(57)【要約】【課題】画素ずらし画像処理手段と画素ずらし投影手段とが異なる組み合わせで使用されることを防ぐ。【解決手段】光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、画像投影時に画像表示素子を周期的に変位させつつ投影させる画素ずらし投影手段（可動ユニット制御部１４および画像表示ユニット５０）と、入力画像に基づいて画素ずらし投影時の画像を生成する画素ずらし画像処理手段（画素ずらし用画像処理部１１）と、を備える画像投影装置において、画素ずらし投影手段と画素ずらし画像処理手段との組み合わせの正当性を判定する認証手段を備え、認証手段が組み合わせを正当でないと判定した場合、画素ずらし投影手段を用いた画像投影を不可とする。【選択図】図２０
2018084689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
画像投影時に前記画像表示素子を周期的に変位させつつ投影させる画素ずらし投影手段と、
入力画像に基づいて画素ずらし投影時の画像を生成する画素ずらし画像処理手段と、を備える画像投影装置において、
前記画素ずらし投影手段と前記画素ずらし画像処理手段との組み合わせの正当性を判定する認証手段を備え、
前記認証手段が前記組み合わせを正当でないと判定した場合、前記画素ずらし投影手段を用いた画像投影を不可とすることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
光路における前記画像表示素子の後段に配置される光学素子と、
画像投影時に前記光学素子を周期的に変位させつつ投影させる画素ずらし投影手段と、
入力画像に基づいて画素ずらし投影時の画像を生成する画素ずらし画像処理手段と、を備える画像投影装置において、
前記画素ずらし投影手段と前記画素ずらし画像処理手段との組み合わせの正当性を判定する認証手段を備え、
前記認証手段が前記組み合わせを正当でないと判定した場合、前記画素ずらし投影手段を用いた画像投影を不可とすることを特徴とする画像投影装置。
【請求項３】
前記画素ずらし投影手段および前記画素ずらし画像処理手段との通信が可能な主制御手段を備え、
前記認証手段による前記組み合わせの正当性の判定は、前記主制御手段を介してなされることを特徴とする請求項１または２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記画素ずらし投影手段と前記画素ずらし画像処理手段とは、同一の秘密鍵を有していることを特徴とする請求項３に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記画素ずらし投影手段または前記画素ずらし画像処理手段のいずれか一方は、
自身が有する前記秘密鍵により暗号化された暗号化データＡと、
前記画素ずらし投影手段または前記画素ずらし画像処理手段の他方において前記秘密鍵により暗号化された暗号化データであって、前記主制御手段を介して受信される暗号化データＢと、
に基づいて、前記組み合わせの正当性を判定して判定結果を前記主制御手段に送信し、
前記主制御手段は、
正当でない旨の前記判定結果を受信した場合、前記画素ずらし投影手段を用いた画像投影を不可とすることを特徴とする請求項４に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記画素ずらし投影手段は、
少なくとも前記画像表示素子が設けられた可動ユニットと、該可動ユニットの周期的な駆動を制御する可動ユニット制御部と、を備えることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項７】
光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
画像投影時に前記画像表示素子を周期的に変位させつつ投影させる画素ずらし投影手段と、
入力画像に基づいて画素ずらし投影時の画像を生成する画素ずらし画像処理手段と、を備える画像投影装置の制御方法において、
前記画素ずらし投影手段と前記画素ずらし画像処理手段との組み合わせの正当性を判定する認証処理を行い、
前記認証処理において、前記組み合わせを不当であると判定した場合、前記画素ずらし投影手段を用いた画像投影を不可とすることを特徴とする画像投影装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置、および画像投影装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータなどの情報処理装置、ＤＶＤプレーヤーなどの映像再生機器、デジタルカメラなどの撮像装置等から送信される画像データ（映像データ）に基づいて、光源から照射される光を用いて画像表示素子（光学変調素子）が画像を生成し、生成された画像を複数のレンズ等を含む光学系を通してスクリーン等の被投影面に投影する画像投影装置（プロジェクタ）が知られている。
【０００３】
画像投影装置は、多人数に対するプレゼンテーション、会議、講演会、教育現場、映画鑑賞や、サイネージなどに広く用いられているとともに、高画質化が進んでいる。画像投影装置において投影画像を高解像度化する場合には、画像表示素子の画素密度を上げることが考えられるが、画像表示素子の製造コストが増大することとなる。
【０００４】
これに対し、画像投影装置において、画素をずらすために、その一部をシフトさせる制御（画素ずらし制御という）をするとともに、画素ずらし制御用の画像処理を行うことで、画像表示素子の画素密度を上げずに、より高精細な画像表示を可能とすることが知られている。
【０００５】
画素ずらし制御では、投射レンズの一部などの光学素子を動かす方式と画像を形成する画像表示素子を動かす方式が知られており、例えば、特許文献１には、画素シフト素子で光路をシフトさせることにより中間画像を形成して画素密度を増やす表示装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、画像表示素子としてのデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を備える可動ユニットを、固定ユニットに対して移動可能とすることで、投影画像を高解像度化する画像投影装置が開示されている。
【０００７】
このような画素ずらし制御を行う画像投影装置では、光学素子や画像表示素子を動かすとともに、画像表示素子に画像を出力する前に、入力される元の画像（１フレーム分の画像）を２枚の画像（２フレーム分の画像）に分ける画像処理を施して、２枚の画像を交互に出力する画素ずらし用の画像処理が必要となる。
【０００８】
したがって、画素ずらし制御を行う画像投影装置は、画素ずらし用の画像を生成する手段（以下、画素ずらし画像処理手段と呼ぶ）と、画素ずらし画像処理手段で生成された画素ずらし用の画像を光学素子や画像表示素子を動かしながら投影させるための機構（以下、画素ずらし投影手段と呼ぶ）と、を備えているといえる。
【０００９】
このように画素ずらし制御による投影画像の高解像度化は、画素ずらし画像処理手段と、画素ずらし投影手段と、の組み合わせから成り、この２つの手段は、互いに正常に動作して所望の性能を発揮するように、一組として設計され、一組として提供されることが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、画素ずらし制御を行う画像投影装置において、一組として設計および提供されるべき上記２つの手段について、一方の手段のみを使用し、他方の手段については他の手段を使用して、異なる組み合わせで使用されることを防ぐことができなかった。
【００１１】
例えば、元の画像から２枚の画像を生成する際において生成後の画像品質を良好に保つための付加的な補正処理を実行する高性能な画素ずらし画像処理手段のみを用い、画素ずらし投影手段については簡易的に設計された他の画素ずらし投影手段を使用してしまうことや、特許文献２に開示されるような高性能に設計された画素ずらし投影手段のみを用い、画素ずらし画像処理手段については簡易的に設計された他の画素ずらし画像処理手段を使用してしまうことを防ぐことができなかった。
【００１２】
上記のような異なる組み合わせを備えた画像投影装置により画素ずらし制御が実行されてしまうと、画像投影装置として所望の性能が発揮できないことや、使用中に意図しないエラーが発生してしまう等の不具合が生じることが考えられる。
【００１３】
そこで本発明は、画素ずらし画像処理手段と画素ずらし投影手段とが異なる組み合わせで使用されることを防ぐことができる画像投影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投影装置は、光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、画像投影時に前記画像表示素子を周期的に変位させつつ投影させる画素ずらし投影手段と、入力画像に基づいて画素ずらし投影時の画像を生成する画素ずらし画像処理手段と、を備える画像投影装置において、前記画素ずらし投影手段と前記画素ずらし画像処理手段との組み合わせの正当性を判定する認証手段を備え、前記認証手段が前記組み合わせを正当でないと判定した場合、前記画素ずらし投影手段を用いた画像投影を不可とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画素ずらし画像処理手段と画素ずらし投影手段とが異なる組み合わせで使用されることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像投影装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】画像投影装置の側面図であって、被投影面への投影状態を示した図である。
【図３】（Ａ）画像投影装置の外装カバーを外した状態を示す斜視図、（Ｂ）（Ａ）の丸囲み部分の拡大構成図である。
【図４】照明光学系ユニット、投影光学系ユニット、画像表示ユニット、および光源ユニットの断面図である。
【図５】画像投影装置の機能構成を例示するブロック図である。
【図６】画像表示ユニットを例示する斜視図である。
【図７】画像表示ユニットを例示する側面図である。
【図８】固定ユニットを例示する斜視図である。
【図９】固定ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１０】固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する図である。
【図１１】固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する部分拡大図である。
【図１２】トップカバーを例示する底面図である。
【図１３】可動ユニットを例示する斜視図である。
【図１４】可動ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１５】可動プレートを例示する斜視図である。
【図１６】可動プレートが外された可動ユニットを例示する斜視図である。
【図１７】可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。
【図１８】画素ずらし制御による高解像度化を説明する図である。
【図１９】画像投影装置の起動から高解像度化機能を有効にするまでの処理を示すフローチャートである。
【図２０】システム制御部を介した、画素ずらし用画像処理部と可動ユニット制御部との認証処理の一例を示すシーケンス図である。
【図２１】画像投影装置の機能構成を例示するブロック図の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る構成を図１から図２１に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
（画像投影装置）
図１は、画像投影装置１の一実施形態を示す外観斜視図である。また、図２は、画像投影装置１の側面図であって、被投影面であるスクリーンＳへの投影状態を示した図である。
【００１９】
また、図３（Ａ）は、画像投影装置１の外装カバー２を外した状態を示す斜視図である。また、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の丸囲み部分で示す光学エンジン３と光源ユニット４の拡大構成図である。
【００２０】
画像投影装置１は、装置内部に光源としてのランプや多数の電子基板を備えており、起動後は時間の経過と共に、装置の内部温度が上昇する。これは画像投影装置１の筐体サイズの小型化が進む昨今では顕著であり、このため、画像投影装置１には、内部の構成部品が耐熱温度を超えないように、吸気口１６および排気口１７が設けられている。
【００２１】
また、図３に示すように、画像投影装置１は、光学エンジン３および光源ユニット４を備えている。また、図４は、照明装置である照明光学系ユニット４０、投影光学系ユニット６０、画像表示ユニット５０、および光源ユニット４の上面から見た断面図である。光学エンジン３は、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、および投影光学系ユニット６０からなる。
【００２２】
図３に示すように、吸気口１６、排気口１７の内側には、それぞれ吸気ファン１８、排気ファン１９が設けられており、吸気ファン１８から吸入した外気を排気ファン１９から排出することで、装置内の強制気流による空冷がなされる。
【００２３】
画像投影装置１においては、光源ユニット４の光源からの光（白色光）が光学エンジン３の照明光学系ユニット４０に照射される。照明光学系ユニット４０内では、照射された白色光をＲＧＢに分光した後、レンズ、ミラー等により画像表示ユニット５０へ導き、変調信号に応じて画像形成する画像表示ユニット５０とその画像を投影光学系ユニット６０によりスクリーンＳへ拡大投影する構成となっている。
【００２４】
光源ユニット４のランプ（光源３０）としては、種々のランプを用いることができるが、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプなどのアークランプを用いることができる。例えば、高圧水銀ランプを用いることが好ましい。
【００２５】
また、光源ユニット４の側面の一方向側には光源を冷却する光源用ファン２０が設けられている。光源用ファン２０は、光源ユニット４の各部が設定された定格温度範囲内の温度となるように、その回転数が制御される。また、光源ユニット４からの光の出射方向と投影光学系ユニット６０からの画像光の出射方向は、図４に示すように、略９０°の関係となっている。
【００２６】
また、光学エンジン３の照明光学系ユニット４０は、光源から照射された光を分光するカラーホイール５（回転色フィルター）と、カラーホイール５から出射した光を導くライトトンネル６と、リレーレンズ７、平面ミラー８および凹面ミラー９と、を備えている。また、照明光学系ユニット４０内には、画像表示ユニット５０が設けられる。
【００２７】
照明光学系ユニット４０では、先ず、光源からの出射光である白色光が、円盤状のカラーホイール５で単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換され出射される。カラーホイール５から出射された色分離された光は、ライトトンネル６に導かれる。ライトトンネル６は、入射された光がその内部（内壁）で複数回反射され合成されることで均一化する照明均一変換光学部材である。
【００２８】
次いで、ライトトンネル６から出射された光は、２枚のレンズを組み合わせてなるリレーレンズ７により、光の軸上色収差を補正しつつ集光される。また、リレーレンズ７から出射される光は、平面ミラー８および凹面ミラー９によって反射されて、画像表示ユニット５０に集光される。画像表示ユニット５０は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、画像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像を形成するように投影光を加工して反射する画像表示素子としてのＤＭＤ（Digital  Micro-mirror  Device）５５１を備えている。
【００２９】
画像表示ユニット５０は、入力信号に応じてマイクロミラーのオンオフを切り替えることで投影ユニットへ光を出力する光を選別するとともに階調を表現する。すなわち、ＤＭＤ５５１により、時分割で画像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影レンズへ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。画像表示ユニット５０で使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射し、投影光学系ユニット６０内の複数の投影レンズを通り拡大された画像光はスクリーンＳ上へ拡大投影される。
【００３０】
なお、照明光学系ユニット４０内部のリレーレンズ７、平面ミラー８、凹面ミラー９、画像表示ユニット５０、および投影光学系ユニット６０の入射側は、各部品を覆うように図示しないハウジングにより保持されており、かつハウジングの合せ面はシール材にて密閉された防塵構造となっている。
【００３１】
図５は、本実施形態に係る画像投影装置１の一例を示す機能ブロック図である。画像投影装置１は、システム制御部１０、画素ずらし用画像処理部１１、カラーホイール制御部１２、ＤＭＤ制御部１３、可動ユニット制御部１４、ファン制御部１５、リモコン受信部２２、本体操作部２３、入力端子２４、映像信号制御部２５、不揮発性メモリ２６、電源ユニット２７、温度センサ２８、ファン２９、光源３０、ランプ制御部３１、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、投影光学系ユニット６０、等を備え、スクリーンＳに画像を投影する画像投影装置１である。また、遠隔操作手段としてのリモコン２１を備えている。
【００３２】
システム制御部１０は、画像投影装置１の全体の制御を行う主制御手段である。また、入力された映像信号（入力画像）に対して、コントラスト調整、明るさ調整、シャープネス調整、スケーリング処理、メニュー情報などの重畳画面（ＯＳＤ：On  Screen  Display）の表示制御、その他各種制御をおこなう。
【００３３】
また、画素ずらし用画像処理部１１、カラーホイール制御部１２、ＤＭＤ制御部１３、可動ユニット制御部１４、ファン制御部１５、リモコン受信部２２、本体操作部２３、映像信号制御部２５、不揮発性メモリ２６、温度センサ２８、ランプ制御部３１、と接続されており、これらの各機能部を制御する。
【００３４】
システム制御部１０等の各制御部は、例えば、マイクロコントローラ（マイコン）で構成され、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの演算部および記憶部を有し、ＣＰＵがＲＡＭと協働して記憶部（不揮発性メモリ２６など）に記憶されているプログラム（制御プログラム）を実行することで、各部の機能が実現される。
【００３５】
画素ずらし用画像処理部１１は、画素ずらし制御の際に、入力された映像信号（１フレーム）に対して、２つの画像（２つのフレーム）を生成するフレーム生成などの画像処理を行うブロックであって、少なくともシステム制御部１０とは独立した制御手段である。画素ずらし用画像処理部１１は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）などのプログラマブルロジックデバイス（PLD：Programmable  Logic  Device）で構成され、ビットストリームを画像表示ユニット５０と一体として提供される。
【００３６】
また、画素ずらし用画像処理部１１は、１つの画像から２つの画像を生成する際に、必要に応じて補正処理、例えば、画像を分割して解析して、その特性から補正を施す処理を実行する。
【００３７】
入力端子２４は、映像信号を入力するインタフェースであって、Ｄ−Ｓｕｂコネクタ等のＶＧＡ（Video  Graphics  Array）入力端子やＨＤＭＩ（High-Definition  Multimedia  Interface）（登録商標）端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等のビデオ入力端子等である。入力端子２４に接続されたケーブルを介してコンピュータやＡＶ機器などの映像供給装置から映像信号を受信する。また、複数の入力端子２４を備える場合もある。
【００３８】
映像信号制御部２５は、入力端子２４に入力された映像信号を処理するものであって、例えば、当該映像信号にシリアル−パラレル変換や電圧レベル変換などの種々の処理を施す。また、映像信号の解像度や周波数などを解析する信号判定機能を有する。
【００３９】
不揮発性メモリ２６は、映像信号に対する画像処理やその他各種処理において、データを記憶する。不揮発性メモリ２６としては、例えば、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性半導体メモリを採用することができる。画像投影装置１は、電源オフ後も前回の設定内容（言語設定など）を保存しておくことができる。
【００４０】
本体操作部２３は、画像投影装置１を操作するインタフェースであって、ユーザからの種々の操作要求を受け付ける。本体操作部２３は、操作要求を受け付けると、当該操作要求をシステム制御部１０に通知する。本体操作部２３は、画像投影装置１の外面に設けられる操作キー（操作ボタン）等によって構成される。
【００４１】
リモコン受信部２２は、リモコン２１からの操作信号を受信する。リモコン受信部２２は、操作信号を受信すると、当該操作信号をシステム制御部１０に通知する。
【００４２】
ユーザは、本体操作部２３またはリモコン２１を操作することにより、各種設定等を行うことができる。例えば、画素ずらし制御のオンオフ設定、メニュー画面等の表示指示、画像投影装置１の設置状態の選択、投影画像のアスペクト比の変更要求、画像投影装置１の電源ＯＦＦ要求、光源３０の光量を変更するランプパワー変更要求、投影画像の画質（高輝度や標準、ナチュラル等）を変更する映像モード変更要求、投影画像を停止するフリーズ要求、などを実行することができる。
【００４３】
ファン制御部１５は、温度センサ２８で検知される画像投影装置１の内部温度を取得し、画像投影装置１の内部温度や光源３０の温度が所定の温度となるようにファン２９を制御する。
【００４４】
電源ユニット２７は、画像投影装置１内の各デバイスに接続されており、コンセントなどから入力されたＡＣ（交流）電源をＤＣ（直流）に変換して、画像投影装置１内の各デバイスに電源を供給する。
【００４５】
温度センサ２８は、画像投影装置１内の所定位置に設けられて、装置の内部温度を検知する温度検知手段であり、温度センサ２８での検知結果（すなわち、内部温度）は、システム制御部１０に入力される。
【００４６】
ファン２９は、吸気ファン１８、排気ファン１９、光源用ファン２０等で構成される。吸気ファン１８から吸入した外気を排気ファン１９から排出することで、画像投影装置１に気流を発生させて空冷がなされる。また、光源３０の近傍には光源冷却手段としての光源用ファン２０が設けられており、内部温度に基づいて光源用ファン２０の回転量が制御される。
【００４７】
光源３０は、例えば、一対の電極間の放電により発光物質が発光する高圧水銀ランプであって、照明光学系ユニット４０に光を照射する。また、光源３０として、キセノンランプ、ＬＥＤ等を用いることもできる。また、ランプ制御部３１は、光源３０のオン／オフや点灯パワーなどを制御する。
【００４８】
光源３０から放射された光は、照明光学系ユニット４０における円盤状のカラーホイール５により単位時間毎に各色が繰り返す光に分光される。
【００４９】
カラーホイール制御部１２は、カラーホイール５の回転駆動を制御する。
【００５０】
カラーホイール５から出射した光は、ライトトンネル６、リレーレンズ７、平面ミラー８および凹面ミラー９を介して、画像表示ユニット５０における画像表示素子としてのＤＭＤ５５１に集光される。
【００５１】
画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１（図６）、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する。可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１を有し、可動ユニット制御部１４によって固定ユニット５１に対する位置が制御される。可動ユニット制御部１４は、少なくともシステム制御部１０および画素ずらし用画像処理部１１とは独立した制御手段である。
【００５２】
可動ユニット５５には、駆動手段としての電磁アクチュエータ（ボイスコイル、磁石）が設けられており、可動ユニット制御部１４は、可動ユニット５５の駆動手段に流すための電流量を制御してＤＭＤ５５１のシフト量を制御する。なお、可動ユニット制御部１４によるＤＭＤ５５１のシフト制御は、本体操作部２３またはリモコン２１を操作することにより、オン／オフ可能となっている。ＤＭＤ５５１のシフト制御がオフに設定される場合は、ＤＭＤ５５１のシフトがされない通常の投影画面の表示となる。
【００５３】
また、可動ユニット５５（すなわち、ＤＭＤ５５１）の位置は、画像表示ユニット５０に設けられた、光センサや磁気センサなどの位置検知手段５２（位置センサ）により検知可能となっている。可動ユニット制御部１４は、駆動手段に流した電流量（制御内容）と、位置検知手段５２の検知結果（制御結果）に基づいて、可動ユニット５５が目標位置にあるかどうか、すなわち、可動ユニット５５が正常に動作しているか否かを検知しており、検知結果をシステム制御部１０へ入力する。これにより、システム制御部１０では、正常に画素ずらし制御が動作しているかを検知可能となっている。
【００５４】
ＤＭＤ５５１は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の映像を形成するように投影光を加工して反射する画像表示素子である。また、ＤＭＤ制御部１３は、ＤＭＤ５５１のマイクロミラーのオン／オフを制御する。
【００５５】
ＤＭＤ５５１により、時分割で映像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。使用する光は投影光学系ユニット６０へ反射し、投影光学系ユニット６０を通り拡大された映像光はスクリーンＳ上へ拡大投影される。
【００５６】
投影光学系ユニット６０は、例えば複数の投影レンズ、ミラー等を有し、画像表示ユニット５０のＤＭＤ５５１によって生成される画像を拡大してスクリーンＳに投影する。
【００５７】
（画像表示ユニット）
図６は、画像表示ユニット５０を例示する斜視図である。また、図７は、画像表示ユニット５０を例示する側面図である。
【００５８】
図６及び図７に示されるように、画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する。
【００５９】
固定ユニット５１は、第１固定板としてのトッププレート５１１、第２固定板としてのベースプレート５１２を有する。固定ユニット５１は、トッププレート５１１とベースプレート５１２とが所定の間隙を介して平行に設けられている。
【００６０】
可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、第１可動板としての可動プレート５５２、第２可動板としての結合プレート５５３、ヒートシンク５５４を有し、固定ユニット５１に移動可能に支持されている。
【００６１】
可動プレート５５２は、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、固定ユニット５１によってトッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に支持されている。
【００６２】
結合プレート５５３は、固定ユニット５１のベースプレート５１２を間に挟んで可動プレート５５２に固定されている。結合プレート５５３は、上面側にＤＭＤ５５１が固定して設けられ、下面側にヒートシンク５５４が固定されている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、可動プレート５５２、ＤＭＤ５５１、及びヒートシンク５５４と共に固定ユニット５１に移動可能に支持されている。
【００６３】
ＤＭＤ５５１は、結合プレート５５３の可動プレート５５２側の面に設けられ、可動プレート５５２及び結合プレート５５３と共に移動可能に設けられている。ＤＭＤ５５１は、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を有する。ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーは、鏡面がねじれ軸周りに傾動可能に設けられており、ＤＭＤ制御部１３から送信される画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
【００６４】
マイクロミラーは、例えば「ＯＮ」の場合には、光源３０からの光を投影光学系ユニット６０に反射するように傾斜角度が制御される。また、マイクロミラーは、例えば「ＯＦＦ」の場合には、光源３０からの光をＯＦＦ光板に向けて反射する方向に傾斜角度が制御される。
【００６５】
このように、ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ制御部１３から送信される画像信号によって各マイクロミラーの傾斜角度が制御され、光源３０から照射されて照明光学系ユニット４０を通った光を変調して投影画像を生成する。
【００６６】
ヒートシンク５５４は、拡大放熱部の一例であり、少なくとも一部分がＤＭＤ５５１に当接するように設けられている。ヒートシンク５５４は、移動可能に支持される結合プレート５５３にＤＭＤ５５１と共に設けられることで、ＤＭＤ５５１に当接して効率的に冷却することが可能になっている。このような構成により、本実施形態に係る画像投影装置１では、ヒートシンク５５４がＤＭＤ５５１の温度上昇を抑制し、ＤＭＤ５５１の温度上昇による動作不良や故障等といった不具合の発生が低減されている。
【００６７】
［固定ユニット］
図８は、固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図９は、固定ユニット５１を例示する分解斜視図である。
【００６８】
図８及び図９に示されるように、固定ユニット５１は、トッププレート５１１、ベースプレート５１２を有する。
【００６９】
トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、平板状部材から形成され、それぞれ可動ユニット５５のＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５１３，５１４が設けられている。また、トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、複数の支柱５１５によって、所定の間隙を介して平行に設けられている。
【００７０】
支柱５１５は、図９に示されるように、上端部がトッププレート５１１に形成されている支柱孔５１６に圧入され、雄ねじ溝が形成されている下端部がベースプレート５１２に形成されている支柱孔５１７に挿入される。支柱５１５は、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に一定の間隔を形成し、トッププレート５１１とベースプレート５１２とを平行に支持する。
【００７１】
また、トッププレート５１１及びベースプレート５１２には、支持球体５２１を回転可能に保持する支持孔５２２，５２６がそれぞれ複数形成されている。
【００７２】
トッププレート５１１の支持孔５２２には、内周面に雌ねじ溝を有する円筒状の保持部材５２３が挿入される。保持部材５２３は、支持球体５２１を回転可能に保持し、位置調整ねじ５２４が上から挿入される。ベースプレート５１２の支持孔５２６は、下端側が蓋部材５２７によって塞がれ、支持球体５２１を回転可能に保持する。
【００７３】
トッププレート５１１及びベースプレート５１２の支持孔５２２，５２６に回転可能に保持される支持球体５２１は、それぞれトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に当接し、可動プレート５５２を移動可能に支持する。
【００７４】
図１０は、固定ユニット５１による可動プレート５５２の支持構造を説明するための図である。また、図１１は、図１０に示されるＡ部分の概略構成を例示する部分拡大図である。
【００７５】
図１０及び図１１に示されるように、トッププレート５１１では、支持孔５２２に挿入される保持部材５２３によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。また、ベースプレート５１２では、下端側が蓋部材５２７によって塞がれている支持孔５２６によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。
【００７６】
各支持球体５２１は、支持孔５２２，５２６から少なくとも一部分が突出するように保持され、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に当接して支持する。可動プレート５５２は、回転可能に設けられている複数の支持球体５２１により、トッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に両面から支持される。
【００７７】
また、トッププレート５１１側に設けられている支持球体５２１は、可動プレート５５２とは反対側で当接する位置調整ねじ５２４の位置に応じて、保持部材５２３の下端からの突出量が変化する。例えば、位置調整ねじ５２４がＺ１方向に変位すると、支持球体５２１の突出量が減り、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔が小さくなる。また、例えば、位置調整ねじ５２４がＺ２方向に変位すると、支持球体５２１の突出量が増え、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔が大きくなる。
【００７８】
このように、位置調整ねじ５２４を用いて支持球体５２１の突出量を変化させることで、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔を適宜調整できる。
【００７９】
また、図８及び図９に示されるように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。
【００８０】
図１２は、トッププレート５１１を例示する底面図である。図１２に示されるように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。
【００８１】
磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、トッププレート５１１の中央孔５１３を囲むように４箇所に設けられている。磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ長手方向が平行になるように配置された直方体状の２つの磁石で構成され、それぞれ可動プレート５５２に及ぶ磁界を形成する。
【００８２】
磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ可動プレート５５２の上面に各磁石５３１，５３２，５３３，５３４に対向して設けられているコイルとで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。
【００８３】
なお、上記した固定ユニット５１に設けられる支柱５１５、支持球体５２１の数や位置等は、可動プレート５５２を移動可能に支持できればよく、本実施形態に例示される構成に限られるものではない。
【００８４】
［可動ユニット］
図１３は、可動ユニット５５を例示する斜視図である。また、図１４は、可動ユニット５５を例示する分解斜視図である。
【００８５】
図１３及び図１４に示されるように、可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、可動プレート５５２、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７を有し、固定ユニット５１に対して移動可能に支持されている。
【００８６】
可動プレート５５２は、上記したように、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、複数の支持球体５２１により表面に平行な方向に移動可能に支持される。
【００８７】
図１５は、可動プレート５５２を例示する斜視図である。
【００８８】
図１５に示されるように、可動プレート５５２は、平板状の部材から形成され、ＤＭＤ基板５５７に設けられるＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５７０を有し、中央孔５７０の周囲にコイル５８１，５８２，５８３，５８４が設けられている。
【００８９】
コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれＺ１Ｚ２方向に平行な軸を中心として電線が巻き回されることで形成され、可動プレート５５２のトッププレート５１１側の面に形成されている凹部に設けられてカバーで覆われている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれトッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４とで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。
【００９０】
トッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４と、可動プレート５５２のコイル５８１，５８２，５８３，５８４とは、可動ユニット５５が固定ユニット５１に支持された状態で、それぞれ対向する位置に設けられている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４に電流が流されると、磁石５３１，５３２，５３３，５３４によって形成される磁界により、可動プレート５５２を移動させる駆動力となるローレンツ力が発生する。
【００９１】
可動プレート５５２は、磁石５３１，５３２，５３３，５３４とコイル５８１，５８２，５８３，５８４との間で発生する駆動力としてのローレンツ力を受けて、固定ユニット５１に対して、ＸＹ平面において直線的又は回転するように変位する。
【００９２】
各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流の大きさ及び向きは、可動ユニット制御部１４によって制御される。可動ユニット制御部１４は、各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさ及び向きによって、可動プレート５５２の移動（回転）方向、移動量や回転角度等を制御する。
【００９３】
本実施形態では、第１駆動手段として、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とが、Ｘ１Ｘ２方向に対向して設けられている。コイル５８１及びコイル５８４に電流が流されると、図１５に示されるようにＸ１方向又はＸ２のローレンツ力が発生する。可動プレート５５２は、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とにおいて発生するローレンツ力により、Ｘ１方向又はＸ２方向に移動する。
【００９４】
また、本実施形態では、第２駆動手段として、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とが、Ｘ１Ｘ２方向に並んで設けられ、磁石５３２及び磁石５３３は、磁石５３１及び磁石５３４とは長手方向が直交するように配置されている。このような構成において、コイル５８２及びコイル５８３に電流が流されると、図１５に示されるようにＹ１方向又はＹ２方向のローレンツ力が発生する。
【００９５】
可動プレート５５２は、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とにおいて発生するローレンツ力により、Ｙ１方向又はＹ２方向に移動する。また、可動プレート５５２は、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とで反対方向に発生するローレンツ力により、ＸＹ平面において回転するように変位する。
【００９６】
例えば、コイル５８２及び磁石５３２においてＹ１方向のローレンツ力が発生し、コイル５８３及び磁石５３３においてＹ２方向のローレンツ力が発生するように電流が流されると、可動プレート５５２は、上面視で時計回り方向に回転するように変位する。また、コイル５８２及び磁石５３２においてＹ２方向のローレンツ力が発生し、コイル５８３及び磁石５３３においてＹ１方向のローレンツ力が発生するように電流が流されると、可動プレート５５２は、上面視で反時計回り方向に回転するように変位する。
【００９７】
また、可動プレート５５２には、固定ユニット５１の支柱５１５に対応する位置に、可動範囲制限孔５７１が設けられている。可動範囲制限孔５７１は、固定ユニット５１の支柱５１５が挿入され、例えば振動や何らかの異常等により可動プレート５５２が大きく移動した時に支柱５１５に接触することで、可動プレート５５２の可動範囲を制限する。
【００９８】
以上で説明したように、本実施形態では、可動ユニット制御部１４が、コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさや向きを制御することで、可動範囲内で可動プレート５５２を任意の位置に移動させることができる。
【００９９】
なお、移動手段としての磁石５３１，５３２，５３３，５３４及びコイル５８１，５８２，５８３，５８４の数、位置等は、可動プレート５５２を任意の位置に移動させることが可能であれば、本実施形態とは異なる構成であってもよい。例えば、移動手段としての磁石は、トッププレート５１１の上面に設けられてもよく、ベースプレート５１２の何れかの面に設けられてもよい。また、例えば、磁石が可動プレート５５２に設けられ、コイルがトッププレート５１１又はベースプレート５１２に設けられてもよい。
【０１００】
また、可動範囲制限孔５７１の数、位置及び形状等は、本実施形態に例示される構成に限られない。例えば、可動範囲制限孔５７１は一つであってもよく、複数であってもよい。また、可動範囲制限孔５７１の形状は、例えば長方形や円形等、本実施形態とは異なる形状であってもよい。
【０１０１】
固定ユニット５１によって移動可能に支持される可動プレート５５２の下面側（ベースプレート５１２側）には、図１３に示されるように、結合プレート５５３が固定されている。結合プレート５５３は、平板状部材から形成され、ＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔を有し、周囲に設けられている折り曲げ部分が３本のねじ５９１によって可動プレート５５２の下面に固定されている。
【０１０２】
図１６は、可動プレート５５２が外された可動ユニット５５を例示する斜視図である。
【０１０３】
図１６に示されるように、結合プレート５５３には、上面側にＤＭＤ５５１、下面側にヒートシンク５５４が設けられている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、ＤＭＤ５５１、ヒートシンク５５４と共に、可動プレート５５２に伴って固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている。
【０１０４】
ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ基板５５７に設けられており、ＤＭＤ基板５５７が保持部材５５５と結合プレート５５３との間で挟み込まれることで、結合プレート５５３に固定されている。保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４は、図１４及び図１６に示されるように、固定部材としての段付ねじ５６０及び押圧手段としてのばね５６１によって重ねて固定されている。
【０１０５】
図１７は、可動ユニット５５のＤＭＤ保持構造について説明する図である。図１７は、可動ユニット５５の側面図であり、可動プレート５５２及び結合プレート５５３は図示が省略されている。
【０１０６】
図１７に示されるように、ヒートシンク５５４は、結合プレート５５３に固定された状態で、ＤＭＤ基板５５７に設けられている貫通孔からＤＭＤ５５１の下面に当接する突出部５５４ａを有する。なお、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａは、ＤＭＤ基板５５７の下面であって、ＤＭＤ５５１に対応する位置に当接するように設けられてもよい。
【０１０７】
また、ＤＭＤ５５１の冷却効果を高めるために、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａとＤＭＤ５５１との間に弾性変形可能な伝熱シートが設けられてもよい。伝熱シートによりヒートシンク５５４の突出部５５４ａとＤＭＤ５５１との間の熱伝導性が向上し、ヒートシンク５５４によるＤＭＤ５５１の冷却効果が向上する。
【０１０８】
上記したように、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、ヒートシンク５５４は、段付きねじ５６０及びばね５６１によって重ねて固定されている。段付きねじ５６０が締められると、ばね５６１がＺ１Ｚ２方向に圧縮され、図１７に示されるＺ１方向の力Ｆ１がばね５６１から生じる。ばね５６１から生じる力Ｆ１により、ヒートシンク５５４はＺ１方向に力Ｆ２でＤＭＤ５５１に押圧されることとなる。
【０１０９】
本実施形態では、段付きねじ５６０及びばね５６１は４箇所に設けられており、ヒートシンク５５４にかかる力Ｆ２は、４つのばね５６１に生じる力Ｆ１を合成したものに等しい。また、ヒートシンク５５４からの力Ｆ２は、ＤＭＤ５５１が設けられているＤＭＤ基板５５７を保持する保持部材５５５に作用する。この結果、保持部材５５５には、ヒートシンク５５４からの力Ｆ２に相当するＺ２方向の反力Ｆ３が生じ、保持部材５５５と結合プレート５５３との間でＤＭＤ基板５５７を保持できるようになる。
【０１１０】
段付きねじ５６０及びばね５６１には、保持部材５５５に生じる力Ｆ３からＺ２方向の力Ｆ４が作用する。ばね５６１は、４箇所に設けられているため、それぞれに作用する力Ｆ４は、保持部材５５５に生じる力Ｆ３の４分の１に相当し、力Ｆ１と釣り合うこととなる。
【０１１１】
また、保持部材５５５は、図１７において矢印Ｂで示されるように撓むことが可能な部材で板ばね状に形成されている。保持部材５５５は、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａに押圧されて撓み、ヒートシンク５５４をＺ２方向に押し返す力が生じることで、ＤＭＤ５５１とヒートシンク５５４との接触をより強固に保つことができる。
【０１１２】
可動ユニット５５は、以上で説明したように、可動プレート５５２と、ＤＭＤ５５１及びヒートシンク５５４を有する結合プレート５５３とが、固定ユニット５１によって移動可能に支持されている。可動ユニット５５の位置は、可動ユニット制御部１４によって制御される。また、可動ユニット５５には、ＤＭＤ５５１に当接するヒートシンク５５４が設けられており、ＤＭＤ５５１の温度上昇に起因する動作不良や故障といった不具合の発生が防止されている。
【０１１３】
（画素ずらし制御）
上述のように、画像投影装置１において投影画像を生成するＤＭＤ５５１は、可動ユニット５５に設けられており、可動ユニット制御部１４によって可動ユニット５５と共に位置が制御される。
【０１１４】
可動ユニット制御部１４は、例えば、画像投影時にフレームレートに対応する所定の周期で、ＤＭＤ５５１の複数のマイクロミラーの配列間隔未満の距離だけ離れた複数の位置の間を高速移動するように可動ユニット５５の位置を制御する。このとき、画素ずらし用画像処理部１１は、それぞれの位置に応じてシフトした投影画像を生成し、ＤＭＤ制御部１３を介してＤＭＤ５５１に画像信号を送信する。
【０１１５】
可動ユニット制御部１４は、Ｘ１Ｘ２方向及びＹ１Ｙ２方向にＤＭＤ５５１のマイクロミラーの配列間隔未満の距離だけ離れた第１位置と第２位置との間で、ＤＭＤ５５１を所定の周期で往復移動させる。このとき、ＤＭＤ制御部１３が、それぞれの位置に応じてシフトした投影画像を生成するようにＤＭＤ５５１を制御することで、投影画像の解像度を、ＤＭＤ５５１の解像度の約２倍にすることが可能になる。
【０１１６】
このように、可動ユニット制御部１４が可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１を所定の周期で移動させ、画素ずらし用画像処理部１１およびＤＭＤ制御部１３がＤＭＤ５５１に位置に応じた投影画像を生成させることで、ＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投影することが可能になる。
【０１１７】
図１８は、画素ずらし制御にて半画素分シフトした画素の表示状態のイメージを示した説明図である。
【０１１８】
図１８（Ａ）は、表示位置をシフトしない状態（シフト前の状態、第１位置）である各画素Ｓ１を示しており、各画素のサイズはＸＬ×ＹＬとなっている。また、図１８（Ｂ）は、半画素分（ＸＬ／２，ＹＬ／２）シフトされた状態（第２位置）であるの各画素Ｓ２を示している。このように、斜め方向で２つの状態にシフトさせる方式を２ｗａｙ方式と呼ぶ。なお、ここでは、シフト量を半画素分としているが、シフト量は半画素分に限られるものではない。
【０１１９】
そして、２つの画像を合成、すなわち、交互に各画素での映像を投影することにより、図１８（Ｃ）に示すように、擬似的に高解像度することが可能となる。
【０１２０】
この画素ずらし制御の際には、可動ユニット制御部１４にて可動ユニット５５のＤＭＤ５５１を斜め方向にシフトさせて、図１８（Ｃ）に示すように、半画素ずらした状態で投影する。また、画素ずらし用画像処理部１１では、入力された映像信号（１フレーム）に対して、第１位置の画像と第２位置の画像との２つの画像（２つのフレーム）を生成する画像処理を行う（画素ずらし用の画像処理）。
【０１２１】
画素ずらし制御では、可動ユニット制御部１４による可動ユニット５５の制御と、画素ずらし用画像処理部１１での画像生成を同期させ、高解像度化を実現する。例えば、入力画像の解像度がＵＨＤ（４Ｋ，３８４０×２１６０）の１枚の画像から、２枚のＦＨＤ（２Ｋ，１９２０×１０８０）の画像を生成し、この２枚の画像を交互に切り替えて表示させ、表示の切替タイミングと画素のシフトのタイミングを同期させて、高解像度化を実現するものである。
【０１２２】
なお、画素ずらし制御用の画像処理には、上記の１つの画像から２つの画像を生成する処理の他、必要な補正処理等を含むものであってよく、画素ずらし制御用の画像処理としては、公知または新規の画像処理方法を適用することができる。
【０１２３】
また、本実施形態では、画素ずらし用画像処理部１１がシステム制御部１０の後段にありシステム制御部１０でのコントラスト調整、明るさ調整などの各処理の後に、画素ずらし用の画像を生成する構成例（図５）を示しているが、画素ずらし用画像処理部１１をシステム制御部１０の前段に設けて、画素ずらし用画像処理部１１で画素ずらし用の画像を生成した後に、システム制御部１０にて、各処理を行うものであってもよい。
【０１２４】
ここまで説明した画素ずらし制御を行う画像投影装置において、一組として設計および提供されるべき画素ずらし画像処理手段（画素ずらし用画像処理部１１）と、画素ずらし投影手段（可動ユニット制御部１４および画像表示ユニット５０（ＤＭＤ５５１は除く部分である、以下同じ））と、の２つの手段について、一方の手段のみを使用し、他方の手段については他の簡易的に設計された手段などを使用して、異なる組み合わせで使用されることを防ぐことができなかった。異なる組み合わせを備えた画像投影装置により画素ずらし制御が実行されてしまうと、画像投影装置として所望の性能が発揮できないことや、使用中に意図しないエラーが発生してしまう等の不具合が生じるおそれがあった。
【０１２５】
そこで、本実施形態に係る画像投影装置１は、光源（光源３０）からの光を用いて画像を形成する画像表示素子（ＤＭＤ５５１）と、画像投影時に画像表示素子を周期的に変位させつつ投影させる画素ずらし投影手段（可動ユニット制御部１４および画像表示ユニット５０）と、入力画像に基づいて画素ずらし投影時の画像を生成する画素ずらし画像処理手段（画素ずらし用画像処理部１１）と、を備える画像投影装置において、画素ずらし投影手段と画素ずらし画像処理手段との組み合わせの正当性を判定する認証手段を備え、認証手段が組み合わせを正当でないと判定した場合、画素ずらし投影手段を用いた画像投影を不可とするものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【０１２６】
認証手段は、画像投影装置１において、後述する認証処理を実行する部分で構成され、本実施形態では、システム制御部１０、画素ずらし用画像処理部１１、および可動ユニット制御部１４により構成される。
【０１２７】
図１９は、画像投影装置１の起動から画素ずらし制御による高解像度化機能を有効にするまでの処理を示すフローチャートである。画像投影装置１の電源がオンとなり起動する（Ｓ１００）と、画像投影装置１は、初期化処理を実行する（Ｓ１０１）。初期化処理（Ｓ１０１）において、システム制御部１０が起動し、システム制御部１０は各部を起動させる。
【０１２８】
初期化処理の終了後、画素ずらし用画像処理部１１と画素ずらし投影手段（可動ユニット制御部１４および画像表示ユニット５０）との認証処理を実行する（Ｓ１０２）。認証処理の詳細は後述する。
【０１２９】
認証処理の後、認証処理が正常に終了したか否かを判定し（Ｓ１０３）、正常に終了した場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、画素ずらし制御による高解像度化機能を有効化する（Ｓ１０４）。一方、認証処理で異常終了した場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、画素ずらし制御による高解像度化機能は無効のままとし、以降も画素ずらしによる高解像度化は行わない。この場合は、画素ずらし制御を行わない通常モードでの画像投影を実行する。なお、認証処理で異常終了した場合に、画像投影を実行不可としてもよい。
【０１３０】
このように、画素ずらし用画像処理部１１と画素ずらし投影手段との認証処理を実行することで、提供した画素ずらし用画像処理部１１と画素ずらし投影手段の組み合わせでのみ高解像度化機能を使用することを可能とし、一方が異なるものを使用された場合には、高解像度化機能を使用できないようにすることができる。
【０１３１】
（認証処理）
次に、認証処理（Ｓ１０２）の詳細について説明する。図２０は、システム制御部１０を介した、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４との認証処理の一例を示すシーケンス図である。
【０１３２】
画像投影装置１の初期化処理において、上記のように、システム制御部１０が起動し、システム制御部１０の初期化処理を実行する（Ｓ２００）。また、システム制御部１０から画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４に起動命令を出し（Ｓ２０１，Ｓ２０２）、画素ずらし用画像処理部１１、および可動ユニット制御部１４の各部は起動後、初期化処理を実行する（Ｓ２０３，Ｓ２０４）。初期化処理として、例えば、画素ずらし用画像処理部１１がＦＰＧＡなどのＰＬＤの場合、コンフィグレーションが実行される。また、可動ユニット制御部１４の初期化処理では、可動ユニット５５の位置が初期ポジションに設定される。
【０１３３】
なお、図２０の例では、画素ずらし用画像処理部１１および可動ユニット制御部１４の起動は、システム制御部１０からの起動命令を受けて実行するようにしているが、システム制御部１０と同様に、画像投影装置１の電源オン時に、起動するものであってもよい。
【０１３４】
画素ずらし用画像処理部１１および可動ユニット制御部１４の初期化処理の後、システム制御部１０は、画素ずらし用画像処理部１１に対し、認証コード（１）を要求する（Ｓ２０５）。
【０１３５】
認証コード（１）の要求を受けた画素ずらし用画像処理部１１は認証コード（１）を生成する。認証コード（１）は、乱数を画素ずらし用画像処理部１１が有する秘密鍵Ａを用いて暗号化することで生成される（Ｓ２０６）。画素ずらし用画像処理部１１は、生成した認証コード（１）をシステム制御部１０に送信する（Ｓ２０７）。
【０１３６】
システム制御部１０は、受信した認証コード（１）を可動ユニット制御部１４に送信するとともに、可動ユニット制御部１４に対し、認証コード（２）を要求する（Ｓ２０８）。
【０１３７】
認証コード（２）の要求を受けた可動ユニット制御部１４は認証コード（２）を生成する（Ｓ２０９）。認証コード（２）は、認証コード（１）を可動ユニット制御部１４が有する秘密鍵Ａを用いて暗号化することで生成される。ここで、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４は、同一の秘密鍵（秘密鍵Ａ）を有している。そして、可動ユニット制御部１４は、生成した認証コード（２）をシステム制御部１０に送信する（Ｓ２１０）。
【０１３８】
システム制御部１０は、受信した認証コード（２）を画素ずらし用画像処理部１１に送信する（Ｓ２１１）。
【０１３９】
画素ずらし用画像処理部１１は、認証コード（１）と（２）の値をチェックする（Ｓ２１２）。すなわち、生成した認証コード（１）と、受信した認証コード（２）とが同じ秘密鍵により暗号化された値であるか否かをチェックすることで、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４が正当な組み合わせであるか否かを認証する。
【０１４０】
画素ずらし用画像処理部１１は、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４が正当な組み合わせである場合は真を、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４が正当な組み合わせでない場合は偽を、認証結果としてシステム制御部１０に送信する（Ｓ２１３）。
【０１４１】
システム制御部１０は、認証結果が真である場合は、画素ずらし制御による高解像度化機能を有効化し、認証結果が偽であった場合は、画素ずらし制御による高解像度化機能を無効のままの状態として使用不可とする（Ｓ２１４）。
【０１４２】
以上のような認証処理により、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４が正当な組み合わせであるか否かを判定することができる。
【０１４３】
このように本実施形態では、認証の対象となる画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４の組み合わせの正当性を、第三者であるシステム制御部１０を介して判定するようにしている。これにより、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４との間では通信がなされないため、両者を通信手段で接続する必要がない。
【０１４４】
また、認証コード（１）および認証コード（２）を、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４のみが知る秘密鍵で暗号化することで、システム制御部１０でのなりすまし行為を防止することができる。
【０１４５】
なお、暗号化方式は一例であって、上記の例に限られるものではなく、その他、公知または新規の暗号化手段を適用することができる。
【０１４６】
上記の例では、乱数に基づいて認証コード（１）を生成し、認証コード（１）に基づいて認証コード（２）を生成しているが、認証処理は、例えば、以下のような処理手順であってもよい。
（ステップＳ１）画素ずらし用画像処理部１１が乱数を生成し、乱数をシステム制御部１０に送信する。
（ステップＳ２）システム制御部１０は、受信した乱数を可動ユニット制御部１４に送信する。
（ステップＳ３）可動ユニット制御部１４は、自身の有する秘密鍵Ａで認証コード（１）を作成し、認証コード（１）をシステム制御部１０に送信する。
（ステップＳ４）システム制御部１０は、受信した認証コード（１）を画素ずらし用画像処理部１１に送信する。
（ステップＳ５）画素ずらし用画像処理部１１は、乱数に基づいて、自身の有する秘密鍵Ａで認証コード（２）を作成する。
（ステップＳ６）画素ずらし用画像処理部１１は、認証コード（１）と認証コード（２）が一致しているか否かを判定し、一致していれば真、一致していなければ偽とする。
【０１４７】
また、上記の２つの例では、画素ずらし用画像処理部１１において、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４が正当な組み合わせであるか否かを判定しているが、可動ユニット制御部１４においてこれを判断するものであってもよい。
【０１４８】
以上説明した本実施形態に係る画像投影装置１によれば、画素ずらし画像処理手段と画素ずらし投影手段の組み合わせの正当性を判断し、正当な組み合わせで用いられる場合のみ、画素ずらし制御による高解像度化機能を利用可能とし、異なる組み合わせで使用された場合には、高解像度化機能を利用不可とすることで、画像投影装置として所望の性能が発揮できないことや、使用中に意図しないエラーが発生してしまう等の不具合を防ぐことができる。また、異なる組み合わせとなる場合に、高解像度化機能を利用不可としているので、一組として設計、提供される２つの手段の一方のみの使用、盗用を抑止することができる。
【０１４９】
また、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４を別途通信用インターフェースで接続することなく認証処理を行うことができ、サイズアップやコストアップすることなく画素ずらし制御による高解像度化機能を提供することができる。
【０１５０】
［第２の実施形態］
以下、本発明に係る画像投影装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
【０１５１】
第１の実施形態では、認証の対象となる画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４の組み合わせの正当性を、第三者であるシステム制御部１０を介して判定するようにしている。これにより、画素ずらし用画像処理部１１と可動ユニット制御部１４の相互間での通信を可能とするインタフェースを設ける必要がなく、構成の追加なく認証を実現することができる。
【０１５２】
しかしながら、認証処理は必ずしも第３者を介する必要はなく、画素ずらし用画像処理部１１および可動ユニット制御部１４に、相互間での通信を可能とする通信インタフェースを設け、画素ずらし用画像処理部１１および可動ユニット制御部１４の２者間で組み合わせの正当性を判定し、判定結果をシステム制御部１０に送信するものであってもよい。この場合の認証方式は特に限定されるものではなく、公開鍵暗号方式や秘密鍵暗号方式を用いて組み合わせの正当性を判定するものであればよい。
【０１５３】
［第３の実施形態］
第１の実施形態では、画像投影装置１は、ＤＬＰ(Digital  Light  Processing)方式のプロジェクタであって、画像表示素子をシフト制御する場合の例について説明したが、本発明を適用可能な画像投影装置はこれに限られるものではなく、画像表示素子をシフトさせる制御を行い高解像度化を図るものであれば他の方式によるものであって良い。
【０１５４】
また、画像表示素子を制御させるものに限られず、例えば、特許文献１に示したような、光路における光学素子をシフト制御することで中間画像を形成する方式であってもよい。例えば、ＤＬＰ方式のプロジェクタにおいて、画像表示素子をシフト制御させるのではなく、画像表示素子の後段の光学素子をシフト制御するものであってもよい。
【０１５５】
第３の実施形態では、液晶方式の画像投影装置の例を説明する。図２１は、第３の実施形態に係る画像投影装置１の一例を示す機能ブロック図である。図２１は液晶方式の画像投影装置１の例である。
【０１５６】
本実施形態に係る画像投影装置１は、光源（光源３０）からの光を用いて画像を形成する画像表示素子（液晶パネル部７０）と、光路における画像表示素子の後段に配置される光学素子（可動レンズ７２）と、画像投影時に光学素子を周期的に変位させつつ投影させる画素ずらし投影手段（可動レンズ制御部７３および可動レンズ７２）と、入力画像に基づいて画素ずらし投影時の画像を生成する画素ずらし画像処理手段（画素ずらし用画像処理部１１）と、を備える画像投影装置において、画素ずらし投影手段と画素ずらし画像処理手段との組み合わせの正当性を判定する認証手段を備え、認証手段が組み合わせを正当でないと判定した場合、画素ずらし投影手段を用いた画像投影を不可とするものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【０１５７】
画像投影装置１は、システム制御部１０、画素ずらし用画像処理部１１、液晶パネル制御部７１、可動レンズ制御部７３、ファン制御部１５、リモコン受信部２２、本体操作部２３、入力端子２４、映像信号制御部２５、不揮発性メモリ２６、電源ユニット２７、温度センサ２８、ファン２９、光源３０、ランプ制御部３１、液晶パネル部７０、可動レンズ７２、投影光学系ユニット６０、等を備え、スクリーンＳに画像を投影する画像投影装置である。また、遠隔操作手段としてのリモコン２１を備えている。以下、図５を参照して説明した画像投影装置１と異なる点について説明する。
【０１５８】
液晶パネル部７０はＲＧＢの液晶パネルを備えており、液晶パネル制御部７１で各液晶パネルを制御することで映像が作成される。光源３０から液晶パネル部７０に投射され、液晶パネル部７０にて反射された投射光は、可動レンズ７２に投射される。可動レンズ７２には、該可動レンズ７２を可動させる駆動手段が設けられており、可動レンズ制御部７３は、投影画像が半画素シフトされるように、可動レンズ７２の傾きを制御する。
【０１５９】
また、可動レンズ７２を動作させる場合、画素ずらし用画像処理部１１において、入力された映像信号を画素ずらし制御用の所定の画像処理を施し、可動レンズ７２の動作と同期させることで、投影画像を高解像度化をする。
【０１６０】
また、可動レンズ７２の位置は、可動レンズ７２の近傍に設けられた、位置検知手段７４（位置センサ）により検知可能となっている。可動レンズ制御部７３は、位置検知手段７４の検知結果に基づいて、可動レンズ７２が目標位置にあるかどうか、すなわち、可動レンズ７２が正常に動作しているか否かを検知しており、判定結果をシステム制御部１０へ入力する。なお、位置検知手段７４は、特に限られるものではなく、可動レンズ７２が所望の動作となっているか否かを検知可能な手段であればよい。
【０１６１】
第３の実施形態に係る画像投影装置では、可動レンズ７２を変位させて画素ずらし制御を行う画像投影装置１において、画素ずらし画像処理手段（画素ずらし用画像処理部１１）と画素ずらし投影手段（可動レンズ制御部７３、可動レンズ７２）の組み合わせの正当性を判断し、正当な組み合わせで用いられる場合のみ、画素ずらし制御による高解像度化機能を利用可能とし、異なる組み合わせで使用された場合には、高解像度化機能を利用不可とすることで、画像投影装置として所望の性能が発揮できないことや、使用中に意図しないエラーが発生してしまう等の不具合を防ぐことができる。認証処理については、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【０１６２】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【０１６３】
例えば、上記実施形態では、水平置きのプロジェクタを例に説明したが、光学の反射を利用した縦置きの超短焦点型プロジェクタにおいても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１６４】
１  画像投影装置
２  外装カバー
３  光学エンジン
４  光源ユニット
５  カラーホイール
６  ライトトンネル
７  リレーレンズ
８  平面ミラー
９  凹面ミラー
１０  システム制御部
１１  画素ずらし用画像処理部
１２  カラーホイール制御部
１３  ＤＭＤ制御部
１４  可動ユニット制御部
１５  ファン制御部
１６  吸気口
１７  排気口
１８  吸気ファン
１９  排気ファン
２０  光源用ファン
２１  リモコン
２２  リモコン受信部
２３  本体操作部
２４  入力端子
２５  映像信号制御部
２６  不揮発性メモリ
２７  電源ユニット
２８  温度センサ
２９  ファン
３０  光源
３１  ランプ制御部
４０  照明光学系ユニット
５０  画像表示ユニット
５１  固定ユニット
５２  位置検知手段
５５  可動ユニット
５５１  ＤＭＤ
６０  投影光学系ユニット
７０  液晶パネル部
７１  液晶パネル制御部
７２  可動レンズ
７３  可動レンズ制御部
７４  位置検知手段
Ｓ  スクリーン
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６５】
【特許文献１】特開２００７−２４８８９４号公報
【特許文献２】特開２０１６−  ８５３６３号公報
【図１】
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【図２】
2018084689.tif 000004
【図３】
2018084689.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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