JP2007010980A - ミラー保持構造及び投射光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ミラーを反射面が高精度で位置決めされるように保持し、かつミラーの歪みを防止する。
【解決手段】 凸面ミラー２８は、回転対称軸Ｌを有する反射面２８ａを備える。回転対称軸Ｌは凸面ミラー２８の形状の外側に位置する。ミラーホルダ４５の円弧状突起１０５は、回転対称軸Ｌを中心とし、かつ反射面２８ａ上の有効領域１１１の外側に位置している円弧１０６を支持する。ミラーホルダ４５の点状突起１０８は、反射面２８ａ上の有効領域１１１の外側であって、かつ円弧１０６よりも回転対称軸Ｌ側を支持する。
【選択図】図８

Description

本発明は、リアプロジェクションテレビ、ビデオプロジェクタのような投射型画像表示装置を含む種々の画像表示装置の投射光学系、プリンタヘッド等に適用されるミラー保持構造に関する。また、本発明はかかるミラー保持構造を備える投射光学装置に関する。

特許文献１には保持枠に３つの突起を設ける一方、ミラーの端面に凸部を設け、凸部を保持枠にねじ止めすることによりミラーを保持枠に付勢するミラー保持構造が開示されている。ミラーの反射面が突起に対して押し付けられ、それによってミラーが保持枠に保持される。

しかし、特許文献１に記載のミラー保持構造では、保持枠の突起は単にねじ止め位置付近に設けられているに過ぎないので、反射面が高精度で位置決めされるようにミラーを保持することができない。特に、ミラーの反射面の回転対称軸がミラーの形状の外側に位置する場合、特許文献１のミラー保持構造では高精度でミラーを保持することができない。また、ミラーを保持枠に対して付勢している位置、すなわちねじ止め位置とミラーが押し付けられている突起とは同一位置になく、両者の位置にはずれがある。そのため、ねじ止めによる付勢力がねじ止め位置と突起との間の領域でミラーを曲げるように作用し、その結果ミラーに歪みが生じる。さらに、端面に凸部を有する点でミラーの構造が複雑であり、ミラー製造用の金型も複雑な形状となり、コスト高となると共に製造時にひけ等の不具合が生じやすい。

特開２００２−２２８９０５号公報

本発明は、反射面の回転対称軸がそれ自体の形状の外側に位置するミラーを反射面が高精度で位置決めされるように保持し、かつミラーの歪みを防止することができる簡易な構造のミラー保持構造を提供することを課題とする。

本発明は、回転対称軸を有する反射面を備え、かつ前記回転対称軸がそれ自体の形状の外側に位置するミラーと、前記回転対称軸を中心とし、かつ前記反射面上の有効領域の外側に位置している第１の円弧の少なくとも一部を支持する第１の支持部と、前記反射面上の前記有効領域の外側であって、かつ前記第１の円弧よりも前記回転対称軸側を支持する第２の支持部とを有するミラーホルダとを備えることを特徴とする、ミラー保持構造を提供する。

ミラーの反射面は、回転対称軸を中心とする第１の円弧の少なくとも一部と、第１の円弧よりも回転対称軸側の部分とがミラーホルダで支持される。そのため、反射面の回転対称軸を形状内に持たないミラーを、反射面が高精度で位置決めされるようにミラーホルダで保持できる。

反射面は、回転対称軸を有していれば球面であっても楕円面、放物面、双曲面等の非球面であってもよい。有効領域とは、反射面のうち光線を反射するために使用される領域をいう。

具体的には、ミラー保持構造は、前記ミラーの前記反射面とは反対側の面の前記ミラーホルダの前記第１及び第２の支持部と対応する位置を、それぞれ前記ミラーホルダに向けて付勢する第１及び第２の付勢手段をさらに備える。

ミラーはその反射面がミラーホルダの第１及び第２の支持部に支持され、かつ第１及び第２の付勢手段がミラーの反射面とは反対側の面をミラーホルダに向けて付勢する。従って、ミラーをミラーホルダに保持するために凸部等の複雑な形状をミラーに設ける必要がなく、ミラーの構造が簡易である。そのため、ミラー製造用の金型の形状も簡易なものとなり、ミラー製造に要するコストを低減できると共に、ミラー製造時にひけ等の不具合が発生するのを防止できる。

また、第１及び第２の付勢手段は、ミラーの反射面とは反対側の面の第１及び第２の支持部に対応する位置をミラーホルダに向けて付勢する。換言すれば、ミラーをミラーホルダに対して付勢する位置は、ミラーがミラーホルダで支持される位置と一致しており、両者の位置にずれがない。そのため、付勢手段でミラーを付勢することに起因するミラーの歪みが防止される。

例えば、前記第１及び第２の付勢手段は、一端側がミラーホルダに固定され、他端側がミラーに係合する押さえばねのようなミラーをミラーホルダに向けて弾性的に付勢する弾性手段からなる。

具体的には、前記第１の支持部は、前記第１の円弧上に配置された円弧状突起を備える。また、前記第１の支持部は、前記第１の円弧上に配置された点状突起を備えてもよい。

反射面が高精度で位置決めされるようにミラーをミラーホルダに保持するには、前記第２の支持部は、前記反射面の有効領域の中心に対して前記第１の支持部とは反対側に位置することが好ましい。

また、前記第２の保持部は、前記回転対称軸を中心とし、かつ前記第１の円弧よりも径が小さい前記反射面上の第２の円弧の少なくとも一部を支持することが好ましい。

ミラーの反射面は共に回転対称軸を中心とする同軸の第１及び第２の円弧の少なくとも一部が、ミラーホルダの第１及び第２の保持部で支持される。よって反射面がより高精度で位置決めされるように、ミラーをミラーホルダに保持することができる。

具体的には、前記第２の支持部は、前記第２の円弧上に配置された円弧状突起を備える。また、前記第２の支持部は、前記第２の円弧上に配置された点状突起を備えてもよい。

反射面に加え、ミラーの端面がミラーホルダで支持される。具体的には、前記ミラーは前記回転対称軸が延びる方向に拡がる複数の端面を備え、前記ミラーホルダは、前記複数の端面のいずれかを支持する第３の支持部を備える。

例えば、前記第３の支持部は、前記ミラーの複数の端面のうち、前記反射面の有効領域の中心に対して前記回転対称軸側に位置する端面を支持する。

この場合、前記第３の支持部は、前記回転対称軸と同軸に配置され、かつ外周面で前記ミラーの前記端面を支持する円柱部からなり、この円柱部に前記回転軸と同軸の位置決め用の孔又は凸部が形成されているが好ましい。

円柱部からなる第３の支持部に形成された位置決め用の孔や凸部を他の部品との取付基準とすることにより、ミラー及びミラーホルダを他の部品に対して高精度で組み付けることができる。

あるいは、前記第３の支持部は、前記ミラーの複数の端面のうち、前記反射面の有効領域の中心に対して前記回転対称軸側とは反対側に位置する端面を支持してもよい。

この場合、前記ミラーの前記第３の支持部で支持される前記ミラーの端面は、前記回転対称軸を中心とする円筒面であり、前記ミラーホルダの第３の支持部は、前記回転対称軸を中心とし、かつ前記ミラーの円筒面と同径の円筒面であることが好ましい。

有効領域の中心に対して回転対称軸側とは反対側のミラーの端面を円筒面とし、この円筒面からなる端面を同軸で同径の円筒面からなるミラーホルダの第３の支持部で支持する。従って、反射面がより高精度で位置決めされた状態でミラーホルダにミラーに保持できる。

また、本発明は、前記のミラー保持構造によって保持されたミラーを少なくとも一つ備える投射光学装置を提供する。投射光学装置には、リアプロジェクションテレビ、ビデオプロジェクタのような投射型画像表示装置を含む種々の画像表示装置の投射光学系、プリンタヘッドの投射光学系等がある。

本発明のミラー保持構造では、形状内に反射面の回転対称軸を持たないミラーを反射面が高精度で位置決めされるように保持し、かつミラーの歪みを防止できる。また、ミラーの形状が簡易であるので、ミラー製造用の金型の形状も簡易なものとなり、ミラー製造に要するコストを低減できると共に、ミラー製造時にひけ等の不具合が発生するのを防止できる。

（第１実施形態）
図１は、後述する凸面ミラー２８の保持に本発明の第１実施形態に係るミラー保持構造を採用した投射光学系（投射光学装置）６を備えるリアプロジェクションテレビ（リアプロＴＶ）１を示す。リアプロＴＶ１のケーシング２内には、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）３、このＤＭＤ３に照明光を照射する照明光学系を備える照明光学系ユニット５、及びＤＭＤ３で反射された投射光、すなわち画像光を拡大投射する投射光学系６を備える投射光学系ユニット７が収容されている。また、ケーシング２の前面上方には、投射光学系６で拡大された画像が２枚の平面ミラー８Ａ，８Ｂを介して投射されるスクリーン９が配設されている。

図２を併せて参照すると、ケーシング２内の下部には、照明光学系ユニット５の筐体１０に加え、投射光学系ユニット７の下側台座部品１１と上側台座部品１２が収容されている。筐体１０内には、照明光学系を構成する放電ランプ、放物面鏡、コンデンサーレンズ、カラーホイール、インテグレータロッド、リレーレンズ等の光学部品が保持されている。また、下側及び上側台座部品１１，１２により、ＤＭＤ３と投射光学系６の光学部品が保持されている。

照明光学系ユニット５は、図３に図示するエントランスレンズ２１を介して、均一な強度分布を持つ時分割で色分解された光束をＤＭＤ３に照射する。ＤＭＤ３は、多数の微小なミラー素子を二次元配置してなるミラー面を備え、個々のミラー素子の反射角度を互いに独立して２方向に切り換えることで照明光を変調する。

図１及び図３を参照すると、投射光学系６は４枚の曲面ミラー２５，２８，３０，３１、２枚の収差補正板２７，２９、及び１個の可変絞り機構２６を備える。詳細には、ＤＭＤ３側から順に、凹面ミラー２５、可変絞り機構２６、第１収差補正板２７、凸面ミラー２８、第２収差補正板２９、第１自由曲面ミラー３０、及び第２自由曲面ミラー３１が配置されており、ＤＭＤ３からの画像光はこの順でスクリーン９側へ導かれる。凹面ミラー２５は球面ミラーで、凸面ミラー２８は回転対称非球面ミラーである。また、凹面ミラー２５と凸面ミラー２８は光束径が比較的小さい状態の画像光を反射するので、熱変形を生じにくいガラス材料からなる。第１自由曲面ミラー３０は凹面ミラーであり、第２自由曲面ミラー３１は凸面ミラーである。第１及び第２収差補正板２７，２９は光学的に殆どパワーを有しない。第１及び第２自由曲面ミラー３０，３１と第１及び第２収差補正板２７，２９は樹脂材料からなる。

図３から図６を参照すると、下側台座部品１１は単一の部材からなり、全体として水平方向に延びる第１筒状部３５と第２筒状部３６を備える。第２筒状部３６は第１筒状部３５と連続して形成されており、第１筒状部３５よりも図３において左側上方に位置している。図３に示すように、第１筒状部３５は一方の端部（図３において左側）の下側部を閉じる下側端部壁３５ａ、及び一方の端部の上側部を閉じる上側端部壁３５ｂを備え、他方の端部（図３において右側）に開口部３５ｃが形成されている。一方、第２筒状部３６は、一方の端部（図３において右側）の上側部を閉じる端部壁３６ａを備え、他方の端部（図３において左側）に開口部３６ｂが形成されている。また、第２筒状部３６の上部外側に載置部３６ｃ（図２及び図４参照）が設けられている。

第１筒状部３５の開口部３５ｃは、ＤＭＤ３を保持した画像形成素子保持板３８により密閉状態で閉鎖されている。ＤＭＤ３はその背面側が基板３９に実装され、ヒートシンク４０が連結されている。第１筒状部３５の下側端部壁３５ａに形成された開口部３５ｄには、照明光学系のエントランスレンズ２１が取り付けられている。第１筒状部３５の上側端部壁３５ｂには、第１筒状部３５の内部と第２筒状部３６の内部を連通させる開口部３５ｅが形成されている。この開口部３５ｅは防塵用のカバーガラス４１で閉鎖されている。

第２筒状部３６の開口部３６ｂには凹面ミラー２５が取り付けられている。また、第２筒状部３６の内部には可変絞り機構２６が配設されている。さらに、第２筒状部３６の端部壁３６ａに形成された開口部３６ｅには、第１収差補正板２７が取り付けられている。第２筒状部３６の第１収差補正板２７よりも外側には、後に詳述する凸面ミラー２８が取り付けられている。第２筒状部３６の外側上方に形成された開口部３６ｄには、第２収差補正板２９が取り付けられている。

上側台座部品１２には、第１及び第２自由曲面ミラー３０，３１が取り付けられている。図５を参照すると、上側台座部品１２は中央に開口部１２ａが形成された基板部１２ｂを備え、この基板部１２ｂが前述の下側台座部品１１の載置部３６ｃ上に固定されている。下側台座部品１１の凸面ミラー２８を取り付けた部分が開口部１２ａ内に位置し、第２収差補正板２９を取り付けた部分が開口部１２ａを貫通して基板部１２ｂの上方に位置している。

次に、図７から図１４を参照して凸面ミラー２８及びその保持構造を詳述する。凸面ミラー２８はミラーホルダ４５に保持されており、ミラーホルダ４５は下側台座部品１１に固定されている。

図８を参照すると、本実施形態ではガラス材料からなる凸面ミラー２８は、全体として扁平な直方体状を呈する。ミラー２８の前面は、光線を反射させるために金属膜等がコーティングされた光学面ないしは反射面２８ａである。反射面２８ａは回転対称軸Ｌを有する非球面、すなわち回転対称非球面である。反射面２８ａの回転対称軸Ｌは凸面ミラー２８の形状の外側に位置している。換言すれば、凸面ミラー２８は形状内に回転対称軸Ｌを持たない。図１４を併せて参照すると、反射面２８ａの縁部周辺を除く中央部分には光線を反射するために使用される有効領域１０１が設定されている。凸面ミラー２８の反射面２８ａと回転対称軸Ｌの方向に対向する面、すなわち反射面４５ａとは反対側の面（反対面）２８ｂは、反射面２８ａと同様の曲面である。凸面ミラー２８の４つの端面、すなわち上端面２８ｃ、左右の横端面２８ｄ，２８ｆ、及び下端面２８ｅはいずれも平坦面である。

図８を参照すると、本実施形態では樹脂材料からなるミラーホルダ４５は、全体として扁平な直方体状であり、その中央に背面側から前面側に貫通するミラー収容開口１０２が形成されている。ミラー収容開口１０２の図において左右両側には下側台座部品１１（例えば、図６参照）への取付部１０３，１０４が設けられている。図７、図９、及び図１０に示すように、凸面ミラー２８は図において下側部分がミラー収容開口１０２に収容されている。図９に示すように、有効領域１０１を含む反射面２８の大部分が、ミラー収容開口１０２を介してミラーホルダ４５の前面側に露出している。後述するばね部材１１４，１１５によって凸面ミラー２８がミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢され、それによって凸面ミラー２８の反射面２８ａ、下端面２８ｅ、及び一方の横端面２８ｄがミラーホルダ４５に支持されている。

図８及び図１０から図１２を参照すると、ミラーホルダ４５の背面側のミラー収容開口１０２の図において上方側の縁部は、凸面ミラー２８の反射面２８ａの上端付近を円弧当たりで支持する円弧状突起（第１の支持部）１０５である。図１４に示すように、この円弧状突起１０５は、凸面ミラー２８の反射面２８ａの回転対称軸Ｌを中心とし、かつ反射面２８ａの有効領域１０１の外側（上側）に位置する円弧（第１の円弧）１０６上に配置されている。図１１に最も明瞭に示すように、本実施形態では、ミラーホルダ４５の背面側から見て円弧状突起１０５の左右両端側の部分１０５ａ，１０５ｂが凸面ミラー２８の反射面２８ａを支持しており、これらの部分１０５ａ，１０５ｂに挟まれた中央付近の部分１０５ｃは反射面２８ａに当接していない。

図８及び図１０から図１２を参照すると、ミラーホルダ４５の前面側には、ミラー収容開口１０２内の下側隅部（背面側から見て右下隅部）に突出する板状の突出部１０７が設けられている。この突出部１０７には、ミラーホルダ４５の前面側から背面側に向けて突出する半球状の点状突起（第２の支持部）１０８が設けられている。この点状突起１０８は、反射面２８ａの有効領域１０１の外側の部位のうち第１円弧状突起１０５が配置されている円弧１０６よりも回転対称軸Ｌ側の箇所、詳細には有効領域１０１の外側の部位のうち有効領域１０１の中心１０１ａよりも回転対称軸Ｌ側の箇所を点当たりで支持する。

図７から図１１及び図１４を参照すると、ミラーホルダ４５は、ミラー収容開口１０２の下側中央部に配置された円筒部（第３の支持部）１１１を備える。この円筒部１１１は、ミラーホルダ４５の背面側から前面側まで反射面２８ａの回転対称軸Ｌと同方向に延びており、図において上側部がミラー収容開口１０２内に位置している。ミラー収容開口１０２内に位置している円筒部１１１の外周面１１１ａの図において上端部１１１ｂは、凸面ミラー２８の下端面２８ｅ、すなわち凸面ミラー２８の４つの端面のうち、反射面２８ａの有効領域１０１の中心１０１ａに対して回転対称軸Ｌ側に位置する端面を直線当たりで支持する。図１４に示すように、円筒部１１１は反射面２８ａの回転対称軸Ｌと同軸の孔１１１ｃを備える。

図７から図１１及び図１４を参照すると、ミラーホルダ４５は、ミラー収容開口１０２の側部（背面側から見て右側部）に配置された円筒部（第３の支持部）１１２を備える。この円筒部１１２はミラーホルダ４５の背面側から前面側まで反射面２８ａの回転対称軸Ｌと同方向に延びており、背面側から見て左側部がミラー収容開口１０２内に位置している。ミラー収容開口１０２内に位置している円筒部１１２の外周面１１２ａの図において左側の側端部１１２ｂは、凸面ミラー２８の背面側から見て右側の横端面２８ｂを直線当たりで支持する。

図７及び図８を参照すると、凸面ミラー２８は２つのばね部材（付勢手段）１１４，１１５によってミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢され、それによってミラーホルダ４５の円弧状突起１０５、点状突起１０８、円筒部１１１、及び円筒部１１２で支持されている。

ばね部材１１４は、ミラーホルダ４５のミラー収容開口１０２より上側の部分に固定される細長い矩形状の基部１１４ａと、この基部１１４ａから延びる４つのばね片部１１４ｂ〜１１４ｅを備える。基部１１４ａには一対の貫通孔１１４ｆ，１１４ｇが形成されており、この貫通孔１１４ｆ，１１４ｇに挿通したねじ１１６Ａ，１１６Ｂをミラーホルダ４５に形成された対応するねじ孔１１７，１１８にねじ込むことにより、ばね部材１１４がミラーホルダ４５に対して固定されている。

ばね片部１１４ｂ，１１４ｃ（第１の付勢手段）は基部１１４ａの両端からミラーホルダ４５の背面側に突出しており、凸面ミラー２８の反対面２８ｂまで回り込んだ先端に円弧状に湾曲した当たり部１１４ｈ，１１４ｉを備える。これらの当たり部１１４ｈ，１１４ｉは凸面ミラー２８の反対面２８ｂに当接しており、ばね片部１１４ｂ，１１４ｃは凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢している。これらばね片部１１４ｂ，１１４ｃの弾性的な付勢力により、凸面ミラー２８の反射面２８ａは円弧１０６の部分が円弧状突起１０５の部分１０５ａ，１０５ｂに円弧当たりで支持されている。これらの当たり部１１４ｈ，１１４ｉは、凸面ミラー２５の反対面２８ｂのうち、円弧状突起１０５の部分１０５ａ，１０５ｂと対応する位置、すなわち反射面２８ａが円弧状突起１０５で支持される位置と対応する位置をミラーホルダ４５に向けて付勢している。

ばね片部１１４ｄは基部１１４ａの中央付近からミラーホルダ４５の背面側に向けて突出しており、先端に円弧状に湾曲した当たり部１１４ｊを備える。この当たり部１１４ｊは凸面ミラー２８の上端面２８ｃをミラーホルダ４５に向けて下向きに付勢している。このばね片部１１４ｄの弾性的な付勢力により、凸面ミラー２８の下端面２８ｅが円筒部１１１の上端部１１１ｂに直線当たりで支持されている。

ばね片部１１４ｅは基部１１４ａの図において左側の端部から側方に向けて突出しており、先端に円弧状に湾曲した当たり部１１４ｋを備える。この当たり部１１４ｋは凸面ミラー２８の図において左側の横端面２８ｆをミラーホルダ４５に向けて横向きに弾性的に付勢している。このばね片部１１４ｅの弾性的な付勢力により、凸面ミラー２８の図において右側の横端面２８ｄが円筒部１１２の側端部１１２ｂに直線当たりで支持されている。

ばね部材１１５は、ミラーホルダ４５のミラー収容開口１０２より図において右側下部に固定される矩形状の基部１１５ａと、この基部１１５ａから延びる１つのばね片部１１５ｂを備える。基部１１５ａには貫通孔１１５ｃが形成されており、この貫通孔１１５ｃに挿通したねじ１１６Ｃをミラーホルダ４５に形成された対応するねじ孔１１９にねじ込むことにより、ばね部材１１５がミラーホルダ４５に対して固定されている。

ばね片部（第２の付勢手段）１１５ｂは基部１１５ａの図において左端部から横方向に突出しており、ミラーホルダ４５の背面側に回り込んだ先端に円弧状に湾曲した湾曲した当たり部１１５ｄを備える。この当たり部１１５ｄは凸面ミラー２８の反対面２８ｂに当接しており、ばね片部１１５ｂは凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢している。このばね片部１１５ｂの弾性的な付勢力により、凸面ミラー２８の反射面２８ａは円弧１０６よりも有効領域１０１の中心１０１ａに対して回転対称軸Ｌ側の部分が点状突起１０８によって点当たりで支持されている。当たり部１１５ｄは、凸面ミラー２５の反対面２８ｂのうち、点状突起１０８と対応する位置、すなわち反射面２８ａが円弧状突起１０５で支持される位置と対応する位置をミラーホルダ４５に向けて付勢している。

本実施形態では、凸面ミラー２８の反射面２８ａのうち、回転対称軸Ｌを中心とする円弧１０６の部分がミラーホルダ４５の円弧状突起１０５で支持され、円弧１０６よりも回転対称軸Ｌ側の部分がミラーホルダ４５の点状突起１０８により支持される。そのため、回転対称軸Ｌをそれ自体の形状内に持たない凸面ミラー２８を、反射面２８ａが高精度で位置決めされるようにミラーホルダ４５で保持できる。反射面２８ａに加え、凸面ミラー２８は下端面２８ｅと横端面２８ｄがミラーホルダ４５の円筒部１１１，１１２で支持されている。この端面の支持も反射面２８ａの高精度の位置決めに寄与している。

また、ばね部材１１４，１１５のばね片部１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１５ｂは、凸面ミラー２８の反対面２８ａ上のそれぞれ円弧状突起１０５の部分１０５ａ、円弧状突起１０５の部分１０５ｂ、及び点状突起１０８と対応する位置をミラーホルダ４５に付勢している。換言すれば、ばね部材１１４，１１５が凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に対して付勢する位置は、凸面ミラー２８がミラーホルダ４５で支持される位置と一致しており、両者の位置にずれがない。そのため、ばね部材１１４，１１５で凸面ミラー２８を弾性的に付勢することに起因する凸面ミラー２８の歪みを防止できる。

さらに、凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に保持するために凸部等の複雑な形状を凸面ミラー２８に設ける必要がなく、凸面ミラー２８の構造が簡易である。そのため、凸面ミラー２８の製造用の金型の形状も簡易なものとなり、凸面ミラー２８の製造に要するコストを低減できると共に、凸面ミラー２８の製造時にひけ等の不具合が発生するのを防止できる。

図５及び図６を参照すると、下側台座部品１１は開口部３６ｄの左右両側から外側に突出する一対の台座部３２を備える。台座部３２の先端面３２ａには、２個のねじ孔３３と１個の位置決め突起３４が設けられている。凸面ミラー２８を保持したミラーホルダ４５は、取付部１０３，１０４に形成された貫通孔１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂにねじを挿通してねじ孔３３に螺合することで、下側台座部品１１の台座部３２に固定されている。図９に示すように、ミラーホルダ４５の前面側には台座部３２の位置決め突起が挿入される孔１１３，１２０が形成されている。

なお、前述のようにミラーホルダ４５の円筒部１１１には凸面ミラー２８の反射面２８ａの回転対称軸Ｌと同軸の孔１１１ｃを設けているので、この孔１１１ｃを他の部品との取付基準とし、凸面ミラー２８及びミラーホルダ４５を他の部品に対して高精度で組み付けることも可能である。

図１５（Ａ）〜（Ｄ）は、第１実施形態の変形例を示す。図１５（Ａ）に示すように、円弧状突起１０５は図において左右の部分１０５ａ，１０５ｂのみでなく中央付近の部分１０５ｃも反射面２８ａに当接していてもよい。図１５（Ｂ）に示すように、複数個（この例では２個）の円弧状突起１０５を設けてもよい。図１５（Ｃ）に示すように、円弧状突起１０５に代えて、円弧１０６上に互いに間隔をあけて配置される複数個（この例では３個）の点状突起１２１をミラーホルダ４５に設けても良い。図１５（Ｄ）に示すように、円弧１０６上に配置される円弧状突起１０５と点状突起１２１をミラーホルダ４５に設けても良い。

図１６は投射光学系６が備える凹面ミラー２５の保持構造の一例を示す。凹面ミラー２５の反射面２５ａの周囲に反射面２５ａの回転対称軸Ｌ’と直交する平坦面２５ａを設けている。また、ミラーホルダ１３０にも凹面ミラー２５の平坦面２５ａが当接する平坦面１３０ａが形成されている。凹面ミラー２５の反射面２５ａには製造上アス成分があるが、矢印Ａ１に示す回転対称軸Ｌ’と直交する方向（凹面ミラー２５の径方向）の凹面ミラー２５の変位、及び矢印Ａ２に示す回転対称軸Ｌ’周りの凹面ミラー２５の回転により、凹面ミラー２５が所望の光学性能を発揮するように調整が可能である。

（第２実施形態）
図１７から図２４は本発明の第２実施形態に係るミラー保持構造を採用した凸面ミラー２８及びミラーホルダ４５を示す。第１実施形態と同様に、本実施形態の凸面ミラー２８及びミラーホルダ４５は、図１から図６を参照した説明したリアプロＴＶ１の投射光学系６の一部を構成する。本実施形態において第１実施形態と同一の要素には図面中で同一の符号を付している。

図１８及び図２０から図２２を参照すると、ミラーホルダ４５の背面側のミラー収容開口１０２の図において上方側の縁部は、凸面ミラー２８の反射面２８ａの上端付近を円弧当たりで支持する円弧状突起（第１の支持部）１０５である。図２４に示すように、この円弧状突起１０５は、凸面ミラー２８の反射面２８ａの回転対称軸Ｌを中心とし、かつ反射面２８ａの有効領域１０１の外側（上側）に位置する円弧（第１の円弧）１０６上に配置されている。図２１に最も明瞭に示すように、ミラーホルダ４５の背面側から見て円弧状突起１０５の左右両端側の部分１０５ａ，１０５ｂが凸面ミラー２８の反射面２８ａを支持する一方、中央付近の部分１０５ｃは反射面２８ａに当接していない。

図１８及び図２０から図２３を参照すると、ミラーホルダ４５の前面側には、ミラー収容開口１０２内の下側両隅部（背面側から見て右下隅部と左下隅部）に突出する板状の突出部２０７，２０８が形成されている。これらの突出部２０７，２０８には、ミラーホルダ４５の前面側から背面側に向けて突出する円弧状突起２０９，２１０が形成されている。図２４を併せて参照すると、これらの円弧状突起２０９，２１０は、凸面ミラー２８の反射面２８ａの回転対称軸Ｌを中心とし、かつ円弧１０６よりも径が小さい反射面２８ａ上の別の円弧２１１（第２の円弧）上に配置されている。

また、図１７から図２１及び図２４を参照すると、ミラーホルダ４５は、ミラー収容開口１０２の下側中央部に配置された凸面ミラー２８の下端面２８ｅを支持するための円筒部（第３の支持部）１１１と、ミラー収容開口１０２の側部（背面側から見て右側部）に配置された凸面ミラー２８の横端面２８ｄを支持するための円筒部（第３の支持部）１１２とを備える。

図１７、図１８、及び図２０を参照すると、凸面ミラー２８は３つのばね部材（付勢手段）１１４，１１５，２１５によってミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢され、それによってミラーホルダ４５の円弧状突起１０５、円弧状突起２０９，２１０、円筒部１１１、及び円筒部１１２で支持されている。

ばね部材１１４，１１５の形状は第１実施形態同様である。ばね部材２１５は、背面側から見てミラー収容開口１０２の左側に位置されている点を除いて、ばね部材１１５と同様の構造を有する。詳細には、ばね部材２１５は、ミラーホルダ４５のミラー収容開口１０２に対して図において左側下部に固定される矩形状の基部２１５ａと、この基部２１５ａから延びる１つのばね片部２１５ｂを備え、基部２１５ａの貫通孔２１５ｃに挿通したねじ１１６Ｄをミラーホルダ４５に形成された対応するねじ孔２１６にねじ込むことにより、ミラーホルダ４５に対して固定されている。

ばね部材１１４の２つのばね片部１１４ｂ，１１４ｃの当たり部１１４ｈ，１１４ｉが凸面ミラー２８の反対面２８ｂに当接し、凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢している。これらばね片部１１４ｂ，１１４ｃの弾性的な付勢力により、凸面ミラー２８の反射面２８ａは円弧１０６の部分が円弧状突起１０５の部分１０５ａ，１０５ｂに円弧当たりで支持されている。

また、ばね部材１１５，２１５のばね片部１１５ｂ，２１５ｂの当たり部１１５ｄ，２１５ｄが凸面ミラー２８の反対面２８ｂに当接し、凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢している。これらばね部材１１５，２１５の弾性的な付勢力により、凸面ミラー２８の反射面２８ａは、有効領域１０１の中心１０１ａに対して円弧１０６と反対側にある円弧２１１の部分が円弧状突起２０９，２１０によって円弧当たりで支持されている。

凸面ミラー２８の下端面２８ｅは、ばね部材１１４のばね片部１１４ｄの弾性的付勢力によりミラーホルダ４５の円筒部１１１の上端部１１１ｂによって直線当たりで支持される。また、凸面ミラー２８の横端面２８ｄは、ばね部材１１４のばね片部１１４ｅの弾性的付勢力によりミラーホルダ４５の円筒部１１２の側端部１１２ｂによって直線当たりで支持される。

本実施形態では、凸面ミラー２８の反射面２８ａは、共に回転対称軸Ｌを中心とし、かつ有効領域１０１の中心を挟んで反射面２８ａの上側と下側に位置する２つの円弧１０６，２１１の部分がミラーホルダ４５の円弧状突起１０５，２０７，２０８によって支持される。よって、反射面２８ａがより高精度で位置決めされるように、凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に保持することができる。

第２実施形態のその他構成及び作用は第１実施形態と同様である。

図２５（Ａ）〜（Ｄ）は、第２実施形態の変形例を示す。図２５（Ａ）に示すように、円弧状突起１０５は図において左右の部分１０５ａ，１０５ｂのみでなく中央付近の部分１０５ａも反射面２８ａに当接していてもよい。図２５（Ｂ）に示すように、円弧２１１上で反射面２８ａに当接する円弧状突起２２０は１つであってもよい。逆に、円弧２１１上で反射面２８ａに当接する円弧状突起は３個以上であってもよい。図２５（Ｃ）に示すように、円弧状突起に代えて円弧２１１上で反射面２８ａを支持する複数個（この例では背面側から見て有効領域１１１の中心１１ａに対して左右２個ずつで合計４個）の点状突起２２２を設けてもよい。図２５（Ｄ）に示すように、反射面２８ａの円弧１０６上の部分も円弧状突起ではなく複数個（この例では３個）の点状突起２２３で支持し、反射面２８ａを点状突起２２２，２２３のみで支持してもよい。

（第３実施形態）
図２６から図３３は本発明の第３実施形態に係るミラー保持構造を採用した凸面ミラー２８及びミラーホルダ４５を示す。第１実施形態と同様に、本実施形態の凸面ミラー２８及びミラーホルダ４５は、図１から図６を参照した説明したリアプロＴＶ１の投射光学系６の一部を構成する。

図２７及び図３３を参照すると、本実施形態では凸面ミラー２８の４つの端面のうち、反射面２８ａの有効領域１０１の中心１０１ａに対して回転対称軸Ｌ側とは反対側に位置する端面である上端面２８ｃが、平坦面ではなく円筒面である。具体的には、上端面２８ｃは回転対称軸Ｌを中心とする円筒面である。

図２７及び図２９から図３１を参照すると、ミラーホルダ４５にはミラー収容開口１０２の円弧状突起１０５よりも僅かに上方の部位から背面側に突出する円弧状のミラー端面受け部３０１が形成されている。このミラー端面支持部３０１の内面（下面）であるミラー端面支持面（第３の支持部）３０１ａは、反射面２８ａの回転対称軸Ｌを中心とし、かつ凸面ミラー２８の上端面２８ａと同径の円筒面である。凸面ミラー２８の上端面２８ａは、このミラー端面支持面３０１ａで支持される。なお、上端面２８ａがミラーホルダ４５で支持されるので、凸面ミラー２８の下端面２８ｅを支持するための円筒部１１１（例えば、図７参照）はミラーホルダ４５に設けられていない。

また、図２７、図３０、及び図３１を参照すると、ミラーホルダ４５は、凸面ミラー２８の反射面２８ａを支持する点状突起１０８が形成された突出部１０７をミラー収容開口１０２内の背面側から見て右下隅部に備えている。さらに、ミラーホルダ４５は、凸面ミラー２８の横端面２８ｄを支持するための円筒部１１２をミラー収容開口１０２の背面側から見て右側部に備えている。

図２６、図２７、及び図２９を参照すると、凸面ミラー２８は２つのばね部材３０２，３０３によってミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢され、それによってミラーホルダ４５の円弧状突起１０５、点状突起１０８、ミラー端面支持部３０１、及び円筒部１１２で支持されている。

ばね部材３０２は、ミラーホルダ４５のミラー収容開口１０２より上側の部分に固定された矩形状の基部３０２ａと、この基部３０２ａの両端からミラーホルダ４５の背面側に延びる２つのばね片部３０２ｂ，３０２ｃを備える。基部３０２ａには一対の貫通孔３０２ｄ，３０２ｅが形成されており、この貫通孔３０２ｄ，３０２ｅに挿通したねじ３０６Ａ，３０６Ｂをミラーホルダ４５に形成された対応するねじ孔３０７，３０８にねじ込むことにより、ばね部材３０２がミラーホルダ４５に対して固定されている。凸面ミラー２８の反対面２８ｂまで回り込んでいるばね片部３０２ｂ，３０２ｃの先端には、凸部３０２ｆ，３０２ｇが形成されている。これらの凸部３０２ｆ，３０２ｇは凸面ミラー２８の反対面２８ｂに当接しており、ばね片部３０２ｂ，３０２ｃは凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢している。これらばね片部３０２ｂ，３０２ｃの弾性的な付勢力により、凸面ミラー２８の反射面２８ａは円弧１０６の部分が円弧状突起１０５に円弧当たりで支持され、かつ有効領域１０１の中心１０１ａよりも回転対称軸Ｌ側の部分が点状突起１０８で支持されている。

ばね部材３０３はミラーホルダ４５のミラー収容開口１０２の背面側から見て左側の部分に固定された基部３０３ａ、基部３０３ａの下端からミラーホルダ４５の背面に沿って延びるばね片部３０３ｂ、及び基部３０３の上端からミラーホルダ４５の背面側に延びるばね片部３０３ｃを備える。基部３０３ａには一対の貫通孔３０３ｄ，３０３ｅが形成されており、この貫通孔３０３ｄ，３０３ｅに挿通したねじ３０６Ｃ，３０６Ｄをミラーホルダ４５に形成された対応するねじ孔３０９，３１０にねじ込むことにより、ばね部材３０３がミラーホルダ４５に対して固定されている。

凸面ミラー２８の下端面２８ｅまで延びているばね片部３０３ｂの先端には凸部３０３ｆが形成されている。この凸部３０３ｆは凸面ミラー２８の下端面２８ｅに当接しており、ばね片部３０３ｂは凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢している。このばね片部３０３ｂの弾性的な付勢力により、円筒面である凸面ミラー２８の上端面２８ｅは、同径の円筒面であるミラーホルダ４５のミラー端面支持部３０１のミラー端面支持面３０１ａに密接して支持される。

凸面ミラー２８の図において左側の横端面２８ｆまで延びているばね片部３０３ｃの先端には円弧状の当たり部３０３ｇが形成されている。この当たり部３０３ｇは凸面ミラー２８の横端面２８ｆに当接しておりばね片部３０３ｃは凸面ミラー２８をミラーホルダ４５に向けて弾性的に付勢している。このばね片部３０３ｃの弾性的な付勢力により、凸面ミラー２８の図において右側の横端面２８ｄは円筒部１１２に直線当たりで支持されている。

本実施形態では、凸面ミラー２８の端面のうち、有効領域１１１の中心１１１ａに対して反射面２８ａの回転対称軸Ｌ側とは反対側に位置する上端面２８ｃを円筒面とし、この円筒面からなる上端面２８ｃを同軸で同径の円筒面からなるミラーホルダ４５のミラー端面支持面３０１ａで支持している。従って、上端面２８ｃはミラー端面支持面３０１ａに密接し、反射面２８ａがより高精度で位置決めされた状態でミラーホルダ４５に凸面ミラー２８を保持できる。

第３実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

第２実施形態の保持構造、図１５（Ａ）〜（Ｄ）に図示する保持構造、及び図２５（Ａ）〜（Ｄ）に示す保持構造に、円筒面からなる凸面ミラー２８の上端面２８ａをミラーホルダ４５に設けた同軸で同径の円筒面からなるミラー端面支持面３０１ａで支持する本実施形態の構成を採用してもよい。

本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明は実施形態の凸面ミラーに限定されず、回転対称非球面又は球面からなる反射面を備え、かつ回転対称軸がそれ自体の形状の外側に位置するタイプの種々のミラーに適用できる。また、リアプロＴＶの投射光学系の一部を構成する凸面ミラーとそのミラーホルダを例に本発明を説明したが、ビデオプロジェクタのような他の投射型画像表示装置を含む種々の画像表示装置の投射光学系や、プリンタヘッドの投射光学系等が備えるミラーの保持構造に本発明を適用できる。

本発明の第１実施形態に係るミラー保持構造を投射光学系の凸面ミラーに採用しているリアプロジェクションテレビを示す模式図。 照明光学系ユニット及び投射光学系ユニットの外観斜視図。 図２の図２のIII−III線での断面図。 投射光学系ユニットの背面図。 第２自由曲面ミラーを除去した状態の投射光学系ユニットの後方から見た外観の斜視図。 下側台座部品の後方から見た外観斜視図。 本発明の第１実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の後方から見た斜視図。 本発明の第１実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の分解斜視図。 本発明の第１実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の前方から見た斜視図。 本発明の第１実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の背面図。 本発明の第１実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の押さえばねを除去した状態での背面図。 図１１のXII−XII線での断面図。 図１１のXIII−XIII線での断面図。 本発明の第１実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の模式図。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）は第１実施形態の変形例の模式図。 凹面ミラーの保持構造を示す模式的な断面図。 本発明の第２実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の後方から見た斜視図。 本発明の第２実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の分解斜視図。 本発明の第２実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の前方から見た斜視図。 本発明の第２実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の背面図。 本発明の第２実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の押さえばねを除去した状態での背面図。 図２１のXXII−XXII線での断面図。 図２１のXXIII−XXIII線での断面図。 本発明の第２実施形態に係る凸面ミラーの保持構造を示す模式的な断面図。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）は第２実施形態の変形例の模式図。 本発明の第３実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の後方から見た斜視図。 本発明の第３実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の分解斜視図。 本発明の第３実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の前方から見た斜視図。 本発明の第３実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の背面図。 本発明の第２実施形態に係る凸面ミラーの保持構造の押さえばねを除去した状態での背面図。 図３１のXXXI−XXXI線での断面図。 図３１のXXXII−XXXII線での断面図。 本発明の第３実施形態に係る凸面ミラーの保持構造を示す模式的な断面図。

符号の説明

１ リアプロジェクションテレビ
３ デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）
５ 照明光学系ユニット
６ 投射光学系
７ 投射光学系ユニット
８Ａ，８Ｂ 平面ミラー
９ スクリーン
１１ 下側台座部品
１２ 上側台座部品
２１ エントランスレンズ
２５ 凹面ミラー
２６ 可変絞り機構
２７ 第１収差補正板
２８ 凸面ミラー
２８ａ 反射面
２８ｂ 反対面
２８ｃ 上端面
２８ｄ，２８ｆ 横端面
２８ｅ 下端面
２９ 第２収差補正板
３０ 第１自由曲面ミラー
３１ 第２自由曲面ミラー
３５ 第１筒状部
３６ 第２筒状部
４５ ミラーホルダ
１０１ 有効領域
１０１ａ 中心
１０２ ミラー収容開口
１０３，１０４ 取付部
１０５ 円弧状突起（第１の支持部）
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ 部分
１０６ 円弧（第１の円弧）
１０７ 突出部
１０８ 点状突起
１１１ 円筒部（第３の支持部）
１１１ａ 外周面
１１１ｂ 上端部
１１１ｃ 孔
１１２ 円筒部（第３の支持部）
１１２ａ 外周面
１１２ｂ 側端部
１１４，１１５ ばね部材（付勢手段）
１１４ａ 基部
１１４ｂ〜１１４ｅ ばね片部
１１４ｈ，１１４ｉ，１１４ｊ，１１４ｋ 当たり部
１１５ａ 基部
１１５ｂ ばね片部
１１５ｄ 当たり部
１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ ねじ
１１７，１１８ ねじ孔
２０７，２０８ 突出部
２０９，２１０，２２０ 円弧状突起
２１１ 円弧（第２の円弧）
２１５ ばね部材
２２２ 点状突起
３０１ ミラー端面支持部
３０１ａ ミラー端面支持面
３０２，３０３ ばね部材
Ｌ 回転対称軸

Claims (14)

1. 回転対称軸を有する反射面を備え、かつ前記回転対称軸がそれ自体の形状の外側に位置するミラーと、
   前記回転対称軸を中心とし、かつ前記反射面上の有効領域の外側に位置している第１の円弧の少なくとも一部を支持する第１の支持部と、前記反射面上の前記有効領域の外側であって、かつ前記第１の円弧よりも前記回転対称軸側を支持する第２の支持部とを有するミラーホルダと
   を備えることを特徴とする、ミラー保持構造。
2. 前記ミラーの前記反射面とは反対側の面の前記ミラーホルダの前記第１及び第２の支持部と対応する位置を、それぞれ前記ミラーホルダに向けて付勢する第１及び第２の付勢手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のミラー保持構造。
3. 前記第１の支持部は、前記第１の円弧上に配置された円弧状突起を備えることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のミラー保持構造。
4. 前記第１の支持部は、前記第１の円弧上に配置された点状突起を備えることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のミラー保持構造。
5. 前記第２の支持部は、前記反射面の有効領域の中心に対して前記第１の支持部とは反対側に位置することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のミラー保持構造。
6. 前記第２の保持部は、前記回転対称軸を中心とし、かつ前記第１の円弧よりも径が小さい前記反射面上の第２の円弧の少なくとも一部を支持することを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のミラー保持構造。
7. 前記第２の支持部は、前記第２の円弧上に配置された円弧状突起を備えることを特徴とする、請求項６に記載のミラー保持構造。
8. 前記第２の支持部は、前記第２の円弧上に配置された点状突起を備えることを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載のミラー保持構造。
9. 前記ミラーは前記回転対称軸が延びる方向に拡がる複数の端面を備え、
   前記ミラーホルダは、前記複数の端面のいずれかを支持する第３の支持部を備えることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のミラー保持構造。
10. 前記第３の支持部は、前記ミラーの複数の端面のうち、前記反射面の有効領域の中心に対して前記回転対称軸側に位置する端面を支持することを特徴とする、請求項９に記載のミラー保持構造。
11. 前記第３の支持部は、前記回転対称軸と同軸に配置され、かつ外周面で前記ミラーの前記端面を支持する円柱部からなり、この円柱部に前記回転軸と同軸の位置決め用の孔又は凸部が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のミラー保持構造。
12. 前記第３の支持部は、前記ミラーの複数の端面のうち、前記反射面の有効領域の中心に対して前記回転対称軸側とは反対側に位置する端面を支持することを特徴とする、請求項９に記載のミラー保持構造。
13. 前記ミラーの前記第３の支持部で支持される前記ミラーの端面は、前記回転対称軸を中心とする円筒面であり、
    前記ミラーホルダの第３の支持部は、前記回転対称軸を中心とし、かつ前記ミラーの円筒面と同径の円筒面であることを特徴とする請求項１２に記載のミラー保持構造。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のミラー保持構造によって保持されたミラーを少なくとも一つ備えることを特徴とする、投射光学装置。

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