激光投影仪的制作方法

专利名称：激光投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使来自激光光源的光在投影面上进行扫描而显 示图像的激光投影仪。
背景技术：
已知作为以激光器为光源的激光投影仪，其通过往复摆动的电 磁驱动方式的扫描镜，使来自激光光源的激光在屏幕上进行扫描而显 示图像。
扫描镜具有根据其尺寸及材料的密度、硬度而确定的固有的共 振频率，通过以该共振频率进行驱动，可以使扫描镜以最大的摆角进 行摆动，从而以低电力显示较大的图像。
图10 (a)示出扫描镜的摆角与频率的关系，图10 (b)示出不 同环境下的扫描镜的摆角与频率的关系。如图10 (a)所示，例如在 以大于或等于0 a的摆角驱动扫描镜时，必须以fd2 fdl的范围的频
率进行驱动。但是，无法避免扫描镜的共振频率根据产品不同而存在 个体偏差，难以在激光投影仪启动时，从最初就以最优频率进行驱动 而使扫描镜以足够的摆角进行摆动。特别地，频率的波形在共振点附 近的斜度很陡，即使很小的频率偏差也会使摆角产生较大变动。
另外，各扫描镜的共振频率如图10 (b)所示，还受到周围的温 度环境等的较大影响。因此，由于环境影响，即使以图10(a)的fd2 fdl的范围内的频率进行驱动，也并不必然会使扫描镜以大于或等于 摆角6a的角度进行摆动。由此，在启动时扫描镜的驱动变得更加困 难。
在启动时，如果在尚未充分地确保扫描镜的摆角的状态下使激 光光源发光，则由扫描镜反射的激光集中到较小的范围内进行照射。 特别地，由于在投影仪启动时可能有人位于屏幕前，所以存在由能量密度高的激光对人体造成伤害的危险。
因此，例如在专利文献1中，公开了具有激光扫描检测部的投 影仪，该激光扫描检测部检测电扫描镜处于正常进行扫描动作的状 态、还是处于没有正常进行扫描动作的状态。在该投影仪中采用下述 提高安全性的方法，S卩，如果通过光扫描检测部检测到电扫描镜处于 没有正常进行动作的状态，则通过断开向激光光源的电力供给，可靠 地中断激光的产生。
专利文献1:特开2004 — 333698号公报

发明内容
但是，上述专利文献1是在投影仪的使用过程中，每当检测到 电扫描镜的动作不正常时就中断激光光源的激光产生，无法解决如上 述所示的激光投影仪启动时特有的问题，目卩，在投影仪启动时，由于 没有以足够的摆角进行摆动的扫描镜，将激光集中在较小的范围内进 行照射，存在能量密度高的光照射在人体上的危险。
本发明的课题是，可靠地提高激光投影仪的启动时的安全性。
为了解决上述课题，技术方案1中记载的发明是一种激光投影 仪，其将来自激光光源的激光向投影面投射而显示图像，其特征在于，
具有电磁驱动型扫描镜，其使来自所述激光光源的激光进行扫描； 检测单元，其在该激光投影仪启动时，检测由于驱动所述电磁驱动型 扫描镜而产生的反电动势；判定单元，其判定由所述检测单元检测出
的反电动势的值是否超过规定的阈值；以及光源控制单元，其在由所 述判定单元判定为反电动势的值超过规定的阈值的情况下，使激光光
源开始点灯。
技术方案2中记载的发明的特征在于，在技术方案1所记载的 激光投影仪中，具有判断单元，其对由所述判定单元判定为反电动势 的值超过规定的阈值的次数是否大于或等于规定次数进行判断，所述 光源控制单元在由所述判断单元判断出反电动势的值被判定为超过 规定的阈值的次数大于或等于规定次数的情况下，使所述激光光源开 始点灯。技术方案3中记载的发明的特征在于，在技术方案1或2所记 载的激光投影仪中，具有变更单元，其在规定时间内没有由所述判定 单元判定为反电动势的值超过规定的阈值的情况下，变更所述电磁驱 动型扫描镜的驱动条件或者所述规定的阈值。
技术方案4中记载的发明是一种激光投影仪，其将来自激光光
源的激光向投影面投射而显示图像，其特征在于，具有电磁驱动型 扫描镜，其使来自所述激光光源的激光进行扫描；检测单元，其在该 激光投影仪启动时，检测由于驱动所述电磁驱动型扫描镜而产生的反 电动势和驱动电力之间的相位差；判定单元，其判定由所述检测单元 检测出的所述相位差是否处于规定的范围内；以及光源控制单元，其 在由所述判定单元判定为所述相位差处于规定的范围内的情况下，使 激光光源开始点灯。
技术方案5中记载的发明的特征在于，在技术方案4所记载的 激光投影仪中，具有判断单元，其对由所述判定单元判定为所述相位 差处于规定的范围内的次数是否大于或等于规定次数进行判断，所述 光源控制单元在由所述判断单元判断出所述相位差被判定为处于规 定的范围内的次数大于或等于规定次数的情况下，使所述激光光源开 始点灯。
技术方案6中记载的发明的特征在于，在技术方案4或5所记 载的激光投影仪中，具有变更单元，其在规定时间内没有由所述判定 单元判定为所述相位差处于规定的范围内的情况下，变更所述电磁驱 动型扫描镜的驱动条件。
技术方案7中记载的发明是一种激光投影仪，其将来自激光光 源的激光向投影面投射而显示图像，其特征在于，具有电磁驱动型
扫描镜，其使来自所述激光光源的激光进行扫描；检测单元，其在该
激光投影仪启动时，检测由于驱动所述电磁驱动型扫描镜而产生的反
电动势；判定单元，其判定由所述检测单元检测出的反电动势的值是 否超过规定的阈值；变更单元，其在规定时间内没有由所述判定单元 判定为反电动势的值超过规定的阈值的情况下，变更所述电磁驱动型 扫描镜的驱动条件或者所述规定的阈值；判断单元，其对由所述判定单元判定为反电动势的值超过规定的阈值的次数是否大于或等于规 定次数进行判断；以及光源控制单元，其在由所述判断单元判断出反 电动势的值被判定为超过规定的阈值的次数大于或等于规定次数的 情况下，使所述激光光源开始点灯。
技术方案8中记载的发明是一种激光投影仪，其将来自激光光 源的激光向投影面投射而显示图像，其特征在于，具有电磁驱动型 扫描镜，其使来自所述激光光源的激光进行扫描；检测单元，其在该 激光投影仪启动时，检测由于驱动所述电磁驱动型扫描镜而产生的反 电动势和驱动电力之间的相位差；判定单元，其判定由所述检测单元 检测出的所述相位差是否处于规定的范围内；变更单元，其在规定时 间内没有由所述判定单元判定为所述相位差处于规定的范围内的情 况下，变更所述电磁驱动型扫描镜的驱动条件；判断单元，其对由所 述判定单元判定为所述相位差处于规定的范围内的次数是否大于或 等于规定次数进行判断；以及光源控制单元，其在由所述判断单元判 断出所述相位差被判定为处于规定的范围内的次数大于或等于规定 次数的情况下，使激光光源开始点灯。
发明的效果
根据本发明，通过电磁驱动型扫描镜使来自激光光源的激光进
行扫描，在激光投影仪启动时，通过检测单元检测由于对电磁驱动型
扫描镜进行驱动而产生的反电动势，通过判定单元判定由检测单元检
测出的反电动势的值是否超过规定阈值，通过光源控制单元，在由判 定单元判定为反电动势的值超过规定阈值的情况下，使激光光源开始点灯。
艮P，在启动时，在电磁驱动型扫描镜的摆角没有达到足够大小 的期间内，激光光源不点灯，在电磁驱动型扫描镜的摆角已经达到足 够大小后才使激光光源开始点灯。因此，可以避免由于处于尚未充分 地确保摆角的状态下的扫描镜，导致从激光光源发出的激光照射在较 小的范围内，消除对人体造成伤害的危险。因此，可以可靠地提高激 光投影仪在启动时的安全性。另外，由于电磁驱动型扫描镜是否以足够的摆角大小被驱动， 是根据由该驱动产生的反电动势的值是否超过规定阈值而进行判断 的，所以可以通过可靠且简单的方法确保启动时的安全性。


图1是表示实施方式1中的激光投影仪的要部构成的框图。
图2是表示电磁驱动型扫描镜的要部构造的斜视图。 图3表示流过电磁驱动型共振镜的线圈的驱动电流和自感电流 的关系。
图4表示电磁驱动型共振镜的振幅以及相位的频率特性。 图5 (a)表示以共振频率进行驱动时的驱动波形，图5 (b)表 示反电动势的波形，图5 (c)表示叠加有反电动势后的驱动波形， 图5 (d)表示从驱动波形中分离并放大后的反电动势的波形。
图6是说明激光投影仪启动时所执行的激光光源点灯开始处理的图。
图7是说明激光投影仪启动时所执行的激光光源点灯开始处理的图。
图8是表示实施方式1中的激光投影仪启动时所执行的激光光
源点灯开始处理的流程图。
图9是表示实施方式2中的激光投影仪的要部构成的框图。
图10 (a)表示扫描镜的摆角与频率的关系，图10 (b)表示不
同环境下的扫描镜的摆角与频率的关系。
具体实施例方式
下面，参照

本发明的实施方式。
(实施方式1) 首先，说明实施方式1中的激光投影仪。
图1是表示实施方式1中的激光投影仪的要部构成的框图。图2 是表示电磁驱动型扫描镜的要部构造的斜视图。图3表示流过电磁驱 动型共振镜的线圈的驱动电流和自感电流的关系。图4表示电磁驱动型共振镜的振幅以及相位的频率特性。图5表示以共振频率进行驱动
时的驱动波形(图5 (a))，反电动势的波形(图5 (b))，叠加 有反电动势后的驱动波形(图5 (c))，从驱动波形中分离并放大 后的反电动势的波形(图5 (d))。图6以及图7是说明激光投影 仪启动时所进行的激光光源点灯开始处理的图。图8是表示实施方式 1中的激光投影仪启动时所执行的激光光源点灯开始处理的流程图。 此外，发明的范围不限定于图示的例子。
如图1所示，实施方式1中的激光投影仪100构成为，在框体1
内具有激光光源2，其发出激光；镜部3，其将来自激光光源2的 激光进行合波；电磁驱动型扫描镜4，其使从激光光源2发出的激光 在屏幕S上进行扫描；作为检测单元的反电动势检测器5，其对电磁
驱动型扫描镜4中产生的反电动势进行检测；驱动信号生成部6，其
生成规定频率的驱动信号；反射镜驱动部7，其基于由驱动信号生成 部6生成的驱动信号，对电磁驱动型扫描镜4进行驱动；图像存储器 8，其存储在屏幕屏S上进行扫描的图像的图像数据；光源驱动部9，
其基于图像数据而驱动激光光源2;以及控制部10等。
激光光源2例如是半导体激光器(LD: Laser Diode)，它们通 过光源驱动部9的驱动，对来自图像存储器8的图像数据进行调制， 分别发出红色(R)绿色(G)蓝色(B)的激光。
镜部3例如是使特定波长的光透射，并将其他波长的光进行反 射的半透半返镜等，将来自多个激光光源2的各色激光进行合波，将 具有单个光轴的激光向电磁驱动型扫描镜4输出。
电磁驱动型扫描镜4通过电磁驱动而将来自激光光源2的激光 在二维方向上进行反射，向屏幕S投射图像。在本实施方式1中， 作为电磁驱动型扫描镜4，例如使用利用MEMS (Micro Electro Mechanical Systems:微型电子机械系统)技术而得到的电磁驱动型 MEMS反射镜。MEMS反射镜是通过利用微细加工在硅片上集成机 械机构和电路而制造出的微型装置，通过使用该MEMS反射镜，可 以实现装置整体的小型化。
反电动势检测器5在激光投影仪100启动时，对电磁驱动型扫描镜4中所产生的反电动势进行检测，将与检测到的反电动势的强度 对应的检测信号向控制部IO输出。对于反电动势的检测方法，在下 面详细记述。
驱动信号生成部6根据控制部IO的控制而生成电磁驱动型扫描 镜4的固有共振频率的驱动信号。
反射镜驱动部7与电磁驱动型扫描镜4的电极36 (后述)连接， 根据由驱动信号生成部6生成的驱动信号，对电磁驱动型扫描镜4 进行驱动。
作为电磁驱动型扫描镜4的MEMS反射镜如图2所示，具有 反射镜基板31，其用于反射激光；内侧框架32，其形成为包围反射 镜基板31;以及外侧框架33，其形成为包围内侧框架32，反射镜基 板31通过内侧铰链34支撑在内侧框架32的内侧，可以围绕内侧铰 链34的轴进行摆动。另外，内侧框架32通过与内侧铰链34正交的 方向上的外侧铰链35，支撑在外侧框架33的内侧，可以围绕外侧铰 链35的轴进行摆动。
在反射镜基板31的表面的大致中央部设置反射镜M，以包围该 反射镜M的方式在周缘部上形成平面状的线圈311。另外，在内侧 框架32的表面的周缘部上形成平面状的线圈312，各线圈311、 312 的两端与电极36电气连接。另外，在外侧框架33的侧面，以N极 和S极彼此相对的方式配置2对永磁铁37、 38。
在上述电磁驱动型扫描镜4中，如果向线圈311、 312的两端的 电极36施加驱动电压而流过电流，则通过与由永磁铁37、 38所产生 的磁场之间的相互作用而产生洛仑兹力，使反射镜基板31以及内侧 框架32以内侧铰链34或外侧铰链35为轴进行倾斜。因此，通过对 流过电磁驱动型扫描镜4的电流进行控制，可以使电磁驱动型扫描镜 4以内侧铰链34或外侧铰链35为轴在正交的2个方向(水平方向以 及垂直方向)上自由地摆动。
如果在该电磁驱动型扫描镜4中流过以规定的周期变化的驱动 信号，则电磁驱动型扫描镜4以与该驱动信号的周期(频率)对应的 规定的周期进行摆动。特别地，在以共振频率fo进行驱动的情况下，
11由于电磁驱动型扫描镜4以该电流值下的最大摆角进行摆动，因此可 以最高效地以低电力显示较大的图像。
另外，如图3所示，随着对电磁驱动型扫描镜4的驱动，由于 自感作用，在与驱动电流的流向相反的方向上产生反电动势(自感电 动势)。反电动势的大小与驱动电流的变化率成正比，成为与其驱动 电流的频率对应的值。该反电动势是在与驱动电力叠加的状态下，通
过与线圈311、312的两端的电极36连接的反电动势检测器5进行检 测的。
在这里，如图4所示，在以共振频率fo对电磁驱动型扫描镜4 进行驱动的情况下(增益最大时)，电磁驱动型扫描镜4的相对于驱 动电力的相位为O度。由于反射镜的相位与反电动势的相位对应，所 以在以共振频率fo进行驱动时，反电动势和驱动波形的相位一致， 如图5所示，反电动势的正电位的峰值与驱动波形中的90度位置对 应，反电动势的负电位的峰值与驱动波形中的270度位置对应。由于 反电动势如图5 (c)所示，在与驱动电力叠加的状态下进行检测， 所以难以将位于90度位置的反电动势的正峰值从驱动波形中分离而 进行检测，但在270度的位置处，通过观测小于或等于GND电平的 电位，可以检测反电动势的负峰值。因此，反电动势检测器5针对驱 动电力的270度的位置，通过使用例如利用运算放大器构成的反相放 大器等，将负电位的反电动势放大为正电位，从而对反电动势进行检
此时，如果电磁驱动型扫描镜4以固有的共振频率fo被驱动， 则通过反电动势检测器5检测到超过规定的阈值T的反电动势。相 反地，在没有检测到超过规定的阈值T的反电动势的情况下，可以 判断为电磁驱动型扫描镜4的相位和驱动波形不一致，没有以共振频 率fo进行驱动。
本实施方式的激光投影仪IOO利用这一点，通过判定与驱动频 率对应而产生的反电动势，是否达到在共振驱动的情况下应该检测到 的规定阈值T，从而确认电磁驱动型扫描镜4是否是以共振频率fo 被驱动，S卩，是否是以最大的摆角进行摆动。具体地说，在预先准备的多个驱动频率中，从最低的驱动频率 (或者最高的驱动频率)开始逐渐地提高(或者降低)频率而对电磁 驱动型扫描镜4进行驱动，在检测到超过一定的阈值T的反电动势 的时刻，判断为充分地确保了电磁驱动型扫描镜4的摆角，开始发出 激光。
此外，反电动势检测器5也可以构成为仅检测超过设定的规定
阈值T的反电动势，另外，也可以由反电动势检测器5检测反电动 势的峰值，判断检测出的反电动势的值是否超过规定阈值T。
图像存储器8存储在屏幕S上显示的图像的图像数据。此外， 图像数据的供给源不限于此，也可以使用存储在与框体1连接的PC (Personal Computer)、摄像机等各种的存储装置中的图像数据。
光源驱动部9基于从图像存储器8读出的图像数据，驱动激光 光源2，针对每个像素调整激光。
控制部10例如构成为，具有CPU (Central Processing Unit) 101; RAM (Random Access Memory) 102等易失性存储器，其用作 CPU 101的工作区域；以及ROM (Read Only Memory) 103等非易 失性存储器，其存储各种数据及程序等。
CPU 101与从激光投影仪100的各部分输入的输入信号对应地， 执行存储在ROM 103中的各种程序，同时，通过基于所执行的上述 程序将输出信号向各部分输出，而对激光投影仪100的所有动作进行 集中控制。
ROM 103在程序存储区域中存储判定程序(判定单元)103a、 变更程序(变更单元)103b、判断程序(判断单元)103c、光源控制 程序(光源控制单元)103d等。
判定程序103a是用于使例如CPU 101实现下述功能的程序，即， 判定由反电动势检测器5检测出的反电动势的强度是否超过规定阈 值T。
CPU 101在执行该判定程序103a时，将在对电磁驱动型扫描镜 4进行共振驱动的情况下应检测出的反电动势的值选择作为规定阈 值T，判定反电动势检测器5是否检测到超过该阈值T的反电动势。CPU 101通过执行上述判定程序103a而作为判定单元起作用。 变更程序103b是用于使例如CPU IOI实现下述功能的程序，即， 在规定时间内没有通过判定程序103a判定为反电动势的值已经超过 规定阈值T的情况下，变更电磁驱动型扫描镜4的驱动条件或者规 定阈值T。
在通过上述判定程序103a判定为反电动势检测器5没有检测到 超过规定阈值T的反电动势的情况下，CPU 101执行该变更程序 103b，对没有检测到超过规定阈值T的反电动势的时间进行计时， 判断该时间是否大于或等于规定时间。而且，在没有检测到超过规定 阈值T的反电动势的时间大于或等于规定时间的情况下，将电磁驱 动型扫描镜4的驱动频率(驱动条件)以规定值(例如，十/一lHz)
进行变更。在这里，驱动频率是驱动条件的一个例子，也可以变更作 为共振频率变化的主要原因的温度等驱动条件。
另外，在即使变更驱动频率，也没有检测到超过规定阈值T的 反电动势的情况下，CPU101降低规定阈值T并检测反电动势。艮口， 在发生意外的状况，对于预先作为共振频率的候选值而准备的多个驱 动频率的任意一个，都没有检测到超过一定阈值T的反电动势的情 况下，临时将阈值T的电平降低至可以检测到反电动势的电平。然 后，基于可以检测到的反电动势，计算驱动波形和反电动势的相位差，
对驱动频率相对于共振频率向正负方向中的哪一侧偏移进行检测。然 后，将驱动频率向接近共振频率的方向进行变更，再次对电磁驱动型 扫描镜4进行驱动。由此，即使在电磁驱动型扫描镜4的共振频率因 某些原因而显著变化的情况下，也可以在更短时间内高效地以共振频 率进行驱动。
CPU 101通过执行上述变更程序103b而作为变更单元起作用。 判断程序103c是用于使例如CPU 101实现下述功能的程序，即，
判断通过判定程序103a判定为反电动势的值超过规定阈值T的次数
是否大于或等于规定次数。
CPU 101在执行该判断程序103c的过程中，如果通过执行判定
程序103a而判定为反电动势检测器5所检测到的反电动势的强度超过规定阈值T，则对超过阈值T的次数进行计数，判断超过阈值T
的次数是否大于或等于规定次数(例如，5次)。
CPU 101通过执行上述判断程序103c而作为判断单元起作用。 光源控制程序103d是用于使例如CPU 101实现下述功能的程
序，B卩，在通过判断程序103c判断出反电动势被判定为超过规定阈
值T的次数大于或等于规定次数的情况下，使激光光源2开始点灯。 如果通过执行上述判断程序103c，而判断为反电动势的强度超
过规定阈值T的次数大于或等于规定次数，则CPU 101执行该光源
控制程序103d，通过光源驱动部9使激光光源2点灯，开始发出激光。
CPU 101通过执行上述光源控制程序103d而与光源驱动部9 一 起作为光源控制单元起作用。
下面，参照图6以及图7，更具体地说明在激光投影仪IOO启动 时，通过执行判定程序103a、变更程序103b、判断程序103c、光源 控制程序103d而进行的激光光源点灯开始处理。
在激光投影仪100启动后，反射镜驱动部7将由驱动信号生成 部6生成的驱动信号，向电磁驱动型扫描镜4的两端上连接的电极 36进行供给。
首先，反射镜驱动部7通过例如预先作为初始设定而准备的频 率A(例如，预先准备的驱动频率中的最低的频率)，对电磁驱动型 扫描镜4进行驱动。如图6所示，由于频率A远离电磁驱动型扫描 镜4的实际的共振频率，所以产生反射镜的相位偏差，反电动势检测 器5没有检测到超过规定阈值T的反电动势。
在经过规定时间后反电动势的值也没有超过阈值T的情况下， 变更驱动条件。例如，以将频率A加上规定值(例如，+lHz)后得 到的频率B作为新的驱动条件。
然后，反射镜驱动部7以频率B对电磁驱动型扫描镜4进行驱 动。由于频率B也与频率A相同地，是远离共振频率的值，所以反 射镜的相位偏差没有消失。因此，反电动势检测器5没有检测到超过 阈值T的反电动势。在经过规定时间后反电动势的强度也没有超过阈值T的情况 下，再次变更驱动条件。例如，以将频率B加上规定值(例如，+
lHz)后得到的频率C作为新的驱动条件。
然后，反射镜驱动部7以频率C对电磁驱动型扫描镜4进行驱 动。频率C是共振频率或者包含在共振频率的规定的误差范围中。 因此，反射镜的相位延迟为0，通过反电动势检测器5检测到超过阈 值T的反电动势。另外，如果检测出超过阈值T的反电动势的次数 超过规定次数(例如，5次)，则判断为频率C是电磁驱动型扫描镜 4的共振频率或者共振频率的规定的误差范围内的频率，电磁驱动型 扫描镜4以最大的摆角进行摆动。
在确认电磁驱动型扫描镜4的摆角已经达到足够的角度后，光 源驱动部9开始驱动激光光源2。因此，在激光投影仪100启动时， 可以防止由尚未充分地确保摆角的扫描镜，将来自激光光源2的激光 集中到较小的范围内进行照射，提高启动时相对于人体的安全性。
下面，参照图8的流程图，说明本实施方式1中的激光投影仪 100在启动时所执行的激光光源点灯开始处理的流程。
首先，在步骤S1中，CPU 101将预先存储的驱动条件(例如频 率)设定作为初始驱动条件。在步骤S2中，根据设定的驱动条件对 电磁驱动型扫描镜4进行驱动。在步骤S3中，将i (检测出强度超 过规定阈值T的反电动势的次数)设为0。
然后，在步骤S4中，CPU 101通过与电磁驱动扫描镜的线圈311、 312的两端的电极36连接的反电动势检测器5，对线圈311、 312的 两端所产生的反电动势进行检测。在步骤S5中，CPU101判定检测 出的反电动势的强度是否超过与驱动条件对应的规定阈值T。在步骤 S5中，如果判定为检测出的反电动势的强度超过规定阈值T (步骤 S5:是)，则前进至步骤8，另一方面，如果判定为检测出的反电动 势的强度没有超过规定阈值T (步骤S5:否)，则前进至步骤S6。
在步骤S6中，CPU 101判断在以当前的驱动条件开始驱动后是 否经过了规定时间，如果判断为在以当前的驱动条件开始驱动后还没 有经过规定时间(步骤S6:否)，则返回步骤S4，重复以上的处理。另一方面，在步骤S6中，如果判断为经过了规定时间(步骤S6:是)，
则在步骤S7中变更驱动条件，并返回步骤S2。
在步骤S8中，CPU 101将i+l代入至i，在步骤S9中，判断 是否为i (检测出强度超过规定阈值T的反电动势的次数)>n (规 定次数)。如果CPU 101在步骤S9中判断为并不满足i>n (步骤 S9:否)，则返回步骤S4，重复以上的处理。另一方面，在步骤S9 中，如果判断为i>n (步骤S9:是)，则在步骤S10中，通过光源 驱动部9使激光光源2点灯而开始发出激光，并结束本处理。
根据以上说明的实施方式1中的激光投影仪100，通过电磁驱动 型扫描镜4使来自激光光源2的激光进行扫描，在激光投影仪100 启动时，通过反电动势检测器(检测单元)5，检测因电磁驱动型扫 描镜4的驱动而产生的反电动势，通过执行判定程序(判定单元) 103a，判定由反电动势检测器(检测单元)5检测出的反电动势的强 度是否超过规定阈值T，在由判定程序(判定单元)103a判定为反 电动势的强度超过规定阈值T的情况下，通过光源控制程序(光源 控制单元)103d使激光光源2开始点灯。
艮P，在启动时，在电磁驱动型扫描镜4的摆角没有达到足够大 小的期间内，激光光源2不点灯，在确认了电磁驱动型扫描镜4的摆 角已经达到足够大小后，才使激光光源2开始点灯。因此，可以防止 由于处于尚未充分地确保摆角的状态下的扫描镜，将从激光光源2 发出的激光照射到较小的范围内，消除对人体造成伤害的危险。因此， 可以可靠地提高在激光投影仪IOO启动时的安全性。
另外，由于电磁驱动型扫描镜4是否以足够的摆角大小被驱动， 是根据由该驱动产生的反电动势的值是否超过规定阈值T而进行判 断的，所以可以通过可靠且简单的方法确保启动时的安全性。
另外，通过判断程序(判断单元)103c，对由判定程序(判定 单元)103a判定为反电动势的强度超过规定阈值T的次数是否大于 或等于规定次数进行判断，在由判断程序(判断单元)103c判断出 反电动势的强度被判定为超过规定阈值T的次数大于或等于规定次 数的情况下，通过光源控制程序(光源控制单元)103d使激光光源2
17开始点灯。
因此，在充分地确认了电磁驱动型扫描镜4的摆角已经达到足 够大小之后，才使激光光源2开始点灯，进一步提高启动时的安全性。
另外，在规定时间内，没有由判定程序(判定单元)103a判定 为反电动势的值超过规定阈值T的情况下，通过变更程序(变更单 元)103b，变更电磁驱动型扫描镜4的驱动条件或者规定阈值T。
因此，即使在共振频率发生变化的情况下，也可以对各电磁驱 动型扫描镜4以固有的共振频率进行驱动。另外，由于可以通过逐渐 变更电磁驱动型扫描镜4的驱动频率而找到电磁驱动型扫描镜4的最 优驱动条件(共振频率)，所以可以通过简单的方法，对各个电磁驱 动型扫描镜4以固有的共振频率进行驱动。
另外，由于可以变更规定阈值T，所以在没有检测到超过规定 阈值T的反电动势的情况下，将阈值T降低至可以检测到反电动势 的电平，基于通过该阈值T而可以检测到的反电动势，计算驱动波 形和反电动势的相位差，检测驱动频率相对于共振频率向正负方向中 的哪一侧产生偏移，则可以容易地使驱动频率与共振频率一致。因此， 即使在电磁驱动型扫描镜4的共振频率显著变化的情况下，也可以在 更短时间内高效地以共振频率进行驱动，可以迅速地确保启动时的安 全性，并开始发出激光。 (实施方式2)
下面，说明实施方式2中的激光投影仪。此外，对于与上述实 施方式l重复的部分，标注相同的标号，省略说明。
图9是表示实施方式2中的激光投影仪的要部构成的框图。 如图9所示，实施方式2中的激光投影仪200构成为，在框体1 内具有激光光源2，其发出激光；镜部3,其将来自激光光源2的 激光进行合波；电磁驱动型扫描镜4，其使从激光光源2发出的激光 在屏幕S上进行扫描；作为检测单元的反电动势检测器11，其对电 磁驱动型扫描镜4中产生的反电动势进行检测；驱动信号生成部6， 其生成规定频率的驱动信号；反射镜驱动部7，其基于由驱动信号生 成部6生成的驱动信号，对电磁驱动型扫描镜4进行驱动；图像存储器8，其存储在屏幕S上进行扫描的图像的图像数据；光源驱动部9， 其基于图像数据而驱动激光光源2;以及控制部12等。
控制部12例如构成为，具有CPU (Central Processing Unit) 121; RAM (Random Access Memory) 102等易失性存储器，其用作 CPU 121的工作区域；以及ROM (Read Only Memory) 122等非易
失性存储器，其存储各种数据及程序等。
CPU 121与从激光投影仪200的各部分输入的输入信号对应地， 执行存储在ROM 122中的各种程序，同时，通过基于所执行的上述 程序将输出信号向各部分输出，而对激光投影仪200的所有动作进行 集中控制。
ROM 122在程序存储区域中存储检测程序(检测单元)122a、 判定程序(判定单元)122b、变更程序(变更单元)122c、判断程序 (判断单元)122d、光源控制程序(光源控制单元)122e等。
检测程序122a是用于使例如CPU 121实现下述功能的程序，即， 在激光投影仪200启动时，对由于电磁驱动型扫描镜4的驱动而产生 的反电动势和驱动电力之间的相位差进行检测。
在这里，如在实施方式1中所述，在对电磁驱动型扫描镜4以 固有的共振频率fo进行驱动的情况下(增益最大时)，电磁驱动型 扫描镜4的相对于驱动电力的相位如图4所示为0度。因此，如果以 固有的共振频率fo对电磁驱动型扫描镜4进行驱动，则反电动势和 驱动波形的相位一致，在驱动电力的270度位置，通过反电动势检测 器11检测到反电动势的负峰值。相反地，在相对于驱动波形的270 度的位置偏移的位置上检测出反电动势的负峰值的情况下，可以判断 为反射镜的相位(即，反电动势的相位)和驱动波形不一致，没有以 共振频率fo进行驱动。g口，在本实施方式2的激光投影仪200中，
对与驱动频率对应地产生的反电动势的值的峰值进行检测，根据检测 出的反电动势的值的峰值位置、和驱动波形的270度的位置之间的偏 差，检测反电动势的相位和驱动电力的相位之间的相位差。然后，通 过判定检测出的相位差是否处于规定的范围内，可以确认电磁驱动型 扫描镜4是否是以共振频率被驱动，即，是否以最大的摆角进行摆动。CPU 121通过执行上述检测程序122a而与反电动势检测器11 一起作为检测单元起作用。
判定程序122b是用于使例如CPU 121实现下述功能的程序，即， 判定由检测程序122a检测出的相位差是否处于规定的范围内。
CPU 121在执行该判定程序122b的过程中，根据由反电动势检 测器11检测出的反电动势的负峰值的位置，判定驱动电力和反电动 势的相位差是否处于规定的范围内。
CPU 121通过执行上述判定程序122b而作为判定单元起作用。
变更程序122c是用于使例如CPU 121实现下述功能的程序，即， 在规定时间内，没有由判定程序122b判定为相位差处于规定的范围 内的情况下，变更电磁驱动型扫描镜4的驱动条件。
在上述判定程序122b没有判定为由反电动势检测器11检测出 的反电动势与驱动电力的相位差处于规定的范围内的情况下，CPU 121执行该变更程序122c，对相位差没有处于规定的范围内的时间进 行计时，判断该时间是否大于或等于规定时间。然后，在没有判定为 驱动电力和反电动势的相位差处于规定的范围内的时间大于或等于 规定时间的情况下，将电磁驱动型扫描镜4的驱动频率(驱动条件) 以规定值(例如，十/一lHz)进行变更。
CPU 121通过执行上述变更程序122c而作为变更单元起作用。
判断程序122d是用于使例如CPU 121实现下述功能的程序，即， 对通过判定程序122b判定为相位差处于规定的范围内的次数是否大 于或等于规定次数进行判断。
CPU 121在执行该判断程序122d的过程中，如果通过执行判定 程序122b而判定为由反电动势检测器ll检测出的驱动电力与反电动 势的相位差处于规定的范围内，则对其次数进行计数，对判定为相位 差处于规定的范围内的次数是否大于或等于规定次数(例如5次)进 行判断。
CPU 121通过执行上述判断程序122d而作为判断单元起作用。 光源控制程序122e是用于实现下述功能的程序，即，在通过判 断单元判断出相位差被判定为处于规定的范围内的次数大于或等于
20规定次数的情况下，使激光光源2开始点灯。
如果通过执行上述判断程序122d，而判断出驱动电力和反电动 势之间的相位差被判定为处于规定的范围内的次数大于或等于规定
次数，则CPU 121执行该光源控制程序122e，通过光源驱动部9使 激光光源2点灯，开始发出激光。
CPU 121通过执行上述光源控制程序122e而与光源驱动部9 一 起作为光源控制单元起作用。
根据以上说明的实施方式2中的激光投影仪200，通过电磁驱动 型扫描镜4使来自激光光源2的激光进行扫描，通过检测程序(检测 单元)122a，在激光投影仪200启动时，对由于电磁驱动型扫描镜4 的驱动而产生的反电动势和驱动电力之间的相位差进行检测，通过判 定程序(判定单元)122b判定由检测程序(检测单元)122a检测出 的相位差是否处于规定的范围内，在由判定程序(判定单元)122b 判定为相位差处于规定的范围内的情况下，通过光源控制程序(光源 控制单元)122e使激光光源2开始点灯。
艮P，在启动时，在电磁驱动型扫描镜4的摆角没有达到足够大 小的期间内，激光光源2不点灯，在确认了电磁驱动型扫描镜4的摆 角已经达到足够大小后，才使激光光源2开始点灯。因此，可以防止 由于处于尚未充分地确保摆角的状态下的扫描镜，将从激光光源2 发出的激光照射到较小的范围内，消除对人体造成伤害的危险。因此， 可以可靠地提高在激光投影仪200启动时的安全性。
另外，由于电磁驱动型扫描镜4是否以足够的摆角大小被驱动， 是通过由该驱动产生的反电动势和驱动电力的相位差是否处于规定 的范围内而进行判断的，所以可以通过可靠且简单的方法确保启动时 的安全性。
另外，通过判断程序(判断单元)122d，对由判定程序(判定 单元)122b判定为相位差处于规定的范围内的次数是否大于或等于 规定次数进行判断，在由判断程序122b (判断单元)判断出相位差 被判定为处于规定的范围内的次数大于或等于规定次数的情况下，通 过光源控制程序(光源控制单元)122e使激光光源2开始点灯。因此，在充分地确认电磁驱动型扫描镜4的摆角已经达到足够 大小后，才使激光光源2开始点灯，进一步提高启动时的安全性。
另外，在规定时间内，没有由判定程序(判定单元)122b判定 为相位差处于规定的范围内的情况下，通过变更程序(变更单元)122c 变更电磁驱动型扫描镜4的驱动条件。
因此，即使在共振频率发生变化的情况下，也可以通过简单的 方法，对各电磁驱动型扫描镜4以固有的共振频率进行驱动。
此外，本发明的范围并不限于上述实施方式，可以在不脱离本 发明的主旨的范围内进行各种改良及设计变更。
例如，在上述实施方式中，作为电磁驱动型扫描镜，以在二维 方向上摆动的MEMS反射镜为例进行了说明，但电磁驱动型扫描镜 不限于此，例如，也可以使用2个在一维方向上摆动的电扫描镜。另 外，也可以将多面镜和电扫描镜进行组合而进行二维方向的扫描。
另外，也可以设置对电磁驱动型扫描镜的旋转角的位移进行检 测的检测部，以及对屏幕S上的激光的照射位置进行检测的检测部。 通过向反射镜驱动部7反馈来自上述检测部的检测信号，可以高精度 地进行扫描镜的角度控制。
另外，也可以由反电动势检测器5检测反电动势的峰值的绝对 值，在以规定值变更电磁驱动型扫描镜的驱动频率后，将在以频率变 更后的驱动频率进行驱动时检测出的反电动势的值、和在以规定值变 更前的驱动频率进行驱动时检测出的反电动势的值进行比较，计算驱 动频率相对于共振频率向正负方向中的哪一侧偏移，以及驱动频率和 共振频率的差值，以计算出的差值变更驱动频率。由此，可以在更短 时间内高效地进行激光光源点灯开始处理。
权利要求
1.一种激光投影仪，其将来自激光光源的激光向投影面投射而显示图像，其特征在于，具有电磁驱动型扫描镜，其使来自所述激光光源的激光进行扫描；检测单元，其在该激光投影仪启动时，检测由于驱动所述电磁驱动型扫描镜而产生的反电动势；判定单元，其判定由所述检测单元检测出的反电动势的值是否超过规定的阈值；以及光源控制单元，其在由所述判定单元判定为反电动势的值超过规定的阈值的情况下，使激光光源开始点灯。
2. 根据权利要求1所述的激光投影仪，其特征在于， 具有判断单元，其对由所述判定单元判定为反电动势的值超过规定的阈值的次数是否大于或等于规定次数进行判断，所述光源控制单元在由所述判断单元判断出反电动势的值被判 定为超过规定的阈值的次数大于或等于规定次数的情况下，使所述激 光光源开始点灯。
3. 根据权利要求1或2所述的激光投影仪，其特征在于， 具有变更单元，其在规定时间内没有由所述判定单元判定为反电动势的值超过规定的阈值的情况下，变更所述电磁驱动型扫描镜的 驱动条件或者所述规定的阈值。
4. 一种激光投影仪，其将来自激光光源的激光向投影面投射而 显示图像，其特征在于，具有电磁驱动型扫描镜，其使来自所述激光光源的激光进行扫描； 检测单元，其在该激光投影仪启动时，检测由于驱动所述电磁驱动型扫描镜而产生的反电动势和驱动电力之间的相位差；判定单元，其判定由所述检测单元检测出的所述相位差是否处于规定的范围内；以及光源控制单元，其在由所述判定单元判定为所述相位差处于规定的范围内的情况下，使激光光源开始点灯。
5. 根据权利要求4所述的激光投影仪，其特征在于， 具有判断单元，其对由所述判定单元判定为所述相位差处于规定的范围内的次数是否大于或等于规定次数进行判断，所述光源控制单元在由所述判断单元判断出所述相位差被判定 为处于规定的范围内的次数大于或等于规定次数的情况下，使所述激 光光源开始点灯。
6. 根据权利要求4或5所述的激光投影仪，其特征在于， 具有变更单元，其在规定时间内没有由所述判定单元判定为所述相位差处于规定的范围内的情况下，变更所述电磁驱动型扫描镜的 驱动条件。
7. —种激光投影仪，其将来自激光光源的激光向投影面投射而 显示图像，其特征在于，具有电磁驱动型扫描镜，其使来自所述激光光源的激光进行扫描； 检测单元，其在该激光投影仪启动时，检测由于驱动所述电磁驱动型扫描镜而产生的反电动势；判定单元，其判定由所述检测单元检测出的反电动势的值是否 超过规定的阈值；变更单元，其在规定时间内没有由所述判定单元判定为反电动 势的值超过规定的阈值的情况下，变更所述电磁驱动型扫描镜的驱动 条件或者所述规定的阈值；判断单元，其对由所述判定单元判定为反电动势的值超过规定的阈值的次数是否大于或等于规定次数进行判断；以及光源控制单元，其在由所述判断单元判断出反电动势的值被判 定为超过规定的阈值的次数大于或等于规定次数的情况下，使所述激 光光源开始点灯。
8. —种激光投影仪，其将来自激光光源的激光向投影面投射而显示图像，其特征在于，具有电磁驱动型扫描镜，其使来自所述激光光源的激光进行扫描；检测单元，其在该激光投影仪启动时，检测由于驱动所述电磁驱动型扫描镜而产生的反电动势和驱动电力之间的相位差；判定单元，其判定由所述检测单元检测出的所述相位差是否处于规定的范围内；变更单元，其在规定时间内没有由所述判定单元判定为所述相 位差处于规定的范围内的情况下，变更所述电磁驱动型扫描镜的驱动条件；判断单元，其对由所述判定单元判定为所述相位差处于规定的 范围内的次数是否大于或等于规定次数进行判断；以及光源控制单元，其在由所述判断单元判断出所述相位差被判定 为处于规定的范围内的次数大于或等于规定次数的情况下，使激光光 源开始点灯。
全文摘要
本发明提供一种激光投影仪，其能够可靠地提高启动时的安全性。在激光投影仪(100)启动时，反电动势检测器(5)(检测单元)检测由于电磁驱动型扫描镜(4)的驱动而产生的反电动势，判定单元判定由反电动势检测器(5)检测出的反电动势的强度是否超过规定的阈值，光源控制单元在由判定单元判定为反电动势的强度超过规定的阈值的情况下，使激光光源(2)开始点灯。
文档编号G03B21/00GK101561619SQ200910135209
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者平野敦也, 西冈谦, 西垣宏, 近冈笃彦 申请人:船井电机株式会社