CN101738695B - 散射器驱动装置以及投射型影像显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了散射器驱动装置以及投射型影像显示设备。散射器驱动装置，包括：移动框架，其安装有散射器；支撑框架，其可移动地支撑所述移动框架；驱动单元，其驱动所述移动框架沿与入射在所述散射器上的影像光束的光轴垂直的第一方向以及与所述第一方向及所述光轴垂直的第二方向振动；以及控制器，其控制所述驱动单元，以改变在所述移动框架沿所述第一方向的振动与所述移动框架沿所述第二方向的振动之间的相位差，并使所述移动框架以比预定值高的移动速度移动。

Description

散射器驱动装置以及投射型影像显示设备

技术领域

本发明涉及驱动散射器的散射器驱动装置以及通过利用该散射器驱动装置将影像投射到诸如屏幕之类的显示单元来执行显示工作的投射型影像显示设备。

背景技术

作为能够放大并显示影像的影像显示设备，公知诸如投影仪之类的投射型影像显示设备。

投射型影像显示设备通过将光从光源投射到屏幕来显示影像。投射型影像显示设备被构造为使得观察者能够观察到投射在屏幕上的影像。

过去，例如使用高亮度投射管作为投射型影像显示设备的光源。通过使来自光源的光投射通过已经显示有影像的液晶面板来将影像投射在屏幕上，但是，亮度或色彩还原性并不令人满意。因此，为了基于影像信号进行方便的调制、实现极佳的色彩还原性、并确保亮度，提出了一种将红、绿及蓝色的颜色激光束用作光源的投射型影像显示设备。

在这种使用激光束作为光源的投射型影像显示设备中，在屏幕上会产生被称为散斑噪声的粒状噪声，由此会急剧劣化影像品质。这是因为由于激光束的高相干性而产生了激光散斑现象。例如，当激光束施加在屏幕等的粗糙表面上时，会产生粒状或点状干涉图案。

在使用激光束作为光源的影像显示设备中，例如在日本未审查专利申请公开号6-208089中描述了一种减少散斑噪声的技术。在日本未审查专利申请公开号6-208089中，被可旋转地支撑的散射器被布置在激光束的光路中。利用激光束使影像光束(二维中间影像)入射在散射器上。在日本未审查专利申请公开号6-208089中，通过旋转并驱动散射器而产生时差散斑图案。因此，因为眼睛的平均效应，会看不到散斑噪声。

发明内容

过去，尘土会附着至散射器，或者会产生图案缺陷。当尘土附着至散射器或者产生图案缺陷时，尘土或图案缺陷会显示在屏幕上，由此导致影像品质的劣化。因此，为了不使使用者识别出尘土或图案缺陷，希望沿散射器在预定时间(例如，1秒)内不会通过同一轨迹的轨道来驱动散射器。

但是，在日本未审查专利申请公开号6-208089中描述的减少散斑噪声的技术中，散射器沿一个方向转动。换言之，在日本未审查专利申请公开号6-208089中描述的散射器的位置在极短的时段内通过同一轨迹。因此，附着至散射器的尘土或图案缺陷在施加至散射器的二维中间影像中画出相同的位点。因此，使用者会识别到尘土或图案缺陷成为投射有影像的屏幕上的环线，由此导致影像品质劣化。

其中散射器转动的投射型影像显示设备使用比影像光束(二维中间影像)的尺寸更大的散射器。因此，会导致设备整体的尺寸增大以及成本的升高。当散射器转动或被驱动时，在散射器中会产生沿光束的光轴的表面摆动。当在散射器中产生表面摆动时，会导致影像品质的进一步劣化。因此，为了减小转动散射器的表面摆动，需要进行偏心调整，因此组装调节需要较多的时间。

希望提供一种散射器驱动装置以及投射型影像显示设备，其能够抑制因附着至散射器的尘土或图案缺陷而对影像品质造成的不利影响。

根据本发明的实施例，提供了一种散射器驱动装置，其包括：移动框架，其安装有散射器；支撑框架，其可移动地支撑所述移动框架；驱动单元，其驱动所述移动框架沿与入射在所述散射器上的影像光束的光轴垂直的第一方向以及与所述第一方向及所述光轴垂直的第二方向振动；以及控制器，其控制所述驱动单元，以改变在所述移动框架沿所述第一方向的振动与所述移动框架沿所述第二方向的振动之间的相位差，并使所述移动框架以比预定值高的移动速度移动。

根据本发明的另一实施例，提供了一种投射型影像显示设备，其包括：光学模块，其形成并投射影像光束；投射透镜，其放大所述影像光束并将所述影像光束投射到显示单元；以及散射器驱动装置，其夹置在所述光学模块与所述投射透镜之间，并包括散射器，来自所述光学模块的所述影像光束入射在所述散射器上。

在这里，该散射器驱动装置包括：移动框架，其安装有散射器；支撑框架，其可移动地支撑所述移动框架；驱动单元，其驱动所述移动框架沿与入射在所述散射器上的影像光束的光轴垂直的第一方向以及与所述第一方向及所述光轴垂直的第二方向振动；以及控制器，其控制所述驱动单元，以改变在所述移动框架沿所述第一方向的振动与所述移动框架沿所述第二方向的振动之间的频率或相位差，并使所述移动框架以比预定值高的移动速度移动。

在根据本发明的实施例的散射器驱动装置及投射型影像显示设备中，使移动框架沿第一方向的振动与移动框架沿第二方向的振动之间的相位差发生改变。因此，能够延长散射器的位置点通过相同轨迹的时间之间的间隔。换言之，能够沿在预定时长内不通过相同轨迹的轨迹来驱动散射器。由此，因为附着至散射器的尘土或者图案缺陷几乎不能被使用者识别出，故能够抑制对影像品质的不利影响。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的实施例的投射型影像显示设备的构造的视图。

图2是示出根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的立体图。

图3是从前侧观察的根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的分解立体图。

图4是从后侧观察的根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的分解立体图。

图5是示出根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的剖面的视图。

图6是示意性示出根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的平面图。

图7是示出根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的控制器的电路构造的框图。

图8是示出向根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的第一驱动单元及第二驱动单元输出的控制信号的图线。

图9是示出向根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的第一驱动单元及第二驱动单元输出的控制信号之间的相位差的图线。

图10是示出根据本发明的第一实施例的散射器驱动装置的散射器位置点的驱动轨迹的视图。

图11是示意性示出根据本发明的第二实施例的散射器驱动装置的平面图。

图12是示出根据本发明的第二实施例的散射器驱动装置的部分剖面的视图。

具体实施方式

以下将参考图1至图12来描述本发明的实施例。在附图中，将通过类似的参考标号及符号来表示共同的元件。本发明并不限于这些实施例。

1.第一实施例

投射型影像显示设备的构造

现将参考图1来描述根据本发明的第一实施例的投射型影像显示设备。图1是示意性示出根据本发明的实施例的投射型影像显示设备的构造的视图。

图1中所示的投射型影像显示设备包括一维光调节器1、奥夫纳中继器(Offner relay)2、电镀镜(Galvano mirror)3、场曲校正光学系统4、散射器驱动装置5以及投射透镜6。一维光调节器1包括沿与纸面垂直的方向布置的多个像素。

可以使用诸如GLV(光栅光阀)之类的的相位反射型衍射光栅作为一维光调节器1。当使用GLV装置时，装置本身并不发光，因此使用光源以及用于将来自光源的光投射至装置的光学系统。这里，优选地使用相干光源作为光源。奥夫纳中继器2布置的那侧是光从一维光调节器1发射至的一侧。

奥夫纳中继器2是使用反射镜的组合的中继光学系统。奥夫纳中继器2用于形成一维影像的等倍影像。奥夫纳中继器2包括主镜以及副镜。

主镜是凹面镜，其凹入表面指向一维光调节器1并负责对来自一维光调节器1的光的第一及第三次反射。辅助镜是凹面镜，其凹入表面指向主镜，并负责第二次反射。

从一维光调节器1入射在奥夫纳中继器2上的光被主镜第一次反射，到达副镜，被副镜第二次反射，并再次行进至主镜。被主镜第三次反射的光行进至电镀镜3。

电镀镜3是平板状镜，并被布置在奥夫纳中继器2的成像位置的前方。电镀镜3包括光扫描单元，用于与影像信号同步来扫描一维影像。电镀镜3可以利用未示出的驱动机构(诸如致动器)通过在与一维光调节器1的布置方向垂直的平面中使平板状镜转动来执行扫描操作。

此时，通过基于与电镀镜3的扫描角度对应的影像信号来利用一维光调节器1对光进行调制，能够从一维影像获得二维影像，该二维影像通过沿与包含一维影像的平面垂直的方向进行扫描而形成。二维影像形成在以电镀镜3的转轴为中心的圆筒表面上。

以此方式，当无任何改变地投射形成在圆筒表面上的二维影像时，不可能在平面屏幕上正确地显示影像。因此，将场曲校正光学系统4布置在由电镀镜3形成的二维影像的位置处。通过使得二维影像经过场曲校正光学系统4，能够形成平面二维中间影像。例如，场曲校正光学系统4可以采用柱面透镜。

一维光调节器1、奥夫纳中继器2、电镀镜3以及场曲校正光学系统4构成了光学模块9。光学模块9如上所述形成二维中间影像作为影像光束。光学模块9将形成的二维中间影像向散射器驱动装置5及投射透镜6投射。

投射透镜6用于将形成的平面二维中间影像放大并投射到屏幕上。散射器驱动装置5在场曲校正光学系统4与投射透镜6之间布置在平面二维中间影像形成的位置处。

散射器驱动装置的构造

现将参考图2至图6来描述根据本发明的第一实施例(以下称为“本实施例”)的散射器驱动装置。图2是示出根据本实施例的散射器驱动装置的立体图，图3及图4是示出根据本实施例的散射器驱动装置的分解立体图。图5是示出根据本实施例的散射器驱动装置的剖面的视图。图6是示意性示出根据本实施例的散射器驱动装置的平面图。

如图2至图4所示，散射器驱动装置5包括固定基体11、支撑框架12、第一移动框架13、第二移动框架14、散射板(此后称为“散射器”)16、两个驱动单元17及18、以及控制器7。

第一移动框架13由支撑框架12支撑，使得可以沿与第三方向Z(其与光学系统的光轴L平行)垂直的第一方向X移动。第二移动框架14被第一移动框架13支撑，使得可以沿与第三方向Z及第一方向X垂直的第二方向Y移动。换言之，如图2及图5所示，支撑框架12、第一移动框架13以及第二移动框架14这三个构件被组装成为沿第三方向Z的塔状。

固定基体11大致形成为具有矩形平面部分的平板状。通过利用多个固定螺19等的固定方法来将固定基体11固定至投射型影像显示设备10的主体。位置调节基体21以重叠方式形成在固定基体11的平面部分上。

位置调节基体21具有大致平板形状。位置调节基体21设置有多个固定孔。尽管图中未示出，但所述多个固定孔是具有椭圆形状的长孔。位置调节基体21通过利用固定螺丝19的固定方法被固定至固定基体11。位置调节基体21设置有大致具有L形状的固定部分22。固定部分22通过利用固定螺丝19等的固定方法被固定至位置调节基体21。支撑框架12通过利用固定螺丝等的固定方法被固定至固定部分22。

位置调节基体21可利用长固定孔来在支撑框架12的第三方向Z上调节初始位置。位置调节基体21可以通过使用具有L形状的固定部分22来调节固定部分22绕第一方向X的转角X-ro以及绕第二方向Y的转角Y-ro的初始位置。因此，通过将位置调节基体21布置在固定基体11与支撑框架12之间，可以实现散射器16的图案平面与从场曲校正光学系统4投射的二维中间影像之间的位置调节及角度调节。

支撑框架12大致由矩形平板形成。大致矩形开口23形成在支撑框架12的中央。开口23的开口面积大致等于或略大于二维中间影像的尺寸。支撑框架12以纵长方向与第一方向X平行的方式被固定至位置调节基体21的固定部分22。因此，如图3及图4所示，支撑框架12的开口23的开口一侧指向第三方向Z。

支撑框架12包括两个导轨构件24A及24B以及四个磁体26。两个导轨构件24A及24B将第一移动框架13支撑为平行于第一方向X移动(振动)。两个导轨构件24A及24B具有U形横截面。将在下文描述的、安装至第一移动框架13的滑动构件32A及32B与两个导轨构件24A及24B的U形的凹入部分可滑动地配合。

如图3及图6所示，第一导轨构件24A被布置在支撑框架12的平面部分在短边方向上的一侧和在其纵长方向上的一侧。第一导轨构件24A的纵长方向大致平行于支撑框架12的纵长方向(即，第一方向X)。

第二导轨构件24B被布置在支撑框架12的平面部分在短边方向上的另一侧和在纵长方向上的另一侧。换言之，第二导轨构件24B相对于第一导轨构件24A布置在支撑框架12的对角。第二导轨构件24B的纵长方向大致平行于支撑框架12的纵长方向(即，第一方向X)。以此方式，第一导轨构件24A及第二导轨构件24B布置在开口23的在纵长方向及短边方向上的的外侧。

如图3所示，四个磁体26被布置为使得分别在开口23的纵长方向的两侧各布置两个磁体，将开口23夹置在各两个磁体之间。磁体26夹置在支撑框架12与第一移动框架13之间。磁体26用于在通过其吸力来减小第一移动框架13在进行驱动时沿第三方向Z的振动。因此，能够抑制在驱动时在平行于光轴L的第三方向Z上的表面摆动，由此获得投射影像的极佳聚焦。

第一移动框架13大致由矩形板状构件形成。第一移动框架13在短边方向上的两端被大致垂直地弯折。第一移动框架13的两个上端均设置有第一上锁止孔15a及第二上锁止孔15b。第一移动框架13的两个下端均设置有下锁止孔15c。

大致具有矩形形状的第一开口窗27大致形成在第一移动框架13的中央。第一开口窗27的开口面积大致等于或略大于形成在支撑框架12中的开口23的开口面积。如图5所示，当第一移动框架13与支撑框架12彼此重叠时，第一开口窗27与支撑框架12的开口23相对。第一移动框架13在其纵长方向上的一端处具有第一安装片28。第一安装片28呈舌状，并从第一移动框架13的短边的大致中央突伸。

第一移动框架13包括两个导轨构件31A及31B以及两个滑动构件32A及32B。与支撑框架12的两个导轨构件24A及24B类似，两个导轨构件31A及31B具有U形横截面。待描述的安装至第二移动框架14的滑动构件37A及37B与两个导轨构件31A及31B的U形的凹入部分可滑动地配合。

如图3及图6所示，第三导轨构件31A及第四导轨构件31B布置在第一开口窗27的在纵长方向上的两侧，使得第一开口窗27夹置在两者之间。第三导轨构件31A布置在第一开口窗27的在纵长方向上的一侧。第四导轨构件31B布置在第一开口窗27的在纵长方向上的另一侧。第三导轨构件31A及第四导轨构件31B的纵长方向大致平行于第一移动框架13的短边方向(即，第二方向Y)。

两个滑动构件32A及32B大致形成为长方体形状。两个滑动构件32A及32B安装至第一移动框架13的后表面，该后表面与安装有两个导轨构件31A及31B的表面相反。第一滑动构件32A布置在第一移动框架13的后表面的在短边方向上的一侧以及其在纵长方向上的一侧。第一滑动构件32A的纵长方向大致平行于第一移动框架13的纵长方向(即，第一方向X)。通过使用固定螺丝等的固定方法，将第一滑动构件32A固定至第一移动框架13。

第二滑动构件32B布置在第一移动框架13的后表面的在短边方向上的另一侧，即，其在纵长方向上的另一侧。换言之，第二滑动构件32B相对于第一滑动构件32A布置在第一移动框架13的对角。第二滑动构件32B的纵长方向大致平行于第一移动框架13的纵长方向，即，第一方向X。通过使用固定螺丝等的固定方法，将第二滑动构件32B固定至第一移动框架13。第一及第二滑动构件32A及32B的固定方法并不限于使用固定螺丝的方法。例如，可以通过焊接来固定第一及第二滑动构件32A及32B。

当支撑框架12与第一移动框架13重叠时，第一滑动构件32A与布置在支撑框架12中的第一导轨构件24A可滑动地配合。第一导轨构件24A及第一滑动构件32A构成权利要求中所述的导引构件的具体示例。类似的，第二滑动构件32B与布置在支撑框架12中的第二导轨构件24B可滑动地配合。第二导轨构件24B及第二滑动构件32B构成权利要求中所述的导引构件的具体示例。因此，第一移动框架13被第一导轨构件24A及第二导轨构件24B导引，由此大致平行于第一方向X运动。

第二移动框架14大致由矩形板状构件形成。第二移动框架14在纵长方向上的两端均大致垂直地弯折。第二移动框架14的两个上端均设置有上锁止孔25a。第二移动框架14的两个下端均设置有下锁止孔25b。

与第一移动框架13类似，大致具有矩形形状的第二开口窗34大致形成在第二移动框架14的中央。第二开口窗34的开口面积大致等于第一开口窗27的开口面积。如图5所示，当支撑框架12、第一移动框架13与第二移动框架14彼此重叠时，第二开口窗34与开口23及第一开口窗口27相对。第二移动框架14包括位于其短边方向上的一端处的第二安装片36。第二安装片36呈舌状，并从第二移动框架14的长边的大致中央突伸出。

第二移动框架14包括两个滑动构件37A及37B以及多个紧固件38。两个滑动构件37A及37B大致形成为长方体形状。当第二移动框架14与第一移动框架13重叠时，两个滑动构件37A及37B安装至第二移动框架14的与第一移动框架13相对的后表面。

第三滑动构件37A以及第四滑动构件37B布置在第二开口窗口34的在纵长方向上的两侧，使得第二开口窗34夹置在两者之间。第三滑动构件37A布置在第二开口窗34的在纵长方向上的一侧。第四滑动构件37B布置在第二开口窗34的在纵长方向上的另一侧。第三滑动构件37A以及第四滑动构件37B的纵长方向大致平行于第二移动框架14的短边方向，即，第二方向Y。

通过使用固定螺丝等的固定方法，第三滑动构件37A及第四滑动构件37B被固定至第一移动框架13。第三及第四滑动构件37A及37B的固定方法并不限于使用固定螺丝的方法。例如，可通过焊接来固定第三及第四滑动构件37A及37B。

当第二移动框架14与第一移动框架13重叠时，第三滑动构件37A与布置在第一移动框架13中的第三导轨构件31A可滑动地配合。第三导轨构件31A及第三滑动构件37A构成权利要求中所述的导引构件的具体示例。类似的，第四滑动构件37B与布置在第一移动框架13中的第四导轨构件31B可滑动地配合。第四导轨构件31B及第四滑动构件37B构成权利要求中所述的导引构件的具体示例。因此，第二移动框架14被第三导轨构件31A及第四导轨构件31B导引，由此大致平行于第二方向Y运动。

在本实施例中，导轨构件及滑动构件被用作导引第一移动框架13及第二移动框架14的导引构件的具体示例。但是，导引第一移动框架13及第二移动框架14的导引构件并不限于导轨构件及滑动构件。例如，导引构件可包括由棒状构件形成的滑动轴以及导引滑动轴使其可滑动的轴承。

多个紧固件38围绕第二开口窗34布置。例如通过使用固定螺丝等的固定方法利用多个紧固件38来固定散射器16，由此覆盖第二开口窗34。换言之，散射器16大致垂直于第三方向Z。固定散射器16的方法并不限于固定螺丝，例如可采用粘合剂。

散射器16大致为矩形板状构件。如图6所示，散射器16的表面积被设置为略大于二维中间影像M的面积。散射器16具有位于其表面上的多个凹部及凸部。以此方式，通过在散射器16的表面上形成凹凸图案，通过散射器16的光经历了与凹凸图案对应的空间相位调制。投射在屏幕上的投射影像的散斑噪声图案取决于光的相位而发生改变。因此，可通过驱动(移动)散射器16来实现随着时间而改变的相位调制。因此，因为屏幕上的散斑图案发生改变，故能够倚赖人眼的平均效应而减少噪声。

可通过采用诸如玻璃基底之类的透明材料并通过光刻法形成重复的凹凸图案，来制造散射器16。

如图5及图6所示，来自场曲校正光学系统4的二维中间影像沿光轴L经过开口23、第一开口窗27、以及第二开口窗34。二维中间影像被投射在散射器16上，并且二维中间影像M被形成在散射器16的图案化平面上。

在这里，如图6所示，第一导轨构件24A及第一滑动构件32A被布置成避开开口23以及第一开口窗27的上方。第三及第四导轨构件31A及31B以及第三及第四滑动构件37A及37B被布置在第一开口窗27及第二开口窗口34的两端。换言之，导引第一移动框架13及第二移动框架14的滑动机构被布置成避开光路的上方(重力方向上的上部)。因此，当导轨构件及滑动构件彼此相对滑动而产生磨损颗粒时，能够抑制或防止磨损颗粒掉入光路。因此，能够防止磨损颗粒附着至散射器16的图案化表面，并能够在散射器16的图案化表面上形成清晰的二维中间影像M。

现将描述两个驱动单元17及18。两个驱动单元17及18具有相同的构造。两个驱动单元17及18采用音圈电动机(以下称为“VCM”)法。

第一驱动单元17包括第一线圈41、两个磁体42a及42b、以及第一磁轭43。第一驱动单元17驱动第一移动框架13沿第一方向X运动(振动)。

如图3及图4所示，第一线圈41由大致二维地缠绕成椭圆形状并在其中央大致具有矩形空间的扁平线圈形成。如图2所示，第一线圈41布置在第一移动框架13的第一安装片28中，使得柔性电路板49夹置在两者之间。通过诸如焊接的固定方式来安装第一线圈41以与柔性电路板49形成为一体。因此，第一线圈41电连接至布置在柔性电路板49中的布线。

这里，在第一线圈41中，在宽度方向上彼此相对的长边上的两个直线部分用作产生致动器的推力的推力产生器。在第一驱动单元17的第一线圈41中，推力产生器的延伸方向垂直于第一方向X。

第一磁轭43由扁平圆筒形构件形成。第一磁轭43包括第一磁轭构件44及第二磁轭构件46。第一磁轭构件44大致形成为U形。第一磁轭构件44包括彼此相对的两个相对件44a及44a以及连接两个相对件44a及44a的连接件44c。配合爪45分别形成在第一磁轭构件44中的两个相对件44a及44a中。通过使用粘合剂等的固定方法，将第一磁体42a一体固定至第一磁轭构件44的连接件44c。

相反，第二磁轭构件46具有板状。与第一磁轭构件44的两个配合爪45配合的配合部48形成在第二磁轭构件46的在纵长方向上的两端。通过使用粘合剂等的固定方法，将第二磁体42b一体固定至第二磁轭构件46。用于固定至支撑框架12的固定构件47被安装至第二磁轭构件46中的与其中布置有第二磁体42b的表面相对的表面。通过使用固定螺丝等的固定方法，将固定构件47固定至支撑框架12的在纵长方向上的一侧。

当第一磁轭构件44的配合爪45与第二磁轭构件46的配合部48配合时，第一磁体42a与第二磁体42b相对。此时，第一磁体42a与第二磁体42b具有不同的磁极性。如图2及图5所示，安装至第一移动框架13的第一线圈41被布置在第一磁体42a与第二磁体42b之间的空间内。

以此方式，由于第一磁体42a及第二磁体42b产生的磁力沿与第一线圈41垂直的方向作用。因此，当电流在第一线圈41中流动时，根据弗来明左手定律，在第一驱动单元17中产生指向第一方向X的推力。

第二驱动单元18包括第二线圈51、两个磁体52a及52b、以及第二磁轭53。第二驱动单元18驱动第二移动框架14沿第二方向Y运动(振动)。

如图3及图4所示，与第一线圈41类似，第二线圈51由大致二维地缠绕成椭圆形状并在其中央大致具有矩形空间的扁平线圈形成。如图2所示，第二线圈51布置在第二移动框架14的第二安装片36中，使得柔性电路板49夹置在两者之间。通过诸如焊接的固定方式来安装第二线圈51以与柔性电路板49形成为一体。因此，第二线圈51电连接至布置在柔性电路板49中的布线。

这里，与第一线圈41类似，在第二线圈51中，在宽度方向上彼此相对的长边上的两个直线部分用作产生致动器的推力的推力产生器。在第二驱动单元18的第二线圈51中，推力产生器的延伸方向垂直于第二方向Y。

第二磁轭53由扁平圆筒形构件形成。第二磁轭53包括第一磁轭构件54及第二磁轭构件56。第一磁轭构件54大致形成为U形。第一磁轭构件54包括彼此相对的两个相对件54a及54a以及连接两个相对件54a及54a的连接件54c。配合爪55分别形成在第一磁轭构件54中的两个相对件544a及54a中。通过使用粘合剂等的固定方法，将第一磁体52a一体固定至第一磁轭构件54的连接件54c。

相反，第二磁轭构件56具有板状。与第一磁轭构件54的两个配合爪55配合的配合部58形成在第二磁轭构件56的在纵长方向上的两端。通过使用粘合剂等的固定方法，将第二磁体52b一体固定至第二磁轭构件56。用于固定至支撑框架12的固定构件57被安装至第二磁轭构件56中的与其中布置有第二磁体52b的表面相对的表面。通过使用固定螺丝等的固定方法，将固定构件57固定至支撑框架12的在纵长方向上的一侧。两个锁止孔59形成在固定构件57中。

当第一磁轭构件54的配合爪55与第二磁轭构件56的配合部58配合时，第一磁体52a与第二磁体52b相对。此时，第一磁体52a与第二磁体52b具有不同的磁极性。如图2及图5所示，安装至第一移动框架13的第二线圈51被布置在第一磁体52a与第二磁体52b之间的空间内。

以此方式，由第一磁体52a及第二磁体52b产生的磁力沿与第二线圈51垂直的方向作用。因此，当电流在第二线圈51中流动时，根据弗来明左手定律，在第二驱动单元18中产生指向第二方向Y的推力。

在本实施例中，使用VCM法作为第一驱动单元17及第二驱动单元18的驱动方法，但是驱动方法并不限于VCM法。例如，可以采用压电器件、形状记忆合金或偏心凸轮机构作为第一驱动单元17及第二驱动单元18的驱动手段。

具有上述构造的第一驱动单元17及第二驱动单元18经由柔性电路板49电连接至控制器7。

如图2所示，利用作为施力构件的具体示例的两个拉伸盘簧61将支撑框架12和第一移动框架13彼此连接。在两个拉伸盘簧61的纵长方向上的一个端部被锁止至形成在第一移动框架13的两个上端处的第一上锁止孔15a。在两个拉伸盘簧61的纵长方向上的另一端部被锁止至被固定至支撑框架12的固定构件57的锁止孔59。

两个拉伸盘簧61将第一移动框架13向支撑框架12施力。因此，在驱动过程中，第一及第二导轨构件24A及24B以及第一及第二滑动构件32A及32B通常沿第三方向Z被施力。因此，能够抑制或防止驱动时第一移动框架13沿第三方向Z(即光轴方向)的表面摆动。

利用四个拉伸盘簧62A，62B，62C及62D使第一移动框架13与第二移动框架14彼此连接。第一拉伸盘簧62A以及第二拉伸盘簧62B被布置在第一移动框架13及第二移动框架14的在纵长方向上的一端。第三拉伸盘簧62C以及第四拉伸盘簧62D被布置在第一移动框架13及第二移动框架14的在纵长方向上的另一端。

第一拉伸盘簧62A的在纵长方向上的一端被锁止至布置在第一移动框架13的上部中的第二上锁止孔15b。第一拉伸盘簧62A的在纵长方向上的另一端被锁止至第二移动框架14的下锁止孔25b。第二拉伸盘簧62B的在纵长方向上的一端被锁止至第二移动框架14的上锁止孔25a。其纵长方向上的另一端被锁止至第一移动框架13的下锁止孔15c。换言之，第一拉伸盘簧62A与第二拉伸盘簧62B在第一移动框架13及第二移动框架14的纵长方向上的一侧处彼此相交。

类似的，第三拉伸盘簧62C与第四拉伸盘簧62D在第一及第二移动框架13及14的纵长方向上的另一侧处彼此相交。

四个拉伸盘簧62A，62B，62C及62D将第二移动框架14向第一移动框架13施力。因此，在驱动过程中，第三及第四导轨构件31A及31B以及第三及第四滑动构件37A及37B通常沿第三方向Z被施力。因此，与第一移动框架13类似，能够抑制或防止在驱动时第二移动框架14沿第三方向Z的表面摆动。因此，能够利用非常简单的构造来减小在与散射器16垂直的方向上的表面摆动，由此获得极佳的影像。

以此方式，在根据本实施例的散射器驱动装置5中，拉伸盘簧61以及62A至62D沿第一方向X以及第二方向Y布置。因此，当两个驱动单元17及18未被驱动时，能够通过拉伸盘簧61以及62A至62D的弹性力使第一移动框架13及第二移动框架14返回至行程中央的附近。拉伸盘簧61以及62A至62D的弹性力辅助第一驱动单元17及第二驱动单元18的振动驱动。因此，能够降低第一驱动单元17及第二驱动单元18的功耗。

在本实施例中，拉伸盘簧被用作施力构件，但本发明并不限于拉伸盘簧。例如，通过采用磁体作为施力构件，可通过磁体的吸力将第一移动框架13及第二移动框架14向支撑框架12施力。

散射器驱动装置的构造

现将参考图7来描述散射器驱动装置的电路构造。图7是示出散射器驱动装置5的控制概念的框图。控制器7包括中央处理单元(微型计算机)71、两个放大器(AMP)72A及72B、以及两个低通滤波器(LPF)73A及73B。中央处理单元71经由第一放大器72A及第一低通滤波器73A电连接至第一驱动单元17。中央处理单元71经由第二放大器72B及第二低通滤波器73B电连接至第二驱动单元18。中央处理单元71向第一驱动单元17及第二驱动单元18输出将在以下描述的控制信号。

控制器的驱动示例以及散射器驱动装置的工作

将参考图7至图10来描述控制器7对第一驱动单元17及第二驱动单元18进行的驱动控制。

图8是示出在特定时刻输出至第一驱动单元及第二驱动单元的控制信号的图，图9是示出输出至第一驱动单元及第二驱动单元的控制信号之间的相位差的图，而图10是示出散射器中的位置点的驱动轨迹的图。

当灰尘附着至散射器16或产生图案缺陷时，需要沿着使得散射器在预定时长内不会通过同一轨迹的轨道来驱动散射器16，由此不会使得使用者识别到灰尘或图案缺陷。因此，在根据本实施例的散射器驱动装置5中，控制器7如下所述控制第一驱动单元17及第二驱动单元18以驱动散射器16。

图7中所示的控制器7的中央处理单元71利用公式1来计算电压值或电流值Vx，并向第一驱动单元17输出计算得到的电压值或电流值Vx。这里，Ax表示施加至第一驱动单元17的电压或电流的最大值，而Tx表示第一驱动单元17的基本振动的周期。此外，t表示时间，而P表示赋予第一驱动单元17及第二驱动单元18的控制的相位差。

公式1

Vx＝Ax×sin(2π×t/Tx+P)

类似的，中央处理单元71利用公式2来计算电压值或电流值Vy，并向第二驱动单元18输出计算得到的电压值或电流值Vy。这里，Ay表示施加至第二驱动单元18的电压或电流的最大值，而Ty表示第二驱动单元18的基本振动的周期。

公式2

Vy＝Ay×cos(2π×t/Ty-P)

换言之，图8所示的驱动波形在特定时刻从控制器7输出至第一驱动单元17及第二驱动单元18。

这里，因为第一驱动单元17的两个磁体42a及42b的磁力恒定，故第一移动框架13沿第一方向X的速度与施加至第一驱动单元17的电压值或电流值Vx相关。当电压值或电流值Vx为+时，在第一移动框架13中产生向第一方向X上的一侧的驱动力，而当电压值或电流值Vx为-时，产生向第一方向X上的另一侧的驱动力。因此，第一移动框架13以周期Tx沿第一方向X振动。

类似的，因为第二驱动单元18的两个磁体52a及52b的磁力恒定，故第二移动框架14沿第二方向Y的速度与施加至第二驱动单元18的电压值或电流值Vy相关。当电压值或电流值Vy为+时，在第二移动框架14中产生向第二方向Y上的一侧的驱动力，而当电压值或电流值Vy为-时，产生向第二方向Y上的另一侧的驱动力。因此，第二移动框架14以周期Ty沿第二方向Y振动。

例如利用公式3来计算赋予第一驱动单元17及第二驱动单元18的控制的相位差P。这里，Tp表示动态相位差的重复时段(周期)，Pa表示动态相位差的最大值，而Pp表示静态相位差。

公式3

P＝Pa×sin(2π×t/Tp)+Pp

以此方式，控制器7在每一时间t依次改变赋予第一驱动单元17及第二驱动单元18的控制的相位差P。这里，如上所述，施加至第一驱动单元17的电压值或电流值Vx与第一移动框架13的速度成正比。施加至第二驱动单元18的电压值或电流值Vy与第二移动框架14的速度成正比。因此，通过改变施加至第一驱动单元17及第二驱动单元18的信号之间的相位差，也改变了第一移动框架13沿第一方向X的振动与第二移动框架14沿第二方向Y的振动之间的相位差。

通过合成第一移动框架13沿第一方向X的振动以及第二移动框架14沿第二方向Y的振动，散射器16的位置点画出图10所示的驱动轨迹。

如图10所示，通过改变沿第一方向X的振动与沿第二方向Y的振动之间的相位差P，可以延长由散射器16的位置点画出的轨道的长度。因此，与散射器被转动并被驱动的情况相比，能够延长散射器16通过同一轨迹的时间之间的间隔(以下称为“驱动周期”)。

因此，与散射器16被转动的情况相比，能够减少每预定时间内通过同一区域的次数(通过同一驱动轨迹的次数)。换言之，因为沿着在预定时间不通过同一轨迹的轨道来驱动散射器16，故能够使得使用者难以识别出附着至散射器16的灰尘或图案缺陷。因此，能够抑制因灰尘附着或图案缺陷而导致的影像品质的劣化。

当散射器16的驱动速度减慢时，使用者易于识别出附着至散射器16的表面的灰尘或图案缺陷。因此，控制器7控制第一驱动单元17及第二驱动单元18，由此以比预定速度(附着的灰尘或图案缺陷不会被使用者识别出的速度)高的速度来驱动散射器16。

例如，当二维中间影像的尺寸为18mm×32mm并且预期具有50μm直径的灰尘或图案缺陷不会影响影像品质时，需要将散射器16的驱动速度设定为等于或大于100mm/s。因此，通过使第一移动框架13及第二移动框架14以4mm的振幅以及5Hz的频率进行振动，相位差在±20°的范围内改变10°。因此，能够使使用者难以识别出灰尘或图案缺陷，由此防止或抑制影像品质的劣化。

优选的是第一移动框架13及第二移动框架14被第一驱动单元17及第二驱动单元18驱动的频率被设定为低于拉伸盘簧61以及62A至62D的谐振频率。例如，当拉伸盘簧61以及62A至62D的谐振频率为8Hz时，驱动频率被设置为5Hz。因此，即使使用较长时间，也能够防止或抑制在驱动过程中两个移动框架13及14与拉伸盘簧61及62A至62D发生谐振从而与止挡器等发生碰撞。因此，能够延长散射器驱动装置5的滑动机构的使用寿命，并还降低噪音或功耗。

当驱动频率被设置为高于拉伸盘簧61以及62A至62D的谐振频率时，与驱动频率低于谐振频率的情况类似，能够获得散斑减少效果或抑制因灰尘或图案缺陷而导致的影像品质的劣化的效果。

可设置驱动频率等于拉伸盘簧61以及62A至62D的谐振频率。因此，通过利用与拉伸盘簧61以及62A至62D的谐振，能够进一步降低功耗。当驱动频率被设定为等于拉伸盘簧61以及62A至62D的谐振频率时，需要在驱动时控制谐振振幅以防止两个移动框架13及14与止挡器等发生碰撞。

为了更精确地控制散射器16的驱动轨迹，可以设置用于检测第一移动框架13及第二移动框架14的滑动位置的位置检测传感器。例如，可以使用孔器件或诸如线性编码器及PSD(位置感应检测器)之类的光学位置传感器作为位置检测传感器。位置检测传感器电连接至控制器7，并向控制器7输出第一移动框架13及第二移动框架14的位置信息。然后，控制器7基于输入位置信息来控制施加至第一驱动单元17的第一线圈41以及施加至第二驱动单元18的第二线圈51的电压值或电流值。因此，基于其位置，能够精确地控制散射器16的驱动轨迹。

2.第二实施例

散射器驱动装置的构造

现将参考图11及图12来描述根据本发明的第二实施例的散射器驱动装置。图11是示意性示出根据本发明的第二实施例的散射器驱动装置的平面图，而图12是示出根据本发明的第二实施例的散射器驱动装置的一部分的图。

在根据第二实施例的散射器驱动装置105中，用于保持散射器16的移动框架被结合为一体。如图11所示，散射器驱动装置105包括支撑框架112、保持散射器16的移动框架113、两个驱动单元117及118、以及三个球形构件119。

移动框架113被支撑框架112支撑，使得三个球形构件119夹置在两者之间作为导引构件的另一具体示例，由此移动框架113沿与第三方向Z(其平行于光学系统的光轴)垂直的两个方向(第一方向X及第二方向Y)移动。移动框架113可通过第一驱动单元117沿第一方向X移动，并可通过第二驱动单元118沿第二方向Y移动。通过三个弹簧构件121，对移动框架113向支撑框架112施力。

如图12所示，用于保持球形构件119的球形构件保持部分122被形成在支撑框架112中。球形构件保持部分122被形成为圆形凹部，其直径大于球形构件119。三个球形构件119被可转动地保持在形成于支撑框架112中的球形构件保持部分122中。三个球形构件119在被保持在球形构件保持部分122中的状态下夹置在支撑框架112与移动框架113之间。因此，能够极大地降低移动框架113、球形构件119以及支撑框架112之间的摩擦阻力。因此，驱动单元117及118能以极小的驱动力使得移动框架113产生令人满意的振动。因为球形构件119或与球形构件119接触的部分会易于磨损而导致劣化或产生灰尘，故优选地使其由诸如抗摩损的陶瓷等材料形成。

其他构造及操作与根据第一实施例的散射器驱动装置5相同，省略对其的描述。根据具有上述构造的散射器驱动装置105，能够获得与根据第一实施例的散射器驱动装置5相同的工作及优点。

在根据第二实施例的散射器驱动装置105中，相较于根据第一实施例的散射器驱动装置5，能够减少第二移动框架的部件数量，由此减小设备的整体尺寸。

如上所述，在根据本发明的实施例的散射器驱动装置中，改变了用于保持散射器的移动框架沿第一方向的振动与移动框架沿第二方向的振动之间的相位差。因此，相较于转动散射器的情况，能够延长散射器的驱动周期。换言之，能够沿着在预定时间内不通过同一轨迹的轨道来驱动散射器。以比使得附着至散射器的灰尘以及图案缺陷不会被使用者识别出的速度更高的速度来驱动散射器。因此，能够使得使用者难以识别出附着至散射器的灰尘或图案缺陷，由此抑制了因附着灰尘或图案缺陷而导致的影像品质的劣化。

通过设置对移动框架朝向支撑框架施力的施力构件，能够减小在驱动过程中散射器沿光轴方向的表面摆动，由此获得投射影像的极佳聚焦。相较于转动散射器的情况，通过将散射器的尺寸设定为略大于二维中间影像的表面尺寸，能够降低散射器的成本。

本发明并不限于图中所示的实施例，而可改变为各种形式而不脱离所附权利要求的主旨及范围。例如，形成并投射影像光束(二维中间影像)的光学模块的构造并不限于上述实施例。换言之，可以采用使用多个发光部分或其他激光器作为光源的光学模块。

散射器与移动框架可形成为一体，构成驱动单元的线圈等可被固定至散射器，然后可以驱动散射器。

本申请包含与于2008年11月12日向日本专利局递交的在先专利申请号2008-290394中揭示的内容相关的主题，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。

本领域的技术人员应当理解，取决于设计要求及其他因素，在落入所附权利要求或其等同方案的范围内，可以进行各种改变、组合、子组合以及替换。

Claims (7)

1.一种散射器驱动装置，包括：

移动框架，其安装有散射器；

支撑框架，其可移动地支撑所述移动框架；

驱动单元，其驱动所述移动框架沿与入射在所述散射器上的影像光束的光轴垂直的第一方向以及与所述第一方向及所述光轴垂直的第二方向振动；以及

控制器，其控制所述驱动单元，以改变所述移动框架沿所述第一方向的振动与所述移动框架沿所述第二方向的振动之间的相位差，并使所述移动框架以比预定值高的移动速度移动，所述预定值是使得所述散射器上附着的灰尘或图案缺陷不会被使用者识别出的速度。

2.根据权利要求1所述的散射器驱动装置，还包括：

施力构件，其对所述移动框架朝向所述支撑框架施力。

3.根据权利要求2所述的散射器驱动装置，其中

所述控制器控制所述驱动单元以使所述移动框架以比所述施力构件的共振频率低的频率移动。

4.根据权利要求1所述的散射器驱动装置，其中

所述移动框架包括保持所述散射器并能够沿所述第一方向移动的第一移动框架，以及可移动地支撑所述第一移动框架并能够沿所述第二方向移动的第二移动框架，并且

其中，所述驱动单元包括驱动所述第一移动框架以沿所述第一方向移动的第一驱动单元，以及驱动所述第二移动框架以沿所述第二方向移动的第二驱动单元。

5.根据权利要求1所述的散射器驱动装置，其中

所述支撑框架包括导引构件，所述导引构件沿所述第一方向及所述第二方向导引所述移动框架，并且

其中，所述导引构件被布置为避开安装在所述支撑框架上的所述散射器的沿重力方向的上方。

6.根据权利要求5所述的散射器驱动装置，其中

所述导引构件包括置于所述移动框架与所述支撑框架之间的至少三个球形构件。

7.一种投射型影像显示设备，包括：

光学模块，其形成并投射影像光束；

投射透镜，其放大所述影像光束并将所述影像光束投射到显示单元；以及

散射器驱动装置，其夹置在所述光学模块与所述投射透镜之间，并包括散射器，来自所述光学模块的所述影像光束入射在所述散射器上，

其中，所述散射器驱动装置包括：

移动框架，其安装有散射器；

支撑框架，其可移动地支撑所述移动框架；

驱动单元，其驱动所述移动框架沿与入射在所述散射器上的影像光束的光轴垂直的第一方向以及与所述第一方向及所述光轴垂直的第二方向振动；以及

控制器，其控制所述驱动单元，以改变所述移动框架沿所述第一方向的振动与所述移动框架沿所述第二方向的振动之间的频率或相位差，并使所述移动框架以比预定值高的移动速度移动，所述预定值是使得所述散射器上附着的灰尘或图案缺陷不会被使用者识别出的速度。

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