CN105278217A - 光学器件以及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供光学器件以及图像显示装置。该光学器件的光路的稳定性较高，该图像显示装置具备上述光学器件且能够高画质地进行显示。本发明的光学器件(2)具备：光学部(202)，其由板状体构成，并具有供光射入的光入射面；支承部(204)，其具有供光学部(202)配置的凹状的配置部(27)；以及第一轴部(210a)和第二轴部(210b)，它们将支承部(204)支承为能够摆动，配置部(27)的侧面(271)在光学部(202)和第一轴部(210a)之间以及光学部(202)和第二轴部(210b)之间与光学部(202)分离。

Description

光学器件以及图像显示装置

技术领域

本发明涉及光学器件以及图像显示装置。

背景技术

近年来，作为投影仪等图像显示装置，公知有用透镜等光学系统放大显示具备多个像素的图像的装置。

在这种图像显示装置中，为了提高分辨率，一般采用通过将各像素缩小并增加像素数量来增加像素密度的方法。然而，构成更小的像素较为困难，在该方法中，有成品率降低、制造成本上升等问题。

鉴于这种问题，在专利文献1中公开有一种图像显示装置，其具备使由图像形成元件生成的图像的投影位置位移的光学器件、即所谓的图像移动器件(图像移动装置)。由此，即使不增加像素密度，也能够实现显示的图像的高分辨率化。

该专利文献1中记载的光学器件具有变更光的光路的玻璃板、保持玻璃板的保持部件、以及支承保持部件的两个板簧，通过使固定于保持部件的玻璃板以两个板簧为摆动轴摆动，能够使透过玻璃板的光的光路位移。因此，通过使光路位移，能够使生成的图像的投影位置位移。

专利文献1：日本特开2011-158589号公报

然而，在这种专利文献1中记载的光学器件中，因为将玻璃板形成为规定的尺寸较为困难，所以难以将玻璃板的侧面整体与保持部件均匀地抵接。因此，两个板簧间的刚性不同，玻璃板的摆动变得不均匀。由此，光路的稳定性降低，因而有显示的图像的品质降低这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光路的稳定性较高的光学器件、以及具备上述光学器件而能够高画质地进行显示的图像显示装置。

这种目的通过下述应用例来实现。

(1)本发明的光学器件具备：光学部，其由板状体构成，并具有供光射入的光入射面；支承部，其具有配置上述光学部的凹状的配置部；以及第一轴部和第二轴部，上述第一轴部和第二轴部将上述支承部支承为能够摆动，在上述光学部和上述第一轴部之间以及上述光学部和上述第二轴部之间上述配置部的侧面与上述光学部分离。

由此，能够将第一轴部和第二轴部间的刚性形成为相同的程度，能够使光学部稳定地摆动。因此，能够提供一种光路的稳定性优越的光学器件。

(2)在本发明的光学器件中，优选在上述分离的部分配置有粘合剂。

由此，在光学部和第一轴部之间以及光学部和第二轴部之间，配置部的侧面与光学部经由粘合剂而对置，因而能够将第一轴部和第二轴部间的刚性形成为相同的程度。因此，能够使光学部更稳定地摆动，从而能够提供一种光路的稳定性更加优越的光学器件。

(3)在本发明的光学器件中，优选上述支承部在上述光学部与上述第一轴部之间还具有切口部，上述切口部的内表面构成上述配置部的上述侧面的一部分。

由此，在光学部和第一轴部之间以及光学部和第二轴部之间，配置部的侧面与光学部更可靠地分离，从而能够将第一轴部和第二轴部间的刚性形成为相同的程度。因此，能够使光学部更稳定地摆动，从而能够提供一种光路的稳定性更加优越的光学器件。

(4)在本发明的光学器件中，优选在上述切口部配置有粘合剂。

由此，在光学部和第一轴部之间以及光学部和第二轴部之间，能够将配置部的侧面与光学部经由粘合剂而对置，从而能够将第一轴部和第二轴部间的刚性形成为相同的程度。因此，能够使光学部更稳定地摆动，从而能够提供一种光路的稳定性更加优越的光学器件。

(5)在本发明的光学器件中，优选上述配置部的俯视形状比上述光学部的俯视形状更大。

由此，在光学部和第一轴部之间以及光学部和第二轴部之间，能够将配置部的侧面与光学部更可靠地分离，因而能够将第一轴部和第二轴部间的刚性形成为相同的程度。

(6)在本发明的光学器件中，优选上述配置部的侧面具有供上述光学部的侧面抵接的抵接部。

由此，能够以与抵接部抵接的方式将光学部配置在配置部，从而能够更可靠地进行光学部的配置。

(7)在本发明的光学器件中，优选上述光学部通过与上述抵接部抵接而相对于上述配置部定位。

由此，能够更可靠地进行光学部的配置。

(8)在本发明的光学器件中，优选上述支承部由弹性模量比构成上述光学部的材料的弹性模量更小的材料构成。

由此，在通过光学部的摆动而变更其姿势时，将在光学部产生的应力抑制为较小，从而能够将随着应力分布而在光学部产生的不必要的振动抑制为较小。

(9)在本发明的光学器件中，优选上述支承部由以树脂作为主要成分的材料构成。

由此，能够将支承部的弹性形成为比光学部的弹性模量更充分地小，并在通过光学部的摆动而变更其姿势时，将在光学部产生的应力抑制为较小，从而能够将随着应力分布而在光学部产生的不必要的振动抑制为较小。

(10)在本发明的光学器件中，优选上述光学部透过光。

由此，通过以射入至光学部的光的入射角度成为目标角度的方式使光学部的姿势变化，能够控制透过光的偏转方向、偏转量。

(11)在本发明的光学器件中，优选上述光学部反射光。

由此，通过以反射至光学部的光的入射角度成为目标角度的方式使光学部的姿势变化，能够控制反射光的偏转方向、偏转量。

(12)本发明的图像显示装置的特征在于，具备本发明的光学器件。

由此，因为能够在光学器件中使光学部稳定地摆动，所以其结果是，能够提供一种能够高画质地进行显示的图像显示装置。

(13)在本发明的图像显示装置中，优选构成为通过用上述光学器件对光进行空间调制，而移动由于上述光的照射而显示的像素的位置。

由此，能够得到如下的图像显示装置，该图像显示装置中，光学器件的光路的稳定性较高，例如能够实现显示的图像的高分辨率化，并且能够抑制图像的精细度随着光学器件的不必要的振动而降低的情况。

(14)在本发明的图像显示装置中，优选通过用上述光学器件对光进行空间调制，而扫描上述光并形成图像。

由此，由于光学器件的光路的稳定性较高，所以能够严格地控制被光学器件扫描的光的扫描位置，因此能够得到具有优越的描绘特性的图像显示装置。

附图说明

图1是表示应用了本发明的图像显示装置的第一实施方式的投影仪的光学结构的图。

图2是表示图1所示的投影仪的电结构的框图。

图3是表示图1所示的光路偏转元件(本发明的光学器件的第一实施方式)的结构的立体图。

图4是图3所示的光路偏转元件的俯视图。

图5中，(a)是图4的A-A线剖视图，(b)是图4的B-B线剖视图。

图6是图4的C-C线剖视图。

图7是表示图5的(a)以及图6所示的光路偏转元件的动作的状态的图。

图8是用于对图7所示的光路偏转元件将光偏转的原理进行说明的图。

图9是用于对图7所示的光路偏转元件将光偏转的原理进行说明的图。

图10是从背面侧观察图3所示的支承部以及光学部的分解立体图。

图11是从背面侧观察图3所示的光路偏转元件的俯视图。

图12是用于对应用了本发明的光学器件的第二实施方式的光路偏转元件将光偏转的原理进行说明的图。

图13是表示应用了本发明的图像显示装置的第三实施方式的投影仪的光学结构的图。

图14是表示应用了本发明的图像显示装置的第四实施方式的头戴式显示器的光学结构的图。

具体实施方式

以下，根据附图所示的各实施方式对本发明的光学器件以及图像显示装置详细地进行说明。

第一实施方式

首先，对应用了本发明的光学器件的第一实施方式的光路偏转元件、以及应用了本发明的图像显示装置的第一实施方式的投影仪进行说明。

图1是表示应用了本发明的图像显示装置的第一实施方式的投影仪的光学结构的图，图2是表示图1所示的投影仪的电结构的框图，图3是表示图1所示的光路偏转元件(本发明的光学器件的第一实施方式)的结构的立体图，图4是图3所示的光路偏转元件的俯视图，图5的(a)是图4的A-A线剖视图，图5的(b)是图4的B-B线剖视图，图6是图4的C-C线剖视图，图7是表示图5的(a)以及图6所示的光路偏转元件的动作的状态的图，图8是用于对图7所示的光路偏转元件将光偏转的原理进行说明的图，图9是用于对图7所示的光路偏转元件将光偏转的原理进行说明的图，图10是从背面侧观察图3所示的支承部以及光学部的分解立体图，图11是从背面侧观察图3所示的光路偏转元件的俯视图。

应予说明，在本说明书中，为了便于说明而将图5～图8中的上方作为“上”、将下方作为“下”进行说明。

图1所示的投影仪1是将显示于液晶显示元件的图像放大投影的投影方式的投影仪。

如图1所示，本实施方式所涉及的投影仪1具备光源102、三块反射镜104a、104b、104c、两块分色镜106a、106b、三块液晶显示元件108R、108G、108B、分色棱镜110、光路偏转元件2、投影透镜系统112、以及中继透镜114。以下，对各部分的结构进行详述。

首先，对投影仪1的光学结构进行说明。

作为光源102，例如列举有卤素灯、水银灯、发光二极管(LED)等。另外，作为该光源102，能够使用射出白色光的光源。

三块反射镜104a、104b、104c分别具有通过反射来转换投影仪1内的光路的功能。

另一方面，两块分色镜106a、106b分别具有将从光源102射出的白色光分离为R(红)、G(绿)、B(蓝)三原色，并分别将分离的光导入相互不同的液晶显示元件108R、108G、108B的功能。

例如，分色镜106a具有透过白色光中的R波长区域的光，并反射G、B波长区域的光的功能。与此相对，分色镜106b具有透过在分色镜106a反射的G、B波长区域的光中的B波长区域的光，并反射G波长区域的光的功能。

应予说明，通过由分色镜106a、106b实施的反射等，从而B波长区域的光的光路长与其他光的光路长相比更长。为此，通过在B波长区域的光路中途设置中继透镜114来修正光路长的偏移。

液晶显示元件108R、108G、108B分别作为空间光调制器使用。上述液晶显示元件108R、108G、108B是分别与R、G、B原色对应的透射式的空间光调制器，例如具备排列为纵1080行、横1920列的矩阵状的像素。在各像素中，调整透过光相对于入射光的光量，协调控制各液晶显示元件108R、108G、108B中所有像素的光量分布。

另外，在液晶显示元件108R、108G、108B，与各像素对应地设置有扫描线以及数据线(未图示)。并且，与扫描线和数据线交叉的位置对应地，在像素电极和与此对置地配置的共用电极之间配置有液晶(未图示)。

除此之外，在各液晶显示元件108R、108G、108B设置有未图示的偏光板。而且，若数据线的电压由于扫描线的选择而施加于像素电极，则液晶分子进行取向，使透过光成为偏振光。通过由这种液晶分子适当设定偏振光与偏光板的配置，能够根据每个像素调整透过光的光量。

通过液晶显示元件108R、108G、108B而分别进行了空间调制的光相对于分色棱镜110从三个方向射入。在射入的光中，R、B波长区域的光以90°折射地射出。另一方面，G波长区域的光前进地射出。其结果是，从分色棱镜110射出的光成为包含由R、G、B各原色构成的图像合成的全色图像的光，其射入至光路偏转元件2。

对光路偏转元件2在后面进行详述，其具有玻璃板202(光学部)，能够适当选择是否使射入至该玻璃板202的光偏转(移位)。

受到了这种偏转的光射入至投影透镜系统112。

投影透镜系统112是组合有多个透镜的复合透镜系统。在该投影透镜系统112合成的图像被放大地投影至屏幕8。

接下来，对投影仪1的电结构进行说明。

如图2所示，本实施方式所涉及的投影仪1除了上述光路偏转元件2、各液晶显示元件108R、108G、108B之外，还具备控制电路120与图像信号处理电路122。

控制电路120对数据信号相对于液晶显示元件108R、108G、108B的写入动作、光路偏转元件2中的光路偏转动作、以及图像信号处理电路122中的数据信号的产生动作进行控制等。

图像信号处理电路122具有如下功能：将从未图示的外部装置供给的图像信号Vid按照R(红)、G(绿)、B(蓝)三原色分离，并且转换为适于与各个液晶显示元件108R、108G、108B的动作的数据信号Rv、Gv、Bv。转换而得的数据信号Rv、Gv、Bv分别被供给至液晶显示元件108R、108G、108B，液晶显示元件108R、108G、108B基于上述数据信号Rv、Gv、Bv进行动作。

以下，对光路偏转元件2进行详述。

光路偏转元件

如图3以及图4所示，光路偏转元件(光学器件)2具有基座240、以及设置于基座240上的功能部200和驱动部220。应予说明，功能部200经由隔离物250配置于基座240上。

另外，功能部200具备将光偏转的玻璃板(光学部)202、包围玻璃板202的侧面的支承部204、从支承部204分离并包围支承部204的侧面的框状的保持部件208、以及以连结支承部204与保持部件208的方式设置的第一轴部210a和第二轴部210b。

以下，对上述各部分依次进行说明。

基座

基座240形成为平板状，其支承功能部200，并且确保光路偏转元件2的机械强度。

该基座240在俯视下为比功能部200大的矩形形状，并以基座240的外缘从功能部200的外缘露出的方式构成。

另外，如图4所示，在基座240，与玻璃板202的位置对应地形成有在厚度方向上贯通的贯通孔221。通过设置该贯通孔221，能够在光路偏转元件2透过射入至玻璃板202的光(图像)。

应予说明，虽然基座240的俯视形状是四边形，但只要基座240的俯视形状是能够支承功能部200的形状，就不特别限定，也可以是四边形以外的多边形、圆形、椭圆形等。

另外，作为基座240的构成材料，例如列举有玻璃、硅胶、金属、陶瓷之类的无机材料、以及树脂之类的有机材料等。

隔离物

如图3所示，在基座240上设置有隔离物250。

隔离物250形成为框状，其插入在功能部200与基座240之间。对于该隔离物250而言，其俯视形状比基座240更小，并在俯视下包含于基座240。

另外，如图5以及图6所示，通过隔离物250的内壁、基座240的上表面、以及功能部200的下表面形成空间251。该空间251作为用于允许支承部204以及玻璃板202的摆动的空间发挥作用。

应予说明，在本实施方式中，虽然隔离物250的整体形状如上述那样为矩形的框状，但只要隔离物250的整体形状是能够形成用于允许玻璃板202的摆动的空间的形状，就不特别限定。

作为隔离物250的构成材料，例如列举有玻璃、硅胶、金属、陶瓷之类的无机材料、以及树脂之类的有机材料等。

另外，隔离物250可以与基座240一体形成，也可以根据基座240的结构而省略。并且，隔离物250也可以与功能部200一体形成。

功能部

如图3所示，功能部200经由隔离物250而被基座240支承。

如上所述，该功能部200具有保持部件208、支承部204、第一轴部210a和第二轴部210b、以及玻璃板(光学部)202。

以下，对上述各部分依次进行说明。

保持部件

如图3、图6所示，保持部件208设置于隔离物250上，其形状形成为与隔离物250对应的矩形的框状。应予说明，在本实施方式中，虽然保持部件208形成为矩形的框状，但保持部件208的形状并不限定于此，只要是能够将第一轴部210a和第二轴部210b保持在基座240的形状，也可以是任意形状。另外，保持部件208与隔离物250也可以一体形成。

支承部

如图3以及图4所示，在保持部件208的内侧经由空隙206设置有支承部204。

支承部204在俯视下形成为矩形形状，具有配置玻璃板202的配置部27、以及在厚度方向上贯通的两个贯通孔221。

贯通孔221是具有在与支承部204的短边对应的位置形成的细长开口的孔，并且形成为其长轴与支承部204的短边平行。虽然贯通孔221的开口在图4中形成为矩形形状(长方形)，但其形状并不特别限定。另外，在贯通孔221插通有后述的驱动部220的芯体223。

应予说明，对该支承部204的具体结构在后面进行详述。

第一轴部和第二轴部

如图3以及图4所示，这种支承部204通过两个(一对)第一轴部210a以及第二轴部210b连接于保持部件208。

第一轴部210a以及第二轴部210b分别以跨越空隙206的方式设置，并设置于与支承部204的两个长边中相互不同的长边对应的位置。另外，第一轴部210a以及第二轴部210b的双方的轴线相对于图4所示的X轴与Y轴双方而倾斜地设置，且双方的轴线以相互设置于同一直线状的方式配置。因此，第一轴部210a的轴线以及第二轴部210b的轴线所穿过的直线L相对于图4的X轴与Y轴双方而倾斜。而且，该直线L成为玻璃板202的摆动轴。因此，仅借助两个第一轴部210a以及第二轴部210b支承于保持部件208的支承部204(以及玻璃板202)能够以直线L作为摆动轴进行摆动。通过支承部204以第一轴部210a以及第二轴部210b作为摆动轴进行摆动，从而支承于支承部204的玻璃板202的姿势发生变化。

另外，第一轴部210a以及第二轴部210b优选配置于相对于玻璃板202的俯视的中心而满足点对称的关系的位置。由此，摆动的平衡性变得良好，从而能够稳定地摆动玻璃板202。由此，图像的偏转举动稳定，因此，能够稳定地投影分辨率较高的图像。

另外，上述保持部件208、支承部204以及轴部210a、210b虽然可以通过分别粘合单独的部件而形成，但优选一体形成。由此，能够提高保持部件208与轴部210a、210b的边界部、支承部204与轴部210a、210b的边界部的耐冲击性、长期耐久性。

光学部

如图3以及图4所示，玻璃板202是具有透光性的板状体，其俯视形状形成为矩形形状(长方形)。该玻璃板202配置于支承部204的配置部27。

射入至上述玻璃板202的光根据其入射角度，边在玻璃板202前进边透过，或者边折射边透过(空间调制)。因此，通过以成为作为目的的入射角度的方式摆动玻璃板202使玻璃板202的姿势发生变化，能够控制透过光的偏振光方向、偏转量。由此，能够使由分色棱镜110合成的全色图像向任意方向偏转。

作为该玻璃板202的构成材料，列举有白板玻璃、硼硅酸玻璃、石英玻璃之类的各种玻璃材料。应予说明，在本实施方式中，虽然使用玻璃板202作为光学部，但只要光学部由具有透光性的材料构成，就不特别限定，例如，也可以由水晶、蓝宝石之类的各种结晶材料、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸系树脂之类的各种树脂材料等构成。然而，优选光学部由具有平坦性的(平坦性较高)各种玻璃材料构成。若为用各种玻璃材料构成的光学部，则弹性模量较大，能够提高刚性，从而能够抑制在光学部偏转的光(图像)偏转不均匀。

另外，玻璃板202在俯视下的大小以能够使从分色棱镜110射出的光线透过的方式被适当设定。此外，在图4中，将与玻璃板202的长轴平行的方向作为X轴方向，将与短轴平行的方向作为Y轴方向。

构成通过这种结构的玻璃板202来接受偏转的图像的像素群通常是在X轴平行地排列的像素的列能够沿着Y轴排列的像素的集合体。即，该像素群在XY平面配置为矩阵状。该像素数量虽然并不特别限定，但例如，在X轴方向有1920列，在Y轴方向有1080列。

这样，虽然像素配置成为矩阵状的图像(像素群)在透过玻璃板202时接受偏转，但若如上所述，玻璃板202的摆动轴相对于X轴与Y轴双方而倾斜，则图像的偏转方向也相对于X轴与Y轴双方而沿着倾斜方向。由此，例如，在投影至屏幕8的图像为矩形形状的情况下，能够将该图像相对于纵与横双方倾斜地移动。其结果是，能够使图像的纵与横的分辨率分别疑似地增加，从而能够实现投影的图像的高分辨率化。

驱动部

如图3所示，光路偏转元件2具备以摆动玻璃板202的方式驱动的一对(两个)驱动部220。玻璃板202借助由该驱动部220产生的驱动力而摆动。

驱动部220具备以包围支承部204的贯通孔221的方式载置于支承部204上的环状的线圈222、插通于贯通孔221内并载置于基座240的上表面的芯体223、以及与芯体223邻接地设置的磁铁224。

线圈222粘合于支承部204的上表面。该线圈222形成为环状，在本实施方式中，以该环的内侧与贯通孔221的开口几乎一致的方式构成。

在该线圈222连接有未图示的电压施加机构。通过该电压施加机构而向线圈222施加电压。

另外，芯体223是局部折弯的板状的磁芯。如图6所示，该芯体223分为从基座240的上表面立起设置的两条腿部2231、2232、以及连接两条腿部2231、2232的端部彼此的横梁部2233。其中，腿部2231以插通贯通孔221的方式配置，腿部2232配置于框状的保持部件208的内侧。

另外，腿部2231以其外表面不接触贯通孔221的内表面的方式设置。特别是优选以在玻璃板202摆动的过程中，始终在贯通孔221与芯体223之间产生间隙的方式插通于贯通孔221。

另外，在腿部2232邻接地配置有磁铁224。磁铁224设置于腿部2232(芯体223)与支承部204之间。

这种芯体223例如由纯铁、软性铁氧体、透磁合金等软磁性材料构成。

另外，磁铁224例如由永久磁铁构成。通过与腿部2232邻接地配置磁铁224，形成横穿线圈222的磁路，从而线圈222在与由于电压施加而产生的磁场之间产生洛伦兹力(驱动力)。此外，作为永久磁铁，例如列举有钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴合金磁铁等。

对于这种结构的驱动部220而言，若向线圈222施加电压，则由于其施加方向与由磁铁224产生的磁场的方向而在线圈222产生向图6的上方或者下方驱动的磁力。利用该磁力，能够将上述支承部204以及玻璃板202向上方或者下方驱动。

应予说明，使用了上述磁力的驱动部220能够以驱动支承部204以及玻璃板202的其他机构来代替。作为其他机构，例如列举有压电驱动等。

另外，设置有驱动部220的位置、数量都不被图示所限定。

接下来，对光路偏转元件2的动作进行说明。

在未对线圈222施加电压时，在光路偏转元件2中，如图5以及图6所示，玻璃板202未进行摆动，所以如图8中虚线所示，射入至玻璃板202的光81的入射角形成为直角，因此成为不折射而前进的光82并射出。

另一方面，如图7所示，若对线圈222施加规定的电压，则玻璃板202以其一端侧与基座240接近、其另一端侧从基座240远离的方式倾斜。即，以各驱动部220示出这种举动的方式来设定对各线圈222施加的电压的施加方向。由此，玻璃板202以图8中的实线所示的方式倾斜。射入至处于该状态的玻璃板202的光81在透过玻璃板202时折射，成为光83并射出。因为该光83在空间上与光82偏移，所以由光83形成的图像以从由光82形成的图像偏移的状态被投影至屏幕8。

此外，如上述那样，光路偏转元件2具备两个驱动部220，上述驱动部分别与支承部204的短边对应地配置。因此，两个驱动部220驱动的方向相互不同，从而支承部204以及玻璃板202能够顺利地摆动。即，在某个时间段中，当在一方的驱动部220将支承部204向上方驱动时，在另一方的驱动部220将支承部204向下方驱动，在其他时间段中，当在一方的驱动部220将支承部204向下方驱动时，在另一方的驱动部220将支承部204向上方驱动，在此外其他时间段中，不对线圈222施加电压，不摆动支承部204以及玻璃板202即可。而且，控制相对于线圈222的电压的施加方法以便对上述时间段进行适当选择，从而能够以所预想的方式对光路偏转元件2的举动进行控制。

图9示出将像素配置为纵4行、横4列的矩阵状的图像84以及图像85。图像84是由图8所示的光82形成的像素841的集合体，另一方面，图像85是由图8所示的光83形成的像素851的集合体。

在图9中，是通过玻璃板202的摆动而将图像84向图像85移动的例子。此时的移动量为像素841的间距的一半。其结果是，投影至屏幕8的图像85的像素数量为图像84的像素数量的两倍，从而实现图像的高分辨率化。

另外，如上述那样，图像85相对于像素841的排列方向倾斜地移动。因此，图像85的像素数量不管是纵也好横也好，实际上都是两倍。

应予说明，由光路偏转元件2产生的图像的移动量并不限定于像素的间距的一半，也可以是例如，四分之一、八分之一等。

以上，虽然对光路偏转元件2的结构以及动作简单地进行了说明，但本实施方式的光路偏转元件2在收容玻璃板202的支承部204的结构这一方面具有特征，因此，以下对其进行详述。

图10是表示光路偏转元件2的背面侧的分解立体图，图11是表示光路偏转元件2的背面侧的俯视图。应予说明，在图10以及图11中，省略光路偏转元件2中的基座240、隔离物250以及驱动部220的图示。

如上所述，支承部204具有供玻璃板202配置的配置部27。

如图10以及图11所示，配置部27形成为在支承部204的厚度方向上凹下的凹状，并具有在除其外缘部之外的中央部在支承部204的厚度方向上贯通的贯通孔273。

另外，配置部27具有底部272、以及从底部272立起设置的侧面部(侧面)271。另外，侧面部271具有在支承部204的长边方向上延伸并相互对置配置的侧面271a和侧面271b、以及连接侧面271a和侧面271b的两端的侧面271c和侧面271d。

这种配置部27的俯视形状是与玻璃板202的俯视形状相似的形状，其形成为比玻璃板202稍大的形状。另外，贯通孔273的俯视形状形成为比玻璃板202的俯视形状稍小的形状，以便不使玻璃板202从配置部27脱离。

另外，如图10所示，在支承部204的第一轴部210a与玻璃板202之间设置有凹部(切口部)26。该凹部26位于上述直线L(摆动轴)上。另外，凹部26从侧面271a朝向外侧凹下，其内表面承担配置部27的侧面(支承部204的内侧面)271a的一部分。即，侧面271a具有在其中途(或者其端部)比其他部分更向支承部204的外侧退避的部分。

应予说明，虽然凹部26的俯视形状在本实施方式中为矩形(长方形)，但凹部26的俯视形状并不限定于此。另外，虽然凹部26的数量在本实施方式中为一个，但凹部26的数量并不限定于一个，也可以为两个以上。

另外，配置于配置部27的玻璃板202的上表面(图10中下侧的面)的缘部与配置部27的底部272抵接。另外，玻璃板202因为其上表面的中央部与贯通孔273对置，所以能够在对置的区域使光(图像)透过。

另外，玻璃板202的外周面281的一部分与配置部27的侧面部271抵接。具体而言，如图11所示，玻璃板202的侧面281a相对于侧面271a抵接。另外，玻璃板202的侧面281c相对于侧面271c抵接。与此相对，玻璃板202的侧面281b相对于侧面271b分离。另外，玻璃板202的侧面281d相对于侧面271d分离。

因为玻璃板202相对于配置部27如上述那样配置，所以在第一轴部210a附近，玻璃板202的侧面281a与配置部27的侧面271a由于凹部26的存在而分离。另一方面，如上述那样，在第二轴部210b附近，玻璃板202的侧面281b与配置部27的侧面271b也分离。

另外，在凹部26填充(配置)有粘合剂29a。另外，同样在玻璃板202与配置部27的侧面271b、271d之间(间隙)填充(配置)有粘合剂29b。通过该粘合剂29a、29b，而将玻璃板202固定于支承部204。由此，支承部204将第一轴部210a以及第二轴部210b作为摆动轴进行摆动，从而支承(固定)于支承部204的玻璃板202的姿势发生变化。

另外，在第一轴部210a附近以及第二轴部210b附近，玻璃板202的外周面281经由粘合剂29a、29b而相对于配置部27的侧面部271对置，由此，能够将第一轴部210a附近以及第二轴部210b附近的支承部204的刚性形成为相同程度。因此，能够使玻璃板202稳定地摆动，由此，能够提高透过玻璃板202的光的光路的稳定性。

应予说明，作为粘合剂，例如列举有环氧类粘合剂、丙烯酸系粘合剂、聚硅氧烷基粘合剂等。

另外，对于在配置部27配置玻璃板202而言，首先，将玻璃板202放入配置部27内，使玻璃板202的一个角部285与配置部27的位于第一轴部210a侧的角部275对接(抵接)。即，以将玻璃板202的侧面281a与配置部27的侧面271a、将玻璃板202的侧面281c与配置部27的侧面271c分别抵接的方式使玻璃板202在配置部27内移动。然后，在凹部26、以及配置部27的侧面271b、271d与玻璃板202之间(间隙)填充粘合剂29a、29b。这样，如图11所示，将玻璃板202配置于配置部27。应予说明，也可以在将玻璃板202放入配置部27内之前，预先涂布粘合剂29a、29b。

这样，当在配置部27配置玻璃板202时，将角部275以及侧面271a、271c作为供玻璃板202抵接的抵接部发挥作用，从而能够更可靠地进行玻璃板202相对于配置部27的定位。

应予说明，在本实施方式中，虽然构成为在凹部26、以及配置部27的侧面271b、271d与玻璃板202之间(间隙)配置(填充)有粘合剂29a、29b，但也可以在配置部27的侧面部271(以及底部272)的整个面配置有粘合剂。即，玻璃板202的外周面281也可以在其整个面经由粘合剂与配置部27的侧面部271抵接。

另外，也可以不在凹部26、以及配置部27的侧面271b、271d与玻璃板202之间(间隙)填充粘合剂29a、29b。即，在第一轴部210a以及第二轴部210b附近，玻璃板202的外周面281也可以相对于配置部27的侧面部271经由在凹部26、以及配置部27的侧面271b、271d与玻璃板202的间隙形成的空气层而对置。在这种情况下，也能够将第一轴部210a附近以及第二轴部210b附近的支承部204的刚性设为相同程度，因此，能够提高透过玻璃板202的光的光路的稳定性。

另外，在本实施方式中，虽然玻璃板202的俯视形状是比配置部27的俯视形状稍小的形状，但玻璃板202的俯视形状也可以是与配置部27的俯视形状几乎相等的形状。在此种情况下，在支承部204的第二轴部210b附近也设置与凹部26相同的凹部(切口部)即可。

另外，如上述那样的结构的支承部204优选由弹性模量比玻璃板202的构成材料更小的材料构成。由此，在玻璃板202摆动而变更其姿势时，能够将在玻璃板202产生的应力抑制为较小，对随着应力分布而在玻璃板202产生的不必要的振动进行吸收而将其抑制为较小。其结果是，能够防止被玻璃板202偏转的图像向不希望的方向偏转。

作为支承部204的构成材料，具体而言，优选包含树脂，更加优选以树脂作为主要成分的材料。因为只要是包含树脂的材料，就能够充分地使弹性模量比玻璃板202的构成材料的弹性模量更小，所以支承部204带来的如上所述的效果变得更加显著。

作为相关树脂，例如列举有聚乙烯、聚丙烯、硅酮、聚甲醛、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、多芳基化合物、聚砜、聚芳醚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、氟树脂等，使用包含上述中的至少一种的树脂。

另外，第一轴部210a以及第二轴部210b的构成材料优选使用与构成上述支承部204的弹性材料相同的材料。

另外，保持部件208的构成材料并不特别限定，虽然列举有各种树脂材料、各种无机材料，但在其中优选各种树脂材料。而且，在与支承部204或轴部210a、210b一体形成的情况下，使用与构成上述支承部204的弹性材料相同的材料。

第二实施方式

接下来，对应用了本发明的光学器件的第二实施方式的光路偏转元件进行说明。

图12是用于对应用了本发明的光学器件的第二实施方式的光路偏转元件将光偏转的原理进行说明的图。此外，在图12中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

本实施方式所涉及的光路偏转元件2除在光学部将光偏转的原理不同以外，与第一实施方式所涉及的光路偏转元件2相同。

即，本实施方式所涉及的玻璃板202A具有光反射性，在这一点上与具有透光性的第一实施方式不同。

该玻璃板202A能够通过在第一实施方式所涉及的玻璃板202安装反射膜来得到。

在未对线圈222施加电压时，因为在光路偏转元件2中，玻璃板202A不进行摆动，所以如图12中虚线所示，射入至玻璃板202A的光81作为以虚线示出的光82进行反射(空间调制)。

另一方面，若对线圈222施加规定的电压，则玻璃板202A如图12中实线所示地倾斜。换言之，以各驱动部220示出这种举动的方式来设定对各线圈222施加的电压的施加方向。若玻璃板202A倾斜，则射入至玻璃板202A的光81的入射角也发生变化，由此，光81作为以实线示出的光83进行反射。因此，通过成为作为目的的入射角度的方式使玻璃板202A的姿势发生变化，能够控制光83(反射光)的偏转方向、偏转量。因为该光83在空间上与光82发生偏移，所以由光83形成的图像以与由光82形成的图像偏移的状态投影至屏幕8。其结果是，具备相关光路偏转元件2的投影仪起到与第一实施方式所涉及的投影仪相同的效果。

应予说明，本实施方式所涉及的玻璃板202A虽然构成为在第一实施方式所涉及的玻璃板202安装反射膜，但玻璃板202A只要具有光反射性就不特别限定，例如也可以使用硅胶、金属之类具有光泽的材料来形成。

在如上述那样的第二实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的作用、效果。

第三实施方式

接下来，对应用了本发明的光学器件的第三实施方式的光学扫描仪、以及应用了本发明的图像显示装置的第三实施方式的投影仪进行说明。

图13是表示应用了本发明的图像显示装置的第三实施方式的投影仪的光学结构的图。应予说明，在图13中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

本实施方式所涉及的投影仪9是通过扫描光来形成图像的扫描方式的投影仪，除具备应用了本发明的光学器件的第三实施方式的光学扫描仪94以外，与第一实施方式所涉及的投影仪1相同。

即，本实施方式所涉及的投影仪9具有射出激光等光的光源装置91、正交分色棱镜92、承担主扫描的光学扫描仪93、承担副扫描的光学扫描仪94(本发明的光学器件的第三实施方式)、以及固定镜95。

图13所示的光源装置91具备照出红色光的红色光源装置911、照出蓝色光的蓝色光源装置912、以及照出绿色光的绿色光源装置913。

正交分色棱镜92通过将四个直角棱镜粘结在一起而构成，是将分别从红色光源装置911、蓝色光源装置912、以及绿色光源装置913照出的光合成的光学元件。

在上述投影仪9中，构成为：根据来自未图示的主机的图像信息分别从红色光源装置911、蓝色光源装置912以及绿色光源装置913照出光，用正交分色棱镜92将该光合成，该合成的光被光学扫描仪93、94扫描，并进一步被固定镜95反射，从而在屏幕8上形成彩色图像。

这里，对光学扫描仪93、94的光扫描具体地进行说明。

首先，由正交分色棱镜92合成的光在横向上被光学扫描仪93扫描(主扫描)。然后，该横向扫描的光进一步在纵向上被光学扫描仪94扫描(副扫描)。由此，能够在屏幕8上形成二维彩色图像。通过使用本发明的光学器件作为这种光学扫描仪94，能够发挥优越的描绘特性。

在光学扫描仪94中，能够在玻璃板202边反射光边偏转光路。如上述那样，根据本发明，能够有效地抑制玻璃板202的不必要的振动，因此能够严格地控制被光学扫描仪94扫描的光的扫描位置。其结果是，能够得到优越的描绘特性。

其中，作为投影仪9，只要构成为利用光学扫描仪93、94扫描光、并在对象物形成图像，就不局限于此，例如，也可以省略固定镜95。

另外，对光学扫描仪93也可以应用本发明的光学器件。

第四实施方式

接下来，对应用了本发明的图像显示装置的第四实施方式的头戴式显示器进行说明。

图14是表示应用了本发明的图像显示装置的第四实施方式的头戴式显示器的光学结构的图。应予说明，在图14中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记。

图14所示的头戴式显示器300具有眼镜310、以及搭载于眼镜310的图像输出部90。该图像输出部90具有与第三实施方式所涉及的投影仪9相同的结构。而且，利用图像输出部90，在设置于眼镜310的本来透镜的部位的显示部320显示用单眼识别的规定的图像。

显示部320可以为透明，另外，也可以为不透明。在显示部320为透明的情况下，能够将来自图像输出部90的信息与来自现实世界的信息重叠使用。

应予说明，也可以在头戴式显示器300设置两个图像输出部90，从而在两个显示部显示用双眼识别的图像。

以上，虽然根据图示的实施方式对本发明的光学器件以及图像显示装置进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，在本发明的光学器件以及图像显示装置中，各部分的结构能够置换为具有相同功能的任意结构，另外，也能够添加其他任意结构。

另外，本发明也可以将上述各实施方式中的任意两种以上的结构(特征)组合。

另外，本发明的光学器件除光路偏转元件之外，也能够应用于光学开关、光衰减器等。

另外，本发明的图像显示装置除投影仪之外，也能够应用于打印机、平视显示器(HUD)等。

附图标记说明：

1…投影仪；102…光源；104a、104b、104c…反射镜；106a、106b…分色镜；108R、108G、108B…液晶显示元件；110…分色棱镜；112…投影透镜系统；114…中继透镜；120…控制电路；122…图像信号处理电路；8…屏幕；2…光路偏转元件(光学器件)；200…功能部；202、202A…玻璃板(光学部)；281…外周面；281a、281b、281c、281d…侧面；285…角部；204…支承部；26…凹部；27…配置部；271…侧面部(侧面)；271a、271b、271c、271d…侧面；272…底部；273…贯通孔；275…角部；29a、29b…粘合剂；206…空隙；208…保持部件；210a…第一轴部(轴部)；210b…第二轴部(轴部)；220…驱动部；221…贯通孔；222…线圈；223…芯体；2231…腿部；2232…腿部；2233…横梁部；224…磁铁；240…基座；241…贯通孔；250…隔离物；251…空间；81、82、83…光；84、85…图像；841、851…像素；300…头戴式显示器；310…眼镜；320…显示部；9…投影仪；90…图像输出部；91…光源装置；92…正交分色棱镜；93、94…光学扫描仪；95…固定镜；911…红色光源装置；912…蓝色光源装置；913…绿色光源装置；Rv、Gv、Bv…数据信号；Vid…图像信号。

Claims (14)

1.一种光学器件，其特征在于，具备：

光学部，其由板状体构成，具有供光射入的光入射面；

支承部，其具有配置所述光学部的凹状的配置部；以及

第一轴部和第二轴部，所述第一轴部和所述第二轴部将所述支承部支承为能够摆动，

在所述光学部和所述第一轴部之间以及所述光学部和所述第二轴部之间所述配置部的侧面与所述光学部分离。

2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，

在所述分离的部分配置有粘合剂。

3.根据权利要求1或2所述的光学器件，其特征在于，

所述支承部在所述光学部与所述第一轴部之间具有切口部，

所述切口部的内表面构成所述配置部的所述侧面的一部分。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学器件，其特征在于，

在所述切口部配置有粘合剂。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光学器件，其特征在于，

所述配置部的俯视形状比所述光学部的俯视形状更大。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的光学器件，其特征在于，

所述配置部的侧面具有供所述光学部的侧面抵接的抵接部。

7.根据权利要求6所述的光学器件，其特征在于，

所述光学部通过与所述抵接部抵接而相对于所述配置部定位。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的光学器件，其特征在于，

所述支承部由弹性模量比构成所述光学部的材料的弹性模量更小的材料构成。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的光学器件，其特征在于，

所述支承部由以树脂为主要成分的材料构成。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的光学器件，其特征在于，

所述光学部透过光。

11.根据权利要求1～9中任一项所述的光学器件，其特征在于，

所述光学部反射光。

12.一种图像显示装置，其特征在于，

具备权利要求1～11中任一项所述的光学器件。

13.根据权利要求12所述的图像显示装置，其特征在于，

构成为通过用所述光学器件对光进行空间调制，而移动由于所述光的照射而显示的像素的位置。

14.根据权利要求13所述的图像显示装置，其特征在于，

通过用所述光学器件对光进行空间调制，而扫描所述光并形成图像。