CN105991983B - 图像投影装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种包括用于通过使用从光源发出的光生成图像的图像生成单元的图像投影装置，包括：可动单元，该可动单元构造为保持图像生成单元并且能够改变图像生成单元的位置；以及驱动单元，该驱动单元构造为驱动所述可动单元运动，其中所述可动单元设置成水平地运动。

Description

图像投影装置

技术领域

本发明涉及图像投影装置。

背景技术

已知一种图像投影装置，其中图像生成单元使用由光源发出的光基于从个人电脑(PC)或数字照相机接收到的图像数据生成图像，生成的图像穿过包括多个透镜的光学系统以投影图像在屏幕上。例如，液晶显示器(LCD)面板或数字微镜器件(DMD)可被用作图像生成单元。

在专利文献1中，用于获取高分辨率的投影图像的图像投影装置被建议，其中两个偏轴透镜被设置在投影光学系统中并且两个偏轴透镜在正交于光轴的方向上来回相对运动以便将图像位移到投影表面上。

本申请的主题涉及用于获取高分辨率的投影图像的图像投影装置，其采用不同的方法用于位移图像在投影表面上。具体地说，保持在可动保持单元中的图像生成单元被提供，图像生成单元以预定周期来回运动，从而获取高分辨率的投影图像。然而，取决于可动保持单元来回运动的方向，需要考虑重力的影响。因此，需要用于驱动可动保持单元的复杂控制器。

[相关技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]：公布号为2005-84581的日本未经审查的专利申请

发明内容

本技术的公开内容的目的是要提供一种能够以高的精度使图像生成单元运动的图像投影装置。

以下构造被采用以实现前述的目的。

在实施例的一个方面，提供了一种包括用于使用从光源发出的光生成图像的图像生成单元的图像投影装置，该图像投影装置包括：可动单元，该可动单元被构造为保持所述图像生成单元并且能够改变图像生成单元的位置；以及驱动单元，该驱动单元构造为驱动所述可动单元运动，其中可动单元被设置成以水平地运动。

本发明的其他的目的，特征和优点从以下的详细描述在与附图结合阅读时将变得明显。

附图说明

图1是示出投影仪的示意图，所述投影仪是根据一实施例的图像投影装置；

图2是示出投影仪的功能构造的方框图；

图3是投影仪的光学引擎的透视图；

图4是示出照明光学系统单元的示意图；

图5是示出投影光学系统单元的内部构造的示意图；

图6是图像显示单元的透视图；

图7是图像显示单元的侧视图；

图8是固定单元的透视图；

图9是固定单元的分解透视图；

图10是示出由固定单元保持的可动板的支撑结构的示意图；

图11是示出由固定单元保持的可动板的支撑结构的一部分的放大图；

图12是顶盖的底视图；

图13是可动单元的透视图；

图14是可动单元的分解透视图；

图15是可动板的透视图；

图16是可动板从其移除的可动单元的透视图；

图17是示出可动单元的DMD保持结构的示意图；

图18A是示出在DMD没有运动的情况下投影图像的放大图的示意图；

图18B是示出在DMD 551在预定周期内来回运动的情况下投影图像的放大图的示意图；

图19A是示出用于调节投影图像的位置的可动单元的运动的示意图；

图19B是示出调节投影图像的位置的可动单元的运动的另一个示意图；

图19C是示出调节投影图像的位置的可动单元的运动的另一个示意图；

图20是示出在一实施例的装置中的可动单元的布置的示意图；

图21是示出在一实施例的装置中的可动单元的布置的透视图；

图22是示出图像投影装置的变型的示意图；

图23是示出在图像投影装置的变型中从光源发出的光的光径的示意图。

具体实施方式

将参照附图给出实施例的描述。

图1是示出投影仪1的示意图，所述投影仪1是根据一实施例的图像投影装置。如图1所示的，投影仪1包括照射窗3和外部接口(I/F)9，以及构造为生成投影图像的光学引擎被设置在投影仪1内部。例如，当图像数据从连接到外部接口9的个人电脑(PC)或数字照相机被传输到投影仪1时，光学引擎基于接收到的图像数据生成图像并将该图像从照射窗3投影到如图1所示的屏幕S上。

注意到，在下面的附图中，X1-X2方向代表投影仪1的宽度方向，Y1-Y2方向代表投影仪1的高度方向，以及Z1-Z2方向代表投影仪1的深度方向。此外，在下面的描述中，假定投影仪1的照射窗3侧对应于投影仪1的顶部以及投影仪1的与照射窗3相反的一侧对应于投影仪1的底部。

图2是示出投影仪1的功能构造的方框图。如图2所示的，投影仪1包括电源4，主开关(SW)5，操作单元7，外部接口(I/F)9，系统控制单元10，风扇20，和光学引擎15。

电源4被连接到商用电源，变换商用电源的电压和频率以用于投影仪1的内部电路，以及供给产生的电力到系统控制单元10、风扇20以及光学引擎15中的每个。

主开关5由用户接通或关闭以给投影仪1通电或停电。当电源4经由电源线被连接到商用电源时，如果主开关5被接通，那么电源4开始供给电力到投影仪1的相应元件，如果主开关5关掉，电源4停止到投影仪1的相应元件的电力供应。

操作单元7包括构造来接收用户的各种输入操作的按钮。例如，操作单元7被设置在投影仪1的顶部表面上。该操作单元7构造为接收用户的输入操作，例如选择投影图像的尺寸，选择色调，调节焦点。由操作单元7接收到的用户的输入操作被发送到系统控制单元10。

外部接口9包括连接到例如个人电脑(PC)或数字照相机的连接端子，并被构造为供给图像数据到系统控制单元10，该图像数据是从连接的装置接收到的。

系统控制单元10包括图像控制单元11和运动控制单元12。例如，系统控制单元10可包括CPU(处理器)，ROM，和RAM，作为其硬件元件。系统控制单元10的功能可在当从ROM读取到RAM中的程序由CPU执行时由来自于CPU的指令实施。

图像控制单元11构造为基于从外部接口9接收到的图像数据控制设置在光学引擎15的图像显示单元50中的数字微镜器件(DMD)551，以生成投影到屏幕S上的图像。

运动控制单元12被构造为使可动单元55(其被设置成在图像显示单元50中是可动的)运动并控制设置在可动单元55中的DMD551的位置。可动单元55是在权利要求中的可动构件的例子。

风扇20在系统控制单元10的控制下旋转以冷却光学引擎15的光源30。

光学引擎15包括光源30，照明光学系统单元40，图像显示单元50，以及投影光学系统单元60。光学引擎15由系统控制单元10控制以投影图像在如图1所示的屏幕S上。

光源30的例子包括汞高压灯，氙气灯，和发光二极管(LED)。光源30由系统控制单元10控制以发出光到照明光学系统单元40。

照明光学系统单元40包括例如色轮，光通道，和中继透镜。照明光学系统单元40构造为将从光源30发出的光导引到设置在图像显示单元50中的DMD551。

图像显示单元50包括被固定和支撑在图像显示单元50上的固定单元51，以及设置成相对于固定单元51是可动的可动单元55。固定单元51是权利要求中的固定构件的例子。可动单元55包括DMD551，可动单元55相对于固定单元51的位置由系统控制单元10的运动控制单元12控制。DMD551是在权利要求中的图像生成单元的例子。DMD551由系统控制单元10的图像控制单元11控制。DMD551构造为调制从照明光学系统单元40接收到的光并基于该接收到的光生成投影图像。

投影光学系统单元60包括例如多个投影透镜和镜子。投影光学系统单元60构造为放大由图像显示单元50的DMD551生成的图像，并将放大的图像投影在屏幕S上。

接下来，解释投影仪1的光学引擎15的构造。

图3是投影仪1的光学引擎15的透视图。如图3中所示的，光学引擎15包括光源30，照明光学系统单元40，图像显示单元50，以及投影光学系统单元60。光学引擎15设置在投影仪1内部。

光源30设置在照明光学系统单元40的侧表面上。光源30构造为在X2方向上发出光。照明光学系统单元40构造为将从光源30发出的光导引到图像显示单元50。图像显示单元50设置在照明光学系统单元40之下。图像显示单元50构造为基于从照明光学系统单元40接收到的光生成投影图像。投影光学系统单元60设置在照明光学系统单元40的上方。投影光学系统单元60构造为将由图像显示单元50生成的投影图像投影在设置于投影仪1外部的屏幕S上。

该实施例的光学引擎15构造为基于从光源30发出的光在向上方向上投影图像。替代地，光学引擎15可被构造为在水平方向上投影图像。

图4是示出照明光学系统单元40的示意图。如图4中所示的，照明光学系统单元40包括色轮401，光通道402，中继透镜403和404，柱面镜405，和凹面镜406。

色轮401是例如盘状元件，其中R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的滤色器沿着它的圆周方向设置在不同部分处。色轮401以高速旋转以使得从光源30发出的光以时分方式被分成RGB颜色光束。

光通道402是例如由粘合玻璃板形成的矩形管状元件。光通道402的作用是通过它的内表面进行穿过色轮401的RGB颜色光束的多径反射以用于亮度分布的均匀化，并且将产生的光束导引到中继透镜403和404。

中继透镜403和404的作用是修正在从光通道402发出的光束的光轴上的色差并且将所述光束变换为会聚光束。

柱面镜405和凹面镜406的作用是将从中继透镜404发出的光反射到设置在图像显示单元50中的DMD551。DMD551构造为调制从凹面镜406反射的光并生成投影图像。

图5是示出投影光学系统单元60的内部构造的示意图。如图5中所示的，投影光学系统单元60包括投影透镜601，折叠镜602，和弯曲表面镜603，它们设置在投影光学系统单元60的壳体中。

投影透镜601包括多个透镜。投影透镜601的作用是将由图像显示单元50的DMD551生成的投影图像聚焦在折叠镜602上。折叠镜602和弯曲表面镜603的作用是反射聚焦的投影图像以便被放大，并将产生的图像投影在设置于投影仪1外部的屏幕S上。

图6是图像显示单元50的透视图。图7是图像显示单元50的侧视图。

如图6和图7中所示的，图像显示单元50包括被固定和支撑的固定单元51，以及设置成可运动到固定单元51的可动单元55。

固定单元51包括作为第一固定构件的顶板511和作为第二固定构件的底板512。在固定单元51中，顶板511和底板512被保持平行且经由它们之间的预定间隙彼此面对。固定单元51被固定到照明光学系统单元40的底部。

可动单元55包括DMD551，作为第一可动构件的可动板552，作为第二可动构件的结合板553，以及热沉554。可动单元55由固定单元51支撑以相对于固定单元51是可动的。

可动板552设置在固定单元51的顶板511和底板512之间。可动板552由固定单元51支撑以在平行于顶板511和底板512且平行于可动板552的表面的方向上是可动的。

结合板553被固定到可动板552，而固定单元51的底板512被插入在可动板552和结合板553之间。DMD551被固定到结合板553的顶部表面，热沉554被固定到结合板553的底部表面。被固定到可动板552的结合板553由固定单元51支撑以与可动板552、DMD551和热沉554一体地相对于固定单元51可动。

DMD551被安装在结合板553的可动板552侧的表面上。DMD551被设置成与可动板552和结合板553是一体可动的。DMD551包括图像生成表面，多个可旋转的微镜以点阵形式阵列在该图像生成表面上。DMD551的每个微镜的镜面被设置成围绕扭轴是倾斜地可旋转的。DMD551的微镜的ON/OFF驱动(开/关驱动)是基于从系统控制单元10的图像控制单元11传输的图像信号进行的。

例如，在ON状态下，微镜的倾斜角被控制以使得微镜将来自于光源30的光反射到投影光学系统单元60，以及在OFF状态下，微镜的倾斜角被控制以使得微镜将来自于光源30的光反射到OFF光板。

用这样的方式，DMD551的每个微镜的倾斜角基于从图像控制单元11传输的图像信号进行控制，从光源30发出并穿过照明光学系统单元40的光被调制并且投影图像由DMD551生成。

热沉554是权利要求中的散热单元的例子。热沉554被设置成以使得热沉554至少部分地接触DMD551。与DMD551一体地，热沉554被安装在被支撑以是可动的结合板553上，可以通过热沉554接触DMD551来有效地冷却DMD551。通过热沉554的该构造，投影仪1能够防止DMD551的温度增加并且能够减少由于DMD551的温度升高引起的问题，例如不正常工作和故障。

图8是固定单元51的透视图。图9是固定单元51的分解透视图。

如图8和图9中所示的，固定单元51包括顶板511和底板512。顶板511和底板512由平坦形状的板材料制成。顶板511具有形成在与可动单元55的DMD551对应的位置的中心孔513。底板512具有形成在与可动单元55的DMD551对应的位置的中心孔514。顶板511和底板512由多个支撑件515支撑以使得顶板511和底板512保持平行并且经由它们之间的预定间隙彼此面对。

如图9中所示的，每个支撑件515的上端部分被压配在形成于顶板511中的支撑孔516的相应一个中，以及支撑件515的下端部分被插入在形成于底板512中的支撑孔517的相应一个中。每个支撑件515约束下端部分形成有外螺纹凹槽。支撑件515支撑顶板511和底板512以使得顶板511和底板512保持平行并且经由它们之间的预定间隙彼此面对。

此外，支撑孔522形成在顶板511中以可旋转地保持支撑球体521，支撑孔526形成在底板512中以可旋转地保持支撑球体521。

柱形的保持构件523被插入到顶板511的支撑孔522中，所述保持构件中的每个都具有形成在保持构件523的内周面中的内螺纹凹槽。保持构件523分别可旋转地保持支撑球体521。定位螺丝524分别被插入到保持构件523的上端部分中。底板512的支撑孔526的下端面由盖构件527和528闭合，底板512的支撑孔526可旋转地保持支撑球体521。

由顶板511和底板512的支撑孔522和526可旋转地保持的支撑球体521分别与设置在顶板511和底板512之间的可动板552接触。从而，支撑球体521可动地支撑所述可动板552。

图10是示出由固定单元51保持的可动板552的支撑结构的示意图。图11是示出由固定单元51保持的可动板552的支撑结构的一部分(由图10中的字母“A”指示)的放大图。

如图10和图11中所示的，在顶板511中，支撑球体521由被插入到支撑孔522中的保持构件523可旋转地保持。在底板512中，支撑球体521由支撑孔526可旋转地保持，该支撑孔的下端面由盖构件527和528闭合。

每个支撑球体521被保持以使得支撑球体521至少部分地从支撑孔522或支撑孔526突出。每个支撑球体521接触设置在顶板511和底板512之间的可动板552以支撑可动板552。可动板552的顶部表面和底部表面由可旋转地保持的支撑球体521支撑以使得可动板552在平行于顶板511和底板512以及平行于可动板552的顶部和底部表面的方向上是可动的。

此外，支撑球体521(设置在顶板511侧上)从保持构件523的下端的突出量根据定位螺丝524(其接触在与可动板552相反的侧上的支撑球体521)的位置进行变化。例如，如果定位螺丝524在Z1方向(向上)位移，那么支撑球体521的突出量减小且顶板511和可动板552之间的间隙减小。另一方面，如果定位螺丝524在Z2方向(向下)位移，那么支撑球体521的突出量增加且顶板511和可动板552之间的间隙增加。

从而，顶板511和可动板552之间的间隙可通过使用定位螺丝524改变支撑球体521的突出量得到适当地调节。

此外，如图8和图9中所示的，磁体531，532，533和534被安装顶板511的底板512侧的底部表面上。

图12是顶板511的底视图。如图12中所示的，磁体531，532，533和534被安装在顶板511的底板512侧的底部表面上。

磁体531，532，533和534被设置在围绕顶板511的中心孔513的四个位置处。磁体531，532，533和534中的每个由具有长方体形状的一对磁体部件制成。每对中的两个磁体部件被并排布置以使得两个磁体部件的纵向彼此平行。磁体531，532，533和534中的每个形成起到吸引可动板552的作用的磁场。

线圈设置在可动板552的顶部表面上以分别面向磁体531，532，533和534。在顶板511上的磁体531，532，533和534和在可动板552上的相应线圈构成构造为使可动板552运动的运动器件。

注意到，设置在固定单元51上的支撑件515和支撑球体521的数目和位置不限于该实施例的构造，支撑件515和支撑球体521设置成以可动地支撑所述可动板552即是足够的。

图13是可动单元55的透视图。图14是可动单元55的分解透视图。如图13和图14中所示的，可动单元55包括DMD551，可动板552，结合板553，热沉554，保持构件555，和DMD底座557。可动单元55被支撑以相对于固定单元51是可动的。

如上所述的，可动板552被设置在固定单元51的顶板511和底板512之间并且由支撑球体521支撑以在平行于可动板552的顶部和底部表面的方向上是可动的。

图15是可动板552的透视图。如图15中所示的，可动板552由平坦形状的板材料制成。可动板552具有在与安装在DMD底座557上的DMD551对应的位置中的中心孔570，以及线圈581，582，583和584形成在中心孔570的周边上。

线圈581，582，583和584中的每个由绕平行于Z1-Z2方向的轴缠绕的电线形成。线圈581，582，583和584设置在凹陷中，该凹陷形成在顶板511的可动板552侧的底部表面中，线圈包围有覆盖物。在可动板552上的线圈581，582，583和584以及在顶板511上的磁体531，532，533和534构成构造为使可动板552运动的运动器件。

在其中可动单元55由固定单元51支撑的状态下，在顶板511上的磁体531，532，533和534以及在可动板552上的线圈581，582，583和584被设置成分别彼此面对。当电流流过线圈581，582，583和584时，作为使可动板552运动的驱动力的洛伦兹力由由线圈581，582，583和584以及磁体531，532，533和534形成的磁场产生。

可动板552通过作为由磁体531，532，533和534以及线圈581，582，583和584产生的驱动力的洛伦兹力在XY平面内线性地运动或旋转到固定单元51。

流过线圈581，582，583和584中的每个的电流的量值和方向由系统控制单元10的运动控制单元12控制。运动控制单元12通过改变流过线圈581，582，583和584中的每个的电流的量值和方向来控制可动板552的运动(或旋转)方向、运动量和旋转角。

在该实施例中，线圈581和磁体531，以及线圈584和磁体534被布置成在X1和X2方向上彼此面对，线圈581和584以及磁体531和534形成为第一驱动单元。如果电流流过线圈581和584，在X1或X2方向上产生洛伦兹力，如图15所示的。可动板552在X1或X2方向上通过由线圈581和磁体531产生的洛伦兹力以及由线圈584和磁体534产生的洛伦兹力进行运动。

此外，在该实施例中，线圈582和磁体532，以及线圈583和磁体533在X1或X2方向上并排布置作为第二驱动单元，磁体532和533的纵向布置成垂直于磁体531和534的纵向。如果电流流过线圈582和583，在Y1或Y2方向上产生洛伦兹力，如图15所示的。可动板552可在Y1或Y2方向上通过由线圈582和磁体532产生的洛伦兹力以及由线圈583和磁体533产生的洛伦兹力进行运动，这两个洛伦兹力的方向是相同的。此外，可动板552可在XY平面上通过由线圈582和磁体532产生的洛伦兹力以及由线圈583和磁体533产生的洛伦兹力进行旋转，这两个洛伦兹力的方向上是彼此相反的。

例如，如果电流被供给以使得在Y1方向上的洛伦兹力由线圈582和磁体532产生并且在Y2方向上的洛伦兹力由线圈583和磁体533产生，可动板552在顶视图中在顺时针方向上旋转。另一方面，如果电流被供给以使得在Y2方向上的洛伦兹力由线圈582和磁体532产生并且在Y1方向上的洛伦兹力由线圈583和磁体533产生，可动板552在顶视图中在逆时针方向上旋转。

在可动板552中，可动范围限制孔571形成在与固定单元51的支撑件515对应的位置处。固定单元51的支撑件515被插入到可动范围限制孔571中。如果可动板552由于振动或某一故障运动较大，那么支撑件515变为接触可动范围限制孔571，可动板552的可动范围会受到限制。

如上所述的，在该实施例中，系统控制单元10的运动控制单元12构造为通过控制流过线圈581，582，583和584的电流的量值和方向来使可动板552运动到可动范围内的任意位置。

注意到，构成运动器件的线圈581，582，583和584以及磁体531，532，533和534的数目和位置不限于该实施例。不同于该实施例的其它实施例可被使用，如果可动板552能够运动到任意位置的话。例如，在该运动器件中的磁体可被安装在顶板511的顶部表面上，或安装在底板512的表面中的任一个上。替代地，磁体可被安装在可动板552上，线圈可被安装在顶板511或底板512上。

此外，可动范围限制孔571的数目，位置和形状不限于该实施例的构造。例如，可设置一个可动范围限制孔或多个可动范围限制孔571。可动范围限制孔571可具有矩形的或圆形的形状。

如图13中所示的，结合板553被固定到可动板552的(底板512侧的)底部表面，可动板552由固定单元51可动地支撑。结合板553由平坦形状的板材料制成。结合板553具有在与DMD551对应的位置中的中心孔。设置在结合板553的周边上的折叠部分通过三个螺丝591(参见图13)被固定到可动板552的底部表面。

图16是可动板552从其移除的可动单元55的透视图。如图16中所示的，DMD551被安装在结合板553的顶部表面上且热沉554被安装在结合板553的底部表面上。结合板553，其被固定到可动板552，被设置成根据可动板552的运动与DMD551和热沉554一体地相对于固定单元51可动。

DMD551被安装在DMD底座557上，DMD底座557被插入在保持构件555和结合板553之间。从而，DMD551经由DMD底座557被固定到结合板553。如图14和图16中所示的，保持构件555，DMD底座557，结合板553，和热沉554通过带肩螺丝560(其是紧固构件)和弹簧561(其是压力单元)层合并固定。

图17是示出可动单元55的DMD保持结构的示意图。图17是可动单元55的侧视图，以及在图17中，可动板552和结合板553的示意图被省略。

如图17中所示的，热沉554包括突起554a，该突起在当热沉554被固定到结合板553时经由形成在DMD底座557中的通孔接触DMD551的底部表面。注意到，替代地，热沉554的突起554a可以是设置在DMD底座557的底部表面上以接触与DMD551对应的热沉554的位置的突起。

为了增加通过热沉554冷却DMD551的效果，可弹性变形的传热板可被插入在热沉554的突起554a和DMD551之间。在这种情况下，热沉554的突起554a和DMD551之间的热传导性将通过传热板增加，从而通过热沉554冷却DMD551的效果将增加。

如上所述的，保持构件555，DMD底座557以及热沉554通过带肩螺丝560和弹簧561层合并固定。如果带肩螺丝560被上紧，弹簧561在Z1-Z2方向上被压缩，在Z1方向上(如在图17中示出的)力F1由弹簧561产生。热沉554通过在Z1方向上的力F2压在DMD551上，所述力F2是由弹簧561产生的力F1的合力。

在该实施例中，带肩螺丝560和弹簧561设置在四个位置处，作用于热沉554上的力F2等于由四个弹簧561产生的力F1的合力。来自于热沉554的力F2施加在保持构件555上，该保持构件保持其上安装DMD551的DMD底座557。因而，等于来自于热沉554的力F2的在Z2方向上的反作用力F3被施加在保持构件555上，以使得DMD底座557可被保持在保持构件555和结合板553之间。

在Z2方向上的力F4由于作用于保持构件555上的力F3而作用于带肩螺丝560和弹簧561上。因为弹簧561设置在四个位置处，作用于每个弹簧上的力F4等于作用于保持构件上的力F3的四分之一(1/4)，力F4和力F1处于平衡。

保持构件555形成为像板簧并且由能够弯曲的材料制成，如由图17中的箭头B指示的。保持构件555通过来自于热沉554的突起554a的向上力弯曲，在Z2方向上将热沉554向回推动的向下力由保持构件555产生，DMD551和热沉554之间的牢固接触能够被保持。

如上所述的，在可动单元55中，可动板552和结合板553(其上安装有DMD551和热沉554)由固定单元51可动地支撑。可动单元55的位置由系统控制单元10的运动控制单元12控制。此外，通过压力接触DMD551的热沉554被安装在可动单元55上，投影仪1能够具有减少的由于DMD551的温度升高引起的问题，例如不正常工作和故障。

如上所述的，在该实施例的投影仪1中，生成投影图像的DMD551被安装在可动单元55上，DMD551的位置通过与可动单元55一起的系统控制单元10的运动控制单元12进行控制。

例如，运动控制单元12在与图像投影期间的帧频对应的预定周期内通过在分开小于DMD551的微镜的阵列间隔的距离的位置之间的高速运动来控制可动单元55的位置。

在这时候，图像控制单元11将图像信号传送到DMD551以生成根据每个位置偏移的投影图像。

例如，运动控制单元12执行在预定周期内在X1-X2方向和Y1-Y2方向上在分开小于DMD551的微镜的阵列间隔的距离的两个位置之间的DMD551的往复运动。在这时候，图像控制单元11控制DMD551以生成根据所述位置的每个偏移的投影图像，并且可以使投影图像的分辨率为DMD551的分辨率的两倍。此外，通过增加DMD551的运动范围，投影图像的分辨率能够被弄成超过DMD551的分辨率的两倍。

运动控制单元12使DMD551和可动单元55在预定周期内运动，以及图像控制单元11控制DMD551以根据所述位置生成投影图像。因此，可以获取比DMD551的分辨率高的投影图像分辨率。

在该实施例的投影仪1中，运动控制单元12控制DMD551以使得DMD551与可动单元55一体地旋转，投影图像能够旋转而没有减小投影图像的尺寸。例如，在其中图像生成单元例如DMD被固定的传统的投影仪中，如果投影图像的尺寸没有减小，则投影图像不能够在维持投影图像的纵横比的同时旋转。相比之下，在该实施例的投影仪1中，DMD551能够旋转，DMD551的旋转和倾斜的调节能够执行而没有减小投影图像的尺寸。

如在以前中描述的，在该实施例的投影仪1中，DMD551的运动是可能的，并且可以提供投影图像的增加的分辨率。此外，DMD551和冷却DMD551的热沉554被安装在可动单元55上，热沉554被使得与DMD551进行接触，由热沉554冷却DMD551的效果增加，DMD551的温度升高被防止。因此，投影仪1能够具有减少的由于DMD551的温度升高引起的问题，例如不正常工作和故障。

接下来，用于增加投影图像的分辨率的工艺的例子将被描述。图18A是示出在DMD551没有运动的情况下投影图像的放大图的示意图。图18B是示出在DMD551以预定周期在X1-X2方向和Y1-Y2方向上在DMD551的微镜的阵列间隔的1/2距离内来回运动的情况下投影图像的放大图的示意图。另外，图18A和图18B示出以45°倾斜的直线的图像的放大图。

如图18A中所示的，在其中DMD551没有运动的情况下，以45°倾斜的直线示出微镜的阵列间隔的不均匀性。相比之下，在其中DMD551在预定周期在X1-X2方向和Y1-Y2方向上在微镜的阵列间隔的1/2距离内来回运动的情况下，如图18B所示的，以45°倾斜的直线示出a/2的不均匀性，其中微镜的阵列间隔被表示为“a”。由此，投影图像的分辨率是在其中DMD551是不动的情况下的投影图像的分辨率的两倍。

还有，在本实施例中，不仅投影图像的分辨率的增加而且投影图像的位置的修正都能够通过控制要驱动的可动单元55得以实现。在其中投影图像的位置被水平修正的情况下，电流被供给以流过设置成面向磁体531的线圈581和设置成面向磁体534的线圈584。然后，例如，在箭头d1和d2方向上的洛伦兹力产生在磁体531和线圈581之间以及在磁体534和线圈584之间，如图19A所示的。由此，包括DMD551的可动单元55在在图19A中的箭头“D”所示的方向上运动，投影图像被左移或右移，从而调节水平位置。另外，在其中投影图像在与图19A的方向相反的方向上位移的情况下，电流，它的方向与图19A的方向相反，被供给以流过线圈581和584。由此，可动单元55在与图19A中箭头“D”所示的方向相反的方向上运动，投影图像在与图19A的方向相反的方向上偏移，从而调节水平位置。

在其中投影图像的竖直位置被修正的情况下，如图19B中所示的，电流被供给以流过设置成面向磁体532的线圈582以及设置成面向磁体533的线圈583。然后，洛伦兹力，在箭头e1和e2方向上，产生在磁体532和线圈582之间以及在磁体533和线圈583之间。由此，可动单元55在图19B中箭头“E”所示的方向上运动，投影图像上移或下移，从而调节竖直位置。在其中投影图像在与图19B的方向相反的方向上位移的情况下，电流，其方向与图19B的方向相反，被供给以流过线圈582和583。由此，可动单元在与图19B中箭头“E”所示的方向相反的方向上运动，投影图像在与图19B的方向相反的方向上位移。

此外，如图19C中所示的，在其中投影图像的梯度(倾斜度)被调节的情况下，电流被供给以流过设置成面向磁体532的线圈582而另一电流被供给以在相反方向上流过线圈583。然后，各个洛伦兹力，在箭头e3和e4方向上，产生在磁体532和线圈582之间以及在磁体533和线圈583之间。由此，DMD551在19C中箭头G所示的方向上旋转。当DMD551旋转时，投影图像旋转，从而调节投影图像的梯度。当在分别与图19C的方向相反的方向上的各个洛伦兹力产生在磁体532和线圈582之间以及在磁体533和线圈583之间时，DMD551在与图19C的方向相反的方向上旋转以在与图19C的方向相反的方向上旋转所述投影图像。

如上所述的，在本实施例中，增加投影图像的分辨率，以及修正投影图像在竖直和水平方向上的位置，以及它的梯度，能够通过将DMD551构造为是可动的而得以实现。由此，与其中除了用于增加投影图像的分辨率的机构之外设置用于修正投影图像的位置的单独机构的情况相比，装置成本能够降低。另外，投影图像的修正可在当用户操作所述操作单元7时被执行。

DMD551直接暴露于从光源30发出的光下，DMD551由所述光的能量加热。因此，DMD551需要被冷却到处于等于或小于额定温度的温度下。用于冷却DMD551的方法的例子是其中DMD551通过用冷空气直接吹而被冷却的空气冷却方法，其中DMD压靠热沉以通过使用热传导进行冷却的方法，等等。因为空气冷却方法会引起灰尘粘附到DMD551的表面，在本实施例中采用其中DMD压靠热沉的后一方法。

如上所述的，在本实施例中，因为其中DMD551压靠热沉554的方法被采用，所以不仅DMD551而且DMD551所压靠的热沉554都需要一体地运动。通常，热沉554由铝形成，并且具有大于DMD551的质量的质量。因此，重力的影响与其中仅DMD551运动的情况相比变得更加显著。

例如，在其中投影仪1以一定方式构造以使得包括DMD551和热沉554的可动单元55在竖直方向上来回运动的情况下，可动单元55根据重力下落。另一方面，可动单元55克服重力向上运动。因此，如果使可动单元55向下运动的驱动条件被设定为类似于使可动单元55向上运动的驱动条件，那么可动单元55会在当可动单元55向下运动时运动超过指定位置。或者，可动单元55不能上升到指定的向上位置。因此，在其中投影仪以一定方式构造以使得可动单元55竖直地来回运动的情况下，当可动单元55被向下驱动时，需要通过减小流过线圈的电流的值而减小驱动力，或者驱动方向切换的时机需要被设定得更早。或者，当可动单元55被向上驱动时，需要通过增加通过线圈的电流的流动而增加驱动力。因此，复杂的驱动条件需要被设定。还有，为了克服重力升高包括DMD551和热沉554的可动单元55，由线圈和磁体形成的电磁体促动器需要增加或者更多个更高输出功率的昂贵电磁体促动器是需要的。

因此，在本实施例中，如图20和图21所示的，可动单元55设置成在所述装置中在水平方向运动。另外，水平方向是与重力的方向正交的方向。也就是说，在X1-X2方向和Y1-Y2方向上运动的可动单元55被设置，其中X1-X2方向和Y1-Y2方向二者都被包括在水平方向上。具体地说，可动单元55被设置成以使得可动单元55平行于安置面向表面1a，该安置面向表面是面向安置表面13例如桌面表面和地板表面的表面。通过设置如上所述的可动单元55，用DMD551形成图像的光竖直地向上发出，因为DMD551的图像生成表面设置成面向投影仪的机架的顶部表面。进一步地，照射窗3提供在投影仪的机架的顶部表面中，其中该顶部表面面向所述安置面向表面1a。因此，在本实施例中，投影光学系统单元60设置在可动单元55的上侧处，从而从提供在投影仪的机架的顶部表面中的照射窗3投射投影图像。

通常地，投影仪将图像投影到屏幕S，该屏幕设置在垂直于水平表面的表面上。因此，除了在特定投影状态的情况下之外，投影仪被安置在所述安置表面13上以使得它的安置面向表面1a通过调节设置在该安置面向表面1a上的三个或四个支腿1b的高度而成为水平的。因此，当可动单元55被设置成平行于所述安置面向表面1a时，可动单元55的运动方向是水平的。

如上所述的，当可动单元55被设置成水平地运动时，可动单元55沿着其运动的各X1，X2，Y1和Y2方向能够被包括在正交于重力方向的方向中。由此，可动单元55可在X1，X2，Y1和Y2方向的任一个中运动，对应于相同的驱动力，运动相同的量。因此，在其中投影图像的分辨率通过以预定周期来回运动可动单元55而增加时，相同的电流值可被采用并且电流的方向被切换的时机可被设定为相同的，不论可动单元55的运动方向如何。由此，可动单元55能够被控制以便以高精度驱动而没有太多困难，投影图像的分辨率能够通过所述控制而增大而没有太多困难。

还有，不要求高的驱动力来克服重力使可动单元55向上运动。因此，所述装置的成本能够被抑制，因为可动单元55能够精确运动而无需增加由线圈和磁体形成的电磁促动器或者采用更高输出功率的电磁促动器。

还有，一些用户可以一定方式安置投影仪1以使得投影仪1关于屏幕S的竖直方向显著地倾斜。在该情况下，重力的影响在当可动单元在Y1-Y2方向上运动时变为显著。在本实施例中，如参照图18A和图18B所描述的，可动单元55在X方向和Y方向上在DMD551的微镜的阵列间隔的1/2距离内来回运动，从而增大了投影图像的分辨率。因此，在其中投影仪1以一定方式被安置以使得投影仪1相对于屏幕S的竖直方向显著地倾斜的情况下，可动单元55由于重力到影响而不能在Y1-Y2方向上精确运动，其会引起色移等。因此，用于通过使可动单元55来回运动来增加分辨率的操作可被停止，如果投影仪1以大于或等于预定角度的倾角安置。当提供加速度传感器时，投影仪1的倾角能够基于加速度传感器的检测结果进行计算。

在下面，投影仪的变型将被描述。图22是示出投影仪的变型的示意图。图23是示出从投影仪的变型的装置中的光源发出的光的光径的示意图。如图22和图23中所示的，类似于前述的实施例，可动单元55被设置成在本变型的投影仪中水平地运动。因此，DMD551的图像生成表面被设置成面向投影仪的机架的顶部表面，其中顶部表面面向所述安置面向表面1a。用DMD551形成图像的光被竖直地发出。在本变型中，竖直发出的光在折叠镜71处被反射以变为水平的，形成图像的水平光穿过投影透镜601以从形成在装置的侧表面上的照射窗3发出，从而将图像投影在屏幕S上。

在本变型中，类似于如上所述的实施例，照明光学系统单元40包括色轮401，光通道402，中继透镜403和404，柱面镜405，以及凹面镜406。从光源30发出的光通过色轮401被分成RGB颜色光束，亮度分布的均等化穿过光通道402在其上被执行。然后，光穿过中继透镜403和404。光束在柱面镜405和凹面镜406处被反射以照射DMD551。

DMD551基于接收到的光生成图像。生成的图像的光在折叠镜71处被反射以变为水平的，并且通过投影透镜601被放大以被投影在屏幕S上。

在本变型中，可动单元55也设置在装置内部以便水平运动。具体地说，本变型的投影仪也将投影图像投影在垂直于水平表面的屏幕S上。因此，除了特定的投影状态的情况之外，投影仪被安置在安置表面13上以使得它的安置面向表面1a通过调节设置在该安置面向表面1a上的三个或四个支腿1b的高度为成为水平的。因此，在本变型中，当可动单元55设置成平行于安置面向表面1a时，可动单元55的运动方向能够是水平的。由此，在本变型中，重力的影响在使可动单元55运动时是不显著的。可动单元55能够在相同驱动条件下在任何方向上运动希望的量。因此，可动单元55能够被控制以便以高的精度驱动而没有太多困难，并且投影图像的分辨率能够通过所述控制而增加而没有太多困难。

另外，在前述的构造中，虽然可动单元55包括DMD551和热沉554，但是可仅包括DMD551。在该情况下，重力的影响变成不显著。然而，可动单元55由于重力的影响仍然不能够在相同的驱动条件下以高的精度运动，如果可动单元55要在竖直方向上运动的话。因此，即使可动单元55仅包括DMD551，可动单元55优选地设置成水平地运动。

以上描述被给出以提供例子。以下的构造提供相应的优点。

<构造1>

一种包括用于通过使用从光源30发出的光生成图像的图像生成单元例如DMD551的图像投影装置，例如投影仪1，包括：可动单元，例如可动单元55，构造为保持图像生成单元并且能够改变图像生成单元的位置；以及构造为驱动所述可动单元的驱动单元，例如电磁促动器(由磁体和线圈形成)，其中可动单元设置成水平地运动。

如在该实施例中所描述的，例如，在其中可动单元55竖直来回运动的情况下，可动单元55被重力向下拉动。相比之下，可动单元55克服重力向上运动。因此，如果可动单元的下落的驱动条件被设定为类似于可动单元的向上的驱动条件，那么可动单元会在当可动单元下落时运动超过指定位置。或者，可动单元不能向上到指定位置。因此，在其中可动单元设置成在装置中竖直地来回运动的情况下，在当可动单元被向下驱动时，驱动力需要减小或者驱动方向被切换的时机需要被设定得更早。或者，当可动单元被向上驱动时，驱动力需要增加。因此，驱动条件需要是复杂的。相比之下，根据<构造1>，如在该实施例中描述的，因为可动单元被设置成水平地运动，重力总是相对于可动单元的运动方向竖直地作用，而不管其中可动单元运动的方向如何。由此，不需要与相应的运动方向对应的分立的驱动条件，其中该分立的驱动条件是通过考虑分立的重力影响进行设定的；并且相同的驱动条件能够被应用于各运动方向。因此，可动单元能够被控制以在预定周期内以高的精度来回运动而没有太多困难，投影图像的分辨率能够通过所述控制而增加而没有太多困难。

<构造2>

一种包括用于通过使用从光源30发出的光生成图像的图像生成单元例如DMD551的图像投影装置，例如投影仪1，包括：可动单元，例如可动单元55，构造为保持图像生成单元并且能够改变图像生成单元的位置；构造为驱动可动单元的驱动单元，例如电磁促动器(由磁体和线圈形成)，其中所述可动单元设置成在平行于安置面向表面1a的方向上运动，所述安置面向表面面向其上安置图像投影装置的安置表面13。

在该构造中，如在该实施例中所述的，在正常使用中，屏幕S设置成垂直于水平表面，图像投影装置，例如投影仪，以一定方式被安置以使得安置面向表面1a是水平的以便将图像投影在垂直于水平面的屏幕上而没有倾斜。因此，在正常使用中，可动单元，例如可动单元55，通过将该可动单元设置成在平行于安置面向表面1a的方向上运动而水平地运动。因此，重力总是相对于可动单元的运动方向竖直地作用，而不管其中可动单元运动的方向如何，并且相同的驱动条件能够应用于各运动方向。因此，可动单元能够被控制以在预定周期内以高的精度来回运动而没有太多困难，以及投影图像的分辨率能够通过所述控制而增加而没有太多困难。

<构造3>

除了<构造1>或<构造2>之外，图像投影装置进一步包括用于将图像生成单元的热散去的散热单元，例如热沉554，其中散热单元被包括在可动单元例如可动单元55中。

根据所述构造，DMD551的热能够通过散热单元例如热沉554散去以防止DMD551被加热到大于或等于额定温度的温度，从而维持非常好的图像质量。还有，由空气冷却引起的灰尘到DMD551的粘附能够被防止。同时，重力对可动单元例如可动单元55的影响变为显著的，因为可动单元包括热沉554。然而，在本构造中，不需要考虑重力的影响，因为可动单元水平地运动。因此，有利的是，可动单元被设置成在其中重力的影响显著的构造中水平地运动。

<构造4>

除了<构造1>到<构造3>中的任一之外，图像生成单元例如DMD551是构造为基于图像信号调制从光源30接收到的光的数字微镜器件，其中阵列有多个可旋转的微镜，图像投影装置进一步包括运动控制单元例如运动控制单元12，其被构造为控制所述驱动单元以使得图像生成单元运动小于微镜的阵列间隔的距离；以及图像控制单元，例如图像控制单元11，其被构造为生成与图像生成单元的位置对应的图像信号。根据所述构造，如在该实施例中描述的，其分辨率比图像生成单元例如DMD551的分辨率更高的投影图像能够被投影。

虽然以上为了完整且清楚的公开关于特定的实施例描述了本发明，但是所附权利要求不是要由此被限制，而是要被理解为包含可被本领域内的技术人员构想到的清楚地落入在此阐述的基本教导内的所有修改和替代的结构。本申请基于于2015年3月18日提交的日本优先权申请第2015-055297号，该日本优先权申请的整个内容在此以援引方式加入于本申请中。

Claims (6)

1.一种包括用于使用从光源发出的光生成图像的图像生成单元的图像投影装置，该图像投影装置包括：

可动单元，该可动单元被构造为保持所述图像生成单元并且能够改变所述图像生成单元的位置，其中该可动单元包括可动板和结合板，结合板包括所述图像生成单元和用于将所述图像生成单元的热散去的散热单元，并且结合板被固定到可动板；以及

驱动单元，该驱动单元被构造为驱动所述可动板运动，

其中，所述可动单元被设置成水平地运动，并且

其中，高度可调节的支腿设置在面向安置表面的安置面向表面上，其中图像投影装置设置在所述安置表面上。

2.一种包括用于通过使用从光源发出的光生成图像的图像生成单元的图像投影装置，该图像投影装置包括：

可动单元，该可动单元被构造为保持所述图像生成单元并且能够改变所述图像生成单元的位置，其中该可动单元包括可动板和结合板，结合板包括所述图像生成单元和用于将所述图像生成单元的热散去的散热单元，并且结合板被固定到可动板；以及

驱动单元，该驱动单元被构造为驱动所述可动板运动，

其中，所述可动单元被设置成在平行于安置面向表面的方向上运动，所述安置面向表面是面向着安置表面的表面，其中所述图像投影装置安置在所述安置表面上，并且

其中，高度可调节的支腿设置在所述安置面向表面上。

3.如权利要求1或2所述的图像投影装置，其中，

所述图像生成单元是构造为基于图像信号调制从所述光源接收到的光的数字微镜器件，在该数字微镜器件中阵列有多个可旋转的微镜，以及

所述图像投影装置进一步包括：

运动控制单元，该运动控制单元构造为控制所述驱动单元以使得所述图像生成单元运动小于所述微镜的阵列间隔的距离，以及

图像控制单元，该图像控制单元构造为生成与所述图像生成单元的位置对应的图像信号。

4.如权利要求1或2所述的图像投影装置，其中

所述图像生成单元容纳在机架中，

图像生成单元的图像生成表面设置成面向机架的顶部表面，

折叠镜设置在机架的上方，

照射窗形成在机架的侧表面上，并且

由图像生成单元形成的图像被折叠镜反射并从照射窗发出。

5.一种图像投影装置，包括光源、用于通过使用从所述光源发出的光生成图像的图像生成元件、以及在所述图像投影装置的机架中为所述图像生成元件设置的散热单元，所述图像投影装置包括：

可动板，该可动板被构造为至少保持所述散热单元，并且能够改变所述散热单元的位置；

结合板，包括所述图像生成元件和所述散热单元，并被固定到可动板；和

驱动单元，被构造为驱动所述可动板运动；其中

所述图像生成元件的图像生成表面面向所述机架的顶部表面，以及所述可动板被设置成以便平行于所述图像生成表面运动，并且

高度可调节的支腿设置在面向安置表面的安置面向表面上，其中图像投影装置设置在所述安置表面上。

6.如权利要求5所述的图像投影装置，其中

折叠镜设置在机架的上方，

照射窗形成在机架的侧表面上，并且

由图像生成单元形成的图像被折叠镜反射并从照射窗发出。