(57)【要約】１次元または２次元空間光変調素子を用いてレーザ光により画像を投射する画像投射手段（１０１）と、画像投射手段（１０１）から出射されたレーザ光を最初に折り曲げる第１の折り曲げミラー（１０２）と、第１の折り曲げミラー（１０２）を介して、画像投射手段（１０１）から出射されたレーザ光をスクリーン（１０７）に反射させる第２の折り曲げミラー（１０３）とを有する画像投射装置であって、前記第２の折り返しミラー（１０３）と前記画像投射手段（１０１）との距離を該画像投射手段（１０１）の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるようにしたので、画像が投影されている位置から画像投射装置（１００）を観察しても安全が確保された領域になるので、安全性を向上させることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、
前記画像投射手段と前記スクリーンとの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を前記スクリーンに反射させる第ｎ（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーを含む、ｎ個の折り返しミラーとを有する画像投射装置であって、
前記第ｎの折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きい、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像投射装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像投射装置において、
前記画像投射手段と前記第ｎの折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように枠を設けた、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像投射装置において、
前記ｎ個の折り返しミラーのうち、少なくとも１つの折り返しミラーの形状を凸面とした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項５】
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、
該画像投射手段と該スクリーンの間に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する画像投射装置であって、
前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きい、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像投射装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項７】
透過型スクリーンと、
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、
前記画像投射手段と該透過型スクリーンの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を該画像投射手段の出射面側へ折り曲げる第１の折り返しミラー、及び前記透過型スクリーンにレーザ光を反射させる第２の折り返しミラーを含む少なくとも２つの折り返しミラーとを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、
前記第１の折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きく、かつ該画像投射手段のレーザ光出射面が前記透過型スクリーン側に向いている、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとした、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段のレーザ光出射面は略鉛直下面に向いている、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１０】
請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けた、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１１】
請求項９記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けた、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１２】
透過型スクリーンと、
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、
前記画像投射手段から出射するレーザ光の光路中に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、
前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きい、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとした、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１４】
請求項１乃至６のいずれかに記載の画像投射装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えた、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１５】
請求項７乃至１３のいずれかに記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えた、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１６】
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、
該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から非コヒーレントな可視光を照射する可視光照射部を備えた、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の画像投射装置において、
前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、該画像投射装置から立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１８】
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、
該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から空気を噴出する送風部を備えた、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の画像投射装置において、
前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、該画像投射装置から立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はレーザ光を用いて画像を投射する画像投射装置及び背面投写型ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  大画面表示装置として、画像投射装置及び背面投写型ディスプレイ装置が知られている。従来、光源としては高圧水銀ランプが用いられていたが、近年、色再現性の良さや消費電力の少なさから３原色のレーザ光を用いた画像投射装置の開発が進んでいる。一方、レーザ光は単色光であり、波面の揃った光であることから、人の目に入った時に網膜上の一点に集光し、網膜に障害を及ぼす可能性がある。従ってレーザを用いた製品については、国際規格ＩＥＣ６０８２５や、日本国内に於いてはＪＩＳ  Ｃ６８０２：２００５によってレーザ製品のクラス分けを行い、クラス毎に製造者や使用者が守るべき指針を設けて、レーザ製品の安全性を高めようとしている。ＪＩＳ  Ｃ６８０２：２００５では最大許容露光量（以下ＭＰＥと記載）という用語を規定して、通常の環境下で、人体に照射しても有害な影響を与えることがないレーザ放射のレベルを、レーザ波長や光源の大きさ、露光時間、危険にさらされる組織、レーザパルス幅などをパラメータとして示している。更にＪＩＳ  Ｃ６８０２：２００５では公称眼障害距離という用語を規定して、角膜上のレーザ放射照度またはレーザ放射露光が角膜上のＭＰＥに等しくなる距離と決めている。公称眼障害距離以上の距離で、公称眼障害距離を決めた条件の下でレーザ光源を観察する場合は、目は障害を受けない。レーザ光源を用いた背面投写型ディスプレイ装置においては、スクリーンを出射するところでレーザ放射がクラス１のレーザ放射レベル以下になっていることが必要である。ここで、クラス１とは３００００秒観察し続けても安全なクラスである。一方、背面投写型ディスプレイ装置の筐体内では通常、レーザ光を観察することはないが、スクリーンが破壊されて内部を覗き込むことができるようになった場合には目に障害を及ぼす危険性が増大するので、スクリーンの破壊を検知してレーザ光を遮断することが考えられている（特許文献１参照）。また、画像投射装置からのレーザ光をスクリーンに投影し、スクリーンから拡散反射されたレーザ光を観察するような場合は、拡散反射光は安全であっても、画像投射装置からのレーザ光を直接観察すると危険な場合がある。そこで、画像投影領域内への人の侵入を検知し、レーザ光出力を下げることが考えられている（特許文献２参照）。また、直接レーザ光を覗き見することが不可能なように、レーザ照射空間に人が入れないように遮蔽物を設けることが考えられている（特許文献３参照）。クラス２レーザ製品は可視光のレーザ光であって、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラスであるので、最悪、クラス２公称眼障害距離以内でのレーザ光観察を阻止することが重要である。
【特許文献１】特許第３６０６３７７号公報
【特許文献２】特許第２９９４４６９号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  特許文献１の構成に於いてはスクリーンの破壊を検知してレーザ光を遮断するので、破壊検知手段の故障や、レーザ光を遮断するための回路の故障などがあれば、レーザ光が出射したままになり、画像投射装置に近接してレーザ光を観察できてしまうという課題がある。また、特許文献２の構成においては、画像投影領域内に侵入があった場合にレーザ光源からの距離にかかわらず、レーザ光出力を変化させるので、投射画像の明るさが過度に変動する課題がある。また、特許文献３の構成においては、レーザ光が線状の光である場合、画像投射装置から距離が離れてもスクリーンに反射するまでレーザ光を覗き見することはできないので、画像投射装置からスクリーンまで人が入らないように遮蔽しなければならず、遮蔽物が目障りになるだけでなく、装置が大型化するという課題がある。【０００４】  本発明は上記課題に鑑み、従来の安全対策に加えて、追加の安全策を講じた画像投射装置および背面投写型ディスプレイ装置を提供することを目的とする。また、本発明は人に目に対して危険な領域内への侵入を検知してレーザ光出力を制御する画像投射装置および背面投写型ディスプレイ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】
【０００５】  上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の画像投射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段と前記スクリーンとの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を前記スクリーンに反射させる第ｎ（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーを含む、ｎ個の折り返しミラーとを有する画像投射装置であって、前記第ｎの折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいことを特徴とするものである。【０００６】  また、本発明の請求項２に記載の画像投射装置は、請求項１記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。【０００７】  また、本発明の請求項３に記載の画像投射装置は、請求項１記載の画像投射装置において、前記画像投射手段と前記第ｎの折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように枠を設けたことを特徴とするものである。【０００８】  また、本発明の請求項４に記載の画像投射装置は、請求項１記載の画像投射装置において、前記ｎ個の折り返しミラーのうち、少なくとも１つの折り返しミラーの形状を凸面としたことを特徴とするものである。【０００９】  また、本発明の請求項５に記載の画像投射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、該画像投射手段と該スクリーンの間に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する画像投射装置であって、前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいことを特徴とするものである。【００１０】  また、本発明の請求項６に記載の画像投射装置は、請求項５記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。【００１１】  また、本発明の請求項７に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、透過型スクリーンと、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段と該透過型スクリーンの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を該画像投射手段の出射面側へ折り曲げる第１の折り返しミラー、及び前記透過型スクリーンにレーザ光を反射させる第２の折り返しミラーを含む少なくとも２つの折り返しミラーとを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、前記第１の折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きく、かつ該画像投射手段のレーザ光出射面が前記透過型スクリーン側に向いていることを特徴とするものである。【００１２】  また、本発明の請求項８に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。【００１３】  また、本発明の請求項９に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のレーザ光出射面は略鉛直下面に向いていることを特徴とするものである。【００１４】  また、本発明の請求項１０に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けたことを特徴とするものである。【００１５】  また、本発明の請求項１１に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項９記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けたことを特徴とするものである。【００１６】  また、本発明の請求項１２に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、透過型スクリーンと、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段から出射するレーザ光の光路中に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいことを特徴とするものである。【００１７】  また、本発明の請求項１３に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。【００１８】  また、本発明の請求項１４に記載の画像投射装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えたことを特徴とするものである。【００１９】  また、本発明の請求項１５に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項７乃至１３のいずれかに記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のクラス２公���眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えたことを特徴とするものである。【００２０】  また、本発明の請求項１６に記載の画像投射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から非コヒーレントな可視光を照射する可視光照射部を備えたことを特徴とするものである。【００２１】  また、本発明の請求項１７に記載の画像投射装置は、請求項１６記載の画像投射装置において、前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。【００２２】  また、本発明の請求項１８に記載の画像投射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から空気を噴出する送風部を備えたことを特徴とするものである。【００２３】  また、本発明の請求項１９に記載の画像投射装置は、請求項１８記載の画像投射装置において、前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】  本発明の請求項１に記載の画像投射装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段と前記スクリーンとの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を前記スクリーンに反射させる第ｎ（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーを含む、ｎ個の折り返しミラーとを有する画像投射装置であって、前記第ｎの折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいので、画像が投影されている位置から画像投射装置を観察した場合にはクラス２公称眼障害距離よりも離れた位置からの観察になり、安全性を向上させることができる効果がある。【００２５】  また、本発明の請求項２に記載の画像投射装置によれば、請求項１記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたので、画像が投影されている位置から画像投射装置を観察した場合にはクラス２公称眼障害距離よりも離れた位置からの観察になり、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる効果がある。【００２６】  また、本発明の請求項３に記載の画像投射装置によれば、請求項１記載の画像投射装置において、前記画像投射手段と前記第ｎの折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように枠を設けたので、人の目に対して危険な領域内に頭を入れて観察することが困難になるので、より安全性を高くすることができる効果がある。【００２７】  また、本発明の請求項４に記載の画像投射装置によれば、請求項１記載の画像投射装置において、前記ｎ個の折り返しミラーのうち、少なくとも１つの折り返しミラーの形状を凸面としたので、画像投射手段からの投影光の拡がり角を大きくでき、レーザ光のエネルギーが短距離で安全なレベルまで下がり、さらなる装置の小型化を図ることができる効果がある。【００２８】  また、本発明の請求項５に記載の画像投射装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、該画像投射手段と該スクリーンの間に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する画像投射装置であって、前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいので、レーザ光路への人の接近を制限することができ、安全性を向上させることができる効果がある。【００２９】  また、本発明の請求項６に記載の画像投射装置によれば、請求項５記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．���／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたので、レーザ光路への人の接近を制限することができ、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる効果がある。【００３０】  また、本発明の請求項７に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、透過型スクリーンと、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段と該透過型スクリーンの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を該画像投射手段の出射面側へ折り曲げる第１の折り返しミラー、及び前記透過型スクリーンにレーザ光を反射させる第２の折り返しミラーを含む少なくとも２つの折り返しミラーとを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、前記第１の折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きく、かつ該画像投射手段のレーザ光出射面が前記透過型スクリーン側に向いているので、筐体内部で光路を折り曲げることにより、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、クラス２公称眼障害距離以内での観察を困難にさせ、安全性を向上させることができる効果がある。【００３１】  また、本発明の請求項８に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたので、筐体内部で光路を折り曲げることにより、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、クラス２公称眼障害距離以内での観察を困難にさせ、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる効果がある。【００３２】  また、本発明の請求項９に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のレーザ光出射面は略鉛直下面に向いているので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、クラス２公称眼障害距離以内での観察をより困難にさせ、さらなる安全性を向上させることができる効果がある。【００３３】  また、本発明の請求項１０に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けたので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、人の目に対して危険な領域内に頭を入れて観察することがより困難になるので、より安全性を高くすることができる効果がある。【００３４】  また、本発明の請求項１１に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項９記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けたので、スクリーン��破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、人の目に対して危険な領域内に頭を入れて観察することがより困難になるので、より安全性を高くすることができる効果がある。【００３５】  また、本発明の請求項１２に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、透過型スクリーンと、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段から出射するレーザ光の光路中に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、人の接近を制限することにより、安全性を向上させることができる効果がある。【００３６】  また、本発明の請求項１３に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、人の接近を制限することにより、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる効果がある。【００３７】  また、本発明の請求項１４に記載の画像投射装置によれば、請求項１乃至６のいずれかに記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えたので、人の回避行動によって目の安全が確保される領域内への侵入に対してはレーザ光出力を制御せず、回避行動によっても安全を確保できない領域内への侵入に対してはレーザ光出力を制御することによって、画像明るさの過度な変動を避けるとともに、安全性を向上させることができる効果がある。【００３８】  また、本発明の請求項１５に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項７乃至１３のいずれかに記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えたので、人の回避行動によって目の安全が確保される領域内への侵入に対してはレーザ光出力を制御せず、回避行動によっても安全を確保できない領域内への侵入に対してはレーザ光出力を制御することによって、画像明るさの過度な変動を避けるとともに、安全性を向上させることができる効果がある。【００３９】  また、本発明の請求項１６に記載の画像投射装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路��で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から非コヒーレントな可視光を照射する可視光照射部を備えたので、人の目に対して危険な領域内で観察しようとしても、可視光の照射により目をあけるのが困難になるので、より安全性を向上させることができるとともに、さらなる装置の小型化を実現することができる効果がある。【００４０】  また、本発明の請求項１７に記載の画像投射装置によれば、請求項１６記載の画像投射装置において、前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとしたので、人の目に対して危険な領域内で観察しようとしても、可視光の照射により目をあけるのが困難になるので、より安全性を向上させることができるとともに、さらなる装置の小型化を実現することができる効果がある。【００４１】  また、本発明の請求項１８に記載の画像投射装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から空気を噴出する送風部を備えたので、人の目に対して危険な領域内で観察しようとしても、送風部から噴出される空気により目をあけるのが困難になるので、より安全性を向上させることができるとともに、さらなる装置の小型化を実現することができる効果がある。【００４２】  また、本発明の請求項１９に記載の画像投射装置によれば、請求項１８記載の画像投射装置において、前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとしたので、人の目に対して危険な領域内で観察しようとしても、送風部から噴出される空気により目をあけるのが困難になるので、より安全性を向上させることができるとともに、さらなる装置の小型化を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における画像投射装置の構成図である。
【図２】図２は、２次元空間光変調素子を用いた画像投射手段の構成図である。
【図３】図３は、１次元空間光変調素子を用いた画像投射手段の構成図である。
【図４】図４は、実施の形態１における画像投射装置に光スイッチを設けた図である。
【図５】図５は、実施の形態１における画像投射装置の第１の折り曲げミラーを凸面形状とした図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２における画像投射装置の構成図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３における背面投写型ディスプレイ装置の構成図である。
【図８】図８は、実施の形態３における背面投写型ディスプレイ装置に光スイッチを設けた図である。
【図９】図９は、実施の形態３における背面投写型ディスプレイ装置の画像投射手段のレーザ光出射面を略鉛直下面に向けた例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３における背面投写型ディスプレイ装置の画像投射手段に構造体を設けた図である。
【図１１】図１１は、実施の形態４における背面投写型ディスプレイ装置の構成図である。
【図１２】図１２は、実施の形態５における画像投射装置の構成図である。
【図１３】図１３は、実施の形態６における画像投射装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４４】  １００、４００、５００、６００、１２００、１３００  画像投射装置
１０１、７０１  画像投射手段
１０２、５０２、７０７  第１の折り返しミラー
１０３、７０８  第２の折り返しミラー
１０４、７０９  投射光
１０５、７１１  筐体
１０６  保持枠
１０７、７１０  スクリーン
２０１  青色レーザ
２０２  赤色レーザ
２０３  緑色レーザ
２１５  投射レンズ
２１９ａ〜２１９ｃ  ロッドインテグレータ
２２１ａ〜２２１ｃ  レンズ
２２２ａ〜２２２ｃ  ２次元の空間変調素子
２２３  色合成プリズム
３０１  レーザ光源
３０２、３０４  レンズ
３０３  １次元の空間変調素子
３０５  走査手段
３０６  レーザ光
４０１、８０１  光スイッチ
６０１、１１１２  規制板
７００、８００、９００、１０００、１１００  背面投写型ディスプレイ装置
１００１  構造体
１２０１ａ〜１２０１ｈ  ＬＥＤ
１３０１  ファン
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】  以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の画像投射装置１００の構成図である。
図１において、画像投射装置１００は、レーザ光を投射する画像投射手段１０１と、画像投射手段１０１から出射されたレーザ光を最初に折り曲げる第１の折り返しミラー１０２と、第１の折り返しミラー１０２を介して投射レンズから出射されたレーザ光をスクリーンに反射させる第２の折り返しミラー１０３と、折りたたみ式の保持枠１０６と筐体１０５とからなるものである。【００４６】  画像投射手段１０１は、好ましくはレーザ光源と、液晶パネルやマイクロミラーアレイなどの２次元の光変調素子と投影レンズとからなる。あるいは、画像投射手段１０１はレーザ光源と１次元の光変調素子と集光レンズと光走査素子とからなっても良い。【００４７】  次に、１次元または２次元空間光変調素子により空間変調を行う画像投射手段１０１について図２、図３を用いて説明する。
図２は、２次元空間光変調素子により空間変調を行う画像投射手段１０１の構成を示す図である。
図２において、画像投射手段１０１は、青色レーザ２０１、赤色レーザ２０２、及び緑色レーザ２０３と、ロッドインテグレータ２１９ａ〜２１９ｃと、レンズ２２１ａ〜２２１ｃと、空間変調素子２２２ａ〜２２２ｃと、色合成プリズム２２３と、投射レンズ２１５とからなるものである。【００４８】  青色レーザ２０１、赤色レーザ２０２としては好適には半導体レーザが利用可能であり、緑色レーザ２０３は、好適には第２高調発生を用いた固体レーザが用いられる。ロッドインテグレータ２１９ａ〜２１９ｃは、直方体のガラス部材からなっている。空間光変調素子２２２ａ〜２２２ｃは、２次元の空間光変調素子であり、本実施の形態１では、透過型液晶パネルとする。色合成プリズム２２３は、青色レーザ２０１から出射したレーザ光と赤色レーザ２０２から出射したレーザ光を反射するとともに、緑色レーザ２０３から出射したレーザ光は透過して、青、赤、緑のレーザ光を合成する。
青色レーザ２０１から出射するレーザ光の受ける作用と、赤色レーザ２０２及び緑色レーザ２０３から出射するレーザ光の受ける作用とは同種のものであるので、図において青色レーザ２０３から出射するレーザ光についてのみ説明し、他のレーザについては説明を省略する。青色レーザ２０１から出射したレーザ光はロッドインテグレータ２１９ａに入射する。ロッドインテグレータ２１９ａに入射したレーザ光がロッドインテグレータ２１９内で反射を繰り返すことにより、ロッドインテグレータ出射端面では均一な光量分布が得られる。ロッドインテグレータ２１９ａから２２１ａを介して発散光のレーザ光が空間光変調素子２２２ａに照射されることで、均一な照明光が得られる。空間光変調素子２２２ａで変調されたレーザ光は色合成プリズム２２３、及び投射レンズ２１５を透過してスクリーン１０７に結像される。【００４９】  図３は、１次元空間光変調素子により空間変調を行う画像投射手段１０１の構成を示す図である。
図３において、画像投射手段１０１は、レーザ光源３０１とレンズ３０２と１次元の空間光変調素子３０３とレンズ３０４と走査手段３０５とからなるものである。【００５０】  また、１次元の空間光変調素子３０３は、垂直方向に線状に光変調素子が整列しており、走査手段３０５は、例えばガルバノミラーを用いている。
レーザ光源３０１から出射したレーザ光はレンズ３０２により発散光のレーザ光が１次元空間光変調素子３０３に照明される。１次元空間光変調素子３０３によって変調されたレーザ光はレンズ３０４により図示しないスクリーン上に結像される。スクリーン上では垂直な方向の１次元空間光変調素子３０３の像が平行に走査されることで２次元の像が得られることとなる。【００５１】  このように、本実施の形態１の画像投射装置における画像投射手段１０１は、１次元または２次元空間光変調素子で変調された光を投射レンズにより拡大投影するものであるが、レーザ光出力は画像投射手段１０１からの距離が長くなるほど弱くなるので、当該画像投射装置において、安全な距離でのみ人がレーザ光を観察できるような構成が可能となる。【００５２】  また、上記のように、発散光を利用する画像投射装置において、コリメートされたレーザ光が目に入っても、目の回避行動により安全を確保できる上限のレーザ光出力は１ｍＷである。目の瞳径は個人差や周囲の明るさにも影響されるがほぼ７ｍｍと考えてよい。【００５３】  従って、画像投射手段の投射レンズから瞳までの距離をＬ（ｍｍ）とすると、瞳が投射レンズに対して張る立体角は３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）となり、投射レンズから前記立体角に放出されるレーザ光が１ｍＷ未満であれば安全である。【００５４】  本実施の形態１では、画像投射手段１０１から第２の折り返しミラー１０３までの距離は、画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるよう設定しており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離であり、これにより、画像が投影されている位置から画像投射装置１００を観察した場合にはクラス２公称眼障害距離よりも離れた位置からの観察になり、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる。また、図１に示すように、第２の折り返しミラー１０３を所定の角度で保持する折りたたみ式の保持枠１０６を設け、また、筐体１０５と保持枠１０６とを合わせて、画像投射手段１０１と第２の折り返しミラー１０３との間の光路を囲繞する枠を形成していることにより、一般的なフロントプロジェクター等の画像投射装置のサイズから考えて、人が投射光１０４の側から第２の折り返しミラー１０３付近まで接近しても、折り返しミラー１０３と画像投射手段１０１との間に頭を入れてレーザ光を観察するのは困難なので、折り返しミラー１０３よりも遠い位置でレーザ光を観察することになり、このときは人の回避行動により、目への障害を防ぐことができる。また、画像投射装置を使用しない場合には保持枠１０６を折りたたんで、折り返しミラー１０３を筐体１０５に接触させておくことができる。また、保持枠１０６の大きさを人の頭部が入らないような大きさとすることにより、頭部の挿入がより困難となり、さらに安全性が向上する。【００５５】  さらに、検知手段として、図４の画像投射装置４００に示すように、出射した光を第２の折り返しミラー１０３で反射して再度、受光するような光スイッチ４０１を筐体���０５内部に設けてもよく、これにより、折り返しミラー１０３の内側へ物体が侵入したとき、光スイッチ４０１から出射した光は、折り返しミラー１０３に反射されず、受光できなくなるため、物体の侵入を検知することできる。また、光スイッチ４０１は、物体の侵入を検知したとき、レーザ出力を低下させるようにすることにより、さらに安全性を向上することができる。【００５６】  さらに、本実施の形態１に係る画像投射装置の第１の折り返しミラーの形状を、図５の画像投射装置５００に示すように、凸面形状の第１の折り返しミラー５０２としてもよく、これにより、投射レンズからの投影光の拡がり角を大きくできるので、レーザ光のエネルギーが短距離で安全なレベルまで下がり、その結果、装置のさらなる小型化を図ることができる。【００５７】  以上のように、本発明の実施の形態１に係る画像投射装置は、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン１０７上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段１０１と、該画像投射手段１０１と前記スクリーン１０７との間に設けられ、前記画像投射手段１０１から出射したレーザ光を最初に折り曲げる第１の折り返しミラー１０２と、第１の折り返しミラー１０２を介して画像投射手段１０１から出射したレーザ光をスクリーン１０７に反射させる第２の折り返しミラー１０３とを有する画像投射装置であって、第２の折り返しミラー１０３と該投射レンズとの距離が該投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくするようにしたので、画像が投影されている位置から画像投射装置を観察した場合には１ｍＷ未満のレーザ光の観察、すなわちクラス２公称眼障害距離より離れた位置からの観察になり、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる。【００５８】  さらに、第２の折り返しミラー１０３と画像投射手段との間の光路を囲繞するように保持枠１０６及び筐体１０５を設けたので、人の目に対して危険な領域内に頭を入れて観察することが困難になるので、より安全性を高めることができる。
なお、本実施の形態１では、第２の折り返しミラー１０３と画像投射手段１０１との間に頭を入れることを困難にするために、画像投射手段１０１から第２の折り返しミラー１０３までの距離を、画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離よりも大きくなるよう設定する例について説明したが、画像投射手段１０１と折り返しミラー１０３との間に頭部を挿入できる間隙ができる場合には、間に１つまたは複数の折り返しミラーを追加して頭部の挿入を困難にしても良いし、画像投射手段１０１と折り返しミラー１０３との間を囲繞するような枠を別途設けても良い。【００５９】  また、本実施の形態１では折り返しミラーを第１及び第２の２つの折り返しミラーとしたが、その数に限りはなく、ｎ個（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーにするとよい。
また、本実施の形態１では第１の折り返しミラーを凸形状とした例について説明したがこれに限るものではなく、ｎ個の折り返しミラーのうち、いずれか１つあるいは複数の折り返しミラーを凸形状としてもよい。【００６０】  （実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２の画像投射装置の構成図であり、図１と同一のものについては同じ符号を用い、説明を省略する。また、本実施の形態２において、画像投射手段１０１は、１次元または２次元の空間光変調素子を用いており、図２、図３と同様の構成であるので、説明を省略する。【００６１】  本実施の形態２に係る画像投射装置６００は実施の形態１で説明した保持枠１０６の代わりに、規制板６０１を備えた点が実施の形態１と異なっている。
図６において規制板６０１は、好ましくは投射光１０４に対して透過率の高い透明アクリル板からなると共に、投射光１０４の光束断面積よりも大きいことが望ましい。また、第２の折り曲げミラーを所定の角度で保持するように設けられている。また、実施の形態１で説明した保護枠１０６と同様、折りたたみ式とし、また、筐体１０５と規制板６０１とを合わせて、画像投射手段１０１と第２の折り返しミラー１０３との間の光路を囲繞する枠を形成しており、画像投射装置を使用しない場合には、規制板６０１を折りたたんで、折り返しミラー１０３を筐体１０５に接触させておくことができる。【００６２】  また、規制板６０１と画像投射手段１０１との距離は、実施の形態１で説明したように、画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるよう設定しており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離であり、これにより、画像が投影されている位置から画像投射装置１００を観察した場合にはクラス２公称眼障害距離よりも離れた位置からの観察になり、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる。また、人が投射光１０４の側から画像投射手段１０１付近まで接近しても、規制板６０１があるため、人の目に対して危険な領域でレーザ光を観察するのは困難で、クラス２公称眼障害距離よりも遠い位置でレーザ光を観察することになり、このときは人の回避行動により、目への障害を防ぐことができる。【００６３】  さらに図示しないセンサーを設けて規制板６０１の破壊もしくは移動を検知してレーザ光出力を下げるようにしてもよい。この場合、センサーは例えば、規制板に電極を設け、規制板が破壊されたとき、すなわち破壊により通電しなくなったときに規制板が破壊されたことを検出するようにしてもよい。また、ピエゾアクチュエータを用いて、一定の周波数で規制板６０１を振動させ、規制板の破壊あるいは接触により、振動周波数や振幅が変わったときに規制板が破壊されたことを検出するようにしてもよい。【００６４】  また、実施の形態１で説明した保護枠１０６内に規制板を構成してもよく、これにより、規制板が破壊されたとしても、保護枠１０６により、規制板のあった位置と画像投射手段１０１との間に頭を入れてレーザ光を観察するのは困難なので、このときは人の回避行動により、目への障害を防ぐことができる。【００６５】  さらに、本実施の形態１において、図５に示したように、第１の折り返しミラー１０２を、凸面形状の第１の折り返しミラー５０２としてもよく、これにより、投射レンズからの投影光の拡がり角を大きくできるので、レーザ光のエネルギーが短距離で安全なレベルまで下がり、その結果、装置のさらなる小型化を図ることができる。【００６６】  以上のような本発明の実施の形態２に係る画像投射装置６００によれば、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と該１次元または２次元空間変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン１０７上に投影し、該１次元または２次元空間変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段１０１と、該画像投射手段１０１と該スクリーン１０７との間に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板６０１とを有する画像投射装置であって、前記規制板６０１と前記画像投射手段１０１との距離が画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくするようにしたので、画像が投影されている位置から画像投射装置を観察した場合には１ｍＷ未満のレーザ光の観察になり、また、規制板６０１によりレーザ光路への人の接近を制限することができるので、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる。【００６７】  また、規制板に検知手段を設けることにより、規制板が破壊もしくは移動されても、検知手段によりレーザ出力が下げられるので、一層安全性を高めることができる。【００６８】  また、保持枠内に規制板を構成するようにしたので、規制板が破壊されても、物理的に安全な距離を確保することができ、一層安全性の高めることができる。【００６９】  なお、本実施の形態２では折り返しミラーを第１及び第２の２つの折り返しミラーとしたが、その数に限りはなく、ｎ個（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーにするとよい。【００７０】  また、折り返しミラーを用いずに画像投射手段と規制板との間の光路を囲繞するように規制板及び筐体を設けるような構成としてもよい。【００７１】  また、本実施の形態２では第１の折り返しミラーを凸形状とした例について説明したがこれに限るものではなく、ｎ個の折り返しミラーのうち、いずれか１つあるいは複数の折り返しミラーを凸形状としてもよい。【００７２】  （実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３の背面投写型ディスプレイ装置の構成図である。
図７において、本実施の形態３に係る背面投写型ディスプレイ装置７００は、そのレーザ光出射面がスクリーン７１０側に向いており、レーザ光を投射する画像投射手段７０１と、画像投射手段７０１から出射したレーザ光を画像投射手段７０１側へ折り曲げる第１の折り返しミラー７０７と、第１の折り返しミラー７０７により反射されたレーザ光をスクリーン７１０へ反射させ、画像投射手段７０１からのレーザ光をスクリーン７１０へ出射する第２の折り返しミラー７０８と、画像投射手段７０１からのレーザ光により画像を表示するスクリーン７１０と、これらを内蔵する筐体７１１とからなるものである。【００７３】  本実施の形態３における画像投射手段７０１は、実施の形態１の画像投射手段１０１と同様に、好ましくはレーザ光源と、液晶パネルやマイクロミラーアレイなどの２次元の光変調素子と投影レンズとからなる。あるいは、画像投射手段７０１はレーザ光源と１次元の光変調素子と集光レンズと光走査素子とからなっても良い。また、１次元または２次元の空間光変調素子を用いた画像投射手段７０１の構成は、図２または図３で説明した画像投射手段１０１と同様の構成であるので、説明を省略する。【００７４】  また、本実施の形態３において、スクリーン７１０は透過型スクリーンであり、画像投射手段７０１からのレーザ光は該透過型スクリーン７１０の観察面と反対側の面に投影され、該透過型スクリーン７１０により投射光７０９を散乱させる。【００７５】  また、本実施の形態３の背面投射型ディスプレイ装置における画像投射手段７０１は、実施の形態１の画像投射手段１０１と同様、１次元または２次元空間光変調素子で変調された光を投射レンズにより拡大投影するものであるので、レーザ光出力は画像投射手段７０１からの距離が長くなるほど弱くなり、当該背面投射型ディスプレイ装置において、安全な距離でのみ人がレーザ光を観察できるような構成が可能となる。【００７６】  本実施の形態３では、画像投射手段７０１から第１の折り返しミラー７０７までの距離は、実施の形態１で説明したように、画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるよう設定しており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離であり、これにより、スクリーン７１０が破壊されて、筐体７１１内部が観察可能となった場合でも、破壊されたスクリーン越しに筐体７１１内部に頭部を挿入することを考えると第１の折り返しミラー７０７以降の投射光７０９を観察するのは容易であるが、第１の折り返しミラー７０７と画像投射手段１０１との間に頭部を挿入するのは困難であり、目の回避行動により安全を確保できる距離以内でのレーザ光観察を抑制することができる。【００７７】  さらに、図８の背面投写型ディスプレイ装置８００に示すように、検知手段として、出射した光を第１の折り返しミラー７０７で反射して再度、受光するような光スイッチ８０１を筐体７１１内部に設けることにより、第１の折り返しミラー７０７の内側へ物体が侵入したとき、光スイッチ８０１から出射した光は、第１の折り返しミラー７０７に反射されず、受光できなくなるため、物体の侵入を検知することができる。また、光スイッチ８０１は、物体の侵入を検知したとき、レーザ出力を低下させ、これにより、さらに安全性を向上させることができる。【００７８】  以上のように、本発明の実施の形態３に係る背面投写型ディスプレイ装置７００は、透過型スクリーン７１０と、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と、前記透過型スクリーン７１０の観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段７０１と、該画像投射手段７０１と前記透過型スクリーン７１０との間に設けられ、前記画像投射手段７０１から出射したレーザ光を該画像投射手段の出射面側へ折り曲げる第１の折り返しミラー７０７、及び前記透過型スクリーン７１０にレーザ光を反射させる第２の折り返しミラー７０８を含む少なくとも２つの折り返しミラーとからなる背面投写型ディスプレイ装置であって、前記第１の折り返しミラー７０７と前記画像投射手段７０１との距離が該画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きく、かつ該画像投射手段７０１のレーザ光出射面が該スクリーン７１０側に向いているようにしたので、スクリーン７１０が破壊されて、筐体７１１内部が観察可能となった場合でも、破壊されたスクリーン７１０越しに筐体７１１内部に頭部を挿入することを考えると第１の折り返しミラー７０７以降の投射光７０９を観察するのは容易であるが、第１の折り返しミラー７０７と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのは困難であるので、目の回避行動により安全を確保できる距離以内でのレーザ光観察を抑制することができる。【００７９】  なお、本実施の形態３では、画像投射手段７０１のレーザ光出射面をスクリーン側に向いているように構成したが、これに限るものではなく、例えば、図９の背面投写型ディスプレイ装置９００に示すように、画像投射手段７０１を鉛直略下面に向いているように構成し、該画像投射手段７０１と第１の折り返しミラー７０７との距離を、該画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくすることにより、スクリーン７１０が破壊されて、筐体７１１内部が観察可能になった場合でも、第１の折り返しミラー７０７と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのがさらに困難になり、安全性をさらに向上することができる。【００８０】  また、本実施の形態３では、画像投射手段７０１と第１の折り返しミラー７０７との距離を、該画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくすることにより、安全を確保するようにしたが、さらに、図１０の背面投写型ディスプレイ装置１０００に示すように、画像投射手段７０１と第１の折り返しミラー７０７との間の光路を囲繞するように構造体１００１を設けてもよく、これにより、スクリーン７１０が破壊されて、筐体内部が観察可能になった場合でも、第１の折り返しミラー７０７と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのがさらに困難になり、安全性をさらに向上することができる。また、構造体１００１の上部は第１の折り返しミラー７０７により反射された投射光７０９を透過するように透明アクリル等で構成するとよい。【００８１】  （実施の形態４）
図１１は本発明の実施の形態４の背面投写型ディスプレイ装置の構成図であり、図７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。また、本実施の形態４において、画像投射手段７０１は、実施の形態３と同様、１次元または２次元の空間光変調素子を用いており、図２、図３の画像投射手段１０１と同様の構成であるので、説明を省略する。【００８２】  本実施の形態４に係る背面投写型ディスプレイ装置１１００は実施の形態３で説明した背面投写型ディスプレイ装置７００に規制板１１１２を備えた点が実施の形態３と異なっている。【００８３】  図１１において規制板は、好ましくは投射光７０９に対して透過率の高い透明アクリル板からなると共に、投射光７０９の光束断面積よりも大きいことが望ましい。また、規制板１１１２と画像投射手段７０１との距離は、実施の形態１で説明したように、画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるよう設定しており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離であり、これにより、スクリーン７１０が破壊されて、筐体内部が観察可能となった場合でも、破壊されたスクリーン７１０越しに筐体７１１内部に頭部を挿入することを考えると、第１の折り返しミラー７０７以降の投射光７０９を観察するのは容易であるが、規制板１１１２と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのは困難であるので、目の回避行動により安全を確保できる距離以内でのレーザ光観察を抑制することができる。【００８４】  さらに図示しないセンサーを設けて規制板１１１２の破壊もしくは移動を検知してレーザ光出力を下げるようにしてもよい。この場合、センサーは例えば、規制板１１１２に電極を設け、規制板が破壊されたとき、すなわち破壊により通電しなくなったときに規制板が破壊されたことを検出するようにするとよい。また、ピエゾアクチュエータを用いて、一定の周波数で規制板１１１２を振動させ、規制板１１１２の破壊あるいは接触により、振動周波数や振幅が変わったときに規制板が破壊されたことを検出するようにしても良い。【００８５】  以上のような本発明の実施の形態４に係る背面投写型ディスプレイ装置１１００によれば、透過型スクリーン７１０と、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段７０１と、該画像投射手段７０１から出射するレーザ光の光路中に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板１１１２とからなる背面投写型ディスプレイ装置であって、該規制板１１１２と前記画像投射手段７０１との距離が該画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくするようにしたので、スクリーン７１０が破壊されて、筐体７１１内部が観察可能となった場合でも、破壊されたスクリーン７１０越しに筐体７１１内部に頭部を挿入することを考えると第１の折り返しミラー７０７以降の投射光７０９を観察するのは容易であるが、規制板１１１２と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのは困難であるので、目の回避行動により安全を確保できる距離以内でのレーザ光観察を抑制することができる。【００８６】  また、規制板１１１２に検知手段を設けることにより、規制板が破壊もしくは移動されても、検知手段によりレーザ出力が下げられるので、一層安全性を高めることができる。【００８７】  なお、本実施の形態４では、第１の折り曲げミラー７０７及び第２の折り曲げミラー７０８の２つの折り曲げミラー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、例えば、第２の折り曲げミラー７０８のみを備えた構成とし、規制板１１１２と前記画像投射手段１０１との距離を該画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくするとともに、画像投射手段１０１からのレーザ光を直接規制板１１１２に出射するような構成にしてもよい。【００８８】  （実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る画像投射装置は、目の回避行動により安全な距離を確保するために、当該画像投射装置から可視光を照射するようにしたものである。
図１２は、本発明の実施の形態５に係る画像投射装置を示す図である。
図において、画像投射装置１２００は、実施の形態１〜４における画像投射手段１０１、７０１と同様、レーザ光源と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元の空間変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなるものであり、発散光を利用している。これらの構成は、図２または図３の画像投射手段１０１と同様であるので説明を省略する。【００８９】  本実施の形態５に係る画像投射装置１２００の投射口近傍には、可視光照射部としてＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈが設けられており、ＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈからは投射レンズ前部、すなわち投射方向に向けて非コヒーレントな可視光が照射されている。
本実施の形態５の画像投射装置１２００は、実施の形態１〜４と同様、１次元または２次元空間光変調素子で変調された光を投射レンズにより拡大投影するものであるので、レーザ光出力は画像投射装置１２００からの距離が長くなるほど弱くなり、当該画像投射装置において、安全な距離でのみ人がレーザ光を観察できるような構成が可能となる。【００９０】  本実施の形態５において、ＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈからの可視光は、実施の形態１で説明したように、画像投射装置１２００の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも離れた空間中に集光するように設定されており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離である。また、可視光の強さは、人が投射レンズに近づいたときに、投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも離れた空間中で投射レンズを目視できないくらいの強さにするとよい。【００９１】  また、ＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈは、投射レンズの周囲から、一旦投射レンズの前部で交差した後スクリーンの投影画像周縁部に到達するように放射される。【００９２】  以上のような本発明の実施の形態５に係る画像投射装置１２００によれば、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン１２０２上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとを有する画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌよりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から非コヒーレントな可視光を照射する可視光照射部１２０１ａ〜１２０１ｈを備えたので、画像が投影されている位置から画像投射装置に近づこうとしても、ＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈによる可視光の照射により目視することができないので、クラス２公称眼障害距離以内の距離で投射レンズを観察することを防ぐことができ、安全な画像投射装置を提供することができる。また、折り返しミラーや筐体を用いることなく、近距離での投射レンズの観察を防ぐことができるので、さらなる装置の小型化を実現することができる。【００９３】  なお、本実施の形態５に係る画像投射装置の可視光照射部は、実施の形態１〜４における画像投射装置と組み合わせても有効であるのは言うまでもない。【００９４】  また、本実施の形態５に係る画像投射装置の可視光照射部は、非コヒーレント光源として、直接発光のＬＥＤ以外に、ＬＥＤ光で蛍光体を励起する光源や、ハロゲンランプ、キセノンランプなどを用いることも可能である。【００９５】  （実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係る画像投射装置は、目の回避行動により安全な距離を確保するために、当該画像投射装置から空気を噴出するようにしたものである。
図１３は、本発明の実施の形態６に係る画像投射装置を示す図である。
図において、画像投射装置１３００は、実施の形態１〜４における画像投射手段１０１、７０１と同様、レーザ光源と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元の空間変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなるものであり、発散光を利用している。これらの構成は、図２または図３の画像投射手段１０１と同様であるので説明を省略する。本実施の形態５に係る画像投射装置の内部には、送風部としてファン１３０１が設けられており、ファン１３０１からは投射レンズ前部、すなわち投射方向に向けて空気が噴出されている。【００９６】  本実施の形態６の画像投射装置１３００は、実施の形態１〜４と同様、１次元または２次元空間光変調素子で変調された光を投射レンズにより拡大投影するものであるので、レーザ光出力は画像投射装置１３００からの距離が長くなるほど弱くなり、当該画像投射装置において、安全な距離でのみ人がレーザ光を観察できるような構成が可能となる。【００９７】  本実施の形態６において、ファン１３０１からの空気は、実施の形態１で説明したように、画像投射装置１３００の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも離れた空間中に噴出するように設定されており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離である。また、噴出される空気の強さは、人が画像投射装置に近づいたときに、投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも離れた空間中で投射レンズを目視できないくらいの強さにするとよい。【００９８】  また、ファン１３０１は、その空気流により装置内の冷却を兼ねるように構成してもよい。【００９９】  以上のような本発明の実施の形態６に係る画像投射装置によれば、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置の投射レンズから立体角３８．４／（４×π×Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌよりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から空気を噴出する送風部１３０１を備えたので、画像が投影されている位置から画像投射装置に近づこうとしても、ファン１３０１による空気の噴出により目視することができないので、クラス２公称眼障害距離以内の距離で画像投射装置を観察することを防ぐことができ、安全な画像投射装置を提供することができる。また、折り返しミラーや筐体を用いることなく、近距離での投射レンズの観察を防ぐことができるので、さらなる装置の小型化を実現することができる。【０１００】  なお、本実施の形態��係る画像投射装置の送風部は、実施の形態１〜４における画像投射装置と組み合わせても有効であるのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】  本発明にかかる画像投射装置と背面投写型ディスプレイ装置はクラス２公称眼障害距離以内でのレーザ光観察を抑制する構造を備えることにより安全性を高めた画像投射装置と背面投写型ディスプレイ装置として有用である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年3月29日(2007.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、
前記画像投射手段と前記スクリーンとの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を前記スクリーンに反射させる第ｎ（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーを含む、ｎ個の折り返しミラーとを有する画像投射装置であって、
前記第ｎの折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きい、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像投射装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像投射装置において、
前記画像投射手段と前記第ｎの折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように枠を設けた、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像投射装置において、
前記ｎ個の折り返しミラーのうち、少なくとも１つの折り返しミラーの形状を凸面とした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項５】
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、
該画像投射手段と該スクリーンの間に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する画像投射装置であって、
前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きい、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像投射装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項７】
透過型スクリーンと、
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、
前記画像投射手段と該透過型スクリーンの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を該画像投射手段の出射面側へ折り曲げる第１の折り返しミラー、及び前記透過型スクリーンにレーザ光を反射させる第２の折り返しミラーを含む少なくとも２つの折り返しミラーとを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、
前記第１の折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きく、かつ該画像投射手段のレーザ光出射面が前記透過型スクリーン側に向いている、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとした、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段のレーザ光出射面は略鉛直下面に向いている、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１０】
請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けた、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１１】
請求項９記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けた、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１２】
透過型スクリーンと、
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、
前記画像投射手段から出射するレーザ光の光路中に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、
前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きい、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとした、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１４】
請求項１乃至６のいずれかに記載の画像投射装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えた、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１５】
請求項７乃至１３のいずれかに記載の背面投写型ディスプレイ装置において、
前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えた、
ことを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項１６】
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、
該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から非コヒーレントな可視光を照射する可視光照射部を備えた、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の画像投射装置において、
前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、該画像投射装置から立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１８】
レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、
該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から空気を噴出する送風部を備えた、
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の画像投射装置において、
前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、該画像投射装置から立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとした、
ことを特徴とする画像投射装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光を用いて画像を投射する画像投射装置及び背面投写型ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大画面表示装置として、画像投射装置及び背面投写型ディスプレイ装置が知られている。従来、光源としては高圧水銀ランプが用いられていたが、近年、色再現性の良さや消費電力の少なさから３原色のレーザ光を用いた画像投射装置の開発が進んでいる。一方、レーザ光は単色光であり、波面の揃った光であることから、人の目に入った時に網膜上の一点に集光し、網膜に障害を及ぼす可能性がある。従ってレーザを用いた製品については、国際規格ＩＥＣ６０８２５や、日本国内に於いてはＪＩＳ  Ｃ６８０２：２００５によってレーザ製品のクラス分けを行い、クラス毎に製造者や使用者が守るべき指針を設けて、レーザ製品の安全性を高めようとしている。ＪＩＳ  Ｃ６８０２：２００５では最大許容露光量（以下ＭＰＥと記載）という用語を規定して、通常の環境下で、人体に照射しても有害な影響を与えることがないレーザ放射のレベルを、レーザ波長や光源の大きさ、露光時間、危険にさらされる組織、レーザパルス幅などをパラメータとして示している。更にＪＩＳ  Ｃ６８０２：２００５では公称眼障害距離という用語を規定して、角膜上のレーザ放射照度またはレーザ放射露光が角膜上のＭＰＥに等しくなる距離と決めている。公称眼障害距離以上の距離で、公称眼障害距離を決めた条件の下でレーザ光源を観察する場合は、目は障害を受けない。レーザ光源を用いた背面投写型ディスプレイ装置においては、スクリーンを出射するところでレーザ放射がクラス１のレーザ放射レベル以下になっていることが必要である。ここで、クラス１とは３００００秒観察し続けても安全なクラスである。一方、背面投写型ディスプレイ装置の筐体内では通常、レーザ光を観察することはないが、スクリーンが破壊されて内部を覗き込むことができるようになった場合には目に障害を及ぼす危険性が増大するので、スクリーンの破壊を検知してレーザ光を遮断することが考えられている（特許文献１参照）。また、画像投射装置からのレーザ光をスクリーンに投影し、スクリーンから拡散反射されたレーザ光を観察するような場合は、拡散反射光は安全であっても、画像投射装置からのレーザ光を直接観察すると危険な場合がある。そこで、画像投影領域内への人の侵入を検知し、レーザ光出力を下げることが考えられている（特許文献２参照）。また、直接レーザ光を覗き見することが不可能なように、レーザ照射空間に人が入れないように遮蔽物を設けることが考えられている（特許文献３参照）。クラス２レーザ製品は可視光のレーザ光であって、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラスであるので、最悪、クラス２公称眼障害距離以内でのレーザ光観察を阻止することが重要である。
【特許文献１】特許第３６０６３７７号公報
【特許文献２】特許第２９９４４６９号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の構成に於いてはスクリーンの破壊を検知してレーザ光を遮断するので、破壊検知手段の故障や、レーザ光を遮断するための回路の故障などがあれば、レーザ光が出射したままになり、画像投射装置に近接してレーザ光を観察できてしまうという課題がある。また、特許文献２の構成においては、画像投影領域内に侵入があった場合にレーザ光源からの距離にかかわらず、レーザ光出力を変化させるので、投射画像の明るさが過度に変動する課題がある。また、特許文献３の構成においては、レーザ光が線状の光である場合、画像投射装置から距離が離れてもスクリーンに反射するまでレーザ光を覗き見することはできないので、画像投射装置からスクリーンまで人が入らないように遮蔽しなければならず、遮蔽物が目障りになるだけでなく、装置が大型化するという課題がある。
【０００４】
本発明は上記課題に鑑み、従来の安全対策に加えて、追加の安全策を講じた画像投射装置および背面投写型ディスプレイ装置を提供することを目的とする。また、本発明は人に目に対して危険な領域内への侵入を検知してレーザ光出力を制御する画像投射装置および背面投写型ディスプレイ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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の画像投射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段と前記スクリーンとの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を前記スクリーンに反射させる第ｎ（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーを含む、ｎ個の折り返しミラーとを有する画像投射装置であって、前記第ｎの折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の請求項２に記載の画像投射装置は、請求項１記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項３に記載の画像投射装置は、請求項１記載の画像投射装置において、前記画像投射手段と前記第ｎの折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように枠を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項４に記載の画像投射装置は、請求項１記載の画像投射装置において、前記ｎ個の折り返しミラーのうち、少なくとも１つの折り返しミラーの形状を凸面としたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項５に記載の画像投射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、該画像投射手段と該スクリーンの間に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する画像投射装置であって、前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項６に記載の画像投射装置は、請求項５記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項７に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、透過型スクリーンと、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段と該透過型スクリーンの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を該画像投射手段の出射面側へ折り曲げる第１の折り返しミラー、及び前記透過型スクリーンにレーザ光を反射させる第２の折り返しミラーを含む少なくとも２つの折り返しミラーとを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、前記第１の折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きく、かつ該画像投射手段のレーザ光出射面が前記透過型スクリーン側に向いていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項８に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項９に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のレーザ光出射面は略鉛直下面に向いていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項１０に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項１１に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項９記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項１２に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、透過型スクリーンと、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段から出射するレーザ光の光路中に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項１３に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項１４に記載の画像投射装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１５に記載の背面投写型ディスプレイ装置は、請求項７乃至１３のいずれかに記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１６に記載の画像投射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から非コヒーレントな可視光を照射する可視光照射部を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項１７に記載の画像投射装置は、請求項１６記載の画像投射装置において、前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項１８に記載の画像投射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から空気を噴出する送風部を備えたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項１９に記載の画像投射装置は、請求項１８記載の画像投射装置において、前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の請求項１に記載の画像投射装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段と前記スクリーンとの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を前記スクリーンに反射させる第ｎ（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーを含む、ｎ個の折り返しミラーとを有する画像投射装置であって、前記第ｎの折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいので、画像が投影されている位置から画像投射装置を観察した場合にはクラス２公称眼障害距離よりも離れた位置からの観察になり、安全性を向上させることができる効果がある。
【００２５】
また、本発明の請求項２に記載の画像投射装置によれば、請求項１記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたので、画像が投影されている位置から画像投射装置を観察した場合にはクラス２公称眼障害距離よりも離れた位置からの観察になり、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる効果がある。
【００２６】
また、本発明の請求項３に記載の画像投射装置によれば、請求項１記載の画像投射装置において、前記画像投射手段と前記第ｎの折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように枠を設けたので、人の目に対して危険な領域内に頭を入れて観察することが困難になるので、より安全性を高くすることができる効果がある。
【００２７】
また、本発明の請求項４に記載の画像投射装置によれば、請求項１記載の画像投射装置において、前記ｎ個の折り返しミラーのうち、少なくとも１つの折り返しミラーの形状を凸面としたので、画像投射手段からの投影光の拡がり角を大きくでき、レーザ光のエネルギーが短距離で安全なレベルまで下がり、さらなる装置の小型化を図ることができる効果がある。
【００２８】
また、本発明の請求項５に記載の画像投射装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、該画像投射手段と該スクリーンの間に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する画像投射装置であって、前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいので、レーザ光路への人の接近を制限することができ、安全性を向上させることができる効果がある。
【００２９】
また、本発明の請求項６に記載の画像投射装置によれば、請求項５記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたので、レーザ光路への人の接近を制限することができ、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる効果がある。
【００３０】
また、本発明の請求項７に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、透過型スクリーンと、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段と該透過型スクリーンの間に設けられ、前記画像投射手段から出射したレーザ光を該画像投射手段の出射面側へ折り曲げる第１の折り返しミラー、及び前記透過型スクリーンにレーザ光を反射させる第２の折り返しミラーを含む少なくとも２つの折り返しミラーとを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、前記第１の折り返しミラーと前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きく、かつ該画像投射手段のレーザ光出射面が前記透過型スクリーン側に向いているので、筐体内部で光路を折り曲げることにより、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、クラス２公称眼障害距離以内での観察を困難にさせ、安全性を向上させることができる効果がある。
【００３１】
また、本発明の請求項８に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたので、筐体内部で光路を折り曲げることにより、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、クラス２公称眼障害距離以内での観察を困難にさせ、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる効果がある。
【００３２】
また、本発明の請求項９に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のレーザ光出射面は略鉛直下面に向いているので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、クラス２公称眼障害距離以内での観察をより困難にさせ、さらなる安全性を向上させることができる効果がある。
【００３３】
また、本発明の請求項１０に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項７記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けたので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、人の目に対して危険な領域内に頭を入れて観察することがより困難になるので、より安全性を高くすることができる効果がある。
【００３４】
また、本発明の請求項１１に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項９記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段と前記第１の折り返しミラーとの間の光路を囲繞するように、構造体を設けたので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、人の目に対して危険な領域内に頭を入れて観察することがより困難になるので、より安全性を高くすることができる効果がある。
【００３５】
また、本発明の請求項１２に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、透過型スクリーンと、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射された発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段と、前記画像投射手段から出射するレーザ光の光路中に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板とを有する背面投写型ディスプレイ装置であって、前記規制板と前記画像投射手段との距離が前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離よりも大きいので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、人の接近を制限することにより、安全性を向上させることができる効果がある。
【００３６】
また、本発明の請求項１３に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌとしたので、スクリーンが破壊され、筐体内部が観察可能となった場合でも、人の接近を制限することにより、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる効果がある。
【００３７】
また、本発明の請求項１４に記載の画像投射装置によれば、請求項１乃至６のいずれかに記載の画像投射装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えたので、人の回避行動によって目の安全が確保される領域内への侵入に対してはレーザ光出力を制御せず、回避行動によっても安全を確保できない領域内への侵入に対してはレーザ光出力を制御することによって、画像明るさの過度な変動を避けるとともに、安全性を向上させることができる効果がある。
【００３８】
また、本発明の請求項１５に記載の背面投写型ディスプレイ装置によれば、請求項７乃至１３のいずれかに記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像投射手段のクラス２公称眼障害距離以内に物体が侵入することを検知する検知手段を備えたので、人の回避行動によって目の安全が確保される領域内への侵入に対してはレーザ光出力を制御せず、回避行動によっても安全を確保できない領域内への侵入に対してはレーザ光出力を制御することによって、画像明るさの過度な変動を避けるとともに、安全性を向上させることができる効果がある。
【００３９】
また、本発明の請求項１６に記載の画像投射装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から非コヒーレントな可視光を照射する可視光照射部を備えたので、人の目に対して危険な領域内で観察しようとしても、可視光の照射により目をあけるのが困難になるので、より安全性を向上させることができるとともに、さらなる装置の小型化を実現することができる効果がある。
【００４０】
また、本発明の請求項１７に記載の画像投射装置によれば、請求項１６記載の画像投射装置において、前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとしたので、人の目に対して危険な領域内で観察しようとしても、可視光の照射により目をあけるのが困難になるので、より安全性を向上させることができるとともに、さらなる装置の小型化を実現することができる効果がある。
【００４１】
また、本発明の請求項１８に記載の画像投射装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射した発散光のレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置のクラス２公称眼障害距離よりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から空気を噴出する送風部を備えたので、人の目に対して危険な領域内で観察しようとしても、送風部から噴出される空気により目をあけるのが困難になるので、より安全性を向上させることができるとともに、さらなる装置の小型化を実現することができる効果がある。
【００４２】
また、本発明の請求項１９に記載の画像投射装置によれば、請求項１８記載の画像投射装置において、前記画像投射装置のクラス２公称眼障害距離を、前記投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌとしたので、人の目に対して危険な領域内で観察しようとしても、送風部から噴出される空気により目をあけるのが困難になるので、より安全性を向上させることができるとともに、さらなる装置の小型化を実現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】
【００４３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の画像投射装置１００の構成図である。
図１において、画像投射装置１００は、レーザ光を投射する画像投射手段１０１と、画像投射手段１０１から出射されたレーザ光を最初に折り曲げる第１の折り返しミラー１０２と、第１の折り返しミラー１０２を介して投射レンズから出射されたレーザ光をスクリーンに反射させる第２の折り返しミラー１０３と、折りたたみ式の保持枠１０６と筐体１０５とからなるものである。
【００４４】
画像投射手段１０１は、好ましくはレーザ光源と、液晶パネルやマイクロミラーアレイなどの２次元の光変調素子と投影レンズとからなる。あるいは、画像投射手段１０１はレーザ光源と１次元の光変調素子と集光レンズと光走査素子とからなっても良い。
【００４５】
次に、１次元または２次元空間光変調素子により空間変調を行う画像投射手段１０１について図２、図３を用いて説明する。
図２は、２次元空間光変調素子により空間変調を行う画像投射手段１０１の構成を示す図である。
図２において、画像投射手段１０１は、青色レーザ２０１、赤色レーザ２０２、及び緑色レーザ２０３と、ロッドインテグレータ２１９ａ〜２１９ｃと、レンズ２２１ａ〜２２１ｃと、空間変調素子２２２ａ〜２２２ｃと、色合成プリズム２２３と、投射レンズ２１５とからなるものである。
【００４６】
青色レーザ２０１、赤色レーザ２０２としては好適には半導体レーザが利用可能であり、緑色レーザ２０３は、好適には第２高調波発生を用いた固体レーザが用いられる。ロッドインテグレータ２１９ａ〜２１９ｃは、直方体のガラス部材からなっている。空間光変調素子２２２ａ〜２２２ｃは、２次元の空間光変調素子であり、本実施の形態１では、透過型液晶パネルとする。色合成プリズム２２３は、青色レーザ２０１から出射したレーザ光と赤色レーザ２０２から出射したレーザ光を反射するとともに、緑色レーザ２０３から出射したレーザ光は透過して、青、赤、緑のレーザ光を合成する。
青色レーザ２０１から出射するレーザ光の受ける作用と、赤色レーザ２０２及び緑色レーザ２０３から出射するレーザ光の受ける作用とは同種のものであるので、図において青色レーザ２０３から出射するレーザ光についてのみ説明し、他のレーザについては説明を省略する。青色レーザ２０１から出射したレーザ光はロッドインテグレータ２１９ａに入射する。ロッドインテグレータ２１９ａに入射したレーザ光がロッドインテグレータ２１９内で反射を繰り返すことにより、ロッドインテグレータ出射端面では均一な光量分布が得られる。ロッドインテグレータ２１９ａからレンズ２２１ａを介して発散光のレーザ光が空間光変調素子２２２ａに照射されることで、均一な照明光が得られる。空間光変調素子２２２ａで変調されたレーザ光は色合成プリズム２２３、及び投射レンズ２１５を透過してスクリーン１０７に結像される。
【００４７】
図３は、１次元空間光変調素子により空間変調を行う画像投射手段１０１の構成を示す図である。
図３において、画像投射手段１０１は、レーザ光源３０１とレンズ３０２と１次元の空間光変調素子３０３とレンズ３０４と走査手段３０５とからなるものである。
【００４８】
また、１次元の空間光変調素子３０３は、垂直方向に線状に光変調素子が整列しており、走査手段３０５は、例えばガルバノミラーを用いている。
レーザ光源３０１から出射したレーザ光はレンズ３０２により発散光のレーザ光が１次元空間光変調素子３０３に照明される。１次元空間光変調素子３０３によって変調されたレーザ光はレンズ３０４により図示しないスクリーン上に結像される。スクリーン上では垂直な方向の１次元空間光変調素子３０３の像が平行に走査されることで２次元の像が得られることとなる。
【００４９】
このように、本実施の形態１の画像投射装置における画像投射手段１０１は、１次元または２次元空間光変調素子で変調された光を投射レンズにより拡大投影するものであるが、レーザ光出力は画像投射手段１０１からの距離が長くなるほど弱くなるので、当該画像投射装置において、安全な距離でのみ人がレーザ光を観察できるような構成が可能となる。
【００５０】
また、上記のように、発散光を利用する画像投射装置において、コリメートされたレーザ光が目に入っても、目の回避行動により安全を確保できる上限のレーザ光出力は１ｍＷである。目の瞳径は個人差や周囲の明るさにも影響されるがほぼ７ｍｍと考えてよい。
【００５１】
従って、画像投射手段の投射レンズから瞳までの距離をＬ（ｍｍ）とすると、瞳が投射レンズに対して張る立体角は３８．４／（Ｌ×Ｌ）となり、投射レンズから前記立体角に放出されるレーザ光が１ｍＷ未満であれば安全である。
【００５２】
本実施の形態１では、画像投射手段１０１から第２の折り返しミラー１０３までの距離は、画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるよう設定しており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離であり、これにより、画像が投影されている位置から画像投射装置１００を観察した場合にはクラス２公称眼障害距離よりも離れた位置からの観察になり、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる。また、図１に示すように、第２の折り返しミラー１０３を所定の角度で保持する折りたたみ式の保持枠１０６を設け、また、筐体１０５と保持枠１０６とを合わせて、画像投射手段１０１と第２の折り返しミラー１０３との間の光路を囲繞する枠を形成していることにより、一般的なフロントプロジェクター等の画像投射装置のサイズから考えて、人が投射光１０４の側から第２の折り返しミラー１０３付近まで接近しても、折り返しミラー１０３と画像投射手段１０１との間に頭を入れてレーザ光を観察するのは困難なので、折り返しミラー１０３よりも遠い位置でレーザ光を観察することになり、このときは人の回避行動により、目への障害を防ぐことができる。また、画像投射装置を使用しない場合には保持枠１０６を折りたたんで、折り返しミラー１０３を筐体１０５に接触させておくことができる。また、保持枠１０６の大きさを人の頭部が入らないような大きさとすることにより、頭部の挿入がより困難となり、さらに安全性が向上する。
【００５３】
さらに、検知手段として、図４の画像投射装置４００に示すように、出射した光を第２の折り返しミラー１０３で反射して再度、受光するような光スイッチ４０１を筐体１０５内部に設けてもよく、これにより、折り返しミラー１０３の内側へ物体が侵入したとき、光スイッチ４０１から出射した光は、折り返しミラー１０３に反射されず、受光できなくなるため、物体の侵入を検知することできる。また、光スイッチ４０１は、物体の侵入を検知したとき、レーザ出力を低下させるようにすることにより、さらに安全性を向上することができる。
【００５４】
さらに、本実施の形態１に係る画像投射装置の第１の折り返しミラーの形状を、図５の画像投射装置５００に示すように、凸面形状の第１の折り返しミラー５０２としてもよく、これにより、投射レンズからの投影光の拡がり角を大きくできるので、レーザ光のエネルギーが短距離で安全なレベルまで下がり、その結果、装置のさらなる小型化を図ることができる。
【００５５】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る画像投射装置は、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン１０７上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段１０１と、該画像投射手段１０１と前記スクリーン１０７との間に設けられ、前記画像投射手段１０１から出射したレーザ光を最初に折り曲げる第１の折り返しミラー１０２と、第１の折り返しミラー１０２を介して画像投射手段１０１から出射したレーザ光をスクリーン１０７に反射させる第２の折り返しミラー１０３とを有する画像投射装置であって、第２の折り返しミラー１０３と該投射レンズとの距離が該投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくするようにしたので、画像が投影されている位置から画像投射装置を観察した場合には１ｍＷ未満のレーザ光の観察、すなわちクラス２公称眼障害距離より離れた位置からの観察になり、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる。
【００５６】
さらに、第２の折り返しミラー１０３と画像投射手段との間の光路を囲繞するように保持枠１０６及び筐体１０５を設けたので、人の目に対して危険な領域内に頭を入れて観察することが困難になるので、より安全性を高めることができる。
なお、本実施の形態１では、第２の折り返しミラー１０３と画像投射手段１０１との間に頭を入れることを困難にするために、画像投射手段１０１から第２の折り返しミラー１０３までの距離を、画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離よりも大きくなるよう設定する例について説明したが、画像投射手段１０１と折り返しミラー１０３との間に頭部を挿入できる間隙ができる場合には、間に１つまたは複数の折り返しミラーを追加して頭部の挿入を困難にしても良いし、画像投射手段１０１と折り返しミラー１０３との間を囲繞するような枠を別途設けても良い。
【００５７】
また、本実施の形態１では折り返しミラーを第１及び第２の２つの折り返しミラーとしたが、その数に限りはなく、ｎ個（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーにするとよい。
また、本実施の形態１では第１の折り返しミラーを凸形状とした例について説明したがこれに限るものではなく、ｎ個の折り返しミラーのうち、いずれか１つあるいは複数の折り返しミラーを凸形状としてもよい。
【００５８】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２の画像投射装置の構成図であり、図１と同一のものについては同じ符号を用い、説明を省略する。また、本実施の形態２において、画像投射手段１０１は、１次元または２次元の空間光変調素子を用いており、図２、図３と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態２に係る画像投射装置６００は実施の形態１で説明した保持枠１０６の代わりに、規制板６０１を備えた点が実施の形態１と異なっている。
図６において規制板６０１は、好ましくは投射光１０４に対して透過率の高い透明アクリル板からなると共に、投射光１０４の光束断面積よりも大きいことが望ましい。また、第２の折り曲げミラーを所定の角度で保持するように設けられている。また、実施の形態１で説明した保護枠１０６と同様、折りたたみ式とし、また、筐体１０５と規制板６０１とを合わせて、画像投射手段１０１と第２の折り返しミラー１０３との間の光路を囲繞する枠を形成しており、画像投射装置を使用しない場合には、規制板６０１を折りたたんで、折り返しミラー１０３を筐体１０５に接触させておくことができる。
【００６０】
また、規制板６０１と画像投射手段１０１との距離は、実施の形態１で説明したように、画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるよう設定しており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離であり、これにより、画像が投影されている位置から画像投射装置１００を観察した場合にはクラス２公称眼障害距離よりも離れた位置からの観察になり、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる。また、人が投射光１０４の側から画像投射手段１０１付近まで接近しても、規制板６０１があるため、人の目に対して危険な領域でレーザ光を観察するのは困難で、クラス２公称眼障害距離よりも遠い位置でレーザ光を観察することになり、このときは人の回避行動により、目への障害を防ぐことができる。
【００６１】
さらに図示しないセンサーを設けて規制板６０１の破壊もしくは移動を検知してレーザ光出力を下げるようにしてもよい。この場合、センサーは例えば、規制板に電極を設け、規制板が破壊されたとき、すなわち破壊により通電しなくなったときに規制板が破壊されたことを検出するようにしてもよい。また、ピエゾアクチュエータを用いて、一定の周波数で規制板６０１を振動させ、規制板の破壊あるいは接触により、振動周波数や振幅が変わったときに規制板が破壊されたことを検出するようにしてもよい。
【００６２】
また、実施の形態１で説明した保護枠１０６内に規制板を構成してもよく、これにより、規制板が破壊されたとしても、保護枠１０６により、規制板のあった位置と画像投射手段１０１との間に頭を入れてレーザ光を観察するのは困難なので、このときは人の回避行動により、目への障害を防ぐことができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態１において、図５に示したように、第１の折り返しミラー１０２を、凸面形状の第１の折り返しミラー５０２としてもよく、これにより、投射レンズからの投影光の拡がり角を大きくできるので、レーザ光のエネルギーが短距離で安全なレベルまで下がり、その結果、装置のさらなる小型化を図ることができる。
【００６４】
以上のような本発明の実施の形態２に係る画像投射装置６００によれば、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と該１次元または２次元空間変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン１０７上に投影し、該１次元または２次元空間変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段１０１と、該画像投射手段１０１と該スクリーン１０７との間に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板６０１とを有する画像投射装置であって、前記規制板６０１と前記画像投射手段１０１との距離が画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくするようにしたので、画像が投影されている位置から画像投射装置を観察した場合には１ｍＷ未満のレーザ光の観察になり、また、規制板６０１によりレーザ光路への人の接近を制限することができるので、必要最小限の装置規模で安全性を向上させることができる。
【００６５】
また、規制板に検知手段を設けることにより、規制板が破壊もしくは移動されても、検知手段によりレーザ出力が下げられるので、一層安全性を高めることができる。
【００６６】
また、保持枠内に規制板を構成するようにしたので、規制板が破壊されても、物理的に安全な距離を確保することができ、一層安全性の高めることができる。
【００６７】
なお、本実施の形態２では折り返しミラーを第１及び第２の２つの折り返しミラーとしたが、その数に限りはなく、ｎ個（ｎは１以上の整数）の折り返しミラーにするとよい。
【００６８】
また、折り返しミラーを用いずに画像投射手段と規制板との間の光路を囲繞するように規制板及び筐体を設けるような構成としてもよい。
【００６９】
また、本実施の形態２では第１の折り返しミラーを凸形状とした例について説明したがこれに限るものではなく、ｎ個の折り返しミラーのうち、いずれか１つあるいは複数の折り返しミラーを凸形状としてもよい。
【００７０】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３の背面投写型ディスプレイ装置の構成図である。
図７において、本実施の形態３に係る背面投写型ディスプレイ装置７００は、そのレーザ光出射面がスクリーン７１０側に向いており、レーザ光を投射する画像投射手段７０１と、画像投射手段７０１から出射したレーザ光を画像投射手段７０１側へ折り曲げる第１の折り返しミラー７０７と、第１の折り返しミラー７０７により反射されたレーザ光をスクリーン７１０へ反射させ、画像投射手段７０１からのレーザ光をスクリーン７１０へ出射する第２の折り返しミラー７０８と、画像投射手段７０１からのレーザ光により画像を表示するスクリーン７１０と、これらを内蔵する筐体７１１とからなるものである。
【００７１】
本実施の形態３における画像投射手段７０１は、実施の形態１の画像投射手段１０１と同様に、好ましくはレーザ光源と、液晶パネルやマイクロミラーアレイなどの２次元の光変調素子と投影レンズとからなる。あるいは、画像投射手段７０１はレーザ光源と１次元の光変調素子と集光レンズと光走査素子とからなっても良い。また、１次元または２次元の空間光変調素子を用いた画像投射手段７０１の構成は、図２または図３で説明した画像投射手段１０１と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００７２】
また、本実施の形態３において、スクリーン７１０は透過型スクリーンであり、画像投射手段７０１からのレーザ光は該透過型スクリーン７１０の観察面と反対側の面に投影され、該透過型スクリーン７１０により投射光７０９を散乱させる。
【００７３】
また、本実施の形態３の背面投射型ディスプレイ装置における画像投射手段７０１は、実施の形態１の画像投射手段１０１と同様、１次元または２次元空間光変調素子で変調された光を投射レンズにより拡大投影するものであるので、レーザ光出力は画像投射手段７０１からの距離が長くなるほど弱くなり、当該背面投射型ディスプレイ装置において、安全な距離でのみ人がレーザ光を観察できるような構成が可能となる。
【００７４】
本実施の形態３では、画像投射手段７０１から第１の折り返しミラー７０７までの距離は、実施の形態１で説明したように、画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるよう設定しており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離であり、これにより、スクリーン７１０が破壊されて、筐体７１１内部が観察可能となった場合でも、破壊されたスクリーン越しに筐体７１１内部に頭部を挿入することを考えると第１の折り返しミラー７０７以降の投射光７０９を観察するのは容易であるが、第１の折り返しミラー７０７と画像投射手段１０１との間に頭部を挿入するのは困難であり、目の回避行動により安全を確保できる距離以内でのレーザ光観察を抑制することができる。
【００７５】
さらに、図８の背面投写型ディスプレイ装置８００に示すように、検知手段として、出射した光を第１の折り返しミラー７０７で反射して再度、受光するような光スイッチ８０１を筐体７１１内部に設けることにより、第１の折り返しミラー７０７の内側へ物体が侵入したとき、光スイッチ８０１から出射した光は、第１の折り返しミラー７０７に反射されず、受光できなくなるため、物体の侵入を検知することができる。また、光スイッチ８０１は、物体の侵入を検知したとき、レーザ出力を低下させ、これにより、さらに安全性を向上させることができる。
【００７６】
以上のように、本発明の実施の形態３に係る背面投写型ディスプレイ装置７００は、透過型スクリーン７１０と、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と、前記透過型スクリーン７１０の観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段７０１と、該画像投射手段７０１と前記透過型スクリーン７１０との間に設けられ、前記画像投射手段７０１から出射したレーザ光を該画像投射手段の出射面側へ折り曲げる第１の折り返しミラー７０７、及び前記透過型スクリーン７１０にレーザ光を反射させる第２の折り返しミラー７０８を含む少なくとも２つの折り返しミラーとからなる背面投写型ディスプレイ装置であって、前記第１の折り返しミラー７０７と前記画像投射手段７０１との距離が該画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きく、かつ該画像投射手段７０１のレーザ光出射面が該スクリーン７１０側に向いているようにしたので、スクリーン７１０が破壊されて、筐体７１１内部が観察可能となった場合でも、破壊されたスクリーン７１０越しに筐体７１１内部に頭部を挿入することを考えると第１の折り返しミラー７０７以降の投射光７０９を観察するのは容易であるが、第１の折り返しミラー７０７と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのは困難であるので、目の回避行動により安全を確保できる距離以内でのレーザ光観察を抑制することができる。
【００７７】
なお、本実施の形態３では、画像投射手段７０１のレーザ光出射面をスクリーン側に向いているように構成したが、これに限るものではなく、例えば、図９の背面投写型ディスプレイ装置９００に示すように、画像投射手段７０１を略鉛直下面に向いているように構成し、該画像投射手段７０１と第１の折り返しミラー７０７との距離を、該画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくすることにより、スクリーン７１０が破壊されて、筐体７１１内部が観察可能になった場合でも、第１の折り返しミラー７０７と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのがさらに困難になり、安全性をさらに向上することができる。
【００７８】
また、本実施の形態３では、画像投射手段７０１と第１の折り返しミラー７０７との距離を、該画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくすることにより、安全を確保するようにしたが、さらに、図１０の背面投写型ディスプレイ装置１０００に示すように、画像投射手段７０１と第１の折り返しミラー７０７との間の光路を囲繞するように構造体１００１を設けてもよく、これにより、スクリーン７１０が破壊されて、筐体内部が観察可能になった場合でも、第１の折り返しミラー７０７と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのがさらに困難になり、安全性をさらに向上することができる。また、構造体１００１の上部は第１の折り返しミラー７０７により反射された投射光７０９を透過するように透明アクリル等で構成するとよい。
【００７９】
（実施の形態４）
図１１は本発明の実施の形態４の背面投写型ディスプレイ装置の構成図であり、図７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。また、本実施の形態４において、画像投射手段７０１は、実施の形態３と同様、１次元または２次元の空間光変調素子を用いており、図２、図３の画像投射手段１０１と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００８０】
本実施の形態４に係る背面投写型ディスプレイ装置１１００は実施の形態３で説明した背面投写型ディスプレイ装置７００に規制板１１１２を備えた点が実施の形態３と異なっている。
【００８１】
図１１において規制板は、好ましくは投射光７０９に対して透過率の高い透明アクリル板からなると共に、投射光７０９の光束断面積よりも大きいことが望ましい。また、規制板１１１２と画像投射手段７０１との距離は、実施の形態１で説明したように、画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくなるよう設定しており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離であり、これにより、スクリーン７１０が破壊されて、筐体内部が観察可能となった場合でも、破壊されたスクリーン７１０越しに筐体７１１内部に頭部を挿入することを考えると、第１の折り返しミラー７０７以降の投射光７０９を観察するのは容易であるが、規制板１１１２と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのは困難であるので、目の回避行動により安全を確保できる距離以内でのレーザ光観察を抑制することができる。
【００８２】
さらに図示しないセンサーを設けて規制板１１１２の破壊もしくは移動を検知してレーザ光出力を下げるようにしてもよい。この場合、センサーは例えば、規制板１１１２に電極を設け、規制板が破壊されたとき、すなわち破壊により通電しなくなったときに規制板が破壊されたことを検出するようにするとよい。また、ピエゾアクチュエータを用いて、一定の周波数で規制板１１１２を振動させ、規制板１１１２の破壊あるいは接触により、振動周波数や振幅が変わったときに規制板が破壊されたことを検出するようにしても良い。
【００８３】
以上のような本発明の実施の形態４に係る背面投写型ディスプレイ装置１１００によれば、透過型スクリーン７１０と、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と、前記透過型スクリーンの観察面と反対側の面に、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光を投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射手段７０１と、該画像投射手段７０１から出射するレーザ光の光路中に設けられ、該レーザ光路への人の接近を制限する規制板１１１２とからなる背面投写型ディスプレイ装置であって、該規制板１１１２と前記画像投射手段７０１との距離が該画像投射手段７０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくするようにしたので、スクリーン７１０が破壊されて、筐体７１１内部が観察可能となった場合でも、破壊されたスクリーン７１０越しに筐体７１１内部に頭部を挿入することを考えると第１の折り返しミラー７０７以降の投射光７０９を観察するのは容易であるが、規制板１１１２と画像投射手段７０１との間に頭部を挿入してレーザ光を観察するのは困難であるので、目の回避行動により安全を確保できる距離以内でのレーザ光観察を抑制することができる。
【００８４】
また、規制板１１１２に検知手段を設けることにより、規制板が破壊もしくは移動されても、検知手段によりレーザ出力が下げられるので、一層安全性を高めることができる。
【００８５】
なお、本実施の形態４では、第１の折り曲げミラー７０７及び第２の折り曲げミラー７０８の２つの折り曲げミラー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、例えば、第２の折り曲げミラー７０８のみを備えた構成とし、規制板１１１２と前記画像投射手段１０１との距離を該画像投射手段１０１の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも大きくするとともに、画像投射手段１０１からのレーザ光を直接規制板１１１２に出射するような構成にしてもよい。
【００８６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る画像投射装置は、目の回避行動により安全な距離を確保するために、当該画像投射装置から可視光を照射するようにしたものである。
図１２は、本発明の実施の形態５に係る画像投射装置を示す図である。
図において、画像投射装置１２００は、実施の形態１〜４における画像投射手段１０１、７０１と同様、レーザ光源と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元の空間変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなるものであり、発散光を利用している。これらの構成は、図２または図３の画像投射手段１０１と同様であるので説明を省略する。
【００８７】
本実施の形態５に係る画像投射装置１２００の投射口近傍には、可視光照射部としてＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈが設けられており、ＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈからは投射レンズ前部、すなわち投射方向に向けて非コヒーレントな可視光が照射されている。
本実施の形態５の画像投射装置１２００は、実施の形態１〜４と同様、１次元または２次元空間光変調素子で変調された光を投射レンズにより拡大投影するものであるので、レーザ光出力は画像投射装置１２００からの距離が長くなるほど弱くなり、当該画像投射装置において、安全な距離でのみ人がレーザ光を観察できるような構成が可能となる。
【００８８】
本実施の形態５において、ＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈからの可視光は、実施の形態１で説明したように、画像投射装置１２００の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも離れた空間中に集光するように設定されており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離である。また、可視光の強さは、人が投射レンズに近づいたときに、投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも離れた空間中で投射レンズを目視できないくらいの強さにするとよい。
【００８９】
また、ＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈは、投射レンズの周囲から、一旦投射レンズの前部で交差した後スクリーンの投影画像周縁部に到達するように放射される。
【００９０】
以上のような本発明の実施の形態５に係る画像投射装置１２００によれば、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン１２０２上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとを有する画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌよりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から非コヒーレントな可視光を照射する可視光照射部１２０１ａ〜１２０１ｈを備えたので、画像が投影されている位置から画像投射装置に近づこうとしても、ＬＥＤ１２０１ａ〜１２０１ｈによる可視光の照射により目視することができないので、クラス２公称眼障害距離以内の距離で投射レンズを観察することを防ぐことができ、安全な画像投射装置を提供することができる。また、折り返しミラーや筐体を用いることなく、近距離での投射レンズの観察を防ぐことができるので、さらなる装置の小型化を実現することができる。
【００９１】
なお、本実施の形態５に係る画像投射装置の可視光照射部は、実施の形態１〜４における画像投射装置と組み合わせても有効であるのは言うまでもない。
【００９２】
また、本実施の形態５に係る画像投射装置の可視光照射部は、非コヒーレント光源として、直接発光のＬＥＤ以外に、ＬＥＤ光で蛍光体を励起する光源や、ハロゲンランプ、キセノンランプなどを用いることも可能である。
【００９３】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係る画像投射装置は、目の回避行動により安全な距離を確保するために、当該画像投射装置から空気を噴出するようにしたものである。
図１３は、本発明の実施の形態６に係る画像投射装置を示す図である。
図において、画像投射装置１３００は、実施の形態１〜４における画像投射手段１０１、７０１と同様、レーザ光源と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元の空間変調素子と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなるものであり、発散光を利用している。これらの構成は、図２または図３の画像投射手段１０１と同様であるので説明を省略する。本実施の形態５に係る画像投射装置の内部には、送風部としてファン１３０１が設けられており、ファン１３０１からは投射レンズ前部、すなわち投射方向に向けて空気が噴出されている。
【００９４】
本実施の形態６の画像投射装置１３００は、実施の形態１〜４と同様、１次元または２次元空間光変調素子で変調された光を投射レンズにより拡大投影するものであるので、レーザ光出力は画像投射装置１３００からの距離が長くなるほど弱くなり、当該画像投射装置において、安全な距離でのみ人がレーザ光を観察できるような構成が可能となる。
【００９５】
本実施の形態６において、ファン１３０１からの空気は、実施の形態１で説明したように、画像投射装置１３００の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも離れた空間中に噴出するように設定されており、すなわちこれは、人間がまぶしい光を見た時のまばたき反射を含む回避行動によって安全性を確保することができるクラス２公称眼障害距離以上の距離である。また、噴出される空気の強さは、人が画像投射装置に近づいたときに、投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷとなる距離Ｌよりも離れた空間中で投射レンズを目視できないくらいの強さにするとよい。
【００９６】
また、ファン１３０１は、その空気流により装置内の冷却を兼ねるように構成してもよい。
【００９７】
以上のような本発明の実施の形態６に係る画像投射装置によれば、レーザ光源（３０１または２０１〜２０３）と、該レーザ光源から出射したレーザ光を空間変調する１次元または２次元空間光変調素子（３０３または２２２ａ〜２２２ｃ）と、該１次元または２次元空間光変調素子によって空間変調されたレーザ光をスクリーン上に投影し、該１次元または２次元空間光変調素子の像を結像する投射レンズとからなる画像投射装置において、該画像投射装置から出射した光路中で、かつ該画像投射装置の投射レンズから立体角３８．４／（Ｌ×Ｌ）に放出される光出力が１ｍＷ未満となる距離Ｌよりも該画像投射装置から離れた空間中に投射口近傍から空気を噴出する送風部１３０１を備えたので、画像が投影されている位置から画像投射装置に近づこうとしても、ファン１３０１による空気の噴出により目視することができないので、クラス２公称眼障害距離以内の距離で画像投射装置を観察することを防ぐことができ、安全な画像投射装置を提供することができる。また、折り返しミラーや筐体を用いることなく、近距離での投射レンズの観察を防ぐことができるので、さらなる装置の小型化を実現することができる。
【００９８】
なお、本実施の形態に係る画像投射装置の送風部は、実施の形態１〜４における画像投射装置と組み合わせても有効であるのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明にかかる画像投射装置と背面投写型ディスプレイ装置はクラス２公称眼障害距離以内でのレーザ光観察を抑制する構造を備えることにより安全性を高めた画像投射装置と背面投写型ディスプレイ装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における画像投射装置の構成図である。
【図２】図２は、２次元空間光変調素子を用いた画像投射手段の構成図である。
【図３】図３は、１次元空間光変調素子を用いた画像投射手段の構成図である。
【図４】図４は、実施の形態１における画像投射装置に光スイッチを設けた図である。
【図５】図５は、実施の形態１における画像投射装置の第１の折り曲げミラーを凸面形状とした図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２における画像投射装置の構成図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３における背面投写型ディスプレイ装置の構成図である。
【図８】図８は、実施の形態３における背面投写型ディスプレイ装置に光スイッチを設けた図である。
【図９】図９は、実施の形態３における背面投写型ディスプレイ装置の画像投射手段のレーザ光出射面を略鉛直下面に向けた例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３における背面投写型ディスプレイ装置の画像投射手段に構造体を設けた図である。
【図１１】図１１は、実施の形態４における背面投写型ディスプレイ装置の構成図である。
【図１２】図１２は、実施の形態５における画像投射装置の構成図である。
【図１３】図１３は、実施の形態６における画像投射装置の構成図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００、４００、５００、６００、１２００、１３００  画像投射装置
１０１、７０１  画像投射手段
１０２、５０２、７０７  第１の折り返しミラー
１０３、７０８  第２の折り返しミラー
１０４、７０９  投射光
１０５、７１１  筐体
１０６  保持枠
１０７、７１０  スクリーン
２０１  青色レーザ
２０２  赤色レーザ
２０３  緑色レーザ
２１５  投射レンズ
２１９ａ〜２１９ｃ  ロッドインテグレータ
２２１ａ〜２２１ｃ  レンズ
２２２ａ〜２２２ｃ    ２次元の空間変調素子
２２３  色合成プリズム
３０１  レーザ光源
３０２、３０４  レンズ
３０３  １次元の空間変調素子
３０５  走査手段
３０６  レーザ光
４０１、８０１  光スイッチ
６０１、１１１２  規制板
７００、８００、９００、１０００、１１００  背面投写型ディスプレイ装置
１００１  構造体
１２０１ａ〜１２０１ｈ  ＬＥＤ
１３０１  ファン
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
2006137548.tif 000019
【図６】
2006137548.tif 000020
【図７】
2006137548.tif 000021
【図８】
2006137548.tif 000022
【図９】
2006137548.tif 000023
【図１０】
2006137548.tif 000024
【図１１】
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【図１２】
2006137548.tif 000026
【図１３】
2006137548.tif 000027
【国際調査報告】
2006137548.tif 000028
2006137548.tif 000029
2006137548.tif 000030
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