CN106249400B - 光学器件及图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有优异的驱动精度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)；可动部(22)，支承玻璃板(21)；轴部(24a、24b)，将可动部(22)支承为能够绕摆动轴(J)摆动；支承部(23)，支承轴部(24a、24b)；永久磁铁(251)，设置于可动部(22)；以及线圈(252、253)，与永久磁铁(251)相对配置，产生作用于永久磁铁(251)的磁场，可动部(22)具有用于永久磁铁(251)插入的贯通孔(222a)和向贯通孔(222a)内突出并用于支承永久磁铁(251)的突出部(222b)。

Description

光学器件及图像显示装置
技术领域
本发明涉及光学器件及图像显示装置。
背景技术
如专利文献1中所记载的，以往，为了使所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，公知有使从光调制装置射出的影像光的轴偏移的技术。另外，在专利文献1中，作为使影像光的轴偏移的装置，采用了具有透光板和使透光板摆动的驱动部(压电元件)的摆动装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-203460号公报
然而，在专利文献1的摆动装置中，并未明确公开驱动部的构成。在摆动装置中，由于驱动部的构成对透光板的驱动精度影响巨大，因此，担心通过专利文献1的驱动部的构成，无法使透光板高精度地摆动，导致显示特性差。
发明内容
本发明的目的在于提供具有优异的驱动精度的光学器件、具备该光学器件的图像显示装置。
这样的目的通过下述发明来实现。
本发明的光学器件，其特征在于，具有：光学部，具有用于让光射入的光入射面；可动部，支承所述光学部；轴部，以使所述可动部能够绕摆动轴摆动的方式支承所述可动部；支承部，支承所述轴部；永久磁铁，设置于所述可动部；以及线圈，产生作用于所述永久磁铁的磁场，所述可动部具有：贯通孔，所述永久磁铁插入所述贯通孔；以及突出部，向所述贯通孔内突出，用于支承所述永久磁铁。
由此，由于能够高精度地进行永久磁铁和线圈的对位，因此，可得到具有优异的驱动精度的光学器件。
在本发明的光学器件中，优选地，所述永久磁铁和所述线圈相对配置，所述贯通孔设置为在所述永久磁铁和所述线圈的排列方向上贯通所述可动部。
由此，能够更高精度地控制永久磁铁与线圈的间隔距离。
在本发明的光学器件中，优选地，所述突出部支承所述永久磁铁的所述线圈一侧的面。
由此，能够更高精度地控制永久磁铁与线圈的间隔距离。
在本发明的光学器件中，优选地，在所述可动部的俯视观察下，所述永久磁铁具有位于所述线圈的外周的外侧的部分，所述突出部支承所述永久磁铁的所述位于所述线圈的外周的外侧的部分。
由此，能够防止突出部与线圈接触。另外，能够更加靠近地配置线圈和永久磁铁。
在本发明的光学器件中，优选地，在所述可动部的俯视观察下，所述突出部设置成不与所述线圈重叠。
由此，能够防止突出部与线圈接触。另外，能够更加靠近地配置线圈和永久磁铁。
在本发明的光学器件中，优选地，所述永久磁铁与所述线圈的间隔距离小于所述突出部在所述永久磁铁和所述线圈的排列顺序方向上的厚度。
由此，能够进一步缩小永久磁铁与线圈的间隔距离。因而，由于从线圈产生的磁场有效地作用于永久磁铁，因此，能够发挥更优异的驱动效率。
在本发明的光学器件中，优选地，在所述可动部的俯视观察下，所述永久磁铁和所述线圈分别呈长条形状，所述永久磁铁的纵向上的两端部位于所述线圈的外周的外侧，所述突出部支承所述永久磁铁的所述两端部。
这样，通过利用突出部支承永久磁铁的纵向上的两端部，例如，与利用突出部支承永久磁铁的横向(短轴)上的两端部的情况相比，能够抑制永久磁铁的质量增加。
在本发明的光学器件中，优选地，所述永久磁铁在与所述光学部和所述永久磁铁的排列方向交叉的方向上延伸。
由此，由于能够将永久磁铁靠近光学部配置，因此，能够减小可动部的惯性力矩。因而，能够使可动部更顺畅地摆动。
在本发明的光学器件中，优选地，所述永久磁铁设置于两个所述线圈之间。
由此，能够使可动部更顺畅地摆动。
在本发明的光学器件中，优选地，所述光学部使所述光透射。
由此，能够利用光学部的折射使光的光轴偏移。
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。
由此，得到具有优异的显示特性的图像显示装置。
在本发明的图像显示装置中，优选地，所述光学部使所述光透射，并且，该图像显示装置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，能够以模拟的方式(疑似的)提高分辨率。
附图说明
图1是示出本发明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俯视图和仰视图。
图5是示出图4的(a)和(b)所示的光学器件的结构体的俯视图。
图6是图4的(a)中的A-A线截面图。
图7是示出图4的(a)和(b)所示的光学器件的可动部的俯视图。
图8的(a)和(b)是图4的(a)中的B-B线截面图和C-C线截面图。
图9是示出本发明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10是示出本发明第三实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。
图11是示出本发明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
108B、108G、108R 液晶显示元件
110 二向色棱镜 112 投射透镜系统
120 控制电路 122 图像信号处理电路
2 光学器件 20 结构体
21 玻璃板 22 可动部
221 玻璃板支承部 221a 贯通孔
221a’、221a” 边 221b 突出部
222 永久磁铁支承部 222a 贯通孔
222a’、222a” 边 222b 突出部
223 永久磁铁支承部 23 支承部
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’ 面
251a、251b 两端部 252、253 线圈
26 保持部 261 第一保持部
261a 薄壁部 261b 厚壁部
262 第二保持部 27 加强部
271 第一加强部 272 第二加强部
3 HMD 310 光源
320 液晶显示元件 330 投射透镜系统
340 导光部 341 半反射镜
5 HUD 510 投影单元
511 光源 512 液晶显示元件
513 投射透镜系统 520 反射镜
8 屏幕 E 瞳孔
FG 挡风玻璃 G 间隙
J 摆动轴 LL 影像光
P1、P2 图像显示位置 Px 像素
Bv、Gv、Rv 数据信号 Vid 图像信号
具体实施方式
下面，根据附图中所示的各实施方式，对本发明的光学器件及图像显示装置进行详细说明。
第一实施方式
图1是示出本发明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俯视图和仰视图。图5是示出图4所示的光学器件的结构体的俯视图。图6是图4中的A-A线截面图。图7是示出图4所示的光学器件的可动部的俯视图。图8是图4中的B-B线截面图和C-C线截面图。需要说明的是，在图4至图8中，为了便于说明，作为相互正交的3个轴，图示了X轴、Y轴及Z轴。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”。
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和104c、二向色镜106a和106b、液晶显示元件108R、108G和108B、二向色棱镜110、作为光路偏转元件的光学器件2、及投射透镜系统112。
作为光源102，可列举出例如卤素灯、水银灯、发光二极管(LED)等。另外，作为该光源102，使用射出白色光的光源。于是，从光源102射出的光首先通过二向色镜106a分离成红色光(R)和其它光。红色光经镜104a反射后射入液晶显示元件108R，而其它光则通过二向色镜106b进一步分离成绿色光(G)和蓝色光(B)。然后，绿色光射入液晶显示元件108G，蓝色光经镜104b、104c反射后，射入液晶显示元件108B。
液晶显示元件108R、108G和108B分别用作空间光调制器。这些液晶显示元件108R、108G和108B是分别对应于R、G、B原色的透射型空间光调制器，具备例如排列成纵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和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和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被投射透镜系统112放大并投射到屏幕8上。
在此，投影仪1在二向色棱镜110与投射透镜系统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和108B的分辨率(如果液晶显示元件108R、108G和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。如后所述，光学器件2具有使影像光LL透过的玻璃板21(参照图4等)，通过变更该玻璃板21的姿势，从而能够利用折射使影像光LL的光轴移动(シフト)。
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在屏幕8上斜向(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，投影仪1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和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和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和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和108B，基于这些数据信号，液晶显示元件108R、108G和108B进行动作。
光学器件
接着，对组装在上述投影仪1中的光学器件2进行详细说明。
如图4所示，光学器件2具有光透射性，具有结构体20、加强部27、驱动机构25及保持部26，其中，结构体20具有：可动部22，设有使影像光LL偏转的玻璃板(光学部)21；框状的支承部23，设置于可动部22的周围；以及轴部24a、24b，连结可动部22和支承部23，并以使可动部22能够相对于支承部23绕摆动轴J摆动(转动)的方式支承可动部22，加强部27加强结构体20，驱动机构25使可动部22相对于支承部23摆动，保持部26保持驱动机构25所具有的线圈252和253。这样构成的光学器件2例如以-Z侧朝向二向色棱镜110一侧、+Z侧朝向投射透镜系统112一侧的方式配置于投影仪1内。不过，光学器件2的朝向也可以相反。
如图5所示，可动部22形成为平板状，具有：支承玻璃板21的玻璃板支承部221；和设置于玻璃板支承部221的外侧并用于支承驱动机构25所具有的永久磁铁251的永久磁铁支承部222、223。
另外，如图6所示，玻璃板支承部221在其中央部具有贯通孔221a。另外，玻璃板支承部221具有从贯通孔221a的+Z轴侧的端部向贯通孔221a内突出的突出部(爪部)221b。于是，玻璃板21以由突出部221b抵住的方式嵌入于贯通孔221a中，玻璃板21通过未图示的粘结剂等粘结(固定)于玻璃板支承部221。如果是这样的构成，则能够通过贯通孔221a进行玻璃板21相对于玻璃板支承部221的XY面内方向上的定位，并能通过突出部221b进行玻璃板21相对于玻璃板支承部221的Z轴方向上的定位。因此，能够更高精度地使玻璃板21相对于玻璃板支承部221定位。
在此，如图7所示，在俯视观察(从Z轴方向观察的俯视观察)下，贯通孔221a形成为稍大于玻璃板21的外形。于是，玻璃板21以抵接于贯通孔221a的向不同方向延伸的两条边221a’、221a”的方式定位。这样，通过使贯通孔221a大于玻璃板21，并使玻璃板21抵接于边221a’、221a”而定位，从而能够容易地将玻璃板21插入贯通孔221a中，同时能够更高精度地使玻璃板21相对于玻璃板支承部221定位。另外，由于玻璃板支承部221和玻璃板21的热膨胀系数不同，因此，通过在玻璃板21的外周和贯通孔221a的内周之间设置间隙，从而能够减少玻璃板21和玻璃板支承部221因热应力而产生的变形(尤其是挠曲、翘曲)。
被这样的玻璃板支承部支承的玻璃板21具有矩形的俯视观察形状。于是，玻璃板21的其中一个主面(俯视观察玻璃板21时的面)构成光射入其中的光入射部，另一个主面构成光从其射出的光出射面。这样的玻璃板21通过使影像光LL的入射角度从0°倾斜，从而能够使射入的影像光LL折射的同时透射。因此，通过改变玻璃板21的姿势来获得目标入射角度，能够控制影像光LL的偏转方向、偏转量。需要说明的是，这样的玻璃板21的大小可进行适当设定，以使从二向色棱镜110射出的影像光LL透过。另外，优选地，玻璃板21基本上为无色透明的。另外，也可以是，在玻璃板21的影像光LL的入射面和出射面上形成有防反射膜。
作为玻璃板21的构成材料，并没有特别限定，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)。需要说明的是，作为玻璃板21的平面形状，能够控制影像光LL的偏转方向、偏转量即可，并不限于矩形，可以采用各种形状。
在支承有这样的玻璃板21的玻璃板支承部221的外周连接有永久磁铁支承部222、223。永久磁铁支承部222、223相对于摆动轴J位于彼此相反的一侧。需要说明的是，由于永久磁铁支承部222、223的构成彼此相同，下面，代表性说明永久磁铁支承部222，而省略说明永久磁铁支承部223。
如图5和图6所示，永久磁铁支承部222具有在厚度方向(Z轴方向)上贯通永久磁铁支承部222的贯通孔222a和从贯通孔222a的+Z轴侧的端部向贯通孔222a内突出的突出部222b。于是，永久磁铁251以由突出部222b抵住的方式嵌入于贯通孔222a中，所嵌入的永久磁铁251通过未图示的粘结剂等粘结(固定)于永久磁铁支承部222。换言之，在永久磁铁支承部222上形成有用于嵌入永久磁铁251的框部222a(贯通孔)。于是，嵌入于框部222a中的永久磁铁251被支承于向框部222a的内侧突出的突出部222b。如果是这样的构成，则能够通过贯通孔222a在XY面内方向上使永久磁铁251相对于永久磁铁支承部222定位，并能通过突出部222b在Z轴方向上使永久磁铁251相对于永久磁铁支承部222定位。因此，能够更高精度地使永久磁铁251相对于永久磁铁支承部222定位，因而，能够更高精度地进行永久磁铁251与线圈252和253的定位。
尤其是，由于突出部222b与突出部221b设置于同侧，因此，能够使永久磁铁251插入贯通孔222a的方向与玻璃板21插入贯通孔221a的方向一致。因而，能够更简单地插入玻璃板21和永久磁铁251。
在此，如图7所示，贯通孔222a在俯视观察(从Z轴方向观察的俯视观察)下形成为稍大于永久磁铁251的矩形形状的外形。于是，永久磁铁251以抵接于贯通孔222a的向不同方向延伸的两条边222a’、222a”的方式定位。这样，通过使贯通孔222a大于永久磁铁251，并使永久磁铁251抵接于边222a’、222a”而定位，从而能够容易地将永久磁铁251插入贯通孔222a中的同时，还能更高精度地使永久磁铁251相对于永久磁铁支承部222定位。另外，由于永久磁铁支承部222和永久磁铁251的热膨胀系数不同，因此，通过在永久磁铁251的外周和贯通孔222a的内周之间设置间隙，从而能够减少永久磁铁251和永久磁铁支承部222因热应力而产生的变形(尤其是挠曲、翘曲)。
尤其是，在本实施方式中，由于以抵接于位于可动部22的中心侧的边222a’、222a”的方式配置永久磁铁251，因此，能够将永久磁铁251配置为更靠近可动部22的中心。因而，能够减小可动部22的惯性力矩，能够使可动部22更顺畅地摆动。
在这种构成的可动部22的周围设置框状的支承部23，可动部22和支承部23通过轴部24a、24b连结。轴部24a、24b在俯视观察下位于在X轴方向和Y轴方向上错开的位置，由此，形成相对于X轴和Y轴这两个轴倾斜约45°的摆动轴J。可动部22绕该摆动轴J摆动，随着该摆动，玻璃板21的姿势发生变化。尤其是，在光学器件2中，在俯视观察下，由于轴部24a、24b相对于玻璃板21的中心呈点对称地配置，因此，可动部22获得良好的摆动平衡。需要说明的是，摆动轴J相对于X轴(Y轴)的倾斜角并不限定于45°。
上述那样的结构体20(可动部22、支承部23及轴部24a、24b)一体地构成。由此，能够提高支承部23与轴部24a、24b的边界部分、轴部24a、24b与可动部22的边界部分的抗冲击性、长期耐久性。
另外，结构体20(可动部22、支承部23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。作为这些构成材料，优选包含树脂，更优选地，以树脂作为主成分。由此，能够有效地抑制伴随可动部22摆动而产生的应力引发玻璃板21自身不必要的振动。另外，能够用柔软的可动部22包围玻璃板21的侧面，在变更玻璃板21的姿势时，能够将玻璃板21上产生的应力抑制为较小，并能将随着应力分布产生于玻璃板21上的不必要的振动抑制为较小。结果，能够防止通过玻璃板21偏转的图像向无意的方向偏转。另外，能够抑制可动部22相对于环境温度而摆动轨迹发生变化。另外，例如，能够使轴部24a、24b及其周边变得足够柔软，能够得到小型且谐振频率低(130kHz～170kHz左右的)光学器件2。
作为相关树脂，并没有特别限定，例如可列举出聚乙烯、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。
在上述那样的结构体20上设置有以加强为目的的加强部27。如图4所示，加强部27具有与结构体20的支承部23的+Z轴侧的主面接合的框状的第一加强部271和与支承部23的-Z轴侧的主面接合的框状的第二加强部272，通过将支承部23夹在该第一加强部271与第二加强部272之间来加强支承部23。为此，能够减小可动部22摆动时的支承部23的挠曲(变形)，能够使可动部22更稳定地摆动。
优选地，这样的加强部27(第一加强部271、第二加强部272)例如由铝、钛、部分不锈钢等金属材料构成。由此，由于能够使加强部27既薄又硬，从而能够实现光学器件2的薄型化，同时能够更牢固地加强支承部23。
需要说明的是，作为第一加强部271、第二加强部272与支承部23的接合方法，并没有特别限定，优选使用环氧类、丙烯酸类、硅酮(silicone)类等各种粘结剂。由此，能够在第一加强部271、第二加强部272与支承部23之间形成较柔软的粘结剂层，能够通过该粘结剂层缓和施加于支承部23的应力，能够使可动部22更稳定地摆动。不过，即使不存在加强部27而支承部23具有足够的刚度的情况下等，也可以省略加强部27。
接着，对使可动部22摆动的驱动机构25进行说明。如图4所示，驱动机构25具有对应于永久磁铁支承部222配置的第一驱动机构25A和对应于永久磁铁支承部223配置的第二驱动机构25B。需要说明的是，由于第一驱动机构25A和第二驱动机构25B的构成彼此相同，下面，代表性说明第一驱动机构25A，而省略说明第二驱动机构25B。
如图8的(a)所示，第一驱动机构25A是具有永久磁铁251和一对线圈252和253的电磁致动器，其中，永久磁铁251嵌入永久磁铁支承部222的贯通孔222a中，一对线圈252和253产生作用于永久磁铁251的磁场。一对线圈252和253夹着永久磁铁251配置。具体而言，线圈252在永久磁铁251的-Z轴侧与永久磁铁251相对配置，线圈253在永久磁铁251的+Z轴侧与永久磁铁251相对配置。换言之，从磁芯插通的方向(当为空芯线圈时，线圈看起来是环状的方向)观察线圈252或线圈253时，线圈252和线圈253配置为与永久磁铁251重叠。这样，通过使用电磁致动器作为驱动机构25，能够以简单的构成产生足以使可动部22摆动的力，能够使可动部22顺畅地摆动。
永久磁铁251沿X轴方向形成为长条形状，在Z轴方向(玻璃板21的厚度方向)上磁化。这样，通过使永久磁铁251在X轴方向(即，与作为玻璃板21和永久磁铁251的排列方向的Y轴方向正交(交叉)的方向)上延伸，能够将永久磁铁251靠近可动部22的中心(摆动轴J)配置，能够减小可动部22的惯性力矩。因此，能够使可动部22更顺畅地摆动。
作为这样的永久磁铁251，并没有特别限定，例如可以使用钕磁铁、铁素体磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁等。
另一方面，线圈252和253隔着永久磁铁251配置成相对。换言之，永久磁铁251被线圈252和253夹在中间。更具体而言，在永久磁铁251的+Z轴侧配置线圈252，在-Z轴侧配置线圈253。另外，线圈252和253分别设置为对应于永久磁铁251在X轴方向上延伸。另外，线圈252和253分别配置为与永久磁铁251隔开。这样，通过将一对线圈252和253设置成将永久磁铁251夹在中间，从而能够从永久磁铁251的两侧产生作用于永久磁铁251的磁场，因此，能够使可动部22更顺畅地摆动。
需要说明的是，作为线圈252和253与永久磁铁251的间隔距离(间隙G)，并没有特别限定，根据可动部22的大小、从线圈252和253产生的磁场的大小等而有所不同，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和253接触，同时能够使从线圈252和253产生的磁场更高效地作用于永久磁铁251。为此，能够使可动部22更高效且稳定地摆动。
另外，线圈252和253为空芯线圈。通过采用空芯线圈作为线圈252和253，能够使可动部22更顺畅地摆动。具体说明的话，例如，在使用内侧具有磁芯的线圈作为线圈252和253的情况下，存在永久磁铁251由于所产生的磁力的强度而被吸至磁芯，由此，摆动轴J发生位移，可动部22无法顺畅摆动的情况。为了防止这样的不良情况出现，优选地，使用本实施方式这样的空芯线圈作为线圈252和253。
在上述那样的驱动机构25中，通过从未图示的电压施加部向线圈252和253施加驱动信号，从而自线圈252和253产生磁场，所产生的磁场作用于永久磁铁251，由此，可动部22相对于支承部23绕摆动轴J摆动(转动)。于是，通过可动部22这样的摆动，影像光LL的光轴移动，在图像显示位置P1、P2交替地显示图像。因此，表观像素增加，图像获得高分辨率。
需要说明的是，作为驱动机构25的构成，只要能使可动部22摆动的话并没有特别限定，例如也可以是省略第二驱动机构25B而仅设置第一驱动机构25A。另外，也可以省略第二驱动机构25B，并从第一驱动机构25A中进一步省略线圈252和253中任一方。
另外，线圈252和253由保持部26保持并固定于结构体20。具体而言，如图8的(b)所示，保持部26具有第一保持部261和第二保持部262，其中，第一保持部261相对于支承部23位于+Z轴侧，保持线圈252并经由第一加强部271固定于支承部23，第二保持部262相对于支承部23位于-Z轴侧，保持线圈253并经由第二加强部272固定于支承部23。第一加强部271、第二加强部272具有如上述那样加强支承部23的功能，并且还发挥用于形成永久磁铁251与线圈252和253之间的间隙G的间隙层的作用。
这样，如果构成为经由第一保持部261、第二保持部262将线圈252和253固定于支承部23，则例如通过调整第一保持部261、第二保持部262相对于支承部23的固定位置，从而能够容易地调整线圈252和253相对于永久磁铁251的位置。为此，能够容易地进行永久磁铁251与线圈252和253的对位。需要说明的是，作为将第一保持部261、第二保持部262连接于加强部27(支承部23)的方法，并没有特别限定，例如可列举出粘结剂、螺丝固定、凹凸嵌合等。
另外，第一保持部261、第二保持部262从与永久磁铁251相反的一侧保持线圈252和253。即，第一保持部261、第二保持部262设置为不位于永久磁铁251与线圈252和253之间。通过这样配置第一保持部261、第二保持部262，能够进一步缩小永久磁铁251与线圈252和253之间的间隙G。
如上述那样构成的保持部26(第一保持部261、第二保持部262)是非磁性体。由此，由于抑制通过保持部26形成磁路，因此，能够使自线圈252和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的薄型化，且能更稳固地加强支承部23。此外，保持部26例如也可以与加强部27一体地形成。
以上，对光学器件2的构成进行了简单说明。接着，对光学器件2所具有的永久磁铁251、线圈252和253、以及贯通孔222a和突出部222b的配置进行详细说明。需要注意的是，由于线圈252和253相对于永久磁铁251对称设置，因此，下面，代表性说明线圈252，而省略说明线圈253。
如上所述，永久磁铁251和线圈252分别设置为在X轴方向上延伸。而且，永久磁铁251在X轴方向上的长度长于线圈252在X轴方向上的长度，永久磁铁251在Y轴方向上的长度也长于线圈252在Y轴方向上的长度。另外，伴随这样的大小关系，用于让永久磁铁251插入的贯通孔222a形成为比线圈252大少许，在从Z轴方向观察的俯视观察下，配置为包围线圈252。通过采用这样的构成，如下文所述，能够将线圈252插入贯通孔222a内，能够更加靠近地配置永久磁铁251和线圈252。
另一方面，向贯通孔222a内突出的突出部222b设置为从贯通孔222a的X轴方向的两端部向贯通孔222a内突出，在从Z轴方向观察的俯视观察下，配置为不与线圈252重叠。换言之，突出部222b的整个区域位于线圈252的外侧。于是，突出部222b支承永久磁铁251纵向上的两端部251a、251b(即，位于线圈252外侧的部分)。
这样，通过使永久磁铁251长于线圈252，并利用突出部222b支承超出线圈252的部分，从而能够防止线圈252与突出部222b接触。因此，能够进一步缩小永久磁铁251与线圈252的间隔距离(间隙G)。尤其是，在本实施方式中，如图8所示，间隙G小于突出部222b的厚度(Z轴方向的长度、永久磁铁251和线圈252的排列顺序方向的长度)t。由此，能够进一步缩小间隙G，能够使从线圈252产生的磁场更高效地作用于永久磁铁251。另外，为了获取摆动平衡，优选地，使永久磁铁251与线圈252的间隔距离和永久磁铁251与线圈253的间隔距离基本相等，如上所述，由于能够缩小永久磁铁251与线圈252的间隔距离，从而也能够缩小永久磁铁251与线圈253的间隔距离。
另外，在本实施方式中，如上所述，突出部222b支承永久磁铁251的线圈一侧的面251’。为此，例如，能够在不受永久磁铁251的大小(厚度)的偏差等的影响下，将永久磁铁251的面251’的Z轴方向的位置设定为规定的位置，能够将永久磁铁251与线圈252的间隔距离(间隙G)设定为期望的距离。
以上，对永久磁铁251、线圈252和253、以及支承永久磁铁251的突出部222b的配置进行了详细说明。需要注意的是，它们的配置并不限定于本实施方式，例如，也可以将突出部222b设置为从贯通孔222a的Y轴方向的两端部向贯通孔222a内突出。不过，在这样的构成中，由于担心与本实施方式相比永久磁铁251变大，因此，在能够抑制永久磁铁251的大小这一点上，本实施方式较优异。
第二实施方式
图9是示出本发明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。
下面，说明本发明第二实施方式所涉及的图像显示装置，围绕与上述实施方式的不同点进行说明，对同样的事项省略其说明。
第二实施方式的图像显示装置除光学器件的构成不同之外，其余均与上述第一实施方式相同。需要说明的是，对与上述实施方式相同的构成标注相同的符号。
如图9所示，本实施方式的光学器件2与上述第一实施方式相比，构成为省略了加强部27。如上所述，加强部27(第一加强部271、第二加强部272)还发挥调整永久磁铁251与线圈252的间隔距离(间隙G)的间隙层的作用。所以，在本实施方式中，将保持线圈252的第一保持部261构成为具有支承线圈252的薄壁部261a和支承于支承部23且厚度大于薄壁部261a的厚壁部261b，将厚壁部261b用作上述间隙层。第二保持部262也同样如此。
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。
需要说明的是，在本实施方式中，通过局部加厚第一保持部261、第二保持部262来使其发挥上述间隙层的作用，作为它的变形例，例如也可以通过加厚结构体20的支承部23来使其发挥间隙层的作用。
第三实施方式
图10是示出本发明第三实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。
下面，说明本发明第三实施方式所涉及的图像显示装置，围绕与上述实施方式的不同点进行说明，对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射型(透视型)的头戴式显示器(下面也简称为“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10所示，其具有：光源310、液晶显示元件320、投射透镜系统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是透射型的液晶显示元件，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。所生成的影像光经投射透镜系统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内的光反复反射并前进，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与投射透镜系统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11是示出本发明第四实施方式所涉及的图像显示装置的光学构成的图。
下面，说明本发明第四实施方式所涉及的图像显示装置，围绕与上述实施方式的不同点进行说明，对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(下面也简称为“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11所示，这样的HUD5包括：具有光源511、液晶显示元件512和投射透镜系统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和投射透镜系统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和投射透镜系统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与投射透镜系统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，对光学部具有透光性并被用作像素偏移器件的光学器件进行了说明，作为光学器件的用途，并不限定于此。例如，也可以用作光扫描仪，其中，光学部的光入射部具有光反射性，通过可动部摆动来扫描在光入射部反射后的光。
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 (11)

1.一种光学器件，其特征在于，具有：
光学部，具有用于让光射入的光入射面；
可动部，支承所述光学部；
轴部，以使所述可动部能够绕摆动轴摆动的方式支承所述可动部；
支承部，支承所述轴部；
永久磁铁，设置于所述可动部；以及
线圈，产生作用于所述永久磁铁的磁场，
所述可动部具有：
贯通孔，所述永久磁铁插入所述贯通孔；以及
突出部，向所述贯通孔内突出，用于支承所述永久磁铁，
在所述可动部的俯视观察下，
所述永久磁铁具有位于所述线圈的外周的外侧的部分，
所述突出部支承所述永久磁铁的所述位于所述线圈的外周的外侧的部分。
2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，
所述永久磁铁和所述线圈相对配置，
所述贯通孔设置为在所述永久磁铁和所述线圈的排列方向上贯通所述可动部。
3.根据权利要求1或2所述的光学器件，其特征在于，
所述突出部支承所述永久磁铁的所述线圈一侧的面。
4.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，在所述可动部的俯视观察下，
所述突出部设置成不与所述线圈重叠。
5.根据权利要求4所述的光学器件，其特征在于，
所述永久磁铁与所述线圈的间隔距离小于所述突出部在所述永久磁铁和所述线圈的排列顺序方向上的厚度。
6.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，在所述可动部的俯视观察下，
所述永久磁铁和所述线圈分别呈长条形状，
所述永久磁铁的纵向上的两端部位于所述线圈的外周的外侧，
所述突出部支承所述永久磁铁的所述两端部。
7.根据权利要求6所述的光学器件，其特征在于，
所述永久磁铁在与所述光学部和所述永久磁铁的排列方向交叉的方向上延伸。
8.根据权利要求1或2所述的光学器件，其特征在于，
所述永久磁铁设置于两个所述线圈之间。
9.根据权利要求1或2所述的光学器件，其特征在于，
所述光学部使所述光透射。
10.一种图像显示装置，其特征在于，具备权利要求1至9中任一项所述的光学器件。
11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，
所述光学部使所述光透射，
所述图像显示装置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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