CN107197219B - 移动设备，图像生成单元和图像投影设备 - Google Patents

Abstract

一种移动设备，包括固定单元，其包括布置成面向彼此的第一固定板和第二固定板；驱动单元，其包括成对操作的第一构件和第二构件；以及可动单元，其包括第一部分和第二部分，第一部分被布置在固定单元内部。第二部分被布置在固定单元外部。可动单元的重心在固定单元外部。第一构件被布置在第一固定板和第二固定板中的一个上。可动单元的重心较靠近第一固定板和第二固定板中的一个，与第一固定板和第二固定板中的另一个相比。第二构件被布置在第二部分上以面向所述第一构件。

Description

移动设备，图像生成单元和图像投影设备

技术领域

本公开内容在此大体上涉及移动设备，图像生成单元和图像投影设备。

背景技术

现有技术中已知一种图像投影设备，其将基于从例如个人计算机(PC)等接收到的图像数据生成的图像投影在屏幕等上。

在这样的图像投影设备中，例如，已知这样的一种方法：用于使关于从显示元件的多个像素发射的光束的光轴移位以使像素移位以便以比显示元件的分辨率更高的分辨率显示图像(例如，参见日本未经审查的专利申请公布号2004-180011)。

当像素被移位以提高如根据日本未经审查的专利申请公布号2004-180011的图像投影设备的图像的分辨率时，需要使像素以高的速度移位小于显示元件的像素间距的微小距离。因为用于图像投影设备的显示元件的像素和密度已经被提高，因此需要精确地和稳定地移位投影图像以便通过使像素移位来进一步提高图像的分辨率。

发明内容

本公开内容的至少一个实施例的大体目的是要提供基本上避免由有关技术的限制和缺点引起的一个或更多个问题的移动设备、图像生成单元和图像投影设备。

根据本公开内容的一个方面，提供了一种移动设备，包括固定单元，该固定单元包括布置成面向彼此的第一固定板和第二固定板；驱动单元，该驱动单元包括成对操作的第一构件和第二构件；以及可动单元，该可动单元包括第一部分和第二部分。第一部分被布置在所述固定单元内部。第二部分被布置在固定单元外部。可动单元的重心的位置在所述固定单元外部。驱动单元的第一构件被布置在第一固定板和第二固定板中的一个上。可动单元的重心更靠近第一固定板和第二固定板中的一个，与第一固定板和第二固定板中的另一个相比。驱动单元的第二构件被布置在可动单元的第二部分上以面向所述驱动单元的第一构件。

附图说明

图1是根据第一实施例的图像投影设备的示例的透视图；

图2是示出根据第一实施例的图像投影设备的构造的示例的方框图；

图3是根据第一实施例的光学引擎的透视图；

图4是根据第一实施例的照明光学系统单元的示例的透视图；

图5是示出根据第一实施例的投影光学系统单元的内部构造的示例的示意图；

图6是根据第一实施例的移动设备和图像生成单元的透视图；

图7是根据第一实施例的移动设备和图像生成单元的侧视图；

图8是根据第一实施例的固定单元的分解透视图；

图9是示出根据第一实施例的由固定单元支撑可动板的结构的示意图；

图10是根据第一实施例的可动单元的分解透视图；

图11是根据第一实施例的可动单元的侧视图；

图12是根据第一实施例的包括驱动单元的构造的示例的分解透视图；

图13A和13B是示出根据第一实施例的可动单元的驱动力的作用点M的示例的示意图；

图14A和14B是示出根据第一实施例的热沉的示例的示意图；

图15是根据第一实施例的包括位置检测单元的构造的示例的分解透视图；

图16是根据第一实施例的包括位置检测单元的构造的示例的分解侧视图；以及

图17是根据第二实施例的图像生成单元和移动设备的示例的分解侧视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本公开内容的实施例。在附图中，相同的标记给予相同的元件并且重叠的描述可酌情被省略。本公开内容具有提供能够提高投影图像的移位操作的精确度和稳定性的移动设备的目的。

[第一实施例]

图1是示出根据一实施例的投影仪1的示意图。

投影仪1是图像投影设备的示例。投影仪1包括照射窗3和外部接口(I/F)9，以及光学引擎，其被构造为生成投影图像，被设置在投影仪1内部。例如，当图像数据从个人计算机(PC)或耦连到外部接口9的数字照相机被传送到投影仪1时，光学引擎基于接收到的图像数据生成图像并将图像P从照射窗3投影到如图1中示出的屏幕S上。

注意到，在下面的附图中，X1-X2方向表示投影仪1的宽度方向，Y1-Y2方向表示投影仪1的高度方向，以及Z1-Z2方向表示投影仪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的顶部并且投影仪1的与照射窗3相反的侧面对应于投影仪1的底部。

图2是示出投影仪1的构造的方框图。

如在图2中示出的，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以及光学引擎15。

电源4被耦连到商业电源，转换商业电源的电压和频率用于投影仪1的内部电路，以及将电力供给到系统控制单元10、风扇20和光学引擎15中的每个。

主开关5由用户接通或断开以给投影仪1通电或断电。当电源4经由电源线耦连到商业电源时，如果主开关5接通，那么电源4开始给投影仪1的相应元件供电，以及如果主开关5断开，那么电源4停止给投影仪1的相应元件供电。

操作单元7包括构造为由用户接收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。操作单元7被构造为由用户接收输入操作，例如投影图像的尺寸的选择，色调的选择以及焦点的调节。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包括耦连到例如个人计算机(PC)或数字照相机的连接端子，并且被构造为将从耦连的设备接收到的图像数据供给(输出)到系统控制单元10。

系统控制单元10包括图像控制单元11和驱动控制单元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的功能可通过来自于CPU的指令实施，当从ROM读取到RAM中的至少一个程序由CPU执行时。

图像控制单元11被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的图像生成单元50中的数字微镜装置(DMD)551，以生成要投影到屏幕S上的图像。

驱动控制单元12被构造为使可动单元55(其被设置成在图像生成单元50中是可动的)移动并且控制设置在可动单元55中的DMD 551的位置。

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，图像生成单元50和投影光学系统单元60。光学引擎15由系统控制单元10控制以将图像投影在如图1中示出的屏幕S上。

光源30的示例包括汞高压灯，氙气灯，和发光二极管(LED)。光源30由系统控制单元10控制以经由照明光学系统单元40发射照明光到设置在图像生成单元50上的DMD 551。

照明光学系统单元40包括，例如，色轮，光隧道，和中继透镜。照明光学系统单元40被构造为导引从光源30发射的照明光到设置在图像生成单元50中的DMD 551。

图像生成单元50包括固定单元51，其被固定和支撑在图像生成单元50上，以及可动单元55，其被支撑为相对于固定单元51是可动的。可动单元55包括DMD 551，可动单元55相对于固定单元51的位置由系统控制单元10的驱动控制单元12控制。DMD 551是图像生成部分的示例。DMD 551由系统控制单元10的图像控制单元11控制。DMD 551被构造为调制从照明光学系统单元40接收到的照明光并且基于接收的光生成投影图像。

投影光学系统单元60是投影部分的示例。投影光学系统单元60包括，例如，多个投影透镜和镜。投影光学系统单元60被构造为放大由图像生成单元50的DMD 551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中示出的，光学引擎15包括光源30，照明光学系统单元40，图像生成单元50和投影光学系统单元60。光学引擎15被设置在投影仪1内部。

光源30被设置在照明光学系统单元40的侧表面上。光源30被构造为在X2方向上发射光。照明光学系统单元40被构造为将从光源30发射的光导引到图像生成单元50。图像生成单元50被设置在照明光学系统单元40之下。图像生成单元50被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被设置在照明光学系统单元40上方。投影光学系统单元60被构造为将由图像生成单元50生成的投影图像投影在屏幕S上，该屏幕设置在投影仪1外部。

该实施例的光学引擎15被构造为基于从光源30发射的光在向上方向上投影所述图像。替代地，光学引擎15可构造为在水平方向上投影所述图像。

图4是示出根据该实施例的照明光学系统单元40的示意图。

如在图4中示出的，照明光学系统单元40包括色轮401，光隧道402，中继透镜403和404，柱面镜405，以及凹面镜406。

色轮401是，例如，盘状部件，其中R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的滤色器被设置在其圆周方向上的不同部分处。色轮401以高速旋转以使得从光源30发射的光以时分方式被分成RGB颜色光束。

光隧道402是，例如，由粘合玻璃片材形成的矩形管状部件。光隧道402起到通过它的内表面执行穿过色轮401的RGB颜色光束的多路径反射用于亮度分布的相等的作用，并且导引所述光束到所述中继透镜403和404。

中继透镜403和404起到修正从光隧道402发射的光束的光轴上的色像差的作用以及将光束转换成会聚光束。

柱面镜405和凹面镜406起到将从中继透镜403和404发射的光反射到设置在图像生成单元50中的DMD 551的作用。DMD 551被构造为调制从凹面镜406反射的光并且生成投影图像。

图5是示出根据该实施例的投影光学系统单元60的内部构造的示意图。

如在图5中示出的，投影光学系统单元60包括投影透镜601，折叠镜602，和曲面镜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起到将由图像生成单元50的DMD 551生成的投影图像聚焦在折叠镜602上的作用。折叠镜602和曲面镜603起到这样的作用：反射聚焦的投影图像以便放大，以及将该图像投影在屏幕S上，该屏幕设置在投影仪1外部。

图6是根据该实施例的图像生成单元50和移动设备100的透视图。图7是根据该实施例的图像生成单元50和移动设备100的侧视图。

如在图6和图7中示出的，移动设备100和图像生成单元50，其中可动板552被设置在DMD底板553上，包括固定单元51和可动单元55。固定单元51由照明光学系统单元40固定地支撑。可动单元55由固定单元51可动地支撑。

固定单元51包括作为第一固定板的顶板511，和作为第二固定板的底板512。顶板511和底板512保持平行并且经由顶板511和底板512之间的预定间隙面向彼此。固定单元51用图6中示出的四个螺钉520被固定到照明光学系统单元40的底部。

可动单元55包括DMD 551，可动板552，DMD底板553和散热部分556，该散热部分散发DMD 551的热以冷却DMD 551。可动板552和DMD底板553被包括在可动单元55的第一部分中。散热部分556被包括在可动单元55的不同于第一部分的第二部分中。可动单元55由固定单元51可动地支撑。散热部分556构成热沉554的一部分。热沉554可包括在可动单元55的第二部分中。注意到，可动板552和DMD底板553构成可动板(可动板件)。可动板可以是可动板552或者DMD底板553。可动单元55的重心的位置被设置在固定单元51外部。

作为第二可动板的DMD 551被设置在DMD底板553的顶部表面上。DMD 551具有图像生成表面，其中多个可动微镜以格子形式排列。DMD 551的每个微镜的镜面被设置成围绕扭矩轴是可倾斜的(倾斜地可旋转的)。DMD 551的每个微镜的打开/关闭(ON/OFF)驱动是基于从系统控制单元10的图像控制单元11传送的图像信号得以执行的。在此，DMD 551，其是图像生成部分的示例并且接收从光源30发射的照明光以生成图像，被设置在DMD底板553上，该DMD底板553是可动部分的示例。投影光学系统单元60投影由DMD 551生成的图像。

例如，在ON状态下，微镜的倾斜角被控制以使得微镜反射来自于光源30的照明光到投影光学系统单元60。在OFF状态下，微镜的倾斜角被控制以使得微镜反射来自于光源30的照明光到OFF光板(其没有示出)。

以这样的方式，在DMD 551中，DMD 551的每个微镜的倾斜角基于从图像控制单元11传送的图像信号被控制，以及从光源30发射且由照明光学系统单元40导引的照明光被调制并且投影图像得以生成。换句话说，DMD551的微镜可基于所述图像信号调制所述照明光。

可动板552被支撑在固定单元51的顶板511和底板512之间。可动板552被设置成在平行于可动板552的表面的方向上是可动的。

DMD底板553被设置在顶板511和底板512之间。DMD底板553被耦连到可动板552的底部表面侧。DMD 551被设置在DMD底板553的顶部表面上。DMD底板553与设置成是可动的可动板552一起被位移(移动)。

热沉554散发(消散)在DMD 551中生成的热。热沉554防止DMD 551的温度升高以减少由于DMD 551的温度升高引起的诸如故障和损坏的问题的发生。热沉554被设置成以与可动板552和DMD底板553一起移动以使得热沉554总是能够散发在DMD 551中生成的热。

(固定单元51)

图8是根据该实施例的固定单元51的分解透视图。

如图8和图9中示出的，固定单元51包括顶板511和底板512。

例如，顶板511和底板512是用磁性材料例如铁或不锈钢构成的平坦形状的板构件。顶板511和底板512由多个柱形支撑件515支撑以使得顶板511和底板512经由预定间隙被保持平行。

顶板511具有形成在面向可动单元55的DMD 551的位置上的中心孔514。进一步地，底板512具有形成在面向DMD 551的位置上的传热孔519。热沉554的传热部分被插入到传热孔519中。

每个柱形支撑件515的上端部部分被插入到形成在顶板511上的支撑孔516中的相应一个支撑孔中。每个柱形支撑515的下端部部分被插入到形成在底板512上的支撑孔517的相应一个支撑孔中。柱形支撑件515支撑平行的顶板511和底板512以便形成顶板511和底板512之间的恒定距离(间隙)。

顶板511具有设置在中心孔514周围的四个位置处的螺钉孔518。根据该实施例，两个螺钉孔518被形成为以便与中心孔514连通。顶板511通过螺钉520(图6中示出的)被插入到相应的螺钉孔518中被固定到照明光学系统单元40的底部部分。

顶板511具有多个支撑孔526，用于可旋转地保持从上侧支撑所述可动板552的支撑球521，以使得可动板552是可动的。进一步地，底板512具有多个支撑孔522，用于可旋转地保持从下侧支撑所述可动板552的支撑球521，以使得可动板552是可动的。

顶板511的相应支撑孔526的上端部由盖帽构件527关闭，以及顶板511的支撑孔526可旋转地保持所述支撑球521。筒形保持构件523，每个具有形成在保持构件523的内周边表面上的内螺纹凹槽，被插入到底板512的支撑孔522中。保持构件523的下端部侧由定位螺钉524关闭(盖住)。保持构件523保持支撑球521以使得支撑球521是可旋转的。

支撑球521，其被可旋转地保持在顶板511和底板512处，分别与可动板552接触。因此，支撑球521从可动板552的两个表面可动地支撑所述可动板552。

图9是示出根据该实施例的由固定单元51支撑可动板552的结构的示意图。

如在图9中示出的，在顶板511处，支撑球521被可旋转地保持在其中上端部侧由盖帽构件527关闭的支撑孔526处。在底板512处，支撑球521由插入到支撑孔522中的保持构件523可旋转地保持。

每个支撑球521被保持以使得至少部分的支撑球521从支撑孔522或支撑孔526伸出。每个支撑球521与设置在顶板511和底板512之间的可动板552接触。可动板552的顶部表面和底部表面由多个可旋转的支撑球521支撑以使得可动板552在平行于可动板552的顶部和底部表面的方向上是可动的。

此外，设置在底板512侧上的支撑球521从保持构件523的上端部的伸出量根据定位螺钉524的位置变化。例如，如果定位螺钉524在Z1方向(向上)位移，那么支撑球521的伸出量增加以及底板512和可动板552之间的距离(间隙)增加。另一方面，如果定位螺钉524在Z2方向上(向下)位移，那么支撑球521的伸出量减小以及底板512和可动板552之间的间隙增加。

这样，底板512和可动板552之间的间隙可通过使用定位螺钉524改变支撑球521的伸出量被适当地调节。

如图8中示出的，多个位置检测磁体541被设置在底板512的顶部表面上。每个位置检测磁体541用两个永久磁体构成，每个永久磁体具有长方体形状。两个永久磁体被布置成在纵向方向上彼此平行。每个位置检测磁体541形成一磁场，该磁场抵达(影响)设置在顶板511和底板512之间的DMD底板553。

霍尔元件，每个都设置在DMD底板553的底部表面上，以及位置检测磁体541构成检测DMD 551的位置的位置检测单元。

进一步地，多个驱动磁体531a，531b和531c被设置在底板512的底部表面上。注意到，驱动磁体531c没有示出在图8中。在下面的描述中，驱动磁体531a，531b和531c可酌情称为“驱动磁体531”。

每个驱动磁体531由两个磁体构成，每个磁体具有长方体形状。两个磁体被布置成在纵向上平行。每个驱动磁体531形成磁场，该磁场抵达(影响)热沉554。设置在热沉554的顶部表面上的驱动线圈，以及驱动磁体531构成使可动单元55移动的驱动单元。

注意到，设置在固定单元51上的支撑球521和柱形支撑件515的数目、位置等不限于在该实施例中描述的构造。

(可动单元55)

图10是根据该实施例的可动单元55的分解透视图。图11是根据该实施例的可动单元55的侧视图。

如在图10和11中示出的，可动单元55包括DMD 551，可动板552，DMD底板553以及热沉554。

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，并且由多个支撑球521支撑以在平行于所述可动板552的顶部和底部表面的方向上是可动的。

如在图10中示出的，可动板552具有在面向DMD 551的位置处的中心孔570，所述DMD 551被安装在DMD底板553上。进一步地，可动板552具有贯通孔572，将顶板511固定到照明光学系统单元40的螺钉520被插入到所述贯通孔中。进一步地，可动板552具有用于耦连到DMD底板553的耦连孔573，以及在与固定单元51的柱形支撑件515对应的位置处的可动范围限制孔571。

例如，在其中间隙被调节以使可动板552和DMD 551的图像生成表面通过插入到相应的耦连孔573中的螺钉是平行的状态下，可动板552和DMD底板553通过粘合剂被耦连和固定。

在此，可动板552平行于所述表面移动，以及DMD 551也与可动板552一起移动。因此，如果可动板552的表面和DMD 551的图像生成表面不是平行的，存在DMD 551的图像生成表面相对于移动方向倾斜且图像被干扰(扰乱)的可能性。

由此，根据该实施例，螺钉被插入到所述耦连孔573中以调节可动板552和DMD底板553之间的间隙，以及可动板552的表面和DMD 551的图像生成表面被保持平行。从而，可以防止图像质量降低。

固定单元51的柱形支撑件515被插入到所述可动范围限制孔571中。例如，如果可动板552由于振动或某一故障被非常大地位移(移动)，那么柱形支撑件515接触到可动范围限制孔571以限制可动板552的可动范围。

注意到，可动范围限制孔571和耦连孔573的数目、位置和形状等不限于在该实施例中描述的构造。不同于该实施例的构造的构造可用来耦连可动板552和DMD底板553。

DMD底板553被设置在固定单元51的顶板511和底板512之间，并被耦连到如上所述的可动板552的底部表面。

DMD 551被设置在DMD底板553的顶部表面上。DMD 551经由支座(socket)557被耦连到DMD底板553。盖子5580盖在DMD 551的周围。DMD 551通过可动板552的中心孔570使可动板552的顶部表面侧暴露。换句话说，DMD 551可穿过中心孔570伸出。

DMD底板553具有贯通孔555，将顶板511固定到照明光学系统单元40的螺钉520被插入到所述贯通孔中。进一步地，DMD底板553具有在面向热沉554的耦连柱561的部分处的切除部(cutouts)558以使得可动板552被固定到热沉554的耦连柱561。

例如，如果可动板552和DMD底板553被共同地紧固到热沉554的耦连柱561，存在DMD底板553被扭曲、DMD 551的图像生成表面相对于移动方向倾斜以及图像被干扰的可能性。由此，切除部558被形成在DMD底板553的外边缘部分上以使得热沉554的耦连柱561被耦连到可动板552，避免了DMD底板553。

因为热沉554被耦连到根据以上所述的构造的可动板552，因此DMD底板553由于从热沉554接收载荷引起扭曲的可能性降低。因此，可以保持DMD 551的图像生成表面平行于移动方向并保持所述图像质量。

进一步地，DMD底板553的切除部558被形成为以包括这样的部分：面向底板512的支撑孔522以使得由底板512保持的支撑球521接触可动板552同时避免了DMD底板553。根据这样的构造，在DMD底板553处，可以防止由于来自于支撑球521的载荷引起扭曲的发生以及保持DMD 551的图像生成表面平行于移动方向以保持所述图像质量。

注意到，切除部558的形状不限于在该实施例中描述的形状。贯通孔可形成在DMD底板553上而不是切除部558上，如果可以使DMD底板553与热沉554的耦连柱561和支撑球521非接触。换句话说，DMD底板553可具有至少一个切除部或至少一个孔，以及至少一个耦连构件，该至少一个耦连构件在其中DMD底板553没有接触至少一个耦连构件的状态下通过至少一个切除部或至少一个孔将散热部分556耦连到可动板552。

如图11中示出的，在DMD底板553的底部表面上，作为磁性传感器的霍尔元件542被设置在面向设置于底板512的顶部表面上的位置检测磁体541的位置处。设置在DMD底板553处的霍尔元件542以及设置在底板512处的位置检测磁体541构成检测DMD 551的位置的位置检测单元。

如在图10和图11中示出的，热沉554包括散热部分556，耦连柱561以及传热部分563。传热部分563没有示出在图10中。

散热部分556被耦连到DMD底板553。底板512被设置在(夹在)散热部分556和DMD底板553之间。多个翅片形成在散热部分556的下部部分上。散热部分556散发(消散)在DMD551中生成的热。如在图10中示出的，凹下部分582形成在散热部分556的顶部表面上。驱动线圈581a，581b和581c，其被设置在柔性底板580上，被附连到凹下部分582。在下面的描述中，驱动线圈581a，581b和581c可酌情称为“驱动线圈581”。

凹下部分582形成在面向设置在底板512的底部表面上的驱动磁体531的位置上。附连到凹下部分582的驱动线圈581以及设置在底板512的底部表面上的驱动磁体531构成使可动单元55相对于固定单元51移动的驱动单元。

进一步地，散热部分556具有贯通孔562，将顶板511固定到照明光学系统单元40的螺钉520被插入到所述贯通孔中。

耦连柱561形成在三个位置上以在Z1方向上从散热部分556的顶部表面延伸。可动板552用螺钉564(示出在图11中)被固定到耦连柱561的相应上端部。由于形成在DMD底板553上的切除部558，耦连柱561耦连到可动板552而没有接触DMD底板553。

如在图11中示出的，传热部分563在Z1方向上从散热部分556的顶部表面延伸并且与DMD 551的底部表面接触以将在DMD 551中生成的热传递到散热部分556。例如，传热片材可设置在DMD 551和传热部分563的上端部表面之间以便提高导热性。在这样的情况下，在热沉554的传热部分563和DMD 551之间的导热性通过传热板提高，从而冷却DMD 551的效果提高。

可动板552的贯通孔572、DMD底板553的贯通孔555和热沉554的贯通孔562被形成为在Z1-Z2方向上面向彼此。将顶板511固定到照明光学系统单元40的螺钉520从下侧被插入到贯通孔562、贯通孔555和贯通孔572中。换句话说，贯通孔562、贯通孔555和贯通孔572可分别在Z1-Z2方向上重叠。

在此，对应于DMD 551和支座557的厚度的空间生成在从DMD底板553的表面到DMD551的图像生成表面之间。如果DMD底板553被布置在顶板511上方，那么从DMD底板553的表面到DMD 551的图像生成表面的空间变为闭死空间并且存在设备构造的尺寸增加的可能性。

根据该实施例，DMD底板553被设置在顶板511和底板512之间以将顶板511布置在从DMD底板553的表面到DMD 551的图像生成表面的空间中。根据这样的构造，可以有效地利用从DMD底板553的表面到DMD 551的图像生成表面以减小在Z1-Z2方向上的高度以及小型化所述设备构造。由此，根据该实施例的图像生成单元50能够不仅被安置在大型投影仪中而且安置在小型投影仪中。也就是说，根据该实施例的图像生成单元50的通用性能够被提高。

(驱动单元)

图12是根据所述实施例的驱动单元的分解透视图。

根据所述实施例的驱动单元包括设置在底板512上的驱动磁体531和设置在热沉554上的驱动线圈581。

每个驱动磁体531a和531b由两个永久磁体构成，两个永久磁体的纵向方向平行于X1-X2方向。驱动磁体531c由两个永久磁体构成，该两个永久磁体的纵向方向平行于Y1-Y2方向。每个驱动磁体531形成一磁场，其抵达(影响)热沉554。

每个驱动线圈581由围绕平行于Z1-Z2方向的轴线缠绕的电线形成，并且被附连到形成在热沉554的散热部分556的顶部表面上的凹下部分582。

在其中可动单元55由固定单元51支撑的状态下，底板512的驱动磁体531和热沉554的驱动线圈581被设置成分别面向彼此。当使电流流过驱动线圈581时，要是使可动单元55移动的驱动力的洛伦兹力由由驱动磁体531形成的磁场生成。

接收作为在驱动磁体531和驱动线圈581之间生成的驱动力的洛伦兹力，可动单元55被位移以在关于固定单元51的X-Y平面上线性地移动或旋转。

根据所述实施例，作为第一驱动单元，驱动线圈581a和驱动磁体531a，以及驱动线圈581b和驱动磁体531b被设置成在X1-X2方向上面向彼此。当电流流过驱动线圈581a和581b时，在Y1方向或Y2方向上的洛伦兹力得以生成。

可动单元55通过在驱动线圈581a和581b处生成的洛伦兹力在Y1方向或Y2方向上移动。可动单元55通过在驱动线圈581a和581b处在相反方向上生成的洛伦兹力在XY平面中旋转。

例如，当电流被供给以使得在Y1方向上的洛伦兹力生成在驱动线圈581a处以及在Y2方向上的洛伦兹力生成在驱动线圈581b处，那么可动单元55在顶视图中在逆时针方向上旋转。另一方面，当电流被供给以使得在Y2方向上的洛伦兹力生成在驱动线圈581a处以及在Y1方向上的洛伦兹力生成在驱动线圈581b处时，可动单元55在顶视图中在顺时针方向上旋转。

进一步地，根据所述实施例，驱动线圈581c和驱动磁体531c被设置为第二驱动单元。驱动磁体531c被布置成以使得驱动磁体531c的纵向方向正交于所述驱动磁体531a和531b的纵向方向。在这样的构造中，当电流流过驱动线圈581c时，在X1方向或X2方向上的洛伦兹力得以生成。可动单元55通过生成在驱动线圈581c处的洛伦兹力在X1方向或X2方向上移动。

流过每个驱动线圈581的量值和方向由系统控制单元10的驱动控制单元12控制。驱动控制单元12控制(变化)要供给到每个驱动线圈581的电流的量值和方向以控制可动板552的移动方向(或旋转)、移动量和旋转角。

底板512具有传热孔559，该传热孔设置在面向设置于DMD底板553上的DMD 551的位置上。热沉554的传热部分563被插入到所述传热孔559中。进一步地，底板512具有贯通孔560，将顶板511固定到照明光学系统单元40的螺钉520被插入到所述贯通孔中。

图13A和13B是示出根据第一实施例的可动单元55的驱动力的作用点M的示例的示意图。图13A是可动单元55的顶视图。图13B是可动单元55的侧视图。

驱动力的作用点M是作为生成在驱动线圈581处的驱动力的洛伦兹力的合力作用在可动单元55上的点。如图13A中示出的，根据该实施例，在X-Y平面中驱动力的作用点M是从驱动线圈581a和驱动线圈581b的中点在Y1-Y2方向上延伸的直线和从驱动线圈581c的中心在X1-X2方向上延伸的直线的交点。如图13B中示出的，在Z1-Z2方向上驱动力的作用点M是驱动线圈581的高度方向上的中心位置。

在此，当驱动力的作用点M和重心的位置在可动单元55中彼此远离时，存在可动单元55不稳定地操作的可能性，变得可以控制DMD 551的位置，以及图像质量降低。

例如，在该构造中，其中驱动力的作用点M和重心的位置在Z1-Z2方向上彼此远离，存在可动单元55像钟摆一样摇摆的可能性，其中重心的位置是支撑点以及驱动力的作用点M是作用点。因为随着支撑点和施力点之间的距离(间隙)增加所述力矩增加，因此随着可动单元55的重心的位置和驱动力生成表面之间的偏离量在Z1-Z2方向上增加振动增加，以及变得难以控制DMD 551的位置。

进一步地，例如，在其中驱动力的作用点M和重心的位置在X-Y平面中彼此远离的构造中，延迟发生在生成在驱动线圈581处的洛伦兹力和可动单元55的操作之间，以及存在变得难以以高精确度控制DMD 551的位置的可能性。

如上所述的，当驱动力的作用点M和重心的位置在Z1-Z2方向上和X-Y平面中彼此远离时，可动单元55的操作变为不稳定的。由此，变得难以以高精确度执行DMD 551的位置的控制并且存在图像被干扰的可能性。

在根据所述实施例的可动单元55中，热沉554的重量比包括DMD底板553和可动板552的重量更重。由此，在Z1-Z2方向上可动单元55的重心的位置被定位为靠近热沉554的散热部分556。

根据所述实施例，例如，热沉554的凹下部分582的深度(尺寸)和散热部分556的形状被确定并且驱动线圈581被附连到凹下部分582以使得可动单元55的驱动力的作用点M匹配在Z1-Z2方向上可动单元55的重心的位置。进一步地，根据所述实施例，例如，热沉554的散热部分556的形状被确定以使得可动单元55的驱动力的作用点M匹配在X-Y平面中可动单元55的重心的位置。

图14A和14B是示出根据第一实施例的热沉554的形状的示例的示意图。

例如，设置在热沉554的散热部分556上的翅片565的数目和/或长度可根据在X1-X2方向上或Y1-Y2方向上的位置变化以便使可动单元55的重心的位置和在X-Y平面中驱动力的作用点M匹配。

如在图14A中示出的，例如，翅片566可根据耦连柱561和形成在散热部分556上的凹下部分582的位置和形状被设置在散热部分556的上部部分上以使可动单元55的重心的位置和驱动力的作用点M匹配。如在图14B中示出的，例如，重心调节部分567可设置在散热部分556的上部部分上以使可动单元55的重心的位置和驱动力的作用点M匹配。

这样，可动单元55被构造为以使得重心的位置匹配可动单元55中驱动力的作用点M。由此，变得可以提高可动单元55的操作稳定性以及以高精确度控制DMD 551的位置。注意到，在可动单元55中重心的位置和驱动力的作用点M在其中可动单元55的操作没有变为不稳定的范围内可以是基本上相同的位置。相似地，在其中驱动磁体531a，531b和531c被设置在热沉554的底板512侧上且驱动线圈581a，581b和581c被设置在底板512的热沉554侧上的情况下，在可动单元55中重心的位置和驱动力的作用点M在其中可动单元55的操作没有变为不稳定的范围内可以是基本上相同的位置。换句话说，驱动线圈581可设置在底板512的底部表面上以及驱动磁体531可设置在热沉554的凹下部分582上。

(位置检测单元)

图15是根据第一实施例的包括位置检测单元的构造的示例的分解透视图。图16是根据第一实施例的包括位置检测单元的构造的示例的分解侧视图。

根据该实施例的位置检测单元包括设置在底板512上的位置检测磁体541，以及设置在DMD底板553上的霍尔元件542。位置检测磁体541和霍尔元件542被布置成在Z1-Z2方向上面向彼此。换句话说，至少一个位置检测磁体541和至少一个霍尔元件541可布置在DMD底板553和底板512或顶板511之间以面向彼此。

每个霍尔元件542是磁性传感器的示例。霍尔元件542根据来自于设置成面向霍尔元件541的位置检测磁体541的磁通量密度的变化将信号传送到系统控制单元10的驱动控制单元12。驱动控制单元12基于从霍尔元件542传送的信号检测设置在DMD底板553上的DMD551的位置。

在此，根据该实施例，用磁性材料形成的底板512和顶板511用作轭板并构成磁路，其包括位置检测磁体541。进一步地，生成在设置于底板512和热沉554之间并包括驱动磁体531和驱动线圈581的驱动单元处的磁通量被集中在底板512中，其起到轭板的作用，由此，到位置检测单元的漏损减少。

因此，由包括驱动磁体531和驱动线圈581的驱动单元生成的磁场的影响在设置在DMD底板553的底部表面侧上的霍尔元件542处减小。因此，霍尔元件542能够根据位置检测磁体541的磁通量密度的变化输出信号而没有受到在驱动单元处生成的磁场的影响。由此，驱动控制单元12可以以高的精确度检测(确定)DMD 551的位置。

这样，驱动控制单元12能够基于其中来自于驱动单元的影响减小的霍尔元件542的输出量以高精确度检测DMD 551的位置。因此，驱动控制单元12能够根据DMD 551的检测到的位置控制流过驱动线圈581的电流的方向和量值以及能够以高精确度控制DMD 551的位置。

应当注意到，驱动单元的构造和位置检测单元的构造不限于在所述实施例中描述的构造。作为驱动单元的驱动磁体531和驱动线圈581的数目、位置等可不同于在所述实施例中描述的那些，只要可动单元55能够移动到任意位置。例如，使可动单元55相对于固定单元51移动的驱动单元可包括至少一个驱动磁体和面向该至少一个驱动磁体的至少一个驱动线圈。至少一个驱动磁体和至少一个驱动线圈可布置在底板512和散热部分556之间。进一步地，作为位置检测单元的位置检测磁体541和霍尔元件542的数目、位置等可不同于在所述实施例中描述的那些，只要可以检测DMD 551的位置。

例如，位置检测磁体541可设置在顶板511上以及霍尔元件542可设置在可动板552上。进一步地，例如，位置检测单元可设置在底板512和热沉554之间，以及驱动单元可设置在顶板511和底板512之间。然而，优选的是，在驱动单元和位置检测单元之间提供轭板以便减小从驱动单元到位置检测单元的磁场的影响。进一步地，优选的是，在固定单元51的顶板511或底板512上提供驱动磁体531和位置检测磁体541，因为另外存在可动单元55的重量增加且变得难以控制可动单元55的位置的可能性。

进一步地，顶板511和底板512可部分地由磁性材料制成，只要可以减少从驱动单元到位置检测单元的磁通量的漏损。例如，顶板511和底板512可通过层叠包括由磁性材料制成的平板形状构件或片材形状构件的多个构件而形成。顶板511可由非磁性材料制成，只要底板512至少部分地由磁性材料制成且起到用于防止从驱动单元到位置检测单元的磁通量的漏损的轭板的作用。

<图像投影>

如上所述的，根据该实施例的投影仪1，生成投影图像的DMD 551被安装在可动单元55上，以及DMD 551的位置由系统控制单元10的驱动控制单元12控制。

例如，驱动控制单元12以这样的方式控制可动单元55的位置以使得可动单元55以与当投影图像时的帧频对应的预定周期以高的速度在彼此远离的多个位置之间移动小于DMD 551的微镜的阵列间隔的距离。此时，图像控制单元11将图像信号传送到DMD 551以生成根据每个位置移位的投影图像。

例如，驱动控制单元12使DMD 551以预定周期在X1-X2方向和Y1-Y2方向上彼此远离的位置P1和位置P2之间往复移动小于DMD 551的微镜的阵列间隔的距离。此时，图像控制单元11控制DMD 551以生成根据每个位置移位的投影图像以使得它变得可以使投影图像的分辨率为DMD 551的分辨率的两倍。此外，DMD 551的移动位置的数目可增加以使得投影图像的分辨率超过DMD 551的分辨率的两倍。换句话说，驱动控制单元12可控制使可动单元55相对于固定单元51移动的驱动单元以使可动单元55移动小于微镜的阵列间隔的距离。换句话说，驱动控制单元12可控制流过驱动线圈581的电流以使可动单元51移动。

这样，驱动控制单元12使DMD 551和所述可动单元55一起移位(移动)，所述图像控制单元11控制DMD 551以根据DMD 551的位置生成投影图像。在此，可以投影其分辨率被弄得高于或等于DMD 551的分辨率的图像。

根据该实施例的投影仪1，驱动控制单元12控制DMD 551以使得DMD551与可动单元55一体地旋转。从而，可以旋转所述投影图像而没有减小投影图像的尺寸。例如，在其中图像生成部分例如DMD被固定的投影仪中，不可能在缩小投影图像同时保持该投影图像的纵横比的情况下旋转投影图像。相比之下，根据该实施例的投影仪1，可以旋转DMD 551，由此，可以旋转投影图像以调节所述倾斜而没有缩小投影图像。

如上所述的，根据该实施例的图像生成单元50，DMD 551被设置成是可动的，以及可以使DMD 551移位(移动)以生成具有高分辨率的图像。

进一步地，该实施例被构造为以使得作为通过驱动单元的驱动力的洛伦兹力作用于所述可动单元55的驱动力的作用点M与可动单元55的重心的位置匹配。由此，可以提高可动单元55的操作稳定性并以高精确度控制DMD551的位置。

此外，根据该实施例，用磁性材料构成的底板512和顶板511用作轭板并与位置检测单元的位置检测磁体541构成一磁路，生成在驱动单元处的磁场对位置检测单元的影响减小。由此，驱动控制单元12能够以高精确度检测基于霍尔元件542的输出量以高的速度移位的DMD 551的位置，并且能够以高精确度控制DMD 551的位置。

根据以上所述的实施例，用包括在可动单元55的第一部分中的可动板552和DMD底板553构成的可动板(可动板件)被布置在固定单元51内部位于顶板511和底板512之间。进一步地，包括在可动单元55的第二部分中并且散发DMD 551的热以冷却DMD 551的散热部分556被布置在可动单元55外部(外面)。因为散热部分556的重量是重的，因此可动单元55的重心被定位在(提供在)布置于固定单元51外部的散热部分556处。

因此，驱动磁体531(驱动单元)被设置在底板512上以及驱动线圈581(驱动单元)被设置在热沉554的散热部分556上以便生成靠近可动单元55的重心的洛伦兹力。换句话说，驱动单元可包括成对操作的(协作的)至少一个驱动磁体531(第一构件)和至少一个驱动线圈581(第二构件)。该至少一个驱动线圈581可在当使电流流过该至少一个驱动线圈581时生成驱动力。然后，至少一个驱动线圈581和至少一个驱动磁体531中的一个可布置在顶板511和底板512中的一个上，以及可动单元55的重心较靠近顶板511和底板512中的一个，与顶板511底板512中的另一个相比。进一步地，至少一个驱动线圈581和至少一个驱动磁体531中的另一个可被布置在可动单元55的第二部分上以使得至少一个驱动线圈581面向所述至少一个驱动磁体531。

相似地，在其中驱动磁体531被设置在散热部分556且驱动线圈581被设置在底板512上的构造中，可以生成靠近可动单元55的重心的洛伦兹力。

[第二实施例]

将描述第二实施例。在下面，第二实施例和第一实施例之间的差异将被主要描述并且基本上类似于第一实施例的描述的描述酌情被省略。图17是根据第二实施例的图像生成单元80和移动设备120的示例的分解侧视图。

如图17中示出的，移动设备120和图像生成单元80，其中DMD 851被设置在移动设备120的DMD底板822上，包括固定单元81和可动单元82。固定单元81由投影仪1的照明光学系统单元40固定地支撑。可动单元82由固定单元81可动地支撑。

固定单元81包括作为第一固定板的顶板811和作为第二固定板的底板812。顶板811和底板812通过多个支撑柱831经由预定间隙被耦连为平行的。

可动单元82包括包括在可动单元82的第一部分中的可动板821，以及包括在可动单元82的不同于第一部分的第二部分中的DMD底板822。可动单元82由固定单元81支撑以使得可动单元82是可动的。可动单元82被构造为包括散热部分856，该散热部分散发(消散)包括在第二部分中的DMD851的热以冷却DMD 851。散热部分856构成热沉854的一部分。热沉854可包括在可动单元82的第二部分中。可动板821构成第一可动板。DMD底板822构成第二可动板。可动单元82的重心的位置被定位(提供)在固定单元81外部。

顶板811被设置在可动板821和DMD底板822之间。可动板821被设置在固定单元81的顶板811和底板812之间。可动板821由多个支撑球832可动地支撑，所述多个支撑球分别由顶板811和底板812可旋转地保持。

DMD 851被设置在DMD底板822上。DMD底板822被固定到可动板821，其中固定单元81的顶板811被夹(设置)在DMD底板822和可动板821之间。因此，DMD底板822被布置在固定单元81外部。DMD 851被设置在DMD底板822的顶部表面上。

多个驱动磁体825被设置在顶板811的DMD底板822侧的表面上。多个驱动线圈826被布置在DMD底板822的顶板811侧的表面上，以分别面向多个驱动磁体825。驱动磁体825和驱动线圈826构成使可动单元82移动的驱动单元。

当使电流流过驱动线圈826时，要为使可动单元82移动的驱动力的洛伦兹力由由驱动磁体825形成的磁场生成。接收生成在驱动磁体825和驱动线圈826之间的洛伦兹力，可动单元82被位移以在关于固定单元81的X-Y平面中线性地移动或旋转。

进一步地，底板812被布置在可动板821和耦连到可动板821的散热部分856之间。

根据第二实施例，可动单元82的重心被定位为靠近DMD底板822。驱动线圈826被设置在DMD底板822上以及驱动磁体825被设置在顶板811上。从而，可动单元82的重心的位置变得较靠近生成洛伦兹力的位置，并且变得可以提高可动单元82的操作稳定性。注意到，如果驱动线圈826被设置在顶板811上且驱动磁体825被设置在DMD底板822上能够获得类似的效果。换句话说，驱动单元可包括成对操作的至少一个驱动磁体825和至少一个驱动线圈826。然后，至少一个驱动线圈826和至少一个驱动磁体825中的一个可布置在顶板811和DMD底板822中的一个上，至少一个驱动线圈826和至少一个驱动磁体825中的另一个可被布置在顶板811和DMD底板822中的另一个上以使得至少一个驱动线圈826面向该至少一个驱动磁体825。

根据本公开内容的移动设备、图像生成单元和图像投影设备不限于以上所述的实施例，而是在没有背离本公开内容的范围的情况下可进行各种变型和修改。

本申请基于2016年3月15日提交的在先日本专利申请号2016-051336和2016年11月9日提交的日本专利申请号2016-218514并且要求它们的优先权的权益，其内容以参考方式被整个并入于此。

Claims (6)

1.一种移动设备，包括：

固定单元，该固定单元包括布置成面向彼此的第一固定板和第二固定板；

驱动单元，该驱动单元包括成对操作的第一构件和第二构件；以及

可动单元，该可动单元包括第一部分和第二部分，第一部分被布置在所述固定单元内部，第二部分被布置在所述固定单元外部，

其中所述可动单元的重心的位置在所述固定单元外部，

其中所述驱动单元的第一构件被布置在第一固定板和第二固定板中的一个上，可动单元的重心较靠近该第一固定板和第二固定板中的一个，与所述第一固定板和第二固定板中的另一个相比，以及

其中所述驱动单元的第二构件被布置在可动单元的第二部分上以面向所述驱动单元的第一构件。

2.根据权利要求1所述的移动设备，

其中所述驱动单元包括驱动磁体和面向该驱动磁体的驱动线圈，以及

其中所述驱动线圈在当使电流流过所述驱动线圈时生成驱动力。

3.一种图像生成单元，包括：

根据权利要求2所述的移动设备，

其中可动单元包括包括在第一部分中的可动板，图像生成部分被布置在可动板上，

其中可动单元包括散热部分，该散热部分包括在第二部分中并被构造为散发所述图像生成部分的热，

其中第二固定板被布置在可动板和散热部分之间，

其中构成所述驱动单元的驱动磁体和驱动线圈中的一个被布置在第二固定板上，以及

其中所述驱动磁体和驱动线圈中的另一个被布置在所述散热部分上。

4.一种图像生成单元，包括：

根据权利要求2所述的移动设备，

其中可动单元包括第一可动板，该第一可动板包括在第一部分中并被布置在第一固定板和第二固定板之间，

其中可动单元包括第二可动板，该第二可动板包括在第二部分中，图像生成部分被布置在第二可动板上，

其中可动单元包括散热部分，该散热部分包括在第二部分中并被构造为散发所述图像生成部分的热，

其中第一固定板被布置在第一可动板和第二可动板之间，

其中第二固定板被布置在第一可动板和散热部分之间，

其中构成所述驱动单元的驱动磁体和驱动线圈中的一个被布置在第二可动板上，以及

其中所述驱动磁体和驱动线圈中的另一个被布置在第一固定板上。

5.根据权利要求3或4所述的图像生成单元，进一步包括：

驱动控制单元，该驱动控制单元被构造为控制流过所述驱动线圈的电流，

其中所述图像生成部分包括数字微镜装置，基于图像信号来调制从光源发射的光的多个微镜被排列在所述数字微镜装置中，以及

其中所述驱动控制单元控制所述驱动单元以使可动单元以预定周期移动小于多个微镜的阵列间隔的距离。

6.一种图像投影设备，包括：

根据权利要求3到5中的任一项所述的图像生成单元；以及

投影部分，该投影部分被构造为投影由图像生成部分生成的图像。

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