CN106842554B - 光学器件以及图像显示装置 - Google Patents

光学器件以及图像显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106842554B
CN106842554B CN201611042291.6A CN201611042291A CN106842554B CN 106842554 B CN106842554 B CN 106842554B CN 201611042291 A CN201611042291 A CN 201611042291A CN 106842554 B CN106842554 B CN 106842554B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical device
support portion
support
optical
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611042291.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106842554A (zh
Inventor
日野真希子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN106842554A publication Critical patent/CN106842554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106842554B publication Critical patent/CN106842554B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/085Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by electromagnetic means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0875Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/105Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/006Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179Video signal processing therefor
    • H04N9/3188Scale or resolution adjustment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了能够实现轻量化的同时确保刚性力的光学器件、以及具有该光学器件的图像显示装置。光学器件(2)具有:光学部(玻璃板(21)),具有光(图像光L)入射的光入射面(主面(21a));可动部(22),支撑玻璃板(21)并摇动;轴部(24),绕摇动轴支撑可动部(22)能摇动;支撑部(23),支撑轴部(24),支撑部(23)具有肋部(31)连结构成的肋部构造(30)。在支撑部(23)的单面侧(面部(23b))具有肋部构造(30)。

Description

光学器件以及图像显示装置
技术领域
本发明关于光学器件以及具备光学器件的图像显示装置。
背景技术
以往,已知有将从光源射出的光根据图像信息利用光调制装置(液晶显示元件等)进行调制并利用投影光学装置进行放大投影的图像显示装置(投影仪),并且,现在图像显示装置实现了高分辨率化。
作为实现高分辨率化的光学器件,已知有通过以轴为中心使光学部(玻璃板等)转动(摇动),将从光调制装置射出的图像光的光路偏移,从而虚拟地提高分辨率的光学器件。
并且,现在,通过实现该光学器件的轻量化来实现图像显示装置的轻量化。
在专利文献1中,公开了一种光路控制装置,该光路控制装置被构成为被两个板簧(相当于上述的轴)支撑的光路变更板(相当于上述的光学部)不进行使光路变更的旋转以外的振动。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本特开2011-158589号公报
在专利文献1中,保持光路变更板的保持部构成以长方体包围光路变更板的形状。并且,未连接于保持部件的一侧的板簧的端部分别连接的两个支撑台也由立方体的形状构成。由此,在专利文献1中,关于轻量化的情况未被考虑。
因此,要求能够实现轻量化的同时确保刚性力的光学器件、以及具有该光学器件的图像显示装置。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题的至少一部分而完成,能够作为以下的方式或者适用例而实现。
[适用例1]本适用例涉及的光学器件,其特征在于,具备:光学部,具有光入射的光入射面;可动部,支撑光学部且可动部摇动;轴部,绕摇动轴支撑可动部能摇动;以及支撑部,支撑轴部,支撑部具有肋部连结而构成的肋部构造。
由于支撑部成为保持光学部、可动部、以及轴部并使其摇动(振动)的部件,因此刚性力是必要的。因此,通常来说,通过加厚支撑部的壁厚而成为刚体,以确保刚性力。因此,难以进行轻量化。但是,根据这样的光学器件,通过支撑部具有肋部构造,因此,即使加厚厚度,也能够在实现轻量化的同时确保刚性力。因此,支撑部能够以考虑了肋部构造带来的刚性的厚度进行构成,能够实现在实现轻量化的同时确保刚性力的光学器件。
[适用例2]在上述适用例涉及的光学器件中,优选在支撑部的单面侧具有肋部构造。
根据这样的光学器件,通过在支撑部的单面侧具有肋部构造,能够在实现轻量化的同时确保刚性力。并且,为了形成支撑部,在使用例如注射模塑成形的情况下,能够提高模具的构造和成形性。
[适用例3]在上述适用例涉及的光学器件中,优选在支撑部的两面侧具有肋部构造。
根据这样的光学器件,通过在支撑部的两面侧具有肋部构造,能够在实现轻量化的同时确保刚性力。
[适用例4]在上述适用例涉及的光学器件中,优选所述肋部构造被构成为在支撑所述支撑部的所述轴部的区域中,肋部间的距离比所述支撑部的其他区域的肋部间的距离窄。
根据这样的光学器件,通过肋部构造被构成为,在支撑支撑部的轴部的区域中,肋部间的距离比支撑部的其他区域的肋部间的距离窄,与其他区域相比,能够提高刚性力,能够确保进行摇动的主要部分的刚性。
[适用例5]在上述适用例涉及的光学器件中,优选可动部、轴部、支撑部包含合成树脂材料且被一体构成。
根据这样的光学器件,通过可动部、轴部、支撑部包含合成树脂材料且被一体构成,能够在实现轻量化的同时确保刚性力。并且,由于能够利用注射模塑成形进行成形,从而提高了量产性。并且,通过支撑部具有肋部构造,能够防止收缩等成形产生的不良情况,从而能够提高成形品质。
[适用例6]在上述适用例涉及的光学器件中,优选光学器件具备:永磁铁,设置于可动部;线圈,产生作用于永磁铁的磁场;以及线圈支撑部,支撑线圈,线圈支撑部使线圈相对于永磁铁对向配置且支撑线圈支撑部固定于支撑部。
根据这样的光学器件,能够使可动部顺利地摇动。
[适用例7]在上述适用例涉及的光学器件中,优选光学部使光透过。
根据这样的光学器件,能够利用光学部的折射(偏向)将光的光轴偏移。
[适用例8]本适用例涉及的图像显示装置的特征在于具有上述任一个光学器件。
根据这样的图像显示装置,成为在实现轻量化的同时具有良好的显示特性的图像显示装置。
[适用例9]在上述适用例涉及的图像显示装置中,优选图像显示装置构成为通过使利用光学器件入射的光的光路偏向,从而将通过光的照射而显示的像素的位置偏移。
根据这样的图像显示装置,能够虚拟地提高分辨率。
附图说明
图1是示出第一实施方式涉及的图像显示装置的光学构成的模式图。
图2是示出使图像光移位的样子的模式图。
图3是示出图像显示装置的电气构成的框图。
图4是示出投影仪所具备的光学器件的上面侧的立体图。
图5是示出投影仪所具备的光学器件的下面侧的立体图。
图6是光学器件的支撑部的俯视图。
图7是光学器件的支撑部的仰视图。
图8是光学器件的分解立体图。
图9是光学器件的Y轴方向的截面图。
图10是光学器件的X轴方向的截面图。
图11是第二实施方式涉及的光学器件的Y轴方向的截面图。
图12是光学器件的X轴方向的截面图。
符号说明
1作为图像显示装置的投影仪;2、2A光学器件;21作为光学部的玻璃板;21a作为光入射面的主面;22可动部;23、23A支撑部;23b作为一面侧的面部;24轴部;26永磁铁;27线圈;28线圈支撑部;30、30A肋部构造;31、31A肋部;α、β作为支撑轴部的区域的支撑区域;J摇动轴;L图像光;G1、G2、G3肋部之间的距离。
具体实施方式
[第一实施方式]
在本实施方式中,基于附图,对光学器件2、以及具备光学器件2的图像显示装置进行说明。
图1是示出第一实施方式涉及的图像显示装置的光学构成的模式图。图2是示出使图像光L移位的样子的模式图。图3是示出图像显示装置的电气构成的框图。并且,在本实施方式中,光学器件2适用于作为图像显示装置的投影仪1。
如图1所示,作为图像显示装置的投影仪1是LCD方式的投影仪,被构成为包括:光源102;反射镜104a、104b、104c;二向色镜106a、106b;液晶显示元件108R、108G、108B;二向色棱镜110;作为光路偏向元件的光学器件2;以及投影光学装置112等。
简略化说明投影仪1的光学动作。
光源102能够使用例如卤素灯、水银灯、发光二极管(LED)等。并且,光源102使用射出白色光的光源。从光源102射出的光被二向色镜106a分离成红色光(R)和其他的光。红色光被反射镜104a反射之后,入射液晶显示元件108R,其他的光被二向色镜106b分离成绿色光(G)和青色光(B)。并且,绿色光入射液晶显示元件108G,在青色光被反射镜104b、104c反射之后,入射液晶显示元件108B。
液晶显示元件108R、108G、108B分别作为光调制装置使用。液晶显示元件108R、108G、108B为分别与R、G、B的原色相对应的透过型的光调制装置,且具备排列成例如纵向1080行、横向1920列的矩阵状的像素。在各像素中,调整透过光相对于入射光的光量,在各液晶显示元件108R、108G、108B中协调控制全像素的光量分布。在空间上分别被这种液晶显示元件108R、108G、108B调制的光在二向色棱镜110被合成,从二向色棱镜110射出全色的图像光L。射出的图像光L被投影光学装置112放大并投影在屏幕8等上。
投影仪1在二向色棱镜110和投影光学装置112之间具备光学器件2。投影仪1通过该光学器件2使图像光L的光轴移位,将被投影的像素的位置偏移,从而能够将分辨率比液晶显示元件108R、108G、108B所具有的分辨率高(如果液晶显示元件108R、108G、108B为全高清则为4K)的图像投影在屏幕8上。
简单说明使图像光L的光轴移位的原理。
光学器件2具备使图像光L透过的玻璃板21(参照图4),通过摇动使该玻璃板21的姿势变化,能够利用折射使图像光L的光轴移位。
如图2所示,投影仪1利用光学器件2产生的光轴的移位进行控制,使得将图像光L的光轴向一侧移位情况下的图像显示位置P1和将图像光L的光轴向另一侧移位情况下的图像显示位置P2在屏幕8上向斜方向(图2中的箭头方向)偏移半像素(即,像素Px的一半)。并且,通过投影仪1在图像显示位置P1、P2交替显示图像,使看到的(虚拟的)像素数增加,从而实现投影在屏幕8上的像素的高分辨率化。并且,图像显示位置P1、P2的偏移量并不限定于半像素,可以是例如像素Px的四分之一,也可以是四分之三。
本实施方式的投影仪1除了具有光学器件2、液晶显示元件108R、108G、108B以外,如图3所示,还被构成为包括控制电路120和图像信号处理电路122。控制电路120控制数据信号对液晶显示元件108R、108G、108B的写入动作、光学器件2中的光路偏向动作、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供应的图像信号Vid分离成每个R、G、B三原色,同时,变换为适合各个液晶显示元件108R、108G、108B的动作的数据信号Rv、Gv、Bv。变换后的数据信号Rv、Gv、Bv分别被供应至液晶显示元件108R、108G、108B,液晶显示元件108R、108G、108B基于其进行动作。
图4是示出投影仪1所具有的光学器件2的上面侧的立体图。图5是示出投影仪1所具备的光学器件2的下面侧的立体图。并且,在图4及图4以后的附图中,为了便于说明,使用XYZ正交坐标系。以下,将平行于X轴的方向称为“X轴方向”,将平行于Y轴的方向称为“Y轴方向”,将平行于Z轴的方向称为“Z轴方向”,将+Z轴侧称为“上侧”,将-Z轴侧称为“下侧”。并且,X轴成为图4中为支撑部23的横向,Y轴与X轴正交且成为支撑部23的纵向,Z轴与X轴、Y轴正交且成为支撑部23的厚度方向。并且,以下,将从Z轴方向目视光学器件2的情况作为“俯视”使用。
对光学器件2的构成以及动作进行详细的说明。
如图4、图5所示,光学器件2被构成为具备:作为光学部的玻璃板21,具有透光性,使入射的图像光L偏向并射出;可动部22,支撑(收容)玻璃板21并使其摇动;一对轴部24(24a、24b),围绕摇动轴J支撑可动部22能够摇动;支撑部23,支撑轴部24,在可动部22的周围形成为框状。并且,支撑部23和可动部22通过轴部24连结而构成为一体。并且,通过玻璃板21、可动部22、轴部24、支撑部23构成光学器件2的构造部20。并且,可动部22、轴部24、支撑部23由合成树脂材料构成。
并且,为了使可动部22相对于支撑部23驱动(摇动),光学器件2被构成为具有:永磁铁26,设置于可动部22;一对线圈27(27a、27b),产生作用于永磁铁26的磁场;线圈支撑部28(28a、28b),支撑(保持)各个线圈27,设置于支撑部23。并且,通过永磁铁26、线圈27、线圈支撑部28构成光学器件2的驱动部25。
光学器件2例如以+Z轴侧朝向二向色棱镜110侧、-Z轴侧朝向投影光学装置112侧的方式配置在投影仪1内。但是,光学器件2的朝向也可以配置为相反朝向。
图6是光学器件2的支撑部23的俯视图。图7是光学器件2的支撑部23的仰视图。图8是光学器件2的分解立体图。图9是光学器件2的Y轴方向的截面图。图10是光学器件2的X轴方向的截面图。详细来说,图9是图6、图7示出光学器件2的附图的A-A’截面图,图10是相同的B-B’截面图。参照图6至图10对光学器件2的构成进行说明。
本实施方式的可动部22是收容玻璃板21的部分。可动部22形成为矩形的板状,以贯通的状态形成有矩形的玻璃板收容部221。玻璃板收容部221形成有从四个内周面的+Z轴侧(上侧)的端部向内部突出的玻璃板保持部222。
玻璃板21向可动部22(玻璃板收容部221)的组装如图8、图9所示,从-Z轴侧(下侧)将矩形的玻璃板21***玻璃板收容部221,使玻璃板21的一侧的主面21a承受保持于玻璃板保持部222。由此,进行玻璃板21的Z方向的定位。并且,通过将玻璃板21的外面分别抵接于玻璃板收容部221的正交的任意两个内面,进行玻璃板21的XY方向的定位。之后,玻璃板21通过未图示的粘结剂等被粘接固定于玻璃板收容部221的内面以及玻璃板保持部222。
玻璃板21形成为矩形状,玻璃板21的一个主面21a构成光入射的入射面,另一个主面21b构成光射出的射出面。通过使图像光L的入射角度从0°倾斜,玻璃板21使入射的图像光L折射透过。因此,为了形成目标入射角度,通过使玻璃板21的姿势变化,能够控制图像光L的偏向方向、偏向量。并且,玻璃板21的大小被适当设定,使得不会将从二向色棱镜110射出的图像光遮挡而使其透过。并且,优选玻璃板21实质上是无色透明的。并且,也可以在玻璃板21的图像光L的入射面(主面21a)以及射出面(主面21b)上形成防止反射膜。
玻璃板21的构成材料没有特别的限定,可以使用例如像超白玻璃、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃这样的各种玻璃材料。并且,在本实施方式中,虽然使用玻璃板21作为光学部,但是只要光学部由具有透光性且能够使图像光L折射的材料构成并没有特别的限定,除了玻璃以外,也可以由例如像水晶、蓝宝石这样的各种结晶材料、像聚碳酸酯类树脂、丙烯酸类树脂这样的各种树脂材料等构成。但是,作为光学部,优选如本实施方式使用玻璃板21,由此,特别能够增大光学部的刚性,因此,特别能够抑制在光学部中被偏向的图像光L的偏向不均。并且,作为玻璃板21的平面形状,只要能够控制图像光L的偏向方向、偏向量并不限定于矩形,可以采用各种形状。
在玻璃板收容部221的外侧,本实施方式的可动部22在+Y轴侧的端部形成有磁铁收容部223。磁铁收容部223以沿着X轴方向延伸的矩形状形成贯通的状态。在磁铁收容部223中,在成为短边侧的相对向的各个内面上,形成有从+Z轴侧(上侧)的端部朝向内部突出的磁铁承受部224。
永磁铁26向可动部22(磁铁收容部223)的组装如图8、图9、图10所示,从-Z轴侧(下侧)将矩形的永磁铁26***磁铁收容部223,使磁铁承受部224承受永磁铁26的一侧的面26a。由此,进行永磁铁26的Z轴方向的定位。并且,通过将永磁铁26的外面分别抵接于磁铁收容部223的正交的任意两个内面,进行永磁铁26的X轴、Y轴方向的定位。之后,永磁铁26通过未图示的粘结剂等被粘接固定于磁铁收容部223的内面以及磁铁承受部224。
在可动部22的周围,以包围可动部22的方式形成有框状的支撑部23。并且,可动部22和支撑部23通过一对轴部24(24a、24b)连结。在俯视中,轴部24位于矩形状的可动部22(玻璃板收容部221)的大致对角线上的角部。并且,形成以将玻璃板21的中心点和轴部24的中心连结的角度(例如约45°)进行倾斜的摇动轴J。可动部22围绕该摇动轴J摇动,伴随该摇动,玻璃板21的姿势发生变化。特别地,在光学器件2中,由于在俯视中轴部24(24a、24b)相对于玻璃板21的中心点以点对称配置,因此,可动部22的摇动平衡良好。并且,摇动轴J相对于X轴(Y轴)的倾斜角并不限定于45°。
以上的构造部20(可动部22、支撑部23、以及轴部24)一体构成。由此,与构造部20以分体构成的情况相比,能够提高支撑部23和轴部24的连接区域、轴部24和可动部22的连接区域的耐冲击性和长期耐久性。
并且,构造部20(可动部22、支撑部23、以及轴部24a、24b)由杨氏模量比玻璃板21的构成材料小的材料构成。作为这些部件的构成材料,优选含有树脂,更优选的是树脂为主要成分。由此,能够有效地抑制伴随可动部22的摇动而产生的应力导致玻璃板21自身不必要的振动。并且,能够利用柔软的可动部22包围玻璃板21的侧面,当玻璃板21的姿势改变时,能够将玻璃板21上产生的应力抑制的较小,从而能够将在玻璃板21上产生的不必要的振动抑制得较小。结果,能够防止被玻璃板21偏向的图像向不期望的方向偏向。并且,能够抑制可动部22的摇动轨迹对于环境温度的变化。
在本实施方式中,作为构造部20的构成材料,由包含聚碳酸酯的合成树脂材料构成。并且,作为合成树脂没有特别的限定,列举出例如聚乙烯、聚丙烯、硅酮、聚缩醛、聚酰胺、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,也可以使用含有其中至少一种的树脂。
本实施方式的构造部20(可动部22、支撑部23、以及轴部24)由包含聚碳酸酯的合成树脂材料一体构成,因此,作为形成方法,通过使用模具的注射模塑成形而形成。并且,关于支撑部23中的肋部构造30以及注射模塑成形的详细情况在后面描述。
接着,对使可动部22摇动的驱动部25进行说明。
如图8所示,驱动部25由固定于磁铁收容部223的永磁铁26、与永磁铁26对应配置并产生作用于永磁铁31的磁场的一对线圈27(27a、27b)构成。驱动部25是电磁致动器。一对线圈27a、27b分别形成环状,并且夹着永磁铁26配置。具体来说,线圈27a在永磁铁26的+Z轴侧与永磁铁26对向配置。并且,线圈27b在永磁铁26的-Z轴侧与永磁铁26对向配置。换而言之,线圈27a、27b在俯视中以与永磁铁26重叠的方式配置。这样,通过使用电磁制动器作为驱动部25,能够以简单的构成产生使可动部22摇动的足够的力,能够使可动部22顺利地摇动。并且,在本实施方式中,线圈27a、27b使用空芯线圈。
永磁铁26形成沿着X轴方向延伸的矩形状(大致截面矩形的棒状),在Z轴方向(玻璃板21的厚度方向)上被磁化。并且,由于永磁铁26靠近玻璃板21设置,因此,能够将永磁铁26靠近摇动轴J配置,能够降低可动部22的惯性力矩。因此,能够使可动部22更加顺利地摇动。
作为永磁铁26并没有特别的限定,可以使用例如钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴合金磁铁等。
线圈27a、27b分别对应于永磁铁26在X轴方向上延伸设置。并且,线圈27a、27b分别与永磁铁26隔开规定的距离配置。通过夹着永磁铁26设置一对线圈27,能够从永磁铁26的两侧产生作用于永磁铁26的磁场,因此,能够使可动部22更加顺利地摇动。
在此,参照图8对将线圈27设置于支撑部23的方法进行说明。
线圈27被支撑线圈27的线圈支撑部28支撑,且通过将线圈支撑部28螺钉固定于支撑部23而设置。
线圈支撑部28由支撑线圈27a的线圈支撑部28a、支撑线圈27b的线圈支撑部28b构成。每个线圈支撑部28的形状都大致相同,由于固定于支撑部23情况下的固定位置的关系,形状略微不同。并且,线圈支撑部28的构成材料优选是导热率比支撑部23大且非磁性的材料,例如列举出铝、铜、银、非磁性的不锈钢等。
线圈支撑部28a在线圈27a的延伸方向上延伸,截面弯曲形成曲柄状。在线圈支撑部28a的一侧的面上设置线圈27a,并通过粘结剂等固定。并且,在另一侧的面上,设置有插通螺钉固定用的螺钉的两个插通孔281。
在将线圈27a设置于支撑部23的情况下,将固定线圈27a的线圈支撑部28a固定于支撑部23。具体来说,以线圈27a朝向永磁铁26侧的方式,配合线圈支撑部28a的朝向,将另一侧的面载置于支撑部23的载置面231(参照图6)。接着,通过将螺钉SC1插通各个插通孔281,并且拧入形成于载置面231且未被内螺纹加工的螺纹孔231a(参照图6)而进行固定。
线圈支撑部28b也与线圈支撑部28a大致同样地构成,将线圈27b同样地通过粘结剂等固定。并且,配合线圈27b的朝向,将另一侧的面载置于形成在支撑部23上的载置面232(参照图7、图8)。接着,通过将螺钉SC1插通线圈支撑部28b的三个插通孔(图示省略),并且拧入形成于载置面232且未被内螺纹加工的螺纹孔232a(参照图7、图8)而进行固定。
通过以上的组装,光学器件2完成。
接着,对支撑部23的肋部构造30进行说明。
本实施方式的支撑部23包括轴部24、可动部22且由合成树脂材料一体构成。并且,支撑部23在-Z轴的面部23b具有多个肋部31连结构成的肋部构造30。并且,在+Z轴侧的面部23a没有形成肋部。因此,在支撑部23的单面侧(面部23b)具有本实施方式的肋部构造30。换而言之,肋部构造30构成于+Z轴侧的面部23a的相反侧。进一步换而言之,肋部构造30构成于与光所入射的方向(Z轴方向)正交的面部23a、23b中一侧的面部23b。并且,多个肋部31从支撑部23的外周向内周延伸。此外,肋部构造30具有如下构造:在支撑部23的外周和内周之间,肋部31与外周平行地延伸,在支撑部23的外周和内周的大致中央,与多个肋部31连接。并且,肋部31也可以形成相对于支撑部23的外周或者内周倾斜的构造。并且,通过该肋部构造30,肋部31以外的部分形成空间,因此,能够实现光学器件2的轻量化。
与肋部构造30一起形成有多个(本实施方式中为10个)暗销(dowel)233,暗销233形成有用于将光学器件2螺钉固定于投影光学装置112的安装部(图示省略)的插通孔233b。本实施方式的光学器件2固定于投影光学装置112。为了固定使用该暗销233。具体来说,使暗销233的暗销面233a抵接于投影光学装置112的安装部。之后,从+Z轴侧将螺钉(图示省略)插通于插通孔233b,螺合于形成在安装部上的螺纹孔(图示省略)而进行固定。
本实施方式的肋部构造30通过将具有增强支撑部23的功能的多个肋部31连结而形成格子状。本实施方式的肋部31在确保刚性的区域中被设置成肋部31与肋部31的距离较窄,在其他区域中被设置的较宽。由此,在确保刚性的主要部分,肋部31之间的距离G1较窄,在非主要部分的区域,肋部31之间的距离G2被设置的较宽。并且,肋部31的平面方向的厚度在确保刚性的主要部分可以较薄,在非主要部分的区域可以较厚。这样,通过使肋部31的厚度变化,在主要部分能够使肋部构造紧密,在实现轻量化的同时能够确保刚性。
本实施方式中的主要部分是将支撑部23和轴部24连接的连接区域,换而言之,是支撑支撑部23的两个轴部24的区域、或者是在俯视中摇动轴J和支撑部23重叠的区域。并且,以下将支撑轴部24a的支撑部23的区域称为支撑区域α。并且,以下将支撑轴部24b的支撑部23的区域称为支撑区域β。
在本实施方式中,具体来说,对于轴部24a(轴部24b)的支撑区域α(支撑区域β),为在夹着与轴部24连接的部分的位置上形成的两个暗销233之间的区域。在本实施方式中,如图8所示,支撑区域α为暗销233A、233B之间的区域。并且,支撑区域β为暗销233C、233D之间的区域。在该支撑区域α、β,肋部31之间的距离G1比其他区域的肋部31之间的距离G2窄。
暗销233A、233B以及暗销233C、233D分别位于支撑部23的对角上的大致角部。并且,设置于支撑部23的其他角部的每两个暗销233之间与支撑区域α、β同样,肋部31之间的距离G3比其他区域的肋部31之间的距离G2窄。将该暗销233称为暗销233E、暗销233F、以及暗销233G、暗销233H。
由此,在支撑区域α(暗销233A、233B之间的区域)以及支撑区域β(暗销233C、233D之间的区域),与周围相比较能够提高刚性力。并且,在暗销233E、233F之间、以及暗销233G、233H之间,与周围相比较也能够提高刚性力。由此,能够确保支撑区域α、β的刚性力,能够确保支撑部23的四个角部的刚性力,并且能够确保框形状的支撑部23自身的形状以及刚性力。
并且,肋部31也可以形成于未连接轴部24a(轴部24b)的支撑部23,在角部的肋部31之间的距离也可以比其他区域的肋部31之间的距离窄。
在本实施方式中,在角部,如图7所示,在暗销233A的+X轴侧周边(区域γ1)、暗销233F的+X轴侧周边(区域γ2)、暗销233C的-X轴侧周边(区域γ3)、暗销233G的-X轴侧周边(区域γ4),肋部31之间的距离比其他区域的肋部31之间的距离G2窄。
并且,本实施方式形成在轴部24也具有肋部241的构成。在本实施方式中,肋部241与支撑部23的长边平行地形成。肋部241可以与支撑部23的短边平行地形成、且也可以倾斜地形成。由此,在实现轴部24的轻量化的同时,确保必要的刚性。并且,详细来说,本实施方式的肋部241以成为与摇动轴J交叉的方向的方式延伸形成。通过这样的肋部241,与肋部以与摇动轴J平行的方式形成的情况相比,容易确保可动部22摇动(轴部24摇动)时轴部24的刚性。
在本实施方式中,由于支撑部23通过使用模具的注射模塑成形而形成,因此,通过该肋部构造30,能够确保支撑部23的刚性力,并且能够防止支撑部23的面部23a的收缩等成形不良,通过提高模具的构造和成形性,提高了成形的周期时间。
根据上述实施方式,获得以下的效果。
本实施方式的光学器件2在支撑部23具有肋部31相连结而构成的肋部构造30。由此,支撑部23能够以考虑了肋部构造30带来的刚性的厚度进行构成,能够在实现光学器件2的轻量化的同时确保刚性力。
就本实施方式的光学器件2而言,在支撑部23中,在支撑部23的单面侧(面部23b)具有肋部构造30。由此,在为了形成支撑部23而使用注射模塑成形的情况下,能够提高模具的构造和成形性。
就本实施方式的光学器件2而言,肋部构造30被构成为在支撑支撑部23的轴部24的支撑区域α、β中,肋部31之间的距离G1比支撑部23的其他区域的肋部31之间的距离G2窄,从而与其他区域相比能够提高刚性力,能够确保进行摇动的主要部件的刚性。
就本实施方式的光学器件2而言,可动部22、轴部24、支撑部23包含合成树脂材料(聚碳酸酯)一体构成,由此能够在实现轻量化的同时确保刚性力。并且,由于能够利用注射模塑成形进行成形,从而提高了量产性。并且,通过支撑部23具有肋部构造30而能够防止收缩等成形产生的不良情况,从而能够提高成形品质。
本实施方式的光学器件2具有设置于可动部22的永磁铁26、产生作用于永磁铁26的磁场的一对线圈27、支撑线圈27的线圈支撑部28,线圈支撑部28在将线圈27相对于永磁铁26对向配置并进行支撑的同时,被固定于支撑部23。由此,能够使可动部22顺利地摇动。
本实施方式的光学器件2利用玻璃板21使图像光L透过,并通过轴部24进行摇动。由此,能够利用玻璃板21的摇动所产生的图像光L的折射(偏向),将图像光L的光轴偏移。
本实施方式的投影仪1具有光学器件2,由此能够在实现轻量化的同时具有高分辨率的良好的显示特性。
本实施方式的投影仪1被构成为利用光学器件2使入射的图像光L的光路偏向,将通过图像光L的照射而显示的像素的位置偏移,从而能够虚拟地提高分辨率。
[第二实施方式]
图11是第二实施方式涉及的光学器件2A的Y轴方向的截面图。图12是光学器件2A的X轴方向的截面图。并且,图11、图12是对应于第一实施方式的图9、图10的截面图。参照图11、图12,对本实施方式的光学器件2A的构成进行说明。
本实施方式的光学器件2A与第一实施方式的光学器件2相比,肋部构造30A不同。除此以外的构成与第一实施方式的光学器件2大致同样地构成。对于第一实施方式大致同样的构成部赋予同样的符号,并省略构成部的构造和动作的说明。
本实施方式的光学器件2A在支撑部23A的两面侧具有肋部构造30A。肋部构造30A通过与第一实施方式同样的肋部31A在两面侧连结而构成格子状。换而言之,在+Z轴侧和-Z轴侧的两侧形成肋部31A。进一步换而言之,肋部构造30A构成于与光所入射的方向(Z轴方向)正交的面部23a、23b中两侧的面部23a、23b。
根据第二实施方式,能够同样实现第一实施方式的光学器件2和作为使用光学器件2的图像显示装置的投影仪1的效果。
并且,不限定于上述实施方式,能够在不脱离其要旨的范围内加入各种变更或改良等。变形例如下所述。
第一实施方式的光学器件2被构成为,在支撑支撑部23的轴部24的区域(支撑区域α、β)中,肋部31之间的距离G1比其他区域的肋部31之间的距离G2窄。并且,支撑区域α在暗销233A、233B之间。并且,支撑区域β在暗销233C、233D之间。但是,由于该区域可以是能够保持不对轴部24的摇动带来影响的刚性的范围,因此,能够以成为可以确保必要的刚性的范围的方式,任意地设定范围。但是,优选轴部24和支撑部23的连接部分包含在该范围内。该情况在第二实施方式中也同样。
就第一实施方式的光学器件2而言,玻璃板21的一个主面21a构成光入射的入射面,另一个主面21b构成光射出的射出面。但是,入射面也可以是主面21b,射出面也可以是主面21a。该情况在第二实施方式中也同样。
在第一实施方式中,采用投影仪1作为图像显示装置的例子进行说明,但是,除了投影仪1以外,也可以是HMD(头戴式显示器)、HUD(平视显示器)等图像显示装置。HMD是安装于使用者进行使用并能够将景色和图像光重叠进行识别的装置。HUD是例如搭载于汽车并且经由前挡玻璃将时速、时间、行驶距离等各种信息(影像)投影给驾驶者的装置。并且,除此以外,也可以适用于打印机、扫描仪等。
在第一实施方式中,对光学部(玻璃板21)具有透光性并且用作像素移位器件的光学器件2进行说明,但是,光学器件的用途并不限定于此。例如,也可以用作光学部的光入射部具有光反射性并且通过可动部的摇动对被光入射部反射的光进行扫描的光扫描仪。
在第一实施方式中,驱动部25设置有一个。但是,并不限定于此,例如,也可以在可动部22的-Y轴侧的端部相对于玻璃板21的中心以与本实施方式的驱动部25成为点对称的方式再设置一个。该情况在第二实施方式中也同样。

Claims (8)

1.一种光学器件,其特征在于,具备:
光学部,具有光入射的光入射面;
可动部,支撑所述光学部且所述可动部摇动;
轴部,绕摇动轴支撑所述可动部能摇动;以及
支撑部,支撑所述轴部,
所述支撑部具有肋部连结而构成的肋部构造,
所述肋部构造被构成为在支撑所述支撑部的所述轴部的区域中,肋部间的距离比所述支撑部的其他区域的肋部间的距离窄。
2.根据权利要求1所述的光学器件,其特征在于,
在所述支撑部的单面侧具有所述肋部构造。
3.根据权利要求1所述的光学器件,其特征在于,
在所述支撑部的两面侧具有所述肋部构造。
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、所述轴部、所述支撑部包含合成树脂材料且被一体构成。
5.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,
所述光学器件具备:
永磁铁,设置于所述可动部;
线圈,产生作用于所述永磁铁的磁场;以及
线圈支撑部,支撑所述线圈,
所述线圈支撑部使所述线圈相对于所述永磁铁对向配置且支撑所述线圈支撑部固定于所述支撑部。
6.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,
所述光学部使所述光透过。
7.一种图像显示装置,其特征在于,具备权利要求1至6中任一项所述的光学器件。
8.根据权利要求7所述的图像显示装置,其特征在于,
所述图像显示装置构成为通过使利用所述光学器件入射的光的光路偏向,从而将通过所述光的照射而显示的像素的位置偏移。
CN201611042291.6A 2015-11-27 2016-11-21 光学器件以及图像显示装置 Active CN106842554B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-231414 2015-11-27
JP2015231414A JP6610202B2 (ja) 2015-11-27 2015-11-27 光学デバイスおよび画像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106842554A CN106842554A (zh) 2017-06-13
CN106842554B true CN106842554B (zh) 2020-10-16

Family

ID=58776881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611042291.6A Active CN106842554B (zh) 2015-11-27 2016-11-21 光学器件以及图像显示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9983405B2 (zh)
JP (1) JP6610202B2 (zh)
CN (1) CN106842554B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7132481B2 (ja) * 2018-02-23 2022-09-07 ミツミ電機株式会社 アクチュエータ及び光走査装置
CN109618143B (zh) * 2019-01-31 2021-03-30 苏州佳世达光电有限公司 投影机
JP2022069064A (ja) * 2020-10-23 2022-05-11 セイコーエプソン株式会社 光学装置、画像表示装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103389575A (zh) * 2012-05-11 2013-11-13 精工爱普生株式会社 光学器件、光扫描仪以及图像显示装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6054576A (ja) * 1983-09-05 1985-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像カメラ
JP2786691B2 (ja) * 1989-09-28 1998-08-13 株式会社東芝 ミラー回転駆動装置
JP4260470B2 (ja) * 2002-12-17 2009-04-30 日本信号株式会社 プレーナ型アクチュエータ
DE50311766D1 (de) * 2003-04-15 2009-09-10 Fraunhofer Ges Forschung Onanzfrequenz
JP4454282B2 (ja) 2003-10-20 2010-04-21 株式会社リコー 画像形成装置
JP2010060592A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Seiko Epson Corp 光学デバイス、光スキャナ及び画像形成装置
JP5287748B2 (ja) * 2010-01-29 2013-09-11 三菱電機株式会社 光路制御装置および投射型画像表示装置
JP5857602B2 (ja) * 2011-10-03 2016-02-10 ミツミ電機株式会社 光走査装置
JP2015087443A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 光スキャナー、画像表示装置、ヘッドマウントディスプレイおよびヘッドアップディスプレイ
JP6442989B2 (ja) * 2014-10-31 2018-12-26 セイコーエプソン株式会社 光学デバイス、光学デバイスの製造方法および画像表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103389575A (zh) * 2012-05-11 2013-11-13 精工爱普生株式会社 光学器件、光扫描仪以及图像显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9983405B2 (en) 2018-05-29
CN106842554A (zh) 2017-06-13
JP2017097257A (ja) 2017-06-01
JP6610202B2 (ja) 2019-11-27
US20170153444A1 (en) 2017-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106249400B (zh) 光学器件及图像显示装置
CN105842843B (zh) 光学器件及图像显示装置
US9519134B2 (en) Optical device and image display apparatus
JP6784125B2 (ja) 光学デバイスユニットおよび画像表示装置
CN111190281B (zh) 光路移位设备以及图像显示装置
CN106291917B (zh) 光学器件以及图像显示装置
CN111273434A (zh) 光路移位器件以及图像显示装置
US9952425B2 (en) Optical device and image display apparatus
KR20160079682A (ko) 광학 디바이스, 화상 표시 장치 및 광학 디바이스의 제조 방법
CN106842554B (zh) 光学器件以及图像显示装置
US9602790B2 (en) Optical device and image display apparatus
JP6507550B2 (ja) 光学デバイス、画像表示装置およびプロジェクター
JP6597224B2 (ja) 光学デバイスおよび画像表示装置
US9599811B2 (en) Optical device and image display device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant