投写型映像表示装置
【課題】光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】レーザアレイ１１を構成する各レーザ光源の近傍に光センサ（光源側センサ３１）を配置し各レーザ光源からの散乱光を受光する。また、液晶パネル１８、２１、２７の周囲に光センサ（パネル側センサ３２、３３、３４）を配置し、フライアイインテグレータ１３にて生成されたサイドローブ光を受光する。光源側センサ３１とパネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号の異常に基づきレーザ光の異常を検出する。両検出信号のどちらに異常が生じたかにより異常個所を特定する。
【解決手段】レーザアレイ１１を構成する各レーザ光源の近傍に光センサ（光源側センサ３１）を配置し各レーザ光源からの散乱光を受光する。また、液晶パネル１８、２１、２７の周囲に光センサ（パネル側センサ３２、３３、３４）を配置し、フライアイインテグレータ１３にて生成されたサイドローブ光を受光する。光源側センサ３１とパネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号の異常に基づきレーザ光の異常を検出する。両検出信号のどちらに異常が生じたかにより異常個所を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型映像表示装置に関するものであり、特に、レーザ光源を発光源として用いる場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、発光源としてレーザ光源を用いる投写型映像表示装置（以下、「プロジェクタ」という）が提案されている。この種のプロジェクタでは、レーザ光源のエネルギー密度が高いため、レーザ光照射による人体への影響について十分注意を払う必要がある。
【０００３】
たとえば、使用されるうちに照明系を構成するレンズ群等に不具合が生じると、レーザ光束の広がりが不十分となり、投写光のエネルギー密度が不所望に上昇する惧れがある。この状態で、レーザ光が誤って人体に照射されると、火傷や損傷が生じ、最悪の場合、視力低下や失明へと繋がる惧れがある。プロジェクタの設計に当たっては、このような事態を未然に防ぐための対策を十分に講じる必要がある。
【０００４】
以下に示す特許文献１には、照明光学系における異常検出（たとえば、レンズのずれ等）に応じて、レーザ出力を停止させ、あるいは、レーザパワーを減衰させ、これにより、視聴者に対する危害を未然に防ぐ技術が記載されている。ここには、スクリーン上の有効映像領域外に検知手段を配置して異常を検知する構成、投写レンズカバーに検知手段を配置して異常を検知する構成、および、ビームスプリッタにより有効光の一部を分離しその強度変化から異常を検知する構成が示されている。
【特許文献１】特開２０００−２６７６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の構成のうち、スクリーンに検知手段を配置する構成では、構成要素としてスクリーンが必須となるため、リアプロジェクションテレビ等、スクリーンを一体的に有するプロジェクタに適用対象が制限される。
【０００６】
また、レンズカバーに検知手段を配置する構成においても、構成要素としてレンズカバーが必須となり、レンズカバーを有するプロジェクタに適用対象が制限される。また、この構成例では、レンズカバーを外した状態では、レーザ光の異常を検出することができず、たとえば、通常の動作中に不意に異常が生じた場合には、この異常を検出することができない。
【０００７】
さらに、有効光の一部を分離して異常を検知する構成では、有効光を分離する必要上、投写光の強度が低下し、光の利用効率が低下するとの不都合が生じる。
【０００８】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供することを課題とする。なお、本発明は、レーザ光の異常に寄与した箇所を円滑に特定できるようにすることを更なる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る投写型映像表示装置は、レーザ光源と、入射レーザ光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記光変調素子に導く照明光学系と、前記光変調素子によって変調された光を被投写面に投写する投写ユニットと、前記レーザ光源と前記投写ユニットの間に配され前記レーザ光源から前記投写ユニットへと進む前記レーザ光の光路から外れた光を受光する光検出部と、前記光検出部からの信号に基づいて前記レーザ光の異常を判別する異常判別部と、前記異常判別部における判別結果に基づいて前記レーザ光源の出力を制御するレーザ制御部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、光路から外れた光を用いてレーザ光の異常が判別されるため、上記特許文献１の技術のようにレーザ光の利用効率が低下することはない。また、本発明は、レーザ光源と投写ユニットの間に光検出部を配する構成であるため、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、レーザ光の異常を検出可能である。
【００１１】
本発明において、照明光学系がフライアイレンズを有する場合、光検出部は、フライアイレンズにより生成されるサイドローブ光を検出する位置に配置された第１の光検出器を備えるよう構成され得る。なお、サイドローブ光とは、一対のフライアイレンズのうち入射側のフライアイレンズの一つのセルを透過した光の一部が出射側のフライアイレンズの対応するセルの周りのセルに漏れ込むことにより生じる光のことである。周りのセルに漏れ込んだ光は、光変調素子の有効領域に照射されず、有効領域から外れた位置に導かれる。サイドローブ光は、フライアイレンズを用いる場合に通常生じる不要光である。
【００１２】
また、光変調素子が、ＤＭＤ（digital micro-mirror device）素子等、各画素位置の光の反射方向を切り替えることにより各画素の階調を表現する反射型の光変調素子である場合、光検出部は、この光変調素子によって投写ユニットから逸れる方向に反射された光を受光する位置に配置された第１の光検出器を備えるよう構成され得る。
【００１３】
さらに、光検出部は、レーザ光源からの散乱光またはレーザ光源から出射された後照明光学系内に入る前に光路外に散乱された散乱光を検出する位置に配置された第２の光検出器を備えるよう構成され得る。このように、サイドローブ光の受光位置またはＤＭＤ素子による不要光の反射位置の他に、光源近傍位置に第２の検出器を配置すれば、光源と照明光学系の何れがレーザ光の異常に寄与したかを円滑に特定することができる。
【００１４】
また、複数のレーザ光源が配される場合には、上記第２の光検出器を、一つのレーザ光源または複数のレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応する位置に配置することができる。このとき、異常判別部は、第２の光検出器からの検出信号に基づいて異常が生じたレーザ光源を特定し、また、レーザ制御部は、異常が生じたレーザ光源のみ出力調整するよう構成され得る。こうすると、異常のないレーザ光源の出力を継続させることができ、異常検出後も画像の投写を円滑に継続させることができる。
【００１５】
この他、光検出部は、照明光学系を構成する光学素子の表面によって光路外に散乱された光を検出する位置に配置された第３の光検出器を備えるよう構成され得る。こうすると、照明光学系内のどの光路区間に異常が生じたかを特定することができる。
【００１６】
なお、本発明においては、レーザ光に異常が検出されたとき、レーザ出力を完全に停止させるか、レーザ駆動電流をレーザ発振閾値以下に下げる等の調整が行われる。しかし、画像投写時に、全てのレーザ光源に対し調整が行われると投写画像は突然遮断され、また、一部のレーザ光源に対し調整が行われると画像の明るさが突然低下することとなる。これに直面したユーザは、投写画像の急変に困惑する可能性がある。この不都合は、異常判別時にその旨を外部に報知することにより回避され得る。
【００１７】
したがって、本発明では、異常判別時にその旨を外部に報知する手段を配するのが好ましい。このとき、異常箇所を併せて報知すれば、異常発生後の修復作業を容易化することができる。なお、これら報知に関する構成は、請求項７および８に記載されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供することができる。また、レーザ光の異常検出に応じてレーザ光源の出力が適正に調整され、これにより、ユーザに対する危害を未然に防ぐことができる。さらに、本発明によれば、レーザ光の異常に寄与した箇所を特定することができ、これをユーザに報知することにより、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００１９】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に、実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す。
【００２１】
図において、１１は、複数のレーザ光源がＹ−Ｚ平面上にアレイ状に配されたレーザアレイである。Ｙ−Ｚ平面上には、赤色波長帯、緑色波長帯および青色波長帯の光を発光するレーザ光源の発光部が所定の規則に従って配列されている。各発光部から出射されたレーザ光は、偏光方向が一方向に揃っている。
【００２２】
レーザアレイ１１から出射された各波長のレーザ光は、それぞれ、凹レンズと凸レンズからなる分散角制御レンズ１２により所定ビーム径の平行光に変換された後、フライアイインテグレータ１３に入射される。
【００２３】
フライアイインテグレータ１３は、蝿の目状のレンズ群からなる第１および第２のフライアイレンズを備え、液晶パネル１８、２１、２７に入射する際の光量分布が均一となるよう、分散角制御レンズ１２から入射される光に対しレンズ作用を付与する。すなわち、第１のフライアイレンズ上の一つのレンズセルを透過した光は、第２のフライアイレンズ上の対応するレンズセルを透過することにより、液晶パネル１８、２１および２７に対し、これら液晶パネルのアスペクト比（たとえば１６：９）の広がりをもって入射する。
【００２４】
なお、第１のフライアイレンズ上の一つのレンズセルを透過した光は、第２のフライアイレンズ上の対応するレンズセルに全てが入射せず、周縁部分の光は、このレンズセルの周りにあるレンズセルに漏れ込む。このように周りのレンズセルに漏れ込んだ光は、図２（ａ）に示す如く、サイドローブ光として、液晶パネル１８、２１および２７の有効領域から外れた位置に導かれる。
【００２５】
ここで、サイドローブ光は、図２（ｂ）に示す如く、液晶パネル１８、２１および２７の周囲全ての領域に導かれる。これは、第１のフライアイレンズ上の一つのレンズセルを透過した光が、第２のフライアイレンズ上の対応するレンズセルの周りにある各レンズセルにそれぞれ漏れ込むことによる。
【００２６】
コンデンサレンズ１４は、フライアイインテグレータ１３から入射された光に集光作用を付与する。
【００２７】
ダイクロイックミラー１５は、コンデンサレンズ１４から入射された光のうち、たとえば、赤色波長帯の光（以下、「Ｒ光」という）のみを反射し、青色波長帯（以下、「Ｂ光」という）と緑色波長帯（以下、「Ｇ光」という）を透過する。ミラー１６は、ダイクロイックミラー１５によって反射されたＲ光を反射してレンズ１７に入射させる。
【００２８】
レンズ１７は、Ｒ光を平行化して液晶パネル１８に入射させる。液晶パネル１８は、赤色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。なお、レンズ１７を透過したＲ光は、入射側偏光板（図示せず）を介して液晶パネル１８に入射される。
【００２９】
ダイクロイックミラー１９は、ダイクロイックミラー１５を透過したＢ光およびＧ光のうち、たとえば、Ｇ光のみを反射する。レンズ２０は、Ｇ光が平行化して液晶パネル１８に入射させる。液晶パネル２１は、緑色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。なお、レンズ２０を透過したＧ光は、入射側偏光板（図示せず）を介して液晶パネル２１に入射される。
【００３０】
レンズ２２、２４は、液晶パネル２７に対するＢ光の入射状態が液晶パネル１７および２０に対するＲ光およびＧ光の入射状態と等しくなるようＢ光にレンズ作用を付与する。ミラー２３、２５は、ダイクロイックミラー１９を透過したＢ光を液晶パネル２７に導くよう、Ｂ光の光路を変更する。
【００３１】
レンズ２６は、Ｂ光を平行化して液晶パネル２７させる。液晶パネル２７は、青色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。なお、レンズ２６を透過したＢ光は、入射側偏光板（図示せず）を介して液晶パネル２７に入射される。
【００３２】
ダイクロイックプリズム２８は、液晶パネル１８、２１、２７によって変調され、出射側偏光板（図示せず）を介したＲ光、Ｇ光およびＢ光を合成し、投写レンズ４０へと入射させる。
【００３３】
投写レンズ４０は、投写光を被投写面上に結像させるためのレンズ群と、これらレンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズーム状態およびフォーカス状態を調整するためのアクチュエータを備えている。
【００３４】
図１に示す光学系には、さらに、各レーザ光源からの散乱光を受光する光センサ（以下、「光源側センサ」という）３１と、フライアイインテグレータ１３によって生成されるサイドローブ光を受光する光センサ（以下、「パネル側センサ」という）３２、３３、３４が配されている。光源側センサ３１は、レーザアレイ１１と分散角制御レンズ１２の間に配されている。また、パネル側センサ３２、３３、３４は、液晶パネル１８、２１、２７の周囲に配されている。
【００３５】
図３は、光源側センサ３１とパネル側センサ３２の配置状態を示す図である。
【００３６】
同図（ａ）に示す如く、光源側センサ３１は、レーザアレイ１１を構成する各レーザ光源に一対一に対応するよう配置されている。同図中、１１ａは、各レーザ光源の発光点である。各発光点１１ａからは、光軸方向に直進する中央部分の光（有効光）と、外部に散乱する散乱光が出射される。このうち有効光が、分散角制御レンズ１２に入射し、液晶パネル１８、２１、２７に導かれる。光源側センサ３１は、有効光と散乱光のうち散乱光のみを受光する位置に配置されている。
【００３７】
ここで、光源側センサ３１は、たとえば、有効光がそれぞれ通過する複数の開口部を有する保持部材に保持された状態で、レーザアレイ１１と分散角制御レンズ１２の間に配置される。
【００３８】
同図（ｂ）に示す如く、パネル側センサ３２は、液晶パネル１８の周囲に一つだけ配されている。同図（ｂ）と同様、パネル側センサ３３、３４も、液晶パネル２１、２７の周囲に一つだけ配されている。上記の如く、サイドローブ光は、液晶パネル１８、２１、２７の周囲全ての領域に導かれる。したがって、サイドローブ光の検出には、このように、各液晶パネル１８、２１、２７の周囲に一つだけパネル側センサ３２、３３、３４を配しておけば良い。
【００３９】
図４は、実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【００４０】
図において、レーザドライバ１０１は、制御部１０９からの指令に応じて、レーザアレイ１１を構成する各レーザ光源を駆動する。パネルドライバ１０２は、画像信号生成部１０３から供給される駆動信号をもとに液晶パネル１８、２１、２７を駆動する。画像信号生成部１０３は、入力映像信号をもとに液晶パネル１８、２１、２７を駆動するための赤色用駆動信号、緑色用駆動信号および青色用駆動信号を生成し、パネルドライバ１０２に供給する。
【００４１】
表示出力部１０４は、ディスプレイ手段を備え、制御部１０９からの指令に応じて所定の表示を行う。音声出力部１０５は、スピーカを備え、制御部１０９からの指令に応じて所定の音声出力を行う。
【００４２】
光源側センサ部１０６は、上述の光源側センサ３１を備え、各光源側センサ３１における検出信号を異常判別部１０８に供給する。パネル側センサ部１０７は、上述のパネル側センサ３２、３３、３４を備え、これらパネル側センサ３２、３３、３４における検出信号を異常判別部１０８に供給する。
【００４３】
異常判別部１０８は、光源側センサ部１０６およびパネル側センサ部１０７から供給される検出信号をもとにレーザ光の異常を判別し、判別結果を制御部１０９に供給する。制御部１０９は、所定の制御ルーチンに従って各部を制御する。
【００４４】
図５は、異常判別部１０８における判別処理および異常が検出された際の制御部１０９における制御処理を示すフローチャートである。
【００４５】
レーザアレイ１１が駆動され画像投写が開始されると、異常判別部１０８は、光源側センサ３１と、パネル側センサ３２、３３、３４からそれぞれ出力される検出信号を監視し、これら検出信号のうち何れかが急変したかを判別する（Ｓ１０１、１０２）。ここで、検出信号の急変は、一定期間が経過する際に、検出信号が予め設定されるレーザ強度の揺らぎを超えて大きく変化したかによって判別される。すなわち、検出信号がこの揺らぎを超えて大きく変化したときに、検出信号が急変したと判別される。
【００４６】
なお、各センサの配置上、光源側センサ３１からの検出信号のみが急変することは想定され難い。すなわち、何れかのレーザ光源に異常が生じた場合には、それに対応する光源側センサ３１からの検出信号が急変するが、この場合、パネル側センサ３２、３３、３４の何れかに照射されるサイドローブ光の強度も、当該レーザ光の異常に起因して変化するため、対応するパネル側センサからの検出信号も同様に急変することとなる。
【００４７】
他方、光源側センサ３１からの検出信号が急変せずにパネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号のみが急変することは起こり得る。すなわち、分散角制御レンズ１２から液晶パネル１８、２１、２７までの光学系（照明光学系）に異常が生じた場合には、光源側センサ３１からの検出信号が急変せずにパネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号のみが急変する。
【００４８】
したがって、同図の処理フローでは、まずは、Ｓ１０１において、パネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号に急変が生じたかが判別される。ここで、パネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号に急変が生じた場合には、レーザ光源（レーザアレイ１１）と照明光学系の何れか一方または双方に異常が生じたとして、Ｓ１０３以降の処理が行われる。
【００４９】
Ｓ１０１において、パネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号に急変が検出されない場合、制御部１０９は、レーザ光源（レーザアレイ１１）と照明光学系は正常であるとして、通常の画像投写を実行させる（Ｓ１０２）。他方、パネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号に急変が検出された場合、制御部１０９は、光源側センサ３２からの信号が急変したことを示す信号が異常判別部１０８から供給されたかを判別する。
【００５０】
ここで、光源側センサ３２からの信号に急変がない場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、制御部１０９は、照明光学系に異常が生じたとして（Ｓ１０４）、レーザアレイ１１を構成する全てのレーザ光源を停止し、または、各レーザ光源に印加する駆動電流をレーザ発振閾値未満に低減させる（Ｓ１０５）。これにより、画像の投写が中止される。このとき同時に、制御部１０９は、画像信号生成部１０３における処理動作を中止させる。
【００５１】
さらに、制御部１０９は、表示出力部１０４と音声出力部１０５に対し、レーザ光に異常が生じた旨を報知する処理を行わせる（Ｓ１０６）。この際、併せて、レーザ光の異常が照明光学系に起因するものであることがユーザに報知される。これにより、ユーザは異常発生後の修復作業を容易に行うことができる。
【００５２】
Ｓ１０３において、光源側センサ３２からの検出信号にも急変が生じていると判定された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御部１０９は、検出信号が急変した光源側センサ３２に対応するレーザ光源を停止させる（Ｓ１０７）。さらに、制御部１０９は、当該レーザ光源の停止後におけるパネル側センサ３２、３３、３４の出力の適否を、異常判別部１０８に評価させる（Ｓ１０８）。
【００５３】
異常判別部１０８は、Ｓ１０１にて検出信号の急変が判別される直前にパネル側センサ３２、３３、３４からそれぞれ出力された検出信号の値を保持している。異常判別部１０８は、これら値のうち、急変が生じた検出信号の値（Ｖａ）を参照し、Ｓ１０１にて急変が判別される前にＳ１０７にて停止対象とされるレーザ光源を停止させると、この値（Ｖａ）がどのように変化するかを予測して、当該レーザ光源停止後の検出信号の値（Ｖｂ）を算出する。そして、算出した値（Ｖｂ）と、Ｓ１０７にて対象レーザ光源を停止させたときに、対応するパネル側センサから実際に取得される検出信号の値（Ｖｃ）とを比較し、値Ｖｃと値Ｖｂの差が所定の閾値未満であれば、パネル側センサの出力は適正であると判別し（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、値Ｖｃと値Ｖｂの差が所定の閾値以上であれば、パネル側センサの出力は適正でないと判別する（Ｓ１０８：ＮＯ）。
【００５４】
なお、値（Ｖｂ）は、たとえば、全点灯状態から各レーザ光源を消灯したときのサイドローブ光の光量変化率（または、パネル側センサからの信号の変化率）を各レーザ光源の消灯状態に対応させて保持しておき、この減少率を値（Ｖａ）に乗じることにより算出することができる。あるいは、各レーザ光源を消灯したときのパネル側センサ３２、３３、３４における検出信号の予測値を、装置内温度等の環境パラメータに対応付けてテーブルとして保持しておき、各レーザ光源の消灯状態とそのときの装置内環境に対応する予測値をこのテーブルから取得するにより、値（Ｖｂ）を保持するようにしても良い。
【００５５】
Ｓ１０８における判別がＮＯの場合、制御部１０９は、照明光学系に異常が生じたとして（Ｓ１０４）、レーザアレイ１１を構成する全てのレーザ光源を停止し、または、各レーザ光源に印加する駆動電流をレーザ発振閾値未満に低減させ（Ｓ１０５）、さらに、表示出力部１０４と音声出力部１０５に上述の出力を行わせる。
【００５６】
Ｓ１０８における判別がＹＥＳの場合、制御部１０９は、レーザ光源に異常が生じたとして（Ｓ１０９）、Ｓ１０７にて停止対象となったレーザ光源のみを停止させた状態のまま、その他のレーザ光源は駆動を継続させる（Ｓ１１０）。これにより、投写画像の明るさがレーザ光源を停止させた分だけ低下する。
【００５７】
さらに、制御部１０９は、表示出力部１０４と音声出力部１０５に対し、レーザ光に異常が生じた旨を報知する処理を行わせる（Ｓ１１１）。この際、併せて、レーザ光の異常がレーザ光源に起因するものであることが報知される。さらに、レーザアレイ１１を構成するレーザ光源のうち何れのレーザ光源がレーザ光の異常に寄与したかを報知させると良い。これにより、ユーザは異常発生後の修復作業を容易に行うことができる。
【００５８】
本実施の形態によれば、レーザ光源からの散乱光とフライアイインテグレータ１３にて生成されるサイドローブ光を用いてレーザ光の異常が判別されるため、レーザ光の利用効率の低下を回避しながら円滑にレーザ光の異常を検出することができる。また、本実施の形態では、レーザ光源（レーザアレイ１１）近傍と液晶パネル１８、２１、２７の周囲に光源側センサ３１とパネル側センサ３２、３３、３４が配されるため、プロジェクタがスクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑に、レーザ光の異常を検出することができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態によれば、レーザ光の異常にレーザ光源と照明光学系の何れが寄与したかを特定できるため、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供することができる。また、レーザ光の異常に寄与した箇所を円滑に特定することができ、これをユーザに報知することにより、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００６１】
なお、本発明の実施形態は、上記以外に種々の変更が可能である。
【００６２】
たとえば、上記実施の形態では、光源側センサ３１とレーザ光源とを１対１に対応させたが、たとえば図６に示す如く、複数のレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応するよう光源側センサ３１を配置しても良い。
【００６３】
同図（ａ）は、上下２つのレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応させた場合の配置例、同図（ｂ）は、上下左右４つのレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応させた場合の配置例である。同図（ａ）では、上下２つのレーザ光源から出射される散乱光の重複部分に一つの光源側センサ３１が配置されている。また、同図（ｂ）では、上下左右４つのレーザ光源から出射される散乱光の重複部分に一つの光源側センサ３１が配置されている。
【００６４】
同図のように光源側センサ３１を配置した場合、レーザ光源の異常は、光源群単位で判別される。したがって、図５のフロー処理中、Ｓ１０２、Ｓ１０７、Ｓ１０９およびＳ１１０の処理は、光源群単位で行われる。
【００６５】
また、図７に示す如く、レーザアレイと照明系を色毎に配置することもできる。図において、５１、６１および７１は、それぞれ、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を出射するレーザアレイである。レーザアレイ５１、６１および７１から出射されたＲ光、Ｇ光およびＢ光は、それぞれ、分散角制御レンズ５２、６２および７２によってビーム径が拡張された後、フライアイインテグレータ５３、６３および７３に入射され、コンデンサレンズ５４、６４、７４にて集光される。その後、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光は、レンズ１７、２０、２６を介して、液晶パネル１８、２１、２７に入射される。
【００６６】
同図の構成例では、レーザアレイ５１、６１および７１を構成する各レーザ光源の近傍に、光源側センサ５５、６５および７５が配される。これら光源側センサ５５、６５および７５は、上記実施の形態と同様、レーザ光源から出射される散乱光を受光する位置に配置される。ここで、光源側センサ５５、６５および７５の配置パターンは、たとえば、図３（ａ）または図６の配置パターンとされる。パネル側センサ３２、３３、３４は、上記実施の形態と同様、フライアイインテグレータ５３、６３および７３にて生成されるサイドローブ光を受光する位置に配置される。
【００６７】
＜他の実施形態＞
上記実施の形態では、光変調素子として透過型の液晶パネルを用いたが、本実施の形態では、反射型の光変調素子が用いられる。
【００６８】
図８は、本実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【００６９】
図において、８１は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を出射する複数のレーザ光源が同一平面上にアレイ状に配されたレーザアレイである。レーザアレイ１１から出射されたレーザ光は、それぞれ、レンズ８２により平行光に変換された後、集光レンズ８３によって集光され、ライトパイプ８４に入射される。
【００７０】
ライトパイプ８４は内面が鏡面となっており、レーザ光は、ライトパイプ８４の内面で反射を繰り返しながら、ライトパイプ８４内を進行する。かかる多重反射により、ライトパイプ８４から出射される各色のレーザ光の強度分布が均一化される。ライトパイプ８４から出射されたレーザ光は、リレー光学系８５を介してＤＭＤ素子８６に入射される。
【００７１】
ＤＭＤ素子８６は、各画素位置の光の反射方向を、投写レンズ４０に向かう第１の方向と投写レンズ４０から反れる第２の方向に切り替えることにより各画素の階調を表現するものである。各画素位置に入射されるレーザ光のうち第１の方向に反射された光（ＯＮ光）は、投写レンズ４０に入射され、被投写面に投写される。また、ＤＭＤ素子８６によって第２の方向に反射された光（ＯＦＦ光）は、投写レンズに入射されず、光吸収体８７によって吸収される。
【００７２】
同図の光学系では、レーザアレイ８１を構成する各レーザ光源は、色毎に時分割で駆動される。Ｒ光が発光されているタイミングにおいて、ＤＭＤ素子８６は、赤色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。同様に、Ｇ光またはＢ光が発光されているタイミングにおいて、ＤＭＤ素子８６は、赤色用または緑色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光またはＢ光を変調する。
【００７３】
同図の光学系には、各レーザ光源からの散乱光を受光する位置に、光源側センサ８８が配置されている。ここで、光源側センサ８８の配置パターンは、たとえば、図３（ａ）または図６の配置パターンとされる。さらに、この光学系には、光吸収体８７にＤＭＤ側センサ８９が配置されている。ＤＭＤ側センサ８９は、ＤＭＤ素子８６によって反射されたＯＦＦ光の一部を受光する。より詳細には、ＤＭＤ側センサ８９は、ＤＭＤ素子８６上の光変調領域のうち、予め決められた画素領域からのＯＦＦ光を受光するよう配置されている。
【００７４】
図９は、本実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【００７５】
同図では、図４のパネルドライバ１０２とパネル側センサ部１０７がそれぞれＤＭＤドライバ１１０とＤＭＤ側センサ部１１１に置き換えられている。また、映像適応照度予測部１１２が追加されており、さらに、異常判別部１０８における判別処理と画像信号生成部１０３の処理が、図４の場合に比べ相違している。
【００７６】
レーザドライバ１０１は、制御部１０９からの指令に応じて、レーザアレイ１１を構成する各レーザ光源を駆動する。ここで、各レーザ光源は、Ｒ光用、Ｇ光用およびＢ光用のレーザ光源が時分割で駆動される。
【００７７】
ＤＭＤドライバ１１０は、画像信号生成部１０３から供給される駆動信号をもとにＤＭＤ素子８６を駆動する。画像信号生成部１０３は、入力映像信号をもとにＤＭＤ素子８６を駆動するための赤色用駆動信号、緑色用駆動信号および青色用駆動信号を生成し、ＤＭＤドライバ１１０に供給する。
【００７８】
光源側センサ部１０６は、光源側センサ８８を備え、各光源側センサ８８における検出信号を異常判別部１０８に供給する。ＤＭＤ側センサ部１１１は、ＤＭＤ側センサ８９を備え、ＤＭＤ側センサ８９における検出信号を異常判別部１０８に供給する。
【００７９】
映像適応照度予測部１１２は、各タイミングにおけるＤＭＤ素子８６の駆動状態（ＤＭＤドライバ１１０に入力される駆動信号）からそのタイミングにおけるＤＭＤ側センサ８９からの検出信号値を予測し、予測した検出信号値を異常判別部１０８に供給する。
【００８０】
図１０は、異常判別部１０８における判別処理および異常が検出された際の制御部１０９における制御処理を示すフローチャートである。
【００８１】
レーザアレイ８１が駆動され画像投写が開始されると、異常判別部１０８は、光源側センサ８８と、ＤＭＤ側センサ８９からそれぞれ出力される検出信号を監視し、これら検出信号のうち何れかに異常が生じたかを判別する（Ｓ２０１、２０２）。
【００８２】
ここで、ＤＭＤ側センサ８９からの検出信号の異常は、ＤＭＤ側センサ８９からの検出信号の値と、映像適応照度予測部１１２から供給される検出信号の予測値の差が、所定の閾値を超えるか否かによって判別される。これら値の差が閾値を超えた場合に、ＤＭＤ側センサ８９からの信号に異常が生じたとされる。なお、光源側センサ８８における検出信号の異常は、図５のＳ１０３と同様、検出信号が急変したかによって判別される。
【００８３】
Ｓ２０１において、ＤＭＤ側センサ８９からの検出信号に異常が検出されない場合、制御部１０９は、レーザ光源（レーザアレイ８１）と光学系（レンズ８２からＤＭＤ素子８６までの光学系）は正常であるとして、通常の画像投写を実行させる（Ｓ１０２）。他方、ＤＭＤ側センサ８９からの検出信号に急変が検出された場合、制御部１０９は、光源側センサ８８からの信号が急変したことを示す信号が異常判別部１０８から供給されたかを判別する。
【００８４】
ここで、光源側センサ８８からの信号に急変がない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、制御部１０９は、光学系に異常が生じたとして（Ｓ２０４）、レーザアレイ１１を構成する全てのレーザ光源を停止し、または、各レーザ光源に印加する駆動電流をレーザ発振閾値未満に低減させる（Ｓ２０５）。これにより、画像の投写が中止される。このとき同時に、制御部１０９は、画像信号生成部１０３における処理動作を中止させる。
【００８５】
さらに、制御部１０９は、表示出力部１０４と音声出力部１０５に対し、レーザ光に異常が生じた旨を報知する処理を行わせる（Ｓ２０６）。この際、併せて、レーザ光の異常が光学系に起因するものであることがユーザに報知される。これにより、ユーザは異常発生後の修復作業を容易に行うことができる。
【００８６】
Ｓ２０３において、光源側センサ８８からの検出信号にも急変が生じていると判定された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、制御部１０９は、検出信号が急変した光源側センサ８８に対応するレーザ光源を停止させる（Ｓ２０７）。さらに、制御部１０９は、当該レーザ光源の停止後におけるＤＭＤ側センサ８９の出力の適否を、異常判別部１０８に評価させる（Ｓ２０８）。
【００８７】
異常判別部１０８は、映像適応型照度予測部１１２に対し、停止対象とされるレーザ光源を停止させたときにＤＭＤ側センサ８９から出力される検出信号の値を予測させる。そして、この予測値と、そのタイミングにおいて実際にＤＭＤ側センサ８９から取得した検出信号の値とを比較し、これら値の差が所定の閾値を超える場合に、ＤＭＤ側センサ８９の出力が適正でないと判別する（Ｓ２０８：ＮＯ）。
【００８８】
Ｓ２０８における判別がＮＯの場合、制御部１０９は、光学系に異常が生じたとして（Ｓ２０４）、レーザアレイ８１を構成する全てのレーザ光源を停止し、または、各レーザ光源に印加する駆動電流をレーザ発振閾値未満に低減させ（Ｓ２０５）、さらに、表示出力部１０４と音声出力部１０５に上述の出力を行わせる。
【００８９】
Ｓ２０８における判別がＹＥＳの場合、制御部１０９は、レーザ光源に異常が生じたとして（Ｓ２０９）、Ｓ２０７にて停止対象となったレーザ光源のみを停止させ、その他のレーザ光源は駆動を継続させる（Ｓ２１０）。これにより、投写画像の明るさがレーザ光源を停止させた分だけ低下する。
【００９０】
さらに、制御部１０９は、表示出力部１０４と音声出力部１０５に対し、レーザ光に異常が生じた旨を報知する処理を行わせる（Ｓ２１１）。この際、併せて、レーザ光の異常がレーザ光源に起因するものであることが報知される。さらに、レーザアレイ８１を構成するレーザ光源のうち何れのレーザ光源がレーザ光の異常に寄与したかを報知させると良い。これにより、ユーザは異常発生後の修復作業を容易に行うことができる。
【００９１】
本実施の形態によれば、レーザ光源からの散乱光とＤＭＤ素子８６からのＯＦＦ光を用いてレーザ光の異常が判別されるため、レーザ光の利用効率の低下を回避しながら円滑にレーザ光の異常を検出することができる。また、本実施の形態では、レーザ光源（レーザアレイ８１）近傍とＤＭＤ素子８６の近傍に光源側センサ８８とＤＭＤ側センサ８９が配されるため、プロジェクタがスクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑に、レーザ光の異常を検出することができる。
【００９２】
さらに、本実施の形態によれば、レーザ光の異常にレーザ光源と光学系の何れが寄与したかを特定できるため、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００９３】
このように、本実施の形態によれば、光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供することができる。また、レーザ光の異常に寄与した箇所を円滑に特定することができ、これをユーザに報知することにより、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００９４】
なお、本実施形態は、以下のように変更可能である。
【００９５】
たとえば、図１１（ａ）に示すように、レーザアレイ９１を構成する各レーザユニットの出射口に光ファイバ９２を接続し、この光ファイバ９２を介して、各レーザユニットからの光をライトパイプ９３に導くようにすることもできる。この場合、たとえば、ライトパイプ９３の出射口側にあるレンズ９４（リレー光学系）の表面によって散乱された光を光センサ９５で受光し、これによりレーザ光の異常を検出するよう構成することができる。この構成例では、光センサ９５からの検出信号の異常（急変）に基づいて、レーザアレイ９１からレンズ９４までの光学系に生じた異常を検出することができる。
【００９６】
また、この構成に加え、同図（ｂ）に示す如く、レーザユニット内に配された集光レンズ９７の表面で散乱された光を光センサ９８で受光するようにすることもできる。この場合、光センサ９５からの検出信号に異常があり、光センサ９８からの検出信号に異常がなければ、光ファイバ９２からレンズ９４までの光学系に異常があると判定される。なお、同図（ｂ）では、集光レンズ９７の表面からの散乱光を光センサ９８で受光するようにしたが、上記実施の形態と同様、レーザ光源９６から出射される際の散乱光を光センサ９８で受光するようにしても良い。
【００９７】
また、本実施の形態では光均一化手段としてライトパイプ９３を用いたが、同図（ｃ）に示す如く、レーザアレイ９１からのレーザ光を、光ファイバ９２を介して、フライアイ照明系９９に導き、これにより、光を均一化させるよう構成することもできる。この場合、レーザアレイ９１を構成する各レーザユニットには、同図（ｂ）に示す如く光センサ９８が配され、これにより、各レーザ光源９６の異常が検出される。
【００９８】
以上、本発明に係る２つの実施形態とその変更例について説明したが、本発明の実施形態はこれら以外にも種々の変更が可能である。
【００９９】
たとえば、上記実施の形態では、画像投写の実動作時にレーザ光の異常を検出するようにしたが、実動作前にレーザ光の異常を検出するようにすることもできる。たとえば、異常判別部１０８に各センサ出力に対するリミット値を保持させておき、実動作前にレーザ光を一定期間発光させ、そのときに各センサから出力される検出信号が、対応するリミット値を超える場合に、異常があると判別する。
【０１００】
この場合、たとえば、図５のフローチャートにおいて、Ｓ１０１は、“パネル側センサの出力がリミット値を超えるか”に変更され、Ｓ１０２は、“光源側センサの出力がリミット値を超えるか”に変更され、Ｓ１０８は、“パネル側センサの出力がリミット値を超えるか”に変更される。ここで、Ｓ１０８のリミット値は、Ｓ１０７にて異常対象光源を停止させる分だけ、Ｓ１０１のリミット値よりも小さく設定される。
【０１０１】
また、図１０のフローチャートでは、Ｓ２０３が、“光源側センサの出力がリミット値を超えるか”に変更される。この場合、ＤＭＤ素子８６には、異常検出用の参照パターンが描画される。
【０１０２】
なお、このように実動作前にレーザ光の異常を検出する場合には、念のため、レンズカバーや他の部材等によってプロジェクタの投写口を塞いでおくのが望ましい。
【０１０３】
なお、光センサの配置位置は、上記に限定されず、不要光を検出できる位置であれば、他の位置であっても良い。たとえば、図１２に示す如く、ダイクロイックプリズム２８の上面に光センサ３５、３６、３７を配し、これらセンサによりダイクロイックプリズム２８上面からの漏れ光を検出するようにしても良い。さらに、コンデンサレンズ１４やレンズ２２の近傍等、光学素子の表面にて散乱される光を受光できる位置に光センサを追加しても良い。こうすると、レーザ光の異常に寄与した部分をさらに細かく特定することができる。
【０１０４】
なお、映像信号に応じてレーザ光源の出力レベルが調節される場合には、それに応じて、異常判別の閾値を調節する必要がある。たとえば、図５では、Ｓ１０１、Ｓ１０３における異常判別の閾値をレーザ光源の出力レベルに応じて変化させ、また、図１０では、Ｓ２１０、２０３における異常判別の閾値をレーザ光源の出力レベルに応じて変化させる。
【０１０５】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す図
【図２】実施の形態に係るサイドローブ光の発生状態を模式的に示す図
【図３】実施の形態に係る光センサの配置状態を示す図
【図４】実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図
【図５】実施の形態に係る異常判別時の処理フローチャート
【図６】実施の形態に係る光センサの配置の変更例を示す図
【図７】実施の形態に係るプロジェクタの光学系の変更例を示す図
【図８】他の実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す図
【図９】他の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図
【図１０】他の実施の形態に係る光学系の変更例を示す図
【図１１】他の実施の形態に係る異常判別時の処理フローチャート
【図１２】実施の形態に係る光センサの配置位置の変更例を示す図
【符号の説明】
【０１０７】
１１、５１、６１、７１ … レーザアレイ
１２、５２、６２、７２ … 分散角制御レンズ
１３、５３、６３、７３ … フライアイインテグレータ
１４、５４、６４、７４ … コンデンサレンズ
１５、１９ … ダイクロイックミラー
１７、２０、２２、２４、２６ … レンズ
１６、２３、２５ … ミラー
１８、２１、２７ … 液晶パネル
２８ … ダイクロイックプリズム
３１、５５、６５、７５ … 光源側センサ
３２、３３、３４ … パネル側センサ
３５、３６、３７ … 光センサ
４０ … 投写レンズ
８１、９１ … レーザアレイ
８２ … レンズ
８３ … 集光レンズ
８４、９３ … ライトパイプ
８５ … リレー光学系
８６ … ＤＭＤ
８９ … ＤＭＤ側センサ
９２ … 光ファイバ
９４ … レンズ
９５ … 光センサ
９６ … レーザ光源
９７ … 集光レンズ
９８ … 光センサ
９９ … フライアイ照明系
１０１ … レーザドライバ
１０４ … 表示出力部
１０５ … 音声出力部
１０６ … 光源側センサ部
１０７ … パネル側センサ部
１０８ … 異常判別部
１０９ … 制御部
１１１ … ＤＭＤセンサ部
１１２ … 映像適応型照度予測部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型映像表示装置に関するものであり、特に、レーザ光源を発光源として用いる場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、発光源としてレーザ光源を用いる投写型映像表示装置（以下、「プロジェクタ」という）が提案されている。この種のプロジェクタでは、レーザ光源のエネルギー密度が高いため、レーザ光照射による人体への影響について十分注意を払う必要がある。
【０００３】
たとえば、使用されるうちに照明系を構成するレンズ群等に不具合が生じると、レーザ光束の広がりが不十分となり、投写光のエネルギー密度が不所望に上昇する惧れがある。この状態で、レーザ光が誤って人体に照射されると、火傷や損傷が生じ、最悪の場合、視力低下や失明へと繋がる惧れがある。プロジェクタの設計に当たっては、このような事態を未然に防ぐための対策を十分に講じる必要がある。
【０００４】
以下に示す特許文献１には、照明光学系における異常検出（たとえば、レンズのずれ等）に応じて、レーザ出力を停止させ、あるいは、レーザパワーを減衰させ、これにより、視聴者に対する危害を未然に防ぐ技術が記載されている。ここには、スクリーン上の有効映像領域外に検知手段を配置して異常を検知する構成、投写レンズカバーに検知手段を配置して異常を検知する構成、および、ビームスプリッタにより有効光の一部を分離しその強度変化から異常を検知する構成が示されている。
【特許文献１】特開２０００−２６７６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の構成のうち、スクリーンに検知手段を配置する構成では、構成要素としてスクリーンが必須となるため、リアプロジェクションテレビ等、スクリーンを一体的に有するプロジェクタに適用対象が制限される。
【０００６】
また、レンズカバーに検知手段を配置する構成においても、構成要素としてレンズカバーが必須となり、レンズカバーを有するプロジェクタに適用対象が制限される。また、この構成例では、レンズカバーを外した状態では、レーザ光の異常を検出することができず、たとえば、通常の動作中に不意に異常が生じた場合には、この異常を検出することができない。
【０００７】
さらに、有効光の一部を分離して異常を検知する構成では、有効光を分離する必要上、投写光の強度が低下し、光の利用効率が低下するとの不都合が生じる。
【０００８】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供することを課題とする。なお、本発明は、レーザ光の異常に寄与した箇所を円滑に特定できるようにすることを更なる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る投写型映像表示装置は、レーザ光源と、入射レーザ光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記光変調素子に導く照明光学系と、前記光変調素子によって変調された光を被投写面に投写する投写ユニットと、前記レーザ光源と前記投写ユニットの間に配され前記レーザ光源から前記投写ユニットへと進む前記レーザ光の光路から外れた光を受光する光検出部と、前記光検出部からの信号に基づいて前記レーザ光の異常を判別する異常判別部と、前記異常判別部における判別結果に基づいて前記レーザ光源の出力を制御するレーザ制御部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、光路から外れた光を用いてレーザ光の異常が判別されるため、上記特許文献１の技術のようにレーザ光の利用効率が低下することはない。また、本発明は、レーザ光源と投写ユニットの間に光検出部を配する構成であるため、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、レーザ光の異常を検出可能である。
【００１１】
本発明において、照明光学系がフライアイレンズを有する場合、光検出部は、フライアイレンズにより生成されるサイドローブ光を検出する位置に配置された第１の光検出器を備えるよう構成され得る。なお、サイドローブ光とは、一対のフライアイレンズのうち入射側のフライアイレンズの一つのセルを透過した光の一部が出射側のフライアイレンズの対応するセルの周りのセルに漏れ込むことにより生じる光のことである。周りのセルに漏れ込んだ光は、光変調素子の有効領域に照射されず、有効領域から外れた位置に導かれる。サイドローブ光は、フライアイレンズを用いる場合に通常生じる不要光である。
【００１２】
また、光変調素子が、ＤＭＤ（digital micro-mirror device）素子等、各画素位置の光の反射方向を切り替えることにより各画素の階調を表現する反射型の光変調素子である場合、光検出部は、この光変調素子によって投写ユニットから逸れる方向に反射された光を受光する位置に配置された第１の光検出器を備えるよう構成され得る。
【００１３】
さらに、光検出部は、レーザ光源からの散乱光またはレーザ光源から出射された後照明光学系内に入る前に光路外に散乱された散乱光を検出する位置に配置された第２の光検出器を備えるよう構成され得る。このように、サイドローブ光の受光位置またはＤＭＤ素子による不要光の反射位置の他に、光源近傍位置に第２の検出器を配置すれば、光源と照明光学系の何れがレーザ光の異常に寄与したかを円滑に特定することができる。
【００１４】
また、複数のレーザ光源が配される場合には、上記第２の光検出器を、一つのレーザ光源または複数のレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応する位置に配置することができる。このとき、異常判別部は、第２の光検出器からの検出信号に基づいて異常が生じたレーザ光源を特定し、また、レーザ制御部は、異常が生じたレーザ光源のみ出力調整するよう構成され得る。こうすると、異常のないレーザ光源の出力を継続させることができ、異常検出後も画像の投写を円滑に継続させることができる。
【００１５】
この他、光検出部は、照明光学系を構成する光学素子の表面によって光路外に散乱された光を検出する位置に配置された第３の光検出器を備えるよう構成され得る。こうすると、照明光学系内のどの光路区間に異常が生じたかを特定することができる。
【００１６】
なお、本発明においては、レーザ光に異常が検出されたとき、レーザ出力を完全に停止させるか、レーザ駆動電流をレーザ発振閾値以下に下げる等の調整が行われる。しかし、画像投写時に、全てのレーザ光源に対し調整が行われると投写画像は突然遮断され、また、一部のレーザ光源に対し調整が行われると画像の明るさが突然低下することとなる。これに直面したユーザは、投写画像の急変に困惑する可能性がある。この不都合は、異常判別時にその旨を外部に報知することにより回避され得る。
【００１７】
したがって、本発明では、異常判別時にその旨を外部に報知する手段を配するのが好ましい。このとき、異常箇所を併せて報知すれば、異常発生後の修復作業を容易化することができる。なお、これら報知に関する構成は、請求項７および８に記載されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供することができる。また、レーザ光の異常検出に応じてレーザ光源の出力が適正に調整され、これにより、ユーザに対する危害を未然に防ぐことができる。さらに、本発明によれば、レーザ光の異常に寄与した箇所を特定することができ、これをユーザに報知することにより、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００１９】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に、実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す。
【００２１】
図において、１１は、複数のレーザ光源がＹ−Ｚ平面上にアレイ状に配されたレーザアレイである。Ｙ−Ｚ平面上には、赤色波長帯、緑色波長帯および青色波長帯の光を発光するレーザ光源の発光部が所定の規則に従って配列されている。各発光部から出射されたレーザ光は、偏光方向が一方向に揃っている。
【００２２】
レーザアレイ１１から出射された各波長のレーザ光は、それぞれ、凹レンズと凸レンズからなる分散角制御レンズ１２により所定ビーム径の平行光に変換された後、フライアイインテグレータ１３に入射される。
【００２３】
フライアイインテグレータ１３は、蝿の目状のレンズ群からなる第１および第２のフライアイレンズを備え、液晶パネル１８、２１、２７に入射する際の光量分布が均一となるよう、分散角制御レンズ１２から入射される光に対しレンズ作用を付与する。すなわち、第１のフライアイレンズ上の一つのレンズセルを透過した光は、第２のフライアイレンズ上の対応するレンズセルを透過することにより、液晶パネル１８、２１および２７に対し、これら液晶パネルのアスペクト比（たとえば１６：９）の広がりをもって入射する。
【００２４】
なお、第１のフライアイレンズ上の一つのレンズセルを透過した光は、第２のフライアイレンズ上の対応するレンズセルに全てが入射せず、周縁部分の光は、このレンズセルの周りにあるレンズセルに漏れ込む。このように周りのレンズセルに漏れ込んだ光は、図２（ａ）に示す如く、サイドローブ光として、液晶パネル１８、２１および２７の有効領域から外れた位置に導かれる。
【００２５】
ここで、サイドローブ光は、図２（ｂ）に示す如く、液晶パネル１８、２１および２７の周囲全ての領域に導かれる。これは、第１のフライアイレンズ上の一つのレンズセルを透過した光が、第２のフライアイレンズ上の対応するレンズセルの周りにある各レンズセルにそれぞれ漏れ込むことによる。
【００２６】
コンデンサレンズ１４は、フライアイインテグレータ１３から入射された光に集光作用を付与する。
【００２７】
ダイクロイックミラー１５は、コンデンサレンズ１４から入射された光のうち、たとえば、赤色波長帯の光（以下、「Ｒ光」という）のみを反射し、青色波長帯（以下、「Ｂ光」という）と緑色波長帯（以下、「Ｇ光」という）を透過する。ミラー１６は、ダイクロイックミラー１５によって反射されたＲ光を反射してレンズ１７に入射させる。
【００２８】
レンズ１７は、Ｒ光を平行化して液晶パネル１８に入射させる。液晶パネル１８は、赤色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。なお、レンズ１７を透過したＲ光は、入射側偏光板（図示せず）を介して液晶パネル１８に入射される。
【００２９】
ダイクロイックミラー１９は、ダイクロイックミラー１５を透過したＢ光およびＧ光のうち、たとえば、Ｇ光のみを反射する。レンズ２０は、Ｇ光が平行化して液晶パネル１８に入射させる。液晶パネル２１は、緑色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。なお、レンズ２０を透過したＧ光は、入射側偏光板（図示せず）を介して液晶パネル２１に入射される。
【００３０】
レンズ２２、２４は、液晶パネル２７に対するＢ光の入射状態が液晶パネル１７および２０に対するＲ光およびＧ光の入射状態と等しくなるようＢ光にレンズ作用を付与する。ミラー２３、２５は、ダイクロイックミラー１９を透過したＢ光を液晶パネル２７に導くよう、Ｂ光の光路を変更する。
【００３１】
レンズ２６は、Ｂ光を平行化して液晶パネル２７させる。液晶パネル２７は、青色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。なお、レンズ２６を透過したＢ光は、入射側偏光板（図示せず）を介して液晶パネル２７に入射される。
【００３２】
ダイクロイックプリズム２８は、液晶パネル１８、２１、２７によって変調され、出射側偏光板（図示せず）を介したＲ光、Ｇ光およびＢ光を合成し、投写レンズ４０へと入射させる。
【００３３】
投写レンズ４０は、投写光を被投写面上に結像させるためのレンズ群と、これらレンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズーム状態およびフォーカス状態を調整するためのアクチュエータを備えている。
【００３４】
図１に示す光学系には、さらに、各レーザ光源からの散乱光を受光する光センサ（以下、「光源側センサ」という）３１と、フライアイインテグレータ１３によって生成されるサイドローブ光を受光する光センサ（以下、「パネル側センサ」という）３２、３３、３４が配されている。光源側センサ３１は、レーザアレイ１１と分散角制御レンズ１２の間に配されている。また、パネル側センサ３２、３３、３４は、液晶パネル１８、２１、２７の周囲に配されている。
【００３５】
図３は、光源側センサ３１とパネル側センサ３２の配置状態を示す図である。
【００３６】
同図（ａ）に示す如く、光源側センサ３１は、レーザアレイ１１を構成する各レーザ光源に一対一に対応するよう配置されている。同図中、１１ａは、各レーザ光源の発光点である。各発光点１１ａからは、光軸方向に直進する中央部分の光（有効光）と、外部に散乱する散乱光が出射される。このうち有効光が、分散角制御レンズ１２に入射し、液晶パネル１８、２１、２７に導かれる。光源側センサ３１は、有効光と散乱光のうち散乱光のみを受光する位置に配置されている。
【００３７】
ここで、光源側センサ３１は、たとえば、有効光がそれぞれ通過する複数の開口部を有する保持部材に保持された状態で、レーザアレイ１１と分散角制御レンズ１２の間に配置される。
【００３８】
同図（ｂ）に示す如く、パネル側センサ３２は、液晶パネル１８の周囲に一つだけ配されている。同図（ｂ）と同様、パネル側センサ３３、３４も、液晶パネル２１、２７の周囲に一つだけ配されている。上記の如く、サイドローブ光は、液晶パネル１８、２１、２７の周囲全ての領域に導かれる。したがって、サイドローブ光の検出には、このように、各液晶パネル１８、２１、２７の周囲に一つだけパネル側センサ３２、３３、３４を配しておけば良い。
【００３９】
図４は、実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【００４０】
図において、レーザドライバ１０１は、制御部１０９からの指令に応じて、レーザアレイ１１を構成する各レーザ光源を駆動する。パネルドライバ１０２は、画像信号生成部１０３から供給される駆動信号をもとに液晶パネル１８、２１、２７を駆動する。画像信号生成部１０３は、入力映像信号をもとに液晶パネル１８、２１、２７を駆動するための赤色用駆動信号、緑色用駆動信号および青色用駆動信号を生成し、パネルドライバ１０２に供給する。
【００４１】
表示出力部１０４は、ディスプレイ手段を備え、制御部１０９からの指令に応じて所定の表示を行う。音声出力部１０５は、スピーカを備え、制御部１０９からの指令に応じて所定の音声出力を行う。
【００４２】
光源側センサ部１０６は、上述の光源側センサ３１を備え、各光源側センサ３１における検出信号を異常判別部１０８に供給する。パネル側センサ部１０７は、上述のパネル側センサ３２、３３、３４を備え、これらパネル側センサ３２、３３、３４における検出信号を異常判別部１０８に供給する。
【００４３】
異常判別部１０８は、光源側センサ部１０６およびパネル側センサ部１０７から供給される検出信号をもとにレーザ光の異常を判別し、判別結果を制御部１０９に供給する。制御部１０９は、所定の制御ルーチンに従って各部を制御する。
【００４４】
図５は、異常判別部１０８における判別処理および異常が検出された際の制御部１０９における制御処理を示すフローチャートである。
【００４５】
レーザアレイ１１が駆動され画像投写が開始されると、異常判別部１０８は、光源側センサ３１と、パネル側センサ３２、３３、３４からそれぞれ出力される検出信号を監視し、これら検出信号のうち何れかが急変したかを判別する（Ｓ１０１、１０２）。ここで、検出信号の急変は、一定期間が経過する際に、検出信号が予め設定されるレーザ強度の揺らぎを超えて大きく変化したかによって判別される。すなわち、検出信号がこの揺らぎを超えて大きく変化したときに、検出信号が急変したと判別される。
【００４６】
なお、各センサの配置上、光源側センサ３１からの検出信号のみが急変することは想定され難い。すなわち、何れかのレーザ光源に異常が生じた場合には、それに対応する光源側センサ３１からの検出信号が急変するが、この場合、パネル側センサ３２、３３、３４の何れかに照射されるサイドローブ光の強度も、当該レーザ光の異常に起因して変化するため、対応するパネル側センサからの検出信号も同様に急変することとなる。
【００４７】
他方、光源側センサ３１からの検出信号が急変せずにパネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号のみが急変することは起こり得る。すなわち、分散角制御レンズ１２から液晶パネル１８、２１、２７までの光学系（照明光学系）に異常が生じた場合には、光源側センサ３１からの検出信号が急変せずにパネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号のみが急変する。
【００４８】
したがって、同図の処理フローでは、まずは、Ｓ１０１において、パネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号に急変が生じたかが判別される。ここで、パネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号に急変が生じた場合には、レーザ光源（レーザアレイ１１）と照明光学系の何れか一方または双方に異常が生じたとして、Ｓ１０３以降の処理が行われる。
【００４９】
Ｓ１０１において、パネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号に急変が検出されない場合、制御部１０９は、レーザ光源（レーザアレイ１１）と照明光学系は正常であるとして、通常の画像投写を実行させる（Ｓ１０２）。他方、パネル側センサ３２、３３、３４からの検出信号に急変が検出された場合、制御部１０９は、光源側センサ３２からの信号が急変したことを示す信号が異常判別部１０８から供給されたかを判別する。
【００５０】
ここで、光源側センサ３２からの信号に急変がない場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、制御部１０９は、照明光学系に異常が生じたとして（Ｓ１０４）、レーザアレイ１１を構成する全てのレーザ光源を停止し、または、各レーザ光源に印加する駆動電流をレーザ発振閾値未満に低減させる（Ｓ１０５）。これにより、画像の投写が中止される。このとき同時に、制御部１０９は、画像信号生成部１０３における処理動作を中止させる。
【００５１】
さらに、制御部１０９は、表示出力部１０４と音声出力部１０５に対し、レーザ光に異常が生じた旨を報知する処理を行わせる（Ｓ１０６）。この際、併せて、レーザ光の異常が照明光学系に起因するものであることがユーザに報知される。これにより、ユーザは異常発生後の修復作業を容易に行うことができる。
【００５２】
Ｓ１０３において、光源側センサ３２からの検出信号にも急変が生じていると判定された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御部１０９は、検出信号が急変した光源側センサ３２に対応するレーザ光源を停止させる（Ｓ１０７）。さらに、制御部１０９は、当該レーザ光源の停止後におけるパネル側センサ３２、３３、３４の出力の適否を、異常判別部１０８に評価させる（Ｓ１０８）。
【００５３】
異常判別部１０８は、Ｓ１０１にて検出信号の急変が判別される直前にパネル側センサ３２、３３、３４からそれぞれ出力された検出信号の値を保持している。異常判別部１０８は、これら値のうち、急変が生じた検出信号の値（Ｖａ）を参照し、Ｓ１０１にて急変が判別される前にＳ１０７にて停止対象とされるレーザ光源を停止させると、この値（Ｖａ）がどのように変化するかを予測して、当該レーザ光源停止後の検出信号の値（Ｖｂ）を算出する。そして、算出した値（Ｖｂ）と、Ｓ１０７にて対象レーザ光源を停止させたときに、対応するパネル側センサから実際に取得される検出信号の値（Ｖｃ）とを比較し、値Ｖｃと値Ｖｂの差が所定の閾値未満であれば、パネル側センサの出力は適正であると判別し（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、値Ｖｃと値Ｖｂの差が所定の閾値以上であれば、パネル側センサの出力は適正でないと判別する（Ｓ１０８：ＮＯ）。
【００５４】
なお、値（Ｖｂ）は、たとえば、全点灯状態から各レーザ光源を消灯したときのサイドローブ光の光量変化率（または、パネル側センサからの信号の変化率）を各レーザ光源の消灯状態に対応させて保持しておき、この減少率を値（Ｖａ）に乗じることにより算出することができる。あるいは、各レーザ光源を消灯したときのパネル側センサ３２、３３、３４における検出信号の予測値を、装置内温度等の環境パラメータに対応付けてテーブルとして保持しておき、各レーザ光源の消灯状態とそのときの装置内環境に対応する予測値をこのテーブルから取得するにより、値（Ｖｂ）を保持するようにしても良い。
【００５５】
Ｓ１０８における判別がＮＯの場合、制御部１０９は、照明光学系に異常が生じたとして（Ｓ１０４）、レーザアレイ１１を構成する全てのレーザ光源を停止し、または、各レーザ光源に印加する駆動電流をレーザ発振閾値未満に低減させ（Ｓ１０５）、さらに、表示出力部１０４と音声出力部１０５に上述の出力を行わせる。
【００５６】
Ｓ１０８における判別がＹＥＳの場合、制御部１０９は、レーザ光源に異常が生じたとして（Ｓ１０９）、Ｓ１０７にて停止対象となったレーザ光源のみを停止させた状態のまま、その他のレーザ光源は駆動を継続させる（Ｓ１１０）。これにより、投写画像の明るさがレーザ光源を停止させた分だけ低下する。
【００５７】
さらに、制御部１０９は、表示出力部１０４と音声出力部１０５に対し、レーザ光に異常が生じた旨を報知する処理を行わせる（Ｓ１１１）。この際、併せて、レーザ光の異常がレーザ光源に起因するものであることが報知される。さらに、レーザアレイ１１を構成するレーザ光源のうち何れのレーザ光源がレーザ光の異常に寄与したかを報知させると良い。これにより、ユーザは異常発生後の修復作業を容易に行うことができる。
【００５８】
本実施の形態によれば、レーザ光源からの散乱光とフライアイインテグレータ１３にて生成されるサイドローブ光を用いてレーザ光の異常が判別されるため、レーザ光の利用効率の低下を回避しながら円滑にレーザ光の異常を検出することができる。また、本実施の形態では、レーザ光源（レーザアレイ１１）近傍と液晶パネル１８、２１、２７の周囲に光源側センサ３１とパネル側センサ３２、３３、３４が配されるため、プロジェクタがスクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑に、レーザ光の異常を検出することができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態によれば、レーザ光の異常にレーザ光源と照明光学系の何れが寄与したかを特定できるため、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供することができる。また、レーザ光の異常に寄与した箇所を円滑に特定することができ、これをユーザに報知することにより、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００６１】
なお、本発明の実施形態は、上記以外に種々の変更が可能である。
【００６２】
たとえば、上記実施の形態では、光源側センサ３１とレーザ光源とを１対１に対応させたが、たとえば図６に示す如く、複数のレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応するよう光源側センサ３１を配置しても良い。
【００６３】
同図（ａ）は、上下２つのレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応させた場合の配置例、同図（ｂ）は、上下左右４つのレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応させた場合の配置例である。同図（ａ）では、上下２つのレーザ光源から出射される散乱光の重複部分に一つの光源側センサ３１が配置されている。また、同図（ｂ）では、上下左右４つのレーザ光源から出射される散乱光の重複部分に一つの光源側センサ３１が配置されている。
【００６４】
同図のように光源側センサ３１を配置した場合、レーザ光源の異常は、光源群単位で判別される。したがって、図５のフロー処理中、Ｓ１０２、Ｓ１０７、Ｓ１０９およびＳ１１０の処理は、光源群単位で行われる。
【００６５】
また、図７に示す如く、レーザアレイと照明系を色毎に配置することもできる。図において、５１、６１および７１は、それぞれ、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を出射するレーザアレイである。レーザアレイ５１、６１および７１から出射されたＲ光、Ｇ光およびＢ光は、それぞれ、分散角制御レンズ５２、６２および７２によってビーム径が拡張された後、フライアイインテグレータ５３、６３および７３に入射され、コンデンサレンズ５４、６４、７４にて集光される。その後、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光は、レンズ１７、２０、２６を介して、液晶パネル１８、２１、２７に入射される。
【００６６】
同図の構成例では、レーザアレイ５１、６１および７１を構成する各レーザ光源の近傍に、光源側センサ５５、６５および７５が配される。これら光源側センサ５５、６５および７５は、上記実施の形態と同様、レーザ光源から出射される散乱光を受光する位置に配置される。ここで、光源側センサ５５、６５および７５の配置パターンは、たとえば、図３（ａ）または図６の配置パターンとされる。パネル側センサ３２、３３、３４は、上記実施の形態と同様、フライアイインテグレータ５３、６３および７３にて生成されるサイドローブ光を受光する位置に配置される。
【００６７】
＜他の実施形態＞
上記実施の形態では、光変調素子として透過型の液晶パネルを用いたが、本実施の形態では、反射型の光変調素子が用いられる。
【００６８】
図８は、本実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
【００６９】
図において、８１は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を出射する複数のレーザ光源が同一平面上にアレイ状に配されたレーザアレイである。レーザアレイ１１から出射されたレーザ光は、それぞれ、レンズ８２により平行光に変換された後、集光レンズ８３によって集光され、ライトパイプ８４に入射される。
【００７０】
ライトパイプ８４は内面が鏡面となっており、レーザ光は、ライトパイプ８４の内面で反射を繰り返しながら、ライトパイプ８４内を進行する。かかる多重反射により、ライトパイプ８４から出射される各色のレーザ光の強度分布が均一化される。ライトパイプ８４から出射されたレーザ光は、リレー光学系８５を介してＤＭＤ素子８６に入射される。
【００７１】
ＤＭＤ素子８６は、各画素位置の光の反射方向を、投写レンズ４０に向かう第１の方向と投写レンズ４０から反れる第２の方向に切り替えることにより各画素の階調を表現するものである。各画素位置に入射されるレーザ光のうち第１の方向に反射された光（ＯＮ光）は、投写レンズ４０に入射され、被投写面に投写される。また、ＤＭＤ素子８６によって第２の方向に反射された光（ＯＦＦ光）は、投写レンズに入射されず、光吸収体８７によって吸収される。
【００７２】
同図の光学系では、レーザアレイ８１を構成する各レーザ光源は、色毎に時分割で駆動される。Ｒ光が発光されているタイミングにおいて、ＤＭＤ素子８６は、赤色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＲ光を変調する。同様に、Ｇ光またはＢ光が発光されているタイミングにおいて、ＤＭＤ素子８６は、赤色用または緑色用の駆動信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光またはＢ光を変調する。
【００７３】
同図の光学系には、各レーザ光源からの散乱光を受光する位置に、光源側センサ８８が配置されている。ここで、光源側センサ８８の配置パターンは、たとえば、図３（ａ）または図６の配置パターンとされる。さらに、この光学系には、光吸収体８７にＤＭＤ側センサ８９が配置されている。ＤＭＤ側センサ８９は、ＤＭＤ素子８６によって反射されたＯＦＦ光の一部を受光する。より詳細には、ＤＭＤ側センサ８９は、ＤＭＤ素子８６上の光変調領域のうち、予め決められた画素領域からのＯＦＦ光を受光するよう配置されている。
【００７４】
図９は、本実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。
【００７５】
同図では、図４のパネルドライバ１０２とパネル側センサ部１０７がそれぞれＤＭＤドライバ１１０とＤＭＤ側センサ部１１１に置き換えられている。また、映像適応照度予測部１１２が追加されており、さらに、異常判別部１０８における判別処理と画像信号生成部１０３の処理が、図４の場合に比べ相違している。
【００７６】
レーザドライバ１０１は、制御部１０９からの指令に応じて、レーザアレイ１１を構成する各レーザ光源を駆動する。ここで、各レーザ光源は、Ｒ光用、Ｇ光用およびＢ光用のレーザ光源が時分割で駆動される。
【００７７】
ＤＭＤドライバ１１０は、画像信号生成部１０３から供給される駆動信号をもとにＤＭＤ素子８６を駆動する。画像信号生成部１０３は、入力映像信号をもとにＤＭＤ素子８６を駆動するための赤色用駆動信号、緑色用駆動信号および青色用駆動信号を生成し、ＤＭＤドライバ１１０に供給する。
【００７８】
光源側センサ部１０６は、光源側センサ８８を備え、各光源側センサ８８における検出信号を異常判別部１０８に供給する。ＤＭＤ側センサ部１１１は、ＤＭＤ側センサ８９を備え、ＤＭＤ側センサ８９における検出信号を異常判別部１０８に供給する。
【００７９】
映像適応照度予測部１１２は、各タイミングにおけるＤＭＤ素子８６の駆動状態（ＤＭＤドライバ１１０に入力される駆動信号）からそのタイミングにおけるＤＭＤ側センサ８９からの検出信号値を予測し、予測した検出信号値を異常判別部１０８に供給する。
【００８０】
図１０は、異常判別部１０８における判別処理および異常が検出された際の制御部１０９における制御処理を示すフローチャートである。
【００８１】
レーザアレイ８１が駆動され画像投写が開始されると、異常判別部１０８は、光源側センサ８８と、ＤＭＤ側センサ８９からそれぞれ出力される検出信号を監視し、これら検出信号のうち何れかに異常が生じたかを判別する（Ｓ２０１、２０２）。
【００８２】
ここで、ＤＭＤ側センサ８９からの検出信号の異常は、ＤＭＤ側センサ８９からの検出信号の値と、映像適応照度予測部１１２から供給される検出信号の予測値の差が、所定の閾値を超えるか否かによって判別される。これら値の差が閾値を超えた場合に、ＤＭＤ側センサ８９からの信号に異常が生じたとされる。なお、光源側センサ８８における検出信号の異常は、図５のＳ１０３と同様、検出信号が急変したかによって判別される。
【００８３】
Ｓ２０１において、ＤＭＤ側センサ８９からの検出信号に異常が検出されない場合、制御部１０９は、レーザ光源（レーザアレイ８１）と光学系（レンズ８２からＤＭＤ素子８６までの光学系）は正常であるとして、通常の画像投写を実行させる（Ｓ１０２）。他方、ＤＭＤ側センサ８９からの検出信号に急変が検出された場合、制御部１０９は、光源側センサ８８からの信号が急変したことを示す信号が異常判別部１０８から供給されたかを判別する。
【００８４】
ここで、光源側センサ８８からの信号に急変がない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、制御部１０９は、光学系に異常が生じたとして（Ｓ２０４）、レーザアレイ１１を構成する全てのレーザ光源を停止し、または、各レーザ光源に印加する駆動電流をレーザ発振閾値未満に低減させる（Ｓ２０５）。これにより、画像の投写が中止される。このとき同時に、制御部１０９は、画像信号生成部１０３における処理動作を中止させる。
【００８５】
さらに、制御部１０９は、表示出力部１０４と音声出力部１０５に対し、レーザ光に異常が生じた旨を報知する処理を行わせる（Ｓ２０６）。この際、併せて、レーザ光の異常が光学系に起因するものであることがユーザに報知される。これにより、ユーザは異常発生後の修復作業を容易に行うことができる。
【００８６】
Ｓ２０３において、光源側センサ８８からの検出信号にも急変が生じていると判定された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、制御部１０９は、検出信号が急変した光源側センサ８８に対応するレーザ光源を停止させる（Ｓ２０７）。さらに、制御部１０９は、当該レーザ光源の停止後におけるＤＭＤ側センサ８９の出力の適否を、異常判別部１０８に評価させる（Ｓ２０８）。
【００８７】
異常判別部１０８は、映像適応型照度予測部１１２に対し、停止対象とされるレーザ光源を停止させたときにＤＭＤ側センサ８９から出力される検出信号の値を予測させる。そして、この予測値と、そのタイミングにおいて実際にＤＭＤ側センサ８９から取得した検出信号の値とを比較し、これら値の差が所定の閾値を超える場合に、ＤＭＤ側センサ８９の出力が適正でないと判別する（Ｓ２０８：ＮＯ）。
【００８８】
Ｓ２０８における判別がＮＯの場合、制御部１０９は、光学系に異常が生じたとして（Ｓ２０４）、レーザアレイ８１を構成する全てのレーザ光源を停止し、または、各レーザ光源に印加する駆動電流をレーザ発振閾値未満に低減させ（Ｓ２０５）、さらに、表示出力部１０４と音声出力部１０５に上述の出力を行わせる。
【００８９】
Ｓ２０８における判別がＹＥＳの場合、制御部１０９は、レーザ光源に異常が生じたとして（Ｓ２０９）、Ｓ２０７にて停止対象となったレーザ光源のみを停止させ、その他のレーザ光源は駆動を継続させる（Ｓ２１０）。これにより、投写画像の明るさがレーザ光源を停止させた分だけ低下する。
【００９０】
さらに、制御部１０９は、表示出力部１０４と音声出力部１０５に対し、レーザ光に異常が生じた旨を報知する処理を行わせる（Ｓ２１１）。この際、併せて、レーザ光の異常がレーザ光源に起因するものであることが報知される。さらに、レーザアレイ８１を構成するレーザ光源のうち何れのレーザ光源がレーザ光の異常に寄与したかを報知させると良い。これにより、ユーザは異常発生後の修復作業を容易に行うことができる。
【００９１】
本実施の形態によれば、レーザ光源からの散乱光とＤＭＤ素子８６からのＯＦＦ光を用いてレーザ光の異常が判別されるため、レーザ光の利用効率の低下を回避しながら円滑にレーザ光の異常を検出することができる。また、本実施の形態では、レーザ光源（レーザアレイ８１）近傍とＤＭＤ素子８６の近傍に光源側センサ８８とＤＭＤ側センサ８９が配されるため、プロジェクタがスクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑に、レーザ光の異常を検出することができる。
【００９２】
さらに、本実施の形態によれば、レーザ光の異常にレーザ光源と光学系の何れが寄与したかを特定できるため、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００９３】
このように、本実施の形態によれば、光の利用効率を損なうことなく、且つ、スクリーンやレンズカバーを具備しない場合にも、円滑にレーザ光の異常を検出できるプロジェクタを提供することができる。また、レーザ光の異常に寄与した箇所を円滑に特定することができ、これをユーザに報知することにより、異常発生後の修復作業を容易化することができる。
【００９４】
なお、本実施形態は、以下のように変更可能である。
【００９５】
たとえば、図１１（ａ）に示すように、レーザアレイ９１を構成する各レーザユニットの出射口に光ファイバ９２を接続し、この光ファイバ９２を介して、各レーザユニットからの光をライトパイプ９３に導くようにすることもできる。この場合、たとえば、ライトパイプ９３の出射口側にあるレンズ９４（リレー光学系）の表面によって散乱された光を光センサ９５で受光し、これによりレーザ光の異常を検出するよう構成することができる。この構成例では、光センサ９５からの検出信号の異常（急変）に基づいて、レーザアレイ９１からレンズ９４までの光学系に生じた異常を検出することができる。
【００９６】
また、この構成に加え、同図（ｂ）に示す如く、レーザユニット内に配された集光レンズ９７の表面で散乱された光を光センサ９８で受光するようにすることもできる。この場合、光センサ９５からの検出信号に異常があり、光センサ９８からの検出信号に異常がなければ、光ファイバ９２からレンズ９４までの光学系に異常があると判定される。なお、同図（ｂ）では、集光レンズ９７の表面からの散乱光を光センサ９８で受光するようにしたが、上記実施の形態と同様、レーザ光源９６から出射される際の散乱光を光センサ９８で受光するようにしても良い。
【００９７】
また、本実施の形態では光均一化手段としてライトパイプ９３を用いたが、同図（ｃ）に示す如く、レーザアレイ９１からのレーザ光を、光ファイバ９２を介して、フライアイ照明系９９に導き、これにより、光を均一化させるよう構成することもできる。この場合、レーザアレイ９１を構成する各レーザユニットには、同図（ｂ）に示す如く光センサ９８が配され、これにより、各レーザ光源９６の異常が検出される。
【００９８】
以上、本発明に係る２つの実施形態とその変更例について説明したが、本発明の実施形態はこれら以外にも種々の変更が可能である。
【００９９】
たとえば、上記実施の形態では、画像投写の実動作時にレーザ光の異常を検出するようにしたが、実動作前にレーザ光の異常を検出するようにすることもできる。たとえば、異常判別部１０８に各センサ出力に対するリミット値を保持させておき、実動作前にレーザ光を一定期間発光させ、そのときに各センサから出力される検出信号が、対応するリミット値を超える場合に、異常があると判別する。
【０１００】
この場合、たとえば、図５のフローチャートにおいて、Ｓ１０１は、“パネル側センサの出力がリミット値を超えるか”に変更され、Ｓ１０２は、“光源側センサの出力がリミット値を超えるか”に変更され、Ｓ１０８は、“パネル側センサの出力がリミット値を超えるか”に変更される。ここで、Ｓ１０８のリミット値は、Ｓ１０７にて異常対象光源を停止させる分だけ、Ｓ１０１のリミット値よりも小さく設定される。
【０１０１】
また、図１０のフローチャートでは、Ｓ２０３が、“光源側センサの出力がリミット値を超えるか”に変更される。この場合、ＤＭＤ素子８６には、異常検出用の参照パターンが描画される。
【０１０２】
なお、このように実動作前にレーザ光の異常を検出する場合には、念のため、レンズカバーや他の部材等によってプロジェクタの投写口を塞いでおくのが望ましい。
【０１０３】
なお、光センサの配置位置は、上記に限定されず、不要光を検出できる位置であれば、他の位置であっても良い。たとえば、図１２に示す如く、ダイクロイックプリズム２８の上面に光センサ３５、３６、３７を配し、これらセンサによりダイクロイックプリズム２８上面からの漏れ光を検出するようにしても良い。さらに、コンデンサレンズ１４やレンズ２２の近傍等、光学素子の表面にて散乱される光を受光できる位置に光センサを追加しても良い。こうすると、レーザ光の異常に寄与した部分をさらに細かく特定することができる。
【０１０４】
なお、映像信号に応じてレーザ光源の出力レベルが調節される場合には、それに応じて、異常判別の閾値を調節する必要がある。たとえば、図５では、Ｓ１０１、Ｓ１０３における異常判別の閾値をレーザ光源の出力レベルに応じて変化させ、また、図１０では、Ｓ２１０、２０３における異常判別の閾値をレーザ光源の出力レベルに応じて変化させる。
【０１０５】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す図
【図２】実施の形態に係るサイドローブ光の発生状態を模式的に示す図
【図３】実施の形態に係る光センサの配置状態を示す図
【図４】実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図
【図５】実施の形態に係る異常判別時の処理フローチャート
【図６】実施の形態に係る光センサの配置の変更例を示す図
【図７】実施の形態に係るプロジェクタの光学系の変更例を示す図
【図８】他の実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す図
【図９】他の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す図
【図１０】他の実施の形態に係る光学系の変更例を示す図
【図１１】他の実施の形態に係る異常判別時の処理フローチャート
【図１２】実施の形態に係る光センサの配置位置の変更例を示す図
【符号の説明】
【０１０７】
１１、５１、６１、７１ … レーザアレイ
１２、５２、６２、７２ … 分散角制御レンズ
１３、５３、６３、７３ … フライアイインテグレータ
１４、５４、６４、７４ … コンデンサレンズ
１５、１９ … ダイクロイックミラー
１７、２０、２２、２４、２６ … レンズ
１６、２３、２５ … ミラー
１８、２１、２７ … 液晶パネル
２８ … ダイクロイックプリズム
３１、５５、６５、７５ … 光源側センサ
３２、３３、３４ … パネル側センサ
３５、３６、３７ … 光センサ
４０ … 投写レンズ
８１、９１ … レーザアレイ
８２ … レンズ
８３ … 集光レンズ
８４、９３ … ライトパイプ
８５ … リレー光学系
８６ … ＤＭＤ
８９ … ＤＭＤ側センサ
９２ … 光ファイバ
９４ … レンズ
９５ … 光センサ
９６ … レーザ光源
９７ … 集光レンズ
９８ … 光センサ
９９ … フライアイ照明系
１０１ … レーザドライバ
１０４ … 表示出力部
１０５ … 音声出力部
１０６ … 光源側センサ部
１０７ … パネル側センサ部
１０８ … 異常判別部
１０９ … 制御部
１１１ … ＤＭＤセンサ部
１１２ … 映像適応型照度予測部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
入射レーザ光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記光変調素子に導く照明光学系と、
前記光変調素子によって変調された光を被投写面に投写する投写ユニットと、
前記レーザ光源と前記投写ユニットの間に配され前記レーザ光源から前記投写ユニットへと進む前記レーザ光の光路から外れた光を受光する光検出部と、
前記光検出部からの信号に基づいて前記レーザ光の異常を判別する異常判別部と、
前記異常判別部における判別結果に基づいて前記レーザ光源の出力を制御するレーザ制御部とを有する、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記照明光学系はフライアイレンズを有しており、
前記光検出部は、前記フライアイレンズにより生成されるサイドローブ光を検出する位置に配置された第１の光検出器を備える、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記光変調素子は、各画素位置の光の反射方向を切り替えることにより各画素の階調を表現する反射型の光変調素子であり、
前記光検出部は、前記光変調素子によって前記投写ユニットから逸れる方向に反射された光を受光する位置に配置された第１の光検出器を備える、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の投写型映像表示装置において、
前記光検出部は、前記レーザ光源からの散乱光または前記レーザ光源から出射された後前記照明光学系内に入る前に前記光路外に散乱された散乱光を検出する位置に配置された第２の光検出器を備える、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
複数の前記レーザ光源を備え、
前記第２の光検出器は、一つのレーザ光源または複数のレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応する位置に配置されており、
前記異常判別部は、前記散乱光を検出する光検出器からの検出信号に基づいて異常が生じたレーザ光源を特定し、
前記レーザ制御部は、前記異常が生じたレーザ光源のみ出力を調整する、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項６】
請求項２ないし５の何れか一項において、
前記光検出部は、前記照明光学系を構成する光学素子の表面によって前記光路外に散乱された光を検出する位置に配置された第３の光検出器を備える、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項において、
前記異常判別部における異常判別結果を外部に報知する異常報知部を有する、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記異常判別部は、前記光検出部の検出信号に基づいて異常箇所を特定し、
前記異常報知部は、前記異常判別部にて特定された異常箇所を外部に報知する、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１】
レーザ光源と、
入射レーザ光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記光変調素子に導く照明光学系と、
前記光変調素子によって変調された光を被投写面に投写する投写ユニットと、
前記レーザ光源と前記投写ユニットの間に配され前記レーザ光源から前記投写ユニットへと進む前記レーザ光の光路から外れた光を受光する光検出部と、
前記光検出部からの信号に基づいて前記レーザ光の異常を判別する異常判別部と、
前記異常判別部における判別結果に基づいて前記レーザ光源の出力を制御するレーザ制御部とを有する、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記照明光学系はフライアイレンズを有しており、
前記光検出部は、前記フライアイレンズにより生成されるサイドローブ光を検出する位置に配置された第１の光検出器を備える、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記光変調素子は、各画素位置の光の反射方向を切り替えることにより各画素の階調を表現する反射型の光変調素子であり、
前記光検出部は、前記光変調素子によって前記投写ユニットから逸れる方向に反射された光を受光する位置に配置された第１の光検出器を備える、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の投写型映像表示装置において、
前記光検出部は、前記レーザ光源からの散乱光または前記レーザ光源から出射された後前記照明光学系内に入る前に前記光路外に散乱された散乱光を検出する位置に配置された第２の光検出器を備える、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
複数の前記レーザ光源を備え、
前記第２の光検出器は、一つのレーザ光源または複数のレーザ光源を組とした光源群に１対１に対応する位置に配置されており、
前記異常判別部は、前記散乱光を検出する光検出器からの検出信号に基づいて異常が生じたレーザ光源を特定し、
前記レーザ制御部は、前記異常が生じたレーザ光源のみ出力を調整する、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項６】
請求項２ないし５の何れか一項において、
前記光検出部は、前記照明光学系を構成する光学素子の表面によって前記光路外に散乱された光を検出する位置に配置された第３の光検出器を備える、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項において、
前記異常判別部における異常判別結果を外部に報知する異常報知部を有する、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記異常判別部は、前記光検出部の検出信号に基づいて異常箇所を特定し、
前記異常報知部は、前記異常判別部にて特定された異常箇所を外部に報知する、
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２９９０６３（Ｐ２００８−２９９０６３Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４４８９９（Ｐ２００７−１４４８９９）
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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