(57)【要約】【課題】投射画像の照度むらを低減する。【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部と、前記画像生成部が設けられた可動部と、前記可動部を移動可能、回転可能の少なくとも一方の状態で保持する固定部と、前記画像生成部によって生成される前記画像を投射する投射光学系と、前記画像生成部の位置、及び角度の少なくとも１つを検出する検出部と、検出された前記位置、及び前記角度の少なくとも１つに基づき、投射される前記画像の照度むらを補正する補正部と、を有する。【選択図】図２
2019219460.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部と、
前記画像生成部が設けられた可動部と、
前記可動部を移動可能、回転可能の少なくとも一方の状態で保持する固定部と、
前記画像生成部によって生成される前記画像を投射する投射光学系と、
前記画像生成部の位置、及び角度の少なくとも１つを検出する検出部と、
検出された前記位置、及び前記角度の少なくとも１つに基づき、投射される前記画像の照度むらを補正する補正部と、を有する画像投射装置。
【請求項２】
前記照度むらを補正する補正データを記憶する記憶部を有し、
前記補正データは、前記画像生成部の前記位置、及び前記角度の少なくとも１つに対応付けられ、
前記補正部は、検出された前記位置、及び前記角度の少なくとも１つに基づき、前記記憶部を参照して前記補正データを取得し、前記照度むらを補正する請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記補正データは、所定数に分割された基準画像の領域毎で、前記領域に含まれる画素の輝度の平均値、又は最小値に基づく値を、前記領域の補正値として含む請求項２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記所定数に分割された前記画像の少なくとも一部の領域で、前記領域に含まれる各画素の輝度値から、前記領域の補正値を減算し、前記照度むらを補正する請求項３に記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記所定数に分割された前記画像の領域のうち、一部の領域のみで前記照度むらを補正する場合、前記一部の領域で前記照度むらを補正し、前記一部の領域に隣接する領域で前記照度むらを補正する請求項４に記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記基準画像は、前記投射光学系で投射された白色画像に基づいて形成された画像である請求項３乃至５の何れか１項に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記基準画像を撮像する撮像部を有する請求項３乃至６の何れか１項に記載の画像投射装置。
【請求項８】
前記補正データを更新する更新部を有する請求項２乃至７の何れか１項に記載の画像投射装置。
【請求項９】
前記検出部は、ホール素子を備える、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像投射装置。
【請求項１０】
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部と、
前記画像生成部が設けられた可動部と、
前記可動部を移動可能、回転可能の少なくとも一方の状態で保持する固定部と、を有する画像投射装置で用いられる画像投射方法であって、
前記画像生成部により画像を生成する工程と、
前記可動部を前記固定部に対して移動、又は回転の少なくとも一方をさせる工程と、
前記画像生成部によって生成される前記画像を投射する工程と、
前記画像生成部の位置、及び角度の少なくとも１つを検出する工程と、
検出された前記位置、及び前記角度の少なくとも１つに基づき、投射される前記画像の照度むらを補正する工程と、を含む画像投射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射装置、及び画像投射方法に関する。
【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、照明光を用いてＤＭＤ（Digital  Micromirror  Device）等を含む画像生成部で画像を生成し、複数のレンズ等を含む投射光学系により、スクリーン等に投射する画像投射装置が知られている。
【０００３】
このような画像投射装置において、画像生成部が設けられた可動部を固定部に対して移動、又は回転させ、画像生成部の位置、又は角度を調整することで、投射画像の歪み等を補正する装置が開示されている（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】
光源から発した光が画像生成部に照明され、この照明された光を用いて画像生成部は画像を生成する。しかし、画像生成部に照明された光の外周付近に光量の低下があったり、光量むらがあったりすると、投射画像の端部付近の照度が低下する等の照度むらが生じ、投射画像の品質を低下させる場合がある。また特許文献１の装置のように、画像生成部を移動、又は回転させる調整が可能な画像投射装置では、画像生成部の移動、又は回転に応じて、画像生成部と照明光との相対的な位置、又は角度が変化する。画像生成部の位置、又は角度毎で、投射画像の照度むらが変化すると、高品質の画像が得られなくなる場合がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、投射画像の照度むらを低減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部と、前記画像生成部が設けられた可動部と、前記可動部を移動可能、回転可能の少なくとも一方の状態で保持する固定部と、前記画像生成部によって生成される前記画像を投射する投射光学系と、前記画像生成部の位置、及び角度の少なくとも１つを検出する検出部と、検出された前記位置、及び前記角度の少なくとも１つに基づき、投射される前記画像の照度むらを補正する補正部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、投射画像の照度むらを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る画像投射装置を例示する図である。
【図２】第１の実施形態に係る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】実施形態に係る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】実施形態に係る照明ユニットを例示する図である。
【図５】実施形態に係る投射光学系ユニットの内部構成を例示する図である。
【図６】実施形態に係る画像表示ユニットを例示する斜視図である。
【図７】実施形態に係る画像表示ユニットを例示する側面図である。
【図８】実施形態に係る固定ユニットを例示する斜視図である。
【図９】実施形態に係る固定ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１０】実施形態に係る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】実施形態に係る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】実施形態に係るトップカバーを例示する底面図である。
【図１３】実施形態に係る可動ユニットを例示する斜視図である。
【図１４】実施形態に係る可動ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１５】実施形態に係る可動プレートを例示する斜視図である。
【図１６】実施形態に係る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】実施形態に係る可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。
【図１８】ＤＭＤと照射光との関係を説明する模式図である。
【図１９】第１の実施形態に係る補正データの取得方法の一例を説明する図である。
【図２０】実施形態に係る補正データを例示する図である。
【図２１】実施形態に係る補正データと位置、及び角度との対応表を例示する図である。
【図２２】第１の実施形態に係る補正データの取得手順の一例を示すフローチャートである。
【図２３】実施形態に係る補正の一例を説明する図である。
【図２４】実施形態に係る補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５】第２の実施形態に係るプロジェクタの機能構成を例示するブロック図である。
【図２６】第２の実施形態に係る補正データの更新手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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】
［第１の実施形態］
＜画像投射装置の構成＞
図１は、実施形態に係るプロジェクタ１を例示する図である。
【００１１】
プロジェクタ１は、特許請求の範囲に記載の画像投射装置の一例であり、出射窓３、外部Ｉ／Ｆ９を有し、投射画像を生成する光学エンジンが内部に設けられている。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射画像を生成し、図１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。
【００１２】
尚、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】
図２は、本実施形態に係るプロジェクタ１の機能構成を例示するブロック図である。
【００１４】
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とを有する。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、色調、ピント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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、補正部１３と、記憶部１４とを有する。システムコントロール部１０は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit），ＲＯＭ(Read  Only  Memory)，ＲＡＭ(Random  Access  Memory)、不揮発性メモリ等を含み、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。記憶部１４は、例えば不揮発性メモリ等により実現される。
【００２０】
画像制御部１１は、特許請求の範囲に記載の画像制御部の一例であり、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。
【００２１】
移動制御部１２は、特許請求の範囲に記載の移動制御部の一例であり、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。
【００２２】
補正部１３は、ホール素子５９０により検出された可動ユニット５５の固定ユニット５１に対する位置、及び角度の少なくとも１つに基づき、投射される画像の照度むらを低減するように、投射画像の元となる画像データを補正する。
【００２３】
記憶部１４は、投射画像の元となる画像データを補正するための補正データを記憶する。記憶された補正データは、補正部１３により参照される。
【００２４】
補正部１３、及び記憶部１４の詳細については、別途、図２０〜２１、図２３〜２４等を用いて説明する。
【００２５】
ファン２０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、照明ユニット４０に光を照射する。
【００２８】
照明ユニット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。
【００３０】
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、特許請求の範囲に記載の「画像生成部」の一例であり、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。
【００３１】
また可動ユニット５５は、ホール素子５９０を有する。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、補正部１３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、図１６等を用いて説明する。
【００３２】
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。投射光学系ユニット６０は、特許請求の範囲に記載の「投射光学系」の一例である。固定ユニット５１は、特許請求の範囲に記載の「固定部」の一例であり、可動ユニット５５は、特許請求の範囲に記載の「可動部」の一例である。
【００３３】
＜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。
【００３４】
図３は、実施形態に係る光学エンジン１５を例示する斜視図である。光学エンジン１５は、図３に示されるように、光源３０、照明ユニット４０、画像表示ユニット５０、投射光学系ユニット６０を有し、プロジェクタ１の内部に設けられている。
【００３５】
光源３０は、照明ユニット４０の側面に設けられ、Ｘ２方向に光を照射する。照明ユニット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に導く。画像表示ユニット５０は、照明ユニット４０によって導かれた光を用いて投射画像を生成する。投射光学系ユニット６０は、照明ユニット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射画像をプロジェクタ１の外部に投射する。
【００３６】
尚、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射するように構成されているが、水平方向に画像を投射するような構成であってもよい。
【００３７】
［照明ユニット］
図４は、実施形態に係る照明ユニット４０を例示する図である。
【００３８】
図４に示されるように、照明ユニット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。
【００３９】
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。
【００４０】
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光源３０の輝度むらを均一化してリレーレンズ４０３，４０４に導く。
【００４１】
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。
【００４２】
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ＤＭＤ５５１に反射する。ＤＭＤ５５１は、凹面ミラー４０６からの反射光を変調して投射画像を生成する。
【００４３】
［投射光学系ユニット］
図５は、実施形態に係る投射光学系ユニット６０の内部構成を例示する図である。
【００４４】
図５に示されるように、投射光学系ユニット６０は、投射レンズ６０１、折り返しミラー６０２、曲面ミラー６０３がケースの内部に設けられている。
【００４５】
投射レンズ６０１は、複数のレンズを有し、画像表示ユニット５０のＤＭＤ５５１によって生成された投射画像を、折り返しミラー６０２に結像させる。折り返しミラー６０２及び曲面ミラー６０３は、結像された投射画像を拡大するように反射して、プロジェクタ１の外部のスクリーンＳ等に投射する。
【００４６】
［画像表示ユニット］
図６は、実施形態に係る画像表示ユニット５０を例示する斜視図である。また、図７は、実施形態に係る画像表示ユニット５０を例示する側面図である。
【００４７】
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。
【００４８】
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、照明ユニット４０の下部に固定される。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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ユニット４０を通った光を変調して投射画像を生成する。
【００５５】
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。
【００５６】
（固定ユニット）
図８は、実施形態に係る固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図９は、実施形態に係る固定ユニット５１を例示する分解斜視図である。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
図１０は、実施形態に係る固定ユニット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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、回転可能の少なくとも一方の状態で両面から保持される。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
図１２は、実施形態に係るトッププレート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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
尚、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。
【００７３】
（可動ユニット）
図１３は、実施形態に係る可動ユニット５５を例示する斜視図である。また、図１４は、実施形態に係る可動ユニット５５を例示する分解斜視図である。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
図１５は、実施形態に係る可動プレート５５２を例示する斜視図である。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
尚、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
尚、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。
【００９８】
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。
【００９９】
尚、ホール素子５９０は、特許請求の範囲に記載の「検出部」の一例である。
【０１００】
図１７は、実施形態に係る可動ユニット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。
【０１０１】
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。尚、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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
＜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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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移動させる。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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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等の画像生成部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。
【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】
（照度むらの補正）
ここで、スクリーンＳに投射される画像の照度むらについて説明する。
【０１１５】
上述したように、プロジェクタ１は、光源３０から照射された光をカラーホイール４０１で時分割し、ライトトンネル４０２を通過させて光源３０の輝度むらを均一化する。光源３０の輝度むらが均一化された光は、リレーレンズ４０３、４０４、シリンダミラー４０５、及び凹面ミラー４０６を経て、ＤＭＤ５５１に照射される。ＤＭＤ５５１は、照射された光を変調して投射画像を生成する。投射画像は、投射光学系ユニット６０によりスクリーンＳに投射される。
【０１１６】
ＤＭＤ５５１に照射される光は、リレーレンズ４０３、４０４、シリンダミラー４０５、及び凹面ミラー４０６の光学特性に起因して、周辺光量の低下等の光量むらを含む場合がある。ＤＭＤ５５１の照射光に光量むらが含まれると、ＤＭＤ５５１で生成され、スクリーンＳに投射される画像に照度むらが生じる。
【０１１７】
また上述したように、本実施形態に係るプロジェクタ１は、可動ユニット５５によりＤＭＤ５５１を移動、又は回転させることができる。例えば、投射画像に歪みが生じるような場合に、可動ユニット５５によりＤＭＤ５５１を移動、又は回転させることで、投射画像の歪みを低減することが可能である。一方で、ＤＭＤ５５１を移動、又は回転させると、光量むらに対するＤＭＤ５５１の相対位置、又は角度が変化するため、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度に応じて、スクリーンＳに投射される画像の照度むらが変化する。
【０１１８】
図１８は、ＤＭＤ５５１と照射光との関係を説明する模式図である。図１８において、照射光３１は、例えばリレーレンズ４０３、４０４、シリンダミラー４０５、及び凹面ミラー４０６を経て、ＤＭＤ５５１に照射される光である。照射光３１は、円形の領域を照射する円形の照射光である。照射光３１では、白い領域は光量が高く、黒い領域は光量が低いことを示している。図１８では、照射光３１の中央の領域は、光量は高く均一であり、円の周辺に向かうにつれて徐々に光量が低下している。
【０１１９】
図１８において、実線で示されているＤＭＤ５５１ａは、照射光３１の中央の領域に位置するＤＭＤを示している。ＤＭＤ５５１ａの位置では、照射光の光量は均一である。そのためＤＭＤ５５１で生成され、スクリーンＳに投射される画像に、照度むらは生じない。
【０１２０】
一方、破線で示されているＤＭＤ５５１ｂは、ＤＭＤ５５１ａに対し、図中左方向にシフト量ｈだけ移動し、角度θだけ傾いたＤＭＤを示している。ＤＭＤ５５１ｂの位置では、ＤＭＤの左上角の領域３２（一点鎖線で示されている領域）は、照射光の光量が低下している。従って、ＤＭＤ５５１で生成され、スクリーンＳに投射される画像の領域３２に対応する領域では、照度が低下し、投射画像に照度むらが含まれる。このような照度むらは、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度に応じて変化し、投射画像の品質を低下させる。
【０１２１】
本実施形態では、図２に示されているように、ホール素子５９０は、可動ユニット５５の固定ユニット５１に対する位置、又は角度を検出し、位置、又は角度を示す信号を補正部１３に出力する。補正部１３は、検出された位置、又は角度を示す入力信号に基づき、記憶部１４を参照して、投射画像の元となる画像データを補正するための補正データを取得する。補正データの詳しくは、図１９〜２０を用いて別途説明する。
【０１２２】
尚、ＤＭＤ５５１は、可動ユニット５５に固定されているため、可動ユニット５５の固定ユニット５１に対する位置、又は角度は、ＤＭＤ５５１の固定ユニット５１に対する位置、又は角度と同義である。以下では、可動ユニット５５の固定ユニット５１に対する位置、又は角度を、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度と称する場合がある。
【０１２３】
補正部１３は、画像制御部１１から投射画像の元となる画像データを入力する。補正部１３は取得した補正データを用いて、投射画像の元となる画像データを補正し、補正した画像データを画像制御部１１に出力する。画像制御部１１は、入力した画像データに応じてＤＭＤ５５１による変調を制御し、光量むらが補正された投射画像を生成する。生成された投射画像は、投射光学系ユニット６０により、スクリーンＳに投射される。
【０１２４】
このような補正に用いられる補正データの詳細について説明する。図１９は、補正データの取得方法の一例を説明する図である。
【０１２５】
図１９では、ＤＭＤ５５１の位置を示す信号Ｐｏｓ、又は角度を示す信号Ａｎｇがプロジェクタ１に入力される。プロジェクタ１は、ＤＭＤ５５１が信号Ｐｏｓに応じた位置、又は信号Ａｎｇに応じた角度となっている状態で、スクリーンＳに基準画像を投射する。カメラＣは、投射された基準画像を撮像し、画像Ｉｍｇとして出力する。プロジェクタ１に入力する信号Ｐｏｓ、又は信号Ａｎｇを変化させることで、カメラＣは、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度毎での基準画像の投射画像を撮像できる。
【０１２６】
カメラＣは２次元の撮像素子とレンズとを有し、スクリーンＳに投射された画像の全体を撮像できるように、レンズの光学倍率、及び撮像素子の画素数等が設定されている。投射画像の画素数と、カメラＣで撮像される画像Ｉｍｇの画素数は、同じでもよいし、異なっていてもよい。但し、ＤＭＤ５５１で生成される画像の領域と、カメラＣで撮像される画像の領域は対応付けられている。例えばＤＭＤ５５１で生成される画像の所定の領域が、カメラＣで撮像される画像のどの領域に該当するかが、実験等で予め把握され、対応付けられている。
【０１２７】
尚、本実施形態では、プロジェクタ１を工場で製造した後、出荷する時に、補正データを取得することを想定する。取得された補正データは、工場出荷時にプロジェクタ１の記憶部１４に記憶される。本実施形態では、カメラＣはプロジェクタ１とは別の構成要素であり、工場に設置された補正データ取得装置の一部である。カメラＣにより撮像された画像Ｉｍｇは、図１９では図示を省略する補正データ取得装置に出力される。
【０１２８】
基準画像は、例えば白色画像である。白色画像は、白色１色のみで形成された無地の画像である。白色画像は、例えばＲ、Ｇ、及びＢの３色を用いる場合は、全画素のＲＧＢ各色の輝度値を最大値とした画像である。輝度値の最大値は、８ビットであれば２５５階調である。但し、各色の輝度として、最大値以外の等しい輝度値を用いてもよい。例えばＲＧＢ各色の輝度値を何れも２００階調として白色画像を形成してもよい。白色画像を基準画像とすることで、画像の色毎での補正の感度を均等にすることができる。
【０１２９】
尚、基準画像は白色画像に限定されない。例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、又は青（Ｂ）の１色で形成された単色画像であってもよいし、所定の色味で形成された画像であってもよい。また無地に限らず、パターンを含んでもよい。
【０１３０】
画像Ｉｍｇに基づき、補正データ取得装置は補正データを生成する。補正データ取得装置は、例えば画像Ｉｍｇの画像領域を所定数に分割し、領域毎で、領域を構成する各画素の輝度の平均値を算出する。算出された平均値がこの領域の補正値となる。或いは規定した目標値と平均値の差分値がこの領域の補正値となる。補正データは、このような領域毎での補正値の集合体である。尚、上記の平均値は、特許請求の範囲に記載の「画素の輝度の平均値に基づく値」の一例である。
【０１３１】
図２０は、補正データの一例を示す図である。図２０において、補正データ１４１は、領域Ｎ１〜Ｎ９の９つの画像領域に分割され、形成されている。図２０の場合の分割数は９である。
【０１３２】
図２０において、領域Ｎ１の補正値はＹ１、領域Ｎ２の補正値はＹ２、領域Ｎ３の補正値はＹ３、領域Ｎ４の補正値はＹ４、領域Ｎ５の補正値はＹ５、領域Ｎ６の補正値はＹ６、領域Ｎ７の補正値はＹ７、領域Ｎ８の補正値はＹ８、領域Ｎ９の補正値はＹ９である。
【０１３３】
領域Ｎ７は光量が最も低い領域である。領域Ｙ２、及びＹ３は、領域Ｎ７の次に光量が低い領域である。これら以外の領域は、光量が高く、かつ均一な領域である。補正値は、光量が低い領域では小さく、光量に応じて大きくなる。
【０１３４】
尚、補正値として、領域を構成する各画素の輝度の平均値に限らず、領域を構成する各画素の輝度の最小値等を用いてもよい。この最小値は、特許請求の範囲に記載の「画素の輝度の最小値に基づく値」の一例である。
【０１３５】
また分割数は、９に限らず、カメラＣの画素数の範囲内で任意の数であってもよい。分割数を増やすことで、例えば高い空間分解能での補正が可能になる。分割数を減らすことで、例えば補正データを記憶するための記憶容量を削減可能である。
【０１３６】
図２１は、ＤＭＤ５５１の位置と角度の組合せ毎での補正データの一例を示す図である。図２１は、ＤＭＤ５５１の位置、及び角度を変化させながら基準画像を投射し、ＤＭＤ５５１の位置と角度の組合せ毎で補正データを生成して、両者を対応付けて示した表である。補正データＤ１〜Ｄ９は、対応する位置と角度の組合せ毎の補正データである。このような表は記憶部１４に記憶される。尚、ＤＭＤ５５１の回転が大きいほど照度むらの低減の正確さが低下することになるが、ＤＭＤ５５１の位置のみに対応して補正データを設けることもできる。また、ＤＭＤ５５１の位置の変化が大きいほど照度むらの低減の正確さが低下することになるが、ＤＭＤ５５１の角度のみに対応して補正データを設けることもできる。
【０１３７】
図２２は、本実施形態に係る補正データの取得手順の一例を示すフローチャートである。
【０１３８】
先ず、プロジェクタ１は、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度を入力する（ステップＳ２２１）。ＤＭＤ５５１の位置、又は角度のプロジェクタ１への入力は、例えばユーザが操作部７のボタン等を用いて行う。
【０１３９】
次に、移動制御部１２は、入力されたＤＭＤ５５１の位置、又は角度に応じて可動ユニット５５を制御し、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度を調整する（ステップＳ２２２）。
【０１４０】
次に、画像制御部１１は、基準画像としての白色画像に該当する画像データを外部Ｉ／Ｆ９から入力し、画像データに応じてＤＭＤ５５１による変調を制御し、白色画像の投射画像を生成する（ステップＳ２２３）。尚、ステップＳ２２１〜Ｓ２２３の順序は適宜変更してもよい。
【０１４１】
次に、投射光学系ユニット６０は、生成された白色画像をスクリーンＳに投射する（ステップＳ２２４）。
【０１４２】
次に、カメラＣは、スクリーンＳに投射された白色画像を撮像し、撮像した画像Ｉｍｇを補正データ取得装置に出力する（ステップＳ２２５）。
【０１４３】
次に、補正データ取得装置は、入力した画像Ｉｍｇに基づき、補正データを生成する（ステップＳ２２６）。
【０１４４】
次に、補正データ取得装置は、ＤＭＤ５５１の所定の位置、又は角度の全てで補正データが生成されたかを判断する（ステップＳ２２７）。
【０１４５】
ＤＭＤ５５１の所定の位置、又は角度の全てで補正データが生成されていないと判断された場合は（ステップＳ２２７、Ｎｏ）、ステップＳ２２１に戻り、ステップＳ２２１〜Ｓ２２７の処理が再度実行される。
【０１４６】
一方、ＤＭＤ５５１の所定の位置、又は角度の全てで補正データが生成されたと判断された場合は（ステップＳ２２７、Ｙｅｓ）、補正データ取得装置は、生成した補正データを記憶部１４に出力する。出力は、例えば外部Ｉ／Ｆ９を介して行われる。記憶部１４は、入力した補正データを、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度に対応付けて記憶する（ステップＳ２２８）。尚、対応付けるＤＭＤ５５１の位置、又は角度として、プロジェクタ１への位置、又は角度の入力値を用いてもよいし、ホール素子５９０によるＤＭＤ５５１の位置、又は角度の検出値を用いてもよい。
【０１４７】
このようにして、プロジェクタ１は補正データを取得し、記憶部１４に記憶することができる。
【０１４８】
図２３は、実施形態に係る補正部１３による画像データの補正の一例を説明する図である。（ａ）は、投射画像の元となる画像データである。画像データ１３１は、補正データ１４１と同様に９つの領域に分割されている。９つの領域は、領域Ｍ１〜Ｍ９である。（ｂ）は、図２０と同じ補正データ１４１である。
【０１４９】
画像データ１３１の領域Ｍ１と、補正データの領域Ｎ１は位置が対応付けられている。例えば、画像データ１３１がスクリーンＳに投射された時のスクリーンＳにおける領域Ｍ１と、補正データ１４１がスクリーンＳに投射された時のスクリーンＳにおける領域Ｎ１は一致する。
【０１５０】
同様に、領域Ｍ２と領域Ｎ２、領域Ｍ３と領域Ｎ３、領域Ｍ４と領域Ｎ４、領域Ｍ５と領域Ｎ５、領域Ｍ６と領域Ｎ６、領域Ｍ７と領域Ｎ７、領域Ｍ８と領域Ｎ８、領域Ｍ９と領域Ｎ９は、それぞれ位置が対応付けられている。
【０１５１】
画像データ１３１の補正において、補正部１３は、領域Ｍ１では、領域Ｍ１を構成する各画素の輝度値から、領域Ｎ１における補正値Ｙ１を減算する。同様に、領域Ｍ２では、領域Ｍ２を構成する各画素の輝度値から、領域Ｎ２における補正値Ｙ２を減算する。このような処理を領域Ｍ１〜Ｍ９について実行することで、画像データ１３１が補正され、投射画像における照度むらが補正される。
【０１５２】
補正部１３による補正処理に関し、例えば、補正データ１４１の補正値の数（画素数）が、画像データ１３１の画素数と等しくなるように補正データ１４１を生成し、記憶しておく。この場合、例えば補正データ１４１における領域Ｎ１は、画像データ１３１の領域Ｍ１の画素数と同数の補正値で構成され、どの画素においても補正値はＹ１となる。このような前提の下、補正部１３は、画像データ１３１の補正時に、画像データ１３１と補正データ１４１の画像差分処理を行うようにしてもよい。単純な画像差分処理で補正処理を実行することができ、処理を簡略化することができる。
【０１５３】
また別の補正処理方法として、例えば、補正データ１４１を補正値Ｙ１〜Ｙ９の９つの数値として記憶しておき、補正部１３は、座標で特定した画像データ１３１の領域毎で、該当領域の画素輝度から、対応する補正値を減算するようにしてもよい。例えば領域Ｍ１をＸ座標が１〜１００で、かつＹ座標が１〜１００で特定される領域とした場合、補正部１３は、この領域を構成する各画素の輝度から補正値Ｙ１を減算する。このような処理方法によれば、分割数だけの補正値を補正データとして記憶しておけばよいため、記憶部１４の記憶容量を削減することができる。
【０１５４】
一方で、画像データ１３１の全部の領域に対して補正を行わず、予め規定した一部の領域に対してのみ補正を行うようにしてもよい。例えば領域Ｍ１〜Ｍ９のうち、領域Ｍ７に対してのみ補正を行う等である。この場合、補正部１３は、領域Ｍ７を構成する各画素の輝度値から、領域Ｎ７の補正データＹ７を減算する処理を実行し、他の領域Ｍ１〜Ｍ６、及びＭ８〜Ｍ９では補正を行わない。補正を行う一部の領域は、例えばＤＭＤ５５１の位置、又は角度に応じて照射光の光量の変化が大きい領域であり、補正の効果が大きい領域である。光量の変化が小さい領域は、補正の効果が小さく、また照度むらも目立たないため、補正の対象外とされる。このように光量の変化が大きい領域は、実験、又はシミュレーションで予め把握される。画像データ１３１の一部の領域に対してのみ補正を行うことで、補正処理の負荷の低減等が図れる。
【０１５５】
さらに、画像データ１３１一部の領域に対してのみ補正を行う場合は、この一部の領域に隣接する領域に対しても併せて補正を行うようにしてもよい。例えば領域Ｍ１〜Ｍ９のうち、領域Ｍ７に対して補正を行う場合、領域Ｍ７に隣接する領域Ｍ４、Ｍ５、及びＭ８でも併せて補正を行う。
【０１５６】
この場合、補正部１３は、領域Ｍ７を構成する画素の輝度値から、領域Ｎ７の補正値Ｙ７を減算する処理を実行する。併せて領域Ｍ４を構成する各画素の輝度値から、領域Ｎ４の補正値Ｙ４を減算する処理を実行し、同様に領域Ｍ５では補正値Ｙ５を、領域Ｍ８では補正値Ｙ８をそれぞれ減算する処理を実行する。他の領域Ｍ１〜Ｍ３、Ｍ６、及びＭ９では補正を行わない。
【０１５７】
例えば領域Ｍ７に対してのみ補正を行うと、補正後の画像データ１３１における領域Ｍ７が、補正を行わない他の領域に比べて光量の傾向が大きく異なり、違和感のある画像になる場合がある。領域Ｍ７と隣接する領域は、領域Ｍ７と比較して照射光の光量の変化が小さく、補正の効果が小さい領域である。そのため、このような領域では、補正の前後で中間的な光量の変化となり、補正を行う領域と補正を行わない領域との間の光量の差を低減させる効果が得られる。領域Ｍ７と隣接する領域も併せて補正を行うことで、光量の傾向の差が小さく、違和感のない補正後の画像を得ることができる。
【０１５８】
図２４は、実施形態に係る補正処理の一例を示すフローチャートである。
【０１５９】
先ず、ホール素子５９０は、ＤＭＤ５５１の位置、及び角度の少なくとも１つを検出する。補正部１３は、検出されたＤＭＤ５５１の位置、及び角度の少なくとも１つの検出値を入力する（ステップＳ２４１）。
【０１６０】
次に、補正部１３は、入力したＤＭＤ５５１の位置、又は角度の検出値に基づき、記憶部１４を参照し、補正データ１４１を取得する（ステップＳ２４２）。
【０１６１】
次に、補正部１３は、投射画像の元となる画像データを画像制御部１１から入力する（ステップＳ２４３）。図２４の例では、補正データ１４１を構成する補正値の数（画素数）は、画像データ１３１の画素数と同数である。
【０１６２】
次に、補正部１３は、画像データ１３１と補正データ１４１との間で画像差分処理を実行する（ステップＳ２４４）。
【０１６３】
このようにして画像データ１３１が補正され、投射画像における照度むらが低減される。
【０１６４】
以上説明してきたように、本実施形態によれば、ホール素子５９０はＤＭＤ５５１の位置、及び角度の少なくとも１つを検出する。補正部１３は検出値に基づき記憶部１４を参照して補正データ１４１を取得して、投射画像の元となる画像データ１３１を補正する。これにより、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度に応じた補正データを用い、ＤＭＤ５５１に照射される光の光量むらの影響を低減し、投射画像の照度むらを低減することができる。
【０１６５】
尚、上記では、ＤＭＤ５５１に照射される光の光量むらの原因の例として、リレーレンズ４０３、４０４、シリンダミラー４０５、及び凹面ミラー４０６等の照明光学系に起因する周辺光量の低下を説明したが、これに限定はされない。例えば光学系に付着したゴミやキズ等に起因した光量むらであっても、本実施形態によれば、その影響を低減し、投射画像の照度むらを低減することが可能である。
【０１６６】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係るプロジェクタの一例を説明する。尚、第１の実施形態において、既に説明した実施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。
【０１６７】
第１の実施形態では、プロジェクタ１の工場出荷時に補正データを取得し、プロジェクタ１の有する記憶部に記憶させる例を説明した。しかし工場出荷後においても、照明光学系にゴミが付着したり、プロジェクタ１に加えられた不測の衝撃により照明光学系にキズが付いたりする場合がある。このような場合に、工場出荷時に取得された補正データでは、光量むらの影響を低減し、投射画像の照度むらを低減することはできないことがある。
【０１６８】
本実施形態では、プロジェクタが撮像部を備え、撮像した画像データに基づき、補正データを更新可能とする。
【０１６９】
図２５は、本実施形態に係るプロジェクタ１ａの機能構成を例示するブロック図である。図２５に示されるように、プロジェクタ１ａは、撮像部７０と、システムコントロール部１０ａとを有する。システムコントロール部１０ａは、更新部１６を有する。
【０１７０】
撮像部７０は、プロジェクタ１ａによりスクリーンＳに投射された基準画像を撮像し、撮像した画像Ｉｍｇ２を更新部１６に出力する。撮像部７０は、例えば２次元の撮像素子とレンズとを有するカメラである。撮像部７０の光学倍率や画素数等については、第１の実施形態に係るカメラＣと同様である。
【０１７１】
更新部１６は、撮像部７０の出力する画像Ｉｍｇ２を入力し、画像Ｉｍｇ２に基づき、補正データを生成する。更新部１６は、例えば画像Ｉｍｇ２の画像領域を所定数に分割し、領域毎で、領域を構成する各画素の輝度の平均値を算出する。算出された平均値は、この領域の補正値となる。更新部１６は、領域毎で補正値を算出し、補正値の集合体である補正データを生成して記憶部１４に出力する。記憶部１４は、入力した補正データを記憶する。記憶された補正データは、補正時に補正部１３により参照される。
【０１７２】
図２６は、本実施形態に係るプロジェクタ１ａによる補正データの更新手順の一例を示すフローチャートである。
【０１７３】
先ず、プロジェクタ１は、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度を入力する（ステップＳ２６１）。ＤＭＤ５５１への位置、又は角度のプロジェクタ１への入力は、例えばユーザが操作部７のボタンを用いて行う。
【０１７４】
次に、移動制御部１２は、入力したＤＭＤ５５１の位置、又は角度に応じて可動ユニット５５を制御し、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度を調整する（ステップＳ２６２）。
【０１７５】
次に、画像制御部１１は、基準画像としての白色画像に該当する画像データを外部Ｉ／Ｆ９から入力し、画像データに応じてＤＭＤ５５１による変調を制御し、白色画像の投射画像を生成する（ステップＳ２６３）。尚、ステップＳ２６１〜Ｓ２６３の順序は適宜変更してもよい。
【０１７６】
次に、投射光学系ユニット６０は、生成された白色画像をスクリーンＳに投射する（ステップＳ２６４）。
【０１７７】
次に、撮像部７０は、スクリーンＳに投射された白色画像を撮像し、撮像した画像Ｉｍｇ２を更新部１６に出力する（ステップＳ２６５）。
【０１７８】
次に、更新部１６は、入力した画像Ｉｍｇ２に基づき、補正データを生成する（ステップＳ２６６）。
【０１７９】
次に、更新部１６は、ＤＭＤ５５１の所定の位置、又は角度の全てで補正データが生成されたかを判断する（ステップＳ２６７）。
【０１８０】
ＤＭＤ５５１の所定の位置、又は角度の全てで補正データが生成されていないと判断された場合（ステップＳ２６７、Ｎｏ）、ステップＳ２６１に戻り、ステップＳ２６１〜Ｓ２６７の処理が再度実行される。
【０１８１】
一方、ＤＭＤ５５１の所定の位置、又は角度の全てで補正データが生成されたと判断された場合（ステップＳ２６７、Ｙｅｓ）、更新部１６は、生成した補正データを記憶部１４に出力する。記憶部１４は、入力した補正データを、ＤＭＤ５５１の位置、又は角度の検出値と対応付けて記憶する（ステップＳ２６８）。尚、対応付けるＤＭＤ５５１の位置、又は角度として、プロジェクタ１への位置、又は角度の入力値を用いてもよいし、ホール素子５９０によるＤＭＤ５５１の位置、又は角度の検出値を用いてもよい。
【０１８２】
このようにして、プロジェクタ１ａは記憶部１４に記憶される補正データを更新することができる。
【０１８３】
以上説明したように、本実施形態によれば、撮像部と更新部を有することにより、補正データを更新することができる。これにより、工場出荷後において、例えば照明光学系にゴミが付着したり、プロジェクタに加えられた不測の衝撃により照明光学系にキズが付いたりした場合でも、光量むらの影響を低減し、投射画像の照度むらを低減することができる。
【０１８４】
ところで、プロジェクタによる投射画像の歪みを補正するために、投射画像を撮像するためのカメラをプロジェクタが備える場合がある。本実施形態に係る撮像部７０の機能は、このカメラを用いて実現することができる。このようにすることで、補正データの更新のためだけに撮像部７０を設けることによるプロジェクタのコストアップを防ぐことができる。
【０１８５】
尚、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。
【０１８６】
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】
【０１８７】
１      プロジェクタ（画像投射装置）
１０    システムコントロール部
１１    画像制御部
１２    移動制御部
１３    補正部
１３１  画像データ
１４    記憶部
１４１  補正データ
１６    更新部
３０    光源
４０    照明ユニット
４１２  筐体
４１４ａ〜４１４ｄ  ユニット基準面
５５２３ａ、５５２４ａ、５５２５ａ  スペーサ
５０    画像表示ユニット
５１    固定ユニット（固定部の一例）
５５    可動ユニット（可動部の一例）
６０    投射光学系ユニット（投射光学系の一例）
７０    撮像部
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
５８１，５８２，５８３，５８４  コイル
５５１  ＤＭＤ（画像生成部の一例）
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  ホール素子（検出部の一例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８８】
【特許文献１】特開２０１６‐０８５３６３号公報
【図１】
2019219460.tif 000003
【図２】
2019219460.tif 000004
【図３】
2019219460.tif 000005
【図４】
2019219460.tif 000006
【図５】
2019219460.tif 000007
【図６】
2019219460.tif 000008
【図７】
2019219460.tif 000009
【図８】
2019219460.tif 000010
【図９】
2019219460.tif 000011
【図１０】
2019219460.tif 000012
【図１１】
2019219460.tif 000013
【図１２】
2019219460.tif 000014
【図１３】
2019219460.tif 000015
【図１４】
2019219460.tif 000016
【図１５】
2019219460.tif 000017
【図１６】
2019219460.tif 000018
【図１７】
2019219460.tif 000019
【図１８】
2019219460.tif 000020
【図１９】
2019219460.tif 000021
【図２０】
2019219460.tif 000022
【図２１】
2019219460.tif 000023
【図２２】
2019219460.tif 000024
【図２３】
2019219460.tif 000025
【図２４】
2019219460.tif 000026
【図２５】
2019219460.tif 000027
【図２６】
2019219460.tif 000028