JP2005352172A - 画像投射装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高強度光を用いた画像投射装置において、構成や制御の複雑化を伴うことなく安全性を高める。
【解決手段】 画像投射装置１は、レーザ光等を用いて画像投射を行う場合に、高強度光の照射領域内への人体や物体の侵入に対する安全機構を備えている。該照射領域への人体や物体の侵入を監視手段１ｂによって周期的に監視し、該照射領域への侵入が検出された場合に、画像投射光の強度を低減させるか又は該画像投射光を遮断することで人体に対して無害化する。画像投射光の照射領域を含む広い監視領域を常時監視する必要がなく、侵入検出の精度向上に有効である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光等の高強度光を用いた画像投射装置の安全性を保証することを目的とし、例えば、レーザディスプレイ等への適用において、レーザ光等が直接眼底に結像して、眼底に対する障害が発生するといった事故を未然に防止するための技術に関する。

大画面表示が可能なプロジェクションシステムでは、レーザ光源からの照射光をスクリーン上に投射することによって映し出される映像を見ることができる。

レーザ及びＬＥＤ（発光ダイオード）の光は非常に小さい発光点（ほぼ点光源）から発し、かつ発散角が小さいため、その光を直接覗き込んでしまった場合に眼の網膜上に小さな点として集中し、その照度が大きいと眼の網膜に熱傷をもたらす危険性がある。また、光強度が大きい場合に皮膚に熱傷をもたらす虞がある。そのため、レーザ光及びＬＥＤ光を使用する機器については、国際レーザ安全規格ＩＥＣ６０８２５シリーズ、あるいは各国でのそれに準じた国内規格等、機器の製造者や使用者に対する厳しい安全規格が定められている（例えば、ＩＥＣ６０８２５−１では、照度の大きさによってクラス１乃至４までの分類を行い、それぞれのクラス毎に、製造者や使用者が守るべき指針を設けている。）。尚、レーザ安全に関しては、安全規格上ＬＥＤも同様に扱うこととなっているため、以下のレーザに関する説明にはＬＥＤの場合も含まれる。また、近年高輝度化が進んでいる点光源ランプ等についても同様の危険性がある。

レーザを用いた映像表示の分野、例えば、色鮮やかなレーザビームを用いたレーザライトショー等の場合、機器製造者、使用者は、上記安全規格に基づいた取り扱いをしなければならない。例えば、より明るいレーザビームでのレーザライトショーを行うには、レーザ機器を熟知した管理者が必要である。

ところで、レーザビームをスクリーン上に照射して画像表示を行う装置の場合、スクリーンに当って拡散及び反射されたレーザ光は、四方八方に拡散されるため、かなりの強度のレーザ光（レーザクラス分類３Ｂ以下）でも安全であると確認されているが、万一誤って、スクリーンに照射される以前のレーザビームが直接眼に入ってしまうと、レーザビームの照度が大きい場合に網膜への熱傷の危険性がある。

このための安全対策として、下記に示す構成形態が挙げられる。

（１）レーザビームが眼に直接入射しても安全な照度（レーザビームを見る条件により異なるが、レーザクラス分類１〜２）にて動作するように構成した形態
（２）観客がレーザビームを直接見ることが不可能なように、例えば、レーザ照射空間に人が入れないように遮蔽物を設置する形態。

（３）観客がレーザビームを直接見ることが不可能なように、レーザ照射空間への人の侵入を監視し、もしもレーザ照射空間に人体や物体の侵入がある場合において、レーザ光の出力を人体に害のないレベルまで下げる形態。

尚、上記形態（１）では、光出力が小さく規制されるため、画像表示を明るくすることができないことが問題とされ、また、上記形態（２）では、遮蔽物が観客の目障りになる可能性が高いことや遮蔽物の配置スペースを確保する必要があること等が問題とされる。よって、上記形態（３）が画像表示品質への影響の最も少ない形態と考えられる（例えば、下記特許文献１では、レーザ光照射領域を含む広い外縁領域の空間を監視し、侵入物がレーザ光照射領域に達する前にレーザ光の出力を人体に害のない程度に低下させている。）。

国際公開第９８／１５１２７号パンフレット

上記したように、レーザ光やＬＥＤ光を用いる場合には、その安全性の確保が重要課題とされ、例えば、視聴者が不用意にレーザ光の照射領域に侵入することを想定した対策を充分に講じる必要がある。

しかしながら、従来の装置にあっては、例えば、レーザ光照射領域を含む、より広い外縁領域（監視領域）を常時監視する場合において、レーザ光の照射範囲への人体又は物体（以下、「人体等」という。）の侵入検出を充分な精度で行うことができないか、あるいはそのための高価な装置、複雑な機構や制御を必要とする等の問題がある。つまり、レーザ光照射領域よりも広範囲に監視しようとするほど、該照射領域に侵入すると予想される人体や物体と、監視領域に留まるか又は該監視領域から出て行こうとする人体や物体とを、明確に区別することが難しくなってくる。その結果、人体等が実際にレーザ光の照射領域に侵入していない場合であっても、安全機構が作動して画像投射光を減衰させるといった事態が発生し、上映等の中断を余儀なくされる。また、限られた空間とされる映画館等の屋内でレーザ光による上映等を行う場合には、レーザ光の照射領域よりも広い監視空間を確保することが難しいといった問題がある。

そこで、本発明は、高強度光を用いた画像投射装置において、構成や制御の複雑化を伴うことなく安全性を高めることを課題とする。

本発明に係る画像投射装置は、上記した課題を解決するために、画像投射時の照射領域内への人体等の侵入に対する安全機構を備えた構成において、該照射領域への人体や物体の侵入を周期的に監視する監視手段を有し、該照射領域への侵入が検出された場合に、安全機構により画像投射光の強度を低減させるか又は該画像投射光を遮断することで人体に対して無害化するように構成している。

また、本発明に係る画像投射装置の制御方法は、画像投射光の照射領域への人体や物体の侵入を周期的に監視し、該照射領域への侵入が検出された場合に、画像投射光の強度を低減させるか又は該画像投射光を遮断することで人体に対して無害化するものである。

従って、本発明では、画像投射光の照射領域を含む監視領域を常時監視する必要がなく、侵入検出の精度向上に有効である。そして、人体等の侵入を検出して安全上必要な措置（照射光の遮断や光強度の低減等）を充分に講じることができる。

本発明によれば、画像投射光の照射領域への人体等の侵入を周期的に監視して、精度良く侵入検出を行うことができる。しかも、そのために、大掛かりな装置や、複雑な構成及び制御を必要とせずに、安全性を保証することができる。

上記照射領域への人体等の侵入が検出された場合には、人体に影響を及ぼさない被爆時間内に画像投射光を何回被爆しても人体に無害なレベル以下に減衰させることが安全性を高める上で好ましい。つまり、「Ｍ」の値を自然数又は正の実数として、画像投射光（描画光又は走査光）をＭ回被爆しても人体にとって安全とされる単パルスの光出力を「Ａ」と記し、人体への被爆可能性のある時間間隔「ｔ」（可視光の基準時間０．２５秒）内での被爆回数を「Ｎ」と記すとき、最大輝度表示時の画像投射光の出力を、「Ｎ^t・Ａ／Ｍ」以下に規定する。

また、上記照射領域への人体等の侵入を監視するための第一の期間と、スクリーンへの画像投射を行う第二の期間とが交互に繰り返されるようにした構成形態において、第一の期間における侵入の監視結果に基づいて該第一の期間に後続する第二の期間での画像投射光の強度を制御する。あるいは、上記照射領域への人体等の侵入に係る監視処理と、スクリーンへの画像投射処理とを並行して行うとともに、現時点での画像投射光の照射領域に人体等が侵入したか否かを示す監視結果に基づいて次の画像投射光又は次画面に係る画像投射光の強度を制御する。これによって、高強度光の被爆量を最小限に抑えることができ、安全対策の確実性に寄与する。

上記照射領域への人体等の侵入が検出された場合に、その大きさ及び位置を検出する検出手段を設けた構成形態では、上記照射領域のうち、侵入した人体等の範囲を含む限定された範囲内での画像投射光の強度を低下させて人体に対して無害化することにより、人体等の侵入による表示画像への影響を低減することができる。

また、侵入検出に用いる赤外光又は赤外線の光源と、該光源から発した赤外光又は赤外線が上記照射領域への人体等の侵入によって遮られることを検出する検出手段を備えた構成形態では、可視光での画像表示への影響がない点で有利である。特に、赤外光又は赤外線のレーザ光源から出力される光を波長変換（例えば、ＳＨＧ：第二高調波発生）して画像投射用の光を生成するとともに、該レーザ光源を上記赤外光又は赤外線の光源として共用する形態では、レーザ光源による出力光の一部を侵入検出に利用することができるので構成の簡素化に有効である（検出専用光源を追加する必要がない。）。

高強度光を用いて画像表示を行う場合には、いきなり画像投射を開始せずに、安全性について充分な確認を行った上で画像投射光の強度を上げることが好ましい。即ち、スクリーンへの画像表示を開始するために照射光の強度を上昇させる前段階において、先ずは画像投射光を人体に無害な低強度光に設定する。そして、上記照射領域への人体等の侵入が無いことを検出によって確認した上で、画像投射光の強度を上昇させれば良い。

本発明では、可視光の光源を用いることが可能であり、この場合には、眼の防御反応を利用することができる。例えば、高強度光源及びその出射光を画像信号に応じて変調する光変調手段と、該光変調手段により変調された光について光走査を行う光走査手段と、スクリーン上に画像を投射する投射手段と、画像投射時の照射領域内への人体等の侵入を検出する侵入検出手段とを備えた構成において、１回又は複数回の光走査による人体への被爆が許容される程度に上記高強度光源の出射光の強度を制限するとともに、侵入検出手段が該出射光を侵入検知用光として用いることにより上記照射領域への人体等の侵入を検出する。出射光強度の制限については、高強度光源への供給電力を低減するか又は光変調手段の駆動制御により行うことができる。

本発明は、画像投射装置（例えば、レーザ光源を用いるとともに、一次元画像を走査して２次元画像を生成する装置等）のように、高強度の光源を用いた画像表示装置への適用において、光照射が人体に及ぼす悪影響を未然に防止して安全性を保証することを目的とする。そして、高強度光の照射範囲を含む、より広い外縁領域を監視する必要がなく、該照射範囲への人体や物体の侵入のみを監視すれば足りる。

図１は、本発明に係る概念的な説明図である。

画像投射装置１を構成する画像投射手段１ａは、スクリーンへの光照射によって描画範囲に画像表示を行うための光源及び光学系を備えている。例えば、レーザ光源や投射手段等を備えた装置（レーザディスプレイ装置）では、レーザ光源からスクリーン上の描画範囲に向かう照射光の通過領域への人体や物体の侵入に対して安全対策が講じられる。

監視手段１ｂは、画像投射時に照射領域「Ａ」（３次元空間領域）内への人体等の侵入を監視するものである。つまり、照射光の照射領域への人体等の侵入を周期的に監視して、該照射領域への人体等の侵入が検出された場合には、画像投射手段１ａに係る安全機構を働かせて画像投射光の強度を低減させるか又は該画像投射光を遮断することで人体に対して無害化する。周期的な侵入監視処理については、これを固定した一定周期で行う形態と、人体等の侵入状態や侵入の蓋然性等に応じた変更される周期（可変周期）をもって行う形態等が挙げられる。

尚、画像投射手段１ａと監視手段１ｂの機能を一つの装置内に具備する構成形態も可能である。つまり、可視光による描画表示用の光学系（描画光学系）と、検出用光を用いた光学系（侵入検出用光学系）を独立させて別個の装置とするか又は両光学系を同一装置内に含む形態（光学系を構成するレンズ等の要素を共有することで、構成の簡素化等を図ることができる。）が挙げられる。

また、本例では、画像投射光の照射領域と、監視領域（侵入監視用の領域）とが一致し又はほぼ一致するように設定されているが、本発明の適用においては、両領域が部分的に重複する関係をもつように設定するといった、各種形態での実施が可能である。

図２は、描画光学系２＿１と、侵入検出用光学系２＿２とを独立させた形態について例示したものである。

描画光学系２＿１による高強度照射光が第一の領域Ａ１を通過し、また、侵入検出用光学系２＿２による低強度照射光が第二の領域Ａ２を通過する。第二の領域Ａ２への人体等の侵入が侵入検出用光学系２＿２によって検出される。尚、侵入検出に関して、音波等を用いる方法が挙げられるが、調整や設定の作業が面倒であったり、侵入検出の正確性を期す上で困難性を伴うので、検出波としては、赤外光若しくは赤外線又は可視光の使用が望ましい。

図３は、画像投射装置と監視装置を用いて構成されるシステム例３についての概念的な説明図である。

画像投射装置３ａは、例えば、レーザ光源、光変調器、光走査装置、投射光学系等を備えており、映像信号に応じて変調される１次元のレーザ光を、光走査によって２次元像として映像表示スクリーン上に投射して画像表示を行う。

監視装置３ｂは、画像投射装置３ａとスクリーンとの間の照射空間領域について画像検出手段（例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像手段）で監視し、その検出情報を基に画像信号処理を行い、人体や侵入物の画像抽出を行う。

そして、人体等の侵入が検知されない場合（「（１）通常状態（無侵入）」参照。）には、スクリーン上での所定の表示範囲に画像が表示されるが、もしも、監視装置３ｂによって人体や侵入物が検知された場合（「（２）侵入検知」参照。）には、検出情報（画像信号）に基づいて画像投射装置３ａの画像投射光の強度を人体に無害なレベル以下に下げる。その場合には、下記に示す形態が挙げられる。

・画像表示全体の照度を下げるか又は遮断する形態（照射範囲全体について画像投射光の強度を低減させるか又は該画像投射光を遮断することで人体に対して無害化する。）
・照射範囲のうち、人体や侵入物を含む限定された範囲だけをマスクし、該範囲内の画像投射光の強度を低減させるか又は該画像投射光を遮断することで人体に対して無害化する形態。

本例では、「（３）検知後」に示すように、画像処理によって、人体や侵入物の位置及び大きさを検出し、該位置及び大きさよりも広い範囲のマスク領域を規定して、画像投射光の強度を低下させている。

本発明の適用において、レーザ光等の高強度光の照射領域を含む、より広い外縁領域を監視する必要はなく、例えば、画像表示領域（光走査範囲）だけを監視すれば足りる。但し、照射領域への人体等の侵入が検出された場合には、人体に影響を及ぼさない被爆時間内に走査光を何回被爆しても人体に無害なレベル以下に減衰させる必要がある。

人が画像走査光の照射領域に侵入した場合に被爆する可能性のある時間間隔（これを「ｔ」と記すと、可視光の場合、レーザ安全基準によるレーザ安全クラス分類のクラス２の基準時間としてのｔ値が０．２５秒である。）内の被爆回数を「Ｎ」と記し、Ｍ回その走査光を被爆しても安全な単パルス光出力を「Ａ」と記すとき、画像投射装置１の最大輝度表示時の光出力が、「Ｎ^0.25・Ａ／Ｍ」以下となるように設計する。

レーザ及びＬＥＤ光使用機器の安全性については、国際レーザ安全規格ＩＥＣ６０８２５シリーズにて詳細に規定されている。その中の「ＩＥＣ６０８２５−１(8.3クラス分類規則)」には、レーザ光を走査して人に照射する場合の安全基準の考え方として、繰り返しパルスレーザ照射時の安全基準が記載されている。その概略を述べると、繰り返しパルスレーザが人体に照射される場合、下記に示す要件について検討し、その中の最小許容値を持ってレーザ安全のクラス分類をすることになっている。

要件１）パルス列のどの単一パルスの露光もそのレーザ安全クラスの単一パルスの被爆放出限界を超えないこと。

要件２）適用時間基準間隔内のパルスレーザ列の平均放射パワーは、その時間内の単一パルスに対して規定された被爆放出限界に対応するパワーを超えないこと。

要件３）パルス列のどの単一パルスの露光も、次式で算出したパルス列の被爆放出限界を超えないこと。

上式において、「AELtrain」は、パルス列中の全ての単一パルスに対する被爆放出限界を示し、「AELsingle」は単一パルスに対する被爆放出限界を示し、「Ｎ」は適用基準時間中のパルスの総数を示す。

図４のグラフ図は、レーザ光を一定の時間間隔かつ一定のパルス幅で走査する場合に、上記要件１）、２）、３）の許容値の相対関係を示しており、横軸に示すパルスのデューティー比と縦軸に示す許容値（相対値）との関係を示す。ここでは、可視光の基準時間が０．２５秒であり、その時間内に１５パルスのレーザ走査がある場合についてグラフ化している。要件１）、２）、３）の許容値の相対関係については、一定の時間間隔、一定のパルス幅で走査するという仮定の下では、これらの定数に依らずに一定である。即ち、一定の時間間隔、一定のパルス幅で、人体にパルス露光される場合、要件３）の条件が全パルスデューティー比において支配的であり、要件１）の許容値は、要件３）の許容値より常に「Ｎ^0.25」倍大きい。

レーザ光を一定の時間間隔、一定のパルス幅で走査する場合の、安全な被爆放出限界は、要件３）により決まり、その時、単一パルスによる被爆であれば、要件１）の許容値、すなわち要件３）の許容値の「Ｎ^0.25」倍まで許容される。Ｍ回のパルス被爆まで許容するなら、要件３）の許容値の「Ｎ^0.25／Ｍ」倍となる（尚、ここで、Ｍ値については自然数でなくても良く、例えば、１パルス被爆の途中までの時間でレーザ光出力を制御する場合も考えられ、よって正の実数でも良い。）。

以上の考察により、レーザ光を一定の時間間隔、一定のパルス幅で走査して画像を表示する装置構成において、要件３）より求まる許容値が人体に安全であれば、その「Ｎ^0.25／Ｍ」倍のレーザ光出力があっても、Ｍ回のパルス被爆以下に制限する安全機構や装置を有する場合に、人体にとって安全な画像投射装置を実現できる。つまり、可視光（波長400nm〜700nm）では、レーザ安全クラス分類２までは、安全であるとされているので、そのクラス分類２の値の「Ｎ^0.25／Ｍ」倍（可視光の基準時間０．２５秒、その時間内に１５パルス、１パルス被爆以内に安全装置が働くとすると、約１．９７倍）までのレーザ光出力を有する画像投射装置において、人体や侵入物を検知した時にレーザ光を減衰させる安全機構や装置を具備すれば、レーザ安全クラス分類２の画像投射装置より明るい画像表示が可能となる。

図５は、本発明を適用した画像投射装置の構成例を示した概略図である。

画像投射装置（レーザプロジェクタ装置）４内には、レーザ光源部５と、光変調手段（光モジュレータ）６と、ガルバノミラー等を用いた光走査系７及び投射レンズを含む画像投射系８が設けられている。

レーザ光源部５については、Ｒ（赤色）レーザ、Ｇ（緑色）レーザ、Ｂ（青色）レーザの各色レーザを１組として用いられ、各色レーザはレーザ光源用電源から電力供給を受け駆動される。また、光変調手段６は、各色レーザ光を画像信号に応じて変調する変調器及び光学系を備えており、各色レーザ光は画像信号に応じて変調された後で、ガルバノミラー等によって走査される。画像投射系８は、各色レーザ光を前方のスクリーンＳＣＮに投射するための投射レンズを備えており、光走査された各色レーザ光は、投射レンズを介してスクリーンＳＣＮに照射されて画像表示が行われる。

図５において、スクリーン上に実線で示す枠「Ｌ」は、画像表示用レーザ光（可視光）の投射範囲の境界を示しており、この枠「Ｌ」内に画像が投影される。上記構成のレーザプロジェクタ装置においては、光源にレーザを用いているため、明るさや色再現性の点で通常のプロジェクタを上回る特性を有し、また映像信号に基づく光変調も容易である。

ここまでの説明は、レーザプロジェクタ装置の基本構成に関するものであるが、高強度の画像表示用レーザ光が不用意に侵入した視聴者の眼等に触れないように、安全機構が設けられている。

この安全機構は、人体に無害な赤外線レーザ光を検出波として利用したもので、主に赤外線光源（赤外線レーザ等）９と赤外線検出手段（反射波センサ等）１０とから構成される。

上記赤外線光源９は、画像投射装置４内において上記各色レーザとともに並列に配され、ここから出射される赤外光線は、光走査系７や投射光学系８を通してスクリーンＳＣＮ上に照射される。画像投射装置４の投射部とスクリーンＳＣＮ上の領域（枠「Ｌ」参照）との間で形成される空間１１内に、赤外線光源９からスクリーンＳＣＮ上の照射領域（枠「Ｌ」参照）に対して、赤外光線が各色レーザ光と同様に走査されて投射される。

一方、赤外線検出手段１０には、二次元検出波センサが用いられ、検出波（本例では、スクリーンに向けて発した赤外線）に係るスクリーンＳＣＮからの反射波を検出し得る位置に設置されて、該反射波の強度を定期的に監視する。そして、赤外線検出手段１０から画像投射装置４に送出される検出信号「Ｓｄ」によって、各色レーザの信号変調出力についてオン／オフ制御を行う。つまり、上記反射波の強度に変化があったとき（上記空間１１への人体等の侵入が検知されたとき）には、赤外線検出手段１０の検出信号Ｓｄに基づいて直ちに画像投射光の強度が低減されるか又は遮断される。

以上のような装置構成では、空間１１、即ち、スクリーン上の投射範囲（枠「Ｌ」参照）と投射部との間に形成される四角錐内に、光を遮る障害物（例えば、視聴者）が侵入すると、検出波が一部遮られることになり、赤外線検出手段１０に入力される反射波の強度が減少する。すると、この反射波の強度の減少が障害物の侵入として感知され、直ちにその検出情報が画像投射装置４に送出される。その結果、各色レーザ光の出力が人に無害な程度以下に減衰される。ここで、侵入検出時点からレーザ光出力を人に無害な程度以下に減衰させるまでにかかる時間は、そのレーザパルス光を連続被爆しても安全である許容時間以内となるように規定されている。

尚、本例に限らず、侵入可能性のある経路が特定の範囲に限定されている場合には、該範囲を重点的に監視すれば良い。例えば、画像表示用の高強度光が照射されるスクリーン上部からの人や物体の侵入が考えられない場合において、上部空間を除いた領域を監視領域に規定することが可能である。

図６は、レーザプロジェクションシステムの一例を示すものである。

画像投射装置４には、レーザ光照射領域への人体等の侵入を検出する侵入検出手段１２と、前方のスクリーンに向かうレーザ光の出力を制御する出力制御手段１３とを含む安全機構１４が設けられている。

侵入検出手段１２は、上記空間１１への人体等の侵入を検出するために設けられている。そして、出力制御手段１３は、該空間への人体等の侵入が検出された場合に、侵入の状態に応じて、レーザ光源への供給電力を低減し又は該供給電力を遮断するか、あるいは、光変調手段の駆動制御若しくは駆動停止を行うことにより、走査光（可視光）を無害化して安全性を確保する。

光源部１５からの出射光は、照明光学系１６を経て光変調手段１７に到達し、ここで変調された光が色合成部１８、空間フィルタ１９を経て光走査部２０に到達する。そして、光拡散部２１、投射手段（投射光学系）２２を経てスクリーンＳＣＮ上に画像表示が行われる。

光源部１５には、３原色の各色レーザを１組とした光源が用いられ、電源部２３から電力が供給される。つまり、３原色の色毎に半導体レーザや固体レーザ等を用いたレーザ光源１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂが設けられるとともに、侵入検出用光学系を構成する赤外線レーザ光源１５ＲＯが設けられている。尚、赤外線レーザ光源１５ＲＯの出力光は人体に無害である。赤外線レーザ光源の代わりに、赤外線発光のＬＥＤ等、人体に無害な光強度に設定した各種の光源を用いることができる。

照明光学系１６は、各レーザ光源から出力されるビームを一次元の線状ビームに変換する役目を有し、ビーム拡大光学系やラインジェネレータ等を用いて構成される。尚、各色に応じた光学系１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂがそれぞれに用いられる。また、照明光学系１６には、赤外線レーザ光源１５ＲＯに対する光学系１６ＲＯ（例えば、シリンドリカルレンズ等）が設けられ、赤外線又は赤外光のビームが光走査部２０に送られるか又はスクリーンＳＣＮに向けて直接照射される。

光変調手段１７では、レーザ光源による光を画像信号に応じて変調するために、３原色の各色に対応した一次元光変調素子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを有する。上記光学系１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを経て均一化された照明プロファイルの線状ビームが各素子に照射され、各色レーザ光がこれらの素子を用いて画像信号に応じて変調される。尚、本発明の適用において光変調素子の如何を問わないが、例えば、米国シリコン・ライト・マシン（ＳＬＭ）社開発のグレーティング・ライト・バルブ（Grating Light Valve）を使った反射型回折格子の場合、複数の可動リボン及び固定リボンが所定の方向に沿って交互に配置されている（例えば、１画素を構成する６本のリボン素子が設けられていて、３本ずつの可動リボンと固定リボンとが１つおきにそれぞれ配置されている。）。レーザ光の照射面において、可動リボンの表面である第１面と、固定リボンの表面である第２面とが交互に配置されるとともに、後述する駆動部（２９）からの駆動信号を受けて可動リボンが移動されてその第１面がレーザ光の照射方向に沿う方向に位置制御される。つまり、画像信号に応じた駆動電圧を印加すると、駆動電圧値に対応する変位量をもって可動リボンが移動し、この状態（所謂ピクセルオン時）では入射光に対する反射型回折格子が構成される（１次回折光の発生）。また、可動リボンを動かさずに固定リボンとの間で変位量を揃えた状態（所謂ピクセルオフ時）では、１次回折光が発生しない（入射光に対する正反射のみ）。尚、該光変調素子の使用により、高速な動作制御が可能であることや、広い帯域幅で高い解像度の画像表示を行う場合に低い動作電圧でもって駆動可能なこと等の特長が得られる。

上記の各一次元光変調素子に照射された照明光の反射光や回折光が発生されて、色合成部１８では、変調された各色光が合成された後、空間フィルタ１９に送られる。

空間フィルタ１９は、特定次数の回折光成分を選別する役目をもち、本例では、一次元光変調素子を用いて変調された光のうち、±１次回折光をとり出すためにシュリーレンフィルタを用いている（画像表示に用いない０次光が遮断される。）。

次段の光走査部２０には、例えば、ガルバノメータが用いられ、一次元像の入射光を受けて二次元中間像を形成する。即ち、光走査部２０は、一次元光変調素子によって変調された一次元像を走査する光走査手段を構成しており、一次元像の形成方向を「第一の方向」とするとき、該方向は一次元光変調素子の長軸方向に対応しており、該第一の方向に対して直交する「第二の方向」に沿った光走査により二次元中間像が形成される。尚、走査方式については、一方向性スキャン方式と双方向性スキャン方式が挙げられる。前者の方式では、例えば、表示画面の左端縁が走査開始位置とされ、右端縁が走査終了位置とされており、左端縁から光走査が開始されて上記第一の方向に延びる縦ラインが上記第二の方向に沿って走査された後、右端縁に達すると再び左端縁に戻って光走査が繰り返される。また、後者の方式では、表示画面の左端縁及び右端縁が走査開始位置及び走査終了位置とされ、例えば、左端縁から光走査が開始されて、上記第一の方向に延びる縦ラインが上記第二の方向に沿って走査された後、右端縁に達すると、今度は反対方向に光走査が行われ、元の左端縁に達すると左端縁から再び光走査を開始するという動作が繰り返される。

光走査により得られる二次元中間像が光拡散部２１を経た後、投射手段２２によってスクリーン「ＳＣＮ」上に投影されることで映像が表示される。

尚、光拡散部２１は、スペックル（ノイズ）低減等のためにディフューザ(diffuser）を用いて拡散光を得るためのものである。また、投射手段２２は、スクリーンＳＣＮ上に画像を投射するために設けられて、投射レンズを含む二次元投射光学系である。本例では、光走査後の投射手段２２によってスクリーン上に描画光が照射される形態を示しているが、これに限らず、投射光学系を経た一次元像を光走査手段によって二次元像としてスクリーンに向けて照射する形態でも構わない。

画像表示用レーザ光によって、不用意に侵入した視聴者が被爆の危険性に曝されないように、安全機構１４が設けられており、本例では、人体に無害な程度の光強度とされる赤外線レーザ光を検出波として利用している。

侵入検出手段１２は、赤外線の反射波検出用センサ又は撮像素子等を含む検出部２４と、信号処理部２５を用いて構成される。

赤外線レーザ光源１５ＲＯから出射される赤外線又は赤外光は、各色レーザ光と同様に光走査系や投射手段２２を通してスクリーンに向けて照射される。尚、赤外光又は赤外線の光源を用いることで、画像表示への影響をなくすことができるが、赤外線レーザ光源を専用光源として装置内に設けない構成形態も可能である。例えば、赤外光又は赤外線のレーザ光源から出力される光を波長変換して画像投射用の光を生成する構成形態において、該レーザ光源を侵入検知用光源として共用することができる。

図７に示す例では、赤外線レーザ光源２６の出力光が、ＳＨＧ（第二高調波発生）素子２７によって波長変換されて画像表示用光（緑色レーザ光や青色レーザ光）が得られる。

赤外線レーザ光源２６の出力光の一部を、部分反射ミラー等の光学素子２８でとり出して侵入検知用の赤外レーザ光として利用することが可能である。尚、波長変換素子には、非線形光学結晶や、周期分極反転構造を有する非線形光学素子等が使用される。

上記レーザ光源１５Ｇ又は１５Ｂにおいて、赤外線レーザ光源と波長変換素子を備えた構成では、赤外線レーザ光源（既存の光源）を使用できるので、構成の簡素化や低コスト化等に有効である。

尚、レーザ安全の国際規格（ＩＥＣ６０８２５−１）によると、波長範囲４００〜７００ｎｍ（ナノメートル）が可視光として扱われ、７００〜１０５０ｎｍの波長範囲のレーザ光については、可視光の許容値の「１０^{（０．００２・（λ−７００））}」倍（１０５０ｎｍ以上の波長の光については５倍が上限）に緩和される。例えば、８００ｎｍ光で可視光の１．６倍、９００ｎｍ光で２．５倍、１０５０ｎｍ光で５倍の許容値に緩和される。よって、ＳＨＧ素子を用いて可視光を発生させて画像投射用レーザ光とする構成において、ＳＨＧ光の発生に用いた基本波レーザの出力光の一部を検知波レーザ光に用いることができ、例えば、波長１０６４ｎｍのＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザからＳＨＧにより波長５３２ｎｍの緑色光を生成する系等が挙げられる。

図６において、侵入検出手段１２を構成する検出部２４は、スクリーンＳＣＮからの反射波（赤外線又は赤外光）を受光して電気信号に変換した上で後段の信号処理部２５に送出する。

信号処理部２５は、検出部２４からの検出信号を受けて人や物体の侵入に関する判定処理を行う。つまり、人や物体の侵入によって検知用光が遮られることを検出するための検出手段を構成しており、例えば、赤外線レーザ光源による低強度光を用いた検出画像を取得して画像投射光の照射領域への人や物体の侵入の有無を検知するか、あるいは、反射光の戻り時間を計測して該照射領域への人や物体の侵入の有無を検知する。そして、信号処理部２５による侵入検知の判定結果が出力制御手段１３に送出される。

出力制御手段１３は、画像投射光の照射領域への人や物体の侵入が検知された場合に、例えば、電源部２３に制御信号を送り、該電源部２３から各レーザ光源１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂへの電源供給を遮断するか又は一次元光変調素子１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂの駆動部２９に制御信号を送ってそれらの変調動作を停止させるか若しくは変調駆動制御により画像表示用レーザ光の強度を人体に無害なレベルまで低減させる。つまり、下記の形態が挙げられる。

（１）光源出力の制御
（２）光変調素子の駆動制御
（３）（１）及び（２）の併用

上記形態（１）では、レーザ光源の出力をゼロにし又は出力を低減させるか、あるいはシャッター等でレーザ光で遮断する方法が挙げられる。また、上記形態（２）では、光変調素子を制御することで描画光の強度を全体的に若しくは部分的に低減させるか又は該強度をゼロにする。

上記形態（３）は、（１）と（２）を併用することで、さらに安全性を高めることが可能であり、いずれか一方が機能しなくなった場合等の事態に対処できる。

尚、上記出力制御に関しては、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）及びこれによって実行される制御プログラムを用いた形態や、専用の制御回路をハードウェアとして構成する形態等が挙げられる。

一次元光変調素子を駆動するために設けられた駆動部２９には素子駆動回路等が含まれ、図に「ＶＩＤＥＯ」で示す画像信号に応じて各一次元光変調素子に送出される駆動信号により該素子がそれぞれ駆動される（映像信号は図示しない信号処理手段を経て、色差信号からＲＧＢの色信号に変換される。そして、γ（ガンマ）特性等の非線形特性が付与されている場合には、逆補正を行うことで線形特性への変換が行われた後、照明光源の色再現範囲への対応のための色空間変換処理を受ける。）。

光走査制御部３０は、光走査部２０とともに光走査手段３１を構成しており、一次元光変調素子を用いて光を変調することにより得られる一次元画像を走査するための制御を行う。つまり、図中に「ＳＹＮＣ」で示す同期信号に従って制御信号を光走査部２０に送出し、その動作（ガルバノミラーの回転）を制御する。

上記空間１１への人体等の侵入監視処理及び画像投射処理については、例えば、下記に示す形態が挙げられる。

（Ａ）侵入監視処理と画像投射処理とを時間的に交互に行う形態
（Ｂ）侵入監視処理と画像投射処理とを並行して行う形態

尚、適用上の指針としては、上記（Ａ）を基本とし、所定の検出時間（ブランキング時間等）内に侵入監視処理が出来ない場合に上記（Ｂ）を採用し、そのときには、（Ａ）の場合よりも画像投射時における画像の輝度を低下させることが好ましい。

図８は、形態（Ａ）に係る処理例を示す概略的なタイムチャート図であり、各処理の意味は下記の通りである。

・「監視（センシング）」＝検知波の出射及び反射波の受信
・「侵入検出信号処理」＝受光後における検出信号に関する信号処理
・「侵入判定処理」＝人や物体の侵入の有無に関する判定
・「映像信号変調」＝光変調手段１７によるレーザ光の変調制御
・「画像投射」＝画像投射光の照射（画像投射光の投射期間と該期間での強度レベルを概念的に示す。）

尚、図示のように、監視（センシング）、侵入検出信号処理、侵入判定処理、映像信号変調、画像投射の順に行われて、再び監視（センシング）に戻るサイクルが繰り返されるが、ある時点での人体等の侵入判定結果に基づいて次の投射期間における画像投射光の強度が決まる（人体等の侵入が検知された場合には、人体に影響を及ぼさない被爆時間内に走査光（描画光）を何回被爆しても人体に無害なレベル以下に低減させる。）。

本例では、画像投射光の照射領域への人体等の侵入を監視するための第一の期間、例えば、画像信号のブランキング期間（画像を表示しない期間）において、監視、侵入検出処理、判定処理等が行われる。そして、第二の期間において、スクリーンへの投射光の強度が制御される。つまり、第一の期間と第二の期間とが交互に繰り返され、第一の期間における侵入の監視結果に基づいて該第一の期間に後続する第二の期間での画像投射光の強度が規定され（人体等の侵入検知時に光出力が減衰する。）、侵入者の被爆や侵入物からの反射等による被爆は、最悪状態でも１パルス被爆に抑えられる。

図９は、上記形態（Ｂ）に係る処理例を示す概略的なタイムチャート図であり、画像投射光の照射領域に人体等が侵入したかどうかの監視処理と、スクリーンへの画像投射処理とを並行して行っている。

そして、現時点又は現画面（現時点での表示画面）に係る画像投射光の照射領域に人体等が侵入したか否かを示す監視結果が得られた後、該監視結果に基づいて時間的に後続する次の画像投射光又は次画面に係る画像投射光の強度を制御する（人体等の侵入検知時に光出力が減衰する。）。この場合、侵入者の被爆や侵入物からの反射等による被爆は、最悪状態でも２パルス被爆に抑えられる。尚、本形態において、侵入監視処理にかかる時間を短縮するとともに、１フレーム画像表出の途中でレーザ光強度を下げることにより、上記形態（Ａ）と同様の１パルス被爆相当に近づけることは可能である。

また、１パルスの被爆持続時間よりも短い時間内において、監視、侵入検出や判定、レーザ出力の減衰等を含めた処理が完了するのであれば、人体に安全と考えられるレーザ光出力（単パルス光出力）の「Ｎ^0.25／Ｍ」倍の出力をもって画像表示を行うことが可能となる。尚、ここで、Ｎは基準時間０．２５秒内のパルス数であり、Ｍは監視、侵入検出や判定、レーザ出力の減衰等を含めた処理に要する時間（処理時間）を単一パルスの持続時間で割った値である。

以上のように、視聴者が不用意にレーザ光照射領域に侵入したり、あるいは、高反射率の物体等が該領域に侵入したとしても、視聴者等が高強度の画像表示用レーザ光に関して人体に有害な程度に被爆することはない。

尚、上記説明では、レーザ光照射領域への侵入検出に用いる赤外光又は赤外線の光源と、該光源から発した赤外光又は赤外線が、レーザ光照射領域への人や物体の侵入によって遮られることを検出する検出手段とを備えた構成において、赤外線レーザ光を用いた例を示したが、赤外線発光のＬＥＤ等で人体に無害な強度に設定した光源を用いることもできる。

また、映像信号をもとにレーザ光を変調し、光走査及び光投射によって画像投射を行う構成形態においては、１回又は複数回の光走査による人体への被爆が許容される程度にレーザ光の強度を制限するとともに、侵入検出手段においてレーザ光を侵入検知用光として用いることにより画像投射光の照射領域内への人体等の侵入を検出できる。例えば、１回の光走査でのレーザ光被爆を許容する画像表示装置では、画像表示用のレーザ光自体を侵入物検知用の光として用いて、人体等の侵入が検出された場合に該レーザ光の強度を低減させる。この場合に、暗い映像表示が行われる場面では、人体や侵入物を感知できないが、被爆に関する問題はない。つまり、この時は、光出力が低いので、たとえ人体や物体の侵入があったとしても被爆量が安全な範囲内である。よって、人体等を検知できなくても安全性に支障を来さないように侵入検出感度を設定しておけば良く、明るい画面で人体等の侵入を検知できれば良い。

可視光を侵入検知波として用いることの長所は、侵入した人が直接投射光を眼に入れた場合（この場合、眼には無害な程度の光強度であり、人体に害はない。）、瞬き等の生理的防御反応が起こり、従って、瞬間的に眼を閉じさせることができることである。即ち、可視光の検出手段による侵入検知結果に基づく安全機構に加えて、眼の防御反応を利用した二重の安全対策が講じられる。

尚、高強度光（レーザ光）の強度制限については、光源への供給電力を低減するか又は光変調手段の駆動制御によって行うことができる。

図１０は、撮像装置等の検出手段（画像検出手段）を用いて人体等の侵入を検出するシステム構成の一例を示している。

本例では、レーザプロジェクタ装置３２と、可視光域に感度をもった撮像装置（監視カメラ）３３と、画像処理装置３４を備えており、映像信号がレーザプロジェクタ装置３２に入力されて画像投影による表示が行われる。

撮像装置３３と画像処理装置３４は侵入検出手段を構成し、撮像装置３３の出力する画像信号が画像処理装置３４に送出される。画像処理装置３４は、人体や物体の大きさ及び位置を検出する検出手段を構成しており、画像信号処理によって人体や物体に係る画像部分の抽出（輪郭検出を含む。）を行う。尚、人体や物体に係る画像部分については、撮像装置３３による検出画像と、元の映像信号に係る画像との差異に基づき、既知の方法を用いて抽出することができる。

そして、画像抽出した範囲をマスク領域「ｍｓｋ」として設定するために、該範囲を含む補正用画像信号「ＡＧ」を画像合成部３５に送出して映像信号（入力信号）と合成する（表示映像に対して、人体等の検出物体像を含むより大きい像を重畳する。）。これによって表示画像のうち、マスク領域に相当する範囲内におけるレーザ光強度が低減され、人体に無害なレベル（強度ゼロを含む。）を有する範囲を部分的に現出させることができる。但し、人体や物体の侵入速度を考慮する必要があり、例えば、撮像装置３３により得られた、時間的に隣接する複数枚のフレーム画像を比較して、侵入した人体等の移動速度を画像処理装置３４にて算出する。そして、算出された移動速度及び人体等の侵入検出時から次の画面に係る画像投射光が投射されるまでに要する時間間隔に基づいて人体等の移動範囲を予測し、次画面に係る照射領域のうち、該移動範囲を含む限定された範囲内での画像投射光の強度を低下させて人体に対して無害化する。つまり、移動速度（侵入速度）から算定される人体等の移動の軌跡として予測される範囲を上記マスク領域に含めて人体等の該当範囲として設定し、撮像装置３３による実際の人体等の撮影範囲よりも広い範囲を想定して、該範囲に相当する照射領域内のレーザ光強度を安全なレベルまで減衰させることが好ましい。

この他、侵入検出の構成としては、例えば、スクリーン上に焦点を合わせたカメラによってスクリーン上を周期的に監視し、検知用レーザ光による所定の画像、例えば、線状検出画像が遮られることによる光量変化（直線欠損あるいはブラックアウト）を直接検知する形態等が挙げられる。また、検知用レーザ光をパルス変調し、反射光の戻り時間を計測することによってスクリーンまでの距離計測を周期的に行い、投射装置とスクリーンの間に侵入する人体や物体を検知する形態等が挙げられる。

また、スクリーンへの画像表示を開始する場合には、画像投射光の強度を所定レベルまで上昇させる必要があるが、その前段階において画像投射光を人体に無害な低強度光に設定する。そして、画像投射光の照射領域への人や物体の侵入が無いことを検出によって確認した上で、画像投射光の強度を上昇させる。即ち、画像投射光の出力ゼロの状態から光出力をいきなり上げるのではなく、画像表示域での光強度を人体に無害な低強度に設定し、画像投射光の出射位置から画像表示用スクリーンまでの空間に人や物体が侵入していないことを確かめてから、高強度光源の出力を上げる処理手順を、ＣＰＵ（中央処理装置）及び制御プログラムにより実行される処理として装置に組み込むことが好ましい。

上記に説明した構成によれば、下記に示す各種の利点が得られる。

・レーザ光を走査して画像を表示する構成形態において、明るさを犠牲にすることなく、人体に安全なレーザ走査画像表示装置の構築が可能であること
・画像表示のためのレーザ光照射領域よりも広い範囲を監視領域（あるいは検知用領域）として設定する必要がなく、監視領域をレーザ光照射領域と同じか又は限定された領域に規定できること（実際に人体等が侵入していないにも関らずレーザ出力が減衰してしまうといった誤検出や誤動作が起こり難い。）
・監視領域とレーザ光照射領域を同一とする形態では、投射距離を変更した時の設定変更が簡単であること
・装置内に赤外光や赤外線の光源と検出手段（赤外線センサ等）を配置し、投射レンズやガルバノミラー等を共用する構成形態では、投射光学系及び光走査系の構成部品を共通化できるので、部品点数やコスト削減に有利であること
・従来の構成に比べて実質的に監視領域を狭い領域に設定して該領域への侵入検知を行えるので、検知用光に係る総出力を小さくすることができ、また、大掛かりな装置が不要であり、低コスト化等に寄与すること
・侵入検出に可視光を用いる場合、人の眼の瞬き等の防御反応をレーザ安全対策に用いることができ、侵入検知回路による安全装置と相まって、より安全なレーザ画像表示装置が構築できること（人の眼の生理的な反射である瞬きを誘発して、安全性を高めることができる。）
・侵入検出波に赤外光や赤外線を用いた場合、視聴者等に視認されることがなく、投影される画像に影響を及ぼさないこと及びそれ自体が人体に危険を及ぼさないこと。

・一定周期をもって侵入検知信号（人体等の侵入の有無を示す信号）が発生され、該信号に基づく監視処理が行われることから、逆に一定周期で該信号が発生されなければ侵入検知系統に異常が生じたと判断できること（フェールセーフ対策上有効である。）及び侵入検知信号という時間的な基準が得られるため、監視記録の保存等を容易に行えること
・周期的な侵入検出を行い、高強度光の照射範囲内に侵入した人が安全規格に定める基準時間以上の被爆を受けないように充分な防止対策が講じられること。

本発明に係る概念的な説明図である。 描画光学系と侵入検出用光学系を独立させた形態の説明図である。 画像投射装置と監視装置を用いたシステム構成例の説明図である。 繰り返しパルス被爆に関する各要件の許容値を比較したグラフ図である。 本発明を適用した画像投射装置の構成例を示した概略図である。 レーザプロジェクションシステムの一例を示す図である。 レーザ光源の一例を示す説明図である。 人体等の侵入監視処理及び画像投射処理を交互に繰り返すようにした形態について説明するためのタイムチャート図である。 人体等の侵入監視処理及び画像投射処理を並行して行う形態について説明するためのタイムチャート図である。 画像処理に基づき画像投射光の強度を表示画像の一部分において減衰させる形態の説明図である。

符号の説明

１…画像投射装置、１ｂ…監視手段、３ａ…画像投射装置、４…画像投射装置、６…光変調手段、１２…侵入検出手段、１４…安全機構、１７…光変調手段、２２…投射手段、３１…光走査手段

Claims (15)

1. 画像投射光により画像表示を行うとともに、画像投射時の照射領域内への人体や物体の侵入に対する安全機構を備えた画像投射装置において、
   上記画像投射光の照射領域への人体や物体の侵入を周期的に監視する監視手段を有し、該照射領域への侵入が検出された場合に、上記安全機構により画像投射光の強度を低減させるか又は該画像投射光を遮断することで人体に対して無害化する
   ことを特徴とする画像投射装置。
2. 請求項１に記載した画像投射装置において、
   上記照射領域への人体や物体の侵入が検出された場合に、人体に影響を及ぼさない被爆時間内に上記画像投射光を何回被爆しても人体に無害なレベル以下に減衰させる
   ことを特徴とする画像投射装置。
3. 請求項２に記載した画像投射装置において、
   「Ｍ」の値を自然数又は正の実数として、描画光又は走査光をＭ回被爆しても人体にとって安全とされる単パルスの光出力を「Ａ」と記し、人体への被爆可能性のある時間間隔「ｔ」内での被爆回数を「Ｎ」と記すとき、最大輝度表示時の画像投射光の出力を、「Ｎ^t・Ａ／Ｍ」以下に規定した
   ことを特徴とする画像投射装置。
4. 請求項３に記載した画像投射装置において、
   上記ｔの値が、可視光での基準時間（レーザ安全基準によるレーザ安全クラス分類のクラス２の基準時間）０．２５秒である
   ことを特徴とする画像投射装置。
5. 請求項１に記載した画像投射装置において、
   上記照射領域への人体や物体の侵入を監視するための第一の期間と、スクリーンへの画像投射を行う第二の期間とが交互に繰り返され、第一の期間における侵入の監視結果に基づいて該第一の期間に後続する第二の期間での画像投射光の強度を制御する
   ことを特徴とする画像投射装置。
6. 請求項１に記載した画像投射装置において、
   上記照射領域への人体や物体の侵入に係る監視処理と、スクリーンへの画像投射処理とを並行して行うとともに、現時点での画像投射光の照射領域に人体や物体が侵入したか否かを示す監視結果に基づいて次の画像投射光又は次画面に係る画像投射光の強度を制御する
   ことを特徴とする画像投射装置。
7. 請求項１に記載した画像投射装置において、
   上記照射領域への人体又は物体の侵入が検出された場合に、その大きさ及び位置を検出する検出手段を設け、上記照射領域のうち、侵入した人体又は物体の範囲を含む限定された範囲内での画像投射光の強度を低下させて人体に対して無害化する
   ことを特徴とする画像投射装置。
8. 請求項１に記載した画像投射装置において、
   上記照射領域への侵入検出に用いる赤外光又は赤外線の光源と、
   上記光源から発した赤外光又は赤外線が上記照射領域への人体や物体の侵入によって遮られることを検出する検出手段を有する
   ことを特徴とする画像投射装置。
   
9. 請求項８に記載した画像投射装置において、
   赤外光又は赤外線のレーザ光源から出力される光を波長変換して上記画像投射光を生成するとともに、該レーザ光源を上記赤外光又は赤外線の光源として共用する
   ことを特徴とする画像投射装置。
10. 請求項１に記載した画像投射装置において、
    スクリーンへの画像表示を開始するために画像投射光の強度を上昇させる前段階で、画像投射光を人体に無害な低強度光に設定し、上記照射領域への人体や物体の侵入が無いことを検出によって確認した上で、上記画像投射光の強度を上昇させる
    ことを特徴とする画像投射装置。
11. 高強度光源及びその出射光を画像信号に応じて変調する光変調手段と、該光変調手段により変調された光について光走査を行う光走査手段と、スクリーン上に画像を投射する投射手段と、画像投射時の照射領域内への人体又は物体の侵入を検出する侵入検出手段とを備えた画像投射装置において、
    １回又は複数回の光走査による人体への被爆が許容される程度に上記高強度光源の出射光の強度を制限するとともに、上記侵入検出手段が該出射光を侵入検知用光として用いることにより上記照射領域への人体又は物体の侵入を検出する
    ことを特徴とする画像投射装置。
12. 画像投射光により画像表示を行うとともに、画像投射時の照射領域内への人体や物体の侵入に対する安全機構を備えた画像投射装置の制御方法において、
    上記画像投射光の照射領域への人体や物体の侵入を周期的に監視し、該照射領域への侵入が検出された場合に、上記画像投射光の強度を低減させるか又は該画像投射光を遮断することで人体に対して無害化する
    ことを特徴とする画像投射装置の制御方法。
13. 請求項１２に記載した画像投射装置の制御方法において、
    上記照射領域への人体や物体の侵入が検出された場合に、人体に影響を及ぼさない被爆時間内に上記画像投射光を何回被爆しても人体に無害なレベル以下に減衰させる
    ことを特徴とする画像投射装置の制御方法。
14. 請求項１３に記載した画像投射装置の制御方法において、
    「Ｍ」の値を自然数又は正の実数として、描画光又は走査光をＭ回被爆しても人体にとって安全とされる単パルスの光出力を「Ａ」と記し、人体への被爆可能性のある時間間隔「ｔ」内での被爆回数を「Ｎ」と記すとき、最大輝度表示時の画像投射光の出力を、「Ｎ^t・Ａ／Ｍ」以下に規定した
    ことを特徴とする画像投射装置の制御方法。
15. 請求項１４に記載した画像投射装置の制御方法において、
    上記ｔの値が可視光の基準時間（レーザ安全基準によるレーザ安全クラス分類のクラス２の基準時間）０．２５秒である
    ことを特徴とする画像投射装置の制御方法。
    

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