JP2017016106A - Optical path change apparatus and projection type video display - Google Patents

Optical path change apparatus and projection type video display Download PDF

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高明 安部
井上 益孝
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益孝 井上
行天 敬明
Takaaki Gyoten
敬明 行天
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Ryoji Okubo
亮治 大久保
亮佳 山口
Akiyoshi Yamaguchi
亮佳 山口
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Kazuma Tani
和磨 谷
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical path change apparatus capable of moving an image to a projection surface in two orthogonal directions and projecting the image onto the projection surface with a minimum necessary number of control members.SOLUTION: Points of actuation of actuators 101A, 101B, and 101C are disposed at respective positions of vertexes A, B, and C of a triangle ABC drawn virtually on a plane in parallel to a parallel flat surface of a parallel flat glass 108, and the respective actuators drive the parallel flat glass 108 to be movable forward and backward in a normal direction at the points of the vertexes A, B, and C. From a viewpoint in the normal direction, a center of gravity O of the parallel flat glass 108 is contained inside of the virtually drawn triangle ABC.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、映像の投写位置を移動させるための光路変更装置及びそれを用いた投写型映像表示装置に関する。   The present disclosure relates to an optical path changing device for moving a projection position of an image, and a projection image display device using the same.

特許文献1は、映像の光変調を行う固定画素型の表示素子と、投写画像の画素位置を移動させる4角形の平行平板ガラスとの間に、平行平板ガラスの4個の角を支える4個の圧電素子を備える構造の画素位置移動装置を開示している。この画素位置移動装置では、4個の圧電素子を用い、かつ画素移動を行うために4個の圧電素子を非対称に制御する必要がある。   Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 supports four pieces of parallel flat glass between four corners of a flat plate glass between a fixed pixel type display element that performs light modulation of an image and a quadrangular parallel flat glass that moves a pixel position of a projected image. A pixel position moving apparatus having a structure including the piezoelectric element is disclosed. In this pixel position moving device, it is necessary to use four piezoelectric elements and to control the four piezoelectric elements asymmetrically in order to perform pixel movement.

特開2007−206567号公報JP 2007-206567 A

本開示は、簡単な制御で、かつ映像(画素)の投写位置を移動させるための光学部材を、3個のアクチュエータにより互いに直交する2つの回転軸回りに回動させることを可能とする光路変更装置及びそれを使用した投写型映像表示装置を提供する。   The present disclosure provides an optical path change that enables simple control and rotation of an optical member for moving the projection position of an image (pixel) about two rotation axes that are orthogonal to each other by three actuators. An apparatus and a projection display apparatus using the same are provided.

本開示の光路変更装置は、光路変更用の平行平板面を有する光学部材と、第1のアクチュエータ、第2のアクチュエータ及び第3のアクチュエータと、を備える。第1のアクチュエータ、第2のアクチュエータ及び第3のアクチュエータは、光学部材の平行平板面と平行な面上に仮想的に描かれる三角形の3個の頂点位置を作用点として光学部材にそれぞれ連結され、3個の頂点位置を平行平板面の法線方向に進退自在にそれぞれ駆動する。法線方向から見て、光学部材の重心が三角形の内側に含まれる。   The optical path changing device of the present disclosure includes an optical member having a parallel plate surface for changing an optical path, and a first actuator, a second actuator, and a third actuator. The first actuator, the second actuator, and the third actuator are respectively connected to the optical member with three vertex positions of a triangle virtually drawn on a plane parallel to the parallel plate surface of the optical member as action points. The three vertex positions are driven so as to freely advance and retract in the normal direction of the parallel flat plate surface. When viewed from the normal direction, the center of gravity of the optical member is included inside the triangle.

本開示によれば、3個のアクチュエータを用いて、画像を互いに直交する2つの方向に移動させて投写することが可能となる。   According to the present disclosure, it is possible to project an image by moving the image in two directions orthogonal to each other using three actuators.

実施の形態1に係る光路変更装置の外観斜視図1 is an external perspective view of an optical path changing device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る光路変更装置の平面図Plan view of optical path changing apparatus according to Embodiment 1 本開示に係る光路変更装置のアクチュエータとして使用されるボイスコイルモータの概略図Schematic diagram of a voice coil motor used as an actuator of an optical path changing device according to the present disclosure 本開示に係る光路変更装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the optical path change apparatus which concerns on this indication 本開示に係る平行平板ガラスの傾斜動作による光路変更の原理を説明するための図The figure for demonstrating the principle of the optical path change by the inclination operation | movement of the parallel plate glass which concerns on this indication 実施の形態1に係る平行平板ガラスの傾斜動作を説明するための図The figure for demonstrating the inclination operation | movement of the parallel plate glass which concerns on Embodiment 1. FIG. 本開示に係る平行平板ガラスの回転軸を示す図The figure which shows the rotating shaft of the parallel plate glass which concerns on this indication 本開示に係る平行平板ガラスの傾斜動作による入力映像光の光路変更と画素シフトの原理を説明するための図The figure for demonstrating the principle of the optical path change and pixel shift of input image light by the inclination operation | movement of the parallel plate glass concerning this indication 実施の形態2に係る光路変更装置の平面図Plan view of an optical path changing apparatus according to Embodiment 2 実施の形態2に係る平行平板ガラスの傾斜動作を説明するための図The figure for demonstrating the inclination operation | movement of the parallel plate glass which concerns on Embodiment 2. FIG. 本開示に係る投写型映像表示装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the projection type video display apparatus concerning this indication

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。   The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

(実施の形態1)
(構成)
図1は、本実施の形態における、光学部材を駆動する光路変更装置100の構造を示す斜視図である。図2は、光路変更装置100の平面図である。
(Embodiment 1)
(Constitution)
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of an optical path changing device 100 for driving an optical member in the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of the optical path changing device 100.

図1に示すように、光路変更装置100は、光学部材である円形状の平行平板ガラス108と、それを駆動する3個のアクチュエータ101A、101B、101Cと、アクチュエータ101A、101B、101Cの各々を平行平板ガラス108に連結する連結部材106a、106b、106cとを含む。また、円形状の平行平板ガラス108の端部は、連結部材106a、106b、106cによって、アクチュエータ101A、101B、101Cの各々の可動部107a、107b、107cと連結され、アクチュエータ101A、101B、101Cは平行平板ガラス108を支持している。この場合、アクチュエータ101A、101B、101C各々の可動部107a、107b、107cが力点であり、円形状の平行平板ガラス108の端部と連結部材106a、106b、106cとの連結点が作用点となる。可動部107a、107b、107cには、位置を検出するための位置センサ102a、102b、102cがそれぞれ取り付けられる。   As shown in FIG. 1, the optical path changing apparatus 100 includes a circular parallel flat glass 108 that is an optical member, three actuators 101A, 101B, and 101C that drive the actuator, and each of the actuators 101A, 101B, and 101C. And connecting members 106a, 106b, 106c connected to the parallel flat glass 108. The end of the circular parallel flat glass 108 is connected to the movable parts 107a, 107b, and 107c of the actuators 101A, 101B, and 101C by connecting members 106a, 106b, and 106c, and the actuators 101A, 101B, and 101C are connected to each other. The parallel flat glass 108 is supported. In this case, the movable portions 107a, 107b, and 107c of the actuators 101A, 101B, and 101C are power points, and the connection points between the ends of the circular parallel flat glass 108 and the connection members 106a, 106b, and 106c are the action points. . Position sensors 102a, 102b, and 102c for detecting the position are attached to the movable portions 107a, 107b, and 107c, respectively.

アクチュエータ101の可動部107が結合する連結部材106a〜106cは、図1、2に示すように、平行平板ガラス108の外周に連結される。3つの連結点を頂点A、B、Cとする仮想的な三角形ABCを描くことができる。三角形ABCは、平行平板ガラス108の平行平板面と実質的に平行である。各アクチュエータ101A、101B、101Cは、各頂点A、B、Cにおいて平行平板ガラス108を法線方向に進退自在に駆動する。平行平板ガラス108の重心Oは、法線方向から見て、仮想的に描かれる三角形ABCの内側に含まれる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the connecting members 106 a to 106 c to which the movable portion 107 of the actuator 101 is connected are connected to the outer periphery of the parallel flat glass 108. It is possible to draw a virtual triangle ABC having three connection points as vertices A, B, and C. The triangle ABC is substantially parallel to the parallel plate surface of the parallel plate glass 108. The actuators 101A, 101B, and 101C drive the parallel flat glass 108 at the vertices A, B, and C so as to freely advance and retract in the normal direction. The center of gravity O of the parallel flat glass 108 is included inside the triangle ABC that is virtually drawn when viewed from the normal direction.

平行平板ガラス108の平行平板面、或いは平行平板面と平行な平面上において、重心Oを通り直交する2つの回転軸(水平X軸および垂直Y軸)を設定した場合に、三角形ABCの頂点Aと頂点Cは、平行平板ガラス108を透過した映像光が投写されるスクリーン面の左右(水平)方向に対応するX軸に対して線対称の位置に配置される。また、三角形ABCの頂点Aと頂点Cを結ぶ直線は、Y軸に対して平行に配置される。また、X−Y平面を、平行平板ガラス108を透過した映像光が投写されるスクリーン面とすると、三角形ABCの頂点Aと頂点Cを結ぶ直線は、スクリーンの上下(垂直)方向に対応する、回転軸であるY軸に対して平行である。ここで、平行平板ガラス108の法線方向とは、図2のX軸とY軸を含む平面(X−Y平面)上に三角形ABCの面が存在するとき、X−Y平面に対して垂直な方向である。尚、図2において、YU点とYD点は平行平板ガラス108の外周とY軸との交点であり、XR点とXL点は平行平板ガラス108の外周とX軸との交点である。   When two rotation axes (horizontal X axis and vertical Y axis) that pass through the center of gravity O and are orthogonal to each other are set on the parallel plate surface of the parallel plate glass 108 or a plane parallel to the parallel plate surface, the vertex A of the triangle ABC is set. And the vertex C are arranged at positions symmetrical with respect to the X axis corresponding to the horizontal (horizontal) direction of the screen surface on which the image light transmitted through the parallel flat glass 108 is projected. A straight line connecting the vertex A and the vertex C of the triangle ABC is arranged in parallel to the Y axis. Further, when the XY plane is a screen surface on which image light transmitted through the parallel flat glass 108 is projected, a straight line connecting the vertex A and the vertex C of the triangle ABC corresponds to the vertical (vertical) direction of the screen. It is parallel to the Y axis which is the rotation axis. Here, the normal direction of the parallel flat glass 108 is perpendicular to the XY plane when the plane of the triangle ABC exists on a plane (XY plane) including the X axis and the Y axis in FIG. Direction. In FIG. 2, points YU and YD are intersections of the outer periphery of the parallel flat glass 108 and the Y axis, and points XR and XL are intersections of the outer periphery of the parallel flat glass 108 and the X axis.

本実施の形態ではアクチュエータ101A〜101Cとしてボイスコイルモータ(VCM)を使用している。図3は、アクチュエータ101として使用するボイスコイルモータの構造の一例を示しており、ヨーク1011の内部に異なる磁極の永久磁石(N極の永久磁石1012とS極の永久磁石1013)が一定の距離を隔てて対向するよう配置される。その対向配置された永久磁石1012、1013の間に可動部107が配置される。   In this embodiment, a voice coil motor (VCM) is used as the actuators 101A to 101C. FIG. 3 shows an example of the structure of a voice coil motor used as the actuator 101, in which permanent magnets with different magnetic poles (N-pole permanent magnet 1012 and S-pole permanent magnet 1013) are arranged at a constant distance inside the yoke 1011. Arranged to face each other. The movable part 107 is arranged between the permanent magnets 1012, 1013 arranged opposite to each other.

この可動部107には、ガイド窓1070が開設され、このガイド窓1070にヨーク1011が挿通される。可動部107にはコイル1014が設けられ、コイル1014は、対向配置された永久磁石1012、1013の間に配置される。コイル1014に駆動信号電流を流すと、可動部107は矢印方向(一軸方向)に移動する。この可動部107は、コイル1014に流れる信号電流の大きさに応じて移動量が変化し、基準位置から正方向または負方向に移動する。可動部107の移動量は、可動部107に取り付けられた位置センサ102からの信号に基づき、図4に示す位置検出回路103a〜103cにより検出される。コイル1014が取り付けられた可動部107と永久磁石1012,1013との間には僅かながら隙間が生じている。従って、可動部107は駆動信号電流により駆動される一軸方向に対して垂直方向の力が加わると、その僅かな隙間分で許容される距離だけ変位する。尚、ボイスコイルモータにおいて、質量の大きな磁石を固定し、可動部側に軽量なコイルを用いる事で、モーメントを小さくすることが可能である。   A guide window 1070 is opened in the movable portion 107, and the yoke 1011 is inserted through the guide window 1070. The movable portion 107 is provided with a coil 1014, and the coil 1014 is disposed between the permanent magnets 1012 and 1013 arranged to face each other. When a drive signal current is passed through the coil 1014, the movable portion 107 moves in the direction of the arrow (uniaxial direction). The movable portion 107 moves in the positive direction or the negative direction from the reference position, with the amount of movement changing according to the magnitude of the signal current flowing through the coil 1014. The amount of movement of the movable portion 107 is detected by the position detection circuits 103a to 103c shown in FIG. 4 based on a signal from the position sensor 102 attached to the movable portion 107. There is a slight gap between the movable portion 107 to which the coil 1014 is attached and the permanent magnets 1012 and 1013. Therefore, when a force in a direction perpendicular to the uniaxial direction driven by the drive signal current is applied, the movable portion 107 is displaced by a permissible distance by the slight gap. In the voice coil motor, the moment can be reduced by fixing a magnet having a large mass and using a lightweight coil on the movable portion side.

図4は、光路変更装置100を駆動する駆動部の構成を示すブロック図である。3つのアクチュエータ101A、101B、101Cは、図4に示される駆動回路104a、104b、104cによってそれぞれ駆動される。駆動回路104a〜104cは、1つのマイクロコンピュータ105からの制御信号に従い制御される。駆動回路104a〜104cからの駆動信号電流によってアクチュエータ101A〜101Cは一軸方向(光軸に平行な方向)に可動部107a〜107cが進退するように駆動される。可動部107a〜107cの位置は、可動部107a〜107cに設けられた位置センサ102a〜102cからの信号に基づき位置検出回路103a〜103cによって検出される。位置検出回路103a〜103cは、位置センサ102a〜102cからの信号を所定のゲインで増幅して検出信号を生成する。位置検出回路103a〜103cからの検出信号はマイクロコンピュータ105に入力される。マイクロコンピュータ105は、この検出信号に基づいて、アクチュエータ101A〜101Cの可動部107a〜107cの位置(または移動量)を常時監視し、アクチュエータ101A〜101Cをサーボ制御する。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a drive unit that drives the optical path changing device 100. The three actuators 101A, 101B, and 101C are driven by the drive circuits 104a, 104b, and 104c shown in FIG. The drive circuits 104a to 104c are controlled in accordance with a control signal from one microcomputer 105. The actuators 101A to 101C are driven by the drive signal currents from the drive circuits 104a to 104c so that the movable portions 107a to 107c advance and retreat in one axis direction (direction parallel to the optical axis). The positions of the movable parts 107a to 107c are detected by the position detection circuits 103a to 103c based on signals from the position sensors 102a to 102c provided in the movable parts 107a to 107c. The position detection circuits 103a to 103c amplify signals from the position sensors 102a to 102c with a predetermined gain to generate detection signals. Detection signals from the position detection circuits 103 a to 103 c are input to the microcomputer 105. The microcomputer 105 constantly monitors the positions (or movement amounts) of the movable portions 107a to 107c of the actuators 101A to 101C based on this detection signal, and servo-controls the actuators 101A to 101C.

(動作)
以上のように構成された光路変更装置100の動作を以下に説明する。
(Operation)
The operation of the optical path changing apparatus 100 configured as described above will be described below.

図5は、平行平板ガラス108の傾きによって光路が変更される原理を説明する図である。平行平板ガラス108の主面が、図5の実線で示すように入力光線Liに対して直交しているとき、入力光線Liは、平行平板ガラス108の入射面において屈折せずに直進して平行平板ガラス108中を通過する。そして、平行平板ガラス108の出射面において、光線と出射面が直交するため、入力光線Liは屈折せずに直進する。このため入力光線Liが映像光である場合、画像(画素)の移動は発生しない。   FIG. 5 is a diagram for explaining the principle that the optical path is changed by the inclination of the parallel flat glass 108. When the main surface of the parallel flat glass 108 is orthogonal to the input light beam Li as shown by the solid line in FIG. 5, the input light beam Li travels straight and parallel without being refracted on the incident surface of the parallel flat glass glass 108. It passes through the flat glass 108. Since the light beam and the light exit surface are orthogonal to each other on the exit surface of the parallel flat glass 108, the input light beam Li travels straight without being refracted. For this reason, when the input light beam Li is video light, the image (pixel) does not move.

一方、平行平板ガラス108が、図5の破線で示すように入力光線Liに対して直交していないとき、入力光線Liは、平行平板ガラス108の入射面において屈折し、その後、平行平板ガラス108中を直進し、出射面において屈折して出射する。   On the other hand, when the parallel plate glass 108 is not orthogonal to the input light beam Li as shown by the broken line in FIG. 5, the input light beam Li is refracted at the incident surface of the parallel plate glass 108 and then the parallel plate glass 108. It goes straight inside and refracts and exits at the exit surface.

平行平板ガラス108に入射するときに屈折する角度と、平行平板ガラス108から出射するときに屈折する角度とは等しい。このため、入力光線Liが映像光であると、出力光線Loの映像光は平行平板ガラス108の傾きに応じて平行移動する。この結果、平行平板ガラス108から出力され投写される画像の表示位置が移動する。   The angle of refraction when entering the parallel flat glass 108 is equal to the angle of refraction when exiting from the parallel flat glass 108. For this reason, when the input light beam Li is image light, the image light of the output light beam Lo moves in parallel according to the inclination of the parallel flat glass 108. As a result, the display position of the image output from the parallel flat glass 108 and projected is moved.

図6は、平行平板ガラス108の傾斜方法の原理を説明した図である。図6(a)は平行平板ガラス108が映像光の光軸と直交している状態、図6(b)は平行平板ガラス108がX軸を回転軸として傾いた状態、図6(c)は平行平板ガラス108がY軸を回転軸として傾いた状態を示す。   FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of the method of inclining the parallel flat glass 108. 6A shows a state in which the parallel flat glass 108 is orthogonal to the optical axis of the image light, FIG. 6B shows a state in which the parallel flat glass 108 is inclined with the X axis as the rotation axis, and FIG. The parallel flat glass 108 is shown tilted about the Y axis as the rotation axis.

平行平板ガラス108を図6(a)に示す状態から、例えば、アクチュエータ101Aの可動部107aを下方に変位させ、アクチュエータ101Bとアクチュエータ101Cを同期させ、アクチュエータ101Aの変位量に対応した変位量だけ上方に変位させる。これによって、平行平板ガラス108を、X軸を回転軸として図6(b)のように変位させることができる。また、Y軸を回転軸とした変位の場合も、アクチュエータ101Aとアクチュエータ101Cの可動部107aおよび107cを下方に変位させ、アクチュエータ101Bを上方に変位させる。これにより、Y軸を回転軸として図6(c)のように変位させることができる。すなわち、X軸又はY軸を挟んで配置されたアクチュエータ101を互いに逆向きに変位させることで、平行平板ガラス108を傾けることができる。   From the state shown in FIG. 6A, for example, the movable portion 107a of the actuator 101A is displaced downward, the actuator 101B and the actuator 101C are synchronized, and the parallel flat glass 108 is moved upward by a displacement corresponding to the displacement of the actuator 101A. Displace to. Accordingly, the parallel flat glass 108 can be displaced as shown in FIG. 6B with the X axis as the rotation axis. Also in the case of displacement with the Y axis as the rotation axis, the movable portions 107a and 107c of the actuator 101A and the actuator 101C are displaced downward, and the actuator 101B is displaced upward. As a result, the Y axis can be displaced as shown in FIG. That is, the parallel flat glass 108 can be tilted by displacing the actuators 101 arranged with the X axis or the Y axis interposed therebetween in opposite directions.

このような原理を利用して、平行平板ガラス108をアクチュエータ101A〜101Cによって傾けることができ、それにより、入力映像光を複数の異なる位置に移動させて投写することができる。   Utilizing such a principle, the parallel flat glass 108 can be tilted by the actuators 101A to 101C, whereby the input image light can be projected to a plurality of different positions.

図7及び図8は、平行平板ガラス108を傾けるためのアクチュエータ101A〜101Cの制御を説明するための図である。   7 and 8 are diagrams for explaining the control of the actuators 101A to 101C for tilting the parallel flat glass 108. FIG.

図7に示すようにX軸とY軸とは同一面上の面中心で交差している。面中心は平行平板ガラス108の重心Oと実質的に一致する。面中心が一定位置に保たれた状態で、X軸及びY軸を傾斜させることにより平行平板ガラス108を傾けて、画素の表示位置を2次元的に移動させることができる。画素の表示位置を移動させるためのアクチュエータ101A〜101Cの動作を、図8を参照して説明する。   As shown in FIG. 7, the X axis and the Y axis intersect at the surface center on the same plane. The center of the plane substantially coincides with the center of gravity O of the parallel flat glass 108. In a state where the center of the surface is maintained at a fixed position, the display position of the pixel can be moved two-dimensionally by tilting the parallel flat glass 108 by tilting the X axis and the Y axis. The operation of the actuators 101A to 101C for moving the display position of the pixel will be described with reference to FIG.

図8は、画素の表示位置を移動させるためのアクチュエータ101A〜101Cの動作を説明するための図である。図8の(a)〜(d)は、平行平板ガラス108の制御状態を説明するための図である。図8の(e)は、平行平板ガラス108の傾斜に伴って移動する画素の表示位置を示した図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the actuators 101A to 101C for moving the display position of the pixel. (A)-(d) of FIG. 8 is a figure for demonstrating the control state of the parallel plate glass 108. FIG. FIG. 8E is a diagram showing the display position of the pixel that moves with the inclination of the parallel flat glass 108.

図8において破線矢印は、入力光線Liが平行平板ガラス108に対して垂直に入射した場合、即ち、平行平板ガラス108が水平位置にある場合の出力光線Loを示している。この場合、入力光線Liが映像光であるとすると、出力光線Loは画素としては図8の(e)に示す位置「f」に表示される。以下、この状態を「基準状態」と呼ぶ。アクチュエータ101A〜101Cの各々を駆動することで平行平板ガラス108を傾斜させて、画素の表示位置を位置「a」〜「d」へシフトさせることができる。   In FIG. 8, a broken line arrow indicates an output light beam Lo when the input light beam Li is perpendicularly incident on the parallel plate glass 108, that is, when the parallel plate glass 108 is in a horizontal position. In this case, if the input light beam Li is image light, the output light beam Lo is displayed as a pixel at a position “f” shown in FIG. Hereinafter, this state is referred to as a “reference state”. By driving each of the actuators 101A to 101C, the parallel flat glass 108 can be tilted, and the display position of the pixel can be shifted to the positions “a” to “d”.

尚、この図8において、XR点とXL点及びYU点とYD点は、それぞれ、図2に示す平行平板ガラス108の外周とX軸及びY軸との交点である。   In FIG. 8, the points XR, XL, YU, and YD are the intersections of the outer periphery of the parallel flat glass 108 shown in FIG. 2, the X axis, and the Y axis, respectively.

図8の(e)に示す位置「a」は、平行平板ガラス108が図8の(a)に示すような状態(第1の状態)にあるときに投写面上に表示される画素の位置を示す。すなわち、第1の状態では、図8の(a−1)のように、YU点をアクチュエータ101Aによって下方に移動させ、YD点をアクチュエータ101Bおよびアクチュエータ101Cによって上方にYU点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8の(a−2)のように、XL点をアクチュエータ101Bによって下方に移動させ、XR点をアクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cによって上方にXL点の変位量と同量だけ移動させる。これにより、図8の(e)に示す位置「a」に画素を表示することができる。   The position “a” shown in FIG. 8E is the position of the pixel displayed on the projection plane when the parallel flat glass 108 is in the state (first state) shown in FIG. Indicates. That is, in the first state, as shown in FIG. 8A-1, the YU point is moved downward by the actuator 101A, and the YD point is moved upward by the actuator 101B and the actuator 101C by the same amount as the displacement amount of the YU point. Just move. Along with this movement, as shown in FIG. 8A-2, the XL point is moved downward by the actuator 101B, and the XL point is moved upward by the same amount as the displacement of the XL point by the actuator 101A and the actuator 101C. Thereby, a pixel can be displayed at the position “a” shown in FIG.

図8の(e)に示す位置「b」は、平行平板ガラス108が図8の(b)に示すような状態(第2の状態)にあるときに投写面上に表示される画素の位置を示す。すなわち、第2の状態では、図8の(b−1)のように、YU点をアクチュエータ101Aによって上方に移動させ、YD点をアクチュエータ101Bおよびアクチュエータ101Cによって下方にYU点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8の(b−2)のように、XL点をアクチュエータ101Bによって下方に移動させ、XR点をアクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cによって上方にXL点の変位量と同量だけ移動さる。これにより、図8の(e)に示す位置「b」に画素を表示することができる。   The position “b” shown in FIG. 8E is the position of the pixel displayed on the projection plane when the parallel flat glass 108 is in the state (second state) shown in FIG. 8B. Indicates. That is, in the second state, as shown in FIG. 8B-1, the YU point is moved upward by the actuator 101A, and the YD point is moved downward by the actuator 101B and the actuator 101C by the same amount as the displacement amount of the YU point. Just move. Along with this movement, as shown in FIG. 8B-2, the XL point is moved downward by the actuator 101B, and the XR point is moved upward by the same amount as the displacement of the XL point by the actuator 101A and the actuator 101C. Thereby, a pixel can be displayed at the position “b” shown in FIG.

図8の(e)に示す位置「c」は、平行平板ガラス108が図8の(c)に示すような状態(第3の状態)にあるときに投写面上に表示される画素の位置を示す。すなわち、第3の状態では、図8の(c−1)のように、YU点をアクチュエータ101Aによって上方に移動させ、YD点をアクチュエータ101Bおよびアクチュエータ101Cによって下方にYU点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8の(c−2)のように、XL点をアクチュエータ101Bによって上方に移動させ、XR点をアクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cによって下方にXL点の変位量と同量だけ移動させる。これにより、図8の(e)に示す位置「c」に画素を表示することができる。   The position “c” shown in FIG. 8E is the position of the pixel displayed on the projection plane when the parallel flat glass 108 is in the state (third state) shown in FIG. 8C. Indicates. That is, in the third state, as shown in FIG. 8C-1, the YU point is moved upward by the actuator 101A, and the YD point is moved downward by the actuator 101B and the actuator 101C by the same amount as the displacement amount of the YU point. Just move. Along with this movement, as shown in FIG. 8C-2, the XL point is moved upward by the actuator 101B, and the XL point is moved downward by the same amount as the displacement of the XL point by the actuator 101A and the actuator 101C. Thereby, a pixel can be displayed at the position “c” shown in FIG.

図8の(e)に示す位置「d」は、平行平板ガラス108が図8の(d)に示すような状態(第4の状態)にあるときに投写面上に表示される画素の位置を示す。すなわち、第4の状態では、図8の(d−1)のように、YU点をアクチュエータ101Aによって下方に移動させ、YD点をアクチュエータ101Bおよびアクチュエータ101Cによって上方にYU点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8の(d−2)のように、XL点をアクチュエータ101Bによって上方に移動させ、XR点をアクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cによって下方にXL点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図8の(e)に示す位置「d」に画素を表示することができる。   The position “d” shown in FIG. 8E is the position of the pixel displayed on the projection plane when the parallel flat glass 108 is in the state (fourth state) shown in FIG. 8D. Indicates. That is, in the fourth state, as shown in FIG. 8D-1, the YU point is moved downward by the actuator 101A, and the YD point is moved upward by the actuator 101B and the actuator 101C by the same amount as the displacement amount of the YU point. Just move. Along with this movement, as shown in FIG. 8 (d-2), the XL point is moved upward by the actuator 101B, and the XL point is moved downward by the same amount as the displacement of the XL point by the actuator 101A and the actuator 101C. Put it in a state. Thereby, a pixel can be displayed at the position “d” shown in FIG.

図8の(a)〜(d)に示す第1〜第4状態になったタイミングで平行平板ガラスに映像光を入力することによって、図8の(e)に示す異なる4箇所の位置「a」〜「d」に画素を表示することができる。   By inputting the image light to the parallel flat glass at the timing when the first to fourth states shown in (a) to (d) of FIG. 8 are reached, four different positions “a” shown in (e) of FIG. "-" D "can display pixels.

(効果など)
本実施の形態の光路変更装置100は、光路変更用の平行平板ガラス108と、駆動信号によって一軸方向に移動制御される可動部107a〜107cを有するアクチュエータ101A〜101Cを備える。連結部材106a〜106cは、平行平板ガラス108の端部とアクチュエータの可動部107a〜107cとを連結する。平行平板ガラス108の重心Oは、連結部材106a〜106cと平行平板ガラス108の端部との連結点を頂点A、B、Cとする三角形ABCの内側に位置する。位置検出回路103a〜103cは、位置センサ102a〜102cから各アクチュエータ101A〜101Cの可動部107a〜107cの移動量を検出して検出信号を出力する。マイクロコンピュータ105は、この検出信号に基づいて各アクチュエータ101A〜101Cの可動部107a〜107cの移動を制御する。
(Effect etc.)
The optical path changing apparatus 100 according to the present embodiment includes parallel flat glass 108 for changing an optical path, and actuators 101A to 101C having movable parts 107a to 107c that are controlled to move in one axis direction by a drive signal. The connecting members 106a to 106c connect the end portion of the parallel flat glass 108 and the movable portions 107a to 107c of the actuator. The center of gravity O of the parallel flat glass 108 is positioned inside the triangle ABC having apexes A, B, and C as connection points between the connecting members 106 a to 106 c and the end of the parallel flat glass 108. The position detection circuits 103a to 103c detect the movement amounts of the movable parts 107a to 107c of the actuators 101A to 101C from the position sensors 102a to 102c and output detection signals. The microcomputer 105 controls the movement of the movable parts 107a to 107c of the actuators 101A to 101C based on this detection signal.

この構成により、アクチュエータを組み合わせて可動部107a〜107cの変位量を制御することで、直交した2つの軸(X軸、Y軸)を回転軸として平行平板ガラス108の傾き制御を行うことが可能となる。これにより、3個のアクチュエータ101A〜101Cに対して可動部107a〜107cの移動量を制御する信号を印加することで、投写画像の水平垂直方向の移動を実現できる。よって、画像の表示位置の移動の方向を簡単に制御可能な光路変更装置を実現できる。   With this configuration, by controlling the amount of displacement of the movable parts 107a to 107c in combination with the actuator, it is possible to control the tilt of the parallel flat glass 108 using two orthogonal axes (X axis and Y axis) as rotation axes. It becomes. Thus, by applying a signal for controlling the movement amount of the movable portions 107a to 107c to the three actuators 101A to 101C, the horizontal and vertical movement of the projected image can be realized. Therefore, it is possible to realize an optical path changing device that can easily control the direction of movement of the image display position.

(実施の形態2)
実施の形態2で開示する光路変更装置は、アクチュエータ101A〜101Cの配置および動作が実施の形態1と異なる。従って、この実施の形態2では、この相違点について説明することとし、実施の形態1と重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
The optical path changing device disclosed in the second embodiment is different from the first embodiment in the arrangement and operation of the actuators 101A to 101C. Therefore, in the second embodiment, this difference will be described, and a description overlapping that of the first embodiment will be omitted.

図9は、実施の形態2で開示する光路変更装置110のアクチュエータ101A〜101Cの配置を示している。   FIG. 9 shows the arrangement of the actuators 101A to 101C of the optical path changing device 110 disclosed in the second embodiment.

アクチュエータ101A〜101Cの可動部107a〜107cが結合される連結部材106a〜106cは、図9に示すように平行平板ガラス108の外周において仮想的に描かれる二等辺三角形ABCの頂点A、B、Cの位置に連結されている。平行平板ガラス108の重心Oは二等辺三角形ABCの内側に配置される。加えて、平行平板ガラスの重心Oを通り直交する2つの回転軸(X軸およびY軸)を設定した場合に、二等辺三角形ABCの2つの等辺が共有する頂点B(第2の頂点)がX軸上に配置される。この頂点Bは、円形状の平行平板ガラス108の外周とX軸との交点であるXL点と同じ位置にあり、この頂点Bにアクチュエータ101B(第2のアクチュエータ)と繋がっている連結部材106bが配置される。   The connecting members 106a to 106c to which the movable portions 107a to 107c of the actuators 101A to 101C are coupled are vertices A, B, and C of an isosceles triangle ABC virtually drawn on the outer periphery of the parallel flat glass 108 as shown in FIG. It is connected to the position. The center of gravity O of the parallel flat glass 108 is disposed inside the isosceles triangle ABC. In addition, when two rotation axes (X axis and Y axis) orthogonal to each other through the center of gravity O of the parallel flat glass are set, the vertex B (second vertex) shared by the two equilateral sides of the isosceles triangle ABC is Arranged on the X-axis. This apex B is at the same position as the XL point that is the intersection of the outer periphery of the circular parallel flat glass 108 and the X axis, and the connecting member 106b connected to the actuator 101B (second actuator) is connected to the apex B. Be placed.

二等辺三角形ABCの頂点Aには、アクチュエータ101A(第1のアクチュエータ)と繋がっている連結部材106aが配置される。また、二等辺三角形ABCの頂点Cには、アクチュエータ101C(第3のアクチュエータ)と繋がっている連結部材106cが配置される。このとき、頂点Aと頂点Cを結ぶ直線(底辺AC)は、頂点Bが配置される回転軸とは異なる回転軸(図9ではY軸)と平行である。また、連結部材106a〜106cが連結される各頂点A〜Cがアクチュエータ101A〜101Cの作用点となり、アクチュエータ101A〜101Cは各頂点A〜Cにおいて平行平板ガラス108をその平行平板面の法線方向に進退自在に駆動する。   A connecting member 106a connected to the actuator 101A (first actuator) is disposed at the vertex A of the isosceles triangle ABC. In addition, a connecting member 106c connected to the actuator 101C (third actuator) is disposed at the vertex C of the isosceles triangle ABC. At this time, a straight line (base AC) connecting the vertex A and the vertex C is parallel to a rotation axis (Y axis in FIG. 9) different from the rotation axis where the vertex B is arranged. In addition, the vertexes A to C to which the coupling members 106a to 106c are coupled serve as the action points of the actuators 101A to 101C, and the actuators 101A to 101C have the parallel flat glass 108 at the vertexes A to C in the normal direction of the parallel flat plate surface. Drive forward and backward.

そして、二等辺三角形ABCの対称軸と平行な軸であるX軸(第1の回転軸、図9の例では、対称軸とX軸は同軸)回りの駆動は、アクチュエータ101Aとアクチュエータ101Cで行う。また、X軸と直交するY軸(第2の回転軸)回りの駆動は、アクチュエータ101A〜101Cで行う。   The actuator 101A and the actuator 101C drive around the X axis (first rotation axis, in the example of FIG. 9, the symmetry axis and the X axis are coaxial) that is parallel to the symmetry axis of the isosceles triangle ABC. . Driving around the Y axis (second rotation axis) orthogonal to the X axis is performed by the actuators 101A to 101C.

図10は、平行平板ガラス108の傾斜方法の原理を説明した図である。図10(a)は平行平板ガラス108が映像光の光軸と直交している状態、図10(b)は平行平板ガラス108がX軸を回転軸として傾いた状態、図10(c)は平行平板ガラス108がY軸を回転軸として傾いた状態を示す。   FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of the method of inclining the parallel flat glass 108. 10A shows a state in which the parallel flat glass 108 is orthogonal to the optical axis of the image light, FIG. 10B shows a state in which the parallel flat glass 108 is inclined with the X axis as the rotation axis, and FIG. The parallel flat glass 108 is shown tilted about the Y axis as the rotation axis.

平行平板ガラス108を図10(a)に示す状態から、例えば、アクチュエータ101Bの可動部107bを変位させず、アクチュエータ101Aの可動部107aを下方に変位させ、アクチュエータ101Cの可動部107cをアクチュエータ101Aの可動部107aと同じ変位量だけ上方に変位させる。これによって、平行平板ガラス108を、X軸を回転軸として図10(b)のように傾斜させることができる。また、図10(c)に示すように、アクチュエータ101Bの可動部107bを上方に変位させ、アクチュエータ101Aとアクチュエータ101Cを同期させ、図9に示すXR点の変位量がXL点と同じ変位量になるように、下方に変位させる。これにより、平行平板ガラス108を、Y軸を回転軸として傾斜させることができる。すなわち、X軸又はY軸を挟んで配置されたアクチュエータ101を互いに逆向きに変位させることで、平行平板ガラス108を傾けることができる。   From the state shown in FIG. 10A, for example, the movable portion 107b of the actuator 101B is not displaced, the movable portion 107a of the actuator 101A is displaced downward, and the movable portion 107c of the actuator 101C is moved from the state shown in FIG. It is displaced upward by the same displacement amount as that of the movable portion 107a. Accordingly, the parallel flat glass 108 can be inclined as shown in FIG. 10B with the X axis as the rotation axis. Further, as shown in FIG. 10C, the movable portion 107b of the actuator 101B is displaced upward, the actuator 101A and the actuator 101C are synchronized, and the displacement amount at the point XR shown in FIG. 9 becomes the same displacement amount as the point XL. It is displaced downward so that it becomes. Thereby, the parallel flat glass 108 can be inclined with the Y axis as the rotation axis. That is, the parallel flat glass 108 can be tilted by displacing the actuators 101 arranged with the X axis or the Y axis interposed therebetween in opposite directions.

画素の表示位置を移動させるためのアクチュエータ101A〜101Cの動作を、実施の形態1で説明した図8を参照して説明する。   The operation of the actuators 101A to 101C for moving the display position of the pixel will be described with reference to FIG. 8 described in the first embodiment.

実施の形態1で説明した場合と同様にアクチュエータ101A〜101Cの各々を駆動することで平行平板ガラス108を傾斜させて、画素の表示位置を図8の(e)に示す位置「a」〜「d」へシフトさせることができる。   Similarly to the case described in the first embodiment, each of the actuators 101A to 101C is driven to incline the parallel flat glass 108, and the display positions of the pixels shown in FIG. d ".

尚、この図8において、XR点とXL点及びYU点とYD点は、それぞれ、図9に示す平行平板ガラス108の外周とX軸及びY軸との交点である。   In FIG. 8, the points XR, XL, YU, and YD are the intersections of the outer periphery of the parallel flat glass 108 shown in FIG. 9, the X axis, and the Y axis.

図8の(e)に示す位置「a」は、平行平板ガラス108が図8の(a)のような状態(第1の状態)にあるときに投写面上に表示される画素の位置を示す。すなわち、第1の状態では、図8の(a−1)のように、YU点をアクチュエータ101Aによって下方に移動させ、YD点をアクチュエータ101Cによって上方にYU点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8の(a−2)のように、XL点をアクチュエータ101Bによって下方に移動させ、XR点をアクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cによって上方にXL点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。よって、アクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cは、X軸回りでの制御による変位量およびY軸回りでの制御による変位量を合算した変位量を移動させることになる。これにより、図8の(e)に示す位置「a」に画素を表示することができる。   The position “a” shown in FIG. 8E indicates the position of the pixel displayed on the projection plane when the parallel flat glass 108 is in the state (first state) as shown in FIG. Show. That is, in the first state, as shown in FIG. 8A-1, the YU point is moved downward by the actuator 101A, and the YD point is moved upward by the actuator 101C by the same amount as the displacement of the YU point. . Along with this movement, as shown in FIG. 8 (a-2), the XL point is moved downward by the actuator 101B, and the XL point is moved upward by the same amount as the displacement of the XL point by the actuator 101A and the actuator 101C. Put it in a state. Therefore, the actuator 101A and the actuator 101C move the displacement amount obtained by adding the displacement amount by the control around the X axis and the displacement amount by the control around the Y axis. Thereby, a pixel can be displayed at the position “a” shown in FIG.

図8の(e)に示す位置「b」は、平行平板ガラス108が図8の(b)のような状態(第2の状態)にあるときに投写面上に表示される画素の位置を示す。すなわち、第2の状態では、図8の(b−1)のように、YU点をアクチュエータ101Aによって上方に移動させ、YD点をアクチュエータ101Cによって下方にYU点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8の(b−2)のように、XL点をアクチュエータ101Bによって下方に移動させ、XR点をアクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cによって上方にXL点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図8の(e)に示す位置「b」に画素を表示することができる。   The position “b” shown in FIG. 8E indicates the position of the pixel displayed on the projection plane when the parallel flat glass 108 is in the state (second state) as shown in FIG. 8B. Show. That is, in the second state, as shown in FIG. 8B-1, the YU point is moved upward by the actuator 101A, and the YD point is moved downward by the actuator 101C by the same amount as the displacement of the YU point. . Along with this movement, as shown in FIG. 8B-2, the XL point is moved downward by the actuator 101B, and the XL point is moved upward by the same amount as the displacement of the XL point by the actuator 101A and the actuator 101C. Put it in a state. Thereby, a pixel can be displayed at the position “b” shown in FIG.

図8の(e)に示す位置「c」は、平行平板ガラス108が図8の(c)のような状態(第3の状態)にあるときに投写面上に表示される画素の位置を示す。すなわち、第3の状態では、図8の(c−1)のように、YU点をアクチュエータ101Aによって上方に移動させ、YD点をアクチュエータ101Cによって下方にYU点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8の(c−2)のように、XL点をアクチュエータ101Bによって上方に移動させ、XR点をアクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cによって下方にXL点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図8の(e)に示す位置「c」に画素を表示することができる。   The position “c” shown in FIG. 8E indicates the position of the pixel displayed on the projection plane when the parallel flat glass 108 is in the state (third state) as shown in FIG. 8C. Show. That is, in the third state, as shown in FIG. 8C-1, the YU point is moved upward by the actuator 101A, and the YD point is moved downward by the actuator 101C by the same amount as the displacement of the YU point. . Along with this movement, as shown in FIG. 8 (c-2), the XL point is moved upward by the actuator 101B, and the XL point is moved downward by the same amount as the displacement of the XL point by the actuator 101A and the actuator 101C. Put it in a state. Thereby, a pixel can be displayed at the position “c” shown in FIG.

図8の(e)に示す位置「d」は、平行平板ガラス108が図8の(d)のような状態(第4の状態)にあるときに投写面上に表示される画素の位置を示す。すなわち、第4の状態では、図8の(d−1)のように、YU点をアクチュエータ101Aによって下方に移動させ、YD点をアクチュエータ101Cによって上方にYU点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8の(d−2)のように、XL点をアクチュエータ101Bによって上方に移動させ、XR点をアクチュエータ101Aおよびアクチュエータ101Cによって下方にXL点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図8の(e)に示す位置「d」に画素を表示することができる。   The position “d” shown in FIG. 8E indicates the position of the pixel displayed on the projection plane when the parallel flat glass 108 is in the state (fourth state) as shown in FIG. 8D. Show. That is, in the fourth state, as shown in FIG. 8D-1, the YU point is moved downward by the actuator 101A, and the YD point is moved upward by the actuator 101C by the same amount as the displacement of the YU point. . Along with this movement, as shown in FIG. 8 (d-2), the XL point is moved upward by the actuator 101B, and the XL point is moved downward by the same amount as the displacement of the XL point by the actuator 101A and the actuator 101C. Put it in a state. Thereby, a pixel can be displayed at the position “d” shown in FIG.

(効果など)
本実施の形態では、平行平板ガラス108と連結する連結部材106a〜106cの3つの連結点を頂点A、B、Cとする三角形が二等辺三角形ABCを形成する。そして、二等辺三角形ABCの2つの等辺が共有する頂点(第2の頂点)が互いに直交する2つの回転軸(X軸、Y軸)の一方に位置するように、3つのアクチュエータ101A〜101Cが配置される。このことにより、実施の形態1に比べて、より簡易な制御で可動部の変位量を制御し、互いに直交した2つの軸(X軸、Y軸)を中心として平行平板ガラス108の傾き制御を行うことが可能となる。
(Effect etc.)
In the present embodiment, triangles having apexes A, B, and C as the three connection points of the connection members 106a to 106c connected to the parallel flat glass 108 form an isosceles triangle ABC. Then, the three actuators 101A to 101C are arranged such that the vertex (second vertex) shared by the two equilateral sides of the isosceles triangle ABC is located on one of the two rotation axes (X axis, Y axis) orthogonal to each other. Be placed. As a result, the displacement amount of the movable portion is controlled by simpler control than in the first embodiment, and the tilt control of the parallel flat glass 108 is performed around two axes (X axis and Y axis) orthogonal to each other. Can be done.

本実施の形態では、図9に示すように、二等辺三角形ABCは、2つの等辺が共有する頂点BがX軸上に位置し頂点A、CがX軸に対して線対称となるように配置されるが、頂点BがY軸上に位置し頂点A、CがY軸に対して線対称となるように配置されてもよい。但し、スクリーンの上下方向の画素の移動を左右方向よりも正確に行う必要があるため、上下方向の画素の移動のための平行平板ガラス108の回転軸であるX軸に対して線対称に頂点A、Cを配置し、X軸上に頂点Bを配置することが望ましい。   In this embodiment, as shown in FIG. 9, the isosceles triangle ABC is such that the vertex B shared by the two equilaterals is located on the X axis and the vertices A and C are line symmetric with respect to the X axis. Although arranged, the vertex B may be located on the Y axis and the vertexes A and C may be arranged symmetrically with respect to the Y axis. However, since it is necessary to move the pixels in the vertical direction of the screen more accurately than in the horizontal direction, the vertex is symmetrical with respect to the X axis which is the rotation axis of the parallel flat glass 108 for moving the pixels in the vertical direction. It is desirable to arrange A and C and arrange the vertex B on the X axis.

また、本実施の形態では、図9に示すように、平行平板ガラス108を回動させるためのアクチュエータ101の作用点を規定する二等辺三角形ABCの底辺ACは、等辺BA、BCよりも短い。底辺ACを長くすると底辺ACとY軸との距離が短くなり過ぎて、Y軸を回転軸とする場合に必要なモーメントが大きくなり過ぎるからである。逆に底辺ACを短くし過ぎると頂点A、CとX軸との距離が短くなり過ぎて、X軸を回転軸とする場合に必要なモーメントが大きくなり過ぎる。そのため、平行平板ガラス108を回動させるためのモーメントを考慮すると、頂点A、CとX軸及びY軸との距離が実質的に等しくなるように、即ち、角AOC(線分OAと線分OCのなす角)が90度になるように、頂点A、Cが配置されることが望ましい。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the base AC of the isosceles triangle ABC that defines the action point of the actuator 101 for rotating the parallel flat glass 108 is shorter than the equilateral BA and BC. This is because if the base AC is lengthened, the distance between the base AC and the Y axis becomes too short, and the moment required when the Y axis is used as the rotation axis becomes too large. Conversely, if the base AC is made too short, the distance between the vertices A and C and the X axis becomes too short, and the moment required when the X axis is used as the rotation axis becomes too large. Therefore, in consideration of the moment for rotating the parallel flat glass 108, the distances between the vertices A and C and the X and Y axes are substantially equal, that is, the angle AOC (the line segment OA and the line segment). It is desirable to arrange the vertices A and C so that the angle formed by the OC is 90 degrees.

(実施の形態3)
実施の形態1および2に開示した光路変更装置は、投写型映像表示装置200に適用可能である。
(Embodiment 3)
The optical path changing device disclosed in the first and second embodiments can be applied to the projection display apparatus 200.

図11は、本開示の光路変更装置100、110を適用した投写型映像表示装置200の光学系の構成を説明するための図である。以下の説明において、図11に示すようにXYZ直交座標系を設定する。   FIG. 11 is a diagram for describing a configuration of an optical system of the projection display apparatus 200 to which the optical path changing apparatuses 100 and 110 according to the present disclosure are applied. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set as shown in FIG.

まず、投写型映像表示装置200の照明光学系300について説明する。レーザ光源は、高輝度の照明装置を実現するために、複数の青色半導体レーザ301により構成されている。それぞれの青色半導体レーザ301から出射されたレーザ光は、それぞれ対応するコリメータレンズ302によってコリメートされる。コリメータレンズ302を出射した光は、略平行光になり、集光レンズ303によって、その全体光束が集光され、拡散板304を通過した後、レンズ305によって、再び略平行光化される。レンズ305で略平行光化されたレーザ光束は、光軸に対して略45度に配置された、ダイクロイックミラー306に入射する。   First, the illumination optical system 300 of the projection display apparatus 200 will be described. The laser light source is composed of a plurality of blue semiconductor lasers 301 in order to realize a high-luminance illumination device. The laser light emitted from each blue semiconductor laser 301 is collimated by the corresponding collimator lens 302. The light emitted from the collimator lens 302 becomes substantially parallel light, and the entire luminous flux is condensed by the condenser lens 303, passes through the diffuser plate 304, and is converted into substantially parallel light again by the lens 305. The laser beam converted into substantially parallel light by the lens 305 is incident on a dichroic mirror 306 disposed at approximately 45 degrees with respect to the optical axis.

拡散板304はガラス平板であり、片面には微細な凹凸を施された拡散面が形成されている。また、ダイクロイックミラー306は、青色半導体レーザ301の波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する特性を有している。   The diffusion plate 304 is a glass flat plate, and a diffusion surface with fine irregularities is formed on one side. The dichroic mirror 306 has a characteristic of reflecting light in the wavelength region of the blue semiconductor laser 301 and transmitting light in other wavelength regions.

ダイクロイックミラー306に−X方向へ入射したレーザ光は、ダイクロイックミラー306で反射し−Z方向へ出射する。その後、レーザ光は集光レンズ307、308によって集光され、蛍光体ホイール320上に形成された蛍光体を励起する。   The laser light incident on the dichroic mirror 306 in the −X direction is reflected by the dichroic mirror 306 and emitted in the −Z direction. Thereafter, the laser light is collected by the condenser lenses 307 and 308 to excite the phosphor formed on the phosphor wheel 320.

蛍光体ホイール320は、円盤形状の基板上において円周方向に赤色蛍光体、緑色蛍光体が形成されたセグメントが設けれ、さらに光透過領域としての開口部が設けられる。   The phosphor wheel 320 is provided with a segment in which a red phosphor and a green phosphor are formed in a circumferential direction on a disk-shaped substrate, and further provided with an opening as a light transmission region.

蛍光体ホイール320の赤色蛍光体、緑色蛍光体からで得られる赤色光、緑色光は蛍光体ホイール320から出射される。これら赤色光、緑色光は集光レンズ308、307によって略平行化されダイクロイックミラー306を透過し、集光レンズ317で集光されてロッドインテグレータ318に入射する。   Red light and green light obtained from the red phosphor and green phosphor of the phosphor wheel 320 are emitted from the phosphor wheel 320. These red light and green light are substantially collimated by the condenser lenses 308 and 307, pass through the dichroic mirror 306, collected by the condenser lens 317, and enter the rod integrator 318.

一方、蛍光体ホイール320の開口部を通過した青色半導体レーザ301の青色光は、レンズ309、レンズ310、ミラー311、レンズ312、ミラー313、レンズ314、ミラー315、レンズ316の経路で進み、ダイクロイックミラー306で反射し、集光レンズ317で集光されてロッドインテグレータ318に入射する。レンズ312、314、316はリレーレンズとして機能する。   On the other hand, the blue light of the blue semiconductor laser 301 that has passed through the opening of the phosphor wheel 320 travels along the path of the lens 309, the lens 310, the mirror 311, the lens 312, the mirror 313, the lens 314, the mirror 315, and the lens 316, and is dichroic. The light is reflected by the mirror 306, collected by the condenser lens 317, and enters the rod integrator 318. The lenses 312, 314, and 316 function as relay lenses.

ロッドインテグレータ318から出射された光はレンズ330、331、332を通して、一対のプリズム333、334からなる全反射プリズム335に入射し、光変調素子であるDMD(Digital Mirror Device)336で、映像信号によって入射光が変調され、映像光として出射される。レンズ330、331はリレーレンズ、レンズ332は、ロッドインテグレータ318の出射面の光をDMD336に結像させる機能を有する。   The light emitted from the rod integrator 318 is incident on a total reflection prism 335 including a pair of prisms 333 and 334 through lenses 330, 331, and 332, and a DMD (Digital Mirror Device) 336 that is a light modulation element. Incident light is modulated and emitted as image light. The lenses 330 and 331 have a relay lens, and the lens 332 has a function of causing the light on the exit surface of the rod integrator 318 to form an image on the DMD 336.

DMD336から出射された映像光は光路変更装置120に入射する。この光路変更装置120として、上記の実施の形態1、2で開示された光路変更装置100、110が使用できる。光路変更装置120を透過した光は投写レンズ337に入射され、投写レンズ337からの出射光が映像光としてスクリーンに拡大投写される。   The image light emitted from the DMD 336 enters the optical path changing device 120. As the optical path changing device 120, the optical path changing devices 100 and 110 disclosed in the first and second embodiments can be used. The light transmitted through the optical path changing device 120 enters the projection lens 337, and the light emitted from the projection lens 337 is enlarged and projected on the screen as image light.

光路変更装置120の映像光の表示位置を移動させる機能を用いて、ウォブリング表示を投写型映像表示装置200で行うことができる。ここで、ウォブリング表示とは、入力映像の1フレーム期間に、複数回表示位置をずらしながら異なった映像を表示して、等価的に表示映像の解像度を向上させる方法であり、画素シフト表示とも呼ばれる。図4に示すマイクロコンピュータ105は、DMD336の駆動に同期した制御信号で、アクチュエータ101を駆動する。   The wobbling display can be performed by the projection display apparatus 200 by using the function of moving the display position of the image light of the optical path changing apparatus 120. Here, the wobbling display is a method of displaying different images while shifting the display position a plurality of times during one frame period of the input image, and equivalently improving the resolution of the display image, and is also called pixel shift display. . The microcomputer 105 shown in FIG. 4 drives the actuator 101 with a control signal synchronized with the driving of the DMD 336.

(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1〜3を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1〜3で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
(Other embodiments)
As described above, Embodiments 1 to 3 have been described as examples of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments that have been changed, replaced, added, omitted, and the like. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated in the said Embodiment 1-3 and it can also be set as new embodiment. Therefore, other embodiments will be exemplified below.

上記の実施の形態では、入力光線を移動させる平行平板ガラスを、平行平板ガラスの外周で保持する構成を説明したが、平行平板ガラスの支持方法はこれに限定されない。平行平板ガラスを枠体に配置し、その枠体から延出した腕部にアクチュエータとの連結部を配置することで保持しても良い。また、平行平板ガラスは円形状である必要は無く、光路が通る平面があればどのような形状でも良い。光路変更装置は、光学素子として透明板体、アクチュエータとしてボイスコイルモータを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく光学素子はレンズ群であっても良く、アクチュエータとして圧電素子を用いても良い。   In the above-described embodiment, the configuration in which the parallel flat glass that moves the input light beam is held on the outer periphery of the parallel flat glass has been described, but the method for supporting the parallel flat glass is not limited thereto. You may hold | maintain by arrange | positioning a parallel plate glass in a frame and arrange | positioning a connection part with an actuator in the arm part extended from the frame. Further, the parallel plate glass does not need to be circular, and may have any shape as long as there is a plane through which the optical path passes. In the optical path changing device, an example using a transparent plate as an optical element and a voice coil motor as an actuator has been described. However, the optical element is not limited to this, and the optical element may be a lens group, and a piezoelectric element is used as an actuator. It may be used.

上記の実施の形態では、直交する2つの軸周りの駆動の場合のみを説明したが、1軸での駆動または1軸駆動と2軸駆動との切り替え機能を含んでも良い。1軸駆動の場合は、二等辺三角形の2つの等辺が共有する頂点を回転軸上に配置し、残りの2つの頂点位置に配置されたアクチュエータ(回転軸に対して対称に配置されている)で駆動を実行しても良い。   In the above-described embodiment, only the case of driving around two orthogonal axes has been described. However, a driving function with one axis or a switching function between one axis driving and two axis driving may be included. In the case of uniaxial drive, the vertices shared by the two equilateral sides of the isosceles triangle are arranged on the rotation axis, and the actuators arranged at the remaining two vertex positions (arranged symmetrically with respect to the rotation axis). The drive may be executed with

上記の実施の形態では、レーザ光源を用いた照明光学系を説明したが、これに限定されるものではなく、ランプ光源やLED光源等も用いた照明光学系であっても良い。光路変更装置は、DMD336と投写レンズ337との間に配置されているが、DMD336から投写面までの間に配置されればよく、例えば、投写レンズ337の後に挿入しても良い。   In the above embodiment, the illumination optical system using a laser light source has been described. However, the present invention is not limited to this, and an illumination optical system using a lamp light source, an LED light source, or the like may be used. The optical path changing device is disposed between the DMD 336 and the projection lens 337, but may be disposed between the DMD 336 and the projection surface, and may be inserted after the projection lens 337, for example.

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。   The above-described embodiments are for illustrating the technique in the present disclosure, and various modifications, replacements, additions, omissions, and the like can be made within the scope of the claims and their equivalents.

本開示は、プロジェクタ等の投写型映像表示装置に適用できる。   The present disclosure can be applied to a projection display apparatus such as a projector.

100,110,120 光路変更装置
101,101A,101B,101C アクチュエータ
102,102a,102b,102c 位置センサ
103a,103b,103c 位置検出回路
104a,104b,104c 駆動回路
105 マイクロコンピュータ
106a,106b,106c 連結部材
107,107a,107b,107c 可動部
108 平行平板ガラス
200 投写型映像表示装置
300 照明光学系
301 青色半導体レーザ
302 コリメータレンズ
303,307,308,317 集光レンズ
304 拡散板
305,309,310 レンズ
306 ダイクロイックミラー
311,313,315 ミラー
312,314,316 レンズ
318 ロッドインテグレータ
320 蛍光体ホイール
330,331,332 レンズ
333,334 プリズム
335 全反射プリズム
336 DMD
337 投写レンズ
100, 110, 120 Optical path changing device 101, 101A, 101B, 101C Actuator 102, 102a, 102b, 102c Position sensor 103a, 103b, 103c Position detection circuit 104a, 104b, 104c Drive circuit 105 Microcomputer 106a, 106b, 106c Connecting member 107, 107a, 107b, 107c Movable part 108 Parallel flat glass 200 Projection type image display device 300 Illumination optical system 301 Blue semiconductor laser 302 Collimator lens 303, 307, 308, 317 Condensing lens 304 Diffuser plate 305, 309, 310 Lens 306 Dichroic mirror 311, 313, 315 Mirror 312, 314, 316 Lens 318 Rod integrator 320 Phosphor wheel 330, 331 32 lens 333, 334 prism 335 total reflection prism 336 DMD
337 Projection lens

Claims (8)

光路変更用の平行平板面を有する光学部材と、
前記光学部材の前記平行平板面と平行な面上に仮想的に描かれる三角形の3個の頂点位置を作用点として前記光学部材にそれぞれ連結され、前記3個の頂点位置を前記平行平板面の法線方向に進退自在にそれぞれ駆動する、第1のアクチュエータ、第2のアクチュエータ、及び第3のアクチュエータと、を備え、
前記法線方向から見て、前記光学部材の重心が前記三角形の内側に含まれる、光路変更装置。
An optical member having a parallel plate surface for changing the optical path;
Three vertices of a triangle virtually drawn on a plane parallel to the parallel flat plate surface of the optical member are connected to the optical member as operating points, and the three vertex positions are connected to the parallel flat plate surface. A first actuator, a second actuator, and a third actuator, each of which is driven to move forward and backward in the normal direction,
The optical path changing device, wherein the center of gravity of the optical member is included inside the triangle as viewed from the normal direction.
前記光学部材は、前記光学部材の重心で直交するとともに前記平行平板面と平行な第1の回転軸及び第2の回転軸回りに駆動され、
前記三角形の一辺は、前記第2の回転軸に対して平行である、請求項1に記載の光路変更装置。
The optical member is driven around a first rotation axis and a second rotation axis that are orthogonal to the center of gravity of the optical member and parallel to the parallel plate surface,
The optical path changing device according to claim 1, wherein one side of the triangle is parallel to the second rotation axis.
前記第2の回転軸は、前記光学部材を透過する映像光が投写されるスクリーンの上下方向に対応する、請求項2に記載の光路変更装置。   The optical path changing device according to claim 2, wherein the second rotation axis corresponds to a vertical direction of a screen on which image light transmitted through the optical member is projected. 前記三角形の2個の頂点は、前記第1の回転軸に対して線対称の位置に配置される、請求項2または3に記載の光路変更装置。   4. The optical path changing device according to claim 2, wherein two vertices of the triangle are arranged at positions symmetrical with respect to the first rotation axis. 5. 前記第1の回転軸は、前記光学部材を透過する映像光が投写されるスクリーンの左右方向に対応する、請求項4に記載の光路変更装置。   5. The optical path changing device according to claim 4, wherein the first rotation axis corresponds to a horizontal direction of a screen on which image light transmitted through the optical member is projected. 前記三角形は、二等辺三角形である、請求項2〜5のいずれかに記載の光路変更装置。   The optical path changing device according to claim 2, wherein the triangle is an isosceles triangle. 前記第2のアクチュエータは、前記二等辺三角形の2つの等辺が共有する第2の頂点に作用し、
前記第1のアクチュエータと前記第3のアクチュエータは、第1の頂点と第3の頂点にそれぞれ作用し、
前記第1の回転軸は前記二等辺三角形の対称軸と平行であり、前記第1の回転軸回りの駆動を、前記第1のアクチュエータ及び前記第3のアクチュエータが行い、前記第2の回転軸回りの駆動を、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ及び前記第3のアクチュエータが行う、請求項6に記載の光路変更装置。
The second actuator acts on a second vertex shared by two equilateral sides of the isosceles triangle,
The first actuator and the third actuator act on the first vertex and the third vertex, respectively.
The first rotation axis is parallel to the symmetry axis of the isosceles triangle, the first actuator and the third actuator perform driving around the first rotation axis, and the second rotation axis. The optical path changing device according to claim 6, wherein the first actuator, the second actuator, and the third actuator perform rotation driving.
光源と、
前記光源からの光を映像信号によって映像光に変調する光変調素子と、
前記映像光を拡大投写する投写光学系と、
前記光変調素子と前記投写光学系との間に配置された、請求項1〜7のいずれかに記載の光路変更装置と、
を備えた投写型映像表示装置。
A light source;
A light modulation element that modulates light from the light source into video light by a video signal;
A projection optical system for enlarging and projecting the image light;
The optical path changing device according to any one of claims 1 to 7, disposed between the light modulation element and the projection optical system,
Projection-type image display device with
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