特開 2024-87895 制振装置および制振方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024087895

(43)【公開日】2024-07-02

(54)【発明の名称】制振装置および制振方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/02 20060101AFI20240625BHJP

【ＦＩ】

F16F15/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022202793

(22)【出願日】2022-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000660

【氏名又は名称】Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｐａｒｔｎｅｒｓ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】須藤 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】山田 英幸

(72)【発明者】

【氏名】若林 慎一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 竜矢

【テーマコード（参考）】

3J048

【Ｆターム（参考）】

3J048AD02

3J048AD03

3J048AD14

3J048CB19

3J048CB23

3J048CB24

3J048EA07

(57)【要約】

【課題】制振対象物の制振制御の不安定化の防止。
【解決手段】制振対象物に取り付けられた物理量センサーの出力信号から前記制振対象物の共振周波数成分を抽出するフィルター部と、前記フィルター部で抽出された前記共振周波数成分の周波数に基づいて正弦波信号を生成する正弦波信号生成部と、前記フィルター部で抽出された前記共振周波数成分の振幅に基づいて制御ゲインを演算するゲイン演算部と、前記正弦波信号に前記制御ゲインを乗算して生成した制振信号によってアクチュエーターを駆動して前記制振対象物の振動を低減する制振部と、を含む、制振装置を構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制振対象物に取り付けられた物理量センサーの出力信号から前記制振対象物の共振周波数成分を抽出するフィルター部と、
前記フィルター部で抽出された前記共振周波数成分の周波数に基づいて正弦波信号を生成する正弦波信号生成部と、
前記フィルター部で抽出された前記共振周波数成分の振幅に基づいて制御ゲインを演算するゲイン演算部と、
前記正弦波信号に前記制御ゲインを乗算して生成した制振信号によってアクチュエーターを駆動して前記制振対象物の振動を低減する制振部と、
を含む、制振装置。

【請求項2】

前記正弦波信号生成部は、
前記正弦波信号を生成するデジタル制御発振器と、
前記デジタル制御発振器が生成する前記正弦波信号の周波数を前記フィルター部で抽出された前記共振周波数成分の周波数に合わせるデジタルＰＬＬ回路と、を含む、
請求項１に記載の制振装置。

【請求項3】

前記デジタルＰＬＬ回路は、前記デジタル制御発振器に入力される周波数制御値に位相調整値を加算し、前記共振周波数成分に対して前記位相調整値に対応する位相のずれが生じた前記正弦波信号を前記デジタル制御発振器から出力させる、
請求項２に記載の制振装置。

【請求項4】

前記位相調整値に対応する位相のずれと、前記制振対象物によって生じる位相のずれとの和は、前記共振周波数成分を打ち消す位相のずれとなる、
請求項３に記載の制振装置。

【請求項5】

前記ゲイン演算部は、
前記フィルター部で抽出された前記共振周波数成分を２乗して振幅信号を生成する振幅信号生成部と、
前記振幅信号に基づいてＰＩ制御を行って前記制御ゲインを演算するＰＩ制御部と、を含む、
請求項１に記載の制振装置。

【請求項6】

前記ＰＩ制御部は、
前記振幅信号と０より大きいターゲット値と、の差分をＰＩ制御して前記制御ゲインを演算する、
請求項５に記載の制振装置。

【請求項7】

制振対象物に取り付けられた物理量センサーの出力信号から前記制振対象物の共振周波数成分を抽出し、
抽出された前記共振周波数成分の周波数に基づいて正弦波信号を生成し、
抽出された前記共振周波数成分の振幅に基づいて制御ゲインを演算し、
前記正弦波信号に前記制御ゲインを乗算して生成した制振信号によって前記制振対象物の振動を低減する、
制振方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制振装置および制振方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ジャイロセンサー等の物理量センサーによって検出した検出信号に基づいてアクチュエーターを駆動し、制振対象物の制振を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、加速度センサーによって制振対象物の振動状態を検出し、検出した信号に対して増幅等の処理を行って制振対象物の振動を減殺する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－８７８８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術においては、制振対象物の振動を物理量センサーによって検出し、検出された信号自体に対して増幅等の処理を行っている。このため、物理量センサーによって検出された振動の振幅が小さくなると、増幅率を上げる必要がある。しかし、増幅率を上げると外乱に弱くなったり、発振の可能性が増大するなどして制御が不安定になる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための制振装置は、制振対象物に取り付けられた物理量センサーの出力信号から前記制振対象物の共振周波数成分を抽出するフィルター部と、前記フィルター部で抽出された前記共振周波数成分の周波数に基づいて正弦波信号を生成する正弦波信号生成部と、前記フィルター部の出力信号の振幅に基づいて制御ゲインを演算するゲイン演算部と、前記正弦波信号に前記制御ゲインを乗算して生成した制振信号によって前記制振対象物の振動を低減する制振部と、を含む。

【0006】

また、上記課題を解決するための制振方法においては、制振対象物に取り付けられた物理量センサーの出力信号から前記制振対象物の共振周波数成分を抽出し、前記フィルター部で抽出された前記共振周波数成分の周波数に基づいて正弦波信号を生成し、前記フィルター部の出力信号の振幅に基づいて制御ゲインを演算し、前記正弦波信号に前記制御ゲインを乗算して生成した制振信号によって前記制振対象物の振動を低減する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】物理量センサーを備える制振ボックスの利用例を示す図。

【図2】制振ボックスのブロック図。

【図3】プロセッサーの構成を示すブロック図。

【図4】ＩＩＲフィルターの構成例を示す図。

【図5】正弦波信号生成部の構成を示すブロック図。

【図6】位相検出器を構成する各回路が出力する信号のタイミングチャートである。

【図7】周波数が調整される様子を説明する図。

【図8】位相が調整される様子を説明する図。

【図9】ゲイン演算部の構成を示す図。

【図10】２乗される前の共振周波数成分を模式的に示す図。

【図11】２乗された後の信号を実線によって示す図。

【図12】物理量センサーを備える制振ボックスの利用例を示す図。

【図13】正弦波信号生成部の他の構成例を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る物理量センサー２を備える制振ボックス１の利用例を示す図であり、図２は、本発明の実施形態に係る制振ボックス１のブロック図である。図１においては、プロジェクターＰが天井Ｃに取り付けられた状態を示している。プロジェクターＰは、図示しないスクリーンに所定の画像を投影する装置である。プロジェクターＰは制振対象物の一例である。

【0009】

プロジェクターＰの一面には制振ボックス１が取り付けられている。制振ボックス１は、筐体を備えており、筐体内に物理量センサー２およびアクチュエーター４０を備えている。従って、本実施形態においては、物理量センサー２やアクチュエーター４０がプロジェクターＰに取り付けられるとも言える。

【0010】

物理量センサー２は、共振特性測定モードと制振モードとのそれぞれで動作する。むろん、他のモードで動作可能であっても良い。制振モードで動作している場合、物理量センサー２は、プロジェクターＰの使用過程で発生している振動を検出し、振動を抑制するようにアクチュエーター４０を駆動することでプロジェクターＰを制振することができる（詳細は後述）。

【0011】

また、物理量センサー２は、後述する端子を介してコンピューターＰＣと接続可能である。本実施形態においてコンピューターＰＣは、プロジェクターＰの共振特性を測定するための共振特性測定モードで使用される。制振モードにおいてコンピューターＰＣは使用されない。共振特性測定モードにおいて、物理量センサー２は、アクチュエーターによってプロジェクターＰを加振し、プロジェクターＰにおいて発生した振動をコンピューターＰＣで取得することで共振特性を測定する（詳細は後述）。

【0012】

コンピューターＰＣは、物理量センサー２の出力信号に基づいて各種の演算処理を実施可能なコンピューターであれば良く、可搬型であってもよいし、据置型であっても良い。また、端末の形態も限定されず、タブレット型等であっても良いしスマートフォン等であっても良い。

【0013】

本実施形態において物理量センサー２は、回路装置１０と、センサー素子２０と、を備えている。物理量センサー２は、アクチュエーター４０に接続されている。また、物理量センサー２は、端子１ａを介してコンピューターＰＣと接続される。本実施形態においてアクチュエーター４０は、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）であるが、アクチュエーター４０はＶＣＭに限定されない。

【0014】

本実施形態においてセンサー素子２０は、ジャイロセンサー素子である。センサー素子２０としては、種々の態様のジャイロセンサーを採用可能である。例えば、所定軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサー等をセンサー素子２０として採用可能である。センサー素子２０は、センサー素子２０に作用した角速度ωを示す検出信号を出力する。

【0015】

回路装置１０は、センサー素子２０を駆動するための信号を生成する機能と、センサー素子２０からの検出信号に基づいてアクチュエーター４０を駆動する機能と、有する。この回路装置１０は、図２に示すように、駆動回路３１と、信号出力回路３２と、クロック生成回路３３と、メモリー３４と、インターフェース回路３５と、を備える。また、信号出力回路３２は、検出回路３２０と、ＡＤ変換回路３２１と、プロセッサー３２２と、ＤＡ変換回路３２３と、を備えている。

【0016】

駆動回路３１は、図示しないが、例えば、発振回路と、自動利得制御回路と、を備え、発振回路で生成した駆動信号を自動利得制御回路で利得調整してセンサー素子２０の駆動信号電極に入力することで、センサー素子２０を振動させる。

【0017】

検出回路３２０は、同期検波回路である検波回路３２０ａを含む。さらに、検出回路３２０は、検波回路３２０ａの他に、例えば、電流電圧変換アンプと、ＡＣアンプと、９０度位相シフターと、を備える（不図示）。そして、検出回路３２０においては、センサー素子２０が出力した検出信号を電流電圧変換アンプで電流信号から電圧信号に変換し、ＡＣアンプで増幅する。増幅された信号は、検波回路３２０ａに入力される。また、検波回路３２０ａには、駆動回路３１から駆動信号が９０度位相シフターを介して入力される。そして、検波回路３２０ａは、駆動信号を基準信号として同期検波することで、検出信号から角速度情報を抽出して検波信号として出力する。このように、検出回路３２０は、センサー素子２０からの検出信号に基づいて、角速度を検出する。

【0018】

ＡＤ変換回路３２１は、検波回路３２０ａから出力された検波信号（角速度情報）をアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する。

【0019】

プロセッサー３２２は、センサー素子２０の検出信号から抽出された検波信号に基づいて、アクチュエーター４０を駆動するための制振信号を生成する処理を行う回路である。本実施形態においてプロセッサー３２２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーと、ＲＯＭ（Read only memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリーとを含んで構成され、メモリーに記憶されたプログラムをプロセッサーが適宜実行することで、各種機能を実現する。プロセッサー３２２の構成は種々の構成であって良く、例えば、ＦＰＧＡであっても良い。

【0020】

ＤＡ変換回路３２３は、プロセッサー３２２から出力された制振信号をデジタル信号からアナログ信号に変換して出力する。

【0021】

クロック生成回路３３は、図示しない水晶発振器等の発振器からの信号に基づいて、回路装置１０内の各部の動作用のクロック信号を生成する。そして、回路装置１０内の各部は、このクロック信号に同期して動作を行う。

【0022】

メモリー３４は、例えば、書き換え可能なメモリーであり、アクチュエーター４０の制御情報が記憶される。メモリー３４に記憶される情報の書き換えは、コンピューターＰＣによって、端子１ａを通じて行うことが可能となっている。ここで、制御情報とは、プロセッサー３２２がアクチュエーター４０を駆動制御する際に用いられる各種情報である。制御情報には、例えば、プロジェクターＰの共振特性が含まれる。他にも、制御の目標値、制御条件、制御プログラム等が含まれて良い。プロセッサー３２２は、メモリー３４に記憶されている情報を読み込んで利用（共振特性に基づく信号処理等）することが可能となっている。

【0023】

インターフェース回路３５は、制振ボックス１と接続されるコンピューターＰＣとの間でデータ通信を行うための回路である。インターフェース回路３５は、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バスに対応したインターフェース回路であってもよいし、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バスに対応したインターフェース回路であってもよい。

【0024】

制振ボックス１の内部では、センサー素子２０によって検出される所定軸周りの角速度の方向と、アクチュエーター４０が駆動されることによってプロジェクターＰに誘起される所定軸周りの角速度の方向と、が一致するように、センサー素子２０とアクチュエーター４０とが配置される。検出される角速度の方向と、誘起される角速度の方向とは、完全一致でなくてもよく、少なくとも一部で一致していれば良い。

【0025】

制振する方向は複数の方向であっても良い。この場合、センサー素子２０において複数の方向の角速度が検出可能であり、各方向の角速度成分を低減するように複数の方向に駆動するアクチュエーター４０が用いられる。いずれにしても、センサー素子２０によって検出された角速度を減衰させるようにアクチュエーター４０が駆動されると、プロジェクターＰを制振することができる。

【0026】

プロジェクターＰの周囲から天井Ｃ等などを介してプロジェクターＰに伝達され、発生する振動は、一般に、複数の周波数成分の振動が重畳された振動である。このため、当該振動に対応した角速度を示すセンサー素子２０の検出信号にも複数の周波数成分の振動に対応した、複数の周波数成分の角速度が含まれる。従って、センサー素子２０から出力される検出信号が示す角速度は、一般に非常に複雑である。

【0027】

一方、プロジェクターＰにおいて低減すべき振動の周波数は、特定の周波数の振動であることが多い。例えば、特定の周波数において振動の振幅が他の周波数より大きくなり、プロジェクターＰによってスクリーンに投影した映像において視認される場合がある。また、人間の目で視認され得る振動の周波数は特定の範囲の周波数帯域に限定される。これらの特定の周波数または特定の周波数帯域において減衰させるべき周波数は、プロジェクターＰの共振周波数に一致する。このため、共振周波数の振動を低減させれば、比較的単純な制御で、高い効果の制振を行うことができる。そして、このような制御であれば、アクチュエーター４０の動作によって、プロジェクターＰにおいて発生した振動を、実際に、低減させることが可能になる。

【0028】

そこで、本実施形態においては、プロジェクターＰの共振特性を測定し、測定された共振周波数の振動を低減させる構成が採用されている。具体的には、コンピューターＰＣからの所定の指示が行われると、インターフェース回路３５を介してプロセッサー３２２が当該指示を受け付ける。プロセッサー３２２は、当該指示に応じて、共振特性測定モードで動作する。

【0029】

＜共振特性測定モード＞
共振特性測定モードにおいて、プロセッサー３２２は、電子機器であるプロジェクターＰの共振特性を測定するためのアクチュエーター駆動信号を出力する。当該共振特性を測定するためのアクチュエーター駆動信号は、アクチュエーター４０を試験的に振動させるための信号である。

【0030】

本実施形態において、共振特性を測定するためのアクチュエーター駆動信号は、第１～第ｎ（ｎは１以上の整数）の周波数を有する第１～第ｎの交流信号である。交流信号は、振幅が変動する信号であれば良いが、本実施形態においては、正弦波である。すなわち、本実施形態においてプロセッサー３２２は、複数の周波数の正弦波のそれぞれをアクチュエーター駆動信号として出力する。

【0031】

図３は、プロセッサー３２２の構成を示すブロック図である。プロセッサー３２２は、駆動信号出力部３２２ａを備えている。駆動信号出力部３２２ａは、メモリー３４に記憶された値を参照し、特定の周波数であり、既定の振幅である正弦波を生成し、ＤＡ変換回路３２３に対して出力する。正弦波を出力するための構成は、種々の手法を採用可能であり、例えば、以下の式で特定される値を時系列で出力することにより、正弦波のデジタル信号を出力可能である。
Ｓ₀＝０
Ｓ_N+1＝Ｓ_N＋ｓｉｎ（Ｎ＋１）－ｓｉｎ（Ｎ）
ここで、Ｎは、時系列で出力される信号の順番を示す整数であり、０以上の整数値である。ｓｉｎ（Ｎ＋１）－ｓｉｎ（Ｎ）によって算出される値が１周期分特定され、メモリー３４に保持される。プロセッサー３２２は、当該メモリー３４に記憶された値に基づいて、正弦波を示すデジタル信号を出力することが可能である。また、信号の出力間隔を変化させることによって周波数を変化させることができる。

【0032】

ＤＡ変換回路３２３は、当該正弦波をデジタル信号からアナログ信号に変換し、アクチュエーター４０に出力する。この結果、アクチュエーター４０は、特定の周波数の正弦波に対する応答として駆動し、特定の周波数の正弦波でプロジェクターＰを加振する。この際、駆動信号出力部３２２ａは、正弦波の周波数、振幅、位相を示す情報をインターフェース回路３５に出力する。インターフェース回路３５は、当該周波数、振幅、位相を示す情報をコンピューターＰＣに対して出力する。この結果、コンピューターＰＣは、アクチュエーター４０によって加振されている振動の周波数、振幅、位相を特定することができる。駆動信号出力部３２２ａは、正弦波の周波数を順次切り替え、第１～第ｎの周波数の正弦波を出力する。この結果、プロジェクターＰは、第１～第ｎの周波数で加振される。

【0033】

第１～第ｎの周波数は、制振対象の周波数が含まれるように予め決められていれば良く、例えば、０Ｈｚ～２００Ｈｚや０Ｈｚ～８０Ｈｚなどの既定の範囲で、予め決められた周波数ステップで周波数を変化させる構成等を採用可能である。

【0034】

以上のようにしてアクチュエーター駆動信号によってプロジェクターＰが加振された場合に、プロジェクターＰにおいて実際に発生する振動が測定されることによって共振特性が特定される。振動は各種の態様で測定されて良いが、本実施形態においては、センサー素子２０の検出信号に基づいて測定が行われる。すなわち、アクチュエーター駆動信号によってアクチュエーター４０が駆動し、プロジェクターＰが加振されると、センサー素子２０は、当該振動に応じた角速度を示す検出信号を出力する。

【0035】

従って、センサー素子２０は、第１～第ｎのそれぞれの周波数の正弦波によって発生したプロジェクターＰの振動に対応する第１～第ｎの検出信号を出力する。検出信号が出力されると、検出回路３２０，ＡＤ変換回路３２１による信号処理を経て、角速度を示すデジタル信号がプロセッサー３２２に入力される。

【0036】

プロセッサー３２２は、共振特性測定モードにおいて、当該デジタル信号をインターフェース回路３５に対して出力する。インターフェース回路３５は、当該デジタル信号をコンピューターＰＣに対して出力する。この結果、コンピューターＰＣにおいては、プロジェクターＰにおいて実際に発生した振動（角速度）を示す情報を取得することができる。コンピューターＰＣは、当該情報に基づいて、プロジェクターＰにおいて実際に発生した振動の周波数、振幅、位相を取得する。

【0037】

コンピューターＰＣは、図示しないＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備え、各種のプログラムを実行することができる。本実施形態においてコンピューターＰＣは、共振特性の測定プログラムを実行することができる。当該プログラムが実行されている状態において、コンピューターＰＣは、上述のようにしてアクチュエーター４０を駆動する際に用いられた正弦波の周波数、振幅、位相を取得する。また、コンピューターＰＣは、プロジェクターＰにおいて実際に発生した振動の周波数、振幅、位相を取得する。

【0038】

コンピューターＰＣは、取得した情報に基づいて周波数毎に振幅、位相を比較することによって共振特性を取得する。コンピューターＰＣは、加振した振幅を基準とし、測定された振幅との比をゲインとして取得する処理を周波数毎に実施する。コンピューターＰＣは、当該ゲインが基準を満たす周波数を共振周波数ｆ₀として特定する。基準は種々の手法で決められて良く、例えば、ゲインが予め決められた閾値以上である、ゲインが最大である等が基準となり得る。

【0039】

さらに、本実施形態においては、位相のずれが特定されても良い。この場合、コンピューターＰＣは、加振したアクチュエーター駆動信号の位相を基準とし、測定された振動の位相とのずれを、位相のずれとして取得する。当該位相のずれは、振動源からの振動が、プロジェクターＰに作用し、プロセッサー３２２で検出される際に生じる位相のずれである。従って、当該位相のずれは、プロジェクターＰによる伝達特性に応じて発生する位相のずれである。

【0040】

以上のようにして、取得された共振周波数および伝達特性に応じて発生する位相のずれを示す情報は、コンピューターＰＣの図示しない記憶媒体に記憶される。コンピューターＰＣは、インターフェース回路３５を介してこれらの情報を物理量センサー２に出力する。インターフェース回路３５が当該情報を取得すると、当該情報に対応した値がメモリー３４に記録される。

【0041】

＜制振モード＞
共振特性測定モードにおいて測定された情報に対応した値がメモリー３４に記録されると、制振モードにおいて、共振周波数ｆ₀の振動を低減させるための制御を行うことが可能である。すなわち、制振モードは、共振特性測定モードにおいて測定された共振特性に基づいて、プロジェクターＰの振動を低減するための制振信号を出力するモードである。

【0042】

制振モードにおいて、センサー素子２０は、プロジェクターＰの周囲から天井Ｃ等などを介して伝達されることによって、プロジェクターＰにおいて発生する振動を検出する。センサー素子２０から当該振動を示す角速度の検出信号が出力されると、検出回路３２０、ＡＤ変換回路３２１を経て検波信号のデジタル信号がプロセッサー３２２に出力される。

【0043】

プロセッサー３２２は、当該デジタル信号が示す振動のうち、メモリー３４に記録された共振周波数の振動を低減させるための制振信号を生成する。図３においては、このような制振信号の生成を行うための構成も示されている。具体的には、プロセッサー３２２は、フィルター部３２２ｂ、正弦波信号生成部３２２ｃ、ゲイン演算部３２２ｄ、制振部３２２ｅを備えている。

【0044】

フィルター部３２２ｂは、制振対象物に取り付けられた物理量センサーの出力信号から制振対象物の共振周波数成分を抽出するフィルターである。すなわち、フィルター部３２２ｂは、ＡＤ変換回路３２１から出力されるデジタル信号が、プロジェクターＰに取り付けられた物理量センサー２の出力信号であるとみなし、当該デジタル信号からプロジェクターＰの共振周波数成分を抽出する。

【0045】

本実施形態において、フィルター部３２２ｂはＩＩＲ（Infinite impulse response）フィルターである。ＩＩＲフィルターは、デジタル信号に対して各種の処理を行うフィルターである。ＩＩＲフィルターは、公知の構成によって実現可能であり、例えば、図４に示す構成によって実現可能である。図４に示す例において、遅延部Ｄ１，Ｄ２は入力信号に単位遅延を与えて出力する。信号調整部Ａ１～Ａ５は、入力信号に係数を乗じて出力する。信号調整部Ａ１～Ａ５の係数は、図４において信号調整部Ａ１～Ａ５のそれぞれに示されたａ１～ｂ２である。加算部Ｓ１～Ｓ４は、図４に示された入力信号に図示された符号を付与して加算し、出力する。

【0046】

従って、図４に示す例であれば、加算部Ｓ１は、ＩＩＲフィルターに入力された信号と、フィードバックされた信号を負の信号にした信号を加算し、出力する。出力された信号は、遅延部Ｄ１，Ｄ２によって遅延を受ける。遅延部Ｄ１による遅延を受けた信号は、信号調整部Ａ１，Ａ４、遅延部Ｄ２に入力される。遅延部Ｄ２による遅延を受けた信号は、信号調整部Ａ２，Ａ５に入力される。

【0047】

信号調整部Ａ１，Ａ２に入力された信号には、係数ａ１，ａ２が乗じられ、加算部Ｓ２によって加算された後に、加算部Ｓ１に入力する。信号調整部Ａ４，Ａ５に入力された信号には、係数ｂ１，ｂ２が乗じられ、加算部Ｓ４によって加算された後に、加算部Ｓ３に入力する。加算部Ｓ３は、加算部Ｓ１の出力に対して、信号調整部Ａ３によって係数ｂ０が乗じられた信号が入力される。加算部Ｓ３は、入力された両信号の和を出力する。

【0048】

ＩＩＲフィルターにおいては、これらの係数を調整することにより、低減対象の周波数帯域内の任意の周波数を中心周波数としたバンドパスフィルターとして機能する。また、ＩＩＲフィルターにおいては、これらの係数を調整することにより、位相を調整する位相調整フィルターとして機能する。

【0049】

本実施形態においては、フィルター部３２２ｂにおいて、以上のようなフィルターが合計２個形成されている。具体的には、プロセッサー３２２は、高周波／低周波除去フィルター３２２ｂ１，ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２として機能する。

【0050】

以上の構成において、プロセッサー３２２は、各フィルターの信号調整部Ａ１～Ａ５の係数を調整することが可能である。具体的には、高周波／低周波除去フィルター３２２ｂ１は、人間が視認不可能な周波数として、予め決められた第１の閾値以下の周波数である低周波の信号と、第２の閾値以上の周波数である高周波の信号と、を除外するフィルターである。このような信号の除去を行うための係数を示すパラメーターは予め特定され、メモリー３４に記憶されている。プロセッサー３２２は、当該メモリー３４に記憶されたパラメーターに基づいて、高周波／低周波除去フィルター３２２ｂ１を制御する。この結果、高周波／低周波除去フィルター３２２ｂ１は、予め決められた周波数帯域内の周波数の信号を除去し、残りの周波数の信号を通過させる。

【0051】

高周波／低周波除去フィルター３２２ｂ１から出力された信号は、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２に入力される。ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２は、共振周波数ｆ₀を中心周波数とした所定幅の帯域内の信号を通過させるバンドパスフィルターである。メモリー３４には、当該共振特性を中心周波数とした所定幅の帯域の信号を通過させるための係数を示すパラメーターが記憶されている。プロセッサー３２２は、当該メモリー３４に記憶されたパラメーターに基づいて、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２を制御する。この結果、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２は、共振周波数ｆ₀を中心周波数とした所定幅のフィルター透過信号、すなわち、共振周波数成分の信号を出力する。

【0052】

正弦波信号生成部３２２ｃは、フィルター部３２２ｂで抽出された共振周波数成分の周波数に基づいて正弦波信号を生成する回路である。図５は、正弦波信号生成部３２２ｃの構成を示すブロック図である。本実施形態において、正弦波信号生成部３２２ｃは、デジタル制御発振器３２２ｃ１とデジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２とを備えている。

【0053】

デジタル制御発振器３２２ｃ１は、正弦波信号を生成する回路である。本実施形態において、デジタル制御発振器３２２ｃ１は、入力された周波数制御値に応じて周波数を変化させて正弦波を出力する回路である。また、デジタル制御発振器３２２ｃ１から出力される正弦波信号は、制振部３２２ｅに入力される。さらに、本実施形態においては、デジタル制御発振器３２２ｃ１から出力される正弦波信号が、フィードバックされ、デジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２に入力される２つの信号の一つとなる。デジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２に入力される信号のもう一つは、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２が出力する信号、すなわち、共振周波数成分の信号である。

【0054】

デジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２は、デジタル制御発振器３２２ｃ１が生成する正弦波信号の周波数を共振周波数成分の周波数に合わせる回路である。このような機能を実現するため、デジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２は、位相検出器３２２１、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２、位相調整部Ｆ、入力値調整部３２２３を備えている。

【0055】

すなわち、デジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２においては、位相検出器３２２１によって、共振周波数成分とデジタル制御発振器３２２ｃ１が出力する正弦波信号と、の位相のずれを検出する。位相のずれはＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２によって周波数制御値として定量化される。当該周波数制御値は、位相のずれの大小および正負を示している。当該周波数制御値は、必要に応じて位相調整部Ｆによる位相の調整と、入力値調整部３２２３による値の調整を受け、デジタル制御発振器３２２ｃ１の入力とされる。

【0056】

位相のずれを示す周波数制御値がデジタル制御発振器３２２ｃ１に入力されると、デジタル制御発振器３２２ｃ１は、周波数制御値の絶対値が大きいほど周波数を大きく変更して正弦波信号を出力する。また、デジタル制御発振器３２２ｃ１は、周波数制御値の正負に応じて、位相のずれが小さくなる方向に周波数を変更して正弦波信号を生成する。このため、デジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２においては、デジタル制御発振器３２２ｃ１から出力される正弦波信号が、共振周波数ｆ₀と一致するまで正弦波信号の周波数を変化させる。以上の構成により、正弦波信号生成部３２２ｃは、共振周波数ｆ₀と周波数が一致する正弦波信号を出力させる。

【0057】

より具体的には、位相検出器３２２１は、ゼロクロス判定器３２２１ａ，３２２１ｃと、カウント制御トリガ生成器３２２１ｂ，３２２１ｄと、カウント制御回路３２２１ｅと、を備えている。ゼロクロス判定器３２２１ａには、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２の出力信号が入力され、ゼロクロス判定器３２２１ａの出力は、カウント制御トリガ生成器３２２１ｂに入力される。ゼロクロス判定器３２２１ｃには、デジタル制御発振器３２２ｃ１の出力信号が入力され、ゼロクロス判定器３２２１ｃの出力は、カウント制御トリガ生成器３２２１ｄに入力される。カウント制御トリガ生成器３２２１ｂ，３２２１ｄの出力は、カウント制御回路３２２１ｅに入力される。カウント制御回路３２２１ｅの出力は、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２に入力される。

【0058】

ゼロクロス判定器３２２１ａ，３２２１ｃは、入力された信号値の負から正への変化を検出する回路である。本実施形態において、ゼロクロス判定器３２２１ａ，３２２１ｃは、入力された信号値が負から正に変化した場合に、パルス信号を出力する。

【0059】

カウント制御トリガ生成器３２２１ｂ，３２２１ｄは、入力されたパルス信号に応じてレベルが変化するカウント制御トリガを生成する回路である。すなわち、カウント制御トリガ生成器３２２１ｂ，３２２１ｄは、パルス信号が入力される度に出力電圧レベルを変化させる。

【0060】

カウント制御回路３２２１ｅは、カウント制御トリガ生成器３２２１ｂ，３２２１ｄとのいずれか一方がハイレベル、他方がローレベルである期間を示す信号を出力する回路である。位相検出器３２２１を構成する各回路は、公知の回路によって実現可能である。

【0061】

図６は、位相検出器３２２１を構成する各回路が出力する信号のタイミングチャートである。図６においては、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分と、デジタル制御発振器３２２ｃ１が出力する正弦波信号を最上部に示している。なお、前者が実線、後者が一点鎖線によって示されている。ここでは、簡単のために共振周波数成分を正弦波状の信号として表現している。

【0062】

図６に示す例において、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分は、時刻ｔ１，ｔ３において負から正に変化する。このため、ゼロクロス判定器３２２１ａは、当該時刻ｔ１，ｔ３においてパルス信号を出力する。カウント制御トリガ生成器３２２１ｂは、当該パルス信号に同期して出力信号のレベルを変化させる。従って、図６に示す例において、カウント制御トリガ生成器３２２１ｂから出力される信号のレベルは、時刻ｔ１，ｔ３において変化する。

【0063】

デジタル制御発振器３２２ｃ１が出力する正弦波信号は、時刻ｔ２，ｔ４において負から正に変化する。このため、ゼロクロス判定器３２２１ｃは、当該時刻ｔ２，ｔ４においてパルス信号を出力する。カウント制御トリガ生成器３２２１ｄは、当該パルス信号に同期して出力信号のレベルを変化させる。従って、図６に示す例において、カウント制御トリガ生成器３２２１ｄから出力される信号のレベルは、時刻ｔ２，ｔ４において変化する。

【0064】

カウント制御回路３２２１ｅは、カウント制御トリガ生成器３２２１ｂ，３２２１ｄとのいずれか一方がハイレベル、他方がローレベルである場合に、ハイレベルの信号を出力する。このため、図６に示す例においては、時刻ｔ１から時刻ｔ２においてハイレベルになり、時刻ｔ３から時刻ｔ４においてハイレベルになり、これら以外の期間はローレベルになる信号を出力する。以上の回路によってカウント制御回路３２２１ｅから出力される信号は、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分と、デジタル制御発振器３２２ｃ１が出力する正弦波信号と、の位相がずれている期間を示すパルスである。

【0065】

ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２は、カウント制御回路３２２１ｅの出力信号が示す期間長をカウントする回路である。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２には、図示しないクロック信号が入力される。なお、本実施形態において、共振周波数ｆ₀は、例えば、数十ｋＨｚのオーダーであり、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２に入力されるクロック信号は数ＭＨｚのオーダーである。

【0066】

ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２は、カウント制御回路３２２１ｅからＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２に対して入力されるパルスがハイレベルである期間長を、当該クロック信号のパルス数によってカウントし、カウント値を示す周波数制御値を出力する。なお、本実施形態において、当該周波数制御値は正負の値で表現される。例えば、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分の位相が、デジタル制御発振器３２２ｃ１が出力する正弦波信号の位相より進んでいる場合、すなわち、ゼロクロスのタイミングが早い場合に正、位相が遅れている場合に負となるように符号が付与される。

【0067】

ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２が出力する周波数制御値は、位相調整部Ｆ、入力値調整部３２２３を経てデジタル制御発振器３２２ｃ１に入力される。簡単のために、位相調整部Ｆ、入力値調整部３２２３を除外し、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２が出力する周波数制御値がデジタル制御発振器３２２ｃ１に入力される状態を考える。この構成によると、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分と、デジタル制御発振器３２２ｃ１が出力する正弦波信号と、の位相のずれの大きさおよび正負に応じた値がデジタル制御発振器３２２ｃ１に入力される。この結果、デジタル制御発振器３２２ｃ１は、当該位相のずれを小さくするように正弦波信号の周波数を変化させる。本実施形態においては、以上の構成によってフィードバックによるＰＬＬ回路が形成されており、正弦波信号の周波数を共振周波数に一致させることが可能である。

【0068】

本実施形態においては、このようなＰＬＬ回路において、各種の調整を行うことができるように構成されている。位相調整部Ｆは、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２から出力される周波数制御値に位相調整値を加算する回路である。当該位相調整値は、予めメモリー３４に記憶され、加算器である位相調整部Ｆによって、当該位相調整値が周波数制御値に加算される。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２から出力される周波数制御値は、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分と、デジタル制御発振器３２２ｃ１が出力する正弦波信号と、の位相のずれを示すため、位相調整値は、位相のずれに相当するオフセットを与えることになる。そして、位相調整値が加算された周波数制御値がデジタル制御発振器３２２ｃ１に入力されると、デジタル制御発振器３２２ｃ１からは、共振周波数と同一の周波数であり、位相調整値に相当する位相のずれが生じた正弦波信号が出力される。

【0069】

入力値調整部３２２３は、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンター３２２２から出力される周波数制御値（位相調整値が加算された値を含む）に対してＰＩ制御を行う回路である。入力値調整部３２２３は、増幅器３２２３ａ，加算器３２２３ｂ，増幅器３２２３ｃ，加算器３２２３ｄ，遅延部３２２３ｅを備えている。入力値調整部３２２３に入力された周波数制御値には、増幅器３２２３ａによってゲインＫｐが乗じられ、加算器３２２３ｂに入力される。また、入力値調整部３２２３に入力された周波数制御値は分岐され、増幅器３２２３ｃに入力される。増幅器３２２３ｃは入力信号にゲインＫｉを乗じ、ゲインＫｉを乗じた後の信号を遅延部３２２３ｅに入力する。遅延部３２２３ｅの出力は加算器３２２３ｄにフィードバック入力される。この結果、積分回路が形成されている。遅延部３２２３ｅの出力は、加算器３２２３ｂに入力される。以上の構成より、加算器３２２３ｂには、比例制御要素と積分制御要素とが加えられる。加算器３２２３ｂの出力は、デジタル制御発振器３２２ｃ１に入力される。以上の構成により、周波数制御値に対するＰＩ制御が行われる。

【0070】

図７は周波数が調整される様子、図８は位相が調整される様子を説明する図である。図７においては、横軸が時間、縦軸が周波数のグラフにより、デジタル制御発振器３２２ｃ１から出力される正弦波信号の周波数の時間変化の例を示している。デジタル制御発振器３２２ｃ１とデジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２とによれば、デジタル制御発振器３２２ｃ１から出力される正弦波信号の周波数は、共振周波数ｆ₀に近づいていく。

【0071】

また、本実施形態において、デジタル制御発振器３２２ｃ１に入力される周波数制御値は、入力値調整部３２２３によりＰＩ制御される。このため、図７に示すように、正弦波信号の周波数が一度オーバーシュートするものの、その後振動することなく共振周波数ｆ₀に近づいていく。このため、本実施形態によれば、正弦波信号の周波数を早期に、安定的に共振周波数ｆ₀に近づけることができる。なお、本実施形態において、デジタル制御発振器３２２ｃ１は、正弦波信号の周波数を調整するが、正弦波信号の振幅は既定の値である。但し、正弦波信号の振幅は、後述の制御ゲインによって調整される。

【0072】

図８においては、横軸が時間、縦軸が位相のずれのグラフにより、デジタル制御発振器３２２ｃ１から出力される正弦波信号と、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分と、の位相のずれの時間変化の例を示している。デジタル制御発振器３２２ｃ１とデジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２とによれば、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分とデジタル制御発振器３２２ｃ１から出力される正弦波信号との位相のずれがなくなるように正弦波信号の周波数が調整される。

【0073】

このため、位相調整部Ｆによって周波数制御値に加算される位相調整値が０である場合、正弦波信号の周波数が調整される過程で、位相も一致する。図８においては、このような場合の位相のずれの時間変化を実線で示している。位相のずれに関しても、入力値調整部３２２３のＰＩ制御によって位相のずれが一度オーバーシュートするものの、その後振動することなく０に近づいていく。このため、本実施形態によれば、正弦波信号の位相を早期に、共振周波数成分に近づけることができる。

【0074】

位相調整部Ｆによって周波数制御値に加算される位相調整値が０ではない特定値の場合、正弦波信号の周波数が調整される過程で、位相のずれは特定値に対応した値に収束する。図８においては、このような場合の位相のずれの時間変化を一点鎖線で示している。この場合も、入力値調整部３２２３のＰＩ制御によって位相のずれが一度オーバーシュートするものの、その後振動することなく特定値に対応した位相のずれに近づいていく。このため、本実施形態によれば、正弦波信号の位相と、共振周波数成分の位相とにオフセットを与えることができる。

【0075】

本実施形態においては、以上の構成により、正弦波信号によって駆動されるアクチュエーター４０の振動で、制振対象物であるプロジェクターＰに発生する共振周波数の振動を抑制するように構成されている。具体的には、位相調整値に相当する位相のずれと、制振対象物によって生じる位相のずれとの和が、共振周波数成分を打ち消す位相のずれとなるように構成されている。本実施形態において、共振周波数成分を打ち消す位相のずれは、１８０度である。すなわち、共振周波数成分と位相が反転した振動が加振によって生じると、共振周波数成分の振動を制振することができる。ただし、共振周波数成分を打ち消す位相のずれは、共振周波数成分を打ち消すことができればよく、厳密に１８０度である状態に限定されない。

【0076】

制振対象物であるプロジェクターＰによって生じる位相のずれは、プロジェクターＰの伝達特性に応じた位相のずれとみなすことができる。すなわち、プロジェクターＰに共振周波数の振動が発生した場合には、プロジェクターＰの伝達特性の影響を受け、位相の遅延等が生じた状態でセンサー素子２０によって振動が検出される。また、回路装置１０における演算の過程で生じる遅延や、回路装置１０から正弦波信号が出力され、実際にアクチュエーター４０が振動するまでに生じる位相の遅延が存在する。

【0077】

そこで、本実施形態においては、以上のような制振対象物によって生じる位相のずれがあらかじめ特定される。すなわち、上述の共振特性測定モードにおいて、加振に用いた正弦波信号と、センサー素子２０によって検出された信号と、の位相のずれが特定されている。当該位相のずれは、制振対象物であるプロジェクターＰによって生じる位相のずれである。そして、１８０度－制振対象物であるプロジェクターＰによって生じる位相のずれを算出すれば、算出された位相のずれを発生させる位相調整値を特定することができる。当該位相調整値は、あらかじめ特定され、メモリー３４に記憶される。以上の構成によれば、位相調整部Ｆによる位相調整値の加算という簡易な処理によって、共振周波数成分を打ち消すような正弦波信号を容易に生成することができる。

【0078】

図３に戻って説明を続ける。ゲイン演算部３２２ｄは、フィルター部３２２ｂで抽出された共振周波数成分の振幅に基づいて制御ゲインを演算する回路である。図９は、ゲイン演算部３２２ｄの構成を示す図である。本実施形態において、ゲイン演算部３２２ｄは、振幅信号生成部３２２４と、ＰＩ制御部３２２５と、を備える。振幅信号生成部３２２４は、フィルター部３２２ｂで抽出された共振周波数成分を２乗して振幅信号を生成する回路である。具体的には、図９に示されるように、振幅信号生成部３２２４は、２乗回路３２２４ａおよびローパスフィルター（ＬＰＦ）３２２４ｂを備える。

【0079】

２乗回路３２２４には、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力される共振周波数成分が入力され、入力された共振周波数成分の振幅値を２乗した信号を出力する。当該２乗回路３２２４は公知の構成によって実現可能である。図１０は２乗される前の共振周波数成分を模式的に示し、図１１は２乗された後の信号を実線によって示している。なお、図１０、図１１において、横軸は時間、縦軸は信号値である。図１０，図１１に示されるように、２乗される前の共振周波数成分は、振幅が正負に変化する信号であり、２乗された後には正の信号となる。

【0080】

ＬＰＦ３２２４ｂは、当該２乗された後の信号からカットオフ周波数より小さい周波数の信号を抽出するフィルターであり、公知の構成、例えば、上述のＩＩＲフィルター等によって実現可能である。ＬＰＦ３２２４ｂは、共振周波数成分の振幅の大きさに対応した振幅信号を出力することができればよい。従って、ＬＰＦ３２２４ｂは、実質的に、入力信号のレベルを示す値を出力することができればよい。カットオフ周波数は、このような値を出力するように設定されていればよく、あらかじめ決められる。図１１においては、２乗された後の信号にＬＰＦ３２２４ｂが作用した後の信号を一点鎖線によって示している。

【0081】

ＰＩ制御部３２２５は、振幅信号生成部３２２４が出力する振幅信号に基づいてＰＩ制御を行って制御ゲインを演算する回路である。具体的には、ＰＩ制御部３２２５は、減算器３２２５ａ，増幅器３２２５ｂ，加算器３２２５ｃ，増幅器３２２５ｄ，加算器３２２５ｅ，遅延部３２２５ｆを備えている。

【0082】

ＰＩ制御部３２２５に入力された振幅信号は、減算器３２２５ａに入力され、振幅信号から予め決められたターゲット値を減じて得られる差分が出力される。ターゲット値は、０より大きい値であり、当該ターゲット値は制振後の振動レベルの目標値である。当該ターゲット値は、予めメモリー３４に記憶され、当該メモリー３４に記憶されたターゲット値が減算器３２２５ａによって振幅信号から減算される。

【0083】

減算器３２２５ａによってターゲット値が減じられた振幅信号には、増幅器３２２５ｂによってゲインＫｐが乗じられ、加算器３２２５ｃに入力される。また、ターゲット値が減じられた振幅信号は分岐され、増幅器３２２５ｄに入力される。増幅器３２２５ｄは入力信号にゲインＫｉを乗じ、ゲインＫｉを乗じた後の信号を遅延部３２２５ｆに入力する。遅延部３２２５ｆの出力は加算器３２２５ｅにフィードバック入力される。この結果、積分回路が形成されている。遅延部３２２５ｆの出力は、加算器３２２５ｃに入力される。以上の構成より、加算器３２２５ｃには、比例制御要素と積分制御要素とが加えられる。加算器３２２５ｃの出力は、ゲイン演算部３２２ｄの出力となり、上述の正弦波信号の制御ゲインとなる。従って、以上の構成により、制御ゲインに対するＰＩ制御が行われる。

【0084】

図３に戻って説明を続ける。正弦波信号生成部３２２ｃから出力される正弦波信号と、ゲイン演算部３２２ｄから出力される制御ゲインは、制振部３２２ｅに入力される。制振部３２２ｅは、正弦波信号に制御ゲインを乗算して生成した制振信号によってアクチュエーターを駆動して制振対象物の振動を低減する回路である。具体的には、制振部３２２ｅは、乗算部３２２ｅ１とＰＷＭ部３２２ｅ２とを備えている。

【0085】

乗算部３２２ｅ１は、正弦波信号生成部３２２ｃから出力される正弦波信号に対して、ゲイン演算部３２２ｄから出力される制御ゲインを乗じる回路である。当該乗算により、正弦波信号が制御ゲインによって増幅された制振信号が生成される。

【0086】

乗算部３２２ｅ１の出力信号は、ＰＷＭ部３２２ｅ２に入力される。ＰＷＭ部３２２ｅ２は、入力された信号に対してパルス幅変調を行う。すなわち、ＰＷＭ部３２２ｅ２は、制振信号としてのデジタル信号を出力する。当該デジタル信号は、ＤＡ変換回路３２３によってアナログ信号に変換されることにより、アクチュエーター４０を駆動する制振信号になる。制振信号によってアクチュエーター４０が駆動されると、プロジェクターＰに発生している共振周波数成分の振動が抑制される。

【0087】

以上の構成によれば、センサー素子２０が検出する複雑な検出信号から、プロジェクターＰの共振特性に応じた共振周波数の振動を抽出し、制振信号とすることができる。そして、当該制振信号によれば、プロジェクターＰに発生した主な振動成分、すなわち、共振周波数の振動を低減させることができる。このため、プロジェクターＰの振動を効果的に低減させることができる。共振特性は、共振特性測定モードにおいて、測定されるため、プロジェクターＰの設置環境等に応じて変化し得る共振特性に応じてプロジェクターＰを制振することができる。

【0088】

また、共振特性測定モードにおいては、センサー素子２０が出力する検出信号をコンピューターＰＣで取得することによって、共振特性を測定することができる。共振特性を測定するために、センサー素子２０と別個の測定装置がプロジェクターＰに対して接するように取り付けられると、共振特性が変動し得る。本実施形態においては、センサー素子２０と別個の測定装置を接するように取り付ける必要がなく、コンピューターＰＣは、ケーブルのみを介して接続されている。そして、実際の制振の際にもプロジェクターＰに取り付けられている制振ボックス１を用いて共振特性を測定することができる。従って、プロジェクターＰの運用時の共振特性に近い共振特性を正確に測定することが可能である。

【0089】

さらに、制振モードにおいてプロセッサー３２２は、フィルター部３２２ｂによって共振周波数成分を抽出し、正弦波信号生成部３２２ｃによって共振周波数成分の周波数に基づいて正弦波信号を生成する。このため、センサー素子２０によって外乱が検出され、一時的にノイズや他の周波数成分の振動が発生したとしても、共振周波数成分の振動を抑制する周波数となるように正弦波信号を生成することができる。このため、外乱に強く、発振の可能性が小さくなり、制振のための制御を安定化させることができる。

【0090】

さらに、本実施形態においては、メモリー３４に記憶された共振特性に対応した情報に基づいてプロジェクターＰを制振可能であり、当該共振特性は書き換え可能である。従って、個々のプロジェクターＰの共振特性の変化に応じて、共振特性を書き換えることにより、どのような共振特性のプロジェクターＰであっても効果的に制振することが可能である。また、共振特性測定モードによって共振特性を測定することにより、プロジェクターＰの実際の共振特性を特定することが可能である。このため、プロジェクターＰの実際の共振特性に応じた制振を行うことが可能である。

【0091】

さらに、本実施形態においては、共振特性測定モードにおいて、外部装置であるコンピューターＰＣを用いて共振特性を取得し、メモリー３４に記憶させることができる。このため、制振ボックス１内に共振特性を取得するための演算部等を設ける必要がなく、制振ボックス１が備える各回路を簡易な構成にすることができる。

【0092】

さらに、本実施形態においては、フィルター部３２２ｂによって共振周波数成分を抽出し、ゲイン演算部３２２ｄによって制御ゲインを特定する。ゲイン演算部３２２ｄにおいては、共振周波数成分の振幅に対応した振幅信号が生成されるが、当該振幅信号は、共振周波数成分の振幅を２乗し、カットオフ周波数が小さいＬＰＦを作用させることによって生成される。従って、センサー素子２０によって外乱が検出され、一時的に共振周波数成分の振幅が大きくなったとしても、振幅信号の大きさに与える影響は小さい。このため、共振周波数成分の反転信号にゲインを作用させて制振信号を生成する構成と比較して、外乱に強く、発振の可能性が小さくなり、制振のための制御を安定化させることができる。

【0093】

さらに、本実施形態においては、共振周波数成分の反転信号にゲインを作用させて制振信号を生成する構成を採用していないため、共振周波数成分の振幅が小さくなった場合に、増幅率を上げて制振信号を生成する構成ではない。増幅率を上げる場合、一時的な外乱が発生した場合に外乱も大きく増幅してしまうが、本実施形態においては、共振周波数成分が小さくなった場合には、当該共振周波数成分の振幅から生成される制御ゲインも小さくなる。従って、共振周波数成分の反転信号にゲインを作用させて制振信号を生成する構成と比較して、外乱に強く、発振の可能性が小さくなり、制振のための制御を安定化させることができる。

【0094】

さらに、制御ゲインに対してＰＩ制御が行われることにより、制御ゲインも、図７に示すような正弦波信号の周波数と同様な時間変化となり、ゲイン演算部３２２ｄから出力される制御ゲインは、過度に振動することはない。例えば、振幅信号が示す振幅が一定値である場合には、制御の過程で制御ゲインが一度オーバーシュートするものの、その後振動することなく当該一定値に近づいていく。このため、本実施形態によれば、ゲイン演算部３２２ｄから出力される信号のレベルを早期に、安定的にセンサー素子２０で検出した振幅に対応した値に近づけることができる。

【0095】

さらに、本実施形態にかかるゲイン演算部３２２ｄにおいては、減算器３２２５ａにより、振幅信号からターゲット値を減じている。このため、本実施形態においては、振幅信号からターゲット値を減じて得られる差分をＰＩ制御して制御ゲインを演算する。この構成によれば、振幅信号とターゲット値とがほぼ同一の値になると、制御ゲインがほぼ０になる。この場合、制振信号による制振が実質上停止する。すなわち、本実施形態においては、プロジェクターＰにおいて意図的にターゲット値に相当するわずかな振動が残るように制御ゲインが決定される。この構成によれば、センサー素子２０による検出が不可能になるほど振動が抑制されない状態となり、この結果、わずかに残る振動によって常に制振のための制御が機能する状態を維持することができる。

【0096】

＜他の実施形態＞
上述の実施形態は発明の一実施例である。従って、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成に置換することができる。例えば、コンピューターＰＣは、物理量センサー２から取得した情報を、さらに外部のサーバーに送信し、サーバーにおいて共振周波数等の情報が取得されても良い。図１２は、このような構成の例を示す図である。制振ボックス１は上述の実施形態と同様の構成であって良い。コンピューターＰＣは、ネットワークＮＴに接続されており、ネットワークＮＴに接続されたサーバーＳＶと通信可能である。

【0097】

そして、コンピューターＰＣは、物理量センサー２から、プロジェクターＰを加振する制振信号としての正弦波の周波数、振幅、位相を取得する。また、コンピューターＰＣは、物理量センサー２から、センサー素子２０によって検出されたプロジェクターＰの振動の周波数、振幅、位相を取得する。コンピューターＰＣは、これらの情報をサーバーＳＶに対して送信する。サーバーＳＶは、これらの情報を取得し、共振周波数や位相のずれ等を取得する。

【0098】

サーバーＳＶは、当該共振周波数をコンピューターＰＣに送信し、コンピューターＰＣは、これらの情報を取得し、物理量センサー２が備えるメモリー３４に記憶させる。以上の構成によれば、複数の場所で利用される制振ボックス１から取得された情報をサーバーＳＶで集中的に解析することが可能である。このため、複数の制振ボックス１からの情報を収集し、各制振ボックス１が取り付けられたプロジェクターＰの共振周波数や位相のずれ等を取得するサービスを提供する態様を実現することができる。

【0099】

さらに、プロジェクターＰ等の制振対象物と、コンピューターＰＣと、の接続態様は有線接続であっても良いし、無線接続であっても良い。後者であれば、接続による共振周波数の変化を非常に小さくすることができる。さらに、フィルター部３２２ｂの構成は、図４に示す構成に限定されず、例えば、次数は他の値であっても良い。

【0100】

さらに、制振対象物の取り付け先は天井に限定されず、支柱や壁、台等に取り付けられてもよい。さらに、制振対象物はプロジェクターＰに限定されず、他にも種々の制振対象物に対して制振ボックス１が取り付けられてもよい。例えば、天井や支柱、壁等に取り付けられる防犯カメラや、監視カメラ等が制振の対象であっても良いし、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等が制振の対象であっても良い。また、撮影を行う制振対象物に限らず、他の制振対象物、例えば、ロボット等の、あらゆる機器が制振の対象となって良い。

【0101】

さらに、物理量センサーは、制振ボックスによって制振対象物に取り付けられる態様以外にも、種々の態様で制振対象物に取り付けられてよい。例えば、アクチュエーターと物理量センサーとが制振対象物の筐体内に内包される態様等であっても良い。

【0102】

物理量センサーは、アクチュエーターを備えた制振対象物に取り付けられるセンサーであり、当該物理量センサーの検出信号が制振に利用可能であれば良い。このため、物理量センサーは、上述の実施形態のようなジャイロセンサーに限定されず、加速度センサーや速度センサー、慣性センサー等であっても良い。また、物理量センサーは、制振対象物に取り付けられるセンサーであり、取り付け方法は限定されない。例えば、粘着性のある材料によって取り付けられてもよいし、締結手段等によって取り付けられてもよいし、係合する部分によって取り付けられてもよい。また、物理量センサーは、制振対象物に対して着脱可能であっても良いし、一旦取り付けられた後に取り外し困難になっても良い。

【0103】

アクチュエーターは、駆動部分を有し、制振対象物に加速度等の物理量を作用させることにより、制振対象物が振動するなど、物理的に動作するように形成された装置であれば良い。従って、アクチュエーターは、上述のＶＣＭ以外にも種々の装置を採用可能である。例えば、ステッピングモーター、ＤＣモーター、ＡＣモーター等の各種のモーターや、ソレノイドアクチュエーターなど、電磁石によって物体が動作する機構であっても良く、種々の装置をアクチュエーターとして採用可能である。

【0104】

アクチュエーターは、少なくとも、物理量センサーを動作させる際に、制振対象物に備えられていれば良い。従って、上述の実施形態のように、制振ボックス１が制振対象物であるプロジェクターＰに取り付けられることにより、制振対象物がアクチュエーターを備えるように構成されてても良いし、物理量センサーと異なる方法でアクチュエーターが制振対象物に取り付けられてもよい。例えば、アクチュエーターが、物理量センサーと別個に制振対象物に取り付けられることによって、制振対象物がアクチュエーターを備えるように構成されていても良い。また、制振対象物の製造段階で、制振対象物がアクチュエーターを内蔵するように構成されていても良い。

【0105】

物理量センサーは、少なくとも、物理量センサーを動作させる際に、制振対象物に備えられていれば良い。従って、物理量センサーを制振対象物に取り付けるタイミングも任意である。制振対象物の製造段階で、物理量センサーが制振対象物に取り付けられてもよいし、アクチュエーターと別個のタイミングで物理量センサーが制振対象物に取り付けられてもよい。

【0106】

さらに、図３に示すプロセッサー３２２の構成は一例であり、他にも種々の構成であってよい。例えば、正弦波信号生成部３２２ｃやゲイン演算部３２２ｄにおいて、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力された信号の振幅が過度に大きい場合に、正弦波信号の生成に用いないように制限が課されたり、制御ゲインの生成に用いないように制限が課されたりしても良い。このような構成は、例えば、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力された信号の振幅が閾値以上である場合に、正弦波信号生成部３２２ｃやゲイン演算部３２２ｄに対して信号が入力されないようにする回路や、これらの正弦波信号生成部３２２ｃやゲイン演算部３２２ｄを無効化させる回路等によって実現可能である。

【0107】

さらに、共振周波数成分を減衰させるための位相調整は、位相調整部Ｆによって行われる構成に限定されない。例えば、加振したアクチュエーター駆動信号の位相と、測定された振動の位相と、にずれがない、または両位相が近い場合には、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力された信号の位相を反転させて正弦波信号を生成することにより、制振を行うことが可能である。

【0108】

図１３は、このような構成に係る正弦波信号生成部の例を示すブロック図である。図１３に示す正弦波信号生成部３２２０ｃは、図３に示すプロセッサー３２２の正弦波信号生成部３２２ｃの代わりに当該プロセッサー３２２に組み込まれる。正弦波信号生成部３２２０ｃは、正弦波信号生成部３２２ｃとほぼ同様の構成であるが、正弦波信号生成部３２２０ｃにおいては、位相調整部Ｆを備えていない。また、正弦波信号生成部３２２０ｃにおいては乗算器Ｍを備えている。他の構成は、正弦波信号生成部３２２０ｃと正弦波信号生成部３２２ｃとで同様である。

【0109】

乗算器Ｍには、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力された信号と、信号を反転させるための値「－１」を示す信号と、が入力される。乗算器Ｍは、入力された２信号を乗じた結果を出力する。乗算器Ｍの出力は、ゼロクロス判定器３２２１ａに入力される。この構成によれば、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力された信号と、周波数が同一で位相が１８０°異なる信号がゼロクロス判定器３２２１ａに入力される。このため、デジタルＰＬＬ回路３２２ｃ２およびデジタル制御発振器３２２ｃ１により、ｆ₀通過フィルター３２２ｂ２から出力された共振周波数成分の周波数と同一であり、位相が反転した正弦波信号が生成される。この構成によれば、共振周波数成分の周波数と同一であり、位相が反転した正弦波信号に制御ゲインが乗じられた制振信号で、アクチュエーター４０を駆動することが可能になる。従って、位相のずれが発生しない制振対象物の振動を抑制することができる。

【符号の説明】

【0110】

１…制振ボックス、２…物理量センサー、１０…回路装置、２０…センサー素子、３１…駆動回路、３２…信号出力回路、３３…クロック生成回路、３４…メモリー、３５…インターフェース回路、４０…アクチュエーター、３２０…検出回路、３２０ａ…検波回路、３２１…ＡＤ変換回路、３２２…プロセッサー、３２２ａ…駆動信号出力部、３２２ｂ…フィルター部、３２２ｂ１…低周波除去フィルター、３２２ｂ２…ｆ₀通過フィルター、３２２ｃ…正弦波信号生成部、３２２ｃ１…デジタル制御発振器、３２２ｃ２…デジタルＰＬＬ回路、３２２ｄ…ゲイン演算部、３２２ｅ…制振部、３２２ｅ１…乗算部、３２２ｅ２…ＰＷＭ部、３２３…ＤＡ変換回路、３２２０ｃ…正弦波信号生成部、３２２１…位相検出器、３２２１ａ…ゼロクロス判定器、３２２１ｂ…カウント制御トリガ生成器、３２２１ｃ…ゼロクロス判定器、３２２１ｄ…カウント制御トリガ生成器、３２２１ｅ…カウント制御回路、３２２２…ＤＯＷＮカウンター、３２２３…入力値調整部、３２２３ａ…増幅器、３２２３ｂ…加算器、３２２３ｃ…増幅器、３２２３ｄ…加算器、３２２３ｅ…遅延部、３２２４…振幅信号生成部、３２２４ｂ…ＬＰＦ、３２２５…ＰＩ制御部、３２２５ａ…減算器、３２２５ｂ…増幅器、３２２５ｃ…加算器、３２２５ｄ…増幅器、３２２５ｅ…加算器、３２２５ｆ…遅延部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】