CN111273434A - 光路移位器件以及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

光路移位器件以及图像显示装置。在使光学部件摆动而使入射光的光路偏移的光路移位器件中，使影像光向多个方向偏移。光路移位器件(2)具有供入射光入射的玻璃板(30)、保持玻璃板的第1框架(31)、将第1框架支承为能够绕第1摆动轴(J1)摆动的状态的第2框架(4)、将第2框架(4)支承为能够绕与第1摆动轴(J1)交叉的第2摆动轴(J2)摆动的状态的基座部件(5)、使第1框架摆动的第1致动器(6)、以及使第2框架(4)摆动的第2致动器(7)，通过使第1框架和第2框架摆动，使入射光相对于玻璃板(30)的入射角度变化，能够使入射光的光路在第1方向(F1)以及与第1方向(F1)交叉的第2方向(F2)上偏移。

Description

光路移位器件以及图像显示装置

技术领域

本发明涉及光路移位器件以及图像显示装置。

背景技术

在专利文献1中公开了具有使从液晶面板等光调制装置射出的影像光的光路偏移的光路移位器件的图像显示装置。在专利文献1的图像显示装置中，光路移位器件用于使所投射的图像的分辨率高于光调制装置的分辨率。专利文献1的光路移位器件(光学器件)具有：可动部，其具有玻璃板和保持玻璃板的保持部件；支承部，其支承可动部；一对轴部，它们将可动部和支承部连接；以及驱动机构，其使可动部摆动。专利文献1的光路移位器件以穿过一对轴部的摆动轴为中心使保持部件摆动而使玻璃板的姿态变化，由此使入射到玻璃板的影像光折射，能够使光路偏移。

在专利文献1的光路移位器件中，以在玻璃板的对角方向上延伸的摆动轴为中心使玻璃板摆动。由此，使影像光的光路向在屏幕上显示的像素的对角方向上移位，能够使图像显示位置向像素的对角方向偏移。因此，使图像显示位置的偏移量小于1个像素，能够增加外观上的像素。因此，能够使投影到屏幕的图像成为高分辨率化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-142863号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的光路移位器件中，玻璃板的摆动方向仅为1个方向，因此，影像光仅在1个方向上移位。为了通过影像光的移位来增加外观上的像素从而进一步实现高分辨率化，期望影像光能够向多个方向偏移。

用于解决课题的手段

本发明的光路移位器件的特征在于，所述光路移位器件具有：光学部件，其供入射光入射；第1框架，其保持所述光学部件；第2框架，其将所述第1框架支承为能够绕第1摆动轴摆动的状态；基座部件，其将所述第2框架支承为能够绕与所述第1摆动轴交叉的第2摆动轴摆动的状态；第1致动器，其使所述第1框架绕所述第1摆动轴摆动；以及第2致动器，其使所述第2框架绕所述第2摆动轴摆动，通过使所述第1框架和所述第2框架摆动，使所述入射光相对于所述光学部件的入射角度变化，使所述入射光的光路向第1方向和与所述第1方向交叉的第2方向偏移。

本发明的图像显示装置的特征在于，所述图像显示装置具有配置于影像光的光路上的上述光路移位器件，对所述第1致动器和所述第2致动器进行驱动，使所述影像光的光路变化。

附图说明

图1是示出作为本实施方式的图像显示装置的一例的投影仪的光学结构的说明图。

图2是示出通过影像光的光路移位引起的图像显示位置的移位的说明图。

图3是示出图1的投影仪的电气结构的框图。

图4是本实施方式的光路移位器件的立体图。

图5是图4的光路移位器件的俯视图和侧视图。

图6是在第1致动器的位置(图5的A1-A1位置)切断图4的光路移位器件的剖视图及其局部放大图。

图7是在第2致动器的位置(图5的B1-B1位置)切断图4的光路移位器件的剖视图及其局部放大图。

标号说明

1：投影仪；2：光路移位器件；3：可动部；4：第2框架；5：基座部件；6：第1致动器；7：第2致动器；7A：第1振动部；7B：第2振动部；30：玻璃板；31：第1框架；32：第1框部；33：第2框部；34：第3框部；35：第4框部；36：第1开口部；37：第1轴部；38：第2轴部；39：突出部；40：第2框架主体部；41：第1突出部；42：第2突出部；43：第1框部；44：第2框部；45：第3框部；47：第2开口部；48：第3轴部；49：第4轴部；50：第3开口部；51：第1凹部；52：第2凹部；53：突出部；54：第3凹部；61：第3磁体；62：第3线圈；63：磁体保持板；64：线圈保持板；71A：第1磁体；71B：第2磁体；72A：第1线圈；72B：第2线圈；73A、73B：磁体保持板；74A、74B：线圈保持板；101：屏幕；102：光源；104a、104b：反射镜；106a、106b：分色镜；108R、108G、108B：液晶显示元件；110：分色棱镜；112：投射光学系统；120：控制电路；121：驱动信号处理电路；122：图像信号处理电路；391：屈曲部；411、421：屈曲部；461：第4框部；462：第5框部；621、622：有效边；641：臂部；642：线圈固定部；721、722：有效边；741：臂部；742：线圈固定部；DS：驱动信号；F1：第1方向；F2：第2方向；J1：第1摆动轴；J2：第2摆动轴；LL：影像光；P1、P2、P3、P4：图像显示位置；Px：像素；Rv、Gv、Bv：数据信号；SA：同步信号；Vid：图像信号。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的例示性的实施方式进行说明。在本说明书中，为了便于说明，作为相互正交的3个轴，图示了X轴、Y轴和Z轴，设X轴方向的一侧为+X方向、另一侧为-X方向。此外，设Y轴方向的一侧为+Y方向、另一侧为-Y方向，设Z轴方向的一侧为+Z方向、另一侧为-Z方向。

<投影仪(图像显示装置)>

图1是示出作为本实施方式的图像显示装置的一例的投影仪的光学结构的说明图。图1所示的投影仪1是LCD方式的投影仪。投影仪1是根据从外部输入的影像信号而在屏幕101显示影像的装置。投影仪1具有光源102、反射镜104a、104b、104c、分色镜106a、106b、液晶显示元件108R、108G、108B、分色棱镜110、光路移位器件2、投射光学系统112。

作为光源102，例如举出卤素灯、汞灯、发光二极管(LED)、激光光源等。此外，作为光源102，使用射出白色光的光源。从光源102射出的光例如通过分色镜106a分离成红色光(R)和其他光。红色光被反射镜104a反射后入射到液晶显示元件108R，其他光通过分色镜106b进一步分离成绿色光(G)和蓝色光(B)。绿色光入射到液晶显示元件108G，蓝色光被反射镜104b、104c反射后入射到液晶显示元件108B。

液晶显示元件108R、108G、108B分别用作空间光调制器(光调制装置)。这些液晶显示元件108R、108G、108B分别是与R、G、B的原色对应的透过型的空间光调制器(光调制装置)，例如具有呈纵向1080行、横向1920列的矩阵状排列的像素。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中对全部像素的光量分布进行协调控制。通过这些液晶显示元件108R、108G、108B分别进行空间调制后的光由分色棱镜110合成，从分色棱镜110射出全彩色的影像光LL。然后，所射出的影像光LL通过投射光学系统112放大并投射到屏幕101。

光路移位器件2配置于分色棱镜110与投射光学系统112之间。投影仪1通过光路移位器件2使影像光LL的光路移位(进行所谓的“像素移位”)，由此，在屏幕101显示分辨率比液晶显示元件108R、108G、108B的分辨率高的图像。例如，如果液晶显示元件108R、108G、108B为全高清，则显示4K的图像。

这里，使用图2对通过光路移位实现的高分辨率化的原理进行简单说明。图2是示出通过影像光的光路移位引起的图像显示位置的移位的说明图。如后所述，光路移位器件2具有作为使影像光LL透过的透光性基板的玻璃板30，对该玻璃板30的姿态进行变更，由此，利用折射使影像光LL的光路移位。

在本实施方式中，使玻璃板30在绕后述第1摆动轴J1的第1摆动方向以及绕与第1摆动轴J1交叉的第2摆动轴J2的第2摆动方向这2个方向上摆动，由此，使影像光LL的光路向在第1摆动方向上摆动时的光路的移位方向即第1方向F1以及在第2摆动方向上摆动时的光路的移位方向即第2方向F2这2个方向移位。由此，屏幕101上显示的像素Px向第1方向F1和与第1方向F1交叉的第2方向F2偏移并进行显示。

投影仪1通过组合第1方向F1的光路的移位和第2方向F2的光路的移位，来增加外观上的像素，能够使投影到屏幕101的图像高分辨率化。例如，如图2所示，通过使影像光LL的光路移位，使像素Px移动到向第1方向F1和第2方向F2分别偏移了半个像素(即像素Px的一半)的位置。由此，能够使屏幕101上的图像显示位置偏移到从图像显示位置P1向第1方向F1偏移了半个像素的图像显示位置P2、从图像显示位置P1向第1方向F1及第2方向F2分别偏移了半个像素的图像显示位置P3、以及从图像显示位置P1向第2方向F2偏移了半个像素的图像显示位置P4。

如图2所示，以图像在图像显示位置P1、P2、P3、P4分别各显示一定时间的方式进行光路移位动作，使液晶显示元件中的显示内容与光路移位动作同步地变化。由此，在外观上，能够显示尺寸比像素Px小的像素A、B、C、D。例如，在整体以60Hz的频率进行像素A、B、C、D的显示的情况下，需要与图像显示位置P1、P2、P3、P4对应地使液晶显示元件以4倍的速度执行显示。即，液晶显示元件中的显示的频率即所谓的刷新率成为240Hz。

另外，在图2所示的像素偏移的例子中，第1方向F1和第2方向F2是相互正交的方向，第1方向F1和第2方向F2是屏幕101上呈矩阵状显示的像素Px的排列方向，但是，第1方向F1和第2方向F2也可以不是正交的方向，也可以是相对于像素Px的排列方向倾斜的方向。即使是这种偏移方向，通过适当组合朝向第1方向F1和第2方向F2的像素偏移，也能够使像素Px移动到图2所示的图像显示位置P1、P2、P3、P4。此外，图像显示位置的偏移量不限于半个像素，例如也可以是像素Px的1/4，还可以是3/4。

图3是示出图1的投影仪1的电气结构的框图。投影仪1具有控制电路120、驱动信号处理电路121、图像信号处理电路122。控制电路120对针对液晶显示元件108R、108G、108B的数据信号的写入动作、光路移位器件2中的光路移位动作、图像信号处理电路122中的数据信号的产生动作等进行控制。驱动信号处理电路121根据图像信号处理电路122输出的同步信号SA来供给对光路移位器件2进行驱动的驱动信号DS。

图像信号处理电路122按照R、G、B的3原色对从未图示的外部装置供给的图像信号Vid进行分离，并且将其转换为适合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分别被供给到液晶显示元件108R、108G、108B，液晶显示元件108R、108G、108B根据该数据信号Rv、Gv、Bv进行动作。

<光路移位器件>

图4是本实施方式的光路移位器件2的立体图。光路移位器件2用于在图1的投影仪1中使影像光LL的光路移位。图5是光路移位器件2的俯视图和侧视图。光路移位器件2具有矩形的可动部3，该可动部3具有玻璃板30和保持玻璃板30的第1框架31。光路移位器件2还具有将第1框架31支承为能够摆动的第2框架4、将第2框架4支承为能够摆动的基座部件5、第1致动器6和第2致动器7。

玻璃板30是具有光透过性的透光性基板，是供影像光LL入射的光学部件。在可动部3位于影像光LL相对于玻璃板30的入射角度为0°的位置(以下称为基准位置)时，玻璃板30的法线方向与Z轴方向一致。光路移位器件2例如以+Z侧朝向分色棱镜110侧、-Z侧朝向投射光学系统112侧的方式配置于投影仪1内。另外，光路移位器件2的Z轴方向的朝向也可以是该相反方向。

如图4、图5所示，第1框架31以包围玻璃板30的方式设置。第1框架31是矩形框状的部件，具有与X轴大致平行地延伸的第1框部32和第2框部33、以及与Y轴大致平行地延伸的第3框部34和第4框部35。第1框架31具有被第1框部32、第2框部33、第3框部34、第4框部35包围出的矩形的第1开口部36。玻璃板30配置于第1开口部36，固定于第1框部32、第2框部33、第3框部34、第4框部35。在本实施方式中，第1框架31由不锈钢等金属板构成。第1框架31是使金属板屈曲而成的弯曲构造的部件，因此，虽然是使用板厚较薄的金属板的构造，但是能够确保必要的强度。

第1框架31具有第1轴部37和第2轴部38。第1轴部37从第3框部34的Y轴方向的中央向+X方向突出。此外，第2轴部38从第4框部35的Y轴方向的中央向-X方向突出。第1框架31通过第1轴部37和第2轴部38与第2框架4连接。在本实施方式中，第1轴部37和第2轴部38的与第1框架31相反一侧的前端与第1框部43重叠，并固定于第1框部43。由此，第1框架31以能够绕将第1轴部37和第2轴部38连结的直线即第1摆动轴J1摆动的状态支承于第2框架4。第1致动器6使第1框架31绕第1摆动轴J1摆动。

将第1轴部37和第2轴部38连结的第1摆动轴J1与Z轴方向和Y轴方向正交且与X轴方向平行地延伸。在本实施方式中，第1框架31、第1轴部37和第2轴部38一体地成型。因此，第1轴部37及第2轴部38与第1框架31的边界部分中的耐冲击性和长期可靠性高。

第1框架31具有从第2框部33的X轴方向的中央向-Y方向突出的突出部39。在突出部39的前端侧配置有使第1框架31绕第1摆动轴J1旋转的第1致动器6。突出部39是第1框架31中离第1摆动轴J1最远的部位。因此，经由突出部39对第1框架31施加第1致动器6的驱动力，由此，能够以较大的扭矩使第1框架31和玻璃板30摆动。由此，即使是驱动力较小的第1致动器6，也能够以较大的扭矩使第1框架31和玻璃板30旋转。由此，能够实现第1致动器6的小型化和轻量化，能够实现光路移位器件2的小型化和轻量化。

如图4、图5所示，第2框架4以包围第1框架31的方式设置。第2框架4具有包围第1框架31的第2框架主体部40、以及从第2框架主体部40突出的第1突出部41和第2突出部42。第2框架4是具有第2框架主体部40、第1突出部41以及第2突出部42的单一部件。在第2框架4中，第1突出部41的突出方向和第2突出部42的突出方向是相同的方向。在本实施方式中，第1突出部41的突出方向和第2突出部42的突出方向是-Y方向。

第2框架主体部40具有：第1框部43，其与X轴大致平行地延伸；第2框部44和第3框部45，它们分别从第1框部43的+X方向的端部和-X方向的端部朝向-Y方向大致平行地延伸；第4框部461，其从第2框部44的-Y方向的端部向-X方向延伸；以及第5框部462，其从第3框部45的-Y方向的端部向+X方向延伸。第2框架主体部40具有被第1框部43～第5框部462包围出的矩形的第2开口部47，在第2开口部47配置有第1框架31。将第1框架31和第2框架4连接的第1轴部37和第2轴部38中的第1轴部37固定于第2框部44。此外，第2轴部38固定于第3框部45。

第4框部461和第5框部462未延伸到第2框架4的X轴方向的中央，且没有相连。在第4框部461和第5框部462对置的间隙中配置有从第1框架31突出的突出部39及第1致动器6。第1突出部41从第4框部461向-Y方向突出，配置于第1致动器6的+X方向侧。此外，第2突出部42从第5框部462向-Y方向突出，配置于第1致动器6的-X方向侧。因此，第1致动器6配置于被第1突出部41和第2突出部42夹着的区域。

第2框架4具有将第2框架4和基座部件5连接的第3轴部48以及第4轴部49。第3轴部48以及第4轴部49由与第2框架主体部40、第1突出部41和第2突出部42独立的部件构成。第3轴部48固定于第2框架主体部40的第1框部43，从第1框部43的X轴方向的中央向+Y方向突出。此外，第4轴部49配置于第1突出部41与第2突出部42之间，固定于第1突出部41和第2突出部42。第4轴部49配置于在第1突出部41与第2突出部42之间配置的第1致动器6的-Y方向侧。

第2框架4通过第3轴部48和第4轴部49与基座部件5连接。即，第3轴部48的+Y方向的前端和第4轴部49的-Y方向的前端与基座部件5重叠，固定于基座部件5。由此，第2框架4以能够绕将第3轴部48和第4轴部49连结的直线即第2摆动轴J2摆动的状态支承于基座部件5。将第3轴部48和第4轴部49连结的第2摆动轴J2与Z轴方向和X轴方向正交、且与Y轴方向平行地延伸。第2致动器7使第2框架4绕第2摆动轴J2摆动。

在第2框架4中，第1突出部41和第2突出部42以第2摆动轴J2为基准对称地配置。第1突出部41和第2突出部42是被施加第2致动器7的驱动力的部位。第2致动器7具有设置于第1突出部41的第1振动部7A和设置于第2突出部42的第2振动部7B。如上所述，第1致动器6配置于第1突出部41与第2突出部42之间，因此，第1致动器6和第2致动器7均配置于第1框架31和玻璃板30的-Y方向侧。

如后所述，第1振动部7A具有第1磁体71A和与第1磁体71A对置配置的第1线圈72A。此外，第2振动部7B具有第2磁体71B和与第2磁体71B对置配置的第2线圈72B。第2致动器7的详细结构在后面叙述。

基座部件5是设Y轴方向为长度方向的长方形的板状部件，具有配置有第2框架主体部40的矩形的第3开口部50。在第3开口部50的-Y方向的内周缘，以第2摆动轴J2为基准对称地设置有向-Y方向凹陷的第1凹部51和第2凹部52。在第1凹部51配置有第2框架4的第1突出部41和第2致动器7的第1振动部7A。此外，在第2凹部52配置有第2框架4的第2突出部42和第2致动器7的第2振动部7B。在第1凹部51与第2凹部52之间设置有向+Y方向突出的突出部53。连接第2框架4和基座部件5的第3轴部48和第4轴部49中的第4轴部49与突出部53连接。此外，第3轴部48配置于在第3开口部50的+Y方向的内周缘设置的第3凹部54，并与第3凹部54的缘部连接。

影像光LL例如在Z轴方向上入射到玻璃板30。当第1框架31绕第1摆动轴J1摆动时，影像光LL相对于玻璃板30的入射角度变化，影像光LL的光路向第1方向F1(参照图2)移动。此外，当保持第1框架31的第2框架4绕第2摆动轴J2摆动时，影像光LL相对于玻璃板30的入射角度向与绕第1摆动轴J1摆动的情况不同的方向变化，影像光LL的光路向第2方向F2(参照图2)移动。在图4、5所示的例子中，第1方向F1是Y轴方向，第2方向F2是X轴方向。

影像光LL相对于玻璃板30的入射角度从0°起倾斜，由此，使所入射的影像光LL折射并透过。因此，以成为目标的入射角度的方式使玻璃板30的姿态变化，由此，能够对影像光LL的偏转方向和偏转量进行控制。另外以使从分色棱镜110射出的影像光LL透过的方式适当设定这种玻璃板30的大小。此外，优选玻璃板30实质上为无色透明的。此外，也可以在玻璃板30的影像光LL的入射面和射出面形成有防反射膜。

作为玻璃板30的结构材料，没有特别限定，但是，例如能够使用白板玻璃、硼硅酸玻璃、石英玻璃这样的各种玻璃材料。此外，在本实施方式中，使用玻璃板30作为光学部件，但是，光学部件只要由具有光透过性且使影像光LL折射的材料构成即可。即，除了玻璃以外，例如，还可以由石英、蓝宝石这样的各种结晶材料、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，作为光学部件，在如本实施方式那样使用玻璃板30的情况下，能够特别增大光学部件的刚性。因此，能够抑制光学部件使影像光LL的光路偏移时的光路的移位量的偏差。

另外，还能够通过树脂或包含树脂的原材料构成第1框架31、第2框架4和基座部件5。

<第1致动器>

图6是在第1致动器6的位置(图5的A1-A1位置)切断图4的光路移位器件2的剖视图及其局部放大图。第1致动器6是具有相互对置的第3磁体61和第3线圈62的振动致动器。第3磁体61和第3线圈62在与Z轴方向正交且与第1摆动轴J1正交的方向上对置。Z轴方向是玻璃板30位于基准位置时的玻璃板30的法线方向。因此，第3磁体61和第3线圈62在与玻璃板30的法线方向和第1摆动轴J1正交的方向上对置。

第1致动器6的第3磁体61保持于第1框架31，第3线圈62保持于基座部件5。在本实施方式中，第3磁体61借助磁体保持板63固定于突出部39。此外，第3线圈62借助线圈保持板64固定于基座部件5的突出部53。如图6所示，在第1框架31的突出部39的前端设置有向-Z方向屈曲的屈曲部391。磁体保持板63固定于屈曲部391。此外，线圈保持板64具有固定于基座部件5的突出部53的臂部641、以及使臂部641的+Y方向的前端向+Z方向屈曲的线圈固定部642。线圈固定部642在Y轴方向上与磁体保持板63对置。因此，固定于磁体保持板63的第3磁体61和固定于线圈固定部642的第3线圈62隔着规定的间隙在Y轴方向上对置。

第3线圈62是长圆形状的空芯线圈，具有与第1摆动轴J1大致平行地延伸的2条有效边621、622。第3线圈62以在X轴方向上延伸的2条有效边621、622在Z轴方向上并列的方式被定位，并固定于线圈固定部642。

第3磁体61在与第3线圈62对置的对置面沿Z轴方向排列有S极和N极。第3磁体61是永久磁体，例如能够使用钕磁体、钐钴磁体、铁氧体磁体、铝镍钴磁体等。在玻璃板30和第1框架31位于玻璃板30的法线方向与Z轴方向平行(即，影像光LL相对于玻璃板30的入射角度为0°)的基准位置时，第1致动器6的第3磁体61的S极和N极中的一方与有效边621对置，另一方与有效边622对置。

对第3线圈62通电后，第3磁体61在Z轴方向(即，与玻璃板30的表面交叉的方向)上相对于保持于基座部件5的第3线圈62相对移动。由此，对保持第3磁体61的第1框架31施加绕第1摆动轴J1的驱动力。在第1致动器6中，磁体保持板63和线圈保持板64由铁等金属构成，作为背轭发挥功能。因此，能够减少漏磁通，能够提高磁效率。

<第2致动器>

图7是在第2致动器7的位置(图5的B1-B1位置)切断图4的光路移位器件的剖视图及其局部放大图。如上所述，第2致动器7具有对第1突出部41施加驱动力的第1振动部7A和对第2突出部42施加驱动力的第2振动部7B。第1振动部7A是具有第1磁体71A和第1线圈72A的振动致动器。同样，第2振动部7B是具有第2磁体71B和第2线圈72B的振动致动器。

第1磁体71A和第1线圈72A的组以及第2磁体71B和第2线圈72B的组均在与Z轴方向正交且与第2摆动轴J2正交的方向上对置。因此，第1磁体71A和第1线圈72A的组以及第2磁体71B和第2线圈72B的组均在与玻璃板30的法线方向正交且与第2摆动轴J2正交的方向上对置。

第1振动部7A的第1磁体71A保持于第2框架4，第1线圈72A保持于基座部件5。第1磁体71A借助磁体保持板73A固定于第1突出部41。此外，第1线圈72A借助线圈保持板74A固定于基座部件5。第1突出部41具有使+X方向的端部向-Z方向屈曲的屈曲部411。磁体保持板73A固定于屈曲部411。此外，线圈保持板74A具有固定于基座部件5的臂部741、以及使臂部741的-X方向的端部向+Z方向屈曲的线圈固定部742。线圈固定部742在X轴方向上与磁体保持板73A对置。因此，固定于磁体保持板73A的第1磁体71A和固定于线圈固定部742的第1线圈72A隔着规定的间隙在X轴方向上对置。

第1线圈72A是长圆形状的空芯线圈，并具有大致平行地排列的2条有效边721、722。第1线圈72A以在Y轴方向上延伸的2条有效边721、722在Z轴方向上并列的方式被定位，并固定于线圈固定部742。

第1磁体71A在与第1线圈72A对置的对置面沿Z轴方向排列有S极和N极。作为第1磁体71A，能够使用钕磁体、钐钴磁体、铁氧体磁体、铝镍钴磁体等。在第1框架31和玻璃板30位于玻璃板30的法线方向与Z轴方向平行(即，影像光LL相对于玻璃板30的入射角度为0°)的基准位置时，第2致动器7的第1振动部7A的第1磁体71A的S极和N极中的一方与有效边721对置，另一方与有效边722对置。

对第1线圈72A通电后，第1磁体71A在Z轴方向(即与玻璃板30的表面交叉的方向)上相对于固定于基座部件5的第1线圈72A相对移动。由此，对保持第1磁体71A的第1框架31施加绕第2摆动轴J2的驱动力。在第1振动部7A中，磁体保持板73A和线圈保持板74A也由铁等金属构成，作为背轭发挥功能。因此，能够减少漏磁通，能够提高磁效率。

第2振动部7B以第2摆动轴J2为基准与第1振动部7A对称地配置。第2振动部7B的第2磁体71B保持于第2框架4，第2线圈72B保持于基座部件5。第2磁体71B借助磁体保持板73B固定于第2突出部42。此外，第2线圈72B借助线圈保持板74B固定于基座部件5。与第1突出部41同样，在第2突出部42设置有固定有磁体保持板73B的屈曲部421。第2振动部7B与第1振动部7A相同地构成，因此，省略第2振动部7B的详细说明。

第1突出部41和第2突出部42配置于比第2框架4的X轴方向的最大宽度靠内侧的区域。此外，第1振动部7A和第2振动部7B也同样配置于比第2框架4的X轴方向的最大宽度靠内侧的区域。即，在比第2框架主体部40的第2框部44靠-X方向侧配置有第1振动部7A和第1突出部41，在比第2框架主体部40的第3框部45靠+X方向侧配置有第2振动部7B和第2突出部42。

在本实施方式中，这样，第1致动器6和第2致动器7双方收纳于第2框架主体部40的X轴方向的最大宽度的范围内。这样，通过将第1振动部7A和第2振动部7B配置于宽度方向(X轴方向)的内侧，能够减小光路移位器件2的X轴方向的宽度尺寸。此外，能够靠近宽度方向的内侧地配置作为重量较大的部件的第1磁体71A和第2磁体71B，因此，能够减小使第2框架4摆动时的惯性。

<光路移位器件的驱动控制>

光路移位器件2通过从驱动信号处理电路121向第1致动器6和第2致动器7供给的驱动信号DS，使可动部3在绕第1摆动轴J1的第1摆动方向和绕第2摆动轴J2的第2摆动方向这2个方向上摆动。各致动器根据驱动信号DS在第1线圈72A、第2线圈72B和第3线圈62中流过电流。其结果，可动部3以与驱动信号DS对应的频率进行组合了第1摆动方向的摆动和第2摆动方向的摆动的光路移位动作。由此，在投影仪1中，影像光LL的光路变化，以与驱动信号DS对应的频率在图像显示位置P1、P2、P3、P4显示图像。

在驱动第2致动器7时，同步地向第1线圈72A和第2线圈72B通电。此时，以使第1振动部7A中的第1磁体71A的移动方向和第2振动部7B中的第2磁体71B的移动方向在Z轴方向上成为相反朝向的方式，对流过第1线圈72A和第2线圈72B的电流的朝向进行控制。由此，从第1振动部7A对第2框架4施加的力和从第2振动部7B对第2框架4施加的力绕第2摆动轴J2作为相同旋转方向的力发挥作用。

<本方式的主要作用效果>

如上所述，本实施方式的光路移位器件2具有：玻璃板30，其供入射光入射；第1框架31，其保持玻璃板30；第2框架4，其将第1框架31支承为能够绕第1摆动轴J1摆动的状态；基座部件5，其将第2框架4支承为能够绕与第1摆动轴J1交叉的第2摆动轴J2摆动的状态；第1致动器6，其使第1框架31绕第1摆动轴J1摆动；以及第2致动器7，其使第2框架4绕第2摆动轴J2摆动。而且，通过使第1框架31和第2框架4摆动，使入射光相对于玻璃板30的入射角度变化，进行使入射光的光路向第1方向F1以及与第1方向F1交叉的第2方向F2偏移的光路移位动作。

这样，在本实施方式中，不仅能够使保持玻璃板30的第1框架31绕第1摆动轴J1摆动，还能够使第1框架31和玻璃板30与第2框架4一起绕第2摆动轴J2摆动。因此，能够实现能够使入射到玻璃板30的入射光的光路向相互交叉的2个方向移位的光路移位器件2。

因此，本实施方式的光路移位器件2能够用于在投影仪1等的图像显示装置中，在影像光LL的光路上配置光路移位器件2，对第1致动器6和第2致动器7进行驱动，使影像光LL的光路变化。该情况下，能够使投影影像光LL而在屏幕101上显示的像素Px向相互交叉的2个方向偏移。由此，像素偏移方向的自由度提高，因此，与仅使像素Px向1个方向偏移的情况相比，能够使屏幕101上显示的图像进一步高分辨率化。例如，能够如本实施方式那样将像素Px分割成任意数量，朝向与各分割位置对应的图像显示位置进行像素移位。因此，能够实现高分辨率化。

在本实施方式中，投影仪1(图像显示装置)具有：光源102；液晶显示元件108R、108G、108B，它们是针对每个像素对从光源102照射的光进行调制的光调制装置；以及投射光学系统112，其将由液晶显示元件108R、108G、108B调制后的光放大并投射，其中，光路移位器件2配置于液晶显示元件108R、108G、108B与投射光学系统112之间。这样，通过在投射光学系统112的近前使影像光LL的光路偏移，能够使用小型的光路移位器件2实现光路移位。因此，能够使投影仪1(图像显示装置)小型化。

在本实施方式中，第1框架31以包围作为透光性基板的玻璃板30的方式设置，第2框架4以包围第1框架31的方式设置。因此，第1框架31能够在稳定的状态下保持玻璃板30。此外，能够容易地设置用于将第1框架31支承为能够摆动的支承构造、以及用于将包含第1框架31在内的第2框架4支承为能够摆动的支承构造。例如，在本实施方式中，第1框架31具有第1轴部37和第2轴部38，第1框架31通过第1轴部37和第2轴部38与第2框架4连接，第1摆动轴J1是将第1轴部37和第2轴部38连结的直线。同样，第2框架4具有第3轴部48和第4轴部49，第2框架4通过第3轴部48和第4轴部49与基座部件5连接，第2摆动轴J2是将第3轴部48和第4轴部49连结的直线。根据这种结构，能够将第1框架31支承为能够绕第1摆动轴J1摆动。此外，能够将第2框架4支承为能绕与第1摆动轴J1交叉的第2摆动轴J2摆动。

在本实施方式中，第2框架4具有包围第1框架31的第2框架主体部40、以及从第2框架主体部40突出的第1突出部41和第2突出部42，第1突出部41的突出方向和第2突出部42的突出方向是相同方向(-Y方向)。此外，第2致动器7具有第1振动部7A和第2振动部7B，第1振动部7A设置于第1突出部41，第2振动部7B设置于第2突出部42。进而，第1致动器6配置于被第1突出部41和第2突出部42夹着的区域。

这样，通过相对于第1框架31在相同侧统一配置第1致动器6和第2致动器7，能够在窄区域内配置致动器，因此，能够实现光路移位器件2的小型化。此外，能够将致动器用的布线集中在窄区域内，因此能够容易地引绕布线。进而，在设置对致动器进行冷却的冷却机构的情况下，不需要向宽阔的区域输送冷却风，因此，冷却效率优良。在进行冷却的情况下，能够抑制由于线圈的自发热和来自线圈的发热引起的磁体的磁特性的变化，因此，能够高精度地进行光路移位动作。

在本实施方式中，第1振动部7A包含固定于第1突出部41的第1磁体71A、以及与第1磁体71A对置配置且固定于基座部件5的第1线圈72A，第2振动部7B包含固定于第2突出部42的第2磁体71B、以及与第2磁体71B对置配置且固定于基座部件5的第2线圈72B。同样，第1致动器6包含第3磁体61和第3线圈62，第3线圈62固定于基座部件5，第3磁体61固定于第1框架31。这样，通过使用使磁体和线圈对置且通过对线圈通电而使磁体移动的振动致动器，能够使第1致动器6和第2致动器7成为小型且简单的结构。此外，不是在可动侧配置各线圈，而是在固定侧配置各线圈，因此，不需要在可动侧引绕布线，布线相对于各线圈的连接容易。

在本实施方式中，第1磁体71A的移动方向、第2磁体71B的移动方向以及第3磁体和第3线圈相对移动的方向均是与玻璃板30的表面交叉的方向。因此，在第1致动器6和第2致动器7中，在使玻璃板30摆动时，磁体与线圈之间的间隙均没有变化、或者间隙的变化均较小。因此，能够避免线圈被磁体吸附而无法移动的情况。此外，不需要为了避免磁体与线圈的干涉或吸附而增大磁体与线圈之间的间隙。因此，能够减小用于得到必要驱动力的磁体的尺寸，能够降低部件成本。此外，通过减小部件尺寸，能够实现第1致动器6和第2致动器7的小型化和轻量化。

在本实施方式中，第1致动器6具有作为背轭发挥功能的磁体保持板63和线圈保持板64。此外，第2致动器7的第1振动部7A具有作为背轭发挥功能的磁体保持板73A和线圈保持板74A，第2振动部7B具有作为背轭发挥功能的磁体保持板73B和线圈保持板74B。因此，能够提高磁效率，因此，能够减小各致动器6、7所具有的磁体。由此，能够实现第1致动器6和第2致动器7的小型化和轻量化。此外，能够降低部件成本。

<变形例>

在上述实施方式中，第1致动器6和第2致动器7均在可动侧保持磁体，在固定侧保持线圈，但是，还能够采用在可动侧保持线圈、在固定侧保持磁体的结构。

在上述实施方式中，作为第1致动器6和第2致动器7，使用使磁体和线圈对置且通过洛伦兹力产生驱动力的振动致动器，但是，还能够使用通过其他原理进行动作的致动器。例如能够采用压电致动器。

Claims (11)

1.一种光路移位器件，其特征在于，所述光路移位器件具有：

光学部件，其供入射光入射；

第1框架，其保持所述光学部件；

第2框架，其将所述第1框架支承为能够绕第1摆动轴摆动的状态；

基座部件，其将所述第2框架支承为能够绕与所述第1摆动轴交叉的第2摆动轴摆动的状态；

第1致动器，其使所述第1框架绕所述第1摆动轴摆动；以及

第2致动器，其使所述第2框架绕所述第2摆动轴摆动，

通过使所述第1框架和所述第2框架摆动，使所述入射光相对于所述光学部件的入射角度变化，使所述入射光的光路在第1方向以及与所述第1方向交叉的第2方向上偏移。

2.根据权利要求1所述的光路移位器件，其特征在于，

所述光学部件是透光性基板，

所述第1框架以包围所述透光性基板的方式设置，所述第2框架以包围所述第1框架的方式设置。

3.根据权利要求1所述的光路移位器件，其特征在于，

所述第1框架具有第1轴部和第2轴部，

所述第1框架通过所述第1轴部和所述第2轴部与所述第2框架连接，

所述第1摆动轴是将所述第1轴部和所述第2轴部连结的直线。

4.根据权利要求1所述的光路移位器件，其特征在于，

所述第2框架具有包围所述第1框架的第2框架主体部、以及从所述第2框架主体部突出的第1突出部和第2突出部，

第1突出部的突出方向和第2突出部的突出方向是相同方向。

5.根据权利要求4所述的光路移位器件，其特征在于，

所述第2致动器具有第1振动部和第2振动部，

所述第1振动部设置于所述第1突出部，

所述第2振动部设置于所述第2突出部。

6.根据权利要求5所述的光路移位器件，其特征在于，

所述第1致动器配置于被所述第1突出部和所述第2突出部夹着的区域。

7.根据权利要求5或6所述的光路移位器件，其特征在于，

所述第1振动部包含固定于所述第1突出部的第1磁体、以及与所述第1磁体对置配置且固定于所述基座部件的第1线圈，

所述第2振动部包含固定于所述第2突出部的第2磁体、以及与第2磁体对置配置且固定于所述基座部件的第2线圈。

8.根据权利要求7所述的光路移位器件，其特征在于，

所述第1致动器包含第3磁体和第3线圈，

所述第3线圈固定于所述基座部件，

所述第3磁体固定于所述第1框架。

9.根据权利要求8所述的光路移位器件，其特征在于，

所述第1磁体的移动方向、所述第2磁体的移动方向、以及所述第3磁体与所述第3线圈相对移动的方向均是与所述光学部件的表面交叉的方向。

10.一种图像显示装置，其特征在于，

所述图像显示装置具有配置于影像光的光路上的权利要求1～9中的任意一项所述的光路移位器件，对所述第1致动器和所述第2致动器进行驱动，使所述影像光的光路变化。

11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，

所述图像显示装置具有：

光源；

光调制装置，其针对每个像素对从所述光源照射的光进行调制；以及

投射光学系统，其将由所述光调制装置调制后的光放大并投射，

所述光路移位器件配置于所述光调制装置与所述投射光学系统之间。

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