JP2005031267A - 画像投射装置及び画像投射方法 - Google Patents
画像投射装置及び画像投射方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005031267A JP2005031267A JP2003194649A JP2003194649A JP2005031267A JP 2005031267 A JP2005031267 A JP 2005031267A JP 2003194649 A JP2003194649 A JP 2003194649A JP 2003194649 A JP2003194649 A JP 2003194649A JP 2005031267 A JP2005031267 A JP 2005031267A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- projection
- detection wave
- light
- area
- image
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
【課題】人体等の障害物がどの位置から侵入しても確実に検出し、人体等への影響を回避し得るより安全性に優れた画像投射装置及び画像投影方法を提供する。
【解決手段】画像を表示する光を投射する光投射手段と、侵入体を検出する検出波を投射する検出波投射手段と、検出波を検出する検出波検出手段とを備え、光投射手段からの光を投影するスクリーン２に光投射手段から光が到る光投射領域３の外側の輪郭に沿って、検出波投射手段からスクリーン２に至る検出波の検出波投射領域４か、検出波検出手段による監視領域５のどちらか一方又は両方の領域を、光投射領域３を覆うか又は重複して設ける構成とする。
【選択図】 図１
【解決手段】画像を表示する光を投射する光投射手段と、侵入体を検出する検出波を投射する検出波投射手段と、検出波を検出する検出波検出手段とを備え、光投射手段からの光を投影するスクリーン２に光投射手段から光が到る光投射領域３の外側の輪郭に沿って、検出波投射手段からスクリーン２に至る検出波の検出波投射領域４か、検出波検出手段による監視領域５のどちらか一方又は両方の領域を、光投射領域３を覆うか又は重複して設ける構成とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号に対応する光をスクリーン等の画面に投射して画像表示する画像投影装置及び画像投影方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
大画面表示が可能な画像表示装置として、画像信号に対応する光をスクリーン等の画面に投射して画像表示する画像投射装置いわゆるプロジェクタ装置が知られている。
この画像投射装置においては光源からの光をスクリーン上に投射し、観察者はスクリーンに映し出された画像を鑑賞する構成とされる。
【０００３】
これまで、画像投射装置の光源としては、高輝度の投射管が用いられており、これを例えば画像が表示された液晶パネルを介して投射することにより画像を投影している。
しかしながら明るさや色再現性等の点で不満が多く、映像信号による変調のし易さ、色再現性の良さ、明るさの確保等を目的に、光源に赤、青、緑の各色レーザ光を用いた画像投射装置が提案されている。
【０００４】
このようにレーザ光を用いた画像投射装置においては、その安全性の確保が課題となる。例えば、民生用の装置の場合、視聴者が不用意にレーザ光の投射領域に侵入するおそれがあり、このとき視聴者の人体に影響がある可能性がある。レーザ光に関しては、例えば直接目に入ったときの影響が指摘されており、人体に許容度を超える強度の光が照射される可能性が除外されないと、出射されるレーザ光のエネルギーの強弱にかかわらず安全性が危惧され、実用化が難しいという問題がある。
【０００５】
これに対し、例えば画像投射装置のスクリーン上の投射領域の外側に赤外光などを照射して人体が侵入することを検出する検出波を照射する画像投射装置が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながらこの場合、人体等の障害物の侵入位置によっては、これを検知できない場合が生じるおそれがあり、より安全性の確実な画像投射方法及び画像投射装置の実現が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２４９３９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題を解決して、人体等の障害物がどの位置から侵入しても確実に検出し、人体等への影響を回避し得るより安全性に優れた画像投射装置及び画像投影方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像投射装置は、画像を表示する光を投射する光投射手段と、侵入体を検出する検出波を投射する検出波投射手段と、検出波を検出する検出波検出手段とを備え、光投射手段からの光を投影するスクリーンに光投射手段から光が到る光投射領域の外側の輪郭に沿って、検出波投射手段からスクリーンに至る検出波の検出波投射領域か、検出波検出手段による監視領域のどちらか一方又は両方の領域を、光投射領域を覆うか又は重複して設ける構成とする。
【００１０】
また本発明は、上述の構成において、検出波投射手段及び／又は検出波検出手段を、光投射手段の外周に沿ってこの光投射手段を取り囲んで配置した構成とする。
【００１１】
更に本発明は、上述の各構成において、少なくとも検出波投射手段による検出波投射領域の外側の輪郭を、光投射手段による光投射領域の外周より外側を取り囲んで設ける構成とする。
また本発明による画像投射方法は、上述の画像投射装置により投射し得る方法とする。
【００１２】
上述したように、本発明においては、画像を表示する光を投射する光投射領域の外側の輪郭に沿って、人体や障害物等の侵入体を検出する検出波投射領域か、又はこの検出波を検出する監視領域のどちらか一方又は両方の領域を、光投射領域を覆うか又は重複して設けることにより、いわば光投射領域を覆って、且つこの領域への侵入検出が可能な仮想的筐体を構成することができ、この領域内へのどの方向からの侵入も確実に検出することが可能となる。
【００１３】
すなわち、従来の画像投射装置においては、例えばスクリーンに投影された領域の外側に検出波を照射する領域を設けるものであり、光源からスクリーンに至る光が投射される立体角の領域と、赤外光等の検出波が投射される立体角の領域とが重複しない領域、またはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子等より成る検出波検出手段の監視する立体角の領域と重複しない検出不可領域が、主として投射光の光源近傍に生じる場合がある。したがって、この検出不可領域に人体等が侵入すると直ちに検出できないおそれがあり、検出が遅れることによって、投射光の減光又は停止などの処理が遅れてしまう可能性があることから、画像投射装置の光源の出力を増加し難い。
【００１４】
これに対し、本発明構成による場合は、光投射領域に人体等がどの位置から侵入しても確実に検出することができることから、人体等に影響を及ぼす前に、確実に侵入を検出して迅速な減光、停止などの処理を行うことが可能となり、より安全性に優れた画像投射装置及び画像投影方法を提供することができる。
【００１５】
また本発明において、検出波投射手段及び／又は検出波検出手段を、光投射手段の外周に沿ってこの光投射手段を取り囲んで配置した構成とすることによって、画像投射装置からスクリーンに至る光投射領域を確実に検出波投射領域又は監視領域で取り囲む構成とすることができる。
【００１６】
更に本発明において、少なくとも検出波投射手段による検出波投射領域の外側の輪郭を、光投射手段による光投射領域の外周より外側を取り囲んで設ける構成とすることによって、検出波投射領域の外側から光投射領域までの間隔を適切に選定することにより人体等が光投射領域に侵入する前に確実に侵入を検出し、投射光の減光、停止などの安全処理を行うことができ、より確実に人体等への影響を回避できる安全な画像投射装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明による各実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の各例に限定されることなく、その他種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【００１８】
図１は、本発明による画像投影装置及び画像投影方法の一例の概略構成図である。画像投射装置１から出射された画像を表示する光のスクリーン２に至るまでの光投射領域３に対し、この例においては、検出波投射手段からスクリーン２に投射される検出波投射領域４が、その外側の輪郭を覆って取り囲むように設けられた場合を示す。
図１において、光投射領域３のスクリーン上に投影される領域を一点鎖線ｓで、また検出波投射領域４のスクリーン上に投影される領域を二点鎖線ｄで示す。
【００１９】
この例における横方向から見た模式的な投射態様を示す概略構成図を図２に示す。画像投射装置１の光投射端面のほぼ中央部に光投射手段６が設けられ、これを取り囲んで（図２においては上下に挟む部分のみを示す）超音波発生器又は赤外光フォトダイオード等より成る検出波投射手段７を設ける。そして、この検出波投射手段７により囲まれた領域の光投射手段６の近傍に、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等の撮像素子より成る検出波検出手段８を配置する。
この例における画像投射装置１の光投射端面の正面図を図３に示す。図３において、図２と対応する部分には同一の符号を付して示す。
【００２０】
図３に示すように、光投射手段６を取り囲んで検出波投射手段７を設置し、その検出波投射角度を適切に選定することによって、この検出波投射手段７から投射される赤外光等の検出波が投射される領域が、図２において斜線を付して示すように、光投射領域３の外側の輪郭に沿ってこれを覆うように、図示の例においては光投射領域３の外周より外側を取り囲むように投射させる構成とする。
【００２１】
このような構成とする場合、図３において、光投射手段６に近接して配置した検出波検出手段８による監視領域５は、その監視角度を調整することにより、例えば図２に示すように、スクリーン２に向かって検出波投射領域４を覆うように拡がる。監視領域５は検出波投射領域４の全体を覆わないが、例えば矢印Ａで示すように画像投射装置１の近傍で人体等が侵入しても、検出波投射領域４の一部が遮られるために、その反射波の変化を検出波検出手段８により直ちにまた確実に検出することができる。
【００２２】
なお、この例において、スクリーン２上の検出波投射領域４の投影する部分に市販の再帰反射シートを被着するなどにより再帰反射構造９を設ける構成とすることによって、検出波の反射強度を高めることができ、検出の信号量Ｓ／Ｎを向上させることができる。特にこの例においては、検出波検出手段８を検出波投射手段７に近接して設けることから、再帰反射構造９によりほぼ入射方向に反射される検出波を確実に精度良く検出することができる。
【００２３】
図４〜図６においては、検出波検出手段８による監視領域５を、光投射手段６による光投射領域３の外側の輪郭に沿ってこれを覆うように設ける場合を示す。図４〜図６において、図１〜図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この例においては、図４及び図５に示すように、検出波検出手段８による監視領域５が、光投射領域３の外側の輪郭に沿って、これを覆うように設けられる場合で、図６に示すように、画像投射装置１の光投射端面のほぼ中央部に光投射手段６を設け、その外周に沿って、これを取り囲んでＣＣＤ撮像素子等より成る検出波検出手段８を設ける。すなわちこの例においても、図５において例えば矢印Ｂで示すように、画像投射装置１の近傍において人体等が侵入しても直ちにこれを検出して、迅速に投射光の減光ないしは停止などの処理を行うことができる。
【００２４】
またこの場合も同様に、スクリーン２の監視領域５の投影する位置に再帰反射構造９を設けることによって、検出波の反射波の強度を高め、検出のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００２５】
図７〜図９においては、検出波投射領域４及び検出波の監視領域５を共に、光投射領域３の外側の輪郭に沿ってこれを覆うように設ける場合を示す。図７〜図９において、図１〜図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この場合、例えば図９に示すように、フォトダイオード等より成る検出波投射手段７とＣＣＤ撮像素子等より成る検出波検出手段８とが共に、光投射手段６の外周に沿って、これを取り囲むように配置する。なお、図示の例においては検出波投射手段７が外側であるが、検出波検出手段８を外側に設けてもよい。
【００２６】
このような構成とすることにより、図７及び図８に示すように、光投射領域３の外側の輪郭に沿って、検出波投射領域４及び監視領域５の両方の領域が光投射領域３を覆うように設けられる。この場合においても、例えば画像投射装置１の近傍において矢印Ｃで示すように人体等が侵入しても、検出波ないしは検出波検出手段８を外側に設ける場合には監視領域が遮られて直ちに侵入を検出することができる。これにより、より迅速な投射光の減光又は停止などの処理を行うことができ、人体への影響を回避することができる。
【００２７】
更にこの場合においても、図８に示すように、スクリーン２の検出波投影領域に再帰反射構造９を設ける構成とすることによって、より検出波の反射波の強度を高め、検出のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００２８】
尚、上述の各例においては、光投射領域３の外側の輪郭に沿って、検出波投射領域４又は監視領域５のどちらか一方又は両方の領域が光投射領域３を覆う場合について説明したが、その他検出波投射領域４又は監視領域のどちらか一方又は両方の領域を、光投射領域３の外側の輪郭に沿って一部重複する構成とすることもできる。
【００２９】
検出波投射領域４又は監視領域５の拡がり角は、検出波投射手段７や検出波検出手段８の前面に設けるレンズ部等の屈折率、曲率やその出射投影方向の調整によって、自由に選択することができる。
検出波投射領域４又は監視領域５を拡げることによって、より確実に精度良く侵入体の侵入を検出することができる。
【００３０】
また、検出波投射領域４又は監視領域５のほぼ全外周を、光投射領域３の外側の輪郭に沿って殆ど重複させるか、またはわずかに光投射領域３の輪郭の内側に設定する構成とすることもできる。
例えば画像投射光が、比較的強度の低い例えばＪＩＳ Ｃ６８０２（日本工業規格のレーザ製品の放射安全基準、国際規格に準拠）によるクラス２（０．２５ｓの連続視認可能）程度のレーザ光を用いる場合などにおいては、光投射領域３の外側の輪郭からわずかに内側に、光投射領域３をほぼ覆うように重複して設けることも可能である。
【００３１】
この場合、光投射領域３に人体等の侵入体が侵入たときの露光量が、ＭＰＥ（最大許容露光量）を超えない範囲の露光量に抑えられるように、投射光の例えば減光、または停止処理を行うようにすれば、安全確保が可能である。
更に人体等の侵入速度のマージンを考慮して、光投射領域３の外側の輪郭からわずかに外側に、検出波投射領域４又は監視領域５をほぼ光投射領域３に重複して設けることにより、安全性を高めることができる。
【００３２】
更にまた上述の各例において、検出波投射領域４を、スクリーン２上において光投射領域３に重複して、すなわち例えばほぼその全面に渡って重複させる構成としてもよい。この場合においては、スクリーン２の後方（投影面の裏側）から何らかの侵入があった場合においても直ちに検出することが可能となる。
【００３３】
前述の図１〜図９において説明した例のように、検出波投射領域４又は監視領域５が光投射領域３の外側を取り囲むように設けられる場合、これら検出波投射領域４又は監視領域５と、光投射領域３との間に間隙が生じる。スクリーン上におけるこれらの領域近傍の投射光強度Ｉｓ及び検出波反射強度Ｉｄを図１０に模式的に示す。図１０に示すように、スクリーン２上の光投射領域４２の外側（図１０においては左側）に検出波投射領域４６が設けられる。
【００３４】
この場合、スクリーン２上の検出波投射領域４６の一部に再帰反射構造９を設けることにより、この部分において反射強度が高くなり、検出波照射強度Ｉｄが大となり、検出領域４６ａの幅ｄも幅広となる。検出領域４６ａの内側と光投射領域４２との間は間隙部４４となる。この幅をｗとする。
【００３５】
このように、再帰反射構造９を設けることによって、より検出波の反射波光量を大として、検出精度を高めることができる。
例えば上記ＪＩＳ Ｃ６８０２において定められるクラス２や、クラス３Ａ（光学系を用いたビーム内の観察は不可能）程度の比較的高い出力の光学系を用いる場合、間隙部４４の幅ｄと上述の検出領域幅ｗを、上述のＭＰＥを超えない範囲に露光時間を抑えるように選定することによって、確実に人体等への影響を生じることなく、光投射手段６の減光又は停止処理を行うことが可能となり、安全性を確保することができる。
また更に、人体等の平均侵入速度のマージンを予想して上記検出領域幅ｗを適切に選定することによって、より安全性を高めることができる。
【００３６】
また、間隙部４４を挟んでその外側に検出波投射領域４６を設けることによって、人体等の侵入体が侵入してから光投射領域４２に到達するまでの時間を確保することができ、これにより、確実に人体等が光投射領域に侵入する前に投射光の減光・停止等の処理を行うことができて、より安全性を高めることができる。
【００３７】
更にまた、この検出波の反射波を検出する撮像素子等より成る検出波検出手段の検出波入射端面に、例えば赤外光透過フィルタなどの波長選択フィルタを設けることによって、より検出波の検出精度を高めることができる。
【００３８】
尚、上述の各例においては、検出波投射領域又は監視領域が光投射領域を覆うように構成した場合であるが、例えばスクリーンの材質によっては、検出波のスクリーンからの反射波がある程度の立体角をもって反射されることから、少なくともこの反射波が検出波検出手段に到達するまでの領域と監視領域との重なる部分が光投射領域を覆うように、検出波投射手段の投射角度又は検出波検出手段の監視角度を調整してもよい。
【００３９】
次に、上述の図１〜図９において説明した画像投射装置１の概略構成の一例を図１１を参照して説明する。
この例においては、光変調部１０と、光調整部２０と、光投射手段７と、電源部５０と、信号処理部６０と、上述したＣＣＤ撮像素子等より成る検出波検出手段８と、侵入検出・パワー制御部１１０と、赤外線の発光ダイオード等より成る検出波投射手段７と、給電装置１３０とより画像投射装置１が構成される。
【００４０】
光変調部１０は、光源部１２と、照明光生成部１４と、空間変調光生成部１６とを有する。
光源部１２には、例えば緑色レーザ光源１２Ｇ、青色レーザ光源１２Ｂ、赤色レーザ光源１２Ｒが設けられる。これらレーザダイオード等より成る光源は、電源部５０内の電源装置５２からの給電により、それぞれの色のレーザビームを射出する。
【００４１】
電源系統５０には、光源部１２のレーザを駆動する電圧を出力する電源装置５２と、この電源装置５２から出力される電圧レベルを調整するレギュレータ５４とが設けられる。電圧レベルの調整は、侵入検出・パワー制御部１１０の指令に応じて電源装置５２から出力される電圧を、「０」すなわち電源断状態からレーザダイオードの定格駆動電圧まで調整可能とする。
【００４２】
照明光生成部１４には、光源部１２から射出される緑・青・赤の各色のレーザビームを受けてそれぞれ平行な照明光を生成する各色照明光学部１４Ｇ、１４Ｂ及び１４Ｒが設けられる。
【００４３】
また空間変調光生成部１６には、例えば空間変調素子としてＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖ）等の回折格子型変調素子を用いる場合には、各色に対応する回折格子１６Ｇ、１６Ｂ及び１６Ｒと、コンバイナＭＸが設けられる。ＧＬＶとしては、例えば第１面と第２面とが相対的に移動することにより回折格子状態を変調する構成、具体的には、例えば基板上に可動リボンと固定リボンとが交互に配置されて電圧印加により可動リボンが基板側に変形移動して回折状態を異ならしめる構成とすることができる。
【００４４】
そしてこのようにＧＬＶ等より成る空間変調素子に、ドライバ回路６４から映像信号に応じて各色回折格子を変調する駆動信号が印加され、照明光生成部１４からの光が映像信号に応じて変調されて出力される。
コンバイナＭＸは、各色回折格子の画像光を合成する。
【００４５】
光調整部２０は、例えば上述したように空間変調素子として回折格子を用いる場合、オフナーリレー光学系部２２とディフューザ光学系部２４を設けて、空間変調光生成部１６からの画像光を調整する。
【００４６】
光投射手段６には、投影（プロジェクション）レンズ３２と、スキャナ３４とが設けられる。
光投射手段６の前方には、画像が投影されるスクリーン２が配置され、ガルバノミラー等より成るスキャナ３４によって映像信号に応じた投射光が投影レンズ３２を介してスクリーン２に投影される。
【００４７】
信号処理部６０には、映像信号処理部６２と、ドライバ回路６４と、全体制御部６６と、スキャナ制御部６８とが設けられる。
映像信号処理部６３は、スクリーン２に投影すべき映像信号を、例えばパーソナルコンピュータから入力してドライバ回路６４を介して空間変調光生成部１６の各色回折格子において照明用レーザ光を変調する信号を生成するための信号処理を行う。
【００４８】
ドライバ回路６４は、映像信号処理部６２で信号処理された駆動信号に応じて各色回折格子を駆動する。
スキャナ制御部６８は、スキャナ３４の回転制御を行う。
全体制御部６６は、映像信号処理部６２、ドライバ回路６４、スキャナ制御部６８の全体制御を行う。
【００４９】
また赤外光発光ダイオード等より成る検出波投射手段７には給電装置１３０から電源が供給される。給電装置１３０は、侵入検出・パワー制御部１１０により制御される。
【００５０】
このような構成において、例えば検出波投射手段７からスクリーン２に向けて投射した検出波が侵入体によって遮られると、検出波検出手段８により侵入が直ちに検出されて、侵入検出・パワー制御部１１０から、レギュレータ５４を介して電源装置５２に停止、又は減光すなわち出力低減化の指令が出される。
また、図示しないが、侵入体を検出して直ちに警告表示、警告音声信号等の出力を行って投射光の減光処理を行い、侵入体が退去した場合には引き続き画像信号の投射を続行するとか、または侵入体が退去しない場合に光投射停止処理を行うこともできる。
【００５１】
更にまた、例えば検出波投射手段７からの検出波投射を、図１２に示すようにパルス波形状として、各パルスを３等分したタイミングによる平均化を行うことにより、緩やかな外乱による検出波のノイズをカットして、より精度よく侵入の検出を行うことができる。
例えば図１２に示す例においては、パルス状の信号Ｓを６等分した時分割として、例えばタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４における検出波Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの差分（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）を検出する。このようにすることによって、例えば周囲の赤外光成分や、映像信号の変動量などに起因する緩やかな変化量αが生じている場合に、（Ａ＋Ｂ＋α）−（Ｃ＋Ｄ＋α）＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）を検出することができて、変化量αを相殺して精度良く侵入体の侵入を検出することができる。
【００５２】
また、検出波検出手段としてＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を用いる場合は、例えば各素子を１画素として、画素毎に例えば２５６階調で反射波の強度を認識することができ、より精度良く検出することができる。
【００５３】
例えば上述のＣＣＤ撮像素子を用いる場合は、幅２画素×長さ６００画素、合計１２００画素の撮像素子により検出波検出手段を構成することができる。そして、各画素を２５６階調で検出する場合、例えばスクリーン２からの反射波の強度が２５６階調のうち７０〜１２０であるとすると、実際の反射波強度が０〜６９、１２１〜２５５階調であった場合、その画素は異常（侵入体検出）と認識する。監視領域５の１２００画素のうち、例えば６画素以上の異常が認められた場合、人体や障害物等の侵入があったとして、安全装置を作動させ、すなわち上述の図１１において説明した画像投射装置において、危険防止・パワー制御部１１０から電源装置５２に電源停止、又は低下による減光、停止処理を行えばよい。
【００５４】
各画素の反射波強度検出値の変化は、人体や障害物の侵入によって検出波の陰や、反射された検出波が遮られたり、直接反射することによって起こる。従って、反射波強度又はこの反射波強度の変化量を検出することによって、安全性に問題のある人体等への影響が生じる場合を選択的に検出し、確実に減光・停止等の安全処理を行うことができる。
【００５５】
次に、再帰反射構造の具体的な構成例について説明する。
再帰反射とは、光学上特殊な反射機構で、入射した光が再び入射方向へ返る反射現象を指す。
【００５６】
例えば市販の再帰反射シートは、再帰反射により光源方向からの視認性を高めるもので、夜光塗料や蓄光テープのように物体自身が光を発するものではなく、また蛍光体のように光によって励起されて蛍光を発するものとは異なり、入射光を入射方向に向けて反射させる構造とするものである。
【００５７】
一般的な構造としては、例えば図１３にその一例の略線的拡大断面図を示すように、合成樹脂９２の上にアルミ蒸着層等より成る反射層９３を介してレンズとして作用する直径４０〜９０μｍ程度の微小な高屈折率ガラスより成るガラスビーズ９４が一定の効果を満たすように、均一に多数配置され、透明フィルム等の表面層９７により覆われて、また裏面側には接着剤９１等を介して離型フィルム９０が被着されて、全体の厚みが１００〜２００μｍ程度の薄く柔軟なシート状に形成される。
【００５８】
ガラスビーズ９４の一つ一つは真円球で一種の凸レンズとして作用する。入射した光Ｌｉはガラス体を通り屈折して一点に焦点を結ぶが、がラスビーズ９４の球体底部に反射層９３を設け、再びガラス体を通ってもとの光源方向に矢印Ｌｏで示すように出射される構成とされる。
【００５９】
この再帰反射構造としては、その他例えば図１４に示すように、合成樹脂９２の一定領域毎に支柱部９２ａを設けて、ガラスビーズ９４上にエアカプセル９５すなわち空隙を設け、表面を透明フィルム等の表面層９７により覆う構成とすることもできる。
【００６０】
更にまた図１５に他の例の断面図を示すように、高屈折率ガラス等より成る三角錘状のプリズム層９６を設けることにより、同様に入射方向に出射光を反射する構造とすることもできる。図１４及び１５において、図１３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６１】
上述したように、本発明による画像投射装置及び画像投射方法によれば、検出波投射領域又は検出波を検出する監視領域を、画像を投影する光投射領域を立体的に取り囲む又は重複する構成とすることによって、人体、障害物等の侵入体の侵入を確実に検出して、迅速に減光又は停止などの処理を行うことができ、ＭＰＥ（最大許容露光量）を超える露光を確実に回避した極めて安全な画像投射を行うことが可能となる。
【００６２】
これによって、例えば上述のクラス１を超える例えばクラス３Ａ程度の比較的強度の強い光源を用いることが可能となり、従来にない極めて視認性に優れた明瞭な画像を表示する画像投射装置を提供することができる。
【００６３】
尚、本発明は、上述の各実施の形態に限定されることなく、その他検出波投射手段として超音波発生装置、その他の検出可能な検出波を投射する種々の手段を用いることが可能であるなど、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、光投射領域のスクリーンに至る領域の外側の輪郭に沿って、検出波投射領域又は監視領域のいずれか一方若しくは両方の領域を、光投射領域を覆って又は重複して設けることにより、人体、障害物等の侵入体の侵入を検出できない検出不可領域をなくして、迅速且つ確実に侵入体を検出することができる。
【００６５】
また、本発明による画像投射装置において、検出波投射手段及び／又は検出波検出手段を、光投射手段の外周に沿ってこれを取り囲んで設けることにより、確実且つ容易に光投射領域を取り囲む検出波投射領域又は監視領域を設けることができる。
【００６６】
更に、スクリーン上の検出波投射領域に再帰反射構造を設けることによって、検出波の反射強度を高め、検出精度を高めることができる。
【００６７】
更にまた、検出波投射領域の外側の輪郭を、光投射領域の外周より外側を取り囲む構成とすることによって、光投射領域に侵入体が侵入するまでの時間を確保して、確実に侵入体への影響が生じる前に減光ないしは停止などの安全処理を行うことができる。
【００６８】
また更に、検出波投射領域をスクリーン上の光投射領域内において重複して投影することによって、スクリーン内の例えば中央部付近の侵入など、より幅広い範囲の侵入も検出することができ、より安全性を高めることができる。
【００６９】
また検出波投射手段による検出波として赤外光又は超音波を用いることにより、簡単な構成により画像投射装置を構成することができる。
【００７０】
更にまた、検出波検出手段を撮像素子により構成することによって、例えば２５６階調の検出波強度を検出することができ、確実に人体等の侵入体の侵入を選択的に検出することができる。
【００７１】
また、検出波の反射波強度又は反射波強度変化を検知することによって、確実に人体等に影響を及ぼす場合の侵入を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明画像投射装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明画像投射装置の一例の横方向から見た概略構成図である。
【図３】本発明画像投射装置の一例の投射端面の正面から見た概略構成図である。
【図４】本発明画像投射装置の一例の概略構成図である。
【図５】本発明画像投射装置の一例の横方向から見た概略構成図である。
【図６】本発明画像投射装置の一例の投射端面の正面から見た概略構成図である。
【図７】本発明画像投射装置の一例の概略構成図である。
【図８】本発明画像投射装置の一例の横方向から見た概略構成図である。
【図９】本発明画像投射装置の一例の投射端面の正面から見た概略構成図である。
【図１０】スクリーン上の検出波及び投射光強度の説明図である。
【図１１】画像投射装置の要部の概略構成図である。
【図１２】検出方法の一例の説明図である。
【図１３】再帰反射構造の一例の略線的拡大断面図である。
【図１４】再帰反射構造の他の例の略線的拡大断面図である。
【図１５】再帰反射構造の他の例の略線的拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 画像投射装置、２ スクリーン、３ 光投射領域、４ 検出波投射領域、５監視領域、６ 光投射手段、７ 検出波投射手段、８ 検出波検出手段、９ 再帰反射構造、１０ 光変調部、１２ 光源部、１４ 照明光生成部、１６ 空間変調光生成部、２０ 光変調部、２２ オフナーリレー光学系、２４ ディフューザ光学系、３２ 投影レンズ、３４ スキャナ、４２ 光投射領域、４４ 間隙部、４６ 検出波投射領域、４６ａ 検出領域、５０ 電源部、５２ 電源装置、５４ レギュレータ、６０ 信号処理部、６２ 映像信号処理部、６４ ドライバ部、６６ 全体制御部、６８ スキャナ制御部、９０ 離型フィルム、９１ 接着剤、９２ 合成樹脂層、９２ａ 支柱部、９３ 反射層、９４ ガラスビーズ、９５ エアカプセル、９６ プリズム層、９７ 表面層、１１０ 侵入検出パワー制御部、１３０ 給電装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号に対応する光をスクリーン等の画面に投射して画像表示する画像投影装置及び画像投影方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
大画面表示が可能な画像表示装置として、画像信号に対応する光をスクリーン等の画面に投射して画像表示する画像投射装置いわゆるプロジェクタ装置が知られている。
この画像投射装置においては光源からの光をスクリーン上に投射し、観察者はスクリーンに映し出された画像を鑑賞する構成とされる。
【０００３】
これまで、画像投射装置の光源としては、高輝度の投射管が用いられており、これを例えば画像が表示された液晶パネルを介して投射することにより画像を投影している。
しかしながら明るさや色再現性等の点で不満が多く、映像信号による変調のし易さ、色再現性の良さ、明るさの確保等を目的に、光源に赤、青、緑の各色レーザ光を用いた画像投射装置が提案されている。
【０００４】
このようにレーザ光を用いた画像投射装置においては、その安全性の確保が課題となる。例えば、民生用の装置の場合、視聴者が不用意にレーザ光の投射領域に侵入するおそれがあり、このとき視聴者の人体に影響がある可能性がある。レーザ光に関しては、例えば直接目に入ったときの影響が指摘されており、人体に許容度を超える強度の光が照射される可能性が除外されないと、出射されるレーザ光のエネルギーの強弱にかかわらず安全性が危惧され、実用化が難しいという問題がある。
【０００５】
これに対し、例えば画像投射装置のスクリーン上の投射領域の外側に赤外光などを照射して人体が侵入することを検出する検出波を照射する画像投射装置が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながらこの場合、人体等の障害物の侵入位置によっては、これを検知できない場合が生じるおそれがあり、より安全性の確実な画像投射方法及び画像投射装置の実現が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２４９３９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題を解決して、人体等の障害物がどの位置から侵入しても確実に検出し、人体等への影響を回避し得るより安全性に優れた画像投射装置及び画像投影方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像投射装置は、画像を表示する光を投射する光投射手段と、侵入体を検出する検出波を投射する検出波投射手段と、検出波を検出する検出波検出手段とを備え、光投射手段からの光を投影するスクリーンに光投射手段から光が到る光投射領域の外側の輪郭に沿って、検出波投射手段からスクリーンに至る検出波の検出波投射領域か、検出波検出手段による監視領域のどちらか一方又は両方の領域を、光投射領域を覆うか又は重複して設ける構成とする。
【００１０】
また本発明は、上述の構成において、検出波投射手段及び／又は検出波検出手段を、光投射手段の外周に沿ってこの光投射手段を取り囲んで配置した構成とする。
【００１１】
更に本発明は、上述の各構成において、少なくとも検出波投射手段による検出波投射領域の外側の輪郭を、光投射手段による光投射領域の外周より外側を取り囲んで設ける構成とする。
また本発明による画像投射方法は、上述の画像投射装置により投射し得る方法とする。
【００１２】
上述したように、本発明においては、画像を表示する光を投射する光投射領域の外側の輪郭に沿って、人体や障害物等の侵入体を検出する検出波投射領域か、又はこの検出波を検出する監視領域のどちらか一方又は両方の領域を、光投射領域を覆うか又は重複して設けることにより、いわば光投射領域を覆って、且つこの領域への侵入検出が可能な仮想的筐体を構成することができ、この領域内へのどの方向からの侵入も確実に検出することが可能となる。
【００１３】
すなわち、従来の画像投射装置においては、例えばスクリーンに投影された領域の外側に検出波を照射する領域を設けるものであり、光源からスクリーンに至る光が投射される立体角の領域と、赤外光等の検出波が投射される立体角の領域とが重複しない領域、またはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子等より成る検出波検出手段の監視する立体角の領域と重複しない検出不可領域が、主として投射光の光源近傍に生じる場合がある。したがって、この検出不可領域に人体等が侵入すると直ちに検出できないおそれがあり、検出が遅れることによって、投射光の減光又は停止などの処理が遅れてしまう可能性があることから、画像投射装置の光源の出力を増加し難い。
【００１４】
これに対し、本発明構成による場合は、光投射領域に人体等がどの位置から侵入しても確実に検出することができることから、人体等に影響を及ぼす前に、確実に侵入を検出して迅速な減光、停止などの処理を行うことが可能となり、より安全性に優れた画像投射装置及び画像投影方法を提供することができる。
【００１５】
また本発明において、検出波投射手段及び／又は検出波検出手段を、光投射手段の外周に沿ってこの光投射手段を取り囲んで配置した構成とすることによって、画像投射装置からスクリーンに至る光投射領域を確実に検出波投射領域又は監視領域で取り囲む構成とすることができる。
【００１６】
更に本発明において、少なくとも検出波投射手段による検出波投射領域の外側の輪郭を、光投射手段による光投射領域の外周より外側を取り囲んで設ける構成とすることによって、検出波投射領域の外側から光投射領域までの間隔を適切に選定することにより人体等が光投射領域に侵入する前に確実に侵入を検出し、投射光の減光、停止などの安全処理を行うことができ、より確実に人体等への影響を回避できる安全な画像投射装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明による各実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の各例に限定されることなく、その他種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【００１８】
図１は、本発明による画像投影装置及び画像投影方法の一例の概略構成図である。画像投射装置１から出射された画像を表示する光のスクリーン２に至るまでの光投射領域３に対し、この例においては、検出波投射手段からスクリーン２に投射される検出波投射領域４が、その外側の輪郭を覆って取り囲むように設けられた場合を示す。
図１において、光投射領域３のスクリーン上に投影される領域を一点鎖線ｓで、また検出波投射領域４のスクリーン上に投影される領域を二点鎖線ｄで示す。
【００１９】
この例における横方向から見た模式的な投射態様を示す概略構成図を図２に示す。画像投射装置１の光投射端面のほぼ中央部に光投射手段６が設けられ、これを取り囲んで（図２においては上下に挟む部分のみを示す）超音波発生器又は赤外光フォトダイオード等より成る検出波投射手段７を設ける。そして、この検出波投射手段７により囲まれた領域の光投射手段６の近傍に、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等の撮像素子より成る検出波検出手段８を配置する。
この例における画像投射装置１の光投射端面の正面図を図３に示す。図３において、図２と対応する部分には同一の符号を付して示す。
【００２０】
図３に示すように、光投射手段６を取り囲んで検出波投射手段７を設置し、その検出波投射角度を適切に選定することによって、この検出波投射手段７から投射される赤外光等の検出波が投射される領域が、図２において斜線を付して示すように、光投射領域３の外側の輪郭に沿ってこれを覆うように、図示の例においては光投射領域３の外周より外側を取り囲むように投射させる構成とする。
【００２１】
このような構成とする場合、図３において、光投射手段６に近接して配置した検出波検出手段８による監視領域５は、その監視角度を調整することにより、例えば図２に示すように、スクリーン２に向かって検出波投射領域４を覆うように拡がる。監視領域５は検出波投射領域４の全体を覆わないが、例えば矢印Ａで示すように画像投射装置１の近傍で人体等が侵入しても、検出波投射領域４の一部が遮られるために、その反射波の変化を検出波検出手段８により直ちにまた確実に検出することができる。
【００２２】
なお、この例において、スクリーン２上の検出波投射領域４の投影する部分に市販の再帰反射シートを被着するなどにより再帰反射構造９を設ける構成とすることによって、検出波の反射強度を高めることができ、検出の信号量Ｓ／Ｎを向上させることができる。特にこの例においては、検出波検出手段８を検出波投射手段７に近接して設けることから、再帰反射構造９によりほぼ入射方向に反射される検出波を確実に精度良く検出することができる。
【００２３】
図４〜図６においては、検出波検出手段８による監視領域５を、光投射手段６による光投射領域３の外側の輪郭に沿ってこれを覆うように設ける場合を示す。図４〜図６において、図１〜図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この例においては、図４及び図５に示すように、検出波検出手段８による監視領域５が、光投射領域３の外側の輪郭に沿って、これを覆うように設けられる場合で、図６に示すように、画像投射装置１の光投射端面のほぼ中央部に光投射手段６を設け、その外周に沿って、これを取り囲んでＣＣＤ撮像素子等より成る検出波検出手段８を設ける。すなわちこの例においても、図５において例えば矢印Ｂで示すように、画像投射装置１の近傍において人体等が侵入しても直ちにこれを検出して、迅速に投射光の減光ないしは停止などの処理を行うことができる。
【００２４】
またこの場合も同様に、スクリーン２の監視領域５の投影する位置に再帰反射構造９を設けることによって、検出波の反射波の強度を高め、検出のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００２５】
図７〜図９においては、検出波投射領域４及び検出波の監視領域５を共に、光投射領域３の外側の輪郭に沿ってこれを覆うように設ける場合を示す。図７〜図９において、図１〜図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この場合、例えば図９に示すように、フォトダイオード等より成る検出波投射手段７とＣＣＤ撮像素子等より成る検出波検出手段８とが共に、光投射手段６の外周に沿って、これを取り囲むように配置する。なお、図示の例においては検出波投射手段７が外側であるが、検出波検出手段８を外側に設けてもよい。
【００２６】
このような構成とすることにより、図７及び図８に示すように、光投射領域３の外側の輪郭に沿って、検出波投射領域４及び監視領域５の両方の領域が光投射領域３を覆うように設けられる。この場合においても、例えば画像投射装置１の近傍において矢印Ｃで示すように人体等が侵入しても、検出波ないしは検出波検出手段８を外側に設ける場合には監視領域が遮られて直ちに侵入を検出することができる。これにより、より迅速な投射光の減光又は停止などの処理を行うことができ、人体への影響を回避することができる。
【００２７】
更にこの場合においても、図８に示すように、スクリーン２の検出波投影領域に再帰反射構造９を設ける構成とすることによって、より検出波の反射波の強度を高め、検出のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００２８】
尚、上述の各例においては、光投射領域３の外側の輪郭に沿って、検出波投射領域４又は監視領域５のどちらか一方又は両方の領域が光投射領域３を覆う場合について説明したが、その他検出波投射領域４又は監視領域のどちらか一方又は両方の領域を、光投射領域３の外側の輪郭に沿って一部重複する構成とすることもできる。
【００２９】
検出波投射領域４又は監視領域５の拡がり角は、検出波投射手段７や検出波検出手段８の前面に設けるレンズ部等の屈折率、曲率やその出射投影方向の調整によって、自由に選択することができる。
検出波投射領域４又は監視領域５を拡げることによって、より確実に精度良く侵入体の侵入を検出することができる。
【００３０】
また、検出波投射領域４又は監視領域５のほぼ全外周を、光投射領域３の外側の輪郭に沿って殆ど重複させるか、またはわずかに光投射領域３の輪郭の内側に設定する構成とすることもできる。
例えば画像投射光が、比較的強度の低い例えばＪＩＳ Ｃ６８０２（日本工業規格のレーザ製品の放射安全基準、国際規格に準拠）によるクラス２（０．２５ｓの連続視認可能）程度のレーザ光を用いる場合などにおいては、光投射領域３の外側の輪郭からわずかに内側に、光投射領域３をほぼ覆うように重複して設けることも可能である。
【００３１】
この場合、光投射領域３に人体等の侵入体が侵入たときの露光量が、ＭＰＥ（最大許容露光量）を超えない範囲の露光量に抑えられるように、投射光の例えば減光、または停止処理を行うようにすれば、安全確保が可能である。
更に人体等の侵入速度のマージンを考慮して、光投射領域３の外側の輪郭からわずかに外側に、検出波投射領域４又は監視領域５をほぼ光投射領域３に重複して設けることにより、安全性を高めることができる。
【００３２】
更にまた上述の各例において、検出波投射領域４を、スクリーン２上において光投射領域３に重複して、すなわち例えばほぼその全面に渡って重複させる構成としてもよい。この場合においては、スクリーン２の後方（投影面の裏側）から何らかの侵入があった場合においても直ちに検出することが可能となる。
【００３３】
前述の図１〜図９において説明した例のように、検出波投射領域４又は監視領域５が光投射領域３の外側を取り囲むように設けられる場合、これら検出波投射領域４又は監視領域５と、光投射領域３との間に間隙が生じる。スクリーン上におけるこれらの領域近傍の投射光強度Ｉｓ及び検出波反射強度Ｉｄを図１０に模式的に示す。図１０に示すように、スクリーン２上の光投射領域４２の外側（図１０においては左側）に検出波投射領域４６が設けられる。
【００３４】
この場合、スクリーン２上の検出波投射領域４６の一部に再帰反射構造９を設けることにより、この部分において反射強度が高くなり、検出波照射強度Ｉｄが大となり、検出領域４６ａの幅ｄも幅広となる。検出領域４６ａの内側と光投射領域４２との間は間隙部４４となる。この幅をｗとする。
【００３５】
このように、再帰反射構造９を設けることによって、より検出波の反射波光量を大として、検出精度を高めることができる。
例えば上記ＪＩＳ Ｃ６８０２において定められるクラス２や、クラス３Ａ（光学系を用いたビーム内の観察は不可能）程度の比較的高い出力の光学系を用いる場合、間隙部４４の幅ｄと上述の検出領域幅ｗを、上述のＭＰＥを超えない範囲に露光時間を抑えるように選定することによって、確実に人体等への影響を生じることなく、光投射手段６の減光又は停止処理を行うことが可能となり、安全性を確保することができる。
また更に、人体等の平均侵入速度のマージンを予想して上記検出領域幅ｗを適切に選定することによって、より安全性を高めることができる。
【００３６】
また、間隙部４４を挟んでその外側に検出波投射領域４６を設けることによって、人体等の侵入体が侵入してから光投射領域４２に到達するまでの時間を確保することができ、これにより、確実に人体等が光投射領域に侵入する前に投射光の減光・停止等の処理を行うことができて、より安全性を高めることができる。
【００３７】
更にまた、この検出波の反射波を検出する撮像素子等より成る検出波検出手段の検出波入射端面に、例えば赤外光透過フィルタなどの波長選択フィルタを設けることによって、より検出波の検出精度を高めることができる。
【００３８】
尚、上述の各例においては、検出波投射領域又は監視領域が光投射領域を覆うように構成した場合であるが、例えばスクリーンの材質によっては、検出波のスクリーンからの反射波がある程度の立体角をもって反射されることから、少なくともこの反射波が検出波検出手段に到達するまでの領域と監視領域との重なる部分が光投射領域を覆うように、検出波投射手段の投射角度又は検出波検出手段の監視角度を調整してもよい。
【００３９】
次に、上述の図１〜図９において説明した画像投射装置１の概略構成の一例を図１１を参照して説明する。
この例においては、光変調部１０と、光調整部２０と、光投射手段７と、電源部５０と、信号処理部６０と、上述したＣＣＤ撮像素子等より成る検出波検出手段８と、侵入検出・パワー制御部１１０と、赤外線の発光ダイオード等より成る検出波投射手段７と、給電装置１３０とより画像投射装置１が構成される。
【００４０】
光変調部１０は、光源部１２と、照明光生成部１４と、空間変調光生成部１６とを有する。
光源部１２には、例えば緑色レーザ光源１２Ｇ、青色レーザ光源１２Ｂ、赤色レーザ光源１２Ｒが設けられる。これらレーザダイオード等より成る光源は、電源部５０内の電源装置５２からの給電により、それぞれの色のレーザビームを射出する。
【００４１】
電源系統５０には、光源部１２のレーザを駆動する電圧を出力する電源装置５２と、この電源装置５２から出力される電圧レベルを調整するレギュレータ５４とが設けられる。電圧レベルの調整は、侵入検出・パワー制御部１１０の指令に応じて電源装置５２から出力される電圧を、「０」すなわち電源断状態からレーザダイオードの定格駆動電圧まで調整可能とする。
【００４２】
照明光生成部１４には、光源部１２から射出される緑・青・赤の各色のレーザビームを受けてそれぞれ平行な照明光を生成する各色照明光学部１４Ｇ、１４Ｂ及び１４Ｒが設けられる。
【００４３】
また空間変調光生成部１６には、例えば空間変調素子としてＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖ）等の回折格子型変調素子を用いる場合には、各色に対応する回折格子１６Ｇ、１６Ｂ及び１６Ｒと、コンバイナＭＸが設けられる。ＧＬＶとしては、例えば第１面と第２面とが相対的に移動することにより回折格子状態を変調する構成、具体的には、例えば基板上に可動リボンと固定リボンとが交互に配置されて電圧印加により可動リボンが基板側に変形移動して回折状態を異ならしめる構成とすることができる。
【００４４】
そしてこのようにＧＬＶ等より成る空間変調素子に、ドライバ回路６４から映像信号に応じて各色回折格子を変調する駆動信号が印加され、照明光生成部１４からの光が映像信号に応じて変調されて出力される。
コンバイナＭＸは、各色回折格子の画像光を合成する。
【００４５】
光調整部２０は、例えば上述したように空間変調素子として回折格子を用いる場合、オフナーリレー光学系部２２とディフューザ光学系部２４を設けて、空間変調光生成部１６からの画像光を調整する。
【００４６】
光投射手段６には、投影（プロジェクション）レンズ３２と、スキャナ３４とが設けられる。
光投射手段６の前方には、画像が投影されるスクリーン２が配置され、ガルバノミラー等より成るスキャナ３４によって映像信号に応じた投射光が投影レンズ３２を介してスクリーン２に投影される。
【００４７】
信号処理部６０には、映像信号処理部６２と、ドライバ回路６４と、全体制御部６６と、スキャナ制御部６８とが設けられる。
映像信号処理部６３は、スクリーン２に投影すべき映像信号を、例えばパーソナルコンピュータから入力してドライバ回路６４を介して空間変調光生成部１６の各色回折格子において照明用レーザ光を変調する信号を生成するための信号処理を行う。
【００４８】
ドライバ回路６４は、映像信号処理部６２で信号処理された駆動信号に応じて各色回折格子を駆動する。
スキャナ制御部６８は、スキャナ３４の回転制御を行う。
全体制御部６６は、映像信号処理部６２、ドライバ回路６４、スキャナ制御部６８の全体制御を行う。
【００４９】
また赤外光発光ダイオード等より成る検出波投射手段７には給電装置１３０から電源が供給される。給電装置１３０は、侵入検出・パワー制御部１１０により制御される。
【００５０】
このような構成において、例えば検出波投射手段７からスクリーン２に向けて投射した検出波が侵入体によって遮られると、検出波検出手段８により侵入が直ちに検出されて、侵入検出・パワー制御部１１０から、レギュレータ５４を介して電源装置５２に停止、又は減光すなわち出力低減化の指令が出される。
また、図示しないが、侵入体を検出して直ちに警告表示、警告音声信号等の出力を行って投射光の減光処理を行い、侵入体が退去した場合には引き続き画像信号の投射を続行するとか、または侵入体が退去しない場合に光投射停止処理を行うこともできる。
【００５１】
更にまた、例えば検出波投射手段７からの検出波投射を、図１２に示すようにパルス波形状として、各パルスを３等分したタイミングによる平均化を行うことにより、緩やかな外乱による検出波のノイズをカットして、より精度よく侵入の検出を行うことができる。
例えば図１２に示す例においては、パルス状の信号Ｓを６等分した時分割として、例えばタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４における検出波Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの差分（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）を検出する。このようにすることによって、例えば周囲の赤外光成分や、映像信号の変動量などに起因する緩やかな変化量αが生じている場合に、（Ａ＋Ｂ＋α）−（Ｃ＋Ｄ＋α）＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）を検出することができて、変化量αを相殺して精度良く侵入体の侵入を検出することができる。
【００５２】
また、検出波検出手段としてＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を用いる場合は、例えば各素子を１画素として、画素毎に例えば２５６階調で反射波の強度を認識することができ、より精度良く検出することができる。
【００５３】
例えば上述のＣＣＤ撮像素子を用いる場合は、幅２画素×長さ６００画素、合計１２００画素の撮像素子により検出波検出手段を構成することができる。そして、各画素を２５６階調で検出する場合、例えばスクリーン２からの反射波の強度が２５６階調のうち７０〜１２０であるとすると、実際の反射波強度が０〜６９、１２１〜２５５階調であった場合、その画素は異常（侵入体検出）と認識する。監視領域５の１２００画素のうち、例えば６画素以上の異常が認められた場合、人体や障害物等の侵入があったとして、安全装置を作動させ、すなわち上述の図１１において説明した画像投射装置において、危険防止・パワー制御部１１０から電源装置５２に電源停止、又は低下による減光、停止処理を行えばよい。
【００５４】
各画素の反射波強度検出値の変化は、人体や障害物の侵入によって検出波の陰や、反射された検出波が遮られたり、直接反射することによって起こる。従って、反射波強度又はこの反射波強度の変化量を検出することによって、安全性に問題のある人体等への影響が生じる場合を選択的に検出し、確実に減光・停止等の安全処理を行うことができる。
【００５５】
次に、再帰反射構造の具体的な構成例について説明する。
再帰反射とは、光学上特殊な反射機構で、入射した光が再び入射方向へ返る反射現象を指す。
【００５６】
例えば市販の再帰反射シートは、再帰反射により光源方向からの視認性を高めるもので、夜光塗料や蓄光テープのように物体自身が光を発するものではなく、また蛍光体のように光によって励起されて蛍光を発するものとは異なり、入射光を入射方向に向けて反射させる構造とするものである。
【００５７】
一般的な構造としては、例えば図１３にその一例の略線的拡大断面図を示すように、合成樹脂９２の上にアルミ蒸着層等より成る反射層９３を介してレンズとして作用する直径４０〜９０μｍ程度の微小な高屈折率ガラスより成るガラスビーズ９４が一定の効果を満たすように、均一に多数配置され、透明フィルム等の表面層９７により覆われて、また裏面側には接着剤９１等を介して離型フィルム９０が被着されて、全体の厚みが１００〜２００μｍ程度の薄く柔軟なシート状に形成される。
【００５８】
ガラスビーズ９４の一つ一つは真円球で一種の凸レンズとして作用する。入射した光Ｌｉはガラス体を通り屈折して一点に焦点を結ぶが、がラスビーズ９４の球体底部に反射層９３を設け、再びガラス体を通ってもとの光源方向に矢印Ｌｏで示すように出射される構成とされる。
【００５９】
この再帰反射構造としては、その他例えば図１４に示すように、合成樹脂９２の一定領域毎に支柱部９２ａを設けて、ガラスビーズ９４上にエアカプセル９５すなわち空隙を設け、表面を透明フィルム等の表面層９７により覆う構成とすることもできる。
【００６０】
更にまた図１５に他の例の断面図を示すように、高屈折率ガラス等より成る三角錘状のプリズム層９６を設けることにより、同様に入射方向に出射光を反射する構造とすることもできる。図１４及び１５において、図１３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６１】
上述したように、本発明による画像投射装置及び画像投射方法によれば、検出波投射領域又は検出波を検出する監視領域を、画像を投影する光投射領域を立体的に取り囲む又は重複する構成とすることによって、人体、障害物等の侵入体の侵入を確実に検出して、迅速に減光又は停止などの処理を行うことができ、ＭＰＥ（最大許容露光量）を超える露光を確実に回避した極めて安全な画像投射を行うことが可能となる。
【００６２】
これによって、例えば上述のクラス１を超える例えばクラス３Ａ程度の比較的強度の強い光源を用いることが可能となり、従来にない極めて視認性に優れた明瞭な画像を表示する画像投射装置を提供することができる。
【００６３】
尚、本発明は、上述の各実施の形態に限定されることなく、その他検出波投射手段として超音波発生装置、その他の検出可能な検出波を投射する種々の手段を用いることが可能であるなど、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、光投射領域のスクリーンに至る領域の外側の輪郭に沿って、検出波投射領域又は監視領域のいずれか一方若しくは両方の領域を、光投射領域を覆って又は重複して設けることにより、人体、障害物等の侵入体の侵入を検出できない検出不可領域をなくして、迅速且つ確実に侵入体を検出することができる。
【００６５】
また、本発明による画像投射装置において、検出波投射手段及び／又は検出波検出手段を、光投射手段の外周に沿ってこれを取り囲んで設けることにより、確実且つ容易に光投射領域を取り囲む検出波投射領域又は監視領域を設けることができる。
【００６６】
更に、スクリーン上の検出波投射領域に再帰反射構造を設けることによって、検出波の反射強度を高め、検出精度を高めることができる。
【００６７】
更にまた、検出波投射領域の外側の輪郭を、光投射領域の外周より外側を取り囲む構成とすることによって、光投射領域に侵入体が侵入するまでの時間を確保して、確実に侵入体への影響が生じる前に減光ないしは停止などの安全処理を行うことができる。
【００６８】
また更に、検出波投射領域をスクリーン上の光投射領域内において重複して投影することによって、スクリーン内の例えば中央部付近の侵入など、より幅広い範囲の侵入も検出することができ、より安全性を高めることができる。
【００６９】
また検出波投射手段による検出波として赤外光又は超音波を用いることにより、簡単な構成により画像投射装置を構成することができる。
【００７０】
更にまた、検出波検出手段を撮像素子により構成することによって、例えば２５６階調の検出波強度を検出することができ、確実に人体等の侵入体の侵入を選択的に検出することができる。
【００７１】
また、検出波の反射波強度又は反射波強度変化を検知することによって、確実に人体等に影響を及ぼす場合の侵入を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明画像投射装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明画像投射装置の一例の横方向から見た概略構成図である。
【図３】本発明画像投射装置の一例の投射端面の正面から見た概略構成図である。
【図４】本発明画像投射装置の一例の概略構成図である。
【図５】本発明画像投射装置の一例の横方向から見た概略構成図である。
【図６】本発明画像投射装置の一例の投射端面の正面から見た概略構成図である。
【図７】本発明画像投射装置の一例の概略構成図である。
【図８】本発明画像投射装置の一例の横方向から見た概略構成図である。
【図９】本発明画像投射装置の一例の投射端面の正面から見た概略構成図である。
【図１０】スクリーン上の検出波及び投射光強度の説明図である。
【図１１】画像投射装置の要部の概略構成図である。
【図１２】検出方法の一例の説明図である。
【図１３】再帰反射構造の一例の略線的拡大断面図である。
【図１４】再帰反射構造の他の例の略線的拡大断面図である。
【図１５】再帰反射構造の他の例の略線的拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 画像投射装置、２ スクリーン、３ 光投射領域、４ 検出波投射領域、５監視領域、６ 光投射手段、７ 検出波投射手段、８ 検出波検出手段、９ 再帰反射構造、１０ 光変調部、１２ 光源部、１４ 照明光生成部、１６ 空間変調光生成部、２０ 光変調部、２２ オフナーリレー光学系、２４ ディフューザ光学系、３２ 投影レンズ、３４ スキャナ、４２ 光投射領域、４４ 間隙部、４６ 検出波投射領域、４６ａ 検出領域、５０ 電源部、５２ 電源装置、５４ レギュレータ、６０ 信号処理部、６２ 映像信号処理部、６４ ドライバ部、６６ 全体制御部、６８ スキャナ制御部、９０ 離型フィルム、９１ 接着剤、９２ 合成樹脂層、９２ａ 支柱部、９３ 反射層、９４ ガラスビーズ、９５ エアカプセル、９６ プリズム層、９７ 表面層、１１０ 侵入検出パワー制御部、１３０ 給電装置
Claims (28)
- 少なくとも画像を表示する光を投射する光投射手段と、
侵入体を検出する検出波を投射する検出波投射手段と、
上記検出波を検出する検出波検出手段とを備え、
上記光投射手段からの光を投影するスクリーンに上記光投射手段から光が到る光投射領域の外側の輪郭に沿って、上記検出波投射手段から上記スクリーンに至る上記検出波の検出波投射領域か、上記検出波検出手段による監視領域のどちらか一方又は両方の領域が、該光投射領域を覆うか又は重複して設けられて成る
ことを特徴とする画像投射装置。 - 上記検出波投射手段及び／又は上記検出波検出手段が、上記光投射手段の外周に沿って上記光投射手段を取り囲んで配置されて成る
ことを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。 - 少なくとも上記検出波投射手段による上記検出波投射領域の外側の輪郭が、上記光投射手段による光投射領域の外周より外側を取り囲んで設けられて成る
ことを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。 - 少なくとも上記検出波投射手段による上記検出波投射領域の外側の輪郭が、上記光投射手段による光投射領域の外周より外側を取り囲んで設けられて成る
ことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。 - 上記スクリーンの少なくとも上記検出波が投射される領域に、再帰反射構造が設けられて成る
ことを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。 - 上記スクリーンの少なくとも上記検出波が投射される領域に、再帰反射構造が設けられて成る
ことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。 - 上記スクリーンの少なくとも上記検出波が投射される領域に、再帰反射構造が設けられて成る
ことを特徴とする請求項３記載の画像投射装置。 - 上記スクリーンの少なくとも上記検出波が投射される領域に、再帰反射構造が設けられて成る
ことを特徴とする請求項４記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段による上記検出波投射領域が、上記光投射手段による上記スクリーン上の投影領域に重複して投影されて成る
ことを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段による上記検出波投射領域が、上記光投射手段による上記スクリーン上の投影領域に重複して投影されて成る
ことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段による上記検出波投射領域が、上記光投射手段による上記スクリーン上の投影領域に重複して投影されて成る
ことを特徴とする請求項３記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段による上記検出波投射領域が、上記光投射手段による上記スクリーン上の投影領域に重複して投影されて成る
ことを特徴とする請求項４記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段による上記検出波投射領域が、上記光投射手段による上記スクリーン上の投影領域に重複して投影されて成る
ことを特徴とする請求項５記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段による上記検出波投射領域が、上記光投射手段による上記スクリーン上の投影領域に重複して投影されて成る
ことを特徴とする請求項６記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段による上記検出波投射領域が、上記光投射手段による上記スクリーン上の投影領域に重複して投影されて成る
ことを特徴とする請求項７記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段による上記検出波投射領域が、上記光投射手段による上記スクリーン上の投影領域に重複して投影されて成る
ことを特徴とする請求項８記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段から投射される検出波が、赤外光又は超音波とされて成る
ことを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。 - 上記検出波投射手段から投射される検出波が、赤外光又は超音波とされて成る
ことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。 - 上記検出波検出手段が、撮像素子より成る
ことを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。 - 上記検出波検出手段が、撮像素子より成る
ことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。 - 上記撮像素子より成る上記検出波検出手段により検出される検出波の反射波強度又は反射波強度変化が検知される
ことを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。 - 上記撮像素子より成る上記検出波検出手段により検出される検出波の反射波強度又は反射波強度変化が検知される
ことを特徴とする請求項２記載の画像投射装置。 - 侵入体を検出する検出波の検出波投射領域か、上記検出波を検出する監視領域のどちらか一方又は両方の領域を、画像を表示する光がスクリーンに到る光投射領域の外側の輪郭に沿って該光投射領域を取り囲んで設ける
ことを特徴とする画像投射方法。 - 少なくとも上記検出波投射領域の外側の輪郭を、上記光投射領域の外周より外側を取り囲んで設ける
ことを特徴とする請求項２３記載の画像投射方法。 - 上記スクリーン上の上記光投射領域の投影領域近傍に再帰反射構造を設けることを特徴とする請求項２３記載の画像投射方法。
- 上記スクリーン上の上記光投射領域の投影領域近傍に再帰反射構造を設けることを特徴とする請求項２４記載の画像投射方法。
- 上記検出波投射領域を、上記スクリーン上の上記光投射領域の投影領域に重複して投影する
ことを特徴とする請求項２３記載の画像投射方法。 - 上記検出波投射領域を、上記スクリーン上の上記光投射領域の投影領域に重複して投影する
ことを特徴とする請求項２４記載の画像投射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003194649A JP2005031267A (ja) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | 画像投射装置及び画像投射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003194649A JP2005031267A (ja) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | 画像投射装置及び画像投射方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005031267A true JP2005031267A (ja) | 2005-02-03 |
Family
ID=34205731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003194649A Pending JP2005031267A (ja) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | 画像投射装置及び画像投射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005031267A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013105171A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-30 | Seiko Epson Corp | プロジェクター及びその制御方法 |
| US20160000385A1 (en) * | 2014-01-03 | 2016-01-07 | Google Inc. | Determining information flow using physiological parameters |
| JP2016106260A (ja) * | 2016-01-27 | 2016-06-16 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター及びその制御方法 |
| JP2017026652A (ja) * | 2015-07-15 | 2017-02-02 | 国立大学法人東北大学 | スクリーン、位置特定装置、映像処理装置、パターン生成装置、スクリーンの製造方法 |
| US9766959B2 (en) | 2014-03-18 | 2017-09-19 | Google Inc. | Determining user response to notifications based on a physiological parameter |
| CN114205570A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-18 | 海信视像科技股份有限公司 | 一种投影设备及自动校正投影图像的显示控制方法 |
-
2003
- 2003-07-09 JP JP2003194649A patent/JP2005031267A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013105171A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-30 | Seiko Epson Corp | プロジェクター及びその制御方法 |
| US20160000385A1 (en) * | 2014-01-03 | 2016-01-07 | Google Inc. | Determining information flow using physiological parameters |
| US9766959B2 (en) | 2014-03-18 | 2017-09-19 | Google Inc. | Determining user response to notifications based on a physiological parameter |
| JP2017026652A (ja) * | 2015-07-15 | 2017-02-02 | 国立大学法人東北大学 | スクリーン、位置特定装置、映像処理装置、パターン生成装置、スクリーンの製造方法 |
| JP2016106260A (ja) * | 2016-01-27 | 2016-06-16 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター及びその制御方法 |
| CN114205570A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-18 | 海信视像科技股份有限公司 | 一种投影设备及自动校正投影图像的显示控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10732408B2 (en) | Projection type display device and projection display method | |
| JP4366631B2 (ja) | 画像投射装置及び画像投射方法 | |
| US7922373B2 (en) | Image display apparatus including a controller that controls a light amount regulating film based on an amount of extraneous light received by a light receiving element | |
| JP2013152474A (ja) | 警告光を有するレーザ投影器 | |
| WO2014208441A1 (ja) | 混色装置及び表示装置 | |
| US10921587B2 (en) | Vehicle display apparatus | |
| WO2003104892A1 (ja) | 画像投射装置及び画像投射方法 | |
| WO2015133425A1 (ja) | 走査型表示装置 | |
| JP2008139732A (ja) | プロジェクタ | |
| WO2017169375A1 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
| JP6923322B2 (ja) | 画像表示装置 | |
| JP6108169B2 (ja) | 混色装置及び表示装置 | |
| JP6805587B2 (ja) | 光源装置、画像表示装置及び物体装置 | |
| JP2018132670A (ja) | 投射スクリーンおよび投射型表示装置 | |
| JP2004286785A (ja) | 光学系及びその光学系を備えた投射型画像表示装置 | |
| JP2007086266A (ja) | 光学ユニット及び画像表示装置 | |
| JP2005031267A (ja) | 画像投射装置及び画像投射方法 | |
| JP2020519937A (ja) | ヘッドアップディスプレイ | |
| US10218947B1 (en) | Compensation for overlapping scan lines in a scanning-beam display system | |
| JP2005309162A (ja) | 画像投射装置 | |
| JP4419452B2 (ja) | 画像表示方法及びプロジェクタ | |
| JP6387230B2 (ja) | 車両用計器クラスター | |
| WO2018150736A1 (ja) | ヘッドアップディスプレイ装置 | |
| JP6146161B2 (ja) | 混色装置及び表示装置 | |
| JP4507506B2 (ja) | 画像表示システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050301 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070528 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070612 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070813 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070904 |