(57)【要約】  小型及び軽量であるプロジェクタにおいて、複数の方向に対して同時に明るい像を照射できる技術を提供する。  インターフェース装置１００３は、レーザ光を照射するレーザ光源３１１と、入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子２３２と、対象物を撮影する撮像部１０１と、撮像部１０１が撮影した対象物を認識し、この認識結果に基づいて素子３２３が出射する光に基づいて形成される像を決定し、この決定した像が形成されるように素子３２３を制御する制御部２０３とを備える。
2015049866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射するレーザ光源と、
入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、
対象物を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した対象物を認識し、その認識した結果に基づいて前記素子が出射する光により形成される像を決定し、この決定した像が形成されるように前記素子を制御する制御手段と、
を備えるインターフェース装置。
【請求項２】
前記素子は、複数の受光領域を有し、これら各受光領域は、当該受光領域に入射したレーザー光の位相を変調して出射する構成を有し、
前記制御手段は、前記素子において、前記受光領域に入射した光の位相と当該受光領から出射する光の位相との差分を変化させる制御を受光領域毎に行う
請求項１に記載のインターフェース装置。
【請求項３】
前記素子は、位相変調型の回折光学素子である、
請求項１または請求項２に記載のインターフェース装置。
【請求項４】
前記受光領域の屈折率は、当該受光領域に印加された電圧に応じて変化し、
前記制御手段は、前記決定された像が形成されるように、前記素子の前記各受光領域に印加する電圧をそれぞれ制御する、
請求項２に記載のインターフェース装置。
【請求項５】
前記素子は基板とミラーを含み、
前記素子が有する前記各受光領域は、ミラーによって構成され、
前記制御手段は、前記基板と前記ミラーとの距離を制御する、
請求項２に記載のインターフェース装置。
【請求項６】
前記素子は、前記撮像手段が撮影する領域のうちの一つあるいは複数の部分領域に、前記決定された像が形成されるように光を出射する、
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のインターフェース装置。
【請求項７】
前記素子は、前記撮像手段が撮影した対象物に前記像が形成されるように光を出射する、
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のインターフェース装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記認識した結果に基づいて自装置と前記対象物の位置関係に関する情報を生成し、前記位置関係に関する情報に基づいて、前記対象物に前記像が形成されるように前記素子を制御する、
請求項７に記載のインターフェース装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載のインターフェース装置が組み込まれている携帯電子機器。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載のインターフェース装置が組み込まれている装身具。
【請求項１１】
レーザ光を照射するレーザ光源と、
入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、
前記素子を制御する制御手段と、
を備えており、
前記制御手段は、対象物を撮像する撮像手段と、当該撮像手段が撮影した対象物を認識する処理手段とを備える電子機器における前記処理手段が認識した結果に基づいて、前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、この決定した像が形成されるように前記素子を制御する
モジュール。
【請求項１２】
レーザ光を照射するレーザ光源と、入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮影する撮像手段と、撮像手段が撮影した対象物を認識する処理手段と、を備える電子機器を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記処理手段が認識した結果に基づいて、前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、この決定した像が形成されるように前記素子を制御する
電子部品。
【請求項１３】
コンピュータが、
レーザ光を照射するレーザ光源と、入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮影する撮像手段とを備えるインターフェース装置の前記撮像手段が撮影した対象物を認識し、
前記認識した結果に基づいて前記素子が出射する像を決定し、
前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する
制御方法。
【請求項１４】
レーザ光を照射するレーザ光源と、入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮影する撮像手段とを備えるインターフェース装置を制御するコンピュータに、
前記撮像手段が撮影した対象物を認識する処理と、
前記認識した結果に基づいて前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定する処理と、
前記決定した像が形成されるように前記素子を制御する処理と
を実行させるコンピュータプログラムを保持するプログラム記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターフェース装置、モジュール、制御部品、制御方法およびプログラム記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラなどの画像認識機器とプロジェクタを組み合わせたインターフェース装置が開発されている。これらのインターフェース装置（ユーザーインターフェース装置、またはマンマシンインターフェース装置）は、物体、手、又は指によるジェスチャをカメラで撮影する。そして、これらのインターフェース装置は、撮影した物体を画像処理によって識別もしくは認識し、または撮影したジェスチャを画像処理によって認識する。さらに、これらのインターフェース装置は、画像処理の結果に応じた情報に基づいて、どのような画像をプロジェクタから照射するかを決定する。【０００３】
また、これらのインターフェース装置は、プロジェクタによって照射された像に対する手または指によるジェスチャを読み取ることにより、入力情報として取得することができる。このようなインターフェース装置の例が、非特許文献１〜３に記載されている。【０００４】
上記のようなインターフェース装置においてプロジェクタは重要な構成要素である。インターフェース装置を小型かつ軽量にするためには、プロジェクタを小型かつ軽量にする必要がある。現在、このような、小型かつ軽量なプロジェクタは、ピコプロジェクタと呼ばれている。【０００５】
ここで、プロジェクタを小型及び軽量にすることと、プロジェクタの出力を大きくすることは、トレードオフの関係にある。例えば非特許文献４が開示するピコプロジェクタは、出力（すなわち、照射する像）の明るさがピコプロジェクタの中で最高の部類である一方、大きさもピコプロジェクタの中で最大の部類である。具体的には、このプロジェクタは、体積が１６０ｃｍ３、重量が２００ｇである。そして、このプロジェクタは、１２Ｗ（ワット）のＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源によって、３３ｌｍ（ルーメン：lumen） の光束を出力する。一方、非特許文献５が開示するピコプロジェクタは、非特許文献４が開示するプロジェクタより小型及び軽量であるものの、出力の明るさは特許文献４が開示するプロジェクタの半分程度である。具体的には、非特許文献５が開示するプロジェクタは、同文献に含まれる仕様によれば、体積が１００ｃｍ３、重量が１１２ｇ、消費電力が４．５Ｗ、かつ、明るさは１５ｌｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４０１０８号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７８８７号公報
【特許文献３】特開２００６−２８５５６１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Pranav Mistry、「SixthSense」、MIT Media Lab、［２０１３年９月１２日検索］、インターネット(URL:http://www.pranavmistry.com/projects/sixthsense)
【非特許文献２】Hrvoje Benko、Scott Saponas、「Omnitouch」、Microsoft、［２０１３年９月１２日検索］、インターネット(URL: http://research.microsoft.com/en-us/news/features/touch-101711.aspx)
【非特許文献３】NEC、Mobile World Congress 2012、［２０１３年９月１２日検索］、インターネット(URL: http://www.nec.com/en/event/mwc/movie.html)
【非特許文献４】「Shenzhen YSF社製小型プロジェクタGP-091」、［２０１３年９月１２日検索］、インターネット(URL:http://trade.e-to-china.com/product-p1A6DEA1/Mini_led_Lcos_projector_GP_091_Portable_home_theater_Projector.html)
【非特許文献５】「Microvision社の小型レーザプロジェクタ」、［２０１３年９月１２日検索］、インターネット(URL: http://www.itmedia.co.jp/lifestyle/articles/1107/06/news098.html)
【非特許文献６】「Sixthsenseに用いられるプロジェクタの性能」、［２０１３年９月１２日検索］、インターネット(URL:http://www.picopros.com/article/sixthsense-technology-using-microvision-picop%C2%AE-technology)
【非特許文献７】小館香椎子、神谷武志、「回折光学素子の数値解析とその応用」、丸善出版株式会社、２０１１年１２月、ｐ.１７５−１７９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、小型及び軽量であるプロジェクタにおいて、画像を表示すべき複数の場所に対して、明るい画像を照射する方法を検討した。前述したように、現在、プロジェクタにおいて、小型及び軽量にすることと、画像を明るくすることとは、トレードオフの関係にある。現状のピコプロジェクタは、小型化及び軽量化というニーズに起因して、表示できる画像が暗くなっており、近い距離かつ環境光の強さが弱いところでしか使えない。【０００９】
しかし、上述したインターフェース装置に求められる使用範囲は近距離に限らない。すなわち、ユーザは、このようなインターフェース装置を、少し離れたところにある物体に画像を表示したり、机の上に像を表示したりするために用いたい場合もある。しかし、既存のプロジェクタをそのように照射距離が長い状況で用いる場合、プロジェクタにより照射される画像が暗くなることから、照射された画像を見ることが難しい。【００１０】
ここで、非特許文献３が開示する装置は、プロジェクタが画像を照射する方向を絞ることで、表示される画像を明るくすることができる。しかし、この装置は、画像を照射する方向を絞る結果、複数の方向に対して同時に画像を照射することができなくなる。【００１１】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、小型及び軽量であるプロジェクタにおいて、複数の方向に対して同時に明るい像を照射でき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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のインターフェース装置における様相の一つは、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した対象物を認識し、その認識した結果に基づいて前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する制御部と、を備える。【００１３】
本発明のモジュールにおける様相の一つは、対象物を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した対象物を認識する処理部と、を備える電子機器に組み込まれて用いられるモジュールであって、前記モジュールは、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、前記処理部が認識した結果を表す情報に基づいて、前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する制御部とを備える。【００１４】
本発明の電子部品における様相の一つは、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した対象物を認識する処理部と、を備える電子機器を制御する電子部品であって、前記処理部が認識した結果に基づいて前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する。【００１５】
本発明の制御方法における様相の一つは、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮像する撮像部と、を備えるインターフェース装置を制御するコンピュータによって実行される制御方法であって、前記撮像部が撮像した対象物を認識し、前記認識した結果に基づいて前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する。【００１６】
本発明のプログラム記憶媒体における様相の一つは、レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮像する撮像部と、を備えるインターフェース装置を制御するコンピュータに、前記撮像部が撮像した対象物を認識する処理と、前記認識した結果に基づいて前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定する処理と、前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する処理とを実行させるコンピュータプログラムを保持している。【００１７】
なお、本発明の前記主な目的は、本発明のインターフェース装置に対応する制御方法によっても達成される。また、本発明の前記主な目的は、本発明のインターフェース装置および本発明の制御方法に対応するコンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能なプログラム記憶媒体によっても達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、小型及び軽量であるプロジェクタにおいて、複数の方向に対して同時に明るい像を照射できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるインターフェース装置を示すブロック図である。
【図２】ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）により実現される素子の構成を説明する図である。
【図３】素子によって回折されたレーザ光が形成する像を例示する図である。
【図４】第１実施形態にかかる投射部を実現する光学系の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態にかかるインターフェース装置の動作を例示するフローチャートである。
【図６】第１実施形態にかかるインターフェース装置の動作の説明に用いる図である。
【図７】第１実施形態にかかる制御部を実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。
【図８】第１実施形態にかかるインターフェース装置を実装したリストバンドを表す図である。
【図９】第１実施形態にかかるインターフェース装置を胸ポケットに入れて利用する人物を表す図である。
【図１０】第１実施形態にかかるインターフェース装置を実装した眼鏡等を表す図である。
【図１１】第１実施形態にかかるインターフェース装置が実装された端末を首から掛けて利用する人物を表す図である。
【図１２】第１実施形態にかかるインターフェース装置が実装されたタブレット端末の一例を表す図である。
【図１３】第１実施形態にかかるインターフェース装置が実装されたスマートフォンの一例を表す図である。
【図１４】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、翻訳支援装置に応用した態様を表す図である。
【図１５】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、作業支援装置に応用した態様を表す図である。
【図１６】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、作業支援装置に応用した態様を表す図である。
【図１７】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、図書返却支援装置に応用した態様を表す図である。
【図１８】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、車盗難防止装置に応用した態様を表す図である。
【図１９】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、医療用装置に応用した態様を表す図である。
【図２０】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、医療用装置に応用した態様を表す図である。
【図２１】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、救急用装置に応用した態様を表す図である。
【図２２】第１実施形態にかかるインターフェース装置を商品入れ替え作業の支援に応用した態様を表す図である。
【図２３】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、商品を選び出す作業の支援に応用した態様を表す図である。
【図２４】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、会議室におけるプレゼンテーションの支援に応用した態様を表す図である。
【図２５】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、移動先で会議環境を構築することに応用した様子を表す図である。
【図２６】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、入出管理システムに応用した態様を表す図である。
【図２７】第１実施形態にかかるインターフェース装置を、配送業務支援に応用した態様を表す図である。
【図２８】本発明の第２実施形態にかかるモジュールを示すブロック図である。
【図２９】本発明の第３実施形態にかかる制御部品を示すブロック図である。
【図３０】本発明の第４実施形態にかかるインターフェース装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る実施形態を図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２１】
なお、以下に示す説明において、各装置の各構成要素は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示す。各装置の各構成要素は、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、構成要素を実現するプログラム、プログラムを格納する記憶媒体、ネットワーク接続用インターフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置には様々な変形例がある。ただし、各構成要素は、ハードウェアデバイスにより構成されてもよい。すなわち、各構成要素は、回路又は物理デバイスにより構成されてもよい。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のインターフェース装置の機能構成を表すブロック図である。図１において、点線はレーザ光の流れを表し、実線は情報の流れを表す。
【００２３】
インターフェース装置１０００は、撮像部（撮像手段）１００と、制御部（制御手段）２００と、照射部（照射手段）３００とを備える。以下に、それぞれについて説明する。
【００２４】
照射部３００は、レーザ光源３１０と、素子３２０とを備える。レーザ光源３１０は、レーザ光を照射する構成を備えている。レーザ光源３１０が照射するレーザ光が素子３２０に入射するように、レーザ光源３１０と素子３２０が配置されている。素子３２０は、レーザ光が入射されたことに応じて当該レーザ光の位相を変調して出射する機能を備えている。照射部３００は、さらに、図示しない結像光学系または照射光学系などを備えていてもよい。照射部３００は、素子３２０が出射した光から形成される像を照射する。
【００２５】
撮像部１００は、インターフェース装置１０００の外部に存在する対象物を撮影することにより、当該対象物またはその動きなど（以下、「対象物等」とも記載する）の情報を、インターフェース装置１０００に入力する（取り込む）。撮像部１００は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子、または、３次元深度検出素子などにより実現される。
【００２６】
制御部２００は、撮像部１００が撮影した対象物等を、パターン認識などの画像処理によって、識別または認識する。（以下、識別と認識とを区別せずに「認識」と記載する）。制御部２００は、その認識結果に基づいて素子３２０を制御する。すなわち、制御部２００は、認識結果に基づいて照射部３００が照射する像を決定し、素子３２０が出射する光によって形成される像がその決定した像となるように、素子３２０を制御する。
【００２７】
第１実施形態における制御部２００と素子３２０とについてさらに説明する。素子３２０は、位相変調型の回折光学素子により実現される。素子３２０は、空間光位相変調器（Spatial Light Phase Modulator）または位相変調型空間変調素子とも呼ばれる。以下、詳細に説明する。
【００２８】
素子３２０は、複数の受光領域を備える（詳細は後述する）。受光領域は、素子３２０を構成するセルである。受光領域は、例えば、１次元または２次元のアレイ状に配列される。制御部２００は、制御情報に基づいて、素子３２０を構成する複数の受光領域のそれぞれについて、当該受光領域に入射した光の位相と当該受光領域から出射する光の位相との差分を決定付けるパラメータが変化するように制御する。具体的には、制御部２００は、複数の受光領域のそれぞれについて、例えば屈折率または光路長などの光学的特性が変化するよう制御する。素子３２０に入射した入射光の位相の分布は、各受光領域の光学的特性の変化に応じて変化する。これにより、素子３２０は、制御情報を反映した光を出射する。
【００２９】
素子３２０は、例えば、強誘電性液晶、ホモジーニアス液晶、または、垂直配向液晶などを有し、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）の技術を用いて実現される。この場合には、制御部２００は、素子３２０を構成する複数の受光領域のそれぞれについて、受光領域に印加する電圧を制御する。受光領域の屈折率は、印加された電圧に応じて変化する。このため、制御部２００は、素子３２０を構成する各受光領域の屈折率を制御することにより、受光領域間に屈折率の差を発生させることができる。素子３２０では、その制御部２００の制御により、入射されたレーザ光が各受光領域において適宜に回折する。
【００３０】
素子３２０は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）の技術によって実現することもできる。図２は、ＭＥＭＳにより実現される素子３２０の構造を説明する図である。素子３２０は、基板３２１と、当該基板上の各受光領域に割り当てられた複数のミラー３２２とを備える。素子３２０が有する複数の受光領域のそれぞれは、ミラー３２２によって構成される。基板３２１は、例えば、素子３２０の受光面に平行、あるいは、レーザ光の入射方向に略垂直である。
【００３１】
制御部２００は、素子３２０が備える複数のミラー３２２のそれぞれについて、基板３２１とミラー３２２との距離を制御する。これにより、制御部２００は、受光領域毎に、入射した光が反射する際の光路長を変更する。素子３２０は、回折格子と同様の原理により入射された光を回折する。
【００３２】
図３は、素子３２０によって回折されたレーザ光が形成する像を例示する図である。例えば、素子３２０によって回折したレーザ光によって形成される像は、中空の図形（項目Ａ）または線状の図形（項目Ｂ）である。また、素子３２０によって回折したレーザ光によって形成される像は、中空の図形と線状の図形との組み合わせである、例えば、文字または記号などの形状の像（項目Ｃ，Ｄ，ＥまたはＦ）である。
【００３３】
素子３２０は、入射したレーザ光を回折することにより、理論上、どのような像も形成できる。このような回折光学素子については、例えば、非特許文献７に詳しく説明されている。また、制御部２００が素子３２０を制御することにより、任意の像を形成する方法については、例えば下記の非特許文献８に説明されている。そのため、ここでは、その説明を省略する。
【００３４】
[非特許文献８]  Edward Buckley, ”Holographic Laser Projection Technology”, Proc, SID Symposium 70.2, pp.1074-1079, 2008.
通常のプロジェクタが照射する像と、インターフェース装置１０００が照射する像との違いについて説明する。通常のプロジェクタの場合、強度変調型素子に形成された像が、照射レンズを介してそのまま照射される。言い換えると、強度変調型素子に形成された像と、通常のプロジェクタが照射する像とは相似の関係にある。プロジェクタから照射された像は広がっていき、像の明るさは距離の二乗に反比例して暗くなる。
【００３５】
これに対して、インターフェース装置１０００の場合、素子３２０における、屈折率のパターンまたはミラーの高さのパターンと、素子３２０が出射する光に基づいて形成される像とは、非相似の関係である。インターフェース装置１０００の場合、素子３２０に入射された光が回折され、レンズによるフーリエ変換を経て、制御部２００が決定した像が形成される。素子３２０は、制御部２００による制御に応じて、光を所望の部分のみに集めることが可能である。インターフェース装置１０００が照射する像は、レーザ光の光束が一部に集約された状態で拡散していく。これにより、インターフェース装置１０００は遠くにある物体に対しても、明るい像を照射することができる。
【００３６】
図４は、照射部３００を実現する光学系の一例を示す図である。照射部３００は、例えば、レーザ光源３１０と、素子３２０と、第１の光学系３３０と、第２の光学系３４０とにより実現することができる。
【００３７】
レーザ光源３１０から照射されたレーザ光は、第１の光学系３３０により、後の位相変調に適する態様に整形される。具体例を挙げると、第１の光学系３３０は、例えばコリメータを有し、当該コリメータにより、レーザ光を、素子３２０に適した態様（つまり、平行光）にする。また、第１の光学系３３０は、レーザ光の偏光を、後の位相変調に適するように調整する機能を備える場合もある。つまり、素子３２０が位相変調型である場合には、当該素子３２０には、製造段階で定まる設定の偏光方向を持つ光を照射する必用がある。レーザ光源３１０が半導体レーザである場合には、半導体レーザから出射される光は偏光していることから、素子３２０に入射する光の偏光方向が設定の偏光方向に合うようにレーザ光源３１０（半導体レーザ）を設置すればよい。これに対し、レーザ光源３１０から出射される光が偏光していない場合には、第１の光学系３３０は、例えば偏光板を備え、当該偏光板によって素子３２０に入射する光の偏光方向が設定の偏光方向となるように調整する必用がある。第１の光学系３３０が偏光板を備える場合には、例えば、その偏光板は、コリメータよりも素子３２０側に配置される。このような第１の光学系３３０から素子３２０に導かれたレーザ光は、素子３２０の受光面に入射する。素子３２０は、複数の受光領域を有している。制御装置２００は、素子３２０の各受光領域の光学的特性（例えば屈折率）を、照射しようとする像の画素毎の情報に応じて、例えば各受光領域に印加する電圧を可変することによって、制御する。素子３２０により位相変調されたレーザ光は、フーリエ変換レンズ（図示せず）を透過し、また、第２の光学系３４０に向けて集光される。第２の光学系３４０は、例えば、投射レンズを有している。その集光された光は、第２の光学系３４０によって結像され、外部に照射される。
【００３８】
なお、図４では、反射型の素子３２０を用いて照射部３００を実現する光学系の一例を表しているが、照射部３００は、透過型の素子３２０を用いて実現されてもよい。
【００３９】
第１実施形態にかかるインターフェース装置１０００による動作の流れを、図５と図６を用いて説明する。図５は、第１実施形態にかかるインターフェース装置１０００による動作の流れを説明するフローチャートである。図６は、第１実施形態にかかるインターフェース装置１０００による動作の流れを説明する図である。
【００４０】
撮像部１００は、インターフェース装置１０００の外部に存在する対象物を撮影することにより、当該対象物またはその動きなど（以下、「対象物等」とも記載する）の情報を、インターフェース装置１０００に入力する（ステップＳ１０１）。ここで言う対象物とは、例えば、本、食料品、又は医薬品のような商品であったり、人間の身体、手、又は指である。図６の例では、撮像部１００は、対象物である３つのリンゴ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを撮影する。
【００４１】
制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像を認識する（ステップＳ１０２）。制御部２００は、例えば、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、自装置と対象物との位置関係を認識する。
【００４２】
制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、照射部３００が照射すべき像を決定する（ステップＳ１０３）。図６の例では、制御部２００は、３つのリンゴのうちのリンゴ２０Ｃに星型の像１０を映すことを決定したとする。制御部２００は、インターフェース装置１０００とリンゴ２０Ｃとの位置関係に基づいて、リンゴ２０Ｃの位置に星型のマークが映されるような像１０を照射することを決定する。
【００４３】
なお、以降、説明の便宜のため、インターフェース装置１０００が照射する像を、図面において一点鎖線で囲って表示する場合がある。
【００４４】
制御部２００は、ステップＳ１０３の動作において決定した像が決定した位置に形成されるように、素子３２０が備える複数の受光領域のそれぞれについて光学的特性（例えば屈折率）を、各受光領域に印加する電圧を可変することによって制御する（ステップＳ１０４）。レーザ光源３１０は、レーザ光を照射する（ステップＳ１０５）。素子３２０では、入射したレーザ光が回折する（ステップＳ１０６）。
【００４５】
インターフェース装置１０００の動作は、上述した動作には限定されない。以下、上述した動作の変形例について、いくつか説明する。
【００４６】
動作の順序の変形例について説明する。インターフェース装置１０００は、レーザ光源３１０がレーザ光を照射した後に、制御部２００による制御を行ってもよい。
【００４７】
ステップＳ１０４の動作の変形例について説明する。制御部２００は、素子３２０が備える複数の受光領域のうち、全ての受光領域の光学的特性を制御する必要は必ずしもない。制御部２００は、素子３２０が備える複数の受光領域のうち、一部の受光領域の光学的特性を制御する構成であってもよい。
【００４８】
ステップＳ１０３およびＳ１０４に示す動作の変形例について説明する。制御部２００は、対象物に映す像の形状を素子３２０を制御することにより実現するが、制御部２００は、その像が決定された位置に映されるように、照射部３００における第２の光学系３４０を制御してもよい。
【００４９】
ステップＳ１０２およびステップＳ１０３に示す動作の変形例について説明する。撮像部１００が撮影した画像を認識することにより照射する像を決定する処理は、インターフェース装置１０００の外部装置が行ってもよい。この場合、撮像部１００および制御部２００は以下に示すように動作する。撮像部１００は、対象物を撮影し、撮影した画像を外部装置に送信する。外部装置は、画像を認識し、インターフェース装置１０００が照射すべき像、および当該像を照射すべき位置を決定する。外部装置は、決定した情報を、インターフェース装置１０００に送信する。インターフェース装置１０００は、当該情報を受信する。制御部２００は、受信した情報に基づいて、素子３２０を制御する。
【００５０】
ステップＳ１０１に示す動作の変形例について説明する。インターフェース装置１０００は、必ずしも自装置の内部に撮像部１００を備える必要はない。インターフェース装置１０００は、外部装置が撮影した画像を受信したり、自装置に接続される外部メモリ（例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリまたはＳＤ（Secure Digital）カード等）から読み込んでもよい。
【００５１】
図７は、制御部２００を実現可能なハードウェア構成の一例を説明する図である。
【００５２】
制御部２００（コンピュータ）を構成するハードウェアは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１、記憶部２を備える。制御部２００は、図示しない入力装置、出力装置を備えていてもよい。制御部２００の機能は、例えばＣＰＵ１が、記憶部２に読み出されたコンピュータプログラム（ソフトウェアプログラム、以下単に「プログラム」とも記載する）を実行することにより実現される。
【００５３】
制御部２００は、図示しない通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）を備えていてもよい。制御部２００は、通信インターフェースを介して外部装置にアクセスし、当該外部装置から取得した情報に基づいて、照射する像を決定してもよい。
【００５４】
なお、第１実施形態および後述する各実施形態を例として説明される本発明は、係るプログラムが格納されたコンパクトディスク等の不揮発性の記憶媒体によっても構成される。なお、制御部２００は、上述したような機能を実行する専用の装置であってもよい。また、制御部２００のハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
【００５５】
（効果）
第１実施形態にかかるインターフェース装置１０００が奏する効果を説明する。インターフェース装置１０００は、小型かつ軽量な装置において、複数の方向に対して同時に明るい像を照射することができるプロジェクタを提供できる。
【００５６】
その理由は、インターフェース装置１０００が照射する像は、素子３２０がレーザ光源３１０から照射されたレーザ光を回折することにより形成される像であるからである。このように形成された像は、既存のプロジェクタが形成する像よりも明るい。また、制御部２００が素子３２０を制御することにより、インターフェース装置１０００は複数の方向に対して同時に像を照射することができる。
【００５７】
例えば日本において法的に認められているクラス２のレーザの場合、レーザの出力はわずか１ｍＷ（ミリワット）と小さい。そのため、例えば緑色のレーザ光の場合、光束は０．６８ｌｍ（ルーメン：lumen）程度である。しかし、これが １ｃｍ 角の中に照射された場合、照度は ６８００ｌｘ（ルクス：lux） にもなる。第１実施形態では、インターフェース装置１０００は、レーザ光が一部の領域に集中するように照射される。このため、インターフェース装置１０００によって照射される像は明るい。
【００５８】
また、一般的に、既存のプロジェクタにおいては、レーザ光の平面形状を、強度変調型素子の矩形形状に合わせるため、レーザ光源から照射される略円形のビーム形状を、矩形に変換する。この変換を行う光学系には、光の強度を均一化するホモジナイザ（回折光学素子）やフライアイレンズが含まれる。そのホモジナイザやフライアイレンズを通る際にレーザ光の一部が損失するので、上記変換の際に、レーザ光の強度が低下する。場合によっては、この変換により、レーザ光の強度が、２０〜３０％減少する。
【００５９】
一方、インターフェース装置１０００は、既存のプロジェクタのように、ビーム形状を変換する必要がない。つまり、光を損失する光学系が少なくて済むため、インターフェース装置１０００において、既存のプロジェクタと比較した場合、装置内部におけるレーザ光の強度低下が小さい。ただし、インターフェース装置１０００においても、ビーム形状を素子３２０の受光面の形状に変換する構成を有していてもよい。
【００６０】
さらに、インターフェース装置１０００は構造がシンプルであるため、装置を小型及び軽量にできる。また、インターフェース装置１０００が、図３に表すような比較的シンプルな像を照射する場合、レーザ光源３１０は、単色のレーザ光源のみを有すればよい。そのため、消費電力が小さい。なお、インターフェース装置１０００は、設定された形成位置で設定された像が形成されるように調整したレーザ光を照射するため、焦点調節が不要である。つまり、インターフェース装置１０００は、設定された形成位置（投影位置）に、フラウンフォーファー回折と呼ばれる回折によって像が形成されるように光学系が構成される。フラウンフォーファー回折による像は、光路上のどこでも焦点が合っているという特性を持つ。このため、インターフェース装置１０００は、焦点調節が不要である。したがって、インターフェース装置１０００は、当該装置１０００から像を形成する位置までの距離の変動が想定される使用形態となる例えばモバイル機器（携行機器）への適用に好適である。なお、素子３２０から十分離れた場所に小さな像を作るだけなら、素子３２０よりも光の出射側に配置されているフーリエ変換レンズも、投射レンズ（第２の光学系３４０）も省略することができる。実際に、本発明者は、フーリエ変換レンズと投射レンズを省略した状態で、素子３２０から１〜２メートル離れた位置に、像が形成されることを確認している。ただ、この第１実施形態では、インターフェース装置１０００は、非常に近い位置に像を形成することをも考慮した光学系を備えている。そのように近い位置に像を形成する場合には、当該像は、素子３２０による像がフーリエ変換された像となる。この像の拡大率は、フーリエ変換レンズの焦点距離をＦ１とし、投射レンズの焦点距離をＦ２とした場合には、Ｆ１／Ｆ２（＝Ｆ１÷Ｆ２）となる。
【００６１】
第１実施形態における素子３２０の代わりに、透明な材料の表面に波長レベルの細かな凹凸を設けた回折格子を用いることも考えられる。この場合、インターフェース装置１０００が照射できる像の形状は、当該回折格子のパターンに対応する像の形状のみである。
【００６２】
これに対して、第１実施形態においては、制御部２００は、撮像部１００が撮影した対象物を認識し、認識した結果に基づいて照射部３００が照射する像を決定し、決定した像が形成されるように素子３２０を制御する。この際、制御部２００は、素子３２０が備える受光領域毎に、その光学的特性を制御する。このため、制御部２００は、素子３２０に入射したレーザ光が回折の結果、任意の像を形成するように、素子３２０を制御することができる。したがって、インターフェース装置１０００は、任意の方向に、任意の形状の像を照射することができる。
【００６３】
以下、インターフェース装置１０００の具体例について説明する。以下の各具体例におけるインターフェース装置１０００は、入力された情報に従って制御情報を生成する機能を有しているとする。例えばインターフェース装置１０００には、カメラなどの撮像素子による画像、３次元深度検出素子による３次元的な物体の画像などによって、物体やその動きなどの情報が入力される。ここで言う物体とは、例えば、本、食料品、又は医薬品のような商品であったり、人間の身体、手、又は指である。また、インターフェース装置１０００には、光学センサや赤外センサなどによって、人や物の動きなどの情報が入力される。その他にも、例えば、インターフェース装置１０００には、電子コンパス、ＧＰＳ （Global Positioning System）、振動センサ、又は傾きセンサなどにより、インターフェース装置１０００自体の状態を表す情報が入力される。また、インターフェース装置１０００には、無線の受信機によって、環境に関する情報が入力される。環境に関する情報は、例えば、天気情報や交通情報、店舗内での位置情報や商品情報などである。ここで、インターフェース装置１０００による像の照射が先に行われ、照射された像に基づいて情報が入力する場合もある。
【００６４】
なお、インターフェース装置１０００が利用される国や地域において、レーザ光の出力に関する規制がある場合、インターフェース装置１０００は、出力する光（レーザ光）の強さを調整する機能を有していることが好ましい。例えば日本で利用する場合、インターフェース装置１０００から出力するレーザ光の強さは、クラス２以下の強さに制限することが好ましい。
【００６５】
図８乃至図１１には、具体例としてのインターフェース装置１０００を実装したウェアラブル端末が表されている。つまり、インターフェース装置１０００は、上述した通り、サイズ、重量および消費電力の観点から、従来型のプロジェクタよりも優れている。本発明者は、これらの利点を活かして、インターフェース装置１０００をウェアラブル端末として用いることを考えた。なお、以下に述べるような、インターフェース装置１０００を実装した各種ウェアラブル端末は、例えば、超小型な光学系およびカメラを搭載したＣＰＵ（Central Processing Unit）ボードの技術を利用して実現することが可能である。より述べれば、レンズの小型化技術は、既に実用化されている小型な携帯電話機や、腕時計型端末や、メガネ型端末等に搭載されている技術を利用することができる。このような小型なレンズは、例えばプラスチックのレンズである。また、レーザ光源３１０に関しては、例えば参考文献：ソーラボジャパン株式会社、“製品情報”、［online］、［２０１４年９月２６日検索］、インターネット（http://www.thorlabs.co.jp/thorproduct.cfm?partnumber=PL520）に表されているように、小型なものが開発され、更なる小型化が進められている。さらに、素子３２０に関しても、例えば参考文献：Syndiant Inc. 、“Technology”、［online］、［２０１４年９月２６日検索］、インターネット（http://www.syndiant.com/tech_overview.html）に表されているような製品の小型化技術を利用することにより小型化が可能であり、更なる小型化が進められている。
【００６６】
図８は、インターフェース装置１０００を実装したリストバンドを表す図である。図９は、胸ポケットにインターフェース装置１０００を入れている人物を表した図である。図１０は、眼鏡、サングラス等の、アイウェア(eyewear)に実装されたインターフェース装置１０００を表す図である。図１１は、インターフェース装置１０００が実装された端末を首から掛けて利用する人物を表す図である。そのほか、インターフェース装置１０００は、靴、ベルト、ネクタイまたは帽子などにウェアラブル端末として実装されてもよい。
【００６７】
図８乃至図１１に表すインターフェース装置１０００においては、撮像部１００と照射部３００は互いに離れて（光軸の位置を異ならせて）設けられている。しかし、撮像部１００と照射部３００とは、互いに光軸が同軸となるように設計されていてもよい。
【００６８】
また、インターフェース装置１０００は、そのサイズの小ささ、または、軽さの利点を活かすことにより、天井からぶら下げて用いたり、壁に掛けて用いることが考えられる。
【００６９】
インターフェース装置１０００は、スマートフォンまたはタブレット等の携帯電子機器に実装されてもよい。
【００７０】
図１２は、タブレット端末に実装されたインターフェース装置１０００の一例を表す図である。図１３は、スマートフォンに実装されたインターフェース装置１０００の一例を表す図である。
【００７１】
照射部３００は、例えば、キーボート等の入力インターフェースを表す像を照射する。インターフェース装置１０００の利用者は、キーボード等の像に対して、操作を行う。撮像部１００は、照射部３００が照射したキーボードの像と、利用者の手３０とを撮影する。制御部２００は、撮影されたキーボードの像と、利用者の手３０との位置関係から、利用者がキーボードの像に対して行った操作を識別する。
【００７２】
図１４は、インターフェース装置１０００を翻訳支援装置に応用した例を表す図である。インターフェース装置１０００を胸付近に装着した利用者が、英文３４が印刷された本３５を読んでいる状況を想定する。利用者は、「mobility」という単語の日本語訳を知りたいと考えている。利用者は、「mobility」という単語が印刷されている位置を指３２で指し示す。
【００７３】
撮像部１００は、「mobility」という単語と、当該単語の近くに位置する利用者の指とを含む画像を、撮影する。制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、画像に含まれる「mobility」という英単語、および、利用者の指が当該英単語を指し示していることを認識する。制御部２００は、「mobility」という英単語の日本語訳の情報を取得する。なお、制御部２００は、インターフェース装置１０００と通信可能に接続される外部装置から当該情報を受信してもよいし、インターフェース装置１０００が備える内部メモリから当該情報を読み出してもよい。
【００７４】
制御部２００は、日本語訳を表す文字列の形状を、照射すべき像１０Ｂとして決定する。制御部２００は、当該像１０Ｂを、本に印刷された「mobility」という英単語の位置または当該英単語の近傍に照射することを決定する。制御部２００は、日本語訳を表す文字列を表す形状の像１０Ｂが、撮像部１００が撮影した「mobility」という英単語の近くに照射されるように、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。素子３２０は、入射したレーザ光を回折する。照射部３００は、「mobility」という英単語の近くに、像１０Ｂを照射する。図１４は、「mobility」という英単語の近くに日本語訳を表す文字列を表す形状の像１０Ｂが照射されている様子を表している。
【００７５】
なお、制御部２００が認識するジェスチャは、「指が単語を指し示す」というジェスチャには限定されない。制御部２００は、他のジェスチャを認識することを動作のトリガーとしてもよい。
【００７６】
インターフェース装置１０００を翻訳支援装置に応用した場合、インターフェース装置１０００は、利用者が翻訳を希望する単語に応じた訳語を表す様々な形状の像を照射する必要がある。例えば、利用者が「apple」という英単語を指し示した場合、インターフェース装置１０００はその日本語訳に相当する単語の文字列を表す形状の像を照射する必要がある。続けて利用者が「grape」という英単語を指し示した場合、インターフェース装置１０００はその日本語訳に相当する単語の文字列を表す形状の像を照射する必要がある。このように、インターフェース装置１０００は、利用者が指し示した単語に応じて、異なる形状の像を次から次へと照射する必要がある。
【００７７】
インターフェース装置１０００は、上述したように、任意の方向に、任意の形状の像を照射することができるので、上述したような様々な形状の像を照射する必要が有る翻訳支援装置を実現することができる。
【００７８】
インターフェース装置１０００は、上述したように、明るい像を照射できるので、利用者が本を読むような明るい環境においても、十分な視認性を持って、訳語を照射することができる。また、インターフェース装置１０００を翻訳支援装置に応用することにより、利用者は、訳語を調べたい単語を、例えば単に指で指し示すだけで、当該単語の訳語を知ることができる。
【００７９】
上述した翻訳支援装置は、例えば、インターフェース装置１０００に所定のプログラムをインストールすることにより実現可能である。
【００８０】
図１５は、インターフェース装置１０００を工場等における作業支援装置に応用した例を表す図である。インターフェース装置１０００を首に掛けて利用する利用者３６が、工場において電化製品３８を組み立てている状況を想定する。利用者３６は、電化製品３８を組み立てる際の作業手順を知りたいと考えているとする。
【００８１】
撮像部１００は、電化製品３８を撮影する。制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、電化製品３８の種類、形状等を認識する。制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、電化製品３８の組み立て作業がどの程度進んでいるかを表す情報を取得してもよい。また、制御部２００は、撮像部１００が撮像した画像に基づいて、自装置と、電化製品３８との位置関係を認識する。
【００８２】
制御部２００は、認識した結果に基づいて、電化製品３８の組み立て手順を示す情報を取得する。制御部２００は、インターフェース装置１０００と通信可能に接続される外部装置から当該情報を受信してもよいし、インターフェース装置１０００が備える内部メモリから当該情報を読み出してもよい。
【００８３】
制御部２００は、電化製品３８の組み立て手順を表す文字列の形状または画を、照射すべき像１０Ｃ（図１６参照）として決定する。制御部２００は、像１０Ｃが、撮像部１００が撮影した電化製品３８に照射されるように、素子３２０が有する複数の受光領域のそれぞれについて光学的特性を制御する。素子３２０は、入射されたレーザ光を回折する。照射部３００は、電化製品３８の位置に、当該像１０Ｃを照射する。
【００８４】
図１６は、インターフェース装置１０００が照射した像の一例を表す図である。図１６に表すように、インターフェース装置１０００は、電化製品３８の組み立ての次工程がネジ止めである旨を表す像１０Ｃ1、および、ネジ止めすべき箇所を表す像１０Ｃ2を、利用者３６が視認できるように照射する。
【００８５】
インターフェース装置１０００を作業支援装置に応用した場合、インターフェース装置１０００が照射する像の形状は、非常に多岐に亘ることが予想される。なぜなら、工場等における作業手順は、対象製品や作業の進捗状況などによって様々であるからである。インターフェース装置１０００は、撮像部１００が撮影した状況に応じて、適切な像を表示する必要がある。
【００８６】
インターフェース装置１０００は、上述したように、任意の方向に、任意の形状の像を照射することができるので、そのような作業支援装置を実現することができる。
【００８７】
インターフェース装置１０００は、明るい像を照射できるので、利用者が作業を行うような明るい環境においても、十分な視認性を持って、作業手順を照射することができる。
【００８８】
上述した作業支援装置は、例えば、インターフェース装置１０００に所定のプログラムをインストールすることにより実現可能である。
【００８９】
図１７は、インターフェース装置１０００を図書館等における返本業務支援装置に応用した例を表す図である。利用者（例えば図書館の職員）が、返却対象の本４０を図書館の棚４４に返却する業務を行っている状況を想定する。図１７においてインターフェース装置１０００は、返却対象の本４０などを運ぶカート４２（手押し車）に設置されている。
【００９０】
返却対象の本４０、および、図書館の棚に格納されている本４５の背表紙には、分類番号４６が記載されたシールが貼り付けられている。分類番号は、当該番号が付与された本が、図書館のどの棚のどの位置に収納されるべきかを表す番号である。図書館の棚４４において、本は、分類番号の番号順に収納されるとする。図１７に表す状況は、「７２１／３３Ｎ」という分類番号が付与された本４０を、どの位置に返却すべきか、職員が探している状況である。
【００９１】
撮像部１００は、本が収納されている棚４４を撮影する。制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、棚４４に収納されている本４５の背表紙に張られたシールの分類番号を認識する。図１７の例では、撮像部１００は、分類番号「７２１／３１Ｎ」から「７２１／３５Ｎ」が付与された本４５が収納された棚４４の画像を撮影している。制御部２００は、返却すべき本４０の分類番号「７２１／３３Ｎ」と、撮像部１００が撮像した画像と、分類番号の番号順に本が収納されるという規則とに基づいて、返却対象の本の収納位置を決定（検知）する。また、制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、自装置と、当該決定した位置との位置関係を認識する。制御部２００は、決定した収納位置に、利用者が視認可能な像（目印）１０Ｄが照射されるように、素子３２０が有する各受光領域について光学的特性を制御する。照射部３００は、目印の像１０Ｄを、決定された位置に照射する。
【００９２】
図１７の例では、インターフェース装置１０００は、返却すべき本の分類番号「７２１／３３Ｎ」を表す文字列の形状の像１０Ｄを、決定された位置に照射している。利用者は、インターフェース装置１０００が照射した像１０Ｄを目印として、返却対象の本４０を、像が照射されている位置に格納する。
【００９３】
図１８は、インターフェース装置１０００を車盗難防止装置に応用した例を表す図である。図１８において、インターフェース装置１０００は、車４８における任意の位置に設置されている。インターフェース装置１０００は、駐車場の天井または壁に設置されていてもよい。撮像部１００および制御部２００は、車４８（すなわち、インターフェース装置１０００が設置された車）に近づく人物５０を監視する。制御部２００は、車４８に近付く人物５０の行動パターンを検知し、この検知した行動パターンおよび予め与えられた不審行動パターンの情報に基づいて、人物５０が不審者であるか否かを判断する機能を備える。そして、制御部２００は、人物５０が不審者であると判断した場合、その人物（不審者）５０に対する警告メッセージを表す像１０Ｅを、人物（不審者）５０が視認できる位置に照射する制御を実行する。
【００９４】
図１８の例では、インターフェース装置１０００は、バールのような物を持った人物（不審者）５０を検知している。インターフェース装置１０００は、人物（不審者）５０の顔を撮影した旨を表すメッセージを表す像１０Ｅ、および、警察に通報した旨のメッセージを表す像１０Ｅを、人物（不審者）５０が視認できるように、車４８に照射している。また、インターフェース装置１０００は、人物（不審者）５０の顔を、撮像部１００により撮像し、記憶してもよい。
【００９５】
図１９は、インターフェース装置１０００を医療用装置に応用した例を表す図である。図１９の例では、インターフェース装置１０００は、手術を行う医師５４が視認できるように、医療情報を表す像１０Ｆを患者の体５２に照射している。その医療情報を表す像１０Ｆとは、この例では、患者の脈拍と血圧を示す像１０Ｆ1、および、手術においてメス５６にて切開すべき場所を示す像１０Ｆ2である。インターフェース装置１０００は、例えば、手術室の天井または壁に固定されていてもよい。また、インターフェース装置１０００は、医師の衣服に固定されていてもよい。
【００９６】
この例においては、撮像部１００は、患者の体を撮影する。制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、自装置と患者の体５２との位置関係を認識する。制御部２００は、患者の脈拍と血圧の情報、および、切開すべき場所を示す情報を取得する。制御部２００は、制御部２００は、インターフェース装置１０００と通信可能に接続される外部装置から当該情報を受信してもよいし、インターフェース装置１０００が備える内部メモリから当該情報を読み出してもよい。あるいは、インターフェース装置１０００に備えられた入力部から、医師等が当該情報を入力してもよい。制御部２００は、取得した情報に基づいて、照射すべき像の形状を決定する。また、制御部２００は、自装置と患者の体５２との位置関係に基づいて、像１０Ｆを表示すべき位置を決定する。
【００９７】
制御部２００は、決定した表示位置に、決定した像１０Ｆが表示されるように、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。照射部３００は、像１０Ｆを、決定された位置に照射する。
【００９８】
図２０は、インターフェース装置１０００を医療用装置に応用した別の例を表す図である。図２０の例では、インターフェース装置１０００は、患者の腕５８に、外部から入力された情報に基づき、骨折した箇所を表す像１０Ｇを照射している。この例では、インターフェース装置１０００は、例えば、部屋の天井または壁に固定されていてもよい。インターフェース装置１０００は、医師または患者の衣服に固定されていてもよい。
【００９９】
図２１は、インターフェース装置１０００を救急医療に応用した例を表す図である。図２１の例では、インターフェース装置１０００は、心臓マッサージが必要な急病人６０の体に、圧迫すべき箇所を示す像１０Ｈを表示（照射）している。
【０１００】
この例では、インターフェース装置１０００は、例えば、病室の天井または壁に固定されていてもよい。また、インターフェース装置１０００は、例えば、スマートフォンまたはタブレット端末に組み込まれていてもよい。
【０１０１】
撮像部１００は、急病人６０の体を撮影する。制御部２００は、撮像部１００が撮影した画像に基づいて、自装置と急病人６０の体との位置関係を認識する。制御部２００は、急病人６０の体における圧迫すべき箇所を示す情報を取得する。制御部２００は、インターフェース装置１０００と通信可能に接続される外部装置から当該情報を受信してもよいし、インターフェース装置１０００が備える内部メモリから当該情報を読み出してもよい。あるいは、インターフェース装置１０００に備えられた入力部から、医師等が当該情報を入力してもよい。あるいは、インターフェース装置１０００と通信ネットワークを介して接続される他の端末から、医師等が当該情報を指示してもよい。
【０１０２】
インターフェース装置１０００は、撮像部１００が撮像した急病人６０の画像を、通信ネットワークを介して、外部端末に送信してもよい。その外部端末は、例えば医師が操作する端末である。医師は、外部端末のディスプレイに表示された急病人６０の画像を確認し、圧迫すべき場所を指示する。インターフェース装置１０００は、外部端末から当該情報を受信する。
【０１０３】
制御部２００は、取得（受信）した情報および自装置と急病人６０の体との位置関係に基づいて、圧迫すべき場所を指示する像１０Ｈを表示すべき位置を決定する。制御部２００は、決定した位置に、圧迫すべき箇所を示す像１０Ｈが照射されるように、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。照射部３００は、像１０Ｈを、決定された位置に照射する。
【０１０４】
図２２は、インターフェース装置１０００を、書店やコンビニエンスストアなどにおける商品入れ替え作業を支援するために利用する具体例を示す図である。図２２の例では、商品は、雑誌６６である。天井６２にインターフェース装置１０００が設置され、雑誌棚６４に雑誌６６が置かれている。雑誌には、週刊、月刊、又は季刊など、決められた期間のみ棚に置くものがある。そのため店舗では、このような雑誌の入れ替え作業が頻繁に行われる。この作業は通常、店員などの作業担当者が行う。例えば作業担当者は、返本対象の雑誌をリストアップした返本リストを持ち、雑誌棚に置かれている各雑誌の表紙と返本リストとを見比べながら、入れ替えるべき雑誌を選別していく。この作業は、この作業に慣れている店員にとっても、労力を要する作業である。
【０１０５】
インターフェース装置１０００は、そのような商品入れ替え作業にかかる労力を大きく削減できる。この例では、インターフェース装置１０００の撮像部（カメラ）１００は、雑誌６６の表紙を撮影する。制御部２００には、雑誌６６の表紙と当該雑誌６６の取り扱い期限日とが関連付けられた情報が雑誌管理情報として予め与えられる。制御部２００は、撮像部１００によって撮影された各雑誌６６の表紙の画像と、雑誌管理情報とに基づいて、取り扱い期限日が迫っている雑誌６６、又は取り扱い期限日が過ぎている雑誌６６を選び出す。制御部２００は、選び出した雑誌６６の方向を表す制御情報を生成する。そして、制御部２００は、制御情報に基づいた雑誌６６の方向に、作業担当者の注意を促す像（返本表示マーク）１０Ｉが照射されるように、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。照射部３００は、制御情報に基づいた雑誌６６の方向に返本表示マーク１０Ｉを照射する。
【０１０６】
インターフェース装置１０００は、その特長である明るい像の表示が可能であることにより、書店やコンビニエンスストアなどの環境光が明るい場所でも十分な視認性を持って像（返本表示マーク）１０Ｉが表示されるように像の明るさ調整が容易となる。なお、インターフェース装置１０００は、取り扱い期限日が迫っている雑誌６６の表紙と、取り扱い期限日が過ぎている雑誌６６の表示とに、それぞれ別のマークを照射することも可能である。
【０１０７】
このようにインターフェース装置１０００を利用することで、作業担当者は、返本表示マーク１０Ｉを頼りに本を回収するという簡単な作業で、商品の入れ替えを行うことができる。作業担当者は、返本リストのような資料を持つ必要がないため、両手を使うことができ、作業担当者の作業効率は、格段に高まる。
【０１０８】
なお、インターフェース装置１０００に情報を入力する方法は、カメラによる撮影以外の方法でもよい。例えば、各雑誌６６にＩＣ（Integrated Circuit）タグを埋め込んでおき、雑誌棚６４に、ＩＣタグリーダ、及びＩＣタグリーダが読み取った情報を送信する装置を備えておく。そして、インターフェース装置１０００に、この装置から送信された情報を取得する機能を設ける。こうすることで、インターフェース装置１０００は、各雑誌６６に埋め込まれたＩＣタグから取得された情報を入力情報として受け取り、その情報に基づいて、制御情報を生成することできる。
【０１０９】
図２３は、インターフェース装置１０００が、棚にある複数の物品の中から目的の物品を選び出す作業を支援する具体例を表す図である。例えば薬局において、店員は、顧客から渡された処方箋を見て、棚にある複数の薬の中から、目的の薬を選び出す。また、工場において、作業員は、棚にある複数の部品から、目的の部品を選び出す。例えばこのような棚には、数十個や数百個といった引き出しが設けられている。そのため作業員は、各引き出しに貼られたラベル等を頼りに、大量の引き出しの中から、目的の物品が入っている引き出しを選び出さなければいけない。
【０１１０】
この例では、インターフェース装置１０００は、そのような作業を支援する。なお、この例において、作業員６８は、モバイル機器に組み込まれたインターフェース装置１０００を用いることが考えられる。例えば、作業員６８は、このモバイル機器を首からさげて使用する。前述した通り、インターフェース装置１０００は小型であるため、モバイル機器に組み込むことが可能である。
【０１１１】
インターフェース装置１０００には撮像部（カメラ）１００が備えられており、このカメラから情報が入力される。薬局における利用を想定して説明する。まずインターフェース装置１０００には予め、処方箋から得たデータが入力されている。そして、作業員６８が薬品棚の前に立つと、撮像部１００は、カメラを用いて各引き出し７０に貼られているラベルを読み取る。そして、制御部２００は、処方箋から得たデータと、カメラから読み取ったラベルとを比較することで、像を照射すべき引き出し７０の方向を表す制御情報を生成する。制御部２００は、その制御情報に基づいて、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。照射部３００は、引き出し７０に向けて像（表示マーク）１０Ｊを照射する。表示マーク１０Ｊは、作業員６８の注意を促すような像である。
【０１１２】
インターフェース装置１０００を用いれば、作業員６８は、表示マーク１０Ｊが照射された引き出し７０を開けるだけで、目的の物品を得ることができる。大量の引き出しの中から目的の引き出しを探したり、作業効率を上げるために引き出しの位置を覚えたりする必要がない。また、物品を取り間違えるといった、人為的なミスが軽減される。さらに、この例における処方箋のような、目的の物品を記したメモ等を持つ必要が無くなるため、作業員６８は両手を使うことができる。そのため、作業効率が高まる。
【０１１３】
なお、インターフェース装置１０００が情報の入力を受け付ける方法は、ＩＣタグなどを利用した方法でもよい。
【０１１４】
図２４は、インターフェース装置１０００が、会議室におけるプレゼンテーションを支援する具体例を表す図である。通常、会議室においてプレゼンテーションが行われる場合、スクリーンに画像を照射するプロジェクタの操作を１台のＰＣ（Personal Computer）で行う。プレゼンターは、そのＰＣを操作しながら話を進める。画像の切替えはマウスクリックなどで行われる。広い会議室では、プレゼンターは、ＰＣから離れた位置に立つことが多く、ＰＣを操作するために移動することになる。ＰＣを操作する度にプレゼンターが移動することは、プレゼンターにとって煩わしい上、会議進行の妨げにもなる。
【０１１５】
インターフェース装置１０００を用いることで、このような煩わしさを軽減し、かつ会議の進行をスムーズにすることができる。この場合には、天井７２に、会議室の大きさに応じて単数または複数のインターフェース装置１０００が設置される。インターフェース装置１０００は、撮像部（カメラ）１００を用いて、情報の入力を受け付ける。例えばインターフェース装置１０００は、会議に参加している各参加者の動作を監視し、参加者の希望に応じた例えば像１０Ｋ〜１０Ｏなどを会議机上に照射する。参加者は、手のひらを上に向けるなど、予め定めたジェスチャを行うことで、自身の希望を提示する。インターフェース装置１０００は、撮像部１００を用いてこの動作を検知する。そして、制御部２００は、検知したジェスチャに基づいて、照射すべき像及び照射すべき方向を示す制御情報を生成する。制御部２００は、その制御情報に基づいて、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。照射部３００は、参加者の希望に応える像を照射する。
【０１１６】
例えば、像１０Ｋは、メニュー選択画面である。この中の所望のボタンを選択することにより、像１０Ｌ〜１０Ｏの画像を選ぶことができる。例えば像１０Ｌは、頁を進めたり戻したりするボタンを示している。像１０Ｍ及び像１０Ｎは、マウスパッドを示している。また、像１０Ｏはテンキーを示している。例えばインターフェース装置１０００は、カメラを用いて、会議参加者による、これらの像に対する操作を検知する。例えば、参加者が、ページを進めるボタンを押す動作を行った場合、インターフェース装置１０００は、ＰＣに対して、ページを進める指示を送信する。ＰＣはこの指示を受けて、ページを進める。なお、像に対する参加者の操作を検知する機能や、ＰＣに対して指示を送信する機能は、インターフェース装置１０００の外部に設けられてもよい。
【０１１７】
このように、インターフェース装置１０００を用いることで、ジェスチャによる情報の入力と、像を用いた情報の出力とによる、バーチャルなインターフェース環境を提供することができる。会議参加者は、椅子から立ち上がることなく、好きなときに画面の操作を行うことができる。そのため、インターフェース装置１０００は、会議の時間短縮及び効率化に寄与することができる。
【０１１８】
図２５は、モバイル機器に組み込まれたインターフェース装置１０００を利用することにより、移動先で会議環境を構築する具体例を表す図である。例えば、会議室以外の部屋、テントの中、又は木の下などの色々な場所を、簡易的な会議場所にすることが考えられる。この例では、インターフェース装置１０００は、地図を広げて情報共有を行うために、簡易的な会議環境を構築している。なお、この例においても、インターフェース装置１０００は、撮像部（カメラ）１００を用いて情報を受け付ける。
【０１１９】
インターフェース装置１０００が組み込まれたモバイル機器は、やや高い位置に吊るされる。この例では、インターフェース装置１０００の下には机７４が置かれ、机７４の上に地図７６が広げられている。インターフェース装置１０００は、撮像部１００によって地図７６を認識する。具体的には、インターフェース装置１０００は、地図に付された識別コード７８を読み取ることで、地図７６を認識する。そして、インターフェース装置１０００は、地図７６に像を照射することで、色々な情報を地図に照射（表示）する。
【０１２０】
すなわち、制御部２００は、地図７６のどこにどのような像を照射すべきかを決定する。制御部２００は、その決定に基づいて、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。照射部３００は、地図７６における決定した表示位置に、制御部２００が決定した像を照射する。
【０１２１】
例えば、インターフェース装置１０００は、像１０Ｐ（操作用パッドの像）、像１０Ｑ（船の像）、像１０Ｒ（建物を表す像）、及び像１０Ｓ（船の像）を照射する。インターフェース装置１０００が照射すべき情報は、インターフェース装置１０００の内部に格納されていてもよいし、インターネットや無線通信を利用して収集されてもよい。
【０１２２】
前述したように、インターフェース装置１０００は、消費電力が小さく、かつ小型である。このため、インターフェース装置１０００は、電池駆動が可能である。その結果、インターフェース装置１０００のユーザは、インターフェース装置１０００を様々な場所へ持ち運び、その場所で会議環境等を構築できる。なお、インターフェース装置１０００が照射する像は焦点調整が不要であるため、湾曲した場所や凸凹したものの上にでも、見やすい像を照射することができる。また、インターフェース装置１０００は、明るい表示が可能であるため、明るい環境でも使うことができる。つまり、インターフェース装置１０００は、環境を選ばないという、携帯利用形態における必須な要件を満たしていることになる。
【０１２３】
図２６は、インターフェース装置１０００を入出管理システムに応用する具体例を表す図である。例えば、家庭において、玄関８０の天井や軒先などに設置したインターフェース装置１０００は、人間及びその動作を監視する。
【０１２４】
入室管理に関して、入室資格のある人間についてのデータベースが予め作成される。入室の際、インターフェース装置１０００又は別の装置によって、顔認証、指紋認証、又は虹彩認証機能などの個人認証が行われる。制御部２００は、この個人認証の結果に基づいて生成された制御情報に基づき、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。照射部３００は、図２６における例Ａ〜Ｄに表される像１０Ｕ〜１０Ｗのような像を照射する。
【０１２５】
例Ａは、入室資格を持った者に対応する場合の具体例である。インターフェース装置１０００は、例えばメッセージを表す像１０Ｔを照射する。また、インターフェース装置１０００は、パスワード入力パッドを表す像１０Ｕを照射する。撮像部１００は、例えば、人間の指が像１０Ｕと重なっている画像を撮影し、制御部２００は当該画像に基づいて、人間が像１０Ｕに対して行う操作に関する情報を取得する。
【０１２６】
例Ｂは、一般の訪問者に対応する場合の具体例である。この場合には、インターフェース装置１０００は何もしない。例えば、インターフォンなど通常の接客システムが使われる。
【０１２７】
例Ｃは、不審者に対応する場合の具体例である。。インターフェース装置１０００は、ピッキングなど、無理に侵入しようとする動作が認められた場合、警告を示す像１０Ｖを照射して、不審者を撃退する。また、インターフェース装置１０００は、警備会社への通報などをさらに行ってもよい。
【０１２８】
例Ｄは、窓から侵入しようとする不審者を撃退する場合の具体例である。窓を割る振動を検知することで不審者を撃退する既存システムもあるが、インターフェース装置１０００を用いれば、窓を割られる前に撃退することが可能である。
【０１２９】
この例における照射画像について、さらに説明する。一般のプロジェクタを用いて図２６に表す像１０Ｗを窓８２に表示しようとすると、かなり大きな装置を設置する必要がある。インターフェース装置１０００においても、レーザ光は窓８２を透過し窓８２に映り難いことから、１本のレーザ光源から照射されたレーザ光だけで像１０Ｗの全体を窓８２に表示しようとすると、像１０Ｗが多少暗くなる可能性がある。そこで、この例においては、別々のレーザ光源から放射された光が、広がらずに明るさの低減が少ない状態で例えば１文字ずつ又は１キーずつ形成するようにしてもよい。この場合、インターフェース装置１０００は、複数のレーザ光源を有する。これにより、インターフェース装置１０００は、像１０Ｗを窓８２に、より明るく表示することが可能となる。
【０１３０】
この例のようなインターフェース装置１０００を利用すれば、カギを持たずに入室が可能であり、かつ不審者撃退にも効果が期待できる。
【０１３１】
図２７は、インターフェース装置１０００を配送業務支援に利用する具体例を表す図である。不慣れな場所に荷物を届ける場合、配達員は、地図で進行方向をチェックしながら行動する必要がある。しかし、通常、配達員は、荷物を両手で持つため、両手がふさがっている場合が多い。また、配達先が非常にわかりにくい場所の場合、両手がふさがっていなかったとしても、地図から進行方向を読み取ることが難しい場合がある。
【０１３２】
この例のインターフェース装置１０００は、配達員が進むべき方向を像として表示することで、配送業務を支援する。例えば、配達員は、インターフェース装置１０００を首から提げておく。ここで、インターフェース装置１０００は、ＧＰＳを備えているとする。また、制御部２００は、ＧＰＳから取得する位置情報と地図データとを用いて進行方向を割り出すことで、制御情報を生成する機能を有しているとする。なお、ＧＰＳや、ＧＰＳを用いて制御情報を生成する機能は、インターフェース装置１０００の外部に設けられていてもよい。制御部２００は、当該制御情報に基づき、素子３２０が有する各受光領域の光学的特性を制御する。照射部３００は、進行方向を表す像１０Ｙａ〜１０Ｙeを配達員が持っている荷物８４の表面に照射する。
【０１３３】
例えば、インターフェース装置１０００は、撮像部（カメラ）１００を備えておくことで、配達員が持っている荷物の方向を検知する。なお、進行方向を表す像は、足下などへ照射されてもよい。配達員は、荷物８４に照射される像（矢印）１０Ｙａ〜１０Ｙeを見ることで、地図を確認することなく、進行方向を知ることができる。
【０１３４】
このようにインターフェース装置１０００を利用することで、配達員は、地図を見るために荷物を下ろして確認する必要が無くなる。そのため、インターフェース装置１０００は、配送作業の時間短縮や、配送作業に伴う煩わしさを軽減できる効果を得ることができる。
【０１３５】
＜第２実施形態＞
図２８は、本発明に係る第２実施形態のモジュールの機能構成を表すブロック図である。図２８において、各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、説明の便宜上の機能単位の構成を示す。図２８において、点線はレーザ光の流れを表し、実線は情報の流れを表す。図１に表す構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１３６】
モジュール１００１は、制御部２０１と、レーザ光源３１０と素子３２０を備える照射部３００とを有する。照射部３００は、レーザ光源３１０と、素子３２０に加え、さらに、第１の光学系３３０および第２の光学系３４０を備えていてもよい。
【０１３７】
モジュール１００１は、例えば、スマートフォンやタブレット端末など、撮像部１００に相当する機能を有している電子機器９００に接続して用いられる部品である。電子機器９００は、撮像部１００に相当する機能と、撮影された画像に対して画像認識処理を実行する処理部９０１とを備える。
【０１３８】
制御部２０１は、処理部９０１が認識した結果を表す情報に基づいて、素子３２０が出射する光に基づいて形成される像を決定し、決定した像が形成されるように素子３２０を制御する。モジュール１００１と接続した電子機器９００は、第１実施形態のインターフェース装置１０００と同様の機能を備えることができる。
【０１３９】
＜第３実施形態＞
図２９は、本発明に係る第３実施形態の電子部品の機能構成を表すブロック図である。図２９において、各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、説明の便宜上の機能単位の構成を示す。図２９において、点線はレーザ光の流れを表し、実線は情報の流れを表す。図１に示した構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１４０】
電子部品１００２は、制御部２０２を備える。電子部品１００２は、電子機器８００に接続して用いられる部品である。電子機器８００は、撮像部１００および照射部３００に相当する機能、並びに、撮影された画像に対して画像認識処理を実行する処理部８０１を備える。
【０１４１】
制御部２０２は、処理部８０１が認識した結果を表す情報に基づいて、素子３２０が出射する光に基づいて形成される像を決定し、決定した像が形成されるように素子３２０を制御する。電子部品１００２と接続した電子機器８００は、第１実施形態のインターフェース装置１０００と同様の機能を備えることができる。
【０１４２】
＜第４実施形態＞
図３０は、本発明に係る第４実施形態のインターフェース装置を表すブロック図である。図３０において、各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、説明の便宜上の機能単位の構成を示す。図３０において、点線はレーザ光の流れを表し、実線は情報の流れを表す。
【０１４３】
インターフェース装置１００３は、レーザ光源３１１と、素子３２３と、撮像部１０１と、制御部２０３とを備える。
【０１４４】
レーザ光源３１１は、レーザ光を照射する。素子３２３は、レーザ光が入射すると当該レーザ光の位相を変調して出射する。撮像部１０１は、対象物を撮影する。制御部２０３は、撮像部１０１が撮影した対象物を認識し、その認識した結果に基づいて素子３２０が出射する光により形成される像を決定し、この決定した像が形成されるように素子３２３を制御する。
【０１４５】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記各実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【０１４６】
この出願は、２０１３年１０月２日に出願された日本出願特願２０１３−２０７１０７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【０１４７】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１４８】
（付記１）
レーザ光を照射するレーザ光源と、
前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、
対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した対象物を認識し、その認識した結果に基づいて前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する制御部と、
を備えるインターフェース装置。
【０１４９】
（付記２）
前記素子は、複数の受光領域を有し、それぞれの前記受光領域は、当該受光領域に入射されたレーザー光の位相を変調して出射し、
前記制御部は、それぞれの前記受光領域について、当該受光領域に入射された光の位相と当該受光領域が出射する光の位相との差分を決定付けるパラメータを変化させるよう前記素子を制御する、
付記１に記載のインターフェース装置。
【０１５０】
（付記３）
前記素子は、位相変調型の回折光学素子である、
付記１または付記２のいずれかに記載のインターフェース装置。
【０１５１】
（付記４）
前記受光領域の屈折率は、当該受光領域に印加された電圧に応じて変化し、
前記制御部は、前記決定された像が形成されるように、前記それぞれの受光領域に印加する電圧を制御することで前記素子を制御する、
付記２に記載のインターフェース装置。
【０１５２】
（付記５）
前記素子は基板とミラーとを含み、
前記素子が有する前記複数の受光領域のそれぞれは、ミラーによって構成され、
前記制御部は、前記基板と前記ミラーとの距離を制御することで前記素子を制御する、
付記２に記載のインターフェース装置。
【０１５３】
（付記６）
前記素子は、前記撮像部が撮像する領域のうち、前記領域の一部の領域である１つまたは複数の部分領域に対して前記像を形成するよう光を出射する、
付記１から付記５のいずれかに記載のインターフェース装置。
【０１５４】
（付記７）
前記素子は、前記撮像部が撮像した対象物に対して前記像を形成するよう光を出射する、
付記１から付記５のいずれかに記載のインターフェース装置。
【０１５５】
（付記８）
前記制御部は、前記認識した結果に基づいて自装置と前記対象物との位置関係に関する情報を生成し、前記位置関係に関する情報に基づいて、前記対象物に前記像が形成するように、前記素子を制御する、
付記７に記載のインターフェース装置。
【０１５６】
（付記９）
付記１から付記８のいずれかに記載のインターフェース装置が組み込まれた携帯電子機器。
【０１５７】
（付記１０）
付記１から付記８のいずれかに記載のインターフェース装置が組み込まれた装身具。
【０１５８】
（付記１１）
対象物を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した対象物を認識する処理部と、を備える電子機器に組み込まれて用いられるモジュールであって、
前記モジュールは、
レーザ光を照射するレーザ光源と、
前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、
前記処理部が認識した結果に基づいて、前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する制御部と、
を備えるモジュール。
【０１５９】
（付記１２）
前記素子は、複数の受光領域を有し、それぞれの前記受光領域は、当該受光領域に入射されたレーザー光の位相を変調して出射し、
前記制御部は、それぞれの前記受光領域について、当該受光領域に入射された光の位相と当該受光領域が出射する光の位相との差分を決定付けるパラメータを変化させるよう前記素子を制御する、
付記１１に記載のモジュール。
【０１６０】
（付記１３）
前記素子は、位相変調型の回折光学素子である、
付記１１または付記１２のいずれかに記載のモジュール。
【０１６１】
（付記１４）
前記受光領域の屈折率は、当該受光領域に印加された電圧に応じて変化し、
前記制御部は、前記決定された像が形成されるように、前記それぞれの受光領域に印加する電圧を制御することで前記素子を制御する、
付記１２に記載のモジュール。
【０１６２】
（付記１５）
前記素子は基板とミラーとを含み、
前記素子が有する前記複数の受光領域のそれぞれは、ミラーによって構成され、
前記制御部は、前記基板と前記ミラーとの距離を制御することで前記素子を制御する、
付記１２に記載のモジュール。
【０１６３】
（付記１６）
前記素子は、前記撮像部が撮像する領域のうち、前記領域の一部の領域である１つまたは複数の部分領域に対して前記像を形成するよう光を出射する、
付記１１から付記１５のいずれかに記載のモジュール。
【０１６４】
（付記１７）
前記素子は、前記撮像部が撮像した対象物に対して前記像を形成するよう光を出射する、
付記１１から付記１５のいずれかに記載のモジュール。
【０１６５】
（付記１８）
前記制御部は、前記認識した結果に基づいて自装置と前記対象物との位置関係に関する情報を生成し、前記位置関係に関する情報に基づいて、前記対象物に前記像が形成するように、前記素子を制御する、
付記１７に記載のモジュール。
【０１６６】
（付記１９）
レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮像する撮像部と、撮像部が撮像した対象物を認識する処理部と、を備える電子機器を制御する電子部品であって、
前記処理部が認識した結果に基づいて、前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する電子部品。
【０１６７】
（付記２０）
前記素子は、複数の受光領域を有し、それぞれの前記受光領域は、当該受光領域に入射されたレーザー光の位相を変調して出射し、
前記電子部品は、それぞれの前記受光領域について、当該受光領域に入射された光の位相と当該受光領域が出射する光の位相との差分を決定付けるパラメータを変化させるよう前記素子を制御する、
付記１９に記載の電子部品。
【０１６８】
（付記２１）
前記受光領域の屈折率は、当該受光領域に印加された電圧に応じて変化し、
前記電子部品は、前記決定された像が形成されるように、前記それぞれの受光領域に印加する電圧を制御することで前記素子を制御する、
付記２０に記載の電子部品。
【０１６９】
（付記２２）
前記素子は基板とミラーとを含み、
前記素子が有する前記複数の受光領域のそれぞれは、ミラーによって構成され、
前記電子部品は、前記基板と前記ミラーとの距離を制御することで前記素子を制御する、
付記２０に記載の電子部品。
【０１７０】
（付記２３）
前記電子部品は、前記素子が出射した光が前記撮像部が撮像する領域のうち、前記領域の一部の領域である１つまたは複数の部分領域に対して前記像を形成するよう、前記素子を制御する、
付記１９乃至付記２２のいずれかに記載の電子部品。
【０１７１】
（付記２４）
前記電子部品は、前記素子が出射した光が前記撮像部が撮像した対象物に対して前記像を形成するよう、前記素子を制御する、
付記１９乃至付記２２のいずれかに記載の電子部品。
【０１７２】
（付記２５）
前記電子部品は、前記認識した結果に基づいて自装置と前記対象物との位置関係に関する情報を生成し、前記位置関係に関する情報に基づいて、前記対象物に前記像が形成するように、前記素子を制御する、
付記２４に記載の電子部品。
【０１７３】
（付記２６）
レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮像する撮像部と、を備えるインターフェース装置を制御するコンピュータによって実行される制御方法であって、
前記撮像部が撮像した対象物を認識し、
前記認識した結果に基づいて前記素子が出射する像を決定し、
前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する、
制御方法。
【０１７４】
（付記２７）
前記素子は、複数の受光領域を有し、それぞれの前記受光領域は、当該受光領域に入射されたレーザー光の位相を変調して出射し、
前記制御方法は、それぞれの前記受光領域について、当該受光領域に入射された光の位相と当該受光領域が出射する光の位相との差分を決定付けるパラメータを変化させるよう前記素子を制御する、
付記２６に記載の制御方法。
【０１７５】
（付記２８）
前記受光領域の屈折率は、当該受光領域に印加された電圧に応じて変化し、
前記制御方法は、前記決定された像が形成されるように、前記それぞれの受光領域に印加する電圧を制御することで前記素子を制御する、
付記２７に記載の制御方法。
【０１７６】
（付記２９）
前記素子は基板とミラーとを含み、
前記素子が有する前記複数の受光領域のそれぞれは、ミラーによって構成され、
前記制御方法は、前記基板と前記ミラーとの距離を制御することで前記素子を制御する、
付記２７に記載の制御方法。
【０１７７】
（付記３０）
前記制御方法は、前記素子が出射した光が前記撮像部が撮像する領域のうち前記領域の一部の領域である１つまたは複数の部分領域に対して前記像を形成するように、前記素子を制御する付記２６乃至付記２９のいずれかに記載の制御方法。
【０１７８】
（付記３１）
前記制御方法は、前記素子が出射した光が前記撮像部が撮像した対象物に対して前記像を形成するよう、前記素子を制御する付記２６乃至付記２９のいずれかに記載の制御方法。
【０１７９】
（付記３２）
前記制御方法は、前記認識した結果に基づいて自装置と前記対象物との位置関係に関する情報を生成し、前記位置関係に関する情報に基づいて、前記対象物に前記像が形成するように、前記素子を制御する、
付記３１に記載の制御方法。
【０１８０】
（付記３３）
レーザ光を照射するレーザ光源と、前記レーザ光が入射されると当該レーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮像する撮像部と、を備えるインターフェース装置を制御するコンピュータに、
前記撮像部が撮像した対象物を認識する処理と、
前記認識した結果に基づいて前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定する処理と、
前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する処理と、
を実行させるプログラム。
【０１８１】
（付記３４）
前記素子は、複数の受光領域を有し、それぞれの前記受光領域は、当該受光領域に入射されたレーザー光の位相を変調して出射し、
前記コンピュータに、それぞれの前記受光領域について、当該受光領域に入射された光の位相と当該受光領域が出射する光の位相との差分を決定付けるパラメータを変化させるよう前記素子を制御する処理を実行させる、
付記３３に記載のプログラム。
【０１８２】
（付記３５）
前記受光領域の屈折率は、当該受光領域に印加された電圧に応じて変化し、
前記コンピュータに、前記決定された像が形成されるように、前記それぞれの受光領域に印加する電圧を制御することで前記素子を制御する処理を実行させる、
付記３４に記載のプログラム。
【０１８３】
（付記３６）
前記素子は基板とミラーとを含み、
前記素子が有する前記複数の受光領域のそれぞれは、ミラーによって構成され、
前記コンピュータに、前記基板と前記ミラーとの距離を制御することで前記素子を制御する処理を実行させる、
付記３４に記載のプログラム。
【０１８４】
（付記３７）
前記コンピュータに、前記素子が出射した光が前記撮像部が撮像する領域のうち前記領域の一部の領域である１つまたは複数の部分領域に対して前記像を形成するように、前記素子を制御する処理を実行させる付記３３乃至付記３６のいずれかに記載のプログラム。
【０１８５】
（付記３８）
前記コンピュータに、前記素子が出射した光が前記撮像部が撮像した対象物に対して前記像を形成するよう、前記素子を制御する処理を実行させる付記３３乃至付記３６のいずれかに記載のプログラム。
【０１８６】
（付記３９）
前記コンピュータに、前記認識した結果に基づいて自装置と前記対象物との位置関係に関する情報を生成し、前記位置関係に関する情報に基づいて、前記対象物に前記像が形成するように、前記素子を制御する処理を実行させる、
付記３８に記載のプログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本発明は例えば、小型かつ軽量であり、複数の方向に対して同時に明るい像を照射できるプロジェクタの実現に用いることができる。
【符号の説明】
【０１８８】
１  ＣＰＵ
２  記憶部
１０  像
２０  対象物
３０  手
３２  指
３４  英文
３６  利用者
３８  電化製品
４０  本
４２  カート
４４  棚
４６  分類番号
４８  車
５０  人物
５２  患者の体
５４  医師
５６  メス
５８  患者の腕
６０  急病人
６２  天井
６４  雑誌棚
６６  雑誌
６８  作業員
７０  引き出し
７２  天井
７４  机
７６  地図
７８  識別コード
８０  玄関
８２  窓
８４  荷物
１００  撮像部
２００  制御部
２０１  制御部
３００  照射部
３１０  レーザ光源
３２０  素子
３２１  基板
３２２  ミラー
３３０  第１の光学系
３４０  第２の光学系
１０００  インターフェース装置
１００１  モジュール
１００２  制御部品
１００３  インターフェース装置
【図１】
2015049866.tif 000003
【図２】
2015049866.tif 000004
【図３】
2015049866.tif 000005
【図４】
2015049866.tif 000006
【図５】
2015049866.tif 000007
【図６】
2015049866.tif 000008
【図７】
2015049866.tif 000009
【図８】
2015049866.tif 000010
【図９】
2015049866.tif 000011
【図１０】
2015049866.tif 000012
【図１１】
2015049866.tif 000013
【図１２】
2015049866.tif 000014
【図１３】
2015049866.tif 000015
【図１４】
2015049866.tif 000016
【図１５】
2015049866.tif 000017
【図１６】
2015049866.tif 000018
【図１７】
2015049866.tif 000019
【図１８】
2015049866.tif 000020
【図１９】
2015049866.tif 000021
【図２０】
2015049866.tif 000022
【図２１】
2015049866.tif 000023
【図２２】
2015049866.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2015049866.tif 000026
【図２５】
2015049866.tif 000027
【図２６】
2015049866.tif 000028
【図２７】
2015049866.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月23日(2016.3.23)
【手続補正２】
【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】
レーザ光を照射するレーザ光源と、
入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、
対象物を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した対象物を認識し、その認識した結果に基づいて前記素子が出射する光により形成される像を決定し、この決定した像が形成されるように前記素子を制御する制御手段と、
を備えるインターフェース装置。
【請求項２】
前記素子は、複数の受光領域を有し、これら各受光領域は、当該受光領域に入射したレーザー光の位相を変調して出射する構成を有し、
前記制御手段は、前記素子において、前記受光領域に入射した光の位相と当該受光領域から出射する光の位相との差分を変化させる制御を受光領域毎に行う
請求項１に記載のインターフェース装置。
【請求項３】
前記素子は、位相変調型の回折光学素子である、
請求項１または請求項２に記載のインターフェース装置。
【請求項４】
前記受光領域の屈折率は、当該受光領域に印加された電圧に応じて変化し、
前記制御手段は、前記決定された像が形成されるように、前記素子の前記各受光領域に印加する電圧をそれぞれ制御する、
請求項２に記載のインターフェース装置。
【請求項５】
前記素子は基板とミラーを含み、
前記素子が有する前記各受光領域は、ミラーによって構成され、
前記制御手段は、前記基板と前記ミラーとの距離を制御する、
請求項２に記載のインターフェース装置。
【請求項６】
前記素子は、前記撮像手段が撮影する領域のうちの一つあるいは複数の部分領域に、前記決定された像が形成されるように光を出射する、
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のインターフェース装置。
【請求項７】
前記素子は、前記撮像手段が撮影した対象物に前記像が形成されるように光を出射する、
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のインターフェース装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記認識した結果に基づいて自装置と前記対象物の位置関係に関する情報を生成し、前記位置関係に関する情報に基づいて、前記対象物に前記像が形成されるように前記素子を制御する、
請求項７に記載のインターフェース装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載のインターフェース装置が組み込まれている携帯電子機器。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載のインターフェース装置が組み込まれている装身具。
【請求項１１】
レーザ光を照射するレーザ光源と、
入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、
前記素子を制御する制御手段と、
を備えており、
前記制御手段は、対象物を撮像する撮像手段と、当該撮像手段が撮影した対象物を認識する処理手段とを備える電子機器における前記処理手段が認識した結果に基づいて、前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、この決定した像が形成されるように前記素子を制御する
モジュール。
【請求項１２】
レーザ光を照射するレーザ光源と、入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮影する撮像手段と、撮像手段が撮影した対象物を認識する処理手段と、を備える電子機器を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記処理手段が認識した結果に基づいて、前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定し、この決定した像が形成されるように前記素子を制御する
電子部品。
【請求項１３】
コンピュータが、
レーザ光を照射するレーザ光源と、入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮影する撮像手段とを備えるインターフェース装置の前記撮像手段が撮影した対象物を認識し、
前記認識した結果に基づいて前記素子が出射する像を決定し、
前記決定された像が形成されるように前記素子を制御する
制御方法。
【請求項１４】
レーザ光を照射するレーザ光源と、入射したレーザ光の位相を変調して出射する素子と、対象物を撮影する撮像手段とを備えるインターフェース装置を制御するコンピュータに、
前記撮像手段が撮影した対象物を認識する処理と、
前記認識した結果に基づいて前記素子が出射する光に基づいて形成される像を決定する処理と、
前記決定した像が形成されるように前記素子を制御する処理と
をコンピュータに実行させる処理手順を示すコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
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2015049866.tif 000034
2015049866.tif 000035
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