アクチュエータ駆動装置と映像機器
【課題】アクチュエータの素子を変更する場合、駆動回路を変更する必要のないアクチュエータ駆動装置と映像機器を提供する。
【解決手段】圧電型アクチュエータを駆動させる駆動電圧を出力する電圧出力部４０と、電磁型アクチュエータを駆動させる駆動電流を出力す電流出力部５０と、電圧出力部４０から出力される駆動電圧と前記駆動電流出力部から出力される駆動電流のどちらか一方に切り替える出力切替部６０と、電圧出力部４０と電流出力部５０と出力切替部６０とを制御する制御部３０とを備え、この制御部３０は、駆動させるアクチュエータ１１の圧電型または電磁型の種類に応じて電圧出力部４０または電流出力部５０を駆動制御するとともに出力切替部６０の切り替を制御して、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂから駆動電圧または駆動電流を出力させる。
【解決手段】圧電型アクチュエータを駆動させる駆動電圧を出力する電圧出力部４０と、電磁型アクチュエータを駆動させる駆動電流を出力す電流出力部５０と、電圧出力部４０から出力される駆動電圧と前記駆動電流出力部から出力される駆動電流のどちらか一方に切り替える出力切替部６０と、電圧出力部４０と電流出力部５０と出力切替部６０とを制御する制御部３０とを備え、この制御部３０は、駆動させるアクチュエータ１１の圧電型または電磁型の種類に応じて電圧出力部４０または電流出力部５０を駆動制御するとともに出力切替部６０の切り替を制御して、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂから駆動電圧または駆動電流を出力させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電型アクチュエータと電磁型アクチュエータのどちらでも駆動させることのできるアクチュエータ駆動装置と、このアクチュエータ駆動装置を備えた映像機器とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電型アクチュエータと電磁型アクチュエータとが知られている（特許文献１,２参照）。
【０００３】
圧電型アクチュエータは、圧電体の一方の端子に正弦波電圧を印加させ、圧電体の他方の端子に反転した正弦波電圧を印加させて、その圧電体を伸縮させるものである。
【０００４】
電磁型アクチュエータは、可動板にコイルを設け、このコイルに電流を流すことにより可動板を揺動させるようにしたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、圧電型アクチュエータの場合、圧電素子に掛ける必要な電圧は数１０Ｖから数１００Ｖと比較的高い電圧である。これに対して、電磁型アクチュエータの場合、コイルを駆動することになるので、電圧は比較的小さくて済むが、それなりの電流をコイルに供給しなければならない。
【０００６】
このように、圧電型アクチュエータと電磁型アクチュエータとでは駆動方式が異なることになり、アクチュエータを圧電型から電磁型へ、あるいは電磁型から圧電型へ変更する場合、駆動回路も変更しなければならず、非常に面倒であるという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、アクチュエータの素子を変更する場合、駆動回路を変更する必要のないアクチュエータ駆動装置と、このアクチュエータ駆動装置を備えた映像機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、圧電型アクチュエータを駆動させる駆動電圧を出力する駆動電圧出力部と、電磁型アクチュエータを駆動させる駆動電流を出力する駆動電流出力部と、前記駆動電圧出力部から出力される駆動電圧と前記駆動電流出力部から出力される駆動電流のどちらか一方に切り替える出力切替部と、前記駆動電圧出力部と駆動電流出力部と出力切替部とを制御する制御部とを備え、この制御部は、駆動させるアクチュエータの圧電型または電磁型の種類に応じて前記駆動電圧出力部または駆動電流出力部を駆動制御するとともに前記出力切替部の切り替を制御して、該出力切替部の出力端子から駆動電圧または駆動電流を出力させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、アクチュエータの素子を変更する場合、駆動回路を変更する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係るアクチュエータ駆動装置の構成を示したブロック図である。
【図２】圧電型のアクチュエータの構成を概略的に示した説明図である。
【図３】図２のアクチュエータの圧電素子に印加する駆動電圧を示した説明図である。
【図４】電磁型のアクチュエータの構成を概略的に示した説明図である。
【図５】図４のアクチュエータを駆動させるための電流駆動信号を示した説明図である。
【図６】電圧出力部の構成を示した回路図である。
【図７】電流出力部の構成を示した回路図である。
【図８】（Ａ）はアクチュエータに流れる電流の向きを示した説明図、（Ｂ）は（Ａ）と逆方向に流れる電流の向きを示した説明図である。
【図９】他の例のアクチュエータ駆動装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】第２実施例のアクチュエータ駆動装置の構成を示したブロック図である。
【図１１】映像機器の構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明に係るアクチュエータ駆動装置と映像機器の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１２】
［第１実施例］
［アクチュエータ駆動装置］
図１に示すアクチュエータ駆動装置１０は、アクチュエータ１１を駆動させる駆動回路２０と、この駆動回路２０に電源を供給する低電圧電源回路７０と、数１０Ｖから高電圧を出力する高電圧出力回路８０とを有している。駆動回路２０は１チップで構成されている。また、低電圧電源回路７０は電源用の電圧Ｖ＋と、電圧Ｖ−とを出力するようになっている。
［アクチュエータ］
アクチュエータ１１は、例えば圧電型アクチュエータの場合、図２に示すように、レーザ光を偏向するためのミラーである振動子１２と、この振動子１２を軸１２ａ回りに回動させる圧電素子１３ａ〜１３ｄとを有している。圧電素子１３ａ,１３ｂは駆動電圧Ｖ１で駆動され、圧電素子１３ｃ,１３ｄは駆動電圧Ｖ２で駆動される。なお、圧電素子１３ａ〜１３ｄの裏面は共通電極となっており、一定の固定電圧が印加されるようになっている。
【００１３】
駆動電圧Ｖ１,Ｖ２は、図３に示すように、互いに１８０度位相がずれており、この駆動電圧Ｖ１,Ｖ２によって振動子１２を軸１２ａを中心にして左右に回動させていくものである。振動子１２の回動の説明は、特開２０１１−４３３９号公報に記載されているので、ここでは省略する。
【００１４】
アクチュエータ１１は、電磁型アクチュエータの場合、図４に示すようにヨーク１４に取り付けた磁石１５と、トーションバー１６ａに支持されるとともにレーザ光を偏向させるためのミラー１６と、ミラー１６の裏面に設けたコイル１７とを有している。コイル１７に電流を流すことによってミラー１６をトーションバー１６ａ回りに回動させるものであり、電流の向きによって回動方向を変えるものである。
［駆動回路］
駆動回路２０は、図１に示すように、中央制御ユニットＣＰＵからの制御信号に基づいてアクチュエータ１１を駆動させるための電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２または電流駆動信号Ｇ３,Ｇ４を出力する制御部３０と、制御部３０から出力される電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２によってアクチュエータ１１を駆動させる駆動電圧Ｖ１,Ｖ２を出力する電圧出力部（駆動電圧出力部）４０と、制御部３０から出力される電流駆動信号Ｇ３,Ｇ４によってアクチュエータ１１を駆動させる駆動電流を出力する電流出力部（駆動電流出力部）５０と、電圧出力部４０から出力される駆動電圧Ｖ１,Ｖ２と電流出力部５０から出力される駆動電流のどちらか一方に切り替えて出力する出力切替部６０とを備えている。
［制御部］
制御部３０は、アクチュエータ１１が圧電型か電磁型かを記憶するレジスタ（記憶部）３０Ｒを備えており、このレジスタ３０Ｒに記憶された圧電型か電磁型かに基づいて、電圧出力部４０へ互いに位相が１８０度ずれた正弦波状の電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２を出力したり、電流出力部５０へＨレベルかＬレベルかを示す電流駆動信号Ｇ３,Ｇ４を図５に示すように出力したり、出力切替部６０の切り替えを行わせる切替信号Ｇ５を出力したりする。
［電圧出力部］
電圧出力部４０は、図６に示すように、制御部３０から出力される電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２を増幅して駆動電圧Ｖ１,Ｖ２を出力する増幅器４１,４２とを有している。増幅器４１,４２は駆動電圧Ｖ１,Ｖ２が数１０Ｖから数１００Ｖまでの範囲の電圧となるように増幅する。
［電流出力部］
電流出力部５０は、図７に示すように、Ｐ−チャンネルＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４と、Ｎ−チャンネルＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ２,Ｑ３とを有し、スイッチ素子Ｑ１,Ｑ４のゲートにＬレベルの電流駆動信号Ｇ３（電圧Ｖ−）が入力するとスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオンして図８（Ａ）に示すように駆動電流Ｉ１が流れ、スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３のゲートにＨレベルの電流駆動信号Ｇ４（電圧Ｖ＋）が入力するとスイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオンして図８（Ｂ）に示すように駆動電流Ｉ２が流れるようになっている。駆動電流Ｉ１と駆動電流Ｉ２は大きさが同じでコイル１７に流れる電流の向きが異なるだけである。
［出力切替部］
出力切替部６０は、スイッチ回路(図示せず)から構成され、制御部３０からの切替信号Ｇ５によってスイッチ回路をオン・オフさせることにより、図１に示す電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂと出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂとを接続したり、電流出力部５０の出力端子５０ａ,５０ｂと出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂとを接続したりするものである。すなわち、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂに接続する接続端子をどちらか一方に切り替えるものであり、この切り替えによって電圧出力部４０の駆動電圧Ｖ１,Ｖ２を出力端子６０ａ,６０ｂから出力したり、出力端子６０ａ,６０ｂから駆動電流Ｉ１,Ｉ２を出力したりするものである。６０ｃは切替信号Ｇ５を入力する入力端子である。
［動 作］
次に、上記のように構成されるアクチュエータ駆動装置１０の動作について説明する。
【００１５】
先ず、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂにアクチュエータ１１を接続する前に、アクチュエータ１１が圧電型か電磁型かの種類を制御部３０のレジスタ３０Ｒに記憶させる。この記憶は、図示しないキースイッチの操作によって行うものであり、このキースイッチの操作が行われると中央制御ユニットＣＰＵを介して制御部３０のレジスタ３０Ｒに圧電型か電磁型かを示す情報が記憶される。次に、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂにアクチュエータ１１を接続する。ここでは、例えば圧電型の情報が記憶されたものとして説明する。
【００１６】
制御部３０は、中央制御ユニットＣＰＵからの走査信号が入力されると、レジスタ３０Ｒに圧電型の情報が記憶されていることにより、電圧出力部４０へ電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２を出力し、電流出力部５０のスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４のゲートにはＨレベルの電流駆動信号Ｇ３を出力し、スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３のゲートにはＬレベルの電流駆動信号Ｇ４を出力してスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４をオフにさせておく。
【００１７】
制御部３０からの電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２の出力により、電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂから図３に示す駆動電圧Ｖ１,Ｖ２が出力される。
【００１８】
また、制御部３０はレジスタ３０Ｒに記憶された圧電型の情報に基づいて切替信号Ｇ５を出力し、出力切替部６０はその切替信号Ｇ５によって出力端子６０ａ,６０ｂと電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂとを接続する。
【００１９】
電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂから出力される駆動電圧Ｖ１,Ｖ２は、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂと電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂとが接続されていることにより、出力端子４０ａ,４０ｂから出力されて図２に示すアクチュエータ１１の圧電素子１３ａ〜１３ｄに印加される。この駆動電圧Ｖ１,Ｖ２の印加により、振動子１２は軸１２ａを中心にして左右に回動してレーザ光を走査していく。
【００２０】
アクチュエータ１１を圧電型から電磁型へ交換する場合、図示しないキースイッチの操作によって制御部３０のレジスタ３０Ｒに記憶されているデータを書き換える。すなわち、圧電型から電磁型への情報に書き換える。次に、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂに図４に示す電磁型のアクチュエータを接続する。
【００２１】
制御部３０は、中央制御ユニットＣＰＵからの走査信号が入力されると、レジスタ３０Ｒに電磁型が記憶されていることにより、図５に示す電流駆動信号Ｇ３,Ｇ４を出力する。このとき、制御部３０から電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２を出力させない。
【００２２】
電流出力部５０のスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４のゲートに電流駆動信号Ｇ３のＬレベルが入力されるとスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオンし、スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３のゲートに電流駆動信号Ｇ４のＬレベルが入力されるとスイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオフする。スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオフし、スイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオンすることにより、図８（Ａ）に示すように駆動電流Ｉ１が流れる。この駆動電流Ｉ１は図４に示すアクチュエータのコイル１７に流れ、ミラー１６がトーションバー１６ａを中心にして例えば上方に回動していく。
【００２３】
次に、スイッチ素子Ｑ１,Ｑ４のゲートに電流駆動信号Ｇ３のＨレベルが入力されるとスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオフし、スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３のゲートに電流駆動信号Ｇ４のＨレベルが入力されるとスイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオンする。スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオンし、スイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオフすることにより、図８（Ｂ）に示すように駆動電流Ｉ２が流れ、この駆動電流Ｉ２が図４に示すアクチュエータのコイル１７に流れ、ミラー１６がトーションバー１６ａを中心にして下方に回動していく。このようにミラー１６が上下に回動してレーザ光を走査していくことになる。
【００２４】
アクチュエータ１１を電磁型から圧電型へ交換する場合も、上記と同様に、制御部３０のレジスタ３０Ｒに記憶されているデータを書き換えるだけでよい。
【００２５】
このように、アクチュエータ１１を圧電型から電磁型へ、あるいは電磁型から圧電型へ交換する場合、制御部３０のレジスタ３０Ｒに記憶されているデータを書き換えるだけでよいので、駆動回路２０をアクチュエータ１１の種類に合わせて交換する必要がなく、その交換作業もいたって簡単に行えることになる。
【００２６】
上記実施例では、駆動回路２０とは別に高電圧出力回路８０を設けているが、図９に示すように低電圧電源回路７０が出力する電圧を昇圧する昇圧回路１８０を設ければ、この昇圧回路１８０を駆動回路２０に組み込むことが可能となり、アクチュエータ駆動装置１０の小型化を図ることができる。
【００２７】
また、レジスタ３０Ｒにデータを書き込むようにしているが、ＲＯＭ（記憶部）を使用してもよい。
［第２実施例］
図１０は第２実施例のアクチュエータ駆動装置１００の構成を示す。この第２実施例では、アクチュエータ駆動装置１００の駆動回路１２０に選択部１０１を設けて、出力切替部６０の切り替えを制御部３０の切替信号（内部切替信号）Ｇ５と、外部からの外部切替信号Ｇ６とのどちらか一方を選択して行えるようにしたものである。
【００２８】
選択部１０１は、オア回路１０２と、アンド回路１０３,１０４と、インバータ１０５とを有している。制御部３０の切替信号Ｇ５がアンド回路１０３の一方の入力端子に入力し、アンド回路１０３の他方の入力端子が選択端子Ｔ１に接続されている。また、選択端子Ｔ１はインバータ１０５を介してアンド回路１０４の一方の入力端子に接続され、アンド回路１０４の他方の入力端子が外部入力端子Ｔ２に接続されている。アンド回路１０３,１０４の出力端子はオア回路１０２の入力端子にそれぞれ接続され、オア回路１０２の出力端子が出力切替部６０の入力端子６０ｃに接続されている。
［動 作］
次に、第２実施例のアクチュエータ駆動装置１００の動作について説明する。
【００２９】
選択端子Ｔ１にＨレベルの信号（選択信号）が入力されているとき、このＨレベルの信号はインバータ１０５によりＬレベルの信号に変換されてアンド回路１０４の一方の入力端子に入力するので、外部入力端子Ｔ２に入力する外部信号Ｇ６はアンド回路１０４から出力されないことになる。他方、選択端子Ｔ１にＨレベルの信号が入力されていることにより、アンド回路１０３の一方の入力端子に切替信号Ｇ５が入力されれば、この切替信号Ｇ５がオア回路１０２に入力し、このオア回路１０２から切替信号Ｇ５が出力されて出力切替部６０の入力端子６０ｃに入力する。
【００３０】
出力切替部６０は、入力端子６０ｃに入力した切替信号Ｇ５に基づいて、出力端子６０ａ,６０ｂと電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂまたは電流出力部５０の出力端子５０ａ,５０ｂとを接続する。
【００３１】
選択端子Ｔ１にＬレベルの信号（選択信号）が入力されているとき、アンド回路１０３の他方の入力端子にＬレベルの信号が入力するので、アンド回路１０３から切替信号Ｇ５が出力されないことになる。他方、選択端子Ｔ１のＬレベルの信号はインバータ１０５によりＨレベルの信号に変換されてアンド回路１０４の一方の入力端子に入力するので、アンド回路１０４から外部入力端子Ｔ２の外部切替信号Ｇ６が出力され、オア回路１０２を介して出力切替部６０の入力端子６０ｃに入力する。出力切替部６０は、入力端子６０ｃに入力した切替信号Ｇ６に基づいて、出力端子６０ａ,６０ｂと電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂまたは電流出力部５０の出力端子５０ａ,５０ｂとを接続する。
【００３２】
このように、選択端子Ｔ１にＨレベルの信号を入力すると出力切替部６０の切り替えは制御部３０の切替信号Ｇ５のみによって行われ、選択端子Ｔ１にＬレベルの信号を入力すると出力切替部６０の切り替えは外部入力端子Ｔ２の外部切替信号Ｇ６のみによって行われることになる。
【００３３】
この第２実施例によれば、外部切替信号Ｇ６で出力切替部６０の切り替えを行えば、外部入力端子Ｔ２に外部切替信号Ｇ６を入力してから出力切替部６０の切り替えが行われるまでの時間を短縮することができる。因みに、制御部３０の切替信号Ｇ５で切り替えを行う場合、レジスタ３０Ｒの書き換えや制御部３０の初期化などを行わなければならないので、出力切替部６０の切り替えに時間を要してしまう。
【００３４】
なお、第２実施例の他の動作は第１実施例と同様なので、その説明は省略する。
【００３５】
第１,第２実施例の駆動回路２０,１２０はいずれも１軸のアクチュエータ１１に適用した場合について説明したが、２軸のアクチュエータに適用できることは勿論である。この場合、駆動回路２０,１２０を２つ使用するものである。
［映像機器］
図１１は駆動回路２０を適用した映像機器２００を示したものである。この映像機器２００は、スクリーン２０１にレーザ光を走査させる圧電型の二次元アクチュエータ２０２と、二次元アクチュエータ２０２のミラー(図示せず)に向けてレーザ光を射出するレーザ光源２０３と、二次元アクチュエータ２０２のミラーを垂直軸回りに回動させるアクチュエータ駆動装置１０と、そのミラーを水平軸回りに回動させるアクチュエータ駆動装置１０Ａと、映像信号を出力するビデオコーダ２０４と、このビデオコーダ２０４から出力される少なくとも１画面分の映像信号を記憶するフレームメモリ(図示せず)を有する制御装置２０５とを備えている。
【００３６】
制御装置２０５は、フレームメモリに記憶された映像信号に基づいてレーザ光源２０３やアクチュエータ駆動装置１０,１０Ａを制御して、スクリーン２０１に映像信号に基づいた画像を表示させるものである。
【００３７】
アクチュエータ駆動装置１０はレーザ光を水平走査させ、アクチュエータ駆動装置１０Ａはレーザ光を垂直方向へ走査させるものであり、アクチュエータ駆動装置１０とアクチュエータ駆動装置１０Ａとは同じ構成となっている。
【００３８】
二次元アクチュエータ２０２を電磁型のアクチュエータに交換する場合、第１実施例と同様に、アクチュエータ駆動装置１０,１０Ａの制御部３０のレジスタ３０Ｒ（図１参照）のデータを書き換えればよいだけである。電磁型から圧電型に変更する場合も同様である。
【００３９】
この映像機器２００では、第１実施例のアクチュエータ駆動装置１０を用いているが第２実施例のアクチュエータ駆動装置１００を用いてもよい。
【００４０】
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【符号の説明】
【００４１】
１０ アクチュエータ駆動装置
２０ 駆動回路
３０ 制御部
４０ 電圧出力部（駆動電圧出力部）
５０ 電流出力部（駆動電流出力部）
６０ 出力切替部
６０ａ 出力端子
６０ｂ 出力端子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特許第３８０４３１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０５５８号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電型アクチュエータと電磁型アクチュエータのどちらでも駆動させることのできるアクチュエータ駆動装置と、このアクチュエータ駆動装置を備えた映像機器とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電型アクチュエータと電磁型アクチュエータとが知られている（特許文献１,２参照）。
【０００３】
圧電型アクチュエータは、圧電体の一方の端子に正弦波電圧を印加させ、圧電体の他方の端子に反転した正弦波電圧を印加させて、その圧電体を伸縮させるものである。
【０００４】
電磁型アクチュエータは、可動板にコイルを設け、このコイルに電流を流すことにより可動板を揺動させるようにしたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、圧電型アクチュエータの場合、圧電素子に掛ける必要な電圧は数１０Ｖから数１００Ｖと比較的高い電圧である。これに対して、電磁型アクチュエータの場合、コイルを駆動することになるので、電圧は比較的小さくて済むが、それなりの電流をコイルに供給しなければならない。
【０００６】
このように、圧電型アクチュエータと電磁型アクチュエータとでは駆動方式が異なることになり、アクチュエータを圧電型から電磁型へ、あるいは電磁型から圧電型へ変更する場合、駆動回路も変更しなければならず、非常に面倒であるという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、アクチュエータの素子を変更する場合、駆動回路を変更する必要のないアクチュエータ駆動装置と、このアクチュエータ駆動装置を備えた映像機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、圧電型アクチュエータを駆動させる駆動電圧を出力する駆動電圧出力部と、電磁型アクチュエータを駆動させる駆動電流を出力する駆動電流出力部と、前記駆動電圧出力部から出力される駆動電圧と前記駆動電流出力部から出力される駆動電流のどちらか一方に切り替える出力切替部と、前記駆動電圧出力部と駆動電流出力部と出力切替部とを制御する制御部とを備え、この制御部は、駆動させるアクチュエータの圧電型または電磁型の種類に応じて前記駆動電圧出力部または駆動電流出力部を駆動制御するとともに前記出力切替部の切り替を制御して、該出力切替部の出力端子から駆動電圧または駆動電流を出力させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、アクチュエータの素子を変更する場合、駆動回路を変更する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係るアクチュエータ駆動装置の構成を示したブロック図である。
【図２】圧電型のアクチュエータの構成を概略的に示した説明図である。
【図３】図２のアクチュエータの圧電素子に印加する駆動電圧を示した説明図である。
【図４】電磁型のアクチュエータの構成を概略的に示した説明図である。
【図５】図４のアクチュエータを駆動させるための電流駆動信号を示した説明図である。
【図６】電圧出力部の構成を示した回路図である。
【図７】電流出力部の構成を示した回路図である。
【図８】（Ａ）はアクチュエータに流れる電流の向きを示した説明図、（Ｂ）は（Ａ）と逆方向に流れる電流の向きを示した説明図である。
【図９】他の例のアクチュエータ駆動装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】第２実施例のアクチュエータ駆動装置の構成を示したブロック図である。
【図１１】映像機器の構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明に係るアクチュエータ駆動装置と映像機器の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１２】
［第１実施例］
［アクチュエータ駆動装置］
図１に示すアクチュエータ駆動装置１０は、アクチュエータ１１を駆動させる駆動回路２０と、この駆動回路２０に電源を供給する低電圧電源回路７０と、数１０Ｖから高電圧を出力する高電圧出力回路８０とを有している。駆動回路２０は１チップで構成されている。また、低電圧電源回路７０は電源用の電圧Ｖ＋と、電圧Ｖ−とを出力するようになっている。
［アクチュエータ］
アクチュエータ１１は、例えば圧電型アクチュエータの場合、図２に示すように、レーザ光を偏向するためのミラーである振動子１２と、この振動子１２を軸１２ａ回りに回動させる圧電素子１３ａ〜１３ｄとを有している。圧電素子１３ａ,１３ｂは駆動電圧Ｖ１で駆動され、圧電素子１３ｃ,１３ｄは駆動電圧Ｖ２で駆動される。なお、圧電素子１３ａ〜１３ｄの裏面は共通電極となっており、一定の固定電圧が印加されるようになっている。
【００１３】
駆動電圧Ｖ１,Ｖ２は、図３に示すように、互いに１８０度位相がずれており、この駆動電圧Ｖ１,Ｖ２によって振動子１２を軸１２ａを中心にして左右に回動させていくものである。振動子１２の回動の説明は、特開２０１１−４３３９号公報に記載されているので、ここでは省略する。
【００１４】
アクチュエータ１１は、電磁型アクチュエータの場合、図４に示すようにヨーク１４に取り付けた磁石１５と、トーションバー１６ａに支持されるとともにレーザ光を偏向させるためのミラー１６と、ミラー１６の裏面に設けたコイル１７とを有している。コイル１７に電流を流すことによってミラー１６をトーションバー１６ａ回りに回動させるものであり、電流の向きによって回動方向を変えるものである。
［駆動回路］
駆動回路２０は、図１に示すように、中央制御ユニットＣＰＵからの制御信号に基づいてアクチュエータ１１を駆動させるための電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２または電流駆動信号Ｇ３,Ｇ４を出力する制御部３０と、制御部３０から出力される電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２によってアクチュエータ１１を駆動させる駆動電圧Ｖ１,Ｖ２を出力する電圧出力部（駆動電圧出力部）４０と、制御部３０から出力される電流駆動信号Ｇ３,Ｇ４によってアクチュエータ１１を駆動させる駆動電流を出力する電流出力部（駆動電流出力部）５０と、電圧出力部４０から出力される駆動電圧Ｖ１,Ｖ２と電流出力部５０から出力される駆動電流のどちらか一方に切り替えて出力する出力切替部６０とを備えている。
［制御部］
制御部３０は、アクチュエータ１１が圧電型か電磁型かを記憶するレジスタ（記憶部）３０Ｒを備えており、このレジスタ３０Ｒに記憶された圧電型か電磁型かに基づいて、電圧出力部４０へ互いに位相が１８０度ずれた正弦波状の電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２を出力したり、電流出力部５０へＨレベルかＬレベルかを示す電流駆動信号Ｇ３,Ｇ４を図５に示すように出力したり、出力切替部６０の切り替えを行わせる切替信号Ｇ５を出力したりする。
［電圧出力部］
電圧出力部４０は、図６に示すように、制御部３０から出力される電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２を増幅して駆動電圧Ｖ１,Ｖ２を出力する増幅器４１,４２とを有している。増幅器４１,４２は駆動電圧Ｖ１,Ｖ２が数１０Ｖから数１００Ｖまでの範囲の電圧となるように増幅する。
［電流出力部］
電流出力部５０は、図７に示すように、Ｐ−チャンネルＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４と、Ｎ−チャンネルＦＥＴであるスイッチ素子Ｑ２,Ｑ３とを有し、スイッチ素子Ｑ１,Ｑ４のゲートにＬレベルの電流駆動信号Ｇ３（電圧Ｖ−）が入力するとスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオンして図８（Ａ）に示すように駆動電流Ｉ１が流れ、スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３のゲートにＨレベルの電流駆動信号Ｇ４（電圧Ｖ＋）が入力するとスイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオンして図８（Ｂ）に示すように駆動電流Ｉ２が流れるようになっている。駆動電流Ｉ１と駆動電流Ｉ２は大きさが同じでコイル１７に流れる電流の向きが異なるだけである。
［出力切替部］
出力切替部６０は、スイッチ回路(図示せず)から構成され、制御部３０からの切替信号Ｇ５によってスイッチ回路をオン・オフさせることにより、図１に示す電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂと出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂとを接続したり、電流出力部５０の出力端子５０ａ,５０ｂと出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂとを接続したりするものである。すなわち、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂに接続する接続端子をどちらか一方に切り替えるものであり、この切り替えによって電圧出力部４０の駆動電圧Ｖ１,Ｖ２を出力端子６０ａ,６０ｂから出力したり、出力端子６０ａ,６０ｂから駆動電流Ｉ１,Ｉ２を出力したりするものである。６０ｃは切替信号Ｇ５を入力する入力端子である。
［動 作］
次に、上記のように構成されるアクチュエータ駆動装置１０の動作について説明する。
【００１５】
先ず、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂにアクチュエータ１１を接続する前に、アクチュエータ１１が圧電型か電磁型かの種類を制御部３０のレジスタ３０Ｒに記憶させる。この記憶は、図示しないキースイッチの操作によって行うものであり、このキースイッチの操作が行われると中央制御ユニットＣＰＵを介して制御部３０のレジスタ３０Ｒに圧電型か電磁型かを示す情報が記憶される。次に、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂにアクチュエータ１１を接続する。ここでは、例えば圧電型の情報が記憶されたものとして説明する。
【００１６】
制御部３０は、中央制御ユニットＣＰＵからの走査信号が入力されると、レジスタ３０Ｒに圧電型の情報が記憶されていることにより、電圧出力部４０へ電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２を出力し、電流出力部５０のスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４のゲートにはＨレベルの電流駆動信号Ｇ３を出力し、スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３のゲートにはＬレベルの電流駆動信号Ｇ４を出力してスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４をオフにさせておく。
【００１７】
制御部３０からの電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２の出力により、電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂから図３に示す駆動電圧Ｖ１,Ｖ２が出力される。
【００１８】
また、制御部３０はレジスタ３０Ｒに記憶された圧電型の情報に基づいて切替信号Ｇ５を出力し、出力切替部６０はその切替信号Ｇ５によって出力端子６０ａ,６０ｂと電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂとを接続する。
【００１９】
電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂから出力される駆動電圧Ｖ１,Ｖ２は、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂと電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂとが接続されていることにより、出力端子４０ａ,４０ｂから出力されて図２に示すアクチュエータ１１の圧電素子１３ａ〜１３ｄに印加される。この駆動電圧Ｖ１,Ｖ２の印加により、振動子１２は軸１２ａを中心にして左右に回動してレーザ光を走査していく。
【００２０】
アクチュエータ１１を圧電型から電磁型へ交換する場合、図示しないキースイッチの操作によって制御部３０のレジスタ３０Ｒに記憶されているデータを書き換える。すなわち、圧電型から電磁型への情報に書き換える。次に、出力切替部６０の出力端子６０ａ,６０ｂに図４に示す電磁型のアクチュエータを接続する。
【００２１】
制御部３０は、中央制御ユニットＣＰＵからの走査信号が入力されると、レジスタ３０Ｒに電磁型が記憶されていることにより、図５に示す電流駆動信号Ｇ３,Ｇ４を出力する。このとき、制御部３０から電圧駆動信号Ｇ１,Ｇ２を出力させない。
【００２２】
電流出力部５０のスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４のゲートに電流駆動信号Ｇ３のＬレベルが入力されるとスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオンし、スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３のゲートに電流駆動信号Ｇ４のＬレベルが入力されるとスイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオフする。スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオフし、スイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオンすることにより、図８（Ａ）に示すように駆動電流Ｉ１が流れる。この駆動電流Ｉ１は図４に示すアクチュエータのコイル１７に流れ、ミラー１６がトーションバー１６ａを中心にして例えば上方に回動していく。
【００２３】
次に、スイッチ素子Ｑ１,Ｑ４のゲートに電流駆動信号Ｇ３のＨレベルが入力されるとスイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオフし、スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３のゲートに電流駆動信号Ｇ４のＨレベルが入力されるとスイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオンする。スイッチ素子Ｑ２,Ｑ３がオンし、スイッチ素子Ｑ１,Ｑ４がオフすることにより、図８（Ｂ）に示すように駆動電流Ｉ２が流れ、この駆動電流Ｉ２が図４に示すアクチュエータのコイル１７に流れ、ミラー１６がトーションバー１６ａを中心にして下方に回動していく。このようにミラー１６が上下に回動してレーザ光を走査していくことになる。
【００２４】
アクチュエータ１１を電磁型から圧電型へ交換する場合も、上記と同様に、制御部３０のレジスタ３０Ｒに記憶されているデータを書き換えるだけでよい。
【００２５】
このように、アクチュエータ１１を圧電型から電磁型へ、あるいは電磁型から圧電型へ交換する場合、制御部３０のレジスタ３０Ｒに記憶されているデータを書き換えるだけでよいので、駆動回路２０をアクチュエータ１１の種類に合わせて交換する必要がなく、その交換作業もいたって簡単に行えることになる。
【００２６】
上記実施例では、駆動回路２０とは別に高電圧出力回路８０を設けているが、図９に示すように低電圧電源回路７０が出力する電圧を昇圧する昇圧回路１８０を設ければ、この昇圧回路１８０を駆動回路２０に組み込むことが可能となり、アクチュエータ駆動装置１０の小型化を図ることができる。
【００２７】
また、レジスタ３０Ｒにデータを書き込むようにしているが、ＲＯＭ（記憶部）を使用してもよい。
［第２実施例］
図１０は第２実施例のアクチュエータ駆動装置１００の構成を示す。この第２実施例では、アクチュエータ駆動装置１００の駆動回路１２０に選択部１０１を設けて、出力切替部６０の切り替えを制御部３０の切替信号（内部切替信号）Ｇ５と、外部からの外部切替信号Ｇ６とのどちらか一方を選択して行えるようにしたものである。
【００２８】
選択部１０１は、オア回路１０２と、アンド回路１０３,１０４と、インバータ１０５とを有している。制御部３０の切替信号Ｇ５がアンド回路１０３の一方の入力端子に入力し、アンド回路１０３の他方の入力端子が選択端子Ｔ１に接続されている。また、選択端子Ｔ１はインバータ１０５を介してアンド回路１０４の一方の入力端子に接続され、アンド回路１０４の他方の入力端子が外部入力端子Ｔ２に接続されている。アンド回路１０３,１０４の出力端子はオア回路１０２の入力端子にそれぞれ接続され、オア回路１０２の出力端子が出力切替部６０の入力端子６０ｃに接続されている。
［動 作］
次に、第２実施例のアクチュエータ駆動装置１００の動作について説明する。
【００２９】
選択端子Ｔ１にＨレベルの信号（選択信号）が入力されているとき、このＨレベルの信号はインバータ１０５によりＬレベルの信号に変換されてアンド回路１０４の一方の入力端子に入力するので、外部入力端子Ｔ２に入力する外部信号Ｇ６はアンド回路１０４から出力されないことになる。他方、選択端子Ｔ１にＨレベルの信号が入力されていることにより、アンド回路１０３の一方の入力端子に切替信号Ｇ５が入力されれば、この切替信号Ｇ５がオア回路１０２に入力し、このオア回路１０２から切替信号Ｇ５が出力されて出力切替部６０の入力端子６０ｃに入力する。
【００３０】
出力切替部６０は、入力端子６０ｃに入力した切替信号Ｇ５に基づいて、出力端子６０ａ,６０ｂと電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂまたは電流出力部５０の出力端子５０ａ,５０ｂとを接続する。
【００３１】
選択端子Ｔ１にＬレベルの信号（選択信号）が入力されているとき、アンド回路１０３の他方の入力端子にＬレベルの信号が入力するので、アンド回路１０３から切替信号Ｇ５が出力されないことになる。他方、選択端子Ｔ１のＬレベルの信号はインバータ１０５によりＨレベルの信号に変換されてアンド回路１０４の一方の入力端子に入力するので、アンド回路１０４から外部入力端子Ｔ２の外部切替信号Ｇ６が出力され、オア回路１０２を介して出力切替部６０の入力端子６０ｃに入力する。出力切替部６０は、入力端子６０ｃに入力した切替信号Ｇ６に基づいて、出力端子６０ａ,６０ｂと電圧出力部４０の出力端子４０ａ,４０ｂまたは電流出力部５０の出力端子５０ａ,５０ｂとを接続する。
【００３２】
このように、選択端子Ｔ１にＨレベルの信号を入力すると出力切替部６０の切り替えは制御部３０の切替信号Ｇ５のみによって行われ、選択端子Ｔ１にＬレベルの信号を入力すると出力切替部６０の切り替えは外部入力端子Ｔ２の外部切替信号Ｇ６のみによって行われることになる。
【００３３】
この第２実施例によれば、外部切替信号Ｇ６で出力切替部６０の切り替えを行えば、外部入力端子Ｔ２に外部切替信号Ｇ６を入力してから出力切替部６０の切り替えが行われるまでの時間を短縮することができる。因みに、制御部３０の切替信号Ｇ５で切り替えを行う場合、レジスタ３０Ｒの書き換えや制御部３０の初期化などを行わなければならないので、出力切替部６０の切り替えに時間を要してしまう。
【００３４】
なお、第２実施例の他の動作は第１実施例と同様なので、その説明は省略する。
【００３５】
第１,第２実施例の駆動回路２０,１２０はいずれも１軸のアクチュエータ１１に適用した場合について説明したが、２軸のアクチュエータに適用できることは勿論である。この場合、駆動回路２０,１２０を２つ使用するものである。
［映像機器］
図１１は駆動回路２０を適用した映像機器２００を示したものである。この映像機器２００は、スクリーン２０１にレーザ光を走査させる圧電型の二次元アクチュエータ２０２と、二次元アクチュエータ２０２のミラー(図示せず)に向けてレーザ光を射出するレーザ光源２０３と、二次元アクチュエータ２０２のミラーを垂直軸回りに回動させるアクチュエータ駆動装置１０と、そのミラーを水平軸回りに回動させるアクチュエータ駆動装置１０Ａと、映像信号を出力するビデオコーダ２０４と、このビデオコーダ２０４から出力される少なくとも１画面分の映像信号を記憶するフレームメモリ(図示せず)を有する制御装置２０５とを備えている。
【００３６】
制御装置２０５は、フレームメモリに記憶された映像信号に基づいてレーザ光源２０３やアクチュエータ駆動装置１０,１０Ａを制御して、スクリーン２０１に映像信号に基づいた画像を表示させるものである。
【００３７】
アクチュエータ駆動装置１０はレーザ光を水平走査させ、アクチュエータ駆動装置１０Ａはレーザ光を垂直方向へ走査させるものであり、アクチュエータ駆動装置１０とアクチュエータ駆動装置１０Ａとは同じ構成となっている。
【００３８】
二次元アクチュエータ２０２を電磁型のアクチュエータに交換する場合、第１実施例と同様に、アクチュエータ駆動装置１０,１０Ａの制御部３０のレジスタ３０Ｒ（図１参照）のデータを書き換えればよいだけである。電磁型から圧電型に変更する場合も同様である。
【００３９】
この映像機器２００では、第１実施例のアクチュエータ駆動装置１０を用いているが第２実施例のアクチュエータ駆動装置１００を用いてもよい。
【００４０】
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【符号の説明】
【００４１】
１０ アクチュエータ駆動装置
２０ 駆動回路
３０ 制御部
４０ 電圧出力部（駆動電圧出力部）
５０ 電流出力部（駆動電流出力部）
６０ 出力切替部
６０ａ 出力端子
６０ｂ 出力端子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特許第３８０４３１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０５５８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電型アクチュエータを駆動させる駆動電圧を出力する駆動電圧出力部と、電磁型アクチュエータを駆動させる駆動電流を出力する駆動電流出力部と、前記駆動電圧出力部から出力される駆動電圧と前記駆動電流出力部から出力される駆動電流のどちらか一方に切り替える出力切替部と、前記駆動電圧出力部と駆動電流出力部と出力切替部とを制御する制御部とを備え、この制御部は、駆動させるアクチュエータの圧電型または電磁型の種類に応じて前記駆動電圧出力部または駆動電流出力部を駆動制御するとともに前記出力切替部の切り替を制御して、該出力切替部の出力端子から駆動電圧または駆動電流を出力させることを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御部から出力される前記出力切替部の内部切替信号と、外部からの外部切替信号とのどちらか一方を任意に選択する選択部を設け、
この選択部が選択した内部切替信号または外部切替信号によって前記出力切替部の切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項３】
駆動するアクチュエータの種類を記憶する書き換え可能な記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されたアクチュエータの種類に応じて前記切替部の切り替えを制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のアクチュエータ駆動装置を備えたことを特徴とする映像機器。
【請求項１】
圧電型アクチュエータを駆動させる駆動電圧を出力する駆動電圧出力部と、電磁型アクチュエータを駆動させる駆動電流を出力する駆動電流出力部と、前記駆動電圧出力部から出力される駆動電圧と前記駆動電流出力部から出力される駆動電流のどちらか一方に切り替える出力切替部と、前記駆動電圧出力部と駆動電流出力部と出力切替部とを制御する制御部とを備え、この制御部は、駆動させるアクチュエータの圧電型または電磁型の種類に応じて前記駆動電圧出力部または駆動電流出力部を駆動制御するとともに前記出力切替部の切り替を制御して、該出力切替部の出力端子から駆動電圧または駆動電流を出力させることを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
【請求項２】
前記制御部から出力される前記出力切替部の内部切替信号と、外部からの外部切替信号とのどちらか一方を任意に選択する選択部を設け、
この選択部が選択した内部切替信号または外部切替信号によって前記出力切替部の切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項３】
駆動するアクチュエータの種類を記憶する書き換え可能な記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されたアクチュエータの種類に応じて前記切替部の切り替えを制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のアクチュエータ駆動装置を備えたことを特徴とする映像機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４２５８５（Ｐ２０１３−４２５８５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６７６３（Ｐ２０１１−１７６７６３）
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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