(57)【要約】【課題】画像表示素子を動かして画素をずらす方式において、画像表示素子に外力が加わっていても、安定して高解像度化された投影画像を投影する。【解決手段】画像を形成する画像表示素子（ＤＭＤ５５１）と、該画像表示素子が固設される可動部（可動ユニット５５）と、画像投影時に可動部を変位させて、画像表示素子が所定の駆動波形に基づいた挙動で駆動するように制御する駆動制御部（可動ユニット制御部１４）と、を備え、駆動制御部は、画像表示素子の駆動が所定の駆動波形に基づいて駆動していないことを検知するとともに、該検知をした場合は、画像表示素子の駆動が所定の駆動波形に基づいて駆動するように補正する。【選択図】図１９
2018146623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成する画像表示素子と、
該画像表示素子が固設される可動部と、
画像投影時に前記可動部を変位させて、前記画像表示素子が所定の駆動波形に基づいた挙動で駆動するように制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記画像表示素子の駆動が前記所定の駆動波形に基づいて駆動していないことを検知するとともに、該検知をした場合は、前記画像表示素子の駆動が前記所定の駆動波形に基づいて駆動するように補正することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、
前記画像表示素子の駆動が、前記所定の駆動波形に対してずれが生じていることを検知するずれ検知部と、
前記ずれを補正して、前記所定の駆動波形に近接させるための補正量を算出する補正量算出部と、を有し、
前記補正量を用いて、前記画像表示素子が前記所定の駆動波形に基づいて駆動するように前記可動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記ずれ検知部は、制御周期において、駆動中の前記画像表示素子の駆動量が最大となるピーク位置が到来するピーク間隔と、前記所定の駆動波形における前記画像表示素子の駆動量が最大となるピーク位置が到来するピーク間隔と、の比較結果に基づいて、前記ずれを検知することを特徴とする請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記ずれ検知部は、駆動中の前記画像表示素子の駆動量が最大となるピーク位置が到来する２回のタイミングの和と、前記所定の駆動波形の１制御周期と、の比較結果に基づいて、前記ずれを検知することを特徴とする請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記補正量は、前記可動部の駆動力に付加するオフセット値であることを特徴とする請求項２から４までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記所定の駆動波形は、正弦波であ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】
前記可動部と、前記可動部を変位可能に保持する固定部との間に、
前記可動部に対して一定の外力を付与する外力付勢手段を設けることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項８】
画像を形成する画像表示素子と、
該画像表示素子が固設される可動部と、を備え、
画像投影時に前記可動部を変位させて、前記画像表示素子が所定の駆動波形に基づいた挙動で駆動するように制御する画像投影装置の制御方法において、
前記画像表示素子の駆動が前記所定の駆動波形に基づいて駆動していないことを検知する検知処理と、
前記検知処理による検知をした場合は、前記画像表示素子の駆動が前記所定の駆動波形に基づいて駆動するように補正する補正処理と、を行う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、作像素子）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、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いる。画像表示素子を動かす方式として、例えば、特許文献１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。
【０００６】
また、特許文献２には、画像表示素子として透過型液晶パネルを備え、圧電アクチュエータからなる駆動手段によって上下方向に液晶パネルを画素ピッチの１／２を移動させて、１フィールドを２つのサブフィールドに分割し、２倍の画素数の画像表示を行う画像表示装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これまで画像表示素子を動かして画素をずらす方式において、画像表示素子に外力が加わっていると、所望の周期で画像表示素子を動かすことができず、結果として、安定して高解像度化された投影画像を得ることができなかった。
【０００８】
そこで本発明は、画像表示素子を動かして画素をずらす方式において、画像表示素子に外力が加わっていても、安定して高解像度化された投影画像を投影する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】
【０００９】
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、画像を形成する画像表示素子と、該画像表示素子が固設される可動部と、画像投影時に前記可動部を変位させて、前記画像表示素子が所定の駆動波形に基づいた挙動で駆動するように制御する駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記画像表示素子の駆動が前記所定の駆動波形に基づいて駆動していないことを検知するとともに、該検知をした場合は、前記画像表示素子の駆動が前記所定の駆動波形に基づいて駆動するように補正するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像表示素子を動かして画素をずらす方式において、画像表示素子に外力が加わっていても、安定して高解像度化された投影画像を投影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】（Ａ）は、画素ずらし制御にてシフトした画素の表示状態のイメージを示した説明図、（Ｂ）は、（Ａ）に示す画素ずらし制御での画素の挙動の一例を示すグラフである。
【図１９】外力によるの駆動波形への影響を説明する図である。
【図２０】駆動波形が理想的な状態とならない場合の映像同期に与える影響について説明する図である。
【図２１】外力検知補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図２２】外力検知補正処理の他の例を示すフローチャートである。
【図２３】外力付勢手段を有する画像表示ユニットの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る構成を図１から図２３に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
［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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
なお、本実施形態では、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など他の構成のプロジェクタであってもよいのは勿論である。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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）で構成される。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、駆動モードの設定（省エネモードのオンオフ）、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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（ボイスコイルモータ（ＶＣＭ））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の移動量を制御する。すなわち、可動ユニット制御部１４は、可動ユニット５５の変位を制御して、ＤＭＤ５５１が所定の駆動波形に基づいた挙動で駆動（移動）するように制御する駆動制御部として機能する。
【００４９】
また、可動ユニット制御部１４は、後述するように、駆動中のＤＭＤ５５１の駆動が所定の駆動波形に対してずれが生じていることを検知するずれ検知部、および、ずれを検知した場合の可動ユニット５５の駆動量の補正量を算出する補正量算出部、としても機能する。なお、駆動制御部での一部の処理はシステム制御部１０にて実行してもよい。この場合、システム制御部１０および可動ユニット制御部１４により駆動制御部が構成される。
【００５０】
また、画像表示ユニット５０には、可動ユニット５５（すなわち、ＤＭＤ５５１）の位置（移動量）を検知するための位置検知手段５２が設けられている。位置検知手段５２は、例えば、磁界を検出しその大きさに比例したアナログ信号を出力するホールセンサにより構成される。
【００５１】
なお、可動ユニット制御部１４によるＤＭＤ５５１を往復移動させる制御（画素ずらし制御）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を往復移動させる制御がオフに設定される場合は、ＤＭＤ５５１を往復移動させる制御がされない通常の投影画面の表示となる。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
ヒートシンク５５４は、冷却手段の一例であり、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。
【００６５】
＜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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
＜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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
図１５は、可動プレート５５２を例示する斜視図である。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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の移動方向、移動量、移動速度、回転方向、回転角度等を制御する。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
なお、ここまで説明した画像表示ユニット５０の構成は一例であって、画像を形成する画像表示素子と、該画像表示素子が固設される可動部と、画像投影時に可動部を変位させて、画像表示素子が所定の駆動波形に基づいた挙動で駆動するように制御する駆動制御部と、を備えるものであればよい。
【０１１２】
（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、固定ユニット５１に対して相対的に移動する可動ユニット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。
【０１１３】
可動ユニット制御部１４は、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。
【０１１４】
図１８（Ａ）は、画素ずらし制御にてシフトした画素の表示状態のイメージを示した説明図、図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）に示す画素ずらし制御での画素の挙動の一例を示すグラフであり、グラフの横軸は時間（ｔ）、縦軸はＤＭＤ５５１の移動量（画素位置）を示している。
【０１１５】
図１８に示すように、メインの映像フレーム（メインフレーム）に、画素ずらし用の画像処理を施して、メインフレーム１枚にたいして２枚のサブフレームＡ，Ｂを生成し、このサブフレームＡ，Ｂを交互にずらして投影することで、画素ずらし制御によってＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投影することを可能として、高解像度化を実現する。
【０１１６】
このとき、サブフレームＡ，Ｂは連続して出力されるが、画像表示ユニット５０でのＤＭＤ５５１の変位は、図１８（Ｂ）に示すように、サイン波状（正弦波状）の駆動波形でＤＭＤ５５１が移動するものである。つまり、画素は、矩形波状に２値間で瞬時に移動するものではないため、１つのサブフレームの投影中、同じ場所に存在するわけではない。しかしながら、図１８（Ｂ）の斜線で示す有効サブフレーム表示期間に周期的に一定期間画素があることで、高解像度化を実現することができる。
【０１１７】
ところで、画像表示素子に外力がある状態では、図１８（Ｂ）に示すような理想的な駆動波形（サイン波）での駆動ができなくなる。図１９を参照して、外力によるの駆動波形への影響を説明する。
【０１１８】
画像表示素子に外力がない場合（基準状態という）を図１９（Ｂ）に示す。この基準状態では、駆動波形は所望のサイン波となる。これに対し、画像表示素子が図中の矢印で示す挙動である場合に、図１９（Ａ）に示すＡ方向（図中の上から下方向）の外力がある状態では、画像表示素子が図中の上方向に移動する際に、外力による抵抗が発生するため、ピーク時に達するタイミングが遅れることとなる。また、画像表示素子が図中の下方向に移動する際には、外力による推力が発生するため、ピーク時に達するタイミングが早くなることとなる。よって、図１９（Ｂ）に示す場合よりも、ピーク間隔（｜ｃｔ＿Ｐｅａｋｍｉｎ−ｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘ｜）が狭くなる。
【０１１９】
反対に、図１９（Ｃ）に示すＢ方向（図中の下から上方向）の外力がある状態では、画像表示素子が図中の上方向に移動する際に、外力による推力が発生するため、ピーク時に達するタイミングが早くなることとなる。また、画像表示素子が図中の下方向に移動する際には、外力による抵抗が発生するため、ピーク時に達するタイミング遅れることとなる。よって、ピーク間隔（｜ｃｔ＿Ｐｅａｋｍｉｎ−ｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘ｜）が大きくなる。
【０１２０】
なお、図１９（Ａ），（Ｃ）のいずれの場合も、定常的な外力がかかっている間は、常に、（ｃｔ＿Ｐｅａｋｍｉｎ−ｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘ）が一定となる。
【０１２１】
次に、画像表示素子に外力があり、駆動波形が理想的な状態とならない場合の映像同期に与える影響について、図２０を参照して説明する。図２０は、図１８（Ｂ）と同様に、画素ずらし制御での画素の挙動の一例を示すグラフであり、グラフの横軸は時間（ｔ）、縦軸はＤＭＤ５５１の移動量（画素位置）を示している。
【０１２２】
図１８（Ｂ）に示した駆動波形が理想的なサイン波の場合、サブフレームＡとサブフレームＢの有効サブフレーム表示期間は一定間隔で到来する。しかしながら、図２０に示すように駆動波形が崩れた場合、サブフレームＡからサブフレームＢに遷移する期間（間隔Ａ）は大きくなるのに対し、サブフレームＢからサブフレームＡに遷移する期間（間隔Ｂ）は小さくなり、サブフレームの有効サブフレーム表示期間の間隔がずれてしまう。
【０１２３】
このように、サブフレーム間を遷移する期間にずれが生じると、２つのサブフレームを表示するタイミングにずれが生じるため、投影画像を見ているユーザは違和感、不快感を感じるおそれがあり、高品位に、安定して高解像度化された投影画像とならない。
【０１２４】
そこで、本実施形態に係る画像投影装置（画像投影装置１）は、画像を形成する画像表示素子（ＤＭＤ５５１）と、該画像表示素子が固設される可動部（可動ユニット５５）と、画像投影時に可動部を変位させて、画像表示素子が所定の駆動波形に基づいた挙動で駆動するように制御する駆動制御部（可動ユニット制御部１４）と、を備え、駆動制御部は、画像表示素子の駆動が所定の駆動波形に基づいて駆動していないことを検知するとともに、該検知をした場合は、画像表示素子の駆動が所定の駆動波形に基づいて駆動するように補正するものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【０１２５】
図２１は、外力の検知処理および補正処理（以下、外力検知補正処理という）の一例を示すフローチャートである。図２１は１周期（１サイクル）での処理を示している。ここで、サイクルとは、制御カウントを最小単位とする周期を示し、制御カウントとは、ＣＰＵのクロック数や分周によって規定される制御割り込みが何回発生したかを示す。
【０１２６】
先ず、１サイクルで更新される変数を初期化する初期化処理を行う（Ｓ１０１）。Ｓ１０１に示す各変数は以下のとおりである。
・ＶｏＭ＿ｍａｘ（＿ｍｉｎ）：画像表示素子が１サイクル動くときの最大（最小）の移動量である。サイクルごとに０に初期化される。
・ｃｔ＿ｃｕｒｒ：現在の制御カウント数である。
・ｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘ（ｍｉｎ）：画像表示素子が１サイクル動くうちのの、移動量が最大値（最小値）のときの制御カウント数である。
・ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ：１サイクル内のｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘとｃｔ＿Ｐｅａｋｍｉｎの差の絶対値である。
【０１２７】
以降は、１サイクル内で繰り返される処理である。先ず、制御周期ごとに取得する現在の移動量であるＶｏＭ＿ｃｕｒｒを取得する（Ｓ１０２）。現在の移動量ＶｏＭ＿ｃｕｒｒは、位置検知手段５２の検知結果に基づいて、例えば、以下のように算出される。位置検知手段５２（ホールセンサ）の出力電圧（アナログ電圧）は位置検知手段５２が備えるＡ／Ｄ変換器にてデジタルデータ（ＡＤ値という）に変換されて、可動ユニット制御部１４に入力される。ここで、可動ユニット制御部１４では、駆動波形（サイン波）の中心でのＡＤ値を既知としておく。そして、可動ユニット制御部１４において、制御周期ごとに位置検知手段５２から現在のＡＤ値を取得し、駆動波形の中心でのＡＤ値との差を算出する。この算出値が現在の移動量ＶｏＭ＿ｃｕｒｒである。
【０１２８】
次いで、ＶｏＭ＿ｃｕｒｒとＶｏＭ＿ｍａｘとを比較する（Ｓ１０３）。ＶｏＭ＿ｃｕｒｒ＞ＶｏＭ＿ｍａｘである場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）は、ＶｏＭ＿ｍａｘの値をＶｏＭ＿ｃｕｒｒで更新するとともに、ｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘの値をｃｔ＿ｃｕｒｒで更新する（Ｓ１０４）。
【０１２９】
ＶｏＭ＿ｃｕｒｒ＞ＶｏＭ＿ｍａｘでない場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、またはＳ１０４の処理の後、ＶｏＭ＿ｃｕｒｒとＶｏＭ＿ｍｉｎとを比較する（Ｓ１０５）。ＶｏＭ＿ｃｕｒｒ＜ＶｏＭ＿ｍｉｎである場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）は、ＶｏＭ＿ｍｉｎの値をＶｏＭ＿ｃｕｒｒで更新するとともに、ｃｔ＿Ｐｅａｋｍｉｎの値をｃｔ＿ｃｕｒｒで更新する（Ｓ１０６）。
【０１３０】
ＶｏＭ＿ｃｕｒｒ＜ＶｏＭ＿ｍｉｎでない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、またはＳ１０６の処理の後、ｃｔ＿ｃｕｒｒをインクリメントする（Ｓ１０７）。
【０１３１】
次いで、ｃｔ＿ｃｕｒｒとｃｔ＿１ｃｙｃｌｅとを比較する（Ｓ１０８）。ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅは、画像表示素子の駆動１サイクル分の制御周期カウント数である。ｃｔ＿ｃｕｒｒ＜ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅの場合（Ｓ１０８：ＮＯ）であれば、Ｓ１０２の処理に戻る。一方、ｃｔ＿ｃｕｒｒ≧ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅの場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）は、１サイクルが終了したと判断し、ＰＷＭオフセット値の更新処理（Ｓ１０９〜Ｓ１１３）に移行する。
【０１３２】
ＰＷＭオフセット値の更新処理では、先ず、１サイクル内のｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘとｃｔ＿Ｐｅａｋｍｉｎの差の絶対値であるｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓを算出する（Ｓ１０９）。
【０１３３】
次いで、求めたサイン波のピーク幅（ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ）の値が正常値（すなわち、ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅ／２）と同等であるかどうかを判断する（Ｓ１１０）。この時の判断は、ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅ／２の値に対して設定された所定の閾値以内の差であれば、正常値と同等（誤差の範囲）とし、所定の閾値よりも大きく異なる場合は、正常値でないと判断すればよい。
【０１３４】
ピーク幅の値が正常値と同等である場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）は、ＰＷＭオフセット値の更新はせずに１サイクルでの処理は終了する。
【０１３５】
これに対し、ピーク幅の値が正常値でない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）は、次いで、求めたサイン波のピーク幅（ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ）が、正常値（ｃｔ＿1ｃｙｃｌｅ／２）よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１１１）。
【０１３６】
ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ＜ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅ／２である場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）は、ピーク幅の値を大きくするように、ＰＷＭオフセット値を補正する（Ｓ１１２）。一方、ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ＜ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅ／２でない場合（Ｓ１１１：ＮＯ）は、ピーク幅の値を小さくするように、ＰＷＭオフセット値を補正する（Ｓ１１３）。このように、駆動波形が理想的な状態からずれがある場合は、外力を打ち消す方向にＰＷＭオフセット値を補正することで、駆動波形の崩れを補正している。
【０１３７】
以上説明したように、画像表示素子をサイン波駆動する構成では、画像表示素子に外力が加わっている場合、駆動波形のピークがずれることで、駆動波形がのこぎり波状になってしまい、その結果、サブフレームの投影間隔がずれることで、画素ずらし制御による投影画像の高品質化を図れない場合があった。
【０１３８】
これに対し、本実施形態に係る画像投影装置では、外力検知補正処理を実行することで、可動部（画像表示素子）に外力がかかっていることにより駆動波形に崩れが生じているか否かを検知し、駆動波形が理想的なサイン波の状態になっていない場合には、これを補正するように、電磁アクチュエータ（ＶＣＭ）のＰＷＭ制御のオフセット値を補正することで、駆動波形を理想的な状態に近接させるようにして、サブフレーム間を遷移する期間にずれが生じないようにしている。
【０１３９】
これにより、ユーザが投影画像を見たときに、違和感、不快感を感じないようにすることができ、安定して高解像度化された投影画像を投影することができる。
【０１４０】
［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。
【０１４１】
第１の実施形態では、外力の影響により画像表示素子の駆動波形が乱れが生じていることを検知し、これを補正する例について説明した。第２の実施形態では、駆動波形の乱れが定常的な外力によるものであるのか、その他の要因によるもの（すなわち、突発的な駆動波形の乱れ）かを判断するものである。
【０１４２】
図２２は、外力検知補正処理の他の例を示すフローチャートである。図２１とはＰＷＭオフセット値の更新処理の内容が異なり、Ｓ１０１〜Ｓ１０８は共通であるので図示および説明は省略する。
【０１４３】
第２の実施形態に係るＰＷＭオフセット値の更新処理では、先ず、１サイクル内のｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘとｃｔ＿Ｐｅａｋｍｉｎの差の絶対値であるｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓを算出する（Ｓ１０９）。
【０１４４】
次いで、１サイクル内のｃｔ＿Ｐｅａｋｍａｘとｃｔ＿Ｐｅａｋｍｉｎとの和であるｓｕｍ＿ｃｔＰｅａｋｓを算出する（Ｓ１１４）。
【０１４５】
次いで、求めたサイン波のピーク幅（ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ）の値が正常値（すなわち、ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅ／２）と同等であるかどうかを判断する（Ｓ１１０）。
【０１４６】
ピーク幅の値が正常値と同等である場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）は、ＰＷＭオフセット値の更新はせずに１サイクルでの処理は終了する。
【０１４７】
これに対し、ピーク幅の値が正常値でない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）は、次いで、ｓｕｍ＿ｃｔＰｅａｋｓとｃｔ＿１ｃｙｃｌｅが同等であるかどうかを判断する（Ｓ１１５）。同等である場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）は、定常的な外力がかかっていると判断して、ＰＷＭオフセット更新処理を続行する（Ｓ１１１へ移る）。一方、同等でない場合は、他の要因で駆動波形が崩れたと判断して、ＰＷＭオフセット値の更新は行わずに終了する。
【０１４８】
同等である場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）は、求めたサイン波のピーク幅（ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ）が、正常値（ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅ／２）よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１１１）。
【０１４９】
ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ＜ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅ／２である場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）は、ピーク幅の値を大きくするように、ＰＷＭオフセット値を補正する（Ｓ１１２）。一方、ｄｉｆｆ＿ｃｔＰｅａｋｓ＜ｃｔ＿１ｃｙｃｌｅ／２でない場合（Ｓ１１１：ＮＯ）は、ピーク幅の値を小さくするように、ＰＷＭオフセット値を補正する（Ｓ１１３）。このように、駆動波形が理想的な状態からずれがある場合は、外力を打ち消す方向にＰＷＭオフセット値を補正することで、駆動波形の崩れを補正している。
【０１５０】
第２の実施形態では、駆動波形の崩れが定常的な外力によるものか、その他の要因であるものかを判断することで、さらに好適に、高品位に、安定して高解像度化された投影画像を投影することができる。
【０１５１】
また、上記第１および第２の実施形態では、画像表示素子が外力の影響を受けているかどうかを検知し、これを補正するように駆動波形を制御する例について説明したが、上記の補正制御に合わせて、画像表示素子の可動部（可動ユニット５５）に予め固定部（固定ユニット５１）に対して定常的な外力を加えることにより、画像投影装置１の設置姿勢の影響を受けにくくすることが好ましい。
【０１５２】
図２３は、画像表示素子の可動ユニット５５に対して、外力付勢手段５６を設けた画像表示ユニット５０の概略構成図を示している。図２３に示す画像表示ユニット５０は、画像表示素子を保持する可動ユニット５５に、外力付勢手段５６により予め固定ユニット５１側へ大きめの外力をかけるものである。なお、外力付勢手段５６の材質は、特に限られるものではないが、可動ユニット５５の変位によらず、常に一定の力を付与できる構成とすることが好ましい。
【０１５３】
このように外力付勢手段５６を設けておくことで、定常的な外力と比較して小さいその他の外力の影響を受けないようにすることができる。例えば、画像投影装置１は、投影時の本体の傾きによって、可動ユニット５５にかかる重力が変化するが、重力の影響の様な比較的小さい外力の影響を受けないようにすることができる。
【０１５４】
外力付勢手段５６を設けておくことで、画像投影装置１の姿勢によらず、安定した画素ずらしの駆動を行なうことが可能となる。
【０１５５】
なお、上記実施形態では、画像投影装置１は、ＤＭＤを用いたＤＬＰ方式のプロジェクタを例に説明したが、本発明を適用可能な画像投影装置１はこれに限られるものではなく、画像表示素子を移動させる制御を行い高解像度化を図るものであれば、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式、ＬＣＯＳ（Liquid  crystal  on  silicon）方式等の他の方式であっても、本発明を適用することができる。
【０１５６】
また、上記実施形態では、光源が単色光源であって、カラーホイールにより分光する画像投影装置を例に説明したが、光源として複数のレーザ光源を有し、該レーザ光源からのレーザ光を光学変調素子に導く画像投影装置であってもよい。
【０１５７】
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。
【符号の説明】
【０１５８】
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
５６  外力付勢手段
６０  投影光学系ユニット
Ｓ  スクリーン
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５９】
【特許文献１】特開２０１６−  ８５３６３号公報
【特許文献２】特開２００２−２５０９７０号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図２２】
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【図２３】
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