(57)【要約】【課題】専用のメガネを装着することなく、視聴者に、強い印象を与える画像を投影できる、画像投影装置の提供。【解決手段】光源３０と；該光源の光を用いて画像を表示する画像表示ユニット５０と；前記画像表示ユニット５０に前記光源からの光を導く照明光学ユニット４０と；前記画像表示ユニット５０で表示された、複数の画素で構成される画像を拡大投影する投影光学ユニット６０と、を備えている画像投影装置１であって、前記画像表示ユニット５０は、該光源３０の光を用いて、所定の垂直同期周波数で前記画像を更新して表示する表示素子５５１、及び前記表示素子５５１を前記投影光学ユニット６０に対して相対的に移動させるアクチュエータ５８１〜５８４を備え、前記表示素子５５１を移動させる前記アクチュエータ５８１〜５８４の移動周波数は２つ以上設けられ、前記移動周波数は、表示される前記画像の表示モードに応じて設定される、画像投影装置１。【選択図】図８
2018004955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源の光を用いて画像を表示する画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットに前記光源からの光を導く照明光学ユニットと、
前記画像表示ユニットで表示された、複数の画素で構成される画像を拡大投影する投影光学ユニットと、を備えている画像投影装置であって、
前記画像表示ユニットは、
該光源の光を用いて、所定の垂直同期周波数で前記画像を更新して表示する表示素子、及び
前記表示素子を、前記投影光学ユニットに対して相対的に移動させるアクチュエータを備え、
前記表示素子を移動させる前記アクチュエータの移動周波数は２つ以上設けられ、前記移動周波数は、表示される前記画像の表示モードに応じて設定される
画像投影装置。
【請求項２】
前記アクチュエータの２つ以上の前記移動周波数は、
前記画像を高精細に見せる高解像度モードに対応する、前記垂直同期周波数の倍数である第１の周波数、及び
静止画の少なくとも一部を動いているように見せるゆらぎモードに対応する、前記垂直同期周波数の倍数ではない第２の周波数を含む
請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記第２の周波数が２つ以上の値が設定可能である
請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記アクチュエータが前記表示素子を移動させる移動距離は、元画像から半画素ずれる距離を最大として、２つ以上設定可能である
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記高解像度モードの場合に、前記アクチュエータが前記表示素子を移動させる移動距離に対応する、元画像から半画素以下ずらした画像を形成する、画像処理部を有し、
前記高解像度モードの場合に、前記第１の周波数で前記アクチュエータが移動する周期で、前記元画像と、前記１画素以下ずらした画像とを交互に表示させる
請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項６】
入力される画像が、静止画か、動画かを判別する判別部を備え、
前記入力される画像が動画の場合は、前記アクチュエータの移動を停止させる、又は前記垂直同期周波数の倍数に設定する
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記画像表示ユニットは、少なくとも一部が前記表示素子に当接されており、前記光源の光によって生成される熱を発散させる放熱手段と、
前記該表示素子および前記放熱手段を保持する可動ユニットと、をさらに備え、
前記アクチュエータは、前記可動ユニットを移動させることで、前記表示素子を、前記投影光学ユニットに対して相対的に移動させる
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項８】
光源と、該光源の光を用いて画像を表示する画像表示ユニットと、前記画像表示ユニットに前記光源からの光を導く照明光学ユニットと、前記画像表示ユニットで表示された画像を拡大投影する投影光学ユニットと、を備えている画像投影装置の画像投影方法であって、
前記画像表示ユニットに設けられる表示素子が、該光源の光を用いて、所定の垂直同期周波数で画像を更新して画像を表示するステップと、
前記表示素子を、前記投影光学ユニットに対して相対的に移動させるアクチュエータの移動周波数を、表示させる画像の表示モードに応じて、設定するステップと、を有する
画像投影方法。    
【請求項９】
前記アクチュエータの前記移動周波数を設定するステップでは、
前記画像を高精細に見せる高解像度モードに対応する、前記垂直同期周波数の倍数である第１の周波数、又は静止画の少なくとも一部を動いているように見せるゆらぎモードに対応する、前記垂直同期周波数の倍数ではない第２の周波数のどちらかを設定する
請求項８に記載の画像投影方法。
【請求項１０】
前記アクチュエータの前記移動周波数を設定するステップで、前記第２の周波数を設定する場合、２つ以上の値が選択設定可能である
請求項９に記載の画像投影方法。
【請求項１１】
前記アクチュエータが前記表示素子を移動させる移動距離を設定するステップをさらに含み、
前記移動距離は、元画像から半画素ずれる距離を最大として、２つ以上の値で調整可能である
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の画像投影方法。
【請求項１２】
入力される画像が、静止画か、動画かを判別するステップを含み
前記入力される画像が動画の場合は、前記アクチュエータの移動を停止させる、又は前記垂直同期周波数の倍数に設定する
請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の画像投影方法。
【請求項１３】
光源と、
該光源の光を用いて画像を表示する画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットに前記光源からの光を導く照明光学ユニットと、
前記画像表示ユニットで表示された、複数の画素で構成される画像を拡大投影する投影光学ユニットと、を備えている画像投影装置であって、
前記画像表示ユニットは、
該光源の光を用いて、所定の垂直同期周波数で前記画像を更新して表示する表示素子、
前記表示素子から投影面へ至る光路を偏向させる偏向部材、及び
前記偏向部材を移動させるアクチュエータを備え、
前記アクチュエータの移動周波数は２つ以上設けられ、前記移動周波数は、表示される前記画像の表示モードに応じて設定される
画像投影装置。
【請求項１４】
光源と、
該光源の光を用いて画像を表示する画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットに前記光源からの光を導く照明光学ユニットと、
前記画像表示ユニットで表示された、複数の画素で構成される画像を拡大投影する投影光学ユニットと、を備えている画像投影装置であって、
前記画像表示ユニットは、
該光源の光を用いて、所定の垂直同期周波数で前記画像を更新して表示する表示素子、前記表示素子から投影面へ至る光路を偏向させ、屈折率が切り替え可能な可変偏向部材及び
前記可変偏向部材の屈折率を変化させる屈折率調整部を備え、
前記屈折率調整部から出力される屈折率の変化を指示する屈折率調整信号の屈折率変調周波数は２つ以上設けられ、前記屈折率変調周波数は、表示される前記画像の表示モードに応じて設定される
画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置及び該画像投影装置の画像投影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタなど画像投影装置において、視聴者に強い印象を与えるため、臨場感ある映像として、３Ｄ投影技術や、３Ｄホログラムなどが既に知られている。
【０００３】
ここで、３Ｄ投影技術では、映画鑑賞、映画館、テーマパーク、美術館、家庭のテレビ等で、左右用の異なる画像を切り替えながら投影し、立体的に画像を見るために専用のメガネをかけることが前提となっていた。一方、３Ｄホログラム技術では、空間に起立する特殊な立体的なフィルムで構成される投影対象に対して、複数の方向から同時に映像を投影する必要があった。
【０００４】
また、特許文献１には、入力された画像よりも少ない画素数で高精細画像を表示することが目的で、光学レンズを半画素移動させる画素ずらしの技術を用いることが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では、高精細画像を表示することはできるが、強い印象を与える方法としては、専用のメガネが必要な３Ｄ画像を表示する方法のみであった。
【０００６】
また、画像投影装置をデジタルサイネージ用途で使用する場合、不特定多数の視聴者に専用メガネをかけてもらわないと、投影対象を立体的にすることができないため、視聴者に対して、立体的な映写により強い印象を与えることが難しかった。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、専用のメガネを装着することなく、視聴者に、強い印象を与える画像を投影できる、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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、
光源と、
該光源の光を用いて画像を表示する画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットに前記光源からの光を導く照明光学ユニットと、
前記画像表示ユニットで表示された、複数の画素で構成される画像を拡大投影する投影光学ユニットと、を備えている画像投影装置であって、
前記画像表示ユニットは、
該光源の光を用いて、所定の垂直同期周波数で前記画像を更新して表示する表示素子、及び
前記表示素子を、前記投影光学ユニットに対して相対的に移動させるアクチュエータを備え、
前記表示素子を移動させる前記アクチュエータの移動周波数は２つ以上設けられ、前記移動周波数は、表示される前記画像の表示モードに応じて設定される
画像投影装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
一態様によれば、画像投影装置において、専用のメガネを装着することなく、視聴者に、強い印象を与える画像を投影できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における画像投影装置の一例であるプロジェクタを例示する図。
【図２】本発明の一実施形態における画像エンジンを例示する斜視図。
【図３】図２に示す画像エンジンに含まれる照明光学系を例示する図。
【図４】図２に示す画像エンジンに含まれる画像表示ユニットを例示する斜視図。
【図５】図４に示す画像表示ユニットに含まれる固定ユニット及び可動ユニットを例示する分解斜視図。
【図６】本発明の一実施形態における、固定ユニットに対するＤＭＤ素子の移動を説明する図。
【図７】本発明の一実施形態における画像投影装置の画像ずらし制御に関する制御ブロック図。
【図８】本発明の画像ずらし制御の設定工程を説明するフローチャート。
【図９】本発明の画像ずらし制御での、ＤＭＤ素子の位置と画素移動した画像を示す説明図。
【図１０】本発明の高解像度モードを実行する際の、画像の垂直同期周波数と、画像処理された信号と、ＤＭＤ素子の移動周波数との相関を示すタイミングチャート。
【図１１】本発明の高解像度モードを実行する際に、ＤＭＤ素子を移動することで作成される画素の位置と、これらの画素によって形成される文字の投影画像の例。
【図１２】ＤＭＤ素子を移動させることで高解像化される、投影される風景画像の説明図。
【図１３】本発明のゆらぎモードを実行する際の、画像の垂直同期周波数と、ＤＭＤ素子の移動周波数との相関を示すタイミングチャート。
【図１４】本発明のゆらぎモードを実行する際に、ＤＭＤ素子を移動することで作成される画素の位置と、これらの画素によって形成される文字の投影画像の例。
【図１５】ＤＭＤ素子を移動させることでゆらぎモードになる、投影される風景画像の説明図。
【図１６】本発明の画像ずらし制御を実現可能な他の構成例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１２】
＜画像投影装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態におけるプロジェクタ１を例示する図である。プロジェクタ１は、画像投影装置（画像投射装置）の一例であり、筐体の外部には、出射窓１３、操作部７、無線処理部８、外部Ｉ／Ｆ９等が設けられている。また、プロジェクタ１の内部には、投影画像を生成する画像エンジン等が設けられている。
【００１３】
プロジェクタ１は、例えば外部Ｉ／Ｆ９に接続されるパソコンやデジタルカメラから画像データが送信されると、光学エンジンが送信された画像データに基づいて投影画像を生成し、図１に示されるように出射窓１３からスクリーン（投影面）Ｓに画像を投影する。
【００１４】
なお、以下に示す図面において、Ｘ１Ｘ２方向はプロジェクタ１の幅方向、Ｙ１Ｙ２方向はプロジェクタ１の奥行き方向、Ｚ１Ｚ２方向はプロジェクタ１の高さ方向である。また、以下では、プロジェクタ１の出射窓１３側を上、出射窓１３とは反対側を下として説明する場合がある。
【００１５】
操作部７に設けられるメインスイッチ７Ｐは、ユーザーによるプロジェクタ１のＯＮ／ＯＦＦ操作に用いられる。プロジェクタ１が電源コード等を介して商用電源に接続された状態で、メインスイッチ７ＰがＯＮに操作されると、プロジェクタ１の各部への給電を開始し、メインスイッチ７ＰがＯＦＦに操作されると、プロジェクタ１の各部への給電を停止する。
【００１６】
操作部７は、ユーザーによる各種操作を受け付けるボタン等であり、例えばプロジェクタ１の上面に設けられている。操作部７は、例えば投影画像の大きさ、色調、ピント調整等のユーザーによる操作を受け付ける。操作部７が受け付けたユーザー操作は、システムコントローラ１０（図７参照）に送られる。
【００１７】
外部Ｉ／Ｆ９は、例えばパソコン、デジタルカメラ等に接続される接続端子（映像入力端子）を有し、接続された機器から送信される画像データをシステムコントローラ１０（図７参照）に出力する。
【００１８】
無線処理部８は、パソコン、スマートフォン、タブレット等の無線通信機器と無線（例えば、Wi-Fi（登録商標）やBluetooth(登録商標)）経由で接続される。
【００１９】
＜光学エンジンの構成＞
次に、プロジェクタ１の光学エンジン１５の各部の構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態における光学エンジン１５を例示する斜視図である。
【００２０】
図２に示されるように、光学エンジン１５は、光源３０、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を有し、プロジェクタ１の内部に設けられている。
【００２１】
光源３０は、例えば水銀高圧ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ等であり、照明光学系ユニット４０の側面に設けられ、Ｘ２方向に光を照射する。
【００２２】
照明光学系ユニット（照明光学ユニット）４０は、光源３０から照射された光を、下部に設けられている画像表示ユニット５０のＤＭＤ素子５５１（図３参照）へ導く。画像表示ユニット５０は、照明光学系ユニット４０によって導かれた光を用いて投影画像を生成する。
【００２３】
投影光学系ユニット（投影光学ユニット）６０は、照明光学系ユニット４０の上部に設けられ、画像表示ユニット５０によって生成された投影画像をプロジェクタ１の外部のスクリーンＳ（図１参照）に投影する。
【００２４】
なお、本実施形態に係る光学エンジン１５は、光源３０から照射される光を用いて上方に画像を投影するように構成されているが、水平方向に画像を投影するような構成であってもよい。
【００２５】
図は省略するが、プロジェクタ１に内部には、冷却機構（例えば、冷却用ファン）が設けられていてもよい。冷却ファンは、光源３０の近傍に設けられ、メインマイコン３（図７参照）によって、制御されて回転し、光学エンジン１５の光源３０を冷却する。
【００２６】
［照明光学系ユニット］
図３は、実施形態における照明光学系ユニット４０を例示する図である。
図３に示されるように、照明光学系ユニット４０は、カラーホイール４０１、ライトトンネル４０２、リレーレンズ４０３，４０４、シリンダミラー４０５、凹面ミラー４０６を有する。
【００２７】
カラーホイール４０１は、例えば周方向の異なる部分にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色のフィルタが設けられている円盤である。カラーホイール４０１は、高速回転することで、光源３０から照射される光を、ＲＧＢ各色に時分割する。
【００２８】
ライトトンネル４０２は、例えば板ガラス等の貼り合わせによって四角筒状に形成されている。ライトトンネル４０２は、カラーホイール４０１を透過したＲＧＢ各色の光を、内面で多重反射することで輝度分布を均一化してリレーレンズ４０３，４０４に導く。
【００２９】
リレーレンズ４０３，４０４は、ライトトンネル４０２から出射された光の軸上色収差を補正しつつ集光する。
【００３０】
シリンダミラー４０５及び凹面ミラー４０６は、リレーレンズ４０３，４０４から出射された光を、画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ素子５５１（デジタルマイクロミラーデバイス（Digital  Micromirror  Device)、以下単にＤＭＤとする）に反射する。
【００３１】
ＤＭＤ素子５５１は、画像生成手段、変調手段、表示素子の一例であり、制御装置（図７参照）により制御され、照明光学系ユニット４０の凹面ミラー４０６からの反射光を変調して投影画像を生成する。
【００３２】
［画像表示ユニット］
図４は、本発明の実施形態における画像表示ユニット５０を例示する斜視図である。
【００３３】
図４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。
【００３４】
固定ユニット５１は、トッププレート５１１及びベースプレート５１２を備えている。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おり、図３に示す照明光学系ユニット４０の下部に固定される。
【００３５】
可動ユニット５５は、ＤＭＤ素子５５１、可動プレート５５２、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４を備えている。可動ユニット５５は、固定ユニット５１に移動可能に支持されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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ＤＭＤ素子５５１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。
【００３８】
結合プレート５５３は、平板状部材から形成され、ＤＭＤ素子５５１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。
【００３９】
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、ＤＭＤ素子５５１、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。
【００４０】
ＤＭＤ素子５５１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。
【００４１】
ＤＭＤ素子５５１は、メインマイコン３（図７参照）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。
【００４２】
ヒートシンク５５４は、放熱手段の一例であり、少なくとも一部分がＤＭＤ素子５５１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ＤＭＤ素子５５１と共に設けられることで、ＤＭＤ素子５５１に当接して効率的に冷却する（熱を発散する）ことが可能になっている。このような構成により、本実施形態に係るプロジェクタ１では、ヒートシンク５５４がＤＭＤ素子５５１の温度上昇を抑制し、ＤＭＤ素子５５１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。
【００４３】
（固定ユニット）
また、図５（ａ）は図４に示す画像表示ユニット５０に含まれる、固定ユニット５１を例示する分解斜視図である。
【００４４】
図４及び図５（ａ）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。
【００４５】
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ＤＭＤ素子５５１に対応する位置に中央孔（開口部）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。
【００４６】
支柱５１５は、図５（ａ）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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
トッププレート５１１の支持孔５２２、及びベースプレート５１２の支持孔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（図４参照）に当接し、可動プレート５５２を移動可能に支持する。
【００５０】
また、図５（ａ）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（下面）には、磁石（マグネット）５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
（可動ユニット）
図５（ｂ）は、図４に示す画像表示ユニット５０に含まれる可動ユニット５５を例示する分解斜視図である。
【００５４】
図４及び図５（ｂ）に示されるように、可動ユニット５５は、ＤＭＤ素子５５１、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。
【００５５】
結合プレート５５３は、平板状部材から形成され、ＤＭＤ素子５５１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（図４参照）によって可動プレート５５２の下面に固定されている。
【００５６】
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。
【００５７】
図５（ｂ）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ＤＭＤ素子５５１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（ボイスコイル）５８１，５８２，５８３，５８４が設けられている。
【００５８】
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。
【００５９】
トッププレート５１１の下面に設けられている磁石５３１，５３２，５３３，５３４と、可動プレート５５２の上面に設けられるコイル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（アクチュエータ）５８１，５８２，５８３，５８４と、対応する磁石５３１，５３２，５３３，５３４とは、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
なお、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。
【００６４】
例えば、アクチュエータ（コイル）とともに磁界を形成する磁石は、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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、ＤＭＤ素子５５１を冷却するヒートシンク５５４が、ＤＭＤ素子５５１と共に可動ユニット５５に搭載されていることで、ＤＭＤ素子５５１に当接してより効率的に冷却することが可能になり、ＤＭＤ素子５５１の温度上昇が抑制されている。したがって、プロジェクタ１では、ＤＭＤ素子５５１の温度上昇に起因して発生する動作不良や故障といった不具合が低減される。
【００６７】
＜ＤＭＤ素子の移動＞
図６は、本発明の一実施形態における、固定ユニットに対するＤＭＤ素子の移動を説明する図である。（ａ）は、図中左右方向の並進移動動作、（ｂ）は図中上下方向の並進移動動作、（ｃ）は、図中斜め方向の並進移動動作を示す。
【００６８】
図４、図５、及び図６に示すようにアクチュエータ５８１〜５８４がローレンツ力を作用させることで、可動プレート５５２を含む可動ユニット５５に設けられるＤＭＤ素子５５１は、固定ユニット５１及び投影光学系ユニット６０に対して相対移動する。
【００６９】
図６（ａ）に示されるように、作成される画像を左右方向に動かすには、左右（Ｘ２方向及び／又はＸ１方向）に配置されたコイル（ボイスコイル）５８１，５８４に作用するローレンツ力によってＤＭＤ素子５５１の図６中の、左右方向の並進運動を実行する。
【００７０】
詳しくは、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６（ａ）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。ＤＭＤ素子５５１と共に移動する可動プレート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。
【００７１】
また、図６（ｂ）に示されるように、作成される画像を上下方向に動かすには、図中下部（Ｙ１方向）に配置されたコイル５８２，５８３に作用するローレンツ力によってＤＭＤ素子５５１の上下方向の並進運動を実現している。
【００７２】
詳しくは、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ている。即ち、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６（ｂ）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。
【００７３】
また、図６（ｃ）に示されるように、表示される画像を斜め方向に動かすには、図６（ａ）、図６（ｂ）の左右上下方向の並進運動を組み合わせることで、実現できる。
【００７４】
複数の組み合わせにより、回転運動も可能となる。例えば、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とにおいて同じ方向に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。
【００７５】
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。
【００７６】
各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流の大きさ及び向きは、システムコントローラ１０の移動制御部６（図７参照）によって制御される。移動制御部６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）、即ちＤＭＤ素子５５１の固定ユニット５１に対する相対移動の移動方向、移動量や回転角度等を制御する。
【００７７】
疑似高解像化技術は、一例として、このＤＭＤ素子５５１の斜め４５°方向の移動と画像処理との組み合わせによって可能となる。
【００７８】
＜制御ブロック＞
図７は、本発明の一実施形態における画像投影装置の画像ずらし制御に関する制御ブロック図である。
【００７９】
画像投影装置（プロジェクタ１）では、固定部１１と、アクチュエータ５８１〜５８４によって移動可能となる可動ユニット５５と含む。
【００８０】
固定部１１の内部には、映像信号処理部２と、画像処理部４と、メインマイコン３と、メモリ５と、移動制御部（アクチュエータ制御部）６とを含むシステムコントローラ１０が設けられている。
【００８１】
固定部１１には、さらに、映像入力端子９と、無線処理部８と、操作部７等が設けられている。
【００８２】
映像入力端子９は、有線接続された、ＰＣ等の外部機器から出力されるＰＣ画像やＤＶＤ映像信号が入力される。映像入力端子９へ入力された映像信号は、映像信号処理部２へ送られる。
【００８３】
無線処理部８は、ＰＣ、スマートフォン、タブレット等の無線通信機器と無線経由で無線接続するために設けられている。無線処理部８は無線通信機器から出力される映像信号を受け取る。無線処理部８では、入力された映像信号をデコードすることで生成するデジタル信号をメインマイコン３へ送る。
【００８４】
操作部７は、図１で示すように、プロジェクタ本体の操作パネル上のキー入力部またはリモコン送信機のキー入力部などで構成されており、例えばプロジェクタの各種設定や選択を行うためのメニュー画面を表示させるメニューキーなどを備えている。操作部７は、投影される画像の傾きや大きさ等の調整情報が入力される。
【００８５】
システムコントローラ１０の映像信号処理部２では、映像入力端子９からの映像信号を受け取り、メインマイコン３が受け取ることができる映像デジタル信号に変換する。
【００８６】
メインマイコン３には、スケーリング機能（画像の大きさ調整）や表示素子（ＤＭＤ等）５５を制御するためのドライバ機能を有している。メインマイコン３は、映像信号処理部２から出力される映像デジタル信号または無線処理部８でデコードされたデジタル信号が入力され、映像信号のタイミングから縦と横の画素数を判定する。そして、プロジェクタ１の出力画素数のアスペクト比に対して、表示される画像が最適表示になるように自動でスケーリングを行なう。
【００８７】
メインマイコン３は、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）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory)、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などの演算回路および記憶回路を備えている。ＣＰＵがＲＡＭと協働してＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することで、各部の機能が実現される。
【００８８】
そして、メインマイコン３は、プロジェクタ１の全般的な制御を行うと共に、各種の設定及び比較を行うための制御を行う。
【００８９】
さらにメインマイコン３は、映像入力端子９にHDMI（登録商標）（High-Definition  Multimedia  Interface）コネクタまたはDisplayPortコネクタが接続された場合、プロジェクタ１側の情報(ここではＤＭＤを回転できること)を通達するための手段とするCEC(Consumer  Electronics  Control)制御も行う。
【００９０】
メモリ５は、メインマイコン３で設定した内容を記憶する不揮発性メモリなどで構成され、プロジェクタ１は電源オフ後も前回の設定内容（言語設定など）が保存される。
【００９１】
メインマイコン３には、表示素子５５１を駆動させるためのドライブ回路が内蔵され、メインマイコン３の内部においてスケーリングされた映像信号及びその同期信号を用いて、表示素子（ＤＭＤ素子）５５１を駆動する。
【００９２】
画像処理部（画像処理専用チップ）４は、高解像化を実現するために、元画像から半画素以下ずらした画像を作成する画像生成処理を実行する。なお、画像ずらしを実施しない場合や、後述するゆらぎモードの場合はこの画像処理部４での、ずらしに関する画像処理は実行されない。
【００９３】
表示素子５５１は、ＤＬＰ（Digital Light Processing（登録商標））方式のＤＭＤなどの表示パネルで構成され、スケーリングされた映像を表示し、光源や投射レンズなどの投影光学系部品によって拡大投影される。
【００９４】
表示素子５５１は、上下左右にシフトまたは回転させるためのアクチュエータであるコイル５８１，５８２，５８３，５８４が取り付けられた可動ユニット５５に設けられている。このコイル５８１，５８２，５８３，５８４を制御するための移動制御部６がある。アクチュエータは可動ユニット５１側に設けられるコイル５８１，５８２，５８３，５８４であって、コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流れる電流と、固定ユニット５１側に設けられる磁石５３１，５３２，５３３，５３４との磁界により発生するローレンツ力により、固定ユニット５１を移動させる。
【００９５】
移動制御部６は、可動ユニット５５のアクチュエータであるコイル５８１〜５８４に流すための電流制御や上下左右へのシフト量が最大になっているかどうかの検知も行う。移動制御部６が、コイル５８１〜５８４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。
【００９６】
なお、可動ユニット５５を移動させるアクチュエータ５８１〜５８４の移動周波数や移動距離等を予めメモリ５に記憶させてもよく、移動制御部６はその中から適宜、選択して設定してもよい。
【００９７】
さらに、移動制御部６は、メインマイコン３と通信を行い、メインマイコン３において移動制御部６からの情報をもとに時間測定や台形補正のパラメータ算出を行う。
【００９８】
可動ユニット５５を移動させるアクチュエータであるコイル５８１〜５８４を駆動することで、疑似高解像化、ゆらぎ効果等の、画像ずらし制御を実施する。
【００９９】
＜設定フロー＞
図８に、本発明の画像ずらし制御の設定工程を説明するフローチャートを示す。
【０１００】
画像を投影する場合で、画像ずらし制御ＯＮの場合に、このフローを開始する（ＳＴＡＲＴ）。
【０１０１】
Ｓ１で画像ずらし制御が高解像度モードか、ゆらぎモードか、ユーザーが操作部７への入力により設定する。この際、画像ずらしＯＮであって、動画である場合は、自動的に高解像度モードへ進む。
【０１０２】
画像ずらし制御が高解像度モードの場合は、ステップＳ５へ進み、予め決められたアクチュエータ５８１〜５８４の駆動のための、所定の周波数、移動距離を設定する。高解像度モードは、投影された画像を高精細に見せるように制御するモードである。ここで、高解像度用の所定の周波数は、画像周波数の倍数であるとする。
【０１０３】
画像ずらし制御がゆらぎモードの場合、ステップＳ２において、前回の表示モードあるいはデフォルトの表示モードを、ゆらぎモード用のテストモードとして一旦表示させる。なお、Ｓ２の工程は任意であって省略可能である。ゆらぎモードは、静止画の少なくとも一部を動いて見せるように制御するモードである。
【０１０４】
そして、ステップＳ３でユーザーは、可動ユニット５５を移動させるアクチュエータ５８１〜５８４の移動周波数を調整する。なお、ゆらぎモードのための可動ユニット５５のアクチュエータ５８１〜５８４の移動周波数は、画像信号の垂直同期周波数（リフレッシュレート）の倍数とは異なっているものとする。駆動周波数はメモリ５（図７参照）で記憶された複数の値から選択してもよいし、ユーザーにより、任意に調整されてもよい。例えば、移動周波数を垂直同期周波数の倍数から離れた周波数にするほど、よりランダムなゆらぎになる。
【０１０５】
次に、ステップＳ４で、ユーザーは、ゆらぎモードでの、可動ユニット５５の移動距離を調整する。可動ユニット５５の移動距離は画像の重なりを考慮して、例えば０．５画素（半画素）、斜め４５°の移動距離が、最大ゆらぎ幅になる。よって、投影画像に応じて、移動距離を０画素以上０．５画素以下の範囲で、調整可能である。
【０１０６】
さらに、移動距離の設定では、移動方向を設定してもよい。例えば、図６のＤＭＤ移動例では、縦方向、横方向、斜め４５°方向の移動の例を示しているが、方向の組み合わせにより、任意の方向へも調整可能である。
【０１０７】
なお、ステップＳ２で、前回のモードあるいはデフォルトのモードでゆらぎモードを実施しているので、ユーザーは、投影された画像を見ながら、移動のための駆動周波数や移動距離を調整することが可能である。
【０１０８】
このようにステップＳ３，Ｓ４で調整された、あるいはステップＳ５で高解像化のために設定された、可動ユニット５５のアクチュエータ５８１〜５８４の移動周波数や移動距離は、実行メモリに保存される（ステップＳ６）。
【０１０９】
以上で、画像ずらし制御の設定を終了する（ＥＮＤ）。
【０１１０】
次に、疑似高解像化技術について説明する。
【０１１１】
＜画像ずらし制御＞
図９に、本発明の画素ずらし制御におけるＤＭＤ素子の位置と画素移動を示す説明図を示す。図９では、ＤＭＤ素子の素子動作を斜め４５°に入力信号のリフレッシュレートの２倍の速さ（倍速）で動作させる例を示す。この場合、素子動作（表示素子の移動動作）の周波数はリフレッシュレートの整数倍なので、高解像度モードであるとする。
【０１１２】
図９において、（ａ）は元画像と半画素ずらした画像を交互に表示する説明図、（ｂ）は１つのＤＭＤ素子の移動説明図、（ｃ）は５×５画素での画素ずらしを説明する図である。
【０１１３】
ここで、プロジェクタ１では、ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式で映像を表示するため、表示素子５５１において、半導体基板上にすき間なく敷き詰められた４８万〜２００万個の、四角い微細鏡（マイクロミラー）を高速に制御し、光を反射させることで映像を作り出している。ＤＭＤ内の画素サイズのマイクロミラーの数が、映写される映像画像の解像度に相当する。
【０１１４】
表示素子５５１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（図９（ａ）参照）を有する。ＤＭＤ素子５５１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、システムコントローラ１０のメインマイコン３から送信される画像信号に基づいて、点滅して見えるようにＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
【０１１５】
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、この期間に画像を映し出す。また、マイクロミラーは、例えば「ＯＦＦ」の場合には、光源３０からの光を不図示のＯＦＦ光板に向けて反射する方向に傾斜角度が制御され、この状態は、投影画像は真っ黒の状態になる。
【０１１６】
ここで、マイクロミラー（ＤＭＤ）のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるリフレッシュレート（垂直同期周波数）は、駆動速度であって、「１秒間で画面を更新できる回数」とする。本発明の下記の制御例では、例えば、６０Ｈｚの例で説明するが、この周波数は一例であって、他の周波数であってもよい。
【０１１７】
図９（ａ）に示すように、図７に示す画像処理部４で、図６（ｃ）のように入力信号の画素を斜め４５°方向に半画素ずらした画像を生成し、入力信号のリフレッシュレート毎に２枚の画像を切り替えて、表示させる。即ち、（１）元画像と、（２）半画素ずらした画像とを、交互に表示する。
【０１１８】
このように、（１）元画像と、（２）半画素ずらした画像とを交互に表示させるためには、図９（ｂ）に示すように、アクチュエータ５８１〜５８４により可動ユニット５５を移動させることで、ＤＭＤ素子を移動させて実施することができる。図９（ｃ）は具体例として、５×５画素での画素ずらしを説明する図である。
【０１１９】
なお、高解像化の実現のための、画像処理と、アクチュエータによるＤＭＤ素子の移動とは独立しており、２枚の画像生成処理はメインマイコン３またはマイコン３の前段に実装される画像処理部４によって実施する。
【０１２０】
上述のように、投影画像を生成するＤＭＤ素子５５１は、可動ユニット５５に設けられており、システムコントローラ１０の移動制御部６によって可動ユニット５５と共に位置が制御される。
【０１２１】
移動制御部６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、ＤＭＤ素子５５１の複数のマイクロミラーの配列間隔未満（１画素未満）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、メインマイコン３は、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ＤＭＤ素子５５１に画像信号を送信する。
【０１２２】
例えば、移動制御部６は、ＤＭＤ素子５５１のマイクロミラーの配列間隔未満（１画素未満）の距離だけ離れた位置間で、図９（ｂ）に示すＤＭＤ素子５５１を所定の周期で往復移動させる。このとき、メインマイコン３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ＤＭＤ素子５５１を制御することで、投影画像の解像度を、ＤＭＤ素子５５１の解像度の約２倍にすることが可能になる。
【０１２３】
このように、移動制御部６が、可動ユニット５５と共にＤＭＤ素子５５１を所定の周期で移動させ、メインマイコン３がＤＭＤ素子５５１に位置に応じた投影画像を生成させることで、ＤＭＤ素子５５１の解像度以上の画像を投影することが可能になる。
【０１２４】
あるいは、さらなる高解像化として、ＤＭＤ素子５５１の移動の先端位置となる移動端位置を増やすことで、投影画像の解像度をＤＭＤ素子５５１の２倍以上にすることもできる。
【０１２５】
ここで、本明細書で説明する制御例では、一例として一方向に半画素（０．５画素）ずらし、入力画像信号の垂直同期周波数の２倍の波長に対して、ずらす例を挙げて説明したが、移動方向は一方向に限られない。
【０１２６】
別の例として、ＤＭＤ素子５５１が取り付けられた可動ユニット５５を移動させるアクチュエータ５８１〜５８４が円を描くように、例えば、右上、右下、左下、左上と、１フレームで周運動をする場合、画像信号の垂直同期周波数の４倍の周波数に対して、移動周波数をずらすと好ましい。なお、周運動は一例であって、逆回りであってもよいし、他の規則的な移動を実施してもよい。
【０１２７】
上記のような可動ユニット５５の移動によるＤＭＤ素子の移動を、画像処理と同期させることで高解像化を実現できるが、本発明では、さらに、画像処理と同期させず、フレーム毎に可動ユニット５５の位置をシフトさせることで、静止画でも動いて見えるゆらぎ効果を与えることもできる。これらの異なる２つの画像ずらし制御について下記説明する。
【０１２８】
＜高解像化＞
図１０は、高解像度モードを実行する際のタイミングを示す図である。上段は、入力画像の垂直同期周波数、中段は、画像処理による画像処理信号、下段は、ＤＭＤ素子動作（移動動作）のタイミングチャートを示す。
【０１２９】
図１０において、入力画像の垂直同期周波数（リフレッシュレート）を、６０Ｈｚとする。
【０１３０】
高解像度モードでは、図１０中段に示す画像処理により、画像を２枚の画像（元画像と斜め４５°，半画素移動した画像）で交互に出力する１つの画像とする映像信号を生成し、２枚の画像をリフレッシュレート：６０Ｈｚの間にこの２枚を投影すると垂直同期周波数は１２０Ｈｚとなる。よって各画像は１２０Ｈｚ毎に切り替わるようになっている。
【０１３１】
また、図１０下段で示すように、ＤＭＤ素子の移動周波数は垂直同期周波数の２倍の１２０Ｈｚ（第１の周波数）で、半周期の移動（斜め４５°、０．５画素移動）をし、６０Ｈｚで１周期となり、元の位置に戻る。
【０１３２】
このように、画像処理により、元画像と、半画素ずらした画像とを交互に表示する画像切り替えの周期（図１０中段）と、移動の周期（図１０下段）が同期することで、２枚の画像が重なり、トータル画素数が増えた状態となり、疑似的に高解像化（高解像度化）される。即ち、画像画質をより良くすることが可能となる。
【０１３３】
このように、入力された画像より少ない画素で高精細画像を表示することができるので、ＤＭＤ素子の製造コストを低減させることができる。
【０１３４】
ここで、仮に、垂直同期周波数（リフレッシュレート）の倍数以外の場合で、高解像化しようとすると、画像処理によって垂直同期周波数の倍数からずらした画像を作成するのが困難になる。よって、可動ユニット５５を移動させるタイミングで、仮に、その位置に画像処理で画像を作成して切り替えても、画像の切り替えタイミングと、画像の更新タイミングが同期しなくなって、演算処理が複雑になり、投影される画像は不規則になる。
【０１３５】
そこで、本発明の制御では、高解像化の際には、画像処理による画素ずれ画像を作成し、ゆらぎモードの際には、画像処理による画像ずれ画像を作成せずに、リフレッシュレートの更新毎に元画像を作成する。
【０１３６】
なお、このＤＭＤ素子の移動動作は、画像信号の垂直同期周波数とは独立しているため、垂直同期周波数の倍数の画像ずらし及び倍数以外の画素ずらしの両方にも簡単に対応できる。
【０１３７】
図１１に、高解像度モードを実行する際に、ＤＭＤ素子を移動することで作成される画素の位置と、これらの画素によって形成される文字の投影画像の具体例を示す。
【０１３８】
図１１において、５ｘ５画素で"山"という字を例とする。図１０の中段に示すように、画像処理による画素をずらした画像を作成させずに、画像処理部４は更新毎に同じ位置に元画像を表示するように、一定の垂直同期周波数の６０Ｈｚ毎で、同じ１フレームが投影される。１フレームは垂直同期周波数の逆数であるため１６．６ｍｓ（６０［Ｈｚ］／１［ｓ］）とする。
【０１３９】
次にＤＭＤ素子５５１を１２０Ｈｚで右斜め４５°に半画素移動させる駆動をさせた場合、半周期で斜め４５°方向に移動した画像が投影され、整数周期で、またデフォルト位置に戻った画像を投影される。この一往復の動作１回で入力画像の１フレームと一致する。
【０１４０】
詳しくは、ＤＭＤ素子５５１の移動周波数１２０Ｈｚの１／２周期であって垂直同期周波数６０Ｈｚの１／４周期である４．１５ｍｓ後と、移動周波数の３／２周期であって垂直同期周波数の３／４周期である１２．４５ｍｓ後には、右斜め４５°、半画素移動した位置（移動端位置）に画素がくるように、ＤＭＤ素子５５１が移動させられる。
【０１４１】
また、移動周波数の整数周期であって、垂直同期周波数の１／２周期である８．３ｍｓ後と、垂直同期周波数の１周期である１６．６ｍｓ後には、元の位置に画素がくるように、ＤＭＤ素子５５１が移動させられる。
【０１４２】
２フレーム以降も同様の処理となり、２つの画像を重ねた画像が実際に投影される画像となり、元画像に対し、図１１（ｂ）の右に示すように線が太くなって投影される。
【０１４３】
図１２に、ＤＭＤ素子５５を移動させることで高解像化される、投影される風景画像の説明図を示す。
【０１４４】
自然画で同じように動作させた場合を説明する。（ａ）が元画像を投影した画像とする。（ｂ）がＤＭＤ素子を右斜め４５°に半画素移動を１２０Ｈｚ周期で繰り返している時の投影画像となる。即ち、毎フレームごとに合成画像が等しくなる。
【０１４５】
よって、画像処理による画像切り替えを実施せずに、アクチュエータ５８１〜５８４によってＤＭＤ素子５５を、入力信号（投影信号）の垂直同期周波数の倍数で移動させると、投影画像では、合成画像に含まれる移動端部の画像が重なり、全体的にボケたような画像となる。
【０１４６】
＜ゆらぎモード＞
図１３に、本発明のゆらぎモードを実行する際の、画像信号の垂直同期周波数と、ＤＭＤ素子の移動周波数の相関を示すタイミングチャートを示す。
【０１４７】
図１３に示す本発明のゆらぎモードの制御例は、ＤＭＤ素子５５１を移動させるアクチュエータ５８１〜５８４の移動周波数は、画像信号の垂直同期周波数の２倍に対してわずかにずれた１２１Ｈｚで、半周期の移動（斜め４５°、０．５画素移動）から少し速い移動をし、６０．５Ｈｚで１周期となり、元の位置に戻る。
【０１４８】
このように、ＤＭＤ素子の動作と画像処理の画像切り替えが同期せずに少しずれることで、半画素、位置が違う画像が、フレーム毎にずれていく。
【０１４９】
図１４に、ゆらぎモードを実行する際に、ＤＭＤ素子５５１を移動することで作成される画素の位置と、これらの画素によって形成される文字の投影画像の例を示す。
【０１５０】
図１１と同様に、上記のように５ｘ５画素で"山"という字を例として説明する。
【０１５１】
入力画像のリフレッシュレート（垂直同期周波数）を６０Ｈｚとし、ＤＭＤ素子の動作周波数を１２１Ｈｚ（第２の周波数）、垂直同期周波数の整数倍から若干ずれた状態とし、移動は斜め４５°、半画素移動させたときの流れを説明する。
【０１５２】
画像"山"について、図１１及び図１４において、デフォルト位置からＤＭＤ素子５５が移動を開始する。高画像化モードでは、ＤＭＤ素子５５が１２０Ｈｚで移動しているので、図１１に示すように半周期で移動端位置に丁度到達するが、ゆらぎモードでは、動作駆動周波数では半周期では、ＤＭＤ素子５５は、図１４に示すように既に移動端位置から少し元の位置に戻っている位置に到達している。
【０１５３】
そのため、ゆらぎモードでは、入力画像の６０Ｈｚの垂直同期周波数の１フレーム期間では、ＤＭＤ素子１回の往復移動を終え、次の駆動を開始し、少し移動した位置となる。
【０１５４】
例えば、図１４に示す１フレーム目では、デフォルト位置からスタートし、垂直同期周波数の１／２周期（８．３ｍｓ後）では、右斜め４５°に半画素移動に近い位置である第１の位置に移動している。１フレーム目の垂直同期周波数の１周期終了時（１６．６ｍｓ後）では、デフォルト位置に近い位置である第２の位置に移動している。
【０１５５】
また、図１４の２フレーム目では、上述の１フレーム目の終了の際の第２の位置からスタートし、垂直同期周波数の１／２周期（８．３ｍｓ後）では、右斜め４５°に半画素移動に近い位置であるが、第１の位置よりもデフォルト位置側にある第３の位置へ移動している。２フレーム目の垂直同期周波数の１周期終了時（１６．６ｍｓ後）では、デフォルト位置に近い位置であって第２の位置よりも半画素移動端に近い位置である第４の位置に移動している。
【０１５６】
第３のフレーム以降も、同様の処理となり、第３のフレームのスタート時が第４の位置から始まり、第１のフレーム及び第２のフレームのいずれとも異なる、画像が作成される。
【０１５７】
よって、図１１のように入力画像の垂直同期周波数の倍速で動作していたときとは異なり、図１４に示すように、毎フレームごとに合成画像が異なる。
【０１５８】
つまり、毎フレームごとに画像が微妙に移動しているため、パラパラ漫画のように静止画にもかかわらず、残像により投影画像として動いているように見える。フレームの更新毎、即ち入力信号の垂直同期周波数の周期毎の更新が、パラパラ漫画におけるページめくりに相当する。
【０１５９】
図１５に、ＤＭＤ素子を移動させることでゆらぎモードになる、投影される風景画像の説明図を示す。
【０１６０】
図１３、図１４で説明したように、ＤＭＤ素子５５１のアクチュエータ５８１〜５８４の移動周波数を、入力画像のリフレッシュレートの倍速駆動から少しずれた周期で駆動させた場合、１フレームごとの投影画像は、図１５の中央部以外の４枚のように若干移動した画像となる。これらの画像が合成された画像が最終的な投影画像（図１５の中央部）となる。
【０１６１】
本来静止画の場合、同じ画像がフレームごとに表示されるが、今回の場合、画像処理をしなくても、アクチュエータ５８１〜５８４の駆動により、可動ユニット５５を移動させることで、毎フレームごとに画像がわずかに移動しているため、パラパラ漫画のように動いているように見える。
図１５に示すように、投影画像として４枚が生成されるとすると４フレームの間にこれらの画像に切り替わり、また元の画像に戻って切り替わりを繰り返すことになるので、上図のような画像では葉っぱが風で揺れているように見える。
【０１６２】
図１５の例であり、ＤＭＤ素子５５１の駆動周波数、移動距離などによって、ユーザー等の視聴者への見え方は変わってくる。そのため、ユーザーや設定者は適宜、アクチュエータの駆動周波数、移動距離を調整可能である。
【０１６３】
さらに、図１５に示すように、複数のフレームが更新される度に、画像が少し重なっていくため、奥行きを持って、わずかに立体的に動いているような印象を視聴者に与えることもできる。
【０１６４】
上述のように、画像ずらし制御において、高解像度モードの場合は、画像を表示する周期的な垂直同期周波数に合わせて、アクチュエータの移動周波数を設定し、ゆらぎモードの場合は、画像信号の垂直同期周波数から少しずれるように、アクチュエータの周期的な運動周期から少しずれるように移動周波数を設定する。これにより、静止画でも、特殊な効果を与えることができる。
【０１６５】
また、ＤＭＤ素子５５１の駆動状態を、画像の種類（静止画又は銅が）によって駆動条件を変更することで、静止状態の場合や、動きがある画像に切り替えできサイネージなどで利用できると考えられる。
【０１６６】
このように、ゆらぎモードでは、入力画像のリフレッシュレートとわずかに異なる周期で表示素子であるＤＭＤ素子５５１を左右上下または斜め方向にずらすことで投影される画像が１フレームごとに徐々に移動し、合成画像として人間の目に動いているように見える。即ち、投影画像の視聴者は、静止画像であるが、まるで動画のように一部分が動いているように感じることができる。その際、通常の３Ｄ映像を見る時のように専用のメガネを装着する必要がなく、裸眼で大勢の人が同様に感じることができる。
【０１６７】
よって、本発明では、専用のメガネを装着することなく、視聴者が静止画でも動いているように感じ、強い印象を持たせることができる。
【０１６８】
また、静止画像だが、一部が動いているように見せることで、デジタルサイネージ利用において、立体的な投影をしなくても、不特定多数の視聴者に強い印象を残すことができる。
【０１６９】
なお、このようなゆらぎモードの制御は、入力画像が、所定のフレーム期間元画像が変わらない静止画のときだけ有効である。入力画像が動画の場合、元の画像自体フレームごとに変わるため、今回の制御と組み合わせると画像品位を悪くするため、動画では使用できない。
【０１７０】
よって、入力される画像が、静止画か、動画かを判別する判別部を備え、その入力される画像が動画の場合は、アクチュエータの移動を停止させると好適である。例えば判別部は、図７に示すメインマイコン３によって実現されてもよい。
【０１７１】
上述の制御は、可動ユニット５５により投影光学系ユニット６０に対してＤＭＤ素子５５１を相対的に動かすことで、高解像度モードとゆらぎモードの両方を実現したが、この両方のモードを実行する画像投影方法を実現する構成は上述の構成に限られない。例えば、ＤＭＤ素子の後段であって投影光学ユニットの手前に、画像ずらし素子を別に設けて、上記の画像投影方法を実現してもよい。なお、画像ずらし素子の配置位置は、プロジェクタ１の内部であれば、スクリーン（投影面，図１参照）に至る光路を偏向できるので、投影光学ユニットの後段に配置されてもよい。
【０１７２】
上述の画像投影方法が実現可能な他の構成例を図１６に示す。図１６（ａ）の例では、画像ずらし素子は、角度が調整可能な偏向部材７０である。画像表示ユニット５０Ａにおいて、偏向部材７０はＤＭＤ素子５５１Ａからの投影光を投影光学系ユニット６０Ａ側に、透過もしくは反射するものである。
【０１７３】
偏向部材７０の透過面もしくは反射面をあおるようにアクチュエータ７１，７２によって移動させる（角度を調整する）ことによって、光路を偏向し、上述の制御と同様に斜め４５°、半画素ずらし状態にすることができる。詳しくは、この構成で高解像度モードとゆらぎモードとの両方を実施するため、アクチュエータ７１，７２の移動周波数は２つ以上設けられ、移動周波数は、表示される画像の表示モードに応じて設定される。
【０１７４】
あるいは、図１６（ｂ）の例では、画像表示ユニット５０Ｂにおいて、画像ずらし素子は、屈折率が調整可能な可変偏向部材７５である。図１６（ａ）と同様に、可変偏向部材７５はＤＭＤ素子５５１Ｂからの投影光を投影光学系ユニット６０Ｂ側に、透過もしくは反射するものである。
【０１７５】
本構成では、屈折率調整部７６から出力された電気信号である屈折率調整信号により可変偏向部材７５の屈折率を変化させることによって、光路を偏向し、上述の制御と同様に斜め４５°、半画素ずらし状態にすることができる。詳しくは、この構成で高解像度モードとゆらぎモードとの両方を実施するため、屈折率の変化（切り替え）を指示する屈折率調整信号の周波数（屈折率変調周波数）は２つ以上設けられ、屈折率変調周波数は、表示される前記画像の表示モードに応じて設定される。
【０１７６】
以上、実施形態に係る画像投影装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【０１７７】
１  プロジェクタ（画像投影装置）
３  メインマイコン（判断部）
４０  照明光学系ユニット（照明光学ユニット）
５０，５０Ａ，５０Ｂ  画像表示ユニット
６０，６０Ａ，６０Ｂ  投影光学系ユニット（投影光学ユニット）
５１  固定ユニット
５３１，５３２，５３３，５３４  磁石（アクチュエータ）
５５  可動ユニット
５５１，５５１Ａ，５５１Ｂ  ＤＭＤ素子（表示素子）
５５４  ヒートシンク（放熱手段）
５８１，５８２，５８３，５８４  コイル（アクチュエータ）
７０  偏向部材
７１，７２  アクチュエータ
７５  可変偏向部材
７６  屈折率調整部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７８】
【特許文献１】特開２００８−２８６９０８号公報
【図１】
2018004955.tif 000003
【図２】
2018004955.tif 000004
【図３】
2018004955.tif 000005
【図４】
2018004955.tif 000006
【図５】
2018004955.tif 000007
【図６】
2018004955.tif 000008
【図７】
2018004955.tif 000009
【図８】
2018004955.tif 000010
【図９】
2018004955.tif 000011
【図１０】
2018004955.tif 000012
【図１１】
2018004955.tif 000013
【図１２】
2018004955.tif 000014
【図１３】
2018004955.tif 000015
【図１４】
2018004955.tif 000016
【図１５】
2018004955.tif 000017
【図１６】
2018004955.tif 000018