光学构件驱动装置以及投射型影像显示装置的制造方法
【专利摘要】光学构件驱动装置(100)具备：光路变更用的光学构件；具有在一个轴方向上被移动控制的可动部的多个致动器(A～D)；在光学构件的面中心相互正交的2个轴上，将光学构件的端部与多个致动器的可动部连结的多个连结构件；对各致动器的可动部的移动量进行检测，输出表示移动量的检测信号的位置检测部(103a～103d)；和基于来自位置检测部的检测信号来控制各致动器的可动部的移动的控制部(105)。
【专利说明】
光学构件驱动装置以及投射型影像显示装置
技术领域
[0001]本公开涉及对用于使影像的投射位置移动的光学构件进行驱动的光学构件驱动装置以及使用该光学构件驱动装置的投射型影像显示装置。
【背景技术】
[0002]专利文献I公开了一种使对影像进行投射显示的投影机的显示位置移动的图像移动装置。该图像移动装置在进行影像的光调制的固定像素型的显示元件、与使图像位置移动的4边形的平行平板玻璃之间，具备保持平行平板玻璃的4个角的压电元件。对这4个压电元件施加电压来使图像移动。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1: JP特开2007-206567号公报
【发明内容】
[0006]专利文献I所记载的图像移动装置，是在进行影像的光调制的固定像素型的显示元件、与使图像位置移动的4边形的平行平板玻璃之间，具备支撑平行平板玻璃的4个角的4个压电元件的构造。
[0007]发明要解决的课题
[0008]本公开提供一种能够通过简单的控制使得用于使影像(像素)的投射位置移动的光学构件(平行平板玻璃等)在2个正交的方向上移动的光学构件驱动装置以及投射型影像显示装置。
[0009]解决课题的手段
[0010]在本公开的第I方式中，提供一种光学构件驱动装置，其具备:光路变更用的光学构件;具有在一个轴方向上被移动控制的可动部的多个致动器;处于相互正交的2个轴上的将光学构件的端部与多个致动器的可动部连结的多个连结构件;对各致动器的可动部的移动量进行检测，输出表示移动量的检测信号的位置检测部;和基于来自位置检测部的检测信号来控制各致动器的可动部的移动的控制部。
[0011]在本公开的第2方式中，具备:光源;利用影像信号对来自光源的光进行调制的光调制元件;对由光调制元件调制后的影像光进行放大投射的投射光学系统；和配置在光调制元件与投射光学系统之间的上述光学构件驱动装置。
[0012]发明效果
[0013]本公开中的光学构件驱动装置，能够通过简单的控制使图像在2个正交的方向上移动。
【附图说明】
[0014]图1是表示实施方式I的光学构件驱动装置的整体构成的框图。
[0015]图2是表示实施方式I的光学构件驱动装置的构造的图。
[0016]图3是实施方式I的光学构件驱动装置所使用的部件的示意图。
[0017]图4是实施方式I的光学构件驱动装置所使用的平行平板玻璃的俯视图。
[0018]图5是用于说明由平行平板玻璃来变更光路的原理的图。
[0019]图6是用于说明使实施方式I中的平行平板玻璃倾斜的动作的图。
[0020]图7是表示平行平板玻璃的倾斜驱动的方向的图。
[0021]图8是用于说明由平行平板玻璃将输入影像光向多个位置射出的原理的图。
[0022]图9是用于说明平行平板玻璃的位置偏离的状态的图。
[0023]图10是表示致动器的初始调整的流程图。
[0024]图11是表示致动器的伺服控制的方框线图。
[0025]图12是表示实施方式2的光学构件驱动装置的构造的图。
[0026]图13是表示实施方式2的光学构件驱动装置的构造的图。
[0027]图14是表示光学构件驱动装置的连结部的另一例的图。
[0028]图15是表示光学构件驱动装置的连结部的另一例的图。
[0029]图16是表示实施方式3的光学构件驱动装置的构造的图。
[0030]图17是表示实施方式3的光学构件驱动装置所使用的连结构件的图。
[0031]图18是表示具备实施方式4的光学构件驱动装置的投射型影像显示装置的构成的图。
[0032I图19是表示焚光体环的构成的图。
【具体实施方式】
[0033]以下，适当参照附图，对实施方式详细进行说明。不过，有时省略过于详细的说明。例如，有时省略已被熟知的事项的详细说明、对实质上相同的构成的重复说明。这是为了避免以下的说明变得过于冗长，使本领域技术人员容易理解。
[0034]另外，
【发明人】(们)为了本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明，并非意图通过这些来限定权利要求书所记载的主题。
[0035](实施方式I)
[0036]以下，使用附图，对实施方式进行说明。
[0037][1-1.构成]
[0038]图1是表示本实施方式中的、对光学构件进行驱动的光学构件驱动装置的构造的立体图。图2是表示对图1所示的光学构件驱动装置100进行驱动的驱动部的构成的框图。
[0039]如图1所示，光学构件驱动装置100包括:作为光学构件的正方形的平行平板玻璃1000;对其进行驱动的4个致动器々、8、(:、0;和将致动器4、8、(:、0分别与平行平板玻璃1000连结的连结构件106a、106b、106c、106d。此外，正方形的平行平板玻璃1000的端部，通过连结构件106a、106b、106c、106d，与致动器A、B、C、D各自的可动部107a、107b、107c、107d连结。
[0040]在本实施方式中作为致动器A?D而使用音圈电动机(VCM)。图3示出了音圈电动机的构造的一例，不同磁极的永磁铁(N极的永磁铁1012和S极的永磁铁1013)隔开一定距离而对置配置在磁轭1011的内部。在该对置配置的永磁铁1012、1013之间配置可动部107。
[0041]在该可动部107，开设有引导窗1070。在该引导窗1070插通磁轭1011，设置于可动部107的线圈1014配备在对置配置的永磁铁1012、1013之间。若在线圈1014流过驱动信号电流，则可动部107向箭头方向(一个轴方向)移动。该可动部107根据流过线圈1014的信号电流的大小而移动量发生变化，从基准位置向正向或负向移动。可动部107的移动量，基于来自安装于可动部107的位置传感器102的信号，通过图1所示的位置检测电路103而检测。在安装了线圈1014的可动部107与永磁铁1012、1013之间产生了微小的间隙。因此，可动部107若被施加通过驱动信号电流而驱动的相对于一个轴方向垂直方向的力，则仅位移与该微小的间隙相应的容许的距离。此外，在音圈电动机中，通过固定质量大的磁铁，并将轻量的线圈用于可动部，从而能够减小力矩。
[0042]与致动器A?D(音圈电动机101)的可动部107结合的连结构件106，如图4所示在平行平板玻璃1000的外周各边的中央部(EA、EB、EC、ED)与平行平板玻璃1000连结。将连接对平行平板玻璃1000进行支撑的EA点与EC点的虚拟线作为A-C轴，将连接EB点与ED点的虚拟线作为B-D轴A-C轴和B-D轴，在平行平板玻璃1000的面中心O正交。换言之，致动器A、C，在A-C轴上并且在平行平板玻璃1000的端部EA、EC，被配置为相互对置。致动器B、D，在B-D轴上并且在平行平板玻璃1000的端部EB、ED，被配置为相互对置。
[0043]4个致动器A、致动器B、致动器C、致动器D，通过驱动电路104a、104b、104c、104d分别被驱动。驱动电路104a、104b、104c、104d，按照来自I个微型计算机105的控制信号而被控制。致动器A?致动器D通过来自驱动电路104a?104d的驱动信号电流而被驱动，使得可动部107a?107d在一个轴方向(与光轴平行的方向)上进退。可动部107a?107d的位置，基于来自设置于可动部的位置传感器102a?102d的信号通过位置检测电路103a?103d来检测。位置检测电路103a?103d，以给定的增益对来自位置传感器102a?102d的信号进行放大来生成检测信号。来自位置检测电路103a?103d的检测信号被输入到微型计算机105。微型计算机105基于该检测信号，对致动器A?致动器D的可动部107a?107d的位置(或移动量)始终进行监视，并对致动器A?致动器D进行伺服控制。
[0044][1-2.动作]
[0045]以下说明如上构成的光学构件驱动装置100的动作。
[0046]图5是说明平行平板玻璃1000的倾斜所引起的光路的变更的图。在平行平板玻璃1000的主面如图5的实线所示相对于输入光线Li而正交时，输入光线Li在平行平板玻璃1000的入射面不发生折射而直线前进并在平行平板玻璃1000中通过。然后，在平行平板玻璃1000的出射面，由于光线与出射面正交，因此输入光线Li不发生折射而直线前进。因此在输入光线为影像光的情况下，不发生图像(像素)的移动。
[0047]另一方面，在平行平板玻璃1000如图5的虚线所示相对于输入光线Li不正交时，输入光线Li在平行平板玻璃1000的入射面发生折射，然后在平行平板玻璃1000中直线前进，在出射面发生折射而射出。
[0048]向平行平板玻璃1000入射时折射的角度、与从平行平板玻璃1000射出时折射的角度相等。因此，若输入光线Li为影像光，则输出光线Lo的影像光对应于平行平板玻璃100的倾斜而平行移动。其结果，从平行平板玻璃1000被输出并投射的图像的显示位置发生移动。
[0049]图6是说明平行平板玻璃1000的倾斜方法的原理的图。对平行平板玻璃1000，从图6 (a)所示的状态，例如，使致动器B、致动器D的可动部不进行位移、使致动器A的可动部107a向上方位移、使致动器C的可动部107c向下方位移与致动器A的可动部107a相同的位移量。由此，能够使平行平板玻璃1000以B-D轴为中心如图6(b)那样进行位移。即，通过使隔着平行平板玻璃1000而对置配置的一对致动器彼此反向地位移相同移动量，能够使平行平板玻璃1000倾斜。
[0050]利用这种原理，能够通过致动器A?C使平行平板玻璃1000倾斜，由此，能够使输入影像光向多个不同的位置移动并投射。
[0051 ]图7以及图8是用于说明用于使平行平板玻璃1000倾斜的致动器A?C的控制的图。
[0052]如图7所示，A-C轴与B-D轴在同一面上的面中心O交叉。通过在将该交叉点O保持在恒定位置的状态下，使A-C轴以及/或者B-D轴倾斜，从而能够使平行平板玻璃1000倾斜，使像素的显示位置二维地移动。参照图8来说明用于使像素的显示位置移动的致动器A?C的动作。
[0053]图8是用于说明用于使像素的显示位置移动的致动器A?C的动作的图。图8(a)?(d)是用于说明平行平板玻璃1000的控制状态的图。图8(e)是示出了伴随平行平板玻璃1000的倾斜的变化而移动的像素的显示位置的图。
[0054]在图8中虚线箭头示出了输入光线Li相对于平行平板玻璃1000垂直入射的情况、即平行平板玻璃1000处于水平位置的情况下的输出光线。若假设输入光线为影像光，则输出光线Lo作为像素而显示在图8(e)的“f”所示的位置。以下，将该状态称作“基准状态”。通过对致动器A?C分别进行驱动，能够使平行平板玻璃1000倾斜，使像素的显示位置向“a”?“d”的各位置移动。
[0055]图8(e)所示的位置“a”表示平行平板玻璃1000处于图8(a)那样的状态(第I状态)时所显示的像素的位置。即，在第I状态下，如图8(a_l)那样，通过致动器C使EC点向上方移动，通过致动器A使EA点向下方移动与EC点的变量相同的量。在该动作的同时，设为如下状态:如图8 (a-2)那样，通过致动器D使ED点向下方移动，通过致动器B使EB点向上方移动与ED点的位移量相同的量。由此，能够在图8(e)所示的位置“a”显示像素。
[0056]图8(e)所示的位置“b”，表示平行平板玻璃1000处于图8(b)那样的状态(第2状态)时所显示的像素的位置。即，在第2状态下，如图8(b-l)那样，通过致动器C使EC点向上方移动，通过致动器A使EA点向下方移动与EC点的位移量相同的量。在该动作的同时，设为如下状态:如图8 (b-2)那样，通过致动器D使ED点向上方移动，通过致动器B使EB点向下方移动与H)点的位移量相同的量。由此，能够在图8(e)所示的位置“b”显示像素。
[0057]图8(e)所示的位置“C”，表示平行平板玻璃1000处于图8(c)那样的状态(第3状态)时所显示的像素的位置。即，在第3状态下，如图S(C-1)那样，通过致动器C使EC点向下方移动，通过致动器A使EA点向上方移动与EC点相同的量。在该动作的同时，设为如下状态:如图8 (c-2)那样，通过致动器D使ED点向上方移动，通过致动器B使EB点向下方移动与ED点的位移量相同的量。由此，能够在图8(e)所示的位置“c”显示像素。
[0058]图8(e)所示的位置“d”，表示平行平板玻璃1000处于图8(d)那样的状态(第4状态)时所显示的像素的位置。即，在第4状态下，如图8(d-l)那样，通过致动器C使EC点向下方移动，通过致动器A使EA点向上方移动与EC点的位移量相同的量。在该动作的同时，设为如下状态:如图8 (d-2)那样，通过致动器D使ED点向下方移动，通过致动器B使EB点向上方移动与H)点的位移量相同的量。由此，能够在图8(e)所示的位置“d”显示像素。
[0059]通过在成为图8(a)?图8(d)所示的第I?第4状态的定时向平行平板玻璃输入影像光，从而能够在图8(e)所示的a?d所示的不同的4个位置显示像素。
[0060]在此，致动器的可动部的位移量(以下，也简称为“致动器的位移量”)，起因于位置传感器的精度的限度等，即使以相同目标位移量进行控制，也存在产生误差的情况。
[0061]如图9(a)所示，在没有致动器B和致动器D的位移的状态下，对致动器A和致动器C进行驱动的情况下，在正常的状态下，致动器A向下方位移的量与致动器C向上方位移的量相等。因此，平行平板玻璃的A-C轴与B-D轴的交叉点处于给定的基准位置。
[0062]但是，由于致动器的偏差、安装位置的偏差等，如图9(b)所示，有时会发生在没有致动器B和致动器D的位移的状态下，致动器A和致动器C位移彼此不同的量的状况(例如，致动器C向上方位移的量比致动器A向下方位移的量更大)。在该情况下，对平行平板玻璃1000不均匀地施加负荷。根据情况，会在平行平板玻璃1000产生变形，如图9(b)所示A-C轴与B-D轴不再交叉。
[0063]在这种状况下，起因于致动器A与致动器C的位移量的差异，对于安装于平行平板玻璃1000的致动器B以及致动器D的可动部107b、107d的位置而言，实际的可动部107b、107d的位置与本来要控制的可动部107b、107d的位置不同。
[0064]此时，微型计算机105为了将平行平板玻璃1000控制为向本来应处于的位置移动，而使4个致动器A?C产生较大的驱动力。因此，在平行平板玻璃1000产生较大的变形应力。
[0065]本公开的光学构件驱动装置100是由一个微型计算机105来控制4个致动器A?C的构成。由此，如图9(b)所示，在由于偏差等主要原因而对置的致动器要位移不同的量从而有可能产生稳定的并且较大的向致动器A?D的驱动输出的情况下，微型计算机105事先检测较大的驱动输出，基于此来进行对致动器的位置误差进行校正的处理，由此降低较大的驱动力的发生。
[0066]以下，对本公开的光学构件驱动装置100中的用于校正致动器的位置误差的处理进行说明。
[0067]光学构件驱动装置100，在图8所说明的通常驱动动作之前进行以下所示的致动器的初始调整处理。初始调整处理包括原点调整、A-C轴增益调整、B-D轴增益调整这3个处理。以下，使用图10的流程图对光学构件驱动装置100的初始调整处理进行说明。初始调整处理，在对光学构件驱动装置100接通电源时开始，但也可以根据其他定时或其他触发(用户的指示等)来实施。图10所示的初始调整处理通过微型计算机105来实施。另外，在以下的说明中，致动器A?D的位置是指，由位置传感器102a?102d检测的致动器A?D的可动部107a?107d的位置。
[0068]若接通光学构件驱动装置100的电源，则首先将致动器的定位伺服的增益设定为比通常动作时的增益小的值(SlO)。通过减小增益，从而在各致动器A?D的基准位置(致动器的位移为零的位置)以及增益不同、发生了A-C轴与B-D轴的位置偏离的情况下，能够抑制对各致动器A?D产生过大的驱动力。
[0069]“致动器的定位伺服”是指，用于使致动器的可动部107a?107d移动到目标位置的伺服控制。以下，对致动器的定位伺服进行说明。图11是与本实施方式的光学构件驱动装置100中的对各致动器A?D的伺服控制相关的方框线图。
[0070]在伺服控制中，基于目标位置、和来自各位置检测电路103a?103d的检测信号，对各致动器的位置进行控制，使得它们的差成为最小。即，来自各位置检测电路103a?103d的检测信号、和表示目标位置的信号被输入到减法器13，求出它们的差分(以下称作“P成分信号”)。该P成分信号被输入到P成分增益调整器21，其增益被调整。此外，P成分信号被输入到积分器15而被积分。将该被积分后的信号称作“I成分信号”。I成分信号被输入到I成分增益调整器19，其增益被调整。此外，来自各位置检测电路103a?103d的输出信号通过微分器17而被微分。将该被微分后的信号(对速度成分进行检测而得到的信号)称作“D成分信号”。D成分信号被输入到D成分增益调整器23，其增益被调整。被调整增益后的I成分信号、P成分信号、D成分信号通过加法器25而被相加，通过功率放大器27被放大，基于该被放大后的信号驱动各致动器A?D。
[0071]步骤SlO中的将定位伺服增益设定得较小是通过将I成分、P成分、D成分的所有增益设定得较小来实现的。此外，在后述的步骤S15、S18中求出的致动器的移动量的增益，对应于位置检测电路103a?103d的增益。
[0072]回到图10，在定位伺服的增益的设定(SlO)后，进行原点调整(基准位置的调整)。具体来说，将所有的致动器A?D的目标位置设定为表示位移零的位置的值(基准位置的设定值)，将致动器A?D控制在基准位置(S11)。接着，对任意I个致动器的位置进行调整，使得其驱动力成为最小(S12)。
[0073]若产生了各致动器的安装位置的偏差、基准位置的误差，则作为各致动器的连结位置的EA点、EB点、EC点、ED点，在理论上不再存在于同一平面上。但是，实际上由于平行平板玻璃1000的刚性，EA点、EB点、EC点、ED点位于同一平面上。因此，在存在偏差等的状态下将所有的致动器A?C的目标位置控制在基准位置的情况下，存在对各致动器A?D施加负荷、各致动器A?D的驱动力变大的问题。
[0074]因此，在本公开的光学构件驱动装置100中，一旦将4个致动器A?D控制在基准位置后，针对其中的I个致动器D，一边调整目标位置，一边检测致动器D的驱动力成为最小的目标位置。
[0075]另外，致动器的驱动力的大小与提供给致动器的驱动电流的大小成比例。微型计算机105决定提供给各致动器的驱动电流的大小，因此能够基于驱动电流的大小来识别各致动器的驱动力。
[0076]将如上述那样检测出的目标位置的值，重新设定为致动器D的基准位置的设定值(S13)。通过该调整，所有致动器A?D的基准位置在理论上也位于同一平面上。此外，在步骤S12、13中，调整了致动器D，但也可以调整其他任意的致动器A、B、C的位置。即，只要调整致动器A?D中的任意一个的位置即可。
[0077]通过进行上述那样的原点调整，能够吸收致动器的安装位置的偏差等。
[0078]原点调整后，进行致动器的移动量的增益的调整。具体来说，将致动器D的目标位置设定为正向的最大值，将致动器B的目标位置设定为负向的最大值，将致动器D、B分别控制在所设定的目标位置(S14)。即，使致动器D和致动器B彼此反向移动相同移动量(绝对值)。
[0079]关于致动器D以及致动器B，在检测从基准位置起的移动量的位置传感器102d与位置传感器102b之间存在检测灵敏度的差异的情况下，即使以相同目标位置而被控制的情况下，对致动器D指示的移动量、和对致动器B指示的移动量也不同。因此，在本实施方式中，进行位置检测电路103d的增益(致动器D的移动量的增益)的调整，使得针对相同目标位置对致动器B和致动器D实际指示的移动量一致。
[0080]S卩，继步骤S14之后，对致动器D的移动量的增益(位置检测电路103d的增益)进行调整，使得致动器D与致动器B的实际的移动量(绝对值)一致(将此称作“A-C轴增益调整”)。即，仅针对致动器D将由位置传感器102d检测出的移动量设为α倍(位置检测电路103d的增益)，使得在对致动器D和致动器B彼此反向地控制为相同移动量的状态下，致动器D与致动器B的实际的移动量(绝对值)一致。
[0081]在对各致动器以相同目标位置进行了控制时各致动器的可动部移动了相同移动量的状态下，致动器D以及致动器B对致动器A以及致动器C产生作用的力消失。即，致动器A以及致动器C的驱动力成为最小。因此，在本实施方式中，对致动器A以及致动器C的驱动力成为最小的、致动器D的移动量的增益(校正增益)进行检测。
[0082]具体来说，在将致动器D的目标位置设定为正向的最大值，并且，将致动器B的目标位置设定为负向的最大值的状态下，一边使致动器D的移动量的增益(S卩，位置检测电路103d的增益)变化，一边求出致动器A以及致动器C的驱动力。然后，检测将致动器B、D控制在最大位移量的位置之前的致动器A以及致动器C的驱动力的合计值、与将致动器B、D控制在最大位移量的位置并且对致动器D的移动量的增益进行了调整时的致动器A以及致动器C的驱动力的合计值之间的差分成为最小的致动器D的移动量的增益(S卩，位置检测电路103d的增益)作为校正增益(S15)。
[0083]将这样检测出的校正增益设定为致动器D的移动量的增益。然后，通常动作时将该设定的增益作为致动器D的移动量的增益(位置检测电路103d的增益)来应用。此后，将致动器D以及致动器B的位置控制在基准位置(S16)。
[0084]接下来，关于B-D轴也进行增益调整。首先，将致动器A的目标位置设定为正向的最大值，将致动器C的目标位置设定为负向的最大值，将致动器A、C分别控制在所设定的目标位置(S17)。即，在使用状态下致动器A和致动器C总是设定为反向且相同绝对值的移动量。
[0085]若在位置传感器102a与位置传感器102c之间检测灵敏度存在差异，则对于基于相同目标位置的驱动控制，对致动器A指示的移动量和对致动器C指示的移动量不同，因此，对致动器C的移动量的增益(位置检测电路103c的增益)进行调整，使得针对相同目标位置对致动器A和致动器C实际指示的移动量一致(将该调整称作“B-D轴增益调整” )ο即，对于致动器A和致动器C，在彼此反向地控制为相同移动量的状态下，通过仅针对致动器C，将由位置传感器102c检测出的移动量设为α倍(位置检测电路103c的增益)来进行。
[0086]具体来说，与A-C轴增益调整的情况同样地，在将致动器A控制在正向的最大值，并且，将致动器C的目标位置控制在负向的最大值的状态下，一边使致动器C的移动量的增益(即，位置检测电路103c的增益)变化，一边求出致动器B以及致动器D的驱动力。然后，检测将致动器A以及C控制在最大位移量的位置之前的致动器B以及致动器D的驱动力的合计值、与将致动器A、C控制在最大位移量的位置并且致动器C的移动量的增益被调整时的致动器B以及致动器D的驱动力的合计值之间的差分成为最小的、致动器C的移动量的增益(S卩，位置检测电路103c的增益)，来作为校正增益(S18)。
[0087]将这样检测出的校正增益设定为致动器C的移动量的增益。然后，在通常动作时，将该设定的增益作为致动器C的移动量的增益(位置检测电路103c的增益)来应用。通过A-C轴增益调整和B-D轴增益调整，能够降低位置传感器102a?102d的检测灵敏度的偏差的影响。
[0088]如上，若A-C轴增益调整和B-D轴增益调整结束，则将定位伺服增益设定为通常动作时的值(S20)。
[0089]之后，执行使用图8所说明的通常的动作。另外，在上述例子中，在A-C轴增益调整中，对致动器D的移动量的增益进行了调整，但也可以取代致动器D而对致动器B的移动量的增益进行调整。此外，在B-D轴增益调整中，对致动器C的移动量的增益进行了调整，但也可以取代致动器C而对致动器A的移动量的增益进行调整。
[0090]通过由微型计算机105进行这种调整，从而在通常动作中上述A-C轴以及B-D轴交叉的点总是被控制在给定的位置。
[0091][1-3.效果等]
[0092]本实施方式的光学构件驱动装置100具备:光路变更用的平行平板玻璃1000、1001;具有通过驱动信号在一个轴方向上被移动控制的可动部107a?107d的多个致动器A?D;在平行平板玻璃的面中心相互正交的A-C轴、B-D轴上，将平行平板玻璃的端部EA?ED与致动器的可动部107a?107d连结的多个连结构件106a?106d;对各致动器的可动部的移动量进行检测，输出表示移动量的检测信号的位置检测部102a?102d、103a?103d;和基于来自位置检测部102a?102d、103a?103d的检测信号对各致动器A?C的可动部的移动进行控制的微型计算机105。
[0093]根据该构成，通过对致动器的对(A-C、B_D)的可动部的位移量进行控制，能够以正交的2个轴(A-C轴、B-D轴)为中心进行平行平板玻璃1000的倾斜控制。由此，通过对2组致动器A-C、B-D施加对水平以及垂直成分的移动量进行控制的信号，能够实现投射图像的水平垂直方向的移动。因此，能够实现能简单地控制图像的显示位置的移动方向的显示装置。
[0094]此外，由于是由一个微型计算机105来控制4个致动器A?D的构造，因此能够降低2组致动器中的一组的位移量成为与另一组不同的位移量而引起的平行平板玻璃的变形应力所导致的破损或致动器的负荷的增大所导致的驱动力的增加。
[0095](实施方式2)
[0096]在实施方式I中，如图1所示，说明了在使输入光线移动的正方形的平行平板玻璃1000外周的各边的中央部保持平行平板玻璃1000的构成，但平行平板玻璃的支撑方法不限定于此。只要在从平行平板玻璃的中心起轴对称的位置进行保持即可，例如，也可以为如图12所示在角部支撑平行平板玻璃1000的构造。即使为这种支撑方法，也能够获得与图1所示的支撑方法的情况相同的效果。
[0097]此外，平行平板玻璃不需要为正方形，也可以如图13所示为圆形。也可以在虚线的位置支撑圆形的平行平板玻璃1001。
[0098]此外，只要穿过平行平板玻璃的中心点的正交轴的围绕轴的力矩相对于各轴对称即可。因此，在形状相对于轴周围而言非对称的平行平板玻璃的情况下，只要对平行平板玻璃追加用于保持平衡的重物以使得围绕轴的力矩对称即可。即使为这种构造，也能够获得与对正方形的平行平板玻璃的边的中央进行支撑的构造相同的效果。
[0099]使用图14来说明连结构件的其他例子。由于平行平板玻璃的倾斜为旋转运动，因此将致动器与平行平板玻璃连结的连结构件106在与旋转中心轴正交的方向上位移。因此致动器A?D需要吸收该方向的位置移动。在实施方式I的构成中，这种位移被存在于致动器的可动部107a?107d与致动器主体内的永磁铁之间的微小的间隙吸收。
[0100]在图14所示的例子中，使用弹性体1060a作为连结构件。在该构造中，不取决于致动器的构造地进行位移的吸收。即，通过弹性体的挠曲和扭曲，来吸收与旋转中心轴正交的方向的位移。作为弹性体，可以使用具有弹性的钢、具有弹性的不锈钢等有弹性的金属片。通过使用这种弹性体，从而即使围绕旋转轴而扭曲也会通过弹性复原力而恢复原来的状态。弹性体如图15(a)?图15(d)所示可以使用各种形状的弹性体。图15(a)?图15(d)表示弹性体的侧面形状。使用将剖面为长方形的薄弹性金属板成型为这种形状的弹性体。
[0101](实施方式3)
[0102]在图16中示出适合配置到在平行平板玻璃的前后无法确保充分的空间的位置、例如作为投射型影像显示装置的投影机的投射透镜的前级的光学构件驱动装置的构造的一例。
[0103]在图16所示的光学构件驱动装置1111中，圆形的平行平板玻璃1001配备于铝制的框体1112的开口部1112e。框体1112在平行平板玻璃1001的A-C轴方向上延伸而形成横梁部1112a、1112c，框体1112在平行平板玻璃1001的B-D轴方向上延伸而形成横梁部1112b、1112d。这些横梁部1112a?1112d分别通过具有弹性的不锈钢制的连结构件1061a?1061d与音圈致动器Al?音圈致动器Dl的可动部1071a?1071d通过螺丝等的结合构件而连结。
[0104]连结构件1061a?1061d具有相同构成，因此针对连结构件1061a具体地说明其构造。如图17所示，连结构件1061a具有:具有通过螺丝与可动部1071a连结的螺丝孔1063a的第I结合部1063;具有通过螺丝与横梁部1112a结合的螺丝孔1064a的第2结合部1064;和将第I结合部1063与第2结合部1064结合的能够弹性变形的弹性部1062。第I结合部1063、第2结合部1064、和弹性部1062通过I枚具有弹性的不锈钢而一体地成型。
[0105]在平行平板玻璃1001的前后的空间只有平行平板玻璃1001的厚度程度的间隙，无法设置致动器Al?Dl的情况下，需要扩大平行平板玻璃1001的大小。平行平板玻璃1001为了进行以其中心为轴的旋转运动，围绕其轴的力矩越大则越需要增大致动器Al?Dl所产生的力。此外在使其具有相同倾斜度的情况下，由于致动器Al?Dl的移动距离变大，因此对致动器Al?Dl进行驱动的功率变大，并且对平行平板玻璃1001进行驱动的反作用力也变大，对致动器Al?Dl进行支撑的支撑构件的振动变大。该图16、图17所示的构造，通过使横梁部1112a?1112d的长度、弹性部1062的长度尽可能短，从而不会产生这种问题。
[0106](实施方式4)
[0107]上述实施方式所公开的光学构件驱动装置能够应用于投射型影像显示装置。
[0108]图18是用于说明应用了本公开的光学构件驱动装置100、1111的思想的投射型影像显示装置的光学系统的构成的图。在以下的说明中，如图18所示设定XYZ正交坐标系。
[0109]首先，对投射型影像显示装置的照明光学系统3000进行说明。
[0110]激光光源为了实现高辉度的照明装置，由多个蓝色半导体激光器301构成。从各个蓝色半导体激光器301射出的激光，通过分别对应的准直透镜302而被校准。在准直透镜302射出的光成为大致平行光。通过聚光透镜303，其整体光束被聚光，在通过了扩散板304之后，通过透镜305，再次被大致平行光化。由透镜305大致平行光化后的激光光束，入射到在光轴上配置为大致45度的分色镜306。
[0111]扩散板304是玻璃平板，在单面形成有被实施了微细的凹凸的扩散面。此外，分色镜306具有对于蓝色半导体激光器301的波长段进行反射，对于除此以外的波长段的光进行透射的特性。
[0112]向-X方向入射到分色镜306的激光，在分色镜306反射并向-Z方向射出。然后，激光通过聚光透镜307、308而被聚光，对在荧光体环3001上形成的荧光体进行激励。
[0113]图19示出荧光体环3001的构成。荧光体环3001，如图19所示由电动机3011和基材3012构成。在基材3012上，在离荧光体环的旋转中心的距离相等的圆周上形成第I荧光体3013、第2荧光体3014、和开口部3015。基材的荧光体形成面被进行了镜面加工，对光进行反射。
[0114]在荧光体3013上聚光的光，发出与荧光体3013对应的荧光。荧光体3013是红色荧光体，由蓝色半导体激光器301的光激励而发出红色光。
[0115]在荧光体3014上聚光的光，发出与荧光体3014对应的荧光。荧光体3014是绿色荧光体，由蓝色半导体激光器301的光激励而发出绿色光。
[0116]进而，在开口部3015聚光的光(蓝色半导体激光器301的光)对开口部3015进行透射。
[0117]回到图18，由荧光体环3001得到的红色光、绿色光从荧光体环3001被射出。这些红色光、绿色光通过透镜308、307被平行化并对分色镜306进行透射，由聚光透镜317聚光而入射到棒状积分器(rod integrator)318。
[0118]另一方面，通过了开口部3015的蓝色半导体激光器301的蓝色光，在透镜309、310、反光镜311、透镜312、反光镜313、透镜314、反光镜315、透镜316的路径上前进，在分色镜306反射，通过聚光透镜317被聚光而入射到棒状积分器318。透镜312、314、316作为中继透镜而发挥作用。
[0119]从棒状积分器318射出的光通过透镜330、331、332，入射到由一对棱镜333、334构成的全反射棱镜335，由作为光调制元件的DMD(Digital Mirror Device)336利用影像信号对入射光进行调制，并作为影像光而射出。透镜330、331是中继透镜，透镜332具有使棒状积分器318的出射面的光成像于DMD336的功能。
[0120]从DMD336射出的影像光入射到光学构件驱动装置1200。作为该光学构件驱动装置1200，可以使用在上述实施方式中公开的光学构件驱动装置100、1111。透射了光学构件驱动装置1200的光入射到投射透镜337，来自投射透镜337的出射光作为影像光而被放大透射到屏幕上。
[0121]使用使光学构件驱动装置1200的影像光的显示位置移动的功能，能够由投射型影像显示装置进行抖动显示(wobbling display)。在此，抖动显示是指，在输入影像的I帧期间，一边多次移动显示位置一边显示不同的影像，来等价地提高显示影像的分辨率的方法。此外，在投射型影像显示装置中，能够应用于在输入影像的I帧期间，将相同影像错开来显示，消去显示像素与显示像素之间的无影像区域来流畅地显示影像的方式、或者检测因投影机的振动而产生的影像的抖动并对其进行校正的抖动防止等。
[0122](其他实施方式)
[0123]如上，作为在本申请中公开的技术的例示，说明了实施方式I?4。但是，本公开中的技术不限定于此，还能够应用于适当进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。此外，也可以对上述实施方式I?4所说明的各构成要素进行组合，来作为新的实施方式。
[0124]在上述的实施方式中，在图10的流程图所示的初始调整处理中原点调整的方法不限定于上述方法(步骤Sll?S13)。例如，可以考虑如下方法。将3个致动器A?C控制在位移零的位置即基准位置，将此时的剩余I个致动器D所位于的位置设定为该致动器D的基准位置。在此情况下，在原点调整时，不需要一定将在步骤SlO中所进行的定位伺服增益设定为较低的值，但在之后的A-C轴调整、B-D轴调整中，需要将定位伺服增益设定为比通常动作时的值低的值。
[0125]此外，在初始调整处理中，作为控制对象的致动器的顺序不限定于上述例子。也可以首先将致动器A以及C控制在最大位移位置来求出致动器A或C的校正增益，接着，将致动器B以及D控制在最大位移位置来求出致动器B或D的校正增益。
[0126]此外，只要在各位置传感器102a?102d间检测灵敏度没有差异，则不需要进行A-C轴增益调整、B-D轴增益调整，在初始调整处理中，也可以仅实施原点调整处理(Sll?S13)。通过原点调整，能够修正各致动器的基准位置，能够抑制致动器的偏差等的影响所引起的、对平行平板玻璃的变形应力的产生、驱动功率的增大。
[0127]此外，在A-C轴增益调整、B-D轴增益调整中，将致动器A?D控制在最大位移值位置，但移动量不限定于最大位移量。在对置的致动器A-C、B-D中，只要彼此反向地移动相同移动量即可。
[0128]在本公开中，平行平板玻璃1000、1001是光学构件的一例。音圈电动机是致动器的一例。位置检测电路103是位置检测部的一例。微型计算机105是控制部的一例。本公开公开了下述的技术思想。另外，针对各构成要素的括弧内的参照符号是为了参考而插入的，并非意图限定构成要素的范围。
[0129](I)一种光学构件驱动装置(100)，具备:
[0130]光路变更用的光学构件(1000，1001);
[0131]多个致动器(A?D)，具有在一个轴方向上被移动控制的可动部；
[0132]多个连结构件(106a?106d)，将位于相互正交的2个轴上的光学构件的端部(EA、EB、EC、ED)和致动器的可动部(107a?107d)连结；
[0133]位置检测部(102a?102d，103a?103d)，对各致动器的可动部的移动量进行检测，输出表不移动量的检测信号;和
[0134]控制部(105)，基于来自位置检测部的检测信号对各致动器(A?C)的可动部的移动进行控制。
[0135]通过该构成，能够通过简单的控制使图像在2个正交的方向上移动。
[0136](2)多个致动器也可以包含第I至第4致动器(A?D)。第I以及第2致动器在2个轴的一方的轴上，分别设置于光学构件的相互对置的端部。第3以及第4致动器在2个轴的另一方的轴上，分别设置于光学构件的相互对置的端部。
[0137](3)控制部(105)也可以在致动器的初始调整中，将第I至第4致动器(A?D)中的至少3个致动器的可动部的位置分别控制在基准位置，然后，针对第I至第4致动器中的I个致动器，将该I个致动器的驱动力成为最小的位置设定为针对该I个致动器的可动部的基准位置的设定值(图10的步骤S11-S13)。通过该构成，能够修正各致动器的基准位置，能够抑制致动器的偏差等的影响所引起的、对平行平板玻璃的变形应力的产生、驱动功率的增大。
[0138](4)在(2)或(3)的光学构件驱动装置中，控制部(105)也可以在致动器的初始调整中，
[0139]进行控制以使第I以及第2致动器的可动部分别反向移动给定量，
[0140]—边调整针对来自位置检测部的检测信号的增益，一边求出第3以及第4致动器的驱动力，
[0141]检测使第I以及第2致动器分别反向移动给定量之前的第3以及第4致动器的驱动力的合计、与使第I以及第2致动器分别反向移动给定量之后的第3以及第4致动器的驱动力的合计之间的差分成为最小时的增益(校正增益)的值，
[0142]将检测出的增益设定为在通常动作时针对来自位置检测部的检测信号的增益(图10的步骤S14-S15或S17-S18)。
[0143]由此，能够降低位置检测部中的、针对各致动器的检测灵敏度的误差的影响。
[0144](5)在(4)的光学构件驱动装置中，控制部(105)也可以在致动器的初始调整中，进一步进行控制以使第3以及第4致动器的可动部分别反向移动给定量，
[0145]—边调整针正对来自位置检测部的检测信号的增益，一边求出第I以及第2致动器的驱动力，
[0146]检测使第3以及第4致动器分别反向移动给定量之前的第I以及第2致动器的驱动力的合计、与使第3以及第4致动器分别反向移动给定量之后的第I以及第2致动器的驱动力的合计之间的差分成为最小时的增益(校正增益)的值，
[0147]将检测出的增益设定为在通常动作时针对来自位置检测部的检测信号的增益(图10的步骤S14-S15或S17-S18)。
[0148]由此，能够降低位置检测部中的、针对各致动器的检测灵敏度的误差的影响。
[0149](6)在光学构件驱动装置中，致动器也可以为音圈电动机。
[0150](7)连结构件也可以由弹性体构成。
[0151](8)控制部也可以由I个微型计算机构成。
[0152](9)光学构件是例如圆形或正方形的平行平板玻璃。
[0153](10)也可以由光源(3000)、利用影像信号对来自光源的光进行调制的光调制元件(336)、对由光调制元件调制后的影像光进行放大投射的投射光学系统(337)、和配置在光调制元件与投射光学系统之间的具有(I)?(9)中任一项的构成的光学构件驱动装置(200)来构成投射型影像显示装置(200)。
[0154]如上，作为本公开中的技术地例示，对实施方式进行了说明。为此，提供了附图以及详细的说明。
[0155]因此，在附图以及详细的说明所记载的构成要素中，不仅包含为了解决课题所必须的构成要素，还可能包含为了例示上述技术而并非为了解决课题所必须的构成要素。因此，不应由于这些并非必须的构成要素记载在附图或详细的说明中，而直接认定这些并非必须的构成要素是必须的。
[0156]此外，上述的实施方式用于例示本公开中的技术，因此能够在权利要求书或其均等的范围内进行各种变更、置换、附加、省略等。
[0157]工业实用性
[0158]本公开能够应用于通过一边变更像素的显示位置一边显示影像来显示高分辨率的图像的投射型显示装置(例如，投影机)。
【主权项】
1.一种光学构件驱动装置，具备: 光路变更用的光学构件； 多个致动器，具有在一个轴方向上被移动控制的可动部； 多个连结构件，将位于相互正交的2个轴上的所述光学构件的端部与所述多个致动器的可动部连结； 位置检测部，对各致动器的可动部的移动量进行检测，输出表示所述移动量的检测信号;和 控制部，基于来自所述位置检测部的检测信号来控制各致动器的可动部的移动。2.根据权利要求1所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述多个致动器包含第I至第4致动器， 所述第I以及第2致动器，在所述2个轴的一方的轴上并且在所述光学构件的端部被设置为相互对置， 所述第3以及第4致动器在所述2个轴的另一方的轴上并且在所述光学构件的端部被设置为相互对置。3.根据权利要求2所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述控制部，在致动器的初始调整中，将所述第I至第4致动器中的至少3个致动器的可动部的位置控制在各自的基准位置，然后，针对所述第I至第4致动器中的I个致动器，将该I个致动器的驱动力成为最小的位置设定为针对该I个致动器的可动部的基准位置的设定值。4.根据权利要求2或3所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述控制部在致动器的初始调整中， 进行控制以使所述第I以及第2致动器的可动部分别反向移动给定量， 一边调整针对来自所述位置检测部的检测信号的增益，一边求出所述第3以及第4致动器的驱动力， 检测使所述第I以及第2致动器分别反向移动给定量之前的所述第3以及第4致动器的驱动力的合计、与使所述第I以及第2致动器分别反向移动给定量之后的所述第3以及第4致动器的驱动力的合计之间的差分成为最小时的所述增益的值， 将检测出的所述增益设定为在通常动作时针对来自所述位置检测部的检测信号的增益。5.根据权利要求4所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述控制部在致动器的初始调整中，进一步， 进行控制以使所述第3以及第4致动器的可动部分别反向移动给定量， 一边调整针对来自所述位置检测部的检测信号的增益，一边求出所述第I以及第2致动器的驱动力， 检测使所述第3以及第4致动器分别反向移动给定量之前的所述第I以及第2致动器的驱动力的合计、与使所述第3以及第4致动器分别反向移动给定量之后的所述第I以及第2致动器的驱动力的合计之间的差分成为最小时的所述增益的值， 将检测出的所述增益设定为在通常动作时针对来自所述位置检测部的检测信号的增益。6.根据权利要求1?5中任一项所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述致动器是音圈电动机。7.根据权利要求1?5中任一项所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述连结构件是弹性体。8.根据权利要求1?5中任一项所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述控制部由I个微型计算机构成。9.根据权利要求1?5中任一项所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述光学构件是圆形的平行平板玻璃。10.根据权利要求1?5中任一项所述的光学构件驱动装置，其特征在于， 所述光学构件是正方形的平行平板玻璃。11.一种投射型影像显示装置，具备: 光源； 光调制元件，利用影像信号对来自所述光源的光进行调制； 投射光学系统，对由所述光调制元件调制后的影像光进行放大投射;和配置在所述光调制元件与所述投射光学系统之间的、权利要求1?10中任一项所述的光学构件驱动装置。
【文档编号】G02B26/08GK105849619SQ201480071066
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月26日
【发明人】行天敬明, 近藤信幸, 增谷健
【申请人】松下知识产权经营株式会社