(57)【要約】【課題】プロジェクタ１から映像を投影するシミュレータシステム１００において、動作応答性の向上を図るとともに、プロジェクタ１の信頼性を向上させる。【解決手段】シミュレータボックス１１０にユーザ１３０の少なくとも一部を格納した状態で、ユーザ１３０がプロジェクタ１から投影された投影画像Ｐに対して、操作手段（ハンドル１２１）を用いて操作することで、操作内容に応じてシミュレータボックス１１０が動作するシミュレータシステム１００において、プロジェクタ１は、シミュレータボックス１１０の外部に固設されるとともに、光源からの光を用いて画像を形成する光変調素子を変位させて画像の投影位置を変位させる移動制御部を備え、移動制御部は、操作手段による操作内容に応じて光変調素子を変位させる。【選択図】図１９
2016126271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体部にユーザの少なくとも一部を格納した状態で、ユーザが画像投影装置から投影された投影画像に対して、操作手段を用いて操作することで、操作内容に応じて前記筐体部が動作する画像投影システムにおいて、
前記画像投影装置は、
前記筐体部の外部に固設されるとともに、
光を出射する光源と、
該光源からの光を用いて画像を形成する光変調素子を有する画像表示部と、
前記光源からの光を前記画像表示部に導く照明光学部と、
前記画像表示部によって形成された画像を拡大投影する投影光学部と、
前記光変調素子を変位させて画像の投影位置を変位させる移動制御部と、を備え、
前記移動制御部は、前記操作手段による操作内容に応じて前記光変調素子を変位させることを特徴とする画像投影システム。
【請求項２】
前記画像投影装置は、
前記操作手段による操作内容を検出する操作検出部を備え、
前記移動制御部は、前記操作検出部が検出した操作内容に応じて前記光変調素子を変位させることを特徴とする請求項１に記載の画像投影システム。
【請求項３】
前記操作手段は、回転操作可能なハンドルを含み、
前記操作検出部は、前記ハンドルの回転角度を検出し、
前記移動制御部は、前記操作検出部が検出した前記ハンドルの回転角度に応じて前記光変調素子を回転させることを特徴とする請求項２に記載の画像投影システム。
【請求項４】
前記操作手段は、方向入力操作が可能なジョイスティックを含み、
前記操作検出部は、前記ジョイスティックの方向入力を検出し、
前記移動制御部は、前記操作検出部が検出した前記ジョイスティックの方向入力に応じて前記光変調素子を変位させることを特徴とする請求項２に記載の画像投影システム。
【請求項５】
前記画像投影装置は、画像データを補正する画像補正部を備え、
前記画像補正部は、前記操作検出部が検出した前記ハンドルの回転方向とは反対方向に前記画像データを回転させる補正をすることを特徴とする請求項３に記載の画像投影システム。
【請求項６】
前記画像投影装置は、前記画像データについて、投影される表示画像領域よりも広い領域を併せて記録した補完画像データを記憶する記憶部を備え、
前記画像補正部は、前記補完画像データに基づいて、前記画像データを回転させる補正をした際に不足する領域を補完することを特徴とする請求項５に記載の画像投影システム。
【請求項７】
フライトシミュレータであることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像投影システム。
【請求項８】
体感型ゲーム機であることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハンドルなどの操作手段からの操作信号を元に機体の反応をコンピュータで計算し、結果を操作パネル、シミュレータ画像、揺動装置による動き、音響などで出力するフライトシミュレータが知られている。フライトシミュレータの揺動装置は、大型筐体（シミュレータボックスという）によりコクピットなどのシミュレータ空間全体を再現している。
【０００３】
また、ゲームセンターなどに設置される体感型ゲーム機であるフライトシミュレーションゲームや、ドライブゲーム、その他のアクションゲームにおいても、シミュレータボックスによりシミュレータ空間全体を再現している。
【０００４】
これらのシミュレータシステムでは、ユーザはシミュレータボックスに設けられたシートに着席した状態や、シミュレータボックス内で直立した状態で、操作手段を操作する。そして、シミュレータボックスは、ユーザの操作に応じて搖動することで、投影されている映像を疑似体験することが可能となっている。
【０００５】
また、このようなシミュレータシステムにおいて、シミュレータボックスに設けた画像投影装置としてのプロジェクタからシミュレータ画像を投影するシミュレータシステム（画像投影システム）が知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、プロジェクタを用いたフライトシミュレータであって、正パイロットと副パイロットの２人が位置するそれぞれの視点による視差を改善することができる表示システムが開示されている。この表示システムは、第１プロジェクタと第２のプロジェクタを有し、２人のユーザの映像の光の偏光方向に位相差を設けて、偏光眼鏡を通して偏光光を見ることで視差を無くすものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のプロジェクタを用いたシミュレータシステムでは、プロジェクタはシミュレータボックスに設けられている。そして、シミュレータボックス自体が搖動したり平行に動いたりすることで、そこに設けられたプロジェクタ自体も搖動（回転移動）、平行移動し、これによりユーザが見ているシミュレータ画像（投影画像）も回転等することで、実体験に近い擬似体験が可能となっている。
【０００８】
しかしながら、プロジェクタがシミュレータボックスに設けられて、プロジェクタ自体が搖動等するシミュレータシステムでは、下記（１）〜（４）の問題が生じ得る。
（１）シミュレータボックスのような大型筐体を機械的に搖動させるため、ユーザの操作に対しての動作応答性、敏捷性において限界がある。例えば、操作手段でした回転操作に、瞬時に対応できないという課題である。
（２）プロジェクタ自体が傾くためプロジェクタの冷却条件が、水平の状態を基準とした冷却条件では最適とならないという課題がある。また、プロジェクタの傾き角度に応じて冷却ファンの制御等を行うためには、プロジェクタに傾き検出のためのセンサや、傾き角度と冷却ファンの回転数等の関係を規定した情報等を備えておき、これに応じて制御することが必要となり、複雑な構成となってしまう。
（３）シミュレータボックスの限られた空間の上部にプロジェクタを設置することになるため、上方に滞留しがちな暖かい空気によりプロジェクタ周辺温度が上昇し易く、プロジェクタが過温状態になりやすいという課題がある。
（４）物理的にプロジェクタが動くため振動に対する耐振性が課題となる。
【０００９】
プロジェクタをシミュレータボックスに設ける場合、上記（１）〜（４）のように、シミュレータシステムの動作応答性や、これに用いるプロジェクタの信頼性に問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、画像投影装置を用いた画像投影システムにおいて、動作応答性の向上を図るとともに、画像投影装置の信頼性を向上させることができる画像投影システム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】
【００１１】
かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投影システムは、筐体部にユーザの少なくとも一部を格納した状態で、ユーザが画像投影装置から投影された投影画像に対して、操作手段を用いて操作することで、操作内容に応じて前記筐体部が動作する画像投影システムにおいて、前記画像投影装置は、前記筐体部の外部に固設されるとともに、光を出射する光源と、該光源からの光を用いて画像を形成する光変調素子を有する画像表示部と、前記光源からの光を前記画像表示部に導く照明光学部と、前記画像表示部によって形成された画像を拡大投影する投影光学部と、前記光変調素子を変位させて画像の投影位置を変位させる移動制御部と、を備え、前記移動制御部は、前記操作手段による操作内容に応じて前記光変調素子を変位させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像投影装置を用いた画像投影システムにおいて、動作応答性の向上を図るとともに、画像投影装置の信頼性を向上させることができる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像投影装置を例示する図である。
【図２】画像投影装置と操作手段を例示するブロック図である。
【図３】画像投影装置の光学エンジンを例示する斜視図である。
【図４】照明光学系ユニットを例示する図である。
【図５】投影光学系ユニットの内部構成を例示する図である。
【図６】画像表示ユニットを例示する斜視図である。
【図７】画像表示ユニットを例示する側面図である。
【図８】固定ユニットを例示する斜視図である。
【図９】固定ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１０】固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する図である。
【図１１】固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する部分拡大図である。
【図１２】トッププレートを例示する底面図である。
【図１３】可動ユニットを例示する斜視図である。
【図１４】可動ユニットを例示する分解斜視図である。
【図１５】可動プレートを例示する斜視図である。
【図１６】可動プレートが外された可動ユニットを例示する斜視図である。
【図１７】可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。
【図１８】従来のシミュレータシステムの構成を示す説明図である。
【図１９】本実施形態に係るシミュレータシステムの構成を示す説明図である。
【図２０】投影画像の回転時における投影画像の傾きを説明する説明図である。
【図２１】投影画像の回転時の表示画像領域の説明図である。
【図２２】投影画像の回転時の画像補正の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る構成を図１から図２２に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
＜画像投影装置の構成＞
プロジェクタは、パソコン、ゲーム機、デジタルカメラなどの画像供給装置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光変調素子が画像を生成し、生成された画像を複数のレンズ等を含む光学系を通してスクリーン等に投影する画像投影装置である。画像投影装置の光変調素子としては、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。
【００１６】
本実施形態において、プロジェクタは、シミュレータシステムにおいて、シミュレータボックスの外部の別構造物に固設されている。また、プロジェクタは、光変調素子を移動、回転させることができるシェイクリダクション（Shake  Reduction）機能（ピクセルシフトともいう）を有しており、光変調素子の変位とシミュレータシステムの操作手段（ハンドル等）の操作とを対応させることにより、ユーザの操作手段の操作に応じて投影画像を変位させることを可能とするものである。これにより、シミュレータシステム全体を動かすことなく、例えば回転状態のシミュレータ画像を得ることができる。
【００１７】
以下に、プロジェクタの光変調素子を変位させる構成について説明する。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。
【００１８】
プロジェクタ１は、画像投影装置の一例であり、出射窓３、外部Ｉ／Ｆ９を有し、投影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などの画像供給装置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３からスクリーンＳに画像Ｐを投影する。
【００１９】
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。
【００２０】
図２は、実施形態におけるプロジェクタ１と操作手段１２０の機能構成を例示するブロック図である。
【００２１】
図２に示されるように、プロジェクタ１は、電源４、メインスイッチＳＷ５、操作部７、通信部８、外部Ｉ／Ｆ９、システムコントロール部１０、ファン２０、光学エンジン１５を有する。
【００２２】
また、操作手段１２０は、ユーザが操作する操作用コントローラである。本実施形態では、操作手段１２０としてハンドル１２１を用いて回転操作する例について説明するが、操作手段１２０は、ハンドル１２１に限られるものではなく、ジョイスティック、操作レバー等であってもよい。また、操作手段１２０は２以上の操作用コントローラにより構成されていてもよい。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、例えば投影画像の大きさ、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。
【００２６】
通信部８は、有線または無線により操作手段１２０と接続されており、操作手段１２０から操作信号を受信する。
【００２７】
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。
【００２８】
システムコントロール部１０は、画像制御部１１、移動制御部１２、操作検出部１３、画像補正部１４を有する。システムコントロール部１０は、例えば、演算部としてのＣＰＵ、記憶部としてのＲＯＭ，ＲＡＭ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。
【００２９】
画像制御部１１は、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（Digital  Micromirror  Device（以下、単に「ＤＭＤ」という））５５１を制御し、スクリーンＳに投影する画像を生成する。
【００３０】
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を回転、および／または並進させて、可動ユニット５５に設けられているＤＭＤ５５１の位置を制御する。
【００３１】
操作検出部１３は、通信部８を介して操作手段１２０からの操作信号を受信し、操作信号に基づいて操作手段１２０の操作内容を検出する。例えば、ハンドル１２１の回転角度を検出する。
【００３２】
画像補正部１４は、移動制御部１２がＤＭＤ５５１の位置制御をする際に、必要な画像の補正を行う。詳細は後述するが、ＤＭＤ５５１を回転制御し、投影画像を回転させる際に、投影画像内容を反対方向に回転させる補正をしたり、このときに不足する領域の画像を補正したりする。
【００３３】
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。
【００３４】
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、システムコントロール部１０に制御されてスクリーンＳに画像を投影する。
【００３５】
光源３０は、例えば、高圧水銀ランプ、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。本実施形態では、光源３０として高圧水銀ランプ（以下、単にランプともいう）を用いている。
【００３６】
照明光学系ユニット４０は、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。
【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、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、光変調素子の一例であり、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影画像を生成する。
【００３８】
投影光学系ユニット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に投影する。
【００３９】
このプロジェクタ１では、システムコントロール部１０の操作検出部１３において、通信部８が受信した操作信号に基づいて、操作手段１２０の操作内容を検出する。そして、移動制御部１２は、操作検出部１３で検出された操作内容に応じて、可動ユニット５５を変位させることで、ＤＭＤ５５１を変位させる。ＤＭＤ５５１が変位することでスクリーンＳに投影される画像が変位する。このように、操作手段１２０の操作内容に応じて、ＤＭＤ５５１を変位させることが可能となっている。
【００４０】
例えば、操作検出部１３は、ハンドル１２１の回転角度を検出し、移動制御部１２は、回転角度に応じて、可動ユニット５５を回転させることで、ＤＭＤ５５１を回転させる。ＤＭＤ５５１が回転することでスクリーンＳに投影される画像が回転するものである。
【００４１】
＜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。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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影画像を生成する。投影光学系ユニット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影画像をプロジェクタ１の外部に投影する。
【００４４】
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。
【００４５】
［照明光学系ユニット］
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。
【００４６】
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、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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影画像を生成する。
【００５１】
［投影光学系ユニット］
図５は、実施形態における投影光学系ユニット６０の内部構成を例示する図である。
【００５２】
図５に示されるように、投影光学系ユニット６０は、投影レンズ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。
【００５３】
投影レンズ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影画像を、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、結像された投影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等に投影する。
【００５４】
［画像表示ユニット］
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
マイクロミラーは、例えば「ＯＮ」の場合には、光源３０からの光を投影光学系ユニット６０に反射するように傾斜角度が制御される。また、マイクロミラーは、例えば「ＯＦＦ」の場合には、光源３０からの光をＯＦＦ光板に向けて反射する方向に傾斜角度が制御される。
【００６２】
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影画像を生成する。すなわち、各色の信号データに基づいて光変調を行い、時分割された各色の映像を重畳させることで、１つのカラー画像を生成している。
【００６３】
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。
【００６４】
（固定ユニット）
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
（可動ユニット）
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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で、電磁アクチュエータとして機能させることができる。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
図１７に示されるように、ヒートシンク５５４は、結合プレート５５３に固定された状態で、ＤＭＤ基板５５７に設けられている貫通孔からＤＭＤ５５１の下面に当接する突出部５５４ａを有する。なお、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａは、ＤＭＤ基板５５７の下面であって、ＤＭＤ５５１に対応する位置に当接するように設けられてもよい。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
＜画像投影＞
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、投影画像を生成する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。
【０１１１】
移動制御部１２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、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影画像を生成するようにＤＭＤ５５１に画像信号を送信する。
【０１１２】
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影画像を生成するようにＤＭＤ５５１を制御することで、投影画像の解像度を、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、投影画像の解像度をＤＭＤ５５１の２倍以上にすることもできる。
【０１１３】
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に位置に応じた投影画像を生成させることで、ＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投影することが可能になる。
【０１１４】
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、投影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等の光変調素子が固定されているプロジェクタでは、投影画像を縮小させなければ、投影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、投影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。
【０１１５】
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、投影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。
【０１１６】
ここまで説明したプロジェクタ１では、光変調素子であるＤＭＤ５５１の各マイクロミラーの角度によってスクリーンＳに投影される画像は生成される。このため、マイクロミラー１枚１枚の角度を維持したままＤＭＤ５５１を、並進、回転などの変位をさせるということは、スクリーンＳに投影されている画像情報を維持した状態で投影位置を変位させることになる。
【０１１７】
このため、例えば、ＤＭＤ５５１を半画素分だけ所定の周期で変位させた場合には、スクリーンＳに投影される画像自体が半画素分所定の周期でシフトすることとなり、結果としてスクリーンＳ上に中間画像が形成され、見かけ上の画素数、画素密度を高めることが可能となる。すなわち、ＤＭＤ５５１が本来有している画素数以上の画素数をスクリーンＳ上に形成することが可能となり、疑似的にＤＭＤ５５１の画素数以上の高解像な画像をスクリーンＳ上に投影することが可能となる。
【０１１８】
＜画像投影システム＞
本実施形態に係る画像投影システム（シミュレータシステム１００）は、筐体部（シミュレータボックス１１０）にユーザ（ユーザ１３０）の少なくとも一部を格納した状態で、ユーザが画像投影装置（プロジェクタ１）から投影された投影画像（投影画像Ｐ）に対して、操作手段（操作手段１２０、ハンドル１２１）を用いて操作することで、操作内容に応じて筐体部が動作する画像投影システムにおいて、画像投影装置は、筐体部の外部に固設されるとともに、光を出射する光源（光源３０）と、該光源からの光を用いて画像を形成する光変調素子（ＤＭＤ５５１）を有する画像表示部（画像表示ユニット５０）と、光源からの光を画像表示部に導く照明光学部（照明光学系ユニット４０）と、画像表示部によって形成された画像を拡大投影する投影光学部（投影光学系ユニット６０）と、光変調素子を変位させて画像の投影位置を変位させる移動制御部（移動制御部１２）と、を備え、移動制御部は、操作手段による操作内容に応じて光変調素子を変位させるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。以下に詳細を説明する。
【０１１９】
図１８〜図２０を参照して本発明に係る画像投影システムの一実施形態であるシミュレーションシステムについて説明する。本実施形態では、フライトシミュレータを例に説明する。
【０１２０】
図１８は、従来のシミュレータシステム９０の構成を示す説明図である。図１８（Ａ）はシミュレータシステム９０の側面図、図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）においてユーザの背面側から見たシミュレータシステム９０の正面図、図１８（Ｃ）はシミュレータシステム９０の回転時の正面図を示している。
【０１２１】
図１８に示すシミュレータシステム９０では、図１８（Ａ）に示すように、プロジェクタ１はシミュレータボックス１１０の天井部１１２に固設されており、ユーザ１３０の前方に設けられたスクリーンＳに投影画像Ｐ（シミュレータ画像）を投影するようになっている。
【０１２２】
ハンドル１２１やその他の操作ボタン等は、シミュレータシステム９０の画像供給装置と接続されており、操作内容は、画像データに反映される。また、ハンドル１２１の操作角度に応じてシミュレータボックス１１０を搖動させる駆動部１１１が設けられている。
【０１２３】
シミュレータシステム９０において、ハンドル１２１を回転させていない状態では、図１８（Ｂ）に示すように、シミュレータボックス１１０は傾きのない状態であり、投影画像Ｐも傾きのない状態である。
【０１２４】
この状態から、シミュレータボックス１１０の中において、ユーザ１３０がハンドル１２１を操作すると、図１８（Ｃ）に示すように、操作内容に応じて、駆動部１１１が動作し、シミュレータボックス１１０を搖動させる。
【０１２５】
シミュレータボックス１１０全体が傾くことで、天井部１１２に固設されたプロジェクタ１も傾くことになるので、プロジェクタ１から投影されている投影画像Ｐも併せて傾き、実際にフライトしている状況を再現することが可能となっている。
【０１２６】
図１９は、本実施形態に係るシミュレータシステム１００の構成を示す説明図である。図１９（Ａ）はシミュレータシステム１００の側面図、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）においてユーザの背面側から見たシミュレータシステム１００の正面図、図１９（Ｃ）はシミュレータシステム１００の回転時の正面図を示している。
【０１２７】
本実施形態に係るシミュレータシステム１００では、画像を投影するプロジェクタ１はシミュレータボックス１１０には固設されておらず、外部の別構造体である取付部１１３に固設されている。この取付部１１３は非動作である。
【０１２８】
図１９に示すシミュレータシステム１００では、図１９（Ａ）に示すように、プロジェクタ１はシミュレータボックス１１０の外部の取付部１１３に固設されており、ユーザ１３０の前方に設けられたスクリーンＳに投影画像Ｐを投影するようになっている。この時、シミュレータボックス１１０の筐体は、搖動時において、取付部１１３に固設されたプロジェクタ１に衝突、および投影光の光路の妨げとならないように設けられている。
【０１２９】
ハンドル１２１やその他の操作ボタン等は、シミュレータシステム１００の画像供給装置と接続されており、操作内容は、画像データに反映される。また、ハンドル１２１の操作角度に応じてシミュレータボックス１１０を搖動させる駆動部１１１が設けられている。また、ハンドル１２１は、プロジェクタ１の通信部８と接続されている。
【０１３０】
シミュレータシステム１００において、ハンドル１２１を回転させていない状態では、図１９（Ｂ）に示すように、シミュレータボックス１１０は傾きのない状態であり、投影画像Ｐも傾きのない状態である。
【０１３１】
この状態から、シミュレータボックス１１０の中において、ユーザ１３０がハンドル１２１を操作すると、図１９（Ｃ）に示すように、操作内容に応じて、駆動部１１１が動作し、シミュレータボックス１１０を搖動させる。
【０１３２】
図１９に示すシミュレータシステム１００においては、プロジェクタ１は、シミュレータボックス１１０の外部に固設されているため、シミュレータボックス１１０が傾いたとしてもプロジェクタ１は物理的に変位しない。
【０１３３】
このためプロジェクタ１からの投影画像Ｐに何らの制御もしなければ、シミュレータボックス１１０は傾くが、投影画像Ｐは傾かず、投影画像Ｐは、ユーザ１３０が体感するシミュレータボックス１１０の動きに連動しないこととなる。
【０１３４】
そこで、本実施形態に係るシミュレータシステム１００のプロジェクタ１は、上述したように、ハンドル１２１の回転角度を検出する操作検出部１３と、操作内容に連動させて、光変調素子を変位させる移動制御部１２を備えている。
【０１３５】
そして、ハンドル１２１の回転角度に併せて、光変調素子を回転制御することで、図１９（Ｃ）に示すように、プロジェクタ１を物理的に変位させることなく、投影画像Ｐを回転させることが可能となる。
【０１３６】
このシミュレータシステム１００においては、投影画像Ｐの回転は、シミュレータボックス１１０のような大型筐体を機械的に搖動させることによるものではなく、プロジェクタ１内の可動ユニット５５によりＤＭＤ５５１を回転動作させることで実現される。すなわち、可動対象を軽量化し、機敏な回転を可能とすることで、投影画像Ｐを高速で回転させることができる。このため、ハンドル１２１による回転操作に対し動作応答性を向上させて、敏捷性のあるシミュレータシステムとすることができる。
【０１３７】
なお、投影画像Ｐの回転量がシミュレータボックス１１０の回転量よりも多くなる場合、厳密には、ユーザ１３０が体感する回転量（シミュレータボックス１１０の回転量）と投影画像Ｐの回転量は連動しないが、急激な動きに画面の回転だけでも対応させることで、より実体験に近い体験が可能となる。
【０１３８】
また、プロジェクタ１は、シミュレータボックス１１０の外部に固設されて物理的に変位しないものであるので、傾きに応じて冷却手段の制御量を調整する必要がなく、冷却手段の制御を簡易にすることができるとともに、常に適切な冷却制御が可能となる。
【０１３９】
また、シミュレータボックス１１０は限られた大きさの空間であり、シミュレータボックス１１０内の温度が上昇すると、暖かい空気はボックス内の上部に滞留するが、プロジェクタ１をシミュレータボックス１１０の外部に設けることで、プロジェクタ１周辺の通気性を向上させて、プロジェクタ１が過温状態となることを防止することができる。
【０１４０】
また、プロジェクタ１をシミュレータボックス１１０の外部に設けることで、シミュレータボックス１１０の搖動による振動を受けることがなく、従来よりも耐震性の要求レベルを低くすることができる。
【０１４１】
このように、本実施形態に係るシミュレータシステム１００によれば、シミュレータ画像を、シミュレータボックス１１０全体を回転させるよりも高速で回転させてシミュレータシステムの動作応答性を向上することができるとともに、プロジェクタ１の振動や温度によるストレスが無くなるためプロジェクタ１の信頼性を向上させることができる。
【０１４２】
＜画像補正＞
次に、投影画像の回転時における画像データの補正について説明する。図２０は投影画像の回転時における投影画像の傾きを説明する説明図である。また、図２１は、投影画像の回転時の表示画像領域の説明図である。
【０１４３】
図２０（Ａ）の実線部分は、フライトシミュレータにおいて投影画像Ｐが回転していないときの例である。投影画像Ｐには、太陽７０、雲７１、地平線７２が含まれている。図２０（Ａ）の実線で示す状態から、光変調素子を回転させて、図２０（Ａ）の点線で示す状態にしたのが図２０（Ｂ）である。
【０１４４】
このような投影画像Ｐの場合、そのまま回転させると、図２０（Ｂ）に示すように、投影画像Ｐの全体が回転するため、実体験画像とは異なる実際となってしまう。すなわち、投影画像Ｐの枠Ｐｆは回転するが、そこから見える画像（風景等）は回転しない状態でないと実体験と異なってしまう。
【０１４５】
そのため、光変調素子の回転制御をする場合、その投影画像Ｐは回転するが、その投影画像内容は回転しない制御を行うようにすることが必要になる。
【０１４６】
すなわち、回転動作がない図２０（Ａ）の投影画像Ｐを回転させた場合、図２１（Ａ）に示すように投影画像Ｐの枠Ｐｆは回転するが、投影画像内容（ここでは、太陽７０、雲７１、地平線７２）の位置が変わらないようにする必要がある。
【０１４７】
図２１（Ａ）のように、投影画像Ｐを回転させて投影画像内容の位置を維持する場合、映像情報（画像データ）としては回転をしていない元の画像内容（図２０（Ａ））しか持たないため、回転することで図２１（Ｂ）の斜線部分の映像情報が不足することになる。このため、投影画像Ｐの回転角度に応じた表示画像領域を補完するようにする必要がある。
【０１４８】
したがって、光変調素子の回転動作の際には、図２０及び図２１で説明したように、（１）投影画像内容の回転時の固定のための補正、（２）映像情報の表示領域の補完補正、が必要になる。
【０１４９】
図２２を参照して、この画像補正について説明する。図２２（Ａ）は、回転動作がない通常の投影画像Ｐである。上記（１）の補正では、投影画像Ｐに光変調素子の回転が掛かっても投影画像内容は回転しないように、画像補正部１４は、回転方向とは逆方向に回転補正を掛ける。
【０１５０】
また、上述のように、投影画像Ｐが回転すると細点線Ｐｆ１で示すように表示画像領域が変わってきて、映像情報が不足するが、図２２（Ｂ）の太点線Ｐｆ２の領域に示すように、回転により不足する可能性のある領域を補完できるように、予め大きい領域の画像Ｐｂ（補完画像データ）を保持しておくことで、画面が回転した場合でも細点線Ｐｆ１の領域は太点線Ｐｆ２の枠内に収まるので、画像情報の欠如がなくなる。なお、画像Ｐｂは、システムコントロール部１０の記憶部に予め記録しておく。
【０１５１】
画像補正部１４は、操作検出部１３で得た画像の回転角度の情報に基づいて、システムコントロール部１０の記憶部に記憶されている大きい領域の画像Ｐｂの画像情報のどの領域を切り出すかを判断し、その画像データを光変調素子であるＤＭＤ５５１に導く。このようにして、回転角度の情報はＤＭＤ５５１の回転とともに投影画像情報の最適化のためにも利用するものである。よって、ＤＭＤ５５１の回転とともに、ＤＭＤ５５１で形成させる画像情報もシミュレータ画面として最適に形成することができる。
【０１５２】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【０１５３】
例えば、プロジェクタ１が備える光変調素子を変位させるための機構は、図６〜図１７を参照して説明した上述の例に限られるものではなく、ＤＭＤ５５１を変位させることで投影されている画像情報を維持した状態で投影位置を変位させるものであればよい。
【０１５４】
また、色順次方式の画像投影装置を例に説明したが、投影方式はこれに限られるものではなく、例えば、空間分割方式の画像投影装置であってもよい。
【０１５５】
また、操作手段１２０がハンドル１２１である場合の回転操作について説明したが、ハンドル１２１を引き上げたり押し込んだりする操作や、別途設けられたジョイスティック、レバーなどの操作手段１２０の操作に応じて、投影画像Ｐの回転動作や平行移動を可能とするものであってもよい。例えば、操作手段１２０は、方向入力操作が可能なジョイスティックであり、操作検出部１３は、ジョイスティックの方向入力を検出し、移動制御部１２は、操作検出部１３が検出したジョイスティックの方向入力に応じて光変調素子を変位させるものである。
【０１５６】
また、プロジェクタ１が操作手段１２０の操作内容を検出する操作検出部１３を備える例を説明したが、操作検出部１３はプロジェクタ１の外部に設けられ、操作検出部１３がプロジェクタ１のシステムコントロール部１０に検出した操作内容（回転角度等）を送信するものであってもよい。例えば、操作手段１２０が操作検出部１３を備えていてもよい。
【０１５７】
また、フライトシミュレータを例に説明したが、フライトシミュレーションゲームや、ドライブゲーム、その他のアクションゲームなどの体感型ゲーム機に適用することもできる。
【符号の説明】
【０１５８】
１  プロジェクタ（画像投影装置）
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  操作検出部
１４  画像補正部
３０  光源
４０  照明光学系ユニット（照明光学部）
５０  画像表示ユニット（画像表示部）
６０  投影光学系ユニット（投影光学部）
１００  シミュレータシステム（画像投影システム）
１１０  シミュレータボックス
１１１  駆動部
１１２  天井部
１１３  取付部
１２０  操作手段
１２１  ハンドル
１３０  ユーザ
５５１  ＤＭＤ（光変調素子）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５９】
【特許文献１】特許第４５５４３９１号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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