JP6822080B2 - Image generation unit and image projection device - Google Patents

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Description

本発明は、画像生成ユニット及び画像投影装置に関する。 The present invention relates to images produced unit and an image projection apparatus.

例えばPC等から入力される画像データに基づいて生成した画像をスクリーン等に投影する画像投影装置が実用化されている。 For example, an image projection device that projects an image generated based on image data input from a PC or the like onto a screen or the like has been put into practical use.

このような画像投影装置において、例えば、表示素子の複数の画素から発せられる光線に対して光軸をシフトさせて画素ずらしを行うことで、表示素子の解像度よりも高解像度化した画像を表示する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In such an image projection device, for example, by shifting the optical axis with respect to light rays emitted from a plurality of pixels of the display element and shifting the pixels, an image having a resolution higher than the resolution of the display element is displayed. The method is known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に係る画像投影装置のように画素ずらしを行うことで画像の高解像度化を図る場合、表示素子の画素ピッチ未満の微小距離で画素を高速シフトさせる必要がある。ここで、画像投影装置に用いられる表示素子は、高画素化及び高密度化が進んでいる。したがって、このような表示素子を用いて画素ずらしを行い、画像の更なる高解像度化を図るためには、投影画像のシフト動作をより高精度且つ安定的に行う必要がある。 When the resolution of an image is increased by shifting the pixels as in the image projection device according to Patent Document 1, it is necessary to shift the pixels at high speed at a minute distance less than the pixel pitch of the display element. Here, the display elements used in the image projection apparatus are becoming higher in pixel count and higher in density. Therefore, in order to shift the pixels using such a display element and further increase the resolution of the image, it is necessary to perform the shift operation of the projected image with higher accuracy and stability.

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、投影画像のシフト動作の精度及び安定性を高めることが可能な移動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a moving device capable of improving the accuracy and stability of the shifting operation of a projected image.

本発明の一態様に係る画像生成ユニットによれば、
対向配置された第1固定板と第2固定板とを備える固定ユニットと、
前記固定ユニットの内側に一部が配置され、前記固定ユニットの外側に他部が配置された可動ユニットと、を有しており、
前記可動ユニットの重心位置は、前記固定ユニットの外側にあり、
対で作動する駆動部の一方は、前記第1固定板と前記第2固定板のうちの前記可動ユニットの重心に近い方に配置され、
前記駆動部の他方は、前記駆動部の一方に対向配置となるように前記可動ユニットの前記他部に配置され
前記駆動部は、
駆動用磁石と、前記駆動用磁石に対向して設けられ、通電されることで駆動力を生成する駆動コイルとを有し、
前記可動ユニットは、
画像生成部が配置され、前記一部に含まれる可動板と、前記画像生成部の熱を放熱し、前記他部に含まれる放熱部とを有し、
前記可動板と前記放熱部との間に前記第2固定板が配置され、
前記駆動部を構成する前記駆動用磁石及び前記駆動コイルの一方は、前記第2固定板に配置され、
前記駆動用磁石及び前記駆動コイルの他方は、前記放熱部に配置されていることを特徴とする移動装置を備えている。
According to the image generation unit according to one aspect of the present invention.
A fixing unit having a first fixing plate and a second fixing plate arranged to face each other,
It has a movable unit in which a part is arranged inside the fixed unit and another part is arranged outside the fixed unit.
The position of the center of gravity of the movable unit is on the outside of the fixed unit.
One of the drive units that operate in pairs is arranged closer to the center of gravity of the movable unit among the first fixing plate and the second fixing plate.
The other part of the drive unit is arranged in the other part of the movable unit so as to face one of the drive units .
The drive unit
It has a drive magnet and a drive coil provided facing the drive magnet and generating a driving force by being energized.
The movable unit is
An image generating unit is arranged, and has a movable plate included in the part thereof and a heat radiating unit included in the other part by dissipating heat from the image generating unit.
The second fixing plate is arranged between the movable plate and the heat radiating portion.
One of the driving magnet and the driving coil constituting the driving unit is arranged on the second fixing plate.
The other side of the driving magnet and the driving coil includes a moving device characterized in that it is arranged in the heat radiating portion.

本発明の実施形態によれば、投影画像のシフト動作の精度及び安定性を高めることが可能な移動装置が提供される。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a moving device capable of improving the accuracy and stability of the shift operation of the projected image.

第1の実施形態における画像投影装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the image projection apparatus in 1st Embodiment. 第1の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。It is a block diagram which illustrates the structure of the image projection apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施形態における光学エンジンの斜視図である。It is a perspective view of the optical engine in 1st Embodiment. 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。It is a figure which illustrates the illumination optical system unit in 1st Embodiment. 第1の実施形態における投影光学系ユニットの内部構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the internal structure of the projection optical system unit in 1st Embodiment. 第1の実施形態における移動装置、画像生成ユニットの斜視図である。It is a perspective view of the moving device and the image generation unit in 1st Embodiment. 第1の実施形態における移動装置、画像生成ユニットの側面図である。It is a side view of the moving device and the image generation unit in 1st Embodiment. 第1の実施形態における固定ユニットの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the fixed unit in 1st Embodiment. 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。It is a figure explaining the support structure of the movable plate by the fixed unit in 1st Embodiment. 第1の実施形態における可動ユニットの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the movable unit in 1st Embodiment. 第1の実施形態における可動ユニットの側面図である。It is a side view of the movable unit in 1st Embodiment. 第1の実施形態における駆動部を含む構成を例示する分解斜視図である。It is an exploded perspective view which illustrates the structure including the drive part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における可動ユニットの駆動力作用点を例示する図である。It is a figure which illustrates the driving force action point of the movable unit in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるヒートシンクを例示する図である。It is a figure which illustrates the heat sink in 1st Embodiment. 第1の実施形態における位置検出部を含む構成を例示する分解斜視図である。It is an exploded perspective view which illustrates the structure including the position detection part in 1st Embodiment. 第1の実施形態における位置検出部を含む構成を例示する分解側面図である。It is an exploded side view which illustrates the structure including the position detection part in 1st Embodiment. 第2の実施形態における移動装置、画像生成ユニットを例示する分解側面図である。It is an exploded side view which illustrates the moving device and the image generation unit in 2nd Embodiment.

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。 Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.

[第1の実施形態]
<画像投影装置の構成>
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。
[First Embodiment]
<Configuration of image projection device>
FIG. 1 is a diagram illustrating the projector 1 in the embodiment.

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。 The projector 1 is an example of an image projection device, which has an exit window 3 and an external I / F9, and is provided with an optical engine for generating a projected image inside. When image data is transmitted from, for example, a personal computer or a digital camera connected to an external I / F9, the projector 1 generates a projected image based on the transmitted image data by the optical engine, as shown in FIG. The image P is projected from the exit window 3 onto the screen S.

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。 In the drawings shown below, the X1X2 direction is the width direction of the projector 1, the Y1Y2 direction is the depth direction of the projector 1, and the Z1Z2 direction is the height direction of the projector 1. Further, in the following, the projector 1 may be described with the exit window 3 side as the upper side and the side opposite to the exit window 3 as the lower side.

図2は、第1の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。 FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the projector 1 according to the first embodiment.

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、ファン20、光学エンジン15を有する。 As shown in FIG. 2, the projector 1 includes a power supply 4, a main switch SW5, an operation unit 7, an external I / F9, a system control unit 10, a fan 20, and an optical engine 15.

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。 The power supply 4 is connected to a commercial power supply, converts voltage and frequency for the internal circuit of the projector 1, and supplies power to the system control unit 10, the fan 20, the optical engine 15, and the like.

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する。また、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。 The main switch SW5 is used for the ON / OFF operation of the projector 1 by the user. When the main switch SW5 is turned ON while the power supply 4 is connected to a commercial power supply via a power cord or the like, the power supply 4 starts supplying power to each part of the projector 1. Further, when the main switch SW5 is operated to OFF, the power supply 4 stops the power supply to each part of the projector 1.

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。 The operation unit 7 is a button or the like that receives various operations by the user, and is provided on, for example, the upper surface of the projector 1. The operation unit 7 accepts user operations such as the size, color tone, and focus adjustment of the projected image. The user operation received by the operation unit 7 is sent to the system control unit 10.

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。 The external I / F 9 has a connection terminal connected to, for example, a personal computer, a digital camera, or the like, and outputs image data transmitted from the connected device to the system control unit 10.

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の各機能は、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。 The system control unit 10 includes an image control unit 11 and a drive control unit 12. The system control unit 10 includes, for example, a CPU, ROM, RAM, and the like. Each function of the system control unit 10 is realized by the CPU collaborating with the RAM to execute a program stored in the ROM.

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の画像生成ユニット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。 The image control unit 11 is a digital micromirror device (hereinafter, simply referred to as “DMD”) provided in the image generation unit 50 of the optical engine 15 based on the image data input from the external I / F9. ) 551 is controlled to generate an image to be projected on the screen S.

駆動制御部12は、画像生成ユニット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。 The drive control unit 12 controls a drive unit that moves the movable unit 55 that is movably provided in the image generation unit 50, and controls the position of the DMD 551 that is provided in the movable unit 55.

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。 The fan 20 is controlled by the system control unit 10 to rotate, and cools the light source 30 of the optical engine 15.

光学エンジン15は、光源30、照明光学系ユニット40、画像生成ユニット50、投影光学系ユニット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に画像を投影する。 The optical engine 15 has a light source 30, an illumination optical system unit 40, an image generation unit 50, and a projection optical system unit 60, and is controlled by the system control unit 10 to project an image on the screen S.

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。 The light source 30 is, for example, a mercury high-pressure lamp, a xenon lamp, an LED, or the like, and is controlled by the system control unit 10 to irradiate the illumination optical system unit 40 with light.

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生成ユニット50に設けられているDMD551に導く。 The illumination optical system unit 40 has, for example, a color wheel, a light tunnel, a relay lens, and the like, and guides the light emitted from the light source 30 to the DMD 551 provided in the image generation unit 50.

画像生成ユニット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、照明光学系ユニット40によって導かれた光を変調して投影画像を生成する。 The image generation unit 50 has a fixed unit 51 that is fixedly supported and a movable unit 55 that is movably supported by the fixed unit 51. The movable unit 55 has a DMD 551, and the position of the system control unit 10 with respect to the fixed unit 51 is controlled by the drive control unit 12. The DMD 551 is an example of an image generation unit, which is controlled by the image control unit 11 of the system control unit 10 and modulates the light guided by the illumination optical system unit 40 to generate a projected image.

投影光学系ユニット60は、投影部の一例であり、例えば複数の投射レンズ、ミラー等を有し、画像生成ユニット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。 The projection optical system unit 60 is an example of a projection unit, and has, for example, a plurality of projection lenses, mirrors, and the like, and magnifies an image generated by the DMD 551 of the image generation unit 50 and projects it on the screen S.

<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。
<Optical engine configuration>
Next, the configuration of each part of the optical engine 15 of the projector 1 will be described.

図3は、第1の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、画像生成ユニット50、投影光学系ユニット60を有し、プロジェクタ1の内部に設けられている。 FIG. 3 is a perspective view illustrating the optical engine 15 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the optical engine 15 has a light source 30, an illumination optical system unit 40, an image generation unit 50, and a projection optical system unit 60, and is provided inside the projector 1.

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生成ユニット50に導く。画像生成ユニット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影画像を生成する。投影光学系ユニット60は、照明光学系ユニット40の上部に設けられ、画像生成ユニット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。 The light source 30 is provided on the side surface of the illumination optical system unit 40 and irradiates light in the X2 direction. The illumination optical system unit 40 guides the light emitted from the light source 30 to the image generation unit 50 provided at the lower part. The image generation unit 50 generates a projected image using the light guided by the illumination optical system unit 40. The projection optical system unit 60 is provided above the illumination optical system unit 40, and projects the projected image generated by the image generation unit 50 to the outside of the projector 1.

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。 The optical engine 15 according to the present embodiment is configured to project an image upward using the light emitted from the light source 30, but the optical engine 15 may be configured to project an image in the horizontal direction. Good.

[照明光学系ユニット]
図4は、第1の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。
[Illumination optical system unit]
FIG. 4 is a diagram illustrating the illumination optical system unit 40 in the first embodiment.

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。 As shown in FIG. 4, the illumination optical system unit 40 includes a color wheel 401, a light tunnel 402, relay lenses 403 and 404, a cylinder mirror 405, and a concave mirror 406.

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。 The color wheel 401 is, for example, a disk in which filters of each color of R (red), G (green), and B (blue) are provided in different portions in the circumferential direction. The color wheel 401 rotates at high speed to time-divide the light emitted from the light source 30 into RGB colors.

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。 The light tunnel 402 is formed in a square tubular shape by, for example, laminating flat glass or the like. The light tunnel 402 multi-reflects the light of each RGB color transmitted through the color wheel 401 on the inner surface to make the brightness distribution uniform and guide the light to the relay lenses 403 and 404.

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。 The relay lenses 403 and 404 collect the light emitted from the light tunnel 402 while correcting the axial chromatic aberration.

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、画像生成ユニット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影画像を生成する。 The cylinder mirror 405 and the concave mirror 406 reflect the light emitted from the relay lenses 403 and 404 to the DMD 551 provided in the image generation unit 50. The DMD 551 modulates the reflected light from the concave mirror 406 to generate a projected image.

[投影光学系ユニット]
図5は、第1の実施形態における投影光学系ユニット60の内部構成を例示する図である。
[Projection optical system unit]
FIG. 5 is a diagram illustrating the internal configuration of the projection optical system unit 60 according to the first embodiment.

図5に示されるように、投影光学系ユニット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。 As shown in FIG. 5, the projection optical system unit 60 includes a projection lens 601, a folded mirror 602, and a curved mirror 603 inside the case.

投影レンズ601は、複数のレンズを有し、画像生成ユニット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。 The projection lens 601 has a plurality of lenses, and the projected image generated by the DMD 551 of the image generation unit 50 is formed on the folded mirror 602. The folded mirror 602 and the curved mirror 603 reflect the imaged projected image so as to enlarge it, and project it onto a screen S or the like outside the projector 1.

[画像生成ユニット]
図6は、第1の実施形態における画像生成ユニット50、移動装置100の斜視図である。また、図7は、第1の実施形態における画像生成ユニット50、移動装置100の側面図である。
[Image generation unit]
FIG. 6 is a perspective view of the image generation unit 50 and the moving device 100 according to the first embodiment. Further, FIG. 7 is a side view of the image generation unit 50 and the moving device 100 in the first embodiment.

図6及び図7に示されるように、移動装置100、および移動装置100の可動プレート552にDMD551を設けた画像生成ユニット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、照明光学系ユニット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。 As shown in FIGS. 6 and 7, the moving device 100 and the image generation unit 50 in which the DMD 551 is provided on the movable plate 552 of the moving device 100 have a fixed unit 51 and a movable unit 55. The fixed unit 51 is fixedly supported by the illumination optical system unit 40. The movable unit 55 is movably supported by the fixed unit 51.

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。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。固定ユニット51は、図6に示されている4本のねじ520によって照明光学系ユニット40の下部に固定される。 The fixing unit 51 has a top plate 511 as a first fixing plate and a base plate 512 as a second fixing plate. The top plate 511 and the base plate 512 are provided in parallel with a predetermined gap. The fixing unit 51 is fixed to the lower part of the illumination optical system unit 40 by the four screws 520 shown in FIG.

可動ユニット55は、DMD551、可動ユニット55の一部に含まれる可動プレート552とDMD基板553、可動ユニット55の他部に含まれるDMD551の熱を放熱して冷却する放熱部556を有し、固定ユニット51に移動可能に支持されている。放熱部556はヒートシンク554の一部を構成する。ヒートシンク554は、可動ユニット55の他部に含まれてよい。なお、可動プレート552とDMD基板553とは、可動板を構成する。可動板は、可動プレート552とDMD基板553の何れか一であってよい。可動ユニット55の重心位置は、固定ユニット51の外側に配されている。 The movable unit 55 has a DMD 551, a movable plate 552 included in a part of the movable unit 55, a DMD substrate 553, and a heat radiating portion 556 that dissipates and cools the heat of the DMD 551 contained in the other part of the movable unit 55, and is fixed. It is movably supported by the unit 51. The heat radiating unit 556 forms a part of the heat sink 554. The heat sink 554 may be included in the other part of the movable unit 55. The movable plate 552 and the DMD substrate 553 form a movable plate. The movable plate may be any one of the movable plate 552 and the DMD substrate 553. The position of the center of gravity of the movable unit 55 is arranged outside the fixed unit 51.

第2可動板としてのDMD551は、DMD基板553の上面に設けられている。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。 The DMD 551 as the second movable plate is provided on the upper surface of the DMD substrate 553. The DMD551 has an image generation surface in which a plurality of movable micromirrors are arranged in a grid pattern. Each micromirror of the DMD551 is provided with a mirror surface that can be tilted around a twist axis, and is driven ON / OFF based on an image signal transmitted from the image control unit 11 of the system control unit 10.

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。 When the micromirror is "ON", for example, the tilt angle is controlled so as to reflect the light from the light source 30 to the projection optical system unit 60. Further, when the micromirror is "OFF", for example, the inclination angle is controlled in the direction in which the light from the light source 30 is reflected toward the OFF light plate (not shown).

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に導かれた光を変調して投影画像を生成する。 In this way, the DMD 551 modifies the tilt angle of each micromirror by the image signal transmitted from the image control unit 11 and modulates the light emitted from the light source 30 and guided to the illumination optical system unit 40 to produce a projected image. To generate.

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との間で支持され、表面に平行な方向に移動可能に設けられている。 The movable plate 552 is supported between the top plate 511 and the base plate 512 of the fixing unit 51, and is provided so as to be movable in a direction parallel to the surface.

DMD基板553は、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、可動プレート552の下面側に連結されている。DMD基板553は、上面にDMD551が設けられ、移動可能に設けられている可動プレート552と共に変位する。 The DMD substrate 553 is provided between the top plate 511 and the base plate 512, and is connected to the lower surface side of the movable plate 552. The DMD substrate 553 is provided with the DMD 551 on the upper surface and is displaced together with the movable plate 552 provided so as to be movable.

ヒートシンク554は、DMD551において生じた熱を放熱する。ヒートシンク554がDMD551の温度上昇を抑制することで、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。ヒートシンク554は、可動プレート552及びDMD基板553と共に移動可能に設けられることで、DMD551において生じた熱を常時放熱することが可能になっている。 The heat sink 554 dissipates the heat generated in the DMD 551. By suppressing the temperature rise of the DMD 551 by the heat sink 554, the occurrence of problems such as malfunctions and failures due to the temperature rise of the DMD 551 is reduced. The heat sink 554 is movably provided together with the movable plate 552 and the DMD substrate 553, so that the heat generated in the DMD 551 can be dissipated at all times.

(固定ユニット)
図8は、第1の実施形態における固定ユニット51の分解斜視図である。
(Fixed unit)
FIG. 8 is an exploded perspective view of the fixed unit 51 according to the first embodiment.

図8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。 As shown in FIG. 8, the fixing unit 51 has a top plate 511 and a base plate 512.

トッププレート511及びベースプレート512は、例えば、鉄、ステンレス鋼等の磁性材料で形成された平板状部材である。トッププレート511とベースプレート512とは、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。 The top plate 511 and the base plate 512 are flat plate-shaped members made of a magnetic material such as iron or stainless steel. The top plate 511 and the base plate 512 are provided in parallel by a plurality of columns 515 with a predetermined gap.

トッププレート511には、可動ユニット55のDMD551に対向する位置に中央孔514が設けられている。また、ベースプレート512には、DMD551に対向する位置にヒートシンク554の伝熱部が挿通される伝熱孔519が設けられている。 The top plate 511 is provided with a central hole 514 at a position facing the DMD 551 of the movable unit 55. Further, the base plate 512 is provided with a heat transfer hole 519 through which a heat transfer portion of the heat sink 554 is inserted at a position facing the DMD 551.

支柱515は、上端部がトッププレート511の支柱孔516に挿入され、下端部がベースプレート512の支柱孔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。 The upper end of the support 515 is inserted into the support hole 516 of the top plate 511, and the lower end is inserted into the support hole 517 of the base plate 512. The strut 515 forms a certain distance between the top plate 511 and the base plate 512, and supports the top plate 511 and the base plate 512 in parallel.

トッププレート511には、中央孔514の周囲にねじ孔518が4箇所に形成されている。本実施形態では、2つのねじ孔518が中央孔514に連通するように形成されている。トッププレート511は、各ねじ孔518に挿入されるねじ520(図6に図示)によって照明光学系ユニット40の下部に固定される。 The top plate 511 has four screw holes 518 formed around the central hole 514. In this embodiment, the two screw holes 518 are formed so as to communicate with the central hole 514. The top plate 511 is fixed to the lower part of the illumination optical system unit 40 by screws 520 (shown in FIG. 6) inserted into each screw hole 518.

また、トッププレート511には、可動プレート552を上側から移動可能に支持する支持球体521を回転可能に保持するための支持孔526が複数形成されている。また、ベースプレート512には、可動プレート552を下側から移動可能に支持する支持球体521を回転可能に保持するための支持孔522が複数形成されている。 Further, the top plate 511 is formed with a plurality of support holes 526 for rotatably holding the support sphere 521 that movably supports the movable plate 552 from above. Further, the base plate 512 is formed with a plurality of support holes 522 for rotatably holding the support sphere 521 that movably supports the movable plate 552 from below.

トッププレート511の支持孔526は、上端が蓋部材527によって塞がれ、支持球体521を回転可能に保持する。ベースプレート512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、下端側が位置調整ねじ524によって塞がれ、支持球体521を回転可能に保持する。 The upper end of the support hole 526 of the top plate 511 is closed by the lid member 527, and the support sphere 521 is rotatably held. A cylindrical holding member 523 having a female thread groove on the inner peripheral surface is inserted into the support hole 522 of the base plate 512. The lower end side of the holding member 523 is closed by the position adjusting screw 524, and the support sphere 521 is rotatably held.

トッププレート511及びベースプレート512において回転可能に保持される複数の支持球体521は、それぞれ可動プレート552に当接し、可動プレート552を両面から移動可能に支持する。 The plurality of support spheres 521 rotatably held by the top plate 511 and the base plate 512 each come into contact with the movable plate 552 and movably support the movable plate 552 from both sides.

図9は、第1の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。 FIG. 9 is a diagram for explaining a support structure of the movable plate 552 by the fixed unit 51 in the first embodiment.

図9に示されるように、トッププレート511では、上端側が蓋部材527によって塞がれている支持孔526において支持球体521が回転可能に保持される。また、ベースプレート512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る。 As shown in FIG. 9, in the top plate 511, the support sphere 521 is rotatably held in the support hole 526 whose upper end side is closed by the lid member 527. Further, in the base plate 512, the support sphere 521 is rotatably held by the holding member 523 inserted into the support hole 522.

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、表面に平行な方向に移動可能に両面から支持される。 Each support sphere 521 is held so as to project at least a part from the support holes 522 and 526, and abuts on a movable plate 552 provided between the top plate 511 and the base plate 512. The movable plate 552 is supported from both sides so as to be movable in a direction parallel to the surface by a plurality of support spheres 521 rotatably provided.

また、ベースプレート512側に設けられている支持球体521は、位置調整ねじ524の位置に応じて保持部材523の上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の突出量が増加し、ベースプレート512と可動プレート552との間隔が大きくなる。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の突出量が減少し、ベースプレート512と可動プレート552との間隔が小さくなる。 Further, the amount of protrusion of the support sphere 521 provided on the base plate 512 side from the upper end of the holding member 523 changes according to the position of the position adjusting screw 524. For example, when the position adjusting screw 524 is displaced in the Z1 direction, the amount of protrusion of the support sphere 521 increases, and the distance between the base plate 512 and the movable plate 552 increases. Further, for example, when the position adjusting screw 524 is displaced in the Z2 direction, the amount of protrusion of the support sphere 521 is reduced, and the distance between the base plate 512 and the movable plate 552 is reduced.

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、ベースプレート512と可動プレート552との間隔を適宜調整できる。 In this way, the distance between the base plate 512 and the movable plate 552 can be appropriately adjusted by changing the amount of protrusion of the support sphere 521 using the position adjusting screw 524.

図8に示されるように、ベースプレート512の上面には、複数の位置検出用磁石541が設けられている。位置検出用磁石541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つの永久磁石で構成され、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DMD基板553に及ぶ磁界を形成する。 As shown in FIG. 8, a plurality of position detection magnets 541 are provided on the upper surface of the base plate 512. The position detection magnet 541 is composed of two rectangular parallelepiped permanent magnets arranged so as to be parallel to each other in the longitudinal direction, and a magnetic field extending to a DMD substrate 553 provided between the top plate 511 and the base plate 512, respectively. Form.

位置検出用磁石541は、それぞれDMD基板553の下面に設けられているホール素子とで、DMD551の位置を検出する位置検出部を構成する。 Each of the position detection magnets 541 and the Hall elements provided on the lower surface of the DMD substrate 553 form a position detection unit for detecting the position of the DMD 551.

また、ベースプレート512の下面には、複数の駆動用磁石531a,531b,531c(駆動用磁石531cは図8には不図示)が設けられている。なお、以下の説明では、駆動用磁石531a,531b,531cを、単に「駆動用磁石531」という場合がある。 Further, a plurality of driving magnets 531a, 531b, 531c (the driving magnets 531c are not shown in FIG. 8) are provided on the lower surface of the base plate 512. In the following description, the driving magnets 531a, 531b, and 531c may be simply referred to as "driving magnets 531".

駆動用磁石531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、それぞれヒートシンク554に及ぶ磁界を形成する。駆動用磁石531は、ヒートシンク554の上面に設けられている駆動コイルとで、可動ユニット55を移動させる駆動部を構成する。 The drive magnet 531 is composed of two rectangular parallelepiped magnets arranged so as to be parallel to each other in the longitudinal direction, and each forms a magnetic field extending to the heat sink 554. The drive magnet 531 and the drive coil provided on the upper surface of the heat sink 554 form a drive unit for moving the movable unit 55.

なお、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、本実施形態に例示される構成に限られるものではない。 The number and positions of the columns 515 and the support spheres 521 provided in the fixed unit 51 are not limited to the configurations exemplified in this embodiment.

(可動ユニット)
図10は、第1の実施形態における可動ユニット55の分解斜視図である。また、図11は、第1の実施形態における可動ユニット55の側面図である。
(Movable unit)
FIG. 10 is an exploded perspective view of the movable unit 55 according to the first embodiment. Further, FIG. 11 is a side view of the movable unit 55 in the first embodiment.

図10及び図11に示されるように、可動ユニット55は、DMD551、可動プレート552、DMD基板553、ヒートシンク554を有する。 As shown in FIGS. 10 and 11, the movable unit 55 has a DMD 551, a movable plate 552, a DMD substrate 553, and a heat sink 554.

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。 As described above, the movable plate 552 is provided between the top plate 511 and the base plate 512 of the fixing unit 51, and is movably supported by a plurality of support spheres 521 in a direction parallel to the surface.

可動プレート552には、図10に示されるように、DMD基板553に設けられるDMD551に対向する位置に中央孔570が形成され、トッププレート511を照明光学系ユニット40に固定するねじ520が挿通される貫通孔572が形成されている。また、可動プレート552には、DMD基板553との連結に用いられる連結孔573が形成され、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が形成されている。 As shown in FIG. 10, a central hole 570 is formed in the movable plate 552 at a position facing the DMD 551 provided on the DMD substrate 553, and a screw 520 for fixing the top plate 511 to the illumination optical system unit 40 is inserted. A through hole 572 is formed. Further, the movable plate 552 is formed with a connecting hole 573 used for connecting to the DMD substrate 553, and a movable range limiting hole 571 is formed at a position corresponding to the support column 515 of the fixing unit 51.

可動プレート552とDMD基板553とは、例えば、各連結孔573に挿入されるねじによって、可動プレート552の表面とDMD551の画像生成面とが平行になるように間隔が調整された状態で接着剤により連結固定される。 The movable plate 552 and the DMD substrate 553 are adhesives in a state where the distance between the movable plate 552 and the image generation surface of the DMD 551 is adjusted so as to be parallel to each other by, for example, a screw inserted into each connecting hole 573. Is connected and fixed by.

ここで、可動プレート552は表面に平行に移動し、DMD551も可動プレート552と共に同様に移動する。したがって、可動プレート552の表面とDMD551の画像生成面とが非平行の場合には、DMD551の画像生成面が移動方向に対して傾斜して画像が乱れる可能性がある。 Here, the movable plate 552 moves parallel to the surface, and the DMD 551 also moves together with the movable plate 552. Therefore, when the surface of the movable plate 552 and the image generation surface of the DMD 551 are non-parallel, the image generation surface of the DMD 551 may be tilted with respect to the moving direction and the image may be distorted.

そこで、本実施形態では、連結孔573に挿入するねじで可動プレート552とDMD基板553との間隔を調整し、可動プレート552の表面とDMD551の画像生成面とを平行に保つことで、画像品質の低下を抑制することが可能になっている。 Therefore, in the present embodiment, the distance between the movable plate 552 and the DMD substrate 553 is adjusted by a screw inserted into the connecting hole 573, and the surface of the movable plate 552 and the image generation surface of the DMD 551 are kept parallel to obtain image quality. It is possible to suppress the decrease in.

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が大きく変位した時に支柱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。 The movable range limiting hole 571 limits the movable range of the movable plate 552 by contacting the column 515 when the column 515 of the fixing unit 51 is inserted and the movable plate 552 is largely displaced due to, for example, vibration or some abnormality.

なお、連結孔573及び可動範囲制限孔571の数、位置、及び形状等は、本実施形態において例示される構成に限られるものではない。また、可動プレート552とDMD基板553とは、本実施形態とは異なる構成で連結されてもよい。 The number, position, shape, and the like of the connecting holes 573 and the movable range limiting holes 571 are not limited to the configurations exemplified in this embodiment. Further, the movable plate 552 and the DMD substrate 553 may be connected in a configuration different from that of the present embodiment.

DMD基板553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、上記したように可動プレート552の下面に連結される。 The DMD substrate 553 is provided between the top plate 511 and the base plate 512 of the fixing unit 51, and is connected to the lower surface of the movable plate 552 as described above.

DMD基板553の上面には、DMD551が設けられている。DMD551は、ソケット557を介してDMD基板553に接続され、カバー558により周囲が覆われる。DMD551は、トッププレート511の中央孔570を通じて可動プレート552の上面側に露出する。 A DMD551 is provided on the upper surface of the DMD substrate 553. The DMD 551 is connected to the DMD substrate 553 via a socket 557 and is covered by a cover 558. The DMD 551 is exposed to the upper surface side of the movable plate 552 through the central hole 570 of the top plate 511.

DMD基板553には、トッププレート511を照明光学系ユニット40に固定するねじ520が挿通される貫通孔555が形成されている。また、DMD基板553には、可動プレート552がヒートシンク554の連結柱561に固定されるように、ヒートシンク554の連結柱561に対向する部分に切り欠き558が形成されている。 The DMD substrate 553 is formed with a through hole 555 through which a screw 520 for fixing the top plate 511 to the illumination optical system unit 40 is inserted. Further, the DMD substrate 553 is formed with a notch 558 at a portion of the heat sink 554 facing the connecting pillar 561 so that the movable plate 552 is fixed to the connecting pillar 561 of the heat sink 554.

例えば、可動プレート552及びDMD基板553をヒートシンク554の連結柱561に共締めすると、DMD基板553が歪み、DMD551の画像生成面が移動方向に対して傾斜して画像が乱れる可能性がある。そこで、ヒートシンク554の連結柱561がDMD基板553を避けて可動プレート552に連結されるように、DMD基板553の周縁部に切り欠き558が形成されている。 For example, when the movable plate 552 and the DMD substrate 551 are fastened together with the connecting pillar 561 of the heat sink 554, the DMD substrate 553 may be distorted, and the image generation surface of the DMD 551 may be tilted with respect to the moving direction to distort the image. Therefore, a notch 558 is formed at the peripheral edge of the DMD substrate 553 so that the connecting pillar 561 of the heat sink 554 is connected to the movable plate 552 while avoiding the DMD substrate 553.

上記構成により、ヒートシンク554は可動プレート552に連結されるため、DMD基板553はヒートシンク554から負荷を受けて歪み等が生じる可能性が低減される。したがって、DMD551の画像生成面を移動方向に対して平行に保って画像品質を維持することが可能になっている。 With the above configuration, since the heat sink 554 is connected to the movable plate 552, the possibility that the DMD substrate 535 receives a load from the heat sink 554 and is distorted or the like is reduced. Therefore, it is possible to maintain the image quality by keeping the image generation surface of the DMD 551 parallel to the moving direction.

また、DMD基板553の切り欠き558は、ベースプレート512に保持される支持球体521がDMD基板553を避けて可動プレート552に当接するように、ベースプレート512の支持孔522に対向する部分を含むように形成されている。このような構成により、DMD基板553は、支持球体521からの負荷による歪み等の発生が抑制され、DMD551の画像生成面を移動方向に対して平行に保って画像品質を維持することが可能になっている。 Further, the notch 558 of the DMD substrate 553 includes a portion facing the support hole 522 of the base plate 512 so that the support sphere 521 held by the base plate 512 avoids the DMD substrate 553 and abuts on the movable plate 552. It is formed. With such a configuration, the DMD substrate 553 can suppress the occurrence of distortion due to the load from the support sphere 521, and can maintain the image quality by keeping the image generation surface of the DMD 551 parallel to the moving direction. It has become.

なお、切り欠き558は、本実施形態において例示される形状に限られない。DMD基板553と、ヒートシンク554の連結柱561や支持球体521とを非接触にすることが可能であれば、DMD基板553には切り欠き558の代わりに貫通孔が形成されてもよい。 The notch 558 is not limited to the shape exemplified in this embodiment. If it is possible to make the DMD substrate 553 non-contact with the connecting column 561 of the heat sink 554 and the support sphere 521, the DMD substrate 553 may be formed with a through hole instead of the notch 558.

また、図11に示されるように、DMD基板553の下面には、ベースプレート512の上面に設けられている位置検出用磁石541に対向する位置に、磁気センサとしてのホール素子542が設けられている。ホール素子542は、ベースプレート512に設けられている位置検出用磁石541とで、DMD551の位置を検出する位置検出部を構成する。 Further, as shown in FIG. 11, a Hall element 542 as a magnetic sensor is provided on the lower surface of the DMD substrate 553 at a position facing the position detection magnet 541 provided on the upper surface of the base plate 512. .. The Hall element 542 and the position detection magnet 541 provided on the base plate 512 form a position detection unit for detecting the position of the DMD 551.

ヒートシンク554は、図10及び図11に示されるように、放熱部556、連結柱561、伝熱部563(図10には不図示)を有する。 As shown in FIGS. 10 and 11, the heat sink 554 has a heat radiating portion 556, a connecting column 561, and a heat transfer portion 563 (not shown in FIG. 10).

放熱部556は、下部に複数のフィンが形成され、DMD551において生じた熱を放熱する。放熱部556の上面には、図10に示されるように、フレキシブル基板580に設けられている駆動コイル581a,581b,581cが取り付けられる凹部582が形成されている。なお、以下の説明では、駆動コイル581a,581b,581cを、単に「駆動コイル581」という場合がある。 A plurality of fins are formed in the lower portion of the heat radiating unit 556, and the heat generated in the DMD 551 is radiated. As shown in FIG. 10, a recess 582 to which the drive coils 581a, 581b, and 581c provided on the flexible substrate 580 are attached is formed on the upper surface of the heat radiating portion 556. In the following description, the drive coils 581a, 581b, and 581c may be simply referred to as "drive coils 581".

凹部582は、ベースプレート512の下面に設けられている駆動用磁石531に対向する位置に形成されている。凹部582に取り付けられる駆動コイル581は、ベースプレート512の下面に設けられている駆動用磁石531とで、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。 The recess 582 is formed at a position facing the driving magnet 531 provided on the lower surface of the base plate 512. The drive coil 581 attached to the recess 582 is a drive magnet 531 provided on the lower surface of the base plate 512, and constitutes a drive unit for moving the movable unit 55 with respect to the fixed unit 51.

また、放熱部556には、トッププレート511を照明光学系ユニット40に固定するねじ520が挿通される貫通孔562が形成されている。 Further, the heat radiating portion 556 is formed with a through hole 562 through which a screw 520 for fixing the top plate 511 to the illumination optical system unit 40 is inserted.

連結柱561は、放熱部556の上面からZ1方向に延伸するように3箇所に形成され、ねじ564(図11に図示)によりそれぞれの上端に可動プレート552が固定される。連結柱561は、DMD基板553に形成されている切り欠き558により、DMD基板553に接触することなく可動プレート552に連結される。 The connecting columns 561 are formed at three positions so as to extend in the Z1 direction from the upper surface of the heat radiating portion 556, and the movable plate 552 is fixed to the upper ends of the screws 564 (shown in FIG. 11). The connecting column 561 is connected to the movable plate 552 by the notch 558 formed in the DMD substrate 553 without contacting the DMD substrate 553.

伝熱部563は、図11に示されるように、放熱部556の上面からZ1方向に延伸してDMD551の下面に当接し、DMD551において生じた熱を放熱部556に伝える。伝熱部563の上端面とDMD551との間には、伝熱性を高めるために例えば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の伝熱部563とDMD551との間の熱伝導性が向上し、DMD551の冷却効果が向上する。 As shown in FIG. 11, the heat transfer unit 563 extends from the upper surface of the heat radiation unit 556 in the Z1 direction and abuts on the lower surface of the DMD 551, and transfers the heat generated in the DMD 551 to the heat radiation unit 556. For example, a heat transfer sheet may be provided between the upper end surface of the heat transfer portion 563 and the DMD 551 in order to enhance the heat transfer property. The heat transfer sheet improves the heat conductivity between the heat transfer portion 563 of the heat sink 554 and the DMD 551, and improves the cooling effect of the DMD 551.

可動プレート552の貫通孔572、DMD基板553の貫通孔555、及びヒートシンク554の貫通孔562は、Z1Z2方向に対向するように形成されており、トッププレート511を照明光学系ユニット40に固定するねじ520が下側から挿入される。 The through hole 572 of the movable plate 552, the through hole 555 of the DMD substrate 555, and the through hole 562 of the heat sink 554 are formed so as to face each other in the Z1Z2 direction, and a screw for fixing the top plate 511 to the illumination optical system unit 40. The 520 is inserted from below.

ここで、DMD基板553の表面からDMD551の画像生成面までの間には、ソケット557やDMD551の厚さ分の空間が生じる。DMD基板553をトッププレート511よりも上側に配置すると、DMD基板553の表面からDMD551の画像生成面までの空間がデッドスペースとなり、装置構成が大型化する可能性がある。 Here, a space corresponding to the thickness of the socket 557 or DMD551 is generated between the surface of the DMD substrate 553 and the image generation surface of the DMD551. When the DMD substrate 553 is arranged above the top plate 511, the space from the surface of the DMD substrate 553 to the image generation surface of the DMD 551 becomes a dead space, and the apparatus configuration may become large.

本実施形態では、DMD基板553をトッププレート511とベースプレート512との間に設けることで、DMD基板553の表面からDMD551の画像生成面までの空間にトッププレート511が配置される。このような構成により、DMD基板553の表面からDMD551の画像生成面までの空間を有効活用してZ1Z2方向の高さを低減し、装置構成を小型化することが可能になっている。このため、本実施形態における画像生成ユニット50は、大型のプロジェクタだけでなく小型のプロジェクタ等にも組み付け可能となり、汎用性が向上される。 In the present embodiment, by providing the DMD substrate 553 between the top plate 511 and the base plate 512, the top plate 511 is arranged in the space from the surface of the DMD substrate 553 to the image generation surface of the DMD 551. With such a configuration, the space from the surface of the DMD substrate 553 to the image generation surface of the DMD 551 can be effectively utilized to reduce the height in the Z1Z2 direction, and the device configuration can be miniaturized. Therefore, the image generation unit 50 in the present embodiment can be assembled not only to a large projector but also to a small projector or the like, and the versatility is improved.

(駆動部)
図12は、第1の実施形態における駆動部を含む構成を例示する分解斜視図である。
(Drive part)
FIG. 12 is an exploded perspective view illustrating a configuration including a drive unit according to the first embodiment.

本実施形態における駆動部は、ベースプレート512に設けられている駆動用磁石531と、ヒートシンク554に設けられている駆動コイル581とを含む。 The drive unit in the present embodiment includes a drive magnet 531 provided on the base plate 512 and a drive coil 581 provided on the heat sink 554.

駆動用磁石531a及び駆動用磁石531bは、それぞれ長手方向がX1X2方向に平行な2つの永久磁石で構成されている。また、駆動用磁石531cは、長手方向がY1Y2方向に平行な2つの永久磁石で構成されている。駆動用磁石531は、それぞれヒートシンク554に及ぶ磁界を形成する。 The drive magnet 531a and the drive magnet 531b are each composed of two permanent magnets whose longitudinal directions are parallel to the X1X2 direction. Further, the driving magnet 531c is composed of two permanent magnets whose longitudinal direction is parallel to the Y1Y2 direction. Each of the driving magnets 531 forms a magnetic field extending over the heat sink 554.

駆動コイル581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、ヒートシンク554の放熱部556の上面に形成されている凹部582に取り付けられる。 The drive coil 581 is formed by winding an electric wire around an axis parallel to the Z1Z2 direction, and is attached to a recess 582 formed on the upper surface of the heat radiating portion 556 of the heat sink 554.

ベースプレート512の駆動用磁石531と、ヒートシンク554の駆動コイル581とは、可動ユニット55が固定ユニット51に支持されている状態で、それぞれ対向するように配置されている。駆動コイル581に電流が流されると、駆動用磁石531によって形成されている磁界により、駆動コイル581に可動ユニット55を移動させる駆動力となるローレンツ力が発生する。 The drive magnet 531 of the base plate 512 and the drive coil 581 of the heat sink 554 are arranged so as to face each other with the movable unit 55 supported by the fixed unit 51. When a current is passed through the drive coil 581, the magnetic field formed by the drive magnet 531 generates a Lorentz force that is a drive force for moving the movable unit 55 to the drive coil 581.

可動ユニット55は、駆動用磁石531と駆動コイル581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又は回転するように変位する。 The movable unit 55 receives a Lorentz force as a driving force generated between the driving magnet 531 and the driving coil 581, and is displaced with respect to the fixed unit 51 so as to be linear or rotational in the XY plane.

本実施形態では、第1駆動部として、駆動コイル581a及び駆動用磁石531aと、駆動コイル581b及び駆動用磁石531bとが、X1X2方向に並ぶように設けられている。駆動コイル581a及び駆動コイル581bに電流が流されると、Y1方向又はY2方向のローレンツ力が発生する。 In the present embodiment, the drive coil 581a and the drive magnet 531a, and the drive coil 581b and the drive magnet 531b are provided as the first drive unit so as to be arranged in the X1X2 direction. When a current is passed through the drive coil 581a and the drive coil 581b, a Lorentz force in the Y1 direction or the Y2 direction is generated.

可動ユニット55は、駆動コイル581a及び駆動コイル581bにおいて発生するローレンツ力によりY1方向又はY2方向に移動する。また、可動ユニット55は、駆動コイル581aと駆動コイル581b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。 The movable unit 55 moves in the Y1 direction or the Y2 direction due to the Lorentz force generated in the drive coil 581a and the drive coil 581b. Further, the movable unit 55 is displaced so as to rotate in the XY plane due to the Lorentz force generated in the opposite directions of the drive coil 581a and the drive coil 581b.

例えば、駆動コイル581aにおいてY1方向のローレンツ力が発生し、駆動コイル581b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、可動ユニット55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、駆動コイル581aにおいてY2方向のローレンツ力が発生し、駆動コイル581b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、可動ユニット55は、上面視で時計回り方向に回転するように変位する。 For example, when a current is passed so that a Lorentz force in the Y1 direction is generated in the drive coil 581a and a Lorentz force in the Y2 direction is generated in the drive coil 581b, the movable unit 55 rotates counterclockwise in a top view. Displace like. Further, when a current is passed so that the Lorentz force in the Y2 direction is generated in the drive coil 581a and the Lorentz force in the Y1 direction is generated in the drive coil 581b, the movable unit 55 is rotated clockwise in the top view. Displace to.

また、本実施形態では、第2駆動部として、駆動コイル581c及び駆動用磁石531cが設けられている。駆動用磁石531cは、駆動用磁石531a及び駆動用磁石531b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、駆動コイル581cに電流が流されると、X1方向又はX2方向のローレンツ力が発生する。可動ユニット55は、駆動コイル581cにおいて発生するローレンツ力により、X1方向又はX2方向に移動する。 Further, in the present embodiment, a drive coil 581c and a drive magnet 531c are provided as the second drive unit. The drive magnet 531c is arranged so that the drive magnet 531a and the drive magnet 531b are orthogonal to each other in the longitudinal direction. In such a configuration, when a current is passed through the drive coil 581c, a Lorentz force in the X1 direction or the X2 direction is generated. The movable unit 55 moves in the X1 direction or the X2 direction due to the Lorentz force generated in the drive coil 581c.

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552の移動(回転)方向、移動量や回転角度等を制御する。 The magnitude and direction of the current flowing through each drive coil 581 is controlled by the drive control unit 12 of the system control unit 10. The drive control unit 12 controls the movement (rotation) direction, movement amount, rotation angle, etc. of the movable plate 552 according to the magnitude and direction of the current flowing through each drive coil 581.

なお、ベースプレート512には、DMD基板553に設けられるDMD551に対向する部分に、ヒートシンク554の伝熱部563が挿通される伝熱孔559が設けられている。また、ベースプレート512には、トッププレート511を照明光学系ユニット40に固定するねじ520が挿通される貫通孔560が形成されている。 The base plate 512 is provided with a heat transfer hole 559 through which the heat transfer portion 563 of the heat sink 554 is inserted in a portion facing the DMD 551 provided on the DMD substrate 553. Further, the base plate 512 is formed with a through hole 560 through which a screw 520 for fixing the top plate 511 to the illumination optical system unit 40 is inserted.

図13は、第1の実施形態における可動ユニット55の駆動力作用点Mを例示する図である。図13(A)は可動ユニット55の上面図であり、図13(B)は可動ユニット55の側面図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating a driving force action point M of the movable unit 55 in the first embodiment. 13 (A) is a top view of the movable unit 55, and FIG. 13 (B) is a side view of the movable unit 55.

駆動力作用点Mは、駆動コイル581において発生する駆動力としてのローレンツ力の合力が可動ユニット55に作用する点である。本実施形態では、XY平面における駆動力作用点Mは、駆動コイル581a及び駆動コイル581bの中央からY1Y2方向に延伸する線分と、駆動コイル581cの中央からX1X2方向に延伸する線分との交点となる(図13(A))。また、Z1Z2方向における駆動力作用点Mは、駆動コイル581の高さ方向中央位置となる(図13(B))。 The driving force action point M is a point at which the resultant force of the Lorentz force as the driving force generated in the drive coil 581 acts on the movable unit 55. In the present embodiment, the driving force action point M in the XY plane is an intersection of a line segment extending in the Y1Y2 direction from the center of the drive coil 581a and the drive coil 581b and a line segment extending in the X1X2 direction from the center of the drive coil 581c. (Fig. 13 (A)). Further, the driving force action point M in the Z1Z2 direction is the center position in the height direction of the driving coil 581 (FIG. 13 (B)).

ここで、可動ユニット55において駆動力作用点Mと重心位置とが離間すると、可動ユニット55の動作が不安定化してDMD551の位置制御が困難になり、画像品質が低下する可能性がある。 Here, if the driving force action point M and the position of the center of gravity of the movable unit 55 are separated from each other, the operation of the movable unit 55 becomes unstable, the position control of the DMD 551 becomes difficult, and the image quality may deteriorate.

例えば、駆動力作用点Mと重心位置とがZ1Z2方向に離間した構成では、可動ユニット55が、重心位置を支持点、駆動力作用点Mを作用点として、振り子のように揺動する場合がある。支持点と作用点との間隔が大きい程作用するモーメントは大きくなるため、Z1Z2方向における可動ユニット55の重心位置と駆動力生成面とのずれ量が大きくなるほど振動が大きくなり、DMD551の位置制御が困難になる。 For example, in a configuration in which the driving force action point M and the center of gravity position are separated in the Z1Z2 direction, the movable unit 55 may swing like a pendulum with the center of gravity position as the support point and the driving force action point M as the action point. is there. The larger the distance between the support point and the action point, the larger the acting moment. Therefore, the larger the deviation between the center of gravity position of the movable unit 55 and the driving force generation surface in the Z1Z2 direction, the larger the vibration, and the position control of the DMD551 is performed. It will be difficult.

また、例えば駆動力作用点Mと重心位置とがXY平面において離間した構成では、駆動コイル581において発生するローレンツ力と可動ユニット55の動作との間に遅れが生じ、DMD551の位置制御を高精度に行うことが困難になる可能性がある。 Further, for example, in a configuration in which the driving force action point M and the position of the center of gravity are separated from each other in the XY plane, a delay occurs between the Lorentz force generated in the driving coil 581 and the operation of the movable unit 55, and the position control of the DMD 551 is performed with high accuracy. It can be difficult to do.

したがって、上記したようにZ1Z2方向及びXY平面において駆動力作用点Mと重心位置とが離間すると、可動ユニット55の動作が不安定化してDMD551の位置制御を高精度に実行することが困難になり、画像が乱れる可能性がある。 Therefore, if the driving force action point M and the position of the center of gravity are separated from each other in the Z1Z2 direction and the XY plane as described above, the operation of the movable unit 55 becomes unstable and it becomes difficult to perform the position control of the DMD 551 with high accuracy. , The image may be distorted.

本実施形態における可動ユニット55は、ヒートシンク554の重量が可動プレート552及びDMD基板553を含む重量より大きい。このため、可動ユニット55のZ1Z2方向における重心位置は、ヒートシンク554の放熱部556付近となる。 In the movable unit 55 of the present embodiment, the weight of the heat sink 554 is larger than the weight including the movable plate 552 and the DMD substrate 553. Therefore, the position of the center of gravity of the movable unit 55 in the Z1Z2 direction is near the heat radiating portion 556 of the heat sink 554.

そこで、本実施形態では、例えばZ1Z2方向において可動ユニット55の駆動力作用点Mと重心位置とが一致するようにヒートシンク554の凹部582の深さや放熱部556の形状が定められ、駆動コイル581が凹部582に取り付けられている。また、本実施形態では、XY平面において可動ユニット55の駆動力作用点Mと重心位置とが一致するように、例えばヒートシンク554の放熱部556の形状が定められている。 Therefore, in the present embodiment, for example, the depth of the recess 582 of the heat sink 554 and the shape of the heat radiating portion 556 are determined so that the driving force action point M of the movable unit 55 and the position of the center of gravity coincide with each other in the Z1Z2 direction, and the driving coil 581 It is attached to the recess 582. Further, in the present embodiment, for example, the shape of the heat radiating portion 556 of the heat sink 554 is determined so that the driving force action point M of the movable unit 55 and the position of the center of gravity coincide with each other on the XY plane.

図14は、第1の実施形態におけるヒートシンク554の形状を例示する図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating the shape of the heat sink 554 in the first embodiment.

例えばヒートシンク554の放熱部556に設けられているフィン565の長さや数をX1X2方向又はY1Y2方向の位置に応じて変えることで、XY平面における可動ユニット55の重心位置を駆動力作用点Mに一致させることができる。 For example, by changing the length and number of fins 565 provided in the heat radiating portion 556 of the heat sink 554 according to the positions in the X1X2 direction or the Y1Y2 direction, the position of the center of gravity of the movable unit 55 in the XY plane coincides with the driving force action point M. Can be made to.

また、放熱部556に形成される凹部582や連結柱561の位置及び形状等に応じて、図14(A)に示すように、例えば放熱部556の上部にフィン566を設けることで、可動ユニット55の重心位置を駆動力作用点Mに一致させることができる。また、図14(B)に示すように、放熱部556の上部に重心調整部567を設けることで、可動ユニット55の重心位置を駆動力作用点Mに一致させることができる。 Further, as shown in FIG. 14A, for example, by providing fins 566 on the upper part of the heat radiating portion 556, the movable unit is provided according to the position and shape of the recess 582 and the connecting pillar 561 formed in the heat radiating portion 556. The position of the center of gravity of 55 can be matched with the driving force action point M. Further, as shown in FIG. 14B, by providing the center of gravity adjusting portion 567 above the heat radiating portion 556, the position of the center of gravity of the movable unit 55 can be made to coincide with the driving force action point M.

このように、可動ユニット55における駆動力作用点Mと重心位置とが一致するように構成することで、可動ユニット55の動作安定性を高め、DMD551の位置制御を高精度に行うことが可能になる。なお、可動ユニット55における駆動力作用点Mと重心位置とは、可動ユニット55の動作が不安定化しない範囲内において略同一位置であればよい。なお駆動用磁石531a、531b、531cをヒートシンク554のベースプレート512側に配置し、駆動コイル581a、581b、581cをベースプレート512のヒートシンク554側に配置した場合も同様である。 In this way, by configuring the movable unit 55 so that the driving force action point M and the position of the center of gravity coincide with each other, the operational stability of the movable unit 55 can be improved and the position control of the DMD 551 can be performed with high accuracy. Become. The driving force action point M and the position of the center of gravity of the movable unit 55 may be substantially the same position within a range in which the operation of the movable unit 55 is not unstable. The same applies when the drive magnets 531a, 513b, and 513c are arranged on the base plate 512 side of the heat sink 554, and the drive coils 581a, 581b, and 581c are arranged on the heat sink 554 side of the base plate 512.

(位置検出部)
図15は、第1の実施形態における位置検出部を含む構成を例示する分解斜視図である。また、図16は、第1の実施形態における位置検出部を含む構成を例示する分解側面図である。
(Position detector)
FIG. 15 is an exploded perspective view illustrating a configuration including a position detection unit according to the first embodiment. Further, FIG. 16 is an exploded side view illustrating the configuration including the position detection unit in the first embodiment.

本実施形態における位置検出部は、ベースプレート512に設けられている位置検出用磁石541と、DMD基板553に設けられているホール素子542とを含む。位置検出用磁石541とホール素子542とは、Z1Z2方向に対向するように配置されている。 The position detection unit in the present embodiment includes a position detection magnet 541 provided on the base plate 512 and a Hall element 542 provided on the DMD substrate 553. The position detection magnet 541 and the Hall element 542 are arranged so as to face each other in the Z1Z2 direction.

ホール素子542は、磁気センサの一例であり、対向して設けられている位置検出用磁石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、DMD基板553に設けられているDMD551の位置を検出する。 The Hall element 542 is an example of a magnetic sensor, and transmits a signal corresponding to a change in magnetic flux density from a position detection magnet 541 provided opposite to each other to the drive control unit 12 of the system control unit 10. The drive control unit 12 detects the position of the DMD 551 provided on the DMD substrate 553 based on the signal transmitted from the Hall element 542.

ここで、本実施形態では、磁性材料で形成されているトッププレート511及びベースプレート512が、ヨーク板として機能して位置検出用磁石541を含む磁気回路を構成する。また、ベースプレート512とヒートシンク554との間に設けられている駆動用磁石531及び駆動コイル581を含む駆動部において生じる磁束は、ヨーク板として機能するベースプレート512に集中して位置検出部への漏出が抑えられる。 Here, in the present embodiment, the top plate 511 and the base plate 512 made of a magnetic material function as a yoke plate to form a magnetic circuit including a position detection magnet 541. Further, the magnetic flux generated in the drive unit including the drive magnet 531 and the drive coil 581 provided between the base plate 512 and the heat sink 554 is concentrated on the base plate 512 that functions as a yoke plate and leaks to the position detection unit. It can be suppressed.

したがって、DMD基板553の下面側に設けられているホール素子542では、駆動用磁石531及び駆動コイル581を含む駆動部において形成される磁界の影響が低減される。このため、ホール素子542が、駆動部において生じる磁界の影響を受けることなく、位置検出用磁石541の磁束密度変化に応じた信号を出力可能になる。したがって、駆動制御部12がDMD551の位置を高精度に把握できるようになる。 Therefore, in the Hall element 542 provided on the lower surface side of the DMD substrate 553, the influence of the magnetic field formed in the drive unit including the drive magnet 531 and the drive coil 581 is reduced. Therefore, the Hall element 542 can output a signal corresponding to the change in the magnetic flux density of the position detection magnet 541 without being affected by the magnetic field generated in the drive unit. Therefore, the drive control unit 12 can grasp the position of the DMD 551 with high accuracy.

このように、駆動制御部12は、駆動部からの影響が低減されたホール素子542の出力に基づいてDMD551の位置を精度良く検出できる。したがって、駆動制御部12は、検出した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の位置を高精度に制御することが可能になる。 In this way, the drive control unit 12 can accurately detect the position of the DMD 551 based on the output of the Hall element 542 in which the influence from the drive unit is reduced. Therefore, the drive control unit 12 controls the magnitude and direction of the current flowing through each drive coil 581 according to the detected position of the DMD 551, and can control the position of the DMD 551 with high accuracy.

なお、上記した駆動部及び位置検出部の構成は、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。駆動部として設けられている駆動用磁石531及び駆動コイル581の数、位置等は、可動ユニット55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。また、位置検出部として設けられている位置検出用磁石541及びホール素子542の数、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。 The configurations of the drive unit and the position detection unit described above are not limited to the configurations illustrated in the present embodiment. The number, position, etc. of the drive magnet 531 and the drive coil 581 provided as the drive unit may be different from those of the present embodiment as long as the movable unit 55 can be moved to an arbitrary position. Good. Further, the number, position, and the like of the position detection magnet 541 and the Hall element 542 provided as the position detection unit may be different from those of the present embodiment as long as the position of the DMD 551 can be detected.

例えば、位置検出用磁石541をトッププレート511に設け、ホール素子542を可動プレート552に設けてもよい。また、例えば、位置検出部をベースプレート512とヒートシンク554との間に設けてもよく、駆動部をトッププレート511とベースプレート512との間に設けてもよい。ただし、駆動部から位置検出部への磁界の影響を低減できるように、駆動部と位置検出部との間にはヨーク板を設けることが好ましい。また、可動ユニット55の重量が増えて位置制御が困難になる可能性があるため、駆動用磁石531及び位置検出用磁石541は、それぞれ固定ユニット51(トッププレート511又はベースプレート512)に設けることが好ましい。 For example, the position detection magnet 541 may be provided on the top plate 511, and the Hall element 542 may be provided on the movable plate 552. Further, for example, the position detection unit may be provided between the base plate 512 and the heat sink 554, or the drive unit may be provided between the top plate 511 and the base plate 512. However, it is preferable to provide a yoke plate between the drive unit and the position detection unit so that the influence of the magnetic field from the drive unit to the position detection unit can be reduced. Further, since the weight of the movable unit 55 may increase and position control may become difficult, the drive magnet 531 and the position detection magnet 541 may be provided on the fixed unit 51 (top plate 511 or base plate 512), respectively. preferable.

また、トッププレート511及びベースプレート512は、駆動部から位置検出部への磁束の漏れを低減可能であれば、それぞれ部分的に磁性材料で形成されてもよい。例えば、トッププレート511及びベースプレート512は、磁性材料で形成された平板状又はシート状の部材を含む複数の部材が積層されることで形成されてもよい。ベースプレート512の少なくとも一部を磁性材料で形成してヨーク板として機能させ、駆動部から位置検出部への磁束の漏れを防ぐことが可能であれば、トッププレート511を非磁性材料で形成してもよい。 Further, the top plate 511 and the base plate 512 may be partially formed of a magnetic material as long as the leakage of magnetic flux from the drive unit to the position detection unit can be reduced. For example, the top plate 511 and the base plate 512 may be formed by laminating a plurality of members including a flat plate-shaped or sheet-shaped member made of a magnetic material. If it is possible to form at least a part of the base plate 512 with a magnetic material to function as a yoke plate and prevent magnetic flux from leaking from the drive unit to the position detection unit, the top plate 511 is formed with a non-magnetic material. May be good.

<画像投影>
上記したように、本実施形態におけるプロジェクタ1において、投影画像を生成する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の駆動制御部12によって位置が制御される。
<Image projection>
As described above, in the projector 1 of the present embodiment, the DMD 551 that generates the projected image is provided in the movable unit 55, and the position is controlled by the drive control unit 12 of the system control unit 10.

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。 For example, the drive control unit 12 moves at high speed between a plurality of positions separated by a distance less than the array spacing of the plurality of micromirrors of the DMD 551 at a predetermined cycle corresponding to the frame rate at the time of image projection. Control the position of. At this time, the image control unit 11 transmits an image signal to the DMD 551 so as to generate a projected image shifted according to each position.

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。 For example, the drive control unit 12 reciprocates the DMD 551 in the X1X2 direction and the Y1Y2 direction at a predetermined cycle between the position P1 and the position P2 separated by a distance less than the arrangement interval of the micromirrors of the DMD551. At this time, the image control unit 11 controls the DMD 551 so as to generate a projected image shifted according to each position, so that the resolution of the projected image can be made about twice the resolution of the DMD 551. .. Further, by increasing the moving position of the DMD 551, the resolution of the projected image can be doubled or more than that of the DMD 551.

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。 In this way, the drive control unit 12 shifts the DMD 551 together with the movable unit 55, and the image control unit 11 generates a projected image according to the position of the DMD 551, thereby projecting an image having a resolution higher than that of the DMD 551. It becomes possible to do.

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等の画像生成手段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。 Further, in the projector 1 according to the present embodiment, the drive control unit 12 controls the DMD 551 to rotate together with the movable unit 55, so that the projected image can be rotated without being reduced. For example, in a projector such as DMD551 in which an image generation means is fixed, the projected image cannot be rotated while maintaining the aspect ratio unless the projected image is reduced. On the other hand, in the projector 1 according to the present embodiment, since the DMD 551 can be rotated, it is possible to rotate the projected image without reducing it to adjust the tilt and the like.

以上で説明したように、本実施形態における画像生成ユニット50は、DMD551が移動可能に設けられており、DMD551をシフト動作させることで高解像度化した画像を生成することが可能になっている。 As described above, the image generation unit 50 in the present embodiment is provided with the DMD 551 movable, and it is possible to generate a high-resolution image by shifting the DMD 551.

また、本実施形態では、駆動部による駆動力としてのローレンツ力が可動ユニット55に作用する駆動力作用点Mと、可動ユニット55の重心位置とが一致するように構成されている。このため、可動ユニット55の動作安定性を高め、DMD551の位置を高精度に制御することが可能になっている。 Further, in the present embodiment, the driving force action point M in which the Lorentz force as the driving force by the driving unit acts on the movable unit 55 is configured to coincide with the position of the center of gravity of the movable unit 55. Therefore, the operational stability of the movable unit 55 is improved, and the position of the DMD 551 can be controlled with high accuracy.

さらに、本実施形態では、磁性材料で形成されているトッププレート511及びベースプレート512が、ヨーク板として機能して位置検出部の位置検出用磁石541と磁気回路を形成し、駆動部において生じた磁界の位置検出部への影響が低減されている。このため、駆動制御部12は、ホール素子542の出力に基づいて高速シフトするDMD551の位置を高精度に検出可能であり、DMD551の位置を精度良く制御できる。 Further, in the present embodiment, the top plate 511 and the base plate 512 made of a magnetic material function as a yoke plate to form a magnetic circuit with a position detection magnet 541 of the position detection unit, and a magnetic field generated in the drive unit. The effect on the position detection unit of is reduced. Therefore, the drive control unit 12 can detect the position of the DMD 551 that shifts at high speed based on the output of the Hall element 542 with high accuracy, and can control the position of the DMD 551 with high accuracy.

上記した本実施形態は、可動ユニット55の一部に含まれる可動プレート552とDMD基板553とからなる可動板が、トッププレート511とベースプレート512との間である固定ユニット51の内側に配置されている。また、可動ユニット55の他部に含まれるDMD551の熱を放熱して冷却する放熱部556は、可動ユニット55の外部(外側)に配置されている。可動ユニット55の重心は、放熱部556の重量が大きいために、固定ユニット51の外側に配置された放熱部556に存在する。 In the above embodiment, the movable plate including the movable plate 552 and the DMD substrate 553 included in a part of the movable unit 55 is arranged inside the fixed unit 51 between the top plate 511 and the base plate 512. There is. Further, the heat radiating unit 556 that radiates and cools the heat of the DMD 551 contained in the other part of the movable unit 55 is arranged outside (outside) the movable unit 55. The center of gravity of the movable unit 55 exists in the heat radiating unit 556 arranged outside the fixed unit 51 because the weight of the heat radiating unit 556 is large.

したがって、ローレンツ力を可動ユニット55の重心の近くで発生させるために、駆動用磁石531(駆動部)をベースプレート512に配置し、駆動コイル581(駆動部)をヒートシンク554の放熱部556に配置している。 Therefore, in order to generate the Lorentz force near the center of gravity of the movable unit 55, the drive magnet 531 (drive unit) is arranged on the base plate 512, and the drive coil 581 (drive unit) is arranged on the heat dissipation unit 556 of the heat sink 554. ing.

なお、駆動用磁石531を放熱部556に配置し、駆動コイル581をベースプレート512に配置する構成においても、同様にローレンツ力を可動ユニット55の重心の近くで発生させることができる。 In a configuration in which the drive magnet 531 is arranged in the heat radiating portion 556 and the drive coil 581 is arranged in the base plate 512, the Lorentz force can be similarly generated near the center of gravity of the movable unit 55.

[第2の実施形態]
次に第2の実施形態を説明する。第2の実施形態は第1の実施形態と略同様の技術的思想を有しており、重複する事項の説明は省略し、相違する部分を中心に説明する。図17は、第2の実施形態における画像生成ユニット80、移動装置120を例示する分解側面図である。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described. The second embodiment has substantially the same technical idea as that of the first embodiment, and the description of overlapping matters will be omitted and the differences will be mainly described. FIG. 17 is an exploded side view illustrating the image generation unit 80 and the moving device 120 in the second embodiment.

図17に示すように、移動装置120、および移動装置120のDMD基板822にDMD851を設けた画像生成ユニット80は、固定ユニット81、可動ユニット82を有する。固定ユニット81は、プロジェクタ1の照明光学系ユニット40に固定支持される。可動ユニット82は、固定ユニット81に移動可能に支持されている。 As shown in FIG. 17, the moving device 120 and the image generation unit 80 provided with the DMD851 on the DMD substrate 822 of the moving device 120 have a fixed unit 81 and a movable unit 82. The fixed unit 81 is fixedly supported by the illumination optical system unit 40 of the projector 1. The movable unit 82 is movably supported by the fixed unit 81.

固定ユニット81は、第1固定板としてのトッププレート811、第2固定板としてのベースプレート812を有する。トッププレート811とベースプレート812とは、複数の支柱831によって所定の間隙を介して平行になるように連結されている。 The fixing unit 81 has a top plate 811 as a first fixing plate and a base plate 812 as a second fixing plate. The top plate 811 and the base plate 812 are connected by a plurality of columns 831 so as to be parallel to each other through a predetermined gap.

可動ユニット82は、可動ユニット82の一部に含まれる可動プレート821と、可動ユニット82の他部に含まれるDMD基板822を有し、固定ユニット81に移動可能に支持されている。なお、可動ユニット82は、前記他部に含まれるDMD851の熱を放熱して冷却する放熱部856を含んで構成される。放熱部856はヒートシンク854の一部を構成する。ヒートシンク854は、可動ユニット82の他部に含まれてよい。なお、可動プレート821は、第1可動板を構成する。DMD基板822は、第2可動板を構成する。可動ユニット82の重心位置は、固定ユニット81の外側に存在する。 The movable unit 82 has a movable plate 821 included in a part of the movable unit 82 and a DMD substrate 822 included in another part of the movable unit 82, and is movably supported by the fixed unit 81. The movable unit 82 includes a heat radiating unit 856 that radiates and cools the heat of the DMD 851 contained in the other unit. The heat radiating unit 856 forms a part of the heat sink 854. The heat sink 854 may be included in the other part of the movable unit 82. The movable plate 821 constitutes the first movable plate. The DMD substrate 822 constitutes the second movable plate. The position of the center of gravity of the movable unit 82 exists outside the fixed unit 81.

トッププレート811は、可動プレート821とDMD基板822との間に設けられている。可動プレート821は、固定ユニット81のトッププレート811とベースプレート812との間に設けられている。可動プレート821は、トッププレート811及びベースプレート812にそれぞれ回転可能に保持されている複数の支持球体832によって、移動可能に支持される。 The top plate 811 is provided between the movable plate 821 and the DMD substrate 822. The movable plate 821 is provided between the top plate 811 and the base plate 812 of the fixing unit 81. The movable plate 821 is movably supported by a plurality of support spheres 832 that are rotatably held by the top plate 811 and the base plate 812, respectively.

DMD基板822には、DMD851が設けられている。DMD基板822は、固定ユニット81のトッププレート811を間に挟んで可動プレート821に固定されている。したがって、DMD基板822は固定ユニット81の外側に配置されている。DMD851は、DMD基板822の上面に設けられている。 A DMD851 is provided on the DMD substrate 822. The DMD substrate 822 is fixed to the movable plate 821 with the top plate 811 of the fixing unit 81 sandwiched between them. Therefore, the DMD substrate 822 is arranged outside the fixed unit 81. The DMD851 is provided on the upper surface of the DMD substrate 822.

トッププレート811のDMD基板822側の面には、複数の駆動用磁石825が設けられている。また、DMD基板822のトッププレート811側の面には、それぞれ駆動用磁石825に対向するように複数の駆動コイル826が設けられている。駆動用磁石825及び駆動コイル826は、可動ユニット82を移動させる駆動部を構成する。 A plurality of driving magnets 825 are provided on the surface of the top plate 811 on the DMD substrate 822 side. Further, a plurality of drive coils 826 are provided on the surface of the DMD substrate 822 on the top plate 811 side so as to face the drive magnets 825. The drive magnet 825 and the drive coil 826 form a drive unit for moving the movable unit 82.

駆動コイル826に電流が流されると、駆動用磁石825によって形成される磁界により、可動ユニット82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82は、駆動用磁石825と駆動コイル826との間で発生するローレンツ力を受けて、固定ユニット81に対して、XY平面において直線的又は回転するように変位する。 When a current is passed through the drive coil 826, the magnetic field formed by the drive magnet 825 generates a Lorentz force that is a drive force for moving the movable unit 82. The movable unit 82 receives the Lorentz force generated between the drive magnet 825 and the drive coil 826, and is displaced with respect to the fixed unit 81 so as to be linear or rotational in the XY plane.

また、ベースプレート812は、可動プレート821と、該可動プレート821に連結された放熱部856との間に配置されている。 Further, the base plate 812 is arranged between the movable plate 821 and the heat radiating portion 856 connected to the movable plate 821.

第2の実施形態は、可動ユニット82の重心がDMD基板822付近にある場合を想定している。駆動コイル826をDMD基板822に配置し、駆動用磁石825をトッププレート811に配置することで、可動ユニット82の重心の位置とローレンツ力の発生する位置とが近くなり、可動ユニット82の動作安定性を高めることができる。なお駆動コイル826をトッププレート811に配置し、駆動用磁石825をDMD基板822に配置しても同様の効果が得られる。 The second embodiment assumes that the center of gravity of the movable unit 82 is near the DMD substrate 822. By arranging the drive coil 826 on the DMD substrate 822 and the drive magnet 825 on the top plate 811, the position of the center of gravity of the movable unit 82 and the position where the Lorentz force is generated are close to each other, and the operation of the movable unit 82 is stable. You can improve your sex. The same effect can be obtained by arranging the drive coil 826 on the top plate 811 and arranging the drive magnet 825 on the DMD substrate 822.

以上、実施形態に係る画像生成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。 Although the image generation unit and the image projection device according to the embodiment have been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.

1 プロジェクタ(画像投影装置)
10 システムコントロール部
11 画像制御部
12 駆動制御部
30 光源
40 照明光学系ユニット
50 画像生成ユニット
51 固定ユニット
55 可動ユニット
60 投影光学系ユニット(投影部)
100、120 移動装置
511、811 トッププレート(第1固定板)
512、812 ベースプレート(第2固定板)
531 駆動用磁石
541 位置検出用磁石
581 駆動コイル
542 ホール素子(磁気センサ)
551、851 DMD(画像生成部)
552、821 可動プレート(第1可動板)
553、822 DMD基板(第2可動板)
554、854 ヒートシンク
556 856 放熱部
M 駆動力作用点
1 Projector (image projection device)
10 System control unit 11 Image control unit 12 Drive control unit 30 Light source 40 Illumination optical system unit 50 Image generation unit 51 Fixed unit 55 Movable unit 60 Projection optical system unit (projection unit)
100, 120 Moving device 511, 811 Top plate (first fixing plate)
512, 812 base plate (second fixing plate)
531 Drive magnet 541 Position detection magnet 581 Drive coil 542 Hall element (magnetic sensor)
551, 851 DMD (image generator)
552, 821 movable plate (first movable plate)
553, 822 DMD substrate (second movable plate)
554, 854 Heat sink 556 856 Heat dissipation part M Driving force action point

特開2004−180011号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-180011

Claims (4)

対向配置された第1固定板と第2固定板とを備える固定ユニットと、
前記固定ユニットの内側に一部が配置され、前記固定ユニットの外側に他部が配置された可動ユニットと、を有しており、
前記可動ユニットの重心位置は、前記固定ユニットの外側にあり、
対で作動する駆動部の一方は、前記第1固定板と前記第2固定板のうちの前記可動ユニットの重心に近い方に配置され、
前記駆動部の他方は、前記駆動部の一方に対向配置となるように前記可動ユニットの前記他部に配置され
前記駆動部は、
駆動用磁石と、前記駆動用磁石に対向して設けられ、通電されることで駆動力を生成する駆動コイルとを有し、
前記可動ユニットは、
画像生成部が配置され、前記一部に含まれる可動板と、前記画像生成部の熱を放熱し、前記他部に含まれる放熱部とを有し、
前記可動板と前記放熱部との間に前記第2固定板が配置され、
前記駆動部を構成する前記駆動用磁石及び前記駆動コイルの一方は、前記第2固定板に配置され、
前記駆動用磁石及び前記駆動コイルの他方は、前記放熱部に配置されていることを特徴とする移動装置を備えた画像生成ユニット。
A fixing unit having a first fixing plate and a second fixing plate arranged to face each other,
It has a movable unit in which a part is arranged inside the fixed unit and another part is arranged outside the fixed unit.
The position of the center of gravity of the movable unit is on the outside of the fixed unit.
One of the drive units that operate in pairs is arranged closer to the center of gravity of the movable unit among the first fixing plate and the second fixing plate.
The other part of the drive unit is arranged in the other part of the movable unit so as to face one of the drive units .
The drive unit
It has a drive magnet and a drive coil provided facing the drive magnet and generating a driving force by being energized.
The movable unit is
An image generating unit is arranged, and has a movable plate included in the part thereof and a heat radiating unit included in the other part by dissipating heat from the image generating unit.
The second fixing plate is arranged between the movable plate and the heat radiating portion.
One of the driving magnet and the driving coil constituting the driving unit is arranged on the second fixing plate.
An image generation unit including a moving device, wherein the other of the driving magnet and the driving coil is arranged in the heat radiating portion.
対向配置された第1固定板と第2固定板とを備える固定ユニットと、
前記固定ユニットの内側に一部が配置され、前記固定ユニットの外側に他部が配置された可動ユニットと、を有しており、
前記可動ユニットの重心位置は、前記固定ユニットの外側にあり、
対で作動する駆動部の一方は、前記第1固定板と前記第2固定板のうちの前記可動ユニットの重心に近い方に配置され、
前記駆動部の他方は、前記駆動部の一方に対向配置となるように前記可動ユニットの前記他部に配置され
前記駆動部は、
駆動用磁石と、前記駆動用磁石に対向して設けられ、通電されることで駆動力を生成する駆動コイルとを有し、
前記可動ユニットは、
前記第1固定板と前記第2固定板との間に配置され、前記一部に含まれる第1可動板と、画像生成部が配置され、前記他部に含まれる第2可動板と、前記画像生成部の熱を放熱し、前記他部に含まれる放熱部とを有し、
前記第1可動板と前記第2可動板との間に前記第1固定板が配置され、
前記第1可動板と前記放熱部との間に前記第2固定板が配置され、
前記駆動部を構成する前記駆動用磁石及び前記駆動コイルの一方は、前記第2可動板に配置され、
前記駆動用磁石及び前記駆動コイルの一方は、前記第1固定板に配置されていることを特徴とする移動装置を備えた画像生成ユニット。
A fixing unit having a first fixing plate and a second fixing plate arranged to face each other,
It has a movable unit in which a part is arranged inside the fixed unit and another part is arranged outside the fixed unit.
The position of the center of gravity of the movable unit is on the outside of the fixed unit.
One of the drive units that operate in pairs is arranged closer to the center of gravity of the movable unit among the first fixing plate and the second fixing plate.
The other part of the drive unit is arranged in the other part of the movable unit so as to face one of the drive units .
The drive unit
It has a drive magnet and a drive coil provided facing the drive magnet and generating a driving force by being energized.
The movable unit is
A first movable plate arranged between the first fixing plate and the second fixing plate and included in the part thereof, a second movable plate included in the other part, and an image generation unit are arranged. It dissipates heat from the image generation unit and has a heat dissipation unit included in the other unit.
The first fixing plate is arranged between the first movable plate and the second movable plate.
The second fixing plate is arranged between the first movable plate and the heat radiating portion.
One of the driving magnet and the driving coil constituting the driving unit is arranged on the second movable plate.
An image generation unit including a moving device, wherein one of the driving magnet and the driving coil is arranged on the first fixing plate.
前記駆動コイルに流れる電流を制御する駆動制御部を有し、
前記画像生成部は、光源から照射された光を画像信号に基づいて変調する複数のマイクロミラーが配列されたデジタルマイクロミラーデバイスであり、
前記駆動制御部は、前記可動ユニットを所定の周期で前記複数のマイクロミラーの配列間隔未満の距離を移動させるように前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像生成ユニット。
It has a drive control unit that controls the current flowing through the drive coil.
The image generation unit is a digital micromirror device in which a plurality of micromirrors that modulate the light emitted from the light source based on the image signal are arranged.
The image according to claim 1 or 2 , wherein the drive control unit controls the drive unit so as to move the movable unit at a distance less than the arrangement interval of the plurality of micromirrors in a predetermined cycle. Generation unit.
請求項1から3の何れか一項に記載の画像生成ユニットと、
前記画像生成部により生成された画像を投影する投影部と、を有する
ことを特徴とする画像投影装置。
The image generation unit according to any one of claims 1 to 3 .
An image projection device including a projection unit that projects an image generated by the image generation unit.
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