JP2019053128A - 表示装置、及び表示装置の制御方法 - Google Patents

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Takao Hirakura
隆雄 平倉
大輔 ▲柳▼原
大輔 ▲柳▼原
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望 藤繁
Nozomi Fujishige
望 藤繁
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Abstract

【課題】光学部材の変位を高精度に制御して、高品位な画像を表示する。【解決手段】画像光の光路に位置して画像光を所定方向に出射するガラス板、ガラス板を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号DSにより駆動されガラス板を変位させる駆動機構を有する振動デバイス20と、駆動機構に駆動信号DSを供給する駆動信号供給部131と、を備え、駆動信号供給部131は、ガラス板の変位を検出することにより得られる波形の実効値に基づいて、駆動信号DSを調整可能である、プロジェクター。【選択図】図10

Description

本発明は、表示装置、及び表示装置の制御方法に関する。
従来、光学部材を揺動させて、光学部材に入射される画像光の光路をずらすことで、疑似的に解像度を高くする表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1は、2つの板バネで支持される光路変更板が、光路を変更させるための回転以外の振動をしないように構成された光路制御装置を開示する。
特開2011−158589号公報
ところで、高画質な画像を表示しようとした場合、光学部材の振動を高精度に制御する必要がある。しかしながら、表示装置の組み立てのばらつきや、温度変化等によって光学部材の振動に変化が生じ、表示装置により表示される画像の画質が低下してしまう場合がある。
本発明は、光学部材の変位を高精度に制御して、高品位な画像を表示することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、画像光の光路に位置して前記画像光を所定方向に出射する光学部材、前記光学部材を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号により駆動され前記光学部材を変位させる駆動部を有する画像変位部と、前記駆動部に前記駆動信号を供給する駆動信号供給部と、を備え、前記駆動信号供給部は、前記光学部材の変位を検出することにより得られる波形の実効値に基づいて、前記駆動信号を調整可能である。
本発明によれば、駆動信号供給部を、光学部材の変位を示す波形の実効値に基づいて駆動信号を調整可能に構成したため、光学部材の変位を高精度に制御して、高品位な画像を表示することができる。
上記課題を解決するため、本発明は、画像光の光路に位置して前記画像光を所定方向に出射する光学部材、前記光学部材を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号により駆動され前記光学部材を変位させる駆動部を有する画像変位部と、前記駆動部に前記駆動信号を供給する駆動信号供給部と、前記光学部材の変位を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記光学部材の変位を示す振動波形の実効値に基づいて、前記駆動信号供給部が供給する前記駆動信号を調整する調整部と、を備える。
本発明によれば、光学部材の変位を示す振動波形の実効値に基づいて、駆動信号が調整されるので、光学部材の変位を高精度に制御して、高品位な画像を表示することができる。
また、本発明は、前記駆動信号供給部が前記駆動部に供給する前記駆動信号が周期信号であり、前記調整部は、前記光学部材の変位を示す前記振動波形の実効値が最大になるように、前記駆動信号の信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きを調整する。
本発明によれば、振動波形を調整して、光学部材の変位を最適に調整することができる。
また、本発明は、前記調整部は、前記光学部材の変位を示す振動波形のピーク値が所定の値になるように、前記駆動信号の振幅を調整する。
本発明によれば、振動波形を調整して、光学部材の変位を最適に調整することができる。特に、表示装置の外部の温度が変化して、振動波形のピーク値が変化した場合に、駆動信号を調整することで、光学部材の変位を高精度に制御することができる。
また、本発明は、前記調整部は、前記光学部材の変位を示す前記振動波形のピーク値が所定の値になるように前記駆動信号の振幅を調整した後、前記振動波形の実効値が最大になるように前記駆動信号の信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きを調整する。
本発明によれば、最適な手順で振動波形を調整することができる。
また、本発明は、前記調整部は、前記駆動信号の振幅の調整、及び、前記駆動信号の信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きの調整を、交互に繰り返し実行する。
本発明によれば、振動波形の調整精度を高めることができる。
また、本発明は、前記調整部は、前記振動波形のピーク値と前記振動波形の実効値との少なくともいずれか一方が所定の範囲から外れた場合に、前記駆動信号供給部が供給する前記駆動信号を調整する。
本発明によれば、光学部材の振動に変化が生じたと判定される場合に、駆動信号を調整することができる。
上記課題を解決するため、本発明は、画像光の光路に位置して前記画像光を所定方向に出射する光学部材、前記光学部材を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号により駆動され前記光学部材を変位させる駆動部を有する画像変位部と、前記駆動部に前記駆動信号を供給する駆動信号供給部と、前記光学部材の変位を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記光学部材の変位を示す振動波形のピーク値に基づいて、前記駆動信号供給部が供給する前記駆動信号を調整する調整部と、を備える。
本発明によれば、光学部材の変位を示す振動波形のピーク値に基づいて、駆動信号が調整されるので、光学部材の変位を高精度に制御して、高品位な画像を表示することができる。
また、本発明は、前記駆動信号供給部が前記駆動部に供給する前記駆動信号が周期信号であり、前記調整部は、前記光学部材の変位を示す振動波形のピーク値が所定の値になるように、前記駆動信号の振幅を調整する。
本発明によれば、振動波形を調整して、光学部材の変位を最適に調整することができる。特に、表示装置の外部の温度が変化して、振動波形のピーク値が変化した場合に、駆動信号を調整することで、光学部材の変位を高精度に制御することができる。
また、本発明は、同期信号に従って画像を描画し、描画した画像の画像光を前記光学部材に向けて出射する光出射部を備え、前記駆動信号供給部は前記同期信号に同期する前記駆動信号を供給し、前記調整部は、前記検出部の検出値を、前記同期信号に同期するタイミングで取得して、前記光学部材の変位量を示す前記振動波形を生成する。
従って、画像が描画されるタイミングに合わせて検出値を取得し、光学部材の変位を高精度に制御することができる。
また、本発明は、前記画像変位部は、前記光学部材に取り付けられる補助部材を有し、前記支持部は、前記補助部材を介して前記光学部材を揺動自在に支持し、前記駆動部は、前記補助部材とともに前記光学部材を揺動させるアクチュエーターを有して構成され、前記検出部は、前記補助部材又は前記光学部材の変位を検出する。
本発明によれば、補助部材又は光学部材の変位を示す振動波形を検出して、光学部材の変位を高精度に制御することができる。
また、本発明は、前記駆動信号供給部が供給する前記駆動信号の波形、及び、前記光学部材の変位を示す振動波形は、それぞれ台形波である。
本発明によれば、光学部材に入射される画像光の光路がずれるように光学部材を揺動させることができ、表示装置により表示される画像の解像度を疑似的に高めることができる。
上記課題を解決するため、本発明の表示装置の制御方法は、画像光の光路に位置して前記画像光を所定方向に出射する光学部材、前記光学部材を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号により駆動され前記光学部材を変位させる駆動部を有する画像変位部と、を備える表示装置の制御方法であって、前記光学部材の変位を検出し、検出された前記光学部材の変位を示す振動波形の実効値に基づいて、前記駆動部に供給する前記駆動信号を調整する。
本発明によれば、光学部材の変位を示す振動波形の実効値に基づいて、駆動信号が調整されるので、光学部材の変位を高精度に制御して、高品位な画像を表示することができる。
プロジェクターの表示部の構成を示す図。 画像光をシフトさせた様子を示す図。 プロジェクターの電気的な構成を示すブロック図。 振動デバイスを示す上面斜視図。 振動デバイスを示す背面斜視図。 振動デバイスを図4に示すA−A線で切断した断面図。 振動デバイスを図4に示すB−B線で切断した断面図。 振動デバイスを図4に示すC−C線で切断した断面図。 可動部を揺動させた状態を示す図。 駆動信号供給部及び検出部の構成を示すブロック図。 駆動信号と、可動部の揺動軌跡との関係を示す図。 駆動信号の傾きを変化させたときの振動デバイスの振動波形の変化を示す図。 傾きの異なる駆動信号を振動デバイスに供給した場合に検出される振動デバイスの振動波形の一部を重ねて表示した図。 振動デバイスの振幅を調整する制御部の動作を示すフローチャート。 検出部の出力信号の実効値が最大となるように調整する制御部の動作を示すフローチャート。
以下、表示装置の実施形態として、光源から射出された光を画像信号に基づいて変調し、この変調された光(以下、「画像光」と言う)を外部に投射して画像を表示するプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のプロジェクター1は、図示しない外部の映像供給装置から入力される画像信号に基づき、表示面に画像を表示する表示装置である。映像供給装置は、例えば、DVDプレーヤー等の映像再生装置、デジタルテレビチューナー等の放送受信装置、ビデオゲーム機やパーソナルコンピューター等の映像出力装置を用いることができる。また、映像供給装置は、パーソナルコンピューター等と通信して画像信号を受信する通信装置等であってもよい。
図1は、プロジェクター1の表示部10の構成を示す図である。
プロジェクター1は、所謂「液晶プロジェクター」であり、表示部10は、画像光を投射する構成を具備する。表示部10は、光源102と、ミラー104a,104b、104cと、ダイクロイックミラー106a,106bと、液晶表示素子108R、108G、108Bと、ダイクロイックプリズム110と、振動デバイス20と、投射光学系112と、を備える。ダイクロイックプリズム110は、本発明の「光出射部」に相当する。
光源102には、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ、発光ダイオード(LED)、レーザー等が用いられる。また、光源102として、白色光を出射する光源を用いてもよい。光源102から出射された白色光は、まず、ダイクロイックミラー106aによって赤色光(R)とその他の光(緑色光(G)及び青色光(B))とに分離される。ダイクロイックミラー106aは、光源102から出射された白色光のうち、赤色光を透過させ、その他の色を反射する。ダイクロイックミラー106aを透過した赤色光は、ミラー104aで反射された後、液晶表示素子108Rに入射される。また、その他の色光は、ダイクロイックミラー106aで反射され、ダイクロイックミラー106bによって緑色光と青色光とに分離される。ダイクロイックミラー106bは、緑色光を反射して、青色光を透過させる。緑色光は、液晶表示素子108Gに入射され、青色光は、ミラー104b、104cで反射された後、液晶表示素子108Bに入射される。
液晶表示素子108R、108G、108Bは、それぞれ空間光変調器として用いられる。液晶表示素子108R、108G、108Bは、それぞれR、G、Bの原色に対応する透過型の空間光変調器であり、例えば縦1080行、横1920列のマトリクス状に配列した画素を備える。各画素では、入射光に対する透過光の光量が調整され、各液晶表示素子108R、108G、108Bにおいて全画素の光量分布が協調制御される。このような液晶表示素子108R、108G、108Bによってそれぞれ空間的に変調された光は、ダイクロイックプリズム110で合成され、ダイクロイックプリズム110からフルカラーの画像光LLが出射される。そして、出射された画像光LLは、投射光学系112によって拡大されて、表示面となるスクリーンSCに投射される。
投射光学系112は、液晶表示素子108R、108G、108Bによって変調された光をスクリーンSCに投射する光学系である。投射光学系112は、少なくとも1つ以上のレンズを備える。投射光学系112は、少なくとも1つ以上のミラーを備えた光学系であってもよく、1つ以上のレンズ、及び1つ以上のミラーを備えた光学系であってもよい。
また、プロジェクター1は、画像変位部として動作する振動デバイス20を備える。振動デバイス20は、ダイクロイックプリズム110と投射光学系112との間に配置される。ダイクロイックプリズム110は、画像光LLを振動デバイス20が備えるガラス板21(後述する)に向けて出射する。振動デバイス20は、画像光LLの光軸をシフトさせる(所謂「画素ずらし」を行う)画像変位部として機能する。振動デバイス20は、プロジェクター1によってスクリーンSC上に投射(表示)された画像の位置を、プロジェクター1の投射方向に対して略直交する方向に変位させる。これによって、液晶表示素子108R、108G、108Bの解像度より高い解像度(液晶表示素子108R、108G、108Bがフルハイビジョンであれば4K)の画像をスクリーンSCに投射することが可能になる。
図2は、画像光の光軸をシフトさせた様子を示す図である。
図2を参照しながら画素ずらしの原理について説明する。振動デバイス20は、画像光LLの光路に位置する。振動デバイス20は、画像光LLを所定方向に出射する光学部材としてのガラス板21(図4参照)を備える。振動デバイス20は、ガラス板21の姿勢を変更することによって、ガラス板21を透過する画像光LLの光軸をシフトさせ、画像光LLを所定方向に出射する。プロジェクター1は、振動デバイス20を利用して、画像光LLの光軸を一方側にシフトさせ、また、他方側にシフトさせる。画像光LLの光軸を一方側にシフトさせた場合の画像の表示位置を画像表示位置P1といい、画像光LLの光軸を他方側にシフトさせた場合の画像の表示位置を画像表示位置P2という。画像表示位置P1と、画像表示位置P2とが、図2に示す矢印方向(斜め方向)に半画素分、すなわち、画素Pxの半分ずれた位置となるように振動デバイス20を制御する。これにより、プロジェクター1が表示する画像の見かけ上の画素数を増加させて、スクリーンSCに投射される画像を高解像度化することができる。
図3は、プロジェクター1の電気的な構成を示すブロック図である。
プロジェクター1は、前述した振動デバイス20や、液晶表示素子108R、108G、108B等に加えて、制御部120及び画像信号処理部122を備える。制御部120は、プロジェクター1の各部を中枢的に制御する。制御部120と画像信号処理部122とは、IC等の各種電気部品を実装した一枚又は複数枚の基板によって構成される。
制御部120は、液晶表示素子108R、108G、108Bに対するデータ信号の書き込み動作、駆動信号供給部131の制御、及び画像信号処理部122に対するデータ信号の発生動作等の制御を行う。駆動信号供給部131は、画像信号処理部122が出力する同期信号SAを入力し、入力した同期信号SAに基づいて振動デバイス20の駆動信号DSを生成して振動デバイス20に出力する。
画像信号処理部122は、外部の映像供給装置(不図示)から供給される画像信号VidをR、G、Bの3原色ごとに分離して、それぞれの液晶表示素子108R、108G、108Bの動作に適したデータ信号Rv、Gv、Bvに変換する。変換されたデータ信号Rv、Gv、Bvは、液晶表示素子108R、108G、108Bの各々に供給され、液晶表示素子108R、108G、108Bが供給されたデータ信号に基づいて動作する。
図4は、振動デバイス20を示す上面斜視図であり、図5は、振動デバイス20を示す背面斜視図である。また、図6は、振動デバイス20を図4に示すA−A線で切断した断面図である。また、図7は、振動デバイス20を図4に示すB−B線で切断した断面図である。また、図8は、振動デバイス20を図4に示すC−C線で切断した断面図である。
図4〜図8には、説明の便宜上、互いに直交する3軸として、x軸、y軸及びz軸を適宜に図示しており、図示した矢印の先端側を「+側」、図示した矢印の方向とは180度反対の方向を「−側」とする。また、以下では、x軸に平行な方向を「x軸方向」と言い、y軸に平行な方向を「y軸方向」と言い、z軸に平行な方向を「z軸方向」と言い、+z側を「上」、−z側を「下」と言う。
プロジェクター1に組み込まれた振動デバイス20について説明する。
振動デバイス20は、光透過性を備え、画像光LLを偏向させるガラス板21と、ガラス板21を保持する可動部22と、可動部22を揺動自在(変位可能)に支持する支持部23と、可動部22及びガラス板21を変位させる駆動機構25とを有する。可動部22は、本発明の「補助部材」に相当する。振動デバイス20は、例えば、+z側がダイクロイックプリズム110側、−z側が投射光学系112側を向くようにプロジェクター1内に配置される。
ガラス板21は、略長方形の平面視形状を有し、ガラス板21の長手方向がx軸方向とほぼ平行になるように配置される。ガラス板21は、ガラス板21の姿勢が変化すること、すなわち画像光LLのガラス板21に対する入射角度が変化することで、入射した画像光LLを屈折させつつ透過させることができる。従って、目的とする入射角度になるように、ガラス板21の姿勢を変化させることにより、画像光LLの偏向方向や偏向量を制御することができる。ガラス板21の大きさは、ダイクロイックプリズム110から出射される画像光LLを透過させることができるように適宜に設定される。また、ガラス板21は、実質的に無色透明であることが好ましく、ガラス板21の画像光LLの入射面及び出射面には反射防止膜が形成されていてもよい。
ガラス板21の構成材料としては、例えば、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスのような各種ガラス材料を用いることができる。また、本実施形態では、ガラス板21を用いた場合について説明するが、光透過性を有する材料で構成されたものであれば特に限定されない。例えば、ガラス板21に代えて、水晶、サファイアのような各種結晶材料、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂のような各種樹脂材料等で構成された光学部材を用いてもよい。また、光学部材としてガラス板21を用いた場合、ガラス板21は剛性を特に大きくすることができるので、ガラス板21において偏向される光の偏向ムラを抑制することができる。
可動部22は平板状であって、可動部22の中央部には貫通孔221が形成される。貫通孔221には、ガラス板21が嵌め込まれており、ガラス板21は、例えば、接着剤等によって可動部22に接着される。貫通孔221は、その周面に段差を有し、この段差でガラス板21を受け止めている。これにより、可動部22へのガラス板21の配置が簡略化される。
支持部23は、可動部22の周囲を囲う矩形の枠部23aと、矩形のガラス板21の対向する一対の角部にて可動部22と枠部23aとをそれぞれ連結する一対の軸部24a及び24bとを備える。これにより、支持部23は、一対の軸部24a,24bをつなぐ揺動軸Jを基準にして可動部22を揺動自在に支持することができる。
軸部24a,24bは、平面視で、x軸方向及びy軸方向にずれた位置に形成され、揺動軸Jはx軸及びy軸の両軸に対して約45°傾斜した軸に設定される。従って、可動部22に保持されたガラス板21による画像光LLの偏向方向を、x軸方向及びy軸方向の両軸に対して均等にずらすように、可動部22を揺動させることができる。また、振動デバイス20では、平面視で、軸部24a,24bがガラス板21の中心に対して点対称に配置されるため、可動部22(ガラス板21)の揺動バランスが良好となる。
以上の可動部22、支持部23、及び軸部24a,24bは、一体形成される。これにより、支持部23と軸部24a,24bとの境界部分や、軸部24a,24bと可動部22との境界部分における耐衝撃性や長期耐久性を高めることができる。
また、可動部22、支持部23及び軸部24a,24bは、ガラス板21の構成材料よりヤング率が小さい材料で構成される。これらの構成材料としては、樹脂を含むことが好ましく、樹脂を主成分とすることがより好ましい。これにより、可動部22の揺動に伴って発生する応力がガラス板21自体の不要な振動に繋がるのを効果的に抑えることができる。
また、ヤング率が比較的小さい可動部22でガラス板21の側面を囲うので、ガラス板21の姿勢を変更する際に、ガラス板21に生じる応力を小さく抑え、応力分布に伴ってガラス板21に発生する不要な振動を小さく抑えることができる。その結果、ガラス板21によって偏向された画像が、意図しない方向に偏向されてしまうのを防止することができる。また、環境温度に対する可動部22の振動波形ST(後述する図11参照)の変化を抑えることができる。
かかる樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂等が挙げられる。また、これらのうちの少なくとも1種を含む樹脂が用いられる。
次いで、可動部22を揺動させる駆動機構25について説明する。
駆動機構25は、永久磁石251と、コイル252とを有する。永久磁石251及びコイル252は、電磁アクチュエーターを構成する。すなわち、駆動信号供給部131から出力される交流電流の駆動信号DSがコイル252に流れることによってコイル252に磁界を発生させ、発生させた磁界を永久磁石251に作用させることで、可動部22を揺動軸Jまわりに揺動させることができる。また、駆動機構25として電磁アクチュエーターを用いることで、可動部22を揺動させるのに十分な力を発生させることができ、可動部22をスムーズに揺動させることができる。永久磁石251は、可動部22の縁部に設けられており、y軸方向に沿った長手形状をなしている。また、永久磁石251は、z軸方向(可動部22の厚さ方向)に磁化される。この永久磁石251の種類は、特に限定されず、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石等を用いることができる。
コイル252は、永久磁石251とz軸方向に対向するように、保持部材26を介して支持部23に固定される。また、コイル252は、筒状の空芯コイルであって、コイル252の内側に永久磁石251の一部が挿入される。これにより、コイル252から発生する磁界を効率的に永久磁石に作用させることができる。また、振動デバイス20の低背化を図ることができる。永久磁石251とコイル252は、所定のギャップを介して配置されてもよく、この場合には、コイル252は中心付近まで配線が巻かれていてもよい。
また、コイル252の配置としては、永久磁石251に磁界を作用させることが可能な範囲であれば特に限定されない。また、本実施形態では、可動部22に永久磁石251を配置した所謂「ムービングマグネット型」の駆動機構25となっているが、永久磁石251とコイル252の配置を逆にしてもよい。すなわち、可動部22にコイル252を配置した所謂「ムービングコイル型」の駆動機構25であってもよい。ただし、「ムービングマグネット型」の駆動機構25の場合、通電により発生するコイル252の熱が可動部22やガラス板21に伝わり難く、熱による振動特性の変化(共振周波数の変化)や、ガラス板21の撓み等を効果的に抑えることができる。
また、振動デバイス20には、ガラス板21又は可動部22の変位を検出する磁気センサー60が搭載される(図7参照)。磁気センサー60は、可動部22に設けられ、可動部22と共に振動する永久磁石61と、支持部23に固定され、永久磁石61の磁力又は磁力の変化を検出するセンサー部63とを有する。磁気センサー60は、一般的に知られたセンサーであり、可動部22と共に振動する永久磁石61の磁力の変化をセンサー部63により検出し、検出した磁気の変化を示す出力信号(交流電圧)を出力する。
また、図7には、磁気センサー60によりガラス板21又は可動部22の変位を検出する例を示したが、例えば、振動センサーや加速度センサー等の光学部材であるガラス板21の変位を検出可能な装置であればよい。また、磁気センサー60の設置位置は、電磁アクチュエーターを構成する永久磁石251の磁力の影響を受けない、又は影響が少ない位置であって、ガラス板21の振動と共に振動する位置であればよい。
図9は、振動デバイス20の可動部22を可動させた状態を示す図である。
図9において、(A)には可動部22を一方の側に揺動させた状態を示し、(B)には可動部22を他方の側に揺動させた状態を示す。駆動機構25は、次のようにして可動部22を揺動させる。駆動信号供給部131からコイル252に駆動信号DSが流れていない場合、可動部22は、実質的にxy平面と平行となっている。駆動信号供給部131からコイル252に駆動信号DSが供給されると、(A)に示す可動部22を一方の側に揺動させた状態と、(B)に示す可動部22を他方の側に揺動させた状態とを繰り返し、可動部22が支持部23に対して揺動軸Jまわりに揺動する。可動部22の揺動によって、画像光LLの光軸が、図2に示すようにシフトされ、画像表示位置P1、P2に交互に画像が表示される。よって、見かけ上の画素が増加し、画像の高解像度化が図られる。
図10は、駆動信号供給部131及び検出部70の構成を示すブロック図である。
駆動信号供給部131は、波形生成部132と、ゲイン調整部133と、増幅部134とを備え、制御部120の制御に従って駆動信号DSを生成する。
検出部70は、磁気センサー60と、実効値検出部71と、第1A/D変換部73と、ピーク値検出部75と、第2A/D変換部77とを備え、光学部材としてのガラス板21の変位量を検出し、検出した変位量を示す値を制御部120に出力する。
波形生成部132には、同期信号SAが入力される。波形生成部132は、積分回路(不図示)を備え、入力された同期信号を積分して、駆動信号DSの元となる台形状の信号を生成する。積分回路は、例えば、コンデンサー、可変抵抗器、オペアンプ等(いずれも不図示)を備える。可変抵抗器には、例えば、デジタルポテンショメーターの可変抵抗器が用いられる。制御部120は、デジタルポテンショメーターを制御して可変抵抗器の抵抗値を変更し、積分回路の時定数を変更する。積分回路の時定数が変更されることで、台形状の信号の傾きが変更される。
ゲイン調整部133は、後段に設けられた増幅部134のゲインを調整する。増幅部134は、例えば、オペアンプや可変抵抗器(いずれも不図示)を備える。増幅部134の可変抵抗器にもデジタルポテンショメーターが用いられる。制御部120は、デジタルポテンショメーターの抵抗値を変更して、オペアンプのゲインを調整する。この場合、デジタルポテンショメーターがゲイン調整部133として機能する。
増幅部134には、波形生成部132で生成された台形状の信号が入力される。増幅部134は、ゲイン調整部133により設定されたゲインで台形状の信号を増幅して、駆動信号DSとして振動デバイス20に出力する。振動デバイス20は、インピーダンスを有しているので、振動デバイス20に駆動信号DSが入力されると振動デバイス20に電流が流れ、振動デバイス20が同期信号SAに同期して振動する。ゲイン調整部133によって増幅部134のゲインが調整されることで、駆動信号DSの振幅が調整され、振動デバイス20の振動の振幅が調整される。
実効値検出部71は、磁気センサー60が出力する出力信号(交流電圧)の実効値を検出する。本実施形態では、実効値検出部71は、出力信号が示す電圧の二乗平均平方根であるRMS(root mean square)値を実効値として検出する。実効値検出部71は、検出した実効値を第1A/D変換部73に出力する。
第1A/D変換部73は、実効値検出部71から入力される出力信号の実効値をA/D変換してデジタル値に変換する。第1A/D変換部73は、変換したデジタルの実効値を制御部120に出力する。
ピーク値検出部75は、磁気センサー60が出力する出力信号(交流電圧)のピーク値を検出する。例えば、ピーク値検出部75は、ピークホールド回路を備え、出力信号(交流電圧)を整流してピークホールド回路によりピーク値を検出する。また、ピーク値検出部75は、出力信号の最大値と最小値とを求め、求めた最大値と最小値との差を出力する構成であってもよい。ピーク値検出部75は、検出したピーク値を第2A/D変換部77に出力する。
第2A/D変換部77は、ピーク値検出部75から入力されるピーク値をA/D変換してデジタル値に変換する。第2A/D変換部77は、変換したデジタルのピーク値を制御部120に出力する。
制御部120は、ハードウェアとして、CPUや、ROM、RAM等(いずれも不図示)を備える。RAMは、CPUのワークエリアとして使用される。CPUは、ROMや記憶部(不図示)から読み出した制御プログラムをRAMに展開し、展開した制御プログラムを実行してプロジェクター1の各部を制御する。また、制御部120は、一つのCPU(又は半導体チップ)を備える構成であってもよいし、複数のCPU(又は半導体チップ)を備える構成であってもよい。
調整部として動作する制御部120には、第1A/D変換部73からデジタルの実効値が入力され、第2A/D変換部77からデジタルのピーク値が入力される。制御部120は、入力されるピーク値や実効値に基づいて、波形生成部132とゲイン調整部133との少なくともいずれか一方を制御して駆動信号DSを調整する。より詳細には、制御部120は、可動部22の振動波形STが台形状となるように波形生成部132とゲイン調整部133との少なくともいずれか一方を制御する。制御部120の制御動作について説明する前に、まず、駆動信号供給部131から振動デバイス20の駆動機構25に供給される駆動信号DSと、可動部22の振動波形STとの関係について以下に説明する。
図11は、駆動信号DSと、可動部22の振動波形STとの関係を示す図である。特に、図11において、(A)には駆動信号DSの信号波形を示し、(B)には可動部22の振動波形STを示す。また、図11に示す(A)において、縦軸は駆動信号DSの電流値(I)を示し、(B)において、縦軸は振動デバイス20の振動の振幅を示す。また、図11に示す(A)及び(B)において、横軸は経過時間(t)を示す。また、可動部22の振動波形STは、磁気センサー60の計測値を加工して表示したものである。
図11に示す駆動信号DSの信号波形と、可動部22の振動波形STとを参照すると明らかなように、可動部22の変位量(振幅)は、駆動信号DSの電流に比例する。
従って、制御部120が、駆動機構25に供給される駆動信号DSの波形が台形状になるように駆動信号供給部131を制御する。台形状の駆動信号DSが駆動機構25に供給されることで、可動部22の振動波形STが台形状に調整される。制御部120が、可動部22の振動波形STが台形状になるように制御を行う理由については後述する。
駆動信号DSは周期信号であり、駆動信号DSの1周期には、図11に示すようにPE(period)1、PE2、PE3及びPE4の4つの期間が含まれる。PE1は、(+)側に位置し、ほぼ一定の電流値に維持される期間である。また、PE3は、(−)側に位置し、ほぼ一定の電流値に維持される期間である。PE2は、PE1とPE3とをつなぎ、電流値が連続的に漸減する期間である。PE4は、PE3とPE1とをつなぎ、電流値が連続的に漸増する期間である。
図12は、駆動信号DSの傾きを変化させた場合の振動デバイス20の振動波形STの変化を示す図である。より詳細には、図12は、駆動信号DSのPE2及びPE4の期間での傾きが変更された場合の振動デバイス20の振動波形STの変化を示す図である。PE2及びPE4の期間の駆動信号DSの傾きを変更することで、PE1及びPE3の期間の長さ、すなわち駆動信号DSの電流値がほぼ一定の時間が変更される。
図12において、(A)、(B)及び(C)には駆動信号DSの信号波形を示す。(A)に示す駆動信号DSをDS1と表記し、(B)に示す駆動信号DSをDS2と表記し、(C)に示す駆動信号DSをDS3と表記する。駆動信号DS1の傾きが最も大きく、駆動信号DS2の傾きが次に大きく、駆動信号DS3の傾きが最も小さい。すなわち、駆動信号DS1のPE1及びPE3の期間が最も長く、駆動信号DS2のPE1及びPE3の期間が次に長い。また、駆動信号DS3のPE1及びPE3の期間が最も短い。
図12において、(D)、(E)及び(F)には振動デバイス20の振動波形STを示す。(A)に示す駆動信号DS1が振動デバイス20に供給された場合の振動デバイス20の振動波形STを(D)に示す。(B)に示す駆動信号DS2が振動デバイス20に供給された場合の振動デバイス20の振動波形STを(E)に示す。(C)に示す駆動信号DS3が振動デバイス20に供給された場合の振動デバイス20の振動波形STを(F)に示す。
図12において、(B)に示す駆動信号DS2は、傾きが適正に調整された駆動信号である。適正な傾きに調整された駆動信号DS2が振動デバイス20に供給されると、(E)に示すように振動デバイス20の振動波形STが台形状になる。
また、図12において、(A)に示す駆動信号DS1は、駆動信号DS2よりも傾きが大きい駆動信号である。駆動信号DS2よりも傾きが大きい駆動信号DS1が振動デバイス20に供給されると、(D)に示すように台形状であった振動デバイス20の振動波形STが崩れて、振動波形STの上底の期間S1において、上に凸の振動波形STが現れる。また、振動波形STの下底の期間S2において、下に凸の振動波形STが現れる。
また、図12において、(C)に示す駆動信号DS3は、駆動信号DS2よりも傾きが小さい駆動信号である。駆動信号DS2よりも傾きが小さい駆動信号DS3が振動デバイス20に供給されると、(F)に示すように台形状であった振動デバイス20の振動波形STが崩れて、振動波形STの上底の期間S1において、下に凸の窪んだ振動波形STが現れる。また、振動波形STの下底の期間S2において、上に凸の振動波形STが現れる。
振動デバイス20が搭載されたプロジェクター1において、スクリーンSCに投射される画像の解像度を高解像度化するためには、制御部120に以下の制御を実行させる必要がある。
すなわち、画像光LLの光軸を一方側にシフトさせた場合の画像表示位置P1と、他方側にシフトさせた場合の画像表示位置P2とが半画素分ずれるように、制御部120に振動デバイス20の振動を制御させる。画像表示位置P1と画像表示位置P2とが半画素分ずれることで、見かけ上の画素数が増加し、スクリーンSCに投射される画像が高解像度化される。
画像表示位置P1と画像表示位置P2とが半画素分ずれた位置とするため、制御部120は、ピーク値検出部75により検出される出力信号のピーク値が予め設定された値となるように駆動信号DSの振幅を調整する。例えば、制御部120は、ピーク値検出部75により検出される出力信号のピーク値と、予め設定された値との差分を求めて、求めた差分に基づいて駆動信号DSの振幅を調整する。これにより、駆動信号DSの振幅が所定値となり、振動デバイス20を所定の振幅で振動させて画像光LLの光軸をシフトさせ、画像表示位置P1及びP2を半画素分ずらすことができる。予め設定された値は、事前に計測された値であり、ROMや記憶部等に記憶される。
また、画像をできるだけはっきりと見せるためには、画像表示位置P1及びP2にシフトさせた振動デバイス20をできるだけ長くその場に留まらせる必要がある。すなわち、図12に示す期間S1及びS2において、画像表示位置P1又は画像表示位置P2にシフトさせた振動デバイス20の姿勢を一定に保つ必要がある。振動デバイス20の姿勢を一定に保つためには、コイル252に供給される駆動信号DSの信号波形を台形状とし、さらに、図12において(B)に示す適正な傾きに調整された駆動信号DS2を振動デバイス20に供給する必要がある。図12において(A)や(C)に示した駆動信号DS1又はDS3が振動デバイス20に供給されると、振動デバイス20の振動波形STが、上に凸の振動波形STや、下に凸の振動波形STとなる。このため、振動デバイス20の姿勢が一定せずに動いた状態となり、プロジェクター1が表示する画像の画質が低下してしまう。
図13は、傾きが異なる駆動信号を振動デバイス20に供給した場合に検出される振動デバイス20の振動波形の一部を重ねて表示した図である。より詳細には、図13は、図12に示した(D)、(E)及び(F)の振動デバイス20の振動波形STの各々の一部を重ねて表示した図である。
図13に一点鎖線で示す振動波形ST1は、振動デバイス20に駆動信号DS1を供給した場合の波形を示す。また、図13に実線で示す振動波形ST2は、振動デバイス20に駆動信号DS2を供給した場合の波形を示す。また、図13に破線で示す振動波形ST3は、振動デバイス20に駆動信号DS3を供給した場合の波形を示す。
振動デバイス20に駆動信号DS1、DS2及びDS3をそれぞれ供給し、磁気センサー60が出力する出力信号の実効値をそれぞれに求めて比較した。振動デバイス20に駆動信号DS2を供給した場合に磁気センサー60が出力する出力信号の実効値が、振動デバイス20に駆動信号DS1やDS3を供給した場合に磁気センサー60が出力する出力信号の実効値より大きくなった。なお、振動デバイス20に、駆動信号DS2を供給した場合に磁気センサー60が出力する出力信号の振幅の最大値は、振動デバイス20に、駆動信号DS1やDS3を供給した場合に磁気センサー60が出力する出力信号の振幅の最大値と同一であると仮定する。
従って、制御部120は、以下に示す制御を行い、振動デバイス20の振動波形STが台形状となるように調整する。
すなわち、制御部120は、波形生成部132が備えるデジタルポテンショメーターの可変抵抗値を変更しながら、磁気センサー60が出力する出力信号の実効値を求める。デジタルポテンショメーターの可変抵抗値を変更することで、駆動信号DSの傾きが変更され、出力信号の実効値が変更される。制御部120は、求めた出力信号の実効値が最大となるように波形生成部132が備えるデジタルポテンショメーターの可変抵抗値を設定して、駆動信号DSの立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きを調整する。
従来、プロジェクター1に振動デバイス20を搭載する場合、プロジェクター1の組み立て前に、レーザー変位計等を使用して振動デバイス20の振動量や振動波形を事前に調整していた。しかしながら、振動デバイス20は、組み立てのバラツキや、温度変化によって振動量や振動波形が変化してしまう場合があった。
そこで本実施形態では、磁気センサー60により振動デバイス20の振動波形STの実効値やピーク値を検出して、制御部120が検出された実効値やピーク値に基づいて駆動信号DSの振幅や傾きを調整する。これにより、レーザー変位計や画像検査機器等を使用して振動デバイス20の振動量や振動波形を調整する必要がなくなり、振動デバイス20の振動量や振動波形が最適に調整される。このため、プロジェクター1が投射する画像の画質を向上させて、振動デバイス20の調整にかかる手間を軽減することができる。
図14は、振動デバイス20の振幅を調整する制御部120の動作を示すフローチャートである。
制御部120は、まず、検出部70から入力される磁気センサー60の出力信号のピーク値に基づいて、この出力信号のピーク値が所定の値となるように駆動信号DSの振幅を調整する。出力信号のピーク値が所定の値となるように駆動信号DSの振幅を調整することで、振動デバイス20を一方側に揺動させた場合の画像表示位置P1と、他方側に揺動させた場合の画像表示位置P2とが斜め方向に半画素分ずれた位置となるように調整される。このように振動デバイス20の振幅を調整することで、見かけ上の画素数が増加し、スクリーンSCに投射される画像が高解像度化される。制御部120は、磁気センサー60が出力する出力信号のピーク値に基づいて、振動デバイス20の振幅が予め設定された範囲内の値となるように制御して、画像表示位置P1及びP2が半画素分ずれた位置となるように調整する。
振動デバイス20の振幅の調整が終了すると、制御部120は、検出部70から入力される磁気センサー60の出力信号の実効値が最大になるように駆動信号DSの信号波形における傾きを調整する。駆動信号DSの振幅を調整した後に、駆動信号DSの信号波形における傾きを調整することで、目的の振幅及び信号波形を有する駆動信号DSに短時間で調整することができる。
まず、制御部120は、第2A/D変換部77から入力されるピーク値を取得する(ステップS1)。例えば、制御部120は、第2A/D変換部77から入力されるピーク値を、同期信号に同期するタイミングで取得してもよい。制御部120が第2A/D変換部77から入力されるピーク値のうち、同期信号に同期するタイミングのピーク値を取得することで、画像が書き換わるタイミングで、検出部70の出力信号のピーク値を取得することができる。
次に、制御部120は、取得したピーク値と、予め設定された基準値との差分を算出する(ステップS2)。そして、制御部120は、算出した差分が、予め設定された規定範囲内であるか否かを判定する(ステップS3)。
制御部120は、算出した差分が規定範囲内にある場合(ステップS3/YES)、このフローを終了させる。また、制御部120は、算出した差分が規定範囲内にない場合(ステップS3/NO)、ステップS2で算出した差分が正の値であるか否かを判定する(ステップS4)。制御部120は、算出した差分が正の値である場合(ステップS4/YES)、ゲイン調整部133が備えるデジタルポテンショメーターを制御して、可変抵抗器の抵抗値の設定を小さい値に変更する(ステップS6)。これにより、増幅部134のゲインが小さい値に変更され、駆動信号DSの振幅が小さい値に変更される。
また、制御部120は、算出した差分が正の値ではない場合(ステップS4/NO)、ゲイン調整部133が備えるデジタルポテンショメーターの可変抵抗の設定値を大きい値に変更する(ステップS5)。これにより、増幅部134のゲインが大きい値に変更され、駆動信号DSの振幅が大きい値に変更される。
図15は、検出部70の出力信号の実効値が最大となるように調整する制御部120の動作を示すフローチャートである。
制御部120は、まず、磁気センサー60の出力信号の実効値を取得する(ステップS11)。ステップS11において取得した実効値を第1実効値という。
次に、制御部120は、波形生成部132のデジタルポテンショメーターを制御して、可変抵抗器の抵抗値の設定を現在の値よりも大きい値に変更する(ステップS12)。制御部120は、可変抵抗器の抵抗値を変更すると、磁気センサー60の出力信号の実効値を取得する(ステップS13)。ステップS13において取得した実効値を第2実効値という。
次に、制御部120は、波形生成部132のデジタルポテンショメーターを制御して、可変抵抗器の抵抗値の設定を、ステップS11において第1実効値を取得したときの抵抗値より小さい値に変更する(ステップS14)。制御部120は、可変抵抗器の抵抗値を変更すると、磁気センサー60の出力信号の実効値を取得する(ステップS15)。ステップS15において取得した実効値を第3実効値という。
次に、制御部120は、第1実効値、第2実効値及び第3実効値の大きさを比較する(ステップS16)。制御部120は、第1実効値、第2実効値及び第3実効値のうち、第1実効値が最大であると判定すると(ステップS17/YES)、この処理フローを終了させる。
また、制御部120は、第2実効値が最大であると判定すると(ステップS17/NO、かつS18/YES)、波形生成部132が備えるデジタルポテンショメーターの可変抵抗の設定値を大きい値に変更する(ステップS19)。これにより、波形生成部132が備える積分回路の時定数が大きい値に変更され、駆動信号DSの傾きが小さく変更される。
また、制御部120は、第3実効値が最大であると判定すると(ステップS17/NO、かつS18/NO)、波形生成部132が備えるデジタルポテンショメーターの可変抵抗の設定値を小さい値に変更する(ステップS20)。これにより、波形生成部132が備える積分回路の時定数が小さい値に変更され、駆動信号DSの傾きが大きく変更される。
駆動信号DSの傾きを変更すると、振動デバイス20の振動波形STの形状が変化するが、期間S1やS2において凸形状や凹形状となることで、振動波形STの振幅が変化してしまう。例えば、駆動信号DSの駆動波形の傾きを小さくすると、期間S1において凸形状となっていた振動波形STが平坦となり、振動波形STの振動が減少する。このため、駆動信号DSの傾きを変更した場合は、再度、図14に示す駆動信号DSの振幅を調整する必要がある。従って、駆動信号DSの振幅と傾きを正確に調整するためには、図14に示す処理フローと、図15に示す処理フローとを繰り返し実行する必要があり、また、繰り返す回数を増やすことで、より正確に調整することができる。
以上、説明したように本実施形態は、光学部材であるガラス板21と、支持部23と、画像変位部として動作する振動デバイス20と、駆動信号供給部131と、検出部70と、調整部として動作する制御部120とを備える。
ガラス板21は、画像光の光路に位置して画像光を所定方向に出射する。支持部23は、ガラス板21を変位可能に支持する。振動デバイス20は、駆動信号により駆動されガラス板21を変位させる駆動部としての駆動機構25を備える。駆動信号供給部131は、駆動機構25に駆動信号DSを供給する。検出部70は、ガラス板21の変位を検出する。制御部120は、検出部70が検出したガラス板21の変位を示す振動波形の実効値に基づいて、駆動信号供給部131が供給する駆動信号を調整する。
従って、ガラス板21の変位を示す振動波形の実効値に基づいて、駆動信号DSを調整することで、ガラス板21の変位を高精度に制御して、高品位な画像を表示することができる。
また、駆動信号供給部131が駆動機構25に供給する駆動信号DSは、周期信号である。制御部120は、ガラス板21の変位を示す振動波形の実効値が最大になるように、駆動信号DSの信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きを調整する。
従って、振動波形を最適に調整して、ガラス板21の変位を最適に調整することができる。
また、制御部120は、ガラス板21の変位を示す振動波形のピーク値が所定の値になるように、駆動信号DSの振幅を調整する。
従って、振動波形を調整して、ガラス板21の変位を最適に調整することができる。
また、制御部120は、ガラス板21の変位を示す振動波形のピーク値が所定の値になるように駆動信号DSの振幅を調整する。その後、制御部120は、振動波形の実効値が最大になるように駆動信号DSの信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きを調整する。
従って、最適な手順で振動波形を調整することができる。
また、制御部120は、駆動信号DSの振幅の調整、及び、駆動信号DSの信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きの調整を、交互に繰り返し実行する。
従って、振動波形の調整精度を高めることができる。
また、制御部120は、振動波形のピーク値と振動波形の実効値との少なくともいずれか一方が所定の範囲から外れた場合に、駆動信号供給部131が供給する駆動信号DSを調整する。
従って、ガラス板21の振動に変化が生じたと判定される場合に、駆動信号DSを調整することができる。
また、制御部120は、ガラス板21の変位を示す振動波形のピーク値に基づいて、駆動信号供給部131が供給する駆動信号DSを調整する。
従って、ガラス板21の変位を高精度に制御して、高品位な画像を表示することができる。特に、プロジェクター1の外部の温度が変化して、振動波形のピーク値が変化した場合に、駆動信号を調整することで、ガラス板21の変位を高精度に制御することができる。
また、プロジェクター1は、同期信号に従って画像を描画し、描画した画像の画像光をガラス板21に向けて出射するダイクロイックプリズム110を備える。駆動信号供給部131は、同期信号に同期する駆動信号DSを供給し、制御部120は、検出部70の検出値を、同期信号に同期するタイミングで取得して、ガラス板21の変位量を示す振動波形を生成する。
従って、画像が描画されるタイミングに合わせて、ガラス板21の変位を高精度に制御することができる。
また、振動デバイス20は、ガラス板21に取り付けられる補助部材としての可動部22を有する。支持部23は、可動部22を介してガラス板21を揺動自在に支持する。駆動機構25は、可動部22とともにガラス板21を揺動させる電磁アクチュエーターを有して構成される。電磁アクチュエーターは、永久磁石251及びコイル252によって構成される。検出部70は、可動部22又はガラス板21の変位を検出する。
従って、可動部22又はガラス板21の変位を示す振動波形を検出して、ガラス板21の変位を高精度に制御することができる。
また、駆動信号供給部131が供給する駆動信号DSの波形、及び、ガラス板21の変位を示す振動波形は、それぞれ台形波である。
光学部材に入射される画像光の光路がずれるようにガラス板21を揺動させることができ、プロジェクター1により表示される画像の解像度を高めることができる。
上述した実施形態は本発明の好適な実施の形態である。但し、上述の実施形態は限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施が可能である。
例えば、上述した実施形態では、プロジェクター1がガラス板21の変位を検出する検出部70を備えている場合について説明したが、プロジェクター1の外部に設けられたセンサー等の装置によりガラス板21の変位を検出する構成であってもよい。この場合、プロジェクター1の外部に設けられたセンサーから入力される信号は、上述した検出部70が出力する出力信号と同一の信号である。制御部120は、外部のセンサーにより検出されたガラス板21の変位(振動波形)を示す信号に基づいて、駆動信号供給部131を制御することで、駆動信号DSを調整可能である。
また、上述した実施形態では、制御部120は、可動部22の変位を示す振動波形STのピーク値が所定の値となるように駆動信号DSの振幅を調整し、振動波形の実効値が最大になるように駆動信号DSの傾きを調整した。
変形例として、制御部120は、可動部22の振動波形STのピーク値が所定の値となるように駆動信号DSの振幅だけを調整する構成であってもよい。駆動信号DSの振幅だけを調整する構成であっても、画像表示位置P1と画像表示位置P2とが半画素分ずれた位置となるように調整することができ、投射される画像を高解像度化することができる。また、制御部120は、振動波形の実効値が最大になるように駆動信号DSの傾きだけを調整する構成であってもよい。これにより、図12示す期間S1、S2において振動デバイス20の姿勢を一定に保ち、画像をできるだけはっきりと見せることができる。
また、図14に示すフローチャートでは、ステップS1で取得したピーク値と、予め設定された基準値との差分を算出し、算出した差分が、予め設定された規定範囲ではない場合に、増幅部134のゲインを調整して、駆動信号DSの振幅を調整した。変形例として、例えば、プロジェクター1に設けられた操作部(不図示)の操作を受け付けた場合に、制御部120は、駆動信号DSの振幅の調整を行ってもよい。
また、制御部120は、ステップS11で取得した第1実効値と、予め設定された実効値の基準値との差分を求めて、求めた差分が予め設定された規定範囲から外れた場合に、駆動信号DSの傾きを調整してもよい。
また、上述した実施形態では、振動デバイス20のシフト量を半画素に相当する量にして高解像度化を図る場合を説明したが、半画素に限定されない。図2に示した画像表示位置P1、P2のずれ量を、1画素未満の規定量に設定すれば、見かけ上の画素を増加させ、高解像度化を図ることができる。例えば、シフト量を一画素の1/4にしてもよいし、1/8にしてもよい。
また、上述した実施形態では、磁気センサー60の出力信号の実効値を検出する実効値検出部71や、ピーク値を検出するピーク値検出部75を設けたが、磁気センサー60の出力信号をA/D変換して制御部120に入力させる構成であってもよい。制御部120は、入力されたデジタルの出力信号に基づいて出力信号の実効値やピーク値を検出する。
また、上述した実施形態では、制御部120が、実効値検出部71により検出された出力信号の実効値や、ピーク値検出部75により検出された出力信号のピーク値に基づいて、駆動信号DSの振幅や傾きを調整した。変形例として、ピーク値検出部75が検出した出力信号のピーク値が入力されるアナログ回路を設けて、このアナログ回路によりゲイン調整部133のゲインを調整してもよい。同様に、実効値検出部71が検出した出力信号の実効値が入力されるアナログ回路を設けて、このアナログ回路により波形生成部132が備える積分回路の時定数を変更する構成であってもよい。アナログ回路には、例えば、トランジスターや、バリキャップダイオードが用いられる。
また、上述の実施形態では、画像変位部として、振動デバイス20を用いる場合を説明したが、振動デバイス20以外の構成を用いてもよい。また、画像光が入射する光入射面を有する光学部として、ガラス板21を用いる場合を説明したが、ガラス板21に限らず、光反射性を有するミラーであってもよい。このような場合には、本発明の光学デバイスを光走査用の光学デバイスや、光スイッチ、光アッテネーター等として利用可能となる。
また、上述の実施形態では、表示装置として、液晶プロジェクターについて説明したが、光走査用の光学デバイスを用いた光走査型のプロジェクターであってもよい。また、空間光変調器は、LCOS(Liquid crystal on silicon, LCoSは登録商標)等の反射型の液晶表示素子や、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)等を用いる構成であってもよい。また、画像表示装置としては、プロジェクターに限定されず、その他、プリンター、スキャナー、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)、ヘッドアップディスプレイ(HUD)等にも適用可能である。
1…プロジェクター、20…振動デバイス(画像変位部)、21…ガラス板、22…可動部(補助部材)、23…支持部、23a…枠部、24a、24b…軸部、25…駆動機構、26…保持部材、60…磁気センサー、61…永久磁石、63…センサー部、70…検出部、71…実効値検出部、73…第1A/D変換部、75…ピーク値検出部、77…第2A/D変換部、102…光源、104a、104b、104c…ミラー、106a、106b…ダイクロイックミラー、108R、108G、108B…液晶表示素子、110…ダイクロイックプリズム(光出射部)、112…投射光学系、120…制御部(調整部)、122…画像信号処理部、131…駆動信号供給部、132…波形生成部、133…ゲイン調整部、134…増幅部、221…貫通孔、251…永久磁石、252…コイル、Rv、Gv、Bv…データ信号、DS…駆動信号、J…揺動軸、LL…画像光、P1…画像表示位置、P2…画像表示位置、SA…同期信号、SC…スクリーン、ST…振動波形、Vid…画像信号。

Claims (13)

  1. 画像光の光路に位置して前記画像光を所定方向に出射する光学部材、前記光学部材を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号により駆動され前記光学部材を変位させる駆動部を有する画像変位部と、
    前記駆動部に前記駆動信号を供給する駆動信号供給部と、を備え、
    前記駆動信号供給部は、前記光学部材の変位を検出することにより得られる波形の実効値に基づいて、前記駆動信号を調整可能である、表示装置。
  2. 画像光の光路に位置して前記画像光を所定方向に出射する光学部材、前記光学部材を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号により駆動され前記光学部材を変位させる駆動部を有する画像変位部と、
    前記駆動部に前記駆動信号を供給する駆動信号供給部と、
    前記光学部材の変位を検出する検出部と、
    前記検出部が検出した前記光学部材の変位を示す振動波形の実効値に基づいて、前記駆動信号供給部が供給する前記駆動信号を調整する調整部と、
    を備える、表示装置。
  3. 前記駆動信号供給部が前記駆動部に供給する前記駆動信号が周期信号であり、
    前記調整部は、前記光学部材の変位を示す前記振動波形の実効値が最大になるように、前記駆動信号の信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きを調整する、請求項2記載の表示装置。
  4. 前記調整部は、前記光学部材の変位を示す振動波形のピーク値が所定の値になるように、前記駆動信号の振幅を調整する、請求項2又は3記載の表示装置。
  5. 前記調整部は、前記光学部材の変位を示す前記振動波形のピーク値が所定の値になるように前記駆動信号の振幅を調整した後、前記振動波形の実効値が最大になるように前記駆動信号の信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きを調整する、請求項4記載の表示装置。
  6. 前記調整部は、前記駆動信号の振幅の調整、及び、前記駆動信号の信号波形における立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかの傾きの調整を、交互に繰り返し実行する、請求項4又は5記載の表示装置。
  7. 前記調整部は、前記振動波形のピーク値と前記振動波形の実効値との少なくともいずれか一方が所定の範囲から外れた場合に、前記駆動信号供給部が供給する前記駆動信号を調整する、請求項4から6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. 画像光の光路に位置して前記画像光を所定方向に出射する光学部材、前記光学部材を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号により駆動され前記光学部材を変位させる駆動部を有する画像変位部と、
    前記駆動部に前記駆動信号を供給する駆動信号供給部と、
    前記光学部材の変位を検出する検出部と、
    前記検出部が検出した前記光学部材の変位を示す振動波形のピーク値に基づいて、前記駆動信号供給部が供給する前記駆動信号を調整する調整部と、
    を備える、表示装置。
  9. 前記駆動信号供給部が前記駆動部に供給する前記駆動信号が周期信号であり、
    前記調整部は、前記光学部材の変位を示す振動波形のピーク値が所定の値になるように、前記駆動信号の振幅を調整する、請求項8記載の表示装置。
  10. 同期信号に従って画像を描画し、描画した画像の画像光を前記光学部材に向けて出射する光出射部を備え、
    前記駆動信号供給部は前記同期信号に同期する前記駆動信号を供給し、
    前記調整部は、前記検出部の検出値を、前記同期信号に同期するタイミングで取得して、前記光学部材の変位量を示す前記振動波形を生成する、
    請求項2から9のいずれか1項に記載の表示装置。
  11. 前記画像変位部は、前記光学部材に取り付けられる補助部材を有し、
    前記支持部は、前記補助部材を介して前記光学部材を揺動自在に支持し、
    前記駆動部は、前記補助部材とともに前記光学部材を揺動させるアクチュエーターを有して構成され、
    前記検出部は、前記補助部材又は前記光学部材の変位を検出する、
    請求項2から10のいずれか1項に記載の表示装置。
  12. 前記駆動信号供給部が供給する前記駆動信号の波形、及び、前記光学部材の変位を示す振動波形は、それぞれ台形波である、
    請求項2から11のいずれか1項に記載の表示装置。
  13. 画像光の光路に位置して前記画像光を所定方向に出射する光学部材、前記光学部材を変位可能に支持する支持部、及び、駆動信号により駆動され前記光学部材を変位させる駆動部を有する画像変位部と、を備える表示装置の制御方法であって、
    前記光学部材の変位を検出し、
    検出された前記光学部材の変位を示す振動波形の実効値に基づいて、前記駆動部に供給する前記駆動信号を調整する、表示装置の制御方法。
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