JP7842797B2 - プロジェクタコントローラおよび関連方法 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
本出願は、２０１８年５月１６日付けで出願された米国仮出願第６２／６７２，２８８号の優先権を主張するものであり、その全体を本願において援用する。

技術
本願は、映画館用プロジェクタと目の安全に関するものである。

映画館向けのランプ型のデジタルプロジェクタは、レーザ型のデジタルプロジェクタによって徐々に取って代わられてきている。レーザ型のデジタルプロジェクタは、設計と態様によっては、高画質、長寿命、信頼性の向上、低消費電力など、ランプ型のプロジェクタよりも利点を有する場合がある。

レーザは、視聴者にダメージを与えるのに十分な強度レベルの光を発することがある。例えば、レーザビームを見つめることから、永久的な目のダメージが生じ得る。このような傷害を防ぐために、レーザは、それらが潜在的に引き起こす可能性があるダメージに応じて分類されており、レーザ型のデジタルプロジェクタなどの商用製品におけるレーザの使用は、これに従って規制されている。

実施形態の要旨
第１の局面において、プロジェクタコントローラは、物体検出器および制御電子機器を有し、プロジェクタの前方において除外ゾーンを課す強い光から、観客を保護するように構成されている。前記物体検出器は、前記除外ゾーンの下かつ前記観客の上にある検出領域中の物体の存在を光学的に感知するように構成されている。前記制御電子機器は、前記物体検出器が前記検出領域中の前記物体の存在を示すとき、前記プロジェクタを制御するように構成されている。

第２の局面において、観客をプロジェクタの出力の前方において除外ゾーンを課す強い光から保護するための方法が開示される。本方法は、除外ゾーンと前記観客との間の検出領域における物体の存在を光学的に感知することを含む。本方法はまた、前記物体の存在が前記検出領域において感知されたとき、前記プロジェクタを制御することを含む。

図面の簡単な説明
図１は、プロジェクタの出力においてハザードゾーンの下にある座席が取り外された状態を示す劇場の側面図である。 図２は、実施形態では、高強度プロジェクタにプロジェクタコントローラが通信可能に接続されている、劇場の斜視図である。 図３Ａは、図２のプロジェクタコントローラおよびプロジェクタの側面図である。 図３Ｂは、それぞれの実施形態における上面図の例である。 図３Ｃは、それぞれの実施形態における上面図の例である。 図４は、図２のプロジェクタコントローラおよび、図２の高強度プロジェクタによって出射された照明内の除外ゾーンの側面図である。 図５は、図４の除外ゾーンの断面図である。 図６は、図４の除外ゾーンの断面図である。 図７は、一実施形態における、図２のプロジェクタを制御するように構成されたプロジェクタコントローラの模式図である。 図８は、一実施形態における、飛行時間測定に基づくプロジェクタコントローラの機能ブロック図である。 図９は、一実施形態における、光学的位相シフト測距に基づいて制御されるプロジェクタの機能ブロック図である。 図１０は、図８のビームステアリング機構を用いた場合の、図７～９のレーザビームの方位角の時間に対するプロット例である。 図１１は、図８のビームステアリング機構を用いて２つの物体を検出する場合の、図７～９の物体検出器の出力信号の時間に対するプロット例である。 図１２は、一実施形態における、１個の検出器アレイを用いた位置感応検出にもとづく、プロジェクタコントローラの機能ブロック図である。 図１３は、一実施形態における、２個の検出器アレイを用いた位置感応検出にもとづく、プロジェクタコントローラの機能ブロック図である。 図１４は、一実施形態における、図２のプロジェクタからのプロジェクタ照明をリダイレクトするように構成された第１の光学リレーの側面図である。 図１５は、一実施形態における、図２のプロジェクタからのプロジェクタ照明をリダイレクトするように構成された第２の光学リレーの側面図である。 図１６は、一実施形態における、図２のプロジェクタからのプロジェクタ照明をリダイレクトするように構成された部分反射型光学リレーの側面図である。 図１７は、一実施形態における、補助プロジェクタを有するように構成された、図１の劇場の側面図である。 図１８は、一実施形態における、プロジェクタの前方において除外ゾーンを課す強い光から、観客を保護するための方法を例示するフローチャートである。

実施形態の詳細な説明
図１は、劇場１９０の投影ブース１９２中のプロジェクタ１８０の側面図である。プロジェクタ１８０は、スクリーン１９５にスクリーン照明１８２を出射する。スクリーン照明１８２は、その強度が目の安全のしきい値を超えてしまう除外ゾーン１８４を含む。プロジェクタ１８０は、従来のプロジェクタ（除外ゾーン１８４よりも小さな、対応する従来の除外ゾーン１２４を有する）によって生成される照明よりも、大きな強度のスクリーン照明１８２を生成してもよい。したがって、除外ゾーン１８４は、劇場１９０がプロジェクタ１８０よりも低い明るさのプロジェクタを備えている場合には劇場の客を収容し得るエリアの上に延びている。劇場の客が誤って除外ゾーン１８４内からプロジェクタ１８０を見た場合に目のダメージを防ぐために、除外ゾーン１８４の下に着席禁止エリア１９７を設けることにより、客の着席が除外ゾーン１８４の下ではない列１９６に制限されるようにしてもよい。図１に示す例では、列１９６（１）に着席した観客１９８は、着席禁止エリア１９７に比較してよりプロジェクタから離れている。

図２は、プロジェクタコントローラ２００がプロジェクタ１８０の一例であるプロジェクタ２８０に通信可能に接続されている劇場１９０の斜視図である。座標系２０１は、方向ｘ、ｙおよびｚを表す。スクリーン１９５は、ｘ－ｙ平面に平行であってもよく、ｚ方向は、プロジェクタ２８０のレンズの光軸に対応していてもよい。スクリーン１９５は、ｘ－ｚ平面に平行な平面内で測定した場合、プロジェクタ２８０からスクリーン距離１９５Ｄに位置する。本明細書において特段の記載がない限り、ｘ、ｙ、またはｚのうち少なくとも１つによって示される方向または平面に言及するときは、座標系２０１を参照するものとする。プロジェクタ２８０は、投影ブース１９２内に位置されてもよい。

プロジェクタ２８０は、光源２８１を含む。プロジェクタ２８０は、光源２８１によって生成された光の少なくとも一部を、スクリーン照明１８２の一例であるスクリーン照明２８２としてスクリーン１９５に向けて投射する。光源２８１は、少なくとも１つのレーザを含んでもよく、これにより、従来の除外ゾーン１２４よりも大きい除外ゾーン１８４が得られる。例えば、除外ゾーン１８４は複数の列１９３にわたって延びているのに対し、従来の除外ゾーン１２４はそうではない。

除外ゾーン１８４に関連したリスクの増大を是正する１つの方法は、除外ゾーン１８４の下に着席禁止エリア１９７を設けることである。しかしながら、着席禁止エリア１９７の導入は、劇場１９０の着座キャパシティーを減少させ、したがって、その収益の可能性を減少させる。プロジェクタコントローラ２００は、高強度プロジェクタ照明から客を保護しつつ、着座キャパシティーを維持するための代替的な手段を提供する。

プロジェクタコントローラ２００は、検出領域２８６を物体の存在について監視する。検出領域２８６は、列１９３から除外ゾーン１８４に向かって移動する物体（例えば、劇場の客の頭部）が除外ゾーン１８４に到達する前にプロジェクタコントローラ２００によって検出されるように、除外ゾーン１８４の少なくとも下に延びている。プロジェクタコントローラ２００は、検出領域２８６における物体の存在を検出したときに、プロジェクタ２８０を制御するように構成されている。プロジェクタコントローラ２００は、検出領域２８６内の物体の存在を検出したことに応答して、スクリーン照明２８２をオフにするか、または低減させてもよい。

プロジェクタコントローラ２００は、プロジェクタ２８０に対して異なる位置に配置されてもよい。図３Ａは、プロジェクタ２８０の下にあるプロジェクタコントローラ２００の模式的な側面図であり、これは、図３Ｂおよび３Ｃの平面図のいずれか１つにおけるプロジェクタコントローラ２００およびプロジェクタ２８０の位置関係に対応していてもよい。図３Ｂは、プロジェクタ２８０の真下に配置されたプロジェクタコントローラ２００の平面図である。図３Ｃは、プロジェクタ２８０の下に配置されたプロジェクタコントローラ２００の平面図であるが、横方向にオフセットされている。

劇場１９０は、側壁２９１を含む。プロジェクタコントローラ２００の少なくとも一部は、プロジェクタ２８０の下に無いように配置されてもよい。例えば、プロジェクタコントローラ２００の受光器は、プロジェクタ２８０よりも側壁２９１に近い側の位置にあってもよい。

図４は、座標系２０１のｘ－ｚ平面に平行な平面における劇場１９０の側面図である。図４は、図４の平面に直交する断平面５および６を示す。図５は、ｘ－ｙ平面に平行な断平面５におけるスクリーン照明２８２を示す図である。図６は、ｙ－ｚ平面に平行な断平面６における劇場１９０の図である。プロジェクタ２８０およびプロジェクタコントローラ２００は、断平面６内にある必要はないが、それらは、例示の目的で図６に含めている。以下の説明において図２および図４～６を共に参照するのが最適である。

図５および図６は、それぞれ、ｘ－ｙ平面およびｙ－ｚ平面に平行な平面における除外ゾーン１８４を例示している。図５は、除外ゾーン１８４が、スクリーン照明２８２よりも小さい高さ（ｘ方向）および小さい幅（ｙ方向）を有するように図示している。除外ゾーン１８４は、スクリーン照明２８２と同じ高さおよび／または同じ幅を有し得る。

プロジェクタコントローラ２００は、プロジェクタ２８０と通信可能に接続されており、物体検出器２１０および制御電子機器（control electronics）２２０を含む。本実施形態の範囲から逸脱することなく、プロジェクタコントローラ２００の少なくとも一部、例えば物体検出器２１０および／または制御電子機器２２０などは、プロジェクタ２８０に統合されていてもよく、またはプロジェクタ２８０を含んでいてもよく、その組み合わせがプロジェクタシステムである。物体検出器２１０および制御電子機器２２０は、例えば、共通の筐体内に同居してもよく、または、有線および／または無線通信チャネルによって通信可能に接続されつつ、空間的に分離していてもよい。

物体検出器２１０は、検出領域２８６内の（図２および図４に図示されているように、少なくとも部分的に除外ゾーン１８４の下かつ観客１９８の上にあるかもしれない）物体の存在を、光学的に感知するように構成されている。観客１９８は、例えば、図２に図示された列１９３に居る。除外ゾーン１８４は、さらなる観客、例えば列１９３の観客１９８の隣に座っている観客などの上にあってもよい。

ｘ－ｚ平面と平行な平面において、検出領域２８６は、除外ゾーン１８４の少なくとも一部の真下にある領域を占めてもよい。例えば、検出領域２８６は、図６で示されるＺ_minとＺ_maxの間の値Ｚで、除外ゾーン１８４の真下の領域を占めてもよい。Ｚ_minの位置は、プロジェクタ２８０から人間がアクセス可能な最小距離に対応していてもよい。Ｚ_maxの位置は、除外ゾーン１８４の正のＺ方向における遠位端に対応し得る。

検出領域２８６は、物体検出器２１０が出射する光ビーム２３０によって定義されてもよい。図４は、例えば観客１９８の手または頭部である物体４１３を例示している。物体４１３が検出領域２８６にあるとき、物体４１３は、光ビーム２３０の一部を反射する場合があり、この光ビーム２３０は、プロジェクタコントローラ２００によって検出され得る。

光ビーム２３０は、図４に示すように、ｘ－ｚ平面内の俯角間隔を規定する下側境界２３０Ｌと上側境界２３０Ｕとの間において、発散角２３０Ｄまたは対応する走査範囲を有してもよい。光ビーム２３０は、ｙ－ｚ平面内で広い発散角を有すること、および／またはｙ－ｚ平面内で時間的に走査することによって、図６に例示される方位角間隔６６１にわたって（span）もよい。発散角２３０Ｄ（ｘ－ｚ平面内）および方位角間隔６６１（ｙ－ｚ平面内）は、検出領域２８６を規定する。ｙ－ｚ平面内において、スクリーン照明２８２は、方位角間隔２８２Ｄを横切（traverse）ってもよいし、またそれにわたってもよい。方位角間隔６６１は、方位角間隔２８２Ｄ以下であってもよい。

光ビーム２３０に平行な方向で、かつ光ビーム２３０を発する物体検出器２１０内の位置を基準にして、除外ゾーン１８４の遠位端は、物体検出器２１０から除外距離２８７に位置する。除外距離２８７は、例えば、１メートルから２メートルの間、または１０メートルまでである。プロジェクタ２８０から除外距離２８７に位置する除外ゾーン１８４の遠位端では、スクリーン照明２８２の強度は、１平方センチメートル当たり３０～４０ミリワットの間であってもよい。

プロジェクタコントローラ２００がスクリーン照明２８２の散乱部分を検出しないようにするために、光ビーム２３０は、スクリーン照明２８２には含まれない電磁波長を含んでもよい。例えば、光ビーム２３０は、スクリーン照明２８２には含まれない電磁波長のみを含んでもよい。例えば、光ビーム２３０は、赤外光を含みかつ可視光を含まないスペクトル構成（spectral content）を有してもよく、これにより、観客１９８には見えないという付加的な利点が得られる。赤外光は、０．８マイクロメートルから１．２マイクロメートルの間の波長を有してもよい。例えば、物体検出器２１０は、λ＝９０５ｎｍにスペクトルピークを有する光を発するレーザダイオードを含んでもよい。

平面５６０は、図５および６に示すように、プロジェクタ２８０と交差し、ｘ－ｚ平面と平行である。平面５６０は、プロジェクタ２８０の投影レンズの光軸を含む平面を含んでもよいし、またはこれに平行であってもよい。ｘ－ｚ平面は、スクリーン１９５に垂直であり得る。ｙ－ｚ平面において、除外ゾーン１８４は、方位角間隔６６１にわたる角度範囲を有する。

制御電子機器２２０は、少なくとも部分的に検出領域２８６内にある物体４１３の存在を物体検出器２１０が示すとき、プロジェクタ２８０を制御するように構成されている。物体検出器２１０は、複数の光ビーム２３０を出射してもよい。複数の光ビーム２３０は、物体４１３が除外ゾーン１８４内にある範囲を物体検出器２１０が決定することを可能にするために、垂直方向に（ｘ方向に）配列され得る。

物体４１３は、図６に示すように、平面５６０に対し物体角６６２に位置している。物体４１３は、プロジェクタコントローラ２００から物体距離６６４に位置しており、これは、物体４１３の対向方位角６６３を決定する。対向方位角６６３とは、平面５６０に関して測定された上限角６６３Ｕと下限角６６３Ｌとの間の差である。制御電子機器２２０は、物体角６６２、対向方位角６６３、および物体距離６６４のうちの少なくとも１つを測定するように構成されていてもよい。物体角６６２は、対応する頂点６６２Ｖを有する。頂点６６２Ｖは、例えば、プロジェクタ２８０の投影レンズの焦点に位置する。

図５において、除外ゾーン１８４は、物体角６６２および対向方位角６６３によってそれぞれ決定される、水平方向位置５６２および幅５０４を有する領域５０２を含むことを示している。物体角６６２は、水平方向位置５６２を決定する。水平方向位置５６２は、平面５６０に関して定義され、かつ／または測定され得る。制御電子機器２２０は、プロジェクタ２８０によって投射されるスクリーン照明２８２の強度を低減することによって、プロジェクタ２８０を制御するように構成されてもよい。そのような強度の低減は、光源２８１を無効にすること、プロジェクタ２８０の出力をシャットすること、出力画像のハイライトの生成を無効にすること、および出力画像またはスクリーン照明２８２の最大強度を制限することのうちの少なくとも１つを含んでもよい。出力画像のハイライトとは、例えば、画像内のある表面からの鏡面反射、直射日光、発光物体、他の領域よりも実質的に輝度が高い１つの領域などの、高い明るさを持つ領域である。

最大強度を制限することは、スクリーン照明２８２の強度を全体的（globally）に制限すること、またはスクリーン照明２８２の１つ以上の領域、例えば領域５０２だけの強度を制限することを含み得る。出力画像は、スクリーン照明２８２によって形成されてもよく、出力画像の内容は、例えば、プロジェクタ２８０によって受信された映像データによって決定される。

制御電子機器２２０は、選択された伝搬角においてスクリーン照明２８２を減少させてもよい。例えば、制御電子機器２２０は、領域５０２内のスクリーン照明２８２が除外ゾーン１８４の他の領域と比較して暗くなるように、角度６６３Ｌと６６３Ｕの間の投射方向においてスクリーン照明２８２を減衰させてもよい。制御電子機器２２０が領域５０２内のスクリーン照明２８２を減衰させる程度は、物体距離６６４に依存してもよい。例えば、物体距離６６４におけるスクリーン照明２８２の強度を目のダメージの閾値以下に低下させるのに十分な減衰であるようにするため、減衰の程度は、物体距離６６４が減少するにつれて増加（例えば単調に）してもよい。

制御電子機器２２０は、検出領域２８６に対する物体４１３の垂直方向位置（ｘ方向）に対応する下側部分５０３のような、領域５０２の一部だけでスクリーン照明２８２を減衰させてもよい。プロジェクタコントローラ２００は、ｘ方向に配列された複数の光ビーム２３０を出射する場合に、そのような機能を有してもよい。

図６はまた、プロジェクタコントローラ２００の特定の実施形態によって出射される走査光ビーム６３０を例示している。光ビーム６３０は、光ビーム２３０の一例であり、平面５６０に関して伝搬角６３２で伝搬する。プロジェクタコントローラ２００は、伝搬角６３２が、除外ゾーン１８４の下方に向かって距離２８６Ｈにおいて方位角間隔６６１を横切るように、光ビーム６３０を走査するように構成されてもよい。走査は、例えば、除外ゾーン１８４の大きさがスクリーン照明２８２の時間に依存する明るさに応じて時間的に変化する場合に、プロジェクタ２８０のフレームレートを超える走査周波数をもって周期的であってもよい。距離２８６Ｈは、例えば、０～５０センチメートルの間である。

一態様においては、プロジェクタコントローラ２００は、除外ゾーン１８４の下方に向かっていくつかの異なる距離２８６Ｈにおいて方位角間隔６６１を順次横切るように、光ビーム６３０を走査する。この態様は、検出領域２８６に対する物体４１３の垂直方向位置（ｘ方向）を決定することを可能にしてもよく、したがって、物体４１３の垂直方向位置に対応する下側部分５０３のような、領域５０２の一部だけにおいてスクリーン照明２８２を減衰させることを可能にしてもよい。別の態様では、プロジェクタコントローラ２００は、除外ゾーン１８４の下方に向かってそれぞれ異なる距離２８６Ｈで方位角間隔６６１をそれぞれ横切るように、複数の光ビーム６３０を走査する。この態様では、検出領域２８６に対する物体４１３の垂直方向位置（ｘ方向）を決定することも可能であり、したがって、物体４１３の垂直方向位置に対応する下側部分５０３のような、領域５０２の一部だけにおいてスクリーン照明２８２を減衰させることも可能である。一実施形態において、方位角間隔６６１は、方位角間隔２８２Ｄより大きい。例えば、プロジェクタコントローラ２００は、プロジェクタコントローラ２００が適切に機能しているかどうかをリアルタイムで監視することを可能にするような、方位角間隔２８２Ｄの外側に位置するテスト物体６１３を含んでもよい。テスト物体６１３は、例えば拡散反射板であり、図６に例示されているように、劇場１９０の側壁２９１に取り付けられてもよい。テスト物体６１３は、プロジェクタコントローラ２００が、物体検出器２１０によって検出された光が物体４１３によって反射された光に対応するかテスト物体６１３によって反射された光に対応するかを区別できるように、伝搬角６３２の特定の値、すなわち方位角間隔２８２Ｄの外側の値に対応する固定位置に配置されてもよい。

図７は、物体４１３を含む劇場１９０内で動作するプロジェクタ２８０を制御するように構成された、プロジェクタコントローラ７００の模式図である。プロジェクタコントローラ７００は、図２のプロジェクタコントローラ２００の一例であり、物体検出器７１０および制御電子機器７２０を含む。これらはそれぞれ、物体検出器２１０および制御電子機器２２０の一例である。

物体検出器７１０は、光源７１２、受光器７１４、およびローカリゼーション電子機器７１６を含む。光源７１２は、レーザであってもよく、赤外光源を含んでもよい。光源７１２は、例えば、パルス波または連続波の少なくとも１つの動作モードで動作するように構成されている。受光器７１４は、シリコンフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管、およびマルチフォトンピクセルカウンタのうちの少なくとも１つを含んでもよい。ローカリゼーション電子機器７１６は、シグナルコンディショニング電子機器（別名：シグナルコンディショナー）、トランスインピーダンス増幅器、時間差回路、ロックインアンプ、およびアナログ／デジタル変換器のうちの少なくとも１つを含んでもよい。

距離２８６Ｈは、受光器７１４の応答時間に依存してもよく、一実施形態において１００±５０ｍｓである。距離２８６Ｈの最小値は、例えば、物体４１３が光ビーム６３０を横切る速度によって決定される。距離２８６Ｈとこの速度との割り算の商は、時間間隔に対応する。この時間間隔は、物体４１３が到達する前にプロジェクタコントローラ７００がスクリーン照明２８２を変更するのに十分な時間を有するように、受光器７１４の応答時間を超えていてもよい。

光源７１２は、光ビーム６３０を出射するように構成されており、その一部は、物体４１３によって散乱光７３５として反射または散乱される。散乱光７３５は、受光器７１４に向かって伝搬する散乱光７３６を含む。受光器７１４は、散乱光７３５の少なくとも一部、例えば散乱光７３６を受光するように構成されている。ローカリゼーション電子機器７１６は、受光器７１４の出力を受信し、受光器７１４における散乱光７３６の存在を示す信号７３８を生成するように構成されている。信号７３８は、図６に示す対向方位角６６３、上限角６６３Ｕ、下限角６６３Ｌのうちの少なくとも１つを示してもよい。

物体検出器７１０は、物体４１３によって反射されていない迷光の検出を防止するために、受光器７１４の前に光学フィルタ７１５を含んでもよい。光学フィルタ７１５は、スクリーン照明２８２の波長の光を遮断するように構成されてもよい。ある例では、光学フィルタ７１５は、赤外光を透過し、可視光を遮断する。光学フィルタ７１５は、光源７１２によって出射された１つ以上の波長域のみを透過し、かつ／またはスクリーン照明２８２の波長域を遮断するエッジフィルタまたはバンドパスフィルタであってもよい。

制御電子機器７２０は、プロセッサ７２２およびそれに通信可能に接続されたメモリ７５０のうちの少なくとも１つを含んでもよい。メモリ７５０は、一時的および／または非一時的であってもよく、揮発性メモリ（例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、計算用ＲＡＭ、他の揮発性メモリ、またはそれらの任意の組み合わせ）および不揮発性メモリ（例えば、ＦＬＡＳＨ、ＲＯＭ、磁気媒体、光学媒体、他の不揮発性メモリ、またはそれらの任意の組み合わせ）のうちの１つまたは両方を含んでもよい。メモリ７５０の一部または全部は、プロセッサ７２２に統合されてもよい。メモリ７５０は、除外距離２８７およびソフトウェア７５２のうちの少なくとも１つを格納してもよい。

物体検出器７１０は、伝搬角６３２を変化させることを介して、光ビーム６３０を方位角間隔６６１にわたってビーム走査速度で走査するように構成されたビームステアラ７４０を含んでもよい。ビームステアラ７４０は、回転多角形ミラー、走査型ガルバノミラー、およびＭＥＭＳミラーアレイのうちの少なくとも１つを含んでもよい。制御電子機器７２０は、ビームステアラ７４０に通信可能に接続され得る。制御電子機器７２０は、例えばソフトウェア７５２の機械読み取り可能な命令を介して、（ａ）伝搬角６３２の時間依存性を制御または決定すること、（ｂ）受光器７１４が散乱光７３６を受光するときに対応する伝搬角６３２の値を決定すること、および（ｃ）物体角６６２を測定すること、の少なくとも１つを実行するように構成され得る。

図８は、プロジェクタコントローラ７００の一例であるプロジェクタコントローラ８００の機能ブロック図である。プロジェクタコントローラ８００は、物体検出器８１０および制御電子機器８２０を含む。物体検出器８１０は、物体検出器７１０の一例であり、受光器７１４、ローカリゼーション電子機器８１６、レーザ８１２、およびビームステアラ７４０を含む。ローカリゼーション電子機器８１６は、ローカリゼーション電子機器７１６の一例であり、時間差回路８１７を含む。時間差回路８１７は、時間／デジタル変換器であってもよいし、時間／デジタル変換器を含むものであってもよい。レーザ８１２は、光源７１２の一例であり、米国国家規格協会（American National Standards Institute）によって定義されるクラス１レーザに準拠してもよい。制御電子機器８２０は、制御電子機器７２０の一例であり、メモリ７５０の一例であるメモリ８５０を格納する。メモリ８５０は、ソフトウェア７５２の一例であるソフトウェア８５２を含む。

メモリ８５０のソフトウェア８５２は、除外距離２８７、伝搬角６３２、スキャン構成７４２、レンジ推定器８５４、距離比較器８５６、スキャンディレクタ８５７、方向推定器８５８、および角度マッピング８４２のうちの少なくとも１つを記憶してもよい。レンジ推定器８５４は、飛行時間８８２および物体距離６６４のうちの少なくとも１つを生成してもよい。距離比較器８５６、スキャンディレクタ８５７、および方向推定器８５８は、ハザードインジケータ８６６、角度制御信号８６７、および物体角６６２をそれぞれ生成および／または決定してもよい。スキャンディレクタ８５７は、スキャン構成７４２に基づいて角度制御信号８６７を生成してもよく、この信号は、掃引周波数および掃引マグニチュードのうちの少なくとも１つを含んでもよい。スキャン構成７４２は、ビームステアラ７４０のメモリに格納されてもよい。

例示的なケースでは、物体４１３は、受光器７１４の視野内にあり、平面８６０に関して物体角６６２に位置している。平面８６０は、図５および図６の平面５６０の一例である。したがって、平面８６０は、プロジェクタコントローラ８００に通信可能に接続されたプロジェクタ２８０の光軸を含み得る。

動作中、レーザ８１２は、光パルス８３０を出射し、時間差回路８１７によって受信される開始パルス８３１を生成するように構成されている。開始パルス８３１の生成は、光パルス８３０の出射と同時であってもよいし、光パルス８３０の出射から既知の値だけ時間的にオフセットされていてもよい。図８の例では、光パルス８３０には伝搬角６３２が関連付けられており、この伝搬角６３２が図６の除外ゾーン１８４の方位角間隔６６１にわたるように、ビームステアラ７４０が伝搬角６３２を時間的に変化させる。図８は、光パルス８３０が物体４１３に入射する結果となるような伝搬角６３２の場合を例示する。物体４１３は、光パルス８３０を散乱パルス８３５として反射する。これは、少なくとも一部が受光器７１４に向かって伝搬する散乱パルス８３６を含む。光パルス８３０は、光ビーム６３０の一例である。散乱パルス８３５および８３６は、それぞれ、散乱光７３５および７３６の一例である。

伝搬角６３２は、対応する頂点６３２Ｖを有する。頂点６３２Ｖは例えば、ビームステアラ７４０を出る前に、例えば反射または屈折を介して光パルス８３０を操舵するビームステアラ７４０の最終的な光学面上またはその近傍に位置する。

散乱パルス８３６を検出すると、受光器７１４は、時間差回路８１７によって受信される停止パルス８３７を生成し得る。開始パルス８３１および停止パルス８３７に基づいて、ローカリゼーション電子機器８１６は、例えば時間差回路８１７を介して、制御電子機器８２０によって受信される飛行時間信号８３８を生成する。レンジ推定器８５４は、飛行時間信号８３８を処理して、散乱パルス８３６の飛行時間８８２および、物体４１３と受光器７１４との間の物体距離６６４のうちの少なくとも１つを決定する。飛行時間８８２および物体距離６６４のそれぞれは、メモリ８５０に記憶され得る。飛行時間信号８３８は、図７の信号７３８の一例である。

制御電子機器８２０は、測定された飛行時間８８２に基づいてスクリーン照明２８２の強度を低減することによってプロジェクタ２８０を制御するように構成されてもよい。例えば、制御電子機器８２０は、飛行時間８８２が除外距離２８７よりも小さい物体距離６６４に対応する場合に、スクリーン照明２８２の少なくともある空間領域、例えば領域５０２を低減するように構成されてもよい。ソフトウェア８５２は、物体距離６６４が除外距離２８７よりも小さい場合にハザードインジケータ８６６を出力する距離比較器８５６を含んでもよい。制御電子機器８２０は、ハザードインジケータ８６６の値に基づいてスクリーン照明２８２の強度を低下させることによってプロジェクタ２８０を制御するように構成されてもよい。

制御電子機器８２０はまた、散乱パルス８３６から物体角６６２の値を決定するように構成されてもよい。例えば、ビームステアラ７４０は、伝搬角６３２の更新された値を制御電子機器８２０に連続的に送信するように構成されてもよい。さらに、制御電子機器８２０は、角度制御信号８６７をビームステアラ７４０に送信してもよく、この信号は、任意の時刻における伝搬角６３２を制御する。

制御電子機器８２０は、停止パルス８３７に対応するクロック時間に基づいて、物体角６６２を決定してもよい。例えば、伝搬角６３２の頂点がｙ－ｚ平面内で物体角６６２の頂点６６２Ｖと揃っているとき、物体角６６２は、停止パルス８３７の生成に要する時間に対応する伝搬角６３２の値と等しくなり得る。

より一般的には、そのような配置が当てはまらない場合、伝搬角６３２は、角度マッピング８４２を介して物体角６６２にマッピングされ得る。角度マッピング８４２は、例えば、可能な伝搬角６３２の範囲を、ｙ－ｚ平面内の頂点６６２Ｖおよび６３２Ｖの相対位置に基づいて対応する測定された物体角６６２にマッピングするルックアップテーブルまたは関数である。例えば、伝搬角６３２は、平面幾何学および三角法の少なくとも１つを用いて、対応する物体角６６２にマッピングされてもよい。

したがって、制御電子機器８２０は、方向推定器８５８によって決定された物体角６６２の値に基づいてスクリーン照明２８２の強度を減少させることによってプロジェクタ２８０を制御するように構成されてもよい。例えば、検出領域２８６（図５および図６）における物体４１３の検出に応答して、スクリーン照明２８２の強度は、物体角６６２を中心とする角度領域において低減されてもよい。その場合、領域５０２の少なくとも一部が一時的に暗くなる。

図９は、物体検出器７１０の一例である物体検出器９１０の機能ブロック図である。物体検出器９１０は、光源９１２、受光器７１４、およびローカリゼーション電子機器９１６を含む。光源９１２およびローカリゼーション電子機器９１６は、それぞれ光源７１２およびローカリゼーション電子機器７１６の一例である。光源９１２は、例えば、レーザである。ローカリゼーション電子機器９１６は、位相検出器９５２、発振器９５３、およびローパスフィルタ９５４のうちの少なくとも１つを含んでもよく、これらの各々は、ロックインアンプ９５０の一部であってもよい。位相検出器９５２は、少なくとも１つの復調器を含んでもよい。

光源９１２は、変調周波数９５３Ｆで振幅変調されたセンシング光９３０を出射するように構成されている。例えば、発振器９５３は、光源９１２が振幅変調されたセンシング光９３０を出射するように、発振器信号９５３Ｓで光源９１２を駆動する。

物体４１３は、振幅変調されたセンシング光９３０を振幅変調された散乱光９３５として反射する。振幅変調された散乱光９３５は、群速度ν_gを有する。変調周波数９５３Ｆは、積ｖ _ｇ Ｔが図２のスクリーン距離１９５Ｄを超える距離であるような周期Ｔに対応してもよい。このような構成により、振幅変調されたセンシング光９３０のピーク振幅と、受光器７１４によって検出される振幅変調された散乱光９３５の反射成分との間の曖昧さのないマッチングが可能となる。

振幅変調された散乱光９３５の位相は、振幅変調されたセンシング光９３０に対して位相Δφだけ遅延する。受光器７１４は、振幅変調された散乱光９３５の検出に応答して信号９３７を生成する。ローカリゼーション電子機器９１６は、信号９５３Ｓおよび９３７を受信し、例えば位相検出器９５２を介して、そこからの位相Δφを決定し、位相Δφを含む位相信号９３８を生成する。位相信号９３８は、図７の信号７３８の一例である。

制御電子機器７２０は、位相信号９３８を受信し、物体距離６６４およびハザードインジケータ８６６のうちの少なくとも１つをそこから決定してもよい。したがって、制御電子機器７２０は、ハザードインジケータ８６６の値に基づいてスクリーン照明２８２の強度を減少させることによってプロジェクタ２８０を制御するように構成されてもよい。物体検出器９１０は、ビームステアラ７４０を含んでもよく、図８に関して説明したように、物体角６６２を決定するために制御電子機器７２０と通信するように構成されてもよい。

図１０は、開始時刻１０１０と終了時刻１０１９との間の方位角１０３２の時間依存性を示すプロットである。図１１は、開始時刻１０１０と終了時刻１０１９との間の受光器信号１１３８の時間依存性を示すプロットである。以下の説明において、図１０および１１を共に参照するのが最適である。方位角１０３２は伝搬角６３２の一例である。受光器信号１１３８は、図７の信号７３８の一例である。

図１０の方位角間隔１０６１内の方位角１０３２の各値は、図６のプロジェクタコントローラ２００によって生成された光ビーム６３０の伝搬角６３２の一例である。方位角１０３２の値は、方位角間隔６６１の一例である方位角間隔１０６１にわたる。受光器信号１１３８は、パルス１１０１および１１０２を含む。パルス１１０１は、時刻１０１１と１０１２の間に時間長１１２１を有する。パルス１１０２は、時刻１０１３と１０１４の間に時間長１１２２を有する。

パルス１１０１および１１０２は、例えば図４に例示されているように、物体４１３の少なくとも一部が検出領域２８６に入るときに対応する。物体４１３は、プロジェクタ２８０に対向する人の頭部であり得るので、目のダメージを防止することは、プロジェクタコントローラ２００が、パルス１１０１および１１０２に対応する時刻に、方位角１０３２に対応する物体角６６２においてスクリーン照明２８２の強度を減少させることを伴う。図１０では、これらの対応する方位角を、それぞれパルス１１０１および１１０２に対応する角度範囲１００１および１００２と表記している。

伝搬角６３２は、角度範囲１００１および１００２内の角度に等しくてもよい。方向推定器８５８は、角度マッピング８４２ごとに、角度範囲１００１および１００２のうちの少なくとも１つに対応する光ビーム６３０の伝搬角の間隔にわたるように、物体角６６２を決定してもよい。

図１２は、図２のプロジェクタコントローラ２００の一例であるプロジェクタコントローラ１２００の模式的なブロック図である。プロジェクタコントローラ１２００は、物体検出器１２１０および制御電子機器１２２０を含む。これらはそれぞれ、物体検出器２１０および制御電子機器２２０の一例である。プロジェクタコントローラ１２００は、散乱光の位置感応検出に基づいて、物体角６６２および物体距離６６４の両方を決定するように構成されている。プロジェクタコントローラ１２００は、物体検出器８１０および９１０のそれぞれの飛行時間または位相検出技術や、それらに関連するプロジェクタコントローラ７００を必要としない。

物体検出器１２１０は、光源７１２と、ビームステアラ７４０と、受光器７１４の一例である受光器１２１４とを含む。受光器１２１４は、位置感応検出器１２７０およびレンズ１２１８を含む。位置感応検出器１２７０は、幅１２７１を有しており、ｙ－ｚ平面内に配列された複数のフォトディテクタを含み得る。位置感応検出器１２７０の例としては、市販の多素子フォトダイオードアレイやマルチチャネルアレイフォトディテクタ（赤外光を検出するように構成されたものなど）が挙げられる。レンズ１２１８は、位置感応検出器１２７０の前面１２７０Ｆに垂直であり得る光軸１２１８Ａを有する。ｙ－ｚ平面内において、光軸１２１８Ａは、受光器角１２１９で平面５６０と交差する。受光器１２１４は、そこに入射する散乱光に対する位置感応検出器１２７０の電気的応答を示す受光器信号１２７９を生成する。

ビームステアラ７４０および受光器１２１４は、ｙ軸に沿った方向１２６１に距離１２７２だけ隔てられている。説明を簡単にするため、以下の検討においては、方向１２６１は、平面５６０に対して垂直である。しかしながら、方向１２６１は、本明細書の範囲から逸脱することなく、平面５６０に対して斜めの角度であってもよい。レンズ１２１８は、その光軸１２１８Ａが方向１２６１に対して受光器角１２１９Ｃをなすように配向されている。角度１２１９および１２１９Ｃは余角関係にある。

距離１２７２は、位置感応検出器１２７０の幅１２７１より何倍も大きくてもよい。例えば、幅１２７１は１０センチメートル未満であってもよく、距離１２７２は２メートルを超えてもよい。距離１２７２は、ビームステアラ７４０がプロジェクタ２８０の下および／または真下にある一方で、受光器１２１４が劇場１９０の側壁２９１（図２）に取り付けられ得るように、十分に大きくされてもよい。

ビームステアラ７４０は、光源７１２によって出射された光ビーム６３０を操舵することによって、光ビーム６３０が平面５６０に関して伝搬角６３２で伝搬するように構成されている。図１２の例では、光ビーム６３０は、ビームステアラ７４０の表面１２４１から反射される。表面１２４１は、例えば、回転多角形ミラー、走査型ガルバノミラー、またはＭＥＭＳミラーアレイの、平面状反射面である。光ビーム６３０は、平面５６０に対して伝搬角６３２で、かつ方向１２６１に対して角度１２３８で伝搬する。角度１２３８および６３２は、この例では余角関係にある。

光ビーム６３０は、散乱光７３５として物体４１３から散乱する。受光器１２１４に向かって伝搬する散乱光７３５は、受光器１２１４に対して主光線１２３６を有することを特徴とする。主光線１２３６は、散乱光７３６の一例である。主光線１２３６と光ビーム６３０との伝搬方向は、角度１２０５だけ異なる。受光器１２１４に到達すると、主光線１２３６は、光軸１２１８Ａに対して入射角１２３７でレンズ１２１８に入射する。角度１２３７と１２１９Ｃとの和は合成角１２７３になる。角度１２３８および伝搬角６３２は余角関係にある。角度１２３８、１２７３、および１２０５の和は、πラジアンになる。

レンズ１２１８は主光線１２３６を透過させ、そこに入射した散乱光７３５を、位置感応検出器１２７０上の入射角１２３７によって決定される位置に屈折させる。したがって、入射角１２３７を決定するために、受光器信号１２７９が例えば制御電子機器１７２０によって処理され得る。位置感応検出器１２７０は、例えば、距離１２７２、角度１２０５、角度１２３７、および角度１２３８のうちの少なくとも１つから、正弦の法則のような三角関数関係を介して、物体距離６６４を決定することを可能にする。

制御電子機器１２２０は、プロセッサ７２２およびそれに通信可能に接続されたメモリ１２５０のうちの少なくとも１つを含んでもよい。メモリ１２５０のハードウェア特性は、メモリ７５０のハードウェア特性と同様である。メモリ１２５０は、入力１２５１、ソフトウェア１２５２、および出力１２５３を格納してもよい。

入力１２５１は、スキャン構成７４２、伝搬角６３２、角度マッピング８４２、受光器キャリブレーション１２７８、受光器信号１２７９、距離１２７２、受光器角１２１９、および除外距離２８７のうちの少なくとも１つを含む。メモリ１２５０は、ビームステアラ７４０から、または角度制御信号８６７から伝搬角６３２を受信してもよい。メモリ１２５０は、受光器１２１４から受光器信号１２７９を受信してもよい。受光器キャリブレーション１２７８は、位置感応検出器１２７０によって検出された光の位置を入射角１２３７にマッピングすることを含んでもよい。

ソフトウェア１２５２は、スキャンディレクタ８５７、方向推定器８５８、および距離比較器８５６を含む。これらのそれぞれは、図８のソフトウェア８５２を参照して上述した。ソフトウェア１２５２はまた、方向推定器１２５８およびレンジ推定器１２５４を含む。

プロセッサ７２２は、入力１２５１から出力１２５３を生成するためにソフトウェア１２５２を実行する。スキャンディレクタ８５７は、スキャン構成７４２から角度制御信号８６７を生成する。制御電子機器１２２０は、角度制御信号８６７を介してビームステアラ７４０を制御してもよい。方向推定器８５８は、伝搬角６３２、角度マッピング８４２、および角度制御信号８６７のうちの少なくとも１つから、物体角６６２を生成する。方向推定器１２５８は、受光器信号１２７９および受光器角１２１９から、合成角１２７３を生成する。

レンジ推定器１２５４は、距離１２７２、物体角６６２、および合成角１２７３から、物体距離６６４を決定する。例えば、レンジ推定器１２５４は、正弦の法則を用いて角度１２３８、合成角１２７３、および距離１２７２から物体距離６６４を決定してもよい。ここで角度１２３８および６３２は余角関係にある。距離比較器８５６は、物体距離６６４が除外距離２８７よりも小さい場合、ハザードインジケータ８６６を生成してもよい。

様々な実施形態では、物体検出器（例えば、物体検出器１２１０）は、目に見えない赤外線信号に基づいてハザードゾーン内の物体を検出するように設計されていてもよい。目に見えない赤外光は、例えば、１つ以上の赤外線レーザによって出射されてもよい。赤外光検出に加えて、または赤外光検出に代えて、安全なレベルのパワーを有する可視光源が、警告として、ハザードゾーンに入った身体部分または物体を照らすようにしてもよい。人が安全ルールに違反してハザードゾーンに入ったり、物体をハザードゾーンに入れたりした場合、可視光は、ハザードゾーンの外に移動するか、または物体をハザードゾーンから取り除くように、その人に促す。

例えば劇場においては、警告装置として、赤色レーザを、観客の頭の高さの上に平面状の赤色光（または他の任意の色）を生成するために使用することができる。いくつかの実施形態においては、赤色光は、赤外光と同じ平面（またはわずかに上または下）に配置されてもよい。赤色光は、身体部分または物体が赤外光の平面を横切って延びている場合に、警告として点灯してもよい。

図１３は、２つの検出器アレイによる位置感応検出に基づくプロジェクタコントローラ１３００の機能ブロック図である。プロジェクタコントローラ１３００は、プロジェクタコントローラ２００の一例であり、物体検出器１３１０および制御電子機器１３２０を含む。

物体検出器１３１０は、光源１３１２と、受光器１２１４と、第２の受光器１３１４とを含む。第２の受光器１３１４は、受光器１２１４と同様であり、位置感応検出器１３７０およびレンズ１３１８を含む。位置感応検出器１３７０およびレンズ１３１８は、それぞれ、位置感応検出器１２７０およびレンズ１２１８と類似している。第２の受光器１３１４は、受光器１２１４と同一であってもよい。レンズ１３１８は、光軸１２１８Ａと類似する光軸１３１８Ａを有する。

制御電子機器１３２０は、プロセッサ７２２およびそれに通信可能に接続されたメモリ１３５０のうちの少なくとも１つを含み得る。メモリ１３５０のハードウェア特性は、メモリ７５０のハードウェア特性と同様である。メモリ１３５０は、入力１３５１、ソフトウェア１３５２、および出力１３５３を格納してもよい。

光源１３１２は、ｙ－ｚ平面内を伝搬する発散ビーム１３３０（光ビーム２３０の一例である）を出射するように構成されている。発散ビーム１３３０は、図６の方位角間隔６６１にわたり得るビーム発散角１３３１を有する。光源１３１２と第２の受光器１３１４は、ｙ方向において方向１２６１の距離１３７２だけ隔てられている。距離１２７２および１３７２は、合計すると距離１３７７（入力１３５１に含まれていてもよい）になる。図１３は、平面５６０に関して伝搬角６３２で伝搬する発散ビーム１３３０の一部を横切る物体４１３の背後のプロジェクタコントローラ１３００を描いている。

図１２のように、受光器１２１４は、平面５６０に関して受光器角１２１９（図１３には示されていない）で配向され、受光器角１２１９は角度１２１９Ｃと余角関係にある。第２の受光器１３１４は、平面５６０に関して、光軸１３１８Ａと方向１２６１との間の角度１３１９Ｃと余角関係にあるような受光器角で配向される。入力１３５１は、角度１２１９Ｃおよび１３１９Ｃのうちの少なくとも１つ、または等価的にそれらのそれぞれの余角を含んでもよい。入力１３５１はまた、受光器キャリブレーション１２７８と同様な受光器キャリブレーション１３７８を含んでもよい。

例示的な使用ケースにおいて、発散ビーム１３３０の一部は、散乱光７３５として物体４１３から散乱する。受光器１２１４および１３１４に向かって伝搬する散乱光７３５は、受光器１２１４および１３１４に対するそれぞれの主光線１２３６および１３３６によって特徴付けられる。主光線１３３６は、散乱光７３６の一例であり、方向１２６１に対して物体角１３７３を形成する。受光器１２１４および１３１４は、そこに入射するそれぞれの主光線１２３６および１３３６に対する位置感応検出器１２７０および１３７０の電気的応答を示す、それぞれの受光器信号１２７９および１３７９を生成する。入力１３５１は、受光器信号１２７９および１３７９のうちの少なくとも１つを含み得る。

主光線１２３６と１３３６との伝搬方向は角度１３０５だけ異なる。主光線１２３６は、第１受光器１２１４に到達すると、光軸１２１８Ａに対して入射角１２３７でレンズ１２１８に入射する。主光線１３３６は、第２の受光器１３１４に到達すると、光軸１３１８Ａに対して入射角１３３７でレンズ１２１８に入射する。角度１３７３および１３３７の和は、角度１３１９Ｃになる。角度１２７３、１３７３、および１３０５の和はπラジアンになる。

レンズ１３１８は、主光線１３３６を透過させ、そこに入射した散乱光７３５を、位置感応検出器１３７０上の入射角１３３７によって決定される位置に屈折させる。入射角１３３７を決定するために、受光器信号１３７９が例えば制御電子機器１３２０によって処理され得る。位置感応検出器１２７０は、例えば、距離１２７２、角度１２０５、角度１２３７、および角度１２３８のうちの少なくとも１つから、正弦の法則のような三角関数関係を介して、物体距離６６４を決定することを可能にする。

プロセッサ７２２は、入力１３５１から出力１３５３を生成するためのソフトウェア１３５２を実行する。ソフトウェア１３５２は、（ａ）受光器信号１２７９および受光器キャリブレーション１２７８からの入射角１２３７と、（ｂ）受光器信号１３７９および受光器キャリブレーション１３７８からの入射角１３３７とを決定する方向推定器１３５４を含んでもよい。ソフトウェア１３５２は、（ａ）入射角１２３７と受光器角１２１９Ｃとの合成角１２７３と、（ｂ）入射角１３３７と受光器角１３１９Ｃからの物体角１３７３とを決定する方向推定器１３５５を含んでもよい。例えば、物体角１３７３は、受光器角１３１９Ｃから入射角１３３７を減算したものに等しい。

ソフトウェア１３５２は、レンジ推定器１３５７、方向推定器１３５８、および物体角推定器１３５９を含み得る。レンジ推定器１３５７は、物体距離６６４を決定する。例えば、レンジ推定器１３５７は、物体４１３と位置感応検出器１２７０との間の距離Ｄ₁₂と、物体４１３と位置感応検出器１３７０との間の距離Ｄ₁₃との少なくとも一方を決定するために正弦の法則を適用し、そこから余弦の法則を適用して物体距離６６４を決定してもよい。方向推定器１３５８は、正弦の法則、距離Ｄ₁₂、物体距離６６４、および角度１２７３を用いて、角度１２３８およびその余角（complement）である伝搬角６３２を決定してもよい。物体角推定器１３５９は、伝搬角８６２と角度マッピング８４２から物体角６６２を決定してもよい。

図１４は、劇場１９０内で動作するプロジェクタ２８０の側面図である。座席１９６と除外ゾーン１８４の一例である除外ゾーン１４８４との間の距離を増加させるように、光学リレー１４００が、スクリーン照明２８２をリダイレクトされた照明１４８２として、座席１９６から離れてスクリーン１９５に向かってリダイレクトするように構成されている。光学リレー１４００の少なくとも一部は、投影ブース１９２内に配置されてもよい。光学リレー１４００の一部は、投影ブース１９２の外側に延びていてもよい。光学リレー１４００は、ミラー、リレーレンズ、リレー撮像システム、リレーレンズアセンブリ、および光ファイバのうちの少なくとも１つを含んでもよい。光学リレー１４００は、光がそこを伝搬する距離に対応するリレー長を有する。リレー長は、１メートルから１０メートルの間であってもよい。

図１５は、劇場１９０内で動作するプロジェクタ２８０の側面図である。座席１９６と除外ゾーン１８４の一例である除外ゾーン１５８４との間の距離を増加させるように、光学リレー１５００が、スクリーン照明２８２をリダイレクトされた照明１５８２として、座席１９６から離れてスクリーン１９５に向かってリダイレクトするように構成されている。光学リレー１５００は、光学リレー１４００の一例であり、座席１９６から離れてスクリーン１９５に向かってプロジェクタ照明をリダイレクトするように構成されたペリスコープを含んでもよい。

光学リレー１４００、１５００の各々は、部分反射ミラーを含んでもよい。図１６は、劇場１９０で動作するプロジェクタ２８０の側面図であり、この例では、部分反射型の光学リレー１６００を含む。光学リレー１６００は、光学リレー１４００および１５００の一例である。光学リレー１６００は、スクリーン照明２８２の一部を、リダイレクトされた照明１６８２として、座席１９６から離れてスクリーン１９５に向かってリダイレクトするように構成されている。部分反射型光学リレー１６００は、ペリスコープとして機能するように構成された複数の光学素子を含んでもよい。例えば、光学リレー１６００は、第１のミラー１６１０および第２のミラー１６２０を含む。第１のミラー１６１０は、スクリーン照明２８２の一部を透過照明２８２Ｔとしてスクリーン１９５に向けて透過させる一方で、スクリーン照明２８２の一部である照明２８２Ｒを、第２のミラー１６２０（照明２８２Ｒをリダイレクトされた照明１６８２として反射する）に向けて反射させるような、部分反射型であってもよい。第１のミラー１６１０は、第２のミラー１６２０による１００パーセントの反射が与えられると、透過照明２８２Ｔとリダイレクトされた照明１６８２とが等しい光強度を有することになるような、５０／５０のビームスプリッタであってもよい。あるいは、リダイレクトされた照明１６８２の光強度は、透過照明２８２Ｔの光強度を超えてもよい。

部分反射型光学リレー１６００は、例えば、ミラー１６１０および１６２０の間隔設定を介して、リダイレクトされた照明１６８２および透過照明２８２Ｔを距離１６０２だけ垂直方向に分離するように構成されてもよい。距離１６０２は、例えば、１センチメートルと１メートルの間である。一実施形態において、部分反射型光学リレー１６００は、例えばミラー１６１０および１６２０の間隔設定を介して、リダイレクトされた照明１６８２および透過照明２８２Ｔを垂直方向および／または水平方向に分離するように構成されている。

図１６は、リダイレクトされた照明１６８２が透過照明２８２Ｔと重なる領域に対応する除外ゾーン１６８４を示している。光学リレー１６００がない場合、除外ゾーン１６８４は、座席１９６に向かって下方に延び、それゆえ、その下に着席している観客１９８にとって危険である。光学リレー１６００の１つの利点は、距離１６０２が十分短く（かつ／またはｘ方向に平行な成分を有する）、除外ゾーン１６８４が立っているときの視聴者１９８の目の高さよりも下に延びる場合であっても、目の安全を高めることである。リダイレクトされた照明１６８２および透過照明２８２Ｔは空間的にオフセットされているので、リダイレクトされた照明１６８２および透過照明２８２Ｔのそれぞれの高強度領域も空間的にオフセットされている。したがって、プロジェクタ２８０が不均一な強度の画像を投射しているとき、光学リレー１６００によって導入された空間的オフセットのために、視聴者の目に入射する有効最大強度が減少する。

光学リレー１６００はまた、除外ゾーン２８４が立っている視聴者、例えば除外ゾーン２８４の下から立ち上がっている任意の視聴者１９８の目の高さよりも十分に高くなるように、リダイレクトされた照明１８８２を透過照明２８２Ｔから垂直方向に分離してもよい。距離１６０２は、少なくとも部分的に、立っている視聴者、例えば、高さが所定のパーセンタイル高さを超える視聴者の目の高さによって決定されてもよい。そのような実施形態では、リダイレクトされた照明１６８２の光強度は、透過照明２８２Ｔの光学強度を超えてもよい。

図１７は、プロジェクタ１８０と補助プロジェクタ１７８０の両方を有するように構成された劇場１９０の側面図である。補助プロジェクタ１７８０は、例えばプロジェクタ２８０である。補助プロジェクタ１７８０は、投影ブース１９２の外側に配置され、プロジェクタ照明１７８２を出射するように構成されていてもよい。補助プロジェクタ１７８０の追加は、低強度（例えば、非レーザ型の）プロジェクタに付随するような小さな除外ゾーンを維持しながら、高強度（例えば、レーザ型の）プロジェクタのそれと同様な高品質の画像をレンダリングすることを可能にする。

プロジェクタ照明１７８２は、スクリーン照明１８２と同じ映像データに対応し、スクリーン照明１８２と時間的に同期していてもよい。または、プロジェクタ照明１７８２は、例えば、ハイライトなどのグラフィカルなオーバーレイ画像および／または映像を含むことによって、スクリーン照明１８２に対し補完的なものであってもよい。補助プロジェクタ１７８０は、プロジェクタ照明１７８２がスクリーン１９５上のスクリーン照明１８２に合わせられるように整列されてもよい。

図１８は、プロジェクタから出射される強い光から観客を保護するための方法１８００を示すフローチャートである。強い光はプロジェクタの前方において除外ゾーンを課す。方法１８００は、本明細書に記載されたプロジェクタコントローラ２００およびその実施例によって実施されてもよい。方法１８００は、ステップ１８１０および１８２０のうちの少なくとも１つを含む。

ステップ１８１０は、除外ゾーンと観客との間の検出領域における物体の存在を光学的に感知することを含む。ステップ１８１０の例では、物体検出器２１０は、除外ゾーン１８４と観客１９８との間の検出領域２８６において物体４１３を検出する。ステップ１８１０は、ステップ１８１２、１８１６、および１８１８のうちの少なくとも１つを含んでもよい。ステップ１８１２は、ステップ１８１３を含んでもよく、この場合、ステップ１８１８はステップ１８１９も含み得る。

ステップ１８１２は、俯角間隔および方位角間隔内でセンシング光を出射することを含み、俯角間隔および方位角間隔は検出領域を定義している。ステップ１８１２の例では、物体検出器２１０は、固定の俯角間隔で、かつ方位角間隔２８２Ｄ内で光ビーム２３０を放射し、ここで、下側境界２３０Ｌおよび上側境界２３０Ｕは俯角間隔を定義している。ステップ１８１３は、方位角間隔にわたってセンシング光をビーム走査速度でビーム走査することを含む。ステップ１８１３の例では、ビームステアラ７４０は、プロジェクタ２８０のフレームレートを超えるビーム走査速度で、方位角間隔６６１にわたって光ビーム６３０を走査する。

ステップ１８１６は、物体から散乱したセンシング光によって生成された散乱光を受光することを含む。ステップ１８１６の例では、受光器７１４は、物体４１３によって散乱された散乱光７３６を受光する。

ステップ１８１８は、散乱光の存在を示す電気信号を出力することを含む。ステップ１８１９は、検出領域中の物体の対向方位角範囲を示す電気信号を出力することを含む。ステップ１８１８の例では、物体検出器７１０は、図７の信号７３８を出力する。

ステップ１８２０は、物体の存在が検出領域内で感知されたときにプロジェクタを制御することを含む。ステップ１８２０の例では、プロジェクタコントローラ２００は、物体検出器２１０が検出領域２８６および除外ゾーン１８４の中または下にある物体４１３を検出したときに、プロジェクタ２８０を制御する。ステップ１８２２は、プロジェクタによって投射される光の強度を減少させることを含む。ステップ１８２２の例では、プロジェクタコントローラ２００は、スクリーン照明２８２の強度を低減する。ステップ１８１８がステップ１８１９を含む場合、ステップ１８２２は、ステップ１８１９の方位角範囲内でプロジェクタによって投射される光の強度を低減することを含むステップ１８２３を含んでもよい。ステップ１８２３の例では、プロジェクタコントローラ２００は、スクリーン照明２８２の強度を方位角範囲６６３内で低減する。

上記の方法およびシステムは、本明細書の範囲を逸脱することなく変更され得る。したがって、上記の説明に含まれる事項、または添付の図面に示されている事項は、例示として解釈されるべきであり、限定的な意味ではないことに留意すべきである。本明細書において、特段の記載がない限り、形容詞「例示的（exemplary）」とは、例（example）、実例（instance）、または例示（illustration）として述べられていることを意味する。以下の特許請求の範囲は、本明細書に記載されているすべての包括的な特徴および具体的な特徴、ならびに本発明の方法およびシステムの範囲のあらゆる記述（これは文言としてはその中間にあると言い得る）をカバーすることを意図している。

Claims (32)

1. スクリーン照明をスクリーンに出射するプロジェクタの前方において光強度がしきい値を超える除外ゾーンを課す強い光から観客を保護するためのプロジェクタコントローラであって、
   前記除外ゾーンの遠位端は、前記プロジェクタと前記スクリーンとの間で且つ前記プロジェクタから除外距離の位置にあり、前記遠位端よりも前記プロジェクタから遠い領域では前記プロジェクタの光強度は前記しきい値を超えず、前記除外ゾーンの大きさは前記スクリーン照明の時間に依存する明るさに応じて変化し、
   前記除外ゾーンから下に離れて位置し、かつ前記観客の上にある検出領域中の物体の存在を光学的に感知し、前記検出領域中の前記物体に対する角度または前記物体の位置情報を測定するように構成された物体検出器と、
   前記物体検出器が前記検出領域中の前記物体の存在を示すことに応答して、前記物体検出器の出力に基づいて前記プロジェクタと前記物体との距離を決定し、前記距離が前記除外距離未満である場合に、前記プロジェクタによって投射される、前記角度または前記位置情報に対応する投射方向の光の強度を、前記プロジェクタと前記物体との距離に応じて低減することによって前記プロジェクタを制御するように構成された制御電子機器と、
   を備える、プロジェクタコントローラ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタコントローラであって、前記低減することは、
   前記プロジェクタ内の光源を無効にすること、
   前記プロジェクタの出力をシャットすること、
   前記プロジェクタによって投射された出力画像のハイライトの生成を無効にすること、および
   前記出力画像の最大強度を制限すること、
   のうち少なくとも１つを含む、プロジェクタコントローラ。
3. 請求項１に記載のプロジェクタコントローラであって、前記物体検出器は、前記プロジェクタによって出射されない波長において動作する、プロジェクタコントローラ。
4. 請求項１に記載のプロジェクタコントローラであって、前記物体検出器は、
   ある俯角間隔およびある方位角間隔においてセンシング光を出射するように構成され、前記俯角間隔および前記方位角間隔は前記検出領域を定義している、光源と、
   前記物体から散乱された前記センシング光から発生する散乱光を受光するように構成された受光器と、
   前記受光器の出力を受け取り、前記受光器上における前記散乱光の存在を示す信号を生成するように構成された、ローカリゼーション電子機器と、
   を備える、プロジェクタコントローラ。
5. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記センシング光を前記方位角間隔にわたって走査するように構成されたビームステアリング要素をさらに備える、プロジェクタコントローラ。
6. 前記ビームステアリング要素は、回転多角形ミラー、走査型ガルバノミラー、およびＭＥＭＳミラーアレイからなる群より選択される、請求項５に記載のプロジェクタコントローラ。
7. 前記センシング光の走査周波数は前記プロジェクタのフレームレートよりも高い、請求項５に記載のプロジェクタコントローラ。
8. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記物体検出器は、前記検出領域中の前記物体に対する方位角範囲を測定するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
9. 請求項８に記載のプロジェクタコントローラであって、前記制御電子機器は、前記プロジェクタによって投射される光の強度を前記方位角範囲内で低減することによって前記プロジェクタを制御するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
10. 請求項９に記載のプロジェクタコントローラであって、前記制御電子機器は、前記物体検出器の出力に基づいて前記検出領域に対する前記物体の垂直方向位置を決定し、前記方位角範囲内の領域のうち、前記物体の前記垂直方向位置に対応する下側部分においてのみ、前記光の強度を低減するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
11. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記ローカリゼーション電子機器は、前記方位角間隔内における、前記物体が前記検出領域において感知される方位角を測定するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
12. 請求項１１に記載のプロジェクタコントローラであって、前記制御電子機器は、前記方位角において前記プロジェクタによって投射される光の強度を低減することによって前記プロジェクタを制御するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
13. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記光源は赤外線光源または可視光源を備える、プロジェクタコントローラ。
14. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記受光器は、シリコンフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管、およびマルチフォトンピクセルカウンタのうちの１つを含む、プロジェクタコントローラ。
15. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記受光器の前方に位置され、前記プロジェクタによって出射される波長において光を遮断するように構成された光学フィルタをさらに備える、プロジェクタコントローラ。
16. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記光源はパルス化されたセンシング光を出射するパルス化レーザを備え、前記ローカリゼーション電子機器は、パルス化されたセンシング光と、前記パルス化されたセンシング光の前記物体からの散乱によって発生するパルス化された散乱光との間の、飛行時間を測定するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
17. 請求項１６に記載のプロジェクタコントローラであって、前記制御電子機器は、前記プロジェクタによって投射される光の強度を前記測定された飛行時間に基づいて低減することによって、前記プロジェクタを制御するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
18. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記光源は、振幅変調された散乱光を生成する振幅変調されたセンシング光を出射するように構成されており、前記ローカリゼーション電子機器は、前記振幅変調されたセンシング光と前記振幅変調された散乱光との間の位相遅延を測定するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
19. 請求項１８に記載のプロジェクタコントローラであって、前記ローカリゼーション電子機器は、前記位相遅延から、前記光源と前記検出領域中の前記物体との間の距離を、前記振幅変調されたセンシング光の変調周波数における位相感応検出によって導出するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
20. 請求項１９に記載のプロジェクタコントローラであって、前記制御電子機器は、前記プロジェクタによって投射される光の強度を前記距離に基づいて低減することによって、前記プロジェクタを制御するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
21. 請求項１８に記載のプロジェクタコントローラであって、前記光源は、前記プロジェクタによって出射されない波長において前記センシング光を出射するように構成されている、プロジェクタコントローラ。
22. 請求項４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記受光器は、位置感応検出器およびレンズアセンブリを備え、前記散乱光の前記位置感応検出器上における位置を測定可能な位置および向きに配置されている、プロジェクタコントローラ。
23. 請求項２２に記載のプロジェクタコントローラであって、前記位置感応検出器はフォトディテクタアレイを備えている、プロジェクタコントローラ。
24. 請求項２２に記載のプロジェクタコントローラであって、前記ローカリゼーション電子機器は、前記散乱光の前記位置感応検出器上における前記位置を処理することによって前記物体についての位置情報を三角測量するように構成されており、前記位置情報は少なくとも、前記検出領域中の前記物体の前記方位角間隔内における方位角を含む、プロジェクタコントローラ。
25. 請求項２４に記載のプロジェクタコントローラであって、前記制御電子機器は、前記方位角によって決定される方向において前記プロジェクタの出力を暗くするように構成されている、プロジェクタコントローラ。
26. 請求項１から２５のいずれかに記載の前記プロジェクタコントローラと、
    前記プロジェクタとを備える、
    プロジェクタシステム。
27. スクリーン照明をスクリーンに出射するプロジェクタの前方において光強度がしきい値を超える除外ゾーンを課す強い光から観客を保護するための方法であって、
    前記除外ゾーンの遠位端は、前記プロジェクタと前記スクリーンとの間で且つ前記プロジェクタから除外距離の位置にあり、前記遠位端よりも前記プロジェクタから遠い領域では前記プロジェクタの光強度は前記しきい値を超えず、前記除外ゾーンの大きさは前記スクリーン照明の時間に依存する明るさに応じて変化し、 物体検出器によって、前記除外ゾーンから下に離れて位置し、かつ前記観客の上にある検出領域における物体の存在を光学的に感知し、前記検出領域中の前記物体に対する角度または前記物体の位置情報を測定することと、
    前記物体検出器の出力に基づいて前記プロジェクタと前記物体との距離を決定し、前記距離が前記除外距離未満である場合に、前記プロジェクタによって投射される、前記角度または前記位置情報に対応する投射方向の光の強度を、前記プロジェクタと前記物体との距離に応じて低減するように前記プロジェクタを制御することと、
    を含む、方法。
28. 請求項２７に記載の方法であって、前記光学的に感知することは、
    ある俯角間隔およびある方位角間隔においてセンシング光を出射することであって、前記俯角間隔および方位角間隔は前記検出領域を定義し、
    前記物体から散乱された前記センシング光から発生する散乱光を受光することと、
    前記散乱光の存在を示す電気信号を出力することと、
    を含む、方法。
29. 請求項２８に記載の方法であって、前記出射することは、前記センシング光を前記方位角間隔にわたって走査することを含む、方法。
30. 請求項２９に記載の方法であって、前記光学的に感知することは、前記検出領域中の前記物体に対する方位角範囲を示す電気信号を出力することをさらに含む、方法。
31. 請求項３０に記載の方法であって、前記制御することは、前記プロジェクタによって投射される光の強度を前記方位角範囲内で低減することを含む、方法。
32. 請求項３１に記載の方法であって、前記制御することは、前記物体検出器の出力に基づいて前記検出領域に対する前記物体の垂直方向位置を決定することと、
    前記方位角範囲内の領域のうち、前記垂直方向位置に対応する下側部分においてのみ、前記光の強度を低減することと、
    を含む、方法。