JP7725977B2 - Optical path control device, display device, and optical path control method - Google Patents
Optical path control device, display device, and optical path control methodInfo
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Description
本発明は、光路制御装置および表示装置並びに光路制御方法に関する。 The present invention relates to an optical path control device, a display device, and an optical path control method.
光が入射する光学部を揺動させることで、光軸をずらす光学デバイスが知られている。例えば、下記特許文献1には、光学部を揺動させて光学部を透過する光の光路をずらすことで、光変調装置の解像度よりも投射される画像の解像度を高くすることができる技術が記載されている。 Optical devices that shift the optical axis by oscillating the optical section into which light enters are known. For example, Patent Document 1 below describes a technology that can increase the resolution of a projected image beyond that of a light modulation device by oscillating the optical section to shift the optical path of light passing through the optical section.
光学部を交差する第1軸および第2軸を中心にそれぞれ揺動させることで、光学部を透過する光の光路をずらす光学デバイスが知られている。このような光学デバイスでは、第1軸周りに揺動させる第1アクチュエータと、第2軸周りに揺動させる第2アクチュエータを有する。2個のアクチュエータを同時に駆動することで、光学部を所定方向に所定角度だけ傾斜させることで、光路を変更する。この場合、2個のアクチュエータを同時に駆動するため、消費電力が大きくなってしまう。また、このとき、2個のアクチュエータの各駆動量、つまり、光学部を傾斜させるための各変位量のバランスを調整する必要があり、各アクチュエータの調整制御が複雑になるという課題がある。 Optical devices are known that shift the optical path of light passing through an optical unit by swinging the optical unit around intersecting first and second axes. Such optical devices have a first actuator that swings the optical unit around the first axis and a second actuator that swings the optical unit around the second axis. Driving the two actuators simultaneously tilts the optical unit in a specific direction by a specific angle, thereby changing the optical path. In this case, driving two actuators simultaneously increases power consumption. Furthermore, it is necessary to adjust the balance between the drive amounts of the two actuators, i.e., the respective displacement amounts for tilting the optical unit, which creates the problem of complex adjustment control of each actuator.
本発明は、上記課題に鑑み、アクチュエータの消費電力の低減を図ると共にアクチュエータの制御の簡素化を図る光路制御装置および表示装置並びに光路制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide an optical path control device, a display device, and an optical path control method that reduce the power consumption of the actuator and simplify the control of the actuator.
本発明の一態様にかかる光路制御装置は、光が入射する光学部を有する揺動部と、前記揺動部を揺動させるアクチュエータと、電流値の駆動信号を前記アクチュエータに印加する駆動部と、を備え、前記駆動部は、ピーク電流値の1/2の電流値を、前記揺動部の固有振動の周期の1/2の期間で印加した後、前記ピーク電流値または電流値0に維持する。 An optical path control device according to one aspect of the present invention comprises an oscillating unit having an optical unit onto which light is incident, an actuator that oscillates the oscillating unit, and a drive unit that applies a drive signal of a current value to the actuator, wherein the drive unit applies a current value that is half the peak current value for a period that is half the period of the natural vibration of the oscillating unit, and then maintains the current value at the peak current value or at 0.
本発明の一態様にかかる表示装置は、前記光路制御装置と、前記光学部に光を照射する照射装置と、を備える。 A display device according to one aspect of the present invention includes the light path control device and an illumination device that illuminates the optical section with light.
本発明の一態様にかかる光路制御方法は、光が入射する光学部を有する揺動部を揺動させるアクチュエータに駆動信号を印加することで光路を制御する光路制御方法であって、ピーク電流値の1/2の電流値を、前記揺動部の固有振動数の周期の1/2の周期で前記アクチュエータに印加した後、前記ピーク電流値または電流値0に維持する。 An optical path control method according to one aspect of the present invention controls an optical path by applying a drive signal to an actuator that oscillates an oscillating unit having an optical unit onto which light is incident. The method applies a current value that is half the peak current value to the actuator for a period that is half the period of the natural frequency of the oscillating unit, and then maintains the current value at the peak current value or at zero.
本発明によれば、アクチュエータの消費電力の低減を図ることができると共に、アクチュエータの制御の簡素化を図ることができる。 This invention makes it possible to reduce the power consumption of the actuator and simplify the control of the actuator.
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.
<第1実施形態>
[表示装置の概略構成]
図1は、第1実施形態に係る表示装置の模式図である。
First Embodiment
[Schematic configuration of display device]
FIG. 1 is a schematic diagram of a display device according to the first embodiment.
第1実施形態において、図1に示すように、表示装置1は、光路制御装置10と、照射装置100とを有する。照射装置100は、画像用の光Lを照射する装置である。光路制御装置10は、光Lの光路を制御する装置である。光路制御装置10は、光Lの光軸をずらすことにより、光Lによって表示される画像の位置をずらして、照射装置100による画像の解像度(すなわち、後述する表示素子106の画素数)よりも、投影される画像の解像度を高くする。 In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the display device 1 has a light path control device 10 and an irradiation device 100. The irradiation device 100 is a device that irradiates light L for an image. The light path control device 10 is a device that controls the optical path of the light L. The light path control device 10 shifts the optical axis of the light L, thereby shifting the position of the image displayed by the light L and increasing the resolution of the projected image compared to the image resolution generated by the irradiation device 100 (i.e., the number of pixels of the display element 106, described below).
照射装置100は、光源101と、偏光板105R,105G,105Bと、表示素子106R,106G,106Bと、偏光板107R,107G,107Bと、色合成プリズム108と、投射レンズ109と、ダイクロイックミラー120,121と、反射ミラー130,131と、レンズ140,141,142,143,144,145と、偏光変換素子150と、映像信号処理回路160とを備える。表示素子106Rと表示素子106Gと表示素子106Bを区別しない場合は、表示素子106として記載する。 The irradiation device 100 includes a light source 101, polarizing plates 105R, 105G, and 105B, display elements 106R, 106G, and 106B, polarizing plates 107R, 107G, and 107B, a color synthesis prism 108, a projection lens 109, dichroic mirrors 120 and 121, reflecting mirrors 130 and 131, lenses 140, 141, 142, 143, 144, and 145, a polarization conversion element 150, and a video signal processing circuit 160. When display elements 106R, 106G, and 106B are not distinguished from one another, they are referred to as display elements 106.
光源101は、光を発生させて照射する光源である。光源101は、入射光L0を照射する。以下の説明では、入射光L0を照射する光源として、1つの光源101を用いることを例に挙げて説明するが、入射光L0を生成するための他の光学装置を有していてもよい。 Light source 101 is a light source that generates and irradiates light. Light source 101 irradiates incident light L0. In the following explanation, an example will be given in which one light source 101 is used as the light source that irradiates incident light L0, but other optical devices may be included to generate incident light L0.
光源101からの入射光L0は、レンズ140に入射する。レンズ140およびレンズ141は、例えば、フライアイレンズである。入射光L0は、レンズ140および141によって照明分布が均一化され、偏光変換素子150に入射される。偏光変換素子150は、入射光L0の偏光を揃える素子であり、例えば、偏光ビームスプリッタと位相差板とを有する。偏光変換素子150は、例えば、入射光L0をp偏光に揃える。 Incoming light L0 from light source 101 is incident on lens 140. Lenses 140 and 141 are, for example, fly's eye lenses. The illumination distribution of incident light L0 is homogenized by lenses 140 and 141, and the incident light is then incident on polarization conversion element 150. Polarization conversion element 150 is an element that aligns the polarization of incident light L0, and includes, for example, a polarizing beam splitter and a retardation plate. Polarization conversion element 150 aligns incident light L0 to p-polarized light, for example.
偏光変換素子150によって偏光が揃えられた入射光L0は、レンズ142を介してダイクロイックミラー120に照射される。レンズ142は例えば集光レンズである。 Incoming light L0, whose polarization has been aligned by the polarization conversion element 150, is irradiated onto the dichroic mirror 120 via the lens 142. The lens 142 is, for example, a condenser lens.
ダイクロイックミラー120は、入射した入射光L0を、黄色光LRGと、青色帯域の成分を含む青色光LBとに分離する。ダイクロイックミラー120によって分離された黄色照明光LRGは、反射ミラー130を反射し、ダイクロイックミラー121に入射する。 Dichroic mirror 120 separates incident light L0 into yellow light LRG and blue light LB containing blue band components. The yellow illumination light LRG separated by dichroic mirror 120 is reflected by reflecting mirror 130 and enters dichroic mirror 121.
ダイクロイックミラー121は、入射した黄色光LRGを、赤色帯域の成分を含む赤色光LRと、緑色帯域の成分を含む緑色光LGとに分離する。 The dichroic mirror 121 separates the incident yellow light LRG into red light LR containing red band components and green light LG containing green band components.
ダイクロイックミラー121によって分離された赤色光LRは、レンズ143を介して偏光板105Rに照射される。ダイクロイックミラー121によって分離された緑色光LGは、レンズ144を介して偏光板105Gに照射される。ダイクロイックミラー120によって分離された青色光LBは、反射ミラー131により反射し、レンズ145を介して偏光板105Bに照射される。 The red light LR separated by the dichroic mirror 121 is irradiated onto the polarizing plate 105R via the lens 143. The green light LG separated by the dichroic mirror 121 is irradiated onto the polarizing plate 105G via the lens 144. The blue light LB separated by the dichroic mirror 120 is reflected by the reflecting mirror 131 and irradiated onto the polarizing plate 105B via the lens 145.
偏光板105R,105G,105Bは、s偏光およびp偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる特性を有する。例えば、偏光板105R,105G,105Bがs偏光を反射し、p偏光を透過させる。偏光板105R,105G,105Bを反射型偏光板とも称する。 Polarizing plates 105R, 105G, and 105B have the property of reflecting either s-polarized light or p-polarized light and transmitting the other. For example, polarizing plates 105R, 105G, and 105B reflect s-polarized light and transmit p-polarized light. Polarizing plates 105R, 105G, and 105B are also called reflective polarizing plates.
p偏光である赤色光LRは、偏光板105Rを透過して表示素子106Rに照射される。p偏光である緑色光LGは、偏光板105Gを透過して、表示素子106Gに照射される。p偏光である青色光LBは、偏光板105Bを透過して、表示素子106Bに照射される。 P-polarized red light LR passes through polarizer 105R and is irradiated onto display element 106R. P-polarized green light LG passes through polarizer 105G and is irradiated onto display element 106G. P-polarized blue light LB passes through polarizer 105B and is irradiated onto display element 106B.
表示素子106Rと表示素子106Gと表示素子106Bは、例えば、反射型液晶表示素子である。以下の説明では、表示素子106Rと表示素子106Gと表示素子106Bが反射型液晶表示素子である場合を例に挙げて説明するが、反射型に限定されず、透過型液晶表示素子を使用する構成としてもよい。また、液晶表示素子ではなく、他の表示素子を使用する構成にも種々応用可能である。 Display element 106R, display element 106G, and display element 106B are, for example, reflective liquid crystal display elements. In the following explanation, we will use an example in which display element 106R, display element 106G, and display element 106B are reflective liquid crystal display elements, but they are not limited to reflective types and may also be configured to use transmissive liquid crystal display elements. Various applications are also possible for configurations that use other display elements instead of liquid crystal display elements.
表示素子106Rは、映像信号処理回路160によって制御される。映像信号処理回路160は、赤色の成分の画像データに基づいて表示素子106Rを駆動制御する。表示素子106Rは、映像信号処理回路160の制御に応じてp偏光の赤色光LRを光変調し、s偏光の赤色光LRを生成する。表示素子106Gは、映像信号処理回路160によって制御される。映像信号処理回路160は、緑色の成分の画像データに基づいて表示素子106Gを駆動制御する。表示素子106Gは、映像信号処理回路160の制御に応じてp偏光の緑色光LGを光変調し、s偏光の緑色光LGを生成する。表示素子106Bは、映像信号処理回路160によって制御される。映像信号処理回路160は、青色の成分の画像データに基づいて表示素子106Bを駆動制御する。表示素子106Bは、映像信号処理回路160の制御に応じて青色の成分の画像データに基づいてp偏光の青色光LBを光変調し、s偏光の青色光LBを生成する。 Display element 106R is controlled by video signal processing circuit 160. Video signal processing circuit 160 drives and controls display element 106R based on image data for the red component. Display element 106R optically modulates p-polarized red light LR in accordance with the control of video signal processing circuit 160 to generate s-polarized red light LR. Display element 106G is controlled by video signal processing circuit 160. Video signal processing circuit 160 drives and controls display element 106G in accordance with image data for the green component. Display element 106G optically modulates p-polarized green light LG in accordance with the control of video signal processing circuit 160 to generate s-polarized green light LG. Display element 106B is controlled by video signal processing circuit 160. Video signal processing circuit 160 drives and controls display element 106B in accordance with image data for the blue component. Display element 106B optically modulates p-polarized blue light LB based on image data of the blue component under the control of video signal processing circuit 160, generating s-polarized blue light LB.
偏光板107R,107G,107Bは、s偏光およびp偏光のいずれか一方を透過し、他方を反射又は吸収する特性を有する。例えば、偏光板107R,107G,107Bがs偏光を透過し、不要なp偏光を吸収する。 Polarizing plates 107R, 107G, and 107B have the property of transmitting either s-polarized light or p-polarized light and reflecting or absorbing the other. For example, polarizing plates 107R, 107G, and 107B transmit s-polarized light and absorb unwanted p-polarized light.
表示素子106Rによって生成された、s偏光の赤色光LRは、偏光板105Rに反射され、偏光板107Rを透過して、色合成プリズム108に照射される。表示素子106Gによって生成されたs偏光の緑色光LGは、偏光板105Gに反射され、偏光板107Gを透過して、色合成プリズム108に照射される。表示素子106Bによって生成されたs偏光の青色光LBは、偏光板105Bに反射され、偏光板107Bを透過して、色合成プリズム108に照射される。 S-polarized red light LR generated by display element 106R is reflected by polarizing plate 105R, passes through polarizing plate 107R, and is irradiated onto color synthesis prism 108. S-polarized green light LG generated by display element 106G is reflected by polarizing plate 105G, passes through polarizing plate 107G, and is irradiated onto color synthesis prism 108. S-polarized blue light LB generated by display element 106B is reflected by polarizing plate 105B, passes through polarizing plate 107B, and is irradiated onto color synthesis prism 108.
色合成プリズム108は、入射した赤色光LRと緑色光LGと青色光LBを合成して、画像表示用の光Lとして、投射レンズ109に照射する。光Lは、投射レンズ109を介して、図示しないスクリーン等へ投射される。 The color synthesis prism 108 synthesizes the incident red light LR, green light LG, and blue light LB, and irradiates the projection lens 109 with the resulting light L for image display. The light L is projected via the projection lens 109 onto a screen (not shown) or the like.
なお、照射装置100は、以上のような構成となっているが、その構成は以上の説明に限られず、任意の構成となっていてよい。 Although the irradiation device 100 has the configuration described above, its configuration is not limited to the above description and may be any configuration.
光路制御装置10は、光路制御機構12と、制御回路(制御部)14と、駆動回路(駆動部)16とを有する。光路制御機構12は、駆動回路16によって駆動されることで揺動する機構である。光路制御機構12は、光Lの光路に沿った方向における、色合成プリズム108と投射レンズ109との間に設けられる。光路制御機構12は、色合成プリズム108からの光Lが入射しつつ揺動することで、光Lの進行方向(光路)をシフトさせて投射レンズ109に向けて出射する。このように、光路制御装置10は、光Lの光路がシフトするように、光Lの光路を制御する。なお、光路制御機構12の設けられる位置は、色合成プリズム108と投射レンズ109との間に限られず、任意であってよい。 The light path control device 10 has a light path control mechanism 12, a control circuit (controller) 14, and a drive circuit (driver) 16. The light path control mechanism 12 is a mechanism that oscillates when driven by the drive circuit 16. The light path control mechanism 12 is provided between the color synthesis prism 108 and the projection lens 109 in a direction along the optical path of the light L. The light path control mechanism 12 oscillates while receiving the light L from the color synthesis prism 108, thereby shifting the traveling direction (optical path) of the light L and outputting it toward the projection lens 109. In this way, the light path control device 10 controls the optical path of the light L so that the optical path of the light L shifts. Note that the position at which the light path control mechanism 12 is provided is not limited to between the color synthesis prism 108 and the projection lens 109, and may be any position.
[表示装置の機能構成]
図2は、表示装置の回路構成を模式的に示すブロック図である。
[Functional configuration of the display device]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic circuit configuration of the display device.
図2に示すように、映像信号処理回路160は、表示素子106R,106B,106Gを制御する。映像信号処理回路160には、表示素子106R,106B,106Gを制御するための画像データと、同期信号とを含む映像信号とが入力される。映像信号処理回路160は、同期信号に基づいてタイミングを同期させつつ、画像データに基づいて表示素子106R,106B,106Gを制御する。制御回路14は、デジタル回路14Aを有する。デジタル回路14Aには、映像信号処理回路160からの同期信号が入力される。デジタル回路14Aは、同期信号に基づいてタイミングを同期させつつ、光路制御機構12を駆動するためのデジタルの駆動信号を生成する。駆動回路16は、デジタル回路14Aが生成したデジタルの駆動信号が入力され、デジタルの駆動信号を増幅して、後述する光路制御機構12のアクチュエータ12Bに出力する。アクチュエータ12Bは、駆動信号に応じて駆動されて、後述する揺動部12A(図3参照)を揺動させる。 As shown in FIG. 2, the video signal processing circuit 160 controls the display elements 106R, 106B, and 106G. The video signal processing circuit 160 receives image data for controlling the display elements 106R, 106B, and 106G, as well as a video signal including a synchronization signal. The video signal processing circuit 160 controls the display elements 106R, 106B, and 106G based on the image data while synchronizing the timing based on the synchronization signal. The control circuit 14 includes a digital circuit 14A. The synchronization signal from the video signal processing circuit 160 is input to the digital circuit 14A. The digital circuit 14A generates a digital drive signal for driving the optical path control mechanism 12 while synchronizing the timing based on the synchronization signal. The drive circuit 16 receives the digital drive signal generated by the digital circuit 14A, amplifies the digital drive signal, and outputs it to the actuator 12B of the optical path control mechanism 12, which will be described later. The actuator 12B is driven in response to a drive signal to oscillate the oscillating portion 12A (see Figure 3), which will be described later.
[光路制御機構]
図3は、光路制御機構を表す平面図、図4は、図3のIV-IV断面図、図5は、図3のV-V断面図である。
[Optical path control mechanism]
3 is a plan view showing the optical path control mechanism, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
図3から図5に示すように、光路制御機構12は、光Lが入射する光学部材(光学部)20を含む揺動部12Aと、揺動部12Aを揺動させるアクチュエータ12Bとを有する。 As shown in Figures 3 to 5, the optical path control mechanism 12 has a swinging unit 12A that includes an optical member (optical unit) 20 onto which light L is incident, and an actuator 12B that swings the swinging unit 12A.
アクチュエータ12Bは、光学部材20への光Lが入射する方向に対して、交差(好ましくは、直交)する2方向に沿う第1揺動軸AXおよび第2揺動軸BXを中心に揺動部12Aを揺動させる。第1揺動軸AXと第2揺動軸BXは、好ましくは、直交する。そのため、光路制御機構12は、揺動部12Aとしての第1揺動部21および第2揺動部22と、第1揺動軸AXおよび第2揺動軸BXに沿う第1軸部23および第2軸部24と、アクチュエータ12Bとしての第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26と、支持部27とを有する。 Actuator 12B oscillates oscillating unit 12A around first and second oscillation axes AX and BX, which are aligned along two directions that intersect (preferably perpendicular) with the direction in which light L is incident on optical element 20. The first and second oscillation axes AX and BX are preferably perpendicular to each other. Therefore, optical path control mechanism 12 includes first and second oscillation units 21 and 22 as oscillating unit 12A, first and second axes 23 and 24 aligned along first and second oscillation axes AX and BX, first and second actuators 25 and 26 as actuator 12B, and support unit 27.
図3にて、AY方向は、光学部材20の画素の横配列方向であり、BY方向は、光学部材20の画素の縦配列方向である。AY方向とBY方向とは、直交するように交差する。第1揺動軸AX方向および第2揺動軸BX方向とAY方向およびBY方向とは、中心Oが同じであり、45度の角度をもって交差する。第1揺動軸AX方向は、AY方向に対して反時計回り方向に45度ずれ、第2揺動軸BX方向は、BY方向に対して反時計回り方向に45度ずれている。つまり、第1揺動軸AX方向および第2揺動軸BX方向は、画素の横配列方向および縦配列方向に対して45度ずれて配置される。 In Figure 3, the AY direction is the horizontal arrangement direction of the pixels of the optical element 20, and the BY direction is the vertical arrangement direction of the pixels of the optical element 20. The AY direction and the BY direction intersect at right angles. The first oscillation axis AX direction and the second oscillation axis BX direction have the same center O and intersect at an angle of 45 degrees with the AY direction and the BY direction. The first oscillation axis AX direction is offset 45 degrees counterclockwise from the AY direction, and the second oscillation axis BX direction is offset 45 degrees counterclockwise from the BY direction. In other words, the first oscillation axis AX direction and the second oscillation axis BX direction are offset 45 degrees from the horizontal and vertical arrangement directions of the pixels.
光学部材20は、入射した光Lを透過する部材である。光学部材20は、一方の表面から光Lが入射して、入射した光Lを透過して、他方の表面から光Lを出射する。光学部材20は、ガラス板であるが、材料および形状は任意であってよい。 The optical element 20 is a member that transmits incident light L. Light L is incident on one surface of the optical element 20, the optical element 20 transmits the incident light L, and the light L is emitted from the other surface. The optical element 20 is a glass plate, but the material and shape may be arbitrary.
第1揺動部21は、光学部材20と第1可動部31とを有する。第1可動部31は、光学部材20を支持する部材である。第1可動部31は、光学部材20に対して固定される。具体的に、第1可動部31は、中央に貫通孔31aが形成される板材の枠形状をなす部材である。光学部材20は、第1可動部31の貫通孔31aに嵌め込まれた状態で、第1可動部31に固定される。なお、光学部材20は、第1可動部31と固定されるための固定部材や接着剤を介して、第1可動部31に固定されるが、光学部材20の第1可動部31への固定方法は任意であってよい。 The first oscillating part 21 has an optical element 20 and a first movable part 31. The first movable part 31 is a member that supports the optical element 20. The first movable part 31 is fixed to the optical element 20. Specifically, the first movable part 31 is a frame-shaped plate member with a through hole 31a formed in the center. The optical element 20 is fixed to the first movable part 31 by being fitted into the through hole 31a of the first movable part 31. The optical element 20 is fixed to the first movable part 31 via a fixing member or adhesive for fixing it to the first movable part 31, but the method of fixing the optical element 20 to the first movable part 31 may be arbitrary.
第2揺動部22は、第1揺動部21の外側に配置される。第2揺動部22は、第2可動部32を有する。第2可動部32は、第1可動部31を支持する部材である。第1可動部31は、第2可動部32に対して第1揺動軸AXを中心に揺動自在に支持される。具体的に、第2可動部32は、中央に貫通孔32aが形成される板材の枠形状をなす部材である。第1可動部31は、第2可動部32の貫通孔32aに所定隙間を空けて配置された状態で、第2可動部32に揺動自在に支持される。第1可動部31と第2可動部32とは、第1揺動軸AXに沿う一対の第1軸部23により連結される。第1可動部31は、第2可動部32に対して一対の第1軸部23がねじられるように弾性変形することで、第1揺動軸AXを中心に揺動する。 The second oscillating part 22 is disposed outside the first oscillating part 21. The second oscillating part 22 has a second movable part 32. The second movable part 32 is a member that supports the first movable part 31. The first movable part 31 is supported by the second movable part 32 so that it can oscillate freely around the first oscillation axis AX. Specifically, the second movable part 32 is a frame-shaped plate member with a through hole 32a formed in its center. The first movable part 31 is supported by the second movable part 32 so that it can oscillate freely, with a predetermined gap between them in the through hole 32a of the second movable part 32. The first movable part 31 and the second movable part 32 are connected by a pair of first shafts 23 that extend along the first oscillation axis AX. The first movable part 31 oscillates around the first oscillation axis AX as the pair of first shafts 23 elastically deform so as to be twisted relative to the second movable part 32.
支持部27は、第2揺動部22の外側に配置される。支持部27は、第2可動部32を支持する部材である。第2可動部32は、支持部27に対して第2揺動軸BXを中心に揺動自在に支持される。具体的に、支持部27は、中央に貫通孔27aが形成される板材の枠形状をなす部材である。第2可動部32は、支持部27の貫通孔27aに所定隙間を空けて配置された状態で、支持部27に揺動自在に支持される。第2可動部32と支持部27とは、第2揺動軸BXに沿う一対の第2軸部24により連結される。第2可動部32は、支持部27に対して一対の第2軸部24がねじられるように弾性変形することで、第2揺動軸BXを中心に揺動する。 The support portion 27 is disposed outside the second oscillating portion 22. The support portion 27 is a member that supports the second movable portion 32. The second movable portion 32 is supported relative to the support portion 27 so that it can oscillate freely around the second oscillating axis BX. Specifically, the support portion 27 is a frame-shaped plate member with a through hole 27a formed in its center. The second movable portion 32 is supported by the support portion 27 so that it can oscillate freely, with a predetermined gap between them in the through hole 27a of the support portion 27. The second movable portion 32 and the support portion 27 are connected by a pair of second shaft portions 24 that extend along the second oscillating axis BX. The second movable portion 32 oscillates around the second oscillating axis BX as the pair of second shaft portions 24 elastically deform so as to be twisted relative to the support portion 27.
第2可動部32(第2揺動部22)は、支持部27に対して一対の第2軸部24を支点として第2揺動軸BXを中心に揺動する。第1可動部31(第1揺動部21)は、第2可動部32に対して一対の第1軸部23を支点として第1揺動軸AXを中心に揺動する。そのため、第1可動部31に固定された光学部材20は、第1揺動軸AXおよび第2揺動軸BXを中心に揺動することができる。光学部材20が第1揺動軸AXおよび第2揺動軸BXを中心に揺動することで、光学部材20の姿勢の変化により、光学部材20を透過する光Lの光路をシフトさせることができる。 The second movable part 32 (second oscillating part 22) oscillates around the second oscillating axis BX with respect to the support part 27, with a pair of second shafts 24 as fulcrums. The first movable part 31 (first oscillating part 21) oscillates around the first oscillating axis AX with respect to the second movable part 32, with a pair of first shafts 23 as fulcrums. Therefore, the optical element 20 fixed to the first movable part 31 can oscillate around the first oscillating axis AX and the second oscillating axis BX. When the optical element 20 oscillates around the first oscillating axis AX and the second oscillating axis BX, the posture of the optical element 20 changes, shifting the optical path of the light L passing through the optical element 20.
本実施形態では、第1可動部31と第2可動部32と第1軸部23と第2軸部24とが一体に形成される。そのため、第1可動部31は、第1軸部23が周方向にねじられるように弾性変形することで、第2可動部32に対して揺動する。ただし、第1可動部31と第2可動部32と第1軸部23を別体に形成して連結してもよい。また、第2可動部32における第2揺動軸BXの軸方向の一端部と他端部を支持部27に連結するように固定し、第2可動部32の各端部に第2軸部24をそれぞれ形成している。ただし、第2可動部32の各端部に第2軸部24をそれぞれ設け、各第2軸部24を支持部27に直接連結するように固定してもよい。さらに、第2可動部32と第2軸部24と支持部27を一体に形成してもよい。 In this embodiment, the first movable part 31, the second movable part 32, the first shaft part 23, and the second shaft part 24 are integrally formed. Therefore, the first movable part 31 swings relative to the second movable part 32 as the first shaft part 23 elastically deforms so as to be twisted circumferentially. However, the first movable part 31, the second movable part 32, and the first shaft part 23 may be formed separately and then connected. Alternatively, one end and the other end of the axial direction of the second swing axis BX of the second movable part 32 are fixed so as to be connected to the support part 27, and the second shaft parts 24 are formed at each end of the second movable part 32. However, the second shaft parts 24 may be provided at each end of the second movable part 32, and each second shaft part 24 may be fixed so as to be directly connected to the support part 27. Furthermore, the second movable part 32, the second shaft part 24, and the support part 27 may be formed integrally.
第1アクチュエータ25は、支持部27に対して一対の第1軸部23を支点として、第1可動部31(第1揺動部21)を第1揺動軸AXを中心に揺動する。第1アクチュエータ25は、第1揺動軸AXより径方向(第2揺動軸BXにおける軸方向)の一方側と他方側の両方に配置される。第1アクチュエータ25は、コイル41と、ヨーク42と、磁石43とを有する。 The first actuator 25 swings the first movable part 31 (first swing part 21) around the first swing axis AX, with the pair of first shaft parts 23 as fulcrums relative to the support part 27. The first actuator 25 is disposed on both sides of the first swing axis AX in the radial direction (axial direction of the second swing axis BX). The first actuator 25 has a coil 41, a yoke 42, and a magnet 43.
コイル41は、第1可動部31に取付けられており、第1可動部31に設けられたコイル取付部31bに固定される。コイル41は、第1可動部31の第1揺動軸AXの径方向における両端部(第2揺動軸BXにおける軸方向の一方側と他方側)にそれぞれ設けられる。ヨーク42は、磁路を形成する部材である。ヨーク42は、支持部27に取付けられており、支持部27に対して固定される。ヨーク42は、コイル41に対応して、第1可動部31の両端部にそれぞれ配置される。磁石43は、永久磁石である。磁石43は、ヨーク42に取付けられており、ヨーク42に対して固定される。磁石43は、それぞれのコイル41と隣り合う位置に配置される。 The coil 41 is attached to the first movable part 31 and fixed to the coil attachment part 31b provided on the first movable part 31. The coil 41 is provided at both ends of the first movable part 31 in the radial direction of the first oscillation axis AX (one side and the other side in the axial direction of the second oscillation axis BX). The yoke 42 is a member that forms a magnetic path. The yoke 42 is attached to the support part 27 and fixed to the support part 27. The yoke 42 is arranged at both ends of the first movable part 31 corresponding to the coil 41. The magnet 43 is a permanent magnet. The magnet 43 is attached to the yoke 42 and fixed to the yoke 42. The magnets 43 are arranged in positions adjacent to their respective coils 41.
コイル41には、駆動回路16(図2参照)からの駆動信号が入力される。図5に示す例では、U字形状をなすヨーク42の一辺に磁石43が接着され、接着されていない磁石43の面と、ヨーク42のU字形状をなす対向する面との間にエアギャップが形成される。コイル41は、エアギャップ内に配置される。コイル41に、駆動信号が入力されると、磁石43とヨーク42によるエアギャップ(磁界)内にある導電体であるコイル41に電流が流れてコイル41に力が発生して、この力により、コイル41に固定された第1可動部31(第1揺動部21)を揺動させる。すなわち、第1アクチュエータ25は、コイル41とヨーク42と磁石43とにより構成された、電磁アクチュエータであるといえる。 A drive signal is input to the coil 41 from the drive circuit 16 (see Figure 2). In the example shown in Figure 5, a magnet 43 is attached to one side of a U-shaped yoke 42, and an air gap is formed between the unattached surface of the magnet 43 and the opposing U-shaped surface of the yoke 42. The coil 41 is disposed within the air gap. When a drive signal is input to the coil 41, a current flows through the coil 41, which is a conductor located within the air gap (magnetic field) formed by the magnet 43 and the yoke 42, generating a force in the coil 41. This force causes the first movable part 31 (first oscillating part 21) fixed to the coil 41 to oscillate. In other words, the first actuator 25 can be considered an electromagnetic actuator composed of the coil 41, the yoke 42, and the magnet 43.
第2アクチュエータ26は、支持部27に対して一対の第2軸部24を支点として、第2可動部32(第2揺動部22)を第2揺動軸BXを中心に揺動する。第2アクチュエータ26は、第2揺動軸BXより径方向(第1揺動軸AXにおける軸方向)の一方側と他方側の両方に配置される。第2アクチュエータ26は、コイル44と、ヨーク45と、磁石46とを有する。 The second actuator 26 swings the second movable portion 32 (second oscillating portion 22) about the second oscillating axis BX with respect to the support portion 27, using the pair of second shaft portions 24 as fulcrums. The second actuator 26 is disposed on both sides of the second oscillating axis BX in the radial direction (axial direction of the first oscillating axis AX). The second actuator 26 has a coil 44, a yoke 45, and a magnet 46.
コイル44は、第2可動部32に取付けられており、第2可動部32に設けられたコイル取付部32bに固定される。コイル44は、第2可動部32の第2揺動軸BXの径方向における両端部(第1揺動軸AXにおける軸方向の一方側と他方側)にそれぞれ設けられる。ヨーク45は、磁路を形成する部材である。ヨーク45は、支持部27に取付けられており、支持部27に対して固定される。ヨーク45は、コイル44に対応して、第2可動部32の両端部にそれぞれ配置される。磁石46は、永久磁石である。磁石46は、ヨーク45に取付けられており、ヨーク45に対して固定される。磁石46は、それぞれのコイル44と隣り合う位置に配置される。 The coil 44 is attached to the second movable part 32 and fixed to the coil attachment part 32b provided on the second movable part 32. The coil 44 is provided at both ends of the second movable part 32 in the radial direction of the second oscillation axis BX (one side and the other side in the axial direction of the first oscillation axis AX). The yoke 45 is a member that forms a magnetic path. The yoke 45 is attached to the support part 27 and fixed to the support part 27. The yoke 45 is arranged at both ends of the second movable part 32 corresponding to the coil 44. The magnet 46 is a permanent magnet. The magnet 46 is attached to the yoke 45 and fixed to the yoke 45. The magnets 46 are arranged in positions adjacent to the respective coils 44.
コイル44には、駆動回路16(図2参照)からの駆動信号が入力される。図4に示す例では、U字形状をなすヨーク45の一辺に磁石46が接着され、接着されていない磁石46の面と、ヨーク45のU字形状をなす対向する面との間にエアギャップが形成される。コイル44は、エアギャップ内に配置される。コイル44に、駆動信号が入力されると、磁石46とヨーク45によるエアギャップ(磁界)内にある導電体であるコイル44に電流が流れてコイル44に力が発生して、この力により、コイル44に固定された第2可動部32(第2揺動部22)を揺動させる。すなわち、第2アクチュエータ26は、コイル44とヨーク45と磁石46とにより構成された、電磁アクチュエータであるといえる。 A drive signal is input to the coil 44 from the drive circuit 16 (see Figure 2). In the example shown in Figure 4, a magnet 46 is attached to one side of a U-shaped yoke 45, and an air gap is formed between the unattached surface of the magnet 46 and the opposing U-shaped surface of the yoke 45. The coil 44 is disposed within the air gap. When a drive signal is input to the coil 44, a current flows through the coil 44, which is a conductor located within the air gap (magnetic field) formed by the magnet 46 and the yoke 45, generating a force in the coil 44. This force causes the second movable part 32 (second oscillating part 22) fixed to the coil 44 to oscillate. In other words, the second actuator 26 can be considered an electromagnetic actuator composed of the coil 44, yoke 45, and magnet 46.
光路制御機構12は、光学部材20が設けられた第1可動部31が揺動すると共に、第1可動部31が支持された第2可動部32が揺動するため、光学部材20と第1可動部31と第2可動部32とコイル41,44とが揺動部12Aを構成するといえる。すなわち、光路制御機構12のうち、支持部27に対して揺動する部分が、揺動部12Aを指すといえる。なお、第1軸部23も、第2可動部32と共に揺動するため、揺動部12Aに含まれる。また、光学部材20を第1可動部31に固定するための固定部材や接着剤、コイル41,44に電流を流すための基板やリード線などが設けられている場合には、これらも支持部27に対して揺動するため、揺動部12Aに含まれる。 In the optical path control mechanism 12, the first movable part 31 on which the optical element 20 is mounted oscillates, and the second movable part 32 supporting the first movable part 31 oscillates as well. Therefore, the optical element 20, the first movable part 31, the second movable part 32, and the coils 41 and 44 can be said to constitute the oscillating part 12A. In other words, the part of the optical path control mechanism 12 that oscillates relative to the support part 27 can be said to be the oscillating part 12A. Note that the first shaft part 23 also oscillates together with the second movable part 32, and is therefore included in the oscillating part 12A. Furthermore, if a fixing member or adhesive for fixing the optical element 20 to the first movable part 31, or a substrate or lead wire for passing current through the coils 41 and 44, is provided, these also oscillate relative to the support part 27 and are therefore included in the oscillating part 12A.
本実施形態では、第1アクチュエータ25により第1可動部31を揺動し、第2アクチュエータ26により第2可動部32を揺動する。この場合、各アクチュエータ25,26を構成するヨーク42,45を支持部27に固定している。そのため、第2アクチュエータ26により第2可動部32を揺動するとき、第1アクチュエータ25と第2可動部32とが干渉しないように、両者の間に隙間が確保されている。 In this embodiment, the first movable part 31 is oscillated by the first actuator 25, and the second movable part 32 is oscillated by the second actuator 26. In this case, the yokes 42, 45 that constitute each actuator 25, 26 are fixed to the support part 27. Therefore, when the second movable part 32 is oscillated by the second actuator 26, a gap is secured between the first actuator 25 and the second movable part 32 to prevent interference between them.
なお、アクチュエータ25,26は、可動部31,32にコイル41,44を配置した、いわゆる、ムービングコイル型であったが、それに限られず、例えば、可動部31,32に磁石43,46を配置して支持部27にコイル41,44を配置した、いわゆる、ムービングマグネット型であってもよい。この場合、磁石43,46が光学部材20と共に揺動されるため、コイル41,44の代わりに磁石43,46が揺動部12Aに含まれることになる。 In the above, the actuators 25, 26 are of the so-called moving coil type, in which the coils 41, 44 are arranged on the movable parts 31, 32. However, this is not limited to this. For example, the actuators may be of the so-called moving magnet type, in which the magnets 43, 46 are arranged on the movable parts 31, 32 and the coils 41, 44 are arranged on the support part 27. In this case, the magnets 43, 46 are oscillated together with the optical element 20, and therefore the magnets 43, 46 are included in the oscillating part 12A instead of the coils 41, 44.
光路制御機構12は、以上のような構成であるが、それに限られず、駆動信号が印加されたアクチュエータによって光学部が揺動することで、光学部による光Lの光路のシフトが可能な、任意の構成であってよい。 The optical path control mechanism 12 has the above configuration, but is not limited to this and may have any configuration in which the optical part can shift the optical path of light L by oscillating the optical part using an actuator to which a drive signal is applied.
[駆動信号]
ここで、駆動回路16からアクチュエータ12Bに印加される駆動信号について説明する。図6は、駆動部の駆動信号の波形を説明するグラフである。T1は、入力された映像信号の1フレーム期間であり、1フレームを4つのサブフレームで表示することにより光変調装置の解像度よりも投射される画像の解像度を高くすることができる。例えば、1フレーム期間が60Hzであれば、第1サブフレーム期間は1/240秒になり、第2、第3、第4それぞれのサブフレームも同様である。図6では、第1アクチュエータ25に印加される駆動信号の波形を実線で表し、第2アクチュエータ26に印加される駆動信号の波形を点線で表す。
[Drive signal]
Here, the drive signal applied from the drive circuit 16 to the actuator 12B will be described. FIG. 6 is a graph illustrating the waveform of the drive signal of the drive unit. T1 is one frame period of the input video signal, and by displaying one frame in four subframes, the resolution of the projected image can be made higher than the resolution of the light modulation device. For example, if one frame period is 60 Hz, the first subframe period is 1/240 seconds, and the same applies to the second, third, and fourth subframes. In FIG. 6, the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 is represented by a solid line, and the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 is represented by a dotted line.
図6に示すように、駆動回路16から第1アクチュエータ25に印加されるデジタルの駆動信号は、電気信号であり、時間経過に従って電流値が変化する。以下、駆動信号の時間毎の電流値の変化を表す波形を、駆動信号の波形と称する。ここで、電流値は、第1電流値A1と第4電流値A4との間で変化するが、第1電流値A1と第4電流値A4との中間位置での電流値A0は、電流値が0である。また、第1電流値A1と第4電流値A4とは、正負が逆となる電流値であり、その絶対値は等しくてよい。図6では、第1電流値A1および第2電流値A2が負であり、第3電流値A3および第4電流値A4が正であることが例示されている。本実施形態では、デジタル回路14Aなどがデジタルのスイッチング回路を含むため、第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26への電流の供給を停止することができ、電流の供給が停止されている期間が電流値A0に保持される期間である。 As shown in FIG. 6 , the digital drive signal applied from the drive circuit 16 to the first actuator 25 is an electrical signal whose current value changes over time. Hereinafter, the waveform representing the change in the current value of the drive signal over time is referred to as the drive signal waveform. Here, the current value varies between the first current value A1 and the fourth current value A4, with the current value A0 at the midpoint between the first current value A1 and the fourth current value A4 being 0. Furthermore, the first current value A1 and the fourth current value A4 are current values whose positive and negative polarities are opposite, and their absolute values may be equal. In FIG. 6 , the first current value A1 and the second current value A2 are negative, and the third current value A3 and the fourth current value A4 are positive. In this embodiment, since the digital circuit 14A and the like include digital switching circuits, the supply of current to the first actuator 25 and the second actuator 26 can be stopped, and the current value A0 is maintained during the period during which the current supply is stopped.
第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形は、図6に実線で示される。駆動信号は、周期T1毎に同じ波形が繰り返される。周期T1は、期間T1Aと、期間T1Bと、期間T1Cと、期間T1Dとを含む。期間T1A、期間T1B、期間T1C、期間T1Dは、時間の経過に伴って連続する。期間T1Aは、第1揺動部21が基準角度D0から第2角度D2へ変位する期間および第1揺動部21が第2角度D2に保持される期間に対応する。光Lの光軸に関しては、D動作位置からA動作位置へ変位する期間およびA動作位置になっているときの画像(第2揺動軸BX方向の一方に1/4画素分ずれた画像)が表示される期間に対応する。期間T1Cは、第1揺動軸21が基準角度D0から第1角度D1へ変位する期間および第1揺動部21が第1角度D1に保持される期間に対応する。光Lの光軸に関しては、B動作位置からC動作位置へ変位する期間およびC動作位置になっているときの画像(第2揺動軸BX方向の他方に1/4画素分ずれた画像)が表示される期間に対応する。期間T1Bは、第1揺動部21が第2角度D2から基準角度D0へ変位する期間および第1揺動部21が基準角度D0に保持される期間に対応し、期間T1Dは、第1揺動部21が第1角度D1から基準角度D0へ変位する期間および第1揺動部21が基準角度D0に保持される期間に対応する。 The waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 is shown by a solid line in Figure 6. The same waveform of the drive signal is repeated every cycle T1. Cycle T1 includes periods T1A, T1B, T1C, and T1D. Periods T1A, T1B, T1C, and T1D are continuous over time. Period T1A corresponds to the period during which the first oscillation unit 21 displaces from the reference angle D0 to the second angle D2 and the period during which the first oscillation unit 21 is maintained at the second angle D2. With respect to the optical axis of light L, this corresponds to the period during which the first oscillation unit 21 displaces from the D operating position to the A operating position and the period during which an image (an image shifted by 1/4 pixel to one side in the direction of the second oscillation axis BX) is displayed when the optical axis is in the A operating position. Period T1C corresponds to the period during which the first oscillation shaft 21 is displaced from the reference angle D0 to the first angle D1 and the period during which the first oscillation unit 21 is maintained at the first angle D1. With respect to the optical axis of light L, this corresponds to the period during which it is displaced from the B operating position to the C operating position and the period during which an image when the optical axis is in the C operating position (an image shifted by 1/4 pixel in the other direction along the second oscillation axis BX) is displayed. Period T1B corresponds to the period during which the first oscillation unit 21 is displaced from the second angle D2 to the reference angle D0 and the period during which the first oscillation unit 21 is maintained at the reference angle D0, and period T1D corresponds to the period during which the first oscillation unit 21 is displaced from the first angle D1 to the reference angle D0 and the period during which the first oscillation unit 21 is maintained at the reference angle D0.
期間T1Aは、第1期間T1A-1と、第2期間T1A-2とを含む。まず、第1期間T1A-1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が電流値A0から第3電流値A3に切り替わり、第1期間T1A-1の終了タイミングまで、第3電流値A3に保持される。これにより、第1揺動部21は、第1期間T1A-1において、変位角が、基準角度D0から第2角度D2まで変化する。次に、第2期間T1A-2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第3電流値A3から第4電流値A4に切り替わり、第2期間T1A-2の終了タイミングまで、第4電流値A4に保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間T1A-2において、変位角が、第2角度D2に保持される。第1期間T1A-1の長さは、第1揺動部21の固有振動数に対応する値となっている。 The period T1A includes a first period T1A-1 and a second period T1A-2. First, at the start of the first period T1A-1, the current value of the drive signal switches from current value A0 to third current value A3, and is maintained at the third current value A3 until the end of the first period T1A-1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 changes from the reference angle D0 to the second angle D2 during the first period T1A-1. Next, at the start of the second period T1A-2, the current value of the drive signal switches from the third current value A3 to a fourth current value A4, and is maintained at the fourth current value A4 until the end of the second period T1A-2. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 is maintained at the second angle D2 during the second period T1A-2. The length of the first period T1A-1 corresponds to the natural frequency of the first oscillation part 21.
期間T1Bは、第1期間T1B―1と、第2期間T1B-2とを含む。まず、第1期間T1B-1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第4電流値A4から第3電流値A3に切り替わり、第1期間T1B-1の終了タイミングまで、第3電流値A3に保持される。これにより、第1揺動部21は、第1期間T1B-1において、変位角が、第2角度D2から基準角度D0まで変化して戻される。次に、第2期間T1B-2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第3電流値A3から電流値A0に切り替わり、第2期間T1B-2の終了タイミングまで、電流値A0に保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間T1B-2において、変位角が、基準角度D0に保持される。第1期間T1B-1の長さは、第1揺動部21の固有振動数に対応する値となっている。 Period T1B includes a first period T1B-1 and a second period T1B-2. First, at the start of the first period T1B-1, the current value of the drive signal switches from the fourth current value A4 to the third current value A3, and is maintained at the third current value A3 until the end of the first period T1B-1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 changes from the second angle D2 to the reference angle D0 and returns to it during the first period T1B-1. Next, at the start of the second period T1B-2, the current value of the drive signal switches from the third current value A3 to the current value A0, and is maintained at the current value A0 until the end of the second period T1B-2. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 is maintained at the reference angle D0 during the second period T1B-2. The length of the first period T1B-1 corresponds to the natural frequency of the first oscillation part 21.
第1揺動部21は、光路制御機構12のうちの、第2揺動部22に対して揺動する部分(本実施形態では、光学部材20、第1可動部31、コイル41)を指す。すなわち、第1期間T1A-1の長さと、第1期間T1B-1の長さは、第2揺動部22に対して揺動する部分の固有振動数に対応する値になっているといえる。より詳しくは、第1期間T1A-1の長さと、第1期間T1B-1の長さは、それぞれ第1揺動部21の固有振動数の逆数である固有周期の1/2と略同じ値であることが好ましく、固有周期の1/2と同じ値であることがより好ましい。 The first oscillator 21 refers to the portion of the optical path control mechanism 12 that oscillates relative to the second oscillator 22 (in this embodiment, the optical element 20, the first movable portion 31, and the coil 41). In other words, the length of the first period T1A-1 and the length of the first period T1B-1 correspond to the natural frequency of the portion that oscillates relative to the second oscillator 22. More specifically, the length of the first period T1A-1 and the length of the first period T1B-1 are each preferably approximately the same as half the natural period, which is the reciprocal of the natural frequency of the first oscillator 21, and more preferably are the same as half the natural period.
期間T1Cは、第1期間T1C-1と、第2期間T1C-2とを含む。まず、第1期間T1C-1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が電流値A0から第2電流値A2に切り替わり、第1期間T1C-1の終了タイミングまで、第2電流値A2に保持される。これにより、第1揺動部21は、第1期間T1C-1において、変位角が、基準角度D0から第1角度D1まで変化する。次に、第2期間T1C-2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第2電流値A2から第1電流値A1に切り替わり、第2期間T1C-2の終了タイミングまで、第1電流値A1に保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間T1C-2において、変位角が、第1角度D1に保持される。第1期間T1C―1の長さは、第1揺動部21の固有振動数に対応する値となっている。 The period T1C includes a first period T1C-1 and a second period T1C-2. First, at the start of the first period T1C-1, the current value of the drive signal switches from current value A0 to second current value A2, and is maintained at second current value A2 until the end of the first period T1C-1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 changes from reference angle D0 to first angle D1 during the first period T1C-1. Next, at the start of the second period T1C-2, the current value of the drive signal switches from second current value A2 to first current value A1, and is maintained at first current value A1 until the end of the second period T1C-2. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 is maintained at first angle D1 during the second period T1C-2. The length of the first period T1C-1 corresponds to the natural frequency of the first oscillation part 21.
期間T1Dは、第1期間T1D-1と、第2期間T1D-2とを含む。まず、第1期間T1D-1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、第1期間T1D-1の終了タイミングまで、第2電流値A2に保持される。これにより、第1揺動部21は、第1期間T1D-1において、変位角が、第1角度D1から基準角度D0まで変化して戻される。次に第2期間T1D-2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第2電流値A2から電流値A0に切り替わり、第2期間T1D-2の終了タイミングまで、電流値A0に保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間T1D-2において、変位角が、基準角度D0に保持される。第1期間T1D-1の長さは、第1揺動部21の固有振動数に対応する値となっている。 The period T1D includes a first period T1D-1 and a second period T1D-2. First, at the start of the first period T1D-1, the current value of the drive signal switches from the first current value A1 to the second current value A2, and is maintained at the second current value A2 until the end of the first period T1D-1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 changes from the first angle D1 to the reference angle D0 and returns to it during the first period T1D-1. Next, at the start of the second period T1D-2, the current value of the drive signal switches from the second current value A2 to the current value A0, and is maintained at the current value A0 until the end of the second period T1D-2. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 is maintained at the reference angle D0 during the second period T1D-2. The length of the first period T1D-1 corresponds to the natural frequency of the first oscillation part 21.
第1揺動部21は、光路制御機構12のうちの、第2揺動部22に対して揺動する部分(本実施形態では、光学部材20、第1可動部31、コイル41)を指す。すなわち、第1期間T1C-1の長さと、第1期間T1D-1の長さは、第2揺動部22に対して揺動する部分の固有振動数に対応する値になっているといえる。より詳しくは、第1期間T1C-1の長さと、第1期間T1D-1の長さは、それぞれ第1揺動部21の固有振動数の逆数である固有周期の1/2と略同じ値であることが好ましく、固有周期の1/2と同じ値であることがより好ましい。 The first oscillator 21 refers to the portion of the optical path control mechanism 12 that oscillates relative to the second oscillator 22 (in this embodiment, the optical element 20, the first movable portion 31, and the coil 41). In other words, the length of the first period T1C-1 and the length of the first period T1D-1 correspond to the natural frequency of the portion that oscillates relative to the second oscillator 22. More specifically, the length of the first period T1C-1 and the length of the first period T1D-1 are each preferably approximately the same as half the natural period, which is the reciprocal of the natural frequency of the first oscillator 21, and more preferably are the same as half the natural period.
一方、第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形は、図6に点線で示される。駆動信号は、周期T2毎に同じ波形が繰り返される。周期T2は、期間T2Aと、期間T2Bと、期間T2Cと、期間T2Dとを含む。期間T2A、期間T2B、期間T2C、期間T2Dは、時間の経過に伴って連続する。期間T2Aは、第2揺動部22が基準角度D0から第2角度D2へ変位する期間および第2揺動部22が第2角度D2に保持される期間に対応する。光Lの光軸に関しては、A動作位置からB動作位置へ変位する期間およびB動作位置になっているときの画像(第1揺動軸AX方向の一方に1/4画素分ずれた画像)が表示される期間に対応する。期間T1Dは、第2揺動部22が基準角度D0から第1角度D1へ変位する期間および第2揺動部22が第1角度D1に保持される期間に対応する。光Lの光軸に関しては、C動作位置からD動作位置へ変位する期間およびD動作位置になっているときの画像(第1揺動軸AX方向の他方に1/4画素分ずれた画像)が表示される期間に対応する。期間T2Bは、第2揺動部22が第2角度D2から基準角度D0へ変位する期間および第2揺動部22が基準角度D0に保持される期間に対応し、期間T2Dは、第2揺動部22が第1角度D1から基準角度D0へ変位する期間および第2揺動部22が基準角度D0に保持される期間に対応する。 On the other hand, the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 is shown by a dotted line in Figure 6. The same waveform of the drive signal is repeated every cycle T2. Cycle T2 includes periods T2A, T2B, T2C, and T2D. Periods T2A, T2B, T2C, and T2D are continuous over time. Period T2A corresponds to the period during which the second oscillation unit 22 is displaced from the reference angle D0 to the second angle D2 and the period during which the second oscillation unit 22 is maintained at the second angle D2. With respect to the optical axis of light L, this corresponds to the period during which the second oscillation unit 22 is displaced from the A operating position to the B operating position and the period during which an image (an image shifted by 1/4 pixel to one side in the direction of the first oscillation axis AX) is displayed when the optical axis of light L is in the B operating position. Period T1D corresponds to the period during which the second oscillation unit 22 is displaced from the reference angle D0 to the first angle D1 and the period during which the second oscillation unit 22 is maintained at the first angle D1. With respect to the optical axis of light L, this corresponds to the period during which the optical axis is displaced from the C operating position to the D operating position and the period during which an image is displayed when the optical axis is in the D operating position (an image shifted by 1/4 pixel in the other direction along the first oscillation axis AX). Period T2B corresponds to the period during which the second oscillation unit 22 is displaced from the second angle D2 to the reference angle D0 and the period during which the second oscillation unit 22 is maintained at the reference angle D0, and period T2D corresponds to the period during which the second oscillation unit 22 is displaced from the first angle D1 to the reference angle D0 and the period during which the second oscillation unit 22 is maintained at the reference angle D0.
期間T2Aは、第1期間T2A-1と、第2期間T2A-2とを含む。まず、第1期間T2A-1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が電流値A0から第3電流値A3に切り替わり、第1期間T2A-1の終了タイミングまで、第3電流値A3に保持される。これにより、第2揺動部22は、第1期間T2A-1において、変位角が、基準角度D0から第2角度D2まで変化する。次に、第2期間T2A-2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第3電流値A3から第4電流値A4に切り替わり、第2期間T2A-2の終了タイミングまで、第4電流値A4に保持される。これにより、第2揺動部22は、第2期間T2A-2において、変位角が、第2角度D2に保持される。第1期間T2A-1の長さは、第2揺動部22の固有振動数に対応する値となっている。 The period T2A includes a first period T2A-1 and a second period T2A-2. First, at the start of the first period T2A-1, the current value of the drive signal switches from current value A0 to third current value A3 and is maintained at the third current value A3 until the end of the first period T2A-1. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 changes from the reference angle D0 to the second angle D2 during the first period T2A-1. Next, at the start of the second period T2A-2, the current value of the drive signal switches from the third current value A3 to a fourth current value A4 and is maintained at the fourth current value A4 until the end of the second period T2A-2. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 is maintained at the second angle D2 during the second period T2A-2. The length of the first period T2A-1 corresponds to the natural frequency of the second oscillation part 22.
期間T2Bは、第1期間T2B―1と、第2期間T2B-2とを含む。まず、第1期間T2B-1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第4電流値A4から第3電流値A3に切り替わり、第1期間T1B-1の終了タイミングまで、第3電流値A3に保持される。これにより、第2揺動部22は、第1期間T2B-1において、変位角が、第2角度D2から基準角度D0まで変化して戻される。次に、第2期間T2B-2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第3電流値A3から電流値A0に切り替わり、第2期間T2B-2の終了タイミングまで、電流値A0に保持される。これにより、第2揺動部22は、第2期間T2B-2において、基準角度D0に保持される。第1期間T2B-1の長さは、第2揺動部22の固有振動数に対応する値となっている。 The period T2B includes a first period T2B-1 and a second period T2B-2. First, at the start of the first period T2B-1, the current value of the drive signal switches from the fourth current value A4 to the third current value A3 and is maintained at the third current value A3 until the end of the first period T2B-1. As a result, the displacement angle of the second oscillation part 22 changes from the second angle D2 to the reference angle D0 and returns to it during the first period T2B-1. Next, at the start of the second period T2B-2, the current value of the drive signal switches from the third current value A3 to the current value A0 and is maintained at the current value A0 until the end of the second period T2B-2. As a result, the second oscillation part 22 is maintained at the reference angle D0 during the second period T2B-2. The length of the first period T2B-1 corresponds to the natural frequency of the second oscillation part 22.
第2揺動部22は、光路制御機構12のうちの、支持部27に対して揺動する部分(本実施形態では、光学部材20、第2可動部32、コイル44)を指す。すなわち、第1期間T2A-1の長さと、第1期間T2B-1の長さは、支持部27に対して揺動する部分の固有振動数に対応する値になっているといえる。より詳しくは、第1期間T2A-1の長さと、第1期間T2B-1の長さは、それぞれ第2揺動部22の固有振動数の逆数である固有周期の1/2と略同じ値であることが好ましく、固有周期の1/2と同じ値であることがより好ましい。 The second oscillating part 22 refers to the part of the optical path control mechanism 12 that oscillates relative to the support part 27 (in this embodiment, the optical element 20, the second movable part 32, and the coil 44). In other words, the length of the first period T2A-1 and the length of the first period T2B-1 correspond to the natural frequency of the part that oscillates relative to the support part 27. More specifically, the length of the first period T2A-1 and the length of the first period T2B-1 are each preferably approximately the same as half the natural period, which is the reciprocal of the natural frequency of the second oscillating part 22, and more preferably are the same as half the natural period.
期間T2Cは、第1期間T2C-1と、第2期間T2C-2とを含む。まず、第1期間T2C-1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が電流値A0から第2電流値A2に切り替わり、第1期間T2C-1の終了タイミングまで、第2電流値A2に保持される。これにより、第2揺動部22は、第1期間T2C-1において、変位角が、基準角度D0から第1角度D1まで変化する。次に、第2期間T2C-2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第2電流値A2から第1電流値A1に切り替わり、第2期間T2C-2の終了タイミングまで、第1電流値A1に保持される。これにより、第2揺動部22は、第2期間T2C-2において、変位角が、第1角度D1に保持される。第1期間T2C―1の長さは、第2揺動部22の固有振動数に対応する値となっている。 The period T2C includes a first period T2C-1 and a second period T2C-2. First, at the start of the first period T2C-1, the current value of the drive signal switches from current value A0 to second current value A2, and is maintained at the second current value A2 until the end of the first period T2C-1. As a result, the displacement angle of the second oscillation portion 22 changes from the reference angle D0 to the first angle D1 during the first period T2C-1. Next, at the start of the second period T2C-2, the current value of the drive signal switches from the second current value A2 to the first current value A1, and is maintained at the first current value A1 until the end of the second period T2C-2. As a result, the displacement angle of the second oscillation portion 22 is maintained at the first angle D1 during the second period T2C-2. The length of the first period T2C-1 corresponds to the natural frequency of the second oscillation part 22.
期間T2Dは、第1期間T2D-1と、第2期間T2D-2とを含む。まず、第1期間T2D-1の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、第1期間T2D-1の終了タイミングまで、第2電流値A2に保持される。これにより、第2揺動部22は、第1期間T2D-1において、変位角が、第1角度D1から基準角度D0まで変化して戻される。次に第2期間T2D-2の開始タイミングにおいて、駆動信号は、電流値が第2電流値A2から電流値A0に切り替わり、第2期間T2D-2の終了タイミングまで、電流値A0に保持される。これにより、第2揺動部22は、第2期間T2D-2において、基準角度D0に保持される。第1期間T2D-1の長さは、第2揺動部22の固有振動数に対応する値となっている。 The period T2D includes a first period T2D-1 and a second period T2D-2. First, at the start of the first period T2D-1, the current value of the drive signal switches from the first current value A1 to the second current value A2 and is maintained at the second current value A2 until the end of the first period T2D-1. As a result, the displacement angle of the second oscillation part 22 changes from the first angle D1 to the reference angle D0 and returns during the first period T2D-1. Next, at the start of the second period T2D-2, the current value of the drive signal switches from the second current value A2 to the current value A0 and is maintained at the current value A0 until the end of the second period T2D-2. As a result, the second oscillation part 22 is maintained at the reference angle D0 during the second period T2D-2. The length of the first period T2D-1 corresponds to the natural frequency of the second oscillation part 22.
第2揺動部22は、光路制御機構12のうちの、支持部27に対して揺動する部分(本実施形態では、光学部材20、第2可動部32、コイル44)を指す。すなわち、第1期間T2C-1の長さと、第1期間T2D-1の長さは、支持部27に対して揺動する部分の固有振動数に対応する値になっているといえる。より詳しくは、第1期間T2C-1の長さと、第1期間T2D-1の長さは、それぞれ第2揺動部22の固有振動数の逆数である固有周期の1/2と略同じ値であることが好ましく、固有周期の1/2と同じ値であることがより好ましい。 The second oscillating part 22 refers to the part of the optical path control mechanism 12 that oscillates relative to the support part 27 (in this embodiment, the optical element 20, the second movable part 32, and the coil 44). In other words, the length of the first period T2C-1 and the length of the first period T2D-1 correspond to the natural frequency of the part that oscillates relative to the support part 27. More specifically, the length of the first period T2C-1 and the length of the first period T2D-1 are each preferably approximately the same as half the natural period, which is the reciprocal of the natural frequency of the second oscillating part 22, and more preferably are the same as half the natural period.
第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形(図6の実線)と、第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形(図6の点線)とは、所定期間T12だけずれる。例えば、第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形の第1期間T1A-1の開始タイミングと、第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形の第1期間T2A-1の開始タイミングとは、所定期間T12だけずれる。そのため、第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形における電流値を第4電流値A4に保持する第2期間T1A-2は、第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形における電流値を電流値A0(電流値0)に保持する第2期間T2D-2になっている。同様に、第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形における電流値を第1電流値A1に保持する第2期間T1C-2は、第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形における電流値を電流値A0(電流値0)に保持する第2期間T2D-2になっている。 The waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 (solid line in Figure 6) and the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 (dotted line in Figure 6) are shifted by a predetermined period T12. For example, the start timing of the first period T1A-1 of the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 and the start timing of the first period T2A-1 of the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 are shifted by a predetermined period T12. Therefore, the second period T1A-2, in which the current value in the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 is held at the fourth current value A4, becomes the second period T2D-2, in which the current value in the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 is held at the current value A0 (current value 0). Similarly, the second period T1C-2, during which the current value in the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 is held at the first current value A1, is followed by the second period T2D-2, during which the current value in the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 is held at the current value A0 (current value 0).
また、第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形における電流値を第4電流値A4に保持する第2期間T2A-2は、第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形における電流値を電流値A0(電流値0)に保持する第2期間T2B-2になっている。同様に、第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形における電流値を第1電流値A1に保持する第2期間T2C-2は、第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形における電流値を電流値A0(電流値0)に保持する第2期間T2D-2期間T1Dになっている。 Furthermore, the second period T2A-2, during which the current value in the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 is held at the fourth current value A4, becomes the second period T2B-2, during which the current value in the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 is held at the current value A0 (current value 0). Similarly, the second period T2C-2, during which the current value in the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 is held at the first current value A1, becomes the second period T2D-2, period T1D, during which the current value in the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 is held at the current value A0 (current value 0).
[揺動パターン]
次に、駆動信号の印加による第1揺動部21および第2揺動部22の揺動パターンについて説明する。図7は、光学部の揺動パターンを説明するグラフである。図7では、第1揺動部21の揺動パターンを実線で表し、第2揺動部22の揺動パターンを点線で表す。
[Swing pattern]
Next, the oscillation patterns of the first oscillation unit 21 and the second oscillation unit 22 due to the application of the drive signal will be described. Fig. 7 is a graph illustrating the oscillation patterns of the optical unit. In Fig. 7, the oscillation pattern of the first oscillation unit 21 is represented by a solid line, and the oscillation pattern of the second oscillation unit 22 is represented by a dotted line.
図7に示すように、第1揺動部21の揺動パターン(実線)とは、第1アクチュエータ25に駆動信号が印加されたときの、時間毎の第1揺動部21の変位角(第1揺動軸AXまわりの角度)を指す。第2揺動部22の揺動パターン(点線)とは、第2アクチュエータ26に駆動信号が印加されたときの、時間毎の第2揺動部22の変位角(第2揺動軸BXまわりの角度)を指す。 As shown in Figure 7, the oscillation pattern (solid line) of the first oscillation unit 21 refers to the displacement angle (angle around the first oscillation axis AX) of the first oscillation unit 21 per unit time when a drive signal is applied to the first actuator 25. The oscillation pattern (dotted line) of the second oscillation unit 22 refers to the displacement angle (angle around the second oscillation axis BX) of the second oscillation unit 22 per unit time when a drive signal is applied to the second actuator 26.
図9に示すように、第1揺動部21にて、第1期間T1A-1において、駆動信号は、電流値が電流値A0から第3電流値A3に切り替わり、第1期間T1A-1の終了タイミングまで第3電流値A3に保持される。これにより、第1揺動部21は、第1期間T1A-1において、変位角が、基準角度D0から第2角度D2まで変化する。 As shown in FIG. 9, in the first oscillation unit 21, during the first period T1A-1, the current value of the drive signal switches from current value A0 to third current value A3 and is maintained at third current value A3 until the end of the first period T1A-1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 changes from the reference angle D0 to the second angle D2 during the first period T1A-1.
第2期間T1A-2において、駆動信号は、電流値が第4電流値A4に保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間T1A-2において、変位角が、第2角度D2に保持される。なお、以降の説明で、電流値や変位角度が保持されるとは、電流値や変位角度が厳密に変化しないことに限定されず、電流値や変位角度が所定値の範囲でずれることも含まれてよい。ここでの所定値は、任意に設定されてよいが、例えば、電流値や変位角度の10%の値であってよい。 During the second period T1A-2, the drive signal maintains a current value at the fourth current value A4. As a result, the displacement angle of the first oscillation member 21 is maintained at the second angle D2 during the second period T1A-2. Note that in the following description, "maintaining the current value or displacement angle" does not necessarily mean that the current value or displacement angle does not change strictly, but may also mean that the current value or displacement angle deviates within a predetermined range. The predetermined value here may be set arbitrarily, and may be, for example, 10% of the current value or displacement angle.
第1期間T1B-1において、駆動信号は、電流値が第4電流値A4から第3電流値A3に切り替わり、第1期間T1B-1の終了タイミングまで第3電流値A3に保持される。これにより、第1揺動部21は、第1期間T1B-1において、変位角が、第2角度D2から基準角度D0まで変化する。第2期間T1B-2において、駆動信号は、電流値A0に切り替わり、第2期間T1B-2の終了タイミングまで電流値が電流値A0のまま保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間T1B-2において、変位角が、基準角度D0のまま保持される。 During the first period T1B-1, the current value of the drive signal switches from the fourth current value A4 to the third current value A3, and is maintained at the third current value A3 until the end of the first period T1B-1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 changes from the second angle D2 to the reference angle D0 during the first period T1B-1. During the second period T1B-2, the drive signal switches to the current value A0, and the current value is maintained at the current value A0 until the end of the second period T1B-2. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 is maintained at the reference angle D0 during the second period T1B-2.
第1期間T1C-1において、駆動信号は、電流値が電流値A0から第2電流値A2に切り替わり、第1期間T1C-1の終了タイミングまで、第2電流値A2に保持される。これにより、第1揺動部21は、第1期間T1C-1において、変位角が、基準角度D0から第1角度D1まで変化する。第2期間T1C-2において、駆動信号は、電流値が第1電流値A1に保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間T1C-2において、変位角が、第1角度D1に保持される。 During the first period T1C-1, the current value of the drive signal switches from current value A0 to second current value A2 and is maintained at second current value A2 until the end of the first period T1C-1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 changes from reference angle D0 to first angle D1 during the first period T1C-1. During the second period T1C-2, the current value of the drive signal is maintained at first current value A1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 is maintained at first angle D1 during the second period T1C-2.
第1期間T1D-1において、駆動信号は、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、第1期間T1D-1の終了タイミングまで、第2電流値A2に保持される。これにより、第1揺動部21は、第1期間T1D-1において、変位角が、第1角度D1から基準角度D0まで変化する。第2期間T1D-2において、駆動信号は、電流値A0に切り替わり、第2期間T1D-2の終了タイミングまで電流値が電流値A0のまま保持される。これにより、第1揺動部21は、第2期間T1D-2において、変位角が、基準角度D0のまま保持される。 During the first period T1D-1, the current value of the drive signal switches from the first current value A1 to the second current value A2, and is maintained at the second current value A2 until the end of the first period T1D-1. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 changes from the first angle D1 to the reference angle D0 during the first period T1D-1. During the second period T1D-2, the drive signal switches to the current value A0, and the current value is maintained at the current value A0 until the end of the second period T1D-2. As a result, the displacement angle of the first oscillation unit 21 is maintained at the reference angle D0 during the second period T1D-2.
なお、光Lは、期間T1A-2,T1C-2において照射される。従って、期間T1A-2において、第2角度D2に保持された第1揺動部21に光Lが照射されて、光Lの光路がA動作位置にシフトして、画像が1/4画素分ずれる。また、期間T1C-2においては、第1角度D1に保持された第1揺動部21に光Lが照射されて、光Lの光路がD動作位置にシフトして、画像が1/4画素分ずれる。したがって、A動作位置からC動作位置へ半画素分ずれる。 Note that light L is irradiated during periods T1A-2 and T1C-2. Therefore, during period T1A-2, light L is irradiated onto the first oscillation unit 21 held at the second angle D2, the optical path of light L shifts to the A operating position, and the image shifts by 1/4 pixel. Also, during period T1C-2, light L is irradiated onto the first oscillation unit 21 held at the first angle D1, the optical path of light L shifts to the D operating position, and the image shifts by 1/4 pixel. Therefore, there is a shift of half a pixel from the A operating position to the C operating position.
一方、第2揺動部22にて、第1期間T2A-1において、駆動信号は、電流値が電流値A0から第3電流値A3に切り替わり、第1期間T2A-1の終了タイミングまで第3電流値A3に保持される。第4電流値A4まで変化する。これにより、第2揺動部22は、第1期間T2A-1において、変位角が、基準角度D0から第2角度D2まで変化する。 Meanwhile, in the second oscillation unit 22, during the first period T2A-1, the current value of the drive signal switches from current value A0 to third current value A3, and is maintained at third current value A3 until the end of the first period T2A-1. It then changes to fourth current value A4. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 changes from reference angle D0 to second angle D2 during the first period T2A-1.
第2期間T2A-2において、駆動信号は、電流値が第4電流値A4に保持される。これにより、第2揺動部22は、第2期間T2A-2において、変位角が、第2角度D2に保持される。 During the second period T2A-2, the current value of the drive signal is maintained at the fourth current value A4. As a result, the displacement angle of the second oscillation portion 22 is maintained at the second angle D2 during the second period T2A-2.
第1期間T2B-1において、駆動信号は、電流値が第4電流値A4から第3電流値A3に切り替わり、第1期間T2B-1の終了タイミングまで第3電流値A3に保持される。これにより、第2揺動部22は、第1期間T2B-1において、変位角が、第2角度D2から基準角度D0まで変化する。第2期間T2B-2において、駆動信号は、電流値が電流値A0のまま保持される。これにより、第2揺動部22は、第2期間T2B-2において、変位角が、基準角度D0のまま保持される。 During the first period T2B-1, the current value of the drive signal switches from the fourth current value A4 to the third current value A3 and is maintained at the third current value A3 until the end of the first period T2B-1. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 changes from the second angle D2 to the reference angle D0 during the first period T2B-1. During the second period T2B-2, the current value of the drive signal is maintained at the current value A0. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 is maintained at the reference angle D0 during the second period T2B-2.
第1期間T2C-1において、駆動信号は、電流値が電流値A0から第2電流値A2に切り替わり、第1期間T2C-1の終了タイミングまで、第2電流値A2に保持される。これにより、第2揺動部22は、第1期間T2C-1において、変位角が、基準角度D0から第1角度D1まで変化する。第2期間T2C-2において、駆動信号は、電流値が第1電流値A1に保持される。これにより、第2揺動部22は、第2期間T2C-2において、変位角が、第1角度D1に保持される。 During the first period T2C-1, the current value of the drive signal switches from current value A0 to second current value A2 and is maintained at second current value A2 until the end of the first period T2C-1. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 changes from reference angle D0 to first angle D1 during the first period T2C-1. During the second period T2C-2, the current value of the drive signal is maintained at first current value A1. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 is maintained at first angle D1 during the second period T2C-2.
第1期間T2D-1において、駆動信号は、電流値が第1電流値A1から第2電流値A2に切り替わり、第1期間T2D-1の終了タイミングまで、第2電流値A2に保持される。これにより、第2揺動部22は、第1期間T2D-1において、変位角が、第1角度D1から基準角度D0まで変化する。第2期間T2D-2において、駆動信号は、電流値A0に切り替わり、第2期間T2D-2の終了タイミングまで電流値が電流値A0のまま保持される。これにより、第2揺動部22は、第2期間T2D-2において、変位角が、基準角度D0のまま保持される。 During the first period T2D-1, the current value of the drive signal switches from the first current value A1 to the second current value A2 and is maintained at the second current value A2 until the end of the first period T2D-1. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 changes from the first angle D1 to the reference angle D0 during the first period T2D-1. During the second period T2D-2, the drive signal switches to the current value A0 and the current value is maintained at the current value A0 until the end of the second period T2D-2. As a result, the displacement angle of the second oscillation unit 22 is maintained at the reference angle D0 during the second period T2D-2.
なお、光Lは、期間T2A-2,T2C-2において照射される。従って、期間T2A-2において、第2角度D2に保持された第2揺動部22に光Lが照射されて、光Lの光路がA動作位置にシフトして、画像が1/4画素分ずれる。また、期間T2C-2においては、第1角度D1に保持された第1揺動部21に光Lが照射されて、光Lの光路がC動作位置にシフトして、画像が1/4画素分ずれる。したがって、A動作位置からC動作位置へ半画素分ずれる。 Note that light L is irradiated during periods T2A-2 and T2C-2. Therefore, during period T2A-2, light L is irradiated onto the second oscillation unit 22 held at the second angle D2, shifting the optical path of light L to the A operating position and shifting the image by 1/4 pixel. Also, during period T2C-2, light L is irradiated onto the first oscillation unit 21 held at the first angle D1, shifting the optical path of light L to the C operating position and shifting the image by 1/4 pixel. Therefore, there is a shift of half a pixel from the A operating position to the C operating position.
図6に示すように、第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形(図6の実線)と、第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形(点線)とは、所定期間T12だけずれる。そのため、第1揺動部21が揺動して光Lを照射する期間T1A-2,T1C-2と、第2揺動部22が揺動して光Lを照射する期間T2A-2,T2C-2とが所定期間T12だけずれる。このとき、第1アクチュエータ25の電流値を第4電流値A4に保持する第2期間T1A-2は、第2アクチュエータ26の電流値を電流値A0、つまり、電流値を0に保持するニュートラル期間T2D-2に重なる。同様に、第1アクチュエータ25の電流値を第1電流値A1に保持する第2期間T1C-2は、第2アクチュエータ26の電流値を電流値A0、つまり、電流値を0に保持するニュートラル期間T2B-2に重なる。 As shown in Figure 6, the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 (solid line in Figure 6) and the waveform of the drive signal applied to the second actuator 26 (dotted line) are shifted by a predetermined period T12. Therefore, the periods T1A-2 and T1C-2 during which the first oscillation portion 21 oscillates and irradiates light L and the periods T2A-2 and T2C-2 during which the second oscillation portion 22 oscillates and irradiates light L are shifted by the predetermined period T12. At this time, the second period T1A-2 during which the current value of the first actuator 25 is maintained at the fourth current value A4 overlaps with the neutral period T2D-2 during which the current value of the second actuator 26 is maintained at the current value A0, i.e., the current value is maintained at 0. Similarly, the second period T1C-2, during which the current value of the first actuator 25 is maintained at the first current value A1, overlaps with the neutral period T2B-2, during which the current value of the second actuator 26 is maintained at the current value A0, i.e., the current value is maintained at 0.
また、第2アクチュエータ26の電流値を第4電流値A4に保持する第2期間TA-2は、第1アクチュエータ25の電流値を電流値A0、つまり、電流値を0に保持するニュートラル期間T1B-2に重なる。同様に、第2アクチュエータ26の電流値を第1電流値A1に保持する第2期間T2C-2は、第1アクチュエータ25の電流値を電流値A0、つまり、電流値を0に保持するニュートラル期間T1D-2に重なる。 Furthermore, the second period TA-2, during which the current value of the second actuator 26 is maintained at the fourth current value A4, overlaps with the neutral period T1B-2, during which the current value of the first actuator 25 is maintained at the current value A0, i.e., the current value is 0. Similarly, the second period T2C-2, during which the current value of the second actuator 26 is maintained at the first current value A1, overlaps with the neutral period T1D-2, during which the current value of the first actuator 25 is maintained at the current value A0, i.e., the current value is 0.
図6において、第1揺動部21の固有振動数と第2揺動部22の固有振動数は、必ずしも同じではなく、第1揺動部21のねじり剛性と第2揺動部22のねじり剛性も必ずしも同じではないので、第1揺動部(実線)21の電流値A1~A4と第2揺動部(点線)22の電流値A1~A4は、必ずしもそれぞれ同じである必要はなく、また、期間T1A-1と期間T2A-1、および、期間T1B-1と期間T2B-1の長さについても、必ずしもそれぞれ同じではある必要はない。期間T1Cと期間T2C、および、期間T1Dおよび期間T2Dについても同様である。 In FIG. 6, the natural frequency of the first oscillator 21 and the natural frequency of the second oscillator 22 are not necessarily the same, and the torsional rigidity of the first oscillator 21 and the torsional rigidity of the second oscillator 22 are not necessarily the same. Therefore, the current values A1 to A4 of the first oscillator (solid line) 21 and the current values A1 to A4 of the second oscillator (dotted line) 22 do not necessarily have to be the same, and the lengths of periods T1A-1 and T2A-1, and periods T1B-1 and T2B-1 do not necessarily have to be the same. The same is true for periods T1C and T2C, and periods T1D and T2D.
[光路制御機構による画素の動作]
以下、第1揺動部21および第2揺動部22を揺動したときの作動について説明する。図8は、光学部の2軸揺動パターンを説明する説明図である。
[Pixel operation by optical path control mechanism]
The following describes the operation when the first swinging unit 21 and the second swinging unit 22 are swung. Fig. 8 is an explanatory diagram for explaining the two-axis swing pattern of the optical unit.
図3および図8に示すように、光路制御機構12にて、光学部材20の画素の横配列方向がAY方向であり、光学部材20の画素の縦配列方向がBY方向であるとき、第1揺動軸AX方向および第2揺動軸BX方向は、AY方向およびBY方向に対して45度ずれて配置される。 As shown in Figures 3 and 8, when the horizontal arrangement direction of the pixels of the optical element 20 in the optical path control mechanism 12 is the AY direction and the vertical arrangement direction of the pixels of the optical element 20 is the BY direction, the first oscillation axis AX direction and the second oscillation axis BX direction are arranged at an angle of 45 degrees relative to the AY direction and the BY direction.
第1アクチュエータ25は、それぞれ駆動信号に応じて、第1軸部AXまわりの基準角度D0から第2角度D2への姿勢変化と、基準角度D0から第1角度D1への姿勢変化とを繰り返すように、第1揺動部21を揺動させる。第1揺動部21がそれぞれ第1角度D1と第2角度D2との間の揺動を繰り返すことで、光Lの光軸は、基準位置からA動作位置へのシフトと、基準位置からC動作位置へのシフトとが繰り返される。 The first actuator 25 swings the first swinging unit 21 in response to the drive signal, so as to repeatedly change its position around the first axis AX from the reference angle D0 to the second angle D2 and from the reference angle D0 to the first angle D1. As the first swinging unit 21 repeatedly swings between the first angle D1 and the second angle D2, the optical axis of the light L repeatedly shifts from the reference position to the operating position A and from the reference position to the operating position C.
すなわち、光軸がA動作位置であるときに光Lによってスクリーンに投影される画像と、光軸がC動作位置であるときに光Lによってスクリーンに投影される画像とは、半画素分だけずれたものになる。すなわち、スクリーンに投影される画像は、基準位置からは1/4画素分ずれるが、A動作位置とC動作位置では半画素分ずれる。このように、基準位置から1/4画素分ずれて1/4画素分戻り、反対方向に1/4画素分ずれて1/4画素分戻ることを繰り返す。これにより、見かけ上の画素数が増加して、スクリーンに投影される画像を高解像度化することができる。光軸のシフト量は、画像の半画素分であるため、第1角度D1および第2角度D2は、画像を1/4画素分シフト可能な角度に設定される。なお、画像のシフト量は、半画素分に限られず、例えば、画素の1/2や1/8など、任意であってよい。第1角度D1および第2角度D2も、画像のシフト量に合わせて適宜設定されてよい。 In other words, the image projected onto the screen by light L when the optical axis is in operating position A and the image projected onto the screen by light L when the optical axis is in operating position C are shifted by half a pixel. That is, the image projected onto the screen is shifted by a quarter pixel from the reference position, but the shift is half a pixel between operating positions A and C. In this way, the image shifts from the reference position by a quarter pixel, then moves back by a quarter pixel, then moves back by a quarter pixel in the opposite direction, and repeats this process. This increases the apparent number of pixels, thereby increasing the resolution of the image projected onto the screen. Because the shift amount of the optical axis is half a pixel of the image, the first angle D1 and the second angle D2 are set to angles that allow the image to be shifted by a quarter pixel. Note that the image shift amount is not limited to half a pixel and may be any amount, such as half or one-eighth of a pixel. The first angle D1 and the second angle D2 may also be set appropriately according to the amount of image shift.
第2アクチュエータ26は、それぞれ駆動信号に応じて、第1軸部BXまわりの基準角度D0から第2角度D2への姿勢変化と、基準角度D0から第1角度D1への姿勢変化とを繰り返すように、第2揺動部22を揺動させる。第2揺動部22がそれぞれ第1角度D1と第2角度D2との間の揺動を繰り返すことで、光Lの光軸は、基準位置からB動作位置へのシフトと、基準位置からD動作位置へのシフトとが繰り返される。 The second actuator 26, in response to the drive signal, swings the second swinging unit 22 so as to repeatedly change its position around the first axis BX from the reference angle D0 to the second angle D2 and from the reference angle D0 to the first angle D1. As the second swinging unit 22 repeatedly swings between the first angle D1 and the second angle D2, the optical axis of the light L repeatedly shifts from the reference position to the B operating position and from the reference position to the D operating position.
すなわち、光軸がB動作位置であるときに光Lによってスクリーンに投影される画像と、光軸がD動作位置であるときに光Lによってスクリーンに投影される画像とは、半画素分だけずれたものになる。すなわち、スクリーンに投影される画像は、基準位置からは1/4画素分ずれるが、B動作位置とD動作位置では半画素分ずれる。このように、基準位置から1/4画素分ずれて1/4画素分戻り、反対方向に1/4画素分ずれて1/4画素分戻ることを繰り返す。これにより、見かけ上の画素数が増加して、スクリーンに投影される画像を高解像度化することができる。光軸のシフト量は、画像の半画素分であるため、第1角度D1および第2角度D2は、画像を1/4画素分シフト可能な角度に設定される。なお、画像のシフト量は、半画素分に限られず、例えば、画素の1/2や1/8など、任意であってよい。第1角度D1および第2角度D2も、画像のシフト量に合わせて適宜設定されてよい。 In other words, the image projected onto the screen by light L when the optical axis is in the B operating position and the image projected onto the screen by light L when the optical axis is in the D operating position are shifted by half a pixel. That is, the image projected onto the screen is shifted by a quarter pixel from the reference position, but the shift is half a pixel between the B operating position and the D operating position. In this way, the image shifts from the reference position by a quarter pixel, then moves back by a quarter pixel, then moves back by a quarter pixel in the opposite direction, and repeats this process. This increases the apparent number of pixels, thereby increasing the resolution of the image projected onto the screen. Because the shift amount of the optical axis is half a pixel of the image, the first angle D1 and the second angle D2 are set to angles that allow the image to be shifted by a quarter pixel. Note that the image shift amount is not limited to a half pixel and may be any amount, such as half or one-eighth of a pixel. The first angle D1 and the second angle D2 may also be set appropriately according to the image shift amount.
以下、具体的に説明する。画像位置P0は、第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26に印加する電流値を0としたとき、つまり、光学部材20の変位角が0であるときの表示位置である。A動作状態は、第1アクチュエータ25により光学部材20を第1揺動軸AXまわりに所定角度だけ揺動し、画像位置P0を第2揺動軸BX方向に1/4画素ずらした状態である。すなわち、A動作状態は、画像位置P1に画像を表示する状態である。 The following provides a more detailed explanation. Image position P0 is the display position when the current value applied to the first actuator 25 and the second actuator 26 is 0, i.e., when the displacement angle of the optical element 20 is 0. Operation state A is a state in which the first actuator 25 has swung the optical element 20 a predetermined angle around the first oscillation axis AX, shifting image position P0 by 1/4 pixel in the direction of the second oscillation axis BX. In other words, operation state A is a state in which an image is displayed at image position P1.
B動作状態は、第2アクチュエータ26により光学部材20を第2揺動軸BXまわりに所定角度だけ揺動し、画像位置P0を第1揺動軸AX方向に1/4画素ずらした状態である。すなわち、B動作状態は、画像位置P2に画像を表示する状態である。同様に、C動作状態は、画像位置P3に画像を表示する状態である。同様に、D動作状態は、画像位置P4に画像を表示する状態である。 Operation state B is a state in which the second actuator 26 swings the optical element 20 a predetermined angle around the second swing axis BX, shifting the image position P0 by 1/4 pixel in the direction of the first swing axis AX. In other words, operation state B is a state in which an image is displayed at image position P2. Similarly, operation state C is a state in which an image is displayed at image position P3. Similarly, operation state D is a state in which an image is displayed at image position P4.
[駆動波形]
図9は、駆動部の駆動信号の波形と光学部の揺動パターンとの関係を説明するグラフである。なお、以下の説明では、第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形と第1揺動部21の揺動パターンについて説明するが、第2アクチュエータ26および第2揺動部22らついても同様である。
[Drive waveform]
9 is a graph illustrating the relationship between the waveform of the drive signal of the drive unit and the oscillation pattern of the optical unit. Note that, in the following explanation, the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 and the oscillation pattern of the first oscillation unit 21 will be explained, but the same applies to the second actuator 26 and the second oscillation unit 22.
図9に示すように、第1アクチュエータ25に印加する電流値A0で、第1揺動部21が基準位置(変位角0)の状態から、第1アクチュエータ25に対して、第1期間T1A-1の開始タイミングで、電流値を第3電流値A3に切り替え、第1期間T1A-1の終了タイミングまで保持する。ここで、第1期間T1A-1の長さは、第1揺動部21の固有振動数の周期の1/2周期に対応する長さであり、第3電流値A3は、ピーク電流値である第4電流値A4の1/2の電流値である。すると、第1揺動部21は、第1期間T1A-1において、変位角が基準角度D0から第2角度D2に変化する。そして、第2期間T1A-2の開始タイミングで、電流値を第4電流値A4に切り替え、第2期間T1A-2の終了タイミングまで保持する。すると、第1揺動部21は、第2期間T1A-2において、第2角度D2に維持される。 As shown in FIG. 9, the current value A0 applied to the first actuator 25 switches the first actuator 25 from a reference position (displacement angle 0) to a third current value A3 at the start of the first period T1A-1, and is maintained until the end of the first period T1A-1. Here, the length of the first period T1A-1 corresponds to half the period of the natural frequency of the first actuator 25, and the third current value A3 is half the peak current value, or fourth current value A4. Then, during the first period T1A-1, the displacement angle of the first actuator 25 changes from the reference angle D0 to the second angle D2. Then, at the start of the second period T1A-2, the current value is switched to a fourth current value A4, and is maintained until the end of the second period T1A-2. As a result, the first oscillation part 21 is maintained at the second angle D2 during the second period T1A-2.
続いて、第1期間T1B-1の開始タイミングで、電流値を第3電流値A3に切り替え、第1期間T1B-1の終了タイミングまで保持する。ここで、第1期間T1B-1の長さは、第1揺動部21の固有振動の周期の1/2周期に対応する長さである。すると、第1揺動部21は、第1期間T1B-1において、変位角が第2角度D2から基準角度D0に変化する。そして、第2期間T1B-2の開始タイミングで、電流値を電流値A0に切り替え、第2期間T1B-2の終了タイミングまで保持する。すると、第1揺動部21は、第2期間T1B-2において、基準角度D0に維持される。 Next, at the start of the first period T1B-1, the current value is switched to the third current value A3, which is maintained until the end of the first period T1B-1. Here, the length of the first period T1B-1 corresponds to 1/2 of the natural vibration period of the first oscillation part 21. Then, during the first period T1B-1, the displacement angle of the first oscillation part 21 changes from the second angle D2 to the reference angle D0. Then, at the start of the second period T1B-2, the current value is switched to the current value A0, which is maintained until the end of the second period T1B-2. Then, during the second period T1B-2, the first oscillation part 21 is maintained at the reference angle D0.
第1アクチュエータ25に印加する駆動信号の波形を階段形状にすることで、第1揺動部21の変位角を第2角度D2および基準角度D0に維持することができる。また、期間T1C,T1Dでも、同様である。 By applying a step-shaped waveform to the drive signal applied to the first actuator 25, the displacement angle of the first oscillation unit 21 can be maintained at the second angle D2 and the reference angle D0. The same applies to periods T1C and T1D.
[アクチュエータの消費電力]
図10は、駆動信号の台形波における消費電力を説明する概略図、図11は、駆動信号の階段波における消費電力を説明する概略図である。
[Actuator power consumption]
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the power consumption when the drive signal is a trapezoidal wave, and FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the power consumption when the drive signal is a step wave.
図10に示すように、第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形が台形状であると、電流値A0と台形波との間の面積(斜線部)である消費電力が大きくなる。一方、図11に示すように、第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26に印加する駆動信号の波形が階段形状であると、電流値A0と階段波との間の面積(斜線部)である消費電力が、台形波より小さくくなる。 As shown in Figure 10, when the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 and the second actuator 26 is trapezoidal, the power consumption, which is the area between the current value A0 and the trapezoidal wave (shaded area), is large. On the other hand, as shown in Figure 11, when the waveform of the drive signal applied to the first actuator 25 and the second actuator 26 is stepwise, the power consumption, which is the area between the current value A0 and the stepwise wave (shaded area), is smaller than that of the trapezoidal wave.
(効果)
以上説明したように、本実施形態に係る光路制御装置は、光が入射する光学部材(光学部)20を有する揺動部12Aと、揺動部12Aを揺動させるアクチュエータ12Bと、電流値の駆動信号をアクチュエータ12Bに印加する駆動回路(駆動部)16と、を備え、駆動回路16は、ピーク電流値の1/2の電流値を、揺動部12Aの固有振動の周期の1/2の期間で印加した後、ピーク電流値または電流値0に維持する。
(effect)
As described above, the light path control device according to this embodiment comprises an oscillating unit 12A having an optical element (optical unit) 20 onto which light is incident, an actuator 12B that oscillates the oscillating unit 12A, and a drive circuit (drive unit) 16 that applies a drive signal of a current value to the actuator 12B, and the drive circuit 16 applies a current value that is half the peak current value for a period that is half the period of the natural vibration of the oscillating unit 12A, and then maintains the current value at the peak current value or at zero.
本実施形態の光路制御装置によれば、ピーク電流値の1/2の電流値を、揺動部12Aの固有振動の周期の1/2の期間印加した後、ピーク電流値または電流値0に維持することで、揺動部12Aを所定の位置で容易に停止させることができ、アクチュエータ25,26の消費電力の低減を図ることができると共に、光学部材を傾斜させるための各軸の変位が独立しているので、2軸各軸の変位量のバランスを調整する必要がなく、アクチュエータ25,26の制御の簡素化を図ることができる。第1揺動部の変位でA動作位置とC動作位置が決まり、第2揺動部の変位でB動作位置とD動作位置が決まるので、2軸を同時に動かして各動作位置(A動作位置~D動作位置)を決める方法よりも容易に調整が可能となる。 With the optical path control device of this embodiment, by applying a current value half the peak current value for a period half the natural vibration period of the oscillating unit 12A and then maintaining the current value at the peak current value or zero, the oscillating unit 12A can be easily stopped at a predetermined position, reducing the power consumption of the actuators 25 and 26. Furthermore, because the displacement of each axis for tilting the optical element is independent, there is no need to adjust the balance of the displacement amounts of each of the two axes, simplifying the control of the actuators 25 and 26. Because the A and C operating positions are determined by the displacement of the first oscillating unit, and the B and D operating positions are determined by the displacement of the second oscillating unit, adjustments are easier than when determining each operating position (A to D operating positions) by moving two axes simultaneously.
また、本実施形態に係る光路制御装置は、駆動回路16は、正または負のピーク電流値に維持することで、揺動部12Aを第1角度(第1傾斜角度)D1または第2角度(第2傾斜角度)D2に停止可能であると共に、電流値0に維持することで、揺動部12Aを第1角度D1と第2角度D2との中間の基準角度D0に停止可能である。そのため、アクチュエータ25,26の制御の簡素化を図ることができる。 In addition, in the optical path control device according to this embodiment, the drive circuit 16 can stop the oscillating unit 12A at the first angle (first tilt angle) D1 or the second angle (second tilt angle) D2 by maintaining a positive or negative peak current value, and can stop the oscillating unit 12A at a reference angle D0 between the first angle D1 and the second angle D2 by maintaining a current value of 0. This simplifies the control of the actuators 25, 26.
また、本実施形態に係る光路制御装置は、駆動回路16が第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26に印加する電流値の駆動信号は、階段形状をなす波形である。そのため、階段形状をなす波形の駆動信号により第1アクチュエータ25および第2アクチュエータ26を駆動するため、第1揺動部21および第2揺動部22を所定の位置に高精度に停止させることができる。 In addition, in the optical path control device according to this embodiment, the drive signal of the current value applied by the drive circuit 16 to the first actuator 25 and the second actuator 26 has a staircase-shaped waveform. Therefore, because the first actuator 25 and the second actuator 26 are driven by a drive signal with a staircase-shaped waveform, the first oscillating unit 21 and the second oscillating unit 22 can be stopped at a predetermined position with high precision.
また、本実施形態に係る表示装置は、光路制御装置10と、揺動部12Aに光Lを照射する照射装置100とを備える。そのため、表示装置1は、光路制御装置10を備えることで、アクチュエータ25,26の消費電力の低減を図ることができると共に、アクチュエータ25,26の制御の簡素化を図ることができる。 The display device according to this embodiment also includes an optical path control device 10 and an irradiation device 100 that irradiates light L onto the oscillating portion 12A. Therefore, by including the optical path control device 10, the display device 1 can reduce the power consumption of the actuators 25, 26 and simplify the control of the actuators 25, 26.
また、本実施形態に係る光路制御方法は、光が入射する光学部材20を有する揺動部12Aを揺動させるアクチュエータ12Bに駆動信号を印加することで光路を制御する光路制御方法であって、ピーク電流値の1/2の電流値を、揺動部12Aの固有振動の周期の1/2の期間アクチュエータ12Bに印加した後、ピーク電流値または電流値0に維持する。そのため、アクチュエータ25,26の消費電力の低減を図ることができると共に、アクチュエータ25,26の制御の簡素化を図ることができる。 The optical path control method according to this embodiment controls the optical path by applying a drive signal to actuator 12B, which oscillates oscillating unit 12A having optical element 20 onto which light is incident. After applying a current value that is half the peak current value to actuator 12B for a period that is half the natural vibration period of oscillating unit 12A, the current value is maintained at the peak current value or at zero. This reduces the power consumption of actuators 25, 26 and simplifies the control of actuators 25, 26.
なお、上述した実施形態では、光学部材20を第1揺動部21に支持し、第1揺動部21を第2揺動部22に揺動自在に支持し、第2揺動部22を支持部27に揺動自在に支持する構成としたが、構成に限定されるものではない。例えば、第1光学部材を第1揺動部に支持し、第1揺動部を第1支持部に揺動自在に支持して構成した第1光路制御装置と、第2光学部材を第2揺動部に支持し、第2揺動部を第2支持部に揺動自在に支持して構成した第2光路制御装置とを、光の照射方向に重ねて構成してもよい。また、光学部材20は、2軸揺動の構成に限らず、1軸揺動の構成であってもよい。 In the above-described embodiment, the optical element 20 is supported by the first oscillating portion 21, the first oscillating portion 21 is oscillably supported by the second oscillating portion 22, and the second oscillating portion 22 is oscillably supported by the support portion 27. However, this configuration is not limited to this. For example, a first optical path control device configured by supporting the first optical element on the first oscillating portion and oscillably supporting the first oscillating portion on the first support portion, and a second optical path control device configured by supporting the second optical element on the second oscillating portion and oscillably supporting the second oscillating portion on the second support portion may be configured to be stacked in the light irradiation direction. Furthermore, the optical element 20 is not limited to a two-axis oscillating configuration, and may also be a one-axis oscillating configuration.
これまで本発明に係る光路制御装置10について説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。 So far, we have described the optical path control device 10 according to the present invention, but it may be implemented in a variety of different forms in addition to the above-described embodiment.
図示した光路制御装置10の各構成要素は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていなくてもよい。すなわち、各装置の具体的形態は、図示のものに限られず、各装置の処理負担や使用状況などに応じて、その全部または一部を任意の単位で機能的または物理的に分散または統合してもよい。 The components of the illustrated optical path control device 10 are conceptual and functional, and do not necessarily have to be physically configured as shown. In other words, the specific form of each device is not limited to that shown, and all or part of each device may be functionally or physically distributed or integrated in any unit depending on the processing load and usage status of each device.
光路制御装置10の構成は、例えば、ソフトウェアとして、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。上記実施形態では、これらのハードウェアまたはソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックとして説明した。すなわち、これらの機能ブロックについては、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、または、それらの組合せによって種々の形で実現できる。 The configuration of the optical path control device 10 is realized, for example, as software, such as a program loaded into memory. In the above embodiment, it has been described as a functional block realized by the cooperation of these hardware and software. In other words, these functional blocks can be realized in various ways, using only hardware, only software, or a combination of both.
上記した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものを含む。さらに、上記した構成は適宜組み合わせが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において構成の種々の省略、置換または変更が可能である。 The above-mentioned components include those that would be readily apparent to a person skilled in the art and those that are substantially identical. Furthermore, the above-mentioned configurations can be combined as appropriate. Furthermore, various omissions, substitutions, or modifications to the configuration are possible without departing from the spirit of the present invention.
1 表示装置
10 光路制御装置
12 光路制御機構
12A 揺動部
12B アクチュエータ
14 制御回路
16 駆動回路(駆動部)
20 光学部材(光学部)
21 第1揺動部
22 第2揺動部
23 第1軸部
24 第2軸部
25 第1アクチュエータ
26 第2アクチュエータ
27 支持部
31 第1可動部
32 第2可動部
41,44 コイル
42,45ヨーク
43,46磁石
100 照射装置
AX 第1揺動軸
BX 第2揺動軸
1 Display device 10 Light path control device 12 Light path control mechanism 12A Oscillating unit 12B Actuator 14 Control circuit 16 Drive circuit (drive unit)
20 Optical member (optical part)
21 First swinging portion 22 Second swinging portion 23 First shaft portion 24 Second shaft portion 25 First actuator 26 Second actuator 27 Support portion 31 First movable portion 32 Second movable portion 41, 44 Coil 42, 45 Yoke 43, 46 Magnet 100 Irradiation device AX First swinging axis BX Second swinging axis
Claims (5)
前記揺動部を揺動させるアクチュエータと、
電流値の駆動信号を前記アクチュエータに印加する駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、ピーク電流値の1/2の電流値を、前記揺動部の固有振動の周期の1/2の期間印加した後、前記ピーク電流値または電流値0に維持し、
前記光学部は、一方の表面から入射した光を透過して、他方の表面から出射し、
前記アクチュエータは、コイルと、ヨークと、磁石とを有する
光路制御装置。 a swinging unit having an optical unit into which light is incident;
an actuator that swings the swinging portion;
a drive unit that applies a drive signal of a current value to the actuator;
Equipped with
the drive unit applies a current value that is half the peak current value for a period that is half the natural vibration period of the oscillation unit, and then maintains the current value at the peak current value or at 0;
the optical unit transmits light incident on one surface and emits it from the other surface,
The actuator includes a coil, a yoke, and a magnet.
Optical path control device.
請求項1に記載の光路制御装置。 the drive unit can stop the oscillating unit at a first tilt angle or a second tilt angle by maintaining the peak current value at a positive or negative value, and can stop the oscillating unit at a reference position intermediate between the first tilt angle and the second tilt angle by maintaining the current value at 0.
The optical path control device according to claim 1 .
請求項1または請求項2に記載の光路制御装置。 the drive signal of the current value applied by the drive unit to the actuator has a waveform in the form of a staircase.
3. The optical path control device according to claim 1 or 2.
前記光学部に光を照射する照射装置と、
を備える表示装置。 The optical path control device according to any one of claims 1 to 3,
an irradiation device that irradiates the optical unit with light;
A display device comprising:
ピーク電流値の1/2の電流値を、前記揺動部の固有振動の周期の1/2の期間前記アクチュエータに印加した後、前記ピーク電流値または電流値0に維持し、
前記光学部は、一方の表面から入射した光を透過して、他方の表面から出射し、
前記アクチュエータは、コイルと、ヨークと、磁石とを有する
光路制御方法。 An optical path control method for controlling an optical path by applying a drive signal to an actuator that oscillates an oscillating unit having an optical unit into which light is incident, comprising:
applying a current value that is half the peak current value to the actuator for a period that is half the natural vibration period of the oscillating portion, and then maintaining the current value at the peak current value or at 0;
the optical unit transmits light incident on one surface and emits it from the other surface,
The actuator includes a coil, a yoke, and a magnet.
Optical path control method.
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|---|---|---|---|---|
| JP2016071232A (en) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | セイコーエプソン株式会社 | Optical device and image display apparatus |
| US20190166340A1 (en) | 2017-11-30 | 2019-05-30 | Coretronic Corporation | Projector, optical engine module, image resolution enhancement device and driving method thereof |
| JP2020091343A (en) | 2018-12-04 | 2020-06-11 | セイコーエプソン株式会社 | Optical path shift device and image display device |
| US20200301118A1 (en) | 2019-03-20 | 2020-09-24 | Young Optics Inc. | Light path adjustment mechanism |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016071232A (en) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | セイコーエプソン株式会社 | Optical device and image display apparatus |
| US20190166340A1 (en) | 2017-11-30 | 2019-05-30 | Coretronic Corporation | Projector, optical engine module, image resolution enhancement device and driving method thereof |
| JP2020091343A (en) | 2018-12-04 | 2020-06-11 | セイコーエプソン株式会社 | Optical path shift device and image display device |
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