(57)【要約】  光学部材駆動装置（１００）は、光路変更用の光学部材と、一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータ（Ａ〜Ｄ）と、光学部材の面中心で互いに直交する２つの軸上において、光学部材の端部と複数のアクチュエータの可動部とを連結する複数の連結部材と、各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部（１０３ａ〜１０３ｄ）と、位置検出部からの検出信号に基づいて各アクチュエータの可動部の移動を制御する制御部（１０５）と、を備える。
2015098120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路変更用の光学部材と、
一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータと、
互いに直交する２つの軸上にある前記光学部材の端部と、前記複数のアクチュエータの可動部とを連結する複数の連結部材と、
各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、前記移動量を示す検出信号を出力する位置検出部と、
前記位置検出部からの検出信号に基づいて各アクチュエータの可動部の移動を制御する制御部と、
を備えた光学部材駆動装置。
【請求項２】
前記複数のアクチュエータは第１ないし第４のアクチュエータを含み、
前記第１及び第２のアクチュエータは、前記２つの軸の一方の軸上であって、かつ前記光学部材の端部において互いに対向するように設けられ、
前記第３及び第４のアクチュエータは、前記２つの軸の他方の軸上であって、かつ前記光学部材の端部において互いに対向するように設けられた、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部材駆動装置。
【請求項３】
前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、前記第１ないし第４のアクチュエータの中の少なくとも３つのアクチュエータの可動部の位置をそれぞれの基準位置に制御し、その後、前記第１ないし第４のアクチュエータの中の１つのアクチュエータについて、当該１つのアクチュエータの駆動力が最小となる位置を、当該１つのアクチュエータの可動部に対する基準位置の設定値に設定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学部材駆動装置。
【請求項４】
前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、
前記第１及び第２のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
前記位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、前記第３及び第４のアクチュエータの駆動力を求め、
前記第１及び第２のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の前記第３及び第４のアクチュエータの駆動力の合計と、前記第１及び第２のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の前記第３及び第４のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときの前記ゲインの値を検出し、
前記検出したゲインを、通常動作時において、前記位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光学部材駆動装置。
【請求項５】
前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、さらに、
前記第３及び第４のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
前記位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、前記第１及び第２のアクチュエータの駆動力を求め、
前記第３及び第４のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の前記第１及び第２のアクチュエータの駆動力の合計と、前記第３及び第４のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の前記第１及び第２のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときの前記ゲインの値を検出し、
前記検出したゲインを、通常動作時において、前記位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の光学部材駆動装置。
【請求項６】
前記アクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項７】
前記連結部材は弾性体であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項８】
前記制御部は１つのマイクロコンピュータで構成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項９】
前記光学部材は、円形状の平行平板ガラスであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項１０】
前記光学部材は、正方形状の平行平板ガラスであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項１１】
光源と、
前記光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子と、
前記光変調素子によって変調された映像光を拡大投写する投写光学系と、
前記光変調素子と前記投写光学系との間に配置された、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の光学部材駆動装置と、
を備えた投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、映像の投写位置を移動させるための光学部材を駆動する光学部材駆動装置及びそれを用いた投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、映像を投写表示するプロジェクタの表示位置を移動させる画像移動装置を開示している。この画像移動装置は、映像の光変調を行う固定画素型の表示素子と、画像位置を移動させる４角形の平行平板ガラスとの間に、平行平板ガラスの４つの角を保持する圧電素子を備える。これら４つの圧電素子に電圧を印加して画像を移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０６５６７号公報
【発明の概要】
【０００４】
特許文献１に記載の画像移動装置は、映像の光変調を行う固定画素型の表示素子と、画像位置を移動させる４角形の平行平板ガラスとの間に、平行平板ガラスの４つの角を支える４つの圧電素子を備える構造である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、簡単な制御で、映像（画素）の投写位置を移動させるための光学部材（平行平板ガラス等）を２つの直交した方向に移動させることを可能とする光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様において、光路変更用の光学部材と、一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータと、互いに直交する２つの軸上にある光学部材の端部と複数のアクチュエータの可動部とを連結する複数の連結部材と、各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部と、位置検出部からの検出信号に基づいて各アクチュエータの可動部の移動を制御する制御部と、を備えた光学部材駆動装置が提供される。【０００７】
本開示の第２の態様において、光源と、光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された映像光を拡大投写する投写光学系と、光変調素子と投写光学系との間に配置された上記の光学部材駆動装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示における光学部材駆動装置は、簡単な制御で画像を２つの直交した方向に移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の光学部材駆動装置の全体構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１の光学部材駆動装置の構造を示す図
【図３】実施の形態１の光学部材駆動装置で使用される部品の概略図
【図４】実施の形態１の光学部材駆動装置で使用される平行平板ガラスの平面図
【図５】平行平板ガラスで光路が変更される原理を説明するための図
【図６】実施の形態１における平行平板ガラスを傾斜させる動作を説明するための図
【図７】平行平板ガラスの傾斜駆動の方向を示す図
【図８】平行平板ガラスで入力映像光を複数の位置に出射する原理を説明するための図
【図９】平行平板ガラスの位置ズレの状態を説明するための図
【図１０】アクチュエータの初期調整を示すフローチャート
【図１１】アクチュエータのサーボ制御を示すブロック線図
【図１２】実施の形態２の光学部材駆動装置の構造を示す図
【図１３】実施の形態２の光学部材駆動装置の構造を示す図
【図１４】光学部材駆動装置の連結部の別の例を示す図
【図１５】光学部材駆動装置の連結部の別の例を示す図
【図１６】実施の形態３の光学部材駆動装置の構造を示す図
【図１７】実施の形態３の光学部材駆動装置で使用される連結部材を示す図
【図１８】実施の形態４の光学部材駆動装置を備えた投写型映像表示装置の構成を示す図
【図１９】蛍光体ホイールの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、添付の図面を用いて、実施の形態を説明する。
【００１３】
［１−１．構成］
図１は、本実施の形態における、光学部材を駆動する光学部材駆動装置の構造を示す斜視図である。図２は、図１に示す光学部材駆動装置１００を駆動する駆動部の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、光学部材駆動装置１００は、光学部材である正方形状の平行平板ガラス１０００と、それを駆動する４個のアクチュエータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、アクチュエータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ各々を平行平板ガラス１０００に連結する連結部材１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄと、を含む。また、正方形状の平行平板ガラス１０００の端部は、連結部材１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄによって、アクチュエータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ各々の可動部１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄと連結されている。
【００１５】
本実施の形態ではアクチュエータＡ〜Ｄとしてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を使用している。図３は、ボイスコイルモータの構造の一例を示しており、ヨーク１０１１の内部に異なる磁極の永久磁石（Ｎ極の永久磁石１０１２とＳ極の永久磁石１０１３）が一定の距離を隔てて対向するよう配置される。その対向配置された永久磁石１０１２、１０１３の間に可動部１０７が配置される。
【００１６】
この可動部１０７には、ガイド窓１０７０が開設されている。このガイド窓１０７０にヨーク１０１１が挿通され、可動部１０７に設けられたコイル１０１４が対向配置された永久磁石１０１２、１０１３の間に配備される。コイル１０１４に駆動信号電流を流すと、可動部１０７は矢印方向（一軸方向）に移動する。この可動部１０７は、コイル１０１４に流れる信号電流の大きさに応じて移動量が変化し、基準位置から正方向または負方向に移動する。可動部１０７の移動量は、可動部１０７に取り付けられた位置センサ１０２からの信号に基づき、図１に示す位置検出回路１０３により検出される。コイル１０１４が取り付けられた可動部１０７と永久磁石１０１２，１０１３との間には僅かながら隙間が生じている。従って、可動部１０７は駆動信号電流により駆動される一軸方向に対して垂直方向の力が加わると、その僅かな隙間分で許容される距離だけ変位する。尚、ボイスコイルモータにおいて、質量の大きな磁石を固定し、可動部に軽量なコイルを用いる事で、モーメントを小さくすることが可能である。
【００１７】
アクチュエータＡ〜Ｄ（ボイスコイルモータ１０１）の可動部１０７が結合される連結部材１０６は、図４に示すように平行平板ガラス１０００の外周各辺の中央部（ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ、ＥＤ）において平行平板ガラス１０００と連結されている。平行平板ガラス１０００を支持するＥＡ点とＥＣ点を結ぶ仮想線をＡ−Ｃ軸とし、ＥＢ点とＥＤ点とを結ぶ仮想線をＢ−Ｄ軸とする。Ａ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸とは、平行平板ガラス１０００の面中心Ｏで直交する。換言すれば、アクチュエータＡ、Ｃは、Ａ−Ｃ軸上であってかつ平行平板ガラス１０００の端部ＥＡ、ＥＣにおいて、互いに対向するように配置される。アクチュエータＢ、Ｄは、Ｂ−Ｄ軸上であってかつ平行平板ガラス１０００の端部ＥＢ、ＥＤにおいて、互いに対向するように配置される。
【００１８】
４つのアクチュエータＡ、アクチュエータＢ、アクチュエータＣ、アクチュエータＤは、駆動回路１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄによってそれぞれ駆動される。駆動回路１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄは、１つのマイクロコンピュータ１０５からの制御信号にしたがい制御される。駆動回路１０４ａ〜１０４ｄからの駆動信号電流によってアクチュエータＡ〜アクチュエータＤは一軸方向（光軸に平行な方向）に可動部１０７ａ〜１０７ｄが進退するように駆動される。可動部１０７ａ〜１０７ｄの位置は、可動部に設けられた位置センサ１０２ａ〜１０２ｄからの信号に基づき位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄによって検出される。位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄは、位置センサ１０２ａ〜１０２ｄからの信号を所定のゲインで増幅して検出信号を生成する。位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄからの検出信号はマイクロコンピュータ１０５に入力される。マイクロコンピュータ１０５は、この検出信号に基づいて、アクチュエータＡ〜アクチュエータＤの可動部１０７ａ〜１０７ｄの位置（または移動量）を常時監視し、アクチュエータＡ〜アクチュエータＤをサーボ制御する。
【００１９】
［１−２．動作］
以上のように構成された光学部材駆動装置１００の動作を以下に説明する。
【００２０】
図５は、平行平板ガラス１０００の傾きによる光路の変更を説明した図である。平行平板ガラス１０００の主面が、図５の実線で示すように入力光線Ｌｉに対して直交しているとき、入力光線Ｌｉは、平行平板ガラス１０００の入射面において屈折せずに直進して平行平板ガラス１０００中を通過する。そして、平行平板ガラス１０００の出射面において、光線と出射面が直交するため、入力光線Ｌｉは屈折せずに直進する。このため入力光線が映像光である場合、画像（画素）の移動は発生しない。
【００２１】
一方、平行平板ガラス１０００が、図５の破線で示すように入力光線Ｌｉに対して直交していないとき、入力光線Ｌｉは、平行平板ガラス１０００の入射面において屈折し、その後平行平板ガラス１０００中を直進し、出射面において屈折して出射する。
【００２２】
平行平板ガラス１０００に入射するときに屈折する角度と、平行平板ガラス１０００から出射するときに屈折する角度とは等しい。このため、入力光線Ｌｉが映像光であると、出力光線Ｌｏの映像光は平行平板ガラス１００の傾きに応じて平行移動する。この結果、平行平板ガラス１０００から出力され投写される画像の表示位置が移動することになる。
【００２３】
図６は、平行平板ガラス１０００の傾斜方法の原理を説明した図である。平行平板ガラス１０００を図６（ａ）に示す状態から、例えば、アクチュエータＢ、アクチュエータＤの可動部を変位させず、アクチュエータＡの可動部１０７ａを上方に変位させ、アクチュエータＣの可動部１０７ｃをアクチュエータＡの可動部１０７ａと同じ変位量だけ下方に変位させる。これによって、平行平板ガラス１０００をＢ−Ｄ軸を中心として図６（ｂ）のように変位させることができる。すなわち、平行平板ガラス１０００を挟んで対向して配置された一対のアクチュエータを互いに逆向きに同じ移動量だけ変位させることで平行平板ガラス１０００を傾けることができる。
【００２４】
このような原理を利用して、平行平板ガラス１０００をアクチュエータＡ〜Ｃによって傾けることができ、それにより、入力映像光を複数の異なる位置に移動させて投写することができる。
【００２５】
図７及び図８は、平行平板ガラス１０００を傾けるためのアクチュエータＡ〜Ｃの制御を説明するための図である。
【００２６】
図７に示すように、Ａ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸とは同一面上の面中心Ｏで交差している。この交差点Ｏが一定位置に保たれた状態で、Ａ−Ｃ軸及び／またはＢ−Ｄ軸を傾斜させることにより平行平板ガラス１０００を傾けて、画素の表示位置を２次元的に移動させることができる。画素の表示位置を移動させるためのアクチュエータＡ〜Ｃの動作を、図８を参照して説明する。
【００２７】
図８は、画素の表示位置を移動させるためのアクチュエータＡ〜Ｃの動作を説明するための図である。図８（ａ）〜（ｄ）は、平行平板ガラス１０００の制御状態を説明するための図である。図８（ｅ）は、平行平板ガラス１０００の傾きの変化に伴い移動する画素の表示位置を示した図である。
【００２８】
図８において破線矢印は、入力光線Ｌｉが平行平板ガラス１０００に対して垂直に入射した場合、即ち、平行平板ガラス１０００が水平位置にある場合の出力光線を示している。入力光線が映像光であるとすると、出力光線Ｌｏは画素としては図８（ｅ）の「ｆ」で示す位置に表示されるとする。以下、この状態を「基準状態」と呼ぶ。アクチュエータＡ〜Ｃの各々を駆動することで平行平板ガラス１０００を傾斜させて、画素の表示位置を「ａ」〜「ｄ」の各位置へシフトさせることができる。
【００２９】
図８（ｅ）に示す位置「ａ」は、平行平板ガラス１０００が図８（ａ）のような状態（第１の状態）にあるときに表示される画素の位置を示す。すなわち、第１の状態では、図８（ａ−１）のように、ＥＣ点をアクチュエータＣによって上方に移動させ、ＥＡ点をアクチュエータＡによって下方にＥＣ点の変量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図８（ａ−２）のように、ＥＤ点をアクチュエータＤによって下方に移動させ、ＥＢ点をアクチュエータＢによって上方にＥＤ点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図８（ｅ）に示す位置「ａ」に画素を表示することができる。
【００３０】
図８（ｅ）に示す位置「ｂ」は、平行平板ガラス１０００が図８（ｂ）のような状態（第２の状態）にあるときに表示される画素の位置を示す。すなわち、第２の状態では図８（ｂ−１）のように、ＥＣ点をアクチュエータＣによって上方に移動させ、ＥＡ点をアクチュエータＡによって下方にＥＣ点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図８（ｂ−２）のように、ＥＤ点をアクチュエータＤによって上方に移動させ、ＥＢ点をアクチュエータＢによって下方にＥＤ点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図８（ｅ）に示す位置「ｂ」に画素を表示することができる。
【００３１】
図８（ｅ）に示す位置「ｃ」は、平行平板ガラス１０００が図８（ｃ）のような状態（第３の状態）にあるときに表示される画素の位置を示す。すなわち、第３の状態では図８（ｃ−１）のように、ＥＣ点をアクチュエータＣによって下方に移動させ、ＥＡ点をアクチュエータＡによって上方にＥＣ点と同量移動させる。この動きとともに、図８（ｃ−２）のように、ＥＤ点をアクチュエータＤによって上方に移動させ、ＥＢ点をアクチュエータＢによって下方にＥＤ点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図８（ｅ）に示す位置「ｃ」に画素を表示することができる。
【００３２】
図８（ｅ）に示す位置「ｄ」は、平行平板ガラス１０００が図８（ｄ）のような状態（第４の状態）にあるときに表示される画素の位置を示す。すなわち、第４の状態では図８（ｄ−１）のように、ＥＣ点をアクチュエータＣによって下方に移動させ、ＥＡ点をアクチュエータＡによって上方にＥＣ点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図８（ｄ−２）のように、ＥＤ点をアクチュエータＤによって下方に移動させ、ＥＢ点をアクチュエータＢによって上方にＥＤ点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図８（ｅ）に示す位置「ｄ」に画素を表示することができる。
【００３３】
図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す第１〜第４状態になったタイミングで平行平板ガラスに映像光を入力することによって、図８（ｅ）に示すａ〜ｄに示す異なる４箇所の位置に画素を表示することができる。
【００３４】
ここで、アクチュエータの可動部の変移量（以下、単に「アクチュエータの変移量」ともいう）は、位置センサの精度の限界等に起因して、同じ目標変移量で制御しても、誤差が生じる場合がある。
【００３５】
図９（ａ）に示すように、アクチュエータＢとアクチュエータＤの変位が無い状態で、アクチュエータＡとアクチュエータＣとを駆動する場合、正常な状態では、アクチュエータＡが下方向に変位する量とアクチュエータＣが上方向に変位する量は等しい。従って、平行平板ガラスのＡ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸との交差点は所定の基準位置にある。
【００３６】
しかしながら、アクチュエータのバラツキや取り付け位置のバラツキ等によって、図９（ｂ）に示すようにアクチュエータＢとアクチュエータＤの変位が無い状態において、アクチュエータＡとアクチュエータＣが互いに異なった量だけ変位しようとする状況（例えば、アクチュエータＡが下方に変位する量に比べアクチュエータＣが上方に変位する量が大きくなる）が発生することがある。この場合、平行平板ガラス１０００に不均等に負荷がかかる。場合によっては、平行平板ガラス１０００に歪みが生じ、図９（ｂ）に示すようにＡ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸とは交差しなくなる。
【００３７】
このような状況においては、アクチュエータＡとアクチュエータＣの変移量の相違に起因して、平行平板ガラス１０００に取り付けられたアクチュエータＢ及びアクチュエータＤの可動部１０７ｂ、１０７ｄの位置に関して、実際の可動部１０７ｂ、１０７ｄの位置と、本来制御したい可動部１０７ｂ、１０７ｄの位置とが異なる。
【００３８】
このとき、マイクロコンピュータ１０５は、平行平板ガラス１０００を本来あるべき位置に移動させようと制御するために、４つのアクチュエータＡ〜Ｃに大きな駆動力を発生させる。このため、平行平板ガラス１０００に大きな歪み応力が発生する。
【００３９】
本開示の光学部材駆動装置１００は、４つのアクチュエータＡ〜Ｃを一つのマイクロコンピュータ１０５が制御する構成である。これにより、図９（ｂ）に示すように、バラツキ等の要因により対向するアクチュエータが異なった量だけ変位しようとして定常的且つ大きなアクチュエータＡ〜Ｄへの駆動出力が発生する可能性がある場合に、マイクロコンピュータ１０５が大きな駆動出力を事前に検出して、それに基づきアクチュエータの位置誤差を補正する処理を行うことにより、大きな駆動力の発生を低減する。
【００４０】
以下、本開示の光学部材駆動装置１００におけるアクチュエータの位置誤差を補正するための処理について説明する。
【００４１】
光学部材駆動装置１００は、図８で説明した通常駆動動作の前に以下に示すアクチュエータの初期調整処理を行う。初期調整処理は、原点調整、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整、Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整の３つの処理を含む。以下、図１０のフローチャートを用いて光学部材駆動装置１００の初期調整処理について説明する。初期調整処理は、光学部材駆動装置１００に対して電源がＯＮされたときに開始されるが、他のタイミングや他のトリガ（ユーザによる指示等）により実施されてもよい。図１０に示す初期調整処理はマイクロコンピュータ１０５により実施される。なお、以下の説明において、アクチュエータＡ〜Ｄの位置とは、位置センサ１０２ａ〜１０２ｄによって検出されるアクチュエータＡ〜Ｄの可動部１０７ａ〜１０７ｄの位置を意味する。
【００４２】
光学部材駆動装置１００の電源がオンになると、最初に、アクチュエータの位置決めサーボのゲインを、通常動作時のゲインよりも小さい値に設定する（Ｓ１０）。ゲインを小さくすることにより、各アクチュエータＡ〜Ｄの基準位置（アクチュエータの変位が零の位置）及びゲインが異なり、Ａ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸の位置ずれが発生した場合に、各アクチュエータＡ〜Ｄに対して過大な駆動力が発生することを抑制できる。
【００４３】
「アクチュエータの位置決めサーボ」とは、アクチュエータの可動部１０７ａ〜１０７ｄを目標位置に移動させるためのサーボ制御のことをいう。以下、アクチュエータの位置決めサーボについて説明する。図１１は、本実施形態の光学部材駆動装置１００における各アクチュエータＡ〜Ｄに対するサーボ制御に関するブロック線図である。
【００４４】
サーボ制御において、目標位置と、各位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄからの検出信号とに基づき、それらの差が最小となるように各アクチュエータの位置を制御する。すなわち、各位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄからの検出信号と、目標位置を示す信号とが減算器１３に入力され、それらの差分（以下「Ｐ成分信号」という）が求められる。このＰ成分信号はＰ成分ゲイン調整器２１に入力され、そのゲインが調整される。また、Ｐ成分信号は積分器１５に入力されて積分される。その積分された信号を「Ｉ成分信号」という。Ｉ成分信号はＩ成分ゲイン調整器１９に入力され、そのゲインが調整される。また、各位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄからの出力信号は微分器１７により微分される。この微分された信号（速度成分を検出した信号）を「Ｄ成分信号」という。Ｄ成分信号は、Ｄ成分ゲイン調整器２３に入力され、そのゲインが調整される。ゲイン調整されたＩ成分信号、Ｐ成分信号、Ｄ成分信号は加算器２５により加算され、電力アンプ２７にて増幅され、その増幅された信号に基づき各アクチェータＡ〜Ｄが駆動される。
【００４５】
ステップＳ１０における位置決めサーボゲインを小さく設定することは、Ｉ成分、Ｐ成分、Ｄ成分の全てのゲインを小さく設定することで実現する。また、後述するステップＳ１５、Ｓ１８で求めるアクチュエータの移動量のゲインとは、位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄのゲインに対応する。
【００４６】
図１０に戻り、位置決めサーボのゲインの設定（Ｓ１０）後、原点調整（基準位置の調整）を行う。具体的には、全てのアクチュエータＡ〜Ｄの目標位置を変位零の位置を示す値（基準位置の設定値）に設定して、アクチュエータＡ〜Ｄを基準位置に制御する（Ｓ１１）。次に、いずれか１つのアクチュエータの位置を調整し、その駆動力が最小となるようにする（Ｓ１２）。
【００４７】
各アクチュエータの取り付け位置のバラツキや基準位置の誤差が生じていると、各アクチュエータの連結位置であるＥＡ点、ＥＢ点、ＥＣ点、ＥＤ点が理論的には同一平面上に存在しなくなる。しかし、実際には平行平板ガラス１０００の剛性により、ＥＡ点、ＥＢ点、ＥＣ点、ＥＤ点は同一平面上にある。そのため、バラツキ等がある状態で全てのアクチュエータＡ〜Ｃの目標位置を基準位置に制御した場合、各アクチュエータＡ〜Ｄに負荷がかかり、各アクチュエータＡ〜Ｄの駆動力が大きくなるという問題がある。
【００４８】
そこで、本開示の光学部材駆動装置１００では、４つのアクチュエータＡ〜Ｄを基準位置に一旦制御した後、その中の１つのアクチュエータＤについて、目標位置を調整しながら、アクチュエータＤの駆動力が最小となる目標位置を検出する。
【００４９】
なお、アクチュエータの駆動力の大きさはアクチュエータに供給する駆動電流の大きさに比例する。マイクロコンピュータ１０５は、各アクチュエータに供給する駆動電流の大きさを決定することから、駆動電流の大きさに基づき各アクチュエータの駆動力を認識できる。
【００５０】
上記のように検出された目標位置の値を、アクチュエータＤの基準位置の設定値として再設定する（Ｓ１３）。この調整により、全てのアクチュエータＡ〜Ｄの基準位置が理論的にも同一平面上に位置するようになる。尚、ステップＳ１２、１３では、アクチュエータＤを調整したが、他のいずれかのアクチュエータＡ、Ｂ、Ｃの位置を調整してもよい。すなわち、アクチュエータＡ〜Ｄの中のいずれか一つの位置を調整すれば良い。
【００５１】
上記のような原点調整を行うことにより、アクチュエータの取り付け位置のバラツキ等を吸収できる。
【００５２】
原点調整後、アクチュエータの移動量のゲインの調整を行う。具体的には、アクチュエータＤの目標位置を正方向の最大値に、アクチュエータＢの目標位置を負方向の最大値にそれぞれ設定し、アクチュエータＤ、Ｂをそれぞれ設定した目標位置に制御する（Ｓ１４）。すなわち、アクチュエータＤとアクチュエータＢを互いに逆方向に同じ移動量（絶対値）だけ移動させる。
【００５３】
アクチュエータＤ及びアクチュエータＢについて、基準位置からの移動量を検出する位置センサ１０２ｄと位置センサ１０２ｂとの間で検出感度の差がある場合、同じ目標位置で制御された場合であっても、アクチュエータＤに対して指示される移動量と、アクチュエータＢに対して指示される移動量とが異なる。そこで、本実施形態では、同じ目標位置に対してアクチュエータＢとアクチュエータＤに実際に指示される移動量が一致するように、位置検出回路１０３ｄのゲイン（アクチュエータＤの移動量のゲイン）の調整を行う。
【００５４】
すなわち、ステップＳ１４に続いて、アクチュエータＤとアクチュエータＢの実際の移動量（絶対値）が一致するように、アクチュエータＤの移動量のゲイン（位置検出回路１０３ｄのゲイン）を調整する（Ｓ１５）（これを「Ａ−Ｃ軸ゲイン調整」という）。つまり、アクチュエータＤとアクチュエータＢに対して、互いに逆方向で同じ移動量に制御した状態で、アクチュエータＤとアクチュエータＢの実際の移動量（絶対値）が一致するように、アクチュエータＤについてのみ、位置センサ１０２ｄにより検出された移動量をα倍（位置検出回路１０３ｄのゲイン）する。
【００５５】
各アクチュエータに対して同じ目標位置で制御したときに各アクチュエータの可動部が同じ移動量だけ移動した状態では、アクチュエータＡ及びアクチュエータＣに対して、アクチュエータＤ及びアクチュエータＢが作用を及ぼす力が無くなる。すなわち、アクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力が最小となる。このため、本実施形態では、アクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力が最小となる、アクチュエータＤの移動量のゲイン（補正ゲイン）を検出する。
【００５６】
具体的には、アクチュエータＤの目標位置を正方向の最大値に設定し、かつ、アクチュエータＢの目標位置を負方向の最大値に設定した状態で、アクチュエータＤの移動量のゲイン（すなわち、位置検出回路１０３ｄのゲイン）を変化させながら、アクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力を求める。そして、アクチュエータＢ、Ｄを最大変位量の位置に制御する前のアクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力の合計値と、アクチュエータＢ、Ｄを最大変位量の位置に制御し且つアクチュエータＤの移動量のゲインを調整したときのアクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力の合計値との差分が最小となるアクチュエータＤの移動量のゲイン（すなわち、位置検出回路１０３ｄのゲイン）を補正ゲインとして検出する（Ｓ１５）。
【００５７】
このようにして検出した補正ゲインをアクチュエータＤの移動量のゲインとして設定する。その後、通常動作時は、この設定したゲインをアクチュエータＤの移動量のゲイン（位置検出回路１０３ｄのゲイン）として適用する。この後、アクチュエータＤ及びアクチュエータＢの位置を基準位置に制御する（Ｓ１６）。
【００５８】
続いて、Ｂ−Ｄ軸に関してもゲイン調整を行う。まず、アクチュエータＡの目標位置を正方向の最大値に設定し、アクチュエータＣの目標位置を負方向の最大値に設定し、アクチュエータＡ、Ｃをそれぞれ設定した目標位置に制御する（Ｓ１７）。すなわち、使用状態においてアクチュエータＡとアクチュエータＣは、常に逆方向かつ同じ絶対値の移動量に設定する。
【００５９】
位置センサ１０２ａと位置センサ１０２ｃの間で検出感度に差があると、同じ目標位置による駆動制御に対して、アクチュエータＡに対して指示される移動量とアクチュエータＣに対して指示される移動量とが異なる。このため、同じ目標位置に対してアクチュエータＡとアクチュエータＣに実際に指示される移動量が一致するように、アクチュエータＣの移動量のゲイン（位置検出回路１０３ｃのゲイン）を調整する（この調整を「Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整」という）。すなわち、アクチュエータＡとアクチュエータＣに対して、互いに逆方向で同じ移動量に制御した状態で、アクチュエータＣについてのみ、位置センサ１０２ｃにより検出された移動量をα倍（位置検出回路１０３ｃのゲイン）することにより行う。
【００６０】
具体的には、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整の場合と同様に、アクチュエータＡを正方向の最大値に制御し、かつ、アクチュエータＣの目標位置を負方向の最大値に制御した状態で、アクチュエータＣの移動量のゲイン（すなわち、位置検出回路１０３ｃのゲイン）を変化させながら、アクチュエータＢ及びアクチュエータＤの駆動力を求める。そして、アクチュエータＡおよびＣを最大変位量の位置に制御する前のアクチュエータＢ及びアクチュエータＤの駆動力の合計値と、アクチュエータＡ、Ｃを最大変位量の位置に制御し、さらにアクチュエータＣの移動量のゲインが調整されたときのアクチュエータＢ及びアクチュエータＤの駆動力の合計値との差分が最小となる、アクチュエータＣの移動量のゲインを（すなわち、位置検出回路１０３ｃのゲイン）を補正ゲインとして検出する（Ｓ１８）。
【００６１】
このようにして検出した補正ゲインをアクチュエータＣの移動量のゲインとして設定する。その後、通常動作時は、この設定したゲインをアクチュエータＣの移動量のゲイン（位置検出回路１０３ｃのゲイン）として適用する。Ａ−Ｃ軸ゲイン調整とＢ−Ｄ軸ゲイン調整により、位置センサ１０２ａ〜１０２ｄの検出感度のバラツキの影響を低減できる。
【００６２】
以上のようにして、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整とＢ−Ｄ軸ゲイン調整が終了すると、位置決めサーボゲインを通常動作時の値に設定する（Ｓ２０）。
【００６３】
この後、図８を用いて説明した通常の動作を実行する。なお、上記の例では、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整において、アクチュエータＤの移動量のゲインを調整したが、アクチュエータＤに代えてアクチュエータＢの移動量のゲインを調整してもよい。また、Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整において、アクチュエータＣの移動量のゲインを調整したが、アクチュエータＣに代えてアクチュエータＡの移動量のゲインを調整してもよい。
【００６４】
このような調整をマイクロコンピュータ１０５が行うことで、通常動作においては上記Ａ−Ｃ軸及びＢ−Ｄ軸が交差する点が常に所定の位置に制御される。
【００６５】
［１−３．効果等］
本実施形態の光学部材駆動装置１００は、光路変更用の平行平板ガラス１０００、１００１と、駆動信号によって一軸方向に移動制御される可動部１０７ａ〜１０７ｄを有する複数のアクチュエータＡ〜Ｄと、平行平板ガラスの面中心で互いに直交するＡ−Ｃ軸、Ｂ−Ｄ軸上において、平行平板ガラスの端部ＥＡ〜ＥＤとアクチュエータの可動部１０７ａ〜１０７ｄとを連結する複数の連結部材１０６ａ〜１０６ｄと、各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部１０２ａ〜１０２ｄ、１０３ａ〜１０３ｄと、位置検出部１０２ａ〜１０２ｄ、１０３ａ〜１０３ｄからの検出信号に基づいて各アクチュエータＡ〜Ｃの可動部の移動を制御するマイクロコンピュータ１０５と、を備える。
【００６６】
この構成により、アクチュエータのペア（Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｄ）の可動部の変位量を制御することで、直交した２つの軸（Ａ−Ｃ軸、Ｂ−Ｄ軸）を中心として平行平板ガラス１０００の傾き制御を行うことが可能となる。これにより、２組のアクチュエータＡ−Ｃ、Ｂ−Ｄに対して、水平及び垂直成分の移動量を制御する信号を印加することで、投写画像の水平垂直方向の移動を実現できる。よって、画像の表示位置の移動の方向を簡単に制御可能な表示装置を実現できる。
【００６７】
また、４つのアクチュエータＡ〜Ｄを一つのマイクロコンピュータ１０５が制御する構造であるため、２組のアクチュエータの一方の組の変位量が他方とは異なる変位量になることに起因する平行平板ガラスの歪応力による破損またはアクチュエータの負荷の増大による駆動力の増加を低減することができる。
【００６８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、図１に示すように、入力光線を移動させる正方形の平行平板ガラス１０００を、平行平板ガラス１０００外周の各辺の中央部で保持する構成を説明したが、平行平板ガラスの支持方法はこれに限定されない。平行平板ガラスの中心から軸対称な位置を保持すれば良く、例えば、図１２に示すように平行平板ガラス１０００を角で支える構造でも良い。このような支持方法でも、図１に示す支持方法の場合と同じ効果が得られる。
【００６９】
また、平行平板ガラスは正方形である必要は無く、図１３に示すように円形でもよい。円形の平行平板ガラス１００１を破線の位置で支持させるようにしても良い。
【００７０】
また、平行平板ガラスの中心点を通る直交軸の軸周りのモーメントが、各軸に対して対称であればよい。従って、形状が軸周りに対して非対称な平行平板ガラスの場合、軸周りのモーメントが対称となるようにバランスをとるための重りを、平行平板ガラスに追加すればよい。このような構造でも、正方形の平行平板ガラスの辺の中央を支える構造と同じ効果が得られる。
【００７１】
連結部材の他の例について図１４を用いて説明する。平行平板ガラスの傾斜は回転運動であるため、アクチュエータと平行平板ガラスを連結する連結部材１０６は、回転中心軸と直交した方向に変位する。このためアクチュエータＡ〜Ｄは、この方向の位置移動を吸収する必要がある。実施の形態１の構成では、そのような変位は、アクチュエータの可動部１０７ａ〜１０７ｄとアクチュエータ本体内の永久磁石との間に存在する僅かな隙間によって吸収されている。
【００７２】
図１４に示す例では、連結部材として弾性体１０６０ａを用いている。この構造では、アクチュエータの構造に依存せずに変位の吸収をする。すなわち、弾性体のたわみと捻じれによって、回転中心軸と直交した方向の変位を吸収する。弾性体として、弾性を有するハガネや、弾性を有するステンレスなどの弾性を有する金属片が使用できる。このような弾性体を使用することにより、回転軸周りに捻じれても弾性復元力により元の状態に復帰する。弾性体は図１５（ａ）〜図１５（ｄ）に示すように種々の形状のものが使用できる。図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、弾性体の側面形状を示す。断面が長方形状の薄い弾性金属板をこのような形状に成形したものが使用される。
【００７３】
（実施の形態３）
平行平板ガラスの前後に十分な空間が確保できない位置、例えば、投写型映像表示装置であるプロジェクタの投写レンズの前段への配置に好適な光学部材駆動装置の構造の一例を図１６に示す。
【００７４】
図１６に示す光学部材駆動装置１１１１において、円形の平行平板ガラス１００１が、アルミ製の枠体１１１２の開口部１１１２ｅに配備される。平行平板ガラス１００１のＡ−Ｃ軸方向に枠体１１１２が延出して腕部１１１２ａ、１１１２ｃが形成され、平行平板ガラス１００１のＢ−Ｄ軸方向に、枠体１１１２が延出して腕部１１１２ｂ、１１１２ｄが形成されている。これら腕部１１１２ａ〜１１１２ｄはそれぞれ、弾性を有するステンレス製の連結部材１０６１ａ〜１０６１ｄによってボイスコイルアクチュエータＡ１〜ボイスコイルアクチュエータＤ１の可動部１０７１ａ〜１０７１ｄとネジ等の結合部材によって連結される。
【００７５】
連結部材１０６１ａ〜１０６１ｄは同じ構成を有するため、連結部材１０６１ａについて具体的にその構造を説明する。連結部材１０６１ａは、図１７に示すように、可動部１０７１ａとネジで連結するネジ穴１０６３ａを有する第１の結合部１０６３と、腕部１１１２ａとネジで結合するネジ穴１０６４ａを有する第２の結合部１０６４と、第１の結合部１０６３と第２の結合部１０６４を結合する弾性変形可能な弾性部１０６２とを有する。第１の結合部１０６３と、第２の結合部１０６４と、弾性部１０６２とが１枚の弾性を有するステンレスによって一体的に成形される。
【００７６】
平行平板ガラス１００１の前後の空間が、平行平板ガラス１００１の厚さ程度しか隙間が無くアクチュエータＡ１〜Ｄ１を設置する事が出来ない場合、平行平板ガラス１００１の大きさを広げる必要がある。平行平板ガラス１００１は、その中心を軸とした回転運動を行うため、その軸周りのモーメントが大きいほどアクチュエータＡ１〜Ｄ１が発生する力を大きくする必要がある。また同じ傾きを持たせる場合、アクチュエータＡ１〜Ｄ１の移動距離が大きくなるため、アクチュエータＡ１〜Ｄ１を駆動する電力が大きくなると共に、平行平板ガラス１００１を駆動する反力も大きくなり、アクチュエータＡ１〜Ｄ１を支える支持部材の振動が大きくなる。この図１６、図１７に示す構造は、腕部１１１２ａ〜１１１２ｄの長さ、弾性部１０６２の長さを可及的に短くすることにより、そのような問題が生じないようにしている。
【００７７】
（実施の形態４）
上記実施の形態に開示した光学部材駆動装置は、投写型映像表示装置に適用可能である。
【００７８】
図１８は、本開示の光学部材駆動装置１００、１１１１の思想を適用した投写型映像表示装置の光学系の構成を説明するための図である。以下の説明において、図１８に示すようにＸＹＺ直交座標系を設定する。
【００７９】
まず、投写型映像表示装置の照明光学系３０００について説明する。
【００８０】
レーザ光源は、高輝度の照明装置を実現するために、複数の青色半導体レーザ３０１により構成されている。それぞれの青色半導体レーザ３０１から出射されたレーザ光は、それぞれ対応するコリメータレンズ３０２によってコリメートされる。コリメートレンズ３０２を出射した光は、略平行光になっている。集光レンズ３０３によって、その全体光束が集光され、拡散板３０４を通過した後で、レンズ３０５によって、再び略平行光化される。レンズ３０５で略平行光化されたレーザ光束は、光軸に略４５度に配置された、ダイクロイックミラー３０６に入射する。
【００８１】
拡散板３０４はガラス平板であり、片面には微細な凹凸を施された拡散面が形成されている。また、ダイクロイックミラー３０６は、青色半導体レーザ３０１の波長域に関しては反射し、それ以外の波長域の光に関しては透過する特性を有している。
【００８２】
ダイクロイックミラー３０６に−Ｘ方向へ入射したレーザ光は、ダイクロイックミラー３０６で反射し−Ｚ方向へ出射する。その後、レーザ光は集光レンズ３０７、３０８によって集光され、蛍光体ホイール３００１上に形成された蛍光体を励起する。
【００８３】
図１９に蛍光体ホイール３００１の構成を示す。蛍光体ホイール３００１は、図１９に示すようにモーター３０１１と基材３０１２とで構成される。基材３０１２には、蛍光体ホイールの回転中心からの距離が等しい円周上に第１の蛍光体３０１３と第２の蛍光体３０１４と開口部３０１５が形成されている。基材の蛍光体形成面は鏡面加工されており、光を反射する。
【００８４】
蛍光体３０１３上に集光した光は、蛍光体３０１３に対応する蛍光を発光する。蛍光体３０１３は、赤色蛍光体であり、青色半導体レーザ３０１の光で励起され赤色光を発光する。
【００８５】
蛍光体３０１４上に集光した光は、蛍光体３０１４に対応する蛍光を発光する。蛍光体３０１４は、緑色蛍光体であり、青色半導体レーザ３０１の光で励起された緑色光を発光する。
【００８６】
さらに、開口部３０１５に集光した光（青色半導体レーザ３０１の光）は、開口部３０１５を透過する。
【００８７】
図１８に戻り、蛍光体ホイール３００１で得られる赤色光、緑色光は蛍光体ホイール３００１から出射される。これら赤色光、緑色光はレンズ３０８、３０７によって平行化されダイクロイックミラー３０６を透過し、集光レンズ３１７で集光されてロッドインテグレータ３１８に入射する。
【００８８】
一方、開口部３０１５を通過した青色半導体レーザ３０１の青色光は、レンズ３０９、３１０、ミラー３１１、レンズ３１２、ミラー３１３、レンズ３１４、ミラー３１５、レンズ３１６の経路で進み、ダイクロイックミラー３０６で反射し、集光レンズ３１７で集光されてロッドインテグレータ３１８に入射する。レンズ３１２、３１４、３１６はリレーレンズとして機能する。
【００８９】
ロッドインテグレータ３１８から出射された光はレンズ３３０、３３１、３３２を通して、一対のプリズム３３３、３３４からなる全反射プリズム３３５に入射し、光変調素子であるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）３３６で、映像信号によって入射光が変調され、映像光として出射される。レンズ３３０、３３１はリレーレンズ、レンズ３３２は、ロッドインテグレータ３１８の出射面の光をＤＭＤ３３６に結像させる機能を有する。
【００９０】
ＤＭＤ３３６から出射された映像光は光学部材駆動装置１２００に入射する。この光学部材駆動装置１２００として、上記の実施の形態で開示された光学部材駆動装置１００、１１１１が使用できる。光学部材駆動装置１２００を透過した光は投写レンズ３３７に入射され、投写レンズ３３７からの出射光が映像光としてスクリーンに拡大投写される。
【００９１】
光学部材駆動装置１２００の映像光の表示位置を移動させる機能を用いて、ウォブリング表示を投写型映像表示装置で行うことができる。ここで、ウォブリング表示とは、入力映像の１フレーム期間に、複数回表示位置をずらしながら異なった映像を表示して、等価的に表示映像の解像度を向上させる方法である。また、投写型映像表示装置において、入力映像の１フレーム期間に、同じ映像をずらして表示し、表示画素と表示画素との間の映像無いエリアを消し去って映像をなめらかに表示する方式や、また、プロジェクタの振動によって生じる映像のぶれを検出し、それを補正するぶれ防止などに応用できる。
【００９２】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜４を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜４で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００９３】
上記の実施の形態において、図１０のフローチャートで示す初期調整処理において原点調整の方法は上記の方法（ステップＳ１１〜Ｓ１３）に限定されない。例えば、次のような方法が考えられる。３つのアクチュエータＡ〜Ｃを変位零の位置すなわち基準位置に制御し、そのときの残りの１つのアクチュエータＤが位置する位置を、そのアクチュエータＤの基準位置に設定する。この場合は、原点調整時には、必ずしも、ステップＳ１０で行ったような位置決めサーボゲインを低い値に設定する必要はないが、その後のＡ−Ｃ軸調整、Ｂ−Ｄ軸調整においては、位置決めサーボゲインを通常動作時の値よりも低い値に設定する必要がある。
【００９４】
また、初期調整処理において、制御対象とするアクチュエータの順序は上記の例に限定されない。先に、アクチュエータＡおよびＣを最大変位位置に制御してアクチュエータＡまたはＣの補正ゲインを求め、次に、アクチュエータＢおよびＤを最大変位位置に制御してアクチュエータＢまたはＤの補正ゲインを求めてもよい。
【００９５】
また、各位置センサ１０２ａ〜１０２ｄ間で検出感度に差がなければ、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整、Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整を行う必要はなく、初期調整処理において、原点調整処理（Ｓ１１〜Ｓ１３）のみを実施してもよい。原点調整により、各アクチュエータの基準位置を修正でき、アクチュエータのバラツキ等の影響による、平行平板ガラスに対する歪み応力の発生や駆動電力の増大を抑制できる。
【００９６】
また、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整、Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整において、アクチュエータＡ〜Ｄを最大変位値位置に制御したが、移動量は最大変位量に限定されない。対向するアクチュエータＡ−Ｃ、Ｂ−Ｄにおいて、互いに逆向きに、同じ移動量だけ移動させるようにすればよい。
【００９７】
本開示において、平行平板ガラス１０００、１００１は光学部材の一例である。ボイスコイルモータはアクチュエータの一例である。位置検出回路１０３は位置検出部の一例である。マイクロコンピュータ１０５は制御部の一例である。本開示は下記の技術思想を開示している。なお、各構成要素に対するカッコ内の参照符号は参考のために挿入しているものであり、構成要素の範囲を限定する意図ではない。
【００９８】
（１）光路変更用の光学部材（１０００、１００１）と、
一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータ（Ａ〜Ｄ）と、
互いに直交する２つの軸上にある光学部材の端部（ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ、ＥＤ）と、アクチュエータの可動部（１０７ａ〜１０７ｄ）とを連結する複数の連結部材（１０６ａ〜１０６ｄ）と、
各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部（１０２ａ〜１０２ｄ、１０３ａ〜１０３ｄ）と、
位置検出部からの検出信号に基づいて各アクチュエータ（Ａ〜Ｃ）の可動部の移動を制御する制御部（１０５）と、
を備えた光学部材駆動装置（１００）。
この構成により、簡単な制御で画像を２つの直交した方向に移動させることが可能となる。
【００９９】
（２）複数のアクチュエータは、第１ないし第４のアクチュエータ（Ａ〜Ｄ）を含んでもよい。第１及び第２のアクチュエータは、２つの軸の一方の軸上において、光学部材の互いに対向する端部にそれぞれ設けられる。第３及び第４のアクチュエータは、２つの軸の他方の軸上において、光学部材の互いに対向する端部にそれぞれ設けられる。
【０１００】
（３）制御部（１０５）は、アクチュエータの初期調整において、第１ないし第４のアクチュエータ（Ａ〜Ｄ）の中の少なくとも３つのアクチュエータの可動部の位置をそれぞれ基準位置に制御し、その後、第１ないし第４のアクチュエータの中の１つのアクチュエータについて、当該１つのアクチュエータの駆動力が最小となる位置を、当該１つのアクチュエータの可動部に対する基準位置の設定値に設定してもよい（図１０のステップＳ１１−Ｓ１３）。この構成により、各アクチュエータの基準位置を修正でき、アクチュエータのバラツキ等の影響による、平行平板ガラスに対する歪み応力の発生や駆動電力の増大を抑制できる。
【０１０１】
（４）（２）または（３）の光学部材駆動装置において、制御部（１０５）は、アクチュエータの初期調整において、
第１及び第２のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、第３及び第４のアクチュエータの駆動力を求め、
第１及び第２のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の第３及び第４のアクチュエータの駆動力の合計と、第１及び第２のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の第３及び第４のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときのゲイン（補正ゲイン）の値を検出し、
検出したゲインを、通常動作時において、位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定してもよい（図１０のステップＳ１４−Ｓ１５またはＳ１７−Ｓ１８）。
これにより、位置検出部における、各アクチュエータに対する検出感度の誤差の影響を低減できる。
【０１０２】
（５）（４）の光学部材駆動装置において、制御部（１０５）は、アクチュエータの初期調整において、さらに、第３及び第４のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、第１及び第２のアクチュエータの駆動力を求め、
第３及び第４のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の第１及び第２のアクチュエータの駆動力の合計と、第３及び第４のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の第１及び第２のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときのゲイン（補正ゲイン）の値を検出し、
検出したゲインを、通常動作時において、位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定してもよい（図１０のステップＳ１４−Ｓ１５またはＳ１７−Ｓ１８）。
これにより、位置検出部における、各アクチュエータに対する検出感度の誤差の影響を低減できる。
【０１０３】
（６）光学部材駆動装置において、アクチュエータはボイスコイルモータであってもよい。
【０１０４】
（７）連結部材は弾性体で構成されてもよい。
【０１０５】
（８）制御部は１つのマイクロコンピュータで構成されてもよい。
【０１０６】
（９）光学部材は、例えば、円形状または正方形状の平行平板ガラスである。
【０１０７】
（１０）投写型映像表示装置（２００）を、光源（３０００）と、光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子（３３６）と、光変調素子によって変調された映像光を拡大投写する投写光学系（３３７）と、光変調素子と投写光学系との間に配置された、（１）〜（９）のいずれかの構成を有する光学部材駆動装置（２００）と、で構成してもよい。
【０１０８】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【０１０９】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１１０】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本開示は、画素の表示位置を変更しながら映像を表示することで高解像度の画像を表示する投写型表示装置（例えば、プロジェクタ）に適用可能である。
【図１】
2015098120.tif 000003
【図２】
2015098120.tif 000004
【図３】
2015098120.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015098120.tif 000009
【図８】
2015098120.tif 000010
【図９】
2015098120.tif 000011
【図１０】
2015098120.tif 000012
【図１１】
2015098120.tif 000013
【図１２】
2015098120.tif 000014
【図１３】
2015098120.tif 000015
【図１４】
2015098120.tif 000016
【図１５】
2015098120.tif 000017
【図１６】
2015098120.tif 000018
【図１７】
2015098120.tif 000019
【図１８】
2015098120.tif 000020
【図１９】
2015098120.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月10日(2016.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路変更用の光学部材と、
一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータと、
互いに直交する２つの軸上にある前記光学部材の端部と、前記複数のアクチュエータの可動部とを連結する複数の連結部材と、
各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、前記移動量を示す検出信号を出力する位置検出部と、
前記位置検出部からの検出信号に基づいて前記２つの軸の交差点の位置を一定に保つように各アクチュエータの可動部の移動を制御する制御部と、
を備えた光学部材駆動装置。
【請求項２】
前記複数のアクチュエータは第１ないし第４のアクチュエータを含み、
前記第１及び第２のアクチュエータは、前記２つの軸の一方の軸上であって、かつ前記光学部材の端部において互いに対向するように設けられ、
前記第３及び第４のアクチュエータは、前記２つの軸の他方の軸上であって、かつ前記光学部材の端部において互いに対向するように設けられた、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部材駆動装置。
【請求項３】
前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、前記第１ないし第４のアクチュエータの中の少なくとも３つのアクチュエータの可動部の位置をそれぞれの基準位置に制御し、その後、前記第１ないし第４のアクチュエータの中の１つのアクチュエータについて、当該１つのアクチュエータの駆動力が最小となる位置を、当該１つのアクチュエータの可動部に対する基準位置の設定値に設定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学部材駆動装置。
【請求項４】
前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、
前記第１及び第２のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
前記位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、前記第３及び第４のアクチュエータの駆動力を求め、
前記第１及び第２のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の前記第３及び第４のアクチュエータの駆動力の合計と、前記第１及び第２のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の前記第３及び第４のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときの前記ゲインの値を検出し、
前記検出したゲインを、通常動作時において、前記位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光学部材駆動装置。
【請求項５】
前記制御部は、アクチュエータの初期調整において、さらに、
前記第３及び第４のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
前記位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、前記第１及び第２のアクチュエータの駆動力を求め、
前記第３及び第４のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の前記第１及び第２のアクチュエータの駆動力の合計と、前記第３及び第４のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の前記第１及び第２のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときの前記ゲインの値を検出し、
前記検出したゲインを、通常動作時において、前記位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の光学部材駆動装置。
【請求項６】
前記アクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項７】
前記連結部材は弾性体であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項８】
前記制御部は１つのマイクロコンピュータで構成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項９】
前記光学部材は、円形状の平行平板ガラスであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項１０】
前記光学部材は、正方形状の平行平板ガラスであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学部材駆動装置。
【請求項１１】
光源と、
前記光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子と、
前記光変調素子によって変調された映像光を拡大投写する投写光学系と、
前記光変調素子と前記投写光学系との間に配置された、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の光学部材駆動装置と、
を備えた投写型映像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、映像の投写位置を移動させるための光学部材を駆動する光学部材駆動装置及びそれを用いた投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、映像を投写表示するプロジェクタの表示位置を移動させる画像移動装置を開示している。この画像移動装置は、映像の光変調を行う固定画素型の表示素子と、画像位置を移動させる４角形の平行平板ガラスとの間に、平行平板ガラスの４つの角を保持する圧電素子を備える。これら４つの圧電素子に電圧を印加して画像を移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０６５６７号公報
【発明の概要】
【０００４】
特許文献１に記載の画像移動装置は、映像の光変調を行う固定画素型の表示素子と、画像位置を移動させる４角形の平行平板ガラスとの間に、平行平板ガラスの４つの角を支える４つの圧電素子を備える構造である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、簡単な制御で、映像（画素）の投写位置を移動させるための光学部材（平行平板ガラス等）を２つの直交した方向に移動させることを可能とする光学部材駆動装置及び投写型映像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様において、光路変更用の光学部材と、一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータと、互いに直交する２つの軸上にある光学部材の端部と複数のアクチュエータの可動部とを連結する複数の連結部材と、各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部と、位置検出部からの検出信号に基づいて各アクチュエータの可動部の移動を制御する制御部と、を備えた光学部材駆動装置が提供される。
【０００７】
本開示の第２の態様において、光源と、光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された映像光を拡大投写する投写光学系と、光変調素子と投写光学系との間に配置された上記の光学部材駆動装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示における光学部材駆動装置は、簡単な制御で画像を２つの直交した方向に移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の光学部材駆動装置の全体構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１の光学部材駆動装置の構造を示す図
【図３】実施の形態１の光学部材駆動装置で使用される部品の概略図
【図４】実施の形態１の光学部材駆動装置で使用される平行平板ガラスの平面図
【図５】平行平板ガラスで光路が変更される原理を説明するための図
【図６】実施の形態１における平行平板ガラスを傾斜させる動作を説明するための図
【図７】平行平板ガラスの傾斜駆動の方向を示す図
【図８】平行平板ガラスで入力映像光を複数の位置に出射する原理を説明するための図
【図９】平行平板ガラスの位置ズレの状態を説明するための図
【図１０】アクチュエータの初期調整を示すフローチャート
【図１１】アクチュエータのサーボ制御を示すブロック線図
【図１２】実施の形態２の光学部材駆動装置の構造を示す図
【図１３】実施の形態２の光学部材駆動装置の構造を示す図
【図１４】光学部材駆動装置の連結部の別の例を示す図
【図１５】光学部材駆動装置の連結部の別の例を示す図
【図１６】実施の形態３の光学部材駆動装置の構造を示す図
【図１７】実施の形態３の光学部材駆動装置で使用される連結部材を示す図
【図１８】実施の形態４の光学部材駆動装置を備えた投写型映像表示装置の構成を示す図
【図１９】蛍光体ホイールの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、添付の図面を用いて、実施の形態を説明する。
【００１３】
［１−１．構成］
図１は、本実施の形態における、光学部材を駆動する光学部材駆動装置の構造を示す斜視図である。図２は、図１に示す光学部材駆動装置１００を駆動する駆動部の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、光学部材駆動装置１００は、光学部材である正方形状の平行平板ガラス１０００と、それを駆動する４個のアクチュエータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、アクチュエータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ各々を平行平板ガラス１０００に連結する連結部材１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄと、を含む。また、正方形状の平行平板ガラス１０００の端部は、連結部材１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄによって、アクチュエータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ各々の可動部１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄと連結されている。
【００１５】
本実施の形態ではアクチュエータＡ〜Ｄとしてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を使用している。図３は、ボイスコイルモータの構造の一例を示しており、ヨーク１０１１の内部に異なる磁極の永久磁石（Ｎ極の永久磁石１０１２とＳ極の永久磁石１０１３）が一定の距離を隔てて対向するよう配置される。その対向配置された永久磁石１０１２、１０１３の間に可動部１０７が配置される。
【００１６】
この可動部１０７には、ガイド窓１０７０が開設されている。このガイド窓１０７０にヨーク１０１１が挿通され、可動部１０７に設けられたコイル１０１４が対向配置された永久磁石１０１２、１０１３の間に配備される。コイル１０１４に駆動信号電流を流すと、可動部１０７は矢印方向（一軸方向）に移動する。この可動部１０７は、コイル１０１４に流れる信号電流の大きさに応じて移動量が変化し、基準位置から正方向または負方向に移動する。可動部１０７の移動量は、可動部１０７に取り付けられた位置センサ１０２からの信号に基づき、図１に示す位置検出回路１０３により検出される。コイル１０１４が取り付けられた可動部１０７と永久磁石１０１２，１０１３との間には僅かながら隙間が生じている。従って、可動部１０７は駆動信号電流により駆動される一軸方向に対して垂直方向の力が加わると、その僅かな隙間分で許容される距離だけ変位する。尚、ボイスコイルモータにおいて、質量の大きな磁石を固定し、可動部に軽量なコイルを用いる事で、モーメントを小さくすることが可能である。
【００１７】
アクチュエータＡ〜Ｄ（ボイスコイルモータ１０１）の可動部１０７が結合される連結部材１０６は、図４に示すように平行平板ガラス１０００の外周各辺の中央部（ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ、ＥＤ）において平行平板ガラス１０００と連結されている。平行平板ガラス１０００を支持するＥＡ点とＥＣ点を結ぶ仮想線をＡ−Ｃ軸とし、ＥＢ点とＥＤ点とを結ぶ仮想線をＢ−Ｄ軸とする。Ａ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸とは、平行平板ガラス１０００の面中心Ｏで直交する。換言すれば、アクチュエータＡ、Ｃは、Ａ−Ｃ軸上であってかつ平行平板ガラス１０００の端部ＥＡ、ＥＣにおいて、互いに対向するように配置される。アクチュエータＢ、Ｄは、Ｂ−Ｄ軸上であってかつ平行平板ガラス１０００の端部ＥＢ、ＥＤにおいて、互いに対向するように配置される。
【００１８】
４つのアクチュエータＡ、アクチュエータＢ、アクチュエータＣ、アクチュエータＤは、駆動回路１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄによってそれぞれ駆動される。駆動回路１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄは、１つのマイクロコンピュータ１０５からの制御信号にしたがい制御される。駆動回路１０４ａ〜１０４ｄからの駆動信号電流によってアクチュエータＡ〜アクチュエータＤは一軸方向（光軸に平行な方向）に可動部１０７ａ〜１０７ｄが進退するように駆動される。可動部１０７ａ〜１０７ｄの位置は、可動部に設けられた位置センサ１０２ａ〜１０２ｄからの信号に基づき位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄによって検出される。位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄは、位置センサ１０２ａ〜１０２ｄからの信号を所定のゲインで増幅して検出信号を生成する。位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄからの検出信号はマイクロコンピュータ１０５に入力される。マイクロコンピュータ１０５は、この検出信号に基づいて、アクチュエータＡ〜アクチュエータＤの可動部１０７ａ〜１０７ｄの位置（または移動量）を常時監視し、アクチュエータＡ〜アクチュエータＤをサーボ制御する。
【００１９】
［１−２．動作］
以上のように構成された光学部材駆動装置１００の動作を以下に説明する。
【００２０】
図５は、平行平板ガラス１０００の傾きによる光路の変更を説明した図である。平行平板ガラス１０００の主面が、図５の実線で示すように入力光線Ｌｉに対して直交しているとき、入力光線Ｌｉは、平行平板ガラス１０００の入射面において屈折せずに直進して平行平板ガラス１０００中を通過する。そして、平行平板ガラス１０００の出射面において、光線と出射面が直交するため、入力光線Ｌｉは屈折せずに直進する。このため入力光線が映像光である場合、画像（画素）の移動は発生しない。
【００２１】
一方、平行平板ガラス１０００が、図５の破線で示すように入力光線Ｌｉに対して直交していないとき、入力光線Ｌｉは、平行平板ガラス１０００の入射面において屈折し、その後平行平板ガラス１０００中を直進し、出射面において屈折して出射する。
【００２２】
平行平板ガラス１０００に入射するときに屈折する角度と、平行平板ガラス１０００から出射するときに屈折する角度とは等しい。このため、入力光線Ｌｉが映像光であると、出力光線Ｌｏの映像光は平行平板ガラス１００の傾きに応じて平行移動する。この結果、平行平板ガラス１０００から出力され投写される画像の表示位置が移動することになる。
【００２３】
図６は、平行平板ガラス１０００の傾斜方法の原理を説明した図である。平行平板ガラス１０００を図６（ａ）に示す状態から、例えば、アクチュエータＢ、アクチュエータＤの可動部を変位させず、アクチュエータＡの可動部１０７ａを上方に変位させ、アクチュエータＣの可動部１０７ｃをアクチュエータＡの可動部１０７ａと同じ変位量だけ下方に変位させる。これによって、平行平板ガラス１０００をＢ−Ｄ軸を中心として図６（ｂ）のように変位させることができる。すなわち、平行平板ガラス１０００を挟んで対向して配置された一対のアクチュエータを互いに逆向きに同じ移動量だけ変位させることで平行平板ガラス１０００を傾けることができる。
【００２４】
このような原理を利用して、平行平板ガラス１０００をアクチュエータＡ〜Ｃによって傾けることができ、それにより、入力映像光を複数の異なる位置に移動させて投写することができる。
【００２５】
図７及び図８は、平行平板ガラス１０００を傾けるためのアクチュエータＡ〜Ｃの制御を説明するための図である。
【００２６】
図７に示すように、Ａ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸とは同一面上の面中心Ｏで交差している。この交差点Ｏが一定位置に保たれた状態で、Ａ−Ｃ軸及び／またはＢ−Ｄ軸を傾斜させることにより平行平板ガラス１０００を傾けて、画素の表示位置を２次元的に移動させることができる。画素の表示位置を移動させるためのアクチュエータＡ〜Ｃの動作を、図８を参照して説明する。
【００２７】
図８は、画素の表示位置を移動させるためのアクチュエータＡ〜Ｃの動作を説明するための図である。図８（ａ）〜（ｄ）は、平行平板ガラス１０００の制御状態を説明するための図である。図８（ｅ）は、平行平板ガラス１０００の傾きの変化に伴い移動する画素の表示位置を示した図である。
【００２８】
図８において破線矢印は、入力光線Ｌｉが平行平板ガラス１０００に対して垂直に入射した場合、即ち、平行平板ガラス１０００が水平位置にある場合の出力光線を示している。入力光線が映像光であるとすると、出力光線Ｌｏは画素としては図８（ｅ）の「ｆ」で示す位置に表示されるとする。以下、この状態を「基準状態」と呼ぶ。アクチュエータＡ〜Ｃの各々を駆動することで平行平板ガラス１０００を傾斜させて、画素の表示位置を「ａ」〜「ｄ」の各位置へシフトさせることができる。
【００２９】
図８（ｅ）に示す位置「ａ」は、平行平板ガラス１０００が図８（ａ）のような状態（第１の状態）にあるときに表示される画素の位置を示す。すなわち、第１の状態では、図８（ａ−１）のように、ＥＣ点をアクチュエータＣによって上方に移動させ、ＥＡ点をアクチュエータＡによって下方にＥＣ点の変量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図８（ａ−２）のように、ＥＤ点をアクチュエータＤによって下方に移動させ、ＥＢ点をアクチュエータＢによって上方にＥＤ点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図８（ｅ）に示す位置「ａ」に画素を表示することができる。
【００３０】
図８（ｅ）に示す位置「ｂ」は、平行平板ガラス１０００が図８（ｂ）のような状態（第２の状態）にあるときに表示される画素の位置を示す。すなわち、第２の状態では図８（ｂ−１）のように、ＥＣ点をアクチュエータＣによって上方に移動させ、ＥＡ点をアクチュエータＡによって下方にＥＣ点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図８（ｂ−２）のように、ＥＤ点をアクチュエータＤによって上方に移動させ、ＥＢ点をアクチュエータＢによって下方にＥＤ点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図８（ｅ）に示す位置「ｂ」に画素を表示することができる。
【００３１】
図８（ｅ）に示す位置「ｃ」は、平行平板ガラス１０００が図８（ｃ）のような状態（第３の状態）にあるときに表示される画素の位置を示す。すなわち、第３の状態では図８（ｃ−１）のように、ＥＣ点をアクチュエータＣによって下方に移動させ、ＥＡ点をアクチュエータＡによって上方にＥＣ点と同量移動させる。この動きとともに、図８（ｃ−２）のように、ＥＤ点をアクチュエータＤによって上方に移動させ、ＥＢ点をアクチュエータＢによって下方にＥＤ点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図８（ｅ）に示す位置「ｃ」に画素を表示することができる。
【００３２】
図８（ｅ）に示す位置「ｄ」は、平行平板ガラス１０００が図８（ｄ）のような状態（第４の状態）にあるときに表示される画素の位置を示す。すなわち、第４の状態では図８（ｄ−１）のように、ＥＣ点をアクチュエータＣによって下方に移動させ、ＥＡ点をアクチュエータＡによって上方にＥＣ点の変位量と同量だけ移動させる。この動きとともに、図８（ｄ−２）のように、ＥＤ点をアクチュエータＤによって下方に移動させ、ＥＢ点をアクチュエータＢによって上方にＥＤ点の変位量と同量だけ移動させた状態にする。これにより、図８（ｅ）に示す位置「ｄ」に画素を表示することができる。
【００３３】
図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す第１〜第４状態になったタイミングで平行平板ガラスに映像光を入力することによって、図８（ｅ）に示すａ〜ｄに示す異なる４箇所の位置に画素を表示することができる。
【００３４】
ここで、アクチュエータの可動部の変移量（以下、単に「アクチュエータの変移量」ともいう）は、位置センサの精度の限界等に起因して、同じ目標変移量で制御しても、誤差が生じる場合がある。
【００３５】
図９（ａ）に示すように、アクチュエータＢとアクチュエータＤの変位が無い状態で、アクチュエータＡとアクチュエータＣとを駆動する場合、正常な状態では、アクチュエータＡが下方向に変位する量とアクチュエータＣが上方向に変位する量は等しい。従って、平行平板ガラスのＡ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸との交差点は所定の基準位置にある。
【００３６】
しかしながら、アクチュエータのバラツキや取り付け位置のバラツキ等によって、図９（ｂ）に示すようにアクチュエータＢとアクチュエータＤの変位が無い状態において、アクチュエータＡとアクチュエータＣが互いに異なった量だけ変位しようとする状況（例えば、アクチュエータＡが下方に変位する量に比べアクチュエータＣが上方に変位する量が大きくなる）が発生することがある。この場合、平行平板ガラス１０００に不均等に負荷がかかる。場合によっては、平行平板ガラス１０００に歪みが生じ、図９（ｂ）に示すようにＡ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸とは交差しなくなる。
【００３７】
このような状況においては、アクチュエータＡとアクチュエータＣの変移量の相違に起因して、平行平板ガラス１０００に取り付けられたアクチュエータＢ及びアクチュエータＤの可動部１０７ｂ、１０７ｄの位置に関して、実際の可動部１０７ｂ、１０７ｄの位置と、本来制御したい可動部１０７ｂ、１０７ｄの位置とが異なる。
【００３８】
このとき、マイクロコンピュータ１０５は、平行平板ガラス１０００を本来あるべき位置に移動させようと制御するために、４つのアクチュエータＡ〜Ｄに大きな駆動力を発生させる。このため、平行平板ガラス１０００に大きな歪み応力が発生する。
【００３９】
本開示の光学部材駆動装置１００は、４つのアクチュエータＡ〜Ｄを一つのマイクロコンピュータ１０５が制御する構成である。これにより、図９（ｂ）に示すように、バラツキ等の要因により対向するアクチュエータが異なった量だけ変位しようとして定常的且つ大きなアクチュエータＡ〜Ｄへの駆動出力が発生する可能性がある場合に、マイクロコンピュータ１０５が大きな駆動出力を事前に検出して、それに基づきアクチュエータの位置誤差を補正する処理を行うことにより、大きな駆動力の発生を低減する。
【００４０】
以下、本開示の光学部材駆動装置１００におけるアクチュエータの位置誤差を補正するための処理について説明する。
【００４１】
光学部材駆動装置１００は、図８で説明した通常駆動動作の前に以下に示すアクチュエータの初期調整処理を行う。初期調整処理は、原点調整、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整、Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整の３つの処理を含む。以下、図１０のフローチャートを用いて光学部材駆動装置１００の初期調整処理について説明する。初期調整処理は、光学部材駆動装置１００に対して電源がＯＮされたときに開始されるが、他のタイミングや他のトリガ（ユーザによる指示等）により実施されてもよい。図１０に示す初期調整処理はマイクロコンピュータ１０５により実施される。なお、以下の説明において、アクチュエータＡ〜Ｄの位置とは、位置センサ１０２ａ〜１０２ｄによって検出されるアクチュエータＡ〜Ｄの可動部１０７ａ〜１０７ｄの位置を意味する。
【００４２】
光学部材駆動装置１００の電源がオンになると、最初に、アクチュエータの位置決めサーボのゲインを、通常動作時のゲインよりも小さい値に設定する（Ｓ１０）。ゲインを小さくすることにより、各アクチュエータＡ〜Ｄの基準位置（アクチュエータの変位が零の位置）及びゲインが異なり、Ａ−Ｃ軸とＢ−Ｄ軸の位置ずれが発生した場合に、各アクチュエータＡ〜Ｄに対して過大な駆動力が発生することを抑制できる。
【００４３】
「アクチュエータの位置決めサーボ」とは、アクチュエータの可動部１０７ａ〜１０７ｄを目標位置に移動させるためのサーボ制御のことをいう。以下、アクチュエータの位置決めサーボについて説明する。図１１は、本実施形態の光学部材駆動装置１００における各アクチュエータＡ〜Ｄに対するサーボ制御に関するブロック線図である。
【００４４】
サーボ制御において、目標位置と、各位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄからの検出信号とに基づき、それらの差が最小となるように各アクチュエータの位置を制御する。すなわち、各位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄからの検出信号と、目標位置を示す信号とが減算器１３に入力され、それらの差分（以下「Ｐ成分信号」という）が求められる。このＰ成分信号はＰ成分ゲイン調整器２１に入力され、そのゲインが調整される。また、Ｐ成分信号は積分器１５に入力されて積分される。その積分された信号を「Ｉ成分信号」という。Ｉ成分信号はＩ成分ゲイン調整器１９に入力され、そのゲインが調整される。また、各位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄからの出力信号は微分器１７により微分される。この微分された信号（速度成分を検出した信号）を「Ｄ成分信号」という。Ｄ成分信号は、Ｄ成分ゲイン調整器２３に入力され、そのゲインが調整される。ゲイン調整されたＩ成分信号、Ｐ成分信号、Ｄ成分信号は加算器２５により加算され、電力アンプ２７にて増幅され、その増幅された信号に基づき各アクチェータＡ〜Ｄが駆動される。
【００４５】
ステップＳ１０における位置決めサーボゲインを小さく設定することは、Ｉ成分、Ｐ成分、Ｄ成分の全てのゲインを小さく設定することで実現する。また、後述するステップＳ１５、Ｓ１８で求めるアクチュエータの移動量のゲインとは、位置検出回路１０３ａ〜１０３ｄのゲインに対応する。
【００４６】
図１０に戻り、位置決めサーボのゲインの設定（Ｓ１０）後、原点調整（基準位置の調整）を行う。具体的には、全てのアクチュエータＡ〜Ｄの目標位置を変位零の位置を示す値（基準位置の設定値）に設定して、アクチュエータＡ〜Ｄを基準位置に制御する（Ｓ１１）。次に、いずれか１つのアクチュエータの位置を調整し、その駆動力が最小となるようにする（Ｓ１２）。
【００４７】
各アクチュエータの取り付け位置のバラツキや基準位置の誤差が生じていると、各アクチュエータの連結位置であるＥＡ点、ＥＢ点、ＥＣ点、ＥＤ点が理論的には同一平面上に存在しなくなる。しかし、実際には平行平板ガラス１０００の剛性により、ＥＡ点、ＥＢ点、ＥＣ点、ＥＤ点は同一平面上にある。そのため、バラツキ等がある状態で全てのアクチュエータＡ〜Ｃの目標位置を基準位置に制御した場合、各アクチュエータＡ〜Ｄに負荷がかかり、各アクチュエータＡ〜Ｄの駆動力が大きくなるという問題がある。
【００４８】
そこで、本開示の光学部材駆動装置１００では、４つのアクチュエータＡ〜Ｄを基準位置に一旦制御した後、その中の１つのアクチュエータＤについて、目標位置を調整しながら、アクチュエータＤの駆動力が最小となる目標位置を検出する。
【００４９】
なお、アクチュエータの駆動力の大きさはアクチュエータに供給する駆動電流の大きさに比例する。マイクロコンピュータ１０５は、各アクチュエータに供給する駆動電流の大きさを決定することから、駆動電流の大きさに基づき各アクチュエータの駆動力を認識できる。
【００５０】
上記のように検出された目標位置の値を、アクチュエータＤの基準位置の設定値として再設定する（Ｓ１３）。この調整により、全てのアクチュエータＡ〜Ｄの基準位置が理論的にも同一平面上に位置するようになる。尚、ステップＳ１２、１３では、アクチュエータＤを調整したが、他のいずれかのアクチュエータＡ、Ｂ、Ｃの位置を調整してもよい。すなわち、アクチュエータＡ〜Ｄの中のいずれか一つの位置を調整すれば良い。
【００５１】
上記のような原点調整を行うことにより、アクチュエータの取り付け位置のバラツキ等を吸収できる。
【００５２】
原点調整後、アクチュエータの移動量のゲインの調整を行う。具体的には、アクチュエータＤの目標位置を正方向の最大値に、アクチュエータＢの目標位置を負方向の最大値にそれぞれ設定し、アクチュエータＤ、Ｂをそれぞれ設定した目標位置に制御する（Ｓ１４）。すなわち、アクチュエータＤとアクチュエータＢを互いに逆方向に同じ移動量（絶対値）だけ移動させる。
【００５３】
アクチュエータＤ及びアクチュエータＢについて、基準位置からの移動量を検出する位置センサ１０２ｄと位置センサ１０２ｂとの間で検出感度の差がある場合、同じ目標位置で制御された場合であっても、アクチュエータＤに対して指示される移動量と、アクチュエータＢに対して指示される移動量とが異なる。そこで、本実施形態では、同じ目標位置に対してアクチュエータＢとアクチュエータＤに実際に指示される移動量が一致するように、位置検出回路１０３ｄのゲイン（アクチュエータＤの移動量のゲイン）の調整を行う。
【００５４】
すなわち、ステップＳ１４に続いて、アクチュエータＤとアクチュエータＢの実際の移動量（絶対値）が一致するように、アクチュエータＤの移動量のゲイン（位置検出回路１０３ｄのゲイン）を調整する（Ｓ１５）（これを「Ａ−Ｃ軸ゲイン調整」という）。つまり、アクチュエータＤとアクチュエータＢに対して、互いに逆方向で同じ移動量に制御した状態で、アクチュエータＤとアクチュエータＢの実際の移動量（絶対値）が一致するように、アクチュエータＤについてのみ、位置センサ１０２ｄにより検出された移動量をα倍（位置検出回路１０３ｄのゲイン）する。
【００５５】
各アクチュエータに対して同じ目標位置で制御したときに各アクチュエータの可動部が同じ移動量だけ移動した状態では、アクチュエータＡ及びアクチュエータＣに対して、アクチュエータＤ及びアクチュエータＢが作用を及ぼす力が無くなる。すなわち、アクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力が最小となる。このため、本実施形態では、アクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力が最小となる、アクチュエータＤの移動量のゲイン（補正ゲイン）を検出する。
【００５６】
具体的には、アクチュエータＤの目標位置を正方向の最大値に設定し、かつ、アクチュエータＢの目標位置を負方向の最大値に設定した状態で、アクチュエータＤの移動量のゲイン（すなわち、位置検出回路１０３ｄのゲイン）を変化させながら、アクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力を求める。そして、アクチュエータＢ、Ｄを最大変位量の位置に制御する前のアクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力の合計値と、アクチュエータＢ、Ｄを最大変位量の位置に制御し且つアクチュエータＤの移動量のゲインを調整したときのアクチュエータＡ及びアクチュエータＣの駆動力の合計値との差分が最小となるアクチュエータＤの移動量のゲイン（すなわち、位置検出回路１０３ｄのゲイン）を補正ゲインとして検出する（Ｓ１５）。
【００５７】
このようにして検出した補正ゲインをアクチュエータＤの移動量のゲインとして設定する。その後、通常動作時は、この設定したゲインをアクチュエータＤの移動量のゲイン（位置検出回路１０３ｄのゲイン）として適用する。この後、アクチュエータＤ及びアクチュエータＢの位置を基準位置に制御する（Ｓ１６）。
【００５８】
続いて、Ｂ−Ｄ軸に関してもゲイン調整を行う。まず、アクチュエータＡの目標位置を正方向の最大値に設定し、アクチュエータＣの目標位置を負方向の最大値に設定し、アクチュエータＡ、Ｃをそれぞれ設定した目標位置に制御する（Ｓ１７）。すなわち、使用状態においてアクチュエータＡとアクチュエータＣは、常に逆方向かつ同じ絶対値の移動量に設定する。
【００５９】
位置センサ１０２ａと位置センサ１０２ｃの間で検出感度に差があると、同じ目標位置による駆動制御に対して、アクチュエータＡに対して指示される移動量とアクチュエータＣに対して指示される移動量とが異なる。このため、同じ目標位置に対してアクチュエータＡとアクチュエータＣに実際に指示される移動量が一致するように、アクチュエータＣの移動量のゲイン（位置検出回路１０３ｃのゲイン）を調整する（この調整を「Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整」という）。すなわち、アクチュエータＡとアクチュエータＣに対して、互いに逆方向で同じ移動量に制御した状態で、アクチュエータＣについてのみ、位置センサ１０２ｃにより検出された移動量をα倍（位置検出回路１０３ｃのゲイン）することにより行う。
【００６０】
具体的には、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整の場合と同様に、アクチュエータＡを正方向の最大値に制御し、かつ、アクチュエータＣの目標位置を負方向の最大値に制御した状態で、アクチュエータＣの移動量のゲイン（すなわち、位置検出回路１０３ｃのゲイン）を変化させながら、アクチュエータＢ及びアクチュエータＤの駆動力を求める。そして、アクチュエータＡおよびＣを最大変位量の位置に制御する前のアクチュエータＢ及びアクチュエータＤの駆動力の合計値と、アクチュエータＡ、Ｃを最大変位量の位置に制御し、さらにアクチュエータＣの移動量のゲインが調整されたときのアクチュエータＢ及びアクチュエータＤの駆動力の合計値との差分が最小となる、アクチュエータＣの移動量のゲインを（すなわち、位置検出回路１０３ｃのゲイン）を補正ゲインとして検出する（Ｓ１８）。
【００６１】
このようにして検出した補正ゲインをアクチュエータＣの移動量のゲインとして設定する。その後、通常動作時は、この設定したゲインをアクチュエータＣの移動量のゲイン（位置検出回路１０３ｃのゲイン）として適用する。Ａ−Ｃ軸ゲイン調整とＢ−Ｄ軸ゲイン調整により、位置センサ１０２ａ〜１０２ｄの検出感度のバラツキの影響を低減できる。
【００６２】
以上のようにして、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整とＢ−Ｄ軸ゲイン調整が終了すると、位置決めサーボゲインを通常動作時の値に設定する（Ｓ２０）。
【００６３】
この後、図８を用いて説明した通常の動作を実行する。なお、上記の例では、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整において、アクチュエータＤの移動量のゲインを調整したが、アクチュエータＤに代えてアクチュエータＢの移動量のゲインを調整してもよい。また、Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整において、アクチュエータＣの移動量のゲインを調整したが、アクチュエータＣに代えてアクチュエータＡの移動量のゲインを調整してもよい。
【００６４】
このような調整をマイクロコンピュータ１０５が行うことで、通常動作においては上記Ａ−Ｃ軸及びＢ−Ｄ軸が交差する点が常に所定の位置に制御される。
【００６５】
［１−３．効果等］
本実施形態の光学部材駆動装置１００は、光路変更用の平行平板ガラス１０００、１００１と、駆動信号によって一軸方向に移動制御される可動部１０７ａ〜１０７ｄを有する複数のアクチュエータＡ〜Ｄと、平行平板ガラスの面中心で互いに直交するＡ−Ｃ軸、Ｂ−Ｄ軸上において、平行平板ガラスの端部ＥＡ〜ＥＤとアクチュエータの可動部１０７ａ〜１０７ｄとを連結する複数の連結部材１０６ａ〜１０６ｄと、各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部１０２ａ〜１０２ｄ、１０３ａ〜１０３ｄと、位置検出部１０２ａ〜１０２ｄ、１０３ａ〜１０３ｄからの検出信号に基づいて各アクチュエータＡ〜Ｃの可動部の移動を制御するマイクロコンピュータ１０５と、を備える。
【００６６】
この構成により、アクチュエータのペア（Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｄ）の可動部の変位量を制御することで、直交した２つの軸（Ａ−Ｃ軸、Ｂ−Ｄ軸）を中心として平行平板ガラス１０００の傾き制御を行うことが可能となる。これにより、２組のアクチュエータＡ−Ｃ、Ｂ−Ｄに対して、水平及び垂直成分の移動量を制御する信号を印加することで、投写画像の水平垂直方向の移動を実現できる。よって、画像の表示位置の移動の方向を簡単に制御可能な表示装置を実現できる。
【００６７】
また、４つのアクチュエータＡ〜Ｄを一つのマイクロコンピュータ１０５が制御する構造であるため、２組のアクチュエータの一方の組の変位量が他方とは異なる変位量になることに起因する平行平板ガラスの歪応力による破損またはアクチュエータの負荷の増大による駆動力の増加を低減することができる。
【００６８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、図１に示すように、入力光線を移動させる正方形の平行平板ガラス１０００を、平行平板ガラス１０００外周の各辺の中央部で保持する構成を説明したが、平行平板ガラスの支持方法はこれに限定されない。平行平板ガラスの中心から軸対称な位置を保持すれば良く、例えば、図１２に示すように平行平板ガラス１０００を角で支える構造でも良い。このような支持方法でも、図１に示す支持方法の場合と同じ効果が得られる。
【００６９】
また、平行平板ガラスは正方形である必要は無く、図１３に示すように円形でもよい。円形の平行平板ガラス１００１を破線の位置で支持させるようにしても良い。
【００７０】
また、平行平板ガラスの中心点を通る直交軸の軸周りのモーメントが、各軸に対して対称であればよい。従って、形状が軸周りに対して非対称な平行平板ガラスの場合、軸周りのモーメントが対称となるようにバランスをとるための重りを、平行平板ガラスに追加すればよい。このような構造でも、正方形の平行平板ガラスの辺の中央を支える構造と同じ効果が得られる。
【００７１】
連結部材の他の例について図１４を用いて説明する。平行平板ガラスの傾斜は回転運動であるため、アクチュエータと平行平板ガラスを連結する連結部材１０６は、回転中心軸と直交した方向に変位する。このためアクチュエータＡ〜Ｄは、この方向の位置移動を吸収する必要がある。実施の形態１の構成では、そのような変位は、アクチュエータの可動部１０７ａ〜１０７ｄとアクチュエータ本体内の永久磁石との間に存在する僅かな隙間によって吸収されている。
【００７２】
図１４に示す例では、連結部材として弾性体１０６０ａを用いている。この構造では、アクチュエータの構造に依存せずに変位の吸収をする。すなわち、弾性体のたわみと捻じれによって、回転中心軸と直交した方向の変位を吸収する。弾性体として、弾性を有するハガネや、弾性を有するステンレスなどの弾性を有する金属片が使用できる。このような弾性体を使用することにより、回転軸周りに捻じれても弾性復元力により元の状態に復帰する。弾性体は図１５（ａ）〜図１５（ｄ）に示すように種々の形状のものが使用できる。図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、弾性体の側面形状を示す。断面が長方形状の薄い弾性金属板をこのような形状に成形したものが使用される。
【００７３】
（実施の形態３）
平行平板ガラスの前後に十分な空間が確保できない位置、例えば、投写型映像表示装置であるプロジェクタの投写レンズの前段への配置に好適な光学部材駆動装置の構造の一例を図１６に示す。
【００７４】
図１６に示す光学部材駆動装置１１１１において、円形の平行平板ガラス１００１が、アルミ製の枠体１１１２の開口部１１１２ｅに配備される。平行平板ガラス１００１のＡ−Ｃ軸方向に枠体１１１２が延出して腕部１１１２ａ、１１１２ｃが形成され、平行平板ガラス１００１のＢ−Ｄ軸方向に、枠体１１１２が延出して腕部１１１２ｂ、１１１２ｄが形成されている。これら腕部１１１２ａ〜１１１２ｄはそれぞれ、弾性を有するステンレス製の連結部材１０６１ａ〜１０６１ｄによってボイスコイルアクチュエータＡ１〜ボイスコイルアクチュエータＤ１の可動部１０７１ａ〜１０７１ｄとネジ等の結合部材によって連結される。
【００７５】
連結部材１０６１ａ〜１０６１ｄは同じ構成を有するため、連結部材１０６１ａについて具体的にその構造を説明する。連結部材１０６１ａは、図１７に示すように、可動部１０７１ａとネジで連結するネジ穴１０６３ａを有する第１の結合部１０６３と、腕部１１１２ａとネジで結合するネジ穴１０６４ａを有する第２の結合部１０６４と、第１の結合部１０６３と第２の結合部１０６４を結合する弾性変形可能な弾性部１０６２とを有する。第１の結合部１０６３と、第２の結合部１０６４と、弾性部１０６２とが１枚の弾性を有するステンレスによって一体的に成形される。
【００７６】
平行平板ガラス１００１の前後の空間が、平行平板ガラス１００１の厚さ程度しか隙間が無くアクチュエータＡ１〜Ｄ１を設置する事が出来ない場合、平行平板ガラス１００１の大きさを広げる必要がある。平行平板ガラス１００１は、その中心を軸とした回転運動を行うため、その軸周りのモーメントが大きいほどアクチュエータＡ１〜Ｄ１が発生する力を大きくする必要がある。また同じ傾きを持たせる場合、アクチュエータＡ１〜Ｄ１の移動距離が大きくなるため、アクチュエータＡ１〜Ｄ１を駆動する電力が大きくなると共に、平行平板ガラス１００１を駆動する反力も大きくなり、アクチュエータＡ１〜Ｄ１を支える支持部材の振動が大きくなる。この図１６、図１７に示す構造は、腕部１１１２ａ〜１１１２ｄの長さ、弾性部１０６２の長さを可及的に短くすることにより、そのような問題が生じないようにしている。
【００７７】
（実施の形態４）
上記実施の形態に開示した光学部材駆動装置は、投写型映像表示装置に適用可能である。
【００７８】
図１８は、本開示の光学部材駆動装置１００、１１１１の思想を適用した投写型映像表示装置の光学系の構成を説明するための図である。以下の説明において、図１８に示すようにＸＹＺ直交座標系を設定する。
【００７９】
まず、投写型映像表示装置の照明光学系３０００について説明する。
【００８０】
レーザ光源は、高輝度の照明装置を実現するために、複数の青色半導体レーザ３０１により構成されている。それぞれの青色半導体レーザ３０１から出射されたレーザ光は、それぞれ対応するコリメータレンズ３０２によってコリメートされる。コリメートレンズ３０２を出射した光は、略平行光になっている。集光レンズ３０３によって、その全体光束が集光され、拡散板３０４を通過した後で、レンズ３０５によって、再び略平行光化される。レンズ３０５で略平行光化されたレーザ光束は、光軸に略４５度に配置された、ダイクロイックミラー３０６に入射する。
【００８１】
拡散板３０４はガラス平板であり、片面には微細な凹凸を施された拡散面が形成されている。また、ダイクロイックミラー３０６は、青色半導体レーザ３０１の波長域に関しては反射し、それ以外の波長域の光に関しては透過する特性を有している。
【００８２】
ダイクロイックミラー３０６に−Ｘ方向へ入射したレーザ光は、ダイクロイックミラー３０６で反射し−Ｚ方向へ出射する。その後、レーザ光は集光レンズ３０７、３０８によって集光され、蛍光体ホイール３００１上に形成された蛍光体を励起する。
【００８３】
図１９に蛍光体ホイール３００１の構成を示す。蛍光体ホイール３００１は、図１９に示すようにモーター３０１１と基材３０１２とで構成される。基材３０１２には、蛍光体ホイールの回転中心からの距離が等しい円周上に第１の蛍光体３０１３と第２の蛍光体３０１４と開口部３０１５が形成されている。基材の蛍光体形成面は鏡面加工されており、光を反射する。
【００８４】
蛍光体３０１３上に集光した光は、蛍光体３０１３に対応する蛍光を発光する。蛍光体３０１３は、赤色蛍光体であり、青色半導体レーザ３０１の光で励起され赤色光を発光する。
【００８５】
蛍光体３０１４上に集光した光は、蛍光体３０１４に対応する蛍光を発光する。蛍光体３０１４は、緑色蛍光体であり、青色半導体レーザ３０１の光で励起された緑色光を発光する。
【００８６】
さらに、開口部３０１５に集光した光（青色半導体レーザ３０１の光）は、開口部３０１５を透過する。
【００８７】
図１８に戻り、蛍光体ホイール３００１で得られる赤色光、緑色光は蛍光体ホイール３００１から出射される。これら赤色光、緑色光はレンズ３０８、３０７によって平行化されダイクロイックミラー３０６を透過し、集光レンズ３１７で集光されてロッドインテグレータ３１８に入射する。
【００８８】
一方、開口部３０１５を通過した青色半導体レーザ３０１の青色光は、レンズ３０９、３１０、ミラー３１１、レンズ３１２、ミラー３１３、レンズ３１４、ミラー３１５、レンズ３１６の経路で進み、ダイクロイックミラー３０６で反射し、集光レンズ３１７で集光されてロッドインテグレータ３１８に入射する。レンズ３１２、３１４、３１６はリレーレンズとして機能する。
【００８９】
ロッドインテグレータ３１８から出射された光はレンズ３３０、３３１、３３２を通して、一対のプリズム３３３、３３４からなる全反射プリズム３３５に入射し、光変調素子であるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）３３６で、映像信号によって入射光が変調され、映像光として出射される。レンズ３３０、３３１はリレーレンズ、レンズ３３２は、ロッドインテグレータ３１８の出射面の光をＤＭＤ３３６に結像させる機能を有する。
【００９０】
ＤＭＤ３３６から出射された映像光は光学部材駆動装置１２００に入射する。この光学部材駆動装置１２００として、上記の実施の形態で開示された光学部材駆動装置１００、１１１１が使用できる。光学部材駆動装置１２００を透過した光は投写レンズ３３７に入射され、投写レンズ３３７からの出射光が映像光としてスクリーンに拡大投写される。
【００９１】
光学部材駆動装置１２００の映像光の表示位置を移動させる機能を用いて、ウォブリング表示を投写型映像表示装置で行うことができる。ここで、ウォブリング表示とは、入力映像の１フレーム期間に、複数回表示位置をずらしながら異なった映像を表示して、等価的に表示映像の解像度を向上させる方法である。また、投写型映像表示装置において、入力映像の１フレーム期間に、同じ映像をずらして表示し、表示画素と表示画素との間の映像無いエリアを消し去って映像をなめらかに表示する方式や、また、プロジェクタの振動によって生じる映像のぶれを検出し、それを補正するぶれ防止などに応用できる。
【００９２】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜４を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜４で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００９３】
上記の実施の形態において、図１０のフローチャートで示す初期調整処理において原点調整の方法は上記の方法（ステップＳ１１〜Ｓ１３）に限定されない。例えば、次のような方法が考えられる。３つのアクチュエータＡ〜Ｃを変位零の位置すなわち基準位置に制御し、そのときの残りの１つのアクチュエータＤが位置する位置を、そのアクチュエータＤの基準位置に設定する。この場合は、原点調整時には、必ずしも、ステップＳ１０で行ったような位置決めサーボゲインを低い値に設定する必要はないが、その後のＡ−Ｃ軸調整、Ｂ−Ｄ軸調整においては、位置決めサーボゲインを通常動作時の値よりも低い値に設定する必要がある。
【００９４】
また、初期調整処理において、制御対象とするアクチュエータの順序は上記の例に限定されない。先に、アクチュエータＡおよびＣを最大変位位置に制御してアクチュエータＡまたはＣの補正ゲインを求め、次に、アクチュエータＢおよびＤを最大変位位置に制御してアクチュエータＢまたはＤの補正ゲインを求めてもよい。
【００９５】
また、各位置センサ１０２ａ〜１０２ｄ間で検出感度に差がなければ、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整、Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整を行う必要はなく、初期調整処理において、原点調整処理（Ｓ１１〜Ｓ１３）のみを実施してもよい。原点調整により、各アクチュエータの基準位置を修正でき、アクチュエータのバラツキ等の影響による、平行平板ガラスに対する歪み応力の発生や駆動電力の増大を抑制できる。
【００９６】
また、Ａ−Ｃ軸ゲイン調整、Ｂ−Ｄ軸ゲイン調整において、アクチュエータＡ〜Ｄを最大変位値位置に制御したが、移動量は最大変位量に限定されない。対向するアクチュエータＡ−Ｃ、Ｂ−Ｄにおいて、互いに逆向きに、同じ移動量だけ移動させるようにすればよい。
【００９７】
本開示において、平行平板ガラス１０００、１００１は光学部材の一例である。ボイスコイルモータはアクチュエータの一例である。位置検出回路１０３は位置検出部の一例である。マイクロコンピュータ１０５は制御部の一例である。本開示は下記の技術思想を開示している。なお、各構成要素に対するカッコ内の参照符号は参考のために挿入しているものであり、構成要素の範囲を限定する意図ではない。
【００９８】
（１）光路変更用の光学部材（１０００、１００１）と、
一軸方向に移動制御される可動部を有する複数のアクチュエータ（Ａ〜Ｄ）と、
互いに直交する２つの軸上にある光学部材の端部（ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ、ＥＤ）と、アクチュエータの可動部（１０７ａ〜１０７ｄ）とを連結する複数の連結部材（１０６ａ〜１０６ｄ）と、
各アクチュエータの可動部の移動量を検出し、移動量を示す検出信号を出力する位置検出部（１０２ａ〜１０２ｄ、１０３ａ〜１０３ｄ）と、
位置検出部からの検出信号に基づいて各アクチュエータ（Ａ〜Ｃ）の可動部の移動を制御する制御部（１０５）と、
を備えた光学部材駆動装置（１００）。
この構成により、簡単な制御で画像を２つの直交した方向に移動させることが可能となる。
【００９９】
（２）複数のアクチュエータは、第１ないし第４のアクチュエータ（Ａ〜Ｄ）を含んでもよい。第１及び第２のアクチュエータは、２つの軸の一方の軸上において、光学部材の互いに対向する端部にそれぞれ設けられる。第３及び第４のアクチュエータは、２つの軸の他方の軸上において、光学部材の互いに対向する端部にそれぞれ設けられる。
【０１００】
（３）制御部（１０５）は、アクチュエータの初期調整において、第１ないし第４のアクチュエータ（Ａ〜Ｄ）の中の少なくとも３つのアクチュエータの可動部の位置をそれぞれ基準位置に制御し、その後、第１ないし第４のアクチュエータの中の１つのアクチュエータについて、当該１つのアクチュエータの駆動力が最小となる位置を、当該１つのアクチュエータの可動部に対する基準位置の設定値に設定してもよい（図１０のステップＳ１１−Ｓ１３）。この構成により、各アクチュエータの基準位置を修正でき、アクチュエータのバラツキ等の影響による、平行平板ガラスに対する歪み応力の発生や駆動電力の増大を抑制できる。
【０１０１】
（４）（２）または（３）の光学部材駆動装置において、制御部（１０５）は、アクチュエータの初期調整において、
第１及び第２のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、第３及び第４のアクチュエータの駆動力を求め、
第１及び第２のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の第３及び第４のアクチュエータの駆動力の合計と、第１及び第２のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の第３及び第４のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときのゲイン（補正ゲイン）の値を検出し、
検出したゲインを、通常動作時において、位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定してもよい（図１０のステップＳ１４−Ｓ１５またはＳ１７−Ｓ１８）。
これにより、位置検出部における、各アクチュエータに対する検出感度の誤差の影響を低減できる。
【０１０２】
（５）（４）の光学部材駆動装置において、制御部（１０５）は、アクチュエータの初期調整において、さらに、第３及び第４のアクチュエータの可動部をそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させるように制御し、
位置検出部からの検出信号に対するゲインを調整しながら、第１及び第２のアクチュエータの駆動力を求め、
第３及び第４のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させる前の第１及び第２のアクチュエータの駆動力の合計と、第３及び第４のアクチュエータをそれぞれ逆方向に所定量だけ移動させた後の第１及び第２のアクチュエータの駆動力の合計との差分が最小となるときのゲイン（補正ゲイン）の値を検出し、
検出したゲインを、通常動作時において、位置検出部からの検出信号に対するゲインに設定してもよい（図１０のステップＳ１４−Ｓ１５またはＳ１７−Ｓ１８）。
これにより、位置検出部における、各アクチュエータに対する検出感度の誤差の影響を低減できる。
【０１０３】
（６）光学部材駆動装置において、アクチュエータはボイスコイルモータであってもよい。
【０１０４】
（７）連結部材は弾性体で構成されてもよい。
【０１０５】
（８）制御部は１つのマイクロコンピュータで構成されてもよい。
【０１０６】
（９）光学部材は、例えば、円形状または正方形状の平行平板ガラスである。
【０１０７】
（１０）投写型映像表示装置（２００）を、光源（３０００）と、光源からの光を映像信号によって変調する光変調素子（３３６）と、光変調素子によって変調された映像光を拡大投写する投写光学系（３３７）と、光変調素子と投写光学系との間に配置された、（１）〜（９）のいずれかの構成を有する光学部材駆動装置（２００）と、で構成してもよい。
【０１０８】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【０１０９】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１１０】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本開示は、画素の表示位置を変更しながら映像を表示することで高解像度の画像を表示する投写型表示装置（例えば、プロジェクタ）に適用可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2015098120.tif 000022
【図２】
2015098120.tif 000023
【図３】
2015098120.tif 000024
【図４】
2015098120.tif 000025
【図５】
2015098120.tif 000026
【図６】
2015098120.tif 000027
【図７】
2015098120.tif 000028
【図８】
2015098120.tif 000029
【図９】
2015098120.tif 000030
【図１０】
2015098120.tif 000031
【図１１】
2015098120.tif 000032
【図１２】
2015098120.tif 000033
【図１３】
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【図１４】
2015098120.tif 000035
【図１５】
2015098120.tif 000036
【図１６】
2015098120.tif 000037
【図１７】
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【図１８】
2015098120.tif 000039
【図１９】
2015098120.tif 000040
【国際調査報告】
2015098120.tif 000041
2015098120.tif 000042
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