WO2016158176A1 - 投影表示装置 - Google Patents

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WO2016158176A1
WO2016158176A1 PCT/JP2016/056445 JP2016056445W WO2016158176A1 WO 2016158176 A1 WO2016158176 A1 WO 2016158176A1 JP 2016056445 W JP2016056445 W JP 2016056445W WO 2016158176 A1 WO2016158176 A1 WO 2016158176A1
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unit
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laser beam
laser
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直人 櫻井
明紘 小栗
Original Assignee
浜松ホトニクス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a projection display device.
  • a light source that emits laser light for projection display, a drive reflection unit that reflects and scans the laser beam emitted from the light source, and light that diffuses the laser light scanned by the drive reflection unit
  • a device including a diffusing unit and a detecting unit that detects dropping of the light diffusing unit is known (for example, see Patent Document 1).
  • the projection display device as described above, it is possible to detect the drop of the light diffusion part, but it is not possible to grasp a defect such as a scratch generated in the light diffusion part.
  • An object of the present invention is to provide a projection display device capable of grasping a defect such as a scratch generated in a light diffusion portion.
  • a projection display device reflects a light source that emits a first laser light for projection display and a second laser light for inspection, and reflects the first laser light and the second laser light emitted from the light source.
  • a drive reflection unit that scans the light
  • a light diffusion unit that transmits and diffuses the first laser light scanned by the drive reflection unit, a position on the incident surface of the light diffusion unit, a position on the emission surface of the light diffusion unit,
  • a light selection unit that transmits the first laser beam and reflects the second laser beam and a second laser beam reflected by the light selection unit are detected at a position away from the emission surface to the emission side of the light diffusion unit.
  • a light detection unit that transmits the first laser beam and reflects the second laser beam and a second laser beam reflected by the light selection unit are detected at a position away from the emission surface to the emission side of the light diffusion unit.
  • the light selecting unit is used for inspection at a position on the incident surface of the light diffusing unit, a position on the emitting surface of the light diffusing unit, or a position away from the emitting surface to the emitting side of the light diffusing unit.
  • the second laser light is reflected.
  • the second laser light reflected by the light selection unit reflects the state of the light diffusion unit. Therefore, according to the projection display device, it is possible to grasp a defect such as a scratch generated in the light diffusion unit by detecting the second laser beam reflected by the light selection unit. Further, by using the drive reflection unit, it is possible to scan the second laser light for inspection along the scan line of the first laser light for projection display.
  • the light selection unit transmits the first laser light at a position on the emission surface of the light diffusion unit or a position away from the emission surface to the emission side of the light diffusion unit,
  • the second laser light may be reflected. Accordingly, the second laser light is reflected by the light selection unit after passing through the incident surface and the inside of the light diffusion unit and reaching the emission surface of the light diffusion unit. Therefore, it is possible to grasp the problems that have occurred on the entrance surface, the exit surface, and the inside of the light diffusion portion.
  • the light source may include a first emission unit that emits the first laser beam and a second emission unit that emits the second laser beam.
  • the wavelength range of the first laser beam and the wavelength range of the second laser beam can be easily made different.
  • the wavelength range of the first laser beam and the wavelength range of the second laser beam may be shifted from each other. Accordingly, an optical member having a function of transmitting light in the wavelength region of the first laser light and reflecting light in the wavelength region of the second laser light can be used as the light selection unit.
  • the wavelength region of the first laser light may be a visible region
  • the wavelength region of the second laser light may be an infrared region. Since infrared light is less likely to diffuse than visible light, detection of the second laser light by the light detection unit can be stabilized.
  • the light source may include an emission unit that emits laser light including the first laser light and the second laser light.
  • an emission unit that emits laser light including the first laser light and the second laser light.
  • the wavelength range of the first laser beam and the wavelength range of the second laser beam may overlap each other.
  • an optical member having a function of transmitting a part of the laser light as the first laser light and reflecting the remaining part of the laser light as the second laser light can be used as the light selection unit.
  • the wavelength range of the first laser light and the wavelength range of the second laser light may be visible.
  • the visible laser beam used for the projection display process can be used for the second laser beam detection process.
  • the projection display device may further include a housing that accommodates the light source and the drive reflection unit, and the light detection unit may be disposed outside the housing. Thereby, the freedom degree of the position which arrange
  • the projection display device may further include a housing that houses the light source and the drive reflection unit, and the light detection unit may be disposed inside the housing. Thereby, a photon detection part can be protected.
  • the projection display device may further include a control unit that executes a detection process of the second laser light during the projection display. Thereby, when a malfunction occurs in the light diffusing unit during the projection display, the malfunction can be immediately grasped.
  • the projection display device may further include a control unit that executes the second laser light detection process at least before projection display and after projection display. Thereby, it is possible to prevent the projection display from being executed by the light diffusing unit in which a problem has occurred.
  • control unit may determine the state of the light diffusion unit based on the detection value of the light detection unit. Thereby, the malfunction which arose in the light-diffusion part can be grasped
  • a projection display device capable of grasping a defect such as a scratch generated in the light diffusion portion.
  • the projection display device 1 includes a light source 2, a scanning drive mirror (drive reflection unit) 3, a light diffusion unit 4, a light selection unit 5, and a light detection unit 6. ing.
  • the projection display device 1 is, for example, a laser scanning projection display mounted on an automobile, and projects and displays an image on the windshield 100 of the automobile.
  • the light source 2 emits a first laser beam L1 for projection display and a second laser beam L2 for inspection.
  • the scanning drive mirror 3 reflects the first laser light L 1 and the second laser light L 2 emitted from the light source 2 and scans in a predetermined region of the light diffusion unit 4.
  • the light diffusing unit 4 transmits and diffuses the first laser light L1 scanned by the scanning drive mirror 3.
  • the light selection unit 5 transmits the first laser light L1 and reflects the second laser light L2 at a position on the emission surface of the light diffusion unit 4.
  • the light detection unit 6 detects the second laser light L ⁇ b> 2 reflected by the light selection unit 5.
  • the projection display device 1 further includes plane mirrors 11 and 12, a concave mirror 13, and a housing 14.
  • the plane mirrors 11 and 12 and the concave mirror 13 guide the projection display light L0 (that is, the light constituting the video out of the first laser light L1 diffused by the light diffusion unit 4) to the windshield 100.
  • the housing 14 accommodates each part constituting the projection display device 1.
  • the light source 2 has a plurality of first emission parts 21 a, 21 b, 21 c and a second emission part 22.
  • the first emitting portions 21a, 21b, and 21c are, for example, a red laser diode, a green laser diode, and a blue laser diode, respectively, and emit the first laser light L1 for projection display.
  • the wavelength region of the first laser beam L1 emitted from each of the first emission units 21a, 21b, and 21c is a visible region.
  • the second emission unit 22 is, for example, an infrared laser diode, and emits a second laser beam L2 for inspection for grasping the state of the light diffusion unit 4.
  • the wavelength region of the second laser light L2 emitted from the second emission part 22 is an infrared region.
  • the wavelength range of the first laser beam L1 and the wavelength range of the second laser beam L2 are shifted from each other.
  • the first laser light L1 emitted from the first emission part 21c is reflected by the mirror 15c, travels on the optical path A, and reaches the scanning drive mirror 3.
  • the first laser light L1 emitted from the first emission part 21b is reflected by the mirror 15b, travels on the optical path A, passes through the mirror 15c, and reaches the scanning drive mirror 3.
  • the first laser light L1 emitted from the first emission part 21a is reflected by the mirror 15a, travels on the optical path A, passes through the mirrors 15b and 15c, and reaches the scanning drive mirror 3.
  • the second laser light L2 emitted from the second emission part 22 is reflected by the mirror 16 and travels on the optical path A, passes through the mirrors 15a, 15b, and 15c and reaches the scanning drive mirror 3.
  • the mirrors 15a, 15b, and 15c are, for example, dichroic mirrors.
  • the scanning drive mirror 3 is disposed on the optical path A.
  • the scanning drive mirror 3 is, for example, an electromagnetically driven optical mirror manufactured by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the scanning drive mirror 3 oscillates the mirror 3 a to reflect the first laser light L 1 and the second laser light L 2 that have traveled on the optical path A and scans in the predetermined region R of the light diffusing unit 4. .
  • the light diffusing unit 4 is disposed on an extension line of the optical path A.
  • the light diffusion unit 4 is, for example, a microlens array having a plurality of microlenses arranged in a matrix, and transmits and diffuses the first laser light L1 for projection display scanned by the scanning drive mirror 3.
  • the incident surface 4a of the light diffusing unit 4 is a flat surface.
  • the exit surface 4b of the light diffusing unit 4 is composed of a plurality of convex surfaces corresponding to a plurality of microlenses.
  • the light selection unit 5 is formed on the emission surface 4b of the light diffusion unit 4 so that the surface 5a on the light diffusion unit 4 side and the surface 5b on the opposite side thereof are along a plurality of convex surfaces on the emission surface 4b of the light diffusion unit 4. ing.
  • the light selection unit 5 is, for example, a light selection film coated on the emission surface 4b of the light diffusion unit 4, and transmits light in the wavelength region of the first laser light L1 for projection display and the second laser for inspection. It has a function of reflecting light in the wavelength region of the light L2.
  • the light selection unit 5 is provided in at least a predetermined region R of the emission surface 4b of the light diffusion unit 4 where the first laser light L1 is scanned.
  • the light detection unit 6 is, for example, an infrared detector, and is disposed at a position where the second laser light L2 for inspection reflected by the light selection unit 5 can be detected.
  • the projection display device 1 further includes a housing 7.
  • the housing 7 houses the light source 2, mirrors 15 a, 15 b, 15 c, 16 and the scanning drive mirror 3.
  • the casing 7 is provided with a window portion 7a for emitting the first laser light L1 and the second laser light L2 scanned by the scanning drive mirror 3 to the outside.
  • the light detection unit 6 is attached to the outer surface of the housing 7 so as to face the light diffusion unit 4. That is, the light detection unit 6 is disposed between the scanning drive mirror 3 and the light diffusion unit 4 in the facing direction of the scanning drive mirror 3 and the light diffusion unit 4. As described above, the light detection unit 6 is disposed outside the housing 7.
  • the projection display device 1 further includes a control unit 8.
  • the control unit 8 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and controls each unit of the projection display device 1.
  • the control unit 8 performs a projection display process and a detection process for the second laser light L2.
  • the control unit 8 may be housed in the housing 7 or may be disposed outside the housing 7.
  • control unit 8 An example of processing performed by the control unit 8 (an example in which detection processing of the second laser light L2 is performed during projection display) will be described with reference to FIG.
  • the control unit 8 switches the output of each of the plurality of first emission units 21a, 21b, 21c and the second emission unit 22 from OFF to ON (step S1). Thereby, the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are emitted from each of the plurality of first emission units 21a, 21b, 21c and the second emission unit 22.
  • step S1 the control unit 8 starts the operation of the scanning drive mirror 3 (step S2). Further, at substantially the same time as steps S1 and S2, the control unit 8 starts the operation of the light detection unit 6. (Step S3).
  • the scanning drive mirror 3 the swing of the mirror 3 a is started, and the first laser beam L 1 and the second laser beam L 2 emitted from the light source 2 are scanned in the predetermined region R of the light diffusion unit 4. .
  • the ratio of the first laser light L1 for projection display emitted from each of the first emission parts 21a, 21b, and 21c depends on the scanning position of the first laser light L1 in the predetermined region R of the light diffusion part 4. Can be changed.
  • the light L0 for projection display that is, the light constituting the image out of the first laser light L1 diffused by the light diffusing unit 4
  • the windshield 100 by the plane mirrors 11 and 12 and the concave mirror 13. It is guided and reaches the driver's eyes as an image through reflection on the windshield 100.
  • the second laser light L2 for inspection scanned by the scanning drive mirror 3 is diffused by the light diffusing unit 4 and reflected by the light selecting unit 5.
  • the second laser light L2 reflected by the light selection unit 5 passes through the light diffusion unit 4 again and is detected by the light detection unit 6.
  • the control unit 8 receives a detection value related to the light amount of the second laser light L2 from the light detection unit 6.
  • the detection value is associated with the scanning position of the second laser light L2 within the predetermined region R of the light diffusing unit 4.
  • the control part 8 judges the state of the light-diffusion part 4 based on the said detection value (step S4).
  • the control unit 8 stores a reference value related to the light amount of the second laser light L2 in association with the scanning position of the second laser light L2 within the predetermined region R of the light diffusing unit 4.
  • the control unit 8 compares the detection value corresponding to the position with the reference value according to the scanning position of the second laser light L2 in the predetermined region R of the light diffusion unit 4. When the detected value exists within a predetermined range from the reference value, the control unit 8 determines that the state of the light diffusing unit 4 is normal, and continues the projection display process (step S5).
  • the control unit 8 determines that the light diffusing unit 4 has a problem as the state of the light diffusing unit 4 and performs projection.
  • a display end process is executed (step S6).
  • the control unit 8 causes each of the first emission units 21a, 21b, and 21c to stop emitting the first laser light L1 as the projection display end process that is one form of the projection display stop process. Thereby, the projection display is forcibly terminated.
  • the control unit 8 grasps the problem in association with the scanning position of the second laser light L2 in the predetermined region R of the light diffusion unit 4.
  • control unit 8 not only determines whether or not a failure has occurred in the predetermined region R of the light diffusing unit 4, but also when the failure has occurred in the light diffusing unit 4, the position in the predetermined region R where the failure has occurred. To figure out.
  • the light selection unit 5 reflects the second laser light L2 for inspection at a position on the emission surface 4b of the light diffusion unit 4. Therefore, the second laser beam L2 reflected by the light selection unit 5 reflects the state of the light diffusion unit 4. Therefore, according to the projection display apparatus 1, it is possible to grasp a defect such as a scratch generated in the light diffusion unit 4 by detecting the second laser light L ⁇ b> 2 reflected by the light selection unit 5. Furthermore, by using the scanning drive mirror 3, it is possible to scan the second laser light L2 for inspection along the scan line of the first laser light L1 for projection display.
  • the same scanning drive mirror 3 since the same scanning drive mirror 3 is used, it is possible to scan the second laser light L2 for inspection on the same scan line as the first laser light L1 for projection display.
  • defects such as scratches generated in the light diffusing unit 4
  • defects that occurred on the scan line while allowing defects that occurred outside the scan line that is, defects that do not affect the projection display
  • It is possible to efficiently and reliably grasp that is, a defect that affects projection display.
  • the light selection unit 5 is provided at a position on the emission surface 4b of the light diffusion unit 4, and transmits the first laser light L1 and reflects the second laser light L2 at the position.
  • the second laser light L2 is reflected by the light selection unit 5 after passing through the incident surface 4a and the inside of the light diffusion unit 4 and reaching the emission surface 4b of the light diffusion unit 4. Therefore, it is possible to grasp a problem that has occurred in the incident surface 4 a and the emission surface 4 b of the light diffusing unit 4 and the light diffusing unit 4.
  • control unit 8 acquires a detection value related to the light amount of the second laser light L2 in association with the scanning position of the second laser light L2 within the predetermined region R of the light diffusion unit 4. For this reason, when a malfunction occurs in the light diffusing unit 4, the position in the predetermined region R where the malfunction occurs can be grasped.
  • the light exit surface 4b of the light diffusing unit 4 is structurally easily exposed to the outside, and in that case, it is more susceptible to damage than the incident surface 4a of the light diffusing unit 4.
  • the light selection unit 5 is located on the emission surface 4b of the light diffusing unit 4, it is possible to reliably grasp a problem that has occurred on the emission surface 4b.
  • the light source 2 includes first emission portions 21a, 21b, and 21c that emit the first laser light L1, and a second emission portion 22 that emits the second laser light L2. Thereby, the wavelength range of the 1st laser beam L1 and the wavelength range of the 2nd laser beam L2 can be easily changed.
  • the wavelength range of the first laser beam L1 and the wavelength range of the second laser beam L2 are shifted from each other.
  • an optical member having a function of transmitting light in the wavelength region of the first laser light L1 and reflecting light in the wavelength region of the second laser light L2 can be used as the light selection unit 5.
  • the wavelength range of the first laser beam L1 is a visible range
  • the wavelength range of the second laser beam L2 is an infrared range. Since the light in the infrared region is less likely to diffuse than the light in the visible region, the detection of the second laser light L2 by the light detection unit 6 can be stabilized.
  • the light detection unit 6 is disposed outside the housing 7. Thereby, the freedom degree of the position which arrange
  • the projection display device 1 includes a control unit 8 that executes detection processing of the second laser light L2 during projection display.
  • a control unit 8 that executes detection processing of the second laser light L2 during projection display.
  • the projection display device 1 of the second embodiment is different from the projection display device 1 of the first embodiment in the configuration of the light source 2 and the light selection unit 5. As shown in FIG. 5, the light source 2 does not have the second emission part 22.
  • the light selector 5 transmits a part of the laser light emitted from any one of the first emission parts 21a, 21b, and 21c as the first laser light L1 for projection display and the remaining part of the laser light Is an optical member having a function of reflecting the second laser beam L2 for inspection.
  • the first emission part 21c which is a blue laser diode
  • the remaining part of the laser light is used as the second laser light L2 for inspection. Used. This is because the blue laser diode can emit more light than is necessary for projection display.
  • the wavelength range of the first laser beam L1 and the wavelength range of the second laser beam L2 overlap each other.
  • the wavelength region of the first laser light L1 and the wavelength region of the second laser light L2 are visible regions.
  • any one of the first emission portions 21a, 21b, and 21c includes the first laser beam L1 and the second laser beam L2. Emits light. This eliminates the need for the second emission part 22 that exclusively emits the second laser light L2 for inspection, and allows the light source 2 to have a simple configuration.
  • the wavelength range of the first laser beam L1 and the wavelength range of the second laser beam L2 overlap each other. Accordingly, an optical member having a function of transmitting a part of the laser light as the first laser light L1 and reflecting the remaining part of the laser light as the second laser light L2 can be used as the light selection unit 5.
  • the wavelength region of the first laser light L1 and the wavelength region of the second laser light L2 are visible regions. Thereby, the laser beam in the visible range used for the projection display process can be used for the detection process of the second laser light L2.
  • the scanning drive mirror 3 is not limited to an electromagnetically driven optical mirror manufactured by MEMS technology, and may be a galvanometer mirror.
  • the driving method is not limited to the electromagnetic driving method, and may be other methods such as electrostatic, piezoelectric, or heat.
  • the projection display device 1 may include a scanning drive mirror 3 for the first laser beam L1 and a scanning drive mirror 3 for the second laser beam L2.
  • the light diffusing unit 4 is not limited to a microlens array as long as it is an optical member having a function of diffusing light.
  • a frost type diffuser plate, an opal diffuser plate, or the like can be used as the light diffusion unit 4.
  • the light selection unit 5 has a surface 5 a on the light diffusion unit 4 side along a plurality of convex surfaces on the emission surface 4 b of the light diffusion unit 4 and opposite to the light diffusion unit 4.
  • the side surface 5b may be formed on the emission surface 4b of the light diffusion portion 4 so as to be a flat surface.
  • the light selection unit 5 has an emission surface 4b of the light diffusion unit 4 through a light transmission layer 18 that transmits the first laser light L1 and the second laser light L2. It may be formed on the top.
  • the light transmission layer 18 has a surface 18a on the light diffusion portion 4 side along a plurality of convex surfaces on the emission surface 4b of the light diffusion portion 4, and a surface 18b on the opposite side of the light diffusion portion 4 is a flat surface.
  • the light diffusing portion 4 is formed on the light exit surface 4b.
  • the light selection unit 5 is formed on the surface 18b of the light transmission layer 18 so that the surface 5a on the light diffusion unit 4 side and the surface 5b on the opposite side are flat. As described above, the light selection unit 5 may be directly formed on the light diffusion unit 4 or may be indirectly formed on the light diffusion unit 4 through another layer or the like.
  • the light selection unit 5 is provided at a position away from the emission surface 4b to the emission side of the light diffusion unit 4, and transmits the first laser beam L1 at the position.
  • the second laser beam L2 may be reflected.
  • the incident surface 4a of the light diffusing portion 4 is constituted by a plurality of convex surfaces corresponding to a plurality of microlenses, and the emission surface 4b is a flat surface. Good.
  • the light selection unit 5 is provided at a position on the incident surface 4a of the light diffusion unit 4, and transmits the first laser light L1 at the position to transmit the second laser light L2. May be reflected. Thereby, the malfunction which arose in the entrance plane 4a of the light-diffusion part 4 can be grasped
  • the light selector 5 is preferably an optical member having a function of diffusing the second laser light L2 in addition to a function of reflecting the second laser light L2. Thereby, even when the second laser beam L2 is scanned at any position in the predetermined region R, it is possible to grasp a problem that has occurred on the incident surface 4a of the light diffusion portion 4.
  • the light selection unit 5 may be a single phase film, a multilayer film, a plate-like member, or the like as long as it is an optical member having a function of transmitting the first laser light L1 and reflecting the second laser light L2. Good. Further, the light selection unit 5 may have a shape along the incident surface 4a or the emission surface 4b of the light diffusion unit 4, or a shape not along the incident surface 4a or the emission surface 4b of the light diffusion unit 4. You may have. As described above, the light selection unit 5 has a position corresponding to the predetermined region R of the light diffusion unit 4 (a position on the incident surface 4a of the light diffusion unit 4, a position on the emission surface 4b of the light diffusion unit 4, or the emission).
  • any device that transmits the first laser beam L1 and reflects the second laser beam L2 may be used.
  • the light detection unit 6 may be disposed inside the housing 7. Thereby, the light detection part 6 can be protected.
  • the light detection unit 6 may be disposed inside the housing 7 at a position facing the window 7 a. In this case, the light detection unit 6 can reliably detect the second laser light L2 transmitted through the window portion 7a among the second laser light L2 reflected by the light selection unit 5.
  • the light detection unit 6 may be disposed on the opposite side of the scanning drive mirror 3 with respect to the mirror 16 on the extension of the optical path A.
  • the mirror 16 is an optical member having a function of reflecting a part (for example, 50%) of the incident second laser light L2 and transmitting the remaining part (for example, 50%) of the incident second laser light L2. .
  • a part of the second laser light L2 emitted from the second emission part 22 is reflected by the mirror 16 and travels on the optical path A.
  • a part of the second laser light L2 that has returned to the inside of the casing 7 passes through the mirror 16 and is detected by the light detection unit 6.
  • the mirror 17 is disposed on the optical path A between the mirror 15 c and the scanning drive mirror 3, so that the light detection unit 6 faces the mirror 17. 7 may be arranged.
  • the mirror 17 is a mirror having a through hole provided on the optical path A, for example.
  • the first laser light L1 and the second laser light L2 traveling on the optical path A toward the scanning drive mirror 3 pass through the through hole of the mirror 17.
  • the second laser light L ⁇ b> 2 returning to the inside of the housing 7 is reflected by the mirror 17 and detected by the light detection unit 6.
  • the optical axis of the first laser light L1 and the second laser light L2 toward the scanning drive mirror 3 is different. It is off. For this reason, the second laser light L ⁇ b> 2 returning to the inside of the housing 7 is reflected by a portion other than the through hole of the mirror 17.
  • the mirror 17 as described above may be disposed on the optical path A between the mirror 15a and the mirror 15b or between the mirror 15b and the mirror 15c. However, if it is disposed between the mirror 15c and the scanning drive mirror 3, it is necessary to ensure a sufficient amount of the second laser light L2 in the light detection unit 6 as compared with the case where it is disposed at another position. Therefore, it is possible to reliably grasp defects such as scratches generated in the light diffusing unit 4.
  • the light detection unit 6 may be a light detector having sensitivity in the wavelength region of the second laser light L2.
  • the wavelength range of the first laser light L1 and the wavelength range of the second laser light L2 are visible, and thus a photodetector having sensitivity in the visible range is used as the light detection unit. 6 can be used.
  • the light detection unit 6 may be a semiconductor light detector.
  • control unit 8 may reduce the output of the first laser beam L1 to each of the first emission units 21a, 21b, and 21c as the projection display end process. Further, the control unit 8 may operate the scanning drive mirror 3 so that the first laser light L1 is incident outside the predetermined region R of the light diffusion unit 4 as the projection display end process. In this case, it is preferable that, for example, non-transmission processing is performed outside the predetermined region R of the light diffusing unit 4 so that the first laser light L1 does not leak outside the projection display device 1.
  • a first modification of the process by the control unit 8 (an example in which the detection process of the second laser light L2 is executed before projection display) will be described with reference to FIG.
  • the control unit 8 when receiving the projection display start input signal, the control unit 8 starts the output of the second emitting unit 22 (step S11). As a result, the second laser beam L2 is emitted from the second emission part 22.
  • step S11 the control unit 8 starts the operation of the scanning drive mirror 3 (step S12). Further, at substantially the same time as steps S11 and S12, the control unit 8 starts the operation of the light detection unit 6. (Step S13). As a result, in the scanning drive mirror 3, the mirror 3a starts to swing, and the second laser light L2 emitted from the light source 2 is projected in the predetermined region R of the light diffusing unit 4 for the first laser light L1 for projection display. Are scanned along the scan line.
  • the second laser beam L2 for inspection scanned by the scanning drive mirror 3 is diffused by the light diffusion unit 4 and reflected by the light selection unit 5.
  • the second laser light L2 reflected by the light selection unit 5 passes through the light diffusion unit 4 again and is detected by the light detection unit 6.
  • the control unit 8 receives a detection value related to the light amount of the second laser light L2 from the light detection unit 6.
  • the detection value is associated with the scanning position of the second laser light L2 within the predetermined region R of the light diffusing unit 4.
  • the control part 8 judges the state of the light-diffusion part 4 based on the said detection value (step S14). More specifically, the control unit 8 stores a reference value related to the light amount of the second laser light L2 in association with the scanning position of the second laser light L2 within the predetermined region R of the light diffusing unit 4.
  • the control unit 8 compares the detection value corresponding to the position with the reference value according to the scanning position of the second laser light L2 in the predetermined region R of the light diffusion unit 4. When the detected value exists within a predetermined range from the reference value, the control unit 8 determines that the state of the light diffusing unit 4 is normal, and executes a projection display process (step S15).
  • the control unit 8 starts output of each of the plurality of first emission units 21a, 21b, and 21c as execution of the projection display process.
  • the light L0 for projection display is guided to the windshield 100 by the flat mirrors 11 and 12 and the concave mirror 13, and reaches the driver's eyes as an image through reflection on the windshield 100.
  • the control unit 8 determines that the light diffusing unit 4 has a problem as the state of the light diffusing unit 4 and performs projection.
  • a display start prohibition process is executed (step S16). The control unit 8 does not cause each of the first emission units 21a, 21b, and 21c to start emitting the first laser light L1 even when the projection display start input signal is received as the projection display start prohibition process.
  • the controller 8 does not need to execute the detection process of the second laser light L2 every time it receives an input signal for starting projection display. For example, the controller 8 receives the input signal for starting projection display a plurality of times. The detection process of the two laser beams L2 may be executed once.
  • control unit 8 ends the projection display process (step S21). As the end of the projection display process, the control unit 8 stops the output of each of the plurality of first emission units 21a, 21b, and 21c, and stops the operation of the scanning drive mirror 3.
  • control unit 8 starts the output of the second emitting unit 22 (step S22).
  • the second laser beam L2 is emitted from the second emission part 22.
  • the control unit 8 starts the operation of the scanning drive mirror 3 (step S23). Further, at substantially the same time as steps S22 and S23, the control unit 8 starts the operation of the light detection unit 6. (Step S24). As a result, in the scanning drive mirror 3, the mirror 3a starts to swing, and the second laser light L2 emitted from the light source 2 is projected in the predetermined region R of the light diffusing unit 4 for the first laser light L1 for projection display. Are scanned along the scan line. The control unit 8 may continue the operation of the scanning drive mirror 3 until step S23 without stopping the operation of the scanning drive mirror 3 at the end of the projection display process.
  • the inspection second laser light L2 scanned by the scanning drive mirror 3 is diffused by the light diffusing unit 4 and reflected by the light selecting unit 5.
  • the second laser light L2 reflected by the light selection unit 5 passes through the light diffusion unit 4 again and is detected by the light detection unit 6.
  • the control unit 8 receives a detection value related to the light amount of the second laser light L2 from the light detection unit 6.
  • the detection value is associated with the scanning position of the second laser light L2 within the predetermined region R of the light diffusing unit 4.
  • the control part 8 judges the state of the light-diffusion part 4 based on the said detection value (step S25). More specifically, the control unit 8 stores a reference value related to the light amount of the second laser light L2 in association with the scanning position of the second laser light L2 within the predetermined region R of the light diffusing unit 4.
  • the control unit 8 compares the detection value corresponding to the position with the reference value according to the scanning position of the second laser light L2 in the predetermined region R of the light diffusion unit 4. If the detected value is within a predetermined range from the reference value, the control unit 8 determines that the state of the light diffusing unit 4 is normal and ends the process as it is.
  • the control unit 8 determines that the light diffusing unit 4 has a problem as the state of the light diffusing unit 4 and performs projection.
  • a display start prohibition process is executed (step S26). The control unit 8 does not cause each of the first emission units 21a, 21b, and 21c to start emitting the first laser light L1 even when the projection display start input signal is received as the projection display start prohibition process.
  • the projection display apparatus 1 the first laser light L1 for projection display is emitted outside the projection display apparatus 1 without being sufficiently diffused due to defects such as scratches generated in the light diffusing unit 4. Can be surely prevented.
  • the control unit 8 does not need to execute the detection process of the second laser light L2 every time the projection display process ends, for example, detects the second laser light L2 every time the projection display process ends. The process may be executed once.
  • the laser light emitted from the light source 2 is emitted from the light source 2 when the second laser light L2 is inspected before or after projection display.
  • the projection display apparatus 1 further includes a shutter that can advance and retreat on the optical path of the light L0.
  • the projection display device 1 described above is not limited to the on-vehicle type, and can be used in various scenes such as a built-in helmet type and a glasses type.
  • a projection display device capable of grasping a defect such as a scratch generated in the light diffusion portion.
  • SYMBOLS 1 Projection display apparatus, 2 ... Light source, 3 ... Scanning drive mirror (drive reflection part), 4 ... Light-diffusion part, 4a ... Incident surface, 4b ... Output surface, 5 ... Light selection part, 6 ... Light detection part, 7 ... Case, 8 ... Control part, 21a, 21b, 21c ... 1st emission part, 22 ... 2nd emission part, L1 ... 1st laser beam, L2 ... 2nd laser beam.

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Abstract

　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。

Description

投影表示装置
　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）。
特開２０１３－２００４７４号公報
　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。
　本発明の一側面の投影表示装置は、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。
　本発明の一側面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。
　本発明の一側面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。
　本発明の一側面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。
　本発明の一側面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。
　本発明の一側面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。
　本発明の一側面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。
　本発明の一側面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。
　本発明の一側面の投影表示装置は、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。
　本発明の一側面の投影表示装置は、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。
　本発明の一側面の投影表示装置は、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。
　本発明の一側面の投影表示装置は、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。
　本発明の一側面の投影表示装置は、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。
第１実施形態の投影表示装置の概略図である。 第１実施形態の投影表示装置の一部分の概略図である。 第１実施形態の投影表示装置の光拡散部及び光選択部の断面図である。 第１実施形態の投影表示装置の制御部による処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の投影表示装置の一部分の概略図である。 第１実施形態及び第２実施形態の投影表示装置の光拡散部及び光選択部の変形例の断面図である。 第１実施形態及び第２実施形態の投影表示装置の光拡散部及び光選択部の変形例の断面図である。 第１実施形態及び第２実施形態の投影表示装置の光拡散部及び光選択部の変形例の断面図である。 第１実施形態の投影表示装置の一部分の変形例の概略図である。 第１実施形態の投影表示装置の一部分の変形例の概略図である。 第１実施形態の投影表示装置の一部分の変形例の概略図である。 第１実施形態の投影表示装置の制御部による処理の第１変形例を示すフローチャートである。 第１実施形態の投影表示装置の制御部による処理の第２変形例を示すフローチャートである。
　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。
　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。
　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。以上のように、光選択部５は、光拡散部４の所定領域Ｒに対応する位置（光拡散部４の入射面４ａ上の位置、光拡散部４の出射面４ｂ上の位置、又は出射面４ｂから光拡散部４の出射側に離れた位置であって、走査された第１レーザ光Ｌ１を透過させ且つ走査された第２レーザ光Ｌ２を反射する位置）に配置され、当該位置において第１レーザ光Ｌ１を透過させ且つ第２レーザ光Ｌ２を反射するものであればよい。
　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。
　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。
　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)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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。
  12. 　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。
  13. 　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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