CN105842843A - 光学器件及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够实现薄型化的光学器件及图像显示装置,图像显示装置具备该光学器件。光学器件(2)具有:玻璃板(21)、支撑玻璃板(21)的可动部(22)、以使可动部(22)能够绕摆动轴(J)摆动的方式支撑可动部(22)的轴部、支撑轴部的支撑部(23)、设于可动部(22)并比玻璃板(21)薄的永久磁铁(251)、以及隔着永久磁铁(251)相对配置的一对线圈(252、253)。可动部(22)具有比玻璃板(21)薄的薄壁部(222、223),永久磁铁(251)配置于薄壁部(222、223),在侧视观察中,线圈(252、253)的永久磁铁(251)侧的面(252a、253a)位于玻璃板(21)的两主面(XY平面(f1、f2))之间。
Description
技术领域
本发明涉及光学器件以及图像显示装置。
背景技术
一直以来,人们就知道为了使投射的图像的分辨率高于液晶面板等光调制装置的分辨率而使从光调制装置射出的影像光的轴偏移的技术。另外,作为使影像光的轴偏移的装置,已知有专利文献1中记载的光路控制装置。专利文献1中记载的光路控制装置具有:玻璃板、保持玻璃板的可动部、支撑可动部的支撑部、以及将可动部与支撑部连接的一对板簧,通过以板簧为转动轴使可动部转动而使玻璃板的姿态变化,从而使射入玻璃板的光(影像光)折射,使轴偏移。另外,在专利文献1中记载的光路控制装置中,作为使可动部转动的驱动机构,采用了使用线圈和永久磁铁的电磁驱动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-158589号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,在专利文献1的光路控制装置中,为了引导由线圈产生的磁场而使用了磁轭,该磁轭向上下突出,因此,相应地存在导致装置大型化这样的问题。
本发明的目的在于,提供能够实现薄型化的光学器件、具备该光学器件的图像显示装置。
用于解决技术问题的方案
上述目的通过下述的发明来达到。
本发明的光学器件其特征在于,具有:板状的光学部,具有光入射面,光射入所述光入射面;可动部,支撑所述光学部;轴部,以使所述可动部能够绕摆动轴摆动的方式支撑所述可动部;支撑部,支撑所述轴部;永久磁铁,设于所述可动部,具有比所述光学部的厚度小的厚度;以及一对线圈,隔着所述永久磁铁而相对配置,产生作用于所述永久磁铁的磁场,所述可动部具有薄壁部,该薄壁部具有比所述光学部的厚度小的厚度,所述永久磁铁配置于所述薄壁部,从与所述光学部的板厚方向正交的方向观察时,所述一对线圈的与所述永久磁铁相对的面各自位于所述光学部的一对主面之间。
由此,能够实现光学器件的薄型化。
在本发明的光学器件中,优选,所述轴部的所述板厚方向的中心与所述永久磁铁的所述板厚方向的中心位于与所述光学部的所述板厚方向正交的同一面内。
由此,能够顺畅地使可动部摆动,提高驱动特性。
在本发明的光学器件中,优选,所述同一面与所述光学部的所述板厚方向的中心相交。
由此,能够更加顺畅地使可动部摆动,进一步提高驱动特性。
在本发明的光学器件中,优选,所述可动部和所述轴部分别含有树脂材料。
由此,能够使轴部周边的结构变得柔软,能够实现小型化的同时,降低共振频率。并且,能够抑制可动部的摆动轨迹相对于环境温度的变化。
在本发明的光学器件中,优选,所述光学器件还具有:第一保持部,固定于所述支撑部,保持所述一对线圈中的一个线圈;以及第二保持部,固定于所述支撑部,保持所述一对线圈中的另一个线圈,所述支撑部夹在所述第一保持部与所述第二保持部之间。
由此,线圈的保持变得容易。并且,第一保持部和第二保持部还作为加强支撑部的加强件而发挥作用,能够减少支撑部的挠曲(撓み)等。
在本发明的光学器件中,优选,所述第一保持部和所述第二保持部分别为非磁性体。
由此,通过第一保持部和第二保持部形成磁路得以抑制,从而能够使由线圈产生的磁场有效地作用于永久磁铁。
在本发明的光学器件中,优选,所述一对线圈的与所述永久磁铁相对的面各自在所述板厚方向上与所述永久磁铁隔开。
由此,能够使线圈的内周变得更小,从而能够提高磁场产生效率。
在本发明的光学器件中,优选,所述光学部使所述光透过。
由此,能够利用光学部的折射而使光的光轴偏移。
本发明的图像显示装置其特征在于,具备本发明的光学器件,并构成为通过用所述光学器件对所述光进行空间调制而使随着所述光的照射所显示的像素的位置偏移。
由此,成为具有卓越的显示特性的图像显示装置。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。
图2是示出使影像光移动后的情形的图。
图3是示出图1所示的图像显示装置的电气构成的框图。
图4的(a)和(b)是图1所示的图像显示装置所具有的光学器件的顶视图及底视图。
图5是图4所示的光学器件的顶视图。
图6是图4中的A-A线截面图。
图7是示出永久磁铁与线圈的配置的俯视(平面)图。
图8是本发明的第二实施方式所涉及的图像显示装置所具有的光学器件的截面图。
图9是示出本发明的第三实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。
图10是示出本发明的第四实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。
附图标记说明
1投影仪;102光源;104a、104b、104c镜;106a、106b二向色镜;108R、108G、108B液晶显示元件;110二向色棱镜;112投射透镜***;120控制电路;122图像信号处理电路;2光学器件;21玻璃板;211、212主面;21’中心;22可动部;221玻璃板支撑部;221a贯通孔;221b主面;221c主面;222薄壁部;222b主面;222c主面;223薄壁部;224b阶梯部;224c阶梯部;23支撑部;24a、24b轴部;25驱动机构;25A第一驱动机构;25B第二驱动机构;251永久磁铁;251’中心;252线圈;252a面;253线圈;253a面;26保持部;261第一保持部;261a框部;261b线圈保持部;261c线圈保持部;262第二保持部;262a框部;262b线圈保持部;262c线圈保持部;3HMD;310光源;320液晶显示元件;330投射透镜***;340导光部;341半反射镜;5HUD;510投影单元;511光源;512液晶显示元件;513投射透镜***;520反射镜;8屏幕;E瞳孔;FG挡风玻璃;G间隙;J摆动轴;LL映像光;P1图像显示位置;P2图像显示位置;Px像素;Rv、Gv、Bv数据信号;Vid图像信号;f、f1、f2XY平面;T、t厚度
具体实施方式
以下,基于附图所示的各实施方式详细说明本发明的光学器件以及图像显示装置。
第一实施方式
图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。图2是示出使影像光移动后的情形的图。图3是示出图1所示的图像显示装置的电气构成的框图。图4是图1所示的图像显示装置所具有的光学器件的顶视图及底视图。图5是图4所示的光学器件的顶视图。图6是图4中的A-A线截面图。图7是示出永久磁铁与线圈的配置的俯视(平面)图。
需要注意的是,图5中省略了光学器件的保持部的图示。在图4至图7中,为便于说明,图示了X轴、Y轴及Z轴作为彼此正交的三个轴,将图示的箭头的前端侧作为“+侧”,将基端侧作为“-侧”。另外,以下将平行于X轴的方向也称为“X轴方向”,将平行于Y轴的方向也称为“Y轴方向”,将平行于Z轴的方向也称为“Z轴方向”,将+Z侧也称为“上”,将-Z侧也称为“下”。
1.投影仪
图1所示的投影仪(图像显示装置)1是LCD方式的投影仪,如图1所示,具备:光源102、镜104a、104b、104c、二向色镜106a、106b、液晶显示元件108R、108G、108B、二向色棱镜110、作为光路偏转元件的光学器件2以及投射透镜***112。
作为光源102,例如,可列举:卤素灯、汞灯、发光二极管(LED)等。另外,作为该光源102,使用射出白光的光源。于是,从光源102射出的光首先由二向色镜106a分离为红色光(R)和其它光。红色光被镜104a反射之后射入液晶显示元件108R,其它光由二向色镜106b进一步分离为绿色光(G)和蓝色光(B)。于是,绿色光射入液晶显示元件108G,蓝色光被镜104b、104c反射之后,射入液晶显示元件108B。
液晶显示元件108R、108G、108B分别用作空间光调制器。这些液晶显示元件108R、108G、108B分别是对应于R、G、B原色的透过型的空间光调制器,例如具备排列为纵1080行、横1920列的矩阵状的像素。在各像素中,调整相对于入射光的透过光的光量,在各液晶显示元件108R、108G、108B中协调控制全部像素的光量分布。分别由这样的液晶显示元件108R、108G、108B进行过空间调制的光被二向色棱镜110合成,从二向色棱镜110射出全彩色的影像光LL。然后,射出的影像光LL被投射透镜***112放大并投射到屏幕8上。
在此,投影仪1在二向色棱镜110与投射透镜***112之间具有光学器件2,通过光学器件2使影像光LL的光轴移动(进行所谓的“像素偏移(画素ずらし)”),从而能够将分辨率高于液晶显示元件108R、108G、108B的分辨率(如果液晶显示元件108R、108G、108B是全高清则为4K)的图像投射到屏幕8上。使用图2对该原理进行简单说明。光学器件2具有使影像光LL透过的玻璃板21,通过变更该玻璃板21的姿态,从而能够利用折射使影像光LL的光轴移动。
于是,投影仪1构成为,利用这样的光轴的移动,使影像光LL的光轴向一侧移动时的图像显示位置P1和使影像光LL的光轴向另一侧移动时的图像显示位置P2斜向(图2中的箭头方向)偏移半个像素(即像素Px的一半),通过在图像显示位置P1、P2交替显示图像,从而表观(見かけ)像素增加,实现了投影到屏幕8的图像的高分辨率化。需要注意的是,图像显示位置P1、P2的偏移量不限于半个像素,例如既可以是像素Px的1/4,也可以是3/4。
以上构成的投影仪1除具备光学器件2、液晶显示元件108R、108G、108B之外,如图3所示,还具备控制电路120和图像信号处理电路122。控制电路120控制对液晶显示元件108R、108G、108B的数据信号的写入动作、光学器件2中的光路偏转(偏向)动作、图像信号处理电路122中的数据信号的产生动作等。另一方面,图像信号处理电路122将从未图示的外部装置提供的图像信号Vid按R、G、B三原色分离,并转换为适于各个液晶显示元件108R、108G、108B的动作的数据信号Rv、Gv、Bv。然后,转换后的数据信号Rv、Gv、Bv被分别提供给液晶显示元件108R、108G、108B,基于这些数据信号,液晶显示元件108R、108G、108B进行动作。
2.光学器件
接着,对组装在上述的投影仪1中的光学器件2进行详细说明。
如图4至图6所示,光学器件2具有结构体、驱动机构25和保持部26,结构体具有:可动部22,设有具有光透过性并使影像光LL偏转的玻璃板(光学部)21;框状的支撑部23,设置于可动部22的周围;以及轴部24a、24b,连结可动部22和支撑部23,并以使可动部22能够相对于支撑部23绕摆动轴J摆动(转动)的方式支撑可动部22,驱动机构25使可动部22相对于支撑部23摆动,保持部26保持驱动机构25所具有的线圈252、253。这样构成的光学器件2例如以+z侧朝向二向色棱镜110侧、-z侧朝向投射透镜***112侧的方式配置在投影仪1内。不过,光学器件2的朝向也可以是相反的。
可动部22具有:玻璃板支撑部221,其呈平板状,用于支撑玻璃板21;以及薄壁部222、223,设于玻璃板支撑部221的外侧,比玻璃板支撑部221薄。
玻璃板支撑部221的中央部具有贯通孔221a。于是,玻璃板21嵌入该贯通孔221a,玻璃板21例如通过粘接剂等粘接于玻璃板支撑部221。需要注意的是,贯通孔221a的周面具有阶梯差(爪),通过该阶梯差(爪)挡住玻璃板21。由此,向玻璃板支撑部221配置玻璃板21变得简单。
玻璃板21具有矩形的俯视形状。该玻璃板21通过影像光LL的入射角度从0°倾斜,从而能够使射入的影像光LL折射的同时透过。因此,通过使玻璃板21的姿态发生变化,以形成目标入射角度,从而能够控制影像光LL的偏转方向、偏转量。需要注意的是,这样的玻璃板21的大小适当设定为能够使从二向色棱镜110射出的影像光LL透过。并且,玻璃板21优选实质上为无色透明。并且,也可以在玻璃板21的影像光LL的入射面及出射面形成有防反射膜。
玻璃板21的构成材料没有特别限定,例如可以使用白板玻璃、硼硅酸玻璃、石英玻璃这样的各种玻璃材料。并且,在本实施方式中,虽然将玻璃板21用作光学部,但光学部由具有光透过性且能使影像光LL折射的材料构成的话,并没有特别的限定,除了玻璃以外,也可以由例如水晶、蓝宝石这样的各种结晶材料、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸系树脂这样的各种树脂材料等构成。不过,优选如本实施方式这样使用玻璃板21作为光学部,由此,因为能够使光学部的刚性特别大,从而能够特别抑制在光学部偏转的影像光LL的偏转不均(偏向ムラ)。
在支撑有这样的玻璃板21的玻璃板支撑部221的外周连接有薄壁部222、223。薄壁部222、223相对于摆动轴J位于彼此相反的一侧。
如图6所示,薄壁部222具有比玻璃板21的厚度T小的厚度t。并且,在从XY平面的面方向(与玻璃板21的厚度方向正交的方向)看的平面观察中,薄壁部222位于玻璃板支撑部221的一个主面(+Z轴侧的面)221b与另一个主面(-Z轴侧的面)221c之间。因此,在薄壁部222的一个主面222b与主面221b之间形成有阶梯部224b,在薄壁部222的另一个主面222c与主面221c之间形成有阶梯部224c。另外,在薄壁部222中形成有贯通孔221a,驱动机构25所具有的永久磁铁251嵌入该贯通孔221a。需要注意的是,由于薄壁部223与薄壁部222构成相同,因此省略其说明。
在这样构成的可动部22的周围设置有框状的支撑部23,可动部22(玻璃板支撑部221)和支撑部23通过轴部24a、24b而连结。俯视观察时,轴部24a、24b在x轴方向及y轴方向上位于错开的位置,形成可动部22的摆动轴J。由此,可动部22绕相对于x轴及y轴两轴倾斜约45°的摆动轴J摆动,与该摆动一道,玻璃板21的姿态发生变化。尤其,在光学器件2中,由于俯视观察时轴部24a、24b相对于玻璃板21的中心配置为点对称,因此,可动部22的摆动平衡良好。需要注意的是,摆动轴J相对于X轴(Y轴)的倾斜角不限于45°。
以上这样的可动部22、支撑部23以及轴部24a、24b构成为一体(一体形成)。由此,能够提高支撑部23与轴部24a、24b的边界部分、轴部24a、24b与可动部22的边界部分上的耐冲击性、长期耐久性。
并且,可动部22、支撑部23以及轴部24a、24b由杨氏模量小于玻璃板21的构成材料的材料构成。作为它们的构成材料,优选包含树脂,更优选以树脂为主成分。由此,能够有效地抑制伴随可动部22的摆动而发生的应力带来玻璃板21本身的不必要的振动。并且,能够用柔软的可动部22包围玻璃板21的侧面,当变更玻璃板21的姿态时,能够将玻璃板21上产生的应力抑制得小,能够将伴随应力分布而在玻璃板21上发生的不必要的振动抑制得小。其结果,能够防止被玻璃板21偏转的图像向无意的方向偏转。并且,能够抑制相对于环境温度的可动部22的摆动轨迹的变化。并且,例如能够使轴部24a、24b及其周边变得足够柔软,能够形成为小型、共振频率低(60kHz左右的)的光学器件2。
上述的树脂没有特别的限定,例如可列举聚乙烯、聚丙烯、硅酮树脂、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、氟树脂等,使用包含它们中的至少一种的材料。
接下来,对使可动部22摆动的驱动机构25进行说明。如图6所示,驱动机构25具有:与薄壁部222对应配置的第一驱动机构25A、和与薄壁部223对应配置的第二驱动机构25B。需要注意的是,由于第一驱动机构25A与第二驱动机构25B为彼此相同的构成,因此下面以第一驱动机构25A为代表进行说明,对第二驱动机构25B省略其说明。
第一驱动机构25A是具有永久磁铁251和一对线圈252、253的电磁致动器,永久磁铁251嵌入薄壁部222的贯通孔,一对线圈252、253产生作用于永久磁铁251的磁场。一对线圈252、253隔着(夹着)永久磁铁251而相对配置。换而言之,一对线圈252、253夹着可动部22的设置永久磁铁251的部分而相对配置。通过像这样地使用电磁致动器,从而以简单的构成即可产生足以使可动部22摆动的力,能够使可动部22顺畅地摆动。
永久磁铁251呈沿着X轴方向的长条形状,在Z轴方向(玻璃板21的厚度方向)上磁化。并且,永久磁铁251具有与薄壁部222的厚度t几乎相等的厚度,永久磁铁251与薄壁部222的+Z轴侧的主面彼此几乎齐平,-Z轴侧的主面彼此几乎齐平。不过,作为永久磁铁251的厚度,只要比玻璃板21的厚度薄即可,并没有特别的限定,比薄壁部222厚或薄均可。
另外,永久磁铁251的Z轴方向的中心251’位于包括摆动轴J(轴部24a、24b的Z轴方向的中心)的XY平面f内。换言之,永久磁铁251的中心251’与摆动轴J位于同一XY平面f内。进而,玻璃板21的Z轴方向的中心21’也位于XY平面f内。通过像这样地使永久磁铁251以及玻璃板21的Z轴方向的中心251’、21’分别位于XY平面f内,从而能够更加顺畅地进行可动部22绕摆动轴J的摆动,形成具有更卓越的驱动特性的光学器件2。不过,中心251’、21’的位置不限定于此,也可以与XY平面f错开。
作为这样的永久磁铁251,不作特别的限定,例如,可采用钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁等。
另一方面,线圈252、253隔着永久磁铁251而相对配置。更具体而言,在永久磁铁251的+Z轴侧配置有线圈252,在-Z轴侧配置有线圈253。
另外,在从XY平面的面内方向看的平面观察中,线圈252、253分别与永久磁铁251隔开配置。换而言之,线圈252、253的与永久磁铁251相对的面各自与永久磁铁251隔开。作为线圈252、253与永久磁铁251的间隔距离(间隙G),不作特别的限定,根据可动部22的大小、由线圈252、253产生的磁场的大小等也有所不同,但例如优选为0.1mm以上、0.5mm以下左右,更优选为0.2mm以上、0.4mm以下左右。由此,能够防止可动部22摆动时永久磁铁251与线圈252、253接触,同时能使由线圈252、253产生的磁场更高效地作用于永久磁铁251。因此,能够使可动部22更高效且稳定地摆动。
另外,在从XY平面的面内方向看的平面观察中,线圈252的永久磁铁251侧的面252a以及线圈253的永久磁铁251侧的面253a分别位于包括玻璃板21的一个主面(+Z轴侧的面)211的XY平面f1与包括另一个主面(-Z轴侧的面)212的XY平面f2之间。换言之,线圈252的下端部进入阶梯部224b,线圈253的上端部进入阶梯部224c。通过设置为这样的构成,从而减少线圈252向+Z轴侧的突出以及线圈253向-Z轴侧的突出,能够实现光学器件2的薄型化。需要注意的是,在本实施方式中,虽然只有线圈252的一部分(下端部)进入阶梯部224b,但也可以线圈252全部进入阶梯部224b。线圈253也是同样。
另外,线圈252、253为空心线圈。由此,能使可动部22更加顺畅地摆动。更具体地说,例如在使用将磁芯配置于内侧的线圈作为线圈252、253的情况下,根据所产生的磁力的强度,会导致永久磁铁251被磁芯吸引,由此,有时使摆动轴J位移而导致不能顺畅地进行可动部22的摆动。为了防止这种不良情况的发生,优选使用本实施方式这样的空心线圈作为线圈252、253。
另外,如图7所示,线圈252呈与永久磁铁251的俯视形状对应的大致长方形。而且,当将永久磁铁251在长轴方向(X轴方向)上的宽度设为Wx1、将线圈252的内周的宽度设为Wx2、将线圈252的外周的宽度设为Wx3时,满足Wx2<Wx1<Wx3这一关系,当将永久磁铁251在短轴方向(Y轴方向)上的宽度设为Wy1、将线圈252的内周的宽度设为Wy2、将线圈252的外周的宽度设为Wy3时,满足Wy2<Wy1<Wy3这一关系。线圈253也是同样。通过像这样地使线圈252、253的内周小于永久磁铁251的轮廓,从而能够抑制对线圈252、253施加了电流时的功率损耗(发热等),能够更高效地以省电方式从线圈252、253产生磁场。
进而,在从Z轴方向看的俯视观察中,永久磁铁251的中心(重心)与线圈252、253的中心(重心)几乎一致,永久磁铁251的外周与线圈252、253重叠。由此,能够使由线圈252、253产生的磁场高效地作用于永久磁铁251。
在以上这样的驱动机构25中,通过从未图示的电压施加部向线圈252、253施加驱动信号(交流电压),从而从线圈252、253产生磁场,所产生的磁场作用于永久磁铁251,因此能够使可动部22绕摆动轴J相对于支撑部23摆动(转动)。于是,由于这样的可动部22的摆动,影像光LL的光轴被移动,在图像显示位置P1、P2交替地显示图像。因此,表观像素增加,实现图像的高分辨率化。
如图4及图6所示,保持部26具有相对于支撑部23位于+Z轴侧的第一保持部261和相对于支撑部23位于-Z轴侧的第二保持部262。并且,第一保持部261具有:框状的框部261a、对应于支撑部23的形状,与支撑部23的上表面接合;线圈保持部261b,保持第一驱动机构25A的线圈252,并与框部261a连接;以及线圈保持部261c,保持第二驱动机构25B的线圈252,并与框部261a连接。同样,第二保持部262具有:框状的框部262a、对应于支撑部23的形状,与支撑部23的下表面接合;线圈保持部262b,保持第一驱动机构25A的线圈253,并与框部262a连接;以及线圈保持部262c,保持第二驱动机构25B的线圈253,并与框部262a连接。
这样,在本实施方式中,支撑部23被夹在框部261a与框部262a之间。因此,支撑部23被框部261a、262a加强,尤其是减少可动部22摆动时的支撑部23的挠曲(变形)。因此,能够使可动部22更加稳定地摆动。在此,作为框部261a、262a与支撑部23接合的方法,不作特别的限定,但优选使用环氧系、丙烯酸系等的粘接剂。由此,在框部261a、262a与支撑部23之间形成有较柔软的粘接剂层,通过该粘接剂层来缓和施加于支撑部23的应力,能够使可动部22更加稳定地摆动。
线圈保持部261b、261c分别保持线圈252,且与框部261a连接。如果像这样地采用经由线圈保持部261b、261c将线圈252固定于框部261a(支撑部23)的构成,则例如通过调整线圈保持部261b、261c相对于支撑部23的固定位置即可容易地调整线圈252相对于永久磁铁251的位置。因此,能够容易地进行永久磁铁251与线圈252的对位。需要注意的是,作为线圈保持部261b、261c连接于框部261a的方法,不作特别的限定,例如可以使用粘接剂、螺丝紧固、凹凸嵌合等。
并且,线圈保持部261b、261c分别从与永久磁铁251相反的一侧来保持线圈252。换言之,线圈保持部261b、261c分别被设置成未位于永久磁铁251与线圈252、253之间。由此,能够更高精度地调整永久磁铁251与线圈252、253的间隙G。并且,能够防止在使可动部22摆动时永久磁铁251与线圈保持部261b、261c接触。
与这样的线圈保持部261b、261c同样,线圈保持部262b、262c分别保持线圈253,且与框部262a连接。并且,线圈保持部262b、262c分别从与永久磁铁251相反的一侧来保持线圈253。
以上那样构成的保持部26(框部261a、262a;线圈保持部261b、261c、262b、262c)为非磁性体。由此,抑制通过保持部26形成磁路,因此,能够使由线圈252、253产生的磁场高效地作用于永久磁铁251。需要注意的是,构成保持部26的非磁性材料并不作特别限定,例如,可列举:铝、钛、部分不锈钢等金属材料;以及橡胶、塑料等树脂材料。不过,优选使用它们中的铝、钛等金属材料。由此,能够使保持部26薄且硬,从而能够实现光学器件2的更进一步的薄型化,且能更稳固地加强支撑部23。
需要注意的是,本实施方式中,在第一保持部261上,框部261a与线圈保持部261b、261c分体形成,但框部261a与线圈保持部261b、261c也可以形成为一体。
第二实施方式
图8是本发明的第二实施方式所涉及的图像显示装置所具有的光学器件的截面图。
以下,对本发明的第二实施方式所涉及的图像显示装置进行说明,但围绕与上述实施方式的不同点进行说明,同样的事项省略其说明。
第二实施方式的图像显示装置除了光学器件的构成不同以外,其余均与上述第一实施方式相同。需要注意的是,对与上述实施方式同样的构成标注相同的符号。
在本实施方式的光学器件2中,如图8所示,永久磁铁251的厚度比薄壁部222的厚度t大,永久磁铁251的上表面及下表面设置成分别从薄壁部222突出。并且,线圈252、253的内径分别形成为比永久磁铁251大,永久磁铁251的局部***线圈252、253的内侧。
通过这样的第二实施方式,也能够发挥与上述第一实施方式同样的效果。
第三实施方式
图9是示出本发明的第三实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。
以下,对本发明的第三实施方式所涉及的图像显示装置进行说明,但围绕与上述实施方式的不同点进行说明,同样的事项省略其说明。
第三实施方式的图像显示装置是半透过型(透视型)的头戴显示器(以下也单纯称为“HMD”)。
本实施方式的HMD(图像显示装置)3是戴在观察者(用户)上进行使用的装置,如图9所示,其具有:光源310、液晶显示元件320、投射透镜***330、导光部340、以及作为光路偏转元件的光学器件2。光源310并没有特别限定,例如可以使用LED背光源。从这样的光源310产生的光被导入液晶显示元件320。液晶显示元件320是透过型的液晶显示元件,例如可以使用HTPS(高温多晶硅)单板TFT彩色液晶面板等。这样的液晶显示元件320调制来自光源310的光而生成影像光。所生成的影像光在投射透镜***中放大之后射入导光部340。导光部340呈板状,进而在光的传播方向的下游侧配置半反射镜341。被导入导光部340内的光重复反射并前进,通过半反射镜341而导入观察者的瞳孔E。并且,与此一道,外界光透过半反射镜341而导入观察者的瞳孔E。因此,在HMD3中,影像光与景色重叠而在视觉上被看到。
在这样构成的HMD3中,在液晶显示元件320与投射透镜***330之间配置有光学器件2,由此,能够使影像光LL的光轴移动。
通过以上那样的第三实施方式,也能够发挥与上述第一实施方式同样的效果。
第四实施方式
图10是示出本发明的第四实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。
以下,对本发明的第四实施方式所涉及的图像显示装置进行说明,但围绕与上述实施方式的不同点进行说明,同样的事项省略其说明。
第四实施方式的图像显示装置是平视显示器(以下也单纯称为“HUD”)。
本实施方式的HUD(图像显示装置)5例如搭载在汽车上,用于经由挡风玻璃FG将时速、时间、行驶距离等各种信息(影像)投影给驾驶员。如图10所示,这样的HUD5包括:具有光源511、液晶显示元件512和投射透镜***513的投影单元510;反射镜520;以及作为光路偏转元件的光学器件2。光源511、液晶显示元件512和投射透镜***513例如可以采用与上述第三实施方式的光源310、液晶显示元件320和投射透镜***330同样的构成。反射镜520是凹面镜,反射来自投影单元510的投影光并投影(显示)在挡风玻璃FG上。
在这样构成的HUD5中,在液晶显示元件512与投射透镜***513之间配置有光学器件2,由此,能够使影像光的光轴移动。
通过以上那样的第四实施方式,也能发挥与上述第一实施方式同样的效果。
以上,基于图示的实施方式,对本发明的光学器件及图像显示装置进行了说明,然而,本发明并不限定于此。例如,在本发明的光学器件及图像显示装置中,各部的构成能够置换为具有同样功能的任意的构成,并且还能附加其它任意的构成。
另外,在上述实施方式中,作为图像显示装置,对液晶投影仪和光扫描型的投影仪进行了说明,但图像显示装置并不限于投影仪,除此之外,还可以应用于打印机、扫描仪等。
Claims (9)
1.一种光学器件,其特征在于,具有:
板状的光学部,具有光入射面,光射入所述光入射面;
可动部,支撑所述光学部;
轴部,以使所述可动部能够绕摆动轴摆动的方式支撑所述可动部;
支撑部,支撑所述轴部;
永久磁铁,设于所述可动部,具有比所述光学部的厚度小的厚度;以及
一对线圈,隔着所述永久磁铁而相对配置,产生作用于所述永久磁铁的磁场,
所述可动部具有薄壁部,该薄壁部具有比所述光学部的厚度小的厚度,
所述永久磁铁配置于所述薄壁部,
从与所述光学部的板厚方向正交的方向观察时,所述一对线圈的与所述永久磁铁相对的面各自位于所述光学部的一对主面之间。
2.根据权利要求1所述的光学器件,其特征在于,
所述轴部的所述板厚方向的中心与所述永久磁铁的所述板厚方向的中心位于与所述光学部的所述板厚方向正交的同一面内。
3.根据权利要求2所述的光学器件,其特征在于,
所述同一面与所述光学部的所述板厚方向的中心相交。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学器件,其特征在于,
所述可动部和所述轴部分别含有树脂材料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学器件,其特征在于,所述光学器件还具有:
第一保持部,固定于所述支撑部,保持所述一对线圈中的一个线圈;以及
第二保持部,固定于所述支撑部,保持所述一对线圈中的另一个线圈,
所述支撑部夹在所述第一保持部与所述第二保持部之间。
6.根据权利要求5所述的光学器件,其特征在于,
所述第一保持部和所述第二保持部分别为非磁性体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学器件,其特征在于,
所述一对线圈的与所述永久磁铁相对的面各自在所述板厚方向上与所述永久磁铁隔开。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学器件,其特征在于,
所述光学部使所述光透过。
9.一种图像显示装置,其特征在于,
具备权利要求1至8中任一项所述的光学器件,并构成为通过用所述光学器件对所述光进行空间调制而使随着所述光的照射所显示的像素的位置偏移。
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