JP2004341048A

JP2004341048A - 光学反射ミラー

Info

Publication number: JP2004341048A
Application number: JP2003134582A
Authority: JP
Inventors: Eiji Ito; 栄治伊藤
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02
Also published as: US20040228017A1; US7172301B2

Abstract

【課題】プラスチック材料を射出成形して形成する光学反射ミラーにおいて、成形収縮によるそりや歪みを抑制し、高精度のミラー面を有する軸偏心非球面ミラーや自由曲面ミラーなどの光学反射ミラーを取得することを目的とする。
【解決手段】プラスチック材料を射出成形して形成される軸偏心非球面ミラーまたは自由曲面ミラーにおいて、
ミラー面２を有する本体部１と交差するように連接されるリブ４を、少なくとも、ミラー面内の最大曲率部分に最も近いミラー面外の外周部に形成した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸偏心非球面ミラーや自由曲面ミラーなどの光学反射ミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学反射ミラーとしては、その反射面がガラスから製作することがむずかしいような曲面形状を有するものでは、プラスチック材料を射出成形して形成していた。しかし射出成形法による成形では、成形収縮によって光学反射ミラーにひけ、そり、歪み等が発生し、ミラー面の精度の低下を招いていた。
【０００３】
通常の射出成形による成形では、図６（ａ）に示すようにミラー面１００から裏面１０１にかけての厚さが部分的に異なり、厚さの厚い部分ほど成形収縮が大きく、ミラー面１００の精度を高精度化するのはむずかしかった。
このような部分的に厚さの異なる光学反射ミラーを射出成形によって形成する方法において、ミラー面のひけを抑制して高精度にミラー面を形成できるように、ミラー面を有する本体部と、この本体部と交差するリブと連接した形状の光学反射ミラーを成形用金型への樹脂射出により成形し、前記リブと対向する位置にゲートを配置し、樹脂の保圧および冷却中に前記リブを優先的にひけさせる方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。すなわちリブの側面部をひけさせることによって、ミラー面を有する本体部分の収縮量を補い、光学反射ミラーのミラー面にひけが発生することをなくしたものである。しかしながら特許文献１に記載の方法では、プロジェクター用途で用いられる複雑な表面形状を有する光学反射ミラー（例えば、軸偏心非球面ミラーや自由曲面ミラー）でも、ミラー面を高精度に形成できるとは考えられないものであった。
【０００４】
一方、本願の発明者は、軸偏心非球面ミラーや自由曲面ミラーなどの複雑な表面形状を有する光学反射ミラーを射出成形によって形成するにあたって、図６（ｂ）に示すようにミラー面１００´から裏面１０１´にかけての厚さを全体的に均一にすることによって（ｔ_１＝ｔ_２＝ｔ_３）、収縮量を全体的に均一化し、ミラー面１００´のひけの発生を抑制する方法を提案している（未公開特許出願１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１５５９２８号公報
【未公開特許出願１】
特願２００３−１３４０２８
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術による光学反射ミラーではひけを防止することができるものの、例えば軸偏心非球面ミラーや自由曲面ミラーなどのミラー面の曲率が均一でない光学反射ミラーを射出成形によって形成したときに、前記ミラー面の形状（曲率のちがい）によってそりや歪みが発生する虞があった。すなわち、ミラー面の曲率が均一でない光学反射ミラーでは収縮量のベクトル総和が均一でないため、ミラー面にそりや歪みが発生し、高精度のミラー面を形成するのがむずかしかった。
【０００７】
そこで、この発明は、プロジェクター等で用いられる複雑な曲面形状を有するミラー面の高精度化を図った光学反射ミラーを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、プラスチック材料を射出成形して形成される軸偏心非球面ミラーまたは自由曲面ミラーにおいて、ミラー面を有する本体部と交差するように連接されるリブを、少なくとも、ミラー面内の最大曲率部分に最も近いミラー面外の外周部に形成するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の好適な実施例を図面を参照にして説明する。
【００１０】
この発明は、軸偏心非球面ミラーや自由曲面ミラーなどの、ミラー面（有効面）２の表面形状の曲率が均一でない光学反射ミラーにおいて、この光学反射ミラーのミラー面外（有効面外）の外周部にリブ４を形成したものである。
軸偏心非球面ミラーとは、ミラー面（有効面）２となる表面形状が、軸回転対称である非球面ミラーの一部を部分的に切り取り、かつ前記ミラー面２に回転軸を有しない曲面部を有するものである。
自由曲面ミラーとは、ミラー面（有効面）２となる表面形状が、自由曲面、非球面、球面、放物曲面などの曲面部を有するものである。
なお、曲面部を有する、との意味は、部分的に平面部を有するものも含み、また全面が曲面形状であってもよいことを意味する。
【００１１】
第１の実施の形態による光学反射ミラーについて、図１を参照して説明する。
図１に示す光学反射ミラーは、ミラー面２を有する本体部１と、この本体部１と交差するように連接されるリブ４ａとを有する軸偏心非球面ミラーであって、本体部１の表面に形成されているミラー面（有効面）２の表面形状が、軸回転対称である非球面ミラーの一部を略矩形に切り取ったような曲面部を有する。この場合、ミラー面２全体が曲面部であり、裏面３の形状も凹凸逆に対応する形状であり、表裏面２，３間の厚さが均一に形成されている。
また略矩形のミラー面２を有する本体部１には、この本体部１と交差するように連接するリブ４ａがミラー面外の外周部の１辺に形成されている。
【００１２】
図１（ａ）に、この実施例による光学反射ミラーの平面図およびＤ−Ｄ線断面図を示し、図１（ｂ）に、光学反射ミラーのＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図を示す。
この実施例による光学反射ミラーでは、本体部１のミラー面（有効面）２内の最大曲率部分がＡ−Ａ線付近となっており（図１（ｂ）を参照）、このミラー面２の最大曲率部分（Ａ−Ａ線付近）に最も近いミラー面外の外周部にリブ４ａを形成することによって、成形収縮時のそりや歪みを防止した。
すなわち、曲率が均一でないミラー面２を有する本体部１と、ミラー面内の最大曲率部分に最も近いミラー面外の外周部に形成したリブ４ａとを備えた形状の光学反射ミラーを成形用金型への樹脂射出により成形し、本体部１に連接したリブ４ａによって、成形収縮によるそりや歪みを防止して、高精度化したミラー面２を有する光学反射ミラーを形成した。
【００１３】
次に、第２の実施の形態による光学反射ミラーについて、図２を参照して説明する。
図２に示す光学反射ミラーは、ミラー面２を有する本体部１と、この本体部１と交差するように連接される２つのリブ４ａ，４ｂを有する軸偏心非球面ミラーであって、本体部１の表面に形成されているミラー面（有効面）２の表面形状が、軸回転対称である非球面ミラーの一部を略矩形に切り取ったような曲面部を有する。この場合、ミラー面２全体が曲面部であり、裏面３の形状も凹凸逆に対応する形状であり、表裏面２，３間の厚さが均一に形成されている。
また略矩形のミラー面２を有する本体部１には、この本体部１と交差するように連接するリブ４ａ，４ｂがミラー面外の外周部の対向する２辺に形成されている。
【００１４】
図２（ａ）に、この実施例による光学反射ミラーの平面図およびＤ−Ｄ線断面図を示し、図２（ｂ）に、光学反射ミラーのＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図を示す。
この実施例による光学反射ミラーでは、本体部１のミラー面（有効面）２内の最大曲率部分がＡ−Ａ線付近となっており（図２（ｂ）を参照）、このミラー面２の最大曲率部分（Ａ−Ａ線付近）に最も近いミラー面外の外周部にリブ４ａを形成するとともに、前記リブ４ａと対向するようにしてミラー面外の外周部にリブ４ｂを形成し（Ｄ−Ｄ線断面図を参照）、成形収縮時のそりや歪みを防止した。
すなわち、曲率が均一でないミラー面２を有する本体部１と、ミラー面内の最大曲率部分に最も近いミラー面外の外周部に形成したリブ４ａと、その対向部であってミラー面外の外周部に形成したリブ４ｂとを備えた形状の光学反射ミラーを成形用金型への樹脂射出により成形し、本体部１に連接した２つのリブ４ａ，４ｂによって、成形収縮によるそりや歪みを防止して、高精度化したミラー面２を有する光学反射ミラーを形成した。
【００１５】
第３の実施の形態による光学反射ミラーについて、図３を参照して説明する。
図３に示す光学反射ミラーは、ミラー面２を有する本体部１と、この本体部１と交差するように連接される４つのリブ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを有する軸偏心非球面ミラーであって、本体部１の表面に形成されているミラー面（有効面）２の表面形状が、軸回転対称である非球面ミラーの一部を略矩形に切り取ったような曲面部を有する。この場合、ミラー面２全体が曲面部であり、裏面３の形状も凹凸逆に対応する形状であり、表裏面２，３間の厚さが均一に形成されている。
また略矩形のミラー面２を有する本体部１には、この本体部１と交差するように連接するリブ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄがミラー面外の外周部の全周（４辺）に形成されている。
【００１６】
図３（ａ）に、この実施例による光学反射ミラーの平面図およびＤ−Ｄ線断面図を示し、図３（ｂ）に、光学反射ミラーのＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図を示す。
この実施例による光学反射ミラーでは、本体部１のミラー面（有効面）２内の最大曲率部分がＡ−Ａ線付近となっており（図３（ｂ）を参照）、このミラー面２の最大曲率部分（Ａ−Ａ線付近）に最も近いミラー面外の外周部にリブ４ａを形成するとともに、その他のミラー面外の外周部（他の３辺）にもそれぞれリブ４ｂ，４ｃ，４ｄを形成し、成形収縮時のそりや歪みを防止した。
すなわち、曲率が均一でないミラー面２を有する本体部１と、ミラー面外の外周部の全周にそれぞれ形成したリブ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとを備えた形状の光学反射ミラーを成形用金型への樹脂射出により成形し、本体部１に連接した４つのリブ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによって、成形収縮によるそりや歪みを防止して、高精度化したミラー面２を有する光学反射ミラーを形成した。
【００１７】
続いて、第４の実施の形態による光学反射ミラーについて、図４を参照して説明する。
図４に示す光学反射ミラーは、ミラー面２を有する本体部１と、この本体部１と交差するように連接されるリブ４ｅを有する軸偏心非球面ミラーであって、本体部１の表面に形成されているミラー面（有効面）２の表面形状が、軸回転対称である非球面ミラーの一部を略円形に切り取ったような曲面部を有する。この場合、ミラー面２全体が曲面部であり、裏面３の形状も凹凸逆に対応する形状であり、表裏面２，３間の厚さが均一に形成されている。
また略円形のミラー面２を有する本体部１には、この本体部１と交差するように連接するリブ４ｅがミラー面外の外周部の全周に形成されている。
【００１８】
図４（ａ）に、この実施例による光学反射ミラーの平面図およびＤ−Ｄ線断面図を示し、図４（ｂ）に、光学反射ミラーのＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図を示す。
この実施例による光学反射ミラーでは、略円形のミラー面（有効面）２を有する本体部１に交差して連接するリブ４ｅを、前記ミラー面外の外周部の全周に形成してある。すなわち、曲率が均一でないミラー面２を有する本体部１と、ミラー面外の外周部の全周に形成したリブ４ｅとを備えた形状の光学反射ミラーを成形用金型への樹脂射出により成形し、本体部１に連接したリブ４ｅによって、成形収縮によるそりや歪みを防止して、高精度化したミラー面２を有する光学反射ミラーを形成した。
なお、この実施例による光学反射ミラーでは、本体部１のミラー面（有効面）２内の最大曲率部分がＡ−Ａ線付近となっており（図４（ｂ）を参照）、このミラー面２の最大曲率部分（Ａ−Ａ線付近）に最も近いミラー面外の外周部分にのみリブ４ｅを形成するようにしてもよい。
【００１９】
図５に、プラスチック材料を射出成形して光学反射ミラーを形成するための成形金型装置の実施例を示す。
図５に示す成形金型装置１０は、ミラー面２のそりや歪みを抑制するためにミラー面外の外周部にリブ４を形成した光学反射ミラーを形成するための成形金型装置であって、ミラー面成形面を備える表面成形金型１２と、裏面成形面を備える裏面成形金型１３と、前記表面成形金型１２と裏面成形金型１３との間のキャビティ内にプラスチック材料を流入する樹脂流入口１１とを備える。
【００２０】
プラスチックを射出成形したものの表面（ミラー面成形面が転写された表面）には、銀とかアルミニウムを蒸着してミラー面２とする。ミラー形成手段は、種々の公知手段が採用可能である。
【００２１】
この実施例によれば、図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように、キャビティ内にプラスチック材料を流入するときのゲート５が、ミラー面２から離れた部分に配置されるように樹脂流入口１１を配置する。
プラスチック材料が流入されるゲート５の付近では成形精度が悪く、このゲート５が光学反射ミラーのミラー面２から離れた部分に位置されるように樹脂流入口１１を配置することによって、高精度のミラー面２を有する光学反射ミラーを形成することができる。
つまりこの実施例によれば、ミラー面２から離れた部分にゲート５が形成されている光学反射ミラーを形成する。そしてこの実施例では、ミラー面２のそりや歪みを抑制するためにミラー面外の外周部にリブ４が形成されている光学反射ミラーにおいて、前記ミラー面２から離れた部分にあるリブ４にゲート５を形成した。
【００２２】
【発明の効果】
以上、この発明によれば、プラスチック材料を射出成形して形成される軸偏心非球面ミラーまたは自由曲面ミラーにおいて、ミラー面を有する本体部と交差するように連接されるリブを、少なくとも、ミラー面内の最大曲率部分に最も近いミラー面外の外周部に形成することによって、成形収縮におけるそりや歪みを防止することができた。つまり、少なくともミラー面内の最大曲率部分に最も近いミラー面外の外周部にリブを形成することによって、成形収縮時の変形力に対する耐性を強化（補強）し、ミラー面のそりや歪みを抑制することができた。
すなわち、軸偏心非球面ミラーまたは自由曲面ミラーなどの複雑な曲面形状を有するミラー面を有する光学反射ミラーにおいて、ミラー面の高精度化を図った光学反射ミラーを取得することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光学反射ミラーの第１の実施形態
【図２】この発明による光学反射ミラーの第２の実施形態
【図３】この発明による光学反射ミラーの第３の実施形態
【図４】この発明による光学反射ミラーの第４の実施形態
【図５】光学反射ミラーを製造する成形金型装置の断面図
【図６】従来技術による光学反射ミラー
【符号の説明】
１本体部
２ミラー面
３裏面
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅリブ
５ゲート
１０成形金型装置
１１樹脂流入口
１２表成形金型
１３裏面成形金型

Claims

プラスチック材料を射出成形して形成される軸偏心非球面ミラーまたは自由曲面ミラーにおいて、
ミラー面（２）を有する本体部（１）と交差するように連接されるリブ（４）を、少なくとも、ミラー面内の最大曲率部分に最も近いミラー面外の外周部に形成することを特徴とする光学反射ミラー。
ミラー面外の外周部全周にリブ（４）を設けることを特徴とする請求項１に記載の光学反射ミラー。
ミラー面（２）を有する本体部１の表裏面間の厚さが全体的に均一あるいはほぼ均一に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学反射ミラー。
ミラー面（２）から離れた部分にゲート（５）が形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光学反射ミラー。
リブ（４）にゲート（５）が形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の光学反射ミラー。