画像表示装置１００は、光源１と、光源１から放射される光を集光して所定の位置に集光像を形成する集光器と、集光像の近傍に入射端を有する光ミキシング素子２と、第１照明用ミラー４と、第２照明用ミラー５を備えている。画像表示装置１００は、さらに投写レンズ系を保持しているレンズ鏡筒１０と、投写レンズ系とともに投写光学系を構成する第１投写ミラー８４と、第２投写ミラー８５と、平板ガラス９を備えている。
【０００９】
光源１およびその集光器と、光ミキシング素子２と、第１照明用ミラー４と、第２照明用ミラー５は照明光学系を構成していて、図示されていない反射型画像表示素子の反射面を均等に照明するようになっている。照明光学系を構成する光学素子の詳細については後述する。反射型画像表示素子７は、ＤＭＤからなり、ＤＭＤに表示されている画像に対応した反射光が投写光学系を構成するレンズ鏡筒１０内の投写レンズ系、第１、第２の投写ミラー８４、８５を経て被投写面１０１に投写されるように構成されている。投写レンズ系の光軸方向はｙ軸方向に向いていて、被投写面１０１も投写レンズ系の光軸と平行に、すなわち、ｙｚ面と平行に設置されている。
【００１０】
画像表示装置１００は、図９、図１０に示すように、被投写面１０１の下端よりも下方にあって、斜め上方にある被投写面１０１に向かい投写光が斜め上方に出射するように構成されている。被投写面１０１に向かい斜め上方に出射されて被投写面１０１に投写される画像の上下左右の歪みを矯正するために、第２投写ミラー８５の反射面は、自由曲面に形成されている。
【００１１】
画像表示装置１００の構成をより具体的に説明する。図１、図２は、上述した照明光学系と投写光学系を含む画像表示装置１００の構成を、見る方向を変えて示している。図１、図２において、光源１は、キセノンランプ、水銀ランプ、あるいはメタルハライドランプなどからなる発光体を内部に備えている。上記発光体から放射される照明光は、リフレクタ４０１の内側に設けられている集光ミラーにより所定の位置で集光される。光源１はその前端部に図示されないランプカバーが取り付けられている。
【００１２】
図１２に示すように光源１の、ランプカバーの前面には、ｘ軸方向を回転軸とし、ｘｙ面に対し角度を所定角度（本実施形態では１０度）傾けて防爆ガラス１２とカラーホイール１３が配置されている。
【００１３】
図１、図２において、光源１から出射する照明光の光路上には光ミキシング素子２が配置されている。光ミキシング素子２の入射端は、照明光の焦点位置近傍に配置されている。光ミキシング素子２として、本実施形態では矩形の開口を有する周知のライトトンネルが用いられている。ライトトンネルは、４枚の板状のミラーを、反射面を内側にして四角筒を形成するように組立てたものである。ライトトンネルの一端近傍に照明光の焦点位置があることによって、照明光がライトトンネルに入射する。この入射光は、４枚のミラーの内面で反射を繰り返し、ライトトンネルの他端の出射端からは、照度分布が均一化された横断面矩形の照明光が出射される。光ミキシング素子２として、ライトトンネルのほかに、公知のロッドインテグレータ、ライトパイプなどを用いてもよい。
【００１４】
光ミキシング素子２から出射した照明光の進路上には照明用レンズ３、第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５がこの順に配置されている。なお、図１、図２では光ミキシング素子２から出射した照明光の中心光線２０１だけを示していて、その他の光束は非図示としている。第１照明用ミラー４は、照明用レンズ３から出射される照明光を斜め後ろ上方に向かって折り曲げるように、ｘ軸方向にもｚ軸方向にも傾いた斜め上向きの姿勢で設置されている。第２照明用ミラー５は、第１照明用ミラー４による反射光を、下方に設置されている反射型画像表示素子であるＤＭＤ７に向かい下前方に折り曲げるように、ｘ軸方向にもｚ軸方向にも傾いた斜め下向きの姿勢で設置されている。
【００１５】
このように、照明光が照明用レンズ３、第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５の順に透過し反射されることにより、照明光の横断面形状が整形され、第２照明用ミラー５で反射された照明光がＤＭＤ７に照射されるようになっている。ＤＭＤ７の前面にはカバーガラス６が配置されている。ＤＭＤ７は、自身が有している微小ミラーがオンのとき、第２照明用ミラー５を経て照射される照明光を略直方向上方に向かって反射するようになっている。光ミキシング素子２の出射端とＤＭＤ７の後述の微小ミラー面は、照明用レンズ３、第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５からなる照明光学系に関し共役な位置にあり、光ミキシング素子２の出射端の均一な照明光がＤＭＤ７の微小ミラー面に均一に照射される。図１、図２では、煩雑を避けるために図示していないが、光ミキシング素子２からＤＭＤ７までの光学素子はハウジングに保持されている。
【００１６】
上述のごとく、照明光は、照明用レンズ３から、第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５、ＤＭＤ７を経て投写光学系８に至るまでに、三次元的に数回反射される。その間に照明光が上記各部材によって干渉されないように、第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５は、ｘ軸、ｙ軸方向に対して傾くとともに、ｙ軸方向から見て、投写レンズ系８１の光軸をから離れた位置に配置されている。
【００１７】
上記光源１からＤＭＤ７に至る光学系の部品仕様を表１に、各光学部品の位置座標を表２に示す。
【００１８】
【表１】
2014098758.tif 000003
【００１９】
【表２】
2014098758.tif 000004
【００２０】
表１、表２において、「ランプ１」とは上記光源１のことである。また、「レンズ１」および「レンズ２」とは、照明用レンズ３を構成する第１レンズおよび第２レンズ、「第１ミラー４」とは第１照明用ミラー４、「第２ミラー５」とは第２照明用ミラー５をそれぞれ示している。
【００２１】
反射型画像表示素子であるＤＭＤ７は、図１３に示すように、７−１から７−ｋまで２次元的状に配置された複数の微小ミラーで構成された長方形状の有効反射面７ａを有している。各微小ミラーは独立して傾きを変化させ、所定の向きから所定の角度で入射する光の反射角度を変化させることによりオン状態とオフ状態を作ることができる。各微小ミラーの偏向角度はおよそ±１２°である。上記オン状態とは、例えば反射光を後続の光学系に入射させる状態、オフ状態とは反射光が後続の光学系からそれる状態を言う。本実施形態におけるＤＭＤ７は、長手方向の微小ミラー数Ｍが、Ｍ＝１２８０個、短手方向の微小ミラー数Ｎが、Ｎ＝８００個、合計ｋ＝Ｍ×Ｎ＝１０２４０００個の微小ミラーにより構成され、アスペクト比は１２８０：８００＝１６：１０である。各微小ミラーの配置間隔（画素ピッチ）は１０．８ミクロンである。
【００２２】
上記光学系を構成する各光学部品の絶対座標の原点は、図１、図２、図９、図１０、図１３に示すように、ＤＭＤ７の反射面の中心とする。ＤＭＤ７の長手方向をｚ軸、短手方向をｘ軸、ＤＭＤ７の法線方向をｙ軸とし、ｘ、ｙ、ｚ軸回りの回転をそれぞれα、β、γとする。光源１から出射する照明光の光軸はｚ軸方向になる。
照明用レンズ３は、それぞれ出射面に非球面を有する２枚のレンズ（表１、表２における「レンズ１」と「レンズ２」）によって構成され、非球面は数式１で定義される非球面と、表１に示した曲率半径、非球面係数によって表される。
【００２３】
【数１】
2014098758.tif 000005
【００２４】
ただし、非球面の定義式（数式１）におけるｚ’は個々のレンズの面頂点を原点としたローカル座標系ｘ'、ｙ'、ｚ'で表される。すなわち、ｚ’がレンズ面のサグ量である。照明用レンズ３を構成する２枚のレンズは共に中心軸（光軸）がｚ軸に平行に配置されている。
【００２５】
第１照明用ミラー４はシリンダ形状の反射面４ａを持つミラーであり、第２照明用ミラー５は球面形状の反射面を持つ凹面ミラーである。第１照明用ミラー４のシリンダ面（反射面４ａ）は、図８に示すように、ｘ軸方向の曲率半径をＲｘ、ｙ軸方向の曲率半径をＲｙとするとき、Ｒｘ＝−４７５ｍｍ、Ｒｙ＝∞（平面）の凹のシリンダ面である。第１照明用ミラー４は、反射面４ａの光学的有効範囲において、その面法線がｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれの軸とも平行になることはない。同様に、第２照明用ミラー５も、その反射面５ａの光学的有効範囲において、その面法線がｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれの軸とも平行になることはない。
すなわち、第１照明用ミラー４および第２照明用ミラー５の反射面４ａ、５ａは、反射面４ａ、５ａの光学的有効範囲における任意の位置からの面法線がｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれの軸とも平行になることがない面である。
【００２６】
ＤＭＤ７のオン状態にある微小ミラーは、図１、図２に示す第２照明用ミラー５で反射される照明光を投写光学系８に向けて反射する。微小ミラーからの反射光は、投写光学系８により、ｙ軸およびｚ軸を含む平面に平行に設置された被投写面１０１上に結像投写される。本実施形態において、投写画像サイズは最大８０インチである。
【００２７】
図１、図２に示すように、投写光学系８は、鏡筒１０によってその内部に保持されている投写レンズ系８１と、投写ミラーとで構成され、投写ミラーは、第１投写ミラー８４と第２投写ミラー８５で構成されている。投写レンズ系８１は、入射端のレンズ８１１から出射端のレンズ８２１に至る１１枚のレンズで構成されている。表３は、投写レンズ系８１のデータを示している。
【００２８】
【表３】
2014098758.tif 000006
【００２９】
表３では、入射端のレンズ８１１から出射端のレンズ８２１に向かって順に「投写レンズ１」乃至「投写レンズ１１」としている。Ｒは面番号に該当する面の曲率半径、ｄは隣り合う面相互の間隔、ｎｄは各レンズのＤ線に対する屈折率、νｄは各レンズのアッベ数を示している。
【００３０】
上記表３中の「投写レンズ１」、「投写レンズ１０」、「投写レンズ１１」は両側の面がともに非球面のレンズである。各々の非球面形状は数式１で定義されるローカル座標系を用いた非球面式と表４に示す非球面係数で表される。
【００３１】
【表４】
2014098758.tif 000007
【００３２】
また、第２投写ミラー８５に該当する「投写ミラー２」の反射面は、図１１に示すようにローカル座標軸ｘ´、ｙ´、ｚ´をとったとき、数式２で定義される非球面式と表５の非球面係数を用いて表される非球面に形成される。
【００３３】
【数２】
2014098758.tif 000008
【００３４】
【表５】
2014098758.tif 000009
【００３５】
表６は、投写光学系８を構成する投写レンズおよび第２投写ミラー８５以外の光学部品の仕様を示す。表６において「投写ミラー１」は、第２投写ミラー８４に該当する。「絞り１」、「絞り２」、「絞り３」は図示していない。
【００３６】
【表６】
2014098758.tif 000010
【００３７】
表７は、被投写面１０１に投写される画面サイズが４３インチの場合における投写光学系の光学部品の配置座標を示す。
【００３８】
【表７】
2014098758.tif 000011
【００３９】
図１、図２において、第１投写ミラー８４、第２投写ミラー８５の上端に近接してｘｚ面に平行に平板ガラス９が配置されている。本実施形態に係る画像表示装置１００は、図示されない筐体内に組み込まれていて、上記筐体の上端開口に平板ガラス９が嵌め込まれることにより、画像表示装置内部の防塵が図られている。
【００４０】
図７は、上述した照明用光学系による照明光のＤＭＤ７の反射面における照度分布をシミュレーションによって求めた結果である。シミュレーションは米国Ｓｙｎｏｐｓｙｓ社のＬｉｇｈｔ Ｔｏｏｌｓを用いた。また、光源１は（株）フィリップス社製のランプ（型名：ＵＨＰ２２５−１７０Ｗ ０．９ Ｅ２０.９ Ｆｕｓｉｏｎ  Ｓｔａｒ  Ｅｘｔｒa）を用いる場合を想定した。ＤＭＤ７の照度分布位置は、−ｚ方向が被投写面（スクリーン）を正面から見て左方向、＋ｚ方向が右方向、−ｘ方向が被投写面を正面から見て上方向、＋ｘ方向が下方向にそれぞれ対応する。図７の中で、点線７１で囲まれた領域がＤＭＤ７の有効領域である。照度分布は、領域内最大照度を１すなわち１００％として規格化して表示している。有効範囲内での規格化照度分布の最小値は７６％以上になっている。
【００４１】
表８は上述した光学系において照明光学系を構成する照明用レンズ３、第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５の配置公差に対するＤＭＤ７を照明する照明光束の位置ずれ感度の計算結果である。ここでの配置公差は、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の変位０．２ｍｍ、及びｘ、ｙ、ｚ軸回りの回転にそれぞれ対応するα、β、γ０．５度である。
【００４２】
【表８】
2014098758.tif 000012
【００４３】
照明光束の位置ずれ量は、図１、図２に示した中心光線２０１のＤＭＤ７上における設計中央位置からのずれ量で表している。表８は感度の高い公差上位１０個を示している。表中、Ｌｅｎｓ１は照明用レンズ３の前段（光ミキシング素子２に近い方のレンズ）、Ｌｅｎｓ２は照明用レンズ３の後段のレンズ、ＣＹＬｍは第１照明用ミラー４、ＳＰＨｍは第２照明用ミラー５である。表８より、第２照明用ミラー５の角度公差が最も感度が高く、ついで第１照明用ミラー４の角度公差であることがわかる。
ここでは、第１照明用ミラー４と第２照明用ミラー５が、角度公差に対応する、ＤＭＤ７を照射する照明光束の変位が最も大きな光学素子であるが、配置位置公差に対応する、ＤＭＤ７を照射する照明光束の変位が最も大きな光学素子もいえる。
【００４４】
図３、図４、図５、図６は光ミキシング素子２から投写レンズ係８１のうち入射端のレンズ８１１までの部品配置と部品形状の詳細を説明するための図である。なお、光ミキシング素子２以前の部品およびレンズ８１１以降の投写レンズ、鏡筒１０は図示を省略している。図３はｘ軸＋側、図４ｘ軸−側、図５ｚ軸−側、図６ｚ軸＋側はからそれぞれ見た図である。
【００４５】
図３に示すように、光ミキシング素子２からＤＭＤ７はハウジング３０１に取り付けられ、ＤＭＤ７前までの光学素子はハウジング３０１に内包されるように組立てられている。投写光学系８もこのハウジング３０１上に取り付けられる。ＤＭＤ７は、ハウジング３０１の基準面に取り付けられている。ハウジング３０１の基準面は、ｘｚ面に平行な面である。なお、煩雑を避けるために各光学素子をハウジング３０１に取り付けるための保持冶具は非図示としている。図４、図５、図６でも同様に、保持冶具は非図示としている。
【００４６】
図３に示すように、第１照明用ミラー４はハウジング３０１に組みつけられた状態において、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に略垂直方向にカットされた平坦面３０２、３０３、３０４を有している。平坦面３０２はｘ軸に略垂直方向にカットされた面、平坦面３０３はｙ軸に略垂直方向にカットされた面、平坦面３０４はｚ軸に略垂直方向にカットされた面である。
【００４７】
図４、図５に示すように、第２照明用ミラー５も同様で、ハウジング３０１に組みつけられた状態において、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に略垂直方向にカットされた平坦面３０５、３０６、３０７を有している。平坦面３０５はｘ軸に略垂直方向にカットされた面、平坦面３０６はｙ軸に略垂直方向にカットされた面、平坦面３０７はｚ軸に略垂直方向にカットされた面である。
【００４８】
第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５は、ハウジング３０１への組み付け前に単体計測され、上記平坦面３０２〜３０７と各々のミラーの反射面との位置関係が関係付けられる。ここで、位置関係とは第１照明用ミラー４の場合は、平坦面３０２〜３０７に対するシリンダ形状反射面の曲率中心軸の距離と傾き、第２照明用ミラー５の場合、平坦面３０５〜３０７に対する球面形状反射面の球心（球面の曲率中心）の距離のことである。これにより、平坦面３０１〜３０７の配置位置が確定すると反射面の配置公差が確定できる。
【００４９】
ハウジング３０１は、ハウジング３０１の外部から平坦面３０２〜３０７に対して穿通した開口部３０８〜３１２を有している。図５、図６に示すように開口部３０８は平坦部３０２に対向する位置でハウジング３０１に穿通され、開口部３１１は平坦部３０５に対向する位置でハウジング３０１に穿通されている。図３、図４に示すように、開口部３１０は平坦部３０４に対向する位置でハウジング３０１に穿通され、開口部３０９は同方向に位置する平坦部３０３と平坦部３０６に対向する位置でハウジング３０１にそれぞれ穿通されている。
【００５０】
これら開口部３０８〜３１２により、照明光学系の組み付けが完了した状態でも、ハウジング３０１の外部から位置計測用のプローブを各開口部から挿入することで各平坦部の面高さ（位置座標）の計測を行なえる。つまりハウジング３０１に光ミキシング素子２から第２照明用ミラー５までの照明光学系を内包した状態であっても、各平坦部の面高さ（位置座標）の計測を行なえる。あるいは、各開口部を通してレーザ変位計などにより非接触で各平坦部の面高さ（位置座標）を計測しても良い。ここでいう面高さとは、各々の平坦面に略垂直な軸方向の座標（例えば、平坦面３０２と平坦面３０５はｘ軸方向への座標、平坦面３０３と平坦面３０６はｙ軸方向への座標、平坦面３０４と平坦面３０７はｚ軸方向への座標）のことである。平坦部の面高さの計測により、第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５のｘｙｚ空間での配置位置が確定される。すなわち、本実施形態に係る照明光学系は、ハウジング３０１に組み付けた状態で第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５それぞれのｘｙｚ軸方向への座標系における面高さ３点の計測のみでの反射面の位置を確定することができる。
【００５１】
上述したように光ミキシング素子２からＤＭＤ７までの光学素子の中では第１照明用ミラー４、第２照明用ミラー５の配置公差感度が高く、公差量が大きいとＤＭＤ照明光束の位置ずれに伴う、明るさの低下、照度ムラの原因になる。しかし、上述したようなハウジング３０１の構成にすることで、ハウジング３０１に組み付け後に開口部３０８〜３１２から平坦面３０１〜３０７の面高さを計測することで、各々の反射面の設計中央値からのずれを容易に把握することができるようになる。これによって、検査工程の短縮につながり装置の低コストにも寄与できる。また、公差が大きい箇所は配置位置補正することで明るさ向上、照度ムラ抑制などの品質向上を図ることができる。なお、各平坦部の面高さ計測の際に用いた開口部は、計測以後に遮光のために塞いでしまって良い。
【００５２】
以上、実施形態で説明した本発明に係る画像表示装置は、パソコン、テレビ、ＤＶＤプレーヤ等からの映像信号を表示するためのプロジェクタ、その他の画像表示装置として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１      光源
３      レンズ
４      第１照明用ミラー（照明光学系）
４ａ    平行にはならない面
５      第２照明用ミラー（照明光学系）
５ａ    平行にはならない面
７      反射型画像表示素子
８      投写光学系
９      平板ガラス
１０    レンズ鏡筒
８１    投写レンズ系
８４    第１投写ミラー
８５    第２投写ミラー
１００  画像表示装置
３０１  ハウジング
３０２〜３０７  軸に略垂直な平坦面
３０８〜３１２  開口部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００−９８２７２号公報
【特許文献２】特許第３１２１８４３号公報
【特許文献３】特許第４０２７７１２号公報
【図１】
2014098758.tif 000013
【図２】
2014098758.tif 000014
【図３】
2014098758.tif 000015
【図４】
2014098758.tif 000016
【図５】
2014098758.tif 000017
【図６】
2014098758.tif 000018
【図７】
2014098758.tif 000019
【図８】
2014098758.tif 000020
【図９】
2014098758.tif 000021
【図１０】
2014098758.tif 000022
【図１１】
2014098758.tif 000023
【図１２】
2014098758.tif 000024
【図１３】
2014098758.tif 000025