JP2010230975A

JP2010230975A - プロジェクタの曲面ミラー保持装置及び曲面ミラー保持方法

Info

Publication number: JP2010230975A
Application number: JP2009078406A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Kuroda; 泰斗黒田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】３次元的な動きが可能に曲面ミラーを保持するとともに、曲面ミラーの固定時に曲面ミラーに不要な圧力が加わらないようにする。
【解決手段】曲面ミラー保持装置２０は、投写レンズから射出された画像光をスクリーンに向けて反射させる曲面ミラー１８を備える。曲面ミラー１８はミラー本体２５の一方の面に反射面１７を有し、その外側に設けられた取付耳部２６の取付孔２７に挿通されたネジ２８によって保持板３０に固定される。保持板３０は、裏面に形成された把持用凸部が調整治具に把持され、四隅に形成された保持片３４が筐体に固定された保持枠１９の切欠部３６に接触しないように隙間をもって嵌合される。スクリーンに投映された画像を見ながら調整治具によって投写レンズに対する曲面ミラー１８の位置が調整され、保持片３４と切欠部３６の間に接着材３８が充填され固着される。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクリーンに画像を投映するプロジェクタに用いられ、筐体に組込まれた投写レンズからの画像光を前記スクリーンに向けて反射させる曲面ミラー保持装置及び曲面ミラー保持方法に関する。

反射プロジェクタは投写レンズから投射される画像光を曲面ミラーで反射させてスクリーンに導くように構成される。曲面ミラーは、反射した光を遠方まで送るように球面収差がない放物面鏡等の非球面ミラーであることが一般的である。非球面ミラーは、放物線等、所定の非円形の曲線を直線的に延びた所定の基軸を中心にして回転したときに形成される曲面により構成されるので、曲面には基軸による唯一の鏡軸を有するから、画像光を正しい方向に反射するためには、曲面ミラーの組立時に高精度な３次元立体的な位置調整が必要となる。これについては、曲面ミラーを保持枠に対して３点でフローティング支持し、各点においてフローティング量を個別に調整することにより、曲面ミラーの取付位置を調整することが行われている。しかし、３点フローティング支持における各支持点のフローティング量調整は、曲面ミラーの位置調整において、１点の調整が曲面ミラーを構成する幾何学的な３軸（立体座標軸）の全てに対して影響を与えてしまうので、調整の自由度が高い反面、曲面ミラーの特定の座標軸周りの角度だけを調整することができず、各フローティング量の調整を繰り返し行い、最も良い状態を探さなくてはならない。この問題を改善するために、非球面ミラーをＺ軸（基軸）と直交するＸ軸回りに回転させて倒れ角度調整をするようにしたミラー取付装置が下記特許文献１に提案されている。

特開２００８−１３９４４２号公報

しかしながら、前記特許文献１記載の装置は、それまでの３点フローティング支持構造に比べてミラーの角度調整作業は簡単になったが、ミラーの調整がＹＺ面内に固定されているので角度調整のみ可能なものとなっており、本来必要とするミラー光軸の３次元的な位置調整を行っているとは言えない。また、３点フローティング支持構造などにおける調整方法は調整が済んだ後に最適位置でミラーをネジ止め等で固定するが、固定時の圧力によって調整した位置がずれてしまうことがある。特に、固定箇所が複数ある場合には、ずれの発生も多くなる。

本発明は上記の問題を解決するためのものであり、ミラーの位置調整時に３次元的な動きを可能にミラーを保持するとともに、ミラーの固定時にミラーに不要な圧力が加わらないようにすることで、前記ミラーの位置調整が1度で良い曲面ミラーの保持装置及び保持方法を提案する。

本発明によるプロジェクタの曲面ミラー保持装置は、スクリーンに画像を投映するプロジェクタの筐体に固定された保持枠と、前記筐体に組込まれた投写レンズからの画像光を前記スクリーンに向けて反射させる曲面ミラーに固着された保持片と、前記保持枠と前記保持枠に対して空間的に離されて位置決めされた前記保持片との間の隙間を埋めるように充填され、固化されて前記曲面ミラーを前記筐体に固定する接着材と、を備えたことを特徴とする。前記保持片は、前記曲面ミラーに固着された保持板の複数ヶ所に形成された複数個の突起であるようにすると良い。前記保持板は、前記曲面ミラーの反射面の裏側に配置されるとともに、前記曲面ミラーとは反対の方向に突設され前記曲面ミラーを複数の方向に移動及び回転自在に支持する調整手段に把持される把持用凸部が形成されるようにすると良い。前記保持枠には前記保持片が嵌合される切欠部が設けられるようにすると良い。前記保持片は、前記曲面ミラーの有効反射面外の数ヶ所に一体成型された突起であっても良い。

本発明によるプロジェクタの曲面ミラー保持方法は、スクリーンに画像を投映するプロジェクタに用いられ、筐体に組込まれた投写レンズからの画像光を前記スクリーンに向けて反射させる曲面ミラーの固定方法であって、前記曲面ミラーを複数の方向に移動及び回転自在な調整手段で支持し、前記調整手段を作動させて前記曲面ミラーを前記投写レンズに対して位置決めした後、前記曲面ミラーに固着された保持片と前記筐体に固定された保持枠との間の隙間を埋めるように充填された接着材によって前記曲面ミラーを前記筐体に固定することを特徴とする。

本発明によれば、固定部材との間を非接触状態に保って曲面ミラーを保持するとともに、３次元的な動きをする６軸調整装置によって位置と角度の調整が行われた後に、曲面ミラーと固定部材との隙間に接着材を充填して固着するので、固着による不要な圧力がミラーに加わることがなく、ミラーに位置ずれや歪みが生じないので、固定後、再調整をすることがない。

プロジェクタの構成を示す模式図である。本発明による曲面ミラー保持装置の斜視外観図である。曲面ミラー保持装置を後から見た斜視外観図である。保持板の斜視外観図である。筐体（下ケース）に固定された保持枠の構成を説明する図である。調整治具に保持された曲面ミラーを示す図である。曲面ミラーに形成される反射面の非球面上の位置を示す説明図である。別の曲面ミラー保持装置を前から見た斜視外観図である。別の曲面ミラー保持装置を後から見た斜視外観図である。曲面ミラーの裏面が調整治具で保持された状態を示す図である。

図１に示すように、プロジェクタ１０は、上ケース１１と下ケース１２からなる略直方体をした筐体１３に、画像光が射出される投写レンズ１４を有する投映装置１５と、前記投写レンズ１４から射出された前記画像光をスクリーン１６に向けて反射させる反射面１７を備えた曲面ミラー１８と前記曲面ミラー１８を保持する保持枠１９（図２参照）とからなる曲面ミラー保持装置２０とが収容され固定される。また、前記投写レンズ１４を動かして前記スクリーン１６に投映された画像のピントを調整するピント調整用ダイヤル（図示せず）や電源スイッチ（図示せず）などが操作可能に設けられている。

図２及び図３に示すように、本発明によるプロジェクタの曲面ミラー保持装置２０は、略均一の厚さに形成された略矩形の板状部材からなるミラー本体２５の一方の面に非球面形状の鏡面に形成された前記反射面１７を有する曲面ミラー１８を備える。前記反射面１７の外側の左右２ヶ所には取付耳部２６が設けられ、それぞれの取付耳部２６にはネジ２８が挿通される取付孔２７が形成される。前記曲面ミラー１８には保持板３０がネジ２８によって固定され、保持板３０に形成された保持片３４が保持枠１９に接着材３８によって固着されることで、前記曲面ミラー１８が前記保持枠１９に固定される。図４に示すように、保持板３０は、略長方形板状の基部３２と、前記基部３２の一方の面に形成された前記取付座３１と、他方の面に形成された把持用凸部３３と、前記基部３２に形成された保持片３４とを備える。保持片３４は前記基部３２の四隅に形成された突起である。なお、前記曲面ミラー１８の反射面１７は、曲面形状であれば非球面以外の形状であっても良く、凹面に限らず凸面であっても良い。図５に示すように、前記保持枠１９は、ネジ２１によって前記下ケース１２に固定される基板２２と、基板２２に立設された２つの支持板２３とから構成され、支持板２３は前記基板２２にスポット溶接２４されている。

次に、本発明によるプロジェクタの曲面ミラー保持方法について説明する。図１〜図６に示すように、前記曲面ミラー１８の取付耳部２６に形成された取付孔２７にネジ２８が挿通され、挿通されたネジ２８が前記保持板３０の取付座３１に設けられたネジ孔３５と螺合して前記曲面ミラー１８が前記保持板３０に固定される。前記下ケース１２には前記投映装置１５とともに前記保持枠１９が固定される。前記保持板３０は、前記把持用凸部３３が６軸調整治具４０（調整手段）に把持されて、複数の方向及び回転自在に動かされ、前記保持枠１９に形成された切欠部３６に前記保持片３４が接触しないように嵌合されて、前記切欠部３６と前記保持片３４との間に調整代となる隙間を設けた状態とされる。

前記電源スイッチがオンされ、画像光が前記投映装置１５から射出される。射出された画像光は前記曲面ミラー１８の反射面１７で反射され、前記スクリーン１６に投映される。投映された画像の状態を見ながら前記６軸調整治具４０によって前記反射面１７の位置調整が行われ、前記投写レンズ１４に対して正しい位置になったところで前記曲面ミラー１８の位置が保持されて、前記保持片３４と前記切欠部３６とが嵌合する隙間に接着材３８（例えば、紫外線硬化型樹脂やエポキシ系二液性接着剤など）が充填され、接着材３８が固化されて前記保持片３４が前記切欠部３６に固着される。これにより、前記曲面ミラー１８は前記投写レンズ１４に対して正しい位置で前記下ケース１２に固定される。前記反射面１７の位置調整は、前記６軸調整治具４０によって行われ、１度の調整で済むので調整のための作業時間が短い。なお、前記６軸調整治具４０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置調整と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の角度調整とを同時に行えるものであり、例えば、エプソン社製の６軸ロボットＰｒｏＳｉｘシリーズなどである。

なお、図７に示すように、前記反射面１７は、回転中心線４５を中心とする非球面４６から、前記回転中心線４５を含まないように切り取った部分である。また、前記ミラー本体２５は樹脂成形品であっても良いし、金属であっても良い。前記反射面１７は金属蒸着または化学メッキあるいは鏡面研磨などミラー本体２５の材質に合わせて適宜適したものを採用すると良い。

次に、別の実施形態について説明する。前記実施形態と同じものは同じ符号を用いるとともに詳細な説明を省略する。図８〜図１０に示すように、プロジェクタの曲面ミラー保持装置４９は、略矩形の板状部材からなるミラー本体５１に、ミラー本体５１の一方の面に形成された反射面５２と、ミラー本体５１の左右の縁のそれぞれ中央に形成され２つの保持片（突起）５４を有する腕部５３とが形成された曲面ミラー５０を備える。前記曲面ミラー５０は、前記６軸調整治具４０の先端４１に把持された吸着盤４２が、前記曲面ミラー５０の他方の面である裏面５５の略中央を吸着し、前記曲面ミラー５０を自在に動かして、その位置を調整する。前記保持片５４を前記保持枠１９に形成された切欠部３６に接触しないように嵌合させ、前記切欠部３６と前記保持片５４との間に調整代となる隙間が確保された状態で、前記スクリーン１６に投映された画像の状態を見ながら前記６軸調整治具４０によって前記反射面５２の位置調整が行われる。前記投映レンズ１４に対して前記反射面５２が正しい位置になった状態が保持され、前記保持片５４と前記切欠部３６とが嵌合した前記隙間に接着材３８が充填されて、前記接着材３８の固化によって前記保持片５４を前記切欠部３６に固着させる。

なお、前記切欠部３６と前記保持片３４，５４の形状は図示した形状に限るものではなく、前記反射面１７の位置調整後に、両者を固着することが出きるのであればどのような形状であっても良い。前記切欠部３６と前記保持片３４，５４はそれぞれ３個以上設けられていることが望ましく、例えば、前記切欠部３６が６個所で、前記保持片３４が４ヶ所に設けられていても良い。また、前記切欠部３６と前記保持片３４，５４の双方が、金属あるいは金属メッキにより形成されている場合は、前記接着材３８に代わって半田付けやロー付けなどで固着しても良い。

１０プロジェクタ
１１上ケース
１２下ケース
１３筐体
１４投写レンズ
１５投映装置
１６スクリーン
１７，５２反射面
１８，５０曲面ミラー
１９保持枠
２０，４９曲面ミラー保持装置
２５，５１ミラー本体
２６取付耳部
２７取付孔
３０保持板
３１取付座
３２基部
３３把持用凸部
３４，５４保持片（突起）
３５ネジ孔
３６切欠部
３８接着材
４０６軸調整治具（調整手段）
４１先端
４２吸着盤
４５回転中心線
４６非球面
５３腕部
５５裏面

Claims

スクリーンに画像を投映するプロジェクタの筐体に固定された保持枠と、
前記筐体に組込まれた投写レンズからの画像光を前記スクリーンに向けて反射させる曲面ミラーに固着された保持片と、
前記保持枠と前記保持枠に対して空間的に離されて位置決めされた前記保持片との間の隙間を埋めるように充填され、固化されて前記曲面ミラーを前記筐体に固定する接着材と、
を備えたことを特徴とするプロジェクタの曲面ミラー保持装置。
前記保持片は、前記曲面ミラーに固着された保持板の複数ヶ所に形成された突起であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタの曲面ミラー保持装置。
前記保持板は、前記曲面ミラーの反射面の裏側に配置されるとともに、前記曲面ミラーとは反対の方向に突設され前記曲面ミラーを複数の方向に移動及び回転自在に支持する調整手段に把持される把持用凸部が形成されたことを特徴とする請求項２記載のプロジェクタの曲面ミラー保持装置。
前記保持片は、前記曲面ミラーの有効反射面外の数ヶ所に一体成型された突起であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタの曲面ミラー保持装置。
前記保持枠には前記保持片が嵌合される切欠部が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタの曲面ミラー保持装置。
スクリーンに画像を投映するプロジェクタに用いられ、筐体に組込まれた投写レンズからの画像光を前記スクリーンに向けて反射させる曲面ミラーの固定方法であって、
前記曲面ミラーを複数の方向に移動及び回転自在な調整手段で支持し、前記調整手段を作動させて前記曲面ミラーを前記投写レンズに対して位置決めした後、前記曲面ミラーに固着された保持片と前記筐体に固定された保持枠との間の隙間を埋めるように充填された接着材によって前記曲面ミラーを前記筐体に固定することを特徴とするの曲面ミラー保持方法。