(57)【要約】【課題】  複数のパーツからなるマンジン鏡、及び該マンジン鏡を用いてセットの小型化を図ったプロジェクタを提供する。【解決手段】  法線９を含む断面における法線９からマンジン鏡の端部へ向かって変化する肉厚の分布を測定する。そして、測定された各部位の肉厚分布の１／２に相当する位置を求め、その位置をつないだ貼り合せ面１０の形状を確定する。次に、貼り合せ面１０と屈折面１を有する素子Ａ、及び貼り合せ面１０と反射面２を有する素子Ｂの形状を各々確定する。素子Ａと素子Ｂは、モールド成形等によって別々に成形する。最後に、素子Ａの貼り合せ面１０と素子Ｂの貼り合せ面とを張り合わせることにより、マンジン鏡を作成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折面と反射面とを有するマンジン鏡において、
前記屈折面を有する少なくとも１つの屈折素子と、
前記反射面を有する反射素子とを有し、
前記屈折素子と前記反射素子とを貼り合せたハイブリッド構造であることを特徴とするマンジン鏡。
【請求項２】
前記屈折素子及び前記反射素子の肉厚分布が等しいことを特徴とする請求項１記載のマンジン鏡。
【請求項３】
前記張り合せ面が球面であることを特徴とする請求項１記載のマンジン鏡。
【請求項４】
公差感度の大きい素子の肉厚分布が前記公差感度の小さい素子の肉厚分布より小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のマンジン鏡。
【請求項５】
前記各素子の屈折率が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のマンジン鏡。
【請求項６】
前記各素子の材料分散値が異なることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のマンジン鏡。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のマンジン鏡を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
前記プロジェクタがフロントプロジェクタであることを特徴とする請求項７記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記プロジェクタがリアプロジェクタであることを特徴とする請求項７記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンジン鏡の製造方法及び該マンジン鏡を有するリアプロジェクタに関し、特に、複数のパーツからなるマンジン鏡、及び該マンジン鏡を用い、小型化を図ったプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における投射型ディスプレーとしてのプロジェクタ装置には、リアプロジェクタ装置並びにフロントプロジェクタ装置がある。この内、リアプロジェクタ装置は、従来のＣＲＴプロジェクタに替えて液晶プロジェクタを用いて拡大投射を行うものが主流になりつつある。そして、この液晶プロジェクタを用いたリアプロジェクタ装置は、その構造上、薄型化及び軽量化が求められている。
【０００３】
これを実現するため、リアプロジェクタ装置には結像光学系の工夫・改良が必要となってきている。リアプロジェクタの結像光学系のタイプとして、投射レンズと反射ミラーとを組み合わせた反射型結像光学系があり、球面乃至非球面の反射ミラーが用いられる。
【０００４】
特許文献１では、光を投射する投射管と、投射管の前面に配置された光を拡大・投射する投射レンズと、拡大・投射された光を反射する反射鏡と、該反射鏡で反射された光を結像するスクリーンとを有するリアプロジェクタにおいて、投射管での光の走査を正方形とし、反射鏡として凹面反射鏡を配置することにより、光の利用効率を高め、かつ光学系のセットの高さ、特にスクリーン位置を下げたリアプロジェクタが提案されている。
【０００５】
特許文献２では、第１から第４の４つの反射鏡を備える反射型結像光学系において、第１反射鏡は、この第１反射鏡の凹状の曲面からなる反射面にて画像形成体からの光束を受けるように配設し、第２反射鏡は、この第２反射鏡の凸状の曲面から成る反射面を第１反射鏡からの光束に向けて配設し、第３反射鏡は、この第３反射鏡の凸状の曲面から成る反射面を第２反射鏡からの光束に向けて配設し、第４反射鏡は、この第４反射鏡の凸状の曲面から成る反射面を第３反射鏡からの光束に向けて配設することにより、反射鏡間の距離を短縮し、かつ各反射鏡の小型化を図ることができるので、光学系全体の大型化を抑えつつ高画角化を図ることができる反射型結像光学系が提案されている。
【０００６】
しかしながら、従来の反射型結像光学系には、曲面を有する反射ミラーが用いられており、マンジン鏡は使用されていない。マンジン鏡は、図７に示すように屈折面１と反射面２を有する。投射レンズから射出された光線３は、まず屈折面１に入射して屈折作用を受ける。次に、反射鏡２で反射し、再び屈折面１で屈折作用を受けるという光路を取る。反射面２は、平面でもよいが、曲面形状をとることにより、光束の進行方向の制御性及び集光性が向上する。
【０００７】
このようにマンジン鏡は、光学的な機能を有する面を複数有するため、一般的な反射ミラーと比較して設計パラメータが多くなり、プロジェクタ装置の設計の自由度が広がる。
【特許文献１】特開平７−８７４２８号公報
【特許文献２】特開２００２−４０３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、マンジン鏡を用いる場合、図８に示すように屈折面１において、光束が入射する領域と出射する領域は異なる方がよい。入射領域と出射領域が重なっていると、図９に示すように、出射領域と入射領域の境界を境に、出射領域から出射する光と入射領域から出射する光とが不連続になる。投射画像は、一般的にはこのような特異点をもたない連続的なものである。したがって、入射領域と出射領域とが重なると良好な投射画像を得ることができない。
【０００９】
よって、入射領域と射出領域とが光軸を境に分離した状態にするためには、屈折面から反射面までの光路長を長くする必要がある。具体的には、図１０に示すように、屈折面から反射面までの距離が短いほど分離性が悪くなり、非常に浅い角度で入射させないと分離しなくなる。しかし、浅い角度で入射させるには、マンジン鏡を水平に近い状態に設置しなければならず、マンジン鏡から出射する光束は好ましい方向には向かず、光路の折り返し機能を果たせなくなる。よって、奥行きの薄いリアプロジェクタ装置を実現することが難しくなる。
【００１０】
以上より、リアプロジェクタ装置にマンジン鏡を使用する場合、マンジン鏡には所定の肉厚が要求され、マンジン鏡を射出成形などの成形法によって作製する場合には、肉厚が厚くなるほど作製時間が長くなる。例えば、マンジン鏡の肉厚が２倍になると、成形に要する時間は２倍以上かかり、量産性がダウンする。
【００１１】
そこで、本発明は、マンジン鏡の中心を断面において、中心からマンジン鏡の端部へ向かって変化する肉厚の分布を測定し、測定された各部位の肉厚分布の１／２に相当する位置を求め、その位置をつないだ貼り合せ面の形状を確定し、貼り合せ面と屈折面を有する素子及び貼り合せ面と反射面を有する素子の形状を各々確定し、各素子をモールド成形等によって別々に成形し、最後に、各素子の貼り合せ面同士を張り合わせたマンジン鏡、及び該マンジン鏡を有するプロジェクタを提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、屈折面と反射面とを有するマンジン鏡において、前記屈折面を有する少なくとも１つの屈折素子と、前記反射面を有する反射素子とを有し、前記屈折素子と前記反射素子とを貼り合せたハイブリッド構造であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のマンジン鏡において、前記屈折素子及び前記反射素子の肉厚分布が等しいことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のマンジン鏡において、前記張り合せ面が球面であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載のマンジン鏡において、公差感度の大きい素子の肉厚分布が前記公差感度の小さい素子の肉厚分布より小さいことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載のマンジン鏡において、前記各素子の屈折率が異なることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載のマンジン鏡において、前記各素子の材料分散値が異なることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載のプロジェクタは、請求項１から６のいずれか１項記載のマンジン鏡を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載のプロジェクタは、前記プロジェクタがフロントプロジェクタであることを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載のプロジェクタは、前記プロジェクタがリアプロジェクタであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、マンジン鏡の中心を断面において、中心からマンジン鏡の端部へ向かって変化する肉厚の分布を測定し、測定された各部位の肉厚分布の１／２に相当する位置を求め、その位置をつないだ貼り合せ面の形状を確定し、貼り合せ面と屈折面を有する素子及び貼り合せ面と反射面を有する素子の形状を各々確定し、各素子をモールド成形等によって別々に成形し、最後に、各素子の貼り合せ面同士を張り合わせることにより、マンジン鏡の厚肉化に伴う作製時間の増加も回避でき、かつ設計の自由度を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の一実施形態であるマンジン鏡の作製方法及び該マンジン鏡を用いたリアプロジェクタについて説明する。
【００２３】
図１及び２は、本実施形態に係るマンジン鏡の作製方法によって作成するマンジン鏡の断面図である。本実施形態に係るマンジン鏡は、マンジン鏡の屈折面１と反射面２が面の中心を通る法線９に対して対称となるように設計されている。該マンジン鏡を作製する際は、まず、法線９を含む断面における法線９からマンジン鏡の端部へ向かって変化する肉厚の分布を測定する。そして、測定された各部位の肉厚分布の１／２に相当する位置を求め、その位置をつないだ曲線を含む曲面又は球面を貼り合せ面１０の形状を確定する。次に、貼り合せ面１０と屈折面１を有する素子Ａ、及び貼り合せ面１０と反射面２を有する素子Ｂの形状を各々確定する。素子Ａと素子Ｂは、モールド成形等によって別々に成形する。最後に、素子Ａの貼り合せ面１０と素子Ｂの貼り合せ面とを張り合わせることにより、マンジン鏡を作成する。
【００２４】
つまり、従来のマンジン鏡の作製方法においては、上述したようにマンジン鏡の肉厚が厚くなるにつれて、マンジン鏡の成形に長い時間を要していた。一方、本実施形態においては、肉厚の薄い複数の素子を組み合わせることにより、マンジン鏡を作成している。ここで、肉厚の厚いマンジン鏡の成形に要する時間よりも、肉厚の薄い各素子の成形に要する時間の方が短い。そのため、マンジン鏡を一工程で作製する従来の作製方法より、複数の素子を成形し、各素子を張り合わせることにより作成する本実施形態に係る作製方法の方が短時間でマンジン鏡を作成することができる。各素子をモールド成形にて作製する場合、材料として例えばゼオネックスを使用することが望ましい。
【００２５】
また、図３に示すように、円弧１０を以って貼り合せ面１０を確定することもできる。具体的には、まず、法線９を含む断面に円弧１０を規定し、その円弧１０を有する曲面又は球面を貼り合せ面１０とする。次に、貼り合せ面１０と屈折面１を有する素子Ａ、及び貼り合せ面１０と反射面２を有する素子Ｂの形状を各々確定する。素子Ａと素子Ｂは、モールド成形等によって別々に成形する。最後に、素子Ａの貼り合せ面１０と素子Ｂの貼り合せ面１０とを張り合わせることにより、マンジン鏡を作成する。
【００２６】
また、図４及び図５に示すように、３つの素子を貼り合わせて１つのマンジン鏡を作成することも可能である。なお、図５及び図３に示したように、貼り合せ面（１０、１１、１２）の形状を球面として規定することにより、貼り合せ面（１０、１１、１２）の形状が単純になり、各素子の成形に要する時間を短縮することができる。
【００２７】
また、シミュレーションにより理想的な屈折面１から曲率を変えた場合の屈折角の変化（以下、公差感度とする）と、理想的な反射面２から曲率を変えた場合の反射角の変化（以下、公差感度とする）とを比較し、公差感度が大きい方の面と同様の形状（屈折面１又は反射面２と平行な面）を貼り合せ面１０とする。公差感度が大きい方の面と貼り合せ面１０との形状を同形状とすることにより、公差感度が大きい方の面と貼り合せ面１０とが平行となり、各素子に要求される作製精度のバランスを向上させることができる。
【００２８】
また、各素子に屈折率の異なる材料を用いることにより、入射光に対し各素子において異なる屈折力を与えることができ、設計の自由度をあげることができる。さらに、各素子に異なる材料分散値を有する材料を選択することにより、色収差を補正することができる。
【００２９】
次に、本実施形態に係るマンジン鏡を有するリアプロジェクタ装置について図６を用いて説明する。なお、本実施形態においては、リアプロジェクタに該マンジン鏡を使用した例について説明するが、フロントプロジェクタ等の他のプロジェクタに利用することも可能である。
【００３０】
図６に示すリアプロジェクタ装置は、投射レンズ４、反射ミラー５、本実施形態に係るマンジン鏡６、反射ミラー７、スクリーン８とを有する。反射ミラー５の設置角度を調整することにより、マンジン鏡６への光の入射角度を変化させることができ、かつリアプロジェクタ装置の奥行きを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係るマンジン鏡の断面図である。
【図２】本実施形態に係るマンジン鏡の構成図である。
【図３】本実施形態に係るマンジン鏡の構成図である。
【図４】本実施形態に係るマンジン鏡の構成図である。
【図５】本実施形態に係るマンジン鏡の構成図である。
【図６】本実施形態に係るマンジン鏡を有するリアプロジェクタ装置の概略図である。
【図７】従来のマンジン鏡から光を出射する様子を示す図である。
【図８】従来のマンジン鏡から光を出射する様子を示す図である。
【図９】従来のマンジン鏡から光を出射する様子を示す図である。
【図１０】従来のマンジン鏡から光を出射する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    屈折面
２    反射面
３    光線
４    投射レンズ
５    反射ミラー
６    マンジン鏡
７    反射ミラー
８    スクリーン
９    法線
１０、１１、１２    貼り合せ面
【図１】
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【図２】
2006133312.tif 000004
【図３】
2006133312.tif 000005
【図４】
2006133312.tif 000006
【図５】
2006133312.tif 000007
【図６】
2006133312.tif 000008
【図７】
2006133312.tif 000009
【図８】
2006133312.tif 000010
【図９】
2006133312.tif 000011
【図１０】
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