JP6515631B2 - 画像表示装置、及び調整用デバイス - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置、及び調整用デバイスに関する。

従来から、射出光の光路を屈折させて画像をシフトさせることにより、擬似的に画素を増加させるプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１５８５８９号公報

従来の構成では、画像のシフト量を１画素の１／２、つまり、半画素に制御するために、射出光の光路を屈折させるガラス等の光学部の振幅を物理的に規制するメカストッパーを設けている。
このメカストッパーを設ける方法に代えて、シフト量（画像の位置の変化量）を制御する駆動信号の波形を精密に調整する方法が考えられる。
しかし、メカストッパーを用いない場合、画像を所定のシフト量（例えば半画素）でシフトさせるように光学部を調整したとしても、シフト量が初期値からずれる可能性がある。例えば、製品への取り付けのばらつきなどによって、シフト量が半画素からずれる可能性がある。その場合、シフト量を再調整することが困難であるという問題が生じる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、画像の位置を変化させて高解像度化を図ることができるとともに、変化量を容易に再調整可能な画像表示装置、及び調整用デバイスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、画像を表示する表示部と、前記表示部が表示する前記画像の位置を変化させる画像変位部と、前記画像変位部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記画像変位部による前記画像の位置の変化量を制御する駆動信号の振幅を調整する２つの可変抵抗器を備え、前記２つの可変抵抗器の一方の抵抗値は、前記画像表示装置の外部から調整可能であること、を特徴とする。
本発明によれば、画像の位置を変化させて高解像度化を図ることができるとともに、変化量を容易に再調整することができる。

また、本発明は、上記画像表示装置において、前記制御部は、前記画像表示装置の外部からの操作に基づいて、前記２つの可変抵抗器の一方の抵抗値を調整すること、を特徴とする。
本発明によれば、制御部を介して２つの可変抵抗器の一方の抵抗値を容易に調整することが可能になる。

また、本発明は、上記画像表示装置において、前記２つの可変抵抗器の一方である第１の可変抵抗器は、デジタルポテンショメーターであり、他方である第２の可変抵抗器は、トリマーポテンショメーターであること、を特徴とする。
本発明によれば、これらポテンショメーターを使い分けることによって、組み立て前や組み立て後などの様々な状況に合わせて柔軟に画像の位置の変化量を調整することができる。

また、本発明は、上記画像表示装置において、前記２つの可変抵抗器は、前記画像変位部による前記画像の位置の変化量を、１画素未満の規定量に調整するための可変抵抗器であること、を特徴とする。
本発明によれば、専用の可変抵抗器を用いるので、画像の位置の変化量を規定量に調整し易くなる。

また、本発明は、上記画像表示装置において、前記画像変位部は、前記表示部が射出する光が入射する光入射面を有する光学部と、前記光学部を保持する可動部と、前記可動部を揺動自在に支持する支持部と、前記駆動信号により駆動して前記可動部を揺動させるアクチュエーターとを有すること、を特徴とする。
本発明によれば、規定量に相当する画像の位置の変化量を実現し、高解像度化に寄与する画像変位部を得ることができる。

また、本発明は、上記画像表示装置において、前記可動部の所定箇所における揺動時の軌跡の波形、及び前記可動部を揺動させるために前記アクチュエーターに供給する前記駆動信号の波形は、それぞれ台形波であること、を特徴とする。
本発明によれば、可動部を適切に可動させ、高解像度化を図り易くなる。

また、本発明は、上記画像表示装置において、前記光学部は、光透過性を有していること、を特徴とする。
本発明によれば、光学部の姿勢を変化させることで、光学部を通過する光の軸を容易に変化させることができる。

また、本発明は、上記画像表示装置において、前記アクチュエーターは、電磁駆動のアクチュエーターであること、を特徴とする。
本発明によれば、十分な力で可動部を揺動させることができる。

また、本発明は、上記画像表示装置において、前記アクチュエーターは、永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を有し、前記永久磁石、及び前記コイルのうちの一方が前記可動部に設けられ、他方が前記一方と対向して設けられていること、を特徴とする。
本発明によれば、アクチュエーターの構成が簡単なものとなる。

また、本発明は、表示する画像の位置を変化させる画像変位部を備える画像表示装置に用いられる調整用デバイスであって、前記画像変位部による前記画像の位置の変化量を制御する駆動信号の振幅を調整する２つの可変抵抗器を備え、前記２つの可変抵抗器の一方の抵抗値は、前記画像表示装置の外部から調整可能であること、を特徴とする。
本発明によれば、画像の位置を変化させて高解像度化を図ることができるとともに、変化量を容易に再調整することができる。

実施形態のプロジェクターの表示部の構成を示す図。 映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。 プロジェクターが有する振動デバイスの図であり、（ａ）は上面斜視図であり、（ｂ）は背面斜視図。 プロジェクターが有する振動デバイス２０の断面図であり、（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図。 可動部の説明に供する図であり、（ａ）は可動部が一側に揺動した状態を示し、（ｂ）は可動部が他側に揺動した状態を示す図。 駆動信号と可動部の揺動軌跡との関係を示す図であり、（ａ）は駆動信号を示し、（ｂ）は可動部の揺動軌跡を示す図。 信号処理部の機能ブロック図。 ゲイン調整部及び増幅部の回路図。

以下、画像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情報（画像信号）に基づいて変調し、この変調された光（以下、「映像光」と言う）を外部に投写して画像を表示するプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態で説明するプロジェクター１は、図示しない外部の映像供給装置から入力される映像信号に基づき、表示面に映像を表示する表示装置である。映像供給装置としては、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が挙げられる。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映像データ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。図２は、映像光をシフトさせた様子を示す図である。図３は、図１に示すプロジェクター１の電気的な構成を示すブロック図である。図４は、図１に示すプロジェクター１が有する振動デバイス２０の図であり、（ａ）は上面斜視図であり、（ｂ）は背面斜視図である。図５は、図１に示すプロジェクター１が有する振動デバイス２０の断面図であり、（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

なお、図４及び図５などには、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、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」とする。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」とも言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」とも言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」とも言い、＋ｚ側を「上」、−ｚ側を「下」とも言う。

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、映像光を投写する構成を具備する。すなわち、表示部１０は、図１に示すように、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、画像シフト部として機能する振動デバイス２０と、投写光学系１１２と、を備えている。

光源１０２としては、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー等が挙げられる。また、この光源１０２としては、白色光を出射する光源が用いられる。そして、光源１０２から出射された光は、まず、ダイクロイックミラー１０６ａによって赤色光（Ｒ）とその他の光とに分離される。赤色光は、ミラー１０４ａで反射された後、液晶表示素子１０８Ｒに入射し、その他の光は、ダイクロイックミラー１０６ｂによってさらに緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とに分離される。そして、緑色光は、液晶表示素子１０８Ｇに入射し、青色光は、ミラー１０４ｂ、１０４ｃで反射された後、液晶表示素子１０８Ｂに入射する。

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。これらの液晶表示素子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ている。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からフルカラーの映像光ＬＬが出射される。そして、出射された映像光ＬＬは、投写光学系１１２によって拡大されて、表示面となるスクリーン８に投写される。
投写光学系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８に投写する光学系である。投写光学系１１２は、少なくとも１つ以上のレンズを備える。投写光学系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良く、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良い。

ここで、プロジェクター１は、液晶表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂと投写光学系１１２との間に配置された振動デバイス２０を有している。本実施形態では、振動デバイス２０は、ダイクロイックプリズム１１０と投写光学系１１２との間に配置されている。この振動デバイス２０は、映像光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（画像シフト部とも言う）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８上に投写（表示）された画像の位置を、プロジェクター１の投写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の解像度よりも高い解像度（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８に投写することが可能になる。

この原理について図２を用いて説明する。振動デバイス２０は、映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（図４）を有している。振動デバイス２０は、このガラス板２１の姿勢を変更させることによって、このガラス板２１を透過する映像光ＬＬの光軸をシフトさせることができる。このプロジェクター１は、映像光ＬＬの光軸のシフトを利用して、映像光ＬＬの光軸を一方側にシフトさせた場合の画像表示位置（第１の表示位置）Ｐ１と、映像光ＬＬの光軸を他方側にシフトさせた場合の画像表示位置（第２の表示位置）Ｐ２とを、斜め方向（図２中の矢印方向）に半画素分（すなわち、画素Ｐｘの半分）ずつずらす。つまり、プロジェクター１は、画像を表示する位置を、画像表示位置Ｐ１から画像表示位置Ｐ２に移動させるとともに、画像表示位置Ｐ２から画像表示位置Ｐ１に移動させる。そして、画像表示位置Ｐ１、Ｐ２に交互に画像を表示することにより、見かけ上の画素が増加し、スクリーン８に投影される画像の高解像度化を図ることができる。

本構成のプロジェクター１は、前述した振動デバイス２０及び各液晶表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂなどに加え、図３に示すように、制御部１２０と、画像信号処理部１２２とを備えている。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回路であり、プロセッサー１２１と信号処理部１３１とを有している。
プロセッサー１２１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、信号処理部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などの制御を行う。信号処理部１３１は、画像処理部１２２が出力する同期信号ＳＡを入力し、この同期信号ＳＡに基づいて振動デバイス２０の駆動信号ＤＳを生成し、振動デバイス２０に出力する回路である。

画像信号処理部１２２は、外部の映像供給装置から供給される画像信号ＶｉｄをＲ、Ｇ、Ｂの３原色ごとに分離するとともに、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。そして、変換されたデータ信号Ｒｖ、Ｇｖ、Ｂｖは、それぞれ液晶表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂに供給され、それに基づいて液晶表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂが動作する。
なお、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ている。

次に、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、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、光透過性を有すると共に映像光ＬＬを偏向させるガラス板２１と、このガラス板２１を保持する可動部２２と、可動部２２を揺動自在に支持する支持部２３と、支持部２３に対して可動部２２を揺動させる駆動機構（アクチュエーター）２５とを有している。
この振動デバイス２０は、例えば、＋ｚ側がダイクロイックプリズム１１０側、−ｚ側が投写光学系１１２側を向くようにプロジェクター１内に配置されている。

ガラス板２１は、略長方形の平面視形状を有し、その長手方向がｘ軸方向とほぼ平行になるように配置されている。このガラス板２１は、その姿勢が変化することで、すなわち映像光ＬＬの入射角度が変化することで、入射した映像光ＬＬを屈折させつつ透過させることができる。したがって、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、映像光ＬＬの偏向方向や偏向量を制御することができる。このガラス板２１の大きさは、ダイクロイックプリズム１１０から出射する映像光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い。また、ガラス板２１の映像光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。

なお、ガラス板２１の構成材料としては、特に限定されないが、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、光学部としてガラス板２１を用いているが、光学部は、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ず、例えば、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などで構成されたものであってもよい。ただし、光学部としては、本実施形態のようにガラス板２１を用いることが好ましく、これにより、ガラス板２１の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特に抑制することができる。

可動部２２は、平板状をなし、その中央部に貫通孔２２１を有している。そして、この貫通孔２２１にガラス板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に接着されている。なお、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の配置が簡単となる。

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とを備えている。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。したがって、可動部２２に保持されたガラス板２１による映像光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ているため、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、一体形成されている。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くし易くなる。

また、可動部２２、支持部２３及び軸部２４ａ、２４ｂは、ガラス板２１の構成材料よりもヤング率が小さい材料で構成されている。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の揺動軌跡ＳＴ（後述する図７（ｂ））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とを有し、信号処理部１３１から出力される交番電流の駆動信号ＤＳをコイル２５２に流すことによって電磁力を発生させる電磁アクチュエーターに構成されている。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）に磁化されている。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に固定されている。また、コイル２５２は、筒状の空芯コイルであって、その内側に永久磁石２５１の一部が挿入されている。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。なお、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。

なお、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、本実施形態のような「ムービングマグネット型」の駆動機構２５とすることで、通電による発生するコイル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。

ここで、図６（ａ）は、可動部２２が一側に揺動した状態を示し、図６（ｂ）は、可動部２２が他側に揺動した状態を示している。
本構成の駆動機構２５は、次のようにして可動部２２を揺動させる。信号処理部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。そして、信号処理部１３１からコイル２５２に駆動信号ＤＳが供給されると、図６（ａ）に示す状態と、同図６（ｂ）に示す状態とを繰り返すように、可動部２２が支持部２３に対して揺動軸Ｊまわりに揺動（回動）する。そして、このような可動部２２の揺動によって、映像光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。

続いて、コイル２５２に供給される駆動信号ＤＳと、コイル２５２に駆動信号ＤＳを流した際の可動部２２の揺動軌跡ＳＴとについて説明する。なお、可動部２２の揺動軌跡ＳＴは、可動部２２の所定箇所（揺動軸Ｊから離間している箇所）の揺動時の振幅を時間軸に記録したものであり、レーザー変位計を用いて測定される。
図７は、駆動信号ＤＳと可動部２２の揺動軌跡ＳＴとの関係を示す図であり、図７（ａ）は駆動信号ＤＳを示し、図７（ｂ）は可動部２２の揺動軌跡ＳＴを示す図である。なお、図７中、横軸は経過時間（ｔ）を示し、駆動信号ＤＳの縦軸は電流値（Ｉ）を示し、揺動軌跡ＳＴの縦軸は振幅量を示している。

振動デバイス２０を振動させるためには、コイル２５２に台形状の駆動信号ＤＳを供給する必要がある。そして、振動デバイス２０の変位量は、駆動信号ＤＳの電流に比例するので、変位量が適切になるように駆動電流を流す必要がある。
このため、図７（ａ）に示すように、駆動信号ＤＳは、（＋）側に位置し、電流値がほぼ一定に持続された平坦部分ＤＳ１と、（−）側に位置し、電流値がほぼ一定に持続された平坦部分ＤＳ３と、平坦部分ＤＳ１の終わりと平坦部分ＤＳ３の始まりを繋ぎ、電流値が連続的に漸減する漸減部分ＤＳ２と、平坦部分ＤＳ３の終わりと平坦部分ＤＳ１の始まりを繋ぎ、電流値が連続的に漸増する漸増部分ＤＳ４とで１周期を構成する波形となっている。これにより、図７（ｂ）に示すように、可動部２２の揺動軌跡ＳＴを台形状に制御することができる。

なお、駆動信号ＤＳの周波数としては、プロジェクター１のフレームレート（１秒当たりの画像数）によっても異なるが、例えば、フレームレートが１２０ｆｐｓである場合に、６０Ｈｚとすることができる。これにより、連続する画像（１コマ分の映像光ＬＬ）を、画像表示位置Ｐ１、Ｐ２に交互に表示でき、前述した画素ずらしの効果をより確実に発揮することができる。

図８は、信号処理部１３１の機能ブロック図である。
信号処理部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、これらによって駆動信号ＤＳの生成及び駆動信号ＤＳの波形調整を行う。なお、この信号処理部１３１は、制御部１２０又は画像信号処理部１２２の少なくともいずれかを構成する基板と同一の基板、或いは、異なる基板に、ＩＣ等の各種電気部品を実装することによって構成されている。
波形生成部１３２は、矩形の同期信号ＳＡを入力し、駆動信号ＤＳの基準信号となる台形波の信号を生成する。ここで、波形生成部１３２は、台形波の傾きを調整する機能、つまり、図７に示す漸減部分ＤＳ２、及び漸増部分ＤＳ４の傾きを調整する機能を具備し、プロセッサー１２１の制御（例えば、プロセッサー１２１からのパラメータ入力）、又は可変素子（可変抵抗器など）の手動調整に基づき台形波の傾きを調整する。台形波の傾きを調整することによって、駆動信号ＤＳの平坦部分ＤＳ１、ＤＳ２の持続時間ＴＤＳ１、ＴＤＳ３も調整できる。

なお、本構成では、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、駆動信号ＤＳの平坦部分ＤＳ１の持続時間ＴＤＳ１が、可動部２２の揺動軌跡ＳＴの平坦部分ＳＴ１の持続時間ＴＳＴ１よりも短く、同様に、駆動信号ＤＳの平坦部分ＤＳ３の持続時間ＴＤＳ３が、可動部２２の揺動軌跡ＳＴの平坦部分ＳＴ３の持続時間ＴＳＴ３よりも短くなっている。このような関係を満足することで、１周期中の平坦部分ＳＴ１、ＳＴ３の時間割合（時間占有率）をより高くすることができ、優れた画像表示特性を発揮することができる。また、揺動軌跡ＳＴの波形をより容易に駆動信号ＤＳの波形に対応させることができるため、可動部２２の姿勢制御が容易となり、また、可動部２２の不要振動を低減することができる。

ゲイン調整部１３３は、後段の増幅部１３４のゲインを調整する。増幅部１３４は、生成された台形波の信号を、ゲイン調整部１３３で調整されたゲインで増幅し、駆動信号ＤＳとして振動デバイス２０に供給する。振動デバイス２０は、所定のインピーダンスを持つので、増幅部１３４で増幅された信号に従って電流が流れ、振動デバイス２０が同期信号ＳＡに同期して振動する。ゲインを調整することにより、駆動信号ＤＳの振幅を調整することができ、つまり、振動デバイス２０の振幅を調整することができる。

図９は、ゲイン調整部１３３及び増幅部１３４の回路図である。
ゲイン調整部１３３は、コンデンサー１４１、１４２と、前段側の抵抗器１４３、１４４と、トリマーポテンショメーター（第２の可変抵抗器）１４５と、デジタルポテンショメーター（第１の可変抵抗器）１４６と、後段側の抵抗器１４７、１４８とを備えている。増幅部１３４は、アンプ１４９と、帰還抵抗器１５０、１５１とを備えている。
図９に示すように、トリマーポテンショメーター１４５と、デジタルポテンショメーター１４６とは並列接続されるので、ゲイン調整部１３３から増幅部１３４の出力までのゲインＧ１は以下の式（１）で表される。

ここで、式（１）中の抵抗値Ｒ１〜Ｒ５は、図９にかっこ書きで示す通りである。すなわち、値Ｒ１は、抵抗器１４３、１４４の抵抗値であり、値Ｒ２は、トリマーポテンショメーター１４５の抵抗値であり、値Ｒ３は、デジタルポテンショメーター１４６の抵抗値であり、値Ｒ４は、抵抗器１４７、１４８の抵抗値であり、値Ｒ５は、帰還抵抗器１５０、１５１の抵抗値である。

式（１）に示すように、ゲインＧ１は、ゲイン調整部１３３の合成抵抗であるので、トリマーポテンショメーター１４５の抵抗値Ｒ２、及びデジタルポテンショメーター１４６の抵抗値Ｒ３を可変することで、ゲインＧ１を変化させることができる。これにより、振動デバイス２０の振幅を調整することができる。
すなわち、トリマーポテンショメーター１４５、及びデジタルポテンショメーター１４６は、増幅部１３４のゲインＧ１（振動デバイス２０の振幅に相当）を調整する調整用デバイス２００として機能する。

トリマーポテンショメーター１４５は、物理的な手段によって抵抗値を変化させることができる抵抗器である。本実施形態のトリマーポテンショメーター１４５は、半固定抵抗器とも称する可変抵抗器であり、抵抗値Ｒ２を変化させる回転子を備え、この回転子をドライバーなどの工具を用いて回転させることができる。したがって、作業員がトリマーポテンショメーター１４５にアクセス可能であれば、工具を用いて容易に抵抗値Ｒ２を調整することができる。なお、トリマーポテンショメーター１４５の抵抗値Ｒ２を変化させるためには物理的な手段によって操作する必要があるため、トリマーポテンショメーター１４５がプロジェクター１の内部へ取り付けられた後は、プロジェクター１の外部からその抵抗値Ｒ２を調整することはできない。
なお、回転子を有するロータリー型に限らず、抵抗値Ｒ２を物理的な手段によって変化させる操作部を有する範囲で様々なトリマーポテンショメーターを適用可能である。

デジタルポテンショメーター１４６は、電子的な手段によって抵抗値を変化させることができる抵抗器である。本実施形態のデジタルポテンショメーター１４６は、制御信号ＳＣ（図３、図８参照）によって抵抗値Ｒ３を可変可能な可変抵抗器であり、プロセッサー１２１から制御して抵抗値Ｒ３を変化させることができる。したがって、外部からプロセッサー１２１を介してデジタルポテンショメーター１４６の抵抗値Ｒ３を容易に調整することができる。
より具体的には、プロジェクター１が備える不図示の操作パネルを使用者（例えば、作業員等）が操作する方法、或いは、このプロジェクター１に外部機器を接続し、この外部機器からプロジェクター１を遠隔操作する方法等が可能である。これらの方法等により、デジタルポテンショメーター１４６の抵抗値Ｒ３をプロジェクター１の外部から調整することができる。

ところで、本構成の振動デバイス２０は、従来のメカストッパーを用いた構成ではないので、振動デバイス２０の振幅を調整するためにゲインＧ１を調整する必要がある。しかし、ゲインＧ１を調整した後に、振動デバイス２０をプロジェクター１の内部に取り付けた場合、取り付けのばらつきなどによって、振動デバイス２０の振幅がずれ、画像のシフト量が半画素からずれてしまうおそれがある。
そこで、本構成では、プロジェクター１への取り付け前に振動デバイス２０の単体調整を行い、取り付け後に製品（プロジェクター１）での調整を行うようにしている。

（単体調整工程）
振動デバイス２０の揺動軌跡ＳＴを、レーザー変位計などの測定装置を用いて測定する。そして、揺動の振幅が半画素のシフト量になるように調整を行う。この時の調整は、所定の治具に振動デバイス２０を取り付け、作業者がトリマーポテンショメーター１４５を調整して行う。このため、回路としては、振動デバイス２０の駆動系の電源と同期信号ＳＡとが入っていればよく、また、プロセッサー１２１経由で調整するよりも設備が簡単で、迅速に調整が可能である。

（製品での調整工程）
振動デバイス２０を含めてプロジェクター１を組み立てた後に、微調整が必要な場合に、プロセッサー１２１経由でデジタルポテンショメーター１４６を調整して行う。例えば、製品出荷前の検査、或いは、製品出荷後に修理依頼があった際などに本調整が行われる。本調整では、プロジェクター１の不図示のケース（外装部品とも称する）を開ける必要がなく、投写画像を見ながら作業員が微調整することができる。
このようにケースを開ける必要がないので、仮にケースを開けて内部のトリマーポテンショメーター１４５を調整する方法と比較すると、調整が容易である。且つ、ケースの開け閉めなどの影響で振動デバイス２０の振幅がずれてしまう、といった事態も回避することができる。

なお、トリマーポテンショメーター１４５、及びデジタルポテンショメーター１４６の調整感度や調整幅は適宜に設定すれば良い。例えば、単体調整工程で用いるトリマーポテンショメーター１４５を、相対的に粗い調整を行う可変抵抗器に構成し、デジタルポテンショメーター１４６を、相対的に細かい調整を行う可変抵抗器に構成しても良い。つまり、トリマーポテンショメーター１４５は、デジタルポテンショメーター１４６よりも荒い調整を行う可変抵抗器であっても良い。この場合、単体調整工程を簡易化し易くなる。

以上説明したように、本発明を適用したプロジェクター１は、画像変位部として機能する振動デバイス２０を備えるので、投写画像の位置を変化させて高解像度化を図ることができる。また、振動デバイス２０のシフト量（画像の位置の変化量）を制御する駆動信号ＤＳの振幅を調整する２つの可変抵抗器であるトリマーポテンショメーター１４５とデジタルポテンショメーター１４６とを備えている。一方の可変抵抗器であるデジタルポテンショメーター１４６の抵抗値Ｒ３は、プロジェクター１の外部から調整可能であるので、振動デバイス２０のシフト量を容易に再調整することができる。
これらにより、投写画像の位置を変化させて高解像度化を図ることができるとともに、シフト量を容易に再調整可能なプロジェクター１を提供することが可能になる。

また、プロセッサー１２１が、プロジェクター１の外部からの操作に基づいて、一方の可変抵抗器であるデジタルポテンショメーター１４６の抵抗値Ｒ３を調整するので、プロセッサー１２１を介してデジタルポテンショメーター１４６の抵抗値Ｒ３を容易に調整することができる。
また、一方の可変抵抗器はデジタルポテンショメーター（第１の可変抵抗器）１４６であり、他方の可変抵抗器はトリマーポテンショメーター（第２の可変抵抗器）１４５である。このため、これらポテンショメーター１４６、１４５を使い分けることによって、様々な状況に合わせて柔軟にシフト量を調整することができる。つまり、プロジェクター１を組み立てた状態であれば、デジタルポテンショメーター１４６を用いてシフト量を容易に調整でき、組立前又は分解状態であれば、トリマーポテンショメーター１４５を用いてシフト量を容易に調整できる。また、どちらのポテンショメーター１４５、１４６を用いるかを作業員が任意に選択することも可能である。

また、トリマーポテンショメーター１４５、及びデジタルポテンショメーター１４６は、振動デバイス２０のシフト量を半画素に相当する規定量に調整するための可変抵抗器である。専用の可変抵抗器を用いるので、シフト量を規定量である半画素に調整し易くなる。

また、振動デバイス２０は、表示部１０が射出する光が入射する光入射面を有する光学部として機能するガラス板２１と、ガラス板２１を保持する可動部２２と、可動部２２を揺動自在に支持する支持部２３と、駆動信号ＤＳにより駆動して可動部２２を揺動させるアクチュエーターとして機能する駆動機構２５とを有する。これにより、規定量（半画素）に相当するシフト量を実現し、高解像度化に寄与する振動デバイス２０を得ることができる。
また、ガラス板２１は、光透過性を有しているので、ガラス板２１の姿勢を変化させることで、ガラス板２１を通過する光の軸を容易に変化させることができる。

また、駆動機構２５は、電磁駆動であるので、十分な力で可動部２２を揺動させることができる。
また、この駆動機構２５は、永久磁石２５１と、永久磁石２５１に作用する磁界を発生させるコイル２５２と、を有し、永久磁石２５１、及びコイル２５２のうちの一方が可動部２２に設けられ、他方が一方と対向して設けられている。これにより、アクチュエーターの構成が簡単なものとなる。

また、可動部２２の所定箇所における揺動時の軌跡の波形、及び可動部２２を揺動させるために駆動機構２５に供給する駆動信号ＤＳの波形は、それぞれ台形波であるので、可動部２２を適切に可動させ、高解像度化を図り易くなる。しかも、台形波の振幅を規定するゲイン調整によって振幅量を容易に調整できる。従って、ゲイン調整を、前述した２つの可変抵抗器（トリマーポテンショメーター１４５、及びデジタルポテンショメーター１４６）で行う回路を構成すれば良く、簡易な回路構成を適用できる。
また、本実施形態では、トリマーポテンショメーター１４５と、デジタルポテンショメーター１４６とを並列接続する場合を示したが、直列接続する構成でもよい。

なお、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良などを加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。
例えば、上述の実施形態では、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、上述の実施形態では、トリマーポテンショメーター１４５を用いる場合を説明したが、単体調整工程で用いることが可能な可変抵抗器（第２の可変抵抗器）であれば、トリマーポテンショメーター以外の可変抵抗器を用いるようにしても良い。また、上述の実施形態では、デジタルポテンショメーター１４６を用いる場合を説明したが、外部から調整可能な可変抵抗器（第１の可変抵抗器）であれば、デジタルポテンショメーター以外の可変抵抗器を用いるようにしても良い。また、デジタルポテンショメーター１４６を用いる代わりに、プロセッサー１２１でゲインを調整できるアンプを用いても良い。この場合でも、プロセッサー１２１からの制御によって、プロジェクター１の外部からゲインを調整することが可能である。

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、映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、増幅部１３４のゲインＧ１（振動デバイス２０の振幅に相当）を調整する調整用デバイス２００を、トリマーポテンショメーター１４５とデジタルポテンショメーター１４６とで構成する場合を説明したが、これに限らず、他の電気部品を備えるようにしてもよい。要は、調整用デバイス２００が、トリマーポテンショメーター１４５とデジタルポテンショメーター１４６とを含んでいればよく、信号処理部１３１が調整用デバイス２００であってもよい。また、調整用デバイス２００が、プロジェクター１から独立して着脱でき、調整用デバイス２００単体で流通する構成であっても良い。

また、上述の実施形態において、トリマーポテンショメーター１４５及びデジタルポテンショメーター１４６は複数であってもよい。
また、上述の実施形態では、画像表示装置として、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、上記実施形態において、空間光変調器として、透過型の液晶表示素子を用いる構成を例に挙げて説明したが、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。

なお、プロジェクター１は、トリマーポテンショメーター１４５及びデジタルポテンショメーター１４６のうち、デジタルポテンショメーター１４６のみを備える構成であっても良い。このような場合であっても、プロジェクター１の外部から振動デバイス２０のシフト量を容易に調整することができる。

１…プロジェクター（画像表示装置）、８…スクリーン、１０…表示部、２０…振動デバイス（画像変位部）、２１…ガラス板（光学部）、２２…可動部、２３…支持部、２５…駆動機構（アクチュエーター）、１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂ…液晶表示素子、１２０…制御部、１２１…プロセッサー、１２２…画像信号処理部、１３１…信号処理部、１４５…トリマーポテンショメーター（第２の可変抵抗器）、１４６…デジタルポテンショメーター（第１の可変抵抗器）、２５１…永久磁石、２５２…コイル、２００…調整用デバイス、ＤＳ…駆動信号。

Claims (9)

1. 画像表示装置であって、
   画像を表示する表示部と、
   前記表示部が表示する前記画像の位置を変化させる画像変位部と、
   前記画像変位部に、前記画像変位部による前記画像の位置の変化量を制御する駆動信号を出力する信号処理部と、
   前記信号処理部および前記表示部を制御するプロセッサーと、を備え、
   前記信号処理部は、前記駆動信号の振幅を調整する２つの可変抵抗器を備え、
   前記２つの可変抵抗器の一方は、前記画像変位部を前記画像表示装置に取り付ける前の状態で抵抗値を調整可能なトリマーポテンショメーターであり、前記２つの可変抵抗器の他方は、前記画像変位部を前記画像表示装置に取り付けた状態で前記プロセッサーから入力される制御信号によって抵抗値を調整可能なデジタルポテンショメーターであること、
   を特徴とする画像表示装置。
2. 前記プロセッサーは、前記画像表示装置の外部からの操作に基づいて、前記２つの可変抵抗器の一方の抵抗値を調整すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記２つの可変抵抗器は、前記画像変位部による前記画像の位置の変化量を、１画素未満の規定量に調整するための可変抵抗器であること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 前記画像変位部は、
   前記表示部が射出する光が入射する光入射面を有する光学部と、
   前記光学部を保持する可動部と、
   前記可動部を揺動自在に支持する支持部と、
   前記駆動信号により駆動して前記可動部を揺動させるアクチュエーターとを有すること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置。
5. 前記可動部の所定箇所における揺動時の軌跡の波形、及び前記可動部を揺動させるために前記アクチュエーターに供給する前記駆動信号の波形は、それぞれ台形波であること、
   を特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記光学部は、光透過性を有していること、
   を特徴とする請求項４又は５に記載の画像表示装置。
7. 前記アクチュエーターは、電磁駆動のアクチュエーターであること、
   を特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の画像表示装置。
8. 前記アクチュエーターは、永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルと、を有し、
   前記永久磁石、及び前記コイルのうちの一方が前記可動部に設けられ、他方が前記一方と対向して設けられていること、
   を特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
9. 画像を表示する表示部と、前記表示部が表示する前記画像の位置を変化させる画像変位部と、前記画像変位部に、前記画像変位部による前記画像の位置の変化量を制御する駆動信号を出力する信号処理部と、前記信号処理部および前記表示部を制御するプロセッサーとを備える画像表示装置に用いられる調整用デバイスであって、
   前記信号処理部は、前記駆動信号の振幅を調整する２つの可変抵抗器を備え、
   前記２つの可変抵抗器の一方は、前記画像変位部を前記画像表示装置に取り付ける前の状態で、回転子の回転によって抵抗値を調整可能なトリマーポテンショメーターであり、前記２つの可変抵抗器の他方は、前記画像変位部を前記画像表示装置に取り付けた状態で前記プロセッサーから入力される制御信号によって抵抗値を調整可能なデジタルポテンショメーターであること、
   を特徴とする調整用デバイス。

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