JP6547480B2 - 画像投影装置及び画像投影方法 - Google Patents

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Description

本発明は、画像投影装置及び画像投影方法に関する。
入力画像データに基づいてスクリーン等に画像を投影する画像投影装置において、投影画像を僅かにずらすように高速シフトさせることで、投影画像を疑似的に高解像度化して画像品質の向上を図る方法が知られている。
例えば複数の投影位置の間で投影画像をシフトさせる場合に、投影位置の間の中間位置で画像を投影すると、投影画像の高解像度化の効果が低減する可能性がある。そこで、画素の重心移動及び所定の画素が表示されるまでの安定期間中は、投影画像を表示しない制御を行う画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、投影画像をシフトする場合に投影位置の間の中間位置で画像を表示しないように制御すると、投影画像が暗くなって見難くなる可能性がある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、投影画像を高解像度化すると共に、環境に応じた明るさで画像を投影可能な画像投影装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の画像投影装置によれば、光源、及び複数の画像生成位置の間を移動しながら前記光源から照射される光を用いて投影画像を生成する画像生成手段を含む投影手段と、設置環境の照度を検出する照度検出手段と、前記照度検出手段によって検出された照度に基づいて非投影時間を設定する制御量設定手段と、前記画像生成手段が前記複数の画像生成位置の間を移動中に、前記非投影時間は前記投影画像を生成しないように前記投影手段を制御する投影制御手段と、を有する。
本発明の実施形態によれば、投影画像を高解像度化すると共に、環境に応じた明るさで画像を投影可能な画像投影装置が提供される。
実施形態におけるプロジェクタを例示する図である。 実施形態におけるプロジェクタの機能構成を例示するブロック図である。 実施形態における画像投影装置の光学エンジンを例示する斜視図である。 実施形態における照明光学系ユニットを例示する図である。 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。 実施形態における画像表示ユニットを例示する斜視図である。 実施形態における画像表示ユニットを例示する側面図である。 実施形態における固定ユニットを例示する斜視図である。 実施形態における固定ユニットを例示する分解斜視図である。 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。 実施形態における固定ユニットによる可動プレートの支持構造について説明する部分拡大図である。 実施形態におけるトップカバーを例示する底面図である。 実施形態における可動ユニットを例示する斜視図である。 実施形態における可動ユニットを例示する分解斜視図である。 実施形態における可動プレートを例示する斜視図である。 実施形態における可動プレートが外された可動ユニットを例示する斜視図である。 実施形態における可動ユニットのＤＭＤ保持構造について説明する図である。 実施形態におけるプロジェクタの機能構成を例示する図である。 実施形態における投影画像を例示する図である。 投影画像を構成する画素について説明する図である。 投影画像を構成する画素について説明する図である。 実施形態におけるＤＭＤの変位量及び非投影時間を例示する図である。 実施形態における画素の変位量及び非投影時間を例示する図である。 実施形態における画素の変位量及び非投影時間を例示する図である。 実施形態における投影制御処理のフローチャートを例示する図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
＜プロジェクタの構成＞
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。
プロジェクタ１は、画像投影装置の一例であり、出射窓３、照度計６、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に画像を投影する。
なお、以下に示す図面において、Ｘ１Ｘ２方向はプロジェクタ１の幅方向、Ｙ１Ｙ２方向はプロジェクタ１の奥行き方向、Ｚ１Ｚ２方向はプロジェクタ１の高さ方向である。また、以下では、プロジェクタ１の出射窓３側を上、出射窓３とは反対側を下として説明する場合がある。
図２は、実施形態におけるプロジェクタ１の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、メインスイッチＳＷ５、照度計６、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。
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。
照度計６は、照度検出手段の一例であり、プロジェクタ１の設置環境の照度を検出する。なお、本実施形態における照度計６は、プロジェクタ１と一体に設けられてプロジェクタ１の周囲の照度を検出するように設けられているが、プロジェクタ１とは別体に構成されてもよい。照度計６をプロジェクタ１とは別体として構成する場合には、例えば照度計６をスクリーンＳの近傍に設置し、投影面周辺の照度を検出することが可能になる。プロジェクタ１は、照度計６から送信される投影面周辺の照度検出結果に基づいて各種制御を実行し、投影画像を最適化することが可能になる。
操作部７は、ユーザによる各種操作を受け付けるボタン等であり、例えばプロジェクタ１の上面に設けられている。操作部７は、例えば投影画像の大きさ、色調、ピント調整等のユーザによる操作を受け付ける。操作部７が受け付けたユーザ操作は、システムコントロール部１０に送られる。
外部Ｉ／Ｆ９は、例えばパソコン、デジタルカメラ等に接続される接続端子を有し、接続された機器から送信される画像データをシステムコントロール部１０に出力する。
システムコントロール部１０は、画像制御部１１、移動制御部１２を有する。システムコントロール部１０は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含み、ＣＰＵがＲＡＭと協働してＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することで、各部の機能が実現される。
画像制御部１１は、画像制御手段の一例であり、外部Ｉ／Ｆ９から入力される画像データに基づいて光学エンジン１５の画像表示ユニット５０に設けられているデジタルマイクロミラーデバイスＤＭＤ（Digital Micromirror Device（以下、単に「ＤＭＤ」という））５５１を制御し、スクリーンＳに投影する画像を生成する。
移動制御部１２は、移動制御手段の一例であり、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。
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。
光源３０は、例えば水銀高圧ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ等であり、システムコントロール部１０により制御され、照明光学系ユニット４０に光を照射する。
照明光学系ユニット４０は、例えばカラーホイール、ライトトンネル、リレーレンズ等を有し、光源３０から照射された光を画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１に導く。
画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する。可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１を有し、システムコントロール部１０の移動制御部１２によって固定ユニット５１に対する位置が制御される。ＤＭＤ５５１は、画像生成手段の一例であり、システムコントロール部１０の画像制御部１１により制御され、照明光学系ユニット４０によって導かれた光を変調して投影画像を生成する。
投影光学系ユニット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に投影する。
＜光学エンジンの構成＞
次に、プロジェクタ１の光学エンジン１５の各部の構成について説明する。
図３は、実施形態における光学エンジン１５を例示する斜視図である。光学エンジン１５は、図３に示されるように、光源３０、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット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。
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、画像表示ユニット５０によって生成された投影画像をプロジェクタ１の外部に投影する。
なお、本実施形態に係る光学エンジン１５は、光源３０から照射される光を用いて上方に画像を投影するように構成されているが、水平方向に画像を投影するような構成であってもよい。
［照明光学系ユニット］
図４は、実施形態における照明光学系ユニット４０を例示する図である。
図４に示されるように、照明光学系ユニット４０は、カラーホイール４０１、ライトトンネル４０２、リレーレンズ４０３，４０４、シリンダミラー４０５、凹面ミラー４０６を有する。
カラーホイール４０１は、例えば周方向の異なる部分にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色のフィルタが設けられている円盤である。カラーホイール４０１は、高速回転することで、光源３０から照射される光を、ＲＧＢ各色に時分割する。
ライトトンネル４０２は、例えば板ガラス等の貼り合わせによって四角筒状に形成されている。ライトトンネル４０２は、カラーホイール４０１を透過したＲＧＢ各色の光を、内面で多重反射することで輝度分布を均一化してリレーレンズ４０３，４０４に導く。
リレーレンズ４０３，４０４は、ライトトンネル４０２から出射された光の軸上色収差を補正しつつ集光する。
シリンダミラー４０５及び凹面ミラー４０６は、リレーレンズ４０３，４０４から出射された光を、画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１に反射する。ＤＭＤ５５１は、凹面ミラー４０６からの反射光を変調して投影画像を生成する。
［投影光学系ユニット］
図５は、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。
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。
投影レンズ６０１は、複数のレンズを有し、画像表示ユニット５０のＤＭＤ５５１によって生成された投影画像を、折り返しミラー６０２に結像させる。折り返しミラー６０２及び曲面ミラー６０３は、結像された投影画像を拡大するように反射して、プロジェクタ１の外部のスクリーンＳ等に投影する。
［画像表示ユニット］
図６は、実施形態における画像表示ユニット５０を例示する斜視図である。また、図７は、実施形態における画像表示ユニット５０を例示する側面図である。
図６及び図７に示されるように、画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する。
固定ユニット５１は、第１固定板としてのトッププレート５１１、第２固定板としてのベースプレート５１２を有する。固定ユニット５１は、トッププレート５１１とベースプレート５１２とが所定の間隙を介して平行に設けられており、照明光学系ユニット４０の下部に固定される。
可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、第１可動板としての可動プレート５５２、第２可動板としての結合プレート５５３、ヒートシンク５５４を有し、固定ユニット５１に移動可能に支持されている。
可動プレート５５２は、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、固定ユニット５１によってトッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に支持されている。
結合プレート５５３は、固定ユニット５１のベースプレート５１２を間に挟んで可動プレート５５２に固定されている。結合プレート５５３は、上面側にＤＭＤ５５１が固定して設けられ、下面側にヒートシンク５５４が固定されている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、可動プレート５５２、ＤＭＤ５５１、及びヒートシンク５５４と共に固定ユニット５１に移動可能に支持されている。
ＤＭＤ５５１は、結合プレート５５３の可動プレート５５２側の面に設けられ、可動プレート５５２及び結合プレート５５３と共に移動可能に設けられている。ＤＭＤ５５１は、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を有する。ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーは、鏡面がねじれ軸周りに傾動可能に設けられており、システムコントロール部１０の画像制御部１１から送信される画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
マイクロミラーは、例えば「ＯＮ」の場合には、光源３０からの光を投影光学系ユニット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。
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影画像を生成する。
ヒートシンク５５４は、放熱手段の一例であり、少なくとも一部分がＤＭＤ５５１に当接するように設けられている。ヒートシンク５５４は、移動可能に支持される結合プレート５５３にＤＭＤ５５１と共に設けられることで、ＤＭＤ５５１に当接して効率的に冷却することが可能になっている。このような構成により、本実施形態に係るプロジェクタ１では、ヒートシンク５５４がＤＭＤ５５１の温度上昇を抑制し、ＤＭＤ５５１の温度上昇による動作不良や故障等といった不具合の発生が低減されている。
（固定ユニット）
図８は、実施形態における固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図９は、実施形態における固定ユニット５１を例示する分解斜視図である。
図８及び図９に示されるように、固定ユニット５１は、トッププレート５１１、ベースプレート５１２を有する。
トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、平板状部材から形成され、それぞれ可動ユニット５５のＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５１３，５１４が設けられている。また、トッププレート５１１及びベースプレート５１２は、複数の支柱５１５によって、所定の間隙を介して平行に設けられている。
支柱５１５は、図９に示されるように、上端部がトッププレート５１１に形成されている支柱孔５１６に圧入され、雄ねじ溝が形成されている下端部がベースプレート５１２に形成されている支柱孔５１７に挿入される。支柱５１５は、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に一定の間隔を形成し、トッププレート５１１とベースプレート５１２とを平行に支持する。
また、トッププレート５１１及びベースプレート５１２には、支持球体５２１を回転可能に保持する支持孔５２２，５２６がそれぞれ複数形成されている。
トッププレート５１１の支持孔５２２には、内周面に雌ねじ溝を有する円筒状の保持部材５２３が挿入される。保持部材５２３は、支持球体５２１を回転可能に保持し、位置調整ねじ５２４が上から挿入される。ベースプレート５１２の支持孔５２６は、下端側が蓋部材５２７によって塞がれ、支持球体５２１を回転可能に保持する。
トッププレート５１１及びベースプレート５１２の支持孔５２２，５２６に回転可能に保持される支持球体５２１は、それぞれトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に当接し、可動プレート５５２を移動可能に支持する。
図１０は、実施形態における固定ユニット５１による可動プレート５５２の支持構造を説明するための図である。また、図１１は、図１０に示されるＡ部分の概略構成を例示する部分拡大図である。
図１０及び図１１に示されるように、トッププレート５１１では、支持孔５２２に挿入される保持部材５２３によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。また、ベースプレート５１２では、下端側が蓋部材５２７によって塞がれている支持孔５２６によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。
各支持球体５２１は、支持孔５２２，５２６から少なくとも一部分が突出するように保持され、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に当接して支持する。可動プレート５５２は、回転可能に設けられている複数の支持球体５２１により、トッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に両面から支持される。
また、トッププレート５１１側に設けられている支持球体５２１は、可動プレート５５２とは反対側で当接する位置調整ねじ５２４の位置に応じて、保持部材５２３の下端からの突出量が変化する。例えば、位置調整ねじ５２４がＺ１方向に変位すると、支持球体５２１の突出量が減り、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔が小さくなる。また、例えば、位置調整ねじ５２４がＺ２方向に変位すると、支持球体５２１の突出量が増え、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔が大きくなる。
このように、位置調整ねじ５２４を用いて支持球体５２１の突出量を変化させることで、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔を適宜調整できる。
また、図８及び図９に示されるように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。
図１２は、実施形態におけるトッププレート５１１を例示する底面図である。図１２に示されるように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。
磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、トッププレート５１１の中央孔５１３を囲むように４箇所に設けられている。磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ長手方向が平行になるように配置された直方体状の２つの磁石で構成され、それぞれ可動プレート５５２に及ぶ磁界を形成する。
磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ可動プレート５５２の上面に各磁石５３１，５３２，５３３，５３４に対向して設けられているコイルとで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。
なお、上記した固定ユニット５１に設けられる支柱５１５、支持球体５２１の数や位置等は、可動プレート５５２を移動可能に支持できればよく、本実施形態に例示される構成に限られるものではない。
（可動ユニット）
図１３は、実施形態における可動ユニット５５を例示する斜視図である。また、図１４は、実施形態における可動ユニット５５を例示する分解斜視図である。
図１３及び図１４に示されるように、可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、可動プレート５５２、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７を有し、固定ユニット５１に対して移動可能に支持されている。
可動プレート５５２は、上記したように、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、複数の支持球体５２１により表面に平行な方向に移動可能に支持される。
図１５は、実施形態における可動プレート５５２を例示する斜視図である。
図１５に示されるように、可動プレート５５２は、平板状の部材から形成され、ＤＭＤ基板５５７に設けられるＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５７０を有し、中央孔５７０の周囲にコイル５８１，５８２，５８３，５８４が設けられている。
コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれＺ１Ｚ２方向に平行な軸を中心として電線が巻き回されることで形成され、可動プレート５５２のトッププレート５１１側の面に形成されている凹部に設けられてカバーで覆われている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれトッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４とで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成する。
トッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４と、可動プレート５５２のコイル５８１，５８２，５８３，５８４とは、可動ユニット５５が固定ユニット５１に支持された状態で、それぞれ対向する位置に設けられている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４に電流が流されると、磁石５３１，５３２，５３３，５３４によって形成される磁界により、可動プレート５５２を移動させる駆動力となるローレンツ力が発生する。
可動プレート５５２は、磁石５３１，５３２，５３３，５３４とコイル５８１，５８２，５８３，５８４との間で発生する駆動力としてのローレンツ力を受けて、固定ユニット５１に対して、ＸＹ平面において直線的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。
本実施形態では、第１駆動手段として、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とが、Ｘ１Ｘ２方向に対向して設けられている。コイル５８１及びコイル５８４に電流が流されると、図１５に示されるようにＸ１方向又は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、本実施形態では、第２駆動手段として、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とが、Ｘ１Ｘ２方向に並んで設けられ、磁石５３２及び磁石５３３は、磁石５３１及び磁石５３４とは長手方向が直交するように配置されている。このような構成において、コイル５８２及びコイル５８３に電流が流されると、図１５に示されるようにＹ１方向又は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、本実施形態では、システムコントロール部１０の移動制御部１２が、コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさや向きを制御することで、可動範囲内で可動プレート５５２を任意の位置に移動させることができる。
なお、移動手段としての磁石５３１，５３２，５３３，５３４及びコイル５８１，５８２，５８３，５８４の数、位置等は、可動プレート５５２を任意の位置に移動させることが可能であれば、本実施形態とは異なる構成であってもよい。例えば、移動手段としての磁石は、トッププレート５１１の上面に設けられてもよく、ベースプレート５１２の何れかの面に設けられてもよい。また、例えば、磁石が可動プレート５５２に設けられ、コイルがトッププレート５１１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、本実施形態に例示される構成に限られない。例えば、可動範囲制限孔５７１は一つであってもよく、複数であってもよい。また、可動範囲制限孔５７１の形状は、例えば長方形や円形等、本実施形態とは異なる形状であってもよい。
固定ユニット５１によって移動可能に支持される可動プレート５５２の下面側（ベースプレート５１２側）には、図１３に示されるように、結合プレート５５３が固定されている。結合プレート５５３は、平板状部材から形成され、ＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔を有し、周囲に設けられている折り曲げ部分が３本のねじ５９１によって可動プレート５５２の下面に固定されている。
図１６は、可動プレート５５２が外された可動ユニット５５を例示する斜視図である。
図１６に示されるように、結合プレート５５３には、上面側にＤＭＤ５５１、下面側にヒートシンク５５４が設けられている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、ＤＭＤ５５１、ヒートシンク５５４と共に、可動プレート５５２に伴って固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている。
ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ基板５５７に設けられており、ＤＭＤ基板５５７が保持部材５５５と結合プレート５５３との間で挟み込まれることで、結合プレート５５３に固定されている。保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、結合プレート５５３、ヒートシンク５５４は、図１４及び図１６に示されるように、固定部材としての段付ねじ５６０及び押圧手段としてのばね５６１によって重ねて固定されている。
図１７は、実施形態における可動ユニット５５のＤＭＤ保持構造について説明する図である。図１７は、可動ユニット５５の側面図であり、可動プレート５５２及び結合プレート５５３は図示が省略されている。
図１７に示されるように、ヒートシンク５５４は、結合プレート５５３に固定された状態で、ＤＭＤ基板５５７に設けられている貫通孔からＤＭＤ５５１の下面に当接する突出部５５４ａを有する。なお、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａは、ＤＭＤ基板５５７の下面であって、ＤＭＤ５５１に対応する位置に当接するように設けられてもよい。
また、ＤＭＤ５５１の冷却効果を高めるために、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａとＤＭＤ５５１との間に弾性変形可能な伝熱シートが設けられてもよい。伝熱シートによりヒートシンク５５４の突出部５５４ａとＤＭＤ５５１との間の熱伝導性が向上し、ヒートシンク５５４によるＤＭＤ５５１の冷却効果が向上する。
上記したように、保持部材５５５、ＤＭＤ基板５５７、ヒートシンク５５４は、段付きねじ５６０及びばね５６１によって重ねて固定されている。段付きねじ５６０が締められると、ばね５６１がＺ１Ｚ２方向に圧縮され、図１７に示されるＺ１方向の力Ｆ１がばね５６１から生じる。ばね５６１から生じる力Ｆ１により、ヒートシンク５５４はＺ１方向に力Ｆ２でＤＭＤ５５１に押圧されることとなる。
本実施形態では、段付きねじ５６０及びばね５６１は４箇所に設けられており、ヒートシンク５５４にかかる力Ｆ２は、４つのばね５６１に生じる力Ｆ１を合成したものに等しい。また、ヒートシンク５５４からの力Ｆ２は、ＤＭＤ５５１が設けられているＤＭＤ基板５５７を保持する保持部材５５５に作用する。この結果、保持部材５５５には、ヒートシンク５５４からの力Ｆ２に相当するＺ２方向の反力Ｆ３が生じ、保持部材５５５と結合プレート５５３との間でＤＭＤ基板５５７を保持できるようになる。
段付きねじ５６０及びばね５６１には、保持部材５５５に生じる力Ｆ３からＺ２方向の力Ｆ４が作用する。ばね５６１は、４箇所に設けられているため、それぞれに作用する力Ｆ４は、保持部材５５５に生じる力Ｆ３の４分の１に相当し、力Ｆ１と釣り合うこととなる。
また、保持部材５５５は、図１７において矢印Ｂで示されるように撓むことが可能な部材で板ばね状に形成されている。保持部材５５５は、ヒートシンク５５４の突出部５５４ａに押圧されて撓み、ヒートシンク５５４をＺ２方向に押し返す力が生じることで、ＤＭＤ５５１とヒートシンク５５４との接触をより強固に保つことができる。
可動ユニット５５は、以上で説明したように、可動プレート５５２と、ＤＭＤ５５１及びヒートシンク５５４を有する結合プレート５５３とが、固定ユニット５１によって移動可能に支持されている。可動ユニット５５の位置は、システムコントロール部１０の移動制御部１２によって制御される。また、可動ユニット５５には、ＤＭＤ５５１に当接するヒートシンク５５４が設けられており、ＤＭＤ５５１の温度上昇に起因する動作不良や故障といった不具合の発生が防止されている。
＜画像投影＞
上記したように、本実施形態に係るプロジェクタ１において、投影画像を生成する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、画像投影時にフレームレートに対応する所定の周期で、ＤＭＤ５５１の複数のマイクロミラーの配列間隔未満の距離だけ離れた複数の位置の間を高速移動するように可動ユニット５５の位置を制御する。このとき、画像制御部１１は、それぞれの位置に応じてシフトした投影画像を生成するようにＤＭＤ５５１に画像信号を送信する。
例えば、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影画像を生成するようにＤＭＤ５５１を制御することで、投影画像の解像度を、ＤＭＤ５５１の解像度の約２倍にすることが可能になる。また、ＤＭＤ５５１の移動位置を増やすことで、投影画像の解像度をＤＭＤ５５１の２倍以上にすることもできる。
このように、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に位置に応じた投影画像を生成させることで、ＤＭＤ５５１の解像度以上の画像を投影することが可能になる。
また、本実施形態に係るプロジェクタ１では、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。
以上で説明したように、本実施形態に係るプロジェクタ１では、ＤＭＤ５５１が移動可能に構成されることで、投影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。
＜プロジェクタの機能構成＞
図１８は、実施形態におけるプロジェクタ１の機能構成を例示するブロック図である。
図１８に示されるように、プロジェクタ１は、画像制御部１１、移動制御部１２、投影制御部１３、制御量設定部１４、制御量記憶部１６、照度検出部１７を有する。
画像制御部１１は、入力される画像データに基づいてＤＭＤ５５１を制御してスクリーンＳに投影する画像を生成する。画像制御部１１は、移動制御部１２によって制御されて変位するＤＭＤ５５１の位置に応じた投影画像を生成するように、ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーを制御する。
移動制御部１２は、ＤＭＤ５５１が設けられている可動ユニット５５を変位させることで、可動ユニット５５と共にＤＭＤ５５１を移動させる。移動制御部１２は、例えば上記したように、マイクロミラーの配列間隔未満の距離だけ離れた画像生成位置Ｐ１と画像生成位置Ｐ２との間で、ＤＭＤ５５１を所定の周期で往復移動させる。なお、以下の説明では、画像生成位置Ｐ１，Ｐ２を、単に位置Ｐ１，Ｐ２という場合がある。
図１９は、実施形態における投影画像を例示する図である。図１９において、投影画像Ｐ１１は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１で生成した画像が投影されたものである。また、破線で示されている投影画像Ｐ１２は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ２で生成した画像が投影されたものである。
投影画像Ｐ１１，Ｐ１２は、図１９におけるＸ方向の長さがＸＬ、Ｙ方向の長さがＹＬの正方形の複数の画素で構成されている。投影画像Ｐ１１，Ｐ１２の各画素は、ＤＭＤ５５１に設けられている複数のマイクロミラーに対応して形成される。
移動制御部１２は、図１９に示されるように、例えば投影画像Ｐの各画素がＸ方向及びＹ方向にそれぞれ半画素分（Ｘ方向にＸＬ／２，Ｙ方向にＹＬ／２）変位するように、ＤＭＤ５５１を位置Ｐ１と位置Ｐ２との間で往復移動させる。
投影制御部１３は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動する間に、制御量設定部１４によって設定される非投影時間は画像を投影しないように、投影手段としての光学エンジン１５を制御する。
投影制御部１３は、例えば非投影時間に光源３０を消灯するように光学エンジン１５を制御する。光源３０を消灯すると、ＤＭＤ５５１において投影画像が生成されず、プロジェクタ１からスクリーンＳに画像が投影されなくなる。また、投影制御部１３は、非投影時間にＤＭＤ５５１が光源３０からの光をＯＦＦ光板に向けて反射するように、ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーを制御してもよい。ＤＭＤ５５１から投影光学系ユニット６０に光が導かれず、プロジェクタ１からスクリーンＳに画像が投影されなくなる。
ここで、図２０及び図２１は、投影画像を構成する画素を例示する図である。図２０及び図２１において、画素Ｐｉ１は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１で生成した投影画像Ｐ１１を構成する画素である。画素Ｐｉ２は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ２で生成した投影画像Ｐ１２を構成する画素である。また、画素Ｐｉ１及び画素Ｐｉ２は、位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を往復移動するＤＭＤ５５１の同一マイクロミラーにより生成された画素であり、網掛けで表示されている状態が画像を投影している状態を表している。
図２０は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１又は位置Ｐ２に存在する間だけ画像を投影し、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動している間は画像を投影しないように制御した場合の例である。このように、ＤＭＤ５５１の移動中は画像を投影しないように制御することで、位置Ｐ１，Ｐ２に応じた投影画像Ｐ１１，Ｐ１２を形成し、投影画像Ｐを高解像度化することが可能になる。ただし、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動する間は画像が投影されないため、例えばプロジェクタ１の設置環境が明るい場合には、投影画像Ｐが暗く見難くなる可能性がある。
これに対して図２１は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動している間にも画像を常時投影するように制御した場合の例である。このように、ＤＭＤ５５１の移動中にも画像を投影することで、投影画像Ｐの明るさを保つことが可能になる。しかし、画素Ｐｉ１と画素Ｐｉ２とが連結するように画像が投影され、投影画像Ｐをシフトすることによる高解像度化の効果が低減して画像品質が低下する可能性がある。
そこで、本実施形態では、制御量設定部１４が、投影画像Ｐを高解像度化すると共に投影画像Ｐの明るさを保つことができるように、ＤＭＤ５５１の移動中に画像を投影しない非投影時間を設定する。
制御量設定部１４は、照度検出部１７から照度計６によって計測された照度を取得し、照度に対応する非投影時間が設定された制御テーブルを記憶する制御量記憶部１６から、照度に対応する非投影時間及び光源３０の光量を制御量として取得する。
制御量記憶部１６には、照度計６によって計測される照度に応じて、投影画像Ｐを高解像度化すると共に投影画像Ｐを見易い明るさを保つことが可能な非投影時間及び光源３０の光量が設定された制御テーブルが保存されている。制御量設定部１４は、制御量記憶部１６に保存されている制御テーブルから照度に対応する非投影時間及び光源３０の光量を取得し、投影制御部１３に各制御量を設定する。
投影制御部１３は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動中に、制御量設定部１４によって設定された非投影時間に、例えば光源３０を消灯することで、画像を投影しないように光学エンジン１５を制御する。
図２２は、ＤＭＤ５５１の変位量及び非投影時間を例示する図である。図２２の上段のグラフは、横軸が時間、縦軸がＤＭＤ５５１の位置Ｐ１からの変位量を示している。また、図２２の下段には、光源３０を点灯（ＯＮ）又は消灯（ＯＦＦ）するタイミングチャートが示されている。
図２２の上段のグラフに示されるように、ＤＭＤ５５１は、位置Ｐ１（変位量ゼロ）と位置Ｐ２（変位量Ｌｘｙ）との間を往復移動するように移動制御部１２によって制御される。また、投影制御部１３が、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動中に、制御量設定部１４により設定された非投影時間ＴＯＦＦに光源３０を消灯するように制御する。ＤＭＤ５５１の移動中に光源３０を消灯することで、投影画像Ｐを高解像度化することが可能になる。
ここで、制御量記憶部１６に保存されている制御テーブルは、照度計６によって検出された照度が高いほど非投影時間ＴＯＦＦが短く、照度が低いほど非投影時間ＴＯＦＦが長くなるように設定されている。
図２３に示すように、照度計６によって計測された照度が高い場合には、非投影時間ＴＯＦＦを短くして画像を投影する時間を長くすることで、投影画像Ｐの明度を上げるように制御する。投影画像Ｐが明るくなることで、プロジェクタ１が設置されている室内の照明等が明るい場合であっても、プロジェクタ１によって投影される投影画像Ｐが見易くなる。
ただし、非投影時間ＴＯＦＦを短くし過ぎると、図２１に示されるように画素同士が連結するような投影状態に近くなり、投影画像Ｐを高解像度化した効果が低減する可能性がある。したがって、非投影時間ＴＯＦＦは、投影画像Ｐを高解像度化する効果が得られる範囲内で設定する必要がある。また、非投影時間ＴＯＦＦを可能な範囲で短く設定し、さらに投影画像Ｐの明るさを向上させる場合には、投影制御部１３が、制御量設定部１４に設定された光量で発光するように光源３０を制御する。
このように、プロジェクタ１の設置環境が明るい場合には、投影画像Ｐの高解像度化が可能な範囲内で非投影時間ＴＯＦＦを短くして投影時間を長くすることで、投影画像Ｐを高解像度化すると共に、投影画像Ｐの明度を上げて画像を見易くすることが可能になる。
また、図２４に示すように、照度計６によって計測された照度が低い場合には、投影画像が暗過ぎて見難くならない範囲内で非投影時間ＴＯＦＦを長くする。非投影時間ＴＯＦＦを長くして画像を投影する時間を短くし、位置Ｐ１及び位置Ｐ２の近傍を移動している間だけＤＭＤ５５１に画像を生成させることで、投影画像Ｐを高解像度化する効果を最大限生かし、投影画像Ｐの画像品質をより向上させることが可能になる。また、プロジェクタ１の設置環境が暗い場合には、非投影時間ＴＯＦＦを長くして投影画像Ｐの明度を下げても、投影画像Ｐの見易さを保つことができる。
このように、プロジェクタ１の設置環境が暗い場合には、非投影時間ＴＯＦＦを長くして画像の投影時間を短くすることで、見難くならない程度に投影画像Ｐの明度を下げ、投影画像Ｐを高解像度化すると共に画像品質を向上することが可能になる。
なお、光源３０としては、例えば光量を調整可能であり、点灯・消灯を高速制御可能なＬＥＤを用いることが好ましいが、光量の調整及び点灯・消灯が高速制御可能であれば、これに限られるものではない。
＜投影制御処理＞
図２５は、実施形態における投影制御処理のフローチャートを例示する図である。図２５に示される投影制御処理は、プロジェクタ１が画像を投影する間に所定の周期で実行される。また、投影制御処理は、ユーザの操作に応じて任意のタイミングで実行されてもよい。
本実施形態における投影制御処理では、まずステップＳ１０１にて、照度計６がプロジェクタ１の設置環境における照度を検出し、照度検出部１７が照度計６から照度検出結果を取得する。
次にステップＳ１０２にて、制御量設定部１４が、照度検出部１７が取得した照度に対応する制御量を制御量記憶部１６から取得する。制御量設定部１４は、制御量記憶部１６に保存されている制御テーブルから、照度に対応する非投影時間ＴＯＦＦ及び光源３０の光量を取得する。
制御量記憶部１６には、上記したように、照度が高いほど非投影時間ＴＯＦＦが短く、照度が低いほど非投影時間ＴＯＦＦが長くなるように、照度と非投影時間ＴＯＦＦとが対応付けられた制御テーブルが保存されている。なお、制御量設定部１４は、例えば予め設定されている計算式に基づいて、照度に対応する非投影時間ＴＯＦＦを求めてもよい。
ステップＳ１０３では、制御量設定部１４が、制御量記憶部１６から取得した非投影時間ＴＯＦＦを投影制御部１３に設定する。投影制御部１３は、設定された非投影時間ＴＯＦＦは画像を投影しないように光学エンジン１５を制御する。投影制御部１３は、例えば光源３０を消灯するか、ＤＭＤ５５１が光源３０からの光をＯＦＦ光板に向けて反射するように各マイクロミラーを制御する。
ステップＳ１０４では、制御量設定部１４が、制御量記憶部１６から取得した光源３０の光量を投影制御部１３に設定する。投影制御部１３は、設定された光量で発光するように光源３０を制御する。
プロジェクタ１が画像を投影する間に上記した投影制御処理を繰り返し実行することで、投影画像を高解像度化すると共に、プロジェクタ１の設置環境に応じた明るさで画像を投影することが可能になる。
以上で説明したように、本実施形態に係るプロジェクタ１は、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動中に、設定された非投影時間ＴＯＦＦは画像を投影しないように制御することで、投影画像Ｐを高解像度化して画像品質を向上させることができる。また、プロジェクタ１の設置環境の照度に応じて非投影時間ＴＯＦＦを設定することで、環境に応じた明るさで画像を投影できる。
なお、上記した実施形態では、ＤＭＤ５５１が位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を往復移動する場合について説明したが、ＤＭＤ５５１は３箇所以上の複数の位置の間を移動するように制御されてもよい。この場合においても、上記した実施形態と同様に、ＤＭＤ５５１が画像生成位置の間を移動中に、設置環境の照度に応じて設定される非投影時間は画像を投影しないように制御することで、投影画像Ｐを高解像度化すると共に設置環境に応じた明るさで投影することができる。
以上、実施形態に係る画像投影装置及び画像投影方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
１ プロジェクタ（画像投影装置）
６ 照度計（照度検出手段）
１３ 投影制御部（投影制御手段）
１４ 制御量設定部（制御量設定手段）
１５ 光学エンジン（投影手段）
３０ 光源
５５１ ＤＭＤ（画像生成手段）
特開２００４−１８００１１号公報

Claims (7)

  1. 光源、及び複数の画像生成位置の間を移動しながら前記光源から照射される光を用いて投影画像を生成する画像生成手段を含む投影手段と、
    設置環境の照度を検出する照度検出手段と、
    前記照度検出手段によって検出された照度に基づいて非投影時間を設定する制御量設定手段と、
    前記画像生成手段が前記複数の画像生成位置の間を移動中に、前記非投影時間は前記投影画像を生成しないように前記投影手段を制御する投影制御手段と、を有する
    ことを特徴とする画像投影装置。
  2. 前記制御量設定手段は、前記照度検出手段によって検出された照度が高いほど前記非投影時間を短く、前記照度検出手段によって検出された照度が低いほど前記非投影時間を長く設定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
  3. 前記制御量設定手段は、前記照度検出手段によって検出された照度に基づいて、前記投影画像を生成する投影時間における前記光源の光量を制御する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投影装置。
  4. 前記投影制御手段は、前記非投影時間に消灯するように前記光源を制御する
    ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像投影装置。
  5. 前記投影制御手段は、前記非投影時間に前記投影画像を生成しないように前記画像生成手段を制御する
    ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像投影装置。
  6. 前記画像生成手段は、前記光源から照射された光を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、
    前記複数の画像生成位置の間隔は、前記複数のマイクロミラーの配列間隔未満である
    ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像投影装置。
  7. 光源、及び複数の画像生成位置の間を移動しながら前記光源から照射される光を用いて投影画像を生成する画像生成手段を含む投影手段を有する画像投影装置における画像投影方法であって、
    設置環境の照度を検出する照度検出ステップと、
    前記照度検出ステップによって検出された照度に基づいて非投影時間を設定する制御量設定ステップと、
    前記画像生成手段が前記複数の画像生成位置の間を移動中に、前記非投影時間は前記投影画像を生成しないように前記投影手段を制御する投影制御ステップと、を有する
    ことを特徴とする画像投影方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9778551B2 (en) * 2015-06-25 2017-10-03 Ricoh Company, Ltd. Illumination optical system, optical engine, and image projection apparatus
JP7010097B2 (ja) * 2018-03-19 2022-01-26 株式会社リコー 画像投影装置、制御方法及びプログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002107750A (ja) * 2000-10-04 2002-04-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示パネルとその駆動方法
US6824275B2 (en) * 2001-12-31 2004-11-30 Texas Instruments Incorporated Folded projection lens
JP4167474B2 (ja) * 2002-11-07 2008-10-15 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2005338262A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Sharp Corp 表示装置およびその駆動方法
JP5073195B2 (ja) * 2004-11-02 2012-11-14 株式会社リコー 画像表示装置及び画像投影装置
KR100848617B1 (ko) * 2004-11-02 2008-07-28 가부시키가이샤 리코 화상 표시 장치
KR100664325B1 (ko) * 2005-02-04 2007-01-04 삼성전자주식회사 광 터널 및 이를 포함하는 프로젝션 장치
JP2007163943A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Olympus Corp 画像表示装置
JP2007249011A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Ricoh Co Ltd 画像表示装置および投射型画像表示装置
US20070257872A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-08 Texas Instruments Incorporated Digital Image Projection Methods and Apparatus Thereof
US8289248B2 (en) * 2007-04-05 2012-10-16 Sony Mobile Communications Ab Light sensor within display
WO2008155889A1 (ja) * 2007-06-18 2008-12-24 Panasonic Corporation 映像表示装置
US8643691B2 (en) * 2008-05-12 2014-02-04 Microsoft Corporation Gaze accurate video conferencing

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