JP4269425B2

JP4269425B2 - 投影装置およびその安全装置

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Publication number: JP4269425B2
Application number: JP25027599A
Authority: JP
Inventors: 敏夫鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2009-05-27
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーンなどに画像を投影する投影装置、およびその投影装置による投影光から人の眼を保護する安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、離れた位置にあるスクリーンに画像を投影する液晶プロジェクタなどの投影装置は、比較的大きな出力の光源（例えばハロゲンランプなど）を用いて投影光を射出するよう構成されている。そのため、実開平５−８５５６号では、人が投影装置の投影レンズなどを誤って覗いてしまった場合の眼の損傷を防止する目的で、投影光が通過する空間領域（以下、投影空間領域とする。）内における物体（人）の有無を検出するセンサを設け、このセンサが投影空間領域内の物体を検出した場合に投影を停止するようにした投影装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、スクリーンの傍には、画像の説明などを行う説明者がいる。この説明者の立っている位置は、投影装置の投影空間領域内であっても照度が比較的小さい位置であることから、説明者がその位置で投影光によって眼に損傷を受けることは無い。ところが、上記の実開平５−８５５６号に記載の投影装置では、そのような位置の説明者をも検知して投影を停止してしまう可能性があり、実用上不都合である。
【０００４】
また、上記の実開平５−８５５６号に記載の投影装置は、人が投影装置の投影空間領域に侵入したことを検知してから投影を停止するようになっているが、これでは、投影が停止される前に人が投影レンズなどを覗き込んでしまう可能性がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高い実用性と安全性とを有する投影装置およびその安全装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る投影装置は、スクリーンに像を投影する投影手段と、この投影手段の投影光が通過する投影空間領域の外縁近傍における局所的な空間を検出対象領域とし、この検出対象領域における物体の有無を検出する検出手段と、検出手段が検出対象領域内の物体を検出した時に、投影手段の投影光の強度を減少させるよう制御する制御手段とを備えている。ここで、投影手段から検出対象領域の最遠端までの距離である最大検出距離が、投影手段からスクリーンまでの距離よりも小さく、且つ複数通りに設定可能となっている。また、投影手段による投影光の強度に応じて、複数通りの最大検出距離から一つが選択されるようになっている。
【０００７】
より具体的には、上記の検出対象領域は、投影空間領域の外縁近傍に位置し、且つ投影空間領域の外縁に沿った領域であることが望ましい。
【０００８】
また、本発明に係る投影装置の安全装置は、投影装置による投影光が通過する投影空間領域の外縁近傍における局所的な空間を検出対象領域とし、この検出対象領域における物体の有無を検出する検出手段と、検出手段が検出対象領域内の物体を検出した時に、投影装置による投影光の強度を減少させるよう制御する制御手段を備えている。ここで、投影装置から検出対象領域の最遠端までの距離である最大検出距離が、投影装置からスクリーンまでの距離よりも小さく、且つ複数通りに設定可能となっている。また、投影装置による投影光の強度に応じて、複数通りの最大検出距離から一つが選択されるようになっている。
【０００９】
本発明の投影装置およびその安全装置では、人が投影空間領域に入る前に検出対象領域を通過したことが検出手段によって検出され、制御手段が投影手段の投影光の強度を減少させる。従って、人が投影空間領域に入った時点では、既に投影光の強度は小さくなっている。また、検出対象領域が局所的な空間に限定されているので、検出装置が、例えばスクリーンの傍に立っている説明者を検出しないようにすることが可能である。さらに、投影手段（撮像装置）から検出対象領域の最遠端までの距離である検出最大距離が、複数通りに設定可能となっており、投影光の強度に応じて、この検出最大距離が選択される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る投影装置１の使用状態を表すものである。投影装置１は、例えば机４の上に置かれ、離れた位置に設けられたスクリーン２に画像を投影するよう構成されている。投影装置１とスクリーン２の間隔Ｄは例えば３ｍ程度である。
【００１２】
図２は、図１の投影装置１の概略構成を表すものであり、投影装置１を上方から見た状態を表すものである。この投影装置１は、液晶ライトバルブ（液晶パネル）を３枚使用するいわゆる３板方式のカラープロジェクタであり、ほぼ平行な白色光を放射するランプユニット１０を備えている。ランプユニット１０の発光源１０Ａとしては、例えばメタルハライドランプなどのほぼ球形に近い放電管が用いられる。このメタルハライドランプは、高圧水銀ランプを改良したもので、石英ガラスなどからなるハウジング中に水銀蒸気および他の金属ハロゲン化物蒸気を封入して構成したランプである。ランプユニット１０はランプ電源１０Ｃにより駆動され、このランプ電源１０Ｃは全体制御部３０によって出力制御される。
【００１３】
ランプユニット１０の発光源１０Ａの周囲には、放物面ミラー１０Ｂが設けられている。放物線ミラー１０Ｂは放物線を軸回転して形成される非球面ミラーであり、その内面には、紫外域および赤外域の光を背後に逃がし可視光のみを反射する誘電体多層膜が形成され、前方の光学系への熱の持ち込みを防止している。なお、ランプユニット１０から射出されるほぼ平行な光束の方向をＸ方向とする。
【００１４】
ランプユニット１０の射出光の方向（Ｘ方向）に沿って、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ１１、Ｒダイクロイックミラー１２、Ｇダイクロイックミラー１３、全反射ミラー１４が順に配置されている。ＵＶ−ＩＲカットフィルタ１１は、ランプユニット１０からの白色光のうち、紫外線および赤外線をカットし、可視光のみを透過させるものである。
【００１５】
Ｒダイクロイックミラー１２、Ｇダイクロイックミラー１３および全反射ミラー１４は、いずれもランプユニット１０の射出光の方向（Ｘ方向）に対して４５°傾斜している。Ｒダイクロイックミラー１２は、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ１１を透過した光のうちＲ光（赤色光）のみを反射し、Ｇ光（緑色光）およびＢ光（青色光）を透過させるものである。また、Ｇダイクロイックミラー１３は、ダイクロイックミラー１２を透過した光（Ｇ光およびＢ光）のうちＧ光のみを反射し、Ｂ光を透過させるものである。全反射ミラー１４は、Ｇダイクロイックミラー１３を透過したＢ光を全て反射するものである。
【００１６】
Ｒダイクロイックミラー１２が反射したＲ光の光路中には、このＲ光をランプユニット１０の射出光の方向（Ｘ方向）と平行な方向に反射する全反射ミラー１６が設けられている。また、全反射ミラー１４が反射したＢ光の光路中には、このＢ光をランプユニット１０の射出光の方向（Ｘ方向）と反対の方向に反射する全反射ミラー１５が設けられている。
【００１７】
全反射ミラー１６、Ｇダイクロイックミラー１３および全反射ミラー１５で反射されたＲ光、Ｇ光およびＢ光が合流する位置には、これら３色の光を合成して射出するダイクロイックプリズム２０が設けられている。ダイクロイックプリズム２０は、４つの直角プリズムを貼り合わせたもので、合わせ面には誘電多層膜が形成されている。ダイクロイックプリズム２０は、全反射ミラー１６，Ｇダイクロイックミラー１３および全反射ミラー１５によって反射されたＲ光、Ｇ光およびＢ光が入射する３つの入射面２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂと、これら３色の光を合成して射出する射出面２０Ｅを有している。
【００１８】
ダイクロイックプリズム２０の入射面２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのそれぞれに隣接して、各色毎の画像信号に応じて入射光を空間変調するＲ液晶ライトバルブ１７，Ｇ液晶ライトバルブ１８，Ｂ液晶ライトバルブ１９が設けられている。Ｒ液晶ライトバルブ１７は、全反射ミラー１６が反射したＲ光をＲ画像信号に応じて空間変調するようになっている。Ｇ液晶ライトバルブ１８は、Ｇダイクロイックミラー１３が反射したＧ光を、Ｇ画像信号に応じて空間変調するようになっている。Ｂ液晶ライトバルブ１９は、全反射ミラー１５が反射したＢ光をＢ画像信号に応じて空間変調するようになっている。
【００１９】
ダイクロイックプリズム２０の射出面２０Ｅに隣接して、このダイクロイックプリズム２０で合成された光をスクリーン２上に投影する投影レンズ２２が設けられている。
【００２０】
この投影装置１では、ランプユニット１０から射出された白色光が、Ｒダイクロイックミラー１２およびＧダイクロイックミラー１３によってＲＧＢの３色光に分離され、これらの各色光がそれぞれＲ液晶ライトバルブ１７、Ｇ液晶ライトバルブ１８およびＢ液晶ライトバルブ１９を透過する際に各色用の画像信号に応じた空間強度変調を受け、これらの変調を受けた各色画像がダイクロイックプリズム２０によって１つに合成され、投影レンズ２２によってスクリーン２にカラー画像として投影されるようになっている。なお、投影装置１のランプユニット１０から投影レンズ２２までの部分が、本発明の「投影手段」の一具体例に対応する。また、投影レンズ２２によってスクリーン２に投影される光の通過する空間領域（以下、投影空間領域とする。）Ｐが、本発明の「投影空間領域」の一具体例に対応する。
【００２１】
投影レンズ２２の左右両側には、投影空間領域Ｐに隣接する局所的な空間を検出対象領域とする検出装置５，６がそれぞれ設けられている。この検出装置５，６は、本発明の「検出手段」の一具体例に対応する。なお、以下の説明では、投影装置１側から見たスクリーン２側を「前方」として、「左側」および「右側」を定義する。
【００２２】
図３は、左側の検出装置５が対象物を検知する原理を表したものである。検出装置５は、赤外線ビームを発する発光素子５１と、検出対象物Ｓから反射された赤外線ビームを受光する受光素子５２とを備えている。発光素子５１は、例えば赤外線発光ダイオード（ＩＲＥＤ）で構成され、受光素子５２は、フォトトランジスタで構成されている。本実施の形態では、発光素子５１と受光素子５２は上下に並べて配置されているが、発光素子５１と受光素子５２を横に並べる構成も可能である。
【００２３】
図３に示したように、発光素子５１の射出側には、発光素子５１から射出された発散光をほぼ平行光にするための投光レンズ５３が設けられている。受光素子５２の入射側には、検出対象物Ｓにより反射された反射光（ほぼ平行光）を受光素子５２の受光面５２Ａ上に集光させるための受光レンズ５４が設けられている。投光レンズ５３および受光レンズ５４は、例えば非球面レンズにより構成されている。
【００２４】
受光素子５２の受光面５２Ａは、検出装置５の直近にある検出対象物Ｓ１からの反射光Ｒ１、検出装置５から距離Ｌ１だけ離れた場所にある検出対象物Ｓ２の反射光Ｒ２、および両者の間の検出対象物Ｓからの反射光Ｒを受光するに十分な面積（図中上下方向の長さ）を有している。検出装置５と検出対象物Ｓとの距離が一定値Ｌ１を越えると、検出対象物Ｓからの反射光は受光素子５２の受光面５２Ａから外れる。すなわち、検出装置５の検出対象領域は、検出装置５から所定の距離Ｌ１までの限定された空間となる。
【００２５】
図４は、受光素子５２の動作原理を表すものである。受光素子５２は、例えばコレクタ−エミッタ間に負荷Ｒを介して電圧Ｖｃが印加されたフォトトランジスタを用いて構成されている。ベース領域に光を照射すると、光起電力と増幅効果によりコレクタ電流Ｉｃが流れる。出力電圧Ｖｏｕｔは、光照射を受けていない時にはＶｃであるが、光照射を受けるとＶｃ−Ｉｃ・Ｒとなる。つまり、受光素子５２の出力は、光照射を受けるとＨ（Ｈｉｇｈ）レベルからＬ（Ｌｏｗ）レベルに変わるようになっている。
【００２６】
右側の検出装置６は、上述した左側の検出装置５と同様の原理で作動する。なお、図２に示したように、左右の検出装置５，６は、投影レンズ２２の光軸Ａｘに対して所定角度傾斜するように配置されており、それぞれの発光素子５１，６１からの射出光の射出方向が、投影空間領域Ｐの外縁の延在方向に沿うようになっている。投影装置１から検出対象領域Ａの最遠端までの距離Ｄ１は、投影レンズ２２の光軸Ａｘに沿った距離で表す。
【００２７】
図２において、投影装置１の投影光の強度を測光量の１つである光束で表し、例えば２０００［ｌｍ：ルーメン］とすると、投影レンズ２２の光軸Ａｘ方向（以下、対スクリーン方向とする）における、投影装置１から検出対象領域Ａの最遠端までの距離Ｄ１は、例えば２ｍに設定される。これは、投影装置１から発射される光束が２０００［ｌｍ］の場合には、２ｍ以上離れた位置から投影装置１の投影レンズ２２を覗き込んでも、人の眼に異常が生じにくいことが実験などによりわかっているためである。
【００２８】
図５は、本実施の形態に係る投影装置１の制御系を表すブロック図である。投影装置１の全体制御部３０には、ランプ電源１０Ｃ、左右一対の検出装置５，６、電源スイッチ７およびリセットスイッチ８が接続されている。なお、全体制御部３０には、液晶ライトバルブ１７，１８，１９の駆動制御を行うライトバルブ制御部９も接続されているが、このライトバルブ制御部９については、詳細説明を省略する。
【００２９】
全体制御部３０は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）からなる出力制御部３１を有している。出力制御部３１は、電源スイッチ７からのＯＮ信号７０を受けると、ランプ電源１０Ｃにランプ制御信号７１を出力し、同時に検出装置５，６に発光開始信号７３を出力するよう構成されている。ランプ制御信号７１は、ランプユニット１０（図２）を例えば２ｋＷで発光させるための信号である。また、発光開始信号７３は、検出装置５，６の発光素子５１，６１を駆動して赤外線ビームを射出させるための信号である。
【００３０】
全体制御部３０は、検出装置５，６の受光素子５２，６２からの受光信号７４，７５の論理積を取るＡＮＤゲート３３を有している。ＡＮＤゲート３３の出力端は出力制御部３１に接続されており、検出装置５，６の受光素子５２，６２からの受光信号の論理積が出力制御部３１に取り込まれるようになっている。
【００３１】
全体制御部３０に接続されたリセットスイッチ８は、一度オフされたランプ電源１０Ｃを再度オンするために操作されるものである。出力制御部３１は、リセットスイッチ８からのリセット信号７７を受けると、ランプ電源１０Ｃへのランプ制御信号の出力を再開するようになっている。なお、以上のように構成された全体制御部３０は、本発明における「制御手段」の一具体例に対応する。
【００３２】
左側の検出装置５は、発光素子５１をオンオフするスイッチ５６と、発光素子５１に電力を供給する発光電源供給部５５とを備えている。同様に、右側の検出装置６は、発光素子６１をオンオフするスイッチ６６と、発光素子５１に電力を供給する発光電源供給部６５とを備えている。
【００３３】
次に、このように構成された投影装置１の動作について説明する。使用者が投影装置１の電源スイッチ７をＯＮすると、全体制御部３０の発光制御部３１はランプ電源１０Ｃにランプ制御信号７１を出力し、これによりランプユニット１０（図２）は白色光の放射を開始する。また、発光制御部３１は、ライトバルブ制御部９に制御開始信号７２を送信する。これにより、ライトバルブ制御部９は、外部機器（コンピュータなど）からの画像データの取り込みや、液晶ライトバルブ１７，１８，１９の駆動制御などを開始する。
【００３４】
ランプユニット１とライトバルブ制御部９の駆動制御が開始されると、図２に示すランプユニット１０から射出された白色光が、Ｒダイクロイックミラー１２およびＧダイクロイックミラー１３によってＲＧＢの３色光に分離され、これらの各色光がそれぞれＲ液晶ライトバルブ１７、Ｇ液晶ライトバルブ１８およびＢ液晶ライトバルブ１９を透過する際に各色用の画像信号に応じた空間強度変調を受け、これらの変調を受けた各色画像がダイクロイックプリズム２０によって１つに合成され、投影レンズ２２によってスクリーン２にカラー画像として投影される。
【００３５】
一方、発光制御部３１は、ランプ電源１０Ｃへのランプ制御信号７１の送出とほぼ同時に、検出装置５，６に発光開始信号７３を出力する。検出装置５，６では、出力制御部３１からの発光開始信号７３によりスイッチ５６，６６がＯＮし、発光電源供給部５５，６５から発光素子５１，６１に電力が供給される。これにより、検出装置５，６の発光素子５１，６１による赤外線ビームの射出が開始される。なお、検出装置５，６の受光素子５２，６２は、検出対象物からの反射光を受光していない時には、受光信号７４，７５として、Ｈレベルの電圧信号が全体制御部３０のＡＮＤゲート３３に出力している。
【００３６】
検出装置５の検出対象領域Ａ（図２）に人が侵入すると、発光素子５１から射出された赤外線ビームが人に当たり、反射された赤外線ビームが受光素子５２に入射する。受光素子５２は、赤外線ビームを受光すると、Ｌレベルの電圧信号を受光信号７４として全体制御部３０のＡＮＤゲート３３に出力する。また、検出装置６の検出対象領域Ａ（図２）に人が侵入すると、発光素子６１から射出された赤外線ビームが人に当たり、反射された赤外線ビームが受光素子６２に入射する。受光素子６２は、赤外線ビームを受光すると、Ｌレベルの電圧信号を受光信号７５として全体制御部３０のＡＮＤゲート３３に出力する。
【００３７】
ＡＮＤゲート３３は、受光素子５２，６２の少なくとも一方からの入力信号（すなわち、受光信号７４，７５のいずれか一方）がＬレベルになると、出力制御部３１にＬレベル信号を出力する。出力制御部３１は、ＡＮＤゲート３３からのＬレベル信号を受けると、「検出対象領域Ａに人が侵入した」と判断し、ランプ電源１０Ｃに停止信号を出力する。この停止信号によりランプ電源１０Ｃはオフされ、ランプユニット１０（図２）による白色光の放射は停止される。すなわち、投影装置１の投影は停止され、投影光は消える。なお、ランプユニット１０の発光を停止する代わりに、ランプユニット１０の発光量を例えば１／３程度に下げて、投影光の強度を例えば１／３程度まで小さくするようにしても良い。
【００３８】
なお、投影装置１の投影を再開するには、リセットボタン８を押す。リセットボタン８が押されると、リセット信号７７を受けた出力制御部３１は再びランプ電源１０Ｃにランプ制御信号７１を出力し、検出装置５，６に発光開始信号７３を出力する。このようにして、投影装置１のスクリーン２への画像の投影が再開される。
【００３９】
このように、本実施の形態に係る投影装置１は、人が投影空間領域Ｐの外側に隣接する検出対象領域Ａに入ると直ちに投影を停止するようになっているので、人が投影空間領域内に入ってから投影を停止する投影装置と比較して、安全性がさらに向上する。
【００４０】
また、検出対象領域Ａが、（投影装置１からスクリーン２までの距離よりも短い）局所的な範囲に限定されているので、図１に示すようにスクリーン２の傍にいる説明者３を検出して投影を停止してしまうことが無い。従って、必要のない時に投影装置１の投影が停止することが防止され、実用性が向上する。
【００４１】
なお、本実施の形態では、ランプユニット１０の出力を２ｋＷ程度とし、投影光の光束を２０００［ｌｍ］程度としたが、ランプユニット１０の出力を５００Ｗ程度とし、投影光の光束を５００［ｌｍ］程度としても良い。この場合には、投影光の強度の減少に対応して、投影装置１から検出対象領域Ａの最遠端までの最大検出距離Ｄ１を小さく（例えば０．８ｍ程度）するのが好ましい。
【００４２】
図６は、本実施の形態の変形例を表すものである。なお、この図は、側方から見た状態を示している。本変形例では、投影空間領域Ｐの上下に検出対象領域Ｂ，Ｂ’が設けられている。このように構成すれば、投影空間領域Ｐの上下から人が侵入した場合に投影装置１の投影を停止することができる。なお、投影空間領域Ｐの下側から人が入ってくる可能性が低い場合には、下側の検出対象領域Ｂ′の長さを上側の検出対象領域Ｂよりも短くしても良い。また、投影空間領域Ｐの左右に上述の検出対象領域Ａ（図２）を設けると共に、投影空間領域Ｐの上下に検出対象領域Ｂ，Ｂ′を設けるようにしてもよい。このようにすれば、投影空間領域Ｐの上下左右どの方向から人が侵入した場合にも、投影装置１の投影を停止することができる。また、検出対象領域Ａの最大検出距離Ｄ１の長さを左右で異ならせるようにしてもよい。
【００４３】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る投影装置について説明する。第２の実施形態では、投影装置による投影光の強度（ランプユニットの出力）を可変にすると共に、その投影光の強度に応じて検出装置５０，６０の検出対象領域を変化させるようにしている。
【００４４】
第２の実施の形態に係る投影装置では、ランプユニット１０（図２）の出力が例えば２ｋＷ，１ｋＷ，５００Ｗの３段階に設定できるよう構成されている。そして、ランプユニット１０（図２）の各出力に対応して、投影装置による投影光の強度（光束）が、例えば出力２ｋＷ時で２０００［ｌｍ］、出力１ｋＷ時で１０００［ｌｍ］、出力５００Ｗ時で５００［ｌｍ］となるよう構成されている。
【００４５】
図７は、第２の実施の形態に係る投影装置の検出装置５０，６０の検出対象領域を表すものである。検出装置５０，６０は、いずれも、最遠端まで距離の異なる３つの検出対象領域Ａ，Ｂ，Ｃを有している。投影装置１から検出対象領域Ａの最遠端までの距離Ｄ１は、例えば２ｍに設定されている。また、投影装置１から検出対象領域Ｂの最遠端までの距離Ｄ２は、例えば１．４ｍに設定されており、投影装置１から検出対象領域Ｃの最遠端までの距離Ｄ３は、例えば０．８ｍに設定されている。いずれの検出対象領域Ａ，Ｂ，Ｃも投影空間領域Ｐの外部にあり且つ投影空間領域Ｐに沿って伸びている。
【００４６】
上述の、投影装置１から検出対象領域Ａ，Ｂ，Ｃの最遠端までの距離Ｄ１（２ｍ），Ｄ２（１．４ｍ），Ｄ３（０．８ｍ）は、投影装置による投影光の光束２０００［ｌｍ］、１０００［ｌｍ］および５００［ｌｍ］にそれぞれ対応している。これは、投影光の光束が２０００［ｌｍ］、１０００［ｌｍ］および５００［ｌｍ］の場合に、それぞれ２ｍ，１．４ｍおよび０．８ｍ以上離れた位置から投影装置の投影レンズ２２を覗き込んでも、人の眼に異常が生じにくいことが実験などにより分っているためである。
【００４７】
図８は、検出装置５０の構成と作動原理を表す図である。検出装置５０は、その発光素子アレイ５１０を除いて、第１の実施形態の検出装置５（図３）と同様に構成されている。検出装置５０の発光素子アレイ５１０は、例えば赤外線発光ダイオード（ＩＲＥＤ）からなる３つの発光素子５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを投光レンズ５３を例えば上下方向に並べて構成されるものである。発光素子５１Ａは投光レンズ５３の光軸５３ｘ上に位置しているが、発光素子５１Ａに隣接する発光素子５１Ｂは光軸５３ｘから僅かに離れており、発光素子５１Ｃは光軸５３ｘから最も離れている。
【００４８】
図８（Ａ）に示したように、発光素子５１Ａが赤外線ビームを照射している時には、受光素子５２の受光面５２Ａで反射光が受光可能な、検出対象物Ｓまでの最大距離Ｌ１は、図３に示した第１の実施の形態における距離Ｌ１と同様である。
【００４９】
これに対し、図８（Ｂ）に示したように、発光素子５１Ｂが赤外線ビームを照射している時には、発光素子５１Ｂが投光レンズ５３の光軸５３ｘからずれている分だけ赤外線ビームが傾斜して進行する。従って、受光素子５２の受光面５２Ａで反射光が受光可能な、検出対象物Ｓまでの最大距離Ｌ２は、図８（Ａ）の距離Ｌ１よりも短くなる。
【００５０】
さらに、図８（Ｃ）に示したように、発光素子５１Ｃが赤外線ビームを照射している時には、発光素子５１Ｃが投光レンズ５３の光軸５３ｘから最も離れているため、赤外線ビームがさらに傾斜して進行する。従って、受光素子５２の受光面で反射光が受光可能な、検出対象物Ｓまでの最大距離Ｌ３は、図８（Ｂ）の距離Ｌ２よりもさらに短くなる。
【００５１】
すなわち、第２の実施の形態の検出装置５０は、投光レンズ５３の光軸５３ｘからの距離の異なる３つ発光素子５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを選択的に使用することで、３種類の検出対象領域を持ちうるよう構成されている。なお、右側の検出装置６０は、上述した左側の検出装置５０と全く同様に構成されている。
【００５２】
図９は、第２の実施の形態の投影装置の制御系を示すブロック図である。なお、第１の実施の形態と同様に構成された構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００５３】
全体制御部３０には、ランプユニット１０の出力を例えば２ｋＷ，１ｋＷ，５００Ｗの３段階に設定するための出力設定つまみ２５が接続されている。全体制御部３０の出力制御部３１には、出力設定つまみ２５の操作により、ランプ出力設定信号８０がＡ／Ｄ変換器３４を介して入力されるようになっている。出力制御部３１は、ランプ出力設定信号８０に基づき、ランプユニット１０のランプ電源１０Ｃにランプ制御信号７１を出力するよう構成されている。全体制御部３０には、ランプユニット１０の出力のレベルを判定する出力レベル判定部３２が設けられている。出力レベル判定部３２は、出力制御部３１からランプ電源１０Ｃに送られるランプ制御信号７１をモニターし、そのランプ制御信号７１に基づいてランプ出力を３段階で判定し、その判定結果に基づき検出装置５０，６０に選択信号８２を出力するよう構成されている。
【００５４】
左側の検出装置５０は、選択信号８２に基づいて発光素子アレイ５１０の３つの発光素子５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの一つを選択する選択スイッチ５８と、選択スイッチ５８により選択された発光素子に電力を供給する発光電源供給部５５を備えている。同様に、右側の検出装置６は、選択信号８２に基づいて発光素子アレイ６１０の３つの発光素子６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの一つを選択する選択スイッチ６８と、選択スイッチ６８により選択された発光素子に電力を供給する発光電源供給部６５を備えている。検出装置５０，６０は、出力制御部３１からの選択信号に基づき、発光素子５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの一つを選択すると共に、発光素子６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの一つを選択するようになっている。
【００５５】
また、全体制御部３０は、検出装置５０，６０の受光素子５２，６２からの受光信号７４，７５の論理積を取るＡＮＤゲート３３を有している。ＡＮＤゲート３３の出力端は出力制御部３１に接続されており、検出装置５０，６０の受光素子５２，６２からの受光信号７４，７５の論理積が出力制御部３１に取り込まれるようになっている。
【００５６】
なお、発光素子アレイ５１０の発光素子５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、実際には図８に示したように上下に配列されているものであるが、図９では横に並べて示す。同様に、発光素子アレイ６１０の発光素子６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃは、実際には上下に配列されているものであるが、図９では横に並べて示す。
【００５７】
次に、第２の実施の形態に係る投影装置の動作を説明する。使用者が投影装置の電源スイッチ７をＯＮすると、投影装置１の全体制御部３０は、出力設定つまみ２５からのランプ出力設定信号８０に基づいて、ランプ電源１０Ｃにランプ制御信号７１を出力する。出力レベル判定部３２は、このランプ出力信号７１をモニターしており、ランプユニット１０の出力を３段階で判定し、検出装置５０，６０に選択信号８２を出力する。
【００５８】
さらに、発光制御部３１は、ライトバルブ制御部９に制御開始信号７２を送信する。これにより、ライトバルブ制御部９は、外部機器（コンピュータなど）からの画像データの取り込み、Ｒ，Ｇ，Ｂライトバルブ１７，１８，１９の駆動制御などを開始する。ランプユニット１０とライトバルブ制御部９の駆動制御が開始されると、第１の実施の形態と同様に、投影レンズ２２によってスクリーン２にカラー画像として投影される。
【００５９】
検出装置５０，６０では、出力制御部３１からの選択信号８２により選択スイッチ５８，６８が作動し、発光素子アレイ５１０，６１０の発光素子が一つずつ選択され、発光電源供給部５５，６５の電力が供給される。これにより、発光素子アレイ５１０の発光素子５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの一つによる赤外線ビームの射出が開始され、発光素子アレイ６１０の発光素子６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの一つによる赤外線ビームの射出が開始される。
【００６０】
ここでは、発光素子アレイ５１０，６１０の発光素子５１Ｂ，６１Ｂが選択されているものとする。この場合、検出対象領域はＢ（図７）となる。
【００６１】
検出装置５０の検出対象領域Ｂ（図７）に人が侵入すると、発光素子５１Ｂから射出された赤外線ビームが人に当たり、反射された赤外線ビームが受光素子５２に入射する。受光素子５２は、赤外線ビームを受光すると、Ｌレベルの電圧信号を受光信号７４として全体制御部３０のＡＮＤゲート３３に出力する。また、検出装置６０の検出対象領域Ｂ（図７）に人が侵入すると、発光素子６１Ｂから射出された赤外線ビームが人に当たり、反射された赤外線ビームが受光素子６２に入射する。受光素子６２は、赤外線ビームを受光すると、Ｌレベルの電圧信号を受光信号７５として全体制御部３０のＡＮＤゲート３３に出力する。
【００６２】
ＡＮＤゲート３３は、受光素子５２，６２の少なくとも一方からの入力信号（受光信号）がＬレベルになると、出力制御部３１にＬレベル信号を出力する。出力制御部３１は、ＡＮＤゲート３３からのＬレベル信号を受けると、「検出対象領域Ｂに人が侵入した」と判断し、ランプ電源１０Ｃに停止信号を出力する。この停止信号によりランプ電源１０Ｃはオフされ、ランプユニット１０（図２）による白色光の射出は停止される。つまり、投影装置による投影が停止され、投影光は消える。
【００６３】
なお、発光素子５１Ａ，６１Ａが赤外線ビームを射出している場合（つまり、検出対象領域Ａが選択されている場合）、および発光素子５１Ｃ，６１Ｃが赤外線ビームを射出している場合（つまり、検出対象領域Ｃが選択されている場合）においても、同様の投影停止処理が行われる。なお、ランプユニット１０による白色光の射出を停止する代わりに、ランプユニット１０の射出光量を例えば１／３程度に小さくし、投影装置による投影光の光束を例えば１／３程度に小さくするようにしても良い。
【００６４】
投影装置による投影を再開するには、リセットボタン８を押す。リセットボタン８が押されると、リセット信号７７を受けた出力制御部３１は再びランプ電源１０Ｃにランプ制御信号７１を出力し、検出装置５０，６０に選択信号８２を出力する。このようにして、投影装置のスクリーン２への画像の投影が再開される。
【００６５】
このように、本実施の形態に係る投影装置では、投影光の強度に応じて検出対象領域の長さ（最大検出距離）が選択されるようにしたので、さらなる安全性を保ちつつ、実用性をさらに向上させることができる。すなわち、仮に、検出装置による検出対象領域の最大検出距離が固定であった場合には、画像の輝度を高めるために投影光の強度を増大させると、検出対象領域外にいる人の目にも障害を与える可能性が残る一方、画像の輝度を高めるために投影光の強度を減少させると、検出対象領域の最大検出距離が必要以上に長くなり、本来ならば検知しなくてもよい位置にいる人をも検出してしまい、安全装置が作動してしまう。これに対して、本実施の形態によれば、投影光の強度に応じて、検出装置による検出対象領域の最大検出距離を変えるようにしたので、最大検出距離を固定とした場合のような問題が生じることがない。したがって、安全性をより確実に担保できると共に、より実用的な動作が確保されるのである。
【００６６】
なお、本実施の形態では、投影光の強度に応じて最大検出距離を３段階に変化させるようにしたが、２段階、あるいは４段階以上としてもよい。さらに、段階的に変化させるのではなく、滑らかに変化させるようにしてもよい。
【００６７】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、投影装置の投影レンズ２２の前面に可動シャッターを設けて、検出装置５，６（あるいは検出装置５０，６０）が人を検知した時には、可動シャッターにより投影レンズ２２からの投影光を遮光するようにしても良い。
【００６８】
また、投影装置による投影を停止する代わりに、検出装置５，６（あるいは検出装置５０，６０）が人を検知した時に、例えば「危ない」という音声メッセージを出力するようにしても良い。また、検出装置５，６（あるいは検出装置５０，６０）を作動しないようにする検出オフスイッチを設けても良い。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項６のいずれか１に記載の投影装置、および請求項７ないし請求項９のいずれか１に記載の投影装置の安全装置によれば、投影装置による投影光が通過する投影空間領域の外縁近傍の局所的な空間における物体の有無を検出手段によって検出するようにしたため、検出する必要のない人（例えば、スクリーンの傍の説明者）を検出して投影を停止してしまうことが防止され、実用性が向上するという効果を奏する。
また、検出最大距離を複数通りに設定可能にし、投影光の強度に応じて検出最大距離が選択されるようにしたため、安全性と実用性とを、さらに高めることが可能になるという効果を奏する。
【００７０】
特に、請求項２記載の投影装置および請求項８記載の投影装置の安全装置によれば、検出手段の検出対象領域が投影空間領域の外側に位置し且つ投影空間領域の外縁に沿うようにしたので、人が投影空間領域に入る前にこれを検知することができる。従って、人が投影空間領域に入った時点では既に投影光の強度が減少しており、安全性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る投影装置の使用状態を表す斜視図である。
【図２】図１の投影装置の基本構成を表す図である。
【図３】図１の投影装置における検出装置の作動原理を表す図である。
【図４】受光素子の作動原理を表す図である。
【図５】図１の投影装置の制御系を表すブロック図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例を表す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る投影装置の検出対象領域を表す図である。
【図８】図７の投影装置における検出装置の作動原理を表す図である。
【図９】図７の投影装置の制御系を表すブロック図である。
【符号の説明】
１…投影装置、５…左側の検出装置、５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ…発光素子、５４Ｂ，５５Ｂ，５６Ｂ…受光素子、６…右側の検出装置、６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ…発光素子、６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ…受光素子、３０…制御部、３１…出力制御部、３２…出力レベル判定部、３３…ＡＮＤゲート、１０…ランプユニット、１０Ｃ…ランプ光源。

Claims

離れた位置に配置されたスクリーンに像を投影する投影手段と、
前記投影手段による投影光が通過する投影空間領域の外縁近傍における局所的な空間を検出対象領域とし、この検出対象領域における物体の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段が前記検出対象領域内の物体を検出した時に、前記投影手段による投影光の強度を減少させるよう制御する制御手段と
を備え、
前記投影手段から前記検出対象領域の最遠端までの距離である最大検出距離が、前記投影手段から前記スクリーンまでの距離よりも小さく、且つ複数通りに設定可能であり、
前記投影手段による投影光の強度に応じて、前記複数通りの最大検出距離から一つが選択される
投影装置。
前記検出対象領域は、前記投影空間領域の外側に位置し、且つ前記投影空間領域の外縁に沿った領域である
請求項１記載の投影装置。
前記検出対象領域は、前記投影空間領域の側方に位置する
請求項１記載の投影装置。
前記最大検出距離は、前記投影手段による投影光の照度が人の眼に損傷を与えない安全照度まで減衰する距離以上である
請求項１記載の投影装置。
前記検出手段は、
前記投影空間領域の外縁の延在方向と略平行な方向に光を発する発光素子と、
検出対象である前記物体が反射した前記光を受光する受光素子と
を備えている
請求項１記載の投影装置。
前記検出手段の前記発光素子は、可視光線以外の光を発するよう構成されている
請求項５記載の投影装置。
離れた位置に配置されたスクリーンに像を投影する投影装置に用いられる安全装置であって、
前記投影装置による投影光が通過する投影空間領域の外縁近傍の局所的な空間を検出対象領域とし、この検出対象領域における物体の有無を検出する検出手段と、
前記検出手段が前記検出対象領域内の物体を検出した時に、前記投影装置による投影光の強度を低下させるよう制御する制御手段と
を備え、
前記投影装置から前記検出対象領域の最遠端までの距離である最大検出距離が、前記投影装置から前記スクリーンまでの距離よりも小さく、且つ複数通りに設定可能であり、
前記投影装置による投影光の強度に応じて、前記複数通りの最大検出距離から一つが選択される
投影装置の安全装置。
前記検出対象領域は、前記投影空間領域の外側に位置し、且つ前記投影空間領域の外縁に沿った領域である
請求項７記載の投影装置の安全装置。
前記最大検出距離は、前記投影装置による投影光の照度が人の眼に損傷を与えない安全照度まで減衰する距離以上である
請求項７記載の投影装置の安全装置。