JP2017211518A - 画像表示ユニット、画像投影ユニット、及び画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】解像度が高く高品質な画像を表示可能な画像表示ユニットを提供すること。【解決手段】固定ユニットと、照明光を受けて画像を生成する画像生成部が設けられ、前記固定ユニットに移動可能に支持されている可動ユニットと、前記固定ユニットを被固定部材に固定するとともに、前記固定ユニットと前記被固定部材との間隔を調整可能に前記固定ユニットを支持する第１固定支持部と、を有する画像表示ユニット。【選択図】図１５

Description

本発明は、画像表示ユニット、画像投影ユニット、及び画像投影装置に関する。

例えば入力画像データに基づいて投影画像を生成する表示素子を有し、表示素子により生成される投影画像をスクリーン等に拡大して投影する画像投影装置が知られている。

このような画像投影装置において、表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して、画素ずらし素子を変位させることで光軸をシフトさせて画素ずらしを行い、表示素子の解像度よりも高解像度化した画像を投影する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記した特許文献１に係る技術のように、画素ずらし素子が変位可能に設けられている場合には、画素ずらし素子と投影光学系や表示素子との設置位置のばらつきが大きくなり、投影画像の品質が低下する可能性がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、解像度が高く高品質な画像を表示可能な画像表示ユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る画像表示ユニットによれば、固定ユニットと、照明光を受けて画像を生成する画像生成部が設けられ、前記固定ユニットに移動可能に支持されている可動ユニットと、前記固定ユニットを被固定部材に固定するとともに、前記固定ユニットと前記被固定部材との間隔を調整可能に前記固定ユニットを支持する第１固定支持部と、を有する。

本発明の実施形態によれば、解像度が高く高品質な画像を表示可能な画像表示ユニットが提供される。

実施形態における画像投影装置を例示する図である。 実施形態における画像投影装置の構成を例示するブロック図である。 実施形態における光学エンジンの斜視図である。 実施形態における光学エンジンの内部構成を例示する概略図である。 実施形態における光学エンジンの内部構成を例示する概略図である。 実施形態における画像表示ユニットの斜視図である。 実施形態における画像表示ユニットの分解斜視図である。 実施形態における可動ユニットの分解斜視図である。 実施形態におけるＤＭＤ基板の底面側からの斜視図である。 実施形態における固定ユニットの分解斜視図である。 実施形態における固定ユニットの分解斜視図である。 実施形態における固定ユニットによる可動ユニットの支持構造について説明する図である。 実施形態における固定支持部を例示する図である。 実施形態における画像表示ユニットが照明ユニットに取り付けられる様子を例示する図である。 実施形態における固定支持部による画像表示ユニットの固定支持構造について説明する図である。 実施形態における固定支持部とＤＭＤの位置関係について説明する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。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。

＜画像投影装置＞
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。

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やデジタルカメラ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。

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、Ｚ１Ｚ２方向において、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。

図２は、実施形態におけるプロジェクタ１の構成を例示するブロック図である。

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、外部Ｉ／Ｆ９、システムコントロール部１０、光学エンジン１５、ファン２０を有する。

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、光学エンジン１５、ファン２０等に給電する。

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。

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。

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。

システムコントロール部１０は、画像制御部１１、駆動制御部１２を有する。システムコントロール部１０は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含む。システムコントロール部１０の各部の機能は、例えば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実現される。

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ＤＭＤ（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。

駆動制御部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を移動させる駆動部を制御し、可動ユニット５５に設けられているＤＭＤ５５１の位置を制御する。

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。

光学エンジン１５は、光源３０、照明ユニット４０、画像表示ユニット５０、及び投影ユニット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。

光源３０は、例えば水銀高圧ランプ、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、照明ユニット４０に光を照射する。

照明ユニット４０は、例えばカラーホイール、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。

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に移動可能に支持さ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の駆動制御部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、画像生成部の一例であり、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、照明ユニット４０によって導かれた光源３０からの照明光を変調して投影画像を生成する。

投影ユニット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。

＜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。

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、照明ユニット４０、画像表示ユニット５０、投影ユニット６０を有する。

光源３０は、照明ユニット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、照明ユニット４０によって導かれた光源３０からの照明光を用いて投影画像を生成する。投影ユニット６０は、照明ユニット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。

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。

図４及び図５は、実施形態における光学エンジン１５の内部構成を例示する概略図である。

図４に示されるように、照明ユニット４０は、カラーホイール４０１、平面ミラー４０５、凹面ミラー４０６を有する。

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。平面ミラー４０５及び凹面ミラー４０６は、カラーホイール４０１によってＲＧＢ各色に時分割された光を、画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１に反射する。カラーホイール４０１、平面ミラー４０５、及び凹面ミラー４０６等は、基台４０３に支持されている。基台４０３は、プロジェクタ１の筐体内部に固定されている。

なお、照明ユニット４０には、例えば、カラーホイール４０１と平面ミラー４０５との間に、ライトトンネルやリレーレンズ等が設けられてもよい。

画像表示ユニット５０の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。ＤＭＤ５５１によって生成された投影画像は、照明ユニット４０を通って投影ユニット６０に導かれる。

図５に示されるように、投影ユニット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。

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。

＜画像生成ユニット＞
図６は、実施形態における画像表示ユニット５０の斜視図である。また、図７は、実施形態における画像表示ユニット５０の分解斜視図である。

図６及び図７に示されるように、画像表示ユニット５０は、固定ユニット５１、可動ユニット５５を有する。固定ユニット５１は、照明ユニット４０に固定支持される。可動ユニット５５は、固定ユニット５１に移動可能に支持される。

固定ユニット５１は、トッププレート５１１、ベースプレート５１２を有し、照明ユニット４０の基台４０３の下面に固定される。トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、所定の間隙を介して平行に設けられている。

可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、ＤＭＤ基板５５２、可動プレート５５３、ヒートシンク５５４、ブラケット５５５、防塵クッション５５６を有し、固定ユニット５１に移動可能に支持される。

また、図７に示されるように、画像表示ユニット５０は、複数の防塵シート７０１を有する。防塵シート７０１は、照明ユニット４０の基台４０３と画像表示ユニット５０のブラケット５５５との間に積層され、照明ユニット４０と画像表示ユニット５０との間隙を塞ぐことで、塵埃の画像表示ユニット５０内部への進入及びＤＭＤ５５１への付着を低減する。

（可動ユニット）
図８は、実施形態における可動ユニット５５の分解斜視図である。

図８に示されるように、可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、ＤＭＤ基板５５２、可動プレート５５３、ヒートシンク５５４、ブラケット５５５、防塵クッション５５６を有する。

ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ基板５５２の上面に設けられる。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、鏡面がネジ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。

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。

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ユニット４０を通った光を変調して投影画像を生成する。

ＤＭＤ基板５５２は、上面にＤＭＤ５５１が設けられる。また、ＤＭＤ基板５５２には、ＤＭＤ５５１の周囲を囲うブラケット５５５が取り付けられる。ＤＭＤ基板５５２とブラケット５５５との間には、防塵クッション５５６が設けられる。ブラケット５５５には、ＤＭＤ５５１の周縁部を覆うカバー５６８がカバーネジ５６９により取り付けられる。

防塵クッション５５６は、ＤＭＤ５５１の周囲を囲い、ブラケット５５５とＤＭＤ基板５５２との間を塞ぎ、ブラケット５５５とＤＭＤ基板５５２との間からの塵埃の進入及びＤＭＤ５５１への付着を低減する。

ＤＭＤ基板５５２は、ブラケット５５５及び可動プレート５５３と共に、固定ネジ５５７によりヒートシンク５５４の支柱５６１に固定される。

ＤＭＤ基板５５２の上面には、複数のホール素子５４２が設けられている。ホール素子５４２は、磁気センサの一例であり、検出信号をシステムコントロール部１０の駆動制御部１２に送信する。ホール素子５４２による検出信号は、ＤＭＤ５５１の位置検出に用いられる。

図９は、実施形態におけるＤＭＤ基板５５２の下面側からの斜視図である。

図９に示されるように、ＤＭＤ基板５５２には、中央孔５７０、貫通孔５７１が形成されている。中央孔５７０は、ＤＭＤ基板５５２に設けられるＤＭＤ５５１に対応する位置に形成されている。

また、ＤＭＤ基板５５２の下面には、複数の駆動コイル５８１が設けられている。駆動コイル５８１は、それぞれ電線が巻き回されることで形成され、ＤＭＤ基板５５２の下面に取り付けられてカバーで覆われている。

可動プレート５５３は、固定ユニット５１のトッププレート５１１及びベースプレート５１２により、ＸＹ平面において任意の方向に移動可能に支持される。可動プレート５５３には、円柱状の受台５７８が取り付けられる。可動プレート５５３は、ＤＭＤ基板５５２等と共に、固定ネジ５５７によりヒートシンク５５４の支柱５６１に固定される。

ヒートシンク５５４は、図８に示されるように、ＤＭＤ５５１に対向する位置に放熱部５６３を有する。放熱部５６３は、ＤＭＤ基板５５２の中央孔５７０を通ってＤＭＤ５５１の下面に当接し、ＤＭＤ５５１において生じた熱が伝えられる。ヒートシンク５５４は、放熱部５６３に導かれるＤＭＤ５５１の熱を放熱し、ＤＭＤ５５１の温度上昇を抑制する。このようにヒートシンク５５４がＤＭＤ５５１を冷却することで、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る。

可動ユニット５５は、上記した構成を有し、固定ユニット５１に移動可能に支持される。可動ユニット５５にヒートシンク５５４を設けることで、常にヒートシンク５５４によりＤＭＤ５５１を冷却して不具合等の発生を抑制することが可能になっている。

（固定ユニット）
図１０及び図１１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。図１０及び図１１には、それぞれ固定ユニット５１の異なる角度からの分解斜視図が示されている。

図１０及び図１１に示されるように、固定ユニット５１は、トッププレート５１１及びベースプレート５１２を有する。

トッププレート５１１は、ベースプレート５１２に取り付けられている支柱５１５の上端に、固定ネジ５２９により固定される。図１１に示されるように、トッププレート５１１には、可動ユニット５５のＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５１４が形成されている。また、ベースプレート５１２には、可動ユニット５５のＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５１９が形成されている。

支柱５１５は、下端部がベースプレート５１２に固定され、上端部にトッププレート５１１が固定ネジ５２９により固定される。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。

トッププレート５１１には、複数の支持孔５２２が形成されている。各支持孔５２２には、図１０に示されるように、内周面に雌ネジ溝を有する円筒状の上側保持部材５２３が設けられている。上側保持部材５２３は、位置調整ネジ５２４がスプリング５２５を介して挿入され、支持球体５２１を回転可能に保持する。ベースプレート５１２には、複数の支持孔５２６が形成されている。各支持孔５２６には、下側保持部材５２７が設けられている。下側保持部材５２７は、支持球体５２１を回転可能に保持する。

トッププレート５１１の支持孔５２２に設けられている上側保持部材５２３に回転可能に保持される支持球体５２１は、可動ユニット５５の可動プレート５５３に取り付けられている受台５７８の上面に当接する。また、ベースプレート５１２の支持孔５２６に設けられている下側保持部材５２７に回転可能に保持される支持球体５２１は、可動ユニット５５の可動プレート５５３に取り付けられている受台５７８の下面に当接する。

可動ユニット５５の可動プレート５５３は、受台５７８が両面から支持球体５２１に挟み込まれることで、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間で移動可能に支持される。

図１２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５５３の支持構造を説明する図である。

図１２に示されるように、トッププレート５１１側では、トッププレート５１１の支持孔５２２に挿入されている上側保持部材５２３により、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側では、ベースプレート５１２の支持孔５２６に挿入されている下側保持部材５２７の円筒部５２８により、支持球体５２１が回転可能に保持されている。

各支持球体５２１は、上側保持部材５２３又は下側保持部材５２７から少なくとも一部分が突出するように保持されており、可動プレート５５３に取り付けられている受台５７８に当接する。

可動プレート５５３は、回転可能に設けられている複数の支持球体５２１により受台５７８が両面から挟み込まれることで、トッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行な方向に移動可能に支持される。

また、上側保持部材５２３に保持されている支持球体５２１は、位置調整ネジ５２４の位置に応じて上側保持部材５２３の下端からの突出量が変化する。例えば、位置調整ネジ５２４を回転させてＺ１方向に動かすと、支持球体５２１の突出量が減少し、トッププレート５１１と可動プレート５５３との間隔が小さくなる。また、例えば、位置調整ネジ５２４を回転させてＺ２方向に動かすと、支持球体５２１の突出量が増加し、トッププレート５１１と可動プレート５５３との間隔が大きくなる。

このように、位置調整ネジ５２４を用いて支持球体５２１の上側保持部材５２３から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５５３との間隔を適宜調整できる。

図１０及び図１１に示されるように、トッププレート５１１の下面には、複数の位置検出用磁石５４１が設けられている。各位置検出用磁石５４１は、可動ユニット５５のＤＭＤ基板５５２に設けられているホール素子５４２に対向するように配置されている。このように対向して配置される位置検出用磁石５４１及びホール素子５４２は、ＤＭＤ５５１の位置を検出する位置検出部を構成する。

可動ユニット５５が固定ユニット５１に対して移動すると、可動ユニット５５のＤＭＤ基板５５２に設けられているホール素子５４２と、固定ユニット５１のトッププレート５１１に設けられている位置検出用磁石５４１との位置関係が変化する。ホール素子５４２は、可動ユニット５５の変位に伴う位置検出用磁石５４１からの磁束密度の変化に応じた信号をシステムコントロール部１０の駆動制御部１２に送信する。駆動制御部１２は、ホール素子５４２から送信される信号に基づいてＤＭＤ５５１の位置を検出する。

また、図１０及び図１１に示されるように、ベースプレート５１２の上面には、複数の駆動用磁石５３１が設けられている。駆動用磁石５３１は、長手方向が平行になるように配置された直方体状の２つの永久磁石で構成され、可動ユニット５５のＤＭＤ基板５５２に設けられている駆動コイル５８１に対向するように配置されている。このように対向して配置される駆動用磁石５３１及び駆動コイル５８１は、可動ユニット５５を固定ユニット５１に対して移動させる駆動部を構成する。

このような構成において、駆動コイル５８１に電流が流されると、駆動用磁石５３１が形成する磁界により、駆動コイル５８１が設けられているＤＭＤ基板５５２を含む可動ユニット５５を移動させる駆動力となるローレンツ力が発生する。

可動ユニット５５は、駆動用磁石５３１及び駆動コイル５８１を含む駆動部において生じるローレンツ力を受けて、ＸＹ平面において直線的又は回転するように固定ユニット５１に対して変位する。

各駆動コイル５８１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の駆動制御部１２によって制御される。駆動制御部１２は、各駆動コイル５８１に流す電流の大きさ及び向きによって、可動プレート５５３の移動（回転）方向、移動量や回転角度等を制御する。

駆動制御部１２は、ホール素子５４２の出力に基づいてＤＭＤ５５１の位置を検出し、ＤＭＤ５５１の位置に応じて各駆動コイル５８１に流す電流の大きさや向きを制御し、ＤＭＤ５５１の位置を制御する。

駆動制御部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。

例えば、駆動制御部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。

このように、駆動制御部１２が可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１をシフト動作させ、画像制御部１１がＤＭＤ５５１の位置に応じた投影画像を生成させることで、ＤＭＤ５５１の解像度以上に高解像度化した画像を投影することが可能になる。

また、本実施形態に係るプロジェクタ１では、駆動制御部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等の画像生成部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。

なお、位置検出部として設けられる位置検出用磁石５４１及びホール素子５４２の数や位置等は、ＤＭＤ５５１の位置を検出可能であれば、本実施形態とは異なる構成であってもよい。また、駆動部として設けられる駆動用磁石５３１及び駆動コイル５８１の数や位置等は、可動ユニット５５を固定ユニット５１に対して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、位置検出部（位置検出用磁石５４１及びホール素子５４２）をベースプレート５１２とＤＭＤ基板５５２との間に設け、駆動部（駆動用磁石５３１及び駆動コイル５８１）をトッププレート５１１とＤＭＤ基板５５２との間に設けてもよい。また、駆動用磁石５３１及び位置検出用磁石５４１は、ＤＭＤ基板５５２又は可動プレート５５３に設けられてもよい。ただし、可動ユニット５５の軽量化のために、駆動用磁石５３１及び位置検出用磁石５４１は固定ユニット５１に設けることが好ましい。

（固定支持部）
次に、固定ユニット５１を照明ユニット４０の基台４０３に固定する固定支持部について説明する。

図１３は、実施形態における固定支持部５８０を例示する図である。図１３（Ａ）は、固定支持部５８０の斜視図である。また、図１３（Ｂ）は、固定支持部５８０の分解斜視図である。

固定支持部５８０は、図１３に示されるように、連結部材としてのジョイントネジ５８５、押圧部材５８６、及び付勢部材としての圧縮コイルバネ５８７を有する。

ジョイントネジ５８５は、図１３（Ｂ）に示されるように、ネジ部５８５ａ、胴部５８５ｂ、溝部５８５ｃ、頭部５８５ｄを有する。ネジ部５８５ａは、外周面に雄ネジ溝が形成されている。胴部５８５ｂは、ネジ部５８５ａよりも外径が大きい円柱状に形成されている。溝部５８５ｃは、外径が胴部５８５ｂ及び頭部５８５ｄよりも小さく、胴部５８５ｂと頭部５８５ｄとの間で窪むように形成されている。

押圧部材５８６は、円筒状の押圧部５８６ａ、押圧部５８６ａの下端から外側に向かって突出するフランジ部５８６ｂを有する。押圧部材５８６及び圧縮コイルバネ５８７の中空部には、ジョイントネジ５８５のネジ部５８５ａ及び胴部５８５ｂが挿入される。圧縮コイルバネ５８７は、ジョイントネジ５８５の頭部５８５ｄと押圧部材５８６のフランジ部５８６ｂとの間に挟まれた状態となる。

図１１に示されるように、固定ユニット５１のベースプレート５１２には、中央孔５１９から外側に窪むように複数のＵ溝５１７が形成されている。ジョイントネジ５８５は、胴部５８５ｂと頭部５８５ｄとの間の溝部５８５ｃがＵ溝５１７に嵌るように、ベースプレート５１２に取り付けられる。

このようにジョイントネジ５８５、押圧部材５８６、及び圧縮コイルバネ５８７がベースプレート５１２のＵ溝５１７に取り付けられた状態で、トッププレート５１１がベースプレート５１２の支柱１５１の上端に固定される。

トッププレート５１１には、図１１に示されるように、押圧部材５８６が通されるネジ孔５１６が形成されている。トッププレート５１１がベースプレート５１２の支柱５１５に取り付けられると、押圧部材５８６の押圧部５８６ａ及びジョイントネジ５８５のネジ部５８５ａは、図６に示されるように、トッププレート５１１のネジ孔５１６から突出する状態となる。

ネジ孔５１６の直径は、押圧部材５８６の押圧部５８６ａの外径より大きく、且つ、フランジ部５８６ｂの外径よりも小さい。このため、ジョイントネジ５８５に取り付けられている押圧部材５８６のフランジ部５８６ｂは、ネジ孔５１６を通ることができない。このような構成により、ジョイントネジ５８５に取り付けられている押圧部材５８６及び圧縮コイルバネ５８７がネジ孔５１６からトッププレート５１１の上面側に抜けないようになっている。

画像表示ユニット５０は、上記したように固定ユニット５１に設けられている固定支持部５８０により照明ユニット４０の基台４０３に固定される。照明ユニット４０の基台４０３は、画像表示ユニット５０が固定される被固定部材の一例である。画像表示ユニット５０は、プロジェクタ１の筐体や投影ユニット６０等、基台４０３とは異なる部分に固定されてもよい。

図１４は、実施形態における画像表示ユニット５０が照明ユニット４０に取り付けられる様子を例示する図である。また、図１５は、実施形態における固定支持部５８０による
画像表示ユニット５０の固定支持構造について説明する図であり、ジョイントネジ５８５を通るＸＺ断面概略図である。

まず、画像表示ユニット５０を照明ユニット４０に取り付ける場合には、図１４に示されるように、画像表示ユニット５０の固定支持部５８０のジョイントネジ５８５と、照明ユニット４０の基台４０３に形成されている固定孔４０７との位置を合わせる。

次に、ジョイントネジ５８５を回して基台４０３の固定孔４０７に取り付ける。固定孔４０７の内周面には、ジョイントネジ５８５のネジ部５８５ａに形成されている雄ネジ溝に対応する雌ネジ溝が形成されている。ヒートシンク５５４には、図１４及び図１５に示されるように、固定支持部５８０に対応する位置に貫通孔５６２が形成されている。ヒートシンク５５４に形成されている貫通孔５６２から、ドライバ等を用いてジョイントネジ５８５を固定孔４０７に締め付けることができる。

ジョイントネジ５８５を固定孔４０７に締め付けていくと、押圧部材５８６の上端部が照明ユニット４０の基台４０３に接し、圧縮コイルバネ５８７が押圧部材５８６によりベースプレート５１２に向かって押圧される。圧縮コイルバネ５８７は、押圧部材５８６に押圧されてベースプレート５１２をＺ２方向に付勢する。圧縮コイルバネ５８７によりベースプレート５１２がＺ２方向に押されることで、画像表示ユニット５０は照明ユニット４０から離れる方向に付勢されることになる。

このように圧縮コイルバネ５８７が画像表示ユニット５０をＺ２方向に付勢することで、ベースプレート５１２とジョイントネジ５８５の溝部５８５ｃとの間に生じるがたつきを低減し、固定支持部５８０が画像表示ユニット５０を固定支持することが可能になる。

また、ジョイントネジ５８５が回されてＺ１方向に動くと、画像表示ユニット５０と照明ユニット４０との間隔（Ｚ１Ｚ２方向におけるベースプレート５１２と基台４０３との間隔）が小さくなる。また、ジョイントネジ５８５が上記した場合とは逆に回されてＺ２方向に動くと、画像表示ユニット５０と照明ユニット４０との間隔が大きくなる。

このように、固定支持部５８０では、ジョイントネジ５８５を何れかの方向に回転させることで、画像表示ユニット５０の照明ユニット４０に対する位置を調整できる。したがって、画像表示ユニット５０を照明ユニット４０に取り付けた状態で、ジョイントネジ５８５を回して画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１のＺ１Ｚ２方向における位置や傾き等を調整することができる。

本実施形態では、図１０及び図１１に示されるように、固定ユニット５１に３つの固定支持部５８０（ジョイントネジ５８５、押圧部材５８６、及び圧縮コイルバネ５８７）が設けられている。このように３つの固定支持部５８０おいてジョイントネジ５８５を回して画像表示ユニット５０と照明ユニット４０との間隔を調整することで、ＤＭＤ５５１の画像生成面の照明ユニット４０や投影ユニット６０等に対する位置や角度を最適化することができる。したがって、画像表示ユニット５０は、シフト動作して投影画像を高解像度化すると共に、ＤＭＤ５５１の配置が最適化されて高品質な画像を表示することが可能になる。

なお、画像表示ユニット５０に設けられる固定支持部５８０の数や位置は、本実施形態において例示した構成に限られるものではない。画像表示ユニット５０に固定支持部５８０を１つ以上設けることで、ＤＭＤ５５１の位置を調整することが可能になる。

また、固定支持部５８０を３つ設ける場合には、図１６に示されるように、ＤＭＤ５５１の画像生成面５５１ａに直交する方向から見て、画像生成面５５１ａの重心位置Ｇが３つの固定支持部５８０を結ぶ領域Ａ内に位置するような配置とすることが好ましい。このような構成により、ＤＭＤ５５１の画像生成面５５１ａをどのような方向にも傾けて角度を調整することが可能になる。

以上で説明したように、本実施形態における画像表示ユニット５０によれば、照明ユニット４０に取り付けた状態で固定支持部５８０によりＤＭＤ５５１の位置や角度を調整することができる。したがって、照明ユニット４０や投影ユニット６０に対するＤＭＤ５５１の位置や角度を最適化して、高解像度且つ高品質な画像を表示することが可能になっている。

以上、実施形態に係る画像表示ユニット、画像投影ユニット、及び画像投影装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１ プロジェクタ（画像投影装置）
３０ 光源
４０ 照明ユニット
５０ 画像表示ユニット
５１ 固定ユニット
５５ 可動ユニット
６０ 投影ユニット
５５１ ＤＭＤ（画像生成部）
５５１ａ 画像生成面
５８０ 固定支持部
５８５ ジョイントネジ（連結部材）
５８６ 押圧部材
５８７ 圧縮コイルバネ（付勢部材）

特開２００４−１８００１１号公報

Claims (5)

1. 固定ユニットと、
   照明光を受けて画像を生成する画像生成部が設けられ、前記固定ユニットに移動可能に支持されている可動ユニットと、
   前記固定ユニットを被固定部材に固定するとともに、前記固定ユニットと前記被固定部材との間隔を調整可能に前記固定ユニットを支持する第１固定支持部と、を有する
   ことを特徴とする画像表示ユニット。
2. 前記第１固定支持部は、
   前記固定ユニットに取り付けられ、前記固定ユニットと前記被固定部材との間隔を調整可能に前記被固定部材に連結される連結部材と、
   前記固定ユニットを前記被固定部材から離れる方向に付勢する付勢部材と、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示ユニット。
3. 前記固定ユニットを前記被固定部材に固定するとともに、前記固定ユニットと前記被固定部材との間隔を調整可能に前記固定ユニットを支持する第２固定支持部と、
   前記固定ユニットを前記被固定部材に固定するとともに、前記固定ユニットと前記被固定部材との間隔を調整可能に前記固定ユニットを支持する第３固定支持部と、を有し、
   前記画像生成部の画像生成面に直交する方向から見て、前記画像生成面の重心位置が、前記第１固定支持部、前記第２固定支持部、及び前記第３固定支持部を結ぶ領域内にある
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示ユニット。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の画像表示ユニットと、
   前記画像生成部により生成された画像を投影する投影ユニットと、を有する
   ことを特徴とする画像投影ユニット。
5. 請求項４に記載の画像投影ユニットと、
   前記画像生成部を照明する光源と、を有する
   ことを特徴とする画像投影装置。

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