(57)【要約】【課題】光の投射領域近傍への人の侵入を確実に検知し、光の光パワーを人体に安全なレベルまで下げることができるようにする。【解決手段】  侵入検知部１１２は、スクリーン１０２を基準として画像投射部１１１の後方に設置され、画像投射部１１１からスクリーン１０２に投射されるレーザ光の投射領域１２１の境界面のうち侵入可能な範囲に隣接する監視領域１２２への人１０３の侵入を監視する。侵入検知部１１２より監視領域１２２への人１０３の侵入が検知された場合、画像投射部１１１は、レーザ光の光パワーのレベルを反応時間Tdwn1以内に人体に安全なレベルまで下げる。本発明は、プロジェクタに適用できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに光を投射し、前記スクリーンに画像を表示させる画像投射手段と、
前記光が通過する投射領域の外側に設置され、前記投射領域の境界面のうち人が侵入可能な範囲に隣接する領域であって、前記人の侵入が検知された場合に前記光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域である監視領域への前記人の侵入を検知する検知手段と
を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記検知手段は、前記スクリーンを基準として前記画像投射手段の前記光を投射する投射口より後方に設置される
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記検知手段は、さらに前記投射口と前記人がいる位置の間の高さに設置される
ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記検知手段が前記人の侵入を検知する範囲の角度である前記監視領域の監視角度は、前記画像投射手段が前記光を投射する範囲の角度である前記投射領域の投射角度と上下または左右方向においてほぼ同じ角度である
ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光は、レーザ光またはLED（Light Emitting Diode）から放射される光である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像投射手段は、前記画像の画像データに基づいて発光する本体部から分離して設置され、前記本体部からの前記光を走査し前記投射口から投射する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
スクリーンに光を投射し、前記スクリーンに画像を表示させる場合に、人の侵入が検知されたとき前記光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域である監視領域への前記人の侵入を検知する検知方法において、
前記人の侵入を検知する検知手段を、前記光が通過する投射領域の外側に設置し、
前記投射領域の境界面のうち前記人が侵入可能な範囲に隣接する前記監視領域への前記人の侵入を検知する
ことを特徴とする検知方法。
【請求項８】
前記検知手段を、前記スクリーンを基準として前記画像投射手段の前記光を投射する投射口より後方に設置する
ことを特徴とする請求項７に記載の検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を投射して画像を表示する画像表示装置、および、光を投射して画像を表示する場合の監視領域への侵入の検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ（LASER（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation））光またはLED（Light Emitting Diode）から放射される光（以下、LED光と称する）を大型のスクリーンに投射するプロジェクタの普及が進んでいる。また、色鮮やかなレーザビームを照射するレーザ機器を用いて、各種のイベントで華やかなレーザライトショーが行なわれる機会が増えている。
【０００３】
ところで、レーザ光およびLED光は、非常に小さな発光点（点光源）から発光され、かつ発散角が小さい平行光である。従って、例えば、レーザ光をスクリーンに投射するプロジェクタでは、かなりの強度のレーザ光を投射しても、レーザ光が一旦スクリーンに反射されれば、四方八方に拡散され、光パワーが弱まるが、スクリーンに投射される前のレーザ光が直接眼に入ると、目の網膜上にレーザ光が一点に集中し、目の網膜に熱傷などを負わせる危険性がある。また、レーザ光の照度が大きくなると、人体の皮膚にも熱傷などを負わせる危険性がある。
【０００４】
そのため、レーザ光またはLED光を利用する製品においては、国際レーザ安全規格IEC（International Electro technical Commission）60825シリーズ、およびIEC60825に準拠した各国の規格により、レーザ光またはLED光を利用する機器の製造者、使用者に対して厳しい安全規格が定められている。例えば、IEC60825-1では、レーザ光またはLED光の光パワーによってクラス１からクラス４までのクラスに分類され、それぞれのクラスごとに、製造者および使用者が守るべき指針が定められている。例えば、クラス３R以上の光パワーを持つレーザ機器を用いてレーザライトショーを行なう場合には、レーザ機器のことを熟知した管理者を設けるように規定されている。
【０００５】
また、プロジェクタから照射されるレーザ光が直接人の目に入るのを防止するための対策が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１は、特許文献１に記載されている従来の画像投射装置１の構成を示す図である。画像投射装置１は、レーザ光用電源１４から供給される電力により駆動されるレーザ光源１１から発光されるレーザ光を、画像信号に応じて光モジュレータ１２により変調する。そして、画像投射装置１は、投射レンズ１２Ａを通して投射領域２１内にレーザ光を投射し、スクリーン２の範囲２２にレーザ光を投影し、画像を表示する。
【０００７】
画像投射装置１はまた、投射レンズ１２Ａを通して、投射領域２１を含有する監視領域２３内に検知波源１５から出力される検知波を投射する。画像投射装置１から投射された検知波は、スクリーン２の範囲２４内に投射され反射される。赤外線反射センサ１６は、スクリーン２の範囲２４から反射される検知波の反射波の強度を監視することにより、監視領域２３内への人の侵入を監視する。
【０００８】
画像投射装置１は、赤外線反射センサ１６により監視領域２３内への人の侵入を検知した場合、スイッチ１７をオフにして、レーザ光用電源１４のレーザ光源１１への電力の供給を遮断し、レーザ光の出力を停止することにより、人がレーザ光を浴びることを防止する。
【０００９】
図２は、画像投射装置１のレーザ光の投射領域２１と赤外線反射センサ１６による監視領域２３を上から見た断面図である。検知波が投射される範囲の角度（以下、監視角度と称する）θ23は、レーザ光が投射される範囲の角度（以下、投射角度と称する）θ21より大きく、監視領域２３は投射領域２１を含有している。
【特許文献１】特開２００１−２４９３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図３は、GLV（Grating Light Valve）レーザプロジェクタから、約10.5メートル離れたスクリーンに焦点を合わせるようにレーザ光を投射した場合に、GLVレーザプロジェクタとスクリーンとの間の各測定位置において、レーザ光の光束がIEC60825のクラス３Ｒまたはクラス２Ｒで規定された許容限度以下になるように、GLVレーザプロジェクタから出力する光束（以下、出力光束と称する）を変化させたときの、GLVレーザプロジェクタの投射レンズの投射口から測定位置までの距離（以下、測定距離と称する）と、出力光束の関係を示すグラフである。
【００１１】
図３の横軸は測定距離（単位はメートル）を示しており、縦軸は出力光束（単位はルーメン（lm））を示している。また、線３１は、各測定位置においてレーザ光の光束がクラス３Ｒに規定された許容限度以下になるようにした場合の、測定距離と出力光束の関係を示しており、線３２は、各測定位置においてレーザ光の光束がクラス２に規定された許容限度内になるようにした場合の、測定距離と出力光束の関係を示している。さらに、線３３は、スクリーンの位置を示している。
【００１２】
図３を見て明らかなように、投射レンズの近傍ほど、より少ない出力光束で、レーザ光の光束がIEC60825のクラス３Ｒまたはクラス２Ｒで規定された許容限度を超えており、投射レンズの近傍ほど危険度が高いことがわかる。すなわち、スクリーンの近くでは、レーザ光の光パワーが人体に対して安全なレベルでも、GLVレーザプロジェクタ近傍になると、レーザ光の光パワーが人体に危害を加えるレベルとなる場合がある。
【００１３】
ところで、人４１が、図４の矢印４２で示される方向（右から左方向）に、位置P１から速度V１で画像投射装置１の監視領域２３に侵入する場合、赤外線反射センサ１６により監視領域２３への人４１の侵入が検知されてから、スイッチ１７の電源がオフされ、画像投射装置１のレーザ光の投射を停止するまでの時間（以下、停止時間と称する）をTstp、人４１の進行方向において、人４１が監視領域２３に侵入してから投射領域２１に侵入するまでの距離（以下、侵入検知距離と称する）をD１とすると、人４１がレーザ光を浴びないようにするためには、D１＞V１×Tstpの関係が成り立つような侵入検知距離D１を確保し、人４１が監視領域２３に侵入してから投射領域２１に侵入するまでに停止時間Tstpより長い時間を要するようにして、その間にスイッチ１７がオフされる必要がある。
【００１４】
しかしながら、画像投射装置１では、侵入検知距離D１は、画像投射装置１に近くなるほど短くなり、投射レンズ１２Ａの投射口近傍ではほぼ０となってしまう。従って、画像投射装置１の近傍では、人４１が、監視領域２３に侵入してから停止時間Tstpが経過する前（スイッチ１７がオフされる前）に投射領域２１に侵入し、最も光パワーが強いレーザ光を浴びてしまう可能性があるという課題があった。
【００１５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、光の投射領域近傍への人の侵入を確実に検知し、光の光パワーを人体に安全なレベルまで下げることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の画像表示装置は、スクリーンに光を投射し、スクリーンに画像を表示させる画像投射手段と、光が通過する投射領域の外側に設置され、投射領域の境界面のうち人が侵入可能な範囲に隣接する領域であって、人の侵入が検知された場合に光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域である監視領域への人の侵入を検知する検知手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
前記検知手段は、スクリーンを基準として画像投射手段の光を投射する投射口より後方に設置されるようにすることができる。
【００１８】
検知手段は、さらに投射口と人がいる位置の間の高さに設置されるようにすることができる。
【００１９】
光は、レーザ光またはLED（Light Emitting Diode）から放射される光であるようにすることができる。
【００２０】
検知手段が人の侵入を検知する範囲の角度である監視領域の監視角度は、画像投射手段が光を投射する範囲の角度である投射領域の投射角度と上下または左右方向においてほぼ同じ角度であるようにすることができる。
【００２１】
画像投射手段は、画像の画像データに基づいて発光する本体部から分離して設置され、本体部からの光を走査し投射口から投射するようにすることができる。
【００２２】
本発明の検知方法は、スクリーンに光を投射し、スクリーンに画像を表示させる場合に、人の侵入が検知されたとき光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域である監視領域への人の侵入を検知する検知方法であって、人の侵入を検知する検知手段を、光が通過する投射領域の外側に設置し、投射領域の境界面のうち人が侵入可能な範囲に隣接する監視領域への人の侵入を検知することを特徴とする。
【００２３】
検知手段を、スクリーンを基準として画像投射手段の光を投射する投射口より後方に設置するようにすることができる。
【００２４】
本発明の画像表示装置においては、画像投射手段により、スクリーンに光が投射され、スクリーンに画像が表示され、光が通過する投射領域の外側に設置される検知手段により、投射領域の境界面のうち人が侵入可能な範囲に隣接する領域であって、人の侵入が検知された場合に光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域である監視領域への人の侵入が検知される。
【００２５】
本発明の検知方法においては、スクリーンに光を投射し、スクリーンに画像を表示させる場合に、人の侵入を検知する検知手段が、光が通過する投射領域の外側に設置され、人の侵入が検知されたとき光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域であって、投射領域の境界面のうち人が侵入可能な範囲に隣接する監視領域への人の侵入が検知される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、光の投射領域近傍への人の侵入を検知することができる。また、本発明によれば、人体に危害を加える可能性のある光を人が浴びることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２８】
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。
【００２９】
請求項１に記載の画像表示装置（例えば、図５の画像表示装置１０１）は、スクリーン（例えば、図５のスクリーン１０２）に光を投射し、前記スクリーンに画像を表示させる画像投射手段（例えば、図５の画像投射部１１１もしくは投射部１１１Ｂ、または、画像投射部２１１または投射部２１１Ｂ）と、前記光が通過する投射領域（例えば、図５の投射領域１２１）の外側に設置され、前記投射領域（例えば、図５の投射領域１２１）の境界面のうち人が侵入可能な範囲に隣接する領域であって、前記人の侵入が検知された場合に前記光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域である監視領域（例えば、図５の監視領域１２２）への前記人の侵入を検知する検知手段（例えば、図５の侵入検知部１１２）とを含むことを特徴とする。
【００３０】
請求項２に記載の画像表示装置（例えば、図５の画像表示装置１０１）においては、前記検知手段は、前記スクリーンを基準として前記画像投射手段の前記光を投射する投射口（例えば、図５の投射口１１１C）より後方に設置されることを特徴とする。
【００３１】
請求項６に記載の画像表示装置（例えば、図１２の画像表示装置２０１）においては、前記画像投射手段（例えば、図１２の投射部２１１Ｂ）は、前記画像の画像データに基づいて発光する本体部（例えば、図１２の本体部２１１Ａ）から分離して設置され、前記本体部からの前記光を走査し前記投射口から投射することを特徴とする。
【００３２】
請求項７に記載の検知方法は、スクリーン（例えば、図５のスクリーン１０２）に光を投射し、前記スクリーンに画像を表示させる場合に、人の侵入が検知されたとき前記光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域である監視領域（例えば、図５の監視領域１２２）への前記人の侵入を検知する検知方法であって、前記人の侵入を検知する検知手段（例えば、図５の侵入検知部１１２）を、前記光が通過する投射領域（例えば、図５の投射領域１２１）の外側に設置し、前記光が通過する投射領域（例えば、図５の投射領域１２１）の境界面のうち前記人が侵入可能な範囲に隣接する前記監視領域への前記人の侵入を検知することを特徴とする。
【００３３】
請求項８に記載の検知方法は、前記検知手段を、前記スクリーンを基準として前記画像投射手段の前記光を投射する投射口（例えば、図５の投射口１１１C）より後方に設置することを特徴とする。
【００３４】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
図５は、本発明を適用した表示装置１０１の一実施の形態を示す図である。画像表示装置１０１は、画像投射部１１１および侵入検知部１１２により構成され、画像投射部１１１と侵入検知部１１２は接続ケーブル１１３により接続されている。
【００３６】
画像投射部１１１は、本体部１１１Ａおよび投射部１１１Ｂにより構成され、例えば、表示デバイスであるGLV（Grating Light Valve）により、レーザ光の強さを制御することで、レーザ光をスクリーン１０２に投射して、入力された画像データに基づく画像を表示させるプロジェクタとされる。なお、画像投射部１１１は、LED光などレーザ光以外の光を投射するようにしてもよい。
【００３７】
本体部１１１Aは、レーザ光の光源およびGLVなどの表示デバイスを含むように構成される。本体部１１１Aは、入力された画像データに基づいて、光源が発光するレーザ光の強さを表示デバイスにより制御し、レーザ光を投射部１１１Ｂに伝送する。
【００３８】
投射部１１１Ｂは、例えば、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどからなるスキャニングミラー、および投射レンズ系を含むように構成される。投射部１１１Bは、本体部１１１Aから伝送されるレーザ光を、スキャニングミラーにより走査し、投射レンズ系を通して投射口１１１Cからスクリーン１０２に投射する。投射口１１１Cから投射されたレーザ光は、投射領域１２１の範囲内を通過し、スクリーン１０２に投影される。
【００３９】
侵入検知部１１２には、例えば、CCD（Charge Coupled Device）もしくはCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを用いた画像撮像装置、または、侵入物から発せられる赤外波長の光を受光することにより監視領域への侵入物の侵入を検知する赤外線センサ、監視領域内にマイクロ波を放射し、侵入物によるマイクロ波の遮断や反射を検知することにより侵入物の侵入を検知するマイクロ波センサ、発射したレーザ光の反射光が戻ってくる時間や角度から侵入物の位置を測定する距離センサなどの各種のセンサが設けられる。侵入検知部１１２は、スクリーン１０２を基準として、画像投射部１１１（投射口１１１Ｃ）より後方に設置され、画像撮像装置またはセンサにより、レーザ光の投射領域１２１近傍の監視領域１２２への人１０３の侵入を検知する。
【００４０】
侵入検知部１１２は、監視領域１２２に人１０３が侵入した場合、人１０３の侵入を検知したことを示す情報（以下、侵入検知情報と称する）を接続ケーブル１１３を介して画像投射部１１１に供給する。画像投射部１１１は、侵入検知部１１２から侵入検知情報が供給されたとき、レーザ光の光パワーを人体に安全なレベルまで下げ、人１０３が人体に危害を加える可能性のあるレベルのレーザ光を浴びることを防止する。なお、以下、侵入検知部１１２により監視領域１２２への人１０３の侵入が検知されてから、レーザ光の光パワーが人体に安全なレベルまで下げられるまでに要する時間（以下、反応時間と称する）をTdwn1とする。
【００４１】
なお、画像投射部１１１は、侵入検知部１１２から侵入検知情報が供給されたとき、レーザ光の投射を停止するようにしてもよい。また、画像投射部１１１と侵入検知部１１２との通信を、接続ケーブル１１３を介さずに、無線通信により行なうようにしてもよい。
【００４２】
監視領域１２２は、投射領域１２１の境界面（外側の面）のうち人１０３が侵入可能な範囲（以下、侵入可能範囲と称する）に隣接する領域であり、人１０３が、いかなる地点および方向から監視領域１２２に侵入しても、侵入可能範囲に到達するまでに反応時間Tdwn1より長い時間を要するように設定される。
【００４３】
例えば、人１０３が、図５に示される位置P１１から監視領域１２２に侵入し、図内の矢印で示される投射領域１２１の境界面に対して垂直な方向に進み、位置Ｐ１２から投射領域１２１に侵入する場合、すなわち位置P１１から最短距離で投射領域１２１に侵入する場合について考える。矢印で示される方向への人１０３の想定される最高移動速度をVmax、位置Ｐ１１と位置Ｐ１２の間の距離をDmとすると、距離Dmが下記の式（１）を満たすように監視領域１２２を設定すれば、人１０３が位置P１２から投射領域１２１に侵入する前に、レーザ光の光パワーを人体に安全なレベルまで下げることができる。
【００４４】
Dm＞Vmax×Tdwn1  …（１）
【００４５】
従って、監視領域１２２は、人１０３がいかなる地点および方向から侵入しても、監視領域１２２への侵入地点から投射領域１２１の侵入可能範囲までの距離Dmが式（１）を満たすように設定される。なお、侵入位置および侵入方向により人１０３の侵入速度は異なるため、想定される最高移動速度Vmaxは侵入位置および侵入方向により異なる。
【００４６】
図６および図７は、画像表示装置１０１の設置例と、そのときの投射領域１２１−１および監視領域１２２−１の断面図を示す図である。図６は画像表示装置１０１およびスクリーン１０２を上から見た図であり、図７は画像表示装置１０１およびスクリーン１０２を右方向から見た図である。なお、投射領域１２１−１の上方の斜線部で示される領域１２１−１Ａは、人が侵入できない領域を示している。
【００４７】
なお、以下、図６以降で示される投射領域１２１−ｉ（ｉ＝1，２・・・）を個々に区別する必要がないとき、単に投射領域１２１と称する。
【００４８】
画像投射部１１１は、スクリーン１０２を基準として観客席１３１より後方、かつ、観客席１３１および人１３２−１乃至１３２−５がいる位置より高い位置に設置されている。画像投射部１１１からスクリーン１０２に向かって投射されるレーザ光の投射領域１２１−１は、投射口１１１Ｃを頂点として、ほぼ左右対称に広がる四角錐の形状をしている。また、投射領域１２１−１の上側の境界面（四角錐の上側の側面）は、床面に対してほぼ平行であり、投射領域１２１−１の下側の境界面（四角錐の下側の側面）は、投射口１１１Ｃからスクリーン１０２に向かって斜め下方向に向いている。なお、以下、人１３２−１乃至１３２−５を個々に区別する必要がないとき、単に人１３２と称する。
【００４９】
侵入検知部１１２は、スクリーン１０２を基準として画像投射部１１１（投射口１１１Ｃ）の後方、かつ、画像投射部１１１（投射口１１１Ｃ）と観客席１３１および人１３２がいる位置の間の高さに設置されている。侵入検知部１１２の監視領域１２２−１は、侵入検知部１１２上の点１１２Ａを頂点として、ほぼ左右対称に広がる四角錐の形状をしている。また、監視領域１２２−１の上側の境界面（四角錐の上側の側面）は、床面に対してほぼ平行であり、監視領域１２２−１の下側の境界面（四角錐の下側の側面）は、点１１２Ａからスクリーン１０２に向かって斜め下方向に向いている。
【００５０】
なお、以下、図６以降で示される監視領域１２２−ｉ（ｉ＝1，２・・・）を個々に区別する必要がないとき、単に監視領域１２２と称する。
【００５１】
監視領域１２２−１は、投射領域１２１−１の境界面のうち人１３２が侵入可能な侵入可能範囲に隣接する領域であり、人１３２が、いかなる地点および方向から監視領域１２２−１に侵入しても、投射領域１２１−１の侵入可能範囲に到達するまでに反応時間Tdwn1より長い時間を要するように設定される。
【００５２】
例えば、人１３２−５が、矢印１４１で示す方向（左から右方向）に想定される最高移動速度Vmax１で移動し、位置Ｐ３１から監視領域１２２−１に侵入した後、位置Ｐ３２から投射領域１２１−１に侵入する場合を想定して、位置P３１と位置P３２の間の距離Dm1は、下記の式（２）を満たすように設定される。
【００５３】
Dm１＞Vmax１×Tdwn1  …（２）
【００５４】
また、例えば、人１３２−３を肩車した人１３２−２が立ち上がり、人１３２−３が、矢印１４２で示す方向（下から上方向）に、想定される最高移動速度Vmax2で移動し、位置Ｐ４１から監視領域１２２−１に侵入した後、位置Ｐ４２から投射領域１２１−１に侵入する場合を想定して、位置P４１と位置P４２の間の距離Dm2は、下記の式（３）を満たすように設定される。
【００５５】
Dm2＞Vmax2×Tdwn1  …（３）
【００５６】
また、例えば、図６および図７に示される例の場合、レーザ光を投射する範囲である投射領域１２１−１の左右（水平）方向の角度である投射角度θ121H-1と、人１３２の侵入を検知する範囲である監視領域１２２−１の左右（水平）方向の角度である監視角度θ122H-1とをほぼ同じ角度にすることにより、左右（水平）方向において、投射領域１２１−１の境界面と監視領域１２２−１の境界面の間の距離をほぼ一定に保つことができる。従って、図４に示される従来例のように、場所によって人の侵入の検知が困難になることが防がれる。
【００５７】
図８および図９は、画像表示装置１０１の別の設置例と、そのときの投射領域１２１−２および監視領域１２２−２の断面図を示す図である。図８は画像表示装置１０１およびスクリーン１０２を上から見た図であり、図９は画像表示装置１０１およびスクリーン１０２を右方向から見た図である。なお、投射領域１２１−２の上方の斜線部で示される領域１２１−２Ａは、人が侵入できない領域を示している。
【００５８】
画像投射部１１１は、スクリーン１０２を基準として観客席１３１より後方、かつ、観客席１３１および人１３２−１１乃至１３２−１５がいる位置より高い位置に設置されている。画像投射部１１１からスクリーン１０２に向かって投射されるレーザ光の投射領域１２１−２は、投射口１１１Ｃを頂点として、ほぼ上下対称およびほぼ左右対称に広がる四角錐の形状をしている。なお、以下、人１３２−１１乃至１３２−１５を個々に区別する必要がないとき、単に人１３２と称する。
【００５９】
侵入検知部１１２は、スクリーン１０２を基準として画像投射部１１１（投射口１１１Ｃ）の後方、かつ、画像投射部１１１（投射口１１１Ｃ）と観客席１３１および人１３２がいる位置の間の高さに設置されている。侵入検知部１１２の監視領域１２２−２は、侵入検知部１１２上の点１１２Ａを頂点として、ほぼ左右対称に広がる四角錐の形状をしている。また、監視領域１２２−２の上側の境界面（四角錐の上側の側面）は、床面に対してほぼ平行であり、監視領域１２２−２の下側の境界面（四角錐の下側の側面）は、点１１２Ａからスクリーン１０２に向かって斜め下方向に向いている。
【００６０】
監視領域１２２−２は、投射領域１２１−２の境界面のうち人１３２が侵入可能な侵入可能範囲に隣接する領域であり、人１３２が、いかなる地点および方向から監視領域１２２−２に侵入しても、投射領域１２１−２の侵入可能範囲に到達するまでに反応時間Tdwn1より長い時間を要するように設定される。
【００６１】
また、例えば、図８および図９に示される例の場合、投射領域１２１−２の左右（水平）方向の投射角度θ121H-2と、監視領域１２２−２の左右（水平）方向の監視角度θ122H-2とをほぼ同じ角度にすることにより、左右（水平）方向において、投射領域１２１−２の境界面と監視領域１２２−２の境界面の間の距離をほぼ一定に保つことができる。従って、図４に示される従来例のように、場所によって人の侵入の検知が困難になることが防がれる。
【００６２】
このようにして、画像投射部１１１から投射されるレーザ光の投射領域１２１の境界面のうち人が侵入可能な侵入可能範囲に隣接する領域である侵入検知部１１２の監視領域１２２への人の侵入を確実に検知できるとともに、人が投射領域１２１に侵入する前に、確実にレーザ光の光パワーを人体に安全なレベルまで下げることができ、人体に危害を加える可能性のあるレベルのレーザ光を人が浴びることが防止される。また、画像投射部１１１および侵入検知部１１２以外の特別な装置や部品を必要とせず、画像投射部１１１および侵入検知部１１２も、特別な仕様を必要としない標準的なものを用いることができるため、実現が容易であり、また、必要なコストを抑えることができる。
【００６３】
ところで、図６乃至図９では、レーザ光の投射領域１２１に人が上方向から侵入できない場合の例を示したが、レーザ光の投射領域１２１にスクリーン１０２の投影面を除く全ての方向から人が侵入可能な場合には、レーザ光の投射領域１２１が侵入検知部１１２の監視領域１２２内に全て含有されるように、侵入検知部１１２を設置すればよい。
【００６４】
しかし、この場合、例えば、図１０に示されるように、監視領域１２２−３内に画像投射部１１１が設置されるようになるため、図内の斜線部で示される、画像投射部１１１の影になり侵入検知部１１２が人の侵入を検知できない侵入検知不可領域１２２−３Ａが発生する。従って、図１１に示されるように、侵入検知部１１２を、スクリーン１０２を基準として画像投射部１１１のより後方に設置して、監視領域１２２−４を大きくして、監視領域１２２−４の境界面から侵入検知不可領域１２２−４Ａまでの間に十分な距離を確保することにより、侵入検知不可領域１２２−４Ａの発生に関わらず、人の侵入を確実に検知できるようにすることができる。これは、図１１に示される左右（水平）方向以外の方向についても同様である。
【００６５】
しかしながら、監視領域１２２−４を大きくした場合、検知する必要がない人の侵入を検知する、いわゆる誤検知が増加する可能性が高くなる。また、監視領域１２２−４を大きくした場合、例えば、日常的に人が通行する領域など人の侵入を検知する必要がない領域を監視領域１２２−４に含めないように、侵入検知部１１２を設置することが困難になる場合がある。さらに、侵入検知部１１２に、より広範囲の侵入を検知できるような各種の画像撮像装置またはセンサを設ける必要があり、コストアップを招くおそれがある。
【００６６】
図１２および図１３は、これらの課題を解決するようにした、本発明を適用した別の実施の形態である画像表示装置２０１とその設置例、並びに、画像表示装置２０１の投射領域１２１−５および監視領域１２２−５の断面図を示す図である。図１２は画像表示装置２０１およびスクリーン１０２を上から見た図であり、図１３は画像表示装置２０１およびスクリーン１０２を右方向から見た図である。なお、図１２および図１３では、図６および図7と対応する部分については、同じ符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００６７】
画像表示装置２０１は、画像投射部２１１および侵入検知部１１２により構成され、画像投射部２１１と侵入検知部１１２は接続ケーブル１１３により接続されている。
【００６８】
画像投射部２１１は、画像表示装置１０１の画像投射部１１１と同様に、例えば、表示デバイスであるGLV（Grating Light Valve）により、レーザ光の強さを制御することで、レーザ光をスクリーン１０２に投射して、入力された画像データに基づく画像を表示させるプロジェクタとされる。画像投射部２１１は、本体部２１１Ａと投射部２１１Ｂとがグラスファイバなどからなる接続ケーブル２１１Dにより接続され、投射部２１１Ｂを本体部２１１Aから分離して設置することができる。
【００６９】
本体部２１１Aは、画像投射部１１１の本体部１１１Ａと同様に、レーザ光の光源およびGLVなどの表示デバイスを含むように構成される。本体部２１１Ａは、入力された画像データに基づいて、光源が発光するレーザ光の強さを表示デバイスにより制御し、レーザ光を接続ケーブル２１１Ｄを介して投射部２１１Bに伝送する。
【００７０】
投射部２１１Ｂは、画像投射部１１１の投射部１１１Bと同様に、例えば、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどからなるスキャニングミラー、および投射レンズ系を含むように構成される。投射部２１１Bは、本体部２１１Aから伝送されるレーザ光を、スキャニングミラーにより走査し、投射レンズ系を通して投射口２１１Cからスクリーン１０２に投射する。投射口２１１Cから投射されたレーザ光は、投射領域１２１−５の範囲内を通過し、スクリーン１０２に投影される。
【００７１】
画像投射部２１１は、画像投射部１１１と同様に、侵入検知部１１２から侵入検知情報が供給されたとき、レーザ光の光パワーを人体に安全なレベルまで下げ、人体に危害を加える可能性のあるレベルのレーザ光を人が浴びることを防止する。なお、以下、侵入検知部１１２により監視領域１２２−５への人の侵入が検知されてから、レーザ光の光パワーが人体に安全なレベルまで下げられるまでに要する反応時間をTdwn2とする。
【００７２】
なお、画像投射部２１１は、侵入検知部１１２から侵入検知情報が供給されたとき、レーザ光の投射を停止するようにしてもよい。また、画像投射部２１１と侵入検知部１１２との通信を、接続ケーブル１１３を介さずに、無線通信により行なうようにしてもよい。
【００７３】
画像投射部２１１の投射部２１１Bは、観客席１３１および人１３２−２１乃至１３２−２５の上方に設置される。投射部２１１Bからスクリーン１０２に向かって投射されるレーザ光の投射領域１２１−５は、投射口２１１Ｃを頂点として、ほぼ左右対称に広がる四角錐の形状をしている。また、投射領域１２１−５の上側の境界面（四角錐の上側の側面）は、床面に対してほぼ平行であり、投射領域１２１−５の下側の境界面（四角錐の下側の側面）は、投射口２１１Ｃからスクリーン１０２に向かって斜め下方向に向いている。なお、以下、人１３２−２１乃至１３２−２５を個々に区別する必要がないとき、単に人１３２と称する。
【００７４】
画像投射部２１１の本体部２１１Aは、監視領域１２２−５の外部に設置される。
【００７５】
侵入検知部１１２は、スクリーン１０２を基準として投射部２１１Ｂ（投射口２１１Ｃ）の後方、かつ、投射部２１１Ｂ（投射口２１１Ｃ）より高い位置に設置される。侵入検知部１１２の監視領域１２２−５は、侵入検知部１１２上の点１１２Ａを頂点として、ほぼ左右対称に広がる四角錐の形状をしている。また、監視領域１２２−５の上側の境界面（四角錐の上側の側面）は、床面に対してほぼ平行であり、監視領域１２２−５の下側の境界面（四角錐の下側の側面）は、点１１２Ａからスクリーン１０２に向かって斜め下方向に向いている。
【００７６】
監視領域１２２−５は、投射領域１２１−５を含有するとともに、人１３２が、いかなる地点および方向から監視領域１２２−５に侵入しても、投射領域１２１−５の境界面に到達するまでに反応時間Tdwn2より長い時間を要するように設定される。また、確実に人１３２の侵入を検知できるように、監視領域１２２−５の境界面から侵入検知不可領域１２２−５Ａまでの間に十分な距離が確保される。
【００７７】
また、例えば、図１２および図１３に示される例の場合、投射領域１２１−５の左右（水平）方向の投射角度θ121H-5と、監視領域１２２−５の左右（水平）方向の監視角度θ122H-5とをほぼ同じ角度にすることにより、左右（水平）方向において、投射領域１２１−５の境界面と監視領域１２２−５の境界面の間の距離をほぼ一定に保つことができる。同様に、投射領域１２１−５の上下（垂直）方向の投射角度θ121V-5と、監視領域１２２−５の上下（垂直）方向の監視角度θ122V-5とをほぼ同じ角度にすることにより、上下（垂直）方向において、投射領域１２１−５の境界面と監視領域１２２−５の境界面の間の距離をほぼ一定に保つことができる。従って、図４に示される従来例のように、場所によって人の侵入の検知が困難になることが防がれる。
【００７８】
図１４および図１５は、画像表示装置２０１の別の設置例と、そのときの投射領域１２１−６および監視領域１２２−６の断面図を示す図である。図１４は画像表示装置２０１およびスクリーン１０２を上から見た図であり、図１５は画像表示装置２０１およびスクリーン１０２を右方向から見た図である。
【００７９】
画像投射部２１１の投射部２１１Bは、観客席１３１および人１３２−３１乃至１３２−３５の上方に設置される。投射部２１１Bからスクリーン１０２に向かって投射されるレーザ光の投射領域１２１−６は、投射口２１１Ｃを頂点として、ほぼ上下対称およびほぼ左右対称に広がる四角錐の形状をしている。なお、以下、人１３２−３１乃至１３２−３５を個々に区別する必要がないとき、単に人１３２と称する。
【００８０】
画像投射部２１１の本体部２１１Aは、監視領域１２２−６の外部に設置される。
【００８１】
侵入検知部１１２は、スクリーン１０２を基準として投射部２１１Ｂ（投射口２１１Ｃ）の後方、かつ、投射部２１１Ｂ（投射口２１１Ｃ）とほぼ同じ高さに設置される。侵入検知部１１２の監視領域１２２−６は、侵入検知部１１２上の点１１２Ａを頂点として、ほぼ上下対称およびほぼ左右対称に広がる四角錐の形状をしている。
【００８２】
監視領域１２２−６は、投射領域１２１−６を含有するとともに、人１３２が、いかなる地点および方向から監視領域１２２−６に侵入しても、投射領域１２１−６の境界面に到達するまでに反応時間Tdwn2より長い時間を要するように設定される。また、確実に人１３２の侵入を検知できるように、監視領域１２２−６の境界面から侵入検知不可領域１２２−６Ａまでの間に十分な距離が確保される。
【００８３】
また、例えば、図１４および図１５に示される例の場合、投射領域１２１−６の左右（水平）方向の投射角度θ121H-6と、監視領域１２２−６の左右（水平）方向の監視角度θ122H-6とをほぼ同じ角度にすることにより、左右（水平）方向において、投射領域１２１−６の境界面と監視領域１２２−６の境界面の間の距離をほぼ一定に保つことができる。同様に、投射領域１２１−６の上下（垂直）方向の投射角度θ121V-6と、監視領域１２２−６の上下（垂直）方向の監視角度θ122V-6とをほぼ同じ角度にすることにより、上下（垂直）方向において、投射領域１２１−６の境界面と監視領域１２２−６の境界面の間の距離をほぼ一定に保つことができる。従って、図４に示される従来例のように、場所によって人の侵入の検知が困難になることが防がれる。
【００８４】
このように、画像投射部２１１の投射部２１１Ｂを本体部２１１Ａから分離して、投射部２１１Ｂのみを監視領域１２２内に設置することにより、画像投射部２１１全体を監視領域１２２内に設置する場合に比べて、侵入検知不可領域を小さくすることができ、監視領域１２２を必要以上に大きくすることなく、適切な大きさにすることができる。
【００８５】
以上のように、画像投射手段により、スクリーンに光を投射し、スクリーンに画像を表示し、光が通過する投射領域の外側に設置される検知手段により、投射領域の境界面のうち人が侵入可能な範囲に隣接する領域であって、人の侵入が検知された場合に光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域である監視領域への人の侵入を検知する場合には、光の投射領域の近傍への人の侵入を検知することができる。また、人体に危害を加える可能性のある光を人が浴びることが防止される。
【００８６】
また、スクリーンに光を投射し、スクリーンに画像を表示させる場合に、人の侵入を検知する検知手段を、光が通過する投射領域の外側に設置し、人の侵入が検知されたとき光の光パワーを所定のレベルまで下げる領域であって、投射領域の境界面のうち人が侵入可能な範囲に隣接する監視領域への人の侵入を検知する場合には、光の投射領域の近傍への人の侵入を検知することができる。また、人体に危害を加える可能性のある光を人が浴びることが防止される。
【００８７】
なお、本発明は、上述したレーザ光を投射する表示装置以外にも、光を投射（射出）する全ての表示装置に適用することができる。
【００８８】
また、以上の説明では、画像投射部１１１（または画像投射部２１１）と侵入検知部１１２を１つの画像表示装置１０１（画像表示装置２０１）として構成する例を示したが、画像投射部１１１（または画像投射部２１１）と侵入検知部１１２を別個の装置として、１つのシステムとして構成するようにしてもよい。
【００８９】
さらに、侵入検知部１１２を、スクリーン１０２を基準とする画像投射部１１１（または、画像投射部２１１）の投射口１１１Ｃ（または、投射口２１１Ｃ）の後方に設置するのではなく、人が投射領域１２１の侵入可能範囲に到達するまでに反応時間Tdwn1より長い時間を要するように、投射領域１２１の外側（例えば、投射領域１２１の上方または下方など）に設置するようにしてもよい。なお、侵入検知部１１２を、スクリーン１０２を基準として画像投射部１１１（または画像投射部２１１）の投射口１１１Ｃ（または、投射口２１１Ｃ）の後方に設置し、監視領域１２２の監視角度を投射領域１２１の投射角度と上下または左右方向においてほぼ同じ角度とする場合、監視領域１２２をほぼ必要最低限の大きさとすることができ、人の侵入の誤検知をより抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】従来の画像投射装置の例を示す図である。
【図２】図１の画像投射装置のレーザ光の投射領域と監視領域を上から見た断面図である。
【図３】GLVレーザプロジェクタからの距離とレーザ光の光束との関係を示すグラフである。
【図４】図１の画像投射装置の監視領域について説明する図である。
【図５】本発明を適用した画像表示装置の一実施の形態を示す図である。
【図６】図５の画像表示装置の設置例を上から見た図である。
【図７】図５の画像表示装置の設置例を右方向から見た図である。
【図８】図５の画像表示装置の別の設置例を上から見た図である。
【図９】図５の画像表示装置の別の設置例を右方向から見た図である。
【図１０】侵入検知不可領域を説明するための図である。
【図１１】図５の画像表示装置の別の設置例を上から見た図である。
【図１２】本発明を適用した画像表示装置の別の実施の形態、および、画像表示装置の設置例を上から見た図である。
【図１３】図１２の画像表示装置の設置例を右方向から見た図である。
【図１４】図１２の画像表示装置の別の設置例を上から見た図である。
【図１５】図１２の画像表示装置の別の設置例を右方向から見た図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０１  画像表示装置，  １０２  スクリーン，  １１１  画像投射部，  １１１Ａ  本体部，  １１１Ｂ  投射部，  １１１Ｃ  投射口，  １１２  侵入検知部，  １２１  投射領域，  １２２  監視領域，  ２０１  画像表示装置，  ２１１  画像投射部，  ２１１Ａ  本体部，  ２１１Ｂ  投射部，  ２１１Ｃ  投射口
【図１】
2006227083.tif 000003
【図２】
2006227083.tif 000004
【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】
2006227083.tif 000009
【図８】
2006227083.tif 000010
【図９】
2006227083.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2006227083.tif 000013
【図１２】
2006227083.tif 000014
【図１３】
2006227083.tif 000015
【図１４】
2006227083.tif 000016
【図１５】
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