(57)【要約】【課題】送風手段に対するヒートシンクの位置および回転角度の少なくとも一方が変化した場合でも、ヒートシンクによる放熱の効率が低下することを抑制することを課題とする。【解決手段】開示の技術の一態様に係る冷却装置は、放熱対象に当接される放熱手段と、前記放熱手段を冷却する冷却手段と、前記放熱手段の移動、又は前記放熱手段の回転の少なくとも一方に応じて前記冷却手段による冷却能力を変化させる冷却能力可変手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱対象に当接される放熱手段と、
前記放熱手段を冷却する冷却手段と、
前記放熱手段の移動、又は前記放熱手段の回転の少なくとも一方に応じて前記冷却手段による冷却能力を変化させる冷却能力可変手段と、
を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
光源と、
前記光源から入射される光を変調し、画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段に当接された放熱手段と、
前記放熱手段を冷却する冷却手段と、
前記放熱手段の移動、又は前記放熱手段の回転の少なくとも一方に応じて前記光源から前記画像形成手段に入射される光の光量を変化させる光量可変手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記冷却能力可変手段は、前記放熱手段と熱交換する媒体の流量により前記冷却能力を変化させる、ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却手段は、送風により前記放熱手段の近傍の空気を流れさせる送風手段を有し、前記冷却能力可変手段は、前記送風手段による送風量を制御して空気の流量を変化させる、ことを特徴とする請求項１、又は３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記冷却能力可変手段により参照される、前記移動量、又は前記回転角度の閾値が記憶された記憶部を有し、
前記冷却能力可変手段は、検知された前記移動量、又は前記回転角度が前記閾値を超えた場合に、前記送風量を変更する請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
光源と、
前記光源から入射される光を変調し、画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段に生成された画像を投射する投射手段と、
請求項１、又は３乃至５に記載の冷却装置と、
を有し、
前記放熱手段は、前記画像生成手段に当接している、画像投射装置。
【請求項７】
請求項２に記載の画像表示装置と、
前記画像生成手段に生成された画像を投射する投射手段と、
を有する、画像投射装置。
【請求項８】
撮像素子と、
請求項１、又は３乃至５に記載の冷却装置と、
を有し、
前記放熱手段は、前記撮像素子に当接している、撮像装置。
【請求項９】
発光素子と、
請求項１、又は３乃至５に記載の冷却装置と、
を有し、
前記放熱手段は、前記発光素子に当接している、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置、画像表示装置、画像投射装置、撮像装置、及び発光装置に関する。
【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いて、光源から照射される光を用いて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画像を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、例えば液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等の光学素子が用いられている。
【０００３】
また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の光学素子を用い、画像を撮像する撮像装置、或いはＬＤ（Laser Diode）、又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光学素子を用い、光を発光する発光装置が知られている。
【０００４】
これらの光学素子では、駆動に伴う温度上昇により、性能が低下する場合がある。このような場合に、例えば、光学素子、すなわち発熱素子に当接するヒートシンクと、ヒートシンクに送風する送風ユニットを備え、光学素子で発生した熱を放熱することは従来から行われている。
発熱素子の位置の変化に応じて、ヒートシンクの位置を送風ユニットとは独立に変化させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ＤＭＤとヒートシンクと送風ユニットとを備え、送風ユニットとは独立して、ＤＭＤとヒートシンクとが共に回転および移動する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、発熱素子を可動させた際、光学素子に当接したヒートシンクの位置も変化する。これにより送風ユニットからヒートシンクへの風の当たり方が変わり、ヒートシンクによる放熱の効率が低下する場合があった。そして、ヒートシンクによる放熱の効率が低下することにともなって、発熱素子の温度が上昇することがあった。
【０００６】
また、特許文献２の技術においては、送風ユニットに対するヒートシンクの位置もしくは回転角度が変化することで、ヒートシンクによる放熱の効率が低下する場合があった。そして、ヒートシンクによる放熱の効率が低下することにともなって、ＤＭＤの温度が上昇することがあった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、送風手段に対するヒートシンクの位置および回転角度の少なくとも一方が変化した場合でも、ヒートシンクの放熱対象の温度上昇を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の技術の一態様に係る冷却装置は、発熱体に当接される放熱手段と、前記放熱手段を冷却する冷却手段と、前記放熱手段の移動、又は前記放熱手段の回転の少なくとも一方に応じて前記冷却手段による冷却能力を変化させる冷却能力可変手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
送風手段に対するヒートシンクの位置および回転角度の少なくとも一方が変化した場合でも、ヒートシンクの放熱対象の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における画像投射装置を例示する図である。
【図２】第１の実施形態におけ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】第１の実施形態におけ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】第１の実施形態における照明光学系ユニットを例示する図である。
【図５】第１の実施形態におけ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】第１の実施形態における画像表示ユニットを例示する斜視図である。
【図７】第１の実施形態における画像表示ユニットを例示する側面図である。
【図８】第１の実施形態における固定ユニットを例示する斜視図である。
【図９】第１の実施形態における固定ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１０】第１の実施形態におけ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】第１の実施形態におけ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】第１の実施形態におけるトップカバーを例示する底面図である。
【図１３】第１の実施形態における可動ユニットを例示する斜視図である。
【図１４】第１の実施形態における可動ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１５】第１の実施形態における可動プレートを例示する斜視図である。
【図１６】第１の実施形態におけ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】第１の実施形態における可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。
【図１８】第１の実施形態におけるプロジェクタと投射画面の位置関係を例示する図である。
【図１９】第１の実施形態におけるヒートシンクとファンの位置関係を例示する図である。
【図２０】第１の実施形態における流量可変処理を例示するフローチャートである。
【図２１】第２の実施形態におけ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２２】第２の実施形態における光量可変処理を例示するフローチャートである。
【図２３】第３の実施形態における撮像装置の構成を例示する図である。
【図２４】第３の実施形態における撮像装置の機能構成を例示するブロック図である。
【図２５】第３の実施形態における流量可変処理を例示するフローチャートである。
【図２６】第４の実施形態における発光装置の構成を例示する図である。
【図２７】第４の実施形態における発光装置の機能構成を例示するブロック図である。
【図２８】第４の実施形態における流量可変処理を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［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。
【００１２】
図１は、実施形態におけるプロジェクタ１を例示する図である。
【００１３】
プロジェクタ１は、画像投射装置の一例であり、出射窓３と、外部Ｉ／Ｆ９とを有し、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。
【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。
【００１５】
図２は、実施形態におけるプロジェクタ１の機能構成を例示するブロック図である。
【００１６】
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。
【００１７】
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、及び光学エンジン１５等に給電する。
【００１８】
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。  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、又は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。
【００１９】
外部Ｉ／Ｆ９は、例えばパソコン、又は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／回転制御部１２と、流量可変部１３と、移動量検知部１４ａと、回転角度検知部１４ｂ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）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）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。但し、これに限定されず、例えば電子回路等のハードウェアで各部の機能を実現してもよい。
【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／回転制御部１２は、画像表示ユニット５０において移動、又は回転可能に設けられている可動ユニット５５を、移動、又は回転させ、可動ユニット５５に設けられているＤＭＤ５５１の位置、又は回転角度を制御する。なお、この場合の回転は、例えば、ＤＭＤ５５１が有する各マイクロミラーが配列された平面内での回転である。
【００２３】
流量可変部１３は、ファン２１の回転数を変化させ、送風する風量を変化させることで、ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量を変化させる。これにより、ファン２１によるヒートシンク５５４の冷却能力を変化させる。なお冷却能力とは、冷却手段により対象を冷却することのできる力をいう。
【００２４】
ヒートシンク５５４は放熱手段の一例である。なお、伝熱性のシートや接着剤等を介して、ヒートシンク５５４を、ＤＭＤ５５１等の発熱体に当接させる場合には、伝熱性のシートや接着剤等も、放熱手段に含まれるものとする。
【００２５】
ファン２１は送風手段の一例であり、また冷却手段の一例である。送風手段は、ファンに限定されず、ブロアやコンプレッサ等を用いてもよい。流量可変部１３は、冷却能力可変手段の一例である。
【００２６】
また流量可変部１３は、記憶部１６に接続され、記憶部１６に記憶された、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度の閾値を参照する。
【００２７】
移動量検知部１４ａは、可動ユニット５５によりヒートシンク５５４を移動させたときの、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量を検知する。回転角度検知部１４ｂは、可動ユニット５５によりヒートシンク５５４を回転させたときの、ファン２１に対するヒートシンク５５４の回転角度を検知する。
【００２８】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂは、例えば、移動／回転制御部１２が可動ユニット５５に出力したＤＭＤ５５１の移動量、又は回転角度のデータを受け取ることで、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知する。
【００２９】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂにより検知された移動量、及び回転角度は流量可変部１３に出力される。流量可変部１３は、出力に応じて、ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量を変化させる。移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂは、それぞれ移動量検知手段、及び回転角度検知手段の一例である。
【００３０】
記憶部１６は、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、及び回転角度の閾値を記憶している。この閾値は流量可変部１３により参照される。記憶部１６は、例えば、システムコントロール部１０が有するＲＯＭやＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の外部記憶装置により実現される。記憶部１６は、移動量、又は回転角度の閾値が記憶された記憶部の一例である。
【００３１】
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。
【００３２】
ファン２１は、システムコントロール部１０に制御されて回転し、回転に伴う送風により、可動ユニット５５におけるヒートシンク５５４の近傍の空気を流れさせる。ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量は、ファン２１の回転数に応じて変化する。空気を媒体にした熱交換により、ヒートシンク５５４は冷却される。
【００３３】
ヒートシンク５５４と、ファン２１と、移動量検知部１４ａと、回転角度検知部１４ｂと、流量可変部１３とを有する装置は、冷却装置の一例である。或いは、ヒートシンク５５４と、ファン２１と、移動量検知部１４ａと、回転角度検知部１４ｂと、流量可変部１３と、記憶部１６とを有する装置は、冷却装置の一例である。
【００３４】
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、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。
【００３５】
光源３０は、例えば水銀高圧ランプ、キセノンランプ、又は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。
【００３６】
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、及び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。
【００３７】
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と、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とを有する。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／回転制御部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、画像生成手段の一例であり、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。
【００３８】
投射光学系ユニット６０は、例えば複数の投射レンズ、及びミラー等を有し、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。
【００３９】
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。
【００４０】
図３は、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。光学エンジン１５は、図３に示されるように、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、プロジェクタ１の内部に設けられている。
【００４１】
光源３０は、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。照明光学系ユニット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、照明光学系ユニット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射画像をプロジェクタ１の外部に投射する。
【００４２】
なお、第１の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。
【００４３】
図４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。
【００４４】
図４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と、ライトトンネル４０２と、リレーレンズ４０３、及び４０４と、シリンダミラー４０５と、凹面ミラー４０６とを有する。
【００４５】
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。
【００４６】
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、及び４０４に導く。
【００４７】
リレーレンズ４０３、及び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。
【００４８】
シリンダミラー４０５、及び凹面ミラー４０６は、リレーレンズ４０３、及び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。
【００４９】
図５は、実施形態におけ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。
【００５０】
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、及び曲面ミラー６０３がケースの内部に設けられている。
【００５１】
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。
【００５２】
図６は、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。また、図７は、実施形態における画像表示ユニット５０を例示する側面図である。
【００５３】
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。
【００５４】
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と、第２固定板としてのベースプレート５１２とを有する。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。
【００５５】
可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１と、第１可動板としての可動プレート５５２と、第２可動板としての結合プレート５５３と、ヒートシンク５５４とを有し、固定ユニット５１に移動可能に支持されている。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、第１の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。
【００６２】
図８は、実施形態における固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図９は、実施形態における固定ユニット５１を例示する分解斜視図である。
【００６３】
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と、ベースプレート５１２とを有する。
【００６４】
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、及び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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、及び５２６がそれぞれ複数形成されている。
【００６７】
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。
【００６８】
トッププレート５１１、及びベースプレート５１２の支持孔５２２、及び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。
【００６９】
図１０は、実施形態における固定ユニット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。
【００７０】
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。
【００７１】
各支持球体５２１は、支持孔５２２、及び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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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、及び５３４が設けられている。
【００７５】
図１２は、実施形態におけるトッププレート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、及び５３４が設けられている。
【００７６】
磁石５３１、５３２、５３３、及び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、及び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。
【００７７】
磁石５３１、５３２、５３３、及び５３４は、それぞれ可動プレート５５２の上面に各磁石５３１、５３２、５３３、及び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。
【００７８】
なお、上記した固定ユニット５１に設けられる支柱５１５、及び支持球体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、第１の実施形態に例示される構成に限られるものではない。
【００７９】
図１３は、実施形態における可動ユニット５５を例示する斜視図である。また、図１４は、実施形態における可動ユニット５５を例示する分解斜視図である。
【００８０】
図１３、及び図１４に示されるように、可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１と、可動プレート５５２と、結合プレート５５３と、ヒートシンク５５４と、保持部材５５５と、ＤＭＤ基板５５７とを有し、固定ユニット５１に対して移動可能に支持されている。
【００８１】
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。
【００８２】
図１５は、実施形態における可動プレート５５２を例示する斜視図である。
【００８３】
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、及び５８４が設けられている。
【００８４】
コイル５８１、５８２、５８３、及び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、及び５８４は、それぞれトッププレート５１１の磁石５３１、５３２、５３３、及び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。
【００８５】
トッププレート５１１の磁石５３１、５３２、５３３、及び５３４と、可動プレート５５２のコイル５８１、５８２、５８３、及び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、及び５８４に電流が流されると、磁石５３１、５３２、５３３、及び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。
【００８６】
可動プレート５５２は、磁石５３１、５３２、５３３、及び５３４とコイル５８１、５８２、５８３、及び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。
【００８７】
各コイル５８１、５８２、５８３、及び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／回転制御部１２によって制御される。移動／回転制御部１２は、各コイル５８１、５８２、５８３、及び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。
【００８８】
第１の実施形態では、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。
【００８９】
また、第１の実施形態では、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
以上で説明したように、第１の実施形態では、システムコントロール部１０の移動／回転制御部１２が、コイル５８１、５８２、５８３、及び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。
【００９４】
なお、移動手段としての磁石５３１、５３２、５３３、及び５３４、並びにコイル５８１、５８２、５８３、及び５８４の数、及び位置等は、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、第１の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。
【００９５】
また、可動範囲制限孔５７１の数、位置、及び形状等は、第１の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、第１の実施形態とは異なる形状であってもよい。
【００９６】
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。
【００９７】
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。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、及びヒートシンク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。
【００９８】
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、及びヒートシンク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。
【００９９】
図１７は、実施形態における可動ユニット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。
【０１００】
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の画像生成面の裏側に
当接する突出部５５４ａを有する。
【０１０１】
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。
【０１０２】
上記したように、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、及びヒートシンク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。
【０１０３】
第１の実施形態では、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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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／回転制御部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。
【０１０７】
上記したように、第１の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／回転制御部１２によって可動ユニット５５と共に位置が制御される。
【０１０８】
移動／回転制御部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。
【０１０９】
例えば、移動／回転制御部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。
【０１１０】
このように、移動／回転制御部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。
【０１１１】
また、第１の実施形態に係るプロジェクタ１では、移動／回転制御部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、第１の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。
【０１１２】
以上で説明したように、第１の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。
【０１１３】
次に、第１の実施形態における流量可変処理について、図１８〜２０を用いて説明する。なお、以下では、ＤＭＤ５５１やヒートシンク５５４等の移動動作と回転動作は、別々の動作として取り扱っている。
【０１１４】
まず図１８は、第１の実施形態におけるプロジェクタ１と投射画面２の位置関係を例示したものである。（ａ）は、投射画面２を移動も回転もさせない場合、（ｂ）は、投射画面２を（ａ）の場合に対し、Ｓだけ移動させた場合、（ｃ）は、投射画面２を（ａ）の場合に対し、θだけ回転させた場合である。いずれの場合も、可動ユニット５５を用いてＤＭＤ５５１を移動、又は回転させているため、プロジェクタ１は移動も回転もしないまま、投射画面２のみが移動、又は回転している。
【０１１５】
一方、図１９は、ヒートシンク５５４とファン２１の位置関係を例示している。図１８と同様に、図１９の（ａ）は、投射画面２を移動も回転もさせない場合、（ｂ）は、投射画面２を（ａ）の場合に対し、Ｓだけ移動させた場合、（ｃ）は、投射画面２を（ａ）の場合に対し、θだけ回転させた場合である。
【０１１６】
また図１９の上側の図は、ヒートシンク５５４を、ＤＭＤ５５１が取り付けられた側から観察したものである。下側の図は、ヒートシンク５５４を、ＤＭＤ５５１が取り付けられた側とは反対側から観察したものである。
【０１１７】
図１９において、ファン２１は、内部に備えられた羽根車が回転することで空気を流れさせる装置である。第１の実施形態では、黒矢印で示したように、ヒートシンク５５４とは反対向きに送風することで、ヒートシンク５５４の近傍の空気に、白抜きの矢印の方向に流れを与えている。
【０１１８】
ヒートシンク５５４の近傍の空気が流れると、ヒートシンク５５４との熱交換で温度上昇した空気は排気され、新鮮な冷えた空気がヒートシンク５５４の近傍に引き込まれる。これによりヒートシンク５５４は冷却される。
【０１１９】
図示したように、可動ユニット５５によるＤＭＤ５５１の移動、及び回転に応じて、ヒートシンク５５４も移動、及び回転している。一方で、ファン２１は、可動ユニット５５とは独立していて固定されている。そのため、（ａ）の場合、ファン２１の一端からヒートシンク５５４の一端までの距離がｓ０だったのに対し、（ｂ）の場合には、この距離がｓ１に変化している。つまり、ファン２１に対し、ヒートシンク５５４がｓ１−ｓ０だけ図の上方に向けて移動している。また（ｃ）の場合、ヒートシンク５５４は、ファン２１に対してθだけ回転している。
【０１２０】
このように、ヒートシンク５５４の移動、又は回転により、ファン２１との位置関係が変化すると、ファン２１により引き込まれる新鮮な冷えた空気のヒートシンク５５４への当たり方が変化する。例えば、ヒートシンク５５４の移動により、新鮮な冷えた空気がヒートシンク５５４に当たる面積が減少すると、ヒートシンク５５４の冷却の効率は低下する。また例えば、ヒートシンク５５４の回転により、ヒートシンク５５４の放熱構造を空気が流れにくくなると、新鮮な冷えた空気の引き込みが阻害され、ヒートシンク５５４の冷却の効率は低下する。
【０１２１】
そこで、第１の実施形態におけるプロジェクタ１では、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知し、これらに応じてファン２１の回転数を変化させている。ファン２１の回転数が上がると、ヒートシンク５５４とは反対向きの送風量が増え、ヒートシンク５５４の近傍に引き込まれる新鮮な冷えた空気の量が増える。これにより冷却能力を上げてヒートシンク５５４を適切に冷却し、またヒートシンク５５４に当接されたＤＭＤ５５１を適切に冷却している。
【０１２２】
この処理の一例を、図２０を用いて説明する。図２０は、第１の実施形態におけるプロジェクタ１の流量可変処理の一例を示すフローチャートである。
【０１２３】
まず、ステップＳ２００１では、ファン２１は通常駆動している。通常駆動とは、予め決められた初期の回転数でファン２１が回転している状態である。
【０１２４】
続いて、ステップＳ２００３において、移動／回転制御部１２は、投射画像の解像度の向上、又は回転のために、可動ユニット５５を移動、又は回転させ、ＤＭＤ５５１を移動、又は回転させる。
【０１２５】
続いて、ステップＳ２００５において、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、ヒートシンク５５４のファン２１に対する移動量、又は回転角度を検知する。例えば、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、移動／回転制御部１２が、ＤＭＤ５５１を移動、又は回転させるために可動ユニット５５に出力したデータを、移動／回転制御部１２から受け取る。このデータによりファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知する。移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、検知した移動量、又は回転角度を、流量可変部１３に出力する。
【０１２６】
続いて、ステップＳ２００７において、流量可変部１３は、記憶部１６を参照し、検知した移動量、又は回転角度が閾値以上かを判断する。記憶部１６に記憶される移動量、又は回転角度の閾値は、ＤＭＤ５５１の動作に不具合を生じさせる程度にヒートシンク５５４による放熱効率を低下させるヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を、実験、又はシミュレーションで予め求めておく。例えば、これを閾値とする。
【０１２７】
ステップＳ２００７で検知した移動量、又は回転角度が閾値以上だった場合には、ステップＳ２００９において、流量可変部１３はファン２１の回転数を変更して、冷却能力を上げる。ヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度が閾値を超えた場合に、冷却能力を確保するために必要な回転数は、実験、又はシミュレーションで予め求めておく。
【０１２８】
ステップＳ２００７で検知した移動量、又は回転角度が閾値未満だった場合には、ステップＳ２００１に戻り、ファン２１の通常駆動を継続する。
【０１２９】
以上により、光学素子、すなわちＤＭＤ５５１を移動、又は回転させた場合に、ＤＭＤ５５１に対するヒートシンク５５４の放熱効率が低下した場合でも、冷却手段、すなわちファン２１の回転数を変更することで、発熱体、すなわちＤＭＤ５５１を適切に冷却することが可能となる。
【０１３０】
なお上記では、ファン２１の送風方向を、ヒートシンク５５４とは反対の方向としたが、これに限られない。ヒートシンク５５４に向けて送風することで、ヒートシンク５５４の近傍の空気を流れさせてもよい。或いはファン２１で送風した空気を、ヒートシンク５５４に当てることで、ヒートシンク５５４を冷却してもよい。
【０１３１】
また上記では、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、移動／回転制御部１２が可動ユニット５５に出力したデータを受け取ることで、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知したが、これに限られない。例えば、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、可動ユニット５５の移動量を検出する光学センサやエンコーダ等により実現されてもよい。
【０１３２】
さらに、上記ではファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度の閾値を用いてファン２１の回転数を変更したが、これに限られない。例えば、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度と、冷却能力と、ファン２１の回転数との相関を示すデータを、実験、又はシミュレーションで予め取得しておき、このデータを用いてファン２１の回転数を変更してもよい。この場合の冷却能力は、例えばヒートシンク５５４の表面の温度等で表示してもよい。
【０１３３】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態におけるプロジェクタ１ａについて、図２１〜２２を用いて説明する。第１の実施形態と重複する部分は説明を省略し、相違点について述べる。
【０１３４】
図２１は、第２の実施形態におけるプロジェクタ１ａの機能構成を例示するブロック図である。
【０１３５】
光量可変部１７は、光源３０に印加する駆動電流を変化させる。光源３０から入射される光は熱源であるため、入射光の光量によってＤＭＤ５５１の温度は変化する。そのため、光源３０に印加する駆動電流により、光源３０からＤＭＤ５５１に入射される光量を変化させることで、ＤＭＤ５５１の温度上昇を抑制可能にしている。光量可変部１７は、光量可変手段の一例である。
【０１３６】
また光量可変部１７は、記憶部１６に接続され、記憶部１６に記憶された、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度の閾値を参照する。
【０１３７】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂにより検知された移動量、及び回転角度は、光量可変部１７に出力される。光量可変部１７は、出力に応じて、光源３０に印加する駆動電流を変化させ、ＤＭＤ５５１に入射される光の光量を変化させる。
【０１３８】
光源３０と、ＤＭＤ５５１と、ヒートシンク５５４と、ファン２１と、移動量検知部１４ａと、回転角度検知部１４ｂと、光量可変部１７とを有する装置は、画像表示装置の一例である。
【０１３９】
図２２は、第２の実施形態におけるプロジェクタ１ａの光量可変処理の一例を示すフローチャートである。
【０１４０】
まず、ステップＳ２２０１では、光源３０は通常駆動している。通常駆動とは、予め決めた初期の駆動電流により、光源３０が発光している状態である。
【０１４１】
続いて、ステップＳ２２０３において、移動／回転制御部１２は、可動ユニット５５を移動、又は回転させ、ＤＭＤ５５１を移動、又は回転させる。
【０１４２】
続いて、ステップＳ２２０５において、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、ヒートシンク５５４のファン２１に対する移動量、又は回転角度を検知する。例えば、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、移動／回転制御部１２がＤＭＤ５５１を移動、又は回転させるために、可動ユニット５５に出力したデータを、移動／回転制御部１２から受け取る。このデータによりファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知する。移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、検知した移動量、又は回転角度を、光量可変部１７に出力する。
【０１４３】
続いて、ステップＳ２２０７において、光量可変部１７は、記憶部１６を参照し、検知した移動量、又は回転角度が閾値以上かを判断する。記憶部１６に記憶される移動量、又は回転角度の閾値は、ＤＭＤ５５１の動作に不具合を生じさせる程度にヒートシンク５５４による放熱効率を低下させるヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を実験、又はシミュレーションで予め求めておく。例えば、これを閾値とする。
【０１４４】
ステップＳ２２０７で検知した移動量、又は回転角度が閾値以上であった場合には、ステップＳ２２０９において、光量可変部１７は、光源３０に印加する電流を下げ、ＤＭＤ５５１に入射される光の光量を下げる。ヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度が閾値を超えた場合に、ＤＭＤ５５１の動作を保証するために必要な光量は、実験、又はシミュレーションで予め求めておく。
【０１４５】
ステップＳ２２０７で検知した移動量、又は回転角度が閾値未満であった場合には、ステップＳ２２０１に戻り、光源３０の通常駆動を継続する。
【０１４６】
以上により、光学素子、すなわちＤＭＤ５５１を移動、又は回転させた場合に、ＤＭＤ５５１に対するヒートシンク５５４の放熱効率が低下した場合でも、ＤＭＤ５５１に入射する光の光量を変更することで、光学素子を適切に動作させることが可能となる。
【０１４７】
なお上記では、光量可変部１７は、光源３０に印加する電流を変化させる例を示したが、これに限られない。例えば、他に印加する電圧により光量を変化させてもよいし、ＮＤフィルタ等の光学的なアッテネータで光量を変化させてもよい。
【０１４８】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態の撮像装置７０について、図２３〜２５を用いて説明する。第１〜２の実施形態と重複する部分は説明を省略し、相違点について述べる。
【０１４９】
図２３は、第３の実施形態における撮像装置７０の構成の一例を概略的に示している。撮像素子７１は、撮像素子基板７２上に設けられている。撮像素子７１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の光学素子である。
【０１５０】
結合プレート５５３には、上面側に撮像素子基板７２、下面側にヒートシンク５５４が設けられている。撮像素子７１の撮像面の裏側にヒートシンク５５４の突出部５５４ａが当接している。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、撮像素子７１、撮像素子基板７２、及びヒートシンク５５４と共に、可動プレート５５２に伴って移動可能に設けられている。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／回転制御部１２によって制御される。
【０１５１】
移動／回転制御部１２は、例えば、撮像時にフレームレートに対応する所定の周期で、撮像素子７１の複数の画素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、撮像制御部１８は、それぞれの位置に応じてシフトした画像を撮像するように、撮像素子７１に撮像トリガー信号を送信する。
【０１５２】
例えば、移動／回転制御部１２は、Ｘ１Ｘ２方向、及びＹ１Ｙ２方向に撮像素子７１の画素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、撮像素子７１を所定の周期で往復移動させる。このとき、撮像制御部１８が、それぞれの位置に応じてシフトした画像を撮像するように撮像素子７１を制御することで、撮像画像の解像度を、撮像素子７１の解像度の約２倍にすることが可能になる。また、撮像素子７１の移動位置を増やすことで、撮像画像の解像度を撮像素子７１の２倍以上にすることもできる。
【０１５３】
このように、移動／回転制御部１２が可動ユニット５５と共に撮像素子７１を所定の周期で移動させ、撮像制御部１８が撮像素子７１に、位置に応じた画像を撮像させることで、撮像素子７１の解像度以上の画像を撮像することが可能になる。
【０１５４】
また、第３の実施形態に係る撮像装置７０では、移動／回転制御部１２が撮像素子７１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、撮像画像を回転させることができる。これにより、撮像装置７０自体を回転させたり、撮像画像を回転させる画像処理をしたりすることなく、撮像画像の傾き等の調整を行うことが可能になっている。
【０１５５】
図２４は、第３の実施形態における撮像装置７０の機能構成を例示するブロック図である。
【０１５６】
移動／回転制御部１２は、移動、又は回転可能に設けられている可動ユニット５５を、移動、又は回転させ、可動ユニット５５に設けられている撮像素子７１の位置、又は回転角度を制御する。なお、この場合の回転は、例えば、撮像素子７１の画素が配列された平面内での回転である。
【０１５７】
流量可変部１３は、ファン２１の回転数を変化させ、送風する風量を変化させることで、ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量を変化させる。これにより、ヒートシンク５５４によるＤＭＤ５５１の冷却能力を変化させる。また流量可変部１３は、記憶部１６に接続され、記憶部１６に記憶された、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度の閾値を参照する。
【０１５８】
移動量検知部１４ａは、可動ユニット５５によりヒートシンク５５４を移動させたときの、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量を検知する。回転角度検知部１４ｂは、可動ユニット５５によりヒートシンク５５４を回転させたときの、ファン２１に対するヒートシンク５５４の回転角度を検知する。
【０１５９】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂは、例えば、移動／回転制御部１２が可動ユニット５５に出力した撮像素子７１の移動量、又は回転角度のデータを受け取ることで、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知する。
【０１６０】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂにより検知された移動量、及び回転角度は流量可変部１３に出力される。流量可変部１３は、出力に応じて、ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量を変化させる。
【０１６１】
記憶部１６は、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、及び回転角度の閾値を記憶している。この閾値は流量可変部１３により参照される。
【０１６２】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂにより検知された移動量、及び回転角度は流量可変部１３に出力される。流量可変部１３は、出力に応じて、ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量を変化させる。
【０１６３】
次に、図２５は、第３の実施形態における撮像装置７０の流量可変処理の一例を示すフローチャートである。
【０１６４】
まず、ステップＳ２５０１では、ファン２１は通常駆動している。通常駆動とは、予め決められた初期の回転数でファン２１が回転している状態である。
【０１６５】
続いて、ステップＳ２５０３において、移動／回転制御部１２は、撮像画像の解像度の向上、又は回転のために可動ユニット５５を移動、又は回転させ、撮像素子７１を移動、又は回転させる。
【０１６６】
続いて、ステップＳ２５０５において、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、ヒートシンク５５４のファン２１に対する移動量、又は回転角度を検知する。例えば、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、移動／回転制御部１２が、撮像素子７１を移動、又は回転させるために、可動ユニット５５に出力したデータを、移動／回転制御部１２から受け取る。このデータによりファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知する。移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、検知した移動量、又は回転角度を、流量可変部１３に出力する。
【０１６７】
続いて、ステップＳ２５０７において、流量可変部１３は、記憶部１６を参照し、検知した移動量、又は回転角度が閾値以上かを判断する。記憶部１６に記憶される移動量、又は回転角度の閾値は、撮像素子７１の動作に不具合を生じさせる程度にヒートシンク５５４による放熱効率を低下させるヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を、実験、又はシミュレーションで予め求めておく。例えば、これを閾値とする。
【０１６８】
ステップＳ２５０７で検知した移動量、又は回転角度が閾値以上だった場合には、ステップＳ２５０９において、流量可変部１３はファン２１の回転数を変更して、冷却能力を上げる。ヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度が閾値を超えた場合に、冷却能力を確保するために必要な回転数は、実験、又はシミュレーションで予め求めておく。
【０１６９】
ステップＳ２５０７で検知した移動量、又は回転角度が閾値未満だった場合には、ステップＳ２５０１に戻り、ファン２１の通常駆動を継続する。
【０１７０】
以上により、光学素子、すなわち撮像素子７１を移動、又は回転させた場合に、撮像素子７１に対するヒートシンク５５４の放熱効率が低下した場合でも、冷却手段、すなわちファン２１の回転数を変更することで、発熱体、すなわち撮像素子７１を適切に冷却することが可能となる。
【０１７１】
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態の発光装置８０について、図２６〜２８を用いて説明する。第１〜３の実施形態と重複する部分は説明を省略し、相違点について述べる。
【０１７２】
図２６は、第４の実施形態における発光装置の構成の一例を概略的に示している。半導体レーザアレイ（以下、ＬＤＡ：Laser Diode Arrayと呼ぶ）８１は、複数のＬＤ（Laser Diode）が１次元、又は２次元のアレイ上に配列された光学素子であり、ＬＤＡ基板８２上に設けられている。結合プレート５５３には、上面側にＬＤＡ基板８２、下面側にヒートシンク５５４が設けられている。ＬＤＡ８１の発光面の裏側にヒートシンク５５４の突出部５５４ａが当接している。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、ＬＤＡ８１、ＬＤＡ基板８２、及びヒートシンク５５４と共に、可動プレート５５２に伴って移動、又は回転可能に設けられている。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／回転制御部１２によって制御される。
【０１７３】
移動／回転制御部１２は、例えば、ＬＤＡ８１の発光時に所定の周期で、ＬＤＡ８１の複数のＬＤ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、発光制御部１９は、それぞれの位置に応じてシフトしたパターンを発光するように、ＬＤＡ８１に発光トリガー信号を送信する。
【０１７４】
例えば、移動／回転制御部１２は、Ｘ１Ｘ２方向、及びＹ１Ｙ２方向にＬＤＡ８１のＬＤ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、ＬＤＡ８１を所定の周期で往復移動させる。このとき、発光制御部１９が、それぞれの位置に応じてシフトしたパターンを発光するようにＬＤＡ８１を制御することで、発光の密度を、ＬＤＡ８１でＬＤが配置された密度の約２倍にすることが可能になる。また、ＬＤＡ８１の移動位置を増やすことで、発光の密度を、ＬＤＡ８１でＬＤが配置された密度の２倍以上にすることもできる。
【０１７５】
このように、移動／回転制御部１２が可動ユニット５５と共にＬＤＡ８１を所定の周期で移動させ、発光制御部１９がＬＤＡ８１に、位置に応じたパターンを発光させることで、ＬＤＡ８１でＬＤが配置された密度以上の高密度の発光をすることが可能になる。
【０１７６】
また、第４の実施形態に係る発光装置８０では、移動／回転制御部１２がＬＤＡ８１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、発光パターンを回転させることができる。これにより、ＬＤＡ８１を回転させたりすることなく、発光パターンの傾き等の調整を行うことが可能になっている。
【０１７７】
図２７は、第４の実施形態における発光装置８０の機能構成を例示するブロック図である。
【０１７８】
移動／回転制御部１２は、移動、又は回転可能に設けられている可動ユニット５５を、移動、又は回転させ、可動ユニット５５に設けられているＬＤＡ８１の位置、又は回転角度を制御する。なお、この場合の回転は、例えば、ＬＤＡ８１のＬＤが配列された平面内での回転である。
【０１７９】
流量可変部１３は、ファン２１の回転数を変化させ、送風する風量を変化させることで、ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量を変化させる。これにより、ヒートシンク５５４によるＤＭＤ５５１の冷却能力を変化させる。また流量可変部１３は、記憶部１６に接続され、記憶部１６に記憶された、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度の閾値を参照する。
【０１８０】
移動量検知部１４ａは、可動ユニット５５によりヒートシンク５５４を移動させたときの、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量を検知する。回転角度検知部１４ｂは、可動ユニット５５によりヒートシンク５５４を回転させたときの、ファン２１に対するヒートシンク５５４の回転角度を検知する。
【０１８１】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂは、例えば、移動／回転制御部１２が可動ユニット５５に出力したＬＤＡ８１の移動量、又は回転角度のデータを受け取ることで、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知する。
【０１８２】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂにより検知された移動量、及び回転角度は流量可変部１３に出力される。流量可変部１３は、出力に応じて、ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量を変化させる。
【０１８３】
記憶部１６は、ファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、及び回転角度の閾値を記憶し、流量可変部１３により参照される。
【０１８４】
移動量検知部１４ａ、及び回転角度検知部１４ｂにより検知された移動量、及び回転角度は流量可変部１３に出力される。流量可変部１３は、出力に応じて、ヒートシンク５５４の近傍の空気の流量を変化させる。
【０１８５】
次に、図２８は、第４の実施形態における発光装置８０の流量可変処理の一例を示すフローチャートである。
【０１８６】
まず、ステップＳ２８０１では、ファン２１は通常駆動している。通常駆動とは、予め決められた初期の回転数でファン２１が回転している状態である。
【０１８７】
続いて、ステップＳ２８０３において、移動／回転制御部１２は、可動ユニット５５を移動、又は回転させ、ＬＤＡ８１を移動、又は回転させる。
【０１８８】
続いて、ステップＳ２８０５において、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、ヒートシンク５５４のファン２１に対する移動量、又は回転角度を検知する。例えば、移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、移動／回転制御部１２が、ＬＤＡ８１を移動、又は回転させるために、可動ユニット５５に出力したデータを、移動／回転制御部１２から受け取る。このデータによりファン２１に対するヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を検知する。移動量検知部１４ａ、又は回転角度検知部１４ｂは、検知した移動量、又は回転角度を、流量可変部１３に出力する。
【０１８９】
続いて、ステップＳ２８０７において、流量可変部１３は、記憶部１６を参照し、検知した移動量、又は回転角度が閾値以上かを判断する。記憶部１６に記憶される移動量、又は回転角度の閾値は、ＬＤＡ８１の動作に不具合を生じさせる程度にヒートシンク５５４による放熱効率を低下させるヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度を、実験、又はシミュレーションで予め求めておく。例えば、これを閾値とする。
【０１９０】
検知した移動量、又は回転角度が閾値以上だった場合には、ステップＳ２８０９において、流量可変部１３はファン２１の回転数を変更して、冷却能力を上げる。ヒートシンク５５４の移動量、又は回転角度が閾値を超えた場合に、冷却能力を確保するために必要な回転数は、実験、又はシミュレーションで予め求めておく。
【０１９１】
検知した移動量、又は回転角度が閾値未満だった場合には、ステップＳ２８０１に戻り、ファン２１の通常駆動を継続する。
【０１９２】
以上により、光学素子、すなわちＬＤＡ８１を移動、又は回転させ、ＬＤＡ８１に対するヒートシンク５５４の放熱効率が低下した場合でも、冷却手段、すなわちファン２１の回転数を変更することで、発熱体、すなわちＬＤＡ８１を適切に冷却することが可能となる。
【０１９３】
なお、上記では発光装置８０における発光素子の一例として、ＬＤＡを示したが、これに限られない。発光ダイオードアレイ（ＬＥＤＡ：Light Emitting Diode Array）や垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser、）であってもよい。また、アレイ型の発光素子ではなく、単体のＬＤやＬＥＤであってもよい。さらにこれらの組み合わせであってもよい。
【０１９４】
以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１９５】
１  プロジェクタ（画像投射装置の一例、又は画像表示装置の一例）
１０  システムコントロール部
１１  画像制御部
１２  移動／回転制御部
１３  流量可変部（冷却能力可変手段の一例）
１４ａ  移動量検知部（移動量検知手段の一例）
１４ｂ  回転角度検知部（回転角度検知手段の一例）
１６  記憶部（移動量、又は回転角度の閾値が記憶された記憶部の一例）
１７  光量可変部（光量可変手段の一例）
１８  撮像制御部
１９  発光制御部
２１  ファン（冷却手段の一例、送風手段の一例）
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
７０  撮像装置
７１  撮像素子
７２  撮像素子基板
７３  撮像レンズ
８０  発光装置
８１  ＬＤＡ
８２  ＬＤＡ基板
８３  投光レンズ
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（画像生成手段）
５５２  可動プレート
５５３  結合プレート
５５４  ヒートシンク（放熱手段の一例）
５６０  段付きねじ
５６１  ばね
５７１  可動範囲制限孔
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９６】
【特許文献１】特開２００９−１３０２５８号公報
【特許文献２】特開２０１６−０８５３６３号公報
【図１】
2019105666.tif 000003
【図２】
2019105666.tif 000004
【図３】
2019105666.tif 000005
【図４】
2019105666.tif 000006
【図５】
2019105666.tif 000007
【図６】
2019105666.tif 000008
【図７】
2019105666.tif 000009
【図８】
2019105666.tif 000010
【図９】
2019105666.tif 000011
【図１０】
2019105666.tif 000012
【図１１】
2019105666.tif 000013
【図１２】
2019105666.tif 000014
【図１３】
2019105666.tif 000015
【図１４】
2019105666.tif 000016
【図１５】
2019105666.tif 000017
【図１６】
2019105666.tif 000018
【図１７】
2019105666.tif 000019
【図１８】
2019105666.tif 000020
【図１９】
2019105666.tif 000021
【図２０】
2019105666.tif 000022
【図２１】
2019105666.tif 000023
【図２２】
2019105666.tif 000024
【図２３】
2019105666.tif 000025
【図２４】
2019105666.tif 000026
【図２５】
2019105666.tif 000027
【図２６】
2019105666.tif 000028
【図２７】
2019105666.tif 000029
【図２８】
2019105666.tif 000030