WO2018180769A1 - 業務支援システム及び保護メガネ - Google Patents

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WO2018180769A1
WO2018180769A1 PCT/JP2018/011036 JP2018011036W WO2018180769A1 WO 2018180769 A1 WO2018180769 A1 WO 2018180769A1 JP 2018011036 W JP2018011036 W JP 2018011036W WO 2018180769 A1 WO2018180769 A1 WO 2018180769A1
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WO
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polarized light
light
circularly polarized
polarization
projection
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PCT/JP2018/011036
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French (fr)
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悟 京砂
尋史 津田
藤男 奥村
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日本電気株式会社
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Priority to JP2019509593A priority patent/JP6900999B2/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/02—Goggles
    • A61F9/022—Use of special optical filters, e.g. multiple layers, filters for protection against laser light or light from nuclear explosions, screens with different filter properties on different parts of the screen; Rotating slit-discs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • G02B27/281—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for attenuating light intensity, e.g. comprising rotatable polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/12—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C11/00—Non-optical adjuncts; Attachment thereof
    • G02C11/10—Electronic devices other than hearing aids

Definitions

  • the present invention relates to a business support system and protective glasses.
  • Laser light capable of projecting light from a light source is used as projection light used in this business support system.
  • the business support system first, it is required to photograph a work object and recognize an image of the photographed work object.
  • the business support system in the recognized image of the work object, it is required to irradiate the object requiring work with laser light.
  • a device used in this business support system a device combining a camera and a projection display device (hereinafter referred to as a projector) has been proposed.
  • the laser light applied to the work object needs to have a certain level of illuminance.
  • the occupational safety and health rules that set the standards for occupational health and safety stipulate that the work surface in the place where workers always work should ensure a predetermined illuminance (lux) according to the category of work. ing.
  • the laser light irradiated to the work object exceeds the illuminance defined by the occupational safety and health regulations.
  • the amount of light that becomes illuminance is required.
  • even laser light with a low output has a risk of blindness if it is directly viewed.
  • classification is made according to the output of the laser equipment, the wavelength of the laser light, and the like. Each class is required to establish an occupational health and safety management system.
  • protective goggles for laser light as described in Non-Patent Document 1 are generally known. It has been.
  • protective goggles for laser light a kind of color filter for attenuating the intensity of the laser wavelength light region is used. Therefore, when the protective goggles are attached, the image formed by projecting the laser light onto the projection surface, that is, the intensity of the laser light applied to the work object also appears to be attenuated. Then, the worker wearing the protective goggles for laser cannot see the laser beam irradiated to the work object. As a result, the operator cannot perform work based on a projection instruction using laser light. Therefore, it is not possible for an operator engaged in a business support system using laser light to wear the protective goggles for laser.
  • this protective goggles for lasers can protect the eyes of workers themselves, but there is a problem that they are not suitable for a business support system using laser light.
  • an object of the present invention is a work support system that solves the problem that an operator can surely see the laser beam irradiated to a work target and protects the eyes of the worker. And providing protective glasses.
  • the business support system includes a projecting unit that projects circularly polarized light that rotates in one direction of a spiral around an optical axis and travels in a first direction perpendicular to the plane of rotation, and is opposed to the first direction.
  • a pair of glasses means having a pair of lenses that transmit circularly polarized light traveling in the second direction.
  • the circularly polarized light projected from the projection unit that rotates in one direction of the spiral around the optical axis and projects the circularly polarized light that travels in the first direction perpendicular to the rotation surface travels.
  • the circularly polarized light traveling in the first direction is blocked, and the projection target means is arranged opposite to the first direction and irregularly reflects the circularly polarized light projected from the projection means.
  • the irregularly reflected light circularly polarized light that rotates in the opposite direction to one direction of the helix centered on the optical axis travels. If it is placed opposite to the second direction perpendicular to the rotation plane, it proceeds in the second direction.
  • a business support system and protective glasses that allow an operator to surely see the laser beam irradiated to a work object and protect the eyes of the operator. Can be provided.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows an example of the phase modulation type
  • An example of the relationship between the projection light and the polarized light when the light projected from the phase modulation projector constituting the business support system of the first embodiment is reflected on the projection target surface and the light is viewed with protective glasses will be described.
  • FIG. It is a figure explaining an example of the relationship between the projection light and polarized light when the light projected from the phase modulation type projector which comprises the work support system of 1st Embodiment is seen with protective glasses.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 5 when the base material (lens) of the protective glasses constituting the business support system of the first embodiment is plastic.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 5 when the base material (lens) of the protective glasses constituting the business support system of the first embodiment is glass.
  • It is a schematic block diagram which shows an example of the work assistance system of 2nd Embodiment of this invention.
  • the business support system of the present embodiment includes a phase modulation projector and protective glasses. First, a phase modulation type projector will be described.
  • a projector is a type of display device.
  • a projector is a projection display device that displays an image or video by projecting it onto a projection target surface such as a large screen.
  • Projector modulation methods include intensity modulation type and phase modulation type.
  • the phase modulation type is characterized in that it is more power efficient than the intensity modulation type.
  • the phase modulation type can be designed so that the image displayed on the projection target surface does not become dark even when the distance between the projector and the screen is large.
  • a Fourier transform image of a projection image is formed on a high-definition liquid crystal element, and the phase is controlled based on a change in refractive index for each pixel to obtain a projection image.
  • the laser light emitted from the phase modulation type projector having such characteristics is projected only on a portion where an image projected on the projection target surface is formed. That is, the laser light emitted from the phase modulation type projector is not projected onto a portion where an image is not formed. That is, the laser light emitted from the phase modulation projector has a property that is not so-called diffused light. Therefore, the energy of the laser light emitted from the phase modulation projector is applied only to the part where the image is formed (lighted part), and not to the part where the image is not formed (dark part).
  • phase-modulated projectors are brighter lasers with less energy than non-phase-modulated projectors. It can be irradiated with light. This is one of the reasons why the phase modulation type projector is employed in the business support system of this embodiment. Other reasons will be described later.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a phase modulation projector constituting the business support system of the present embodiment.
  • the dotted line represents the flow of laser light
  • the solid line represents the flow of information.
  • the unidirectional arrow in the figure demonstrated below shows the flow of a certain signal (data) simply, and does not exclude bidirectionality.
  • the phase modulation projector 1 constituting the business support system of the present embodiment includes an imaging unit 100, a control unit 200, and an irradiation unit 300. Each will be described below.
  • the image capturing unit 100 captures an object existing outside the phase modulation projector 1.
  • Information such as an object photographed by the imaging unit 100 or its movement (hereinafter collectively referred to as “object etc.”) is stored in a storage unit (not shown) of the phase modulation projector 1.
  • the imaging unit 100 is realized using, for example, an imaging element such as a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) or a three-dimensional depth detection element.
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • the control unit 200 identifies or recognizes an object or the like captured by the imaging unit 100 using image processing such as pattern recognition (hereinafter referred to as “recognition” without distinguishing between identification and recognition).
  • the control unit 200 controls the phase modulation type spatial modulation element 320 based on the recognition result. That is, the control unit 200 determines an image irradiated by the irradiation unit 300 based on the recognition result.
  • the control unit 200 controls the phase modulation type spatial modulation element 320 so that an image formed based on the light emitted from the phase modulation type spatial modulation element 320 becomes an image determined by the control unit 200.
  • the irradiation unit 300 includes a laser light source 310 and a phase modulation type spatial modulation element 320.
  • the laser light source 310 has a configuration for irradiating laser light.
  • the laser light source 310 and the phase modulation type spatial modulation element 320 are arranged so that the laser light emitted from the laser light source 310 enters the phase modulation type spatial modulation element 320.
  • the phase modulation type spatial modulation element 320 has a function of modulating and emitting the phase of the laser beam in response to the incident laser beam.
  • the irradiation unit 300 may further include an imaging optical system described later or an irradiation optical system (not shown).
  • the irradiation unit 300 irradiates an image formed from the light emitted from the phase modulation spatial modulation element 320.
  • the control unit 200 and the phase modulation type spatial modulation element 320 in this embodiment will be further described.
  • the phase modulation type spatial modulation element 320 is realized using a phase modulation type diffractive optical element.
  • the phase modulation type spatial modulation element 320 has a plurality of light receiving regions.
  • the light receiving area is a cell constituting the phase modulation type spatial modulation element 320.
  • the light receiving areas are arranged in a one-dimensional or two-dimensional array, for example.
  • the control unit 200 determines, for each of a plurality of light receiving regions constituting the phase modulation spatial modulation element 320, the phase of light incident on the light receiving region and the phase of light emitted from the light receiving region. It controls so that the parameter which determines a difference changes.
  • the control unit 200 controls the optical characteristics such as the refractive index or the optical path length to change for each of the plurality of light receiving regions.
  • the distribution of the phase of the incident light incident on the phase modulation type spatial modulation element 320 changes according to the change in the optical characteristics of each light receiving region. Thereby, the phase modulation type spatial modulation element 320 emits light reflecting the control information.
  • the phase modulation spatial modulation element 320 includes, for example, a ferroelectric liquid crystal, a homogeneous liquid crystal, or a vertically aligned liquid crystal.
  • the phase modulation type spatial modulation element 320 is realized by using, for example, LCOS (LiquidLiCrystal On Silicon) technology.
  • the control unit 200 controls the voltage applied to the light receiving region for each of the plurality of light receiving regions constituting the phase modulation spatial modulation element 320.
  • the refractive index of the light receiving region changes according to the applied voltage. For this reason, the control unit 200 can generate a difference in refractive index between the light receiving regions by controlling the refractive index of each light receiving region constituting the phase modulation spatial modulation element 320.
  • the incident laser light is appropriately diffracted in each light receiving region based on the control from the control unit 200.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an irradiation unit of a phase modulation projector constituting the business support system of the first embodiment.
  • the irradiation unit 300 of the phase modulation projector constituting the business support system in the present embodiment includes a shaping optical system 312, a projection control unit 322, and a projection unit 330 in addition to the laser light source 310.
  • the shaping optical system 312 is disposed at the light output port of the laser light source 310.
  • the shaping optical system 312 shapes the light emitted from the laser light source 310 into a shape suitable for phase modulation, Fourier transform, imaging, and projection provided later.
  • the polarization state of the light emitted from the laser light source 310 is stored until the light is projected from the projection unit 330.
  • the light emitted from the shaping optical system 312 is incident on the light receiving surface of the phase modulation type spatial modulation element 320 of the projection control unit 322.
  • the projection control unit 322 includes a phase modulation type spatial modulation element 320, a modulation control unit 321, a Fourier transform lens 324, and an imaging optical system 326.
  • the phase modulation type spatial modulation element 320 phase-modulates the light incident on the projection control unit 322.
  • the modulation control unit 321 changes the refractive indexes of the plurality of light receiving regions of the phase modulation spatial modulation element 320 according to information for each pixel of the image to be projected.
  • the light phase-modulated using the phase modulation type spatial modulation element 320 is diffracted by passing through the Fourier transform lens 324.
  • the Fourier transform lens 324 performs Fourier transform on the phase-modulated light using the phase modulation type spatial modulation element 320.
  • the light diffracted through the Fourier transform lens 324 is condensed toward the imaging optical system 326.
  • the imaging optical system 326 forms an image of the light that has passed through the Fourier transform lens 324.
  • the imaging optical system 326 images light that has passed through a polarization preserving element (not shown).
  • the imaging optical system 326 enters the imaged light into the projection unit 330.
  • the projection unit 330 projects the light incident from the imaging optical system 326.
  • the business support system 20 of the present embodiment includes a phase modulation projector 1, a projector-side polarizing member 40, a projection target surface 14, and a protective glasses-side polarizing member 50.
  • the phase modulation type projector 1 is the one described with reference to FIGS.
  • the phase modulation projector 1 includes a laser light source 310 and an optical system 350 including an irradiation unit 300.
  • the projector-side polarizing member 40 includes a linearly polarizing plate 4, a clockwise circularly polarizing plate 5, and a protective glass 6.
  • the protective glasses side polarizing member 50 includes a protective glass 10, a counterclockwise circularly polarizing plate 11, and a linearly polarizing plate 12.
  • the projection system of the business support system 20 is assumed to be a phase modulation type using the phase modulation type projector 1 as an example.
  • This projection system is characterized in that the output is linearly polarized.
  • Laser light emitted from the laser light source 310 of the phase modulation projector 1 is input to the optical system 350.
  • Linearly polarized output light 3 is output from the optical system 350.
  • This is circularly polarized using the polarizing system of the projector-side polarizing member 40.
  • the linearly polarized output light 3 enters the linearly polarizing plate 4.
  • the linearly polarized output light 3 transmitted through the linearly polarizing plate 4 is incident on the clockwise circularly polarizing plate 5.
  • the linear polarization degree is 100%. If so, the linearly polarizing plate 4 of the projector-side polarizing member 40 can be omitted.
  • the phase modulation projector 1 can irradiate bright laser light with less energy than projectors other than the phase modulation projector. Therefore, in the case of the phase modulation type projector 1, the loss of light amount is small, and sufficient brightness can be ensured.
  • the clockwise circularly polarized light 7 traveling toward the projection target surface 14 is irregularly reflected by the projection target surface 14.
  • the clockwise circularly polarized projection light 7 is reflected on the projection target surface 14 by the clockwise circularly polarized reflected light 9 and the counterclockwise circularly polarized reflected light 8.
  • the clockwise circular polarized reflected light 9 and the counterclockwise circular polarized reflected light 8 are directed to the eyes of the operator wearing the protective glasses 2 described later.
  • a pair of lenses of the protective glasses 2 worn by the operator has a counterclockwise circularly polarizing plate 11. Accordingly, the clockwise circular polarized reflected light 9 does not reach the operator's eyes.
  • the protective glasses side polarizing member 50 represents a lens configuration of the protective glasses 2 described later.
  • the counterclockwise circularly polarized reflected light 8 first enters the protective glass 10 of the protective glasses 2.
  • the protective glass 10 may be a lens of glasses that is equipped with a glass lens.
  • the counterclockwise circularly polarized reflected light 8 transmitted through the protective glass 10 enters the counterclockwise circularly polarizing plate 11.
  • the counterclockwise circularly polarized reflected light 8 transmitted through the counterclockwise circularly polarizing plate 11 enters the linearly polarizing plate 12.
  • the counterclockwise circularly polarized reflected light 8 transmitted through the linearly polarizing plate 12 is converted into linearly polarized light.
  • the reflected light 13 polarized into the linearly polarized light enters the eyes of the operator. In short, if the polarization direction of the linearly polarized light and the polarization direction of the linearly polarizing plate 12 are present, they pass, and if they are orthogonal, they are
  • the operator is a polarizing system of a circularly polarizing plate and a linearly polarizing plate in the opposite direction to the polarization direction of the projection light in which the light emitted from the phase modulation projector 1 is circularly polarized (clockwise circular polarization in the case of FIG. 3).
  • the protective glasses 2 having a pair of lenses (the protective glasses side polarizing member 50) are attached.
  • the protective glasses 2 worn by the operator have a linearly polarizing plate and a circularly polarizing plate so that only light in the same rotation direction as the counterclockwise circularly polarized reflected light 8 diffusely reflected by the projection target surface 14 is transmitted. The angle is adjusted.
  • the field of view tends to be dark, but the eye pupil is opened accordingly, so that it does not feel visually dark.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the relationship between the projection light and the polarized light when the light projected from the phase modulation projector constituting the business support system of the first embodiment is viewed with protective glasses.
  • FIG. 4 shows a case where the laser beam emitted from the projection port of the phase modulation projector 1 is viewed directly with the protective glasses 2 attached.
  • the clockwise circularly polarized projection light 7 emitted from the phase modulation projector 1 and transmitted through the projector-side polarizing member 40 enters the protective glasses-side polarizing member 50.
  • a counterclockwise circularly polarizing plate 11 is provided on both eyes of the protective glasses 2. Therefore, the clockwise circular polarized light 7 is blocked by the protective glasses 2. Therefore, the intensity of the laser beam entering the eyes of the operator is at a level with almost no problem.
  • Class 2 is a laser that is prescribed only for visible light and that protects the eyes and is as safe as class 1 (a level safe for the eyes) that is performed based on an aversive reaction such as blinking.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of the appearance of protective glasses constituting the business support system of the first embodiment.
  • the arrows in FIG. 5 represent the front, rear, left, and right directions of the protective glasses 2, respectively.
  • the protective glasses 2 have a right lens 71, a left lens 72, an armor 74, a temple 75, and a tip cell (modern).
  • the counterclockwise circularly polarizing plate 11 is provided on both the right lens 71 and the left lens 72.
  • This counterclockwise circularly polarizing plate 11 is a target to be projected by a clockwise circularly polarized projection light 7 obtained by polarizing the linearly polarized output light 3 emitted from the phase modulation projector 1 with the clockwise circularly polarizing plate 5.
  • the counterclockwise circularly polarized reflected light 8 diffusely reflected by the surface 14 is transmitted.
  • the counterclockwise circularly polarizing plate 11 blocks the clockwise circularly polarized projection light 7 polarized by the clockwise polarizing plate 5 from the linearly polarized output light 3 emitted from the phase modulation projector 1.
  • FIG. 6 shows the case where the base material (lens) of the protective glasses constituting the business support system of the first embodiment is plastic
  • FIG. 7 shows the case where the base material (lens) of the protective glasses is glass. -A 'sectional view.
  • the protective glasses side polarizing member 50 includes a thin plate tempered glass 21, a circularly polarizing plate 22, a linearly polarizing plate 23, and a plastic substrate 24 in order from the front of the protective glasses 2.
  • the base material that is, the base material of the lens originally provided in the glasses
  • the base material is plastic. That is, when the glasses lens is of a plastic type that is often used, there is a high possibility that the plastic will break the polarized light. Therefore, it is necessary to provide the polarizing plate (the circularly polarizing plate 22 and the linearly polarizing plate 23) in front of the plastic substrate 24.
  • the surface of the circularly polarizing plate 22 is easily damaged.
  • the thin plate tempered glass 21 having a thickness of about several tens of microns is provided on the surface of the circularly polarizing plate 22.
  • Such a thickness can be bent like paper.
  • the surface of the circularly polarizing plate 22 can be protected by using the thin plate tempered glass 21 up to a curved surface including the portion of the armor 74 of the protective glasses 2.
  • the protective glasses-side polarizing member 50 includes a glass substrate 31, a circularly polarizing plate 32, and a linearly polarizing plate 33 in order from the front direction of the protective glasses 2.
  • the base material that is, the base material of the lens originally provided in the glasses
  • the glass substrate 31 plays a role of protecting the surface of the circularly polarizing plate 32.
  • a polarizing plate (a circularly polarizing plate 32 and a linearly polarizing plate 33) can be provided on the inner side (rear side).
  • the protective glasses 2 constituting the business support system 20 of the present embodiment can be obtained by performing simple processing on the lens originally mounted on the glasses. Furthermore, the work support system 20 of the present embodiment is configured by attaching the polarizing plate shown in FIG. 6 or 7 to a raw plastic eyeglass lens or glass eyeglass lens before being attached to the eyeglass frame. A lens dedicated to the protective glasses 2 can also be created.
  • a head-mounted display is a type of wearable computer and is a display device that is mounted on the head.
  • the business support system of the embodiment of the present invention is constructed using this head mounted display, there are the following problems.
  • the worker wearing the head mounted display first visually recognizes an image showing the work object displayed on the head mounted display. Thereafter, the work is performed while visually recognizing the actual work object. In other words, the work object displayed on the head-mounted display is compared with the actual object between the time when the work object is confirmed and the time when the work is actually performed.
  • RealD registered trademark
  • Cinema 3D systems place a polarizing plate in front of the projector lens.
  • This 3D system is different from the business support system according to the embodiment of the present invention in the following points. That is, the cinema screen used in the 3D system is a special screen that does not break the polarized light projected from the projector.
  • the laser light emitted from the phase modulation projector in the business support system according to the embodiment of the present invention is a point that is irregularly reflected on the projection target surface. Therefore, both the left and right circularly polarized light are irregularly reflected from the projection target surface.
  • the light whose polarization is broken on the diffusion surface is used as the glasses having a pair of right and left lenses having rotating polarizing plates in the same direction.
  • the laser beam is viewed using glasses having a pair of lenses that are a pair of rotationally polarized light that is opposite to the rotationally polarized light of the projection system.
  • the glasses used in the 3D system are used in a state where the laser beam of the present embodiment is irradiated on the work target.
  • the laser beam of the present embodiment is irradiated on the work target.
  • left circularly polarized light enters the right circularly polarized lens and right circularly polarized light enters the left circularly polarized lens, there is a problem that the laser beam cannot be seen at all.
  • the present invention intends to solve, in which the worker visually recognizes the work object.
  • the business support system of the present invention can solve all the problems that cannot be solved by the generally used head-mounted display technology and 3D system technology. .
  • a projection apparatus that outputs linearly polarized light and a projection system that projects the output through circular polarization through a linearly polarizing plate and a circularly polarizing plate are used.
  • a polarizing plate combining a circularly polarizing plate and a linearly polarizing plate is provided on protective glasses worn by an operator who may view an image projected around the projection apparatus.
  • the rotation direction of the circularly polarized light of the protective glasses is set to be opposite to the rotation direction on the projection system side.
  • the direct light emitted from the projection apparatus is greatly attenuated by the polarization system of the protective glasses.
  • the eyes of the worker can be protected.
  • the operator can visually recognize the laser beam projected and reflected from the projection device by wearing protective glasses. As a result, the worker can surely visually recognize the laser beam applied to the work target.
  • the linearly polarized light projected from the phase modulation projector 1 is polarized into the clockwise circularly polarized light is described as an example.
  • the linearly polarized light projected from the phase modulation projector 1 may be polarized into counterclockwise circularly polarized light.
  • a pair of lenses of the protective glasses 2 is constituted by a circularly polarizing plate that polarizes clockwise clockwise polarized light.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a business support system according to the second embodiment of this invention.
  • the business support system 80 includes a projection unit 81, a projection target unit 82, and a glasses unit 83.
  • the projection unit 81 projects circularly polarized light that rotates in one direction around the optical axis and travels in a first direction 84 perpendicular to the plane of rotation.
  • the projection target part 82 is arranged to face the first direction 84 and irregularly reflects the circularly polarized light projected from the projection part 81.
  • the glasses unit 83 includes a pair of lenses that block the circularly polarized light traveling in the first direction 84 when disposed opposite to the first direction 84 in which the circularly polarized light projected from the projection unit 81 travels. Further, the spectacles unit 83 has a second direction 86 perpendicular to the rotation plane in which circularly polarized light that rotates in a direction opposite to one direction of the spiral centered on the optical axis of the light irregularly reflected by the projection target unit 82 travels. And a pair of lenses that transmit circularly polarized light traveling in the second direction 86.
  • phase modulation type spatial modulation element 320 As an example of an alternative means of the phase modulation type spatial modulation element 320 described above, it can be realized by a technology of MEMS (Micro Electro Mechanical System).
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • the computer program stored in a storage unit (not shown) of the phase modulation projector may be provided as a recording medium or may be provided via a network such as the Internet.
  • the recording medium includes a computer-usable medium or a computer-readable medium and can record or read information using magnetism, light, electronic, electromagnetic, infrared, or the like. Examples of such media include semiconductor memory, semiconductor or solid-state storage devices, magnetic tape, removable computer diskettes, random access memory (RAM (Random Access Memory)), read only memory (ROM (Read Only Memory)). , Magnetic disks, optical disks, magneto-optical disks, and the like.
  • the circularly polarized light projected from the projection means is disposed opposite to the first direction in which the circularly polarized light travels, the circularly polarized light traveling in the first direction is blocked, Of the light irregularly reflected by the projection target means, the circularly polarized light rotating in the direction opposite to the one direction of the spiral with the optical axis as the center is disposed, facing the second direction perpendicular to the rotation surface.
  • Glasses means having a pair of lenses that transmit circularly polarized light traveling in the second direction;
  • a business support system (Appendix 2)
  • the pair of lenses includes, in order from the surface facing the first direction or the second direction, a circular polarization member that changes light polarization to circular polarization, and a linear polarization member that changes light polarization to linear polarization.
  • circularly polarized light traveling in the first direction or the second direction when the polarization direction of the light converted into linearly polarized light using the linearly polarized light member and the polarization direction of the linearly polarized light member are orthogonal to each other.
  • the projection means includes phase modulation type projection means for projecting linearly polarized light, and circular polarization conversion means for converting the linearly polarized light projected from the phase modulation type projection means into circularly polarized light traveling in the first direction.
  • Appendix 4 The business support system according to any one of appendices 1 to 3, wherein the projection unit projects circularly polarized light traveling in the first direction via a non-polarized member that does not change polarization of light.
  • Appendix 5 The surface of the pair of lenses facing the first direction and the surface facing the second direction are covered with a non-polarizing member that does not change the polarization of light.
  • the business support system described in 1. (Appendix 6) The business support system according to appendix 5, wherein the non-polarized member is glass.
  • Protective glasses comprising a pair of lenses that transmit circularly polarized light that travels in the second direction when arranged to face the second direction perpendicular to the rotation plane.
  • the pair of lenses includes, in order from the surface facing the first direction or the second direction, a circular polarization member that changes light polarization to circular polarization, and a linear polarization member that changes light polarization to linear polarization. And circularly polarized light traveling in the first direction or the second direction when the polarization direction of the light converted into linearly polarized light using the linearly polarized light member and the polarization direction of the linearly polarized light member are orthogonal to each other.
  • the protective glasses according to appendix 7. (Appendix 9)
  • the projection means includes phase modulation type projection means for projecting linearly polarized light, and circular polarization conversion means for converting the linearly polarized light projected from the phase modulation type projection means into circularly polarized light traveling in the first direction.

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Abstract

作業者が、作業対象物に対して照射されたレーザ光を確実に視認し、作業者の目を保護するために、光軸を中心とした螺旋の一方向に回転し、回転面と垂直な第一方向に進行する円偏光を投写する投写部と、第一方向と対向して配置され、投写部から投写される円偏光を乱反射する被投写対象部と、投写部から投写される円偏光が進行する第一方向と対向して配置されると、第一方向に進行する円偏光を遮断し、被投写対象部で乱反射する光のうち、光軸を中心とした螺旋の一方向と逆方向に回転する円偏光が進行する、回転面と垂直な第二方向と対向して配置されると、第二方向に進行する円偏光を透過する一組のレンズを有するメガネ部と、を備える業務支援システムとする。

Description

業務支援システム及び保護メガネ
　本発明は、業務支援システム及び保護メガネに関するものである。
　近年、工場、店舗、配送拠点などにおいて行われる作業の人的ミスの撲滅や、作業時間の短縮、及びそれに伴う作業コストの低減を図るため、投写光を用いた業務支援システムが採用されている。具体的には、作業現場にある作業対象物をカメラで撮影し、撮影した画像を認識すると共に、作業が必要な対象物に対して投写光を照射して、作業員に指示を出すというシステムである。このシステムを用いることで、作業現場から離れた遠隔地からの操作に基づいて、作業対象物に対して投写光を照射することで、作業者に対して作業対象物を確実に視認させることが可能になる。この投写光を用いた業務支援システムを採用すれば、作業効率の向上に加えて、作業に習熟した者でなくても、投写光の指示に基づいて、簡単に熟練工と同等の作業を行うことが可能になる。したがって、現代社会に存在するあらゆる業務を支援する業務支援システムとして、注目されている。
　この業務支援システムにおいて用いられる投写光として、光源（投写口）から光を投写することができるレーザ光が用いられている。業務支援システムでは、まず、作業対象物を撮影すると共に、撮影した作業対象物の画像を認識することが求められている。次に、業務支援システムでは、当該認識した作業対象物の画像において、作業を必要とする対象物に対してレーザ光を照射することが求められる。この業務支援システムに用いられるデバイスとして、カメラと投写表示装置とを組み合わせたデバイス（以下、プロジェクタという。）が提案されている。
国際公開第２０１２／０３９２６７号 特開２０１３－０２００７９号公報
「汎用レーザゴーグル／保護メガネ」、［Online］、ニューポート社、［２０１７年３月１５日検索］、インターネット<URL:http://www.laser-concierge.com/product_img/Safety/Newport/Goggle/Newport_Goggle.pdf>
　作業現場において、作業者が、レーザ光が照射された作業対象物を確実に視認するためには、作業対象物に照射されるレーザ光は、ある程度の照度を有している必要がある。一方、労働の安全衛生についての基準を定めた労働安全衛生規則では、労働者が常時就業する場所の作業面は、作業の区分に応じて、所定の照度（ルクス）を確保することが定められている。
　そうすると、作業者に対してレーザ光が照射された作業対象物を確実に視認させるためには、作業対象物に対して照射されるレーザ光は、労働安全衛生規則で定められている照度を上回る照度となる光量が求められる。他方、レーザ光は、出力の低いものでも直視すると失明の危険性があるため、取り扱いに注意が必要とされている。例えば、国際電気標準会議（ＩＥＣ：International Electro-technical Commission）のレーザ機器及びその使用者のための安全指針において、レーザ機器の出力、レーザ光の波長などによるクラス分けがなされている。そして、クラス毎に労働衛生安全管理体制の整備が要求されている。
　レーザ光が照射された対象物を視認する作業者の目をレーザ光から確実に保護するため、例えば、非特許文献１に記載されているような、レーザ光用の保護ゴーグルが一般的に知られている。一般的なレーザ光用の保護ゴーグルには、レーザ波長の光の領域の強度を減衰させる一種の色フィルタが用いられている。したがって、この保護ゴーグルを装着すると、レーザ光を投写面に投写して形成した画像、すなわち、作業対象物に対して照射されるレーザ光の強度も減衰して見えることになる。そうすると、このレーザ用の保護ゴーグルを装着した作業者は、作業対象物に対して照射されたレーザ光を視認することができなくなる。その結果、作業者は、レーザ光を用いた投写指示に基づいた作業を行うことができなくなる。したがって、レーザ光を用いた業務支援システムに従事する作業者に、このレーザ用の保護ゴーグルを装着してもらうことはできない。
　要するに、このレーザ用の保護ゴーグルは、作業者の目を保護すること自体は可能であるが、レーザ光を用いた業務支援システムには適さないという課題がある。
　しかしながら、上記したように、レーザ光を直視すると目に影響を与えてしまうという危険性がある。したがって、作業者が、作業対象物に対して照射されたレーザ光を確実に視認することができ、かつ、作業者の目を保護することが可能な保護メガネの開発が求められている。
　本発明の目的は、上述した課題を鑑み、作業者が、作業対象物に対して照射されたレーザ光を確実に視認でき、かつ、作業者の目を保護するという課題を解決する業務支援システム及び保護メガネを提供することにある。
　本発明の業務支援システムは、光軸を中心とした螺旋の一方向に回転し、回転面と垂直な第一方向に進行する円偏光を投写する投写手段と、第一方向と対向して配置され、投写手段から投写される円偏光を乱反射する被投写対象手段と、投写手段から投写される円偏光が進行する第一方向と対向して配置されると、第一方向に進行する円偏光を遮断し、被投写対象手段で乱反射する光のうち、光軸を中心とした螺旋の一方向と逆方向に回転する円偏光が進行する、回転面と垂直な第二方向と対向して配置されると、第二方向に進行する円偏光を透過する一組のレンズを有するメガネ手段と、を備える。
　また、本発明の保護メガネは、光軸を中心とした螺旋の一方向に回転し、回転面と垂直な第一方向に進行する円偏光を投写する投写手段から投写される円偏光が進行する第一方向と対向して配置されると、第一方向に進行する円偏光を遮断し、第一方向と対向して配置され、投写手段から投写される円偏光を乱反射する被投写対象手段で乱反射する光のうち、光軸を中心とした螺旋の一方向と逆方向に回転する円偏光が進行する、回転面と垂直な第二方向と対向して配置されると、第二方向に進行する円偏光を透過する一組のレンズを備える。
　本発明によれば、作業者が、作業対象物に対して照射されたレーザ光を確実に視認することができ、かつ、作業者の目を保護することが可能な業務支援システム及び保護メガネを提供できる。
本発明の第１実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタの一例を示すブロック図である。 第１実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタの照射部の一例を示すブロック図である。 第１実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタから投写された光が被投写対象面で反射され、その光を保護メガネで見るときの投写光、偏光光の関係の一例について説明する図である。 第１実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタから投写された光を保護メガネで見るときの投写光、偏光光の関係の一例について説明する図である。 第１実施形態の業務支援システムを構成する保護メガネの外観の一例を示す斜視図である。 第１実施形態の業務支援システムを構成する保護メガネの基材（レンズ）がプラスチックの場合の、図５のＡ－Ａ´断面図である。 第１実施形態の業務支援システムを構成する保護メガネの基材（レンズ）がガラスの場合の、図５のＡ－Ａ´断面図である。 本発明の第２実施形態の業務支援システムの一例を示す概略ブロック図である。
　本発明の第１実施形態について説明する前に、本発明の実施形態の業務支援システムの概要について説明する。
　本実施形態の業務支援システムは、位相変調型プロジェクタと、保護メガネとを有する。最初に、位相変調型プロジェクタについて説明する。
　近年、プロジェクタに関する技術開発が目覚ましい。プロジェクタとは、ディスプレイ装置の一種である。プロジェクタは、大型スクリーンなどの被投写対象面に、画像や映像を投写することで表示する投写表示装置である。
　プロジェクタの変調方式には強度変調型と位相変調型がある。位相変調型は、強度変調型よりも電力効率が良いという特徴がある。位相変調型は、プロジェクタとスクリーンとの間の距離が離れていても、被投写対象面に表示される画像が暗くならないように設計することができる。また、位相変調型とは、投写画像のフーリエ変換画像を、高精細な液晶素子上に形成し、画素毎の屈折率変化に基づいて位相を制御し、投写画像を得るものである。
　このような特徴を有する位相変調型のプロジェクタから照射されるレーザ光は、被投写対象面に投写される画像が形成される部分にだけ投写される。すなわち、位相変調型のプロジェクタから照射されるレーザ光は、画像が形成されない部分には投写されない。すなわち、位相変調型のプロジェクタから照射されるレーザ光は、いわゆる拡散光ではない性質を有している。したがって、位相変調型のプロジェクタから照射されるレーザ光のエネルギーは、画像を形成する部分（光る部分）にしか照射されず、画像が形成されない部分（暗い部分）には照射されない。このため、レーザ光が投写可能な光量は、プロジェクタの大きさに比例するという関係があるにもかかわらず、位相変調型のプロジェクタは、位相変調型以外のプロジェクタよりも、小さなエネルギーで、明るいレーザ光を照射することができるのである。この点が、位相変調型のプロジェクタを本実施形態の業務支援システムに採用する理由の１つである。その他の理由については後述する。
　（第１実施形態）
　次に、本発明の第１実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタについて、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタの一例を示すブロック図である。図１において、点線はレーザ光の流れを表し、実線は情報の流れを表す。なお、以下説明する図における一方向性の矢印は、ある信号（データ）の流れを端的に示したもので、双方向性を排除するものではない。
　図１を参照すると、本実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタ１は、撮像部１００と、制御部２００と、照射部３００とを有する。以下、それぞれについて説明する。
　撮像部１００は、位相変調型プロジェクタ１の外部に存在する対象物を撮影する。撮像部１００で撮影した対象物又はその動きなどの情報（以下、これらを纏めて「対象物等」という。）を、位相変調型プロジェクタ１の図示しない記憶部に格納する。撮像部１００は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子、又は、３次元深度検出素子などを用いて実現される。
　制御部２００は、撮像部１００が撮影した対象物等を、パターン認識などの画像処理を用いて、識別又は認識する（以下、識別と認識とを区別せず「認識」という。）。制御部２００は、その認識結果に基づいて位相変調型空間変調素子３２０を制御する。すなわち、制御部２００は、認識結果に基づいて、照射部３００が照射する像を決定する。制御部２００は、位相変調型空間変調素子３２０が出射する光に基づいて形成される像が、制御部２００が決定した像となるように、位相変調型空間変調素子３２０を制御する。
　照射部３００は、レーザ光源３１０と、位相変調型空間変調素子３２０とを有する。レーザ光源３１０は、レーザ光を照射する構成を備えている。レーザ光源３１０が照射するレーザ光が位相変調型空間変調素子３２０に入射するように、レーザ光源３１０と位相変調型空間変調素子３２０とが配置されている。位相変調型空間変調素子３２０は、レーザ光が入射されたことに応じて当該レーザ光の位相を変調して出射する機能を備えている。
　照射部３００は、さらに、後述する結像光学系又は図示しない照射光学系などを有していてもよい。照射部３００は、位相変調型空間変調素子３２０が出射した光から形成される像を照射する。
　本実施形態における制御部２００と位相変調型空間変調素子３２０とについてさらに説明する。位相変調型空間変調素子３２０は、位相変調型の回折光学素子を用いて実現される。
　位相変調型空間変調素子３２０は、複数の受光領域を有する。受光領域は、位相変調型空間変調素子３２０を構成するセルである。受光領域は、例えば、１次元又は２次元のアレイ状に配列される。制御部２００は、制御情報に基づいて、位相変調型空間変調素子３２０を構成する複数の受光領域のそれぞれについて、当該受光領域に入射した光の位相と当該受光領域から出射する光の位相との差分を決定付けるパラメータが変化するように制御する。具体的には、制御部２００は、複数の受光領域のそれぞれについて、例えば屈折率又は光路長などの光学的特性が変化するよう制御する。位相変調型空間変調素子３２０に入射した入射光の位相の分布は、各受光領域の光学的特性の変化に応じて変化する。これにより、位相変調型空間変調素子３２０は、制御情報を反映した光を出射する。
　位相変調型空間変調素子３２０は、例えば、強誘電性液晶、ホモジーニアス液晶、又は、垂直配向液晶などを有している。位相変調型空間変調素子３２０は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）の技術を用いて実現される。この場合、制御部２００は、位相変調型空間変調素子３２０を構成する複数の受光領域のそれぞれについて、受光領域に印加する電圧を制御する。受光領域の屈折率は、印加された電圧に応じて変化する。このため、制御部２００は、位相変調型空間変調素子３２０を構成する各受光領域の屈折率を制御することで、受光領域間に屈折率の差を発生させることができる。位相変調型空間変調素子３２０では、その制御部２００からの制御に基づいて、入射されたレーザ光が各受光領域において適宜に回折する。
　図２は、第１実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタの照射部の一例を示すブロック図である。
　本実施形態における業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタの照射部３００は、レーザ光源３１０に加えて、整形光学系３１２と、投写制御部３２２と、投写部３３０とを有する。
　整形光学系３１２は、レーザ光源３１０の光出力口に配置される。整形光学系３１２は、レーザ光源３１０から発せられた光を、後に設けられている位相変調、フーリエ変換、結像、投写に適する形状に整形する。レーザ光源３１０から発せられた光の偏光状態は、光が投写部３３０から投写されるまで保存される。整形光学系３１２から出射された光は投写制御部３２２の位相変調型空間変調素子３２０の受光面に入射する。
　投写制御部３２２は、位相変調型空間変調素子３２０と、変調制御部３２１と、フーリエ変換レンズ３２４と、結像光学系３２６とを有する。
　位相変調型空間変調素子３２０は、投写制御部３２２に入射された光を位相変調する。
　変調制御部３２１は、位相変調型空間変調素子３２０が有する複数の受光領域の屈折率を、それぞれ投写しようとする画像の画素毎の情報に応じて変化させる。
　位相変調型空間変調素子３２０を用いて位相変調された光は、フーリエ変換レンズ３２４を透過することで回折する。フーリエ変換レンズ３２４は、位相変調型空間変調素子３２０を用いて位相変調された光をフーリエ変換する。そして、フーリエ変換レンズ３２４を透過して回折した光は、結像光学系３２６へ向けて集光する。結像光学系３２６は、フーリエ変換レンズ３２４を透過した光を結像する。例えば、結像光学系３２６は、図示しない偏光保存素子を透過した光を結像する。結像光学系３２６は、結像した光を投写部３３０へ入射する。投写部３３０は、結像光学系３２６から入射された光を投写する。
　次に、第１実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタから投写された光が被投写対象面で反射され、その光を保護メガネで見るときの投写光、偏光光の関係の一例について図３を参照しつつ説明する。
　図３を参照すると、本実施形態の業務支援システム２０は、位相変調型プロジェクタ１と、プロジェクタ側偏光部材４０と、被投写対象面１４と、保護メガネ側偏光部材５０と、を有する。
　位相変調型プロジェクタ１は、上記図１及び図２において説明したものである。位相変調型プロジェクタ１は、レーザ光源３１０と、照射部３００を含む光学系３５０とを有する。
　プロジェクタ側偏光部材４０は、直線偏光板４と、右回りの円偏光板５と、保護ガラス６とを有する。
　保護メガネ側偏光部材５０は、保護ガラス１０と、左回りの円偏光板１１と、直線偏光板１２とを有する。
　次に、本実施形態の業務支援システムの原理について説明する。業務支援システム２０の投写系は、位相変調型プロジェクタ１を一例とする位相変調型を想定している。この投写系は、出力が直線偏光しているという特徴がある。位相変調型プロジェクタ１のレーザ光源３１０から出射したレーザ光は、光学系３５０に入力する。光学系３５０から直線偏光性の出力光３が出力される。これを、プロジェクタ側偏光部材４０の偏光系を用いて円偏光化する。直線偏光性の出力光３は、直線偏光板４に入射する。直線偏光板４を透過した直線偏光性の出力光３は、右回りの円偏光板５に入射する。右回りの円偏光板５を透過し、右回りの円偏光に偏光した光は、光の偏光を変えない無偏光の保護ガラス６に入射する。保護ガラス６を透過した右回りの円偏光に偏光した光は、右回りの円偏光投写光７となり被投写対象面１４へ向けて進行する。
　なお、位相変調型プロジェクタ１の出力光３の偏光の程度に依存するが、位相変調型プロジェクタ１の出力光３が十分な直線偏光性を有している場合、例えば、直線偏光度が１００％であれば、プロジェクタ側偏光部材４０の直線偏光板４を省略できる。
　また、仮に、位相変調型プロジェクタ１の出力光３が無偏光である場合、プロジェクタ側偏光部材４０を透過させると、透過後の出力光の光量は半減する。しかしながら、図１及び図２において説明したように、位相変調型プロジェクタ１は、位相変調型以外のプロジェクタよりも、小さなエネルギーで、明るいレーザ光を照射することができる。したがって、位相変調型プロジェクタ１の場合、光量の損失は小さく、十分な明るさを確保することができる。
　被投写対象面１４へ向けて進行した右回りの円偏光投写光７は、被投写対象面１４で乱反射する。右回りの円偏光投写光７は、被投写対象面１４において、右回りの円偏光反射光９と、左回りの円偏光反射光８とに反射される。この場合、右回りの円偏光反射光９と、左回りの円偏光反射光８とが、後述する保護メガネ２を装着する作業者の目に向かうものとする。そして、後述するように、図３の場合、作業者が装着する保護メガネ２の一組のレンズは、左回りの円偏光板１１を有している。したがって、右回りの円偏光反射光９は、作業者の目に届かないことになる。
　保護メガネ側偏光部材５０は、後述する保護メガネ２のレンズの構成を表している。左回りの円偏光反射光８は、まず、保護メガネ２の保護ガラス１０に入射する。保護ガラス１０は、ガラスレンズが装着されているメガネのレンズそのものであってもよい。保護ガラス１０を透過した左回りの円偏光反射光８は、左回りの円偏光板１１に入射する。左回りの円偏光板１１を透過した左回りの円偏光反射光８は、直線偏光板１２に入射する。直線偏光板１２を透過した左回りの円偏光反射光８は、直線偏光に変換される。この直線偏光に偏光された反射光１３は、作業者の目に入る。要するに、直線偏光の偏光方向と、直線偏光板１２の偏光方向があっていれば通過し、直交していれば遮断される。
　作業者は、位相変調型プロジェクタ１が出射した光が円偏光された投写光の偏光方向（図３の場合は右回りの円偏光）と反対方向の円偏光板と直線偏光板との偏光系（保護メガネ側偏光部材５０）の一組のレンズを有する保護メガネ２を装着する。要するに、作業者が装着する保護メガネ２には、被投写対象面１４で乱反射した左回りの円偏光反射光８と同一回転方向の光だけが透過するように、直線偏光板と円偏光板との角度調節が施されている。例えば、工場、店舗、配送拠点などにおいて行われる作業の場合、作業者の安全性確保の点から、作業者の目を保護するために、メガネの着用が義務付けられている職場も数多く存在すると考えられる。したがって、本実施形態の業務支援システム２０を構成する保護メガネ２を装着することに関して違和感はないと考えられる。
　なお、保護メガネ２を装着すると視界が暗くなりがちであるが、その分、目の瞳孔が開くため視覚的に暗く感じることはない。このように、本実施形態によれば、レーザ光の視認性の確保と作業者の目の保護といった効果を得ることができる。
　図４は、第１実施形態の業務支援システムを構成する位相変調型プロジェクタから投写された光を保護メガネで見るときの投写光、偏光光の関係の一例について説明する図である。
　図４に示す業務支援システム２０は、保護メガネ２を装着した状態で、位相変調型プロジェクタ１の投写口から出射されるレーザ光を直に見た場合を示している。この場合、位相変調型プロジェクタ１から出射され、プロジェクタ側偏光部材４０を透過した右回りの円偏光投写光７は、保護メガネ側偏光部材５０に入射する。保護メガネ２の両目には、左回りの円偏光板１１が設けられている。そのため、右回りの円偏光投写光７は保護メガネ２で遮断されることになる。したがって、作業者の目に入るレーザ光の強度は殆ど問題がないレベルとなる。国際電気標準会議（ＩＥＣ）のレーザ機器及びその使用者のための安全指針で定められているクラス２程度の光を照射して実験したところ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のインジケータが付いている程度の光量しか感じられなかった。なお、クラス２は、可視光のみに規定され、目の保護は、まばたきなどの嫌悪反応に基づいて行われるクラス１（目に対して安全なレベル）並みの安全が確保されるレーザである。
　次に、第１実施形態の業務支援システムを構成する保護メガネの外観について説明する。図５は、第１実施形態の業務支援システムを構成する保護メガネの外観の一例を示す斜視図である。図５の矢印は、それぞれ、保護メガネ２の前後左右の各方向を表すものとする。
　図５において、保護メガネ２は、右レンズ７１と、左レンズ７２と、ヨロイ７４と、テンプル（つる）７５と、先セル（モダン）とを有する。
　そして、本実施形態の業務支援システムを構成する保護メガネ２は、右レンズ７１と左レンズ７２との双方に、左回りの円偏光板１１が設けられている。この左回りの円偏光板１１は、位相変調型プロジェクタ１が出射した直線偏光性の出力光３を、右回りの円偏光板５で偏光した右回りの円偏光投写光７が、被投写対象面１４で乱反射した左回りの円偏光反射光８を透過する。また、左回りの円偏光板１１は、位相変調型プロジェクタ１が出射した直線偏光性の出力光３を、右回りの円偏光板５で偏光した右回りの円偏光投写光７を遮断する。
　次に、第１実施形態の業務支援システムを構成する保護メガネの基材（レンズ）がプラスチックの場合とガラスの場合との内部構成について説明する。図６は、第１実施形態の業務支援システムを構成する保護メガネの基材（レンズ）がプラスチックの場合、図７は、保護メガネの基材（レンズ）がガラスの場合の、図５のＡ－Ａ´断面図である。
　図６において、保護メガネ側偏光部材５０は、保護メガネ２の前方向から順に、薄板強化ガラス２１と、円偏光板２２と、直線偏光板２３と、プラスチック基材２４とを有する。
　この例では、基材、すなわち、メガネに元々設けられているレンズの基材が、プラスチックである場合を想定している。すなわち、メガネのレンズが、よく用いられているプラスチック系のものである場合、プラスチックが偏光を崩してしまう可能性が高い。したがって、偏光系の板（円偏光板２２、直線偏光板２３）は、プラスチック基材２４の前に設ける必要がある。
　ただし、このような構成では、円偏光板２２の表面に傷が付き易くなるという問題がある。例えば、溶接作業の現場のように鉄粉が飛んでくるような職場では、直ぐに円偏光板２２の表面に傷が付いてしまい、光が透過する部分ができてしまう恐れがある。したがって、円偏光板２２の表面に、数十ミクロン程度の厚さを有する薄板強化ガラス２１を設けることとしている。この程度の厚さであれば紙のように曲げることができる。さらに、保護メガネ２のヨロイ７４の部分を含む曲面まで、薄板強化ガラス２１を用いて円偏光板２２の表面を保護することができる。
　図７において、保護メガネ側偏光部材５０は、保護メガネ２の前方向から順に、ガラス基材３１と、円偏光板３２と、直線偏光板３３とを有している。
　この例では、基材、すなわち、メガネに元々設けられているレンズの基材が、ガラスである場合を想定している。この構成の場合、ガラス基材３１（レンズ）が、円偏光板３２の表面を保護する役割を果たす。このように、メガネの基材（レンズ）がガラスの場合は、内側（後側）に偏光系の板（円偏光板３２、直線偏光板３３）を設けることができる。
　このように、メガネに元々搭載されているレンズに対して簡単な加工を施すことで、本実施形態の業務支援システム２０を構成する保護メガネ２を得ることができる。さらに、メガネフレームに取り付ける前の未加工のブラスチック製メガネレンズ又はガラス製メガネレンズに、図６又は図７に示す偏光系の板を取り付けることで、本実施形態の業務支援システム２０を構成する保護メガネ２専用のレンズを作成することもできる。
　次に、本発明の実施形態の業務支援システムと、いわゆるヘッドマウントディスプレイとの相違点と、ヘッドマウントディスプレイでは解決できない本発明特有の効果について説明する。ヘッドマウントディスプレイ（頭部装着ディスプレイ）とは、ウェアラブルコンピュータの一種であり、頭部に装着するディスプレイ装置のことである。このヘッドマウントディスプレイを用いて本発明の実施形態の業務支援システムを構築した場合、次に述べるような問題がある。
　ヘッドマウントディスプレイを装着した作業者は、まず、ヘッドマウントディスプレイに表示された作業対象物を示す画像を視認する。その後、実際の作業対象物を視認して作業を行うことになる。すなわち、作業対象物を確認してから実際に作業を行うまでの間に、ヘッドマウントディスプレイに表示された作業対象物と現物とを見比べることになる。
　そうすると、作業者の視線が移動することになる。したがって、作業者は、作業対象物を確実に視認することができないという問題がある。このように、ヘッドマウントディスプレイでは、作業者が、作業対象物を確実に視認するという本発明が解決しようとする課題は解決されない。
　次に、本発明の実施形態の業務支援システムと、いわゆる３Ｄシステムとの相違点と、３Ｄシステムでは解決できない本発明特有の効果について説明する。３Ｄシステムの一例であるＲｅａｌＤ（登録商標）は、映画館の３Ｄシステムとして普及しており、円偏光方式を採用している。映画館の３Ｄシステムは、映写機のレンズの前に偏光板を配置する。
　そして、右目用のコマを右円偏光に回転させる偏光を与える。また、左目用のコマを左円偏光に回転させる偏光を与える。映像を観る観客は、左右それぞれの目に対して指定されたコマだけを見るように、右目には右円偏光のレンズを、左目には左円偏光用のレンズを嵌めたメガネをかけて映像を見る。要するに、３Ｄ用のシステムの場合、偏光を崩さない特殊なスクリーンからの反射を左右別々の偏光を通すメガネを使って観ることを特徴としている。これにより、スクリーンの前後に広がるように観える３次元の立体効果を得ている。
　この３Ｄシステムと本発明の実施形態の業務支援システムとは、次の点において相違する。それは、３Ｄシステムで用いられている映画館のスクリーンは、映写機から投映された偏光を崩さない特殊なスクリーンである点である。これに対して、本発明の実施形態の業務支援システムにおける位相変調型のプロジェクタから照射されるレーザ光は、被投写対象面で乱反射する点である。したがって、被投写対象面からは、左右両方の円偏光が乱反射されることになる。そして、本実施形態の場合は、拡散面（乱反射面）で偏光が崩れた光を、左右一組のレンズが同じ方向の回転偏光板を有するメガネを使用している。具体的には、投写系の回転偏光と逆回転の回転偏光の一組のレンズを有するメガネを使用してレーザ光を見ているのである。
　仮に、本実施形態のレーザ光が作業対象物に対して照射されている状態で、３Ｄシステムで用いられているメガネを使用した場合を考えてみる。この場合、右円偏光のレンズに対して左円偏光の光が入り、左円偏光のレンズに対して右円偏光の光が入ると、レーザ光をまったく見ることができなくなるという問題がある。その結果、作業者が、作業対象物を確実に視認するという本発明が解決しようとする課題を解決することができないことになる。
　また、レーザ光を直視した場合、右円偏光のレンズに対して右円偏光の光が入り、左円偏光のレンズに対して左円偏光の光が入ると、レーザ光が真面に目に入ることになる。その結果、作業者の目を保護するという本発明が解決しようとする課題を解決することができないことになる。
　以上説明したように、本発明の業務支援システムは、一般的に用いられているヘッドマウントディスプレイの技術や、３Ｄシステムの技術では決して解決することができない課題を一挙に解決することができるのである。
　本発明では、直線偏光光を出力する投写装置と、その出力を直線偏光板、円偏光板を通して円偏光化して投写する投写系を用いている。投写装置周辺で投写された画像を見る可能性のある作業者が装着する保護メガネに、円偏光板、直線偏光板を組み合わせた偏光系の板を設けている。そして、保護メガネの円偏光の回転方向は、投写系側の回転方向と逆方向になるようにしている。投写装置周辺にいる作業者が保護メガネを装着することで、投写装置から照射される直接光は、保護メガネの偏光系で大幅に減衰される。その結果、作業者の目を保護することができる。また、作業者は、保護メガネを装着することで、投写装置から投写され反射したレーザ光を視認することができる。その結果、作業者は、作業対象物に対して照射されたレーザ光を確実に視認することができる。
　なお、上記実施形態では、位相変調型プロジェクタ１から投写される直線偏光光を右回りの円偏光投写光に偏光した場合を例に挙げて説明を行っている。しかしながら、位相変調型プロジェクタ１から投写される直線偏光光を左回りの円偏光投写光に偏光した場合であってもよい。その場合、保護メガネ２の一組のレンズを、右回りの円偏光に偏光する円偏光板で構成する。
　（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態を説明する。図８は、本発明の第２実施形態の業務支援システムの一例を示す図である。
　図８を参照すると、本実施形態の業務支援システム８０は、投写部８１と、被投写対象部８２と、メガネ部８３とを有する。
　投写部８１は、光軸を中心とした螺旋の一方向に回転し、回転面と垂直な第一方向８４に進行する円偏光を投写する。
　被投写対象部８２は、第一方向８４と対向して配置され、投写部８１から投写される円偏光を乱反射する。
　メガネ部８３は、投写部８１から投写される円偏光が進行する第一方向８４と対向して配置されると、第一方向８４に進行する円偏光を遮断する一組のレンズを有する。また、メガネ部８３は、被投写対象部８２で乱反射する光のうち、光軸を中心とした螺旋の一方向と逆方向に回転する円偏光が進行する、回転面と垂直な第二方向８６と対向して配置されると、第二方向８６に進行する円偏光を透過する一組のレンズを有する。
　なお、上記説明を行った位相変調型空間変調素子３２０の代替手段の一例として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）の技術によって実現することもできる。
　また、位相変調型プロジェクタの図示しない記憶部に格納されているコンピュータプログラムは、記録媒体で提供されてもよく、また、インターネット等のネットワークを介して提供されてもよい。記録媒体は、コンピュータ使用可能媒体又はコンピュータ可読媒体であって、磁気、光、電子、電磁気、赤外線などを用いて情報の記録又は読み取りが可能な媒体を含む。そのような媒体として、例えば、半導体メモリ、半導体または固体の記憶装置、磁気テープ、取外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ（Random Access Memory））、読出し専用メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory））、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどがある。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
　光軸を中心とした螺旋の一方向に回転し、回転面と垂直な第一方向に進行する円偏光を投写する投写手段と、
　前記第一方向と対向して配置され、前記投写手段から投写される円偏光を乱反射する被投写対象手段と、
　前記投写手段から投写される円偏光が進行する第一方向と対向して配置されると、前記第一方向に進行する円偏光を遮断し、
　前記被投写対象手段で乱反射する光のうち、光軸を中心とした螺旋の前記一方向と逆方向に回転する円偏光が進行する、回転面と垂直な第二方向と対向して配置されると、前記第二方向に進行する円偏光を透過する一組のレンズを有するメガネ手段と、
を備える、業務支援システム。
（付記２）
　前記一組のレンズは、前記第一方向又は前記第二方向と対向する面から順に、光の偏光を円偏光に変える円偏光部材と、光の偏光を直線偏光に変える直線偏光部材とを有し、前記直線偏光部材を用いて直線偏光に変換された光の偏光方向と、前記直線偏光部材の偏光方向とが直交しているとき、前記第一方向又は前記第二方向に進行する円偏光を遮断し、前記直線偏光に変換された光の偏光方向と、前記直線偏光部材の偏光方向とが一致しているとき、前記第一方向又は前記第二方向に進行する円偏光を透過する、付記１に記載の業務支援システム。
（付記３）
　前記投写手段は、直線偏光を投写する位相変調型投写手段と、前記位相変調型投写手段から投写された直線偏光を前記第一方向に進行する円偏光に変換する円偏光変換手段と、を備える付記１又は２に記載の業務支援システム。
（付記４）
　前記投写手段は、光の偏光を変えない無偏光の部材を介して、前記第一方向に進行する円偏光を投写する、付記１から３の何れか１項に記載の業務支援システム。
（付記５）
　前記一組のレンズの前記第一方向と対向する面と、前記第二方向と対向する面とは、光の偏光を変えない無偏光の部材で覆われる、付記１から４の何れか１項に記載の業務支援システム。
（付記６）
　前記無偏光の部材は、ガラスである、付記５に記載の業務支援システム。
（付記７）
　光軸を中心とした螺旋の一方向に回転し、回転面と垂直な第一方向に進行する円偏光を投写する投写手段から投写される円偏光が進行する第一方向と対向して配置されると、前記第一方向に進行する円偏光を遮断し、
　前記第一方向と対向して配置され、前記投写手段から投写される円偏光を乱反射する被投写対象手段で乱反射する光のうち、光軸を中心とした螺旋の前記一方向と逆方向に回転する円偏光が進行する、回転面と垂直な第二方向と対向して配置されると、前記第二方向に進行する円偏光を透過する一組のレンズを備える、保護メガネ。
（付記８）
　前記一組のレンズは、前記第一方向又は前記第二方向と対向する面から順に、光の偏光を円偏光に変える円偏光部材と、光の偏光を直線偏光に変える直線偏光部材とを有し、前記直線偏光部材を用いて直線偏光に変換された光の偏光方向と、前記直線偏光部材の偏光方向とが直交しているとき、前記第一方向又は前記第二方向に進行する円偏光を遮断し、前記直線偏光に変換された光の偏光方向と、前記直線偏光部材の偏光方向とが一致しているとき、前記第一方向又は前記第二方向に進行する円偏光を透過する、付記７に記載の保護メガネ。
（付記９）
　前記投写手段は、直線偏光を投写する位相変調型投写手段と、前記位相変調型投写手段から投写された直線偏光を前記第一方向に進行する円偏光に変換する円偏光変換手段と、を備える付記７又は８に記載の保護メガネ。
（付記１０）
　前記投写手段は、光の偏光を変えない無偏光の部材を介して、前記第一方向に進行する円偏光を投写する、付記７から９の何れか１項に記載の保護メガネ。
（付記１１）
　前記一組のレンズの前記第一方向と対向する面と、前記第二方向と対向する面とは、光の偏光を変えない無偏光の部材で覆われる、付記７から１０の何れか１項に記載の保護メガネ。
（付記１２）
　前記無偏光の部材は、ガラスである、付記１１に記載の保護メガネ。
　この出願は、２０１７年３月３１日に出願された日本出願特願２０１７－０７０２２５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１　　位相変調型プロジェクタ
　２　　保護メガネ
　３　　出力光
　４、１２　　直線偏光板
　５　　右回りの円偏光板
　６、１０　　保護ガラス
　７　　右回りの円偏光投写光
　８　　左回りの円偏光反射光
　９　　右回りの円偏光反射光
　１１　　左回りの円偏光板
　１３　　反射光
　２０、８０　　業務支援システム
　２１　　薄板強化ガラス
　２２、３２　　円偏光板
　２３、３３　　直線偏光板
　２４　　プラスチック基材
　３１　　ガラス基材
　４０　　プロジェクタ側偏光部材
　５０　　保護メガネ側偏光部材
　７１　　右レンズ
　７２　　左レンズ
　７３　　ブリッジ
　７４　　ヨロイ
　７５　　テンプル（つる）
　７６　　先セル（モダン）
　８１　　投写部
　８２　　被投写対象部
　８３　　メガネ部
　８４　　第一方向
　８６　　第二方向
　１００　　撮像部
　２００　　制御部
　３００　　照射部
　３１０　　レーザ光源
　３１２　　整形光学系
　３２０　　位相変調型空間変調素子
　３２２　　投写制御部
　３２４　　フーリエ変換レンズ
　３２６　　結像光学系
　３３０　　投写部
　３５０　　光学系

Claims (12)

  1. 　光軸を中心とした螺旋の一方向に回転し、回転面と垂直な第一方向に進行する円偏光を投写する投写手段と、
    　前記第一方向と対向して配置され、前記投写手段から投写される円偏光を乱反射する被投写対象手段と、
    　前記投写手段から投写される円偏光が進行する第一方向と対向して配置されると、前記第一方向に進行する円偏光を遮断し、
    　前記被投写対象手段で乱反射する光のうち、光軸を中心とした螺旋の前記一方向と逆方向に回転する円偏光が進行する、回転面と垂直な第二方向と対向して配置されると、前記第二方向に進行する円偏光を透過する一組のレンズを有するメガネ手段と、
    を備える、業務支援システム。
  2. 　前記一組のレンズは、前記第一方向又は前記第二方向と対向する面から順に、光の偏光を円偏光に変える円偏光部材と、光の偏光を直線偏光に変える直線偏光部材とを有し、前記直線偏光部材を用いて直線偏光に変換された光の偏光方向と、前記直線偏光部材の偏光方向とが直交しているとき、前記第一方向又は前記第二方向に進行する円偏光を遮断し、前記直線偏光に変換された光の偏光方向と、前記直線偏光部材の偏光方向とが一致しているとき、前記第一方向又は前記第二方向に進行する円偏光を透過する、請求項１に記載の業務支援システム。
  3. 　前記投写手段は、直線偏光を投写する位相変調型投写手段と、前記位相変調型投写手段から投写された直線偏光を前記第一方向に進行する円偏光に変換する円偏光変換手段と、を備える請求項１又は２に記載の業務支援システム。
  4. 　前記投写手段は、光の偏光を変えない無偏光の部材を介して、前記第一方向に進行する円偏光を投写する、請求項１から３の何れか１項に記載の業務支援システム。
  5. 　前記一組のレンズの前記第一方向と対向する面と、前記第二方向と対向する面とは、光の偏光を変えない無偏光の部材で覆われる、請求項１から４の何れか１項に記載の業務支援システム。
  6. 　前記無偏光の部材は、ガラスである、請求項５に記載の業務支援システム。
  7. 　光軸を中心とした螺旋の一方向に回転し、回転面と垂直な第一方向に進行する円偏光を投写する投写手段から投写される円偏光が進行する第一方向と対向して配置されると、前記第一方向に進行する円偏光を遮断し、
    　前記第一方向と対向して配置され、前記投写手段から投写される円偏光を乱反射する被投写対象手段で乱反射する光のうち、光軸を中心とした螺旋の前記一方向と逆方向に回転する円偏光が進行する、回転面と垂直な第二方向と対向して配置されると、前記第二方向に進行する円偏光を透過する一組のレンズを備える、保護メガネ。
  8. 　前記一組のレンズは、前記第一方向又は前記第二方向と対向する面から順に、光の偏光を円偏光に変える円偏光部材と、光の偏光を直線偏光に変える直線偏光部材とを有し、前記直線偏光部材を用いて直線偏光に変換された光の偏光方向と、前記直線偏光部材の偏光方向とが直交しているとき、前記第一方向又は前記第二方向に進行する円偏光を遮断し、前記直線偏光に変換された光の偏光方向と、前記直線偏光部材の偏光方向とが一致しているとき、前記第一方向又は前記第二方向に進行する円偏光を透過する、請求項７に記載の保護メガネ。
  9. 　前記投写手段は、直線偏光を投写する位相変調型投写手段と、前記位相変調型投写手段から投写された直線偏光を前記第一方向に進行する円偏光に変換する円偏光変換手段と、を備える請求項７又は８に記載の保護メガネ。
  10. 　前記投写手段は、光の偏光を変えない無偏光の部材を介して、前記第一方向に進行する円偏光を投写する、請求項７から９の何れか１項に記載の保護メガネ。
  11. 　前記一組のレンズの前記第一方向と対向する面と、前記第二方向と対向する面とは、光の偏光を変えない無偏光の部材で覆われる、請求項７から１０の何れか１項に記載の保護メガネ。
  12. 　前記無偏光の部材は、ガラスである、請求項１１に記載の保護メガネ。
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