JP2014059512A - レーザ光走査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 レーザ光走査装置に適した方法により、走査ミラー6の走査動作の異常を判定する。
【解決手段】 レーザ光を発光するレーザ発光部2a〜2cと、走査駆動されてレーザ光を反射する走査ミラー6と、走査ミラー6の走査動作音を検出するマイク13と、走査ミラー6の正常な走査動作状態における音響特性40が予め設定され、当該音響特性40とマイク13が検出した走査動作音の音響特性42、43とを比較して、走査ミラーの走査動作状態を判定する判定部15と、を備え、更に、走査ミラーの走査動作状態が異常と判定されたことに応じて、レーザ発光部に2a〜2cよる発光を抑制する、又は、ユーザに対する警報を出力する発光制御部14を備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 レーザ光を発光するレーザ発光部2a〜2cと、走査駆動されてレーザ光を反射する走査ミラー6と、走査ミラー6の走査動作音を検出するマイク13と、走査ミラー6の正常な走査動作状態における音響特性40が予め設定され、当該音響特性40とマイク13が検出した走査動作音の音響特性42、43とを比較して、走査ミラーの走査動作状態を判定する判定部15と、を備え、更に、走査ミラーの走査動作状態が異常と判定されたことに応じて、レーザ発光部に2a〜2cよる発光を抑制する、又は、ユーザに対する警報を出力する発光制御部14を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、画像を投影するレーザ光を走査ミラーにより反射させるレーザ光走査装置に関する。
例えばレーザプロジェクタに代表されるように、レーザ光を投射面に投影することによって、投射面上に画像を表示する各種の画像表示装置が実用化されている。
このような画像表示装置には、主要な構成として、画像を投影するレーザ光を走査ミラーにより反射させるレーザ光走査装置が備えられている。
このような画像表示装置には、主要な構成として、画像を投影するレーザ光を走査ミラーにより反射させるレーザ光走査装置が備えられている。
特許文献1には、複数の異なる方向にレーザ光を射出し被投射面の異なる領域を照射する光源装置と、該光源装置から射出された複数の異なる射出方向のレーザ光を被投射面に向かって走査する走査手段と、光源装置及び走査手段を収容する筐体と、光源装置からのレーザ光の射出を制御する制御手段とを備え、何らかの要因で走査部が停止した平衡状態であるとき、光源装置は、射出された複数の異なる射出方向のレーザ光が筐体の外部に射出されないように配置されている画像表示装置が記載されている。
特許文献2には、レーザ光を出射する光源部と、光源部から出射されたレーザ光を走査する走査部と、走査部によるレーザ光の走査範囲に配置され、レーザ光の一部を反射し、残りを透過させる投射窓と、投射窓によって反射されたレーザ光を受光する受光素子と、受光素子が受光したレーザ光の光量に基づいて、光源部から出射されるレーザ光の出力を抑制する光源出力抑制手段とを有し、走査部に何らかの異常が発生した場合に同じ領域にレーザ光が照射され続けることを防ぐことを可能にするプロジェクタが記載されている。
レーザ光走査装置において、何らかの原因で走査ミラーの走査動作に異常をきたした場合、走査ミラーで反射されるレーザ光は或る限られた領域に照射されることとなり、これを見るユーザにとって極めて眩しい状態となってしまう。特に、走査ミラーの走査動作が停止してしまった場合には、このような好ましくない状態は顕著である。
このような不具合に対して、上記のように、従来から対策が講じられていた。
しかしながら、投射窓によって反射されたレーザ光の一部を受光素子で受光して、この受光したレーザ光の光量に基づいて光源部から出射されるレーザ光の出力を抑制する方法にあっては、光量検出のためにレーザ光の一部を用いるものであるため、画像投影のためのレーザ光の効率が低下してしまうものであった。
しかしながら、投射窓によって反射されたレーザ光の一部を受光素子で受光して、この受光したレーザ光の光量に基づいて光源部から出射されるレーザ光の出力を抑制する方法にあっては、光量検出のためにレーザ光の一部を用いるものであるため、画像投影のためのレーザ光の効率が低下してしまうものであった。
また、射出された複数の異なる射出方向のレーザ光が筐体の外部に射出されないようにレーザ光源部を配置する方法にあっては、射出されたレーザ光を導く光学系や走査ミラーの配置に制限を加えてしまい、装置設計の自由度を損ねてしまうものであった。
このような問題は、レーザ光走査装置の小型化が要請されている事情に鑑みると、レーザ光効率の低下や設計自由度の低下は避けるべき重要な課題である。
このような問題は、レーザ光走査装置の小型化が要請されている事情に鑑みると、レーザ光効率の低下や設計自由度の低下は避けるべき重要な課題である。
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、レーザ光走査装置に適した方法により、走査ミラーの走査動作の異常を判定することを目的としている。
本発明に係るレーザ光走査装置は、レーザ光を発光するレーザ発光部と、走査駆動されて、前記レーザ発光部から発光されたレーザ光を反射する走査ミラーと、前記走査ミラーの走査動作音を検出するマイクと、前記走査ミラーの正常な走査動作状態における音響特性が予め設定され、当該音響特性と前記マイクが検出した走査動作音の音響特性とを比較して、前記走査ミラーの走査動作状態を判定する判定部と、を備える。
本発明は、走査ミラーの走査動作状態によって生ずる音をマイクで検出して、走査ミラーの走査動作状態を判定する。これにより、レーザ発光部の配置やレーザ光の伝搬に影響を与えることなく、走査ミラーの走査動作状態に異常があるか否かを判定することができる。
なお、マイクは走査ミラーの近傍に設けて、走査ミラーの走査動作音を検出し易くするのが好ましい。
なお、マイクは走査ミラーの近傍に設けて、走査ミラーの走査動作音を検出し易くするのが好ましい。
ここで、マイクが検出する走査動作音は、例えば、走査ミラーの走査動作によって生ずる風切り音であるが、走査ミラーの走査動作によって生ずる擦れ音等の騒音であってもよく、要は、走査ミラーの正常な走査動作状態における音響特性と異常な走査動作状態における音響特性とを判別し得る音であればよい。
また、音響特性としては、例えば、音圧の時間的変化であるが、マイクが検出する音の周波数、周期、波長等の時間的変化であってもよく、要は、走査ミラーの正常な走査動作状態においてマイクが検出する音と異常な走査動作状態においてマイクが検出する音との相違を判別し得る音響特性であればよい。
また、音響特性としては、例えば、音圧の時間的変化であるが、マイクが検出する音の周波数、周期、波長等の時間的変化であってもよく、要は、走査ミラーの正常な走査動作状態においてマイクが検出する音と異常な走査動作状態においてマイクが検出する音との相違を判別し得る音響特性であればよい。
本発明は、マイクとともに走査ミラーを収容する筐体を備えるようにすることができる。
これにより、筐体により他からの騒音の影響を避けて、マイクが検出した音による判定精度を高めることができる。
なお、レーザ光走査装置が、レーザ発光部が発光したレーザ光を走査ミラーへ導く光学系部品である光学部を備えている場合は、当該光学部は一般的に稼働音が生ずる部分ではなく、また、サブアッセンブリ化によりレーザ発光部から走査ミラーへ至る光路の精度を高めるのに都合がよいことから、レーザ発光部から走査ミラーへ至る部品を筐体に組み付けて、当該筐体内にマイクを設けるようにしてもよい。
これにより、筐体により他からの騒音の影響を避けて、マイクが検出した音による判定精度を高めることができる。
なお、レーザ光走査装置が、レーザ発光部が発光したレーザ光を走査ミラーへ導く光学系部品である光学部を備えている場合は、当該光学部は一般的に稼働音が生ずる部分ではなく、また、サブアッセンブリ化によりレーザ発光部から走査ミラーへ至る光路の精度を高めるのに都合がよいことから、レーザ発光部から走査ミラーへ至る部品を筐体に組み付けて、当該筐体内にマイクを設けるようにしてもよい。
また、本発明は、判定部により走査ミラーの走査動作状態が異常と判定されたことに応じて、レーザ発光部による発光を抑制する発光制御部を備えるようにすることができる。
ここで、発光を抑制する態様として、レーザ発光部による発光を停止させる態様や、レーザ発光部による発光量を低減させる態様を採用することができる。
これにより、例えば、走査ミラーの動作が停止して反射したレーザ光が一点に照射される状態や、走査ミラーの動作幅が狭まって反射したレーザ光の照射範囲が狭まる状態等といったように、走査ミラーで反射されるレーザ光が或る限られた領域となっても、レバー光が照射されることによる不都合が回避される。
ここで、発光を抑制する態様として、レーザ発光部による発光を停止させる態様や、レーザ発光部による発光量を低減させる態様を採用することができる。
これにより、例えば、走査ミラーの動作が停止して反射したレーザ光が一点に照射される状態や、走査ミラーの動作幅が狭まって反射したレーザ光の照射範囲が狭まる状態等といったように、走査ミラーで反射されるレーザ光が或る限られた領域となっても、レバー光が照射されることによる不都合が回避される。
また、本発明は、判定部により走査ミラーの走査動作状態が異常と判定されたことに応じて、ユーザに対する警報を出力する発光制御部を備えるようにすることができる。
ここで、警報を出力する態様として、ランプの点灯や警報音の出力等を採用することができ、要は、ユーザに走査ミラーの走査動作状態が異常である旨を報知し得ればよい。
これにより、ユーザは走査ミラーの走査動作状態が異常であることを認知することができ、装置の電源をオフにする等の措置を迅速にとることができる。
ここで、警報を出力する態様として、ランプの点灯や警報音の出力等を採用することができ、要は、ユーザに走査ミラーの走査動作状態が異常である旨を報知し得ればよい。
これにより、ユーザは走査ミラーの走査動作状態が異常であることを認知することができ、装置の電源をオフにする等の措置を迅速にとることができる。
本発明は、上記レーザ光走査装置を主要な構成として備えた画像表示装置として実施することができる。
本発明に係る画像表示装置の好ましい態様としては、R,G,Bそれぞれのレーザ光を発光するレーザ発光部と、映像信号に応じて前記レーザ発光部にレーザ光を発光させるレーザ制御部と、前記レーザ発光部が発光したレーザ光を合成する光学部と、走査駆動されて、前記光学部により合成されたレーザ光を反射する走査ミラーと、前記走査ミラーの走査動作音を検出するマイクと、前記走査ミラーの正常な走査動作状態における音響特性が予め設定され、当該音響特性と前記マイクが検出した走査動作音の音響特性とを比較して、前記走査ミラーの走査動作状態を判定する判定部と、を備える。
本発明に係る画像表示装置の好ましい態様としては、R,G,Bそれぞれのレーザ光を発光するレーザ発光部と、映像信号に応じて前記レーザ発光部にレーザ光を発光させるレーザ制御部と、前記レーザ発光部が発光したレーザ光を合成する光学部と、走査駆動されて、前記光学部により合成されたレーザ光を反射する走査ミラーと、前記走査ミラーの走査動作音を検出するマイクと、前記走査ミラーの正常な走査動作状態における音響特性が予め設定され、当該音響特性と前記マイクが検出した走査動作音の音響特性とを比較して、前記走査ミラーの走査動作状態を判定する判定部と、を備える。
ここで、本発明では、走査ミラーとして、駆動電流波形信号により走査駆動されるものであれば種々な形式の走査ミラー装置を用いることができるが、小型化、低消費電力化、処理の高速化などで有利なMEMS(Micro Electro Mechanical System)型の走査ミラーを用いるのが好ましい。
また、本発明を構成する判定部、発光制御部、レーザ制御部などの機能部は、電子部品を用いた回路構成とすることができる他、コンピュータハードウエアとソフトウエアを用いて、ソフトウエアをコンピュータハードウエアが実行することで構成される機能モジュールとして構成することができる。
また、本発明を構成する判定部、発光制御部、レーザ制御部などの機能部は、電子部品を用いた回路構成とすることができる他、コンピュータハードウエアとソフトウエアを用いて、ソフトウエアをコンピュータハードウエアが実行することで構成される機能モジュールとして構成することができる。
本発明によると、レーザ光走査装置に適した方法により、走査ミラーの走査動作の異常を判定することができる。
本発明は、走査駆動される走査ミラーを備えた種々な画像表示装置に適用できるものであるが、本発明を適用する具体的な一例として、MEMSミラーを備えたレーザプロジェクタの一構成例を図1及び図2を参照して説明する。
なお、MEMSミラーは、駆動電流波形信号に応じてレーザ光を反射するミラーがX軸・Y軸方向(水平・垂直方向)へ走査駆動される装置である。
なお、MEMSミラーは、駆動電流波形信号に応じてレーザ光を反射するミラーがX軸・Y軸方向(水平・垂直方向)へ走査駆動される装置である。
図1にその要部を示すレーザプロジェクタ1は、レーザ光源2a〜2cと、各種の光学素子3〜5と、MEMS走査ミラー6と、各種の駆動・制御ユニット7〜11を主体に構成されている。
レーザプロジェクタ1は、レーザ発光部であるR、G、Bの各レーザ光源2a〜2cが発光した赤緑青の各成分のレーザ光を、光学素子3〜5による光学部で合成した上で、スクリーンや壁などの投射面50に投影することによって、映像信号入力60に応じたカラー画像を投射面50上に表示する。
レーザプロジェクタ1は、レーザ発光部であるR、G、Bの各レーザ光源2a〜2cが発光した赤緑青の各成分のレーザ光を、光学素子3〜5による光学部で合成した上で、スクリーンや壁などの投射面50に投影することによって、映像信号入力60に応じたカラー画像を投射面50上に表示する。
それぞれのレーザ光源2a〜2cは、レーザドライバ11から個別に供給される駆動電流によって互いに独立して駆動する。これによって、レーザ光源2aからは赤成分(R)、レーザ光源2bからは緑成分(G)、レーザ光源2cからは青成分(B)といったように、特定の波長のレーザ光が出射される。
ダイクロックミラー3、4は、特定波長のレーザ光のみを透過し、それ以外を反射することによって、レーザ光源2a〜2cから出射された各色成分のレーザ光を合成する。具体的には、レーザ光源2c,2bから出射された青成分および緑成分のレーザ光は、光路上流側のダイクロックミラー3において合成された上で、光路下流側のダイクロックミラー4に出射される。この出射された合成光は、ダイクロックミラー4においてレーザ光源2aから出射された赤成分のレーザ光と更に合成され、目標となる最終的なカラー光として出射される。この出射されたカラー光は、レンズ5を介してMEMS走査ミラー6に入射される。
MEMS走査ミラー6は、走査ミラー制御部8から駆動信号(駆動電流波形信号)が入力される走査ミラードライバ7によって駆動走査されて、自己に入射したカラー光を、ミラー面の振れ角に応じて反射して投射面50上に投射する。この走査ミラー6は、投射面50の水平方向(X)および垂直方向(Y)に対応した二次元的な自由度を有しており、その二次元的な変位に対応した線順次走査によって、投射面50上に画像を投影する。この線順次走査は、投射面50上におけるある水平ラインで一方向にレーザスポットを進め、次の直下の水平ラインで逆方向にレーザスポットを戻すことの繰り返しによって、1フレーム内で連続して行われる。
本例のレーザプロジェクタ1は、パーソナルコンピュータ等の外部から入力された映像信号入力60に基づいて、スクリーン50にカラー画像を投影するものであり、その基本的な画像投影処理は次のようにしてなされる。
映像処理部9は、映像信号入力(映像信号及び同期信号等)60に基づいて、所定の時間間隔で映像データをレーザ制御部10に送信し、これにより、レーザ制御部10は所定の走査位置における画素情報を得る。
映像処理部9は、映像信号入力(映像信号及び同期信号等)60に基づいて、所定の時間間隔で映像データをレーザ制御部10に送信し、これにより、レーザ制御部10は所定の走査位置における画素情報を得る。
レーザ制御部10は、画素情報に基づいて投影範囲に複数の画素からなる映像を投影するために、駆動電流波形信号によりレーザドライバ11を制御する。
本例では、レーザ光源2a〜2cから発光されたレーザ光を検出するためにダイクロックミラー4で反射された合成光を検出する光検出器12が設けられており、光検出器12はレーザ制御部10に接続されて、検出したレーザ光の光量(階調)をレーザ制御部10に出力する。レーザ制御部10は、光検出器12から入力された光量に基づいて、走査位置における画素情報と比較して正しい階調か否かを判断するとともに、正しい階調でない場合には、正しい階調になるように各レーザ光源2a〜2cの出力を調整する。
本例では、レーザ光源2a〜2cから発光されたレーザ光を検出するためにダイクロックミラー4で反射された合成光を検出する光検出器12が設けられており、光検出器12はレーザ制御部10に接続されて、検出したレーザ光の光量(階調)をレーザ制御部10に出力する。レーザ制御部10は、光検出器12から入力された光量に基づいて、走査位置における画素情報と比較して正しい階調か否かを判断するとともに、正しい階調でない場合には、正しい階調になるように各レーザ光源2a〜2cの出力を調整する。
レーザドライバ11は、上記のレーザ制御部10による制御に基づいて、各レーザ光源2a〜2cを駆動して発光させる。
各レーザ光源2a〜2cは、レーザドライバ11から発振しきい値電流以上の電流が供給された場合にレーザ光を発光出力し、供給される電流値が大きくなるに従って光量(輝度)の大きいレーザ光を出力する。また、各レーザ光源2a〜2cは、発振しきい値電流未満の電流が供給された場合には、レーザ光の出力を停止する。
各レーザ光源2a〜2cは、レーザドライバ11から発振しきい値電流以上の電流が供給された場合にレーザ光を発光出力し、供給される電流値が大きくなるに従って光量(輝度)の大きいレーザ光を出力する。また、各レーザ光源2a〜2cは、発振しきい値電流未満の電流が供給された場合には、レーザ光の出力を停止する。
走査ミラー6は、走査ミラードライバ7により直交する2軸回りに駆動変位され、そのミラー面を所定の振れ角で走査変位可能な小型の振動ミラー素子であり、反射光をX軸方向及びY軸方向(水平及び垂直方向)に走査できる。
走査ミラー制御部8は、映像処理部10からの水平/垂直同期信号に基づいて、走査ミラードライバ8を駆動信号により制御し、走査ミラー6は、走査ミラー制御部8による制御に基づいて、投影範囲全体にわたってジグザグに水平及び垂直方向で走査変位をして、レンズ5から入射された合成光を反射し、これによって、スクリーン50にカラー画像を投影させる。
走査ミラー制御部8は、映像処理部10からの水平/垂直同期信号に基づいて、走査ミラードライバ8を駆動信号により制御し、走査ミラー6は、走査ミラー制御部8による制御に基づいて、投影範囲全体にわたってジグザグに水平及び垂直方向で走査変位をして、レンズ5から入射された合成光を反射し、これによって、スクリーン50にカラー画像を投影させる。
また、図3に示すように、MEMS走査ミラー6の近傍にはマイク13が設けられており、マイク13は走査ミラー6が上記のように駆動走査されることにより生ずる走査動作音を検出して、検出した音圧を変換した信号を映像処理部9へ出力する。すなわち、走査ミラー6は、図2に基づいて後述するように駆動走査されることで振れる可動部を有していることから、駆動走査されることにより風切り音等の走査動作音が生じ、これをマイク13が検出する。
なお、マイク13は種々な型式のものを採用することができるが、走査ミラー6の走査動作音を検出するに適した周波数等の特性を有するものを用いるのが好ましい。
なお、マイク13は種々な型式のものを採用することができるが、走査ミラー6の走査動作音を検出するに適した周波数等の特性を有するものを用いるのが好ましい。
図2にはMEMS走査ミラー6の一例を示してあり、矩形枠状の基板6aの内側に、外回転軸6cを介して、矩形枠状の外フレーム6dが揺動自在に取り付けられている。また、この外フレーム6dの内側には、内回転軸6eを介して、矩形状の内フレーム6fが揺動自在に取り付けられており、この内フレーム6fの中央にミラー6bが設けられている。
内外のフレーム6d,6fを介して基板6aに取り付けられたミラー6bの反射方向は、内回転軸6eを軸心とした内フレーム6fの回転量(振れ角)と、内回転軸6eと直交する外回転軸6cを軸心とした外フレーム6dの回転量(振れ角)とに基づいて一義的に特定される。
内外のフレーム6d,6fを介して基板6aに取り付けられたミラー6bの反射方向は、内回転軸6eを軸心とした内フレーム6fの回転量(振れ角)と、内回転軸6eと直交する外回転軸6cを軸心とした外フレーム6dの回転量(振れ角)とに基づいて一義的に特定される。
外フレーム6dには、ミラー6bの周囲を囲むように外コイル6gが配置されており、内フレーム6fには、ミラー6bの周囲を囲むように内コイル6hが配置されている。これらのコイル6g,6hは、互いに電気的に分離された状態で一対の電極6iにそれぞれ接続されており、これらの電極6iを介して、走査ドライバ7から駆動波形信号に応じてそれぞれに対する駆動電流の供給が個別に行われる。
また、基板6aの外側には、2セットの永久磁石対6j〜6kが互いに直交して配置されている。一方の永久磁石対6jは、外回転軸6cの軸線方向においてN極とS極とが対向して配置されており、他方の永久磁石対6kは、内回転軸6eの軸線方向においてN極とS極とが対向して配置されている。
また、基板6aの外側には、2セットの永久磁石対6j〜6kが互いに直交して配置されている。一方の永久磁石対6jは、外回転軸6cの軸線方向においてN極とS極とが対向して配置されており、他方の永久磁石対6kは、内回転軸6eの軸線方向においてN極とS極とが対向して配置されている。
ミラー6bの走査を電磁駆動にて行う場合の動作原理は以下の通りである。
まず、電極6iに水平走査用の駆動電流を供給した場合、この駆動電流が流れる内コイル6hと、一方の永久磁石対6jとの間に生じた電磁力によって、ミラー6bが内回転軸6e周りに揺動する。そして、この揺動周期の1/2に相当する1水平走査期間において、レーザ光源2a〜2cから経時的に出射された1水平方向分のレーザ光を順次反射することによって、投射面50上に1水平ライン分の画像が投射・表示される(水平走査)。
まず、電極6iに水平走査用の駆動電流を供給した場合、この駆動電流が流れる内コイル6hと、一方の永久磁石対6jとの間に生じた電磁力によって、ミラー6bが内回転軸6e周りに揺動する。そして、この揺動周期の1/2に相当する1水平走査期間において、レーザ光源2a〜2cから経時的に出射された1水平方向分のレーザ光を順次反射することによって、投射面50上に1水平ライン分の画像が投射・表示される(水平走査)。
これに対して、電極6iに垂直走査用の駆動電流を供給した場合、この駆動電流が流れる外コイル6gと、他方の永久磁石対6kとの間に生じた電磁力によって、ミラー6bが外回転軸6c周りに揺動する。そして、この揺動周期の1/2に相当する1垂直走査期間において、1水平ライン分のレーザ光の反射を水平ラインの個数分だけ繰り返すことによって、投射面50上に1フレームの画像が投射・表示される(垂直走査)。
上記のように水平走査や垂直走査において、ミラー6bが内回転軸6e周りに揺動する動作やミラー6bが外回転軸6c周りに揺動する動作によって、風切り音等の走査動作音が生ずる。
MEMS走査ミラー6の近傍に設けられているマイク13は、この走査動作音を検出して、下記のように、MEMS走査ミラー6の走査動作状態を判定する。
MEMS走査ミラー6の近傍に設けられているマイク13は、この走査動作音を検出して、下記のように、MEMS走査ミラー6の走査動作状態を判定する。
本例のレーザプロジェクタ1では、映像処理部9は発光制御部14及び判定部15を有しており、判定部15は、マイク13から入力される走査動作音信号に基づいて、MEMS走査ミラー6の走査動作状態を判定する。
本例では、判定部15による上記判定に、図4に示すようにマイク13で検出される音圧の時間的変化を用いており、判定部15には判定基準として、MEMS走査ミラー6が正常に走査動作している状態における走査動作音の音圧時間変化特性(音響特性)40が予め設定されている。
なお、音圧時間変化特性(音響特性)40は、MEMS走査ミラー6が正常に走査動作している状態で、マイク13から出力される音圧信号を予め求めておき、これを判定部15に予め設定しておけばよい。
本例では、判定部15による上記判定に、図4に示すようにマイク13で検出される音圧の時間的変化を用いており、判定部15には判定基準として、MEMS走査ミラー6が正常に走査動作している状態における走査動作音の音圧時間変化特性(音響特性)40が予め設定されている。
なお、音圧時間変化特性(音響特性)40は、MEMS走査ミラー6が正常に走査動作している状態で、マイク13から出力される音圧信号を予め求めておき、これを判定部15に予め設定しておけばよい。
すなわち、判定部15は、例えば、図4(a)に示すようにマイク13で検出されるMEMS走査ミラー走査動作音42がゼロとなった場合や、同図(b)に示すようにマイク13で検出されるMEMS走査ミラー走査動作音43が予め設定した閾値以下となった場合を、基準の音響特性40との比較で判定することができる。そして、判定部15は、このようにマイク13で検出されるミラー走査動作音が基準の音響特性40と予め設定した範囲を超えて相違したときに、MEMS走査ミラー6の走査動作状態が異常と判定する。
なお、図4(a)に示す走査動作音42がゼロとなる場合は走査ミラー6の動作が停止してしまっている場合に相当し、同図(b)に示す走査動作音43が予め設定した閾値以下となる場合は走査ミラー6の動作範囲が正常状態より狭まってしまっている場合に相当するといえる。
なお、図4(a)に示す走査動作音42がゼロとなる場合は走査ミラー6の動作が停止してしまっている場合に相当し、同図(b)に示す走査動作音43が予め設定した閾値以下となる場合は走査ミラー6の動作範囲が正常状態より狭まってしまっている場合に相当するといえる。
発光制御部14は、判定部15により走査ミラーの走査動作状態が異常と判定されたことに応じて、発光量制御信号をレーザドライバ11へ出力して、レーザ光源2a〜2cによる発光を抑制する。
発光を抑制する態様は、発光を停止させるもの、或いは、発光を減光させるもののいずれであってもよく、走査ミラー6の走査動作状態が停止したり、或いは、走査動作の範囲が狭まったりした異常状態となったときに、走査ミラー6から反射されて装置外部に射出されるレーザ光の光量が支障のないものにできればよい。
発光を抑制する態様は、発光を停止させるもの、或いは、発光を減光させるもののいずれであってもよく、走査ミラー6の走査動作状態が停止したり、或いは、走査動作の範囲が狭まったりした異常状態となったときに、走査ミラー6から反射されて装置外部に射出されるレーザ光の光量が支障のないものにできればよい。
本例では、ランプや警報音発生器等からなる報知部17が設けられており、発光制御部14は、判定部15により走査ミラーの走査動作状態が異常と判定されたことに応じて、報知部17からユーザに対する警報を出力し、ユーザに走査ミラー6の動作状態が異常であることを報知する。
なお、本例では、走査ミラー6の走査動作状態が異常となったことに応じて、レーザ光源2a〜2cの発光抑制と、報知部17からの報知との両方を行なうが、いずれか一方だけを行なうようにしてもよい。
また、本例では、発光制御部14及び判定部15を映像処理部9の一機能として構成したが、これら機能9、14、15を別個な機能部をして構成してもよく、任意に設計すればよい。
また、本例では、発光制御部14及び判定部15を映像処理部9の一機能として構成したが、これら機能9、14、15を別個な機能部をして構成してもよく、任意に設計すればよい。
本例では、MEMS走査ミラー6とマイク13とを収容する筐体21が設けられており、MEMS走査ミラー6で反射されたレーザ光は筐体21の窓部21aからスクリーン50へ射出される。
筐体21は、例えばアルミなどの金属や合成樹脂により成形された遮音性の高いケースであり、外部からの騒音を遮って、MEMS走査ミラー6の走査動作音をマイク13が精度よく検出できるようにしている。
なお、遮音性を高めるために、窓部21aは、開放型より、透明なガラスやアクリルをはめ込んだ閉止型の方が好ましい。
筐体21は、例えばアルミなどの金属や合成樹脂により成形された遮音性の高いケースであり、外部からの騒音を遮って、MEMS走査ミラー6の走査動作音をマイク13が精度よく検出できるようにしている。
なお、遮音性を高めるために、窓部21aは、開放型より、透明なガラスやアクリルをはめ込んだ閉止型の方が好ましい。
ここで、本例では、MEMS走査ミラー6の動作等に支障のない限り、マイク13はMEMS走査ミラー6のできるだけ近くに配置しているが、筐体21による遮音性を高めることにより、マイク13はMEMS走査ミラー6から或る程度離して配置しても十分な動作音検出を行なうことができるため、筐体21を設けることにより、マイク配置設計の自由度が高くなる。
また、本例では、レーザ光源2a〜2c及び各種の光学素子3〜5、更には、光検出器12といった光学系のシステムも筐体21内に収容しており、レーザ光源2a〜2cからMEMS走査ミラー6までの素子・機器を筐体21によってサブアッセンブリ化しているが、これらレーザ光源2a〜2c、光学素子3〜5、光検出器12は動作音を生ずるものではないので、マイク13による走査ミラー動作音の検出に支障はない。
また、このようなサブアッセンブリ化を容易にするために、筐体12は2つ割の部品を組み合わせて箱形にする構成が好ましい。
また、このようなサブアッセンブリ化を容易にするために、筐体12は2つ割の部品を組み合わせて箱形にする構成が好ましい。
本例のレーザプロジェクタ1は、次のように動作する。
映像入力60に基づいてレーザ光源2a〜2cが発光するとともにMEMS走査ミラー6が走査動作して、スクリーン50に映像入力60に応じた画像を投影する。
このような投影動作において、何らかの原因でMEMS走査ミラー6が設計通りに正常に走査動作しなくなった場合、図4に示したように、マイク13で検出される音響特性はMEMS走査ミラー6の正常動作時における音響特性と相違することとなる。
映像入力60に基づいてレーザ光源2a〜2cが発光するとともにMEMS走査ミラー6が走査動作して、スクリーン50に映像入力60に応じた画像を投影する。
このような投影動作において、何らかの原因でMEMS走査ミラー6が設計通りに正常に走査動作しなくなった場合、図4に示したように、マイク13で検出される音響特性はMEMS走査ミラー6の正常動作時における音響特性と相違することとなる。
このような音響特性の相違に基づいて、判定部15がMEMS走査ミラー6の走査動作状態が異常であると判定する。
そして、この判定に基づいて、発光制御部14が、装置から外部に射出されるレーザ光によす支障が生じないようにレーザ光源2a〜2cの発光を抑制し、また、ユーザが対処できるように報知部17から警報を出力する。
そして、この判定に基づいて、発光制御部14が、装置から外部に射出されるレーザ光によす支障が生じないようにレーザ光源2a〜2cの発光を抑制し、また、ユーザが対処できるように報知部17から警報を出力する。
1:レーザプロジェクタ、 2a〜2c:レーザ光源、
3、4:ダイクロックミラー、 5:レンズ、
6:MEMS走査ミラー、 7:走査ミラードライバ、
8:走査ミラー制御部、 9:映像処理部、
10:レーザ制御部、 11:レーザドライバ、
13:マイク、 14:発光制御部、
15:判定部、 17:報知部、
40:正常時の音響特性、 42、43:異常時の音響特性、
3、4:ダイクロックミラー、 5:レンズ、
6:MEMS走査ミラー、 7:走査ミラードライバ、
8:走査ミラー制御部、 9:映像処理部、
10:レーザ制御部、 11:レーザドライバ、
13:マイク、 14:発光制御部、
15:判定部、 17:報知部、
40:正常時の音響特性、 42、43:異常時の音響特性、
Claims (5)
- レーザ光を発光するレーザ発光部と、
走査駆動されて、前記レーザ発光部から発光されたレーザ光を反射する走査ミラーと、
前記走査ミラーの走査動作音を検出するマイクと、
前記走査ミラーの正常な走査動作状態における音響特性が予め設定され、当該音響特性と前記マイクが検出した走査動作音の音響特性とを比較して、前記走査ミラーの走査動作状態を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項1に記載のレーザ光走査装置において、
前記マイクとともに前記走査ミラーを収容する筐体を備えたことを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項1又は2に記載のレーザ光走査装置において、
前記判定部により前記走査ミラーの走査動作状態が異常と判定されたことに応じて、前記レーザ発光部による発光を抑制する発光制御部を備えたことを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレーザ光走査装置において、
前記判定部により前記走査ミラーの走査動作状態が異常と判定されたことに応じて、ユーザに対する警報を出力する発光制御部を備えたことを特徴とするレーザ光走査装置。 - R,G,Bそれぞれのレーザ光を発光するレーザ発光部と、
映像信号に応じて前記レーザ発光部にレーザ光を発光させるレーザ制御部と、
前記レーザ発光部が発光したレーザ光を合成する光学部と、
走査駆動されて、前記光学部により合成されたレーザ光を反射する走査ミラーと、
前記走査ミラーの走査動作音を検出するマイクと、
前記走査ミラーの正常な走査動作状態における音響特性が予め設定され、当該音響特性と前記マイクが検出した走査動作音の音響特性とを比較して、前記走査ミラーの走査動作状態を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012205808A JP2014059512A (ja) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | レーザ光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012205808A JP2014059512A (ja) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | レーザ光走査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014059512A true JP2014059512A (ja) | 2014-04-03 |
Family
ID=50616012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012205808A Pending JP2014059512A (ja) | 2012-09-19 | 2012-09-19 | レーザ光走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014059512A (ja) |
-
2012
- 2012-09-19 JP JP2012205808A patent/JP2014059512A/ja active Pending
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