TW201624049A - 光學元件、圖像顯示裝置及光學元件之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明之目的係提供一種可容易確認線圈與永久磁鐵之位置關係且具有優良振動特性之光學元件、具備上述光學元件之圖像顯示裝置、及可容易進行線圈與永久磁鐵之定位且具有優良振動特性之光學元件之製造方法。 本發明之光學元件2包含：玻璃板21；支持玻璃板21之可動部22；將可動部22可繞搖動軸J搖動地支持之軸部24a、24b；支持軸部24a、24b之支持部23；設置於可動部22之永久磁鐵251；與永久磁鐵251對向配置，且產生作用於永久磁鐵251之磁場之線圈252；且支持部23具有可視認永久磁鐵251與線圈252之縫隙之窗部236。

Description

光學元件、圖像顯示裝置及光學元件之製造方法

本發明係關於光學元件、圖像顯示裝置及光學元件之製造方法者。

先前以來，為了較液晶面板等光調變裝置之解析度提高投射之圖像之解析度，已知有使自光調變裝置出射之影像光之軸移位之技術。又，作為使影像光之軸移位之裝置，已知有專利文獻1所記載之光路控制裝置。專利文獻1所記載之光路控制裝置包含玻璃板、保持玻璃板之可動部、支持可動部之支持部、及連接可動部與支持部之1對板簧，藉由將板簧作為轉動軸使保持構件轉動，而改變玻璃板之姿勢，從而使入射至玻璃板之光(影像光)折射，而使軸移位。又，於專利文獻1所記載之光路控制裝置中，作為使可動部轉動之驅動機構，採用使用線圈與永久磁鐵之電磁驅動。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2011-158589號公報

於使用如專利文獻1之電磁驅動之驅動機構中，由於線圈與永久 磁鐵之配置(相對位置關係)對振動特性產生較大影響，故而，其等之對準變得重要。然而，於專利文獻1中，線圈與永久磁鐵之對準相關之事項不明確。

本發明之目的在於提供一種可容易地確認線圈與永久磁鐵之位置關係且具有優良振動特性之光學元件、包含上述光學元件之圖像顯示裝置、及可容易進行線圈與永久磁鐵之定位且具有優良振動特性之光學元件之製造方法。

此種目的係藉由下述之發明而達成。

本發明之光學元件其特徵在於包含：光學部，其具有光入射之光入射面；可動部，其支持上述光學部；軸部，其將上述可動部可繞搖動軸搖動地支持；支持部，其支持上述軸部；永久磁鐵，其設置於上述可動部；及線圈，其係與上述永久磁鐵對向配置，且產生作用於上述永久磁鐵之磁場；且上述支持部具有可視認上述永久磁鐵與上述線圈之縫隙之窗部。

藉此，由於可自窗部容易確認線圈與永久磁鐵之位置關係，故而，可容易控制線圈與永久磁鐵之位置關係。因此，可獲得具有優良振動特性之光學元件。

於本發明之光學元件中，上述窗部較好為貫通孔。

藉此，窗部之構成變得簡單。又，更容易視認線圈與永久磁鐵之位置關係。

於本發明之光學元件中，較好為可自上述窗部視認上述永久磁 鐵之與上述線圈對面之側之面之位置、及上述線圈之與上述永久磁鐵對面之側之面之位置。

藉此，可更明確地確認線圈與永久磁鐵之縫隙。

於本發明之光學元件中，較好為自上述窗部觀察時，構成上述窗部之側面中之1者，與上述永久磁鐵之與上述線圈對面之側之面或上述線圈之與上述永久磁鐵對面之側之面一致。

藉此，由於可利用窗部之側面作為判斷線圈與永久磁鐵之縫隙之基準面，故而，可更明確地確認上述縫隙。

於本發明之光學元件中，較好為上述窗部係可自相對於上述永久磁鐵與上述線圈之排列方向正交之方向視認上述縫隙。

藉此，可更正確地確認永久磁鐵與線圈之縫隙。

於本發明之光學元件中，上述線圈較好為空芯線圈。

藉此，可發揮更優良之振動特性。

於本發明之光學元件中，上述線圈較好為由上述支持部支持。

藉此，可容易將線圈固定於特定位置。

於本發明之光學元件中，較好為具有固定於上述支持部、且自與上述永久磁鐵相反側保持上述線圈之保持部。

藉此，可容易進行線圈之對準。

於本發明之光學元件中，上述保持部較好為非磁性體。

藉此，由於可抑制形成由保持部產生之磁路，故而，可使自線圈產生之磁場有效地作用於永久磁鐵。

於本發明之光學元件中，上述可動部及軸部較好為各自包含樹脂材料。

藉此，可使軸部周邊之構造靈活，而可謀求小型化，降低共振頻率。又，可抑制可動部之搖動軌跡相對於環境溫度之變化。

於本發明之光學元件中，上述光學部較好為透過上述光。

藉此，可利用光學部之折射，而使光之光軸移位。

於本發明之光學元件中，上述光學部較好為反射上述光。

藉此，可反射光而進行掃描。

本發明之圖像顯示裝置其特徵在於包含本發明之光學元件，且構成為藉由以上述光學元件使光進行空間調變，而將藉由上述光之照射而顯示之像素之位置移位。

藉此，成為具有優良顯示特性之圖像顯示裝置。

本發明之圖像顯示裝置其特徵在於包含本發明之光學元件，且藉由以上述光學元件反射光而進行掃描，而顯示圖像。

藉此，成為具有優良顯示特性之圖像顯示裝置。

本發明之光學元件之製造方法其特徵在於包含如下步驟：獲得構造體，該構造體具有：光學部，其具有光所入射之光入射面；可動部，其支持上述光學部；軸部，其將上述可動部可繞搖動軸搖動地支持；支持部，其支持上述軸部；及永久磁鐵，其設置於上述可動部；且於上述支持部，具有可視認上述永久磁鐵與上述線圈之縫隙之窗部；以於與上述永久磁鐵之間配置有間隙形成構件之狀態，使上述線圈與上述永久磁鐵對向配置；及經由上述窗部，自上述永久磁鐵與上述線圈之間去除上述間隙形成構件。

藉此，可將線圈與永久磁鐵之位置關係(間隙)容易設為特定值。因此，可容易製造具有優良振動特性之光學元件。

1‧‧‧投影儀

2‧‧‧光學元件

2A‧‧‧光學元件

3‧‧‧HMD

4‧‧‧投影儀

5‧‧‧HUD

6‧‧‧對象物

9‧‧‧間隙形成構件

20‧‧‧構造體

21‧‧‧玻璃板

21A‧‧‧光反射部

22‧‧‧可動部

23‧‧‧支持部

24a‧‧‧軸部

24b‧‧‧軸部

25‧‧‧驅動機構

26‧‧‧保持部

102‧‧‧光源

104a‧‧‧鏡面

104b‧‧‧鏡面

104c‧‧‧鏡面

106a‧‧‧雙向色鏡

106b‧‧‧雙向色鏡

108B‧‧‧液晶顯示元件

108G‧‧‧液晶顯示元件

108R‧‧‧液晶顯示元件

110‧‧‧分色稜鏡

112‧‧‧投射透鏡系統

120‧‧‧控制電路

122‧‧‧圖像信號處理電路

221‧‧‧貫通孔

231‧‧‧軸連接部

232‧‧‧軸連接部

233‧‧‧連結部

233a‧‧‧固定部

233b‧‧‧薄壁部

234‧‧‧連結部

235‧‧‧凹部

236‧‧‧窗部

236a‧‧‧面

251‧‧‧永久磁鐵

251a‧‧‧面

252‧‧‧線圈

252a‧‧‧面

253‧‧‧電壓施加部

261‧‧‧貫通孔

262‧‧‧貫通孔

310‧‧‧光源

320‧‧‧液晶顯示元件

330‧‧‧投射透鏡系統

340‧‧‧導光部

341‧‧‧半鏡面

410‧‧‧描繪用光源單元

411B‧‧‧雷射光源

411G‧‧‧雷射光源

411R‧‧‧雷射光源

412B‧‧‧準直儀透鏡

412G‧‧‧準直儀透鏡

412R‧‧‧準直儀透鏡

413B‧‧‧雙向色鏡

413G‧‧‧雙向色鏡

413R‧‧‧雙向色鏡

510‧‧‧投影單元

511‧‧‧光源

512‧‧‧液晶顯示元件

513‧‧‧投射透鏡系統

520‧‧‧反射鏡面

A-A‧‧‧線

Bv‧‧‧資料信號

E‧‧‧瞳孔

FG‧‧‧擋風玻璃

G‧‧‧間隙

Gv‧‧‧資料信號

J‧‧‧搖動軸

L‧‧‧描繪用雷射光

LL‧‧‧影像光

P1‧‧‧圖像顯示位置

P2‧‧‧圖像顯示位置

Px‧‧‧像素

Rv‧‧‧資料信號

Vid‧‧‧圖像信號

Wx1‧‧‧寬度

Wx2‧‧‧寬度

Wx3‧‧‧寬度

Wy1‧‧‧寬度

Wy2‧‧‧寬度

Wy3‧‧‧寬度

X‧‧‧軸

Y‧‧‧軸

Z‧‧‧軸

圖1係表示本發明之第1實施形態之圖像顯示裝置之光學構成之圖。

圖2係表示使影像光移動之情況之圖。

圖3係表示圖1所示之圖像顯示裝置之電性構成之方塊圖。

圖4(a)、(b)係圖1所示之圖像顯示裝置具有之光學元件之俯視圖及仰視圖。

圖5係圖4中之A-A線剖視圖。

圖6係表示永久磁鐵與線圈之配置之平面圖。

圖7係圖4所示之光學元件之側視圖。

圖8(a)~(c)係用於說明圖4所示之光學元件之製造方法之剖視圖。

圖9係表示本發明之第2實施形態之圖像顯示裝置之光學構成之圖。

圖10係表示本發明之第3實施形態之圖像顯示裝置之光學構成之圖。

圖11係本發明之第4實施形態之圖像顯示裝置具有之光學元件之剖視圖。

圖12係表示本發明之第5實施形態之圖像顯示裝置之光學構成之圖。

圖13(a)、(b)係圖12所示之圖像顯示裝置具有之光學元件之俯視圖及仰視圖。

以下，關於本發明之光學元件、圖像顯示裝置及光學元件之製造方法，基於附加圖式所示之各實施形態進行詳細說明。

<第1實施形態>

圖1係表示本發明之第1實施形態之圖像顯示裝置之光學構成之圖。圖2係表示使影像光移動之情況之圖。圖3係表示圖1所示之圖像顯示裝置之電性構成之方塊圖。圖4係圖1所示之圖像顯示裝置具有之光學元件之俯視圖及仰視圖。圖5係圖4中之A-A線剖視圖。圖6係表示永久磁鐵與線圈之配置之平面圖。圖7係圖4所示之光學元件之側視 圖。圖8係用於說明圖4所示之光學元件之製造方法之剖視圖。

另，於圖4至圖6中，為了說明方便，作為互相正交之3軸，圖示有X軸、Y軸及Z軸，並將該圖示之箭頭符號之前端側設為「+側」，將基端側設為「-側」。又，於以下，將平行於X軸之方向亦稱作「X軸方向」，將平行於Y軸之方向亦稱作「Y軸方向」，將平行於Z軸之方向亦稱作「Z軸方向」，並將+Z側亦稱作「上」，將-Z側亦稱作「下」。

1.投影儀

圖1所示之投影儀(圖像顯示裝置)1係LCD方式之投影儀，如圖1所示般，包含：光源102、鏡面104a、104b、104c、雙向色鏡106a、106b、液晶顯示元件108R、108G、108B、分色稜鏡110、作為光路偏向元件之光學元件2、及投射透鏡系統112。

作為光源102，例如可例舉鹵素燈、水銀燈、發光二極體(LED)等。又，作為該光源102，使用出射白色光者。接著，自光源102出射之光，首先藉由雙向色鏡106a分離為紅色光(R)與其他光。紅色光係經鏡面104a反射後，入射至液晶顯示元件108R，其他光藉由雙向色鏡106b進而分離為綠色光(G)與藍色光(B)。接著，綠色光入射至液晶顯示元件108G，藍色光經鏡面104b、104c反射後，入射至液晶顯示元件108B。

液晶顯示元件108R、108G、108B係分別作為空間光調變器而使用。該等液晶顯示元件108R、108G、108B係分別與R、G、B之原色對應之透過型空間光調變器，包含例如縱1080列、橫1920行之配置成矩陣狀之像素。於各像素中，調整相對於入射光之透過光之光量，而協調控制各液晶顯示元件108R、108G、108B中全部像素之光量分佈。藉由此種液晶顯示元件108R、108G、108B分別空間性調變後之光於分色稜鏡110合成，且自分色稜鏡110出射全彩之影像光LL。接著，出射之影像光LL藉由投射透鏡系統112放大且投射至對象物6。

此處，投影儀1於分色稜鏡110與投射透鏡系統112之間具有光學元件2，藉由利用光學元件2使影像光LL之光軸移動(進行所謂的「像素移位」)，而可使較液晶顯示元件108R、108G、108B之解析度更高之解析度(若液晶顯示元件108R、108G、108B為全高清則為4K)之圖像投射至對象物6。關於該原理，使用圖2進行簡單說明。光學元件2具有使影像光LL透過之玻璃板21，藉由變更該玻璃板21之姿勢，可利用折射而使影像光LL之光軸移動。

接著，投影儀1係利用此種光軸之移動，將使影像光LL之光軸移動至一端側之情形之圖像顯示位置P1、與使影像光LL之光軸移動至另一端側之情形之圖像顯示位置P2以朝傾斜方向(圖2中之箭頭符號方向)且以半像素量(亦即，像素Px之一半)移位之方式構成，而於圖像顯示位置P1、P2交替顯示圖像，藉此，使外觀上之像素增加，而謀求投影至對象物6之圖像之高解析度化。另，作為圖像顯示位置P1、P2之移位量，並未限定於半像素量，例如，既可為像素Px之1/4，亦可為1/8。

此種構成之投影儀1係除了光學元件2與液晶顯示元件108R、108G、108B之外，如圖3所示，並具備控制電路120與圖像信號處理電路122。控制電路120控制對液晶顯示元件108R、108G、108B之資料信號之寫入動作、光學元件2中之光路偏向動作、圖像信號處理電路122中之資料信號之產生動作等。另一方面，圖像信號處理電路122係將自未圖示之外部裝置供給之圖像信號Vid分別以R、G、B之3原色分離，且轉換為適合各個液晶顯示元件108R、108G、108B之動作之資料信號Rv、Gv、Bv。接著，將經轉換之資料信號Rv、Gv、Bv分別供給至液晶顯示元件108R、108G、108B，基於此，液晶顯示元件108R、108G、108B動作。

2.光學元件

接著，對組入於上述之投影儀1之光學元件2進行詳細說明。

光學元件2係如圖4至圖6所示般，包含構造體20與驅動機構25，該構造體20包含：可動部22，其具有光透過性，且設置有使影像光LL偏向之玻璃板(光學部)21；框狀之支持部23，其設置於可動部22之周圍；軸部24a、24b，其等係連結可動部22與支持部23，且將可動部22可相對於支持部23搖動(轉動)地支持；該驅動機構25係使可動部22相對於支持部23搖動。此種構成之光學元件2係以例如+Z側朝向分色稜鏡110側、-Z側朝向投射透鏡系統112側之方式配置於投影儀1內。但，光學元件2之朝向亦可為相反。

可動部22形成為平板狀，於其中央部具有貫通孔221。且，於該貫通孔221嵌入有玻璃板21，玻璃板21係例如藉由接著劑等接著於可動部22。另，貫通孔221於其周面具有階差(爪)，以該階差承接玻璃板21。藉此，對可動部22配置玻璃板21變得簡單。

玻璃板21具有矩形之俯視形狀。該玻璃板21係藉由使影像光LL之入射角度自0°傾斜，而可使入射之影像光LL折射並透過。因此，藉由以成為作為目的之入射角度之方式，使玻璃板21之姿勢變化，而可控制影像光LL之偏向方向或偏向量。另，此種玻璃板21之大小係以使自分色稜鏡110出射之影像光LL透過之方式適當設定。又，玻璃板21較好為實質無色透明。又，亦可於玻璃板21之影像光LL之入射面及出射面形成防反射膜。

作為玻璃板21之構成材料，並非特別限定，例如可使用如白板玻璃、硼矽玻璃、石英玻璃等各種玻璃材料。又，於本實施形態中，雖使用玻璃板21作為光學部，但光學部只要是以具有光透過性、可使影像光LL折射之材料構成，則不特別限定，除了玻璃之外，亦可為例如以如水晶、藍寶石等各種結晶材料、或聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂等各種樹脂材料等構成者。惟，作為光學部，較好為如本實施形態 般使用玻璃板21，藉此，由於可尤其提高光學部之剛性，故而可特別抑制於光學部中偏向之影像光LL之偏向不均。

於支持有此種玻璃板21之可動部22之周圍設置有框狀之支持部23，且藉由軸部24a、24b連結可動部22與支持部23。軸部24a、24b於俯視下，於X軸方向及Y軸方向錯開而定位，而形成可動部22之搖動軸J。藉此，可動部22繞相對於X軸及Y軸之兩軸約45°傾斜之搖動軸J搖動，且隨著該搖動而玻璃板21之姿勢發生變化。尤其，於光學元件2中，於俯視下，軸部24a、24b相對於玻璃板21之中心配置為點對稱，故而，可動部22之搖動平衡變得良好。另，X軸(Y軸)相對於搖動軸J之傾斜角並非限定為45°。

如以上之可動部22、支持部23及軸部24a、24b係構成為一體(一體形成)。藉此，可提高支持部23與軸部24a、24b之邊界部分或軸部24a、24b與可動部22之邊界部分之耐衝擊性或長期耐久性。

又，可動部22、支持部23及軸部24a、24b係以較玻璃板21之構成材料楊氏係數小之材料構成。作為其等之構成材料，較好為包含樹脂，更好為將樹脂作為主要成分。藉此，可有效抑制伴隨可動部22之搖動所產生之應力導致玻璃板21自身之不需要之振動。又，可以靈活之可動部22包圍玻璃板21之側面，於變更玻璃板21之姿勢時，可將玻璃板21所產生之應力抑制為較小，且可將伴隨應力分佈而於玻璃板21所產生之不需要之振動抑制為較小。其結果，可防止藉由玻璃板21而偏向之圖像偏向於非意圖之方向。又，可抑制可動部22之搖動軌跡相對於環境溫度之變化。又，例如，可使軸部24a、24b及其周邊充分靈活，而可設置小型且共振頻率較低之(60kHz左右之)光學元件2。

作為上述樹脂，並非特別限定，例如可例舉聚乙烯、聚丙烯、聚矽氧、聚縮醛、聚醯胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚芳香酯、聚碸、聚醚碸、聚苯硫醚、聚 醚醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、氟樹脂等，使用包含其等中之至少1種者。

接著，針對使可動部22搖動之驅動機構25進行說明。驅動機構25係如圖5所示般，具有永久磁鐵251、線圈252、及藉由於線圈252施加交替電壓即驅動信號DS而自線圈252產生作用於永久磁鐵251之磁場之電壓施加部253之電磁致動器。藉由使用電磁致動器作為驅動機構25，而可產生足以使可動部22搖動之力，故而，可使可動部22順暢地搖動。

永久磁鐵251係設置於可動部22之緣部，且形成為沿著Y軸方向之長邊形狀。又，永久磁鐵251於Z軸方向(可動部22之厚度方向)磁化。作為此種永久磁鐵251，並非特別限定，例如，可使用釹磁鐵、鐵氧體磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵等。

另一方面，線圈252係以與永久磁鐵251間隔特定之間隙G於Z軸方向(可動部22之厚度方向)對向之方式而配置。作為間隙G，並非特別限定，根據永久磁鐵251之大小或自線圈252產生之磁場之大小等亦不同，較好為例如0.1mm以上、1mm以下左右，更好為0.2mm以上、0.4mm以下左右。藉此，可防止可動部22之搖動時永久磁鐵251與線圈252接觸，且使自線圈252所產生之磁場更有效率地作用於永久磁鐵251。因此，可使可動部22更有效率且穩定地搖動。

又，線圈252係空芯線圈。如此，藉由設為空芯線圈，可使設置有永久磁鐵251之可動部22更順暢地搖動。更具體說明，例如，作為線圈252，使用於內側配置有磁心者之情形時，根據產生之磁力之強度，永久磁鐵251被磁心吸引，藉此，有搖動軸J位移，而無法順暢且精度良好地進行可動部22之搖動之情形。為了防止產生此種不良，作為線圈252，較好為使用如本實施形態般之空芯線圈。

又，線圈252係如圖6所示般，採用與永久磁鐵251之俯視形狀對 應之大致長方形。接著，將長軸方向(Y軸方向)之永久磁鐵251之寬度設為Wy1，將線圈252之內周之寬度設為Wy2，將線圈252之外周之寬度設為Wy3時，滿足Wy2<Wy1<Wy3之關係，將短軸方向(X軸方向)之永久磁鐵251之寬度設為Wx1，將線圈252之內周之寬度設為Wx2，將線圈252之外周之寬度設為Wx3時，滿足Wx2<Wx1<Wx3之關係。如此，藉由使線圈252之內周小於永久磁鐵251之輪廓，而可抑制於線圈252施加電流時之電力損失(發熱等)，從而可更有效率且省電地自線圈252產生磁場。

進而，於自Z軸方向觀察之俯視下，永久磁鐵251之中心(重心)與線圈252之中心(重心)大致一致，永久磁鐵251之外周與線圈252重疊。藉此，可使自線圈252產生之磁場有效率地作用於永久磁鐵251。

此種構成之驅動機構25係如以下般使可動部22搖動。於未自電壓施加部253於線圈252施加驅動信號之情形時，可動部22實質上與xy平面平行。接著，若自電壓施加部253於線圈252施加驅動信號，則可動部22相對於支持部23繞搖動軸J搖動(轉動)。接著，藉由此種可動部22之搖動，影像光LL之光軸移動，於圖像顯示位置P1、P2交替地顯示圖像。因此，外觀上之像素增加，而可謀求圖像之高解析度化。

如以上之驅動機構25所具有之線圈252係經由保持部26固定於支持部23。如此，藉由將線圈252固定於支持部23，而可容易地將線圈252固定於特定位置。尤其係，如本實施形態般，藉由將線圈252經由保持部26固定於支持部23，例如，藉由調整保持部26相對於支持部23之固定位置，而可調整線圈252相對於永久磁鐵251之位置。因此，可容易進行永久磁鐵251與線圈252之對準。

又，保持部係自與永久磁鐵251相反側保持線圈252。換言之，保持部26係以不位於永久磁鐵251與線圈252之間之方式設置。藉此，可更高精度地調整永久磁鐵251與線圈252之間隙G。又，可防止使可 動部22搖動時永久磁鐵251與保持部26接觸。

又，於保持部26，形成有2個貫通孔261、262，且可經由貫通孔261、262而視認線圈252之內周之一部分。換言之，以重疊於線圈252之內周之方式而形成有貫通孔261、262。藉此，於將線圈252固定於保持部26時，藉由經由貫通孔261、262視認線圈252之內周，而可容易進行其等之定位。

又，保持部26係非磁性體。藉此，由於可抑制形成由保持部26產生之磁路，而可使自線圈252產生之磁場有效率地作用於永久磁鐵251。另，作為構成保持部26之非磁性材料，並非特別限定，例如，可例舉鋁、鈦、一部分不鏽鋼等金屬材料、或橡膠、塑料等樹脂材料。

固定有此種保持部26之支持部23係採用如以下之構成。亦即，支持部23係如圖4及圖7所示般，具有：軸連接部231，其形成包圍可動部22之框狀，於X軸方向延伸，且連接有軸部24a；軸連接部232，其係於X軸方向延伸，且連接有軸部24b；連結部233，其係於可動部22之+X軸側連結軸連接部231、232；及連結部234，其係於可動部22之-X側連結軸連接部231、232。

軸連接部231、232係分別較可動部22壁厚(參照圖5)。藉此，可提高軸連接部231、232之機械強度，而穩定地支持軸部24a、24b。因此，可使可動部22繞搖動軸J更穩定地搖動。

另一方面，於連結部233，設置固定有保持部26之固定部233a，與較軸連接部231、232薄壁之薄壁部233b。於固定部233a，自上表面側將保持部26藉由螺釘緊固而固定。但，保持部26對固定部233a之固定並非限定於用螺釘緊固，亦可為藉由凹凸嵌合進行之固定或使用接著劑之固定。

又，如圖7所示般，於薄壁部233b，形成於下表面開放之凹部 235，若自+X軸方向(亦即，與永久磁鐵251與線圈252之排列方向(Z軸方向)正交之方向)觀察，則可自光學元件2之外部，視認永久磁鐵251與線圈252之縫隙(間隙G)。藉此，可稱凹部235構成用於視認間隙G之窗部236。藉由具有此種窗部236，可簡單判斷間隙G是否為適當大小。尤其係，於本實施形態中，由於可經由窗部236而視認永久磁鐵251之線圈252側之面251a(面251a之位置)、與線圈252之永久磁鐵251側之面252a(面252a之位置)，故而，可更正確地判斷該等之面251a、252a之間之間隙G。又，自+X軸方向觀察而視認間隙G時，由於視線與面251a、252a一致(由於可將面251a、252a作為線辨識)，故而可更清晰地視認間隙G。

如此，藉由可視認間隙G，而使間隙G之調整變得容易。由於間隙G於可動部22之搖動時防止永久磁鐵251與線圈252之接觸，及使自線圈252產生之磁場有效率地作用於永久磁鐵251，故而有必要進行高精度之調整。因此，藉由設置窗部236，而能夠更高精度地調整間隙G，從而成為具有優良搖動特性之光學元件2。

尤其係，於本實施形態中，由於窗部236採用形成於凹部235之貫通孔，故而可發揮如下之效果。第1，例如，與將凹部235以玻璃材料等透明構件填塞之情形相比，既然不存在光之反射等，而可更鮮明地視認間隙G。第2，例如，可經由窗部236拔出或插入用於檢查間隙G之大小之道具(如於後述之製造方法中所使用之夾入於永久磁鐵251與線圈252之間之間隙形成構件9)，從而可物理上確認間隙G之大小。

以上，已對光學元件2之構成進行詳細說明。另，雖於本實施形態中，採用於可動部22配置有永久磁鐵251之所謂「動磁型」之驅動機構25，但永久磁鐵251與線圈252之配置亦可設為相反。亦即，亦可為於可動部22配置有線圈252之所謂「動圈型」之驅動機構25。惟，藉由設置如本實施形態般之「動磁型」之驅動機構25，由通電產生之 線圈252之熱量不易傳遞至可動部22或玻璃板21，而可有效抑制因熱引起之振動特性之變化(共振頻率之變化)或玻璃板21之彎曲等。

3.光學元件之製造方法

接著，對光學元件2之製造方法進行說明。

光學元件2之製造方法包含：第1步驟，準備設置有永久磁鐵251之構造體20及保持著線圈252之保持部26；第2步驟，以於永久磁鐵251與線圈252之間夾入板狀之間隙形成構件9之狀態，將保持部26固定於構造體20；及第3步驟，去除間隙形成構件9。以下，對本製造方法進行具體說明。

[第1步驟]

首先，藉由機械加工或射出成型而形成構造體20，如圖8(a)所示，於該構造體20配置玻璃板21及永久磁鐵251。再者，形成保持部26，於保持部26配置線圈252。

[第2步驟]

接著，如圖8(b)所示，以於永久磁鐵251與線圈252之間夾入間隙形成構件9之狀態，將保持部26用螺釘緊固於構造體20。間隙形成構件9具有與所設定之間隙G相當之厚度，藉由於永久磁鐵251與線圈252之間夾入間隙形成構件9，而可簡單地使永久磁鐵251與線圈252之間隙G符合所設定之值。另，例如，於永久磁鐵251與線圈252之間嘗試移動間隙形成構件9，若間隙形成構件9不動，則有永久磁鐵251與線圈252之間隙G小於設定值之虞，相反地，若間隙形成構件9過於鬆動之情形時，則有間隙G大於設定值之虞。因此，以使間隙形成構件9於永久磁鐵251與線圈252之間適度移動之方式，調整保持部26對固定部之緊固強度。

[第3步驟]

接著，如圖8(c)所示，藉由經由窗部236去除間隙形成構件9，而 可獲得光學元件2。

根據此種製造方法，可獲得精度良好地調整間隙G之光學元件2。

<第2實施形態>

圖9係表示本發明之第2實施形態之圖像顯示裝置之光學構成之圖。

以下，對本發明之第2實施形態之圖像顯示裝置進行說明，以與上述之實施形態之不同點為中心進行說明，相同之事項係省略其說明。

第2實施形態之圖像顯示裝置係半透過型(穿透型)之頭戴式顯示器(以下，亦簡稱為「HMD」)。

本實施形態之HMD(圖像顯示裝置)3係由觀察者(使用者)佩戴而使用者，如圖9所示，包含光源310、液晶顯示元件320、投射透鏡系統330、導光部340、及光學元件2。作為光源310，並非特別限定，例如，可使用LED之背光。自此種光源310產生之光被引導至液晶顯示元件320。液晶顯示元件320係透過型之液晶顯示元件，例如，可使用HTPS(高溫多晶矽)單板TFT彩色液晶面板等。此種液晶顯示元件320將來自光源310之光進行調變而產生影像光。所產生之影像光經投射透鏡系統放大後，入射至導光部340。導光部340形成為板狀，進而，於光傳播方向之下游側配置半鏡面341。引導至導光部340內之光反復進行反射而前進，且藉由半鏡面341引導至觀察者之瞳孔E。又，與此同時，外界光透過半鏡面341引導至觀察者之瞳孔E。因此，於HMD3中，於景色上重疊影像光而被視認。

於此種構成之HMD3中，於液晶顯示元件320與投射透鏡系統330之間配置有光學元件2，藉此，可使影像光之光軸移動。

根據如以上之第2實施形態，亦可發揮與上述第1實施形態相同 之效果。

<第3實施形態>

圖10係表示本發明之第3實施形態之圖像顯示裝置之光學構成之圖。

以下，對本發明之第3實施形態之圖像顯示裝置進行說明，以與上述之實施形態之不同點為中心進行說明，相同之事項係省略其說明。

第3實施形態之圖像顯示裝置係平視顯示器(以下，亦簡稱為「HUD」)。

本實施形態之HUD(圖像顯示裝置)5係例如搭載於汽車，經由擋風玻璃FG，將時速、時間、運行距離等各種資訊(影像)投影至駕駛者而使用。如圖10所示，此種HUD5具有包含光源511、液晶顯示元件512及投射透鏡系統513之投影單元510、反射鏡面520、以及光學元件2。光源511、液晶顯示元件512及投射透鏡系統513可設為例如與上述之第2實施形態之光源310、液晶顯示元件320及投射透鏡系統330相同之構成。反射鏡面520係凹面鏡面，反射來自投影單元510之投影光而投影(顯示)至擋風玻璃FG。

於此種構成之HUD5中，於液晶顯示元件512與投射透鏡系統513之間配置有光學元件2，藉此，可使投影光之光軸移動。

根據如以上之第3實施形態，亦可發揮與上述之第1實施形態相同之效果。

<第4實施形態>

圖11係本發明之第4實施形態之圖像顯示裝置具有之光學元件之剖視圖。

以下，對本發明之第4實施形態之圖像顯示裝置進行說明，以與上述之實施形態之不同點為中心進行說明，相同之事項係省略其說 明。

第4實施形態之圖像顯示裝置係除了光學元件之構成不同以外，與上述第1實施形態相同。另，對與上述之實施形態相同之構成，標註相同符號。

如圖11所示，於本實施形態之光學元件2中，構成窗部236之至少一部分之面236a(換言之，既稱為薄壁部233b之下表面，亦稱為凹部235之底面)與線圈252之面252a大致一致。藉此，由於面236a與永久磁鐵251之面251a之間隙與間隙G相等，故而，間隙G之確認變得更容易。又，由於於製造時，以線圈252之面252a與窗部236之面236a一致之方式，將保持部26用螺釘緊固於固定部233a即可，故而，間隙G之調整變得更為容易。

根據如以上之第3實施形態，亦可發揮與上述之第1實施形態相同之效果。

另，於本實施形態中，由於採用動磁型，於保持部26保持有線圈252，故而，窗部236之面236a與線圈252之面252a一致，相反地，於採用動圈型，於保持部26保持有永久磁鐵251之情形時，窗部236之面236a與永久磁鐵251之面251a一致即可。

<第5實施形態>

圖12係表示本發明之第5實施形態之圖像顯示裝置之光學構成之圖。圖13係圖12所示之圖像顯示裝置具有之光學元件之俯視圖及仰視圖。

以下，對本發明之第5實施形態之圖像顯示裝置進行說明，以與上述之實施形態之不同點為中心進行說明，相同之事項係省略其說明。

第5實施形態之圖像顯示裝置係掃描型之圖像顯示裝置，此方面與上述之第1實施形態不同。另，對與上述之實施形態相同之構成標 註相同符號。

如圖12所示，本實施形態之投影儀(圖像顯示裝置)4係藉由於屏幕、壁面等對象物6將描繪用雷射光L進行二維掃描而顯示圖像之裝置。投影儀4具有出射描繪用雷射光L之描繪用光源單元410、及作為掃描描繪用雷射光L之光掃描儀之2個光學元件2A。於此種投影儀4中，將2個光學元件2A以描繪用雷射光L之掃描方向正交之方式配置。接著，例如藉由使一者之光學元件2A於水平方向掃描描繪用雷射光L，另一者之光學元件2A於垂直方向掃描描繪用雷射光L，而可於對象物6顯示二維圖像。

描繪用光源單元410係包含紅色、綠色、藍色、各色之雷射光源411R、411G、411B、以及與雷射光源411R、411G、411B對應設置之準直儀透鏡412R、412G、412B及雙向色鏡413R、413G、413B。與上述之第2實施形態相同地，根據雙向色鏡413R、413G、413B，合成紅色、綠色、藍色、各色之雷射而成為描繪用雷射光L。

光學元件2A係如圖13所示，可動部22形成為板狀，於可動部22之表面設置有具有光反射性之光反射部(光學部)21A。藉此，若使可動部22繞搖動軸搖動，則可掃描以光反射部21A反射之描繪用雷射光L。

根據此種第5實施形態，亦可發揮與上述之第1實施形態相同之效果。

以上，針對本發明之光學元件及圖像顯示裝置，基於圖示之實施形態進行說明，但本發明並非限定於此。例如，於本發明之光學元件及圖像顯示裝置中，各部之構成可置換成具有相同功能之任意構成者，又，亦可附加其他任意構成。

又，於上述之實施形態中，作為圖像顯示裝置，對液晶投影儀及光掃描型投影儀進行說明，但作為圖像顯示裝置，並非限定於投影 儀，此外，亦可應用於印表機、掃描儀等。

又，於上述之實施形態中，對使用液晶顯示元件之投影儀進行說明，作為投影儀，並非限定於此，例如，亦可為掃描型之投影儀。亦即，例如，可為如藉由將合成藍色雷射、紅色雷射、綠色雷射而產生之雷射以光掃描儀進行二維掃描而顯示影像之投影儀。

251‧‧‧永久磁鐵

252‧‧‧線圈

Wx1‧‧‧寬度

Wx2‧‧‧寬度

Wx3‧‧‧寬度

Wy1‧‧‧寬度

Wy2‧‧‧寬度

Wy3‧‧‧寬度

X‧‧‧軸

Y‧‧‧軸

Z‧‧‧軸

Claims (15)

1. 一種光學元件，其特徵在於包含：光學部，其具有光入射之光入射面；可動部，其支持上述光學部；軸部，其將上述可動部可繞搖動軸搖動地支持；支持部，其支持上述軸部；永久磁鐵，其設置於上述可動部；及線圈，其與上述永久磁鐵對向配置，且產生作用於上述永久磁鐵之磁場；且上述支持部具有可視認上述永久磁鐵與上述線圈之縫隙之窗部。
2. 如請求項1之光學元件，其中上述窗部係貫通孔。
3. 如請求項1或2之光學元件，其可自上述窗部視認上述永久磁鐵之與上述線圈對面側之面之位置、及上述線圈之與上述永久磁鐵對面之側之面之位置。
4. 如請求項1至3中任一項之光學元件，其中自上述窗部觀察時，構成上述窗部之側面中之1者，與上述永久磁鐵之與上述線圈對面之側之面或上述線圈之與上述永久磁鐵對面之側之面一致。
5. 如請求項1至4中任一項之光學元件，其中上述窗部係可自相對於上述永久磁鐵與上述線圈之排列方向正交之方向視認上述縫隙。
6. 如請求項1至5中任一項之光學元件，其中上述線圈係空芯線圈。
7. 如請求項1至6中任一項之光學元件，其中上述線圈係由上述支持部支持。
8. 如請求項7之光學元件，其具有固定於上述支持部、且自與上述永久磁鐵相反側保持上述線圈之保持部。
9. 如請求項8之光學元件，其中上述保持部係非磁性體。
10. 如請求項1至9中任一項之光學元件，其中上述可動部及軸部各自包含樹脂材料。
11. 如請求項1至10中任一項之光學元件，其中上述光學部係透過上述光。
12. 如請求項1至10中任一項之光學元件，其中上述光學部係反射上述光。
13. 一種圖像顯示裝置，其特徵在於：包含如請求項11之光學元件，且構成為藉由以上述光學元件使光進行空間調變，從而將藉由上述光之照射而顯示之像素之位置移位。
14. 一種圖像顯示裝置，其特徵在於：包含如請求項12之光學元件，且藉由以上述光學元件反射光且進行掃描，而顯示圖像。
15. 一種光學元件之製造方法，其特徵在於包含如下步驟：獲得構造體，該構造體包含：光學部，其具有光所入射之光入射面；可動部，其支持上述光學部；軸部，其將上述可動部可繞搖動軸搖動地支持；支持部，其支持上述軸部；及永久磁鐵，其設置於上述可動部；且於上述支持部，具有可視認上述永久磁鐵與上述線圈之縫隙之窗部；以於與上述永久磁鐵之間配置有間隙形成構件之狀態，使上述線圈與上述永久磁鐵對向配置；及經由上述窗部，自上述永久磁鐵與上述線圈之間去除上述間隙形成構件。