(57)【要約】【課題】レーザ光源を用いた投写型映像表示装置において、高輝度の映像を提供するとともに観察者の安全を確保する。【解決手段】投写型映像表示装置は、レーザ光を用いて投影面に画像を投写する。情報入力部１０２は、投影面から観察者の瞳孔に入射するレーザ光の強度を決定する情報である特性情報を入力として受け取る。距離算出部１０４は、特性情報に基づいて、投影面から観察者が離れるべき距離である安全距離を算出する。空間設定部１０６は、投影面から安全距離までを含む空間を、観察者を遠ざけるべき侵入禁止空間として設定する。検知部１０８は、侵入禁止空間への観察者の侵入を検知する。許可部１１２は、検知部による侵入検知の結果に基づいてレーザ光の出射の可否を決定する。【選択図】図４
2011137878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を用いて投影面に画像を投写する投写型映像表示装置であって、
前記投影面から観察者の瞳孔に入射するレーザ光の強度を決定する情報である特性情報を入力として受け取る入力部と、
前記特性情報に基づいて、前記投影面から観察者が離れるべき距離である安全距離を算出する距離算出部と、
前記投影面から前記安全距離までを含む空間を、観察者を遠ざけるべき侵入禁止空間として設定する空間設定部と、
を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記侵入禁止空間への観察者の侵入を検知する検知部と、
前記検知部による侵入検知の結果に基づいて、レーザ光の出射の可否を決定する許可部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記侵入禁止空間を撮影するように設置された撮影手段をさらに備え、
前記検知部は、前記安全距離の値に応じて、前記侵入禁止空間の全体が撮影範囲に含まれるように前記撮影手段を制御する撮影範囲指示部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記特性情報は、前記投影面からの投写光束特性と、前記投影面自体の特性とを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の投写型映像表示装置。
【請求項５】
前記投写光束特性は、当該投写型映像表示装置を構成する光源ユニットおよび投写光学系の特性を含むことを特徴とする請求項４に記載の投写型映像表示装置。
【請求項６】
前記特性情報は、当該投写型映像表示装置および前記投影面に関する物理的特性と、観察者が設定可能なユーザ特性とを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の投写型映像表示装置。
【請求項７】
レーザ光源を用いて投影面に画像を投写する投写型映像表示装置において、
前記投影面から観察者の瞳孔に入射するレーザ光の強度を決定する情報である特性情報を入力として受け取り、
前記特性情報に基づいて、前記投影面から観察者が離れるべき距離である安全距離を算出し、
前記投影面から前記安全距離までを含む空間を、観察者を遠ざけるべき侵入禁止空間として設定し、
前記侵入禁止空間への観察者の侵入を検知し、
侵入検知の結果に基づいてレーザ光の出射の可否を決定することを含む投写型映像表示装置における侵入検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影面に画像を投写する投写型映像表示装置とその起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スクリーンなどの投影面までの設置距離を極めて短くすることができる短焦点プロジェクタが登場している。例えば、投影面とすべき壁とほぼ接する位置に設置しても、大画面の映像を投写できるタイプのものも実用化されている。このような短焦点プロジェクタは、投写距離を短くすることができるので、空間を有効活用することができる。
【０００３】
また、放射エネルギーの大きいレーザを光源として使用するプロジェクタも出現している。従来、レーザ光源のプロジェクタはリアプロジェクション方式のものが多かったが、最近ではフロント側から映像を投写するプロジェクタも存在する。このようなプロジェクタでは、観察者のいる側からレーザ光を光源とする映像が投写されるので、観察者を保護するための何らかの手段を講じる必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、レーザ光を用いて映像表示する投射型表示装置において、レーザ光の単位面積当たりの光パワーが予め定められた安全規格に準拠する範囲内で、スクリーン上での明るさを最大限に確保し得る値となるように、レーザ光の光量を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１０６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のようにスクリーン上での明るさを基準としてレーザ光の光量を設定すると、設定が安全側によりすぎ、観察者は許容値よりもかなり低い輝度で映像を観察している可能性がある。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、投写型映像表示装置、特に短焦点の投写型映像表示装置において、各種の情報に基づいてレーザ光強度の観点から観察者の侵入を禁止すべき領域を設定する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の投写型映像表示装置は、レーザ光を用いて投影面に画像を投写する投写型映像表示装置であって、投影面から観察者の瞳孔に入射するレーザ光の強度を決定する情報である特性情報を入力として受け取る入力部と、特性情報に基づいて、投影面から観察者が離れるべき距離である安全距離を算出する距離算出部と、投影面から安全距離までを含む空間を、観察者を遠ざけるべき侵入禁止空間として設定する空間設定部と、を備える。
【０００９】
本発明の別の態様は、レーザ光源を用いて投影面に画像を投写する投写型映像表示装置における侵入検知方法である。この方法は、投影面から観察者の瞳孔に入射するレーザ光の強度を決定する情報である特性情報を入力として受け取り、特性情報に基づいて、投影面から観察者が離れるべき距離である安全距離を算出し、投影面から安全距離までを含む空間を、観察者を遠ざけるべき侵入禁止空間として設定し、侵入禁止空間への観察者の侵入を検知し、侵入検知の結果に基づいてレーザ光の出射の可否を決定することを含む。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特にレーザ光源を用いた投写型映像表示装置において、観察者の安全性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】短焦点の投写型映像表示装置の設置例を示す図である。図１（ａ）は、投影面および投写型映像表示装置を正面からみた図であり、図１（ｂ）は、投影面および投写型映像表示装置を上からみた図である。
【図２】図１に示した投写型映像表示装置の側面断面を概略的に示す図である。
【図３】図１に示した投写型映像表示装置の光学系の構成例を示す図である。
【図４】投写型映像表示装置に設けられる制御ユニットの機能ブロック図である。
【図５】主に距離算出部１０４によって実行される、安全距離を算出するプロセスのフローチャートである。
【図６】スクリーン上の微小面積から観察者の瞳孔に入射する光エネルギーを説明する図である。
【図７】レーザ放射の直接目露光に対する角膜における最大露光許容量を規定する表である。
【図８】特性情報の一例を示す表である。
【図９】スクリーンの周囲に設定された侵入禁止領域を示す図である。
【図１０】カメラの設置位置と撮影範囲の一例を示す図である。
【図１１】カメラの画角または撮影方向を変化させる例を示す図である。
【図１２】投写型映像表示装置による侵入検知処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、短焦点の投写型映像表示装置１００の設置例を示す図である。図１（ａ）は、投影面２００および投写型映像表示装置１００を正面からみた図であり、図１（ｂ）は、投影面２００および投写型映像表示装置１００を上からみた図である。
【００１４】
図１に示す投写型映像表示装置１００の筐体は、高さおよび奥行きより幅が長い、直方体の形状で構成される。図１では、スクリーンや壁などの投影面２００が床面に接している例を示しており、当該投写型映像表示装置１００はその床面に設置され、その筐体の前面が投影面２００と実質的に接する位置に設置されている。投影面２００内には、投写型映像表示装置１００から投写された投写画像が投影されるべき、投影領域２５０が設けられる。投写型映像表示装置１００の筐体の上面には投写口１３０が設けられ、その投写口１３０から出射された光が、投影領域２５０に導かれる。
【００１５】
図２は、図１に示した投写型映像表示装置１００の側面断面を、概略的に示す図である。投写型映像表示装置１００内に設けられる光学系９０は、反射ミラー８０を含み、後述する投写レンズから出射された光は、当該反射ミラー８０に反射され、投写口１３０を通過して投影面２００に導かれ、投影面によって拡散または集光されて、観察者の瞳孔へと到達する。
【００１６】
図３は、図１に示した投写型映像表示装置１００の光学系９０の構成例を示す図である。この構成例では、三原色のレーザ光源（赤色光源１０Ｒ、緑色光源１０Ｇおよび青色光源１０Ｂ）が設けられる。赤色光源１０Ｒ、緑色光源１０Ｇおよび青色光源１０Ｂは、それぞれ複数設けられてもよい。各光源は光ファイバに接続される。各光源に接続された光ファイバは、ファイババンドル２０により束ねられ、各光ファイバの終端から出射された光は、ロッドインテグレータ３０、第１リレーレンズ４１、第１ミラー４２、第２リレーレンズ４３、第２ミラー４４および第３リレーレンズ４５を介して、色分離合成プリズム５０に入射される。三つのレーザ光源は、レーザ光源ユニット７２として交換可能に構成されていてもよい。
【００１７】
色分離合成プリズム５０に入射された光は、それを構成する、赤色プリズム５０Ｒ、緑色プリズム５０Ｇおよび青色プリズム５０Ｂによって、赤色光、緑色光および青色光に分離される。分離された赤色光、緑色光および青色光は、反射型の、赤色光変調素子６０Ｒ、緑色光変調素子６０Ｇおよび青色光変調素子６０Ｂにそれぞれ入射される。例えば、赤色光変調素子６０Ｒ、緑色光変調素子６０Ｇおよび青色光変調素子６０Ｂには、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を採用することができる。赤色光変調素子６０Ｒ、緑色光変調素子６０Ｇおよび青色光変調素子６０Ｂは、設定されるそれぞれの色の画像信号に応じて、入射された赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調する。
【００１８】
赤色光変調素子６０Ｒ、緑色光変調素子６０Ｇおよび青色光変調素子６０Ｂによって変調された赤色光、緑色光および青色光は、赤色プリズム５０Ｒ、緑色プリズム５０Ｇおよび青色プリズム５０Ｂによって光路が統合され、各色光が合成された光が、色分離合成プリズム５０から投写レンズ７０に入射される。
【００１９】
投写レンズ７０は、色分離合成プリズム５０から入射された光を広角化して、反射ミラー８０に出射する。反射ミラー８０は、投写レンズ７０から入射された光をさらに広角化して、投写口１３０から投影面２００に導く（図２参照）。反射ミラー８０は、非球面ミラーが採用されてもよい。投写レンズ７０および反射ミラー８０は、一体型の投写光学系ユニット７４として交換可能に構成されていてもよい。
【００２０】
ところで、従来のレーザ光源を用いる投写型映像表示装置では、直接目露光に対する角膜における最大許容露光量（ＭＰＥ：Maximum Permissible Exposure、レーザ製品の安全基準（ＪＩＳ  Ｃ  ６８０２）参照）の観点で、投影面上でのレーザ光強度を制御しているものが多い。これは、投影面上で安全性が確保されていれば、投影面による作用を受けた後のレーザ光も安全であるという思想に基づいたものである。
【００２１】
しかしながら、投影面として拡散性の高い通常のスクリーンでなく例えば透過型のフレネルレンズスクリーンを使用した場合、極端な集光作用があると、単位面積当たりのレーザ光強度がスクリーン上よりも観察者側の方が大きくなるということも起こりえる。また、スクリーン上でのレーザ光強度をＭＰＥに以下に制御すると、観察者は必要以上に低輝度で映像を観察しているということも起こりうる。つまり、ＭＰＥとは観察者の角膜における光強度の基準であって、投影面で評価すべきものではないからである。
【００２２】
これに対し、本願発明者らは、たとえレーザ光の強度が投影面上でＭＰＥを越えていても、観察者がある程度スクリーンから離れて観察するのであれば、スクリーンの拡散作用によって観察者の角膜における光強度はＭＰＥを下回ることに着目した。このとき、投影面に近づき過ぎないようにする安全対策さえ施されてさえいれば、観察者は、従来よりも高輝度の映像を安全に観察することが可能になる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、観察者の角膜におけるＭＰＥが上限となる範囲を侵入禁止領域として設定するとともに、禁止領域への観察者の侵入を監視するようにした
【００２４】
図４は、投写型映像表示装置１００に設けられる制御ユニット８８の機能ブロック図である。これらの構成は、ハードウェア的には、任意のプロセッサ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２５】
情報入力部１０２は、投影面２００から観察者の瞳孔に入射するレーザ光の強度を決定する情報である特性情報を入力として受け取る。
【００２６】
特性情報は、様々な基準で分類することができる。例えば、特性情報を、スクリーンからの光束に関する特性（「投写光束特性」という）と、スクリーン自体に関する特性（「スクリーン特性」という）とに分類することができる。さらに、投写光束特性は、投写型映像表示装置１００を構成する光源ユニットの特性と、投写光学系の特性とに分類することができる。光源ユニット特性は、光束、均一性、レーザ波長、ホワイトバランスなどの、光源ユニットを交換することで変化する可能性がある特性を含む。また、投写光学系特性は、光束、周辺光量比、広がり角、Ｆ値、均一性、倍率、ホワイトバランスなどの、投写光学系を交換することで変化する可能性がある特性を含む。スクリーン特性は、スクリーンのサイズ、ゲイン、視野角特性、スクリーン色などを含む。
【００２７】
特性情報の別の分類として、投写型映像表示装置１００および投影面２００に関する物理的特性と、観察者が設定可能なユーザ特性に分けてもよい。この場合、物理的特性は光束、均一性、レーザ波長、周辺光量比、広がり角、Ｆ値、倍率などを含み、ユーザ特性はスクリーンのサイズ、ゲイン、ホワイトバランスなどを含む。
なお、以上の特性情報は一例であり、情報入力部１０２はレーザ光の強度に影響を及ぼす任意の情報を特性情報として受け取ることができる。
【００２８】
情報入力部１０２は、操作指示部８６が備える各種ボタンやスクリーン等を用いてユーザから入力される特性情報を受け取る。情報入力部１０２は、パーソナルコンピュータ等との端末と接続してそこから特性情報の入力を受けるようにしてもよい。光源ユニットまたは投写光学系ユニットに、各ユニットの物理的特性が記録された光源ユニット記録部８２または投写光学系ユニット記録部８４が備えられている場合には、情報入力部１０２が各記録部から特性情報を自動的に取得するようにしてもよい。
スクリーンは投写型映像表示装置と接続されていないので、スクリーン特性についてはユーザが操作指示部８６を用いて入力する。別法では、後述するカメラでスクリーンを撮影することで、情報入力部１０２がスクリーンサイズを自動的に取得してもよい。
【００２９】
距離算出部１０４は、情報入力部１０２で得られた特性情報に基づいて、投影面２００から観察者が離れるべき距離である安全距離Ｄを算出する。安全距離は、レーザ製品の安全基準（ＪＩＳ  Ｃ  ６８０２）で規定されるＮＯＨＤ（公称眼障害距離）に相当するものであり、レーザ光による障害から観察者を保護するために設定される。
【００３０】
空間設定部１０６は、投影面２００から安全距離までを含む空間を、観察者を遠ざけるべき侵入禁止空間として設定する。安全距離は、スクリーンによって拡散されたレーザ光を想定して算出されているので、スクリーンのあらゆる点から安全距離だけ離れる必要がある。したがって、侵入禁止空間は後述するように、スクリーンの全体を覆う三次元空間となる。
【００３１】
検知部１０８は、ＣＣＤカメラ等の撮影手段を用いて侵入禁止空間を撮影し、侵入禁止空間への観察者の侵入を検知する。カメラは、投写型映像表示装置の筐体に据え付けられてもよいし、投写型映像表示装置とは別個に設置されてもよい。カメラと表示装置の制御ユニットの間は、有線または無線により接続され、制御ユニットとの間でデータを交換できるように構成される。後述するように、カメラは設置位置、設置角度、画角、撮影方向などを一定の範囲で変更できるように構成されることが好ましい。
【００３２】
撮影範囲指示部１１０は、距離算出部１０４によって算出された安全距離の値に応じて、侵入禁止空間の全体が撮影範囲に含まれるようにカメラを制御する。安全距離の値が変われば侵入禁止空間の範囲も変化するため、当初のカメラの撮影範囲では、侵入禁止空間の全域をカバーできないことがあるためである。
【００３３】
許可部１１２は、検知部１０８による侵入検知の結果に基づいて、レーザ光の出射の可否を決定する。そして、光源ユニットに対してレーザ光を出射しないように指示する。
【００３４】
以下、主に距離算出部１０４によって実行される安全距離の算出プロセスについて、図５のフローチャートを適宜参照しつつ説明する。
【００３５】
最初に、距離算出部１０４は、光束Φ、周辺光量比およびスクリーン面積Ａを用いてスクリーン上の照度Ｅ＝Φ／Ａを求め、続いてスクリーンゲイン（スクリーン生地が固有に有する反射特性）を用いてスクリーン上の輝度Ｂを求める（Ｓ１０）。
【００３６】
次に、距離算出部１０４は、スクリーン上の微小領域Ｓｎから発せられ、観察者の瞳孔に入射する光束Φｎを計算する（Ｓ１２）。
【００３７】
図６は、スクリーン上の微小面積から観察者の瞳孔に入射する光束を説明する図である。図では、投影領域２５０の中央に位置する微小領域Ｓｎから、スクリーンの中心から面法線方向に距離Ｄだけ離れて位置する観察者の瞳孔Ｐに入射する光束を表している。瞳孔Ｐの直径は７ｍｍに設定される。微小領域を１０ｍｍ×１０ｍｍとすると、この領域から瞳孔に入射する光束Φｎは、
Φｎ（ｌｍ）＝Ｂ（ｃｄ／ｍ２）・Ａ（ｍ２）・Ω（ｓｔｒ）
但し、Ωは瞳孔の立体角である。
【００３８】
続いて、距離算出部１０４は、スクリーン全体から瞳孔に相当する領域Ｐに入射する光束Φａｌｌを計算する（Ｓ１４）。これは、スクリーンの全体を例えば１０ｍｍ×１０ｍｍの微小領域Ｓｎに分割し、各微小領域からφ７ｍｍの瞳孔Ｐに入射する光束を合計することで求めることができる。例えば、微小領域と瞳孔Ｐとを結ぶ直線と法線のなす角度をθとしたとき、各微小領域からの光束はΦｎ・ｃｏｓθで求められる。
【００３９】
次に、距離算出部１０４は、レーザの各色の光エネルギーを計算する（Ｓ１６）。まず、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の使用レーザ波長と、このレーザ波長から求まる視感度データとを使用して、設定されたホワイトバランスにするためのレーザ光の輝度比を算出する。続いて、この輝度比とＳ１４で算出した光束Φａｌｌとから、レーザ光の各色の光エネルギーとこれらの合成エネルギーを算出する。
【００４０】
距離算出部１０４は、レーザ光源の波長に基づき、安全指標となる各色個別のＭＰＥを算出する（Ｓ１８）。角膜におけるＭＰＥに関し、露光時間は安全上十分な設定値とする。ここでは、露光時間の最長条件値３×１０４（秒）に準拠して、８時間２０分の連続視聴時に安全であることを想定する。
各色単独のＭＰＥは、図７に示す、レーザ放射の直接目露光に対する角膜におけるＭＰＥに基づいて、以下のように求められる。
・Ｒ光（６４１ｎｍ）
α＞１００ｍｒａｄより
ＭＲ＝１８Ｃ６Ｔ２−０．２５＝１８×６６．７×１００−０．２５＝３．８０×１０２（Ｗ／ｍ２）
ここで、αは瞳孔がスクリーンの全体をみるときの視角であり、ここでは条件がより厳しいα＞１００の場合について計算している。
・Ｇ光（５３２ｎｍ）
ＭＧ＝１Ｃ３＝１×１０（０．０２×（５３３−４５０））＝４．５７×１０（Ｗ／ｍ２）
・Ｂ光（４６５ｎｍ）
ＭＢ＝１Ｃ３＝１×１０（０．０２×（４６５−４５０））＝２．００（Ｗ／ｍ２）
【００４１】
距離算出部１０４は、複数波長の合成光としてのＭＰＥを計算する（Ｓ２０）。合成光のＭＰＥを求めるには、各波長に許容される露光量を導出する必要がある。単一波長で用いたときのＲＧＢ各波長のＭＰＥをＭＲ、ＭＧ、ＭＢ（Ｗ／ｍ２）、合成光として観察者の瞳孔に到達するときのＲＧＢ各波長の露光量をＥＲ、ＥＧ、ＥＢ（Ｗ／ｍ２）とすると、以下の式１の条件を満たすＥＲ、ＥＧ、ＥＢの組合せが各波長で許容される露光量となる。
【数１】
2011137878.tif 000003
【００４２】
ここで、投写型映像表示装置においては最高輝度である白の色度座標（ホワイトバランス）が定まっており、またＲＧＢ各輝度の割合はホワイトバランスと各レーザ光の波長によってきまる。なお、輝度比と露光量比は測光量系と放射量系とで換算が必要である。
以上のことから、各色のスクリーン輝度比をＬＲ：ＬＧ：ＬＢ（ＬＲ＋ＬＧ＋ＬＢ＝１）、視感度をＶ(λＲ)、Ｖ(λＧ)、Ｖ(λＢ)とすると、それぞれの露光量比は、ＬＲ／Ｖ(λＲ)：ＬＧ／Ｖ(λＧ)：ＬＢ／Ｖ(λＢ)となる。
観察者の動向におけるＲＧＢ合成光の露光量をＥＷ（Ｗ／ｍ２）とすると、各波長の露光量ＥＲ、ＥＧ、ＥＢは、以下のように表される。
【数２】
2011137878.tif 000004
式１および式２から、合成光のＭＰＥ：ＭＷ（Ｗ／ｍ２）は、次式のように導出される。
【数３】
2011137878.tif 000005
【００４３】
最後に、距離Ｄを変数として式１を満たすＤを求める（Ｓ２２）。このＤが安全距離となる。
【００４４】
（実施例）
以上のように構成された投写型映像表示装置において、実際の数値を用いて禁止領域の算出例を以下に示す。
【００４５】
図８は、特性情報の一例を示す。ここでは、投写光束特性として、光束、周辺光量比、使用レーザ波長およびホワイトバランスが、スクリーン特性として、サイズおよびゲインが定義されている。
【００４６】
実際の計算では、安全距離Ｄを変数として上記の計算を実行するが、ここでは説明の簡単のために、距離Ｄ＝６ｍと仮定して計算を示す。
まず、スクリーン上の輝度Ｅは、周辺光量比１００％の条件の下、Φ＝１００００（ｌｍ）、Ａ＝２．２１４×１．２４５（ｍ２）を用いてＥ＝３６２８（ｌｘ）となり、スクリーンゲインが１であるから、輝度Ｂ＝３６２８×１／π＝１１５５（ｃｄ／ｍ２）となる。
次に、スクリーン上の微小領域Ｓｎから発せられ瞳孔に入射する光束Φｎは、Ｂ＝１１５５、Ｓｎ＝（１０×１０−３）２、Ω＝２π×（１−ｃｏｓ（ａｔａｎ（３．５／６０００）））より、Φｎ＝１．２３×１０−７（ｌｍ）となる。
スクリーン全体から瞳孔に入射する光束Φａｌｌは、全てのΦｎについて加算すると、Φａｌｌ＝３．０７×１０−３（ｌｍ）となる。
【００４７】
次に、ホワイトバランスをＤ６５とするためには、輝度比は以下のようになる。
【表１】
2011137878.tif 000006
これを用いて、ＲＧＢ各色の出力エネルギーは、Φａｌｌ×ｊ／６８３／ｋで求められる、それぞれＲ：１．７１×１０−１（Ｗ／ｍ２）、Ｇ：３．９３×１０−１（Ｗ／ｍ２）、Ｂ：３．３４×１０−１（Ｗ／ｍ２）となる。
【００４８】
次に、上記のＲＧＢ各色のレーザ光源を用いて、ホワイトバランスをＤ６５（色度座標ｘ＝０．３１２８、ｙ＝０．３２９２、色温度６５００Ｋ）とした場合のＭＰＥを算出する。レーザ各色光源の色度座標が決定することから、各式を用いて許容される露光量の割合は、次式のように算出される。
【数４】
2011137878.tif 000007
複数波長合成光としてのＭＰＥは、式３からＭｗ＝７．７９（Ｗ／ｍ２）となる。Ｄを変数として式１からＤを求めると、Ｄ＝１．２と求められる。
【００４９】
続いて、安全距離Ｄの算出後、侵入禁止領域を設定して観察者の侵入を監視する方法について詳細に説明する。
【００５０】
図９は、スクリーンの周囲に設定された侵入禁止領域を示す図である。スクリーンゲインが１である場合、スクリーン上のあらゆる点から安全距離Ｄ以内に入ってくる観察者に対して侵入検知を実行しなければならないため、侵入禁止領域は図中に点線で示すようにスクリーンの全体を覆う三次元空間となる。
【００５１】
図１０は、検知部１０８と接続されるカメラ１５０Ｌ、１５０Ｒカメラの設置位置の一例を示す図である。図１０は、投写型映像表示装置１００と投影面２００を上面からみた図である。侵入禁止領域の外縁が点線で示されている。この例では、カメラは投写型映像表示装置１００の筐体の隅に、左右一台ずつ設置されている。第１カメラ１５０Ｌは筐体の左手前に設置され、侵入禁止領域の右半分を撮影範囲ＭＬとして含む。第２カメラ１５０Ｒは筐体の右手前に設置され、新旧禁止領域の左半分を撮影範囲ＭＲとして含む。このように、二台のカメラを投写型映像表示装置１００に設置することで、侵入禁止領域の全体を撮影範囲に収めることができる。
【００５２】
第１カメラ１５０Ｌおよび第２カメラ１５０Ｒにより撮影された画像は、検知部１０８によって取得され、周知の手法により画像解析される。例えば、撮影された画像に背景差分法やフレーム間差分を適用することにより、侵入物体を検出することができる。
【００５３】
検知部１０８は、単に侵入物体を検出するだけでなく、侵入物体までの距離を判定することが望ましい。カメラの撮影範囲は侵入禁止領域以外の部分も含むので、単にカメラにより撮影されたことを持って侵入と判断してしまうと、スクリーンから安全距離Ｄ以上離れている観察者も侵入したと判断されてしまうからである。距離の判定方法としては、画像解析により距離を推定する方法、赤外線センサなどの測拒手段を併用する方法などがある。あるいは、安全距離Ｄが算出された後、ユーザが侵入禁止領域の外縁を通って移動するところを二台のカメラにより撮影し、このときの画像を侵入検知の際の基準として用いるようにしてもよい。
【００５４】
上述したように、光源ユニットまたは投写光学系ユニットの交換、スクリーンの変更、ユーザ設定の変更などにより、安全距離Ｄの値は増減する。したがって、カメラは、安全距離Ｄが増加して侵入禁止領域が拡大したときでも、その全体を撮影範囲に収める用に構成されていることが好ましい。例えば、図１０において二台のカメラ１５０Ｌ、１５０Ｒの撮影範囲が変更できないと、安全距離Ｄ＝１．２ｍの場合は点Ａが撮影範囲に含まれるが、Ｄ＝１．５ｍになると点Ｂが撮影範囲外になってしまう。
【００５５】
図１１は、撮影範囲を変更可能なカメラの例を示す。図１１（ａ）では、カメラ１５０Ｌ、１５０Ｒは、それぞれレンズ調節により画角を変更できるように構成されている。撮影範囲指示部１１０は、安全距離Ｄが当初より増加し、例えば点Ｂが撮影範囲外になってしまうと判定した場合、第２カメラ１５０Ｒ（または第１カメラ１５０Ｌ）に対して画角を拡大するように指示する。その結果、第２カメラ１５０Ｒの撮影範囲ＭＲが図中の点線から実線のように拡大して、点Ｂを撮影範囲に収めることができる。
図１１（ｂ）では、カメラ１５０Ｌ、１５０Ｒは、それぞれ撮像方向を回転するための回転駆動機構と共に設置されている。撮影範囲指示部１１０は、安全距離Ｄが当初より増加し、例えば点Ｂが撮影範囲外になってしまうと判定した場合、第２カメラ１５０Ｒ（または第１カメラ１５０Ｌ）の回転駆動機構に対して撮影方向を変更するように指示する。その結果、第２カメラ１５０Ｒの撮影範囲ＭＲが図中の点線から実線のように拡大して、点Ｂを撮影範囲に収めることができる。
【００５６】
そこで、カメラは画角を変更できるように設置されることが望ましい。カメラの画角は、手動で移動できるように構成するか、または撮像方向を回転するための回転機構とともに設置する。前者の場合には、禁止領域がカメラの撮影範囲に含むようにカメラの角度を調整するための案内情報を投写型映像表示装置からユーザに提供するように構成してもよい。後者の場合は、監視部が、安全距離Ｄに基づく計算によってカメラの撮影方向と回転角度を調整するようにしてもよい。
【００５７】
上記の他にも、第１カメラ１５０Ｌ、第２カメラ１５０Ｒの一方または両方を、水平／垂直方向の移動機構とともに設置したり、カメラの光軸を上下に移動させるチルト機構とともに設置して、撮影範囲指示部１１０からの指示に応じてそれらの機構を駆動してもよい。これらの機構は手動であってもよい。この場合、撮影範囲指示部１１０は、侵入禁止領域の一部がカメラの撮影範囲外になると判断した場合、ユーザに対してカメラの位置、角度、傾き等を変更するように指示を出すように構成してもよい。
【００５８】
図１２は、本実施形態に係る投写型映像表示装置による侵入検知処理のフローチャートである。
投写型映像表示装置１００の電源をオンにすると（Ｓ３０）、情報入力部１０２は、投射光束特性等の特性情報を各ユニットの記憶部から読み込む（Ｓ３２）。スクリーン特性などの投写型映像表示装置と接続されていない機器の特性や、ユーザが設定した特性などを装置に入力するように、ユーザに促す表示や音声案内等を選択的に出力してもよい（Ｓ３４）。
【００５９】
距離算出部１０４は、入力された特性情報を用いて、上述した手順にしたがって、スクリーンと観察者との間の安全距離Ｄを算出する（Ｓ３６）。空間設定部１０６は、安全距離Ｄから侵入禁止領域となる三次元空間をスクリーンの回りに設定する（Ｓ３８）。撮影範囲指示部１１０は、侵入禁止領域の全てがカメラの撮影範囲に含まれるように、カメラ１５０Ｌ、１５０Ｒの向きや画角等を設定する（Ｓ４０）。
【００６０】
検知部１０８は、カメラにより撮影されたの画像を監視して、侵入禁止領域への観察者の侵入を検知した場合には（Ｓ４２のＹ）、レーザ光源ユニットの作動を禁止する（Ｓ４４）。このとき、観察者に対して警告や退避勧告するための表示や音声などを発するように構成してもよい。侵入禁止領域への観察者の侵入が検知されない場合には（Ｓ４２のＮ）、レーザ光源ユニットの作動が許可され（Ｓ４６）、スクリーンに映像を投影することができる。以降、映像の表示中は、検知部１０８による侵入監視が継続される。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、スクリーン上に￥のＭＰＥでレーザ光の強度を制御するのではなく、各種の特性情報に基づいて、投写型映像表示装置の起動のたびに侵入禁止領域を設定するようにした。したがって、投写型映像表示装置の機能ユニットの仕様変更やユーザによる設定変更などのために、安全距離Ｄが長くなるような場合でも、侵入禁止領域が拡大して設定し直される。よって、観察者は従来手法よりも高輝度で映像を観察することができ、同時に観察者の安全性を確保することができる。また、スクリーン特性を特性情報として入力するようにすれば、スクリーンが集光型か拡散型かに関わらず、侵入禁止領域を設定することができる。
【００６２】
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６３】
上述した実施の形態では、侵入禁止空間への観察者の侵入を検知するためにカメラを用いたが、カメラの代わりに、またはカメラに加えて赤外線センサを用いてもよい。赤外線センサは、例えば投写型映像表示装置１００の筐体の四隅に取り付けて、外側の侵入禁止領域に向けて配置される。赤外線の戻り光を検出して対象物までの距離を測定し、測定距離が安全距離Ｄ以下であった場合、侵入ありと判定する。あるいは、通常のカメラの代わりに赤外線カメラを用いてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
７０  投写レンズ、  ８０  反射ミラー、  ８２  光源ユニット記録部、  ８４  投写光学系ユニット記録部、  ８６  操作指示部、  ８８  制御ユニット、  ９０  光学系、  １００  投写型映像表示装置、  １０２  情報入力部、  １０４  距離算出部、  １０６  空間設定部、  １０８  検知部、  １１０  撮影範囲指示部、  １１２  許可部、  １５０  カメラ、  １５０Ｌ  第１カメラ、  １５０Ｒ  第２カメラ、  ２００  投影面、  ２５０  投影領域。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図９】
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