自由曲面光学元件成形用金属模、用该模成形的自由曲面光学元件及自由曲面反射镜制造技术

本发明专利技术揭示一种自由曲面和安装基准面间的关系稳定，安装时调整容易，并能以高精度、低成本制造的自由曲面光学元件成形用金属模及自由曲面光学元件。由利用沿自由曲面光学元件（１４）端面的分型线ＰＬ形成自由曲面（有效区域２１）及其相反一侧的背面的固定模和活动模构成，将形成自由曲面（有效区域２１）的模具工作面和形成使自由曲面光学元件（１４）沿与自由曲面（有效区域２１）成直角的方向安装的轴向安装基准面（２８ａ～２８ｃ）的模具工作面相对分型线ＰＬ配置在同一侧的模具中。自由曲面光学元件（１４）具有沿自由曲面光学元件（１４）端面的分型线ＰＬ，将自由曲面光学元件（１４）的自由曲面和使自由曲面光学元件（１４）沿与自由曲面成直角的方向安装的轴向安装基准面（２８ａ～２８ｃ）相对所述分型线ＰＬ配置在同一侧。

【技术实现步骤摘要】
自由曲面光学元件成形用金属模、用该模成形的自由曲面光学元件及自由曲面反射镜
本专利技术涉及自由曲面光学元件成形用金属模、使用该模成形的自由曲面光学元件及自由曲面反射镜，用于具有DMD(数字微反射镜装置)等反射型成像元件或透过型液晶元件等透过型成像元件的背面投映方式或正面投映方式的电视视频投映设备等的投射式图像显示装置等的光学系统上。
技术介绍
近年来，对画面大、厚度薄的投射型图像显示装置的需求日趋增多。在同时实现画面大、厚度薄上，自由曲面反射镜是必不可少的部件。由于自由曲面反射镜不具有光学上的轴，所以安装时的调整非常困难。因此稳定地保持自由曲面反射镜的镜面和安装基准面间的关系相当重要。作为一种保持这样的自由曲面反射镜的结构，如专利文献1～5所示，以往曾采用过各种各样的方案。但都是与镜面成直角的安装方向上的基准面设置在与镜面相反一侧的面(背面)。由于用镜面和安装基准面不同的金属模形成，因此因金属模的偏移、倾斜等原因镜面和安装基准面间的相对关系就变得不稳定，安装时的调整极其困难，所以生产成本增加，对投映图像的质量也带来很大的影响。又，为了高精度地形成自由曲面反射镜，在专利文献6中记载一种成形后成品的厚度差减小的反射镜。又如同一文献6的图8中所记载的，该反射镜相对实质上梯形的有效区域，有四边形的外形，反射面的中央上部及左右下部附近的外形形状相对有效区域有多余。另外有多余的上部中央附近有浇口。但是，因为这种曲面反射镜其反射镜体积过大而超出需要，所以成形花费时间，成本高。另外，反射镜外形变大的同时，还容易妨碍其它零件，投射单元难以做小。特别是在用于超薄型(例如60时画面、厚度小于等于30cm)的背投电视机的情况下，投射单元的大小对厚度有相当大的影响。专利文献1：特開平5-183847号公报-->专利文献2：特開2003-215713号公报专利文献3：特開2004-309529号公报专利文献4：特開2005-10568号公报专利文献5：特開2005-99744号公报专利文献6：特開平11-125864号公报本专利技术为解决上述问题而提出，其目的在于提供一种自由曲面和安装基准面间的关系稳定，安装时调整容易，并能以高精度、低成本制造的自由曲面光学元件成形用金属模及用该模成形的自由曲面光学元件。另外，本专利技术的目的为提供一种成形性好、重量轻、结构紧凑的自由曲面反射镜。
技术实现思路
为了解决上述课题，本专利技术的第1方面的自由曲面光学元件成形用金属模，是在自由曲面光学元件的成形用金属模中，由利用沿自由曲面光学元件端面的分型线形成自由曲面及其相反一侧的背面的固定模和活动模构成，将形成自由曲面的模具工作面和形成使自由曲面光学元件沿与自由曲面成直角的方向安装的轴向安装基准面的模具工作面，相对所述分型线配置在同一侧的模具中。利用所述金属模能在同一模具内设定自由曲面和安装基准面的位置精度，并能使自由曲面和安装基准面间的位置关系稳定。最好在形成所述自由曲面光学元件端面的面上，设置成形树脂的浇口，通过这样，能抑制成形树脂在自由曲面上发生微小的弯曲起伏，并能高精度地使自由曲面成形。最好所述自由曲面光学元件是反射镜。另外，本专利技术的第2方面的自由曲面光学元件，具有沿自由曲面光学元件端面的分型线，将自由曲面光学元件的自由曲面、和使自由曲面光学元件安装在与自由曲面成直角的方向的轴向安装基准面，相对所述分型线配置在同一侧。所述构成的自由曲面光学元件由于能用同一模具形成自由曲面和安装基准面，所以能使自由曲面和安装基准面间的位置关系稳定。最好所述轴向安装基准面形成于从所述自由曲面光学元件端面凸出的第1、第2、以及及第3耳部。-->最好在所述第1、第2耳部端面上，设置沿所述自由曲面的第1方向的第1、第2安装基准面，在所述笫3耳部端面上，设置沿所述自由曲面而且在与所述第1方向成直角的第2方向的第3安装基准面。在这种情况下，最好连接所述第1、第2安装基准面的连线与从所述第3安装基准面开始延长的延长线之交点，位于所述自由曲面光学元件的自由曲面的实质上中心处。通过这样，在成形时能好好的收缩，分模时不会挂住第1～第3安装基准面，不会损伤安装基准面的精度。本专利技术的第3方面的自由曲面反射镜，具有沿自由曲面反射镜端面的分型线，将自由曲面反射镜的自由曲面反射镜面、和使自由曲面反射镜沿与自由曲面反射镜面成直角的方向安装的轴向安装基准面，相对所述分型线配置在同一侧。最好所述自由曲面反射镜面的有效区域面积大于等于1800mm2，沿所述有效区域的外周形成外形。另外，最好所述外形的角部的曲率半径比所述角部厚度厚。根据这一构成，因沿有效区域的外周，形成外形，所以外形不会大于所需要的外形，没有浪费。由于用比厚度大的曲率半径，形成外形的角部，所以成形树脂的流动性好、成形性亦好。设所述角部厚度为t、所述角部的曲率半径为R时，最好具有1.5t≤R≤6t的关系。最好按照自由曲面形成所述有效区域的外侧的周围边缘区域。这样，从有效区域到周围边缘部成形树脂的流动性好、成形性亦好。最好将平面部设置在所述周围边缘区域的一部分，还将耳部设置在该平面部的一部分，所述平面部和所述耳部的所述反射镜面一侧的面光滑地连接。在这种情况下，最好所述周围边缘区域和所述平面部之间设置过渡区，将该过渡区做成平面。最好耳部设置在所述周围边缘区域的一部分上，按照与所述周围边缘区域连接的自由曲面，形成该耳部的所述反射镜面一侧的面。最好耳部设置在所述周围边缘区域的一部分上，该耳部的所述反射镜面一侧的面做成平面。最好按照和所述有效区域的曲面实质上互补的自由曲面形成所述自由曲面反射镜面的背面。-->本专利技术之其它特点如以下所述。(1)1对耳部配置在所述有效区域外侧的周围边缘区域左右对称位置，将该1对耳部的下端面作为自由曲面反射镜上下方向的安装基准，该安装基准位于所述有效区域的图心和从该图心到有效区域上端间的1/2位置之间。通过这样，能抑制安装基准上方的热膨胀，制止投射图像的失真。(2)耳部配置在所述有效区域外侧的周围边缘区域下端位置，将该耳部的侧端面作为自由曲面反射镜左右方向的安装基准，该安装基准位于靠近反射镜面中心线处。通过这样，能使以左右安装基准为中心的自由曲面反射镜的左右方向上的热膨胀实质上相同，从而能制止因自由曲面反射镜的左右受热变形之差造成投射图像失真。(3)耳部配置在所述有效区域外侧的周围边缘区域下端位置，将该耳部作为自由曲面反射镜成形时的浇口。通过这样，不必保持自由曲面反射镜的上端，能预先作为自由端，在将自由曲面反射镜向后倾斜装入投射型图像显示装置中时，不会使装置的厚度增大。另外，通过将自由曲面反射镜下端的耳部作为浇口，与将和反射镜面相反一侧的面作为浇口的情况相比，树脂的弯曲等对反射镜面的影响小，能高精度成形。根据本专利技术，则因为自由曲面和安装基准面相对分型线配置在同一侧的模具中，所以自由曲面和安装基准面的位置精度可在同一模具内进行设定，与金属模的偏移、倾斜等无关，能形成自由曲面和安装基准面的位置关系稳定的自由曲面光学元件。因此，安装时容易调整、能以高精度、低成本进行制造。根据本专利技术，则因为沿有效区域的外周形成外形，所以外形不会大于所需的外形，没有浪费。另外，用比厚度大的曲率半径形成外形的角部，所以具有成形树脂的流动性好、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自由曲面光学元件成形用金属模，其特征在于，在这种自由曲面光学元件的成形用金属模中，由利用沿自由曲面光学元件端面的分型线形成自由曲面及其相反一侧的背面的固定模和活动模构成，将形成自由曲面的模具工作面和形成使自由曲面光学元件沿与自由曲面成直角的方向安装的轴向安装基准面的模具工作面，相对所述分型线配置在同一侧的模具中。

【技术特征摘要】
JP 2005-7-7 2005-198727;JP 2005-7-12 2005-2026481.一种自由曲面光学元件成形用金属模，其特征在于，在这种自由曲面光学元件的成形用金属模中，由利用沿自由曲面光学元件端面的分型线形成自由曲面及其相反一侧的背面的固定模和活动模构成，将形成自由曲面的模具工作面和形成使自由曲面光学元件沿与自由曲面成直角的方向安装的轴向安装基准面的模具工作面，相对所述分型线配置在同一侧的模具中。2.如权利要求1所述的自由曲面光学元件成形用金属模，其特征在于，在形成所述自由曲面光学元件的端面的面上，设置成形树脂的浇口。3.如权利要求1所述的自由曲面光学元件成形用金属模，其特征在于，所述自由曲面光学元件是反射镜。4.一种自由曲面光学元件，其特征在于，具有沿自由曲面光学元件的端面的分型线，将自由曲面光学元件的自由曲面、和使自由曲面光学元件沿与自由曲面成直角的方向安装的轴向安装基准面，相对所述分型线配置在同一侧。5.如权利要求4所述的自由曲面光学元件，其特征在于，所述轴向安装基准面形成从所述自由曲面光学元件端面凸出的第1、第2、以及第3耳部。6.如权利要求5所述的自由曲面光学元件，其特征在于，在所述第1、第2耳部端面上，设置沿所述自由曲面的第1方向的第1、第2安装基准面，在所述第3耳部端面上，设置沿所述自由曲面而且在与所述第1方向成直角的第2方向的第3安装基准面。7.如权利要求6所述的自由曲面光学元件，其特征在于，连接所述第1、第2安装基准面的连线与从所述第3安装基准面开始延长的线之交点，位于所述自由曲面光学元件的自由曲面的实质上中心处。8.一种自由曲面反射镜，其特征在于，具有沿自由曲面反射镜端面的分型线，将自由曲面反射镜的自由曲面反射镜面、和使自由曲面反射镜沿与自由曲面反射镜面成直角的方向安装的轴向安装基准面，相对所述分型线配置在同一侧。9.如权利要求8所述的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥村佳弘，亘孝平，今冈雅之，石原淳，松浦农，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达精密光学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]