(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光量の指令値である発光量指令値により、出射する可視光領域の光の発光光量が制御される光源と、
前記光源から出射された光をスクリーン上に走査投影する光走査部と、
前記スクリーン側から送られてくる光の光量を受光光量として検出する複数の光量センサと、
外部入力される映像信号に基づいて、前記発光量指令値の生成に用いる指令基準値を生成する発光量指令値生成部と、
前記受光光量と前記指令基準値とに基づいて前記発光量指令値を生成する発光量指令値変換部と、
前記複数の光量センサが検出する各受光光量を加算して加算後の受光光量を前記発光量指令値変換部に出力する加算部と、
を有し、
前記光源が発光する指令を受けている場合において、前記発光量指令値変換部は、前記光源から出射される光の発光光量で前記加算後の受光光量を割った値である光量比を、予め設定しておいた閾値と比較し、前記光量比が前記閾値より小さい場合に前記光源からの光を停止させる発光量指令値を前記光源に出力することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記複数の光量センサは、前記スクリーンの中心軸と前記光走査部とを含む仮想面に対して左右対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記発光量指令値変換部は、前記指令基準値に基づいて、前記光源から出射される光の発光光量を算出し、算出した発光光量を前記光源から出射される光の発光光量として用いて前記光量比を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記光源と前記光走査部との間に配置されて前記光源から出射される光の発光光量を検出する光源光量検出部をさらに有し、
前記発光量指令値変換部は、前記光源光量検出部が検出した発光光量を前記光源から出射される光の発光光量として用いて前記光量比を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記光走査部は、前記スクリーンに対する前記光の走査方向の角度として前記光を走査する際の前記光走査部の走査角を検出する角度検出部を備え、
前記走査角に基づいて、前記受光光量を正規化して前記受光光量を補正し、補正後の受光光量を前記発光量指令値変換部に出力する受光量補正部をさらに有し、
前記発光量指令値変換部は、前記補正後の受光光量を用いて前記光量比を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記発光量指令値変換部は、前記光源からの光を停止させる発光量指令値を前記光源に出力した場合、外部入力される出射停止の解除指示があるまで前記光源からの光を停止させる発光量指令値を前記光源に出力し続けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記光源は、波長の異なる複数のレーザ光源を備え、且つ前記複数のレーザ光源から出射された光を合成する光合成部を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像投影装置。
【請求項８】
前記光量センサは、所定の波長帯の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを具備するとともに、前記バンドパスフィルタを透過した光の光量を受光量として検出し、
前記バンドパスフィルタの透過帯域は、前記複数のレーザ光源が出射する光の波長帯を含んでいることを特徴とする請求項７に記載の画像投影装置。
【請求項９】
外部入力した映像信号に依らず一定の光量を出射する不可視光レーザ光源をさらに有し、
前記レーザ光源は、不可視光領域の波長を有した光を出射し、
前記光量センサは、所定の波長帯の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを具備するとともに、前記バンドパスフィルタを透過した光の光量を受光量として検出し、
前記バンドパスフィルタの透過帯域は、前記不可視光領域の波長を含み且つ前記複数のレーザ光源が出射する光の波長帯を含んでいないことを特徴とする請求項７に記載の画像投影装置。
【請求項１０】
前記発光量指令値変換部は、前記映像信号の画素クロックに従って動作することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像投影装置。
【請求項１１】
画像を表示させるスクリーンと、
発光量の指令値である発光量指令値により、出射する可視光領域の光の発光光量が制御される光源と、
前記光源から出射された光を前記スクリーン上に走査投影する光走査部と、
前記スクリーン側から送られてくる光の光量を受光光量として検出する複数の光量センサと、
外部入力される映像信号に基づいて、前記発光量指令値の生成に用いる指令基準値を生成する発光量指令値生成部と、
前記受光光量と前記指令基準値とに基づいて前記発光量指令値を生成する発光量指令値変換部と、
前記複数の光量センサが検出する各受光光量を加算して加算後の受光光量を前記発光量指令値変換部に出力する加算部と、
を有し、
前記光源が発光する指令を受けている場合において、前記発光量指令値変換部は、前記光源から出射される光の発光光量で前記加算後の受光光量を割った値である光量比を、予め設定しておいた閾値と比較し、前記光量比が前記閾値より小さい場合に前記光源からの光を停止させる発光量指令値を前記光源に出力することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像投影装置および画像表示装置に関し、特に、光源から出射した光を集光後、スキャナを用いてスクリーンに投射する光学系を有する投射型の画像投影装置および画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ユーザに映像を提供する手段として、さまざまな方式の画像表示装置が開発されている。例えば、表示デバイスに液晶やプラズマを使った薄型テレビは、ＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）を駆逐する勢いで急速に普及している。また、ＤＭＤ（Digital  Mirror  Device、登録商標）やＨＴＰＳ（High  Temperature  Poly-Silicon）、ＬＣＯＳ(Liquid  Crystal  on  Silicon)といった、いわゆるマイクロ・デバイスを用いた投射型の画像表示手法は、データプロジェクタや背面投射型テレビといった、主に大画面表示装置として普及している。
【０００３】
また、液晶やマイクロ・デバイスの光源として、従来の冷陰極管や高圧水銀ランプといったものに加え、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）やレーザなどが採用され始めたことで、色再現範囲の拡大や消費電力の低減が進んでいる。
【０００４】
また、ＭＥＭＳ(Micro  Electro  Mechanical  System)技術が進歩し、小型のスキャナ装置を作ることが可能になったことに加え、３原色とも半導体レーザが開発されたこともあり、近年スキャナを用いた投射型画像表示装置が注目を集めている。
【０００５】
ところで、レーザを用いた画像表示装置では、観察に適した画像の表示や画像表示の安全性が求められる。例えば、特許文献１の走査型プロジェクタでは、レーザ光の走査が正常に行われない状態にあるときにレーザ光の発生を直接的に遮断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０８８１８８号公報（段落０００５〜０００７、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術は、スキャナの不具合に対する処理技術であり、光路上に不具合が生じて観察に適さない映像を表示してしまう場合には対応できなかった。例えばスクリーンに孔が開いている場合、前面投射型の画像表示装置においては部分的に映像が欠落する。また、背面投射型の画像表示装置においては、部分的に画像が欠落することに加えて、不具合の発生箇所によっては、スクリーンの孔を光が通り抜ける。このため、スクリーンで拡散されなかった光が直接観察者の瞳孔に長時間入射してしまう等の可能性があった。また、直接瞳孔に光が入射しない場合であっても、部屋の壁等のスクリーン外の予期しない場所で不快な反射光が生成されてしまう可能性があった。
【０００８】
また、スキャナからスクリーンまでの光路上に障害物が侵入した場合、前面投射型や背面投射型の画像表示装置においては部分的に映像が欠落する。さらに、障害物表面での不快な反射光が発生する場合があった。このように、上記従来の技術では、光路上に不具合が生じた場合に、部分的な映像の欠落、瞳孔への光の長時間にわたる直接入射、予期しない位置への反射光の発生などが生じる場合があるといった問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像表示中に発生した意図しない光を速やかに検知して画像表示を停止させる画像投影装置および画像表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、発光量の指令値である発光量指令値により、出射する可視光領域の光の発光光量が制御される光源と、前記光源から出射された光をスクリーン上に走査投影する光走査部と、前記スクリーン側から送られてくる光の光量を受光光量として検出する複数の光量センサと、外部入力される映像信号に基づいて、前記発光量指令値の生成に用いる指令基準値を生成する発光量指令値生成部と、前記受光光量と前記指令基準値とに基づいて前記発光量指令値を生成する発光量指令値変換部と、前記複数の光量センサが検出する各受光光量を加算して加算後の受光光量を前記発光量指令値変換部に出力する加算部と、を有し、前記光源が発光する指令を受けている場合において、前記発光量指令値変換部は、前記光源から出射される光の発光光量で前記加算後の受光光量を割った値である光量比を、予め設定しておいた閾値と比較し、前記光量比が前記閾値より小さい場合に前記光源からの光を停止させる発光量指令値を前記光源に出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像表示中に発生した意図しない光を速やかに検知して画像表示を停止させることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る発光量指令値生成部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、ＬＵＴに予め設定しておく映像信号ＩＭＧと基準発光量指令値ＬＡとの関係の一例を示す図である。
【図４】図４は、発光量指令値変換部の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、遅延補償部での遅延補償量を説明するための図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る数値比較部での入力信号と出力信号の関係の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る指令信号変換部の構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、ゼロゲイン保持部の動作を説明するための図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る光源の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、ＬＤのＩ−Ｐ特性を説明するための図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係るレンズ部の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る光合成部の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、スキャナの動作の一例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、スキャナの動作の別の例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、前面投射型の画像表示装置の配置例を示す図である。
【図１６】図１６は、背面投射型の画像表示装置の配置例を示す図である。
【図１７】図１７は、光量センサの構成例を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、実施の形態１に係るバンドパスフィルタの透過率曲線の例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、スキャナと光量センサの配置例を示す斜視図である。
【図２１】図２１は、実施の形態３に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、角度補正部での入力信号と出力信号の関係例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態４に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、実施の形態４に係るレンズ部の構成例を示すブロック図である。
【図２５】図２５は、実施の形態４に係る発光量指令値変換部の構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、実施の形態４に係る数値比較部での入力信号と出力信号の関係の一例を説明するための図である。
【図２７】図２７は、実施の形態５に係る光源の構成例を示すブロック図である。
【図２８】図２８は、実施の形態５に係るレンズ部の構成例を示すブロック図である。
【図２９】図２９は、実施の形態５に係る光合成部の構成例を示す図である。
【図３０】図３０は、実施の形態５に係るバンドパスフィルタの透過率曲線の例を示す図である。
【図３１】図３１は、実施の形態５に係る発光量指令値変換部の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態に係る画像投影装置および画像表示装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す実施の形態１の画像投影装置８１は、画像光をスクリーン７に投影させる装置であり、光路上（例えばスクリーン７上）で不具合が発生した場合に、不具合（意図しない不適切な光）を速やかに検知して画像の表示を停止させる。画像投影装置８１は、発光量指令値生成部１、発光量指令値変換部２、光源３、レンズ部４、スキャナ（光走査部）５、光量センサ６を含んで構成されている。
【００１５】
発光量指令値生成部１は、映像信号の出力装置（図示せず）から送られてくる映像信号ＩＭＧを外部から入力（受信）し、外部入力した映像信号ＩＭＧに基づいて基準発光量指令値ＬＡを生成する。基準発光量指令値ＬＡは、発光量指令値変換部２で生成される発光量指令値ＬＢの基準値（変換前データ）である。光路上で不具合が発生していない場合には、例えば基準発光量指令値ＬＡが、そのまま光源３を駆動させるための指令値（電圧指令値または電流指令値）としての発光量指令値ＬＢとなる。換言すると、基準発光量指令値ＬＡは、映像信号ＩＭＧに応じて生成される指令値（光源３への発光量の指令値）であり、発光量指令値ＬＢの生成に用いる指令基準値である。また、発光量指令値ＬＢは、光路上での不具合に応じて基準発光量指令値ＬＡを補正した指令値である。発光量指令値生成部１は、生成した基準発光量指令値ＬＡを発光量指令値変換部２に出力する。
【００１６】
発光量指令値変換部２は、光量センサ６から出力される受光量ＲＡを入力（受信）するとともに、画像投影装置８１の外部から送られてくるリセット信号ＲＳＴを入力（受信）する。発光量指令値変換部２は、受光量ＲＡおよびリセット信号ＲＳＴに基づいて、光路上の不具合を判定し、基準発光量指令値ＬＡを不具合の有無に応じた発光量指令値ＬＢに変換する。発光量指令値変換部２は、基準発光量指令値ＬＡを、基準発光量指令値ＬＡおよび受光量ＲＡに応じた値に変換することによって発光量指令値ＬＢを生成する。発光量指令値変換部２は、生成した発光量指令値ＬＢを光源３に出力する。
【００１７】
光源３は、出射する光の光量を発光量指令値ＬＢに従って変調し、光量を変調した光をレンズ部４に出射する。換言すると、光源３は、出射する光量（発光光量）が発光量指令値ＬＢによって制御される。
【００１８】
レンズ部４は、光源３から出射された光をスキャナ５に適した形状に整形し、スキャナ５に出射する。スキャナ５は、レンズ部４から出射された光を、画像投影装置８１の外側に設置されたスクリーン７に対して２次元に走査投影する。スクリーン７は、スキャナ５から出射された光を受光して画像（映像）を表示する。
【００１９】
光量センサ６は、スクリーン７側から送られてくる光の一部の光量を受光し、受光量（受光光量）を検出する。光量センサ６は、例えば、スキャナ５から出射されスクリーン７上の照射部８にて反射された光の一部を受光して受光量を検出する。光量センサ６は、検出した受光量に対応する信号として受光量ＲＡを生成し、発光量指令値変換部２に出力する。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る発光量指令値生成部の構成例を示すブロック図である。発光量指令値生成部１は、映像信号変換部９とルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと呼ぶ）１０とを含んで構成されている。ここでは、発光量指令値生成部１に入力される映像信号ＩＭＧがＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の色毎に分かれており、それぞれＩＭＧ＿ｒ、ＩＭＧ＿ｇ、ＩＭＧ＿ｂである場合について説明する。
【００２１】
発光量指令値生成部１に入力される映像信号ＩＭＧ＿ｒ、ＩＭＧ＿ｇ、ＩＭＧ＿ｂは、それぞれ映像信号変換部９に入力される。映像信号変換部９は、ＬＵＴ１０に予め与えておいた関係（変換式）に従って、映像信号ＩＭＧ＿ｒ、ＩＭＧ＿ｇ、ＩＭＧ＿ｂを、それぞれ基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂに変換して出力する。ここでの基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂは、光源３が電圧駆動方式の場合は光源３への電圧の指令値であり、光源３が電流駆動方式の場合は光源３への電流の指令値である。以下では、光源３が電流駆動方式の場合を例にして説明を行う。
【００２２】
図３は、ＬＵＴに予め設定しておく映像信号ＩＭＧと基準発光量指令値ＬＡとの関係の一例を示す図である。図３のグラフでは、映像信号ＩＭＧから基準発光量指令値ＬＡへの変換関係を示している。図３の横軸は、映像信号変換部９に入力される映像信号ＩＭＧの階調レベル（ＩＭＧ＿ｘ）であり、縦軸は映像信号ＩＭＧに対応する基準発光量指令値ＬＡ（ＬＡ＿ｘ）である。
【００２３】
Ｉｃは、光源３の仕様によって決まるカットオフ電流値であり、入力する映像信号ＩＭＧの階調レベルが０である場合、ＬＡ＝Ｉｃ＿ｘとなる。そして、映像信号ＩＭＧの階調レベルが大きくなるにつれ、基準発光量指令値ＬＡも徐々に大きくなる。なお、ここでは説明を簡単にするために、映像信号ＩＭＧと基準発光量指令値ＬＡの関係が線形である場合を示しているが、両者の関係は光源３の特性や使用環境によって変化するものであり、線形関係に限ったものではない。
【００２４】
図４は、発光量指令値変換部の構成例を示すブロック図である。発光量指令値変換部２は、受光輝度補正部１１、発光輝度推定部１２、遅延補償部１３、数値比較部１４、指令信号変換部１５を含んで構成されている。
【００２５】
受光輝度補正部１１は、光量センサ６から入力する受光量ＲＡを補正することによって補正受光量ＲＢを生成し、数値比較部１４に出力する。受光輝度補正部１１は、例えば光量センサ６から出力された受光量ＲＡがアナログ量であるならば受光量ＲＡをデジタル化する。また、受光輝度補正部１１は、必要に応じてローパスフィルタ等を用いて受光量ＲＡのノイズ除去を行い、これにより補正受光量ＲＢを生成し数値比較部１４に出力する。
【００２６】
発光輝度推定部１２は、発光量指令値生成部１からの基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂに基づいて、光源３から出射される光量（発光光量）を算出する。発光輝度推定部１２は、光源３から出射される光量の算出結果として推定発光輝度ＬＹを生成し、遅延補償部１３に出力する。推定発光輝度ＬＹは、光源３から出射させる光量を予測した値であり、基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂに基づいて算出される。遅延補償部１３は、推定発光輝度ＬＹを所定の時間（後述の遅延補償量ｄｔ２）だけ遅延させた基準反射光量ＬＹｄを生成し、数値比較部１４に出力する。
【００２７】
数値比較部１４は、補正受光量ＲＢ、基準反射光量ＬＹｄ、閾値ＴＨに基づいて、発光量変換ゲイン値ＬＧを生成し、指令信号変換部１５に出力する。発光量変換ゲイン値ＬＧは、光路上に不具合が発生しているか否かを示す情報である。発光量変換ゲイン値ＬＧは、映像信号の出力装置から画像投影装置８１に送られてくる光の輝度で、スクリーン７から画像投影装置８１に送られてくる光の輝度を割った値である（光量比）（利得）に基づいて導出される値である。発光量変換ゲイン値ＬＧは、例えば光路上に不具合が発生している場合に「０」を示し、不具合が発生していない場合に「１」を示す。
【００２８】
閾値ＴＨは、光路上に不具合が発生しているか否かの判定基準となる値であり、前記光の輝度の比と比較される値である。数値比較部１４は、光の輝度の比が閾値ＴＨより小さい場合に、発光量変換ゲイン値ＬＧとして光路上の不具合発生を示す「０」を出力する。また、数値比較部１４は、光の輝度の比が閾値ＴＨ以上の場合に、発光量変換ゲイン値ＬＧとして光路上の正常状態を示す「１」を出力する。
【００２９】
指令信号変換部１５は、発光量変換ゲイン値ＬＧおよび画像投影装置８１の外部から入力するリセット信号ＲＳＴに基づいて、基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂをそれぞれ発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに変換し光源３に出力する。リセット信号ＲＳＴは、光源３の出射停止を解除させるための信号（解除指示）である。リセット信号ＲＳＴは、例えば、光路上が正常な状態であることが確認された場合に、使用者やマイクロコンピュータによって外部入力される。
【００３０】
図５は、遅延補償部での遅延補償量を説明するための図である。図５のチャートでは、基準発光量指令値ＬＡ、発光量指令値ＬＢ、補正受光量ＲＢ、推定発光輝度ＬＹ、基準反射光量ＬＹｄの各送出タイミングを示している。
【００３１】
発光量指令値変換部２内では、基準発光量指令値ＬＡとして基準発光量指令値ＬＡ０〜ＬＡｎ（ｎは自然数）が入力される。また、発光量指令値ＬＢとして各基準発光量指令値ＬＡ０〜ＬＡｎに対応する発光量指令値ＬＢ０〜ＬＢｎが出力され、補正受光量ＲＢとして各発光量指令値ＬＢ０〜ＬＢｎに対応する補正受光量ＲＢ０〜ＲＢｎが出力される。
【００３２】
具体的には、発光量指令値生成部１から出力された基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂは、指令信号変換部１５において発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに変換される。光源３は、発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに基づいて、スクリーン７に対して光を出射する。そして、スクリーン７上の照射部８で反射された光は光量センサ６で受光され、光量センサ６から受光量ＲＡが出力される。光量センサ６から出力される受光量ＲＡは、受光輝度補正部１１で補正されて補正受光量ＲＢとして出力される。
【００３３】
例えば、基準発光量指令値ＬＡ０が入力された後、所定の時間だけ遅延して基準発光量指令値ＬＡ０に対応する発光量指令値ＬＢ０が出力される。さらに、発光量指令値ＬＢ０が出力された後、所定の時間だけ遅延して発光量指令値ＬＢ０に対応する補正受光量ＲＢ０が出力される。同様に、基準発光量指令値ＬＡｎが入力された後、所定の時間だけ遅延して基準発光量指令値ＬＡｎに対応する発光量指令値ＬＢｎが出力される。さらに、発光量指令値ＬＢｎが出力された後、所定の時間だけ遅延して発光量指令値ＬＢｎに対応する補正受光量ＲＢｎが出力される。この基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂの入力から、補正受光量ＲＢの出力までの一連の動作に要する時間をフィードバック系の遅延量Ｄｔとする。
【００３４】
また、発光量指令値変換部２内では、推定発光輝度ＬＹとして推定発光輝度ＬＹ０〜ＬＹｎが出力される。具体的には、発光輝度推定部１２は、基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂに基づいて光源３から出射する光量を計算し、計算結果を推定発光輝度ＬＹとして生成し出力する。
【００３５】
例えば、基準発光量指令値ＬＡ０が入力された後、所定の時間だけ遅延して基準発光量指令値ＬＡ０に対応する推定発光輝度ＬＹ０が出力される。同様に、基準発光量指令値ＬＡｎが出力された後、所定の時間だけ遅延して基準発光量指令値ＬＡｎに対応する推定発光輝度ＬＹｎが出力される。この基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂの入力から、推定発光輝度ＬＹｎの出力までの一連の動作に要する時間を遅延量ｄｔ１（発光輝度推定部１２での遅延量）とすると、遅延補償量ｄｔ２＝Ｄｔ−ｄｔ１となる。
【００３６】
換言すると、遅延補償部１３は、推定発光輝度ＬＹを遅延補償量ｄｔ２だけ遅延させた基準反射光量ＬＹｄを出力する。そして、受光輝度補正部１１から出力された補正受光量ＲＢと、遅延補償部１３から出力された基準反射光量ＬＹｄは、ともに数値比較部１４に入力される。これにより、遅延補償部１３から出力される推定発光輝度ＬＹに対応する基準反射光量ＬＹｄ０〜ＬＹｄｎは、補正受光量ＲＢ０〜ＲＢｎと同じタイミングで数値比較部１４に入力される。
【００３７】
例えば、数値比較部１４へは、基準反射光量ＬＹｄ０と補正受光量ＲＢ０とが同時に入力される。同様に、数値比較部１４へは、基準反射光量ＬＹｄｎと補正受光量ＲＢｎとが同時に入力される。数値比較部１４では、入力した補正受光量ＲＢと基準反射光量ＬＹｄとを比較した結果に基づいて、発光量変換ゲイン値ＬＧを出力する。
【００３８】
図６は、実施の形態１に係る数値比較部での入力信号と出力信号の関係の一例を説明するための図である。数値比較部１４への入力信号が基準反射光量ＬＹｄと補正発光量ＲＢであり、数値比較部１４からの出力信号が発光量変換ゲイン値ＬＧである。図６に示すグラフは、横軸が基準反射光量ＬＹｄと補正発光量ＲＢの比（ＲＢ／ＬＹｄ）であり、縦軸が数値比較部１４から出力する発光量変換ゲイン値ＬＧである。発光量変換ゲイン値ＬＧは、基準反射光量ＬＹｄと補正受光量ＲＢの比であるＲＢ／ＬＹｄが閾値ＴＨより小さい場合は０とし、閾値ＴＨ以上の場合に１とする。
【００３９】
光量センサ６が受光する光の受光量ＲＡは、光源３から出射されスクリーン７上の照射部８で反射された光の一部と外光である。外光の影響が少ない基準の状態において、ＲＢ／ＬＹｄは、主にスクリーン７上の照射部８の位置等の影響によって決まり、画像投影装置８１やスクリーン７を備えた画像表示装置の構造等の知見から予想される変動範囲（予測変動範囲ｓ）内の値をとりうる。予想変動範囲ｓの下限値を閾値ＴＨとした場合、ＲＢ／ＬＹｄが閾値ＴＨより小さくなれば、光路上の不具合が原因で光源３から出射された光のうちスクリーン７で反射され光量センサ６に入射する光量が少なくなったと判断できる。
【００４０】
したがって、ＲＢ／ＬＹｄが閾値ＴＨより小さい場合、数値比較部１４は、光路上に不具合が発生していると判断する。そして、光源３からの発光を停止させるために、数値比較部１４は、発光量変換ゲイン値ＬＧを０として出力する。また、ＲＢ／ＬＹｄが閾値ＴＨよりも大きい場合、数値比較部１４は、発光量変換ゲイン値ＬＧを１として出力する。なお、閾値ＴＨは、システムの設計時にレンズ光学系（レンズ部４など）の透過率、スクリーン７の反射率、スキャナ５の最大振れ角などの知見より予め定めておいてもよいし、例えば装置セットアップ時毎にキャリブレーションを行い、その都度閾値ＴＨを決定してもよい。
【００４１】
発光量指令値生成部１から出力された基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂ、数値比較部１４から出力された発光量変換ゲイン値ＬＧ、および画像投影装置８１の外部から入力されたリセット信号ＲＳＴは、それぞれ指令信号変換部１５に入力される。
【００４２】
図７は、実施の形態１に係る指令信号変換部の構成例を示すブロック図である。指令信号変換部１５は、ゼロゲイン保持部１６と、乗算部１７を含んで構成されている。数値比較部１４から出力された発光量変換ゲイン値ＬＧと、画像投影装置８１の外部から入力されたリセット信号ＲＳＴは、ゼロゲイン保持部１６に入力される。ゼロゲイン保持部１６は、入力された発光量変換ゲイン値ＬＧおよびリセット信号ＲＳＴに基づいて、発光量変換ゲインリセット値ＲＧを生成し、乗算部１７に出力する。発光量変換ゲインリセット値ＲＧは、光源３から光を出射させるか停止させるかを指示する情報である。ゼロゲイン保持部１６は、例えば光源３から光を出射させる場合には、発光量変換ゲインリセット値ＲＧとして「１」を出力し、光源３からの光を停止させる場合には、発光量変換ゲインリセット値ＲＧとして「０」を出力する。
【００４３】
乗算部１７は、発光量変換ゲインリセット値ＲＧに基づいて、発光量指令値生成部１から出力された基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂを発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに変換して光源３に出力する。
【００４４】
図８は、ゼロゲイン保持部の動作を説明するための図である。図８では、クロック信号（Ｃｌｏｃｋ）、発光量変換ゲイン値ＬＧ、発光量変換ゲインリセット値ＲＧ、リセット信号ＲＳＴの各出力タイミングチャートを示している。ここでは、数値比較部１４から出力される発光量変換ゲイン値ＬＧが「０」または「１」の２値の場合を例として説明を行う。
【００４５】
Ｃｌｏｃｋは、映像信号の画素クロックである。発光量指令値変換部２は、画素クロックに従って動作する。数値比較部１４から出力された発光量変換ゲイン値ＬＧが「１」の場合、発光量変換ゲインリセット値ＲＧとしては「１」が出力される。発光量変換ゲイン値ＬＧが「１」から「０」に変化すると、発光量変換ゲインリセット値ＲＧとして「０」が出力される。この後、発光量変換ゲイン値ＬＧが「０」から「１」に変化しても、発光量変換ゲインリセット値ＲＧとしては「０」が出力され続ける。
【００４６】
発光量変換ゲインリセット値ＲＧが「０」である場合に、数値比較部１４から出力された発光量変換ゲイン値ＬＧが「１」であり、かつ画像投影装置８１の外部から入力されるリセット信号ＲＳＴが「１」（アクティブ）であれば、発光量変換ゲインリセット値ＲＧは「１」に変化する。言い換えれば、一旦、発光量変換ゲインリセット値ＲＧが「０」になると、アクティブなリセット信号ＲＳＴが入力されない限り、発光量変換ゲインリセット値ＲＧとしては「０」が出力され続ける。
【００４７】
ゼロゲイン保持部１６から出力された発光量変換ゲインリセット値ＲＧと、発光量指令値生成部１から出力された基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂは、乗算部１７に入力される。乗算部１７では、入力した基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂに対して、発光量変換ゲインリセット値ＲＧを乗算することで、発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂを生成し出力する。このとき、発光量変換ゲインリセット値ＲＧが「０」であれば、発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂは全て「０」になり、光源３は光の出射を停止する。一方、発光量変換ゲインリセット値ＲＧが「１」であれば、光源３は発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに応じた光量の光を出射する。
【００４８】
図９は、実施の形態１に係る光源の構成例を示すブロック図である。光源３は、電源部１８、電流変調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ、ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂを含んで構成されている。
【００４９】
電源部１８は、光源３を光らせるためのエネルギー（電流Ｉ＿ｒ，Ｉ＿ｇ，Ｉ＿ｂ）を電流変調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃに供給する。電流変調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、例えば定電流回路を備えて構成されている。電流変調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、発光量指令値変換部２から出力された、発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに基づいて、ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２に供給する電流Ｉ＿ｒ，Ｉ＿ｇ，Ｉ＿ｂを変調し、それぞれＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２に出力する。
【００５０】
ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２は、それぞれ波長の異なる可視光領域の光を出射するレーザダイオード（以下、ＬＤとよぶ）である。具体的には、ＬＤ＿ｒ２０は赤色、ＬＤ＿ｇ２１は緑色、ＬＤ＿ｂ２２は青色をそれぞれ出射する。なお、ＬＤ＿ｇ２１は、例えば赤外発光のレーザを半波長板で波長変換したものを用いてもよい。
【００５１】
図１０は、ＬＤのＩ−Ｐ特性を説明するための図である。図１０は、横軸が電流量Ｉ＿ｘであり、縦軸が光出力Ｐ＿ｘである。ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２からの光出力Ｐ＿ｘを、それぞれ光出力Ｐ＿ｒ，Ｐ＿ｇ，Ｐ＿ｂとする。図１０では、電流量Ｉ＿ｘ（ｘはｒ、ｇ、ｂのいずれか）に対する、光出力Ｐ＿ｘ（ｘはｒ、ｇ、ｂのいずれか）の大きさを示している。光出力Ｐ＿ｘは、カットオフ電流Ｉｃ＿ｘ以上の電流量Ｉ＿ｘで発光を開始し、電流量Ｉ＿ｘが増加するに従って、光出力Ｐ＿ｘも増加する。
【００５２】
画像投影装置８１のスキャナ５が、ＤＭＤ（登録商標）、ＨＴＰＳ、ＬＣＯＳといった空間変調素子を利用しない場合、各画素の階調は光源３から出射する光量をアナログ制御（以下、光源変調とよぶ）して生成する必要がある。このとき、光源変調の周波数は、入力する映像信号ＩＭＧの画素クロック（ドットクロック）相当の速さが求められる。光源変調の周波数特性を向上させるためには、変調振幅を小さくしておくほうが良く、入力する映像信号ＩＭＧのレベルが０の場合でも、電流量Ｉ＿ｘを０にせず、カットオフ電流Ｉｃ＿ｘにしておくことが望ましい。
【００５３】
光源３のＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２から出射された光は、レンズ部４に入射する。図１１は、実施の形態１に係るレンズ部の構成例を示す図である。レンズ部４は、集光レンズ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、光合成部２６、投射レンズ２７を含んで構成されている。
【００５４】
ＬＤ＿ｒ２０から出射された光は、集光レンズ２３ａを介して光合成部２６に入射する。また、ＬＤ＿ｇ２１から出射された光は、集光レンズ２３ｂを介して光合成部２６に入射し、ＬＤ＿ｂ２２から出射された光は、集光レンズ２３ｃを介して光合成部２６に入射する。光合成部２６では、入射してくる波長の異なる３つの光を合成し、投射レンズ２７に出射する。投射レンズ２７は、光合成部２６から出射された光を集め、スキャナ５に出射する。
【００５５】
図１２は、実施の形態１に係る光合成部の構成例を示す図である。光合成部２６は、ミラー３１、ハーフミラー３２，３３を有している。集光レンズ２３ａから出射された赤色光は、ミラー３１で光軸を曲げられた後、ハーフミラー３２にて、集光レンズ２３ｃから出射された青色光と重ね合わされる。ハーフミラー３２で生成された、赤と青の混合光はハーフミラー３３によって、集光レンズ２３ｂから出射された緑色光と重ね合わされて投射レンズ２７に出射される。なお、光の合成する順番は図１２に示した順番に限らず、何れの順番で合成してもよい。
【００５６】
スキャナ５は、レンズ部４から出射された光を、スクリーン７に対して２次元にスキャン（走査投影）する。スキャナ５は、プリンタや露光装置などに用いられているスキャナと同様の構造を有している。スキャナ５としては、例えば、特開２００６−１１６６９６号公報（段落０００９〜００１０、図１）などで開示されているような、ＭＥＭＳを利用した２軸スキャンの技術を用いて構成しておく。
【００５７】
図１３は、スキャナの動作の一例を説明するための図であり、スキャナから出射される光の軌跡を示している。図１３では、スクリーン７を映像の観察者側がら見た場合の一例を示している。図１３中の破線は、映像のブランキング期間におけるスキャナ５のスキャン軌跡３６を示したものである。また、実線は、有効映像期間３４におけるスキャナ５のスキャン軌跡３５を示したものであり、照射部８が移動する軌跡でもある。照射部８は、スキャナ５によるスキャン位置と同じ位置になるよう、スキャン位置に従ってスキャン軌跡３５，３６上を移動する。
【００５８】
有効映像期間３４は、表示対象となる有効な映像をスクリーン７にスキャンする期間である。有効映像期間３４は、映像の表示領域であり、有効映像期間３４にスキャン軌跡３５でスキャンされた映像がスクリーン７に映し出される。映像のブランキング期間は、表示対象とならない無効な映像（ブランク）をスクリーン７にスキャンする期間であり、この間にスキャン軌跡３６でスキャンされた映像はスクリーン７に映像が映し出されない。
【００５９】
スキャナ５のスキャン軌跡３５，３６は、一般的な映像信号フォーマットに従って、スクリーン７の画面左上から開始され、上のラインから下のラインに向けて順次スキャンされ、かつ各ラインをスキャンする際には、各ラインを左から右に向けてスキャンされる。そして、最終ライン（最下段のライン）のスキャンが終了すると、スキャナ５のスキャン軌跡３６は、左上のスタート位置に戻る。
【００６０】
図１４は、スキャナの動作の別の例を説明するための図であり、スキャナから出射される光の軌跡の別の例を示している。図１３のスキャン軌跡３５，３６と異なる点は、奇数番目のラインである奇数ラインは、左から右にスキャンされ、偶数番目のラインである偶数ラインは、右から左にスキャンされる点である。このスキャン方式の利点は、スキャナの駆動周波数を図１３に示した方式の半分にすることができる点である。
【００６１】
また、最終ラインのスキャン終了後に、スクリーン７の画面左上に戻るのでなく、左上から右下への軌跡を逆に辿ってもよい。この場合、スキャナ５のスキャン軌跡３６を右下から左上に戻す時間が不要になるので、スキャナ５の駆動周波数を低くすることが可能となる。
【００６２】
図１５は、前面投射型の画像表示装置の配置例を示す図である。図１５では、スキャナ５から出射された光を、スクリーン７の照射部８側から見る場合の画像表示装置９０の断面図を示している。前面投射型の画像表示装置９０は、画像投影装置８１とスクリーン７とを備えている。
【００６３】
前面投射型の画像表示装置９０では、画像投影装置８１内のスキャナ５からスクリーン７に投射された光が、スクリーン７上で適度に散乱され、反射散乱光が観察者４０に観察される。このとき、光路上に不具合がある場合（例えばスクリーン７に異常がある場合）や、スクリーン７に異常がある場合や、画像投影装置８１からスクリーン７、またはスクリーン７から観察者４０の間に障害がある場合、観察者４０は適正に画像を観察できない。
【００６４】
例えば、スクリーン７に孔が開いている場合、画像投影装置８１内のスキャナ５から出射された光は、スクリーン７の孔の開いている箇所では拡散反射されることはない。このため、観察者４０は、スクリーン７の背面から差込む外光を観察することとなる。
【００６５】
また、画像投影装置８１からスクリーン７までの間の空間は、外部と遮蔽されていないので、例えば光路上に障害物が侵入した場合、スクリーン７上には影が出現する。さらに、障害物は、画像投影装置８１内のスキャナ５から出射され光を予期せぬ方向へ反射するので、観察者４０の瞳孔に直接反射光が入射してしまう場合がある。これらは全て観察者４０にとって不快な映像として観察されることとなる。
【００６６】
図１６は、背面投射型の画像表示装置の配置例を示す図である。図１６では、スキャナ５から出射された光を、観察者４０がスクリーン７越しに見る場合の画像表示装置９１の断面図を示している。例えば、背面投射型の画像表示装置９１は、画像投影装置８１と、スクリーン７と、筐体２４と、を含んで構成されている。画像投影装置８１内のスキャナ５から出射された光は、スクリーン７を透過することで適度に拡散され、拡散透過光が観察者４０に観察される。
【００６７】
画像表示装置９１は、図１５に示した画像表示装置９０と異なり、画像投影装置８１が筐体２４内に収められている。画像表示装置９１の場合、画像投影装置８１内の光源３にＬＤを用いることで、レーザの優れた収束性により、他種光源を用いた場合と比較して投射光学系の小型化が可能になる。また、光源３にＬＤを用いることで、スクリーン７上の照射部８でのビームスポット径を小径化することが可能となるので、解像感が向上する。
【００６８】
また、画像表示装置９１は、画像投影装置８１が筐体２４内に収められているので、画像投影装置８１内のスキャナ５から出射された光がスクリーン７に入射するまでに、障害物が侵入してくることはない。さらに、光量センサ６が外光に直接暴露されることがないので、光量検出時のノイズを低減できる。
【００６９】
一方、スクリーン７に異常がある場合、特にスクリーン７に孔が開いていた場合、画像表示装置９１では、孔の位置によっては、スキャナ５から出射した光がスクリーン７で拡散されることなく直接観察者４０の網膜に入るので、非常に不快な映像として認識されることとなる。特に、光源にＬＤを用いる場合、たとえパワーの低い光でも、直接光を網膜に長時間照射することは好ましくない。そこで、本実施の形態では、スキャナ５から出射した光が直接観察者４０の網膜に入らないよう、光源３からの光の出射を停止させる。
【００７０】
前面投射型の画像表示装置９０、背面投射型の画像表示装置９１ともに、光路上の障害物や、スクリーン７の異常といった光路上の不具合が無い場合、スクリーン７上の照射部８で反射された光の一部は、光源３以外からの光である外光とともに光量センサ６に入射する。しかし、例えば光路上に障害物が侵入した場合や、スクリーン７に穴が開いていた場合、スキャナ５から出射された光はスクリーン７で反射されず、光量センサ６には外光のみが入射する。特に、光源３にＬＤを用いた場合、レーザの優れた収束性によりビームスポット径は小さくできるので、スクリーン７上の微小な孔でも、光量センサ６に入射する光量に差が生じる。
【００７１】
図１７は、光量センサの構成例を示すブロック図である。光量センサ６は、集光レンズ３７、バンドパスフィルタ３８、フォトセンサ３９を含んで構成されている。スクリーン７上の照射部８で反射された一部の光は集光レンズ３７で集められ、バンドパスフィルタ３８に入射する。バンドパスフィルタ３８は、入射する光の特定の波長を選択的に透過（濾波）させ、フォトセンサ３９に出力する。フォトセンサ３９では入射する光を光電変換し、受光量ＲＡを出力する。
【００７２】
図１８は、実施の形態１に係るバンドパスフィルタの透過率曲線の例を示す図である。図１８中には、破線でＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２から出射される光のスペクトルを併記してある。バンドパスフィルタ３８の透過率曲線Ｌ１は、光源３から出射される光の波長（ＬＤ＿ｒ２０は６４０ｎｍ付近、ＬＤ＿ｇ２１は５３０ｎｍ付近、ＬＤ＿ｂ２２は４５０ｎｍ付近）を透過中心波長とする透過率曲線になっている。
【００７３】
バンドパスフィルタ３８は、光量センサ６に入射する光として、光源３から出射されてスクリーン７で反射された光を精度良く検出するために用いられる。言い換えれば、バンドパスフィルタ３８は、光源３以外からの外光の影響を低減するために用いている。このため、バンドパスフィルタ３８は、光源３から出射される波長の光を出来るだけ透過させ、光源３から出射されていない波長の光を出来るだけ遮蔽することが望ましい。
【００７４】
図１８に示した透過率曲線Ｌ１では、透過領域の半値幅を１０ｎｍ程度で示しているが、光量センサ６の受光感度やバンドパスフィルタ３８の製造コストが許す限り、透過領域の半値幅は少しでも狭いほうが良い。透過領域の半値幅を狭くできるのは、光源３にスペクトルが急峻なＬＤを用いていることの利点でもある。
【００７５】
バンドパスフィルタ３８を透過した光はフォトセンサ３９に入射する。フォトセンサ３９は、サンプリング時間ｔの期間に入射する光の積分値を光電変換することによって受光量ＲＡを生成し、発光量指令値変換部２に出力する。サンプリング時間ｔが、例えば入力する映像信号ＩＭＧのドットクロック周期の時間であれば、１画素幅の微小なスクリーン７上の孔も検出可能になる。
【００７６】
このように、数値比較部１４は、基準反射光量ＬＹｄと補正受光量ＲＢとの比ＲＢ／ＬＹｄを閾値ＴＨと比較することによって、観察者４０側への意図しない光として、光路上への障害物の侵入、スクリーン７上の不具合（例えば、スクリーン７に孔が開いていること）を検出している。したがって、簡易な構成で容易かつ正確に光路上の不具合を検出することが可能となる。
【００７７】
また、ＲＢ／ＬＹｄと閾値ＴＨとの比較結果として出力する発光量変換ゲイン値ＬＧが一旦「０」になると、数値比較部１４は、アクティブなリセット信号ＲＳＴが入力されない限り発光量変換ゲイン値ＬＧを再び「１」にはしない。このため、光路上の不具合が発生した場合には、光源３から光が出射されることはなく、観察者４０が不快な映像を見続けることはない。
【００７８】
また、光源３にＬＤを用いることで、レーザの優れた収束性により他種光源を用いた場合と比較して、投射光学系の小型化が可能なうえ、ビームスポット径も小さくでき、高精細な画像表示が可能になる。また、ビームスポット径が小さくできるので、スクリーン７上の微小な孔も検出することが可能となる。
【００７９】
また、光量センサ６に搭載しているバンドパスフィルタ３８の透過率曲線Ｌ１は、光源３から出射される光の波長を透過中心波長とする透過率曲線になっているので、余分な外光をフォトセンサ３９に入射させることを防止できる。したがって、光量センサ６は、スクリーン７上の照射部８で反射された一部の光を効率良く検出することが可能になる。
【００８０】
なお、本実施の形態では、ＲＢ／ＬＹｄが閾値ＴＨより小さい場合に光源３を光らせない場合について説明をしたが、光路上にスクリーン７以外の反射物が侵入した場合（例えば、意図せずに光路上に鏡などが侵入した場合）、受光センサ６が受光する光量が極端に大きくなることも想定される。このため、ＲＢ／ＬＹｄが閾値ＴＨよりも極端に大きい場合にも光源３を光らせないような処理を行ってよい。
【００８１】
このように、実施の形態１によれば、光路上での不具合の発生に起因する意図しない光（不適切な光）（スクリーン７で拡散されなかった光など）を受光量ＲＡに基づいて速やかに検知して光源３からの発光を停止させるので、スクリーン７からの意図しない光の出射を停止することが可能となる。したがって、光路上に不具合がある場合、光源３から光が出射されることはなく、スクリーン７で拡散されなかった光や光路上の障害物の影、また障害物により予期せぬ方向へ反射された光を含む不快な映像を見続けることはない。
【００８２】
実施の形態２．
つぎに、図１９および図２０を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、複数の位置に配置した各光量センサを用いてスクリーン７からの反射光の一部を検出する。
【００８３】
図１９は、実施の形態２に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１９の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１の画像投影装置８１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００８４】
実施の形態２に係る画像投影装置８２が、図１に示す画像投影装置８１と異なる点は、画像投影装置８２が、２つの光量センサ６ａ、６ｂを有する点と、画像投影装置８２に、新たに累積部（加算部）４１が追加されている点などである。
【００８５】
映像信号ＩＭＧは、発光量指令値生成部１に入力される。発光量指令値生成部１は、入力した映像信号ＩＭＧに基づいて、基準発光量指令値ＬＡを生成し、発光量指令値変換部２に出力する。
【００８６】
発光量指令値変換部２は、累積部４１から出力される受光量ＲＡを入力するとともに、画像投影装置８２の外部から送られてくるリセット信号ＲＳＴを入力する。発光量指令値変換部２は、受光量ＲＡおよびリセット信号ＲＳＴに基づいて、基準発光量指令値ＬＡを発光量指令値ＬＢに変換し、光源３に出力する。
【００８７】
光量センサ６ａ，６ｂは、スキャナ５から出射されスクリーン７上の照射部８にて反射された光の一部を受光し、受光量を検出する。本実施の形態の光量センサ６ａ，６ｂは、それぞれスクリーン７上の異なる位置での照射部８から受光量を検出する。光量センサ６ａ，６ｂは、それぞれ検出した受光量に対応する信号として受光量ＲＡａ，ＲＡｂを生成し、累積部４１に出力する。累積部４１は、光量センサ６ａ，６ｂから入力した受光量ＲＡａ、ＲＡｂをそれぞれ加算することによって受光量ＲＡを生成し、発光量指令値変換部２に出力する。
【００８８】
図２０は、スキャナと光量センサの配置例を示す斜視図である。スキャナ５を用いた投影方法では、スキャナ５をスクリーン７の中心軸２５上に配置する場合が、スキャナ５の振幅量を最も少なくでき、かつスキャンにより発生するスクリーン７上の歪も少なくなる。実際には、他機器との干渉や、例えば前面投射型の場合は観察者との交錯等の問題があるので、スキャナ５は、中心軸２５に対して、上下方向にオフセットして配置される場合が多い。本実施の形態では、スキャナ５をスクリーン７の中心軸２５上に配置してもよいし、スキャナ５を中心軸２５に対して上下方向にオフセットして配置してもよい。
【００８９】
照射部８がスクリーン７の周辺部に移動するに従って、スキャナ５から出射された光のスクリーン７に対する入射角φが大きくなる。このため、任意の場所に固定された１つの光量センサ６のみでは十分にスクリーン７全面からの反射光の一部を受光できない場合が発生する。そこで、本実施の形態では、光量センサを光量センサ６ａと光量センサ６ｂとの２個配置しておく。そして、光量センサ６ａは、光量センサ６ａに対応する照射部８からの反射光の一部を受光して受光量を検出し、光量センサ６ｂは、光量センサ６ｂに対応する照射部８からの反射光の一部を受光して受光量を検出する。２個の光量センサ６ａ，６ｂから出力される受光量ＲＡａ、ＲＡｂは、累積部４１で加算され受光量ＲＡが生成される。
【００９０】
なお、照射部８からの反射光の検出精度を高めるためには、２つの光量センサ６ａ，６ｂが、スクリーン７の中心軸２５とスキャナ５を含む仮想面に対して左右対称に配置されていることが望ましい。
【００９１】
また、図１９、図２０では、光量センサとして光量センサ６ａ，６ｂの２つを配置した例で説明したが、配置する光量センサの個数は２つに限ったものではなく、３つ以上の光量センサを配置してもよい。この場合も、スクリーン７の中心軸に対して軸対称に光量センサを配置することで検出精度が向上する。
【００９２】
また、本実施の形態では、画像投影装置８２が累積部４１を備える構成としたが、画像投影装置８２は累積部４１を有していなくてもよい。この場合、光量センサ６ａ，６ｂか出力される受光量ＲＡａ、ＲＡｂは、それぞれ発光量指令値変換部２に入力される。画像投影装置８２が累積部４１を有していない場合、発光量指令値変換部５２は、検出部８の位置に基づいて、光量センサ６ａ，６ｂの何れが検出部８から光量を検出したかの情報を取得する。そして、検出部８の位置毎に光路上での不具合を検出する。
【００９３】
このように、実施の形態２によれば、複数の光量センサ６ａ，６ｂで分担して、スクリーン７からの反射光の受光量を検出するので、スキャナ５から出射された光の照射部８がスクリーン７の周辺部（周縁部近傍）にある場合であっても、スクリーン７からの反射光の一部を精度良く検出することが可能となる。
【００９４】
実施の形態３．
つぎに、図２１および図２２を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、スキャナ５からスクリーン７に対して送出する光の出射角（後述の出射角信号ｄθ）の大きさに応じた増幅率で受光量ＲＡａ、ＲＡｂを増幅する。
【００９５】
図２１は、実施の形態３に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。なお、図２１の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１の画像投影装置８１や図１９に示す実施の形態２の画像投影装置８２と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００９６】
画像投影装置８３が、画像投影装置８１，８２と異なる点は、画像投影装置８３が、新たな構成要素として角度補正部（受光量補正部）４２ａ，４２ｂを有し、且つスキャナ５から角度補正部４２ａ，４２ｂに出射角信号ｄθが送られる点などである。出射角信号ｄθは、スキャナ５からスクリーン７に対して送出する光の出射角を示す情報であり、スキャナ５によって検出される。光の出射角信号ｄθは、スクリーン７に対する光の走査方向の角度であり光を走査する際のスキャナ５の走査角である。スキャナ５は、角度検出部５５を備えており、角度検出部５５が光の出射角信号ｄθを検出する。
【００９７】
映像信号ＩＭＧは、発光量指令値生成部１に入力される。発光量指令値生成部１は、入力する映像信号ＩＭＧに基づいて、基準発光量指令値ＬＡを生成し、発光量指令値変換部２に出力する。
【００９８】
発光量指令値変換部２は、累積部４１から出力される受光量ＲＡを入力するとともに、画像投影装置８３の外部から送られてくるリセット信号ＲＳＴを入力する。発光量指令値変換部２は、受光量ＲＡおよびリセット信号ＲＳＴに基づいて、基準発光量指令値ＬＡを発光量指令値ＬＢに変換し、光源３に出力する。
【００９９】
スキャナ５は、レンズ部４から出射された光をスクリーン７に対して２次元に走査するとともに、角度検出部５５によって光の出射角信号ｄθを検出し角度補正部４２ａ，４２ｂに出力する。光量センサ６ａ，６ｂは、スキャナ５から出射されスクリーン７上の照射部８にて反射された光の一部を受光し、受光量を検出する。光量センサ６ａ，６ｂは、それぞれ検出した受光量に対応する信号として受光量ＲＡａ、ＲＡｂを生成し、角度補正部４２ａ，４２ｂにそれぞれ出力する。
【０１００】
角度補正部４２ａ，４２ｂは、スキャナ５から出力される出射角信号ｄθに基づいて、それぞれ受光量ＲＡａ，ＲＡｂを正規化して補正し、これにより角度補正受光量ＲＡＡ、ＲＡＢを生成して累積部４１に出力する。累積部４１は、角度補正部４２ａ，４２ｂから入力した角度補正受光量ＲＡＡ、ＲＡＢをそれぞれ加算することによって受光量ＲＡを生成し、発光量指令値変換部２に出力する。
【０１０１】
スキャナ５における光の出射角θの検出方法としては、例えば特開２００７−１８３２６４号公報（段落００２３、図３）で開示されているような、位置感知素子を用いてスキャニングミラーの回転角の変化を直接検知する方法などを用いる。また、スキャナ５は、入力する映像信号ＩＭＧの同期信号に同期した振動運動であるので、カウンタを用いて映像信号ＩＭＧの解析を行い、光の出射角θを計算してもよい。
【０１０２】
つぎに、角度補正部４２ａ，４２ｂについて詳しく説明する。図２２は、角度補正部での入力信号と出力信号の関係例を示す図である。図２２の横軸が出射角信号ｄθであり、縦軸が角度補正受光量ＲＡＡ／受光量ＲＡａである。なお、図２２では、出射角信号ｄθに対する角度補正受光量ＲＡＡ／受光量ＲＡａを示しているが、出射角信号ｄθに対する角度補正受光量ＲＡＢ／受光量ＲＡｂも同様の関係を有している。
【０１０３】
画像投射装置８３は、スクリーン７のスクリーン面に正対して配置されるので、光の出射角θ＝スクリーン入射角φとなる。したがって、スキャナ５からの光の出射角θが大きいほど、スクリーン７への入射角が大きくなり、スクリーン７への入射角が大きくなるにしたがって光量センサ６ａ，６ｂで受光可能なスクリーン７からの反射光は減少する。
【０１０４】
そこで、本実施の形態では、角度補正部４２ａ，４２ｂは、スキャナ５から出力される出射角信号ｄθが大きいほど、光量センサ６ａ，６ｂから出力される受光量ＲＡａ、ＲＡｂを大きく増幅し、角度補正受光量ＲＡＡ，ＲＡＢとして出力する。換言すると、角度補正部４２ａ，４２ｂは、スキャナ５から出力される出射角信号ｄθの大きさに応じた増幅率で受光量ＲＡａ、ＲＡｂを増幅（補正）する。
【０１０５】
具体的には、角度補正部４２ａは、出射角信号ｄθと角度補正受光量ＲＡＡ／受光量ＲＡａとの関係が、図２２に示す関係となるよう、受光量ＲＡａを角度補正受光量ＲＡＡに増幅する。同様に、角度補正部４２ｂは、出射角信号ｄθと角度補正受光量ＲＡＢ／受光量ＲＡｂとの関係が、図２２に示す関係と同様の関係となるよう、受光量ＲＡｂを角度補正受光量ＲＡＢに増幅する。
【０１０６】
このように、実施の形態３によれば、出射角信号ｄθが大きいほど、光量センサ６ａ，６ｂから出力される受光量ＲＡａ，ＲＡｂを大きく増幅するように補正するので、スクリーン７上の照射部８が、スクリーン７の周辺部にある場合であっても、スクリーン７からの反射光を精度良く検出することが可能となる。
【０１０７】
実施の形態４．
つぎに、図２３〜図２６を用いてこの発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４では、レンズ部に入射する光の発光輝度と、スクリーン７から受光する光の輝度とを用いて、光路上の不具合を検出する。
【０１０８】
図２３は、実施の形態４に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。なお、図２３の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１の画像投影装置８１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１０９】
画像投影装置８４が、画像投影装置８１と異なる点は、画像投影装置８４が、新たな構成要素として光量センサ（光源光量検出部）５６を有している点などである。また、画像投影装置８４は、発光量指令値変換部２の代わりに発光量指令値変換部５２を有し、レンズ部４の代わりにレンズ部５４を有している。
【０１１０】
映像信号ＩＭＧは、発光量指令値生成部１に入力される。発光量指令値生成部１は、入力する映像信号ＩＭＧに基づいて、基準発光量指令値ＬＡを生成し、発光量指令値変換部５２に出力する。
【０１１１】
発光量指令値変換部５２は、光量センサ６から出力される受光量ＲＡ、画像投影装置８２の外部から送られてくるリセット信号ＲＳＴ、光量センサ５６から出力される発光量ＥＡに基づいて、基準発光量指令値ＬＡを発光量指令値ＬＢに変換し、光源３に出力する。
【０１１２】
光量センサ５６は、光源３とスキャナ５との間に配置されている。光量センサ５６は、レンズ部５４へ入射して合成された光の一部を受光し、受光量を検出する。光量センサ５６は、検出した受光量に対応する信号として発光量ＥＡを生成し、発光量指令値変換部５２に出力する。
【０１１３】
図２４は、実施の形態４に係るレンズ部の構成例を示すブロック図である。なお、図２４の各構成要素のうち図１１に示す実施の形態１のレンズ部４と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１１４】
実施の形態４に係るレンズ部５４が、図１１に示す実施の形態１のレンズ部４と異なる点は、レンズ部５４が、光合成部２６と投射レンズ２７との間にハーフミラー４６を有している点などである。ハーフミラー４６は、光合成部２６で合成された光の一部を投射レンズ２７に出射するとともに、光の一部を反射して光量センサ５６に出射する。
【０１１５】
図２５は、実施の形態４に係る発光量指令値変換部の構成例を示すブロック図である。
なお、図２５の各構成要素のうち図４に示す実施の形態１の発光量指令値変換部２と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１１６】
発光量指令値変換部５２が、発光量指令値変換部２と異なる点は、発光量指令値変換部５２が、発光輝度推定部１２、遅延補償部１３の代わりに、発光輝度補正部４７を有している点などである。
【０１１７】
受光輝度補正部１１は、光量センサ６から入力する受光量ＲＡを補正することによって補正受光量ＲＢを生成し、数値比較部１４に出力する。発光輝度補正部４７は、光量センサ５６から入力する発光量ＥＡを補正することによって補正発光量ＥＢを生成し、数値比較部１４に出力する。発光輝度補正部４７は、例えば光量センサ５６から出力された発光量ＥＡがアナログ量であるならば発光量ＥＡをデジタル化するとともに、必要に応じてローパスフィルタ等を用いてノイズ除去を行い、これにより補正発光量ＥＢを生成し数値比較部１４に出力する。
【０１１８】
数値比較部１４は、補正受光量ＲＢ、補正発光量ＥＢ、閾値ＴＨに基づいて、発光量変換ゲイン値ＬＧを生成し、指令信号変換部１５に出力する。ここでの発光量変換ゲイン値ＬＧは、スクリーン７に送られる光の輝度と、スクリーン７から画像投影装置８１に送られてくる光の輝度と、の比（利得）に基づいて導出される値である。本実施の形態の数値比較部１４は、入力した補正受光量ＲＢと補正発光量ＥＢの比と、閾値ＴＨと、を比較した結果に基づいて、発光量変換ゲイン値ＬＧを出力する。
【０１１９】
指令信号変換部１５は、発光量変換ゲイン値ＬＧおよび画像投影装置８４の外部から入力するリセット信号ＲＳＴに基づいて、基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂをそれぞれ発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに変換し光源３に出力する。
【０１２０】
図２６は、実施の形態４に係る数値比較部での入力信号と出力信号の関係の一例を説明するための図である。図２６に示すグラフは、横軸が補正発光量ＥＢと補正受光量ＲＢの比（ＲＢ／ＥＢ）であり、縦軸が数値比較部１４から出力する発光量変換ゲイン値ＬＧである。発光量変換ゲイン値ＬＧは、補正発光量ＥＢと補正受光量ＲＢの比であるＲＢ／ＥＢが閾値ＴＨより小さい場合は０とし、閾値ＴＨ以上の場合に１とする。なお、ここでの閾値ＴＨは、実施の形態１の数値比較部１４が用いる閾値ＴＨと異なる値であってもよい。
【０１２１】
光量センサ６が受光する光の受光量ＲＡは、光源３から出射されスクリーン７上の照射部８で反射された光の一部と外光である。外光の影響が少ない基準の状態において、ＲＢ／ＥＢは、主にスクリーン７上の照射部８の位置等の影響によって決まり、画像投影装置８４やスクリーン７を備えた画像表示装置の構造等の知見から予想される予測変動範囲ｓ内の値をとりうる。予想変動範囲ｓの下限値を閾値ＴＨとしたとき、ＲＢ／ＥＢが閾値ＴＨより小さくなれば、光路上の不具合が原因で光源３から出射された光のうちスクリーン７で反射され光量センサ６に入射する光量が少なくなったと判断できる。
【０１２２】
したがって、ＲＢ／ＥＢが閾値ＴＨより小さい場合、数値比較部１４は、光路上に不具合が発生していると判断する。そして、光源３からの発光を停止させるために、数値比較部１４は、発光量変換ゲイン値ＬＧを０として出力する。また、ＲＢ／ＥＢが閾値ＴＨよりも大きい場合、数値比較部１４は、発光量変換ゲイン値ＬＧを１として出力する。なお、閾値ＴＨは、システムの設計時にレンズ光学系の透過率、スクリーン７の反射率、スキャナ５の最大振れ角などの知見より予め定めておいてもよいし、例えば装置セットアップ時毎にキャリブレーションを行い、その都度閾値ＴＨを決定してもよい。
【０１２３】
発光量指令値生成部１から出力された基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂ、数値比較部１４から出力された発光量変換ゲイン値ＬＧ、および画像投影装置８４の外部から入力されたリセット信号ＲＳＴは、それぞれ指令信号変換部１５に入力される。
【０１２４】
なお、指令信号変換部１５は、実施の形態１の指令信号変換部１５と同様の機能を有しており、同様の動作を行なう。また、ゼロゲイン保持部１６、乗算部１７は、実施の形態１のゼロゲイン保持部１６、乗算部１７と同様の機能を有しており、同様の動作を行なう。
【０１２５】
なお、本実施の形態の画像投影装置８４と実施の形態２，３の画像投影装置８２，８３を組み合わせて画像投影装置を構成してもよい。例えば、本実施の形態では、スクリーン７からの反射光を受光する光量センサ６が１つである場合について説明したが、光量センサを複数個用いてもよい。また、画像投影装置８４が角度補正部４２ａ，４２ｂを有する構成としてもよい。
【０１２６】
このように、実施の形態４によれば、レンズ部５４に入射した光を光量センサ５６で受光して発光量ＥＡを生成し、発光量ＥＡと補正発光量ＥＢに基づいて、基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂを発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに変換するので、光源３から出射される光の輝度を計算によって推定する必要が無い。このため、出力が経時変化するデバイスを光源３に用いる場合であっても、光路への障害物の侵入や、スクリーン７上の不具合を精度良く検出することが可能になる。
【０１２７】
実施の形態５．
つぎに、図２７〜図３１を用いてこの発明の実施の形態５について説明する。実施の形態５では、光源から赤、緑、青とともに、不可視光を出射させ、不可視光の輝度に基づいて、光路上の不具合を検出する。本実施の形態では、画像投影装置８１〜８４の何れかに対して、光源３の代わりに実施の形態５の光源（後述する光源５３）を配置することによって本実施の形態の画像投影装置を構成する。以下では、本実施の形態の画像投影装置の一例として、画像投影装置８１に実施の形態５の光源５３を配置した場合について説明する。
【０１２８】
図２７は、実施の形態５に係る光源の構成例を示すブロック図である。なお、図２７の各構成要素のうち図９に示す実施の形態１の光源３と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１２９】
実施の形態５に係る光源５３が、実施の形態１の光源３と異なる点は、光源５３が、新たな構成要素として少なくとも１つのＬＤ＿Ｉｒ４９を有している点などである。電源部１８は、光源を光らせるためのエネルギーを電流変調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ、およびＬＤ＿Ｉｒ４９に供給する。ＬＤ＿Ｉｒ４９は、ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２とは波長の異なる不可視光（例えば、赤外光）を出射するＬＤである。
【０１３０】
電流変調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、例えば定電流回路を備えて構成されている。電流変調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、発光量指令値変換部２から出力された、発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに基づいて、ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２に供給する電流Ｉ＿ｒ，Ｉ＿ｇ，Ｉ＿ｂを変調し、それぞれＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２に出力する。
【０１３１】
一方、ＬＤ＿Ｉｒ４９は、発光量指令値変換部２から出力される発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂとは接続されていない。このため、ＬＤ＿Ｉｒ４９は、電源部１８から光源３を光らせるためのエネルギーが供給されている間は、入力する映像信号ＩＭＧに関係なく、常時、赤外光などの不可視光を出力する。
【０１３２】
図２８は、実施の形態５に係るレンズ部の構成例を示すブロック図である。なお、図２８の各構成要素のうち図１１に示す実施の形態１のレンズ部４と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１３３】
実施の形態５に係るレンズ部６４が、図１１に示すレンズ部４と異なる点は、レンズ部６４が新たな構成要素として集光レンズ２３ｄを有している点、光合成部２６の代わりに光合成部６６を有している点などである。ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２から出射された光は、それぞれ集光レンズ２３ａ、集光レンズ２３ｂ、集光レンズ２３ｃを介して光合成部６６に入射する。また、ＬＤ＿Ｉｒ４９から出射された光は、集光レンズ２３ｄを介して光合成部６６に入射する。光合成部６６では、入射してくる波長の異なる４つの光を合成し、投射レンズ２７に出射する。投射レンズ２７は、光合成部６６から出射された光を集め、スキャナ５に出射する。
【０１３４】
図２９は、実施の形態５に係る光合成部の構成例を示す図である。なお、図２９の各構成要素のうち図１２に示す実施の形態１の光合成部２６と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１３５】
実施の形態５に係る光合成部６６が、図１２に示す光合成部２６と異なる点は、光合成部６６が、新たな構成要素としてハーフミラー３０を有している点などである。集光レンズ２３ａから出射された赤色光は、ミラー３１で光軸を曲げられた後、ハーフミラー３２にて、集光レンズ２３ｃから出射された青色光と重ね合わされる。ハーフミラー３２で生成された、赤と青の混合光はハーフミラー３３によって、集光レンズ２３ｂから出射された緑色光と重ね合わされる。ハーフミラー３３で生成された、赤と青と緑の混合光はハーフミラー３０によって、集光レンズ２３ｄから出射された赤色光と重ね合わされる。ハーフミラー３０から出射された、赤、青、緑、赤外の混合光は、投射レンズ２７に出射される。なお、光の合成する順番は図２９に示した順番に限らず、何れの順番で合成してもよい。
【０１３６】
レンズ部６４から出射された光はスキャナ５を介してスクリーン７に投射される。ＬＤ＿Ｉｒ４９は不可視の赤外光であるので、前面投射型、背面投射型とも、ＬＤ＿Ｉｒが追加されたことによる観察者４０からの映像の見え方に差が生じるわけではない。
【０１３７】
本実施の形態の光量センサ６は、図１７に示した光量センサ６とほぼ同様の構成を有している。本実施の形態の光量センサ６は、バンドパスフィルタ３８として、ＬＤ＿Ｉｒ４９からの不可視光（赤外光）を透過させ、赤、青、緑の光は透過させない。
【０１３８】
図３０は、実施の形態５に係るバンドパスフィルタの透過率曲線の例を示す図である。実施の形態５に係るバンドパスフィルタ３８と図１８に示すバンドパスフィルタ３８とが異なる点は、実施の形態５に係るバンドパスフィルタ３８では、可視光領域の波長を全てカットオフし、新たにＬＤ＿Ｉｒ４９から出射される光の波長（この例では１０６０ｎｍ付近）のみを透過させる透過率曲線Ｌ２になっている点などである。
【０１３９】
光量センサ６は、内蔵するバンドパスフィルタ３８によって、入射してくる光の特定の波長を選択的に透過させ、フォトセンサ３９に出力する。フォトセンサ３９は、入射する光を光電変換し、受光量ＲＡを出力する。このように、本実施の形態光量センサ６では、不可視光領域の一部のみを透過するバンドパスフィルタ３８（透過率曲線Ｌ２）を用いているので、フォトセンサ３９に外光がほとんど入射することがない。光量センサ６から出力された受光量ＲＡは、例えば図１に示すように発光量指令値変換部２に出力される。
【０１４０】
図３１は、実施の形態５に係る発光量指令値変換部の構成例を示すブロック図である。なお、図２９の各構成要素のうち図４に示す実施の形態１の発光量指令値変換部２や図２５に示す実施の形態４の発光量指令値変換部５２と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１４１】
実施の形態５に係る発光量指令値変換部６２が、図２に示す発光量指令値変換部２と異なる点は、発光量指令値変換部６２が発光輝度推定部１２や遅延補償部１３を有していない点などである。また、発光量指令値変換部６２が、図２５に示す発光量指令値変換部５２と異なる点は、発光量指令値変換部６２が発光輝度補正部４７を有していない点である。
【０１４２】
受光輝度補正部１１は、光量センサ６から入力する受光量ＲＡを補正することによって補正受光量ＲＢを生成し、数値比較部１４に出力する。数値比較部１４は、補正受光量ＲＢ、予め設定しておいた発光輝度ＹＩｒ、閾値ＴＨに基づいて、発光量変換ゲイン値ＬＧを生成し、指令信号変換部１５に出力する。発光輝度ＹＩｒは、ＬＤ＿Ｉｒ４９から出射される光の発光輝度（予測値）である。ここでの発光量変換ゲイン値ＬＧは、スクリーン７に送られるＬＤ＿Ｉｒ４９からの光の輝度（予測値）と、スクリーン７から画像投影装置８１に送られてくるＬＤ＿Ｉｒ４９からの光の輝度（測定値）と、の比に基づいて導出される。本実施の形態の数値比較部１４は、入力した補正受光量ＲＢと発光輝度ＹＩｒの比と、閾値ＴＨと、を比較した結果に基づいて、発光量変換ゲイン値ＬＧを出力する。
【０１４３】
なお、発光輝度ＹＩｒは、光量センサ６から入力されて生成される補正受光量ＲＢの予測値であってもよいし、補正受光量ＲＢと比較するための値であってもよい。この場合も、発光輝度ＹＩｒの大きさに応じた閾値ＴＨを設定しておく。また、補正受光量ＲＢと閾値ＴＨとを、直接比較してもよい。
【０１４４】
指令信号変換部１５は、発光量変換ゲイン値ＬＧおよび画像投影装置８１の外部から入力するリセット信号ＲＳＴに基づいて、基準発光量指令値ＬＡ＿ｒ，ＬＡ＿ｇ，ＬＡ＿ｂを、それぞれ発光量指令値ＬＢ＿ｒ，ＬＢ＿ｇ，ＬＢ＿ｂに変換し光源３に出力する。
【０１４５】
本実施の形態では、光源５３を構成するＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２は入力する映像信号ＩＭＧのレベルによって出射する光の強度を変化させているが、ＬＤ＿Ｉｒ４９は、入力する映像信号ＩＭＧのレベルによらず常に発光輝度ＹＩｒの光を出射している。そのため、光量センサ６から出力される受光量ＲＡは、たとえ映像信号ＩＭＧが黒色であっても、光路への障害物の侵入、またはスクリーン７上に異常が無い限り、常にＬＤ_Ｉｒが出射する光の一部を受光している。
【０１４６】
数値比較部１４では、映像信号ＩＭＧに基づいて、光源３が出射した光量を推定する必要が無く、補正受光量ＲＢと予め設定しておいた発光輝度ＹＩｒの比の値ＲＢ／ＹＩｒに基づいて発光量変換ゲイン値ＬＧを生成し出力する。例えば、ＲＢ／ＹＩｒは、通常１以下の値を示すが、ＲＢ／ＹＩｒが極端に小さな値（所定値よりも小さな値）をとる場合は、スクリーン７上から反射光が得られないと判断することができる。したがって、この場合、数値比較部１４は、スクリーン７にピンホール等の欠陥が生じていると判断することができる。
【０１４７】
数値比較部１４は、少なくともＲＢ／ＹＩｒが閾値ＴＨよりも大きい場合は、スクリーン７からの反射光が得られなかったと判断し、発光量変換ゲイン値ＬＧを０として指令信号変換部１５に出力する。一方、数値比較部１４は、ＲＢ／ＹＩｒが閾値ＴＨより小さい場合は、スクリーン７からの反射光が適切であったと判断し、発光量変換ゲイン値ＬＧを１として指令信号変換部１５に出力する。指令信号変換部１５の動作は、図７や図８などで説明した動作と同様の動作であるので重複する説明は省略する。
【０１４８】
なお、本実施の形態では、バンドパスフィルタ３８が、ＬＤ＿Ｉｒ４９から出射される光の波長のみを透過させる場合について説明したが、バンドパスフィルタ３８は、ＬＤ＿Ｉｒ４９から出射される光の波長以外の波長を透過させてもよい。
【０１４９】
また、本実施の形態では、光源５３から受光量測定用の不可視光を出射させる場合について説明したが、受光量測定用の光としては、可視光の波長（波長領域）であってもよい。この場合、受光量測定用の可視光と、映像表示用の光（赤、緑、青）の各波長とを、それぞれ異なる波長としておく。
【０１５０】
このように、数値比較部１４は、比ＲＢ／ＹＩｒと閾値ＴＨとを比較することによって、観察者４０側への意図しない光として、光路上への障害物の侵入、スクリーン７上の不具合を検出している。したがって、簡易な構成で容易かつ正確に光路上の不具合を検出することが可能となる。また、意図しない光を検出した場合には、意図しない光の出射を停止させるので、光源５３から光が出射されることはなく、観察者４０が不快な映像を見続けることはない。
【０１５１】
本実施の形態の画像投影装置８１は、以上のように構成されているので、光路への障害物の侵入、またはスクリーン７上に異常が無い限り光量センサ６は常にＬＤ_Ｉｒ４９が出射する光を受光することができる。このため、たとえ映像信号ＩＭＧが黒レベルであっても、光路状の不具合（例えば、スクリーン７の破れなど）を早期に発見することができる。
【０１５２】
また、ＬＤ_Ｉｒ４９から出射される光量は、映像信号ＩＭＧによらず一定出力が可能であるので、正常時には、スクリーン７から光量センサ６に入射する反射光を常に一定光量確保することが可能となる。したがって、光量センサ６に入射するスクリーン７からの光が、光量センサ６に入射する外光と比較して十分に強くなるように、ＬＤ＿Ｉｒ４９からの反射光または透過光の出力を調整することができる。これにより、光量センサ６で受光するＬＤ＿Ｉｒ４９からの光が外光から受ける影響を少なくすることが可能となる。
【０１５３】
また、受光センサ６に用いるバンドパスフィルタ３８は、ＬＤ＿Ｉｒ４９を透過中心波長とする一部の赤外光しか透過させない。このため、ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２の各波長帯を透過するバンドパスフィルタ３８を用いる場合と比較して、反射光の検出において、外光の影響を少なくすることが可能になる。
【０１５４】
このように、実施の形態４によれば、光源から出射させた不可視光を用いて光路上の不具合を検出するので、光量センサ６が外光から受ける影響を少なくすることが可能となる。したがって、光路への障害物の侵入や、スクリーン７上の不具合を精度良く検出することが可能になる。
【０１５５】
なお、上述した実施の形態１〜５では、画像表示に用いる映像信号ＩＭＧがＩＭＧ＿ｒ、ＩＭＧ＿ｇ、ＩＭＧ＿ｂの３色の信号から構成され、光源３，５３が異なる波長の可視光を３つ出射する場合について説明したが、画像表示に用いる映像信号ＩＭＧは、２色以下の信号または４色以上の信号であってもよい。また、光源が出射する可視光は、１つの波長の可視光、異なる２つの波長の可視光、異なる４つ以上の波長の可視光であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
以上のように、本発明に係る画像投影装置および画像表示装置は、光源から出射した光のスキャナを用いたスクリーンへの投射に適している。
【符号の説明】
【０１５７】
１  発光量指令値生成部
２，５２，６２  発光量指令値変換部
３，５３  光源
４，５４，６４  レンズ部
５  スキャナ
６，６ａ，６ｂ，５６  光量センサ
７  スクリーン
８  照射部
１１  受光輝度補正部
１２  発光輝度推定部
１３  遅延補償部
１４  数値比較部
１５  指令信号変換部
１６  ゼロゲイン保持部
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ  電流変調部
３８  バンドパスフィルタ
３９  フォトセンサ
４１  累積部
４２ａ，４２ｂ  角度補正部
４７  発光輝度補正部
５５  角度検出部
８１〜８４  画像投影装置
９０，９１  画像表示装置
Ｌ１，Ｌ２  透過率曲線
【図１】
0005595063.tif 000002
【図２】
0005595063.tif 000003
【図３】
0005595063.tif 000004
【図４】
0005595063.tif 000005
【図５】
0005595063.tif 000006
【図６】
0005595063.tif 000007
【図７】
0005595063.tif 000008
【図８】
0005595063.tif 000009
【図９】
0005595063.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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