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CN109725483A - 致动器、光学装置和投影仪 - Google Patents

致动器、光学装置和投影仪 Download PDF

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CN109725483A
CN109725483A CN201811252444.9A CN201811252444A CN109725483A CN 109725483 A CN109725483 A CN 109725483A CN 201811252444 A CN201811252444 A CN 201811252444A CN 109725483 A CN109725483 A CN 109725483A
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driving
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Abstract

提供致动器、光学装置和投影仪,能够利用简易且小型的结构,在光学装置中实现能够抑制光斑产生的期望运动。通过基于梁构造部(20)和一个驱动部(30)的简易结构,实现可动部(10)一瞬间也不会停止的运动,该梁构造部(20)具有向相互不同的方向延伸的2个梁部(11a、12a)等。并且,与为了进行旋转驱动而配置马达的情况相比,实现装置的小型化。

Description

致动器、光学装置和投影仪
技术领域
本发明涉及例如能够安装光学元件的致动器、具有致动器的光学装置和投影仪。
背景技术
关于使用激光光源的投影仪,公知有这样的投影仪:为了抑制光斑的产生而配置由棱镜阵列等构成的光学装置,并且在与光路正交的垂面内通过直线运动进行振动(参照专利文献1)。
另外,公知在设置相互正交且固有振动数大致一致的2个压电元件并在它们的交点处设置芯片部件的桁架(truss)型致动器中、使2个压电元件分别进行驱动(参照专利文献2)。
但是,在上述专利文献1中,由于是直线运动,因此,在折返时存在一瞬间停止的运动,因此,此时可能产生光斑。并且,在上述专利文献2中,能够进行复杂的运动,但是,相应地构造也变得复杂,例如很难实现小型化等。
专利文献1:日本特开2012-424742号公报
专利文献2:日本特开2000-358387号公报
发明内容
本发明的目的在于,提供能够利用简易且小型的结构在光学装置中实现例如能够抑制上述光斑产生的期望运动的致动器、具有该致动器的光学装置和投影仪。
本发明的致动器具有:可动部;梁构造部,其具有与可动部连接的第1梁部、以及与第1梁部连接且向与第1梁部不同的方向延伸的第2梁部;以及驱动部,其由一个驱动机构构成,在与根据梁构造部确定的2个振动方向不同的方向上进行励振,使可动部进行维持着在2个振动方向中的至少一个方向上运动的曲线运动。
在上述致动器中,能够通过基于梁构造部和一个驱动部的简易结构,实现可动部一瞬间也不会停止的运动,该梁构造部具有向相互不同的方向延伸的2个梁部。并且,例如与为了进行旋转驱动而配置马达的情况相比,能够实现装置的小型化。
在本发明的具体方面,所述致动器具有与2个振动方向对应的2个谐振模式。该情况下,能够根据2个谐振模式的特性,使可动部进行期望的曲线运动。
在本发明的另一个方面,驱动部以与2个谐振模式对应的驱动频率进行动作,使可动部进行谐振振动。该情况下,能够进行基于谐振振动的高效驱动。
在本发明的又一个方面,驱动频率是与2个谐振模式对应的谐振频率的增益重合的范围内的频率。该情况下,能够确保必要的驱动。
在本发明的又一个方面,通过驱动部中的安装在梁构造部上的梁部侧驱动元件、可动部、以及梁构造部,确定2个谐振模式。该情况下,通过梁构造部等结构,能够使2个谐振模式中的谐振频率大致一致。
在本发明的又一个方面,2个谐振模式构成为与面外方向上的谐振模式不同,该面外方向垂直于与第1梁部以及第2梁部的延伸方向平行的面的面内方向。该情况下,能够抑制与面外方向有关的振动。
在本发明的又一个方面,梁构造部具有向不同方向延伸的多个第1梁部、以及与多个第1梁部分别对应设置的多个第2梁部。该情况下,多个第1梁部和多个第2梁部协作,由此,能够产生复合振动,该复合振动产生维持着在2个振动方向中的至少一个方向上运动的曲线运动(例如圆周运动这样的运动)。
在本发明的又一个方面,梁构造部具有在同一面内向分别相差90°的方向延伸的4个第1梁部、以及与4个第1梁部分别对应设置的4个第2梁部。该情况下,能够在同一面内在稳定的状态下产生期望的曲线运动。
在本发明的又一个方面,在梁构造部中,多个第1梁部配置在从中心位置偏移的位置。该情况下,能够可靠地开始进行期望的曲线运动。
在本发明的又一个方面,第1梁部是向一个方向延伸且在中央载置可动部的内梁,第2梁部是设置在第1梁部的两端的成对结构,是向另一个方向延伸的外梁。该情况下,内梁即第1梁部直接使可动部进行振动,另一方面,第2梁部按照载置可动部的每个第1梁部进行振动,由此,能够产生复合振动,该复合振动产生维持着在2个振动方向中的至少一个方向上运动的曲线运动(例如圆周运动这样的运动)。
在本发明的又一个方面,第1梁部在2个振动方向中的一个振动方向上进行振动,第2梁部在2个振动方向中的另一个振动方向上进行振动。该情况下,通过组合基于第1梁部的一个振动方向上的振动和基于第2梁部的另一个振动方向上的振动,能够产生期望的曲线运动。
在本发明的又一个方面,作为内梁的第1梁部具有孔部。该情况下,通过设置孔部,使第1梁部的弹性系数变化,由此能够对振动方向上的谐振频率进行调整。
在本发明的又一个方面,致动器还具有振动分离部,该振动分离部设置在第1梁部与第2梁部交叉的连接部位,对振动进行分离。该情况下,以振动分离部为基准进行2个振动方向上的分离。
本发明的光学装置具有:上述任意一种致动器;以及光学元件,其设置在可动部上,进行曲线运动。
在上述光学装置中,通过具有上述致动器,能够实现可动部一瞬间也不会停止的运动。并且,例如与为了进行旋转驱动而配置马达这样的情况相比,能够实现装置的小型化。
在本发明的具体方面,光学元件是光扩散板。该情况下,使光扩散板进行上述曲线运动,由此,例如能够减少光扩散板反射的激光的光斑。
本发明的投影仪具有上述任意一种光学装置,利用由光学装置反射的激光进行图像投射。该情况下,能够进行减少了由于激光而引起的光斑的良好图像显示。
在上述投影仪中,通过具有上述光学装置即上述致动器,例如能够进行减少了由激光引起的光斑的良好图像显示。
附图说明
图1A是用于说明第1实施方式的致动器的立体图。
图1B是用于说明构成致动器的梁构造部的立体图。
图2A是用于概念性地说明梁构造部的构造的俯视图。
图2B是用于说明图2A所示的梁构造部的振动的状况的俯视图。
图2C是用于概念性地说明可动部的运动的状况的图。
图3是示出与2个振动方向对应的2个谐振模式和驱动频率之间的关系的曲线图。
图4A是用于说明谐振模式间的偏移量和驱动频率的容许范围的图。
图4B是用于说明谐振模式间的偏移量和驱动频率的容许范围的图。
图5A是用于说明第2实施方式的致动器的立体图。
图5B是用于说明构成致动器的梁构造部的立体图。
图6A是示出第1梁部的第1振动方向的振动的状况的立体图。
图6B是示出第2梁部的第2振动方向的振动的状况的立体图。
图7是用于说明第3实施方式的光学装置和投影仪的俯视图。
图8是用于例示基于面内振动的运动的轨迹的图。
标号说明
10:可动部;11、11a、11b、11c、11d:第1梁部;12、12a、12b、12c、12d:第2梁部;20:梁构造部;30:驱动部;100:致动器;200:致动器;211:第1梁部;211a、211b:板状部件;212a、212b:第2梁部;220:梁构造部;230:驱动部;300:图像形成光学系统;600:投射光学系统;700:光源装置;710:光源;710:光源装置;800:投影仪;900:光学装置;AX1、AX2:中心轴;BE:梁;BP:弯曲部;C1、C2:曲线;CO:线圈;CT:中心;CX:曲线;DP:光扩散板;F:励振力;FS:固定支承部;HL:孔部;L:激光;MA:永久磁铁;Pa、Pa:板状部件;Pb、Pb:板状部件;TP:前端部;VD1:第1振动方向;VD2:第2振动方向;VIa、VIb:振动分离部。
具体实施方式
[第1实施方式]
下面,参照图1等,针对本发明的第1实施方式的致动器,对一例进行详细说明。
如图1A和1B所示,本实施方式的致动器100具有可动部10、载置/固定可动部10并传递振动的梁构造部20、经由梁构造部20而驱动可动部10的驱动部30。
首先,致动器100中的可动部10是具有平面部分(图示的情况下为矩形状的面部分)的部件,例如是在平面部分安装光扩散板等光学元件、被驱动部30等驱动而可动的被驱动部。这里,以可动部10的平面部分为基准面(水平面),设基准面中的矩形状的可动部10中的一边的方向(横向)为X方向,设与X方向垂直的另一边的方向(纵向)为Y方向。另外,设与X方向以及Y方向双方垂直的方向即与基准面垂直的方向为Z方向。并且,设与XY面平行的方向为面内方向,设与其垂直的方向即Z方向为面外方向。可动部10通过梁构造部20和驱动部30而在面内方向上可动。
并且,致动器100中的梁构造部20是如下的振动部件:支承可动部10,并且与驱动部30的一部分连接而受到励振力,进行振动。在本实施方式中,例如如图1B所示,梁构造部20通过折曲一张板的金属性部件(例如铜等具有充分的耐性和弹性的部件)而形成为卍状,具有作为中心部分的固定支承部FS、从固定支承部FS延伸的多个第1梁部11、11…、与多个第1梁部11、11…分别对应地设置的多个第2梁部12、12…。更具体而言,在图示的例子中,具有在XY面内即同一面内向分别相差90°的方向延伸的4个第1梁部11a、11b、11c、11d、以及与它们对应的4个第2梁部12a、12b、12c、12d。另外,固定支承部FS具有长方形状,是用于载置并固定可动部10的载置台部,并且是收纳并固定驱动部30的一部分的收纳部。
下面,参照图1B、图2A等,对梁构造部20中的第1梁部11a和第2梁部12a进行说明。例如,如图2A概念性地示出的那样,载置可动部10的梁构造部20中的第1梁部11a从中央侧即固定支承部FS向+X方向延伸,第2梁部12a与第1梁部11a连接,并且向与第1梁部11a不同的+Y方向(垂直方向)延伸。使1个板状部件在中途折曲而设置弯曲部BP,由此构成第1梁部11a和第2梁部12a。因此,如果换一个角度来看,也可以认为通过在中途设置弯曲部BP的1个梁BE构成第1梁部11a和第2梁部12a。并且,如图1B所示,第1梁部11a和第2梁部12a的厚度或1个梁BE的厚度成为在面外方向(Z方向)上相对较厚、在面内方向(与XY面内平行的方向)上相对较薄的板状。另外,这里,在面内方向上较薄意味着,在面内方向中的与板状的部件延伸的方向垂直的方向上宽度较窄。即,在图示的情况下,第1梁部11a在Y方向上较薄,第2梁部12a在X方向上较薄。另外,在第1梁部11a和第2梁部12a上设置有孔部HL。另一方面,在弯曲部BP中未设置孔。另外,第2梁部12a的前端部TP通过固定部(图示省略)来固定。因此,当从面内方向中的倾斜方向对第1梁部11a和第2梁部12a(或梁BE)施加力时,前端部TP的位置保持固定,第1梁部11a和第2梁部12a变形,第1梁部11a与第2梁部12a所成的角变化,并且作为弹簧发挥功能。
接着,梁构造部20中的第1梁部11a和第2梁部12a以外的其他3组第1梁部11b、11c、11d和第2梁部12b、12c、12d也具有与第1梁部11a以及第2梁部12a相同的形状和构造。即,第1梁部11b从固定支承部FS向+Y方向延伸,第2梁部12b与第1梁部11b连接并且向-X方向延伸,构成在中途设置有弯曲部BP的1个梁BE。并且,第1梁部11c从固定支承部FS向-X方向延伸,第2梁部12c与第1梁部11c连接并且向-Y方向延伸,构成在中途设置有弯曲部BP的1个梁BE。另外,第1梁部11d从固定支承部FS向-Y方向延伸,第2梁部12d与第1梁部11d连接并且向+X方向延伸,构成在中途设置有弯曲部BP的1个梁BE。并且,同样具有孔部HL。
如上所述,梁构造部20具有如下形状:以固定支承部FS为中心,8个梁部11a、11b、11c、11d、12a、12b、12c、12d(或4个梁BE、BE、BE、BE)在同一面内对称地扩展。进而,在梁构造部20中,更加准确地讲,构成为,各第1梁部11a、11b、11c、11d配置在从梁构造部20的中心位置稍微偏移的位置。具体地说明,如图2A所示,与从梁构造部20的中心部分即固定支承部FS的中心CT向X方向和Y方向延伸的中心轴AX1、AX2进行比较时,各第1梁部11a、11b、11c、11d从俯视矩形的固定支承部FS的各边延伸,因此,从以固定支承部FS具有宽度的量从中心轴AX1、AX2偏离(移位)的位置起,与它们平行地延伸。由于存在该偏移,可以认为在从驱动部30受到励振力时,梁构造部20更加容易弯曲,更可靠地开始动作。并且,梁构造部20在朝梁返回的方向运动时,激励相邻的梁的振动,因此,可认为容易产生重叠振动。在具有以上这种构造的情况下,必定成为2个振动模式重叠的振动轨迹,由此,能够消除往复振动这种单振动中产生的停止的瞬间。进而,由于中心轴AX1、AX2和各第1梁部11a、11b、11c、11d的根部错开,由此,容易激励面内旋转方向的振动,不存在振动损耗,能够高效地实现圆状振动。并且,在该情况下,能够抑制与面外方向(Z方向)有关的面外振动,能够进行成为圆振动等圆状振动的面内振动,因此,例如,在搭载于投影仪的情况下,能够抑制要投射的光的光路的偏移,并且能够减少光斑。
梁构造部20采用上述这种构造,由此,作为金属性(例如铜等)的板状部件的第1梁部11a和第2梁部12a等如图2B所示那样变形,作为使可动部10在面内方向上移动的弹簧部件发挥功能。特别是在具有上述这种形状的情况下,如图2A和2B所示,梁构造部20成为容易在不同的2个方向上进行振动的构造。换言之,梁构造部20的不同的2个方向上的振动模式的固有频率低于其他振动模式的频率。与其他振动模式相比,本构造中不同的2个方向上的振动模式的固有频率成为较低的固有频率。即,在XY面内,成为容易在相对于+X方向朝向仰角45°的方向的振动即第1振动方向VD1和相对于-X方向朝向仰角45°的方向的振动即第2振动方向VD2这2个方向上容易进行振动的构造。由此,如图2C所示,安装在固定支承部FS上的可动部10能够进行在面内方向上回旋的运动。
返回图1A等,致动器100中的驱动部30由1个(1对)驱动机构构成,该1个(1对)驱动机构由1个永久磁铁MA和1个线圈CO构成。即,在线圈CO中以规定的驱动频率流过交流电流作为驱动电流,由此,利用在与永久磁铁MA之间产生的洛伦兹力对梁构造部20进行励振,由此,驱动可动部10。在图示的例子中,构成为在设置在梁构造部20上的固定支承部FS中收纳永久磁铁MA,另一方面,将线圈CO配置并固定在固定支承部FS的正下方(-Z侧)。即,驱动部30中的永久磁铁MA成为安装在梁构造部20上的梁部侧驱动元件,永久磁铁MA伴随流过线圈CO的电流而进行驱动。但是,这是一例,只要能够进行后述期望方向的励振,则也可以采用上述以外的结构。
下面,参照图2等,对本实施方式中的致动器100的动作进行说明。
首先,如图2A所示,在本实施方式中,通过驱动部30对梁构造部20作用励振力F。这里,在起动时,励振力F作用于与由梁构造部20确定的2个振动方向VD1、VD2均不同的方向。即,对构成驱动部30的永久磁铁MA的磁场的朝向和线圈CO的电流方向进行调整,以使得成为这种朝向。而且,励振力F的方向还与各梁部11a等的延伸方向不同,即,励振力F的方向成为既不与X方向平行也不与Y方向平行的方向。并且,在驱动部30中流过规定驱动频率的交流电流,因此,包含正负的情况在内,其大小伴随驱动电流的变化而变化。
另一方面,安装有永久磁铁MA的梁构造部20从永久磁铁MA受到上述励振力F,励振力F的成分中的沿着2个振动方向VD1、VD2的方向的成分开始进行振动。该情况下,励振力F成为与2个振动方向VD1、VD2均不同的方向,由此,针对2个振动方向VD1、VD2双方作用励振力F。并且,在振动中,电流的朝向、永久磁铁的位置发生变化,由此,励振力F的朝向变化,但是,该情况下,也针对2个振动方向VD1、VD2双方作用励振力F。因此,励振力F在某个时间内仅作用于1个方向,但是,梁构造部20整体实现在不同的2个方向上进行振动这样的运动。通过进行组合这2个方向的振动后的运动,作为整体,其结果,如图2C中概念性示出的那样,例如进行圆状的动作。这里,特别地呈圆状或椭圆状地进行运动。即,使可动部10在2个振动方向VD1、VD2中的至少一个方向上维持运动、在任意振动方向上速度成分不会成为零即一瞬间也不会停止的曲线运动。这样,不会产生速度成分成为零的部位,由此,例如在可动部10上安装光扩散板并将光扩散板配置在激光的光路上的情况下,能够减少在速度成分成为零的瞬间目视到激光的光斑的情况的产生。
这里,为了仅利用基于上述一个(1对)驱动机构即驱动部30的某个时间内的朝向1个方向的励振力F,在2个振动方向VD1、VD2双方产生振动,理想情况下,2个振动方向VD1、VD2的谐振模式(振动模式)一致,并且,驱动部30的驱动频率与该一致的谐振模式的谐振频率(固有频率)一致。该情况下,能够通过谐振振动非常高效地驱动可动部10。因此,首先,该情况下,具有与2个振动方向VD1、VD2分别对应的2个谐振模式,但是,使它们一致是重要的。在本实施方式的情况下,通过与可动部10、梁构造部20、驱动部30中的安装在梁构造部20上的梁部侧驱动元件即永久磁铁MA有关的形状、配置、重量等,决定2个谐振模式,但是,特别地通过在构造上具有对称性,可认为能够使2个谐振模式大致一致。
并且,关于谐振模式,为了不受其他意外的振动(环境振动)的影响,可认为优选增益变高的区域分布于某个程度以上的较高频率的范围内。例如,这是因为,60Hz附近的频率的振动可能是从位于周围的各种物体传递的。并且,例如从安装光扩散板并将其用于减少光斑这样的观点来看,为了发挥该功能,例如可认为需要30Hz以上的振动。另一方面,当频率过高时,进行振动所需的驱动力(励振力)也必须增大。从以上观点来看,在使2个谐振模式大致一致时,例如优选将120Hz左右的值作为峰值并使其一致。另外,关于这种调整,可考虑各种方法,但是,例如,可如上述那样考虑在第1梁部11a等中设置孔部HL等。
但是,在实际的装置中,在进行了上述的调整等的情况下,例如由于制造误差等,如图3中例示的那样,2个谐振模式有时产生差异。这里,参照图3所示的曲线图等,考察与2个振动方向对应的2个谐振模式和驱动频率。
首先,如上所述,图3所示的表示2个谐振模式的曲线C1、C2产生些许差异。另外,在图3中,设横轴为频率,设纵轴为增益(相当于效率或可动部10的振幅)。即,与各曲线C1、C2所示的增益的峰值对应的频率为能够最高效进行振动的谐振模式的谐振频率(固有频率)。在本实施方式中,设与2个谐振模式对应的谐振频率的增益重合的范围内的频率为驱动频率(在图示的例子中,设为各曲线C1、C2的峰值的中间附近、增益重合的范围中的最高的部位。),由此能够确保必要的驱动。
下面,参照图4A和4B,进一步考察2个谐振模式的偏移量、驱动频率的容许范围。图4A是用于考察2个谐振模式一致的情况下(例如在120Hz一致)的驱动频率的容许范围的图。该情况下,如果设表示一致的谐振模式的曲线CX的增益(振幅)的值变为1/2(一半)的范围为可使用范围,则以谐振模式的谐振频率(固有频率)为中心,驱动频率的容许范围在9Hz左右的幅度内。进而,如果设增益(振幅)的值变为1/10的范围为可使用范围,则驱动频率的容许范围在20Hz左右的幅度内。另一方面,图4B是用于考察2个谐振模式不一致的情况下(例如以120Hz为基准并从此处偏移的情况下)的偏移量的容许范围的图。该情况下,可认为容许的偏移量为9Hz左右。这是因为,当偏移9Hz左右时,双方的增益(振幅)最大的值成为各谐振模式的峰值的情况的1/10,因此,无法选择更加高效的驱动频率。
根据以上考察,可认为优选2个谐振模式的偏移量、驱动频率的容许范围均至多为几Hz以内。
如上所述,在本实施方式中,能够通过基于梁构造部20和一个驱动部30的简易结构,实现可动部10一瞬间也不会停止的运动,该梁构造部20具有向相互不同的方向延伸的2个梁部11a、12a等。并且,该情况下,例如,与为了进行旋转驱动而配置马达的情况相比,能够实现装置的小型化。
另外,如上所述,从安装光扩散板并将其用于减少光斑这样的观点来看,优选尽量抑制与面外方向(Z方向)有关的运动即与面外方向有关的振动(面外振动)。因此,优选的是,以面外方向(Z方向)为振动方向的谐振模式与上述2个谐振模式不同。即,谐振模式的谐振频率(固有频率)大幅不同,特别理想的情况下,以面外方向(Z方向)为振动方向的谐振模式的谐振频率(固有频率)较高。与此相对,在本实施方式中,面外方向(Z方向)相对较厚,面内方向(与XY面内平行的方向)相对较薄,由此实现第1梁部和第2梁部的厚度(1个梁的厚度)。
[第2实施方式]
下面,参照图5等,对第2实施方式的致动器进行说明。本实施方式是第1实施方式的变形例,除了梁构造部的构造和驱动部的配置以外,与第1实施方式的情况相同,因此,对具有相同功能的部分应用相同标号,省略各部的详细说明。
如图5A和5B所示,本实施方式的致动器200具有可动部10、载置/固定可动部10并传递振动的梁构造部220、经由梁构造部220而驱动可动部10的驱动部230。
下面,参照图5B等,对致动器200中的梁构造部220的构造进行说明。梁构造部220是折曲一张板的金属性部件(例如铜等具有充分的耐性和弹性的部件)而形成为H状,具有作为中心部分且载置可动部10的固定支承部FS、以固定支承部FS为中心向X方向(横向)的左右延伸的第1梁部211、设置在第1梁部211的两端且向Y方向(纵向)的上下延伸的成对结构的第2梁部212a、212b、设置在第1梁部211和第2梁部212a、212b交叉的连接部位且对2个方向的振动进行分离的一对振动分离部VIa、VIb。
梁构造部220中的第1梁部211是配置在相对接近可动部10的一侧的内梁,由相互分开且与延伸方向即X方向平行地延伸的2个板状部件211a、211b构成。在板状部件211a、211b上设置有孔部HL。
成对结构的第2梁部212a、212b是分别配置在第1梁部211的+X侧和-X侧的端部的外梁,由隔着对应设置的振动分离部VIa、VIb向Y方向延伸的2张板状部件分别构成。例如,关于配置在+X侧的第2梁部212a,向Y方向延伸的2张板状部件Pa、Pa隔着U字形状的振动分离部VIa进行连接,由此构成1个第2梁部212a。同样,关于第2梁部212b,向Y方向延伸的2张板状部件Pb、Pb隔着U字形状的振动分离部VIb进行连接,由此构成1个第2梁部212b。另外,第2梁部212a、212b的前端部TP通过固定部(图示省略)来固定。
一对振动分离部VIa、VIb是伴随折曲一张板的金属性部件形成梁构造部220而制作的U字形状的连接部位。在本实施方式的情况下,如参照图6在后面叙述的那样,具有对基于第1梁部211的振动和基于第2梁部212a、212b的振动进行分离的功能。并且,这里,振动分离部VIb还作为收纳并固定驱动部230的一部分的收纳部发挥功能(参照图5A)。
下面,返回图5A,对致动器200中的驱动部230进行说明。与第1实施方式的驱动部30(参照图1A)同样,驱动部230通过由1个永久磁铁MA和1个线圈CO构成的1个(1对)驱动机构构成。即,在线圈CO中流过交流电流作为驱动电流,由此,利用在与永久磁铁MA之间产生的洛伦兹力对梁构造部220进行励振,由此,驱动可动部10。在图示的例子中,构成为在设置在梁构造部220上的振动分离部VIb中收纳永久磁铁MA,另一方面,将线圈CO配置并固定在振动分离部VIb的正下方(-Z侧)。即,驱动部230中的永久磁铁MA成为安装在梁构造部220上的梁部侧驱动元件,永久磁铁MA伴随流过线圈CO的电流的变化而进行驱动。但是,这是一例,只要能够进行后述期望方向的励振,则也可以采用上述以外的结构。这里,作为一例,在起动时,对永久磁铁MA的磁场的朝向和线圈CO的电流方向进行调整,以使得通过驱动部230,相对于+X方向朝向仰角45°的方向对梁构造部220作用励振力。
在以上这种结构的情况下,如图6A所示,第1梁部211将Y方向作为第1振动方向VD1而在该方向上进行振动。另一方面,如图6B所示,第2梁部212a、212b将X方向作为第2振动方向VD2而在该方向上进行振动。并且,该情况下,一对振动分离部VIa、VIb作为对第1振动方向VD1的振动和第2振动方向VD2的振动进行分离的基准发挥功能。
并且,该情况下,对图6A和图6B进行比较可知,内梁即第1梁部211直接使可动部10进行振动,另一方面,外梁即第2梁部212a、212b按照载置可动部10的状态的每个第1梁部211进行振动。由此,通过适当调整驱动部230的驱动,能够产生复合振动,该复合振动产生维持着在2个振动方向VD1、VD2中的至少一个方向上运动的曲线运动(例如圆周运动这样的运动)。并且,在该情况下,经由振动分离部VIa、VIb将2个振动和停止产生振动的梁分开。因此,能够分别分开独立地考察各振动。该情况下,可知在内梁即第1梁部211和外梁即第2梁部212a、212b中,进行振动的对象的重量不同。即,外梁即第2梁部212a、212b运动的对象较大,较重。另一方面,与第1实施方式的情况同样,驱动部230由1个(1对)驱动机构构成,因此,仅存在一个驱动频率,存在希望使双方的谐振模式一致的课题。因此,在本实施方式中,在作为内梁的第1梁部211中设置孔部HL,使第1梁部211的弹性系数变化,由此能够对振动方向上的谐振频率进行调整。
如上所述,在本实施方式中,也能够通过基于梁构造部220和一个驱动部230的简易结构,实现可动部10一瞬间也不会停止的运动,该梁构造部220具有向相互不同的方向延伸的第1梁部211和第2梁部212a、212b等。并且,该情况下,例如与为了进行旋转驱动而配置马达的情况相比,能够实现装置的小型化。
并且,在本实施方式的情况下,关于与第1实施方式的情况同样地考察时的驱动频率的容许范围,设使增益(振幅)成为1/2(一半)的范围为可使用范围,为4Hz左右,设使增益(振幅)成为1/10的范围为可使用范围,为20Hz左右的幅度内,2个谐振模式中的偏移量的容许范围为4Hz左右。因此,可认为优选2个谐振模式的偏移量、驱动频率的容许范围均至多为几Hz以内。
[第3实施方式]
下面,参照图7,对第3实施方式的搭载了上述致动器的光学装置和投影仪进行说明。这里,作为一例,例示搭载了第1实施方式中例示的致动器100的光学装置900,但也可以搭载其他致动器。
图7所示的投影仪800具有射出激光的光源装置700、图像形成光学系统300、投射光学系统600。
除了搭载了致动器100的光学装置900以外,光源装置700还具有光源710等。
这里,本实施方式的光学装置900是如下装置:在致动器100的可动部10的部位具有作为光学元件的光扩散板DP,通过致动器100使光扩散板DP进行曲线运动,由此,使所入射的激光的相位适当紊乱而进行反射,从而减少光斑。例如在铝板的表面形成凹凸,进而实施电介质多层膜、金属反射膜等,构成光扩散板DP。
光源装置710射出RGB的3色的激光L。射出的激光L经由平行化透镜、光分离元件等朝向反射型光学装置900射出。在光学装置900的光扩散板DP中,激光L适当扩散并进行反射。此时,成为激光的相位适度紊乱的状态。这种状态的激光L进一步经由由透镜阵列、偏振转换元件、重叠透镜等构成的照明光学系统而向图像形成光学系统300射出。进而,激光L通过构成图像形成光学系统300的分色镜、反射镜等而进行色分离导光,由针对各色设置的液晶光调制装置进行光调制,进而,由十字分色棱镜进行合成。合成后的成分被投射光学系统600投射。由此,进行基于投影仪800的图像投射。
在本实施方式中,光学装置900具有致动器100,投影仪800具有光学装置900,由此,在光学装置中,能够实现光扩散板DP一瞬间也不会停止的运动。并且,例如与为了进行旋转驱动而配置马达的情况相比,能够实现装置的小型化。并且,在投影仪800中,能够进行减少了由激光L引起的光斑的良好图像显示。
[其他]
本发明不限于上述各实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式进行实施。
首先,在上述中,各实施方式所示的电流的控制和磁场的朝向是例示,包含各部的形状和配置在内,能够适当变更。例如,可考虑横向配置线圈等。并且,也可以采用颠倒永久磁铁和线圈的结构。
并且,在第1实施方式中,设为由4个梁构成,但是,也可以是5个以上。
并且,在上述中,作为维持着在2个振动方向VD1、VD2中的至少一个方向上运动、在振动的中途在任意振动方向上速度成分不会成为零的曲线运动的例子,例示了圆状或椭圆状的轨道,但是不限于此,可考虑各种曲线运动。例如,能够在双方之间设置相位差,描绘利萨如图形(或者也称为李萨如图形)这样的轨道。但是,从进行速度成分不会成为零的曲线即一瞬间也不会停止的运动的观点来看,如图8例示的那样,不会选择利萨茹图形中的、轨道的线停止而折返的图形(图中叉号)。

Claims (16)

1.一种致动器,其具有:
可动部;
梁构造部,其具有与所述可动部连接的第1梁部、以及与所述第1梁部连接且向与所述第1梁部不同的方向延伸的第2梁部;以及
驱动部,其由一个驱动机构构成,在与根据所述梁构造部确定的2个振动方向不同的方向上进行励振,使所述可动部进行维持着在所述2个振动方向中的至少一个方向上运动的曲线运动。
2.根据权利要求1所述的致动器,其中,
所述致动器具有与所述2个振动方向对应的2个谐振模式。
3.根据权利要求2所述的致动器,其中,
所述驱动部以与所述2个谐振模式对应的驱动频率进行动作,使所述可动部进行谐振振动。
4.根据权利要求3所述的致动器,其中,
所述驱动频率是与所述2个谐振模式对应的谐振频率的增益重合的范围内的频率。
5.根据权利要求2~4中的任意一项所述的致动器,其中,
通过所述驱动部中的安装在所述梁构造部上的梁部侧驱动元件、所述可动部、以及所述梁构造部,确定所述2个谐振模式。
6.根据权利要求2~5中的任意一项所述的致动器,其中,
所述2个谐振模式构成为与面外方向上的谐振模式不同,该面外方向垂直于与所述第1梁部以及第2梁部的延伸方向平行的面的面内方向。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的致动器,其中,
所述梁构造部具有向不同方向延伸的多个所述第1梁部、以及与多个所述第1梁部分别对应设置的多个所述第2梁部。
8.根据权利要求7所述的致动器,其中,
所述梁构造部具有在同一面内向分别相差90°的方向延伸的4个所述第1梁部、以及与4个所述第1梁部分别对应设置的4个所述第2梁部。
9.根据权利要求7或8所述的致动器,其中,
在所述梁构造部中,多个所述第1梁部配置在从中心位置偏移的位置。
10.根据权利要求1~6中的任意一项所述的致动器,其中,
所述第1梁部是向一个方向延伸且在中央载置所述可动部的内梁,
所述第2梁部是设置在所述第1梁部的两端的成对结构,是向另一个方向延伸的外梁。
11.根据权利要求10所述的致动器,其中,
所述第1梁部在所述2个振动方向中的一个振动方向上进行振动,所述第2梁部在所述2个振动方向中的另一个振动方向上进行振动。
12.根据权利要求10或11所述的致动器,其中,
作为所述内梁的所述第1梁部具有孔部。
13.根据权利要求10~12中的任意一项所述的致动器,其中,
所述致动器还具有振动分离部,该振动分离部设置在所述第1梁部与所述第2梁部交叉的连接部位,对振动进行分离。
14.一种光学装置,其具有:
权利要求1~13中的任意一项所述的致动器;以及
光学元件,其设置在所述可动部上,进行所述曲线运动。
15.根据权利要求14所述的光学装置,其中,
所述光学元件是光扩散板。
16.一种投影仪,其中,
所述投影仪具有权利要求14或15所述的光学装置,
利用由所述光学装置反射的激光进行图像投射。
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