JP2002368301A - System and means for re-polarizing piezoelectric element and projection system - Google Patents
System and means for re-polarizing piezoelectric element and projection systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば投映式映像
装置や電子写真方式のプリンタ等の高速性能が要求され
るデバイスに好適な圧電素子の再分極システム及びその
再分極手段、並びに投映システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a repolarizing system for a piezoelectric element suitable for devices requiring high-speed performance, such as a projection-type image apparatus or an electrophotographic printer, a repolarizing means, and a projection system. Things.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＰＬＶ（Piezoelectric Light Valve）
プロジェクターは全く新しい概念の投映装置であるた
め、既成の技術がなく、確立した駆動方法も存在しな
い。しかし、一般的に圧電素子は焼結後に分極処理をす
ることで圧電効果や逆圧電効果を発揮するものの、その
初期性能は長期保存／高温度下／外部強電界下／経時変
化等により劣化することが知られている。2. Description of the Related Art PLV (Piezoelectric Light Valve)
Since the projector is a projection device of a completely new concept, there is no established technology and there is no established driving method. However, in general, a piezoelectric element exhibits a piezoelectric effect or a reverse piezoelectric effect by performing a polarization treatment after sintering, but its initial performance is deteriorated due to long-term storage / high temperature / external strong electric field / aging and the like. It is known.
【０００３】[0003]
【発明に至る経過】このような状況下で本発明者は、反
射光等を用いて良好な投映が可能な光変調素子又は光変
調装置を特願２０００−３５２７８７号（平成１２年１
１月２０日出願）において既に提起した（以下、これを
先願発明と称する）。Under such circumstances, the present inventor has proposed a light modulation element or a light modulation device capable of excellent projection using reflected light or the like in Japanese Patent Application No. 2000-352787 (Jan. 2000).
(Filed on January 20) (hereinafter referred to as the prior invention).
【０００４】この先願発明は、光を反射する反射面が設
けられた圧電体を有し、この圧電体の逆圧電効果により
前記反射面にて入射光が反射又は回折されて変調される
ように構成したものである。The prior invention has a piezoelectric body provided with a reflection surface for reflecting light, and the incident light is reflected or diffracted and modulated on the reflection surface by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body. It is composed.
【０００５】先願発明によれば、反射面が設けられた圧
電体の逆圧電効果により、この圧電体への電圧印加の有
無又は大小によりこの圧電体に歪みが生じるため、この
反射面で入射光が反射又は回折されて変調されることに
なる。従って、圧電体への印加電圧の差又は選択的な電
圧の印加又はその大小により、所望の反射方向の反射光
又は回折光が得られ、アナログ制御（又は変調）及びラ
イン駆動が可能であり、構造も簡略化された投映及び映
像システム等を提供することができる。According to the invention of the prior application, since the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body provided with the reflecting surface causes distortion in the piezoelectric body depending on the presence or absence of voltage applied to the piezoelectric body or the magnitude of the voltage application, the incident light is incident on the reflecting surface. Light will be reflected or diffracted and modulated. Therefore, reflected light or diffracted light in a desired reflection direction can be obtained by a difference in applied voltage to the piezoelectric body or a selectively applied voltage or its magnitude, and analog control (or modulation) and line driving can be performed. A projection and video system with a simplified structure can be provided.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、この先願
発明について検討を加えたところ、圧電体を用いた光変
調素子：ＰＬＶ（Piezoelectric Light Valve）である
ため、その逆圧電効果特有の次のような不具合が生じる
ことが判明した。The present inventor has studied the invention of the prior application, and found that the light modulation element using a piezoelectric material is a PLV (Piezoelectric Light Valve). It has been found that such a problem occurs.
【０００７】（１）温度上昇により特性劣化や分極の喪
失が生じ易い。 （２）長期保存や経時変化により電気機械結合係数が劣
化し易い。 （３）強電界により特性劣化や分極の喪失が生じ易い。(1) Deterioration of characteristics and loss of polarization tend to occur due to temperature rise. (2) The electromechanical coupling coefficient is apt to deteriorate due to long-term storage or aging. (3) Characteristic deterioration and loss of polarization are likely to occur due to a strong electric field.
【０００８】このような不具合の発生に伴うＰＬＶ素子
の初期性能の劣化は、ＰＬＶ素子を用いるプロジェクタ
ーの性能調整後に画質の劣化となって現れる。また、こ
のような不具合への対応として、一般的に再分極により
初期性能に戻ることが知られている。The deterioration of the initial performance of the PLV element due to the occurrence of such a problem appears as the deterioration of the image quality after the performance adjustment of the projector using the PLV element. In addition, as a response to such a problem, it is generally known that the performance returns to the initial performance due to repolarization.
【０００９】従って、定期的な圧電素子の再分極により
ＰＬＶ素子のリフレッシュが必要であるが、圧電素子は
特別な場合を除き、圧電素子の製造メーカーが分極した
後に再分極は行わないのが普通である。しかし、プロジ
ェクターのようなコンシューマー製品においては様々な
取扱い方がなされるため、どのような状況下にあっても
性能が常に維持される必要性がある。Therefore, the PLV element needs to be refreshed by periodic repolarization of the piezoelectric element. However, except for special cases, the piezoelectric element is usually not repolarized after the piezoelectric element manufacturer polarizes it. It is. However, since consumer products such as projectors are handled in various ways, it is necessary to always maintain performance under any circumstances.
【００１０】そこで本発明の目的は、先願発明の特長を
生かしながら、その性能が常に維持され安定化した信頼
性の高い光変調素子とすることが可能な圧電素子の再分
極システム及びその再分極手段、並びに投映システムを
提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a repolarization system for a piezoelectric element and a repolarization system for a piezoelectric element capable of providing a stable and highly reliable light modulation element whose performance is constantly maintained while making use of the features of the invention of the prior application. It is to provide a polarization means and a projection system.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は光を反射
する反射面を圧電体に設け、この圧電体の逆圧電効果に
より前記反射面にて入射光を反射又は回折させて変調す
るのに用いられる圧電素子を再分極するシステムであっ
て、前記圧電素子を再分極する再分極手段が設けられて
いる、圧電素子の再分極システム（以下、本発明の再分
極システムと称する。）に係るものである。That is, according to the present invention, a reflective surface for reflecting light is provided on a piezoelectric body, and incident light is reflected or diffracted on the reflective surface by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body to modulate the light. A re-polarizing system for a piezoelectric element (hereinafter, referred to as a re-polarizing system of the present invention), wherein a re-polarizing means for re-polarizing the piezoelectric element is provided. It is related.
【００１２】また、本発明は、光を反射する反射面を圧
電体に設け、この圧電体の逆圧電効果により前記反射面
にて入射光を反射又は回折させて変調するのに用いられ
る圧電素子を再分極する手段であって、少なくとも再分
極タイミング設定部、再分極用信号発生部及び再分極用
電圧発生部を有している、再分極手段（以下、本発明の
再分極手段と称する。）に係るものである。Further, according to the present invention, there is provided a piezoelectric element used to modulate an incident light by reflecting or diffracting the incident light on the reflecting surface by providing an inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body on a reflecting surface for reflecting light. Repolarizing means, which has at least a repolarizing timing setting section, a repolarizing signal generating section and a repolarizing voltage generating section (hereinafter referred to as repolarizing means of the present invention). ).
【００１３】本発明の再分極システム及び再分極手段に
よれば、圧電素子を再分極する手段が設けられ、その再
分極手段として再分極タイミング設定部、再分極用信号
発生部及び再分極用電圧発生部が設けられているので、
圧電素子の性能劣化の際又は定期的等に、再分極手段を
用いて圧電素子を再分極することにより、圧電素子の初
期性能を回復し、性能を維持させることができる。従っ
てユーザー等が、必要に応じて任意に圧電素子の再分極
を行うシステムを提供することができる。According to the repolarizing system and the repolarizing means of the present invention, means for repolarizing the piezoelectric element is provided, and the repolarizing means includes a repolarization timing setting section, a repolarization signal generation section, and a repolarization voltage. Since the generating part is provided,
By repolarizing the piezoelectric element using the repolarizing means when the performance of the piezoelectric element is deteriorated or periodically, the initial performance of the piezoelectric element can be recovered and the performance can be maintained. Therefore, it is possible to provide a system in which a user or the like arbitrarily repolarizes the piezoelectric element as needed.
【００１４】本発明はまた、本発明の圧電素子の再分極
システムを有し、光を反射する反射面が設けられた圧電
体からなる前記圧電素子を光変調素子として駆動させ、
前記圧電体の逆圧電効果によって前記光変調素子の反射
光又は回折光が画像形成面上で走査されるように構成し
た投映システム（以下、本発明の投映システムと称す
る。）も提供するものである。The present invention also has a piezoelectric element repolarizing system according to the present invention, wherein the piezoelectric element comprising a piezoelectric body provided with a reflection surface for reflecting light is driven as a light modulation element,
A projection system (hereinafter, referred to as a projection system of the present invention) is also provided which is configured so that reflected light or diffracted light of the light modulation element is scanned on an image forming surface by an inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body. is there.
【００１５】本発明の投映システムによれば、先願発明
の機能に加えて圧電素子の再分極システムを有している
ので、温度、経時変化、強電界等の内外要因によって圧
電素子の性能が劣化しても、再分極することによって常
に圧電素子の初期性能を維持しながら、先願発明と同様
に、圧電体の逆圧電効果により変調された所望の反射光
又は回折光が得られ、更に性能の安定した信頼性の高い
投映システムを提供することができる。According to the projection system of the present invention, in addition to the function of the invention of the prior application, a repolarization system of the piezoelectric element is provided, so that the performance of the piezoelectric element is affected by internal and external factors such as temperature, aging, and strong electric field. Even if it deteriorates, the desired reflected light or diffracted light modulated by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body is obtained, as in the prior application, while always maintaining the initial performance of the piezoelectric element by repolarizing, A reliable projection system with stable performance can be provided.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】上記した本発明の再分極システ
ム、再分極手段及び投映システムにおいては、圧電素子
の再分極をモード設定に応じて自動的に行うことが望ま
しく、この自動的に行う再分極のタイミングを、前記圧
電素子を駆動する際の電源投入時、電源スタンバイ時又
は電源切断時のうちのいずれかに設定するのが望まし
い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the repolarization system, repolarization means and projection system of the present invention described above, it is desirable to automatically repolarize the piezoelectric element in accordance with the mode setting. It is desirable that the timing of the polarization be set to any of power-on, power-standby, and power-off when driving the piezoelectric element.
【００１７】そして、この再分極のタイミングをユーザ
ーが任意に設定することができるため、必要に応じて再
分極を行い、常に圧電素子の性能を初期状態に保つこと
ができる。Since the user can arbitrarily set the timing of the repolarization, the repolarization can be performed as needed, and the performance of the piezoelectric element can be always maintained in the initial state.
【００１８】この場合、前記圧電素子を駆動するドライ
バーを介して再分極を行うのが望ましく、前記ドライバ
ーの再分極用回路部を作動させる再分極用信号又は再分
極用電圧を内部発生させるのが、前記圧電素子の駆動電
源を用いることができる点で望ましい。In this case, it is desirable to perform repolarization via a driver for driving the piezoelectric element, and it is preferable to internally generate a repolarization signal or a repolarization voltage for operating the repolarization circuit of the driver. It is desirable in that a driving power supply for the piezoelectric element can be used.
【００１９】そして、前記再分極用信号をソフトウェア
又は再分極用信号発生回路によって発生させるのが望ま
しく、これにより発生する再分極用信号を前記設定した
タイミングに基づいて自動または手動にて発生させるこ
とができる。また、前記再分極用信号を、前記ドライバ
ーのリセット時等に発生させるようにしてもよい。Preferably, the repolarization signal is generated by software or a repolarization signal generation circuit, and the repolarization signal generated thereby is automatically or manually generated based on the set timing. Can be. Further, the repolarization signal may be generated when the driver is reset.
【００２０】次に、本発明の好ましい実施の形態を具体
的に説明する。Next, a preferred embodiment of the present invention will be specifically described.
【００２１】まず、図３に圧電素子の作製プロセスを示
す。圧電素子はセラミックス成形５により用途に応じた
形状に形成後に、焼成６がなされて固形化され、これに
対して圧電印加して＋極と−極とに分極することにより
逆圧電性能を付与されて、圧電素子１が完成し、その逆
圧電効果を利用する光変調素子に使用される。First, FIG. 3 shows a manufacturing process of the piezoelectric element. After the piezoelectric element is formed into a shape corresponding to the intended use by the ceramic molding 5, it is baked 6 and solidified, and by applying a piezoelectric thereto, the piezoelectric element is polarized into a positive pole and a negative pole, thereby providing an inverse piezoelectric performance. Thus, the piezoelectric element 1 is completed, and is used for a light modulation element utilizing the inverse piezoelectric effect.
【００２２】しかし、ＰＬＶ素子は圧電素子であるた
め、例えば高温化／長期保存下／強電界下／経時変化等
による分極喪失や電気機械結合の劣化、シフト特性の変
化により画質が劣化したり、最悪の場合には逆圧電効果
が無くなる可能性がある。従って、図３に示すように、
再分極８を行うことによって圧電素子１の性能を初期状
態に戻すことができ、この再分極が本発明の特長であ
る。However, since the PLV element is a piezoelectric element, image quality is degraded due to loss of polarization, deterioration of electromechanical coupling, change in shift characteristics due to, for example, high temperature, long-term storage, strong electric field, change over time, etc. In the worst case, the inverse piezoelectric effect may be lost. Therefore, as shown in FIG.
The performance of the piezoelectric element 1 can be returned to the initial state by performing the repolarization 8, and this repolarization is a feature of the present invention.
【００２３】図１（ａ）は、ＰＬＶ素子の再分極が可能
なタイミングを示し、図１（ｂ）は、タイミング設定に
基づいた再分極に係る主要部の関係を示す図である。FIG. 1A shows a timing at which the repolarization of the PLV element is possible, and FIG. 1B is a diagram showing the relationship of the main parts related to the repolarization based on the timing setting.
【００２４】本実施の形態における圧電体を初期状態に
する再分極の方法は、予めモードを設定しておくことに
より自動的に、又は任意に再分極用の信号を内部で発生
させて圧電体に電圧を一定時間印加するが、再分極の条
件は、最大使用電圧を１０秒程度持続して印加する必要
があるために、ＰＬＶが動作中（画像投映中）において
は再分極することができない。従って図１（ａ）に示す
ように、プロジェクターの場合、前記再分極の時間が確
保できる時は電源投入時（ランプが安定するまでの間）
Ａ、電源スタンバイ時Ｂ、電源切断時Ｃである。The method of repolarizing the piezoelectric body according to the present embodiment for initializing the piezoelectric body is performed by automatically setting a mode in advance or arbitrarily generating a signal for repolarization inside the piezoelectric body. Is applied for a certain period of time, but the condition of repolarization is that it is necessary to continuously apply the maximum use voltage for about 10 seconds, so that repolarization cannot be performed while the PLV is operating (during image projection). . Therefore, as shown in FIG. 1A, in the case of the projector, when the repolarization time can be secured, the power is turned on (until the lamp is stabilized).
A, power standby B, power off C.
【００２５】そこで図１（ｂ）に示すように、ユーザー
２８が、Ａ、Ｂ、Ｃのいずれかにモード設定することに
より、コントローラ２４において再分極用信号を内蔵の
信号発生器等よって再分極信号を自動的に発生させ、こ
の信号の指令により、ピクセルドライバー２６を介して
ＰＬＶ１に再分極用電圧を印加することにより、全ての
ピクセルを一度に再分極できる。Therefore, as shown in FIG. 1B, when the user 28 sets the mode to one of A, B, and C, the repolarization signal is re-polarized in the controller 24 by a built-in signal generator or the like. By automatically generating a signal and applying a repolarizing voltage to the PLV 1 via the pixel driver 26 according to the command of this signal, all the pixels can be repolarized at once.
【００２６】しかし信号発生は、上記した専用の信号発
生器にて行う方法のほかに、ＤＳＰ（digital Signal P
rocessor）等からソフトウェアで行うことやＰＬＶドラ
イバー２６にリセット端子を追加する方法により、特別
な回路がなくても実施が可能である。However, the signal is generated by a DSP (Digital Signal P
The method can be performed without a special circuit by performing the operation by software from a processor or the like or by adding a reset terminal to the PLV driver 26.
【００２７】電源スタンバイ時Ｂの再分極は、ランプ等
の立ち上がり時間が短いほど特に有効（即ち、スタンバ
イ後すぐにＰＬＶ素子を作動できるため。）であり、一
定のインターバル時間ごとに信号発生することが望まし
い。立ち上がり時間の短いランプとしては、メタルハイ
ドランプや冷陰極線管を用いてもよい。The repolarization during power standby B is particularly effective as the rise time of the lamp or the like is shorter (that is, the PLV element can be operated immediately after standby), and a signal is generated at regular intervals. Is desirable. As a lamp having a short rise time, a metal hydride lamp or a cold cathode ray tube may be used.
【００２８】また、電源切断時Ｃでの再分極も前記同様
の効果はあるものの、電源（メインスイッチ及び作動ス
イッチ）が長時間切断されていた場合の電源投入時には
効果が少ないので、ユーザーが任意に再分極できる操作
キーの取り付け、ユーザーがキー入力することにより、
外部電圧を用いて再分極することもでき、このキー入力
によって内部電圧を用いて再分極することが望ましい。Although repolarization at C when the power is turned off has the same effect as described above, the effect is small when the power is turned on when the power (main switch and operation switch) has been cut off for a long time, so that the user can arbitrarily set Operation key that can be repolarized to the user, key input by the user,
Repolarization can also be performed using an external voltage, and it is desirable to repolarize using an internal voltage by this key input.
【００２９】図１（ｂ）に示したモード設定回路部２７
は、図２にブロックダイヤで示す投映システムの駆動制
御回路に設けられる。即ち、コントローラ部２４のメモ
リー部２５に再分極用信号発生回路が内蔵され、モード
設定回路２７の設定モードに応じてそのモードの信号が
ピクセルドライバー２６に指示され、この信号によって
ピクセルドライバー２６において再分極用電圧が発生さ
れ、圧電素子１が再分極されて初期性能にリフレッシュ
される。The mode setting circuit section 27 shown in FIG.
Is provided in the drive control circuit of the projection system shown by the block diagram in FIG. That is, a repolarization signal generation circuit is built in the memory unit 25 of the controller unit 24, and a signal in that mode is instructed to the pixel driver 26 in accordance with the setting mode of the mode setting circuit 27. A voltage for polarization is generated, and the piezoelectric element 1 is repolarized and refreshed to the initial performance.
【００３０】図４に、分極による圧電素子の変位（歪
み）をグラフにて示す。即ち、全くの初期状態（歪み
０）に例えば正電圧を印加することにより、歪み率は少
なくなるがｂ点に達する。そして、このｂ点から電圧を
下げていくと歪は減少していくが、電圧が０Ｖに戻って
も歪は０にはならず残り、ｃ点に留まる。この歪は恒久
的な歪である。この場合、正電圧をｃ点からｂ点まで上
げた後、０Ｖに戻して恒久的な歪みのｃ点から電圧を正
に増加させると、電圧下降時とは異なる直線的な歪特性
を持って伸び始め、ｂ−ｃ間の歪が実用的な歪となる。FIG. 4 is a graph showing the displacement (strain) of the piezoelectric element due to polarization. That is, by applying a positive voltage, for example, in a completely initial state (strain 0), the strain rate decreases but reaches point b. Then, as the voltage is lowered from the point b, the distortion decreases. However, even when the voltage returns to 0 V, the distortion does not become 0 and remains, and remains at the point c. This distortion is a permanent distortion. In this case, if the positive voltage is raised from the point c to the point b and then returned to 0 V and the voltage is positively increased from the point c of the permanent distortion, a linear distortion characteristic different from that at the time of the voltage drop is obtained. It begins to elongate, and the strain between bc becomes practical strain.
【００３１】しかし、前述した如く光変調素子としての
圧電素子は、温度、経時変化、強電界等の内外要因によ
って性能が劣化し、恒久的な歪が図４に示すｃ’に低下
する。従って、上記と同様に再度電圧印加（１０秒間印
加で再分極）することにより恒久的な歪ｃを回復するこ
とができ、この際の電圧印加による歪特性は図４のｃ’
−ｂをほぼ直線的に変位し、印加電圧を０Ｖにして再分
極を終了すれば、最初の分極時と同様に電圧下降時の歪
み曲線を経て、再び恒久的な歪ｃを回復して初期性能に
リフレッシュされる。However, as described above, the performance of the piezoelectric element as the light modulation element is deteriorated by internal and external factors such as temperature, aging, and strong electric field, and the permanent distortion is reduced to c ′ shown in FIG. Accordingly, the permanent strain c can be recovered by applying a voltage again (repolarization by applying a voltage for 10 seconds) in the same manner as described above. At this time, the distortion characteristic due to the voltage application is c ′ in FIG.
When −b is displaced almost linearly and the applied voltage is set to 0 V and repolarization is completed, the permanent distortion c is restored again through the distortion curve at the time of voltage drop as in the case of the first polarization. Refreshed to performance.
【００３２】既述したように、設定モードに応じてメモ
リー部２５の再分極用信号発生回路により信号が発せら
れ、この信号を受けてピクセルドライバー２６によって
再分極用電圧が発生されて再分極されるが、その信号は
例えば図５のように、一定時間、最大電圧を印加できる
波形が必要である。As described above, a signal is generated by the repolarization signal generation circuit of the memory unit 25 according to the setting mode, and in response to this signal, a repolarization voltage is generated by the pixel driver 26 and repolarized. However, the signal needs a waveform capable of applying a maximum voltage for a certain period of time as shown in FIG. 5, for example.
【００３３】この場合の再分極用電圧とＰＬＶ素子の駆
動電圧は同じであり、最高電圧に対する立ち上り時間Ｔ
1及び立ち下り時間Ｔ2は、いずれも５００μｓ以上の極
めて短い時間で最高電圧（１〜１．５ｋＶ）が得られ、
この最高電圧を使用して印加時間Ｔが５〜１５秒程度で
電圧印加して再分極される。In this case, the repolarizing voltage and the drive voltage of the PLV element are the same, and the rise time T
The maximum voltage (1 to 1.5 kV) can be obtained in 1 and the fall time T 2 in a very short time of 500 μs or more,
Using this maximum voltage, a voltage is applied in an application time T of about 5 to 15 seconds, and repolarization is performed.
【００３４】この場合のピクセルドライバー２６におけ
る再分極の動作を図６に示す。この再分極回路１０は一
般的な分極方法と同様であり、ディスチャージ回路１２
とチャージ回路１３を有して構成されている。FIG. 6 shows the repolarization operation in the pixel driver 26 in this case. This repolarization circuit 10 is similar to a general polarization method, and includes a discharge circuit 12
And a charge circuit 13.
【００３５】まず、図４で示したように、性能が劣化し
て恒久的な歪がｃ’に低下した圧電素子１に対して、回
路をＳ2に接続してディスチャージ回路１２側を閉回路
にして、圧電素子１を０Ｖまでディスチャージ（これに
より全ピクセルが一斉にディスチャージされる。）を行
い、次に回路をＳ1に接続してチャージ回路１３を閉回
路にして、直流電源１１により電圧印加後１０秒間閉回
路状態で保持し、チャージ後は回路をＳ2に戻して０Ｖ
までディスチャージ（これにより電界を切って圧電素子
を保護）する。この際、急激な電圧の立ち上げや立ち下
げを避けるために１ｋΩ程度の抵抗をかけることが必要
である。[0035] First, as shown in FIG. 4, the piezoelectric element 1 permanent distortion is reduced to c 'performance deteriorates, closed circuit discharge circuit 12 side to connect the circuit to the S 2 Then, the piezoelectric element 1 is discharged to 0 V (this discharges all pixels at once). Then, the circuit is connected to S 1 , the charging circuit 13 is closed, and the voltage is supplied from the DC power supply 11. held for 10 seconds closed circuit condition after the application, after the charge is returned to circuit S 2 0V
Discharge (this cuts off the electric field to protect the piezoelectric element). At this time, it is necessary to apply a resistance of about 1 kΩ in order to avoid sudden rise and fall of the voltage.
【００３６】このようにして、必要に応じて再分極処理
を行うことにより、性能が低下した圧電素子１に初期性
能を回復させることができる。そして、この再分極処理
はユーザーのモード設定により、再分極のタイミングが
設定される。In this way, the initial performance can be restored to the piezoelectric element 1 whose performance has been reduced by performing the repolarization processing as necessary. In this repolarization processing, the timing of the repolarization is set by the mode setting of the user.
【００３７】しかし既述した如く、図１に示したタイミ
ングのＣ（電源切断時）にモード設定した場合は、図１
（ｂ）に示した破線のように、この設定モードＣに基づ
いてコントローラ２４及びピクセルドライバー２６は動
作するのものの、長時間の電源ＯＦＦに伴い再分極の効
果は低いので、キー入力によって外部電圧に接続して再
分極を行うか、又はキー入力によって図６の直流電源１
１を用いて分極回路を駆動させ、前記と同様の手順で再
分極を行うのがよい。However, as described above, when the mode is set to C (when the power is turned off) at the timing shown in FIG.
As shown by the dashed line in (b), the controller 24 and the pixel driver 26 operate on the basis of the setting mode C, but the effect of repolarization is low with a long-time power supply OFF. To the DC power supply 1 of FIG.
It is preferable that the polarization circuit is driven by using 1 and repolarization is performed in the same procedure as described above.
【００３８】即ち、キー入力によって外部電圧を用いる
場合は、再分極回路をＳ2及びＳ1に接続させる駆動電圧
と印加する直流電圧が外部から供給される。また、キー
入力によって内部電圧を用いる場合は、このキー入力に
よって再分極指令をコントローラ２４に与え、再分極回
路１０をＳ2及びＳ1に接続させる駆動電圧として、ピク
セルドライバー２６に内蔵の直流電源を用いることがで
きる。That is, when an external voltage is used by key input, a driving voltage for connecting the repolarizing circuit to S 2 and S 1 and a DC voltage to be applied are supplied from the outside. When an internal voltage is used by key input, a repolarization command is given to the controller 24 by the key input, and a DC power supply built in the pixel driver 26 is used as a drive voltage for connecting the repolarization circuit 10 to S 2 and S 1. Can be used.
【００３９】上記した再分極システムは先願発明のＰＬ
Ｖ駆動システムと組み合わせることにより、先願発明に
新たな機能が追加され、必要に応じて再分極することに
より、何時でも何処でも最良の画質で投映が可能とな
る。The above-described repolarization system is the PL of the prior application.
In combination with the V-drive system, a new function is added to the invention of the earlier application, and re-polarization can be performed as needed, so that the best image quality can be projected anytime and anywhere.
【００４０】次に、本実施の形態による光変調素子１を
組み込んだ光変調素子駆動システム又は投映システム
（プロジェクタ）を図７について説明する。Next, a light modulation element driving system or a projection system (projector) incorporating the light modulation element 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
【００４１】光変調素子１はコントローラ２４によって
駆動制御され、白色ランプ光源（図示せず）からの出射
光Ｌ1がコリメーションレンズ３９を経由して導かれて
各ピクセル２1〜２nの鏡面３に入射し、変調された反射
光Ｌ2を生じる。この反射光のうち、不要な反射光Ｌ2’
が遮蔽材としての反射鏡２３によって光吸収体３５へ導
かれて吸収され、必要な反射光Ｌ2が不図示の投射レン
ズ（プロジェクションレンズ）を介して投射のための反
射光Ｌ3として光変調部２０から出射する。The optical modulation element 1 is driven and controlled by the controller 24, the white lamp light source emitted from the (not shown) light L 1 is collimation lens 39 is guided through each pixel 2 1 to 2 n mirror 3 incident on, resulting in modulated reflected light L 2. Of the reflected light, unnecessary reflected light L 2 ′
Is guided to and absorbed by the light absorber 35 by the reflecting mirror 23 as a shielding material, and the necessary reflected light L 2 is modulated as reflected light L 3 for projection via a projection lens (projection lens) (not shown). The light is emitted from the unit 20.
【００４２】そして、プロジェクションレンズで集束さ
れた光Ｌ3はスキャナーとしてのポリゴンミラー３０に
よって反射され、スクリーン３４上で走査される。即
ち、ポリゴンミラー３０は矢印方向へ回転するため、ポ
リゴンミラー３０の各反射面３０ａによって反射された
光Ｌ4がｆ−θレンズ（及び投映レンズ）３１を介して
スクリーン３４上を掃引され、スクリーン３４に画像等
が投映される。なお、ポリゴンミラー３０の反射面に
は、緑フィルタＧ1及びＧ2、青フィルタＢ1及びＢ2、赤
フィルタＲ1及びＲ2が交互に形成され、白色光の色分離
を行っている。また、走査の帰線期間中に反射光Ｌ5を
モニター３２及び／又は３３で検出し、ＰＬＶの印加電
圧のコントロールを行ってよい。The light L 3 converged by the projection lens is reflected by the polygon mirror 30 as a scanner, and is scanned on the screen 34. That is, since the polygon mirror 30 rotates in the direction of the arrow, the light L 4 reflected by each reflection surface 30 a of the polygon mirror 30 is swept on the screen 34 via the f-θ lens (and the projection lens) 31, An image or the like is projected on 34. It should be noted that green filters G 1 and G 2 , blue filters B 1 and B 2 , and red filters R 1 and R 2 are alternately formed on the reflection surface of the polygon mirror 30 to perform white light color separation. Further, the reflected light L 5 during blanking period of the scanning is detected by the monitor 32 and / or 33, may perform control of the voltage applied to the PLV.
【００４３】このような投映システムに上記した圧電素
子の再分極システムは組み込まれるため、次の（１）〜
（６）の如き顕著な効果を発揮することができる。 （１）流通経路でのアクシデント（長期保存／外部電界
下／高温下）があっても、ユーザー宅設置後、最初から
初期の画質性能を維持できる。 （２）ユーザー宅設置後に上記同様のアクシデントや経
時変化があっても、初期の画質性能を維持できる。 （３）電源投入時や電源切断時に自動で再分極を行うの
でユーザーは全く分極の知識を要せず、又感知すること
もないので煩わしくない。 （４）再分極のための新たな回路が必要でない。 （５）ソフト側で信号発生するだけで対応可能である。 （６）手動も可能であるので任意の時間に再分極して性
能維持できる。Since the above-described re-polarization system for a piezoelectric element is incorporated in such a projection system, the following (1) to (1)
Remarkable effects such as (6) can be exhibited. (1) Even if there is an accident (long-term storage / under external electric field / high temperature) in the distribution channel, the initial image quality performance can be maintained from the beginning after installation at the user's home. (2) Even if there is an accident or a change with time similar to the above after installation at the user's house, the initial image quality performance can be maintained. (3) Since re-polarization is performed automatically when the power is turned on or when the power is turned off, the user does not need any knowledge of the polarization and does not need to sense it, so that it is not bothersome. (4) No new circuit is required for repolarization. (5) It can be dealt with only by generating a signal on the software side. (6) Since manual operation is also possible, the performance can be maintained by repolarizing at an arbitrary time.
【００４４】上述した実施の形態は、本発明の技術的思
想に基づいて変形可能である。The above embodiment can be modified based on the technical idea of the present invention.
【００４５】例えば、実施の形態では再分極をユーザー
が任意に行うとしたが、図２及び図７に示した如く、圧
電素子の性能劣化をモニター３２（３３）による光量検
出等によって自動的に検出し、この検出結果に基づいて
自動的にモード設定、更にはこれに続いて再分極処理す
るような回路構成によって、再分極処理を自動化するこ
とも可能である。For example, in the embodiment, the user has arbitrarily performed repolarization. However, as shown in FIGS. 2 and 7, the deterioration of the performance of the piezoelectric element is automatically detected by detecting the amount of light by the monitor 32 (33). It is also possible to automate the re-polarization processing by a circuit configuration that detects and automatically sets the mode based on the detection result, and then performs the re-polarization processing.
【００４６】また、再分極システム及び再分極手段も実
施の形態に限定するものではなく、適宜に行ってよい。Further, the repolarization system and the repolarization means are not limited to the embodiment, but may be appropriately performed.
【００４７】[0047]
【発明の作用効果】上述した如く、本発明の圧電素子の
再分極システム、再分極手段及び投映システムは、圧電
素子の再分極をする手段、特にモード設定に応じて自動
的に行う再分極する手段が設けられ、その再分極手段と
して再分極タイミング設定部、再分極用信号発生部及び
再分極用電圧発生部が設けられているので、圧電素子の
性能劣化の際又は定期的等に、再分極手段を用いて圧電
素子を再分極することにより、圧電素子の初期性能を回
復し、性能を維持させることができる。従って、ユーザ
ー等が必要に応じて任意に圧電素子の再分極を行うこと
により、温度、経時変化、強電界等の内外要因によって
圧電素子の性能が劣化した場合でも常に圧電素子の初期
性能を維持しながら、圧電体の逆圧電効果により変調さ
れた所望の反射光又は回折光が得られ、性能の安定した
信頼性の高い投映システムを提供することができる。As described above, the system for repolarizing a piezoelectric element, the repolarizing means and the projection system according to the present invention are provided with means for repolarizing a piezoelectric element, in particular, repolarization automatically performed according to a mode setting. Means, and a re-polarization timing setting section, a re-polarization signal generation section and a re-polarization voltage generation section are provided as re-polarization means. By repolarizing the piezoelectric element using the polarization means, the initial performance of the piezoelectric element can be recovered and the performance can be maintained. Therefore, if the user or the like re-polarizes the piezoelectric element as needed, the initial performance of the piezoelectric element is always maintained even if the performance of the piezoelectric element is deteriorated due to internal or external factors such as temperature, aging, and a strong electric field. Meanwhile, desired reflected light or diffracted light modulated by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body can be obtained, and a reliable projection system with stable performance can be provided.
【図１】本発明の実施の形態による再分極の概略図を示
し、（ａ）は再分極のタイミング、（ｂ）はタイミング
設定に基づいた主要部の関係を示す図である。FIGS. 1A and 1B are schematic diagrams of repolarization according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A shows the timing of repolarization, and FIG. 1B shows the relationship between main parts based on the timing setting.
【図２】同、このシステムの駆動制御回路のブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram of a drive control circuit of the system.
【図３】同、圧電素子の作製プロセスを示す図である。FIG. 3 is a view showing a process for manufacturing the piezoelectric element.
【図４】分極による圧電素子の変位（歪み）を示すグラ
フである。FIG. 4 is a graph showing displacement (strain) of a piezoelectric element due to polarization.
【図５】分極時に必要な印加電圧の波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of an applied voltage required during polarization.
【図６】本実施の形態の分極方法（分極回路）を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a polarization method (polarization circuit) of the present embodiment.
【図７】同、光変調素子（ＰＬＶ）を用いた投映システ
ムの概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a projection system using a light modulation element (PLV).
１…光変調素子（ＰＬＶ又は圧電素子）、２、２1〜２n
…積層圧電体又はピクセル、３…鏡面、５…セラミック
ス成形、６…焼成、７…分極、８…再分極、１０…再分
極回路、１１…直流電源、１２…ディスチャージ回路、
１３…チャージ回路、２０…光変調部、２３…反射鏡
（ミラー）、２４…コントローラ、２５…メモリー部、
２６…ドライバー、２７…モード設定回路、２８…ユー
ザー、３０…ポリゴンミラー（スキャナー）、３１…プ
ロジェクションレンズ、３２、３３…モニタ、３４…ス
クリーン、３５…光吸収体、３６…ランプ、３８…ミラ
ースキャナードライバー、３９…コリメーションレン
ズ、Ｌ1…入射光、Ｌ2〜Ｌ4…反射光、Ｔ…電圧印加時
間、Ｔ1…立ち上り時間、Ｔ2…立ち下り時間、Ａ…電源
投入時、Ｂ…電源スタンバイ時、Ｃ…電源切断時1: light modulation element (PLV or piezoelectric element), 2, 2 1 to 2 n
... Laminated piezoelectric material or pixel, 3 ... Mirror surface, 5 ... Ceramic molding, 6 ... Baking, 7 ... Polarization, 8 ... Repolarization, 10 ... Repolarization circuit, 11 ... DC power supply, 12 ... Discharge circuit,
13: charge circuit, 20: light modulator, 23: reflector, 24: controller, 25: memory
26: Driver, 27: Mode setting circuit, 28: User, 30: Polygon mirror (scanner), 31: Projection lens, 32, 33: Monitor, 34: Screen, 35: Light absorber, 36: Lamp, 38: Mirror Scanner driver, 39: collimation lens, L 1 : incident light, L 2 to L 4 : reflected light, T: voltage application time, T 1 : rise time, T 2 : fall time, A: when power is turned on, B: At power standby, C ... At power off
Claims (21)
の圧電体の逆圧電効果により前記反射面にて入射光を反
射又は回折させて変調するのに用いられる圧電素子を再
分極するシステムであって、前記圧電素子を再分極する
再分極手段が設けられている、圧電素子の再分極システ
ム。1. A reflection surface for reflecting light is provided on a piezoelectric body, and a piezoelectric element used for modulating the reflected light by reflecting or diffracting the incident light on the reflection surface by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body is repolarized. A system for repolarizing a piezoelectric element, the system comprising repolarizing means for repolarizing the piezoelectric element.
自動的に行う、請求項１に記載した圧電素子の再分極シ
ステム。2. The repolarization system for a piezoelectric element according to claim 1, wherein repolarization of the piezoelectric element is automatically performed according to a mode setting.
極タイミング設定部、再分極用信号発生部及び再分極用
電圧発生部を有している、請求項１に記載した圧電素子
の再分極システム。3. The repolarization system for a piezoelectric element according to claim 1, wherein said repolarization means includes at least a repolarization timing setting unit, a repolarization signal generation unit, and a repolarization voltage generation unit.
子を駆動する際の電源投入時、電源スタンバイ時又は電
源切断時のうちのいずれかに設定する、請求項１に記載
した圧電素子の再分極システム。4. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the repolarization timing is set to one of power-on, power-standby, and power-off when driving the piezoelectric element. Polarization system.
意に設定する、請求項１に記載した圧電素子の再分極シ
ステム。5. The repolarization system for a piezoelectric element according to claim 1, wherein a timing of the repolarization is arbitrarily set by a user.
して前記再分極を行う、請求項１に記載した圧電素子の
再分極システム。6. The repolarization system for a piezoelectric element according to claim 1, wherein the repolarization is performed via a driver that drives the piezoelectric element.
させる再分極用信号または再分極用電圧を内部発生させ
る、請求項６に記載した圧電素子の再分極システム。7. The repolarization system for a piezoelectric element according to claim 6, wherein a repolarization signal or a repolarization voltage for operating the repolarization circuit unit of the driver is internally generated.
再分極用信号発生回路によって発生させる、請求項７に
記載した圧電素子の再分極システム。8. The repolarization system for a piezoelectric element according to claim 7, wherein the repolarization signal is generated by software or a repolarization signal generation circuit.
ングに基づいて自動または手動にて発生させる、請求項
７に記載した圧電素子の再分極システム。9. The repolarization system for a piezoelectric element according to claim 7, wherein the repolarization signal is automatically or manually generated based on the set timing.
のリセット時等に発生させる、請求項７に記載した圧電
素子の再分極システム。10. The piezoelectric element repolarization system according to claim 7, wherein the repolarization signal is generated when the driver is reset.
この圧電体の逆圧電効果により前記反射面にて入射光を
反射又は回折させて変調するのに用いられる圧電素子を
再分極する手段であって、少なくとも再分極タイミング
設定部、再分極用信号発生部及び再分極用電圧発生部を
有している、再分極手段。11. A piezoelectric body having a reflecting surface for reflecting light,
Means for repolarizing the piezoelectric element used to modulate the reflected light by reflecting or diffracting the incident light on the reflection surface by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body, comprising at least a repolarization timing setting section and a repolarization signal generation Repolarizing means, comprising a unit and a voltage generator for repolarization.
的に行う、請求項１１に記載した再分極手段。12. The re-polarization means according to claim 11, wherein said re-polarization is automatically performed according to a mode setting.
素子を駆動する際の電源投入時、電源スタンバイ時又は
電源切断時のうちのいずれかに設定する、請求項１１に
記載した再分極手段。13. The re-polarization means according to claim 11, wherein the re-polarization timing is set to one of power-on, power standby, and power-off when driving the piezoelectric element.
任意に設定する、請求項１１に記載した再分極手段。14. The repolarization means according to claim 11, wherein a timing of said repolarization is arbitrarily set by a user.
介して前記再分極を行う、請求項１１に記載した再分極
手段。15. The repolarizing means according to claim 11, wherein said repolarization is performed via a driver for driving said piezoelectric element.
動させる再分極用信号または再分極用電圧を内部発生さ
せる、請求項１５に記載した再分極手段。16. The re-polarization means according to claim 15, wherein a re-polarization signal or a re-polarization voltage for operating the re-polarization circuit section of the driver is internally generated.
は再分極用信号発生回路によって発生させる、請求項１
６に記載した再分極手段。17. The repolarization signal is generated by software or a repolarization signal generation circuit.
6. The repolarizing means according to 6.
ミングに基づいて自動または手動にて発生させる、請求
項１６に記載した再分極手段。18. The repolarizing means according to claim 16, wherein said repolarizing signal is automatically or manually generated based on said set timing.
のリセット時等に発生させる、請求項１６に記載した再
分極手段。19. The re-polarizing means according to claim 16, wherein said re-polarizing signal is generated when the driver is reset.
に記載した圧電素子の再分極システムを有し、光を反射
する反射面が設けられた圧電体からなる前記圧電素子を
光変調素子として駆動させ、前記圧電体の逆圧電効果に
よって前記光変調素子の反射光又は回折光が画像形成面
上で走査されるように構成した投映システム。20. An optical modulator comprising the piezoelectric element repolarization system according to claim 1, wherein the piezoelectric element is made of a piezoelectric body provided with a reflection surface for reflecting light. A projection system driven as an element and configured such that reflected light or diffracted light of the light modulation element is scanned on an image forming surface by an inverse piezoelectric effect of the piezoelectric body.
デバイス又は角度可変型ミラーデバイス、又はその他の
角度可変型ミラーデバイスがインライン状に並べられ、
この反射光の光量がミラー等の遮断手段によって制御さ
れる、請求項２０に記載した投映システム。21. A movable mirror device or a variable angle mirror device comprising the light modulation element, or another variable angle mirror device is arranged in-line,
21. The projection system according to claim 20, wherein the amount of the reflected light is controlled by a blocking unit such as a mirror.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001172203A JP2002368301A (en) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | System and means for re-polarizing piezoelectric element and projection system |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001172203A JP2002368301A (en) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | System and means for re-polarizing piezoelectric element and projection system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002368301A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013005137A (en) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric sensor device, and driving method thereof |
| EP3586982A1 (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-01 | Fujifilm Corporation | Ultrasound diagnostic apparatus and operation method of ultrasound diagnostic apparatus |
-
2001
- 2001-06-07 JP JP2001172203A patent/JP2002368301A/en active Pending
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