JP2016191853A - 投影表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光拡散部に生じた傷等の不具合を把握することができる投影表示装置を提供する。
【解決手段】投影表示装置1は、投影表示用の第1レーザ光L1及び検査用の第2レーザ光L2を出射する光源2と、光源2から出射された第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2を反射して走査する走査用駆動ミラー3と、走査用駆動ミラー3によって走査された第1レーザ光L1を透過させて拡散する光拡散部4と、光拡散部4の出射面4b上の位置において、第1レーザ光L1を透過させ、第2レーザ光L2を反射する光選択部5と、光選択部5によって反射された第2レーザ光L2を検出する光検出部6と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】投影表示装置1は、投影表示用の第1レーザ光L1及び検査用の第2レーザ光L2を出射する光源2と、光源2から出射された第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2を反射して走査する走査用駆動ミラー3と、走査用駆動ミラー3によって走査された第1レーザ光L1を透過させて拡散する光拡散部4と、光拡散部4の出射面4b上の位置において、第1レーザ光L1を透過させ、第2レーザ光L2を反射する光選択部5と、光選択部5によって反射された第2レーザ光L2を検出する光検出部6と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、投影表示装置に関する。
従来の投影表示装置として、投影表示用のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を反射して走査する駆動反射部と、駆動反射部によって走査されたレーザ光を拡散する光拡散部と、光拡散部の脱落を検出する検出手段と、を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
上述したような投影表示装置では、光拡散部の脱落を検出することはできるものの、光拡散部に生じた傷等の不具合を把握することができない。
本発明は、光拡散部に生じた傷等の不具合を把握することができる投影表示装置を提供することを目的とする。
本発明の投影表示装置は、投影表示用の第1レーザ光及び検査用の第2レーザ光を出射する光源と、光源から出射された第1レーザ光及び第2レーザ光を反射して走査する駆動反射部と、駆動反射部によって走査された第1レーザ光を透過させて拡散する光拡散部と、光拡散部の入射面上の位置、光拡散部の出射面上の位置、又は出射面から光拡散部の出射側に離れた位置において、第1レーザ光を透過させ、第2レーザ光を反射する光選択部と、光選択部によって反射された第2レーザ光を検出する光検出部と、を備える。
この投影表示装置では、光選択部が、光拡散部の入射面上の位置、光拡散部の出射面上の位置、又は出射面から光拡散部の出射側に離れた位置において、検査用の第2レーザ光を反射する。そのため、光選択部によって反射された第2レーザ光は、光拡散部の状態が反映されたものとなる。したがって、この投影表示装置によれば、光選択部によって反射された第2レーザ光を検出することで、光拡散部に生じた傷等の不具合を把握することができる。更に、駆動反射部を用いることで、投影表示用の第1レーザ光のスキャンラインに沿って検査用の第2レーザ光を走査することが可能である。これにより、光拡散部に生じた傷等の不具合のうち、スキャンラインから外れた位置で生じた不具合(すなわち、投影表示に影響のない不具合)を許容しつつ、スキャンライン上に生じた不具合(すなわち、投影表示に影響のある不具合)を効率良く且つ確実に把握することができる。
本発明の投影表示装置では、光選択部は、光拡散部の出射面上の位置、又は出射面から光拡散部の出射側に離れた位置において、第1レーザ光を透過させ、第2レーザ光を反射してもよい。これにより、第2レーザ光は、光拡散部の入射面及び内部を透過して光拡散部の出射面に至った後に、光選択部によって反射される。したがって、光拡散部の入射面、出射面、及び内部に生じた不具合を把握することができる。
本発明の投影表示装置では、光源は、第1レーザ光を出射する第1出射部と、第2レーザ光を出射する第2出射部と、を有してもよい。これにより、第1レーザ光の波長域と第2レーザ光の波長域とを容易に異ならせることができる。
本発明の投影表示装置では、第1レーザ光の波長域と第2レーザ光の波長域とは、互いにずれていてもよい。これにより、第1レーザ光の波長域の光を透過させ且つ第2レーザ光の波長域の光を反射する機能を有する光学部材を、光選択部として用いることができる。
本発明の投影表示装置では、第1レーザ光の波長域は、可視域であり、第2レーザ光の波長域は、赤外域であってもよい。赤外域の光は、可視域の光に比べて拡散しにくいため、光検出部による第2レーザ光の検出を安定させることができる。
本発明の投影表示装置では、光源は、第1レーザ光及び第2レーザ光を含むレーザ光を出射する出射部を有してもよい。これにより、光源を簡易な構成とすることができる。
本発明の投影表示装置では、第1レーザ光の波長域と第2レーザ光の波長域とは、互いに重なっていてもよい。これにより、レーザ光の一部を第1レーザ光として透過させ且つレーザ光の残部を第2レーザ光として反射する機能を有する光学部材を、光選択部として用いることができる。
本発明の投影表示装置では、第1レーザ光の波長域及び第2レーザ光の波長域は、可視域であってもよい。これにより、投影表示処理に用いられる可視域のレーザ光を第2レーザ光の検出処理に用いることができる。
本発明の投影表示装置は、光源及び駆動反射部を収容する筐体を更に備え、光検出部は、筐体の外側に配置されていてもよい。これにより、光検出部を配置する位置の自由度を高くすることができる。また、検査用の第2レーザ光の光量を十分に確保するために、光検出部を光拡散部に近い位置に配置することができる。
本発明の投影表示装置は、光源及び駆動反射部を収容する筐体を更に備え、光検出部は、筐体の内側に配置されていてもよい。これにより、光検出部を保護することができる。
本発明の投影表示装置は、投影表示中において第2レーザ光の検出処理を実行する制御部を更に備えてもよい。これにより、投影表示中に光拡散部に不具合が生じた場合に、直ちにその不具合を把握することができる。
本発明の投影表示装置は、投影表示前及び投影表示後の少なくとも一方において第2レーザ光の検出処理を実行する制御部を更に備えてもよい。これにより、不具合が生じた光拡散部によって投影表示が実行されるのを防止ことができる。
本発明の投影表示装置は、制御部は、光検出部の検出値に基づいて光拡散部の状態を判断してもよい。これにより、光拡散部に生じた不具合を適切に把握することができる。
本発明によれば、光拡散部に生じた傷等の不具合を把握することができる投影表示装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[第1実施形態]
図1に示されるように、投影表示装置1は、光源2と、走査用駆動ミラー(駆動反射部)3と、光拡散部4と、光選択部5と、光検出部6と、を備えている。投影表示装置1は、例えば自動車に搭載されるレーザ走査型プロジェクションディスプレーであり、自動車のフロントガラス100に映像を投影表示する。光源2は、投影表示用の第1レーザ光L1及び検査用の第2レーザ光L2を出射する。走査用駆動ミラー3は、光源2から出射された第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2を反射して光拡散部4の所定領域にて走査する。光拡散部4は、走査用駆動ミラー3によって走査された第1レーザ光L1を透過させて拡散する。光選択部5は、光拡散部4の出射面上の位置において、第1レーザ光L1を透過させ、第2レーザ光L2を反射する。光検出部6は、光選択部5によって反射された第2レーザ光L2を検出する。
図1に示されるように、投影表示装置1は、光源2と、走査用駆動ミラー(駆動反射部)3と、光拡散部4と、光選択部5と、光検出部6と、を備えている。投影表示装置1は、例えば自動車に搭載されるレーザ走査型プロジェクションディスプレーであり、自動車のフロントガラス100に映像を投影表示する。光源2は、投影表示用の第1レーザ光L1及び検査用の第2レーザ光L2を出射する。走査用駆動ミラー3は、光源2から出射された第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2を反射して光拡散部4の所定領域にて走査する。光拡散部4は、走査用駆動ミラー3によって走査された第1レーザ光L1を透過させて拡散する。光選択部5は、光拡散部4の出射面上の位置において、第1レーザ光L1を透過させ、第2レーザ光L2を反射する。光検出部6は、光選択部5によって反射された第2レーザ光L2を検出する。
投影表示装置1は、平面ミラー11,12と、凹面ミラー13と、筐体14と、を更に備えている。平面ミラー11,12及び凹面ミラー13は、投影表示用の光L0(すなわち、光拡散部4で拡散された第1レーザ光L1のうち、映像を構成する光)をフロントガラス100に導く。筐体14は、投影表示装置1を構成する各部を収容している。
図2に示されるように、光源2は、複数の第1出射部21a,21b,21cと、第2出射部22と、を有している。第1出射部21a,21b,21cは、それぞれ、例えば、赤色レーザダイオード、緑色レーザダイオード、青色レーザダイオードであり、投影表示用の第1レーザ光L1を出射する。各第1出射部21a,21b,21cから出射される第1レーザ光L1の波長域は、可視域である。第2出射部22は、例えば、赤外線レーザダイオードであり、光拡散部4の状態を把握するための検査用の第2レーザ光L2を出射する。第2出射部22から出射される第2レーザ光L2の波長域は、赤外域である。このように、第1レーザ光L1の波長域と第2レーザ光L2の波長域とは、互いにずれている。
第1出射部21cから出射された第1レーザ光L1は、ミラー15cによって反射されて光路A上を進行し、走査用駆動ミラー3に至る。第1出射部21bから出射された第1レーザ光L1は、ミラー15bによって反射されて光路A上を進行し、ミラー15cを透過して走査用駆動ミラー3に至る。第1出射部21aから出射された第1レーザ光L1は、ミラー15aによって反射されて光路A上を進行し、ミラー15b,15cを透過して走査用駆動ミラー3に至る。第2出射部22から出射された第2レーザ光L2は、ミラー16によって反射されて光路A上を進行し、ミラー15a,15b,15cを透過して走査用駆動ミラー3に至る。ミラー15a,15b,15cは、例えば、ダイクロイックミラーである。
走査用駆動ミラー3は、光路A上に配置されている。走査用駆動ミラー3は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術によって製造された電磁駆動式の光学ミラーである。走査用駆動ミラー3は、ミラー3aを揺動させることで、光路A上を進行してきた第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2を反射して光拡散部4の所定領域Rにて走査する。
図3に示されるように、光拡散部4は、光路Aの延長線上に配置されている。光拡散部4は、例えば、マトリックス状に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイであり、走査用駆動ミラー3によって走査された投影表示用の第1レーザ光L1を透過させて拡散する。光拡散部4の入射面4aは、平坦面となっている。光拡散部4の出射面4bは、複数のマイクロレンズに対応した複数の凸面によって構成されている。
光選択部5は、光拡散部4側の面5a及びその反対側の面5bが光拡散部4の出射面4bにおける複数の凸面に沿うように、光拡散部4の出射面4bに形成されている。光選択部5は、例えば、光拡散部4の出射面4bにコーティングされた光選択膜であり、投影表示用の第1レーザ光L1の波長域の光を透過させ且つ検査用の第2レーザ光L2の波長域の光を反射する機能を有している。光選択部5は、光拡散部4の出射面4bのうち、少なくとも第1レーザ光L1が走査される所定領域Rに設けられている。
図2に示されるように、光検出部6は、例えば赤外線検出器であり、光選択部5によって反射された検査用の第2レーザ光L2を検出することができる位置に配置されている。
投影表示装置1は、筐体7を更に備えている。筐体7は、光源2、ミラー15a,15b,15c,16及び走査用駆動ミラー3を収容している。筐体7には、走査用駆動ミラー3によって走査された第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2を外部に出射するための窓部7aが設けられている。なお、光検出部6は、光拡散部4と対向するように、筐体7の外表面に取り付けられている。つまり、光検出部6は、走査用駆動ミラー3と光拡散部4との対向方向において、走査用駆動ミラー3と光拡散部4との間に配置されている。このように、光検出部6は、筐体7の外側に配置されている。
投影表示装置1は、制御部8を更に備えている。制御部8は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構成されており、投影表示装置1の各部を制御する。制御部8は、投影表示処理及び第2レーザ光L2の検出処理を実行する。なお、制御部8は、筐体7に収容されていてもよいし、或いは、筐体7の外側に配置されていてもよい。
制御部8による処理の一例(投影表示中において第2レーザ光L2の検出処理を実行する例)について、図4を参照しつつ説明する。
まず、制御部8は、投影表示開始の入力信号を受信すると、複数の第1出射部21a,21b,21c及び第2出射部22のそれぞれの出力をオフからオンに切り換える(ステップS1)。これにより、複数の第1出射部21a,21b,21c及び第2出射部22のそれぞれから第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2が出射される。
ステップS1と略同時に、制御部8は、走査用駆動ミラー3の動作を開始させ(ステップS2)、更に、ステップS1,S2と略同時に、制御部8は、光検出部6の動作を開始させる(ステップS3)。これにより、走査用駆動ミラー3では、ミラー3aの揺動が開始され、光源2から出射された第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2が光拡散部4の所定領域Rにて走査される。
このとき、各第1出射部21a,21b,21cから出射される投影表示用の第1レーザ光L1の比率が、光拡散部4の所定領域R内における第1レーザ光L1の走査位置に応じて変化させられる。これにより、投影表示用の光L0(すなわち、光拡散部4で拡散された第1レーザ光L1のうち、映像を構成する光)は、平面ミラー11,12及び凹面ミラー13によってフロントガラス100に導かれ、フロントガラス100での反射を介して、映像として運転者の眼に届く。
その一方で、走査用駆動ミラー3によって走査された検査用の第2レーザ光L2は、光拡散部4によって拡散され、光選択部5によって反射される。光選択部5によって反射された第2レーザ光L2は、再び光拡散部4を透過して、光検出部6によって検出される。
ここで、制御部8は、第2レーザ光L2の光量に関する検出値を光検出部6から受信する。当該検出値は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に対応付けられている。そして、制御部8は、当該検出値に基づいて光拡散部4の状態を判断する(ステップS4)。より具体的には、制御部8は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に対応付けて、第2レーザ光L2の光量に関する基準値を記憶している。制御部8は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に応じて、当該位置に対応する検出値と基準値とを比較する。制御部8は、基準値から所定範囲内に検出値が存在していた場合には、光拡散部4の状態が正常であると判断し、投影表示処理を継続する(ステップS5)。
その一方で、制御部8は、基準値から所定範囲外に検出値が存在していた場合には、光拡散部4の状態として、光拡散部4に不具合が生じていると判断し、投影表示の終了処理を実行する(ステップS6)。制御部8は、投影表示の中止処理の一形態である投影表示の終了処理として、各第1出射部21a,21b,21cに第1レーザ光L1の出射を停止させる。これにより、投影表示が強制終了される。このように、制御部8は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に関連付けて不具合を把握する。つまり、制御部8は、光拡散部4の所定領域R内において不具合が生じたか否かだけではなく、光拡散部4に不具合が生じた場合に、その不具合が生じた所定領域R内における位置を把握する。
以上、説明したように、投影表示装置1では、光選択部5が、光拡散部4の出射面4b上の位置において、検査用の第2レーザ光L2を反射する。そのため、光選択部5によって反射された第2レーザ光L2は、光拡散部4の状態が反映されたものとなる。したがって、投影表示装置1によれば、光選択部5によって反射された第2レーザ光L2を検出することで、光拡散部4に生じた傷等の不具合を把握することができる。更に、走査用駆動ミラー3を用いることで、投影表示用の第1レーザ光L1のスキャンラインに沿って検査用の第2レーザ光L2を走査することが可能である。特に、同一の走査用駆動ミラー3を用いているので、投影表示用の第1レーザ光L1と同一のスキャンライン上に検査用の第2レーザ光L2を走査することが可能である。これにより、光拡散部4に生じた傷等の不具合のうち、スキャンラインから外れた位置で生じた不具合(すなわち、投影表示に影響のない不具合)を許容しつつ、スキャンライン上に生じた不具合(すなわち、投影表示に影響のある不具合)を効率良く且つ確実に把握することができる。なお、投影表示装置1によれば、光拡散部4の脱落等の不具合も把握することができる。
特に、光選択部5は、光拡散部4の出射面4b上の位置に設けられており、当該位置において、第1レーザ光L1を透過させ、第2レーザ光L2を反射する。これにより、第2レーザ光L2は、光拡散部4の入射面4a及び内部を透過して光拡散部4の出射面4bに至った後に、光選択部5によって反射される。したがって、光拡散部4の入射面4a及び出射面4b並びに光拡散部4の内部に生じた不具合を把握することができる。
また、制御部8は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に対応付けて、第2レーザ光L2の光量に関する検出値を取得する。このため、光拡散部4に不具合が生じた場合に、その不具合が生じた所定領域R内における位置を把握することができる。
また、光拡散部4の出射面4bは、構造上、外部に露出される側となりやすく、その場合には、光拡散部4の入射面4aよりも損傷を受けやすい。この点、光選択部5が、光拡散部4の出射面4b上に位置しているので、出射面4bに生じた不具合を確実に把握することができる。
また、光源2は、第1レーザ光L1を出射する各第1出射部21a,21b,21cと、第2レーザ光L2を出射する第2出射部22と、を有している。これにより、第1レーザ光L1の波長域と第2レーザ光L2の波長域とを容易に異ならせることができる。
また、第1レーザ光L1の波長域と第2レーザ光L2の波長域とは、互いにずれている。これにより、第1レーザ光L1の波長域の光を透過させ且つ第2レーザ光L2の波長域の光を反射する機能を有する光学部材を、光選択部5として用いることができる。
また、第1レーザ光L1の波長域は、可視域であり、第2レーザ光L2の波長域は、赤外域である。赤外域の光は、可視域の光に比べて拡散しにくいため、光検出部6による第2レーザ光L2の検出を安定させることができる。
また、光検出部6は、筐体7の外側に配置されている。これにより、光検出部6を配置する位置の自由度を高くすることができる。また、検査用の第2レーザ光L2の光量を十分に確保するために、光検出部6を光拡散部4に近い位置(上述したように、例えば、走査用駆動ミラー3と光拡散部4との対向方向において、走査用駆動ミラー3と光拡散部4との間)に配置することができる。
また、投影表示装置1は、投影表示中において第2レーザ光L2の検出処理を実行する制御部8を備えている。これにより、投影表示中に光拡散部4に不具合が生じた場合に、直ちにその不具合を把握することができる。したがって、投影表示装置1によれば、光拡散部4に生じた傷等の不具合に起因して投影表示用の第1レーザ光L1が十分に拡散されずに投影表示装置1外に出射されるのを確実に防止することができる。
[第2実施形態]
第2実施形態の投影表示装置1は、光源2及び光選択部5の構成において、第1実施形態の投影表示装置1と相違している。図5に示されるように、光源2は、第2出射部22を有していない。また、光選択部5は、第1出射部21a,21b,21cのいずれか1つから出射されるレーザ光の一部を投影表示用の第1レーザ光L1として透過させ且つ当該レーザ光の残部を検査用の第2レーザ光L2として反射する機能を有する光学部材である。
第2実施形態の投影表示装置1は、光源2及び光選択部5の構成において、第1実施形態の投影表示装置1と相違している。図5に示されるように、光源2は、第2出射部22を有していない。また、光選択部5は、第1出射部21a,21b,21cのいずれか1つから出射されるレーザ光の一部を投影表示用の第1レーザ光L1として透過させ且つ当該レーザ光の残部を検査用の第2レーザ光L2として反射する機能を有する光学部材である。
例えば、青色レーザダイオードである第1出射部21cから出射されるレーザ光の一部が投影表示用の第1レーザ光L1として利用され、当該レーザ光の残部が検査用の第2レーザ光L2として利用される。これは、投影表示に必要とされる光量よりも多くの光量を青色レーザダイオードが出射可能だからである。
このように、第2実施形態では、第1レーザ光L1の波長域と第2レーザ光L2の波長域とは、互いに重なっている。第1レーザ光L1の波長域及び第2レーザ光L2の波長域は、可視域である。
以上、説明したように、第2実施形態の投影表示装置1の光源2では、第1出射部21a,21b,21cのいずれか1つが、第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2を含むレーザ光を出射する。これにより、検査用の第2レーザ光L2を専用で出射する第2出射部22が不要となり、光源2を簡易な構成とすることができる。
また、第1レーザ光L1の波長域と第2レーザ光L2の波長域とは、互いに重なっている。これにより、レーザ光の一部を第1レーザ光L1として透過させ且つレーザ光の残部を第2レーザ光L2として反射する機能を有する光学部材を、光選択部5として用いることができる。
また、第1レーザ光L1の波長域及び第2レーザ光L2の波長域は、可視域である。これにより、投影表示処理に用いられる可視域のレーザ光を第2レーザ光L2の検出処理に用いることができる。
以上、本発明の第1及び第2実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。
例えば、走査用駆動ミラー3は、MEMS技術によって製造された電磁駆動式の光学ミラーに限定されず、ガルバノミラーであってもよい。また、駆動方式についても、電磁駆動式に限定されず、静電、圧電、又は熱等のその他の方式であってもよい。また、投影表示装置1は、第1レーザ光L1用の走査用駆動ミラー3と、第2レーザ光L2用の走査用駆動ミラー3と、を別々に備えていてもよい。
また、光拡散部4は、光を拡散する機能を有する光学部材であれば、マイクロレンズアレイに限定されない。一例として、フロスト型拡散板、オパール型拡散板等を光拡散部4として用いることができる。
また、図6の(a)に示されるように、光選択部5は、光拡散部4側の面5aが光拡散部4の出射面4bにおける複数の凸面に沿い且つ光拡散部4の反対側の面5bが平坦面となるように、光拡散部4の出射面4bに形成されていてもよい。また、図6の(b)に示されるように、光選択部5は、第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2を透過する光透過層18を介して、光拡散部4の出射面4b上に形成されていてもよい。ここで、光透過層18は、光拡散部4側の面18aが光拡散部4の出射面4bにおける複数の凸面に沿い且つ光拡散部4の反対側の面18bが平坦面となるように、光拡散部4の出射面4bに形成されている。光選択部5は、光拡散部4側の面5a及びその反対側の面5bが平坦面となるように、光透過層18の面18bに形成されている。このように、光選択部5は、光拡散部4上に直接的に形成されていてもよいし、他の層等を介して光拡散部4上に間接的に形成されていてもよい。
また、図7の(a)に示されるように、光選択部5は、出射面4bから光拡散部4の出射側に離れた位置に設けられ、当該位置において、第1レーザ光L1を透過させ、第2レーザ光L2を反射してもよい。これにより、上記第1及び第2実施形態と同様に、光拡散部4の入射面4a及び出射面4b並びに光拡散部4の内部に生じた不具合を把握することができる。また、図7の(b)に示されるように、光拡散部4の入射面4aが、複数のマイクロレンズに対応した複数の凸面によって構成され、出射面4bが、平坦面となっていてもよい。
また、図8に示されるように、光選択部5は、光拡散部4の入射面4a上の位置に設けられ、当該位置おいて、第1レーザ光L1を透過させ、第2レーザ光L2を反射してもよい。これにより、光拡散部4の入射面4aに生じた不具合を把握することができる。この場合において、光選択部5は、第2レーザ光L2を反射する機能に加え、第2レーザ光L2を拡散する機能を有する光学部材であることが好ましい。これにより、第2レーザ光L2が所定領域R内におけるいずれの位置を走査された場合にも、光拡散部4の入射面4aに生じた不具合を把握することができる。
また、光選択部5は、第1レーザ光L1を透過させ且つ第2レーザ光L2を反射する機能を有する光学部材であれば、単相膜、多層膜、又は板状部材等であってもよい。また、光選択部5は、光拡散部4の入射面4a又は出射面4bに沿った形状を有していてもよいし、光拡散部4の入射面4a又は出射面4bに沿っていない形状を有していてもよい。
また、図9〜図11に示されるように、光検出部6は、筐体7の内側に配置されていてもよい。これにより、光検出部6を保護することができる。
具体的には、図9に示されるように、光検出部6は、筐体7の内側において、窓部7aに臨む位置に配置されていてもよい。この場合、光検出部6は、光選択部5によって反射された第2レーザ光L2のうち、窓部7aを透過する第2レーザ光L2を確実に検出することができる。
また、図10に示されるように、光検出部6は、光路Aの延長上において、ミラー16に対して走査用駆動ミラー3の反対側に配置されていてもよい。ここで、ミラー16は、入射した第2レーザ光L2の一部(例えば50%)を反射し且つ入射した第2レーザ光L2の残部(例えば50%)を透過させる機能を有する光学部材である。これにより、第2出射部22から出射された第2レーザ光L2の一部は、ミラー16によって反射されて光路A上を進行する。その一方で、再び筐体7内に戻ってきた第2レーザ光L2の一部は、ミラー16を透過し、光検出部6によって検出される。
また、図11に示されるように、ミラー17が、光路A上において、ミラー15cと走査用駆動ミラー3との間に配置されており、光検出部6が、ミラー17に臨むように筐体7内に配置されていてもよい。ここで、ミラー17は、例えば光路A上に設けられたスルーホールを有するミラーである。これにより、走査用駆動ミラー3に向かって光路A上を進行する第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2は、ミラー17のスルーホールに通過する。その一方で、再び筐体7内に戻ってきた第2レーザ光L2は、ミラー17によって反射され、光検出部6によって検出される。再び筐体7内に戻ってきた第2レーザ光L2は、光拡散部4によって拡散されているので、走査用駆動ミラー3に向かう第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2とは光軸がずれている。このため、再び筐体7内に戻ってきた第2レーザ光L2は、ミラー17のスルーホール以外の部分で反射される。なお、上述したようなミラー17は、光路A上において、ミラー15aとミラー15bとの間、又はミラー15bとミラー15cとの間に、配置されていてもよい。ただし、ミラー15cと走査用駆動ミラー3との間に配置されていると、他の位置に配置された場合と比べて、光検出部6において第2レーザ光L2の光量を十分に確保することができるため、光拡散部4に生じた傷等の不具合を確実に把握することができる。
また、光検出部6は、第2レーザ光L2の波長域に感度を有する光検出器であればよい。例えば、第2実施形態の投影表示装置1では、第1レーザ光L1の波長域及び第2レーザ光L2の波長域が可視域であるため、可視域に感度を有する光検出器を光検出部6として用いることができる。また、光検出部6は、半導体光検出器であってもよい。
また、制御部8は、投影表示の終了処理として、各第1出射部21a,21b,21cに第1レーザ光L1の出力を低下させてもよい。また、制御部8は、投影表示の終了処理として、光拡散部4の所定領域R外に第1レーザ光L1が入射するように、走査用駆動ミラー3を動作させてもよい。この場合、第1レーザ光L1が投影表示装置1の外側に漏れないように、例えば、光拡散部4の所定領域R外に非透過処理が施されることが好ましい。
制御部8による処理の第1変形例(投影表示前において第2レーザ光L2の検出処理を実行する例)について、図12を参照しつつ説明する。
まず、制御部8は、投影表示開始の入力信号を受信すると、第2出射部22の出力を開始させる(ステップS11)。これにより、第2出射部22から第2レーザ光L2が出射される。
ステップS11と略同時に、制御部8は、走査用駆動ミラー3の動作を開始させ(ステップS12)、更に、ステップS11,S12と略同時に、制御部8は、光検出部6の動作を開始させる(ステップS13)。これにより、走査用駆動ミラー3では、ミラー3aの揺動が開始され、光源2から出射された第2レーザ光L2が光拡散部4の所定領域Rにて投影表示用の第1レーザ光L1のスキャンラインに沿って走査される。
このとき、走査用駆動ミラー3によって走査された検査用の第2レーザ光L2は、光拡散部4によって拡散され、光選択部5によって反射される。光選択部5によって反射された第2レーザ光L2は、再び光拡散部4を透過して、光検出部6によって検出される。
ここで、制御部8は、第2レーザ光L2の光量に関する検出値を光検出部6から受信する。当該検出値は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に対応付けられている。そして、制御部8は、当該検出値に基づいて光拡散部4の状態を判断する(ステップS14)。より具体的には、制御部8は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に対応付けて、第2レーザ光L2の光量に関する基準値を記憶している。制御部8は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に応じて、当該位置に対応する検出値と基準値とを比較する。制御部8は、基準値から所定範囲内に検出値が存在していた場合には、光拡散部4の状態が正常であると判断し、投影表示処理を実行する(ステップS15)。
制御部8は、投影表示処理の実行として、複数の第1出射部21a,21b,21cのそれぞれの出力を開始する。これにより、投影表示用の光L0が、平面ミラー11,12及び凹面ミラー13によってフロントガラス100に導かれ、フロントガラス100での反射を介して、映像として運転者の眼に届く。
その一方で、制御部8は、基準値から所定範囲外に検出値が存在していた場合には、光拡散部4の状態として、光拡散部4に不具合が生じていると判断し、投影表示の開始禁止処理を実行する(ステップS16)。制御部8は、投影表示の開始禁止処理として、投影表示開始の入力信号を受信した場合であっても、各第1出射部21a,21b,21cに第1レーザ光L1の出射を開始させない。
これにより、不具合が生じた光拡散部4によって投影表示が実行されるのを防止することができる。したがって、投影表示装置1によれば、光拡散部4に生じた傷等の不具合に起因して投影表示用の第1レーザ光L1が十分に拡散されずに投影表示装置1外に出射されるのを確実に防止することができる。なお、制御部8は、投影表示開始の入力信号を受信する毎に第2レーザ光L2の検出処理を毎回実行する必要はなく、例えば、投影表示開始の入力信号を複数回受信する毎に第2レーザ光L2の検出処理を1回実行してもよい。
次に、制御部8による処理の第2変形例(投影表示後において第2レーザ光L2の検出処理を実行する例)について、図13を参照しつつ説明する。
まず、制御部8は、投影表示処理を終了する(ステップS21)。制御部8は、投影表示処理の終了として、複数の第1出射部21a,21b,21cのそれぞれの出力を停止させ、走査用駆動ミラー3の動作を停止させる。
続いて、制御部8は、第2出射部22の出力を開始させる(ステップS22)。これにより、第2出射部22から第2レーザ光L2が出射される。
ステップS22と略同時に、制御部8は、走査用駆動ミラー3の動作を開始させ(ステップS23)、更に、ステップS22,S23と略同時に、制御部8は、光検出部6の動作を開始させる(ステップS24)。これにより、走査用駆動ミラー3では、ミラー3aの揺動が開始され、光源2から出射された第2レーザ光L2が光拡散部4の所定領域Rにて投影表示用の第1レーザ光L1のスキャンラインに沿って走査される。なお、制御部8は、投影表示処理の終了時において、走査用駆動ミラー3の動作を停止させずに、ステップS23まで走査用駆動ミラー3の動作を継続させていてもよい。
これにより、走査用駆動ミラー3によって走査された検査用の第2レーザ光L2は、光拡散部4によって拡散され、光選択部5によって反射される。光選択部5によって反射された第2レーザ光L2は、再び光拡散部4を透過して、光検出部6によって検出される。
ここで、制御部8は、第2レーザ光L2の光量に関する検出値を光検出部6から受信する。当該検出値は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に対応付けられている。そして、制御部8は、当該検出値に基づいて光拡散部4の状態を判断する(ステップS25)。より具体的には、制御部8は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に対応付けて、第2レーザ光L2の光量に関する基準値を記憶している。制御部8は、光拡散部4の所定領域R内における第2レーザ光L2の走査位置に応じて、当該位置に対応する検出値と基準値とを比較する。制御部8は、基準値から所定範囲内に検出値が存在していた場合には、光拡散部4の状態が正常であると判断し、そのまま処理を終了させる。
その一方で、制御部8は、基準値から所定範囲外に検出値が存在していた場合には、光拡散部4の状態として、光拡散部4に不具合が生じていると判断し、投影表示の開始禁止処理を実行する(ステップS26)。制御部8は、投影表示の開始禁止処理として、投影表示開始の入力信号を受信した場合であっても、各第1出射部21a,21b,21cに第1レーザ光L1の出射を開始させない。
これにより、不具合が生じた光拡散部4によって投影表示が実行されるのを防止することができる。したがって、投影表示装置1によれば、光拡散部4に生じた傷等の不具合に起因して投影表示用の第1レーザ光L1が十分に拡散されずに投影表示装置1外に出射されるのを確実に防止することができる。なお、制御部8は、投影表示処理を終了する毎に第2レーザ光L2の検出処理を毎回実行する必要はなく、例えば、投影表示処理を複数回終了する毎に第2レーザ光L2の検出処理を1回実行してもよい。
なお、上記各実施形態の投影表示装置1においては、投影表示前又は投影表示後に上記第2レーザ光L2の検査処理等を行う際に、光源2から出射されるレーザ光が投影表示装置1の外部に出射され、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるおそれがある。このため、投影表示装置1は、光L0の光路上に進退可能なシャッタを更に備えていることが好ましい。これにより、第2レーザ光L2を確実に検出するためにレーザ光の出射光量を上げた場合であっても、シャッタを光L0の光路上に位置させることによって、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。
また、上述した投影表示装置1は、車載タイプに限定されず、ヘルメット内蔵タイプ、眼鏡タイプ等、様々な場面で用いることができる。
1…投影表示装置、2…光源、3…走査用駆動ミラー(駆動反射部)、4…光拡散部、4a…入射面、4b…出射面、5…光選択部、6…光検出部、7…筐体、8…制御部、21a,21b,21c…第1出射部、22…第2出射部、L1…第1レーザ光、L2…第2レーザ光。
Claims (13)
- 投影表示用の第1レーザ光及び検査用の第2レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記第1レーザ光及び前記第2レーザ光を反射して走査する駆動反射部と、
前記駆動反射部によって走査された前記第1レーザ光を透過させて拡散する光拡散部と、
前記光拡散部の入射面上の位置、前記光拡散部の出射面上の位置、又は前記出射面から前記光拡散部の出射側に離れた位置において、前記第1レーザ光を透過させ、前記第2レーザ光を反射する光選択部と、
前記光選択部によって反射された前記第2レーザ光を検出する光検出部と、を備える、投影表示装置。 - 前記光選択部は、前記光拡散部の前記出射面上の前記位置、又は前記出射面から前記光拡散部の出射側に離れた前記位置において、前記第1レーザ光を透過させ、前記第2レーザ光を反射する、請求項1記載の投影表示装置。
- 前記光源は、前記第1レーザ光を出射する第1出射部と、前記第2レーザ光を出射する第2出射部と、を有する、請求項1又は2記載の投影表示装置。
- 前記第1レーザ光の波長域と前記第2レーザ光の波長域とは、互いにずれている、請求項3記載の投影表示装置。
- 前記第1レーザ光の波長域は、可視域であり、前記第2レーザ光の波長域は、赤外域である、請求項4記載の投影表示装置。
- 前記光源は、前記第1レーザ光及び前記第2レーザ光を含むレーザ光を出射する出射部を有する、請求項1又は2記載の投影表示装置。
- 前記第1レーザ光の波長域と前記第2レーザ光の波長域とは、互いに重なっている、請求項6記載の投影表示装置。
- 前記第1レーザ光の波長域及び前記第2レーザ光の波長域は、可視域である、請求項7記載の投影表示装置。
- 前記光源及び前記駆動反射部を収容する筐体を更に備え、
前記光検出部は、前記筐体の外側に配置されている、請求項1〜8のいずれか一項記載の投影表示装置。 - 前記光源及び前記駆動反射部を収容する筐体を更に備え、
前記光検出部は、前記筐体の内側に配置されている、請求項1〜8のいずれか一項記載の投影表示装置。 - 投影表示中において前記第2レーザ光の検出処理を実行する制御部を更に備える、請求項1〜10のいずれか一項記載の投影表示装置。
- 投影表示前及び投影表示後の少なくとも一方において前記第2レーザ光の検出処理を実行する制御部を更に備える、請求項1〜10のいずれか一項記載の投影表示装置。
- 前記制御部は、前記光検出部の検出値に基づいて前記光拡散部の状態を判断する、請求項11又は12記載の投影表示装置。
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