JP6653543B2 - 反射ミラーおよび投射光学系 - Google Patents

Description

本発明は、凹曲面状の反射面を有する反射ミラーに関する。また、本発明は、かかる反射ミラーを備える投射光学系に関する。

従来、鏡筒と、鏡筒内のレンズを透過した画像光を反射する反射面が形成された反射ミラーとを備える投射光学系が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の投射光学系は、反射ミラーを保持するミラー保持部材と、ミラー保持部材を保持するとともに鏡筒に固定される固定部材とを備えている。反射ミラーの反射面の裏側面には、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を調整するための平面が形成されている。特許文献１に記載の投射光学系では、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を調整するときにコリメータが使用される。コリメータは、ステージと、ステージの上方に配置される光源部と、ステージと光源部との位置および角度を調整するための調整部とを備えている。

特許文献１に記載の投射光学系において、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を調整するときには、たとえば、まず、鏡筒の基準面とステージの上面とが実質的に平行になるように鏡筒をステージに設置する。その後、固定部材を鏡筒に取り付け、反射ミラーを保持した状態のミラー保持部材を固定部材に取り付ける。その後、反射ミラーの裏側面に形成される平面に光源部から射出される光を当て、平面で反射された光を確認しながら、鏡筒の基準面と平面とが実質的に平行になるまで、ミラー保持部材に対する反射ミラーの角度を調整する。

特開２０１４−１４５８９４号公報

特許文献１に記載の投射光学系では、反射ミラーの裏側面に形成される平面の面精度（平面度）が低いと、平面で反射された光を確認しながら鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが困難になる。また、この投射光学系では、反射ミラーの裏側面に形成される平面の反射率が低いと、平面で反射された光を確認しながら鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが困難になる。そのため、特許文献１に記載の投射光学系では、反射ミラーの裏側面に形成される平面の面精度が高くなるように、かつ、平面の反射率が高くなるように反射ミラーを製造しなければならず、反射ミラーの製造コストが高くなる。

そこで、本発明の課題は、反射ミラーが搭載される投射光学系において鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能であっても、反射ミラーの製造コストを低減することが可能な反射ミラーを提供することにある。また、本発明の課題は、かかる反射ミラーを備える投射光学系を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の反射ミラーは、凹曲面状の反射面を有する反射ミラーにおいて、反射面が形成される側の面をおもて面とし、おもて面の反対側の面を裏面とし、反射ミラーの光軸に平行な方向を第１方向とし、第１方向のうちのおもて面から裏面へ向かう方向を第２方向とすると、裏面には、第１方向に直交する平面と、平面の周囲の少なくとも一部から第２方向に向かって立ち上がるとともに反射ミラーの本体と同一の部材によって構成される壁面とが形成され、平面には、第２方向に向かって突出する３個以上の突起部が形成されていることを特徴とする。

本発明の反射ミラーでは、反射面が形成されるおもて面の反対側の面である裏面に、第１方向に直交する平面と、平面の周囲の少なくとも一部から第２方向に向かって立ち上がる壁面とが形成されている。そのため、本発明の反射ミラーが搭載される投射光学系において鏡筒と反射ミラーとの相対位置を調整するときに、平板状に形成される調整用ミラーを反射ミラーの平面上に配置しても、平面上に配置された調整用ミラーのずれを壁面によって防止して一定の位置に調整用ミラーを配置することが可能になる。したがって、この投射光学系では、調整用ミラーで反射された光を確認しながら、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能になる。すなわち、この投射光学系では、反射ミラーの平面で反射される光を利用しなくても、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能になる。したがって、本発明では、反射ミラーの平面の面精度が高くなるように、かつ、平面の反射率が高くなるように反射ミラーを製造しなくても、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能になる。その結果、本発明では、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能であっても、反射ミラーの製造コストを低減することが可能になる。また、本発明では、平面には、第２方向に向かって突出する３個以上の突起部が形成されており、調整用ミラーが３個以上の突起部に載置されるため、調整用ミラーの反射面が第１方向に対して直交するように、反射ミラーの平面上に調整用ミラーを配置することが可能になる。すなわち、反射ミラーの平面上に調整用ミラーを精度良く配置することが可能になる。

本発明において、壁面は、平面の全周を囲むように平面の全周から第２方向に向かって立ち上がっていることが好ましい。このように構成すると、平面上に配置される調整用ミラーのずれを確実に防止することが可能になる。また、このように構成すると、反射ミラーの裏面に、おもて面に向かって窪む凹部を形成することで、反射ミラーの裏面に平面および壁面を形成することが可能になるため、平面および壁面を容易に形成することが可能になる。また、この場合には、平面は、反射ミラーの光軸上に形成されていることが好ましい。このように構成すると、反射ミラーの光軸からずれた位置に平面が形成されている場合と比較して、反射ミラーの裏面に凹部を形成しやすくなる。

本発明において、第１方向から見たときに、３個以上の突起部は、平面の中心を取り囲むように配置されていることが好ましい。また、この場合には、第１方向から見たときに、３個の突起部が平面の中心に対して等角度ピッチで配置されていることが好ましい。このように構成すると、調整用ミラーを３点でバランス良く支持することが可能になるため、反射ミラーの平面上に調整用ミラーをより精度良く配置することが可能になる。

また、上記の課題を解決するため、本発明の反射ミラーは、複数のレンズを透過した画像光を反射する凹曲面状の反射面を有する反射ミラーにおいて、反射面が形成される側の面をおもて面とし、おもて面の反対側の面を裏面とし、反射ミラーの光軸に平行な方向を第１方向とし、第１方向のうちのおもて面から裏面へ向かう方向を第２方向とすると、裏面には、第１方向に直交する平面と、平面の周囲の少なくとも一部から第２方向に向かって立ち上がるとともに反射ミラーの本体と同一の部材によって構成される壁面とが形成され、平面には、複数のレンズが内周側に配置される鏡筒と反射ミラーとの相対位置を調整するときに、反射ミラーとは別体の部材である調整用ミラーが配置可能になっていることを特徴とする。本発明の反射ミラーでは、反射面が形成されるおもて面の反対側の面である裏面に、第１方向に直交する平面と、平面の周囲の少なくとも一部から第２方向に向かって立ち上がる壁面とが形成されている。そのため、本発明の反射ミラーが搭載される投射光学系において鏡筒と反射ミラーとの相対位置を調整するときに、平板状に形成される調整用ミラーを反射ミラーの平面上に配置しても、平面上に配置された調整用ミラーのずれを壁面によって防止して一定の位置に調整用ミラーを配置することが可能になる。したがって、この投射光学系では、調整用ミラーで反射された光を確認しながら、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能になる。すなわち、この投射光学系では、反射ミラーの平面で反射される光を利用しなくても、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能になる。したがって、本発明では、反射ミラーの平面の面精度が高くなるように、かつ、平面の反射率が高くなるように反射ミラーを製造しなくても、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能になる。その結果、本発明では、鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能であっても、反射ミラーの製造コストを低減することが可能になる。
また、本発明において、壁面は、平面の全周を囲むように平面の全周から第２方向に向かって立ち上がっており、壁面で囲まれる平面の内径は、調整用ミラーの外形よりも大きくなっている。また、本発明の反射ミラーは、反射ミラーを保持するミラー保持部材と、複数のレンズとを備え、画像調整素子からの画像光を拡大して投射面に投射する投射光学系に用いることができる。この投射光学系では、画像調整素子から射出され複数のレンズを透過した画像光が反射面で反射されて投射面に拡大投射される。また、本発明の反射ミラーは、反射ミラーを保持するミラー保持部材と、複数のレンズと、複数のレンズが内周側に配置される鏡筒とを備え、画像調整素子からの画像光を拡大して投射面に投射する投射光学系に用いることができる。この投射光学系では、画像調整素子から射出され複数のレンズを透過した画像光が反射面で反射されて投射面に拡大投射され、たとえば、鏡筒の光軸と平面とは、壁面で囲まれた範囲の内側で直交している。

以上のように、本発明では、反射ミラーが搭載される投射光学系において鏡筒と反射ミラーとの相対位置を適切に調整することが可能であっても、反射ミラーの製造コストを低減することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる反射ミラーが搭載される投射光学系の斜視図である。 図１に示す投射光学系を異なる角度から示す斜視図である。 図１に示すミラー保持機構の分解斜視図である。 図１に示すミラー保持機構を図３と異なる角度から示す分解斜視図である。 図１に示すミラー保持機構の縦断面図である。 図１に示すミラー保持機構の横断面図である。 図５のＥ−Ｅ方向から反射ミラーの平面およびその周辺部分を示す拡大図である。 図５のＦ部の拡大図である。 図１に示す投射光学系において鏡筒と反射ミラーとの相対位置を調整するときに使用されるコリメータの模式図である。 図１に示す投射光学系において反射ミラーの調整が行われるときの状態を説明するための斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（投射光学系の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる反射ミラー２が搭載される投射光学系４の斜視図である。図２は、図１に示す投射光学系４を異なる角度から示す斜視図である。

本形態の反射ミラー２は、曲面状の反射面２ａを備えている。この反射ミラー２は、反射ミラー２を保持するミラー保持部材としてのミラー保持枠３を備えるミラー保持機構１の一部分を構成している。ミラー保持機構１は、投射光学系４の一部分を構成している。投射光学系４は、画像調整素子（図示省略）からの画像光を拡大してスクリーン等の投射面に投射するものである。この投射光学系４は、結像光学系を備えており、結像光学系は、複数のレンズによって構成されている。投射光学系４では、画像調整素子から射出され結像光学系を透過した画像光が反射面２ａで反射されて、投射面に拡大投射される。この投射光学系４では、反射面２ａを用いることで投射画角を広角化することが可能となっており、短い投射距離でも大きなサイズの投射画像を投射面へ投射することが可能となっている。

以下の説明では、反射ミラー２の光軸Ｌ１に平行な方向（図１等のＺ方向）を「前後方向」とし、前後方向に直交する図１等のＸ方向を「左右方向」とし、前後方向と左右方向とに直交する図１等のＹ方向を「上下方向」とする。また、Ｚ方向の一方であるＺ１方向を「前方向」とし、Ｚ方向の他方であるＺ２方向を「後（後ろ）方向」とし、Ｘ方向の一方であるＸ１方向を「右方向」とし、Ｘ方向の他方であるＸ２方向を「左方向」とし、Ｙ方向の一方であるＹ１方向を「上方向」とし、Ｙ方向の他方であるＹ２方向を「下方向」とする。本形態の前後方向（Ｚ方向）は第１方向である。

投射光学系４は、結像光学系を構成する複数のレンズが内周側に配置される鏡筒５と、ミラー保持枠３が固定されているとともに鏡筒５に固定される固定枠６とを備えている。複数のレンズのそれぞれは、レンズ枠に保持されており、レンズ枠は、前後方向への移動が可能となるように鏡筒５の内周側に配置されている。なお、図１、図２では、鏡筒５の後端側の一部分のみが図示されている。

鏡筒５は、結像光学系の光軸Ｌ２が前後方向と平行になるように配置されている。また、鏡筒５は、結像光学系の光軸Ｌ２と反射ミラー２の光軸Ｌ１とがほぼ一致するように配置されている。画像調整素子は、鏡筒５よりも前側に配置されており、画像調整素子から射出された画像光は、後ろ側に向かって結像光学系を透過する。固定枠６は、ミラー保持枠３を保持する枠形状の部材であり、鏡筒５に固定される被固定部６ａと、ミラー保持枠３が固定される固定部６ｂとを備えている。被固定部６ａは、固定枠６の前側部分を構成し、固定部６ｂは、固定枠６の後ろ側分を構成している。被固定部６ａは、ボルト７によって鏡筒５の後端側に固定されている。

（ミラー保持機構の構成）
図３は、図１に示すミラー保持機構１の分解斜視図である。図４は、図１に示すミラー保持機構１を図３と異なる角度から示す分解斜視図である。図５は、図１に示すミラー保持機構１の縦断面図である。図６は、図１に示すミラー保持機構１の横断面図である。図７は、図５のＥ−Ｅ方向から平面２ｊおよびその周辺部分を示す拡大図である。図８は、図５のＦ部の拡大図である。

ミラー保持機構１は、上述の反射ミラー２およびミラー保持枠３に加え、ミラー保持枠３に回動可能に保持される２個のカム部材９と、一端側が反射ミラー２に係合するとともに他端側がミラー保持枠３およびカム部材９に係合する２個の軸部材１０とを備えている。また、ミラー保持機構１は、反射ミラー２の上側部分を前側へ付勢する板バネ１１と、反射ミラー２の下側部分を後ろ側へ付勢する圧縮コイルバネ１２と、反射ミラー２の下側部分とミラー保持枠３の下側部分とを繋ぐボルト１３とを備えている。

軸部材１０は、鍔付きの円柱状に形成されており、軸部材１０の一端側部分を構成する円柱状の軸部１０ａと、軸部材１０の他端側部分を構成する円柱状の軸部１０ｂと、軸部１０ａと軸部１０ｂとの間に配置される円板状の鍔部１０ｃとから構成されている。軸部１０ａの長さは軸部１０ｂの長さよりも短くなっている。ボルト１３は、たとえば、六角孔付ボルトであり、軸部１３ａと頭部１３ｂとから構成されている。軸部１３ａの先端側には、オネジが形成されている。

反射ミラー２は、反射面２ａが形成される側の面であるおもて面が凹曲面状となり、おもて面の反対側の面である裏面２ｈが凸曲面状となる略曲板状に形成されている。すなわち、反射ミラー２には、凹曲面状の反射面２ａが形成されている。本形態では、おもて面が反射ミラー２の前面となり、裏面２ｈが反射ミラー２の後面となるように、反射ミラー２が配置されている。本形態の後ろ方向（Ｚ２方向）は、第１方向である前後方向のうちの反射面２ａが形成されるおもて面から裏面２ｈへ向かう方向である第２方向となっている。

反射ミラー２の上端の中心には、板バネ１１が当接するバネ当接部２ｂが上側に向かって突出するように形成されている。反射ミラー２の下端の中心には、ボルト１３が係合するボルト係合部２ｃが下側に向かって突出するように形成されている。ボルト係合部２ｃには、前後方向に貫通する貫通孔２ｄが形成されている。貫通孔２ｄは、丸孔状に形成されている。貫通孔２ｄの内径は、ボルト１３の軸部１３ａの外径よりも大きくなっている。また、図５に示すように、ボルト係合部２ｃの前面には、圧縮コイルバネ１２の一部が配置される凹部２ｅが形成されている。凹部２ｅは、ボルト係合部２ｃの前面から後ろ側に向かって窪むように形成されている。また、凹部２ｅは、前後方向から見たときの内周面の形状が円形状となるように形成されている。この凹部２ｅは、貫通孔２ｄと同軸上に配置されている。

左右方向における反射ミラー２の両端面のそれぞれには、軸部材１０の軸部１０ａが係合する係合溝２ｆが形成されている。係合溝２ｆは、係合溝２ｆの長手方向と前後方向とが一致するように形成されるとともに、左右方向の内側に向かって窪むように形成されている。また、係合溝２ｆの前端側は、開口しており、左右方向から見たときの係合溝２ｆの形状は、略Ｕ形状となっている。係合溝２ｆの上下方向の幅は、軸部１０ａの外径とほぼ等しくなっている。反射ミラー２の裏面２ｈの左右方向の両端側のそれぞれには、前後方向に直交する平面２ｇが形成されている。本形態では、係合溝２ｆの後ろ側に平面２ｇが形成されており、係合溝２ｆと平面２ｇとは前後方向で重なるように形成されている。

また、反射ミラー２の裏面２ｈには、前後方向に直交する平面２ｊが形成されている。平面２ｊは、前後方向から見たときの形状が円形状となるように形成されている。また、平面２ｊは、反射ミラー２の光軸Ｌ１上に形成されている。具体的には、平面２ｊの中心を光軸Ｌ１が通過するように平面２ｊが形成されている。また、裏面２ｈには、平面２ｊの全周を囲むように平面２ｊの全周から後ろ側に向かって立ち上がる壁面２ｋが形成されている。すなわち、裏面２ｈには、平面２ｊの全周から後ろ側に向かって立ち上がる円筒面状の壁面２ｋが形成されている。本形態では、前後方向から見たときの形状が円形状となる凹部を、前側に向かって窪むようにかつ光軸Ｌ１がこの凹部の中心を通過するように裏面２ｈに形成することで、平面２ｊおよび壁面２ｋが形成されている。なお、平面２ｊは、光を反射する反射面となっている。

図７、図８に示すように、平面２ｊには、後ろ側に向かって突出する３個以上の突起部２ｍが形成されている。本形態では、３個の突起部２ｍが形成されている。３個の突起部２ｍは同形状に形成されている。また、３個の突起部２ｍは、前後方向から見たときに平面２ｊの中心を取り囲むように配置されている。すなわち、３個の突起部２ｍは、前後方向から見たときに光軸Ｌ１を取り囲むように配置されている。また、３個の突起部２ｍは、前後方向から見たときに平面２ｊの中心に対して等角度ピッチで配置されている。すなわち、平面２ｊには、前後方向から見たときに平面２ｊの中心に対して１２０ピッチで配置される３個の突起部２ｍが形成されている。また、３個の突起部２ｍは、前後方向から見たときに平面２ｊの中心に対して同心状に配置されている。また、突起部２ｍの表面は球面状に形成されている。

ミラー保持枠３は、反射ミラー２を保持する枠形状の部材であり、左右方向において反射ミラー２を挟むように反射ミラー２の左右の両側のそれぞれに配置される２個の側面部３ａと、固定枠６の固定部６ｂに載置されて固定される２個の被固定部３ｂと、２個の側面部３ａを連結する連結部３ｃ、連結部３ｄとを備えている。側面部３ａは、略平板状に形成されており、側面部３ａの厚さ方向と左右方向とが一致するように配置されている。２個の被固定部３ｂのそれぞれは、２個の側面部３ａのそれぞれから左右方向の外側へ広がるように、２個の側面部３ａのそれぞれの下端側に繋がっている。連結部３ｃは、略平板状に形成されており、連結部３ｃの厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。この連結部３ｃは、２個の側面部３ａの上端側かつ後端側を繋いでいる。連結部３ｄは、前後方向から見たときの形状が下側へ膨らむ略円弧状となるように形成されており、２個の側面部３ａの下端側かつ前端側を繋いでいる。また、連結部３ｄは、側面部３ａよりも下側へ突出している。

２個の側面部３ａは、反射ミラー２の上側部分を左右方向で挟んでいる。側面部３ａには、カム部材９を回動可能に支持する円柱状の支持軸３ｅと、カム部材９を固定するための円柱状の突起部３ｆと、軸部材１０の軸部１０ｂが挿通されるガイド孔３ｇと、後述の調整用治具３０を支持する円筒状の軸支持部３ｈとが形成されている。支持軸３ｅ、突起部３ｆおよび軸支持部３ｈは、２個の側面部３ａのそれぞれの左右方向の外側の面から左右方向の外側へ突出するように形成されている。支持軸３ｅの先端側および突起部３ｆの先端側には、ネジ孔が形成されている。突起部３ｆは、支持軸３ｅの真上に配置されている。ガイド孔３ｇは、側面部３ａを貫通するように形成されている。また、ガイド孔３ｇは、上下方向を長手方向とする長孔状に形成されている。ガイド孔３ｇの前後方向の幅は、軸部１０ｂの外径とほぼ等しくなっている。このガイド孔３ｇは、支持軸３ｅの真下に配置されている。すなわち、突起部３ｆと支持軸３ｅとガイド孔３ｇは、上下方向において上側からこの順番で並ぶように形成されている。軸支持部３ｈは、ガイド孔３ｇよりも後ろ側に配置されている。

被固定部３ｂには、上下方向に貫通する貫通孔３ｉが形成されている。被固定部３ｂは、固定枠６の固定部６ｂに載置された状態で貫通孔３ｉに挿通されるボルト１５によって固定部６ｂに固定されている。また、被固定部３ｂには、固定枠６に対してミラー保持枠３の左右方向の位置を調整するためのネジ孔３ｊが形成されている。具体的には、２個の被固定部３ｂのそれぞれの左右方向の外側面から左右方向の内側に向かってネジ孔３ｊが形成されている。

連結部３ｃの上面の中心には、板バネ１１が固定されるバネ固定部３ｋが上側に向かって突出するように形成されている。バネ固定部３ｋには、反射ミラー２のバネ当接部２ｂが後ろ側から当接する当接部３ｍが形成されている（図５参照）。また、バネ固定部３ｋの後面側には、板バネ１１が固定される平面状のバネ固定面３ｎが形成されている。バネ固定面３ｎは、当接部３ｍよりも後ろ側に配置されている。左右方向における連結部３ｃの両端側には、後述の調整用治具３１を位置決めして固定するための円柱状の突起部３ｓが上側に向かって突出するように形成されている。突起部３ｓの先端側には、ネジ孔が形成されている。

連結部３ｄの下端側には、ボルト１３のオネジが係合するネジ孔３ｐと、圧縮コイルバネ１２の一部が配置される凹部３ｒとが形成されている。凹部３ｒは、連結部３ｄの後面から前側に向かって窪むように形成されている。また、凹部３ｒは、前後方向から見たときの内周面の形状が円形状となるように形成されている。ネジ孔３ｐは、凹部３ｒの前側に形成されている。このネジ孔３ｐは、凹部３ｒと同軸上に配置されている。

カム部材９は、略円板状に形成されている。カム部材９の中心には、ミラー保持枠３の支持軸３ｅが挿入される挿入孔９ａが形成されている。挿入孔９ａは、カム部材９を貫通するように形成されている。カム部材９の外周面には、歯車９ｂが形成されている。歯車９ｂは、カム部材９の外周面の全周に亘って形成されている。カム部材９の一方の面には、軸部材１０の軸部１０ｂの先端側部分が係合するカム溝９ｃと、回動するカム部材９とミラー保持枠３の突起部３ｆとの干渉を防止するための逃げ溝９ｄとが形成されている。カム溝９ｃおよび逃げ溝９ｄは、カム部材９の一方の面から他方の面に向かって窪むように配置されている。

カム溝９ｃは、略半円弧状に形成されている。カム部材９の径方向におけるカム溝９ｃの外側面は、軸部１０ｂの先端側部分が接触するカム面９ｅとなっている。カム面９ｅは、カム部材９の中心とカム面９ｅとの距離がカム部材９の周方向において連続的に変化する曲面状に形成されている。逃げ溝９ｄは、略半円弧状に形成されている。また、逃げ溝９ｄは、カム溝９ｃが形成されていない部分に形成されている。逃げ溝９ｄが形成された範囲には、カム部材９を貫通する円弧状の貫通孔９ｆが形成されている。

カム部材９は、側面部３ａよりも左右方向の外側に配置されている。すなわち、２個のカム部材９のそれぞれは、左右方向における２個の側面部３ａの両外側のそれぞれに配置されている。また、カム部材９は、カム溝９ｃおよび逃げ溝９ｄが形成される面が左右方向の内側を向くように配置されている。このカム部材９は、側面部３ａに回動可能に保持されている。具体的には、カム部材９は、側面部３ａの支持軸３ｅが挿入孔９ａに挿入された状態で、左右方向におけるカム部材９の外側から支持軸３ｅのネジ孔に係合するボルト１７によって側面部３ａに取り付けられている。カム部材９は、支持軸３ｅに回動可能に支持されており、左右方向を回動の軸方向として回動する。カム部材９が側面部３ａに保持された状態では、側面部３ａの突起部３ｆが逃げ溝９ｄの中に配置されている。貫通孔９ｆには、左右方向におけるカム部材９の外側からボルト１８が挿通されている。ボルト１８の先端側は、突起部３ｆのネジ孔に係合している。ボルト１８は、カム部材９を側面部３ａに固定する機能を果たしている。

上述のように、反射ミラー２は、２個の側面部３ａの間に配置されている。この状態では、図６に示すように、軸部材１０の軸部１０ａは、反射ミラー２の係合溝２ｆに係合している。また、軸部１０ｂは、ガイド孔３ｇに挿通されるとともに、軸部１０ｂの先端側部分は、カム溝９ｃに係合しており、カム面９ｅに接触している。そのため、カム部材９が回動すると、ガイド孔３ｇに沿って、軸部材１０が上下方向へ連続的に移動するとともに、反射ミラー２の右端側および／または左端側が軸部材１０と一緒に上下方向へ連続的に移動する。また、軸部１０ｂは、ガイド孔３ｇに挿通されるとともに、軸部１０ｂの先端側部分は、カム溝９ｃに係合しており、軸部１０ｂは、反射ミラー２から左右方向の外側へ突出している。具体的には、２個の軸部１０ｂのそれぞれが、反射ミラー２から左右方向の両外側へ突出している。右側に配置される軸部材１０の鍔部１０ｃと右側に配置される側面部３ａとの間には、波座金２１が配置されている。波座金２１の内周側には、軸部１０ｂが挿通されている。波座金２１は、左側に配置される側面部３ａに向かって、反射ミラー２および２個の軸部材１０を付勢している。

また、反射ミラー２が２個の側面部３ａの間に配置された状態では、反射ミラー２のバネ当接部２ｂがミラー保持枠３のバネ固定部３ｋよりも後ろ側に配置され、反射ミラー２のボルト係合部２ｃがミラー保持枠３の連結部３ｄの下端側部分よりも後ろ側に配置されている。板バネ１１は、ボルト２２によってバネ固定部３ｋのバネ固定面３ｎに固定されており、バネ当接部２ｂが当接部３ｍに後ろ側から当接するようにバネ当接部２ｂを付勢している。

また、図５に示すように、圧縮コイルバネ１２の前端側は、ミラー保持枠３の凹部３ｒの中に配置され、圧縮コイルバネ１２の後端側は、反射ミラー２の凹部２ｅの中に配置されている。ボルト１３の頭部１３ｂは、ボルト係合部２ｃよりも後ろ側に配置され、軸部１３ａは、貫通孔２ｄおよび圧縮コイルバネ１２の内周側に挿通されている。また、軸部１３ａに形成されるオネジは、連結部３ｄのネジ孔３ｐに係合している。圧縮コイルバネ１２は、ボルト係合部２ｃと連結部３ｄの下側部分とが互いに離れるように、かつ、ボルト係合部２ｃが頭部１３ｂに接触するようにボルト係合部２ｃを付勢している。そのため、反射ミラー２の下側部分は、ミラー保持枠３の下側部分に対して動かないようにミラー保持枠３の下側部分に保持される。

（鏡筒と反射ミラーとの相対位置の調整方法）
図９は、図１に示す投射光学系４において鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を調整するときに使用されるコリメータ２５の模式図である。図１０は、図１に示す投射光学系４において反射ミラー２の調整が行われるときの状態を説明するための斜視図である。

投射光学系４では、たとえば、製造工場での投射光学系４の組立時に、コリメータ２５を用いて鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を調整する。コリメータ２５は、図９に示すように、投射光学系４が載置されるステージ２６と、ステージ２６に向かって調整用の光を射出するとともに反射された光の計測を行うコリメータ部２７と、ステージ２６とコリメータ部２７との位置および角度を調整するための調整部２８とを備えている。鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を調整するときには、まず、コリメータ部２７の光軸Ｌ３とステージ２６の搭載面２６ａとが直交するように調整部２８によってコリメータ２５を調整する。

その後、ステージ２６の搭載面２６ａに投射光学系４を設置する。具体的には、鏡筒５の内周側に配置される結像光学系の光軸Ｌ２がコリメータ部２７の光軸Ｌ３と平行になるように搭載面２６ａに投射光学系４を設置する。また、投射光学系４の後ろ側（Ｚ２方向側）がコリメータ部２７側を向き、投射光学系４の前側（Ｚ１方向側）がステージ２６側を向くように搭載面２６ａに投射光学系４を設置する。その後、反射ミラー２の平面２ｊを光軸Ｌ３が通過するように調整部２８によってコリメータ２５を調整する。

その後、円板状に形成された調整用ミラー２９（図８参照）を反射ミラー２の突起部２ｍに載置して、コリメータ部２７から調整用ミラー２９へ調整用の光を射出する。また、調整用ミラー２９で反射された光を確認しながら、調整用ミラー２９の反射面２９ａと光軸Ｌ３とが直交するように、反射ミラー２の角度を調整する。具体的には、ミラー保持枠３のネジ孔３ｐに対するボルト１３のねじ込み量を調整することで、左右方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度を調整する。

また、反射ミラー２の平面２ｇを押すことで、上下方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度を調整する。本形態では、調整用治具３１を用いて、上下方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度を調整する。調整用治具３１は、治具本体部３２と、治具本体部３２をミラー保持枠３に固定するための２本の固定用ボルト３３と、反射ミラー２の角度を調整する２本の調整用ボルト３４とを備えている。固定用ボルト３３は、把持部３３ａと、把持部３３ａから突出する軸部（図示省略）とを備えており、軸部にオネジが形成されている。調整用ボルト３４は、把持部３４ａと、把持部３４ａから突出する軸部３４ｂとを備えており、軸部３４ｂにオネジが形成されている。軸部３４ｂの先端は、平面状となっている（図６参照）。

治具本体部３２は、ミラー保持枠３の連結部３ｃに載置されて固定される平板状の被固定部３２ａと、調整用ボルト３４を保持する２個のボルト保持部３２ｂとから構成されている。被固定部３２ａの左右の両端側には、固定用ボルト３３の軸部が挿通される貫通孔（図示省略）が形成されている。ボルト保持部３２ｂは、前後方向に直交する平板状に形成されている。２個のボルト保持部３２ｂのそれぞれは、被固定部３２ａの左右の両端側のそれぞれに繋がるように、かつ、被固定部３２ａの左右の両端側のそれぞれから９０°に折れ曲がるように形成されている。ボルト保持部３２ｂには、調整用ボルト３４の軸部３４ｂのオネジが係合するネジ孔３２ｃが形成されている（図６参照）。

調整用治具３１は、連結部３ｃに被固定部３２ａが載置されるとともに固定用ボルト３３のオネジが突起部３ｓのネジ孔にねじ込まれることで、ミラー保持枠３に取り付けられる。治具本体部３２に取り付けられた２本の調整用ボルト３４の軸部３４ｂの先端のそれぞれは、反射ミラー２の２個の平面２ｇのそれぞれに後ろ側から当接可能な位置に配置されている。ネジ孔３２ｃに対する調整用ボルト３４のねじ込み量を調整して２個の平面２ｇの押し量を調整することで、上下方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度を調整する。上下方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度の調整が終わると、調整用治具３１は、ミラー保持枠３から取り外される。

なお、本形態では、ボルト１５を緩めた状態で、調整用ボルト（図示省略）の先端が固定枠６に接触するように左右方向の外側からミラー保持枠３のネジ孔３ｊに調整用ボルトを係合させるとともに、ネジ孔３ｊに対する調整用ボルトのねじ込み量を調整して固定枠６に対するミラー保持枠３の左右方向の取付位置を調整することで、左右方向における反射ミラー２の位置を調整することが可能になっている。また、ボルト１８を緩めた状態で、２個のカム部材９を回動させてミラー保持枠３に対して反射ミラー２の左右の両側を昇降させることで、上下方向における反射ミラー２の位置や前後方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度を調整することが可能になっている。

本形態では、調整用治具３０を用いて、上下方向における反射ミラー２の位置や前後方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度を調整する。調整用治具３０は、円柱状に形成される把持部３０ａと、カム部材９の歯車９ｂに噛み合う治具側歯車３０ｂが外周面に形成される歯車部３０ｃと、側面部３ａの軸支持部３ｈに回動可能に支持される円柱状の回動中心軸部３０ｄとから構成されている。上下方向における反射ミラー２の位置や前後方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度を調整するときには、歯車９ｂと治具側歯車３０ｂとが噛み合うように回動中心軸部３０ｄを軸支持部３ｈに挿入してから、把持部３０ａを掴んで調整用治具３０を回動させる。調整用治具３０が回動すると、カム部材９も一緒に回動して、上下方向における反射ミラー２の位置や前後方向を回動の軸方向とする反射ミラー２の角度が調整される。また、調整が終わると、調整用治具３０は取り外される。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、反射ミラー２の裏面２ｈに、前後方向に直交する平面２ｊと、平面２ｊの全周を囲むように平面２ｊの全周から後ろ側に向かって立ち上がる壁面２ｋとが形成されている。そのため、本形態では、投射光学系４において鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を調整するときに、調整用ミラー２９を反射ミラー２の平面２ｊ上に配置しても、平面２ｊ上に配置される調整用ミラー２９のずれを壁面２ｋによって防止して一定の位置に調整用ミラー２９を配置することが可能になる。したがって、本形態では、上述のように調整用ミラー２９で反射された光を確認しながら、反射ミラー２の角度を適切に調整することが可能になる。すなわち、本形態では、反射ミラー２の平面２ｊで反射される光を利用しなくても、反射ミラー２の角度を適切に調整することが可能になる。したがって、本形態では、平面２ｊの面精度が高くなるように、かつ、平面２ｊの反射率が高くなるように反射ミラー２を製造しなくても、鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を適切に調整することが可能になる。その結果、本形態では、鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を適切に調整することが可能であっても、反射ミラー２の製造コストを低減することが可能になる。

また、本形態では、壁面２ｋは、平面２ｊの全周を囲むように平面２ｊの全周から後ろ側に向かって立ち上がっているため、平面２ｊ上に配置される調整用ミラー２９のずれを確実に防止することが可能になる。また、本形態では、反射ミラー２の裏面２ｈに、前側に向かって窪む凹部を形成することで、裏面２ｈに平面２ｊおよび壁面２ｋを形成することが可能になるため、平面２ｊおよび壁面２ｋを容易に形成することが可能になる。また、本形態では、平面２ｊが反射ミラー２の光軸Ｌ１上に形成されているため、平面２ｊが光軸Ｌ１からずれた位置に形成されている場合と比較して、略曲板状に形成される反射ミラー２の裏面２ｈに凹部を形成しやすくなる。

本形態では、平面２ｊに、後ろ側に向かって突出する３個の突起部２ｍが形成されており、鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を調整するときに、３個の突起部２ｍに調整用ミラー２９が載置されている。すなわち、本形態では、鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を調整するときに、調整用ミラー２９が３個の突起部２ｍによって３点支持されている。そのため、本形態では、調整用ミラー２９の反射面２９ａが前後方向に対して直交するように（すなわち、反射ミラー２の光軸Ｌ１に対して直交するように）、平面２ｊ上に調整用ミラー２９を配置することが可能になる。すなわち、平面２ｊ上に調整用ミラー２９を精度良く配置することが可能になり、その結果、鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を精度良く調整することが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態では、平面２ｊは、平面２ｊの中心を光軸Ｌ１が通過するように形成されているが、平面２ｊは、平面２ｊの中心からずれた位置を光軸Ｌ１が通過するように形成されても良い。この場合には、平面２ｊは、光軸Ｌ１からずれた位置に形成されても良い。すなわち、光軸Ｌ１と交わらない位置に平面２ｊが形成されても良い。また、上述した形態では、壁面２ｋは、平面２ｊの全周を囲むように平面２ｊの全周から後ろ側に向かって立ち上がるように形成されているが、壁面２ｋは、平面２ｊの周囲の一部から後ろ側に向かって立ち上がるように形成されても良い。この場合には、たとえば、裏面２ｈから後ろ側に向かって立ち上がる壁部の内側面が壁面２ｋとなり、裏面２ｈには壁面２ｋを形成するための凹部は形成されない。

上述した形態では、３個の突起部２ｍは、前後方向から見たときに平面２ｊの中心に対して等角度ピッチで配置されているが、３個の突起部２ｍは、平面２ｊの中心に対して等角度ピッチで配置されていなくても良い。また、上述した形態では、３個の突起部２ｍは、前後方向から見たときに平面２ｊの中心に対して同心状に配置されているが、３個の突起部２ｍは、平面２ｊの中心に対して同心状に配置されていなくても良い。さらに、上述した形態では、平面２ｊに３個の突起部２ｍが形成されているが、平面２ｊに形成される突起部２ｍの数は４個以上であっても良い。

上述した形態では、突起部２ｍは、表面の形状が球面状をなす突起であるが、突起部２ｍは、円錐状、円錐台状、円柱状、多角錐状、多角錐台状あるいは多角柱状等に形成される突起であっても良い。また、突起部２ｍは、平板状あるいはＵ形状等をなす曲板状等に形成される突起であっても良い。この場合、突起部２ｍに載置される調整用ミラー２９が安定するのであれば、突起部２ｍの数は２個または１個であっても良い。また、上述した形態では、平面２ｊは、前後方向から見たときの形状が円形状となるように形成されているが、平面２ｊは、前後方向から見たときの形状が楕円形状または多角形状等の他の形状となるように形成されても良い。この場合には、調整用ミラー２９は、平面２ｊの形状に応じて、楕円板状または多角板状等に形成される。

なお、上述した形態では、鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を調整するときに、平面２ｊ上に調整用ミラー２９を配置しているが、平面２ｊの面精度および平面２ｊの反射率が確保できているのであれば、鏡筒５と反射ミラー２との相対位置を調整するときに、平面２ｊ上に調整用ミラー２９を配置しなくても良い。この場合には、コリメータ部２７から平面２ｊへ調整用の光を射出し、平面２ｊで反射された光を確認しながら、平面２ｊと光軸Ｌ３とが直交するように反射ミラー２の角度を調整すれば良い。

１ ミラー保持機構
２ 反射ミラー
２ａ 反射面
２ｈ 裏面
２ｊ 平面
２ｋ 壁面
２ｍ 突起部
３ ミラー保持枠（ミラー保持部材）
Ｌ１ 反射ミラーの光軸
Ｚ 第１方向
Ｚ２ 第２方向

Claims (9)

1. 凹曲面状の反射面を有する反射ミラーにおいて、
   前記反射面が形成される側の面をおもて面とし、前記おもて面の反対側の面を裏面とし、前記反射ミラーの光軸に平行な方向を第１方向とし、前記第１方向のうちの前記おもて面から前記裏面へ向かう方向を第２方向とすると、
   前記裏面には、前記第１方向に直交する平面と、前記平面の周囲の少なくとも一部から前記第２方向に向かって立ち上がるとともに前記反射ミラーの本体と同一の部材によって構成される壁面とが形成され、
   前記平面には、前記第２方向に向かって突出する３個以上の突起部が形成されていることを特徴とする反射ミラー。
2. 前記壁面は、前記平面の全周を囲むように前記平面の全周から前記第２方向に向かって立ち上がっていることを特徴とする請求項１記載の反射ミラー。
3. 前記平面は、前記反射ミラーの光軸上に形成されていることを特徴とする請求項２記載の反射ミラー。
4. 前記第１方向から見たときに、３個以上の前記突起部は、前記平面の中心を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反射ミラー。
5. 前記第１方向から見たときに、３個の前記突起部が前記平面の中心に対して等角度ピッチで配置されていることを特徴とする請求項４記載の反射ミラー。
6. 複数のレンズを透過した画像光を反射する凹曲面状の反射面を有する反射ミラーにおいて、
   前記反射面が形成される側の面をおもて面とし、前記おもて面の反対側の面を裏面とし、前記反射ミラーの光軸に平行な方向を第１方向とし、前記第１方向のうちの前記おもて面から前記裏面へ向かう方向を第２方向とすると、
   前記裏面には、前記第１方向に直交する平面と、前記平面の周囲の少なくとも一部から前記第２方向に向かって立ち上がるとともに前記反射ミラーの本体と同一の部材によって構成される壁面とが形成され、
   前記平面には、複数の前記レンズが内周側に配置される鏡筒と前記反射ミラーとの相対位置を調整するときに、前記反射ミラーとは別体の部材である調整用ミラーが配置可能になっていることを特徴とする反射ミラー。
7. 前記壁面は、前記平面の全周を囲むように前記平面の全周から前記第２方向に向かって立ち上がっており、
   前記壁面で囲まれる前記平面の内径は、前記調整用ミラーの外形よりも大きくなっていることを特徴とする請求項６記載の反射ミラー。
8. 請求項１から５のいずれかに記載の反射ミラーと、前記反射ミラーを保持するミラー保持部材と、複数のレンズとを備え、画像調整素子からの画像光を拡大して投射面に投射する投射光学系であって、
   前記画像調整素子から射出され複数の前記レンズを透過した前記画像光が前記反射面で反射されて前記投射面に拡大投射されることを特徴とする投射光学系。
9. 請求項６または７に記載の反射ミラーと、前記反射ミラーを保持するミラー保持部材と、複数の前記レンズと、複数の前記レンズが内周側に配置される前記鏡筒とを備え、画像調整素子からの前記画像光を拡大して投射面に投射する投射光学系であって、
   前記画像調整素子から射出され複数の前記レンズを透過した前記画像光が前記反射面で反射されて前記投射面に拡大投射され、
   前記鏡筒の光軸と前記平面とは、前記壁面で囲まれた範囲の内側で直交していることを特徴とする投射光学系。

Images