JP2019056926A - 曲面ミラーの調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面ミラーの調整装置において、曲面ミラーの基盤に熱線膨張係数の小さいガラス等を使用したとしても反射面の角度及び位置をそれぞれ独自に調整可能として、より高精度の調整を可能とする。【解決手段】屈折素子を有する第１の光学系と、この第１の光学系から出射する投射光を投射面に向けて反射する反射素子を有する第２の光学系とを備える投射光学系に反射素子として備えられ、ガラス、金属、またはセラミックのいずれかの材質で形成され、反射面α２が回転曲面である曲面ミラーαと、その曲面ミラーαを、反射面α２の軸心の周囲で曲面ミラーαの外周面にて保持するミラー固定枠１と、そのミラー固定枠１の光軸Ｚに対する位置および角度の調整を行うことにより、曲面ミラーαの反射面α２の光軸Ｚに対する位置および角度の調整を行う姿勢調整機構Ａ１・Ａ２・Ｂ１・Ｂ２・Ｃ１と、を備える【選択図】図１

Description

本発明は、曲面ミラーの調整装置に関する。

以前より、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は公知であった。このような構成の広角投射光学系では曲面ミラーの反射面の位置及び角度が被投射面に投影される投影画像の品質に大きく影響する。そのため、曲面ミラーの角度及び位置の調整機構が強く要望されていた。
例えば、曲面ミラーの反射面外の外周面や背面を曲面ミラーの保持部材により調整可能に三点支持をするフローティング機構などがある（特許文献１参照）。このフローティング機構では曲面ミラーを支持する三点の各点を独立して調整することにより、反射面の傾きを微調整可能になっている。

また、別の機構として、曲面ミラーを第１保持部材で保持し、第１保持部材を第２保持部材で保持を行い、第１保持部材に対して曲面ミラーを光軸と直交する第１軸を回動軸にして回動させ、第２保持部材に対して第１保持部材を光軸及び第１軸と直交する第２軸を回動軸にして回動させることにより、曲面ミラーの角度を微調整する機構がある（特許文献２参照）。この機構の構成では、各回動軸による角度調整を独自に調整可能であり、曲面ミラーの角度調整をフローティング機構と比べて容易に行うことが可能となる。

特開２００２−２２８９０５号公報 特開２０１１−５９４５９号公報

しかし、特許文献１のフローティング機構の場合、三点のうち一点を調整すると、結果的に残りの二点により調整した曲面ミラーの姿勢に影響を与えてしまうため、精密な調整を行うには各点を何度も調製し直すことが必要である。また、フローティング支持では反射面の角度の調整のみしかできず、反射面の平行移動ができないため、完全に調整し切れない場合があった。

また、特許文献２の構成では、曲面ミラーの角度の調整（チルト調整）はできるが、結像光学系に対する曲面ミラーの位置の調整（シフト調整）が行えないため、角度ではなく位置のずれによる光学性能の劣化を補正することができなかった。

さらに、近年より巨大な投射面への投射が求められ、かつ鮮明な画像を投射するために、より高いルーメン数を有する光源（高輝度光源）を使用することが求められている。
しかし、高輝度光源では、光の吸収等による発熱や、光源自体の熱による光学素子の形状や性能の変動が無視できなくなり、特に上記の曲面鏡では反射面の形状が歪むと性能の劣化が著しくなる傾向を持つ。

このような問題を解決するためには、曲面ミラーの材質に熱線膨張係数の小さい物を使用すればよいが、プラスチックと比較して加工が容易ではなく、曲面ミラー自体に突起や溝等の係合部を形成して投射光学系への取り付け等を行うことが難しく、特許文献１及び特許文献２でも硝材にはプラスチックを使用している。
また、投射光学系に組み込んだ曲面ミラーにガラス基盤を用いた際、実使用に耐え得るほど微妙な位置や角度の調整を可能とする調整機構や調整方法の開示が過去にない。

本発明の課題は、曲面ミラーの調整装置において、曲面ミラーの基盤に熱線膨張係数の小さいガラス等を使用した場合においても反射面の角度及び位置をそれぞれ独自に調整可能として、より高精度の調整を可能とすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
屈折素子を有する第１の光学系と、この第１の光学系から出射する投射光を投射面に向けて反射する反射素子を有する第２の光学系とを備える投射光学系に前記反射素子として備えられ、ガラス、金属、またはセラミックのいずれかの材質で形成され、反射面α２が回転曲面である曲面ミラーαと、
前記曲面ミラーαを、前記反射面α２の軸心の周囲で前記曲面ミラーαの外周面にて保持するミラー固定枠１と、
前記ミラー固定枠１の光軸Ｚに対する位置および角度の調整を行うことにより、前記曲面ミラーαの前記反射面α２の前記光軸Ｚに対する位置および角度の調整を行う姿勢調整機構Ａ１・Ａ２・Ｂ１・Ｂ２・Ｃ１と、
を備える、曲面ミラーの調整装置を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の曲面ミラーの調整装置において、
前記ミラー固定枠１は、前記曲面ミラーαを内部に嵌め込み可能な枠形状であり、
前記ミラー固定枠１は、前記曲面ミラーαの前記軸心から離れた位置で前記曲面ミラーαの平坦部α３に当接する当接部１ｅを有し、
前記平坦部α３の前記当接部１ｅが当接する位置に対して前記軸心を挟んだ反対側の前記平坦部α３を付勢する付勢手段、
を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の曲面ミラーの調整装置において、
前記平坦部α３の平坦面は、前記軸心に平行である、
ことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、
請求項１から３のいずれか一項に記載の曲面ミラーの調整装置において、
前記姿勢調整機構は、第１保持部材１１と、第２保持部材１２と、固定部材２１とを有し、
前記固定部材２１は、前記投射光学系のうち前記第１の光学系に対して固定され、
前記第１保持部材１１および前記第２保持部材１２は、前記固定部材２１に対して可動に取り付けられる、
ことを特徴とする
請求項５に記載の発明は、
請求項４に記載の曲面ミラーの調整装置において、
前記第１保持部材１１、前記第２保持部材１２および前記固定部材２１は、前記曲面ミラーαの前記光軸Ｚに対する角度および位置をそれぞれ独立に調整可能な角度調整機構Ａ１・Ａ２および位置調整機構Ｃ１を備える、
ことを特徴とする。

また、他の第１の発明は、
投射光学系を構成する光学素子の少なくとも一つに曲面反射面を有する曲面ミラーと、
前記曲面ミラーを保持するミラー保持部材と、
前記ミラー保持部材に対し前記曲面ミラーを前記曲面反射面の位置及び角度を微調整可能にする姿勢調整機構と、を備える曲面ミラーの調整装置であって、
前記曲面ミラーを、ガラス、金属、またはセラミックのいずれかの材質で形成したことを特徴とする。
他の第２の発明は、
他の第１の発明の曲面ミラーの調整装置であって、
前記曲面ミラーを嵌め込んで回転可能に保持するミラー固定部を備え、
前記曲面ミラーを回転させて前記ミラー固定部との位置及び角度を調整し、
前記ミラー固定部に弾性部材を嵌め込んで、
前記曲面ミラーを前記弾性部材により弾圧付勢した状態で前記ミラー固定部に固定することを特徴とする。
他の第３の発明は、
他の第２の発明の曲面ミラーの調整装置であって、
前記ミラー固定部は、前記ミラー保持部材に対し角度及び位置の微調整が可能なように組み込まれ、
前記ミラー保持部材に対して前記ミラー固定部を回転させて前記曲面ミラーの前記曲面反射面の角度を調整し、
その角度調整の際の前記ミラー固定部の回転軸を、前記曲面反射面の面上で、前記投射光学系の光軸と交わらせたことを特徴とする。
他の第４の発明は、
他の第２または第３の発明の曲面ミラーの調整装置であって、
前記曲面ミラーの前記曲面反射面の位置及び角度の調整は、直交する二方向で互いに独立する第１の軸と第２の軸をそれぞれ回転軸として行われ、
前記第１の軸と第２の軸を、前記投射光学系の光軸とも直交させて、
前記第１の軸と第２の軸との交点を、前記曲面反射面の面上に位置させたことを特徴とする。

本発明によれば、反射面を形成する基盤に熱線膨張係数の小さいガラス、金属、またはセラミックを用いた曲面ミラーを使用しても角度及び位置をそれぞれ独自に調整可能となり、より高精度の調整が容易になる。

本発明を適用した曲面ミラーの調整装置の一実施形態の構成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の曲面ミラーの調整装置を結合して、曲面ミラー側から見た斜視図（ａ）と、その反対側から見た図（ｂ）である。 曲面ミラー保持部と第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、その斜め上側から見た図（ｂ）である。 曲面ミラー保持部と第１保持部材及び第２保持部材を結合して曲面ミラー側から見た正面図（ａ）、及び側面図（ｂ）である。 図５の矢印Ａ−Ａ線に沿った断面図（ａ）、その矢印Ｂ部の拡大図（ｂ）である。 図５の矢印Ｃ−Ｃ線に沿った断面図（ａ）、その矢印Ｂ部の拡大図（ｂ）である。 ミラー固定枠と第１保持部材の関係を示す要部縦断側面図である。 第２保持部材と固定部材の関係を示す要部縦断側面図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

（概要）
光源光に画像情報を与え画像光を形成する画像調整素子と、画像調整素子からの画像光が入射される投射光学系と、投射光学系から出射する拡大された画像光を投射される投射面とを有する投射装置に関する。
投射光学系は、画像調整素子側から全ての素子の光軸が一致した共軸な屈折素子からなる第１の光学系と、反射素子からなる第２の光学系とを少なくとも有している。第１の光学系と第２の光学系との間には、第１光学系からの出射光が入射され、内部において少なくとも一回以上内部全反射により光路を偏向するプリズムが配置され、プリズムからの出射光が第２の光学系へ入射される。
第１の光学系の内部には、第１の光学系のうち、画像調整素子側の少なくとも一つ以上の光学素子の屈折作用により形成される第１の中間像を有している。第１の光学系と第２光学系との間には、第１の光学系のうち、投射面側の少なくとも一つ以上の光学素子の屈折作用により形成される第２の中間像を有している。
第２の光学系は、一枚の凹面鏡に形成された凹面反射面からなり、入射光を投射面側へ偏向して反射する。

（解決策）
使用する曲面ミラーを熱線膨張係数の小さいガラス、金属、またはセラミックのいずれかの材質で形成する。
その曲面ミラーの外周側をミラー固定枠により保持する。
そして、曲面ミラーとミラー固定枠との光軸を回転軸として角度調整を行った後に固定し、ミラー固定枠をミラー保持部材へ組み込んで、ミラー固定枠の位置及び角度を調整することにより、内包される反射面の位置及び角度を調整後に固定する。

（実施形態）
図１及び図２は本発明を適用した曲面ミラーの調整装置の一実施形態の構成として曲面ミラーαとミラー固定部１とミラー保持部材の第１保持部材１１と第２保持部材１２と固定部材２１の関係を示す分解図で、図３及び図４は図１及び図２の結合状態を示す結合図で、図５はさらに冶具部材３１との関係を示している。

そして、図５は曲面ミラーの調整装置の正面図及び側面図で、図６及び図７は断面図及び拡大図であり、図８はミラー固定部１と第１保持部材１１の関係を模式的に示すもので、図９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α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、第１の光学系の光軸に沿った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。

以下、第２の光学系の保持機構について説明する。

「曲面ミラー」
図１及び図２に示すように、曲面ミラーα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αの鏡軸は共軸である。

そして、曲面ミラーαは、熱線膨張係数の小さいガラスを材質に形成された基盤α１と、基盤α１の前側の面に形成された曲面反射面α２からなる。
曲面ミラーαの基盤α１上側の面には、上下方向と直交する平面部α３が形成される。
上側以外の側方の面（下側、左側、右側）は、正面から見た際に円形となるような一繋がりの円柱側面形状α４が形成される。
後側の面の外周縁部には、側面側が解放された平面部α５が形成される。
また、中央上端部には、光軸と直交する平面部α６が形成されている。

「ミラー固定部」
図１及び図２に示すように、ミラー固定枠１は、曲面ミラーαの外形に沿った略半円形状を有しており、枠の内部は空洞となっている。
ミラー固定枠１の外周面のＸ軸と平行で、かつＸ軸と略一致する第１軸線上に、左右一箇所ずつ穴状の係合部１ａが形成されている。

ミラー固定枠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、ミラー固定枠１の上端部側で、かつＸ方向の一端に偏った位置には、軸心がＹ軸方向に向うねじ穴部１ｄが形成されている。

また、ミラー固定枠１の上端部側の内周面側のＸ方向一端及び他端に偏ったそれぞれの位置には、軸心がＹ軸方向に向う調整用突起部１ｅが形成されている。
また、ミラー固定枠１の内周面は、曲面ミラーαの外周面に沿った形状であり、内周面の後側端部には、内周側へ形成されたリブ１ｆにより開口部の内径が絞られ、曲面ミラーαの裏面において、平面部α５よりも内側の直径より大きく、かつ曲面ミラー外径よりも小さく形成されている。
また、内周面の前側端部には、内周側から外周側へ向かって形成された断面形状が略三角形の溝部１ｇが形成されている。

よって、曲面ミラーαの後側をミラー固定枠１の内周部へ前側から嵌め込み、曲面ミラーα後側の平面部α５とミラー固定枠１の内周側のリブ１ｆとを係合させる。
また、ねじ穴部１ｄへ曲面ミラー調整ビス（不図示）を挿入し、その曲面ミラー調整ビスの先端部により曲面ミラー上部の平面部α３を付勢し、その平面部α３がミラー固定枠１の調整用突起部１ｅと接触するまで曲面ミラー調整ビスを回して曲面ミラーαとミラー固定枠１との位置関係を調整する。
そして、調整が完了したら、ミラー固定枠１の内周側の前側に形成した溝部１ｇに、弾性を持つ金属製のＣリングβを嵌め込み、Ｃリングβが曲面ミラーαを前側から後側へ弾発付勢することにより、曲面ミラーαをミラー固定枠１に固定する。

「ミラー保持部材」
ミラー保持部材は、第１保持部材１１と第２保持部材１２、固定部材２１の三部材からなり、ミラー固定枠１と第１保持部材１１とで第１の角度調整を行い、第１保持部材１１と第２保持部材１２の間で第２の角度調整と、第１の位置調整を行い、第２保持部材１２と固定部材２１の間で第２の位置調整を行う。

「第１保持部材」
曲面ミラーα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、内周側にミラー固定枠１を保持可能に形成されている。

図５及び図６に示すように、第１保持部材１１には、ミラー固定枠１の係合部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被係合部材２がそれぞれ嵌め込まれて、取付用ねじγにより被係合部材２が第１保持部材１１に固定される。係合部１ａは被係合部材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、一方の取付用ねじγ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、ミラー固定枠１は一方の被係合部材２と共に第１保持部材１１の他方に押し付けられている。

図７に示すように、第１保持部材１１には、ミラー固定枠１の突起部１ｂに対応する位置に前側の開口が狭くねじ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、ミラー固定枠１の穴部１ｃと第１保持部材１１の穴部１１ｃには、後側から調整用ねじ４が挿入されて、穴部１１ｃのねじ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。

よって、ミラー固定枠１を第１保持部材１１に対して被係合部材２を介して保持した状態で調整ねじ４を調整することにより、ミラー固定枠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、ミラー固定枠１を介して曲面ミラーα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α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１及び図２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、内周側にミラー固定部１を介して曲面ミラーα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ねじ穴部１２ｆが形成されている。この固定用ねじ穴部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。
固定用ねじ１３を穴部１１ｆに挿入して固定用ねじ穴部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、固定用ねじ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を先に固定用ねじ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、固定用ねじ１３を固定用ねじ穴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、左右一つずつの平面部１２ｈが形成されている。

図４に示すように、後側から調整用ねじ１７を穴部１１ｈに挿入し、平面部１２ｈを調整用ねじ１７の先端により付勢する。

また、第２保持部材１２の後端部には、平面部１２ｈよりも曲面ミラーα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４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ねじ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、調整用ねじ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αの反射面の角度を調整してから固定用ねじ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及び調整用ねじ１７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１及び図２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ねじ穴部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α及びミラー固定枠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１及び図２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は、内側にプリズムが配置されており、前端側に配置されるレンズ鏡筒から出射される出射光が入射される第１の開口部を有し、後端側に配置されるプリズムから出射される出射光を通過するための第２の開口を有する。

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つずつの固定用ねじ穴部２１ｋが形成されている。この固定用ねじ穴部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。
固定用ねじ２２を穴部１２ｋに挿入して固定用ねじ穴部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、固定用ねじ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を先に固定用ねじ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ねじ２２を固定用ねじ穴部２１ｋと螺合する。

そして、固定部材２１には、第２保持部材１２の調整用ねじ穴部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。この調整用ねじ穴部２１ｐに調整用ねじ２６が螺合されると、調整用ねじ２６が調整用ねじ穴部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４に示すように、調整用ねじ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。
ここで、調整用ねじ２６は第２保持部材１２を固定部材２１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。

また、図９に示すように、反射面の位置が決定してから固定用ねじ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、実施形態において、曲面ミラーα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、実施形態の曲面ミラーα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。

しかも、反射面を形成する基盤α１に熱線膨張係数の小さいガラスを用いた曲面ミラーαを使用しても、角度及び位置をそれぞれ独自に調整可能となり、より高精度の調整が容易になる。

（曲面ミラーの製造法）
回転対称非球面形状の面を持つガラス成型品をモールド加工により形成し、
回転対称非球面の対称軸と平行で、かつ対称軸上を通る面でガラス成型品を切断し、
二つの半球状のガラス成型品からそれぞれ一つづつ切断面よりも周辺側の回転対称非球面の領域を切り取って曲面による凹面反射面α２とし、
その曲面による凹面反射面α２を有するガラス成型品の一部分を曲面ミラーαとする。
以上により、一つのモールド成型品から二つの曲面ミラーαを作成することが可能である。

（変形例）
実施形態では、曲面ミラーαの基盤α１の材質をガラスとしたが、これに限らず、熱線膨張係数の小さい金属、またはセラミックのいずれかであってもよい。

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。

また、冶具固定用ねじ３２を介して第２保持部材１２と冶具部材３１の間にワッシャを挿入し、その状態で冶具部材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に係合する際に、前記ワッシャの厚みの分だけ第１保持部材１１を第２保持部材１２に対して背面側へ移動させることにより、反射面の前後方向の位置の調整を行うことが可能な第３位置調整機構として機能を持たせることも可能である。

（他の変形例）
以上の実施形態においては、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。

α 曲面ミラー
α１ 基盤
α２ 曲面反射面
α３ 平面部
α４ 平面部
α５ 平面部
α６ 平面部
β 弾性部材
γ 取付用ねじ
１ ミラー固定部
１ａ 係合部
１ｂ 突起部
１ｃ 穴部
１ｄ ねじ穴部
１ｅ 調整用突起部
１ｆ リブ
１ｇ 溝部
２ 被係合部材（第１の軸）
３ スプリングワッシャ
４ 調整用ねじ
５ 圧縮バネ
１１ 第１保持部材
１１ａ 貫通孔
１１ｃ 穴部
１１ｅ 延設部
１１ｆ 穴部
１１ｇ 延設部
１１ｈ 穴部
１１ｉ 調整用穴部
１２ 第２保持部材
１２ｅ 突出部
１２ｆ 固定用ねじ穴部
１２ｈ 平面部
１２ｊ 調整用治具固定部
１２ｋ 穴部
１２ｍ 平面部
１２ｎ 平面部
１２ｐ 調整用ねじ穴部
１３ 固定用ねじ
１４ スプリングワッシャ
１５ 平ワッシャ
１６ 平ワッシャ
１７ 調整用ねじ
２１ 固定部材
２１ａ 固定用係合部
２１ｂ 突起部
２１ｋ 固定用ねじ穴部
２１ｐ 壁部
２２ 固定用ねじ
２３ スプリングワッシャ
２４ 平ワッシャ
２５ 平ワッシャ
２６ 調整用ねじ
３１ 冶具部材
３１ｉ 突起部（第２の軸）
３２ 冶具固定用ねじ
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 (5)

1. 屈折素子を有する第１の光学系と、この第１の光学系から出射する投射光を投射面に向けて反射する反射素子を有する第２の光学系とを備える投射光学系に前記反射素子として備えられ、ガラス、金属、またはセラミックのいずれかの材質で形成され、反射面が回転曲面である曲面ミラーと、
   前記曲面ミラーを、前記反射面の軸心の周囲で前記曲面ミラーの外周面にて保持するミラー固定枠と、
   前記ミラー固定枠の光軸に対する位置および角度の調整を行うことにより、前記曲面ミラーの前記反射面の前記光軸に対する位置および角度の調整を行う姿勢調整機構と、
   を備えることを特徴とする曲面ミラーの調整装置。
2. 請求項１に記載の曲面ミラーの調整装置において、
   前記ミラー固定枠は、前記曲面ミラーを内部に嵌め込み可能な枠形状であり、
   前記ミラー固定枠は、前記曲面ミラーの前記軸心から離れた位置で前記曲面ミラーの平坦部に当接する当接部を有し、
   前記平坦部の前記当接部が当接する位置に対して前記軸心を挟んだ反対側の前記平坦部を付勢する付勢手段、
   を備えることを特徴とする曲面ミラーの調整装置。
3. 請求項２に記載の曲面ミラーの調整装置において、
   前記平坦部の平坦面は、前記軸心に平行である、
   ことを特徴とする曲面ミラーの調整装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の曲面ミラーの調整装置において、
   前記姿勢調整機構は、第１保持部材と、第２保持部材と、固定部材とを有し、
   前記固定部材は、前記投射光学系のうち前記第１の光学系に対して固定され、
   前記第１保持部材および前記第２保持部材は、前記固定部材に対して可動に取り付けられる、
   ことを特徴とする曲面ミラーの調整装置。
5. 請求項４に記載の曲面ミラーの調整装置において、
   前記第１保持部材、前記第２保持部材および前記固定部材は、前記曲面ミラーの前記光軸に対する角度および位置をそれぞれ独立に調整可能な角度調整機構および位置調整機構を備える、
   ことを特徴とする曲面ミラーの調整装置。

Images