JP2018055129A - 投射光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面ミラー保持部材とレンズ鏡筒とを固定部材で連結する投射光学系において、固定部材自体の製造誤差や組立誤差による曲面ミラーの位置ズレを抑制することを可能となるようにする。【解決手段】曲面ミラー１を保持するミラー保持部材１１・１２とレンズ鏡筒４１・４２とを固定部材２１で連結する投射光学系であって、その投射光学系は、屈折光学系の内部に第一中間像Ｐ１を形成し、屈折光学系と曲面ミラー１との間に第二中間像を形成し、レンズ鏡筒４１・４２と固定部材２１との取付け部は、第一中間像Ｐ１と第二中間像との間に位置している。そして、そのレンズ鏡筒４１・４２と固定部材２１との取付け部は、投射光学系の全長の半分よりも投射側に位置している。また、レンズ鏡筒４１・４２と固定部材２１との取付け部の光軸方向の位置を調整する調整機構が備えられている。【選択図】図１２

Description

本発明は、曲面ミラーを保持するミラー保持部材とレンズ鏡筒とを固定部材で連結する投射光学系に関する。

レンズ素子により構成される屈折光学系と、屈折光学系よりも投射側に曲面ミラーを配置する構成の投射光学系と、その構成を利用した投射距離の短いプロジェクターが公知である（例えば特許文献１参照）。

そして、屈折光学系の光軸に対して曲面ミラーが傾いた際の調整法としては様々な提案がなされている（例えば特許文献２参照）。

また、レンズ鏡筒と曲面ミラーとを連結する固定部材を介在させることで、屈折光学系と曲面ミラーとの位置合わせが行われている（例えば特許文献３参照）。

特開２００４−２５８６２０号公報 特開２０１１−０５９４５９号公報 特開２０１０−１０７７７８号公報

しかし、特許文献１のような構成の場合、曲面ミラーの角度及び位置の変化に対する光学的性能の変化が大きく、屈折光学系の光軸と曲面ミラー光軸との調整の精度が求められる。

また、屈折光学系の光軸に対して曲面ミラーの光軸が直交方向へずれるシフトズレに対する対策案はほとんど見られない。
なお、シフトズレの原因は各部品の精度にもよるが、問題となりやすいのはレンズ鏡筒と曲面ミラーとの光軸上の位置を固定する際の組み立て時の誤差である。

そして、特許文献３のように、レンズ鏡筒と曲面ミラーとを連結する固定部材を介在させることで、屈折光学系と曲面ミラーとの位置合わせを行う場合、レンズ鏡筒と固定部材との結合位置が曲面ミラーから離れ過ぎている。このため、固定部材自体の反りや結合部分で組み立て時に発生した少量の傾きでも、結合部分から曲面ミラーまでの距離が大きくなるほど曲面ミラー自体の屈折光学系の光軸に対するシフトズレが大きくなってしまう。

本発明の課題は、曲面ミラー保持部材とレンズ鏡筒とを固定部材で連結する投射光学系において、固定部材自体の製造誤差や組立誤差による曲面ミラーの位置ズレを抑制することを可能となるようにすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
曲面ミラーを保持するミラー保持部材とレンズ鏡筒とを固定部材で連結する投射光学系であって、
前記投射光学系は、屈折光学系の内部に第一中間像を形成し、前記屈折光学系と前記曲面ミラーとの間に第二中間像を形成し、
前記レンズ鏡筒と前記固定部材との取付け部は、前記第一中間像と前記第二中間像との間に位置している、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の投射光学系であって、
前記レンズ鏡筒と前記固定部材との取付け部は、前記投射光学系の全長の半分よりも投射側に位置している、
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の投射光学系であって、
前記レンズ鏡筒と前記固定部材との取付け部の光軸方向の位置を調整する調整機構が備えられている、
ことを特徴とする。

また、他の第１の発明は、
曲面ミラーを保持するミラー保持部材とレンズ鏡筒とを固定部材で連結する投射光学系の取付構造であって、
前記レンズ鏡筒に第一係合面を設けて、
前記固定部材に第二係合面を設け、
前記第一係合面及び第二係合面を合わせて固定した状態で、前記第一係合面が光軸方向において前記投射光学系の全長の半分よりも投射側に位置していることを特徴とする。

他の第２の発明は、
他の第１の発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第二係合面に開口部を設け、
前記開口部に前記レンズ鏡筒の投射側を挿入するように前記固定部材を前記レンズ鏡筒と光軸上の位置を重複させながら前記第一係合面と第二係合面とを接触させることを特徴とする。

他の第３の発明は、
他の第１または２の発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第一係合面と第二係合面は互いに光軸と直交する面であることを特徴とする。

他の第４の発明は、
他の第１から３のいずれかの発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第一係合面と第二係合面の間には、各々の係合面の光軸方向の距離を調整する調整機構が備えられていることを特徴とする。
他の第５の発明は、
他の第１から４のいずれかの発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第二係合面よりも本体側には、前記固定部材が形成されないことを特徴とする。
他の第６の発明は、
他の第１から５のいずれかの発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第一係合面が、光軸方向における前記レンズ鏡筒内部の屈折光学系の内部で形成される中間像の光軸上の位置よりも投射側に位置していることを特徴とする。
他の第７の発明は、
他の第１から６のいずれかの発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第一係合部と第二係合部の外形が、前記レンズ鏡筒の最大外径よりも小さいことを特徴とする。

他の第８の発明は、
曲面ミラーを保持するミラー保持部材とレンズ鏡筒とを固定部材で連結する投射光学系の取付構造であって、
前記レンズ鏡筒は、本体側の本体側レンズ鏡筒と投射側の投射側レンズ鏡筒とに分離可能であり、
前記投射側レンズ鏡筒の投射側に前記固定部材を一体的に設け、
前記本体側レンズ鏡筒に第三係合面を設けて、
前記投射側レンズ鏡筒に第四係合面を設け、
前記第三係合面及び第四係合面は合わせて固定した状態で、前記第三係合面が光軸方向において前記投射光学系の全長の半分よりも投射側に位置していることを特徴とする。

他の第９の発明は、
他の第８の発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第三係合面と第四係合面は互いに光軸と直交する面であることを特徴とする。

他の第１０の発明は、
他の第８または９の発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第三係合面と第四係合面の間には、各々の係合面の光軸方向の距離を調整する調整機構が備えられていることを特徴とする。

他の第１１の発明は、
他の第４または１０の発明の投射光学系の取付構造であって、
前記調整機構はワッシャであることを特徴とする。

他の第１２の発明は、
他の第８から１１のいずれかの発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第四係合面よりも本体側には、前記固定部材が形成されないことを特徴とする。

他の第１３の発明は、
他の第８から１２のいずれかの発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第一係合面及び第三係合面が、光軸方向における前記レンズ鏡筒内部の屈折光学系の内部で形成される中間像の光軸上の位置よりも投射側に位置していることを特徴とする。

他の第１４の発明は、
他の第８から１３のいずれかの発明の投射光学系の取付構造であって、
前記第三係合面と第四係合面の外形が、前記レンズ鏡筒の最大外径よりも小さいことを特徴とする。

他の第１５の発明は、
他の第１から１４のいずれかの発明の投射光学系の取付構造であって、
前記ミラー保持部材は、前記曲面ミラーを、前記レンズ鏡筒内部の屈折光学系の光軸に対して角度及び位置を調整可能に支持していることを特徴とする。

他の第１６の発明は、
他の第１１の発明の投射光学系の取付構造であって、
前記ワッシャと第一係合面及び第二係合面または／及び前記第三係合面と第四係合面が略同一形状であることを特徴とする。

本発明によれば、固定部材とレンズ鏡筒との結合位置をより曲面ミラー側へ近づけることにより、固定部材自体の製造誤差や組立誤差による曲面ミラーの位置ズレを抑制することが可能となる。

本発明を適用する投射光学系に備える曲面ミラーの調整装置の構成を示すもので、曲面ミラーと第１保持部材（ミラー保持部材）の関係を曲面ミラー側から見た分解斜視図である。 図１と逆に第１保持部材側から見た図である。 図１及び図２の曲面ミラーと第１保持部材を結合して第２保持部材（ミラー保持部材）との関係を示すもので、第１保持部材側から見た斜視図（ａ）と、その反対側から見た図（ｂ）である。 図３の曲面ミラーと第１保持部材及び第２保持部材を結合した状態を示すもので、調整用ネジ側から見た斜視図（ａ）と、その反対側から見た図（ｂ）である。 図４の曲面ミラーと第１保持部材及び第２保持部材と固定部材の関係を示すもので、固定部材側から見た斜視図（ａ）と、その反対側から見た図（ｂ）である。 図５の曲面ミラーと第１保持部材及び第２保持部材と固定部材と冶具部材の関係を示すもので、冶具部材側から見た斜視図（ａ）と、その反対側から見た図（ｂ）である。 図６の曲面ミラーと第１保持部材及び第２保持部材と固定部材と冶具部材の結合状態を示すもので、冶具部材側から見た斜視図（ａ）と、その反対側から見た図（ｂ）である。 曲面ミラーと第１保持部材の関係を示すもので、背面側から見た模式図（ａ）と、その中央縦断面図（ｂ）である。 曲面ミラーと第１保持部材の関係を示すもので、前面側から見た模式図（ａ）と、その中央縦断面図（ｂ）である。 第２保持部材に対する第１保持部材の関係を示す要部縦断側面図である。 固定部材に対する第２保持部材の関係を示す要部縦断側面図である。 本発明を適用した投射光学系の取付構造の一実施形態の構成を示すもので、鏡筒と固定部材が別体型の場合の組立状態を示した縦断側面図である。 図１２の鏡筒及び固定部材の分解図である。 図１２の組立状態の斜視図で、投射側から見た図（ａ）と、本体側から見た図（ｂ）である。 図１３の分解状態の斜視図で、投射側から見た図（ａ）と、本体側から見た図（ｂ）である。 実施形態２を示すもので、鏡筒と固定部材が一体型の場合の組立状態を示した縦断側面図である。 図１６の鏡筒及び固定部材の分解図である。 図１６の組立状態の斜視図で、投射側から見た図（ａ）と、本体側から見た図（ｂ）である。 図１７の分解状態の斜視図で、投射側から見た図（ａ）と、本体側から見た図（ｂ）である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
始めに、本発明を適用する投射光学系に備える曲面ミラーの調整装置について説明する。

（曲面ミラーの調整装置）
図１及び図２は本発明を適用する投射光学系に備える曲面ミラーの調整装置の構成として曲面ミラー１とミラー保持部材の第１保持部材１１の関係を示すもので、図３及び図４はさらにミラー保持部材の第２保持部材１２との関係を示し、図５はさらに固定部材２１との関係を示し、図６及び図７はさらに冶具部材３１との関係を示している。

そして、図８及び図９は曲面ミラー１と第１保持部材１１の関係を模式的に示すもので、図１０は第２保持部材１２に対する第１保持部材１１の関係を示し、図１１は固定部材２１に対する第２保持部材１２の関係を示している。

「前提」
始めに、画像調整素子からの画像光を屈折光学素子から構成される結像光学系へ入射し、結像光学系から出射した光線を曲面ミラー１の反射面で反射することにより被投射面へ画像光を拡大投射する投射光学系において、図１に示すように、結像光学系の光線をＺ軸、画像調整素子の画像中心から出射した光線の軌跡の存在する平面内におけるＺ軸と直交する軸をＹ軸、Ｚ軸及びＹ軸とそれぞれ直交する軸をＸ軸と規定し、各軸と平行な方向をそれぞれＺ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向と規定する。

また、投射光学系を光軸が地面と平行となるように地面に設置した場合において、Ｚ軸方向において、画像調整素子側を前側、被投射面側を後側と規定し、Ｘ軸方向において、前側から後側を見た場合の左右をそれぞれ左側、右側と規定して、Ｙ軸方向において、前側から後側を見た場合の上下をそれぞれ上側、下側と規定し、左右方向はＸ軸方向、上下方向はＹ軸方向、前後方向はＺ軸方向とそれぞれ対応する。

曲面ミラー１は、非円形の曲線を回転軸にＺ軸を用いて回転させた際に形成される非球面のうち、鏡軸であるＺ軸上の面を含まない一部の面を用いた形状を有しており、結像光学系の光軸及び曲面ミラー１の鏡軸は共軸である。

「曲面ミラー」
図１及び図２に示すように、曲面ミラー１の反射面外の外周面のＸ軸と平行な第１軸線上に、左右一箇所ずつ溝状係合部１ａが形成されている。この溝状係合部１ａは、曲面ミラー１の前側から後側へ向かって溝が形成され、反射面側は開放されている。

曲面ミラー１の下端部側には、軸心がＹ軸方向に向き、かつＺ軸と直交する突起部１ｂが形成されている。この突起部１ｂは、前後方向に貫通した穴部１ｃを有している。
また、曲面ミラー１の上端部側には、軸心がＹ軸方向に向い、かつＺ軸と直交する突起部１ｄが形成されている。

「第１保持部材」
曲面ミラー１の外周側には、図１及び図２に示すように、第１保持部材１１が配置されている。この第１保持部材１１は、内周側に曲面ミラー１を保持可能に形成されている。
第１保持部材１１には、曲面ミラー１の溝状係合部１ａに対応する位置に、左右方向に貫通した貫通孔１１ａが形成されている。この左右の貫通孔１１ａには、軸心が各々Ｘ軸と平行な第１軸線上にある軸状部材の第１被係合部材２がそれぞれ嵌め込まれている。溝状係合部１ａは第１被係合部材２と係合することにより、第１保持部材１１に第１軸線を回動軸として回動可能に保持されている。

また、一方の第１被係合部材２と第１保持部材１１との間にはスプリングワッシャ３が挿入されている。このスプリングワッシャ３により曲面ミラー１は一方の第１被係合部材２と共に第１保持部材１１の他方に押し付けられている。
第１保持部材１１には、曲面ミラー１の突起部１ｂに対応する位置に突起部１１ｂが形成されている。この突起部１１ｂには、前後方向に貫通しかつ前側の開口が狭くネジ穴状である座ぐり形状の穴部１１ｃが形成されている。そして、曲面ミラー１の穴部１ｃと第１保持部材１１の穴部１１ｃには、後側から調整用ネジ４が挿入されて、穴部１１ｃのネジ穴部と螺合している。また、穴部１１ｃの内部には、圧縮バネ５が後側から挿入されている。

そして、第１保持部材１１には、曲面ミラー１の突起部１ｄに対応する位置に、位置調整用溝部１１ｄが形成されている。この位置調整用溝部１１ｄは、左右方向の溝幅が突起部１ｄの直径よりも大きく、前後方向の溝の深さが突起部１ｄの直径とほぼ等しくなっている。そして、第１保持部材１１の後側から突起部１ｄを位置調整用溝部１１ｄへ挿入した後、位置調整用溝部１１ｄの後側からビス６で固定される板バネ７により、突起部１ｄを位置調整用溝部１１ｄの底部である前側の壁面へ押し付けている。

第１保持部材１１の上端部には、左右方向に離間した位置に二つの板バネ８の一端がビス９でそれぞれ固定されている。この板バネ８の他端は、第１保持部材１１の前側端部から前側へ突き出しており、第１保持部材１１内部の曲面ミラー１の外周部の上端部を付勢している。

よって、図８及び図９に示すように、曲面ミラー１を第１保持部材１１に対して第１被係合部材２を介して保持した状態で調整ネジ４を調整することにより、曲面ミラー１を第１保持部材１１に対して第１軸線（Ｘ）を回転軸として回動可能とした第１角度調整機構Ａ１を構成している。この第１角度調整機構Ａ１により、曲面ミラー１の反射面の角度調整及び固定が可能となっている。

また、スプリングワッシャ３によりＸ軸方向のガタツキを抑制し、板バネ７により曲面ミラー１の第１被係合部材２からの脱落及びＺ軸方向のガタツキを抑制し、板バネ８によりＹ軸方向のガタツキを抑制した第１姿勢保持機構Ｂ１を構成している。

さらに、第１保持部材１１の左右方向の外周側の両側面には、延設部１１ｅが一つずつ形成されている。この延設部１１ｅには、上下方向に貫通し、左右方向に比べて前後方向に口径が大きくなった長穴状の穴部１１ｆが形成されている。
そして、２つの延設部１１ｅの後端部には、下方向に延設された延設部１１ｇがそれぞれ一つずつ形成されている。この延設部１１ｇには、Ｚ軸方向に貫通した穴部１１ｈが形成されている。

また、第１保持部材１１の上端部には、調整用穴部１１ｉが形成されている。この調整用穴部１１ｉの中心軸は、Ｚ軸と直交するＹ軸方向にあり、中心軸とＺ軸の交点は曲面ミラー１の前側の表面付近で結ばれている。

「第２保持部材」
第１保持部材１１の背面側には、図３に示すように、第２保持部材１２が配置されている。この第２保持部材１２は、内周側に曲面ミラー１を保持した第１保持部材１１を保持可能に形成されている。
第２保持部材１２には、第１保持部材１１の穴部１１ｆに対応する位置に、左右一つずつの固定用ネジ穴部１２ｆが形成されている。この固定用ネジ穴部１２ｆは、第２保持部材１２の端部上に突出した突出部１２ｅのＹ軸方向に向いた軸心に形成されている。
固定用ネジ１３を穴部１１ｆに挿入して固定用ネジ穴部１２ｆに螺合することにより、第２保持部材１２に対して第１保持部材１１の移動を制限している。

なお、固定用ネジ１３で結合する際には、スプリングワッシャ１４と平ワッシャ１５を先に固定用ネジ１３に嵌め込み、第１保持部材１１と第２保持部材１２の間に平ワッシャ１６を挟んでから、固定用ネジ１３を固定用ネジ穴１２ｆに螺合する。

そして、第２保持部材１２には、第１保持部材１１の穴部１１ｈに対応する位置に、左右一つずつの穴部１２ｈが形成されている。この穴部１２ｈは、後側の開口の口径は広くなっているが、前側の開口の口径は小さくなり、ネジ穴状である座ぐり形状になっている。また、穴部１２ｈには、図１０に示すように、後側から圧縮バネ１８が挿入されている。

図４に示すように、後側から調整用ネジ１７を穴部１１ｈ及び圧縮バネ１８、穴部１２ｈに挿入し、穴部１２ｈのネジ穴部に調整用ネジ１７を螺合する。

また、第２保持部材１２の後端部には、穴部１２ｈと左右方向では同軸上に存在し、穴部１２ｈよりも曲面ミラー１の光軸に近づいた位置に、二つの調整用治具固定部１２ｊが形成されている。

よって、図６及び図７に示すように、調整用治具固定部１２ｊに背面から治具部材３１を一対の冶具固定用ネジ３２により固定し、治具部材３１に形成された突起部３１ｉを第１保持部材１１に形成された調整用穴部１１ｉに係合することにより、第１保持部材１１は調整用穴部１１ｉのＹ軸と平行な中心軸を回動軸として回動可能でかつ平行移動が規制される。

このため、図１０に示すように、調整用ネジ１７により第１保持部材１１を第２保持部材１２に対して第２軸線（Ｙ）を回転中心とした角度調整を行う第２角度調整機構Ａ２を構成している。

また、曲面ミラー１の反射面の角度を調整してから固定用ネジ１３を締めることにより、調整後の姿勢を保持することが可能となる第２姿勢保持機構Ｂ２を構成している。

ここで、治具部材３１は第１保持部材１１を第２保持部材１２に対して調整を完了した後に外しても良いし、そのまま補強部材として残しておいてもよい。

さらに、第２保持部材１２には、図３に示すように、前後方向において、突出部１２ｅと同軸上にあり、かつ突出部１２ｅよりも前側に離間した位置に、左右１つずつの穴部１２ｋが形成されている。この穴部１２ｋは、上下方向に貫通し、かつ前後方向に比べて左右方向の口径が大きくなった長穴状になっている。

また、第２保持部材１２の穴部１２ｋの形成されている平面部１２ｍは、その左右方向に光軸から離間した辺縁部に垂直で下方向に延びた平面部１２ｎを有している。この平面部１２ｎには、左右方向において、穴部１２ｋと同軸上にあり、かつ左右方向に貫通した調整用ネジ穴部１２ｐが形成されている。

こうして、反射面の角度及び位置を調整後に固定可能に保持している曲面ミラー１及び第１保持部材１１、第２保持部材１２を組み合わせて反射面保持機構とする。

「固定部材」
以上の反射面保持機構の下面側には、図５に示すように、固定部材２１が配置されている。この固定部材２１は、内周側に反射面保持機構を保持可能に形成されている。反射面保持機構は、固定部材２１の後側端部に配置されている。
固定部材２１は、前側の左右両端部に、屈折光学素子による結像光学系を内包する図示しないレンズ鏡筒に固定するための固定用係合部２１ａを有している。

固定部材２１には、第２保持部材１２の穴部１２ｋに対応する位置に、左右１つずつの固定用ネジ穴部２１ｋが形成されている。この固定用ネジ穴部２１ｋは、固定部材２１の端部上に突出した突出部２１ｂの軸心に形成されている。
固定用ネジ２２を穴部１２ｋに挿入して固定用ネジ穴部２１ｋと螺合することにより、固定部材２１に対して第２保持部材１２の移動を制限している。

なお、固定用ネジ２２で結合する際には、スプリングワッシャ２３と平ワッシャ２４を先に固定用ネジ２２に嵌め込み、第２保持部材１２と固定部材２１の間に平ワッシャ２５を挟んでから固定用ネジ２２を固定用ネジ穴部２１ｋと螺合する。

そして、固定部材２１には、第２保持部材１２の調整用ネジ穴部１２ｐに対応する位置に、穴部は無く壁面である壁部２１ｐが存在している。この調整用ネジ穴部２１ｐに調整用ネジ２６が螺合されると、調整用ネジ２６が調整用ネジ穴部１２ｐを貫通して、その先端部が固定部材２１の壁部２１ｐを押す。

よって、図６に示すように、調整用ネジ２６により第２保持部材１２を固定部材２１に対してＸ軸方向へ平行移動させることにより、反射面の位置の調整を行う第１位置調整機構Ｃ１を構成している。

また、図１１に示すように、反射面の位置が決定してから固定用ネジ２２を締めることにより、調整後の姿勢を保持することが可能となる第３姿勢保持機構Ｂ３を構成している。

以上のように、曲面ミラー１の調整装置は、第１軸線（Ｘ）を回転中心とする第１角度調整機構Ａ１、第２軸線（Ｙ）を回転中心とする第２角度調整機構Ａ２、第１姿勢保持機構Ｂ１、第２姿勢保持機構Ｂ２、第３姿勢保持機構Ｂ３、第１軸線（Ｘ）方向への第１位置調整機構Ｃ１を備えている。

以上、曲面ミラー１の調整装置によれば、第１角度調整機構Ａ１、第２角度調整機構Ａ２、第１姿勢保持機構Ｂ１、第２姿勢保持機構Ｂ２、第３姿勢保持機構Ｂ３、及び第１位置調整機構Ｃ１を互いに独立して備えることで、反射面の角度、姿勢及び位置をそれぞれ独自に調整でき、より高精度で容易に調整することができる。

（変形例１）
また、第１保持部材１１と第２保持部材１２の間にあるワッシャ１６及び／または第２保持部材１２と固定部材２１との間にある平ワッシャ２５は、そのワッシャの厚さや挟む枚数を変えることにより、反射面の上下方向の位置の調整を行うことが可能な第２位置調整機構としての機能を持たせることも可能である。

その際に、高さ調整機構は、Ｘ軸方向において、同軸上で、かつ左右方向に離間して二箇所あるため、一方に挟むワッシャの数や厚みを他方に対して異ならせることにより、鏡軸を回転軸として反射面を回動させることも可能である。

（変形例２）
以上の調整装置においては、光軸と直交する軸線を第１軸線、光軸と直交して、かつ第１軸線と直交する軸線を第２軸線としたが、これに限らず、光軸と直交する軸線と平行な軸線を第１軸線、光軸と直交して、かつ第１軸線と直交する軸線と平行な軸線を第２軸線としてもよい。
さらに、その他、具体的な細部構造等について適宜に変更可能であることは勿論である。

次に、本発明の実施形態を説明する。
なお、以下の実施形態では、前述した曲面ミラーの調整装置で説明した部材と同一の部材には同一符号を付す。

（実施形態１）
この実施形態は固定部材２１とレンズ鏡筒が別部材の場合に対応する。

図１２から図１５は本発明を適用した投射光学系の取付構造の一実施形態の構成として鏡筒と固定部材が別体型の場合を示すもので、前述した曲面ミラーの調整装置で説明したとおり、１は曲面ミラー、２１は固定部材であって、４１は投射側レンズ鏡筒、４２は本体側レンズ鏡筒である。

実施形態においては、図示のように、屈折光学系と曲面ミラー１より構成される投射光学系と、その屈折光学系を内包するレンズ鏡筒４１・４２と、曲面ミラー１の角度及び位置を微調整可能に支持しているミラー保持部材１１・１２と、を有する投射光学系、及びその投射光学系を内包する鏡筒となっている。
そして、固定部材２１は、レンズ鏡筒４１・４２とミラー保持部材１１・１２とを連結して、レンズ鏡筒４１・４２に対する曲面ミラー１の光軸方向の位置を規定して固定する。

また、レンズ鏡筒４１・４２及び固定部材２１は次のように固定される。
すなわち、図１３及び図１５に示すように、レンズ鏡筒４１・４２には第一係合面４１Ａが形成されて、固定部材２１には第二係合面２１Ａが形成されている。
そして、これら第一係合面４１Ａ及び第二係合面２１Ａは、図１２及び図１４に示すように、対面状態で合わせた状態でビスやネジ等により固定されている。

ここで、第一係合面４１Ａ及び第二係合面２１Ａはレンズ光軸に対して直交する平面であり、図１２に示すように、第一係合面４１Ａは光軸方向において、投射光学系の全長の半分よりも投射側に位置している。

具体的には、レンズ鏡筒は、投射側レンズ鏡筒４１と本体側レンズ鏡筒４２とがネジやビス等を介して固定することにより構成されている。
そして、投射側レンズ鏡筒４１の本体側端部の外周面に光軸と直交方向の第一フランジ部４１Ｆが形成されている。この第一フランジ部４１Ｆの投射側端面が第一係合面４１Ａとなっている。

また、固定部材２１の本体側端部に光軸と直交方向の第二フランジ部２１Ｆが形成されている。この第二フランジ部２１Ｆの本体側端面が第二係合面２１Ａとなっている。
そして、第二フランジ部２１Ｆには、図１５に示すように、円形の開口部２１Ｂが形成されている。

ここで、以上の第一フランジ部４１Ｆ及び第二フランジ部２１Ｆの最大外径は、図示のように、レンズ鏡筒４１・４２の最大外径よりも小さく、各係合面４１Ａ・２１Ａには、光軸と平行方向へ形成された鏡筒固定用のネジ穴部をそれぞれ複数有する。

なお、ミラー保持部材１１・１２は、前述したように、曲面ミラー１を内包し、曲面ミラー１を光軸と直交する二つの軸をそれぞれ回転軸として回動可能であり、かつ回動させた状態で姿勢を維持したまま固定可能であり、かつ各軸方向へシフト調整も可能な構成を有している。

前述したように、一方の先端にミラー保持部材１１・１２が固定された固定部材２１は、他方の先端に形成された第二係合面２１Ａを、投射側レンズ鏡筒４１の第一フランジ部４１Ｆの投射側に形成された第一係合面４１Ａと対面させる。
そして、第二係合面２１Ａの開口部２１Ｂに投射側レンズ鏡筒４１を本体側から挿入して、第一係合面４１Ａと第二係合面２１Ａとが接触した状態でビスやネジにより固定されることにより、固定部材２１はレンズ鏡筒４１・４２へ取り付けられる。

以上において、投射側レンズ鏡筒４１の第一係合面４１Ａ及び固定部材２１の第二係合面２１Ａは、各レンズ鏡筒４１・４２を係合して鏡筒とした際に内部に配置される屈折光学系と、レンズ鏡筒４１・４２の投射側に配置される曲面ミラー１とで形成される投射光学系の全長に対して、少なくとも半分よりも投射側に配置される。

ここで、具体的な数値として例えば、屈折光学系の全長１１５．１ｍｍ、投射光学系の全長１７６．１ｍｍ、最も本体側のレンズ面から第一係合面４１Ａまでの光軸上の長さ８９．６ｍｍ、第一係合面４１Ａから曲面ミラー１表面までの光軸上の長さ８６．５ｍｍである。

そして、投射光学系をプロジェクター本体へ取付けて本体側に設置されたライトバルブからの画像光を投射光学系へ入射させた際に、投射光学系内の屈折光学系一部の屈折光学素子の屈折作用により、図１２に示すように、屈折光学系内部に一度結像して第一中間像Ｐ１を形成する。

更に、屈折光学系のその他の屈折光学素子の屈折作用により、屈折光学系と曲面ミラー１との間でも結像して第二中間像を形成した際に、第一中間像Ｐ１よりも投射側に第一係合面４１Ａ及び第二係合面２１Ａが配置される。

ここで、具体的な数値として例えば、最も本体側のレンズ面から第一中間像Ｐ１までの光軸上の長さ６８．１ｍｍである。

そして、投射側レンズ鏡筒４１の第一係合面４１Ａと固定部材２１の第二係合面２１Ａとの間に、図１３及び図１５に示すように、第二係合面２１Ａの開口部２１Ｂと略同一の形状の開口部を有するワッシャ４３が少なくとも一枚挿入されている。

このワッシャ４３は、位置（距離）調整機構を構成するもので、具体的な数値として例えば、０．０１〜０．１０ｍｍの間で異なる厚みを有する複数の種類を持っている。
このようなワッシャ４３を入れ替える、あるいは一枚以上重ねて入れる等で厚さを調整することで、レンズ鏡筒４１・４２と固定部材２１との光軸方向の位置（距離）を調整可能になっている。

以上、実施形態の曲面ミラー１のミラー保持部材１１・１２とレンズ鏡筒４１・４２とを固定部材２１で連結する投射光学系の取付構造によれば、レンズ鏡筒４１・４２の第一係合面４１Ａと固定部材２１の第二係合面２１Ａを合わせて固定した状態で、第一係合面４１Ａを光軸方向において投射光学系の全長の半分よりも投射側に位置させたため、固定部材２１とレンズ鏡筒４１・４２との結合位置をより曲面ミラー１側へ近づけて、固定部材２１自体の製造誤差や組立誤差による曲面ミラー１の位置ズレを抑制することができる。

（実施形態２）
この実施形態２は、固定部材２１と投射側レンズ鏡筒４１が一体成型とした場合に対応する。

図１６から図１９は実施形態２として鏡筒と固定部材が一体型の場合を示すもので、前述した実施形態１と同様、１は曲面ミラー、２１は固定部材、４１は投射側レンズ鏡筒、４２は本体側レンズ鏡筒である。

すなわち、実施形態２では、図１７及び図１９に示すように、投射側レンズ鏡筒４１と固定部材２１が、前述した実施形態１における第一フランジ部４１Ｆの第一係合面４１Ａと第二フランジ部２１Ｆの第二係合面２１Ａとを接触した際の形状で一体成型されている。

ここで、固定部材２１と投射側レンズ鏡筒４１を一体成型する場合、製造時の都合により固定部材２１の下部の一部を切り欠くため、その切り欠き部が縦断面の図１７においては現れない。

そして、本体側レンズ鏡筒４２の投射側端部の外周面に光軸と直交方向の第三フランジ部４２Ｆが形成されている。この第三フランジ部４２Ｆの投射側端面が第三係合面４２Ａとなっている。

また、投射側レンズ鏡筒４１の本体側端部の外周面に光軸と直交方向の第四フランジ部４４Ｆが形成されている。この第四フランジ部４４Ｆの本体側端面が第四係合面４４Ａとなっている。

ここで、以上の第三フランジ部４２Ｆ及び第四フランジ部４４Ｆの最大外径は、図示のように、レンズ鏡筒４１・４２の最大外径よりも小さく、各係合面４２Ａ・４４Ａには、光軸と平行方向へ形成された鏡筒固定用のネジ穴部を複数有する。

以上のレンズ鏡筒４１・４２は次のように固定する。
すなわち、固定部材２１と一体の投射側レンズ鏡筒４１の第四フランジ部４４Ｆの第四係合面４４Ａと、本体側レンズ鏡筒４２の第三フランジ部４２Ｆの第三係合面４２Ａとを対面させて接触した状態でビスやネジにより固定する。

以上において、固定部材２１と一体の投射側レンズ鏡筒４１の第四係合面４４Ａ及び本体側レンズ鏡筒４１の第三係合面４２Ａは、各レンズ鏡筒４１・４２を係合して鏡筒とした際に内部に配置される屈折光学系と、レンズ鏡筒４１・４２の投射側に配置される曲面ミラー１とで形成される投射光学系の全長に対して、少なくとも半分よりも投射側に配置される。

ここで、具体的な数値として例えば、屈折光学系の全長１１５．１ｍｍ、投射光学系の全長１７６．１ｍｍ、最も本体側のレンズ面から第三係合面４２Ａまでの光軸上の長さ９２．１ｍｍ、第三係合面４２Ａから曲面ミラー１表面までの光軸上の長さ８４ｍｍである

更に、屈折光学系のその他の屈折光学素子の屈折作用により、屈折光学系と曲面ミラー１との間でも結像して第二中間像を形成した際に、第一中間像Ｐ１よりも投射側に第三係合面４３Ａ及び第四係合面４４Ａが配置される。

ここで、具体的な数値として例えば、最も本体側のレンズ面から第一中間像Ｐ１までの光軸上の長さ６８．１ｍｍである。

そして、第三係合面４２Ａと第四係合面４４Ａとの間に、図１７及び図１９に示すように、ワッシャ４５が挿入される。

このワッシャ４５は、実施形態１のワッシャ４３と同様に位置（距離）調整機構を構成するもので、具体的な数値として例えば、０．０１〜０．１０ｍｍの間で異なる厚みを有する複数の種類を持っている。
このようなワッシャ４５を入れ替える、あるいは一枚以上重ねて入れる等で厚さを調整することで、固定部材２１と一体の投射側レンズ鏡筒４１と本体側レンズ鏡筒４２との光軸方向の位置（距離）を調整可能になっている。

以上、実施形態２の曲面ミラー１のミラー保持部材１１・１２とレンズ鏡筒４１・４２とを固定部材２１で連結する投射光学系の取付構造によれば、本体側レンズ鏡筒４２の第三係合面４２Ａと、固定部材２１に一体の投射側レンズ鏡筒４１の第四係合面４４Ａを合わせて固定した状態で、第三係合面４２Ａを光軸方向において投射光学系の全長の半分よりも投射側に位置させたため、固定部材２１に一体の投射側レンズ鏡筒４１と本体側レンズ鏡筒４２との結合位置をより曲面ミラー１側へ近づけて、固定部材２１自体の製造誤差や組立誤差による曲面ミラー１の位置ズレを抑制することができる。

（他の変形例）
以上の実施形態の他、具体的な細部構造等について適宜に変更可能であることは勿論である。

１ 曲面ミラー
２ 第１被係合部材
３ スプリングワッシャ
４ 調整用ネジ
５ 圧縮バネ
６ ビス
７ 板バネ
８ 板バネ
９ ビス
１１ ミラー保持部材
１２ ミラー保持部材
１３ 固定用ネジ
１４ スプリングワッシャ
１５ 平ワッシャ
１６ 平ワッシャ
１７ 調整用ネジ
１８ 圧縮バネ
２１ 固定部材
２１Ａ 第二係合面
２１Ｂ 開口部
２１Ｆ 第二フランジ部
２２ 固定用ネジ
２３ スプリングワッシャ
２４ 平ワッシャ
２５ 平ワッシャ
２６ 調整用ネジ
３１ 冶具部材
３２ 冶具固定用ネジ
４１ 投射側レンズ鏡筒
４１Ａ 第一係合面
４１Ｆ 第一フランジ部
４２ 本体側レンズ鏡筒
４２Ａ 第三係合面
４２Ｆ 第三フランジ部
４３ 距離調整機構（ワッシャ）
４４Ａ 第四係合面
４４Ｆ 第四フランジ部
４５ 距離調整機構（ワッシャ）
Ａ１ 第１角度調整機構
Ａ２ 第２角度調整機構
Ｂ１ 第１姿勢保持機構
Ｂ２ 第２姿勢保持機構
Ｂ３ 第３姿勢保持機構
Ｃ１ 第１位置調整機構

Claims (3)

1. 曲面ミラーを保持するミラー保持部材とレンズ鏡筒とを固定部材で連結する投射光学系であって、
   前記投射光学系は、屈折光学系の内部に第一中間像を形成し、前記屈折光学系と前記曲面ミラーとの間に第二中間像を形成し、
   前記レンズ鏡筒と前記固定部材との取付け部は、前記第一中間像と前記第二中間像との間に位置している、
   ことを特徴とする投射光学系。
2. 前記レンズ鏡筒と前記固定部材との取付け部は、前記投射光学系の全長の半分よりも投射側に位置している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の投射光学系。
3. 前記レンズ鏡筒と前記固定部材との取付け部の光軸方向の位置を調整する調整機構が備えられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の投射光学系。

Images