KR100294425B1 - 영상표시장치 - Google Patents

Abstract

레이저빔(5)을 방출하는 레이저(4; 42, 44, 46)와, 상기 레이저빔(5)을 편형시키는 편형수단(8, 9; 47)과, 상기 레이저와 편향수단(8, 9; 47)을 제어하기 위한 제어장치(48)에 접속된 영상발생수단(1)을 포함하여 투사스크린(2)상에 영상을 표시하는 장치에 있어서, 상기 영상발생수단(1)은 두 개의 동작모드, 즉 투사를 위한 정규동작모드인 제 1 동작모드와, 레이저(4; 42, 44, 46)에 노출되는 영역에 위치된 사람(16)에게 유해하지 않은 레이저 방사가 이루어지는 동작모드인 제 2 동작모드사이에서 절환가능하게 구성된다. 이에 관련하여, 하나이상의 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)로 구성되어 상기 영상발생수단(1)과 투사스크린(2)사이에 레이저에 노출가능한 영역(14)보다 넓게 설정된 감시영역(7)을 감시하여 물체가 조재하는지의 여부를 판단하고, 물체가 조재하는 경우 상기 영상발생수단(1)을 제 2 동작모드로 절환시키게 하는 안전회로가 제공된다.

Description

영상표시장치

본 발명은 레이저빔을 방사하는 레이저와, 그 레이저빔을 편향시키는 편향수단, 그리고 상기 레이저와 편향수단을 제어하도록 제어장치에 접속된 영상발생수단을 포함하여, 투사스크린상에 영상을 표시하는 영상표시장치에 관한 것이다.

영상발생수단은 실내뿐만 아니라 실온에서 상업적인 연예 쇼(show) 및 정보 쇼에서의 광효과를 위한 사용이 급증되고 있다. 또한 영상을 발생하기 위해 레어저를 사용하는 레이저텔레비젼장치도 개발중에 있다.

스펙트러의 가시영역내에서 효과적인 레이저 방사가 이루어지게 되어 있고 수 와트의 매체출력이 요구되는 상기한 바와 같은 적용분야에서는 레이저에 노출되는 공간영역은 사람의 건강에 해롭다. 이는 특히 사람들이 영상발생수단과 투사스크린사이에 위치하게 되어 있는 수직 투사의 경우 심각하게 나타난다. 사람들이 우여히 투사되는 레이저에 직접적으로 노출되는 영역에 들어가게 되면 위험한데, 이러한 위험은 투사에 사용되는 레이저가 프로젝터와의 간섭에 의해 사람에 직접적으로 향하게 될 때, 일례로, 편향수단이 동작하지 않는 경우 아주 높게 될 수 있다.

일반적으로 관람자들이 투사스크린에 의해 레이저장치로부터 분리되게 되어 있는 배면투사의 경우에도 비록 전체 레이저투사시스테이 폐쇄된 하우징내에 내장된 경우라 하더라도 안전 위험은 여전히 배제시킬 수 없다. 일례로, 서비스 기술자의 경우는 영상의 조정을 위해 하우징을 열어 영상을 관찰할 필요가 있는데, 이와 같이 하는 경우 신체의 일부가 레이저에 노출되는 영역에 있게 된다.

혀재, 대중들이 레이저가 지나가는 지역내로 들어갈 수도 있는 쇼에 사용되는 레이저에 대해서는 여러 국가에서 예방수단에 대한 기준을 준비중에 있다. 그러나, 현재까지 제안된 기준들은 하우징을 개방시키기 위한 키이(key)동작형 스위치 또는 비상스위치를 제공하는 것과 같은 단순한 방법들 뿐이었다. 이외에도, 레이저빔이 방청석내로 우연히 방사되지 않게 레이저쇼를 통제할 수 있게 하기 위한 규정도 만들어져 있다. 그러나, 이러한 규정에 불구하고 대중들의 위험 노출도는 여전히 매우 높고, 따라서 상술한 바와 같은 장치에 관련하여 안전도를 증가시키는 것이 바람직하다.

그러나, 안전장치들은 다른 기술분야들에서 공지되어 있다. 일례로, 미국 특허 제 5 221 977 호에서는 스펙트럼선택수단을 사용하여 단지 소정의 파장들을 차단하고, 대신 홀로그래픽 소자들을 사용하는 방법을 제안하고 있다. 이 방법에서의 단점은 상기 파장에서 정보가 여과디어 제거되다는 것으로, 상술한 형태의 영상발생장치의 경우 이러한 파장은 실제로 관람자의 눈에 도달하게 되어 있다.

다른 안전장치의 경우에도 레이저가 도달되는 영역에서 뚜렷한 반사가 보이지 않을 때 레이저의 동작을 정지시키거나 광출력을 감소시키기 위한 수단을 포함한다. 이러한 종류의 안전장치는 일례로 독일 특허 33 40 427 A1호 및 유럽 특허 제 94 28 972 호에 기재되어 있다. 특히, 유럽특허 제 94 28 972 호에는 의료 목적을 위해 상기 신체의 일부가 레이저에 노출되어야 할 때만 레이저를 동작시키고 다른 신체부분에 대해서는 레이저를 차단시키게 되어 있는 장치가 기재되어 있다. 이와 같이 레이저는 일례로 노출시킬 손가락이 레이저방사를 위한 출구를 덮을 때만 동작하게 된다.

이러한 종류의 안전시스템을 상술한 바와 같은 기술에 따른 영상발생장치에 사용하는 것은 불가능한데, 그 이유는 레이저빔이 관람자에게 보여질 수 있는 상태여만 하기 때문이다. 상술한 바와 같이 기준제정 의원회의 전문가들도 사람들이 레이저가 지나가는 유해지역내로 우연히 들어가는 것을 방지할 수 있는 수단에 대해 언급한 바가 전혀 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 영상발생을 위해 사용된 투사 레이저빔의 위험지역내에 있는 사람들을 보호하는 것에 관련된 요건을 충족시킬 수 있는, 상기한 종류의 장치를 제공하는 것이다.

상기한 일반적인 종래기술을 기초로 하여 볼때, 상기의 목적은 영상발생수다을 두 개의 동작모드, 즉 투사를 위한 정류동작모드인 제 1 동작모드와, 레이저에 노출되는 지역에 위치된 사람에게 유해하지 않은 레이저 방사가 이루어지는 동작모드인 제 2 동작모드사이에서 절환가능하게 구성하고, 하나이상의 센서로 구성된 안전회로를 제공하여 영상발생수단과 투사스크리사이에 레이저에 노출가능한 지역보다 넓게 설정된 감시지역을 감시하여 물체가 존재하는지의 여부를 판단하고, 물체가 존재하는 경우 안전회로에 의해 영상발생수단을 제 2 동작모드로 절환시키게 하는 것에 의해 달성된다.

이러한 특징에 따라, 레이저를 사용하는 텔레비젼 투사시스템에 대해 안전도가 매우 높은 기준을 제공하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 이에 관련하여서는 상술하 의료용 레이저에서 사용한 방법과는 정반대의 방법이 사용된다. 상기한 의료용 레이저의 경우는 일례로 선세가 물체가 없는 것으로 검출했을 때 장치를 비위험방식으로 동작하게 되어 있으나, 본 발명에 따른 센서는 감시지역에 사람이 위치하고 있을 때 레이저를 안전동작모드로 절환시키도록 작용한다. 이에 따라, 본 발명은 종래기술과 실질적으로 다른 것이다.

가장 단순한 것으로, 사람이 레이저에 의해 위험에 처하게 되지 않게 하는 제 2 동작모드로의 절환을 투사 레이저의 동작을 정지시키는 것에 의해 이루게 할 수 있다. 그러나, 편향수단을 영상발생수단을 거쳐 제어하는 것이 가능하기 때문에 레이저가 편향수단에 의해 보호해야 할 사람이 위치되는 지역으로 유도될 때만 레이저를 제 2 동작모드에서 귀선소거(blanking)하는 것이 가능하다. 이러한 특성에 따라, 일례로 서비스작업을 위해 장치가 개방된 상태에서도 조정동작중에 영상을 관찰하는 것이 가능하고, 이 영상은 레이저에 노출가능한 지역에 신체의 일부가 진입되게 되는 영역에서만 귀선소거 된다. 이와 같이 함으로써, 서비스 기술자는 그의 신체부분이 영상내의 그림자가 되어 있는 것을 인식할 수 있고, 이에 따라 주의가 보다 크게 요구된다는 경고를 받게 된다.

본 발명에 따르면, 영상발생수단과 투사스크린사이의 감시공간에 사람과 같은 물체가 위치한 경우 그 물체의 전자기적 방사선 또는 그 물체로부터 반사되는 전자기적 방사선, 또는 그 물체로부터 방출되는 음향신호에 따라 그 물체를 센서가 자동적으로 인식하게 되어 있다. 이 경우, 센서는 해당 물체에 대한 위험을 효과적으로 배제시킬 수 있게 영상발생수단을 거체 레이저에 직접적인 영향을 준다. 일례로 이것은 레이저출력을 단지 수 밀리초내에 0으로 또는 눈의 안전범위로 절환시키는 것에 의해 보정된다. 이러한 결과적인 짧은 절환시간은 표준화를 위한 관계당국에서 권고하고 있는 비상 스위치 또는 안전회로와 비교할 때 상당한 이점인 것이다. 바로 위에서 언급한 장치들의 경우에는 비상 스위치를 동작시키는 사람에게 요구되는 반응시간 때문에 그 스위치를 동작시키기 위해서는 수초까지의 스위치 절환시간이 필요하다. 이에 불구하고 고성능 레이저의 경우에는 정지상태로 절환이 이루어지더라도 위험이 아주 높다.

정지절환시간이 짧게 되어 있는 본 발명에서는 이러한 위험이 크게 감소된다.

본 발명의 또 다른 이점은 정보내용의 전송을 제한함이 없이 레이저방사가 최대의 안전기주에 부합한다는데 있다. 또한, 일례로 투사가 개시되기 전에 센서에 의해 수신된 신호에 의해 투사스크린의 균일성을 검출하고 비균일성 또는 상측으로 반사하는 물체들에 기인하여 사람에게 바람직하지 않은 반사가 이루어지는 것을 방지할 수 있다는 점에서 이점이 제공된다.

쇼 레이저에 대한 안전을 위해 소정의 영역으로의 레이저빔의 바람직하지 않은 반사를 야기시킬 수 있는 반사성 물체가 레이저노출영역에 존재하지 않게 해야한다는 안전규정이 입안되어 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 센서들이 일반적인 물체를 검출하도록 설계되어 있기 때문에 반사성 물체의 경우에도 검출이 이루어지게 되고, 따라서 바람직하지 않은 반사를 방지할 수 있다. 특히, 이에 관련하여 투사레이저빔을 단지 투사스크린에만 충돌하게 하고 그리하여 그의 공간적인 확장을 제한할 수 있게 상기 투사레이저빔을 감시하는데 센서정보를 이용하는 것이 가능하다.

본 발명의 또 다른 실시예의 경우, 감시영역은 레이저노출영역과, 그 위험영역쪽으로 이동하는 물체의 적시적인 검출을 위해 제공되는 가장자리영역을 포함한다.

상술한 바와 같이, 위험을 최소화시키기 위해서는 정지절환시간을 짧게 하는 것이 아주 중요하다. 레이저노출영역쪽으로의 물체의 이동을 조기에 검출할 수 있다는 사실에 따라 레이저가 레이저노출영역에 위치한 사람에 충돌하기 전 소정의 시간내에 레이저를 레이저안전모드로 절환시키는 것이 가능하다. 그러면, 레이저는 충분히 신속하게 정지상태로 절환되며, 이에 따라 레이저노출영역에 진입하는 사람이 영향을 받지 않게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 가장자리영역은 검출방법, 반응시간, 영상ㅋ기, 그리고 물체의 접근속도에 따라 검출수단에 의해 레이저의 각 편향방향에서 결정된다. 가장자리영역의 크기는 영상크기의 10%가 적당한데, 특히 텔레비젼투사분야에서는 더욱 그러하다. 레이저빔이 우연히 감시영역내로 진입하는 사람에게 충돌하게 되는 시간중 가장 짧은 시간은 표준영상에 따른 직선시간이다. 약 10%의 값에서는 이에 대응하여 레이저의 정지절환을 위한 시간이 길어질 수 있는데, 이 시간이면 충분히 일반적인 형태의 구성에서 레이저를 귀선소거(blanking)시키거나 위험하지 않은 정도까지 세기를 감쇄시킬 수 잇다. 그 이유는 이 시간간격이 통상의 텔레비젼기준에 따른 영상소자당 시간에 의해 결정되는, 요구되는 레이저 절환시간보다 상당히 길기 때문이다.

가장 간단한 경우로서, 센서들을 사람이 위험영역에 진입할 시 자체질량에 의해 동작하는 기계적인 스위치로 구성할 수 있다. 그러나, 이러한 스위치의 절환시간은 수 밀리초정도로 매우 길다. 또한, 기계적인 스위치는 고정나기가 쉽고 비용이 많이 든다. 특히, 처음에 설명한 바와 같이 영상표시장치를 기존의 영화관에 도입하는 경우에는 많은 스위치가 필요하기 때문에 비용이 아주 많이 들게 된다.

이 때문에, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기한 하나이상의 센서를 감시영역으로부터 발산되는 전자기 방사선의 변화를 검출하는 센서로 구성하고 있다.

이 실시예의 경우, 상기 센서는 비접촉방식으로 동작하고, 따라서 기계적인 스위치보다 신뢰도가 높다. 물론 넓은 영역에서의 검출을 위해 단일의 비접촉방식의 센서를 사용하는 것이 사람이 레이저노출영역에 진입할 시 반응하는 기계적인 발접촉부재(foot contact)들을 다수개 사용하는 것보다 훨씬 경제적이다.

본 발명의 또 다른 실시예의 경우, 상기 하나이상의 센서는 바람직하게 700nm 내지 14㎛파장에서 감시영역으로부터 발산되는 적외선 방사선을 검출하는 센서로 구성된다. 이러한 센서를 사용하면 비가시 방사선을 아주 신속하게 검출할 수 있다. 무엇보다도 이러한 파장범위를 검출하는 구조적인 소자들은 시판하고 있으며, 따라서 안전감시시스템의 비용을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 경우, 상기 하나이상의 센서는 초전체의 원리에 따른 이동검출기로 구성된다. 이 검출기들은 물체의 이도을 검출하는데 사용된다.

따라서, 이동하는 사람과 정지물체를 구분하는 것이 가능하며, 이에 따라 일례로 장식물체, 스피커, 모니터, 악기 등등이 무대에 설치되어 있는 상태에서 쇼 레이저를 사용하는 경우 센서들이 단지 이동하는 사람들만을 검출하여 레이저노출영역에서 필요한 다른 물체들에 기인하여 쇼 레이저의 비의도적인 정지절환이 행해지지 않게 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 하나이상의 센서가 비접촉방식의 온도측정을 위한 서모파일(thermopile) 센서로 구성되는데, 이 경우에는 상기와는 다른 이점이 또한 제공된다. 온도측정에 따라, 폐쇄공간내의 무생물체로부터 살아 있는 인간을 구별할 수 있다. 또한, 이동 검출기와 비교할 때 서모파일의 센서는 온도를 비접촉방식으로 검출하기 때문에 레이저투사의 개시에 앞서 이미 위험영역에 존재하면서 이동하지 않고 있는 사람도 검출할 수 있다.

이미 여러번 설명한 바와 같이 레이저노출영역의 여러 부분들을 독립적으로 감시하면 특히 유리하다. 이를 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 감시영역의 각 부분영역을 감시하기 위해 다수의 방향감지 센서가 제공된다.

이에 관련하여 본 발명의 또 다른 실시예의 경우에는 상기 방향감지 센서들이 평판 매트릭스로서 배열되는데, 이 경우에는 폐쇄공간의 안전성을 보다 크게 할 수 있다. 부분영역으로의 이차분할의 경우 센서드을 평판매트릭스의 형태로 배열하면 감시할 영역전체를 커버할 수 있는 특히 균일한 배열이 가능하다. 또한, 방향감지 센서들의 매트릭스의 경우 완전히 중첩이 이루어지고, 이에 따라 매트릭스내의 각 센서들이 인접영역의 신호까지도 픽업할 수 있다. 따라서, 안전도의 증가가 이루어지며, 따라서 센서들중 일부가 고장난 경우에도 인접센서들이 감시기능을 수행할 수 있다.

다수의 센서들을 사용하게 되어 있는 실시예의 경우 이 센서들을 전하결합소자(CCD) 매트릭스의 감광소자들로 구성하고상기 CCD매트릭스상에 방향감도를 제공하고 감시영역내의 물체들을 평면적으로 도시하기 위해 광학수단이 제공되는 경우 구조를 단순화시킬 수 있다. 본 실시예에 따르면 특히 양호한 국부해상도가 보장된다. 모든 CCD매트릭스소자들과 관련하여 방향감도를 발생시키는데 단지 하나의 광학수단이 사용될 수 있기 때문에, 다수의 센서를 사용함에도 불구하고 비용이 저렴하고 합당하다.

본 실시예에 따르면 특히 폐쇄공간의 다수영역들을 개별적으로 감시하는 것이 가능하고, 이에 따라 일례로 사람이 감시영역내에 있는 경우 그 사람의 윤곽이 그려진 레이저영역부분만을 귀선소거시킬 수 있다. 즉, 사람이 우연히 레이저투사 공간내에 진입할 경우 영사중에 발생하는 아날로그적인 현상과 유사하게 투사스크린상에 단지 그림자영상이 형성되는데, 그 결과 안전감시수단이 영상표시효과에 미치는 영향은 무시할 정도밖에 안된다.

또한, 시프트레지스터, 제어논리회로 및 스캐너증폭기들과 같은 소자들을 사용하여 영상정보를 얻는 것도 가능하다. 이러한 소자들에 의해 얻어진 영상정보를 처리하면, 그 결과 투사빔이 사람 또는 물체를 레이저빔에 노출시키지 않게 하며, 대신 빔을 편형시켜 우회시키도록 한다. 따라서, 사람 또는 물체를 보호하기 위해 투사빔을 정지상태로 절환시킬 필요가 없다. 이러한 구성은 상업적인 쇼에 통상 사용되는 백터그래픽의 표시를 위해 주로 사용할 수 있다.

감시영역내의 음향파를 비접촉방식으로 검출하는 방법을 사용하는 경우에는 전자기 방사선을 비접촉방식으로 검출하는 방법에서 얻어지는 이점과 유사한 이점이 얻어진다.

상기 실시예들의 경우에는 비활성적인 동작도 가능하지만, 특히 음향파에 관련된 실시예의 경우에는 감시영역내에 음향파를 전송하기 위한 송신기를 사용하는 것이 바람직하다. 송신기를 적절히 설계하면, 일례로 발생된 파를 주사시킴으로써 단일 송신기를 사용하여 공간정보를 얻을 수 있다. 또한, 센서를 특히 송신기에 동조시키는 것이 가능한데, 이에 따라 배경신호가 감소되어 감도가 상당히 높아지게 되고, 그 결과 감시 신뢰성이 높게 된다. 이에 관련하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 주파수와 세기가 관련되는 한 인간에게 유해성이 없는 전자기파 및/ 또는 음향파를 감시영역에 방사하기 위한 하나이상의 송신기와 상기 파들을 검출하기 위한 하나이상의 센서가 제공된다.

특히, 상기 송신기는 방향감지성을 갖제 설계할 수 있고, 또한 예정된 가장자리영역을 완전하게 제공하면서도 상기파를 항상 투사레이저와 동일한 방향으로 향하게 할 수 있고, 이에 따라 감시영역내의 사람을 레이저광의 충돌전 적당한 시간내에 검출할 수 있다. 그 결과, 적절히 큰 크기의 가장자리영역의 사용에 따라 레이저ㄹㄹ 귀선소거시키러나 레이저광을 정지상태로 절환시키기 위한 시간이 충분하게 된다.

또한, 이에 따라 사람 또는 물체를 보호하기 위해 투사레이저를 정지상태로 절환시킬 필요가 없으며, 대신 안전거리를 유지하면서 편향수단을 적절한 제어하에서 이동시키거나 레이저를 귀선소거시키는 것에 의해 사람 또는 물체의 윤곽을 그린다.

송신기로 특히 적당한 것은 비가시서 적외선 파장범위, 특히 700nm 내지 최대 1500nm의 파장범위에서 레이저빔을 방사하는 파일럿레이저로서, 이러한 레이저를 사용하면 상기한 파장밤위에 민감한 상기한 CCD 매트릭스를 함께 사용할 경우 이점이 제공된다.

상술한 바와 같이, 송신기의 방사선이 레이저빔으로 유도될 때 가장자리영역과 관련하여 이점이 제공된다. 아주 간단한 구성을 제공하는 본 발명의 다른 실시예에 따르면 파일럿레이저의 방사선을 동축적인 그리고/또는 퍼지는 형태의 투사를 위한 레이저빔과 겹치게 되어 있다. 이 경우에는 특히 파일럿레이저의 비가시광이 투사스크린으로부터 반사된 후 센서에 의해 검출되게 된다. 파일럿레이저의 레이저광이 감시영역내에 진입하는 사람에 의해 차단되면, 그 파일럿레이저광은 변화되고, 이에 따라 센서는 레이저투사를 안전범위내로 절환시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 가장자리영역을 제공하기 위한 다른 수단이 제공된다. 즉, 파일럿레이저빔용의 편향수단이 제공되는데, 이 편향수단에 의해 파일럿레이저빔을 투사레이저빔보다 넓은 영역을 가로질러 편향시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 파일럿레이저을 투사레이저빔과 독립적으로 동작시키는 것이 가능하다. 결과적으로, 바람직하게 파일럿레이저빔을 훨씬 신속하게 차단시키는 것이 가능하며, 이에 따라 투사레이저빔을 정지상태로 절환시키는데 요구되는 시간간격을 길게 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 하나이상의 센서의 상류측에는 파일럿레이저의 소정 파장을 필터링하기 위한 필터가 접속되어 있다. 이 구성에 따르면 파일럿레이저의 파장이외의 파장을 갖는 배경신호들을 억압하기 위한 센서의 응답도가 증가하고, 그 결과 오검출이 상당히 배제된다. 필터의 사용에 따른 감도의 증가에 따라 또한 배겨을 결정하기 위한 기준측정용의 센서들의 사용을 생략할 수 있고, 이에 따라 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 파드의 촛점을 검출센서에 맞추기 위한 광학수단이 제공된다. 이러한 광학수다의 사용에 따라 센서의 방향 의존성과 관련하여 감시영역에 적절히 조정할 수 있다. 비록 콜리메이터(collimator)에 의해 방향감도를 얻는 것이 가능하나, 상기 광학수단은 그에 도달하는 모든 파들을 센서상으로 수집시킬 수 있게 한다는 점에서 상당히 이점을 제공한다. 그 결과, 상기 센서의 감도가 증가한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 송신기는 펄스모드동작형으로, 그리고 특히 펄스진폭변조형으로 설계되고, 상기 하나이상의 센서의 하류에는 위상 및 펄스지연측정수단(이하, 지연측정수단으로 지칭함)이 접속되어 있다. 상기 지연측정수단은 영상발생수단을 지연중에 각기 다른 동작상태로 절환시킬 수 있게 검출된 물체와 레이저사이의 거리에 관련하여 조회를 받게 설계되어 있다. 송신기로부터 전송되어 센서의 수신되는 신호에 대한 이러한 지연측정수단의 사용에 따라 깊이정보를 얻을 수 있는데, 이 깊이정보를 이용하면 레이저에 의해 커버되는 영역내에 위치하는 그 레이저의 위치에 따라 투사기의 동작조건을 다르게 할 수 있다. 이에 따라, 레이저광의 표면밀도가 투사기부근에보다 투사스크린부근에서 상당히 낮게 되는 이점이 제공된다. 즉, 사람이 투사기부근에서 검출된 경우에는 즉시 레이저를 정지상태로 절환시켜야 하나, 사람이 투사스크린부근에서 검출된 경우에는 레이저광의 세기를 적절히 감소시키면 된다. 정지상태로의 절환대신에 장치를 세기가 깊이정보에 따라 연속적으로 감쇄되게 제어하는 것도 가능한데, 이 경우에는 레이저의 출력을 위험영역내에 위치한 사람과 관련하여 감시영역의 모든 지점에서 위험영역에서의 레벨보다 낮은 레벨로 유지시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 송신기는 발광다이오드로 구성되는 경우 이점이 제공된다. 이 경우에는 간단한 발진회로를 사용하여 아주 단순한 방식으로 펄스변조를 이룰 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라 설정값을 프리세트시키고 감시영역내의 물체와는 무관하게 출력신호를 발생시키는 하나이상의 센서와, 감시영역을 검출하는 센서로 부터의 신호를 비교하기 위한 비교회로를 제공하면 상술한 모든 안전장치들의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 본 실시에에 따르면 고장에 대한 감수성을 감소시킬 수 있다. 감시영역내에 사람이 없는 경우에도 실내의 온도가 단순히 너무 높거나 아니면 감광센서에서 분산되는 광으로 인해 오동작이 발생할 수 있기 때문에 온도에 응답하는 센서를 사용하여 장치를 사람보호상태, 즉 안전상태로 절환시키는 것도 생각할 수 있다. 본 실시예에 따른 이러한 추가 센서를 사용하면 설정값과, 그 설정값과 센서신호간의 값비교에 따라 절환에러를 감소 또는 완전히 방지시키는 것이 가능하다.

이하, 도면에 예시된 실시예들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 영상표시장치의 일 실시예를 도시하는 도면;

도 2는 도 1의 실시예에 따른 레이저가 손상을 야기시키는 것을 방지하기 위

한 공간영역감시를 설명하는 기본도;

도 3은 요구되는 레이저안전과 관련한 도 1의 장치의 제어를 도시하는 블록

도;

도 4는 안전감시용으로 사용되는 파일럿레이저가 투사레이저에 중첩되는 구성을 도시하는 개략도;

도 5는 도 1의 장치에 사용되고 레이저안전장치가 구비된 투사기의 장면도;

도 6은 이동검출기를 사용한 폐쇄공간 감시구성을 도시하는 도며;

도 7은 투사되는 영상의 크기에 따라 감시영역의 크기를 조절하기 위한 셔터를 사용하는 실시예를 도시하는 도면;

도 8은 4개의 이동검출기를 사용한 페쇄공간 감시구성을 도시하는 도면;

도 9는 서모파일 라인 센서들을 사용한 안전감시구성에 대한 실시예를 도시하는 도면;

도 10은 센서매트릭스를 사용한 전체공간 감시구성을 도시하는 도면;

도 11은 투사빔보다 큰 스크린 영역을 갖는 적외선빔을 포함하는 투사시스템을 도시하는 도면;

도 12는 활성 레이저 안전장치의 동작순서도;

도 13은 조합형의 비활성 레이저 안전장치의 동작순서도.

본 발명에 따른 안정장치는 레이저를 사용하여 영상을 표시하는 모든 장치에 사용하는 것이 가능하다. 또한, 이러한 종류의 영상발생수단은 이미 벡터 그래픽을 표시하는데 널리 사용되어 온 쇼(show) 레이저를 포함하다.

영상발생에 관련하여 전에 비교적 알려지지 않은 레이저의 사용예로는 레스터(raster)방식의 영상표시수단에 의해 텔레비젼영상을 표시하는 것이다. 도 1에는 이러한 종류의 영상발생수단(1)이 개략적으로 도시되어 있다. 이에 있어서, 영상으 스크린(2)상에 형성되는데, 스크린(2)은 충돌하는 레이저빔을 확대시켜 큰 공간영역으로 분산시키고, 이에 따라 많은 관람자가 발생된 영상을 볼 수 있게 된다. 도 1의 실시예의 경우 관람자들은 영화관에서와 같이 스크린(2)과 영상을 투사하는 광학수단(3)사이에 착석하게 된다. 이러한 점에서 도 1의 도면은 단지 예시적인 목적을 위한 것일 뿐, 도시된 칫수관계는 실제로 정확한 것이 아님을 유념해야 할 것이다.

스크린(2)상의 영상은 레이저(4)에 의해 발생되는 광빔(5)을 선형적으로 그리고 그림적으로 래스터주사함으로써 형성된다. 광빔(5)은 다각형 미러(8)의 다각형표면(11)에 의해 편향되어, 스크린(2)상의 x방향의 선상으로 향하게 된다. 또한, 회전 미러(9)가 편향을 위해 제공되어, 광빔을 y방향으로 편향시킨다. 광학수단(3)은 편향영역을 확대시켜 미러(8), (9)의 편향각이 비교적 작더라도 아주 대형의 스크린을 비출수 있게 한다.

도 1에 따른 영상발생수단의 경우, 영상은 텔레비젼은 유사한 방식으로 이루어지는 래스터주사에 의해 표시된다. 이에 따라, 레이저(4)는 비추어진 각 영상저점이 스크린(2)상에 그림면에서 요구되는 휘도를 가질 수 있게 광빔(5)의 세기를 조절하는 신호에 의해 제어된다. 광빔(5)은 다각형 미러(8)와 회전 미러(9)에 의해 균일하게 래스터주사되고, 모든 영상점들은 스크린(2)상에 순차적으로 미추어지게 된다. 브라운관으로 구성되는 기존의 텔레비젼의 경우와 유사성을 갖게 레이저(4)는 단일 전자총 또는 칼라표시의 경우에는 다수의 전자총에 대신하며, 다각형 미러(8)와 회전 미러(9)는 공지된 전자빔의 자기적 또는 정전기적인 편향에 대신한다.

투사중에 광학수단(3)과 스크린(2)사이의 공간영역을 영화관에서와 같이 자유롭게 출입할 수 있게 하는 것이 가능한데, 이를 위해서는 상기 영역내로 진입하는 사람을 고출력 레이저방사선으로부터 보호하는 것이 요구된다.

도 2는 도 1에 상세하게 도시된 영상발생수단(1)과 스크린(2)을 보다 도식적으로 도시하고 있다. 광빔(5)은 영상발생수단(1), 특히 광학수단(3)으로부터 출사된 후, 전체 각적 공간영역(14)을 가로질러 편향된다. 상기 광빔(5)은 적색, 녹색 및 청색의 색성분들을 갖는 세 개의 빔들로 구성되는데, 이 빔들은 공통의 선형 비을 형성하도록 합체되고 비디오정보에 의해 도 1과 관련하여 설명한 바와 같이 조절된다.

도 2에는 스크린(2)상에 투사된 레이저영상을 볼 수 있는 관람자(16)가 도식적으로 도시되어 있다. 도 2의 경우, 상기 관람자는 레이저노출영역(14)의 외측에 위치한다.

영화관에서 사용하는 투사방식의 경우, 위험한 것으로 간주될 레이저(4)를 성능을 좋게 할 목적으로 사용할 수도 있는데, 이 경우 관람자(16)가 레이저노출영역(14)에 출입하는 것은 막아야 한다. 이에 불구하고 관람자(16)가 상기 위험영역에 침입할 수 있는데, 따라서 이 때 발생하는 유해에 대한 보호책을 제공할 필요가 있다. 또한, 표준규정에 따르면 레이저가 사용중에 있을 때 레이저빔노출영역(14)내에 고반사면을 갖는 물체들을 배치시키지 않아야만 하나, 특히 상업 쇼의 경우에는 통상 반짝이는 무대장식이 사용되고 있다. 반사성 물체들은 레이저노출영역(14)로부터 광빔(5)을 편향시킬 수 있기 때문에 위험하다. 따라서, 레이저안정장치에 이해 이러한 물체의 존재여부를 감시하는 것이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이 영상발생수단(1)내에는 안전장치용으로 센서(22), (24), (26)이 배치되어 있다. 도 5는 스크린(2)에서 보았을 때의 영상발생수단(1)을 광학수단(3)과 함께 도시하고 있다. 상기 센서(22), (24), (26)들은 영역(17)을 감시하여 물체 또는 사람이 존재하는 가의 여부를 검출한다. 상기 감시영역(17)은 레어저노출영역(14)의 크기를 가지고 있으며, 감시가장자리영역(18)을 포함한다. 직사각형 영상의 각 변상의 상기 가장자리영역(18)은 영상크기의 10%이상에 해당한다. 즉, 감시영역(17)은 각 경우 편향수단과 광학수단(3)에 의해 형성된 각적 공간영역보다 10%이상 큰 크기를 갖는다.

가장자리영역(18)의 칫수는 센서(22), (24), (26)들중 하나가 레이저노출영역(14)내로 빠르게 진입하는 관람자(16)들과 같은 사람들을 적당한 시간내에 인식하여 영상발생수단(1)이 레이저노출영역(14)내에 위치하는 관람자(16)내에 유해하지 않은 제 2 동작모드로 절환될 수 있게 끔 선택된다. 가장 단순한 경우, 상기 제 2 동작모드는 레이저(4)의 동작을 정시키는 것이다. 그러나, 레이저를 귀선소거되게 하면 보다 신속한 보호를 이룰 수 있는데, 그 이유는 통상적인 비디오표준에 따른 영상표시의 경우 스위치 절환시간이 수 밀리초미만으로 되기 때문이다.

광빔(5)의 세기를 조절할 경우에는 특히 관람자(17)가 위치한 영역부분만에서만 레이저를 귀선소거 하여, 다른 관람자들의 관람에는 영향을 미치지 않게 하는 것이 필요하다. 그러나, 이를 위해서는 영역(17)을 여러 부분영역들로 구분하여 여러개의 센서(22), (24), (26)들에 의해 감시하는 것이 필요하다. 각 예에 대해서는 추후 상세히 설명하겠다.

도 3에는 효과적인 보호를 위해 영상발생수단(1)을 제어하는 방식이 도시되어 있다.

도 3의 경우에는 세 개의 센서(22), (24), (26)들이 감시회로(30)를 거쳐 영상발생수단(1)에 접속되어 있다. 상기 감시회로(30)에서는 비교기(36), (38)에 의해 센서(24), (26)들의 출력신호가 설정값변환기(32), (34)의 설정값과 비교된다. 본 실시예의 경우, 센서(24), (26)들은 적외선감지형 검출기로서, 이 검출기들로 부터의 검출값에 근거하여, 센서로서 설계된 설정값변환기(32), (34)에 의해 설정값이 만들어지게 된다. 상기 설정값변환기(32), (34)에 각기 할당된 센서들은 감시영역(17)(도 2)의 외측에 위치하고, 원칙적으로 폐쇄공간내의 배경 적외선 방사를 결정하고 대응신호를 임계값으로서 프리세트시킬 수 있게 어느 관람자에 대해서도 억세스를 하지 않는다.

이와는 대조적으로 센서(22)는 후술하는 바와 같이 공간영역을 적극적으로 감시하기 위해 사용된다.

센서(22), (24), (26)들의 신호들은 노드(40)에서 OR연산되고, 이에 따라 각 센서에 의해 영상발생수단(1)의 동작이 제어될 수 있다.

영상발생수단(1)는 세 개의 레이저(42), (44), (46)들이 구비되어 있는데, 이 레이저들로부터 발생되는 레이빔들은 합체되어, 합체광빔(5)을 형성하고, 다각형 미러(8)와 회전 미러(9)로 구성되는 편향수단(47)을 거쳐 스크린(2)상에 도달하게 된다. 레이저(42), (44), (46)들의 광세기들을 제어장치(48)에 의해 제어되는데, 상기 제어장치(48)에는 비디오신호(50)가 공급된다. 상기 제어장치(50)는 또한 라인(52)을 거쳐 편향수단(47)의 동기화를 이루게 한다. 상기 제어장치(48)는 레이저(42), (44), (46)의 세기조절외에도 레이저(42), (44), (46)에 대한 전류공급을 제어하는데, 가장 단순한 경우 광빔(5)에 의한 위험으로 부터의 보호시 레이저(42), (44), (46)에 대한 전류공급은 노드(40)으로 부터의 신호에 의해 단절되게 된다.

그러나, 도 3에 예시된 실시예의 경우에는 또 다른 동작모드를 제공하는데, 이를 위해 파일럿레이저빔(56)을 발생시키는 파일럿레이저(54)가 제공된다. 이 파일럿레이저(54)는 감시영역(17)을 래스터주사한다. 상기 센서(22)는 파일럿레이저(54)의 파장에 동조하는데, 이를 위해 λ-필터가 상류층에 접속되어 있고, 이에 따라 파일럿레이저빔(56)의 파장만을 감지할 수 있게 되어 있다. 따라서, 센서(22)의 경우에는 센서(24), (26)의 경우와 같이 방해신호들을 억압하기 위한 설정값비교의 필요서을 생략할 수 있다.

파일럿레이저(56)의 래스터주사는 제어회로(58)에 의해 동기화된다. 래스터주사되는 파일럿레이저(56)에 의해 감시영역(17)내에 위치하는 방해물체 또는 관람자의 정확한 위치를 검출할 수 있다. 이 경우, 레이저(42), (44), (46)들은 투사를 위해 사용된 광빔(5)이 물체상에 충돌하게 될 공간영역부분에서만 귀선소거시킨다. 이러한 귀선소거는 레이저(42), (44), (46)의 세기제어기에 의해 이루어지는데, 이세기제어기는 상기 제어장치에 내장되어 있으며 1/10㎲내에서 절환이 가능하다. 따라서, 물체 또는 관람자(16)는 스크린(2)상의 작은 영역부분에 단지 그림자영상의 형태로 나타나게 되어 나머지 관람자들의 관람에 별다른 영향을 주지 않게 된다.

이러한 안전장치에 따라, 바람직하게 일례로 쇼 진행중에 영상발생수단(1)과 스크린(2)사이의 영역내에 반사성 물체가 위치하더라도 투사를 이루게 하는 것이 가능하다. 이것은 반사성 물체가 파일럿레이저빔(56)에 의해 검출되어, 제어회로가 투사에 사용된 광빔(5)이 그러한 물체에 충돌하는 것을 방지하기 때문이다. 이러한 안전특징에 악 영향을 주지 않는 범위에서 또한 물체들이 영상발생수단(1)과 스크린(2)사이에 위치하는 것도 가능한데, 이 경우에는 보다 큰 쇼 진행자의 예술적 자유가 허용된다.

도시되지 않은 또 다른 실시예의 경우에는 상기 파일럿레이저(54)를 변조형, 특히 펄스변조형 발광다이오드로 대체시킬 수 있다. 또한, 제어장치(48)에 지연측정수단을 제공하여 광빔(56)이 발광다이오드로부터 발산되는 시점으로부터 센서(22)에 도달할 때 까지의 시간을 펄스에 의해 측정할 수 있다. 또한, 이에 의해 물체에 관련한 깊이정보를 얻을 수 있다. 이 경우에는 레이저(42), (44), (46)들을 완전동작정지상태로의 절환대신에 영상발생수단(1)로 부터의 방해물체 또는 관람자(16)의 거리에 따라 세기를 보다 작은 레벨로 감쇄시키는 것이 가능하다. 스크린(2)의 주변에 사람이 위치한 경우에는 레이저(42), (44), (46)의 세기감쇄를 영상발생수단의 바로 앞에 사람이 위치한 경우보다 작게 한다. 영상발생수단(1)로 부터의 거리가 매우 짧은 경우에는 또한 제어장치(48)에 의해 전원공급을 중지하여 레이저(42), (44), (46)의 동작을 정시킴으로써 전체적인 보호를 보장한다.

발광다이오드 또는 파일럿레이저(56)와 유사한 방식으로 특히 초음파범위의 음향파를 사용하는 것도 가능하다.

이 경우, 센서(22)는 음향감지소자로서 설계되어야만 한다.

원칙적으로, 파일럿레이저(54) 또는 이에 대응하는 발광다이오드 또는 음향파발생기를 사용하는 경우에는 센서(22)하나만을 사용하여서도 안전을 보장할 수 있다. 그러나, 도 3의 실시예의 경우에는 센서(24), (26)와 설정값변환기(32), (34)를 포함하는 회로에 의해 센서(24), (26)에 의해 검출된 신호와 센서(22)에 의한 감시결과가 일치하지 않을 때 항상 레이저(42), (44), (46)의 동작을 정지시킴으로써 추가적인 안전도를 제공한다.

이 경우, 제어장치(48)는 해당 스위치동작에 따라 센서들 또는 그 센서들을 연결시키는 논리회로가 오동작하는 것으로 판단한다. 이 판단에 의거, 센서들의 정확한 기능이 감시되기 때문에 추가적인 안전이 제공되는 것이다.

도 3에 예시된 실시예에서와 같이 파일럿레이저빔을 래스터주사시키기 위해 파일럿레이저(54) 또는 펄스형 발광다이오드용으로 별도의 래스터주사수단을 사용하는 것이 가능하다. 도시하지 않은 다른 실시예의 경우, 광빔(56)을 미러 시스템에 의해 투사용으로 사용되는 광빔(5)과 합체시켜, 이 두 빔모두를 동일한 편향수단(47)에 의해 함께 편향시키게 할 수도 있다. 이 경우에는 별도의 추가 편향수단의 사요을 생략할 수 있다. 또한, 이 경우에는 광빔(5)을 귀선소거시키기 위한 논리절환구성이 비교적 단순화될 수 있는데, 그 이유는 추가 동기화절환구성을 제공할 필요가 전혀 없기 때문이다. 파일럿레이저빔(56)은 광빔(5)과 중첩되는 공간으로 안내되어, 사람에 충돌할 시 상기 두 광빔(5),(56)은 항상 동일위치에 있게 되고, 이에 따라 간단한 조광스위치(dimmer switch)를 사용하여 레이저(42), (44), (46)의 세기신호의 귀선소거율을 검출기에 의해 수신된 신호에 따라 감소시킬 수 있다.

파일럿레이저빔(56)에 관련하여서는 아주 높은 병행성이 필요하지 않다. 실제로, 파일럿레이저빔(56)은 투사레이저빔(5)의 범위밖까지 확장되는 것이 바람직한데, 그 이유는 유리한 것으로 설명한 가장자리영역(18)이 또한 본 실시예에서 제공되기 때문이다. 도 4에는 본 실시예에서 가장자리영역을 제공하기 위한 근사조건이 예시되어 있다. 도 4를 참조하면 투사용으로 사용되는 광빔(5)이 파일럿레이저빔(56)과 동심을 이룬다는 것을 명확히 알 수 있다. 이 외에도, 요구되는 가장자리영역(18)을 간단히 제공할 수 있게 파일럿레이저빔(56)이 또한 실질적으로 확장되어 있는 것을 알 수 있다. 일례로, 상기한 발광다이오드가 레이저(54)대신 사용되는 경우에도 항상 파일럿레이저빔의 요구되는 팽창이 제공된다.

도 4의 실시예의 경우, 파일럿레이저빔(56)은 투사레이저빔(5)상에 동축적으로 그리고 퍼지는 상태로 중첩된다. 그러나, 실제의 경우 특히 조정동작을 단순화시키는 상기한 동축배치로부터 이탈시키는 것도 가능하다. 이에 있어 중요한 요소는 광빔(5)을 파일럿레이저빔(56)의 중심부근에서 스크린(2)사에 충돌케 하는 것이다.

도 5에는 영상발생수단(1)의 정면도가 도시되어 있다. 즉, 도 5에는 투사광빔(5)가 출사되는 광학수단(3)이 명확히 도시되어 있다. 이 외에도, 광학수단(3)의 부근에 센서(22), (24), (26)이 배치된 상태가 명확히 도시되어 있다. 이러한 배치는 특히 센서(22), (24), (26)들에 의해 검출된 영역에 실제로 레이저노출영역(14)전체를 포함해야한다는 요건을 간단히 충족시킬 수 있다는 점에서 유리하다.

도 6에는 상술한 실시예와 약간 다른 실시예가 도시되어 있는데, 이 실시예의 경우에는 동작정지를 위한 스위치절환용의 상기 센서(22), (24)외에 이동검출기(60)이 제공된다. 이 이동검출기(60)의 사용에 따라 정지물체를 이동하는 사람과 구분하는 것이 가능하다. 상업적인 쇼의 경우에는 안전스위치절환이 감시영역내의 사람에 대해서만 응답할 필요가 있기 때문에 이러한 경우 본 실시예의 구성은 이점을 제공한다.

도 6의 실시예의 경우 상기 이동검출기(60)는 제어장치(48)에 접속되는데, 상기 제어장치는 특정 실시예의 경우 단순히 셔터에 의해 투사레어저빔(5)을 차단하도록 작용한다. 본 실시예의 경우에는 또한 숙련된 기술자의 감독하에서만 상기 장치에의 전력공급을 회복시키게 하는 키이동작형 스위치(62)가 제공된다. 또한, 폐쇄공간의 감시영역을 검출하기 위한 다이아프램(diaphragm)(64)이 제공된다.

이러한 종류의 다이아프램은 도7에 도시되어 있다. 이 다이아프램은 주로 광학수단(3)이 영상크기를 변화시키기 위한 가변 시스템으로 되어 있는 실시예에 유리하게 설계되어 있다. 본 구성은 상술한 바와 같이 영상크기를 가변적인 상태로 표시하기 위한 전문 장치에 유리하게 사용할 수 있다. 각 경우마다 설정된 영상크기에 따라 감시영역을 변화시킬 수 있도록 도 7의 다이아프램(64)에는 두 개의 가변 다이아프램부분(68), (70)이 제공되는데, 이 다이아프램부분들은 스테핑모터(72), (74)를 사용하여 왕복이동가능케 할 수 있고, 이에 따라 감시영역을 요구되는 사용목적에 따라 표시도리 영상크기에 따라 변화시킬 수 있다. 본 실시예의 경우, 스테핑모터(72), (74)들은 가변형 광학수단에 따라 동작하게 되어 있다. 본 실시예에서 주어진 자동동작의 결과, 레이저노출영역(14)에 대한 감시영역(17)의 오조정이 방지되고, 이에 대한 안전도가 증가한다.

특히 본 실시예의 경우네는 스테핑모터제어기에 의해 제어신호가 발생되어, 감시영역의 정확한 크기가 스테핑모터(72), (74)에 의해 조정될 때까지 투사레이저빔(5)을 귀선소거시키게 되어 있다. 그 결과, 사람의 위험도가 감소하게 된다.

도 6을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 이동검출기(60)이 레이저 투사기(1)의 광학수단(3)의 약간 외측에 위치할 때 레이저투사기(1)의 부근에 작은 영역이 존재하는데, 이 작은 영역은 감시가 불가능하다. 이러한 조류의 에러발생원을 제거시킬 수 있도록 도 8에 따른 실시예의 경우에는 4개의 공간평면에 대해 각기 이동검출기(72), (74), (76), (78)이 제공되는데, 이 이동검출기에 의해 레이저노출영역(14)의 가장자리영역들에서의 이동을 감시하는 것이 가능하다. 또한, 도 8에는 키이동작형 스위치(62), 제어장치(48) 및 영상발생수단(1)이 도시되어 있는데, 이 소자들은 모두 도 5의 실시예에 관련하여 설명한 바와 동일한 기능을 가지고 있다. 도 8의 실시예에서의 주변감시는 이동검출기들의 특성, 즉 이동검출기들이 각기 단지 일 공간방향의 이동만을 감지하는 특성을 이용하고 있다. 이동검출기(72), (74), (76), (78)들의 이동감지방향은 도 8에 화살표로 표시되어 있다.

도 9에는 서모파일 라인 센서에 의한 폐쇄공간의 전체감시방법이 도시되어 있다. 이 경우, 감시공간에 대한 감시는 다수의 선으로 이차 분할된 부분영역들에서 이루어진다. 도 9에는 결과적인 검출지표(80)이 도시되어 있다. 본 실시예의 경우에는 감시공간영역을 고온계(pyrometer)의 선(84)상에 영상을 형성시키는 광학수단(82)이 사용된다. 이 경우에는 감시를 위한 선형위치정보가 제공되며, 이 위치정보는 적당한 평가후 물체 또는 관람자(16)가 침입한 레이저노출영역(14)의 해당부분에 대해서만 레이저의 동작을 정지시키는데 사용된다.

도 10에는 비교적 개선된 실시예가 도시되어 있는데, 이 실시에의 경우에는 매트릭스형 검출지표(86)이 사용된다. 이 검출지표는 검출영역을 센서매트릭스(90)에 초점을 맞추는 광학수단(88)에 의해 제공된다. 또한, 상기 센서매트릭스(90)를 고온계형 매트릭스 또는 매트릭스형태로 배여된 다수의 고온계 센서들로 구성할 수 있다. 특히 다수의 매트릭스소자가 사용되는 경우네는 비용을 고려하여 전하결합소자(CCD)들을 사용하는 것이 적합한데, 이 CCD소자들은 텔레비젼 CCD 카메라에서와 동일한 방식으로 감시결과를 평가하여 광빔(5)을 감쇄시키도록 판독이 이루어지며, 이에 따라 해당 스위치가 센서매트릭스(90)에 의해 물체 또는 관람자가 검출되는 공간영역에서만 광빔(5)을 귀선소거시키게 된다.

도 11에는 파일럿레이저빔(97)에 의해 안전감시를 행하게 되어 있는 실시예가 도시되어 있다. 이 경우에도 상기 파이럿레이저빔은 래스터주사되나, 영상발생을 위해 사용된 레이저에 비해 래스터장(raster field)이 상당히 크게 되어 있다. 그결과, 가장자리영역이 또한 형성되는데, 이에 의해 투사영역(14)내에 물체 또는 사람이 침입하기 전에 안전장치에 의해 레이저를 신속하게 동작정지상태로 절환시킬 수 있다.

이것은 투사레이저빔(97)에 대한 별도의 편향수단에 의해 달성할 수 있다. 그러나, 예시된 실시예의 경우에는 다른구성을 선택하고 있다. 이 경우, 영상을 표시하기 위한 레이저빔(5)과 투사레이저빔(97)들이 동일한 편향수단(47)에 이해 래스터주사된다. 이에 따라, 편향수단(47)의 래스터주사영역은 영상표시를 위해 요구되는 영역에 비해 확대되어 있다. 한편, 가장가리영역(18)의 전체 통과기간중에 투사레이저빔(5)은 귀선소거된다. 그 결과, 단지 파이럿레이저빔(97)에 의해서만 래스터주사되는 가장자리영역이 형성된다.

편향영역을 확대시키는 대신에 영상저장부로부터 영상을 판독할 시 스크린의 대각선(98)에 관련하여 영상크기를 감소시키는 것도 가능한데, 그 결과 가장자리영역(18)이 또한 영상발생을 위해 확립되나, 이 가장자리영역(18)은 영상표시용으로는 사용되지 않는다.

도 12에는 특히 가정용으로 사용되는 활성 레이저 안전장치의 동작과정이 도시되어 있다. 도 12에 도시된 단계(100)는 레이저광이 귀선소거되게 레이저투사기를 동작상태로 절환시키는 동작을 나타낸다. 제어면에서 연속적으로 반복되는 단계(102)에서도 레이저빔의 변조기들의 출력이 0으로 되며, 파이럿레이저빔이 투사공간내로 향하게 된다. 이에 따라, 투사레이저빔(97)은 펄스변조되고, 지연측정이 이루어진다. 영상을 표시하기 위한 레이저빔이 정지상태로 절환될 때의 지연측정을 평가하기 위해 검출되고 반사된 파이럿레이저빔(97)의 위상위치에 대한 시간지연이 기록되고 평가된다. 만일 시간지연의 평가중에 투사영역내에 물체가 존재하는 것으로 확인되면, 안전영역내에 물체가 없는 것으로 검출될 때까지 제어과정이 경로(108)를 거쳐 단계(102)로 복귀된다.

안전영역내에 물체가 존재하지 않으면, 제어과정은 경로(110)를 거쳐 단계(112)로 진행하여, 이 단계에서 레이저의 변조기들에 의해 상표시변조가 행해진다. 즉, 레이저들은 더 이상 귀선소거되지 않으며, 영상표시기가 이루어진다. 이와 동시에, 단계(112)에서 위상이 연속적으로 감시된다. 특히, 단계(104)에서 국부적인 위상위치들이 저장되어, 단계(112)에서 검출된 각 위상을 저장된 위상과 비교할 수 있게 한다. 이러한 과정에 따라, 영상발생수단(1)로 부터의 스크린의 간격과 과련하여 높은 적응성을 제공하는 것이 가능하다. 고정위상위치에 대한 조회가 이루어지는 경우에는 스크린의 간격변화가 가능하지 않고, 이 경우 센서내의 신호들은 안전지역내의 물체의 신호와 동일할 것이다.

단계(114)에서는 물체가 검출되었는지의 여부에 관련하여 위상위치에 대한 조회가 다시 이루어진다. 물체가 검출된 경우에는 제어과정은 단계(108)를 거쳐 단계(102)로 복귀되며, 이 단계에서 변조기들은 정지상태로 절환되고 레이저빔(5)은 귀선소거된다. 물체가 검출되지 않은 경우에는 단계(116)에서 파일럿레이저빔의 위상이 다시 측정되고, 단계(112)에서 안전지역내에 존재하는 물체의 검출과 관련하여 파일럿레이저빔이 다시 시험된다.

도 13에는 특히 전문용으로 사용되는 조합형 비활성 레이저안전장치의 동작과정이 도시되어 있다. 이 경우에는 두 개의 센서, 즉 초전 센서 및 서모파일 센서의 조합에 의해 일련의 안전프로그램이 실행된다.

이 경우, 단계(120)에서는 레이저투사기의 동작상태로의 절환이 행해지며, 단계(122)에서는 변조기들의 정지상태로의 절환이 행해져, 영상을 표시하기 위한 레이저빔(5)을 귀선소거시킨다. 도 12의 실시예와는 반대로, 투사공간내의 온도를 측정하고 초전형 이동검출기들을 동조시키도록 단계(124)에서 학습과정이 행해진다. 단계(126)에서는 이동이 검출된 경우 제어과정을 단계(122)로 복귀시켜, 레이저빔(5)을 정지상태로 절환시킨 상태에서 소위 학습과정이 다시 행해진다. 다른 경우에는 단계(128)를 거쳐 실온증가에 대한 조회가 행해진다. 측정과정중에서 실온이 상승된 경우에는, 제어과정은 단계(122)로 복귀되고, 단계(124)에서 학습과정이 재개된다. 실온이 일정하게 유지된 경우에는 센서신호와의 비교를 위한, 실온에 대한 기준값이 측정된다. 이에 관련하여, 초전센서에 의해 이동이 검출된다. 이동신호가 발생되지 않은 경우, 제어과정은 단계(130)으로 진행되고, 이 단계에서 변조기들은 레이저빔(5)의 변조를 위해 동작상태로 절환된다. 즉, 영상표시동작이 행해질 수 있게 된다. 이동검출기가 단계(132)의 실행중에 안전영역에서의 이동을 검출한 경우에는 제어과정은 단계(122)로 복귀된다. 즉, 단계(124)에서 투사공간내의 온도를 측정하기 위해 사람의 감독하에서 변조기들 및 정지상태로 절환되며, 이동검출기들의 상태 및 온도가 새로이 결정된다. 그렇지 않으면 실온을 단계(134)에서 측정하고, 이동검출을 위한 초전센서가 현재의 실온에 맞게 조절된다. 그 뒤에, 제어과정은 단계(130)으로 진행하며, 단계(132)등에서 이동검출에 대한 조회가 다시 행해진다.

상술한 실시예들은 전술한 종류의 안전장치를 제공할 수 있는 폭 넓은 가능성을 제시하고 있다. 특히, 추가회로 및 추가센서를 사용하여 최대의 안전도를 보장할 수 있는 다양한 수단이 제시되어 있다. 특히, 부분영역의 감시는 안전영역에 진입하는 사람이 투사스크린상에 단지 그림자영상의 형태로 보일 수 있기 때문에 텔레비젼투사를 위한 실제적용시 이점이 제공된다. 따라서, 그림효과에는 영향이 미치지 않는다.

Claims (20)

1. 레이저빔(5)을 방출하는 레이저(4; 42, 44, 46)와, 레이저빔(5)을 편형시키는 편형수단(8, 9; 47)과, 상기 레이저와 상기 편향수단(8, 9; 47)을 제어하기 위한 제어장치(48)에 접속된 영상발생수단(1)을 포함하는 투사스크린(2)상에 영상을 표시하는 장치에 있어서,

   상기 영상발생수단(1)은 투사를 위한 정규동작모드인 제 1 동작모드와, 레이저(4; 42, 44, 46)에 노출되는 영역에 위치된 사람(16)에게 유해하지 않은 레이저 방사가 이루어지는 동작모드인 제 2 동작모드ㄹ 된 두 개의 동작모드 사이에서 절환이 가능하도록 구성되고,

   상기 영상발생수단(1)과 투사스크린(2)사이에 레이저에 노출가능한 영역(14)보다 넓게 설정된 감시영역(7)을 감시하여 물체가 존재하는지의 여부를 판단하여, 물체가 존재하는 경우 상기 영상발생수단(1)을 제 2 동작모드로 절환시키는 작용을 하며, 하나 이상의 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)가 포함된 안전회로를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 감시영역(17)은 레이저(4; 42, 44, 46)에 노출가능한 영역(14)과, 그 위험영역쪽으로 이동하는 물체의 적시적인 검출을 위해 제공되는 가장자리영역(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가장자리영역(18)은 레이저광빔(5)의 편향수단(8, 9; 47)에 의해 설정된 각 편향방향에서 영상크기의 10%이상에 해당하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
4. 제 1 항에 있어서, 하나이상의 상기 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)는 감시영역(17)로부터 발산되는 전자기 방사선의 변화를 검출하는 센서인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
5. 제 1 항에 있어서, 하나이상의 상기 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)는 바람직하게 700nm 내지 14㎛파장에서 감시영역으로부터 발산되는 적외선 방사선을 검출하는 센서인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
6. 제 1 항에 있어서, 하나이상의 상기 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)는 초전체 원리에 기초한 이동검출기인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
7. 제 1 항에 있어서, 하나이상의 상기 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)는 비접촉식 온도측정용의 서모파일 센서인 것을 특징으로하는 영상표시장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 감시영역(17)의 부분영역들을 각기 감시하기 위한 방향감지 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 방향감지 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)들은 평판 매트릭스의 형태로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)들은 CCD 매트릭스의 감광소자들로 구성되고, 상기 CCD매트릭스상에 방향감도를 제공하고 감시영역내의 물체들을 평면적으로 투사하기 위한 광학수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 센서(22, 24, 26; 60; 72, 74, 76, 78; 84; 90)들중 하나이상은 감시영역으로부터 발산되는 음향파를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
12. 제 1 항에 있어서, 인간에게 유해성이 없는 주파수와 세기를 갖는 전자기파와 음향파를 각각 또는 함께 감시영역에 방사하기 위한 하나이상의 송신기(54)와, 상기 파들을 검출하기 위한 하나이상의 센서(22)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 송신기는 700nm 내지 최대 1500nm의 비가시성 적외선 파장범위에서 레이저빔을 방사하는 파일럿레이저(54)로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 파일럿레이저(54)의 방사선(56)은 투사용의 레이저빔(5)에 동축적으로 퍼지는 형태로 또는 동축적으로 퍼지는 형태로 중첩되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 파일럿레이저빔(97)은 영상표시를 위한 영역보다 큰 크기의 편향영역을 가로질러 편향수단(8, 9; 47)에 의해 래스터주사되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 하나이상의 센서의 상류측에 상기 파일럿레이저의 소정파장을 필터링시키기 위한 필터가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
17. 제 12 항에 있어서, 상기 파들의 초점을 검출용의 상기 센서상에 맞추기 위한 광학수단(82; 88)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
18. 제 12 항에 있어서, 상기 송신기는 펄스모드동작형으로 구성되고, 상기 하나이상의 센서의 하류에는 파의 시간지연측정수단이 접속되고, 상기 시간지연측정수단은 상기 영상발생수단(1)을 시간지연중에 각기 다른 동작상태로 절환시키도록 검출된 물체와 상기 레이저(4, 42, 44, 46)사이의 거리에 관련하여 조회를 받게 구성되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
19. 제 12 항에 있어서, 상기 전송기는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
20. 제 1 항에 있어서, 설정값을 프리세트시키고 상기 감시영역(17)내의 물체와는 무관하게 출력신호를 발생시키는 하나이상의 센서(32, 34)와, 상기 감시영역을 검출하는 상기 센서(32, 34)로 부터의 신호를 비교하기 위한 비교회로(36, 38)를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.