光学器件、投影仪以及光学器件的控制方法与流程

文档序号:24498305发布日期:2021-03-30 21:26阅读:100来源:国知局
光学器件、投影仪以及光学器件的控制方法与流程

本发明涉及光学器件、投影仪以及光学器件的控制方法。



背景技术:

存在使射出的影像光分别向纵向和横向这两种方向偏移,而将像素数增加到4倍来进行显示的投影仪。例如,专利文献1所公开的投影仪具有光学器件,该光学器件具有射出影像光的光学部和使光学部在纵向和横向的各方向上振动的致动器。在专利文献1所公开的投影仪中,通过利用致动器使光学部在纵向和横向的各方向上振动来实现像素的偏移,但有时由于装置的组装的偏差或温度变化等而在光学部的振动中产生变化。若在光学部的振动中产生变化,则有可能在像素的偏移量中产生误差。因此,优选使用传感器检测实际的像素的偏移量,进行在致动器的驱动控制中反映传感器的检测结果的反馈控制。在专利文献1中记载了设置检测光学部的纵向位置的位置传感器和检测横向位置的位置传感器,根据两个位置传感器的检测结果始终监视光学部的位置,并根据监视结果进行致动器的伺服控制。

专利文献1:日本特开2015-176019号公报

但是,如专利文献1所示,若要设置两个位置传感器来对光学部的倾斜进行伺服控制,则存在光学器件的电路规模变大、光学器件的结构变得复杂的问题。



技术实现要素:

为了解决上述课题,本公开的光学器件具有:可动部,其包含光学部和保持部,该光学部具有供影像光入射的入射面并且根据所述影像光相对于所述入射面的入射角度使所述影像光弯曲而射出弯曲后的所述影像光,该保持部支承所述光学部;第1致动器,其使所述可动部以第1轴为中心旋转;第2致动器,其使所述可动部以与所述第1轴相交的第2轴为中心旋转;驱动电路,其向所述第1致动器提供驱动所述第1致动器的第1驱动信号,向所述第2致动器提供驱动所述第2致动器的第2驱动信号;以及传感器,其检测所述光学部的位置,所述驱动电路根据由所述传感器检测出的所述光学部的位置来调整所述第1驱动信号和所述第2驱动信号,所述传感器配置在与所述第1轴上的位置不同且与所述第2轴上的位置也不同的位置。

另外,为了解决上述课题,本公开的投影仪具有上述光学器件。

此外,为了解决上述课题,关于本公开的光学器件的控制方法,该光学器件具有:可动部,其包含光学部和保持部,该光学部具有供影像光入射的入射面并且根据所述影像光相对于所述入射面的入射角度使所述影像光弯曲而射出弯曲后的所述影像光,该保持部支承所述光学部;第1致动器,其使所述可动部以第1轴为中心旋转;以及第2致动器,其使所述可动部以与所述第1轴相交的第2轴为中心旋转,在该光学器件的控制方法中,通过配置在与所述第1轴上的位置不同且与所述第2轴上的位置也不同的位置的传感器检测所述光学部的位置,根据由所述传感器检测出的所述光学部的位置,对驱动所述第1致动器的第1驱动信号和驱动所述第2致动器的第2驱动信号进行调整。

附图说明

图1是示出本公开的实施方式的投影仪1的光学结构的说明图。

图2是用于说明基于投影仪1的4k图像的显示的图。

图3是示出投影仪1的电气结构的框图。

图4是光学器件2的主视图。

图5是光学器件2的沿着图4的a-a'线的截面的剖视图以及局部放大图。

图6是示出传感器7的结构例的图。

图7是示出驱动信号dsx、驱动信号dsy以及传感器7输出的检测信号ps的波形的一例的图。

图8是示出驱动电路121的结构例的框图。

图9是用于说明关于绕第1轴的旋转的校准的图。

图10是用于说明关于绕第2轴的旋转的校准的图。

图11是示出本实施方式的控制方法的流程的流程图。

图12是用于说明投影仪1的动作的图。

标号说明

1:投影仪;2:光学器件;3:可动部;4:支承部;5a:第1梁部;5b:第2梁部;6a:致动器;6b:致动器;7:传感器;30:光学部;31:保持部;32:第1框部;33:第2框部;34:第3框部;35:第4框部;36:开口部;38:安装部;40:开口部;61:永磁体;62:线圈;63:磁体保持板;64:线圈保持板;71:传感器基板;72:霍尔传感器;73:磁体;101:屏幕;102:光源;104a:反射镜;104b:反射镜;104c:反射镜;106a:分色镜;106b:分色镜;108b:液晶显示元件;108g:液晶显示元件;108r:液晶显示元件;110:分色棱镜;112:投射光学系统;120:控制电路;121:驱动电路;122:图像处理电路;123:存储装置;311:前板部;312:侧板部;313:爪部;621:有效边;622:有效边;623:中心孔;641:基座部;644:突出部;1210x:波形输出部;1210y:波形输出部;1220x:调整部;1220y:调整部;1230x:放大部;1230y:放大部;1240:计算部;1250:a/d转换部。

具体实施方式

以下,参照附图说明实施方式。但是,在各图中,各部的尺寸以及比例尺与实际情况适当地不同。另外,关于以下叙述的实施方式,附加了技术上优选的各种限定,但实施方式并不限定于这些方式。

1.实施方式

图1是示出本实施方式的投影仪的光学结构的说明图。图1所示的投影仪1是lcd(liquidcrystaldisplay:液晶显示器)方式的投影仪。投影仪1根据从外部输入的影像信号,在屏幕101上显示影像。投影仪1具有光源102、反射镜104a、反射镜104b、反射镜104c、分色镜106a、分色镜106b、液晶显示元件108r、液晶显示元件108g、液晶显示元件108b、分色棱镜110、光学器件2和投射光学系统112。另外,以下,如图1所示,定义+x方向、-x方向、+y方向、-y方向、+z方向、-z方向。+x方向是水平扫描方向,-x方向是与+x方向相反的方向。-y方向是垂直扫描方向,+y方向是与-y方向相反的方向。+z方向是从屏幕101朝向投影仪1的方向,-z方向是与+z方向相反的方向。另外,以下,将沿着+x方向以及-x方向的轴称为x轴,将沿着+y方向以及-y方向的轴称为y轴,将沿着+z方向以及-z方向的轴称为z轴。另外,x轴、y轴以及z轴分别相互垂直。

作为光源102,例如可以举出卤素灯、水银灯、led(lightemittingdiode:发光二极管)、激光光源等。作为光源102,使用射出白色光的光源。从光源102射出的光例如通过分色镜106a分离为红色光和其他颜色的光。红色光被反射镜104a反射后,入射到液晶显示元件108r。其他颜色的光通过分色镜106b进一步分离为绿色光和蓝色光。绿色光入射到液晶显示元件108g,蓝色光被反射镜104b以及反射镜104c反射后,入射到液晶显示元件108b。

液晶显示元件108r、液晶显示元件108g和液晶显示元件108b分别用作空间光调制器。液晶显示元件108r、液晶显示元件108g以及液晶显示元件108b分别是与红色、绿色以及蓝色的原色对应的透过型的空间光调制器。液晶显示元件108r、液晶显示元件108g以及液晶显示元件108b各自具有例如排列成纵1080行、横1920列的矩阵状的像素。即,液晶显示元件108r、液晶显示元件108g以及液晶显示元件108b各自的分辨率为1920×1080,即2k的分辨率。在各像素中,调整相对于入射光的透过光的光量,在液晶显示元件108r、液晶显示元件108g以及液晶显示元件108b中分别协调控制全部像素的光量分布。由液晶显示元件108r、液晶显示元件108g以及液晶显示元件108b分别进行了空间调制后的光被分色棱镜110合成,而从分色棱镜110射出全色的影像光ll。然后,射出的影像光ll被投射光学系统112放大后投射到屏幕101上。

光学器件2配置在分色棱镜110与投射光学系统112之间。投影仪1通过光学器件2使影像光ll的光路向纵向和横向偏移,从而将4k分辨率的图像显示在屏幕101上。纵向是指沿着y轴的方向,横向是指沿着x轴的方向。4k分辨率是指3840×2160像素的分辨率。以下,将4k分辨率的图像称为4k图像,将2k分辨率的图像称为2k图像。

更详细地说明的话,投影仪1将4k图像分割为4个2k图像,将4个2k图像错开位置地依次投射,由此投射4k图像。具体而言,如图2所示,投影仪1将4k图像中相互相邻的像素a、像素b、像素c以及像素d这4个像素通过基于光学器件2的影像光ll的光路的偏移而使投射位置错开地依次投射。例如,在帧率为60hz的情况下,投影仪1使4个2k图像错开投射位置地以240hz投射。光学器件2包含使影像光ll透过的玻璃板,详情将在后面叙述。在本实施方式中,通过利用玻璃的折射来改变玻璃的倾斜度,而改变在4k图像中相互相邻的4个像素的显示位置。

图3是示出投影仪1的电气结构的框图。投影仪1具有控制电路120、驱动电路121、图像处理电路122以及存储装置123。存储装置123包含rom(readonlymemory:只读存储器)以及ram(randomaccessmemory:随机存取存储器)。存储装置123存储与投射图像的画质相关的设定值、与各种功能相关的信息、控制电路120处理的信息等。此外,尽管在图3中省略了图示,但是存储装置123存储用于使控制电路120执行本公开的控制方法的程序。

控制电路120例如构成为包含cpu(centralprocessingunit:中央处理器)等处理器。控制电路120通过执行存储在存储装置123中的程序,而进行投影仪1的各部的控制。具体而言,控制电路120控制对液晶显示元件108r、液晶显示元件108g以及液晶显示元件108b的数据信号的写入动作、光学器件2中的光路偏移动作、以及图像处理电路122中的数据信号的产生动作等。控制电路120可以由单个处理器构成,也可以由多个处理器构成。此外,控制电路120的部分或全部功能可以由dsp(digitalsignalprocessor:数字信号处理器)、asic(applicationspecificintegratedcircuit:专用集成电路)、pld(programmablelogicdevice:可编程逻辑器件)、fpga(fieldprogrammablegatearray:现场可编程门阵列)等硬件实现。

驱动电路121根据图像处理电路122输出的同步信号sa,生成驱动光学器件2的驱动信号dsx和驱动信号dsy。从图像处理电路122输出的同步信号sa包含横向的同步信号sax和纵向的同步信号say。驱动电路121基于同步信号sax生成驱动信号dsx,另一方面,基于同步信号say生成驱动信号dsy。驱动电路121将生成的驱动信号dsx提供到致动器6b,将生成的驱动信号dsy提供到致动器6a。

图像处理电路122将从未图示的外部装置提供的图像信号vid分离为红色、绿色以及蓝色的三原色并且转换为适合于液晶显示元件108r、液晶显示元件108g以及液晶显示元件108b的动作的数据信号rv、数据信号gv以及数据信号bv。由图像处理电路122转换后的数据信号rv、数据信号gv和数据信号bv分别被提供到液晶显示元件108r、液晶显示元件108g和液晶显示元件108b。液晶显示元件108r、液晶显示元件108g以及液晶显示元件108b分别基于各个数据信号rv、数据信号gv以及数据信号bv而进行动作。另外,图像处理电路122也可以与控制电路120一体。

图4是从+z方向观察光学器件2的主视图。光学器件2用于在投影仪1中使影像光ll的光路偏移。如图4所示,光学器件2具有矩形的可动部3、包围可动部3的框状的支承部4、用于固定支承部4的第1梁部5a、连结可动部3和支承部4的第2梁部5b、致动器6a和致动器6b、以及检测可动部3的位置的传感器7。

可动部3具有光学部30和支承光学部30的保持部31。光学部30例如是玻璃板,具有透光性。光学部30具有供影像光ll入射的入射面,根据影像光ll相对于入射面的入射角度使影像光ll弯曲,并射出弯曲后的影像光ll。当可动部3位于影像光ll相对于光学部30的入射角度为0°的基准位置时,光学部30的法线方向与+z方向一致。光学器件2例如以正面朝向分色棱镜110侧、背面朝向投射光学系统112侧的方式配置在投影仪1内。另外,光学器件2的+z方向的朝向也可以与此相反。

作为光学部30的构成材料,没有特别限定,例如可以使用白板玻璃、硼硅酸玻璃、石英玻璃那样的各种玻璃材料。另外,在本实施方式中,使用玻璃板作为光学部30,但光学部30只要由具有透光性且使影像光ll折射的材料构成即可。即,除了玻璃以外,也可以由例如石英、蓝宝石这样的各种结晶材料、聚碳酸酯类树脂、丙烯酸类树脂这样的各种树脂材料等构成光学部30。但是,若如本实施方式那样使用玻璃板作为光学部30,则能够特别增大光学部30的刚性。因此,能够抑制在光学部30中使影像光ll的光路错开时的光路的偏移量的偏差。

保持部31是包围光学部30的方形的框架。保持部31具有与x轴大致平行地延伸的第1框部32和第2框部33以及与y轴大致平行地延伸的第3框部34和第4框部35。如图4所示,可动部3还具有与x轴大致平行地延伸的第5框部51和第6框部52以及与y轴大致平行地延伸的第7框部53和第8框部54。第3框部34经由第2梁部5b与第7框部53连接,第4框部35经由第2梁部5b与第8框部54连接。第2梁部5b设置在连结保持部31的沿着y轴的边的中点的直线即b-b'线上。在从第3框部34向+x方向延伸的第2梁部5b上安装有致动器6b。在本实施方式中,第2梁部5b以及保持部31形成为一体。保持部31具有由第1框部32、第2框部33、第3框部34以及第4框部35包围的矩形的开口部36。光学部30配置于开口部36,通过第1框部32、第2框部33、第3框部34、第4框部35支承光学部30的外周端部。在本实施方式中,保持部31由不锈钢等的金属板构成。如图4所示,在本实施方式中,保持部31的沿着x轴的边的长度与沿着y轴的边的长度相等,光学部30的沿着x轴的边的长度与沿着y轴的边的长度也相等。

图5是示出光学器件2的沿着图4中的a-a'线的截面的剖视图以及局部放大图。图4中的a-a'线是连结保持部31的沿着x轴的边的中点的直线。如图4所示,第1梁部5a设置在a-a'线上。第5框部51经由第1梁部5a与第1固定部55连接,第6框部52经由第1梁部5a与第2固定部56连接。第1固定部55和第2固定部56固定于支承部4。如图5所示,第1框部32和第2框部33具有覆盖光学部30的外周端部的+z侧的表面的前板部311。第2框部33的前板部311具有从外周侧的端部向-z方向弯曲延伸的侧板部312和从侧板部312的-z方向的端部向光学部30的端面突出的爪部313。光学部30通过粘接剂以及爪部313固定于保持部31。第1框部32的前板部311具有从外周侧的端部向-z方向弯曲延伸的安装部38。详细情况将在后面叙述,致动器6a安装于安装部38。保持部31是使金属板弯曲而成的弯曲结构的部件,因此是使用了板厚较薄的金属板的结构并且能够确保必要的强度。

支承部4例如由树脂构成。支承部4具有配置有保持部31的矩形的开口部40。支承部4将可动部3支承为能够以沿着图4中的b-b'线的第1轴和沿着图4中的a-a'线的第2轴为中心旋转的状态。影像光ll例如相对于可动部3的光学部30沿z轴方向入射。当可动部3以第1轴或第2轴为中心旋转时,影像光ll相对于光学部30的入射角度发生变化。通过使影像光ll相对于光学部30的入射角度从0°倾斜,光学部30使入射的影像光ll折射并透过。因此,通过以成为目标入射角度的方式改变光学部30的姿势,能够控制影像光ll的偏转方向、偏转量。另外,光学部30的大小被适当设定为使从分色棱镜110射出的影像光ll透过。另外,光学部30优选为实质上无色透明。另外,也可以在光学部30的影像光ll的入射面以及射出面上形成防反射膜。由于保持部31、支承部4、第1梁部5a以及第2梁部5b由不锈钢或树脂形成,因此能够降低环境温度的影响。因此,能够得到小型且谐振频率低的光学器件2。例如,能够得到谐振频率为200khz左右的光学器件2。

如图4所示,致动器6a设置在a-a'线上、即第2轴上。另外,致动器6b设置在b-b'线上、即第1轴上。向致动器6a提供驱动信号dsy,向致动器6b提供驱动信号dsx。致动器6a根据驱动信号dsy使可动部3以第1轴为中心旋转。更具体而言,致动器6a根据驱动信号dsy使具有第1框部32、第2框部33、第3框部34以及第4框部35的保持部31以第1轴为中心旋转。致动器6b根据驱动信号dsx使可动部3以与第1轴相交的第2轴为中心旋转。更具体而言,致动器6b根据驱动信号dsx使具有第5框部51、第6框部52、第7框部53以及第8框部54的可动部3以第2轴为中心旋转。致动器6a是本公开的第1致动器的一例,致动器6b是本公开的第2致动器的一例。驱动信号dsy是表示第1致动器的驱动波形的第1驱动信号的一例,驱动信号dsx是表示第2致动器的驱动波形的第2驱动信号的一例。致动器6a的结构与致动器6b的结构相同。以下,参照图5对致动器6a的结构进行说明。

如图5所示,致动器6a具有相互对置的永磁体61和线圈62。向致动器6a的线圈62提供驱动信号dsy。虽然省略了详细的图示,但致动器6b也具有相互对置的永磁体61和线圈62,向致动器6b的线圈62提供驱动信号dsx。致动器6a的永磁体61是本公开的第1磁体的一例,致动器6a的线圈62是本公开的第1线圈的一例。此外,致动器6b的永磁体61是本公开的第2磁体的一例,致动器6b的线圈62是本公开的第2线圈的一例。

致动器6a具有固定有永磁体61的磁体保持板63。磁体保持板63为平板状,固定于安装部38。即,永磁体61经由磁体保持板63固定于保持部31。磁体保持板63例如由铁等金属形成,起到背轭的作用。另外,致动器6a具有保持线圈62的线圈保持板64,线圈保持板64固定于支承部4。即,线圈62经由线圈保持板64固定于支承部4。线圈保持板64例如由铁等金属形成,起到背轭的作用。

线圈保持板64具有固定有线圈62的板状的基座部641和从基座部641突出的突出部644。突出部644设置在基座部641中的固定有线圈62的部分,向与固定有线圈62的面垂直的方向突出。线圈保持板64配置在线圈62与永磁体61以规定的间隙对置的位置上,该线圈62固定于基座部641,该永磁体61经由磁体保持板63固定于安装部38。

永磁体61具有设置有s极和n极的第1对置面。作为永磁体61,例如可以使用钕磁体、钐钴磁体、铁氧体磁体、铝镍钴磁体等。在本实施方式中,永磁体61是钕磁体。钕磁体是小型的磁体并且能够确保必要的磁力,因此能够实现致动器6a的小型化、轻量化。线圈62具有与第1对置面对置的第2对置面。第1对置面与第2对置面平行。另外,这里所说的“平行”也可以不是完全平行,即使稍微偏离平行,但只要是也能够发挥致动器6a的功能的程度的偏离即可。另外,永磁体61和线圈62以第1对置面和第2对置面相对于光学部30的表面交叉的朝向配置。

在本实施方式中,线圈62是长圆形状的空芯线圈。线圈62具有与y轴大致平行地延伸的两条有效边621和有效边622。在有效边621与有效边622之间设置有线圈62的中心孔623。线圈62通过在中心孔623配置突出部644而相对于基座部641定位。

在永磁体61的与线圈62对置的第1对置面上形成有磁极,在第1对置面上,s极和n极在z方向上排列。当可动部3位于光学部30的法线方向与z轴方向平行的基准位置时,致动器6a的永磁体61的s极和n极中的一方与有效边621对置,另一方与有效边622对置。

当对线圈62通电时,由于在有效边621以及有效边622中流过相反方向的电流,因此永磁体61沿着第2对置面向沿着+z方向或-z方向的方向移动。在本实施方式中,永磁体61的s极和n极沿z方向排列,有效边621和有效边622沿z方向排列。因此,致动器6a通过线圈62的导通而使永磁体61向z轴方向移动。由此,可动部3以第1轴为中心旋转,光学部30根据可动部3的旋转量而倾斜。同样,致动器6b通过线圈62的导通而使永磁体61向z轴方向移动。由此,可动部3以第2轴为中心旋转,光学部30根据可动部3的旋转量而倾斜。

如图4所示,在从+z方向观察光学器件2的俯视图中,传感器7配置在与第1轴上的位置不同且与第2轴上的位置也不同的位置。在本实施方式中,如图4所示,传感器7配置在与保持部31的四个角中的一个角对应的位置。传感器7输出具有与光学部30的位置的位移对应的波形的检测信号。图6是示出传感器7的结构例的图。如图6所示,传感器7是具有传感器基板71、霍尔传感器72和磁体73的磁传感器。霍尔传感器72包含霍尔元件。霍尔传感器72搭载于传感器基板71,传感器基板71固定于支承部4。即,霍尔传感器72经由传感器基板71固定于支承部4。另一方面,磁体73固定于保持部31。磁体73可以是永磁体,也可以是电磁体。霍尔传感器72和磁体73配置在磁体73与霍尔传感器72的距离根据可动部3的旋转而变化的位置。

霍尔传感器72输出与磁体73产生的磁场的强度对应的电压。因此,传感器7能够以非接触的方式测量磁体73与霍尔传感器72的距离。在光学器件2中,以磁体73与霍尔传感器72的距离根据可动部3绕第1轴或绕第2轴的旋转而变化的方式配置传感器7。因此,根据霍尔传感器72的输出,能够以非接触的方式测量搭载有磁体73的保持部31的z轴方向的位移。

用于使像素偏移的光学部30的倾斜度的大小依赖于像素间距。在本实施方式中,使像素偏移时的光学部30的倾斜度的大小为像素间距的1/2,换算成角度时为±0.152度。在本实施方式中,以第1轴和第2轴为中心的光学部30的旋转的频率分别为60hz,在1帧内以240hz的周期投射图像,通过将它们重合,而投射具有4倍的分辨率的图像。如上所述,光学部30具有固有的谐振频率,光学部30被设计成谐振频率与旋转的频率的奇数次高次谐波不一致。而且,当向致动器6a和致动器6b提供示出具有适当的倾斜的梯形波形的驱动信号时,光学部30的驱动波形也能够成为梯形波状。图7示出从驱动电路121向致动器6b提供的驱动信号dsx的波形、从驱动电路121向致动器6a提供的驱动信号dsy的波形、以及传感器7输出的检测信号ps的波形的一例。

驱动信号dsx和驱动信号dsy具有1/4波长的相位差。由于该相位差,像素向四个位置偏移。在图7中,驱动信号dsx和驱动信号dsy都恒定的期间是像素停止的期间。在本实施方式中,通过传感器7检测光学部30的倾斜量,通过控制电路120进行反馈控制,以使光学部30的倾斜量成为规定的倾斜量。图7示出在使像素向图2中的像素a、像素b、像素c以及像素d的各位置偏移时从传感器7输出的电压的波形。

反馈控制通过以基于致动器6a和致动器6b的旋转量成为规定的旋转量的方式基于传感器7的输出值调整驱动信号dsx和驱动信号dsy来实现。详细情况将在后面叙述,基于传感器7的输出值的驱动信号dsx和驱动信号dsy的调整在控制电路120的控制下由驱动电路121执行。关于驱动电路121的结构将在后面详细说明。

例如,在图7所示的例子中,绕第1轴的旋转量为ax,绕第2轴的旋转量为ay。驱动电路121调整驱动信号dsx和驱动信号dsy,以使旋转量ax和旋转量ay成为规定的值。具体而言,旋转量ax以及旋转量ay能够根据在特定的时刻对检测信号ps进行采样而得到的采样值求出。在图7所示的例子中,能够使用采样值x1、采样值x2、采样值y1以及采样值y2,通过以下的式(1)求出旋转量ax,能够通过以下的式(2)求出旋转量ay。另外,采样值可以是多个采样值的平均值,而不是每次采样时刻下的采样值。另外,在图7所示的例子中,在波形的上升或下降的开始时、即波形的变化开始时进行采样,但也可以在波形的变化结束时进行采样。

ax=y1-x1=x2-y2…(1)

ay=x2-y1=y2-x1…(2)

图8是示出驱动电路121的结构例的框图。如图8所示,驱动电路121具有波形输出部1210x和波形输出部1210y、调整部1220x和调整部1220y、放大部1230x和放大部1230y、计算部1240、以及a/d转换部1250。

同步信号sax被提提供波形输出部1210x。波形输出部1210x生成与同步信号sax同步的梯形波状的驱动信号dsx。在图8中,虽然省略了详细的图示,但波形输出部1210x具有存储了表示驱动信号dsx的波形的波形数据的波形存储器和d/a转换器。波形输出部1210x将同步信号sax作为触发,读出存储在波形存储器中的波形数据,通过d/a转换器将读出的波形数据转换为模拟信号,输出作为转换结果的模拟信号。通过使用d/a转换器,可以通过改变转换时钟频率来改变梯形波的斜率。进而,通过变更波形数据,能够输出任意的波形。波形输出部1210y的结构与波形输出部1210x的结构相同。同步信号say被提提供波形输出部1210y。波形输出部1210y生成与同步信号say同步的梯形波状的驱动信号dsy。

调整部1220x根据从计算部1240提供的增益来变更驱动信号dsx的振幅。调整部1220x由使用数字电位计的电路构成,以能够电气地变更电阻值。作为数字电位计的接口,例如可以举出i2c总线。通过使用i2c总线,能够受理来自cpu等处理器的控制。调整部1220y的结构与调整部1220x的结构相同。调整部1220y根据从计算部1240提供的增益来变更驱动信号dsy的振幅。

放大部1230x对通过调整部1220x调整了振幅后的驱动信号dsx进行放大,并将放大后的驱动信号dsx输出到致动器6b。放大部1230y对通过调整部1220y调整了振幅后的驱动信号dsy进行放大,并将放大后的驱动信号dsy输出到致动器6a。

向a/d转换部1250提供从传感器7输出的检测信号ps。a/d转换部1250对检测信号ps进行采样,并取入通过采样得到的采样值。计算部1240使用由a/d转换部1250取入的采样值进行增益的计算,根据计算结果进行调整部1220x和调整部1220y的控制。

接下来,说明用于实现像素偏移的反馈控制和在该反馈控制之前执行的校准。

首先,对校准进行说明。反馈控制通过以由传感器7取得的传感器值成为预先确定的目标值的方式进行控制来实现。校准是用于取得反馈控制中的目标值的处理。校准通过如下方式来实现:针对第1轴和第2轴分别利用激光位移计等测定光学部30的倾斜度并且以使光学部30成为规定的倾斜度的方式使光学部30以第1轴或第2轴为中心旋转,将此时的传感器7的输出值作为目标值进行记录。按照第1轴和第2轴分别进行校准。图9是示出关于绕第1轴的旋转的校准中的驱动信号dsx以及驱动信号dsy的波形的图,图10是示出关于绕第2轴的旋转的校准中的驱动信号dsx以及驱动信号dsy的波形的图。目标值ax0以及目标值ay0可以使用采样值x1、采样值x2、采样值y1以及采样值y2,通过以下的式(3)以及式(4)求出。

ax0=x2-x1…(3)

ay0=y2-y1…(4)

图11是示出控制电路120执行的控制方法的流程的流程图。图11的流程图所示的控制方法在每次将显示像素切换为像素a→像素b→像素c→像素d→像素a…时执行。如图11所示,该控制方法包含检测处理sa100、判定处理sa110以及调整处理sa120。

在检测处理sa100中,控制电路120控制驱动电路121,以使驱动信号dsx和驱动信号dsy中的任意一方发生变化,使计算部1240取得检测信号ps的最大值和最小值。例如,在将显示像素从像素a切换为像素b的时间区间中,控制电路120控制驱动电路121,以使驱动信号dsx从l电平变化为h电平。在将显示像素从像素b切换为像素c的时间区间中,控制电路120控制驱动电路121,以使驱动信号dsy从l电平变化为h电平。在将显示像素从像素c切换为像素d的时间区间中,控制电路120控制驱动电路121,以使驱动信号dsx从h电平变化为l电平。并且,在将显示像素从像素d切换为像素a的时间区间中,控制电路120控制驱动电路121,以使驱动信号dsy从h电平变化为l电平。

将显示像素从像素a切换到像素b的时间区间和将显示像素从像素c切换到像素d的时间区间是改变第1驱动信号的波形的第1时间区间的一例,在该第1时间区间中执行的检测处理sa100是本公开的第1处理的一例。此外,将显示像素从像素b切换到像素c的时间区间和将显示像素从像素d切换到像素a的时间区间是改变第2驱动信号的波形的第2时间区间的一例,在该第2时间区间中执行的检测处理sa100是本公开的第2处理的一例。如上所述,在本实施方式中,每当将显示像素切换为像素a→像素b→像素c→像素d→像素a…时,执行图11所示的控制方法,因此如图12所示,交替执行第1处理和第2处理。

在判定处理sa110中,控制电路120使计算部1240计算在检测处理sa100中取得的最大值与最小值之差作为旋转量,使计算部1240判定计算出的旋转量与目标值之差的绝对值是否为规定的阈值以上。更详细地说,当在检测处理sa100中使驱动信号dsx变化的情况下,控制电路120使计算部1240判定计算出的旋转量与目标值ax0之差是否为规定的阈值以上。与此相对,当在检测处理sa100中使驱动信号dsy变化的情况下,控制电路120使计算部1240判定计算出的旋转量与目标值ay0之差是否为规定的阈值以上。在判定处理sa110的判定结果为“是”的情况下,控制电路120执行调整处理sa120,之后,结束该控制方法。在判定处理sa110的判定结果为“否”的情况下,控制电路120不执行调整处理sa120,而结束该控制方法。

在调整处理sa120中,控制电路120根据计算出的旋转量与目标值之差,使调整部1220x或调整部1220y调整增益。例如,当在检测处理sa100中使驱动信号dsx变化的情况下,控制电路120根据目标值与旋转量之差使调整部1220x调整增益。具体而言,在目标值大于旋转量的情况下,控制电路120使增益增加,在目标值小于旋转量的情况下,控制电路120使增益减少。当在检测处理sa100中使驱动信号dsy变化的情况下,控制电路120根据目标值与旋转量之差使调整部1220y调整增益。根据在检测处理sa100中取得的最大值与最小值之差求出的旋转量表示实际的像素的偏移量。因此,根据本实施方式,能够将实际的像素的偏移量的检测结果反映到可动部3的驱动控制中。

如上所述,根据本实施方式,能够检测实际的像素的偏移量,并将检测结果反映到可动部3的驱动控制中。另外,在本实施方式中,由于用一个传感器7检测像素的偏移量,并且不进行伺服控制,因此能够避免光学器件2的电路规模变大以及光学器件2的结构变得复杂。

2.其他实施方式

(1)在上述实施方式中,在作为方形的框架的保持部31的四个角中的一个角配置传感器7,但也可以配置在其他位置。例如,也可以是,在从影像光ll的入射方向观察的俯视图中,配置在保持部31的从四个角中的第1角沿着第1轴延伸并与第2轴相交的第1边、或从第1角沿着第2轴延伸并与第1轴相交的第2边中的任意一方。具体而言,也可以在第1框部32、第2框部33、第3框部34以及第4框部35中的任意一个处配置传感器7。总之,只要是传感器7配置于在保持部31中与第1轴上的位置不同且与第2轴上的位置也不同的位置的方式即可。这是因为,若将传感器7配置在第1轴上的位置,则无法检测绕第1轴的旋转量,若将传感器7配置在第2轴上的位置,则无法检测绕第2轴的旋转量。另外,在上述实施方式中,保持部31的第1边的长度与第2边的长度相等,但第1边的长度与第2边的长度也可以不同。另外,在上述实施方式中,第1轴位于连结保持部31的沿着y轴的两个边的中点的直线上,但第1轴也可以不位于该直线上。同样,在上述实施方式中,第2轴位于连结保持部31的沿着x轴的两个边的中点的直线上,但第2轴也可以不位于该直线上。

在将传感器7配置在第1框部32、第2框部33、第3框部34以及第4框部35中的任意一个处的情况下,传感器7也可以配置在与第1轴隔开第2边的长度的一半的长度以上的距离的位置并且与第2轴隔开第1边的长度的一半的长度以上的距离的位置。这是因为传感器7的位置越远离旋转的中心轴,则由传感器7检测出的最大值与最小值之差越大。另外,传感器7也可以配置在沿第2轴的方向上的距第1轴的距离与沿第1轴的方向上的距第2轴的距离相同的位置。但是,由于传感器7具有霍尔元件,因此优选配置在俯视时不与致动器6a重叠且也不与致动器6b重叠的位置。这是为了避免永磁体61产生的磁场的影响。

(2)在上述实施方式中,传感器7的磁体73固定于保持部31,传感器基板71以及霍尔传感器72固定于支承部4,但也可以使磁体73、传感器基板71以及霍尔传感器72的配置相反。

(3)在上述实施方式中,作为致动器6a以及致动器6b,使用了使永磁体61与线圈62对置而利用洛伦兹力产生驱动力的振动致动器,但也可以使用以其他原理动作的致动器。例如,可以采用压电致动器。

(4)在上述实施方式中,对包含显著地展示本公开的特征的光学器件2的投影仪1进行了说明,但也可以以单体的方式制造或销售光学器件2。另外,在上述实施方式中,将驱动光学器件2中包含的致动器6a以及致动器6b的驱动电路121与光学器件2分开设置,但也可以在光学器件2中设置驱动电路121。

3.由实施方式以及各变形例中的至少一个掌握的方式

本公开不限于上述各实施方式和变形例,而是可以在不脱离其主旨的范围内以各种方式实现。例如,本公开也可以通过以下方式来实现。为了解决本公开的部分或全部课题或者为了达成本公开的部分或全部效果,可以适当地替换或组合与以下记载的各方式中的技术特征相对应的上述实施方式中的技术特征。另外,如果该技术特征在本说明书中并没有作为必须的技术特征而被说明,则可以适当地删除。

上述光学器件的一个方式具有:可动部,其包含光学部和保持部,该光学部具有供影像光入射的入射面并且根据所述影像光相对于所述入射面的入射角度使所述影像光弯曲而射出弯曲后的所述影像光,该保持部支承所述光学部;第1致动器;第2致动器;驱动电路;以及传感器,其检测所述光学部的位置。第1致动器使所述可动部以第1轴为中心旋转。第2致动器使所述可动部以与所述第1轴相交的第2轴为中心旋转。驱动电路向所述第1致动器提供驱动所述第1致动器的第1驱动信号,向所述第2致动器提供驱动所述第2致动器的第2驱动信号。所述传感器配置在与所述第1轴上的位置不同且与所述第2轴上的位置也不同的位置,所述驱动电路根据由所述传感器检测出的所述光学部的位置来调整所述第1驱动信号和所述第2驱动信号。根据该方式,能够在避免光学器件的电路规模变大以及光学器件的结构变得复杂的同时,检测实际的像素的偏移量,并将检测结果反映到可动部的驱动控制中。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,所述第1驱动信号和所述第2驱动信号具有规定的相位差,所述传感器交替执行第1处理和第2处理,在所述第1处理中,检测与以所述第1轴为中心的旋转对应的所述光学部的位置,在所述第2处理中,检测与以所述第2轴为中心的旋转对应的所述光学部的位置。根据该方式,交替地执行沿第1轴的偏移量的检测和检测结果向可动部的驱动控制中的反映、以及沿第2轴的偏移量的检测和检测结果向可动部的驱动控制中的反映。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,所述规定的相位差是所述第1驱动信号的1/4周期的相位差。根据该方式,按照所述第1驱动信号的1/4周期,交替地执行沿第1轴的偏移量的检测和检测结果向可动部的驱动控制中的反映、以及沿第2轴的偏移量的检测和检测结果向可动部的驱动控制中的反映。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,在执行所述第1处理的第1时间区间中,所述第1驱动信号的波形发生变化,在执行所述第2处理的第2时间区间中,所述第2驱动信号的波形发生变化。根据该方式,在第1时间区间中,检测由第1驱动信号的变化引起的偏移量,在第2时间区间中,检测由第2驱动信号的变化引起的偏移量。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,所述传感器输出具有与所述光学部的位置的位移对应的波形的检测信号,所述驱动电路根据所述检测信号的采样值中的最大值与最小值之差求出所述可动部的旋转量。根据该方式,根据检测信号的采样值中的最大值与最小值之差求出可动部的旋转量。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,所述保持部是包围所述光学部的方形的框架,在从所述影像光的入射方向观察的俯视图中,从所述保持部的四个角中的第1角沿着所述第1轴延伸的所述保持部的第1边与所述第2轴相交,另一方面,从所述第1角沿着所述第2轴延伸的所述保持部的第2边与所述第1轴相交,所述传感器配置于所述保持部。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,所述传感器配置在与所述第1轴隔开所述第2边的长度的一半的长度以上的距离的位置并且与所述第2轴隔开所述第1边的长度的一半的长度以上的距离的位置。这是因为传感器的位置越远离旋转的中心轴,则由传感器检测出的最大值与最小值之差越大。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,所述传感器配置在沿所述第2轴的方向上的距所述第1轴的距离与沿所述第1轴的方向上的距所述第2轴的距离相等的位置。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,所述传感器配置在所述第1角。

在上述光学器件的一个方式中,也可以是,所述第1致动器包含设置于所述可动部的第1磁体和被提供与所述第1驱动信号对应的电流的第1线圈,也可以是,所述第2致动器包含设置于所述可动部的第2磁体和被提供与所述第2驱动信号对应的电流的第2线圈。而且,也可以是,所述传感器是具有霍尔元件的磁传感器,其配置于在所述俯视图中不与所述第1致动器重叠并且也不与所述第2致动器重叠的位置。

上述投影仪的一个方式具有上述任意一个方式的光学器件。根据该方式,能够在避免投影仪的电路规模变大以及投影仪的结构变得复杂的同时,检测实际的像素的偏移量,并将检测结果反映到可动部的驱动控制中。

关于上述光学器件的控制方法的一个方式,该光学器件具有:可动部,其包含光学部和保持部,该光学部具有供影像光入射的入射面并且根据所述影像光相对于所述入射面的入射角度使所述影像光弯曲而射出弯曲后的所述影像光,该保持部支承所述光学部;第1致动器;以及第2致动器。第1致动器使所述可动部以第1轴为中心旋转。第2致动器使所述可动部以与所述第1轴相交的第2轴为中心旋转。在该控制方法中,通过配置在与所述第1轴上的位置不同且与所述第2轴上的位置也不同的位置的传感器检测所述光学部的位置。并且,根据由所述传感器检测出的所述光学部的位置,调整驱动所述第1致动器的第1驱动信号和驱动所述第2致动器的第2驱动信号。根据该方式,也能够在避免光学器件的电路规模变大以及光学器件的结构变得复杂的同时,检测实际的像素的偏移量,并将检测结果反映到可动部的驱动控制中。

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