JP4973740B2 - プロジェクタ - Google Patents
プロジェクタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4973740B2 JP4973740B2 JP2010000147A JP2010000147A JP4973740B2 JP 4973740 B2 JP4973740 B2 JP 4973740B2 JP 2010000147 A JP2010000147 A JP 2010000147A JP 2010000147 A JP2010000147 A JP 2010000147A JP 4973740 B2 JP4973740 B2 JP 4973740B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- laser light
- scanner
- screen
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Description
ところで、レーザ光を用いて画像を表示する場合には、レーザ光が誤って観察者の眼に直接入射したりしないように、安全性には十分に配慮する必要がある。プロジェクタの安全機構に関する技術としては、例えば特許文献1に提案されているものがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より安全性の高いプロジェクタを提供することにある。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図である。本実施形態のプロジェクタ100は、レーザ光を射出する光源101、コリメート光学系104とビーム整形光学系105とを含むレンズ光学系103、入射されたレーザ光を2次元方向に走査するスキャナ106、走査された光を拡大投射する投射レンズ108、投射された光をスクリーン120に向けて反射する反射ミラー109によって概略構成されている。このプロジェクタ100では、光源101、レンズ光学系103、スキャナ106、投射レンズ108、反射ミラー109は、スクリーン120を備えた筐体110の内部に収容されており、筐体110内を走らせたレーザ光をスクリーン120上に走査することによって画像が表示されるようになっている。
光源101は、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザダイオード102R、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザダイオード102G、青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオード102Bの3種類のレーザダイオードからなる。これらのレーザダイオード102R,102G,102Bは、制御部107からの画像信号に応じて変調された強度のレーザ光を出力する。光源101から射出されたレーザ光は、コリメート光学系104及びビーム整形光学系105からなるレンズ光学系103に入射する。レンズ光学系103は、光源101から射出された各色のレーザ光を、指向性の高い略平行な光に整形する。レンズ光学系103で整形された各色のレーザ光は、スキャナ106に入射する。スキャナ106は、入射された各色のレーザ光を2次元方向にスキャン(走査)することによって画像を形成するデバイスである。スキャナ106の動作は、制御部107によって、各色の画像信号に応じて制御されている。スキャナ106から射出された各色のレーザ光は拡大光学系である投射レンズ108に入射され、ここで拡大された後、スクリーン120に対向して設けられている反射ミラー109に入射する。そして、反射ミラー109に入射した各色のレーザ光はスクリーン120に向けて反射され、スクリーン120を透過して観察者に視認される。
(2)クラス1M。裸眼で見たときに障害を生じないクラスをクラス1Mと呼ぶ。観察条件は、光源(本件のレーザディスプレイにおいてはスクリーン120)から10cmの距離をおいて裸眼で観測する場合である。
(3)クラス2。波長λ=400〜700nmの可視光が対象で、目の嫌悪反応(≦0.25秒)により危険性が回避される1mWのパワーレベルである。
(4)クラス2M。これはクラス1Mと同様に裸眼で見たときに障害が生じないとされるクラスである。裸眼で観察する場合(距離10cm)において嫌悪反応により安全となる限定されたクラスである。
(5)クラス3R。これはパワー制限値をクラス1若しくはクラス2の5倍としたクラスである。
(6)クラス3B。直接光を見たり触れたりすると危険なレベルで、CW光(連続光)では0.5W以下である。
(7)クラス4。直接光だけでなく散乱光も危険であり、CWでは0.5Wを超えるレベルである。
具体的には、以下の形態を採用している。
図2は、スクリーン120の断面構造を示す模式図である。
図2(a)に示すように、スクリーン120は、視野角特性の向上やスペックルの低減を図るため、高拡散性の拡散層121を包含している。特に本実施形態では光源101が直進性及び可干渉性が高いレーザ光源であるため、強力な拡散性が必要であり、リアプロジェクタで一般的なマイクロレンズアレイを用いた程度の光拡散機構では足りない。そのため、かなり分厚いミー散乱層等を包含している。一般的なリアプロジェクタと同様、スクリーン120の場所の違いによる視野角特性差を無くすために、スクリーン120の光源側にフレネルレンズ122を用意してもよい。上記の高拡散層121により完全拡散に近づけることができる場合には、フレネルレンズ122を用いる必要性はない。本実施形態では、スクリーン120を構成する部材(高拡散層を包含する部材やフレネルレンズ等)の表面もしくは内部にレーザ光の熱によって発色する樹脂層(発色層)123を設けている。発色層123は、単位時間あたりの仕事率(W)がAELに基づいて設定された所定の閾値に達した時、すなわちAELを超えるエネルギーのレーザ光Lによって過剰に熱せられた時に、その熱により発色するよう調整されている。発色の原理はレーザーマーキング等のそれと同じである。すなわち、図2(b)に示すように、材料がレーザ光の吸光率に応じて光エネルギーを吸収し、吸収された光エネルギーが熱エネルギーに変換され、同部の温度が(急激に)上昇する。この温度上昇の割合は与えたレーザ光のエネルギーの大きさに比例するため、単位時間あたりの蓄積熱量が設定した閾値を超えた時に同箇所の発色層123Aが溶融,蒸発し、発色又は変色する。発色層123の位置は、スクリーン120を構成する部材の表面でもよいし、内部(例えば,ARコート層の下等)でもよい。図2の例では、拡散層121のフレネルレンズ122側の面に設けている。上記の例では発色層123として発色性の樹脂を挙げたが、無機の発色材料でもよい。例えば、写真の感光剤として用いられている銀イオン等を用いることができる。
図3は、反射ミラー109の断面構造を示す模式図である。
反射ミラー109は、薄い筐体110の中で光路を稼ぐためのミラーである。図3(a)に示すように、カーボンファイバー系のFRP(CFRP)等で出来た黒色系(吸光性)の基材131上に固体層であるWAX層133を置き、その上にAlNd(アルミネオジウム)等の高反射率の光反射膜132が膜付けされている。WAX層133は、単位時間あたりの仕事率がAELに基づいて設定された所定の閾値に達した時、すなわちAELを超えるエネルギーのレーザ光Lによって過剰に熱せられた時に、その熱によって溶融するように調整されている。WAX層133が溶融した場合、図3(b)に示すように、同層上の光反射膜132は変形もしくは剥離を起こし、前者の場合は光が拡散することにより、後者の場合は光反射膜132が剥離して露呈した吸光性の基材131(剥離部P)に吸収されることにより、危険な強度のレーザ光Lがユーザ側に向かうことを防ぐ。なお、固体層133はWAX層に限られず、AELを超えるエネルギーのレーザ光Lによって過剰に熱せられた時に溶融するように調整されている材料であればどのようなものでも良い。また、基材131は、レーザ光の波長域に吸収波長域を有する材料であれば、上記のものに限定されない。
スキャナ106による振り角が十分取れない場合には、スクリーンいっぱいにレーザビームを振り分けられるように、ビームの振り角を拡大するための投射レンズ108が必要となる。この投射レンズ108に対しては、スクリーン120と同様の遮光メカニズムが適用できる。すなわち、投射レンズ108の表面若しくは内部に発色層を設けることによって、AELを超えるエネルギーを持った光を吸収し、観察者側にこのような高強度の光が射出されないようにすることができる。或いは、図4に示すように、投射レンズ108を単位時間あたりの仕事率がAELに基づいて設定された所定の閾値に達した時、すなわちAELを超えるエネルギーのレーザ光によって過剰に熱せられた時に、その熱によって相転移(溶融や昇華等)する材料(例えばそのように調整されたアクリル)によって作成し、レンズの変形やレンズ内の気泡Bの発生等によりレーザ光Lの直進を妨げる若しくは拡散させるようにしてもよい。なお、投射レンズ108は、スキャナ側で十分スキャン角度を稼げる場合には必要ない。
スキャナ106は、R,G,Bそれぞれのレーザ光を2次元方向にスキャンし、それぞれスクリーン上に照射されるレーザスポットをスクリーン上にスキャンさせることによって映像を形成するためのデバイスである。水平方向のスキャンと垂直方向のスキャンを1つのデバイスで行ってもよいし(即ち、1つのスキャナデバイスで2軸スキャンをする)、水平方向と垂直方向のスキャンを別々のデバイスで行ってもよい。本実施形態では、2軸スキャンできるシリコン製のMEMSスキャナを用いる。
図5(a)に示すように、スキャナ106は、略矩形枠状に設けられた枠体141と、この枠体141の内側に設けられた反射ミラー部142によって概略構成されている。枠体141の対向する一対の辺の中央位置には、内側に向かう第1の回動軸143が設けられており、これと直交する一対の辺の中央位置には、外側に向かう第2の回動軸144が設けられている。第1の回動軸143の内側端部には、枠体141の内側に位置する反射ミラー部142につながっており、反射ミラー部142は、これら第1の回動軸143及び第2の回動軸144を中心として2軸方向に回動可能に構成されている。
レンズ光学系103に対しては、投射レンズ108と同様の遮光メカニズムが適用できる。すなわち、レンズの表面若しくは内部に発色層を設ける、或いは、レンズをある温度以上に熱せられると相転移する材料によって形成する等の構成を採用することができる。
なお、遮光機能はコリメート光学系104とビーム整形光学系105のどちらか一方に設けてもよいし、両方に設けてもよい。
このような安全機構を備えた光学部材は、破損若しくは変質させるための特殊な構造を備えているので、通常のものに比べてより多くのコストが必要になるが、(D),(E)のように拡大光学系108以前に配置される光学部材に当該構造を適用した場合には、拡大率を調節することによって当該光学部材のサイズを小さくすることができるので、このようなコストの上昇は最小限に抑えることができる。
図6は、本発明の第2の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図である。
図6(a)に示すように、本実施形態のプロジェクタ200は、レーザ光を射出する光源101、コリメート光学系とビーム整形光学系とを含むレンズ光学系103、入射されたレーザ光を2次元方向に走査するスキャナ106、走査された光を集光する集光光学系150、集光された光を反射する反射ミラー160、反射された光をスクリーン120に向けて拡大投射する拡大光学系108によって概略構成されている。
図7は、本発明の第3の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図である。
図7に示すように、本実施形態のプロジェクタ300は、レーザ光を射出する光源101、コリメート光学系とビーム整形光学系とを含むレンズ光学系103、入射されたレーザ光を2次元方向に走査するスキャナ106、走査された光を反射する反射ミラー160、反射された光をスクリーン120に向けて拡大反射する拡大光学系170によって概略構成されている。
反射ミラー180は、図8(a)に示すように、吸光性の基材181上に、Au,Ag,Al等の低融点材料からなる光反射膜182を備えた構成を有する。光反射膜182は、単位時間あたりの仕事率がAELに基づいて設定された所定の閾値に達した時、すなわちAELを超えるエネルギーのレーザ光Lによって過剰に熱せられた時に、その熱によって溶融するように調整されている。図8(b)に示すように、光反射膜182が溶融によって変形もしくは剥離を生じた場合、前者の場合は光が拡散することにより、後者の場合は光反射膜182が剥離して露呈した吸光性の基材181に吸収されることにより、危険な強度のレーザ光Lがユーザ側に向かうことを防ぐ。
この反射ミラー180は、図9(a)に示すように、透光性の基材183の光入射側に、Au,Ag,Al等の低融点材料からなる光反射膜182を備え、光入射側とは反対側に光吸収層184を備えた構成を有する。光反射膜182の構成は図8のものと同様である。図9(b)に示すように、光反射膜182が溶融によって変形もしくは剥離を生じた場合、前者の場合は光が拡散することにより、後者の場合は光反射膜182が剥離して露呈した透光性の基材183を透過し、裏面側に配設された光吸収層184に吸収されることにより、危険な強度のレーザ光Lがユーザ側に向かうことを防ぐ。
Claims (6)
- レーザ光を射出する光源と、前記レーザ光をスクリーン上で走査するスキャナとを備え、前記光源又は前記スキャナ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、前記レーザ光の光路上に配置された少なくとも1つの光学部材が破損若しくは変質し、前記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が射出されないように構成された背面投射型のプロジェクタであって、
前記光学部材の1つが、前記スキャナと前記光源との間の前記レーザ光の光路上に配置されたコリメート用若しくはビーム整形用のレンズであり、前記スキャナの動作が正常であって前記光源の出力強度に異常がある場合に許容される最大被爆レベルを第1の被爆放出限界としたときに、前記コリメート用若しくはビーム整形用のレンズが前記第1の被爆放出限界を超えるレーザ光の熱によって相転移を起こす材料によって構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 前記スキャナは、所定の回動軸を中心として回動可能な可動板と、前記第1の被爆放出限界を超えるレーザ光の熱によって溶融する固体層と、前記固体層を介して前記可動板の表面に形成された光反射膜とを備えていることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。
- 前記可動板は、前記レーザ光の波長域に吸収波長域を有する材料によって構成されていることを特徴とする請求項2に記載のプロジェクタ。
- レーザ光を射出する光源と、前記レーザ光をスクリーン上で走査するスキャナとを備え、前記光源又は前記スキャナ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、前記レーザ光の光路上に配置された少なくとも1つの光学部材が破損若しくは変質し、前記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が射出されないように構成された背面投射型のプロジェクタであって、
前記光学部材の1つが、前記スキャナと前記スクリーンとの間の前記レーザ光の光路上に配置された投射レンズであって、前記光源の出力強度が正常であって前記スキャナが故障によって停止してしまった場合に許容される最大被爆レベルを第2の被爆放出限界としたときに、前記投射レンズが前記第2の被爆放出限界を超えるレーザ光の熱によって相転移を起こす材料によって構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 前記スキャナと前記スクリーンとの間の前記レーザ光の光路上に反射ミラーが設けられており、前記反射ミラーが、基材と、前記第2の被爆放出限界を超えるレーザ光の熱によって溶融する固体層と、前記固体層を介して前記基材の表面に形成された光反射膜とを備えていることを特徴とする請求項4に記載のプロジェクタ。
- 前記基材は、前記レーザ光の波長域に吸収波長域を有する材料によって構成されていることを特徴とする請求項5に記載のプロジェクタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010000147A JP4973740B2 (ja) | 2004-08-04 | 2010-01-04 | プロジェクタ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004227759 | 2004-08-04 | ||
JP2004227759 | 2004-08-04 | ||
JP2010000147A JP4973740B2 (ja) | 2004-08-04 | 2010-01-04 | プロジェクタ |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005155961A Division JP4483703B2 (ja) | 2004-08-04 | 2005-05-27 | プロジェクタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010086000A JP2010086000A (ja) | 2010-04-15 |
JP4973740B2 true JP4973740B2 (ja) | 2012-07-11 |
Family
ID=36077353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010000147A Expired - Fee Related JP4973740B2 (ja) | 2004-08-04 | 2010-01-04 | プロジェクタ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4973740B2 (ja) |
CN (1) | CN100394788C (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI328139B (en) | 2007-01-22 | 2010-08-01 | Ind Tech Res Inst | Projector |
DE102007011425A1 (de) * | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Projektionsvorrichtung zum scannenden Projizieren |
CN102566220B (zh) * | 2010-12-20 | 2015-11-18 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 投影装置保护系统及保护方法 |
CN102062953B (zh) * | 2011-01-29 | 2013-02-20 | 中北大学 | 基于米氏散射及磁控粒子运动的散斑消除装置 |
US9910271B2 (en) | 2015-12-21 | 2018-03-06 | Ricoh Company, Ltd. | Actuator device, optical deflector, an image projection apparatus, and image forming apparatus |
JP7052359B2 (ja) * | 2018-01-12 | 2022-04-12 | セイコーエプソン株式会社 | 光射出装置及び画像表示システム |
CN113589548A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 深圳臻像科技有限公司 | 一种基于投影阵列的平面透射式3d光场显示系统 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5357273A (en) * | 1991-07-29 | 1994-10-18 | Xerox Corporation | Resolution conversion via intensity controlled overscanned illumination for optical printers and the like having high gamma photosensitive recording media |
JP3884402B2 (ja) * | 1995-06-02 | 2007-02-21 | 松下電器産業株式会社 | レーザ装置 |
JP2000194302A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Brother Ind Ltd | 投影表示装置 |
JP2002006397A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-09 | Sony Corp | 画像表示装置 |
-
2005
- 2005-08-04 CN CNB2005100899155A patent/CN100394788C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-01-04 JP JP2010000147A patent/JP4973740B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN100394788C (zh) | 2008-06-11 |
CN1735172A (zh) | 2006-02-15 |
JP2010086000A (ja) | 2010-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4483703B2 (ja) | プロジェクタ | |
JP4973740B2 (ja) | プロジェクタ | |
JP6237795B2 (ja) | 光照射装置及びこれを備えた画像表示装置 | |
US7416306B2 (en) | Laser projector | |
JP2009139940A (ja) | 画像表示装置 | |
JP2002174860A (ja) | 背面投写型ディスプレイ装置及びそれに用いられる透過型スクリーン | |
EP3540512A1 (en) | Laser projection apparatus | |
WO2018180094A1 (ja) | 画像表示装置、及び画像表示素子 | |
US20190302600A1 (en) | Light source apparatus and projector | |
JP2009015195A (ja) | 反射スクリーン | |
CN110275373A (zh) | 一种三色激光光源及激光投影装置 | |
JP2009238568A (ja) | 光源装置及び画像表示装置 | |
JP4149493B2 (ja) | フレネル光学素子、表示スクリーン及び投写型表示装置 | |
JP4419452B2 (ja) | 画像表示方法及びプロジェクタ | |
JP2000137294A (ja) | 視野制御シート、背面投射型スクリーンおよび背面投射型ディスプレイ | |
JP2008164673A (ja) | 光源装置、画像表示装置、モニタ装置、照明装置 | |
JP2014029395A (ja) | 光束走査装置、及び光束走査型画像映写装置 | |
JP2017090915A (ja) | 表示装置および光偏向器 | |
US20200386991A1 (en) | Head-up display device with reflecting target diffuser sheet | |
US6873470B2 (en) | Arrangement for the visualization of information in a motor vehicle | |
JP2006047611A (ja) | スクリーン及び画像表示装置 | |
JP2000221309A (ja) | 光拡散体とそれを用いた液晶表示装置 | |
JPH11102153A (ja) | ホログラム装置およびホログラム作製方法 | |
JP2005107456A (ja) | 画像表示装置 | |
WO2009001274A1 (en) | Laser scanning projection device with splitting element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100104 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100104 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110622 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120313 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120326 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4973740 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |