JP2004053658A

JP2004053658A - ミラー取付け機構

Info

Publication number: JP2004053658A
Application number: JP2002207013A
Authority: JP
Inventors: Hirokuni Takano; 鷹野　博邦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】ミラー性能が温度変化に左右されない機器の提供。
【解決手段】ミラーとミラーを固定する部材の間にミラーと同じ熱膨張係数をもった第２の固定部材を設定し、第２の固定部材を介して、ミラーとミラーを固定する部材を固定する構成をとる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフロントプロジェクタ、リアプロジェクタなど、反射ミラーを使用した光学ユニットを組み入れたプロジェクタなどの機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光学機器特にリアプロジェクタなどにおいて、画面に映し出される画質や光量などの性能を追求する動きが活発になってきている。画面の画質の性能は光学系の性能が大きな要因を占めている。中でも、反射ミラーを使った光学系において、各反射ミラーの相対位置精度を精度良く出し固定することはもちろん、温度によって反射ミラーが変形しないことが光学性能を維持するためには重要な要素の一つである。
【０００３】
図４に示すように、従来、反射ミラーを保持固定する際は、２枚の反射ミラーの固定を例にとってみると、反射ミラーＡ（１ａ）と反射ミラーＢ（１ｂ）を反射ミラー固定部材、（３）に、反射ミラー固定スプリングのバネ圧によって設置固定させるか、反射ミラーＡ、（１ａ）及びは反射ミラーＢ（１ｂ）を反射ミラー固定部材（３）にＵＶ硬化樹脂系接着剤やエポキシ系の接着剤などで設置固定（図面無し）をしているのが従来例である。
【０００４】
そして、これらの反射ミラーは図６に示すように複数使用して機能させるケースが多い。
【０００５】
まず、複数の反射ミラーの相対位置関係を上記の方法で設置固定された反射ミラー固定部材（３ａ）と反射ミラー固定部材（３ｂ）を位置決め凹凸（６ａ、６ｂ）を基準にアッセンブリしておく。こういう構成の光学系において、ランプ（８）から発せられた光線（１１）は反射ライトバルブ（７）で反射し、各反射ミラー（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を反射して、平面反射ミラー（１０）で反射され、スクリーン（９）で結像し、画面上で映像が見られるようになっている。
【０００６】
前記反射ミラー（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は自由曲面ミラーなどの光学性能を向上させる反射ミラーを使用するケースが多く、反射ミラーの位置及び変形に対して非常に敏感になっており、温度によって反射ミラーが変形したりすると、光学性能の劣化につながる場合が多々生じることがわかっている。したがって、温度による反射ミラーの熱変形は光学の画像の性能に大きく関わってくることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記反射ミラーの設置固定構造において、反射ミラーの材質は金型の転写を良好にするため不純物を含まない樹脂、特にポリカーボネイトなどのノンフィラーが使用される場合が多い。それに対し反射ミラー固定部材（３、３ａ、３ｂ）は精度と強度を保つために、アルミニウムのダイカストを使用し、反射ミラーの取付け部は二次加工を加えて精度を出し、使用しているのが現状である。該構成においては、反射ミラーと反射ミラー固定部材の材質が違うために、熱膨張数も異なってくる。その結果、温度上昇が起こった時に反射ミラーの方が反射ミラー固定部材よりも熱膨張係数が大きいために、図５に示すように、反射ミラー（１ａ、１ｂ）は熱変形を起こし、正規の形状に比べてαの変形を起こしてしまう。反射ミラーが熱変形を起こすと、光学性能に影響を与えてしまうことは言うまでもない。
【０００８】
そこで、本発明は、反射ミラーの取付け構造において、温度変化によって反射ミラーが変形しない、つまり温度変化に左右されない反射ミラー設置固定の構造を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明においては、温度変化に影響されない反射ミラーの取付けを実現するために、まず反射ミラーと同じ熱膨張係数を持つ第２の固定部材を反射ミラーと反射ミラー固定部材の間に入れ、該第２の固定部材を介して反射ミラーと反射ミラー固定部材を固定する構造をとる。
【００１０】
この時、該第２の固定部材の反射ミラー固定部材への固定は、第２の固定部材センター付近から突出した一箇所の支柱で固定する構造をとる。この構造をとることにより、温度の変化が起こった時、反射ミラーを支えている第２の固定部材はセンターの支柱で固定されているため、同じ熱膨張係数を持った反射ミラー及び第２の固定部材は、支柱を中心にして放射状の自由膨張をする。反射ミラー自身のセンター付近に支柱を立てずに、わざわざ第２の固定部材を介した理由は、支柱部分は部品の偏肉となるため成形時にヒケと呼ばれる窪みが支柱部分の反対面に生じてしまう。
【００１１】
したがって、第２の固定部材無しで、反射ミラーの反射面の反対面に支柱を立てたとしたら、支柱部分の反対面の反射面に成形時のヒケと呼ばれる窪みが生じ、反射ミラーの反射性能を著しく低下させてしまう結果になる。よって、反射ミラーと同じ熱膨張係数を持つ支柱形状を備えた第２の固定部材を介することにより、反射ミラーの部材は均肉になるため、ヒケと呼ばれる窪みはなく、反射面平面度を保つことができる。また、温度変化に対しても、反射ミラーと第２の固定部材は同じ熱膨張係数を持つため、互いに負荷を掛け合うことなく支柱を中心に放射状に自由膨張をすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の反射ミラー取付け方法を説明するための断面図である。
【００１３】
まず、図１において、反射ミラーＡ（１ａ）及び反射ミラーＢ（１ｂ）は第２の固定部材（２２ｂ）と接着固定部（１４ａ、１４ｂ）で、ＵＶ硬化樹脂系接着剤やエポキシ系の接着剤などで固定されている。第２の固定部材（２ａ、２ｂ）は部材の中心付近の支柱（１５ａ、１５ｂ）を兼ね備えており、この支柱（１５ａ、１５ｂ）が反射ミラーＡ（１ａ）、反射ミラーＢ（１ｂ）、第２の固定部材（１４ａ、１４ｂ）を支え反射ミラー固定部材（３）に固定ビス（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を介して固定される。このような固定方法をとることにより、温度の上昇などの温度変化が生じた場合、図２に示すように、支柱（１５ａ）を中心にして、Ｘ（＋）、Ｘ（―）、Ｙ（＋）、Ｙ（−）（図示せず）というように、放射状に膨張をする。この時、反射ミラー（１ａ）と第２の固定部材（２ａ）は同じ熱膨張系数を持った材料のため、反射ミラーＡ（１ａ）と第２の固定部材（２ａ）同じ様に同じ量膨張するということと、第２の固定部材（２ａ）が中心付近の支柱（１５ａ）の一箇所で反射ミラー固定部材（３）に固定してあるということにより、反射ミラーＡ（１ａ）に対して不用な負荷が掛からない、つまり、反射ミラーＡ（１ａ）が自由に膨張しようとするのに対して、阻害する力が加わらないため、図５に示す様な反射ミラーＡ（１ａ）の変形αが起こらない。
【００１４】
わざわざ第２の固定部材（２ａ、２ｂ）を介した理由は、図１に示すように、支柱（１５ａ、１５ｂ）部分は部品の肉厚が偏肉となるため成形時にヒケと呼ばれる窪み（１６ａ、１６ｂ）が支柱（１５ａ、１５ｂ）部分の反対面に生じてしまう。
【００１５】
したがって、第２の固定部材（２ａ、２ｂ）無しで、反射ミラーＡ（１ａ、１ｂ）の反射面（５）の反対面に支柱（１５ａ、１５ｂ）と同じように支柱を立て反射ミラーＡ（１ａ）及び反射ミラーＢ（１ｂ）を反射ミラー固定部材（３）に固定しようとしたら、支柱部分の反対面の反射面（５）に成形時のヒケと呼ばれる窪みが生じ、反射ミラーの反射性能を著しく低下させてしまう結果になる。この構造をとることにより、反射ミラーＡ（１ａ）及び反射ミラーＢ（２ｂ）の肉厚は均肉を保つことができる。
【００１６】
次に、図３はこの構造を使用した実施形態であり、複数使用して機能させるケースが多い。
【００１７】
まず、複数の反射ミラーの相対位置関係を上記の方法で設置固定された反射ミラー固定部材（３ａ）と反射ミラー固定部材（３ｂ）を位置決め凹凸（６ａ、６ｂ）を基準にアッセンブリしておく。こういう構成の光学系において、ランプ（８）から発せられた光線（１１）は反射ライトバルブ（７）で反射し、各反射ミラー（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を反射して、平面反射ミラー（１０）で反射され、スクリーン（９）で結像し、画面上で映像が見られるようになっている。
【００１８】
前記反射ミラー（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は自由曲面ミラーなどの光学性能を向上させる反射ミラーを使用するケースが多く、反射ミラーの位置及び変形に対して非常に敏感になっており、温度によって反射ミラーが変形したりすると、光学性能の劣化につながる場合が多々生じることがわかっている。したがって、温度による反射ミラーの熱変形は光学の画像の性能に大きく関わってくることになる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、温度上昇などの温度変化が生じた場合において、熱による反射ミラーの変形が抑えることができるため、光学性能が温度変化に左右されない製品を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明する側面図。
【図２】本発明を説明する斜視図。
【図３】本発明を説明する構成の側面図。
【図４】従来例の側面図。
【図５】従来例の側面図。
【図６】従来例を説明する構成の側面図。
【符号の説明】
１ａ　反射ミラーＡ
１ｂ　反射ミラーＢ
１ｃ　反射ミラーＣ
１ｄ　反射ミラーＤ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ　第２の固定部材、
３、３ａ、３ｂ　反射ミラー固定部材、
４ａ〜４ｈ　固定ビス、
５　反射面、
６ａ、６ｂ　位置決め凹凸、
７　反射型ライトバルブ
８　ランプ
９　スクリーン
１０　平面反射ミラー
１１　光線
１２ａ〜１２ｈ　反射ミラー固定スプリング
１３ａ〜１３ｈ　固定ビス
１４ａ、１４ｂ　接着固定部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ　支柱

Claims

光を射出する光源と、該光源からの光をスイッチングして画像に変換するライトバルブと、該ライトバルブによって変換された画像を複数の反射ミラーによって、スクリーンに拡大投影するプロジェクタであって、前記反射ミラーと前記反射ミラーを固定する反射ミラー固定部材が熱膨張係数の違う材質を使用して機器を構成してなるプロジェクタにおいて、前記反射ミラーと前記反射ミラー固定部材の間に前記反射ミラーと同じ熱膨張係数を持つ第２の固定部材を入れ、該第２の固定部材を介し前記反射ミラーと前記反射ミラー固定部材の固定をしたことを特徴とするミラー取付け機構。
前記第２の固定部材の反射ミラー固定部材への固定を、該第２の固定部材のセンターまたは、センター周辺の一箇所に固定部を設け、該固定部と前記反射ミラー固定部材を固定したことを特徴とする請求項第１項のミラー取付け機構。
前記第２の固定部材のセンター周辺に、支柱状の柱を立てた形状にしたことを特徴とする請求項第２項のミラー取付け機構。