レーザプロジェクタ装置及びそれを備えた携帯電話端末
【課題】侵入物体が有るかどうかを監視するための専用光源を不要とし、装置の小型化、低消費電力化を可能とするレーザプロジェクタ装置を提供する。
【解決手段】画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部１０６と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部１０７と、レーザ光の一部２０５を受光する投射側受光部１１０と、前記投射側受光部１１０からの出力信号の交流成分Ｘと受光部からの出力信号の交流成分Ｙとを信号処理する監視制御部１０８と、を備え、監視制御部１０８は交流成分Ｘと交流成分Ｙとの相関に差異が発生した後、走査部１０６から出射されるレーザ光の出力を低減する。
【解決手段】画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部１０６と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部１０７と、レーザ光の一部２０５を受光する投射側受光部１１０と、前記投射側受光部１１０からの出力信号の交流成分Ｘと受光部からの出力信号の交流成分Ｙとを信号処理する監視制御部１０８と、を備え、監視制御部１０８は交流成分Ｘと交流成分Ｙとの相関に差異が発生した後、走査部１０６から出射されるレーザ光の出力を低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源にレーザを用いて画像の表示を行う投射型画像表示装置（レーザプロジェクタ装置）及びそれを備えた携帯電話端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型画像表示装置として、一般にいわゆるプロジェクタが知られている。このプロジェクタの中には、映像信号による変調のしやすさ、色再現性の良さ、明るさを十分確保できる等の利点から、光源にレーザ光を用いて、レーザビームを走査することにより画像を表示する方法がある。
【０００３】
レーザプロジェクタは主に、光源である半導体レーザ、透過型液晶式・反射型液晶式・ライトスイッチ式等のライトバルブ、及びＭＥＭＳ等の走査部より構成され、上記部品の小型化に伴い、小型のレーザプロジェクタの開発が進められている。
【０００４】
しかしながら、レーザ光は非常に小さい発光点から発光し、かつ発散角が小さいコヒーレントな平行光であるため、その光を直接覗き込むと目の網膜上に小さな点として集中し、そのレーザ光の出力が大きいと目の網膜を痛めてしまう可能性がある。このため、レーザ光の照射領域に、侵入物体が有るかどうかを監視し、安全対策をとることが必要となる。
【０００５】
そのような対策の一つとして、レーザ光の照射領域に、侵入物体が有るかどうかを監視するために、映像用の光源とは別に、主に赤外光等の監視用の専用光源を設け、その反射光を監視する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図９に従来のレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図を示す。
【０００７】
なお、図中点線は情報の流れを、太実線はレーザ光の光路を、細実線は監視光及びその反射光を示す。また、レーザ光は本来ＲＧＢの３色分が必要であるが、簡略のため１つに略している。
【０００８】
まず、画像情報１０１が制御部１０２に入力され、制御部１０２はレーザ光源１０３を駆動、ライトバルブ１０５を画像に合わせて操作、走査部１０６の駆動を開始する。
【０００９】
レーザ光源１０３で発振したレーザ光２０１は、照明光学系１０４を通過し整形された後、ライトバルブ１０５に入射、画像情報１０１に応じて通過又は一部遮断される。ライトバルブ１０５を通過したレーザ光２０２は、走査部１０６へ入射し、所望の画像となるよう走査される。走査され投射されたレーザ光２０３は、スクリーン１１２で乱反射し、画像として認識される。
【００１０】
なお、ＲＧＢのレーザ光源１０３の出力を、画像情報１０１に合わせて調整することにより、ライトバルブ１０５がない構成とすることも可能である。
【００１１】
一方、上記レーザ光源１０３から走査部１０６の光学系とは、別に設置された発光部１１１より、主に赤外光等の人体に安全な監視用の光２０７が、投射されたレーザ光２０３と概ね同じ方向に、ある一定の出力で投射される。人体に安全な監視用の光２０７は、スクリーン１１２により反射し、受光部１０７に導かれる。
【００１２】
受光部１０７の検知光出力は、監視制御部１０８で、単純に検知光出力の増減の有無が判断され、これにより、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有るかどうかが判断される。侵入物体があった場合、監視制御部１０８から制御部１０２へ情報が送られ、レーザ光源１０３の通電停止や、ライトバルブ１０５の操作により、レーザ光２０３の出力の低減、又は、レーザ光２０３の光路の遮断等の安全対策をとる。
【特許文献１】特開２００５−３１５２６号公報（段落［００２６］〜［００３４］、図１、２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この従来の方法では、監視専用の別光源（発光部１１１）が必要であるため、装置の小型化、低消費電力化に課題があった。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、侵入物体が有るかどうかを監視するための専用光源を不要とし、装置の小型化、低消費電力化を可能とするレーザプロジェクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明では、常に自らが発するレーザ光の投射光出力と、投射された画像を含む領域の光量の変化をモニタするようにした。
【００１６】
画像をスクリーン等の安定した領域に投射している場合、レーザ光以外の光である背景光量と、レーザ光のスクリーンでの反射率は一定であり、モニタしているレーザ光の投射光出力の変化と、モニタしている投射された画像を含む領域の光量の変化との間には、近似的にある相関が成り立つ。
【００１７】
ここで、スクリーンの前に人が侵入する、又は、装置の位置がずれて予定外の部分に画像を投射する等した場合、レーザ光以外の光である背景光量、及び又は、レーザ光が投射される部分の反射率が変化する。この変化により、レーザ光の投射光出力の変化と、投射された画像を含む領域の光量の変化との間の相関が、先程まで成立していた相関からずれる。このずれが設定した条件を満たした場合、危険と判断し、安全対策をとる。
【００１８】
つまり、従来、レーザ光は画像情報の担い手としてのみ作用し、別に赤外光等の監視光が必要であったが、本発明では、画像情報の担い手としてのレーザ光の反射光を信号処理することにより、監視情報としても使用するものである。
【００１９】
具体的には、本発明のレーザプロジェクタ装置は、画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部と、前記レーザ光の一部を受光する投射側受光部と、前記投射側受光部からの出力信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分とを信号処理する監視制御部と、を備え、前記監視制御部は前記投射側受光部からの出力信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分との相関が変化した場合、走査部から出射されるレーザ光を制御することを特徴としている。
【００２０】
また、本発明のレーザプロジェクタ装置は、画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部と、前記画像信号の明るさ信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分とを信号処理する監視制御部と、を備え、前記監視制御部は前記画像信号の明るさ信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分との相関が変化した場合、走査部から出射されるレーザ光を制御することを特徴としている。
【００２１】
ここで、走査部から出射されるレーザ光の制御の仕方としては、例えば、前記相関に差異が発生した後、走査部から出射されるレーザ光の出力を低減し、さらに、所定の時間で前記相関が保持された場合、前記レーザ光の出力を増加させることが考えられる。これによれば、レーザ光の出力の低減後に安全が確保された場合に、元の出力に自動復帰させることできる。
【００２２】
また、前記走査部の走査開始後、所定の時間内で前記相関が保持された場合、走査部から出射されるレーザ光の出力を増加させるようにしてもよい。これによれば、プロジェクタの動作開始直後の安全対策としても応用できる。
【００２３】
なお、画素毎の処理では十分なS/N比が確保できないため、前記監視制御部が信号処理する２つの出力信号の交流成分は、各々一定時間の積分した値を使用することが望ましい。
【００２４】
上記構成のレーザプロジェクタ装置を携帯電話端末に搭載する場合、携帯電話端末のカメラモジュールを上記受光部として使用することができる。これにより、装置の部品共用化が可能で、小型化に更に貢献できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、侵入物体が有るかどうかを監視するための専用光源が不要となり、装置の小型化、低消費電力化を可能とし、装置のコストを削減することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
＜第１の実施形態＞
図１に本発明の第１の実施形態のレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図を示す。
【００２８】
なお、図中点線は情報の流れを、太実線はレーザ光の光路を、細実線はレーザ光の反射光を示す。また、レーザ光は本来ＲＧＢの３色分が必要であるが、簡略のため１つに略している。
【００２９】
まず、画像情報１０１が制御部１０２に入力され、制御部１０２はレーザ光源１０３、ライトバルブ１０５走査部１０６の駆動を開始する。レーザ光源１０３で発振したレーザ光２０１は、照明光学系１０４を通過し整形された後、ライトバルブ１０５に入射、画像情報１０１に応じて通過又は一部遮断される。
【００３０】
ライトバルブ１０５を通過したレーザ光２０２は、ビームスプリッタ１０９でその一部が投射側受光部１１０へ導かれ、一部が走査部１０６へ入射し、所望の画像となるよう走査される。なお、レーザ光２０２をビームスプリッタ１０９で分割する際、偏光ビームスプリッタ等を用いて、投射側受光部１１０へのレーザ光２０５の比率を下げ、走査部１０６方向へのレーザ光２０４の比率を可能な限り上げることが望ましい。
【００３１】
なお、ＲＧＢのレーザ光源１０３の出力を、画像情報１０１に合わせて調整することにより、ライトバルブ１０５がない構成とすることも可能で、本発明でも同様の構成をとることができる。
【００３２】
上記走査部１０６より投射されたレーザ光２０３は、スクリーン１１２で乱反射し画像として認識されると同時に、一部が受光部１０７に導かれる。なお、受光部１０７の位置及び開口部は、レーザ光２０３により投射された画像を含む領域の光量を検知できるよう調整されている。また、受光部１０７の位置及び開口部は、レーザ光２０３が直接入射しないように調整されている。
【００３３】
上記投射側受光部１１０の検知光出力、及び、受光部１０７の検知光出力は、監視制御部１０８で信号処理され、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有るかどうかが判断される。
【００３４】
レーザ光２０３の投射光出力と、上記投射側受光部１１０の検知光出力の関係を下記式（１）とする。
Ｚ＝ｍＸ ・・・・・・（１）
ここで、
Ｚ：レーザ光２０３の投射光出力
Ｘ：上記投射側受光部１１０の検知光出力
ｍ：ビームスプリッタ１０９の分光比により決定する定数
【００３５】
この時、上記投射側受光部１１０の検知光出力と、上記受光部１０７の検知光出力との間には、近似的に下記式（２）の相関が成り立つ。
Ｙ＝ａ0Ｚ＋ｂ0＝ａ0ｍＸ＋ｂ0 ・・・・・・（２）
ここで、
Ｙ：投射された画像を含む領域の光量を検知する上記受光部１０７の検知光出力
Ｚ：レーザ光２０３の投射光出力
Ｘ：上記投射側受光部１１０の検知光出力
ａ0：レーザ光２０３が投射されるスクリーン１１２の反射率と上記受光部１０７への結合効率により決まる値（以下、反射効率と称する）
ｂ0：レーザを駆動していない時の上記受光部１０７の検知光出力（以下、背景光量と称する）
【００３６】
上記式（２）において、スクリーンの反射率１１２が１００％の場合でもａ0は１００％にはならず、光学設計により決まる固有の結合効率が加味された、あるパーセンテージになる。ここでは、この値を反射効率ａ0としている。
【００３７】
本発明のレーザプロジェクタ装置は、常に自らが発するレーザ光２０３の投射光出力Ｚを投射側受光部１１０の検知光出力Ｘとして、また、投射された画像を含む領域の光量の変化を上記受光部１０７の検知光出力Ｙとしてモニタしている。画像をスクリーン等の安定した領域に投射している場合、レーザ光２０３以外の光である背景光量ｂ0と、レーザ光のスクリーン１１２での反射効率ａ0は一定である。
【００３８】
図２に、監視制御部１０８の具体的構成例を示すブロック図を示す。投射側受光部１１０の出力は、減衰器３０１に入力され、受光部１０７の出力と概同等となるよう減衰される。減衰器３０１の出力と、受光部１０７の出力は、各々ＡＣ成分分離器３０２，３０３に入力され、交流成分のみ抽出される。ＡＣ成分分離器３０２，３０３の出力は、各々Ａ／Ｄ変換器３０４，３０５に入力され、変換された出力信号を比較器３０６で処理する。必要に応じて積分器３０７で一定時間の積分をとることにより、上記投射側受光部１１０の検知光出力と上記受光部１０７の検知光出力との間に、所望の相関信号を得る。
【００３９】
ここで、光の出力の「交流成分」とは時間によって変化する/させる成分をいい、変化しない/させない成分を「直流成分」とする。例えば、黒画面＝０、灰色画面＝０．５、白画面＝１とした時、黒→白→黒→白→黒と投影した場合、光の出力は交流成分だけであるが、灰→白→灰→白→灰と投影した場合、常に０．５の出力が出ており、これが光の出力の直流成分にあたる。
【００４０】
相関信号において正常と判断する範囲は、光学系及び積算時間等の条件に合わせて、最適な値を規定する。また、例えば布製のスクリーンに投射している場合など、ユーザの使用状況によって、許容範囲が変化する場合も考えられるため、ユーザがこの許容範囲を設定できるような機能を持たせても良い。
【００４１】
図３〜図５に本発明の監視制御部１０８での信号処理についての概念図を示す。なお図３から図５の縦軸は光出力、横軸は時間軸を示している。
【００４２】
図３は画像をスクリーン等の安定した領域に投射している場合の信号処理についての概念図である。投射光出力Ｚが図３（ａ）のように変化する画像を表示した際を考える。投射光出力Ｚの内、スクリーン１１２で反射して、上記受光部１０７に戻る光量は、図３（ｂ）に示すようにａ0Ｚとなる。一方、背景光量は、図３（ｃ）に示すようにｂ0で一定である。この時の上記受光部１０７の検知光出力Ｙは、図３（ｄ）に示すように、ａ0Ｚとのｂ0の和となる。
【００４３】
次に投射光出力Ｚの１／ｍとなる投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分を図３（ｅ）に、受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分を図３（ｆ）に示す。受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分は、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分と概ね比例するという相関がある。
【００４４】
ここで、スクリーン１１２の前に人が侵入する等、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有った場合、又は、装置の位置がずれて予定外の部分に画像を投射した場合、レーザ光２０３以外の光である背景光量ｂ0、又は、レーザ光２０３が投射される部分の反射効率ａ0が変化する。
【００４５】
図４に背景光量ｂ0が変化した場合の信号処理についての概念図を示す。投射光出力Ｚが図４（ａ）のように変化する画像を表示した際、投射光出力Ｚの内、スクリーン１１２で反射して、上記受光部１０７に戻る光量は、図４（ｂ）に示すようにａ0Ｚとなる。一方、背景光量は、図４（ｃ）に示すようにｂ0から別の値ｂ1に変化する。このときの上記受光部１０７の検知光出力Ｙは、図４（ｄ）に示すように、ａ0Ｚと、ｂ0又はｂ1の和となる。次に投射光出力Ｚの１／ｍとなる投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分を図４（ｅ）に、受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分を図４（ｆ）に示す。受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分は、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分と比例せず、相関からずれる。
【００４６】
次に図５にレーザ光２０３のスクリーン１１２での反射効率ａ0が変化した場合の信号処理についての概念図を示す。
【００４７】
投射光出力Ｚが図５（ａ）の様に変化する画像を表示した際、投射光出力Ｚの内、スクリーン１１２で反射して、上記受光部１０７に戻る光量は、図５（ｂ）に示すようにａ0Ｚから別の値ａ1Ｚに変化する。一方、背景光量は図５（ｃ）に示すようにｂ0で一定である。この時の上記受光部１０７の検知光出力Ｙは、図５（ｄ）に示すように、ａ0Ｚ又はａ1Ｚと、ｂ0の和となる。次に投射光出力Ｚの１／ｍとなる投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分を図５（ｅ）に、受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分を図５（ｆ）に示す。受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分は、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分と比例せず、相関からずれる。
【００４８】
なお、実際には、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有った場合、図４で示した背景光量ｂ0の変化と、図５で示した反射効率ａ0の変化は同時に起こるが、ここでは簡略のため、各々別個の概念図としている。
【００４９】
上記の通り、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有った場合、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分の変化と、受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分の変化との間の相関係数が、侵入物体が無い場合に成立していた相関（上記式（２））からずれる。
【００５０】
このずれが設定した条件を満たした場合、危険と判断し下記の安全対策をとる。監視制御部１０８から制御部１０２へ情報が送られ、制御部１０２は、レーザ光源１０３の通電停止や、ライトバルブ１０５によりレーザ光２０３の出力の低減、又は、レーザ光２０３の光路の遮断等の安全対策をとる。
【００５１】
安全対策として、レーザ光２０３の出力の低減を選択した場合は、更に下記のように自動復帰の機能をもたせることができる。
【００５２】
レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有った場合、背景光量はｂ0からｂ1に変化し、反射効率はａ0からａ1に変化する。この結果、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘと受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分の相関ずれる。ここで一旦、レーザ光２０３の出力を人体にとって安全な出力迄低減するが、その後も、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘと受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分の相関係数の算出を継続する。新しい背景光量ｂ1及び新しい反射率ａ1に変化が無く、新たな相関係数が設定された一定時間続いた場合、環境が安定し、安全であると判断し、レーザ光２０３の光出力を規定の元の光出力に戻す。
【００５３】
上記の自動復帰の機能は、プロジェクタの動作開始直後の安全対策としても応用できる。すなわち、プロジェクタの動作開始直後は、レーザ光２０３の出力を人体にとって安全な出力とし、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘと受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分の相関係数の算出を開始する。背景光量ｂ0及び反射率ａ0に変化が無く、上記相関係数が設定された一定時間続いた場合、環境が安定しており安全であると判断し、初めてレーザ光２０３の光出力を規定の光出力とする。
【００５４】
次に、図６のフローチャートを用いて、本実施形態のレーザプロジェクタ装置の動作の一例を説明する。
【００５５】
レーザプロジェクタ装置のキーなどの操作部（図示せず）から、プロジェクションが開始されると、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光が通過できるよう光路を開にし（Ｓ７０１）、レーザ光源１０３を駆動する（Ｓ７０２）。
【００５６】
投影する画像があるか否かをチェックし（Ｓ７０３）、画像がなければ、プロジェクション終了処理（Ｓ７１０）を行い、プロジェクションを終了する。ここで、プロジェクション終了処理（Ｓ７１０）は、レーザ光源１０３の通電停止、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光の光路を閉じ、レーザ光を遮断する、といった処理を行う。
【００５７】
投影する画像があれば、画像を投影後（Ｓ７０４）、監視制御部１０８から相関信号を取得し（Ｓ７０５）、相関信号に変化があるかをチェックする（Ｓ７０６）。Ｓ７０６にて、相関信号に変化がある、すなわち、相関：あり（保持）から相関：なし（差異あり）に変化した場合、安全対策処理（Ｓ７０７）が実行される。ここで、安全対策処理は、レーザ光源の通電を停止する、レーザ光の出力を眼に安全なレベルに低減する、あるいは、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光の光路を閉じてレーザ光を遮断する、といった処理が行われる。これらの処理は、少なくとも一つが行われればよいもので、工場出荷時の既定の処理（例えば、レーザ光の出力を眼に安全なレベルに低減する）あるいは、ユーザが動作環境（人ごみの中、会議など）に応じて設定してもよい。
【００５８】
安全対策処理（Ｓ７０７）の後、レーザプロジェクタ装置の液晶などの表示部（図示せず）に「装置が固定されてない、または、スクリーンまでの間に障害物が侵入しました。続行しますか（Ｙｅｓ／Ｎｏ）？」という旨のエラー表示を行い（Ｓ７０８）、「Ｙｅｓ」が操作されたらＳ７０２へ、「Ｎｏ」が操作されたらプロジェクション終了処理（Ｓ７１０）を行い、プロジェクションを終了する。
【００５９】
次に、図７のフローチャートを用いて、本実施形態のレーザプロジェクタ装置の動作の他の例を説明する。
【００６０】
レーザプロジェクタ装置のキーなどの操作部（図示せず）から、プロジェクションが開始されると、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光が通過できるよう光路を開にし（Ｓ８０１）、レーザ光源１０３を眼に安全なレベルの低出力で駆動する（Ｓ８０２）。
【００６１】
投影する画像があるか否かをチェックし（Ｓ８０３）、画像がなければ、プロジェクション終了処理（Ｓ８１４）を行い、プロジェクションを終了する。ここで、プロジェクション終了処理（Ｓ８１４）は、レーザ光源１０３の通電停止、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光の光路を閉じ、レーザ光を遮断する、といった処理を行う。
【００６２】
投影する画像があれば、画像を投影後（Ｓ８０４）、監視制御部１０８から相関信号を取得し（Ｓ８０５）、相関信号に変化があるかをチェックする（Ｓ８０６）。
【００６３】
相関信号に変化がある、すなわち、相関：あり（保持）から相関：なし（差異あり）に変化した場合、積算時間を０に戻し（Ｓ８０７）、Ｓ８０２からの処理を継続する。
【００６４】
Ｓ８０６にて相関信号に変化がない場合、すなわち、相関：あり（保持）の状態の、積算時間が所定時間を越えているかをチェックし（Ｓ８０８）、所定時間が経過していなければ、Ｓ８０２からの処理を継続する。
【００６５】
Ｓ８０８にて積算時間が所定時間を越えていれば、通常出力でレーザを駆動する（Ｓ８０９）。ここで、通常出力とは、工場出荷時の既定の出力、あるいは、ユーザが事前に動作環境（明るい場所、暗い部屋など）に応じて設定した出力である。投影する画像があるかをチェックし（Ｓ８１０）、画像がなければ、プロジェクション終了処理（Ｓ８１４）を行い、プロジェクションを終了する。
【００６６】
画像を投影（Ｓ８１１）後、監視制御部１０８から相関信号を取得し（Ｓ８１２）、相関信号に変化があるかをチェックする（Ｓ８１３）。相関信号に変化がない場合、すなわち、相関：あり（保持）の状態のままであれば、Ｓ８０９からの処理が行われる。
【００６７】
Ｓ８１３にて、相関信号に変化がある、すなわち、相関：あり（保持）から相関：なし（差異あり）に変化した場合、レーザ光の出力が眼に安全なレベルとなるＳ８０２からの処理が行われる。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
図８に本発明の第２の実施形態のレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図を示す。
【００６９】
図１で示した第１の実施形態のレーザプロジェクタ装置では、投射光出力Ｚのモニタ用に、ビームスプリッタ１０９でレーザ光２０２の一部を投射側受光部１１０へ導いていたが、第２の実施形態では、図８に示すように、投射光出力Ｚとして、画像情報の明るさのデータを信号処理して用いている点が特徴である。
【００７０】
本実施形態では、第１の実施形態と比較し、信号処理が複雑になるものの、ビームスプリッタ１０９及び投射側受光部１１０を削減することができ、装置の小型化に更に貢献できる。
【００７１】
本発明の監視制御部１０８での信号処理については、画素毎の処理では十分なＳ／Ｎ比が確保できないため、例えば１画面走査毎等、ある一定時間の投射光出力Ｚと検知光出力Ｙの積分値同士を使用することが望ましい。
【００７２】
以上説明した本発明のレーザプロジェクタ装置を携帯電話端末に搭載する場合、携帯電話端末のカメラモジュールを上記受光部１０７として使用することができる。これにより装置の部品共用化が可能で、小型化に更に貢献できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、レーザプロジェクタ装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の監視制御部の具体的構成ブロック図
【図３】上記監視制御部での信号処理についての概念図
【図４】上記監視制御部での信号処理についての概念図
【図５】上記監視制御部での信号処理についての概念図
【図６】本発明の第１の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の動作の一例のフローチャート
【図７】本発明の第１の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の動作の他の例のフローチャート
【図８】本発明の第２の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図
【図９】従来のレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図
【符号の説明】
【００７５】
１０１ 画像情報
１０２ 制御部
１０３ レーザ光源
１０４ 照明光学系
１０５ ライトバルブ
１０６ 走査部
１０７ 受光部
１０８ 監視制御部
１０９ ビームスプリッタ
１１０ 投射側受光部
１１１ 発光部
１１２ スクリーン
２０１〜２０５ レーザ光
２０６ レーザ光のスクリーンからの反射光
２０７ 監視用赤外光
２０８ 監視用赤外光のスクリーンからの反射光
３０１ 減衰器
３０２、３０３ ＡＣ成分分離器
３０４、３０５ Ａ／Ｄ変換器
３０６ 比較器
３０７ 積分器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源にレーザを用いて画像の表示を行う投射型画像表示装置（レーザプロジェクタ装置）及びそれを備えた携帯電話端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型画像表示装置として、一般にいわゆるプロジェクタが知られている。このプロジェクタの中には、映像信号による変調のしやすさ、色再現性の良さ、明るさを十分確保できる等の利点から、光源にレーザ光を用いて、レーザビームを走査することにより画像を表示する方法がある。
【０００３】
レーザプロジェクタは主に、光源である半導体レーザ、透過型液晶式・反射型液晶式・ライトスイッチ式等のライトバルブ、及びＭＥＭＳ等の走査部より構成され、上記部品の小型化に伴い、小型のレーザプロジェクタの開発が進められている。
【０００４】
しかしながら、レーザ光は非常に小さい発光点から発光し、かつ発散角が小さいコヒーレントな平行光であるため、その光を直接覗き込むと目の網膜上に小さな点として集中し、そのレーザ光の出力が大きいと目の網膜を痛めてしまう可能性がある。このため、レーザ光の照射領域に、侵入物体が有るかどうかを監視し、安全対策をとることが必要となる。
【０００５】
そのような対策の一つとして、レーザ光の照射領域に、侵入物体が有るかどうかを監視するために、映像用の光源とは別に、主に赤外光等の監視用の専用光源を設け、その反射光を監視する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図９に従来のレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図を示す。
【０００７】
なお、図中点線は情報の流れを、太実線はレーザ光の光路を、細実線は監視光及びその反射光を示す。また、レーザ光は本来ＲＧＢの３色分が必要であるが、簡略のため１つに略している。
【０００８】
まず、画像情報１０１が制御部１０２に入力され、制御部１０２はレーザ光源１０３を駆動、ライトバルブ１０５を画像に合わせて操作、走査部１０６の駆動を開始する。
【０００９】
レーザ光源１０３で発振したレーザ光２０１は、照明光学系１０４を通過し整形された後、ライトバルブ１０５に入射、画像情報１０１に応じて通過又は一部遮断される。ライトバルブ１０５を通過したレーザ光２０２は、走査部１０６へ入射し、所望の画像となるよう走査される。走査され投射されたレーザ光２０３は、スクリーン１１２で乱反射し、画像として認識される。
【００１０】
なお、ＲＧＢのレーザ光源１０３の出力を、画像情報１０１に合わせて調整することにより、ライトバルブ１０５がない構成とすることも可能である。
【００１１】
一方、上記レーザ光源１０３から走査部１０６の光学系とは、別に設置された発光部１１１より、主に赤外光等の人体に安全な監視用の光２０７が、投射されたレーザ光２０３と概ね同じ方向に、ある一定の出力で投射される。人体に安全な監視用の光２０７は、スクリーン１１２により反射し、受光部１０７に導かれる。
【００１２】
受光部１０７の検知光出力は、監視制御部１０８で、単純に検知光出力の増減の有無が判断され、これにより、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有るかどうかが判断される。侵入物体があった場合、監視制御部１０８から制御部１０２へ情報が送られ、レーザ光源１０３の通電停止や、ライトバルブ１０５の操作により、レーザ光２０３の出力の低減、又は、レーザ光２０３の光路の遮断等の安全対策をとる。
【特許文献１】特開２００５−３１５２６号公報（段落［００２６］〜［００３４］、図１、２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この従来の方法では、監視専用の別光源（発光部１１１）が必要であるため、装置の小型化、低消費電力化に課題があった。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、侵入物体が有るかどうかを監視するための専用光源を不要とし、装置の小型化、低消費電力化を可能とするレーザプロジェクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明では、常に自らが発するレーザ光の投射光出力と、投射された画像を含む領域の光量の変化をモニタするようにした。
【００１６】
画像をスクリーン等の安定した領域に投射している場合、レーザ光以外の光である背景光量と、レーザ光のスクリーンでの反射率は一定であり、モニタしているレーザ光の投射光出力の変化と、モニタしている投射された画像を含む領域の光量の変化との間には、近似的にある相関が成り立つ。
【００１７】
ここで、スクリーンの前に人が侵入する、又は、装置の位置がずれて予定外の部分に画像を投射する等した場合、レーザ光以外の光である背景光量、及び又は、レーザ光が投射される部分の反射率が変化する。この変化により、レーザ光の投射光出力の変化と、投射された画像を含む領域の光量の変化との間の相関が、先程まで成立していた相関からずれる。このずれが設定した条件を満たした場合、危険と判断し、安全対策をとる。
【００１８】
つまり、従来、レーザ光は画像情報の担い手としてのみ作用し、別に赤外光等の監視光が必要であったが、本発明では、画像情報の担い手としてのレーザ光の反射光を信号処理することにより、監視情報としても使用するものである。
【００１９】
具体的には、本発明のレーザプロジェクタ装置は、画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部と、前記レーザ光の一部を受光する投射側受光部と、前記投射側受光部からの出力信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分とを信号処理する監視制御部と、を備え、前記監視制御部は前記投射側受光部からの出力信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分との相関が変化した場合、走査部から出射されるレーザ光を制御することを特徴としている。
【００２０】
また、本発明のレーザプロジェクタ装置は、画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部と、前記画像信号の明るさ信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分とを信号処理する監視制御部と、を備え、前記監視制御部は前記画像信号の明るさ信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分との相関が変化した場合、走査部から出射されるレーザ光を制御することを特徴としている。
【００２１】
ここで、走査部から出射されるレーザ光の制御の仕方としては、例えば、前記相関に差異が発生した後、走査部から出射されるレーザ光の出力を低減し、さらに、所定の時間で前記相関が保持された場合、前記レーザ光の出力を増加させることが考えられる。これによれば、レーザ光の出力の低減後に安全が確保された場合に、元の出力に自動復帰させることできる。
【００２２】
また、前記走査部の走査開始後、所定の時間内で前記相関が保持された場合、走査部から出射されるレーザ光の出力を増加させるようにしてもよい。これによれば、プロジェクタの動作開始直後の安全対策としても応用できる。
【００２３】
なお、画素毎の処理では十分なS/N比が確保できないため、前記監視制御部が信号処理する２つの出力信号の交流成分は、各々一定時間の積分した値を使用することが望ましい。
【００２４】
上記構成のレーザプロジェクタ装置を携帯電話端末に搭載する場合、携帯電話端末のカメラモジュールを上記受光部として使用することができる。これにより、装置の部品共用化が可能で、小型化に更に貢献できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、侵入物体が有るかどうかを監視するための専用光源が不要となり、装置の小型化、低消費電力化を可能とし、装置のコストを削減することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
＜第１の実施形態＞
図１に本発明の第１の実施形態のレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図を示す。
【００２８】
なお、図中点線は情報の流れを、太実線はレーザ光の光路を、細実線はレーザ光の反射光を示す。また、レーザ光は本来ＲＧＢの３色分が必要であるが、簡略のため１つに略している。
【００２９】
まず、画像情報１０１が制御部１０２に入力され、制御部１０２はレーザ光源１０３、ライトバルブ１０５走査部１０６の駆動を開始する。レーザ光源１０３で発振したレーザ光２０１は、照明光学系１０４を通過し整形された後、ライトバルブ１０５に入射、画像情報１０１に応じて通過又は一部遮断される。
【００３０】
ライトバルブ１０５を通過したレーザ光２０２は、ビームスプリッタ１０９でその一部が投射側受光部１１０へ導かれ、一部が走査部１０６へ入射し、所望の画像となるよう走査される。なお、レーザ光２０２をビームスプリッタ１０９で分割する際、偏光ビームスプリッタ等を用いて、投射側受光部１１０へのレーザ光２０５の比率を下げ、走査部１０６方向へのレーザ光２０４の比率を可能な限り上げることが望ましい。
【００３１】
なお、ＲＧＢのレーザ光源１０３の出力を、画像情報１０１に合わせて調整することにより、ライトバルブ１０５がない構成とすることも可能で、本発明でも同様の構成をとることができる。
【００３２】
上記走査部１０６より投射されたレーザ光２０３は、スクリーン１１２で乱反射し画像として認識されると同時に、一部が受光部１０７に導かれる。なお、受光部１０７の位置及び開口部は、レーザ光２０３により投射された画像を含む領域の光量を検知できるよう調整されている。また、受光部１０７の位置及び開口部は、レーザ光２０３が直接入射しないように調整されている。
【００３３】
上記投射側受光部１１０の検知光出力、及び、受光部１０７の検知光出力は、監視制御部１０８で信号処理され、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有るかどうかが判断される。
【００３４】
レーザ光２０３の投射光出力と、上記投射側受光部１１０の検知光出力の関係を下記式（１）とする。
Ｚ＝ｍＸ ・・・・・・（１）
ここで、
Ｚ：レーザ光２０３の投射光出力
Ｘ：上記投射側受光部１１０の検知光出力
ｍ：ビームスプリッタ１０９の分光比により決定する定数
【００３５】
この時、上記投射側受光部１１０の検知光出力と、上記受光部１０７の検知光出力との間には、近似的に下記式（２）の相関が成り立つ。
Ｙ＝ａ0Ｚ＋ｂ0＝ａ0ｍＸ＋ｂ0 ・・・・・・（２）
ここで、
Ｙ：投射された画像を含む領域の光量を検知する上記受光部１０７の検知光出力
Ｚ：レーザ光２０３の投射光出力
Ｘ：上記投射側受光部１１０の検知光出力
ａ0：レーザ光２０３が投射されるスクリーン１１２の反射率と上記受光部１０７への結合効率により決まる値（以下、反射効率と称する）
ｂ0：レーザを駆動していない時の上記受光部１０７の検知光出力（以下、背景光量と称する）
【００３６】
上記式（２）において、スクリーンの反射率１１２が１００％の場合でもａ0は１００％にはならず、光学設計により決まる固有の結合効率が加味された、あるパーセンテージになる。ここでは、この値を反射効率ａ0としている。
【００３７】
本発明のレーザプロジェクタ装置は、常に自らが発するレーザ光２０３の投射光出力Ｚを投射側受光部１１０の検知光出力Ｘとして、また、投射された画像を含む領域の光量の変化を上記受光部１０７の検知光出力Ｙとしてモニタしている。画像をスクリーン等の安定した領域に投射している場合、レーザ光２０３以外の光である背景光量ｂ0と、レーザ光のスクリーン１１２での反射効率ａ0は一定である。
【００３８】
図２に、監視制御部１０８の具体的構成例を示すブロック図を示す。投射側受光部１１０の出力は、減衰器３０１に入力され、受光部１０７の出力と概同等となるよう減衰される。減衰器３０１の出力と、受光部１０７の出力は、各々ＡＣ成分分離器３０２，３０３に入力され、交流成分のみ抽出される。ＡＣ成分分離器３０２，３０３の出力は、各々Ａ／Ｄ変換器３０４，３０５に入力され、変換された出力信号を比較器３０６で処理する。必要に応じて積分器３０７で一定時間の積分をとることにより、上記投射側受光部１１０の検知光出力と上記受光部１０７の検知光出力との間に、所望の相関信号を得る。
【００３９】
ここで、光の出力の「交流成分」とは時間によって変化する/させる成分をいい、変化しない/させない成分を「直流成分」とする。例えば、黒画面＝０、灰色画面＝０．５、白画面＝１とした時、黒→白→黒→白→黒と投影した場合、光の出力は交流成分だけであるが、灰→白→灰→白→灰と投影した場合、常に０．５の出力が出ており、これが光の出力の直流成分にあたる。
【００４０】
相関信号において正常と判断する範囲は、光学系及び積算時間等の条件に合わせて、最適な値を規定する。また、例えば布製のスクリーンに投射している場合など、ユーザの使用状況によって、許容範囲が変化する場合も考えられるため、ユーザがこの許容範囲を設定できるような機能を持たせても良い。
【００４１】
図３〜図５に本発明の監視制御部１０８での信号処理についての概念図を示す。なお図３から図５の縦軸は光出力、横軸は時間軸を示している。
【００４２】
図３は画像をスクリーン等の安定した領域に投射している場合の信号処理についての概念図である。投射光出力Ｚが図３（ａ）のように変化する画像を表示した際を考える。投射光出力Ｚの内、スクリーン１１２で反射して、上記受光部１０７に戻る光量は、図３（ｂ）に示すようにａ0Ｚとなる。一方、背景光量は、図３（ｃ）に示すようにｂ0で一定である。この時の上記受光部１０７の検知光出力Ｙは、図３（ｄ）に示すように、ａ0Ｚとのｂ0の和となる。
【００４３】
次に投射光出力Ｚの１／ｍとなる投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分を図３（ｅ）に、受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分を図３（ｆ）に示す。受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分は、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分と概ね比例するという相関がある。
【００４４】
ここで、スクリーン１１２の前に人が侵入する等、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有った場合、又は、装置の位置がずれて予定外の部分に画像を投射した場合、レーザ光２０３以外の光である背景光量ｂ0、又は、レーザ光２０３が投射される部分の反射効率ａ0が変化する。
【００４５】
図４に背景光量ｂ0が変化した場合の信号処理についての概念図を示す。投射光出力Ｚが図４（ａ）のように変化する画像を表示した際、投射光出力Ｚの内、スクリーン１１２で反射して、上記受光部１０７に戻る光量は、図４（ｂ）に示すようにａ0Ｚとなる。一方、背景光量は、図４（ｃ）に示すようにｂ0から別の値ｂ1に変化する。このときの上記受光部１０７の検知光出力Ｙは、図４（ｄ）に示すように、ａ0Ｚと、ｂ0又はｂ1の和となる。次に投射光出力Ｚの１／ｍとなる投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分を図４（ｅ）に、受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分を図４（ｆ）に示す。受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分は、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分と比例せず、相関からずれる。
【００４６】
次に図５にレーザ光２０３のスクリーン１１２での反射効率ａ0が変化した場合の信号処理についての概念図を示す。
【００４７】
投射光出力Ｚが図５（ａ）の様に変化する画像を表示した際、投射光出力Ｚの内、スクリーン１１２で反射して、上記受光部１０７に戻る光量は、図５（ｂ）に示すようにａ0Ｚから別の値ａ1Ｚに変化する。一方、背景光量は図５（ｃ）に示すようにｂ0で一定である。この時の上記受光部１０７の検知光出力Ｙは、図５（ｄ）に示すように、ａ0Ｚ又はａ1Ｚと、ｂ0の和となる。次に投射光出力Ｚの１／ｍとなる投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分を図５（ｅ）に、受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分を図５（ｆ）に示す。受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分は、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分と比例せず、相関からずれる。
【００４８】
なお、実際には、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有った場合、図４で示した背景光量ｂ0の変化と、図５で示した反射効率ａ0の変化は同時に起こるが、ここでは簡略のため、各々別個の概念図としている。
【００４９】
上記の通り、レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有った場合、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘの交流成分の変化と、受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分の変化との間の相関係数が、侵入物体が無い場合に成立していた相関（上記式（２））からずれる。
【００５０】
このずれが設定した条件を満たした場合、危険と判断し下記の安全対策をとる。監視制御部１０８から制御部１０２へ情報が送られ、制御部１０２は、レーザ光源１０３の通電停止や、ライトバルブ１０５によりレーザ光２０３の出力の低減、又は、レーザ光２０３の光路の遮断等の安全対策をとる。
【００５１】
安全対策として、レーザ光２０３の出力の低減を選択した場合は、更に下記のように自動復帰の機能をもたせることができる。
【００５２】
レーザ光２０３の照射領域に侵入物体が有った場合、背景光量はｂ0からｂ1に変化し、反射効率はａ0からａ1に変化する。この結果、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘと受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分の相関ずれる。ここで一旦、レーザ光２０３の出力を人体にとって安全な出力迄低減するが、その後も、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘと受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分の相関係数の算出を継続する。新しい背景光量ｂ1及び新しい反射率ａ1に変化が無く、新たな相関係数が設定された一定時間続いた場合、環境が安定し、安全であると判断し、レーザ光２０３の光出力を規定の元の光出力に戻す。
【００５３】
上記の自動復帰の機能は、プロジェクタの動作開始直後の安全対策としても応用できる。すなわち、プロジェクタの動作開始直後は、レーザ光２０３の出力を人体にとって安全な出力とし、投射側受光部１１０の検知光出力Ｘと受光部１０７の検知光出力Ｙの交流成分の相関係数の算出を開始する。背景光量ｂ0及び反射率ａ0に変化が無く、上記相関係数が設定された一定時間続いた場合、環境が安定しており安全であると判断し、初めてレーザ光２０３の光出力を規定の光出力とする。
【００５４】
次に、図６のフローチャートを用いて、本実施形態のレーザプロジェクタ装置の動作の一例を説明する。
【００５５】
レーザプロジェクタ装置のキーなどの操作部（図示せず）から、プロジェクションが開始されると、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光が通過できるよう光路を開にし（Ｓ７０１）、レーザ光源１０３を駆動する（Ｓ７０２）。
【００５６】
投影する画像があるか否かをチェックし（Ｓ７０３）、画像がなければ、プロジェクション終了処理（Ｓ７１０）を行い、プロジェクションを終了する。ここで、プロジェクション終了処理（Ｓ７１０）は、レーザ光源１０３の通電停止、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光の光路を閉じ、レーザ光を遮断する、といった処理を行う。
【００５７】
投影する画像があれば、画像を投影後（Ｓ７０４）、監視制御部１０８から相関信号を取得し（Ｓ７０５）、相関信号に変化があるかをチェックする（Ｓ７０６）。Ｓ７０６にて、相関信号に変化がある、すなわち、相関：あり（保持）から相関：なし（差異あり）に変化した場合、安全対策処理（Ｓ７０７）が実行される。ここで、安全対策処理は、レーザ光源の通電を停止する、レーザ光の出力を眼に安全なレベルに低減する、あるいは、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光の光路を閉じてレーザ光を遮断する、といった処理が行われる。これらの処理は、少なくとも一つが行われればよいもので、工場出荷時の既定の処理（例えば、レーザ光の出力を眼に安全なレベルに低減する）あるいは、ユーザが動作環境（人ごみの中、会議など）に応じて設定してもよい。
【００５８】
安全対策処理（Ｓ７０７）の後、レーザプロジェクタ装置の液晶などの表示部（図示せず）に「装置が固定されてない、または、スクリーンまでの間に障害物が侵入しました。続行しますか（Ｙｅｓ／Ｎｏ）？」という旨のエラー表示を行い（Ｓ７０８）、「Ｙｅｓ」が操作されたらＳ７０２へ、「Ｎｏ」が操作されたらプロジェクション終了処理（Ｓ７１０）を行い、プロジェクションを終了する。
【００５９】
次に、図７のフローチャートを用いて、本実施形態のレーザプロジェクタ装置の動作の他の例を説明する。
【００６０】
レーザプロジェクタ装置のキーなどの操作部（図示せず）から、プロジェクションが開始されると、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光が通過できるよう光路を開にし（Ｓ８０１）、レーザ光源１０３を眼に安全なレベルの低出力で駆動する（Ｓ８０２）。
【００６１】
投影する画像があるか否かをチェックし（Ｓ８０３）、画像がなければ、プロジェクション終了処理（Ｓ８１４）を行い、プロジェクションを終了する。ここで、プロジェクション終了処理（Ｓ８１４）は、レーザ光源１０３の通電停止、ライトバルブ１０５を制御してレーザ光の光路を閉じ、レーザ光を遮断する、といった処理を行う。
【００６２】
投影する画像があれば、画像を投影後（Ｓ８０４）、監視制御部１０８から相関信号を取得し（Ｓ８０５）、相関信号に変化があるかをチェックする（Ｓ８０６）。
【００６３】
相関信号に変化がある、すなわち、相関：あり（保持）から相関：なし（差異あり）に変化した場合、積算時間を０に戻し（Ｓ８０７）、Ｓ８０２からの処理を継続する。
【００６４】
Ｓ８０６にて相関信号に変化がない場合、すなわち、相関：あり（保持）の状態の、積算時間が所定時間を越えているかをチェックし（Ｓ８０８）、所定時間が経過していなければ、Ｓ８０２からの処理を継続する。
【００６５】
Ｓ８０８にて積算時間が所定時間を越えていれば、通常出力でレーザを駆動する（Ｓ８０９）。ここで、通常出力とは、工場出荷時の既定の出力、あるいは、ユーザが事前に動作環境（明るい場所、暗い部屋など）に応じて設定した出力である。投影する画像があるかをチェックし（Ｓ８１０）、画像がなければ、プロジェクション終了処理（Ｓ８１４）を行い、プロジェクションを終了する。
【００６６】
画像を投影（Ｓ８１１）後、監視制御部１０８から相関信号を取得し（Ｓ８１２）、相関信号に変化があるかをチェックする（Ｓ８１３）。相関信号に変化がない場合、すなわち、相関：あり（保持）の状態のままであれば、Ｓ８０９からの処理が行われる。
【００６７】
Ｓ８１３にて、相関信号に変化がある、すなわち、相関：あり（保持）から相関：なし（差異あり）に変化した場合、レーザ光の出力が眼に安全なレベルとなるＳ８０２からの処理が行われる。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
図８に本発明の第２の実施形態のレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図を示す。
【００６９】
図１で示した第１の実施形態のレーザプロジェクタ装置では、投射光出力Ｚのモニタ用に、ビームスプリッタ１０９でレーザ光２０２の一部を投射側受光部１１０へ導いていたが、第２の実施形態では、図８に示すように、投射光出力Ｚとして、画像情報の明るさのデータを信号処理して用いている点が特徴である。
【００７０】
本実施形態では、第１の実施形態と比較し、信号処理が複雑になるものの、ビームスプリッタ１０９及び投射側受光部１１０を削減することができ、装置の小型化に更に貢献できる。
【００７１】
本発明の監視制御部１０８での信号処理については、画素毎の処理では十分なＳ／Ｎ比が確保できないため、例えば１画面走査毎等、ある一定時間の投射光出力Ｚと検知光出力Ｙの積分値同士を使用することが望ましい。
【００７２】
以上説明した本発明のレーザプロジェクタ装置を携帯電話端末に搭載する場合、携帯電話端末のカメラモジュールを上記受光部１０７として使用することができる。これにより装置の部品共用化が可能で、小型化に更に貢献できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、レーザプロジェクタ装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の監視制御部の具体的構成ブロック図
【図３】上記監視制御部での信号処理についての概念図
【図４】上記監視制御部での信号処理についての概念図
【図５】上記監視制御部での信号処理についての概念図
【図６】本発明の第１の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の動作の一例のフローチャート
【図７】本発明の第１の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の動作の他の例のフローチャート
【図８】本発明の第２の実施形態に係るレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図
【図９】従来のレーザプロジェクタ装置の概略構成ブロック図
【符号の説明】
【００７５】
１０１ 画像情報
１０２ 制御部
１０３ レーザ光源
１０４ 照明光学系
１０５ ライトバルブ
１０６ 走査部
１０７ 受光部
１０８ 監視制御部
１０９ ビームスプリッタ
１１０ 投射側受光部
１１１ 発光部
１１２ スクリーン
２０１〜２０５ レーザ光
２０６ レーザ光のスクリーンからの反射光
２０７ 監視用赤外光
２０８ 監視用赤外光のスクリーンからの反射光
３０１ 減衰器
３０２、３０３ ＡＣ成分分離器
３０４、３０５ Ａ／Ｄ変換器
３０６ 比較器
３０７ 積分器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部と、前記レーザ光の一部を受光する投射側受光部と、前記投射側受光部からの出力信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分とを信号処理する監視制御部と、を備え、前記監視制御部は前記投射側受光部からの出力信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分との相関が変化した場合、走査部から出射されるレーザ光を制御することを特徴とするレーザプロジェクタ装置。
【請求項２】
画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部と、前記画像信号の明るさ信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分とを信号処理する監視制御部と、を備え、前記監視制御部は前記画像信号の明るさ信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分との相関が変化した場合、走査部から出射されるレーザ光を制御することを特徴とするレーザプロジェクタ装置。
【請求項３】
前記相関に差異が発生した後、走査部から出射されるレーザ光の出力を低減し、さらに、所定の時間で前記相関が保持された場合、前記レーザ光の出力を増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザプロジェクタ装置。
【請求項４】
前記走査部の走査開始後、所定の時間内で前記相関が保持された場合、走査部から出射されるレーザ光の出力を増加させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレーザプロジェクタ装置。
【請求項５】
前記監視制御部が信号処理する２つの出力信号の交流成分は、各々一定時間の積分した値であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザプロジェクタ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のレーザプロジェクタ装置を搭載する携帯電話端末であって、前記受光部は、携帯電話端末のカメラモジュールであることを特徴とする携帯電話端末。
【請求項１】
画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部と、前記レーザ光の一部を受光する投射側受光部と、前記投射側受光部からの出力信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分とを信号処理する監視制御部と、を備え、前記監視制御部は前記投射側受光部からの出力信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分との相関が変化した場合、走査部から出射されるレーザ光を制御することを特徴とするレーザプロジェクタ装置。
【請求項２】
画像信号に応じてレーザ光を走査することにより画像を投射する走査部と、投射された画像を含む領域の光量を検知する受光部と、前記画像信号の明るさ信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分とを信号処理する監視制御部と、を備え、前記監視制御部は前記画像信号の明るさ信号の交流成分と前記受光部からの出力信号の交流成分との相関が変化した場合、走査部から出射されるレーザ光を制御することを特徴とするレーザプロジェクタ装置。
【請求項３】
前記相関に差異が発生した後、走査部から出射されるレーザ光の出力を低減し、さらに、所定の時間で前記相関が保持された場合、前記レーザ光の出力を増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザプロジェクタ装置。
【請求項４】
前記走査部の走査開始後、所定の時間内で前記相関が保持された場合、走査部から出射されるレーザ光の出力を増加させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレーザプロジェクタ装置。
【請求項５】
前記監視制御部が信号処理する２つの出力信号の交流成分は、各々一定時間の積分した値であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザプロジェクタ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のレーザプロジェクタ装置を搭載する携帯電話端末であって、前記受光部は、携帯電話端末のカメラモジュールであることを特徴とする携帯電話端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１２７９７２（Ｐ２０１０−１２７９７２Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９９３３９（Ｐ２００８−２９９３３９）
【出願日】平成２０年１１月２５日（２００８．１１．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２５日（２００８．１１．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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