JP2010243686A - 画像投影装置及び画素ずれ量の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射型表示素子を備える画像投射装置において、投影光を損失することなく、画素ずれ量を高精度で検出する方法を提供する。
【解決手段】ＤＭＤ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇでは反射された非投影光は、ダイクロイックプリズムＤＰで色合成された後に撮像レンズ２１Ａ，２１ＢによりＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂに結像される。ＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂの撮影像に基づいて画素ずれ量算出部２６がＤＭＤ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇ間の画素ずれ量を算出する。投影光を損失することなく、画素ずれ量を高精度で検出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の反射型表示素子を備える画像投影装置（プロジェクタ）に関する。

三板式の画像投影装置では、３個の画像表示素子（ＤＭＤ等の反射型表示素子や透過型液晶表示素子等の透過型表示素子）間の投影画像上の画素の位置のずれ（画素ずれ）を調整して解消する必要がある。この画素ずれ調整のために画像表示素子の位置を調整する上で、画素ずれ量をいかに検出するかが重要である。

特許文献１には、スクリーンに設けたセンサで画素ずれ量を検出する画像投影装置が開示されている。この場合、画像投影装置はセンサと通信を行う必要があり、大規模なシステムとなる。また、設置条件毎の煩雑な設定が必要である。さらに、画素ずれ量の検出は投影レンズの状態や種類によって異なる色収差（特に倍率色収差）の影響を受け、それに対応した検知条件の設定変更が必要となる。

特許文献２には、スクリーンへの投影像をＣＣＤカメラ等で撮影し、撮影像に基づいて画素ずれ量を検出する画像投影装置が開示されている。この場合も、設置条件毎の煩雑な設定が必要である。また、画素ずれ量の検出は投影レンズの状態や種類によって異なる色収差（特に倍率色収差）の影響を受け、それに対応した検知条件の設定変更が必要となる。

特許文献３，４には、画像表示素子からの投影光を色合成後にハーフミラー等の検出器に導き、検出器で検出した中間像に基づいて画素ずれ量を検知する画像投影装置が開示されている。この場合、投影光の一部を検出器に導くために投影光の損失がある。投影光の損失はスクリーンへの投影像の明度を低下させる。また、投影光の一部を検出器に導くためにリレーレンズ等を含む光学系を設ける必要があるため、装置の複雑化と大型化を招く。さらに、画素ずれ量の検出はリレーレンズの色収差（特に倍率色収差）の影響を受ける。

特開２００３−４７０１７号公報 特開平６−１８６５８４号公報 特開平７−５９０３７号公報 米国特許第５１７０２５０号明細書

本発明は、反射型表示素子を備える画像投影装置において、投影光を損失することなく、画素ずれ量を高精度で検出することを課題とする。

本発明の第１の態様は、異なる色光毎に設けられ、複数の反射要素で構成された反射面で照明光を投影光と非投影光に変調する複数の反射型表示素子と、前記複数の反射型表示素子からの前記投影光及び前記非投影光をそれぞれ同一光軸に色合成する色合成プリズムと、色合成された前記非投影光を集光する集光光学系と、前記集光された非投影光を受光する受光部とを備える、画像投影装置を提供する。

色合成後の非投影光で反射型表示素子を観察することで、投影光を損失することなく画素ずれ量を高精度で検出できる。具体的には、受光部で受光される非投影光は投影レンズを介してしないので、投影レンズの色収差の影響を受けず、正確に画素ずれ量が把握できる。また、非投影光を使用するので、スクリーンへの投影像を使用する場合のように画像投影装置の設置条件により画素の観察条件が変化することがなく、常に良好な条件で正確な画素ずれ量を把握できる。さらに、非投影を利用し、投影光を利用していないので、投影光の損失がない。さらにまた、スクリーンに設けたセンサとの通信を行う必要も、投影光を途中で分岐させて検出器に導くための複雑な光学系も必要ないので、装置の複雑化や大型化を招かない。

具体的には、前記受光部で受光した前記非投影光から画素ずれ量を算出する画素ずれ量算出部をさらに備える。

さらに具体的には、複数の前記反射型表示素子のうちの少なくとも２つに設けられ、前記反射面を含む方向である面方向に前記反射型表示素子を移動させるアクチュエータを備える位置調整装置と、前記画素ずれ量算出部で算出された画素ずれ量に基づいて前記位置調整装置の前記アクチュエータを駆動させるアクチュエータ制御部とをさらに備える。

この構成により、正確に検出した画素ずれ量に基づいて反射型表示素子の位置調整が自動的に実行され、良好な画質の投影像が得られる。

代案としては、複数の前記反射型表示素子のうちの少なくとも２つに設けられ、前記反射面を含む方向である面方向に前記反射型表示素子を移動させるアクチュエータを備える位置調整装置と、前記画素ずれ量算出部で算出された前記画素ずれ量を予め定められた基準量と比較する画素ずれ判別部と、前記画素ずれ判別部での比較に基づいて前記画素ずれ量が前記基準量を超えたことを表示する画素ずれ表示部とをさらに備える。

この構成によれば、画像ずれ表示部に画素ずれが発生していることが表示されるので、正確に検出した画素ずれ量に基づいて位置調整機構を手動操作して反射型表示素子を位置調整し、良好な画質の投影像を得ることができる。

一つの具体的な構成としては、前記集光光学系は、前記反射型表示素子の前記反射面の異なる領域からの非投影光をそれぞれ集光する第１及び第２の集光光学系を含み、前記受光部は、前記第１及び第２の集光光学系で集光された非投影光をそれぞれ受光する第１及び第２の受光部を含む。

この構成によれば、反射型表示素子の反射面全体を観察するのではなく、反射面の異なる領域を観察するので、僅かな画素ずれ量を検出でき、回転方向の画素ずれも確実に検出できる。

具体的には、前記集光光学系は前記非投影光を出射する前記反射要素の像を生成する結像光学系であり、前記受光部は前記反射要素の像を撮像する２次元撮像素子を備え、前記画素ずれ量算出部は前記反射要素の像から前記画素ずれ量を算出する。

この構成によれば、反射要素の像を撮像することにより、僅かな画素ずれ量も高精度で検出できる。

あるいは、前記受光部は、複数の受光領域を有する受光素子を備え、前記画素ずれ量算出部は前記受光部の個々の前記受光領域での受光量から非投影光の光束の重心位置を検出し、検出した前記非投影光の光束の重心位置から前記画素ずれ量を算出する。

この構成によれば、画素ずれ量の検出精度を確保しつつ、受光素子として安価なフォトダイオードを使用できる。

前記複数の反射型表示素子から１個ずつ順次に前記非投影光を発生させる表示素子制御部をさらに備えてもよい。

この構成の場合、受光部の受光素子としてカラーセンサよりも安価なモノクロの２次元撮像素子（モノクロのＣＣＤやＣＭＯＳセンサ）や、フォトダイオードを使用できる。また、モノクロの２次元撮像素子を使用する場合には、同一画素数のカラーの２次元撮像素子と比較すると画素ずれ量の検出に使用される画素数が２倍以上になり、画素ずれ量の検出精度をさらに向上できる。例えば、反射型表示素子がそれぞれ青色、赤色、及び緑色に対応する３個の場合、モノクロの２次元撮像素子を使用すれば、同一画素数のカラーの撮像素子を使用する場合と比較すると、画素ずれ量の検出に使用される画素数は３倍になる。

本発明の第２の態様は、反射型表示素子の非投影光を集光して受光し、前記受光した非投影光に基づいて画素ずれ量を検出する、画素ずれ量検出方法を提供する。

本発明の画像投影装置及び画素ずれ量検出方法によれば、色合成後の非投影光で反射型表示素子を観察することで、投影光を損失することなく画素ずれ量を高精度で検出できる。

本発明の第１実施形態の画像投影装置の側面図。 図１の部分平面図。 本発明の第１実施形態における画素ずれ量検出の手法の概略のフローチャート。 画素ずれ量の検出の原理を説明するための模式図。 画素ずれ量の検出の原理の他の例を説明するための模式図。 画素ずれ量の検出の原理の他の例を説明するための模式図。 本発明の第１実施形態の変形例の画像投影装置の側面図。 本発明の第２実施形態の画像投影装置の側面図。 フォトダイオードにより光束の重心の検出原理を説明するための模式図。 本発明の第２実施形態における画素ずれ量検出の手法の概略のフローチャート。 画素ずれ量の検出の原理を説明するための模式図。 本発明の第３実施形態の画像投影装置の側面図。 図１２の部分平面図。 ＤＭＤの位置調整装置の第１の例の斜視図。 ＤＭＤの位置調整装置の第１の例の分解斜視図。 ＤＭＤ及びパッケージをＤＭＤの裏面側から見た図。 ＤＭＤ及びパッケージをＤＭＤの反射面側から見た図。 位置調整装置の断面図（電極間をばね部材で接続している。）。 位置調整装置の断面図（電極間を球体で接続している。）。 ＤＭＤの位置調整装置の第２の例の斜視図。 ＤＭＤの位置調整装置の第２の例の分解斜視図。 ＤＭＤの位置調整装置をＤＭＤの裏面側から見た図。 位置調整装置の断面図（電極間をばね部材で接続している。）。 位置調整装置の断面図（電極間を球体で接続している。） ＤＭＤの位置調整装置の第２の例で油圧シリンダを駆動するための油圧回路を示す図。 ＤＭＤの位置調整装置の第３の例をＤＭＤの裏面側から見た図。 位置調整装置の断面図（電極間をばね部材で接続している。）。 位置調整装置の断面図（電極間を球体で接続している。）。 ＤＭＤの位置調整装置の第３の例で油圧シリンダを駆動するための油圧回路を示す図。 ＤＭＤの位置調整装置の第４の例をＤＭＤの裏面側から見た図。 位置調整装置の断面図（電極間をばね部材で接続している。）。 位置調整装置の断面図（電極間を球体で接続している。）。

次に、添付図面を参照した本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１から図７は、本発明の第１実施形態を示す。

図１を参照すると、画像投影装置（プロジェクタ）９１は、照明光学系ＩＬ、内部全反射プリズム（ＴＩＲ）プリズムＰＲとダイクロイックプリズムＤＰからなるプリズムユニットＰＵ、反射型撮像素子の一例であって光変調を行うデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇ、投影光学系ＰＬを備える。

以下、ＤＭＤ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇについて説明する。なお、ＤＭＤ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇの構成は同一であるので、これらを区別する必要がない場合には、単にＤＭＤ１１と表記する。

図１６Ｂを参照すると、ＤＭＤ１１は多数のマイクロミラー１１ａを２次元マトリクス配置した反射面１１ｂを備える。個々のマイクロミラー１１ａがスクリーン上の投影画像の１画素を構成する。個々のマイクロミラー１１ａの傾斜角度ないし姿勢は２つの状態に切換可能である。２つの状態のうちの一方の状態（オン状態）のマイクロミラーは、投影光学系ＰＬに向かう投影光となるように照明光を反射する。他方の状態（オフ状態）のマイクロミラー１１ｂは、ＴＩＲプリズムＰＲから外れた方向に向かう非投影光となるように照明光を反射する。図１６Ａを参照すると、ＤＭＤ１１の裏面１１ｃには多数の電極１２が形成されている。これらの電極１２を介して入力されるＤＭＤ制御部２８（図１参照）からの制御信号により、個々のマイクロミラー１１ａがオフ状態又はオン状態に設定される。

青色光、赤色光、及び緑色光にそれぞれ対応するデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇのうち、２個のＤＭＤ１１に位置調整装置２５が設けられている。本実施形態では、青色ＤＭＤ１１Ｂと赤色ＤＭＤ１１Ｒにそれぞれ位置調整装置２５が設けられている。位置調整装置２５は図４に概念的に示すよう反射面１１ｂの法線方向（光軸方向）に対して垂直な面方向（光軸直交面内の互いに直交する２方向に）ＤＭＤ１１を変位させるための３つのアクチュエータＰ１，Ｐ２，Ｐ３を備える。これらのうちアクチュエータＰ１，Ｐ２は反射面１１ｂの短辺に沿った方向に作用点を変位させ、アクチュエータＰ３は反射面１１ｂの長辺に沿った方向に作用点を変化させる。位置調整装置２５の種々の具体的な構成の例については、後に詳述する。

以下、図１を参照して照明光学系ＩＬを説明する。１は超高圧水銀ランプより成る光源であり、白色光を発生させる。２は光源１を取り囲むように配置されるリフレクタであり、回転楕円面である反射面２ａを有している。光源１の後方には、ロッドインテグレータ３が長手方向が光軸に沿うように配置されている。リフレクタ２の反射面２ａの回転楕円面の一方の焦点位置に光源１が配置されており、光源１からの光は他方の焦点位置に集光されて、ロッドインテグレータ３の一端の入射面３ａより入射する。ロッドインテグレータ３に入射した光は、内面反射を繰り返し、均一な光量分布となって他端の射出面３ｂより出射される。ロッドインテグレータ３の射出面３ｂ直後には集光レンズ４が配置されており、その後方にはリレー光学系５が配置されている。ロッドインテグレータ３から出射された光（照明光）は、集光レンズ４で効率よくリレー光学系５に導かれ、ＴＩＲプリズムＰＲからダイクロイックプリズムＤＰを経てＤＭＤ１１を略テレセントリックで均一に照明する。

以下、図１及び図２を参照してプリズムユニットＰＵを説明する。プリズムユニットＰＵは、ＴＩＲプリズムＰＲに隣接して配置されたダイクロイックプリズムＤＰとを備える。

ＴＩＲプリズムＰＲは、それぞれ略三角柱状の第１プリズムＰＲ１と第２プリズムＰＲ２とから構成され、各プリズム斜面間にエアギャップ層が設けてある。このＴＩＲプリズムＰＲによって、ＤＭＤ１１に対する入力光と出力光との分離が行われる。第１プリズムＰＲ１は、照明光学系ＩＬから射出した照明光を斜面の全反射面ＰＲ１ａで全反射させる。このときの照明光の全反射面ＰＲ１ａに対する入射角は４８．５°である。なお、全反射面ＰＲ１ａは、上記エアギャップを隔てて第２プリズムＰＲ２の斜面と対面している。ここで、照明光のＦナンバーは２．７であり、主光線に対して空気中で片側約１０．７°、プリズム中で片側約７．０°の角度分布を持つ。一方、ＴＩＲプリズムＰＲの屈折率ｎ＝１．５２なので、その全反射条件は空気との界面に対する入射角が約４１．１°以上となる。故に、照明光は全反射条件を満たし、全反射面ＰＲ１ａで全反射する。

ダイクロイックプリズムＤＰは、ＴＩＲプリズムＰＵから入射した照明光を青色、赤色、及び緑色の色光に分解して対応するＤＭＤ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇに照射する。

ダイクロイックプリズムＤＰは、ＴＩＲプリズムＰＲの図２において下側に配置されており、略三角柱状の第１プリズムＤＰ１と第２プリズムＤＰ２、ブロック状の第３プリズムＤＰ３とが、順次下方に向かって組み合わされている。第１プリズムＤＰ１と第２プリズムＤＰ２との間には、青色光を反射するダイクロイック面Ｄｂ及びそれに隣接するエアギャップ層が設けられている。また、第２プリズムＤＰ２と第３プリズムＤＰ３との間には、赤色光を反射するダイクロイック面Ｄｒ及びそれに隣接してエアギャップ層が設けられている。

図２においてダイクロイックプリズムＤＰ及び第１プリズムＤＰ１の上面である入射出面ＤＰａより入射した照明光は、ダイクロイック面Ｄｂで青色光が反射され、他の緑色光及び赤色光は透過する。ダイクロイック面Ｄｂで反射された青色光は、入射出面ＤＰａで全反射され、第１プリズムＤＰ１側面である入射出面ＤＰ１ａより射出して、青色ＤＭＤ１１を照明する。一方、ダイクロイック面Ｂを透過した緑色光と赤色光のうち、赤色光はダイクロイック面Ｄｒで反射され、緑色光はダイクロイック面Ｄｒを透過する。ダイクロイック面Ｄｒで反射された赤色光は、ダイクロイック面Ｄｂに隣接して設けられたエアギャップ層により全反射され、第２プリズムＤＰ２側面である入射出面ＤＰ２ａより射出して、赤色ＤＭＤ１１Ｒを照明する。ダイクロイック面Ｄｒを透過した緑色光は、第３プリズムＤＰ３下面である入射出面ＤＰ３ａより射出して、ＤＭＤ１１Ｇを照明する。

各ＤＭＤ１１の偏向角は±１２°である。この偏向角の設定により、投影光軸Ｐは各ＤＭＤ１１（緑色ＤＭＤ１１Ｇで例示）の反射面１１ｂ（図１６Ｂを併せて参照）に垂直、即ち反射面１１ｂの法線方向となり、照明光軸は法線に対して２４°を成す。そして、各色の照明光は対応するＤＭＤ１１を入射角２４°で照明する。ＤＭＤ１１の各画素のマイクロミラー１１ａ（図１６Ｂを併せて参照）は、照明光軸Ｉ側に１２°傾いた状態（オン状態）で照明光を反射することにより、ＤＭＤ１１の反射面１１ｂに垂直な方向に投影光を射出する。また、ＤＭＤ１１の各画素のマイクロミラー１１ａは、照明光軸Ｉ側とは逆方向に１２°傾いた状態（オフ状態）で照明光を反射することにより、射出角４８°で非投影光を射出する。これにより光変調が行われる。

以下、図１及び図２を参照して、ＤＭＤ１１に到達した色分解された照明光がマイクロミラー１１ａによって反射された後の光路を説明する。まず、投影光の光路を説明する。

青色ＤＭＤ１１Ｂで反射された青色の投影光は、入射出面ＤＰ１ａに入射して、ダイクロイックプリズムＤＰの入射出面ＤＰａで全反射された後、ダイクロイックＤｂで反射される。また、赤色ＤＭＤ１１Ｒで反射された赤色の投影光は、入射出面ＤＰ２ａに入射して、ダイクロイック面Ｂに隣接して設けられたエアギャップ層により全反射された後、ダイクロイック面Ｄｒで反射され、さらにダイクロイック面Ｄｂを透過する。さらに、緑色ＤＭＤ１１Ｇで反射された緑色の投影光は、入射出面ＤＰ３ａに入射して、ダイクロイック面Ｄｒ，Ｄｂを透過する。そして、これら青色、赤色、及び緑色の各投影光は、同一光軸に合成され、ダイクロイックプリズムＤＰの入射出面ＤＰａから射出して、ＴＩＲプリズムＰＲに入射する。

この色合成された投影光は、ＴＩＲプリズムＰＲの上記エアギャップ層に入射角３３．０°で入射する。このとき、照明光と同じく投影光のＦナンバーも２．７であり、主光線に対して空気中で片側約１０．７°、プリズム中で片側約７．０°の角度分布を持つが、ここでは全反射条件を満たさないので、エアギャップ層を透過し、複数のレンズ等から成る投影光学系ＰＬによって、図示しないスクリーンに投影される。

次に、非投影光の光路を説明する。

非投影光のＤＭＤ１１からの射出角は４８°であるから、緑色の非投影光はダイクロイック面Ｄｒに隣接したエアギャップ層へ３１．２°の入射角で±約７．０°の角度分布を持ちながら入射し、このエアギャップ層を透過した後、ダイクロイック面Ｄｒも透過する。ダイクロイック面Ｄｒを透過した緑色の非投影光は、ダイクロイック面Ｄｂに隣接したエアギャップ層へ４０．０°の入射角で±約７．０°の角度分布を持ちながら入射する。入射した緑色の非投影光のうち、入射角４１．１°以上の非投影光は全反射され、入射角４１．１°未満の非投影光がエアギャップ層を透過し、さらにダイクロイック面Ｄｂを透過する。また、赤色の非投影光は、ダイクロイック面Ｄｂに隣接したエアギャップ層で全反射され、さらにダイクロイック面Ｄｒで反射された後、再びダイクロイック面Ｄｂに隣接したエアギャップ層へ入射する。このときの赤色の非投影光は、緑色光の非投影光と同様に、４０．０°の入射角で±約７．０°の角度分布を持ちながら入射するので、入射角４１．１°以上の非投影光は全反射され、入射角４１．１°未満の非投影光がエアギャップ層を透過し、さらにダイクロイック面Ｄｂを透過し、緑色光の非投影光と同一光軸に合成される。さらに、青色光の非投影光は、ダイクロイックプリズムＤＰの入射出面ＤＰａで全反射され、さらにダイクロイック面Ｄｂで反射され、緑色及び赤色光のＯＦＦ光と同一光軸に合成された後、再び入射出面ＤＰａへ約２９．３°の入射角で入射し、ここを透過する。このようにして、各色光の非投影光は、投影光と同様にダイクロイックプリズムＤＰによって、同一光軸に合成されて出射する。

以下、画素ずれ量検出と検出した画素ずれ量に基づくＤＭＤ１１の位置調整のための構成に関して説明する。

「画素ずれ量」とは、３個のＤＭＤ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇでスクリーン上に投影された青色、赤色、及び緑色の投影像の画素間の位置のずれ（画素ずれ）の量である。画素ずれは、画像投影装置９１の使用時間の経過に伴うＤＭＤ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇの保持構造の熱膨張等に起因して経時的に増大する傾向を有する。画素ずれ量を検出し、検出した画素ずれ量に基づいて画素ずれを解消するようにＤＭＤ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇの位置調整（アラインメント調整）を行うことで、スクリーン上に投影された投影像の画質を確保できる。

図１を参照すると、画像投影装置９１は画素ずれを観察するために非投影光を撮像する２個のＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂを備える。本実施形態では、これらのＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂはカラー撮像が可能であり、青色、赤色、及び緑色の非投影光の検出できる。２個のＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂのそれぞれについて、ダイクロイックプリズムＤＰから出射した非投影光をＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂに結像させる撮像レンズ２１Ａ，２１Ｂが設けられている。前述のように、ダイクロイック面Ｄｂに隣接したエアギャップ層で入射角４１．１°以上の赤色と緑色の非投影光が全反射されるため、ＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂと撮像レンズ２１Ａ，２１Ｂは入射角４１．１°未満の非投影光を受光できるように配置されている。

色合成後の非投影光でＤＭＤ１１を観察することで、投影光を損失することなく画素ずれ量を高精度で検出できる。具体的には、ＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂで受光される非投影光は投影レンズを介してしないので、投影レンズの色収差の影響を受けず、正確に画素ずれ量が把握できる。また、非投影光を使用するので、スクリーンへの投影像を使用する場合のように画像投影装置の設置条件により画素の観察条件が変化することなく、常に良好な条件で正確な画素ずれ量を把握できる。さらに、非投影を利用し、投影光を利用していないので、投影光の損失がない。さらにまた、スクリーンに設けたセンサとの通信を行う必要も、投影光を途中で分岐させて検出器に導くための複雑な光学系も必要ないので、装置の複雑化や大型化を招かない。また、ＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂによってマイクロミラー１１ａの像を撮像することにより、僅かな画素ずれ量も構成で検出できる。

撮像レンズ２１Ａ，２１Ｂの入射側には必要な光路部の開口を有した遮光板２３が設けられ、不要な非投影光が撮影レンズ２１Ａ，２１ＢやＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂに入射しないように構成されている。また、適切な光量がＣＣＤ２２に入射するように、ＮＤフィルタ２４が設けられている。これらの構成により、大光量の非投影光から撮影レンズ２１Ａ，２１ＢとＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂを保護し、良好な撮影状態を実現している。

図４を併せて参照すると、本実施形態における２組の撮像レンズ２１Ａ，２１ＢとＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂは、ＤＭＤ１１の反射面１１ｂの一方の短辺の周縁部に位置する１個のマイクロミラー１１ａに相当する画素３１（３１’）と、この画素３１（３１’）から十分離れた位置にある反射面１１ｂの他方の短辺の周縁部に位置するマイクロミラー１１ａに相当する画素３２（３２’）とをそれぞれ拡大して撮像する。なお、画素３１（３１’）と画素３２（３２’）は反射面１１ｂの短辺方向の位置を揃えている。このようにＤＭＤ１１の反射面１１ｂ全体を撮像するのではなく、１個の画素（マイクロミラー）単位で撮像を行うことにより、僅かな画素のずれも高精度で検出できる。また、２個の画素３１，３２を撮像することで、反射面１１ｂの長辺方向（Ｘ方向）及び短辺方向（Ｙ方向）での画素ずれ（並進方向の画素ずれ）だけでなく、反射面１１ｂの面内での回転に伴う画素ずれも検出できる。前述した位置制御装置２５のアクチュエータＰ１〜Ｐ３のうち、アクチュエータＰ１の作用点は画素３１（３１’）と反射面１１ｂの長辺方向の位置が位置合わせされ、アクチュエータＰ２は画素３２（３２’）と反射面１１ｂの長辺方向の位置が位置合わせされ、アクチュエータＰ３は画素３２（３２’）及び画素３２（３２’）と反射面１１ｂの短辺方向の位置が位置合わせされている。

ＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂによる青色、赤色、及び緑色の撮像情報は、画素ずれ量算出部２６に送られる。画素ずれ量算出部２６はＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂから取得した撮像情報に基づいて画素ずれ量を算出する。本実施形態では、緑色ＤＭＤ１１Ｇの画素の位置を基準に、赤色ＤＭＤ１１Ｒ及び青色ＤＭＤ１１Ｂの対応する画素の画素ずれ量が算出される。

画素ずれ量算出部２６で算出された赤色ＤＭＤ１１Ｒ及び青色ＤＭＤ１１Ｂの画素ずれ量は、アクチュエータ制御部２７に送られる。アクチュエータ制御部２７は、画素ずれ量算出部２６から取得した画素ずれ量に応じて、位置調整装置２５のアクチュエータを駆動し、画素ずれが解消されるように赤色ＤＭＤ１１Ｒ及び青色ＤＭＤ１１Ｂの位置を調整する。このように本実施形態では、正確に検出した画素ずれ量に基づいて赤色及び青色ＤＭＤ１１Ｒ，１１Ｂの位置調整が自動的に実行され、良好な画質の投影像が得られる。

以下、画素ずれ量の検出とＤＭＤ１１の位置調整についてより具体的に説明する。

図３を参照すると、まず赤色ＤＭＤ１１Ｒと緑色ＤＭＤ１１Ｇの非投影光を２個のＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂで撮像する（ステップＳ３−１）。次に、得られた撮像情報から画素ずれ量を算出して、それに基づいて赤色ＤＭＤ１１Ｒを緑色ＤＭＤ１１Ｇを基準に位置調整する（ステップＳ３−２）。次に、青色ＤＭＤ１１Ｒと緑色ＤＭＤ１１Ｇの非投影光を２個のＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂで撮像する（ステップＳ３−３）。次に、得られた撮像情報から画素ずれ量を算出して、それに基づいて青色ＤＭＤ１１Ｂを緑色ＤＭＤ１１Ｇを基準に位置調整する（ステップＳ３−４）。

赤色ＤＭＤ１１Ｒと緑色ＤＭＤ１１Ｇの非投影光の撮像（図３のステップＳ３−１）の詳細は以下の通りである。

ＤＭＤ制御部２８は、緑色ＤＭＤ１１Ｇの２個のマイクロミラー１１ａと、これらと同一アドレスの赤色ＤＭＤ１１Ｒの２個のマイクロミラー１１ａとを同時にオフ状態とする。緑色ＤＭＤ１１Ｇ及び赤色ＤＭＤ１１Ｒの残りのマイクロミラー１１ａはオン状態とする。さらに、青色ＤＭＤ１１Ｂのすべてのマイクロミラー１１ａをオン状態とする。前述のように、本実施形態では、赤色及び緑色ＤＭＤ１１Ｒ，１１Ｇのそれぞれについて、反射面１１ｂの２つの短辺の周縁部に位置する２個のマイクロミラー１１ａがオフ状態となる。図４において、画素３１，３２は緑色ＤＭＤ１１Ｇのオフ状態となった２個のマイクロミラー１１ａの像であり、画素３１’，３２’は赤色ＤＭＤ１１Ｒのオフ状態となった２個のマイクロミラー１１ａの像である。このとき、スクリーン上には画素３１（３１），３２（３２’）が青表示で残りの画素が白表示のパターンの投影像が表示される。これに対して、非投影光を撮像する２個のＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂの撮像される像は画素３１（３１），３２（３２’）が白表示で残りの画素が青表示のパターンである。一方のＣＣＤ２２Ａが画素３１，３１’を撮像し、他方のＣＣＤ２２Ｂが画素３２，３２’を撮像する。

画素ずれ量の算出と赤色ＤＭＤ１１Ｒの位置調整（ステップＳ３−２）の詳細は以下の通りである。

画素ずれ量算出部２５はＣＣＤ２２Ａで撮像した緑色ＤＭＤ１１Ｇの画素３１と同一アドレスの赤色ＤＭＤ１１Ｒの画素３１’を比較し、画素３１’の画素３１に対する長辺方向及び短辺方向のずれ量ΔＸ１，ΔＹ１を算出する。また、画素ずれ量算出部２５はＣＣＤ２２Ｂで撮像した緑色ＤＭＤ１１Ｇの画素３２と同一アドレスの赤色ＤＭＤ１１Ｒの画素３２’を比較し、画素３２’の画素３２に対する長辺方向及び短辺方向のずれ量ΔＸ２，ΔＹ２を算出する。

アクチュエータ制御部２７は画素ずれ量算出部２５が算出したずれ量ΔＸ１〜ΔＹ２に基づいて赤色ＤＭＤ１１Ｒの位置調整装置２５のアクチュエータＰ１，Ｐ２，Ｐ３を制御する。まず、ずれ量ΔＹ１に応じてアクチュエータＰ１を作動させる共に、ずれ量ΔＹ２に応じてアクチュエータＰ２を作動させて、赤色ＤＭＤ１１Ｒの短辺方向の画素ずれと回転に伴う画素ずれを補正する。具体的には、アクチュエータＰ１，Ｐ２によりΔｙ１≒Δｙ２≒０となるように赤色ＤＭＤ１１Ｒの位置を調整する。アクチュエータＰ１，Ｐ２による位置調整が完了して赤色ＤＭＤ１１Ｒの回転が補正されると、Δｘ１≒Δｘ２となるので、アクチュエータＰ３を操作することにより、Δｘ１≒Δｘ２≒０となるように赤色ＤＭＤ１１Ｒの位置を調整すれる。これらアクチュエータＰ１〜Ｐ３による調整により、赤色ＤＭＤ１１Ｒは緑色ＤＭＤ１１Ｇに対して画素ずれが解消された位置（アラインメントが確保された位置）に補正される。

青色ＤＭＤ１１Ｂに関しても、赤色ＤＭＤ１１Ｒと同様に、非投影光の撮像（図３のステップＳ３−３）と画素ずれ量の算出と色ＤＭＤ１１Ｒの位置調整（ステップＳ３−４）が実行され、青色ＤＭＤ１１Ｂは緑色ＤＭＤ１１Ｇに対して画素ずれが解消された位置に補正される。

以上のように、非投影光から検出した正確な画素ずれ量に基づいて赤色及び青色ＤＭＤ１１Ｒ，１１Ｇの位置を調整して画素ずれを解消することにより、良好な投影画像が得られる。画像投影装置９１の設置時に画素ずれの補正を行うことで、良好な設置状態を実現できる。また、画像投影装置９１の電源投入時、電源遮断時、ＤＭＤ１１に対する入力信号の切換時、特定時間間隔等の適時に画素ずれの補正を行うことも可能であり、これによって経時的な画素ずれを適時観察し補正を行うことができる。

図５は画素ずれ量の検出に関する他の例を示す。この図５の例では、画素ずれ量の検出に使用する画素３１（３１’）と画素３２（３２’）として反射面１１ｂ内の比較的近い位置に位置する画素を選択している。図５において二点鎖線で概念的に示す１個のＣＣＤの視野内に収まる程度に２個の画素３１，３２が近接していれば、図７に示すように１個のＣＣＤ２２と１個の撮像レンズ２２から得られる撮影像からずれ量ΔＸ１〜ΔＹ２を算出できる。

図６は画素ずれ量の検出に関する他の例を示す。この図６の例では、一方のＣＣＤ２２Ａで反射面１１ｂの図において左上隅の部分の緑色ＤＭＤ１１Ｇ、赤色ＤＭＤ１１Ｒ、及び青色ＤＭＤ１１Ｂの画像３３，３３’，３３''を撮像し、他方のＣＣＤ２２Ｂで反射面１１ｂの図において右下隅の部分の緑色ＤＭＤ１１Ｇ、赤色ＤＭＤ１１Ｒ、及び青色ＤＭＤ１１Ｂの画像３３，３３’，３３''を撮像する。そして、画素ずれ量算出部２６は、画像３３’，３３''を画像３３と比較してずれ量ΔＸ１，ΔＹ１を算出し、画像３４’，３４''を画像３４と比較してずれ量ΔＸ２，ΔＹ２を算出する。

（第２実施形態）
図８から図１１は、本発明の第２実施形態を示す。

本実施形態では、ＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂに代えてフォトダイオード４２Ａ，４２Ｂを備え、撮像レンズ２１Ａ，２１Ｂに代えてフォトダイオード４２Ａ，４２Ｂに非投影光を集光させる集光レンズ４１Ａ，４１Ｂを備える。図９を参照すると、フォトダイオード４２Ａ，４２Ｂは個別に受光量を算出可能な４分割された受光領域４２ａ〜４２ｄを設けている。符号４３で示すように非投影光の光束の重心Ｇが受光領域４２ａ〜４２ｄの中心と一致していれば個々の受光領域４２ａ〜４２ｄの受光量は等しい。しかし、符号４３’で示すように非投影光の光束の重心Ｇが受光領域４２ａ〜４２ｄの中心からずれていれば、個々の受光領域４２ａ〜４２ｄの受光量が異なる。従って、画素ずれ量算出部２６は個々の受光領域４２ａ〜４２ｄの受光量から非投影光の重心Ｇを算出できる。また、画素ずれ量算出部２６は算出した非投影光の重心Ｇから緑色ＤＭＤ１１Ｇの画素３１，３２に対する赤色ＤＭＤ１１Ｒの対応する画素３１’，３２’の画素ずれ量ΔＸ１〜ΔＹ２（図１１参照）を算出する（青色ＤＭＤ１１Ｂの画素ずれ量も同様にして算出できる）。

図１０を参照すると、本実施形態では３個のＤＭＤ１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂから１個ずつ順次に非投影光を発生させてフォトダイオード４２Ａ，４２Ｂで受光する（ステップＳ１０−１〜１０−３）。そして、得られた緑色、赤色、及び青色の投影光の重心Ｇから画素ずれ量を算出して、それに基づいて赤色ＤＭＤ１１Ｒ及び青色ＤＭＤ１１Ｂを緑色ＤＭＤ１１Ｇを基準に位置調整する（ステップＳ１０−４，１０−５）。このように３個のＤＭＤ１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂから１個ずつ順次に非投影光を受光することで、安価なフォトダイオード４２Ａ，４２Ｂを使用した画素ずれ量の検出が可能となる。なお、本実施形態では、フォトダイオード４２Ａ，４２Ｂに代えて、モノクロの２次元撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ）を使用することもできる。モノクロの２次元撮像素子を使用すれば同一画素数のカラーの撮像素子を使用する場合と比較すると、画素ずれ量の検出に使用される画素数は３倍になり、高精細に画素ずれ量を検出できる。

第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（第３実施形態）
図１２及び図１３は、本発明の第３実施形態を示す。

この第３実施形態では画素ずれ量算出部２６で算出された画素ずれ量ΔＸ１〜ΔＹ２は、画素ずれ判別部２９に送られる。画素ずれ判別部２９は画素ずれ量ΔＸ１〜ΔＹ２を予め設定された基準量と比較し、画素ずれ量ΔＸ１〜ΔＹ２が基準量を超えた場合、画素ずれ表示部３０に、いずれのＤＭＤ１１の画素ずれ量ΔＸ１〜ΔＹ２が基準量を超えたか、基準量を超えた画素ずれ量の種類（短辺方向、長辺方向、又は回転）等が表示される。画素ずれ表示部３０は、例えば複数のＬＥＤで構成できるように構成できる。また、投影画面やモニターを利用してもよい。この場合、撮像された画素を映像とすれば、画素ずれが視覚的に分かるのでより好ましい。また、本実施形態では、アクチュエータ制御部２７に代えて位置制御装置２５のアクチュエータＰ１，Ｐ２，Ｐ３を手動操作するためのアクチュエータ操作部２０が設けられている。

画素ずれ表示部３０により、画素ずれが生じていることを認識したユーザーがアクチュエータ操作部２０により位置制御装置２５のアクチュエータＰ１，Ｐ２，Ｐ３を手動操作し、画素ずれを補正して画素の重ね合わせ状態の良い良好な投影像が得ることができる。

第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。第２実施形態のように受光素子としてフォトダイオードやモノクロの２次元撮像素子を採用し、３個のＤＭＤ１１Ｇ，１１Ｒ，１１Ｂから１個ずつ順次に非投影光を受光してもよい。

第３実施形態の変形例としては、画素ずれ表示部３６と画素ずれ判別部２９をなくし、撮像レンズ２１Ａ，２１ＢでＣＣＤ２２Ａ，２２Ｂに結像させた非投影光の映像を画素ずれ表示部３０（モニターやスクリーン）に表示させる構成がある。この構成の場合も、ユーザーはモニターやスクリーンに表示された映像を見ながらアクチュエータ操作部２０を手動操作することで画素ずれを修正することができる。

以下、位置調整装置２５の具体的な構成の例について説明する。これらの例は、第１から第３実施形態のいずれにおける位置調整装置２５についても採用できる。また、青色ＤＭＤ１１Ｂに設けられた位置調整装置２５について以下に説明するが、赤色ＤＭＤ１１Ｒの位置調整装置２５も同様の構造を有する。

（位置調整装置の第１の例）
図１４から図１８は、位置調整装置２５の第１の例を示す。

位置調整装置２５は、厚み方向に貫通する収容孔１０１ａ内にＤＭＤ１１Ｂを収容する枠体状のパッケージ１０１を備える。収容孔１０１ａの寸法はＤＭＤ１１Ｂの外形よりも十分大きく設定されており、後に詳述するようにＤＭＤ１１Ｂは収容孔１０１ａ内において反射面１１ｂの法線方向に対して直交する方向である面方向に移動可能である。

図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて収容孔１０１ａの孔壁の下側部分には、一端がパッケージ１０１に対して一体に固定されて他端が自由端である２個の弾性片１０２Ａ，１０２Ｂが設けられている。これらの弾性片１０２Ａ，１０２Ｂの自由端はＤＭＤ１１Ｂの外周の図において下側に当接し、ＤＭＤ１１Ｂを反射面１１ｂの短辺方向に図において上向きに弾性的に付勢する。同様に、図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて収容孔１０１ａの孔壁の一方の側部には、一端がパッケージ１０１に対して一体に固定されて他端が自由端である弾性片１０２Ｃが設けられている。この弾性片１０２Ｃの自由端はＤＭＤ１１Ｂの外周の一方の側部に当接し、ＤＭＤ１１Ｂを反射面１１ｂの長辺方向に弾性的に付勢する。

図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、弾性片１０２Ａ，１０２Ｂの自由端のＤＭＤ１１Ｂへの接触位置に対して反射面１１ｂの短辺方向の反対側に２個の圧電素子１０３Ａ，１０３Ｂがそれぞれ配置されている。同様に、弾性片１０２Ｃの自由端のＤＭＤ１１Ｂへの接触位置に対して反射面１１ｂの長辺方向の反対側に圧電素子１０３Ｃが配置されている。具体的には、これらの圧電素子１０３Ａ〜１０３Ｂは伸縮方向の両端がＤＭＤ１１Ｂの外周端面とパッケージ１０１の収容孔１０１ａの孔壁とに当接している。弾性片１０２Ａ〜１０２Ｃから作用する面方向の弾性的な付勢力により、圧電素子１０３Ａ〜１０３Ｂは常にＤＭＤ１１Ｂの外周端面とパッケージ１０１の収容孔１０１ａの孔壁とに当接した状態で維持される。アクチュエータ制御部２５（図１、図２、図７、及び図８参照）やアクチュエータ操作部２０（図１２及び図１３参照）で制御される電圧に応じて圧電素子１０３Ａ〜１０３Ｂが伸縮し、弾性片１０２Ａ〜１０２Ｃから作用する面方向の弾性的な付勢力に抗して、ＤＭＤ１１Ｂを面方向に移動させる。図１６Ａ及び図１６Ｂと図４から図６及び図１１とを比較すれば明らかなように、圧電素子１０３Ａ，１０３ＢがそれぞれアクチュエータＰ１，Ｐ２に相当し、圧電素子１０３ＣがアクチュエータＰ３に相当する。

図１４、図１５、及び図１７を参照すると、パッケージ１０１に対してＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの側には基準部材１０４が配置され、電極１２が配置されているＤＭＤ１１の裏面１１ｃの側には基板１０５が配置されている。

基準部材１０４はダイクロイックプリズムＤＰ（第１プリズムＤＰ１）のプリズム面に装着された台座金具１０６Ａ，１０６Ｂに対して、ねじ１０８によってねじ止めで固定されている。基準部材１０４には、ねじ１０８を挿通するための挿通孔１０４ａが形成されている。台座金具１０６Ａ，１０６Ｂには、ねじ１０８を螺合するためのねじ孔１０６ａが形成されている。また、基準部材１０４にはＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂと対応して照明光、投影光、及び非投影光を通過させるための開口１０４ｂが形成されている。

基板１０５はパッケージ１０１及びＤＭＤ１１Ｂと共に基準部材１０４に対して押し付けて固定されている。具体的には、基板１０５はねじ１０７によって基準部材１０４に対してねじ止めで固定されており、基準部材１０４と基板１０５との間にパッケージ１０１とＤＭＤ１１Ｂが挟み込まれている。つまり、基板１０５、パッケージ１０１、及びＤＭＤ１１Ｂは共締めの態様で基準部材１０４に対して固定されており、ねじ１０７の締付によって基板１０５、パッケージ１０１、及びＤＭＤ１１Ｂが基準部材１０４に押し付けられている。基板１０５には、ねじ１０７を挿通するための挿通孔１０５ａが形成され、基準部材１０４には、ねじ１０７を螺合するためのねじ孔１０４ｃが形成されている。なお、パッケージ１０１の両面には基準部材１０４及び基板１０５に対して反射面１１ｂの面方向の位置決めするための位置決めピン１０１ｂ，１０１ｃが形成されおり、これらは基準部材１０４及び基板１０５に設けられたピン孔に挿入されている（図１７及び図１８を併せて参照）。

図１５及び図１７を参照すると、ＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの周囲の部分と、基準部材１０４との間には３個の球状部品１１０が介在しており、ＤＭＤ１１Ｂはこれらの球状部品１１０を介して基準部材１０４に対して押し付けられている。図１７を参照すると、本実施形態では、基準部材１０４に形成された保持凹部１０４ｄに球状部品１１０の少なくとも一部が収容されており、球状部品１１０の第１保持凹部１０４ｄから突出する部分にＤＭＤ１１Ｂが当接している。球状部品１１０は、ねじ１０７の締付による押し付け力を支承し、基準部材１０４に対するＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの法線方向の位置（反射面１１ｂで反射させる投影光の光軸方向の位置）を位置決めする。一方、ＤＭＤ１１Ｂに対して反射面１１ｂの面方向の力が作用すると、球状部品１１０が保持凹部１０４ｄで保持された状態を維持しつつ転動するので、ＤＭＤ１１Ｂは作用する面方向の力に応じて弾性片１０３Ａ〜１０３Ｃの付勢方向に抗して移動する。つまり、球状部品１１０はＤＭＤ１１Ｂの面方向の移動は許容する。このようにＤＭＤ１１Ｂの面方向の移動を球状部品１１０の転動によって実現しているので、ＤＭＤ１１Ｂの面方向の移動の際に作用する摩擦力が小さい。従って、圧電素子１０２Ａ〜１０２Ｃ（アクチュエータＰ１，Ｐ２，Ｑ）は小さい力でＤＭＤ１１Ｂを面方向に変位させることができる。そのため、使用時間の経過に伴い熱に起因する位置ずれが生じた場合でも、高精度かつ簡易にＤＭＤ１１Ｂの位置を調整できる。特に、ＤＭＤ１１は比較的重量が重いため、ねじ１０７の締付による押し付け力を強く設定する必要があるが、圧電素子１０２Ａ〜１０２Ｃは比較的小さい力でＤＭＤ１１Ｂを面方向に変位させることができる。

具体的には、ＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの面方向（光軸に対して直交する面内）のうち、反射面１１ｂの長辺方向にＤＭＤ１１Ｂを変位させる場合には、圧電素子１０３Ｃを伸縮させる。一方、反射面１１ｂの短辺方向にＤＭＤ１１Ｂを変位させる場合や、反射面１１ｂの面内（光軸に対して直交する面内）でＤＭＤ１１Ｂを回転させる場合には、圧電素子１０３Ａ，１０３Ｂを伸縮させる。

ＤＭＤ１１Ｂが裏面に備える多数の電極１２と、これらの電極１２に対応して設けられている基板１０５の多数の電極１１２は、ＤＭＤ１１Ｂの面方向の移動を許容する態様で電気的に接続されている。図１７に示すように、本実施形態では、導電性を有する材料からなるつる巻ばね状のばね部材１１３の両端をそれぞれ電極１２，１１２に接続することで、電極１２，１１２を電気的に接続している。圧電素子１０２Ａ〜１０２ＣからＤＭＤ１１Ｂに面方向の力が作用すると、ばね部材１１３が伸縮や変形することで、電極１２，１１２間の電気的な接続を維持しつつ、ＤＭＤ１１Ｂが移動する。図１８に示すように、電極１２，１１２間に導電性を有する材料からなる球体１１４を介在させることで、電極１２，１１２を電気的に接続してもよい。この場合、圧電素子１０２Ａ〜１０２ＣからＤＭＤ１１Ｂに面方向の力が作用すると、球体１１４が転動することで、電極１２，１１２間の電気的な接続を維持しつつ、ＤＭＤ１１Ｂが移動する。基板１０５側の電極１１２には球体１１４の位置を保持するための保持凹部１１２ａが設けられている。このような保持凹部はＤＭＤ１１Ｂ側の電極１２に設けても良い。

（位置調整装置の第２の例）
図１９から図２４は、位置調整装置２５の第２の例を示す。

この例では、それぞれアクチュエータＰ１，Ｐ２，Ｐ３（図４から図６及び図１１参照）に相当する３個の油圧シリンダ２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃを備える。これらの油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１ＣはプリズムユニットＰＵに対する位置が固定された取付部材２０２にナットで固定されている。図２１に示すように、２個の油圧シリンダ２０１Ａ，２０１Ｂはロッド２０１ａがＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの短辺方向に延びる姿勢で配置され、１個の油圧シリンダ２０１Ｂはロッド２０１ａがＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの長辺方向に延びる姿勢で配置されている。油圧シリンダ２０１Ａ，２０１Ｂのロッド２０１ａの先端面２０１ｂは、弾性片１０２Ａ，１０２Ｂの自由端のＤＭＤ１１Ｂへの接触位置に対して反射面１１ｂの短辺方向の反対側でＤＭＤ１１Ｂの外周端面と接触する。一方、油圧シリンダ２０１Ｃのロッド２０１ａの先端面２０１ｂは、弾性片１０２Ｃの自由端のＤＭＤ１１Ｂへの接触位置に対して反射面１１ｂの長辺方向の反対側でＤＭＤ１１Ｂの外周端面と接触する。弾性片１０２Ａ〜１０２Ｃから作用する面方向の弾性的な付勢力により、油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃのロッド２０１ａの先端面２０１ｂは常にＤＭＤ１１Ｂの外周端面と当接した状態で維持される。パッケージ１０１には油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃのロッド２０１ａを挿通させるための挿通孔１０１ｄが形成されている。

球状部品１１０は、押し付け力を支承してＤＭＤ１１Ｂを基準部材１０４に対して反射面１１ｂの法線方向（反射面１１ｂで反射させる投影光の光軸方向）に位置決めする一方、ＤＭＤ１１Ｂの面方向の移動は許容する。また、図２２に示すように、ばね部材１１３によってＤＭＤ１１Ｂと基板１０５の電極１２，１１２がＤＭＤ１１Ｂの面方向の移動は許容するように電気的に接続されている。図２３に示すように、球体１１４でＤＭＤ１１Ｂと基板１０５の電極１２，１１２を電気的に接続してもよい。

図２４に示す油圧回路の動作がアクチュエータ制御部２５（図１、図２、図７、及び図８参照）やアクチュエータ操作部２０（図１２及び図１３参照）で制御されることで油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃのロッド２０１ａが進退し、弾性片１０２Ａ〜１０２Ｃから作用する面方向の弾性的な付勢力に抗して、ＤＭＤ１１Ｂを面方向に移動させる。具体的には、ＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの面方向（光軸に対して直交する面内）のうち、反射面１１ｂの長辺方向にＤＭＤ１１Ｂを変位させる場合には、油圧シリンダ２０１Ｃのロッド２０１ａを進退させる。一方、反射面１１ｂの短辺方向にＤＭＤ１１Ｂを変位させる場合や、反射面１１ｂの面内（光軸に対して直交する面内）でＤＭＤ１１Ｂを回転させる場合には、油圧シリンダ２０１Ａ，２０１Ｂのロッド２０１ａを進退させる。

以下、図２４の油圧回路の動作を説明する。

油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｂのロッド２０１ａを押し出す場合（進出動作させる場合）は、油圧ポンプ２１５によって油圧タンク２１６から送り出された油が、電磁弁２１３とパイロットチェック弁２１２を通過して、絞り調整弁２１１で所定の流量Ｑ１、油圧ＯＰ１に制御される。油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃのシリンダ室２０１ｄ内の油圧ＯＰ１が油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃ内の押し付けバネ力量Ｆに対して、ＯＰ１>Ｆの場合はロッド２０１ａが繰り出される。余分な流量ｑはリリーフ弁２１４よってタンク２１６に還流される。

油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｂのロッド２０１ａを停止させる場合は、電磁弁２１３を切り替え、油圧ポンプ２１５及び油圧タンク２１６をシリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃのシリンダ室２０１ｄから遮断する。

油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｂのロッド２０１ａを反転させる場合（引き込み動作せる場合）、電磁弁２１３で流路を変えパイロットチェック弁２１２へパイロット圧を加えることで、パイロットチェック弁２１２内のチェック弁を開放し、油圧ＯＰ１と流量Ｑ１を下降させて、ロッド２０１ａの繰り込みを行う。また、パイロットチェック弁２１２は逆流防止のチェック弁を備えており、ポンプ２１５と電磁弁２１３の停止後もロッド２０１ａの位置が保持される。

アクチュエータの動力源として油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃを用いたことで、アクチュエータの出力が高く、強い押し付け力で基準部材１０４に押し付けられているＤＭＤ１１Ｂを確実に変位させることができる。また、油圧駆動回路は配管でつなげばよく、シリンダ部を除く各構成部材を自由に配置することができ、部品が集中するＤＭＤ１１Ｂのレイアウト自由度が高くなる。なお、油圧シリンダに代えて水等の油以外の液体の圧力で動作するシリンダや、空気等の気体の圧力で動作するシリンダを採用できる。

図１９から図２４の位置調整装置２５のその他の構成及び作用は、図１４から図１８の位置調整装置２５と同一であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（位置調整装置の第３の例）
図２５から図２８は、位置調整装置２５の第３の例を示す。

この第３の例の位置調整装置２５では弾性片１０２Ａ〜１０２Ｃは設けられていない。また、油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃのロッド２０１ａの先端付近の外周面２０１ｃがＤＭＤ１１Ｂの外周面付近に設けられた反射面１１ｂと平行な当接面１１ｄに面に押し付けられており、ロッド２０１ａの外周面２０１ｃと当接面１１ｄとの間には摩擦力が作用する。図２８に示す油圧回路の動作がアクチュエータ制御部２５（図１、図２、図７、及び図８参照）やアクチュエータ操作部２０（図１２及び図１３参照）で制御されることで油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃのロッド２０１ａを振動させる。その結果、ＤＭＤ１１Ｂの位置が変化する。具体的には、ＤＭＤ１１Ｂを移動させる方向には緩やかな速度でロッド２０１ａが移動させ、その逆の方向には早い速度でロッド２０１ａを移動するように、ロッド２０１ａを連続的に進退させることで、慣性力によってＤＭＤ１１Ｂの位置を変化させる。

以下、図２８の油圧回路の動作を説明する。

油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｂのロッド２０１ａを押し出す場合（進出動作させる場合）は、油圧ポンプ２１５によって油圧タンク２１６から送り出された油が、電磁弁２１３を通過して、絞り調整弁２１７で所定の流量Ｑ１と油圧ＯＰ１に制御される。シリンダ室２０１ｄに流量Ｑ１が供給され、シリンダ２０１ｅ内の油がタンク２１６に還流されることにより、シリンダが繰り出される。余分な流量ｑ１はリリーフ弁２１４よって油圧タンク２１６に還流される。

油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｂのロッド２０１ａを停止させる場合、電磁弁２１３で流路を遮断し、油圧ポンプ２１５及び油圧タンク２１６をシリンダ２０１Ａ〜２０１Ｃのシリンダ室２０１ｄから遮断する。

油圧シリンダ２０１Ａ〜２０１Ｂのロッド２０１ａを反転させる場合（引き込み動作せる場合）、電磁弁２１３で流路を変え、油圧ポンプ２１５によって油圧タンク２１６から送り出された油は、電磁弁２１３を通過して、絞り調整弁２１８で所定の流量Ｑ２と油圧ＯＰ２に制御される。シリンダ室２０６ｅに流量Ｑ２が供給され、シリンダ室２０６ｄ内の油が油圧タンク２１６に還流されることにより、シリンダが繰り出される。余分な流量ｑ２はリリーフ弁２１４よってタンク２１６に還流される。

ロッド２０１ａの繰り出し時と繰り込み時の速度差は、流量Ｑ１，Ｑ２の差となる。電磁弁２１３の切り替えを繰り返し行うことで、ロッド２０１ａを振動させる。なお、２１９はポテンショメータであり、シリンダの位置を検出しており、検出された位置情報は、制御部２２０に送られる。制御部２２０は電磁弁２１３へ電流信号を送り、電磁弁２１３の切換を行うことで、流量Ｑ１，Ｑ２を制御しており、前記位置情報に応じて電流信号を変化させ、シリンダの振幅が一定となるように、流路Ｑ１，Ｑ２の流量制御を行う。ＤＭＤ１１Ｂは電極１２，１１２間のばね部材１１３の弾性力（図２６）や球体１１４の摩擦力（図２７）により面方向の位置が保持されるので、油圧ポンプ２１５や電磁弁２１３の停止後もＤＭＤ１１Ｂの位置を確実に保持できる。

図２５から図２８の位置調整装置２５のその他の構成及び作用は、図１９から図２４の位置調整装置２５と同一であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、油圧シリンダに代えて水等の油以外の液体の圧力で動作するシリンダや、空気等の気体の圧力で動作するシリンダを採用できる。

（位置調整装置の第４の例）
図２９から図３１は、位置調整装置２５の第４の例を示す。

この第４の例の位置調整装置２５はパッケージ１０１に形成されたねじ孔１０１ｅにそれぞれ挿通された３本のねじロッド３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃを備える。個々のねじロッド３０１Ａ〜３０１Ｃの外周に形成された雄ねじ部がねじ孔１０１ｅに螺合している。個々のねじロッド３０１Ａ〜３０１Ｃの先端面３０１ａはＤＭＤ１１Ｂの外周端面に当接している。一方、パッケージ１０１の外側に位置している個々のねじロッド３０１Ａ〜０１Ｃの基端部には従動歯車３０２がそれぞれ固定されている。この従動歯車３０２は正逆回転可能なモータ３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃの回転出力軸に固定された駆動歯車３０４と噛み合っている。個々の従動歯車３０２とパッケージ１０１の外周面との間には、ねじロッド３０１Ａ〜３０１Ｃの位置を保持するためのばね３０５が縮装されている。

図２９に示すように、２本のねじロッド３０１Ａ，３０１ＢはＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの短辺方向に延びる姿勢で配置され、１本のねじロッド３０１ＣはＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの長辺方向に延びる姿勢で配置されている。ねじロッド３０１Ａ，３０１Ｂの先端面３０１ａは、弾性片１０２Ａ，１０２Ｂの自由端のＤＭＤ１１Ｂへの接触位置に対して反射面１１ｂの短辺方向の反対側でＤＭＤ１１Ｂの外周端面と接触する。一方、ねじロッド３０１Ｃの先端面３０１ａは、弾性片１０２Ｃの自由端のＤＭＤ１１Ｂへの接触位置に対して反射面１１ｂの長辺方向の反対側でＤＭＤ１１Ｂの外周端面と接触する。弾性片１０２Ａ〜１０２Ｃから作用する面方向の弾性的な付勢力により、ねじロッド３０１Ａ〜３０１Ｃの先端面３０１ａは常にＤＭＤ１１Ｂの外周端面と当接した状態で維持される。

球状部品１１０は、押し付け力を支承してＤＭＤ１１Ｂを基準部材１０４に対して反射面１１ｂの法線方向（反射面１１ｂで反射させる投影光の光軸方向）に位置決めする一方、ＤＭＤ１１Ｂの面方向の移動は許容する。また、図３０に示すように、ばね部材１１３によってＤＭＤ１１Ｂと基板１０５の電極１２，１１２がＤＭＤ１１Ｂの面方向の移動は許容するように電気的に接続されている。図３１に示すように、球体１１４でＤＭＤ１１Ｂと基板１０５の電極１２，１１２を電気的に接続してもよい。

アクチュエータ制御部２５（図１、図２、図７、及び図８参照）やアクチュエータ操作部２０（図１２及び図１３参照）がモータ３０３Ａ〜３０Ｂを正転又は逆転させることで、ねじロッド３０１Ａ〜３０１Ｃがねじ孔１０１ｅと螺合した状態で回転しつつ進退し、弾性片１０２Ａ〜１０２Ｃから作用する面方向の弾性的な付勢力に抗して、ＤＭＤ１１Ｂを面方向に移動させる。ＤＭＤ１１Ｂの反射面１１ｂの面方向（光軸に対して直交する面内）のうち、反射面１１ｂの長辺方向にＤＭＤ１１Ｂを変位させる場合には、ねじロッド３０１Ｃをモータ３０３Ｃにより進退させる。一方、反射面１１ｂの短辺方向にＤＭＤ１１Ｂを変位させる場合や、反射面１１ｂの面内（光軸に対して直交する面内）でＤＭＤ１１Ｂを回転させる場合には、ねじロッド３０１Ａ，３０１Ｂをモータ３０３Ａ，３０３Ｂにより進退させる。

図２９から図３１の位置調整装置２５のその他の構成及び作用は、図１４から図１８の位置調整装置２５と同一であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

１ 光源
２ リフレクタ
２ａ 反射面
３ ロッドインテグレータ
３ａ 入射面
３ｂ 射出面
４ 集光レンズ
５ リレー光学系
６ エントランスレンズ
１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇ デジタルマクロミラーデバイス
１１ａ マイクロミラー
１１ｂ 反射面
１１ｃ 裏面
１１ｄ 当接面
１２ 電極
２０ アクチュエータ操作部
２１，２１Ａ，２１Ｂ 撮像レンズ
２２，２２Ａ，２２Ｂ ＣＣＤ
２３ 遮光板
２４ ＮＤフィルタ
２５ 位置調整装置
２６ 画素ずれ量算出部
２７ アクチュエータ制御部
２８ ＤＭＤ制御部
２９ 画素ずれ判別部
３０ 画素ずれ表示部
３１，３１’，３２，３２’ 画素
３３，３３’，３３''，３４，３４’，３４'' 画像
４１Ａ，４１Ｂ 集光レンズ
４２Ａ，４２Ｂ フォトダイオード
９１ 画像投影装置
１０１ パッケージ
１０１ａ 収容孔
１０１ｂ，１０１ｃ 位置決めピン
１０１ｄ 挿通孔
１０１ｅ ねじ孔
１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ 弾性片
１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ 圧電素子
１０４ 基準部材
１０４ａ 挿通孔
１０４ｂ 開口
１０４ｃ ねじ孔
１０４ｄ 保持凹部
１０５ 基板
１０５ａ 挿通孔
１０６Ａ，１０６Ｂ 台座金具
１０６ａ ねじ孔
１０７，１０８ ねじ
１１０ 球状部品
１１２ 電極
１１２ａ 保持凹部
１１３ ばね部材
１１４ 球体
２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ 油圧シリンダ
２０１ａ ロッド
２０１ｂ 先端面
２０１ｄ，２０１ｅ シリンダ室
２０２ 取付部材
２１１ 絞り調整弁
２１２ パイロットチェック弁
２１３ 電磁弁
２１４ リリーフ弁
２１５ 油圧ポンプ
２１６ 油圧タンク
２１７，２１８ 絞り調整弁
２１９ ポテンションメータ
３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ ねじロッド
３０１ａ 先端面
３０２ 従動歯車
３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃ モータ
３０４ 駆動歯車
３０５ ばね
ＰＵ プリズムユニット
ＩＬ 照明光学系
ＰＲ 内部全反射プリズム
ＰＲ１ 第１プリズム
ＰＲ２ 第２プリズム
ＰＲ１ａ 全反射面
ＤＰ ダイクロイックプリズム
ＤＰ１ 第１プリズム
ＤＰ２ 第２プリズム
ＤＰ３ 第３プリズム
Ｄｂ，Ｄｒ ダイクロイック面
ＤＰａ，ＤＰ１ａ，ＤＰ２ａ，ＤＰ３ａ 入射出面

Claims (9)

1. 異なる色光毎に設けられ、複数の反射要素で構成された反射面で照明光を投影光と非投影光に変調する複数の反射型表示素子と、
   前記複数の反射型表示素子からの前記投影光及び前記非投影光をそれぞれ同一光軸に色合成する色合成プリズムと、
   色合成された前記非投影光を集光する集光光学系と、
   前記集光された非投影光を受光する受光部と、
   を備える、画像投影装置。
2. 前記受光部で受光した前記非投影光から画素ずれ量を算出する画素ずれ量算出部をさらに備える、請求項１に記載の画像投影装置。
3. 複数の前記反射型表示素子のうちの少なくとも２つに設けられ、前記反射面を含む方向である面方向に前記反射型表示素子を移動させるアクチュエータを備える位置調整装置と、
   前記画素ずれ量算出部で算出された画素ずれ量に基づいて前記位置調整装置の前記アクチュエータを駆動させるアクチュエータ制御部と、
   をさらに備える、請求項２に記載の画像投影装置。
4. 複数の前記反射型表示素子のうちの少なくとも２つに設けられ、前記反射面を含む方向である面方向に前記反射型表示素子を移動させるアクチュエータを備える位置調整装置と、
   前記画素ずれ量算出部で算出された前記画素ずれ量を予め定められた基準量と比較する画素ずれ判別部と
   前記画素ずれ判別部での比較に基づいて前記画素ずれ量が前記基準量を超えたことを表示する画素ずれ表示部と
   をさらに備える、請求項２に記載の画像投影装置。
5. 前記集光光学系は、前記反射型表示素子の前記反射面の異なる領域からの非投影光をそれぞれ集光する第１及び第２の集光光学系を含み、
   前記受光部は、前記第１及び第２の集光光学系で集光された非投影光をそれぞれ受光する第１及び第２の受光部を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像投影装置。
6. 前記集光光学系は前記非投影光を出射する前記反射要素の像を生成する結像光学系であり、
   前記受光部は前記反射要素の像を撮像する２次元撮像素子を備え、
   前記画素ずれ量算出部は前記反射要素の像から前記画素ずれ量を算出する、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の画像投影装置。
7. 前記受光部は、複数の受光領域を有する受光素子を備え、
   前記画素ずれ量算出部は前記受光部の個々の前記受光領域での受光量から非投影光の光束の重心位置を検出し、検出した前記非投影光の光束の重心位置から前記画素ずれ量を算出する、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の画像投影装置。
8. 前記複数の反射型表示素子から１個ずつ順次に前記非投影光を発生させる表示素子制御部をさらに備える、請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の画像投影装置。
9. 反射型表示素子の非投影光を集光して受光し、前記受光した非投影光に基づいて画素ずれ量を検出する、画素ずれ量検出方法。

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