本發(fā)明關(guān)于光學(xué)器件以及具備光學(xué)器件的圖像顯示裝置。
背景技術(shù):
以往,已知有將從光源射出的光根據(jù)圖像信息利用光調(diào)制裝置(液晶顯示元件等)進(jìn)行調(diào)制并利用投影光學(xué)裝置進(jìn)行放大投影的圖像顯示裝置(投影儀),并且,現(xiàn)在圖像顯示裝置實(shí)現(xiàn)了高分辨率化。
作為實(shí)現(xiàn)高分辨率化的光學(xué)器件,已知有通過(guò)以軸為中心使光學(xué)部(玻璃板等)轉(zhuǎn)動(dòng)(搖動(dòng)),將從光調(diào)制裝置射出的圖像光的光路偏移,從而虛擬地提高分辨率的光學(xué)器件。
并且,現(xiàn)在,通過(guò)實(shí)現(xiàn)該光學(xué)器件的輕量化來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像顯示裝置的輕量化。
在專利文獻(xiàn)1中,公開(kāi)了一種光路控制裝置,該光路控制裝置被構(gòu)成為被兩個(gè)板簧(相當(dāng)于上述的軸)支撐的光路變更板(相當(dāng)于上述的光學(xué)部)不進(jìn)行使光路變更的旋轉(zhuǎn)以外的振動(dòng)。
【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
【專利文獻(xiàn)】
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-158589號(hào)公報(bào)
在專利文獻(xiàn)1中,保持光路變更板的保持部構(gòu)成以長(zhǎng)方體包圍光路變更板的形狀。并且,未連接于保持部件的一側(cè)的板簧的端部分別連接的兩個(gè)支撐臺(tái)也由立方體的形狀構(gòu)成。由此,在專利文獻(xiàn)1中,關(guān)于輕量化的情況未被考慮。
因此,要求能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化的同時(shí)確保剛性力的光學(xué)器件、以及具有該光學(xué)器件的圖像顯示裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題的至少一部分而完成,能夠作為以下的方式或者適用例而實(shí)現(xiàn)。
[適用例1]本適用例涉及的光學(xué)器件,其特征在于,具備:光學(xué)部,具有光入射的光入射面;可動(dòng)部,支撐光學(xué)部且可動(dòng)部搖動(dòng);軸部,繞搖動(dòng)軸支撐可動(dòng)部能搖動(dòng);以及支撐部,支撐軸部,支撐部具有肋部連結(jié)而構(gòu)成的肋部構(gòu)造。
由于支撐部成為保持光學(xué)部、可動(dòng)部、以及軸部并使其搖動(dòng)(振動(dòng))的部件,因此剛性力是必要的。因此,通常來(lái)說(shuō),通過(guò)加厚支撐部的壁厚而成為剛體,以確保剛性力。因此,難以進(jìn)行輕量化。但是,根據(jù)這樣的光學(xué)器件,通過(guò)支撐部具有肋部構(gòu)造,因此,即使加厚厚度,也能夠在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)確保剛性力。因此,支撐部能夠以考慮了肋部構(gòu)造帶來(lái)的剛性的厚度進(jìn)行構(gòu)成,能夠?qū)崿F(xiàn)在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)確保剛性力的光學(xué)器件。
[適用例2]在上述適用例涉及的光學(xué)器件中,優(yōu)選在支撐部的單面?zhèn)染哂欣卟繕?gòu)造。
根據(jù)這樣的光學(xué)器件,通過(guò)在支撐部的單面?zhèn)染哂欣卟繕?gòu)造,能夠在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)確保剛性力。并且,為了形成支撐部,在使用例如注射模塑成形的情況下,能夠提高模具的構(gòu)造和成形性。
[適用例3]在上述適用例涉及的光學(xué)器件中,優(yōu)選在支撐部的兩面?zhèn)染哂欣卟繕?gòu)造。
根據(jù)這樣的光學(xué)器件,通過(guò)在支撐部的兩面?zhèn)染哂欣卟繕?gòu)造,能夠在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)確保剛性力。
[適用例4]在上述適用例涉及的光學(xué)器件中,優(yōu)選所述肋部構(gòu)造被構(gòu)成為在支撐所述支撐部的所述軸部的區(qū)域中,肋部間的距離比所述支撐部的其他區(qū)域的肋部間的距離窄。
根據(jù)這樣的光學(xué)器件,通過(guò)肋部構(gòu)造被構(gòu)成為,在支撐支撐部的軸部的區(qū)域中,肋部間的距離比支撐部的其他區(qū)域的肋部間的距離窄,與其他區(qū)域相比,能夠提高剛性力,能夠確保進(jìn)行搖動(dòng)的主要部分的剛性。
[適用例5]在上述適用例涉及的光學(xué)器件中,優(yōu)選可動(dòng)部、軸部、支撐部包含合成樹(shù)脂材料且被一體構(gòu)成。
根據(jù)這樣的光學(xué)器件,通過(guò)可動(dòng)部、軸部、支撐部包含合成樹(shù)脂材料且被一體構(gòu)成,能夠在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)確保剛性力。并且,由于能夠利用注射模塑成形進(jìn)行成形,從而提高了量產(chǎn)性。并且,通過(guò)支撐部具有肋部構(gòu)造,能夠防止收縮等成形產(chǎn)生的不良情況,從而能夠提高成形品質(zhì)。
[適用例6]在上述適用例涉及的光學(xué)器件中,優(yōu)選光學(xué)器件具備:永磁鐵,設(shè)置于可動(dòng)部;線圈,產(chǎn)生作用于永磁鐵的磁場(chǎng);以及線圈支撐部,支撐線圈,線圈支撐部使線圈相對(duì)于永磁鐵對(duì)向配置且支撐線圈支撐部固定于支撐部。
根據(jù)這樣的光學(xué)器件,能夠使可動(dòng)部順利地?fù)u動(dòng)。
[適用例7]在上述適用例涉及的光學(xué)器件中,優(yōu)選光學(xué)部使光透過(guò)。
根據(jù)這樣的光學(xué)器件,能夠利用光學(xué)部的折射(偏向)將光的光軸偏移。
[適用例8]本適用例涉及的圖像顯示裝置的特征在于具有上述任一個(gè)光學(xué)器件。
根據(jù)這樣的圖像顯示裝置,成為在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)具有良好的顯示特性的圖像顯示裝置。
[適用例9]在上述適用例涉及的圖像顯示裝置中,優(yōu)選圖像顯示裝置構(gòu)成為通過(guò)使利用光學(xué)器件入射的光的光路偏向,從而將通過(guò)光的照射而顯示的像素的位置偏移。
根據(jù)這樣的圖像顯示裝置,能夠虛擬地提高分辨率。
附圖說(shuō)明
圖1是示出第一實(shí)施方式涉及的圖像顯示裝置的光學(xué)構(gòu)成的模式圖。
圖2是示出使圖像光移位的樣子的模式圖。
圖3是示出圖像顯示裝置的電氣構(gòu)成的框圖。
圖4是示出投影儀所具備的光學(xué)器件的上面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖。
圖5是示出投影儀所具備的光學(xué)器件的下面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖。
圖6是光學(xué)器件的支撐部的俯視圖。
圖7是光學(xué)器件的支撐部的仰視圖。
圖8是光學(xué)器件的分解立體圖。
圖9是光學(xué)器件的Y軸方向的截面圖。
圖10是光學(xué)器件的X軸方向的截面圖。
圖11是第二實(shí)施方式涉及的光學(xué)器件的Y軸方向的截面圖。
圖12是光學(xué)器件的X軸方向的截面圖。
符號(hào)說(shuō)明
1作為圖像顯示裝置的投影儀;2、2A光學(xué)器件;21作為光學(xué)部的玻璃板;21a作為光入射面的主面;22可動(dòng)部;23、23A支撐部;23b作為一面?zhèn)鹊拿娌浚?4軸部;26永磁鐵;27線圈;28線圈支撐部;30、30A肋部構(gòu)造;31、31A肋部;α、β作為支撐軸部的區(qū)域的支撐區(qū)域;J搖動(dòng)軸;L圖像光;G1、G2、G3肋部之間的距離。
具體實(shí)施方式
[第一實(shí)施方式]
在本實(shí)施方式中,基于附圖,對(duì)光學(xué)器件2、以及具備光學(xué)器件2的圖像顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是示出第一實(shí)施方式涉及的圖像顯示裝置的光學(xué)構(gòu)成的模式圖。圖2是示出使圖像光L移位的樣子的模式圖。圖3是示出圖像顯示裝置的電氣構(gòu)成的框圖。并且,在本實(shí)施方式中,光學(xué)器件2適用于作為圖像顯示裝置的投影儀1。
如圖1所示,作為圖像顯示裝置的投影儀1是LCD方式的投影儀,被構(gòu)成為包括:光源102;反射鏡104a、104b、104c;二向色鏡106a、106b;液晶顯示元件108R、108G、108B;二向色棱鏡110;作為光路偏向元件的光學(xué)器件2;以及投影光學(xué)裝置112等。
簡(jiǎn)略化說(shuō)明投影儀1的光學(xué)動(dòng)作。
光源102能夠使用例如鹵素?zé)?、水銀燈、發(fā)光二極管(LED)等。并且,光源102使用射出白色光的光源。從光源102射出的光被二向色鏡106a分離成紅色光(R)和其他的光。紅色光被反射鏡104a反射之后,入射液晶顯示元件108R,其他的光被二向色鏡106b分離成綠色光(G)和青色光(B)。并且,綠色光入射液晶顯示元件108G,在青色光被反射鏡104b、104c反射之后,入射液晶顯示元件108B。
液晶顯示元件108R、108G、108B分別作為光調(diào)制裝置使用。液晶顯示元件108R、108G、108B為分別與R、G、B的原色相對(duì)應(yīng)的透過(guò)型的光調(diào)制裝置,且具備排列成例如縱向1080行、橫向1920列的矩陣狀的像素。在各像素中,調(diào)整透過(guò)光相對(duì)于入射光的光量,在各液晶顯示元件108R、108G、108B中協(xié)調(diào)控制全像素的光量分布。在空間上分別被這種液晶顯示元件108R、108G、108B調(diào)制的光在二向色棱鏡110被合成,從二向色棱鏡110射出全色的圖像光L。射出的圖像光L被投影光學(xué)裝置112放大并投影在屏幕8等上。
投影儀1在二向色棱鏡110和投影光學(xué)裝置112之間具備光學(xué)器件2。投影儀1通過(guò)該光學(xué)器件2使圖像光L的光軸移位,將被投影的像素的位置偏移,從而能夠?qū)⒎直媛时纫壕э@示元件108R、108G、108B所具有的分辨率高(如果液晶顯示元件108R、108G、108B為全高清則為4K)的圖像投影在屏幕8上。
簡(jiǎn)單說(shuō)明使圖像光L的光軸移位的原理。
光學(xué)器件2具備使圖像光L透過(guò)的玻璃板21(參照?qǐng)D4),通過(guò)搖動(dòng)使該玻璃板21的姿勢(shì)變化,能夠利用折射使圖像光L的光軸移位。
如圖2所示,投影儀1利用光學(xué)器件2產(chǎn)生的光軸的移位進(jìn)行控制,使得將圖像光L的光軸向一側(cè)移位情況下的圖像顯示位置P1和將圖像光L的光軸向另一側(cè)移位情況下的圖像顯示位置P2在屏幕8上向斜方向(圖2中的箭頭方向)偏移半像素(即,像素Px的一半)。并且,通過(guò)投影儀1在圖像顯示位置P1、P2交替顯示圖像,使看到的(虛擬的)像素?cái)?shù)增加,從而實(shí)現(xiàn)投影在屏幕8上的像素的高分辨率化。并且,圖像顯示位置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。
本實(shí)施方式的投影儀1除了具有光學(xué)器件2、液晶顯示元件108R、108G、108B以外,如圖3所示,還被構(gòu)成為包括控制電路120和圖像信號(hào)處理電路122。控制電路120控制數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)液晶顯示元件108R、108G、108B的寫(xiě)入動(dòng)作、光學(xué)器件2中的光路偏向動(dòng)作、圖像信號(hào)處理電路122中的數(shù)據(jù)信號(hào)的產(chǎn)生動(dòng)作等。另一方面,圖像信號(hào)處理電路122將從未圖示的外部裝置供應(yīng)的圖像信號(hào)Vid分離成每個(gè)R、G、B三原色,同時(shí),變換為適合各個(gè)液晶顯示元件108R、108G、108B的動(dòng)作的數(shù)據(jù)信號(hào)Rv、Gv、Bv。變換后的數(shù)據(jù)信號(hào)Rv、Gv、Bv分別被供應(yīng)至液晶顯示元件108R、108G、108B,液晶顯示元件108R、108G、108B基于其進(jìn)行動(dòng)作。
圖4是示出投影儀1所具有的光學(xué)器件2的上面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖。圖5是示出投影儀1所具備的光學(xué)器件2的下面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖。并且,在圖4及圖4以后的附圖中,為了便于說(shuō)明,使用XYZ正交坐標(biāo)系。以下,將平行于X軸的方向稱為“X軸方向”,將平行于Y軸的方向稱為“Y軸方向”,將平行于Z軸的方向稱為“Z軸方向”,將+Z軸側(cè)稱為“上側(cè)”,將-Z軸側(cè)稱為“下側(cè)”。并且,X軸成為圖4中為支撐部23的橫向,Y軸與X軸正交且成為支撐部23的縱向,Z軸與X軸、Y軸正交且成為支撐部23的厚度方向。并且,以下,將從Z軸方向目視光學(xué)器件2的情況作為“俯視”使用。
對(duì)光學(xué)器件2的構(gòu)成以及動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
如圖4、圖5所示,光學(xué)器件2被構(gòu)成為具備:作為光學(xué)部的玻璃板21,具有透光性,使入射的圖像光L偏向并射出;可動(dòng)部22,支撐(收容)玻璃板21并使其搖動(dòng);一對(duì)軸部24(24a、24b),圍繞搖動(dòng)軸J支撐可動(dòng)部22能夠搖動(dòng);支撐部23,支撐軸部24,在可動(dòng)部22的周圍形成為框狀。并且,支撐部23和可動(dòng)部22通過(guò)軸部24連結(jié)而構(gòu)成為一體。并且,通過(guò)玻璃板21、可動(dòng)部22、軸部24、支撐部23構(gòu)成光學(xué)器件2的構(gòu)造部20。并且,可動(dòng)部22、軸部24、支撐部23由合成樹(shù)脂材料構(gòu)成。
并且,為了使可動(dòng)部22相對(duì)于支撐部23驅(qū)動(dòng)(搖動(dòng)),光學(xué)器件2被構(gòu)成為具有:永磁鐵26,設(shè)置于可動(dòng)部22;一對(duì)線圈27(27a、27b),產(chǎn)生作用于永磁鐵26的磁場(chǎng);線圈支撐部28(28a、28b),支撐(保持)各個(gè)線圈27,設(shè)置于支撐部23。并且,通過(guò)永磁鐵26、線圈27、線圈支撐部28構(gòu)成光學(xué)器件2的驅(qū)動(dòng)部25。
光學(xué)器件2例如以+Z軸側(cè)朝向二向色棱鏡110側(cè)、-Z軸側(cè)朝向投影光學(xué)裝置112側(cè)的方式配置在投影儀1內(nèi)。但是,光學(xué)器件2的朝向也可以配置為相反朝向。
圖6是光學(xué)器件2的支撐部23的俯視圖。圖7是光學(xué)器件2的支撐部23的仰視圖。圖8是光學(xué)器件2的分解立體圖。圖9是光學(xué)器件2的Y軸方向的截面圖。圖10是光學(xué)器件2的X軸方向的截面圖。詳細(xì)來(lái)說(shuō),圖9是圖6、圖7示出光學(xué)器件2的附圖的A-A’截面圖,圖10是相同的B-B’截面圖。參照?qǐng)D6至圖10對(duì)光學(xué)器件2的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式的可動(dòng)部22是收容玻璃板21的部分??蓜?dòng)部22形成為矩形的板狀,以貫通的狀態(tài)形成有矩形的玻璃板收容部221。玻璃板收容部221形成有從四個(gè)內(nèi)周面的+Z軸側(cè)(上側(cè))的端部向內(nèi)部突出的玻璃板保持部222。
玻璃板21向可動(dòng)部22(玻璃板收容部221)的組裝如圖8、圖9所示,從-Z軸側(cè)(下側(cè))將矩形的玻璃板21插入玻璃板收容部221,使玻璃板21的一側(cè)的主面21a承受保持于玻璃板保持部222。由此,進(jìn)行玻璃板21的Z方向的定位。并且,通過(guò)將玻璃板21的外面分別抵接于玻璃板收容部221的正交的任意兩個(gè)內(nèi)面,進(jìn)行玻璃板21的XY方向的定位。之后,玻璃板21通過(guò)未圖示的粘結(jié)劑等被粘接固定于玻璃板收容部221的內(nèi)面以及玻璃板保持部222。
玻璃板21形成為矩形狀,玻璃板21的一個(gè)主面21a構(gòu)成光入射的入射面,另一個(gè)主面21b構(gòu)成光射出的射出面。通過(guò)使圖像光L的入射角度從0°傾斜,玻璃板21使入射的圖像光L折射透過(guò)。因此,為了形成目標(biāo)入射角度,通過(guò)使玻璃板21的姿勢(shì)變化,能夠控制圖像光L的偏向方向、偏向量。并且,玻璃板21的大小被適當(dāng)設(shè)定,使得不會(huì)將從二向色棱鏡110射出的圖像光遮擋而使其透過(guò)。并且,優(yōu)選玻璃板21實(shí)質(zhì)上是無(wú)色透明的。并且,也可以在玻璃板21的圖像光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的構(gòu)成材料沒(méi)有特別的限定,可以使用例如像超白玻璃、硼硅酸鹽玻璃、石英玻璃這樣的各種玻璃材料。并且,在本實(shí)施方式中,雖然使用玻璃板21作為光學(xué)部,但是只要光學(xué)部由具有透光性且能夠使圖像光L折射的材料構(gòu)成并沒(méi)有特別的限定,除了玻璃以外,也可以由例如像水晶、藍(lán)寶石這樣的各種結(jié)晶材料、像聚碳酸酯類樹(shù)脂、丙烯酸類樹(shù)脂這樣的各種樹(shù)脂材料等構(gòu)成。但是,作為光學(xué)部,優(yōu)選如本實(shí)施方式使用玻璃板21,由此,特別能夠增大光學(xué)部的剛性,因此,特別能夠抑制在光學(xué)部中被偏向的圖像光L的偏向不均。并且,作為玻璃板21的平面形狀,只要能夠控制圖像光L的偏向方向、偏向量并不限定于矩形,可以采用各種形狀。
在玻璃板收容部221的外側(cè),本實(shí)施方式的可動(dòng)部22在+Y軸側(cè)的端部形成有磁鐵收容部223。磁鐵收容部223以沿著X軸方向延伸的矩形狀形成貫通的狀態(tài)。在磁鐵收容部223中,在成為短邊側(cè)的相對(duì)向的各個(gè)內(nèi)面上,形成有從+Z軸側(cè)(上側(cè))的端部朝向內(nèi)部突出的磁鐵承受部224。
永磁鐵26向可動(dòng)部22(磁鐵收容部223)的組裝如圖8、圖9、圖10所示,從-Z軸側(cè)(下側(cè))將矩形的永磁鐵26插入磁鐵收容部223,使磁鐵承受部224承受永磁鐵26的一側(cè)的面26a。由此,進(jìn)行永磁鐵26的Z軸方向的定位。并且,通過(guò)將永磁鐵26的外面分別抵接于磁鐵收容部223的正交的任意兩個(gè)內(nèi)面,進(jìn)行永磁鐵26的X軸、Y軸方向的定位。之后,永磁鐵26通過(guò)未圖示的粘結(jié)劑等被粘接固定于磁鐵收容部223的內(nèi)面以及磁鐵承受部224。
在可動(dòng)部22的周圍,以包圍可動(dòng)部22的方式形成有框狀的支撐部23。并且,可動(dòng)部22和支撐部23通過(guò)一對(duì)軸部24(24a、24b)連結(jié)。在俯視中,軸部24位于矩形狀的可動(dòng)部22(玻璃板收容部221)的大致對(duì)角線上的角部。并且,形成以將玻璃板21的中心點(diǎn)和軸部24的中心連結(jié)的角度(例如約45°)進(jìn)行傾斜的搖動(dòng)軸J??蓜?dòng)部22圍繞該搖動(dòng)軸J搖動(dòng),伴隨該搖動(dòng),玻璃板21的姿勢(shì)發(fā)生變化。特別地,在光學(xué)器件2中,由于在俯視中軸部24(24a、24b)相對(duì)于玻璃板21的中心點(diǎn)以點(diǎn)對(duì)稱配置,因此,可動(dòng)部22的搖動(dòng)平衡良好。并且,搖動(dòng)軸J相對(duì)于X軸(Y軸)的傾斜角并不限定于45°。
以上的構(gòu)造部20(可動(dòng)部22、支撐部23、以及軸部24)一體構(gòu)成。由此,與構(gòu)造部20以分體構(gòu)成的情況相比,能夠提高支撐部23和軸部24的連接區(qū)域、軸部24和可動(dòng)部22的連接區(qū)域的耐沖擊性和長(zhǎng)期耐久性。
并且,構(gòu)造部20(可動(dòng)部22、支撐部23、以及軸部24a、24b)由楊氏模量比玻璃板21的構(gòu)成材料小的材料構(gòu)成。作為這些部件的構(gòu)成材料,優(yōu)選含有樹(shù)脂,更優(yōu)選的是樹(shù)脂為主要成分。由此,能夠有效地抑制伴隨可動(dòng)部22的搖動(dòng)而產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致玻璃板21自身不必要的振動(dòng)。并且,能夠利用柔軟的可動(dòng)部22包圍玻璃板21的側(cè)面,當(dāng)玻璃板21的姿勢(shì)改變時(shí),能夠?qū)⒉AО?1上產(chǎn)生的應(yīng)力抑制的較小,從而能夠?qū)⒃诓AО?1上產(chǎn)生的不必要的振動(dòng)抑制得較小。結(jié)果,能夠防止被玻璃板21偏向的圖像向不期望的方向偏向。并且,能夠抑制可動(dòng)部22的搖動(dòng)軌跡對(duì)于環(huán)境溫度的變化。
在本實(shí)施方式中,作為構(gòu)造部20的構(gòu)成材料,由包含聚碳酸酯的合成樹(shù)脂材料構(gòu)成。并且,作為合成樹(shù)脂沒(méi)有特別的限定,列舉出例如聚乙烯、聚丙烯、硅酮、聚縮醛、聚酰胺、聚苯醚、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、氟樹(shù)脂等,也可以使用含有其中至少一種的樹(shù)脂。
本實(shí)施方式的構(gòu)造部20(可動(dòng)部22、支撐部23、以及軸部24)由包含聚碳酸酯的合成樹(shù)脂材料一體構(gòu)成,因此,作為形成方法,通過(guò)使用模具的注射模塑成形而形成。并且,關(guān)于支撐部23中的肋部構(gòu)造30以及注射模塑成形的詳細(xì)情況在后面描述。
接著,對(duì)使可動(dòng)部22搖動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部25進(jìn)行說(shuō)明。
如圖8所示,驅(qū)動(dòng)部25由固定于磁鐵收容部223的永磁鐵26、與永磁鐵26對(duì)應(yīng)配置并產(chǎn)生作用于永磁鐵31的磁場(chǎng)的一對(duì)線圈27(27a、27b)構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)部25是電磁致動(dòng)器。一對(duì)線圈27a、27b分別形成環(huán)狀,并且?jiàn)A著永磁鐵26配置。具體來(lái)說(shuō),線圈27a在永磁鐵26的+Z軸側(cè)與永磁鐵26對(duì)向配置。并且,線圈27b在永磁鐵26的-Z軸側(cè)與永磁鐵26對(duì)向配置。換而言之,線圈27a、27b在俯視中以與永磁鐵26重疊的方式配置。這樣,通過(guò)使用電磁制動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)部25,能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成產(chǎn)生使可動(dòng)部22搖動(dòng)的足夠的力,能夠使可動(dòng)部22順利地?fù)u動(dòng)。并且,在本實(shí)施方式中,線圈27a、27b使用空芯線圈。
永磁鐵26形成沿著X軸方向延伸的矩形狀(大致截面矩形的棒狀),在Z軸方向(玻璃板21的厚度方向)上被磁化。并且,由于永磁鐵26靠近玻璃板21設(shè)置,因此,能夠?qū)⒂来盆F26靠近搖動(dòng)軸J配置,能夠降低可動(dòng)部22的慣性力矩。因此,能夠使可動(dòng)部22更加順利地?fù)u動(dòng)。
作為永磁鐵26并沒(méi)有特別的限定,可以使用例如釹磁鐵、鐵氧體磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷合金磁鐵等。
線圈27a、27b分別對(duì)應(yīng)于永磁鐵26在X軸方向上延伸設(shè)置。并且,線圈27a、27b分別與永磁鐵26隔開(kāi)規(guī)定的距離配置。通過(guò)夾著永磁鐵26設(shè)置一對(duì)線圈27,能夠從永磁鐵26的兩側(cè)產(chǎn)生作用于永磁鐵26的磁場(chǎng),因此,能夠使可動(dòng)部22更加順利地?fù)u動(dòng)。
在此,參照?qǐng)D8對(duì)將線圈27設(shè)置于支撐部23的方法進(jìn)行說(shuō)明。
線圈27被支撐線圈27的線圈支撐部28支撐,且通過(guò)將線圈支撐部28螺釘固定于支撐部23而設(shè)置。
線圈支撐部28由支撐線圈27a的線圈支撐部28a、支撐線圈27b的線圈支撐部28b構(gòu)成。每個(gè)線圈支撐部28的形狀都大致相同,由于固定于支撐部23情況下的固定位置的關(guān)系,形狀略微不同。并且,線圈支撐部28的構(gòu)成材料優(yōu)選是導(dǎo)熱率比支撐部23大且非磁性的材料,例如列舉出鋁、銅、銀、非磁性的不銹鋼等。
線圈支撐部28a在線圈27a的延伸方向上延伸,截面彎曲形成曲柄狀。在線圈支撐部28a的一側(cè)的面上設(shè)置線圈27a,并通過(guò)粘結(jié)劑等固定。并且,在另一側(cè)的面上,設(shè)置有插通螺釘固定用的螺釘?shù)膬蓚€(gè)插通孔281。
在將線圈27a設(shè)置于支撐部23的情況下,將固定線圈27a的線圈支撐部28a固定于支撐部23。具體來(lái)說(shuō),以線圈27a朝向永磁鐵26側(cè)的方式,配合線圈支撐部28a的朝向,將另一側(cè)的面載置于支撐部23的載置面231(參照?qǐng)D6)。接著,通過(guò)將螺釘SC1插通各個(gè)插通孔281,并且擰入形成于載置面231且未被內(nèi)螺紋加工的螺紋孔231a(參照?qǐng)D6)而進(jìn)行固定。
線圈支撐部28b也與線圈支撐部28a大致同樣地構(gòu)成,將線圈27b同樣地通過(guò)粘結(jié)劑等固定。并且,配合線圈27b的朝向,將另一側(cè)的面載置于形成在支撐部23上的載置面232(參照?qǐng)D7、圖8)。接著,通過(guò)將螺釘SC1插通線圈支撐部28b的三個(gè)插通孔(圖示省略),并且擰入形成于載置面232且未被內(nèi)螺紋加工的螺紋孔232a(參照?qǐng)D7、圖8)而進(jìn)行固定。
通過(guò)以上的組裝,光學(xué)器件2完成。
接著,對(duì)支撐部23的肋部構(gòu)造30進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式的支撐部23包括軸部24、可動(dòng)部22且由合成樹(shù)脂材料一體構(gòu)成。并且,支撐部23在-Z軸的面部23b具有多個(gè)肋部31連結(jié)構(gòu)成的肋部構(gòu)造30。并且,在+Z軸側(cè)的面部23a沒(méi)有形成肋部。因此,在支撐部23的單面?zhèn)?面部23b)具有本實(shí)施方式的肋部構(gòu)造30。換而言之,肋部構(gòu)造30構(gòu)成于+Z軸側(cè)的面部23a的相反側(cè)。進(jìn)一步換而言之,肋部構(gòu)造30構(gòu)成于與光所入射的方向(Z軸方向)正交的面部23a、23b中一側(cè)的面部23b。并且,多個(gè)肋部31從支撐部23的外周向內(nèi)周延伸。此外,肋部構(gòu)造30具有如下構(gòu)造:在支撐部23的外周和內(nèi)周之間,肋部31與外周平行地延伸,在支撐部23的外周和內(nèi)周的大致中央,與多個(gè)肋部31連接。并且,肋部31也可以形成相對(duì)于支撐部23的外周或者內(nèi)周傾斜的構(gòu)造。并且,通過(guò)該肋部構(gòu)造30,肋部31以外的部分形成空間,因此,能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)器件2的輕量化。
與肋部構(gòu)造30一起形成有多個(gè)(本實(shí)施方式中為10個(gè))暗銷(dowel)233,暗銷233形成有用于將光學(xué)器件2螺釘固定于投影光學(xué)裝置112的安裝部(圖示省略)的插通孔233b。本實(shí)施方式的光學(xué)器件2固定于投影光學(xué)裝置112。為了固定使用該暗銷233。具體來(lái)說(shuō),使暗銷233的暗銷面233a抵接于投影光學(xué)裝置112的安裝部。之后,從+Z軸側(cè)將螺釘(圖示省略)插通于插通孔233b,螺合于形成在安裝部上的螺紋孔(圖示省略)而進(jìn)行固定。
本實(shí)施方式的肋部構(gòu)造30通過(guò)將具有增強(qiáng)支撐部23的功能的多個(gè)肋部31連結(jié)而形成格子狀。本實(shí)施方式的肋部31在確保剛性的區(qū)域中被設(shè)置成肋部31與肋部31的距離較窄,在其他區(qū)域中被設(shè)置的較寬。由此,在確保剛性的主要部分,肋部31之間的距離G1較窄,在非主要部分的區(qū)域,肋部31之間的距離G2被設(shè)置的較寬。并且,肋部31的平面方向的厚度在確保剛性的主要部分可以較薄,在非主要部分的區(qū)域可以較厚。這樣,通過(guò)使肋部31的厚度變化,在主要部分能夠使肋部構(gòu)造緊密,在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)能夠確保剛性。
本實(shí)施方式中的主要部分是將支撐部23和軸部24連接的連接區(qū)域,換而言之,是支撐支撐部23的兩個(gè)軸部24的區(qū)域、或者是在俯視中搖動(dòng)軸J和支撐部23重疊的區(qū)域。并且,以下將支撐軸部24a的支撐部23的區(qū)域稱為支撐區(qū)域α。并且,以下將支撐軸部24b的支撐部23的區(qū)域稱為支撐區(qū)域β。
在本實(shí)施方式中,具體來(lái)說(shuō),對(duì)于軸部24a(軸部24b)的支撐區(qū)域α(支撐區(qū)域β),為在夾著與軸部24連接的部分的位置上形成的兩個(gè)暗銷233之間的區(qū)域。在本實(shí)施方式中,如圖8所示,支撐區(qū)域α為暗銷233A、233B之間的區(qū)域。并且,支撐區(qū)域β為暗銷233C、233D之間的區(qū)域。在該支撐區(qū)域α、β,肋部31之間的距離G1比其他區(qū)域的肋部31之間的距離G2窄。
暗銷233A、233B以及暗銷233C、233D分別位于支撐部23的對(duì)角上的大致角部。并且,設(shè)置于支撐部23的其他角部的每?jī)蓚€(gè)暗銷233之間與支撐區(qū)域α、β同樣,肋部31之間的距離G3比其他區(qū)域的肋部31之間的距離G2窄。將該暗銷233稱為暗銷233E、暗銷233F、以及暗銷233G、暗銷233H。
由此,在支撐區(qū)域α(暗銷233A、233B之間的區(qū)域)以及支撐區(qū)域β(暗銷233C、233D之間的區(qū)域),與周圍相比較能夠提高剛性力。并且,在暗銷233E、233F之間、以及暗銷233G、233H之間,與周圍相比較也能夠提高剛性力。由此,能夠確保支撐區(qū)域α、β的剛性力,能夠確保支撐部23的四個(gè)角部的剛性力,并且能夠確保框形狀的支撐部23自身的形狀以及剛性力。
并且,肋部31也可以形成于未連接軸部24a(軸部24b)的支撐部23,在角部的肋部31之間的距離也可以比其他區(qū)域的肋部31之間的距離窄。
在本實(shí)施方式中,在角部,如圖7所示,在暗銷233A的+X軸側(cè)周邊(區(qū)域γ1)、暗銷233F的+X軸側(cè)周邊(區(qū)域γ2)、暗銷233C的-X軸側(cè)周邊(區(qū)域γ3)、暗銷233G的-X軸側(cè)周邊(區(qū)域γ4),肋部31之間的距離比其他區(qū)域的肋部31之間的距離G2窄。
并且,本實(shí)施方式形成在軸部24也具有肋部241的構(gòu)成。在本實(shí)施方式中,肋部241與支撐部23的長(zhǎng)邊平行地形成。肋部241可以與支撐部23的短邊平行地形成、且也可以傾斜地形成。由此,在實(shí)現(xiàn)軸部24的輕量化的同時(shí),確保必要的剛性。并且,詳細(xì)來(lái)說(shuō),本實(shí)施方式的肋部241以成為與搖動(dòng)軸J交叉的方向的方式延伸形成。通過(guò)這樣的肋部241,與肋部以與搖動(dòng)軸J平行的方式形成的情況相比,容易確??蓜?dòng)部22搖動(dòng)(軸部24搖動(dòng))時(shí)軸部24的剛性。
在本實(shí)施方式中,由于支撐部23通過(guò)使用模具的注射模塑成形而形成,因此,通過(guò)該肋部構(gòu)造30,能夠確保支撐部23的剛性力,并且能夠防止支撐部23的面部23a的收縮等成形不良,通過(guò)提高模具的構(gòu)造和成形性,提高了成形的周期時(shí)間。
根據(jù)上述實(shí)施方式,獲得以下的效果。
本實(shí)施方式的光學(xué)器件2在支撐部23具有肋部31相連結(jié)而構(gòu)成的肋部構(gòu)造30。由此,支撐部23能夠以考慮了肋部構(gòu)造30帶來(lái)的剛性的厚度進(jìn)行構(gòu)成,能夠在實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件2的輕量化的同時(shí)確保剛性力。
就本實(shí)施方式的光學(xué)器件2而言,在支撐部23中,在支撐部23的單面?zhèn)?面部23b)具有肋部構(gòu)造30。由此,在為了形成支撐部23而使用注射模塑成形的情況下,能夠提高模具的構(gòu)造和成形性。
就本實(shí)施方式的光學(xué)器件2而言,肋部構(gòu)造30被構(gòu)成為在支撐支撐部23的軸部24的支撐區(qū)域α、β中,肋部31之間的距離G1比支撐部23的其他區(qū)域的肋部31之間的距離G2窄,從而與其他區(qū)域相比能夠提高剛性力,能夠確保進(jìn)行搖動(dòng)的主要部件的剛性。
就本實(shí)施方式的光學(xué)器件2而言,可動(dòng)部22、軸部24、支撐部23包含合成樹(shù)脂材料(聚碳酸酯)一體構(gòu)成,由此能夠在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)確保剛性力。并且,由于能夠利用注射模塑成形進(jìn)行成形,從而提高了量產(chǎn)性。并且,通過(guò)支撐部23具有肋部構(gòu)造30而能夠防止收縮等成形產(chǎn)生的不良情況,從而能夠提高成形品質(zhì)。
本實(shí)施方式的光學(xué)器件2具有設(shè)置于可動(dòng)部22的永磁鐵26、產(chǎn)生作用于永磁鐵26的磁場(chǎng)的一對(duì)線圈27、支撐線圈27的線圈支撐部28,線圈支撐部28在將線圈27相對(duì)于永磁鐵26對(duì)向配置并進(jìn)行支撐的同時(shí),被固定于支撐部23。由此,能夠使可動(dòng)部22順利地?fù)u動(dòng)。
本實(shí)施方式的光學(xué)器件2利用玻璃板21使圖像光L透過(guò),并通過(guò)軸部24進(jìn)行搖動(dòng)。由此,能夠利用玻璃板21的搖動(dòng)所產(chǎn)生的圖像光L的折射(偏向),將圖像光L的光軸偏移。
本實(shí)施方式的投影儀1具有光學(xué)器件2,由此能夠在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)具有高分辨率的良好的顯示特性。
本實(shí)施方式的投影儀1被構(gòu)成為利用光學(xué)器件2使入射的圖像光L的光路偏向,將通過(guò)圖像光L的照射而顯示的像素的位置偏移,從而能夠虛擬地提高分辨率。
[第二實(shí)施方式]
圖11是第二實(shí)施方式涉及的光學(xué)器件2A的Y軸方向的截面圖。圖12是光學(xué)器件2A的X軸方向的截面圖。并且,圖11、圖12是對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施方式的圖9、圖10的截面圖。參照?qǐng)D11、圖12,對(duì)本實(shí)施方式的光學(xué)器件2A的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施方式的光學(xué)器件2A與第一實(shí)施方式的光學(xué)器件2相比,肋部構(gòu)造30A不同。除此以外的構(gòu)成與第一實(shí)施方式的光學(xué)器件2大致同樣地構(gòu)成。對(duì)于第一實(shí)施方式大致同樣的構(gòu)成部賦予同樣的符號(hào),并省略構(gòu)成部的構(gòu)造和動(dòng)作的說(shuō)明。
本實(shí)施方式的光學(xué)器件2A在支撐部23A的兩面?zhèn)染哂欣卟繕?gòu)造30A。肋部構(gòu)造30A通過(guò)與第一實(shí)施方式同樣的肋部31A在兩面?zhèn)冗B結(jié)而構(gòu)成格子狀。換而言之,在+Z軸側(cè)和-Z軸側(cè)的兩側(cè)形成肋部31A。進(jìn)一步換而言之,肋部構(gòu)造30A構(gòu)成于與光所入射的方向(Z軸方向)正交的面部23a、23b中兩側(cè)的面部23a、23b。
根據(jù)第二實(shí)施方式,能夠同樣實(shí)現(xiàn)第一實(shí)施方式的光學(xué)器件2和作為使用光學(xué)器件2的圖像顯示裝置的投影儀1的效果。
并且,不限定于上述實(shí)施方式,能夠在不脫離其要旨的范圍內(nèi)加入各種變更或改良等。變形例如下所述。
第一實(shí)施方式的光學(xué)器件2被構(gòu)成為,在支撐支撐部23的軸部24的區(qū)域(支撐區(qū)域α、β)中,肋部31之間的距離G1比其他區(qū)域的肋部31之間的距離G2窄。并且,支撐區(qū)域α在暗銷233A、233B之間。并且,支撐區(qū)域β在暗銷233C、233D之間。但是,由于該區(qū)域可以是能夠保持不對(duì)軸部24的搖動(dòng)帶來(lái)影響的剛性的范圍,因此,能夠以成為可以確保必要的剛性的范圍的方式,任意地設(shè)定范圍。但是,優(yōu)選軸部24和支撐部23的連接部分包含在該范圍內(nèi)。該情況在第二實(shí)施方式中也同樣。
就第一實(shí)施方式的光學(xué)器件2而言,玻璃板21的一個(gè)主面21a構(gòu)成光入射的入射面,另一個(gè)主面21b構(gòu)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。該情況在第二實(shí)施方式中也同樣。
在第一實(shí)施方式中,采用投影儀1作為圖像顯示裝置的例子進(jìn)行說(shuō)明,但是,除了投影儀1以外,也可以是HMD(頭戴式顯示器)、HUD(平視顯示器)等圖像顯示裝置。HMD是安裝于使用者進(jìn)行使用并能夠?qū)⒕吧蛨D像光重疊進(jìn)行識(shí)別的裝置。HUD是例如搭載于汽車并且經(jīng)由前擋玻璃將時(shí)速、時(shí)間、行駛距離等各種信息(影像)投影給駕駛者的裝置。并且,除此以外,也可以適用于打印機(jī)、掃描儀等。
在第一實(shí)施方式中,對(duì)光學(xué)部(玻璃板21)具有透光性并且用作像素移位器件的光學(xué)器件2進(jìn)行說(shuō)明,但是,光學(xué)器件的用途并不限定于此。例如,也可以用作光學(xué)部的光入射部具有光反射性并且通過(guò)可動(dòng)部的搖動(dòng)對(duì)被光入射部反射的光進(jìn)行掃描的光掃描儀。
在第一實(shí)施方式中,驅(qū)動(dòng)部25設(shè)置有一個(gè)。但是,并不限定于此,例如,也可以在可動(dòng)部22的-Y軸側(cè)的端部相對(duì)于玻璃板21的中心以與本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)部25成為點(diǎn)對(duì)稱的方式再設(shè)置一個(gè)。該情況在第二實(shí)施方式中也同樣。