CN107942506A - 光学元件的支撑体及图像描绘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供不依赖于光学元件的外形尺寸的误差而且抑制安装姿势的偏差的光学元件的支撑构造，还提供色差小的图像描绘装置。该支撑构造具有：具备对光学元件的作为规定的面的第一面进行接触保持的第一保持面以及对光学元件的与第一面相邻的第二面上的远离第一面的棱角线的至少一部分进行接触保持的第二保持面的箱体；向第一保持面按压光学元件的第一按压部件；以及向第二保持面按压光学元件的第二按压部件，而且第一保持面和第二保持面分别外伸延长时的外伸面的交叉角度是锐角，第一按压部件对光学元件施加按压的第一按压位置比光学元件的中心靠第二保持面侧，第二按压部件对光学元件施加按压的第二按压位置比光学元件的中心远离第一保持面。

Description

光学元件的支撑体及图像描绘装置

技术领域

本发明涉及光学元件的支撑体及图像描绘装置，特别涉及适合支撑具备棱镜、反射镜等光学元件时的光学元件的支撑体及图像描绘装置。

背景技术

一直以来，为了使激光光源等的光光学地反射、折射，多使用光学元件。例如，若以图像描绘装置为例进行列举，则为了使从激光光源单元射出的绿色、红色以及蓝色三色的激光的光轴大致相同，作为光学元件，设有波长选择性的分色镜。分色镜等光学元件的安装姿势的误差例如成为图像描绘装置在屏幕上产生色差的原因，因此需要进行无误差的安装。

对于这样的问题，作为用于精度良好地安装光学元件的支撑构造的例，已知以下技术：用固定弹簧分别按压光学元件的规定面和与该面相邻的面这两面，使这两面的背面侧与设于箱体的座面分别抵接而支撑。这种技术例如记载于日本特开2016-126269号公报。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-126269号公报

发明内容

在如上述现有技术所示地使光学元件的两面抵接座面而安装的支撑构造中，一旦外形尺寸存在误差，则光学元件与座面的抵接位置不固定，由于固定弹簧的按压力和从座面受到的发作用力，在光学元件产生旋转力矩，存在光学元件被安装为从座面浮起的状态的可能性。例如，在存在正的垂直度误差的情况下，光学元件容易被安装为与座面侧不同的一侧的棱角线从面浮起的状态。相反，在存在负的垂直度误差的情况下，光学元件容易被安装为座面侧的棱角线从面浮起的状态。

本发明的目的在于，提供一种不依赖于光学元件的外形尺寸的误差且抑制安装姿势的偏差的光学元件的支撑体及图像描绘装置。

为了实现上述目的，本发明具有箱体，且构成为，在上述箱体的一部分形成有对光学元件的作为规定的面的第一面进行接触保持的第一保持面以及对上述光学元件的与上述第一面相邻的第二面上的远离上述第一面的棱角线的至少一部分进行接触保持的第二保持面，且具有向上述第一保持面按压上述光学元件的第一按压部件以及向上述第二保持面按压上述光学元件的第二按压部件，将上述第一保持面和上述第二保持面延长后相互的交叉角度比上述第一面与上述第二面所形成的角度小。

或者，本发明具有：具备对光学元件的作为规定的面的第一面进行接触保持的第一保持面以及对光学元件的与第一面相邻的第二面上的远离第一面的棱角线的至少一部分进行接触保持的第二保持面的箱体；向第一保持面按压光学元件的第一按压部件；以及向第二保持面按压光学元件的第二按压部件，而且将第一保持面和第二保持面分别外伸延长时的外伸面的交叉角度是锐角，第一按压部件对光学元件施加按压的第一按压位置是比上述光学元件的中心靠第二保持面侧的位置，第二按压部件对光学元件施加按压的第二按压位置是比上述光学元件的中心远离第一保持面的位置。

本发明具有如下效果。

根据本发明，能够实现不依赖于光学元件的外形尺寸的误差且抑制安装姿势的偏差的光学元件的支撑体。而且，在应用了本发明的图像描绘装置中，因为使三色激光的光轴大致相同，所以能够进行色差较小的图像显示。

附图说明

图1是示意性表示应用了实施例1的图像描绘装置的结构的俯视图。

图2是表示实施例1的分色镜的支撑构造的结构的局部分解立体图。

图3是表示实施例1的分色镜的支撑构造的局部剖视图。

图4是表示设于实施例1的箱体的保持面的形状的局部剖视图。

图5是表示实施例1的分色镜的按压位置的局部剖视图。

图6是表示实施例2的分色镜的支撑构造的结构的局部分解立体图。

图7是表示实施例2的箱体的保持面的位置关系的局部俯视图。

图8是表示实施例2的分色镜与保持面的拐角部的位置关系的局部剖视图。

图9是表示实施例2的分色镜的按压位置的局部俯视图。

图中：1—图像描绘装置，10—激光光源部，20—偏转镜装置，30—屏幕，40、80—箱体，50、70—按压部件，11、12、13—激光光源，14、15、16—准直透镜，17、18—分色镜，181—反射面，182—远离反射面的棱角线，183—反射面的第二按压部侧的棱角线，184—反射面的第二保持面侧的棱角线，185—反射面的背面，186—与反射面相邻且与第二按压部对置的第二面，61—分色镜的与反射面的法线平行的中心线，62—分色镜的处于反射面与其背面的中心面上的中心线，41、81L、81R—第一保持面，42、82—第二保持面，42C、82C、81LC、81RC—拐角部，51、51L、51R—第一按压部，52、72—第二按压部，51A、71LA、71RA—第一按压位置，52A、72A—第二按压位置，θ—将第一保持面和第二保持面分别外伸延长时的外伸面的交叉角度，φ—分色镜的反射面和与该反射面相邻的第二保持面侧的侧面这两面间的角度。

具体实施方式

以应用了本发明的光学元件的支撑构造的图像描绘装置为例，对实施例1进行说明。

实施例1

图1是表示应用了实施例1的光学元件的支撑构造的图像描绘装置1的结构的概要俯视图。图中的虚线表示激光的光轴。实施例1的图像描绘装置1构成为以射出图像描绘用激光的激光光源部10和对该激光进行二维地偏转扫描的偏转镜装置20作为主要光学部件。箱体40是支撑、固定激光光源部10和偏转镜装置20的成形品。

首先，对激光光源部10的结构进行说明。在激光光源部10内配置有波长互不相同的三个激光光源11、12以及13。

激光光源11例如是射出绿色激光的半导体激光。该激光光源11射出的绿色激光透过准直透镜14变换成大致平行的激光后，入射至分色镜17。

激光光源12例如是射出蓝色激光的半导体激光。该激光光源12射出的蓝色激光也透过准直透镜15而变换成大致平行的激光，入射至分色镜17。

分色镜17是具备使激光光源11射出的绿色激光透过，另一方面，反射从激光光源12射出的蓝色激光的功能的波长选择性的光学元件，在该分色镜17透过或反射的两色的激光在使分别的光轴的角度和位置一致的大致同一光路行进并入射至分色镜18。

激光光源13例如是射出红色激光的半导体激光。该激光光源13射出的红色激光透过准直透镜16变换成大致平行的激光，然后入射至分色镜18。

分色镜18是具备使绿色和蓝色的激光反射而仅使红色激光透过的功能的波长选择性的光学元件。在该分色镜18透过或反射的绿色、蓝色以及红色三色的激光作为使分别的光轴的角度和位置一致的大致同一激光而行进，入射至扫描激光的偏转镜装置20。

接下来，对偏转镜装置20进行说明。偏转镜装置20在装置内具备反射镜21，且具有使其反射面绕两个轴振动的功能。偏转镜装置20将所入射的激光反射，在相距规定距离的屏幕30上在两方向上扫描，描绘图像。

本发明的支撑构造应用于配置在该图像描绘装置1的光路中的分色镜17、18的固定。以下，以分色镜18为例，对其具体的支撑构造和其效果进行说明。

图2是表示实施例1的分色镜18的支撑构造的结构的局部的分解立体图，图3是表示图2的A—A’剖面的实施例1的分色镜18的支撑构造的局部剖视图。图中的182是分色镜18的远离反射面181的棱角线，是反射面181的背面185上的第二保持面42侧的棱角线。在此，棱角线是指相邻的两个面相交产生的线段。棱角线182具体而言是分色镜的第二面186和反射面的背面185相交产生的线段。附图标记183和184分别是反射面181上的第二按压部52侧和第二保持面42侧的棱角线。

箱体40具有保持分色镜18的第一面即反射面181的第一保持面41、和接触保持分色镜18的远离反射面181的棱角线182的一部分的第二保持面42。向分色镜18的反射面181的背面185与箱体40之间插入按压部件50。按压部件50具有向第一保持面41按压分色镜18的第一按压部51和向第二保持面42按压分色镜18的第二按压部52。因此，实施例1的分色镜18通过反射面181碰到箱体40的第一保持面41、棱角线182碰到第二保持面42而被限制位置和姿势。此外，在本实施例中，第一按压部51和第二按压部52在一个按压部件50上一体构成，但是第一按压部51和第二按压部52也可以设于不同的按压部件上。另外，分色镜的反射面181与其背面185间的角度公差以极高的精度制造。因此，虽然在本实施例中构成为作为分色镜18的第一面，将反射面181推碰到箱体40的第一保持面41上，但是也可以构成为将其背面185推碰到第一保持面41上。

本实施例由具有两个特征的结构构成。使用图4，对第一个特征进行说明。图4是表示实施例1的箱体40的第一保持面41和第二保持面42的形状的局部剖视图。第二保持面42是向第一保持面41下倾的倾斜面，该倾斜具有比分色镜18的垂直度公差大的高低差。将第一保持面41和第二保持面42分别外伸延长时的外伸面(外伸面401、402)的交叉角度θ成为锐角，从而能够不依赖于分色镜的反射面181和与该反射面相邻且与第二保持面42对置的第二面186这两面间的垂直度误差，而将分色镜18与第二保持面42的接触位置始终限定于背面185侧的棱角线182。该情况下，分色镜18虽然具有由于从第二保持面42受到的发作用力产生的旋转力矩而反射面181的第二保持面42侧的棱角线184从第一保持面41浮起的可能性，但是另一方面，反射面181的第二按压部52侧的棱角线183不会从第一保持面41浮起。此外，在本实施例中，将分色镜18的反射面181和第二面186两面间的理想的角度设为直角(外伸面401、403)，但是即使在这两面间的理想的角度为直角以外的角度φ的情况下，只要将对第一保持面41和第二保持面42分别进行外伸延伸时的外伸面的交叉角度θ设定为比角度φ的最小允许值小，就能够得到相同的效果。在此，最小允许值是指最小允许尺寸，或者是指作为尺寸的下限值的基准尺寸+下倾的尺寸的允许差。只是将外伸面的交叉角度θ设定为比角度φ的最小允许值小，也能够得到大致相同的效果。

使用图5，对第二个特征进行说明。图5是表示实施例1的分色镜18的按压位置的局部剖视图。图中的点划线61表示与反射面181的法线平行的分色镜18的中心线，点划线62表示处于反射面181与背面185的中心面上的分色镜18的中心线。按压部件50的第一按压部51对分色镜18施加按压力的第一按压位置51A比其中心线61靠第二保持面42侧，第二按压部52对分色镜18施加按压力的第二按压位置52A比分色镜18的中心线62靠背面185侧。该情况下，利用作用于分色镜18的两个按压力产生的旋转力矩抵消上述的从第二保持面42受到的反作用力产生的旋转力矩，抑制分色镜的棱角线184从第一保持面41浮起。其结果，能够不依赖于分色镜18的外形尺寸的误差而以反射面181始终与第一保持面41面接触的状态将分色镜18安装于箱体40。

因此，能够提供不依赖于光学元件的外形尺寸的误差而且抑制安装姿势的偏差的光学元件的支撑构造。而且，在应用了本发明的图像描绘装置中，因为使三色激光的光轴大致相同，所以能够进行色差小的图像显示。

实施例2

使用图6至图9，对本发明的实施例2进行说明。对于在图中标注了相同的符号的说明了的结构和具有相同的功能的部分，省略说明。

图6是表示实施例2的分色镜18的支撑构造的结构的局部的分解立体图。图中的81L和81R是被分割成两个的箱体80的第一保持面，71L和71R分别是从背面185侧向第一保持面81L和81R按压分色镜18的第一按压部。

该实施例2在具有实施例1所叙述的两个特征的结构的基础上，再由具有两个特征的结构构成。首先，使用图7和图8，对第一个特征进行说明。图7是表示实施例2的箱体80的保持面的位置关系的局部俯视图，图8是图6的B—B’剖面的实施例2的分色镜18与保持面的拐角部的位置关系的局部剖视图。实施例2的第一个特征是，箱体80的第一保持面由在同一面内被分割成两个的81L和81R构成，在该被分成两半的第一保持面81L、81R之间形成有第二保持面82。该情况下，即使在第一保持面81L、81R和第二保持面82的拐角部81LC、81RC、82C设置用于避免成形时的箱体80及模具的损伤的圆角，如图8所示，该拐角部81LC、81RC、82C也不会接触分色镜18，因此不会有损分色镜18的安装姿势的精度。

接下来，使用图9，对第二个特征进行说明。图9是表示实施例2的分色镜18的按压位置的局部俯视图。按压部件70具备与第一保持面81L、81R和第二保持面82对置的三个第一按压部71L、71R、以及第二按压部72，使对分色镜18施加按压力的第一按压位置71LA、71RA和第二按压位置72A与第一保持面81L、81R和第二保持面82分别对置。此外，在本实施例中，第一按压部71L、71R和第二按压部72均在一个按压部件70上一体构成，但是也可以将这些按压部的全部或者一部分分别设于不同的按压部件上。根据该第二个结构，在分色镜18也不会产生其长边方向上的旋转力矩的不对称，能够不依赖于分色镜18的外形尺寸的误差而以反射面181与第一保持面81L、81R双方面接触的状态将分色镜18安装于箱体80。

因此，即使在提高了箱体的成形性的实施例2中，也能够不依赖于光学元件的外形尺寸的误差，而且提供抑制安装姿势的偏差的光学元件的支撑构造。而且，在应用了本发明的图像描绘装置中，因为使三色激光的光轴大致相同，所以能够进行色差小的图像显示。

Claims (10)

1.一种光学元件的支撑体，具有箱体，上述光学元件的支撑体的特征在于，

在上述箱体的一部分形成有对光学元件的作为规定的面的第一面进行接触保持的第一保持面以及对上述光学元件的与上述第一面相邻的第二面上的远离上述第一面的棱角线的至少一部分进行接触保持的第二保持面，且具有向上述第一保持面按压上述光学元件的第一按压部件以及向上述第二保持面按压上述光学元件的第二按压部件，将上述第一保持面和上述第二保持面延长后相互的交叉角度比上述第一面与上述第二面所形成的角度小。

2.根据权利要求1所述的光学元件的支撑体，其特征在于，

上述交叉角度是锐角。

3.根据权利要求2所述的光学元件的支撑体，其特征在于，

上述第一按压部件对上述光学元件施加按压的第一按压位置是比上述光学元件的中心靠第二保持面侧的位置，上述第二按压部件对上述光学元件施加按压的第二按压位置是比上述光学元件的中心远离第一保持面的位置。

4.根据权利要求3所述的光学元件的支撑体，其特征在于，

上述第一保持面由同一面内被分割为至少两个以上的保持面构成，上述第二保持面形成于被分割的上述第一保持面之间。

5.根据权利要求4所述的光学元件的支撑体，其特征在于，

就上述第一按压部件而言，对上述光学元件施加按压的按压位置是与第一保持面对置的位置，且由与各个面对置的两个以上的按压部件构成。

6.一种图像描绘装置，具有箱体、光源、以及对来自上述光源的光施加光学性作用的光学元件，且经由上述光学元件而在屏幕进行描绘，上述图像描绘装置的特征在于，

在上述箱体的一部分形成有对光学元件的作为规定的面的第一面进行接触保持的第一保持面以及对上述光学元件的与上述第一面相邻的第二面上的远离上述第一面的棱角线的至少一部分进行接触保持的第二保持面，且具有向上述第一保持面按压上述光学元件的第一按压部件以及向上述第二保持面按压上述光学元件的第二按压部件，将上述第一保持面和上述第二保持面延长后相互的交叉角度比上述第一面与上述第二面所形成的角度小。

7.根据权利要求6所述的图像描绘装置，其特征在于，

上述交叉角度是锐角。

8.根据权利要求7所述的图像描绘装置，其特征在于，

上述第一按压部件对上述光学元件施加按压的第一按压位置是比上述光学元件的中心靠第二保持面侧的位置，上述第二按压部件对上述光学元件施加按压的第二按压位置是比上述光学元件的中心远离第一保持面的位置。

9.根据权利要求8所述的图像描绘装置，其特征在于，

上述第一保持面由同一面内被分割为至少两个以上的保持面构成，上述第二保持面形成于被分割的上述第一保持面之间。

10.根据权利要求9所述的图像描绘装置，其特征在于，

就上述第一按压部件而言，对上述光学元件施加按压的按压位置是与第一保持面对置的位置，且由与各个面对置的两个以上的按压部件构成。