(57)【要約】【課題】画素ずらし機能を有する画像投射装置において、固定部と可動部との間で移動抵抗の異常があっても、投射画像を乱さない画像投射装置を提供する。【解決手段】開示の技術の一態様に係る画像投射装置は、光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段によって形成される前記画像を拡大して投射する投射光学系と、前記画像生成手段が設けられた可動部を固定部に対して移動させる移動制御手段と、前記投射光学系による投射画像の各画素を往復シフトさせる画素ずらしを行う画素ずらし手段と、前記移動における前記可動部と前記固定部との間の移動抵抗の異常を検知する異常検知手段と、前記異常検知手段の出力に基づき、所定の処理を実行する異常時処理手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図２
2019144512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段によって形成される前記画像を拡大して投射する投射光学系と、
前記画像生成手段が設けられた可動部を固定部に対して移動させる移動制御手段と、
前記投射光学系による投射画像の各画素を往復シフトさせる画素ずらしを行う画素ずらし手段と、
前記移動における前記可動部と前記固定部との間の移動抵抗の異常を検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段の出力に基づき、所定の処理を実行する異常時処理手段と、を有する
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記固定部、又は前記可動部の少なくとも１つは、
入力される電流値に応じた駆動力で駆動されるアクチュエータと、
前記固定部、又は前記可動部の少なくとも１つに設けられ、前記固定部に対する前記可動部の位置を検出する位置検出手段と、を有し
前記移動制御手段は、前記位置に応じて前記アクチュエータに出力する前記電流値を制御し、
前記異常検知手段は、前記電流値に基づき、前記異常を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記位置検出手段は、ホール効果を利用する磁気センサである
ことを特徴とする請求項２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記異常検知手段は、交差する所定の２方向に前記移動させた場合の前記電流値に基づき、前記異常を検知する
ことを特徴とする請求項２、又は３に記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記異常時処理手段は、前記異常が検知された場合に、前記画素ずらしを中止させる
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記異常検知手段は、交差する所定の２方向に前記移動させた場合の前記電流値に基づき、前記異常の生じた前記位置を検知し、
前記異常時処理手段は、前記往復シフトにおいて前記可動部が前記異常の生じた前記位置を通過する場合は、前記画素ずらしを中止させる
ことを特徴とする請求項４、又は５に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記異常時処理手段は、前記異常が検知された場合に、前記異常を通知するメッセージを含む前記画像を生成させる
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像投射装置。
【請求項８】
前記異常検知手段は、前記移動抵抗が正常な場合の前記アクチュエータに入力される正常電流値と、前記電流値との差が規定値以上の場合に、前記異常を検知する
ことを特徴とする請求項２乃至７の何れか１項に記載の画像投射装置。
【請求項９】
前記異常検知手段は、交差する所定の２方向に前記移動させた場合の前記電流値に基づき、前記異常を検知し、
前記規定値は、前記移動に伴う前記電流値の変化から算出された回帰直線の傾き、又は切片の少なくとも一方に対して設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の画像投射装置。
【請求項１０】
前記画像投射装置の姿勢を検出する姿勢検出手段を有し、前記画像投射装置の姿勢に応じて前記規定値が設けられている
ことを特徴とする請求項８、又は９に記載の画像投射装置。
【請求項１１】
光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段によって形成される前記画像を拡大して投射する投射光学系と、
前記画像生成手段が設けられた可動部を固定部に対して移動させる移動制御手段と、
前記投射光学系による投射画像の各画素を往復シフトさせる画素ずらしを行う画素ずらし手段と、を有する画像投射装置において実行されるプログラムであって、
前記移動における前記可動部と前記固定部との移動抵抗の異常を検知する異常検知ステップと、
前記異常検知手段の出力に基づき、所定の処理を実行する異常時処理ステップと、を実行させる
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコンやデジタルカメラ等から送信される画像データに基づき、画像生成部が画像を生成し、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に投射する画像投射装置が知られている。画像生成部としては、例えば液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイスＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等が用いられている。
【０００３】
このような画像投射装置において、画像光の光路やＤＭＤ等を機械的に動かして擬似的に解像度を向上させる画素ずらし機能が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１の装置では、駆動機構の可動部が画素ずらしのために移動する際、固定部と可動部の間に混入した異物等に起因して、局所的に移動抵抗が増大するような異常が発生し、画素ずらしが正常に行われず、投射画像が乱れる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、画素ずらし機能を有する画像投射装置において、固定部と可動部との間で移動抵抗の異常があっても、投射画像を乱さない画像投射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の技術の一態様に係る画像投射装置は、光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段によって形成される前記画像を拡大して投射する投射光学系と、前記画像生成手段が設けられた可動部を固定部に対して移動させる移動制御手段と、前記投射光学系による投射画像の各画素を往復シフトさせる画素ずらしを行う画素ずらし手段と、前記移動における前記可動部と前記固定部との間の移動抵抗の異常を検知する異常検知手段と、前記異常検知手段の出力に基づき、所定の処理を実行する異常時処理手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、画素ずらし機能を有する画像投射装置において、固定部と可動部との間で移動抵抗の異常があっても、投射画像を乱さない画像投射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の画像投射装置の外観を例示する図である。
【図２】第１の実施形態の画像投射装置の機能構成を例示するブロック図である。
【図３】第１の実施形態の画像投射装置の光学エンジンを例示する斜視図である。
【図４】第１の実施形態の画像投射装置の照明光学系ユニットを例示する断面図である。
【図５】第１の実施形態の画像投射装置の画像表示ユニットを例示する斜視図である。
【図６】第１の実施形態の画像投射装置の画像表示ユニットを例示する側面図である。
【図７】第１の実施形態の画像投射装置の固定ユニットを例示する斜視図である。
【図８】第１の実施形態の画像投射装置の固定ユニットを例示する分解斜視図である。
【図９】第１の実施形態の画像投射装置の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１０】第１の実施形態の画像投射装置の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１１】第１の実施形態の画像投射装置のトップカバーを例示する底面図である。
【図１２】第１の実施形態の画像投射装置の可動ユニットを例示する斜視図である。
【図１３】第１の実施形態の画像投射装置の可動ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１４】第１の実施形態の画像投射装置の可動プレートを例示する斜視図である。
【図１５】第１の実施形態の画像投射装置の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１６】第１の実施形態の画像投射装置の可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。
【図１７】第１の実施形態の画像投射装置のＤＭＤの移動を例示する図である。
【図１８】第１の実施形態の画像投射装置の移動抵抗の異常検知における可動プレートの可動範囲と画素ずらしのためのシフト範囲との関係を概念的に説明する図である。
【図１９】第１の実施形態の画像投射装置の可動プレートの移動抵抗の異常検知方法を例示する図である。
【図２０】第１の実施形態の画像投射装置の移動抵抗の異常判断方法を説明する図である。
【図２１】第１の実施形態の画像投射装置の移動抵抗の異常検知処理を例示するフローチャートである。
【図２２】第１の実施形態の画像投射装置の異常時処理における可動プレートの可動範囲と画素ずらしのためのシフト範囲との関係を概念的に説明する図である。
【図２３】第１の実施形態の画像投射装置の異常時処理を例示するフローチャートである。
【図２４】第１の実施形態の画像投射装置の異常時のメッセージを例示する図である。
【図２５】第２の実施形態の画像投射装置の移動抵抗の異常判断方法を説明する図である
【図２６】第３の実施形態の画像投射装置の機能構成を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施形態］
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。
【００１０】
＜画像投射装置の構成＞
図１は、本実施形態のプロジェクタ１の外観の一例を示している。（ａ）は外観の斜視図であり、（ｂ）は投射状態におけるプロジェクタ１の側面図である。
【００１１】
プロジェクタ１は、「画像投射装置」の一例である。プロジェクタ１は、投射画像を生成する光学エンジンが内部に設けられ、出射窓３と、吸気口６と、操作部７と、排気口８と、外部Ｉ／Ｆ９とを有している。画像投射装置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、送信された画像データに基づいて光学エンジンが投射画像を生成し、（ｂ）に示されるように、出射窓３からスクリーンＳに画像を投射する。操作部７は、操作ボタン７ａ〜７ｄを有し、操作ボタン７ａ〜７ｄを通じてプロジェクタ１に対する操作を受け付ける。但し、これに限られるものではなく、例えばタッチパネル機能が搭載された液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置で操作部７が構成されてもよい。
【００１２】
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３側を上、出射窓３とは反対側を下として説明する場合がある。
【００１３】
プロジェクタ１は、例えば投射距離が１〜２ｍで６０〜８０インチのサイズの画像を投射する。スクリーンＳの近距離から大画面の画像を投射でき、プロジェクタ１の背後の空間を自由に活用できる。プロジェクタ１は、内部に光源ランプや多数の電子基板を収納しているため、起動後は時間の経過と共にプロジェクタ１の内部温度が上昇する。これはプロジェクタの小型化するほど顕著になる。そのためプロジェクタ１は、吸気口６と排気口８を設け、強制気流により、プロジェクタ１の内部を空冷している。
【００１４】
図２は、本実施形態のプロジェクタ１の機能構成を例示するブロック図である。
【００１５】
図２に示されるように、プロジェクタ１は、電源４と、メインスイッチＳＷ５と、操作部７と、外部Ｉ／Ｆ９と、システムコントロール部１０と、ファン２０と、光学エンジン１５とを有している。
【００１６】
電源４は、商用電源に接続され、プロジェクタ１の内部回路用に電圧及び周波数を変換して、システムコントロール部１０、ファン２０、光学エンジン１５等に給電する。
【００１７】
メインスイッチＳＷ５は、ユーザによるプロジェクタ１のＯＮ／ＯＦＦ操作に用いられる。電源４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ＳＷ５がＯＮに操作されると、電源４がプロジェクタ１の各部への給電を開始し、メインスイッチＳＷ５がＯＦＦに操作されると、電源４がプロジェクタ１の各部への給電を停止する。
【００１８】
操作部７は、ユーザ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、例えば投射画像の大きさ、位置、色調、ピントの調整等のユーザによる操作を受け付ける。操作部７が受け付けたユーザ操作は、システムコントロール部１０に送られる。
【００１９】
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ル部１０に出力する。
【００２０】
システムコントロール部１０は、画像制御部１１と、移動制御部１２とを有する。システムコントロール部１０は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ１１０，ＲＡＭ等を含み、ＣＰＵがＲＡＭと協働してＲＯＭ１１０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。
【００２１】
画像制御部１１は、画像制御手段の一例であり、外部Ｉ／Ｆ９から入力される画像データに基づいて光学エンジン１５の画像表示ユニット５０に設けられているデジタルマイクロミラーデバイスＤＭＤ（Digital Micromirror Device（以下、単に「ＤＭＤ」という））５５１を制御し、スクリーンＳに投射する画像を生成する。
【００２２】
移動制御部１２は、画像表示ユニット５０において移動可能に設けられている可動ユニット５５を移動させ、可動ユニット５５に設けられているＤＭＤ５５１の位置を制御する。なお、移動制御部１２は、「移動制御手段」の一例である。
【００２３】
移動抵抗異常検知部１０１は、可動ユニット５５が固定ユニット５１に対して移動する際に、移動制御部１２が出力する電流値を検知し、メモリ１０３に記憶された閾値等を参照することで、可動ユニット５５と固定ユニット５１との間の移動抵抗の異常を検知する。メモリ１０３は、ＲＡＭ等により実現される。なお、可動ユニット５５は、「可動部」の一例であり、固定ユニット５１は「固定部」の一例である。移動抵抗異常検知部１０１は、「異常検知手段」の一例である。
【００２４】
異常時処理部１０２は、移動抵抗異常検知部１０１の出力に応じて、可動ユニット５５の移動を停止させる等の所定の異常時処理を実行する。なお、異常時処理部１０２は、「異常時処理手段」の一例である。移動抵抗異常検知部１０１、異常時処理部１０２、及びメモリ１０３については、別途詳述する。
【００２５】
吸気ファン６ａ、及び排気ファン８ａは、システムコントロール部１０に制御されて回転し、光学エンジン１５の光源３０を冷却する。
【００２６】
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、投射光学系ユニット６０を有し、システムコントロール部１０に制御されてスクリーンＳに画像を投射する。
【００２７】
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、システムコントロール部１０により制御され、照明光学系ユニット４０に光を照射する。
【００２８】
照明光学系ユニット４０は、例えばカラーホイール、ライトトンネル、リレーレンズ等を有し、光源３０から照射された光を画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１に導く。
【００２９】
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。可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１を有し、システムコントロール部１０の移動制御部１２によって固定ユニット５１に対する位置が制御される。ＤＭＤ５５１は、システムコントロール部１０の画像制御部１１により制御され、照明光学系ユニット４０によって導かれた光を変調して投射画像を生成する。
【００３０】
可動ユニット５５には、ホール素子５９０が設けられている。ホール素子５９０は、固定ユニット５１に対する可動ユニット５５の位置を検出し、移動制御部１２に位置データを出力する。ホール素子５９０の詳細については別途詳述する。
【００３１】
投射光学系ユニット６０は、例えば複数の投射レンズ、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に投射する。
【００３２】
＜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。
【００３３】
図３は、プロジェクタ１の光学エンジン１５の構成の一例を示す図である。図３では、プロジェクタ１の外装カバーが外され、プロジェクタ１の内部の光学エンジン１５等が観察可能となっている。（ａ）は、光学エンジン１５の全体構成、（ｂ）は、（ａ）において丸で囲った部分を取り出した構成を示している。
【００３４】
本実施形態では、光学エンジン１５は、光源３０と、照明光学系ユニット４０と、画像表示ユニット５０と、投射光学系ユニット６０とを有している。光源３０で発せられた白色光は、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において、白色光は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）に分光される。分光された各色の光は画像表示ユニット５０に導かれ、画像表示ユニット５０で変調されて投射画像が生成される。投射画像は、投射光学系ユニット６０によりスクリーンに拡大投射される。
【００３５】
吸気口６の近傍に配置された吸気ファン６ａと、排気口８の近傍に設けられた排気ファン８ａにより強制気流が生成され、プロジェクタ１の内部が空冷されている。
【００３６】
＜照明、及び投射光学系ユニットの構成＞
次に、照明、及び投射光学系ユニットの構成について説明する。
【００３７】
図４は、照明光学系ユニット４０、及び投射光学系ユニット６０の構成の一例を示す断面図である。
【００３８】
照明光学系ユニット４０は、カラーホイール４１と、ライトトンネル４２と、リレーレンズ４３と、平面ミラー４４と、凹面ミラー４５とを有している。光源３０からの白色光は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）が周方向に敷設された回転体であるカラーホイール４１により、各色の光に分光され、ライトトンネル４２に導かれる。
【００３９】
ライトトンネル４２は、内部を中空とする筒状の部材である。ライトトンネル４２に導かれた各色の光は、ライトトンネル４２の内部で反射を繰り返すことにより、ライトトンネル４２の出口では照度分布が均一となる。すなわち、ライトトンネル４２は、各照明光の光量むらを低減する照度均一化手段としての機能を有している。
【００４０】
ライトトンネル４２から出射された光は、２枚のレンズで構成されたリレーレンズ４３により色収差が補正され、平面ミラー４４、及び凹面ミラー４５により、ＤＭＤ５５１に照明される。
【００４１】
ＤＭＤ５５１は、画素単位のマイクロミラーを有し、各マイクロミラーが異なる２つの角度の何れかの状態を維持することができる。ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーは、各照明光を投射光学系ユニット６０へ向けて反射する角度（ＯＮ状態）と、各照明光を内部の吸収体へ向けて反射して外部に出射させない角度（ＯＦＦ状態）との何れかの状態となる。これにより、表示する画素毎に、投射光学系ユニット６０に照射する光を制御することができる。
【００４２】
投射光学系ユニット６０は、複数の投射レンズから構成され、ＤＭＤ５５１からの光をスクリーンＳに拡大投影する。
【００４３】
リレーレンズ４３、平面ミラー４４、凹面ミラー４５、及びＤＭＤ５５１と、投射光学系ユニット６０における照明光の入射側の部分は、各部品を覆うように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。
【００４４】
＜画像表示ユニット＞
図５は、本実施形態の画像表示ユニット５０を例示する斜視図である。また、図６は、本実施形態の画像表示ユニット５０を例示する側面図である。
【００４５】
図５及び図６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。
【００４６】
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おり、照明光学系ユニット４０の下部に固定される。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、システムコントロール部１０の画像制御部１１から送信される画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
【００５１】
マイクロミラーは、例えば「ＯＮ」の場合には、光源３０からの光を投射光学系ユニット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る。
【００５２】
このように、ＤＭＤ５５１は、画像制御部１１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射画像を生成する。
【００５３】
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、本実施形態に係るプロジェクタ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。
【００５４】
（固定ユニット）
図７は、本実施形態の固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図８は、本実施形態の固定ユニット５１を例示する分解斜視図である。
【００５５】
図７及び図８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。
【００５６】
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。
【００５７】
支柱５１５は、図８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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
図９は、本実施形態の固定ユニット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１０は、図９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。
【００６２】
図９及び図１０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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、図７及び図８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。
【００６７】
図１１は、本実施形態のトッププレート５１１を例示する底面図である。図１１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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
（可動ユニット）
図１２は、本実施形態の可動ユニット５５を例示する斜視図である。また、図１３は、本実施形態の可動ユニット５５を例示する分解斜視図である。
【００７２】
図１２及び図１３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。
【００７３】
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。
【００７４】
図１４は、本実施形態の可動プレート５５２を例示する斜視図である。
【００７５】
図１４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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。コイル５８１〜５８４、及び磁石５３１〜５３４を有する移動手段は、「電磁アクチュエータ」の一例であり、ローレンツ力は、「駆動力」の一例である。
【００７８】
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。
【００７９】
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ル部１０の移動制御部１２によって制御される。移動制御部１２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。
【００８０】
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１４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。
【００８１】
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１４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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
以上で説明したように、本実施形態では、システムコントロール部１０の移動制御部１２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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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１２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。
【００８９】
図１５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。
【００９０】
図１５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。
【００９１】
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１３及び図１５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。
【００９２】
結合プレート５５３には、ホール素子５９０ａ〜５９０ｃが設けられている。ここで、ホール素子は、ホール効果を利用して磁界を検出する素子である。対象物の移動量に比例した磁束密度がかかるようにホール素子と対象物を配置すると、ホール素子の出力から対象物の移動量、及び位置を検出することができる。
【００９３】
ホール素子５９０ａ〜５９０ｃは、結合プレート５５３とともに移動することで、磁石５３１〜５３４に対する位置を変化させ、位置の変化に比例した電圧を出力する。ホール素子５９０ａ〜５９０ｃの出力により、固定ユニット５１に対する可動ユニット５５の位置が検出される。
【００９４】
具体的には、ホール素子５９０ａの出力から固定ユニット５１に対する可動ユニット５５のＸ１Ｘ２方向の位置が検出される。またホール素子５９０ｂの出力から固定ユニット５１に対する可動ユニット５５のＹ１Ｙ２方向の位置が検出される。ホール素子５９０ｂ、及び５９０ｃの出力から固定ユニット５１に対する可動ユニット５５の回転角度が検出される。
【００９５】
なお、ホール素子の配置、及び個数は上記に限定されない。例えば、ホール素子を固定ユニット側に設けてもよいし、４個以上のホール素子を設けてもよい。また、可動ユニット５５の位置の検出手段は、ホール素子等の磁気センサに限定されず、リニアエンコーダ等の光学センサを用いてもよい。
【００９６】
以下では、ホール素子５９０ａ〜５９０ｃを総称して、ホール素子５９０と表示する場合がある。
【００９７】
なお、ホール素子５９０は、「位置検出手段」の一例であり、「磁気センサ」の一例である。
【００９８】
図１６は、本実施形態の可動ユニット５５のＤＭＤ保持構造について説明する図である。図１６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。
【００９９】
図１６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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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１６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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
また、保持部材５５５は、図１６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。
【０１０５】
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、システムコントロール部１０の移動制御部１２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。
【０１０６】
＜画像投射＞
上記したように、本実施形態に係るプロジェクタ１において、投射画像を生成するＤＭＤ５５１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ル部１０の移動制御部１２によって可動ユニット５５と共に位置が制御される。
【０１０７】
移動制御部１２は、例えば、画像投射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、画像制御部１１は、それぞれの位置に応じてシフトした投射画像を生成するようにＤＭＤ５５１に画像信号を送信する。
【０１０８】
例えば、移動制御部１２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位置Ｐ１と位置Ｐ２との間で、ＤＭＤ５５１を所定の周期で往復シフトさせる。このとき、画像制御部１１が、それぞれの位置に応じてシフトした投射画像を生成するようにＤＭＤ５５１を制御することで、投射画像の解像度を、ＤＭＤ５５１の解像度の約２倍にすることが可能になる。また、ＤＭＤ５５１の移動位置を増やすことで、投射画像の解像度をＤＭＤ５５１の２倍以上にすることもできる。
【０１０９】
このように、移動制御部１２が可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１を所定の周期で移動させ、画像制御部１１がＤＭＤ５５１に位置に応じた投射画像を生成させることで、ＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投射することが可能になる。このような機能を「画素ずらし」と称する。
【０１１０】
また、本実施形態に係るプロジェクタ１では、移動制御部１２がＤＭＤ５５１を可動ユニット５５と共に回転するように制御することで、投射画像を縮小させることなく回転させることができる。例えばＤＭＤ５５１等の画像生成手段が固定されているプロジェクタでは、投射画像を縮小させなければ、投射画像の縦横比を維持しながら回転させることはできない。これに対して、本実施形態に係るプロジェクタ１では、ＤＭＤ５５１を回転させることができるため、投射画像を縮小させることなく回転させて傾き等の調整を行うことが可能になっている。
【０１１１】
図１７は、可動プレート５５２の移動によるＤＭＤ５５１の移動の一例を説明する図である。（ａ）はＸ１Ｘ２方向への移動を示し、（ｂ）はＹ１Ｙ２方向への移動を示している。
【０１１２】
（ａ）では、コイル５８１、及び５８４に作用する矢印１７１の方向へのローレンツ力によりＤＭＤ５５１が矢印１７２の方向に移動している。また（ｂ）では、コイル５８２、及び５８３に作用する矢印１７３の方向へのローレンツ力によりＤＭＤ５５１が矢印１７４の方向に移動示している。
【０１１３】
以上で説明したように、本実施形態に係るプロジェクタ１では、ＤＭＤ５５１が移動可能に構成されることで、投射画像の高解像度化が可能になっている。また、ＤＭＤ５５１を冷却するヒートシンク５５４が、ＤＭＤ５５１と共に可動ユニット５５に搭載されていることで、ＤＭＤ５５１に当接してより効率的に冷却することが可能になり、ＤＭＤ５５１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、ＤＭＤ５５１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。
【０１１４】
＜可動ユニットの移動抵抗の異常＞
上述のように、本実施形態では、可動ユニット５５における可動プレート５５２が、トッププレート５１１とベースプレート５１２の間を移動する。また可動プレート５５２の面とトッププレート５１１及びベースプレート５１２の面との間には、それぞれ支持球体５２１が設けられている。可動プレート５５２は、支持球体５２１を転がしながら円滑に移動することができる。
【０１１５】
しかし、可動プレート５５２の面とトッププレート５１１、又はベースプレート５１２の面との間にゴミ等の異物が混入したり、プロジェクタ１の運搬時に面同士が衝突して、面にキズが付いたりする場合がある。このような場合、移動時に可動プレート５５２の面が異物やキズ等に引っ掛かり、局所的に移動抵抗が大きくなる。移動抵抗の異常により、可動プレート５５２が所望の量だけ移動せず、画素ずらしが正常に行われなくなる場合がある。
【０１１６】
一方で、図１８は、可動プレート５５２の可動範囲と、画素ずらしのための可動プレート５５２のシフト範囲との関係を概念的に説明する図である。図１８において、Ｍｘ、Ｍｙは、それぞれＸ１Ｘ２方向、Ｙ１Ｙ２方向における可動プレート５５２のサイズを示している。Ｌｘ、Ｌｙは、それぞれＸ１Ｘ２方向、Ｙ１Ｙ２方向への可動プレート５５２の可動量を示している。Ｘ１Ｘ２方向、Ｙ１Ｙ２方向への可動プレート５５２の可動範囲は、それぞれＭｘ＋Ｌｘ、Ｍｙ＋Ｌｙである。１８１は、このような可動範囲を示している。
【０１１７】
同様に、画素ずらしのために、Ｘ１Ｘ２方向、Ｙ１Ｙ２方向に可動プレート５５２を往復シフトさせるシフト量を、それぞれΔｘ、Δｙとすると、Ｘ１Ｘ２方向、Ｙ１Ｙ２方向における可動プレート５５２のシフト範囲は、それぞれＭｘ＋Δｘ、Ｍｙ＋Δｙとなる。Δｘ、Δｙは、それぞれＤＭＤ５５１の有するマイクロミラーの配列間隔未満の長さである。実線で示された５５２はシフト前の可動プレート５５２を示し、破線で示された５５２はシフト後の可動プレート５５２を示している。なお、「画素ずらしのためのシフト範囲」を、以下では単に「シフト範囲」と称する場合がある。
【０１１８】
図１８に示されるように、可動プレート５５２のシフト範囲は、可動プレート５５２の可動範囲１８１の範囲内に包含される。従って、可動プレート５５２は、可動範囲１８１内の任意の位置で、画素ずらしのためのシフト、すなわち往復シフトを行うことができる。
【０１１９】
例えば、プロジェクタ１の使用において、ユーザは、スクリーンの所望の位置に画像が投射されるように、投射画像を視認しながら、操作部７で可動プレート５５２を可動範囲１８１内で移動させ、調整する。その際、例えば、可動プレート５５２のシフト範囲内の白丸１８２の位置に異物やキズ等があると、異物やキズ等に起因した移動抵抗の異常により、プロジェクタ１は正常に画素ずらしを行えなくなる場合がある。
【０１２０】
一方、例えば、可動プレート５５２のシフト範囲内ではない黒丸１８３の位置に異物やキズ等がある場合は、異物やキズ等による移動抵抗の異常の影響を受けず、プロジェクタ１は正常に画素ずらしを行うことができる。
【０１２１】
本実施形態のプロジェクタ１は、図２に示されているように、移動抵抗異常検知部１０１と異常時処理部１０２とを有し、移動抵抗異常検知部１０１により、可動プレート５５２の可動範囲内での移動抵抗の異常と、その発生位置を検知する。そして可動プレート５５２のシフト範囲内で移動抵抗の異常がある場合には、異常時処理部１０２は画素ずらしを中止する等の所定の異常時処理を実行する。以下にこの詳細を説明する。
【０１２２】
＜移動抵抗の異常の検知＞
まず、可動ユニット５５における移動抵抗の異常の検知方法を、図１９〜２０、及び図２を参照して説明する。
【０１２３】
図１９は、可動プレート５５２の移動抵抗の異常の検知方法を説明する図である。（ａ）は、可動プレート５５２が固定ユニット５１に対してＸ１Ｘ２方向に移動する様子を示している。位置Ａ〜Ｃに変化するにつれ、固定されている固定ユニット５１に対し、可動プレート５５２がＸ２方向に移動している。上述のように、可動プレート５５２の位置は、ホール素子５９０により検出される。移動制御部１２は、ホール素子５９０から位置データのフィードバックを受け、位置データに応じた電流を可動ユニット５５のコイル５８１〜５８４に加えることで、可動プレート５５２を所望の量だけ移動させる。
【０１２４】
（ｂ）及び（ｃ）は、ホール素子５９０の出力に応じて移動制御部１２がコイル５８１及び５８４に加える電流値と、可動プレート５５２の位置との関係を示している。横軸は可動プレート５５２の位置を表し、縦軸は移動制御部１２がコイル５８１及び５８４に加える電流値を表している。（ｂ）は、可動プレート５５２の移動が正常な場合であり、（ｃ）は移動抵抗に異常が生じた場合である。
【０１２５】
可動プレート５５２の移動が正常な場合は、（ｂ）に示されるように、可動プレート５５２の位置と移動制御部１２の電流値は線形な関係になる。これに対し、移動抵抗の異常がある位置では、移動抵抗に対抗するような大きい電流値が必要になる。そのため、（ｃ）の位置Ａ〜Ｂの区間のように移動制御部１２の電流値が増大する。従って移動制御部１２の電流値を検出することで、移動抵抗の異常と、その発生位置を検知することができる。
【０１２６】
なお、（ｃ）の位置Ａ〜Ｂの区間では、移動制御部１２の電流値は一旦ピークまで増大し、ピーク後に低下して正常に戻っている。ピーク後にしばらく電流値が増加するのは、可動プレート５５２の面と、トッププレート５１１又はベースプレート５１２の面との間の動摩擦力に対抗する電流が必要になるためである。
【０１２７】
図２０は、移動抵抗の異常の判断方法の一例を説明する図である。図２０の横軸は、可動プレートの位置を表し、縦軸は移動制御部１２がコイル５８１〜５８４に加える電流値を表している。実線で示された２０１は可動プレート５５２の移動が正常な場合における移動制御部１２の電流値、すなわち正常電流値である。破線で示された２０２は、移動抵抗の異常を判断するための閾値である。黒丸で示された２０３は、検出された移動制御部１２の電流値、すなわち検出電流値である。一点鎖線で示された２０４は、検出電流値２０３と正常電流値２０１との差が閾値２０２以上で、移動抵抗が異常と判断される位置である。なお閾値２０２は、「規定値」の一例である。
【０１２８】
図２を参照すると、移動制御部１２は、Ｘ１Ｘ２方向、Ｙ１Ｙ２方向のそれぞれに、可動ユニット５５を所定のステップ量ずつ移動させる。その際、ホール素子５９０は、可動ユニット５５の有する可動プレート５５２の位置を検出し、移動制御部１２にフィードバックする。移動制御部１２は、可動プレート５５２の位置に応じた電流を可動ユニット５５に出力する。なお、Ｘ１Ｘ２方向及びＹ１Ｙ２方向は「交差する所定の２方向」の一例である。
【０１２９】
一方、メモリ１０３は正常電流値２０１と閾値２０２を予め記憶している。移動抵抗異常検知部１０１は、移動制御部１２がコイル５８１〜５８４に加える電流値を検出し、メモリ１０３を参照して検出電流値と正常電流値との差を算出する。移動抵抗異常検知部１０１は、検出電流値と正常電流値との差が閾値以上となる位置を、移動抵抗の異常の発生位置として検知する。
【０１３０】
図２１は、移動抵抗の異常検知の処理の一例を示すフローチャートである。
【０１３１】
まずステップＳ２１０１において、移動制御部１２は、可動プレート５５２をＹ１Ｙ２方向の初期位置に移動させる。Ｙ１Ｙ２方向の初期位置は、例えばＹ１方向における可動範囲の一端である。
【０１３２】
続いてステップＳ２１０３において、移動制御部１２は、可動プレート５５２をＸ１Ｘ２方向の初期位置に移動させる。Ｘ１Ｘ２方向の初期位置は、例えばＸ１方向における可動範囲の一端である。
【０１３３】
続いてステップＳ２１０５において、移動抵抗異常検知部１０１は、移動制御部１２がコイル５８１〜５８４に加える電流値を検出する。
【０１３４】
続いてステップＳ２１０７において、移動抵抗異常検知部１０１は、メモリ１０３を参照しながら、検出電流値と正常電流値との差を算出し、差が閾値以上かを判断する。
【０１３５】
ステップＳ２１０７で、差が閾値以上であると判断した場合は、ステップＳ２１０９において移動抵抗異常検知部１０１は、ホール素子５９０により検出された可動プレート５５２の位置データを、移動制御部１２を介して受け取る。そして移動抵抗の異常の発生位置としてメモリ１０３に記憶する。
【０１３６】
ステップＳ２１０７で、差が閾値以上ではないと判断した場合は、ステップＳ２１１１に移行する。
【０１３７】
続いてステップＳ２１１１において、移動制御部１２は、可動プレート５５２をＸ２方向に所定のステップ量だけ移動させる。ステップ量はＸ１Ｘ２方向の可動範囲に対し、十分小さい送り量を予め規定しておく。可動範囲に対して十分小さい送り量とは、例えば可動範囲の１％程度の送り量である。
【０１３８】
続いて、ステップＳ２１１３において、移動制御部１２は、Ｘ１Ｘ２方向における可動プレート５５２の初期位置からの移動量が可動量Ｌｘより小さいかを判断する。
【０１３９】
ステップＳ２１１３で可動量Ｌｘより小さいと判断された場合は、ステップＳ２１０５に戻り、移動抵抗異常検知部１０１は、移動制御部１２が可動ユニット５５に出力する電流値を検出する。
【０１４０】
一方、ステップＳ２１１３で可動量Ｌｘより小さくないと判断された場合は、ステップＳ２１１５において、移動制御部１２は可動プレート５５２をＹ２方向に所定の送り量だけ移動させる。
【０１４１】
続いて、ステップＳ２１１７において、移動制御部１２は、Ｙ１Ｙ２方向における可動プレート５５２の初期位置からの移動量が可動量Ｌｙより小さいかを判断する。
【０１４２】
ステップＳ２１１５で可動量Ｌｙより小さいと判断された場合は、ステップＳ２１０３に戻り、移動制御部１２は、可動プレート５５２をＸ１Ｘ２方向の初期位置に移動させる。
【０１４３】
一方、ステップＳ２１１５で可動量Ｌｙより小さくないと判断された場合、移動抵抗の異常検知の処理は終了する。
【０１４４】
以上の処理により、可動プレート５５２の可動範囲において、移動抵抗の異常の有無と、異常がある場合はその位置を検知することができる。
【０１４５】
＜異常時処理＞
次に、移動抵抗の異常が検知された場合の処理、すなわち異常時処理について説明する。
【０１４６】
上述のように、プロジェクタ１の使用において、ユーザは、スクリーンの所望の位置に画像が投射されるように、投射画像を視認しながら、操作部７で可動プレート５５２を可動範囲内で移動させ、調整する。この場合の投射画像は、画素ずらしが行われていない画像である。調整が終了し、可動プレート５５２の位置が決定された後に、画素ずらしが開始され、解像度が向上した画像が投射される。
【０１４７】
異常時処理部１０２は、画素ずらしにより解像度が向上した画像の投射が開始される前に、可動プレート５５２が画像ずらし時に移動抵抗の異常がある位置を通過するかを判断する。
【０１４８】
具体的には、異常時処理部１０２は、ホール素子５９０により検出された可動プレート５５２の現在の位置データを、移動制御部１２を介して取得する。また異常時処理部１０２は、移動抵抗の異常がある位置を示す座標データを、メモリ１０３を参照して取得する。なお、上述したように、メモリ１０３は移動抵抗の異常の発生位置を記憶している。
【０１４９】
図２２は、図１８と同様に、可動プレート５５２の可動範囲と画素ずらしのための可動プレート５５２のシフト範囲との関係を概念的に説明する図である。異常時処理部１０２は、例えば、可動プレート５５２の現在の位置として、可動プレート５５２の中心位置の座標Ａ（ｘａ、ｙａ）を取得する。画素ずらし時に可動プレート５５２がＸ１Ｘ２方向で通過、すなわちシフトする範囲ｘｓは、ｘａ−（Ｍｘ＋Δｘ）／２≦ｘｓ≦ｘａ＋（Ｍｘ＋Δｘ）／２である。一方、画素ずらし時に可動プレート５５２がＹ１Ｙ２方向で通過、すなわちシフトする範囲ｙｓは、ｙａ−（Ｍｙ＋Δｙ）／２≦ｙｓ≦ｙａ＋（Ｍｙ＋Δｙ）／２である。
【０１５０】
従って、移動抵抗の異常がある位置Ｂ（ｘｂ、ｙｂ）が上記ｘｓ、ｙｓの範囲内であれば、異常時処理部１０２は、可動プレート５５２が画像ずらし時に移動抵抗の異常がある位置を通過すると判断する。範囲内になければ、通過しないと判断する。
【０１５１】
可動プレート５５２が移動抵抗の異常がある位置を通過すると判断した場合は、異常時処理部１０２は、画素ずらしを中止する。
【０１５２】
図２３は、上記のような異常時処理の一例を示すフローチャートである。
【０１５３】
まずステップＳ２３０１において、操作部７からの入力信号に基づき、移動制御部１２は、可動プレート５５２を可動範囲内で移動させて投射画像の位置を調整する。
【０１５４】
続いてステップＳ２３０３において、異常時処理部１０２は、ホール素子５９０により検出された可動プレート５５２の現在位置データを、移動制御部１２を介して取得する。
【０１５５】
続いてステップＳ２３０５において、異常時処理部１０２は、メモリ１０３を参照して、移動抵抗の異常がある位置を示す座標データを取得する。
【０１５６】
続いてステップＳ２３０７において、異常時処理部１０２は、可動プレート５５２の現在位置データと、移動抵抗の異常がある位置を示す座標データとを比較し、可動プレート５５２が画像ずらし時に移動抵抗の異常がある位置を通過するかを判断する。
【０１５７】
ステップＳ２３０７で、通過すると判断した場合、ステップＳ２３０９において、異常時処理部１０２は画素ずらしを中止する。すなわち異常時処理部１０２は移動制御部１２に画素ずらしの中止を通知し、これに応じて移動制御部１２は可動ユニット５５の往復シフトを行わない。
【０１５８】
ステップＳ２３０７で、通過しないと判断した場合、ステップＳ２３１１において、異常時処理部１０２は画素ずらしを開始する。すなわち異常時処理部１０２は移動制御部１２に画素ずらしの開始を通知し、これに応じて移動制御部１２は可動ユニット５５の往復シフトを開始する。
【０１５９】
続いてステップＳ２３１３において、プロジェクタ１は画像投射を開始する。この際、ステップＳ２３０７で「Ｙｅｓ」と判断された場合は、高解像度化されていない画像が投射される。一方、ステップＳ２３０７で「Ｎｏ」と判断された場合は、高解像度化された画像が投射される。
【０１６０】
以上説明してきたように、本実施形態のプロジェクタ１は、移動抵抗の異常を検知し、異常がある場合は画素ずらしを行わずに画像を投射する。これにより、画素ずらし機能を有する画像投射装置において、固定部と可動部との間にゴミやキズ等に起因する移動抵抗の異常があっても、投射画像を乱さない画像投射装置を提供することができる。
【０１６１】
なお上記では、移動抵抗の異常が検知された場合に、異常時処理部１０２は、画素ずらしを中止させる例を示したが、これに限定されない。例えば異常時処理部１０２は、移動抵抗の異常が検知された場合に、画素ずらしを中止したうえで、画像制御部１１に異常が検知されたことを通知する。画像制御部１１は、通知に応じ、画素ずらしによる高解像度化を実施できない場合があることを示すメッセージを含む画像を生成し、これを投射してユーザにメッセージを伝えるようにしてもよい。
【０１６２】
或いは異常時処理部１０２は、図２４に示すようなメッセージを表示してもよい。図２４では、投射画像２４１において、投射画像２４１の移動を促すメッセージ２４２が表示されている。
【０１６３】
可動プレート５５２の現在位置データと、移動抵抗の異常がある位置との関係によっては、可動プレート５５２を移動させることで、可動プレート５５２が画素ずらし時に移動抵抗の異常がある位置を通過させなくてもよくなる場合がある。このような場合、異常時処理部１０２は、可動プレート５５２の現在位置データと移動抵抗の異常がある位置を示す座標データとを比較する。そして、異常がある位置を通過させなくてもよくなる可動プレート５５２の移動方向を求める。この移動方向に該当する方向に、投射画像２４１を移動させるように、メッセージ２４２を表示してユーザに通知する。例えばユーザがメッセージ２４２を参照して、投射画像２４１を移動させることで、可動プレート５５２が画素ずらし時に異常がある位置を通過することを回避できる。
【０１６４】
これにより、固定部と可動部との間にゴミやキズ等に起因する移動抵抗の異常があっても、投射画像を乱さず、高解像度化された画像を投射することができる。なお、可動プレート５５２の移動により投射画像の位置からずれるが、プロジェクタ１の位置、又は姿勢を調整すれば、所望の位置に画像を投射することが可能である。
【０１６５】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態の画像投射装置について説明する。なお、第１の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【０１６６】
第１の実施形態では、移動抵抗異常検知部１０１が移動抵抗の異常があるかの判断を行うための閾値を、検出電流値と正常電流値との差分に対して設定した。本実施形態の画像投射装置１ａでは、このような閾値を、可動プレート５５２の移動に伴う検出電流値の変化から算出された回帰直線の傾き、又は切片の少なくとも一方に対して設定する。
【０１６７】
図２５は、本実施形態の移動抵抗の異常の判断方法の一例を説明する図である。図２５の横軸は、可動プレートの位置ｐを表し、縦軸は電流値ｑを表している。実線で示された２０４は正常電流値の回帰直線である。黒丸で示された２０３は、検出電流値であり、一点鎖線で示された２０５は、検出電流値の回帰直線である。
【０１６８】
正常電流値の回帰直線をｑ＝ａ１・ｐ＋ｂ１とし、検出電流値の回帰直線をｑ＝ａ２・ｐ＋ｂ２とする。本実施形態における移動抵抗異常検知部１０１ａは、傾きａ２が傾きａ１に対し、所定の閾値以上の差がある場合に、移動抵抗の異常があると判断する。或いは、切片ｂ２が切片ｂ１に対し、所定の閾値以上の差がある場合に、移動抵抗の異常があると判断する。傾きａ２と切片ｂ２の両方を用いて移動抵抗の異常を判断してもよい。
【０１６９】
検出電流値と正常電流値の差に対して閾値を設定した場合、検出電流値のノイズの影響で、移動抵抗の異常を誤検知する場合がある。また誤検知を防止するために、処理が複雑化し、演算負荷が増大することがある。閾値を回帰直線の傾き、又は切片の少なくとも一方に対して設定することで、平均化等の作用でノイズの影響を抑制でき、移動抵抗の異常の誤検知を防止することができる。また可動プレート５５２の移動に伴う全ての正常電流値を記憶する必要がなく、傾き、又は切片のみの記憶ですむため、メモリ１０３の容量を低減することができる。
【０１７０】
なお、これ以外の効果は、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【０１７１】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態の画像投射装置について説明する。なお、第１〜２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【０１７２】
図２６は、本実施形態のプロジェクタ１ｂの機能構成の一例を示すブロック図である。プロジェクタ１ｂは、姿勢センサ１０４を有している。姿勢センサ１０４は、例えばプロジェクタ１ｂの姿勢を検出する加速度センサである。姿勢センサ１０４は、プロジェクタ１ｂの姿勢を検出し、移動抵抗異常検知部１０１ｂに出力する。なお、姿勢センサ１０４は、「姿勢検出手段」の一例である。
【０１７３】
プロジェクタ１ｂの姿勢が変わると、可動ユニット５５に加わる重力の大きさが変化するため、可動ユニット５５の移動の負荷が変化する。これにより可動ユニット５５を移動させるために、移動制御部１２がコイル５８１〜５８４に加える電流値が変わる。また正常電流値、及び正常電流値に基づく適正な閾値が、プロジェクタ１の姿勢毎で異なってくる。
【０１７４】
本実施形態では、プロジェクタ１の姿勢毎で、正常電流値、及び正常電流値に基づく閾値を求めておき、メモリ１０３ｂに記憶する。移動抵抗異常検知部１０１ｂは、姿勢検出部１０４の出力に応じた正常電流値、及び閾値を参照し、移動抵抗の異常を検知する。
【０１７５】
これによりプロジェクタ１の姿勢による移動抵抗の誤検知を防止することができる。
【０１７６】
なお、これ以外の効果は、第１の実施形態で説明したものと同様である。また第２の実施形態と組み合わせることも可能である。
【０１７７】
以上、実施形態に係る画像投射装置、画像形成方法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】
【０１７８】
１、１ｂ  プロジェクタ（画像投射装置の一例）
１０  システムコントロール部
１１  画像制御部
１２  移動制御部（移動制御手段の一例）
３０  光源
４０  照明光学系ユニット
５０  画像表示ユニット
６０  投射光学系ユニット（投射光学系の一例）
１０１、１０１ｂ  移動抵抗異常検知部（異常検知手段の一例）
１０２  異常時処理部（異常時処理手段の一例）
１０３、１０３ｂ  メモリ
１０４  姿勢センサ（姿勢検出手段の一例）
１１０  ＲＯＭ
２０１  正常電流値
２０２  閾値（規定値の一例）
２０３  検出電流値
２０４、２０５  回帰直線
２４２  メッセージ
５１  固定ユニット（固定部の一例）
５１１  トッププレート
５１２  ベースプレート
５１５  支柱
５２１  支持球体
５２２，５２６  支持孔
５２４  位置調整ねじ
５３１，５３２，５３３，５３４  磁石（アクチュエータの一例）
５８１，５８２，５８３，５８４  コイル（アクチュエータの一例）
５５  可動ユニット（可動部の一例、画素ずらし手段の一例）
５５１  ＤＭＤ（画像生成手段の一例）
５５２  可動プレート
５５３  結合プレート
５５４  ヒートシンク
５６０  段付きねじ
５６１  ばね
５７１  可動範囲制限孔
５９０、５９０ａ、５９０ｂ、５９０ｃ  ホール素子（位置検出手段の一例、磁気センサの一例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７９】
【特許文献１】特開２０１６‐０８５３６３号公報
【図１】
2019144512.tif 000003
【図２】
2019144512.tif 000004
【図３】
2019144512.tif 000005
【図４】
2019144512.tif 000006
【図５】
2019144512.tif 000007
【図６】
2019144512.tif 000008
【図７】
2019144512.tif 000009
【図８】
2019144512.tif 000010
【図９】
2019144512.tif 000011
【図１０】
2019144512.tif 000012
【図１１】
2019144512.tif 000013
【図１２】
2019144512.tif 000014
【図１３】
2019144512.tif 000015
【図１４】
2019144512.tif 000016
【図１５】
2019144512.tif 000017
【図１６】
2019144512.tif 000018
【図１７】
2019144512.tif 000019
【図１８】
2019144512.tif 000020
【図１９】
2019144512.tif 000021
【図２０】
2019144512.tif 000022
【図２１】
2019144512.tif 000023
【図２２】
2019144512.tif 000024
【図２３】
2019144512.tif 000025
【図２４】
2019144512.tif 000026
【図２５】
2019144512.tif 000027
【図２６】
2019144512.tif 000028