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光學器件以及圖像顯示裝置的制作方法

文檔序號:12360244閱讀:380來源:國知局
光學器件以及圖像顯示裝置的制作方法

本發明涉及光學器件以及圖像顯示裝置。



背景技術:

如專利文獻1所記載的那樣,以往為了提高投影的圖像的分辨率使其高于液晶面板等光調制裝置的分辨率,已知有使光調制裝置所射出的影像光的光軸偏移的技術。另外,在專利文獻1中,作為使影像光的光軸偏移的器件,使用具有透光板與使透光板擺動的驅動部(壓電元件)的擺動器件。

然而,在專利文獻1中,沒有詳細公開擺動器件的結構,但是例如也考慮到如下情況:由于從擺動器件的驅動部產生的熱量,使擺動器件的振動特性發生變動,從而無法發揮穩定的驅動特性。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利特開2011-203460號公報



技術實現要素:

本發明的目的在于,提供能夠降低熱量所造成的影響并發揮穩定的驅動特性的光學器件、以及具備該光學器件的圖像顯示裝置。

這樣的目的通過下述的發明來實現。

本發明的光學器件包括:

光學部,具有用于讓光射入的光入射面;

可動部,支撐所述光學部;

軸部,以所述可動部能夠圍繞擺動軸擺動的方式支撐所述可動部;

支撐部,支撐所述軸部;

永磁體,設置于所述可動部;

線圈,產生作用于所述永磁體的磁場;以及

線圈支撐部,支撐所述線圈,

所述線圈支撐部由熱傳導率比所述支撐部的熱傳導率大的材料構成,并且與所述光入射面的面內方向交叉。

由此,因通電而從線圈產生的熱量在向支撐部傳遞之前能夠通過線圈支撐部高效地散熱。因此,能夠發揮穩定的振動特性。另外,由于線圈支撐部與光入射面的面內方向交叉,因此能夠減小光學器件的大型化。

在本發明的光學器件中,優選為,所述線圈支撐部沿著所述線圈的在與所述光入射面的面內方向交叉的方向上形成的側面配置。

由此,能夠實現線圈支撐部的小型化。

在本發明的光學器件中,優選為,在從所述光學部的板厚方向觀察的俯視觀察中,所述線圈為長條形狀,

所述線圈支撐部沿著所述線圈的長邊方向,并且沿著所述線圈的在與所述光入射面的面內方向交叉的方向上形成的側面配置。

由此,例如,與將與光入射面的面內方向交叉的部分沿著線圈的沿短邊方向的側面配置的情況相比較,能夠擴大所述交叉的部分。因此,能夠更有效地釋放從線圈產生的熱量。

在本發明的光學器件中,優選為,所述線圈支撐部具有:

第一支撐部,支撐所述線圈,并沿著所述光入射面的面內方向設置;以及

第二支撐部,與所述第一支撐部交叉,支撐所述線圈的在與所述光入射面的面內方向交叉的方向上形成的側面。

由此,線圈支撐部與線圈的接觸面積變大,能夠更有效地釋放來自線圈的熱量。另外,通過將線圈抵接于第一支撐部與第二支撐部,能夠簡單且高精度地進行線圈的定位。

在本發明的光學器件中,優選為,所述線圈與所述永磁體相對配置,并且從與所述光入射面平行的方向俯視觀察所述第二支撐部,所述線圈的與所述永磁體相對的面位于比所述第二支撐部靠近所述永磁體側的位置。

由此,容易調整線圈與永磁體的間隙。

在本發明的光學器件中,優選為,所述支撐部具有能夠目視確認所述永磁體與所述線圈的間隙的窗部。

由此,能夠高精度地進行線圈相對于永磁體的定位。

在本發明的光學器件中,優選為,所述窗部是貫通孔。

由此,窗部的結構變得簡單。另外,例如,能夠經由窗部使冷卻風與線圈支撐部接觸,因此能夠更有效地釋放從線圈產生的熱量。

在本發明的光學器件中,優選為,所述光學器件具有支撐所述支撐部的殼體,

所述線圈支撐部被所述殼體支撐。

由此,從線圈產生的熱量更加難以向支撐部傳遞。

在本發明的光學器件中,優選為,所述線圈支撐部配置為與所述支撐部分離。

由此,線圈支撐部的熱量難以向支撐部傳遞。

在本發明的光學器件中,優選為,所述光學部使所述光透過。

由此,能夠利用光學部的折射,使光的光軸偏移。

本發明的圖像顯示裝置的特征在于,具備本發明的光學器件。

由此,成為具有優異的顯示特性的圖像顯示裝置。

在本發明的圖像顯示裝置中,優選為,利用所述光學器件使光折射,由此使通過所述光的照射顯示的像素的位置偏移。

由此,能夠虛擬地提高分辨率。

附圖說明

圖1是表示本發明的第一實施方式的圖像顯示裝置的光學結構的圖。

圖2是表示使影像光偏移后的狀態的圖。

圖3是表示圖1所示的圖像顯示裝置的電結構的框圖。

圖4的(a)和(b)是圖1所示的圖像顯示裝置具有的光學器件的立體圖。

圖5是圖4的(a)中的A-A線剖視圖。

圖6是表示圖4的(a)和(b)所示的光學器件具有的驅動機構的俯視圖。

圖7是圖4的(a)和(b)所示的光學器件具有的線圈支撐部的立體圖。

圖8是圖7所示的線圈支撐部的剖視圖。

圖9是圖7所示的線圈支撐部的剖視圖。

圖10是表示本發明的第二實施方式的圖像顯示裝置具有的光學器件的俯視圖。

圖11是圖10所示的光學器件的剖視圖。

圖12是表示圖像顯示裝置具有的保持部件的立體圖。

圖13是圖12所示的保持部件的剖視圖。

圖14是表示本發明的第三實施方式的圖像顯示裝置的光學結構的圖。

圖15是表示本發明的第四實施方式的圖像顯示裝置的光學結構的圖。

符號說明

1、投影儀;102、光源;104a、104b、104c、鏡;106a、106b、分色鏡;108B、108G、108R、液晶顯示元件;110、分色棱鏡;112、投影透鏡系統;112a、鏡筒;120、控制電路;122、圖像信號處理電路;2、光學器件;20、構造體;21、玻璃板;22、可動部;221、玻璃板支撐部;221a、貫通孔;222、永磁體支撐部;222a、凹部;23、支撐部;231、窗部;24a、24b、軸部;25、驅動機構;251、永磁體;252、線圈;252a、側面;252b、面;26、線圈支撐部;261、第一支撐部;262、第二支撐部;29、殼體;291、開口;3、HMD;310、光源;320、液晶顯示元件;330、投影透鏡系統;340、導光部;341、半透半反鏡;5、HUD;510、投影單 元;511、光源;512、液晶顯示元件;513、投影透鏡系統;520、反射鏡;7、保持部件;71、第一保持部件;711、鏡筒保持部;711a、開口部;712、保持部;72、第二保持部件;73、第三保持部件;731、固定部;8、屏幕;D、風管;E、瞳孔;FG、前擋玻璃;G、間隙;J、擺動軸;LL、影像光;P1、P2、圖像顯示位置;Px、像素;Bv、Gv、Rv、數據信號;Vid、圖像信號。

具體實施方式

以下,基于附圖所示的各實施方式對本發明的光學器件以及圖像顯示裝置進行詳細說明。

<第一實施方式>

圖1是表示本發明的第一實施方式的圖像顯示裝置的光學結構的圖。圖2是表示使影像光偏移后的狀態的圖。圖3是表示圖1所示的圖像顯示裝置的電結構的框圖。圖4的(a)和(b)是圖1所示的圖像顯示裝置具有的光學器件的立體圖。圖5是圖4的(a)中的A-A線剖視圖。圖6是表示圖4的(a)和(b)所示的光學器件具有的驅動機構的俯視圖。圖7是圖4的(a)和(b)所示的光學器件具有的線圈支撐部的立體圖。圖8以及圖9是圖7所示的線圈支撐部的剖視圖。此外,在圖4的(a)和(b)至圖9中,為了方便說明,作為相互正交的3個軸而圖示有X軸、Y軸以及Z軸。另外,以下,也將與X軸平行的方向稱為“X軸方向”,將與Y軸平行的方向稱為“Y軸方向”,將與Z軸平行的方向稱為“Z軸方向”。

[投影儀]

圖1所示的投影儀(圖像顯示裝置)1是LCD方式的投影儀,如圖1所示,具備光源102、鏡104a、104b、104c、分色鏡106a、106b、液晶顯示元件108R、108G、108B、分色棱鏡110、作為光路偏轉元件的光學器件2、以及投影透鏡系統112。

作為光源102,例如可以舉出鹵素燈、水銀燈、發光二極管(LED)等。另外,作為該光源102,使用射出白色光的光源。然后,從光源102射出的光首先被分色鏡106a分離為紅色光(R)與其它的光。紅色光在被 鏡104a反射之后,射入液晶顯示元件108R,其它的光通過分色鏡106b進一步分離為綠色光(G)與藍色光(B)。然后,綠色光射入液晶顯示元件108G,藍色光在被鏡104b、104c反射之后,射入液晶顯示元件108B。

液晶顯示元件108R、108G、108B分別被用作空間光調制器。這些液晶顯示元件108R、108G、108B分別是與R、G、B的原色對應的透射式的空間光調制器,例如具備排列為縱1080行、橫1920列的矩陣狀的像素。在各像素中,調整透射光相對于入射光的光量,在各液晶顯示元件108R、108G、108B中協調控制全部像素的光量分布。通過這樣的液晶顯示元件108R、108G、108B分別在空間上調制后的光通過分色棱鏡110被合成,從分色棱鏡110中射出全色的影像光LL。然后,射出的影像光LL通過投影透鏡系統112放大而向屏幕8投射。

在此,投影儀1在分色棱鏡110與投影透鏡系統112之間具有光學器件2,通過光學器件2使影像光LL的光軸偏移(所謂的進行“像素錯位”),由此能夠將比液晶顯示元件108R、108G、108B的分辨率高的分辨率(若液晶顯示元件108R、108G、108B為全高清,則為4K)的圖像投射于屏幕8。使用圖2對其原理進行簡單說明。光學器件2具有使影像光LL透射的玻璃板21,通過變更該玻璃板21的姿勢,能夠利用折射而使影像光LL的光軸偏移。

并且,投影儀1構成為,利用這樣的光軸的偏移,使影像光LL的光軸向一方側偏移的情況下的圖像顯示位置P1以及使影像光LL的光軸向另一方側偏移的情況下的圖像顯示位置P2在屏幕8上沿傾斜方向(圖2中的箭頭方向)且錯開半像素量(即,像素Px的一半),通過在圖像顯示位置P1、P2交替地顯示圖像,表觀上的像素增加,從而實現向屏幕8投影的圖像的高分辨率化。此外,作為圖像顯示位置P1、P2的錯位量,不限于半像素量,例如可以是像素Px的1/4,也可以是3/4。

這樣構成的投影儀1除了光學器件2、液晶顯示元件108R、108G、108B之外,如圖3所示,還具備控制電路120和圖像信號處理電路122。控制電路120控制對液晶顯示元件108R、108G、108B的數據信號的寫入 動作、光學器件2中的光路偏轉動作、圖像信號處理電路122中的數據信號的產生動作等。另一方面,圖像信號處理電路122將從未圖示的外部裝置供給的圖像信號Vid分離為R、G、B的3原色,并且轉換為與各個液晶顯示元件108R、108G、108B的動作相適的數據信號Rv、Gv、Bv。然后,轉換后的數據信號Rv、Gv、Bv分別供給至液晶顯示元件108R、108G、108B,基于該信號使液晶顯示元件108R、108G、108B動作。

[光學器件]

接下來,對組裝于上述的投影儀1的光學器件2進行詳細說明。

如圖4的(a)、(b)所示,光學器件2具有:構造體20,該構造體具有設置有具有透光性且使影像光LL偏轉的玻璃板(光學部)21的可動部22、設置于可動部22的周圍的框狀的支撐部23、及連結可動部22與支撐部23且支撐著可動部22使其能夠相對于支撐部23圍繞擺動軸J擺動(轉動)的軸部24a、24b;驅動機構25,使可動部22相對于支撐部23擺動;以及線圈支撐部26,對驅動機構25具有的線圈252進行支撐。上述結構的光學器件2例如以+Z側朝向分色棱鏡110側、-Z側朝向投影透鏡系統112側的方式配置在投影儀1內。但是,光學器件2的朝向也可以相反。

如圖5所示,可動部22呈平板狀,具有對玻璃板21進行支撐的玻璃板支撐部221、以及設置于玻璃板支撐部221的外側且對驅動機構25具有的永磁體251進行支撐的永磁體支撐部222。另外,在玻璃板支撐部221的中央部具有貫通孔221a,貫通孔221a嵌入有玻璃板21。玻璃板21通過未圖示的粘合劑等粘合于玻璃板支撐部221。

被這樣的玻璃板支撐部支撐的玻璃板21具有矩形的俯視觀察形狀。而且,玻璃板21具有透光性,該玻璃板21的一方的主面構成光射入的光入射部,另一方的主面構成光射出的光射出面。這樣的玻璃板21通過影像光LL的入射角度從0°起傾斜,能夠使入射的影像光LL折射并透射。由此,為了成為作為目的的入射角度,通過使玻璃板21的姿勢發生變化,能夠控制影像光LL的偏轉方向、偏轉量。此外,這樣的玻璃板21的大小 被適當設定為能夠使從分色棱鏡110射出的影像光LL透射。另外,玻璃板21優選為實質上無色透明。另外,也可以在玻璃板21的影像光LL的入射面以及射出面形成防反射膜。

作為玻璃板21的構成材料,沒有特別限定,例如能夠使用白板玻璃、硼硅酸玻璃、石英玻璃這樣的各種玻璃材料。另外,在本實施方式中,作為光學部而使用玻璃板21,但是,光學部只要由具有透光性且能夠使影像光LL折射的材料構成,則沒有特別限定,在玻璃之外,例如也可以由水晶、藍寶石這樣的各種結晶材料、聚碳酸酯類樹脂、丙烯酸類樹脂這樣的各種樹脂材料等構成。但是,作為光學部,優選像本實施方式那樣使用玻璃板21,由此,能夠特別增大光學部的剛性,因此能夠特別抑制在光學部中偏轉的影像光LL的偏轉不均。

在支撐有這樣的玻璃板21的玻璃板支撐部221的外周設置配置有永磁體251的永磁體支撐部222。永磁體支撐部222從擺動軸J偏移配置。在這樣的永磁體支撐部222上設置有凹部222a,在該凹部222a中嵌入永磁體251。嵌入的永磁體251通過未圖示的粘合劑等粘合(固定)于凹部222a。

在這樣結構的可動部22的周圍設置有框狀的支撐部23,通過軸部24a、24b將可動部22與支撐部23連結。軸部24a、24b在俯視觀察中位于沿X軸方向以及Y軸方向錯開的位置,由此,形成相對于X軸以及Y軸這兩個軸傾斜大約45°的擺動軸J。可動部22圍繞該擺動軸J擺動,玻璃板21的姿勢隨著該擺動一起發生變化。尤其是,在光學器件2中,在俯視觀察中,軸部24a、24b相對于玻璃板21的中心配置為點對稱,因此使可動部22的擺動平衡變得良好。此外,擺動軸J相對于X軸(Y軸)的傾斜角不限于45°。

以上所示的構造體20(可動部22、支撐部23以及軸部24a、24b)一體構成。由此,能夠提高支撐部23與軸部24a、24b的分界部分、以及軸部24a、24b與可動部22的分界部分的耐沖擊性、長期耐久性。

另外,構造體20(可動部22、支撐部23以及軸部24a、24b)由楊氏模量比玻璃板21的構成材料的楊氏模量小的材料構成。作為這些構成材料,優選含有樹脂,更優選以樹脂為主成分。由此,能夠有效地抑制隨著可動部22的擺動而產生的應力造成玻璃板21自身的不必要的振動。另外,能夠利用柔軟的可動部22來包圍玻璃板21的側面(沿玻璃板21的厚度方向形成的面),在變更玻璃板21的姿勢時,能夠將在玻璃板21上產生的應力抑制得較小,將隨著應力分布而產生于玻璃板21的不必要的振動抑制得較小。其結果,能夠防止通過玻璃板21偏轉的圖像向計劃外的方向偏轉。另外,能夠抑制對應于環境溫度的可動部22的擺動軌跡的變化。另外,例如能夠使軸部24a、24b及其周邊足夠柔軟,能夠形成為小型且共振頻率較低的(例如130Hz~170Hz左右的)光學器件2。

作為上述樹脂,沒有特別限定,例如可以舉出聚乙烯、聚丙烯、硅酮、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚芳醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、氟樹脂等,使用包含這些中的至少1種的材料。

接下來,對于使可動部22擺動的驅動機構25進行說明。如圖5所示,驅動機構25是具有配置于永磁體支撐部222的永磁體251、以及與永磁體251相對配置且產生作用于永磁體251的磁場的線圈252的電磁致動器。這樣,通過作為驅動機構25而使用電磁致動器,能夠以簡單的結構產生使可動部22擺動所需的足夠的力,能夠使可動部22順暢地擺動。

如圖6所示,永磁體251形成沿著X軸方向的長邊形狀,在Z軸方向上磁化。換言之,永磁體251從玻璃板21的板厚方向觀察時形成長方形,在Z軸方向上磁化。這樣,通過使永磁體251沿X軸方向延伸,能夠將永磁體251配置為靠近可動部22的中心,能夠減小可動部22的慣性力矩。因此,能夠使可動部22更順暢地擺動。此外,作為這樣的永磁體251,沒有特別限定,例如能夠使用釹磁鐵、鐵素體磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵等。

另一方面,線圈252與永磁體251相對配置。另外,線圈252與永磁體251對應地形成沿X軸方向延伸的長邊形狀。換言之,線圈252在從玻璃板21的板厚方向觀察時形成長方形。另外,線圈252為空芯線圈。通過將線圈252設定為空芯線圈,能夠使可動部22更順暢地擺動。具體說明時,例如,在作為線圈252而使用在內側具有磁芯的結構的情況下,由于產生的磁力的強度而將永磁體251向磁芯牽引,由此,擺動軸J偏移,有可能無法順暢地進行可動部22的擺動。為了防止這樣的不良情況的產生,作為線圈252,優選使用本實施方式那樣的空芯線圈。

在以上所示的驅動機構25中,通過從未圖示的電壓施加部向線圈252施加驅動信號而從線圈252產生磁場,通過使產生的磁場作用于永磁體251,使可動部22相對于支撐部23圍繞擺動軸J擺動(轉動)。然后,通過這樣的可動部22的擺動,使影像光LL的光軸偏移,在圖像顯示位置P1、P2上交替地顯示圖像。因此,使表觀上的像素增加,實現圖像的高分辨率化。

特別是,在驅動機構25中,如圖6所示,在從Z軸方向觀察的俯視觀察中,永磁體251的外周(輪廓)比線圈252的內周大,比線圈252的外周小。通過采用這樣的設計,能夠使線圈252小型化,因此能夠抑制向線圈252施加電流時的電力損失(發熱等),能夠更有效且節約電力地從線圈252產生磁場。另外,能夠使從線圈252產生的磁場有效地作用于永磁體251。

此外,作為驅動機構25的結構,只要能夠使可動部22擺動,沒有特別限定。例如,在本實施方式中,相對于擺動軸J僅在一方側設置驅動機構25,但也可以相對于擺動軸J在兩側設置驅動機構25。根據這樣的結構,能夠平衡性更好地使可動部22擺動。

另外,作為線圈252與永磁體251的分離距離(間隙G),沒有特別限定,也根據可動部22的大小、從線圈252產生的磁場的大小等而不同,例如優選為0.1mm以上、0.5mm以下左右,更優選為0.2mm以上、0.4mm以下左右。由此,能夠防止可動部22擺動時的永磁體251與線圈252的 接觸,并且使從線圈252產生的磁場更有效地作用于永磁體251。因此,能夠使可動部22更有效且穩定地擺動。

這樣的驅動機構25具有的線圈252被線圈支撐部26支撐,通過將線圈支撐部26固定于支撐部23,而被支撐部23支撐。線圈252固定于線圈支撐部26沒有特別限定,能夠使用粘合劑等。

這樣,采用將線圈252經由線圈支撐部26而固定于支撐部23的結構時,例如,通過調整線圈支撐部26相對于支撐部23的固定位置,能夠調整線圈252相對于永磁體251的位置。因此,能夠容易進行永磁體251與線圈252的對位。此外,作為線圈支撐部26固定于支撐部23的固定方法,沒有特別限定,例如可以舉出粘合劑、螺紋固定、凹凸嵌合等。

這樣的線圈支撐部26從與永磁體251相反的一側支撐線圈252。即,線圈支撐部26設置為不位于永磁體251與線圈252之間。通過這樣配置線圈支撐部26,能夠進一步減小永磁體251與線圈252的間隙G。

另外,如圖5以及圖7所示,線圈支撐部26具有在中途幾乎呈直角彎曲的大致L字狀的剖面形狀。具體來說,線圈支撐部26具有固定于支撐部23的第一支撐部261、以及與第一支撐部261連接且相對于第一支撐部261幾乎呈直角彎曲的第二支撐部262。第一支撐部261形成在XY平面上擴展且在Z軸方向上具有厚度的板狀,第二支撐部262形成在XZ平面上擴展且在Y軸方向上具有厚度的板狀。這樣的線圈支撐部26由熱傳導率比支撐部23的熱傳導率大的材料構成。

這樣,通過具有第一支撐部261以及第二支撐部262而增大線圈支撐部26的表面積,并且,通過具有由熱傳導率比支撐部23的熱傳導率大的材料構成的線圈支撐部26,能夠從線圈支撐部26有效地釋放因通電而從線圈252產生的熱量。因此,從線圈252產生的熱量不易向支撐部23(構造體20)傳遞,能夠抑制以構造體20的熱膨脹、熱量所造成的軸部24a、24b的軟化等為起因的光學器件2的振動特性的變動,能夠發揮穩定的振動特性。另外,由于也能夠減少線圈252的發熱,因此能夠抑制因線圈252 的發熱而造成的電力損失。因此,能夠更有效地(節約電力)從線圈252產生磁場。

特別是,第二支撐部262與玻璃板21的光入射面的面內方向(XY面內方向)交叉,即,第二支撐部262相對于第一支撐部261彎折,因此能夠抑制從Z軸方向觀察時的線圈支撐部26的擴寬,能夠實現光學器件2的小型化。

在此,線圈支撐部26優選由非磁性材料構成。由此,能夠抑制線圈支撐部26被永磁體251所產生的磁場牽引。

此外,作為這樣的線圈支撐部26的構成材料(比支撐部23熱傳導率大且為非磁性的材料),例如可以舉出鋁、銅、銀、非磁性不銹鋼等。

在這樣的線圈支撐部26中,第一支撐部261沿著線圈252的底面(與同永磁體251相對的面處于相反側的面)配置,第二支撐部262沿著線圈252的側面(在玻璃板21的俯視觀察中形成為與玻璃板21交叉的面)配置。換言之,第一支撐部261沿著玻璃板21的光入射面的面內方向(延長玻璃板21的光入射面而成的面或能夠在延長的面內定義的方向)設置,第二支撐部262在玻璃板21的俯視觀察中沿與玻璃板21的光入射面的面內方向交叉的方向延伸。此外,與面內方向交叉是指,例如以相對于延長玻璃板21的光入射面而成的面或能夠在延長的面內定義的方向交叉的方式延伸或形成的狀態。

因此,能夠擴大線圈支撐部26與線圈252接觸的面,能夠使從線圈252產生的熱量有效地從線圈支撐部26釋放。特別是,在本實施方式中,第二支撐部262沿著線圈252的沿長邊方向的側面252a進行配置。因此,例如與沿著沿短邊方向的側面進行配置的情況相比較,能夠增大第二支撐部262的面積(換言之與線圈252的接觸面積),因此能夠從線圈支撐部26更有效地散熱。

另外,像本實施方式那樣,通過與第一支撐部261以及第二支撐部262抵接來配置線圈252,能夠使線圈252相對于線圈支撐部26容易且高 精度地定位。此外,線圈252可以與第一支撐部261、第二支撐部262直接接觸,例如,也可以經由粘合劑等而間接地接觸。

另外,在本實施方式中,如圖8所示,線圈252的永磁體251側的面252b位于比第二支撐部262靠近永磁體251側的位置。換言之,線圈252設置為在從光入射面的面內方向俯視觀察第二支撐部262時從第二支撐部262向永磁體251側突出。進一步換言之,線圈252配置為與永磁體251相對(面對),并且在從與光入射面平行的方向俯視觀察第二支撐部262時,線圈252的與永磁體251相對的面位于比第二支撐部262靠近永磁體251側的位置。若設為這樣的結構,則在從Y軸方向觀察時,能夠目視確認永磁體251與線圈252的間隙(間隙G),能夠更高精度地調整這些間隙G。此外,線圈252的配置不限于此,例如,也可以在第二支撐部262的俯視觀察中,使永磁體251側的面252b與第二支撐部262的永磁體側的端一致。

特別是,在本實施方式的光學器件2中,在支撐部23上設置有在從Y軸方向觀察時能夠從光學器件2的外側目視確認永磁體251與線圈252的間隙的窗部231。因此,能夠更容易地目視確認永磁體251與線圈252的間隙(間隙G)。此外,作為窗部231的結構,只要能夠目視確認上述間隙,則沒有特別限定,但優選如本實施方式那樣由貫通孔構成。由此,窗部231的結構變得簡單。另外,例如,如圖9所示,若在窗部231的附近配置冷卻用的風管D,則從風管D供給的冷卻風能夠經由窗部231向線圈支撐部26(第二支撐部262)吹送。因此,能夠進一步提高線圈支撐部26處的散熱效果。另外,通過經由窗部231而吹送冷卻風,冷卻風不易與可動部22接觸。因此,不會對可動部22的振動特性造成影響。此外,作為上述冷卻風,能夠使用由為了冷卻投影儀1的各部分(例如光源102等)而內置于投影儀1的冷卻單元生成的冷卻風。

<第二實施方式>

圖10是表示本發明的第二實施方式的圖像顯示裝置具有的光學器件的俯視圖。圖11是圖10所示的光學器件的剖視圖。圖12是表示圖像顯示裝置具有的保持部件的立體圖。圖13是圖12所示的保持部件的剖視圖。

以下,對本發明的第二實施方式的圖像顯示裝置進行說明,以與上述的實施方式不同之處為中心進行說明,對于相同的事項省略其說明。

第二實施方式的圖像顯示裝置除了光學器件的結構不同之外其余與上述的第一實施方式相同。此外,對于與上述的實施方式相同的結構,標注相同附圖標記。

如圖10以及圖11所示,本實施方式的光學器件2還具有殼體29。殼體29例如作為加強構造體20的加強部件而發揮功能。這樣的殼體29形成在中央具有開口291的框狀,配置為不會阻礙影像光LL的通過。然后,在這樣的殼體29處對支撐部23與線圈支撐部26進行支撐,形成線圈支撐部26經由殼體29而被支撐部23支撐固定的狀態。通過采用這樣的結構,由于在線圈支撐部26與支撐部23之間夾有殼體29,因此,相應地,從線圈252產生的熱量更加難以經由線圈支撐部26向支撐部23傳遞。因此,與上述的第一實施方式相比,進一步抑制以構造體20的熱膨脹、熱量所造成的軸部24a、24b的軟化等為起因的光學器件2的振動特性的變動,能夠發揮更穩定的振動特性。

特別是,在本實施方式中,如圖11所示,線圈支撐部26配置為與構造體20分離。即,線圈支撐部26設置為與構造體20不接觸。由此,熱量更加難以從線圈支撐部26向構造體20傳遞,使得上述的效果變得更加顯著。另外,在本實施方式中,由于第二支撐部262位于構造體20的外側,因此容易向第二支撐部262吹送上述的冷卻風。

在此,作為殼體29的構成材料,沒有特別限定,但優選與線圈支撐部26同樣地使用比支撐部23熱傳導率大且非磁性的材料。由此,能夠通過線圈支撐部26以及殼體29對線圈252的熱量進行散熱,因此進一步提高放熱效果。另外,由于殼體29不會形成從線圈252產生的磁場的磁路,因此能夠使從線圈252產生的磁場有效地作用。

這樣的殼體29例如優選為了使分色棱鏡110、投影透鏡系統112以及光學器件2相互固定(定位)而能夠與保持部件連接。由此,能夠有效利用殼體29,并且也能夠實現投影儀1的小型化。以下,對于該情況,舉出一個例子進行說明。

在投影儀1中,如圖12以及圖13所示,分色棱鏡110、投影透鏡系統112以及光學器件2被保持部件7保持,在光學對準的狀態下進行固定。

保持部件7具有保持投影透鏡系統112以及光學器件2的第一保持部件71、保持于第一保持部件71的第二保持部件72、以及保持于第二保持部件72并且保持分色棱鏡110的第三保持部件73。

第一保持部件71具備支撐投影透鏡系統112的鏡筒112a的鏡筒保持部711、以及從鏡筒保持部711的上部向光路上游側突出的保持部712。鏡筒保持部711形成為大致矩形的板狀,在其中央設置具有圓孔的開口部711a,在開口部711a中插入投影透鏡系統112的鏡筒112a。插入到開口部711a的鏡筒112a在對準的狀態下螺紋固定于鏡筒保持部711。另一方面,保持部712保持光學器件2的殼體29,光學器件2位于投影透鏡系統112與分色棱鏡110之間。

第二保持部件72配置在第一保持部件71的上方,在對準的狀態下螺紋固定于第一保持部件71。

第三保持部件73成為分色棱鏡110相對于投影透鏡系統112對準時的基準的部件,成為保持著分色棱鏡110的狀態。具體來說,在第三保持部件73的下表面設置固定部731,通過粘合劑等在該固定部731處固定分色棱鏡110的上表面。這樣的第三保持部件73配置在第二保持部件72的下方,螺紋固定于第二保持部件72。

利用以上那樣的第二實施方式,也能夠發揮與上述的第一實施方式相同的效果。

<第三實施方式>

圖14是表示本發明的第三實施方式的圖像顯示裝置的光學結構的圖。

以下,對本發明的第三實施方式的圖像顯示裝置進行說明,以與上述的實施方式不同點為中心進行說明,對于相同的事項省略其說明。

第三實施方式的圖像顯示裝置是半透射式(透視型)的頭戴顯示器(以下,簡稱為“HMD”)。

本實施方式的HMD(圖像顯示裝置)3供觀察者(使用者)穿戴使用,如圖14所示,具有光源310、液晶顯示元件320、投影透鏡系統330、導光部340以及作為光路偏轉元件的光學器件2。作為光源310沒有特別限定,例如能夠使用LED的背光燈。從這樣的光源310產生的光向液晶顯示元件320傳導。液晶顯示元件320是透射式的液晶顯示元件,例如能夠使用HTPS(高溫多晶硅)單板TFT彩色液晶面板等。這樣的液晶顯示元件320對來自光源310的光進行調制而生成影像光。生成的影像光通過投影透鏡系統進行放大之后,射入導光部340。導光部340形成板狀,進一步在光的傳輸方向的下游側配置半透半反鏡341。向導光部340內導入的光重復進行反射,通過半透半反鏡341導入觀察者的瞳孔E。另外,與之相伴,外界光透過半透半反鏡341而導入觀察者的瞳孔E。由此,在HMD3中,目視觀察為在景色上重疊影像光。

在這樣的結構的HMD3中,在液晶顯示元件320與投影透鏡系統330之間配置光學器件2,由此,能夠使影像光LL的光軸偏移。

利用以上那樣的第三實施方式,也能夠發揮與上述的第一實施方式相同的效果。

<第四實施方式>

圖15是表示本發明的第四實施方式的圖像顯示裝置的光學結構的圖。

以下,對本發明的第四實施方式的圖像顯示裝置進行說明,以與上述的實施方式不同點為中心進行說明,對于相同的事項省略其說明。

第四實施方式的圖像顯示裝置是平視顯示器(以下,簡稱為“HUD”)。

本實施方式的HUD(圖像顯示裝置)5例如搭載于汽車,適用于經由前擋玻璃FG將時速、時間、行駛距離等各種信息(圖像)向駕駛員投 影。如圖15所示,這樣的HUD5包括具有光源511、液晶顯示元件512和投影透鏡系統513的投影單元510、反射鏡520以及作為光路偏轉元件的光學器件2。光源511、液晶顯示元件512以及投影透鏡系統513例如能夠采用與上述的第三實施方式的光源310、液晶顯示元件320以及投影透鏡系統330相同的結構。反射鏡520是凹面鏡,反射來自投影單元510的投影光而向前擋玻璃FG投影(顯示)。

在這樣的結構的HUD5中,在液晶顯示元件512與投影透鏡系統513之間配置光學器件2,由此,能夠使投影光的光軸偏移。

利用以上那樣的第四實施方式,也能夠發揮與上述的第一實施方式相同的效果。

以上,針對本發明的光學器件以及圖像顯示裝置,基于圖示的實施方式進行了說明,但本發明不限于此。例如,在本發明的光學器件以及圖像顯示裝置中,能夠將各部分的結構置換為具有相同的功能的任意的結構,并且也能夠附加其他的任意的結構。

另外,在上述的實施方式中,對于光學部具有透光性且作為像素偏移器件來使用的光學器件進行了說明,但作為光學器件的用途不限于此。例如,也可以用作光掃描儀,其中,光學部的光入射部具有光反射性,由光入射部反射的光通過可動部的擺動進行掃描。

另外,在上述的實施方式中,作為圖像顯示裝置,對于液晶投影儀以及光掃描式的投影儀進行了說明,但作為圖像顯示裝置,不限于投影儀,除此之外,也能夠適用于打印機、掃描儀等。

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