JP2019128394A - 画像投射装置、画像投射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素ずらし機能を有する画像投射装置において、画像の画素単位での位置合わせを容易に行うことを課題とする。【解決手段】開示の技術の一態様に係る画像投射装置は、光源と、前記光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段によって形成される画像を拡大して投射する投射光学系と、前記投射光学系による投射画像において各画素を往復移動させる画素ずらし手段と、を有する画像投射装置であって、入力信号に基づいて前記投射画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、前記位置合わせの開始を検知する位置合わせ開始検知手段と、を有し、前記画素ずらし手段は、前記位置合わせの開始が検知された場合に、前記往復移動を停止させることを特徴とする。【選択図】図２１

Description

本発明は、画像投射装置、画像投射方法に関する。

パソコンやデジタルカメラ等から送信される画像データに基づいて、光源から照射される光を用いて画像生成部が画像を生成し、生成された画像を、複数のレンズ等を含む光学系を通してスクリーン等に画像を投射する画像投射装置が知られている。画像生成部としては、例えば液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイスＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等が用いられている。

このような画像投射装置において、複数の画像投射装置を使って、複数の画面を縦横に並べることで大画面を実現するマルチ投射や、複数の画面を重ね合わせることで高輝度を実現するスタック投射が提案されている。

一方で、画像光の光路やＤＭＤ等を機械的に動かして擬似的に解像度を向上させる画素ずらし機能が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、マルチ投射やスタック投射では、複数の画像投射装置による画像がそれぞれスクリーン等の所定の位置に投射されるように、各画像の画素単位での位置合わせが行われる。しかし、画素ずらし機能を有する画像投射装置でマルチ投射やスタック投射を行う場合、画素が絶えず往復移動しているため、各画像の画素単位での位置合わせが難しくなる場合があった。上記の特許文献１に記載の技術では、単に投射画像のフォーカス等の調整が行われているだけで、複数の画像の画素単位での位置合わせは開示されておらず、この問題は解決されていない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、画素ずらし機能を有する画像投射装置において、画像の画素単位での位置合わせを容易に行うことを課題とする。

開示の技術の一態様に係る画像投射装置は、光源と、前記光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段によって形成される画像を拡大して投射する投射光学系と、前記投射光学系による投射画像において各画素を往復移動させる画素ずらし手段と、を有する画像投射装置であって、入力信号に基づいて前記投射画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、前記位置合わせの開始を検知する位置合わせ開始検知手段と、を有し、前記画素ずらし手段は、前記位置合わせの開始が検知された場合に、前記往復移動を停止させることを特徴とする。

開示の技術によれば、画素ずらし機能を有する画像投射装置において、画像の画素単位での位置合わせを容易に行うことができる。

第１の実施形態における画像投射装置を例示する図である。 第１の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。 第１の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。 第１の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。 第１の実施形態における投射光学系ユニットの内部構成を例示する図である。 第１の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。 第１の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。 第１の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。 第１の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。 第１の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。 第１の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。 第１の実施形態におけるトップカバーを例示する底面図である。 第１の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。 第１の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。 第１の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。 第１の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。 第１の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。 画素ずらし機能による解像度の向上を説明する図である。 ２台のプロジェクタを用いたマルチ投射について説明する図である。 ２台のプロジェクタを用いたスタック投射について説明する図である。 第１の実施形態における位置合わせ処理を示すシーケンス図である。 第１の実施形態における位置合わせ処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態における位置合わせ用パターンを説明する図である。 第２の実施形態における位置合わせ処理を示すシーケンス図である。 第２の実施形態における位置合わせ処理を示すフローチャートである。 第３の実施形態における位置合わせ用パターンを重ねた投射画像を説明する図である。

＜第１の実施形態＞
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。

（画像投射装置の構成）
図１は、本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、画像投射装置の一例であり、出射窓３、外部Ｉ／Ｆ９を有し、投射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射画像を生成し、図１に示されるように出射窓３からスクリーンＳに画像を投射する。

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、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、本実施形態におけるプロジェクタ１の機能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と、メインスイッチＳＷ５と、操作部７と、外部Ｉ／Ｆ９と、システムコントロール部１０と、ファン２０と、光学エンジン１５と、リモコン受信部１０１とを有している。

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、ファン２０、光学エンジン１５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、例えば投射画像の大きさ、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。

リモコン受信部１０１は、リモコン１０２からの遠隔操作を受け付ける。ユーザは、操作部７だけでなく、リモコン１０２からもプロジェクタの各種操作を行うことができる。リモコン受信部１０１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と、移動制御部１２と、位置合わせ開始検知部１０３と、位置合わせ終了検知部１０４とを有している。

システムコントロール部１０は、例えばＣＰＵ（中央処理ユニット；Central Processing Unit），ＲＯＭ（リードオンリーメモリ；Read Only Memory）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ；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、各部の機能が実現される。

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に投射する画像を生成する。画像制御部１１とＤＭＤ５５１は、「画像生成手段」の一例である。

移動制御部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、可動ユニット５５に設けられているＤＭＤ５５１の位置を制御する。また移動制御部１２は、ＤＭＤ５５１を構成する画素の半画素分だけ可動ユニット５５を往復移動させる制御を行うことで、後述する画素ずらし機能を実現する。移動制御部１２と可動ユニット５５は、「画素ずらし手段」の一例である。

また移動制御部１２は、操作部７からの入力信号や、リモコン受信部１０１を介したリモコン１０２からの入力信号等に基づき、可動ユニット５５を移動させる制御を行うことで、投射画像の位置合わせを行う。操作部７からの入力信号や、リモコン受信部１０１を介したリモコン１０２からの入力信号は、「入力信号」の一例であり、移動制御部１２と可動ユニット５５は、「入力信号に基づいて投射画像の位置合わせを行う位置合わせ手段」の一例である。さらにリモコン１０２は、「遠隔操作手段」の一例である。

位置合わせ開始検知部１０３は、投射画像の位置合わせが開始されたことを検知し、画像制御部１１、又は移動制御部１２にその旨を通知する。位置合わせ開始検知部１０３は、「位置合わせ開始検知手段」の一例である。

位置合わせ終了検知部１０４は、投射画像の位置合わせが終了したことを検知し、画像制御部１１、又は移動制御部１２にその旨を通知する。位置合わせ終了検知部１０４は、「位置合わせ終了検知手段」の一例である。

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、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、投射光学系ユニット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、照明光学系ユニット４０に光を照射する。

照明光学系ユニット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。可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１を有し、システムコントロール部１０の移動制御部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、画像生成手段の一例であり、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、照明光学系ユニット４０によって導かれた光を変調して投射画像を生成する。

投射光学系ユニット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に投射する。

＜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、本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、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、投射光学系ユニット６０を有し、プロジェクタ１の内部に設けられている。

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射画像を生成する。投射光学系ユニット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射画像をプロジェクタ１の外部に投射する。

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射するように構成されているが、水平方向に画像を投射するような構成であってもよい。

［照明光学系ユニット］
図４は、本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。

図４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４０１、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。

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。

ライトトンネル４０２は、例えば板ガラス等の貼り合わせによって四角筒状に形成されている。ライトトンネル４０２は、カラーホイール４０１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。

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。

シリンダミラー４０５及び凹面ミラー４０６は、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射画像を生成する。

［投射光学系ユニット］
図５は、本実施形態における投射光学系ユニット６０の内部構成を例示する図である。

図５に示されるように、投射光学系ユニット６０は、投射レンズ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。

投射レンズ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射画像を、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、結像された投射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等に投射する。

［画像表示ユニット］
図６は、本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７は、本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。

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。

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。

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。

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。

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。

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からの光を投射光学系ユニット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。

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光学系ユニット４０を通った光を変調して投射画像を生成する。

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、本実施形態に係るプロジェクタ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。

［固定ユニット］
図８は、本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９は、本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８及び図９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。

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。

支柱５１５は、図９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。

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。

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。

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。

図１０は、本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１１は、図１０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。

図１０及び図１１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。

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。

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。

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。

また、図８及び図９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。

図１２は、本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。

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。

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を移動させる移動手段を構成する。

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。

［可動ユニット］
図１３は、本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１４は、本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。

図１３及び図１４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。

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。

図１５は、本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。

図１５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。

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を移動させる移動手段を構成する。

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。

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または回転するように変位する。

各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流の大きさ及び向きは、システムコントロール部１０の移動制御部１２によって制御される。移動制御部１２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。

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１５に示されるようにＸ１方向または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方向またはＸ２方向に移動する。

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１５に示されるようにＹ１方向またはＹ２方向のローレンツ力が発生する。

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方向または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。

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。

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。

以上で説明したように、本実施形態では、システムコントロール部１０の移動制御部１２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。

なお、移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、移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またはベースプレート５１２に設けられてもよい。

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。

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１３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。

図１６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。

図１６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。

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１４及び図１６に示されるように、固定部材としての段付ねじ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。

図１７は、本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１７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。

図１７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。

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。

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１７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。

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。

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。

また、保持部材５５５は、図１７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。

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、システムコントロール部１０の移動制御部１２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。

（画像投射）
上記したように、本実施形態に係るプロジェクタ１において、投射画像を生成するＤＭＤ５５１は、可動ユニット５５に設けられており、システムコントロール部１０の移動制御部１２によって可動ユニット５５と共に位置が制御される。

移動制御部１２は、例えば、画像投射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射画像を生成するようにＤＭＤ５５１に画像信号を送信する。

例えば、移動制御部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射画像を生成するようにＤＭＤ５５１を制御することで、投射画像の解像度を、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、投射画像の解像度をＤＭＤ５５１の２倍以上にすることもできる。

このように、移動制御部１２が可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１を所定の周期で移動させ、画像制御部１１がＤＭＤ５５１に位置に応じた投射画像を生成させることで、ＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投射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、移動制御部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、投射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、投射画像を縮小させなければ、投射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、投射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。

以上で説明したように、本実施形態に係るプロジェクタ１では、ＤＭＤ５５１が移動可能に構成されることで、投射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、プロジェクタ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。

（画素ずらし）
上記のように、プロジェクタ１では、移動制御部１２が可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１を所定の周期で往復移動させ、画像制御部１１がＤＭＤ５５１の位置に応じた投射画像を生成する。これによりＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投射する、所謂画素ずらし機能が備えられている。

図１８は、画素ずらし機能による画像の解像度の向上を説明する図である。（ａ）、及び（ｂ）では、ＤＭＤ５５１が示されている。図中の升目は、ＤＭＤ５５１の各画素を示している。黒く示された画素は、ＤＭＤ５５１に表示された画像における斜め線を示している。また図１８における矢印は、Ｘ、Ｙ方向を示している。

図１８において、（ａ）は、画素ずらし前の状態であり、（ｂ）は、画素ずらし後の状態、すなわち（ａ）の状態からＤＭＤ５５１を＋Ｘ方向に半画素、かつ＋Ｙ方向に半画素ずらした状態である。画像のフレームレートに対応する周期で、（ａ）と（ｂ）の状態を繰り返すようにＤＭＤ５５１を往復移動させると、両状態で生成される画像が疑似的に合成され、（ｃ）に示す画像が視認されるようになる。（ｃ）の状態では、（ａ）、及び（ｂ）の状態と比較し、升目のサイズがＸ、Ｙ方向とも半分になっており、また斜め線が滑らかになっている。つまり解像度が２倍に向上している。このようにＤＭＤ５５１を往復移動させ、疑似的に画像の解像度を向上させる機能が画素ずらし機能である。

画素ずらしを行う際、画像制御部１１は、入力された画像の１フレームから、画素ずらし用に半画素ずらした２フレーム分の画像を生成する。２フレーム分の画像とは、例えばＤＭＤ５５１が（ａ）の状態で表示させる画像と、（ｂ）の状態で表示させる画像の２つの画像である。

上記では、画像制御部１１が２フレーム分の画像の生成機能を備える例を示した。しかしこれに限定されず、画像制御部１１とは別に、画素ずらし用画像処理部を設け、画素ずらし用画像処理部が２フレーム分の画像の生成するようにしてもよい。その場合、画素ずらし用画像処理部をＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのプログラマブルロジックデバイス（PLD：Programmable Logic Device）で実現し、ＦＰＧＡを画像表示ユニット５０に搭載する構成としてもよい。

また画素ずらし機能を実現するために、ＤＭＤ５５１を往復移動させる方法を例示したが、これに限定されない。例えば、投射光学系の光軸と交差する面内で、投射光学系ユニット６０を往復移動させ、ＤＭＤ５５１と投射光学系ユニット６０との相対位置をずらすことで、画素ずらし機能を実現させてもよい。また投射光学系ユニット６０の光路内に、投射光学系の光軸と交差する面内で投射光の光路をずらす光学素子を設け、これを往復移動させて画素ずらし機能を実現させてもよい。

（マルチ投射、スタック投射）
次にマルチ投射、及びスタック投射について、図１９〜２０を参照して説明する。なおマルチ投射とは、複数の画像投射装置を使って、複数の投射画像、すなわち画面を縦横に並べることで大画面を実現することをいう。またスタック投射とは、複数の投射画像、すなわち画面を重ね合わせることで高輝度な画面を実現することをいう。

図１９は、２台のプロジェクタを用いたマルチ投射を示している。（ａ）は、マルチ投射におけるプロジェクタの配置の一例を、（ｂ）は位置合わせ前の２つの投射画像の一例を、（ｃ）は位置合わせ後の２つの投射画像の一例を、それぞれ示している。

（ａ）では、並置されたプロジェクタ１ａとプロジェクタ１ｂが、上方から観察されている。プロジェクタ１ａとプロジェクタ１ｂは、スクリーンＳにそれぞれ画像Ｐａと画像Ｐｂを投射している。マルチ投射では、このような画像Ｐａと画像Ｐｂとが結合され、１つの大きな画像が形成される。図１９は横方向に２台のプロジェクタを並置する例であるが、縦横に並べるプロジェクタの台数をさらに増やし、結合する投射画像を増やすことで、さらに大画面を実現することができる。

一方、（ｂ）、及び（ｃ）では、画像Ｐａと画像Ｐｂが正面から観察されている。

（ｂ）では、並置されたプロジェクタ１ａとプロジェクタ１ｂの位置が僅かにずれているために、投射された画像Ｐａと画像Ｐｂが位置ずれしている。つまり画像Ｐａと画像Ｐｂの結合部分がずれている。このような投射画像の位置ずれは、プロジェクタが縦、又は横方向に位置ずれしたり、傾いたりすることで生じる。

（ｃ）は、（ｂ）における画像Ｐａと画像Ｐｂの一方、又は両方が位置合わせされた後の投射画像を示している。位置合わせにより、画像Ｐａと画像Ｐｂの結合部分が正確に重なっている。

次にスタック投射について、図２０を参照して説明する。

図２０は、２台のプロジェクタを用いたスタック投射を示している。（ａ）は、スタック投射におけるプロジェクタの配置の一例を、（ｂ）は位置合わせ前の２つの投射画像の一例を、（ｃ）は位置合わせ後の２つの投射画像の一例を、それぞれ示している。

（ａ）では、載置されたプロジェクタ１ａとプロジェクタ１ｂが、側方から観察されている。プロジェクタ１ａとプロジェクタ１ｂは、スクリーンＳにそれぞれ画像Ｐａと画像Ｐｂを投射している。スタック投射では、このような画像Ｐａと画像Ｐｂとを正確に重ね合わせ、１つの明るい画像を形成する。図２０は２台のプロジェクタを載置する例であるが、載置するプロジェクタの台数をさらに増やし、重ね合わせる投射画像を増やすことで、さらに明るい画面が実現される。

一方、（ｂ）、及び（ｃ）では、画像Ｐａと画像Ｐｂが正面から観察されている。

（ｂ）では、載置されたプロジェクタ１ａとプロジェクタ１ｂの位置が僅かにずれているために、投射された画像Ｐａと画像Ｐｂが位置ずれしている。このような投射画像の位置ずれは、マルチ投射と同様に、プロジェクタが縦、又は横方向に位置ずれしたり、傾いたりすることで生じる。

（ｃ）は、（ｂ）における画像Ｐａと画像Ｐｂの一方、又は両方が位置合わせされた後の投射画像を示している。位置合わせにより、画像Ｐａと画像Ｐｂは正確に重ね合わされ、完全に一致している。

（画像の位置合わせ）
マルチ投射、スタック投射では、上記のような投射画像の位置合わせを、例えばユーザが投射画像を観察しながら行う。画素単位での画像の位置合わせ、すなわち１画素のサイズに対応するような精度で、画像の位置合わせを行うために、従来は、投射画像における画素に該当する格子状の像が利用された。この格子状の像、すなわち格子像は、ＤＭＤの１つの画素の枠の部分が、スクリーン上で像として視認されたものである。

拡大投射された画像をスクリーンに近付いて観察すると、拡大された格子像を視認できる。例えば１人のユーザがスクリーンの近くで格子像を視認しながら、各画像の格子像の一部、又は全部が重なるように、画像の位置合わせのための指示を出す。別のユーザが指示に従ってプロジェクタの位置や傾きを調整する。格子像を利用して、このような位置合わせの作業が行われた。

しかし、画素ずらし機能を有するプロジェクタでは、画素が絶えず高速に往復移動するため、格子像は視認されなくなる。格子像を視認できないため、マルチ投射やスタック投射の各画像を、画素単位で正確に位置合わせすることが難しくなる場合があった。

本実施形態では、位置合わせ開始検知部１０３が、投射画像の位置合わせが開始されたことを検知し、位置合わせが開始された場合に、移動制御部１２が画素ずらしを停止、すなわち可動ユニット５５を往復移動させる制御を停止することにしている。この詳細を、図１９のマルチ投射を例に、図２１〜２２を参照して説明する。

図２１は、本実施形態における位置合わせ処理を示すシーケンス図である。

まず、シーケンスＳＱ２１１において、ユーザ２００は投射画像の位置合わせを開始する。例えば、プロジェクタ１ａによる画像Ｐａを基準に、プロジェクタ１ｂによる画像Ｐｂの位置合わせが行われる。

続いて、シーケンスＳＱ２１３において、プロジェクタ１ｂにおける位置合わせ開始検知部１０３は、位置合わせが開始されたことを検知し、移動制御部１２に出力する。例えば位置合わせ開始検知部１０３は、リモコン１０２に設けられた「位置合わせ開始ボタン」をユーザ２００が押したことを検知して、位置合わせの開始を検知する。

続いて、シーケンスＳＱ２１５において、移動制御部１２は可動ユニット５５によるＤＭＤ５５１の往復移動を停止する。これにより画素ずらしが停止され、投射画像における格子像が視認可能になる。

続いて、シーケンスＳＱ２１７において、ユーザ２００は、投射画像の位置合わせ操作を行う。例えばユーザ２００は、リモコン１０２に設けられたキーボタンにより、可動ユニット５５の移動方向及び移動量を指示する。リモコン１０２による操作のための信号は、リモコン受信部１０１を介して移動制御部１２に入力される。

続いて、シーケンスＳＱ２１９において、移動制御部１２は、リモコン１０２からの入力信号に基づき、可動ユニット５５を移動させる。これによりＤＭＤ５５１が移動し、ＤＭＤ５５１の移動に伴い、投射画像が移動する。ユーザ２００は、投射画像における格子像を視認しながら、画像Ｐｂを移動させて画像Ｐａと画像Ｐｂの結合する部分を一致させる。リモコン１０２を用いることで、ユーザ２００はスクリーンの近くで投射画像を視認しながら、位置合わせ操作を行うことができる。つまり１人で位置合わせを行うことができる。

なお入力信号は、リモコン１０２に限定されず、操作部７からの信号であってもよい。またキーボタンによる操作に限定されず、ジョイスティックやタッチパネル等による操作であってもよい。

続いて、シーケンスＳＱ２２１において、ユーザ２００は投射画像の位置合わせを終了する。

シーケンスＳＱ２２３において、プロジェクタ１ｂにおける位置合わせ終了検知部１０４は、位置合わせが終了したことを検知し、移動制御部１２にそれを出力する。位置合わせの開始と同様に、位置合わせ終了検知部１０４は、リモコン１０２に設けられた「位置合わせ終了ボタン」をユーザ２００が押したことを検知して、位置合わせの終了を検知する。またユーザ２００を介さず、所定時間以上、可動ユニット５５への位置合わせのための入力信号がないことを検知して、位置合わせ終了検知部１０４は位置合わせの終了を検知してもよい。

続いて、シーケンスＳＱ２２５において、移動制御部１２は可動ユニット５５によるＤＭＤ５５１の往復移動を再開する。これにより画素ずらしが再開され、投射画像が高解像度化される。

次に、本実施形態における位置合わせ処理を、図２２のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップＳ２２０１において、プロジェクタ１ｂにおける位置合わせ開始検知部１０３は、位置合わせが開始されたことを検知し、移動制御部１２にそれを出力する。位置合わせの開始が検知されない場合は、処理は終了する。

続いて、ステップＳ２２０３において、移動制御部１２は可動ユニット５５によるＤＭＤ５５１の往復移動を停止する。これにより画素ずらしが停止され、投射画像における格子像が視認可能になる。

続いて、ステップＳ２２０５において、投射画像の位置合わせの操作が行われる。位置合わせ操作は、上述のように、例えばリモコン１０２を用いて行われる。移動制御部１２は、リモコン１０２からの入力信号に基づき、可動ユニット５５を移動させる。これによりＤＭＤ５５１が移動し、投射画像が移動する。投射画像の移動により、位置合わせが行われる。

続いて、ステップＳ２２０７において、プロジェクタ１ｂにおける位置合わせ終了検知部１０４は、位置合わせが終了したことを検知し、移動制御部１２にそれを出力する。位置合わせの終了が検知されない場合は、ステップＳ２２０５に戻り、位置合わせを継続する。

続いて、ステップＳ２２０９において、移動制御部１２は可動ユニット５５によるＤＭＤ５５１の往復移動を再開する。これにより画素ずらしが再開され、投射画像が高解像度化される。

このように、本実施形態では、投射される画像の位置合わせを行う時に、位置合わせの開始を検知し、画素ずらしを停止する。そのため、投射画像における１画素に該当する格子像が視認可能になるため、格子像を用いた画像の位置合わせが可能となる。これにより、画素ずらし機能を有する画像投射装置において、画像の画素単位での位置合わせを容易に行うことができる。

また、入力信号に基づきＤＭＤ５５１を移動させて画像の位置合わせを行うため、プロジェクタ１ｂの本体、すなわち筐体を移動させる必要がなくなる。これにより、位置合わせの微調が可能となり、かつ微調の操作がやり易くなる。

さらに、リモコン１０２を用いて画像の位置合わせを行うため、ユーザ２００はスクリーンに近付いて、投射画像における格子像を視認しながら、画像Ｐｂを移動させることができる。これにより、１人での画像の位置合わせが可能になる。

なお上記では、画像の位置合わせを、傾きを伴わないシフト調整のみで行う例を説明したが、可動ユニット５５の可動方向の設定により、傾きの調整も可能である。例えば可動ユニット５５によりＤＭＤ５５１を面内で回転させ、投射画像の投射面内での傾きを調整することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態におけるプロジェクタの一例を、図２３〜２５を用いて説明する。なお、第１の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

本実施形態では、位置合わせ開始検知部１０３が、画像の位置合わせが開始されたことを検知し、位置合わせが開始された場合に、画像制御部１１が位置合わせ用のパターンを有する画像を生成することにしている。また本実施形態では、第１の実施形態と異なり、画素ずらし停止させずに、各画素が往復移動している状態で画像位置合わせを行うことにしている。

なお、画像制御部１１による位置合わせ用のパターンを有する画像の生成とは、画像制御部１１が、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の外部記憶装置やＲＯＭ等に予め記憶された、位置合わせ用のパターンを有する画像データを読み込んで、ＤＭＤ５５１に表示させることをいう。ＤＭＤ５５１に光源から光が照射されることで、画像データに応じた画像が生成される。但し、これに限定されず、画像制御部１１は、外部Ｉ／Ｆ９を介して任意の外部機器から、位置合わせ用のパターンを有する画像データを読み込んでもよい。

図２３は、位置合わせ用のパターンを説明する図である。図２３は、ＤＭＤ５５１により生成され、スクリーン等に投射された画像を示している。升目は、投射画像における画素に該当する部分を示している。

（ａ）は、位置合わせ用パターンの基となるパターン１０６ａを有する画像１０５ａを示している。画像１０５ａにおいて、黒色の画素で、漢字の「田」の字のようなパターン１０６ａが形成されている。（ｂ）は、画素ずらし前の状態の投射画像１０５ｂであり、投射画像１０５ｂは、パターン１０６ａに基づき生成されたパターン１０６ｂを有している。（ｃ）は、画素ずらし後の状態の投射画像１０５ｃであり、投射画像１０５ｃは、パターン１０６ａに基づき生成されたパターン１０６ｃを有している。画像１０５ｃは、画像１０５ｂを生成した時のＤＭＤ５５１に対し、ＤＭＤ５５１を＋Ｘ方向に半画素、かつ＋Ｙ方向に半画素ずらした時に生成され、投射された画像である。

（ｄ）は、画像１０５ｂと画像１０５ｃが疑似的に合成された結果、視認される画像１０５ｄを示している。画像１０５ｄは、パターン１０６ｂとパターン１０６ｃが合成されて視認されるパターン１０６ｄを有している。画像１０５ｄでは、画像１０５ｂ、及び画像１０５ｃに対し、升目のサイズがＸ、Ｙ方向とも半分になっている。つまり解像度が２倍に向上している。

パターン１０６ｂの左辺と下辺により、パターン１０６ｄの左辺と下辺が形成され、パターン１０６ｃの上辺と右辺により、パターン０１６ｄの上辺と右辺が形成されている。その結果、画像１０５ｄは、画像１０５ｄの外周を表す４角形のパターンを有している。画像１０５ｄは、「投射画像の外周を表す４角形が含まれる投射画像」の一例である。またパターン１０６ｂ、及びパターン１０６ｃは、「所定のパターン」の一例であり、また「前記投射画像の外周を表す４角形を形成するためのパターン」の一例である。

画像１０５ｄでは、パターン１０６ｄの有する４角形により、画像の外周が明確になっている。この４角形を利用して画像の位置合わせを行うことができる。例えば、図１９におけるプロジェクタ１ａとプロジェクタ１ｂの両方に、画像１０５ｄを投射させる。プロジェクタ１ａによる画像１０５ｄの４角形の右辺と、プロジェクタ１ｂによる画像１０５ｄの４角形の左辺が一致するようにして、投射画像の位置合わせを行うことが可能となる。

なお、画像１０５ｄは、画像の外周を表す４角形だけでなく、画像の中央に十字のパターンも有している。この十字のパターンは、例えばスタック投射において、画像の外周だけでなく、画像の中央においても画素の位置合わせを行う場合に用いることができる。

図２４は、本実施形態における位置合わせ処理を示すシーケンス図である。なお、第１の実施形態と重複する部分の説明は、省略する場合がある。

まず、シーケンスＳＱ２４１において、ユーザ２００は投射画像の位置合わせを開始する。例えば、プロジェクタ１ａによる画像Ｐａを基準に、プロジェクタ１ｂによる画像Ｐｂの位置合わせが行われる。

続いて、シーケンスＳＱ２４３において、プロジェクタ１ｂにおける位置合わせ開始検知部１０３は、位置合わせが開始されたことを検知し、画像制御部１１にそれを出力する。

続いて、シーケンスＳＱ２４５において、画像制御部１１は、ＤＭＤ５５１を制御し、位置合わせ用のパターンを有する画像を生成し、表示させる。この場合、図２３で示したように、画像の背景色は白色であり、位置合わせ用パターンの色は黒色である。なお、上述したように、位置合わせ用のパターンを有する画像を表示している間においても、移動制御部１２は、画素ずらし、すなわち可動ユニット５５によるＤＭＤ５５１の往復移動を行っている。

続いて、シーケンスＳＱ２４７において、ユーザ２００が投射画像の位置合わせ操作を行う。

続いて、シーケンスＳＱ２４９において、ユーザ２００による位置合わせ操作が開始されたら、ＤＭＤ５５１は、表示する位置合わせ用のパターンの色を、例えば赤色に変更する。すなわち位置合わせ用のパターンを有する画像は、背景が白色で、パターンが赤色になる。「ユーザ２００による位置合わせ操作の開始」は、例えば、リモコン１０２による操作のための信号がリモコン受信部１０１を介して移動制御部１２に入力されたことを検知することで検知される。

なお、パターンの色を変更する理由は、位置合わせ操作が行われている画像であることを分かりやすく示すためである。従って、位置合わせ操作が行われていない画像は、位置合わせ用のパターンを表示するが、パターンの色は黒色である。

続いて、シーケンスＳＱ２５１において、移動制御部１２は、リモコン１０２からの入力信号に基づき、可動ユニット５５を移動させる。これによりＤＭＤ５５１が移動し、投射画像が移動する。ユーザ２００は、投射画像における格子像を観察しながら、画像Ｐｂを移動させて画像Ｐａと画像Ｐｂの結合する部分を一致させる。

続いて、シーケンスＳＱ２５３において、ユーザ２００による位置合わせ操作が終了したら、ＤＭＤ５５１は、位置合わせ用のパターンの色を、白色に戻す。

続いて、シーケンスＳＱ２５５において、ユーザ２００は投射画像の位置合わせを終了する。

続いて、シーケンスＳＱ２５７において、プロジェクタ１ｂにおける位置合わせ終了検知部１０４は、位置合わせが終了したことを検知し、画像制御部１１にそれを出力する。

続いて、シーケンスＳＱ２５９において、画像制御部１１はＤＭＤ５５１を制御し、位置合わせ用のパターンを有する画像の表示を終了する。

次に、本実施形態における位置合わせ処理を、図２５のフローチャートを参照して説明する。なお、第１の実施形態と重複する部分の説明は、省略する場合がある。

まず、ステップＳ２５０１において、プロジェクタ１ｂにおける位置合わせ開始検知部１０３は、位置合わせが開始されたことを検知し、画像制御部１１にそれを出力する。位置合わせの開始が検知されない場合、処理は終了する。

続いて、ステップＳ２５０３において、画像制御部１１はＤＭＤ５５１を制御し、画像の背景色は白色で、黒色の位置合わせ用のパターンを表示させる。

続いて、ステップＳ２５０５において、投射画像の位置合わせの操作が行われる。位置合わせ操作は、上述のように例えばリモコン１０２を用いて行われる。

続いて、投射画像の位置合わせの操作が行われたら、ステップＳ２５０７において、画像制御部１１はＤＭＤ５５１を制御し、位置合わせ用のパターンを赤色に変更する。

続いて、ステップＳ２５０９において、投射画像の位置合わせの操作が終了したら、ステップＳ２５１１において、画像制御部１１はＤＭＤ５５１を制御し、位置合わせ用のパターンを黒色に戻す。

次に、ステップＳ２５１３において、プロジェクタ１ｂにおける位置合わせ終了検知部１０４は、位置合わせが終了したことを検知し、画像制御部１１にそれを出力する。位置合わせの終了が検知されない場合は、ステップＳ２５０５に戻り、位置合わせ操作が継続される。

次に、ステップＳ２５１５において、画像制御部１１はＤＭＤ５５１を制御し、位置合わせ用のパターンの表示を終了する。

このように、本実施形態では、投射される画像の位置合わせを行う時に、位置合わせの開始を検知し、位置合わせ用のパターンを生成し、表示する。そのため、パターンに基づく位置合わせが可能となる。これにより、画素ずらし機能を有する画像投射装置において、画像の画素単位での位置合わせを容易に行うことができる。

なお、これ以外の効果は、第１の実施形態で説明したものと同様である。

＜第３の実施形態＞
図２６に示したように、本来投射する任意の画像と位置合わせ用のパターンを有する画像を重畳させて表示してもよい。図２６の（ａ）は本来投射する画像１０７を示し、（ｂ）は位置合わせ用のパターンを有する画像１０８を示している。（ｃ）は画像１０７と画像１０８を重畳させた画像１０９を示している。なお、これらは画素ずらしが行われた状態での画像である。

本来投射する画像を位置合わせ用パターンと併せて表示することで、例えばマルチ投射で、複数のプロジェクタによる複数の画像が結合された画像を視認しながら、画像の位置合わせ調整を行うことができる。これにより、位置合わせ調整が、より容易になる。

なお、これ以外の効果は、第１の実施形態で説明したものと同様である。

以上、実施形態に係る画像形成装置、画像形成方法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、１ａ、１ｂ プロジェクタ（画像投射装置の一例）
１０ システムコントロール部
１１ 画像制御部（画像制御手段）
１２ 移動制御部（移動制御手段）
３０ 光源
４０ 照明光学系ユニット
５０ 画像表示ユニット
６０ 投射光学系ユニット
１０１ リモコン受信部
１０２ リモコン（遠隔操作手段の一例）
１０３ 位置合わせ開始検知部（位置合わせ開始検知手段の一例）
１０４ 位置合わせ終了検知部（位置合わせ終了検知手段の一例）
１０５ａ 位置合わせ用のパターンの基のパターンを有する画像
１０５ｂ 画素ずらし前に表示する位置合わせ用のパターンを有する画像
１０５ｃ 画素ずらし後に表示する位置合わせ用のパターンを有する画像
１０５ｄ 画素ずらしにより高解像度化された位置合わせ用のパターンを有する画像（投射画像の外周を表す４角形が含まれる投射画像の一例）
１０６ 投射画像
１０６ａ 位置合わせ用のパターンの基のパターン
１０６ｂ 画素ずらし前に表示する位置合わせ用のパターン（投射画像の外周を表す４角形を形成するためのパターンの一例）
１０６ｃ 画素ずらし後に表示する位置合わせ用のパターン（投射画像の外周を表す４角形を形成するためのパターンの一例）
１０６ｄ 画素ずらしにより高解像度化された位置合わせ用のパターン
１０７ 本来の投射画像
１０８ 位置合わせ用パターンを有する画像
１０９ 投射画像と位置合わせ用パターンを有する画像とを重畳させた画像
４１１ ホルダ
４１２ 伝達機構
４１３ 回転アクチュエータ
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（画像生成手段）
５５２ 可動プレート（第１可動板）
５５３ 結合プレート（第２可動板）
５５４ ヒートシンク（放熱手段）
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

特開２０１５‐０３１７６８号公報

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、
   前記画像生成手段によって形成される画像を拡大して投射する投射光学系と、
   前記投射光学系による投射画像において各画素を往復移動させる画素ずらし手段と、を有する画像投射装置であって、
   入力信号に基づいて前記投射画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
   前記位置合わせの開始を検知する位置合わせ開始検知手段と、を有し、
   前記画素ずらし手段は、前記位置合わせの開始が検知された場合に、前記往復移動を停止させる
   ことを特徴とする画像投射装置。
2. 光源と、
   前記光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、
   前記画像生成手段によって形成される画像を拡大して投射する投射光学系と、
   前記投射光学系による投射画像において各画素を往復移動させる画素ずらし手段と、を有する画像投射装置であって、
   前記往復移動させた状態において、入力信号に基づいて前記投射画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
   前記位置合わせの開始を検知する位置合わせ開始検知手段と、を有し、
   前記画像生成手段は、前記位置合わせの開始が検知された場合に、所定のパターンを有する画像を生成する
   ことを特徴とする画像投射装置。
3. 前記投射画像には、前記位置合わせの開始が検知された場合に、前記投射画像の外周を表す４角形が含まれる
   ことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。
4. 前記パターンは、前記投射画像の外周を表す４角形を形成するためのパターンである
   ことを特徴とする請求項２、又は３に記載の画像投射装置。
5. 前記入力信号は、前記画像投射装置を遠隔操作するための遠隔操作手段から入力された信号である
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像投射装置。
6. 光源と、
   前記光源から照射される光を用いて画像を生成する画像生成手段と、
   前記画像生成手段によって形成される画像を拡大して投射する投射光学系と、
   前記投射光学系による投射画像において各画素を往復移動させる画素ずらし手段と、を有する画像投射装置による画像投射方法であって、
   入力信号に基づいて前記投射画像の位置合わせを行う位置合わせ工程と、
   前記位置合わせの開始を検知する位置合わせ開始検知手段と、を有し、
   前記画素ずらし手段は、前記位置合わせの開始が検知された場合に、前記往復移動を停止させる
   ことを特徴とする画像投射方法。