(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非球面の反射面を有した投射ミラーを保持部材に取付けた構造であって、
該投射ミラーは、樹脂製の基板と、該基板表面に形成された反射膜とを有しており、
該基板の側端面から該基板と一体に形成された、該投射ミラーを保持部材に取付けるためのフランジが突設されており、
該フランジの厚さは、該基板の厚さよりも小さいものとなっており、
該投射ミラーは、該フランジが該保持部材に取付けられており、
該投射ミラーの辺部のうち非球面の中心側の辺部又はその近傍が該保持部材に固定され、非球面の中心から遠い側の辺部又はその近傍が該保持部材に対し反射面の出入り方向に位置調整可能に保持されていることを特徴とする投射ミラーの取付構造。
【請求項２】
請求項１において、該投射ミラーは、該フランジの付け根部分と基板の側端面との交叉隅角部が凹曲面となっていることを特徴とする投射ミラーの取付構造。
【請求項３】
請求項１又は２において、該フランジに取付部材挿通用の貫通孔又は切欠部が設けられていることを特徴とする投射ミラーの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーバーヘッドプロジェクター、ウインドーディスプレー、フロントデータプロジェクター等の投射デバイスに使用される非球面投射ミラーと、投射ミラーの取付構造とに関するものである。詳しくは、樹脂製の基板と、この基板の表面に形成された反射膜とを有する投射ミラーと、投射ミラーの取付構造とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非球面投射ミラーは、例えば第７図のように、プロジェクタ１からの像を反射させ、拡大してスクリーン３に投射させるものである。プロジェクタ１からの光は反射面に斜めに入射され、反射光も斜めに出射される。この反射面は非球面となっており、プロジェクタ１に近いサイドは反射面の曲率半径が大きく拡大倍率が小さい。プロジェクタ１から遠ざかるほど反射面の曲率半径が小さくなり、拡大倍率が大きくなる。
【０００３】
従来、この種の大型（平面面積１５０ｃｍ２以上）で高精度を要求される光学部品に使用される材料は無機ガラスあるいはアルミ・鋼材等の金属材料が殆どである。
【０００４】
これは無機ガラスあるいは金属材料の持つ優れた光学精度、特に温度変化があっても歪みの少ない画像が得られること、さらに精密切削加工・研磨加工適性の高さによるものである。
【０００５】
しかしながら、ガラス製投射ミラーの場合、製造に際し、ガラスが十分に溶融する７００℃以上まで均一に加熱して熱プレスする必要があり、このような加熱装置を備えた装置自体が高価になるばかりか、加熱・冷却時間を考慮するとサイクルタイムも長くなり、また高温での圧縮に耐える高い形状精度及び耐久性を有する金型も必要となることから、投射ミラーが非常に高価なものとなってしまう。
【０００６】
また、アルミや鋼材等の金属材料を使用した場合は、一個一個について精密な切削加工、磨き加工により製作する必要があるため、やはり投射ミラーが極めて高価になる上、量産に適さない。
【０００７】
上記のような問題点を解決するために、成形が比較的容易な熱可塑性樹脂材料により基板を製作し、この基板の表面に反射用薄膜を形成することが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような樹脂製の基板を有した投射ミラーは、金属製又はガラス製の投射ミラーよりも剛性が低いので、保持部材に対しボルト等によって固定すると、ボルト等から加えられる応力によって反射面が歪み、投射像に歪みが生じ易い。また、樹脂製の基板を有した投射ミラーは、反射面精度を高くして保持部材に取付ることが難しい。
【０００９】
さらに、成形時の残留応力などにより（ソリなど）、本来の非球面形状よりも多少ズレが生じる場合がある。このような場合に、あらかじめ用意された保持部材に取り付けられたとしても、投射像に歪が生じる。また、このような本来の非球面形状からのズレは、成形品によってバラツキがあり、大きいものも小さいものもある。また、とくにこのようなズレは、投射倍率が大きいほど投射像に大きな影響を与える。
【００１０】
本発明は、基板の位置ズレを解消するように基板を位置調整することができる投射ミラー及び投射ミラーの取付構造を提供することを目的とする。また、本発明は、このようなボルト等の取付部材からの応力による反射面の歪を解消又は減少させることができる投射ミラー及び投射ミラーの取付構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）の投射ミラーの取付構造は、非球面の反射面を有した投射ミラーを保持部材に取付けた構造であって、該投射ミラーは、樹脂製の基板と、該基板表面に形成された反射膜とを有しており、該基板の側端面から該基板と一体に形成された、該投射ミラーを保持部材に取付けるためのフランジが突設されており、該フランジの厚さは、該基板の厚さよりも小さいものとなっており、該投射ミラーは、該フランジが該保持部材に取付けられており、該投射ミラーの辺部のうち非球面の中心側の辺部又はその近傍が該保持部材に固定され、非球面の中心から遠い側の辺部又はその近傍が該保持部材に対し反射面の出入り方向に位置調整可能に保持されていることを特徴とするものである。
一方、本発明の参考例に係る投射ミラーの取付構造は、樹脂製基板及び該基板前面に形成された反射膜を有する非球面投射ミラーを保持部材に取付けた投射ミラーの取付構造において、該保持部材は、該投射ミラーの前面側に配置され、該投射ミラーの前面に向かって突設された複数の凸部を備えており、該投射ミラーは、その前面を該凸部に当接させて該保持部材に取付けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
参考例に係る投射ミラーの取付構造にあっては、反射面そのものが凸部に当接して位置決めされているので、保持部材に対する反射面の位置決め精度（面精度）が極めて高い。
【００１３】
参考例においては、この保持部材は、該投射ミラーの前面の縁部に対峙して配置された枠状部と、該枠状部から突設された前記凸部とを有するものであることが好ましい。この枠状部を有した保持部材は強度及び剛性が高いので、反射ミラーの保持がしっかりとしたものとなる。なお、この場合、反射面への入射光及び出射光は枠状部の内側を通過する。
【００１４】
参考例においては、この凸部の突出高さを調整可能とすることにより、投射ミラーの反射面の曲率を微調整することができる。
【００１５】
本発明（請求項１）の投射ミラーの取付構造は、非球面の反射面を有した投射ミラーを保持部材に取付けた構造であって、該投射ミラーは、樹脂製の基板と、該基板表面に形成された反射膜とを有しており、該基板の側端面から該基板と一体に形成された、該投射ミラーを保持部材に取付けるためのフランジが突設されており、該フランジの厚さは、該基板の厚さよりも小さいものとなっており、該投射ミラーは、該フランジが該保持部材に取付けられており、該投射ミラーの辺部のうち非球面の中心側の辺部又はその近傍が該保持部材に固定され、非球面の中心から遠い側の辺部又はその近傍が該保持部材に対し反射面の出入り方向に位置調整可能に保持されていることを特徴とするものである。
【００１６】
かかる投射ミラーの取付構造にあっては、投射ミラーの非球面中心側の辺部又はその近傍を保持部材に固定し、かつ位置合わせを行い非球面中心から遠い側の辺部又はその近傍を反射面の出入り方向に位置調整可能としているので、この非球面中心から遠い側の出入りを調整することにより、反射面の曲率を微調整することができる。
【００１７】
さらに、大きく調整が必要な場合は、非球面中心側の近部又はその近傍が該保持部材に固定された部分も、反射面の出入り方向に調整可能とすることが好ましい。
【００１８】
本発明（請求項１）では、反射面に加えられる応力を小さくして反射面の歪を小さくするために、基板の側端面からフランジが突設され、該フランジが前記保持部材に取付けられている。なお、フランジの保持部材と接触する面の表面粗度は小さい方が良い。
【００１９】
本発明における投射ミラーは、非球面の反射面を有した投射ミラーであって、樹脂製の基板と、該基板表面に形成された反射膜とを有する投射ミラーにおいて、該基板の側端面から該基板と一体に形成されたフランジが突設されており、該フランジの厚さが該基板の厚さよりも小さいことを特徴とするものである。
【００２０】
かかる投射ミラーは、フランジを保持部材に連結することにより該保持部材に取付けられる。
【００２１】
このフランジを保持部材に取付けた場合、投射ミラーの本体部分を直接的に保持部材に取付ける場合に比べて反射に生じる歪を著しく小さくすることができる。また、このフランジは厚さが小さいので、成形時のフランジの収縮等が投射ミラーの本体側に与える影響が小さく、投射ミラーの成形歪がきわめて小さいものとなる。
【００２２】
このフランジの付け根部分と基板の側端面との交叉隅角部を凹曲面とする（請求項２）ことにより、この付け根部付近の成形時のヒケ等の応力を緩和することができ、反射面の歪を防止することができる。また、この付け根部付近を凹曲面とすることにより、フランジ固定に伴ってフランジ付け根部付近に加えられる応力を緩和することもできる。
【００２３】
このフランジには、ボルト等の取付部材を挿通させるための貫通孔や切欠部を設けておくことが好ましい（請求項３）。
【００２４】
なお、本発明において、基板は例えばポリカーボネート等の熱可塑性樹脂製とされる。反射膜としては例えばアルミ又はアルミ合金薄膜とされる。ただし、これらの材料は一例であり、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して参考例及び実施の形態について説明する。なお、以下の参考例及び実施の形態において、反射面を上下方向とした各投射ミラーは、いずれも投射ミラーの下方に非球面の中心が位置しており、反射面は上部ほど曲率半径が大きくなっている。
【００２６】
第１図は参考例に係る投射ミラーの取付構造の分解斜視図、第２図は第１図の投射ミラーの取付構造の縦断面図である。
【００２７】
この投射ミラーの取付構造は、投射ミラー１０を保持部材２０に対しボルト１５によって取付けたものである。
【００２８】
投射ミラー１０は、略方形の樹脂製の基板１１と、この基板１１の凸曲した前面に形成された反射膜（図示略）と、基板１１の側端面から突設されたフランジ１２と、基板１１の下端辺の長手方向中央付近に設けられた切欠部１３とを有する。フランジ１２には切欠部１２ａが設けられている。
【００２９】
保持部材２０は、略方形の枠状部２１と、この枠状部２１の上部から後方に突設された凸部２２と、枠状部２１の下部から後方に突設された凸部２３と、各凸部２２，２３の近傍において枠状部２１に設けられたタップ孔（めねじ孔）２４とを有する。これらのタップ孔２４はフランジ１２の切欠部１２ａ及び下部の切欠部１３に重なり合う位置を占めるように設けられている。符号２５は枠状部２１の中央開口部を示す。
【００３０】
第２図に示す通り、凸部２２，２３に投射ミラー１０の凸曲した反射面を当接させ、ボルト１５をワッシャ１６を介して切欠部１２ａ，１３からタップ孔２４にねじ込むことにより、投射ミラー１０が保持部材２０に固定される。
【００３１】
この投射ミラー１０の取付構造にあっては、投射ミラー１０の反射面が３個の凸部２２，２３によって位置決めされるため、反射面の位置決め精度がきわめて高い。
【００３２】
なお、第１，２図では、凸部２２，２３は枠状部２１に固定されているが、第８図に示すように、突出高さが調整可能な凸部２２Ａ，２３Ａを該枠状部２１に設けてもよい。第８図では、凸部２２Ａ，２３Ａからネジ付きシャフト６１が突設され、このシャフト６１が枠状部２１の貫近孔６３に挿通され、該シャフト６１の先端側にナット６２が螺着されている。枠状部２１と凸部２２Ａ，２３Ａとの間には圧縮コイルバネ６０が介在されており、ナット６２の締め込みを調整することにより、凸部２２Ａ，２３Ａの突出高さが調整される。この凸部２２Ａ，２３Ａの突出高さを調整することにより、投射ミラーの曲率を微調整することができる。
【００３３】
第３図（ａ）及び第４図（ａ）はそれぞれ別の参考例に係る投射ミラー３０，３０Ａの正面図、第３図（ｂ）及び第４図（ｂ）は各投射ミラー３０，３０Ａの右側面図である。
【００３４】
第３図の投射ミラー３０は、合成樹脂製の基板３１と、この基板３１の凸曲した前面に形成された反射膜（図示略）と、この基板３１の上部の側端面から左右双方に突設されたフランジ３２と、基板３１の下端面から突設されたフランジ３３とを有する。各フランジ３２，３３にはボルト挿通用の開口３２ａ，３３ａが設けられているが、開口の代わりに切欠部が設けられてもよい。
【００３５】
第４図の投射ミラー３０Ａは、第３図の投射ミラー３０に対し、さらに基板３１の下部の側端面から左右双方にフランジ３４を突設したものである。フランジ３４には開口３４ａが設けられているが、切欠部が設けられてもよい。なお、各フランジ３２，３３，３４の板面は互いに平行である。各フランジ３２，３３，３４の板面は、基板１０の板面と略々同方向に延在している。
【００３６】
これらの投射ミラー３０，３０Ａは、下部のフランジ３３（投射ミラー３０Ａの場合はフランジ３３，３４）が投射ミラー保持部材に対し投射ミラー３０，３０Ａの反射面の出入り方向移動不能にしっかりとボルト等によって固定される。
【００３７】
本発明では、上部のフランジ３２は、該保持部材に対し、第５図のように投射ミラー３０，３０Ａの反射面の出入り方向（第５図の左右方向。これは、フランジ３２の板面と略垂直方向である。）に移動可能に支持される。第５図では、投射ミラー３０，３０Ａの保持部材４０にスタッドボルト４１が固着されており、該スタッドボルト４１がフランジ３２の開口３２ａに挿通されている。フランジ３２と保持部材４０との間にはスプリング（コイルばね）４４が介在される。このボルト４１の先端側には、ワッシャ４２が嵌装され、ナット４３が締め込まれる。このナット４３を回して第５図の左方向に螺進させると、フランジ３２は第５図の左方向に移動し、ナット４３を右方向に螺進させるとフランジ３２は右方向に移動する。
【００３８】
投射ミラー３０，３０Ａの下部はフランジ３３，３４によって剛に固定されているので、フランジ３２を反射面の出入り方向に微動させることにより、反射面の曲率を微調整することができる。この場合、左右のフランジ３２の位置を別々に調整することもできる。また、投射ミラー３０，３０Ａの下部フランジ３３（投射ミラー３０Ａの場合はフランジ３３，３４）を反射面の出入り方向に移動可能にして反射面の曲率を大きく変化させたり全体の位置を前後に調整したりすることができる。この場合は、左右のみ位置合わせを実施する。
【００３９】
本発明では、フランジは基板と一体に樹脂にて成形され、各投射ミラーはフランジの厚さは、第１図〜第５図の通り、基板の厚さより小さく設定されることが好ましい。このようにフランジの厚さを小さくすることにより、フランジの成形時の収縮等による応力を小さくし、基板の歪を小さくすることができる。
【００４０】
この場合、第６図の投射ミラーのように、基板５１の端面とフランジ５２の付け根部側との交叉隅部を凹曲面とすることが好ましい。５２ａは開口を示す。この凹曲面の曲率半径Ｒは０．１〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００４１】
このようにフランジの付け根付近を凹曲面とすることにより、フランジの成形時に該付け根付近に生じるヒケ等による応力を小さくすることができ、基板の歪を著しく小さくすることができる。また、フランジ５２に対しボルトやスプリング等を介して加えられる力によってこの付け根部付近に生じる応力が小さくなる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると、投射ミラーの反射面の位置精度がきわめて高くなるように投射ミラーを保持部材に保持させることができる。また、本発明によると、投射ミラーの反射面の歪が著しく少なくなるように投射ミラーを取付けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例に係る投射ミラーの取付構造の分解斜視図である。
【図２】  第１図の投射ミラーの取付構造の縦断面図である。
【図３】  別の参考例に係る投射ミラーの構成図である。
【図４】  さらに別の参考例に係る投射ミラーの構成図である。
【図５】  実施の形態に係る投射ミラーの取付構造を示すフランジ部分の縦断面図である。
【図６】  （ａ）図は異なる実施の形態に係る投射ミラーのフランジ部分の斜視図、（ｂ）図はその縦断面図、（ｃ）図はその水平断面図である。
【図７】  投射ミラーを用いた投射装置の構成図である。
【図８】  （ａ）図は別の参考例に用いられる保持部材の斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２，１０，３０，３０Ａ  投射ミラー
１１，３１，５１  基板
１２，３２，３３，３４，５２  フランジ
２０  保持部材
２１  枠状部
２２，２３，２２Ａ，２３Ａ  凸部
２４  タップ孔
４０  保持部材
４１  ボルト
４４，４５  スプリング
６０  コイルバネ
６１  シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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