(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ発光部から出力される複数のレーザ光により単一色をそれぞれ得る複数のレーザ光源を有し、該複数のレーザ光からの各単一色の出射光を、空間光変調素子へ照射することによって画像を形成するレーザ画像形成装置において、
前記空間光変調素子が該レーザ発光部からのレーザ光を遮断しているときに、
前記各単一色を出力する各レーザ発光部から出射されるレーザ光の出力を検出し、該各レーザ発光部の劣化を検出する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項２】
複数のレーザ発光部から出力される複数のレーザ光により単一色をそれぞれ得る複数のレーザ光源を有し、該複数のレーザ光からの各単一色の出射光を、空間光変調素子へ照射することによって画像を形成するレーザ画像形成装置において、
前記レーザ光が前記空間光変調素子を通過するのを遮断する手段を備え、
前記レーザ光遮断手段により、前記レーザ光が前記空間光変調素子を通過しないものとされたときに、
前記各単一色を出力する各レーザ発光部から出射されるレーザ光の出力を検出し、該各レーザ発光部の劣化を検出する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部から出力されるレーザ光の光量を検出することで、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力を検出する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部における発振閾値電流を検出することで、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力を検出する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部を、順次消灯させて行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部を、順次点灯させて行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、画像がスクリーンに表示されない画面切り替わり時に行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項８】
請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、装置立ち上げ時の前記各レーザ光源の立ち上げから、最初の画像がスクリーンに表示されるまでの間、あるいは装置立ち下げ時の最後の画像がスクリーンに表示されてから、前記各レーザ光源が立ち下がるまでの間に行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項９】
請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、画像表示の連続しないフレーム毎に行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記画像表示のフレームの間に設けられているスクリーンの全黒表示のときに行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色を含む純色が表示されているときに、表示されていない他の色のレーザ光について行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色を含む純色が表示されているときに、表示されていない他の色のレーザ光について微弱光を出力して行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、一定の時間毎に行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、該レーザ光の出力の検出を行っていることを知らせる機能を有して行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部の制御を定電流制御（ＡＣＣ）としている状態で行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部の制御を、該レーザ光の出力の設定時間より遅い時定数を持つ定光出力制御（ＡＰＣ）としている状態で行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部のレーザ駆動電流値を、所定のレーザ駆動電流値に設定しておき、前記複数のうちの１つ以上のレーザ発光部が前記所定のレーザ駆動電流値を超えたときに、行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１６のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ光源から出力される単一色のレーザ光を、所定の出力値に設定しておき、前記各レーザ発光部から得られるレーザ光の出力の和が前記所定の出力値を下回ったときに、行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各単一色を出力する各レーザ光源につき１つの光検出器を用いて行う、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、
前記複数のレーザ光源は、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の少なくとも３つのレーザ光源を含む、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源を用いて映像を作り出すレーザ画像形成装置に関するものである。より詳細には、複数個のレーザから出射される複数本のレーザビームの光量を検出、制御する光源を用いて画像を形成するレーザ画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１にレーザディスプレイの概略構成を示す。ＲＧＢ３色（Ｒ：赤色、Ｇ：緑色、Ｂ：青色）のレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃからの光は、始めにエキスパンダ光学系１０２により、ビーム拡大される。次に、拡大されたレーザ光は、レンズと小型レンズアレイで構成されたインテグレータ光学系１０３により、空間光変調素子１０５ａ〜１０５ｃに均一照射するためにビーム成形される。レーザ光は、入力映像信号に応じて空間光変調素子１０５ａ〜１０５ｃで強度変調され、ダイクロイックプリズム１０６にて合波される。強度変調された光は、投射レンズ１０７で拡大され、スクリーン１０８上に２次元の画像が表示される。この構成のディスプレイでは、ＲＧＢそれぞれの光源の光が単色光であるため、適当な波長のレーザ光源を用いることで色純度が高く、鮮やかな画像の表示が可能となる。
【０００３】
このようなレーザ画像形成装置において、より輝度の高い画像、あるいは大画面化を実現する場合、大きな光強度を必要とするため、ＲＧＢの各波長において、ひとつのレーザ光源を使用せず、複数のレーザ光源を使用し、制御する方法が有効である。
【０００４】
しかし、この場合、複数のレーザ光源の故障を検出するために、個々のレーザ光源に検出器を設けなければならず、コストがかかるという問題があった。
【０００５】
そこで、複数の半導体レーザを用い、かつ検出器を削減したレーザ画像形成装置が、特許文献１に示されている。特許文献１では、複数のレーザ発光部を時分割で動作させ、単数の検出器を用いてレーザ劣化を検出する方法が開示されている。
【０００６】
特許文献１で示された各波長において複数のレーザ発光部を用いたレーザ画像形成装置では、個々のレーザ発光部を時分割で動作させ、光検出器と同期をとることで、複数のレーザ共振器（レーザ発光部）のうち、どの共振器が劣化したかを判定することができる。
【特許文献１】特開２００４−２０７４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、映像表示中に時分割で各レーザ発光部からのレーザ出力を変化させると、全体光量が変化するため、映像の輝度が変化し、映像の劣化（明るさ変化）が発生するという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、各レーザ発光部に光検出器を設けることなく、また映像の劣化を発生することなく、各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出を行うことのできるレーザ画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るレーザ画像形成装置は、複数のレーザ発光部から出力される複数のレーザ光により単一色をそれぞれ得る複数のレーザ光源を有し、該複数のレーザ光からの各単一色の出射光を、空間光変調素子へ照射することによって画像を形成するレーザ画像形成装置において、前記空間光変調素子が該レーザ発光部からのレーザ光を遮断しているときに、前記各単一色を出力する各レーザ発光部から出射されるレーザ光の出力を検出し、該各レーザ発光部の劣化を検出する、ことを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係るレーザ画像形成装置は、複数のレーザ発光部から出力される複数のレーザ光により単一色をそれぞれ得る複数のレーザ光源を有し、該複数のレーザ光からの各単一色の出射光を、空間光変調素子へ照射することによって画像を形成するレーザ画像形成装置において、前記レーザ光が前記空間光変調素子を通過するのを遮断する手段を備え、前記レーザ光遮断手段により、前記レーザ光が前記空間光変調素子を通過しないものとされたときに、前記各単一色を出力する各レーザ発光部から出射されるレーザ光の出力を検出し、該各レーザ発光部の劣化を検出する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係るレーザ画像形成装置は、請求項１または２記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部から出力されるレーザ光の光量を検出することで、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力を検出する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係るレーザ画像形成装置は、請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部における発振閾値電流を検出することで、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力を検出する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部を、順次消灯させて行う、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部を、順次点灯させて行う、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項７に係るレーザ画像形成装置は、請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、画像がスクリーンに表示されない画面切り替わり時に行う、ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項８に係るレーザ画像形成装置は、請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、装置立ち上げ時の前記各レーザ光源の立ち上げから、最初の画像がスクリーンに表示されるまでの間、あるいは装置立ち下げ時の最後の画像がスクリーンに表示されてから、前記各レーザ光源が立ち下がるまでの間に行う、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項９に係るレーザ画像形成装置は、請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、画像表示の連続しないフレーム毎に行う、ことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項１０に係るレーザ画像形成装置は、請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記画像表示のフレームの間に設けられているスクリーンの全黒表示のときに行う、ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項１１に係るレーザ画像形成装置は、請求項１または２に記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色を含む純色が表示されているときに、表示されていない他の色のレーザ光について行う、ことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１２に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色を含む純色が表示されているときに、表示されていない他の色のレーザ光について微弱光を出力して行う、ことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１３に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、一定の時間毎に行う、ことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１４に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、該レーザ光の出力の検出を行っていることを知らせる機能を有して行う、ことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１５に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部の制御を定電流制御（ＡＣＣ）としている状態で行う、ことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１６に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部の制御を、該レーザ光の出力の設定時間より遅い時定数を持つ定光出力制御（ＡＰＣ）としている状態で行う、ことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１７に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし１６のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部のレーザ駆動電流値を、所定のレーザ駆動電流値に設定しておき、前記複数のうちの１つ以上のレーザ発光部が前記所定のレーザ駆動電流値を超えたときに、行う、ことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１８に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし１６のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ光源から出力される単一色のレーザ光を、所定の出力値に設定しておき、前記各レーザ発光部から得られるレーザ光の出力の和が前記所定の出力値を下回ったときに、行う、ことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１９に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし１８のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各単一色を出力する各レーザ光源につき１つの光検出器を用いて行う、ことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項２０に係るレーザ画像形成装置は、請求項１ないし１９のいずれかに記載のレーザ画像形成装置において、前記複数のレーザ光源は、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の少なくとも３つのレーザ光源を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のレーザ画像形成装置によれば、複数のレーザ発光部から出力される複数のレーザ光により単一色をそれぞれ得る複数のレーザ光源を有し、該複数のレーザ光からの各単一色の出射光を、空間光変調素子へ照射することによって画像を形成するレーザ画像形成装置において、前記複数のうちの、各単一色を出力する各レーザ光源は、前記空間光変調素子を変調させるための変調入力信号に基づいて、前記各レーザ発光部から出射されるレーザ光の出力を検出し、該各レーザ発光部の劣化を検出するようにしたので、スクリーンに投影される画像を、レーザ光の出力の検出のために劣化させることなく、かつ合波された光をそれぞれ分離することなく、各レーザ発光部の劣化状況を確認することができる効果がある。
【００３１】
また、映像表示中に各レーザ発光部の劣化を検出することにより、各レーザ発光部の劣化を早期に発見することができ、映像表示中にレーザ発光部の温度上昇や、点灯中のレーザ発光部が突然故障した場合に、その部分が熱源となって他の正常なレーザ発光部までが劣化してしまう、ことを防ぐことができる効果がある。
【００３２】
また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部を、順次消灯、あるいは順次点灯させて行うようにしたので、単数の検出器で該検出を行うことができ、使用する検出器の数を減少できる効果がある。
【００３３】
また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、前記各レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、前記各レーザ発光部のレーザ駆動電流値を、所定のレーザ駆動電流値に設定しておき、前記複数のうちの１つ以上のレーザ発光部が前記所定のレーザ駆動電流値を超えたときに、行うようにしたので、レーザ発光部に異常があった場合にのみ、レーザ光の出力の検出を行うことにより、レーザ光の出力の検出を行う回数を少なくすることができ、レーザ発光部の負担を軽減することができる。
【００３４】
また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、前記レーザ発光部からのレーザ光の出力の検出は、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色を含む純色が表示されているときに、該表示されていない他の色のレーザ光について行うようにしたので、適宜全黒表示を入れることなく、スクリーンに投影される画像を、レーザ光の出力の検出のために劣化させることなく、各レーザ発光部の劣化状況を確認することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１によるレーザ画像形成装置の概略構成図を示す。
図１において、赤色レーザ光源１ａ、緑色レーザ光源１ｂ、青色レーザ光源１ｃから出射したレーザ光は、集光レンズ９ａ、９ｂ、９ｃによって集光されて、エキスパンダ光学系２とインテグレータ光学系（均一照明）３を通過し、一様な光強度分布にビーム成形され、スペックルノイズ除去のため、拡散板１０ａ、１０ｂ、１０ｃ上に照射される。拡散板１０ａ〜１０ｃで拡散されたレーザ光は、例えば液晶パネルなどで構成される空間光変調素子５ａ、５ｂ、５ｃを照明し、２次元画像となる。空間光変調素子５ａ、５ｂ、５ｃを通過した光は、ダイクロイックプリズム６で合波され、投射レンズ７によってスクリーン８に投影される。フィールドレンズ４ａ、４ｂ、４ｃは、投射レンズ７の開口内に効率よく光を通過させるよう、空間光変調素子５ａ〜５ｃを通過した光を、収束ビームに変換するためのものである。
【００３６】
また、本実施の形態１によるレーザ画像形成装置には、各レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれに、光検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、各レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃからのレーザ光を、各光検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃに反射させる低反射率のミラー１１ａ、１１ｂ、１１ｃとが、設けられている。
【００３７】
また、レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃの各々は、それぞれレーザ共振器を含む複数のレーザ発光部を有しており、各レーザ発光部からのレーザ光を合波することによりそれぞれ単一色を得ている。
【００３８】
次に、本実施の形態１に係るレーザ画像形成装置における各レーザ発光部の出力を検出する方法について説明する。
【００３９】
本実施の形態１では説明を簡単にするため、図１の青色レーザ光源１ｃの出力を検出する例について、図２に示す図１の青色レーザ光源１ｃの光学系を抽出した概念図を用いて説明する。
【００４０】
青色レーザ光源１ｃには、高輝度のレーザ画像形成装置に対応するため、それぞれレーザ共振器を含む複数のレーザ発光部を有しており、本実施の形態１においては、青色レーザ光源１ｃには、複数のレーザ発光部として７本のマルチストライプを有する、高出力化可能なＧａＮ系のマルチストライプ半導体レーザ２１を使用している。
【００４１】
図２に示すように、マルチストライプ半導体レーザ２１の各ストライプ上には、それぞれ制御電極２１ａ〜２１ｇが施され、制御回路２３に含まれる各電流制御回路（図示せず）により、各ストライプに注入する注入電流は、制御されている。また、マルチストライプ半導体レーザ２１の出射面付近には、７本のビームを合波するためのレンズ２４が設置され、複数のレーザビームを合波して低反射率のミラー１１ｃ、あるいはビームスピリッタにより、光は反射し、１つの光検出器１２ｃによって、合波したビームの出力を検出し、制御回路２３にフィードバックする構成になっている。
【００４２】
上記構成の青色レーザ光源１ｃにおいて、各ストライプからのレーザ光の出力の検出は、マルチストライプ半導体レーザ２１から出射される全光量が、光検出器１２ｃにより検出され、それぞれのストライプから出射される各レーザ光の光量が検出される。また、各レーザ光の光量検出は、半導体レーザの制御を、定光出力制御（ＡＰＣ）から定電流制御（ＡＣＣ）に切り替えて行う。
【００４３】
本実施の形態１では、各ストライプからのレーザ光の出力の検出は、二次元空間光変調素子が光を遮断し、映像がスクリーン上に表示されていないときに行う。二次元空間光変調素子には液晶パネルを使用しており、１秒あたり３０フレームの画像が液晶パネルにより作り出されており、また、この３０フレームのうち１フレームは、液晶パネルによって光を遮断する、いわゆる全黒表示を設定するようにしている。この全黒表示は、液晶パネルを変調させるための変調入力信号により、１秒のうち１／３０秒間、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の全てのレーザ光を遮断するように液晶パネルを変調させて行う。そして、全黒表示されている１フレームの時間である１／３０秒間に、各ストライプから出射したレーザ光を合波するとともに、個々のレーザパワーを検出し、各ストライプにおけるレーザ共振器の劣化状況を確認する。このように、１フレーム分の時間である１／３０秒間だけスクリーンが全黒表示されていても、人間の目に輝度変化等による違和感を与えることはなく、この全黒表示されている間に、各レーザ共振器における劣化状況を確認することで、映像の劣化を発生させることなく、レーザ光源の出力の検出を行うことが可能となる。
【００４４】
次に、各レーザ発光部の劣化の検出について、図３を用いて説明する。
【００４５】
図３は、本実施の形態１によるレーザ画像形成装置において、定電流制御（ＡＣＣ）によるマルチストライプ半導体レーザの各ストライプの光出力の検出を示す図である。
【００４６】
全黒表示されている１／３０秒間で７本のストライプのそれぞれのレーザ出力を検出するには、１本のストライプあたり１／２１０秒間で、順次点灯、または順次消灯させればよい。本実施の形態１では、１／３０秒間に７本のストライプを１本ずつ順次消灯させている。
【００４７】
このとき、光検出器１２ｃは、消灯のタイミングと同期をとることで、どのストライプの出力を検出したかを判別することができる。消灯による出力減少分から、各１本のストライプから発生している光量を求めることができる。図３（ａ）に、７本の各ストライプが正常に動作している場合を示し、図３（ｂ）に、７本のうち１本のストライプが劣化している場合を示している。
【００４８】
正常に動作している場合、図３（ａ）に示すように、各ストライプの光量は同一であるので、順次消灯する毎に、均等に光量が減少していく。一方、ひとつのストライプが劣化している場合、図３（ｂ）に示すように、順次消灯しても減少する光量が少ない、または減少する出力が０となる検出領域３１が発生する。これにより、各ストライプを順次消灯することで、各ストライプの劣化状況を確認することができる。
【００４９】
また、各ストライプの光出力が制御回路２３にフィードバックされ、制御回路２３により各ストライプのレーザ駆動電流値を制御することができるため、マルチストライプ半導体レーザ２１の７本のストライプから発光されるマルチビームの全光量を、一定に保持することができる。
【００５０】
このように、本実施の形態１によるレーザ画像形成装置を用いることで、視聴者には輝度変化のない鮮明な映像を提供しながら、同時にレーザ光源の各ストライプの光出力を、モニターすることができるものであり、非常に効果的である。
【００５１】
以上のように、本発明の実施の形態１によるレーザ画像形成装置は、複数のレーザ発光部から出力される複数のレーザ光により単一色をそれぞれ得る複数のレーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃを有し、該複数のレーザ光からの各単一色の出射光を、空間光変調素子５ａ、５ｂ、５ｃへ照射することによって画像を形成するレーザ画像形成装置において、複数のうちの、各単一色を出力する各レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃは、前記空間光変調素子５ａ、５ｂ、５ｃを変調させるための変調入力信号に基づいて、前記各レーザ発光部から出射されるレーザ光の出力を検出し、該各レーザ発光部の劣化を検出するようにしたので、各レーザ発光部にそれぞれ検出器を設けることなく、また映像の劣化を発生することなく、各レーザ発光部からのレーザ光の出力を検出することができる。すなわち、１秒の画像表示の間に、人間の目に輝度変化等の違和感を与えない、１／３０秒間全黒表示を行ない、全黒表示の間にレーザ光の出力を検出するようにしたので、スクリーンに投影される画像を、レーザ光の出力を検出するために停止させることなく、かつ合波された光をそれぞれ分離することなく、各レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃの有する個々のレーザ発光部の劣化状況を、確認することができる。
【００５２】
また、映像表示中に個々のレーザ発光部の劣化を検出することにより、個々のレーザ発光部の劣化を早期に発見することができ、映像表示中にレーザ発光部の温度上昇や、点灯中のレーザ発光部が突然故障した場合に、その部分が熱源となって、他の正常なレーザ発光部までが劣化してしまうことをも、防ぐことができる。
【００５３】
また、本実施の形態１に係るレーザ画像形勢装置は、各レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃにおいて、各ストライプからのレーザ光の出力を時分割で検出するため、各レーザ光源につき、単数の検出器で各ストライプからのレーザ光の出力の検出を行うことが可能となり、使用する検出器の数を減らすことができる。
【００５４】
なお、本実施の形態１では、マルチストライプ半導体レーザを一本ずつ順次消灯しながら出力の検出を行ったが、図４のように各ストライプを順次点灯させながら、各レーザ発光部のレーザ光の出力の検出を行ってもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、１秒あたり３０フレームの画像表示のうち、１フレーム分の１／３０秒間を利用して出力の検出を行ったが、出力を検出するタイミングは、画面切り替わり時等、スクリーンに映像が表示されていないときであればよい。たとえば、出力の検出は、装置立ち上げ時の、映像が表示されていないときであってもよい。また、装置立ち下げ時の、映像が表示されていないときであってもよい。また、液晶パネルの応答速度遅延による残像防止のために設けられている画像表示フレーム間の全黒表示時に、出力の検出を行ってもよい。
【００５６】
また、本実施の形態１では、出力の検出は、３０フレーム／秒のうちの１フレームを利用して行ったが、連続しないフレームの間に出力の検出を行うようにすれば、映像の輝度変化ない鮮明で、かつ美しい画像を視聴者に提供することができる。
【００５７】
また、本実施の形態１では、空間光変調素子によって光が遮断され、スクリーンに全黒表示されているときに、マルチストライプレーザの出力の検出を行ったが、スクリーンに映像を表示させないために光を遮断する方法は、この限りではない。たとえば、映像を作り出す液晶パネルの前に別の光変調素子を挿入し、スイッチングにより、液晶パネルへの入力を制御することで、スクリーンに全黒表示させることもできる。
【００５８】
また、本実施の形態１では、出力の検出は、半導体レーザの制御を定光出力制御（ＡＰＣ）から定電流制御（ＡＣＣ）に切り替えて行っているが、ＡＰＣの時定数を光量検出にかかる時間よりも十分長く設定するようにすれば、ＡＰＣを解除することなく、出力の検出を行うようにすることができ、より有効な方法である。
【００５９】
また、本実施の形態１では、各ストライプからのレーザ光の出力の検出を、各ストライプにおけるレーザ光量の検出とし、各ストライプにおける光量の変化に基づいて、劣化判断を行うようにしたが、これに限るものでなく、例えば、各ストライプからのレーザ光の出力の検出を、各ストライプのレーザ発振閾値を検出するようにしてもよい。例えば、各ストライプにおいてレーザ光が、点灯あるいは消灯する電流値を閾値として検出し、各ストライプにおける閾値の変化に基づいて、劣化判断を行うようにしてもよい。この場合、各ストライプにおいて異常がある場合、閾値電流が変動するため、これに基づき劣化判断を行うことができる。これにより、映像に影響を与えることのない低出力で、レーザ発光部の異常を検出することができ、また、短時間で出力の検出を行うことができる。
【００６０】
また、本実施の形態１では、青色レーザ光源１ｃにおいて、３０フレーム／秒のうちの１フレームを、各ストライプのレーザ光の出力の検出に用いたが、これに限るものではなく、各色において、所定のフレーム数のうちの１フレームを用いればよい。例えば、出力の検出の頻度を減らすために、該出力の検出を、６０フレームのうちの１フレーム、あるいは９０フレームのうちの１フレームとしてもよい。
【００６１】
また、本実施の形態１では、光源として青色のマルチストライプ半導体レーザを用いた例について説明したが、複数の共振器を用いて単色を作りだす光源であればよい。たとえば、ファイバレーザ、固体レーザ等、同一基板に複数共振器がない複数の共振器を有する光源であればよい。また、本実施の形態１では、青色レーザ光源の出力の検出に関する説明を行ったが、複数のレーザ共振器（レーザ発光部）を用いて複数の光を合波して単一色を得る光源であれば、同様に適用することができる。特に、青色光源、赤色光源、緑色光源は、レーザ画像形成装置に必要不可欠な光源であり、より効果的である。
【００６２】
なお、実施の形態１では、レーザ光源の出力の検出、及び劣化判断を、３０フレーム／秒の画像表示のうち１フレーム分を全黒表示することにより行なったが、空間光変調素子へ入力する映像信号に基づいたタイミングで、レーザ光源の出力の検出、及び劣化判断を行なっても構わない。例えば、青色のレーザ光源における個々のレーザ発光部の劣化判断は、他の色（赤色、もしくは緑色）の純色の映像信号が、空間光変調素子へ入力され、他の純色（赤色、もしくは緑色）が、スクリーン上に表示されているときに、行うこともできる。この方法では、適宜全黒表示を入れることなく、レーザ光源の劣化判断を行うことができる。
【００６３】
また、本発明ではスクリーンに映像表示されてない、全黒表示のときにレーザ光の出力の検出を行ったが、スクリーンに映像表示されているときにでも、例えば人間の目には感じない程度の小さな出力変動、速い切り替え時間で出力の検出を行えば、個々のレーザ発光部のレーザ光の出力の検出をしながら、輝度低下や、ちらつきのない美しい映像を得ることが可能である。
【００６４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るレーザ画像形成装置は、実施の形態１において、レーザ出力の検出を常時行なっていたことによるレーザ発光部への負担を軽減するために、各レーザ光源の有する個々のレーザ発光部のいずれかが異常・不良になったときに、レーザ出力の検出を行うようにしたものである。
【００６５】
本実施の形態２によるレーザ画像形成装置は、マルチストライプ半導体レーザの各ストライプにおいて、予め所定のレーザ駆動電流値を設定し、各ストライプの駆動電流が、該設定した所定のレーザ駆動電流値を超えた場合に、レーザ光の出力の検出を行うものである。
【００６６】
本実施の形態２によるレーザ画像形成装置において、実施の形態１と異なる部分は、各色のレーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃの光学系であり、異なる部分についてのみ説明する。本実施の形態２でも、説明を簡単にするため、図１の青色レーザ光源１ｃを例に説明する。
【００６７】
図５は、本実施の形態２によるレーザ画像形成装置における、青色レーザ光源１ｃの光学系を抽出した概念図である。実施の形態１と同様の箇所については同様の符号を用いる。
【００６８】
図５において、実施の形態１と同様、青色レーザ光源１ｃには、高輝度レーザディスプレイ対応のため、それぞれレーザ共振器を含む複数のレーザ発光部として、高出力化可能なＧａＮ系のマルチストライプ半導体レーザ２１を使用しており、マルチストライプの本数を７本としている。また、実施の形態１と同様、半導体レーザの各ストライプ上には、それぞれ制御電極２１ａ〜２１ｇが施され、注入電流は、制御回路２３に含まれる各電流制御回路（図示せず）で制御されている。また、実施の形態１と同様、半導体レーザチップの出射面には、合波用コリメートレンズ２４が設置され、複数のレーザビームを合波して、低反射率のミラー１１ｃ、あるいはビームスピリッタにより、光は反射し、ひとつの光検出器１２ｃによって、合波したビームの光量を検出し、制御回路２３にフィードバックする構成になっている。
【００６９】
また、本実施の形態２において、青色レーザ光源１ｃの光学系には、図５に示すように、マルチストライプ半導体レーザ２１の駆動電流を測定し、駆動電流値が所定の値を超えたとき、スイッチＳＷ５３を切り換える駆動電流測定器５１と、各ストライプからのレーザ光の出力制御を定光出力制御（ＡＰＣ）にするＡＰＣ回路５４と、制御回路２３に、駆動電流値が所定の値を超えたこと、すなわち出力検出モードに切り替わったことを検出し、制御回路２３に通知する出力検出回路５２とを備えている。
【００７０】
なお、図５においては、駆動電流測定器５１、出力検出回路５２、スイッチＳＷ５３、及びＡＰＣ回路５４について図示したが、これらの回路は、制御回路２３内に設けてもよい。
【００７１】
次に、本実施の形態２によるレーザ画像形成装置において、各ストライプから出射されるレーザ光の出力を検出する方法について説明する。
【００７２】
図６に、本発明のレーザ画像形成装置のレーザ出力検出方法（フローチャート）を示す。
ここでは、マルチストライプ半導体レーザの各ストライプのいずれかが所定の駆動電流値を超えたときに出力検出モードに切り替わるアルゴリズムについて説明する。
【００７３】
本実施の形態２において、各ストライプの駆動電流は、定光出力制御（ＡＰＣ）において、それぞれ同じ駆動電流値で駆動しているものとする。すなわち、レーザ光のパワー制御を、定光出力制御（ＡＰＣ）とし、各ストライプのいずれかの駆動電流値が変動した場合、全てのストライプにおいてこの駆動電流値は変動する。
【００７４】
また、駆動電流測定器５１では、各ストライプに対して、それぞれ同じ所定の駆動電流値が予め設定され、各ストライプの駆動電流値が該設定した所定の駆動電流値を超えた場合、出力検出モードにスイッチＳＷ５３を切り替える。
【００７５】
また、本実施の形態２において、７本のマルチストライプの駆動開始時の駆動電流値を、全てＩとし、駆動電流測定器で設定する所定の駆動電流値を、Ｉ´とする。
【００７６】
ステップＳ６１において、駆動電流測定器により、各ストライプの電流が測定され、ステップＳ６２において、駆動電流値Ｉで駆動開始した各ストライプの駆動電流値が、あらかじめ設定した駆動電流値Ｉ´を超えるまでは、各ストライプから発生したレーザ光の個別の出力の検出が行われることはなく、ステップＳ６３においてＡＰＣ動作が継続される。
【００７７】
しかしながら、ステップＳ６２において、定光出力制御（ＡＰＣ）時に、各ストライプのいずれかに異常が発生し、各ストライプの駆動電流値が所定の駆動電流値Ｉ´を超えた場合は、駆動電流測定器５１により所定の駆動電流値を超えたと判断される。このとき、７本のストライプのそれぞれの駆動電流値は全てＩ´を超えるため、どのストライプに異常があるかを特定することはできないが、７本のストライプのいずれかに異常があると判断される。そして、ステップＳ６４において、７本のストライプのうち、どのストライプが劣化しているかを判断するため、駆動電流測定器５１によりレーザ光の出力検出モードにスイッチＳＷ５３が切り換えられる。すなわち、通常動作時において、光検出器１２ｃからのフィードバックは、ＡＰＣ回路５４を経由するのに対し、レーザ光の出力検出モード時では、ＡＰＣ回路５４を経由せずに出力検出回路５２を経由するように切り換えられる。
【００７８】
そして、出力検出回路５２では、スイッチＳＷ５３が切り換えられたとき、各ストライプのレーザ光の出力検出モードであることを制御回路２３に通知し、これにより各ストライプのレーザ光の出力検出モードに入る。レーザ光の出力検出モード時の検出のタイミングは、実施の形態１と同様、液晶パネルによって遮光されて、スクリーンが全黒表示されている間に、７本のストライプのそれぞれのレーザ光の出力の検出を行う。出力を検出する方法は、実施の形態１と同様の方法なので説明は省略する。
【００７９】
このように、レーザ光の出力の検出を、７本のストライプのいずれかに異常がある場合にのみに行うことにより、各ストライプの共振器が正常なときにレーザ光の出力を検出する必要がなく、効率のよいレーザ光の出力の検出を行うことが可能になる。
【００８０】
以上のように、本発明の実施の形態２によるレーザ画像形成装置では、予めマルチストライプ半導体レーザ２１の各ストライプの所定の駆動電流値を設定し、各ストライプのいずれかが、予め設定した駆動電流値を超えた場合、各ストライプのいずれかが異常・不良であるとして、出力検出モードに切り替えるようにしたので、実施の形態１のように所定の周期でレーザの点灯、消灯を繰り返す必要がなく、レーザをＯＮ／ＯＦＦすることによる共振器への負担を軽減することができ、非常に効果的である。
【００８１】
なお、本実施の形態２では、合波された光のパワーに対し、あらかじめ基準値を設けて異常が発生した場合に出力検出モードに切り替えるようにしたが、設定する基準項目は各ストライプのレーザ駆動電流値以外であってもよい。たとえば、定電流制御（ＡＣＣ）時に、各ストライプからのレーザ光が合波された出力にあらかじめ所定の設定値を設けて、該合波出力をモニターし、ＡＣＣの際、各ストライプから得られる出力の和である合波出力が所定の設定値を下回ると、出力検出モードに切り替わるという方法を用いてもよい。
【００８２】
また、本実施の形態２では、レーザ駆動電流値が設定値を超えた時点で出力検出モードへ切り替わるようにしたが、出力の検出は、一定時間ごとに行ってもよい。実施の形態１のように３０フレームのうちの１フレームの時間を利用して出力の検出を行ってもよい。出力の検出の頻度を減らすために、６０フレームのうちの１フレーム、あるいは９０フレームのうちの１フレームを利用してもよい。
【００８３】
また、出力検出モードは、画像表示をいったん終了し、常時全黒表示、あるいは別の表示（純色一色表示等）にして、その間にパワー検出を行ってもよい。Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）三色のレーザを用いたレーザ画像形成装置の場合、Ｒ用の液晶パネルを全黒表示して、Ｒの出力の検出を行い、それ以外の２色は通常動作にすると、ＧＢ用液晶パネルからの映像は、スクリーンに投影されることになる。このとき、視聴者には、出力検出モードであることを映像表示や音によって知らせてもよい。
【００８４】
また、本実施の形態２では、光源として青色のマルチストライプ半導体レーザを用いた例について説明したが、複数の共振器を用いて単色を作りだす光源であればよい。たとえば、ファイバレーザ、固体レーザ等、同一基板に複数共振器がない複数の共振器を有する光源であればよい。また、本実施の形態２では、青色レーザ光源の出力の検出に関する説明を行ったが、複数のレーザ共振器（レーザ発光部）を用いて複数の光を合波して単一色を得る光源であれば、同様に適用することができる。特に、青色光源、赤色光源、緑色光源は、レーザ画像形成装置に必要不可欠な光源であり、より効果的である。
【００８５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３によるレーザ画像形成装置は、１つの空間光変調素子を用いて、フィールドシーケンシャルにより、各レーザ光源からレーザ光を出射して画像形成するレーザ画像形成装置において、輝度変化や画像劣化のない鮮明な映像を提供しながら、同時に各レーザ光源の劣化状況を把握することができるよう、フィールドシーケンシャルの出射タイミングに基づいて、表示されていない色のレーザ光源の出力を検出するようにしたものである。
【００８６】
図７に、本発明の実施の形態３のレーザ画像形成装置の概略構成図を示す。図１と同様のものについては同じ符号を用い、説明を省略する。
【００８７】
図７において、赤色レーザ光源１ａ、緑色レーザ光源１ｂ，青色レーザ光源１ｃから出射した光は、集光レンズ９ａ、９ｂ、９ｃによって集光されて、エキスパンダ光学系２とインテグレータ光学系３を通過し、一様な光強度分布にビーム成形され、スペックルノイズ除去のため、拡散板１０ａ、拡散板１０ｂ、拡散板１０ｃ上に照射される。拡散板１０ａ〜１０ｃで拡散されたレーザ光は、ダイクロイックプリズム６を介して、一枚の液晶パネルである空間光変調素子５に照明され、２次元画像となる。そして、空間光変調素子５を通過した光は、投射レンズ７によってスクリーン８に投影される。フィールドレンズ４ａ、４ｂ、４ｃは、投射レンズ７の開口内に効率よく光を通過させるよう、空間光変調素子５を通過した光を、収束ビームに変換するためのものである。
【００８８】
また、本実施の形態３によるレーザ画像形成装置では、フィールドシーケンシャル方式を用いており、１つの空間光変調素子５に所定の出射パターンの変調入力信号が入力され、空間光変調素子５は、所定の出射パターンに対応して各色のレーザ光を表示するように変調される。
【００８９】
本実施の形態３では説明を簡単にするため、図７の青色レーザ光源１ｃの出力検出方法について説明する。青色レーザ光源１ｃの光学系は、図２に示す実施の形態１の構成と同様であり、高輝度のレーザ画像形成装置に対応するため、それぞれレーザ共振器を有する複数のレーザ発光部として、高出力化可能なＧａＮ系のマルチストライプ半導体レーザ２１を使用しており、マルチストライプの本数を７本としている。
【００９０】
次に、本実施の形態３に係るレーザ画像形成装置における青色レーザ光源１ｃにおいて、マルチストライプ半導体レーザ２１の各ストライプから出射されるレーザ光の出力を検出する方法について説明する。
【００９１】
空間光変調素子５が他の色（赤色、もしくは緑色）の映像をスクリーン上に表示する制御を行なっているときの青色レーザ光の出力の検出について説明する。
【００９２】
本実施の形態３では、空間光変調素子５として二次元空間光変調素子であるＲＧＢ共通の一枚の液晶パネルを使用している。また、本実施の形態３では、１秒あたり３０フレームの画像が液晶パネルにより、作り出されている。１フレーム分の映像を形成するために、ＲＧＢそれぞれの光を１／９０秒間ずつ順次点灯しながら空間光変調素子５へ入射する。つまり、空間光変調素子５は、１フレームの時間である１／３０秒間をＲＧＢに対し３等分し、１／９０秒間を一色に割りあてる。また、各レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃの出射タイミングについても、空間光変調素子５に同期している。
【００９３】
本実施の形態３において、例えば、フィールドシーケンシャルによる出射タイミングが、赤色レーザ光源１ａからの赤色レーザ光の空間光変調素子５への照射となったとき、青色レーザ光は出射するタイミングではないが、ここでは、青色レーザ光源１ｃから青色レーザ光を微弱に光らせる。このとき、青色レーザ光の出力は、赤色レーザ出力に比べて無視できるほどの低いパワーである。このため、赤色の映像がスクリーンに投影されている間に、青色レーザ光源における個々のストライプの光量を検出し、各レーザ共振器の劣化状況を確認することができる。このとき、青色光は微弱光であるために、人間の目に輝度変化等による違和感を与えることはない。このように、空間光変調素子５によって別の光が投影されているときに、各ストライプのレーザ共振器の劣化状況を確認できる。
【００９４】
また、本実施の形態３において、各ストライプからのレーザ光の出力を検出する方法は、実施の形態１と同様の方法で行なっている。ただし、実施の形態１では、１／３０秒間で７本のストライプの出力を検出したが、本実施の形態３では、赤色レーザ光がスクリーン８、および空間光変調素子５に照射されている１／９０秒間で、７本のストライプの出力を検出する点が異なっている。すなわち、一本のストライプあたり１／６３０秒間で順次点灯、または順次消灯させることで、個々のレーザ発光部の劣化状況を把握することができる。
【００９５】
また、本実施の形態３では、実施の形態１と同様に各ストライプを順次消灯させることで、レーザの劣化状況を確認している。劣化状況の確認方法は、実施の形態１と同様である。また、実施の形態１で説明したように、各ストライプの発振閾値を検出することにより、各ストライプの劣化状況を判断してもよい。
【００９６】
次に、図７のレーザ画像形成装置において、ＲＧＢ３色の光を順次遮断するカラーホイール１３を用いた、本実施の形態３の変形例について説明する。
【００９７】
図８は、本実施の形態３においてカラーホイール１３を用いたレーザ画像形成装置を示す図である。
図８において、図７と異なる箇所は、ダイクロイックプリズム６と空間光変調素子５との間にカラーホイール１３が設けられている点であり、ダイクロイックプリズム６からのレーザ光はカラーホイール１３を通過後、１枚の液晶パネルである空間光変調素子に照明される。
【００９８】
また、図７の例と同様、フィールドシーケンシャル方式が用いられており、１つの空間光変調素子５に所定の出射パターンの変調入力信号が入力され、空間光変調素子５は、所定の出射パターンに対応して各色のレーザ光を表示するように変調される。
【００９９】
次に、実施の形態３の変形例である、カラーホイール１３を用いた場合のレーザ画像形成装置における青色レーザ光源１ｃにおいて、マルチストライプ半導体レーザ２１の各ストライプから出射されるレーザ光の出力を検出する方法について説明する。
【０１００】
空間光変調素子５が他の色（赤色もしくは緑色）の映像をスクリーン上に表示する制御を行なっているときの青色レーザ光の出力の検出について説明する。
【０１０１】
本実施の形態３において、カラーホイール１３を用いる場合、カラーホイールを回転させることで、一枚の液晶パネル５に対してＲＧＢ３色の光を順次遮断し、液晶パネル（空間光変調素子５）の開閉と同期をとりながら、映像を形成している。
【０１０２】
また、１秒あたり３０フレームの画像が液晶パネル５により作り出されているものとする。１フレーム分の映像を形成するために、ＲＧＢそれぞれの光は、１／９０秒間ずつカラーホイール１３で１色のみ透過し、他の２色は遮断して液晶パネル５へ入射している。カラーホイール１３は、図９に示すように全体が円盤状に形成され、１２０度ごとに、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のうち、１色を透過するための透過面が設けられている。つまり、１フレームの時間である１／３０秒間をＲＧＢに対し３等分し、１／９０秒間を１色に割りあてる。
【０１０３】
例えば、出射タイミングにおいて、赤色光のみがカラーホイール１３を通過し、赤色光が液晶パネルに照射されているとき、青色光、及び緑色光はカラーホイール１３によって反射され、液晶パネルへは照射されない。つまり、このとき、青色光、緑色光レーザ光の出力の検出において、出力パワーを変動させても、スクリーンに投影される映像を乱すことはない。このため、赤色の映像がスクリーンに投影されている間に、青色レーザ光源における個々のレーザ発光部の光量を検出し、各レーザ発光部の劣化状況を確認することができる。これにより、カラーホイールを通過した赤色光が液晶パネルへ投影されているときに、レーザ光を微弱光にすることなく、青色光源の各共振器における劣化状況を確認できる。なお、レーザ光の出力を検出する方法は実施の形態１と同様である。
【０１０４】
以上のように、本発明の実施の形態３によるレーザ画像形成装置は、１つの空間光変調素子を使用し、フィールドシーケンシャル方式により空間光変調素子を変調させ、ＲＧＢそれぞれのレーザ光を出射するレーザ画像形成装置において、各レーザ光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、他のレーザ光源からレーザ光が出射されている間に、微弱光を出射させ、レーザ光の出力の検出を行うようにしたので、レーザが各色順次点灯により、映像を表示する場合であっても、視聴者には輝度劣化や、画像劣化のない鮮明な映像を提供しながら、同時にレーザ光源の各ストライプの劣化状況を把握することができるものであり、非常に効果的である。
【０１０５】
また、カラーホイール１３を用いた場合、各レーザ光源（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、他のレーザ光源からのレーザ光がカラーホイール１３を通過して出射されている間、レーザ光の出力の検出を行うようにしたので、レーザ光を微弱光にすることなく、出力の検出を行うことができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態３は、マルチストライプ半導体レーザを一本ずつ、順次消灯しながら出力の検出を行ったが、各ストライプを順次点灯させながら、各共振器の劣化状況を把握してもよい。
【０１０７】
また、本実施の形態３は、青色レーザの個々のレーザ発光部の劣化状況の把握をおこなったが、複数のレーザ発光部で構成された緑色レーザ、および赤色レーザにおいても同様の方法で、個々のレーザ発光部の劣化状況を把握することできる。
【０１０８】
また、本実施の形態３では、各レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃは、他のレーザ光源からレーザ光が出射されたときに、レーザ光の出力の検出を行うようにしたが、その出力を検出する周期は任意である。また、実施の形態２のように、複数のレーザ発光部のいずれかに異常があった場合に、出力検出モードとするようにしてもよい。
【０１０９】
また、本実施の形態３は、映像のブランキングを設けず、ＲＧＢのレーザ光源の順次点灯をおこなったが、フィールドシーケンシャルでの出射タイミングにブランキングを入れ、ブランキング時に、各レーザ光源における各レーザ発光部を、順次点灯、または順次消灯しながら、個々のレーザ発光部の劣化判断をおこなってもよい。ブランキング時が黒表示の場合、映像はスクリーンに投影されないので、微弱光でなくてもパワー検出をおこなうことができる。この映像ブランキングは、液晶パネルを閉じることにより作成することができ、また、カラーホイールを用いる場合は、図１０に示すように、カラーホイールにＲＧＢのすべての光を反射するＲＧＢ反射面を設けることにより、作成することもできる。ブランキング時、映像はスクリーンに投影されないので、映像を乱すことなく、ＲＧＢ各レーザ光源のパワー検出を行うことができる。また、カラーホイールを用いない場合、映像ブランキング外のところでのパワー検出は、微弱光で、パワー検出を行う必要がある。
【０１１０】
また、本実施の形態３は、微弱光でレーザを発光させて、その出力パワーで劣化判断を行なったが、劣化判断は、個々のレーザ共振器の発振閾値電流を測定することにより行なってもよい。
【０１１１】
また、本実施の形態３では、光源として青色のマルチストライプ半導体レーザを用いた例について説明したが、複数の共振器を用いて単色を作りだす光源であればよい。たとえば、ファイバレーザ、固体レーザ等、同一基板に複数共振器がない複数の共振器を有する光源であればよい。また、本実施の形態３では、青色レーザ光源の出力の検出に関する説明を行ったが、複数のレーザ共振器（レーザ発光部）を用いて複数の光を合波して単一色を得る光源であれば、同様に適用することができる。特に、青色光源、赤色光源、緑色光源は、レーザ画像形成装置に必要不可欠な光源であり、より効果的である。
【０１１２】
また、実施の形態１〜３において、レーザ出射端面側に低反射ミラーを配置し、合波パワーを検出モニターにて検出したが、レーザ出射端面と反対側の端面に、検出モニターを配置し、パワー検出を行うようにしてもよい。この場合、低反射ミラーによるレーザパワー低下を回避できるため、スクリーンに投影される映像がより高輝度になり、より効果的である。
【０１１３】
また、実施の形態１〜３において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のレーザ光源を用いた例について説明したが、これに限るものではなく、４色以上のレーザ光源を用いた場合においても本発明は有効である。
【０１１４】
また、本実施の形態１〜３では、７本のストライプを有するマルチストライプ半導体レーザを用いた例について説明したが、これに限るものではなく、映像の劣化を発生することなく、レーザ光の出力の検出が可能な本数であれば、本発明が有効であるのはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明にかかるレーザ画像形成装置は、スクリーンに投影される画像を、出力の検出のために停止させることなく、かつ合波された光をそれぞれ分離することなく、各共振器の劣化状況を確認することができ、また、合波した後に出力の検出を行うために、単数の検出器で検出可能となり、使用する検出器の数をも減らすことができる、という特有の効果を有するものであり、複数個のレーザから出射される複数本のレーザビームの光量を検出、制御する光源を用いて画像を形成するレーザ画像形成装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるレーザ画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１におけるレーザ画像形成装置のマルチストライプ半導体レーザ光学系の概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１において各ストライプからのレーザ光を順次消灯して出力を検出する例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１において各ストライプからのレーザ光を順次点灯して出力を検出する例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２におけるレーザ画像形成装置のマルチストライプ半導体レーザ光学系の概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２におけるレーザ画像形成装置の出力検出方法のアルゴリズムを説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３におけるレーザ画像形成装置の概略構成図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３のレーザ画像形成装置においてカラーホイールを用いた例を示す概略構成図である。
【図９】図９は、図８のレーザ画像形成装置で用いているカラーホイールを示す図である。
【図１０】図１０は、図９のカラーホイールの他の変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、従来のレーザディスプレイの概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  レーザ光源
１ａ  赤色レーザ光源
１ｂ  緑色レーザ光源
１ｃ  青色レーザ光源
２  エキスパンダ光学系
３  インテグレータ光学系（均一照明光学系）
４ａ，４ｂ，４ｃ  フィールドレンズ
５，５ａ，５ｂ，５ｃ  空間光変調素子
６  ダイクロイックプリズム
７  投射レンズ
８  スクリーン
９ａ，９ｂ，９ｃ  集光レンズ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  拡散板
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  ミラー
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  光検出器
１３  カラーホイール
２１  マルチストライプ半導体レーザ
２１ａ〜２１ｇ  各ストライプの電極
２３  制御回路
２４  レンズ
２６  合波光
３１  劣化を示す検出領域
５１  駆動電流測定器
５２  出力検出回路
５３  スイッチＳＷ
５４  ＡＰＣ回路
１０１ａ  赤色レーザ光源
１０１ｂ  緑色レーザ光源
１０１ｃ  青色レーザ光源
１０２  エキスパンダ光学系
１０３  インテグレータ光学系
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ  フィールドレンズ
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ  空間光変調素子
１０６  ダイクロイックプリズム
１０７  投射レンズ
１０８  スクリーン
１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ  集光レンズ
１１０  振動モータ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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