(57)【要約】【課題】光がもたらす可能性のある不具合の低減、及び快適な画像観賞を両立可能とし、かつ簡易な構成のプロジェクタを提供すること。【解決手段】画像信号に応じた映像光を表示面に投写するプロジェクタ１０であって、光を射出する光源装置１１と、少なくとも光源装置１１を収納する筐体１９と、表示面に投写する映像光を透過させ、筐体１９から射出する光学素子である投写レンズ１８と、光学素子に供給された検出光を検出する検出部２５と、を有し、光学素子のうち映像光を射出する射出面において、映像光の光量密度が所定値以下であって、検出部２５による検出結果に基づいて映像光の光量を調節する。【選択図】図２
2009134217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に応じた映像光を表示面に投写するプロジェクタであって、
光を射出する光源装置と、
少なくとも前記光源装置を収納する筐体と、
前記表示面に投写する前記映像光を透過させ、前記筐体から射出する光学素子と、
前記光学素子に供給された検出光を検出する検出部と、を有し、
前記光学素子のうち前記映像光を射出する射出面において、前記映像光の光量密度が所定値以下であって、
前記検出部による検出結果に基づいて前記映像光の光量を調節することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記検出光を射出する検出用光源部を有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記光源装置は、
第１波長の光を射出する光源部と、
前記光源部から射出した前記第１波長の光を入射させることにより、前記第１波長の光と、前記第１波長とは異なる波長である第２波長の光とを射出する波長変換部と、を有し、
前記検出光は、前記波長変換部から射出した前記第１波長の光であって、
前記映像光は、前記波長変換部から射出した前記第２波長の光であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記光学素子は、前記映像光を投写する投写光学系を構成するレンズであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記光学素子は、投写光学系により投写された前記映像光を透過させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記光学素子のうち前記映像光を入射させる入射面が、前記投写光学系の光軸に直交する面に対して傾けられることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記光学素子のうち前記映像光を射出する射出面が、前記投写光学系の光軸に直交する面に対して傾けられることを特徴とする請求項５又は６に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記検出光は、非可視光であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記光学素子に形成され、前記非可視光を反射し可視光を透過させる透過反射部を有することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記光学素子のうち前記映像光を入射させる入射面へ、所定の入射角をなす前記検出光を入射させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記光学素子は、前記検出光を伝播させ、
前記検出部は、前記光学素子の外縁部に設けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１２】
前記光学素子の外縁部に設けられ、前記検出光を反射する検出光反射部を有することを特徴とする請求項１１に記載のプロジェクタ。
【請求項１３】
前記検出用光源部は、前記検出部の近傍に設けられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１４】
前記検出部へ前記検出光を誘導する検出光誘導部を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項１５】
前記光源装置は、レーザ光を射出することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項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、プロジェクタ、特に、レーザ光を用いて画像を表示するプロジェクタの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタの光源装置として、レーザ光源を用いる技術が提案されている。レーザ光源は、高出力化及び多色化に伴い、プロジェクタの光源として開発されている。プロジェクタの光源として従来用いられているＵＨＰランプと比較すると、レーザ光源は、小型である他、高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命等の利点がある。高い出力のレーザ光源を用いることで、明るい画像を表示することができる。その一方、レーザ光が直接人の目に入ることで目に影響を及ぼす等の、レーザ光がもたらす可能性のある不具合を回避するための対策が必要となる。例えば、特許文献１には、三次元空間へ進入した物体を高い精度で検出可能とする三次元監視装置の技術が提案されている。かかる技術をプロジェクタに応用し、レーザ光が進行する監視領域へ進入した物体を検出するとともにレーザ光の出力を停止させる等の措置を取ることで、レーザ光がもたらす可能性のある不具合を回避し得る。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６９９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクタは、あらゆる状況において使用されることが想定される。監視領域に人が進入する場合のみならず、例えば、人以外の物が監視領域に進入する場合がある。また、何らかの原因、例えば、監視領域における明るさの変化等により、監視画像が初期状態から変化する場合がある。このようにして、映像光の出力を停止する必要がない場合にまで、頻繁に出力が停止されることが起こり得る。出力の不要な停止が頻繁になされると、快適な画像観賞が妨げられることになる。監視領域に人が進入したことを高い精度で検出するために非常に多くのパラメータを用いた演算が必要となると、監視のための構造が複雑化することになる。このように、従来の技術によると、光がもたらす可能性のある不具合の低減、及び快適な画像観賞を、簡易な構成によって両立することが困難であるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、光がもたらす可能性のある不具合の低減、及び快適な画像観賞を両立可能とし、かつ簡易な構成のプロジェクタ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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプロジェクタは、画像信号に応じた映像光を表示面に投写するプロジェクタであって、光を射出する光源装置と、少なくとも光源装置を収納する筐体と、表示面に投写する映像光を透過させ、筐体から射出する光学素子と、光学素子に供給された検出光を検出する検出部と、を有し、光学素子のうち映像光を射出する射出面において、映像光の光量密度が所定値以下であって、検出部による検出結果に基づいて映像光の光量を調節することを特徴とする。
【０００６】
光学素子の射出面における映像光の光量密度の所定値は、例えば、レーザ光を射出する製品において、規格上、射出することを許容される最大の光量に基づいて決定する。射出面における光量密度を所定値以下とすることで、光学素子を用いて筐体が密閉されている限り、所定値より高い光量密度の光が人に照射する事態が回避される。検出部は、検出光の検出により、光学素子の除去や破損を監視する。光学素子の除去や破損があった場合、検出部で検出される検出光の光量に変化が生じることとなる。かかる検出結果の変化に応じて映像光の光量を低減、若しくは映像光の出力を停止することで、所定値より高い光量密度の光が人に照射する事態を回避する。画像認識を適用する場合と比較して、監視のための構成を簡易にできる。また、映像光の光量の低減、映像光の出力の停止が必要ではない場合における映像光の不要な調節を低減させることができる。これにより、光がもたらす可能性のある不具合の低減、及び快適な画像観賞を両立可能とし、かつ簡易な構成のプロジェクタを得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様としては、検出光を射出する検出用光源部を有することが望ましい。これにより、所望の位置から検出光を供給できる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様としては、光源装置は、第１波長の光を射出する光源部と、光源部から射出した第１波長の光を入射させることにより、第１波長の光と、第１波長とは異なる波長である第２波長の光とを射出する波長変換部と、を有し、検出光は、波長変換部から射出した第１波長の光であって、映像光は、波長変換部から射出した第２波長の光であることが望ましい。これにより、検出用光源部を不要にでき、波長変換部から射出した第１波長の光の有効利用が可能となる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子は、映像光を投写する投写光学系を構成するレンズであることが望ましい。これにより、映像光を投写するとともに筐体から射出する構成にできる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子は、投写光学系により投写された映像光を透過させることが望ましい。これにより、投写された映像光を筐体から射出する構成
にできる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子のうち映像光を入射させる入射面が、投写光学系の光軸に直交する面に対して傾けられることが望ましい。これにより、光学素子の入射面での映像光の鏡面反射を低減させ、効率良く映像光を射出することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子のうち映像光を射出する射出面が、投写光学系の光軸に直交する面に対して傾けられることが望ましい。これにより、小型な投写光学系を使用して、あおり角が調整された映像光を射出できる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、検出光は、非可視光であることが望ましい。これにより、検出光が画像観賞の妨げとなることを回避でき、快適な画像観賞が可能となる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子に形成され、非可視光を反射し可視光を透過させる透過反射部を有することが望ましい。これにより、プロジェクタから非可視光が射出することによる不具合を低減できる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子のうち映像光を入射させる入射面へ、所定の入射角をなす検出光を入射させることが望ましい。検出光の入射角を適宜設定することにより、光学素子の入射面で鏡面反射した検出光を検出部で検出する構成にできる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子は、検出光を伝播させ、検出部は、光学素子の外縁部に設けられることが望ましい。光学素子の内部を伝播した検出光を検出する構成とすることで、光学素子の破損を正確に検出可能とし、不具合をさらに低減できる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子の外縁部に設けられ、検出光を反射する検出光反射部を有することが望ましい。これにより、光学素子の内部において検出光を伝播させることができる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様としては、検出用光源部は、検出部の近傍に設けられることが望ましい。これにより、筐体内部の空間の有効利用を可能とし、プロジェクタの設計を容易にできる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様としては、検出部へ検出光を誘導する検出光誘導部を有することが望ましい。これにより、検出部の実装を容易にできる。また、光学素子の多くの箇所について破損を監視することができる。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様としては、光源装置は、レーザ光を射出することが望ましい。これにより、レーザ光を用いた画像表示ができる。本発明によると、レーザ光源を使用する機器に求められる規格に準じた構成にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１０の概略構成を示す。プロジェクタ１０は、画像信号に応じた映像光をスクリーン２０の表示面に投写し、スクリーン２０で反射する映像光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ１０は、赤色（Ｒ）光用光源装置１１Ｒ、緑色（Ｇ）光用光源装置１１Ｇ、青色（Ｂ）光用光源装置１１Ｂを有する。Ｒ光用光源装置１１Ｒ、Ｇ光用光源装置１１Ｇ、Ｂ光用光源装置１１Ｂは、半導体素子を備えるレーザ光源である。
【００２３】
Ｒ光用光源装置１１Ｒは、Ｒ光を射出する光源装置である。拡散素子１２は、照明領域の整形、拡大、照明領域における光量分布の均一化を行う。拡散素子１２としては、例えば、回折光学素子である計算機合成ホログラム（Computer  Generated  Hologram；ＣＧＨ）を用いることができる。フィールドレンズ１３は、Ｒ光用光源装置１１Ｒからの光を平行化させ、Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒへ入射させる。Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１５へ入射する。
【００２４】
Ｇ光用光源装置１１Ｇは、Ｇ光を射出する光源装置である。拡散素子１２及びフィールドレンズ１３を経た光は、Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇへ入射する。Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１５のうちＲ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００２５】
Ｂ光用光源装置１１Ｂは、Ｂ光を射出する光源装置である。拡散素子１２及びフィールドレンズ１３を経た光は、Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂへ入射する。Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１５のうちＲ光が入射する面、及びＧ光が入射する面とは異なる面へ入射する。透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High  Temperature  Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いることができる。
【００２６】
クロスダイクロイックプリズム１５は、互いに略直交させて配置された２つのダイクロイック膜１６、１７を有する。第１ダイクロイック膜１６は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜１７は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム１５は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１８の方向へ射出する。投写レンズ１８は、クロスダイクロイックプリズム１５で合成された映像光をスクリーン２０の表示面に向けて投写する投写光学系を構成する。筐体１９は、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからクロスダイクロイックプリズム１５までの光路中の各構成を収納する。投写レンズ１８は、筐体１９に形成された開口部を塞ぐように設けられている。投写レンズ１８は、スクリーン２０の表示面に投写する映像光を透過させ、筐体１９から射出する光学素子である。
【００２７】
図２は、プロジェクタ１０の特徴部分を説明する模式図である。各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、光源装置１１と置き換えるものとする。各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、空間光変調装置１４と置き換えるものとする。また、図１に示す各構成のうち、説明に不要なものの図示を省略している。光源装置１１は、光源部２１、第二高調波発生（Second−Harmonic  Generation；ＳＨＧ）素子２２、及び外部共振器２３を有する。
【００２８】
光源部２１は、第１波長の基本波光を射出する半導体素子であって、例えば、面発光型の半導体素子である。基本波光は、例えば赤外光である。光源部２１は、第１波長の光を反射する不図示のミラー層を有する。ＳＨＧ素子２２は、光源部２１からの基本波光を入射させることにより、基本波光、及び第２波長の高調波光を射出する波長変換部として機能する。第２波長は、第１波長の半分に相当する波長である。高調波光は、例えば可視光である。ＳＨＧ素子２２は、光源部２１から射出した光の波長を変換する。ＳＨＧ素子２２は、例えば、非線形光学結晶であるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）の分極反転結晶（Periodically  Poled  Lithium  Niobate；ＰＰＬＮ）である。
【００２９】
外部共振器２３は、光源部２１のミラー層との間において、光源部２１からの基本波光を共振させる。外部共振器２３は、赤外領域において、第１波長を中心に半値幅が数ｎｍ以下となる反射特性を持つ狭帯域反射ミラーである。また、外部共振器２３は、可視領域において、第２波長を含む広い波長域の光を透過させる。外部共振器２３としては、例えば、体積ホログラムであるＶＨＧ（Volume  Holographic  Grating）を用いることができる。ＶＨＧは、ＬｉＮｂＯ３、ＢＧＯ等のフォトリフラクティブ結晶、ポリマー等を用いて形成できる。
【００３０】
光源部２１から射出した基本波光は、ＳＨＧ素子２２へ入射する。ＳＨＧ素子２２で生じた高調波光、及びＳＨＧ素子２２を透過した基本波光の一部は、外部共振器２３を透過し、光源装置１１の外部へ射出する。光源部２１が設けられた側からＳＨＧ素子２２を透過した基本波光の一部は、外部共振器２３で反射する。外部共振器２３で反射した基本波光は、ＳＨＧ素子２２へ入射する。外部共振器２３からＳＨＧ素子２２へ入射し、ＳＨＧ素子２２を透過した基本波光は、光源部２１へ入射する。光源部２１へ入射した基本波光は、光源部２１のミラー層で反射した後、光源部２１からＳＨＧ素子２２へ向けて射出する。ミラー層及び外部共振器２３で反射した基本波光は、光源部２１から新たに射出した基本波光と共振することにより増幅する。
【００３１】
空間光変調装置１４へ入射した高調波光は、画像信号に応じて変調された後、投写レンズ１８へ入射する。透過反射部２６は、投写レンズ１８の入射面に形成されている。透過反射部２６は、赤外光を反射し可視光を透過させる誘電体多層膜である。透過反射部２６へ入射した高調波光は、透過反射部２６を透過する。また、投写レンズ１８は、可視光の反射を低減させる反射防止膜（ＡＲコート）がコーティングされている。ＡＲコートを設けることにより、投写レンズ１８の界面での高調波光の反射を低減させ、高調波光を投写レンズ１８へ効率良く透過させることができる。
【００３２】
空間光変調装置１４を透過し透過反射部２６へ入射した基本波光は、透過反射部２６で反射する。赤外光である基本波光を透過反射部２６で反射することで、プロジェクタ１０から赤外光が射出することによる不具合を低減できる。
【００３３】
検出用光源部２４及び検出部２５は、筐体１９内部のうち、空間光変調装置１４から投写レンズ１８へ進行する光が入射する位置以外の位置に設けられている。検出用光源部２４は、赤外光である検出光を射出する。検出用光源部２４からの検出光は、投写レンズ１８に設けられた透過反射部２６で反射し、検出部２５の方向へ進行する。検出部２５は、検出用光源部２４から投写レンズ１８へ供給され、投写レンズ１８で反射した検出光を検出する。検出部２５は、入射した光を電子信号に変換する受光素子、例えば、フォトダイオードに、可視光を遮断し赤外光を透過させるフィルタを組み合わせたものを用いることができる。
【００３４】
投写レンズ１８を透過した映像光は、投写レンズ１８のうち映像光を射出する射出面の領域Ｄ１を通過する。プロジェクタ１０は、投写レンズ１８の射出面において、映像光の光量密度が所定値以下となるように設定されている。光量密度は、投写レンズ１８の射出面における映像光の光量を、領域Ｄ１の面積で割ることにより求められる。光量密度の所定値は、レーザ光源に基づく光を筐体から射出する製品（例えば、プロジェクタ）において、規格上、筐体外へ射出することを許容される最大の光量密度以下となるように設定される。例えば、所定値は、レーザ光に対して定められたInternational  Standard  CEI  IEC  60825-1（Group  Safety  Publication）の、クラス３Ｂに相当する光量に基づいて定めることができる。２００７年３月に定められた規格では、クラス３Ｂとは、可視光に対して嫌悪反応である瞬きがなされる時間である０.２５秒間に瞳が受ける最大エネルギーが０．５Ｗである光量である。
【００３５】
投写レンズ１８の射出面における光量密度を所定値以下とすることで、投写レンズ１８を用いて筐体１９が密閉されている限り、所定値より高い光量密度のレーザ光が人に照射する事態が回避される。なお、映像光の光量密度の所定値は、光による不具合を回避可能であれば良く、規格の内容に応じて適宜設定することができる。
【００３６】
図３は、映像光の光量を制御するためのブロック構成を示す。制御部３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３４、メモリ３５を備え、コンピュータとして機能する。メモリ３５は、フラッシュＲＯＭ（Read  Only  Memory）等からなる。制御部３０は、メモリ３５に記憶されている制御プログラムに従ってＣＰＵ３４を動作させることにより、プロジェクタ１０の駆動を制御する。画像信号変換部３１は、外部機器等により入力された画像信号を、画像信号処理部３２で処理可能な形式に変換する。画像信号変換部３１は、制御部３０による制御に基づいて画像信号を変換する。画像信号変換部３１は、例えば、アナログ信号として入力された画像信号をディジタル信号へ変換する。
【００３７】
画像信号処理部３２は、画像信号変換部３１で変換された画像信号に対して、各種画質調整のための処理を施す。画質調整のための処理は、例えば、空間光変調装置１４の画素数に適合するように解像度を変換する解像度変換や、輝度調整、コントラスト調整、シャープネス調整等である。空間光変調駆動部３３は、画像信号処理部３２で処理された画像信号に基づいて空間光変調装置１４を駆動する。光源駆動部３６は、制御部３０による制御に基づいて、光源部２１を駆動する。
【００３８】
検出部２５は、検出光の検出により、投写レンズ１８の除去や破損を監視する。判定部３７は、検出部２５による検出結果に基づいて、映像光の光量を調節するか否かを判定する。投写レンズ１８の除去及び破損がない限り、検出部２５で検出される検出光の光量は略一定となる。これに対して、投写レンズ１８の除去や破損があった場合、検出部２５で検出される検出光の光量に変化が生じることとなる。判定部３７は、検出部２５で検出された検出光の光量の変化に応じて、映像光の光量を調節するか否かを判定する。
【００３９】
映像光の光量を調節する旨の判定が判定部３７でなされない場合、制御部３０は、光源部２１を通常通り制御する。映像光の光量を調節する旨の判定が判定部３７でなされた場合、光源駆動部３６は、制御部３０の制御に基づいて光源部２１への電力供給を停止させる。光源部２１への電力供給の停止により、プロジェクタ１０は、映像光の出力を停止する。このようにして、プロジェクタ１０は、検出部２５による検出結果に基づいて映像光の光量を調節する。
【００４０】
投写レンズ１８の除去又は破損があると、筐体１９内部へ顔を近づける、筐体１９内部へミラーを挿入する等によって、所定値より高い光量密度のレーザ光が人に照射する可能性がある。投写レンズ１８の除去や破損があった場合に映像光の出力を停止することで、所定値より高い光量密度のレーザ光が人に照射する事態を回避する。画像認識を適用する場合と比較して、映像光の光量の低減、映像光の出力の停止が必要ではない場合における映像光の不要な調節を低減させることができる。さらに、監視のための構成を簡易にできる。これにより、光がもたらす可能性のある不具合の低減、及び快適な画像観賞を両立可能とし、かつプロジェクタ１０を簡易な構成にできるという効果を奏する。
【００４１】
例えば、スクリーンを透過した映像光を観察するリア型プロジェクタの場合、表示面であるスクリーンを監視することが考えられる。広い領域を監視するには、比較的大掛かりな構成が必要となる。本発明のフロント投写型のプロジェクタ１０の場合、表示面であるスクリーンではなく、スクリーンに対して狭い領域の光学素子を監視する。狭い領域を監視するための構成を用いれば良いことから、監視のための構成を簡易にできるという利点がある。
【００４２】
非可視光である赤外光を検出光として使用することにより、検出光が画像観賞の妨げとなることを回避でき、快適な画像観賞が可能となる。プロジェクタ１０は、映像光を投写する間常時検出光による監視を行う他、映像光を投写する前に投写レンズ１８の異常の有無を確認した後、映像光の投写を開始することとしても良い。非可視光として赤外光を用いることにより、プロジェクタ１０に用いられる部材、例えば有機材料の劣化を低減できるという利点がある。
【００４３】
映像光の光量を調節する旨の判定が判定部３７でなされた場合、制御部３０は、映像光の出力を停止する他、レーザ光が人へ入射しても不具合を生じさせない程度にまで映像光の光量を低減させることとしても良い。映像光の出力を停止、又は映像光の光量の低減を可能とすることにより、所定値より高い光量密度のレーザ光が人に照射する事態を回避できる。
【００４４】
制御部３０は、光源部２１の制御により映像光の光量を調節する場合に限られない。制御部３０は、空間光変調装置１４の制御により映像光の光量を調節することとしても良い。例えば、全画素にて最低階調を表現することで、映像光の出力を停止することが可能である。プロジェクタ１０は、映像光を遮蔽可能な遮蔽手段を設けることとし、制御部３０を用いた遮蔽手段の制御により映像光の出力を停止することとしても良い。
【００４５】
図４は、本実施例の変形例に係るプロジェクタ４０について説明するものである。本変形例のプロジェクタ４０は、光源装置１１から射出した基本波光を検出光として使用することを特徴とする。波長分離ミラー４１は、光源装置１１及び空間光変調装置１４の間の光路中に設けられている。波長分離ミラー４１は、赤外光を反射し、可視光を透過させることにより、赤外光と可視光とを分離する。波長分離ミラー４１へ入射した高調波光は、波長分離ミラー４１を透過した後、空間光変調装置１４へ入射する。映像光は、ＳＨＧ素子２２から射出した高調波光である。
【００４６】
波長分離ミラー４１へ入射した基本波光は、波長分離ミラー４１で反射した後、検出光として投写レンズ１８へ供給される。検出光は、ＳＨＧ素子２２から射出した基本波光である。波長分離ミラー４１で反射した光を投写レンズ１８へ供給する導光手段として、例えば、光ファイバを用いることができる。これにより、検出用光源部を不要にでき、ＳＨＧ素子２２から射出した基本波光の有効利用が可能となる。本実施例において、光源装置１１は、例えば、半導体レーザ励起固体（Diode  Pumped  Solid  State；ＤＰＳＳ）レーザとしても良い。光源装置１１は、必要に応じて、偏光選択用フィルタ等の光学素子を設けても良い。また、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂのうち、例えばＲ光用光源装置１１Ｒは、ＳＨＧ素子２２を用いず光源部２１からの基本波光をそのまま射出するものとしても良い。
【実施例２】
【００４７】
図５は、本発明の実施例２に係るプロジェクタ５０について説明するものである。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。光源装置１１、空間光変調装置１４、投写レンズ５１、検出用光源部２４、及び検出部２５は、筐体１９の内部に収納されている。透過部５２は、筐体１９に形成された開口部を塞ぐように設けられている。透過部５２は、投写レンズ５１により投写された映像光を透過させ、筐体１９から射出する光学素子である。透過部５２は、板状に形成された透明部材である。透過部５２のうち映像光を入射させる入射面には、透過反射部２６が形成されている。また、透過部５２は、可視光の反射を低減させる不図示のＡＲコートがコーティングされている。
【００４８】
検出用光源部２４は、透過部５２の入射面へ、所定の入射角をなす検出光を入射させる。入射角とは、透過部５２の入射面の垂線と、光線とがなす角度であるとする。本実施例では、透過部５２の入射面の垂線は、投写レンズ５１の光軸ＡＸと略一致する。所定の入射角とは、透過部５２の入射面において検出光が反射可能な入射角であるとする。透過部５２の入射面で所定の入射角で検出光を入射させることで、透過反射部２６へ入射した検出光の一部が透過反射部２６を透過した場合に、透過部５２の入射面で検出光を反射させることができる。これにより、プロジェクタ５０からの検出光の射出を低減させる他、検出部２５へ効率良く検出光を入射させることができる。透過反射部２６は、透過部５２の入射面以外の位置、例えば透過部５２の射出面に設けることとしても良い。この場合も、透過部５２の入射面に所定の入射角で検出光を入射させることで、透過部５２の入射面で検出光を反射させることができる。
【００４９】
透過部５２を透過した映像光は、透過部５２の射出面の領域Ｄ２を通過する。プロジェクタ５０は、透過部５２の射出面において、映像光の光量密度が所定値以下となるように設定されている。光量密度の所定値は、上記実施例１の場合と同様にして設定できる。本実施例の場合も、光がもたらす可能性のある不具合の低減、及び快適な画像観賞を両立可能とし、かつプロジェクタ５０を簡易な構成にできる。
【００５０】
図６は、本実施例の変形例について説明するものである。本変形例は、検出用光源部２４から検出部２５へ進行する検出光を反射する複数のミラー５３、５４、５５を有することを特徴とする。ミラー５３、５４、５５は、筐体１９（図５参照）内部のうち、投写レンズ５１から透過部５２へ進行する光が入射する位置以外の位置に設けられている。ミラー５３、５４、５５は、赤外光を反射する高反射性部材を用いて構成されている。ミラー５３、５４、５５は、検出部２５へ検出光を誘導する検出光誘導部として機能する。
【００５１】
検出用光源部２４から射出した検出光は、透過反射部２６で反射した後、第１ミラー５３へ入射する。第１ミラー５３で反射した検出光は、透過反射部２６で反射した後、第２ミラー５４へ入射する。第２ミラー５４で反射した検出光は、透過反射部２６で反射した後、第３ミラー５５へ入射する。第３ミラー５５で反射した検出光は、検出部２５へ入射する。
【００５２】
図７は、透過部５２の入射面における、検出光が反射する位置について説明するものである。ミラー５３、５４、５５を設けることにより、検出用光源部２４から射出した検出光は、検出部２５へ入射するまでに、透過部５２の入射面のうち互いに異なる４箇所で反射することなる。このように、ミラー５３、５４、５５を用いることで、透過部５２の複数の箇所において検出光を反射させる構成にでき、複数の箇所について破損を監視することができる。なお、検出光誘導部として機能するミラーの数及び位置は、本変形例で説明する場合に限られず、適宜変更しても良い。
【実施例３】
【００５３】
図８は、本発明の実施例３に係るプロジェクタ６０について説明するものである。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第１レンズ６１及び第２レンズ６２は、いずれも、映像光を投写する投写光学系を構成するレンズである。光源装置１１、空間光変調装置１４、第１レンズ６１、検出用光源部２４、及び検出部２５は、筐体１９の内部に収納されている。第２レンズ６２は、筐体１９に形成された開口部を塞ぐように設けられている。第２レンズ６２は、第１レンズ６１からの映像光を透過させ、筐体１９から射出する光学素子である。
【００５４】
第２レンズ６２のうち映像光を入射させる入射面には、透過反射部２６が形成されている。また、第２レンズ６２は、可視光の反射を低減させる不図示のＡＲコートがコーティングされている。検出用光源部２４及び検出部２５は、いずれも第２レンズ６２の外縁部に設けられている。検出用光源部２４は、第２レンズ６２へ検出光を透過させる。第２レンズ６２は、検出用光源部２４からの検出光を伝播させる。検出部２５は、第２レンズ６２を透過した検出光を検出する。
【００５５】
図９は、投写光学系の光軸ＡＸに直交する面における、第２レンズ６２、及び第２レンズ６２の周辺の構成を示す。検出用光源部２４及び検出部２５は、第２レンズ６２を介して互いに対向させて配置されている。第２レンズ６２の外縁部のうち、検出用光源部２４、検出部２５以外の位置には、検出光反射部６３が形成されている。検出光反射部６３は、第２レンズ６２を透過する検出光を反射する。検出光反射部６３は、赤外光を反射させる高反射性部材を用いて構成されている。検出用光源部２４からの検出光は、第２レンズ６２を透過した後、直接、又は検出光反射部６３で反射した後、検出部２５へ入射する。
【００５６】
図１０は、光軸ＡＸに平行な面における検出光の振舞いを説明するものである。検出用光源部２４からの検出光は、第２レンズ６２の入射面及び射出面における全反射により、第２レンズ６２の内部を伝播する。検出光は、第２レンズ６２の入射面、射出面、検出光反射部６３を用いた多重反射により、第２レンズ６２の内部において拡散する。
【００５７】
第２レンズ６２の除去や破損がなければ、検出部２５で検出される検出光の光量は略一定となる。第２レンズ６２の一部が破損した場合、破損箇所から検出光が漏れることにより、検出部２５で検出される検出光の光量は変化する。第２レンズ６２の内部を伝播した検出光を検出する構成とすることで、第２レンズ６２の破損を正確に検出可能とし、不具合をさらに低減できる。なお、検出用光源部２４及び検出部２５の位置は、図示する場合に限られず、適宜変更しても良い。また、検出部２５からの検出光を用いる構成に代えて、ＳＨＧ素子２２から射出した基本波光を第２レンズ６２へ導き、検出光として用いても良い。
【００５８】
図１１は、本実施例の変形例に係るプロジェクタ６５について説明するものである。本変形例のプロジェクタ６５は、光学素子である透過部５２を有する。検出用光源部２４及び検出部２５は、透過部５２の外縁部に設けられている。さらに、検出用光源部２４は、検出部２５に隣接して設けられている。検出部２５は、検出用光源部２４の紙面奥側に設けられているものとし、図示を省略している。
【００５９】
図１２は、投写光学系の光軸ＡＸに直交する面における、透過部５２、及び透過部５２の周辺の構成を示す。透過部５２の外縁部のうち、検出用光源部２４、検出部２５以外の位置には、検出光反射部６３が形成されている。検出部２５の近傍に検出用光源部２４を設けることで、筐体１９内部の空間の有効利用を可能とし、プロジェクタ６５の設計を容易にできる。なお、検出用光源部２４及び検出部２５は、互いに近接させて設けられていればよく、図示する位置に設ける場合に限られない。
【実施例４】
【００６０】
図１３は、本発明の実施例４に係るプロジェクタ７０について説明するものである。図１４は、透過部７１の射出面側から見たプロジェクタ７０の正面構成を示す。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。透過部７１は、筐体１９の正面に設けられている。透過部７１は、投写レンズ５１により投写された映像光を透過させ、筐体１９から射出する光学素子である。透過部７１は、板状に形成された透明部材である。透過部７１のうち映像光を入射させる入射面には、透過反射部２６が形成されている。また、透過部７１は、可視光の反射を低減させる不図示のＡＲコートがコーティングされている。検出用光源部２４、検出部２５は、筐体１９内面のうち互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。
【００６１】
図１５は、透過部７１、及び透過部７１の周辺の斜視構成を示す。第１導光部７２、第２導光部７３は、透過部７１の入射面側に設けられている。第１導光部７２、第２導光部７３は、透過部７１の矩形形状のうち互いに対向する二辺に対して設けられている。第１導光部７２は、透過部７１と検出用光源部２４との間に設けられている。第１導光部７２は、検出用光源部２４からの検出光を透過部７１へ導く。透過部７１は、第１導光部７２からの検出光を第２導光部７３へ伝播させる。第１ミラー７４は、透過部７１を介して第１導光部７２に対向する位置に設けられている。第１導光部７２からの検出光は、第１ミラー７４での反射により光路が折り曲げられ、透過部７１のうち第２導光部７３が設けられた側へ向けて進行する。
【００６２】
第２導光部７３は、透過部７１と検出部２５との間に設けられている。第２導光部７３は、透過部７１を伝播した検出光を検出部２５へ導く。第２ミラー７５は、透過部７１を介して第２導光部７３に対向する位置に設けられている。第１ミラー７４から透過部７１を伝播した検出光は、第２ミラー７５での反射により光路が折り曲げられ、第２導光部７３へ向けて進行する。第１ミラー７４及び第２ミラー７５は、赤外光を反射させる高反射性部材を用いて構成されている。検出用光源部２４からの検出光は、第１導光部７２、透過部７１、第２導光部７３の内部を全反射しながら伝播する。第１導光部７２、透過部７１、及び第２導光部７３は、検出光を伝播させる導波路を構成する。また、第１導光部７２、第１ミラー７４、第２ミラー７５、及び第２導光部７３は、検出用光源部２４からの検出光を、透過部７１を経て検出部２５へ誘導する検出光誘導部として機能する。
【００６３】
第１導光部７２、第２導光部７３は、透明部材を用いて構成されている。透過部７１を構成する透明部材の屈折率ｎ１と、第１導光部７２、第２導光部７３を構成する透明部材の屈折率ｎ２とでは、例えばｎ１＞ｎ２が成り立つ。第１導光部７２、第２導光部７３は、透過部７１を構成する部材と略同一の屈折率を持つ部材を用いて構成することとしても良い。
【００６４】
透過部７１の除去や破損がなければ、検出部２５で検出される検出光の光量は略一定となる。透過部７１の一部が破損した場合、破損箇所から検出光が漏れることにより、検出部２５で検出される検出光の光量は変化する。透過部７１の内部を伝播した検出光を検出する構成とすることで、透過部７１の破損を正確に検出可能とし、不具合をさらに低減できる。第１導光部７２、第２導光部７３、第１ミラー７４、及び第２ミラー７５を用いることで、筐体１９内面に設けた検出用光源部２４から検出部２５へ検出光を導くことができ、検出用光源部２４及び検出部２５の実装を容易にできる。また、検出部２５からの検出光を用いる構成に代えて、ＳＨＧ素子２２から射出した基本波光を透過部７１へ導き、検出光として用いても良い。
【００６５】
図１６は、本実施例の変形例に係るプロジェクタ８０について説明するものである。検出用光源部２４及び検出部２５は、筐体１９の内面に、互いに隣接させて設けられている。検出部２５は、検出用光源部２４の紙面奥側に設けられているものとし、図示を省略している。導光部８２は、透過部８１の入射面側であって、透過部８１と検出用光源部２４、検出部２５との間に設けられている。導光部８２は、検出用光源部２４からの検出光を透過部８１へ導き、かつ透過部８１からの検出光を検出部２５へ導く。第２ミラー８３は、透過部８１のうち導光部８２が設けられた側とは反対側に設けられている。
【００６６】
図１７は、透過部８１、及び透過部８１の周辺の斜視構成を示す。検出用光源部２４からの検出光は、導光部８２及び透過部８１の内部を全反射しながら伝播する。導光部８２及び透過部８１は、検出光を伝播させる導波路を構成する。第２ミラー８３へ入射した検出光は、第２ミラー８３での反射により光路が折り返され、透過部８１のうち導光部８２が設けられた側へ進行する。第２ミラー８３が設けられた側から第１ミラー７４へ入射した検出光は、第１ミラー７４での反射により光路が折り曲げられ、導光部８２へ向けて進行する。導光部８２、第１ミラー７４、及び第２ミラー８３は、検出用光源部２４からの検出光を、透過部８１を経て検出部２５へ誘導する検出光誘導部として機能する。透過部８１は、第２ミラー８３を設けた部分の形状が異なる他は、上記のプロジェクタ７０に設けられた透過部７１と同様に構成されている。
【００６７】
本変形例は、導光部８２を一つにでき、プロジェクタ８０を小型かつ簡易な構成にできる。また、検出用光源部２４及び検出部２５を互いに近接させて設けることで、筐体１９内部の空間の有効利用を可能とし、プロジェクタ８０の設計を容易にできる。なお、本変形例のプロジェクタ８０は、検出用光源部２４及び検出部２５が互いに近接させて設けられていれば良く、適宜変形しても良い。
【実施例５】
【００６８】
図１８は、本発明の実施例５に係るプロジェクタ９０について説明するものである。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。透過部９１は、投写レンズ５１により投写された映像光を透過させ、筐体１９から射出する光学素子である。透過部９１は、板状に形成された透明部材である。透過部９１のうち映像光を入射させる入射面には、透過反射部２６が形成されている。また、透過部９１は、可視光の反射を低減させる不図示のＡＲコートがコーティングされている。
【００６９】
透過部９１は、投写レンズ５１の光軸ＡＸに直交する面に対して傾きを持たせて配置されている。透過部９１のうち映像光を入射させる入射面、及び映像光を射出する射出面のいずれも、投写レンズ５１の光軸ＡＸに直交する面に対して傾けられている。検出光は、光源装置１１のＳＨＧ素子２２（図２参照）から射出した基本波光である。検出部２５は、透過部９１で反射した基本波光を検出する。
【００７０】
光軸ＡＸに直交する面に対して透過部９１の入射面を傾けることにより、透過部９１の入射面における映像光の鏡面反射を低減させる。これにより、映像光を効率良く射出することができる。なお、透過部９１は、光軸ＡＸに直交する面に対して少なくとも入射面が傾いていれば良く、適宜変形しても良い。例えば、透過部９１は、光軸ＡＸに直交する面に対して傾けられた入射面と、光軸ＡＸに略直交する射出面とを備える楔形状としても良い。
【実施例６】
【００７１】
図１９は、本発明の実施例６に係るプロジェクタ１００について説明するものである。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。透過部１０１は、投写レンズ５１により投写された映像光を透過させ、筐体１９から射出する光学素子である。透過部１０１は、楔形状を備える透明部材である。透過部１０１は、光軸ＡＸに対して略直交する入射面と、光軸ＡＸに対して直交する面に対して傾けられた射出面とを備える。検出用光源部２４及び検出部２５は、透過部１０１の外縁部に設けられている。透過部１０１は、検出用光源部２４からの検出光を伝播させる。検出部２５は、透過部１０１を透過した検出光を検出する。
【００７２】
透過部１０１は、検出用光源部２４が設けられた側から、検出部２５が設けられた側へ向かうに従って漸次広がるようなテーパ形状をなしている。検出用光源部２４から斜めに射出した検出光は、透過部１０１の入射面及び射出面における全反射により、検出用光源部２４から検出部２５へ向かう方向（本実施例の場合、光軸ＡＸに垂直な方向）へ角度変換される。これにより、検出用光源部２４からの検出光を効率良く検出部２５へ進行させ、検出部２５による安定した光量検出が可能となる。
【００７３】
透過部１０１を透過した映像光は、透過部１０１の射出面における屈折により、あおり角が調整された状態で射出する。透過部１０１での屈折を利用してあおり角を調整可能とすることで、投写レンズ５１の中心部を利用した投写が可能となる。投写レンズ５１の中心部を利用可能とすることで、投写レンズ５１の径を小さくできる。小型な投写レンズ５１を使用可能とすることで、プロジェクタ１００を小型化できる。なお、透過部１０１は、光軸ＡＸに直交する面に対して少なくとも射出面が傾いていれば良く、適宜変形しても良い。例えば、透過部１０１は、光軸ＡＸに直交する面に対して射出面のみならず入射面も傾けても良い。
【００７４】
光源装置は、波長変換部による波長変換がなされたレーザ光を射出する波長変換型のレーザ光源である他、所望の波長のレーザ光を波長変換せず直接射出するレーザ光源であっても良い。上記各実施例のプロジェクタは、レーザ光を射出する光源装置を用いるものに限られない。光源装置は、レーザ光源である他、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light  Emitting  Diode）、スーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ；Super  Luminescence  Diode）等の固体光源や、超高圧水銀ランプ等のランプであっても良い。レーザ光源以外の光源装置を用いる場合も、光学素子の射出面における光量密度は、レーザ光源を用いる場合と同様にして設定することができる。上記実施例は、レーザ光について制定された規格に基づいて説明したが、レーザ光以外のものについて規格が制定された場合は、光学素子の射出面における光量密度は、その規格に基づいて設定することとしても良い。レーザ光源以外の光源装置を用いる場合、検出用光源部２４からの赤外光が検出光として用いられる。この場合、光学素子に形成される透過反射部を省略することとしても良い。光学素子へ所定の入射角で検出光を入射させ、光学素子で検出光を反射する構成、或いは、光学素子において検出光を伝播させる構成とすることで、筐体１９外への検出光の射出を抑制することができる。
【００７５】
上記各実施例のプロジェクタは、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid  Crystal  On  Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital  Micromirror  Device）、ＧＬＶ（Grating  Light  Valve）等を用いても良い。プロジェクタは、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクタは、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクタは、空間光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクタは、ガルバノミラー等の走査手段により光源装置からのレーザ光を走査させ、被照射面において画像を表示するレーザスキャン型のプロジェクタであっても良い。プロジェクタは、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクタであっても良い。本発明のプロジェクタの構成は、プロジェクタ以外の電子機器、例えば、光源装置からの光を用いて照明された被写体を撮像するモニタ装置等に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】プロジェクタの特徴部分を説明する模式図。
【図３】映像光の光量を制御するためのブロック構成を示す図。
【図４】実施例１の変形例に係るプロジェクタについて説明する図。
【図５】本発明の実施例２に係るプロジェクタについて説明する図。
【図６】実施例２の変形例について説明する図。
【図７】透過部の入射面における、検出光が反射する位置について説明する図。
【図８】本発明の実施例３に係るプロジェクタについて説明する図。
【図９】投写光学系の光軸に直交する面における第２レンズ等の構成を示す図。
【図１０】光軸に平行な面における検出光の振舞いを説明する図。
【図１１】実施例３の変形例に係るプロジェクタについて説明する図。
【図１２】投写光学系の光軸に直交する面における透過部等の構成を示す図。
【図１３】本発明の実施例４に係るプロジェクタについて説明する図。
【図１４】透過部の射出面側から見たプロジェクタの正面構成を示す図。
【図１５】透過部、及び透過部の周辺の斜視構成を示す図。
【図１６】実施例４の変形例に係るプロジェクタについて説明する図。
【図１７】透過部、及び透過部の周辺の斜視構成を示す図。
【図１８】本発明の実施例５に係るプロジェクタについて説明する図。
【図１９】本発明の実施例６に係るプロジェクタについて説明する図。
【符号の説明】
【００７７】
１０  プロジェクタ、１１Ｒ  Ｒ光用光源装置、１１Ｇ  Ｇ光用光源装置、１１Ｂ  Ｂ光用光源装置、１２  拡散素子、１３  フィールドレンズ、１４Ｒ  Ｒ光用空間光変調装置、１４Ｇ  Ｇ光用空間光変調装置、１４Ｂ  Ｂ光用空間光変調装置、１５  クロスダイクロイックプリズム、１６  第１ダイクロイック膜、１７  第２ダイクロイック膜、１８  投写レンズ、１９  筐体、２０  スクリーン、１１  光源装置、１４  空間光変調装置、２１  光源部、２２  ＳＨＧ素子、２３  外部共振器、２４  検出用光源部、２５  検出部、２６  透過反射部、３０  制御部、３１  画像信号変換部、３２  画像信号処理部、３３  空間光変調駆動部、３４  ＣＰＵ、３５  メモリ、３６  光源駆動部、３７  判定部、４０  プロジェクタ、４１  波長分離ミラー、５０  プロジェクタ、５１  投写レンズ、５２  透過部、ＡＸ  光軸、５３  第１ミラー、５４  第２ミラー、５５  第３ミラー、６０  プロジェクタ、６１  第１レンズ、６２  第２レンズ、６３  検出光反射部、６５  プロジェクタ、７０  プロジェクタ、７１  透過部、７２  第１導光部、７３  第２導光部、７４  第１ミラー、７５  第２ミラー、８０  プロジェクタ、８１  透過部、８２  導光部、８３  第２ミラー、９０  プロジェクタ、９１  透過部、１００  プロジェクタ、１０１  透過部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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