(57)【要約】【課題】装置全体の大型化を抑制しながら、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行って投影画像を高品質に保つことが可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】この発明によるプロジェクタ１００は、投影用レーザ光および測定用レーザ光の２種類のレーザ光を出力するレーザ光発生部１０３〜１０５と、投影用レーザ光を走査する走査部１１１および１１２と、レーザ光発生部１０３〜１０５と走査部１１１および１１２との間に配置され、レーザ光発生部１０３〜１０５により投影用レーザ光が出力される際、投影用レーザ光を通過させ、レーザ光発生部１０３〜１０５により測定用レーザ光が出力される際、スクリーン１１側への測定用レーザ光を遮断する光通過制御部１０８と、光通過制御部１０８により、スクリーン１１側への測定用レーザ光が遮断されている間に測定用レーザ光の光出力を測定するフォトダイオード１０９とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影用レーザ光および測定用レーザ光の２種類のレーザ光を出力するレーザ光発生部と、
前記投影用レーザ光を走査する走査部と、
前記レーザ光発生部と前記走査部との間に配置され、前記レーザ光発生部により前記投影用レーザ光が出力される際には、前記投影用レーザ光を通過させるとともに、前記レーザ光発生部により前記測定用レーザ光が出力される際には、投影面側への前記測定用レーザ光を遮断する光通過制御部と、
前記光通過制御部により、前記投影面側への前記測定用レーザ光が遮断されている間に前記測定用レーザ光の光出力を測定する光測定器とを備えた、プロジェクタ。
【請求項２】
前記光通過制御部を前記投影用レーザ光が通過する状態から遮断される状態に変化させた後、前記レーザ光発生部により、前記測定用レーザ光を出力するように構成されている、請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記光通過制御部は、前記投影用レーザ光を透過させる状態と前記投影用レーザ光を遮断する状態とを電気的に切り替えるように構成されている、請求項１または２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記光通過制御部は、第１光偏光素子と、分光部材とを含み、
前記第１光偏光素子は、前記分光部材に対してＰ偏光またはＳ偏光の前記レーザ光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光またはＳ偏光をそれぞれＳ偏光またはＰ偏光に変更して透過させる状態とを切り替え可能に構成され、
前記分光部材は、前記第１光偏光素子と前記走査部との間に配置されるとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の一方を前記光測定器側に導くとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の他方を前記投影面側に導くように構成されている、請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記分光部材は、Ｐ偏光およびＳ偏光の一方を透過させるとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の他方を反射させる偏向ビームスプリッタを有する、請求項４に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記光通過制御部は、前記レーザ光を透過させる状態と前記レーザ光を遮断する状態とを変更可能な第２光偏光素子を含む、請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記光通過制御部は、前記レーザ光の光路上の位置と光路上からずれた位置とを移動可能に構成された可動ミラーを含み、
前記可動ミラーは、前記投影用レーザ光が出力される際には、前記投影用レーザ光を通過させるように前記レーザ光の光路上からずれた位置に配置され、前記測定用レーザ光が出力される際には、前記投影面側への前記測定用レーザ光を遮断して反射するように光路上の位置に配置されるように構成されている、請求項１または２に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プロジェクタに関し、特に、レーザ光を測定する光測定器を備えるプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を測定する光測定器を備えるプロジェクタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、投影用のレーザ光を出射するレーザ光源（レーザ光発生部）と、投影用のレーザ光を走査するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー装置（走査部）と、レーザ光源およびＭＥＭＳミラー装置の間に配置され、投影用のレーザ光の一部を反射する光路分離用プリズムと、光路分離用プリズムにより反射された投影用のレーザ光の一部の光出力を測定する光量モニタ用受光素子（光測定器）とを備えた投影画像表示装置（プロジェクタ）が開示されている。この投影画像表示装置では、光量モニタ用受光素子により、投影用のレーザ光を測定することによって、投影用のレーザ光の光出力を一定に保つフィードバック制御を行っている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の投影画像表示装置（プロジェクタ）では、投影用のレーザ光により光出力が測定されるので、測定により得られる光出力の範囲が限定されてしまうという不都合がある。このため、たとえば、投影用の画像が暗い場合には、光出力が低くなるので、高い光出力については測定することができず、その結果、精度よくフィードバック制御を行うことができないという問題点がある。
【０００５】
また、従来、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことが可能な技術が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
上記特許文献２には、投影用のレーザ光とＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）検出パターン情報に基づく光（測定用レーザ光）とを出射するレーザダイオード（レーザ光発生部）と、レーザダイオードからの光を走査する光偏向器（走査部）と、投射面と光偏向器との間に配置され、光偏向器により走査された光のうち、ＡＰＣ検出パターン情報に基づく光（測定用レーザ光）を遮蔽（遮断）する遮蔽部と、遮蔽部により遮蔽（遮断）されたＡＰＣ検出パターン情報に基づく光（測定用レーザ光）の光出力を測定する光検知部とを備えた２次元光走査装置（プロジェクタ）が開示されている。また、レーザダイオードは、投影画像上にＡＰＣ検出パターン情報に基づく光（測定用レーザ光）が照射されないように、投影画像が投影される領域では投影用の光を出射し、投影画像が投影される領域の外側の領域で、ＡＰＣ検出パターン情報に基づく光（測定用レーザ光）を出射するように構成されている。また、遮蔽部は、投影用のレーザ光を遮蔽（遮断）することなく、ＡＰＣ検出パターン情報に基づく光（測定用レーザ光）を遮蔽（遮断）するように、光偏向器と投射面との間で光偏向器（走査部）からある程度離間した位置に配置されていると考えられる。すなわち、走査部により走査される光は所定のスポット径を有しており、走査部から近い位置では、投影領域に投影される投影用のレーザ光（スポット光）と測定用レーザ光（スポット光）とが重なっているとともに、走査部から投影面側に離れるほど投影用レーザ光と測定用レーザ光との重なり度合いが小さくなり、走査部からある程度離間した位置で投影用レーザ光と測定用レーザ光との重なりがなくなる。このため、投影用レーザ光を遮断することなく測定用レーザ光を遮断するためには、走査部からある程度離間した位置に遮蔽部（遮断部）を配置する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−８２２１号公報
【特許文献２】特開２００３−５１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、上記特許文献２に記載の２次元光走査装置（プロジェクタ）では、測定用のレーザ光を用いることにより精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができるので、投影画像を高品質に保つことが可能である一方、遮蔽部を、投影用のレーザ光を遮蔽（遮断）することなく、ＡＰＣ検出パターン情報に基づく光（測定用レーザ光）を遮蔽（遮断）するために、光偏向器と投射面との間で光偏向器からある程度離間した位置に配置する必要があるので、その分、光偏向器と遮蔽部との間のスペースが大きくなってプロジェクタが大型化するという問題点があると考えられる。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、装置全体の大型化を抑制しながら、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行って投影画像を高品質に保つことが可能なプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の一の局面によるプロジェクタは、投影用レーザ光および測定用レーザ光の２種類のレーザ光を出力するレーザ光発生部と、投影用レーザ光を走査する走査部と、レーザ光発生部と走査部との間に配置され、レーザ光発生部により投影用レーザ光が出力される際には、投影用レーザ光を通過させるとともに、レーザ光発生部により測定用レーザ光が出力される際には、投影面側への測定用レーザ光を遮断する光通過制御部と、光通過制御部により、投影面側への測定用レーザ光が遮断されている間に測定用レーザ光の光出力を測定する光測定器とを備える。
【００１１】
この発明の一の局面によるプロジェクタでは、上記のように、レーザ光発生部と走査部との間に配置され、レーザ光発生部により投影用レーザ光が出力される際には、投影用レーザ光を通過させるとともに、レーザ光発生部により測定用レーザ光が出力される際には、投影面側への測定用レーザ光を遮断する光通過制御部を設けることによって、レーザ光発生部と走査部との間に配置された光通過制御部により、投影用レーザ光を通過させる状態と、測定用レーザ光を遮断する状態とを切り替えることができるので、投影用レーザ光を遮断することなく測定用レーザ光を遮断するために、走査部と投影面との間で走査部からある程度離間した位置に測定用レーザ光を遮断する遮蔽部（遮断部）を設ける場合と異なり、装置全体の大型化を抑制することができる。また、光通過制御部により、投影面側への測定用レーザ光が遮断されている間に測定用レーザ光の光出力を測定する光測定器を設けることによって、投影画面上に測定用レーザ光が照射されるのを抑制しながら測定専用の測定用レーザ光を用いて光出力を測定することができるので、光出力の範囲が限定される投影用レーザ光を用いる場合と異なり、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができる。したがって、このプロジェクタでは、装置全体の大型化を抑制しながら、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行って投影画像を高品質に保つことができる。
【００１２】
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、光通過制御部を投影用レーザ光が通過する状態から遮断される状態に変化させた後、レーザ光発生部により、測定用レーザ光を出力するように構成されている。このように構成すれば、測定用レーザ光が投影面に投影されるのを確実に防止することができるので、測定用レーザ光に起因して投影画像の品質が低下するのを抑制することができる。
【００１３】
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、光通過制御部は、投影用レーザ光を透過させる状態と投影用レーザ光を遮断する状態とを電気的に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、機械的駆動手段（モータなど）が不要となるので、装置構成を簡略化することができる。その結果、装置の大型化を抑制することができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、光通過制御部は、第１光偏光素子と、分光部材とを含み、第１光偏光素子は、分光部材に対してＰ偏光またはＳ偏光のレーザ光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光またはＳ偏光をそれぞれＳ偏光またはＰ偏光に変更して透過させる状態とを切り替え可能に構成され、分光部材は、第１光偏光素子と走査部との間に配置されるとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の一方を光測定器側に導くとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の他方を投影面側に導くように構成されている。このように構成すれば、第１光偏光素子の状態を変更するだけで、光測定器側から投影面側に、または、投影面側から光測定器側にレーザ光が導かれるように変更することができるので、容易に測定用レーザ光を用いて精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができる。
【００１５】
上記光通過制御部が状態を電気的に切り替える構成において、好ましくは、分光部材は、Ｐ偏光およびＳ偏光の一方を透過させるとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の他方を反射させる偏向ビームスプリッタを有する。このように構成すれば、偏光ビームスプリッタにより、容易にＰ偏光およびＳ偏光の一方を光測定器側に導くとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の他方を投影面側に導くことができる。
【００１６】
上記光通過制御部が状態を電気的に切り替える構成において、好ましくは、光通過制御部は、レーザ光を透過させる状態とレーザ光を遮断する状態とを変更可能な第２光偏光素子を含む。このように構成すれば、第２光偏光素子の状態を変更するだけで、レーザ光を透過または遮断するように変更することができるので、容易に測定用レーザ光を用いて精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができる。
【００１７】
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、光通過制御部は、レーザ光の光路上の位置と光路上からずれた位置とを移動可能に構成された可動ミラーを含み、可動ミラーは、投影用レーザ光が出力される際には、投影用レーザ光を通過させるようにレーザ光の光路上からずれた位置に配置され、測定用レーザ光が出力される際には、投影面側への測定用レーザ光を遮断して反射するように光路上の位置に配置されるように構成されている。このように構成すれば、可動ミラーを移動させるだけで、レーザ光を透過または遮断するように変更することができるので、容易に測定用レーザ光を用いて精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上記のように、装置全体の大型化を抑制しながら、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行って投影画像を高品質に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態によるプロジェクタの使用状態を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるプロジェクタの光出力の測定について説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるプロジェクタの光出力の測定について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態によるプロジェクタの光出力の測定について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１００の構成について説明する。
【００２１】
本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１００は、図１および図２に示すように、スクリーン１１にレーザ光を出射することにより投影画像１０を投影するように構成されている。また、プロジェクタ１００は、投影のために用いる投影用レーザ光と、レーザ光の光出力を測定するために用いる専用の測定用レーザ光の２種類のレーザ光を出射するように構成されている。また、プロジェクタ１００は、測定用レーザ光の光出力をフォトダイオード１０９を用いて測定することにより、投影用レーザ光のスクリーン１１上における光出力を一定に保つためのレーザ光出力のフィードバック制御を行うように構成されている。また、プロジェクタ１００は、スクリーン１１側に投影用レーザ光を導く状態と、フォトダイオード１０９側に測定用レーザ光を導く状態とを交互に変更させる操作を光通過制御部１０８により行うように構成されている。また、図２では、スクリーン１１側に投影用レーザ光（実線で示すレーザ光）を導く状態が示されている。また、フォトダイオード１０９側に測定用レーザ光（破線で示すレーザ光）を導く状態に変更された場合には、スクリーン１１側へのレーザ光が遮断されるとともに、測定用レーザ光がフォトダイオード１０９側に導かれることになる。なお、スクリーン１１は、本発明の「投影面」の一例である。また、フォトダイオード１０９は、本発明の「光測定器」の一例である。
【００２２】
以下では、光出力を測定する目的、プロジェクタ１００の全体および各部の構成、光通過制御部１０８の構成、光出力の測定方法とレーザ光出力のフィードバック制御の方法、および、光出力を測定するためのフローについて順に説明していく。
【００２３】
まず、光出力を測定する目的について説明する。レーザ光は、温度が上昇するに伴って光出力が減少する特性がある。そのため、プロジェクタ１００は、所望の輝度（光出力）により投影するためには、温度変化に伴ってレーザ光の光源の駆動電流を増減させる必要がある。したがって、プロジェクタ１００は、測定用レーザ光の光出力を常時測定することにより、レーザ光の温度変化に対応したレーザ光出力のフィードバック制御を行なわなければならない。これにより、スクリーン１１上で所望の輝度（光出力）の投影画像１０を得ることが可能となる。そのため、プロジェクタ１００は、測定用レーザ光の光出力を測定するとともに、光出力が一定になるようにＡｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ制御（以下、ＡＰＣ制御とする）を行うように構成されている。
【００２４】
次に、図１および図２を参照して、プロジェクタ１００の全体および各部の構成について説明する。
【００２５】
プロジェクタ１００は、レーザ光発生部１０３〜１０５により投影用レーザ光が出力される際に、投影用レーザ光を通過させるとともに、レーザ光発生部１０３〜１０５により測定用レーザ光が出力される際に、スクリーン１１側への測定用レーザ光を遮断する光通過制御部１０８と、光通過制御部１０８により、スクリーン１１側への測定用レーザ光が遮断されている間に測定用レーザ光の光出力を測定するフォトダイオード１０９とを備えている。
【００２６】
詳細には、プロジェクタ１００は、メインＣＰＵ１０１と、操作部１０２と、光源となる３つ（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））のレーザ光発生部１０３〜１０５と、２つのハーフミラー１０６および１０７と、光通過制御部１０８と、フォトダイオード１０９と、レンズ１１０と、走査部１１１および１１２と、表示制御部１１３とを備えている。また、光通過制御部１０８は、液晶素子１１４と、液晶素子１１４の状態の変更を制御する液晶制御部１１５と、偏光ビームスプリッタ１１６とを含む。この光通過制御部１０８の詳細については後述する。また、走査部１１１および１１２は、それぞれ投影用レーザ光を走査するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー１１１ａおよび１１２ａを含む。また、表示制御部１１３は、映像処理部１１７と、光源制御部１１８と、光源ドライバ１１９と、ミラー制御部１２０と、ミラードライバ１２１とを含む。なお、液晶素子１１４は、本発明の「第１光偏光素子」の一例である。
【００２７】
また、プロジェクタ１００は、図２に示すように、映像処理部１１７に入力された映像信号に基づいて投影画像１０をスクリーン１１に出力するように構成されている。
【００２８】
また、メインＣＰＵ１０１は、操作部１０２と表示制御部１１３と光通過制御部１０８とに接続されるとともに、プロジェクタ１００の各部を制御するように構成されている。
【００２９】
また、操作部１０２は、プロジェクタ１００の電源を入れる操作、投影画像１０の投影角度を変更する操作および投影画像１０の解像度を変更する操作などを受け付けるために設けられている。
【００３０】
また、レーザ光発生部１０３は、青色のレーザ光をハーフミラー１０６で反射させた後、液晶素子１１４およびレンズ１１０を通過させて、さらに偏光ビームスプリッタ１１６で反射させることによりＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａに照射するように構成されている。また、レーザ光発生部１０４および１０５は、それぞれ緑色のレーザ光および赤色のレーザ光をハーフミラー１０７および１０６により反射または通過させた後、液晶素子１１４およびレンズ１１０を通過させて、さらに偏光ビームスプリッタ１１６で反射させることにより、ＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａに照射するように構成されている。このようにしてプロジェクタ１００は、各色の投影用レーザ光を合成するとともに、スクリーン１１に投影するように構成されている。
【００３１】
また、ＭＥＭＳミラー１１１ａは、水平方向を共振駆動により、高速走査するように構成されるとともに、ＭＥＭＳミラー１１２ａは、垂直方向を直流駆動により低速走査するように構成されている。したがって、プロジェクタ１００は、図１に示すように、投影用レーザ光をスクリーン１１上にジクザグの軌道により走査することにより投影画像１０を投影するように構成されている。
【００３２】
ミラー制御部１２０は、映像処理部１１７による制御に基づいて、ミラードライバ１２１を制御して、ＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａの駆動を制御するように構成されている。
【００３３】
映像処理部１１７は、上記のように、外部から入力される映像信号に基づいて、投影画像１０の投影を制御するように構成されている。具体的には、映像処理部１１７は、外部から入力される映像信号に基づいて、ミラー制御部１２０を介して、ＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａの駆動を制御するとともに、光源制御部１１８を介して、レーザ光発生部１０３〜１０５によるレーザ光の照射を制御するように構成されている。
【００３４】
光源制御部１１８は、映像処理部１１７による制御に基づいて、光源ドライバ１１９を制御して、レーザ光発生部１０３〜１０５によるレーザ光の出射を制御するように構成されている。具体的には、光源制御部１１８は、ＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａが走査するタイミングに合せて投影画像１０の各画素に対応する色のレーザ光をレーザ光発生部１０３〜１０５から出射させる制御を行うように構成されている。また、フォトダイオード１０９の測定結果に基づいて光出力を調整するように構成されている。
【００３５】
次に、図２を参照して、光通過制御部１０８の構成について説明する。
【００３６】
ここで、第１実施形態では、光通過制御部１０８は、上記のように、液晶素子１１４と、液晶素子１１４の状態の変更を制御する液晶制御部１１５と、偏光ビームスプリッタ１１６とを含む。また、レーザ光発生部１０３〜１０５は、偏光ビームスプリッタ１１６に対して、常にＰ偏光（以下、Ｐ偏光およびＳ偏光との記載は、偏光ビームスプリッタ１１６を基準とする）となるレーザ光を出射するように構成されている。また、液晶素子１１４は、レーザ光の光路上に設けられ、液晶制御部１１５の制御に基づいてＰ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態とを切り替え可能に構成されている。
【００３７】
具体的には、液晶素子１１４は、レーザ光の受光領域に電極が形成されており、この電極に液晶制御部１１５からの制御電圧を印加することで、Ｐ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態とを電気的に切り替え可能に構成されている。また、偏光ビームスプリッタ１１６は、Ｐ偏光を反射し、Ｓ偏光を透過するように構成されている。したがって、プロジェクタ１００は、図２に示すように、液晶素子１１４がＰ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態の場合には、フォトダイオード１０９側に投影用レーザ光を導かず、スクリーン１１側に投影用レーザ光を導くことになる。また、投影用レーザ光は、Ｐ偏光から構成されている。また、プロジェクタ１００は、液晶素子１１４がＰ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態の場合には、スクリーン１１側にレーザ光を導かず、フォトダイオード１０９側にレーザ光を導くことになる。また、測定用レーザ光は、Ｓ偏光から構成されている。また、液晶素子１１４は、Ｐ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態とを、投影画像１０を投影する所定のタイミングにより周期的に切り替えている。
【００３８】
また、液晶制御部１１５は、液晶素子１１４の状態を切り替えるタイミングについての信号をメインＣＰＵ１０１から受信して、Ｐ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態との切り替えを制御するように構成されている。
【００３９】
次に、図２を参照して、光出力の測定方法とレーザ光出力のフィードバック制御（ＡＰＣ制御）の方法について説明する。
【００４０】
フォトダイオード１０９は、上記のように、測定用レーザ光の光出力を測定するように構成されている。光出力の測定は、各色の測定用レーザ光ごとに所定の最大光出力を得るための測定と所定の最小出力を得るための測定とがフレーム毎に交互に行われる。すなわち、ｎ番目のフレームでは、最大光出力を得るための測定が行われ、ｎ＋１番目のフレームでは最小出力を得るための測定が行われる。また、光出力と駆動電流とは比例するので、光出力と駆動電流との比例関係を用いて、その間における光出力に対する駆動電流の値を得ることができる。
【００４１】
上記測定により得られた測定結果は、光源制御部１１８にフィードバックされる。そして、光源制御部１１８は、所望の輝度（光出力）をスクリーン１１上で得るために測定結果に基づいて各レーザ光発生部１０３〜１０５を駆動させる駆動電流を決定している。このようにしてプロジェクタ１００は、レーザ光出力のフィードバック制御（ＡＰＣ制御）を行うことにより、レーザ光の温度変化に関わらず一定の光出力を取得可能に構成されている。
【００４２】
次に、図３を参照して、光出力の測定フローについて説明する。なお、以下のステップＳ２〜Ｓ６は、測定用レーザ光の光出力を測定する期間に相当する。また、ステップＳ７は、スクリーン１１上に投影レーザ光が投影される期間に相当する。
【００４３】
まず、ステップＳ１において、レーザ光発生部１０３〜１０５から投影用レーザ光が出射されることにより、ＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａにおいて走査される。そのため、スクリーン１１上には、投影画像１０が投影される。そして、スッテプＳ２に進む。なお、この際の液晶素子１１４は、Ｐ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態である。
【００４４】
次に、ステップＳ２において、液晶素子１１４の状態が、Ｐ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態に切り替えられる。その結果、Ｓ偏光が偏光ビームスプリッタ１１６を透過してフォトダイオード１０９側に導かれる。また、スクリーン１１上に投影画像１０が投影されなくなる。なお、投影用レーザ光は、液晶素子１１４の状態がＰ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態に変更されたタイミングで出射が停止される。そして、ステップＳ３に進む。
【００４５】
次に、ステップＳ３において、レーザ光発生部１０３〜１０５を発光させることにより、測定用レーザ光を出射させる。そして、ステップＳ４に進む。
【００４６】
次に、ステップＳ４において、フォトダイオード１０９により測定用レーザ光の光出力が測定される。この測定結果に基づいてレーザ光出力のフィードバック制御（ＡＰＣ制御）が行われ、所望の光出力が得られるようになる。そして、ステップＳ５に進む。
【００４７】
次に、ステップＳ５において、レーザ光発生部１０３〜１０５から出射される測定用レーザ光の出射が停止される。そして、ステップＳ６に進む。
【００４８】
次に、ステップＳ６において、液晶素子１１４の状態がＰ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態に切り替えられる。その結果、Ｐ偏光が、そのまま液晶素子１１４を透過するとともに、偏光ビームスプリッタ１１６で反射することによりスクリーン１１側に導かれる。なお、レーザ光発生部１０３〜１０５は、液晶素子１１４の状態がＰ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態に変更されたタイミングで発光され、投影用レーザ光が出射される。そして、ステップＳ７に進む。
【００４９】
次に、ステップＳ７において、投影用レーザ光がＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａにより走査されることにより、スクリーン１１上に投影画像１０が投影される。そして、再びステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜Ｓ７が繰り返されることにより、常時レーザ光出力のフィードバック制御が行われながら、投影画像１０が投影される。
【００５０】
第１実施形態では、上記のように、レーザ光発生部１０３〜１０５と走査部１１１および１１２との間に配置され、レーザ光発生部１０３〜１０５により投影用レーザ光が出力される際には、投影用レーザ光を通過させるとともに、レーザ光発生部１０３〜１０５により測定用レーザ光が出力される際には、スクリーン１１側への測定用レーザ光を遮断する光通過制御部１０８を設けることによって、光通過制御部１０８により、投影用レーザ光を通過させる状態と、測定用レーザ光を遮断する状態とを切り替えることができるので、投影用レーザ光を遮断することなく、測定用レーザ光を遮断するために、走査部１１１および１１２とスクリーン１１との間で走査部１１１および１１２からある程度離間した位置に測定用レーザ光を遮断する遮蔽部（遮断部）を設ける場合と異なり、レーザ光発生部１０３〜１０５と走査部１１１および１１２との間に光通過制御部１０８を配置して装置全体の大型化を抑制することができる。また、光通過制御部１０８により、スクリーン１１側への測定用レーザ光が遮断されている間に測定用レーザ光の光出力を測定するフォトダイオード１０９を設けることによって、投影画面１０上に測定用レーザ光が照射されるのを抑制しながら測定専用の測定用レーザ光を用いて光出力を測定することができるので、光出力の範囲が限定される投影用レーザ光を用いる場合と異なり、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができる。したがって、このプロジェクタ１００では、装置全体の大型化を抑制しながら、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行って投影画像１０を高品質に保つことができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、光通過制御部１０８を投影用レーザ光が通過する状態から遮断される状態に変化させた後、レーザ光発生部１０３〜１０５により測定用レーザ光を出力させる。これにより、測定用レーザ光がスクリーン１１に投影されることを防止することができるので、測定用レーザ光に起因して投影画像１０の品質が低下することを抑制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、光通過制御部１０８が、投影用レーザ光を透過させる状態と投影用レーザ光を遮断する状態とを電気的に切り替える。これにより、機械的駆動手段（モータなど）が不要となるので、装置を簡易に構成することできる。その結果、装置の大型化を抑制することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、上記のように、光通過制御部１０８が、液晶素子１１４と、偏光ビームスプリッタ１１６とを含み、液晶素子１１４を、偏光ビームスプリッタ１１６に対してＰ偏光またはＳ偏光のレーザ光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光またはＳ偏光をそれぞれＳ偏光またはＰ偏光に変更する状態とを切り替え可能に構成する。また、偏光ビームスプリッタ１１６を、液晶素子１１４と走査部１１１および１１２との間に配置されるとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の一方をフォトダイオード１０９側に導くとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の他方をスクリーン１１側に導くように構成する。これにより、液晶素子１１４の状態を変更するだけで、フォトダイオード１０９側からスクリーン１１側に、または、スクリーン１１側からフォトダイオード１０９側にレーザ光が導かれるように変更することができるので、測定用レーザ光を用いて精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができる。また、偏光ビームスプリッタ１１６により、容易にＰ偏光およびＳ偏光の一方をフォトダイオード１０９側に導くとともに、Ｐ偏光およびＳ偏光の他方をスクリーン１１側に導くことができる。
【００５４】
（第２実施形態）
以下、図１、図４および図５を参照して、本発明の第２実施形態によるプロジェクタ２００の構成について説明する。
【００５５】
この第２実施形態では、液晶素子１１４が、Ｐ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態とを切り替え可能に構成されている第１実施形態と異なり、液晶素子２１４が、レーザ光を透過させる状態とレーザ光を遮断する状態とを変更可能に構成されているプロジェクタ２００について説明する。なお、液晶素子２１４は、本発明の「第２光偏光素子」の一例である。
【００５６】
プロジェクタ２００は、図４に示すように、メインＣＰＵ１０１と、操作部１０２と、光源となる３つ（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））のレーザ光発生部１０３〜１０５と、２つのハーフミラー２０６および１０７と、光通過制御部２０８と、フォトダイオード１０９と、レンズ１１０と、反射ミラー１１６ａと、走査部１１１および１１２と、表示制御部１１３とを備えている。また、走査部１１１および１１２は、それぞれ投影用レーザ光を走査するＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａを含む。また、表示制御部１１３は、映像処理部１１７と、光源制御部１１８と、光源ドライバ１１９と、ミラー制御部１２０と、ミラードライバ１２１とを含む。また、フォトダイオード１０９は、レーザ光発生部１０３、ハーフミラー２０６およびフォトダイオード１０９の順に並ぶように配置されている。また、ハーフミラー２０６は、レーザ光発生部１０３からのレーザ光の一部を透過させてフォトダイオード１０９側に導くとともに、レーザ光発生部１０４および１０５からのレーザ光の一部を反射させてフォトダイオード１０９側に導くように構成されている。また、フォトダイオード１０９は、図４に示すように、レーザ光発生部１０３〜１０５との間にレーザ光を遮断する構成を備えていないため、常に出射されたレーザ光を受光するように構成されている。また、プロジェクタ２００は、図４に示すように、映像処理部１１７に入力された映像信号に基づいて投影画像１０をスクリーン１１に出力するように構成されている。なお、フォトダイオード１０９は、本発明の「光測定器」の一例である。また、スクリーン１１は、本発明の「投影面」の一例である。
【００５７】
ここで、第２実施形態では、上記のように、光通過制御部２０８が、液晶素子２１４と、液晶素子２１４の状態の変更を制御する液晶制御部１１５とを含む。また、液晶素子２１４は、レーザ光の光路上に設けられ、レーザ光を透過させる状態とレーザ光を遮断する状態とを変更可能に構成されている。具体的には、液晶素子２１４は、投影画像１０を投影する際には、投影用レーザ光を透過させ、フォトダイオード１０９により測定用レーザ光の光出力を測定する際には、レーザ光を遮断するように構成されている。
【００５８】
次に、図５を参照して、光出力の測定フローについて説明する。なお、第１実施形態とは、ステップＳ２ａおよびＳ６ａが異なる。また、ステップＳ２ａ〜Ｓ６ａは、測定用レーザ光の光出力を測定する期間に相当する。また、ステップＳ７は、スクリーン１１上に投影用レーザ光が投影される期間に相当する。
【００５９】
まず、ステップＳ１において、投影用レーザ光がＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａにより走査される。そして、ステップＳ２ａに進む。なお、この際の液晶素子２１４は、レーザ光を透過させる状態である。
【００６０】
次に、ステップＳ２ａにおいて、液晶素子２１４の状態を、レーザ光を遮断する状態に変更させる。すなわち、スクリーン１１上に投影画像１０が投影されなくなる。そして、ステップＳ３に進む。
【００６１】
次に、ステップＳ３〜Ｓ５において、第１の実施形態と同様にして測定用レーザ光の光出力が測定される。そして、ステップＳ６ａに進む。
【００６２】
次に、ステップＳ６ａにおいて、液晶素子２１４の状態を、レーザ光を透過する状態に変更させる。その結果、レーザ光がスクリーン１１側に導かれる。なお、レーザ光発生部１０３〜１０５は、液晶素子２１４の状態がレーザ光を透過する状態に変更されたタイミングで発光され、投影用レーザ光が出射される。そしてステップＳ７に進む。
【００６３】
次に、ステップＳ７において、投影用レーザ光がＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａにより走査されることにより、スクリーン１１上に投影画像１０が投影される。そして、再びステップＳ２ａに戻り、ステップＳ２ａ〜Ｓ７が繰り返されることにより、常時レーザ光出力のフィードバック制御が行われながら、投影画像１０が投影される。
【００６４】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６５】
第２実施形態では、上記のように、レーザ光発生部１０３〜１０５と走査部１１１および１１２との間に、レーザ光発生部１０３〜１０５により投影用レーザ光が出力される際には、投影用レーザ光を通過させるとともに、レーザ光発生部１０３〜１０５により測定用レーザ光が出力される際には、スクリーン１１側への測定用レーザ光を遮断する光通過制御部２０８を設けるとともに、光通過制御部２０８により、スクリーン１１側への測定用レーザ光が遮断されている間に測定用レーザ光の光出力を測定するフォトダイオード１０９を設けることによって、上記第１実施形態と同様に、プロジェクタ２００では、装置全体の大型化を抑制しながら、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行って投影画像１０を高品質に保つことができる。
【００６６】
また、第２実施形態では、上記のように、光通過制御部２０８を、レーザ光を透過させる状態とレーザ光を遮断する状態とを変更可能な第２光偏光素子を含むように構成する。これにより、液晶素子２１４の状態を変更するだけで、レーザ光を透過または遮断するように変更することができるので、容易に測定用レーザ光を用いて精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができる。
【００６７】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６８】
（第３実施形態）
以下、図１、図６および図７を参照して、本発明の第３実施形態によるプロジェクタ３００の構成について説明する。
【００６９】
この第３実施形態では、液晶素子１１４が、Ｐ偏光を変更することなくそのまま透過させる状態と、Ｐ偏光をＳ偏光に変更して透過させる状態とを切り替え可能に構成されている第１実施形態と異なり、可動ミラー３１４が、レーザ光を透過させる位置とレーザ光を遮断する位置とを移動可能に構成されているプロジェクタ３００について説明する。
【００７０】
プロジェクタ３００は、図１および図６に示すように、メインＣＰＵ１０１と、操作部１０２と、光源となる３つ（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））のレーザ光発生部１０３〜１０５と、２つのハーフミラー１０６および１０７と、光通過制御部３０８と、フォトダイオード１０９と、レンズ１１０と、反射ミラー１１６ａと、走査部１１１および１１２と、表示制御部１１３とを備えている。また、走査部１１１および１１２は、それぞれ投影用レーザ光を走査するＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａを含む。また、表示制御部１１３は、映像処理部１１７と、光源制御部１１８と、光源ドライバ１１９と、ミラー制御部１２０と、ミラードライバ１２１とを含む。また、プロジェクタ３００は、図６に示すように、映像処理部１１７に入力された映像信号に基づいて投影画像１０をスクリーン１１に出力するように構成されている。なお、フォトダイオード１０９は、本発明の「光測定器」の一例である。また、スクリーン１１は、本発明の「投影面」の一例である。
【００７１】
ここで、第３実施形態では、上記のように、光通過制御部３０８は、可動ミラー３１４と、可動ミラー３１４を移動させる可動ミラードライバ３１４ａと、可動ミラードライバ３１４ａにより可動ミラー３１４の移動を制御する可動ミラー制御部３１５とを含む。また、可動ミラー３１４は、図６に示すように、ハーフミラー１０６とレンズ１１０との間におけるレーザ光の光路上からずれた位置（実線で示す可動ミラー３１４の位置）と、レーザ光の光路上の位置（破線で示す可動ミラー３１４の位置）とを移動可能に構成されている。また、可動ミラー３１４は、可動ミラー制御部３１５の制御に基づいて可動ミラードライバ３１４ａにより機械的に移動可能に構成されている。また、可動ミラー制御部３１５は、可動ミラー３１４を移動させるタイミングについての信号をメインＣＰＵ１０１から受信して、可動ミラー３１４を移動させる制御を行うように構成されている。また、可動ミラー３１４は、レーザ光の光路上からずれた位置に配置され、投影用レーザ光が出力される際には、投影用レーザ光により、スクリーン１１上に投影画像１０が投影されるように構成されている。また、可動ミラー３１４は、レーザ光の光路上の位置に配置され、測定用レーザ光が出力される際には、スクリーン１１側への測定用レーザ光を遮断して反射することにより、測定用レーザ光をフォトダイオード１０９側に導くように構成されている。
【００７２】
次に、図７を参照して、光出力の測定フローについて説明する。なお、第１実施形態とは、ステップＳ２ｂおよびＳ６ｂが異なる。また、ステップＳ２ｂ〜Ｓ６ｂは、測定用レーザ光の光出力を測定する期間に相当する。また、ステップＳ７は、スクリーン１１上に投影用レーザ光が投影される期間に相当する。
【００７３】
まず、ステップＳ１において、投影用レーザ光がＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａにより走査される。そして、ステップＳ２ｂに進む。なお、この際の可動ミラー３１４は、図６に示すように、レーザ光の光路上からずれた位置（実線で示す可動ミラー３１４の位置）に配置されている。
【００７４】
次に、ステップＳ２ｂにおいて、図６に示すように、可動ミラー３１４をレーザ光の光路上の位置（破線で示す可動ミラー３１４の位置）に移動させる。これにより、スクリーン１１側へのレーザ光が遮断されるとともに、フォトダイオード１０９側にレーザ光が導かれるようになる。そして、ステップＳ３に進む。
【００７５】
次に、ステップＳ３〜Ｓ５において、第１の実施形態と同様にして測定用レーザ光の光出力が測定される。そして、ステップＳ６ｂに進む。
【００７６】
次に、ステップＳ６ｂにおいて、可動ミラー３１４を再びレーザ光の光路上からずれた位置に移動させる。その結果、投影用レーザ光がスクリーン１１側に導かれる。なお、レーザ光発生部１０３〜１０５は、可動ミラー３１４がレーザ光の光路上から外れたタイミングで発光され、投影用レーザ光が出射される。そしてステップＳ７に進む。
【００７７】
次に、ステップＳ７において、投影用レーザ光がＭＥＭＳミラー１１１ａおよび１１２ａにより走査されることにより、スクリーン１１上に投影画像１０が投影される。そして、再びステップＳ２ｂに戻り、ステップＳ２ｂ〜Ｓ７が繰り返されることにより、常時レーザ光出力のフィードバック制御が行われながら、投影画像１０が投影される。
【００７８】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７９】
第３実施形態では、上記のように、レーザ光発生部１０３〜１０５と走査部１１１および１１２との間に、レーザ光発生部１０３〜１０５により投影用レーザ光が出力される際には、投影用レーザ光を通過させるとともに、レーザ光発生部１０３〜１０５により測定用レーザ光が出力される際には、スクリーン１１側への測定用レーザ光を遮断する光通過制御部３０８を設けるとともに、光通過制御部３０８により、スクリーン１１側への測定用レーザ光が遮断されている間に測定用レーザ光の光出力を測定するフォトダイオード１０９を設けることによって、上記第１実施形態と同様に、プロジェクタ３００では、装置全体の大型化を抑制しながら、精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行って投影画像１０を高品質に保つことができる。
【００８０】
また、第３実施形態では、上記のように、光通過制御部３０８を、レーザ光の光路上の位置と光路上からずれた位置とを移動可能に構成された可動ミラー３１４を含むように構成し、可動ミラー３１４を、投影用レーザ光が出力される際には、投影用レーザ光を通過させるようにレーザ光の光路上からずれた位置に配置し、測定用レーザ光が出力される際には、スクリーン１１側への測定用レーザ光を遮断して反射するように光路上の位置に配置する。これにより、可動ミラー３１４を移動させるだけで、レーザ光を透過または遮断するように変更することができるので、容易に測定用レーザ光を用いて精度よくレーザ光出力のフィードバック制御を行うことができる。
【００８１】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８３】
たとえば、上記第１実施形態では、測定用レーザ光のＳ偏光を透過させて、投影用レーザ光のＰ偏光を反射する偏光ビームスプリッタを使用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、測定用レーザ光をＰ偏光に設定するとともに、投影用レーザ光をＳ偏光に設定し、Ｐ偏光を透過させて、Ｓ偏光を反射する偏光ビームスプリッタを使用してもよい。また、測定用レーザ光をフォトダイオード側に導き、投影用レーザ光をスクリーン側に導くために、偏光ビームスプリッタ以外の分光部材を使用してもよい。
【００８４】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明の第１光偏光素子および第２光偏向素子の例として、測定用レーザ光をフォトダイオード側に導く状態と、投影用レーザ光をスクリーン側に導く状態とを切り替える液晶素子を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、液晶素子以外の第１光偏光素子および第２光偏向素子であってもよい。
【００８５】
また、上記第３実施形態では、可動ミラーをレーザ光の光路上の位置と光路上の位置からずれた位置との間を直線的に移動するように構成したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、可動ミラーをレーザ光の光路上の位置と光路上の位置からずれた位置との間を回転移動するように構成してもよい。
【００８６】
また、上記第１〜第３実施形態では、光出力の測定を、各色の測定用レーザ光ごとに所定の最大光出力を得るための測定と所定の最小出力を得るための測定とがフレーム毎に交互に行われるように構成したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、光出力の測定を、各色の測定用レーザ光ごとに所定の最大光出力を得るための測定と所定の最小出力を得るための測定とが同じフレームで行われるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１１  スクリーン（投影面）
１００、２００、３００  プロジェクタ
１０３、１０４、１０５  レーザ光発生部
１０８、２０８、３０８  光通過制御部
１０９  フォトダイオード（光測定器）
１１１、１１２  走査部
１１４  液晶素子（第１光偏光素子）
１１６  偏光ビームスプリッタ
２１４  液晶素子（第２光偏光素子）
３１４  可動ミラー  
【図１】
2014197059.tif 000003
【図２】
2014197059.tif 000004
【図３】
2014197059.tif 000005
【図４】
2014197059.tif 000006
【図５】
2014197059.tif 000007
【図６】
2014197059.tif 000008
【図７】
2014197059.tif 000009