(57)【要約】  光投射装置は、光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、指示者が指示する探索対象物品の位置を検出する位置検出部と、前記指示者の視野を検出する視野検出部と、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置及び前記視野検出部が検出した前記指示者の視野に基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させる制御部とを含んでいる。
2010044204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、
指示者が指示する探索対象物品の位置を検出する位置検出部と、
前記指示者の視野を検出する視野検出部と、
前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置及び前記視野検出部が検出した前記指示者の視野に基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させる制御部と、を含むことを特徴とする光投射装置。
【請求項２】
前記可動投射部は、
少なくともレーザ光源を有し、固設された光源部と、
少なくとも投射光学系を有し、投射位置を移動させることができる可動部と、
前記光源部と前記可動部との間に架設され、前記光源部からの光を前記可動部へと導光する屈曲性の導光部材と、を含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項３】
前記光源部は、前記レーザ光源と、前記レーザ光源から出射された光を空間変調する変調部とを含み、
前記導光部材は、前記変調部で空間変調された光を導光するファイバーバンドルであることを特徴とする請求項２記載の光投射装置。
【請求項４】
前記可動部は、前記導光部材から出射された光を空間変調する変調部と、前記変調部で空間変調された光を投射する前記投射光学系と、を含むことを特徴とする請求項２記載の光投射装置。
【請求項５】
前記可動投射部は、
光を投射して照明又は情報表示する小型光投射ユニットと、
前記小型光投射ユニットを着脱可能に保持し、前記小型光投射ユニットを移動させることによって投射位置を移動させる可動ステージ台とを含み、
前記可動ステージ台は、前記小型光投射ユニットが前記可動ステージ台から分離された状態でも動作するように、前記小型光投射ユニットが装着されているときに前記小型光投射ユニットを充電する充電部を含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項６】
前記可動投射部は、光の投射方向を変更することにより投射位置を移動させる可動ミラーを含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項７】
前記可動投射部は、
光を投射して照明又は情報表示する光投射ユニットと、
自走することにより前記光投射ユニットを移動させる自走ステージ台とを含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、機器を制御するためのインタラクティブ画像を前記指示者の視野内に投射させ、
前記指示者が前記インタラクティブ画像を操作する様子を撮像する撮像センサをさらに含み、
前記制御部は、前記撮像センサが撮像する画像に基づいて前記インタラクティブ画像の操作内容を検知し、当該操作内容に応じた機器の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項９】
前記可動投射部が投射する前記インタラクティブ画像は、可視光及び赤外光を投射することにより形成された画像であり、
前記撮像センサは赤外線カメラであることを特徴とする請求項８記載の光投射装置。
【請求項１０】
前記可動投射部が投射する光の色に対して補色の関係をなす色の光を用いて全体照明を行う補色照明部をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、投射中に空間的に投射位置を移動させて指示者の視線を誘導するとともに、投射する情報を時間的に変化させることを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項１２】
前記位置検出部は、前記探索対象物品に付された情報発信源から発信される位置情報を検出する複数の位置検出センサを含むことを特徴とする請求項１ないし１１の何れか１項に記載の光投射装置。
【請求項１３】
前記指示者の音声入力により前記探索対象物品を認識する音声センサをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１２の何れか１項に記載の光投射装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、指示者の視野となる箇所を照明させることを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項１５】
拡散光により屋内の照明を行う拡散照明光源をさらに含むことを特徴とする請求項１４記載の光投射装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、前記指示者の視野内に前記指示者が指示する情報を投射させることを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項１７】
撮像センサをさらに含み、
前記視野検出部は、前記撮像センサによって撮像された前記指示者の画像に基づいて前記指示者の視野を検出し、
前記制御部は、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置、前記視野検出部が検出した前記指示者の視野、及び前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できるか否かに基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させることを特徴とする請求項１ないし１６の何れか１項に記載の光投射装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できない場合、又は、前記指示者の視野内に前記探索対象物品が存在しない場合に、前記可動投射部を制御して前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させることを特徴とする請求項１７記載の光投射装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像でき、且つ、前記指示者の視野内に前記探索対象物品が存在する場合に、前記可動投射部を制御して前記探索対象物品を直接照明させることを特徴とする請求項１７又は１８記載の光投射装置。
【請求項２０】
光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、
前記可動投射部が投射する光の色に対して補色の関係をなす色の光を用いて全体照明を行う補色照明部と、を含むことを特徴とする光投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を投射して照明又は情報表示を行う光投射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋内に置いた物品がどの部屋のどの位置にあるのか不明な場合、当該物品をなかなか見つけることができず、探しまわることがある。このため、位置が不明となった物品の所在位置を指示者に示す探索システムが開発されている。【０００３】
例えば、特許文献１では、物品に受信機能をもつ報知端末を装着した装置が提案されている。この装置では、報知端末が電波を受信して音や光を発し、物品の存在場所を報知するようになっている。【０００４】
しかしながら、報知端末を各物品に装着する上記の従来技術の場合、報知端末自身が起動するための電源などを必要とする。よって、報知端末のサイズが大型化し、且つそのコストもかかるため、多くの物品に装着するのは困難である。【０００５】
この点、例えば、特許文献２には、小型の識別無線タグを物品に装着して物品探索を行う技術が提案されており、多くの物品に装着することが可能となっている。この特許文献２には、物品に装着された識別無線タグから識別データを受信して位置情報を算出する手段と、当該位置情報を出力する表示手段とを有する情報処理装置が開示されている。その他にも、従来より、無線タグからの情報により物品探索を行うシステムが、数多く提案されている。【０００６】
しかしながら、従来の物品探索システムでは、位置情報を表示する表示手段として、携行端末が具備する表示部又はＴＶモニタなどの固定表示端末が用いられている。【０００７】
位置情報を表示する手段として携行端末の表示部が用いられる場合、当該携行端末を携行しながら物品を探索することが必要であり、ユーザにとっては煩わしさを伴う。また、携行端末自体が不明になった場合、そもそも物品探索システムが使用できないという問題もある。また、位置情報を表示する手段として固定表示端末が用いられる場合、ユーザは固定表示端末による表示が見える場所まで移動する必要があり、この場合もユーザにとっては煩わしさを伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３１１６８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４４０３号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、煩わしさを伴わずに物品の探索が可能な使い勝手のよい光投射装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の一局面に係る光投射装置は、上記の目的を達成するために、光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、指示者が指示する探索対象物品の位置を検出する位置検出部と、前記指示者の視野を検出する視野検出部と、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置及び前記視野検出部が検出した前記指示者の視野に基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させる制御部と、を含むことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、指示者が探索対象物品を指示すれば、位置検出部が探索対象物品の位置を検出するとともに、視野検出部が指示者の視野を検出する。そして、これらの検出結果に基づいて、制御部が可動投射部を制御する。ここで、可動投射部は投射位置を移動させることができるので、制御部は、探索対象物品の位置に光を投射させて探索対象物品を直接照明させることができる。また、探索対象物品が直接照明できない位置にあるような場合には、制御部は、指示者を探索対象物品へ誘導するための誘導情報を指示者の視野内に投射させることができる。このように、可動投射部の照明又は情報表示を利用して指示者の物品探索をアシストすることにより、指示者は煩わしさを伴わずに迅速に物品探索を行うことができる。
【００１２】
本発明のさらに他の目的、特徴、及び優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図６】図６Ａは、本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成図である。図６Ｂは、図６Ａの光投射装置における可動投射部の概略構成図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図８】図８Ａは、本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成図である。図８Ｂは、図８Ａの光投射装置における携帯型光投射装置の概略構成図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成図である。
【図１２】図１１の光投射装置における可動投射部の概略構成図である。
【図１３】図１２の可動投射部のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図１４】図１２の可動投射部のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１５に、本発明の実施の形態に係る光投射装置１００の概略構成を示している。この光投射装置１００は、装置本体１０１、拡散光源１０２、音声センサ１０３、撮像センサ１０４、制御部１０５、記憶部１０６、入出力インタフェース部１０７、可動投射部１１０及び位置検出センサ１２０を具備している。
【００１６】
図１〜図３は、本発明の実施の形態に係る光投射装置１００の概略構成と動作を示す図である。
【００１７】
光投射装置１００の装置本体１０１は、例えば屋内の天井に設置されている。光投射装置１００は、装置本体１０１に設けられた可動投射部１１０を有し、投射領域を屋内で自在に設定できるようになっている。また、光投射装置１００は、装置本体１０１に設けられた音声センサ１０３により指示者２０１（ユーザ）の発する音声の認識を行うことができる。
【００１８】
さらに、光投射装置１００は、装置本体１０１に設けられた撮像センサ１０４により指示者２０１を撮像し、画像処理によって指示者２０１の位置と向きを認識し、指示者２０１の視野を取得することができる。撮像センサ１０４としては、ＣＣＤ(Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ)イメージセンサ等の固体撮像素子を用いることができる。指示者２０１の視野を取得するための画像処理は、制御部１０５にて実行される。制御部１０５（視野検出部）は、パターンマッチングなどの公知の様々な人物認識（顔認識等）アルゴリズムにより、指示者２０１の視野を取得することができる。
【００１９】
指示者２０１の視野の取得には、音声センサ１０３を利用することも可能である。すなわち、光投射装置１００の装置本体１０１が設置されている主部屋の中に複数の（少なくとも２つの）音声センサ１０３を配置しておけば、指示者２０１からの音声入力の信号強度が距離に反比例して減衰する特性（距離減衰特性）を利用して、制御部１０５は、指示者２０１の位置と方向を演算できる。例えば、部屋の中に複数の人が居た場合、撮像センサ１０４で部屋内を撮像しただけでは、どの人が指示者２０１であるかが不明となる可能性がある。この場合でも、音声センサ１０３からの音声入力に基づく指示者２０１の位置及び方向の演算結果を併用することにより、指示者２０１を特定し、指示者２０１の視野を取得することが可能になる。
【００２０】
本実施の形態では、物品に付けられた無線識別タグ１３０と、無線識別タグ１３０から発信される位置情報を検出する複数の位置検出センサ１２０（位置検出部）とにより、物品の位置が算出される。位置検出センサ１２０は、屋内の複数箇所に設置されている。位置検出センサ１２０は、光投射装置１００の装置本体１０１が設置されている主部屋以外にも設置されているため、無線識別タグ１３０が付された物品が主部屋外にある場合でも、物品の位置を検出することができる。
【００２１】
位置検出センサ１２０は、２つ以上あれば無線識別タグ１３０が付された物品の位置を検出可能である。例えば、無線識別タグ１３０からの受信電波強度が距離に反比例して減衰する特性（距離減衰特性）を利用して無線識別タグ１３０の位置を演算する等、公知の様々な位置検出アルゴリズムにより物品の位置を検出することができる。
【００２２】
各位置検出センサ１２０は、光投射装置１００の制御部１０５に接続されており、無線識別タグ１３０のタグＩＤ情報や受信電波強度などの情報が制御部１０５に入力され、制御部１０５にて位置の演算がなされる。そして、制御部１０５にて算出された物品の位置情報は、記憶部１０６に蓄積される。
【００２３】
物品を示す名称、外観、機能などの情報と、無線識別タグ１３０のタグＩＤ情報との関連を表す情報（ルックアップテーブル情報又はデータベース情報）は、予め光投射装置１００に登録されている。このため、物品の明確な名前でなくとも、名称、外観、機能などの一部の組み合わせでも物品の特定を行うことができる。
【００２４】
また、公知のパターンマッチング技術等により物品を認識できるように、記憶部１０６には各種物品の画像情報も予め登録されている。撮像センサ１０４は、探索される物品の形態の撮像を試み、制御部１０５はその結果に応じて光投射装置１００から物品を直接照明できるかを判断する。
【００２５】
また、探索対象の物品を直接照明できないときに当該物品の存在位置をマップ形式で図示できるように、記憶部１０６には、屋内の見取り図等の表示マップ情報も予め登録されている。
【００２６】
ここで、本実施の形態に係る光投射装置１００の動作例を、図１〜図３に示す。
【００２７】
図１では、指示者２０１は家のかぎを探しており、光投射装置１００に対し“家のかぎはどこ？”と尋ねている（音声入力している）。このとき、光投射装置１００は、指示者２０１の音声を認識し、机上にある“家のかぎ”の位置の小領域を直接照明し、指示者２０１に対して探索している物品の位置を示している。
【００２８】
図２では、指示者２０１が赤い携帯電話を探しており、光投射装置１００に対し“赤い携帯電話はどこ？”と尋ねている。このとき、光投射装置１００は、指示者２０１の音声を認識し、“赤い携帯電話”の位置を壁に図等で示している（誘導情報を投影表示している）。すなわち、“赤い携帯電話”は、光投射装置１００が設置される主部屋の外にあるため、光投射装置１００により直接照明できない。よって、光投射装置１００は、指示者２０１を“赤い携帯電話”へと誘導するための図と文字等からなる誘導情報を、指示者２０１の視野内に投射して表示している。
【００２９】
図３では、指示者２０１が手帳を探しており、光投射装置１００に対し“手帳はどこ？”と尋ねている。このとき、光投射装置１００は、指示者２０１の音声を認識し、“手帳”の位置を示すため、“手帳”の存在する方向を直接照明するとともに、矢印と文字も併せて表示して、指示者が物品を見つけられるように誘導している。この例では、光投射装置１００は、位置検出センサ１２０の位置情報により“手帳”の存在位置は認識しているものの、“手帳”は机の天板の下に隠れており、撮像センサ１０４により“手帳”の形態の撮像を試みたが撮像できない状態となっている。よって、光投射装置１００は、手帳”を直接照明できないと判断し、机の天板上に“手帳”の存在位置を示す矢印と文字の表示を行っている。
【００３０】
上記の各動作を実現するために、光投射装置１００においては、図１６に示す初期設定ルーチン、図１７に示す物品の位置情報蓄積ルーチン、図１８に示す投射ルーチンがそれぞれ実行されることになる。
【００３１】
すなわち、図１６に示すように、光投射装置１００の初期設定として、物品の登録（Ｓ１）及び表示マップ登録（Ｓ２）が行われる。Ｓ１の物品の登録とは、上述した物品情報（名称、外観、機能など）と無線識別タグ１３０のタグＩＤ情報との関連を表す情報の登録である。また、Ｓ２の表示マップ登録とは、上述した屋内の見取り図等の表示マップ情報の登録である。例えば、入出力インタフェース部１０７に無線又は有線で接続された情報入力部をユーザが操作することにより、上記Ｓ１及びＳ２の各情報を入力し、それらの情報を記憶部１０６に蓄積することで、Ｓ１及びＳ２の登録が可能となる。
【００３２】
初期設定後は、図１７に示す物品の位置情報蓄積ルーチンが行われる。すなわち、制御部１０５は、複数の位置検出センサ１２０から入力される物品の位置情報に基づいて、物品の位置を検出する（Ｓ３）。その後、制御部１０５は、Ｓ２で登録されたマップ情報の中に、物品の位置を記入する（Ｓ４）。ここで、光投射装置１００の装置本体１０１が設置されている主部屋の中に物品が存在するのであれば（Ｓ５でＹＥＳ）、制御部１０５は撮像センサ１０４を制御して主部屋内の物品の撮像を試みる（Ｓ６）。そして、制御部１０５は、物品の撮像に成功して当該物品の直接照明が可能と判断したならば（Ｓ７でＹＥＳ）、誘導情報の作成は行わない。この場合、例えば、物品情報を記憶している記憶領域の所定のビットに直接照明可能を示すフラグを立ててもよい。
【００３３】
一方、装置本体１０１が設置されている主部屋以外の部屋に物品が存在する場合（Ｓ５でＮＯ）、及び物品の撮像ができずに当該物品の直接照明が不可能と判断した場合（Ｓ７でＮＯ）、制御部１０５は、指示者２０１を物品へと誘導するための誘導情報を作成して記憶部１０６に蓄積しておく（Ｓ９）。
【００３４】
その後も、物品の位置が変化する度に（Ｓ１０でＹＥＳ）、制御部１０５は上記のＳ３〜Ｓ９のルーチンを実行し、蓄積されている物品の位置情報を更新する。そして、指示者２０１より探索物品の音声入力があった場合に（Ｓ１０でＹＥＳ）、図１８に示す投射ルーチンへと移行する（Ｓ１１）。
【００３５】
投射ルーチンへと移行した場合、制御部１０５は撮像センサ１０４を制御して主部屋内の指示者２０１を撮像し、指示者の視野情報を取得する（Ｓ１２）。そして、制御部１０５は、指示者の視野情報及び蓄積されている物品の位置情報に基づいて、物品の直接照明が可能と判断したならば（Ｓ１３でＹＥＳ）、可動投射部１１０を制御して当該物品を直接照明する光を投射する（Ｓ１４）。
【００３６】
一方、制御部１０５は、指示者の視野情報及び蓄積されている物品の位置情報に基づいて、物品の直接照明が不可能と判断したならば（Ｓ１３でＮＯ）、指示者２０１を物品へと誘導するための誘導情報を指示者２０１の視野内へ投射する（Ｓ１５）。
【００３７】
上記のように、位置情報蓄積ルーチンにより物品の位置情報を更新しながら蓄積しておくことにより、指示者２０１より探索物品の音声入力がなされた後の投射処理を迅速に行うことができる。
【００３８】
なお、上記のように物品の位置情報を事前に蓄積しておくのではなく、図１９に示すように、指示者２０１より探索物品の音声入力がなされてから物品の位置を検出等してもよい。すなわち、指示者２０１より探索物品の音声入力がなされた場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、制御部１０５は、複数の位置検出センサ１２０から入力される物品の位置情報に基づいて、物品の位置を検出する（Ｓ１７）。ここで、物品が主部屋の中に存在するのであれば（Ｓ１８でＹＥＳ）、制御部１０５は撮像センサ１０４を制御して物品の撮像を試みるとともに、指示者の視野情報を取得する（Ｓ１９）。そして、物品の撮像の可否及び指示者２０１の視野情報に基づいて、物品の直接照明の可否を判断する（Ｓ２０）。そして、制御部１０５は、物品の直接照明が可能と判断したならば（Ｓ２０でＹＥＳ）、可動投射部１１０を制御して当該物品を直接照明する光を投射する（Ｓ２１）。一方、主部屋以外の部屋に物品が存在する場合（Ｓ１８でＮＯ）、及び物品の直接照明が不可能と判断した場合（Ｓ２０でＮＯ）、制御部１０５は、指示者２０１を物品へと誘導するための誘導情報を作成し（Ｓ２２）、誘導情報を指示者２０１の視野内へ投射する（Ｓ２３）。
【００３９】
本実施の形態の光投射装置１００は、屋内に設置され、名称、外観、もしくは機能等の物品情報を指示した指示者２０１に対して当該物品の存在位置を示すため、投射する光により物品の存在位置を直接照明すること、及び／又は指示者を誘導するための図や文字等の誘導情報を指示者２０１の視野内に投射することを特徴としている。
【００４０】
このように、物品への直接照明を用いることで、指示者２０１は直接的に物品の位置を理解し行動することが出来る。
【００４１】
また、直接的に物品自体を照明出来ない場合においても、指示者２０１の視野内に図や文字を表示して誘導することで、指示者２０１は、物品の位置情報を認識し、物品を探索することができる。また、物品が棚の中や物陰に隠れている場合でも、照明方向と図や文字の表示により、指示者２０１は瞬時に物品を探索できる。従来、物品探索の位置表示は、特定ディスプレイで行われるため、特定ディスプレイの前に指示者が移動する必要があったが、本実施の形態の光投射装置１００ではその必要がなく、部屋内のどこでも物品の探索を行うことができる。また、従来、携行ディスプレイで表示を行う場合では、携行ディスプレイを探す必要や、携行ディスプレイを携行する必要があったが、本実施の形態の光投射装置１００では指示者２０１は手になにも持たずに物品探索を行うことが出来る。このため、本実施の形態の光投射装置１００では、物品の位置をわかり易く表示するとともに、指示者２０１が煩わしさを伴わずに瞬時に探索を行うことができる使い勝手のよいものとなっている。
【００４２】
また、本実施の形態の光投射装置１００では、物品の存在位置である小領域を照明するため、照明エリアの形状を任意に設定できる。照明エリアの形状は、投射される光を空間変調することで行われる。光投射装置１００では、空間変調素子を制御し、光の投射する領域の形状及びサイズを設定する。この光の投射する領域が、光投射装置１００の照明領域にあたる。
【００４３】
また、本実施の形態の光投射装置１００では、位置を照明される物品には無線識別タグ１３０からなる情報発信源が付与され、主部屋外を含めた複数の位置検出センサ１２０が光投射装置１００に接続され、物品の位置情報が光投射装置１００に蓄積されている。光投射装置１００は音声センサ１０３により指示者２０１の音声入力により探索する物品の認識を行う。こうして光投射装置１００は、物品の位置情報を光投射装置１００が設置される場所以外でも精確に認識し、かつ多数の物品の位置情報の管理を行うことができる。
【００４４】
音声センサ１０３による音声入力は、本実施の形態の直接照明による表示と併用することで、物品探索時に使用者（指示者２０１）の機器へのアクセスを不要とし、物品探索の煩わしさを解消することができる。また、指示者２０１が急いでいるときなどの状況下において、指示者２０１は他の動作と並行して物品探索を行うことができる。光投射装置１００の音声センサ１０３は複数とすることが好ましい。なぜならば、複数の音声センサ１０３の差分を用いることで、指示者２０１の光投射装置１００に対する方向と指示者の視野となる方向を算出し、光投射装置１００が図及び文字を表示する指示者の視野内の位置を決定することができるからである。
【００４５】
また、光投射装置１００は撮像センサ１０４を有し、撮像センサ１０４が指示者２０１を撮像することで視野となる位置情報を入手し、光投射装置１００が映像を投射する位置を制御している。また、撮像センサ１０４が探索する物品の撮像を試み、光投射装置１００から物品を直接照明できるか判断を行っている。そして、探索する物品の直接照明が困難な場合は、物品の位置に指示者を誘導する図や文字の表示を行う。例えば、図３では、矢印と文字を用いて指示者２０１を誘導している。撮像センサ１０４は、光投射装置１００の投射できる範囲のエリアを撮像し、制御部１０５が人の顔の位置を認識する。このとき、可動投射部１１０からの投射光が直接人の顔にあたらないように、制御部１０５が可動投射部１１０の角度を制御する。人の眼に直接投射光をあたらなくすることで、人にまぶしさを与えるのを防ぐことができる。
【００４６】
光投射装置１００は、撮像センサ１０４を有し、撮像センサ１０４が指示者２０１の視野を取得し、制御部１０５が映像を投射する位置の制御と、探索する物品の撮像可否により指示者を誘導するための図や文字の表示内容の制御とを行う好ましい形態である。本実施の形態では指示者２０１の視野内に図や文字を投射するが、撮像センサ１０４を用い指示者の視野を特定することで、指示者２０１が無理なく図や文字を見ることができる好ましい位置に投射を行うことができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、探索する物品を直接照明する。しかし、直接照明ができない場合もあるので、撮像センサ１０４を用い直接照明ができるかの判断を行う。そして、直接照明ができない場合でも、誘導する図などを表示することで、指示者を物品へ適切に導くことができる。これにより、棚の中や物陰に隠れた場所などの直接照明ができないあらゆる場所に物品がある場合でも、指示者を誘導することができる。特に図３の例は、照明で物品のおおよその位置を示し、図や文字で場所の特定を行う好ましい形態である。図や文字の誘導だけでなく、おおよその位置を照明する。このような表示方式とすることで、指示者２０１を特定の場所へ導き、探索範囲の絞込みを行い、併用する図や文字の示す意味の明確化を行うことができる。
【００４８】
図４は、指示者２０１の視野となる机上を光投射装置１００が照明している様子を示している。この場合の照明は、上述のような物品の探索のための照明ではなく、例えば読書のときの照明である。光投射装置１００は、光を投射する方向を可変として制御しており、指示者２０１の視野となる場所へ、都度照明方向を変化させる。光投射装置１００の制御部１０５は、撮像センサ１０４により指示者２０１の視野となる方向情報を取得し、可動投射部１１０を制御して照明方向の移動を制御している。なお、照明方向は、指示者２０１が音声などで示した場所に移動する形態としてもよい。
【００４９】
光投射装置１００は、光が投射される位置を可変として制御し、指示者２０１の視野となる箇所の照明を行う好ましい形態である。光投射装置１００は、投射位置を可変とする性能を活かし、特定物品（探索対象の物品など）への照明だけでなく、指示者２０１の視野となる位置の照明を行うことができる。指示者２０１の視野となる特定の位置を照明することで、指示者２０１の視野、つまり見たい場所もしくは第３者に見せたい場所を重点的に明るく照明することができる。指示者２０１の視野への重点照明は、全体を照明するのに対し照明の消費電力を下げることができる。また、指示者２０１の意識を照明した視野範囲に集中させる効果がある。
【００５０】
光投射装置１００は、可動投射部１１０から投射する光によりある範囲の照明を行い、拡散照明光源１０２により装置本体１０１が設置されている部屋全体を照明することもできる。このように、光投射装置１００は、部屋の照明装置としての機能を有し、部屋全体の照度調整を行う。部屋全体の照度レベルの調整に拡散光源１０２を用い、指示者２０１の視野範囲の特定箇所への照明を、可動投射部１１０から投射する光で行っている。
【００５１】
光投射装置１００は、拡散照明光源１０２を有し、拡散光による屋内への照明を行う好ましい形態である。拡散照明光源１０２を有することで、光投射装置１００のみで屋内全体の照度調整を行う照明装置としての機能を果たし、指示者２０１にとって好ましい照度の調整を行うことができる。特に、本実施の形態のように、投射する光による特定箇所の照明と、拡散光による全体照明機能を併せ持つことで、照度のコントラスト及び平均レベルを自在に制御することができる。なお、拡散照明光源１０２には、レーザ光を十分に拡散させた状態とした光源、ＬＥＤ、又は蛍光灯などを用いることができる。
【００５２】
図５は、指示者２０１の視野となる壁面に、光投射装置１００が指示者２０１の指示する情報の映像を投射している様子を示している。図１５に示すように、光投射装置１００は、入出力インタフェース部１０７を介してネットワーク（ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はインターネット）に接続されている。そして、光投射装置１００の制御部１０５は、指示者２０１が音声入力などで指示した情報をネットワーク内より検索して取得する。そして、制御部１０５は、可動投射部１１０を制御して取得した情報の映像を投射する。図５の例では、指示者２０１の“明日の天気は？”という音声入力に対し、光投射装置１００は、指示者２０１の視野となる壁面に、明日の天気予報の映像を投射している。光投射装置１００は、光を投射する方向を可変として制御しており、指示者２０１の視野となる場所へ、映像の投射方向を変化させる。光投射装置１００の制御部１０５は、撮像センサ１０４により指示者の視野となる方向情報を取得し、可動投射部１１０を制御して投射方向の移動を制御している。なお、投射方向は、指示者２０１が音声などで示した場所に移動する形態としてもよい。投射する映像は、指示者２０１が音声などで指示した映像である。光投射装置１００は、音声センサ１０３を持ち、これにより音声入力を可能としている。なお、音声入力以外のインタフェース（例えばキーボードなど）を用いてもよい。
【００５３】
光投射装置１００は、光が投射される位置を可変として制御し、指示者２０１の視野内に、指示者２０１が指示する情報の映像を投射する好ましい形態である。光投射装置１００は、投射位置を可変とする性能を活かし、指示者２０１の視野内となる位置に映像の投射を行うことができる。このとき、指示者２０１の指示に従った映像を映し出すことで、指示者２０１は欲しい情報を入手できる。
【００５４】
光投射装置１００の投射位置は、可変であり指示者２０１の視野内であるため、指示者２０１は他の作業を行いながらでも情報を入手できる。従来の固定型のディスプレイでは、指示者はディスプレイの前に移動する必要があったが、本実施の形態ではその必要がなく、映像が指示者２０１についてくる形態となる。また、従来の携行ディスプレイでは、ディスプレイを携行する必要があったが、本実施の形態ではその必要がなく、表示装置の持ち運びも不要である。このように本実施の形態の光投射装置１００では、指示者２０１が表示装置の位置に囚われずに、情報の入手を行うことができるのである。
【００５５】
また、光投射装置１００は、照明及び映像を投射中に、投射位置を可変とすることで、照明及び映像を空間的に移動させながら表示する。また、表示する照明及び映像の内容を、それらの移動に伴い時間的に変化させて表示する。例えば、指示者２０１の視野内に探索対象の物品がない場合、光投射装置１００は、先ず、指示者２０１の視野内に照明光（又は映像）を投射し、指示者２０１の注目を促す。その後、光投射装置１００は、照明光を徐々に物品の方向へ移動させることにより、指示者２０１の視線を誘導して移動させる。このときの照明光は、例えば円形のスポット照明であってもよいが、指示者２０１の目線を移動させる方向を指し示す矢印状としてもよい。そして、光投射装置１００は、照明光を物品付近まで移動させたら、物品の状態の詳細情報（机の中の位置など）を表示する。これにより、指示者２０１の視線を誘導し、指示者２０１に物品の位置を直感的に認識させるとともに、詳細な情報の表示により指示者２０１の理解も促すことができる。上記のように、本実施の形態の光投射装置１００は、投射中に空間的に表示位置を移動させることと、時間的に表示情報を変化させる特徴をもつ。この特徴により、従来の画面内で記された情報よりも、指示者２０１により直感的な理解をもたらすことができる。
【００５６】
ここで、図６Ａに光投射装置１００の光学系の構成を示す。レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを出射した赤、緑、青の各色のレーザ光は、照明光学系２によりビーム整形され、空間光変調素子３（変調部）を照明する。光投射装置１００では、ロッドインテグレータとリレーレンズからなる照明光学系２により、レーザ光を、空間光変調素子３の照明に適する矩形で均一な強度分布とする。空間光変調素子３は、例えば透過型液晶素子と偏光板とからなり、各色のレーザ光の変調を行い、２次元に変調されたレーザ光を出射する。変調された赤、緑、青のレーザ光は、合波プリズム４により合波され、縮小投影光学系５に入射する。この縮小投影光学系５により、変調されたレーザ光はファイバーバンドル６（導光部材）の入射面に縮小結像される。そして、ファイバーバンドル６の各コアに変調されたレーザ光が導光される。
【００５７】
ファイバーバンドル６は、ファイバーが束となった構造であり、複数のコアを有し、各コアはコアよりも屈折率の低いクラッドに覆われている。ファイバーバンドル６では、コアとコアの間がクラッドとなっている。なお、クラッドが各コアに共有されず、クラッドが分離した状態でもよく、クラッド間は他の樹脂材料や空隙であってもよい。ファイバーバンドル６は、光の入射面と出射面のコアの配置が定まっており、入射面の像を出射面に伝送することができる。ファイバーバンドル６は、屈曲性（可撓性）を有し、被覆ごと１本の線材として扱うことができる。複数のコアの間となるクラッド部は、取り込み効率を上昇させるため、できるだけ小さくすることが好ましい。なお、ファイバーバンドル６は、複数のコアを持ち、光を導光できればよく、その材質や形状は特に限定されない。
【００５８】
ファイバーバンドル６は、出射面で投射レンズ８と結合し、投射レンズ８により伝送された像が拡大投射される。図６Ｂに示すように、投射レンズ８は、投射角度調整機構７により可動となっている。投射角度調整機構７は、投射レンズ８の水平回転方向θと傾き角αとを可変とし、投射角度を変化させる。これにより、ファイバーバンドル６の出射面と投射レンズ８からなる投射部とが可動し、可動投射部１１０（可動部）となる。
【００５９】
光投射装置１００では、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂなどは固定され、投射部のみが可動し、投射する方向を定める。投射レンズ８は、ズーム機構を有し、投射サイズを変化させることもできる。ファイバーバンドル６は屈曲性のある線材となっているため、可動投射部１１０は、投射角度調整機構７が設定する位置に自在に移動することができる。
【００６０】
光投射装置１００は、可動投射部１１０を有し、物品の位置及び指示者２０１の視野により投射位置を移動する好ましい形態である。可動投射部１１０を有することで、本実施の形態で必要な投射位置の移動を行うことができる。また、照明光や画像を投射する投射レンズ８の部分のみを可動部とすることで、可動部を小さくし、移動機構の小型化やスピードアップが可能となる。
【００６１】
光投射装置１００は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂと、複数のコアを持ち入射面と出射面のコア配置が定まったファイバーバンドル６と、ファイバーバンドル６の出射端に設けられた可動投射部１１０とを有し、変調したレーザ光をファイバーバンドル６に導入し、可動投射部１１０によりファイバーバンドル６から出射する光の拡大投射と投射位置の移動を行う好ましい形態である。可動投射部１１０は投射レンズ８とファイバーバンドル６の出射端面のみから形成されるため、可動部の小型化及び軽量化を図ることができる。これにより、投射角度の調整を高速にかつ小さな力で行うことができる。また、ファイバーバンドル６は屈曲性をもつ線材であるため、可動投射部１１０を自在に操ることができる。また、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを用いることで、ファイバーバンドル６への結合効率を高め、高効率の光伝達が可能となる。
【００６２】
本実施の形態の光投射装置１００の光源には、レーザ光源を用いることが好ましい。光源面積が小さいレーザ光源を用いることで、可動投射部１１０の小型化を行うことができる。可動投射部１１０の小型化により、可動投射部１１０の駆動機構の小型化と動作時の消費電力を低減させることができる。なお、本実施の形態では、レーザ光源として、赤、緑、青のレーザ光を出射するレーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを用いており、フルカラー表示が可能な好ましい構成となっているが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ光源は、単色又は２色のレーザ光を出射する構成であってもよい。
【００６３】
なお、本実施の形態では、無線識別タグ１３０を用いて物品の位置情報を検出する構成例を示した。しかしながら、無線識別タグ１３０以外でも物品の位置情報が検出でき、その情報が光投射装置１００に伝わる仕組みがあれば、無線識別タグ１３０を用いなくともよい。例えば、撮像センサ１０４により、物品の位置情報を検出し、その情報が光投射装置１００に伝送される構成としてもよい。また、指示者２０１による物品探索の命令の入力については、音声入力以外の手法を用いてもよい。例えば、キーボード、ポインティングデバイス又はタッチパネルなどによる一般的な公知の入力手法を用いてもよい。
【００６４】
（実施の形態２）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【００６５】
図７は、本発明の実施の形態２に係る光投射装置２００の光学系の構成と動作を示す概略図である。実施の形態１と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００６６】
光投射装置２００は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂが可動投射部９１（可動部）と分離しており、マルチモードファイバー６１がこの２つをつないでいる構成となっている。レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを出射した赤、緑、青の各色のレーザ光は、マルチモードファイバー６１（導光部材）に導光され、伝送される。マルチモードファイバー６１は、レーザ光を可動投射部９１内の照明光学系２１まで伝送する。マルチモードファイバー６１は屈曲性（可撓性）を有してたわみをもつため、可動投射部９１が動いた場合でも、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂと可動投射部９１とをつなぎ続けることができる。
【００６７】
本実施の形態のマルチモードファイバー６１は、赤、青、緑に対応する３本のマルチモードファイバーが１本の大口径マルチモードファイバーに結合した構成となる石英系ファイバーである。なお、マルチモードファイバー６１は、レーザ光のパワーが伝送でき、屈曲性があればよく、その材質は石英系に限定されるものではなく、例えば樹脂製のものでもよい。また、マルチモードファイバー６１は、各色の光を別々に伝えるバンドルファイバーや、コアが複数あるマルチコアファイバーでもよい。
【００６８】
可動投射部９１は、照明光学系２１、反射型空間光変調素子３１、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム４１、投射レンズ８１からなり、投射角度調整機構７１により向きを変えることができる。投射角度調整機構７１は、球形の台座を移動させることで２軸の角度を調整し、可動投射部９１による投射位置の移動を可能とする。
【００６９】
照明光学系２１は、テーパ状ロッドプリズムとフィールドレンズとからなる。テーパ状ロッドプリズムは、マルチモードファイバー６１がつながった小さい入射面、光を反射し重畳させるテーパ状の側面、及びビーム形状を定める出射面からなり、ビーム整形と強度の均一化を行う。
【００７０】
ＴＩＲプリズム４１は、照明光学系２１からの光を反射型空間光変調素子３１に反射するとともに、反射型空間光変調素子３１で投射レンズ８１側に反射された光を透過するプリズムである。反射型空間光変調素子３１にはＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用い、微小ミラーの角度スイッチングにより光変調を行っている。
【００７１】
光投射装置２００は、照明光学系と変調素子と投射光学系からなる可動ユニット（可動投射部９１）と、レーザ光源と、レーザ光源と可動ユニットとを結ぶ屈曲性光伝送部（マルチモードファイバー６１）とを有し、前記可動ユニットにより投射位置を制御する好ましい形態である。屈曲性光伝送部で光源と可動ユニットつなぐことにより、可動ユニットの移動に対しても、光源と可動ユニットの結合を保つことができ、かつ、光源と可動ユニットの分離が可能となる。光源と可動ユニットを分離することで、可動ユニット（可動投射部９１）の小型化ができ、本実施の形態で必要となる投射位置の移動機構を小型化し、駆動の省電力化を行うことができる。特にハイパワーの光源を用いた場合、光源の放熱機構が大型化し、光源部のサイズが大きくなることから、光源部を分離する本実施の形態が、投射位置の制御に対し、非常に有効となる。
【００７２】
光投射装置２００は、物品の探索のほかに、探索する物品の機能を、投射した情報へのインタラクティブ機能で代用することができる。図７の例では、指示者２０１がＴＶのリモートコントローラ（以下、リモコンと称する）を探している時、たとえ当該リモコンが光投射装置２００の設置されている主部屋に存在しない場合でも、光投射装置２００がリモコン画像（インタラクティブ画像）を指示者２０１の視野内に投射することで、当該リモコン画像がリモコンの機能を果たす。光投射装置２００が投射した情報（この例ではリモコン画像）と指示者２０１とのインタラクティブ機能は、当該情報に対する指示者２０１の操作（動作）と、その操作を検知して当該操作に対応する処理を実効する制御部１０５の動作とにより実現されるものである。投射した情報に対する指示者２０１の操作の検知については、撮像センサ１０４が指示者２０１の操作状態を撮像し、撮像した画像を制御部１０５（図１５参照）が画像処理することにより実現することができる。例えば、指示者２０１がリモコン画像のチャンネルボタン位置に指を持ってくる操作をした場合、それを撮像センサ１０４で撮像し、指示者２０１の指先で隠されたチャンネルボタン位置を制御部１０５が画像処理により取得するのである。そしてこの場合、光投射装置２００は、制御部１０５が入出力インタフェース部１０７を介して無線でＴＶのチャンネルを変更することで、インタラクティブ機能が達成される。本実施の形態は、光が投射される位置が可変であり、機器を制御するインタラクティブな画像を指示者２０１の指示する位置に投射し、投射像に指示者２０１が触れる様子を撮像センサ１０４で取得し、機器の制御を行う好ましい形態である。
【００７３】
本発明の光投射装置２００は、光が投射される位置が可変であるため、指示者に対して適切な位置にインタラクティブ機能を有する情報の表示を行うことができる。投影する位置は、光投射装置２００で制御しているため、投影した情報位置に対するセンシングは、撮像センサ１０４と組み合わせることで容易に行うことができる。
【００７４】
本実施の形態では物品の探索を行うが、リモコンなどの機器のコントローラの探索に対して、インタラクティブ機能によりコントローラの機能を代替し、探索の手間を省き、リモコンなどを不要とすることができる。リモコンなどの有形機器の代替として、音声認識による制御が提案されているが、操作が頻繁となる場合、音声認識は不向きである。これに対し、本実施の形態のように好ましい位置にインタラクティブ機能を有する情報を表示することは、頻繁な操作も簡便に行うことを可能とし、使用者は快適に操作を行うことができる。
【００７５】
なお、撮像センサ１０４は、可動投射部９１に組み込むことや、空間光変調素子３１と同軸とし、投射レンズ８１を撮影レンズとして用いる構成としてもよい。
【００７６】
また、インタラクティブ機能のセンシングを容易にするため、投影する情報に赤外光を重ね合わせる構成も可能である。本実施の形態では、緑レーザ光源１ｇに波長変換レーザを用いており、緑色光と赤外光とを出力している。すなわち、緑レーザ光源１ｇは、赤外光を基本波レーザ光とし、当該赤外光を波長変換素子にて波長変換することによって緑色光（波長変換レーザ光）を生成する。そして、緑レーザ光源１ｇは、波長変換されずに残った赤外光を、緑色光と共に出力する。通常、赤外光はフィルターなどでカットしているが、フィルターを外す構成とすることで、緑色光と同じ光路を経て、赤外光も投影される。この場合、撮像センサ１０４を赤外線カメラとすることで、投影された赤外光と指示者２０１の動作の検出を行い、インタラクティブ機能を達成することが望ましい。このように、赤外線カメラによる撮像でセンシングを行うことで、投影した像への遮りが指示者の動作によるものか、他の物品によるものかの区別が容易に行え、インタラクティブ機能の人の動作に対するセンシング精度を向上させることができる。
【００７７】
（実施の形態３）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【００７８】
図８Ａは、本発明の実施の形態３に係る光投射装置３００の光学系の構成と動作を示す概略図である。実施の形態１及び２と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００７９】
光投射装置３００は、携帯型光投射装置３１０（小型光投射ユニット）と投射方向を制御する可動ステージ台３５０とからなる。携帯型光投射装置３１０と可動ステージ台３５０とは分離可能であり、携帯型光投射装置３１０は可動ステージ台３５０と分離した単独の状態でも、投射装置として動作することができる。
【００８０】
可動ステージ台３５０は、携帯型光投射装置３１０を固定し、携帯型光投射装置３１０の充電を行う充電ステージ３０１をもつ。可動ステージ台３５０は電源プラグより電力供給されており、この電力を用いて、充電ステージ３０１から携帯型光投射装置３１０の充電を行う。携帯型光投射装置３１０は、充電したい時や室内で用いたい時に充電ステージ３０１にセットし、可動ステージ台３５０に固定する。
【００８１】
可動ステージ台３５０は、投射角度調整機構７２を含み、球形の台座を２軸に動かすことで、充電ステージ３０１を自在に傾けることができる。充電ステージ３０１は２軸に傾くことで、可動ステージ台３５０に固定されている携帯型光投射装置３１０の投射位置を移動し、前述の実施の形態１又は２で説明したように、探索する物品の直接照明を行ったり、図や文字を指示者２０１の視野内に投射したりする。
【００８２】
図８Ｂに示すように、携帯型光投射装置３１０は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂ、クロスプリズム９、照明光学系２２、反射型空間光変調素子３２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４２、及び投射レンズ８２を有する。レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを出射した赤、緑、青のレーザ光はクロスプリズム９で合波され、照明光学系２２に入射する。照明光学系２２は、直交するレンチキュラーレンズ２２ａと拡がり角補償レンズ２２ｂとからなり、ビーム強度の均一化とビーム整形を行う。反射型空間光変調素子３２は、非常に小さいＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）からなり、順次に出射される赤、緑、青のレーザ光に対して、時分割して各色の変調を行う。ＰＢＳ４２は、不要な偏光を分離して、投射する画像に階調を与える。投射レンズ８２は、変調された光を投射位置に拡大投射する。
【００８３】
携帯型光投射装置３１０は、上述した光学系のほかに、図２０に示すように、バッテリ３５、制御部３６、入出力インタフェース３７、無線通信部３８、音声センサ１０３及び撮像センサ１０４を含む。バッテリ３５としては、例えばリチウムイオン二次電池などを用いることができる。制御部３６は、入出力インタフェース３７を介してレーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂや反射型空間光変調素子３２を制御する。無線通信部３８は、携帯型光投射装置３１０と可動ステージ台３５０とが分離されたときに、可動ステージ台３５０との間で無線通信を行う。
【００８４】
また、図２０に示すように、可動ステージ台３５０は、制御部１０５、記憶部１０６、入出力インタフェース部１０７及び無線通信部１０８を具備する。
【００８５】
この構成により、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０と分離しても、両者間で無線通信を行って制御信号及びデータのやり取りを行うようになっているので、携帯型光投射装置３１０単独で動作することができる。
【００８６】
携帯型光投射装置３１０は、充電ステージ３０１に固定したとき、可動ステージ台３５０の投射角度調整機構７２により可動する。携帯型光投射装置３１０は、本発明の可動投射部にあたる。この場合、光投射装置３００は、前述の実施の形態１又は２と同様に、物品の位置情報、物品の撮像の可否、指示者２０１の視野情報などに基づいて投射方向等を決定する。
【００８７】
一方、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０から分離した場合、携帯型光投射装置３１０の投射方向は指示者２０１に委ねられる。よって、この場合、携帯型光投射装置３１０は、指示者２０１が希望する任意の投射方向に、物品の位置を図等で示す誘導情報を投影表示することになる（図２参照）。
【００８８】
次に、本実施の形態に係る光投射装置３００の有効な使用方法の一例を示す。先ず、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０にセットした状態で物品探索を実行する。そして、可動ステージ台３５０が設置されている主部屋に物品が存在しなければ、当該物品が別の部屋に存在することを示す誘導情報が携帯型光投射装置３１０により投影表示される。この場合、指示者２０１は、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０から分離し、携帯型光投射装置３１０を携帯して別の部屋に移動する。そして、移動した部屋で、改めて携帯型光投射装置３１０により投射される誘導情報を確認する。このようにすれば、主部屋で投影された誘導情報を、別の部屋に移動した際に改めて確認できるので、屋内のどの部屋に物品が存在する場合でも、物品の探索をより確実に行うことができる。
【００８９】
なお、図２０に示した構成は、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０と分離しても、携帯型光投射装置３１０を用いた物品探索のアシストを可能とした構成例であるがこれに限定されるものではない。すなわち、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０と分離した場合、もはや携帯型光投射装置３１０を用いた物品探索のアシストはできないが、光投射による照明等は可能とする構成にしてもよい。この場合、可動ステージ台３５０側に、音声センサ１０３、撮像センサ１０４、制御部１０５、記憶部１０６及び入出力インタフェース部１０７を一式設ける構成とし、無線通信を不要として携帯型光投射装置部３１０のさらなる小型化を図ることができる。なお、撮像センサ１０４については、携帯型光投射装置３１０側に設けることにより、撮像範囲を容易に変更することができるという効果を奏する。
【００９０】
光投射装置３００は、小型光投射装置（携帯型光投射装置３１０）と、前記小型光投射装置の投射方向を制御する可動ステージ台を有し、小型光投射装置は前記可動ステージ台から分離しても単独で動作し、前記可動ステージ台は小型光投射装置の充電を行う好ましい形態である。小型光投射装置は小さいため、可動ステージにより瞬時に小さいパワーで投射位置の移動を行うことができる。
【００９１】
また小型光投射装置は単独で動作することにより、設置された可動ステージ台がある部屋とは異なる場所で、光投射装置として用いることができる。小型光投射装置は、可動ステージから分離した場合、バッテリによる動作を行うことができ、あらゆるところで用いることができ、様々な場所での利用が可能となる。このときのバッテリの充電を可動ステージ台が行うことで、小型光投射装置を本実施の形態の用途で連続的に用いることができる。
【００９２】
また、本実施の形態の物品探索で用いたあとでもすぐに可動ステージ台と小型光投射装置を分離して、充電されたバッテリを用い、小型光投射装置を様々な場所で用いることができる。可動ステージ台を小型光投射装置の室内での設置位置とすることで、室内では小型光投射装置をハンズフリーで用いることができる。また、可動ステージ台により小型光投射装置の室内での保管位置が定められ、小型光投射装置の存在が不明になることがない。さらに、可動ステージ台は、小型光投射装置を室外に持ち出すための充電を行う充電器として兼用することができる。
【００９３】
（実施の形態４）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【００９４】
図９は、本発明の実施の形態４に係る光投射装置４００の概略図である。実施の形態１〜３と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００９５】
光投射装置４００は、可動投射部が走査ミラー７３（可動ミラー）からなる。投射方向は、２軸に走査する走査ミラー７３により制御され、物品の存在位置を直接照明する。特に、本実施の形態では、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂの強度変調と走査ミラー７３のスキャンにより、図や文字を示す光の空間変調が行われる。
【００９６】
レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを出射した赤、青、緑のレーザ光は、ダイクロイックミラー２３で同軸となり、走査ミラー７３に入射する。走査ミラー７３は、２軸の走査が可能なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーからなり、光を２軸走査する。レーザ光は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂにより強度変調がされており、走査ミラー７３のスキャンと組み合わせることで、図や文字を投射する。このとき、走査ミラー７３は、走査する角度により投射する方向を制御しており、走査ミラー７３の制御で投射方向を自在に移動させることができる。図９では、探索する物品である鍵の存在位置のみを直接照明するように走査ミラー７３の走査角度が制御されている。
【００９７】
本実施の形態の別の構成として、光の空間変調には空間変調素子を用い、光の投射方向の制御に可動ミラーを用いる構成とすることもできる。この場合、光投射装置の投射レンズの後段に可動ミラーを設置する。可動ミラーが、投射レンズから出射する変調された光の方向を、２軸に走査し、投射方向を定める。
【００９８】
本実施の形態は、可動ミラーにより、投射方向の制御を行う好ましい形態である。可動ミラーを用いることで、簡易に投射方向を制御することができ、可動部の小型化をすることができる。特に光投射装置４００では、走査ミラーがμｍオーダーの大きさからなり、非常にコンパクトな構成となっている。可動部を小型化することにより、装置の省電力化も可能となる。
【００９９】
（実施の形態５）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【０１００】
図１０は、本発明の実施の形態５に係る光投射装置５００の概略図である。実施の形態１〜４と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１０１】
光投射装置５００は、小型光投射装置部３１０（光投射ユニット）、投射方向の制御をするステージとなる充電ステージ３０１、投射角度調整機構７４、及び自走するための車輪５１０を有する自走ステージ台５５０を含む。
【０１０２】
小型光投射装置部３１０は、図８Ｂに示すように、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂと空間変調素子３２とを含み、投射レンズ８２から変調された光を投射する。図１０に示すように、自走ステージ台５５０の上部に投射角度調整機構７４が設けられており、さらに投射角度調整機構７４に充電ステージ３０１が取り付けられている。充電ステージ３０１と投射角度調整機構７４は、投射方向を制御する可動ステージとなる。また、充電ステージ３０１は、小型投射装置部３１０を投射角度調整機構と接続する役割をもつ。投射角度調整機構７４は、図垂直方向の角度調整をする１軸の角度調整機構である。小型光投射装置部３１０は実施の形態３と同様に充電ステージ３０１に対して着脱可能である。なお、小型光投射装置部３１０は実施の形態３と異なり、充電ステージ３０１に対して取り外しができなくともよい。なお、投射角度調整機構７４は、１軸だけでなく２軸の角度調整を行う機構となっていてもよい。
【０１０３】
小型光投射装置部３１０は、実施の形態３と同様に充電ステージ３０１に対して着脱可能な場合、図２０に示すように、バッテリ３５、制御部３６、入出力インタフェース３７、無線通信部３８、音声センサ１０３及び撮像センサ１０４を含む構成とすることができる。この場合、自走ステージ台５５０も、実施の形態３の可動ステージ台と同様に、制御部１０５、記憶部１０６、入出力インタフェース部１０７及び無線通信部１０８を具備する構成とすることができる。
【０１０４】
一方、小型光投射装置部３１０が充電ステージ３０１に固着されている（取り外しができない）構成の場合は、自走ステージ台５５０側に、音声センサ１０３、撮像センサ１０４、制御部１０５、記憶部１０６及び入出力インタフェース部１０７を一式設ける構成とすることができる。これにより小型光投射装置部３１０の小型化が図れ、投射角度調整が容易となり、省電力化も可能となる。なお、撮像センサ１０４については、小型光投射装置部３１０側に設けることにより、撮像範囲を容易に変更することができるという効果を奏する。
【０１０５】
また、自走ステージ台５５０は、電力供給用のバッテリ（リチウムイオン二次電池など）、動力源としての電動モータ、電動モータの動力の車輪５１０への伝達を行う車輪駆動機構などを有し、光投射装置５００の自走を可能とする。自走ステージ台５５０の車輪５１０は、光投射装置５００内の移動制御機構により、指示者の指示もしくは自動プログラムにより動作し、光投射装置５００の自走を行う。図水平方向の投射角度の調整は、車輪５１０により光投射装置５００が移動及び回転することで行う。
【０１０６】
また、光投射装置５００は、無線識別タグ１３０がタグＩＤ情報を発信するのと同様に、自己の位置を示すためのＩＤ情報を発信している。光投射装置５００自身が発信するＩＤ情報は位置検出センサ１２０にて受信され、光投射装置５００の制御部１０５にて自己の位置が演算される。すなわち、光投射装置５００は、無線識別タグ１３０が付された物品の位置を認識するのと同様に、自己の位置も認識できるようになっている。これにより、光投射装置５００が自走して自己の存在位置が移動しても、屋内での自己の絶対位置（空間座標）を常に取得することができる。
【０１０７】
光投射装置５００は、投射方向を制御する可動ステージと、投射位置を自在に制御する自走機能を有する好ましい形態である。探索する物品を直接照明するためには、光投射装置の設置位置を投射障害物がない天井などにすることが望ましい。しかし、光投射装置５００は、天井などに設置せずとも、自走機能を有することで投射障害物を避け、探索する物品の直接照明と指示者の視野内への図や文字の投射を行うことができる。上記のように、光投射装置５００は、自走しながら自己の位置を常に認識することができる。よって、自走により変化する自己の位置に対する探索対象物品の相対位置をリアルタイムに演算し、障害物を避けた様々なルートで走行しながらも正確に探索対象物品の方向へと移動することができる。このため、本実施の形態の光投射装置５００の設置位置を、床などの投射障害物が多い場所にすることができる。また、光投射装置５００は、自走機能を有することで、投射角度だけでなく投射位置の制御を行うことができ、投射する領域の範囲を拡げることができる。
【０１０８】
光投射装置５００は、障害物を避けた自走機能を実現するために、例えば撮像センサ１０４を有している。すなわち、光投射装置５００は、自走中に撮像センサ１０４により走行方向の前方を撮像し、制御部１０５が撮像した画像を解析して障害物を検知する。なお、走行中に障害物を検知する方式としては、走行方向の前方に光を出射し、当該光が反射して戻って来れば障害物が存在すると判断する方式や、超音波を出射してその反射度から障害物の存在を検知する方式などがある。このような障害物の検知方式を、撮像センサ１０４を用いた方式に代えて、又は撮像センサ１０４を用いた方式と併せて適用することができる。
【０１０９】
光投射装置５００は、掃除機部５２０と収納部５３０とを備えている。掃除機部５２０は、室内の掃除機能だけではなく、探索する物品を収納部５３０へ収納する役割をもつ。
【０１１０】
掃除機部５２０は、自走ステージ台５５０に設けられた吸引機構及びダスト収納部を含む。光投射装置５００は、指示者の指示による掃除動作も可能であるが、自動プログラム実行することにより室内の掃除を自動で行う、いわゆる自動掃除ロボットとしても機能させることができる。
【０１１１】
探索する物品を収納部５３０へ収納する場合も、掃除機部５２０の吸引機構を用いることができる。この場合は、吸引物の通路を切り替える切替弁を設け、掃除動作中は吸引物（ゴミ）がダスト収納部に収納される一方、検索対象の物品を吸引する場合に切替弁を切り替えることにより収納部５３０に当該物品が収納されるようにすることが望ましい。
【０１１２】
例えば、光投射装置５００は、室内の掃除中に、探索物品候補となる無線識別タグ１３０がついた物品に遭遇したとき、収納部５３０にその探索物品候補を収納する。また、光投射装置５００は、指示者２０１が探索物品を指示したとき、探索物品が掃除機部５２０でアクセスできる場所にある場合、探索物品の場所へ自走し、物品を掃除機部５２０で収納部５３０へ収納し、指示者２０１の位置に移動する。また、光投射装置５００は、探索物品候補を収納部５３０に収納したのち、指示者２０１の指示する場所に前もって移動させておく場合もある。
【０１１３】
本実施の形態の光投射装置５００は、自走機能と掃除機部５２０と収納部５３０を有する好ましい形態である。
【０１１４】
探索する物品を前もって、収納部５３０に収納することで、探索する手間を省くことができる。また、光投射装置５００が探索する物品に直接アクセスし、当該物品を移動させることで探索動作を行うことができる。
【０１１５】
（実施の形態６）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【０１１６】
図１１ないし図１４は、本発明の実施の形態６に係る投射装置６００及びその構成部材の概略図である。実施の形態１〜５と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１１７】
光投射装置６００は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂからの光を用い、投射部以外から屋内全体への照明を行う。光投射装置６００は、例えば室内の天井に設けられる。レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂからの光は、マルチモードファイバー６１により可動投射部９６に伝送される。図１２に示すように、マルチモードファイバー６１から出射された光は、レンズ２６を経て、テーパ状ロッドインテグレータ２８に入射する。レンズ２６とテーパ状ロッドインテグレータ２８との間には、光の進行方向に対して垂直な方向に進退移動可能に設けられたミラーシャッター２７がある。このミラーシャッター２７は、テーパ状ロッドインテグレータ２８に入射するレーザ光量と、拡散導光板１０２１に入射するレーザ光量を制御する。例えば、ミラーシャッター２７がレンズ２６を通過した光の進行を妨げない位置に存在する場合は、当該光は全て下流側のテーパ状ロッドインテグレータ２８に入射する。また、ミラーシャッター２７がレンズ２６を通過した光の一部又は全部を遮る位置に移動した場合は、遮られた光が拡散導光板１０２１に入射するとともに、遮られなかった光がテーパ状ロッドインテグレータ２８に入射する。
【０１１８】
テーパ状ロッドインテグレータ２８に入射した光は、偏光変換プリズム２８ａにより直線偏光となった後、ビーム整形と強度の均一化が行われ、透過型空間光変調素子３６を照明する。透過型空間光変調素子３６は、液晶素子からなり偏光方向を制御することで変調を行う。変調されたレーザ光は、複合ＰＢＳ４６に入射し、投射に供される光とそうでない光とに分離される。その後、投射に供される光は、投射レンズ８６を経て、所定の位置に映像を表示するもしくは、所定の位置の照明を行う。投射レンズ８６を経た光Ｄにより映像が表示される又は照明される位置は、可動投射部９６が動くことにより制御される。一方、複合ＰＢＳ４６により分離されて投射に供されなかった光は、拡散フィルム１０２３ａ及び拡散フィルム１０２３ｂを経て、拡散照明光Ｌとなり、屋内全体への照明を行う。
【０１１９】
上記のように、投射レンズ８６から投射される光Ｄと拡散照明光Ｌとは、複合ＰＢＳ４６における分離により生成される。よって、透過型空間光変調素子３６を照明する光が時間積算したときに白色であるとき、拡散照明光Ｌは、投射レンズ８６から投射される光Ｄに対して、補色の関係となる。つまり、拡散照明光Ｌは、投射される光Ｄの色相に対し、色相環（color circle）において正反対に位置する色相を有する。このとき、周り全体を照明する補色の拡散照明光Ｌがあることで、投射される光Ｄは、周囲とのコントラストが強くなり、視認性の向上が図られメリハリのついた映像の表示が可能となる。また透過型空間光変調素子３６を照明する光は、厳密な意味の白色からずれていても、赤、青、緑の３色の光から構成されれば、拡散照明光Ｌは投射される光Ｄの補色といえる。上記の複合ＰＢＳ４６、拡散フィルム１０２３ａ及び拡散フィルム１０２３ｂにより補色照明部が構成される。
【０１２０】
図１４に示すように、拡散照明光Ｌの作成には、拡散フィルム１０２３ａと拡散フィルム１０２３ｂとの２重拡散層を用いている。拡散フィルム１０２３ａ及び拡散フィルム１０２３ｂは、複合ＰＢＳ４６により分離された投射に供されない光が入射するように、複合ＰＢＳ４６を囲むように配設されている。レーザ光を照明として用いるとき、レーザ光の可干渉性によるスペックルノイズが生じる場合がある。本実施の形態は、多重拡散層により面光源化を行うことで、全体照明する光のスペックルノイズの除去を行う好ましい形態である。
【０１２１】
図１３に示すように、拡散導光板１０２１は、ミラーシャッター２７を囲むように配設されている。拡散導光板１０２１は、内側の反射面１０２１ａと拡散体が充填された樹脂板１０２１ｂを含む。また、拡散導光板１０２１は、ミラーシャッター２７に遮られた光を効率よく入射させるため、反射板からなる導入部１０２１ｃを有する。拡散導光板１０２１に導光された光は、拡散体で角度が変化し、樹脂板１０２１ｂの表面と外部空気との境界において全反射角（臨界角）よりも大きな角度になると、外部に出射し、全体照明を行う拡散照明光Ｍとなる。全反射角よりも大きくなるまで、拡散導光板１０２１内の光は、反射面１０２１ａと樹脂板１０２１ｂ表面との間で反射を繰り返し、拡散導光板１０２１内を導光していく。拡散導光板１０２１の端面にも反射面１０２１ａが設けられており、端面まで進んだ光は反射し、再度、拡散導光板１０２１内を導光する。拡散体の量は、拡散導光板１０２１の全面から拡散照明光Ｍが出射されるように設計されている。拡散導光板１０２１は、多数の拡散体の拡散を用いることで面光源化し、全体照明する光のスペックルノイズの除去を行う好ましい形態である。
【０１２２】
上述のように、拡散導光板１０２１に入射し、拡散照明光Ｍとなるレーザ光量は、ミラーシャッター２７を用いて制御される。ミラーシャッター２７にてレンズ２６を通過した光の全部を遮ることにより、投射光Ｄをなくし、拡散照明光Ｍのみとすることもできる。光投射装置６００は、図１５に示す光投射装置と同様の構成を有し、ミラーシャッター２７の駆動は、制御部１０５にて行われる。制御部１０５は、ミラーシャッター２７の開閉量を調整することにより、投射光Ｄと全体照明を行う拡散照明光Ｍのバランスを制御し、屋内を最適な照明状態とすることができる。
【０１２３】
上述のとおり、投射光Ｄと拡散照明光Ｌとは、複合ＰＢＳ４６における分離により生成される。よって、拡散照明光Ｌは、投射光Ｄの色や明るさの変化に応じて変化することとなる。このとき、全体照明する光（すなわち、拡散照明光Ｌ及びＭを合わせた光量）が変化することとなるが、全体照明する光の変化を低減したい場合、ミラーシャッター２７により、拡散照明光Ｍの量を多くすることで、全体照明する光が変化する割合を抑えることができる。
【０１２４】
本実施の形態は、空間変調素子と光源の間に、投射光量と全体照明光の量を制御するスイッチング素子（ミラーシャッター２７）を有する好ましい形態である。投射光Ｄと全体照明を行う拡散照明光Ｍの光量を制御することで、投射光Ｄのコントラストや部屋全体の照度を制御することができる。また拡散照明光Ｌが変化する場合でも、全体照明する光の量の変化割合を抑えることができる。
【０１２５】
光投射装置６００は、図１〜図３に示した物品の探索動作（物品の照明又は誘導情報の表示動作）をはじめとして、前記の実施の形態１及び２等に示した各種動作を行うことができる。光投射装置６００は、補色の関係にある投射光Ｄと拡散照明光Ｌとを利用して、視認性の高い物品の照明や誘導情報の表示が可能であり、物品の探索に好適である。ただし、光投射装置６００は、物品の探索等に限定して適用されるものではない。例えば、光投射装置６００は、補色の関係にある投射光Ｄと拡散照明光Ｌとを利用して、強調した照明や表示が可能であることから、照明演出効果を発揮する照明装置やプロジェクタとして用いることが可能である。
【０１２６】
なお、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、投射するレーザ光の変調方法として線状変調素子とスキャンミラーの組み合わせなどを用いることができる。また、レーザ光源の波長や出射形状も特に限定されず、レーザ光源の形態は特に限定されない。また、光投射装置の照明光学系も特に限定されず、レーザ光の変調方法に必要なビーム形状が得られればよい。
【０１２７】
以上のように、本発明の一局面に係る光投射装置は、光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、指示者が指示する探索対象物品の位置を検出する位置検出部と、前記指示者の視野を検出する視野検出部と、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置及び前記視野検出部が検出した前記指示者の視野に基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させる制御部と、を含むことを特徴としている。
【０１２８】
上記の構成によれば、指示者が探索対象物品を指示すれば、位置検出部が探索対象物品の位置を検出するとともに、視野検出部が指示者の視野を検出する。そして、これらの検出結果に基づいて、制御部が可動投射部を制御する。ここで、可動投射部は投射位置を移動させることができるので、制御部は、探索対象物品の位置に光を投射させて探索対象物品を直接照明させることができる。また、探索対象物品が直接照明できない位置にあるような場合には、制御部は、指示者を探索対象物品へ誘導するための誘導情報を指示者の視野内に投射させることができる。このように、可動投射部の照明又は情報表示を利用して指示者の物品探索をアシストすることにより、指示者は煩わしさを伴わずに迅速に物品探索を行うことができる。
【０１２９】
前記可動投射部は、少なくともレーザ光源を有し、固設された光源部と、少なくとも投射光学系を有し、投射位置を移動させることができる可動部と、前記光源部と前記可動部との間に架設され、前記光源部からの光を前記可動部へと導光する屈曲性の導光部材とを含むことが好ましい。
【０１３０】
上記の構成によれば、レーザ光源を含む光源部は固設されており、投射位置を移動させるために可動するのは投射光学系を含む可動部のみである。ここで、光源部と可動部との間は屈曲性の導光部材により導光可能に接続されており、可動部の動作に支障がないようになっている。このように、光源部と可動部とを分離し、可動部のみを動作させることによって投射位置を移動させるようにしたので、可動部の小型化が図れ、延いては投射位置の移動速度の向上及び動作時の消費電力の低減が図れる。
【０１３１】
前記光源部は、前記レーザ光源と、前記レーザ光源から出射された光を空間変調する変調部とを含み、前記導光部材は、前記変調部で空間変調された光を導光するファイバーバンドルであることが好ましい。
【０１３２】
上記の構成によれば、固設された光源部においてレーザ光源から出射された光を空間変調する。そして、空間変調され光がファイバーバンドルで可動部へと導光される。よって、可動部の構成は投射光学系を中心とする小型の部品で構成することができ、投射位置の移動速度の大幅な向上及び動作時の消費電力の大幅な低減が図れる。
【０１３３】
前記可動部は、前記導光部材から出射された光を空間変調する変調部と、前記変調部で空間変調された光を投射する前記投射光学系と、を含むことが好ましい。
【０１３４】
上記のように、可動部で光を空間変調することもできる。この場合も、光源部と可動部とを分離しているので、可動部の小型化が図れる。
【０１３５】
前記可動投射部は、光を投射して照明又は情報表示する小型光投射ユニットと、前記小型光投射ユニットを着脱可能に保持し、前記小型光投射ユニットを移動させることによって投射位置を移動させる可動ステージ台とを含み、前記可動ステージ台は、前記小型光投射ユニットが前記可動ステージ台から分離された状態でも動作するように、前記小型光投射ユニットが装着されているときに前記小型光投射ユニットを充電する充電部を含むことが好ましい。
【０１３６】
上記のように、小型光投射ユニットを可動ステージ台に着脱可能とし、小型光投射ユニットが可動ステージ台に装着されているときは、可動ステージ台が小型光投射ユニットを移動させることによって投射位置を自動で移動させることができるようにしている。よって、可動ステージ台の存在する部屋では、小型光投射ユニットを可動ステージ台に装着することによって、上述の指示者の物品探索をアシストすることが可能となる。また、小型光投射ユニットが可動ステージ台に装着されているときは、小型光投射ユニットが充電されるので、小型光投射ユニットが可動ステージ台から分離された状態でも、光を投射して照明又は情報表示する動作は可能である。よって、可動ステージ台がない部屋でも小型光投射ユニットを使用できるという効果を奏する。
【０１３７】
前記可動投射部は、光の投射方向を変更することにより投射位置を移動させる可動ミラーを含むことが好ましい。
【０１３８】
この場合、可動ミラーを用いることで、簡易に投射方向を制御することができ、可動する部品の小型化及び装置の省電力化を実現することができる。
【０１３９】
前記可動投射部は、光を投射して照明又は情報表示する光投射ユニットと、自走することにより前記光投射ユニットを移動させる自走ステージ台とを含むことが好ましい。
【０１４０】
この場合、自走することにより投射位置を移動させ得るので、天井等に固定設置するのではなく、床などにも設置することができる。また、自走することにより投射領域を拡大することができる。
【０１４１】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、機器を制御するためのインタラクティブ画像を前記指示者の視野内に投射させ、前記指示者が前記インタラクティブ画像を操作する様子を撮像する撮像センサをさらに含み、前記制御部は、前記撮像センサが撮像する画像に基づいて前記インタラクティブ画像の操作内容を検知し、当該操作内容に応じた機器の制御を行うことが好ましい。
【０１４２】
上記の構成において、可動投射部は投射位置が可変であるため、指示者の視野内にインタラクティブ画像（インタラクティブ機能を有する情報）を投射できる。このインタラクティブ画像は、機器を制御するリモートコントロール装置などに代わるものとなる。すなわち、指示者がインタラクティブ画像を操作する様子が撮像センサにより撮像され、当該操作内容に応じた機器の制御が制御部により実施されるのである。これにより、リモートコントロール装置（有形装置）の探索の手間を省き、実質的に有形装置を不要とすることができる。そして、指示者は視野内に表示されるインタラクティブ画像を利用して快適に機器の操作を行うことができる。
【０１４３】
前記可動投射部が投射する前記インタラクティブ画像は、可視光及び赤外光を投射することにより形成された画像であり、前記撮像センサは赤外線カメラであることが好ましい。
【０１４４】
上記の構成によれば、インタラクティブ画像には可視光だけではなく赤外光が含まれている。そして、赤外線カメラによる撮像でインタラクティブ画像の操作内容を検知することで、例えば、投射したインタラクティブ画像を遮るものが指示者の指なのか、他の物品なのかの区別が容易に行える。これにより、インタラクティブ画像の操作内容の検知精度を向上させることができる。
【０１４５】
前記可動投射部が投射する光の色に対して補色の関係をなす色の光を用いて全体照明を行う補色照明部をさらに含むことが好ましい。
【０１４６】
上記の構成によれば、投射光の色とは補色の関係の光により全体照明がなされることにより、投射位置においては周囲とのコントラストが強くなり、メリハリのついた照明又は情報表示が可能となり、視認性の向上が図られる。
【０１４７】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、投射中に空間的に投射位置を移動させて指示者の視線を誘導するとともに、投射する情報を時間的に変化させることが好ましい。
【０１４８】
このように、投射位置を空間的に移動させて指示者の視線を誘導することにより、例えば、指示者の視野内になかった探索対象物品の方向に指示者の視線を移動させることができる。そして、投射位置の移動に伴って投射する情報を時間的に変化させることにより、物品探索のアシストをより効果的に行うことができる。
【０１４９】
前記位置検出部は、前記探索対象物品に付された情報発信源から発信される位置情報を検出する複数の位置検出センサを含むことが好ましい。
【０１５０】
このように、探索対象物品に付された情報発信源から発信される位置情報に基づいて探索対象物品の位置を検出することにより、容易に正確な位置を検出することができる。また、情報発信源を付ければ探索対象物品にすることができるので、容易に探索対象の数を拡大することができる。
【０１５１】
上記の構成において、前記指示者の音声入力により前記探索対象物品を認識する音声センサをさらに含むことが好ましい。
【０１５２】
この場合、指示者の音声入力により探索対象物品の探索を実施できるので、何も持たずに操作が可能となり、大変使い勝手のよい光投射装置を実現できる。
【０１５３】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、指示者の視野となる箇所を照明させることが好ましい。
【０１５４】
上記の構成における照明は、上述のような物品探索のための照明ではなく、例えば読書のときのスポット照明である。投射位置が可変であるという構成を活かし、指示者の視野となる箇所を照明するといる利便性を持たせることができる。
【０１５５】
上記の構成において、拡散光により屋内の照明を行う拡散照明光源をさらに含むことが好ましい。
【０１５６】
この場合、部屋全体を照明することも可能となり、部屋の照明装置としての機能を持たせることができる。
【０１５７】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、前記指示者の視野内に前記指示者が指示する情報を投射させることが好ましい。
【０１５８】
この場合、物品探索だけでなく、指示者が所望する情報を投射するプロジェクタとしての機能を持たせることができる。
【０１５９】
上記の構成において、撮像センサをさらに含み、前記視野検出部は、前記撮像センサによって撮像された前記指示者の画像に基づいて前記指示者の視野を検出し、前記制御部は、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置、前記視野検出部が検出した前記指示者の視野、及び前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できるか否かに基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させることが好ましい。
【０１６０】
このように、撮像センサによって指示者を撮像し、撮像した画像から指示者の視野を推測すれば、簡単な構成で指示者の視野を検出することができる。そして、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できるか否かということも可動投射部を制御するための判断材料とすることにより、状況に応じた物品探索アシストが可能となる。
【０１６１】
前記制御部は、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できない場合、又は、前記指示者の視野内に前記探索対象物品が存在しない場合に、前記可動投射部を制御して前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させることが好ましい。
【０１６２】
この場合、探索対象物品が撮像センサで撮像できない場所にあったり、探索対象物品が指示者の視野内になかったりした場合に、誘導情報を指示者の視野内に投射することにより、指示者は迅速に探索対象物品を見つけることができる。
【０１６３】
前記制御部は、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像でき、且つ、前記指示者の視野内に前記探索対象物品が存在する場合に、前記可動投射部を制御して前記探索対象物品を直接照明させることが好ましい。
【０１６４】
このように、探索対象物品が撮像センサで撮像できる場所にあり、その場所が指示者の視野内である場合に、探索対象物品を直接照明するので、指示者は迅速に探索対象物品を見つけることができる。
【０１６５】
本発明の他の局面に係る光投射装置は、光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、前記可動投射部が投射する光の色に対して補色の関係をなす色の光を用いて全体照明を行う補色照明部と、を含むことが好ましい。
【０１６６】
上記の構成によれば、投射光の色とは補色の関係の光により全体照明がなされることにより、投射位置においては周囲とのコントラストが強くなり、メリハリのついた照明又は情報表示が可能となり、視認性の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明の光投射装置は、物品の探索を行うのに利用することができる。また、指示者の指示する位置に情報を表示するために利用することができる。
【図１】
2010044204.tif 000003
【図２】
2010044204.tif 000004
【図３】
2010044204.tif 000005
【図４】
2010044204.tif 000006
【図５】
2010044204.tif 000007
【図６】
2010044204.tif 000008
【図７】
2010044204.tif 000009
【図８】
2010044204.tif 000010
【図９】
2010044204.tif 000011
【図１０】
2010044204.tif 000012
【図１１】
2010044204.tif 000013
【図１２】
2010044204.tif 000014
【図１３】
2010044204.tif 000015
【図１４】
2010044204.tif 000016
【図１５】
2010044204.tif 000017
【図１６】
2010044204.tif 000018
【図１７】
2010044204.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2010044204.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月11日(2010.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、
指示者が指示する探索対象物品の位置を検出する位置検出部と、
前記指示者の視野を検出する視野検出部と、
前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置及び前記視野検出部が検出した前記指示者の視野に基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させる制御部と、を含むことを特徴とする光投射装置。
【請求項２】
前記可動投射部は、
少なくともレーザ光源を有し、固設された光源部と、
少なくとも投射光学系を有し、投射位置を移動させることができる可動部と、
前記光源部と前記可動部との間に架設され、前記光源部からの光を前記可動部へと導光する屈曲性の導光部材と、を含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項３】
前記光源部は、前記レーザ光源と、前記レーザ光源から出射された光を空間変調する変調部とを含み、
前記導光部材は、前記変調部で空間変調された光を導光するファイバーバンドルであることを特徴とする請求項２記載の光投射装置。
【請求項４】
前記可動部は、前記導光部材から出射された光を空間変調する変調部と、前記変調部で空間変調された光を投射する前記投射光学系と、を含むことを特徴とする請求項２記載の光投射装置。
【請求項５】
前記可動投射部は、
光を投射して照明又は情報表示する小型光投射ユニットと、
前記小型光投射ユニットを着脱可能に保持し、前記小型光投射ユニットを移動させることによって投射位置を移動させる可動ステージ台とを含み、
前記可動ステージ台は、前記小型光投射ユニットが前記可動ステージ台から分離された状態でも動作するように、前記小型光投射ユニットが装着されているときに前記小型光投射ユニットを充電する充電部を含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項６】
前記可動投射部は、光の投射方向を変更することにより投射位置を移動させる可動ミラーを含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項７】
前記可動投射部は、
光を投射して照明又は情報表示する光投射ユニットと、
自走することにより前記光投射ユニットを移動させる自走ステージ台とを含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、機器を制御するためのインタラクティブ画像を前記指示者の視野内に投射させ、
前記指示者が前記インタラクティブ画像を操作する様子を撮像する撮像センサをさらに含み、
前記制御部は、前記撮像センサが撮像する画像に基づいて前記インタラクティブ画像の操作内容を検知し、当該操作内容に応じた機器の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項９】
前記可動投射部が投射する前記インタラクティブ画像は、可視光及び赤外光を投射することにより形成された画像であり、
前記撮像センサは赤外線カメラであることを特徴とする請求項８記載の光投射装置。
【請求項１０】
前記可動投射部が投射する光の色に対して補色の関係をなす色の光を用いて全体照明を行う補色照明部をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、投射中に空間的に投射位置を移動させて指示者の視線を誘導するとともに、投射する情報を時間的に変化させることを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項１２】
前記位置検出部は、前記探索対象物品に付された情報発信源から発信される位置情報を検出する複数の位置検出センサを含むことを特徴とする請求項１ないし１１の何れか１項に記載の光投射装置。
【請求項１３】
前記指示者の音声入力により前記探索対象物品を認識する音声センサをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１２の何れか１項に記載の光投射装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、指示者の視野となる箇所を照明させることを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項１５】
拡散光により屋内の照明を行う拡散照明光源をさらに含むことを特徴とする請求項１４記載の光投射装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、前記指示者の視野内に前記指示者が指示する情報を投射させることを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項１７】
撮像センサをさらに含み、
前記視野検出部は、前記撮像センサによって撮像された前記指示者の画像に基づいて前記指示者の視野を検出し、
前記制御部は、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置、前記視野検出部が検出した前記指示者の視野、及び前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できるか否かに基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させることを特徴とする請求項１ないし１６の何れか１項に記載の光投射装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できない場合、又は、前記指示者の視野内に前記探索対象物品が存在しない場合に、前記可動投射部を制御して前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させることを特徴とする請求項１７記載の光投射装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像でき、且つ、前記指示者の視野内に前記探索対象物品が存在する場合に、前記可動投射部を制御して前記探索対象物品を直接照明させることを特徴とする請求項１７又は１８記載の光投射装置。
【請求項２０】
光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、
前記可動投射部が投射する光の色に対して補色の関係をなす色の光を用いて全体照明を行う補色照明部と、を含むことを特徴とする光投射装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を投射して照明又は情報表示を行う光投射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋内に置いた物品がどの部屋のどの位置にあるのか不明な場合、当該物品をなかなか見つけることができず、探しまわることがある。このため、位置が不明となった物品の所在位置を指示者に示す探索システムが開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、物品に受信機能をもつ報知端末を装着した装置が提案されている。この装置では、報知端末が電波を受信して音や光を発し、物品の存在場所を報知するようになっている。
【０００４】
しかしながら、報知端末を各物品に装着する上記の従来技術の場合、報知端末自身が起動するための電源などを必要とする。よって、報知端末のサイズが大型化し、且つそのコストもかかるため、多くの物品に装着するのは困難である。
【０００５】
この点、例えば、特許文献２には、小型の識別無線タグを物品に装着して物品探索を行う技術が提案されており、多くの物品に装着することが可能となっている。この特許文献２には、物品に装着された識別無線タグから識別データを受信して位置情報を算出する手段と、当該位置情報を出力する表示手段とを有する情報処理装置が開示されている。その他にも、従来より、無線タグからの情報により物品探索を行うシステムが、数多く提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３１１６８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４４０３号公報
【発明の概要】
【０００７】
しかしながら、従来の物品探索システムでは、位置情報を表示する表示手段として、携行端末が具備する表示部又はＴＶモニタなどの固定表示端末が用いられている。
【０００８】
位置情報を表示する手段として携行端末の表示部が用いられる場合、当該携行端末を携行しながら物品を探索することが必要であり、ユーザにとっては煩わしさを伴う。また、携行端末自体が不明になった場合、そもそも物品探索システムが使用できないという問題もある。また、位置情報を表示する手段として固定表示端末が用いられる場合、ユーザは固定表示端末による表示が見える場所まで移動する必要があり、この場合もユーザにとっては煩わしさを伴う。
【０００９】
本発明は、煩わしさを伴わずに物品の探索が可能な使い勝手のよい光投射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面に係る光投射装置は、上記の目的を達成するために、光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、指示者が指示する探索対象物品の位置を検出する位置検出部と、前記指示者の視野を検出する視野検出部と、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置及び前記視野検出部が検出した前記指示者の視野に基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させる制御部と、を含んでいる。
【００１１】
上記の構成によれば、指示者が探索対象物品を指示すれば、位置検出部が探索対象物品の位置を検出するとともに、視野検出部が指示者の視野を検出する。そして、これらの検出結果に基づいて、制御部が可動投射部を制御する。ここで、可動投射部は投射位置を移動させることができるので、制御部は、探索対象物品の位置に光を投射させて探索対象物品を直接照明させることができる。また、探索対象物品が直接照明できない位置にあるような場合には、制御部は、指示者を探索対象物品へ誘導するための誘導情報を指示者の視野内に投射させることができる。このように、可動投射部の照明又は情報表示を利用して指示者の物品探索をアシストすることにより、指示者は煩わしさを伴わずに迅速に物品探索を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、可動投射部の照明又は情報表示を利用して指示者の物品探索をアシストすることにより、煩わしさを伴わずに物品の探索が可能な使い勝手のよい光投射装置を実現することができる。
【００１３】
本発明のさらに他の目的、特徴、及び優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図６】図６Ａは、本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成図である。図６Ｂは、図６Ａの光投射装置における可動投射部の概略構成図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図８】図８Ａは、本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成図である。図８Ｂは、図８Ａの光投射装置における携帯型光投射装置の概略構成図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成と動作を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成図である。
【図１２】図１１の光投射装置における可動投射部の概略構成図である。
【図１３】図１２の可動投射部のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図１４】図１２の可動投射部のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る光投射装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１５は、本発明の実施の形態に係る光投射装置１００の概略構成を示している。本光投射装置１００は、装置本体１０１、拡散光源１０２、音声センサ１０３、撮像センサ１０４、制御部１０５、記憶部１０６、入出力インタフェース部１０７、可動投射部１１０及び位置検出センサ１２０を具備している。
【００１７】
図１〜図３は、本発明の実施の形態に係る光投射装置１００の概略構成と動作を示す図である。
【００１８】
光投射装置１００の装置本体１０１は、例えば屋内の天井に設置されている。光投射装置１００は、装置本体１０１に設けられた可動投射部１１０を有し、投射領域を屋内で自在に設定できるようになっている。また、光投射装置１００は、装置本体１０１に設けられた音声センサ１０３により指示者２０１（ユーザ）の発する音声の認識を行うことができる。
【００１９】
さらに、光投射装置１００は、装置本体１０１に設けられた撮像センサ１０４により指示者２０１を撮像し、画像処理によって指示者２０１の位置と向きを認識し、指示者２０１の視野を取得することができる。撮像センサ１０４としては、ＣＣＤ(Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ)イメージセンサ等の固体撮像素子を用いることができる。指示者２０１の視野を取得するための画像処理は、制御部１０５にて実行される。制御部１０５（視野検出部）は、パターンマッチングなどの公知の様々な人物認識（顔認識等）アルゴリズムにより、指示者２０１の視野を取得することができる。
【００２０】
指示者２０１の視野の取得には、音声センサ１０３を利用することも可能である。すなわち、光投射装置１００の装置本体１０１が設置されている主部屋の中に複数の（少なくとも２つの）音声センサ１０３を配置しておけば、指示者２０１からの音声入力の信号強度が距離に反比例して減衰する特性（距離減衰特性）を利用して、制御部１０５は、指示者２０１の位置と方向を演算できる。例えば、部屋の中に複数の人が居た場合、撮像センサ１０４で部屋内を撮像しただけでは、どの人が指示者２０１であるかが不明となる可能性がある。この場合でも、音声センサ１０３からの音声入力に基づく指示者２０１の位置及び方向の演算結果を併用することにより、指示者２０１を特定し、指示者２０１の視野を取得することが可能になる。
【００２１】
本実施の形態では、物品に付けられた無線識別タグ１３０と、無線識別タグ１３０から発信される位置情報を検出する複数の位置検出センサ１２０（位置検出部）とにより、物品の位置が算出される。位置検出センサ１２０は、屋内の複数箇所に設置されている。位置検出センサ１２０は、光投射装置１００の装置本体１０１が設置されている主部屋以外にも設置されているため、無線識別タグ１３０が付された物品が主部屋外にある場合でも、物品の位置を検出することができる。
【００２２】
位置検出センサ１２０は、２つ以上あれば無線識別タグ１３０が付された物品の位置を検出可能である。例えば、無線識別タグ１３０からの受信電波強度が距離に反比例して減衰する特性（距離減衰特性）を利用して無線識別タグ１３０の位置を演算する等、公知の様々な位置検出アルゴリズムにより物品の位置を検出することができる。
【００２３】
各位置検出センサ１２０は、光投射装置１００の制御部１０５に接続されており、無線識別タグ１３０のタグＩＤ情報や受信電波強度などの情報が制御部１０５に入力され、制御部１０５にて位置の演算がなされる。そして、制御部１０５にて算出された物品の位置情報は、記憶部１０６に蓄積される。
【００２４】
物品を示す名称、外観、機能などの情報と、無線識別タグ１３０のタグＩＤ情報との関連を表す情報（ルックアップテーブル情報又はデータベース情報）は、予め光投射装置１００に登録されている。このため、物品の明確な名前でなくとも、名称、外観、機能などの一部の組み合わせでも物品の特定を行うことができる。
【００２５】
また、公知のパターンマッチング技術等により物品を認識できるように、記憶部１０６には各種物品の画像情報も予め登録されている。撮像センサ１０４は、探索される物品の形態の撮像を試み、制御部１０５はその結果に応じて光投射装置１００から物品を直接照明できるかを判断する。
【００２６】
また、探索対象の物品を直接照明できないときに当該物品の存在位置をマップ形式で図示できるように、記憶部１０６には、屋内の見取り図等の表示マップ情報も予め登録されている。
【００２７】
ここで、本実施の形態に係る光投射装置１００の動作例を、図１〜図３に示す。
【００２８】
図１では、指示者２０１は家のかぎを探しており、光投射装置１００に対し“家のかぎはどこ？”と尋ねている（音声入力している）。このとき、光投射装置１００は、指示者２０１の音声を認識し、机上にある“家のかぎ”の位置の小領域を直接照明し、指示者２０１に対して探索している物品の位置を示している。
【００２９】
図２では、指示者２０１が赤い携帯電話を探しており、光投射装置１００に対し“赤い携帯電話はどこ？”と尋ねている。このとき、光投射装置１００は、指示者２０１の音声を認識し、“赤い携帯電話”の位置を壁に図等で示している（誘導情報を投影表示している）。すなわち、“赤い携帯電話”は、光投射装置１００が設置される主部屋の外にあるため、光投射装置１００により直接照明できない。よって、光投射装置１００は、指示者２０１を“赤い携帯電話”へと誘導するための図と文字等からなる誘導情報を、指示者２０１の視野内に投射して表示している。
【００３０】
図３では、指示者２０１が手帳を探しており、光投射装置１００に対し“手帳はどこ？”と尋ねている。このとき、光投射装置１００は、指示者２０１の音声を認識し、“手帳”の位置を示すため、“手帳”の存在する方向を直接照明するとともに、矢印と文字も併せて表示して、指示者が物品を見つけられるように誘導している。この例では、光投射装置１００は、位置検出センサ１２０の位置情報により“手帳”の存在位置は認識しているものの、“手帳”は机の天板の下に隠れており、撮像センサ１０４により“手帳”の形態の撮像を試みたが撮像できない状態となっている。よって、光投射装置１００は、手帳”を直接照明できないと判断し、机の天板上に“手帳”の存在位置を示す矢印と文字の表示を行っている。
【００３１】
上記の各動作を実現するために、光投射装置１００においては、図１６に示す初期設定ルーチン、図１７に示す物品の位置情報蓄積ルーチン、図１８に示す投射ルーチンがそれぞれ実行されることになる。
【００３２】
すなわち、図１６に示すように、光投射装置１００の初期設定として、物品の登録（Ｓ１）及び表示マップ登録（Ｓ２）が行われる。Ｓ１の物品の登録とは、上述した物品情報（名称、外観、機能など）と無線識別タグ１３０のタグＩＤ情報との関連を表す情報の登録である。また、Ｓ２の表示マップ登録とは、上述した屋内の見取り図等の表示マップ情報の登録である。例えば、入出力インタフェース部１０７に無線又は有線で接続された情報入力部をユーザが操作することにより、上記Ｓ１及びＳ２の各情報を入力し、それらの情報を記憶部１０６に蓄積することで、Ｓ１及びＳ２の登録が可能となる。
【００３３】
初期設定後は、図１７に示す物品の位置情報蓄積ルーチンが行われる。すなわち、制御部１０５は、複数の位置検出センサ１２０から入力される物品の位置情報に基づいて、物品の位置を検出する（Ｓ３）。その後、制御部１０５は、Ｓ２で登録されたマップ情報の中に、物品の位置を記入する（Ｓ４）。ここで、光投射装置１００の装置本体１０１が設置されている主部屋の中に物品が存在するのであれば（Ｓ５でＹＥＳ）、制御部１０５は撮像センサ１０４を制御して主部屋内の物品の撮像を試みる（Ｓ６）。そして、制御部１０５は、物品の撮像に成功して当該物品の直接照明が可能と判断したならば（Ｓ７でＹＥＳ）、誘導情報の作成は行わない。この場合、例えば、物品情報を記憶している記憶領域の所定のビットに直接照明可能を示すフラグを立ててもよい。
【００３４】
一方、装置本体１０１が設置されている主部屋以外の部屋に物品が存在する場合（Ｓ５でＮＯ）、及び物品の撮像ができずに当該物品の直接照明が不可能と判断した場合（Ｓ７でＮＯ）、制御部１０５は、指示者２０１を物品へと誘導するための誘導情報を作成して記憶部１０６に蓄積しておく（Ｓ９）。
【００３５】
その後も、物品の位置が変化する度に（Ｓ１０でＹＥＳ）、制御部１０５は上記のＳ３〜Ｓ９のルーチンを実行し、蓄積されている物品の位置情報を更新する。そして、指示者２０１より探索物品の音声入力があった場合に（Ｓ１０でＹＥＳ）、図１８に示す投射ルーチンへと移行する（Ｓ１１）。
【００３６】
投射ルーチンへと移行した場合、制御部１０５は撮像センサ１０４を制御して主部屋内の指示者２０１を撮像し、指示者の視野情報を取得する（Ｓ１２）。そして、制御部１０５は、指示者の視野情報及び蓄積されている物品の位置情報に基づいて、物品の直接照明が可能と判断したならば（Ｓ１３でＹＥＳ）、可動投射部１１０を制御して当該物品を直接照明する光を投射する（Ｓ１４）。
【００３７】
一方、制御部１０５は、指示者の視野情報及び蓄積されている物品の位置情報に基づいて、物品の直接照明が不可能と判断したならば（Ｓ１３でＮＯ）、指示者２０１を物品へと誘導するための誘導情報を指示者２０１の視野内へ投射する（Ｓ１５）。
【００３８】
上記のように、位置情報蓄積ルーチンにより物品の位置情報を更新しながら蓄積しておくことにより、指示者２０１より探索物品の音声入力がなされた後の投射処理を迅速に行うことができる。
【００３９】
なお、上記のように物品の位置情報を事前に蓄積しておくのではなく、図１９に示すように、指示者２０１より探索物品の音声入力がなされてから物品の位置を検出等してもよい。すなわち、指示者２０１より探索物品の音声入力がなされた場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、制御部１０５は、複数の位置検出センサ１２０から入力される物品の位置情報に基づいて、物品の位置を検出する（Ｓ１７）。ここで、物品が主部屋の中に存在するのであれば（Ｓ１８でＹＥＳ）、制御部１０５は撮像センサ１０４を制御して物品の撮像を試みるとともに、指示者の視野情報を取得する（Ｓ１９）。そして、物品の撮像の可否及び指示者２０１の視野情報に基づいて、物品の直接照明の可否を判断する（Ｓ２０）。そして、制御部１０５は、物品の直接照明が可能と判断したならば（Ｓ２０でＹＥＳ）、可動投射部１１０を制御して当該物品を直接照明する光を投射する（Ｓ２１）。一方、主部屋以外の部屋に物品が存在する場合（Ｓ１８でＮＯ）、及び物品の直接照明が不可能と判断した場合（Ｓ２０でＮＯ）、制御部１０５は、指示者２０１を物品へと誘導するための誘導情報を作成し（Ｓ２２）、誘導情報を指示者２０１の視野内へ投射する（Ｓ２３）。
【００４０】
本実施の形態の光投射装置１００は、屋内に設置され、名称、外観、もしくは機能等の物品情報を指示した指示者２０１に対して当該物品の存在位置を示すため、投射する光により物品の存在位置を直接照明すること、及び／又は指示者を誘導するための図や文字等の誘導情報を指示者２０１の視野内に投射することを特徴としている。
【００４１】
このように、物品への直接照明を用いることで、指示者２０１は直接的に物品の位置を理解し行動することが出来る。
【００４２】
また、直接的に物品自体を照明出来ない場合においても、指示者２０１の視野内に図や文字を表示して誘導することで、指示者２０１は、物品の位置情報を認識し、物品を探索することができる。また、物品が棚の中や物陰に隠れている場合でも、照明方向と図や文字の表示により、指示者２０１は瞬時に物品を探索できる。従来、物品探索の位置表示は、特定ディスプレイで行われるため、特定ディスプレイの前に指示者が移動する必要があったが、本実施の形態の光投射装置１００ではその必要がなく、部屋内のどこでも物品の探索を行うことができる。また、従来、携行ディスプレイで表示を行う場合では、携行ディスプレイを探す必要や、携行ディスプレイを携行する必要があったが、本実施の形態の光投射装置１００では指示者２０１は手になにも持たずに物品探索を行うことが出来る。このため、本実施の形態の光投射装置１００では、物品の位置をわかり易く表示するとともに、指示者２０１が煩わしさを伴わずに瞬時に探索を行うことができる使い勝手のよいものとなっている。
【００４３】
また、本実施の形態の光投射装置１００では、物品の存在位置である小領域を照明するため、照明エリアの形状を任意に設定できる。照明エリアの形状は、投射される光を空間変調することで行われる。光投射装置１００では、空間変調素子を制御し、光の投射する領域の形状及びサイズを設定する。この光の投射する領域が、光投射装置１００の照明領域にあたる。
【００４４】
また、本実施の形態の光投射装置１００では、位置を照明される物品には無線識別タグ１３０からなる情報発信源が付与され、主部屋外を含めた複数の位置検出センサ１２０が光投射装置１００に接続され、物品の位置情報が光投射装置１００に蓄積されている。光投射装置１００は音声センサ１０３により指示者２０１の音声入力により探索する物品の認識を行う。こうして光投射装置１００は、物品の位置情報を光投射装置１００が設置される場所以外でも精確に認識し、かつ多数の物品の位置情報の管理を行うことができる。
【００４５】
音声センサ１０３による音声入力は、本実施の形態の直接照明による表示と併用することで、物品探索時に使用者（指示者２０１）の機器へのアクセスを不要とし、物品探索の煩わしさを解消することができる。また、指示者２０１が急いでいるときなどの状況下において、指示者２０１は他の動作と並行して物品探索を行うことができる。光投射装置１００の音声センサ１０３は複数とすることが好ましい。なぜならば、複数の音声センサ１０３の差分を用いることで、指示者２０１の光投射装置１００に対する方向と指示者の視野となる方向を算出し、光投射装置１００が図及び文字を表示する指示者の視野内の位置を決定することができるからである。
【００４６】
また、光投射装置１００は撮像センサ１０４を有し、撮像センサ１０４が指示者２０１を撮像することで視野となる位置情報を入手し、光投射装置１００が映像を投射する位置を制御している。また、撮像センサ１０４が探索する物品の撮像を試み、光投射装置１００から物品を直接照明できるか判断を行っている。そして、探索する物品の直接照明が困難な場合は、物品の位置に指示者を誘導する図や文字の表示を行う。例えば、図３では、矢印と文字を用いて指示者２０１を誘導している。撮像センサ１０４は、光投射装置１００の投射できる範囲のエリアを撮像し、制御部１０５が人の顔の位置を認識する。このとき、可動投射部１１０からの投射光が直接人の顔にあたらないように、制御部１０５が可動投射部１１０の角度を制御する。人の眼に直接投射光をあたらなくすることで、人にまぶしさを与えるのを防ぐことができる。
【００４７】
光投射装置１００は、撮像センサ１０４を有し、撮像センサ１０４が指示者２０１の視野を取得し、制御部１０５が映像を投射する位置の制御と、探索する物品の撮像可否により指示者を誘導するための図や文字の表示内容の制御とを行う好ましい形態である。本実施の形態では指示者２０１の視野内に図や文字を投射するが、撮像センサ１０４を用い指示者の視野を特定することで、指示者２０１が無理なく図や文字を見ることができる好ましい位置に投射を行うことができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、探索する物品を直接照明する。しかし、直接照明ができない場合もあるので、撮像センサ１０４を用い直接照明ができるかの判断を行う。そして、直接照明ができない場合でも、誘導する図などを表示することで、指示者を物品へ適切に導くことができる。これにより、棚の中や物陰に隠れた場所などの直接照明ができないあらゆる場所に物品がある場合でも、指示者を誘導することができる。特に図３の例は、照明で物品のおおよその位置を示し、図や文字で場所の特定を行う好ましい形態である。図や文字の誘導だけでなく、おおよその位置を照明する。このような表示方式とすることで、指示者２０１を特定の場所へ導き、探索範囲の絞込みを行い、併用する図や文字の示す意味の明確化を行うことができる。
【００４９】
図４は、指示者２０１の視野となる机上を光投射装置１００が照明している様子を示している。この場合の照明は、上述のような物品の探索のための照明ではなく、例えば読書のときの照明である。光投射装置１００は、光を投射する方向を可変として制御しており、指示者２０１の視野となる場所へ、都度照明方向を変化させる。光投射装置１００の制御部１０５は、撮像センサ１０４により指示者２０１の視野となる方向情報を取得し、可動投射部１１０を制御して照明方向の移動を制御している。なお、照明方向は、指示者２０１が音声などで示した場所に移動する形態としてもよい。
【００５０】
光投射装置１００は、光が投射される位置を可変として制御し、指示者２０１の視野となる箇所の照明を行う好ましい形態である。光投射装置１００は、投射位置を可変とする性能を活かし、特定物品（探索対象の物品など）への照明だけでなく、指示者２０１の視野となる位置の照明を行うことができる。指示者２０１の視野となる特定の位置を照明することで、指示者２０１の視野、つまり見たい場所もしくは第３者に見せたい場所を重点的に明るく照明することができる。指示者２０１の視野への重点照明は、全体を照明するのに対し照明の消費電力を下げることができる。また、指示者２０１の意識を照明した視野範囲に集中させる効果がある。
【００５１】
光投射装置１００は、可動投射部１１０から投射する光によりある範囲の照明を行い、拡散照明光源１０２により装置本体１０１が設置されている部屋全体を照明することもできる。このように、光投射装置１００は、部屋の照明装置としての機能を有し、部屋全体の照度調整を行う。部屋全体の照度レベルの調整に拡散光源１０２を用い、指示者２０１の視野範囲の特定箇所への照明を、可動投射部１１０から投射する光で行っている。
【００５２】
光投射装置１００は、拡散照明光源１０２を有し、拡散光による屋内への照明を行う好ましい形態である。拡散照明光源１０２を有することで、光投射装置１００のみで屋内全体の照度調整を行う照明装置としての機能を果たし、指示者２０１にとって好ましい照度の調整を行うことができる。特に、本実施の形態のように、投射する光による特定箇所の照明と、拡散光による全体照明機能を併せ持つことで、照度のコントラスト及び平均レベルを自在に制御することができる。なお、拡散照明光源１０２には、レーザ光を十分に拡散させた状態とした光源、ＬＥＤ、又は蛍光灯などを用いることができる。
【００５３】
図５は、指示者２０１の視野となる壁面に、光投射装置１００が指示者２０１の指示する情報の映像を投射している様子を示している。図１５に示すように、光投射装置１００は、入出力インタフェース部１０７を介してネットワーク（ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はインターネット）に接続されている。そして、光投射装置１００の制御部１０５は、指示者２０１が音声入力などで指示した情報をネットワーク内より検索して取得する。そして、制御部１０５は、可動投射部１１０を制御して取得した情報の映像を投射する。図５の例では、指示者２０１の“明日の天気は？”という音声入力に対し、光投射装置１００は、指示者２０１の視野となる壁面に、明日の天気予報の映像を投射している。光投射装置１００は、光を投射する方向を可変として制御しており、指示者２０１の視野となる場所へ、映像の投射方向を変化させる。光投射装置１００の制御部１０５は、撮像センサ１０４により指示者の視野となる方向情報を取得し、可動投射部１１０を制御して投射方向の移動を制御している。なお、投射方向は、指示者２０１が音声などで示した場所に移動する形態としてもよい。投射する映像は、指示者２０１が音声などで指示した映像である。光投射装置１００は、音声センサ１０３を持ち、これにより音声入力を可能としている。なお、音声入力以外のインタフェース（例えばキーボードなど）を用いてもよい。
【００５４】
光投射装置１００は、光が投射される位置を可変として制御し、指示者２０１の視野内に、指示者２０１が指示する情報の映像を投射する好ましい形態である。光投射装置１００は、投射位置を可変とする性能を活かし、指示者２０１の視野内となる位置に映像の投射を行うことができる。このとき、指示者２０１の指示に従った映像を映し出すことで、指示者２０１は欲しい情報を入手できる。
【００５５】
光投射装置１００の投射位置は、可変であり指示者２０１の視野内であるため、指示者２０１は他の作業を行いながらでも情報を入手できる。従来の固定型のディスプレイでは、指示者はディスプレイの前に移動する必要があったが、本実施の形態ではその必要がなく、映像が指示者２０１についてくる形態となる。また、従来の携行ディスプレイでは、ディスプレイを携行する必要があったが、本実施の形態ではその必要がなく、表示装置の持ち運びも不要である。このように本実施の形態の光投射装置１００では、指示者２０１が表示装置の位置に囚われずに、情報の入手を行うことができるのである。
【００５６】
また、光投射装置１００は、照明及び映像を投射中に、投射位置を可変とすることで、照明及び映像を空間的に移動させながら表示する。また、表示する照明及び映像の内容を、それらの移動に伴い時間的に変化させて表示する。例えば、指示者２０１の視野内に探索対象の物品がない場合、光投射装置１００は、先ず、指示者２０１の視野内に照明光（又は映像）を投射し、指示者２０１の注目を促す。その後、光投射装置１００は、照明光を徐々に物品の方向へ移動させることにより、指示者２０１の視線を誘導して移動させる。このときの照明光は、例えば円形のスポット照明であってもよいが、指示者２０１の目線を移動させる方向を指し示す矢印状としてもよい。そして、光投射装置１００は、照明光を物品付近まで移動させたら、物品の状態の詳細情報（机の中の位置など）を表示する。これにより、指示者２０１の視線を誘導し、指示者２０１に物品の位置を直感的に認識させるとともに、詳細な情報の表示により指示者２０１の理解も促すことができる。上記のように、本実施の形態の光投射装置１００は、投射中に空間的に表示位置を移動させることと、時間的に表示情報を変化させる特徴をもつ。この特徴により、従来の画面内で記された情報よりも、指示者２０１により直感的な理解をもたらすことができる。
【００５７】
ここで、図６Ａに光投射装置１００の光学系の構成を示す。レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを出射した赤、緑、青の各色のレーザ光は、照明光学系２によりビーム整形され、空間光変調素子３（変調部）を照明する。光投射装置１００では、ロッドインテグレータとリレーレンズからなる照明光学系２により、レーザ光を、空間光変調素子３の照明に適する矩形で均一な強度分布とする。空間光変調素子３は、例えば透過型液晶素子と偏光板とからなり、各色のレーザ光の変調を行い、２次元に変調されたレーザ光を出射する。変調された赤、緑、青のレーザ光は、合波プリズム４により合波され、縮小投影光学系５に入射する。この縮小投影光学系５により、変調されたレーザ光はファイバーバンドル６（導光部材）の入射面に縮小結像される。そして、ファイバーバンドル６の各コアに変調されたレーザ光が導光される。
【００５８】
ファイバーバンドル６は、ファイバーが束となった構造であり、複数のコアを有し、各コアはコアよりも屈折率の低いクラッドに覆われている。ファイバーバンドル６では、コアとコアの間がクラッドとなっている。なお、クラッドが各コアに共有されず、クラッドが分離した状態でもよく、クラッド間は他の樹脂材料や空隙であってもよい。ファイバーバンドル６は、光の入射面と出射面のコアの配置が定まっており、入射面の像を出射面に伝送することができる。ファイバーバンドル６は、屈曲性（可撓性）を有し、被覆ごと１本の線材として扱うことができる。複数のコアの間となるクラッド部は、取り込み効率を上昇させるため、できるだけ小さくすることが好ましい。なお、ファイバーバンドル６は、複数のコアを持ち、光を導光できればよく、その材質や形状は特に限定されない。
【００５９】
ファイバーバンドル６は、出射面で投射レンズ８と結合し、投射レンズ８により伝送された像が拡大投射される。図６Ｂに示すように、投射レンズ８は、投射角度調整機構７により可動となっている。投射角度調整機構７は、投射レンズ８の水平回転方向θと傾き角αとを可変とし、投射角度を変化させる。これにより、ファイバーバンドル６の出射面と投射レンズ８からなる投射部とが可動し、可動投射部１１０（可動部）となる。
【００６０】
光投射装置１００では、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂなどは固定され、投射部のみが可動し、投射する方向を定める。投射レンズ８は、ズーム機構を有し、投射サイズを変化させることもできる。ファイバーバンドル６は屈曲性のある線材となっているため、可動投射部１１０は、投射角度調整機構７が設定する位置に自在に移動することができる。
【００６１】
光投射装置１００は、可動投射部１１０を有し、物品の位置及び指示者２０１の視野により投射位置を移動する好ましい形態である。可動投射部１１０を有することで、本実施の形態で必要な投射位置の移動を行うことができる。また、照明光や画像を投射する投射レンズ８の部分のみを可動部とすることで、可動部を小さくし、移動機構の小型化やスピードアップが可能となる。
【００６２】
光投射装置１００は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂと、複数のコアを持ち入射面と出射面のコア配置が定まったファイバーバンドル６と、ファイバーバンドル６の出射端に設けられた可動投射部１１０とを有し、変調したレーザ光をファイバーバンドル６に導入し、可動投射部１１０によりファイバーバンドル６から出射する光の拡大投射と投射位置の移動を行う好ましい形態である。可動投射部１１０は投射レンズ８とファイバーバンドル６の出射端面のみから形成されるため、可動部の小型化及び軽量化を図ることができる。これにより、投射角度の調整を高速にかつ小さな力で行うことができる。また、ファイバーバンドル６は屈曲性をもつ線材であるため、可動投射部１１０を自在に操ることができる。また、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを用いることで、ファイバーバンドル６への結合効率を高め、高効率の光伝達が可能となる。
【００６３】
本実施の形態の光投射装置１００の光源には、レーザ光源を用いることが好ましい。光源面積が小さいレーザ光源を用いることで、可動投射部１１０の小型化を行うことができる。可動投射部１１０の小型化により、可動投射部１１０の駆動機構の小型化と動作時の消費電力を低減させることができる。なお、本実施の形態では、レーザ光源として、赤、緑、青のレーザ光を出射するレーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを用いており、フルカラー表示が可能な好ましい構成となっているが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ光源は、単色又は２色のレーザ光を出射する構成であってもよい。
【００６４】
なお、本実施の形態では、無線識別タグ１３０を用いて物品の位置情報を検出する構成例を示した。しかしながら、無線識別タグ１３０以外でも物品の位置情報が検出でき、その情報が光投射装置１００に伝わる仕組みがあれば、無線識別タグ１３０を用いなくともよい。例えば、撮像センサ１０４により、物品の位置情報を検出し、その情報が光投射装置１００に伝送される構成としてもよい。また、指示者２０１による物品探索の命令の入力については、音声入力以外の手法を用いてもよい。例えば、キーボード、ポインティングデバイス又はタッチパネルなどによる一般的な公知の入力手法を用いてもよい。
【００６５】
（実施の形態２）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【００６６】
図７は、本発明の実施の形態２に係る光投射装置２００の光学系の構成と動作を示す概略図である。実施の形態１と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００６７】
光投射装置２００は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂが可動投射部９１（可動部）と分離しており、マルチモードファイバー６１がこの２つをつないでいる構成となっている。レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを出射した赤、緑、青の各色のレーザ光は、マルチモードファイバー６１（導光部材）に導光され、伝送される。マルチモードファイバー６１は、レーザ光を可動投射部９１内の照明光学系２１まで伝送する。マルチモードファイバー６１は屈曲性（可撓性）を有してたわみをもつため、可動投射部９１が動いた場合でも、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂと可動投射部９１とをつなぎ続けることができる。
【００６８】
本実施の形態のマルチモードファイバー６１は、赤、青、緑に対応する３本のマルチモードファイバーが１本の大口径マルチモードファイバーに結合した構成となる石英系ファイバーである。なお、マルチモードファイバー６１は、レーザ光のパワーが伝送でき、屈曲性があればよく、その材質は石英系に限定されるものではなく、例えば樹脂製のものでもよい。また、マルチモードファイバー６１は、各色の光を別々に伝えるバンドルファイバーや、コアが複数あるマルチコアファイバーでもよい。
【００６９】
可動投射部９１は、照明光学系２１、反射型空間光変調素子３１、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム４１、投射レンズ８１からなり、投射角度調整機構７１により向きを変えることができる。投射角度調整機構７１は、球形の台座を移動させることで２軸の角度を調整し、可動投射部９１による投射位置の移動を可能とする。
【００７０】
照明光学系２１は、テーパ状ロッドプリズムとフィールドレンズとからなる。テーパ状ロッドプリズムは、マルチモードファイバー６１がつながった小さい入射面、光を反射し重畳させるテーパ状の側面、及びビーム形状を定める出射面からなり、ビーム整形と強度の均一化を行う。
【００７１】
ＴＩＲプリズム４１は、照明光学系２１からの光を反射型空間光変調素子３１に反射するとともに、反射型空間光変調素子３１で投射レンズ８１側に反射された光を透過するプリズムである。反射型空間光変調素子３１にはＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用い、微小ミラーの角度スイッチングにより光変調を行っている。
【００７２】
光投射装置２００は、照明光学系と変調素子と投射光学系からなる可動ユニット（可動投射部９１）と、レーザ光源と、レーザ光源と可動ユニットとを結ぶ屈曲性光伝送部（マルチモードファイバー６１）とを有し、前記可動ユニットにより投射位置を制御する好ましい形態である。屈曲性光伝送部で光源と可動ユニットとをつなぐことにより、可動ユニットの移動に対しても、光源と可動ユニットの結合を保つことができ、かつ、光源と可動ユニットの分離が可能となる。光源と可動ユニットを分離することで、可動ユニット（可動投射部９１）の小型化ができ、本実施の形態で必要となる投射位置の移動機構を小型化し、駆動の省電力化を行うことができる。特にハイパワーの光源を用いた場合、光源の放熱機構が大型化し、光源部のサイズが大きくなることから、光源部を分離する本実施の形態が、投射位置の制御に対し、非常に有効となる。
【００７３】
光投射装置２００は、物品の探索のほかに、探索する物品の機能を、投射した情報へのインタラクティブ機能で代用することができる。図７の例では、指示者２０１がＴＶのリモートコントローラ（以下、リモコンと称する）を探している時、たとえ当該リモコンが光投射装置２００の設置されている主部屋に存在しない場合でも、光投射装置２００がリモコン画像（インタラクティブ画像）を指示者２０１の視野内に投射することで、当該リモコン画像がリモコンの機能を果たす。光投射装置２００が投射した情報（この例ではリモコン画像）と指示者２０１とのインタラクティブ機能は、当該情報に対する指示者２０１の操作（動作）と、その操作を検知して当該操作に対応する処理を実効する制御部１０５の動作とにより実現されるものである。投射した情報に対する指示者２０１の操作の検知については、撮像センサ１０４が指示者２０１の操作状態を撮像し、撮像した画像を制御部１０５（図１５参照）が画像処理することにより実現することができる。例えば、指示者２０１がリモコン画像のチャンネルボタン位置に指を持ってくる操作をした場合、それを撮像センサ１０４で撮像し、指示者２０１の指先で隠されたチャンネルボタン位置を制御部１０５が画像処理により取得するのである。そしてこの場合、光投射装置２００は、制御部１０５が入出力インタフェース部１０７を介して無線でＴＶのチャンネルを変更することで、インタラクティブ機能が達成される。本実施の形態は、光が投射される位置が可変であり、機器を制御するインタラクティブな画像を指示者２０１の指示する位置に投射し、投射像に指示者２０１が触れる様子を撮像センサ１０４で取得し、機器の制御を行う好ましい形態である。
【００７４】
本発明の光投射装置２００は、光が投射される位置が可変であるため、指示者に対して適切な位置にインタラクティブ機能を有する情報の表示を行うことができる。投影する位置は、光投射装置２００で制御しているため、投影した情報位置に対するセンシングは、撮像センサ１０４と組み合わせることで容易に行うことができる。
【００７５】
本実施の形態では物品の探索を行うが、リモコンなどの機器のコントローラの探索に対して、インタラクティブ機能によりコントローラの機能を代替し、探索の手間を省き、リモコンなどを不要とすることができる。リモコンなどの有形機器の代替として、音声認識による制御が提案されているが、操作が頻繁となる場合、音声認識は不向きである。これに対し、本実施の形態のように好ましい位置にインタラクティブ機能を有する情報を表示することは、頻繁な操作も簡便に行うことを可能とし、使用者は快適に操作を行うことができる。
【００７６】
なお、撮像センサ１０４は、可動投射部９１に組み込むことや、空間光変調素子３１と同軸とし、投射レンズ８１を撮影レンズとして用いる構成としてもよい。
【００７７】
また、インタラクティブ機能のセンシングを容易にするため、投影する情報に赤外光を重ね合わせる構成も可能である。本実施の形態では、緑レーザ光源１ｇに波長変換レーザを用いており、緑色光と赤外光とを出力している。すなわち、緑レーザ光源１ｇは、赤外光を基本波レーザ光とし、当該赤外光を波長変換素子にて波長変換することによって緑色光（波長変換レーザ光）を生成する。そして、緑レーザ光源１ｇは、波長変換されずに残った赤外光を、緑色光と共に出力する。通常、赤外光はフィルターなどでカットしているが、フィルターを外す構成とすることで、緑色光と同じ光路を経て、赤外光も投影される。この場合、撮像センサ１０４を赤外線カメラとすることで、投影された赤外光と指示者２０１の動作の検出を行い、インタラクティブ機能を達成することが望ましい。このように、赤外線カメラによる撮像でセンシングを行うことで、投影した像への遮りが指示者の動作によるものか、他の物品によるものかの区別が容易に行え、インタラクティブ機能の人の動作に対するセンシング精度を向上させることができる。
【００７８】
（実施の形態３）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【００７９】
図８Ａは、本発明の実施の形態３に係る光投射装置３００の光学系の構成と動作を示す概略図である。実施の形態１及び２と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００８０】
光投射装置３００は、携帯型光投射装置３１０（小型光投射ユニット）と投射方向を制御する可動ステージ台３５０とからなる。携帯型光投射装置３１０と可動ステージ台３５０とは分離可能であり、携帯型光投射装置３１０は可動ステージ台３５０と分離した単独の状態でも、投射装置として動作することができる。
【００８１】
可動ステージ台３５０は、携帯型光投射装置３１０を固定し、携帯型光投射装置３１０の充電を行う充電ステージ３０１をもつ。可動ステージ台３５０は電源プラグより電力供給されており、この電力を用いて、充電ステージ３０１から携帯型光投射装置３１０の充電を行う。携帯型光投射装置３１０は、充電したい時や室内で用いたい時に充電ステージ３０１にセットし、可動ステージ台３５０に固定する。
【００８２】
可動ステージ台３５０は、投射角度調整機構７２を含み、球形の台座を２軸に動かすことで、充電ステージ３０１を自在に傾けることができる。充電ステージ３０１は２軸に傾くことで、可動ステージ台３５０に固定されている携帯型光投射装置３１０の投射位置を移動し、前述の実施の形態１又は２で説明したように、探索する物品の直接照明を行ったり、図や文字を指示者２０１の視野内に投射したりする。
【００８３】
図８Ｂに示すように、携帯型光投射装置３１０は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂ、クロスプリズム９、照明光学系２２、反射型空間光変調素子３２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４２、及び投射レンズ８２を有する。レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを出射した赤、緑、青のレーザ光はクロスプリズム９で合波され、照明光学系２２に入射する。照明光学系２２は、直交するレンチキュラーレンズ２２ａと拡がり角補償レンズ２２ｂとからなり、ビーム強度の均一化とビーム整形を行う。反射型空間光変調素子３２は、非常に小さいＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）からなり、順次に出射される赤、緑、青のレーザ光に対して、時分割して各色の変調を行う。ＰＢＳ４２は、不要な偏光を分離して、投射する画像に階調を与える。投射レンズ８２は、変調された光を投射位置に拡大投射する。
【００８４】
携帯型光投射装置３１０は、上述した光学系のほかに、図２０に示すように、バッテリ３５、制御部３６、入出力インタフェース３７、無線通信部３８、音声センサ１０３及び撮像センサ１０４を含む。バッテリ３５としては、例えばリチウムイオン二次電池などを用いることができる。制御部３６は、入出力インタフェース３７を介してレーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂや反射型空間光変調素子３２を制御する。無線通信部３８は、携帯型光投射装置３１０と可動ステージ台３５０とが分離されたときに、可動ステージ台３５０との間で無線通信を行う。
【００８５】
また、図２０に示すように、可動ステージ台３５０は、制御部１０５、記憶部１０６、入出力インタフェース部１０７及び無線通信部１０８を具備する。
【００８６】
この構成により、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０と分離しても、両者間で無線通信を行って制御信号及びデータのやり取りを行うようになっているので、携帯型光投射装置３１０単独で動作することができる。
【００８７】
携帯型光投射装置３１０は、充電ステージ３０１に固定したとき、可動ステージ台３５０の投射角度調整機構７２により可動する。携帯型光投射装置３１０は、本発明の可動投射部にあたる。この場合、光投射装置３００は、前述の実施の形態１又は２と同様に、物品の位置情報、物品の撮像の可否、指示者２０１の視野情報などに基づいて投射方向等を決定する。
【００８８】
一方、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０から分離した場合、携帯型光投射装置３１０の投射方向は指示者２０１に委ねられる。よって、この場合、携帯型光投射装置３１０は、指示者２０１が希望する任意の投射方向に、物品の位置を図等で示す誘導情報を投影表示することになる（図２参照）。
【００８９】
次に、本実施の形態に係る光投射装置３００の有効な使用方法の一例を示す。先ず、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０にセットした状態で物品探索を実行する。そして、可動ステージ台３５０が設置されている主部屋に物品が存在しなければ、当該物品が別の部屋に存在することを示す誘導情報が携帯型光投射装置３１０により投影表示される。この場合、指示者２０１は、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０から分離し、携帯型光投射装置３１０を携帯して別の部屋に移動する。そして、移動した部屋で、改めて携帯型光投射装置３１０により投射される誘導情報を確認する。このようにすれば、主部屋で投影された誘導情報を、別の部屋に移動した際に改めて確認できるので、屋内のどの部屋に物品が存在する場合でも、物品の探索をより確実に行うことができる。
【００９０】
なお、図２０に示した構成は、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０と分離しても、携帯型光投射装置３１０を用いた物品探索のアシストを可能とした構成例であるがこれに限定されるものではない。すなわち、携帯型光投射装置３１０を可動ステージ台３５０と分離した場合、もはや携帯型光投射装置３１０を用いた物品探索のアシストはできないが、光投射による照明等は可能とする構成にしてもよい。この場合、可動ステージ台３５０側に、音声センサ１０３、撮像センサ１０４、制御部１０５、記憶部１０６及び入出力インタフェース部１０７を一式設ける構成とし、無線通信を不要として携帯型光投射装置部３１０のさらなる小型化を図ることができる。なお、撮像センサ１０４については、携帯型光投射装置３１０側に設けることにより、撮像範囲を容易に変更することができるという効果を奏する。
【００９１】
光投射装置３００は、小型光投射装置（携帯型光投射装置３１０）と、前記小型光投射装置の投射方向を制御する可動ステージ台を有し、小型光投射装置は前記可動ステージ台から分離しても単独で動作し、前記可動ステージ台は小型光投射装置の充電を行う好ましい形態である。小型光投射装置は小さいため、可動ステージにより瞬時に小さいパワーで投射位置の移動を行うことができる。
【００９２】
また小型光投射装置は単独で動作することにより、設置された可動ステージ台がある部屋とは異なる場所で、光投射装置として用いることができる。小型光投射装置は、可動ステージから分離した場合、バッテリによる動作を行うことができ、あらゆるところで用いることができ、様々な場所での利用が可能となる。このときのバッテリの充電を可動ステージ台が行うことで、小型光投射装置を本実施の形態の用途で連続的に用いることができる。
【００９３】
また、本実施の形態の物品探索で用いたあとでもすぐに可動ステージ台と小型光投射装置を分離して、充電されたバッテリを用い、小型光投射装置を様々な場所で用いることができる。可動ステージ台を小型光投射装置の室内での設置位置とすることで、室内では小型光投射装置をハンズフリーで用いることができる。また、可動ステージ台により小型光投射装置の室内での保管位置が定められ、小型光投射装置の存在が不明になることがない。さらに、可動ステージ台は、小型光投射装置を室外に持ち出すための充電を行う充電器として兼用することができる。
【００９４】
（実施の形態４）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【００９５】
図９は、本発明の実施の形態４に係る光投射装置４００の概略図である。実施の形態１〜３と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００９６】
光投射装置４００は、可動投射部が走査ミラー７３（可動ミラー）からなる。投射方向は、２軸に走査する走査ミラー７３により制御され、物品の存在位置を直接照明する。特に、本実施の形態では、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂの強度変調と走査ミラー７３のスキャンにより、図や文字を示す光の空間変調が行われる。
【００９７】
レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂを出射した赤、青、緑のレーザ光は、ダイクロイックミラー２３で同軸となり、走査ミラー７３に入射する。走査ミラー７３は、２軸の走査が可能なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーからなり、光を２軸走査する。レーザ光は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂにより強度変調がされており、走査ミラー７３のスキャンと組み合わせることで、図や文字を投射する。このとき、走査ミラー７３は、走査する角度により投射する方向を制御しており、走査ミラー７３の制御で投射方向を自在に移動させることができる。図９では、探索する物品である鍵の存在位置のみを直接照明するように走査ミラー７３の走査角度が制御されている。
【００９８】
本実施の形態の別の構成として、光の空間変調には空間変調素子を用い、光の投射方向の制御に可動ミラーを用いる構成とすることもできる。この場合、光投射装置の投射レンズの後段に可動ミラーを設置する。可動ミラーが、投射レンズから出射する変調された光の方向を、２軸に走査し、投射方向を定める。
【００９９】
本実施の形態は、可動ミラーにより、投射方向の制御を行う好ましい形態である。可動ミラーを用いることで、簡易に投射方向を制御することができ、可動部の小型化をすることができる。特に光投射装置４００では、走査ミラーがμｍオーダーの大きさからなり、非常にコンパクトな構成となっている。可動部を小型化することにより、装置の省電力化も可能となる。
【０１００】
（実施の形態５）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【０１０１】
図１０は、本発明の実施の形態５に係る光投射装置５００の概略図である。実施の形態１〜４と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１０２】
光投射装置５００は、小型光投射装置部３１０（光投射ユニット）、投射方向の制御をするステージとなる充電ステージ３０１、投射角度調整機構７４、及び自走するための車輪５１０を有する自走ステージ台５５０を含む。
【０１０３】
小型光投射装置部３１０は、図８Ｂに示すように、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂと空間変調素子３２とを含み、投射レンズ８２から変調された光を投射する。図１０に示すように、自走ステージ台５５０の上部に投射角度調整機構７４が設けられており、さらに投射角度調整機構７４に充電ステージ３０１が取り付けられている。充電ステージ３０１と投射角度調整機構７４は、投射方向を制御する可動ステージとなる。また、充電ステージ３０１は、小型投射装置部３１０を投射角度調整機構７４と接続する役割をもつ。投射角度調整機構７４は、図中垂直方向の角度調整をする１軸の角度調整機構である。小型光投射装置部３１０は実施の形態３と同様に充電ステージ３０１に対して着脱可能である。なお、小型光投射装置部３１０は実施の形態３と異なり、充電ステージ３０１に対して取り外しができなくともよい。なお、投射角度調整機構７４は、１軸だけでなく２軸の角度調整を行う機構となっていてもよい。
【０１０４】
小型光投射装置部３１０は、実施の形態３と同様に充電ステージ３０１に対して着脱可能な場合、図２０に示すように、バッテリ３５、制御部３６、入出力インタフェース３７、無線通信部３８、音声センサ１０３及び撮像センサ１０４を含む構成とすることができる。この場合、自走ステージ台５５０も、実施の形態３の可動ステージ台と同様に、制御部１０５、記憶部１０６、入出力インタフェース部１０７及び無線通信部１０８を具備する構成とすることができる。
【０１０５】
一方、小型光投射装置部３１０が充電ステージ３０１に固着されている（取り外しができない）構成の場合は、自走ステージ台５５０側に、音声センサ１０３、撮像センサ１０４、制御部１０５、記憶部１０６及び入出力インタフェース部１０７を一式設ける構成とすることができる。これにより小型光投射装置部３１０の小型化が図れ、投射角度調整が容易となり、省電力化も可能となる。なお、撮像センサ１０４については、小型光投射装置部３１０側に設けることにより、撮像範囲を容易に変更することができるという効果を奏する。
【０１０６】
また、自走ステージ台５５０は、電力供給用のバッテリ（リチウムイオン二次電池など）、動力源としての電動モータ、電動モータの動力の車輪５１０への伝達を行う車輪駆動機構などを有し、光投射装置５００の自走を可能とする。自走ステージ台５５０の車輪５１０は、光投射装置５００内の移動制御機構により、指示者の指示もしくは自動プログラムにより動作し、光投射装置５００の自走を行う。図中水平方向の投射角度の調整は、車輪５１０により光投射装置５００が移動及び回転することで行う。
【０１０７】
また、光投射装置５００は、無線識別タグ１３０がタグＩＤ情報を発信するのと同様に、自己の位置を示すためのＩＤ情報を発信している。光投射装置５００自身が発信するＩＤ情報は位置検出センサ１２０にて受信され、光投射装置５００の制御部１０５にて自己の位置が演算される。すなわち、光投射装置５００は、無線識別タグ１３０が付された物品の位置を認識するのと同様に、自己の位置も認識できるようになっている。これにより、光投射装置５００が自走して自己の存在位置が移動しても、屋内での自己の絶対位置（空間座標）を常に取得することができる。
【０１０８】
光投射装置５００は、投射方向を制御する可動ステージと、投射位置を自在に制御する自走機能を有する好ましい形態である。探索する物品を直接照明するためには、光投射装置の設置位置を投射障害物がない天井などにすることが望ましい。しかし、光投射装置５００は、天井などに設置せずとも、自走機能を有することで投射障害物を避け、探索する物品の直接照明と指示者の視野内への図や文字の投射を行うことができる。上記のように、光投射装置５００は、自走しながら自己の位置を常に認識することができる。よって、自走により変化する自己の位置に対する探索対象物品の相対位置をリアルタイムに演算し、障害物を避けた様々なルートで走行しながらも正確に探索対象物品の方向へと移動することができる。このため、本実施の形態の光投射装置５００の設置位置を、床などの投射障害物が多い場所にすることができる。また、光投射装置５００は、自走機能を有することで、投射角度だけでなく投射位置の制御を行うことができ、投射する領域の範囲を拡げることができる。
【０１０９】
光投射装置５００は、障害物を避けた自走機能を実現するために、例えば撮像センサ１０４を有している。すなわち、光投射装置５００は、自走中に撮像センサ１０４により走行方向の前方を撮像し、制御部１０５が撮像した画像を解析して障害物を検知する。なお、走行中に障害物を検知する方式としては、走行方向の前方に光を出射し、当該光が反射して戻って来れば障害物が存在すると判断する方式や、超音波を出射してその反射度から障害物の存在を検知する方式などがある。このような障害物の検知方式を、撮像センサ１０４を用いた方式に代えて、又は撮像センサ１０４を用いた方式と併せて適用することができる。
【０１１０】
光投射装置５００は、掃除機部５２０と収納部５３０とを備えている。掃除機部５２０は、室内の掃除機能だけではなく、探索する物品を収納部５３０へ収納する役割をもつ。
【０１１１】
掃除機部５２０は、自走ステージ台５５０に設けられた吸引機構及びダスト収納部を含む。光投射装置５００は、指示者の指示による掃除動作も可能であるが、自動プログラム実行することにより室内の掃除を自動で行う、いわゆる自動掃除ロボットとしても機能させることができる。
【０１１２】
探索する物品を収納部５３０へ収納する場合も、掃除機部５２０の吸引機構を用いることができる。この場合は、吸引物の通路を切り替える切替弁を設け、掃除動作中は吸引物（ゴミ）がダスト収納部に収納される一方、検索対象の物品を吸引する場合に切替弁を切り替えることにより収納部５３０に当該物品が収納されるようにすることが望ましい。
【０１１３】
例えば、光投射装置５００は、室内の掃除中に、探索物品候補となる無線識別タグ１３０がついた物品に遭遇したとき、収納部５３０にその探索物品候補を収納する。また、光投射装置５００は、指示者２０１が探索物品を指示したとき、探索物品が掃除機部５２０でアクセスできる場所にある場合、探索物品の場所へ自走し、物品を掃除機部５２０で収納部５３０へ収納し、指示者２０１の位置に移動する。また、光投射装置５００は、探索物品候補を収納部５３０に収納したのち、指示者２０１の指示する場所に前もって移動させておく場合もある。
【０１１４】
本実施の形態の光投射装置５００は、自走機能と掃除機部５２０と収納部５３０を有する好ましい形態である。
【０１１５】
探索する物品を前もって、収納部５３０に収納することで、探索する手間を省くことができる。また、光投射装置５００が探索する物品に直接アクセスし、当該物品を移動させることで探索動作を行うことができる。
【０１１６】
（実施の形態６）
次に、本発明のさらに他の実施の形態に係る光投射装置について、図面を参照し、以下に説明する。
【０１１７】
図１１ないし図１４は、本発明の実施の形態６に係る投射装置６００及びその構成部材の概略図である。実施の形態１〜５と同様の構成部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１１８】
光投射装置６００は、レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂからの光を用い、投射部以外から屋内全体への照明を行う。光投射装置６００は、例えば室内の天井に設けられる。レーザ光源１ｒ、１ｇ、１ｂからの光は、マルチモードファイバー６１により可動投射部９６に伝送される。図１２に示すように、マルチモードファイバー６１から出射された光は、レンズ２６を経て、テーパ状ロッドインテグレータ２８に入射する。レンズ２６とテーパ状ロッドインテグレータ２８との間には、光の進行方向に対して垂直な方向に進退移動可能に設けられたミラーシャッター２７がある。このミラーシャッター２７は、テーパ状ロッドインテグレータ２８に入射するレーザ光量と、拡散導光板１０２１に入射するレーザ光量を制御する。例えば、ミラーシャッター２７がレンズ２６を通過した光の進行を妨げない位置に存在する場合は、当該光は全て下流側のテーパ状ロッドインテグレータ２８に入射する。また、ミラーシャッター２７がレンズ２６を通過した光の一部又は全部を遮る位置に移動した場合は、遮られた光が拡散導光板１０２１に入射するとともに、遮られなかった光がテーパ状ロッドインテグレータ２８に入射する。
【０１１９】
テーパ状ロッドインテグレータ２８に入射した光は、偏光変換プリズム２８ａにより直線偏光となった後、ビーム整形と強度の均一化が行われ、透過型空間光変調素子３６を照明する。透過型空間光変調素子３６は、液晶素子からなり偏光方向を制御することで変調を行う。変調されたレーザ光は、複合ＰＢＳ４６に入射し、投射に供される光とそうでない光とに分離される。その後、投射に供される光は、投射レンズ８６を経て、所定の位置に映像を表示するもしくは、所定の位置の照明を行う。投射レンズ８６を経た光Ｄにより映像が表示される又は照明される位置は、可動投射部９６が動くことにより制御される。一方、複合ＰＢＳ４６により分離されて投射に供されなかった光は、拡散フィルム１０２３ａ及び拡散フィルム１０２３ｂを経て、拡散照明光Ｌとなり、屋内全体への照明を行う。
【０１２０】
上記のように、投射レンズ８６から投射される光Ｄと拡散照明光Ｌとは、複合ＰＢＳ４６における分離により生成される。よって、透過型空間光変調素子３６を照明する光が時間積算したときに白色であるとき、拡散照明光Ｌは、投射レンズ８６から投射される光Ｄに対して、補色の関係となる。つまり、拡散照明光Ｌは、投射される光Ｄの色相に対し、色相環（color circle）において正反対に位置する色相を有する。このとき、周り全体を照明する補色の拡散照明光Ｌがあることで、投射される光Ｄは、周囲とのコントラストが強くなり、視認性の向上が図られメリハリのついた映像の表示が可能となる。また透過型空間光変調素子３６を照明する光は、厳密な意味の白色からずれていても、赤、青、緑の３色の光から構成されれば、拡散照明光Ｌは投射される光Ｄの補色といえる。上記の複合ＰＢＳ４６、拡散フィルム１０２３ａ及び拡散フィルム１０２３ｂにより補色照明部が構成される。
【０１２１】
図１４に示すように、拡散照明光Ｌの作成には、拡散フィルム１０２３ａと拡散フィルム１０２３ｂとの２重拡散層を用いている。拡散フィルム１０２３ａ及び拡散フィルム１０２３ｂは、複合ＰＢＳ４６により分離された投射に供されない光が入射するように、複合ＰＢＳ４６を囲むように配設されている。レーザ光を照明として用いるとき、レーザ光の可干渉性によるスペックルノイズが生じる場合がある。本実施の形態は、多重拡散層により面光源化を行うことで、全体照明する光のスペックルノイズの除去を行う好ましい形態である。
【０１２２】
図１３に示すように、拡散導光板１０２１は、ミラーシャッター２７を囲むように配設されている。拡散導光板１０２１は、内側の反射面１０２１ａと拡散体が充填された樹脂板１０２１ｂを含む。また、拡散導光板１０２１は、ミラーシャッター２７に遮られた光を効率よく入射させるため、反射板からなる導入部１０２１ｃを有する。拡散導光板１０２１に導光された光は、拡散体で角度が変化し、樹脂板１０２１ｂの表面と外部空気との境界において全反射角（臨界角）よりも大きな角度になると、外部に出射し、全体照明を行う拡散照明光Ｍとなる。全反射角よりも大きくなるまで、拡散導光板１０２１内の光は、反射面１０２１ａと樹脂板１０２１ｂ表面との間で反射を繰り返し、拡散導光板１０２１内を導光していく。拡散導光板１０２１の端面にも反射面１０２１ａが設けられており、端面まで進んだ光は反射し、再度、拡散導光板１０２１内を導光する。拡散体の量は、拡散導光板１０２１の全面から拡散照明光Ｍが出射されるように設計されている。拡散導光板１０２１は、多数の拡散体の拡散を用いることで面光源化し、全体照明する光のスペックルノイズの除去を行う好ましい形態である。
【０１２３】
上述のように、拡散導光板１０２１に入射し、拡散照明光Ｍとなるレーザ光量は、ミラーシャッター２７を用いて制御される。ミラーシャッター２７にてレンズ２６を通過した光の全部を遮ることにより、投射光Ｄをなくし、拡散照明光Ｍのみとすることもできる。光投射装置６００は、図１５に示す光投射装置と同様の構成を有し、ミラーシャッター２７の駆動は、制御部１０５にて行われる。制御部１０５は、ミラーシャッター２７の開閉量を調整することにより、投射光Ｄと全体照明を行う拡散照明光Ｍのバランスを制御し、屋内を最適な照明状態とすることができる。
【０１２４】
上述のとおり、投射光Ｄと拡散照明光Ｌとは、複合ＰＢＳ４６における分離により生成される。よって、拡散照明光Ｌは、投射光Ｄの色や明るさの変化に応じて変化することとなる。このとき、全体照明する光（すなわち、拡散照明光Ｌ及びＭを合わせた光量）が変化することとなるが、全体照明する光の変化を低減したい場合、ミラーシャッター２７により、拡散照明光Ｍの量を多くすることで、全体照明する光が変化する割合を抑えることができる。
【０１２５】
本実施の形態は、空間変調素子と光源の間に、投射光量と全体照明光の量を制御するスイッチング素子（ミラーシャッター２７）を有する好ましい形態である。投射光Ｄと全体照明を行う拡散照明光Ｍの光量を制御することで、投射光Ｄのコントラストや部屋全体の照度を制御することができる。また拡散照明光Ｌが変化する場合でも、全体照明する光の量の変化割合を抑えることができる。
【０１２６】
光投射装置６００は、図１〜図３に示した物品の探索動作（物品の照明又は誘導情報の表示動作）をはじめとして、前記の実施の形態１及び２等に示した各種動作を行うことができる。光投射装置６００は、補色の関係にある投射光Ｄと拡散照明光Ｌとを利用して、視認性の高い物品の照明や誘導情報の表示が可能であり、物品の探索に好適である。ただし、光投射装置６００は、物品の探索等に限定して適用されるものではない。例えば、光投射装置６００は、補色の関係にある投射光Ｄと拡散照明光Ｌとを利用して、強調した照明や表示が可能であることから、照明演出効果を発揮する照明装置やプロジェクタとして用いることが可能である。
【０１２７】
なお、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、投射するレーザ光の変調方法として線状変調素子とスキャンミラーの組み合わせなどを用いることができる。また、レーザ光源の波長や出射形状も特に限定されず、レーザ光源の形態は特に限定されない。また、光投射装置の照明光学系も特に限定されず、レーザ光の変調方法に必要なビーム形状が得られればよい。
【０１２８】
以上のように、本発明の一局面に係る光投射装置は、光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、指示者が指示する探索対象物品の位置を検出する位置検出部と、前記指示者の視野を検出する視野検出部と、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置及び前記視野検出部が検出した前記指示者の視野に基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させる制御部と、を含んでいる。
【０１２９】
上記の構成によれば、指示者が探索対象物品を指示すれば、位置検出部が探索対象物品の位置を検出するとともに、視野検出部が指示者の視野を検出する。そして、これらの検出結果に基づいて、制御部が可動投射部を制御する。ここで、可動投射部は投射位置を移動させることができるので、制御部は、探索対象物品の位置に光を投射させて探索対象物品を直接照明させることができる。また、探索対象物品が直接照明できない位置にあるような場合には、制御部は、指示者を探索対象物品へ誘導するための誘導情報を指示者の視野内に投射させることができる。このように、可動投射部の照明又は情報表示を利用して指示者の物品探索をアシストすることにより、指示者は煩わしさを伴わずに迅速に物品探索を行うことができる。
【０１３０】
前記可動投射部は、少なくともレーザ光源を有し、固設された光源部と、少なくとも投射光学系を有し、投射位置を移動させることができる可動部と、前記光源部と前記可動部との間に架設され、前記光源部からの光を前記可動部へと導光する屈曲性の導光部材とを含むことが好ましい。
【０１３１】
上記の構成によれば、レーザ光源を含む光源部は固設されており、投射位置を移動させるために可動するのは投射光学系を含む可動部のみである。ここで、光源部と可動部との間は屈曲性の導光部材により導光可能に接続されており、可動部の動作に支障がないようになっている。このように、光源部と可動部とを分離し、可動部のみを動作させることによって投射位置を移動させるようにしたので、可動部の小型化が図れ、延いては投射位置の移動速度の向上及び動作時の消費電力の低減が図れる。
【０１３２】
前記光源部は、前記レーザ光源と、前記レーザ光源から出射された光を空間変調する変調部とを含み、前記導光部材は、前記変調部で空間変調された光を導光するファイバーバンドルであることが好ましい。
【０１３３】
上記の構成によれば、固設された光源部においてレーザ光源から出射された光を空間変調する。そして、空間変調され光がファイバーバンドルで可動部へと導光される。よって、可動部の構成は投射光学系を中心とする小型の部品で構成することができ、投射位置の移動速度の大幅な向上及び動作時の消費電力の大幅な低減が図れる。
【０１３４】
前記可動部は、前記導光部材から出射された光を空間変調する変調部と、前記変調部で空間変調された光を投射する前記投射光学系と、を含むことが好ましい。
【０１３５】
上記のように、可動部で光を空間変調することもできる。この場合も、光源部と可動部とを分離しているので、可動部の小型化が図れる。
【０１３６】
前記可動投射部は、光を投射して照明又は情報表示する小型光投射ユニットと、前記小型光投射ユニットを着脱可能に保持し、前記小型光投射ユニットを移動させることによって投射位置を移動させる可動ステージ台とを含み、前記可動ステージ台は、前記小型光投射ユニットが前記可動ステージ台から分離された状態でも動作するように、前記小型光投射ユニットが装着されているときに前記小型光投射ユニットを充電する充電部を含むことが好ましい。
【０１３７】
上記のように、小型光投射ユニットを可動ステージ台に着脱可能とし、小型光投射ユニットが可動ステージ台に装着されているときは、可動ステージ台が小型光投射ユニットを移動させることによって投射位置を自動で移動させることができるようにしている。よって、可動ステージ台の存在する部屋では、小型光投射ユニットを可動ステージ台に装着することによって、上述の指示者の物品探索をアシストすることが可能となる。また、小型光投射ユニットが可動ステージ台に装着されているときは、小型光投射ユニットが充電されるので、小型光投射ユニットが可動ステージ台から分離された状態でも、光を投射して照明又は情報表示する動作は可能である。よって、可動ステージ台がない部屋でも小型光投射ユニットを使用できるという効果を奏する。
【０１３８】
前記可動投射部は、光の投射方向を変更することにより投射位置を移動させる可動ミラーを含むことが好ましい。
【０１３９】
この場合、可動ミラーを用いることで、簡易に投射方向を制御することができ、可動する部品の小型化及び装置の省電力化を実現することができる。
【０１４０】
前記可動投射部は、光を投射して照明又は情報表示する光投射ユニットと、自走することにより前記光投射ユニットを移動させる自走ステージ台とを含むことが好ましい。
【０１４１】
この場合、自走することにより投射位置を移動させ得るので、天井等に固定設置するのではなく、床などにも設置することができる。また、自走することにより投射領域を拡大することができる。
【０１４２】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、機器を制御するためのインタラクティブ画像を前記指示者の視野内に投射させ、前記指示者が前記インタラクティブ画像を操作する様子を撮像する撮像センサをさらに含み、前記制御部は、前記撮像センサが撮像する画像に基づいて前記インタラクティブ画像の操作内容を検知し、当該操作内容に応じた機器の制御を行うことが好ましい。
【０１４３】
上記の構成において、可動投射部は投射位置が可変であるため、指示者の視野内にインタラクティブ画像（インタラクティブ機能を有する情報）を投射できる。このインタラクティブ画像は、機器を制御するリモートコントロール装置などに代わるものとなる。すなわち、指示者がインタラクティブ画像を操作する様子が撮像センサにより撮像され、当該操作内容に応じた機器の制御が制御部により実施されるのである。これにより、リモートコントロール装置（有形装置）の探索の手間を省き、実質的に有形装置を不要とすることができる。そして、指示者は視野内に表示されるインタラクティブ画像を利用して快適に機器の操作を行うことができる。
【０１４４】
前記可動投射部が投射する前記インタラクティブ画像は、可視光及び赤外光を投射することにより形成された画像であり、前記撮像センサは赤外線カメラであることが好ましい。
【０１４５】
上記の構成によれば、インタラクティブ画像には可視光だけではなく赤外光が含まれている。そして、赤外線カメラによる撮像でインタラクティブ画像の操作内容を検知することで、例えば、投射したインタラクティブ画像を遮るものが指示者の指なのか、他の物品なのかの区別が容易に行える。これにより、インタラクティブ画像の操作内容の検知精度を向上させることができる。
【０１４６】
前記可動投射部が投射する光の色に対して補色の関係をなす色の光を用いて全体照明を行う補色照明部をさらに含むことが好ましい。
【０１４７】
上記の構成によれば、投射光の色とは補色の関係の光により全体照明がなされることにより、投射位置においては周囲とのコントラストが強くなり、メリハリのついた照明又は情報表示が可能となり、視認性の向上が図られる。
【０１４８】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、投射中に空間的に投射位置を移動させて指示者の視線を誘導するとともに、投射する情報を時間的に変化させることが好ましい。
【０１４９】
このように、投射位置を空間的に移動させて指示者の視線を誘導することにより、例えば、指示者の視野内になかった探索対象物品の方向に指示者の視線を移動させることができる。そして、投射位置の移動に伴って投射する情報を時間的に変化させることにより、物品探索のアシストをより効果的に行うことができる。
【０１５０】
前記位置検出部は、前記探索対象物品に付された情報発信源から発信される位置情報を検出する複数の位置検出センサを含むことが好ましい。
【０１５１】
このように、探索対象物品に付された情報発信源から発信される位置情報に基づいて探索対象物品の位置を検出することにより、容易に正確な位置を検出することができる。また、情報発信源を付ければ探索対象物品にすることができるので、容易に探索対象の数を拡大することができる。
【０１５２】
上記の構成において、前記指示者の音声入力により前記探索対象物品を認識する音声センサをさらに含むことが好ましい。
【０１５３】
この場合、指示者の音声入力により探索対象物品の探索を実施できるので、何も持たずに操作が可能となり、大変使い勝手のよい光投射装置を実現できる。
【０１５４】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、指示者の視野となる箇所を照明させることが好ましい。
【０１５５】
上記の構成における照明は、上述のような物品探索のための照明ではなく、例えば読書のときのスポット照明である。投射位置が可変であるという構成を活かし、指示者の視野となる箇所を照明するといる利便性を持たせることができる。
【０１５６】
上記の構成において、拡散光により屋内の照明を行う拡散照明光源をさらに含むことが好ましい。
【０１５７】
この場合、部屋全体を照明することも可能となり、部屋の照明装置としての機能を持たせることができる。
【０１５８】
前記制御部は、前記可動投射部を制御し、前記指示者の視野内に前記指示者が指示する情報を投射させることが好ましい。
【０１５９】
この場合、物品探索だけでなく、指示者が所望する情報を投射するプロジェクタとしての機能を持たせることができる。
【０１６０】
上記の構成において、撮像センサをさらに含み、前記視野検出部は、前記撮像センサによって撮像された前記指示者の画像に基づいて前記指示者の視野を検出し、前記制御部は、前記位置検出部が検出した前記探索対象物品の位置、前記視野検出部が検出した前記指示者の視野、及び前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できるか否かに基づいて前記可動投射部を制御し、前記探索対象物品を直接照明させる、又は前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させることが好ましい。
【０１６１】
このように、撮像センサによって指示者を撮像し、撮像した画像から指示者の視野を推測すれば、簡単な構成で指示者の視野を検出することができる。そして、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できるか否かということも可動投射部を制御するための判断材料とすることにより、状況に応じた物品探索アシストが可能となる。
【０１６２】
前記制御部は、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像できない場合、又は、前記指示者の視野内に前記探索対象物品が存在しない場合に、前記可動投射部を制御して前記指示者を前記探索対象物品へ誘導するための誘導情報を前記指示者の視野内に投射させることが好ましい。
【０１６３】
この場合、探索対象物品が撮像センサで撮像できない場所にあったり、探索対象物品が指示者の視野内になかったりした場合に、誘導情報を指示者の視野内に投射することにより、指示者は迅速に探索対象物品を見つけることができる。
【０１６４】
前記制御部は、前記撮像センサにより前記探索対象物品が撮像でき、且つ、前記指示者の視野内に前記探索対象物品が存在する場合に、前記可動投射部を制御して前記探索対象物品を直接照明させることが好ましい。
【０１６５】
このように、探索対象物品が撮像センサで撮像できる場所にあり、その場所が指示者の視野内である場合に、探索対象物品を直接照明するので、指示者は迅速に探索対象物品を見つけることができる。
【０１６６】
本発明の他の局面に係る光投射装置は、光を投射して照明又は情報表示するものであって、投射位置を移動させることができる可動投射部と、前記可動投射部が投射する光の色に対して補色の関係をなす色の光を用いて全体照明を行う補色照明部と、を含んでいる。
【０１６７】
上記の構成によれば、投射光の色とは補色の関係の光により全体照明がなされることにより、投射位置においては周囲とのコントラストが強くなり、メリハリのついた照明又は情報表示が可能となり、視認性の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明の光投射装置は、物品の探索を行うのに利用することができる。また、指示者の指示する位置に情報を表示するために利用することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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