(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン上にレーザ光を投射し表示画像を表示するに際し、上記レーザ光により上記スクリーンへ投射された投射画像を撮像し、上記表示画像と投射画像の差を検出することにより上記レーザ光の投射領域への障害物の進入を検知し、
上記障害物の進入を検知したときに上記レーザ光の投射を遮断する画像投射方法。
【請求項２】
レーザ光により表示画像を投射するレーザ光源と、当該レーザ光が投射されるスクリーンとを備え、
且つ、投射されたレーザ光による上記スクリーン上の投射画像を撮像する画像撮像手段と、上記表示画像と上記投射画像との差を検出することによりレーザ光の投射領域への障害物の進入を検知する画像処理手段と、この画像処理手段から出力される検出信号に基づいてレーザ光の投射を遮断するレーザ光遮断機構とを備える画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を用いた画像投射方法及び画像投射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大画面表示が可能な画像表示装置として、投射型のいわゆるプロジェクタ装置が知られている。
【０００３】
このプロジェクタ装置においては、光源からの光をスクリーン上に投射し、観察者は上記スクリーン上に映し出された画像を見ることになる。
【０００４】
これまで、プロジェクタ装置の光源としては、高輝度の投射管が用いられており、これを例えば画像が表示された液晶パネルを介して投射することにより画像を投影している。
【０００５】
しかしながら、明るさや色再現性等の点で不満が多く、映像信号による変調のし易さ、色再現性の良さ、明るさの確保等を目的に、光源に赤、青、緑の各色レーザ光を用いたプロジェクタシステムが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記レーザ光を用いたプロジェクタシステムにおいては、その安全性の確保が課題となる。
【０００７】
例えば、民生用の装置の場合、視聴者が不用意にレーザ光の投射領域に進入する虞れがあり、このとき視聴者の目に上記レーザ光が入る可能性がある。レーザ光に関しては、直接目に入ったときの危険性が指摘されており、このような可能性があると、出射されるレーザ光のエネルギーの強弱にかかわらず危険と見なされ、実用化の障害となる。
【０００８】
本発明は、このような不都合を解消することを目的に提案されたものであり、レーザ光の投射領域に障害物が進入したときに直ちに当該レーザ光を遮断し得る安全性の高い画像投射方法、画像投射装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の画像投射方法は、スクリーン上にレーザ光を投射し表示画像を表示するに際し、上記レーザ光により上記スクリーンへ投射された投射画像を撮像し、上記表示画像と投射画像の差を検出することにより上記レーザ光の投射領域への障害物の進入を検知し、上記障害物の進入を検知したときに上記レーザ光の投射を遮断するものである。
【００１５】
また、本発明の画像投射装置は、レーザ光により表示画像を投射するレーザ光源と、上記レーザ光が投射されるスクリーンと、投射された当該レーザ光による上記スクリーン上の投射画像を撮像する画像撮像手段と、上記表示画像と当該投射画像との差を検出することにより上記レーザ光の投射領域への障害物の進入を検知する画像処理手段と、この画像処理手段から出力される検出信号に基づいて上記レーザ光の投射を遮断するレーザ光遮断機構とを有することを特徴とするものである。
【００１６】
すなわち、投射される表示画像をモニタし、レーザ光の投射範囲に障害物が進入しようとすると、上記表示画像が上記障害物によって遮られ、検出される投射画像と上記表示画像との差が生じる。この検出結果に基づいて直ちに上記レーザ光を遮断すれば、視聴者が上記レーザ光に長時間触れるという事態が回避される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像投射方法及び画像投射装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、レーザ光源を用いた画像投射装置（レーザプロジェクタ装置）の一例を示すものであり、この投射装置は、レーザ光源１と、光モジュレータ２と、レーザ光が投射されるスクリーン３とを基本的な構成要素として備えている。
【００２３】
ここで、上記レーザ光源１は、赤色レーザＲ、緑色レーザＧ、青色レーザＢの各色レーザを１組として用いられ、各色レーザＲ，Ｇ，Ｂはレーザ光源用電源４によって駆動される。
【００２４】
また、上記光モジュレータ２は、各色レーザ光を画像信号に応じて変調する変調器及び光学系を備えており、上記各色レーザ光は上記画像信号に応じて変調され、例えばガルバノミラーによってスイープされる。また、光モジュレータ２は、各色レーザ光をスクリーン３に投射するための対物レンズ２ａを備えており、スイープされた上記各色レーザ光は、上記対物レンズ２ａを介して上記スクリーン３に照射される。
【００２５】
図１において、実線で示す枠Ｌがレーザ光の投射領域であり、この枠Ｌ内に画像が投影される。
【００２６】
上記構成のレーザプロジェクタ装置においては、光源にレーザを用いているため、明るさや色再現性の点で通常のプロジェクタを上回る特性を有し、また映像信号の変調も容易である。
【００２７】
以上がレーザプロジェクタ装置の基本構成であるが、本発明の画像投射装置においては、レーザ光が不用意に進入した視聴者に触れないように、安全機構が設けられている。
【００２８】
この安全機構は、検出波を利用したもので、主に検出波源５と反射波センサ６とから構成される。
【００２９】
上記検出波源５は、上記赤色レーザＲ、緑色レーザＧ、青色レーザＢとともに並列に配され、ここから出射される検出波は、各色レーザ光と同様、光モジュレータ２の対物レンズ２ａを通してスクリーン３に照射される。スクリーン３上に破線で示す枠ＩＲが検出波の投射領域である。
【００３０】
ここでは、検出波の投射枠ＩＲの方がレーザ光の投射枠Ｌよりも大きく設定されているが、これは上記レーザ光の照射領域に視聴者が進入する前にこれを検知するためである。
【００３１】
上記検出波源５としては、赤外光ではＬＥＤ等の安全な光源を用いることができ、これが例えば視聴者に触れても安全性の点で何ら問題はない。
【００３２】
また、検出波源５としては、超音波発生装置を用いることができ、赤外光と同様に安全性の点で何ら問題はない。この場合において、検出波である超音波は対物レンズ２ａを透過せずにスクリーン３に投射される。
【００３３】
なお、検出波源５としては、レーザ光を使用してもよい。この場合において、検出波としてのレーザ光が、障害物、例えば視聴者に照射されるが、当該障害物の進入を検知し直ちに上記レーザ光を遮断するために安全性に問題はない。
【００３４】
ここで、レーザ光が視聴者の目に入った場合、その照射時間と当該レーザ光の持つエネルギーとの積に比例して、危険度も大きくなるのであるが、上記レーザ光が視聴者に照射されても、直ちに上記レーザ光を遮断するために安全性について問題はない。
【００３５】
なお、上記レーザ光を表示画像の外側の領域である検出領域にピンポイントに投射してもよい。この場合は、点を投射するので障害物にに照射される光量が少なくなりさらに安全である。
【００３６】
一方、上記反射波センサ６には、二次元検出波センサが用いられ、これが検出波のスクリーン３からの反射波を検出し得る位置に設置されて、当該反射波の強度を常時モニタする。
【００３７】
そして、この反射波センサ６は、上記各色レーザと上記検出波を駆動する電源４をオン・オフするスイッチ７に接続されており、反射波の強度に変化があったときには、上記スイッチ７は上記反射波センサ６の検出信号に基づいて直ちに切断されるようになっている。
【００３８】
以上のようなレーザプロジェクタ装置では、検出波の投射枠ＩＲと対物レンズ２ａで構成される四角錐内、すなわち検出波の投射領域に光を遮る障害物（例えば視聴者）が進入すると、検出波が一部遮られることになり、反射波センサ６へ入力される反射波の強度が減る。
【００３９】
すると、この反射波の強度の減少を障害物の進入として感知し、直ちにその情報がスイッチ７にフィードバックされ、当該スイッチ７をオフにする。その結果、各色レーザＲ，Ｇ，Ｂに接続されるレーザ光源用電源４が遮断されることになり、レーザ光の投射が停止される。
【００４０】
したがって、視聴者が不用意にレーザ光投射領域に進入したとしても、視聴者にレーザ光が長時間触れることがなくなる。
【００４１】
特に、検出波の投射領域（当該検出波の投射枠ＩＲと対物レンズ２ａで構成される四角錐）をレーザ光の投射領域（当該レーザ光の投射枠Ｌと上記対物レンズ２ａで構成される四角錐）よりも大としておくことにより、障害物（視聴者）は必ず最初に上記検出波の投射枠ＩＲと上記対物レンズ２ａで構成される四角錐に触れることになり、上記レーザ光の投射枠Ｌと上記対物レンズ２ａで構成される四角錐内に立ち入る前に上記レーザ光が遮断されることになる。
【００４２】
したがって、例えば視聴者がレーザ光の光束内に顔等を入れる前に当該レーザ光が遮断され、上記レーザ光が長時間目に入るといった危険を防止することができる。
【００４３】
ここで、上記レーザ光を遮断するレーザ光遮断機構として、反射波センサ６により反射波の強度を検出し、この検出信号（強度変化）に基づいてスイッチ７によりレーザ光用電源４をオフするという方法を用いたが、これに限らず種々の方法を採用することができる。
【００４４】
例えば、出射光が遮られることによる画面上の直線欠損、あるいはブラックアウトを直接検知してもスイッチング信号を得ることができる。
【００４５】
また、レーザ光の遮断方法も、例えば対物レンズ２ａにシャッタを設け、これを動作させることによって行うことも可能である。あるいは、光モジュレータ２のガルバノミラーによるスイープを停止させることで行ってもよい。
【００４６】
レーザプロジェクタ装置においては、レーザ光源１から出射されるレーザ光は比較的平行光に近く、これを光モジュレータ２で水平・垂直スイープして対物レンズ２ａより投射されるので、この光線を直接目に入れると、出力によってはかなりの危険を伴う可能性がある。
【００４７】
したがって、レーザプロジェクタ装置の実用化に当たっては必ず解決しなければならない課題であるが、本発明によれば、上記の構成により、このような危険を確実に回避することが可能である。
【００４８】
なお、上述の説明においては、検出波源５から投射される検出波を用いて障害物の進入を検知するとしたが、本発明では表示画像を表示するために投射するレーザ光自体を用いて障害物の進入を検知してもよい。
【００４９】
以下ではこの場合の具体的な一例として、図２に示すような画像投射装置について説明する。なお、図２においては、図１に示した画像投射装置と同一又は同等の部位については同じ符号を付し以下では説明を省略する。
【００５０】
図２に示す画像投射装置においては、レーザ光が不用意に進入した視聴者に長時間触れないように、安全機構が設けられている。
【００５１】
この安全機構は、レーザ光自体を利用したもので、主にレーザ光源１と画像処理装置５と画像撮像装置６とで構成される。
【００５２】
レーザ光源１から出射される各色レーザ光は、光モジュレータ２の対物レンズ２ａを通してスクリーン３に照射される。また、光モジュレータ２は画像処理装置５に接続されており、スクリーン３に投射する表示画像を画像処理装置５にも出力する。
【００５３】
一方、画像撮像装置６は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラ等により構成されており、スクリーン３に投射された投射画像を撮像し得る位置に設置されて、上記スクリーン３に投射された投射画像を常時モニタする。
【００５４】
そして、この画像撮像装置６は画像処理装置５に接続されており、投射された投射画像を検出して、この投射画像を画像処理装置５に出力する。
【００５５】
また、画像処理装置５は、光モジュレータ２と画像撮像装置６とからそれぞれ、表示画像と投射画像とが入力されており、これら表示画像と投射画像との差を検出する。そして、画像処理装置５は、上記各色レーザ光を駆動する電源４をオン・オフするスイッチ７に接続されており、表示画像と投射画像に差を検出したときは、上記画像処理装置５の検出信号に基づいてスイッチ７を直ちに切断できるようになっている。
【００５６】
以上のようなレーザプロジェクタ装置では、レーザ光の投射枠Ｌと対物レンズ２ａで構成される四角錐内、すなわちレーザ光の投射領域に光を遮る障害物（例えば視聴者）が進入すると、レーザ光が一部遮られることになり、画像処理装置５へ入力される投射画像が変化し、表示画像と投射画像の差が生じる。
【００５７】
すると、この表示画像と投射画像の差を障害物の進入として感知し、直ちにその情報がスイッチ７にフィードバックされ、当該スイッチ７をオフにする。その結果、各色レーザＲ，Ｇ，Ｂに接続されるレーザ光源用電源４が遮断されることになり、全レーザ光の投射が停止される。
【００５８】
したがって、視聴者が不用意にレーザ光投射領域に進入したとしても、視聴者にレーザ光が長時間触れることがなくなる。
【００５９】
したがって、例えば視聴者がレーザ光の光束内に顔等を入れた直後に当該レーザ光が遮断され、当該レーザ光が直接目に長時間入るといった危険を防止することができる。
【００６０】
ここで、上記レーザ光を遮断するレーザ光遮断機構として、画像処理装置５により上記の表示画像と投射画像の差を検出し、この検出信号（強度変化）に基づいてスイッチ７によりレーザ光用電源４をオフするという方法を用いたが、これに限らず種々の方法を採用することができる。上記レーザ光の遮断機構は、図１で説明したものと同じ方法を使用することができる。
【００６１】
なお、各色レーザＲ，Ｇ，Ｂの光源を用いて表示画像の外側の領域である、検出領域にレーザ光をピンポイントに投射してもよい。この場合は、点を投射するので障害物にに照射される光量が少なくなりさらに安全である。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、レーザ光の投射領域に障害物が進入したときに直ちにレーザ光を遮断することができ、安全性の高い画像投射方法、画像投射装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したレーザプロジェクタ装置の一構成例を示す概略斜視図である。
【図２】本発明を適用したレーザプロジェクタ装置の一構成例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１  レーザ光源、２  光モジュレータ、３  スクリーン、４  レーザ光源用電源、５  検出波源、６  反射波センサ、７  スイッチ
【図１】
0004192400.tif 000002
【図２】
0004192400.tif 000003