KR20050005393A - 화상 투사 장치 및 화상 투사 방법 - Google Patents

Abstract

스크린 상으로의 화상 투사에 있어서, 투사 범위로의 인체 등의 침입에 대해 안전성을 향상시키는 동시에, 그로 인해 구성의 복잡화 등을 수반하지 않는 화상 투사 장치이다. 스크린(2)의 투사 영역(3) 외측에 감시 영역을 규정하고, 적외선 등의 검출파를 화상 투사 장치(1)의 검출파원(1c)으로부터 출사하여 감시 영역으로부터의 반사파를 CCD 센서 등의 반사파 검출 수단(1d)에 의해 검출한다. 화상 투사 장치(1)의 본체부와 스크린(2) 사이에서 검출파에 의해 포위되는 감시 공간 내에 인체나 장해물이 침입하였는지 여부를 검출하는 동시에, 침입이 검출되었을 때에는 침입의 상황이나 정도에 따라서 투영 영역(3)을 향하는 조사광의 강도를 저감시키거나, 또는 조사광을 차단한다.

Description

화상 투사 장치 및 화상 투사 방법{IMAGE PROJECTOR AND IMAGE PROJECTING METHOD}

대화면 표시가 가능한 화상 표시 장치로서 투사형 프로젝터 장치가 알려져 있고, 관찰자는 광원으로부터의 광을 스크린 상에 투사함으로써 투영되는 영상을 볼 수 있다.

지금까지 프로젝터 장치의 광원으로서 고휘도의 투사관이 이용되어 왔지만, 밝기나 색 재현성 등의 개선 및 영상 신호에 의한 변조의 용이성 등을 목적으로 하여, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 레이저 광원을 이용한 프로젝션 시스템이 제안되어 있다.

그런데, 레이저 광을 이용하는 경우에는 그 안전성의 확보가 중요 과제가 되어, 예를 들어 시청자가 부주의하게 레이저 광의 투사 영역에 침입한 경우의 대책을 충분히 강구할 필요가 있다. 즉, 레이저 광이 눈에 직접적으로 들어간 경우의 위험성이 지적되고 있어, 그 안전 대책으로서 레이저 광의 투사 영역에 사람 등이 침입한 것을 검지하여 레이저 광의 투사를 차단하는 기능을 가진 각종 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평4-111585호 공보, 일본 특허 공표 평11-501419호 공보, 일본 특허 공개 제2001-249399호 공보 참조).

그런데, 종래의 장치에서는 안전 대책을 강구하는 것에 수반되는 문제, 예를 들어 장치의 구성이 복잡화되거나 장치의 대형화 등에 지장을 초래하는 등의 문제가 있다.

즉, 인체의 안전성이 중시되는 장치에서는 그를 위한 안전 기구가 필수가 되지만, 상기 기구의 부설에 의해 투사 광학계 등이 복잡화되거나 혹은 장치 비용의 현저한 상승을 초래하는 등의 문제점이 발생한 경우에는, 보급 등을 방해하는 원인이 될 우려가 있다. 또한, 안전 기구의 동작 지연은 허용되지 않으며 침입 검출에는 신속성이 요구된다.

그래서 본 발명은, 스크린 상에 화상을 투사하고 표시하는 기능을 구비한 화상 투사 장치에 있어서 조사광의 투사 범위에 인체 등이 침입하는 경우의 안전성을 향상시키는 동시에, 그로 인해 구성의 복잡화 등을 수반하지 않도록 하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 고강도의 광원을 이용하여 구성되는 화상 투사 장치 및 화상 투사 방법에 있어서 안전 대책을 충분히 강구하기 위한 기술에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 관한 화상 투사 장치의 기본 구성예를 도시하는 개략도이다.

도2는 스크린 상에 있어서의 각 투사 영역 및 감시 영역을 예시한 설명도이다.

도3은 스크린 주연에 조사되는 검출파의 강도 분포에 대해 설명하기 위한 도면이다.

도4는 화상 투사 장치에 있어서의 안전 대책에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.

도5는 화상 투사 장치의 구성예에 대해 설명하기 위한 도면으로, 프로젝터 장치와 스크린부와의 배치예를 도시하는 도면이다.

도6은 도5에 도시한 프로젝터 장치의 정면도이다.

도7a 내지 도7d는 적외선 조사 수단의 일례를 도시한 도면이다.

도8a 내지 도8b는 적외선 조사 수단의 조사예를 도시하는 도면이다.

도9는 프로젝션 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다.

도10은 침입 검출 및 위험 방지 제어부의 처리예를 나타내는 흐름도이다.

도11은 레이저 광의 파워 레벨에 대해 시간 경과의 일례를 나타낸 그래프도이다.

도12는 적외선 강도와 거리와의 관계를 예시한 그래프도이다.

도13a 내지 도13c는 검출파의 투사 범위와 감시 영역과의 설정 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다.

도14는 프로젝션 시스템의 구성에 대해 다른 예를 도시한 도면이다.

도15a 내지 도15b는 도14에 도시한 프로젝터 장치와 스크린과의 위치 관계를 도시한 도면이다.

도16은 도14의 프로젝터 장치에 있어서의 경보 동작을 예시한 흐름도이다.

도17은 제2 감시 공간으로의 침입 검출에 대해, 제2 검출 수단의 검출 영역을 예시한 설명도이다.

도18은 제2 검출 수단에 대해 다른 검출 영역을 예시한 설명도이다.

도19는 제1 감시 공간으로의 침입 검출에 대해, 제1 검출 수단으로서 초음파 센서를 이용한 경우의 검출 영역을 예시한 설명도이다.

도20은 제1 검출 수단의 다른 예를 도시한 설명도이다.

본 발명에 관한 화상 투사 장치는, 상기한 과제를 해결하기 위해 장치 본체부 중 스크린과의 대향면 또는 스크린에 설치된 검출파원과, 상기 검출파원으로부터 스크린 상의 투사 영역 외측으로 이격되어 위치하는 감시 영역에 검출파가 출사된 후, 상기 감시 영역에서 반사된 반사파를 검출하는 반사파 검출 수단을 구비하고, 상기 반사파 검출 수단에 의한 검출 레벨을 소정의 임계치 또는 기준 범위와비교한 결과를 기초로 하여, 상기 검출파에 의해 포위되는 감시 공간 내로의 침입에 대해 검지하도록 구성한 것이다.

또한, 본 발명에 관한 화상 투사 방법은 화상 투사 장치로부터 거리를 두고 위치하는 스크린 상의 투사 영역에 대해, 그 외측으로 이격되어 위치하는 감시 영역을 규정하는 동시에, 상기 감시 영역에 대해 화상 투사 장치의 전방면에 설치된 검출파원으로부터 검출파를 출사하고 상기 감시 영역으로부터의 반사파를 검출함으로써, 상기 검출파에 의해 포위된 감시 공간으로의 침입에 대해 검출하여 투사 영역을 향해 조사되는 광을 침입의 상태에 따라서 차단하거나, 또는 상기 광의 강도를 저하시킨다.

따라서, 이들 발명에 의하면 스크린에 대향하는 검출파원을 설치하는 동시에, 검출파원으로부터 출사되어 감시 영역에서 반사한 반사파를 검출함으로써 감시 공간 내로의 침입을 간단한 구성으로 검지할 수 있다. 그리고, 상기 감시 공간으로의 침입이 검출된 경우에는, 투사 영역으로의 조사광을 차단하거나 광 강도를 저하시킴으로써, 인체가 위험에 노출되지 않도록 방지할 수 있다.

본 발명은, 화상 투사 장치에 있어서 조사광(레이저 광 등)의 투사 영역에 장해물이 침입하였을 때에 즉시 광을 차단하거나 광 강도를 저하시킴으로써 안전성을 보증하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 관한 화상 투사 장치의 기본 구성예를 개략적으로 도시한 것으로, 레이저 광원을 이용한 장치의 일례(레이저 프로젝터 장치 등)를 도시하고 있다.

화상 투사 장치(1)는 장치 본체부로부터 일정한 거리를 두고 위치된 스크린(2) 상의 투사 영역(3)으로의 투사에 의해 화상 표시를 행하기 위한 광원(1a)과, 투사 렌즈를 포함하는 투사부(1b)를 구비하고 있다. 예를 들어, 레이저 광원(RGB의 각 색 레이저 광원)과 광 모듈레이터(변조 수단)를 구비하고, 레이저 광을 이용하여 스크린(2) 상에 화상을 투사하는 기능을 갖는 구성이 알려져 있다. 또, 광 모듈레이터는 RGB의 각 색 레이저 광을 화상 신호에 따라서 변조하는 변조기 및 광학계를 구비하고 있고, 레이저 광은 화상 신호에 따라서 변조되어, 예를 들어 광 주사 수단을 구성하는 갈바노 미러 등에 의해 주사(스위프)가 행해진다. 또한, 광 모듈레이터는 각 색 레이저 광을 스크린(2) 상에 투사하기 위해 대물 렌즈를 포함하는 투사 광학계를 구비하고 있어, 광 주사 수단에 의해 스위프된 각 색 레이저 광이 상기 투사 광학계를 거쳐서 스크린(2)에 조사된다. 또 본 발명의 적용에 있어서는, 조명광을 영상 신호로 변조하여 스크린 상에 투사시키는 형식의 프로젝터 장치에 한정되지 않고, 각종 구성 형태의 프로젝터 장치에 적용할 수 있다.

또, 광원(1a)으로서는 광 강도나 휘도가 높은 방전등이나 발광관 등을 이용한 구성도 예로 들 수 있지만, 특히 레이저 광원을 이용한 구성 형태에서는 투사관 등을 이용한 경우와 비교하여 밝기나 색 재현성의 점에서 우수한 특성을 가져, 또한 영상 신호의 변조가 용이하다. 단, 상기한 바와 같이 레이저 광원을 이용하는 경우에는, 투사부(1b)로부터 스크린 상의 투사 영역(3)을 향하는 조사광 통과 영역 내로의 인체 등의 침입에 대해 안전 대책을 강구할 필요가 있다(예를 들어, 레이저 광의 차단 또는 광 강도를 저하시키는 등).

도1에 있어서, 스크린(2) 상에 실선으로 나타낸 직사각형 프레임 「LA」가 레이저 광 투사 영역(3)의 외형 프레임을 나타내고 있고, 상기 영역 내에 화상이 투영되어 표시된다.

화상 투사 장치(1)에 있어서는, 예를 들어 레이저 광의 투사 영역(3)을 향하는 조사 범위에 시청자가 부주의하게 침입한 경우라도 인체에 위해를 주지 않기 위한(레이저 광이 눈에 직접 들어가지 않게 하는 등) 안전 기구가 설치되어 있고, 설정 영역(감시 공간)으로의 침입 검출에 있어서 검출파를 이용하여 상기 검출파의반사파를 검출한다. 그리고, 사람 등이 상기 영역에 침입한 것이 검지된 경우에 투사 영역(3)으로의 조사광을 차단하거나, 또는 상기 조사광의 강도를 충분히 저하시킨다(사람의 눈에 영향을 미치지 않도록 방지함).

검출파를 이용한 침입 검출 수단에 대해서는, 검출파원(1c) 및 반사파 검출 수단(1d)을 구비하고 있다.

검출파원(1c)은 장치 본체부 중 스크린(2)에 대향하는 전방면 또는 스크린 상에 설치되어 있고, 예를 들어 적외광이나 적외선의 발광원으로서 발광 다이오드(LED) 등의 안전한 광원을 이용할 수 있다(적외광이 시청자의 눈에 들어 가도 안전상의 문제가 없음).

검출파원(1c)으로부터 발생한 검출파(4)(도1의 2점 쇄선 참조)는, 스크린(2)을 향해 조사된다. 도1에 있어서, 스크린(2) 상에 파선으로 나타내는 직사각형 프레임(IR)이 검출파의 투사 영역을 나타내고 있다. 본 예에서는, 레이저 광의 투사 영역(3) 외측에 위치하여 상기 영역보다도 한층 크게 된 사변형의 영역이다. 또, 검출파의 투사 영역[직사각형 프레임(IR)] 쪽이 레이저 광의 투사 영역(3)보다도 사이즈(화면각)가 크게 설정되어 있는 이유는, 투사 영역(3)에 시청자 등이 침입하기 전에 그것을 검지할 필요성 때문이다.

반사파 검출 수단(1d)은, 스크린으로부터의 검출파의 반사파를 검출하기 위해 설치되어 있다. 즉, 검출파원(1c)으로부터 투사 영역(3)의 외측으로 이격되어 위치하는 소정 영역[도2의 감시 영역(6)을 참조]으로 검출파가 출사된 후, 상기 영역에서 반사된 반사파를 검출한다. 예를 들어, 검출파로서 적외광이나 적외선을이용하는 경우에, 그 반사파 센서로서 촬상 소자(CCD형이나 CMOS형 이미지 센서 등)를 들 수 있다.

또, 검출파원(1c)이나 반사파 검출 수단(1d)은 스크린(2)에 대향하는 면(장치 본체부의 전방면)에 설치된 투사부(1b)의 주위에 배치되어 있다. 본 예에 나타낸 바와 같이, 반사파 검출 수단(1d)이 투사부(1b)의 근방에 위치되고 이들을 둘러싸게 하여 검출파원(1c)을 배치시킨 구성으로 하면, 장치의 소형화나 콤팩트화에 유리하다. 또, 반사파 검출 수단(1d)을 투사부(1b)에 가까운 장소에 설치함으로써, 오검출 등의 발생 확률을 저감시키는 것이 가능하다[예를 들어, 반사파 검출 수단(1d)이 투사부(1b)로부터 지나치게 이격되어 있는 경우에는 투사와 관계 없는 검출이 행해져 버려, 침입 검지가 이에 반응하면 불필요하게 안전 기구가 작동될 우려가 생김]. 이 밖에, 검출파에 변조를 가하는 등의 방법을 이용함으로써 검출 정밀도를 높이거나, 혹은 오검출을 방지할 수 있다.

도2는 스크린(2) 상에 있어서, 레이저 광의 투사 영역(3), 검출파의 투사 영역(5)(파선의 범위로 나타냄), 감시 영역(6)의 관계를 예시한 것이다.

감시 영역(6)은 투사 영역(5)에 대략 대응한 위치에 설정되어 있지만, 상기 감시 영역(6)의 폭은 투사 영역(5)보다도 좁게 되어 있다. 본 예에서는, 감시 영역(6)이 직사각형 프레임(사변형)의 각 변에 각각 대응한 소정폭의 4 영역(6A 내지 6D)으로 구성되어 있지만, 이에 한정되지 않고 적어도 한 변 이상의 감시 영역을 이용한 각종 형태로의 실시가 가능하다.

도2에 도시한 각 영역(6A 내지 6D) 중, 영역(6A)이 사변형의 좌변부,영역(6B)이 사변형의 상변부, 영역(6C)이 사변형의 우변부, 영역(6D)이 사변형의 하변부를 각각 구성하고 있다. 그리고 각 구성 영역에 대해서는, 상기 영역에 각각 대응하고 반사파 검출 수단(1d)에 의해 검출되는 범위(검출 범위)에 관한 취득 데이터를 기초로 하여 감시된다. 예를 들어, 적외광 또는 적외선의 반사파 센서나 촬상 소자 등을 이용하는 경우에 있어서, 각 구성 영역의 검출 화상을 구성하는 화소 데이터를 이용한 처리에 의해 침입 감시가 행해진다.

또, 투사 영역(3)의 외형 프레임(LA)으로부터 감시 영역(6)까지의 거리(도3의 「W」참조)에 관해서는, 인체의 동작 등으로부터 상정되는 침입 속도 및 인체나 장해물의 침입이 검지된 후 레이저 광이 차단되거나, 또는 감광되기까지의 소요 시간과의 관계 등을 기초로 하여 결정된다[즉 이 거리가 지나치게 짧으면, 침입 검지 후의 레이저 광 차단 또는 감광이 끝나지 않게 되어 버릴 우려가 생기므로, 거리(간격) 설정을 적절하게 행할 필요가 있음].

감시 영역(6)에 대해서는, 하기에 나타낸 형태를 예로 들 수 있다.

(a) 스크린 중 반사율이 높은 범위로 설정하는 형태,

(b) 스크린 주연부의 반사율이 낮은 범위로 반사 부재(재귀 반사 시트 등)를 설치하는 형태.

형태 (a)에서는 투사 영역(3)이 스크린(2) 중 반사율이 높은 범위에 위치된 상태에서 화상 투사가 행해지고, 통상 그 최대 사이즈(백색 바탕 부분의 크기)보다도 약간 작은 범위가 되는 것을 고려하여 투사 영역(3)의 외주에 각 영역(6A 내지 6D)의 위치를 설정한다. 즉, 스크린(2)에 있어서 반사율이 높은 범위를 그대로 이용할 수 있는 반면, 감시 영역(6)의 존재가 투사 영역(3)의 화면 사이즈에 영향을 미쳐 표시 범위가 약간 좁아진다.

그래서, 형태 (b)에서는 스크린 주연부(흑색 바탕 부분 등)에 재귀 반사 시트 등을 부착하고, 이 부분을 감시 영역으로서 이용함으로써 스크린 가득히 화상 표시를 행하는 것이 가능해진다.

감시 영역(6)에 대해서는, 화상 투사 장치(1)로부터 스크린(2)까지의 거리 측정치 및 투사 렌즈의 F치를 기초로 하여 투사 영역(3)보다도 큰 사이즈 및 위치로 설정한다. 그 때에는, 갑자기 광 강도가 높은 조사광을 투사 영역(3)에 투사하는 것이 아니라, 처음에 눈에 있어서 충분히 안전한 밝기의 조사광을 투사 영역(3)에 투사하여 그 화면각을 관측함으로써, 감시 영역(6)의 크기 및 위치의 설정을 행하는 것이 바람직하다.

도3은 검출파의 강도 분포에 대해 모식적으로 도시한 것으로, 상기 강도 분포를 나타내는 그래프 곡선(7)에 대해서는 화살표(L)로 나타낸 방향에 있어서 검출파의 강도를 나타내고, 이에 직교하는 방향이 스크린(2) 상에서의 위치를 나타내고 있다.

검출파는 투사 영역(3)의 외형으로부터 그 외측으로 「W」로 나타내는 간격을 둔 위치를 향해 조사되지만, 감시 영역(6)의 폭(6A 내지 6D의 폭)보다도 약간 넓은 범위에 있어서 소정 레벨 이상의 대략 일정한 강도를 나타내고 상기 범위보다도 스크린(2)의 내측 또는 외측으로 감에 따라서 강도가 점차 감소하는 분포를 보이고 있다. 즉, 투사 영역(5)의 폭에 비해 감시 영역(6)의 폭이 지나치게 크면 검출파 강도가 낮은 주변부가 감시 영역(6)에 걸려 버리므로, 강도가 불안정화되거나 검출에 필요한 S/N(신호 : 노이즈)비를 충분히 얻을 수 없는 등의 문제가 발생한다. 그래서 감시 영역(6)의 폭에 대해서는, 스크린(2)에 대향하는 방향으로부터 본 경우에 검출파의 투사 영역(5) 내이며 검출파의 강도가 소정 레벨 이상이 된 대략 일정한 레벨 범위(평탄 영역) 내로 억제되도록 설정하는 것이 바람직하다.

다음에, 감시 처리에 대해 설명한다.

상기 반사파 검출 수단(1d)에 의해 감시 영역(6)의 각 영역(6A 내지 6D)을 감시하고, 침입 검출에 관한 판단 처리를 행하는 경우의 원리는 이하와 같다.

감시 영역의 각 구성 영역에 대해서는, 예를 들어 반사파 검출 수단(1d)에 의한 검출 화상으로서 감시된다. 일례로서, 어떤 감시 영역(6B)의 크기가 이에 대응하는 검출 화상에 있어서, 「폭 2 화소 × 길이 600 화소 ＝ 합계 1200 화소」의 화면 사이즈에 상당하고, 각 화소 데이터에 대해서는 소정의 계조 표현에 따라서 반사파의 강도를 나타내는 것으로 한다. 즉, 검출파는 스크린(2) 상의 투사 영역(5)에 조사되어 상기 스크린으로 반사하고, 그 반사파의 강도가 감시 영역의 검출 화상을 구성하는 각 화소의 데이터로서 인식된다. 예를 들어, 스크린(2)으로부터의 반사파의 강도가 256 계조의 정밀도를 갖고 검출되는 경우에, 화소 데이터를 기초로 하는 반사파 강도의 기준 범위를 미리 설정해 두고, 실제의 반사파 강도가 이 기준 범위 내에 포함되어 있는지 여부를 조사함으로써 침입 검출의 판단이 가능하다. 기준 범위를 가령 70 내지 120으로 규정한 경우에 있어서, 실제의 반사파 강도가 기준 범위에 충족되지 않은 경우(0 내지 69)나 기준 범위를 넘는경우(121 내지 255)에는 그 데이터를 나타낸 화소에 있어서 검출파가 차단된 것, 또는 반대로 지나치게 밝은 것이 인식된다.

상기 감시 영역에 관한 1200 화소 중 이미 결정된 화소수(예를 들어, 6 화소) 이상에 대해, 상기 기준 범위와의 비교 결과로부터 반사파 강도가 허용되지 않는다고 판단되고, 강도 저하나 강도 상승이 확인된 경우에는 인체나 장해물의 침입이 있었던 것이라 판정된다. 또, 각 화소 데이터를 기초로 하는 반사파 강도의 검출치 변화에 대해서는 인체나 장해물의 침입에 의해 검출파가 차단되거나, 검출파를 직접 반사함으로써 야기된다. 반사파 검출 수단(1d)에 의한 검출 레벨을 소정의 임계치 또는 기준 범위와 비교하는 동시에, 그 비교 결과를 기초로 하여 검출파에 의해 포위되는 감시 공간 내로의 침입에 대해 검지할 수 있다. 또, 이 「검지」에는 인체나 물체에 관한 존재의 유무는 물론, 그 크기 혹은 이동 방향 등의 검출도 포함된다.

이상과 같이, 검출 화상 전체가 아닌 감시 영역에 상당하는 화상의 일부에 대해 레벨 비교에 의해 검출을 행하는 것이 유효하며, 복잡하고 시간이 걸리는 화상 처리는 필요하지 않다.

이러한 감시 시스템에 의해 사람 등의 침입이 검지된 경우에는, 안전 기구가 작동한다. 즉 반사파 검출 수단(1d)은, 감시 영역(6)(6A 내지 6D)에 관하여 스크린(2)으로부터의 반사파를 검출한다. 반사파 검출 수단(1d)은 스크린(2)으로부터의 반사파 강도를 감시 영역(6)의 각 화소 데이터에 의해 측정하고, 예를 들어 인체나 장해물의 침입에 의해 반사된 검출파 강도가 그와 같은 침입이 없는 경우에스크린 또는 반사 부재(재귀 반사 시트 등)로부터의 반사파 강도와 다른 것을 검출한다. 그리고, 어떠한 감시 영역에 대해 강도의 저하나 상승을 포함하는 이상이 검출된 경우에 조사광(레이저 광 등)이 차단되거나 또는 감광된다. 그 기구에 대해서는, 하기에 나타낸 구성 형태를 예로 들 수 있다.

· 광원(1a)의 출사광을 기계적 셔터 등의 차단 기구로 차광하는 형태,

· 광 변조 수단의 구동 제어, 예를 들어 광 변조 소자의 구동을 오프 상태(어두운 상태)로 하는 등의 형태,

· 광원(1a)으로의 전원 공급을 정지하거나, 또는 상기 공급 전력을 저하시키는 형태,

· 상기 형태의 조합.

도4는 화상 투사 장치(1)에 관한 안전 대책의 일례에 대해 설명하기 위한 흐름도로, 본 알고리즘에 따르면 레이저 광의 투사에 대해 안전성이 확인되기까지의 동안 사람의 눈에 충분히 안전한 강도의 레이저 광에서의 투사를 행함으로써, 상기 레이저 광의 투사 범위에 사람이 부주의하게 침입한 경우의 사고를 미연에 방지할 수 있다.

처리 스텝은 이하와 같다.

(S1) 장치의 스위치를 투입하여 동작을 개시한다.

(S2) 눈에 있어서 충분히 안전한 강도를 갖고 레이저 광을 조사한다.

(S3) 안전 기구에 대해 설정 상태를 확인하여 재설정이 필요한 경우에는 (S4)로 진행하고, 설정에 문제가 없으면 (S5)로 진행한다.

(S4) 각종 조정 및 확인 처리를 행한 후 (S3)으로 복귀한다.

(S5) 장치의 사용자 또는 관리자가 안전성을 확인한 후에, 스위치를 투입하여 안전 기구를 작동시킨다.

(S6) 규정된 밝기를 갖고 레이저 광을 조사한다. 이 상태에서 상기한 바와 같이 인체나 장해물의 침입이 검출된 경우에는, 상기 레이저 광이 차단되거나 또는 감광에 의해 (S2)와 마찬가지로 안전한 레벨까지 레이저 광의 강도가 저하한다.

또, 상기 (S4)의 조정이나 확인된 사항에 대해서는, 예를 들어 하기에 나타낸 바와 같다.

· 투사 거리의 자동 조정 및 확인,

· 투사 거리 및 화면각을 기초로 하는 감시 영역의 설정,

· 검출파의 스크린으로의 조사 및 거리에 따른 검출파 출력이나 조사 위치 등의 자동 조정,

· 스크린으로부터의 반사파 강도의 확인 및 필요에 따른 스크린의 세팅 변경 등.

본 예와 같이, 검출파에 의해 포위되는 감시 공간으로의 침입, 특히 인체의 침입이 검출되지 않는 것을 확인하기까지의 동안은 조사광의 강도를 인체에 위험이 없는 레벨까지 저하시킨 후에 화상 투사를 행하고, 안전성이 충분히 확인된 후에 조사광의 강도를 규정 레벨까지 상승시키도록 제어를 행하는 것이 바람직하다. 그리고, 화상 투사 장치(1)에 있어서 감시 공간으로의 인체나 장해물의 침입이 없는 것을 확인한 후, 만일을 위해 사용자(장치의 조작자)가 투사 영역(3)에 인체나 장해물의 침입이 없는 것을 확인한 후에 전용 스위치를 투입함으로써, 비로소 조사광의 투사 출력을 올리도록 하면 더욱 안전성을 높이는 것이 가능하다.

또한, 상기 (S2) 내지 (S4)에 대해서는 수동 또는 자동으로 행할 수 있지만, 사용자의 편리성의 관점으로부터는 자동화가 바람직하다. 또한, 전회의 조정이나 설정 상태를 그 때의 조건(투사 화면각이나 투사 거리 등)과 함께 장치 내의 기억 수단에 기억시켜 두고, 다음회의 장치 기동시에는 전회의 기억 정보를 현재의 상태로부터 얻을 수 있는 정보와 대조하여 확인하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 대조 확인 결과가 허용되는 경우(즉, 전회의 상태와 큰 차가 없는 경우)에는 상기 (S2)로부터 (S5)로 진행하지만, 대조 확인 결과로부터 상황이 크게 변화되어 있는 경우에는 조정이나 설정을 처음부터 다시 하도록 구성한다.

다음에, 침입 검출 및 위험 방지의 기능을 갖는 프로젝터 장치의 일례에 대해 도5 내지 도20을 이용하여 설명한다. 또, 투영 광선(레이저 광)의 통과 영역에 사람이 침입한 것을 검출하여, 사람의 눈에 광선이 입사되는 것을 방지하는 형태나 위험이 없을 정도로 광선의 강도를 저감하는 형태로의 적용이 가능하다.

도5는 프로젝터 장치 본체부 및 스크린을 도시하는 사시도이며, 프로젝터 장치는 그 장치 본체부(1A)와, 그 위에 적재된 CCD형 이미지 센서 등의 촬상 수단(100)을 구비하고 있다[상기 반사파 검출 수단(1d)에 상당함].

그리고, 프로젝터 장치의 전방에는 스크린(40)이 배치되어 있어, 그 표면에 있어서 영상의 투영 영역(42)이 규정되는 동시에, 상기 영역의 주연부 영역(44)에는 직사각형의 감시 영역(46)이 규정되어 있다. 또, 본 예에서는 감시 영역(46)이사변형의 각 변에 각각 상당하는 감시 영역(46A 내지 46D)으로 구성되어 있다.

도6은 장치 본체부(1A)의 정면도로, 투영 렌즈(32), 촬상 수단(100), 적외선 조사 수단(120)(120A 내지 120D)을 도시하고 있다.

장치 본체부(1A)의 전방면 중앙에는 투영 렌즈(32)가 위치되고, 상기 투영 렌즈(32)로부터 스크린(40) 상의 투영 영역(42)으로 영상이 투사된다[투영 렌즈(32)는 초점 거리의 조정이 가능함].

장치 본체부(1A)에 있어서의 전방면 주연부에는 적외선 조사 수단(120)이 위치되어 있고, 본 예에서는 적외선을 조사하는 4개의 적외선 조사부(120A 내지 120D)를 갖는다. 즉 이들 적외선 조사부는, 상기 감시 영역(46)을 구성하는 감시 영역(46A 내지 46D)의 각각에 대해 소정 파장(예를 들어, λ ＝ 880 ㎚)의 적외선을 조사한다.

도7a 내지 도7d는 적외선 조사부 중 1개(120A)를 예시한 것으로, 도7a가 정면도, 도7b가 1개의 발광 소자를 도시하는 측면도이며, 도7c 및 도7d는 적외선 조사 각도의 설명도이다.

각 적외선 조사부(120A 내지 120D)는 모두 동일한 구성을 갖고 있고, 도7a에 도시한 바와 같이 길이 방향에 따라 복수개의 발광 소자(예를 들어, 적외선을 방사하는 11개의 발광 다이오드)를 배열한 것이 길이 방향에 직교하는 방향(도면의 상하 방향)에 있어서 2단 배치되어 있다.

각 발광 다이오드에는, 도7b에 도시한 바와 같이 그 전방면에 보정 렌즈「LNS」가 설치되어 있다. 그리고, 본 예에서는 도7c에 도시한 바와 같이 상기 보정 렌즈의 광축을 포함하는 수직면 내에 있어서 광축 방향을 기준으로 하는 발산 각도(앙각)가 2°가 되고, 또한 도7d에 도시한 바와 같이 수평면 내에 있어서 광축 방향을 기준으로 하는 발산 각도가 34°가 되어, 각 적외선 조사부의 각각에 대응한 감시 영역(예를 들어, 부호 46A)을 향해 적외광을 조사한다.

또, 각 적외선 조사부에 이용되는 발광 소자의 수에 대해 동일할 필요는 없으며, 예를 들어 사변형의 긴 변에 위치하는 적외선 조사부(120A, 120C)에 비해 사변형의 짧은 변에 위치하는 적외선 조사부(120B, 120D)는 사용 소자수가 적어도 된다.

또 각 적외선 조사부에 대해서는, 스크린(40)을 향한 조사 각도를 수동 또는 자동으로 조정할 수 있게 하기 위한 틸트 기구가 설치되어 있다. 즉, 본체부(1A)로부터 스크린(40)까지의 투사 거리나 양자의 위치 관계가 항상 고정된 것이 아니므로, 적외선 조사부(120A 내지 120D)의 조사 방향이나 범위 등을 조정하거나, 투영 렌즈(32)의 초점 거리 등을 조정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 프로젝터 장치는 다양한 상황에서 이용되는 경우가 많기 때문에, 투사 거리가 3 m이며 투영 렌즈(32)와 스크린(40)의 투영 영역(42)이 수평인 위치 관계에 있는 경우나, 투사 거리가 5 m이며 투영 렌즈(32)로부터 투사 영역(42)에 상향으로 투영 화상이 조사되는 경우 등, 각종 상황을 예로 들 수 있다[투영 렌즈(32)에 대해 방향이나 초점 거리의 조정이 가능한 동시에, 적외선 조사부(120A 내지 120D)의 틸트(경사 운동)를 가능하게 하고, 투영 렌즈(32)의 주밍(Zooming) 등에 따라서 각 적외선 조사부의 틸트 각도를 조정할 수 있게 하는 것이 바람직함].

예를 들어, 투사 거리에 따라서 수동 또는 자동으로 도7c에 상향 화살표 「U」, 또는 하향 화살표 「D」로 나타낸 바와 같이 조정 가능하다.

도8a 내지 도8b는 적외선 조사부에 관한 조사 방향 및 조사폭에 대해 설명하기 위한 도면이며, 적외선 조사부(120A)를 예로 하여 수직면에 직교하는 측방으로부터 본 모습을 도시하고 있다.

수직 방향 및 수평 방향의 발산 각도나 적외선 조사폭에 대해서는, 본체부(1A)와 스크린(40)과의 거리에 따라서 조정이나 설정을 행할 수 있다. 예를 들어, 도8a와 같이 적외선 조사부(120A)로부터의 광선(적외광선)이 대략 평행 광선이 되어 감시 영역(46A)에 대해 조사되는 광로 설정이나, 도8b에 도시한 바와 같이 적외선 조사부(120A)로부터의 조사 광선이 접근하여 교차한 후에 서로 이격되도록 진행하는 광로 설정 등을 들 수 있다.

각 적외선 조사부에 의해 스크린의 주연 영역(44)에 조사되는 적외선의 강도 분포에 대해서는, 도3에 설명한 바와 같다. 즉, 도3의 그래프 곡선(7)이 적외선의 강도를 나타내고 있고, 그 강도 피크의 범위(평탄부)에 대응하는 스크린(40) 상의 범위 내에 감시 영역(46)이 위치되어 있다. 예를 들어, 거리 「W」의 값은 10 ㎝이고, 또 각 감시 영역(46A 내지 46D)의 폭은 모두 동일하게 하거나 또는 필요에 따라서 그들의 폭을 개별적으로 바꾸는 것도 가능하다.

촬상 수단(100)은 감시 영역(46)을 포함하는 스크린(40)을 촬상하지만, 촬상 수단(100)의 전방면에는 프로젝터 장치의 통상 동작시에 적외 성분만 투과시키는 필터가 설치되어, 감시 영역(46)을 포함하는 범위로부터 반사되는 적외선을 검출한다(단, 후술하는 조정 단계에서는 상기 필터를 제거할 필요가 있음).

촬상 수단(100)으로 검출되는 적외선 영상(필터를 투과한 적외선에 의한 검출 화상)은, 후술하는 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에 의해 신호 처리된다.

도9는 프로젝션 시스템의 구성예를 나타내는 블록도로, 광 변조부(10), 광 조정부(20), 광 투사부(30), 스크린(40), 전원 계통(50), 신호 처리부(60), 촬상 수단(100), 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110), 적외선 조사 수단(120), 급전 장치(130)를 구비하고 있다.

급전 장치(130)는 적외선 조사부(120A 내지 120D)에 급전을 행하는 것으로, 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)로부터의 지령을 받아 각 적외선 조사부에 공급하는 전력을 변화시킬 수 있다. 그에 의해, 각 적외선 조사부를 구성하는 상기 발광 소자군의 출력 레벨에 대해 조정 및 설정이 가능하다. 또, 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 침입 검출 수단을 구성하고 있고, 예를 들어 컴퓨터(메모리나 표시 장치 등을 포함함)나 전용 회로 등을 이용하여 구성되어 있다.

광 변조부(10)는 광원부(12), 조명광 생성부(14), 공간 변조광 생성부(16)를 갖는다.

광원부(12)는 녹색 레이저 다이오드[LD(G)], 청색 레이저 다이오드[LD(B)], 적색 레이저 다이오드[LD(R)]를 갖고, 각 레이저 다이오드는 전원 계통(50)의 전원 장치(52)로부터 급전을 받아 각 색의 레이저 빔을 출사한다.

또 전원 계통(50)에 대해서는, 광원부(12)에 대해 레이저를 구동하는 전압 및 전류를 출력하는 전원 장치(52)와 레귤레이터(54)를 갖고 있어, 레귤레이터(54)에 의해 전원 장치(52)의 출력 레벨을 조정할 수 있도록 구성되어 있다[출력 조정에 대해서는, 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)의 지령에 따라서 전원 장치(52)로부터 광원부(12)로 출력되는 전류 등을 0으로부터 최대 허용치까지의 범위에 걸쳐 임의로 조정할 수 있음].

조명광 생성부(14)는 광원부(12)로부터 출사된 RGB 각 색의 레이저 빔을 받아들여 평행한 조명광을 각각 생성하기 위해 설치되어 있고, 녹색 조명 광학부[LG(G)], 청색 조명 광학부[LG(B)], 적색 조명 광학부[LG(R)]를 갖는다.

공간 변조광 생성부(16)는 광 변조 수단을 구비하고, 본 예에서는 그레이팅 라이트 밸브(GLV : Grating Light Valve)라 불리우는 일차원 광 변조 소자가 이용되고 있다. 상기 소자는 광의 온/오프(ON/OFF) 제어가 전기적으로 가능한 위상 회절 격자를 이용하여 구성된다(디지털 화상 표시에 사용됨).

조명광 생성부(14)로부터의 각 색광에 대해 녹색용 GLV(G), 청색용 GLV(B), 적색용 GLV(R)가 각각 설치되어 있고, 공간 변조광 생성부(16)는 또한 합성기(combiner)(MX)를 갖고 있다. 각 색의 GLV에는 신호 처리부(60)에서 처리되는 영상 신호(VIDEO)에 따른 변조용 구동 신호가 드라이버 회로(64)로부터 각각 공급되어, 조명광 생성부(14)로부터의 광이 영상 신호(VIDEO)에 따라서 변조되어 출력된다.

합성기(MX)는 각 색 GLV에 의한 광을 합성하는 수단(화상 합성 수단)으로, 그 출력광은 후단의 광 조정부(20)에 출사된다.

광 조정부(20)는 오프너 릴레이 광학계(22) 및 디퓨저 광학계(24)를 갖고,공간 변조광 생성부(16)로부터의 화상광에 대해 조정한다.

광 조정부(20)의 후단에 위치하는 광 투사부(30)는 투영 렌즈(32)와 스캐너(34)를 갖고, 스크린 상으로의 화상의 광 투사 수단을 구성한다. 광 투사부(30)의 전방에는 투영용 스크린(40)이 배치되어, 갈바노 미러 등의 편향 수단을 구비한 스캐너(34)에 의해 영상 신호(VIDEO)에 따른 화상이 스크린(40)에 투영된다. 또 본 예에서는, 투영 렌즈(32)의 후단에 스캐너(34)가 배치된 형태를 나타내고 있지만, 양자의 위치 관계를 반대로 한 형태(스캔 후에 확대 투영하는 형태) 등 각종 형태에서의 실시가 가능하다.

신호 처리부(60)는 영상 신호 처리부(62), 드라이버 회로(64), 전체 제어부(66), 스캐너 제어부(68)를 갖는다.

영상 신호 처리부(62)에는 도시하지 않은 영상 소스 기기(컴퓨터나 기록 재생 장치 등)로부터의 영상 신호(VIDEO)가 입력되고, 드라이버 회로(64)를 거쳐서 공간 변조광 생성부(16)의 각 GLV를 제어하여 조명광(레이저 광)을 변조하는 신호를 생성하기 위해 신호 처리가 행해진다. 그리고, 드라이버 회로(64)는 영상 신호 처리부(62)의 출력 신호를 받아 구동 신호를 각 색 GLV로 각각 송출하여 각 소자를 구동한다.

스캐너 제어부(68)는 스캐너(34)에 대한 회전 제어를 행하기 위해 설치되어 있고, 전체 제어부(66)의 제어하에 배치되어 있다. 또 전체 제어부(66)는, 예를 들어 드라이버 회로(64)로부터의 신호에 따라서 스캐너 제어부(68)에 지령을 내보내거나, 영상 신호 처리 전반 및 투사 제어 등을 총괄한다.

도10은 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에 있어서의 처리의 일례를 나타내는 흐름도로, 처리 스텝(S1 내지 S6)은 하기와 같다.

(S1) 장치 기동,

(S2) 클래스 1의 광조사 및 위치 조정,

(S3) 클래스 3R의 레벨 조정,

(S4) 통과 확인 시험,

(S5) 조정 종료,

(S6) 통상 감시 상태의 설정.

또, (S1) 내지 (S5)가 초기 조정에 관한 것으로, (S6)에 대해서는 초기 조정 후에 장치를 기동하여 사용하는 경우에 설정된다. 또한, (S2) 및 (S3)은 모두 레이저 광의 조사 조정에 관한 스텝을 나타내고, (S2)의 「클래스 1」의 조사 레벨에서는 눈에 있어서 충분히 안전한 강도까지 저하한 상태가 된다. 또한, (S3)의 「클래스 3R」의 조사 레벨은 프로젝터 장치의 통상 동작에 있어서 사용되는 강도이다(레이저 안전 규격은 「JIS C 6802」 참조).

다음에, 도11을 이용하여 상기 S1 내지 S6에 대해 설명한다. 또, 도11은 횡축에 시간을 취하고 종축에 레이저 광의 조사 레벨을 취하여 그 시간적 변화의 경위를 예시한 것이며, 각 시각(t1 내지 t4) 및 시간(T1, T2)의 의미는 하기와 같다.

· 「t1」 ＝ 장치의 전원 스위치를 온으로 한 시점,

· 「t2」 ＝ 클래스 1로부터 클래스 3R로의 상승 개시 시점,

· 「t3」 ＝ 감시 공간에 인체나 장해물이 침입을 시작한 시점,

· 「t4」 ＝ 클래스 3R로의 상승 개시 시점,

· 「T1」 ＝ APR의 동작 시간,

· 「T2」＝ 인체나 장해물의 감시 공간으로의 침입 시간(T2 ＞ T1).

도면 중의 「APR」(Auto Power Reduction)은 인체 등의 침입 검지시에 레이저 파워의 레벨을 저감시키는 안전 기구를 의미하고, 「ON」이 상기 기구의 작동 상태, 「OFF」가 상기 기구의 작동 후에 있어서의 레이저 광의 차단 해제를 의미한다.

우선 상기 스텝 (S1)에서는, 시점(t1)에 있어서 조작자가 프로젝터 장치의 전원 스위치(140)(도9 참조)를 조작하여 상기 스위치를 온 상태로 하고 프로젝터 장치의 기동이 지시된다. 이에 의해, 프로젝터 장치의 각부에 급전이 행해진다. 또, 영상 신호 처리부(62)에 영상 신호(VIDEO)가 공급되지 않은 상태에서는 영상이 없는 상태에서 조명만이 행해진다[단, 이 상태에서 투영 렌즈(32)로부터 광이 투영 영역(42)을 항상 정확하게 투영하고 있는 것은 아니라는 것에 주의를 요함].

다음 스텝 (S2)에서는 레이저 광의 조사 레벨(파워)이 클래스 1로 상승한다. 즉, 시점(t1)에 있어서 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에 전원 스위치(140)가 온인 것을 나타내는 신호가 입력되면, 광원부(12)에 대한 전력 제어가 행해져 클래스 1의 파워를 갖는 레이저 광이 조사된다. 그리고, 스크린 상에서의 위치 조정이 행해진다.

프로젝터 장치의 장치 본체부(1A)와 스크린(40)을 설치한 직후의 상태에서는, 적외선 조사부(120A 내지 120D)로부터 감시 영역(46A 내지 46D)을 향해 조사된적외선이 예정된 위치를 정확하게 조사하고 있다고 단언할 수 없다.

그래서 각 적외선 조사부의 지향성이나 투사 거리의 조정 외에, 필요에 따라서 투영 렌즈(32)의 초점 거리 조정 등이 수동 또는 자동으로 행해진다. 예를 들어, 스크린(40) 내의 투영 영역(42)에 해당하는 범위에 투영 렌즈(32)로부터의 광이 조사되도록 장치 본체부(1A)의 방향이나 투영 렌즈(32)의 초점 거리 등을 조정한다. 그리고, 스크린(40)에 있어서의 투영 영역(42)의 위치가 확정된 후에 각 적외선 조사부(120A 내지 120D)로부터 스크린 상으로의 조사 범위와, 각 감시 영역(46A 내지 46D)이 각각 대응하는 위치 관계를 갖도록 양자의 위치 맞춤을 행한다.

또, 투사 거리나 표시 위치, 화면 사이즈 등의 조정, 적외선 조사 범위와 감시 영역 사이의 위치 맞춤 등에 대해서는 촬상 수단(100)을 사용하여 스크린(40)으로의 투영 렌즈(32)로부터의 투사광 및 각 적외선 조사부를 구성하는 발광 다이오드의 투사광에 관하여 이들의 반사광으로서 촬상하고, 그 촬상 신호를 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에 입력하는 동시에 여기서 신호 처리를 행함으로써 화상 표시로 확인할 수 있도록 구성한다[투영 영역(42)의 조정 등에 있어서는, 촬상 수단(100)에 설치된 적외선 투과 필터(가시광 커트 필터)는 비장착 상태로 함].

또한, 적외 발광 파워에 대해 충분한 안전성을 보증하는 것이 필요하다.

도12는 적외 LED의 파워와 거리와의 관계를 예시한 그래프도이다.

「JIS C 6802」로 규정되는 직접안 노광에 대한 각막에 있어서의 MPE(Maximum Permissible Exposure)는, 파장(λ) ＝ 880 ㎚, 조사 시간(t) ＝ 3 ×10^－4초(0.3 ㎳)일 때 0.733 mW/㎠로, 본 예에 있어서도 이 기준을 만족시키도록 설계하고 있다. 예를 들어, 스크린 사이즈가 80 인치이며 투사 거리가 2.35 m인 경우에 감시 영역(46)에 있어서의 적외광의 파워는 약 0.15 mW/㎠이며, 감시 영역(46)에 있어서의 적외선 조사폭은 5 ㎝이다. 다른 예로서는, 스크린 사이즈가 180 인치이고 투사 거리가 6.53 m인 경우, 감시 영역(46)에 있어서의 적외광의 파워는 약 0.054 mW/㎠이며, 감시 영역(46)에 있어서의 적외선 조사폭은 5 ㎝이다.

도13a 내지 도13c는, 적외선 조사부(120A 내지 120D)에 의한 각 투사 영역과 감시 영역(46A 내지 46D)과의 위치 관계의 조정 및 확인 처리에 대해 설명하기 위한 도면이다. 본 예에서는, 투영 렌즈(32)로부터 투사된 투영 영역(42)으로의 위치 조정 종료 후에 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)의 메모리에 기억된 촬상 수단(100)의 촬상 결과를 도시하지 않은 표시 장치에 표시시켜, 적외선 조사부(120A 내지 120D)로부터 감시 영역(46A 내지 46D)으로의 조사 상태를 확인하는 경우를 예시하고 있다.

도13a는 투영 영역(42)이 설정된 직후의 초기 상태를 도시하고 있고, 투영 영역(42)의 주위에는 적외선 조사부(120A 내지 120D)의 투사 범위(46a 내지 46d)(파선으로 나타냄)가 투영 영역(42)의 외연으로부터 거리(d1) ＝ 30 ㎝, 거리(d2) ＝ 20 ㎝, 거리(d3) ＝ 20 ㎝, 거리(d4) ＝ 40 ㎝를 두고 각각 이격되어 있는 것이 수치로 표시되어 있다.

촬상 수단(100)은 스크린(40)에 조사된 적외선 조사부(120A 내지 120D)의 광의 반사에 대해 적외 투과 필터를 통해 촬상한다. 예를 들어, 감시 영역폭이 5 ㎝가 되어 그 폭 방향이 모두 6 화소분의 데이터에 상당하고, 도시한 감시 영역(46)의 길이 방향에 있어서의 각 영역(46A, 46C)의 길이가 200 화소분의 데이터, 또한 영역(46B, 46D)의 길이가 114 화소분의 데이터에 상당한다. 그리고, 각 화소 데이터에 대해서는, 예를 들어 256 계조의 데이터로서 표시된다.

침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 촬상 수단(100)으로부터 입력된 촬상 데이터를 신호 처리하여 투사 범위(46a 내지 46d)에 관한 화소 데이터를 임계치, 예를 들어 50에서 2치화하고, 50 이상의 화소 데이터를 논리치「1」, 50 미만의 화소 데이터를 논리치「0」으로서 구별하여, 투영 영역(42) 부분과 투사 범위(46a 내지 46d)를 표시 화면에 표시시킨다. 그 때, 투영 영역(42)과 투영부(46a 내지 46d)와의 간격을 계산하여 거리(d1 내지 d4)로서 표시한다.

본 예에서는 상기 W치가 10 ㎝로 되어 있고, 따라서 거리(d1 내지 d4)가 모두 10 ㎝ 정도가 되도록 적외선 조사부(120A 내지 120D)의 틸트 각도를 조정한다.

도13b는 투영 영역(42)의 상하 주연으로부터 10 ㎝ 만큼 이격된 영역(46A, 46C)으로 적외선 조사부(120A, 120C)로부터의 광이 투사되는 상태로 조정된 것을 도시하고 있다. 또한, 도13c는 투영 영역(42)의 좌우 주연으로부터 10 ㎝ 만큼 이격된 영역(46B, 46D)으로 적외선 조사부(120B, 120D)로부터의 광이 투사되는 상태로 조정된 것을 도시하고 있다.

또, W ＝ 10 ㎝라는 값은 어디까지나 일례이며, 주밍에 의한 화면각 변화 등에 따라서 적외광이나 적외선의 투사 범위 및 감시 영역의 위치 설정을 적절하게행할 필요가 있는 것은 물론이다.

도13c의 상태에서 위치 조정이 자동 또는 수동으로 행해진 후 그 확인을 종료하면 다음 스텝(S3)으로 진행하고, 클래스 3R에서의 레이저 파워의 조정 처리로 진행한다. 또, 이 때 촬상 수단(100)에는 적외선 투과 필터가 장착되어 있다.

전원 장치(52)로부터 광원부(12)로의 공급 전력을 증가시켜 감으로써, t2의 시점에서 클래스 1이었던 레이저 파워가 클래스 3R까지 상승한다. 또 시각(t2)에서는, 상기 APR이 동작하도록 설정하여 안전 기구의 기능을 유효화할 필요가 있다.

각 감시 영역(46A 내지 46D)에 관한 반사광(적외광)은 촬상 수단(100)에 의해 수광된다. 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 촬상 수단(100)이 촬상한 반사광의 검출 레벨을 화소 데이터로부터 취득하고, 그 레벨을 기준 범위와 비교하여 허용 범위 내인지 여부를 조사한다. 예를 들어, 각 화소 데이터가 256 계조로 표시된다고 한 경우에 있어서, 상기 데이터를 임계치와의 비교에 의해 2치화한다. 상기 임계치 이상의 화소 데이터가 논리치 「1」에 상당하고, 상기 임계치 미만의 화소 데이터를 논리치 「0」에 상당하는 것으로서 구별하여, 적외광에 대해 정당하게 감시 영역(46A 내지 46D)이 조사되어 있는 것을 확인하는 것이 필요하다.

또 실험에 따르면, 각종 반사면에 대한 촬상 소자(CCD형 이미지 센서)의 검출 레벨은 하기 표1에서 나타낸 값이었다. 상기한 임계치는 스크린(40)에 사용하는 재질에 따라서 결정하는 것이 바람직하고, 예를 들어 스크린(40)의 재질이 백색의 매트인 스크린 및 백지 등인 경우에 55 정도로 설정하면 침입 검출 대상 중 하나인 일본인의 피부와의 식별이 가능하다.

[표1]

반사면	CCD 센서의 검출 레벨
흑색 알루마이트	255
백색 매트 스크린	73
백지	79
회색 천	64
단볼	60
일본인의 피부	38
광택이 있는 흑색 천	28

다음 스텝(S4)에서는, 적외선 조사부(120A 내지 120D)로부터 각 감시 영역(46A 내지 46D)을 향해 각각 투사되는 적외광 통과 범위(각뿔다이형의 검출 범위)로의 장해물 통과 확인 시험을 행한다. 즉, 조작자는 적외광에 의해 포위된 상기 검출 범위에 장해물을 출입시키고, 감시 영역(46A 내지 46D)에 관한 촬상 수단(100)의 검출 화상 데이터를 기초로 하여 검출 신호 레벨의 저하 또는 상승이 검출되는지 여부를 확인함으로써 테스트한다.

도11의 시각(t3)에서는 적외광으로 포위되는 감시 공간 내에 장해물의 침입이 개시된 상황을 나타내고 있고, 이것이 검지되면 APR이 작동하여 레이저 파워가 급격히 저하되고 시간 T1(＜ T2) 이내에서 파워가 0이 된다. 즉, 장해물이 레이저 광의 투사 범위에 들어가기까지 요하는 침입 시간(T2)보다도 짧은 시간에 레이저 출력이 클래스 1 이하의 레벨까지 저감된다.

이 시험 방법으로는 다양한 형태를 들 수 있지만, 예를 들어 각 감시 영역에 대해 검출 범위의 외측으로부터 사람의 손가락이나 광택이 있는 흑색 정규 등의 물체를 출입시켜 상기 검출 신호 레벨의 저하 등을 체크한다.

침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는, 이 통과 시험에 있어서 장해물이 상기 검출 범위에 침입하였을 때는 경보음을 내도록 제어를 행한다(도시하지 않은 경보 장치에 대해 출력 신호가 송출됨). 이에 의해, 조작자는 정상적으로 장해의 검출이 행해진 것을 청각으로 확인할 수 있다. 또한, 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 필요에 따라서 도시하지 않은 표시 장치에 대해 장해물에 해당하는 부분을 적색 등으로 구별하여 표시시킬 수도 있다(장해물이 검출되지 않은 감시 영역에 대해서는, 그 검출 화상을 예를 들어 백색으로 표시함). 그리고, 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 이 때의 데이터를 메모리에 기억해 둘 수도 있다.

이러한 시험은 감시 영역(46A 내지 46D)에 대해 행한다(단, 장해물의 침입이나 통과를 상정할 필요성이 없는 것이 사전에 명백한 경우에는, 해당하는 감시 영역은 당연히 시험 대상으로부터 제외됨).

또, 이 시험 기간 동안 투영 렌즈(32)로부터 투영 영역(42)으로의 투영은 필요하지 않으므로, 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 레귤레이터(54)를 구동하여 전원 장치(52)로부터 광원부(12)로 급전되는 전력을 매우 낮은 레벨로 저하시키거나, 또는 전원 장치(52)로부터 광원부(12)로의 급전을 정지시키는 것이 바람직하다.

통과 시험이 완료되면 다음 스텝(S5)으로 진행하여, 상기한 일련의 조정 작업이 종료된다. 또, S2 내지 S4의 순서나 횟수 등은 적절하게 변경 가능하다.

상기 조정 및 확인이 종료되면, 조작자는 도시하지 않은 조작 입력 수단(조작 스위치 등)을 사용하여 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에 대해 그 취지를 지시한다.

상기 통과 시험 동안 전원 장치(52)로부터 광원부(12)로의 급전을 정지시키거나, 혹은 매우 적은 전력 공급 상태로 할 때는 침입자가 투영 렌즈(32)와 투영 영역(42)을 연결한 범위에 들어가도 장해는 없으므로, 조작자가 상기 조정 종료된 지시를 내보낸 경우에 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 급전 장치(130)로부터 적외선 조사 수단(120)으로의 급전을 정지시킬 수 있다.

한편, 침입자가 상기 검출 범위에 침입하는 것에 대해 경고를 발생하기 위해, 전원 장치(52)로부터 광원부(12)로의 급전 상태에 관계없이 전원 스위치(140)가 온 상태인 한, 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)가 급전 장치(130)로부터 적외선 조사 수단(120)으로의 급전을 계속시킴으로써 상기 경보를 항상 출력 가능한 상태로 해 둘 수도 있다.

최종 스텝 (S6)에서는 통상 감시 상태로 설정된다.

예를 들어, 도시하지 않은 영상 소스 기기로부터의 영상 신호(VIDEO)가 영상 신호 처리부(62)에 입력되어 프로젝터 장치의 투영 동작이 개시되면, 드라이버 회로(64)는 공간 변조광 생성부(16)에 영상 신호(VIDEO)에 따른 구동 신호를 출력하고, 전체 제어부(66)가 스캐너 제어부(68)를 거쳐서 스캐너(34)를 제어한다.

침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에는 전체 제어부(66)로부터 통상의 투영 동작이 개시된 것을 나타내는 정보가 보내져, 상기 검출 범위에 상당하는 영역(이하, 「침입 금지 영역」이라 함)에 사람이나 장해물 등이 침입하였는지 여부를 항시 검출한다.

이 검출 방법에 대해서는 상기 스텝 (S4)에서 설명한 방법과 동일하지만, 침입자의 보호를 위해서는 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에 의해 침입 금지 영역 내에 침입자 등을 검출하였을 때에 하기의 수단을 강구하는 것이 바람직하다.

· 투영 렌즈(32)로부터 스크린(40)을 향하는 조사광의 레벨이 침입자의 육안에 장해를 주지 않을 정도의 레벨이 되기까지 저하하도록 레귤레이터(54)를 제어하여 전원 장치(52)로부터 광원부(12)로 공급되는 전력을 저하시키는 것.

· 상황에 따라서 전원 장치(52)로부터 광원부(12)로 공급되는 전력을 차단하는 것.

그들의 결과, 투영 렌즈(32)로부터 스크린(40)을 향하는 조사광이 어두워지거나 또는 전무해진다. 또, 이 때 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 경고음 또는 경보 메시지 등을 출력할 수 있다.

침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에 의한 위험 방지 처리에 대해서는, 침입 금지 영역에 침입물이 침입할 때의 상태에 따라서 다르다.

예를 들어, 각 감시 영역(46A 내지 46D)에 관한 W치를 10 ㎝로 하고 침입 속도가 2 ㎧인 경우에 선형 침입물의 침입 시간은 0.05초이며, 또 침입 속도가 그 절반(1 ㎧)인 경우에는 선형 침입물의 침입 시간은 0.10초이다. 사람의 경우에는 그 폭이 선형 물체보다 넓으므로, 침입 시간이 0.05 내지 0.1초보다 수배 내지 십(十)수배 정도 길어진다.

또한, 각 적외선 조사부와 각 감시 영역을 이어 생기는 면(침입 금지 영역의 경계)에 따라서 사람이 이동하고 있을 때는, 침입 금지 영역에 계속 들어간 상태가 된다. 각 감시 영역의 길이 방향에 있어서의 길이를 2 m라 가정한 경우, 침입 속도가 2 ㎧일 때에는 약 1초간 침입 금지 영역에 침입되어 있게 된다.

한편, 촬상 수단(100)에 의해 촬상된 화상 데이터에는 노이즈의 혼입을 회피할 수 없어, 침입자가 순간적이면서 또한 부분적으로 침입 금지 영역에 침입하였다는 오판단이 내려질 가능성이 있다(이러한 경우는 과민한 판단 처리를 행할 필요가 없음).

그래서, 침입 계속 시간과 침입 영역 크기와의 곱셈 결과에 따라서 단계적인 방지 처리를 행하는 것이 바람직하다.

여기서 말하는 「침입 계속 시간」이라 함은, 침입 금지 영역으로의 침입 상태가 계속되고 있는 시간을 의미한다. 또한 「침입 영역의 크기」라 함은, 촬상 수단(100)으로 검출한 각 감시 영역(46A 내지 46D)에 관한 반사광 레벨이 소정의 기준 범위를 일탈하고 있는 경우에 있어서 그 부분의 면적(예를 들어, 임계치 이하의 데이터를 갖는 화소수에 상당함) 등을 말한다.

하기 표2는, 계속 침입 시간과 침입 영역의 크기(침입 부분의 면적 등)와의 곱에 의해 규정되는 「침입 상태 지시치」로, 이에 따라서 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)에 의해 행해지는 처리 내용을 예시한 것이다.

[표2]

침입 상태 지시치	침입 검출 및 위험 방지 제어부의 처리 내용
제1 판단 레벨 이하	아무것도 하지 않는다
제2 판단 레벨 이하	광원부(12)의 파워를 75 ％로 하고 가벼운 경고음을 출력한다.
제3 판단 레벨 이하	광원부(12)의 파워를 50 ％로 하고 강한 경고음을 출력한다.
제4 판단 레벨 이하	광원부(12)로의 급전을 정지한다

본 예에서는 침입 상태 지시치에 따른 4 단계(광원부에 관한 파워 저감이나 급전 정지)의 처리가 행해지고, 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)는 레귤레이터(54)를 거쳐서 전원 장치(52)의 전력 레벨을 변화시켜 광원부(12)의 출력을 조정하여, 침입 금지 영역으로의 침입자의 눈 등에 악영향을 미치지 않도록 방지한다. 또, 침입 상황에 따른 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)의 처리에 대해서는 상기한 예에 한정되지 않고 다양한 처리 방법이 가능하며, 예를 들어 침입 계속 시간만으로 판단하는 방법 또는 침입 영역의 크기(침입 면적)만으로 판단하는 방법, 혹은 또 다른 요인을 고려하여 판단하는 방법 등을 들 수 있다.

상기한 처리에 의해, 사람이 침입 금지 영역에 침입한 경우에 인체로의 장해를 미치지 않도록 방지할 수 있고, 특히 사정을 알 수 없는 유아 등이 침입 금지 영역에 들어간 경우라도 충분한 안전 대책을 강구할 수 있다.

다음에, 상기 구성의 변형 태양에 대해 설명한다.

적외선 조사 수단(120)을 구성하는 각 적외선 조사부(120A 내지 120D)에 대해 이들의 경사 이동각(틸트 각도)의 조정을 자동화하는 것이 바람직하고, 모터 등의 구동원 및 틸트 기구를 각 적외선 조사부에 설치함으로써 그들의 자세 제어에 의해 조사 방향 제어를 행할 수 있다.

또한 상기 형태에 있어서는, 도10에 나타낸 스텝 (S5)의 조정 종료 후에 통상 감시 처리로 이행하는 예를 서술하였지만, 이미 조정 작업이 종료된 상태의 프로젝터 장치를 사용할 때는 전원 스위치(140)를 온 상태로 하였을 때에 즉시 스텝 (S6)의 통상 감시 상태로부터 개시할 수도 있다. 그 경우, 예를 들어 스텝 (S5)에있어서 조정 작업이 완료된 것을 나타내기 위한 플래그(조정 종료 플래그)를 준비하고, 이를 소정치(예를 들어, 「1」)로 설정하여 침입 검출 및 위험 방지 제어부(110)의 메모리 내에 기억시켜 두면 된다.

스텝 (S6)의 통상 감시 상태에 있어서는, 각 적외선 조사부(120A 내지 120D)로부터 스크린(40)의 각 감시 영역(46A 내지 46D)에 적외선을 연속적으로 조사하는 것으로 하였지만, 이에 한정되지 않고 침입 금지 영역으로의 침입자의 검출이 가능한 시간 간격을 두고 적외선 조사를 해도 좋다[예를 들어, 감시 영역(46)으로의 적외선 조사를 수밀리초 간격으로 단속적으로 행할 수도 있음].

또한, 상기 형태에서는 감시 영역(46A 내지 46D)의 전부에 대해 적외선 조사 수단(120)으로부터 적외선을 조사하는 경우에 대해 서술하였지만, 예를 들어 영역(46A)의 위치가 높고 보통 사람의 신장 범위를 고려하면, 침입의 가능성이 없는 경우에는 굳이 상기 영역의 적외선 조사를 행할 필요는 없다.

상기한 설명에서는 스크린 상의 투영 영역(42)의 외측에 위치하는 감시 영역(46)을 마련하여 침입 금지 영역으로의 침입에 대해 감시하는 시스템을 상정하였지만, 상기 감시 영역의 외측에 또 다른 감시 영역을 설정하여 감시 공간의 다중화(2중화, 3중화 등)에 의해 감시 체제를 강화하는 것이 가능하며, 이하에서는 그러한 실시 태양에 대해 설명한다.

도14는 프로젝션 시스템의 구성예를 도시한 구성도로, 기본적인 요소에 대해서는 도9와 동일하며(따라서, 기능적으로 동일한 요소에는 이미 부여한 부호를 이용하여 중복 설명을 피함) 차이점만을 조항별로 써 하기에 나타낸다.

· 감시 영역에 대해서는 2중으로 되어 내측 영역(제1 감시 공간 또는 제1 감시 영역)을 제1 경보 처리부(70)가 담당하고, 외측 영역(제2 감시 공간 또는 제2 감시 영역)을 제2 경보 처리부(80)가 담당하는 것 및 각 감시 공간으로의 침입에 대해 각각 검출하는 동시에, 침입의 상태나 상황에 따라서 경보 처리를 행하는 것.

· 제1 경보 처리부(70)가 제1 검출 수단(72)과 제1 경보 수단(74)을 갖고 있고, 제1 검출 수단(72)에 의해 인체 등의 침입이 검출되면 제1 경보 수단(74)이 경보를 출력하여 레이저 광의 강도를 변화시키는(저하 또는 0) 것.

· 제2 경보 처리부(80)가 제2 검출 수단(82)과 제2 경보 수단(84)을 갖고 있고, 제2 검출 수단(82)에 의해 인체 등의 침입이 검출되면 제2 경보 수단(84)이 경보를 출력하는 것.

도15a 내지 도15b는 프로젝터 장치의 본체부(1B)와 스크린(40)과의 위치 관계를 도시하는 개략도로, 도15a는 투영광의 상태를 도시하는 사시도, 도15b는 투영 방향으로 직교하는 방향(측방)으로부터 본 경우의 단면도이다.

본체부(1B)의 광 투사부(30)로부터 스크린(40)으로 투영되는 영상은, 광 투사부(30)의 스캐너(34)에 의해 주사가 행해져 스크린 상의 투영 영역(42)으로 투영된다.

광 투사부(30)로부터 투영 영역(42)으로 투영되는 광(영상광)의 통과 영역(42S)을, 이하에서는 「영상광 통과 공간 영역」이라 칭하는 것으로 한다.

또한, 상기 제1 감시 공간(또는 영역)에 대해서는 하기의 영역으로 구성되는 것으로 한다.

· 「제1 감시 영역」 ＝ 투영 영역(42)의 외주에 위치하는 감시 영역[상기 한 감시 영역(46)과 동일하며, 도면에는 그 폭을 과장하여 나타냄].

· 「제1 공간 감시 영역」 ＝ 상기 영상광 통과 공간 영역(42S)의 외측(외주)에 위치하는 공간 영역[광 투사부(30)로부터 출력되는 영상광의 주위에 위치하는 공간 영역(46S)].

마찬가지로, 상기 제2 감시 공간(또는 영역)에 대해서는 하기의 영역으로 구성되는 것으로 한다.

· 「제2 감시 영역」 ＝ 제1 감시 영역(46)의 외주 또는 제1 감시 영역(46)을 포함하는 외부 영역(90)(도15a에 파선으로 나타낸 영역).

· 「제2 공간 감시 영역」 ＝ 제1 공간 감시 영역(46S)의 외주 또는 제1 공간 감시 영역(46S)을 포함하는 공간 영역(90S)(도15b 참조).

제1 경보 처리부(70)에 있어서(도14 참조), 제1 검출 수단(72)은 제1 공간 감시 영역(46S)으로의 인체나 물체의 침입, 혹은 이들이 계속적으로 존재하는 것을 검출한다. 그리고, 제1 경보 수단(74)은 제1 검출 수단(72)으로부터의 검출 정보를 기초로 하여 경보를 출력하는 동시에, 광원부(12)로의 전력 공급에 대해 제어한다.

또한 제2 경보 처리부(80)에 있어서, 제2 검출 수단(82)은 제2 공간 감시 영역(90S)으로의 인체 또는 물체의 침입, 혹은 이들이 계속적으로 존재하는 것을 검출한다. 그리고, 제2 경보 수단(84)은 제2 검출 수단(82)으로부터의 검출 정보를 기초로 하여 경보를 출력한다.

도16은 경보 처리의 일례를 나타낸 흐름도로, 하기 스텝에 따라서 처리가 행해진다.

(S11) 정상 투영 동작,

(S12) 제2 검출 수단에 의한 침입 검출,

(S13) 제2 경보 수단에 의한 경보 처리,

(S14) 제1 검출 수단에 의한 침입 검출,

(S15) 제1 경보 수단에 의한 경보 처리.

우선, 스텝 (S11)에서는 도14의 전원 장치(52)로부터의 규정 전압을 갖고 광원부(12)가 구동되어, 영상 신호(VIDEO)에 따라서 공간 변조광 생성부(16)에서 변조된 영상광이 광 투사부(30)로부터 스크린(40) 상의 투영 영역(42)으로 투영된다.

그리고, 스텝 (S12)로 진행하여 제2 검출 수단(82)에 의해 제2 공간 감시 영역(90S)에 인체 등이 침입하였는지 여부에 대해 검출된다. 즉, 인체 등의 침입이나 존재가 검출된 경우에, 스텝 S13으로 진행하여 제2 경보 수단(84)에 의해 경보 처리가 행해진다. 상기 경보 처리로서는, 예를 들어 「위험하오니 투영 영역으로부터 떨어져 주십시오」라는 내용의 음성 메시지를 출력한다[시청자가 투영 영역(42)을 주시하지 않는 상태에서도 상기 메시지를 귀로 들을 수 있기 때문에, 시청자는 사전에 위험을 알 수 있음]. 이에 의해, 침입자에게 회피 행동이 재촉된다. 또, 이 음성 메시지에 첨가하거나 또는 음성 메시지와는 별도로 제2 경보 수단(84)으로부터 전체 제어부(66)에 제2 경보 신호를 출력함으로써, 전체 제어부(66)가 영상 신호 처리부(62)에 있어서 영상 신호(VIDEO)에 경고 메시지 신호나 경고 도형 신호를 중첩시킨 후에 드라이버 회로(64)에 출력하고, 공간 변조광 생성부(16)를 경유하여 투영 영역(42)에 영상 표시를 행해도 좋다[이에 의해, 시청자가 투영 영역(42) 상의 경고 표시나 상기 음성 메시지에 의해 사전에 위험을 알 수 있음].

이러한 경보에도 불구하고 침입 등이 계속된 경우에는, 다음 스텝 (S14)에 있어서 제1 검출 수단(72)에 의해 제1 공간 감시 영역(46S)으로의 침입이 검출된다. 즉, 인체 등의 침입 또는 상기 영역(46S)에 있어서의 인체 등의 존재를 검출하면, 스텝 (S15)로 진행하여 제1 경보 수단(74)이 제1 경보 처리를 행한다. 예를 들어, 제1 경보 수단(74)은 레귤레이터(54)를 거쳐서 전원 장치(52)의 출력 전압을 차단 상태로 하여, 광원부(12)로부터 레이저 빔을 출사시키지 않는 상태로 한다. 이에 의해, 시청자의 눈이 보호된다. 바람직하게는, 「위험하므로 장치를 정지합니다. 」라는 내용의 음성 메시지를 출력한다(프로젝터 장치의 정지 이유가 시청자에게 이해됨).

또, 제1 경보 수단(74)이 레귤레이터(54)를 거쳐서 전원 장치(52)의 출력을 낮추고, 안전한 레벨까지 레이저 광의 강도를 저하시킴으로써 시청자의 눈이 보호되도록 해도 좋다. 그 때, 「눈에 위험하므로 어둡게 합니다.」라는 내용의 음성 메시지를 출력함으로써, 투영광의 저하 이유를 시청자가 이해할 수 있도록 배려하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 경보 수단(74)이 동작하였을 때 제1 경보 신호를 전체 제어부(66)에 출력하고, 전체 제어부(66)는 필요에 따라서 영상 신호(VIDEO)를 출력하는 외부장치에 대해 영상 신호(VIDEO)의 출력 정지를 요구하여 프로젝터 장치에 의한 투영을 정지시킬 수 있다.

제1 경보 수단(74)이 동작한 후에 있어서의 프로젝터 장치의 재기동에 대해서는, 조작자의 조작에 의해 레귤레이터(54)를 리셋함으로써 행할 수 있다. 컴퓨터 기기 등의 외부 장치로부터의 영상 신호(VIDEO)의 출력 재개에 대해서는, 조작자에 의해 프로젝터 장치가 재기동되었을 때에 전체 제어부(66)가 외부 장치에 대해 영상 신호를 요구한다.

상기 형태에 따르면, 제2 공간 감시 영역(90S)으로의 침입이 검출되고 또한 제1 공간 감시 영역(46S)으로의 침입이 검출되었을 때에 레이저 광을 차단하거나 또는 그 광 강도를 저하시킴으로써, 1단계의 침입 검출에 비해 프로젝터 장치의 가동율을 저하시키지 않고 안전 대책을 강구할 수 있다. 그리고, 제1 공간 감시 영역(46S)으로의 침입 전에 제2 공간 감시 영역(90S)에 인체가 침입한 것을 검출하여 사전 경고를 행할 수 있으므로, 침입 금지 영역에 인체가 실수로 인입되지 않도록 미연에 방지할 수 있다.

바람직하게는, 제2 경보 수단(84)이 동작한 시점으로부터 소정 시간 이내에 제1 검출 수단(72)이 제1 공간 감시 영역(46S)으로의 침입을 검출한 경우에, 제1 경보 수단(74)에 의해 상기 경보 처리를 행한다. 그에 의해, 제1 검출 수단(72)의 오검출이나 오동작, 혹은 제1 공간 감시 영역(46S)의 검출에 관한 노이즈 성분의 영향을 저감시키고, 제1 경보 수단(74)이 빈번하게 동작하여 프로젝터 장치의 이용도가 저하하는 등의 문제점을 방지할 수 있다.

상기한 제2 경보 처리부(80)의 실시 형태에 대해, 그 제2 검출 수단(82)으로는 하기에 나타낸 형태를 예로 들 수 있다.

(I) 인체가 발하는 방사 에너지를 검출하는 초전 센서(경비 장치 등에 있어서 인체의 침입을 검출하기 위해 사용되고 있음)를 이용하는 형태,

(Ⅱ) 서모그래피 장치 등에 사용되는 열감지 센서를 이용하는 형태.

상기 (I)에 대해서는, 하기의 형태를 예로 들 수 있다.

(I - 1) 1개의 초전 센서를 이용한 형태(도17 참조),

(I - 2) 복수의 초전 센서를 조합한 형태(도18 참조).

우선 상기 (I - 1)에서는, 예를 들어 도17에 도시한 바와 같이 초전 센서의 설치 방법으로서, 스크린(40)을 포함하는 제2 감시 영역(90)의 대략 전체를 포위하는 영역(도면에 굵은 선의 원형 프레임으로 나타냄)으로의 지향 특성을 가진 1개의 초전 센서를 광 투사부(30)의 근방에 설치할 수 있다. 또, 오동작이나 노이즈 등에 기인하여 제2 경보 수단(84)의 빈번한 동작이 일어나지 않도록 하기 위해서는, 초전 센서가 소정 시간 이상 계속하여 인체 등을 검출하였을 때에(예를 들어, 계속 시간의 판정용 임계치를 2초간 정도로 함) 제2 경보 수단(84)을 동작시키면 된다.

제1 검출 수단(72)에 대해서는, 상기한 바와 같이 촬상 소자(CCD 센서 등)를 이용할 수 있지만, 이를 제2 검출 수단(82)과 공용시킨 형태도 물론 가능하고, 그 경우에는 1개의 초전 센서로 제1 공간 감시 영역(46S)으로의 침입 상태도 검출할 수 있다(상기 초전 센서가 제1 및 제2 검출 수단의 역할을 담당함). 또는, 상기 초전 센서를 이용하여 영상광 통과 공간 영역(42S)에 인체가 침입하는 것도 검출가능하다.

상기 (I - 2)에서는, 예를 들어 비교적 지향성이 좁은 초전 센서를 복수개 이용할 수 있다. 도18에 도시한 복수의 원형 프레임은 각 초전 센서에 의한 검출 영역을 나타내고 있고, 도면의 하방에는 그들의 지향성 분포에 대해 개략적으로 도시하고 있다. 본 예에서는, 7개의 초전 센서를 이용하여 각각 제2 공간 감시 영역(90S)의 하부, 우측부, 좌측부를 지향시키기 위해 광 투사부(30)의 근방에 배치하고 있다. 또, 제2 공간 감시 영역(90S)의 상부에 사람이 접근하는 것은 있을 수 없으므로, 상기 부분을 지향하는 초전 센서를 설치할 필요는 없는 것으로 하고 있다.

제2 공간 감시 영역(90S)의 하부를 담당하는 초전 센서에 대해, 도면에는 지향성의 강도 분포예를 3개의 파형으로 나타내고 있지만, 지향성으로서 그 만큼 엄밀한 조건이 요구되는 것이 아니므로 제1 공간 감시 영역(46S)의 외부, 혹은 상기 영역(46S)을 포함하는 범위를 지향하고 있으면 좋다.

이 경우도, 오동작이나 노이즈 등에 의한 제2 경보 수단(84)의 빈번한 동작을 회피하기 위해서는, 각 초전 센서가 소정 시간 이상에 걸쳐 계속하여 인체를 검출하였을 때에 제2 경보 수단(84)을 동작시키도록 구성하면 된다.

또한, 2개의 초전 센서를 조합하여 이용하는 것, 예를 들어 2개의 초전 센서를 모두 1 세트로 하고 그들의 검출 신호의 차를 연산하면, 차의 부호 (±)에 따라서 인체의 이동 방향을 검출할 수 있다. 이러한 초전 센서 쌍을 이용하여 제2 공간 감시 영역(90S)의 하부, 우측부, 좌측부를 지향시켜 배치하고, 차동형 초전 센서로서 이용함으로써 제2 공간 감시 영역(90S)에 침입해 오는 인체를 검출할 수 있다.

다음에 상기 형태(Ⅱ)에 대해 설명하면, 열감지 센서를 이용함으로써 인체의 온도(체온)를 검출하여 온도에 따른 표시나 제어 등을 행할 수 있다. 예를 들어, 열감지 센서에 의해 검출된 온도가 사람의 체온 범위(34 내지 40도) 내일 때, 인체가 제2 공간 감시 영역(90S)에 있는 것이 판단되어 제2 경보 수단(84)이 동작한다. 또, 열감지 센서의 검출 영역에 대해서는 초전 센서의 경우와 마찬가지로 규정할 수 있다. 또한, 제1 검출 수단(72)과의 공용도 가능해 1개의 열감지 센서를 광 투사부(30)의 근방에 설치하여 제1 검출 수단(72)으로서 제1 공간 감시 영역(46S)에 있는 인체를 검출하거나, 또는 영상광 통과 공간 영역(42S)에 있는 인체의 검출에도 사용할 수 있다.

이 밖에, 복수의 열감지 센서를 광 투사부(30)의 근방에 설치함으로써, 제2 공간 감시 영역(90S)을 중심으로 인체의 존재를 검출할 수 있다.

다음에, 상기 제1 검출 수단(72)에 대해 하기의 구성 형태를 설명한다.

(i) 초음파 센서를 이용한 형태(도19 참조),

(ii) 광센서를 이용한 형태(도20 참조).

우선, 형태 (i)에서는 도19에 원형 프레임으로 나타낸 바와 같이 제1 감시 영역(46) 및 제1 공간 감시 영역(46S)을 검출 영역으로서 포함하고, 제2 감시 영역(90) 및 제2 공간 감시 영역(90S)을 검출 영역으로서 포함하지 않는 초음파 센서를 복수개(예를 들어, 4개 정도) 이용한다[각 초음파 센서를 광 투사부(30)의 근방에 설치함]. 초음파 센서는 송수신부를 구비하고 있어, 압전 소자에 전압을 인가함으로써 초음파를 발생하여 초음파를 수신하면 수신한 초음파의 진폭에 따른 전기 신호를 출력한다. 인체 등의 침입이 없는 상태에서는 광 투사부(30)와 스크린(40) 사이에 초음파를 차단하는 일은 없으므로, 이 경우에는 초음파 센서로부터 초음파가 출력되어 스크린(40)의 제1 감시 영역(46)을 포함하는 스크린(40)을 향해 진행하고, 스크린(40) 상에서 반사된 반사파가 초음파 센서에 수신된다. 초음파 센서와 제1 감시 영역(46) 사이나 제1 공간 감시 영역(46S)에 초음파를 차단하는 물체나 인체가 존재하는 경우에는, 반사파의 레벨이 낮아지거나 또는 반사파가 검출되지 않음으로써 판단된다.

상기 형태 (ii)에서는, 예를 들어 도20에 흑색 굵은 선의 직사각형 프레임으로 나타낸 바와 같이 스크린(40)의 제1 감시 영역(46)에 따라서 복수의 광센서나 라인형 센서(일차원 CCD) 등의 수광 소자군을 배치하고, 한편 프로젝터 장치 본체부의 전방면에는 광 투사부(30)의 주위로부터 제1 감시 영역(46)을 향해 광원부(12)로부터의 조사광보다도 충분히 레벨이 낮은 광이나 적외광 등을 출력하는 발광 소자군(LED 등)을 설치한다. 이에 의해, 상기 발광 소자군과 상기 수광 소자군 사이에 형성되는 광로를 차단하는 물체나 인체를 검출할 수 있다. 혹은, 제1 감시 영역(46)에 적외광의 발광 소자군을 배치하여, 그들이 출사하는 광선을 프로젝터 장치 본체부의 광학 센서로 검출하는 등의 구성 형태를 예로 들 수 있다.

이들의 형태 이외에도, 초전 센서나 열감지 센서 등을 사용하거나 제2 검출 수단(82)과 공용하는 등 각종 실시 형태가 가능한 것은 물론이다.

또, 상기한 설명에서는 제1 감시 영역(46)이 투영 영역(42) 외주의 스크린(40) 내에 규정된 예를 나타냈지만, 투영 영역(42)의 외부에 위치하고 있으면 스크린(40)의 내부에 위치하지 않아도 좋다. 또, 제2 감시 영역(90)을 스크린(40)의 외부에 위치하는 예를 상술하였지만, 제2 감시 영역(90)을 제1 감시 영역(46)과 함께 스크린(40) 내에 위치시킬 수도 있다.

상기한 구성에 의해, 예를 들어 하기에 나타낸 이점을 얻을 수 있다.

· 레이저 광의 투사 영역에 인체나 장해물이 침입하기까지의 동안에, 레이저 광을 순간적으로 차단하거나 또는 감광시킬 수 있으므로 안전성이 높다.

· 인체나 장해물의 침입 검지에 이용되는 검출파(적외광이나 적외선)에 대해서는 시청자에게 확인되지 않으며, 따라서 스크린 상의 투영 화상에 영향을 미쳐 화질을 저하시키는 등의 문제점이 없다. 또한, 검출파 자체의 영향에 의한 인체로의 위험도 없다.

이상에 기재한 점으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면 인체에 대한 안전성을 보증하는 동시에, 감시 공간 내로의 침입 검출을 간단하게 실현하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 장치의 소형화에 적합하다.

본 발명에 따르면, 검출 정밀도를 충분히 확보하는 동시에 투사 화상으로의 영향이 없다.

본 발명에 따르면, 화상 검출을 확실하게 행할 수 있는 동시에 스크린 주연의 전체 범위를 감시하는 방법과 비교하여, 감시 영역의 폭을 필요 최소한으로 설정할 수 있어 검지 처리가 간단하고 신속하다.

본 발명에 따르면, 조사광을 규제하여 인체로의 영향을 억제하고 충분한 안전 대책을 강구할 수 있다.

본 발명에 따르면, 광 변조 수단을 구비한 화상 투사 장치로의 적용에 있어서 안전성이나 신뢰성의 향상에 유효하다.

본 발명에 따르면, 출사광의 차광이나 변조 정지에 의해 신속한 처리가 가능하다.

본 발명에 따르면, 광원으로의 공급 전력을 제어함으로써 광 강도를 확실하게 규제할 수 있다.

본 발명에 따르면, 침입 상태의 정도에 따라서 상세한 광출력 레벨의 제어가 가능하고, 또한 오검출 방지 등에 유효하다.

본 발명에 따르면, 침입 검지 처리가 용이해 복잡한 화상 처리 등을 필요로 하지 않는다.

본 발명에 따르면, 안전성이 확인되기까지 조사광의 강도가 억제되므로 높은 안전성을 보증할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다중 감시 체제에 의해 안전 대책의 강화에 유효하다.

Claims (18)

1. 스크린 상의 투사 영역으로의 투사에 의해 화상 표시를 행하기 위한 광원 및 투사부와, 상기 투사부로부터 상기 투사 영역을 향하는 조사광의 통과 영역 내로의 침입에 대한 안전 기구를 구비한 화상 투사 장치에 있어서,

   장치 본체부 중 상기 스크린과의 대향면 또는 스크린에 설치된 검출파원과,

   상기 검출파원으로부터 상기 투사 영역의 외측으로 이격되어 위치하는 감시 영역에 검출파가 출사된 후, 상기 감시 영역에서 반사된 반사파를 검출하는 반사파 검출 수단을 구비하고,

   상기 반사파 검출 수단에 의한 검출 레벨을 임계치 또는 기준 범위와 비교한 결과를 기초로 하여, 상기 검출파에 의해 포위되는 감시 공간 내로의 침입에 대해 검지하는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 검출파원 또는 상기 반사파 검출 수단이 상기 스크린과의 대향면에 설치된 상기 투사부의 주위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 검출파가 적외광 또는 적외선인 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 반사파 검출 수단이 촬상 소자를 이용하여 구성되고, 상기 촬상 소자에 의한 검출 화상 데이터를 바탕으로 상기 감시 영역이 감시되는 동시에, 상기 감시 영역의 폭이 상기 검출파원에 의해 스크린 상에 투사되는 영역보다도 좁게 되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 감시 공간 내로의 침입이 검지된 경우에 상기 광원으로부터 상기 투사 영역으로의 조사광이 차단되거나, 또는 상기 조사광의 강도가 저감되는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 광원의 출사광을 영상 신호에 따라서 변조하는 광 변조 수단과,

   상기 광 변조 수단으로 변조된 광을 상기 스크린 상의 투사 영역에 투사하는 광 투사 수단과,

   상기 감시 공간으로의 침입에 대해 검출하는 침입 검출 수단을 구비하고,

   상기 침입 검출 수단에 의해 상기 감시 공간으로의 침입이 검출된 경우에, 침입의 상태에 따라서 상기 광원으로부터 상기 투사 영역으로의 조사광이 차단되거나, 또는 상기 조사광의 강도가 저감되는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 침입 검출 수단에 의해 상기 감시 공간으로의 침입이 검출된 경우에, 상기 광원이 출사하는 광이 차광되는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 침입 검출 수단에 의해 상기 감시 공간으로의 침입이 검출된 경우에, 상기 광원에 공급되는 전력이 저감되거나, 또는 0으로 규정되는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 침입 검출 수단에 의해 상기 감시 공간으로의 침입이 검출된 경우에, 상기 광 변조 수단의 구동이 정지되는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 감시 공간으로의 침입의 계속 시간 또는 침입 부분의 면적에 따라서, 상기 광원에 공급되는 전력이 제어되는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 반사파 검출 수단이 상기 스크린으로부터의 반사파 강도를 상기 감시 영역에 관한 각 화소 데이터에 의해 측정하고, 상기 감시 공간으로의 침입시에 반사된 검출파 강도와 상기 침입이 없는 경우에 있어서의 상기 감시 영역으로부터의 반사 강도를 비교하여, 양자가 다른 것에 의해 침입을 검지하는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 감시 공간으로의 침입이 검출되지 않는 것이 확인되기까지의 동안, 상기 조사광의 강도가 인체에 안전한 레벨까지 저하되어 화상의 투사가 행해지고, 상기 확인 후에 조사광의 강도가 규정 레벨까지 상승하는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 반사파 검출 수단으로서, 상기 감시 공간의 침입에 대해 검출하는 제1 검출 수단과,

    상기 감시 공간의 외측 영역을 포함하는 감시 공간으로의 침입에 대해 검출하는 제2 검출 수단과,

    상기 제1 검출 수단에 의해 침입이 검출된 경우에 경보 처리를 행하는 제1 경보 수단과,

    상기 제2 검출 수단에 의해 침입이 검출된 경우에 경보 처리를 행하는 제2 경보 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 검출 수단에 의해 침입이 검출된 경우에 상기 광원으로부터 상기 투사 영역으로의 조사광이 차단되거나, 또는 상기 조사광의 강도가 인체에 위험이 없는 레벨까지 저감되는 것을 특징으로 하는 화상 투사 장치.
15. 화상 투사 장치로부터 거리를 두고 위치하는 스크린 상의 투사 영역에 대해 그 외측으로 이격되어 위치하는 감시 영역을 규정하는 동시에, 상기 감시 영역에대해 화상 투사 장치의 전방면에 설치된 검출파원으로부터 검출파를 출사하여, 상기 감시 영역으로부터의 반사파를 검출함으로써 상기 검출파에 의해 포위된 감시 공간으로의 침입에 대해 검출하고,

    상기 투사 영역을 향해 조사되는 광을 침입의 상태에 따라서 차단하거나, 또는 상기 광의 강도를 저하시키는 것을 특징으로 하는 화상 투사 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 검출파로서 적외광 또는 적외선을 이용하는 것을 특징으로 하는 화상 투사 방법.
17. 제16항에 있어서, 촬상 소자에 의해 검출되는 화상 데이터를 바탕으로 상기 검출파원에 의해 스크린 상에 투사되는 영역보다도 좁은 폭의 상기 감시 영역을 감시하는 것을 특징으로 하는 화상 투사 방법.
18. 제15항에 있어서, 상기 감시 영역 및 화상 투사 장치의 전방면으로부터 상기 감시 영역으로의 검출파 통과 영역을 포함하는 제1 감시 공간 및 상기 감시 영역의 외측에 마련되는 제2 감시 공간을 규정하고,

    각 감시 공간으로의 침입에 대해 각각 검출하여, 침입의 상태에 따라서 경보 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 화상 투사 방법.