JP7099133B2 - 画像投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像投射装置に関する。

近年、プロジェクタ等の画像投射装置は、いわゆる４Ｋ解像度や８Ｋ解像度画像に対応すべく高解像度化が進んでいる。装置の高価格化や大型化を招くことなく高解像度化を実現する画像投射装置として、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等の画像表示素子を往復移動させることで、投射画像を擬似的に高解像度化する技術が知られている。

このような画像投射装置では、横置き、縦置き、天吊り等の装置の設置状態によって、画像表示素子を往復移動させるために必要な駆動力が異なる場合がある。そのため設置状態に応じて、画像表示素子を移動させるボイスコイルモータに印加する電流や、移動方向の切替タイミング等を異ならせ、画像表示素子を適切に移動させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。尚、ボイスコイルモータとは、駆動部からの電流を磁石の磁界中のコイルに流して発生する駆動力によって駆動されるモータであり、流れる電流量が大きいほど大きな駆動力が発生する。

しかしながら、特許文献１の技術では、画像表示素子の往復移動時に画像表示素子が重力方向に沿って上下移動するような大きな駆動力が必要な設置状態で画像表示素子を移動させるために、大きな電流を出力可能な駆動部を用いると、電流の制御に高い精密さが要求される。一方で、大きな電流を出力できないが、安定移動させやすい駆動部を用いると、駆動力不足により、大きな駆動力が必要な設置状態での画像表示素子の移動が困難になる場合があった。また駆動力を上げるためにボイスコイルモータの磁石を大きくすると、画像投射装置が大型化する場合があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、画像投射装置の設置状態に応じて、画像表示素子を適切に移動させることを課題とする。

開示の技術の一態様に係る画像投射装置は、光源から照射される光を用いて画像を生成する画像表示素子を備え、前記画像を投射する画像投射装置であって、可動板を備え、前記可動板にコイルと前記画像表示素子が設けられ、前記コイルに印加された電流に応じて移動する可動部と、固定支持された固定板を備え、前記固定板の前記コイルに対向する位置に磁石が設けられ、前記可動部を移動可能に保持する固定部と、前記コイルに印加する前記電流を出力する駆動部と、前記駆動部による前記電流の出力を制御する移動制御部と、前記駆動部から出力された前記電流を増幅して出力する増幅部と、前記画像投射装置の設置状態を検知する検知部と、前記検知部により検知される前記設置状態に応じ、前記駆動部から前記コイルに前記電流が印加される状態と、前記増幅部から前記コイルに前記電流が印加される状態と、を切り替える切替部と、を有する。

開示の技術によれば、画像投射装置の設置状態に応じて、画像表示素子を適切に移動させることができる。

実施形態に係る画像投射装置を例示する図である。 第１の実施形態に係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。 実施形態に係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。 実施形態に係る照明光学系ユニットを例示する図である。 実施形態に係る投射光学系ユニットの内部構成を例示する図である。 実施形態に係る画像表示ユニットを例示する斜視図である。 実施形態に係る画像表示ユニットを例示する側面図である。 実施形態に係る固定ユニットを例示する斜視図である。 実施形態に係る固定ユニットを例示する分解斜視図である。 実施形態に係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。 実施形態に係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。 実施形態に係るトップカバーを例示する底面図である。 実施形態に係る可動ユニットを例示する斜視図である。 実施形態に係る可動ユニットを例示する分解斜視図である。 実施形態に係る可動プレートを例示する斜視図である。 実施形態に係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。 実施形態に係る可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。 実施形態に係るＤＭＤの往復移動により投射画像の解像度が上がる様子を説明する図である。 実施形態に係るプロジェクタの設置状態と可動ユニットにかかる重力との関係を説明する図である。 実施形態に係る駆動部及び電流増加部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係るＤＭＤの移動処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係るプロジェクタの設置状態、及び傾斜角度と駆動条件データとの関係を示す図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

＜画像投射装置の構成＞
図１は、実施形態に係るプロジェクタ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。

＜第１の実施形態＞
図２は、実施形態に係るプロジェクタ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、記憶部１８と、切替部５６と、電流増加部５７とを有する。

電源４は、商用電源に接続され、プロジェクタ１の内部回路用に電圧及び周波数を変換して、システムコントロール部１０、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。

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、移動制御部１２と、駆動部１３と、設置状態検知部１４と、投射モード設定部１７と、駆動条件取得部１９とを有する。システムコントロール部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(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。またＣＰＵの実行する処理をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の電子回路が実行してもよい。

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。

移動制御部１２は、駆動部１３に制御信号を出力し、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。

駆動部１３は、移動制御部１２からの制御信号に応じ、直接、又は電流増加部５７を介して、可動ユニット５５の備えるコイル５８１、５８２、５８３、及び５８４に電流を印加し、可動ユニット５５を移動させる。コイル５８１、５８２、５８３、及び５８４に電流を直接印加するか、又は電流増加部５７を介して印加するかは、設置状態検知部１４による検知結果に応じて切替部５６により切り替えられる。

設置状態検知部１４は、プロジェクタ１の設置状態を検知する。プロジェクタ１の設置状態は、例えば天吊状態やポートレート状態等である。設置状態については、別途図１９を用いて詳述する。設置状態検知部１４は、例えばユーザが操作部７のボタン等を介して設定したプロジェクタ１の設置状態を、システムコントロール部１０を通して検知する。

また設置状態検知部１４は、加速度センサ１６が検出するプロジェクタ１の傾斜角度を入力する。設置状態検知部１４は、プロジェクタ１の設置状態及び傾斜角度を、投射モード設定部１７、駆動条件取得部１９、及び切替部５６に出力する。尚、設置状態検知部１４は、「検知部」の一例である。加速度センサ１６は、例えばジャイロセンサ等である。加速度センサ１６として、投射画像の台形補正等で用いられる加速度センサを用いてもよい。

投射モード設定部１７は、設置状態検知部１４が検知したプロジェクタ１の設置状態に応じて投射する画像の投射モードを設定する。投射モードを設定することで、例えば投射画像の向き等が適正化される。

記憶部１８は、プロジェクタ１の設置状態及び傾斜角度毎で可動ユニット５５の駆動条件データを記憶する。駆動条件データは、例えば可動ユニット５５の有するコイル５８１、５８２、５８３、及び５８４に流される最大電流量や、ＤＭＤ５５１の移動方向の切替タイミング等のデータである。移動制御部１２がＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御を行う場合には、記憶部１８は、駆動条件データとしてＰＩＤ制御のパラメータを記憶してもよい。記憶部１８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＮＶＲＡＭ（Non Volatile Memory）等により実現することができる。

駆動条件取得部１９は、プロジェクタ１の設置状態及び傾斜角度に基づき、記憶部１８を参照して駆動条件データを取得する。移動制御部１２は、取得された駆動条件データに従って可動ユニット５５を移動させ、可動ユニット５５に設けられているＤＭＤ５５１の位置を制御することができる。

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、照明光学系ユニット４０に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、画像表示素子の一例であり、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。

可動ユニット５５には、ホール素子５９０が設けられている。ホール素子５９０は、固定ユニット５１に対する可動ユニット５５の位置を検出し、移動制御部１２に位置データを出力する。

切替部５６は、設置状態検知部１４が検知したプロジェクタ１の設置状態及び傾斜角度に応じて、駆動部１３がコイル５８１、５８２、５８３、及び５８４に電流を直接印加するか、又は電流増加部５７を介して印加するかを切り替える切替回路である。

電流増加部５７は、切替部５６を介して駆動部１３から入力した電流を増幅し、増幅した電流をコイル５８１、５８２、５８３、及び５８４に印加する増幅回路である。

駆動部１３、切替部５６、及び電流増加部５７については、別途図２０を用いて詳述する。

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、実施形態に係る光学エンジン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、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、実施形態に係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、実施形態に係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、実施形態に係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、実施形態に係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、照明光学系ユニット４０に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、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、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、実施形態に係る固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図９は、実施形態に係る固定ユニット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、実施形態に係る固定ユニット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、実施形態に係るトッププレート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、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、実施形態に係る可動ユニット５５を例示する斜視図である。また、図１４は、実施形態に係る可動ユニット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、実施形態に係る可動プレート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又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。

コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流が大きいほど、駆動力としてのローレンツ力は大きくなる。コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流量の最大値は、駆動部１３の仕様により決定されるか、或いは駆動部１３の出力する電流を増幅する電流増加部５７の仕様により決定される。

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方向又は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方向又はＸ２方向に移動する。

また、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方向又は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方向又は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、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、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又はベースプレート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、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、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５６５によって重ねて固定されている。

結合プレート５５３には、ホール素子５９０ａ～５９０ｃが設けられている。ここで、ホール素子は、ホール効果を利用して磁界を検出する素子である。対象物の移動量に比例した磁束密度がかかるようにホール素子と対象物を配置すると、ホール素子の出力から対象物の移動量、及び位置を検出することができる。

ホール素子５９０ａ～５９０ｃは、結合プレート５５３とともに移動することで、磁石５３１～５３４に対する位置を変化させ、位置の変化に比例した電圧を出力する。ホール素子５９０ａ～５９０ｃの出力により、固定ユニット５１に対する可動ユニット５５の位置が検出される。

具体的には、ホール素子５９０ａの出力から固定ユニット５１に対する可動ユニット５５のＸ１Ｘ２方向の位置が検出される。またホール素子５９０ｂの出力から固定ユニット５１に対する可動ユニット５５のＹ１Ｙ２方向の位置が検出される。ホール素子５９０ｂ、及び５９０ｃの出力から固定ユニット５１に対する可動ユニット５５の回転角度が検出される。

なお、ホール素子の配置、及び個数は上記に限定されない。例えば、ホール素子を固定ユニット側に設けてもよいし、４個以上のホール素子を設けてもよい。また、可動ユニット５５の位置を検出する手段は、ホール素子等の磁気センサに限定されず、リニアエンコーダ等の光学センサを用いてもよい。

ホール素子５９０ａ～５９０ｃを総称して、ホール素子５９０と表示する場合がある。

図１７は、実施形態に係る可動ユニット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５６５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５６５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５６５から生じる。ばね５６５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。

実施形態では、段付きねじ５６０及びばね５６５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５６５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５６５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５６５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、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。

図１８は、ＤＭＤ５５１の往復移動により投射画像の解像度が上がる様子を説明する図である。図１８において、画像１８１は、ＤＭＤ５５１を移動させる前の投射画像を示し、画像１８２は、ＤＭＤ５５１を移動させた後の投射画像を示している。画像１８１と画像１８２における各升目は、投射画像における画素を表している。ＤＭＤ５５１は、投射画像において、矢印１８３で示されている方向に対応する方向に移動され、画像１８２は画像１８１に対し、Ｘ１Ｘ２方向に半画素、Ｙ１Ｙ２方向に半画素だけ移動している。

ＤＭＤ５５１がフレームレートに対応する周期で往復移動すると、画像１８１と画像１８２がスクリーン上で合成され、ユーザには合成された画像１８４が視認される。図示されているように画像１８４の各画素は、画像１８１及び画像１８２の画素に対し、Ｘ１Ｘ２方向に半分で、Ｙ１Ｙ２方向に半分の大きさになっている。これは、画像１８１及び画像１８２に対して、画像１８４の解像度がＸ１Ｘ２方向に２倍に上がり、またＹ１Ｙ２方向に２倍に上がっていることを示している。

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、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、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、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。

＜プロジェクタの設置状態に応じたＤＭＤの移動制御＞
図１９は、プロジェクタ１の設置状態と画像表示ユニット５０にかかる重力との関係を説明する図である。図１９では、画像表示ユニット５０にかかる重力の方向が白抜き矢印１９１で示されている。

図１９（ａ）は、ＤＭＤ５５１が鉛直上向きになるようにプロジェクタ１が設置された時の画像表示ユニット５０を示している。この状態は、プロジェクタ１をデスク等の上に載置して、鉛直方向に対して水平のスクリーンＳに画像を投射させる状態であり、プロジェクタ１の標準設置状態と称する。実施形態の標準設置状態では、画像表示ユニット５０はＤＭＤ５５１の正面から重力を受ける。

図１９（ｂ）は、ＤＭＤ５５１が鉛直下向きになるようにプロジェクタ１が設置された時の画像表示ユニット５０を示している。この状態は、プロジェクタ１を天井から吊り下げて、鉛直方向に対して水平のスクリーンＳに画像を投射させる状態であり、天吊状態と称する。実施形態の天吊状態では、画像表示ユニット５０はＤＭＤ５５１の背面から重力を受ける。尚、天吊状態は、「画像投射装置が天井に吊り下げられて設置された状態」の一例である。

図１９（ｃ）は、ＤＭＤ５５１が水平方向を向くようにプロジェクタ１が設置された時の画像表示ユニット５０を示している。この状態は、標準設置状態からプロジェクタ１を９０度回転させて、鉛直方向に対して水平のスクリーンＳに画像を投射させる状態である。標準設置状態では横長表示になっている画像が縦長になるように投射させる、いわゆるポートレート投射である。図１９（ｃ）の状態を、－９０度ポートレート状態と称する。－９０度ポートレート状態では、画像表示ユニット５０はＤＭＤ５５１の側方から重力を受ける。

図１９（ｄ）は、図１９（ｃ）の状態からＤＭＤ５５１を反転（１８０度回転）させるように、プロジェクタ１が設置された時の画像表示ユニット５０を示している。図１９（ｄ）では、画像の投射方向が図１９（ｃ）の状態に対して１８０度反転している。この状態もポートレート投射であるが、図１９（ｃ）の状態と区別して、＋９０度ポートレート状態と称する。＋９０度ポートレート状態でも、画像表示ユニット５０はＤＭＤ５５１の側方から重力を受ける。

尚、－９０度ポートレート状態、及び＋９０度ポートレート状態は、「画像投射装置がその側面を下向きにして設置された状態」の一例である。

－９０度ポートレート状態及び＋９０度ポートレート状態では、可動ユニット５５がＤＭＤ５５１を移動させる方向に重力を受けるため、標準設置状態及び天吊状態に対して重力の影響が大きい。例えば、鉛直上向きにＤＭＤ５５１を移動させようとすると、重力に逆らうように、大きな駆動力が必要になる。このように、－９０度ポートレート状態及び＋９０度ポートレート状態でＤＭＤ５５１を移動させる場合と、標準設置状態及び天吊状態でＤＭＤ５５１を移動させる場合では、適切な駆動条件が異なる。

上述したように、駆動条件は、例えば可動ユニット５５の有するコイル５８１、５８２、５８３、及び５８４に流される最大電流量等である。上述のように流される電流量が大きいほど駆動力は大きくなる。鉛直上向きにＤＭＤ５５１を移動させる場合は、重力に逆らうような大きな駆動力を得るために、大きい電流をコイル５８１、５８２、５８３、及び５８４に流す駆動条件が必要になる。

標準設置状態と天吊状態との間でも、ＤＭＤ５５１の移動に対する重力の影響は異なるため、それぞれ可動ユニット５５の適切な駆動条件が異なる。－９０度ポートレート状態と＋９０度ポートレート状態でも同様である。

また図１９は、ＤＭＤ５５１が鉛直方向に対して平行、及び垂直な状態を示しているが、スクリーンＳ上での画像の投射位置の調整等のために、プロジェクタ１を傾斜させる場合があり、この傾斜角度によっても適切な駆動条件は異なる。プロジェクタ１が傾斜して設置された状態は、「画像投射装置が水平面に対して傾けて設置された状態」の一例である。

実施形態では、このようなプロジェクタ１の設置状態と傾斜角度に応じて、駆動条件を適切に設定する。

図２０は、実施形態に係る駆動部１３、及び電流増加部５７（図２参照）のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

駆動回路１３１は、制御基板１０１に設けられた電気回路であり、制御信号に応じて端子１３１ａ、又は１３１ｂから電流を出力する。端子１３１ａから電流を出力すると、ＤＭＤ５５１を所定の方向に移動させることができ、端子１３１ｂから電流を出力すると、ＤＭＤ５５１を所定の方向と反対方向に移動させることができる。駆動回路１３１から出力される電流量の最大値は、例えば３００ｍＡ（ミリアンペア）である。尚、駆動回路１３１は、「駆動部」の一例である。また制御基板１０１は、「システムコントロール部」の一例である。

増幅回路５７２は、端子５７２ａに入力された電流を増幅して端子５７２ｃから出力し、端子５７２ｂに入力された電流を増幅して端子５７２ｄから出力する。増幅回路５７２で増幅され、出力される電流量の最大値は、例えば１Ａ（アンペア）である。尚、増幅回路５７２は、「電流増加部」の一例であり、また「増幅部」の一例である。

切替回路５６１は、端子５６１ａと、端子５６１ｂと、端子５６１ｃとを備える。制御信号に応じて、端子５６１ａと端子５６１ｂが接続する状態と、端子５６１ａと端子５６１ｃが接続する状態が切り替えられる。

同様に、切替回路５６２は、端子５６２ａと、端子５６２ｂ、端子５６２ｃとを備える。制御信号に応じて、端子５６２ａと端子５６２ｂが接続する状態と、端子５６２ａと端子５６２ｃが接続する状態が切り替えられる。

切替回路５６３は、端子５６３ａ、端子５６３ｂと、端子５６３ｃとを備える。制御信号に応じて、端子５６３ａと端子５６３ｂが接続する状態と、端子５６３ｃと端子５６３ｂが接続する状態が切り替えられる。

切替回路５６４は、端子５６４ａ、端子５６４ｂと、端子５６４ｃとを備える。制御信号に応じて、端子５６４ａと端子５６４ｂが接続する状態と、端子５６４ｃと端子５６４ｂが接続する状態が切り替えられる。

尚、切替回路５６１～５６４は、「切替部」の一例である。

図２０において、一点鎖線は設置状態検知部１４から出力され、切替回路５６１～５６４のそれぞれに入力される制御信号の信号ラインを示している。設置状態検知部１４からの信号に応じて切替回路５６１～５６４は接続状態が切り替えられ、駆動回路１３１がコイル５８１に電流を印加する状態と、増幅回路５７２がコイル５８１に電流を印加する状態とが切り替えられる。

また、制御基板１０１はホール素子５９０ａに電気的に接続し、ホール素子５９０ａに電流を印加する。また制御基板１０１は、ＤＭＤ５５１の位置を示すホール素子５９０ａの出力信号を入力する。移動制御部１２は、ホール素子５９０ａの出力信号に基づき、ＤＭＤ５５１の位置を制御することができる。図２０では、ホール素子５９０ａのみを例示したが、ホール素子５９０ｂ、５９０ｃも同様であり、複数のホール素子からの出力信号に基づき、ＤＭＤ５５１の位置を制御してもよい。

ここで、例えば、設置状態検知部１４が、プロジェクタ１が標準設置状態であることを検知し、ＤＭＤ５５１を上記の所定の方向に移動させる場合を想定する。設置状態検知部１４は、プロジェクタ１が標準設置状態であることを示す制御信号を切替回路５６１～５６４にそれぞれ出力する。

制御信号に応じて、切替回路５６１は端子５６１ａと端子５６１ｂとを接続し、切替回路５６２は端子５６２ａと端子５６２ｂとを接続する。また切替回路５６３は端子５６３ａと端子５６３ｂとを接続し、切替回路５６４は端子５６４ａと端子５６４ｂとを接続する。

駆動回路１３１の端子１３１ａから出力された電流は、端子５６１ａ、端子５６１ｂ、端子５６３ａ、及び端子５６３ｂを順に通ってコイル５８１に印加される。コイル５８１を流れた電流は、端子５６４ｂ、端子５６４ａ、端子５６２ｂ、及び端子５６２ａを順に通って端子１３１ｂに入力される。これにより、標準設置状態においてＤＭＤ５５１を所定の方向に移動させることができる。

また例えば、設置状態検知部１４が、プロジェクタ１が＋９０度ポートレート状態であることを検知し、ＤＭＤ５５１を上記の所定の方向に移動させる場合を想定する。設置状態検知部１４は、プロジェクタ１が＋９０度ポートレート状態であることを示す制御信号を切替回路５６１～５６４に出力する。

制御信号に応じて、切替回路５６１は端子５６１ａと端子５６１ｃとを接続し、切替回路５６２は端子５６２ａと端子５６２ｃとを接続する。また切替回路５６３は端子５６３ｃと端子５６３ｂとを接続し、切替回路５６４は端子５６４ｃと端子５６４ｂとを接続する。

駆動回路１３１の端子１３１ａから出力された電流は、端子５６１ａ、及び端子５６１ｃを順に通って増幅回路５７２の端子５７２ａに入力される。増幅回路５７２により増幅され、増幅回路５７２の端子５７２ｃから出力された電流は、端子５６３ｃ、及び端子５６３ｂを順に通ってコイル５８１に印加される。コイル５８１を流れた電流は、端子５６４ｂ、及び端子５６４ｃを順に通って、増幅回路５７２の端子５７２ｄに入力される。増幅回路５７２の端子５７２ｂから出力された電流は、端子５６２ｃ、及び端子５６２ａを順に通って、端子１３１ｂに入力される。

このように設置状態に応じて、駆動回路１３１がコイル５８１に電流を印加する状態と、増幅回路５７２がコイル５８１に電流を印加する状態とが切り替えられる。大きな駆動力が必要な設置状態の場合には、増幅回路５７２で増幅された大きな電流をコイル５８１に流し、大きな駆動力でＤＭＤ５５１を移動させることができる。

尚、駆動回路１３１の端子１３１ｂから電流を出力すると、上記の端子１３１ａから電流を出力する場合に対し、反対方向に電流が流れる。コイル５８１に反対方向に電流が流れることにより、上記とは逆向きの駆動力が発生し、ＤＭＤ５５１は所定の方向と反対方向に移動する。

また図２０では、コイル５８１のみを例示したが、コイル５８２～５８４も同様に電流を印加することができる。

ところで、駆動回路１３１からの出力電流をコイル５８１に直接印加する構成のみを用いると、大きな電流をコイル５８１に流すことができず、例えば＋９０度ポートレート状態等で重力に逆らった方向にＤＭＤ５５１を移動させることができない場合がある。磁力を上げることで、駆動力を上げることも考えられるが、磁石５３１～５３４を大きくする必要があるため、プロジェクタ１が大型化する場合がある。

一方で、駆動回路１３１からの出力電流を増幅回路５７２で増幅し、増幅した電流をコイル５８１に印加する構成のみを用いると、大きな電流を印加し、大きな駆動力でＤＭＤ５５１を駆動することができる。しかしその反面で、電流を増幅するため、精密な移動制御には不向きで、床の振動等の外乱の影響を受けやすくなり、解像度向上のためのＤＭＤ５５１の半画素分の精密な移動を常時安定して行うこと等が困難になる場合がある。

実施形態では、プロジェクタ１の設置状態を検知し、大きな駆動力が必要な時にのみ、増幅回路５７２により電流を増幅して駆動力を上げる。大きな駆動力が必要でない時は、電流を増幅せず、ＤＭＤ５５１の精密な移動を安定して行えるようにする。これにより、画像投射装置の設置状態に応じて、ＤＭＤ５５１を適切に移動させることができる。

図２１は、実施形態に係るプロジェクタ１のＤＭＤ５５１の移動処理の一例を示すフローチャートである。

先ず、設置状態検知部１４は、プロジェクタ１の設置状態を検知する（ステップＳ２１１）。設置状態検知部１４は、例えばユーザが操作部７のボタン等を介して設定したプロジェクタ１の設置状態を、システムコントロール部１０を通して検知する。プロジェクタ１の設置状態は、例えば天吊状態やポートレート状態等である。

次に、投射モード設定部１７は、プロジェクタ１の設置状態に応じて、投射モードを設定する（ステップＳ２１２）。投射モードは、例えば投射画像の向きである。標準設置状態の場合、投射モード設定部１７は、投射画像の向きを標準的な横長画像として設定する。天吊状態の場合、プロジェクタ１は標準設置状態に対し上下反転して設置される。そのため投射モード設定部１７は、投射画像の向きを、標準設置状態の画像に対し上下反転した横長画像として設定する。－９０度ポートレート状態の場合、投射モード設定部１７は、投射画像の向きを縦長画像として設定し、＋９０度ポートレート状態の場合、投射モード設定部１７は、－９０度ポートレート状態に対し、左右反転した縦長画像として設定する。

加速度センサ１６は、プロジェクタ１の傾斜角度を検出し、設置状態検知部１４に出力する（ステップＳ２１３）。

次に、設置状態検知部１４は、プロジェクタ１の設置状態と傾斜角度に基づき、可動ユニット５５の駆動力をアップさせる必要があるかを判断する（ステップＳ２１４）。例えばプロジェクタ１の設置状態が、＋９０度ポートレート状態、又は－９０度ポートレート状態であれば、設置状態検知部１４は、駆動力をアップさせる必要があると判断する。或いは、プロジェクタ１の設置状態が、標準設置状態、又は天吊状態であっても、傾斜角度が例えば水平面に対して４５度以上であれば、設置状態検知部１４は、駆動力をアップさせる必要があると判断する。上記以外の場合は、設置状態検知部１４は、駆動力をアップさせる必要はないと判断する。

設置状態検知部１４が駆動力をアップさせる必要があると判断した場合（ステップＳ２１４、Ｙｅｓ）、設置状態検知部１４は、現在、プロジェクタ１は駆動力をアップさせる設定になっているかを判断する（ステップＳ２１５）。例えば前回、設置状態検知部１４が検知したプロジェクタ１の設置状態をＲＡＭ等に記憶しておき、ＲＡＭを参照して、現在プロジェクタ１が駆動力をアップさせる設定になっているかを判断する。

設置状態検知部１４が、現在、プロジェクタ１は駆動力をアップさせる設定になっていると判断した場合（ステップＳ２１５、Ｙｅｓ）、移動制御部１２は、切替部５６による切り替えのために、可動ユニット５５を停止させる（ステップＳ２１６）。

設置状態検知部１４は切替部５６に制御信号を出力し、切替部５６は駆動回路１３１の出力する電流が増幅回路５７２に入力されるように接続を切り替える。換言すると、切替部５６は増幅回路５７２を有効（ＯＮ）にする（ステップＳ２１７）。

一方、設置状態検知部１４が、現在、プロジェクタ１は駆動力をアップさせる設定になっていないと判断した場合（ステップＳ２１５、Ｎｏ）、ステップＳ２２１に移行する。

また、設置状態検知部１４が駆動力をアップさせる必要があると判断した場合（ステップＳ２１４、Ｎｏ）、設置状態検知部１４は、現在、プロジェクタ１は駆動力をアップさせる設定になっているかを判断する（ステップＳ２１８）。

設置状態検知部１４が、現在、プロジェクタ１は駆動力をアップさせる設定になっていると判断した場合（ステップＳ２１８、Ｙｅｓ）、ステップＳ２２１に移行する。

一方、設置状態検知部１４が、現在、プロジェクタ１は駆動力をアップさせる設定になっていないと判断した場合（ステップＳ２１８、Ｎｏ）、移動制御部１２は、切替部５６による切り替えのために、可動ユニット５５を停止させる（ステップＳ２１９）。

設置状態検知部１４は切替部５６に制御信号を出力し、切替部５６は駆動回路１３１の出力する電流が増幅回路５７２に入力しないように接続を切り替える。換言すると、切替部５６は増幅回路５７２を無効（ＯＦＦ）にする（ステップＳ２２０）。増幅回路５７２を無効にすることで、例えば、プロジェクタ１の消費電力を抑制できる等の効果も得られる。

次に、設置状態検知部１４は、プロジェクタ１の設置状態と傾斜角度を駆動条件取得部１９に出力する。駆動条件取得部１９は、プロジェクタ１の設置状態と傾斜角度に基づき、記憶部１８を参照して駆動条件データを取得する（ステップＳ２２１）。

ここで、図２２は、プロジェクタ１の設置状態、及び傾斜角度と、駆動条件データとの関係を示す図である。例えば、標準設置状態で傾斜角度が０度の場合は、駆動条件取得部１９は駆動条件データとして、データ１００を取得する。また－９０度ポートレート状態で傾斜角度が４０度の場合は、駆動条件取得部１９は駆動条件データとして、データ３４０を取得する。駆動条件データには、例えばコイル５８１、５８２、５８３、及び５８４に流される最大電流量や、ＤＭＤ５５１の移動方向の切替タイミング等が、ファイル形式で記録されている。傾斜角度が図２２に示されている傾斜角度の中間の値の場合、例えば四捨五入した傾斜角度が採用される。例えば標準設置状態で、検出された傾斜角度が６度の場合は、データ１１０が採用される。

図２１に戻り、次に、駆動条件取得部１９は、取得した駆動条件データに応じて、移動制御部１２による駆動条件を設定する（ステップＳ２２２）。

移動制御部１２は、設定された駆動条件の下、コイル５８１～５８４に流れる電流を制御する（ステップＳ２４３）。移動制御部１２による制御として、増幅回路５７２による増幅の有無にかかわらず、例えばＰＩＤ制御を用いることができる。

このようにして、プロジェクタ１は、ＤＭＤ５５１を移動させることができる。

以上説明してきたように、本実施形態では、プロジェクタ１の設置状態を検知し、設置状態に応じて、駆動回路１３１がコイル５８１に電流を印加する状態と、増幅回路５７２がコイル５８１に電流を印加する状態とを切り替える。換言すると、設置状態に応じて増幅回路５７２により、コイル５８１～５８４に印加する電流の最大値を増加させる。これにより画像投射装置の設置状態に応じて、ＤＭＤ５５１を適切に駆動させることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態の画像投射装置を説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明を省略する。

本実施形態に係るプロジェクタ１ａは、設置状態検知部１４ａを有する。設置状態検知部１４ａは、加速度センサ１６の出力に基づいて、プロジェクタ１ａの設置状態と傾斜角度を検知する。これにより、設置状態検知部１４ａは、ユーザが操作部７のボタン等を介して設定したプロジェクタ１の設置状態を検知しなくてもよく、より簡単にプロジェクタ１ａの設置状態と傾斜角度を検知することができる。

尚、上記以外の効果は、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投射装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１、１ａ 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
１０１ 制御基板（システムコントロール部の一例）
１１ 画像制御部
１２ 移動制御部
１３ 駆動部
１３１ 駆動回路（駆動部の一例）
１４ 設置状態検知部（検知部の一例）
１５ 光学エンジン
１６ 加速度センサ
１７ 投射モード設定部
１８ 記憶部
１９ 駆動条件取得部
３０ 光源
４０ 照明光学系ユニット
５０ 画像表示ユニット
５６ 切替部
５６１～５６４ 切替回路（切替部の一例）
５７ 電流増加部
５７２ 増幅回路（電流増加部の一例、増幅部の一例）
６０ 投射光学系ユニット
５１１ トッププレート
５１２ ベースプレート
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
５８１，５８２，５８３，５８４ コイル
５５１ ＤＭＤ（画像表示素子の一例）
５５２ 可動プレート
５５３ 結合プレート
５５４ ヒートシンク
５６０ 段付きねじ
５６５ ばね
５７１ 可動範囲制限孔

特開２０１６‐１７７１４８号公報

Claims (4)

1. 光源から照射される光を用いて画像を生成する画像表示素子を備え、前記画像を投射する画像投射装置であって、
   可動板を備え、前記可動板にコイルと前記画像表示素子が設けられ、前記コイルに印加された電流に応じて移動する可動部と、
   固定支持された固定板を備え、前記固定板の前記コイルに対向する位置に磁石が設けられ、前記可動部を移動可能に保持する固定部と、
   前記コイルに印加する前記電流を出力する駆動部と、
   前記駆動部による前記電流の出力を制御する移動制御部と、
   前記駆動部から出力された前記電流を増幅して出力する増幅部と、
   前記画像投射装置の設置状態を検知する検知部と、
   前記検知部により検知される前記設置状態に応じ、前記駆動部から前記コイルに前記電流が印加される状態と、前記増幅部から前記コイルに前記電流が印加される状態と、を切り替える切替部と、を有する
   画像投射装置。
2. 前記設置状態は、
   前記画像投射装置が天井に吊り下げられて設置された状態と、
   前記画像投射装置がその側面を下向きにして設置された状態と、
   前記画像投射装置が水平面に対して傾けて設置された状態の少なくとも１つを含む請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記設置状態毎での前記画像表示素子の駆動条件データを記憶する記憶部と、
   前記設置状態に応じて前記記憶部を参照して、前記駆動条件データを取得する駆動条件取得部と、を有し、
   前記移動制御部は、前記駆動条件取得部により取得された前記駆動条件データに基づいて、前記駆動部による前記電流の出力を制御する請求項１又は２に記載の画像投射装置。
4. 前記検知部は、加速度センサを有する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像投射装置。

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