(57)【要約】【課題】光源から発せられた光の減衰量を低減し、かつ、プロジェクタ内での発熱を抑制しながら、画像を形成するための光が進行する空間内に人体が侵入することを防止し得るプロジェクタを提供する。【解決手段】レーザまたは発光ダイオードなどからなる光源Ｒ，Ｇ，Ｂから発せられた光が走査ミラーＳＭの表側の鏡面に入射し反射されてスクリーンＳＲ上の画像形成領域に投射される。一方、赤外線光源またはミリ波光源ＩＲｍｍから発せられた赤外線またはミリ波は、走査ミラーＳＭの裏側の鏡面に入射し反射されて画像形成領域よりも大きな領域に投射される。これによれば、光源Ｒ，Ｇ，Ｂと走査ミラーＳＭとの間に赤外線光源またはミリ波光源ＩＲｍｍを反射するためのダイクロイックミラーを設ける必要がない。そのため、赤外線光源またはミリ波光源ＩＲｍｍを反射ためのダイクロイックミラーを透過する光の減衰がない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に出力が高い光を発する第１の光源と、
相対的に出力が低い光を発する第２の光源と、
前記第１の光源が発した光が入射し反射される一の鏡面と、前記第２の光源が発した光が入射し反射される他の鏡面とを有する走査ミラーと、
前記一の鏡面で反射した光が投射されるスクリーン上の領域の外側の領域に照射されるように、前記他の鏡面で反射された後の前記第２の光源から発せられた光が入射して反射されるミラーと、
前記スクリーンまたはその近傍の部材で反射した前記第２の光源が発した光を検出し得るセンサと、
前記センサが検出した前記第２の光源が発した光の状態に基づいて前記進路に何らかの物体が侵入したと判断して、前記第１の光源の発光を停止させるか、または、前記第１の光源が発する光の強度を低下させるコントローラとを備えた、プロジェクタ。
【請求項２】
前記第１の光源がレーザビーム光源または発光ダイオード光源を有し、
前記第２の光源が赤外線またはミリ波を発する光源を有する、請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記第１の光源は、赤色光を発する赤色光源、緑色の光を発する緑色光源、および青色の光を発する青色光源とを含み、
前記赤色光、前記緑色光、および前記青色光が合成された光が前記一の鏡面に入射して反射される、請求項１に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン上に画像を投射することができるプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図７に示されるようなプロジェクタＰＪが用いられている。まず、図７を用いて、従来のプロジェクタを説明する。
従来のプロジェクタＰＪは、赤色の光を発する赤色光源Ｒ、緑色の光を発する緑色光源Ｇ、および青色の光を発する青色光源Ｂを有している。赤色光源Ｒから発せられた光は、ダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２、およびＤＭ３を透過し、走査ミラーＳＭに至る。
【０００３】
また、緑色光源Ｇから発せられた緑色の光は、ダイクロイックミラーＤＭ１で反射し、ダイクロイックミラーＤＭ２およびＤＭ３を透過し走査ミラーＳＭに至る。また、青色光源Ｂから発せられた青色の光は、ダイクロイックミラーＤＭ２で反射されダイクロイックミラーＤＭ３を透過し走査ミラーＳＭに至る。走査ミラーＳＭに入射する光は、赤色光、緑色光、および青色光が１つに重ねられて所定の色を構成する。
【０００４】
ただし、従来のプロジェクタＰＪにおいては、赤色光源Ｒ、緑色光源Ｇ、および青色光源Ｂのそれぞれにおいて、レーザ光源または発光ダイオード光源が用いられている。レーザ光源または発光ダイオード光源は、その出力が高いため、直接人体に投射されると、人体に悪影響が及ぼされるという問題がある。
そこで、そのようは問題の発生を防止するために、スクリーンＳＲ上に形成される画像よりも、所定の範囲だけ大きな領域に、赤外線が投射される領域を形成する手法が用いられている。この手法を用いるプロジェクタＰＪは、赤外線光源ＩＲを有している。赤外線光源ＩＲから出射された光は、他の光源と走査ミラーＳＭとの間に設けられたダイクロイックミラーＤＭ３で反射され走査ミラーＳＭに至る。
【０００５】
これによれば、走査ミラーＳＭの走査が開始されると、スクリーン上に形成される画像よりも大きな領域において赤外線が投射される領域が形成される。
【特許文献１】特開２００５−３０９１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のプロジェクタによれば、ダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２、およびＤＭ３が用いられている。ダイクロイックミラーＤＭ１は、赤色の光を透過するが緑色の光を反射するミラーである。
【０００７】
ダイクロイックミラーＤＭ２は、赤色および緑色の光を透過するが、青色の光を反射するミラーである。ダイクロイックミラーＤＭ３は、赤色、緑色、および青色の光を透過するが、赤外線を反射するミラーである。
【０００８】
ただし、上記従来のダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２、およびＤＭ３は、完全に光を透過するわけではない。したがって、ダイクロイックミラーＤＭ１は、赤色光を１００％透過するわけではない。また、ダイクロイックミラーＤＭ２は、赤色光および青色光を１００％透過するわけではない。また、ダイクロイックミラーＤＭ３は、赤色光、緑色光および青色光を１００％透過するわけではない。
【０００９】
そのため、スクリーン上に投射される光は、所定量だけエネルギが減衰されている。したがって、スクリーン上に形成される画像の明るさを向上させるために、赤色光源Ｒ、緑色光源Ｇ、および青色光源Ｂのそれぞれのエネルギを高くする必要がある。しかしながら、これによれば、プロジェクタＰＪ内の発熱量が大きくなってしまう。
【００１０】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、ダイクロイックミラーに基づく光のエネルギの減衰を低減しながら、出力の高い光が投射される空間内に人体が侵入することを防止することができる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】
【００１１】
本発明のプロジェクタは、相対的に出力が高い光を発する第１の光源と、相対的に出力が低い光を発する第２の光源と、第１の光源が発した光が入射し反射される一の鏡面と、第２の光源が発した光が入射し反射される他の鏡面とを有する走査ミラーとを備えている。
【００１２】
また、プロジェクタは、一の鏡面で反射した光が投射されるスクリーン上の領域の外側の領域に照射されるように、他の鏡面で反射された後の第２の光源から発せられた光が入射して反射されるミラーと、スクリーンまたはその近傍の部材で反射した第２の光源が発した光を検出し得るセンサとを備えている。
【００１３】
また、プロジェクタのコントローラは、センサが検出した第２の光源が発した光の状態に基づいて進路に何らかの物体が侵入したと判断して、第１の光源の発光を停止させるか、または、第１の光源が発する光の強度を低下させる。
【００１４】
上記の構成によれば、人体は、第１光源が発した光が投射されている空間に侵入してしまう前に、第２の光源が発した光が投射されている空間に侵入する。したがって、第１の光源が発した光が投射されている空間に人体が侵入する前に、第２の光源が発した光が投射されている空間に人体が侵入したことが検出され、第１の光源の発光が停止されるか、または、第１の光源が発する光の強度が低下される。したがって、第１の光源が発した光が人体に投射され、人体に悪影響が及ぼされてしまうことが防止される。
【００１５】
また、従来のプロジェクタのように、第２の光源が発した光を反射して走査ミラーまで導くダイクロイックミラーを光源と走査ミラーとの間に設ける必要がない。そのため、第１の光源から出射された光の減衰を低減することができる。
【００１６】
また、プロジェクタは、第１の光源がレーザビーム光源または発光ダイオード光源を有し、第２の光源が赤外線またはミリ波を発する光源を有していてもよい。これによれば、レーザビームまたは発光ダイオードが発する出力の高い光が人体に照射されることを防止するために、人体が赤外線またはミリ波を利用して検出される。
【００１７】
また、第１の光源は、赤色光を発する赤色光源、緑色の光を発する緑色光源、および青色の光を発する青色光源とを含んでおり、赤色光、緑色光、および青色光が合成された光が一の鏡面に入射して反射されてもよい。これによれば、カラー画像を表示するプロジェクタに前述の本発明を適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面を参照しながら、本発明の実施の形態のプロジェクタを説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態のプロジェクタＰＪは、図１に示されるように、赤色光を発する赤色光源Ｒと、緑色光を発する緑色光源Ｇと、青色光を発する青色光源Ｂとを有している。
【００１９】
赤色光源Ｒから発せられた赤色の光は、ダイクロイックミラーＤＭ１およびＤＭ２のそれぞれを透過し走査ミラーＳＭに至る。緑色光源Ｇから発せられた光は、ダイクロイックミラーＤＭ１で反射し、ダイクロイックミラーＤＭ２を透過し、走査ミラーＳＭに至る。ダイクロイックミラーＤＭ１は、従来技術と同様に、赤色光を透過するが、緑色光は反射するミラーである。また、青色光源Ｂから発せられた青色の光は、ダイクロイックミラーＤＭ２で反射され走査ミラーＳＭに至る。ダイクロイックミラーＤＭ２は、赤色光および緑色光を透過するが、青色光を反射するミラーである。
【００２０】
なお、赤色光源Ｒ、緑色光源Ｇ、青色光源Ｂ、ならびに、ダイクロイックミラーＤＭ１およびＤＭ２の位置関係は、光の三原色を利用して、カラー画像を表示できるのであれば、いかなるものであってもよい。
【００２１】
走査ミラーＳＭに至る光は、赤色光、緑色光、および青色光が１つに重ね合わせられて所定の色を表わす光となっている。走査ミラーＳＭが光の走査を開始すると、図１において破線で示されるように、走査ミラーＳＭの表面で反射した光がスクリーンＳＲ上に投射され、スクリーンＳＲ上に画像が形成される。
【００２２】
また、本実施の形態においては、赤外線またはミリ波を発する赤外線ミリ波光源ＩＲｍｍが設けられている。赤外線ミリ波光源ＩＲｍｍから発せられた赤外線またはミリ波は、走査ミラーＳＭの裏側の鏡面で反射され固定ミラーＦＭに至る。固定ミラーＦＭで反射された赤外線またはミリ波は、走査ミラーＳＭの表側の鏡面で反射された光とほぼ同様の方向に発せられる。
【００２３】
なお、固定ミラーＦＭで反射された光は、走査ミラーＳＭの表側の鏡面で反射した光によって画像が形成される領域よりも大きな領域に投射される。つまり、固定ミラーＦＭで反射された光が投射される領域は、走査ミラーＳＭの表側の鏡面で反射した光によって画像が形成される領域を囲んでいる。
【００２４】
また、走査ミラーＳＭは、図２および図３に示されるように、ほぼ円形の鏡面（表および裏）と、その鏡面を保持するフレーム部とを有している。フレーム部は、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれの周りに回転するように、回転軸ｘおよびｙを有している。走査ミラーＳＭは、磁石Ｓ極およびＮ極から受ける電磁波によってＸ軸周りおよびＹ軸のそれぞれまわりに回転する。つまり、走査ミラーＳＭは、二次元走査ミラーである。
【００２５】
本実施の形態においては、図４に示されるように、スクリーンＳＲ上には、蛇行する走査線が形成される。走査ミラーＳＭの表面で反射した光によって画像が形成される。また、固定ミラーＦＭで反射された赤外線またはミリ波は、固定ミラーＦＭで反射し、領域Ｃ２内に投射される。つまり、画像が形成される領域Ｃ１よりも赤外線またはミリ波が投射される領域Ｃ２の方が大きくなる。前述の関係が成立するように、各ミラーの配置などの光学系が設定されている。
【００２６】
したがって、図５に示されるように、人体は、プロジェクタＰＪによって画像を形成するための光が進行する空間内に侵入する前に、赤外線またはミリ波が進行する空間に侵入する。そのため、スクリーンＳＲまたはその近傍の部材で反射した赤外線またはミリ波の進行が妨げられる。
【００２７】
それにより、プロジェクタＰＪに設けられたセンサＳが赤外線またはミリ波を検出しなくなる。これに基づいて、センサＳから信号を受けたコントローラＣは、人体が領域Ｃ２内に入ったと判断し、赤色光源Ｒ、緑色光源Ｇ、および青色光源Ｂのそれぞれを小さい強度にするかまたは遮断する。
【００２８】
したがって、赤色光源Ｒ、緑色光源Ｇ、および青色光源Ｂのそれぞれがレーザ光源または発光ダイオード光源のような出力の高い光源であったとしても、その光源の発光が停止されるか、または、その光源から発せられる光の強度が低下させられるため、出力の高いレーザ光またはダイオード光によって人体に悪影響が及ぼされることが防止される。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、コントローラＣは、センサＳが赤外線またはミリ波を検出しなくなった場合に、センサＳから信号を受信しなくなることに基づいて、人体が赤外線またはミリ波の進路に侵入したことを検出しているが、赤外線またはミリ波を検出することができるセンサＳをどのように用いて、人体が赤外線またはミリ波の進路に侵入したことを検出してもよい。要は、赤外線またはミリ波がプロジェクタＰＪから画像形成領域Ｃ１よりも大きな領域Ｃ２に照射され、その赤外線またはミリ波の進路に人体が侵入したことを検出することができるのであれば、センサＳおよびコントローラＣはいかなるものであってもよい。
【００３０】
また、上記図１に示すプロジェクタＰＪにおいては、赤色光源Ｒから発せられた赤色光、緑色光源Ｇから発せられた緑色光原、および青色光源Ｂから発せられた青色光のそれぞれが、赤外線またはミリ波を反射するためのダイクロイックミラーを透過しないため、赤外線またはミリ波を反射するためのダイクロイックミラーにおける減衰量だけ高いエネルギを有した状態で走査ミラーＳＭに入射する。そのため、赤色光源Ｒから発せられた赤色光、緑色光源Ｇから発せられた緑色光原、および青色光源Ｂから発せられた青色光のそれぞれのエネルギを小さくすることができるため、プロジェクタＰＪ内の発熱量が低減される。
【００３１】
（実施の形態２）
次に、図６を用いて、本発明の実施の形態２のプロジェクタを説明する。
【００３２】
前述の実施の形態１のプロジェクタＰＪにおいては、カラー画像を表示するために、図１に示されるように、青色光源、緑色光源、および赤色光源の３つの光源を有するプロジェクタＰＪを用いられている。
【００３３】
一方、本実施の形態のプロジェクタＰＪは、図６に示されるような、光源Ｌ１つのみを有するプロジェクタＰＪである。この光源Ｌは、透明光光源であってもよいが、所定の波長を有する光を発する光源、たとえば、赤色光源であってもよい。
【００３４】
なお、本実施の形態のプロジェクタＰＪは、物理的に１つの光源から発せられた光が走査ミラーＳＭに入射すること以外においては、実施の形態１のプロジェクタＰＪと同様の構造を有しているため、その構造の説明は繰り返さない。
【００３５】
本実施の形態のようなプロジェクタＰＪによっても、光源Ｌと走査ミラーＳＭとの間にダイクロイックミラーが設けられていないため、光源Ｌから発射された光の減衰がない。したがって、プロジェクタＰＪ内の発熱量を低減することが可能である。
【００３６】
また、上記各実施の形態においては、固定ミラーＦＭが用いられているが、その代わりに、可動ミラーが用いられてもよい。これによれば、画像を形成するための光が投射される領域と赤外線またはミリ波が投射される領域との相対的な位置関係を変更することができる。
【００３７】
また、上記各実施の形態においては、画像を形成するための光が投射される領域は、赤外線またはミリ波が投射される領域に内包されている。しかしながら、画像を形成するための光が投射される領域を構成する４辺のうちの少なくとも両側辺の外側の位置に赤外線またはミリ波が投射されていれば、画像を形成するための光が投射される領域を構成する４辺のうちの上辺および下辺の外側の位置に赤外線またはミリ波が投射されていなくてよい。これによっても、人体が画像を形成するための光が進行する空間内に侵入してしまうことが防止される。また、赤外線またはミリ波が投射される領域は、極めて小さな領域であってもよい。要するに、赤外線またはミリ波が投射される領域は、画像を形成するための光が進行する空間に侵入する前に人体を検出することができる位置であれば、いかなる位置であってもよい。
【００３８】
また、上記各実施の形態においては、本発明の相対的に出力が高い光としてレーザ光源から発せられる光または発光ダイオードから発せられる光が用いられているが、これは、一般的に人体に悪影響を与えると考えられている光であれば、いかなる光であってもよい。
【００３９】
また、本発明の相対的に出力が低い光として赤外線またはミリ波が用いられているが、これは、一般的に人体に悪影響を与えないと考えられている光であれば、いかなる光であってもよい。
【００４０】
今回開示された実施の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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態１のプロジェクタの光学系を説明するための図であって、固定ミラーが走査ミラーの裏側の鏡面に面するように設けられた状態を示す図である。
【図２】走査ミラーの正面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】画像が形成される領域と赤外線またはミリ波が照射される領域とを説明するための図である。
【図５】画像を形成するための光が進行する空間内に人体が侵入しようとする状態を説明するための図である。
【図６】実施の形態２のプロジェクタを説明するための図であって、固定ミラーが走査ミラーの裏側の鏡面に面するように設けられた状態を示す図である。
【図７】従来のプロジェクタの光学系を説明するための図であって、画像を形成するための光がダイクロイックミラーで減衰することを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｌ  光源、ＤＭ１，ＤＭ２  ダイクロイックミラー、ＳＭ  走査ミラー、ＩＲｍｍ  赤外線またはミリ波光源、ＦＭ  固定ミラー、ＳＲ  スクリーン、ＰＪ  プロジェクタ。
【図１】
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【図２】
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【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】
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