JP2006276570A - プロジェクタ及びレーザ機器の安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被投射面の損傷を防止することができ、装置全体の信頼性を向上させることが可能プロジェクタ及びレーザ機器の安全装置を提供すること。
【解決手段】 被投射面５２に向けてレーザ光を射出する光源装置１０と、該光源装置１０から射出されたレーザ光を走査する走査手段３０と、被投射面５２に投射されるレーザ光を遮光可能な遮光部材４０と、走査手段３０が停止したとき、遮光部材４０によって光源装置１０から射出されたレーザ光が遮光されるように遮光部材４０の動作を制御する制御手段６０とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源から射出された光を被投射面に投射して画像表示を行うプロジェクタ及びレーザ機器の安全装置に関する。

従来、レーザ光をスクリーン（被投射面）上で走査させることによって画像を表示する背面投射型のプロジェクタが提案されている。このプロジェクタでは、レーザ光の供給を停止することによって完全な黒を表示できるため、例えば液晶ライトバルブを用いたプロジェクタに比べて高コントラストな表示が可能である。また、レーザ光は指向性が高いので、投射光学系を簡略化することができる。このため、プロジェクタを小型且つ簡易な構成にすることができる。さらに、赤色，緑色，青色等の複数のレーザ光を組み合わせることによって容易にカラー化でき、しかも、レーザ光は単色性が高いので色純度の高いカラー表示が可能となる。
ところで、レーザ光を用いて画像を表示する場合には、安全性には十分に配慮する必要がある。このため、プロジェクタの安全機構に関する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−６３９７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の画像表示装置では、センサによって投射レンズ近傍に物体があることが感知されたときにレーザ出力を遮断するものであるが、この方法では、予期せぬ外因によるセンサの故障やレーザ光の出力制御回路等の故障により、レーザ光が誤ってスクリーン上の一点を照射し続けてしまうことが考えられる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、被投射面の損傷を防止することができ、装置全体の信頼性を向上させることが可能プロジェクタ及びレーザ機器の安全装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のプロジェクタは、被投射面に向けてレーザ光を射出する光源装置と、該光源装置から射出されたレーザ光を走査する走査手段と、前記被投射面に投射されるレーザ光を遮光可能な遮光部材と、前記走査手段が停止したとき、前記遮光部材によって前記光源装置から射出されたレーザ光が遮光されるように前記遮光部材の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタでは、走査手段により、光源装置から射出されたレーザ光を走査し、光源装置から射出されたレーザ光が、被投射面上に投射される。そして、走査手段が何らかの理由で停止した場合、制御手段により、遮光部材によって光源装置から射出されたレーザ光が遮光されるように遮光部材の動作を制御し、被投射面に投射されるレーザ光を遮光する。したがって、光源装置から射出されたレーザ光が、被投射面上の一定の位置を照射し続けることを防ぐことができるため、被投射面の損傷を防止することができ、装置全体の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部材が、前記光源装置から射出されたレーザ光を透過する光透過部を有し、前記制御手段は、前記走査手段が定常状態のときには、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記光透過部を透過し、前記被投射面を投射するように制御することが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、走査手段が定常の状態のときには、制御手段により、光源装置から射出されたレーザ光が、光透過部を透過するように制御され、被投射面上に投射される。一方、走査手段が何らかの理由で停止した場合、制御手段により、遮光部材の動作を制御し、被投射面に投射されるレーザ光を遮光する。したがって、簡易な構成により、光源装置から射出されたレーザ光を透過あるいは遮光させることができるため、走査手段が停止したときは、速やかに、被投射面に投射されるレーザ光を遮光できるので、被投射面の損傷を防止することができるため、装置全体の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部材が回転可能とされ、前記光透過部は、前記遮光部材の一部に設けられた開口部であり、前記制御手段は、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記開口部より透過可能に前記遮光部材を回転させることが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、走査手段が定常の状態のときには、制御手段により、光源装置から射出されたレーザ光が、開口部を透過するように制御され、被投射面上に投射される。そして、走査手段が何らかの理由で停止した場合でも、制御手段により、遮光部材を回転し続けるように制御することで、光源装置から射出されたレーザ光が遮光されるため、被投射面の損傷を防止することができ、装置全体の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、前記開口部は、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記被投射面の一端側から他端側及び他端側から一端側の両方向に連続的に走査可能とする形状であることが好ましい。
本発明に係るプロジェクタでは、レーザ光が被投射面上の両方向から走査可能となるため、同一方向の走査のみに比べ、高速な画像表示が可能になる。

また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部材が、前記光源装置から射出されたレーザ光の透過率を制御可能な透過型液晶パネルであり、前記制御手段が、前記走査手段が定常状態のときには、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記透過型液晶パネルを透過するように制御することが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、走査手段が定常の状態のときには、制御手段により、光源装置から射出されたレーザ光が、透過型液晶パネルを透過するように制御され、被投射面上に投射される。そして、走査手段が何らかの理由で停止した場合、制御手段により、透過型液晶パネルを遮光状態にする。すなわち、透過型液晶パネルの透過率を制御することにより、走査手段から射出された光を透過あるいは遮光させることができる。また、透過型液晶パネルの透過率を制御することにより、光源装置から射出された光の出力を調整することが可能になるため、被投射面上により鮮明な映像を表現することができる。

また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部材により遮光された光を検出する検出部を備え、前記制御手段が、前記検出部により検出された信号に基づいて、前記光源装置を停止させることが好ましい。
本発明に係るプロジェクタでは、検出部がレーザ光を検出するときは、遮光部材あるいは走査手段が故障したときであり、速やかにこの状態を検出し、光源装置を停止する。このように、制御手段が検出部により検出された信号に基づいて、光源装置を停止させることで、光源装置から射出されたレーザ光が、被投射面上の一定の位置を照射し続けることを防ぐことができるため、被投射面の信頼性が向上することになる。

また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部材が、前記光源装置から射出されたレーザ光を反射する光反射部を有し、前記制御手段は、前記走査手段が定常状態のときには、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記光反射部を反射し、前記被投射面を投射するように制御することが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、走査手段が定常の状態のときには、制御手段により、光源装置から射出されたレーザ光が光反射部を反射するように制御され、被投射面上に投射される。一方、走査手段が何らかの理由で停止した場合、制御手段により、遮光部材の動作を制御し、被投射面に投射されるレーザ光を遮光する。したがって、簡易な構成により、光源装置から射出されたレーザ光を反射あるいは遮光させることができるため、走査手段が停止したときは、速やかに、被投射面に投射されるレーザ光を遮光できるので、被投射面の損傷を防止することができるため、装置全体の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部材が回転可能とされ、前記光反射部は、前記遮光部材の一部に設けられ、前記制御手段は、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記光反射部より反射可能に前記遮光部材を回転させることが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、光源装置から射出されたレーザ光は、定常の状態のときには、制御手段により、光源装置から射出されたレーザ光が、光反射部を反射するように制御され、光源装置から射出されたレーザ光は、被投射面上に投射される。そして、走査手段が何らかの理由で停止した場合、制御手段により、遮光部材を回転し続けるように制御することで、光源装置から射出されたレーザ光が遮光されるため、被投射面の損傷を防止することができ、装置全体の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、前記光反射部は、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記被投射面の一端側から他端側及び他端側から一端側の両方向に連続的に走査可能とする形状であることが好ましい。
本発明に係るプロジェクタでは、レーザ光が被投射面上の両方向から走査可能となるため、同一方向の走査のみに比べ、高速な画像表示が可能になる。

また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部材が、前記光源装置から射出されたレーザ光の反射率を制御可能な反射型液晶パネルであり、前記制御手段が、前記走査手段が定常状態のときには、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記反射型液晶パネルを反射するように制御することが好ましい。

本発明に係るプロジェクタでは、走査手段は定常の状態のときには、制御手段により、光源装置から射出されたレーザ光が、反射型液晶パネルを反射するように制御され、被投射面上に投射される。そして、走査手段が何らかの理由で停止した場合、制御手段により、反射型液晶パネルを遮光状態にする。すなわち、反射型液晶パネルの反射率を制御することにより、走査手段から射出された光を反射あるいは遮光させることができる。また、反射型液晶パネルの反射率を制御することにより、光源装置から射出された光の出力を調整することが可能になるため、被投射面上により鮮明な映像を表現することができる。

また、本発明のプロジェクタは、前記遮光部材を制御する制御手段とは独立して前記走査手段を制御する他の制御手段が設けられていることが好ましい。
本発明に係るプロジェクタでは、制御手段とは独立して走査手段を制御する他の制御手段が設けられているので、走査手段が故障した場合においても、遮光部材を制御する制御手段に及ぼす影響が少ないため、装置全体の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本発明のレーザ機器の安全装置は、レーザ光を射出する光源装置と、該光源装置から射出されたレーザ光を走査する走査手段とを有し、前記光源装置から射出されたレーザ光を走査するレーザ機器の安全装置において、前記光源装置から射出されたレーザ光を遮光可能な遮光部材と、前記走査手段が停止したとき、前記遮光部材によって前記光源装置から射出されたレーザ光が遮光されるように前記遮光部材の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るレーザ機器の安全装置では、走査手段により、光源装置から射出されたレーザ光が走査される。そして、走査手段が何らかの理由で停止した場合、遮光部材により、走査手段から射出されたレーザ光を遮光するので、レーザ光が一定の位置を照射し続けることを防ぐことができる。したがって、被投射面の損傷を防止することができ、装置全体の信頼性を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

次に、本発明の第１実施形態について、図１から図１０を参照して説明する。
本実施形態に係るプロジェクタとして、スクリーンの背面からレーザ光を照射する背面型レーザプロジェクタ１を用いて説明する。

プロジェクタ１は、図１に示すように、筐体２内に設けられ、レーザ光を射出する光源装置１０と、光源装置１０から射出されたレーザ光を合成するレンズ光学系２０と、光源装置１０から射出されたレーザ光をレンズ光学系２０を介して２次元方向に走査するミラーデバイス（走査手段）３０と、ミラーデバイス３０から射出したレーザ光を遮光可能な遮光部材４０と、遮光部材４０から入射したレーザ光を反射ミラー５１に投射させる投射レンズ５０と、光源装置１０，ミラーデバイス３０及び遮光部材４０を制御する制御回路６０とを備えている。この反射ミラー５１は、筐体２の表面２ａに備えられたスクリーン（被投射面）５２に対向して設けられており、投影レンズ５０から射出されたレーザ光をスクリーン５２に投影させるものである。また、投射レンズ５０は、遮光部材４０を透過したレーザ光を拡大して反射ミラー５１に投射するものである。

光源装置１０は、スクリーン５２を挟んで観察側と対向して設けられており（本実施形態では筐体２内部）、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザダイオード１０Ｒと、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザダイオード１０Ｇと、青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオード１０Ｂとを備えている。これらのレーザダイオード１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、制御手段６０からの画像信号に応じた強度のレーザ光を出力するようになっている。

レンズ光学系２０は、各レーザダイオード１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出されたレーザ光を指向性の高い平行光に変換するものであり、各レーザダイオード１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出されたレーザ光をコリメートするコリメート光学系２１と、コリメート光学系２１から射出されたレーザ光を指向性の高いレーザ光に変換するビーム整形光学系２２と、ビーム整形光学系２２から射出された各色光を合成する色合成手段２３とを備えている。
なお、色合成手段２３としては、一般プロジェクタで使用されるダイクロイックプリズムを使用することができる他、ダイクロイックミラーを用いた合成系も使用することができる。また、レンズ光学系２０として色合成手段２３を備えず、スクリーン５２上で合成する方法を採用することもできる。

ミラーデバイス３０は、レンズ光学系２０から射出されたレーザ光を２次元方向に走査することによって画像を形成するデバイスである。ミラーデバイス３０の動作は、制御手段６０によって各レーザダイオード１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの画像出力に同期するように行われる。

遮光部材４０は、図２（ａ）に示すように、モータ４０ａに接続されており、回転軸Ｏを中心に回転可能となっており、レンズ光学系２０で合成された光を透過する光透過部４１を有する円盤形状となっている。この光透過部４１は、遮光部材４０の一部に設けられた開口部４２であり、遮光部材４０の回転軸Ｏから半径方向に向かって開口されたスリット形状となっている。また、開口部４２の幅Ｌは、レンズ光学系２０で合成されたレーザ光のスポット径と略同じ幅となっているため、図２（ｂ）に示すように、レーザ光は遮光部材４０の開口部４２をすり抜けて、スクリーン５２に投射されるようになっている。

さらに、遮光部材４０は、制御回路６０により、ミラーデバイス３０の動きに同期しながら回転軸０を中心として連続的に右回転を行う。ただし、レーザ光はスクリーン５２上をスクリーン５２の左端側（本実施形態では一端側）５２ａから右端側（本実施形態では他端側）５２ｂに向かって、一定速度で走査する必要がある。遮光部材４０が、図２に示すような開口部４２を有している場合、レーザ光がスクリーン５２上を一定速度で走査するためには、スクリーン５２の上部５２ｃから下部５２ｄ、すなわち、レーザ光が開口部４２の回転軸Ｏに近づくに連れて、遮光部材４０の回転数を高速にする必要が生じる。
なお、本実施形態では、遮光部材４０に開口部４２を１箇所のみ設けたが、２箇所以上であっても良い。また、遮光部材４０は投射レンズ５０と反射ミラー５１との間に配されていても良い。

制御回路６０は、図３のブロック図に示すように、モータ制御回路（制御手段）６１と画像処理回路６５とを備えている。これらモータ制御回路６１と画像処理回路６５とは、同期信号の受け渡しがある以外は、独立した別の装置となっている。

モータ制御回路６１は、ミラーデバイス３０が停止したとき、遮光部材４０によって光源装置１０から射出されたレーザ光が遮光されるように、遮光部材４０の動作を制御するようになっている。また、モータ制御回路６１は、ミラーデバイス３０が定常状態のときには、光源装置１０から射出されたレーザ光が開口部４２より透過可能に遮光部材４０を回転させ、スクリーン５２に投射されるようになっている。さらに、モータ制御回路６１は、遮光部材４０の開口部４２を透過したレーザ光が、スクリーン５２に対して均一の速さで走査できるように、遮光部材４０を回転させる遮光部材モータ４０ａの回転速度を制御している。このとき、モータ制御回路６１は、１フレームごとに同じ速度パターンのシーケンス制御で良いので、モータ制御回路６１を簡略化するためにフィードバック系を用いず、オープンループ制御を用いることができる。ここで、より精度を高めるために、フィードバック制御を用いても良い。また、モータ制御回路６１からは、同期信号が出力されており、画像処理回路６５に入力される。

画像処理回路６５は、画像信号を処理する画像信号処理部６６と、この画像信号処理部６６で処理された画像信号に応じて光源装置１０を制御するレーザ制御部６７と、光源装置１０から射出されたレーザ光のスクリーン５２上での位置情報に応じてミラーデバイス３０を制御するミラー制御部（他の制御手段）６８とを備えている。この画像処理回路６５は、モータ制御回路６１から送られてきた同期信号に合わせて、画像信号に応じたレーザ光の強弱と、ミラーデバイス３０との制御を行うものである。
なお、制御回路６０は、モータ制御回路６１からの同期信号を基準にして、画像処理回路６５を駆動させたが、画像処理回路６５からの同期信号を基準にしても良い。ただし、この場合、ミラーデバイス３０の動きに合わせて、モータ制御を行わなければならないため、フィードバック系を用いたモータ制御が必要となる。

次に、以上の構成からなる本実施形態のプロジェクタ１を用いて、画像をスクリーン５２に投射する方法について説明する。
まず、各レーザダイオード１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが駆動されると、各レーザダイオード１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから赤色光、青色光、緑色光がレンズ光学系２０に向けて射出される。そして、これら赤色光、青色光、緑色光は、コリメート光学系２１及びビーム整形光学系２２を介し、色合成手段２３により合成される。合成されたレーザ光は、ミラーデバイス３０で反射し、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、スクリーン５２の左端側５２ａから右端側５２ｂへ順に走査され、１行終わるごとに、スクリーン５２の上部５２ｃから順次下部５２ｄ方向に送られて１フレームの画像を形成する。

一方、何らかの理由でミラーデバイス３０が故障等により停止した場合でも、図４（ｃ）に示すように、制御回路６０により、遮光部材４０が回転し続けるように制御され、光源装置１０から射出されたレーザ光を断続的に遮断し続ける。

本実施形態に係るプロジェクタ１によれば、何らかの理由でミラーデバイス３０が停止した場合、制御回路６０により、遮光部材４０を制御することで、スクリーン５２の損傷を防止することができ、プロジェクタ１全体の信頼性を向上させることが可能となる。このように、ミラー制御部６８が故障した場合においても、遮光部材４０を制御するモータ制御回路６１に及ぼす影響が少ないため、プロジェクタ１全体の信頼性を向上させることが可能となる。その上、遮光手段４０が、非常に簡単な構成であるため、コストを低く抑えることも可能となる。

なお、本実施形態において、上述した遮光部材４０として、以下のような方策を採用することも可能である。ミラーデバイス３０の停止の原因として、ミラー制御部６８、ミラーデバイス３０自体の故障の他に、モータ制御回路６１の故障により、同期信号が停止し、ミラーデバイス３０と遮光部材４０とが同時に停止する可能性が考えられる。このような状況の場合、レーザ光の射出が停止されなければ、レーザ光は観察者側に１点に集中して射出されてしまう。この状況を回避するために、遮光部材に慣性を持たせ、モータ制御回路６１にモータ駆動信号が送られない場合でも、少しの間、惰性で動く遮光部材を採用すれば良い。この遮光部材を用いることにより、停止したミラーデバイス３０で反射されたレーザの光路と、遮光部材４０の開口部４２とが同じ位置にくる可能性は低下し、より信頼性を向上させることができる。

また、制御回路６０に代えて、図５に示すように、同期信号を別回路で生成する基準信号源７１を設け、この生成された同期信号をモータ制御回路６１と画像処理回路６５とに送信する制御回路７０であっても良い。この構成では、モータ制御回路６１とレーザ制御部６７とが完全に独立した装置となり、お互いの故障が影響を及ぼさず、信頼性がさらに向上することになる。

さらに、遮光部材４０に代えて、図６に示すように、裏面（光源装置１０から射出されたレーザ光が入射する側）７５ａに反射コーティングが施されている遮光部材７５であっても良い。また、遮光部材７５の裏面７５ａにおいて、反射されたレーザ光を検出する光検出センサ（検出部）７６が設けられている。また、制御回路６０は、光検出センサ７６により検出された信号に基づいて、光源装置１０を停止させるようになっている。この構成の場合、光検出センサ７６がレーザ光を検出するときは、遮光部材７５あるいはミラーデバイス３０が故障したときであり、速やかにこの状態を検出し、光源装置１０を停止する。このようにすることで、光源装置から射出されたレーザ光が、スクリーン５２上の一定の位置を照射し続けることを防ぐことができるため、スクリーン５２の信頼性が向上することになる。さらに、制御回路６０を含むシステムの全体を停止させることにより、レーザ光の遮光と、システムの停止という二つの安全装置を装備することにより、より信頼性が向上することになる。

また、遮光部材４０の開口部４２の幅Ｌは、レーザ光が遮光部材４０を通過する際のスポット径以上であれば良い。ただし、ミラーデバイス３０が停止した際に、スクリーン５２が損傷しない割合で、遮光時間を得られるような幅Ｌであれば良い。
さらに、遮光部材４０の開口部４２の形状を図２に示すようなスリット形状とすることにより、レーザ光の走査速度と、遮光部材４０の回転速度との間に相対速度差を与えることができる。これは、画像の高精細度を実現するために解像度が増えた場合など、ミラーデバイス３０の走査速度が高速になり過ぎて、遮光部材モータ４０ａの回転速度が追いつかない場合に比べ、遮光部材モータ４０ａを低速に回転させることにより、遮光部材モータ４０ａの長寿命化や、騒音等の防止、安定駆動を実現することを可能にする。

さらに、遮光部材４０の開口部４２の形状を図７に示すように、上記実施形態で用いた遮光部材４０のスリット形状ではなく、図８（ａ）に示すような、略く字状に屈曲している開口部８０ａを有する遮光部材８０であっても良い。この構成の場合、回転軸Ｏを中心に遮光部材８０を回転させると、光源装置１０から射出されたレーザ光は、図８（ｂ）から図８（ｃ）、図８（ｄ）、図８（ｅ）、図８（ｆ）に示すように、回転軸Ｏを中心として順に、遮光部材８０の開口部８０ａから透過して、スクリーン５２上を左端側５２ａから右端側５２ｂに走査する。

このようにすれば、レーザ光の走査速度と、遮光部材４０の回転速度との間に相対速度差を与えることができる。具体的には、図７に示すような遮光部材４０のスリットの場合は、レーザでＬ区間走査する際には、遮光板は角度θ回転する必要があったが、図８（ａ）では、θ/２の回転でＬ区間走査することができる。すなわち、図７の遮光部材４０よりも図８（ａ）の遮光部材８０の回転速度を半分に落とせることを意味している。これは、画像の高精細度を実現するために解像度が増えた場合など、ミラーデバイス３０の走査速度が高速になり過ぎて、遮光部材モータ４０ａの回転速度が追いつかない場合に比べ、遮光部材モータ４０ａを低速に回転させることにより、遮光部材モータ４０ａの長寿命化や、騒音等の防止、安定駆動を実現することを可能にする。

なお、遮光部材４０の開口部４２の形状は、相対速度差等により変わるので、図７に示す遮光部材４０に限定しなくてもよい。

また、遮光部材の開口部の形状として、図９に示すように、回転軸Ｏに向かって開口が広がる開口部８５ａを有する遮光部材８５であっても良い。この構成の場合、回転軸Ｏを中心に遮光部材８５を回転させると、光源装置１０から射出されたレーザ光は、図９（ｂ）から図９（ｃ）、図９（ｄ）、図９（ｅ）、図９（ｆ）に示すように、回転軸Ｏを中心として順に、遮光部材８５の開口部８５ａから透過して、スクリーン５２上を左端側５２ａから右端側５２ｂに走査する。

このように、スクリーン５２上を横方向に走査する際、上記遮光部材４０では、均一速度で走査する場合、図７に示すような遮光部材４０の場合は、回転軸Ｏ回りの回転速度を変えなければならないが、図９に示す遮光部材８５によれば、レーザ光を均一な速度で走査しても、遮光部材８５の回転速度も均一に回転させることが可能となる。具体的には、レーザの走査がΔＬ等間隔に進むごとに、遮光板の回転も等間隔Δθごと回転している。
なお、上述した遮光部材４０，７５，８０，８５において、スクリーン５２上でのレーザ光の走査方向を左端側５２ａから右端側５２ｂとしたが、遮光部材４０，７５，８０，８５を左回転にし、走査方向を右端側５２ｂから左端側５２ａとしても良い。

さらに、遮光部材の開口部の形状として、光源装置１０から射出されたレーザ光がスクリーン５２の左端５２ａ側から右端５２ｂ側及び右端５２ｂ側から左端５２ａ側の両方向に連続的に走査可能とする形状、すなわち、図１０（ａ）に示すように、ハート形状の開口部９０ａを有する遮光部材９０であっても良い。この構成の場合、回転軸Ｏを中心に遮光部材９０を回転させると、光源装置１０から射出されたレーザ光は、図１０（ａ）から図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）、図１０（ｅ）に示すように、回転軸Ｏを中心として順に、遮光部材９０の開口部９０ａから透過して、スクリーン５２の左端側５２ａから右端側５２ｂに走査する。そして、右端５２ｂに到達したレーザ光は、図１０（ｆ）から図１０（ｇ）、図１０（ｈ）、図１０（ｉ）、図１０（ｊ）に示すように、回転軸Ｏを中心に回転し、遮光部材９０の開口部９０ａから透過して、スクリーン５２上の右端５２ｂから左端５２ａに走査する。このとき、遮光部材９０は等速で回転し、かつ、レーザ光の走査速度も一定となっている。このように、遮光部材９０によれば、右端５２ｂから左端５２ａへの走査も可能になり、両方向での走査が可能になるので、高速な画像表示が可能になる。

（プロジェクタの第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について、図１１から図１３を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係るプロジェクタ１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るプロジェクタ１００において、第１実施形態と異なる点は、第２実施形態では、遮光部材として透過型液晶パネル１０１を用いる点及び制御回路１１０の構成である。

透過型液晶パネル１０１は、図１１に示すように、縦長状の画素１０１ａが、走査方向に沿って複数配列されており、各画素１０１ａごとに光源装置１０から射出されたレーザ光の透過率を制御可能となっている。また、透過型液晶パネル１０１は、光源装置１０から射出されたレーザ光の光路となる部分が透過状態、すなわち、白画素１０１ｂとなり、レーザ光を遮光するときは、黒画素１０１ｃとなるように制御される。
制御回路１１０は、図１２に示すように、第１実施形態のモータ制御回路６１に代えて、ミラーデバイス３０が定常状態では、光源装置１０から射出されたレーザ光が透過型液晶パネルを透過するように制御する液晶ドライバ１１１を備えている。

次に、以上の構成からなる本実施形態のプロジェクタ１００を用いて、画像をスクリーン５２に投射する方法について説明する。
まず、第１実施形態と同様にして、合成されたレーザ光は、ミラーデバイス３０で反射し、図１１に示すように、液晶ドライバ１１１により、透過型液晶パネル１０１の画素１０１ａは、レーザ光の光路となる部分のみが白画素１０１ｂ、すなわち、レーザ光が透過するように制御される。このようにして、スクリーン５２の左端側５２ａから右端側５２ｂへ順に走査され、１行終わるごとに、スクリーン５２の上部５２ｃから順次下部５２ｄ方向に送られて１フレームの画像を形成する。

一方、何らかの理由でミラーデバイス３０が故障等により停止した場合でも、液晶ドライバ１１１により、透過型液晶パネル１０１が黒画素１０１ｃ、すなわち、少なくとも断続的にレーザ光が遮光されるように制御される。

本実施形態に係るプロジェクタ１００によれば、透過型液晶パネル１０１を備えているため、何らかの理由でミラーデバイス３０が停止した場合、スクリーン５２の損傷を防止することができ、プロジェクタ１００全体の信頼性を向上させることが可能となる。このように、ミラー制御部６８が故障した場合においても、遮光部材４０を制御する液晶ドライバ１１１に及ぼす影響が少ないため、信頼性に優れたプロジェクタ１を提供することが可能となる。

なお、本実施形態において、透過型液晶パネル１０１は、縦長状の画素１０１ａが配列されているとしたが、マトリクス状の画素を持つ透過型液晶パネルにしても良い。この構成にすることにより、既存のモノクロパネル、例えば、プロジェクタのパネルを流用することが可能になり、コストダウンにつながる。

また、透過型液晶パネル１０１に代えて、図１３に示すように、横１列の画素をもつ透過型液晶パネル１０５であっても良い。この透過型液晶パネル１０５は、上下に移動することにより、スクリーン５２の縦方向にも対応可能になっている。この構成の場合、透過型液晶パネル１０５を上下に移動させる駆動源として、磁気ソレノイドの他、圧電素子１０６を採用することができる。
ここで、画素の数は、映像の画素以下であっても良い。また、第１実施形態と同様に、ミラーデバイス３０が停止した際に、スクリーン５２が損傷しない割合で、遮光部、すなわち、黒画素１０１ｃを設けることができれば、例えば、１０画素相当に対する幅で、液晶の１画素とすることもできる。

さらに、制御回路１１０により、透過型液晶パネル１０１，１０５の濃淡を制御することで、光源装置１０から射出されるレーザ光の出力を制御することも可能になり、より鮮明な映像を表現することができる。
また、レーザ光のスポット径が小さくできずに、高解像度が得られない場合でも、透過型液晶パネル１０１，１０５の画素をずらしたり、画素をさらに細かくしたりすることで、一つのレーザのスポット径を分割して表現することが可能になり、映像の精細度が高くなる。

（プロジェクタの第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について、図１４から図１６を参照して説明する。
本実施形態に係るプロジェクタにおいて、第１実施形態と異なる点は、第３実施形態では、遮光部材１２０が光源装置１０から射出されたレーザ光を反射する反射部材（光反射部）１２１を有する点である。

遮光部材１２０は、一部に反射部材１２１が設けられており、第１実施形態の遮光部材４０の開口部４２に相当する部分が反射部材１２１となっている。また、遮光部材１２０の反射部材１２１の領域以外の部分１２２は、レーザ光がスクリーン５２に反射されない部材であれば良く、例えば、レーザ光を吸収するようにしても良いし、透過するようにしても良い。
制御回路６０は、ミラーデバイス３０が定常状態では、光源装置１０から射出されたレーザ光が、遮光部材１２０に設けられた反射部材１２１を反射するように制御するものである。

遮光部材１２０の反射部材１２１の領域以外の部分１２２が、レーザ光を透過する部材である場合、図１５に示すように、その透過光を検出する光検出センサ１２３を備えることが好ましい。これにより、光検出センサ１２３がレーザ光を検出するのは、遮光部材１２０あるいはミラーデバイス３０が故障した場合だけであるため、この場合、制御回路６０を含むシステム全体を停止する指令が送られるようになっている。

次に、以上の構成からなる本実施形態のプロジェクタを用いて、画像をスクリーン５２に投射する方法について説明する。
まず、第１実施形態と同様にして、合成されたレーザ光は、ミラーデバイス３０で反射する。そして、レーザ光が、図１５に示すように、遮光部材１２０の反射部材１２１により、スクリーン５２に反射されるように制御される。このようにして、スクリーン５２の左端側５２ａから右端側５２ｂへ順に走査され、１行終わるごとに、スクリーン５２の上部５２ｃから順次下部５２ｄ方向に送られて１フレームの画像を形成する。

一方、何らかの理由で遮光部材１２０あるいはミラーデバイス３０が故障等により停止した場合、光検出センサ１２３によりレーザ光が検出され、速やかにシステム全体を停止させる。

本実施形態に係るプロジェクタによれば、遮光部材１２０を備えているため、何らかの理由で遮光部材１２０あるいはミラーデバイス３０が停止した場合、スクリーン５２の損傷を防止することができ、プロジェクタ全体の信頼性を向上させることが可能となる。
なお、反射部材１２１の形状は、第１実施形態に示した遮光部材８０，８５，９０の開口部８０ａ，８５ａ，９０ａに相当する部分を反射部材とする形状であっても良い。この場合も、開口部８０ａ，８５ａ，９０ａのときと同様に、レーザ光がスクリーン５２上の両方向から走査可能となるため、同一方向の走査のみに比べ、高速な画像表示が可能になる。

また、本実施形態において、図１６に示すように、第２実施形態における透過型液晶パネル１０１を反射型液晶パネル１３０に代えたプロジェクタであっても良い。この構成の場合、反射型液晶パネル１３０は、光源装置１０から射出されたレーザ光の光路となる部分が反射状態、すなわち、白画素１３０ａとなり、レーザ光を遮光するときは、黒画素１３０ｂとなるように制御される。反射型液晶パネル１３０を用いたときも、透過型液晶パネル１０１を用いたときと同様に、何らかの理由でミラーデバイス３０が停止した場合、スクリーン５２の損傷を防止することができ、プロジェクタ全体の信頼性を向上させることが可能となる。

また、レーザ光を射出する光源装置と、この光源装置から射出されたレーザ光を走査する走査手段とを有し、光源装置から射出されたレーザ光を走査するレーザ機器として上述したプロジェクタを用いて説明したが、レーザ描画機器，レーザ加工機，その他のレーザ光自身が動く構造を持つ機器全般に、光源装置から射出されたレーザ光を遮光可能な遮光部材と、走査手段が停止したとき、遮光部材によって光源装置から射出されたレーザ光が遮光されるように遮光部材の動作を制御する制御手段とを備えた安全機器を設けた構成にすることも可能である。

この構成では、走査手段により、光源装置から射出されたレーザ光が走査される。そして、走査手段が何らかの理由で停止した場合、遮光部材により、走査手段から射出されたレーザ光を遮光するので、レーザ光が一定の位置を照射し続けることを防ぐことができるため、レーザ機器全体の信頼性を向上させることが可能となる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態において、スクリーン４２を挟んで観察側と対向した位置からレーザ光により照射する背面投射型プロジェクタであったが、これに限らず、前面投射型プロジェクタにも採用することが可能である。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図である。 （ａ）は図１の遮光部材を示す平面図であり、（ｂ）は遮光部材を透過し、スクリーンに投射されるレーザ光を示す模式図である。 図１の制御回路のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの作用を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタに用いられる制御回路の変形例を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタに用いられる遮光部材の変形例を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタに用いられる遮光部材の開口部形状を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタに用いられる遮光部材の開口部形状の変形例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタに用いられる遮光部材の開口部形状の変形例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係るプロジェクタに用いられる遮光部材の開口部形状の変形例を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの構成を示す簡略図である。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの図１の制御回路のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクタに用いられる遮光部材の変形例を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの構成を示す簡略図である。 図１４に光検出センサを用いた場合を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るプロジェクタに用いられる遮光部材の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１…プロジェクタ、１０…光源装置、３０…ミラーデバイス（走査手段）、４０，７５，８０，８５，９０，１０１，１２０，１３０…遮光部材、５２…スクリーン（被投射面）、５２ａ…スクリーン上の左端側（一端側）、５２ｂ…スクリーン上の右端側（他端側）、６１…モータ制御回路（制御手段）、６８…ミラー制御部（他の制御手段）、７６…光検出センサ、１２１…反射部材（光反射部）

Claims (12)

1. 被投射面に向けてレーザ光を射出する光源装置と、
   該光源装置から射出されたレーザ光を走査する走査手段と、
   前記被投射面に投射されるレーザ光を遮光可能な遮光部材と、
   前記走査手段が停止したとき、前記遮光部材によって前記光源装置から射出されたレーザ光が遮光されるように前記遮光部材の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記遮光部材が、前記光源装置から射出されたレーザ光を透過する光透過部を有し、
   前記制御手段は、前記走査手段が定常状態のときには、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記光透過部を透過し、前記被投射面を投射するように制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記遮光部材が回転可能とされ、
   前記光透過部は、前記遮光部材の一部に設けられた開口部であり、
   前記制御手段は、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記開口部より透過可能に前記遮光部材を回転させることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記開口部は、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記被投射面の一端側から他端側及び他端側から一端側の両方向に連続的に走査可能とする形状であることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記遮光部材が、前記光源装置から射出されたレーザ光の透過率を制御可能な透過型液晶パネルであり、
   前記制御手段が、前記走査手段が定常状態のときには、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記透過型液晶パネルを透過するように制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
6. 前記遮光部材により遮光された光を検出する検出部を備え、
   前記制御手段が、前記検出部により検出された信号に基づいて、前記光源装置を停止させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
7. 前記遮光部材が、前記光源装置から射出されたレーザ光を反射する光反射部を有し、
   前記制御手段は、前記走査手段が定常状態のときには、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記光反射部を反射し、前記被投射面を投射するように制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
8. 前記遮光部材が回転可能とされ、
   前記光反射部は、前記遮光部材の一部に設けられ、
   前記制御手段は、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記光反射部より反射可能に前記遮光部材を回転させることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタ。
9. 前記光反射部は、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記被投射面の一端側から他端側及び他端側から一端側の両方向に連続的に走査可能とする形状であることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
10. 前記遮光部材が、前記光源装置から射出されたレーザ光の反射率を制御可能な反射型液晶パネルであり、
    前記制御手段が、前記走査手段が定常状態のときには、前記光源装置から射出されたレーザ光が前記反射型液晶パネルを反射するように制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
11. 前記遮光部材を制御する制御手段とは独立して前記走査手段を制御する他の制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
12. レーザ光を射出する光源装置と、該光源装置から射出されたレーザ光を走査する走査手段とを有し、前記光源装置から射出されたレーザ光を走査するレーザ機器の安全装置において、
    前記光源装置から射出されたレーザ光を遮光可能な遮光部材と、
    前記走査手段が停止したとき、前記遮光部材によって前記光源装置から射出されたレーザ光が遮光されるように前記遮光部材の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とするレーザ機器の安全装置。
    
    
    
    
    

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