JP2019091073A - Curved surface mirror adjustment device, and projection optical system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、曲面ミラーの調整装置と、その曲面ミラーの調整装置を有する投射光学系に関する。 The present invention relates to a curved mirror adjustment apparatus and a projection optical system having the curved mirror adjustment apparatus.
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。
As before, the image light from the image adjustment element is incident on the imaging optical system composed of the dioptric optical element, and the light beam emitted from the imaging optical system is reflected by the reflection surface of the curved mirror to form an image on the projection surface Projection optical systems for magnifying and projecting light have been known. In the wide-angle projection optical system having such a configuration, the position and the angle of the reflection surface of the curved mirror greatly affect the quality of the projection image projected on the projection surface. Therefore, a mechanism for adjusting the angle and position of the curved mirror has been strongly demanded.
For example, there is a floating mechanism in which the outer peripheral surface and the back surface outside the reflection surface of the curved mirror can be adjusted to be adjustable at three points by the holding member of the curved mirror (see Patent Document 1). In this floating mechanism, the inclination of the reflecting surface can be finely adjusted by independently adjusting the three points supporting the curved mirror.
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。 As another mechanism, the curved mirror is held by the first holding member, the first holding member is held by the second holding member, and the curved mirror is perpendicular to the optical axis with respect to the first holding member. Angle of the curved mirror by rotating the first holding member relative to the second holding member about the optical axis and the second axis orthogonal to the first axis. There is a mechanism for fine-tuning (see Patent Document 2). In the configuration of this mechanism, it is possible to independently adjust the angle adjustment by each rotation axis, and the angle adjustment of the curved mirror can be easily performed as compared with the floating mechanism.
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。
However, in the case of the floating mechanism of
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。
Further, in the configuration of
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。
Furthermore, in recent years, the projection onto a larger projection surface is required, and in order to project a clear image, it is required to use a light source (high-intensity light source) having a higher number of lumens.
However, in high-intensity light sources, heat generation due to absorption of light, etc., and fluctuations in the shape and performance of the optical element due to the heat of the light source itself can not be ignored. It tends to be remarkable.
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。
In order to solve such a problem, a material having a small coefficient of linear thermal expansion may be used as the material of the curved mirror, but processing is not easy as compared with plastic, and It is difficult to form the joint portion and attach to the projection optical system, etc., and also in
In addition, when a glass substrate is used for a curved mirror incorporated in a projection optical system, there is no disclosure in the past of an adjustment mechanism or adjustment method that enables adjustment of a position or angle that is delicate enough to withstand actual use.
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。 It is an object of the present invention to provide a curved mirror adjustment device, in which the angle and position of the reflecting surface can be independently adjusted even when glass or the like having a small coefficient of thermal expansion is used for the base of the curved mirror. To make it possible.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
光軸の片側に画像が形成される画像調整素子からの画像光を投射面に向けて拡大投射する投射光学系の中で、前記画像光の進行方向に向かって最後の位置に配置される光学素子であり、ガラス、金属、またはセラミックにより形成され、前記画像光を拡大投射する曲面形状の反射面を有し、光軸を前記投射光学系の光軸と共軸とする曲面ミラーと、
前記曲面ミラーを保持するミラー固定枠と、
前記曲面ミラーの前記ミラー固定枠への固定が完了した状態で、前記投射光学系の光軸に対する前記ミラー固定枠の位置および角度の調整を行うことにより、前記光軸に対する前記曲面ミラーの反射面の位置および角度の調整を行う姿勢調整機構と、
を備える曲面ミラーの調整装置
を特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
In a projection optical system for enlarging and projecting image light from an image adjustment element on which an image is formed on one side of an optical axis toward a projection surface, an optical element disposed at the last position in the traveling direction of the image light A curved mirror formed of glass, metal, or ceramic and having a curved reflecting surface for enlarging and projecting the image light, the optical axis being coaxial with the optical axis of the projection optical system;
A mirror fixing frame for holding the curved mirror;
The reflection surface of the curved mirror with respect to the optical axis is adjusted by adjusting the position and the angle of the mirror fixed frame with respect to the optical axis of the projection optical system in a state where the fixing of the curved mirror to the mirror fixing frame is completed. Attitude adjustment mechanism that adjusts the position and angle of the
An adjusting device of a curved mirror comprising:
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、
前記姿勢調整機構は、前記ミラー固定枠の位置を調整する位置調整機構と、前記曲面ミラーの角度を調整する角度調整機構とを有し、
前記姿勢調整機構と、前記角度調整機構とは互いの調整に影響を与えない独立した構造である、
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、
前記第1保持部材は、前記ミラー固定枠を保持し、
前記第2保持部材は、前記第1保持部材を保持し、
前記固定部材は、前記第2保持部材を保持し、
前記第1保持部材の前記ミラー固定枠の保持は、第1の角度調整を可能な保持であり、
前記第2保持部材の前記第1保持部材の保持は、第2の角度調整を可能な保持であり、
前記固定部材の前記第2保持部材の保持は、位置調整可能な保持である、
ことを特徴とする。
The invention according to
In the curved mirror adjustment device according to
The attitude adjustment mechanism includes a position adjustment mechanism that adjusts the position of the mirror fixing frame, and an angle adjustment mechanism that adjusts an angle of the curved mirror.
The posture adjustment mechanism and the angle adjustment mechanism are independent structures that do not affect each other's adjustment.
It is characterized by
The invention according to
In the curved mirror adjustment device according to
The posture adjustment mechanism includes a first holding member, a second holding member, and a fixing member.
The first holding member holds the mirror fixing frame,
The second holding member holds the first holding member,
The fixing member holds the second holding member,
The holding of the mirror fixing frame of the first holding member is a holding capable of performing a first angle adjustment,
Holding of the first holding member of the second holding member is holding capable of second angle adjustment,
The holding of the second holding member of the fixing member is a position adjustable holding,
It is characterized by
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を有する投射光学系であって、
前記画像調整素子と前記曲面ミラーとの間に、屈折素子を有する屈折光学系が備えられ、
この屈折光学系は、自身の光路内と、前記屈折光学系と前記曲面ミラーとの間に中間像を形成する、
ことを特徴とする。
The invention according to
A projection optical system comprising the curved mirror adjustment device according to any one of
A refractive optical system having a refractive element is provided between the image adjustment element and the curved mirror,
The dioptric system forms an intermediate image in its own optical path and between the dioptric system and the curved mirror.
It is characterized by
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。
Another first invention is
A curved mirror having a curved reflecting surface as at least one of optical elements constituting the projection optical system;
A mirror holding member for holding the curved mirror;
An adjusting device for a curved mirror, comprising: an attitude adjusting mechanism which enables the position and angle of the curved reflecting surface to be finely adjusted with respect to the mirror holding member;
The curved mirror is formed of any material of glass, metal, or ceramic.
Another second invention is
Another embodiment of the curved mirror adjustment device of the first invention,
It has a mirror fixing portion for inserting and rotatably holding the curved mirror,
Rotating the curved mirror to adjust the position and angle with the mirror fixing portion;
An elastic member is fitted in the mirror fixing portion,
The curved mirror may be fixed to the mirror fixing portion in a state in which the curved mirror is biased by the elastic member.
Another third invention is
Another embodiment of the curved mirror adjustment device of the second invention,
The mirror fixing portion is incorporated so as to allow fine adjustment of the angle and position with respect to the mirror holding member,
Rotating the mirror fixing portion with respect to the mirror holding member to adjust an angle of the curved reflecting surface of the curved mirror;
The rotational axis of the mirror fixing portion at the time of the angle adjustment is made to intersect the optical axis of the projection optical system on the surface of the curved reflecting surface.
Another fourth invention is
Another aspect of the present invention is a curved mirror adjustment apparatus according to the second or third invention, wherein
The adjustment of the position and the angle of the curved reflecting surface of the curved mirror is performed with the first axis and the second axis, which are mutually independent in two orthogonal directions, as rotation axes, respectively.
The first axis and the second axis are also orthogonal to the optical axis of the projection optical system,
An intersection of the first axis and the second axis may be located on the surface of the curved reflecting surface.
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。 According to the present invention, even when using a curved mirror made of glass, metal, or ceramic with a small coefficient of thermal expansion for the substrate forming the reflection surface, the angle and position can be adjusted independently, and more accurate adjustment Becomes easier.
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。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(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。
(Overview)
An image adjustment element for giving image information to light source light, a projection optical system on which the image light from the image adjustment element is incident, and a projection surface on which the enlarged image light emitted from the projection optical system is projected And a projection device having the
The projection optical system has at least a first optical system formed of a coaxial refracting element whose optical axes of all the elements coincide with each other from the image adjustment element side, and a second optical system formed of a reflecting element. Between the first optical system and the second optical system, there is disposed a prism which receives the light emitted from the first optical system and which deflects the optical path by internal total reflection at least once inside, Emitted light is incident on the second optical system.
Inside the first optical system, there is a first intermediate image formed by the refracting action of at least one optical element on the image adjustment element side of the first optical system. Between the first optical system and the second optical system, there is a second intermediate image formed by the refracting action of at least one or more optical elements on the projection surface side of the first optical system. ing.
The second optical system is composed of a concave reflecting surface formed on a single concave mirror, and deflects incident light to the projection surface side to reflect it.
(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。
(solution)
The curved mirror to be used is formed of glass, metal, or ceramic having a small coefficient of thermal expansion.
The outer peripheral side of the curved mirror is held by a mirror fixing frame.
Then, after performing angle adjustment with the optical axis of the curved mirror and the mirror fixing frame as the rotation axis, fixing is performed, and the mirror fixing frame is incorporated into the mirror holding member to adjust the position and angle of the mirror fixing frame. The position and angle of the reflecting surface to be fixed are fixed after adjustment.
(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。
(Embodiment)
1 and 2 show the configuration of an embodiment of a curved mirror adjustment apparatus to which the present invention is applied, curved mirror α,
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。
And FIG. 5 is a front view and a side view of the adjusting device of a curved mirror, FIG. 6 and FIG. 7 are a sectional view and an enlarged view, FIG. 8 schematically shows the relationship between the
「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。
"Assumption"
First, the image light from the image adjustment element is incident on the imaging optical system composed of dioptric optical elements, and the light beam emitted from the imaging optical system is reflected by the reflection surface of the curved mirror α to the projection surface In a projection optical system that magnifies and projects image light, as shown in FIG. 1, the light beam of the imaging optical system is orthogonal to the Z axis within the plane where the Z axis represents the light beam emitted from the image center of the image adjustment element. An axis perpendicular to the Y axis and the Z axis and the Y axis is defined as an X axis, and a direction parallel to each axis is defined as a Z axis direction, a Y axis direction, and an X axis direction.
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。 When the projection optical system is installed on the ground so that the optical axis is parallel to the ground, the image adjustment element side is the front side, the projection surface side in the Z-axis direction along the optical axis of the first optical system. Is defined as the rear side, and the left and right sides when looking at the rear side from the front side are respectively defined as the left side and the right side in the X axis direction, and the upper and lower sides when the rear side is seen from the front side in the Y axis direction The lower side is defined as the X-axis direction, the up-down direction as the Y-axis direction, and the front-rear direction as the Z-axis direction.
以下、第2の光学系の保持機構について説明する。 Hereinafter, the holding mechanism of the second optical system will be described.
「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。
"Curved mirror"
As shown in FIGS. 1 and 2, the curved mirror α is a surface on the Z axis which is a mirror axis among the aspheric surfaces formed when the non-circular curve is rotated about the rotation axis using the Z axis. The light axis of the imaging optical system and the mirror axis of the curved mirror α are coaxial.
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。
The curved mirror α includes a base α1 made of glass having a small thermal expansion coefficient and a curved reflecting surface α2 formed on the front surface of the base α1.
A plane portion α3 orthogonal to the vertical direction is formed on the upper surface of the base α1 of the curved mirror α.
In the side surfaces other than the upper side (lower side, left side, right side), there is formed a cylindrical side surface shape α4 of a single connection that is circular when viewed from the front.
At the outer peripheral edge of the rear surface, a flat portion α5 whose side surface is released is formed.
Further, a flat surface portion α6 orthogonal to the optical axis is formed at the center upper end portion.
「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。
"Mirror fixed part"
As shown in FIGS. 1 and 2, the
On the first axis parallel to the X axis of the outer peripheral surface of the
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。
On the lower end portion side of the
Further, a
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。
At each of the positions on the inner peripheral surface side on the upper end side of the
Further, the inner peripheral surface of the
Further, at the front end portion of the inner peripheral surface, a
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。
Therefore, the rear side of the curved mirror α is inserted into the inner peripheral portion of the
Further, a curved mirror adjustment screw (not shown) is inserted into the
Then, when the adjustment is completed, a metal C ring β having elasticity is inserted into the
「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。
"Mirror holding member"
The mirror holding member consists of three members of the first holding
「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。
"First holding member"
As shown in FIGS. 1 and 2, the first holding
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。
As shown in FIGS. 5 and 6, the first holding
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。
Further, a
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。
As shown in FIG. 7, the first holding
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。
Therefore, by adjusting the
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。
Further, a first attitude holding mechanism B1 is configured in which the
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。
Furthermore, one extending
Then, at the rear end of the two extending
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。
Further, at the upper end portion of the first holding
「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。
"Second holding member"
As shown in FIGS. 1 and 2, the second holding
The second holding
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。
The second holding
The movement of the first holding
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。
When connecting with the fixing
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。
Then, in the second holding
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。
As shown in FIG. 4, the
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。
Further, at the rear end portion of the second holding
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。
Therefore, as shown in FIG. 4, the
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。
Therefore, a second angle adjusting mechanism A2 is configured to adjust the angle of the first holding
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。
In addition, by adjusting the angle of the reflection surface of the curved mirror α and then tightening the fixing
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。
Here, the
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。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the second holding
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。
Further, the
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。
Thus, the curved mirror α, the
「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。
"Fixing member"
As shown in FIGS. 1 and 2, a fixing
The fixing
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。
The fixing
The fixing
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。
The fixing
The movement of the second holding
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。
When connecting with the fixing
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。
In the fixing
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。
Therefore, as shown in FIG. 4, the first position adjustment mechanism C1 adjusts the position of the reflection surface by moving the second holding
Here, the
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。
Further, as shown in FIG. 9, a third attitude holding mechanism B3 capable of holding the attitude after adjustment is configured by tightening the fixing
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。 As described above, in the embodiment, the adjustment device of the curved mirror α is the first angle adjustment mechanism A1 whose rotation center is the first axis (X), and the second angle adjustment whose rotation center is the second axis (Y) A mechanism A2, a first attitude holding mechanism B1, a second attitude holding mechanism B2, a third attitude holding mechanism B3, and a first position adjusting mechanism C1 in the first axis (X) direction are provided.
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。 As described above, according to the adjusting device of the curved mirror α of the embodiment, the first angle adjusting mechanism A1, the second angle adjusting mechanism A2, the first attitude holding mechanism B1, the second attitude holding mechanism B2, the third attitude holding mechanism B3, By providing the first position adjusting mechanism C1 independently of each other, the angle, attitude, and position of the reflecting surface can be adjusted independently, and can be easily adjusted with higher accuracy.
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。 In addition, even if the curved mirror α made of glass with a small coefficient of thermal expansion is used for the substrate α1 forming the reflection surface, the angle and position can be adjusted independently, and adjustment with higher accuracy is facilitated.
(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。
(Method of manufacturing curved mirror)
Forming a glass molded product having a rotationally symmetric aspheric surface by molding;
Cutting the glass molding in a plane parallel to the axis of symmetry of the rotationally symmetric aspheric surface and passing on the axis of symmetry;
A region of a rotationally symmetric aspheric surface on the peripheral side of the cutting surface is cut out of each of two hemispherical glass moldings to form a concave reflecting
A portion of the glass molded product having a concave reflecting surface α2 formed by the curved surface is referred to as a curved mirror α.
From the above, it is possible to create two curved mirrors α from one molded article.
(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。
(Modification)
In the embodiment, the material of the substrate α1 of the curved mirror α is glass, but the material is not limited thereto, and may be metal or ceramic having a small coefficient of linear thermal expansion.
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。
Further, the
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。 At that time, the height adjustment mechanism is provided coaxially in the X-axis direction and at two places separated in the left-right direction, so that the number and thickness of the washers sandwiched in one is different from the other It is also possible to turn the reflective surface about the axis of rotation.
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。
Further, a washer is inserted between the second holding
(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。
(Other modifications)
In the above embodiment, an axis orthogonal to the optical axis is taken as a first axis, an axis orthogonal to the optical axis, and an axis orthogonal to the first axis is taken as a second axis. An axis parallel to the first axis may be a first axis, an axis perpendicular to the optical axis, and an axis parallel to an axis orthogonal to the first axis may be a second axis.
Furthermore, it is needless to say that other specific details can be appropriately changed.
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
α curved
32 Screw for fixing jig A1 First angle adjustment mechanism A2 Second angle adjustment mechanism B1 First attitude holding mechanism B2 Second attitude holding mechanism B3 Third attitude holding mechanism C1 First position adjustment mechanism
Claims (4)
前記曲面ミラーを保持するミラー固定枠と、
前記曲面ミラーの前記ミラー固定枠への固定が完了した状態で、前記投射光学系の光軸に対する前記ミラー固定枠の位置および角度の調整を行うことにより、前記光軸に対する前記曲面ミラーの反射面の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。 In a projection optical system for enlarging and projecting image light from an image adjustment element on which an image is formed on one side of an optical axis toward a projection surface, an optical element disposed at the last position in the traveling direction of the image light A curved mirror formed of glass, metal, or ceramic and having a curved reflecting surface for enlarging and projecting the image light, the optical axis being coaxial with the optical axis of the projection optical system;
A mirror fixing frame for holding the curved mirror;
The reflection surface of the curved mirror with respect to the optical axis is adjusted by adjusting the position and the angle of the mirror fixed frame with respect to the optical axis of the projection optical system in a state where the fixing of the curved mirror to the mirror fixing frame is completed. Attitude adjustment mechanism that adjusts the position and angle of the
An adjusting device for a curved mirror, comprising:
前記姿勢調整機構は、前記ミラー固定枠の位置を調整する位置調整機構と、前記曲面ミラーの角度を調整する角度調整機構とを有し、
前記姿勢調整機構と、前記角度調整機構とは互いの調整に影響を与えない独立した構造である、
ことを特徴とする曲面ミラーの調整装置。 In the curved mirror adjustment device according to claim 1,
The attitude adjustment mechanism includes a position adjustment mechanism that adjusts the position of the mirror fixing frame, and an angle adjustment mechanism that adjusts an angle of the curved mirror.
The posture adjustment mechanism and the angle adjustment mechanism are independent structures that do not affect each other's adjustment.
An adjusting device of a curved mirror characterized in that.
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、
前記第1保持部材は、前記ミラー固定枠を保持し、
前記第2保持部材は、前記第1保持部材を保持し、
前記固定部材は、前記第2保持部材を保持し、
前記第1保持部材の前記ミラー固定枠の保持は、第1の角度調整を可能な保持であり、
前記第2保持部材の前記第1保持部材の保持は、第2の角度調整を可能な保持であり、
前記固定部材の前記第2保持部材の保持は、位置調整可能な保持である、
ことを特徴とする曲面ミラーの調整装置。 In the curved mirror adjustment device according to claim 2,
The posture adjustment mechanism includes a first holding member, a second holding member, and a fixing member.
The first holding member holds the mirror fixing frame,
The second holding member holds the first holding member,
The fixing member holds the second holding member,
The holding of the mirror fixing frame of the first holding member is a holding capable of performing a first angle adjustment,
Holding of the first holding member of the second holding member is holding capable of second angle adjustment,
The holding of the second holding member of the fixing member is a position adjustable holding,
An adjusting device of a curved mirror characterized in that.
前記画像調整素子と前記曲面ミラーとの間に、屈折素子を有する屈折光学系が備えられ、
この屈折光学系は、自身の光路内と、前記屈折光学系と前記曲面ミラーとの間に中間像を形成する、
ことを特徴とする投射光学系。 A projection optical system comprising the curved mirror adjustment device according to any one of claims 1 to 3,
A refractive optical system having a refractive element is provided between the image adjustment element and the curved mirror,
The dioptric system forms an intermediate image in its own optical path and between the dioptric system and the curved mirror.
Projection optical system characterized by
Priority Applications (1)
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