(57)【要約】【課題】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を得ること。【解決手段】発光量の指令値である発光量指令値ＬＢにより、出射する発光光量が制御される光源３と、光源３から出射された光をスクリーン７上に走査投影するスキャナ５と、不可視光のレーザ光を出射してスクリーン７で反射されて戻ってくるまでの時間を計測することによって自身からスクリーン７までの距離を測定する距離センサ１１と、外部入力される映像信号ＩＭＧに基づいて、発光量指令値ＬＢの生成に用いる基準発光量指令値ＬＡを生成する発光量指令値生成部１と、基準発光量指令値ＬＡと測定された距離に基づいて発光量指令値ＬＢを生成する発光量指令値変換部２と、を有し、発光量指令値変換部２は、測定された距離が許容範囲外である場合に光源３から光が出射されない発光量指令値ＬＢを光源３に出力する。【選択図】図１
2011170097.tif 000002
【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第１の光走査部と、
前記光源から出射される光とは異なる波長領域の光を距離測定用の光として出射するとともに出射した光が前記スクリーンで反射されて戻ってくるまでの時間を計測することによって、自身から前記スクリーンまでの距離を測定する距離測定部と、
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、
前記指令基準値と前記距離測定部が測定した距離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、
を有し、
前記発光量指令値変換部は、前記距離測定部によって測定された距離と予め設定しておいた距離の許容範囲とを比較し、前記測定された距離が前記許容範囲外である場合に前記光源から光が出射されない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】
前記発光量指令値変換部は、前記光源から光が出射されない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光が出射されない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に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記距離測定部から出射された距離測定用の光は、前記第１の光走査部を介して前記スクリーンに送られるとともに、前記スクリーンで反射された距離測定用の光は、前記第１の光走査部を介して前記距離測定部に送られ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】
前記第１の光走査部と同期制御されて前記距離測定部から出射された距離測定用の光を前記スクリーン上に走査投影する第２の光走査部をさらに有し、
前記距離測定部から出射された距離測定用の光は、前記第２の光走査部を介して前記スクリーンに送られるとともに、前記スクリーンで反射された距離測定用の光は、前記第２の光走査部を介して前記距離測定部に送られ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５】
前記スクリーン上の第１の光照射位置に前記距離測定部から出射された距離測定用の光が照射されてから、前記第１の光照射位置で測定された距離に基づいて生成された前記発光量指令値で前記スクリーンに照射される前記光源からの光は、前記スクリーン上の第２の光照射位置に照射され、
前記第２の光照射位置は、前記第１の光照射位置と同じ位置または前記第１の光照射位置よりも所定数の画素分だけ走査方向に手前の位置であることを特徴とする請求項４に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記許容範囲は、前記光源から光を出射する前に、予め前記距離測定部から前記スクリーンまでの距離を計測した結果に基づいて設定され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１〜６のいずれか１つに記載の画像投影装置。
【請求項８】
前記距離測定部は、前記光源から出射される光とは異なる波長領域の光として不可視光領域のレーザ光を出射することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像投影装置。
【請求項９】
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第１の光走査部と、
前記光源から出射される光とは異なる波長領域の光を距離測定用の光として出射するとともに出射した光が前記スクリーンで反射されて戻ってくるまでの時間を計測することによって、自身から前記スクリーンまでの距離を測定する距離測定部と、
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、
前記指令基準値と前記距離測定部が測定した距離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、
を有し、
前記発光量指令値変換部は、前記距離測定部によって測定された距離と予め設定しておいた距離の許容範囲とを比較し、前記測定された距離が前記許容範囲外である場合に前記光源から光が出射されない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第１の光走査部と、前記光源から出射される光とは異なる波長領域の光を距離測定用の光として出射するとともに出射した光が前記スクリーンで反射されて戻ってくるまでの時間を計測することによって、自身から前記スクリーンまでの距離を測定する距離測定部と、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、前記指令基準値と前記距離測定部が測定した距離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、を有し、前記発光量指令値変換部は、前記距離測定部によって測定された距離と予め設定しておいた距離の許容範囲とを比較し、前記測定された距離が前記許容範囲外である場合に前記光源から光が出射されない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、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、数値判定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６】図６は、指令信号変換部の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７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】図８は、光源の構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、ＬＤのＩ−Ｐ特性を説明するための図である。
【図１０】図１０は、レンズ部の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、光合成部の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、スキャナの動作の一例を説明するための図である。
【図１３】図１３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１４】図１４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】図１５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】図１６は、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１７】図１７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１８】図１８は、スキャナからの光の出射角とが出力する距離値の関係例を示す図である。
【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、実施の形態２に係るスキャナの動作の一例を説明するための図である。
【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８５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８５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（第１の光走査部）５、ハーフミラー６、距離センサ（距離測定部）１１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、距離センサ１１から出力される距離値ＤＡを入力（受信）するとともに、画像投影装置８５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、距離値ＤＡ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、距離値ＤＡ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、ハーフミラー６に出射する。ハーフミラー６は、光源３から出射されてレンズ部４を介して送られてきた光と、距離センサ１１から出射された光と、を重ね合わせて、スキャナ５に出射する。また、ハーフミラー６は、スキャナ５を介して戻ってくるスクリーン７からの反射光を距離センサ１１に出射する。
【００１９】
スキャナ５は、ハーフミラー６から出射された光を、画像投影装置８５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。
【００２０】
距離センサ１１は、ハーフミラー６に対して光（距離測定用の光）を出射するとともに、スクリーン７からの距離測定用の光の反射光を、ハーフミラー６を介して受光する。距離センサ１１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にて反射または透過された光の一部を受光する。
【００２１】
図２は、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、数値判定部１４、指令信号変換部１５を含んで構成されている。数値判定部１４は、距離センサ１１から出力された距離値ＤＡと、予め設定しておいた閾値（後述の下限閾値ＴＨＬ、上限閾値ＴＨＨ）と、を比較して大小関係を判定し、判定結果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、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。
【００２６】
閾値は、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、距離値ＤＡと比較される値である。数値判定部１４は、距離値ＤＡが下限閾値ＴＨＬ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、数値判定部１４は、距離値ＤＡが上限閾値ＴＨＨ以上の場合に、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、数値判定部１４は、距離値ＤＡが下限閾値ＴＨＬ以上で且つ上限閾値より小さい場合に、発光量変換ゲイン値ＬＧとして光路上の正常状態を示す「１」を出力する。
【００２７】
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８５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。
【００２８】
図５は、数値判定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。数値判定部１４への入力信号が距離値ＤＡであり、数値判定部１４からの出力信号が発光量変換ゲイン値ＬＧである。図５に示すグラフは、横軸が距離値ＤＡであり、縦軸が数値判定部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、距離値ＤＡが下限閾値ＴＨＬより小さい場合や上限閾値ＴＨＨ以上の場合に「０」とする。また、発光量変換ゲイン値ＬＧは、距離値ＤＡが下限閾値ＴＨＬ以上で且つ上限閾値ＴＨＨより小さい場合に「１」とする。
【００２９】
下限閾値ＴＨＬは、例えば距離センサ１１からスキャナ５までの光学距離をＭとし、スキャナ５からスクリーン７までの距離（光路上の距離）をＬとすると、ＴＨＬ＝Ｍ＋Ｌである。また、上限閾値ＴＨＨは、スキャナ５からの光の最大出射角をθMAXとすると、ＴＨＨ＝Ｍ＋Ｌ／ｃｏｓθMAXである。
【００３０】
背面投射型の画像表示装置のように、スキャナ５からスクリーン７までの距離Ｌが、画像表示装置の設置状態によって変化しないのであれば、下限閾値ＴＨＬや上限閾値ＴＨＨを予め設定しておいてもよい。また、前面投射型の画像表示装置のように、スキャナ５からスクリーン７までの距離Ｌを、スクリーン７の設置の状態ごとに変化させたい場合は、設置の都度キャリブレーションを行い、設置の都度下限閾値ＴＨＬおよび上限閾値ＴＨＨを設定しなおしてもよい。
【００３１】
具体的には、画像投影装置８５の立ち上げシーケンスにおいて、光源３から光を出射する前に、距離センサ１１およびスキャナ５を駆動して距離センサ１１からスクリーン７までの光路上の距離Ｌを計測する。画像投影装置８５を設置する都度、キャリブレーションを行うことで、スキャナ５とスクリーン７の距離Ｌを自由に設定することが可能になる。
【００３２】
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、数値判定部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８５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。
【００３３】
図６は、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。数値判定部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８５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。
【００３４】
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。
【００３５】
図７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７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、数値判定部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。
【００３６】
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。数値判定部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。
【００３７】
発光量変換ゲインリセット値ＲＧが「０」である場合に、数値判定部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８５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。
【００３８】
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。
【００３９】
図８は、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
図９は、ＬＤのＩ−Ｐ特性を説明するための図である。図９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９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。
【００４３】
画像投影装置８５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。
【００４４】
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１０は、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。
【００４５】
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。
【００４６】
図１１は、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。
【００４７】
距離センサ１１は、対象物に対して光を出射してから、対象物からの反射光を受光部で受光するまでの時間に基づいて対象物までの距離を計測するタイムオブフライト方式の距離センサである。距離センサ１１を用いた光学的距離測定方法では、距離センサ１１から出射する光は不可視光（不可視光レーザなど）が望ましい。距離センサ１１から出射する光は、赤外のレーザ光などであり、例えば波長が１４００ｎｍ〜２６００ｎｍまでの、いわゆるアイセーフレーザであることが望ましい。なお、距離センサ１１から出射する光の波長（波長領域）は、光源３から出射される光の波長（波長領域）と異なる波長であれば可視光であってもよい。
【００４８】
距離センサ１１から出射された光はハーフミラー６に入射する。ハーフミラー６は、ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２から出射されて重ね合わされた後にレンズ部４を介して送られてくる光と、距離センサ１１から出射された赤外光と、を重ね合わせてスキャナ５に出射する。また、スクリーン７で反射された光の一部はスキャナ５を介してハーフミラー６に戻る。ハーフミラー６は、スクリーン７で反射された光の一部を、距離センサ１１に出射する。
【００４９】
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。
【００５０】
図１２は、実施の形態１に係る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１２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。
【００５１】
図１２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上を移動する。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
図１３は、実施の形態１に係る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１２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１２に示した方式の半分にすることができる点である。
【００５５】
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。
【００５６】
図１４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１４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８５とスクリーン７とを備えている。
【００５７】
前面投射型の画像表示装置９０では、画像投影装置８５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、光路上の不具合として、例えばスクリーン７に異常がある場合や、画像投影装置８５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。
【００５８】
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８５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。
【００５９】
また、画像投影装置８５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８５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。
【００６０】
図１５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１５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８５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８５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。
【００６１】
画像表示装置９１は、図１４に示した画像表示装置９０と異なり、画像投影装置８５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８５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。
【００６２】
また、画像表示装置９１は、画像投影装置８５が筐体２４内に収められているので、画像投影装置８５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、距離センサ１１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。
【００６３】
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。
【００６４】
スクリーン７から距離センサ１１に戻ってくる反射光には、距離センサ１１が出射した赤外光以外にも、入力する映像信号ＩＭＧのレベルに従って変調された光源３から出射した光と外光が含まれる。このため、距離センサ１１には、例えばバンドパスフィルタを設置し、バンドパスフィルタによって距離センサ１１に戻ってくる光を濾波することが望ましい。
【００６５】
図１６は、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１６では、距離センサ１１に戻る光を濾波するために用いるバンドパスフィルタの透過率曲線の一例を示している。図中の破線は、ＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２および距離センサ１１から出射される光のスペクトルである。光源３のＬＤ＿ｒ２０、ＬＤ＿ｇ２１、ＬＤ＿ｂ２２から出射される光の波長は、それぞれＬＤ＿ｒ２０は６４０ｎｍ付近、ＬＤ＿ｇ２１は５３０ｎｍ付近、ＬＤ＿ｂ２２は４５０ｎｍ付近である。
【００６６】
バンドパスフィルタの透過率曲線Ｌ３は、光源３から出射される可視光領域の光は透過させることなく、距離センサ１１から出射される光の波長（ここでは距離センサ１１から出射される光が、１４５０ｎｍ付近である場合を示している）を透過中心波長とする透過率曲線になっている。
【００６７】
バンドパスフィルタは、距離センサ１１に入射する光として、距離センサ１１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は、距離センサ１１以外からの光（光源３からの光や外光）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は、距離センサ１１から出射される波長の光を出来るだけ透過させ、距離センサ１１から出射された光以外の光を出来るだけ遮蔽することが望ましい。
【００６８】
図１６に示した透過率曲線Ｌ３では、透過領域の半値幅を１０ｎｍ程度で示しているが、距離センサ１１の受光感度やバンドパスフィルタ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。
【００６９】
バンドパスフィルタで濾波されたスクリーン７からの反射光を受光した距離センサ１１は、光を出射してから、反射光を受光するまでの時間に基づいて距離値ＤＡを生成し、発光量指令値変換部２に出力する。
【００７０】
図１７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。
【００７１】
スキャナ５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＝スクリーン入射角となる。したがって、スクリーン７へは、スキャナ５からの光の出射角に応じた角度で光が入射する。スキャナ５は、スクリーン７上の種々の位置に光を出射するので、照射部８毎に照射部８の位置に応じた光の出射角でスキャナ５から光が出射される。例えば、スキャナ５から光の出射角θ１で光が出射されると、スクリーン７へはスクリーン入射角φ１（θ１＝φ１）で光が入射する。また、スキャナ５から光の出射角θ２で光が出射されると、スクリーン７へはスクリーン入射角φ２（θ２＝φ２）で光が入射する。
【００７２】
図１８は、スキャナからの光の出射角と距離センサが出力する距離値の関係例を示す図である。図１８の横軸はスキャナからの出射角θであり、縦軸は距離センサ１１が出力する距離値ＤＡである。
【００７３】
距離センサ１１からスクリーン７上の照射部８までの距離は、スキャナ５からの出射角θに応じて変化する。特にスキャナ５がスクリーン７の中心軸２５上にて、スクリーン７に正対して設置されている場合、距離センサ１１が出力する距離値ＤＡは、スキャナ５からの光の出射角θが大きくなるに従って大きくなる。
【００７４】
距離センサ１１のサンプリング周期ｔは、例えば、入力する映像信号ＩＭＧの画素クロックの周期ＣＬＫと同等であることが望ましい。距離センサ１１のサンプリング周期ｔが、入力する映像信号ＩＭＧの画素クロックの周期ＣＬＫと同等であれば、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。
【００７５】
画像投影装置８５は以上のように構成されているので、光路上に異常がある場合（例えばスクリーン７に孔が開いている場合）には、距離値ＤＡが、予め定めておいた上限閾値ＴＨＨ以上の値をとることとなる。このため、発光量変換ゲイン値ＬＧが０になり、その結果、光源３からの光の出射が停止する。また、映像投射装置８５とスクリーン７の間に障害物が侵入した場合、距離値ＤＡが予め定めておいた下限閾値ＴＨＬより小さな値をとることとなる。このため、発光量変換ゲイン値ＬＧが０になり、その結果、光源３からの光の出射が停止する。
【００７６】
さらに、発光量変換ゲイン値ＬＧが一旦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値ＬＧが再び１になることが無いので、観察者が不快な映像を見続けることはない。
【００７７】
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）を距離値ＤＡ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。
【００７８】
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、画像投影装置に２つのスキャナを配置しておき、一方のスキャナから距離測定用の光を照射し、他方のスキャナから映像表示量の光を照射する。距離測定用の光は、この後に映像表示量の光が照射される位置に照射しておき、この位置での距離値ＤＡを算出し、算出した距離値ＤＡに応じた映像表示用の光を照射する。
【００７９】
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８５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。
【００８０】
実施の形態２に係る画像投影装置８６が、図１に示す画像投影装置８５と異なる点は、画像投影装置８６が、ハーフミラー６を有していない点と、２つのスキャナ５ａ、５ｂを有している点などである。
【００８１】
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。発光量指令値変換部２は、距離センサ１１から出力される距離値ＤＡ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。
【００８２】
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。レンズ部４は、光源３から出射された光をスキャナ５ａに適した形状に整形し、スキャナ５ａに出射する。
【００８３】
スキャナ（第１の光走査部）５ａは、実施の形態１で説明したスキャナ５と同様の機能を有しており、同様の動作を行なう。具体的には、スキャナ５ａは、レンズ部４から出射された光を、画像投影装置８６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。
【００８４】
距離センサ１１は、スキャナ５ｂに対して光を出射するとともに、スクリーン７からの反射光を、スキャナ（第２の光走査部）５ｂを介して受光する。距離センサ１１は、スキャナ５ｂに光を出射してから、スクリーン７からの反射光を受光するまでの時間に基づいて距離値ＤＡを生成し、発光量指令値変換部２に出力する。
【００８５】
スキャナ５ｂは、距離センサ１１から出射された光を、スクリーン７上で、スキャナ５ａに同期して２次元に走査投影する。また、スクリーン７からの反射光の一部を受光して距離センサ１１に戻す。
【００８６】
スクリーン７は、スキャナ５ａから出射された光を照射部８ａで受光して画像（映像）を表示する。また、スクリーン７は、スキャナ５ｂから出射された光を照射部８ｂで反射して、スキャナ５ｂに送る。
【００８７】
本実施の形態では、スキャナ５ａ，５ｂをスクリーン７に対してほぼ同じ位置に配置しておき、これにより、スキャナ５ａからスクリーン７までの光路と、スキャナ５ｂからスクリーン７までの光路とを略同じにしておく。さらに、スキャナ５ａによる走査とスキャナ５ｂによる走査とを同期制御する。そして、スキャナ５ｂが光を照射する位置はをスキャナ５ａが光を照射する位置よりも所定数の画素分だけ走査方向に手前の位置としておく。これにより、画像投影装置８６は、スキャナ５ａが光を照射する位置への発光量指令値ＬＢを、予め距離センサ１１が照射部８ｂでの距離を計測することによって導出しておく。
【００８８】
図２０は、実施の形態２に係る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２０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。
【００８９】
図２０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８ａ，８ｂが移動する軌跡でもある。照射部８ａ，８ｂは、それぞれスキャナ５ａ，５ｂ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。
【００９０】
ここで、照射部８ａと照射部８ｂの位置関係について説明する。スキャナ５ａは、距離センサ１１が照射部８ｂでの距離を計測した結果に基づいて生成された発光量指令値ＬＢでスクリーン７への光照射を行う。このため、スキャナ５ｂは、所定時間経過後にスキャナ５ａが光を照射する位置（照射部８ａ）またはこの位置よりも走査方向で手前の位置を照射部８ｂとして光照射し、これにより距離センサ１１は照射部８ｂでの距離値ＤＡを生成しておく。ここでの所定時間は、画像投影装置８６が光の照射制御に要する時間である。スキャナ５ｂは、例えばスキャナ５ａが映像を表示させる位置の直前の位置を照射部８ｂとして光を照射しておく。
【００９１】
換言すると、スキャナ５ｂ（距離センサ１１）は、スクリーン７上の第１の光照射位置（照射部８ｂ）に距離測定用の光を照射する。このとき、スキャナ５ａ（光源３）は、第１の光照射位置よりも走査方向に手前の照射部８ａに映像表示用の光を照射する。この後、スキャナ５ｂは、走査方向に従って、次の照射位置に距離測定用の光を照射し、スキャナ５ａは、走査方向に従って、次の照射位置に映像表示用の光を照射していく。発光量指令値変換部２では、第１の光照射位置で測定した距離に対する発光量指令値ＬＢが生成され、これにより、スキャナ５ａから発光量指令値ＬＢで映像表示用の光が第２の光照射位置に照射される。この第２の光照射位置が、第１の光照射位置と同じ位置または第１の光照射位置よりも所定数の画素分だけ走査方向に手前の位置となるよう、画像投影装置８６を調整しておく。
【００９２】
具体的には、スキャナ５ａとスキャナ５ｂとは互いに同期し、スキャナ５ｂから出射された光の照射部８ｂは、スキャナ５ａから出射された光の照射部８ａよりもスキャン方向に少なくともＦＷだけ画素が進んだ位置を照射するように調整されている。そして、距離センサ１１がスクリーン７上の任意の画素位置までの距離を計測して発光量指令値変換部２に距離値ＤＡを出力する。発光量指令値変換部２は、距離値ＤＡに基づいて、基準発光量指令値ＬＡを発光量指令値ＬＢに変換して光源３に出力する。
【００９３】
光源３が発光量指令値ＬＢに従って出射する光を制御するまでの時間をＴとすると、入力した映像信号ＩＭＧの画素クロックの周期がＣＬＫであるので、ＦＷ＞Ｔ／ＣＬＫの関係を満たすようＦＷを設定しておく。換言すると、光源３が照射部８ｂでの距離に応じた光の照射制御に要する時間Ｔは、照射部８ｂでの距離が測定されてから、この照射部８ｂが照射部８ａとなってスキャナ５ａから光が照射されるまでの時間よりも短い時間となるようＦＷを設定しておく。なお、ＦＷは、ＦＷ≧Ｔ／ＣＬＫであってもよい。これにより、距離センサ１１が距離を計測した位置またはこの位置より少し手前の位置は、距離センサ１１が計測した距離に応じた発光量指令値ＬＢで光が照射されることとなる。
【００９４】
したがって、画像投影装置８６は、映像を表示させる位置での光路が不具合であるか否かを、映像を表示させる直前に判定して、光路上で不具合が発生している場合には、映像を表示する前に、映像を表示させるための光の照射を停止させることが可能となる。
【００９５】
画像投影装置８６は以上のように構成されているので、光源３からスクリーン７までの光路上のハーフミラー６の数を減らすことができる。これにより、簡易な構成で光源３から出射された光量を効率良くスクリーン７に照射することが可能になる。また、距離センサ１１からスクリーン７までの光路上に余分なハーフミラーを設置する必要がなくなるので、距離センサ１１から出射する光の光量を少なくすることが可能になる。
【００９６】
また、スキャナ５ｂから出射された光（例えばアイセーフレーザ）の照射部８ｂは、スキャナ５ａから出射された光の照射部８ａよりもスキャン方向に少なくともＦＷだけ画素が進んだ位置を走査投影するように調整されている。このため、光源３から出射された可視光が光路上の不具合の影響を受ける前に、光路上の不具合をリアルタイムで検知することができ、その結果、光源３からの光の出射を停止できる。したがって、スクリーン７で拡散されない光が直接観察者４０の瞳孔に入射してしまう等の事故の発生を防止できる。
【００９７】
このように、実施の形態２によれば、映像を表示させる位置での光路が不具合であるか否かを、映像を表示させる前に判定しているので、光路に不具合が発生している場合には、映像を表示する前に光源３から出射する光を停止することが可能となる。
【００９８】
なお、上述した実施の形態１，２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】
【００９９】
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】
【０１００】
１  発光量指令値生成部
２  発光量指令値変換部
３  光源
４  レンズ部
５，５ａ，５ｂ  スキャナ
７  スクリーン
８，８ａ，８ｂ  照射部
１１  距離センサ
１４  数値判定部
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
８５，８６  画像投影装置
９０，９１  画像表示装置
Ｌ３  透過率曲線
【図１】
2011170097.tif 000003
【図２】
2011170097.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011170097.tif 000009
【図８】
2011170097.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2011170097.tif 000013
【図１２】
2011170097.tif 000014
【図１３】
2011170097.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2011170097.tif 000018
【図１７】
2011170097.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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