JP4887947B2 - 投射型画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を走査して、スクリーン、壁などの被照射面に投射表示する投射型画像表示装置に関する。

投射型画像表示装置において、赤色、緑色、青色の３色のレーザ光を映像信号に応じて変調した後、一つの光軸上に合成し、光偏向手段で２次元的に偏向走査して、スクリーンなどの被照射面上に映像（画像）を投射する技術が開発されている。投射型画像表示装置の光源として例えば半導体レーザ発振器（以下、「レーザ」と略す）を用いた投射型画像表示装置では、レーザ光が有する鋭い指向性と単色性により、簡単な構成で色再現範囲を高めることができる。

これらの投射型画像表示装置は、鋭い指向性のレーザ光の光ビーム（レーザビーム）をスクリーンなどに走査して映像を表示している。従って、何らかの原因で光偏向手段の偏向走査が停止し、レーザ光が１点にスポット照射された状態に至った場合、誤ってスポット照射光が直接観察者の目に入ると、一時的に目がくらみ、不快感を与え、場合によっては目を痛める懸念がある。そこで、レーザ光被曝の安全性に配慮した技術が、特開２００４−３４１２１０号公報（特許文献１）、特開２００６−７２３１９号公報（特許文献２）で提案されている。

特許文献１のプロジェクタは、スクリーンからの反射光を受光するスクリーン監視部を備え、スクリーンに異常が生じた場合、スクリーンで拡散を受けずに異常部からレーザ光が射出するのをスクリーン監視部で検出し、レーザ光の供給を停止しさせる。または、光偏向手段による走査動作をモニタする走査監視部を備え、光偏向手段が正常に動作してない場合、レーザ光の供給を停止する。特許文献２のプロジェクタは、レーザ光源または光偏向手段の故障によって被爆放出限界を超えるエネルギーのレーザ光が出力されたときに、レーザ光の光路上に配置された少なくとも１つの光学部材を破損若しくは変質させ、スクリーンから前記被爆放出限界を超えるエネルギーの光を射出させない。

特開２００４−３４１２１０号公報 特開２００６−７２３１９号公報

上記従来技術は、いずれも背面投射型画像表示装置に係わり、投射型画像表示装置から正常な範囲を越える強度（エネルギー）を有するレーザ光が出力された場合、あるいは、出力されていると見なされる場合に、投射型画像表示装置からレーザ光が出力されないようにするものである。ところで、外部のスクリーンや壁面などの被照射面に映像（画像）を投射する前面投射型画像表示装置は、スクリーンを持たないので小型で持ち運びが容易であり、一般家庭や事務所などにおいて、あらゆる場所でのあらゆる状態での使用が想定される。従って、前面投射型画像表示装置では、例えば、事務所の机の上において使用しているときに、誤って机から落下して光偏向手段を壊し、この結果スポット照射が生じる可能性がある。このように、前面投射型画像表示装置では、レーザ被曝を受ける機会が背面投射型画像表示装置より大きくなるということが想定される。そこで、上記従来技術を前面投射型画像表示装置に適用することを考えた場合、次に述べる課題が有る。

特許文献１、２の技術は、前述したように、据え置きタイプの背面投射型画像表示装置に係わり、不具合が生じた後におけるレーザ被曝低減技術で、不具合が検出されるまでは、レーザ被曝を受ける可能性を有している。つまり、これらの技術を持ち運びが容易な前面投射型画像表示装置に適用した場合には、落下や衝撃などで不具合（故障）が生じて、短い時間ではあるがレーザ被曝を受けた後に作用するレーザ被曝低減技術となり、持ち運びを前提とした技術ではない。具体的には、前面投射型画像表示装置で起り易い落下や衝撃があった場合、その程度によって不具合（故障）を予測し、レーザ被曝の可能性が予測される場合に、事前にレーザ被曝低減処理を行うようにしたものではない。

本発明の目的は、持ち運びを前提とした投射型画像表示装置におけるレーザ被爆低減処理を可能とすることにある。

または、落下、衝撃を受けた際、不具合（故障）が生じるか否かを前もって推測し、落下、衝撃で生じる不具合によって引き起こされるレーザ被曝を低減する投射型画像表示装置を提供することにある。

本発明の一面においては、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を走査して画像を形成する光偏向回路と、加速度検出素子を有する投射型画像表示装置において、加速度検出素子が検出した加速度値に応じて、前記レーザ光を停止させ、レーザ光を再発光させる場合にはレーザ光の光束を減光させる減光手段を有する。

投射型画像表示装置において、レーザ被曝を低減することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、各図において、共通な機能を有する要素には同一符号を付して示し、一度述べたものについては、その説明を省略する。

レーザ光源を用いた投射型画像表示装置では、落下や外部からの大きな衝撃を受けると、レーザ光源や光偏向手段などに不具合（故障）が生じ、正常な強度を越えるレーザ光の出射やレーザ光のスポット照射が起り、レーザ被曝を受ける懸念がある。そこで、本発明の形態の投射型画像表示装置は、加わる衝撃力（外力）を検出する衝撃検出手段を有する。さらに、この衝撃検出手段で検出された衝撃力に応じてレーザ光源や光偏向手段などに不具合（故障）が生じるか否かを推測し、場合に応じてレーザ光の出射を停止させ、レーザ被曝の危険性を低減する。

さらに、衝撃が大きくレーザ光の出射を停止した場合には、実際に不具合が生じているか否かをチェックする。まず、レーザ光源と光偏向手段との間の光路上に遮光板を導入する。その後、レーザ光源と光偏向手段を動作させ、レーザ光の光強度と光偏向手段の走査状態を判別する。そして、両方とも正常であると判定される場合には、遮光板を除去するステップを経て、画像を表示させる。また、一方に不具合があれば、レーザ光の出射停止を維持する。

図１は、前面投射型画像表示装置の構成例を示した図である。

図１において、レーザ光源１１（以下、レーザ光源を単に「レーザ」と称する）は、３原色光の赤色（Ｒ光）、緑色（Ｇ光）、青色（Ｂ光）を発光させる例えば３つの半導体のレーザ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂである。各色光のレーザ１１（１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ）は、対応するレーザ駆動回路１５（１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ）によって変調駆動される。レーザ駆動回路１５（１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ）は、変調回路であり、図示しない映像信号に基づいて、レーザ１１の駆動電流を変調することによりレーザ１１を変調駆動する。なお、変調回路を従来の液晶表示素子などのライトバルブで実現することも可能である。

各レーザ１１（１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ）から出射したレーザ光は、対応するコリメータレンズ１３（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）により平行なビームに整形された後、光合成手段２で光合成される。図１の例では、レーザ１１Ｒからの赤色のレーザ光は赤色光を反射するダイクロイックミラー２１で反射され、レーザ１１Ｇからの緑色のレーザ光は緑色光を反射するダイクロイックミラー２２で反射され、レーザ１１Ｂからの青色のレーザ光は青色光を反射するダイクロイックミラー２３で反射されて一つの光軸上に光合成される。なお、本実施の形態においては、ダイクロイックミラー２１の分光透率性能は、赤色光だけでなく可視光域全体の光を反射してもよい、即ち、全反射ミラーに置換することは可能である。

光合成されたレーザ光は、走査駆動手段３３で駆動される光偏向手段３で外部のスクリーンや壁面などの被照射面４上に２次元的（水平方向および垂直方向）に走査され、図示しない映像信号に応じた画像が被照射面上に表示される。光偏向手段３は、図１の例では入射光を反射して水平方向に光偏向させ、スクリーンなどの被照射面上で水平走査を行う水平光偏向ガルバノミラーと、該ガルバノミラーからの入射光を反射して垂直方向に光偏向させ、被照射面上で垂直走査を行う垂直光偏向ガルバノミラーを有する。勿論、機械式のガルバノミラーに替えて、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）技術によりシリコーン基板上にジンバル構造のミラーが形成された所謂ＭＥＭＳミラーでもよい。以下、説明の都合上、上記光偏向走査を「走査」というものとする。なお、図１では、図示の都合上、水平光偏向ガルバノミラーのみが示されている。また、走査駆動手段３３は、水平光偏向ガルバノミラーと垂直光偏向ガルバノミラーとをそれぞれ駆動する例えばステッピングモータで構成されているが、図示を簡単とするために、水平光偏向ガルバノミラーを駆動するステッピングモータのみが示されている。

前面投射型画像表示装置は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）などで構成された演算制御手段（以下、「マイコン」と称する）５で制御される。マイコン５は、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの不揮発性メモリ５２に格納されたプログラムや情報を参照しながら動作する。マイコン５は、操作部５１からのユーザボタン操作により、操作されたボタンに対応して所定の処理を行う。例えば、マイコン５は、レーザ１１に電力を供給する電源１９に接続されたスイッチ１７（例えば半導体スイッチ）をオンさせ、レーザ駆動回路１５に電源１９の電力を供給するとともに、レーザ駆動回路１５を制御し、図示しない映像信号に応じてレーザ１１に供給する電流を変調させる。また、走査駆動手段３３を駆動して光偏向手段３に走査を行わせる。

前面投射型画像表示装置は、前面投射型画像表示装置に加わる衝撃、例えば、机の上におかれた前面投射型画像表示装置の落下や前面投射型画像表示装置に加えられた外力（例えば落下などによる衝撃力）を検出する衝撃検出手段として、加速度を検出する加速度検出素子（例えば加速度センサ）５３を備えている。そして、メモリ５２には、レーザ光源１１の発光停止、光強度の異常や光偏向手段３の走査停止が生じる加速度値を実験的に求めた所定の加速度値が格納されている。一般的に、落下した際の衝撃荷重は重力加速度（以下、重力加速度をＧで示す）の約２倍といわれており、ここでは、少し安全度を考慮して所定の加速度値を１．５Ｇとする。なお、メモリ５２には、衝撃検出の判定レベルである加速度値のほかに、後述する受光素子６５で受光されたレーザ光が異常であるか否かを判定する判定レベルである所定範囲の下限値の第１光強度値や上限値の第２光強度値、受光素子３５で受光された光偏向手段３の走査状態が正常化か否かを判定する判定レベルである第３光強度値などが格納されている。

マイコン５は、詳細はフローを用いて後述するが、以下の処理を行う。すなわち、加速度検出手段の加速度センサ５３で検出された加速度に基づいて、その値が内蔵する所定の加速度値（上記した１．５Ｇ）を越えるか否かを判別する。越える場合には、例えば落下で床に衝突して光偏向手段３の走査が停止し、スポット照射が生じて、レーザ被曝を受ける懸念が想定される。あるいは、例えばレーザ１１やレーザ駆動回路１５に不具合が生じて、パワー（エネルギー）が大きいレーザ光が出射する事態も想定される。これを回避するために、スイッチ１７をオフにして、レーザ１１への電力供給を停止して発光を停止する。また、レーザ１１への電力供給を停止したことを示すために、警告表示を例えば赤色の警告表示ＬＥＤ５８で行う。その後、予期しない危険（例えば電源基板割れによる感電の危険）を回避するため、パワーオフ（一般的にはスタンバイモード）とする。以上述べた一連の処理を、以降、「衝撃検出処理」というものとする。

また、所定の加速度値を越えたからといって、必ずしも不具合が生じる訳でもない。そこで、ユーザ（図示せず）による次のスタンバイ／パワーオンボタン５１ａ操作で自動的に異常検出処理を行うようにしている。異常検出処理は、レーザ１１から出射するレーザ光が異常か否かを検出するレーザ異常検出処理と、光偏向手段３の走査状態を検出する走査検出処理とを含む。

すなわち、レーザ発光停止後、警告表示ＬＥＤ５８の点灯を見て図示しないユーザによるスタンバイ／パワーオンボタン５１ａの操作があると、マイコン５は、モータ６１を駆動して、モータ６１の回転軸６１ａに装着された遮光板６３をレーザ１１と光偏向手段３との間の光路上（本実施の形態では、光合成手段２と光偏向手段との間の光路上）に配置し、レーザ１１から出射されるレーザ光の遮光を行う。その後、レーザ１１と光偏向手段３とを順次動作させ、レーザ光の光強度と光偏向手段の走査状態を判別し、両方とも正常であると判定される場合に、遮光板を除去するステップを経て、画像を表示する。

レーザ異常検出処理におけるレーザ光の光強度検出（以下、「レーザ光強度検出」という）は次のようにしてなされる。すなわち、遮光板６３には、例えばフォトダイオード（以下、「ＰＤ」と省略する）の受光素子６５が設けられており、マイコン５は、受光素子６５で受光したレーザ光の光強度を検出する。そして、不揮発性のメモリ５２に予め格納されているレーザが正常と見なせる所定範囲内の第１光強度値および第２光強度値と比較し、レーザ１１あるいはレーザ駆動回路１５に不具合があるか否かを判別する。

次に、光偏向手段の走査状態の検出処理（走査検出処理）について説明する。マイコン５は、受光素子６５で正常と見なせる所定範囲内のレーザ光の光強度が検出されれば、つまり正常であれば、レーザ１１と光偏向手段３との間の光路上（本実施の形態では、光合成手段２と光偏向手段との間の光路上）にレーザ光の光量を低減する（つまり、レーザ光のパワーを減衰する）減光手段を導入する。具体的には、マイコン５は、モータ６７を駆動して、モータ６７の回転軸６７ａに装着された減光手段（図１の例ではＮＤフィルタ板６８）を光路上に配置し、レーザ光を減衰させる。減衰させたレーザ光を、光偏向手段３の走査状態を検出する検出光原光として用いる。この検出光源光は、光強度（エネルギー、パワー）が小さいので、例えば光偏向手段が動作せず、スポット照射が生じても、支障はない。次に、水平走査角度および垂直走査角度を通常の水平走査角度αｈ、垂直走査αｖ（以下、これらを「第１走査角度α」と総称する）とは異なる角度範囲を含む水平走査角度βｈ、垂直走査角度βｖ（以下、これらを「第２走査角度β」と総称する）で光偏向手段３を走査させる。そして、遮光板６３を光路から退避させる。

ところで、本実施の形態では、光偏向手段３の走査状態を検出するために、光偏向手段３の前方スクリーン４側には、光偏向手段３の通常の第１走査角度αの範囲外（具体的には、水平および垂直方向の対向する両端の外側近傍の計４ヶ所）に受光素子３５が配設されている（なお、図１では、図示の都合上、水平方向の２つの受光素子３５のみが示されている）。ここでは、各走査方向で対向する２つの受光素子が設けられているので、光偏向手段３で反射された反射光が受光素子３５に入射するように、第２走査角度βが設定されている。つまり、第２走査角度βは第１走査角度αより大きく設定されている。

従って、光偏向手段３が走査可能であれば、受光素子３５はレーザ光を受光するので、マイコン５は受光素子３５を介して光偏向手段３の走査状態を知ることができる。つまり、受光素子３５は、走査検出手段を構成している。

なお、受光素子３５が各走査方向で一方端側のみに配設されている場合には、光偏向手段３の走査が正常に行われるか否かを受光素子３５で検出するのが目的であるから、必ずしも第２走査角度βは第１走査角度αより大きく設定する必要はない。例えば、第１走査角度αの中央位置と受光素子３５が配設されている一方端側位置との間で走査を行うようにしても、光偏向手段３の走査状態を検出することが可能である。この意味で、第２走査角度βを第１走査角度αとは異なる角度範囲を含む第２走査角度βと表現している。

次に、図２と図３を用いて、衝撃検出処理および異常検出処理について詳細に説明する。図２は、図１の投射型画像表示装置における衝撃検出処理を示すフロー図である。また、図３は、衝撃が検出された場合における異常検出処理を示すフロー図である。

まず、衝撃検出処理から説明する。図１で、加速度センサ５３を介してマイコン５が衝撃を検出すると、図２に示す衝撃検出処理を行う。マイコン５は、衝撃検出処理を開始すると、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と省略する）１１で、加速度センサ５３で検出された衝撃レベルを判別し、レーザ１１の発光停止、光強度の異常や光偏向手段３の走査停止が想定されるメモリ５２に格納されている所定レベル（ここでは１．５Ｇ）を越えているか判定する。所定レベルを越えていなければ不具合はないと判断し、処理を終了する。越えている場合は、不具合が生じる可能性がある。従ってマイコン５は、Ｓ１２で書き替え可能な不揮発性のメモリ５２に衝撃検出情報を記憶させ、Ｓ１３でスイッチ１７をオフし、電源１９からレーザ１１への電力供給を遮断して、レーザ１１の発光を停止させる。そして、Ｓ１４で、警告表示を行う例えば赤色の警告表示ＬＥＤ５８を点灯させて、前面投射型画像表示装置をパワーオフ（スタンバイモード）とし、衝撃検出処理を終了する。

このように、図２の処理では、加速度センサを用いて衝撃レベルを判別し、不具合（例えばスポット照射）が生じる前にレーザ光の出力を停止させるので、レーザ被曝を低減することが可能となる。また、加速度センサを用いて衝撃レベルを判別するようにしたので、落下や衝撃を受け易い前面投射型画像表示装置に好適に適用することができる。勿論、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、背面投射型画像表示装置にも適用可能である。近年、平面型の薄型ＴＶの普及にともない、背面投射型画像表示装置も厚さが薄くされてきており、転倒の可能性が増大してきている。従って、転倒などの衝撃によるレーザ被曝低減に適用できる。

次に、図３を用いて異常検出処理について説明する。図１の投射型画像表示装置は、落下後に、赤色の警告表示ＬＥＤ５８の点灯させ警告表示を行う。この警告表示を受けて、ユーザによるスタンバイ／パワーオンボタン５１ａの操作があると、マイコン５は、前面投射型画像表示装置をスタンバイ状態からパワーオン状態とし、図２の処理でメモリ５２に記憶された衝撃検出情報の有無をチェックする。衝撃検出情報が書き込まれている場合は、マイコン５は警告表示ＬＥＤ５８を点滅表示とし、図３に示す異常検出処理を開始する。図３において、Ｓ２１乃至Ｓ２３がレーザ異常検出処理に対応し、Ｓ２４乃至Ｓ２７が走査検出処理に対応している。

図３に示す異常検出処理を開始すると、マイコン５は、Ｓ２１で、モータ６１を制御して遮光板６３を回転させ、レーザ光の光路上に配置させる。次に、Ｓ２２でスイッチ１７をオンさせ、電源１９の電力をレーザ１１に供給する。そして、マイコン５は、Ｓ２３で、遮光板６３のレーザ光入射側に備えられた受光素子６５によりレーザ光の光強度を検出する。レーザ光の検出値がメモリ５２に格納されている所定の範囲（第１光強度乃至第２光強度値）内にあって、レーザ１１が正常であると判定される場合にはＳ２４に進み、正常でなければＳ３１に進む。Ｓ３１では、マイコン５は、スイッチ１７をオフしてレーザ発光を停止し、Ｓ３２で、メモリ５２内の衝撃検出情報を消去するとともに異常検出情報を書き込み、警告表示ＬＥＤ５８を消灯、異常検出表示ＬＥＤ５７を点灯、前面投射型画像表示装置を電源オフ（スタンバイ）とし、処理を終了する。ユーザは、異常検出表示ＬＥＤ５７の点灯を見て、製造メーカに修理依頼をすることができる。

マイコン５は、Ｓ２３でレーザ１１が正常であると判定される場合、次に光偏向手段３の異常検出をチェックするために、走査状態を検出する。Ｓ２４において、モータ６７を制御してＮＤフィルタ板６８を回転させ、レーザ光の光路上に配置させる。また、Ｓ２５で走査駆動手段３３を制御し、光偏向手段３の走査角度を第２走査角度βとし、光偏向手段３に走査を行わせ、Ｓ２６で遮光板６３を光路上から退避させる。これにより、レーザ光が光偏向手段３に入射し、光偏向手段３が正常に走査すれば、走査されたレーザ光が異常検出素子である受光素子３５で受光される。そこで、マイコン５は、Ｓ２７で、受光素子３５でレーザ光を検出できるか判別する。メモリ５２に格納されている判定レベル（第３光強度）以上のレーザ光を検出できれば、光偏向手段３が正常に走査できていると見なせる。従って、前面投射型画像表示装置は、レーザ１１および光偏向手段３とも正常であるとして、Ｓ２８でＮＤフィルタ板６８を光路上から退避させる。さらに、Ｓ２９で光偏向手段の走査角度を第１走査角度αとし、Ｓ３０で警告表示ＬＥＤ５８の点滅表示をオフし、また安全表示を示す緑色の安全表示ＬＥＤ５９を点灯し、メモリ５２の衝撃検出情報を消去して、異常検出処理を終了し、映像信号に応じた画像表示を行う通常の前面投射型画像表示装置の処理に移行する。Ｓ２７でレーザ光を検出できなければ光偏向手段３の走査に異常があるので、Ｓ３１に進む。

以上述べたように、図３の処理では、衝撃検出処理で過大な衝撃を検出した後、異常検出処理を行うため、レーザ被曝を低減でき、また、誤って検出しても、異常検出処理で救済できる。

図３の異常検出処理は、スタンバイ／パワーオンボタン５１ａの操作で自動的に開始されるが、これに限定されるものではない。例えば、異常検出処理指示ボタン５１ｂを設け、スタンバイ／パワーオンボタン５１ａの操作でパワーオンとした後、ユーザによる異常検出処理指示ボタン５１ｂを受けて、異常検出処理を実行するようにしてもよい。また、この変形例では、異常検出処理指示ボタン５１ｂを備え、衝撃を受けても、レーザ光出射停止とならない場合であっても、異常検出処理指示ボタン５１ａの操作で、手動で異常検出処理を実行するようにしてもよい。

ところで、メモリ５２に予め格納されているレーザが正常とみなせる所定範囲は、異常光と明確に区別するため、ノーマルな範囲より多少広げられており、上限および下限の近傍では、レーザが多少劣化し始めていると考えられる。そこで、所定範囲を両端部の上限部と下限部と、その間のノーマル部の３つの範囲に分割しておく。受光素子６５で検出した検出値が上限部または下限部の範囲にある場合、レーザ１１の劣化が考えられるので、レーザ劣化表示ＬＥＤを点灯させ、レーザ１１の交換を促すようにしてもよい。

なお、図３の処理では、レーザ１１の光強度検出を遮光板６３上に配置した受光素子６５で行っている。ところで、半導体レーザチップ内には、レーザとレーザ光を受光するＰＤが形成されている。通常、レーザの同一チップ内に形成されているＰＤは、例えば特開２００２−３２９９２４号公報の図１９に示されるように、レーザの光強度を一定に保つＡＰＣ（オートマチック・パワーコントロール）のために使用されている。そこで、レーザの同一チップ内に形成されているＰＤで受光されたＡＰＣ電圧で、レーザ１１の光強度検出を検出する方法もある。しかし、ＰＤの破壊や半劣化も考えられ、この場合には、レーザ光の出射強度が増大する危険性が懸念される。そこで、本実施例では、同一チップ内に内蔵されるＰＤを受光素子として用いていない。

さらに、レーザ１１の発光停止（レーザ１１からの出射停止）は、レーザ１１への電力供給を停止するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えばレーザ発振を制御してもよい。

図１-図３の実施の形態では、正常と判定されたレーザ１１のレーザ光をＮＤフィルタ板６８で減衰させた後、光偏向手段３に照射して、光偏向手段３の走査状態を検出している。レーザ被曝をより確実に低減するには、光偏向手段の走査検出にレーザ光を用いない方がよい。そこで、次に、光偏向手段３の走査状態の検出光源として補助光源を用いる例を説明する。具体的には、赤外線ダイオードで構成された赤外線光源を用いる。

図４は、前面投射型画像表示装置の他の構成を模式的に示した図である。また、図６は、図４の表示装置で衝撃が検出され場合における異常検出処理を示すフロー図である。図４に示すように、この実施の形態では、光偏向手段３の走査状態の検出光源として、レーザ１１に替えて補助光源としての赤外線光源１２を用いる。従って、レーザ被曝を受ける懸念がなく、レーザ光を減衰させる減光手段であるＮＤフィルタ板をなくすことができ、図１の例よりも構成を簡単とすることができる。

赤外線光源１２は、マイコン５の制御のもとで、赤外線を出射する。赤外線光源１２から出射された赤外線は、ダイクロイックミラー２１、２２、２３を透過するので、遮光板６３が光路上になければ、光偏向手段３に入射する。もし、光偏向手段３が正常に走査を行えば、光偏向手段３のスクリーン側に配置されている受光素子３５で赤外線を受光できることになる。そこで、図６の異常検出処理フロー図に示すように、本形態では、図３の異常検出処理フロー図と、太枠のＳ２４’、Ｓ２８’とＳ３３とで異なる。

すなわち、Ｓ２１〜Ｓ２３のレーザ異常検出処理でレーザが正常であれば、次に、光偏向手段が正常に動作するかチェックするため、マイコン５は、Ｓ２４’で、スイッチ１７をオフにしてレーザ１１の発光を停止し、赤外線光源１２を制御して点灯させる。そして、Ｓ２５で光偏向手段３の走査角度を第２走査角度βとし、Ｓ２６で遮光板６３を光路上から退避させ、Ｓ２７で、受光素子３５で赤外線を検出できるか判別する。赤外線を検出できれば、光偏向手段３の動作は正常なので、Ｓ２８’に進み、マイコン５は、赤外線光源１２を消灯し、スイッチ１７をオンしてレーザ１１を発光させ、Ｓ２９で光偏向手段３の走査角度を第１走査角度αとし、Ｓ３０で警告表示ＬＥＤ５８の点滅表示をオフし、また安全表示を示す緑色の安全表示ＬＥＤ５９を点灯し、メモリ５２の衝撃検出情報を消去して、異常検出処理を終了する。

また、Ｓ２７で赤外線を検出できなければ、光偏向手段３の走査に異常があるので、Ｓ３３に進み、赤外線光源１２を消灯し、Ｓ３２で、メモリ５２内の衝撃検出情報を消去するとともに異常検出情報を書き込み、警告表示ＬＥＤ５８を消灯、異常検出表示ＬＥＤ５７を点灯、前面投射型画像表示装置を電源オフ（スタンバイ）とし、処理を終了する。

また、図５は、ダイクロイックミラー２を経ずに、赤外線光源１２をダイクロイックミラー１２０を介して光偏向手段３に導く変形例であるが、基本的な作用は図４と同様であるので、詳細説明は省略する。

図３、図６の異常検出処理は、まず、レーザ１１が正常かチェックし、その後、光偏向手段３が正常かチェックを行う処理となっているが、これに限定されるものではない。以下、レーザ光強度検出処理と走査検出処理とが互いに無関係に単独で行う前面投射型画像表示装置について説明する。

図７は、前面投射型画像表示装置の他の構成を模式的に示した図である。また、図８は、図７の表示装置において衝撃が検出され場合における異常検出処理を示すフロー図である。

図７に示すように、光偏向手段３の前方スクリーン４側で水平走査角度αｈおよび垂直走査角度αｖ（つまり、第１走査角度α）の範囲外の位置に補助光源である赤外線ダイオードで構成された赤外線光源３８が配設されている。赤外線光源３８は、水平方向に出射する赤外線光源３８ｈと、垂直方向に出射する赤外線光源３８ｖとからなる。以下、これらを「赤外線光源３８」と総称する。また、光偏向手段３が水平走査の一方端側に位置するときに赤外線光源３８ｈから出射した赤外線光ＩＲが遮られる位置にＰＤの受光素子３５ｈが配設され、また、光偏向手段３が垂直走査の一方端側に位置するときに赤外線光源３８ｖから出射した赤外線光ＩＲが遮られる位置にＰＤの受光素子３５ｖが配設されている。以下、これらを「受光素子３５」と総称する。なお、図７では、図示の都合上、水平方向の受光素子３５と赤外線光源３８のみが示されている
もし、光偏向手段３の走査状態が正常であれば、受光素子３５での赤外線光ＩＲの受光が、水平走査および垂直走査の一方端で遮断される。しかし、正常でなければ、常時赤外線光ＩＲを受光できるので、正常か否かを判別できる。なお、図７の例では、光偏向手段３の走査角度を切り替える必要がないので（つまり、走査角度は第１走査角度αのままなので）、制御処理が簡単となる。図７の表示装置では、光偏向手段３の走査状態の検出光源である赤外線光源３８が光偏向手段３近傍に配設されているので、光偏向手段のチェック処理をレーザのチェック処理とは無関係に行うことができる。従って、レーザチェック処理と光偏向手段チェック処理の順番はいずれを先にしてもよい。

図８は、レーザチェック処理を先に行う場合の異常検出処理を示す一フロー図である。図６のフロー図と較べ、水平走査角度の切り替えをしないので、Ｓ２５’で光偏向手段３の走査水平走査Ｓ２９の処理が削除されている。

このように、実施の形態においては、落下、衝撃を検出し、その度合いによって、前もって不具合が生じるか判定するので、不具合によって生じる可能性を低減することができる。

前面投射型画像表示装置の一例を示す構成図である。 衝撃検出処理の一例を示すフロー図である。 異常検出処理の一例を示すフロー図である。 前面投射型画像表示装置の他の例を示す構成図である。 前面投射型画像表示装置の他の例を示す構成図である。 異常検出処理の他の例を示すフロー図である。 前面投射型画像表示装置の他の例を示す構成図である。 異常検出処理の他の例を示すフロー図である。

符号の説明

２ 光合成手段、３ 光偏向手段、４ スクリーン、５ マイコン、１１ レーザ、１３ コリメータレンズ、１５ レーザ駆動回路、１７ スイッチ、１９ 電源、２１、２２、２３ ダイクロイックミラー、３５ 受光素子、５１ 操作部、５１ａ スタンバイ／パワーオンボタン、５１ｂ 異常検出処理指示ボタン、５２ メモリ、５３ 加速度センサ、５６ レーザ劣化表示ＬＥＤ、５７ 異常検出表示ＬＥＤ、５８ 警告表示ＬＥＤ、５９ 安全表示ＬＥＤ、６１ モータ、６３ 遮光板、６５ 受光素子、６７ モータ、６８ ＮＤフィルタ板、１２０ ダイクロイックミラー

Claims (3)

1. レーザ光源と、
   前記レーザ光源の光束を変調する変調回路と、
   変調された光束を走査させる光偏向回路と、
   前記レーザ光源が出射した光束を減光する減光手段と、
   加速度検出素子と、
   前記加速度検出素子の出力が所定の加速度値よりも大きい場合に前記レーザ光源の発光を停止し、前記レーザ光源を再発光させる場合に前記減光手段を動作させるプロセッサと、
   前記光偏向回路の異常検出素子と、備え、
   前記プロセッサは、前記レーザ光源の再発光後、前記異常検出素子の出力によって前記減光手段の動作を停止し、前記レーザ光の遮光を行う、投射型画像表示装置。
2. 前記異常検出素子は、前記変調された光束の走査幅を検知する第一の受光素子である、請求項１記載の投射型画像表示装置。
3. 前記レーザ光源の光束の光強度を測定する第二の受光素子を有し、
   前記プロセッサは前記レーザ光源の再発光後、前記第二の受光素子の出力によって前記減光手段の動作を停止し、前記レーザ光の遮光を行う、請求項１又は２記載の投射型画像表示装置。

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