CN101896957A - 光投射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光投射装置，包括：投射光进行照明或信息显示，并能够使投射位置移动的可动投射部；检测指示者指示的搜索对象物品的位置的位置检测部；检测所述指示者的视野的视野检测部；以及控制部，该控制部根据所述位置检测部检测到的所述搜索对象物品的位置和所述视野检测部检测到的所述指示者的视野来控制所述可动投射部，使该其直接照明所述搜索对象物品、或者向所述指示者的视野内投射用于将所述指示者引导向所述搜索对象物品的引导信息。

Description

光投射装置
技术领域
本发明涉及一种投射光进行照明或信息显示的光投射装置。
背景技术
当不清楚放置在屋内的物品在哪个房间的哪个位置时，有时候四处寻找，却总也找不到该物品。因此开发出了向指示者示出位置不明的物品的所在位置的搜索系统。
例如，在日本专利公开公报特开平11-311680号中，提出了在物品上安装具有接收功能的通知终端的装置。在该装置中，通知终端接收电波而发出声或光，以通知物品的存在场所。
但是，在各物品上安装通知终端的上述现有技术，需要使通知终端自身启动的电源等。因此，通知终端的尺寸较大且还花费成本，所以难以在很多物品上安装。
关于这点，例如，在日本专利公开公报特开2004-294403号(以下称为“专利文献2”)中，提出了在物品上安装小型的识别无线标签进行物品搜索的技术，能够在很多物品上安装。该专利文献2公开了一种信息处理装置，该信息处理装置具有从安装在物品上的识别无线标签接收识别数据并计算位置信息的单元和输出该位置信息的显示单元。除此以外，以往还提出了很多通过来自无线标签的信息来进行物品搜索的系统。
但是，在以往的物品搜索系统中，作为显示位置信息的显示单元，使用的是便携终端所具备的显示部或TV监视器等固定显示终端。
当使用便携终端的显示部作为显示位置信息的单元时，需要携带着该便携终端来搜索物品，对用户来说很麻烦。另外，当便携终端自身位置不明时，还存在根本无法使用物品搜索系统的问题。此外，当使用固定显示终端作为显示位置信息的单元时，用户需要移动到能看到固定显示终端的显示的场所，这种情况对用户来说也很麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不麻烦而又能够实现物品搜索的使用方便的光投射装置。
为了达到上述目的，本发明所提供的光投射装置包括：投射光进行照明或信息显示，并能够使投射位置移动的可动投射部；检测指示者指示的搜索对象物品的位置的位置检测部；检测所述指示者的视野的视野检测部；以及控制部，该控制部根据所述位置检测部检测到的所述搜索对象物品的位置和所述视野检测部检测到的所述指示者的视野，来控制所述可动投射部直接照明所述搜索对象物品、或者将用于引导所述指示者至所述搜索对象物品的引导信息投射到所述指示者的视野内。
根据上述的结构，如果指示者指示搜索对象物品，则位置检测部检测搜索对象物品的位置，并且视野检测部检测指示者的视野。然后，根据这些检测结果，控制部控制可动投射部。这里，由于可动投射部能够使投射位置移动，因此控制部能够使可动投射部向搜索对象物品的位置投射光而直接照明搜索对象物品。另外，当搜索对象物品位于不能直接照明的位置时，控制部能够使可动投射部将用于引导指示者至搜索对象物品的引导信息投射到指示者的视野内。由此，通过利用可动投射部的照明或信息显示来辅助指示者的物品搜索，指示者能够不麻烦而迅速地进行物品搜索。
本发明的其他目的、特征和优点通过以下所示的记载将充分明确。另外，本发明的优点通过参考附图的下述说明将显而易见。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构和动作的说明图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构和动作的说明图。
图3是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构和动作的说明图。
图4是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构和动作的说明图。
图5是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构和动作的说明图。
图6(A)是本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构图，图6(B)是图6(A)的光投射装置中的可动投射部的概要结构图。
图7是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构和动作的说明图。
图8(A)是本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构图，图8(B)是图8(A)的光投射装置中的携带型光投射装置的概要结构图。
图9是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构和动作的说明图。
图10是本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构图。
图11是本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构图。
图12是图11的光投射装置中的可动投射部的概要结构图。
图13是图12的可动投射部的沿A-A线箭头方向的剖视图。
图14是图12的可动投射部的沿B-B线箭头方向的剖视图。
图15是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构的框图。
图16是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的动作的流程图。
图17是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的动作的流程图。
图18是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的动作的流程图。
图19是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的动作的流程图。
图20是表示本发明的一实施方式所涉及的光投射装置的概要结构的框图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下的实施方式是对本发明具体化的一个例子，并不限定本发明的技术范围。
(实施方式1)
图15表示本发明的实施方式所涉及的光投射装置100的概要结构。该光投射装置100具备：装置主体101、扩散光源102、语音传感器103、摄像传感器104、控制部105、存储部106、输入输出接口部107、可动投射部110以及位置检测传感器120。
图1至图3是表示本发明的实施方式所涉及的光投射装置100的概要结构和动作的图。
光投射装置100的装置主体101例如被设置在屋内的天花板上。光投射装置100具有设置在装置主体101上的可动投射部110，能够在屋内自由设定投射区域。另外，光投射装置100能够通过设置在装置主体101上的语音传感器103进行指示者201(用户)发出的语音的辨认。
此外，光投射装置100能够通过设置在装置主体101上的摄像传感器104拍摄指示者201，通过图像处理辨认指示者201的位置和朝向，从而可获取指示者201的视野。作为摄像传感器104，可以使用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)图像传感器等固体摄像元件。用于获取指示者201的视野的图像处理由控制部105来执行。控制部105(应为视野检测部104)，通过模式匹配(pattern matching)等公知的各种人物辨认(脸部辨认等)算法，获取指示者201的视野。
还能够利用语音传感器103获取指示者201的视野。即，如果在设置有光投射装置100的装置主体101的主房间内配置多个(至少两个)语音传感器103，则利用来自指示者201的语音输入的信号强度与距离成反比例地衰减的特性(距离衰减特性)，控制部105能够计算出指示者201的位置和方向。例如，在房间内有多人时，如仅利用摄像传感器104拍摄房间内，则有可能不清楚哪个人是指示者201。这种情况下，也可以通过并用基于来自语音传感器103的语音输入的指示者201的位置和方向的运算结果，确定指示者201并获取指示者201的视野。
在本实施方式中，通过物品所附带的无线识别标签130和检测从无线识别标签130发送的位置信息的多个位置检测传感器120(位置检测部)，物品的位置得以计算。位置检测传感器120被设置在屋内的多处。由于位置检测传感器120也被设置在设有光投射装置100的装置主体101的主房间以外，因此附带有无线识别标签130的物品位于主房间外时，也能够检测物品的位置。
位置检测传感器120有两个以上即能够检测附带有无线识别标签130的物品的位置。例如能够通过利用来自无线识别标签130的接收电波强度与距离成反比例地衰减的特性(距离衰减特性)计算无线识别标签130的位置等公知的各种位置检测算法，来检测物品的位置。
各位置检测传感器120与光投射装置100的控制部105连接，将无线识别标签130的标签ID信息、接收电波强度等信息输入至控制部105，由控制部105进行位置的运算。而且，将由控制部105计算出的物品的位置信息存储在存储部106中。
表示指出物品的名称、外观、功能等信息与无线识别标签130的标签ID信息的关联的信息(查找表(lookup table)信息或数据库信息)被预先登录在光投射装置100中。因此，即使没有物品的明确的名字，通过名称、外观、功能等部分的组合也能够进行物品的确定。
另外，在存储部106中也预先登录有各种物品的图像信息，以便能够通过公知的模式匹配技术等辨认物品。摄像传感器104尝试拍摄搜索的物品的形态，控制部105根据其结果判断是否能从光投射装置100直接照明物品。
另外，在存储部106中还预先登录有屋内的示意图等显示地图信息，以便在无法直接照明搜索对象物品时能够以地图形式图示该物品的存在位置。
这里，图1至图3表示本实施方式所涉及的光投射装置100的动作例。
图1中，指示者201寻找家里钥匙，向光投射装置100询问“家里钥匙在哪里？”(语音输入)。此时，光投射装置100辨认指示者201的语音，直接照明位于桌上的“家里钥匙”的位置的小区域，向指示者201显示搜索的物品的位置。
图2中，指示者201寻找红色移动电话，向光投射装置100询问“红色移动电话在哪里？”。此时，光投射装置100辨认指示者201的语音，在墙壁上用图等显示“红色移动电话”的位置(投影显示引导信息)。即，由于“红色移动电话”位于设置光投射装置100的主房间之外，所以无法通过光投射装置100直接照明。因此，光投射装置100向指示者201的视野内投射并显示用于将指示者201向“红色移动电话”引导的包含图形和文字等的引导信息。
图3中，指示者201寻找笔记本，向光投射装置100询问“笔记本在哪里？”。此时，光投射装置100辨认指示者201的语音，为了显示“笔记本”的位置而直接照明“笔记本”存在的方向，并且同时显示箭头和文字，以引导指示者找到物品。在该例子中，虽然光投射装置100通过位置检测传感器120的位置信息可辨认“笔记本”的存在位置，但是“笔记本”隐藏在桌面之下，摄像传感器104尝试拍摄“笔记本”的形态但却处于无法拍摄的状态。因此，光投射装置100判断无法直接照明“笔记本”，并在桌面上显示指示“笔记本”的存在位置的箭头和文字。
为了实现上述的各动作，在光投射装置100中，分别执行图16所示的初始设定程序(routine)、图17所示的物品的位置信息存储程序、图18所示的投射程序。
即，如图16所示，作为光投射装置100的初始设定，进行物品的登录(S1)和显示地图登录(S2)。S1的物品的登录是指表示上述的物品信息(名称、外观、功能等)与无线识别标签130的标签ID信息的关联的信息的登录。另外，S2的显示地图登录是指上述的屋内的示意图等显示地图信息的登录。例如，用户通过操作与输入输出接口部107无线或有线连接的信息输入部，输入上述S1和S2的各信息，将这些信息存储在存储部106以实现S1和S2的登录。
在初始设定后，进行图17所示的物品的位置信息存储程序。即，控制部105根据从多个位置检测传感器120输入的物品的位置信息，检测物品的位置(S3)。然后，控制部105在S2中登录的地图信息中记入物品的位置(S4)。在此，如果物品存在于设置有光投射装置100的装置主体101的主房间内(S5中为“是”)，则控制部105控制摄像传感器104尝试拍摄主房间内的物品(S6)。而且，如果控制部105在物品拍摄成功判断可直接照明该物品(S7中为“是”)，则不进行引导信息的生成。这种情况下，例如也可以在存储物品信息的存储区域中的指定的比特(位)(bit)建立表示可直接照明的标志(flag)。
另一方面，物品存在于设置有装置主体101的主房间以外的房间时(S5中为“否”)，或者判断无法拍摄物品而不能直接照明该物品时(S7中为“否”)，控制部105生成用于将指示者201向物品引导的引导信息并预先存储到存储部106中(S9)。
以后，每当物品的位置发生变化(S10中为“是”)，控制部105就执行上述S3～S9的程序，更新存储的物品的位置信息。然后，当有来自指示者201的搜索物品的语音输入时(S10中为“是”)，移至图18所示的投射程序(S11)。
移至投射程序后，控制部105控制摄像传感器104拍摄主房间内的指示者201，获取指示者的视野信息(S12)。而且，如果控制部105根据指示者的视野信息以及存储的物品的位置信息，判断可直接照明物品时(S13中为“是”)，则控制可动投射部110投射直接照明该物品的光(S14)。
另一方面，如果控制部105根据指示者的视野信息以及存储的物品的位置信息，判断无法直接照明物品时(S13中为“否”)，则向指示者201的视野内投射用于将指示者201向物品引导的引导信息(S15)。
如上所述，通过位置信息存储程序一边更新物品的位置信息一边加以存储，能够迅速地进行来自指示者201的搜索物品的语音输入之后的投射处理。
此外，也可以不像上述那样预先存储物品的位置信息，而是如图19所示，在来自指示者201的搜索物品的语音输入之后检测物品的位置等。即，指示者201进行搜索物品的语音输入后(S16中为“是”)，控制部105根据从多个位置检测传感器120输入的物品的位置信息，检测物品的位置(S17)。这里，如果物品存在于主房间内(S18中为“是”)，则控制部105控制摄像传感器104尝试拍摄物品，并且获取指示者的视野信息(S19)。然后，根据可否拍摄物品以及指示者201的视野信息，判断可否直接照明物品(S20)。如果控制部105判断可直接照明物品(S20中为“是”)，则控制可动投射部110投射直接照明该物品的光(S21)。另一方面，物品存在于主房间以外的房间时(S18中为“否”)，或者判断无法直接照明物品时(S20中为“否”)，控制部105生成用于将指示者201向物品引导的引导信息(S22)，并向指示者201的视野内投射引导信息(S23)。
本实施方式的光投射装置100的特征在于：设置在屋内，为了向指示了名称、外观、或功能等物品信息的指示者201显示该物品的存在位置，通过投射的光直接照明物品的存在位置、及/或向指示者201的视野内投射用于引导指示者的图形或文字等引导信息。
这样，通过利用对物品的直接照明，指示者201能够直接认知物品的位置而加以行动。
另外，在无法直接照明物品自身时，通过在指示者201的视野内显示图形或文字进行引导，指示者201能够辨认物品的位置信息以搜索物品。另外，即使物品隐藏在架子中或隐蔽处，通过照明方向和图形或文字的显示，指示者201也能够迅速搜索物品。以往，由于物品搜索的位置显示是通过指定显示器来进行，因此，指示者必须移动到指定显示器的面前，而本实施方式的光投射装置100无须如此，在房间内的任何地方都能够进行物品的搜索。另外，以往，在通过便携显示器进行显示时，需要寻找便携显示器，或需要携带便携显示器，而使用本实施方式的光投射装置100时，指示者201手里什么也不拿就能够进行物品搜索。因此，本实施方式的光投射装置100是能够简单易懂地显示物品的位置，并且指示者201可以不麻烦而迅速地进行搜索的使用方便的装置。
另外，在本实施方式的光投射装置100中，可以任意设定照明区域的形状，以便照明作为物品的存在位置的小区域。照明区域的形状通过空间调制投射的光来调节。在光投射装置100中，通过控制空间调制元件，设定光投射的区域的形状和大小。该光投射的区域相当于光投射装置100的照明区域。
另外，在本实施方式的光投射装置100中，位置被照明的物品上附加有包括无线识别标签130的信息发送源，包含设在主房间外在内的多个位置检测传感器120与光投射装置100连接，物品的位置信息被存储在光投射装置100中。光投射装置100利用语音传感器103根据指示者201的语音输入进行搜索的物品的辨认。这样，即使物品在光投射装置100所设置的场所以外，光投射装置100也能够精确地辨认物品的位置信息，且能够进行大量物品的位置信息的管理。
通过并用语音传感器103的语音输入和本实施方式的直接照明的显示，在物品搜索时使用者(指示者201)无需访问机器，从而可解除物品搜索的麻烦。另外，在指示者201很着急时等情况下，指示者201能够与其他的动作并行进行物品搜索。较为理想的是，光投射装置100的语音传感器103设有多个。这是因为可通过利用多个语音传感器103的差分，计算出指示者201相对于光投射装置100的方向和指示者的视野的方向，从而光投射装置100能够确定指示者的视野内的显示图形和文字的位置。
另外，光投射装置100具有摄像传感器104，摄像传感器104通过拍摄指示者201而得到视野的位置信息，光投射装置100控制投射映像的位置。另外，摄像传感器104尝试拍摄搜索的物品，以判断可否从光投射装置100直接照明物品。而且，搜索的物品的直接照明困难时，进行图形或文字的显示以将指示者向物品的位置引导。例如，图3中，使用箭头和文字引导指示者201。摄像传感器104拍摄光投射装置100可投射的范围的区域，控制部105辨认人脸的位置。此时，控制部105控制可动投射部110的角度，以使来自可动投射部110的投射光不直接照射在人脸上。通过不对人眼直接照射投射光，能够防止让人感到晃眼。
光投射装置100最好是，具有摄像传感器104，摄像传感器104获取指示者201的视野，控制部105进行投射映像的位置的控制、以及根据可否拍摄搜索的物品进行用于引导指示者的图形或文字的显示内容的控制。本实施方式中，虽然是向指示者201的视野内投射图形或文字，但通过使用摄像传感器104确定指示者的视野，能够向指示者201很容易就可以看到图形或文字的较为理想的位置进行投射。
另外，本实施方式是直接照明搜索的物品。但是，由于也存在无法直接照明的情况，所以使用摄像传感器104进行可否直接照明的判断。而且，在无法直接照明时，也能够通过显示引导的图形等，准确地将指示者引导向物品。由此，即使物品位于隐藏在架子中或物体后等无法直接照明的所有的场所时，也能够引导指示者。尤其是，图3的例子是通过照明显示物品的大概位置，用图形或文字确定场所的优选例。不仅有图形或文字的引导，还照明大概的位置。通过这种显示方式，将指示者201引导至指定的场所，缩小搜索范围，能够明确并用的图形或文字所示的意思。
图4表示光投射装置100照明作为指示者201的视野的桌面上的情况。此时的照明并不是如上所述的用于搜索物品的照明，而是例如读书时的照明。光投射装置100控制投射光的方向使该投射光可变，随时将照明方向改变成朝向作为指示者201的视野的场所。光投射装置100的控制部105通过摄像传感器104获取作为指示者201的视野的方向信息，控制可动投射部110来控制照明方向的移动。此外，也可以采用照明方向向指示者201以语音等指示的场所移动的方式。
光投射装置100最好是控制光的投射位置使该投射位置可变，对作为指示者201的视野的部位进行照明。光投射装置100运用投射位置可变的性能，不仅对指定物品(搜索对象物品等)进行照明，还能够对作为指示者201的视野的位置进行照明。通过照明作为指示者201的视野的指定的位置，能够重点明亮地照明指示者201的视野、也就是想看的场所或想让第三者看的场所。对指示者201的视野的重点照明与整体照明相比，能够降低照明的功耗。另外，具有让指示者201的注意力集中于照明的视野范围的效果。
光投射装置100能够通过从可动投射部110投射的光进行某个范围的照明，也能够通过扩散照明光源102照明设置有装置主体101的房间整体。这样，光投射装置100具有作为房间的照明装置的功能，进行整个房间的亮度(照度)调节。房间整体的亮度程度(levelof illuminance)的调节使用扩散光源102，通过从可动投射部110投射的光对指示者201的视野范围的指定部位进行照明。
光投射装置100最好是具有扩散照明光源102，利用扩散光对屋内进行照明。通过具有扩散照明光源102，可仅通过光投射装置100而起到作为进行整个屋内的亮度调节的照明装置的功能，对于指示者201来说能够进行理想的亮度调节。尤其是，如本实施方式所示，通过同时具有基于投射光的指定部位的照明及基于扩散光的整体照明功能，能够自如地控制亮度的对比度和平均值。此外，可使用使激光充分扩散后的光源、LED、或者荧光灯等作为扩散照明光源102。
图5表示光投射装置100向作为指示者201的视野的墙面投射指示者201指示的信息的映像的情况。如图15所示，光投射装置100通过输入输出接口部107与网络(LAN(Local Area Network)或因特网)连接。然后，光投射装置100的控制部105从网络内搜索并获取指示者201以语音输入等方式指示的信息。而且，控制部105控制可动投射部110投射获取的信息的映像。在图5的例子中，针对指示者201的“明天的天气如何？”的语音输入，光投射装置100向作为指示者201的视野的墙面投射明天的天气预报的映像。光投射装置100控制投射光的方向使该方向可变，使映像的照明方向改变成朝向作为指示者201的视野的场所。光投射装置100的控制部105通过摄像传感器104获取作为指示者的视野的方向信息，控制可动投射部110以控制投射方向的移动。此外，也可以采用使投射方向向指示者201以语音等指示的场所移动的方式。投射的映像是指示者201以语音等指示的映像。光投射装置100具有语音传感器103，由此能够进行语音输入。此外，也可以使用语音输入以外的接口(例如键盘等)。
光投射装置100最好是控制光所投射的位置使该位置可变，向指示者201的视野内投射指示者201指示的信息的映像。光投射装置100发挥使投射位置可变的性能，能够向作为指示者201的视野内的位置投射映像。此时，通过投射根据指示者201的指示的映像，指示者201能够得到想要的信息。
由于光投射装置100的投射位置可变并在指示者201的视野内，因此指示者201能够在进行其他作业的同时得到信息。以往的固定型显示器需要指示者移动到显示器的面前，但本实施方式无须如此，而是映像追随着指示者201。另外，以往的便携显示器需要携带显示器，但本实施方式无须如此，也不需要携带着显示装置。这样，采用本实施方式的光投射装置100，指示者201不必受限在显示装置的位置即可得到信息。
另外，光投射装置100通过在投射照明和映像的过程中使投射位置可变，从而一边使照明和映像空间移动一边进行显示。另外，使显示的照明和映像的内容随着它们的移动而时间性变化来进行显示。例如，搜索对象物品不在指示者201的视野内时，光投射装置100首先向指示者201的视野内投射照明光(或映像)，吸引指示者201注意。然后，光投射装置100通过使照明光逐渐向物品的方向移动，引导指示者201的视线移动。此时的照明光例如可以是圆形的光点照明(spot illumination)，也可以是指示指示者201的视线移动方向的箭头形状。而且，光投射装置100使照明光移动到物品附近后，显示物品的状态的详细信息(桌里的位置等)。由此，能够引导指示者201的视线，使指示者201直观地辨认物品的位置，并且通过详细的信息显示也能够促进指示者201的认知。如上所述，本实施方式的光投射装置100具有在投射过程中使显示位置空间移动和使显示信息随时间变化的特征。根据该特征，与以往的在画面内记录的信息相比，能够给指示者201带来更直观的认知。
这里，图6(A)表示光投射装置100的光学系统的结构。从激光光源1r、1g、1b射出的红、绿、蓝各色激光通过照明光学系统2而被射束整形，照明空间光调制元件3(调制部)。在光投射装置100中，通过包括棒状积分器(rod integrator)和中继透镜(relay lens)的照明光学系统2，使激光成为适于空间光调制元件3的照明的矩形且为均匀的强度分布。空间光调制元件3例如包括透射型液晶元件和偏振板，进行各色激光的调制，射出经过二维调制的激光。被调制的红、绿、蓝激光通过合波棱镜4合波，射入缩小投影光学系统5。通过该缩小投影光学系统5，经过调制的激光在光纤束(bundle of fiber)6(导光部件)的入射面缩小成像。然后，将被调制的激光导入光纤束6的各芯。
光纤束6是光纤成为束的结构，具有多个芯(core)，各芯被折射率比芯的折射率低的包层(clad)所覆盖。在光纤束6中，芯与芯之间为包层。此外，包层也可以不由各芯共享，包层为分离的状态，包层之间也可以是其他的树脂材料或空隙。光纤束6的光的入射面和出射面的芯的配置固定，能够将入射面的像传输到出射面。光纤束6具有弯曲性(柔韧性)，能够连同覆层作为一条线材处理。作为多个芯之间的包层部，为了提高获取效率，较为理想的是尽可能地做小。此外，光纤束6具有多个芯，能够导光即可，其材质或形状并无特别限定。
光纤束6在出射面与投射透镜8结合，通过投射透镜8放大投射传输来的像。如图6(B)所示，投射透镜8通过投射角度调节机构7而可动。投射角度调节机构7使投射透镜8的水平转动方向θ和倾斜角d可变，以改变投射角度。由此，光纤束6的出射面和包括投射透镜8的投射部可动，构成可动投射部110(可动部)。
在光投射装置10中，激光光源1r、1g、1b等被固定，仅投射部可动，以确定投射的方向。投射透镜8还具有变焦机构，能够改变投射尺寸。由于光纤束6为具有弯曲性的线材，因此可动投射部110能够自如地移动到投射角度调节机构7设定的位置。
光投射装置100最好是具有可动投射部110，根据物品的位置和指示者201的视野移动投射位置。通过具有可动投射部110，在本实施方式中能够进行所需的投射位置的移动。另外，通过仅使投射照明光或图像的投射透镜8的部分为可动部，能够使可动部较小，从而实现移动机构的小型化或加速。
光投射装置100最好是具备激光光源1r、1g、1b、具有多个芯且入射面和出射面的芯配置固定的光纤束6以及设置在光纤束6的出射端的可动投射部110，将调制的激光导入光纤束6，通过可动投射部110进行从光纤束6射出的光的放大投射和投射位置的移动。由于可动投射部110仅由投射透镜8和光纤束6的出射端面形成，因此能够实现可动部的小型化和轻量化。由此，能够高速且以很小的力对投射角度进行调节。另外，由于光纤束6是具有弯曲性的线材，因此能够自如操纵可动投射部110。另外，通过使用激光光源1r、1g、1b，能够提高与光纤束6的结合效率(coupling efficiency)，实现高效率的光传输。
使用激光光源作为本实施方式的光投射装置100的光源较为理想的是。通过使用光源面积小的激光光源，能够进行可动投射部110的小型化。基于可动投射部110的小型化，能够使可动投射部110的驱动机构小型化并降低动作时的功耗。此外，在本实施方式中，作为激光光源使用射出红、绿、蓝激光的激光光源1r、1g、1b，是能够进行全色显示的理想的结构，但并不限定于此。例如，激光光源也可以是射出单色或两色激光的结构。
此外，在本实施方式中，示出了使用无线识别标签130检测物品的位置信息的结构例。但是，如果除了无线识别标签130以外还具有能够检测位置信息，并将其信息传递到光投射装置100的结构，则也可以不使用无线识别标签130。例如，也可以是通过摄像传感器104检测物品的位置信息，将其信息传输到光投射装置100的结构。另外，关于指示者201的物品搜索指令的输入，也可以使用语音输入以外的方法。例如，也可以使用键盘、指示设备(pointing device)或触摸屏等一般公知的输入方法。
(实施方式2)
接着，以下参考附图对本发明的其他实施方式所涉及的光投射装置进行说明。
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的光投射装置200的光学系统的结构和动作的概要图。对与实施方式1同样的结构部件标注相同的部件编号，并省略其说明。
光投射装置200的结构为，激光光源1r、1g、1b与可动投射部91(可动部)分离，由多模光纤(multimode fiber)61连接这两个部件。从激光光源1r、1g、1b射出的红、绿、蓝各色激光被导入多模光纤61(导光部件)并传输。多模光纤61将激光传输至可动投射部91内的照明光学系统21。由于多模光纤61具有弯曲性(柔韧性)而能够弯曲，因此即使可动投射部91移动，也能够继续连接激光光源1r、1g、1b与可动投射部91。
本实施方式的多模光纤61为具有与红、蓝、绿对应的三条多模光纤结合成一条大口径多模光纤的结构的石英系光纤。此外，多模光纤61只要能够传输激光的功率(power)并具有弯曲性即可，其材质并不限定于石英系，例如也可以是树脂制。另外，多模光纤61也可以是分别传送各色光的光纤束(bundle of fiber)或具有多个芯的多芯光纤。
可动投射部91包括照明光学系统21、反射型空间光调制元件31、TIR(Total InternalReflection，全内反射)棱镜41、投射透镜81，能够通过投射角度调节机构71改变方向。投射角度调节机构71通过使球形台座移动来调节二轴的角度，实现基于可动投射部91的投射位置的移动。
照明光学系统21包括锥形棒状棱镜和场透镜。锥形棒状棱镜具有与多模光纤61连接的小入射面、反射光并使光重叠的锥形侧面以及确定射束形状的出射面，进行射束整形和强度的均匀化。
TIR棱镜41是将来自照明光学系统21的光反射到反射型空间光调制元件31，并使由反射型空间光调制元件31反射到投射透镜81一侧的光透过的棱镜。反射型空间光调制元件31使用DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器)，通过微镜的角度切换来进行光调制。
光投射装置200最好是具有：包括照明光学系统、调制元件和投射光学系统的可动单元(可动投射部91)；激光光源；连接激光光源与可动单元的弯曲性光传输部(多模光纤61)，通过所述可动单元控制投射位置。通过由弯曲性光传输部连接光源与可动单元，即使可动单元移动，也能够支撑光源与可动单元的结合，且能够实现光源与可动单元的分离。通过分离光源与可动单元，能够实现可动单元(可动投射部91)的小型化，能使在本实施方式中需要的投射位置的移动机构小型化，实现驱动的省电。尤其是在使用高功率的光源时，由于光源的放热机构大型化，光源部的尺寸增大，因此将光源部分离的本实施方式对于投射位置的控制非常有效。
光投射装置200除了物品的搜索以外，还可以以对投射的信息的交互功能代替搜索物品的功能。在图7的例子中，指示者201寻找TV的远程控制器(以下称为遥控器)时，即使该遥控器不存在于设置有光投射装置200的主房间，也可以通过光投射装置200将遥控器图像(互动图像(interactive image))投射到指示者201的视野内，该遥控器图像实现遥控器的功能。光投射装置200投射的信息(该例子中为遥控器图像)与指示者201的交互功能，通过指示者201对该信息的操作(动作)和检测该操作并执行与该操作对应的处理的控制部105的动作来实现。指示者201对投射的信息的操作的检测，能够通过摄像传感器104拍摄指示者201的操作状态，控制部105(参考图15)对拍摄的图像进行图像处理得以实现。例如，在指示者201进行将手指移至遥控器图像的频道按钮位置的操作时，由摄像传感器104将此操作状态拍摄下来，控制部105通过图像处理获取被指示者201的手指尖掩盖的频道按钮位置。而且，此时，光投射装置200的控制部105通过输入输出接口部107以无线方式变更TV的频道，从而实现交互功能。本实施方式的优选实施例为，光所投射的位置可变，将控制机器的交互的图像投射到指示者201指示的位置，由摄像传感器104获取指示者201触摸投射图像的样子，进行机器的控制。
本发明的光投射装置200由于光投射的位置可变，因此能够在恰当的位置向指示者显示具有交互功能的信息。由于投影的位置由光投射装置200控制，因此，对投影的信息位置的感应能够通过与摄像传感器104组合而容易进行。
在本实施方式中是进行物品的搜索，但对于遥控器等机器的控制器的搜索，能够通过交互功能代替控制器的功能，省去搜索的麻烦，不需要遥控器等。作为遥控器等有形装置的替代，虽然提出有基于语音辨认的控制，但操作频繁时，语音辨认并不适合。对此，如本实施方式所示，在理想的位置显示具有交互功能的信息，频繁的操作也可以简便地进行，使用者能够舒适地进行操作。
此外，摄像传感器104也可以是嵌入可动投射部91或与空间光调制元件31同轴，用投射透镜81作为摄影透镜的结构。
另外，为了使交互功能的感应变得容易，也可以是将红外光重合于投影的信息的结构。在本实施方式中，绿激光光源1g采用波长转换激光，输出绿色光和红外光。即，绿激光光源1g将红外光作为基波激光，通过波长转换元件将该红外光进行波长转换而生成绿色光(波长转换激光)。而且，绿激光光源1g将未经波长转换而残留的红外光与绿色光一起输出。通常，红外光由滤光器等阻截，但通过采用去除滤光器的结构，则红外光也经由与绿色光相同的光路而被投影。此时，较为理想的是，通过将摄像传感器104作为红外线照相机，进行被投影的红外光和指示者201的动作的检测，实现交互功能。如此，通过由红外线照相机的拍摄进行感应，容易区别对投影的像的遮挡是指示者的动作造成的、还是其他的物品造成的，从而能够提高交互功能对人的动作的感应精度。
(实施方式3)
接着，以下参考附图对本发明的其他实施方式所涉及的光投射装置进行说明。
图8(A)是表示本发明的实施方式3所涉及的光投射装置300的光学系统的结构和动作的概要图。对与实施方式1和2同样的结构部件标注相同的部件编号，并省略其说明。
光投射装置300包括携带型光投射装置310(小型光投射单元)以及控制投射方向的可动台(movable stage stand)350。携带型光投射装置310与可动台350能够分离，携带型光投射装置310在与可动台350分离的单独状态下，也能够作为投射装置而动作。
可动台350具有用来固定携带型光投射装置310并对携带型光投射装置310进行充电的充电台301。可动台350通过电源插头而被供电，利用该电力，由充电台301对携带型光投射装置310进行充电。携带型光投射装置310在要充电时或要在室内使用时可放置在充电台301上，固定在可动台350上。
可动台350具有投射角度调节机构72，通过在二轴上摇动球形台座，能够自如地倾斜充电台301。充电台301通过向二轴方向倾斜，使被固定在可动台350上的携带型光投射装置310的投射位置移动，如在前述的实施方式1或2中说明的那样，进行搜索的物品的直接照明，或向指示者201的视野内投射图形或文字。
如图8(B)所示，携带型光投射装置310具有：激光光源1r、1g、1b；正交棱镜9；照明光学系统22；反射型空间光调制元件32；偏振分束器(PBS)42以及投射透镜82。从激光光源1r、1g、1b射出的红、绿、蓝激光通过正交棱镜9而合波，射入照明光学系统22。照明光学系统22包括正交的多透镜(lenticular lens)22a和发散角补偿透镜22b，进行射束强度的均匀化和射束整形。反射型空间光调制元件32包括非常小的LCOS(Liquid Crystal On Silicon，硅基液晶)，对依次射出的红、绿、蓝激光时分割地进行各色的调制。PBS42分离不需要的偏振，对投射的图像赋予色阶(gradation)。投射透镜82将经过调制的光放大投射到投射位置。
携带型光投射装置310除了上述光学系统以外，如图20所示，还包括电池35、控制部36、输入输出接口37、无线通信部38、语音传感器103以及摄像传感器104。作为电池35，例如可以使用锂离子二次电池等。控制部36通过输入输出接口37控制激光光源1r、1g、1b和反射型空间光调制元件32。无线通信部38在携带型光投射装置310与可动台350分离时，可在与可动台350之间进行无线通信。
另外，如图20所示，可动台350具备控制部105、存储部106、输入输出接口部107以及无线通信部108。
根据这种结构，即使将携带型光投射装置310与可动台350分离，也由于可在两者间进行无线通信并进行控制信号和数据的交换，因此携带型光投射装置310能够单独动作。
携带型光投射装置310在被固定在充电台301上时，通过可动台350的投射角度调节机构72可动。携带型光投射装置310相当于本发明的可动投射部。此时，光投射装置300与前述实施方式1或2同样，根据物品的位置信息、可否拍摄物品、指示者201的视野信息等确定投射方向等。
另一方面，如果将携带型光投射装置310从可动台350上分离下来，携带型光投射装置310的投射方向可由指示者201来控制。因此，此时，携带型光投射装置310向指示者201所希望的任意的投射方向投影显示以图形等表示物品的位置的引导信息(参考图2)。
接下来，示出本实施方式所涉及的光投射装置300的有效的使用方法的一例。首先，在将携带型光投射装置310放置在可动台350上的状态下实行物品搜索。如果物品不存在于设置有可动台350的主房间，表示该物品存在于其他房间的引导信息通过携带型光投射装置310而被投影显示。此时，指示者201将携带型光投射装置310与可动台350分离，并携带着携带型光投射装置310移动到其他房间。然后，在移动到的房间，重新确认由携带型光投射装置310投射的引导信息。这样，由于能够在移动到其他房间后重新确认在主房间投影的引导信息，因此无论物品存在于屋内的哪一房间，都能够更可靠地进行物品的搜索。
此外，图20所示的结构是这样一种结构例，即，即使将携带型光投射装置310与可动台350分离，也能够实现使用携带型光投射装置310的物品搜索的辅助(assist)，但并不限定于此。也可以是这样的结构，即，在将携带型光投射装置310与可动台350分离后，虽然已经不能够实现使用携带型光投射装置310的物品搜索的辅助，但能够实现基于光投射的照明等。此时，作为在可动台350一侧设置一整套语音传感器103、摄像传感器104、控制部105、存储部106以及输入输出接口部107的结构，不需要无线通信而能够实现携带型光投射装置310的进一步小型化。此外，关于摄像传感器104，通过设置在携带型光投射装置310侧，具有能够容易变更摄像范围的效果。
光投射装置300最好是具有小型光投射装置(携带型光投射装置310)和控制所述小型光投射装置的投射方向的可动台，小型光投射装置即使与所述可动台分离也单独动作，所述可动台进行小型光投射装置的充电。由于小型光投射装置小，因此通过可动台能够迅速以小功率进行投射位置的移动。
另外，由于小型光投射装置可单独工作，从而能够在与设置的可动台所在的房间不同的场所作为光投射装置来使用。小型光投射装置与可动台分离后，能够利用电池来工作，能够在所有地方使用，能够实现在各种场所的利用。此时，通过可动台对电池进行充电，能够在本实施方式的用途中连续使用小型光投射装置。
另外，在用于本实施方式的物品搜索之后也可立即分离可动台与小型光投射装置，使用经过充电的电池，可以在各种场所使用小型光投射装置。通过将可动台作为小型光投射装置在室内的设置位置，能够在室内以免提(hands free)方式使用小型光投射装置。另外，通过可动台规定小型光投射装置在室内的放置位置，不会出现小型光投射装置的所在不明的情况。此外，可动台还能够作为为了将小型光投射装置带到室外而进行充电的充电器兼用。
(实施方式4)
接着，以下参考附图对本发明的其他实施方式所涉及的光投射装置进行说明。
图9是本发明的实施方式4所涉及的光投射装置400的概要图。对与实施方式1至3同样的结构部件标注相同的部件编号，并省略其说明。
光投射装置400的可动投射部包括扫描镜73(可动镜)。投射方向通过沿二轴扫描的扫描镜73而受到控制，直接照明物品的存在位置。尤其是，在本实施方式中，通过激光光源1r、1g、1b的强度调制和扫描镜73的扫描，进行显示图形或文字的光的空间调制。
从激光光源1r、1g、1b射出的红、蓝、绿激光通过分色镜(dichroic mirror)23而成为同轴，射入扫描镜73。扫描镜73采用可以二轴扫描的MEMS(Micro ElectroMechanical System，微电子机械系统)镜，让光二轴扫描。激光通过激光光源1r、1g、1b而被强度调制，通过结合扫描镜73的扫描投射图形或文字。此时，扫描镜73能够基于扫描的角度控制投射的方向，通过扫描镜73的控制使投射方向自如地移动。在图9中，控制扫描镜73的扫描角度以便仅直接照明作为搜索物品的钥匙的存在位置。
作为本实施方式的其他结构，也可以是将空间调制元件用于光的空间调制，将可动镜用于光的投射方向的控制。此时，在光投射装置的投射透镜的后段设置可动镜。可动镜将从投射透镜射出的经过调制的光的方向沿二轴扫描，确定投射方向。
本实施方式的优选实施例是通过可动镜进行投射方向的控制。通过使用可动镜，能够简单地控制投射方向，使可动部小型化。尤其是，在光投射装置400中，扫描镜的尺寸为μm级，是非常紧凑的结构。通过使可动部小型化，也能够实现装置的省电。
(实施方式5)
接下来，以下参考附图对本发明的其他实施方式所涉及的光投射装置进行说明。
图10是本发明的实施方式5所涉及的光投射装置500的概要图。对与实施方式1至4同样的结构部件标注相同的部件编号，并省略其说明。
光投射装置500包括：小型光投射装置部310(光投射单元)、作为控制投射方向的台的充电台301、投射角度调节机构74以及具有用于自力推进的车轮510的自力推进台550。
小型光投射装置部310，如图8(B)所示，包括激光光源1r、1g、1b和空间调制元件32，从投射透镜82投射经过调制的光。如图10所示，在自力推进台550的上部设置有投射角度调节机构74，并且在投射角度调节机构74上安装有充电台301。充电台301和投射角度调节机构74构成控制投射方向的可动台。另外，充电台301具有将小型光投射装置部310与投射角度调节机构连接的作用。投射角度调节机构74是进行图中垂直方向的角度调节的一轴的角度调节机构。小型光投射装置部310与实施方式3同样能够在充电台301上装卸。此外，小型光投射装置部310也可以与实施方式3不同，不能从充电台301拆卸。此外，投射角度调节机构74也可以是不仅进行一轴的角度调节，还进行二轴的角度调节的机构。
小型光投射装置部310，如果与实施方式3同样能够在充电台301上装卸，则如图20所示，可以是包括电池35、控制部36、输入输出接口37、无线通信部38、语音传感器103以及摄像传感器104的结构。此时，自力推进台550也与实施方式3的可动台同样，可以是具备控制部105、存储部106、输入输出接口部107以及无线通信部108的结构。
另一方面，小型光投射装置部310如果被固定于充电台301(不能拆卸)上，则可以是在自力推进台550侧设置一整套语音传感器103、摄像传感器104、控制部105、存储部106以及输入输出接口部107的结构。由此可实现小型光投射装置部310的小型化，投射角度调节容易，还能够实现省电。此外，关于摄像传感器104，通过设置在小型光投射装置部310侧，具有能够容易变更摄像范围的效果。
另外，自力推进台550具有供电用电池(锂离子二次电池等)、作为动力源的电动机、向车轮510传递电动机的动力的车轮驱动机构等，能够实现光投射装置500的自力推进。自力推进台550的车轮510通过光投射装置500内的移动控制机构，根据指示者的指示或自动程序而动作，进行光投射装置500的自力推进。图中水平方向的投射角度的调节，通过利用车轮510使光投射装置500移动和转动而进行。
另外，光投射装置500与无线识别标签130发送标签ID信息同样，发送用于表示自己的位置的ID信息。光投射装置500自身发送的ID信息由位置检测传感器120接收，并由光投射装置500的控制部105计算自己的位置。即，光投射装置500与辨认附带有无线识别标签130的物品的位置同样，也能够辨认自己的位置。由此，即使光投射装置500自力推进而移动自己的存在位置，也能够不断获取自己在屋内的绝对位置(空间坐标)。
光投射装置500最好是具有控制投射方向的可动台和自如地控制投射位置的自力推进功能。为了直接照明搜索的物品，将光投射装置的设置位置设于没有投射障碍物的天花板等较为理想。然而，光投射装置500即使不设置在天花板等，也由于具有自力推进功能而能够避开投射障碍物，进行搜索的物品的直接照明和向指示者的视野内投射图形或文字。如上所述，光投射装置500能够在自力推进的同时不断地辨认自己的位置。因此，能够实时计算搜索对象物品相对于因自力推进而变化的自己的位置的相对位置，能够一边以避开障碍物的各种路径行走一边准确地向搜索对象物品的方向移动。所以，能够将本实施方式的光投射装置500的设置位置设于地面等投射障碍物多的场所。另外，光投射装置500由于具有自力推进功能，因此不仅能进行投射角度的控制还能够进行投射位置的控制，从而能够扩大投射的区域的范围。
光投射装置500为了实现避开障碍物的自力推进功能，例如具有摄像传感器104。即，光投射装置500在自力推进过程中通过摄像传感器104拍摄行走方向的前方，控制部105解析拍摄到的图像并检测障碍物。此外，作为在行走过程中检测障碍物的方法，具有向行走方向的前方射出光，如果该光被反射回来则判断存在障碍物的方法、或射出超声波并根据其反射度来检测障碍物的存在的方法等。能够用上述障碍物的检测方法来取代使用摄像传感器104的方法，或者与使用摄像传感器104的方法并用。
光投射装置500具备吸尘器部520和收纳部530。吸尘器部520不仅具有室内的扫除功能，还具有将搜索的物品收纳至收纳部530的作用。
吸尘器部520包括设置在自力推进台550上的吸引机构和灰尘收纳部。光投射装置500能够根据指示者的指示进行扫除动作，但也可以通过执行自动程序而发挥自动进行室内打扫的、所谓自动扫除机器人的功能。
即使在将搜索的物品收纳至收纳部530的情况下，也可以使用吸尘器部520的吸引机构。此时较为理想的是，设置切换吸引物的通道的切换阀，在打扫动作中将吸引物(垃圾)收纳在灰尘收纳部中，而在吸引搜索对象的物品时，通过切换切换阀而将该物品收纳在收纳部530中。
例如，光投射装置500在室内的打扫过程中，当遇到作为搜索物品候补的附带无线识别标签130的物品时，将该搜索物品候补收纳在收纳部530中。另外，光投射装置500在由指示者201指示搜索物品时，当搜索物品位于吸尘器部520可接近的场所时，向搜索物品的场所自力推进，并通过吸尘器部520将物品收纳至收纳部530，再移动到指示者201的位置。另外，有时也让光投射装置500在将搜索物品候补收纳在收纳部530中之后，提前移动到指示者201指示的场所。
本实施方式的光投射装置500最好是具有自力推进功能、吸尘器部520和收纳部530。
通过提前将搜索的物品收纳在收纳部530中，能够省去搜索的麻烦。另外，光投射装置500可以通过直接接近搜索的物品，并使该物品移动从而进行搜索动作。
(实施方式6)
接下来，以下参考附图对本发明的其他实施方式所涉及的光投射装置进行说明。
图11至图14是本发明的实施方式6所涉及的光投射装置600及其结构部件的概要图。对与实施方式1至5同样的结构部件标注相同的部件编号，并省略其说明。
光投射装置600使用来自激光光源1r、1g、1b的光，从投射部以外向整个屋内进行照明。光投射装置600例如被设置在室内的天花板上。来自激光光源1r、1g、1b的光通过多模光纤61被传输到可动投射部96。如图12所示，从多模光纤61射出的光经过透镜26，射入锥形棒状积分器28。在透镜26与锥形棒状积分器28之间具有被设成能够在与光的行进方向垂直的方向进退移动的镜头快门(mirror shutter)27。该镜头快门27控制射入锥形棒状积分器28的激光光量和射入扩散导光板1021的激光光量。例如，镜头快门27处于不妨碍通过了透镜26的光的行进的位置时，该光全部射入下游侧的锥形棒状积分器28。另外，当镜头快门27移动到遮挡通过了透镜26的光的一部分或全部的位置时，被遮挡的光射入扩散导光板1021，而未被遮挡的光射入锥形棒状积分器28。
射入锥形棒状积分器28的光通过偏振转换棱镜28a成为直线偏振后，射束整形和强度的均匀化得以进行，照明透射型空间光调制元件36。透射型空间光调制元件36包括液晶元件并通过控制偏振方向来进行调制。经过调制的激光射入复合PBS46，分离出供投射的光和不供投射的光。然后，供投射的光经过投射透镜86，在指定的位置显示映像或者照明指定的位置。由经过投射透镜86的光D显示映像或照明的位置，通过可动投射部96的移动得以控制。另一方面，由复合PBS46分离的不供投射的光经过扩散薄膜1023a和扩散薄膜1023b，成为扩散照明光L，对整个屋内进行照明。
如上所述，从投射透镜86投射的光D和扩散照明光L通过在复合PBS46中的分离而生成。因此，当照明透射型空间光调制元件36的光经过了时间积分而为白色时，扩散照明光L与从投射透镜86投射的光D为补色的关系。即，扩散照明光L在色环(colorcircle)中具有位于与投射的光D的色相正相对的位置的色相。此时，通过具有照明整个周围的补色的扩散照明光L，从而使投射的光D与周围的对比度增强，能够实现识读性的提高并能显示对比强烈的映像。另外，照明透射型空间光调制元件36的光，即使偏离严格意义上的白色，只要包含红、蓝、绿三色光，则也可以说扩散照明光L是投射的光D的补色。上述的复合PBS46、扩散薄膜1023a以及扩散薄膜1023b构成补色照明部。
如图14所示，扩散照明光L的生成使用扩散薄膜1023a与扩散薄膜1023b的双重扩散层。扩散薄膜1023a和扩散薄膜1023b被配设成围绕复合PBS46，以便让由复合PBS46分离的不供投射的光射入。在使用激光作为照明时，有时会产生激光的相干性导致的散斑噪声(speckle noise)。本实施方式的优选实施例是通过多重扩散层进行面光源化，从而去除整体照明的光的散斑噪声。
如图13所示，扩散导光板1021被配设成围绕镜头快门27。扩散导光板1021包括内侧的反射面1021a和填充有扩散体的树脂板1021b。另外，扩散导光板1021为了让被镜头快门27遮挡的光高效率地入射而具有反射板构成的导入部1021c。被导入扩散导光板1021的光，其角度在扩散体内发生变化，如果在树脂板1021b的表面与外部空气的分界处变成大于全反射角(临界角)的角度，则射出到外部，成为进行整体照明的扩散照明光M。在达到大于全反射角之前，扩散导光板1021内的光在反射面1021a与树脂板1021b表面之间反复反射，在扩散导光板1021内导光。在扩散导光板1021的端面也设置有反射面1021a，行进到端面的光被反射而再次在扩散导光板1021内导光。扩散体的量被设计成使扩散照明光M从扩散导光板1021的整个面射出。扩散导光板1021最好是通过使用多个扩散体的扩散而进行面光源化，并去除整体照明的光的散斑噪声。
如上所述，射入扩散导光板1021的作为扩散照明光M的激光光量利用镜头快门27得以控制。通过由镜头快门27遮挡通过透镜26的全部光，也能够消除投射光D，仅作为扩散照明光M。光投射装置600具有与图15所示的光投射装置同样的结构，镜头快门27的驱动由控制部105进行。控制部105通过调节镜头快门27的开闭量，能够控制投射光D和进行整体照明的扩散照明光M的平衡，使屋内为最佳的照明状态。
如上所述，投射光D和扩散照明光L通过在复合PBS46中的分离而生成。因此，扩散照明光L随着投射光D的色彩和亮度的变化而变化。此时，虽然整体照明的光(即，扩散照明光L与M合计的光量)变化，但若要减少整体照明的光的变化，可通过镜头快门27增加扩散照明光M的量，从而能够抑制整体照明的光变化的比例。
本实施方式的优选实施例是在空间调制元件与光源之间具有控制投射光量和整体照明光的光量的切换元件(镜头快门27)。通过控制投射光D和进行整体照明的扩散照明光M的光量，能够控制投射光D的对比度或房间整体的亮度。另外，即使扩散照明光L变化时，也能够抑制整体照明的光量的变化比例。
光投射装置600能够进行图1至图3所示的物品的搜索动作(物品的照明或引导信息的显示动作)以及上述的实施方式1和2等示出的各种动作。光投射装置600利用具有补色关系的投射光D和扩散照明光L，能够实现识读性高的物品的照明或引导信息的显示，适于物品的搜索。但是，光投射装置600并不限定应用于物品的搜索等。例如，光投射装置600也能够利用具有补色关系的投射光D和扩散照明光L，实现强调的照明或显示，因此能够用来作为发挥照明演出效果的照明装置或投影仪。
此外，本发明并不限定于上述的各实施方式，作为投射的激光的调制方法，也可使用线状调制元件与扫描镜的组合等。另外，激光光源的波长或出射形状也无特别限定，激光光源的形态并无特别限定。另外，光投射装置的照明光学系统也无特别限定，只要能够得到激光的调制方法所需要的射束形状即可。
如上所述，本发明所提供的一种光投射装置包括：投射光进行照明或信息显示并能够使投射位置移动的可动投射部；检测指示者指示的搜索对象物品的位置的位置检测部；检测所述指示者的视野的视野检测部；以及控制部，所述控制部根据所述位置检测部检测到的所述搜索对象物品的位置和所述视野检测部检测到的所述指示者的视野，来控制所述可动投射部直接照明所述搜索对象物品、或者将用于引导所述指示者至所述搜索对象物品的引导信息投射到所述指示者的视野内。
根据上述的结构，如果指示者指示搜索对象物品，则位置检测部检测搜索对象物品的位置，并且视野检测部检测指示者的视野。然后，根据这些检测结果，控制部控制可动投射部。在此，由于可动投射部能够使投射位置移动，因此控制部能够使可动投射部向搜索对象物品的位置投射光而直接照明搜索对象物品。另外，当搜索对象物品位于不能直接照明的位置时，控制部能够使可动投射部向指示者的视野内投射用于将指示者向搜索对象物品引导的引导信息。由此，通过利用可动投射部的照明或信息显示来辅助指示者的物品搜索，指示者能够不麻烦而迅速地进行物品搜索。
较为理想的是，所述可动投射部包括：至少具有激光光源并被固定设置的光源部；至少具有投射光学系统并能够使投射位置移动的可动部；以及被架设在所述光源部与所述可动部之间，将来自所述光源部的光导向所述可动部的弯曲性的导光部件。
根据上述的结构，具有激光光源的光源部被固定设置，为使投射位置移动而可动的仅为具有投射光学系统的可动部。在此，光源部与可动部之间通过弯曲性的导光部件连接以便能够导光，并不会妨碍可动部的动作。由此，通过将光源部与可动部分离，仅使可动部动作便可让投射位置移动，因此能够实现可动部的小型化，进而实现投射位置的移动速度的提高和动作时的功耗的降低。
较为理想的是，所述光源部包括所述激光光源以及对从所述激光光源射出的光进行空间调制的调制部，所述导光部件为引导被所述调制部空间调制过的光的光纤束。
根据上述的结构，在被固定设置的光源部中对从激光光源射出的光进行空间调制。然后，经过空间调制的光由光纤束导向可动部。因此，可动部的结构为能够采用以投射光学系统为中心的小型部件，可实现投射位置的移动速度的大幅提高和动作时的功耗的大幅降低。
较为理想的是，所述可动部包括对从所述导光部件射出的光进行空间调制的调制部，所述投射光学系统投射被所述调制部空间调制过的光。
如上所述，也可以由可动部对光进行空间调制。此时由于也将光源部与可动部分离，因此可实现可动部的小型化。
较为理想的是，所述可动投射部包括：投射光进行照明或信息显示的小型光投射单元；以及可拆装地支撑所述小型光投射单元，通过移动所述小型光投射单元而使投射位置移动的可动台，其中，所述可动台具备充电部，在所述小型光投射单元被安装时对所述小型光投射单元进行充电，以便所述小型光投射单元即使与所述可动台分离也进行动作。
如上所述，使小型光投射单元在可动台上能够装卸，当小型光投射单元被安装在可动台上时，可动台能够通过使小型光投射单元移动而使投射位置自动移动。所以，在存在可动台的房间中，通过将小型光投射单元安装在可动台上，能够辅助上述的指示者的物品搜索。另外，在小型光投射单元被安装在可动台上时，由于小型光投射单元被充电，因此，即使小型光投射单元与可动台分离，也能够投射光进行照明或信息显示的动作。所以，具有在没有可动台的房间中也能够使用小型光投射单元的效果。
较为理想的是，所述可动投射部包括通过变更光的投射方向而使投射位置移动的可动镜。
此时，通过使用可动镜，能够简单地控制投射方向，实现可动的部件的小型化和装置的省电。
较为理想的是，所述可动投射部包括：投射光进行照明或信息显示的光投射单元；以及通过自力推进而使所述光投射单元移动的自力推进台。
此时，由于能够通过自力推进使投射位置移动，因此也可以不固定设置在天花板上等，而设置在地上等。另外，通过自力推进能够扩大投射区域。
较为理想的是，所述控制部控制所述可动投射部将用于控制机器的互动图像投射到所述指示者的视野内，所述光投射装置还包括拍摄所述指示者操作所述互动图像的样子的摄像传感器，所述控制部根据所述摄像传感器拍摄的图像检测所述互动图像的操作内容，进行基于该操作内容的机器的控制。
在上述的结构中，由于可动投射部的投射位置可变，因此能够向指示者的视野内投射互动图像(具有交互功能的信息)。该互动图像代替控制机器的远程控制装置等。即，指示者操作互动图像的样子由摄像传感器拍摄，通过控制部实施基于该操作内容的机器的控制。由此，能够省去搜索远程控制装置(有形装置)的麻烦，实质上不需要有型装置。而且，指示者能够利用在视野内显示的互动图像舒适地进行机器的操作。
较为理想的是，所述可动投射部投射的所述互动图像为通过投射可见光和红外光而形成的图像，所述摄像传感器为红外线照相机。
根据上述的结构，在互动图像中不仅包含可见光还包含红外光。而且，通过利用红外线照相机的拍摄检测互动图像的操作内容，能够容易地区别例如遮挡投射的互动图像的是指示者的手指、还是其他的物品。由此，能够提高互动图像的操作内容的检测精确度。
较为理想的是，所述光投射装置还包括用与所述可动投射部投射的光的颜色构成补色关系的颜色的光来进行整体照明补色照明部。
根据上述的结构，通过用与投射光的颜色为补色关系的光进行整体照明，增强投射位置与周围的对比度，能够实现对比强烈的照明或信息显示，实现识读性的提高。
较为理想的是，所述控制部控制所述可动投射部，在投射中使投射位置空间移动来引导指示者的视线，并且使投射的信息随时间变化。
由此，通过使投射位置空间移动来引导指示者的视线，例如能够使指示者的视线向不在指示者的视野内的搜索对象物品的方向移动。而且，通过随着投射位置的移动而使投射的信息随时间变化，能够更有效地辅助物品搜索。
较为理想的是，所述位置检测部包括多个位置检测传感器，用来检测从所述搜索对象物品所附带的信息发送源发送的位置信息。
由此，通过根据从搜索对象物品所附带的信息发送源发送的位置信息来检测搜索对象物品的位置，能够容易地检测出正确的位置。另外，由于只要附带信息发送源就能作为搜索对象物品，因此能够容易扩大搜索对象的数目。
较为理想的是，所述光投射装置还包括：根据所述指示者的语音输入辨认所述搜索对象物品的语音传感器。
此时，由于能够根据指示者的语音输入实施搜索对象物品的搜索，因此不用拿任何东西就能够操作，能够实现使用非常方便的光投射装置。
较为理想的是，所述控制部控制所述可动投射部照明作为指示者的视野的部位。
上述结构中的照明不是用于如上所述的物品搜索的照明，而是例如读书时的光点照明。有效利用投射位置可变这一结构，能够具有照明作为指示者的视野的部位的便利性。
较为理想的是，所述光投射装置还包括：通过扩散光进行屋内的照明的扩散照明光源。
此时，也能够照明整个房间，具有作为房间的照明装置的功能。
较为理想的是，所述控制部控制所述可动投射部将所述指示者所指示的信息投射到所述指示者的视野内。
此时，不仅是物品搜索，还能够具有作为投射指示者所希望的信息的投影仪的功能。
较为理想的是，所述光投射装置还包括摄像传感器，所述视野检测部根据通过所述摄像传感器拍摄的所述指示者的图像来检测所述指示者的视野，所述控制部根据所述位置检测部检测到的所述搜索对象物品的位置、所述视野检测部检测到的所述指示者的视野、以及能否通过所述摄像传感器拍摄所述搜索对象物品，来控制所述可动投射部直接照明所述搜索对象物品、或者将用于引导所述指示者至所述搜索对象物品的引导信息投射到所述指示者的视野内。
这样，如果通过摄像传感器拍摄指示者，根据拍摄的图像推测指示者的视野，则能够以简单的结构检测指示者的视野。而且，通过将能否通过所述摄像传感器拍摄所述搜索对象物品也作为用于控制可动投射部的判断材料，能够实现灵活的物品搜索辅助。
较为理想的是，在所述搜索对象物品不能被所述摄像传感器拍摄时，或者所述搜索对象物品不在所述指示者的视野内时，所述控制部控制所述可动投射部将用于引导所述指示者至所述搜索对象物品的引导信息投射到所述指示者的视野内。
此时，当搜索对象物品位于不能被摄像传感器拍摄的场所，或者搜索对象物品不在指示者的视野内时，通过向指示者的视野内投射引导信息，指示者能够迅速地找到搜索对象物品。
较为理想的是，在所述搜索对象物品能够被所述摄像传感器拍摄、且所述搜索对象物品在所述指示者的视野内时，所述控制部控制所述可动投射部直接照明所述搜索对象物品。
这样，由于当搜索对象物品位于能够被摄像传感器拍摄的场所，该场所在指示者的视野内时，直接照明搜索对象物品，因此指示者能够迅速地找到搜索对象物品。
本发明还提供另一种光投射装置，包括：投射光进行照明或信息显示，并能够使投射位置移动的可动投射部；以及用与所述可动投射部投射的光的颜色构成补色关系的颜色的光来进行整体照明的补色照明部。
根据上述的结构，通过用与投射光的颜色具有补色关系的光进行整体照明，增强投射位置与周围的对比度，能够实现对比强烈的照明或信息显示，实现识读性的提高。
产业上的利用可能性
本发明的光投射装置能够利用于进行物品的搜索。另外，能够利用于在指示者所指示的位置显示信息。

Claims (20)

1.一种光投射装置，其特征在于包括：
可动投射部，投射光进行照明或信息显示，并能够使投射位置移动；
位置检测部，检测指示者指示的搜索对象物品的位置；
视野检测部，检测所述指示者的视野；以及
控制部，根据所述位置检测部检测到的所述搜索对象物品的位置和所述视野检测部检测到的所述指示者的视野，来控制所述可动投射部直接照明所述搜索对象物品、或者将用于引导所述指示者至所述搜索对象物品的引导信息投射到所述指示者的视野内。
2.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于，所述可动投射部包括：
光源部，至少具有激光光源并被固定设置；
可动部，至少具有投射光学系统并能够使投射位置移动；以及
弯曲性的导光部件，被架设在所述光源部与所述可动部之间，将来自所述光源部的光导向所述可动部。
3.根据权利要求2所述的光投射装置，其特征在于：
所述光源部包括所述激光光源和对从所述激光光源射出的光进行空间调制的调制部，
所述导光部件为将被所述调制部空间调制过的光导向的光纤束。
4.根据权利要求2所述的光投射装置，其特征在于：
所述可动部包括对从所述导光部件射出的光进行空间调制的调制部，以及投射被所述调制部空间调制过的光的所述投射光学系统。
5.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于，所述可动投射部包括：
小型光投射单元，投射光进行照明或信息显示；以及
可动台，可拆装地支撑所述小型光投射单元，通过移动所述小型光投射单元而使投射位置移动，其中，
所述可动台具备充电部，在所述小型光投射单元被安装在所述可动台上时对所述小型光投射单元进行充电，以便所述小型光投射单元即使离开所述可动台也可以工作。
6.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于：所述可动投射部包括通过变更光的投射方向而使投射位置移动的可动镜。
7.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于，所述可动投射部包括：
光投射单元，投射光进行照明或信息显示；以及
自力推进台，通过自力推进而使所述光投射单元移动。
8.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于：
所述控制部，控制所述可动投射部将用于控制机器的互动图像投射到所述指示者的视野内，
所述光投射装置还包括拍摄所述指示者操作所述互动图像的样子的摄像传感器，
所述控制部，根据所述摄像传感器拍摄的图像检测所述互动图像的操作内容，进行基于该操作内容的机器的控制。
9.根据权利要求8所述的光投射装置，其特征在于：
所述可动投射部投射的所述互动图像为通过投射可见光和红外光而形成的图像，
所述摄像传感器为红外线照相机。
10.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于还包括：利用与所述可动投射部投射的光的颜色构成补色关系的颜色的光来进行整体照明的补色照明部。
11.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于：所述控制部控制所述可动投射部，在投射中使投射位置空间移动以引导指示者的视线，并使投射的信息随时间而变化。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光投射装置，其特征在于：所述位置检测部包括多个位置检测传感器，用来检测从所述搜索对象物品所附带的信息发送源发送的位置信息。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的光投射装置，其特征在于还包括：根据所述指示者的语音输入辨认所述搜索对象物品的语音传感器。
14.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于：所述控制部控制所述可动投射部照明作为指示者的视野的部位。
15.根据权利要求14所述的光投射装置，其特征在于还包括：通过扩散光进行屋内照明的扩散照明光源。
16.根据权利要求1所述的光投射装置，其特征在于：所述控制部控制所述可动投射部，将所述指示者所指示的信息投射到所述指示者的视野内。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的光投射装置，其特征在于还包括：摄像传感器，其中，
所述视野检测部，根据由所述摄像传感器拍摄到的所述指示者的图像来检测所述指示者的视野，
所述控制部，根据所述位置检测部检测到的所述搜索对象物品的位置、所述视野检测部检测到的所述指示者的视野、以及所述搜索对象物品能否被所述摄像传感器所拍摄，来控制所述可动投射部直接照明所述搜索对象物品、或者将用于引导所述指示者至所述搜索对象物品的引导信息投射到所述指示者的视野内。
18.根据权利要求17所述的光投射装置，其特征在于：所述控制部，在所述搜索对象物品不能被所述摄像传感器所拍摄时或者所述搜索对象物品不在所述指示者的视野内时，控制所述可动投射部将用于引导所述指示者至所述搜索对象物品的引导信息投射到所述指示者的视野内。
19.根据权利要求17或18所述的光投射装置，其特征在于：所述控制部，在所述搜索对象物品能够被所述摄像传感器拍摄且所述搜索对象物品在所述指示者的视野内时，控制所述可动投射部直接照明所述搜索对象物品。
20.一种光投射装置，其特征在于包括：
可动投射部，投射光进行照明或信息显示，并能够使投射位置移动；以及
补色照明部，用与所述可动投射部投射的光的颜色构成补色关系的颜色的光来进行整体照明。
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