JP6432744B2 - 光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6432744B2
JP6432744B2 JP2015554578A JP2015554578A JP6432744B2 JP 6432744 B2 JP6432744 B2 JP 6432744B2 JP 2015554578 A JP2015554578 A JP 2015554578A JP 2015554578 A JP2015554578 A JP 2015554578A JP 6432744 B2 JP6432744 B2 JP 6432744B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuators
actuator
optical member
gain
driving device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015554578A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2015098120A1 (ja
Inventor
行天 敬明
敬明 行天
近藤 信幸
信幸 近藤
増谷 健
健 増谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2015098120A1 publication Critical patent/JPWO2015098120A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6432744B2 publication Critical patent/JP6432744B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/147Optical correction of image distortions, e.g. keystone
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0875Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/48Laser speckle optics
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/142Adjusting of projection optics
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3161Modulator illumination systems using laser light sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179Video signal processing therefor
    • H04N9/3188Scale or resolution adjustment
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
    • G02B26/008Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light in the form of devices for effecting sequential colour changes, e.g. colour wheels
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • G03B21/204LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053Driving means for the movement of one or more optical element
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0069Driving means for the movement of one or more optical element using electromagnetic actuators, e.g. voice coils

Description

本開示は、映像の投写位置を移動させるための光学部材を駆動する光学部材駆動装置及びそれを用いた投写型映像表示装置に関する。
特許文献1は、映像を投写表示するプロジェクタの表示位置を移動させる画像移動装置を開示している。この画像移動装置は、映像の光変調を行う固定画素型の表示素子と、画像位置を移動させる4角形の平行平板ガラスとの間に、平行平板ガラスの4つの角を保持する圧電素子を備える。これら4つの圧電素子に電圧を印加して画像を移動させる。
特開2007−206567号公報
特許文献1に記載の画像移動装置は、映像の光変調を行う固定画素型の表示素子と、画像位置を移動させる4角形の平行平板ガラスとの間に、平行平板ガラスの4つの角を支える4つの圧電素子を備える構造である。
本開示は、簡単な制御で、映像(画素)の投写位置を移動させるための光学部材(平行平板ガラス等)を2つの直交した方向に移動させることを可能とする光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置を提供する。
本開示の第1の態様において、光路変更用の光学部材と、一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータと、互いに直交する2つの軸上にある光学部材の端部と複数のアクチュエータの可動部とを連結する複数の連結部材と、各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部と、位置検出部からの検出信号に基づいて各アクチュエータの可動部の移動を制御する制御部と、を備えた光学部材駆動装置が提供される。
本開示の第2の態様において、光源と、光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された映像光を拡大投写する投写光学系と、光変調素子と投写光学系との間に配置された上記の光学部材駆動装置と、を備える。
本開示における光学部材駆動装置は、簡単な制御で画像を2つの直交した方向に移動させることが可能となる。
実施の形態1の光学部材駆動装置の全体構成を示すブロック図 実施の形態1の光学部材駆動装置の構造を示す図 実施の形態1の光学部材駆動装置で使用される部品の概略図 実施の形態1の光学部材駆動装置で使用される平行平板ガラスの平面図 平行平板ガラスで光路が変更される原理を説明するための図 実施の形態1における平行平板ガラスを傾斜させる動作を説明するための図 平行平板ガラスの傾斜駆動の方向を示す図 平行平板ガラスで入力映像光を複数の位置に出射する原理を説明するための図 平行平板ガラスの位置ズレの状態を説明するための図 アクチュエータの初期調整を示すフローチャート アクチュエータのサーボ制御を示すブロック線図 実施の形態2の光学部材駆動装置の構造を示す図 実施の形態2の光学部材駆動装置の構造を示す図 光学部材駆動装置の連結部の別の例を示す図 光学部材駆動装置の連結部の別の例を示す図 実施の形態3の光学部材駆動装置の構造を示す図 実施の形態3の光学部材駆動装置で使用される連結部材を示す図 実施の形態4の光学部材駆動装置を備えた投写型映像表示装置の構成を示す図 蛍光体ホイールの構成を示す図
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。
なお、発明者(ら)は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(実施の形態1)
以下、添付の図面を用いて、実施の形態を説明する。
[1−1.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学部材駆動装置の構造を示す斜視図である。図2は、図1に示す光学部材駆動装置100を駆動する駆動部の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、光学部材駆動装置100は、光学部材である正方形状の平行平板ガラス1000と、それを駆動する4個のアクチュエータA、B、C、Dと、アクチュエータA、B、C、D各々を平行平板ガラス1000に連結する連結部材106a、106b、106c、106dと、を含む。また、正方形状の平行平板ガラス1000の端部は、連結部材106a、106b、106c、106dによって、アクチュエータA、B、C、D各々の可動部107a、107b、107c、107dと連結されている。
本実施の形態ではアクチュエータA〜Dとしてボイスコイルモータ(VCM)を使用している。図3は、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。
この可動部107には、ガイド窓1070が開設されている。このガイド窓1070にヨーク1011が挿通され、可動部107に設けられたコイル1014が対向配置された永久磁石1012、1013の間に配備される。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1に示す位置検出回路103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。
アクチュエータA〜D(ボイスコイルモータ101)の可動部107が結合される連結部材106は、図4に示すように平行平板ガラス1000の外周各辺の中央部(EA、EB、EC、ED)において平行平板ガラス1000と連結されている。平行平板ガラス1000を支持するEA点とEC点を結ぶ仮想線をA−C軸とし、EB点とED点とを結ぶ仮想線をB−D軸とする。A−C軸とB−D軸とは、平行平板ガラス1000の面中心Oで直交する。換言すれば、アクチュエータA、Cは、A−C軸上であってかつ平行平板ガラス1000の端部EA、ECにおいて、互いに対向するように配置される。アクチュエータB、Dは、B−D軸上であってかつ平行平板ガラス1000の端部EB、EDにおいて、互いに対向するように配置される。
4つのアクチュエータA、アクチュエータB、アクチュエータC、アクチュエータDは、駆動回路104a、104b、104c、104dによってそれぞれ駆動される。駆動回路104a、104b、104c、104dは、1つのマイクロコンピュータ105からの制御信号にしたがい制御される。駆動回路104a〜104dからの駆動信号電流によってアクチュエータA〜アクチュエータDは一軸方向(光軸に平行な方向)に可動部107a〜107dが進退するように駆動される。可動部107a〜107dの位置は、可動部に設けられた位置センサ102a〜102dからの信号に基づき位置検出回路103a〜103dによって検出される。位置検出回路103a〜103dは、位置センサ102a〜102d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〜103d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A〜アクチュエータDの可動部107a〜107dの位置(または移動量)を常時監視し、アクチュエータA〜アクチュエータDをサーボ制御する。
[1−2.動作]
以上のように構成された光学部材駆動装置100の動作を以下に説明する。
図5は、平行平板ガラス1000の傾きによる光路の変更を説明した図である。平行平板ガラス1000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1000の入射面において屈折せずに直進して平行平板ガラス1000中を通過する。そして、平行平板ガラス1000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。このため入力光線が映像光である場合、画像(画素)の移動は発生しない。
一方、平行平板ガラス1000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1000の入射面において屈折し、その後平行平板ガラス1000中を直進し、出射面において屈折して出射する。
平行平板ガラス1000に入射するときに屈折する角度と、平行平板ガラス1000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100の傾きに応じて平行移動する。この結果、平行平板ガラス1000から出力され投写される画像の表示位置が移動することになる。
図6は、平行平板ガラス1000の傾斜方法の原理を説明した図である。平行平板ガラス1000を図6(a)に示す状態から、例えば、アクチュエータB、アクチュエータDの可動部を変位させず、アクチュエータAの可動部107aを上方に変位させ、アクチュエータCの可動部107cをアクチュエータAの可動部107aと同じ変位量だけ下方に変位させる。これによって、平行平板ガラス1000をB−D軸を中心として図6(b)のように変位させることができる。すなわち、平行平板ガラス1000を挟んで対向して配置された一対のアクチュエータを互いに逆向きに同じ移動量だけ変位させることで平行平板ガラス1000を傾けることができる。
このような原理を利用して、平行平板ガラス1000をアクチュエータA〜C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。
図7及び図8は、平行平板ガラス1000を傾けるためのアクチュエータA〜Cの制御を説明するための図である。
図7に示すように、A−C軸とB−D軸とは同一面上の面中心Oで交差している。この交差点Oが一定位置に保たれた状態で、A−C軸及び/またはB−D軸を傾斜させることにより平行平板ガラス1000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A〜Cの動作を、図8を参照して説明する。
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A〜Cの動作を説明するための図である。図8(a)〜(d)は、平行平板ガラス1000の制御状態を説明するための図である。図8(e)は、平行平板ガラス1000の傾きの変化に伴い移動する画素の表示位置を示した図である。
図8において破線矢印は、入力光線Liが平行平板ガラス1000に対して垂直に入射した場合、即ち、平行平板ガラス1000が水平位置にある場合の出力光線を示している。入力光線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(e)の「f」で示す位置に表示されるとする。以下、この状態を「基準状態」と呼ぶ。アクチュエータA〜Cの各々を駆動することで平行平板ガラス1000を傾斜させて、画素の表示位置を「a」〜「d」の各位置へシフトさせることができる。
図8(e)に示す位置「a」は、平行平板ガラス1000が図8(a)のような状態(第1の状態)にあるとき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(a−1)のように、EC点をアクチュエータCによって上方に移動させ、EA点をアクチュエータAによって下方にEC点の変量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図8(a−2)のように、ED点をアクチュエータDによって下方に移動させ、EB点をアクチュエータBによって上方にED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(e)に示す位置「a」に画素を表示することができる。
図8(e)に示す位置「b」は、平行平板ガラス1000が図8(b)のような状態(第2の状態)にあるとき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(b−1)のように、EC点をアクチュエータCによって上方に移動させ、EA点をアクチュエータAによって下方にEC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(b−2)のように、ED点をアクチュエータDによって上方に移動させ、EB点をアクチュエータBによって下方にED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(e)に示す位置「b」に画素を表示することができる。
図8(e)に示す位置「c」は、平行平板ガラス1000が図8(c)のような状態(第3の状態)にあるとき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(c−1)のように、EC点をアクチュエータCによって下方に移動させ、EA点をアクチュエータAによって上方にEC点と同量移動させる。この動きとともに、図8(c−2)のように、ED点をアクチュエータDによって上方に移動させ、EB点をアクチュエータBによって下方にED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(e)に示す位置「c」に画素を表示することができる。
図8(e)に示す位置「d」は、平行平板ガラス1000が図8(d)のような状態(第4の状態)にあるとき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(d−1)のように、EC点をアクチュエータCによって下方に移動させ、EA点をアクチュエータAによって上方にEC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(d−2)のように、ED点をアクチュエータDによって下方に移動させ、EB点をアクチュエータBによって上方にED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(e)に示す位置「d」に画素を表示することができる。
図8(a)〜図8(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(e)に示すa〜dに示す異なる4箇所の位置に画素を表示することができる。
ここで、アクチュエータの可動部の変移量(以下、単に「アクチュエータの変移量」ともいう)は、位置センサの精度の限界等に起因して、同じ目標変移量で制御しても、誤差が生じる場合がある。
図9(a)に示すように、アクチュエータBとアクチュエータDの変位が無い状態で、アクチュエータAとアクチュエータCとを駆動する場合、正常な状態では、アクチュエータAが下方向に変位する量とアクチュエータCが上方向に変位する量は等しい。従って、平行平板ガラスのA−C軸とB−D軸との交差点は所定の基準位置にある。
しかしながら、アクチュエータのバラツキや取り付け位置のバラツキ等によって、図9(b)に示すようにアクチュエータBとアクチュエータDの変位が無い状態において、アクチュエータAとアクチュエータCが互いに異なった量だけ変位しようとする状況(例えば、アクチュエータAが下方に変位する量に比べアクチュエータCが上方に変位する量が大きくなる)が発生することがある。この場合、平行平板ガラス1000に不均等に負荷がかかる。場合によっては、平行平板ガラス1000に歪みが生じ、図9(b)に示すようにA−C軸とB−D軸とは交差しなくなる。
このような状況においては、アクチュエータAとアクチュエータCの変移量の相違に起因して、平行平板ガラス1000に取り付けられたアクチュエータB及びアクチュエータDの可動部107b、107dの位置に関して、実際の可動部107b、107dの位置と、本来制御したい可動部107b、107dの位置とが異なる。
このとき、マイクロコンピュータ105は、平行平板ガラス1000を本来あるべき位置に移動させようと制御するために、4つのアクチュエータA〜に大きな駆動力を発生させる。このため、平行平板ガラス1000に大きな歪み応力が発生する。
本開示の光学部材駆動装置100は、4つのアクチュエータA〜を一つのマイクロコンピュータ105が制御する構成である。これにより、図9(b)に示すように、バラツキ等の要因により対向するアクチュエータが異なった量だけ変位しようとして定常的且つ大きなアクチュエータA〜Dへの駆動出力が発生する可能性がある場合に、マイクロコンピュータ105が大きな駆動出力を事前に検出して、それに基づきアクチュエータの位置誤差を補正する処理を行うことにより、大きな駆動力の発生を低減する。
以下、本開示の光学部材駆動装置100におけるアクチュエータの位置誤差を補正するための処理について説明する。
光学部材駆動装置100は、図8で説明した通常駆動動作の前に以下に示すアクチュエータの初期調整処理を行う。初期調整処理は、原点調整、A−C軸ゲイン調整、B−D軸ゲイン調整の3つの処理を含む。以下、図10のフローチャートを用いて光学部材駆動装置100の初期調整処理について説明する。初期調整処理は、光学部材駆動装置100に対して電源がONされたときに開始されるが、他のタイミングや他のトリガ(ユーザによる指示等)により実施されてもよい。図10に示す初期調整処理はマイクロコンピュータ105により実施される。なお、以下の説明において、アクチュエータA〜Dの位置とは、位置センサ102a〜102dによって検出されるアクチュエータA〜Dの可動部107a〜107dの位置を意味する。
光学部材駆動装置100の電源がオンになると、最初に、アクチュエータの位置決めサーボのゲインを、通常動作時のゲインよりも小さい値に設定する(S10)。ゲインを小さくすることにより、各アクチュエータA〜Dの基準位置(アクチュエータの変位が零の位置)及びゲインが異なり、A−C軸とB−D軸の位置ずれが発生した場合に、各アクチュエータA〜Dに対して過大な駆動力が発生することを抑制できる。
「アクチュエータの位置決めサーボ」とは、アクチュエータの可動部107a〜107dを目標位置に移動させるためのサーボ制御のことをいう。以下、アクチュエータの位置決めサーボについて説明する。図11は、本実施形態の光学部材駆動装置100における各アクチュエータA〜Dに対するサーボ制御に関するブロック線図である。
サーボ制御において、目標位置と、各位置検出回路103a〜103dからの検出信号とに基づき、それらの差が最小となるように各アクチュエータの位置を制御する。すなわち、各位置検出回路103a〜103dからの検出信号と、目標位置を示す信号とが減算器13に入力され、それらの差分(以下「P成分信号」という)が求められる。このP成分信号はP成分ゲイン調整器21に入力され、そのゲインが調整される。また、P成分信号は積分器15に入力されて積分される。その積分された信号を「I成分信号」という。I成分信号はI成分ゲイン調整器19に入力され、そのゲインが調整される。また、各位置検出回路103a〜103dからの出力信号は微分器17により微分される。この微分された信号(速度成分を検出した信号)を「D成分信号」という。D成分信号は、D成分ゲイン調整器23に入力され、そのゲインが調整される。ゲイン調整されたI成分信号、P成分信号、D成分信号は加算器25により加算され、電力アンプ27にて増幅され、その増幅された信号に基づき各アクチェータA〜Dが駆動される。
ステップS10における位置決めサーボゲインを小さく設定することは、I成分、P成分、D成分の全てのゲインを小さく設定することで実現する。また、後述するステップS15、S18で求めるアクチュエータの移動量のゲインとは、位置検出回路103a〜103dのゲインに対応する。
図10に戻り、位置決めサーボのゲインの設定(S10)後、原点調整(基準位置の調整)を行う。具体的には、全てのアクチュエータA〜Dの目標位置を変位零の位置を示す値(基準位置の設定値)に設定して、アクチュエータA〜Dを基準位置に制御する(S11)。次に、いずれか1つのアクチュエータの位置を調整し、その駆動力が最小となるようにする(S12)。
各アクチュエータの取り付け位置のバラツキや基準位置の誤差が生じていると、各アクチュエータの連結位置であるEA点、EB点、EC点、ED点が理論的には同一平面上に存在しなくなる。しかし、実際には平行平板ガラス1000の剛性により、EA点、EB点、EC点、ED点は同一平面上にある。そのため、バラツキ等がある状態で全てのアクチュエータA〜Cの目標位置を基準位置に制御した場合、各アクチュエータA〜Dに負荷がかかり、各アクチュエータA〜Dの駆動力が大きくなるという問題がある。
そこで、本開示の光学部材駆動装置100では、4つのアクチュエータA〜Dを基準位置に一旦制御した後、その中の1つのアクチュエータDについて、目標位置を調整しながら、アクチュエータDの駆動力が最小となる目標位置を検出する。
なお、アクチュエータの駆動力の大きさはアクチュエータに供給する駆動電流の大きさに比例する。マイクロコンピュータ105は、各アクチュエータに供給する駆動電流の大きさを決定することから、駆動電流の大きさに基づき各アクチュエータの駆動力を認識できる。
上記のように検出された目標位置の値を、アクチュエータDの基準位置の設定値として再設定する(S13)。この調整により、全てのアクチュエータA〜Dの基準位置が理論的にも同一平面上に位置するようになる。尚、ステップS12、13では、アクチュエータDを調整したが、他のいずれかのアクチュエータA、B、Cの位置を調整してもよい。すなわち、アクチュエータA〜Dの中のいずれか一つの位置を調整すれば良い。
上記のような原点調整を行うことにより、アクチュエータの取り付け位置のバラツキ等を吸収できる。
原点調整後、アクチュエータの移動量のゲインの調整を行う。具体的には、アクチュエータDの目標位置を正方向の最大値に、アクチュエータBの目標位置を負方向の最大値にそれぞれ設定し、アクチュエータD、Bをそれぞれ設定した目標位置に制御する(S14)。すなわち、アクチュエータDとアクチュエータBを互いに逆方向に同じ移動量(絶対値)だけ移動させる。
アクチュエータD及びアクチュエータBについて、基準位置からの移動量を検出する位置センサ102dと位置センサ102bとの間で検出感度の差がある場合、同じ目標位置で制御された場合であっても、アクチュエータDに対して指示される移動量と、アクチュエータBに対して指示される移動量とが異なる。そこで、本実施形態では、同じ目標位置に対してアクチュエータBとアクチュエータDに実際に指示される移動量が一致するように、位置検出回路103dのゲイン(アクチュエータDの移動量のゲイン)の調整を行う。
すなわち、ステップS14に続いて、アクチュエータDとアクチュエータBの実際の移動量(絶対値)が一致するように、アクチュエータDの移動量のゲイン(位置検出回路103dのゲイン)を調整する(S15)(これを「A−C軸ゲイン調整」という)。つまり、アクチュエータDとアクチュエータBに対して、互いに逆方向で同じ移動量に制御した状態で、アクチュエータDとアクチュエータBの実際の移動量(絶対値)が一致するように、アクチュエータDについてのみ、位置センサ102dにより検出された移動量をα倍(位置検出回路103dのゲイン)する。
各アクチュエータに対して同じ目標位置で制御したときに各アクチュエータの可動部が同じ移動量だけ移動した状態では、アクチュエータA及びアクチュエータCに対して、アクチュエータD及びアクチュエータBが作用を及ぼす力が無くなる。すなわち、アクチュエータA及びアクチュエータCの駆動力が最小となる。このため、本実施形態では、アクチュエータA及びアクチュエータCの駆動力が最小となる、アクチュエータDの移動量のゲイン(補正ゲイン)を検出する。
具体的には、アクチュエータDの目標位置を正方向の最大値に設定し、かつ、アクチュエータBの目標位置を負方向の最大値に設定した状態で、アクチュエータDの移動量のゲイン(すなわち、位置検出回路103dのゲイン)を変化させながら、アクチュエータA及びアクチュエータCの駆動力を求める。そして、アクチュエータB、Dを最大変位量の位置に制御する前のアクチュエータA及びアクチュエータCの駆動力の合計値と、アクチュエータB、Dを最大変位量の位置に制御し且つアクチュエータDの移動量のゲインを調整したときのアクチュエータA及びアクチュエータCの駆動力の合計値との差分が最小となるアクチュエータDの移動量のゲイン(すなわち、位置検出回路103dのゲイン)を補正ゲインとして検出する(S15)。
このようにして検出した補正ゲインをアクチュエータDの移動量のゲインとして設定する。その後、通常動作時は、この設定したゲインをアクチュエータDの移動量のゲイン(位置検出回路103dのゲイン)として適用する。この後、アクチュエータD及びアクチュエータBの位置を基準位置に制御する(S16)。
続いて、B−D軸に関してもゲイン調整を行う。まず、アクチュエータAの目標位置を正方向の最大値に設定し、アクチュエータCの目標位置を負方向の最大値に設定し、アクチュエータA、Cをそれぞれ設定した目標位置に制御する(S17)。すなわち、使用状態においてアクチュエータAとアクチュエータCは、常に逆方向かつ同じ絶対値の移動量に設定する。
位置センサ102aと位置センサ102cの間で検出感度に差があると、同じ目標位置による駆動制御に対して、アクチュエータAに対して指示される移動量とアクチュエータCに対して指示される移動量とが異なる。このため、同じ目標位置に対してアクチュエータAとアクチュエータCに実際に指示される移動量が一致するように、アクチュエータCの移動量のゲイン(位置検出回路103cのゲイン)を調整する(この調整を「B−D軸ゲイン調整」という)。すなわち、アクチュエータAとアクチュエータCに対して、互いに逆方向で同じ移動量に制御した状態で、アクチュエータCについてのみ、位置センサ102cにより検出された移動量をα倍(位置検出回路103cのゲイン)することにより行う。
具体的には、A−C軸ゲイン調整の場合と同様に、アクチュエータAを正方向の最大値に制御し、かつ、アクチュエータCの目標位置を負方向の最大値に制御した状態で、アクチュエータCの移動量のゲイン(すなわち、位置検出回路103cのゲイン)を変化させながら、アクチュエータB及びアクチュエータDの駆動力を求める。そして、アクチュエータAおよびCを最大変位量の位置に制御する前のアクチュエータB及びアクチュエータDの駆動力の合計値と、アクチュエータA、Cを最大変位量の位置に制御し、さらにアクチュエータCの移動量のゲインが調整されたときのアクチュエータB及びアクチュエータDの駆動力の合計値との差分が最小となる、アクチュエータCの移動量のゲインを(すなわち、位置検出回路103cのゲイン)を補正ゲインとして検出する(S18)。
このようにして検出した補正ゲインをアクチュエータCの移動量のゲインとして設定する。その後、通常動作時は、この設定したゲインをアクチュエータCの移動量のゲイン(位置検出回路103cのゲイン)として適用する。A−C軸ゲイン調整とB−D軸ゲイン調整により、位置センサ102a〜102dの検出感度のバラツキの影響を低減できる。
以上のようにして、A−C軸ゲイン調整とB−D軸ゲイン調整が終了すると、位置決めサーボゲインを通常動作時の値に設定する(S20)。
この後、図8を用いて説明した通常の動作を実行する。なお、上記の例では、A−C軸ゲイン調整において、アクチュエータDの移動量のゲインを調整したが、アクチュエータDに代えてアクチュエータBの移動量のゲインを調整してもよい。また、B−D軸ゲイン調整において、アクチュエータCの移動量のゲインを調整したが、アクチュエータCに代えてアクチュエータAの移動量のゲインを調整してもよい。
このような調整をマイクロコンピュータ105が行うことで、通常動作においては上記A−C軸及びB−D軸が交差する点が常に所定の位置に制御される。
[1−3.効果等]
本実施形態の光学部材駆動装置100は、光路変更用の平行平板ガラス1000、1001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〜107dを有する複数のアクチュエータA〜Dと、平行平板ガラスの面中心で互いに直交するA−C軸、B−D軸上において、平行平板ガラスの端部EA〜EDとアクチュエータの可動部107a〜107dとを連結する複数の連結部材106a〜106dと、各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部102a〜102d、103a〜103dと、位置検出部102a〜102d、103a〜103dからの検出信号に基づいて各アクチュエータA〜Cの可動部の移動を制御するマイクロコンピュータ105と、を備える。
この構成により、アクチュエータのペア(A−C、B−D)の可動部の変位量を制御することで、直交した2つの軸(A−C軸、B−D軸)を中心として平行平板ガラス1000の傾き制御を行うことが可能となる。これにより、2組のアクチュエータA−C、B−Dに対して、水平及び垂直成分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表示装置を実現できる。
また、4つのアクチュエータA〜Dを一つのマイクロコンピュータ105が制御する構造であるため、2組のアクチュエータの一方の組の変位量が他方とは異なる変位量になることに起因する平行平板ガラスの歪応力による破損またはアクチュエータの負荷の増大による駆動力の増加を低減することができる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、図1に示すように、入力光線を移動させる正方形の平行平板ガラス1000を、平行平板ガラス1000外周の各辺の中央部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。平行平板ガラスの中心から軸対称な位置を保持すれば良く、例えば、図12に示すように平行平板ガラス1000を角で支える構造でも良い。このような支持方法でも、図1に示す支持方法の場合と同じ効果が得られる。
また、平行平板ガラスは正方形である必要は無く、図13に示すように円形でもよい。円形の平行平板ガラス1001を破線の位置で支持させるようにしても良い。
また、平行平板ガラスの中心点を通る直交軸の軸周りのモーメントが、各軸に対して対称であればよい。従って、形状が軸周りに対して非対称な平行平板ガラスの場合、軸周りのモーメントが対称となるようにバランスをとるための重りを、平行平板ガラスに追加すればよい。このような構造でも、正方形の平行平板ガラスの辺の中央を支える構造と同じ効果が得られる。
連結部材の他の例について図14を用いて説明する。平行平板ガラスの傾斜は回転運動であるため、アクチュエータと平行平板ガラスを連結する連結部材106は、回転中心軸と直交した方向に変位する。このためアクチュエータA〜Dは、この方向の位置移動を吸収する必要がある。実施の形態1の構成では、そのような変位は、アクチュエータの可動部107a〜107dとアクチュエータ本体内の永久磁石との間に存在する僅かな隙間によって吸収されている。
図14に示す例では、連結部材として弾性体1060aを用いている。この構造では、アクチュエータの構造に依存せずに変位の吸収をする。すなわち、弾性体のたわみと捻じれによって、回転中心軸と直交した方向の変位を吸収する。弾性体として、弾性を有するハガネや、弾性を有するステンレスなどの弾性を有する金属片が使用できる。このような弾性体を使用することにより、回転軸周りに捻じれても弾性復元力により元の状態に復帰する。弾性体は図15(a)〜図15(d)に示すように種々の形状のものが使用できる。図15(a)〜図15(d)は、弾性体の側面形状を示す。断面が長方形状の薄い弾性金属板をこのような形状に成形したものが使用される。
(実施の形態3)
平行平板ガラスの前後に十分な空間が確保できない位置、例えば、投写型映像表示装置であるプロジェクタの投写レンズの前段への配置に好適な光学部材駆動装置の構造の一例を図16に示す。
図16に示す光学部材駆動装置1111において、円形の平行平板ガラス1001が、アルミ製の枠体1112の開口部1112eに配備される。平行平板ガラス1001のA−C軸方向に枠体1112が延出して腕部1112a、1112cが形成され、平行平板ガラス1001のB−D軸方向に、枠体1112が延出して腕部1112b、1112dが形成されている。これら腕部1112a〜1112dはそれぞれ、弾性を有するステンレス製の連結部材1061a〜1061dによってボイスコイルアクチュエータA1〜ボイスコイルアクチュエータD1の可動部1071a〜1071dとネジ等の結合部材によって連結される。
連結部材1061a〜1061dは同じ構成を有するため、連結部材1061aについて具体的にその構造を説明する。連結部材1061aは、図17に示すように、可動部1071aとネジで連結するネジ穴1063aを有する第1の結合部1063と、腕部1112aとネジで結合するネジ穴1064aを有する第2の結合部1064と、第1の結合部1063と第2の結合部1064を結合する弾性変形可能な弾性部1062とを有する。第1の結合部1063と、第2の結合部1064と、弾性部1062とが1枚の弾性を有するステンレスによって一体的に成形される。
平行平板ガラス1001の前後の空間が、平行平板ガラス1001の厚さ程度しか隙間が無くアクチュエータA1〜D1を設置する事が出来ない場合、平行平板ガラス1001の大きさを広げる必要がある。平行平板ガラス1001は、その中心を軸とした回転運動を行うため、その軸周りのモーメントが大きいほどアクチュエータA1〜D1が発生する力を大きくする必要がある。また同じ傾きを持たせる場合、アクチュエータA1〜D1の移動距離が大きくなるため、アクチュエータA1〜D1を駆動する電力が大きくなると共に、平行平板ガラス1001を駆動する反力も大きくなり、アクチュエータA1〜D1を支える支持部材の振動が大きくなる。この図16、図17に示す構造は、腕部1112a〜1112dの長さ、弾性部1062の長さを可及的に短くすることにより、そのような問題が生じないようにしている。
(実施の形態4)
上記実施の形態に開示した光学部材駆動装置は、投写型映像表示装置に適用可能である。
図18は、本開示の光学部材駆動装置100、1111の思想を適用した投写型映像表示装置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18に示すようにXYZ直交座標系を設定する。
まず、投写型映像表示装置の照明光学系3000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。コリメートレンズ302を出射した光は、略平行光になっている。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を通過した後で、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。
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の波長域に関しては反射し、それ以外の波長域の光に関しては透過する特性を有している。
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3001上に形成された蛍光体を励起する。
図19に蛍光体ホイール3001の構成を示す。蛍光体ホイール3001は、図19に示すようにモーター3011と基材3012とで構成される。基材3012には、蛍光体ホイールの回転中心からの距離が等しい円周上に第1の蛍光体3013と第2の蛍光体3014と開口部3015が形成されている。基材の蛍光体形成面は鏡面加工されており、光を反射する。
蛍光体3013上に集光した光は、蛍光体3013に対応する蛍光を発光する。蛍光体3013は、赤色蛍光体であり、青色半導体レーザ301の光で励起され赤色光を発光する。
蛍光体3014上に集光した光は、蛍光体3014に対応する蛍光を発光する。蛍光体3014は、緑色蛍光体であり、青色半導体レーザ301の光で励起された緑色光を発光する。
さらに、開口部3015に集光した光(青色半導体レーザ301の光)は、開口部3015を透過する。
図18に戻り、蛍光体ホイール3001で得られる赤色光、緑色光は蛍光体ホイール3001から出射される。これら赤色光、緑色光はレンズ308、307によって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。
一方、開口部3015を通過した青色半導体レーザ301の青色光は、レンズ309、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。
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。
DMD336から出射された映像光は光学部材駆動装置1200に入射する。この光学部材駆動装置1200として、上記の実施の形態で開示された光学部材駆動装置100、1111が使用できる。光学部材駆動装置1200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。
光学部材駆動装置1200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る。また、投写型映像表示装置において、入力映像の1フレーム期間に、同じ映像をずらして表示し、表示画素と表示画素との間の映像無いエリアを消し去って映像をなめらかに表示する方式や、また、プロジェクタの振動によって生じる映像のぶれを検出し、それを補正するぶれ防止などに応用できる。
(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1〜4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、適宜、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可能である。また、上記実施の形態1〜4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。
上記の実施の形態において、図10のフローチャートで示す初期調整処理において原点調整の方法は上記の方法(ステップS11〜S13)に限定されない。例えば、次のような方法が考えられる。3つのアクチュエータA〜Cを変位零の位置すなわち基準位置に制御し、そのときの残りの1つのアクチュエータDが位置する位置を、そのアクチュエータDの基準位置に設定する。この場合は、原点調整時には、必ずしも、ステップS10で行ったような位置決めサーボゲインを低い値に設定する必要はないが、その後のA−C軸調整、B−D軸調整においては、位置決めサーボゲインを通常動作時の値よりも低い値に設定する必要がある。
また、初期調整処理において、制御対象とするアクチュエータの順序は上記の例に限定されない。先に、アクチュエータAおよびCを最大変位位置に制御してアクチュエータAまたはCの補正ゲインを求め、次に、アクチュエータBおよびDを最大変位位置に制御してアクチュエータBまたはDの補正ゲインを求めてもよい。
また、各位置センサ102a〜102d間で検出感度に差がなければ、A−C軸ゲイン調整、B−D軸ゲイン調整を行う必要はなく、初期調整処理において、原点調整処理(S11〜S13)のみを実施してもよい。原点調整により、各アクチュエータの基準位置を修正でき、アクチュエータのバラツキ等の影響による、平行平板ガラスに対する歪み応力の発生や駆動電力の増大を抑制できる。
また、A−C軸ゲイン調整、B−D軸ゲイン調整において、アクチュエータA〜Dを最大変位値位置に制御したが、移動量は最大変位量に限定されない。対向するアクチュエータA−C、B−Dにおいて、互いに逆向きに、同じ移動量だけ移動させるようにすればよい。
本開示において、平行平板ガラス1000、1001は光学部材の一例である。ボイスコイルモータはアクチュエータの一例である。位置検出回路103は位置検出部の一例である。マイクロコンピュータ105は制御部の一例である。本開示は下記の技術思想を開示している。なお、各構成要素に対するカッコ内の参照符号は参考のために挿入しているものであり、構成要素の範囲を限定する意図ではない。
(1)光路変更用の光学部材(1000、1001)と、
一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータ(A〜D)と、
互いに直交する2つの軸上にある光学部材の端部(EA、EB、EC、ED)と、アクチュエータの可動部(107a〜107d)とを連結する複数の連結部材(106a〜106d)と、
各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部(102a〜102d、103a〜103d)と、
位置検出部からの検出信号に基づいて各アクチュエータ(A〜C)の可動部の移動を制御する制御部(105)と、
を備えた光学部材駆動装置(100)。
この構成により、簡単な制御で画像を2つの直交した方向に移動させることが可能となる。
(2)複数のアクチュエータは、第1ないし第4のアクチュエータ(A〜D)を含んでもよい。第1及び第2のアクチュエータは、2つの軸の一方の軸上において、光学部材の互いに対向する端部にそれぞれ設けられる。第3及び第4のアクチュエータは、2つの軸の他方の軸上において、光学部材の互いに対向する端部にそれぞれ設けられる。
(3)制御部(105)は、アクチュエータの初期調整において、第1ないし第4のアクチュエータ(A〜D)の中の少なくとも3つのアクチュエータの可動部の位置をそれぞれ基準位置に制御し、その後、第1ないし第4のアクチュエータの中の1つのアクチュエータについて、当該1つのアクチュエータの駆動力が最小となる位置を、当該1つのアクチュエータの可動部に対する基準位置の設定値に設定してもよい(図10のステップS11−S13)。この構成により、各アクチュエータの基準位置を修正でき、アクチュエータのバラツキ等の影響による、平行平板ガラスに対する歪み応力の発生や駆動電力の増大を抑制できる。
(4)(2)または(3)の光学部材駆動装置において、制御部(105)は、アクチュエータの初期調整において、
第1及び第2のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、第3及び第4のアクチュエータの駆動力を求め、
第1及び第2のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の第3及び第4のアクチュエータの駆動力の合計と、第1及び第2のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の第3及び第4のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときのゲイン(補正ゲイン)の値を検出し、
検出したゲインを、通常動作時において、位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定してもよい(図10のステップS14−S15またはS17−S18)。
これにより、位置検出部における、各アクチュエータに対する検出感度の誤差の影響を低減できる。
(5)(4)の光学部材駆動装置において、制御部(105)は、アクチュエータの初期調整において、さらに、第3及び第4のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、第1及び第2のアクチュエータの駆動力を求め、
第3及び第4のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の第1及び第2のアクチュエータの駆動力の合計と、第3及び第4のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の第1及び第2のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときのゲイン(補正ゲイン)の値を検出し、
検出したゲインを、通常動作時において、位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定してもよい(図10のステップS14−S15またはS17−S18)。
これにより、位置検出部における、各アクチュエータに対する検出感度の誤差の影響を低減できる。
(6)光学部材駆動装置において、アクチュエータはボイスコイルモータであってもよい。
(7)連結部材は弾性体で構成されてもよい。
(8)制御部は1つのマイクロコンピュータで構成されてもよい。
(9)光学部材は、例えば、円形状または正方形状の平行平板ガラスである。
(10)投写型映像表示装置(200)を、光源(3000)と、光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子(336)と、光変調素子によって変調された映像光を拡大投写する投写光学系(337)と、光変調素子と投写光学系との間に配置された、(1)〜(9)のいずれかの構成を有する光学部材駆動装置(200)と、で構成してもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、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。
本開示は、画素の表示位置を変更しながら映像を表示することで高解像度の画像を表示する投写型表示装置(例えば、プロジェクタ)に適用可能である。

Claims (9)

  1. 光路変更用の光学部材と、
    一軸方向に移動制御される可動部を有する第1ないし第4のアクチュエータと、
    互いに直交する2つの軸上にある前記光学部材の、光が入射する面と略垂直な縁部と、前記第1ないし第4のアクチュエータの可動部とを直接または枠体を介して連結する複数の連結部材と、
    前記第1ないし第4のアクチュエータの可動部の移動量を検出し、前記移動量を示す検出信号を出力する位置検出部と、
    前記位置検出部からの検出信号に基づいて前記2つの軸の交差点の位置を一定に保つように前記第1ないし第4のアクチュエータの可動部の移動を制御する制御部と、を備え、
    前記第1及び第2のアクチュエータは、前記2つの軸の一方の軸上であって、かつ前記光学部材の前記縁部の側方において互いに対向するように設けられ、
    前記第3及び第4のアクチュエータは、前記2つの軸の他方の軸上であって、かつ前記光学部材の前記縁部の側方において互いに対向するように設けられており、
    前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、前記第1ないし第4のアクチュエータの中の少なくとも3つのアクチュエータの可動部の位置をそれぞれの基準位置に制御し、その後、前記第1ないし第4のアクチュエータの中の1つのアクチュエータについて、当該1つのアクチュエータの駆動力が最小となる位置を、当該1つのアクチュエータの可動部に対する基準位置の設定値に設定する、
    光学部材駆動装置。
  2. 前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、
    前記第1及び第2のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
    前記位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、前記第3及び第4のアクチュエータの駆動力を求め、
    前記第1及び第2のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の前記第3及び第4のアクチュエータの駆動力の合計と、前記第1及び第2のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の前記第3及び第4のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときの前記ゲインの値を検出し、
    前記検出したゲインを、通常動作時において、前記位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定する、
    ことを特徴とする請求項に記載の光学部材駆動装置。
  3. 前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、さらに、
    前記第3及び第4のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
    前記位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、前記第1及び第2のアクチュエータの駆動力を求め、
    前記第3及び第4のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の前記第1及び第2のアクチュエータの駆動力の合計と、前記第3及び第4のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の前記第1及び第2のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときの前記ゲインの値を検出し、
    前記検出したゲインを、通常動作時において、前記位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定する
    ことを特徴とする請求項に記載の光学部材駆動装置。
  4. 前記アクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の光学部材駆動装置。
  5. 前記連結部材は弾性体であることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の光学部材駆動装置。
  6. 前記制御部は1つのマイクロコンピュータで構成されることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の光学部材駆動装置。
  7. 前記光学部材は、円形状の平行平板ガラスであることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の光学部材駆動装置。
  8. 前記光学部材は、正方形状の平行平板ガラスであることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の光学部材駆動装置。
  9. 光源と、
    前記光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子と、
    前記光変調素子によって変調された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ないし請求項のいずれかに記載の光学部材駆動装置と、
    を備えた投写型映像表示装置。
JP2015554578A 2013-12-27 2014-12-26 光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置 Active JP6432744B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013271266 2013-12-27
JP2013271266 2013-12-27
PCT/JP2014/006484 WO2015098120A1 (ja) 2013-12-27 2014-12-26 光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015098120A1 JPWO2015098120A1 (ja) 2017-03-23
JP6432744B2 true JP6432744B2 (ja) 2018-12-05

Family

ID=53478016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015554578A Active JP6432744B2 (ja) 2013-12-27 2014-12-26 光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10168603B2 (ja)
JP (1) JP6432744B2 (ja)
CN (1) CN105849619B (ja)
WO (1) WO2015098120A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11956542B2 (en) 2019-01-04 2024-04-09 Lg Innotek Co., Ltd. Actuator control apparatus and method for changing an optical path of a lens

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106170735B (zh) * 2014-03-18 2018-10-30 株式会社理光 光源装置和具有光源装置的图像投射设备
JP2017016106A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 光路変更装置及び投写型映像表示装置
US9979939B2 (en) 2016-06-30 2018-05-22 Hisense Co., Ltd. Light source assembly and laser projector
CN107884899B (zh) * 2016-09-30 2021-04-27 扬明光学股份有限公司 光路调整机构
TWM554179U (zh) * 2017-07-20 2018-01-11 揚明光學股份有限公司 光路調整機構
JP2018146623A (ja) * 2017-03-01 2018-09-20 株式会社リコー 画像投影装置および画像投影装置の制御方法
JP2019032475A (ja) * 2017-08-09 2019-02-28 キヤノン株式会社 画像投射装置
JP7000878B2 (ja) * 2018-01-26 2022-01-19 株式会社リコー 画像投影装置及び画像投影方法
CN110554550B (zh) * 2018-05-31 2021-08-17 中强光电股份有限公司 投影装置
KR102626510B1 (ko) * 2018-10-05 2024-01-19 엘지이노텍 주식회사 카메라 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈
CN116760957A (zh) 2018-12-11 2023-09-15 中强光电股份有限公司 投影系统、影像解析度增强装置的保护电路及电流监控方法
JP7207151B2 (ja) * 2019-05-16 2023-01-18 セイコーエプソン株式会社 光学デバイス、光学デバイスの制御方法、および画像表示装置
CN110933266B (zh) * 2019-07-15 2021-12-21 华为技术有限公司 摄像装置、方法及调节元件
CN112698506B (zh) * 2021-03-22 2021-06-29 深圳市火乐科技发展有限公司 振镜及投影仪
WO2023188532A1 (ja) * 2022-03-30 2023-10-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 光路変更装置およびそれを備えた投射型画像表示装置

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56161506A (en) 1980-05-19 1981-12-11 Toshiba Corp Attenuator for optical fiber transmission line
JPH04133414A (ja) 1990-09-26 1992-05-07 Nec Yamaguchi Ltd 縮小投影露光装置
JPH07301839A (ja) 1994-05-10 1995-11-14 Olympus Optical Co Ltd カメラの手ブレ補正装置
US6235438B1 (en) 1997-10-07 2001-05-22 Nikon Corporation Projection exposure method and apparatus
JPH11121322A (ja) 1997-10-09 1999-04-30 Nikon Corp 投影露光装置及び方法
JP2004062091A (ja) * 2002-07-31 2004-02-26 Canon Inc 保持装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP4309640B2 (ja) * 2002-11-18 2009-08-05 オリンパス株式会社 偏向角検出装置、これを備えた光偏向装置およびシステム
JP2004281644A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Canon Inc 駆動機構及びそれを用いた露光装置、デバイスの製造方法
JP2004301888A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ビームスキャニング装置
CN1879046B (zh) * 2003-09-12 2010-07-14 卡尔蔡司Smt股份公司 光学元件操纵仪
JP4375043B2 (ja) 2004-02-13 2009-12-02 株式会社ニコン 光学ローパスフィルタおよびカメラ
JP2005266676A (ja) 2004-03-22 2005-09-29 Nikon Corp 可変光学ローパスフィルタおよび撮像ユニット
JP2005275062A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Victor Co Of Japan Ltd 光偏向器
JP4176059B2 (ja) 2004-07-08 2008-11-05 シャープ株式会社 投射型画像表示装置
JP2006308830A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Konica Minolta Opto Inc 投影光学系
JP2007010954A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Victor Co Of Japan Ltd 光偏向器及びそれを用いた光偏向装置
WO2007067720A2 (en) * 2005-12-06 2007-06-14 Microvision, Inc. Projection display with motion compensation
JP2007163593A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Canon Inc 光学機器および撮像システム
JP2007206567A (ja) 2006-02-03 2007-08-16 Seiko Epson Corp プロジェクタ、およびプロジェクタの製造方法
JP2008083415A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Brother Ind Ltd 投影装置
DE102007010906A1 (de) * 2007-03-05 2008-09-11 Seereal Technologies S.A. Abbildungsvorrichtung zum Beeinflussen von auftreffendem Licht
CN103399399A (zh) * 2008-02-12 2013-11-20 皮克斯特隆尼斯有限公司 带有应力梁的机械式光调制器
JP2009265126A (ja) 2008-04-22 2009-11-12 Hitachi Ltd 手ブレ補正装置
JP5611578B2 (ja) * 2009-12-08 2014-10-22 Hoya株式会社 光学要素の位置制御装置
US8820937B2 (en) * 2010-08-17 2014-09-02 Lc-Tec Displays Ab Optical polarization state modulator assembly for use in stereoscopic three-dimensional image projection system
JP5598296B2 (ja) * 2010-12-08 2014-10-01 セイコーエプソン株式会社 アクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置
DE102011081042B4 (de) * 2011-08-16 2021-05-27 Robert Bosch Gmbh Steuervorrichtung für einen Mikrospiegel, Verfahren zum Ansteuern eines Mikrospiegels und Bildprojektionssystem
JP5978839B2 (ja) * 2012-08-02 2016-08-24 セイコーエプソン株式会社 プロジェクションシステム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11956542B2 (en) 2019-01-04 2024-04-09 Lg Innotek Co., Ltd. Actuator control apparatus and method for changing an optical path of a lens

Also Published As

Publication number Publication date
US20160306269A1 (en) 2016-10-20
WO2015098120A1 (ja) 2015-07-02
CN105849619A (zh) 2016-08-10
CN105849619B (zh) 2019-05-14
US10168603B2 (en) 2019-01-01
JPWO2015098120A1 (ja) 2017-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6432744B2 (ja) 光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置
JP4674632B2 (ja) 拡散板駆動装置及び投射型画像表示装置
US9253431B2 (en) Projection video display apparatus
US9823466B2 (en) Optical path changing device and projection image display apparatus
JP7052784B2 (ja) 光学デバイス、プロジェクター、及び光学デバイスの制御方法
EP2597505A1 (en) Image display device
JP6757885B2 (ja) 投写型表示装置
JP6287808B2 (ja) 画像表示装置及び画像補正方法
JP4203037B2 (ja) ダイナミックアパーチャー駆動装置及びその制御方法
US11537032B2 (en) Optical path shifting device, image display device, and method for controlling optical path shifting device
JP6650554B2 (ja) 光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置
JP2017016106A (ja) 光路変更装置及び投写型映像表示装置
JP6519232B2 (ja) 撮影装置、撮影方法、プログラム及び光学機器
JP3099868U (ja) カラーホイール
JP2021175138A (ja) 投写型画像表示装置とその制御方法
JP2012145754A (ja) 画像表示装置
JP2012181479A (ja) 画像形成装置
JP6992508B2 (ja) 画像表示装置、画像投影装置、画像表示方法、および撮像装置
KR20120111412A (ko) 화상투영장치
JP2018009895A (ja) 位置検出装置、位置検出方法、画像生成ユニット及び画像投影装置
JP3709405B2 (ja) 傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ
JP2021060547A (ja) 光学機器
CN111766674A (zh) 光路调整机构及其制造方法
CN111766673A (zh) 光路调整机构及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181002

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181023

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6432744

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151