(57)【要約】【課題】動画像に応じた高解像度を実現しつつ、製品寿命を伸ばすとともに電力消費量を抑えることができる画像投射装置を提供すること。【解決手段】画像投射装置１は、動画像に対応する投影画像を光源３０の光を用いて生成するＤＭＤ５５１を有するとともに、照明光学系ユニットに対して相対的に移動可能な可動ユニット５５と、投影対象の動画像に基づいて、投影画像の表示制御に関する制御指示を生成する映像信号制御部１１と、制御指示に基づいて、可動ユニット５５の移動を制御する可動ユニット制御部２５と、を備え、映像信号制御部１１は、動画像が所定条件を満たす場合には、制御指示として可動ユニット５５を移動させない第１の制御指示を生成し、動画像が所定条件を満たさない場合には、制御指示として可動ユニット５５を移動させる第２の制御指示を生成する。【選択図】図２
2017225032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から照射された光を後段へ導く照明光学系ユニットと、
動画像に対応する投影画像を前記光源の光を用いて生成する光変調素子を有するとともに、前記照明光学系ユニットに対して相対的に移動可能な可動ユニットと、
投影対象の前記動画像に基づいて、前記投影画像の表示制御に関する制御指示を生成する映像信号制御部と、
前記制御指示に基づいて、前記可動ユニットの移動を制御する可動ユニット制御部と、
を備え、
前記映像信号制御部は、
前記動画像が所定条件を満たす場合には、前記制御指示として前記可動ユニットを移動させない第１の制御指示を生成し、前記動画像が前記所定条件を満たさない場合には、前記制御指示として前記可動ユニットを移動させる第２の制御指示を生成する、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記映像信号制御部は、
前記動画像の変化量を算出する算出部と、
前記変化量と第１の閾値とを比較することによって前記動画像の映像の動きの程度を判定し、前記変化量が前記第１の閾値よりも大きい場合には、前記所定条件を満たすと判定して前記第１の制御指示を生成し、前記変化量が前記第１の閾値以下の場合には、前記所定条件を満たさないと判定して前記第２の制御指示を生成する判定部と、
を有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】
前記映像信号制御部は、
前記動画像において変化のある領域の面積の大きさが第２の閾値よりも大きい場合には、前記所定条件を満たすと判定して前記第１の制御指示を生成し、
前記面積の大きさが前記第２の閾値以下の場合には、前記所定条件を満たさないと判定して前記第２の制御指示を生成する、
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４】
前記映像信号制御部は、
前記動画像の映像信号と同時に前記動画像の音声信号が入力された場合には、前記所定条件を満たすと判定して前記第１の制御指示を生成し、
前記動画像の映像信号が入力されて前記動画像の音声信号は同時に入力されない場合には、前記所定条件を満たさないと判定して前記第２の制御指示を生成する、
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５】
前記映像信号制御部は、
前記動画像のファイル形式に基づいて、前記動画像が動画であるか静止画であるかを判定し、
前記動画像が動画であると判定した場合には前記所定条件を満たすと判定して前記第１の制御指示を生成し、
前記動画像が静止画であると判定した場合には前記所定条件を満たさないと判定して前記第２の制御指示を生成する、
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６】
前記光変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイスであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の画像投射装置。
【請求項７】
光変調素子が、光源から照射された光を用いて動画像に対応する投影画像を生成する画像生成ステップと、
投影対象の前記動画像に基づいて、前記投影画像の表示制御に関する制御指示を生成する指示生成ステップと、
前記制御指示に基づいて、前記光変調素子を有した可動ユニットの移動を制御する制御ステップと、
を含み、
前記指示生成ステップでは、
前記動画像が所定条件を満たす場合には、前記制御指示として前記可動ユニットを移動させない第１の制御指示を生成し、
前記動画像が前記所定条件を満たさない場合には、前記制御指示として前記可動ユニットを移動させる第２の制御指示を生成する、
ことを特徴とする画像投射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射装置および画像投射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置において投影画像を高解像度化する方法の１つに、投影画像を細かい周期で斜め４５°方向に半画素ずらす方法がある。この方法の場合、半画素ずらした画像を投影することによってスクリーン上に中間画像を作り出せるので、投影画像が、実投影像＋中間画像となり、通常の２倍の画素数をスクリーン上に生成できる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の表示装置は、光学素子である画素シフト素子を動かすことによって画素シフトを行っている。これにより、特許文献１に記載の表示装置は、中間画像を作り出し、高解像な画像を形成している。
【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に記載の表示装置は、高解像度化の効果を確認しづらいような動きの大きな映像の場合でも、常に画素ずらしを行っているので、駆動時間の増加による製品寿命の減少や、電力消費量の増加などが生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動画像に応じた高解像度を実現しつつ、製品寿命を伸ばすとともに電力消費量を抑えることができる画像投射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像投射装置は、光源と、前記光源から照射された光を後段へ導く照明光学系ユニットと、動画像に対応する投影画像を前記光源の光を用いて生成する光変調素子を有するとともに、前記照明光学系ユニットに対して相対的に移動可能な可動ユニットと、投影対象の前記動画像に基づいて、前記投影画像の表示制御に関する制御指示を生成する映像信号制御部と、前記制御指示に基づいて、前記可動ユニットの移動を制御する可動ユニット制御部と、を備え、前記映像信号制御部は、前記動画像が所定条件を満たす場合には、前記制御指示として前記可動ユニットを移動させない第１の制御指示を生成し、前記動画像が前記所定条件を満たさない場合には、前記制御指示として前記可動ユニットを移動させる第２の制御指示を生成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、動画像に応じた高解像度を実現しつつ、製品寿命を伸ばすとともに電力消費量を抑えることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、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】図２は、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】図３は、実施形態における画素ずらし処理を説明するための図である。
【図４】図４は、実施形態における映像信号制御部の機能構成を例示するブロック図である。
【図５】図５は、実施形態における画像投影処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、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７】図７は、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８】図８は、実施形態における投影光学系ユニットの内部構成を例示する図である。
【図９】図９は、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１０】図１０は、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１１】図１１は、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１２】図１２は、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１３】図１３は、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１４】図１４は、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１５】図１５は、実施形態におけるトッププレートを例示する底面図である。
【図１６】図１６は、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１７】図１７は、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１８】図１８は、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１９】図１９は、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２０】図２０は、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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、画像投射装置および画像投射方法の実施形態を詳細に説明する。なお、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、実施形態における画像投射装置１を例示する図である。
【００１１】
画像投射装置１は、プロジェクタなどの投射装置の一例であり、出射窓６１、外部Ｉ／Ｆ９を有し、動画像に対応する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。画像投射装置１は、例えば外部Ｉ／Ｆ９に接続されるＰＣ（パーソナルコンピュータ）またはデジタルカメラから画像データなどが送信されると、光学エンジンが送信されてきた動画像の画像データなど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６１からスクリーンＳに画像を投影する。
【００１２】
なお、以下に示す図面において、Ｘ１Ｘ２方向は画像投射装置１の幅方向、Ｙ１Ｙ２方向は画像投射装置１の奥行き方向、Ｚ１Ｚ２方向は画像投射装置１の高さ方向である。また、以下では、画像投射装置１の出射窓６１側を上、出射窓６１とは反対側を下として説明する場合がある。
【００１３】
画像投射装置１は、画像表示素子を移動させる画素ずらし駆動機能（後述する可動ユニット５５）を備えている。画素ずらしによる高解像度化は、特に静止画などの動きの少ない映像においては効果が高い。一方、動きの大きな映像においては、高解像度化の効果を認識しづらい。このため、本実施形態の画像投射装置１は、入力された映像信号（動画像データの信号）に基づいて、映像（動画像）の動きの程度である変化量を判定し、動きが大きい映像の場合には、可動ユニット５５の駆動（移動）をＯＦＦにする。
【００１４】
図２は、実施形態における画像投射装置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、画像投射装置１は、外部Ｉ／Ｆ９、スピーカ４、映像信号制御部１１、Ａｕｄｉｏ信号制御部２７、システム制御部１０、リモコン受信部１２、本体操作部７、メモリ１４、ファン制御部１６、ファン２０を有する。また、画像投射装置１は、可動ユニット制御部２５、ＤＭＤ制御部１８、カラーホイール制御部１９、光源制御部１７、光学エンジン７０、出射窓６１を有する。そして、光学エンジン７０が、可動ユニット５５、カラーホイール２３、光源３０、投射レンズを含んだ投影光学系ユニット６０を備えている。また、光学エンジン７０が、光変調素子の一例であるデジタルマイクロミラーデバイス（Digital  Micro-mirror  Device）（以下、単に「ＤＭＤ」という）５５１を有している。
【００１６】
外部Ｉ／Ｆ（インターフェース）９は、映像入力端子２およびＡｕｄｉｏ入力端子３を備えている。映像入力端子２は、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition  Multimedia  Interface）やＶＧＡ（Video  Graphics  Array）等のインターフェースを介してコンピュータやＡＶ（Audio-Visual）機器と接続される。なお、外部Ｉ／Ｆ９は、複数の映像入力端子２を備える場合もある。
【００１７】
映像信号制御部１１は、外部から送られてくる動画像（映像信号）に基づいて、動画像に対応する投影画像の表示制御に関する制御指示を生成する。映像信号制御部１１は、映像入力端子２、システム制御部１０およびＡｕｄｉｏ信号制御部２７に接続されている。映像信号制御部１１は、映像入力端子２に入力された映像信号の解像度または周波数などを解析する信号判定機能を備えている。また、映像信号制御部１１は、動画像の変化の大きさを変化量として算出し、画像の動きの大小を判定する画像判定機能を備えている。映像信号制御部１１は、映像信号、信号判定結果、画像判定結果に対応する制御指示などをシステム制御部１０に送る。また、映像信号制御部１１は、映像入力端子２がＨＤＭＩ（登録商標）である場合、デジタルＡｕｄｉｏ信号をＡｕｄｉｏ信号制御部２７に送る。
【００１８】
本実施形態の映像信号制御部１１は、投影対象の動画像が所定条件を満たす場合には、制御指示として可動ユニット５５を移動させない第１の制御指示（駆動機能をＯＦＦにする指示）を生成する。また、映像信号制御部１１は、動画像が所定条件を満たさない場合には、制御指示として可動ユニット５５を移動させる第２の制御指示（駆動機能をＯＮにする指示）を生成する。
【００１９】
Ａｕｄｉｏ入力端子３は、ＲＣＡ（Radio  Corporation  of  America）（登録商標）端子やミニピンプラグ等のインターフェースを介してコンピュータやＡＶ機器と接続される。なお、外部Ｉ／Ｆ９は、複数のＡｕｄｉｏ入力端子３を備える場合もある。
【００２０】
Ａｕｄｉｏ信号制御部２７は、Ａｕｄｉｏ入力端子３、システム制御部１０およびスピーカ４に接続されている。Ａｕｄｉｏ信号制御部２７は、Ａｕｄｉｏ入力端子３に入力されたＡｕｄｉｏ信号や、ＨＤＭＩ（登録商標）などの映像入力端子２から入力されたデジタルＡｕｄｉｏ信号に対して、出力レベル調整、イコライザ調整、ノイズ除去などを行ない、スピーカ４に出力する。スピーカ４は、Ａｕｄｉｏ信号制御部２７から送られてくる信号を音として出力する。なお、Ａｕｄｉｏ信号制御部２７は、システム制御部１０からの指示により、スピーカ４からの音出力を停止させることも可能である。
【００２１】
システム制御部１０は、映像信号制御部１１、Ａｕｄｉｏ信号制御部２７、リモコン受信部１２、本体操作部７、メモリ１４、ファン制御部１６、可動ユニット制御部２５、ＤＭＤ制御部１８、カラーホイール制御部１９、光源制御部１７に接続されている。システム制御部１０は、Ａｕｄｉｏ信号制御部２７、メモリ１４、ファン制御部１６、可動ユニット制御部２５、ＤＭＤ制御部１８、カラーホイール制御部１９、光源制御部１７を制御する。システム制御部１０は、映像信号制御部１１から入力された映像信号に対してのスケーリング処理などの画像処理や、その他各種制御を行う。
【００２２】
リモコン受信部１２は、リモートコントローラ５からの遠隔操作を受け付けて、遠隔操作に対応する情報をシステム制御部１０に送る。
【００２３】
本体操作部７は、画像投射装置１を操作するインターフェースを提供する。本体操作部７は、操作者であるユーザからの入力操作を受け付けて、入力操作に対応する情報をシステム制御部１０に送る。ユーザは、本体操作部７またはリモートコントローラ５から画像投射装置１の各種設定等を行うことができる。
【００２４】
可動ユニット制御部２５は、映像信号制御部１１からシステム制御部１０を介して送られてくる制御指示に基づいて、光学エンジン７０が備える可動ユニット５５の移動を制御する。可動ユニット制御部２５は、光学エンジン７０において移動可能に設けられた可動ユニット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。詳しくは後述するが、例えば、可動ユニット５５は、カラーホイール２３に対して相対的に回転可能または移動可能であり、可動ユニット制御部２５は、可動ユニット５５を回転または移動させる制御を行う。可動ユニット５５は、平板状のカラーホイール２３と平行な面内で移動する。
【００２５】
ＤＭＤ制御部１８は、ＤＭＤ５５１に備え付けられている各ミラーのＯＮ／ＯＦＦを制御する。ＤＭＤ制御部１８は、外部Ｉ／Ｆ９から入力される画像データに基づいてＤＭＤ５５１を制御し、スクリーンＳに投影する画像（投影画像）をＤＭＤ５５１に生成させる。ＤＭＤ５５１は、光変調素子の一例であり、後述の光源３０から照射された光を用いて画像を生成する。カラーホイール制御部１９は、カラーホイール２３の回転を制御する。光源制御部１７は、光源３０のＯＮ／ＯＦＦや点灯パワーなどを制御する。
【００２６】
光学エンジン７０は、スクリーンＳに画像を投影するシステムである。光学エンジン７０の光源３０は、カラーホイール２３の配置されている方向へ光を出射する。光源３０は、例えば水銀高圧ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等であり、光源制御部１７によって制御される。光学エンジン７０のカラーホイール２３は、光源３０から出射される光を赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の各色に分離（時分割）して後段へ導く。
【００２７】
可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１を固定する画像表示ユニット（後述する画像表示ユニット５０）に含まれる可動部分である。可動ユニット５５は、可動ユニット５５を動かすことによって、ＤＭＤ５５１そのものを動かすことができる。なお、ＤＭＤ５５１を移動させる処理については後述する。可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１で反射された光（ＤＭＤ５５１によって生成された画像）を投影光学系ユニット６０に送る。投影光学系ユニット６０は、ＤＭＤ５５１によって生成された画像を投射レンズによって拡大し、出射窓６１を介してスクリーンＳに拡大画像を投影する。
【００２８】
本実施形態の可動ユニット５５は、動画像の変化量が第１の閾値よりも大きい場合には、可動ユニット制御部２５によって駆動ＯＮに制御され、動画像の変化量が第１の閾値以下である場合には、可動ユニット制御部２５によって駆動ＯＦＦに制御される。
【００２９】
ファン制御部１６は、光源３０や画像投射装置１内の温度が所定の温度となるようにファン２０を制御する。ファン２０は、ファン制御部１６によって制御されて回転し、光学エンジン７０の光源３０などを冷却する。メモリ１４は、映像信号に対する画像処理やその他各種処理で生成されるデータを記憶する。
【００３０】
本実施形態では、画像投射装置１の一部が、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、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、画像投射装置１の一部（映像信号制御部１１など）の機能が実現される。なお、これに限らず、例えば画像投射装置１の各部の機能のうちの少なくとも一部（映像信号制御部１１など）が専用のハードウェア回路（半導体集積回路等）により実現される形態であってもよい。
【００３１】
なお、本実施形態の画像投射装置１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００３２】
また、本実施形態の画像投射装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の画像投射装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、本実施形態のプログラムを、ＲＯＭ等の不揮発性の記録媒体に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００３３】
本実施形態の画像投射装置１で実行されるプログラムは、上述した各部（映像信号制御部１１など）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、映像信号制御部１１などが主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００３４】
ここで、投影画像を高解像度化するための画素ずらし処理について説明する。図３は、実施形態における画素ずらし処理を説明するための図である。画像投射装置１は、投影画像を高解像度化するために、細かい周期で投影画像を例えば斜め４５°方向に半画素ずらす。これにより、半画素分ずらされた画像が投影されることになり、スクリーンＳ上に中間画像が作り出される。この結果、投影画像が、実投影像＋中間画像となり、画像投射装置１は、通常の２倍の画素数をスクリーンＳ上に生成できる。
【００３５】
画像が投影される際には、画像投射装置１が、元の画像１０１に対して半画素分ずらした画像１０２を生成する。そして、画像投射装置１が、画像１０１と画像１０２とを合成させた画像１０３を生成し、この画像１０３をスクリーンＳ上に映し出す。これにより、画像投射装置１は、元の画像１０１よりも最大２倍程度の高解像度化を実現できる。
【００３６】
なお、画像投射装置１は、何れの方法によって中間画像を形成してもよい。画像投射装置１は、ＤＭＤ５５１自体を駆動させることによって中間画像を形成してもよいし、投影光学系ユニット６０で光路をシフトさせることによって中間画像を形成してもよい。換言すると、画素シフト素子（投射レンズ）を構成している１枚のレンズをシフトさせる方法、画像形成を行っている画像表示素子（ＤＭＤ５５１）をシフトさせる方法などの何れの方法で、投影画像を半画素ずらしてもよい。
【００３７】
画像表示素子であるＤＭＤ５５１をシフトさせる方法の場合、半画素ずらしの動き（高解像度化の動き）だけでなく、投影画像を上下左右に動かす動き、さらには投影画像を回転させる動きも１つの駆動ユニットである可動ユニット５５で実現することが可能である。以下の説明では、画像投射装置１が、ＤＭＤ５５１自体を移動させることによって中間画像を形成し、これにより高解像度化を実現する場合について説明する。
【００３８】
＜映像信号制御部の構成＞
図４は、実施形態における映像信号制御部１１の機能構成を例示するブロック図である。
【００３９】
映像信号制御部１１は、入力部１１１、解析部１１２、算出部１１３、判定部１１４、出力部１１５を備える。映像信号制御部１１では、入力部１１１が解析部１１２に接続され、解析部１１２が算出部１１３に接続され、算出部１１３が判定部１１４に接続され、判定部１１４が出力部１１５に接続されている。
【００４０】
入力部１１１は、映像入力端子２に接続されている。入力部１１１は、ＰＣなどの外部機器から映像入力端子２を介して入力される動画像データを受け付けて解析部１１２に出力する。
【００４１】
解析部１１２は、入力部１１１から得た動画像データを解析して、画像中の物体（オブジェクト）を検出する。解析部１１２は、検出したデータ（画像中の物体）と、動画像データとを算出部１１３に送る。
【００４２】
算出部１１３は、解析部１１２から得たデータに基づいて、動画像の変化の大きさを変化量として算出する。算出部１１３は、例えば、代表画像の前後の部分動画像を用いて動画像の変化量を算出する。具体的には、算出部１１３は、動画像から算出対象フレームを抽出し、算出対象フレームの変化量を算出する。このとき、算出部１１３は、算出対象フレームと、算出対象フレームの前後に隣接する隣接フレームとを比較し、比較結果（差分）に基づいて変化量を算出する。算出部１１３は、算出結果である変化量と、動画像データとを判定部１１４に送る。
【００４３】
判定部１１４は、算出部１１３から算出された変化量と予め設定した第１の閾値とを比較することによって動画像の映像の動きの程度（所定条件を満たすか否か）を判定する。具体的には、判定部１１４は、変化量が第１の閾値を超えているか否かを判定することによって、所定条件を満たすか否かを判定する。
【００４４】
ここで、変化量が第１の閾値を超えていれば、判定部１１４は、動きの大きい映像であると判定し、画素ずらし処理を行わないと判定する。このように、判定部１１４は、変化量が第１の閾値よりも大きい場合には、所定条件を満たすと判定して、可動ユニット５５を移動させない第１の制御指示を生成する。
【００４５】
一方、変化量が第１の閾値以下であれば、判定部１１４は、動きの小さい映像または画像であると判定し、画素ずらし処理を行うと判定する。このように、判定部１１４は、変化量が第１の閾値以下の場合には、所定条件を満たさないと判定して、可動ユニット５５を移動させる第２の制御指示を生成する。
【００４６】
判定部１１４は、判定結果に応じた指示（画素ずらし駆動機能をＯＮまたはＯＦＦさせる指示）と、動画像データとを出力部１１５に送る。変化量が第１の閾値を超えている場合、判定部１１４は、画素ずらし駆動機能をＯＦＦにするＯＦＦ指示（第１の制御指示）を出力部１１５に送る。変化量が第１の閾値以下である場合、判定部１１４は、画素ずらし駆動機能をＯＮにするＯＮ指示（第２の制御指示）を出力部１１５に送る。
【００４７】
出力部１１５は、判定部１１４から得たＯＮ／ＯＦＦ指示と、動画像データとをシステム制御部１０に出力する。システム制御部１０は、出力部１１５から出力されたＯＮ／ＯＦＦ指示を可動ユニット制御部２５に出力する。また、システム制御部１０は、出力部１１５から出力された動画像データをＤＭＤ制御部１８に出力する。
【００４８】
これにより、ＤＭＤ制御部１８は、動画像データに基づいて、ＤＭＤ５５１に備え付けられている各ミラーのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、可動ユニット制御部２５は、ＯＮ／ＯＦＦ指示に基づいて、画素ずらし駆動ユニットである可動ユニット５５の駆動のＯＮとＯＦＦとを制御する。これにより、画像投射装置１は、動画像データの動き量に基づいて、可動ユニット５５の駆動（移動）のＯＮとＯＦＦとを適切に切り替えることができる。
【００４９】
画像投射装置１において、例えば、動画像の変化量の第１の閾値がゼロに設定されていれば、画像投射装置１は、静止画の場合には、可動ユニット５５の駆動をＯＮとする制御ができ、動画の場合には可動ユニット５５の駆動をＯＦＦとする制御が可能となる。
【００５０】
図５は、実施形態における画像投影処理の処理手順を示すフローチャートである。ここでは、動画像データの変化量に応じた可動ユニット５５の駆動制御処理手順について説明する。入力部１１１は、映像入力端子２に入力される動画像データを受け付けて解析部１１２に出力する。解析部１１２は、入力された動画像データを解析して画像中の物体を検出し、算出部１１３は、画像中の物体に基づいて、動画像の変化量を算出する（ステップＳ１０）。
【００５１】
判定部１１４は、算出部１１３から算出された変化量が、予め設定した第１の閾値を超えているか否か判定する（ステップＳ２０）。変化量が第１の閾値以下である場合（ステップＳ２０、Ｎｏ）、判定部１１４は、動きの小さい映像であると判定し、画素ずらし駆動機能をＯＮにする指示（ＯＮ指示）を出力部１１５に送る。これにより、出力部１１５は、判定部１１４から得たＯＮ指示と、動画像データとをシステム制御部１０に出力する。
【００５２】
システム制御部１０は、出力部１１５から出力されたＯＮ指示を可動ユニット制御部２５に出力する。また、システム制御部１０は、出力部１１５から出力された動画像データをＤＭＤ制御部１８に出力する。
【００５３】
これにより、ＤＭＤ制御部１８は、動画像データに基づいて、ＤＭＤ５５１に備え付けられている各ミラーのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、可動ユニット制御部２５は、ＯＮ指示に従って、画素ずらし駆動機能（可動ユニット５５の駆動）をＯＮに制御する（ステップＳ３０）。
【００５４】
一方、変化量が第１の閾値を超えている場合（ステップＳ２０、Ｙｅｓ）、判定部１１４は、動きの大きい映像であると判定し、画素ずらし駆動機能をＯＦＦにする指示（ＯＦＦ指示）を出力部１１５に送る。これにより、出力部１１５は、判定部１１４から得たＯＦＦ指示と、動画像データとをシステム制御部１０に出力する。
【００５５】
システム制御部１０は、出力部１１５から出力されたＯＦＦ指示を可動ユニット制御部２５に出力する。また、システム制御部１０は、出力部１１５から出力された動画像データをＤＭＤ制御部１８に出力する。
【００５６】
これにより、ＤＭＤ制御部１８は、動画像データに基づいて、ＤＭＤ５５１に備え付けられている各ミラーのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、可動ユニット制御部２５は、ＯＦＦ指示に従って、画素ずらし駆動機能（可動ユニット５５の駆動）をＯＦＦに制御する（ステップＳ４０）。
【００５７】
このように、判定部１１４が、動画像データの変化量に基づいて、映像の動きの程度を判定する場合、動きの大小に応じて画素ずらし駆動機能のＯＮとＯＦＦとを制御できるので、画素ずらし駆動機能の制御設計の自由度が高い。
【００５８】
なお、ここでは、判定部１１４が動画像の変化量の大小で映像の動きの程度を判定する場合について説明したが、判定部１１４が動画像において変化のある面積の大小によって映像の動きの程度を判定してもよい。すなわち、画像投射装置１は、一部の動画像データの変化量が大きい場合であっても、画面全体では変化量が小さいようなシーンに対しては、画素ずらし駆動機能をＯＮにしてもよい。
【００５９】
この場合、算出部１１３は、動画像において変化のある領域の面積の大きさを算出する。そして、判定部１１４は、動画像において変化のある領域の面積の大きさが第２の閾値よりも大きい場合には、所定条件を満たすと判定して第１の制御指示（駆動機能をＯＦＦにする指示）を生成する。一方、判定部１１４は、動画像において変化のある領域の面積の大きさが第２の閾値以下の場合には、所定条件を満たさないと判定して第２の制御指示（駆動機能をＯＮにする指示）を生成する。これにより、画像投射装置１は、動画像において変化のある領域の面積の大きさに応じた駆動機能の制御を行う。この結果、変化量の小さいエリアでは高解像度化の効果を得ることができる。また、変化量の大きいエリアでは、製品寿命を伸ばすとともに電力消費量を抑えることが可能になる。
【００６０】
また、判定部１１４は、動画像の変化量を算出せず、簡易な方法によって動画と静止画とを判別してもよい。動画像データは、映像信号および音声信号を含んで構成される場合と、音声信号を含まず映像信号を含んで構成される場合とがある。例えば、映像信号の入力と同時に音声信号の入力があった場合には、動画である可能性が高いと考えられる。したがって、判定部１１４は、映像信号および音声信号が同時入力された場合には、画素ずらし駆動機能をＯＦＦにすると判定する。
【００６１】
一方、音声信号が入力されず映像信号のみが入力される場合には、静止画である可能性が高いと考えられる。したがって、判定部１１４は、音声信号が入力されず映像信号のみが入力される場合には、画素ずらし駆動機能をＯＮにすると判定する。
【００６２】
判定部１１４は、音声信号の有無に基づいて動画像が動画であると判定した場合には、所定条件を満たすと判定して第１の制御指示（駆動機能をＯＦＦにする指示）を生成する。一方、判定部１１４は、音声信号の有無に基づいて動画像が静止画であると判定した場合には、所定条件を満たさないと判定して第２の制御指示（駆動機能をＯＮにする指示）を生成する。これにより、画像投射装置１は、音声信号の有無に応じた駆動機能の制御を行うことができる。このように、画像投射装置１は、音声信号の有無に基づいて動画像を判定するので、容易に駆動機能のＯＮとＯＦＦとの切り替えを判定することができる。
【００６３】
また、判定部１１４は、入力された映像信号のファイル形式に基づいて、入力された映像信号が動画であるか静止画であるかを判定してもよい。具体的には、判定部１１４は、入力された映像信号を、コンピュータで読み取り可能な画像ファイル形式に基づいて判定する。例えば、拡張子が「.JPG」である場合、判定部１１４は、動画像データが静止画コンテンツであると判定する。また、拡張子が「.MPG」である場合、判定部１１４は、動画像データが動画コンテンツであると判定する。このような、ファイル形式に基づいた判定方式は、ＵＳＢ機器に保存されているデータファイルを投影する場合などに適用可能である。
【００６４】
判定部１１４は、ファイル形式に基づいて動画像が動画であると判定した場合には、所定条件を満たすと判定して第１の制御指示（駆動機能をＯＦＦにする指示）を生成する。一方、判定部１１４は、ファイル形式に基づいて動画像が静止画であると判定した場合には、所定条件を満たさないと判定して第２の制御指示（駆動機能をＯＮにする指示）を生成する。これにより、画像投射装置１は、ファイル形式に応じた駆動機能の制御を行うことができる。このように、画像投射装置１は、ファイル形式に基づいて動画像を判定するので、容易に駆動機能のＯＮとＯＦＦとの切り替えを判定することができる。
【００６５】
ここで、画像投射装置１の詳細な構成例について説明する。以下では、画像投射装置１が備える各部の構成例と、可動ユニット５５の駆動方法（移動のさせ方）の例について説明する。
【００６６】
＜光学エンジンの構成＞
まず、画像投射装置１の光学エンジン７０の各部の構成について説明する。
【００６７】
なお、以下の説明では、ＤＭＤ５５１等の画像生成手段を回転させる場合について説明するが、画像生成手段に対しては、回転に限らず他の移動（直線移動など）を行ってもよい。
【００６８】
図６は、実施形態における光学エンジン７０を例示する斜視図である。光学エンジン７０は、図６に示されるように、光源３０と、カラーホイール２３を備えた照明光学系ユニット４０と、可動ユニット５５を備えた画像表示ユニット５０と、投影レンズを備えた投影光学系ユニット６０とを有し、画像投射装置１の内部に設けられている。
【００６９】
照明光学系ユニット４０は、光源３０から照射された光を後段（ＤＭＤ５５１側）へ導く。照明光学系ユニット４０は、光源３０からの光を画像表示ユニット５０へ導くための１以上の光学素子（カラーホイール２３など）を有する。照明光学系ユニット４０は、光源３０から照射された光を画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１に導く。
【００７０】
画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定部材（後述する固定ユニット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、システム制御部１０の可動ユニット制御部２５によって固定ユニット５１または照明光学系ユニット４０に対する相対位置が制御される。ＤＭＤ５５１は、システム制御部１０のＤＭＤ制御部１８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。
【００７１】
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画像投射装置１の外部に投影する。
【００７２】
なお、本実施形態に係る光学エンジン７０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。
【００７３】
［照明光学系ユニット］
図７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。
【００７４】
図７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２３、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。また、駆動手段（移動手段）の一例として、ライトトンネル４０２を回転させるためのアクチュエータ４１０を有する。
【００７５】
カラーホイール２３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２３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。
【００７６】
ライトトンネル４０２は、光源３０から照射された光の輝度分布を均一化するための筒状の光学部品である。より具体的には、ライトトンネル４０２は、板ガラスを内面に貼り合わせた四角筒状の光学部品である。ライトトンネル４０２は、カラーホイール２３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。
【００７７】
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。
【００７８】
シリンダミラー４０５及び凹面ミラー４０６は、第３の光学素子の一例であり、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。
【００７９】
［投影光学系ユニット］
図８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。
【００８０】
図８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。
【００８１】
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、画像投射装置１の外部のスクリーンＳ等に投影する。
【００８２】
［画像表示ユニット］
図９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１０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。
【００８３】
図９及び図１０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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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、システム制御部１０のＤＭＤ制御部１８から送信される画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
【００８９】
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。
【００９０】
このように、ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ制御部１８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。
【００９１】
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、本実施形態に係る画像投射装置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。
【００９２】
（固定ユニット）
図１１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１２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。
【００９３】
図１１及び図１２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。
【００９４】
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。
【００９５】
支柱５１５は、図１２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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
図１３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１４は、図１３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。
【０１００】
図１３及び図１４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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
また、図１１及び図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。
【０１０５】
図１５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１５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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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を移動させる駆動手段を構成する。
【０１０８】
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。
【０１０９】
（可動ユニット）
図１６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１７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。
【０１１０】
図１６及び図１７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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
図１８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。
【０１１３】
図１８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。
【０１１４】
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を移動させる駆動手段を構成する。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流の大きさ及び向きは、システム制御部１０の可動ユニット制御部２５によって制御される。可動ユニット制御部２５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。つまり、可動ユニット制御部２５は、照明光学系ユニット４０に対して回転可能な画像表示ユニット５０を回転させる制御を行うことができる。
【０１１８】
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１８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。
【０１１９】
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１８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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
以上で説明したように、本実施形態では、システム制御部１０の可動ユニット制御部２５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。
【０１２４】
なお、駆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、駆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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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１６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。
【０１２７】
図１９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。
【０１２８】
図１９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。
【０１２９】
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１７及び図１９に示されるように、固定手段としての段付きねじ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。
【０１３０】
図２０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２０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。
【０１３１】
図２０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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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２０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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
また、保持部材５５５は、図２０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。
【０１３７】
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、システム制御部１０の可動ユニット制御部２５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。
【０１３８】
＜画像投影＞
上記したように、本実施形態に係る画像投射装置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、システム制御部１０の可動ユニット制御部２５によって可動ユニット５５と共に位置が制御される。
【０１３９】
可動ユニット制御部２５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、ＤＭＤ制御部１８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。
【０１４０】
例えば、可動ユニット制御部２５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第１の位置と第２の位置との間で、ＤＭＤ５５１を所定の周期で往復移動させる。このとき、ＤＭＤ制御部１８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。
【０１４１】
このように、可動ユニット制御部２５が可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１を所定の周期で移動させ、ＤＭＤ制御部１８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。
【０１４２】
また、本実施形態に係る画像投射装置１では、可動ユニット制御部２５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等の画像生成手段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、本実施形態に係る画像投射装置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。
【０１４３】
以上に説明したように、本実施形態に係る画像投射装置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、画像投射装置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。
【０１４４】
このように、実施形態によれば、画像投射装置１は、入力された動画像データを判定し、高解像度化の効果の少ない動きの大きな映像の場合は、可動ユニット５５の駆動をＯＦＦにすることで、可動ユニット５５の不要な稼働を抑えることができるので、製品寿命の向上および消費電力の低減を実現することができる。したがって、動画像に応じた高解像度を実現しつつ、製品寿命を伸ばすとともに電力消費量を抑えることが可能になる。
【０１４５】
上述の実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。実施形態及び実施形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１４６】
１  画像投射装置
１０  システム制御部
１１  映像信号制御部
１８  ＤＭＤ制御部
２３  カラーホイール
２５  可動ユニット制御部
３０  光源
４０  照明光学系ユニット
５０  画像表示ユニット
５１  固定ユニット
５５  可動ユニット
６０  投影光学系ユニット
６１  出射窓
７０  光学エンジン
４０２  ライトトンネル
４０３，４０４  リレーレンズ
４０５  シリンダミラー
４０６  凹面ミラー
４１０  アクチュエータ（駆動手段）
５１１  トッププレート（第１固定板）
５１２  ベースプレート（第２固定板）
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（駆動手段）
５８１，５８２，５８３，５８４  コイル（駆動手段）
５５１  ＤＭＤ（光変調素子）
５５２  可動プレート（第１可動板）
５５３  結合プレート（第２可動板）
５６０  段付きねじ（固定手段）
５６１  ばね（押圧手段）
５７１  可動範囲制限孔
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４７】
【特許文献１】特開２００７−２４８８９４号公報
【図１】
2017225032.tif 000003
【図２】
2017225032.tif 000004
【図３】
2017225032.tif 000005
【図４】
2017225032.tif 000006
【図５】
2017225032.tif 000007
【図６】
2017225032.tif 000008
【図７】
2017225032.tif 000009
【図８】
2017225032.tif 000010
【図９】
2017225032.tif 000011
【図１０】
2017225032.tif 000012
【図１１】
2017225032.tif 000013
【図１２】
2017225032.tif 000014
【図１３】
2017225032.tif 000015
【図１４】
2017225032.tif 000016
【図１５】
2017225032.tif 000017
【図１６】
2017225032.tif 000018
【図１７】
2017225032.tif 000019
【図１８】
2017225032.tif 000020
【図１９】
2017225032.tif 000021
【図２０】
2017225032.tif 000022