光學構件驅動裝置以及投射型影像顯示裝置的制造方法
【專利摘要】光學構件驅動裝置(100)具備：光路變更用的光學構件；具有在一個軸方向上被移動控制的可動部的多個致動器(A～D)；在光學構件的面中心相互正交的2個軸上，將光學構件的端部與多個致動器的可動部連結的多個連結構件；對各致動器的可動部的移動量進行檢測，輸出表示移動量的檢測信號的位置檢測部(103a～103d)；和基于來自位置檢測部的檢測信號來控制各致動器的可動部的移動的控制部(105)。
【專利說明】
光學構件驅動裝置以及投射型影像顯示裝置
技術領域
[0001]本公開涉及對用于使影像的投射位置移動的光學構件進行驅動的光學構件驅動裝置以及使用該光學構件驅動裝置的投射型影像顯示裝置。
【背景技術】
[0002]專利文獻I公開了一種使對影像進行投射顯示的投影機的顯示位置移動的圖像移動裝置。該圖像移動裝置在進行影像的光調制的固定像素型的顯示元件、與使圖像位置移動的4邊形的平行平板玻璃之間，具備保持平行平板玻璃的4個角的壓電元件。對這4個壓電元件施加電壓來使圖像移動。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1: JP特開2007-206567號公報
【發明內容】
[0006]專利文獻I所記載的圖像移動裝置，是在進行影像的光調制的固定像素型的顯示元件、與使圖像位置移動的4邊形的平行平板玻璃之間，具備支撐平行平板玻璃的4個角的4個壓電元件的構造。
[0007]發明要解決的課題
[0008]本公開提供一種能夠通過簡單的控制使得用于使影像(像素)的投射位置移動的光學構件(平行平板玻璃等)在2個正交的方向上移動的光學構件驅動裝置以及投射型影像顯示裝置。
[0009]解決課題的手段
[0010]在本公開的第I方式中，提供一種光學構件驅動裝置，其具備:光路變更用的光學構件;具有在一個軸方向上被移動控制的可動部的多個致動器;處于相互正交的2個軸上的將光學構件的端部與多個致動器的可動部連結的多個連結構件;對各致動器的可動部的移動量進行檢測，輸出表示移動量的檢測信號的位置檢測部;和基于來自位置檢測部的檢測信號來控制各致動器的可動部的移動的控制部。
[0011]在本公開的第2方式中，具備:光源;利用影像信號對來自光源的光進行調制的光調制元件;對由光調制元件調制后的影像光進行放大投射的投射光學系統；和配置在光調制元件與投射光學系統之間的上述光學構件驅動裝置。
[0012]發明效果
[0013]本公開中的光學構件驅動裝置，能夠通過簡單的控制使圖像在2個正交的方向上移動。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示實施方式I的光學構件驅動裝置的整體構成的框圖。
[0015]圖2是表示實施方式I的光學構件驅動裝置的構造的圖。
[0016]圖3是實施方式I的光學構件驅動裝置所使用的部件的示意圖。
[0017]圖4是實施方式I的光學構件驅動裝置所使用的平行平板玻璃的俯視圖。
[0018]圖5是用于說明由平行平板玻璃來變更光路的原理的圖。
[0019]圖6是用于說明使實施方式I中的平行平板玻璃傾斜的動作的圖。
[0020]圖7是表示平行平板玻璃的傾斜驅動的方向的圖。
[0021]圖8是用于說明由平行平板玻璃將輸入影像光向多個位置射出的原理的圖。
[0022]圖9是用于說明平行平板玻璃的位置偏離的狀態的圖。
[0023]圖10是表示致動器的初始調整的流程圖。
[0024]圖11是表示致動器的伺服控制的方框線圖。
[0025]圖12是表示實施方式2的光學構件驅動裝置的構造的圖。
[0026]圖13是表示實施方式2的光學構件驅動裝置的構造的圖。
[0027]圖14是表示光學構件驅動裝置的連結部的另一例的圖。
[0028]圖15是表示光學構件驅動裝置的連結部的另一例的圖。
[0029]圖16是表示實施方式3的光學構件驅動裝置的構造的圖。
[0030]圖17是表示實施方式3的光學構件驅動裝置所使用的連結構件的圖。
[0031]圖18是表示具備實施方式4的光學構件驅動裝置的投射型影像顯示裝置的構成的圖。
[0032I圖19是表示焚光體環的構成的圖。
【具體實施方式】
[0033]以下，適當參照附圖，對實施方式詳細進行說明。不過，有時省略過于詳細的說明。例如，有時省略已被熟知的事項的詳細說明、對實質上相同的構成的重復說明。這是為了避免以下的說明變得過于冗長，使本領域技術人員容易理解。
[0034]另外，
【發明人】(們)為了本領域技術人員充分理解本公開而提供附圖以及以下的說明，并非意圖通過這些來限定權利要求書所記載的主題。
[0035](實施方式I)
[0036]以下，使用附圖，對實施方式進行說明。
[0037][1-1.構成]
[0038]圖1是表示本實施方式中的、對光學構件進行驅動的光學構件驅動裝置的構造的立體圖。圖2是表示對圖1所示的光學構件驅動裝置100進行驅動的驅動部的構成的框圖。
[0039]如圖1所示，光學構件驅動裝置100包括:作為光學構件的正方形的平行平板玻璃1000;對其進行驅動的4個致動器々、8、(:、0;和將致動器4、8、(:、0分別與平行平板玻璃1000連結的連結構件106a、106b、106c、106d。此外，正方形的平行平板玻璃1000的端部，通過連結構件106a、106b、106c、106d，與致動器A、B、C、D各自的可動部107a、107b、107c、107d連結。
[0040]在本實施方式中作為致動器A?D而使用音圈電動機(VCM)。圖3示出了音圈電動機的構造的一例，不同磁極的永磁鐵(N極的永磁鐵1012和S極的永磁鐵1013)隔開一定距離而對置配置在磁軛1011的內部。在該對置配置的永磁鐵1012、1013之間配置可動部107。
[0041]在該可動部107，開設有引導窗1070。在該引導窗1070插通磁軛1011，設置于可動部107的線圈1014配備在對置配置的永磁鐵1012、1013之間。若在線圈1014流過驅動信號電流，則可動部107向箭頭方向(一個軸方向)移動。該可動部107根據流過線圈1014的信號電流的大小而移動量發生變化，從基準位置向正向或負向移動。可動部107的移動量，基于來自安裝于可動部107的位置傳感器102的信號，通過圖1所示的位置檢測電路103而檢測。在安裝了線圈1014的可動部107與永磁鐵1012、1013之間產生了微小的間隙。因此，可動部107若被施加通過驅動信號電流而驅動的相對于一個軸方向垂直方向的力，則僅位移與該微小的間隙相應的容許的距離。此外，在音圈電動機中，通過固定質量大的磁鐵，并將輕量的線圈用于可動部，從而能夠減小力矩。
[0042]與致動器A?D(音圈電動機101)的可動部107結合的連結構件106，如圖4所示在平行平板玻璃1000的外周各邊的中央部(EA、EB、EC、ED)與平行平板玻璃1000連結。將連接對平行平板玻璃1000進行支撐的EA點與EC點的虛擬線作為A-C軸，將連接EB點與ED點的虛擬線作為B-D軸A-C軸和B-D軸，在平行平板玻璃1000的面中心O正交。換言之，致動器A、C，在A-C軸上并且在平行平板玻璃1000的端部EA、EC，被配置為相互對置。致動器B、D，在B-D軸上并且在平行平板玻璃1000的端部EB、ED，被配置為相互對置。
[0043]4個致動器A、致動器B、致動器C、致動器D，通過驅動電路104a、104b、104c、104d分別被驅動。驅動電路104a、104b、104c、104d，按照來自I個微型計算機105的控制信號而被控制。致動器A?致動器D通過來自驅動電路104a?104d的驅動信號電流而被驅動，使得可動部107a?107d在一個軸方向(與光軸平行的方向)上進退。可動部107a?107d的位置，基于來自設置于可動部的位置傳感器102a?102d的信號通過位置檢測電路103a?103d來檢測。位置檢測電路103a?103d，以給定的增益對來自位置傳感器102a?102d的信號進行放大來生成檢測信號。來自位置檢測電路103a?103d的檢測信號被輸入到微型計算機105。微型計算機105基于該檢測信號，對致動器A?致動器D的可動部107a?107d的位置(或移動量)始終進行監視，并對致動器A?致動器D進行伺服控制。
[0044][1-2.動作]
[0045]以下說明如上構成的光學構件驅動裝置100的動作。
[0046]圖5是說明平行平板玻璃1000的傾斜所引起的光路的變更的圖。在平行平板玻璃1000的主面如圖5的實線所示相對于輸入光線Li而正交時，輸入光線Li在平行平板玻璃1000的入射面不發生折射而直線前進并在平行平板玻璃1000中通過。然后，在平行平板玻璃1000的出射面，由于光線與出射面正交，因此輸入光線Li不發生折射而直線前進。因此在輸入光線為影像光的情況下，不發生圖像(像素)的移動。
[0047]另一方面，在平行平板玻璃1000如圖5的虛線所示相對于輸入光線Li不正交時，輸入光線Li在平行平板玻璃1000的入射面發生折射，然后在平行平板玻璃1000中直線前進，在出射面發生折射而射出。
[0048]向平行平板玻璃1000入射時折射的角度、與從平行平板玻璃1000射出時折射的角度相等。因此，若輸入光線Li為影像光，則輸出光線Lo的影像光對應于平行平板玻璃100的傾斜而平行移動。其結果，從平行平板玻璃1000被輸出并投射的圖像的顯示位置發生移動。
[0049]圖6是說明平行平板玻璃1000的傾斜方法的原理的圖。對平行平板玻璃1000，從圖6 (a)所示的狀態，例如，使致動器B、致動器D的可動部不進行位移、使致動器A的可動部107a向上方位移、使致動器C的可動部107c向下方位移與致動器A的可動部107a相同的位移量。由此，能夠使平行平板玻璃1000以B-D軸為中心如圖6(b)那樣進行位移。即，通過使隔著平行平板玻璃1000而對置配置的一對致動器彼此反向地位移相同移動量，能夠使平行平板玻璃1000傾斜。
[0050]利用這種原理，能夠通過致動器A?C使平行平板玻璃1000傾斜，由此，能夠使輸入影像光向多個不同的位置移動并投射。
[0051 ]圖7以及圖8是用于說明用于使平行平板玻璃1000傾斜的致動器A?C的控制的圖。
[0052]如圖7所示，A-C軸與B-D軸在同一面上的面中心O交叉。通過在將該交叉點O保持在恒定位置的狀態下，使A-C軸以及/或者B-D軸傾斜，從而能夠使平行平板玻璃1000傾斜，使像素的顯示位置二維地移動。參照圖8來說明用于使像素的顯示位置移動的致動器A?C的動作。
[0053]圖8是用于說明用于使像素的顯示位置移動的致動器A?C的動作的圖。圖8(a)?(d)是用于說明平行平板玻璃1000的控制狀態的圖。圖8(e)是示出了伴隨平行平板玻璃1000的傾斜的變化而移動的像素的顯示位置的圖。
[0054]在圖8中虛線箭頭示出了輸入光線Li相對于平行平板玻璃1000垂直入射的情況、即平行平板玻璃1000處于水平位置的情況下的輸出光線。若假設輸入光線為影像光，則輸出光線Lo作為像素而顯示在圖8(e)的“f”所示的位置。以下，將該狀態稱作“基準狀態”。通過對致動器A?C分別進行驅動，能夠使平行平板玻璃1000傾斜，使像素的顯示位置向“a”?“d”的各位置移動。
[0055]圖8(e)所示的位置“a”表示平行平板玻璃1000處于圖8(a)那樣的狀態(第I狀態)時所顯示的像素的位置。即，在第I狀態下，如圖8(a_l)那樣，通過致動器C使EC點向上方移動，通過致動器A使EA點向下方移動與EC點的變量相同的量。在該動作的同時，設為如下狀態:如圖8 (a-2)那樣，通過致動器D使ED點向下方移動，通過致動器B使EB點向上方移動與ED點的位移量相同的量。由此，能夠在圖8(e)所示的位置“a”顯示像素。
[0056]圖8(e)所示的位置“b”，表示平行平板玻璃1000處于圖8(b)那樣的狀態(第2狀態)時所顯示的像素的位置。即，在第2狀態下，如圖8(b-l)那樣，通過致動器C使EC點向上方移動，通過致動器A使EA點向下方移動與EC點的位移量相同的量。在該動作的同時，設為如下狀態:如圖8 (b-2)那樣，通過致動器D使ED點向上方移動，通過致動器B使EB點向下方移動與H)點的位移量相同的量。由此，能夠在圖8(e)所示的位置“b”顯示像素。
[0057]圖8(e)所示的位置“C”，表示平行平板玻璃1000處于圖8(c)那樣的狀態(第3狀態)時所顯示的像素的位置。即，在第3狀態下，如圖S(C-1)那樣，通過致動器C使EC點向下方移動，通過致動器A使EA點向上方移動與EC點相同的量。在該動作的同時，設為如下狀態:如圖8 (c-2)那樣，通過致動器D使ED點向上方移動，通過致動器B使EB點向下方移動與ED點的位移量相同的量。由此，能夠在圖8(e)所示的位置“c”顯示像素。
[0058]圖8(e)所示的位置“d”，表示平行平板玻璃1000處于圖8(d)那樣的狀態(第4狀態)時所顯示的像素的位置。即，在第4狀態下，如圖8(d-l)那樣，通過致動器C使EC點向下方移動，通過致動器A使EA點向上方移動與EC點的位移量相同的量。在該動作的同時，設為如下狀態:如圖8 (d-2)那樣，通過致動器D使ED點向下方移動，通過致動器B使EB點向上方移動與H)點的位移量相同的量。由此，能夠在圖8(e)所示的位置“d”顯示像素。
[0059]通過在成為圖8(a)?圖8(d)所示的第I?第4狀態的定時向平行平板玻璃輸入影像光，從而能夠在圖8(e)所示的a?d所示的不同的4個位置顯示像素。
[0060]在此，致動器的可動部的位移量(以下，也簡稱為“致動器的位移量”)，起因于位置傳感器的精度的限度等，即使以相同目標位移量進行控制，也存在產生誤差的情況。
[0061]如圖9(a)所示，在沒有致動器B和致動器D的位移的狀態下，對致動器A和致動器C進行驅動的情況下，在正常的狀態下，致動器A向下方位移的量與致動器C向上方位移的量相等。因此，平行平板玻璃的A-C軸與B-D軸的交叉點處于給定的基準位置。
[0062]但是，由于致動器的偏差、安裝位置的偏差等，如圖9(b)所示，有時會發生在沒有致動器B和致動器D的位移的狀態下，致動器A和致動器C位移彼此不同的量的狀況(例如，致動器C向上方位移的量比致動器A向下方位移的量更大)。在該情況下，對平行平板玻璃1000不均勻地施加負荷。根據情況，會在平行平板玻璃1000產生變形，如圖9(b)所示A-C軸與B-D軸不再交叉。
[0063]在這種狀況下，起因于致動器A與致動器C的位移量的差異，對于安裝于平行平板玻璃1000的致動器B以及致動器D的可動部107b、107d的位置而言，實際的可動部107b、107d的位置與本來要控制的可動部107b、107d的位置不同。
[0064]此時，微型計算機105為了將平行平板玻璃1000控制為向本來應處于的位置移動，而使4個致動器A?C產生較大的驅動力。因此，在平行平板玻璃1000產生較大的變形應力。
[0065]本公開的光學構件驅動裝置100是由一個微型計算機105來控制4個致動器A?C的構成。由此，如圖9(b)所示，在由于偏差等主要原因而對置的致動器要位移不同的量從而有可能產生穩定的并且較大的向致動器A?D的驅動輸出的情況下，微型計算機105事先檢測較大的驅動輸出，基于此來進行對致動器的位置誤差進行校正的處理，由此降低較大的驅動力的發生。
[0066]以下，對本公開的光學構件驅動裝置100中的用于校正致動器的位置誤差的處理進行說明。
[0067]光學構件驅動裝置100，在圖8所說明的通常驅動動作之前進行以下所示的致動器的初始調整處理。初始調整處理包括原點調整、A-C軸增益調整、B-D軸增益調整這3個處理。以下，使用圖10的流程圖對光學構件驅動裝置100的初始調整處理進行說明。初始調整處理，在對光學構件驅動裝置100接通電源時開始，但也可以根據其他定時或其他觸發(用戶的指示等)來實施。圖10所示的初始調整處理通過微型計算機105來實施。另外，在以下的說明中，致動器A?D的位置是指，由位置傳感器102a?102d檢測的致動器A?D的可動部107a?107d的位置。
[0068]若接通光學構件驅動裝置100的電源，則首先將致動器的定位伺服的增益設定為比通常動作時的增益小的值(SlO)。通過減小增益，從而在各致動器A?D的基準位置(致動器的位移為零的位置)以及增益不同、發生了A-C軸與B-D軸的位置偏離的情況下，能夠抑制對各致動器A?D產生過大的驅動力。
[0069]“致動器的定位伺服”是指，用于使致動器的可動部107a?107d移動到目標位置的伺服控制。以下，對致動器的定位伺服進行說明。圖11是與本實施方式的光學構件驅動裝置100中的對各致動器A?D的伺服控制相關的方框線圖。
[0070]在伺服控制中，基于目標位置、和來自各位置檢測電路103a?103d的檢測信號，對各致動器的位置進行控制，使得它們的差成為最小。即，來自各位置檢測電路103a?103d的檢測信號、和表示目標位置的信號被輸入到減法器13，求出它們的差分(以下稱作“P成分信號”)。該P成分信號被輸入到P成分增益調整器21，其增益被調整。此外，P成分信號被輸入到積分器15而被積分。將該被積分后的信號稱作“I成分信號”。I成分信號被輸入到I成分增益調整器19，其增益被調整。此外，來自各位置檢測電路103a?103d的輸出信號通過微分器17而被微分。將該被微分后的信號(對速度成分進行檢測而得到的信號)稱作“D成分信號”。D成分信號被輸入到D成分增益調整器23，其增益被調整。被調整增益后的I成分信號、P成分信號、D成分信號通過加法器25而被相加，通過功率放大器27被放大，基于該被放大后的信號驅動各致動器A?D。
[0071]步驟SlO中的將定位伺服增益設定得較小是通過將I成分、P成分、D成分的所有增益設定得較小來實現的。此外，在后述的步驟S15、S18中求出的致動器的移動量的增益，對應于位置檢測電路103a?103d的增益。
[0072]回到圖10，在定位伺服的增益的設定(SlO)后，進行原點調整(基準位置的調整)。具體來說，將所有的致動器A?D的目標位置設定為表示位移零的位置的值(基準位置的設定值)，將致動器A?D控制在基準位置(S11)。接著，對任意I個致動器的位置進行調整，使得其驅動力成為最小(S12)。
[0073]若產生了各致動器的安裝位置的偏差、基準位置的誤差，則作為各致動器的連結位置的EA點、EB點、EC點、ED點，在理論上不再存在于同一平面上。但是，實際上由于平行平板玻璃1000的剛性，EA點、EB點、EC點、ED點位于同一平面上。因此，在存在偏差等的狀態下將所有的致動器A?C的目標位置控制在基準位置的情況下，存在對各致動器A?D施加負荷、各致動器A?D的驅動力變大的問題。
[0074]因此，在本公開的光學構件驅動裝置100中，一旦將4個致動器A?D控制在基準位置后，針對其中的I個致動器D，一邊調整目標位置，一邊檢測致動器D的驅動力成為最小的目標位置。
[0075]另外，致動器的驅動力的大小與提供給致動器的驅動電流的大小成比例。微型計算機105決定提供給各致動器的驅動電流的大小，因此能夠基于驅動電流的大小來識別各致動器的驅動力。
[0076]將如上述那樣檢測出的目標位置的值，重新設定為致動器D的基準位置的設定值(S13)。通過該調整，所有致動器A?D的基準位置在理論上也位于同一平面上。此外，在步驟S12、13中，調整了致動器D，但也可以調整其他任意的致動器A、B、C的位置。即，只要調整致動器A?D中的任意一個的位置即可。
[0077]通過進行上述那樣的原點調整，能夠吸收致動器的安裝位置的偏差等。
[0078]原點調整后，進行致動器的移動量的增益的調整。具體來說，將致動器D的目標位置設定為正向的最大值，將致動器B的目標位置設定為負向的最大值，將致動器D、B分別控制在所設定的目標位置(S14)。即，使致動器D和致動器B彼此反向移動相同移動量(絕對值)。
[0079]關于致動器D以及致動器B，在檢測從基準位置起的移動量的位置傳感器102d與位置傳感器102b之間存在檢測靈敏度的差異的情況下，即使以相同目標位置而被控制的情況下，對致動器D指示的移動量、和對致動器B指示的移動量也不同。因此，在本實施方式中，進行位置檢測電路103d的增益(致動器D的移動量的增益)的調整，使得針對相同目標位置對致動器B和致動器D實際指示的移動量一致。
[0080]S卩，繼步驟S14之后，對致動器D的移動量的增益(位置檢測電路103d的增益)進行調整，使得致動器D與致動器B的實際的移動量(絕對值)一致(將此稱作“A-C軸增益調整”)。即，僅針對致動器D將由位置傳感器102d檢測出的移動量設為α倍(位置檢測電路103d的增益)，使得在對致動器D和致動器B彼此反向地控制為相同移動量的狀態下，致動器D與致動器B的實際的移動量(絕對值)一致。
[0081]在對各致動器以相同目標位置進行了控制時各致動器的可動部移動了相同移動量的狀態下，致動器D以及致動器B對致動器A以及致動器C產生作用的力消失。即，致動器A以及致動器C的驅動力成為最小。因此，在本實施方式中，對致動器A以及致動器C的驅動力成為最小的、致動器D的移動量的增益(校正增益)進行檢測。
[0082]具體來說，在將致動器D的目標位置設定為正向的最大值，并且，將致動器B的目標位置設定為負向的最大值的狀態下，一邊使致動器D的移動量的增益(S卩，位置檢測電路103d的增益)變化，一邊求出致動器A以及致動器C的驅動力。然后，檢測將致動器B、D控制在最大位移量的位置之前的致動器A以及致動器C的驅動力的合計值、與將致動器B、D控制在最大位移量的位置并且對致動器D的移動量的增益進行了調整時的致動器A以及致動器C的驅動力的合計值之間的差分成為最小的致動器D的移動量的增益(S卩，位置檢測電路103d的增益)作為校正增益(S15)。
[0083]將這樣檢測出的校正增益設定為致動器D的移動量的增益。然后，通常動作時將該設定的增益作為致動器D的移動量的增益(位置檢測電路103d的增益)來應用。此后，將致動器D以及致動器B的位置控制在基準位置(S16)。
[0084]接下來，關于B-D軸也進行增益調整。首先，將致動器A的目標位置設定為正向的最大值，將致動器C的目標位置設定為負向的最大值，將致動器A、C分別控制在所設定的目標位置(S17)。即，在使用狀態下致動器A和致動器C總是設定為反向且相同絕對值的移動量。
[0085]若在位置傳感器102a與位置傳感器102c之間檢測靈敏度存在差異，則對于基于相同目標位置的驅動控制，對致動器A指示的移動量和對致動器C指示的移動量不同，因此，對致動器C的移動量的增益(位置檢測電路103c的增益)進行調整，使得針對相同目標位置對致動器A和致動器C實際指示的移動量一致(將該調整稱作“B-D軸增益調整” )ο即，對于致動器A和致動器C，在彼此反向地控制為相同移動量的狀態下，通過僅針對致動器C，將由位置傳感器102c檢測出的移動量設為α倍(位置檢測電路103c的增益)來進行。
[0086]具體來說，與A-C軸增益調整的情況同樣地，在將致動器A控制在正向的最大值，并且，將致動器C的目標位置控制在負向的最大值的狀態下，一邊使致動器C的移動量的增益(即，位置檢測電路103c的增益)變化，一邊求出致動器B以及致動器D的驅動力。然后，檢測將致動器A以及C控制在最大位移量的位置之前的致動器B以及致動器D的驅動力的合計值、與將致動器A、C控制在最大位移量的位置并且致動器C的移動量的增益被調整時的致動器B以及致動器D的驅動力的合計值之間的差分成為最小的、致動器C的移動量的增益(S卩，位置檢測電路103c的增益)，來作為校正增益(S18)。
[0087]將這樣檢測出的校正增益設定為致動器C的移動量的增益。然后，在通常動作時，將該設定的增益作為致動器C的移動量的增益(位置檢測電路103c的增益)來應用。通過A-C軸增益調整和B-D軸增益調整，能夠降低位置傳感器102a?102d的檢測靈敏度的偏差的影響。
[0088]如上，若A-C軸增益調整和B-D軸增益調整結束，則將定位伺服增益設定為通常動作時的值(S20)。
[0089]之后，執行使用圖8所說明的通常的動作。另外，在上述例子中，在A-C軸增益調整中，對致動器D的移動量的增益進行了調整，但也可以取代致動器D而對致動器B的移動量的增益進行調整。此外，在B-D軸增益調整中，對致動器C的移動量的增益進行了調整，但也可以取代致動器C而對致動器A的移動量的增益進行調整。
[0090]通過由微型計算機105進行這種調整，從而在通常動作中上述A-C軸以及B-D軸交叉的點總是被控制在給定的位置。
[0091][1-3.效果等]
[0092]本實施方式的光學構件驅動裝置100具備:光路變更用的平行平板玻璃1000、1001;具有通過驅動信號在一個軸方向上被移動控制的可動部107a?107d的多個致動器A?D;在平行平板玻璃的面中心相互正交的A-C軸、B-D軸上，將平行平板玻璃的端部EA?ED與致動器的可動部107a?107d連結的多個連結構件106a?106d;對各致動器的可動部的移動量進行檢測，輸出表示移動量的檢測信號的位置檢測部102a?102d、103a?103d;和基于來自位置檢測部102a?102d、103a?103d的檢測信號對各致動器A?C的可動部的移動進行控制的微型計算機105。
[0093]根據該構成，通過對致動器的對(A-C、B_D)的可動部的位移量進行控制，能夠以正交的2個軸(A-C軸、B-D軸)為中心進行平行平板玻璃1000的傾斜控制。由此，通過對2組致動器A-C、B-D施加對水平以及垂直成分的移動量進行控制的信號，能夠實現投射圖像的水平垂直方向的移動。因此，能夠實現能簡單地控制圖像的顯示位置的移動方向的顯示裝置。
[0094]此外，由于是由一個微型計算機105來控制4個致動器A?D的構造，因此能夠降低2組致動器中的一組的位移量成為與另一組不同的位移量而引起的平行平板玻璃的變形應力所導致的破損或致動器的負荷的增大所導致的驅動力的增加。
[0095](實施方式2)
[0096]在實施方式I中，如圖1所示，說明了在使輸入光線移動的正方形的平行平板玻璃1000外周的各邊的中央部保持平行平板玻璃1000的構成，但平行平板玻璃的支撐方法不限定于此。只要在從平行平板玻璃的中心起軸對稱的位置進行保持即可，例如，也可以為如圖12所示在角部支撐平行平板玻璃1000的構造。即使為這種支撐方法，也能夠獲得與圖1所示的支撐方法的情況相同的效果。
[0097]此外，平行平板玻璃不需要為正方形，也可以如圖13所示為圓形。也可以在虛線的位置支撐圓形的平行平板玻璃1001。
[0098]此外，只要穿過平行平板玻璃的中心點的正交軸的圍繞軸的力矩相對于各軸對稱即可。因此，在形狀相對于軸周圍而言非對稱的平行平板玻璃的情況下，只要對平行平板玻璃追加用于保持平衡的重物以使得圍繞軸的力矩對稱即可。即使為這種構造，也能夠獲得與對正方形的平行平板玻璃的邊的中央進行支撐的構造相同的效果。
[0099]使用圖14來說明連結構件的其他例子。由于平行平板玻璃的傾斜為旋轉運動，因此將致動器與平行平板玻璃連結的連結構件106在與旋轉中心軸正交的方向上位移。因此致動器A?D需要吸收該方向的位置移動。在實施方式I的構成中，這種位移被存在于致動器的可動部107a?107d與致動器主體內的永磁鐵之間的微小的間隙吸收。
[0100]在圖14所示的例子中，使用彈性體1060a作為連結構件。在該構造中，不取決于致動器的構造地進行位移的吸收。即，通過彈性體的撓曲和扭曲，來吸收與旋轉中心軸正交的方向的位移。作為彈性體，可以使用具有彈性的鋼、具有彈性的不銹鋼等有彈性的金屬片。通過使用這種彈性體，從而即使圍繞旋轉軸而扭曲也會通過彈性復原力而恢復原來的狀態。彈性體如圖15(a)?圖15(d)所示可以使用各種形狀的彈性體。圖15(a)?圖15(d)表示彈性體的側面形狀。使用將剖面為長方形的薄彈性金屬板成型為這種形狀的彈性體。
[0101](實施方式3)
[0102]在圖16中示出適合配置到在平行平板玻璃的前后無法確保充分的空間的位置、例如作為投射型影像顯示裝置的投影機的投射透鏡的前級的光學構件驅動裝置的構造的一例。
[0103]在圖16所示的光學構件驅動裝置1111中，圓形的平行平板玻璃1001配備于鋁制的框體1112的開口部1112e。框體1112在平行平板玻璃1001的A-C軸方向上延伸而形成橫梁部1112a、1112c，框體1112在平行平板玻璃1001的B-D軸方向上延伸而形成橫梁部1112b、1112d。這些橫梁部1112a?1112d分別通過具有彈性的不銹鋼制的連結構件1061a?1061d與音圈致動器Al?音圈致動器Dl的可動部1071a?1071d通過螺絲等的結合構件而連結。
[0104]連結構件1061a?1061d具有相同構成，因此針對連結構件1061a具體地說明其構造。如圖17所示，連結構件1061a具有:具有通過螺絲與可動部1071a連結的螺絲孔1063a的第I結合部1063;具有通過螺絲與橫梁部1112a結合的螺絲孔1064a的第2結合部1064;和將第I結合部1063與第2結合部1064結合的能夠彈性變形的彈性部1062。第I結合部1063、第2結合部1064、和彈性部1062通過I枚具有彈性的不銹鋼而一體地成型。
[0105]在平行平板玻璃1001的前后的空間只有平行平板玻璃1001的厚度程度的間隙，無法設置致動器Al?Dl的情況下，需要擴大平行平板玻璃1001的大小。平行平板玻璃1001為了進行以其中心為軸的旋轉運動，圍繞其軸的力矩越大則越需要增大致動器Al?Dl所產生的力。此外在使其具有相同傾斜度的情況下，由于致動器Al?Dl的移動距離變大，因此對致動器Al?Dl進行驅動的功率變大，并且對平行平板玻璃1001進行驅動的反作用力也變大，對致動器Al?Dl進行支撐的支撐構件的振動變大。該圖16、圖17所示的構造，通過使橫梁部1112a?1112d的長度、彈性部1062的長度盡可能短，從而不會產生這種問題。
[0106](實施方式4)
[0107]上述實施方式所公開的光學構件驅動裝置能夠應用于投射型影像顯示裝置。
[0108]圖18是用于說明應用了本公開的光學構件驅動裝置100、1111的思想的投射型影像顯示裝置的光學系統的構成的圖。在以下的說明中，如圖18所示設定XYZ正交坐標系。
[0109]首先，對投射型影像顯示裝置的照明光學系統3000進行說明。
[0110]激光光源為了實現高輝度的照明裝置，由多個藍色半導體激光器301構成。從各個藍色半導體激光器301射出的激光，通過分別對應的準直透鏡302而被校準。在準直透鏡302射出的光成為大致平行光。通過聚光透鏡303，其整體光束被聚光，在通過了擴散板304之后，通過透鏡305，再次被大致平行光化。由透鏡305大致平行光化后的激光光束，入射到在光軸上配置為大致45度的分色鏡306。
[0111]擴散板304是玻璃平板，在單面形成有被實施了微細的凹凸的擴散面。此外，分色鏡306具有對于藍色半導體激光器301的波長段進行反射，對于除此以外的波長段的光進行透射的特性。
[0112]向-X方向入射到分色鏡306的激光，在分色鏡306反射并向-Z方向射出。然后，激光通過聚光透鏡307、308而被聚光，對在熒光體環3001上形成的熒光體進行激勵。
[0113]圖19示出熒光體環3001的構成。熒光體環3001，如圖19所示由電動機3011和基材3012構成。在基材3012上，在離熒光體環的旋轉中心的距離相等的圓周上形成第I熒光體3013、第2熒光體3014、和開口部3015。基材的熒光體形成面被進行了鏡面加工，對光進行反射。
[0114]在熒光體3013上聚光的光，發出與熒光體3013對應的熒光。熒光體3013是紅色熒光體，由藍色半導體激光器301的光激勵而發出紅色光。
[0115]在熒光體3014上聚光的光，發出與熒光體3014對應的熒光。熒光體3014是綠色熒光體，由藍色半導體激光器301的光激勵而發出綠色光。
[0116]進而，在開口部3015聚光的光(藍色半導體激光器301的光)對開口部3015進行透射。
[0117]回到圖18，由熒光體環3001得到的紅色光、綠色光從熒光體環3001被射出。這些紅色光、綠色光通過透鏡308、307被平行化并對分色鏡306進行透射，由聚光透鏡317聚光而入射到棒狀積分器(rod integrator)318。
[0118]另一方面，通過了開口部3015的藍色半導體激光器301的藍色光，在透鏡309、310、反光鏡311、透鏡312、反光鏡313、透鏡314、反光鏡315、透鏡316的路徑上前進，在分色鏡306反射，通過聚光透鏡317被聚光而入射到棒狀積分器318。透鏡312、314、316作為中繼透鏡而發揮作用。
[0119]從棒狀積分器318射出的光通過透鏡330、331、332，入射到由一對棱鏡333、334構成的全反射棱鏡335，由作為光調制元件的DMD(Digital Mirror Device)336利用影像信號對入射光進行調制，并作為影像光而射出。透鏡330、331是中繼透鏡，透鏡332具有使棒狀積分器318的出射面的光成像于DMD336的功能。
[0120]從DMD336射出的影像光入射到光學構件驅動裝置1200。作為該光學構件驅動裝置1200，可以使用在上述實施方式中公開的光學構件驅動裝置100、1111。透射了光學構件驅動裝置1200的光入射到投射透鏡337，來自投射透鏡337的出射光作為影像光而被放大透射到屏幕上。
[0121]使用使光學構件驅動裝置1200的影像光的顯示位置移動的功能，能夠由投射型影像顯示裝置進行抖動顯示(wobbling display)。在此，抖動顯示是指，在輸入影像的I幀期間，一邊多次移動顯示位置一邊顯示不同的影像，來等價地提高顯示影像的分辨率的方法。此外，在投射型影像顯示裝置中，能夠應用于在輸入影像的I幀期間，將相同影像錯開來顯示，消去顯示像素與顯示像素之間的無影像區域來流暢地顯示影像的方式、或者檢測因投影機的振動而產生的影像的抖動并對其進行校正的抖動防止等。
[0122](其他實施方式)
[0123]如上，作為在本申請中公開的技術的例示，說明了實施方式I?4。但是，本公開中的技術不限定于此，還能夠應用于適當進行了變更、置換、附加、省略等的實施方式。此外，也可以對上述實施方式I?4所說明的各構成要素進行組合，來作為新的實施方式。
[0124]在上述的實施方式中，在圖10的流程圖所示的初始調整處理中原點調整的方法不限定于上述方法(步驟Sll?S13)。例如，可以考慮如下方法。將3個致動器A?C控制在位移零的位置即基準位置，將此時的剩余I個致動器D所位于的位置設定為該致動器D的基準位置。在此情況下，在原點調整時，不需要一定將在步驟SlO中所進行的定位伺服增益設定為較低的值，但在之后的A-C軸調整、B-D軸調整中，需要將定位伺服增益設定為比通常動作時的值低的值。
[0125]此外，在初始調整處理中，作為控制對象的致動器的順序不限定于上述例子。也可以首先將致動器A以及C控制在最大位移位置來求出致動器A或C的校正增益，接著，將致動器B以及D控制在最大位移位置來求出致動器B或D的校正增益。
[0126]此外，只要在各位置傳感器102a?102d間檢測靈敏度沒有差異，則不需要進行A-C軸增益調整、B-D軸增益調整，在初始調整處理中，也可以僅實施原點調整處理(Sll?S13)。通過原點調整，能夠修正各致動器的基準位置，能夠抑制致動器的偏差等的影響所引起的、對平行平板玻璃的變形應力的產生、驅動功率的增大。
[0127]此外，在A-C軸增益調整、B-D軸增益調整中，將致動器A?D控制在最大位移值位置，但移動量不限定于最大位移量。在對置的致動器A-C、B-D中，只要彼此反向地移動相同移動量即可。
[0128]在本公開中，平行平板玻璃1000、1001是光學構件的一例。音圈電動機是致動器的一例。位置檢測電路103是位置檢測部的一例。微型計算機105是控制部的一例。本公開公開了下述的技術思想。另外，針對各構成要素的括弧內的參照符號是為了參考而插入的，并非意圖限定構成要素的范圍。
[0129](I)一種光學構件驅動裝置(100)，具備:
[0130]光路變更用的光學構件(1000，1001);
[0131]多個致動器(A?D)，具有在一個軸方向上被移動控制的可動部；
[0132]多個連結構件(106a?106d)，將位于相互正交的2個軸上的光學構件的端部(EA、EB、EC、ED)和致動器的可動部(107a?107d)連結；
[0133]位置檢測部(102a?102d，103a?103d)，對各致動器的可動部的移動量進行檢測，輸出表不移動量的檢測信號;和
[0134]控制部(105)，基于來自位置檢測部的檢測信號對各致動器(A?C)的可動部的移動進行控制。
[0135]通過該構成，能夠通過簡單的控制使圖像在2個正交的方向上移動。
[0136](2)多個致動器也可以包含第I至第4致動器(A?D)。第I以及第2致動器在2個軸的一方的軸上，分別設置于光學構件的相互對置的端部。第3以及第4致動器在2個軸的另一方的軸上，分別設置于光學構件的相互對置的端部。
[0137](3)控制部(105)也可以在致動器的初始調整中，將第I至第4致動器(A?D)中的至少3個致動器的可動部的位置分別控制在基準位置，然后，針對第I至第4致動器中的I個致動器，將該I個致動器的驅動力成為最小的位置設定為針對該I個致動器的可動部的基準位置的設定值(圖10的步驟S11-S13)。通過該構成，能夠修正各致動器的基準位置，能夠抑制致動器的偏差等的影響所引起的、對平行平板玻璃的變形應力的產生、驅動功率的增大。
[0138](4)在(2)或(3)的光學構件驅動裝置中，控制部(105)也可以在致動器的初始調整中，
[0139]進行控制以使第I以及第2致動器的可動部分別反向移動給定量，
[0140]—邊調整針對來自位置檢測部的檢測信號的增益，一邊求出第3以及第4致動器的驅動力，
[0141]檢測使第I以及第2致動器分別反向移動給定量之前的第3以及第4致動器的驅動力的合計、與使第I以及第2致動器分別反向移動給定量之后的第3以及第4致動器的驅動力的合計之間的差分成為最小時的增益(校正增益)的值，
[0142]將檢測出的增益設定為在通常動作時針對來自位置檢測部的檢測信號的增益(圖10的步驟S14-S15或S17-S18)。
[0143]由此，能夠降低位置檢測部中的、針對各致動器的檢測靈敏度的誤差的影響。
[0144](5)在(4)的光學構件驅動裝置中，控制部(105)也可以在致動器的初始調整中，進一步進行控制以使第3以及第4致動器的可動部分別反向移動給定量，
[0145]—邊調整針正對來自位置檢測部的檢測信號的增益，一邊求出第I以及第2致動器的驅動力，
[0146]檢測使第3以及第4致動器分別反向移動給定量之前的第I以及第2致動器的驅動力的合計、與使第3以及第4致動器分別反向移動給定量之后的第I以及第2致動器的驅動力的合計之間的差分成為最小時的增益(校正增益)的值，
[0147]將檢測出的增益設定為在通常動作時針對來自位置檢測部的檢測信號的增益(圖10的步驟S14-S15或S17-S18)。
[0148]由此，能夠降低位置檢測部中的、針對各致動器的檢測靈敏度的誤差的影響。
[0149](6)在光學構件驅動裝置中，致動器也可以為音圈電動機。
[0150](7)連結構件也可以由彈性體構成。
[0151](8)控制部也可以由I個微型計算機構成。
[0152](9)光學構件是例如圓形或正方形的平行平板玻璃。
[0153](10)也可以由光源(3000)、利用影像信號對來自光源的光進行調制的光調制元件(336)、對由光調制元件調制后的影像光進行放大投射的投射光學系統(337)、和配置在光調制元件與投射光學系統之間的具有(I)?(9)中任一項的構成的光學構件驅動裝置(200)來構成投射型影像顯示裝置(200)。
[0154]如上，作為本公開中的技術地例示，對實施方式進行了說明。為此，提供了附圖以及詳細的說明。
[0155]因此，在附圖以及詳細的說明所記載的構成要素中，不僅包含為了解決課題所必須的構成要素，還可能包含為了例示上述技術而并非為了解決課題所必須的構成要素。因此，不應由于這些并非必須的構成要素記載在附圖或詳細的說明中，而直接認定這些并非必須的構成要素是必須的。
[0156]此外，上述的實施方式用于例示本公開中的技術，因此能夠在權利要求書或其均等的范圍內進行各種變更、置換、附加、省略等。
[0157]工業實用性
[0158]本公開能夠應用于通過一邊變更像素的顯示位置一邊顯示影像來顯示高分辨率的圖像的投射型顯示裝置(例如，投影機)。
【主權項】
1.一種光學構件驅動裝置，具備: 光路變更用的光學構件； 多個致動器，具有在一個軸方向上被移動控制的可動部； 多個連結構件，將位于相互正交的2個軸上的所述光學構件的端部與所述多個致動器的可動部連結； 位置檢測部，對各致動器的可動部的移動量進行檢測，輸出表示所述移動量的檢測信號;和 控制部，基于來自所述位置檢測部的檢測信號來控制各致動器的可動部的移動。2.根據權利要求1所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述多個致動器包含第I至第4致動器， 所述第I以及第2致動器，在所述2個軸的一方的軸上并且在所述光學構件的端部被設置為相互對置， 所述第3以及第4致動器在所述2個軸的另一方的軸上并且在所述光學構件的端部被設置為相互對置。3.根據權利要求2所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述控制部，在致動器的初始調整中，將所述第I至第4致動器中的至少3個致動器的可動部的位置控制在各自的基準位置，然后，針對所述第I至第4致動器中的I個致動器，將該I個致動器的驅動力成為最小的位置設定為針對該I個致動器的可動部的基準位置的設定值。4.根據權利要求2或3所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述控制部在致動器的初始調整中， 進行控制以使所述第I以及第2致動器的可動部分別反向移動給定量， 一邊調整針對來自所述位置檢測部的檢測信號的增益，一邊求出所述第3以及第4致動器的驅動力， 檢測使所述第I以及第2致動器分別反向移動給定量之前的所述第3以及第4致動器的驅動力的合計、與使所述第I以及第2致動器分別反向移動給定量之后的所述第3以及第4致動器的驅動力的合計之間的差分成為最小時的所述增益的值， 將檢測出的所述增益設定為在通常動作時針對來自所述位置檢測部的檢測信號的增益。5.根據權利要求4所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述控制部在致動器的初始調整中，進一步， 進行控制以使所述第3以及第4致動器的可動部分別反向移動給定量， 一邊調整針對來自所述位置檢測部的檢測信號的增益，一邊求出所述第I以及第2致動器的驅動力， 檢測使所述第3以及第4致動器分別反向移動給定量之前的所述第I以及第2致動器的驅動力的合計、與使所述第3以及第4致動器分別反向移動給定量之后的所述第I以及第2致動器的驅動力的合計之間的差分成為最小時的所述增益的值， 將檢測出的所述增益設定為在通常動作時針對來自所述位置檢測部的檢測信號的增益。6.根據權利要求1?5中任一項所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述致動器是音圈電動機。7.根據權利要求1?5中任一項所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述連結構件是彈性體。8.根據權利要求1?5中任一項所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述控制部由I個微型計算機構成。9.根據權利要求1?5中任一項所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述光學構件是圓形的平行平板玻璃。10.根據權利要求1?5中任一項所述的光學構件驅動裝置，其特征在于， 所述光學構件是正方形的平行平板玻璃。11.一種投射型影像顯示裝置，具備: 光源； 光調制元件，利用影像信號對來自所述光源的光進行調制； 投射光學系統，對由所述光調制元件調制后的影像光進行放大投射;和配置在所述光調制元件與所述投射光學系統之間的、權利要求1?10中任一項所述的光學構件驅動裝置。
【文檔編號】G02B26/08GK105849619SQ201480071066
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月26日
【發明人】行天敬明, 近藤信幸, 增谷健
【申請人】松下知識產權經營株式會社