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WO2014141431A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2014141431A1
WO2014141431A1 PCT/JP2013/057181 JP2013057181W WO2014141431A1 WO 2014141431 A1 WO2014141431 A1 WO 2014141431A1 JP 2013057181 W JP2013057181 W JP 2013057181W WO 2014141431 A1 WO2014141431 A1 WO 2014141431A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
screen
projection
scattered
intensity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/057181
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
樋口　隆信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Corp filed Critical Pioneer Corp
Priority to PCT/JP2013/057181 priority Critical patent/WO2014141431A1/ja
Publication of WO2014141431A1 publication Critical patent/WO2014141431A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3155—Modulator illumination systems for controlling the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3191—Testing thereof
    • H04N9/3194—Testing thereof including sensor feedback

Definitions

  • the present invention relates to a display device that displays video.
  • a display device that displays an image by projecting a projection image from a light source such as a projector onto a screen is known.
  • Patent Document 1 uses a light control element that can change a transparent state (transmission state) and an opaque state (scattering state) alternately by controlling the transmittance as a screen.
  • a viewer is photographed with a camera installed behind the screen in a transparent state, and an image is displayed as a display in an opaque state.
  • the light from the light source may enter the viewer's eyes when it is in a transparent state. If the screen is in a transparent state when no voltage is applied, the light from the light source may enter the viewer's eyes when the screen is powered off due to a failure or the like.
  • These are highly dangerous when a laser beam is used as a light source, and more dangerous when a large-screen system is configured using a raster scan type laser projector because the energy density of the laser beam is high. . Therefore, measures for avoiding such danger are indispensable.
  • Patent Document 2 describes that a conductive film is formed on a screen, a screen breakage is detected by a change in the resistance value of the conductive film, and the amount of light projected is controlled.
  • Patent Document 3 a photodetector is installed at the diagonally outer edge of the screen to detect whether the laser beam is scanned on the screen, and when the photodetector does not detect the laser beam within a predetermined time, a laser is detected. It is described that the generation of light is stopped.
  • Patent Document 3 has a problem that the difference between the transparent state and the opaque state of the screen cannot be detected because the light amount irradiated on the screen is measured by the photodetector. That is, Patent Documents 2 and 3 cannot be applied to the configuration described in Patent Document 1 because the configuration described in Patent Document 1 is not assumed.
  • the present invention allows strong light from a light source to pass through the screen and enter the viewer's eyes when, for example, a screen in which a transmission state and a scattering state change alternately is used. It is an object of the present invention to provide a display device that can prevent the above-described problem.
  • the invention according to claim 1 is a screen capable of switching between a transmission state and a scattering state with respect to visible light, and projection light for detecting the intensity of projection light projected toward the screen.
  • limiting means for limiting the projection of the projection light.
  • a screen capable of switching between a transmission state and a scattering state with respect to visible light
  • projection light detection means for detecting the intensity of projection light projected toward the screen
  • scattering by the screen The scattered light detection means for detecting the intensity of the scattered light, and the projection light based on the intensity of the projection light detected by the projection light detection means and the intensity of the scattered light detected by the scattered light detection means.
  • attenuating means for attenuating.
  • a determination step for determining whether or not the projection light is attenuated based on a detection result of the scattered light detection means for detecting the intensity of the scattered light, and when the determination step determines that the projection light is attenuated Includes an attenuation step of attenuating means for attenuating the projection light.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of a light source and an optical system of the projector illustrated in FIG. 1. It is sectional drawing of the screen shown by FIG. It is the schematic block diagram which showed the example of a division
  • movement of the calculator shown by FIG. 4 is another configuration example of the display device shown in FIG. 1. It is a block diagram of the display apparatus concerning the 2nd Example of this invention. 9 is another configuration example of the scattered light detector shown in FIGS. 1 and 8. FIG. 9 is another configuration example of the projection light detector shown in FIGS. 1 and 8. FIG.
  • a display device includes a screen that can switch between a transmission state and a scattering state with respect to visible light, a projection light detection unit that detects the intensity of projection light projected toward the screen, and a screen. And scattered light detection means for detecting the intensity of the scattered light.
  • the limiting unit limits the projection of the projection light based on the intensity of the projection light detected by the projection light detection unit and the intensity of the scattered light detected by the scattered light detection unit. In this way, it is possible to detect whether or not the projection light is projected onto the screen in the scattering state.
  • the projection of the projection light is limited, for example, the screen It is possible to prevent projection light from hitting. Therefore, it is possible to prevent strong light from the light source from passing through the screen and entering the viewer's eyes.
  • An ambient light detecting means for detecting ambient light intensity around the screen; and a correcting means for correcting the scattered light intensity detected by the scattered light detecting means based on the ambient light intensity detected by the ambient light detecting means; , May be included. By doing in this way, the influence of the environmental light contained in scattered light can be removed. Therefore, it is possible to detect whether or not the projection light is projected onto the screen in the scattering state with higher accuracy.
  • the limiting means may stop the projection of the projection light. By doing so, it is possible to prevent the projection light from hitting the screen, so that strong light from the light source does not hit the screen and can be prevented from entering the viewer's eyes.
  • the limiting means may block the projection light.
  • the projection light can be blocked by providing a shutter mechanism or the like in a projector or the like that projects the projection light. Therefore, strong light from the light source does not strike the screen and can be prevented from entering the viewer's eyes.
  • a display device includes a screen that can switch between a transmission state and a scattering state with respect to visible light, a projection light detection unit that detects the intensity of projection light projected toward the screen, And a scattered light detecting means for detecting the intensity of the scattered light scattered by the screen.
  • the attenuation unit attenuates the projection light based on the intensity of the projection light detected by the projection light detection unit and the intensity of the scattered light detected by the scattered light detection unit.
  • the attenuation means may be arranged so as to overlap the screen on at least one of the one surface or the other surface of the screen. By doing so, the projection light can be attenuated before or after the screen. Further, the screen and the attenuation means can be configured integrally.
  • the display device control method includes a projection light detection unit that detects the intensity of projection light projected toward a screen that can switch between a transmission state and a scattering state for visible light. Based on the result and the detection result of the scattered light detection means for detecting the intensity of the scattered light scattered by the screen, a determination step for determining whether or not to limit projection of the projection light, and projection of the projection light in the determination step A limiting step of limiting the projection of the projection light by the limiting means. In this way, it is possible to detect whether or not the projection light is projected onto the screen in the scattering state. If the projection light is not projected onto the screen in the scattering state, the projection of the projection light is limited, for example, the screen It is possible to prevent projection light from hitting. Therefore, it is possible to prevent strong light from the light source from passing through the screen and entering the viewer's eyes.
  • the display device control method includes a projection light detection unit that detects the intensity of projection light projected toward a screen that can switch between a transmission state and a scattering state for visible light. Based on the result and the detection result of the scattered light detection means for detecting the intensity of the scattered light scattered by the screen, a determination step for determining whether or not the projection light is attenuated, and when the projection light is attenuated in the determination step If determined, the attenuation means includes an attenuation step of attenuating the projection light. By doing in this way, when it is not projected on the screen in a scattering state, the projection light can be attenuated to the extent that there is no danger. Therefore, it is possible to prevent strong light from the light source from passing through the screen and entering the viewer's eyes.
  • the display system includes a projector 2, a screen 3, a driver 4, a calculator 5, a scattered light detector 6, and an ambient light detector 7.
  • the projector 2 as a light source projects image light for full display once within a part of the frame period of the image.
  • the projector 2 has laser diodes for each of the three primary colors of RGB, and emits laser light having an intensity that is modulated in accordance with a video signal input from the outside.
  • the projector 2 has an optical system such as a collimating optical system and a beam shaping optical system, and a scanner that scans the laser light in the two-dimensional direction of the screen 3, and the light is emitted from the laser diode through these.
  • the three primary colors of laser light are output toward the screen 3 and displayed as an image on the screen 3.
  • the projector 2 is installed in the back of the screen 3 when viewed from the viewer.
  • FIG. 2 shows an example of the configuration of the light source and the optical system of the projector 2.
  • the projector 2 includes a laser control circuit 2a, a red laser light source 2b, a blue laser light source 2c, a green laser light source 2d, collimating lenses 2e, 2f and 2g, a lens 2k, a mirror 2j, and dichroic mirrors 2h and 2i.
  • the laser control circuit 2a outputs the video signals converted into the gradation data of the three colors red, blue, and green to the red laser light source 2b, the blue laser light source 2c, and the green laser light source 2d, respectively.
  • the red laser light source 2b, the blue laser light source 2c, and the green laser light source 2d output laser light of each color according to the gradation data input from the laser control circuit 2a.
  • the laser light output from the red laser light source 2b is collimated by the collimator lens 2e, and then passes through the dichroic mirror 2h and the lens 2k and enters the MEMS mirror 2l.
  • the laser light output from the blue laser light source 2c is collimated by the collimator lens 2f, reflected by the dichroic mirror 2i toward the dichroic mirror 2h, reflected by the dichroic mirror 2h toward the lens 2k, and the lens 2k. And enters the MEMS mirror 2l.
  • the laser light output from the green laser light source 2d is collimated by the collimator lens 2g, reflected by the mirror 2j toward the dichroic mirror 2i, then transmitted through the dichroic mirror 2i, and directed by the dichroic mirror 2h toward the lens 2k. And is transmitted through the lens 2k and enters the MEMS mirror 21.
  • the MEMS mirror 21 is a mirror configured by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) that scans incident laser light in the horizontal direction and the vertical direction of the screen 3, and is provided by an actuator (not shown) formed integrally with the mirror. Driven. The operation of the MEMS mirror 21 is controlled by the MEMS mirror control circuit 2m. The laser light incident on the MEMS mirror 21 is reflected toward the beam splitter 2n.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the beam splitter 2n as the projection light detecting means reflects a predetermined amount of the incident laser light toward the projection light detector 2o, and outputs the rest toward the screen 3, that is, projects as projection light. Note that the amount reflected by the beam splitter 2n toward the projection light detector 2o may be an amount that does not affect the display on the screen 3.
  • Projection light detector 2o as projection light detection means is composed of a photodetector such as a photodiode, for example.
  • the projection light detector 2o outputs an electric signal corresponding to the intensity of the input projection light to the computing unit 5.
  • the projection light detector 2o and the beam splitter 2n are not limited to be built in the projector 2, but may be any positions where the projection light can be detected, such as the vicinity of the exit of the projector 2 or the vicinity of the screen 3. Of course, the projection light may be directly received without providing the beam splitter 2n. However, when it is arranged in the vicinity of the screen 3, it is desirable to arrange it so that the influence of the scattered light scattered by the screen 3 is reduced.
  • the screen 3 can switch the optical state between a transmission state and a scattering state (opaque state).
  • the screen 3a includes a transparent electrode 3a1 and a scattering layer 3a2 sandwiched between the transparent electrodes 3a1.
  • the outside of the transparent electrode 3a1 is a transparent substrate such as glass or resin.
  • the scattering layer 3a2 shown in FIG. 3 includes a polymer dispersed liquid crystal (Polymer Dispersed Liquid Crystal, PDLC), a polymer network liquid crystal (Polymer Network Liquid Crystal, PNLC), or the like.
  • a reverse mode light control panel that is in a scattering state when a voltage is applied to the transparent electrode 3a1 and is in a transmission state when no voltage is applied is used as the screen 3.
  • the screen 3 projects an image from the projector 2 in a scattered state, so that the projection light is scattered and the image is displayed on the screen 3.
  • FIG. 4 shows a schematic configuration diagram viewed from the front of the screen 3 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the screen 3 is divided into a plurality of divided regions 31 in a band shape, and the transmission state and the scattering state can be switched for each divided region 31.
  • the region where the image is displayed is in a scattering state, and the region where the image is not displayed is in a transmissive state, so that these are averaged (integrated) to the human eye as a viewer.
  • the see-through characteristic that the screen 3 is transparent even when it is visually recognized and in a bright display state is obtained.
  • switching between the scattering state and the transmission state may be performed by, for example, outputting a control signal from the projector 2 or the calculator 5 to the screen 3 wirelessly or by wire.
  • the driver 4 is a circuit that outputs a power ON / OFF switching signal to the projector 2 in response to an instruction from the computing unit 5.
  • the computing unit 5 as a limiting means supplies a video signal to be projected to the projector 2 input from the outside. Note that the video signal may be directly input to the projector 2.
  • the computing unit 5 switches each divided region 31 of the screen 3 to the scattering state or the transmission state based on the synchronization signal of the input video signal.
  • the synchronization signal is received from the projector and each divided area 31 of the screen 3 is switched to the scattering state or the transmission state.
  • the arithmetic unit 5 Based on the outputs of the scattered light detector 6, the ambient light detector 7, and the projection light detector 2o, the arithmetic unit 5 detects synchronization deviation between the projection from the projector 2 and the scattering state of the screen 3, and the screen 3 It is determined whether or not the projection light is transmitted through the screen 3 without being scattered, such as in the transmission state. If the projection light is transmitted through the screen 3 without being scattered, the power of the projector 2 is turned off. Note that the screen 3 actually scatters light slightly even in the transmissive state, but cannot scatter so that an image can be displayed and the amount of attenuation of transmitted light is so small that it will not be scattered. .
  • the scattered light detector 6 as the scattered light detecting means is composed of a photodetector such as a photodiode.
  • the scattered light detector 6 outputs an electrical signal corresponding to the intensity of the scattered light scattered by the screen 3 to the calculator 5. Therefore, the scattered light detector 6 is installed at a position where the scattered light scattered by the screen 3 is incident.
  • the scattered light detector 6 may be installed on the projector 2 side or on the viewer side.
  • the ambient light detector 7 as ambient light detection means is composed of a photodetector such as a photodiode.
  • the ambient light detector 7 outputs an electrical signal corresponding to the intensity of ambient light around the screen 3 such as illumination light and external light to the computing unit 5.
  • the ambient light detector 7 is used to remove the influence of ambient light from the scattered light whose output is detected by the scattered light detector 6. Therefore, it is preferable to install in the vicinity of the scattered light detector 6 and at a position where scattered light and projection light do not enter directly.
  • the screen 3, the beam splitter 2n, the projection light detector 2o, the scattered light detector 6, the computing unit 5, and the ambient light detector 7 constitute the display device 1 according to an embodiment of the present invention. Constitute.
  • FIG. 5 is a schematic functional configuration diagram of the computing unit 5.
  • the intensity of the scattered light that is the output of the scattered light detector 6 is normalized by the intensity of the ambient light that is the output of the ambient light detector 7 (standardization unit 5a).
  • the intensity of scattered light is divided by the intensity of ambient light.
  • the normalization unit 5a is not limited to division, and may simply subtract the ambient light intensity from the scattered light intensity. That is, the normalization unit 5a functions as a correction unit that corrects the intensity of the scattered light so that the influence of the ambient light can be removed based on the intensity of the scattered light.
  • the comparison unit 5b compares the intensity of the scattered light from which the influence of the environmental light is removed by the normalization unit 5a and the intensity of the projection light that is the output of the projection light detector 2o.
  • the fact that the scattered light intensity from the screen 3 in the scattering state and the transmission state is different is used.
  • the display image generally changes with time except when the same image is continuously displayed with a constant luminance (still image display), and thus the projection light intensity and the scattered light intensity change with time. Therefore, by continuously monitoring the scattered light intensity and the projected light intensity and sequentially comparing the two, it is possible to detect unintended transmission of the laser light through the screen 3. For example, when the synchronization is lost due to a malfunction of the screen 3 or the like, the laser light is transmitted without being scattered because the place irradiated with the laser light is in a transmission state. At this time, a change occurs such that the intensity of the scattered light becomes small, and an offset occurs in the ratio between the intensity of the scattered light and the projected light. Therefore, by detecting this offset, it can be detected that the laser light is transmitted through the screen 3.
  • An example of a specific comparison method in the comparison unit 5b is to subtract the intensity of scattered light from the intensity of projection light (the division described in the normalization unit 5a may be used).
  • the subtracted value changes greatly. Therefore, loss of synchronization can be detected. If the subtraction value changes more than a certain value, the projector 2 is turned off to stop projection of the projection light as an abnormal state in which the projection light is projected in the transmission state such as out of synchronization.
  • step S1 the display device 1 is activated and initialized, and the process proceeds to step S2. That is, power is supplied to the display device 1 and each unit is set to an initial state.
  • step S2 projection is started and the process proceeds to step S3. That is, the projection light is projected from the projector 2 and displayed on the screen 3.
  • the screen 3 sequentially switches the divided areas 31 shown in FIG. 4 to the scattering state in synchronization with the projection light.
  • step S3 as the determination step, it is determined whether or not a failure has occurred. If it has occurred (in the case of yes), the process proceeds to step S4, and if it does not occur (in the case of no), this step is repeated. That is, it is determined whether or not to limit the projection of the projection light.
  • the problem is that an abnormal state in which projection light is projected in the transmission state occurs due to the above-described loss of synchronization or the supply of the electrode of the screen 3 being stopped. That is, it is a case where it is detected that the subtraction value has changed more than a certain value as a result of the comparison by the comparison unit 5b.
  • step S4 as the limiting step, the projection light is blocked and the process proceeds to step S5.
  • the projection light is blocked by turning off the power of the projector 2. That is, projection of projection light is limited by outputting a control signal for turning off the power of the projector 2.
  • a control signal that stops power supply to the projector 2 may be output to a power supply device that supplies power to the projector 2.
  • step S5 the projection is stopped. That is, the input of the video signal to the projector 2 is stopped.
  • a scattered light detector 6 is provided for each divided area so as to match the scanning of the projection light from the projector 2.
  • the flowchart of FIG. 6 may be executed using the result of the scattered light detector 6 that is in the scattering state.
  • a plurality of ambient light detectors 7 may be provided, or a single area may be covered.
  • the number of the scattered light detectors 6 may be one, and in that case, the intensity of the projection light when the divided area 31 closest to the position where the one scattered light detector 6 is provided is compared. What should I do? For example, when the scattered light detector 6 is provided at the lower end of the screen, the output (after correction by the ambient light detector 7) of the scattered light detector 6 when the divided region 31 at the lower end is in a scattering state. The output of the projection light detector 2o when the area is scanned is compared. In this case, the comparison is performed once in a scanning cycle (video cycle) (a period during which the image is projected onto the divided area 31).
  • a scanning cycle video cycle
  • the screen 3 that can be switched between the transmission state and the scattering state with respect to the visible light, the projection light detector 2o that detects the intensity of the projection light projected toward the screen 3, and the screen 3 are scattered.
  • the computing unit 5 turns off the power of the projector 2 based on the intensity of the projection light detected by the projection light detector 2o and the intensity of the scattered light detected by the scattered light detector 6, thereby projecting the projection light. Has stopped. By doing so, it is possible to detect whether or not the projection light is projected onto the screen 3 in the scattering state.
  • the projector 2 When the projection light is not projected onto the screen 3 in the scattering state, the projector 2 is turned off. For example, it is possible to prevent the projection light from hitting the screen 3. Therefore, strong light from the light source can be prevented from passing through the screen 3 and entering the viewer's eyes.
  • the standardization part 5a which correct
  • stopping the projection of the projection light is not limited to turning off the power of the projector 2.
  • the emission of the red laser light source 2b, the blue laser light source 2c, and the green laser light source 2d may be stopped, or the input of the video signal to the projector 2 is stopped (step S4 is omitted and step S5 is omitted). May be performed).
  • a shutter mechanism 9 may be provided on the front surface of the projector 2 as shown in FIG.
  • the shutter mechanism 9 is controlled from the calculator 5 via the driver 8. That is, the shutter mechanism 9 is controlled to be closed instead of turning off the power of the projector 2 in step S4 of FIG. That is, the projection of the projection light is blocked.
  • the shutter mechanism 9 is not limited to the front surface of the projector 2 and may be provided inside the projector 2. As shown in FIG. 7, the provision of the shutter mechanism 9 eliminates the need to turn off (turn off) the projector 2. Therefore, when returning, it is only necessary to open the shutter mechanism 9 and it is possible to return quickly.
  • the display device 1 includes a projector 2, a screen 3, a calculator 5, a scattered light detector 6, an ambient light detector 7, a driver 10, and a normal device.
  • a mode light control panel 11 The mode light control panel 11.
  • the normal mode light control panel 11 attenuates the laser light to prevent the light from being transmitted to the viewer. That is, it has attenuation means for attenuating the projection light.
  • the normal mode light control panel 11 is composed of a liquid crystal element in a normal mode in which a scattering layer sandwiched between transparent electrodes is composed of liquid crystal, and is in a transmission state when a voltage is applied to the transparent electrode and is in a scattering state when no voltage is applied. It is a thing.
  • the normal mode dimming panel 11 is controlled from the computing unit 5 via the driver 10.
  • the control of the normal mode light control panel 11 is normally applied by applying a voltage to a transmission state, and when a problem occurs in the flowchart of FIG. By doing so, the laser light transmitted through the screen 3 in an abnormal state can be scattered by the normal mode light control panel 11 to attenuate the output of the laser light.
  • the normal mode dimming panel 11 is arranged so as to overlap the viewer 3 side of the screen 3, that is, one side of the screen 3, but may be arranged on the projector 2 side (the other side). Good.
  • the normal mode light control panel 11 is used as the attenuation means, but a reverse mode light control panel may be used.
  • a voltage is not applied and a transmission state is set.
  • voltage application is started and a scattering state is set.
  • the reverse mode light control panel is in a scattering state when a voltage is applied, for example, when the power supply of the screen 3 and the normal mode light control panel 11 is stopped due to a failure or the like, the reverse mode light control panel is in a scattering state. I can't. Therefore, in the case of the configuration as in the present embodiment, the normal mode light control panel 11 is preferable as the attenuating means.
  • the screen 3 that can be switched between the transmission state and the scattering state with respect to the visible light, the projection light detector 2o that detects the intensity of the projection light projected toward the screen 3, and the screen 3 are scattered.
  • the normal mode light control panel 11 attenuates the projection light based on the intensity of the projection light detected by the projection light detector 2o and the intensity of the scattered light detected by the scattered light detector 6. By doing in this way, when it is not projected on the screen 3 in a scattering state, the projection light can be attenuated to a level where there is no danger. Therefore, strong light from the light source can be prevented from passing through the screen 3 and entering the viewer's eyes.
  • the normal mode light control panel 11 is arranged so as to overlap the screen 3 on either the viewer side or the projector 2 side of the screen 3, the projection light is attenuated before or after the screen 3. can do. Further, the screen 3 and the attenuation means can be configured integrally.
  • the scattered light detector 6 has a position where the scattered light from the screen 3 can be detected as shown in FIG. However, it may be configured as shown in FIG.
  • the scattered light detector 6 shown in FIG. 9 is provided so as to overlap the screen 3 on the viewer side with respect to the screen 3, and detects the laser light scattered by the screen 3.
  • the scattered light detector 6 includes a light detection layer 6a formed of, for example, a transparent film-like acrylic, and a light detector 6d.
  • a waveguide layer 6b and a cladding layer 6c are formed.
  • the waveguide layer 6b guides a part of the light scattered by the screen 3 in a direction parallel to the projection surface (screen surface) of the screen 3 and guides it to the end surface of the waveguide layer 6b.
  • the clad layer 6c has a lower refractive index than the waveguide layer 6b, and makes it easier to guide light incident on the waveguide layer 6b to the end face. Note that the clad layer 6c may not be provided if only the waveguide layer 6b can guide light for detection by the photodetector 6d.
  • the photodetector 6d is provided on the end surface of the photodetector layer 6a.
  • the light detection layer 6 a is provided on one side surface (end surface) corresponding to a plurality of regions (divided regions 31) of the screen 3.
  • the photodetector 6d is configured by, for example, a photodiode, and converts the intensity of light detected by the photodetector layer 6a into an electrical signal and outputs the electrical signal to the computing unit 5.
  • the photodetection layer 6a is provided at a right angle to the photodetection layer 6a so that the light guided to the waveguide layer 6b can be taken in. That is, the scattered light is detected by the photodetector 6d through the light detection layer 6a.
  • the light detection layer 6a shown in FIG. 9 is provided on the projector 2 side of the screen 3, it can function as a projection light detector (FIG. 10).
  • the projection light projected from the projector 2 is detected by the photodetector 6d through the light detection layer 6a.
  • the screen 3 is divided into a plurality of divided areas 31.
  • the screen 3 may not be divided.
  • the projection may be performed at a predetermined time within a frame period of the video.

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Abstract

　透過状態と散乱状態とが交互に変化する調光素子をスクリーンとして使用した場合に、光源からの強い光がスクリーンを透過し鑑賞者の眼に入射することを防止できる表示装置を提供する。　可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーン（３）と、スクリーン（３）に向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出器（２ｏ）と、スクリーン（３）によって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出器（６）と、スクリーン（３）周辺の環境光の強度を検出する環境光検出器（７）と、有している。そして、演算器（５）が、投影光検出器（２ｏ）が検出した投影光の強度と散乱光検出器（６）が検出した散乱光の強度に基づいて、プロジェクタ（２）の電源をＯＦＦにすることで投影光の投影を制限する。

Description

表示装置
　本発明は、映像を表示する表示装置に関する。
　従来からプロジェクタ等の光源からの投影映像をスクリーンに投影して映像を表示する表示装置が知られている。
　このような表示装置において、例えば特許文献１には、スクリーンとして透過率を制御して透明状態（透過状態）と不透明状態（散乱状態）とを交互に変化させることが可能な調光素子を用いて、透明状態のときにスクリーンの背後に設置されたカメラで鑑賞者の撮影を行い、不透明状態のときにはディプレイとして映像を表示させることが提案されている。
　ここで、スクリーンに映像を表示する際に、スクリーンと光源による映像表示の同期が外れると、透明状態のときに光源の光が鑑賞者の眼に入射してしまう恐れがある。また、スクリーンが電圧非印加の場合に透明状態になる構成であった場合は、故障等によりスクリーンの電源が遮断されると、光源の光が鑑賞者の眼に入射してしまう恐れがある。これらは、光源にレーザ光を使用した場合に危険性が高く、さらにラスタースキャン型のレーザプロジェクタを用いて大画面システムを構成する場合はレーザビームのエネルギー密度が高くなるため危険性がより高くなる。よって、このような危険を回避するための対策が必須である。
　例えば、特許文献２には、スクリーンに導電膜が形成され、導電膜の抵抗値の変化でスクリーンの破壊を検出し、投影光量を制御することが記載されている。
　また、特許文献３には、スクリーンの対角線外端に光検出器を設置し、スクリーン上をレーザ光が走査しているか検出し、光検出器が一定時間内にレーザ光を検出しないときはレーザ光の発生を停止することが記載されている。
特許第４４９０３５７号公報 特開２００４－１８４８０２号公報 特許第４１５６６４４号公報
　特許文献２に記載された構成では、スクリーンの破壊による導電膜の抵抗率の変化により光源を制御しているので、特許文献１に記載された透明状態と不透明状態との差異を検出することができない。そのため、スクリーンと光源の同期が外れたことを検出することができないという問題がある。また、スクリーンの破壊の検出であるので、スクリーンの再利用は不可能となってしまう。
　また、特許文献３に記載された構成では、光検出器でスクリーン上に照射された光量を測定しているためスクリーンの透明状態と不透明状態との差異を検出することができないという問題がある。つまり、特許文献２、３は特許文献１に記載されているような構成は想定されていないため、特許文献１に記載されているような構成に適用することができない。
　そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、透過状態と散乱状態とが交互に変化するスクリーンを使用した場合に、光源からの強い光がスクリーンを透過し鑑賞者の眼に入射することを防止できる表示装置を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、前記スクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段と、前記スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段と、前記投影光検出手段が検出した前記投影光の強度と前記散乱光検出手段が検出した前記散乱光の強度に基づいて、前記投影光の投影を制限する制限手段と、を有することを特徴としている。
　請求項５に記載の発明は、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、前記スクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段と、前記スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段と、前記投影光検出手段が検出した前記投影光の強度と前記散乱光検出手段が検出した前記散乱光の強度に基づいて、前記投影光を減衰する減衰手段と、を有することを特徴としている。
　請求項８に記載の発明は、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段の検出結果と、前記スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段の検出結果に基づいて、前記投影光の投影を制限するか否かを判定する判定工程と、前記判定工程で前記投影光の投影を制限すると判定された場合は、制限手段に前記投影光の投影を制限させる制限工程と、を含むことを特徴としている。
　請求項９に記載の発明は、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段の検出結果と、前記スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段の検出結果に基づいて、前記投影光を減衰させるか否かを判定する判定工程と、前記判定工程で前記投影光を減衰させると判定された場合は、減衰手段に前記投影光を減衰させる減衰工程と、を含むことを特徴としている。
本発明の第１の実施例にかかる表示装置の構成図である。 図１に示されたプロジェクタの光源と光学系の一例を示した構成図である。 図１に示されたスクリーンの断面図である。 図１に示されたスクリーンの分割例を示した概略構成図である。 図１に示された演算器の概略構成図である。 図１に示された演算器の動作のフローチャートである。 図１に示された表示装置の他の構成例である。 本発明の第２の実施例にかかる表示装置の構成図である。 図１および図８に示された散乱光検出器の他の構成例である。 図１および図８に示された投影光検出器の他の構成例である。
　以下、本発明の一実施形態にかかる表示装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる表示装置は、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、スクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段と、スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段と、有している。そして、制限手段が、投影光検出手段が検出した投影光の強度と散乱光検出手段が検出した散乱光の強度に基づいて、投影光の投影を制限している。このようにすることにより、投影光が散乱状態のスクリーンに投影されているか否かを検出することができ、散乱状態のスクリーンに投影されていない場合は、投影光の投影を制限して例えばスクリーンに投影光が当らないようにすることができる。したがって、光源からの強い光がスクリーンを透過し鑑賞者の眼に入射することを防止することができる。
　また、スクリーン周辺の環境光の強度を検出する環境光検出手段と、環境光検出手段が検出した環境光の強度に基づいて、散乱光検出手段が検出した散乱光の強度を補正する補正手段と、を有していてもよい。このようにすることにより、散乱光に含まれる環境光の影響を除去することができる。したがって、より精度良く投影光が散乱状態のスクリーンに投影されているか否かを検出することができる。
　また、制限手段は、投影光の投影を停止させるようにしてもよい。このようにすることにより、投影光がスクリーンに当らないようにすることができるので、光源からの強い光がスクリーンに当ることがなく、鑑賞者の目に入射することも防止できる。
　また、制限手段は、前記投影光を遮断するようにしてもよい。このようにすることにより、例えば、投影光を投影するプロジェクタ等にシャッタ機構などを設けることで投影光を遮断することができる。したがって、光源からの強い光がスクリーンに当ることがなく、鑑賞者の目に入射することも防止できる。
　また、本発明の一実施形態にかかる表示装置は、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、スクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段と、スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段と、有している。そして、減衰手段が、投影光検出手段が検出した投影光の強度と散乱光検出手段が検出した散乱光の強度に基づいて、投影光を減衰している。このようにすることにより、散乱状態のスクリーンに投影されていない場合は、投影光を危険の無い程度まで減衰することができる。したがって、光源からの強い光がスクリーンを透過し鑑賞者の眼に入射することを防止することができる。
　また、減衰手段は、スクリーンの一方の面または他方の面の少なくともいずれか一方にスクリーンと重ねられるように配置されていてもよい。このようにすることにより、スクリーンの前または後で投影光を減衰することができる。また、スクリーンと減衰手段を一体的に構成することができる。
　また、本発明の一実施形態にかかる表示装置の制御方法は、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段の検出結果と、スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段の検出結果に基づいて、投影光の投影を制限するか否かを判定する判定工程と、判定工程で投影光の投影を制限すると判定された場合は、制限手段に投影光の投影を制限させる制限工程と、を含んでいる。このようにすることにより、投影光が散乱状態のスクリーンに投影されているか否かを検出することができ、散乱状態のスクリーンに投影されていない場合は、投影光の投影を制限して例えばスクリーンに投影光が当らないようにすることができる。したがって、光源からの強い光がスクリーンを透過し鑑賞者の眼に入射することを防止することができる。
　また、本発明の一実施形態にかかる表示装置の制御方法は、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段の検出結果と、スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段の検出結果に基づいて、投影光を減衰させるか否かを判定する判定工程と、判定工程で投影光を減衰させると判定された場合は、減衰手段に前記投影光を減衰させる減衰工程と、を含んでいる。このようにすることにより、散乱状態のスクリーンに投影されていない場合は、投影光を危険の無い程度まで減衰することができる。したがって、光源からの強い光がスクリーンを透過し鑑賞者の眼に入射することを防止することができる。
　本発明の第１の実施例にかかる表示装置を図１乃至図７を参照して説明する。表示システムは図１に示すように、プロジェクタ２と、スクリーン３と、ドライバ４と、演算器５と、散乱光検出器６と、環境光検出器７と、を備えている。
　光源としてのプロジェクタ２は、映像のフレーム周期の一部の時間内に全面表示のための映像光を１回投射する。プロジェクタ２は、ＲＧＢの３原色それぞれのレーザダイオードを有し、外部から入力された映像信号に応じて変調された強度のレーザ光が出射される。また、プロジェクタ２は、コリメート光学系やビーム整形光学系などの光学系およびレーザ光をスクリーン３の２次元方向にスキャン（走査）するスキャナなどを有し、これらを介してレーザダイオードから出射された３原色のレーザ光がスクリーン３に向かって出力されて、スクリーン３上で映像として表示される。また、プロジェクタ２は鑑賞者から見てスクリーン３の奥に設置されている。
　図２にプロジェクタ２の光源と光学系の構成の一例を示す。プロジェクタ２は、レーザ制御回路２ａと、赤色レーザ光源２ｂと、青色レーザ光源２ｃと、緑色レーザ光源２ｄと、コリメートレンズ２ｅ、２ｆ、２ｇと、レンズ２ｋと、ミラー２ｊと、ダイクロイックミラー２ｈ、２ｉと、ＭＥＭＳミラー２ｌと、ＭＥＭＳミラー制御回路２ｍと、ビームスプリッタ２ｎと、投影光検出器２ｏと、を備えている。
　レーザ制御回路２ａは、赤色、青色、緑色の３色の階調データに変換された映像信号を、赤色レーザ光源２ｂ、青色レーザ光源２ｃ、緑色レーザ光源２ｄにそれぞれ出力する。赤色レーザ光源２ｂ、青色レーザ光源２ｃ、緑色レーザ光源２ｄは、レーザ制御回路２ａから入力された階調データに応じて各色のレーザ光を出力する。
　赤色レーザ光源２ｂから出力されたレーザ光は、コリメートレンズ２ｅで平行光にされた後、ダイクロイックミラー２ｈ、レンズ２ｋを透過してＭＥＭＳミラー２ｌに入射する。青色レーザ光源２ｃから出力されたレーザ光は、コリメートレンズ２ｆで平行光にされた後、ダイクロイックミラー２ｉでダイクロイックミラー２ｈに向けて反射され、ダイクロイックミラー２ｈでレンズ２ｋに向けて反射され、レンズ２ｋを透過してＭＥＭＳミラー２ｌに入射する。緑色レーザ光源２ｄから出力されたレーザ光は、コリメートレンズ２ｇで平行光にされ、ミラー２ｊでダイクロイックミラー２ｉに向けて反射された後、ダイクロイックミラー２ｉを透過し、ダイクロイックミラー２ｈでレンズ２ｋに向けて反射され、レンズ２ｋを透過してＭＥＭＳミラー２ｌに入射する。
　ＭＥＭＳミラー２ｌは、入射したレーザ光をスクリーン３の水平方向および垂直方向に走査するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）により構成されたミラーであり、ミラーと一体的に形成されたアクチュエータ（図示しない）によって駆動される。ＭＥＭＳミラー２ｌの動作はＭＥＭＳミラー制御回路２ｍによって制御される。ＭＥＭＳミラー２ｌに入射したレーザ光はビームスプリッタ２ｎに向けて反射される。
　投影光検出手段としてのビームスプリッタ２ｎは、入射したレーザ光のうち所定量を投影光検出器２ｏに向けて反射し、残りをスクリーン３に向けて出力、つまり、投影光として投影する。なお、ビームスプリッタ２ｎで投影光検出器２ｏに向けて反射される量はスクリーン３での表示に影響が及ばない程度の量でよい。
　投影光検出手段としての投影光検出器２ｏは、例えばフォトダイオードなどの光検出器で構成されている。投影光検出器２ｏは、入力された投影光の強度に応じた電気信号を演算器５に出力する。なお、投影光検出器２ｏやビームスプリッタ２ｎは、プロジェクタ２に内蔵するに限らず、プロジェクタ２の出射口の近傍やスクリーン３の近傍など投影光が検出できる位置であればよい。勿論、ビームスプリッタ２ｎを設けずに直接投影光を受光するようにしてもよい。ただし、スクリーン３の近傍に配置する際は、スクリーン３で散乱された散乱光の影響が小さくなるように配置することが望ましい。
　スクリーン３は、光学状態を透過状態と散乱状態（不透明状態）との間で切り替えることが可能である。スクリーン３ａは、図３に示したように透明電極３ａ１と、透明電極３ａ１に挟まれた散乱層３ａ２と、を備えている。なお、透明電極３ａ１の外側は例えばガラスや樹脂などの透明基板である。そして、図３に示した散乱層３ａ２としては、高分子分散型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ，ＰＤＬＣ）やポリマーネットワーク型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ，ＰＮＬＣ）などで構成される。本実施例では、スクリーン３として、透明電極３ａ１に電圧を印加した時に散乱状態となり、電圧非印加時に透過状態となるリバースモードの調光パネルを用いている。
　スクリーン３は、散乱状態にプロジェクタ２から映像が投影されることで、投影光が散乱されて映像がスクリーン３に表示される。
　図４に、図１に示したスクリーン３正面から見た概略構成図を示す。図４に示したように、スクリーン３は、帯状に複数の分割領域３１に分割されており、この分割領域３１ごとに透過状態と散乱状態を切り替えることが可能となっている。
　つまり、映像信号の走査に合わせて、映像を表示する領域は散乱状態とし、映像を表示しない領域は透過状態とすることで、鑑賞者である人間の目にはこれらが平均（積分）されて視認され、明るい表示状態であってもスクリーン３は透明であるというシースルー特性が得られる。なお、この散乱状態と透過状態の切り替えは、例えばプロジェクタ２または演算器５から制御信号をスクリーン３に無線または有線により出力することで行えばよい。
　ドライバ４は、演算器５からの指示に応じてプロジェクタ２に対して電源のＯＮまたはＯＦＦの切替信号を出力する回路である。
　制限手段としての演算器５は、外部から入力されるプロジェクタ２に投影する映像信号を供給する。なお、映像信号はプロジェクタ２に直接入力するようにしてもよい。また、演算器５は、入力された映像信号の同期信号に基づいてスクリーン３の各分割領域３１を散乱状態または透過状態に切り替える。また、映像信号が直接プロジェクタ２に入力される場合はプロジェクタから同期信号を受信してスクリーン３の各分割領域３１を散乱状態または透過状態に切り替える。
　演算器５は、散乱光検出器６と環境光検出器７と投影光検出器２ｏそれぞれの出力に基づいて、プロジェクタ２からの投影とスクリーン３の散乱状態との同期のずれや、スクリーン３が透過状態のままなど、投影光がスクリーン３で散乱されずに透過している状態となっているか否かを判断する。そして、投影光がスクリーン３で散乱されずに透過している状態である場合は、プロジェクタ２の電源をＯＦＦにする。なお、スクリーン３は、実際は透過状態でも僅かに光を散乱しているが、映像を表示することができるほど散乱することはできず透過する光の減衰量も僅かであるので散乱されないとして説明する。
　散乱光検出手段としての散乱光検出器６は、例えばフォトダイオードなどの光検出器で構成されている。散乱光検出器６は、スクリーン３で散乱された散乱光の強度に応じた電気信号を演算器５に出力する。したがって、散乱光検出器６は、スクリーン３で散乱された散乱光が入射する位置に設置されている。なお、散乱光検出器６の設置位置は、プロジェクタ２側でもよいし、鑑賞者側でもよい。
　環境光検出手段としての環境光検出器７は、例えばフォトダイオードなどの光検出器で構成されている。環境光検出器７は、照明光や外光などのスクリーン３周囲の環境光の強度に応じた電気信号を演算器５に出力する。環境光検出器７は、後述するが、その出力が散乱光検出器６で検出された散乱光から環境光の影響を除去するために用いられる。そのため、散乱光検出器６の近傍かつ散乱光や投影光が直接入射しないような位置に設置することが好ましい。
　したがって、スクリーン３と、ビームスプリッタ２ｎと、投影光検出器２ｏと、散乱光検出器６と、演算器５と、環境光検出器７と、で本発明の一実施例にかかる表示装置１を構成する。
　次に、演算器５で行う処理について図５および図６を参照して説明する。図５は、演算器５の概略機能構成図である。図５に示したように、散乱光検出器６の出力である散乱光の強度を環境光検出器７との出力である環境光の強度で規格化する（規格化部５ａ）。具体的には散乱光の強度を環境光の強度で除算する。このようにすることで、散乱光から環境光の影響を除去することができる。なお、規格化部５ａは、除算に限らず、単純に散乱光の強度から環境光の強度を減算するようにしてもよい。即ち、規格化部５ａが散乱光の強度に基づいて環境光の影響を除去できるように散乱光の強度を補正する補正手段として機能する。
　そして、規格化部５ａで環境光の影響が除去された散乱光の強度と、投影光検出器２ｏの出力である投影光の強度を比較部５ｂで比較する。
　本実施例では、散乱状態時と透過状態時のスクリーン３からの散乱光強度が異なることを利用する。表示映像は同一映像を輝度一定のまま連続表示（静止画表示）している場合を除いて一般的に経時変化するため，投影光強度と散乱光強度の経時変化が連動する。よって、散乱光強度と投影光強度を連続的にモニタし、双方を逐次比較することにより、意図しないレーザ光のスクリーン３の透過を検出することができる。例えば、スクリーン３の動作不良等によって同期が外れた場合は、レーザ光が照射される場所が透過状態になっているので、レーザ光は散乱されずに透過してしまう。このとき散乱光の強度が小さくなるような変化が生じるので、散乱光と投影光の強度の比にオフセットが生じる。したがって、このオフセットを検出することで、レーザ光がスクリーン３を透過していることを検出できる。
　比較部５ｂにおける具体的な比較の方法の一例としては、投影光の強度から散乱光の強度を減算することが挙げられる（規格化部５ａで挙げた除算でもよい）。上記のように、スクリーン３の動作不良等によって同期が外れてレーザ光が散乱されずに透過してしまい散乱光の強度が小さくなるような変化が生じた場合は、減算値が大きく変化する。したがって、同期外れを検出することができる。そして、減算値が一定以上変化した場合は、同期外れ等の透過状態時に投影光が投影されている異常状態としてプロジェクタ２の電源をＯＦＦにして投影光の投影を停止させる。
　上述した構成の表示装置１の動作を図６に示したフローチャートを参照して説明する。図６のフローチャートは演算器５で実行される。
　まず、ステップＳ１において、表示装置１の起動および初期化を行ってステップＳ２に進む。即ち、表示装置１に電源が供給され、各部が初期状態に設定される。
　次に、ステップＳ２において、投影を開始しステップＳ３に進む。即ち、プロジェクタ２から投影光を投影してスクリーン３に表示する。スクリーン３は、図４に示した分割領域３１を投影光に同期させて順次散乱状態に切り替える。
　次に、判定工程としてのステップＳ３において、不具合が発生したか否かを判断し、発生した場合（ｙｅｓの場合）はステップＳ４に進み、発生しない場合（ｎｏの場合）は本ステップを繰り返す。即ち、投影光の投影を制限するか否かを判定する。不具合とは、上述した同期外れやスクリーン３の電極供給が停止した等で透過状態時に投影光が投影されている異常状態が発生していることである。つまり、比較部５ｂの比較の結果減算値が一定以上変化したことを検出した場合である。
　次に、制限工程としてのステップＳ４において、投影光を遮断してステップＳ５に進む。本実施例では、プロジェクタ２の電源をＯＦＦにすることで投影光を遮断する。即ち、プロジェクタ２の電源をＯＦＦにする制御信号を出力することで投影光の投影を制限している。あるいは、プロジェクタ２へ電力を供給している電源装置等へプロジェクタ２への電力供給を停止させるような制御信号を出力することでもよい。
　次に、ステップＳ５において、投影を停止する。つまり、プロジェクタ２への映像信号の入力を停止させる。
　本実施例の場合、図４に示したように、複数の分割領域３１に分割されているので、各分割領域毎に散乱光検出器６を設けて、プロジェクタ２からの投影光の走査に合わせて散乱状態となっている散乱光検出器６の結果を用いて図６のフローチャートを実行すればよい。この場合、環境光検出器７も複数設けるようにしてもよいし、１つで全領域分をカバーするようにしてもよい。
　また、散乱光検出器６は１つでもよく、その場合は、１つの散乱光検出器６が設けられている位置に最も近い分割領域３１が散乱状態にあるときの投影光の強度を比較するようにすればよい。例えば、スクリーンの下端に散乱光検出器６が設けられている場合は、下端の分割領域３１が散乱状態にある場合の散乱光検出器６の（環境光検出器７で補正後の）出力と、当該領域を走査しているときの投影光検出器２ｏの出力を比較する。この場合は走査周期（映像周期）に１回（当該分割領域３１に投影している期間）比較が行われる。
　本実施例によれば、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーン３と、スクリーン３に向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出器２ｏと、スクリーン３によって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出器６と、スクリーン３周辺の環境光の強度を検出する環境光検出器７と、有している。そして、演算器５が、投影光検出器２ｏが検出した投影光の強度と散乱光検出器６が検出した散乱光の強度に基づいて、プロジェクタ２の電源をＯＦＦにすることで投影光の投影を停止している。このようにすることにより、投影光が散乱状態のスクリーン３に投影されているか否かを検出することができ、散乱状態のスクリーン３に投影されていない場合は、プロジェクタ２の電源をＯＦＦにして例えばスクリーン３に投影光が当らないようにすることができる。したがって、光源からの強い光がスクリーン３を透過し鑑賞者の眼に入射することを防止することができる。
　また、環境光検出器７が検出した環境光の強度に基づいて、散乱光検出器６が検出した散乱光の強度を補正する規格化部５ａを有しているので、散乱光に含まれる環境光の影響を除去することができる。したがって、より精度良く投影光が散乱状態のスクリーン３に投影されているか否かを検出することができる。
　なお、投影光の投影の停止は、プロジェクタ２の電源をＯＦＦにすることに限らない。例えば、赤色レーザ光源２ｂと、青色レーザ光源２ｃと、緑色レーザ光源２ｄの発光を停止させるようにしてもよいし、プロジェクタ２への映像信号の入力を停止させる（ステップＳ４を省略してステップＳ５を行う）ようにしてもよい。
　また、他の投影光の投影を制限する方法として図７に示すようにプロジェクタ２の前面にシャッタ機構９を設けてもよい。シャッタ機構９は、ドライバ８を介して演算器５から制御される。つまり、図６のステップＳ４でプロジェクタ２の電源をＯＦＦにすることに代えてシャッタ機構９を閉じるように制御する。即ち、投影光の投影を遮断している。
　なお、シャッタ機構９は、プロジェクタ２の前面に限らずプロジェクタ２の内部に設けてもよい。図７に示したように、シャッタ機構９を設けることで、プロジェクタ２の電源を切る（ＯＦＦにする）必要が無くなる。したがって、復帰する際はシャッタ機構９を開くだけでよく迅速に復帰させることができる。
　次に、本発明の第２の実施例にかかる表示装置を図８を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
　本実施例にかかる表示装置１は、図８に示したように、プロジェクタ２と、スクリーン３と、演算器５と、散乱光検出器６と、環境光検出器７と、ドライバ１０と、ノーマルモード調光パネル１１と、を備えている。
　本実施例では、ノーマルモード調光パネル１１でレーザ光を減衰することで、鑑賞者へ光が透過することを防止している。即ち、投影光を減衰する減衰手段を有している。
　ノーマルモード調光パネル１１は、透明電極に挟まれた散乱層が液晶で構成され、透明電極に電圧を印加した時に透過状態となり、電圧非印加時に散乱状態となるノーマルモードの液晶素子で構成されたものである。ノーマルモード調光パネル１１はドライバ１０を介して演算器５から制御される。
　ノーマルモード調光パネル１１の制御は通常は電圧を印加して透過状態にし、図６のフローチャートで不具合が発生した場合は、電圧の印加を停止して散乱状態にする。このようにすることで、異常状態でスクリーン３を透過したレーザ光をノーマルモード調光パネル１１で散乱してレーザ光の出力を減衰することができる。
　なお、図８ではノーマルモード調光パネル１１をスクリーン３の鑑賞者側、つまり、スクリーン３の一方の面に重ねられるように配置したが、プロジェクタ２側（他方の面側）に配置してもよい。
　また、図８では減衰手段としてノーマルモード調光パネル１１を用いたが、リバースモード調光パネルでもよい。この場合、通常は、電圧の印加を行わずに透過状態とし、不具合が発生した場合は、電圧の印加を開始して散乱状態にする。但し、リバースモード調光パネルは、電圧の印加がされたときに散乱状態になるので、例えば、故障等によりスクリーン３とノーマルモード調光パネル１１の電力供給が停止した場合に、散乱状態とすることができない。したがって、本実施例のような構成とする場合は、減衰手段としてはノーマルモード調光パネル１１の方が好ましい。
　本実施例によれば、可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーン３と、スクリーン３に向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出器２ｏと、スクリーン３によって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出器６と、スクリーン３周辺の環境光の強度を検出する環境光検出器７と、有している。そして、ノーマルモード調光パネル１１が、投影光検出器２ｏが検出した投影光の強度と散乱光検出器６が検出した散乱光の強度に基づいて、投影光を減衰している。このようにすることにより、散乱状態のスクリーン３に投影されていない場合は、投影光を危険の無い程度まで減衰することができる。したがって、光源からの強い光がスクリーン３を透過し鑑賞者の眼に入射することを防止することができる。
　また、ノーマルモード調光パネル１１は、スクリーン３の鑑賞者側またはプロジェクタ２側のいずれか一方にスクリーン３と重ねられるように配置されていているので、スクリーン３の前または後で投影光を減衰することができる。また、スクリーン３と減衰手段を一体的に構成することができる。
　なお、上述した２つの実施例では、散乱光検出器６は、例えば図１に示したようにスクリーン３の散乱光を検出できる位置（散乱光検出器６の光が入射する部分がスクリーン３に向いている）に設置されていたが、図９のような構成としてもよい。
　図９に示した散乱光検出器６は、スクリーン３よりも鑑賞者側にスクリーン３と重ねられるように設けられ、スクリーン３で散乱したレーザ光を検出する。散乱光検出器６は、例えば透明なフィルム状のアクリル等で形成された光検出層６ａと、光検出器６ｄと、で構成されており、図９に示したように光検出層６ａは、導波層６ｂと、クラッド層６ｃと、が形成されている。導波層６ｂは、スクリーン３で散乱された光の一部をスクリーン３の投影面（スクリーン面）と平行な方向に導波して該導波層６ｂの端面に導く。クラッド層６ｃは、導波層６ｂよりも低屈折率となっており導波層６ｂに入射した光を端面に導光し易くする。なお、導波層６ｂのみでも光検出器６ｄで検出するための光を導光できる場合はクラッド層６ｃを設けなくてもよい。
　光検出層６ａには、その端面に光検出器６ｄが設けられている。本実施例では、光検出層６ａの一方の側面（端面）に、スクリーン３の複数の領域（分割領域３１）に対応して設けられている。光検出器６ｄは、例えばフォトダイオードなどで構成され、光検出層６ａが検出した光の強度を電気信号に変換して演算器５に出力する。また、光検出層６ａは、導波層６ｂに導波された光を取り込むことができるように光検出層６ａに対して直角に設けられている。つまり、散乱光を光検出層６ａを介して光検出器６ｄで検出している。
　なお、この図９に示した光検出層６ａをスクリーン３のプロジェクタ２側に設けると、投影光検出器として機能させることができる（図１０）。この場合は、プロジェクタ２から投影された投影光が光検出層６ａを介して光検出器６ｄで検出される。
　また、上述した２つの実施例では、スクリーン３を複数の分割領域３１に分割していたが、分割しなくてもよい。この場合は、例えば映像のフレーム期間内の所定時間において一括で投影すればよい。
　また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の表示装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
　　１        表示装置
　　２        プロジェクタ
　　２ｎ      ビームスプリッタ（投影光検出手段）
　　２ｏ      投影光検出器（投影光検出手段）
　　３        スクリーン
　　５        演算器（制限手段、補正手段）
　　６        散乱光検出器（散乱光検出手段）
　　７        環境光検出器（環境光検出手段）
　　９        シャッタ機構（制限手段）
　　１１      ノーマルモード調光パネル（減衰手段）
　　Ｓ３      不具合発生判断（判定工程）
　　Ｓ４      投影光遮断（制限工程）

Claims (9)

  1. 　可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、
    　前記スクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段と、
    　前記スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段と、
    　前記投影光検出手段が検出した前記投影光の強度と前記散乱光検出手段が検出した前記散乱光の強度に基づいて、前記投影光の投影を制限する制限手段と、
    を有することを特徴とする表示装置。
  2. 　前記スクリーン周辺の環境光の強度を検出する環境光検出手段と、
    　前記環境光検出手段が検出した前記環境光の強度に基づいて、前記散乱光検出手段が検出した前記散乱光の強度を補正する補正手段と、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記制限手段は、前記投影光の投影を停止させることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 　前記制限手段は、前記投影光を遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
  5. 　可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、
    　前記スクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段と、
    　前記スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段と、
    　前記投影光検出手段が検出した前記投影光の強度と前記散乱光検出手段が検出した前記散乱光の強度に基づいて、前記投影光を減衰する減衰手段と、
    を有することを特徴とする表示装置。
  6. 　前記スクリーン周辺の環境光の強度を検出する環境光検出手段と、
    　前記環境光検出手段が検出した前記環境光の強度に基づいて、前記散乱光検出手段が検出した前記散乱光の強度を補正する補正手段と、
    を有することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
  7. 　前記減衰手段は、前記スクリーンの一方の面または他方の面の少なくともいずれか一方に前記スクリーンと重ねられるように配置されていることを特徴とする請求項５または６に記載の表示装置。
  8. 　可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段の検出結果と、前記スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段の検出結果に基づいて、前記投影光の投影を制限するか否かを判定する判定工程と、
    　前記判定工程で前記投影光の投影を制限すると判定された場合は、制限手段に前記投影光の投影を制限させる制限工程と、
    を含むことを特徴とする表示装置の制御方法。
  9. 　可視光に対し透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンに向かって投影される投影光の強度を検出する投影光検出手段の検出結果と、前記スクリーンによって散乱された散乱光の強度を検出する散乱光検出手段の検出結果に基づいて、前記投影光を減衰させるか否かを判定する判定工程と、
    　前記判定工程で前記投影光を減衰させると判定された場合は、減衰手段に前記投影光を減衰させる減衰工程と、
    を含むことを特徴とする表示装置の制御方法。
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