(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易で精巧な構造を具え、安定し、かつ正確な擺動を達成し、投影する画像の解像度と安定性を大幅に高める単軸マイクロ光学アクチュエータを提供する。【解決手段】中央に光通過孔が形成され、該光通過孔の対角の位置に支柱をそれぞれ設けてなるベース１０と、該ベースの表面に設け、かつ該ベースの該光通過孔に対応する光通過孔と第１収納溝と第２収納溝とを形成し、電気回路とコネクタと制御チップとを具える回路基板２０と、金属の矩形のフレーム本体を具え、中央に光通過孔を形成し、該光通過孔の対向するそれぞれの辺にはレンズ支持部３２を形成し、該フレーム本体の対向する角を面取りして切取り縁部を形成し、該切取り縁部にブリッジ状部を介して支持部が形成される弾性レンズマウント３０と、該ベースと該回路基板の光通過孔の側縁部にそれぞれ設け、かつコイル６３と磁石６２と及び両端縁部に挿入板６１１がそれぞれ形成されて断面がコの字状を呈するカバー板６１を有する２組の磁力部材６０と、を含む。【選択図】図１
0003221890.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、回路基板と、弾性レンズマウントと、光学レンズと、及び２組の磁力部材とを含んでなり、
該ベースは中央の位置に光通過孔を形成し、かつ該ベースの表面であって、該光通過孔の対角の位置に支柱をそれぞれ設けてなり、
該回路基板は該ベースの表面に設け、かつ該ベースの該光通過孔に対応する光通過孔と及び第１収納溝と第２収納溝とを形成するとともに、該回路基板を構成するフレーム本体に電気回路を設け、さらにコネクタと制御チップを設けてなり、
該弾性レンズマウントは金属材によってなる矩形のフレーム本体を具え、中央に光通過孔を形成し、該光通過孔の対向するそれぞれの辺にはレンズ支持部を形成し、矩形の該フレーム本体の対向する角の少なくとも２つの角を面取りして切取り縁部を形成し、対向する２つの切取り縁部には、それぞれ外方向に延伸し、かつ平行する２つのブリッジ状部を形成し、該ブリッジ状部を介して支持部が形成され、該支持部に固定部材を挿通して該ベースの該支柱に固定して該弾性レンズマウントを該ベースの回路基板上に架設し、
該磁力部材は、該ベースと該回路基板の光通過孔の側縁部にそれぞれ設け、１組毎の磁力部材はコイルと磁石と及び断面がコの字状を呈するカバー板を有し、該カバー板の両端縁部に挿入板がそれぞれ形成され、一方の該挿入板は該コイルの中央の空間に挿通し、他方の該挿入板は該磁石の吸着に供し、通電状態において電磁力場を形成し、
２組の該磁力部材の該コイルに通電すると、該磁石と該カバー板とに方向の異なる２つの磁場が発生し、該弾性レンズマウントのフレーム本体が互いに吸引するか、又は反発し、２つの該固定部材の間に形成される疑似軸線を擺動の軸線として安定し、かつ反復した擺動を行なうことを特徴とする単軸マイクロ光学アクチュエータ。
【請求項２】
前記光通過孔の側縁部の対向する位置に、それぞれ外方向に向かって広がる第１収納溝と第２収納溝とを形成することを特徴とする請求項１に記載の単軸マイクロ光学アクチュエータ。
【請求項３】
前記弾性レンズマウントの２つの該ブリッジ部の間に、横方向連結部を設けてＨ字状の構造にすることを特徴とする請求項１に記載の単軸マイクロ光学アクチュエータ。
【請求項４】
前記弾性レンズマウントの２つの該ブリッジ部の間に、斜め連結部を設けてＮ字状の構造にすることを特徴とする請求項１に記載の単軸マイクロ光学アクチュエータ。
【請求項５】
前記弾性レンズマウントの２つの該ブリッジ部の間に、交差してＸ字状を呈する第１斜め連結部と第２斜め連結部とを設けることを特徴とする請求項１に記載の単軸マイクロ光学アクチュエータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は光学アクチュエータに関し、特に磁気で作動する単軸擺動設計で、かつ弾性レンズマウントを擺動させる支持構造に係る設計であって、投影設備に用いられる単軸マイクロ光学アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的進んだ光学投影システムは、体積のコンパクト化が求められ、また好ましい投影の解像度も要求されるとともに、コストの低下も求められる。これら３つの課題を前提としてデザインされた目下の先進的な光学投影システムは、例えば図９、図１０に開示するように、プリズム９１と、アクチュエータ８０と、レンズ９０とを介して、マイクロチップパネル９２（例えばＤＭＤ）の画像をスクリーン（図示しない）に投影する。投影する光線は、アクチュエータ８０内のレンズを通過し、かつアクチュエータ８０が高速の反復運動を行なって振動（投射位置の変更）することで、絶え間なく画像の画素の位置のシフトを行ない、解像度を高める。
【０００３】
アクチュエータ８０に見られるように、従来の常用されるアクチュエータの構造は、例えば図１１、１２、１３に開示されるように、ベース８１を具え、ベース８１の中央に矩形の溝部８０１を形成し、かつ溝部８０１の外周縁部の対向する位置にそれぞれ軸受け８２と回転軸８３とを設ける。また、両回転軸８３の間に擺動部材８４を設ける。擺動部材８４はテーブル部８４１とレンズ８４２とによって構成される。アクチュエータが周囲からの電磁の作用を受けると（図示しない）、擺動部材８４が駆動して両軸受け８２及び両回転軸８３を結ぶ軸線ＬＩを基本ラインとして擺動部材８４が上下方向に規律のある擺動を行なって投影する画素の位置を変更する。これは常用される方法である。
【０００４】
上述する従来の投影装置などの光学設備に応用するアクチュエータ８０は、軸受け８２と回転軸８３とを支点とする構造において欠点が見られる。即ち、軸受け８２と回転軸８３との間には隙間があり、このため高速で両側が上下方向に擺動を行なう場合、支点自体の位置が該隙間によって上下に移動し、もしくは軸受け８２内おいて回転軸８３の軸方向がずれる、このため投射する光線が該隙間と軸方向のずれとによって不安定になり、正確に繰り返して反復運動を行なうことができなくなり、解像度に影響を与えて画像をはっきり表示することができなくなる。これが従来の技術における主要な欠点となっている。
【０００５】
次に、従来のアクチュエータ８０のベース８１に設けた軸受け８２は体積を縮小するとか、薄くしてスリム化するとかできない。このため、製品の容積が制限を受ける。而も製造コストが割高となり、同時に摩耗によって損傷した場合のメンテナンスや交換に必要とするコストも割高になる、これも従来の技術の主な欠点である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
この考案は、簡易でありながらも精巧な構造を具え、安定し、かつ正確な擺動を達成するとともに、投影する画像の解像度と安定性を大幅に高めることのできる単軸マイクロ光学アクチュエータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この考案による光学アクチュエータは、中央に光通過孔が形成され、該光通過孔の対角の位置に支柱をそれぞれ設けてなるベースと、該ベースの表面に設け、かつ該ベースの該光通過孔に対応する光通過孔と及び第１収納溝と第２収納溝とを形成し、電気回路とコネクタと制御チップとを具える回路基板と、金属材の矩形のフレーム本体を具え、中央に光通過孔を形成し、該光通過孔の対向するそれぞれの辺にはレンズ支持部を形成し、該フレーム本体の対向する角を面取りして切取り縁部を形成し、該切取り縁部にブリッジ状部を介して支持部が形成される弾性レンズマウントと、該ベースと該回路基板の光通過孔の側縁部にそれぞれ設けられ、かつコイルと磁石と及び両端縁部に挿入板がそれぞれ形成されて断面がコの字状を呈するカバー板を有する２組の磁力部材と、を含んでなり、該弾性レンズマウントの該支持部に固定部材を挿通して該ベースの該支柱に固定し、該弾性レンズマウントを該ベースの回路基板上に架設し、該磁力部材の一方の該挿入板は該コイルの中央の空間に挿通し、他方の該挿入板は該磁石の吸着に供し、通電状態において電磁力場を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この考案による光学アクチュエータの外観と、その動作を示した説明図である。
【図２】図１に開示する光学アクチュエータの一部を分解した状態を示した説明図である。
【図３】図１に開示する光学アクチュエータを分解した状態を示した説明図である。
【図４】この考案における弾性レンズマウントを示した説明図である。
【図５−１】この考案による光学アクチュエータの平面図である。
【図５−２】図５−１に示すＡ−Ａ線に沿った断面の構造と動作とを示した説明図である。
【図６】第２の実施の形態における弾性レンズマウントとフレーム本体との間のブリッジ状部の構造を示した局部拡大平面図である。
【図７】第３の実施の形態における弾性レンズマウントとフレーム本体との間のブリッジ状部の構造を示した局部拡大平面図である。
【図８】第４の実施の形態における弾性レンズマウントとフレーム本体との間のブリッジ状部の構造を示した局部拡大平面図である。
【図９】従来の光学アクチュエータの構造と動作とを示した説明図である。
【図１０】従来の光学アクチュエータの構造と動作とを示した他の説明図である。
【図１１】従来の単軸光学アクチュエータの外観と動作とを示した説明図である。
【図１２】図１１に開示する単軸光学アクチュエータの平面図である。
【図１３】図１２に示すＡ−Ａ線に沿った断面の構造を示した説明図である。
【考案を実施するための形態】
【実施例１】
【０００９】
図１、２、３に開示するように、この考案によるアクチュエータは、ベース１０と、回路基板２０と、弾性レンズマウント３０と、光学レンズ４０とを含んでなる。
【００１０】
ベース１０は中央の位置に光通過孔１２を形成する。光通過孔１２の対向する２つの辺において、一方の辺には外方向に向かって広がる第１収納溝１４が形成され、他方の辺には第２収納溝１５が形成される。ベース１０の表面１１上には、光通過孔１２の対角にそれぞれ支柱１３、１３１を設ける。
【００１１】
回路基板２０は、ベース１０の表面１１上に設けられ、かつベース１０の光通過孔１２と第１収納溝１４と第２収納溝１５とに対応するそれぞれの位置に光通過孔２２と、第１収納溝２４と、第２収納溝２５とを形成する。光通過孔２２の対角であって、ベース１０の両支柱１３、１３１に対応する位置に、それぞれ切り欠き状の溝部２３、２３１を形成する。回路基板２０であるフレーム形状体２１には、電気回路を設けるとともに、コネクタ７０と制御チップ７１とを設ける。回路基板２０は、好ましくはフレキシブル回路基板（即ち、ＦＰＣである）である。
【００１２】
弾性レンズマウント３０は金属板をプレス加工してなり、図２、３、４に開示するようにフレーム本体３１を具え、中央に光通過孔３１０を形成する。光通過孔３１０の対向するそれぞれの辺には、プレス加工でレンズ支持部３２を形成する。好ましい実施の形態においては、フレーム本体３１は、矩形を呈する。矩形のフレーム本体３１は、四隅の角を面取りして切取り縁部３１１、３１２、３１３、３１４を形成するとともに、切取り縁部３１１、３１２には、外方向に延伸し、かつ平行する２つのブリッジ状部３３１、３３２を形成し、ブリッジ状部３３１、３３２を介して支持部３４が形成される。
【００１３】
光学レンズ４０は、図１、２、３、５−１に開示するように、弾性レンズマウント３０の光通過孔３１０の四辺に形成したレンズ支持部３２に設けられる。また、２つの固定部材５０を具え、それぞれの固定部材５０は、ワッシャー５１と、弾性レンズマウント３０の支持部３４と、パッド５２に挿通し、さらにベース１０の支柱１３、１３１に固定する。弾性レンズマウント３０は、ベース１０の回路基板２０上に架設して光学アクチュエータを構成し、かつ弾性レンズマウント３０上に形成される２つの固定部材５０を結ぶ疑似軸線Ｌを基準にして擺動する。
【００１４】
図１、２、３、５−１、５−２に開示するように、ベース１０の第１収納溝１４と第２収納溝１５、及び回路基板２０の第１収納溝２４と第２収納溝２５とには、それぞれ磁力部材６０を設置する。磁力部材６０は、コイル６３と磁石６２とを含んでなり、第１収納溝１４、２４と第２収納溝１５、２５の内側から外側に設ける。また上面が矩形を呈し、かつ短手方向の両端に挿入板６１１、６１２がそれぞれ形成されて断面がコの字状を呈するカバー板６１を有し、挿入板６１１はコイル６３の中央の空間に挿通し、他の挿入板６１２は磁石６２の吸着に供し、通電状態において、弾性レンズマウント３０のフレーム本体３１の対向するそれぞれの側縁部に電磁力場を形成する。よって、回路基板２０が電気信号を出力することで、２つのコイル６３が２つの磁石６２の磁場によって囲まれ、即ち、電流によって磁力の方向を制御することができ、弾性レンズマウント３０のフレーム本体３１に対する吸引、又は反発による押出しの動作を反復して行なうことができる。
【００１５】
図１、２、３、５−１、５−２に開示するように、この考案によるアクチュエータを使用する場合、２組の磁力部材６０のコイル６３に通電すると、磁石６２とカバー板６１とに、方向の相反する２つの磁場Ｂ１、Ｂ２が発生し、弾性レンズマウント３０のフレーム本体３１に対して吸引、又は反発を行なう。光学レンズ４０を支持する弾性レンズマウント３０は、２つの固定部材５０の間に形成される疑似軸線Ｌを中心軸として擺動する。よって、２組の磁力部材６０のコイル６３に発生する磁場Ｂ１、Ｂ２は、方向が相異なる。例えば図５-２に開示するように、弾性レンズマウント３０の右側が上方に動くと、同時に弾性レンズマウント３０の左側が下方に動く。全体的に見れば反時計方向回転を呈する。同様に、これを逆方向に回転させる場合は電流の方向を切り換えることで、弾性レンズマウント３０は時計方向回転をする（図示しない）。即ち、連続して電流を切り換えることで、弾性レンズマウント３０に支持される光学レンズ４０が、図１に開示するように疑似軸線Ｌを擺動の中心軸として反復して運動する。
【００１６】
図１、２、４に開示するように、この考案における弾性レンズマウント３０のフレーム本体３１と支持部３４との間に２つの平行したブリッジ状部３３１、３３２を設ける。よって、弾性レンズマウント３０がねじれの力を受けた場合でも好ましい安定性と弾性とを有する。この点はこの考案の主要な特徴である。
【実施例２】
【００１７】
図６に開示するように、弾性レンズマウント３０のフレーム本体３１と支持部３４との間には、２つの平行するブリッジ状部３３１、３３２を形成する以外に、２つのブリッジ状部３３１、３３２の間に横方向連結部３３３を形成してＨ字状に構成してもよい。この場合、さらに好ましい強度が得られる。
【実施例３】
【００１８】
図７に開示するように、弾性レンズマウント３０のフレーム本体３１と支持部３４との間には、２つの平行するブリッジ状部３３１、３３２を形成する以外に、２つのブリッジ状部３３１、３３２の間に第１斜め連結部３３４を形成してＮ字状に構成してもよい。この場合も、極めて好ましい強度が得られる。
【実施例４】
【００１９】
図８に開示するように、弾性レンズマウント３０のフレーム本体３１と支持部３４との間には、２つの平行するブリッジ状部３３１、３３２を形成する以外に、２つのブリッジ状部３３１、３３２の間に交差してＸ字状を形成する第１斜め連結部３３４と、第２斜め連結部３３５とを形成してＨ字状に構成してもよい。この場合、さらに好ましい弾性と、ねじれ強度が得られる。上述する実施例２、実施例３、実施例４は、いずれもこの考案の特徴に対して若干の変更を加えたものであって、いずれもこの考案の特徴に属する。
【００２０】
この考案における弾性レンズマウント３０は、金属材をプレス加工してなる板体であって、製造が容易である。また、弾性レンズマウント３０のフレーム本体３１と支持部３４との間には２つの平行するブリッジ状部３３１、３３２を形成する。よって、弾性レンズマウント３０がねじれの力を受けても、好ましい安定性と弾性を有する。
【００２１】
また、上述するように、この考案においては２つの平行するブリッジ状部３３１、３３２の間に横方向、又は斜めの連結部を形成してもよい。係る構造は、ねじれ強度と弾性とを強化するニーズに応えることができる。
【００２２】
この考案は、磁力部材を弾性レンズマウントの両側に設けることによって、光学アクチュエータ全体の体積縮小を達成する。特にマイクロタイプの投影機器への使用に適し、製造コストを節減することができ、設置の空間を占めない。
【符号の説明】
【００２３】
１０      ベース
１１      表面
１２      光通過孔
１３      支柱
１３１    支柱
１４      第１収納溝
１５      第２収納溝
２０      回路基板
２１      フレーム形状体
２２      光通過孔
２３      溝部
２３１    溝部
２４      第１収納溝
２５      第２収納溝
３０      弾性レンズマウント
３１      フレーム本体
３１０    光通過孔
３１１    切取り縁部
３１２    切取り縁部
３１３    切取り縁部
３１４    切取り縁部
３２      レンズ支持部
３３１    ブリッジ状部
３３２    ブリッジ状部
３３３    横方向連結部
３３４    第１斜め連結部
３３５    第２斜め連結部
３４      支持部
４０      光学レンズ
５０      固定部材
５１      ワッシャー
５２      パッド
６０      磁力部材
６１      カバー板
６１１    挿入板
６１２    挿入板
６２      磁石
６３      コイル
７０      コネクタ
７１      制御チップ
Ｌ        疑似軸線
Ｂ１      磁場
Ｂ２      磁場
８０      アクチュエータ
８０１    溝部
８１      ベース
８２      軸受け
８３      回転軸
８４      擺動部材
８４１    テーブル部
８４２    レンズ
９０      レンズ
９１      プリズム
９２      マイクロチップパネル
Ｌ１      軸線
【図１】
0003221890.tif 000003
【図２】
0003221890.tif 000004
【図３】
0003221890.tif 000005
【図４】
0003221890.tif 000006
【図５−１】
0003221890.tif 000007
【図５−２】
0003221890.tif 000008
【図６】
0003221890.tif 000009
【図７】
0003221890.tif 000010
【図８】
0003221890.tif 000011
【図９】
0003221890.tif 000012
【図１０】
0003221890.tif 000013
【図１１】
0003221890.tif 000014
【図１２】
0003221890.tif 000015
【図１３】
0003221890.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月16日(2019.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、回路基板と、弾性レンズマウントと、光学レンズと、及び２組の磁力部材とを含んでなり、
該ベースは中央の位置に光通過孔を形成し、かつ該ベースの表面であって、該光通過孔の対角の位置に支柱をそれぞれ設けてなり、
該回路基板は該ベースの表面に設け、かつ該ベースの該光通過孔に対応する光通過孔と及び第１収納溝と第２収納溝とを形成するとともに、該回路基板を構成するフレーム本体に電気回路を設け、さらにコネクタと制御チップを設けてなり、
該弾性レンズマウントは金属材によってなる矩形のフレーム本体を具え、中央に光通過孔を形成し、該光通過孔の対向するそれぞれの辺にはレンズ支持部を形成し、矩形の該フレーム本体の対向する角の少なくとも２つの角を面取りして切取り縁部を形成し、対向する２つの切取り縁部には、それぞれ外方向に延伸し、かつ平行する２つのブリッジ状部を形成し、該ブリッジ状部を介して支持部が形成され、該支持部に固定部材を挿通して該ベースの該支柱に固定して該弾性レンズマウントを該ベースの回路基板上に架設し、
該磁力部材は、該ベースと該回路基板の光通過孔の側縁部にそれぞれ設け、１組毎の磁力部材はコイルと磁石と及び断面がコの字状を呈するカバー板を有し、該カバー板の両端縁部に挿入板がそれぞれ形成され、一方の該挿入板は該コイルの中央の空間に挿通し、
他方の該挿入板は該磁石の吸着に供し、通電状態において電磁力場を形成し、２組の該磁力部材の該コイルに通電すると、該磁石と該カバー板とに方向の異なる２つの磁場が発生し、該弾性レンズマウントのフレーム本体が互いに吸引するか、又は反発し、２つの該固定部材の間に形成される疑似軸線を擺動の軸線として安定し、かつ反復した擺動を行なうことを特徴とする単軸マイクロ光学アクチュエータ。
【請求項２】
前記光通過孔の側縁部の対向する位置に、それぞれ外方向に向かって広がる第１収納溝と第２収納溝とを形成することを特徴とする請求項１に記載の単軸マイクロ光学アクチュエータ。 
【請求項３】
前記弾性レンズマウントの２つの該ブリッジ状部の間に、横方向連結部を設けてＨ字状の構造にすることを特徴とする請求項１に記載の単軸マイクロ光学アクチュエータ。
【請求項４】
前記弾性レンズマウントの２つの該ブリッジ状部の間に、斜め連結部を設けてＮ字状の構造にすることを特徴とする請求項１に記載の単軸マイクロ光学アクチュエータ。
【請求項５】
前記弾性レンズマウントの２つの該ブリッジ状部の間に、交差してＸ字状を呈する第１斜め連結部と第２斜め連結部とを設けることを特徴とする請求項１に記載の単軸マイクロ光学アクチュエータ。