JP6648403B2 - 投影装置、投影方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、投影装置により投射するレーザ光の出力制御に関する。

車載用ヘッドアップディスプレイをはじめとする投影装置においては、投影面に投影される画像の高輝度化が期待されている一方で、観察者の目の保護の観点から、通常時はもちろんのこと、投影装置の何らかの故障時においても過大な光量が射出されるのを防止する必要がある。

レーザ発光素子の過大発光を防止する技術が例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のレーザ描画装置では、レーザ発光素子のレーザ出力を検出するフォトディテクタの検出出力が許容範囲以外か否か検出するレーザレベル検出回路を設けている。フォトディテクタの検出出力が許容範囲以外であることをレーザレベル検出回路が検出すると、レーザ発光素子の自動パワーコントロール回路が制御信号に優先してレーザ出力を低減又は停止するべく、レーザ発光素子の駆動信号を制御する。これにより、レーザ発光素子の過大発光を防止して、過大発光に起因する人体への危険、被描画面の損傷等を防止している。

特開平３−１５８８７号公報

特許文献１の手法では、自動パワーコントロール回路又はレーザ発光素子が故障してレーザ出力が安全値以上になると、フォトディテクタの検出出力が許容範囲以外となることで、レーザ出力が低減又は停止される。しかし、描画対象の画像の明るさが暗い場合は、正常時のレーザ出力が弱いため、何らかの故障が生じていてもフォトディテクタの検出出力が許容範囲内に収まってしまうことが考えられ、故障の検出が遅れる場合があった。

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、描画対象の画像の明るさにかかわらず、早期に故障を検出することが可能な投影装置を提供することを主な目的とする。

請求項に記載の発明は、投影装置であって、画像を構成する３原色のそれぞれの光を射出する複数の光源と、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御手段と、前記画像信号が示す画像の前記３原色のそれぞれの色ごとの明るさに関する情報に基づいて、前記３原色のそれぞれの光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定手段と、前記光源が射出する前記３原色のそれぞれの光を、一部分の光と、残りの部分の光とに分離する光学手段と、前記光学手段から出力される前記一部分の光を受光し、当該受光した光量に対応する前記３原色のそれぞれの光ごとの出力値を出力する受光手段と、を備え、前記制御手段は、前記３原色のそれぞれの光ごとの前記出力値のいずれかが前記第１基準値を超える場合に、前記複数の光源のうち、前記出力値が前記第１基準値を超える光源のみについて光の射出を停止させることを特徴とする。

請求項に記載の発明は、３原色のそれぞれの光を射出する複数の光源と、光学手段と、受光手段と、を備える投影装置により実行される投影方法であって、前記光源により、画像を構成する光を射出する射出工程と、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御工程と、前記画像信号が示す画像の前記３原色のそれぞれの色ごとの明るさに関する情報に基づいて、前記３原色のそれぞれの光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定工程と、前記光学手段により、前記光源が射出する前記３原色のそれぞれの光を、一部分の光と、残りの部分の光とに分離する分離工程と、前記受光手段により、前記光学手段から出力される前記一部分の光を受光し、当該受光した光量に対応する前記３原色のそれぞれの光ごとの出力値を出力する受光工程と、を有し、前記制御工程は、前記３原色のそれぞれの光ごとの前記出力値のいずれかが前記第１基準値を超える場合に、前記複数の光源のうち、前記出力値が前記第１基準値を超える光源の光の射出を停止させることを特徴とする。

請求項に記載の発明は、３原色のそれぞれの光を射出する複数の光源と、光学手段と、受光手段と、コンピュータと、を備える投影装置により実行されるプログラムであって、前記光源により、画像を構成する光を射出する射出工程、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御工程、前記画像信号が示す画像の前記３原色のそれぞれの色ごとの明るさに関する情報に基づいて、前記３原色のそれぞれの光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定工程、前記光学手段により、前記光源が射出する前記３原色のそれぞれの光を、一部分の光と、残りの部分の光とに分離する分離工程、前記受光手段により、前記光学手段から出力される前記一部分の光を受光し、当該受光した光量に対応する前記３原色のそれぞれの光ごとの出力値を出力する受光工程、を前記コンピュータに実行させ、前記制御工程は、前記３原色のそれぞれの光ごとの前記出力値のいずれかが前記第１基準値を超える場合に、前記複数の光源のうち、前記出力値が前記第１基準値を超える光源の光の射出を停止させることを特徴とする。

第１実施例に係る投影装置の構成を示すブロック図である。 不揮発性メモリに記憶される関数データを示すグラフである。 第１実施例に係る発光停止処理のフローチャートである。 第２実施例に係る投影装置の構成を示すブロック図である。 第２実施例に係る発光停止処理のフローチャートである。

本発明の好適な実施形態では、画像を投影する投影装置は、前記画像を構成する光を射出する光源と、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御手段と、前記画像信号が示す画像の明るさに基づいて、前記光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定手段と、前記光源が射出する光の一部を受光し、当該受光した光量に対応する出力値を出力する受光手段と、を備え、前記制御手段は、前記受光手段が出力する出力値が前記設定手段により設定された第１基準値を超える場合に、前記光源による光の射出を停止させる。

上記の投影装置では、光源が画像を構成する光を射出する。受光手段は、光源が射出する光の一部を受光し、その光量に対応する出力値を出力する。設定手段は、画像の明るさに基づいて、光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する。制御手段は、受光手段が出力した出力値が第１基準値を超えた場合に、光源による光の射出を停止する。

これにより、光源や受光手段などに異常が生じた場合に、光の射出が停止される。また、第１基準値は画像の明るさに基づいて適切な値に設定されるので、画像の明るさの影響を受けることなく、装置の異常を早期に検出することができる。

上記の投影装置の一態様では、前記設定手段は、前記画像信号中の所定区間の明るさの積算値に基づいて前記第１基準値を設定し、前記制御手段は、前記所定期間に前記受光手段が出力する出力値の積算値が前記第１基準値を超える場合に、前記光源による光の射出を停止させる。この態様では、画像信号中の所定区間の明るさに基づいて第１基準値を設定するので、何らかの理由による瞬間的なノイズなどの影響を除去することができる。

上記の投影装置の他の一態様では、前記光源は、３原色のそれぞれの色を射出する複数の発光素子を含み、前記設定手段は、前記画像信号が示す前記画像の３原色のそれぞれの色ごとの明るさに基づいて、前記複数の発光素子が射出する光の合成光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定し、前記受光手段は、前記光源が射出する前記合成光の一部を受光する。この態様では、合成光の強度に基づいて、複数の発光素子の全てを停止させることができる。

本発明の他の好適な実施形態では、画像を投影する投影装置は、前記画像を構成する光を射出する光源と、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御手段と、前記画像信号が示す画像の明るさに基づいて、前記光源が射出する光の強度の許容下限値に対応する第２基準値を設定する設定手段と、前記光源が射出する光の一部を受光し、当該受光した光量に対応する出力値を出力する受光手段と、を備え、前記制御手段は、前記受光手段が出力する出力値が前記設定手段により設定された第２基準値に満たない場合に、前記光源による光の射出を停止させる。

上記の投影装置では、光源が画像を構成する光を射出する。受光手段は光源が射出する光の一部を受光し、その光量に対応する出力値を出力する。設定手段は、画像の明るさに基づいて光源が射出する光の強度の許容下限値に対応する第２基準値を設定する。制御手段は、受光手段が出力した出力値が第２基準値に満たない場合に、光源による光の射出を停止する。

これにより、光源や受光手段などに異常が生じた場合に、光の射出が停止される。また、第２基準値は画像の明るさに基づいて適切な値に設定されるので、画像の明るさの影響を受けることなく、装置の異常を早期に検出することができる。

上記の投影装置の一態様では、前記設定手段は、前記画像信号中の所定区間の明るさの積算値に基づいて前記第２基準値を設定し、前記制御手段は、前記所定期間に前記受光手段が出力する出力値の積算値が前記第２基準値に満たない場合に、前記光源による光の射出を停止させる。この態様では、画像信号中の所定区間の明るさに基づいて第２基準値を設定するので、何らかの理由による瞬間的なノイズなどの影響を除去することができる。

上記の投影装置の他の一態様では、前記光源は、３原色のそれぞれの色を射出する複数の発光素子を含み、前記設定手段は、前記画像信号が示す前記画像の３原色のそれぞれの色ごとの明るさに基づいて、前記複数の発光素子が射出する光の合成光の強度の許容下限値に対応する第２基準値を設定し、前記受光手段は、前記光源が射出する前記合成光の一部を受光する。この態様では、合成光の強度に基づいて、複数の発光素子の全てを停止させることができる。

本発明の他の好適な実施形態では、画像を構成する光を射出する光源と、前記光源が射出する光の一部を受光し、当該受光した光量に対応する出力値を出力する受光手段と、を備える投影装置により実行される投影方法は、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御工程と、前記画像信号が示す画像の明るさに基づいて、前記光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定工程と、を有し、前記制御工程は、前記受光手段が出力する出力値が前記設定工程により設定された第１基準値を超える場合に、前記光源による光の射出を停止させる。

この方法によっても、光源や受光手段などに異常が生じた場合に、光の射出が停止される。また、第１基準値は画像の明るさに基づいて適切な値に設定されるので、画像の明るさの影響を受けることなく、装置の異常を早期に検出することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、画像を構成する光を射出する光源と、前記光源が射出する光の一部を受光し、当該受光した光量に対応する出力値を出力する受光手段と、を備える投影装置により実行される投影方法は、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御工程と、前記画像信号が示す画像の明るさに基づいて、前記光源が射出する光の強度の許容下限値に対応する第２基準値を設定する設定工程と、を有し、前記制御工程は、前記受光手段が出力する出力値が前記設定工程により設定された第２基準値に満たない場合に、前記光源による光の射出を停止させる。

この方法によっても、光源や受光手段などに異常が生じた場合に、光の射出が停止される。また、第２基準値は画像の明るさに基づいて適切な値に設定されるので、画像の明るさの影響を受けることなく、装置の異常を早期に検出することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、画像を構成する光を射出する光源と、前記光源が射出する光の一部を受光し、当該受光した光量に対応する出力値を出力する受光手段と、コンピュータと、を備える投影装置により実行されるプログラムは、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御工程、前記画像信号が示す画像の明るさに基づいて、前記光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定工程、を前記コンピュータに実行させ、前記制御工程は、前記受光手段が出力する出力値が前記設定工程により設定された第１基準値を超える場合に、前記光源による光の射出を停止させる。

このプログラムを実行することにより、光源や受光手段などに異常が生じた場合に、光の射出が停止される。また、第１基準値は画像の明るさに基づいて適切な値に設定されるので、画像の明るさの影響を受けることなく、装置の異常を早期に検出することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、画像を構成する光を射出する光源と、前記光源が射出する光の一部を受光し、当該受光した光量に対応する出力値を出力する受光手段と、コンピュータと、を備える投影装置により実行されるプログラムは、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御工程、前記画像信号が示す画像の明るさに基づいて、前記光源が射出する光の強度の許容下限値に対応する第２基準値を設定する設定工程、を前記コンピュータに実行させ、前記制御工程は、前記受光手段が出力する出力値が前記設定工程により設定された第２基準値に満たない場合に、前記光源による光の射出を停止させる。

このプログラムを実行することにより、光源や受光手段などに異常が生じた場合に、光の射出が停止される。また、第２基準値は画像の明るさに基づいて適切な値に設定されるので、画像の明るさの影響を受けることなく、装置の異常を早期に検出することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、画像を投影する投影装置は、前記画像を構成する光を射出する光源と、前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御手段と、前記画像信号が示す画像の明るさに基づいて、前記光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値、及び、前記光源が射出する光の強度の許容下限値に対応する第２基準値を設定する設定手段と、前記光源が射出する光の一部を受光し、当該受光した光量に対応する出力値を出力する受光手段と、を備え、前記制御手段は、前記受光手段が出力する出力値が、前記設定手段により設定された第１基準値を超える場合、又は、前記設定手段により設定された前記第２基準値に満たない場合に、前記光源による光の射出を停止させる。

上記の投影装置では、光源が画像を構成する光を射出する。受光手段は、光源が射出する光の一部を受光し、その光量に対応する出力値を出力する。設定手段は、画像の明るさに基づいて、光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値、及び、光源が射出する光の強度の許容下限値に対応する第２基準値を設定する。制御手段は、前記設定手段により設定された第１基準値を超える場合、又は、前記設定手段により設定された前記第２基準値に満たない場合に、光源による光の射出を停止する。

これにより、光源や受光手段などに異常が生じた場合に、光の射出が停止される。また、第１基準値及び第２基準値は画像の明るさに基づいて適切な値に設定されるので、画像の明るさの影響を受けることなく、装置の異常を早期に検出することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［第１実施例］
（装置構成）
図１は、第１実施例に係る投影装置１の構成を示す。図１に示すように、投影装置１は、画像信号入力部２と、映像処理部３と、フレームメモリ４と、ＲＯＭ５と、ＲＡＭ６と、レーザドライバ７と、ＭＥＭＳドライバ８と、ＭＥＭＳミラー９５を有するレーザ光源部９と、マイクロレンズアレイ１３と、フィールドレンズ１４と、タイミングコントローラ２１と、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）２２と、不揮発性メモリ２３と、を備える。投影装置１は、例えばヘッドアップディスプレイに用いられ、コンバイナ等の光学素子に表示像を構成する光を出射する。

画像信号入力部２は、外部から入力される画像信号Ｓｉを受信して映像処理部３に出力する。

映像処理部３は、画像信号入力部２から入力された画像データを内部のフレームメモリに書き込み、ＭＥＭＳミラー９５の駆動タイミングに応じて随時読み出し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色ごとに各ピクセルの輝度に対応する制御信号を順次レーザドライバ７に送信する。さらに、映像処理部３は、所定区間（ここでは一例として１フレームとする）の画像データの各ピクセルの輝度を各色ごとに積算し、各色ごとの積算値Ｖｆｒ，Ｖｆｇ、Ｖｆｂを信号ＳｖとしてＭＣＵ２２に送信する。

タイミングコントローラ２１は、映像処理部３のフレームメモリからの画像データの読み出しタイミングを制御する。また、タイミングコントローラ２１は、ＭＥＭＳミラー９５から出力される走査位置情報Ｓｃに基づいてＭＥＭＳドライバ８の動作タイミングも制御する。

ＲＯＭ５は、映像処理部３が動作するための制御プログラムやデータなどを記憶している。ＲＡＭ６には、映像処理部３が動作する際のワークメモリとして、各種データが逐次読み書きされる。

レーザドライバ７は、後述するレーザ光源部９に設けられるレーザダイオードを駆動する信号を生成するブロックである。レーザドライバ７は、赤色レーザ駆動回路７１と、青色レーザ駆動回路７２と、緑色レーザ駆動回路７３と、を備える。

赤色レーザ駆動回路７１は、映像処理部３が出力する制御信号に基づき、赤色レーザ素子ＬＤ１を駆動する。青色レーザ駆動回路７２は、映像処理部３が出力する制御信号に基づき、青色レーザ素子ＬＤ２を駆動する。緑色レーザ駆動回路７３は、映像処理部３が出力する信号に基づき、緑色レーザ素子ＬＤ３を駆動する。

ＭＥＭＳドライバ８は、タイミングコントローラ２１が出力する信号に基づきＭＥＭＳミラー９５を制御する。ＭＥＭＳドライバ８は、サーボ回路と、ドライバ回路と、を備える。サーボ回路は、タイミングコントローラ２１からの信号に基づき、ＭＥＭＳミラー９５の動作を制御する。ドライバ回路は、サーボ回路が出力するＭＥＭＳミラー９５の制御信号を所定レベルに増幅して出力する。

レーザ光源部９は、レーザドライバ７から出力される駆動信号に基づいて、レーザ光を出射する。具体的には、レーザ光源部９は、赤色レーザ素子ＬＤ１と、青色レーザ素子ＬＤ２と、緑色レーザ素子ＬＤ３と、コリメータレンズ９１ａ〜９１ｃと、反射ミラー９２ａ〜９２ｃと、受光部２４と、を備える。

赤色レーザ素子ＬＤ１は赤色のレーザ光（「赤色レーザ光Ｌｒ」とも呼ぶ。）を出射し、青色レーザ素子ＬＤ２は青色のレーザ光（「青色レーザ光Ｌｂ」とも呼ぶ。）を出射し、緑色レーザ素子ＬＤ３は緑色のレーザ光（「緑色レーザ光Ｌｇ」とも呼ぶ。）を出射する。コリメータレンズ９１ａ〜９１ｃは、それぞれ、赤色、青色及び緑色のレーザ光Ｌｒ、Ｌｂ、Ｌｇを平行光にして、反射ミラー９２ａ〜９２ｃに出射する。反射ミラー９２ｂは、青色レーザ光Ｌｂを反射する。反射ミラー９２ｃは、青色レーザ光Ｌｂを透過させ、緑色レーザ光Ｌｇを反射する。反射ミラー９２ａは、赤色レーザ光Ｌｒの一部を反射し、残りの部分を透過させる。また、反射ミラー９２ａは、青色及び緑色のレーザ光Ｌｂ、Ｌｇの一部を透過し、残りの部分を反射する。こうして反射ミラー９２ａを透過した赤色レーザ光Ｌｒ及び反射ミラー９２ａで反射された青色及び緑色のレーザ光Ｌｂ、Ｌｇは、ＭＥＭＳミラー９５に入射される。また、赤色レーザ光Ｌｒ、青色レーザ光Ｌｂ及び緑色レーザ光Ｌｂの一部は、受光部２４に照射される。

レーザ光源部９からレーザ光が射出される位置には、マイクロレンズアレイ１３と、フィールドレンズ１４とが設けられている。ＭＥＭＳミラー９５は、反射ミラー９２ａから入射されたレーザ光をＥＰＥ（Ｅｘｉｔ Ｐｕｐｉｌ Ｅｘｐａｎｄｅｒ）の一例であるマイクロレンズアレイ１３に向けて反射する。ＭＥＭＳミラー９５は、基本的には、画像信号入力部２に入力された画像（以下、「入力画像」と呼ぶ。）を表示するために、ＭＥＭＳドライバ８の制御によりマイクロレンズアレイ１３上を走査するように移動し、その際の走査位置情報（例えばミラーの角度などの情報）を走査位置情報Ｓｃとしてタイミングコントローラ２１へ出力する。

マイクロレンズアレイ１３は、複数のマイクロレンズが配列されており、ＭＥＭＳミラー９５で反射されたレーザ光が入射する。フィールドレンズ１４は、マイクロレンズアレイ１３の放射面に形成された画像を拡大し、図示しない投影面に投影する。例えば、投影装置１がヘッドアップディスプレイの光源として用いられる場合、フィールドレンズ１４はコンバイナ等に表示像を構成する光を出射する。

受光部２４は、フォトディテクタにより構成され、赤色レーザ光Ｌｒ、青色レーザ光Ｌｂ及び緑色レーザ光Ｌｂの合成光を受光して、その合成光の強度に対応する電圧を示す信号ＳｄをＭＣＵ２２に出力する。

不揮発性メモリ２３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色について、画像データの１フレーム期間における輝度の積算値と、受光部２４が出力する電圧値の１フレーム期間の積算値とを示す関数を記憶している。不揮発性メモリ２３に記憶されている関数データの例を図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

図２（Ａ）は、画像データのＲ成分輝度の１フレーム期間の積算値がＶｆｒであり、かつＧ、Ｂ成分の輝度の積算値がゼロである時に、設計値（理想値）として受光部２４が出力する電圧値の１フレーム期間の積算値Ｏｉｒを示す関数データである。ここで、「Ｖｆｒ」は、ゼロから最大値までの間の複数の輝度を含む。つまり、図２（Ａ）は、Ｒ成分輝度の積算値Ｖｆｒと、出力電圧の積算値Ｏｉｒとの標準の関数データである。

同様に、図２（Ｂ）は、画像データのＧ成分輝度の１フレーム期間の積算値がＶｆｇであり、かつＲ、Ｂ成分の輝度の積算値がゼロである時に、設計値（理想値）として受光部２４が出力する電圧値の１フレーム期間の積算値Ｏｉｇを示す関数データである。図２（Ｃ）は、画像データのＢ成分輝度の１フレーム期間の積算値がＶｆｂであり、かつＲ、Ｇ成分の輝度の積算値がゼロである時に、設計値（理想値）として受光部２４が出力する電圧値の１フレーム期間の積算値Ｏｉｂを示す関数データである。なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、色に応じて関数データの傾きが異なるのは、同じ輝度であっても色（つまり波長）によって受光部２４から出力される電圧値が異なるからである。

なお、これらの関数データとしては、設計値の代わりに、製造時に製品個体ごとに実測したデータを記憶してもよい。これにより、製品の個体のばらつきに好適に対応することができる。

ＭＣＵ２２は、受光部２４から出力される電圧値と、映像処理部３から出力される各色ごとの積算値Ｖｆｒ，Ｖｆｇ、Ｖｆｂに基づいて、レーザ光の発光停止処理を行う。

（発光停止処理）
次に、第１実施例による発光停止処理について説明する。発光停止処理は、受光部２４からの出力電圧に基づいて、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３又は受光部２４に異常があると認められる場合に、レーザ素子の発光を停止する処理である。

図３は、第１実施例に係る発光停止処理のフローチャートを示す。この処理は、主としてＭＣＵ２２が予め用意されたプログラムを実行することにより行われる。また、この処理は、投影装置１の動作中に繰り返し実行される。

まず、ＭＣＵ２２は、受光部２４の出力に基づいて、レーザ光量値Ｏｆを算出する（ステップＳ１）。具体的には、ＭＣＵ２２は、受光部２４の出力電圧を所定のサンプリングクロック（典型的にはピクセルクロックと同一）でＡＤ変換し、デジタル値として取得する。そして、ＭＣＵ２２は、タイミングコントローラ２１から受信したタイミング信号をトリガとして、画像データの１フレーム期間における受光部２４からの出力電圧のデジタル値を積算することにより、１フレーム期間の合成光の平均輝度に相当するレーザ光量値Ｏｆを算出する。

次に、ＭＣＵ２２は、不揮発性メモリ２３を参照し、標準光量値Ｏｆｒｅｆを算出する（ステップＳ２）。具体的には、ＭＣＵ２２は、不揮発性メモリ２３に記憶されている標準の関数データを参照し、ステップＳ１でレーザ光量値Ｏｆを算出したフレームと同じフレームについて、映像処理部３から受信した積算値Ｖｆｒ、Ｖｆｇ、Ｖｆｂに対応する各色ごとの１フレーム期間の積算値Ｏｉｒ，Ｏｉｇ，Ｏｉｂを検出する。そして、ＭＣＵ２２は、検出された各色ごとの積算値Ｏｉｒ，Ｏｉｇ，Ｏｉｂの和を標準光量値Ｏｆｒｅｆとする。こうして得られた標準光量値Ｏｆｒｅｆは、画像信号が示す画像が明るい場合には大きい値となり、画像が暗い場合には小さい値となる。

次に、ＭＣＵ２２は、算出した標準光量値Ｏｆｒｅｆに基づいて、許容上限値ＯＨｌｉｍと許容下限値ＯＬｌｉｍとを決定する（ステップＳ３）。具体的には、ＭＣＵ２２は、ステップＳ２で算出された標準光量値Ｏｆｒｅｆから所定の割合だけ大きい値を許容上限値ＯＨｌｉｍとし、標準光量値Ｏｆｒｅｆから所定の割合だけ小さい値を許容下限値ＯＬｌｉｍとする。こうして得られた許容上限値ＯＨｌｉｍ及び許容下限値ＯＬｌｉｍは、画像信号が示す画像が明るい場合には大きい値となり、画像が暗い場合には小さい値となる。

なお、所定の割合は実験に基づくなどして適宜設定される。所定の割合は、例えば５０％などとすることができる。また、上限値と下限値で割合が異なってもよい。即ち、許容上限値ＯＨｌｉｍは標準光量値Ｏｆｒｅｆより５０％大きい値とし、許容下限値ＯＬｌｉｍは標準光量値Ｏｆｒｅｆより３０％小さい値としてもよい。

次に、ＭＣＵ２２は、ステップＳ１で算出したレーザ光量値Ｏｆを、ステップＳ３で決定した許容上限値ＯＨｌｉｍ及び許容下限値ＯＬｌｉｍと比較する（ステップＳ４）。レーザ光量値Ｏｆが許容上限値ＯＨｌｉｍと許容下限値ＯＬｌｉｍの範囲内である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ＭＣＵ２２は異常なしと判定し、処理を終了する。一方、レーザ光量値Ｏｆが許容上限値ＯＨｌｉｍと許容下限値ＯＬｌｉｍの範囲外である場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ＭＣＵ２２は異常ありと判定し、レーザドライバ８を制御してレーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３を停止する（ステップＳ５）。

具体的に、レーザ光量値Ｏｆが許容上限地ＯＨｌｉｍを超えている場合、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３のいずれかによる発光が過大となっていると考えることができる。この場合、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３を停止することにより、過大な発光により投影画像を見るユーザの人体への悪影響を防止する。

一方、レーザ光量値Ｏｆが許容下限値ＯＬｌｉｍに満たない場合にもレーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３を停止するのは、例えば受光部２４のフォトディテクタの故障に対するフェイルセーフのためである。フォトディテクタが故障すると正確な光量が検出できず、レーザの過大発光を見逃す可能性がある。さらに、フォトディテクタで受光した光量に基づいてターゲットとする光量が得られるようにレーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３の駆動電流を補正する投影装置の場合は、フォトディテクタが故障して検出電圧が出力されないと、駆動電流を更に増加させてしまう場合がある。そこで、レーザ光量値Ｏｆが許容下限値ＯＬｌｉｍに満たない場合は、レーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３の発光を停止させることにより、このような問題に対応する。

このように、第１実施例では、投影する画像の明るさに応じて装置の異常を検出する基準値を変化させることにより、許容上限値、許容下限値を固定した場合に比べて、投影中の画像の明るさに関わらず異常を検出しやすいため、より速やかに異常を検出することができる。

［第２実施例］
（装置構成）
第１実施例では、１つの受光部２４により３色のレーザ光の合成光の光量を検出し、異常がある場合に３つのレーザ素子ＬＤ１〜ＬＤ３の全てを停止する。その代わりに、第２実施例では、各色ごとに受光部を設けてレーザ素子の異常を個別に検出する。

図４は、第２実施例に係る投影装置１ａの構成を示す。図１と比較するとわかるように、第２実施例では、レーザ光源部９内に各色ごとの受光部２４ｒ、２４ｂ、２４ｇと、反射ミラー９４ｒ、９４ｇ、９４ｇが設けられている。これ以外の構成は、第１実施例と同様である。

レーザ光源部９内の反射ミラー９２ａからの合成光は、反射ミラー９４ｂに入射する。反射ミラー９４ｂは、青色レーザ光Ｌｒを透過して受光部２４ｂに入射させるとともに、赤色レーザ光Ｌｒ及び緑色レーザ光Ｌｇを反射する。反射ミラー９４ｇは、緑色レーザ光を反射して受光部２４ｇに入射させるとともに、赤色レーザ光Ｌｒを透過する。反射ミラー９４ｒは、赤色レーザ光Ｌｒを反射して受光部２４ｒに入射させる。各色の受光部２４ｒ、２４ｂ、２４ｇの出力電圧は、それぞれＭＣＵ２２に入力される。

（発光停止処理）
図５は、第２実施例に係る発光停止処理のフローチャートである。この処理も、ＭＣＵ２２が予め用意されたプログラムを実行することにより繰り返し行われる。第２実施例においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のレーザ光について同様の処理を行うので、図５は３色を代表して赤色レーザ光に関する処理のみを示す。他の色についても同様の処理が実行される。

まず、ＭＣＵ２２は、受光部２４ｒの出力から、赤色レーザ光のレーザ光量値Ｏｆ−ｒを算出する（ステップＳ１１）。具体的には、ＭＣＵ２２は、受光部２４ｒの出力電圧を所定のサンプリングクロックでＡＤ変換し、デジタル値として取得する。そして、ＭＣＵ２２は、タイミングコントローラ２１から受信したタイミング信号をトリガとして、画像データの１フレーム期間における受光部２４ｒからの出力電圧のデジタル値を積算することにより、１フレーム期間の赤色レーザ光の平均輝度に相当するレーザ光量値Ｏｆ−ｒを算出する。

次に、ＭＣＵ２２は、不揮発性メモリ２３を参照し、赤色レーザ光の標準光量値Ｏｆｒｅｆ−ｒを算出する（ステップＳ１２）。具体的には、ＭＣＵ２２は、不揮発性メモリ２３に記憶されている標準の関数データを参照し、ステップＳ１１でレーザ光量値Ｏｆ−ｒを算出したフレームと同じフレームについて、映像処理部３から受信した積算値Ｖｆｒに対応する赤色の１フレーム期間の積算値Ｏｉｒを検出する。そして、ＭＣＵ２２は、検出された赤色の積算値Ｏｉｒを標準光量値Ｏｆｒｅｆ−ｒとする。こうして得られた標準光量値Ｏｆｒｅｆ−ｒは、画像信号が示す画像の赤色成分が大きい場合には大きい値となり、赤色成分が小さい場合には小さい値となる。

次に、ＭＣＵ２２は、算出した標準光量値Ｏｆｒｅｆ−ｒに基づいて許容上限値ＯＨｌｉｍ−ｒ、及び、許容下限値ＯＬｌｉｍ−ｒを決定する（ステップＳ１３）。

次に、ＭＣＵ２２は、ステップＳ１１で算出したレーザ光量値Ｏｆ−ｒを、ステップＳ１３で決定した許容上限値ＯＨｌｉｍ−ｒ及び許容下限値ＯＬｌｉｍ−ｒと比較する（ステップＳ１４）。レーザ光量値Ｏｆ−ｒが許容上限値ＯＨｌｉｍ−ｒと許容下限値ＯＬｌｉｍ−ｒの範囲内である場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ＭＣＵ２２は赤色レーザ素子及び赤色用の受光部２４ｒに関しては異常なしと判定し、処理を終了する。一方、レーザ光量値Ｏｆ−ｒが許容上限値ＯＨｌｉｍ−ｒと許容下限値ＯＬｌｉｍ−ｒの範囲外である場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ＭＣＵ２２は異常ありと判定し、レーザドライバ８を制御して赤色レーザ素子ＬＤを停止する（ステップＳ１５）。

上記の処理は、青色レーザ光、緑色レーザ光についても同様に実行される。

第２実施例では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ごとに異常を検出できるので、異常が生じていると判断された色のレーザ素子のみを停止させることができる。よって、投影される画像の色は正常時と異なるものの、異常が認められない色のレーザ素子のみを発光させて画像の投影を継続することができる。

１、１ａ 投影装置
３ 映像処理部
７ レーザドライバ
８ ＭＥＭＳドライバ
２２ ＭＣＵ
２３ 不揮発性メモリ
２４ 受光部
９５ ＭＥＭＳミラー

Claims (5)

1. 画像を構成する３原色のそれぞれの光を射出する複数の光源と、
   前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御手段と、
   前記画像信号が示す画像の前記３原色のそれぞれの色ごとの明るさに関する情報に基づいて、前記３原色のそれぞれの光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定手段と、
   前記光源が射出する前記３原色のそれぞれの光を、一部分の光と、残りの部分の光とに分離する光学手段と、
   前記光学手段から出力される前記一部分の光を受光し、当該受光した光量に対応する前記３原色のそれぞれの光ごとの出力値を出力する受光手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記３原色のそれぞれの光ごとの前記出力値のいずれかが前記第１基準値を超える場合に、前記複数の光源のうち、前記出力値が前記第１基準値を超える光源のみについて光の射出を停止させることを特徴とする投影装置。
2. 前記設定手段は、所定期間に対応する前記画像信号中の所定区間の明るさの積算値に基づいて前記第１基準値を設定し、
   前記制御手段は、前記所定期間に前記受光手段が出力する前記３原色のそれぞれの光ごとの出力値のいずれかの積算値が前記第１基準値を超える場合に、前記出力値が前記第１基準値を超える光源の光の射出を停止させることを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. ３原色のそれぞれの光を射出する複数の光源と、光学手段と、受光手段と、を備える投影装置により実行される投影方法であって、
   前記光源により、画像を構成する光を射出する射出工程と、
   前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御工程と、
   前記画像信号が示す画像の前記３原色のそれぞれの色ごとの明るさに関する情報に基づいて、前記３原色のそれぞれの光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定工程と、
   前記光学手段により、前記光源が射出する前記３原色のそれぞれの光を、一部分の光と、残りの部分の光とに分離する分離工程と、
   前記受光手段により、前記光学手段から出力される前記一部分の光を受光し、当該受光した光量に対応する前記３原色のそれぞれの光ごとの出力値を出力する受光工程と、
   を有し、
   前記制御工程は、前記３原色のそれぞれの光ごとの前記出力値のいずれかが前記第１基準値を超える場合に、前記複数の光源のうち、前記出力値が前記第１基準値を超える光源の光の射出を停止させることを特徴とする投影方法。
4. ３原色のそれぞれの光を射出する複数の光源と、光学手段と、受光手段と、コンピュータと、を備える投影装置により実行されるプログラムであって、
   前記光源により、画像を構成する光を射出する射出工程、
   前記画像を示す画像信号に基づいて前記光源が射出する光の強度を制御する制御工程、
   前記画像信号が示す画像の前記３原色のそれぞれの色ごとの明るさに関する情報に基づいて、前記３原色のそれぞれの光源が射出する光の強度の許容上限値に対応する第１基準値を設定する設定工程、
   前記光学手段により、前記光源が射出する前記３原色のそれぞれの光を、一部分の光と、残りの部分の光とに分離する分離工程、
   前記受光手段により、前記光学手段から出力される前記一部分の光を受光し、当該受光した光量に対応する前記３原色のそれぞれの光ごとの出力値を出力する受光工程、
   を前記コンピュータに実行させ、
   前記制御工程は、前記３原色のそれぞれの光ごとの前記出力値のいずれかが前記第１基準値を超える場合に、前記複数の光源のうち、前記出力値が前記第１基準値を超える光源の光の射出を停止させることを特徴とするプログラム。
5. 請求項４に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
   

Images