JP6309691B2

JP6309691B2 - 投影表示装置

Info

Publication number: JP6309691B2
Application number: JP2017509429A
Authority: JP
Inventors: 直人櫻井; 明紘小栗
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: US20180095351A1; JPWO2016158174A1; JP6426318B2; JP2018112751A; JP2018159931A; EP3279716B1; WO2016158174A1; TW201636723A; TWI689773B; EP3279716A4; CN107430280B; JP6342098B1; EP3279716A1; US10197895B2; CN107430280A

Description

本発明は、投影表示装置に関する。

従来の投影表示装置として、投影表示用のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光を反射して走査する駆動反射部と、駆動反射部によって走査されたレーザ光を拡散する所定領域を有する光拡散部と、光拡散部の脱落を検出する検出手段と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２００４７４号公報

上述したような投影表示装置では、光拡散部の脱落を検出することはできるものの、光拡散部の所定領域に生じた傷等の不具合を把握することができない。このため、所定領域に傷等の不具合が生じた光拡散部によって投影表示が実施されるおそれがある。この場合、光拡散部の所定領域に生じた傷等の不具合に起因してレーザ光が適切に拡散されず、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるおそれがある。

本発明は、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる投影表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面の投影表示装置は、投影表示用の第１レーザ光及び検査用の第２レーザ光を出射する光源と、光源から出射された第１レーザ光及び第２レーザ光を反射して走査する駆動反射部と、駆動反射部によって走査された第１レーザ光を透過させて拡散する所定領域を有する光拡散部と、光拡散部の所定領域を介した第２レーザ光を検出する光検出部と、第２レーザ光の検出処理を実行し、光検出部の検出値に基づいて光拡散部の所定領域の状態を判断する制御部と、を備え、制御部は、光拡散部の所定領域の状態として、光拡散部の所定領域に不具合が生じていると判断した場合には、投影表示の中止処理を実行する。

この投影表示装置では、光検出部が光拡散部の所定領域を介した第２レーザ光を検出する。ここで、「光拡散部の所定領域を介した第２レーザ光」とは、例えば第２レーザ光が光拡散部の所定領域を透過する等、光拡散部の所定領域の状態が反映された第２レーザ光を意味する。このように、投影表示装置によれば、光拡散部の所定領域を介した第２レーザ光を検出するので、光拡散部の所定領域の状態を判断することができる。そして、光拡散部の所定領域の状態として、光拡散部の所定領域に不具合が生じていると判断した場合に、投影表示の中止処理を実行する。これにより、光拡散部の所定領域に生じた不具合に起因して第１レーザ光が適切に拡散されないまま投影表示が継続されることが防止される。よって、この投影表示装置によれば、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。更に、駆動反射部を用いることで、投影表示用の第１レーザ光のスキャンラインに沿って検査用の第２レーザ光を走査することが可能である。これにより、光拡散部の所定領域に生じた傷等の不具合のうち、スキャンラインから外れた位置で生じた不具合（すなわち、投影表示に影響のない不具合）を許容しつつ、スキャンライン上に生じた不具合（すなわち、投影表示に影響のある不具合）を効率良く且つ確実に把握することができる。したがって、この投影表示装置によれば、光拡散部の所定領域に生じた傷等の不具合のうち、特に、投影表示に影響のある不具合が生じていると判断した場合に、投影表示の中止処理を実行することができる。

本発明の一側面の投影表示装置では、制御部は、投影表示中において第２レーザ光の検出処理を実行し、光拡散部の所定領域に不具合が生じていると判断した場合には、投影表示の中止処理として、投影表示の終了処理を実行してもよい。これにより、投影表示中に光拡散部の所定領域に不具合が生じた場合に、直ちにその投影表示を終了させ、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。

本発明の一側面の投影表示装置では、制御部は、投影表示の終了処理として、光源に第１レーザ光の出射を停止させてもよい。これにより、投影表示中に光拡散部の所定領域に不具合が生じた場合に、投影表示を確実に終了させることができる。

本発明の一側面の投影表示装置は、駆動反射部によって走査された第１レーザ光の光路上又は光拡散部の所定領域を透過した第１レーザ光の光路上に進退可能なシャッタを更に備え、制御部は、投影表示の終了処理として、第１レーザ光の光路上にシャッタを配置させてもよい。これにより、投影表示中に光拡散部の所定領域に不具合が生じた場合に、投影表示を確実に終了させることができる。

本発明の一側面の投影表示装置では、制御部は、投影表示前及び投影表示後の少なくとも一方において第２レーザ光の検出処理を実行し、光拡散部の所定領域に不具合が生じていると判断した場合には、投影表示の中止処理として、投影表示の開始禁止処理を実行してもよい。これにより、不具合が生じた光拡散部の所定領域によって投影表示が開始されるのを禁止し、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。

本発明の一側面の投影表示装置は、所定領域における光拡散部の入射面上の位置、所定領域における光拡散部の出射面上の位置、又は出射面から光拡散部の出射側に離れた位置において、第１レーザ光を透過させ、第２レーザ光を反射する光選択部を更に備え、光検出部は、光選択部によって反射された第２レーザ光を検出してもよい。これにより、第１レーザ光の光路と第２レーザ光の光路とが分けられるため、光検出部を配置する位置の自由度を高くすることができる。

本発明の一側面の投影表示装置では、光検出部は、光拡散部の所定領域を透過して拡散され且つ第１レーザ光の光路外を進行した第２レーザ光を検出してもよい。これにより、第１レーザ光の光路と第２レーザ光の光路とを分けるための光学部材が不要となるため、投影表示装置を簡易な構成とすることができる。

本発明の一側面の投影表示装置は、光拡散部の所定領域を透過した第１レーザ光を反射し、光拡散部の所定領域を透過した第２レーザ光を透過させる光選択部を更に備え、光検出部は、光選択部を透過した第２レーザ光を検出してもよい。これにより、第１レーザ光の光路と第２レーザ光の光路とが分けられるため、光検出部を配置する位置の自由度を高くすることができる。

本発明によれば、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる投影表示装置を提供することが可能となる。

第１実施形態の投影表示装置の概略図である。第１実施形態の投影表示装置の一部分の概略図である。第１実施形態の投影表示装置の光拡散部及び光選択部の断面図である。第１実施形態の投影表示装置の制御部による処理の一例を示すフローチャートである。第２実施形態の投影表示装置の一部分の概略図である。第３実施形態の投影表示装置の一部分の概略図である。第４実施形態の投影表示装置の一部分の概略図である。第１〜第４実施形態の投影表示装置の一部分の変形例の概略図である。第１実施形態の投影表示装置の一部分の変形例の概略図である。第１実施形態の投影表示装置の制御部による処理の第１変形例を示すフローチャートである。第１実施形態の投影表示装置の制御部による処理の第２変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］

図１に示されるように、投影表示装置１は、光源２と、走査用駆動ミラー（駆動反射部）３と、光拡散部４と、光選択部５と、光検出部６と、を備えている。投影表示装置１は、例えば自動車に搭載されるレーザ走査型プロジェクションディスプレーであり、自動車のフロントガラス１００に映像を投影表示する。光源２は、投影表示用の第１レーザ光Ｌ１及び検査用の第２レーザ光Ｌ２を出射する。走査用駆動ミラー３は、光源２から出射された第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を反射して光拡散部４の所定領域にて走査する。光拡散部４は、走査用駆動ミラー３によって走査された第１レーザ光Ｌ１を透過させて拡散する。光選択部５は、光拡散部４の出射面上の位置において、第１レーザ光Ｌ１を透過させ、第２レーザ光Ｌ２を反射する。光検出部６は、光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２を検出する。

投影表示装置１は、平面ミラー１１，１２と、凹面ミラー１３と、筐体１４と、を更に備えている。平面ミラー１１，１２及び凹面ミラー１３は、投影表示用の光Ｌ０（すなわち、光拡散部４の所定領域で拡散された第１レーザ光Ｌ１のうち、映像を構成する光）をフロントガラス１００に導く。筐体１４は、投影表示装置１を構成する各部を収容している。

図２に示されるように、光源２は、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、第２出射部２２と、を有している。第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、それぞれ、例えば、赤色レーザダイオード、緑色レーザダイオード、青色レーザダイオードであり、投影表示用の第１レーザ光Ｌ１を出射する。各第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃから出射される第１レーザ光Ｌ１の波長域は、可視域である。第２出射部２２は、例えば、赤外線レーザダイオードであり、光拡散部４の所定領域の状態を把握するための検査用の第２レーザ光Ｌ２を出射する。第２出射部２２から出射される第２レーザ光Ｌ２の波長域は、赤外域である。このように、第１レーザ光Ｌ１の波長域と第２レーザ光Ｌ２の波長域とは、互いにずれている。

第１出射部２１ｃから出射された第１レーザ光Ｌ１は、ミラー１５ｃによって反射されて光路Ａ上を進行し、走査用駆動ミラー３に至る。第１出射部２１ｂから出射された第１レーザ光Ｌ１は、ミラー１５ｂによって反射されて光路Ａ上を進行し、ミラー１５ｃを透過して走査用駆動ミラー３に至る。第１出射部２１ａから出射された第１レーザ光Ｌ１は、ミラー１５ａによって反射されて光路Ａ上を進行し、ミラー１５ｂ，１５ｃを透過して走査用駆動ミラー３に至る。第２出射部２２から出射された第２レーザ光Ｌ２は、ミラー１６によって反射されて光路Ａ上を進行し、ミラー１５ａ，１５ｂ，１５ｃを透過して走査用駆動ミラー３に至る。ミラー１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、例えば、ダイクロイックミラーである。

走査用駆動ミラー３は、光路Ａ上に配置されている。走査用駆動ミラー３は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術によって製造された電磁駆動式の光学ミラーである。走査用駆動ミラー３は、ミラー３ａを揺動させることで、光路Ａ上を進行してきた第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を反射して光拡散部４の所定領域Ｒにて走査する。

図３に示されるように、光拡散部４は、光路Ａの延長線上に配置されている。光拡散部４は、例えば、マトリックス状に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイであり、走査用駆動ミラー３によって走査された投影表示用の第１レーザ光Ｌ１を透過させて拡散する。光拡散部４の入射面４ａは、平坦面となっている。光拡散部４の出射面４ｂは、複数のマイクロレンズに対応した複数の凸面によって構成されている。

光選択部５は、光拡散部４側の面５ａ及びその反対側の面５ｂが光拡散部４の出射面４ｂにおける複数の凸面に沿うように、光拡散部４の出射面４ｂに形成されている。光選択部５は、例えば、光拡散部４の出射面４ｂにコーティングされた光選択膜であり、投影表示用の第１レーザ光Ｌ１の波長域の光を透過させ且つ検査用の第２レーザ光Ｌ２の波長域の光を反射する機能を有している。光選択部５は、光拡散部４の出射面４ｂのうち、少なくとも第１レーザ光Ｌ１が走査される所定領域Ｒに設けられている。

図２に示されるように、光検出部６は、光選択部５によって反射された検査用の第２レーザ光Ｌ２を検出することができる位置に配置されている。光検出部６は、例えば赤外線検出器である。

投影表示装置１は、筐体７を更に備えている。筐体７は、光源２、ミラー１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６及び走査用駆動ミラー３を収容している。筐体７には、走査用駆動ミラー３によって走査された第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を外部に出射するための窓部７ａが設けられている。なお、光検出部６は、光拡散部４と対向するように、筐体７の外表面に取り付けられている。つまり、光検出部６は、走査用駆動ミラー３と光拡散部４との対向方向において、走査用駆動ミラー３と光拡散部４との間に配置されている。このように、光検出部６は、筐体７の外側に配置されている。

投影表示装置１は、制御部８を更に備えている。制御部８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されており、投影表示装置１の各部を制御する。制御部８は、投影表示処理、第２レーザ光Ｌ２の検出処理及び投影表示の終了処理を実行する。なお、制御部８は、筐体７に収容されていてもよいし、或いは、筐体７の外側に配置されていてもよい。

制御部８による処理の一例（投影表示中において第２レーザ光Ｌ２の検出処理を実行する例）について、図４を参照しつつ説明する。

まず、制御部８は、投影表示開始の入力信号を受信すると、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び第２出射部２２のそれぞれの出力を開始させる（ステップＳ１）。これにより、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び第２出射部２２のそれぞれから第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が出射される。

ステップＳ１と略同時に、制御部８は、走査用駆動ミラー３の動作を開始させ（ステップＳ２）、更に、ステップＳ１，Ｓ２と略同時に、制御部８は、光検出部６の動作を開始させる（ステップＳ３）。これにより、走査用駆動ミラー３では、ミラー３ａの揺動が開始され、光源２から出射された第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が光拡散部４の所定領域Ｒにて走査される。

このとき、各第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃから出射される投影表示用の第１レーザ光Ｌ１の比率が、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第１レーザ光Ｌ１の走査位置に応じて変化させられる。これにより、投影表示用の光Ｌ０（すなわち、光拡散部４の所定領域Ｒで拡散された第１レーザ光Ｌ１のうち、映像を構成する光）は、平面ミラー１１，１２及び凹面ミラー１３によってフロントガラス１００に導かれ、フロントガラス１００での反射を介して、映像として運転者の眼に届く。

その一方で、走査用駆動ミラー３によって走査された検査用の第２レーザ光Ｌ２は、光拡散部４の所定領域Ｒによって拡散され、光選択部５によって反射される。光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２は、再び光拡散部４を透過して、光検出部６によって検出される。

ここで、制御部８は、第２レーザ光Ｌ２の光量に関する検出値を光検出部６から受信する。当該検出値は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に対応付けられている。そして、制御部８は、当該検出値に基づいて光拡散部４の所定領域Ｒの状態を判断する（ステップＳ４）。より具体的には、制御部８は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に対応付けて、第２レーザ光Ｌ２の光量に関する基準値を記憶している。制御部８は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に応じて、当該位置に対応する検出値と基準値とを比較する。制御部８は、基準値から所定範囲内に検出値が存在していた場合には、光拡散部４の所定領域Ｒの状態が正常であると判断し、投影表示処理を継続する（ステップＳ５）。

その一方で、制御部８は、基準値から所定範囲外に検出値が存在していた場合には、光拡散部４の所定領域Ｒの状態として、光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じていると判断し、投影表示の終了処理を実行する（ステップＳ６）。制御部８は、投影表示の中止処理の一形態である投影表示の終了処理として、各第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに第１レーザ光Ｌ１の出射を停止させる。これにより、投影表示が強制終了される。このように、制御部８は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に関連付けて不具合を把握する。つまり、制御部８は、光拡散部４の所定領域Ｒ内において不具合が生じたか否かだけではなく、光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じた場合に、その不具合が生じた所定領域Ｒ内における位置を把握する。

以上、説明したように、投影表示装置１では、光選択部５が、所定領域Ｒにおける光拡散部４の出射面４ｂ上の位置において、検査用の第２レーザ光Ｌ２を反射する。そのため、光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２は、光拡散部４の所定領域Ｒの状態が反映されたものとなる。したがって、投影表示装置１によれば、光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２を検出することで、光拡散部４の所定領域Ｒの状態を判断することができる。そして、光拡散部４の所定領域Ｒの状態として、光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じていると判断され場合に、投影表示の中止処理として、投影表示の終了処理が実行される。これにより、光拡散部４の所定領域Ｒに生じた不具合に起因して第１レーザ光Ｌ１が適切に拡散されないまま投影表示が継続されることが防止される。よって、投影表示装置１によれば、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。更に、走査用駆動ミラー３を用いることで、投影表示用の第１レーザ光Ｌ１のスキャンラインに沿って検査用の第２レーザ光Ｌ２を走査することが可能である。特に、同一の走査用駆動ミラー３を用いているので、投影表示用の第１レーザ光Ｌ１と同一のスキャンライン上に検査用の第２レーザ光Ｌ２を走査することが可能である。これにより、光拡散部４の所定領域Ｒに生じた傷等の不具合のうち、スキャンラインから外れた位置で生じた不具合（すなわち、投影表示に影響のない不具合）を許容しつつ、スキャンライン上に生じた不具合（すなわち、投影表示に影響のある不具合）を効率良く且つ確実に把握することができる。したがって、この投影表示装置１によれば、光拡散部４の所定領域Ｒに生じた傷等の不具合のうち、特に、投影表示に影響のある不具合が生じていると判断した場合に、投影表示の中止処理を実行することができる。

また、制御部８は、投影表示中において第２レーザ光Ｌ２の検出処理を実行し、光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じていると判断した場合には、投影表示の中止処理として、投影表示の終了処理を実行する。これにより、投影表示中に光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じた場合に、直ちにその投影表示を終了させ、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。

また、制御部８は、投影表示の終了処理として、光源２に第１レーザ光Ｌ１の出射を停止させる。これにより、投影表示中に光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じた場合に、投影表示を確実に終了させることができる。

また、投影表示装置１は、所定領域Ｒにおける光拡散部４の出射面４ｂ上の位置において、第１レーザ光Ｌ１を透過させ、第２レーザ光Ｌ２を反射する光選択部５を備えている。そして、光検出部６は、光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２を検出する。これにより、第１レーザ光Ｌ１の光路と第２レーザ光Ｌ２の光路とが分けられるため、光検出部６を配置する位置の自由度を高くすることができる。
［第２実施形態］

第２実施形態の投影表示装置１は、光源２及び光選択部５の構成において、第１実施形態の投影表示装置１と相違している。図５に示されるように、光源２は、第２出射部２２を有していない。また、光選択部５は、第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれか１つから出射されるレーザ光の一部を投影表示用の第１レーザ光Ｌ１として透過させ且つ当該レーザ光の残部を検査用の第２レーザ光Ｌ２として反射する機能を有する光学部材である。

例えば、青色レーザダイオードである第１出射部２１ｃから出射されるレーザ光の一部が投影表示用の第１レーザ光Ｌ１として利用され、当該レーザ光の残部が検査用の第２レーザ光Ｌ２として利用される。これは、赤色レーザダイオード及び緑色レーザダイオードに比べ、投影表示に必要とされる光量よりも多くの光量を青色レーザダイオードが出射可能だからである。

このように、第２実施形態の投影表示装置１では、第１レーザ光Ｌ１の波長域と第２レーザ光Ｌ２の波長域とは、互いに重なっている。また、第１レーザ光Ｌ１の波長域及び第２レーザ光Ｌ２の波長域は、可視域である。

第２実施形態の投影表示装置１においても、第１実施形態の投影表示装置１と同様に、制御部８によって、投影表示処理、第２レーザ光Ｌ２の検出処理及び投影表示の終了処理が実行される。よって、第２実施形態の投影表示装置１よっても、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。

また、第２実施形態の投影表示装置１の光源２では、第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれか１つが、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を含むレーザ光を出射する。これにより、検査用の第２レーザ光Ｌ２を専用で出射する第２出射部２２が不要となり、光源２を簡易な構成とすることができる。
［第３実施形態］

第３実施形態の投影表示装置１は、光選択部５が設けられていない点、及び光検出部６が光拡散部４に対して光源２の反対側に配置されている点で、第２実施形態の投影表示装置１と相違している。図６に示されるように、第３実施形態の投影表示装置１は、光選択部５を備えていない。また、光検出部６は、光拡散部４の出射側において、投影表示用の光Ｌ０の光路を避けるように配置されている。

複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれから出射されたレーザ光は、光拡散部４の所定領域Ｒにて走査され、光拡散部４の所定領域Ｒを透過して拡散される。光拡散部４の所定領域Ｒで拡散されたレーザ光の一部である第１レーザ光Ｌ１は、投影表示用の光Ｌ０として運転者の目に届く。その一方で、光拡散部４の所定領域Ｒで拡散されたレーザ光の残部である第２レーザ光Ｌ２は、検査用の光として、第１レーザ光Ｌ１（投影表示用の光Ｌ０）の光路外を進行し、光検出部６によって検出される。光検出部６は、光源２から出射されたレーザ光が所定領域Ｒ内のいずれの位置を走査された場合であっても、第２レーザ光Ｌ２を検出することができる位置に配置されている。

このように、第３実施形態の投影表示装置１では、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれから出射されたレーザ光の一部である第１レーザ光Ｌ１が影表示用の光Ｌ０として利用され、当該レーザ光の残部である第２レーザ光Ｌ２が検査用の光として利用される。

第３実施形態の投影表示装置１においても、第１実施形態の投影表示装置１と同様に、制御部８によって、投影表示処理、第２レーザ光Ｌ２の検出処理及び投影表示の終了処理が実行される。よって、第３実施形態の投影表示装置１よっても、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。

また、第３実施形態の投影表示装置１では、光検出部６は、光拡散部４の所定領域Ｒを透過して拡散され且つ第１レーザ光Ｌ１の光路外を進行した第２レーザ光Ｌ２を検出する。これにより、第１レーザ光Ｌ１の光路と第２レーザ光Ｌ２の光路とを分けるための光学部材が不要となるため、投影表示装置１を簡易な構成とすることができる。

なお、第３実施形態の投影表示装置１の変形例として、第１実施形態の投影表示装置１と同様に、光源２は、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、第２出射部２２と、を有していてもよい。この場合、第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、それぞれ、例えば、赤色レーザダイオード、緑色レーザダイオード、青色レーザダイオードであり、投影表示用の第１レーザ光Ｌ１を出射する。各第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃから出射されるレーザ光の波長域は、可視域である。第２出射部２２は、例えば、赤外線レーザダイオードであり、光拡散部４の所定領域Ｒの状態を把握するための検査用の第２レーザ光Ｌ２を出射する。第２出射部２２から出射されるレーザ光の波長域は、赤外域である。

複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれから出射された第１レーザ光Ｌ１は、光拡散部４の所定領域Ｒにて走査され、光拡散部４の所定領域Ｒを透過して拡散される。光拡散部４の所定領域Ｒで拡散された第１レーザ光Ｌ１は、投影表示用の光Ｌ０として運転者の目に届く。その一方で、第２出射部２２から出射された第２レーザ光Ｌ２は、光拡散部４の所定領域Ｒにて走査され、光拡散部４の所定領域Ｒを透過して拡散される。光拡散部４の所定領域Ｒで拡散された第２レーザ光Ｌ２の一部は、第１レーザ光Ｌ１の光路外を進行して、光検出部６によって検出される。
［第４実施形態］

第４実施形態の投影表示装置１は、光選択部５に代えて光選択部１７が設けられている点、並びに、光検出部６が光拡散部４の所定領域Ｒ及び光選択部１７を透過した第２レーザ光Ｌ２を検出する点で、第２実施形態の投影表示装置１と相違している。図７に示されるように、光選択部１７は、光拡散部４に対して光源２の反対側に配置されている。より具体的には、光選択部１７は、光拡散部４の出射面４ｂから光拡散部４の出射側に離れた位置に配置されている。光選択部１７は、光拡散部４の所定領域Ｒで拡散されたレーザ光の一部を反射し、当該レーザ光の残部を透過させる機能を有している。光検出部６は、光選択部１７に対して光拡散部４の反対側に配置されている。光検出部６は、光拡散部４の所定領域Ｒで拡散されて光選択部１７を透過したレーザ光を検出する。

複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれから出射されたレーザ光は、光拡散部４の所定領域Ｒにて走査され、光拡散部４の所定領域Ｒを透過して拡散される。光拡散部４の所定領域Ｒで拡散されたレーザ光の一部である第１レーザ光Ｌ１は、光選択部１７によって反射され、投影表示用の光Ｌ０として運転者の目に届く。その一方で、光拡散部４の所定領域Ｒで拡散されたレーザ光の残部である第２レーザ光Ｌ２は、光選択部１７を透過し、検査用の光として、光検出部６によって検出される。

このように、第４実施形態の投影表示装置１では、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれから出射されたレーザ光の一部である第１レーザ光Ｌ１が投影表示用の光Ｌ０として利用され、当該レーザ光の残部である第２レーザ光Ｌ２が検査用の光として利用される。

第４実施形態の投影表示装置１においても、第１実施形態の投影表示装置１と同様に、制御部８によって、投影表示処理、第２レーザ光Ｌ２の検出処理及び投影表示の終了処理が実行される。よって、第４実施形態の投影表示装置１によっても、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。

また、第４実施形態の投影表示装置１は、光拡散部４の出射面４ｂから光拡散部４の出射側に離れた位置において、第１レーザ光Ｌ１を反射し、第２レーザ光Ｌ２を透過させる光選択部１７を備えている。そして、光検出部６は、光選択部１７を透過した第２レーザ光Ｌ２を検出する。これにより、第１レーザ光Ｌ１の光路と第２レーザ光Ｌ２の光路とが分けられるため、光検出部６を配置する位置の自由度を高くすることができる。

なお、第４実施形態の投影表示装置１の変形例として、第１実施形態の投影表示装置１と同様に、光源２は、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、第２出射部２２と、を有していてもよい。この場合、第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、それぞれ、例えば、赤色レーザダイオード、緑色レーザダイオード、青色レーザダイオードであり、投影表示用の第１レーザ光Ｌ１を出射する。各第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃから出射されるレーザ光の波長域は、可視域である。第２出射部２２は、例えば、赤外線レーザダイオードであり、光拡散部４の所定領域Ｒの状態を把握するための検査用の第２レーザ光Ｌ２を出射する。第２出射部２２から出射されるレーザ光の波長域は、赤外域である。

複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれから出射された第１レーザ光Ｌ１は、光拡散部４の所定領域Ｒにて走査され、光拡散部４の所定領域Ｒを透過して拡散される。光拡散部４の所定領域Ｒで拡散された第１レーザ光Ｌ１は、光選択部１７によって反射され、投影表示用の光Ｌ０として運転者の目に届く。その一方で、第２出射部２２から出射された第２レーザ光Ｌ２は、光拡散部４の所定領域Ｒにて走査され、光拡散部４の所定領域Ｒを透過して拡散される。光拡散部４の所定領域Ｒで拡散された第２レーザ光Ｌ２の一部は、光選択部１７を透過し、光検出部６によって検出される。

以上、本発明の第１〜第４実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。

例えば、走査用駆動ミラー３は、ＭＥＭＳ技術によって製造された電磁駆動式の光学ミラーに限定されず、ガルバノミラーであってもよい。また、駆動方式についても、電磁駆動式に限定されず、静電、圧電、又は熱等のその他の方式であってもよい。また、投影表示装置１は、第１レーザ光Ｌ１用の走査用駆動ミラー３と、第２レーザ光Ｌ２用の走査用駆動ミラー３と、を別々に備えていてもよい。

また、光拡散部４は、光を拡散する機能を有する光学部材であれば、マイクロレンズアレイに限定されない。一例として、フロスト型拡散板、オパール型拡散板等を光拡散部４として用いることができる。

また、第１及び第２実施形態の投影表示装置１では、光選択部５は、所定領域Ｒにおける光拡散部４の出射面４ｂ上の位置に設けられている。しかしながら、光選択部５は、所定領域Ｒにおける光拡散部４の出射面４ｂ上の位置に限られず、例えば、光拡散部４の出射面４ｂから光拡散部４の出射側に離れた位置に設けられていてもよい。光選択部５が所定領域Ｒにおける光拡散部４の出射面４ｂ上の位置に設けられている場合、及び光選択部５が光拡散部４の出射面４ｂから光拡散部４の出射側に離れた位置に設けられている場合のいずれの場合にも、光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２は、所定領域Ｒにおける光拡散部４の入射面４ａ及び出射面４ｂの状態、並びに、所定領域Ｒにおける光拡散部４の内部の状態が反映されたものとなる。

また、光選択部５は、所定領域Ｒにおける光拡散部４の入射面４ａ上の位置に設けられていてもよい。この場合には、光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２は、所定領域Ｒにおける光拡散部４の入射面４ａの状態が反映されたものとなる。なお、この場合において、光選択部５は、第２レーザ光Ｌ２を反射する機能に加え、第２レーザ光Ｌ２を拡散する機能を有する光学部材であることが好ましい。これにより、第２レーザ光Ｌ２が所定領域Ｒ内におけるいずれの位置を走査された場合にも、所定領域Ｒにおける光拡散部４の入射面４ａに生じた不具合を把握することができる。

このように、本発明の一側面の投影表示装置では、光検出部が光拡散部の所定領域を介した第２レーザ光を検出することができる構成であれば、いかなる構成であってもよい。ここで、「光拡散部の所定領域を介した第２レーザ光」とは、例えば第２レーザ光Ｌ２が光拡散部４の所定領域Ｒを透過する等、光拡散部の所定領域の状態が反映された第２レーザ光を意味する。したがって、光検出部６によって検出される第２レーザ光Ｌ２が、光拡散部４の所定領域Ｒの状態が反映されたものとなる構成であれば、光選択部５はどのような位置に配置されていてもよいし、第３実施形態のように、光選択部５が設けられていなくてよい。つまり、本発明の一側面の投影表示装置では、光検出部６が、光拡散部４の所定領域Ｒを介した第２レーザ光Ｌ２を検出することができれば、光選択部５の有無等を問わず、いかなる構成であってもよい。

また、第１及び第２実施形態の投影表示装置１では、光検出部６は、筐体７の外側に配置されているが、光検出部６は、筐体７の内側に配置されていてもよい。これにより、光検出部６を保護することができる。

具体的には、図８に示されるように、ミラー１８が、光路Ａ上において、ミラー１５ｃと走査用駆動ミラー３との間に配置されており、光検出部６が、ミラー１８に臨むように筐体７内に配置されていてもよい。ここで、ミラー１８は、例えば光路Ａ上に設けられたスルーホールを有するミラーである。これにより、走査用駆動ミラー３に向かって光路Ａ上を進行する第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２は、ミラー１８のスルーホールに通過する。その一方で、再び筐体７内に戻ってきた第２レーザ光Ｌ２は、ミラー１８によって反射され、光検出部６によって検出される。再び筐体７内に戻ってきた第２レーザ光Ｌ２は、光拡散部４の所定領域Ｒによって拡散されているので、走査用駆動ミラー３に向かう第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２とは光軸がずれている。このため、再び筐体７内に戻ってきた第２レーザ光Ｌ２は、ミラー１８のスルーホール以外の部分で反射される。なお、上述したようなミラー１８は、光路Ａ上において、ミラー１５ａとミラー１５ｂとの間、又はミラー１５ｂとミラー１５ｃとの間に、配置されていてもよい。ただし、ミラー１５ｃと走査用駆動ミラー３との間に配置されていると、他に配置された場合と比べて、光検出部６において第２レーザ光Ｌ２の光量を十分に確保することができるため、光拡散部４の所定領域Ｒに生じた傷等の不具合を確実に把握することができる。

また、光検出部６は、筐体７の内側において、窓部７ａに臨む位置に配置されていてもよい（図２及び図５参照）。この場合、光検出部６は、光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２のうち、窓部７ａを透過する第２レーザ光Ｌ２を確実に検出することができる。

また、光検出部６は、光路Ａの延長上において、ミラー１６に対して走査用駆動ミラー３の反対側に配置されていてもよい（図２参照）。ここで、ミラー１６は、入射した第２レーザ光Ｌ２の一部（例えば５０％）を反射し且つ入射した第２レーザ光Ｌ２の残部（例えば５０％）を透過させる機能を有する光学部材である。これにより、第２出射部２２から出射された第２レーザ光Ｌ２の一部は、ミラー１６によって反射されて光路Ａ上を進行する。その一方で、再び筐体７内に戻ってきた第２レーザ光Ｌ２の一部は、ミラー１６を透過し、光検出部６によって検出される。

また、光検出部６は、第２レーザ光Ｌ２の波長域に感度を有する光検出器であればよい。例えば、第２実施形態の投影表示装置１では、第１レーザ光Ｌ１の波長域及び第２レーザ光Ｌ２の波長域が可視域であるため、可視域に感度を有する光検出器を光検出部６として用いることができる。また、光検出部６は、半導体光検出器であってもよい。

また、投影表示装置１は、シャッタ１９を更に備えていてもよい。制御部８は、投影表示の中止処理の一形態である投影表示の終了処理として、図９に示されるように、走査用駆動ミラー３によって走査された第１レーザ光Ｌ１の光路上にシャッタ１９を配置させてもよい。シャッタ１９は、走査用駆動ミラー３によって走査された第１レーザ光Ｌ１の光路上に進退可能である。この場合にも、投影表示中に光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じた場合に、投影表示を確実に終了させることができる。なお、シャッタ１９は、光拡散部４の所定領域Ｒを透過した第１レーザ光Ｌ１の光路上（すなわち、投影表示用の光Ｌ０の光路上）に進退可能であってもよい。

また、制御部８は、投影表示の終了処理として、各第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに第１レーザ光Ｌ１の出力を低下させてもよい。また、制御部８は、投影表示の終了処理として、光拡散部４の所定領域Ｒ外に第１レーザ光Ｌ１が入射するように、走査用駆動ミラー３を動作させてもよい。この場合、第１レーザ光Ｌ１が投影表示装置１の外側に漏れないように、例えば、光拡散部４の所定領域Ｒ外に非透過処理が施されることが好ましい。

制御部８による処理の第１変形例（投影表示前において第２レーザ光Ｌ２の検出処理を実行する例）について、図１０を参照しつつ説明する。

まず、制御部８は、投影表示開始の入力信号を受信すると、第２出射部２２の出力を開始させる（ステップＳ１１）。これにより、第２出射部２２から第２レーザ光Ｌ２が出射される。

ステップＳ１１と略同時に、制御部８は、走査用駆動ミラー３の動作を開始させ（ステップＳ１２）、更に、ステップＳ１１，Ｓ１２と略同時に、制御部８は、光検出部６の動作を開始させる（ステップＳ１３）。これにより、走査用駆動ミラー３では、ミラー３ａの揺動が開始され、光源２から出射された第２レーザ光Ｌ２が光拡散部４の所定領域Ｒにて投影表示用の第１レーザ光Ｌ１のスキャンラインに沿って走査される。

このとき、走査用駆動ミラー３によって走査された検査用の第２レーザ光Ｌ２は、光拡散部４の所定領域Ｒによって拡散され、光選択部５によって反射される。光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２は、再び光拡散部４を透過して、光検出部６によって検出される。

ここで、制御部８は、第２レーザ光Ｌ２の光量に関する検出値を光検出部６から受信する。当該検出値は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に対応付けられている。そして、制御部８は、当該検出値に基づいて光拡散部４の所定領域Ｒの状態を判断する（ステップＳ１４）。より具体的には、制御部８は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に対応付けて、第２レーザ光Ｌ２の光量に関する基準値を記憶している。制御部８は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に応じて、当該位置に対応する検出値と基準値とを比較する。制御部８は、基準値から所定範囲内に検出値が存在していた場合には、光拡散部４の所定領域Ｒの状態が正常であると判断し、投影表示処理を実行する（ステップＳ１５）。

制御部８は、投影表示処理の実行として、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれの出力を開始する。これにより、投影表示用の光Ｌ０が、平面ミラー１１，１２及び凹面ミラー１３によってフロントガラス１００に導かれ、フロントガラス１００での反射を介して、映像として運転者の眼に届く。

その一方で、制御部８は、基準値から所定範囲外に検出値が存在していた場合には、光拡散部４の所定領域Ｒの状態として、光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じていると判断し、投影表示の開始禁止処理を実行する（ステップＳ１６）。制御部８は、投影表示の開始禁止処理として、投影表示開始の入力信号を受信した場合であっても、各第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに第１レーザ光Ｌ１の出射を開始させない。

これにより、不具合が生じた光拡散部４の所定領域Ｒによって投影表示が開始されるのを禁止し、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。なお、制御部８は、投影表示開始の入力信号を受信する毎に第２レーザ光Ｌ２の検出処理を毎回実行する必要はなく、例えば、投影表示開始の入力信号を複数回受信する毎に第２レーザ光Ｌ２の検出処理を１回実行してもよい。

次に、制御部８による処理の第２変形例（投影表示後において第２レーザ光Ｌ２の検出処理を実行する例）について、図１１を参照しつつ説明する。

まず、制御部８は、投影表示処理を終了する（ステップＳ２１）。制御部８は、投影表示処理の終了として、複数の第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれの出力を停止させ、走査用駆動ミラー３の動作を停止させる。

続いて、制御部８は、第２出射部２２の出力を開始させる（ステップＳ２２）。これにより、第２出射部２２から第２レーザ光Ｌ２が出射される。

ステップＳ２２と略同時に、制御部８は、走査用駆動ミラー３の動作を開始させ（ステップＳ２３）、更に、ステップＳ２２，Ｓ２３と略同時に、制御部８は、光検出部６の動作を開始させる（ステップＳ２４）。これにより、走査用駆動ミラー３では、ミラー３ａの揺動が開始され、光源２から出射された第２レーザ光Ｌ２が光拡散部４の所定領域Ｒにて投影表示用の第１レーザ光Ｌ１のスキャンラインに沿って走査される。なお、制御部８は、投影表示処理の終了時において、走査用駆動ミラー３の動作を停止させずに、ステップＳ２３まで走査用駆動ミラー３の動作を継続させていてもよい。

これにより、走査用駆動ミラー３によって走査された検査用の第２レーザ光Ｌ２は、光拡散部４の所定領域Ｒによって拡散され、光選択部５によって反射される。光選択部５によって反射された第２レーザ光Ｌ２は、再び光拡散部４を透過して、光検出部６によって検出される。

ここで、制御部８は、第２レーザ光Ｌ２の光量に関する検出値を光検出部６から受信する。当該検出値は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に対応付けられている。そして、制御部８は、当該検出値に基づいて光拡散部４の所定領域Ｒの状態を判断する（ステップＳ２５）。より具体的には、制御部８は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に対応付けて、第２レーザ光Ｌ２の光量に関する基準値を記憶している。制御部８は、光拡散部４の所定領域Ｒ内における第２レーザ光Ｌ２の走査位置に応じて、当該位置に対応する検出値と基準値とを比較する。制御部８は、基準値から所定範囲内に検出値が存在していた場合には、光拡散部４の所定領域Ｒの状態が正常であると判断し、そのまま処理を終了させる。

その一方で、制御部８は、基準値から所定範囲外に検出値が存在していた場合には、光拡散部４の所定領域Ｒの状態として、光拡散部４の所定領域Ｒに不具合が生じていると判断し、投影表示の開始禁止処理を実行する（ステップＳ２６）。制御部８は、投影表示の開始禁止処理として、投影表示開始の入力信号を受信した場合であっても、各第１出射部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに第１レーザ光Ｌ１の出射を開始させない。

これにより、不具合が生じた光拡散部４の所定領域Ｒによって投影表示が開始されるのを禁止し、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。なお、制御部８は、投影表示処理を終了する毎に第２レーザ光Ｌ２の検出処理を毎回実行する必要はなく、例えば、投影表示処理を複数回終了する毎に第２レーザ光Ｌ２の検出処理を１回実行してもよい。

なお、上記各実施形態の投影表示装置１においては、投影表示前又は投影表示後に上記第２レーザ光Ｌ２の検査処理等を行う際に、光源２から出射されるレーザ光が投影表示装置１の外部に出射され、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるおそれがある。このため、投影表示装置１は、光Ｌ０の光路上に進退可能なシャッタを更に備えていることが好ましい。これにより、第２レーザ光Ｌ２を確実に検出するためにレーザ光の出射光量を上げた場合であっても、シャッタを光Ｌ０の光路上に位置させることによって、投影表示を見る者の眼に負担が与えられるのを防止することができる。

なお、制御部８は、投影表示の中止処理の一形態である投影表示の開始禁止処理として、例えば、投影表示開始の入力信号を受信しても、走査用駆動ミラー３を動作させない処理を実行したり、上述したシャッタ１９を第１レーザ光Ｌ１の光路上から移動させない処理を実行したりする。

また、上述した投影表示装置１は、車載タイプに限定されず、ヘルメット内蔵タイプ、眼鏡タイプ等、様々な場面で用いることができる。

１…投影表示装置、２…光源、３…走査用駆動ミラー（駆動反射部）、４…光拡散部、５，１７…光選択部、６…光検出部、８…制御部、１９…シャッタ、Ｌ１…第１レーザ光、Ｌ２…第２レーザ光、Ｒ…所定領域。

Claims

投影表示用の第１レーザ光及び検査用の第２レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を反射して走査する駆動反射部と、
前記駆動反射部によって走査された前記第１レーザ光を透過させて拡散する所定領域を有する光拡散部と、
前記光拡散部の前記所定領域を介した前記第２レーザ光を検出する光検出部と、
前記第２レーザ光の検出処理を実行し、前記光検出部の検出値に基づいて前記光拡散部の前記所定領域の状態を判断する制御部と、を備え、
前記光拡散部は、マイクロレンズアレイであり、
前記制御部は、前記光拡散部の前記所定領域の状態として、前記光拡散部の前記所定領域に不具合が生じていると判断した場合には、投影表示の中止処理を実行する、投影表示装置。
前記制御部は、投影表示中において前記第２レーザ光の検出処理を実行し、前記光拡散部の前記所定領域に不具合が生じていると判断した場合には、前記投影表示の中止処理として、投影表示の終了処理を実行する、請求項１記載の投影表示装置。
前記制御部は、前記投影表示の終了処理として、前記光源に前記第１レーザ光の出射を停止させる、請求項２記載の投影表示装置。
前記駆動反射部によって走査された前記第１レーザ光の光路上又は前記光拡散部の前記所定領域を透過した前記第１レーザ光の光路上に進退可能なシャッタを更に備え、
前記制御部は、前記投影表示の終了処理として、前記第１レーザ光の光路上に前記シャッタを配置させる、請求項２記載の投影表示装置。
前記制御部は、投影表示前及び投影表示後の少なくとも一方において前記第２レーザ光の検出処理を実行し、前記光拡散部の前記所定領域に不具合が生じていると判断した場合には、前記投影表示の中止処理として、投影表示の開始禁止処理を実行する、請求項１記載の投影表示装置。
前記所定領域における前記光拡散部の入射面上の位置、前記所定領域における前記光拡散部の出射面上の位置、又は前記出射面から前記光拡散部の出射側に離れた位置において、前記第１レーザ光を透過させ、前記第２レーザ光を反射する光選択部を更に備え、
前記光検出部は、前記光選択部によって反射された前記第２レーザ光を検出する、請求項１〜５のいずれか一項記載の投影表示装置。
前記光検出部は、前記光拡散部の前記所定領域を透過して拡散され且つ前記第１レーザ光の光路外を進行した前記第２レーザ光を検出する、請求項１〜５のいずれか一項記載の投影表示装置。
前記光拡散部の前記所定領域を透過した前記第１レーザ光を反射し、前記光拡散部の前記所定領域を透過した前記第２レーザ光を透過させる光選択部を更に備え、
前記光検出部は、前記光選択部を透過した前記第２レーザ光を検出する、請求項１〜５のいずれか一項記載の投影表示装置。