照明装置、プロジェクタ及びモニタ装置
【課題】回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給可能な照明装置、その照明装置を用いるプロジェクタ及びモニタ装置を提供すること。
【解決手段】光を射出する光源部１２Ｒと、光源部１２Ｒからの光を回折させ、照明対象へ回折光を進行させる回折光学素子１３Ｒと、光源部１２Ｒからの光を遮蔽可能に設けられた遮蔽部２１と、を有し、遮蔽部２１は、回折光学素子１３Ｒから照明対象の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部２３による検出結果に応じて、光源部１２Ｒからの光の少なくとも一部を遮蔽する。
【解決手段】光を射出する光源部１２Ｒと、光源部１２Ｒからの光を回折させ、照明対象へ回折光を進行させる回折光学素子１３Ｒと、光源部１２Ｒからの光を遮蔽可能に設けられた遮蔽部２１と、を有し、遮蔽部２１は、回折光学素子１３Ｒから照明対象の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部２３による検出結果に応じて、光源部１２Ｒからの光の少なくとも一部を遮蔽する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、プロジェクタ及びモニタ装置、特に、レーザ光源を用いた照明装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタの光源としてレーザ光源を用いる技術が提案されている。レーザ光源は、高出力化及び多色化に伴い、プロジェクタの光源として開発されている。プロジェクタの光源として従来用いられているＵＨＰランプと比較すると、レーザ光源は、高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命である等の利点がある。レーザ光源を用いる照明装置には、回折光学素子を用いることができる。回折光学素子は、レーザ光を回折させることにより、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を同時に行うことが可能である。回折光学素子により複数の機能を果たす構成とすることで、照明装置は、少ない部品点数の構成にでき、光学系の小型化、省スペース化が容易となる。回折光学素子を用いる照明装置の技術は、例えば、特許文献１において提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゼロ次光と回折光を同時に照明領域へ入射させる構成とする場合、ゼロ次光と回折光が重なることで照明領域の一部のみが明るくなることがある。これに対しては、ゼロ次光が入射する領域以外の領域を照明領域とすることで、光量分布の均一化が容易となる。例えば、回折光学素子は、＋１次回折光を用いて照明領域を形成する構成にできる。回折光学素子は、回折光学素子の設計上の都合や製造誤差のため、所望の回折光のみを射出させる構成とすることは極めて困難である。回折光学素子は、＋１次回折光により照明領域を形成する場合であっても、例えば、ゼロ次光や−１次回折光が生じることとなる。このような所望の回折光以外の光は、通常、光吸収性部材により遮蔽される。また、何らかの異常によりレーザ光源の出力が著しく増大した場合や、レーザ光の進行方向が大きくシフトした場合を想定して、照明装置は、これらの異常に対して直ちにレーザ光の射出を停止させることが望まれる。さらに、照明装置は、レーザ光源の出力の変動に関わらず、安定した光量の光を供給できることが望ましい。本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給可能な照明装置、その照明装置を用いるプロジェクタ及びモニ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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、光を射出する光源部と、光源部からの光を回折させ、照明対象へ回折光を進行させる回折光学素子と、光源部からの光を遮蔽可能に設けられた遮蔽部と、を有し、遮蔽部は、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて、光源部からの光の少なくとも一部を遮蔽することを特徴とする。
【０００６】
照明対象の方向以外の方向へ進行する光を光検出部で検出することで、照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用できる。光源部の異常により、光の強度が著しく増大した場合や光の進行方向がシフトした場合に、光検出部の検出結果は変動する。かかる検出結果に応じて遮蔽部を駆動することで、照明装置は、光源部の異常発生時に光を遮蔽できる。さらに、照明装置は、光源部の出力の変動に対して光源部からの光の一部を遮蔽することで、光量を調節できる。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給可能な照明装置を得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を検出することが望ましい。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を有効利用できる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する回折光を検出することが望ましい。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する回折光を有効利用できる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部による検出結果に応じて、光源部における異常の発生を報知する異常報知部を有することが望ましい。これにより、照明装置を構成する部材や人体に不具合が及ぶ事態をさらに抑制できる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光の光量分布を検出することが望ましい。これにより、光の方向がシフトするような異常の発生を的確に検出することができる。
【００１１】
さらに、本発明に係るプロジェクタは、上記の照明装置を有し、照明装置からの光を用いて画像を表示することを特徴とする。上記の照明装置を用いることにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給できる。これにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの画像を表示可能なプロジェクタを得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、照明装置は、第１色光を供給する第１照明装置と、第２色光を供給する第２照明装置と、第３色光を供給する第３照明装置と、を備え、第１照明装置からの第１色光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置と、第２照明装置からの第２色光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置と、第３照明装置からの第３色光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置と、第１照明装置から第１空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第１色光、第２照明装置から第２空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第２色光、及び第３照明装置から第３空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第３色光を検出する光検出部と、を有することが望ましい。光検出部により第１色光、第２色光、第３色光を検出可能とすることで、プロジェクタは、照明装置ごとに光検出部を設ける場合より部品点数を少なくできる。
【００１３】
さらに、本発明に係るプロジェクタは、光を射出する光源部と、光源部からの光を回折させる回折光学素子と、を有する照明装置と、照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有し、空間光変調装置は、回折光学素子から空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて制御されることを特徴とする。光検出部の検出結果に応じて空間光変調装置を制御することで、光源部の異常があった場合に光を遮蔽できる。また、光源部の出力の変動に関わらず、安定した光量を得ることが可能となる。さらに、空間的な光量変化を低減させることもできる。これにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの画像を表示可能なプロジェクタを得られる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から空間光変調装置の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を検出することが望ましい。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を有効利用できる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する回折光を検出することが望ましい。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する回折光を有効利用できる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する光の光量分布を検出することが望ましい。これにより、空間的な光量変化を低減させるための制御が可能となる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、照明装置は、第１色光を供給する第１照明装置と、第２色光を供給する第２照明装置と、第３色光を供給する第３照明装置と、を備え、空間光変調装置は、第１照明装置からの第１色光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置と、第２照明装置からの第２色光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置と、第３照明装置からの第３色光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置と、を備え、光検出部は、第１照明装置から第１空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第１色光、第２照明装置から第２空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第２色光、及び第３照明装置から第３空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第３色光を検出することが望ましい。光検出部により第１色光、第２色光、第３色光を検出可能とすることで、プロジェクタは、照明装置ごとに光検出部を設ける場合より部品点数を少なくできる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部へ進行する第１色光、第２色光及び第３色光を分離させる色分離部を有することが望ましい。色分離部を用いることで、色光ごとの光量を検出できる。これにより、色光ごとの検出結果に基づいて、各色光用空間光変調装置を制御できる。
【００１９】
さらに、本発明に係るモニタ装置は、上記の照明装置と、照明装置からの光により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とする。上記の照明装置を用いることにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給できる。これにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの被写体を撮像可能なモニタ装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１０の上面概略構成を示す。プロジェクタ１０は、スクリーン（不図示）に光を投写させ、スクリーンで反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ１０は、赤色（Ｒ）光用照明装置１１Ｒ、緑色（Ｇ）光用照明装置１１Ｇ、青色（Ｂ）光用照明装置１１Ｂを有する。Ｒ光用照明装置１１Ｒは、第１色光であるＲ光を供給する第１照明装置である。Ｇ光用照明装置１１Ｇは、第２色光であるＧ光を供給する第２照明装置である。Ｂ光用照明装置１１Ｂは、第３色光であるＢ光を供給する第３照明装置である。プロジェクタ１０は、Ｒ光用照明装置１１ＲからのＲ光、Ｇ光用照明装置１１ＧからのＧ光、Ｂ光用照明装置１１ＢからのＢ光を用いて画像を表示する。
【００２２】
Ｒ光用照明装置１１Ｒは、Ｒ光用光源部１２Ｒを有する。Ｒ光用光源部１２Ｒは、レーザ光を射出する光源部であって、例えば半導体レーザを備える。回折光学素子１３Ｒは、Ｒ光用光源部１２ＲからのＲ光を回折させ、Ｒ光用照明装置１１Ｒの照明対象であるＲ光用空間光変調装置１５Ｒへ回折光を進行させる。回折光学素子１３Ｒは、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒの入射面上に、矩形形状、かつ均一化された光量分布の照明パターンを形成させる。回折光学素子１３Ｒは、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を行う。フィールドレンズ１４は、回折光学素子１３Ｒからの光を平行化する。Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置１５ＲからのＲ光は、クロスダイクロイックプリズム１６へ入射する。
【００２３】
Ｇ光用照明装置１１Ｇは、Ｇ光用光源部１２Ｇを有する。Ｇ光用光源部１２Ｇは、レーザ光を射出する光源部であって、例えば半導体レーザを備える。回折光学素子１３Ｇは、Ｇ光用光源部１２ＧからのＧ光を回折させ、Ｇ光用照明装置１１Ｇの照明対象であるＧ光用空間光変調装置１５Ｇへ回折光を進行させる。回折光学素子１３Ｇは、Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇの入射面上に、矩形形状、かつ均一化された光量分布の照明パターンを形成させる。回折光学素子１３Ｇは、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を行う。フィールドレンズ１４は、回折光学素子１３Ｇからの光を平行化する。Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置１５ＧからのＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１６のうちＲ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００２４】
Ｂ光用照明装置１１Ｂは、Ｂ光用光源部１２Ｂを有する。Ｂ光用光源部１２Ｂは、レーザ光を射出する光源部であって、例えば半導体レーザを備える。回折光学素子１３Ｂは、Ｂ光用光源部１２ＢからのＢ光を回折させ、Ｂ光用照明装置１１Ｂの照明対象であるＢ光用空間光変調装置１５Ｂへ回折光を進行させる。回折光学素子１３Ｂは、Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂの入射面上に、矩形形状、かつ均一化された光量分布の照明パターンを形成させる。回折光学素子１３Ｂは、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を行う。フィールドレンズ１４は、回折光学素子１３Ｂからの光を平行化する。Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置１５ＢからのＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１６のうちＲ光が入射する面、及びＧ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００２５】
回折光学素子としては、例えば、計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram；ＣＧＨ）を用いることができる。透過型液晶表示装置としては、例えば、高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High Temperature Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いることができる。各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、半導体レーザからのレーザ光の波長を変換する波長変換素子、例えば、第二高調波発生（Second Harmonic Generation；ＳＨＧ）素子を用いる構成としても良い。各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、半導体レーザに代えて、半導体レーザ励起固体（Diode Pumped Solid State；ＤＰＳＳ）レーザや、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザを備える構成としても良い。
【００２６】
クロスダイクロイックプリズム１６は、互いに略直交させて配置された２つのダイクロイック膜１７、１８を有する。第１ダイクロイック膜１７は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜１８は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム１６は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１９の方向へ射出させる。投写レンズ１９は、クロスダイクロイックプリズム１６で合成された光をスクリーンに向けて投写する。
【００２７】
図２は、Ｒ光用照明装置１１Ｒの側面概略構成を示す。図３は、回折光学素子１３Ｒから射出する光の進行方向を説明するものである。図４は、回折光学素子１３Ｒにより形成される照明パターンを説明するものである。回折光学素子１３Ｒは、実線で示す＋１次回折光Ｌ＋１を用いて、矩形形状、かつ均一化された光量分布の照明パターンを形成させる。この他、回折光学素子１３Ｒは、一点鎖線で示すゼロ次光Ｌ０、破線で示す−１次回折光Ｌ−１を生じさせる。ゼロ次光は、回折光学素子１３Ｒで回折せず回折光学素子１３Ｒをそのまま透過した光である。−１次回折光Ｌ−１は、ゼロ次光Ｌ０に関して＋１次回折光Ｌ＋１と略対称に進行する回折光である。
【００２８】
図２に示すように、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒは、フィールドレンズ１４で平行化された＋１次回折光Ｌ＋１が入射する位置に設けられている。回折光学素子１３Ｒからのゼロ次光Ｌ０及び−１次回折光Ｌ−１は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒの方向以外の方向へ進行する。Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒの方向以外の方向へゼロ次光Ｌ０を進行させることで、照明領域のうちゼロ次光Ｌ０と＋１次回折光Ｌ＋１が重なり合う部分のみが明るくなるようなムラの発生を防ぎ、光量分布の均一化が容易となる。
【００２９】
フォトダイオード（ＰＤ）２３は、回折光学素子１３Ｒからのゼロ次光Ｌ０が入射する位置に設けられている。ＰＤ２３は、回折光学素子１３ＲからＲ光用空間光変調装置１５Ｒの方向以外の方向へ進行するゼロ次光Ｌ０を検出する光検出部である。回折光学素子１３Ｒからの−１次回折光Ｌ−１が入射する位置には、−１次回折光Ｌ−１を吸収する光吸収部２２が設けられている。光吸収部２２は、例えば、光吸収性樹脂部材を用いて構成されている。
【００３０】
遮蔽部２１は、Ｒ光用光源部１２Ｒ及び回折光学素子１３Ｒの間において、Ｒ光用光源部１２Ｒからの光を遮蔽可能に設けられている。遮蔽部２１は、ＰＤ２３による検出結果に応じて、Ｒ光用光源部１２Ｒからの光を遮蔽する。遮蔽部２１は、例えば、光学機器に利用される絞りと同様の構成とすることで、自在に開閉できる。この他、遮蔽部２１は、遮光部材を移動させることで光の通過及び遮蔽を切り換え可能な機構を用いても良い。発光ダイオード（ＬＥＤ）２４は、ＰＤ２３による検出結果に応じて発光することで、Ｒ光用光源部１２Ｒにおける異常の発生を報知する異常報知部である。Ｇ光用照明装置１１Ｇ、Ｂ光用照明装置１１Ｂは、Ｒ光用照明装置１１Ｒと同様の構成を有する。
【００３１】
図５は、プロジェクタ１０を制御するためのブロック構成を示す。制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３５、メモリ３６を備え、コンピュータとして機能する。メモリ３６は、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等からなる。制御部３４は、メモリ３６に記憶されている制御プログラムに従ってＣＰＵ３５を動作させることにより、プロジェクタ１０の駆動を制御する。画像信号変換部３１は、外部機器等により入力された画像信号を、画像信号処理部３２で処理可能な形式に変換する。画像信号変換部３１は、制御部３４による制御に基づいて画像信号を変換する。画像信号変換部３１は、例えば、アナログ信号として入力された画像信号をディジタル信号へ変換する。
【００３２】
画像信号処理部３２は、画像信号変換部３１で変換された画像信号に対して、各種画質調整のための処理を施す。画質調整のための処理は、例えば、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂの画素数に適合するように解像度を変換する解像度変換や、輝度調整、コントラスト調整、シャープネス調整等である。空間光変調駆動部３３は、画像信号処理部３２で処理された画像信号に基づいて各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを駆動する。光源駆動部３７は、制御部３４による制御に基づいて、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを駆動する。
【００３３】
さらに、制御部３４は、ＰＤ２３による検出結果に基づいて、遮蔽部２１及びＬＥＤ２４を制御する。各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが正常に作動している場合、ＰＤ２３は、所定範囲の光量のゼロ次光を検出する。ＰＤ２３により所定範囲の光量のレーザ光が検出された場合、遮蔽部２１は、図２に示すように、全開状態となってレーザ光を通過させる。所定範囲の光量のレーザ光が検出される間、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからの光は、遮蔽部２１で遮蔽されること無く射出される。また、ＬＥＤ２４は、消灯した状態を保持する。
【００３４】
これに対して、例えば所定範囲を超える光量のレーザ光がＰＤ２３により検出された場合、制御部３４は、遮蔽部２１を閉じた状態に変化させる。これにより、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光は、遮蔽部２１により遮蔽される。プロジェクタ１０は、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの少なくとも１つについて所定範囲を超える光量のレーザ光が検出された場合に、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの遮蔽部２１を閉じる構成にできる。これにより、プロジェクタ１０は、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの少なくとも１つに異常が発生した場合に、直ちにレーザ光の射出を停止させる。
【００３５】
所定範囲を越える光量のレーザ光が検出されたことで、制御部３４は、ＬＥＤ２４を点灯させる。ユーザは、ＬＥＤ２４の点灯の有無により、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに異常が生じているか否かを認識することができる。プロジェクタ１０は、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの少なくとも１つについて所定範囲を超える光量のレーザ光が検出された場合に、ＬＥＤ２４を点灯させる構成にできる。これにより、プロジェクタ１０は、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの少なくとも１つに異常が発生した場合に、直ちにＬＥＤ２４を点灯させる。
【００３６】
各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力が著しく増大した場合、通常より強いレーザ光によってプロジェクタ１０や人体へ不具合が及ぶ事態を確実に回避する必要がある。ＰＤ２３により検出された光量が著しく増大した場合に遮蔽部２１によりレーザ光を遮蔽することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力が増大するような異常の発生に対して、レーザ光の射出を停止させることができる。また、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの異常をＬＥＤ２４によりユーザに報知することで、ユーザは、異常に対して早期に何らかの処置を施すことが可能となる。これにより、プロジェクタ１０や人体に不具合が及ぶ事態をさらに抑制できる。遮蔽部２１は、遮蔽部２１へ電流が供給されることにより開放状態とされ、電流の供給が停止されることにより閉じる構成であることが望ましい。これにより、何らかの障害に対しても、レーザ光を遮蔽させる制御を可能とすることができる。
【００３７】
以上の他、例えば、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから射出されるレーザ光の進行方向が大幅にシフトした場合も、プロジェクタ１０や人体に不具合を及ぼす事態が想定される。レーザ光の進行方向が大幅にシフトしたことは、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからレーザ光が射出されているにも関わらずＰＤ２３で検出されるゼロ次光の光量が著しく低下することで認識できる。ＰＤ２３においてゼロ次光が検出されなかった場合に遮蔽部２１によりレーザ光を遮蔽することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の進行方向が大幅にシフトするような異常の発生に対して、レーザ光の射出を停止させることができる。また、この場合も、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの異常をＬＥＤ２４によりユーザに報知することで、プロジェクタ１０や人体に不具合が及ぶ事態をさらに抑制できる。
【００３８】
遮蔽部２１は、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の一部を遮蔽することで、レーザ光の光量を調整可能としても良い。遮蔽部２１は、光学機器に利用される絞りと同様の構成とすることで、開口領域の大きさに応じてレーザ光の光量を調整できる。例えば、ＰＤ２３で検出されるゼロ次光の光量が増加した場合、遮蔽部２１は、ゼロ次光の光量の増加量に応じて遮蔽部２１の開口領域を狭める制御がなされる。ＰＤ２３で検出されたゼロ次光の光量に応じて、遮蔽部２１において光量を調整することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力の変動に関わらず安定した光量のレーザ光を供給できる。なお、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の光量の調整は、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂに設けられたＰＤ２３を用いて色光ごとに行う。
【００３９】
回折光学素子は、回折光学素子の設計上の都合や製造誤差のため、所望の回折光のみを射出させる構成とすることは極めて困難である。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂの方向以外の方向へ進行するレーザ光をＰＤ２３で検出することで、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂの方向以外の方向へ進行するレーザ光を有効に利用できる。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの画像を表示できるという効果を奏する。
【００４０】
異常報知部は、ＬＥＤ２４である場合に限られず、光を発生させる他の発光手段を用いても良い。異常報知部は、発光手段である場合に限られない。異常報知部は、例えば、音声を発生させる音声発生手段、例えばブザーやスピーカ等としても良い。音声発生手段は、音声を発生することで異常を報知する。また、異常発生部は、発光手段と音声発生手段を併せ持つものであっても良い。
【００４１】
プロジェクタ１０は、ＰＤ２３により−１次回折光Ｌ−１を検出することとしても良く、２次回折光等の高次回折光を検出することとしても良い。本実施例では、光源部の異常発生や出力変化があった場合の他、例えば回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの位置ずれや脱落、破損等の異常に対しても、光の射出を停止させることができる。さらに、本実施例のプロジェクタ１０は、ＰＤ２３による検出結果に応じて空間光変調装置を制御する構成としても良い。
【００４２】
図６は、ＰＤ２３による検出結果に応じて空間光変調装置を制御するための構成を説明するものである。ここでは、Ｒ光用照明装置１１Ｒを図示して説明する。図５に示すブロック構成において、制御部３４は、ＰＤ２３による検出結果に基づいて画像信号処理部３２を制御する。画像信号処理部３２は、制御部３４による制御に応じて画像信号を変換する。
【００４３】
ＰＤ２３により検出された光量が著しく増大した場合、レーザ光の進行方向が大幅にシフトした場合に、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、制御部３４の制御に応じた画像信号処理部３２の処理によって、変調光の射出を停止させる。また、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力の変動があった場合、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、ＰＤ２３で検出されたゼロ次光の光量に応じて調整された強度の変調光を射出する。この場合も、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給できる。
【実施例２】
【００４４】
図７は、本発明の実施例２に係るプロジェクタについて説明するものであって、Ｒ光用照明装置４０Ｒの側面概略構成を示す。本実施例は、−１次回折光Ｌ−１を検出するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ４２を有することを特徴とする。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。Ｇ光用照明装置、Ｂ光用照明装置は、Ｒ光用照明装置４０Ｒと同様の構成を有する。ＣＭＯＳセンサ４２は、回折光学素子１３ＲからＲ光用空間光変調装置１５Ｒの方向以外の方向へ進行する回折光である−１次回折光Ｌ−１を検出する光検出部である。
【００４５】
回折光学素子１３Ｒ及びＣＭＯＳセンサ４２の間の光路中には、フィールドレンズ４１が設けられている。フィールドレンズ４１は、回折光学素子１３Ｒからの−１次回折光Ｌ−１を集光させ、ＣＭＯＳセンサ４２へ入射させる。ＣＭＯＳセンサ４２は、複数の受光素子（不図示）を有する。回折光学素子１３Ｒからのゼロ次光Ｌ０が入射する位置には、ゼロ次光Ｌ０を吸収する光吸収部４３が設けられている。光吸収部４３は、例えば、光吸収性樹脂部材を用いて構成されている。なお、回折光学素子１３Ｒからの−１次回折光Ｌ−１をＣＭＯＳセンサ４２へ入射させることが可能であれば、フィールドレンズ４１を省略しても良い。
【００４６】
図８は、プロジェクタを制御するためのブロック構成を示す。ＣＭＯＳセンサ４２は、−１次回折光Ｌ−１の光量分布を検出する。制御部３４は、ＣＭＯＳセンサ４２で検出された−１次回折光Ｌ−１の光量分布に応じて、画像信号処理部３２を制御する。図９に示す光量分布の例では、白抜き部分に比べて着色部分が暗いものとする。回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの特性により、＋１次回折光Ｌ＋１の光量分布は、ゼロ次光Ｌ０に関して−１次回折光Ｌ−１の光量分布と略対称となる。このため、＋１次回折光Ｌ＋１の光量分布は、−１次回折光Ｌ−１の光量分布を適宜変換することで推測できる。
【００４７】
制御部３４は、ＣＭＯＳセンサ４２による検出結果から推測される＋１次回折光Ｌ＋１の光量分布に応じて、画像信号処理部３２を制御する。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、制御部３４の制御に応じた画像信号処理部３２の処理によって、空間的な光量変化が低減された変調光を射出する。例えば、図９に示すうち着色部分については、白抜き部分との光量差に応じて光量を増加させる処理を施すことで、空間的な光量変化を低減できる。なお、かかる各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂの制御は、各色光用照明装置に設けられたＣＭＯＳセンサ４２を用いて色光ごとに行う。
【００４８】
また、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから射出されるレーザ光の進行方向が大幅にシフトした場合、ＣＭＯＳセンサ４２で検出される−１次回折光Ｌ−１の光量分布が変化することで認識できる。ＣＭＯＳセンサ４２で検出される−１次回折光Ｌ−１の光量分布の変化に応じて遮蔽部２１でレーザ光を遮蔽することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の進行方向が大幅にシフトするような異常の発生に対して、レーザ光の射出を停止させることができる。
【００４９】
各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力は、ＣＭＯＳセンサ４２の各受光素子で検出された光量値を積算することで得られる。例えば、かかる積算値が所定範囲を超える場合に、遮蔽部２１によりレーザ光を遮蔽させることができる。これにより、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の光量が著しく増大するような異常の発生に対して、レーザ光の射出を停止させることができる。また、かかる積算値の変動に対して遮蔽部２１や各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを制御することで、レーザ光の光量を調整することもできる。以上により、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの画像を表示することができる。
【００５０】
図１０は、本実施例の変形例に係るプロジェクタについて説明するものであって、Ｒ光用照明装置４５Ｒの側面概略構成を示す。Ｇ光用照明装置、Ｂ光用照明装置は、Ｒ光用照明装置４５Ｒと同様の構成を有する。ＣＭＯＳセンサ４６は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒに並列させて設けられている。ＣＭＯＳセンサ４６は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒと略同じ大きさの矩形形状をなしている。回折光学素子１３Ｒからの−１次回折光Ｌ−１は、フィールドレンズ１４によって平行化され、ＣＭＯＳセンサ４６へ入射する。
【００５１】
フィールドレンズ１４は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒへ＋１次回折光Ｌ＋１を入射させる機能、及びＣＭＯＳセンサ４６へ−１次回折光Ｌ−１を入射させる機能を有する。本変形例では図７に示す構成のうちフィールドレンズ４１を不要にできることで、プロジェクタの部品点数を少なくすることができる。また、空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂと略同じ大きさのＣＭＯＳセンサ４６を用いることが可能であるから、高い精度で光量分布を検出することができる。
【００５２】
本実施例では、光源部の異常や出力変化があった場合の他、例えば、回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの製造誤差や位置ずれによる光量ムラがあった場合に、空間光変調装置の制御により光量ムラを補正できる。また、複数のレーザ光源を用いる場合に、レーザ光源間の出力バランスが変動することによる光量ムラがあった場合にも、空間光変調装置の制御により光量ムラを補正できる。
【００５３】
本実施例において、プロジェクタは、ＣＭＯＳセンサ４２、４６により１次回折光を検出する場合に限られず、２次回折光等の高次回折光を検出することとしても良い。光検出部は、ＣＭＯＳセンサ４２、４６である場合に限られない。光検出部は、ＣＭＯＳセンサ４２、４６以外の他の撮像素子、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサであっても良い。プロジェクタは、撮像素子であるＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサによりゼロ次光を検出することとしても良い。
【実施例３】
【００５４】
図１１は、本発明の実施例３に係るプロジェクタ５０の概略構成を示す模式図である。本実施例のプロジェクタ５０は、各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂからのゼロ次光Ｌ０を検出するＰＤ５５を有することを特徴とする。上記実施例１、２と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。プロジェクタ５０は、図１に示すプロジェクタ１０と同様、クロスダイクロイックプリズムを用いて各色光を合成する構成をなしている。ここでは、各回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂからの光の振舞いを簡潔に説明するために、各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂを並列させて示している。また、回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、紙面に沿う方向へゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂを進行させるのに対して、紙面手前側へ＋１次回折光Ｌ＋１を進行させるものとする。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、ゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂを進行させる面に対して紙面手前側に設けられている。
【００５５】
反射ミラー５２は、Ｒ光用照明装置５１Ｒの回折光学素子１３Ｒからのゼロ次光Ｌ０Ｒが入射する位置に設けられている。反射ミラー５２は、ゼロ次光Ｌ０Ｒを反射させ、光路を折り曲げる。第１ダイクロイックミラー５３は、反射ミラー５２からのゼロ次光Ｌ０Ｒ、及びＧ光用照明装置５１Ｇの回折光学素子１３Ｇからのゼロ次光Ｌ０Ｇが入射する位置に設けられている。第１ダイクロイックミラー５３は、Ｒ光を透過させ、Ｇ光を反射する。第１ダイクロイックミラー５３は、Ｇ光用照明装置５１Ｇからのゼロ次光Ｌ０Ｇを反射し、光路を折り曲げるとともに、反射ミラー５２からのゼロ次光Ｌ０Ｒを透過させることで、ゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇを合成する。
【００５６】
第２ダイクロイックミラー５４は、第１ダイクロイックミラー５３からのゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、及びＢ光用照明装置５１Ｂの回折光学素子１３Ｂからのゼロ次光Ｌ０Ｂが入射する位置に設けられている。第２ダイクロイックミラー５４は、Ｒ光及びＧ光を透過させ、Ｂ光を反射する。第２ダイクロイックミラー５４は、Ｂ光用照明装置５１Ｂからのゼロ次光Ｌ０Ｂを反射し、光路を折り曲げるとともに、第１ダイクロイックミラー５３からのゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇを透過させることで、ゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂを合成する。このようにして合成されたゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂは、ＰＤ５５へ入射する。なお、ゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂを合成させるための構成は、本実施例で説明するものに限られず、適宜変更しても良い。
【００５７】
ＰＤ５５は、Ｒ光であるゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｇ光であるゼロ次光Ｌ０Ｇ、Ｂ光であるゼロ次光Ｌ０Ｂを検出する光検出部である。各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂに設けられた遮蔽部２１は、ＰＤ５５による検出結果に応じて、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光を遮蔽する。ＬＥＤ２４は、ＰＤ５５による検出結果に応じて点灯することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの異常の発生を報知する。ＰＤ５５によりＲ光、Ｇ光、Ｂ光を検出可能とすることで、プロジェクタ５０は、照明装置ごとに光検出部を設ける場合より部品点数を少なくできる。プロジェクタ５０は、部品点数を少なくできることで、製造コストを低減できる。
【００５８】
図１２は、本実施例の変形例に係るプロジェクタ６０の概略構成を示す模式図である。本変形例のプロジェクタ６０は、各色光用照明装置６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂからの−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを検出するＣＭＯＳセンサ６６を有することを特徴とする。回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、紙面手前側へ＋１次回折光Ｌ＋１を進行させ、紙面奥側へ−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを進行させる。
【００５９】
反射ミラー６２は、Ｒ光用照明装置６１Ｒの回折光学素子１３Ｒからフィールドレンズ１４を経た−１次回折光Ｌ−１Ｒが入射する位置に設けられている。反射ミラー６２は、−１次回折光Ｌ−１Ｒを反射させ、光路を折り曲げる。第１ダイクロイックミラー６３は、反射ミラー６２からの−１次回折光Ｌ−１Ｒ、及びＧ光用照明装置６１Ｇの回折光学素子１３Ｇからフィールドレンズ１４を経た−１次回折光Ｌ−１Ｇが入射する位置に設けられている。第１ダイクロイックミラー６３は、Ｒ光を透過させ、Ｇ光を反射する。第１ダイクロイックミラー６３は、Ｇ光用照明装置６１Ｇからの−１次回折光Ｌ−１Ｇを反射し、光路を折り曲げるとともに、反射ミラー６２からの−１次回折光Ｌ−１Ｒを透過させることで、−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇを合成する。
【００６０】
第２ダイクロイックミラー６４は、第１ダイクロイックミラー６３からの−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、及びＢ光用照明装置６１Ｂの回折光学素子１３Ｂからフィールドレンズ１４を経た−１次回折光Ｌ−１Ｂが入射する位置に設けられている。第２ダイクロイックミラー６４は、Ｒ光及びＧ光を透過させ、Ｂ光を反射する。第２ダイクロイックミラー６４は、Ｂ光用照明装置６１Ｂからの−１次回折光Ｌ−１Ｂを反射し、光路を折り曲げるとともに、第１ダイクロイックミラー６３からの−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇを透過させることで、−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを合成する。このようにして合成された−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂは、カラーホイール６５へ入射する。
【００６１】
カラーホイール６５は、第２ダイクロイックミラー６４からＣＭＯＳセンサ６６へ進行するＲ光、Ｇ光、Ｂ光を分離させる色分離部である。カラーホイール６５は、Ｒ光のみを透過させるダイクロイック膜、Ｇ光のみを透過させるダイクロイック膜、Ｂ光のみを透過させるダイクロイック膜が組合わされた円形状をなしている。カラーホイール６５は、−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂの光線に略平行な軸を中心として回転する。カラーホイール６５を回転させると同時に、カラーホイール６５へ−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを入射させることで、−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを時分割により分離する。
【００６２】
ＣＭＯＳセンサ６６は、Ｒ光である−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｇ光である−１次回折光Ｌ−１Ｇ、Ｂ光である−１次回折光Ｌ−１Ｂを順次検出する光検出部である。Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒは、ＣＭＯＳセンサ６６における−１次回折光Ｌ−１Ｒの検出結果に応じて制御される。Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇは、ＣＭＯＳセンサ６６における−１次回折光Ｌ−１Ｇの検出結果に応じて制御される。Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂは、ＣＭＯＳセンサ６６における−１次回折光Ｌ−１Ｂの検出結果に応じて制御される。また、各色光用照明装置６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに設けられた遮蔽部２１は、ＣＭＯＳセンサ６６による検出結果に応じて、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光を遮蔽する。ＬＥＤ２４は、ＣＭＯＳセンサ６６による検出結果に応じて点灯することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの異常の発生を報知する。
【００６３】
図１３は、プロジェクタ６０を制御するためのブロック構成を示す。カラーホイール６５は、制御部３４の制御に応じて、所定の回転数で回転する。ＣＭＯＳセンサ６６は、カラーホイール６５を透過した各−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを順次検出する。制御部３４は、ＣＭＯＳセンサ６６による検出結果に応じて画像信号処理部３２を制御する。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、制御部３４の制御に応じた画像信号処理部３２の処理によって、空間的な光量変化が低減された変調光を射出する。これにより、色光ごとの検出結果に基づいて、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを制御できる。さらに、遮蔽部２１、ＬＥＤ２４は、上記実施例２の場合と同様に、ＣＭＯＳセンサ６６による−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂの検出結果に応じて制御される。
【００６４】
色分離部は、カラーホイール６５である場合に限られず、例えば、Ｒ光のみを透過させるダイクロイック膜、Ｇ光のみを透過させるダイクロイック膜、Ｂ光のみを透過させるダイクロイック膜を並列させたカラーフィルタとしても良い。この場合、ＣＭＯＳセンサ６６は、各ダイクロイック膜に対応する部分の受光素子における検出結果に基づいて、各色光を検出することができる。プロジェクタ６０は、光検出部であるＰＤと色分離部を組み合わせても良い。さらに、プロジェクタ６０は、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを順次点灯させる場合、色分離部を用いなくてもＣＭＯＳセンサ６６により各色光を順次検出することができる。
【００６５】
なお、各実施例で説明したプロジェクタは、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。プロジェクタは、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクタは、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクタは、空間光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクタは、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクタであっても良い。プロジェクタは、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から射出される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。
【実施例４】
【００６６】
図１４は、本発明の実施例４に係るモニタ装置７０の概略構成を示す。モニタ装置７０は、装置本体７１と、光伝送部７２とを有する。装置本体７１は、上記実施例１の各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ（図１参照）と同様の照明装置７３を備える。上記実施例１と重複する説明は省略する。光伝送部７２は、２つのライトガイド７５、７６を有する。光伝送部７２のうち被写体（不図示）側の端部には、拡散板７７及び結像レンズ７８が設けられている。第１ライトガイド７５は、照明装置７３からの光を被写体へ伝送する。拡散板７７は、第１ライトガイド７５の射出側に設けられている。第１ライトガイド７５内を伝播した光は、拡散板７７を透過することにより、被写体側にて拡散する。
【００６７】
第２ライトガイド７６は、被写体からの光をカメラ７４へ伝送する。結像レンズ７８は、第２ライトガイド７６の入射側に設けられている。結像レンズ７８は、被写体からの光を第２ライトガイド７６の入射面へ集光させる。被写体からの光は、結像レンズ７８により第２ライトガイド７６へ入射した後、第２ライトガイド７６内を伝播してカメラ７４へ入射する。
【００６８】
第１ライトガイド７５、第２ライトガイド７６としては、多数の光ファイバを束ねたものを用いることができる。光ファイバを用いることで、レーザ光を遠方へ伝送させることができる。カメラ７４は、装置本体７１内に設けられている。カメラ７４は、照明装置７３からの光により照明された被写体を撮像する撮像部である。第２ライトガイド７６から入射した光をカメラ７４へ入射させることで、カメラ７４による被写体の撮像ができる。
【００６９】
上記実施例１の各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと同様の照明装置７３を用いることにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給できる。これにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの被写体を撮像できるという効果を奏する。なお、照明装置７３は、上記各実施例で説明したいずれの照明装置と同様の構成としても良い。
【００７０】
本発明の照明装置は、レーザ光源として半導体レーザを用いる場合に限られず、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いても良い。また、照明装置は、光源部にレーザ光源を用いる場合に限られない。照明装置は、例えば、光源部としてＬＥＤ等の固体光源を用いる構成としても良い。本発明の照明装置は、光検出部による検出結果に応じて光源部を制御する構成としても良い。照明装置は、例えば、光源部の異常発生時に光源部による光の射出を停止させる構成や、光源部の出力の変動に対して光源部をフィードバック制御する構成にできる。これにより、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつさらに安定した明るさの画像を表示できる。本発明の照明装置は、プロジェクタやモニタ装置に適用される場合に限られない。本発明の照明装置は、例えば、レーザ光を用いて露光を行う露光装置やレーザ加工装置等の光学系に用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明に係る照明装置は、プロジェクタやモニタ装置に用いる場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの上面概略構成を示す図。
【図２】Ｒ光用照明装置の側面概略構成を示す図。
【図３】回折光学素子から射出する光の進行方向を説明する図。
【図４】回折光学素子により形成される照明パターンを説明する図。
【図５】プロジェクタを制御するためのブロック構成を示す図。
【図６】空間光変調装置を制御するための構成を説明する図。
【図７】本発明の実施例２に係るプロジェクタについて説明する図。
【図８】プロジェクタを制御するためのブロック構成を示す図。
【図９】＋１次回折光の光量分布、−１次回折光の光量分布の関係を説明する図。
【図１０】実施例２の変形例に係るプロジェクタについて説明する図。
【図１１】本発明の実施例３に係るプロジェクタの概略構成を示す模式図。
【図１２】実施例３の変形例に係るプロジェクタの概略構成を示す模式図。
【図１３】プロジェクタを制御するためのブロック構成を示す図。
【図１４】本発明の実施例４に係るモニタ装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
１０ プロジェクタ、１１Ｒ Ｒ光用照明装置、１１Ｇ Ｇ光用照明装置、１１Ｂ Ｂ光用照明装置、１２Ｒ Ｒ光用光源部、１２Ｇ Ｇ光用光源部、１２Ｂ Ｂ光用光源部、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ 回折光学素子、１４ フィールドレンズ、１５Ｒ Ｒ光用空間光変調装置、１５Ｇ Ｇ光用空間光変調装置、１５Ｂ Ｂ光用空間光変調装置、１６ クロスダイクロイックプリズム、１７ 第１ダイクロイック膜、１８ 第２ダイクロイック膜、１９ 投写レンズ、２１ 遮蔽部、２２ 光吸収部、２３ ＰＤ、３１ 画像信号変換部、３２ 画像信号処理部、３３ 空間光変調駆動部、３４ 制御部、３５ ＣＰＵ、３６ メモリ、３７ 光源駆動部、４０Ｒ Ｒ光用照明装置、４１ フィールドレンズ、４２ ＣＭＯＳセンサ、４３ 光吸収部、４５Ｒ Ｒ光用照明装置、４６ ＣＭＯＳセンサ、５０ プロジェクタ、５１Ｒ Ｒ光用照明装置、５１Ｇ Ｇ光用照明装置、５１Ｂ Ｂ光用照明装置、５２ 反射ミラー、５３ 第１ダイクロイックミラー、５４ 第２ダイクロイックミラー、５５ ＰＤ、６０ プロジェクタ、６１Ｒ Ｒ光用照明装置、６１Ｇ Ｇ光用照明装置、６１Ｂ Ｂ光用照明装置、６２ 反射ミラー、６３ 第１ダイクロイックミラー、６４ 第２ダイクロイックミラー、６５ カラーホイール、６６ ＣＭＯＳセンサ、７０ モニタ装置、７１ 装置本体、７２ 光伝送部、７３ 照明装置、７４ カメラ、７５ 第１ライトガイド、７６ 第２ライトガイド、７７ 拡散板、７８ 結像レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、プロジェクタ及びモニタ装置、特に、レーザ光源を用いた照明装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタの光源としてレーザ光源を用いる技術が提案されている。レーザ光源は、高出力化及び多色化に伴い、プロジェクタの光源として開発されている。プロジェクタの光源として従来用いられているＵＨＰランプと比較すると、レーザ光源は、高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命である等の利点がある。レーザ光源を用いる照明装置には、回折光学素子を用いることができる。回折光学素子は、レーザ光を回折させることにより、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を同時に行うことが可能である。回折光学素子により複数の機能を果たす構成とすることで、照明装置は、少ない部品点数の構成にでき、光学系の小型化、省スペース化が容易となる。回折光学素子を用いる照明装置の技術は、例えば、特許文献１において提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゼロ次光と回折光を同時に照明領域へ入射させる構成とする場合、ゼロ次光と回折光が重なることで照明領域の一部のみが明るくなることがある。これに対しては、ゼロ次光が入射する領域以外の領域を照明領域とすることで、光量分布の均一化が容易となる。例えば、回折光学素子は、＋１次回折光を用いて照明領域を形成する構成にできる。回折光学素子は、回折光学素子の設計上の都合や製造誤差のため、所望の回折光のみを射出させる構成とすることは極めて困難である。回折光学素子は、＋１次回折光により照明領域を形成する場合であっても、例えば、ゼロ次光や−１次回折光が生じることとなる。このような所望の回折光以外の光は、通常、光吸収性部材により遮蔽される。また、何らかの異常によりレーザ光源の出力が著しく増大した場合や、レーザ光の進行方向が大きくシフトした場合を想定して、照明装置は、これらの異常に対して直ちにレーザ光の射出を停止させることが望まれる。さらに、照明装置は、レーザ光源の出力の変動に関わらず、安定した光量の光を供給できることが望ましい。本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給可能な照明装置、その照明装置を用いるプロジェクタ及びモニ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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、光を射出する光源部と、光源部からの光を回折させ、照明対象へ回折光を進行させる回折光学素子と、光源部からの光を遮蔽可能に設けられた遮蔽部と、を有し、遮蔽部は、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて、光源部からの光の少なくとも一部を遮蔽することを特徴とする。
【０００６】
照明対象の方向以外の方向へ進行する光を光検出部で検出することで、照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用できる。光源部の異常により、光の強度が著しく増大した場合や光の進行方向がシフトした場合に、光検出部の検出結果は変動する。かかる検出結果に応じて遮蔽部を駆動することで、照明装置は、光源部の異常発生時に光を遮蔽できる。さらに、照明装置は、光源部の出力の変動に対して光源部からの光の一部を遮蔽することで、光量を調節できる。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給可能な照明装置を得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を検出することが望ましい。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を有効利用できる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する回折光を検出することが望ましい。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する回折光を有効利用できる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部による検出結果に応じて、光源部における異常の発生を報知する異常報知部を有することが望ましい。これにより、照明装置を構成する部材や人体に不具合が及ぶ事態をさらに抑制できる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光の光量分布を検出することが望ましい。これにより、光の方向がシフトするような異常の発生を的確に検出することができる。
【００１１】
さらに、本発明に係るプロジェクタは、上記の照明装置を有し、照明装置からの光を用いて画像を表示することを特徴とする。上記の照明装置を用いることにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給できる。これにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの画像を表示可能なプロジェクタを得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、照明装置は、第１色光を供給する第１照明装置と、第２色光を供給する第２照明装置と、第３色光を供給する第３照明装置と、を備え、第１照明装置からの第１色光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置と、第２照明装置からの第２色光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置と、第３照明装置からの第３色光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置と、第１照明装置から第１空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第１色光、第２照明装置から第２空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第２色光、及び第３照明装置から第３空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第３色光を検出する光検出部と、を有することが望ましい。光検出部により第１色光、第２色光、第３色光を検出可能とすることで、プロジェクタは、照明装置ごとに光検出部を設ける場合より部品点数を少なくできる。
【００１３】
さらに、本発明に係るプロジェクタは、光を射出する光源部と、光源部からの光を回折させる回折光学素子と、を有する照明装置と、照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有し、空間光変調装置は、回折光学素子から空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて制御されることを特徴とする。光検出部の検出結果に応じて空間光変調装置を制御することで、光源部の異常があった場合に光を遮蔽できる。また、光源部の出力の変動に関わらず、安定した光量を得ることが可能となる。さらに、空間的な光量変化を低減させることもできる。これにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの画像を表示可能なプロジェクタを得られる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から空間光変調装置の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を検出することが望ましい。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を有効利用できる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する回折光を検出することが望ましい。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する回折光を有効利用できる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子から空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する光の光量分布を検出することが望ましい。これにより、空間的な光量変化を低減させるための制御が可能となる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、照明装置は、第１色光を供給する第１照明装置と、第２色光を供給する第２照明装置と、第３色光を供給する第３照明装置と、を備え、空間光変調装置は、第１照明装置からの第１色光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置と、第２照明装置からの第２色光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置と、第３照明装置からの第３色光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置と、を備え、光検出部は、第１照明装置から第１空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第１色光、第２照明装置から第２空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第２色光、及び第３照明装置から第３空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する第３色光を検出することが望ましい。光検出部により第１色光、第２色光、第３色光を検出可能とすることで、プロジェクタは、照明装置ごとに光検出部を設ける場合より部品点数を少なくできる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部へ進行する第１色光、第２色光及び第３色光を分離させる色分離部を有することが望ましい。色分離部を用いることで、色光ごとの光量を検出できる。これにより、色光ごとの検出結果に基づいて、各色光用空間光変調装置を制御できる。
【００１９】
さらに、本発明に係るモニタ装置は、上記の照明装置と、照明装置からの光により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とする。上記の照明装置を用いることにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給できる。これにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの被写体を撮像可能なモニタ装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１０の上面概略構成を示す。プロジェクタ１０は、スクリーン（不図示）に光を投写させ、スクリーンで反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ１０は、赤色（Ｒ）光用照明装置１１Ｒ、緑色（Ｇ）光用照明装置１１Ｇ、青色（Ｂ）光用照明装置１１Ｂを有する。Ｒ光用照明装置１１Ｒは、第１色光であるＲ光を供給する第１照明装置である。Ｇ光用照明装置１１Ｇは、第２色光であるＧ光を供給する第２照明装置である。Ｂ光用照明装置１１Ｂは、第３色光であるＢ光を供給する第３照明装置である。プロジェクタ１０は、Ｒ光用照明装置１１ＲからのＲ光、Ｇ光用照明装置１１ＧからのＧ光、Ｂ光用照明装置１１ＢからのＢ光を用いて画像を表示する。
【００２２】
Ｒ光用照明装置１１Ｒは、Ｒ光用光源部１２Ｒを有する。Ｒ光用光源部１２Ｒは、レーザ光を射出する光源部であって、例えば半導体レーザを備える。回折光学素子１３Ｒは、Ｒ光用光源部１２ＲからのＲ光を回折させ、Ｒ光用照明装置１１Ｒの照明対象であるＲ光用空間光変調装置１５Ｒへ回折光を進行させる。回折光学素子１３Ｒは、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒの入射面上に、矩形形状、かつ均一化された光量分布の照明パターンを形成させる。回折光学素子１３Ｒは、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を行う。フィールドレンズ１４は、回折光学素子１３Ｒからの光を平行化する。Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置１５ＲからのＲ光は、クロスダイクロイックプリズム１６へ入射する。
【００２３】
Ｇ光用照明装置１１Ｇは、Ｇ光用光源部１２Ｇを有する。Ｇ光用光源部１２Ｇは、レーザ光を射出する光源部であって、例えば半導体レーザを備える。回折光学素子１３Ｇは、Ｇ光用光源部１２ＧからのＧ光を回折させ、Ｇ光用照明装置１１Ｇの照明対象であるＧ光用空間光変調装置１５Ｇへ回折光を進行させる。回折光学素子１３Ｇは、Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇの入射面上に、矩形形状、かつ均一化された光量分布の照明パターンを形成させる。回折光学素子１３Ｇは、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を行う。フィールドレンズ１４は、回折光学素子１３Ｇからの光を平行化する。Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置１５ＧからのＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１６のうちＲ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００２４】
Ｂ光用照明装置１１Ｂは、Ｂ光用光源部１２Ｂを有する。Ｂ光用光源部１２Ｂは、レーザ光を射出する光源部であって、例えば半導体レーザを備える。回折光学素子１３Ｂは、Ｂ光用光源部１２ＢからのＢ光を回折させ、Ｂ光用照明装置１１Ｂの照明対象であるＢ光用空間光変調装置１５Ｂへ回折光を進行させる。回折光学素子１３Ｂは、Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂの入射面上に、矩形形状、かつ均一化された光量分布の照明パターンを形成させる。回折光学素子１３Ｂは、照明領域の整形、拡大、及び照明領域における光量分布の均一化を行う。フィールドレンズ１４は、回折光学素子１３Ｂからの光を平行化する。Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置１５ＢからのＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１６のうちＲ光が入射する面、及びＧ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００２５】
回折光学素子としては、例えば、計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram；ＣＧＨ）を用いることができる。透過型液晶表示装置としては、例えば、高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High Temperature Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いることができる。各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、半導体レーザからのレーザ光の波長を変換する波長変換素子、例えば、第二高調波発生（Second Harmonic Generation；ＳＨＧ）素子を用いる構成としても良い。各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、半導体レーザに代えて、半導体レーザ励起固体（Diode Pumped Solid State；ＤＰＳＳ）レーザや、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザを備える構成としても良い。
【００２６】
クロスダイクロイックプリズム１６は、互いに略直交させて配置された２つのダイクロイック膜１７、１８を有する。第１ダイクロイック膜１７は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜１８は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム１６は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１９の方向へ射出させる。投写レンズ１９は、クロスダイクロイックプリズム１６で合成された光をスクリーンに向けて投写する。
【００２７】
図２は、Ｒ光用照明装置１１Ｒの側面概略構成を示す。図３は、回折光学素子１３Ｒから射出する光の進行方向を説明するものである。図４は、回折光学素子１３Ｒにより形成される照明パターンを説明するものである。回折光学素子１３Ｒは、実線で示す＋１次回折光Ｌ＋１を用いて、矩形形状、かつ均一化された光量分布の照明パターンを形成させる。この他、回折光学素子１３Ｒは、一点鎖線で示すゼロ次光Ｌ０、破線で示す−１次回折光Ｌ−１を生じさせる。ゼロ次光は、回折光学素子１３Ｒで回折せず回折光学素子１３Ｒをそのまま透過した光である。−１次回折光Ｌ−１は、ゼロ次光Ｌ０に関して＋１次回折光Ｌ＋１と略対称に進行する回折光である。
【００２８】
図２に示すように、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒは、フィールドレンズ１４で平行化された＋１次回折光Ｌ＋１が入射する位置に設けられている。回折光学素子１３Ｒからのゼロ次光Ｌ０及び−１次回折光Ｌ−１は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒの方向以外の方向へ進行する。Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒの方向以外の方向へゼロ次光Ｌ０を進行させることで、照明領域のうちゼロ次光Ｌ０と＋１次回折光Ｌ＋１が重なり合う部分のみが明るくなるようなムラの発生を防ぎ、光量分布の均一化が容易となる。
【００２９】
フォトダイオード（ＰＤ）２３は、回折光学素子１３Ｒからのゼロ次光Ｌ０が入射する位置に設けられている。ＰＤ２３は、回折光学素子１３ＲからＲ光用空間光変調装置１５Ｒの方向以外の方向へ進行するゼロ次光Ｌ０を検出する光検出部である。回折光学素子１３Ｒからの−１次回折光Ｌ−１が入射する位置には、−１次回折光Ｌ−１を吸収する光吸収部２２が設けられている。光吸収部２２は、例えば、光吸収性樹脂部材を用いて構成されている。
【００３０】
遮蔽部２１は、Ｒ光用光源部１２Ｒ及び回折光学素子１３Ｒの間において、Ｒ光用光源部１２Ｒからの光を遮蔽可能に設けられている。遮蔽部２１は、ＰＤ２３による検出結果に応じて、Ｒ光用光源部１２Ｒからの光を遮蔽する。遮蔽部２１は、例えば、光学機器に利用される絞りと同様の構成とすることで、自在に開閉できる。この他、遮蔽部２１は、遮光部材を移動させることで光の通過及び遮蔽を切り換え可能な機構を用いても良い。発光ダイオード（ＬＥＤ）２４は、ＰＤ２３による検出結果に応じて発光することで、Ｒ光用光源部１２Ｒにおける異常の発生を報知する異常報知部である。Ｇ光用照明装置１１Ｇ、Ｂ光用照明装置１１Ｂは、Ｒ光用照明装置１１Ｒと同様の構成を有する。
【００３１】
図５は、プロジェクタ１０を制御するためのブロック構成を示す。制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３５、メモリ３６を備え、コンピュータとして機能する。メモリ３６は、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等からなる。制御部３４は、メモリ３６に記憶されている制御プログラムに従ってＣＰＵ３５を動作させることにより、プロジェクタ１０の駆動を制御する。画像信号変換部３１は、外部機器等により入力された画像信号を、画像信号処理部３２で処理可能な形式に変換する。画像信号変換部３１は、制御部３４による制御に基づいて画像信号を変換する。画像信号変換部３１は、例えば、アナログ信号として入力された画像信号をディジタル信号へ変換する。
【００３２】
画像信号処理部３２は、画像信号変換部３１で変換された画像信号に対して、各種画質調整のための処理を施す。画質調整のための処理は、例えば、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂの画素数に適合するように解像度を変換する解像度変換や、輝度調整、コントラスト調整、シャープネス調整等である。空間光変調駆動部３３は、画像信号処理部３２で処理された画像信号に基づいて各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを駆動する。光源駆動部３７は、制御部３４による制御に基づいて、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを駆動する。
【００３３】
さらに、制御部３４は、ＰＤ２３による検出結果に基づいて、遮蔽部２１及びＬＥＤ２４を制御する。各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが正常に作動している場合、ＰＤ２３は、所定範囲の光量のゼロ次光を検出する。ＰＤ２３により所定範囲の光量のレーザ光が検出された場合、遮蔽部２１は、図２に示すように、全開状態となってレーザ光を通過させる。所定範囲の光量のレーザ光が検出される間、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからの光は、遮蔽部２１で遮蔽されること無く射出される。また、ＬＥＤ２４は、消灯した状態を保持する。
【００３４】
これに対して、例えば所定範囲を超える光量のレーザ光がＰＤ２３により検出された場合、制御部３４は、遮蔽部２１を閉じた状態に変化させる。これにより、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光は、遮蔽部２１により遮蔽される。プロジェクタ１０は、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの少なくとも１つについて所定範囲を超える光量のレーザ光が検出された場合に、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの遮蔽部２１を閉じる構成にできる。これにより、プロジェクタ１０は、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの少なくとも１つに異常が発生した場合に、直ちにレーザ光の射出を停止させる。
【００３５】
所定範囲を越える光量のレーザ光が検出されたことで、制御部３４は、ＬＥＤ２４を点灯させる。ユーザは、ＬＥＤ２４の点灯の有無により、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに異常が生じているか否かを認識することができる。プロジェクタ１０は、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの少なくとも１つについて所定範囲を超える光量のレーザ光が検出された場合に、ＬＥＤ２４を点灯させる構成にできる。これにより、プロジェクタ１０は、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの少なくとも１つに異常が発生した場合に、直ちにＬＥＤ２４を点灯させる。
【００３６】
各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力が著しく増大した場合、通常より強いレーザ光によってプロジェクタ１０や人体へ不具合が及ぶ事態を確実に回避する必要がある。ＰＤ２３により検出された光量が著しく増大した場合に遮蔽部２１によりレーザ光を遮蔽することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力が増大するような異常の発生に対して、レーザ光の射出を停止させることができる。また、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの異常をＬＥＤ２４によりユーザに報知することで、ユーザは、異常に対して早期に何らかの処置を施すことが可能となる。これにより、プロジェクタ１０や人体に不具合が及ぶ事態をさらに抑制できる。遮蔽部２１は、遮蔽部２１へ電流が供給されることにより開放状態とされ、電流の供給が停止されることにより閉じる構成であることが望ましい。これにより、何らかの障害に対しても、レーザ光を遮蔽させる制御を可能とすることができる。
【００３７】
以上の他、例えば、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから射出されるレーザ光の進行方向が大幅にシフトした場合も、プロジェクタ１０や人体に不具合を及ぼす事態が想定される。レーザ光の進行方向が大幅にシフトしたことは、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからレーザ光が射出されているにも関わらずＰＤ２３で検出されるゼロ次光の光量が著しく低下することで認識できる。ＰＤ２３においてゼロ次光が検出されなかった場合に遮蔽部２１によりレーザ光を遮蔽することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の進行方向が大幅にシフトするような異常の発生に対して、レーザ光の射出を停止させることができる。また、この場合も、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの異常をＬＥＤ２４によりユーザに報知することで、プロジェクタ１０や人体に不具合が及ぶ事態をさらに抑制できる。
【００３８】
遮蔽部２１は、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の一部を遮蔽することで、レーザ光の光量を調整可能としても良い。遮蔽部２１は、光学機器に利用される絞りと同様の構成とすることで、開口領域の大きさに応じてレーザ光の光量を調整できる。例えば、ＰＤ２３で検出されるゼロ次光の光量が増加した場合、遮蔽部２１は、ゼロ次光の光量の増加量に応じて遮蔽部２１の開口領域を狭める制御がなされる。ＰＤ２３で検出されたゼロ次光の光量に応じて、遮蔽部２１において光量を調整することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力の変動に関わらず安定した光量のレーザ光を供給できる。なお、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の光量の調整は、各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂに設けられたＰＤ２３を用いて色光ごとに行う。
【００３９】
回折光学素子は、回折光学素子の設計上の都合や製造誤差のため、所望の回折光のみを射出させる構成とすることは極めて困難である。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂの方向以外の方向へ進行するレーザ光をＰＤ２３で検出することで、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂの方向以外の方向へ進行するレーザ光を有効に利用できる。これにより、回折光学素子から照明対象の方向以外の方向へ進行する光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの画像を表示できるという効果を奏する。
【００４０】
異常報知部は、ＬＥＤ２４である場合に限られず、光を発生させる他の発光手段を用いても良い。異常報知部は、発光手段である場合に限られない。異常報知部は、例えば、音声を発生させる音声発生手段、例えばブザーやスピーカ等としても良い。音声発生手段は、音声を発生することで異常を報知する。また、異常発生部は、発光手段と音声発生手段を併せ持つものであっても良い。
【００４１】
プロジェクタ１０は、ＰＤ２３により−１次回折光Ｌ−１を検出することとしても良く、２次回折光等の高次回折光を検出することとしても良い。本実施例では、光源部の異常発生や出力変化があった場合の他、例えば回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの位置ずれや脱落、破損等の異常に対しても、光の射出を停止させることができる。さらに、本実施例のプロジェクタ１０は、ＰＤ２３による検出結果に応じて空間光変調装置を制御する構成としても良い。
【００４２】
図６は、ＰＤ２３による検出結果に応じて空間光変調装置を制御するための構成を説明するものである。ここでは、Ｒ光用照明装置１１Ｒを図示して説明する。図５に示すブロック構成において、制御部３４は、ＰＤ２３による検出結果に基づいて画像信号処理部３２を制御する。画像信号処理部３２は、制御部３４による制御に応じて画像信号を変換する。
【００４３】
ＰＤ２３により検出された光量が著しく増大した場合、レーザ光の進行方向が大幅にシフトした場合に、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、制御部３４の制御に応じた画像信号処理部３２の処理によって、変調光の射出を停止させる。また、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力の変動があった場合、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、ＰＤ２３で検出されたゼロ次光の光量に応じて調整された強度の変調光を射出する。この場合も、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給できる。
【実施例２】
【００４４】
図７は、本発明の実施例２に係るプロジェクタについて説明するものであって、Ｒ光用照明装置４０Ｒの側面概略構成を示す。本実施例は、−１次回折光Ｌ−１を検出するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ４２を有することを特徴とする。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。Ｇ光用照明装置、Ｂ光用照明装置は、Ｒ光用照明装置４０Ｒと同様の構成を有する。ＣＭＯＳセンサ４２は、回折光学素子１３ＲからＲ光用空間光変調装置１５Ｒの方向以外の方向へ進行する回折光である−１次回折光Ｌ−１を検出する光検出部である。
【００４５】
回折光学素子１３Ｒ及びＣＭＯＳセンサ４２の間の光路中には、フィールドレンズ４１が設けられている。フィールドレンズ４１は、回折光学素子１３Ｒからの−１次回折光Ｌ−１を集光させ、ＣＭＯＳセンサ４２へ入射させる。ＣＭＯＳセンサ４２は、複数の受光素子（不図示）を有する。回折光学素子１３Ｒからのゼロ次光Ｌ０が入射する位置には、ゼロ次光Ｌ０を吸収する光吸収部４３が設けられている。光吸収部４３は、例えば、光吸収性樹脂部材を用いて構成されている。なお、回折光学素子１３Ｒからの−１次回折光Ｌ−１をＣＭＯＳセンサ４２へ入射させることが可能であれば、フィールドレンズ４１を省略しても良い。
【００４６】
図８は、プロジェクタを制御するためのブロック構成を示す。ＣＭＯＳセンサ４２は、−１次回折光Ｌ−１の光量分布を検出する。制御部３４は、ＣＭＯＳセンサ４２で検出された−１次回折光Ｌ−１の光量分布に応じて、画像信号処理部３２を制御する。図９に示す光量分布の例では、白抜き部分に比べて着色部分が暗いものとする。回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの特性により、＋１次回折光Ｌ＋１の光量分布は、ゼロ次光Ｌ０に関して−１次回折光Ｌ−１の光量分布と略対称となる。このため、＋１次回折光Ｌ＋１の光量分布は、−１次回折光Ｌ−１の光量分布を適宜変換することで推測できる。
【００４７】
制御部３４は、ＣＭＯＳセンサ４２による検出結果から推測される＋１次回折光Ｌ＋１の光量分布に応じて、画像信号処理部３２を制御する。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、制御部３４の制御に応じた画像信号処理部３２の処理によって、空間的な光量変化が低減された変調光を射出する。例えば、図９に示すうち着色部分については、白抜き部分との光量差に応じて光量を増加させる処理を施すことで、空間的な光量変化を低減できる。なお、かかる各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂの制御は、各色光用照明装置に設けられたＣＭＯＳセンサ４２を用いて色光ごとに行う。
【００４８】
また、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから射出されるレーザ光の進行方向が大幅にシフトした場合、ＣＭＯＳセンサ４２で検出される−１次回折光Ｌ−１の光量分布が変化することで認識できる。ＣＭＯＳセンサ４２で検出される−１次回折光Ｌ−１の光量分布の変化に応じて遮蔽部２１でレーザ光を遮蔽することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の進行方向が大幅にシフトするような異常の発生に対して、レーザ光の射出を停止させることができる。
【００４９】
各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出力は、ＣＭＯＳセンサ４２の各受光素子で検出された光量値を積算することで得られる。例えば、かかる積算値が所定範囲を超える場合に、遮蔽部２１によりレーザ光を遮蔽させることができる。これにより、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光の光量が著しく増大するような異常の発生に対して、レーザ光の射出を停止させることができる。また、かかる積算値の変動に対して遮蔽部２１や各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを制御することで、レーザ光の光量を調整することもできる。以上により、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの画像を表示することができる。
【００５０】
図１０は、本実施例の変形例に係るプロジェクタについて説明するものであって、Ｒ光用照明装置４５Ｒの側面概略構成を示す。Ｇ光用照明装置、Ｂ光用照明装置は、Ｒ光用照明装置４５Ｒと同様の構成を有する。ＣＭＯＳセンサ４６は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒに並列させて設けられている。ＣＭＯＳセンサ４６は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒと略同じ大きさの矩形形状をなしている。回折光学素子１３Ｒからの−１次回折光Ｌ−１は、フィールドレンズ１４によって平行化され、ＣＭＯＳセンサ４６へ入射する。
【００５１】
フィールドレンズ１４は、Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒへ＋１次回折光Ｌ＋１を入射させる機能、及びＣＭＯＳセンサ４６へ−１次回折光Ｌ−１を入射させる機能を有する。本変形例では図７に示す構成のうちフィールドレンズ４１を不要にできることで、プロジェクタの部品点数を少なくすることができる。また、空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂと略同じ大きさのＣＭＯＳセンサ４６を用いることが可能であるから、高い精度で光量分布を検出することができる。
【００５２】
本実施例では、光源部の異常や出力変化があった場合の他、例えば、回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの製造誤差や位置ずれによる光量ムラがあった場合に、空間光変調装置の制御により光量ムラを補正できる。また、複数のレーザ光源を用いる場合に、レーザ光源間の出力バランスが変動することによる光量ムラがあった場合にも、空間光変調装置の制御により光量ムラを補正できる。
【００５３】
本実施例において、プロジェクタは、ＣＭＯＳセンサ４２、４６により１次回折光を検出する場合に限られず、２次回折光等の高次回折光を検出することとしても良い。光検出部は、ＣＭＯＳセンサ４２、４６である場合に限られない。光検出部は、ＣＭＯＳセンサ４２、４６以外の他の撮像素子、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサであっても良い。プロジェクタは、撮像素子であるＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサによりゼロ次光を検出することとしても良い。
【実施例３】
【００５４】
図１１は、本発明の実施例３に係るプロジェクタ５０の概略構成を示す模式図である。本実施例のプロジェクタ５０は、各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂからのゼロ次光Ｌ０を検出するＰＤ５５を有することを特徴とする。上記実施例１、２と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。プロジェクタ５０は、図１に示すプロジェクタ１０と同様、クロスダイクロイックプリズムを用いて各色光を合成する構成をなしている。ここでは、各回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂからの光の振舞いを簡潔に説明するために、各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂを並列させて示している。また、回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、紙面に沿う方向へゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂを進行させるのに対して、紙面手前側へ＋１次回折光Ｌ＋１を進行させるものとする。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、ゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂを進行させる面に対して紙面手前側に設けられている。
【００５５】
反射ミラー５２は、Ｒ光用照明装置５１Ｒの回折光学素子１３Ｒからのゼロ次光Ｌ０Ｒが入射する位置に設けられている。反射ミラー５２は、ゼロ次光Ｌ０Ｒを反射させ、光路を折り曲げる。第１ダイクロイックミラー５３は、反射ミラー５２からのゼロ次光Ｌ０Ｒ、及びＧ光用照明装置５１Ｇの回折光学素子１３Ｇからのゼロ次光Ｌ０Ｇが入射する位置に設けられている。第１ダイクロイックミラー５３は、Ｒ光を透過させ、Ｇ光を反射する。第１ダイクロイックミラー５３は、Ｇ光用照明装置５１Ｇからのゼロ次光Ｌ０Ｇを反射し、光路を折り曲げるとともに、反射ミラー５２からのゼロ次光Ｌ０Ｒを透過させることで、ゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇを合成する。
【００５６】
第２ダイクロイックミラー５４は、第１ダイクロイックミラー５３からのゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、及びＢ光用照明装置５１Ｂの回折光学素子１３Ｂからのゼロ次光Ｌ０Ｂが入射する位置に設けられている。第２ダイクロイックミラー５４は、Ｒ光及びＧ光を透過させ、Ｂ光を反射する。第２ダイクロイックミラー５４は、Ｂ光用照明装置５１Ｂからのゼロ次光Ｌ０Ｂを反射し、光路を折り曲げるとともに、第１ダイクロイックミラー５３からのゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇを透過させることで、ゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂを合成する。このようにして合成されたゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂは、ＰＤ５５へ入射する。なお、ゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｌ０Ｇ、Ｌ０Ｂを合成させるための構成は、本実施例で説明するものに限られず、適宜変更しても良い。
【００５７】
ＰＤ５５は、Ｒ光であるゼロ次光Ｌ０Ｒ、Ｇ光であるゼロ次光Ｌ０Ｇ、Ｂ光であるゼロ次光Ｌ０Ｂを検出する光検出部である。各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂに設けられた遮蔽部２１は、ＰＤ５５による検出結果に応じて、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光を遮蔽する。ＬＥＤ２４は、ＰＤ５５による検出結果に応じて点灯することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの異常の発生を報知する。ＰＤ５５によりＲ光、Ｇ光、Ｂ光を検出可能とすることで、プロジェクタ５０は、照明装置ごとに光検出部を設ける場合より部品点数を少なくできる。プロジェクタ５０は、部品点数を少なくできることで、製造コストを低減できる。
【００５８】
図１２は、本実施例の変形例に係るプロジェクタ６０の概略構成を示す模式図である。本変形例のプロジェクタ６０は、各色光用照明装置６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂからの−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを検出するＣＭＯＳセンサ６６を有することを特徴とする。回折光学素子１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、紙面手前側へ＋１次回折光Ｌ＋１を進行させ、紙面奥側へ−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを進行させる。
【００５９】
反射ミラー６２は、Ｒ光用照明装置６１Ｒの回折光学素子１３Ｒからフィールドレンズ１４を経た−１次回折光Ｌ−１Ｒが入射する位置に設けられている。反射ミラー６２は、−１次回折光Ｌ−１Ｒを反射させ、光路を折り曲げる。第１ダイクロイックミラー６３は、反射ミラー６２からの−１次回折光Ｌ−１Ｒ、及びＧ光用照明装置６１Ｇの回折光学素子１３Ｇからフィールドレンズ１４を経た−１次回折光Ｌ−１Ｇが入射する位置に設けられている。第１ダイクロイックミラー６３は、Ｒ光を透過させ、Ｇ光を反射する。第１ダイクロイックミラー６３は、Ｇ光用照明装置６１Ｇからの−１次回折光Ｌ−１Ｇを反射し、光路を折り曲げるとともに、反射ミラー６２からの−１次回折光Ｌ−１Ｒを透過させることで、−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇを合成する。
【００６０】
第２ダイクロイックミラー６４は、第１ダイクロイックミラー６３からの−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、及びＢ光用照明装置６１Ｂの回折光学素子１３Ｂからフィールドレンズ１４を経た−１次回折光Ｌ−１Ｂが入射する位置に設けられている。第２ダイクロイックミラー６４は、Ｒ光及びＧ光を透過させ、Ｂ光を反射する。第２ダイクロイックミラー６４は、Ｂ光用照明装置６１Ｂからの−１次回折光Ｌ−１Ｂを反射し、光路を折り曲げるとともに、第１ダイクロイックミラー６３からの−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇを透過させることで、−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを合成する。このようにして合成された−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂは、カラーホイール６５へ入射する。
【００６１】
カラーホイール６５は、第２ダイクロイックミラー６４からＣＭＯＳセンサ６６へ進行するＲ光、Ｇ光、Ｂ光を分離させる色分離部である。カラーホイール６５は、Ｒ光のみを透過させるダイクロイック膜、Ｇ光のみを透過させるダイクロイック膜、Ｂ光のみを透過させるダイクロイック膜が組合わされた円形状をなしている。カラーホイール６５は、−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂの光線に略平行な軸を中心として回転する。カラーホイール６５を回転させると同時に、カラーホイール６５へ−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを入射させることで、−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを時分割により分離する。
【００６２】
ＣＭＯＳセンサ６６は、Ｒ光である−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｇ光である−１次回折光Ｌ−１Ｇ、Ｂ光である−１次回折光Ｌ−１Ｂを順次検出する光検出部である。Ｒ光用空間光変調装置１５Ｒは、ＣＭＯＳセンサ６６における−１次回折光Ｌ−１Ｒの検出結果に応じて制御される。Ｇ光用空間光変調装置１５Ｇは、ＣＭＯＳセンサ６６における−１次回折光Ｌ−１Ｇの検出結果に応じて制御される。Ｂ光用空間光変調装置１５Ｂは、ＣＭＯＳセンサ６６における−１次回折光Ｌ−１Ｂの検出結果に応じて制御される。また、各色光用照明装置６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに設けられた遮蔽部２１は、ＣＭＯＳセンサ６６による検出結果に応じて、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂからのレーザ光を遮蔽する。ＬＥＤ２４は、ＣＭＯＳセンサ６６による検出結果に応じて点灯することで、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの異常の発生を報知する。
【００６３】
図１３は、プロジェクタ６０を制御するためのブロック構成を示す。カラーホイール６５は、制御部３４の制御に応じて、所定の回転数で回転する。ＣＭＯＳセンサ６６は、カラーホイール６５を透過した各−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂを順次検出する。制御部３４は、ＣＭＯＳセンサ６６による検出結果に応じて画像信号処理部３２を制御する。各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、制御部３４の制御に応じた画像信号処理部３２の処理によって、空間的な光量変化が低減された変調光を射出する。これにより、色光ごとの検出結果に基づいて、各色光用空間光変調装置１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを制御できる。さらに、遮蔽部２１、ＬＥＤ２４は、上記実施例２の場合と同様に、ＣＭＯＳセンサ６６による−１次回折光Ｌ−１Ｒ、Ｌ−１Ｇ、Ｌ−１Ｂの検出結果に応じて制御される。
【００６４】
色分離部は、カラーホイール６５である場合に限られず、例えば、Ｒ光のみを透過させるダイクロイック膜、Ｇ光のみを透過させるダイクロイック膜、Ｂ光のみを透過させるダイクロイック膜を並列させたカラーフィルタとしても良い。この場合、ＣＭＯＳセンサ６６は、各ダイクロイック膜に対応する部分の受光素子における検出結果に基づいて、各色光を検出することができる。プロジェクタ６０は、光検出部であるＰＤと色分離部を組み合わせても良い。さらに、プロジェクタ６０は、各色光用光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを順次点灯させる場合、色分離部を用いなくてもＣＭＯＳセンサ６６により各色光を順次検出することができる。
【００６５】
なお、各実施例で説明したプロジェクタは、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。プロジェクタは、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクタは、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクタは、空間光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクタは、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクタであっても良い。プロジェクタは、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から射出される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。
【実施例４】
【００６６】
図１４は、本発明の実施例４に係るモニタ装置７０の概略構成を示す。モニタ装置７０は、装置本体７１と、光伝送部７２とを有する。装置本体７１は、上記実施例１の各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ（図１参照）と同様の照明装置７３を備える。上記実施例１と重複する説明は省略する。光伝送部７２は、２つのライトガイド７５、７６を有する。光伝送部７２のうち被写体（不図示）側の端部には、拡散板７７及び結像レンズ７８が設けられている。第１ライトガイド７５は、照明装置７３からの光を被写体へ伝送する。拡散板７７は、第１ライトガイド７５の射出側に設けられている。第１ライトガイド７５内を伝播した光は、拡散板７７を透過することにより、被写体側にて拡散する。
【００６７】
第２ライトガイド７６は、被写体からの光をカメラ７４へ伝送する。結像レンズ７８は、第２ライトガイド７６の入射側に設けられている。結像レンズ７８は、被写体からの光を第２ライトガイド７６の入射面へ集光させる。被写体からの光は、結像レンズ７８により第２ライトガイド７６へ入射した後、第２ライトガイド７６内を伝播してカメラ７４へ入射する。
【００６８】
第１ライトガイド７５、第２ライトガイド７６としては、多数の光ファイバを束ねたものを用いることができる。光ファイバを用いることで、レーザ光を遠方へ伝送させることができる。カメラ７４は、装置本体７１内に設けられている。カメラ７４は、照明装置７３からの光により照明された被写体を撮像する撮像部である。第２ライトガイド７６から入射した光をカメラ７４へ入射させることで、カメラ７４による被写体の撮像ができる。
【００６９】
上記実施例１の各色光用照明装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと同様の照明装置７３を用いることにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した光量の光を供給できる。これにより、光を有効に利用でき、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつ安定した明るさの被写体を撮像できるという効果を奏する。なお、照明装置７３は、上記各実施例で説明したいずれの照明装置と同様の構成としても良い。
【００７０】
本発明の照明装置は、レーザ光源として半導体レーザを用いる場合に限られず、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いても良い。また、照明装置は、光源部にレーザ光源を用いる場合に限られない。照明装置は、例えば、光源部としてＬＥＤ等の固体光源を用いる構成としても良い。本発明の照明装置は、光検出部による検出結果に応じて光源部を制御する構成としても良い。照明装置は、例えば、光源部の異常発生時に光源部による光の射出を停止させる構成や、光源部の出力の変動に対して光源部をフィードバック制御する構成にできる。これにより、光源部の異常発生時に光の射出を停止可能とし、かつさらに安定した明るさの画像を表示できる。本発明の照明装置は、プロジェクタやモニタ装置に適用される場合に限られない。本発明の照明装置は、例えば、レーザ光を用いて露光を行う露光装置やレーザ加工装置等の光学系に用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明に係る照明装置は、プロジェクタやモニタ装置に用いる場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの上面概略構成を示す図。
【図２】Ｒ光用照明装置の側面概略構成を示す図。
【図３】回折光学素子から射出する光の進行方向を説明する図。
【図４】回折光学素子により形成される照明パターンを説明する図。
【図５】プロジェクタを制御するためのブロック構成を示す図。
【図６】空間光変調装置を制御するための構成を説明する図。
【図７】本発明の実施例２に係るプロジェクタについて説明する図。
【図８】プロジェクタを制御するためのブロック構成を示す図。
【図９】＋１次回折光の光量分布、−１次回折光の光量分布の関係を説明する図。
【図１０】実施例２の変形例に係るプロジェクタについて説明する図。
【図１１】本発明の実施例３に係るプロジェクタの概略構成を示す模式図。
【図１２】実施例３の変形例に係るプロジェクタの概略構成を示す模式図。
【図１３】プロジェクタを制御するためのブロック構成を示す図。
【図１４】本発明の実施例４に係るモニタ装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００７３】
１０ プロジェクタ、１１Ｒ Ｒ光用照明装置、１１Ｇ Ｇ光用照明装置、１１Ｂ Ｂ光用照明装置、１２Ｒ Ｒ光用光源部、１２Ｇ Ｇ光用光源部、１２Ｂ Ｂ光用光源部、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ 回折光学素子、１４ フィールドレンズ、１５Ｒ Ｒ光用空間光変調装置、１５Ｇ Ｇ光用空間光変調装置、１５Ｂ Ｂ光用空間光変調装置、１６ クロスダイクロイックプリズム、１７ 第１ダイクロイック膜、１８ 第２ダイクロイック膜、１９ 投写レンズ、２１ 遮蔽部、２２ 光吸収部、２３ ＰＤ、３１ 画像信号変換部、３２ 画像信号処理部、３３ 空間光変調駆動部、３４ 制御部、３５ ＣＰＵ、３６ メモリ、３７ 光源駆動部、４０Ｒ Ｒ光用照明装置、４１ フィールドレンズ、４２ ＣＭＯＳセンサ、４３ 光吸収部、４５Ｒ Ｒ光用照明装置、４６ ＣＭＯＳセンサ、５０ プロジェクタ、５１Ｒ Ｒ光用照明装置、５１Ｇ Ｇ光用照明装置、５１Ｂ Ｂ光用照明装置、５２ 反射ミラー、５３ 第１ダイクロイックミラー、５４ 第２ダイクロイックミラー、５５ ＰＤ、６０ プロジェクタ、６１Ｒ Ｒ光用照明装置、６１Ｇ Ｇ光用照明装置、６１Ｂ Ｂ光用照明装置、６２ 反射ミラー、６３ 第１ダイクロイックミラー、６４ 第２ダイクロイックミラー、６５ カラーホイール、６６ ＣＭＯＳセンサ、７０ モニタ装置、７１ 装置本体、７２ 光伝送部、７３ 照明装置、７４ カメラ、７５ 第１ライトガイド、７６ 第２ライトガイド、７７ 拡散板、７８ 結像レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する光源部と、
前記光源部からの光を回折させ、照明対象へ回折光を進行させる回折光学素子と、
前記光源部からの光を遮蔽可能に設けられた遮蔽部と、を有し、
前記遮蔽部は、前記回折光学素子から前記照明対象の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて、前記光源部からの光の少なくとも一部を遮蔽することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記照明対象の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を検出することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記照明対象の方向以外の方向へ進行する回折光を検出することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光検出部による検出結果に応じて、前記光源部における異常の発生を報知する異常報知部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記照明対象の方向以外の方向へ進行する光の光量分布を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置を有し、前記照明装置からの光を用いて画像を表示することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
前記照明装置は、第１色光を供給する第１照明装置と、第２色光を供給する第２照明装置と、第３色光を供給する第３照明装置と、を備え、
前記第１照明装置からの前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置と、
前記第２照明装置からの前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置と、
前記第３照明装置からの前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置と、
前記第１照明装置から前記第１空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第１色光、前記第２照明装置から前記第２空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第２色光、及び前記第３照明装置から前記第３空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第３色光を検出する光検出部と、を有することを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
光を射出する光源部と、前記光源部からの光を回折させる回折光学素子と、を有する照明装置と、
前記照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有し、
前記空間光変調装置は、前記回折光学素子から前記空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて制御されることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記空間光変調装置の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を検出することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する回折光を検出することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する光の光量分布を検出することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１２】
前記照明装置は、第１色光を供給する第１照明装置と、第２色光を供給する第２照明装置と、第３色光を供給する第３照明装置と、を備え、
前記空間光変調装置は、前記第１照明装置からの前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置と、前記第２照明装置からの前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置と、前記第３照明装置からの前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置と、を備え、
前記光検出部は、前記第１照明装置から前記第１空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第１色光、前記第２照明装置から前記第２空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第２色光、及び前記第３照明装置から前記第３空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第３色光を検出することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１３】
前記光検出部へ進行する前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光を分離する色分離部を有することを特徴とする請求項７又は１２に記載のプロジェクタ。
【請求項１４】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの光により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とするモニタ装置。
【請求項１】
光を射出する光源部と、
前記光源部からの光を回折させ、照明対象へ回折光を進行させる回折光学素子と、
前記光源部からの光を遮蔽可能に設けられた遮蔽部と、を有し、
前記遮蔽部は、前記回折光学素子から前記照明対象の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて、前記光源部からの光の少なくとも一部を遮蔽することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記照明対象の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を検出することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記照明対象の方向以外の方向へ進行する回折光を検出することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光検出部による検出結果に応じて、前記光源部における異常の発生を報知する異常報知部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記照明対象の方向以外の方向へ進行する光の光量分布を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置を有し、前記照明装置からの光を用いて画像を表示することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
前記照明装置は、第１色光を供給する第１照明装置と、第２色光を供給する第２照明装置と、第３色光を供給する第３照明装置と、を備え、
前記第１照明装置からの前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置と、
前記第２照明装置からの前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置と、
前記第３照明装置からの前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置と、
前記第１照明装置から前記第１空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第１色光、前記第２照明装置から前記第２空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第２色光、及び前記第３照明装置から前記第３空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第３色光を検出する光検出部と、を有することを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
光を射出する光源部と、前記光源部からの光を回折させる回折光学素子と、を有する照明装置と、
前記照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有し、
前記空間光変調装置は、前記回折光学素子から前記空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて制御されることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記空間光変調装置の方向以外の方向へ進行するゼロ次光を検出することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する回折光を検出することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記光検出部は、前記回折光学素子から前記空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する光の光量分布を検出することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１２】
前記照明装置は、第１色光を供給する第１照明装置と、第２色光を供給する第２照明装置と、第３色光を供給する第３照明装置と、を備え、
前記空間光変調装置は、前記第１照明装置からの前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１空間光変調装置と、前記第２照明装置からの前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２空間光変調装置と、前記第３照明装置からの前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３空間光変調装置と、を備え、
前記光検出部は、前記第１照明装置から前記第１空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第１色光、前記第２照明装置から前記第２空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第２色光、及び前記第３照明装置から前記第３空間光変調装置の方向以外の方向へ進行する前記第３色光を検出することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１３】
前記光検出部へ進行する前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光を分離する色分離部を有することを特徴とする請求項７又は１２に記載のプロジェクタ。
【請求項１４】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの光により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有することを特徴とするモニタ装置。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−３００１０６（Ｐ２００８−３００１０６Ａ）
【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２００７−１４３０１４（Ｐ２００７−１４３０１４）
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【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３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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