(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写光学系に、反射面が光軸を中心とした回転対称形である反射体を備え、前記反射面の前記光軸を含まない領域で光を反射するよう構成された投写装置において、
先端が球面形状の部材と先端がすり鉢状の部材とを当接させたピボット機構を用い、前記反射面の前記光軸の位置または前記光軸の近傍で、前記ピボット機構の回動中心であるピボット点を中心に前記反射体を回動自在に位置決めするピボット支持部と、
前記反射体を支持する支持面を備えた固定部材と、
先端が球面形状の部材と先端が平面形状の部材とを点接触させ、前記反射体を前記支持面に対してスライド可能に支持すると共に、前記反射体の高さ方向の支持位置を調整するための調整機構を設けたスライド支持部とを備え、
前記ピボット支持部と２つの前記スライド支持部により、前記反射体を３点支持することを特徴とする反射体の支持機構。
【請求項２】
前記スライド支持部が、互いに当接する２つの部材を有し、当該２つの部材の少なくとも一つが、前記反射体の高さ方向の支持位置の調整が可能なネジであることを特徴とする請求項１に記載の反射体の支持機構。
【請求項３】
前記ピボット支持部に、前記反射体の高さ方向の支持位置を調整するための調整機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の反射体の支持機構。
【請求項４】
前記ピボット支持部が、互いに当接する２つの部材を有し、当該２つの部材の少なくとも一つが、前記反射体の高さ方向の支持位置の調整が可能なネジであることを特徴とする請求項３に記載の反射体の支持機構。
【請求項５】
２つの前記スライド支持部が、前記反射体の反射面よりも外側で、前記反射面の半分よりも上側の左右対称な位置を支持することを特徴とする請求項１に記載の反射体の支持機構。
【請求項６】
前記固定部材の前記支持面が、前記反射面において光を反射する範囲の一番下の点と一番上の点とを結んだ直線に対して略平行であることを特徴とする請求項１に記載の反射体の支持機構。
【請求項７】
前記ピボット支持部および前記スライド支持部が、前記固定部材の支持面から前記反射体の反射面までの距離が互いに同じになるように、前記反射体を支持することを特徴とする請求項１に記載の反射体の支持機構。
【請求項８】
前記ピボット支持部および前記スライド支持部が、前記反射体を構成する材料の線膨張係数より小さい線膨張係数の材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射体の支持機構。
【請求項９】
前記ピボット支持部、前記スライド支持部および前記固定部材の少なくとも一つが、前記反射体を構成する材料よりも硬度の高い材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射体の支持機構。
【請求項１０】
請求項１に記載の反射体の支持機構と、
前記反射体を含む投写光学系と
を備えたことを特徴とする投写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプロジェクタ等で用いられる投写装置における反射体の支持機構、およびそれを用いた投写装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタに用いられる投写装置では、反射面を有するミラーを投写装置内に高い位置精度で配置する必要がある。そこで、従来、ミラーは、投写装置に設けられた固定部材上に、多数のネジ等で固定されていた。そのため、温度や湿度等の変化等に伴ってミラーが伸縮すると、ネジ止めされた個所を起点にミラー内部に応力が蓄積され、その応力によりミラーの反射面形状が変形するおそれがあった。その結果、温度や湿度等に変化があると、投写装置から照射される光学像に歪が発生し、プロジェクタの出力画像に大きな歪が発生するという問題があった。【０００３】
この問題を解決するため、次のようなミラー保持機構が提案されている。このミラー保持機構は、ミラーの前面側と局部的に当接するように形成された支持枠と、ミラーの背面と間隙を介して対向するよう支持枠に固定された背面側部材と、ミラーを背面側部材に対して前方に付勢する付勢部材とを備えている。支持枠と付勢部材との間でミラーを摺動可能に挟持することで、ミラーの伸縮に伴って発生するミラー内部への応力蓄積を緩和し、ミラーの反射面形状の変形を軽減している（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
【特許文献１】特開２００３ー２１５７１３号公報（段落００１８、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のミラー保持機構では、ミラーを、直接的に棒状のホルダー（付勢部材）と支持枠の複数の当接部分に当接させて支持していたので、ミラーの位置精度を高くするには、工作精度の高いホルダー、支持枠および背面側部材を用意しなければならず、コストが高くなるという問題があった。また、工作精度が低いと、ミラーと各当接部分との間に隙間が発生し、ホルダーに取り付けたバネでミラーを付勢する際にミラーの変形を招き、その結果、反射光の方向が部分的に変わるため、プロジェクタの出力画像に歪が生じ、所望の性能が確保できないという問題があった。【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、工作精度の低い構成要素を用いても、温度や湿度等の変化に対して、画像に大きな歪が生じることを防止できる反射体の支持機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る反射体の支持機構は、先端が球面形状の部材と先端がすり鉢状の部材とを当接させたピボット機構を用い、前記反射面の前記光軸の位置または前記光軸の近傍で、前記ピボット機構の回動中心であるピボット点を中心に前記反射体を回動自在に位置決めするピボット支持部と、前記反射体を支持する支持面を備えた固定部材と、先端が球面形状の部材と先端が平面形状の部材とを点接触させ、前記反射体を前記支持面に対してスライド可能に支持すると共に、前記反射体の高さ方向の支持位置を調整するための調整機構を設けたスライド支持部とを備え、前記ピボット支持部と２つの前記スライド支持部により、前記反射体を３点支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、温度や湿度等が変化しても、ピボット支持部を中心に反射体（ミラー等）が自由に伸縮するので、反射体に歪が発生し難く、反射体の反射面形状の変形を最小限に抑えることができる。その結果、投写装置によって投写される光学像に大きな歪が発生することを防止できる。また、反射体は１個所に設けられたピボット支持部により支持されているので、反射体やその支持部品等の部品精度に依存せず、自由に反射体を位置決め調整することができ、その結果、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るミラーの支持機構の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るミラーの支持機構を用いた投写装置を含むプロジェクタの全体構成の概略図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るミラーの斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るミラーの支持機構の側面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るミラーの支持機構を分解して示す側面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るミラーの支持機構におけるピボット支持部の横断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１におけるスライド支持部の縦断面図（Ａ）、および実施の形態２におけるピボット支持部の横断面図（Ｂ）である。
【図８】この発明の実施の形態３に係るミラーの支持機構におけるピボット支持部の横断面図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係るミラーの支持機構におけるスライド支持部の縦断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係るミラーの支持機構の斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係るミラーの支持機構を分解して示す側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係るミラーの支持機構におけるスライド支持部の縦断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係るミラーの支持機構におけるスライド支持部の縦断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態６に係るミラーの支持機構を分解して示す側面図である。
【図１５】この発明の実施の形態６に係るミラーの支持機構におけるピボット支持部の横断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態６に係るミラーの支持機構におけるスライド支持部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１０】
１  ミラー（反射体）、  １ａ  反射面、  ３  固定部材、  ４  第１のラグ、  ５  第２のラグ、  ４１  ピボット支持部、  ４２  スライド支持部、  １００  投写光学系、  １１０  光軸、  ２００  照明光学系、  １０００  プロジェクタ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は、実施の形態１に係るミラー（反射体）の支持機構の斜視図である。図２は、実施の形態１に係るミラーの支持機構を備えた投写装置を含むプロジェクタの斜視図である。図３は、実施の形態１に係るミラーの斜視図である。図４は、実施の形態１に係るミラーの側面図である。図５は、実施の形態１に係るミラーの支持機構を分解して示す側面図である。図６は、実施の形態１に係るミラーの支持機構におけるピボット支持部の横断面図である。図７（Ａ）は、実施の形態１に係る反射体の支持機構におけるスライド支持部の縦断面図である。図１乃至図７において、同一の構成要素には、同一の符号を付与している。【００１２】
図２に示すように、プロジェクタ１０００は、投写光学系１００と照明光学系２００とからなる投写装置と、スクリーン３００とにより構成される。投写光学系１００は、照明光学系２００から出射された画像光（画像を構成する照射光）を、投写レンズ２０４で拡大し、ミラー１の反射面１ａで反射してスクリーン３００に投写するものである。より具体的には、照明光学系２００は、光を照射するランプ２０１と、ランプ２０１から照射された光を集光するレンズ２０２（図２では構成を簡略化して示す。）と、レンズ２０２から出射された光を空間変調する画像表示素子２０３とを備えている。画像表示素子２０３は、例えば液晶素子やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）であり、入射光を反射または透過することにより画像光（画像を構成する照射光）に変換するものである。図２に示した例では、画像表示素子２０３として液晶素子が用いられている。画像表示素子２０３で空間変調された画像光は、投写レンズ２０４により拡大され、さらにミラー１により反射及び拡大されてスクリーン３００に投写される。ミラー１は、後述するように、ベース２に取り付けられた固定部材３によって支持されている。図１に示した例では、ミラー１の反射面１ａの光軸１１０と、投写レンズ２０４の光軸２１０とを一致させている。【００１３】
図１において、反射面１ａを有するミラー１（反射体）は、固定部材３上に設けられた１個のピボット支持部４１と２個のスライド支持部４２とを介して、固定部材３に支持されている。図３に示すように、ミラー１の下部には第１のラグ４が設けられている。また、ミラー１の上部において左右対称な２個所には、それぞれ第２のラグ５が設けられている。なお、ラグとは、ミラー１の外周部に設けられたミラー１を支持するための突起部を言う。第１のラグ４は、ピボット支持部４１によって、第２のラグ５はスライド支持部４２によってそれぞれ支持され、結果として、ミラー１は固定部材３上において合計３個所で支持されている。【００１４】
ミラー１の構造を示す図３において、ミラー１は、照射光を反射する反射面１ａとその左右および上部を囲む外周部１ｂ，１ｃとを有している。ミラー１の反射面１ａは、回転非球面形状を有し、その回転非球面の中心軸からの半径方向の距離に依存して曲率が変化する形状になっている。そのため、ミラー１の反射面１ａの持つ光軸１１０は、前記中心軸と一致している。従って、光軸１１０からの距離が等しいミラー１上の部位であれば、その部位の曲率も同じである。この投写光学系１００では、ミラー１は、反射面１ａの光軸１１０を含まない領域で光を（スクリーン３００に向けて）反射するようになっている。また、ミラー１は、上述したように下部の中央に第１のラグ４を備えると共に、上部の左右対称な位置にそれぞれ第２のラグ５を備えており、各ラグ４，５には後述する中間部材が嵌合するための穴４ａ，５ａが設けられている。ミラー１の光軸１１０が通る位置には、ミラー１上の光軸１１０の通る位置を示す光軸マーク６が設けられている。なお、ミラー１は、例えば反射面をもつ材料からなる成型品や樹脂等を用いた成型品の表面に、アルミニウムのスパッタ膜等により反射面を形成した物等であってもよい。【００１５】
このように、ミラー１として回転非球面形状の拡大ミラーを用いたことにより、投写レンズ２０４だけを用いた場合に比べて拡大率を大きくすることが可能となり、投写レンズ２０４からスクリーン３００までの距離を短くすることができ、プロジェクタ１０００の小型化を実現できる。【００１６】
次に、ミラー１と固定部材３との関係を説明する。図４には、図１に示した投写レンズ２０４から照射された光のうち、ミラー１で（特に、ミラー１の左右方向の中心線上で）反射される光が示されている。反射面１ａ上で光を反射する範囲の一番下の点１２１と一番上の点１２２とを結ぶと、直線（中心線）１２３が規定される。固定部材３は、ミラー１を支持する支持面３ａを有し、支持面３ａは、前記の直線１２３と略平行になるように傾斜している。【００１７】
ミラー１の詳細な支持機構について以下に説明する。図１および図５に示すように、ミラー１は固定部材３に支持されている。固定部材３の支持面３ａの中央には、ミラー１の形にあいた開口７（図１）が設けられ、ミラー１の一部が入り込むようになっている。また、固定部材３は、ベース２に固定部８，９によって取り付けられている。固定部８，９にはそれぞれ穴８ａ，９ａがあけられており、図示されない固定用のネジによってベース２に固定されている。ベース２の底にはダボ２ａがある。これは、ミラー１の支持機構をプロジェクタ１０００に設置するときの位置決めを行うためのものである。なお、ベース２は、本発明の各実施の形態においては固定部材３の一部と見なしてもよく、必ずしも必要な構成部品ではない。【００１８】
ここで、ミラー１下部に設けられた第１のラグ４を支持するためのピボット支持部４１の支持機構について説明する。このピボット支持部４１では、図５に示すように、第１のラグ４が、中間部材であるピボットピン１０を介して固定部材３の支持面３ａに設けられた受け部１１によって支持されている。また、ピボットピン１０と支持面３ａとによってピボット機構が構成されている。図６に示すように、ピボットピン１０は第１のラグ４と嵌合し、その鍔１０ａで第１のラグ４を支持している。また、ピボットピン１０の先端部１０ｂは球面形状になっており、受け部１１のすり鉢状の受け面１１ａと当接している。そして、第１のラグ４がバネ１２によって固定部材３側に押し付けられることにより、ピボットピン１０の先端部１０ｂは、受け部１１の受け面１１ａに押しつけられるので、受け部１１から外れない。仮に外力が加わり先端部１０ｂの位置が瞬間的にずれても、受け面１１ａがすり鉢状の形状をしているので、すぐに元の安定な位置に戻る。【００１９】
さらに、ピボットピン１０の反対側は第１のラグ４から突出しており、バネ１２のガイドの役割をはたしているので、バネ１２は横方向に大きくずれない。バネ１２は押さえ板１３により押さえられ、押さえ板１３はネジ１４によって２個所において固定部材３に固定される。押さえ板１３はバネ１２を押さえるだけでなく、ピボットピン１０の先端部１０ｂが受け部１１から外れるのを防止している。以上のように、ミラー１下部の第１のラグ４が固定部材３にピボット機構で支持されているため、ピボット機構の回動中心であるピボット点を支点として自由に回動可能である。なお、ピボット機構の回動性を向上させるために、ピボットピン１０の先端部１０ｂと受け部１１の受け面１１ａとの当接部分に、潤滑材等を用いた潤滑処理を施しても良い。【００２０】
次に、ミラー１上部の左右２個所に設けられた第２のラグ５を支持するためのスライド支持部４２の支持機構について説明する。このスライド支持部４２では、図５に示すように、第２のラグ５が、中間部材である当接ピン１５を介して固定部材３で支持されている。また、当接ピン１５と固定部材３との当接部の高さは、固定部材３に取り付けられた調整ネジ１６（調整機構）によって調整可能である。図７（Ａ）に示すように、当接ピン１５は第２のラグ５と嵌合し、その鍔１５ａにより第２のラグ５を支持する。また、当接ピン１５の先端部１５ｂは球面形状になっており、それと向かい合う位置に設けられた調整ネジ１６の先端部１６ｂと当接する。調整ネジ１６の先端部１６ｂは平面なので、当接ピン１５の先端部１５ｂとは点と面で当接する。また、当接ピン１５の先端部１５ｂと調整ネジ１６の先端部１６ｂが当接する当接部には応力が集中するので、球面形状の先端部１５ｂのもつ曲率半径を大きくとることによって、当接部での応力集中を緩和してもよい。その際、当接ピン１５の先端部１５ｂと調整ネジ１６の先端部１６ｂの摺動性を確保するために潤滑材等を用いた潤滑処理を施しても良い。
【００２１】
調整ネジ１６は固定部材３に設けられたネジ穴と螺合する。また、調整ネジ１６の他端にはドライバなどの工具の先端が入る溝１６ａが形成されており、固定部材３の背面側から工具で調整ネジ１６を回転できるようになっている。調整ネジ１６を回転させることによってその高さ（調整ネジ１６のネジ穴からの突出量）を調整することが可能である。第２のラグ５は、バネ１７（付勢部材）によって固定部材３側に押し付けられ、当接ピン１５の先端部１５ｂが調整ネジ１６に押しつけられることにより支持されており、先端部１５ｂと調整ネジ１６との当接部の面内方向に移動可能となっている。なお、調節ネジ１６の先端部１６ｂの面積は、当接ピン１５が脱落しないよう、当接ピン１５の移動範囲より大きく形成されている。バネ１７は当接ピン１５によってガイドされるとともに、押さえ板１８により押さえられている。押さえ板１８は、ネジ１９によって２個所において固定部材３に固定されている。【００２２】
さらに、固定部材３の支持面３ａからミラー１の第１のラグ４および第２のラグ５までの距離（間隔）をなるべく短くし、それぞれの間隔を等しくすることにより、温度変化による伸縮の影響を抑止するとともに、その間隔が変化してもミラー１の光軸１１０に対する反射面１ａの角度が変わらないように、ピボットピン１０や当接ピン１５などの中間部材の材質を同じにしている。本発明の実施の形態１では、固定部材３の支持面３ａからミラー１の第１のラグ４の裏面までの距離（間隔）と、固定部材３の支持面３ａから第２のラグ５の裏面までの距離（間隔）とを同じにするとともに、固定部材３の材質をミラー１よりも硬く線膨張係数の小さいアルミニウムやステンレスとし、ピボットピン１０とその受け部１１および当接ピン１５と調整ネジ１６の材質もアルミニウムやステンレスなどの金属（すなわちミラー１よりも硬く線膨張係数の小さい材料）としている。なお、受け部１１は固定部材３と一体に形成してもよく、また、別部品として形成してもよい。【００２３】
本発明の実施の形態１は以上のように構成されているので、温度や湿度等が変化した場合、ミラー１はピボット機構によって支持されたミラー１下部の第１のラグ４を中心位置として伸縮する。このときミラー１上部の２個所に設けられた第２のラグ５のそれぞれに嵌合した当接ピン１５は、固定部材３に設けられた調整ネジ１６の先端部１６ｂ上を自在に移動する。そのため、第２のラグ５によって支持されるミラー１上部には、ミラー１の伸縮を妨げるような力は働かず、ミラー１の変形が最小限に抑えられる。また、例えミラー１が何らかの力の作用により変形したとしても、ミラー１の第１のラグ４の位置はピボット支持部４１により固定部材３上の所定の位置に設けられた受け部１１によって、位置決め支持されるため移動しない。また、ミラー１が、ミラー１上部の２個所に設けられたスライド支持部４２によっても支持されているために、合計３個所での支持が行われ、ミラー１の一端が浮くことなく安定に支持され続ける。よって、温度や湿度等の変化等に伴ってミラー１が大きく伸縮しても、画像の歪を最小限に抑えることができる。【００２４】
また、固定部材３の支持面３ａがミラー１の面に沿って配置されているので、温度や湿度等の変化によりミラー１が伸縮しても、ミラー１はその伸縮方向に沿って支持される。そのため、ミラー１の姿勢変化を最小限に抑えることができ、画像が大きく移動することがない。【００２５】
また、固定部材３の所定の位置にミラー１を組み込む時に発生する位置決め誤差や、温度や湿度等の変化等によるミラー１等の構成部材の変形に伴って、ミラー１がピボット点（支点）を中心に回動したとしても、ミラー１の反射面１ａの形状がミラー１の光軸１１０を軸とした回転対称となっているために、また、その光軸１１０の近傍にピボット点が設けられているために、ミラー１によって反射される光の方向はあまり変化しない。従って、投写光学系１００からスクリーン３００に投写される画像が大きく歪むことはない。なお、ピボット点の位置は、図４および図５から分かるように、ミラー１の光軸１１０の近傍に設けられている。ミラー１で反射される光の方向の変化をより一層抑制したい場合は、ピボット点の位置をミラー１の光軸１１０上に配置すればよい。この場合、ミラー１によって反射される光の方向は殆ど変化せず、投写される画像も歪まなくなる。【００２６】
さらに、ミラー１の第１のラグ４および第２のラグ５を固定部材３に押し付けることに関し、第１のラグ４および第２のラグ５が直接固定部材３に当接していないので、固定部材３からの何らかの作用に対して、第１のラグ４および第２のラグ５の変形が起こりにくく、信頼性が高い。また、中間部材であるピボットピン１０や当接ピン１５が摩滅等により変形した場合、これらを交換することが可能なため、経済的である。【００２７】
また、固定部材３の支持面３ａから第１のラグ４の裏面までの距離と、固定部材３の支持面３ａから第２のラグ５の裏面までの距離とを同じにするとともに、ピボットピン１０と当接ピン１５の材質を同じにしたので、温度の変化に伴ってピボットピン１０や当接ピン１５が伸縮しても、固定部材３からミラー１の第１のラグ４ないし第２のラグ５までの距離（間隔）もその伸縮に同期して等しく変化するため、支持されるミラー１の固定部材３に対する角度は変わらない。【００２８】
加えて、固定部材３、ピボット支持部４１およびスライド支持部４２の少なくとも一つに、アルミニウムやステンレスなど、ミラー１よりも硬度が高く線膨張率の小さな材料を使っているので、温度が変化してもミラー１に比べ各部の伸縮量は小さく、固定部材３に対するミラー１の配置位置や姿勢角に影響を与えることがない。また、ピボットピン１０と固定部材３に設けられた受け部１１およびスライド支持部４２の当接ピン１５と調整ネジ１６は、ミラー１の伸縮に伴う摺動によりすぐに摩滅して動きが悪くなったり、正確な位置決めができなくなったりすることはない。【００２９】
また、ミラー１の第１のラグ４および第２のラグ５の寸法精度が低かったり、固定部材３の支持面３ａの平面度が悪かったりしても、ミラー１はピボット支持部４１に設けられたピボットピン１０の先端部１０ｂを中心に自在に回動してガタなく支持される。また、それによりミラー１の姿勢が正規の位置からずれたとしても、固定部材３の上部の２個所に螺合させた調整ネジ１６を用いてミラー１の姿勢を調整することができるので、部品精度に依存することなくミラー１の高精度な位置決めを行うことが可能である。加えて、スライド支持部４２の支持機構と一体となった調整機構を採用したので、従来の支持機構においてミラー１の姿勢角度の調整用に設けられていた多軸の独立した調整機構が不要になり、部品点数の削減に伴うコスト低減と装置の軽量化を実現できる。【００３０】
なお、本発明の実施の形態１では量産性と軽量化を考慮し、ミラー１の母材を樹脂等からなる成型品としたが、成形や後の母材の経時的な変形あるいは温度、湿度の変化等に伴う反射面１ａの変形量をより抑えたい場合においては、アルミニウムなどの金属による切削品を母材として用いてもよい。また、固定部材３は金属としたが、軽量化を優先する場合は強度や精度、温度特性を満足すればプラスチック、木材、マグネシウム合金などのいかなる軽素材を使用しても良い。【００３１】
そして、図２に示されるプロジェクタ１０００では、本発明の実施の形態１記載のミラー１の支持機構を採用したので、ミラー１を、その姿勢を簡単に修正しながら固定部材３上で最適に支持することができる。さらに、温度や湿度等の変化等に対してミラー１の反射面１ａが歪まないので、投写光学系１００の投写レンズ２０４の光軸２１０を、ミラー１の光軸１１０と最適な関係に配置し、温度や湿度等の変化等に依存することなくその配置を継続的に維持することが可能となる。その結果、プロジェクタ１０００においてスクリーン３００に投写される画像に大きな位置ずれや変形が発生しなくなる。【００３２】
なお、上述した本発明の実施の形態１では、本発明のミラー１の支持機構を、投写光学系１００と照明光学系２００により構成されるプロジェクタ１０００に搭載する場合について述べたが、他の光学装置にも利用できることは言うまでもない。たとえば、画像を読み取るためのスキャナー装置や、半導体製造に用いられる露光装置やステッパ装置に利用することが可能である。このことは、以下の各実施の形態についても同様である。【００３３】
実施の形態２．
上述した実施の形態１では、図７（Ａ）を参照して説明したように、スライド支持部４２に反射体であるミラー１の支持位置を調整する調整機構を設けた。すなわち、当接ピン１５の先端部１５ｂと接する先端部１６ｂを有する部材を調整ネジ１６とし、この調整ネジ１６を固定部材３に螺合させ、これを回転させることにより、ミラー１の支持位置の調整を可能としている。本実施の形態では、同様の調整機構をピボット支持部４１に設けることで、同様の効果を達成している。すなわち、図７（Ｂ）に示すように、ピボットピン１０の先端部１０ｂと接するすり鉢状の受け面１１ａを有する受け部１１を、上記調整ネジ１６と同様の調整ネジ１１ｂとしてこれを固定部材３のネジ穴に螺合させる。このように構成すれば、調整ネジ１１ｂを回転させることにより、ピボットピン１０の先端部１０ｂと受け部１１の受け面１１ａとの当接位置が調整でき、結果として反射体であるミラー１の支持位置を調整することが可能となる。すなわち、反射体であるミラー１の支持位置を調整する調整機構は、スライド支持部４２に設けても、ピボット支持部４１に設けても、同様の調整が可能となり、スライド支持部４２およびピボット支持部４１の双方に設ければ、より自由度の大きい調整が可能となる。本実施の形態に係る構成は、以下に説明する各実施の形態にも適用することができる。【００３４】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３について図面に基づいて説明する。図８は、本実施の形態において第１のラグ４を支持するピボット支持部４３の支持機構を、横方向に切断して下方から見た横断面図である。このピボット支持部４３の支持機構は、実施の形態１で説明したピボット支持部４１（図６）の支持機構とは異なる構成を有している。図９は、本実施の形態において第２のラグ５を支持するスライド支持部４２の支持機構を、横方向に切断して横から見た縦断面図である。このスライド支持部４２の支持機構は、実施の形態１で説明したスライド支持部４２（図７）の支持機構とは異なる構成を有している。なお、図８および図９に示す各部位において、図６および図７に示した各部位と同一もしくは対応する部分には、同一符号を付与している。【００３５】
本発明の実施の形態３に係るミラー１の支持機構は、実施の形態１において第１のラグ４および第２のラグ５を支持する支持機構に対して、支持される側と支持する側の当接部の形状を入れ換えたものである。つまり、支持の形態は変えずに、ミラー１支持部の中間部材の先端部の形状と、それと当接する固定部材３の当接部の形状を交換したもので、それ以外の部分の構成は本発明の実施の形態１と同じである。【００３６】
図８に示すように、ミラー１下部の第１のラグ４を支持するピボット支持部４３の支持機構では、ピボットピン１０の先端部１０ｂはすり鉢形である。一方、この先端部１０ｂと当接する固定部材３に設けられた受け部１１の形状は球面形状である。このような構成を採用しても、ピボット機構によって支持するという形態は変わらず、ミラー１はピボット点を中心に自由に回動する。【００３７】
図９に示すように、ミラー１上部の２個所の第２のラグ５を支持するスライド支持部４４の支持機構では、当接ピン１５の鍔１５ａの端面１５ｂは平面である。一方、この端面１５ｂに当接する調整ネジ１６の先端部１６ｂは球面形状である。よって、ミラー１上部の２個所では、実施の形態１と同様にミラー１を点で支持することとなり、ピボット点と合わせて３個所でミラー１を支持するという構造には変わらない。また、調整ネジ１６を回転させてミラー１の姿勢を調整することも可能である。なお、調整ネジ１６の先端部１６ｂは球面形状であるが、必ずしも球面形状でなくてもよく、当接ピン１５の端面１５ｂに対して当接でき充分な摺動性が確保できれば良い。【００３８】
温度や湿度等が変化した場合の支持機構の作用は、実施の形態１と大きく違うところはない。ミラー１において固定部材３に対する位置を変化させない部位は、ピボット支持部４３に支持される第１のラグ４であり、第１のラグ４の位置を中心にミラー１は伸縮する。一方、ミラー１上部の第２のラグ５の固定部材３に対する位置は、スライド支持部４４の当接ピン１５が調整ネジ１６の先端部１６ｂに接触しながら移動するので、結局、第１のラグ４を中心に伸縮する方向に第２ラグ５が移動する。このように、ミラー１はスライド支持部４４においてスライド移動できるので、第１のラグ４と第２のラグ５の間で発生する伸縮に伴った応力は発生せず、応力緩和に伴う不要な変形も生じない。なお、ミラー１は、その伸縮に応じて、ピボット支持部４３のピボット点を中心に回動し、３個所支持の状態を維持するので、常に安定した姿勢での支持が可能である。【００３９】
以上のように構成したので、本発明の実施の形態３によれば、本発明の実施の形態１と同様の効果が得られる。また、ミラー１の第１のラグ４や第２のラグ５をピボット支持部４３のピボットピン１０やスライド支持部４４の当接ピン１５などの中間部材を介して固定部材３で支持する構造としたので、本発明の実施の形態１のように中間部材を交換することによって、色々な条件に対応した支持部の形状を選択することができる。また、部材の交換が簡単に行えるため、試作段階での形状や材質などの検討が容易である。【００４０】
実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４について図面に基づいて説明する。図１０は、本発明の実施の形態４に係るミラー１の支持機構を示す斜視図である。図１１は、図１０に示したミラー１の支持機構を分解して示す側面図である。図１２は、ミラー１上部の第２のラグを支持するスライド支持部４５の支持機構を縦方向に切断して横から見た縦断面図である。なお、図１０におけるミラー１下部の第１のラグ４を支持するピボット支持部４１の支持機構は、実施の形態１の支持機構（図６）と同じである。なお、図１０ないし図１２に示す各部位において、図２、図５および図７に示した各部位と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付与している。【００４１】
本発明の実施の形態４に係るミラー１の支持機構は、上述した実施の形態１に係るミラー１の支持機構に対して、ミラー１上部の第２のラグ５を支持するスライド支持部の支持機構の構造が異なっている。上述した実施の形態１では、第２のラグ５の高さ調整に際し、固定部材３のネジ穴に螺合する調整ネジ１６を固定部材３の裏側から操作するのに対して、本実施の形態４ではミラー１の第２のラグ５の前側から操作する。【００４２】
図１０において、ミラー１下部の第１のラグ４はピボット機構により回動自在に支持されている。ミラー１上部の２個所の第２のラグ５は、中間部材を介してスライド機構により固定部材３に点と面で当接している。このようにミラー１を３個所で支持する形態を採用していることは、実施の形態１と同じである。【００４３】
ミラー１上部の第２のラグ５を支持するスライド支持部４５の支持機構では、図１１に示すように、第２のラグ５に設けられた穴５ａ（図３参照）にブッシュ２０が嵌合し、このブッシュ２０に調整ピン２１がはめ込まれている。第２のラグ５とブッシュ２０は、抜けないように接着しておいてもよい。調整ピン２１にガイドされたバネ１７は、ブッシュ２０のフランジ２０ａと当接し、押さえ板１８により押さえられることで付勢力を発生させている。【００４４】
図１２に示したスライド支持部４５の縦断面において、調整ピン２１の先端部２１ａは球面形状をしており、固定部材３と点と面で当接する。また、ブッシュ２０の内面と調整ピン２１の側面（外周面）にはネジが切られており、調整ピン２１の他端に設けられた調整用の六角穴２１ｂを六角レンチ（図示せず）などで回すことによって第２のラグ５の高さを調整することができる。図１０および図１２に示すように、押さえ板金１８の頭部には、六角レンチを入れるための調整穴１８ａが設けられている。調整ピン２１を操作するときには、この調整穴１８ａから六角レンチを挿入することで、第２のラグ５の高さ調整をミラー１の正面側から行うことができる。【００４５】
各部材の材質も同符号を付したものは本発明の実施に形態１と同様であり、ブッシュ２０と調整ピン２１はアルミニウムまたはステンレス、ダイキャスト、マグネシウム合金などの金属、またはプラスチックであってもよい。【００４６】
本発明の実施の形態４は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる上、ミラー１上部の支持機構の調整を行うとき、ミラー１の正面から調整することができるので、わざわざ固定部材３の裏側に工具を入れてネジを回す必要がない。その結果、調整が簡単になり、調整時間が短くなる。また、第２のラグ５を直接バネ１７で押すのではなく、ブッシュ２０のフランジ２０ａを介して押すので、ミラー１の材質が樹脂だとしても面で当接するため、第２のラグ５が変形したり傷ついたりすることがない。【００４７】
実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５について図面に基づいて説明する。図１３は、ミラー１上部の第２のラグ５を支持するスライド支持部の支持機構を、縦方向に切断して横から見た縦断面図である。なお、図１３に示す各部位において、図１２に示した各部位と同一部分もしくは相当部分には同一符号を付与している。【００４８】
本発明の実施の形態５に係るミラー１の支持機構は、本発明の実施の形態４に係るミラー１の支持機構に対して、第２のラグ５に対するブッシュ２０の挿入方向が入れ替わった点が異なり、他の構成は同じである。図１２のスライド支持部４５と、図１３のスライド支持部４６との比較から分かるように、本発明の実施の形態５では、バネ１７が直接第２のラグ５を押し、ブッシュ２０のフランジ２０ａが第２のラグ５を受けるように構成されている。このように構成されているため、第２のラグ５はブッシュ２０から抜けなくなり、その結果、第２のラグ５にブッシュ２０を圧入または接着させる必要がなくなるという効果が得られる。【００４９】
実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６について図面に基づいて説明する。図１４は、本発明の実施の形態６のミラー１の支持機構を分解して示す側面図である。図１５は、ミラー１下部の第１のラグ４を支持するピボット支持部４７の支持機構を、横方向に切断して下から見た横断面図である。図１６は、ミラー１上部の第２のラグ５を支持するスライド支持部４８の支持機構を、縦方向に切断して横から見た縦断面図である。なお、実施の形態１で説明した構成と同一または同等の構成については、同一符号を付して説明を省略する。また、図１４ないし図１６に示す各部位において、図５ないし図７に示した各部位と同一もしくは相当部分には、同一符号を付与している。【００５０】
本発明の実施の形態６では、図１４に示すように、上述した各実施の形態で説明した中間部材を使わず、ミラー１の第１のラグ４および第２のラグ５に中間部材の役割を果たす当接部を形成し、固定部材３に直接当接させている。図１５に示すミラー１下部の第１のラグ４を支持するピボット支持部４７の支持機構では、第１のラグ４は固定部材３側に突出し、その先端部４ｂは球面形状をしている。この第１のラグ４の先端部４ｂは、固定部材３に形成された受け部１１の受け面１１ａによりピボット支持される。この第１のラグ４は、先端部４ｂと反対の側にも突出しており、ガイド部４ｃとしてバネ１２の位置決めと抜け止めを兼ねている。【００５１】
一方、図１６に示すミラー１上端の第２のラグ５を支持するスライド支持部４８の支持機構は、第２のラグ５から固定部材３側へ突出した先端部５ｂが、固定部材３に設けられた調整ネジ１６に当接する。先端部５ｂは球面形状であり、調整ネジ１６の先端部１６ｂ（平面）と、点と面で当接する。また、第２のラグ５は、先端部５ｂと反対の側にも突出しており、ガイド部５ｃとしてバネ１７の位置決めと抜け止めを兼ねる。第２のラグ５はバネ１７により固定部材３側に押し付けられ支持されているが、ミラー１の伸縮する方向である面内方向において移動可能である。なお、第２のラグ５の移動範囲以上に、調整ネジ１６の先端部１６ｂの面積は予め確保されている。【００５２】
ミラー１の材質が樹脂の場合には、ミラー１の第１のラグ４および第２のラグ５に設けた各突起部である先端部４ｂ、先端部５ｂ、ガイド部４ｃ、ガイド部５ｃを樹脂としてもよく、これはミラー１の成形と同時に形成する（例えば一体成型により形成する）ことができる。また、ミラー１が金属の場合には、切削加工で形成するか別部品で作って第１のラグ４ないし第２のラグ５に取り付けてもよい。さらに、実施の形態３のように、ミラー１側と固定部材３側の当接部の形状を入れ換えても、同様の効果が得られる。【００５３】
以上のように構成したので、ミラー１の第１のラグ４および第２のラグ５に中間部材の機能を持たせることができ、部品点数の削減によるコスト低減につながるとともに軽量化も図れる。また、第１のラグ４および第２のラグ５と別部材との接続のガタがなくなり、より正確な位置決めが可能である。さらに、異種材料との接続がなくなるので、温度変化時に線膨張率の違いに伴うガタがなく、接続に伴うひび入りもなく、精度よく信頼性の高い支持機構を得ることができる。その他、剛性と強度に関すること以外に関し、実施の形態１と同様の効果の得られるのは明らかである。【００５４】
なお、上述した実施の形態１〜６では、ピボット支持部およびスライダ支持部の両方を設けたが、いずれか一方だけ設けても良い。また、上述した実施の形態１〜６では、ミラー１の反射面１ａを回転非球面形状としたが、回転非球面形状に限らず、回転対称形状であればよい。
【図１】
0003913265.tif 000002
【図２】
0003913265.tif 000003
【図３】
0003913265.tif 000004
【図４】
0003913265.tif 000005
【図５】
0003913265.tif 000006
【図６】
0003913265.tif 000007
【図７】
0003913265.tif 000008
【図８】
0003913265.tif 000009
【図９】
0003913265.tif 000010
【図１０】
0003913265.tif 000011
【図１１】
0003913265.tif 000012
【図１２】
0003913265.tif 000013
【図１３】
0003913265.tif 000014
【図１４】
0003913265.tif 000015
【図１５】
0003913265.tif 000016
【図１６】
0003913265.tif 000017