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技術 画像表示装置

出願人 ソニー株式会社
発明者 三橋正示
出願日 2015年5月13日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2016-530807
公開日 2017年4月27日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 WO2016-002119
状態 特許登録済
技術分野 電気信号の光信号への変換 投影装置
主要キーワード 注意ラベル 平面角 熱障害 最小視角 変動パラメータ レーザ機器 主電源ボタン アラーム画像
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年4月27日)のものです。
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図面 (10)

課題・解決手段

本技術の一形態に係る画像表示装置は、画像表示部と、算出部と、報知部とを具備する。前記画像表示部は、出射面を有し前記出射面から光を出射して画像を表示する。前記算出部は、前記画像表示部から出射される出射光の影響の判定基準となる前記出射面からの基準距離を算出する。前記報知部は、前記算出された基準距離をもとに前記出射光の影響に関する情報を報知する。

概要

背景

従来からプロジェクタ等の画像表示装置が広く用いられている。例えば光源からの光が液晶素子等の光変調素子により変調され、その変調光スクリーン等に投影されることで画像が表示される。光変調素子としては、反射型液晶表示素子透過型液晶素子DMD(Digital Micromirror Device)等が用いられる。

最近では、プレゼンテーション用、もしくはデジタルシネマ用のプロジェクタとして、光源に、従来の水銀ランプ又はキセノンランプ等ではなく、LED(Light Emitting Diode)やLD(Laser Diode)といった固体光源を採用する製品が増えてきている。LD等の固体光源は比較的高輝度化しやすく、寿命が長いので従来よりもランプ交換頻度下がり、また電源を入れて即時に点灯するといった利点を有する。

特許文献1には、レーザ光源を備えるプロジェクタにおいて、ユーザや画像の観察者高輝度投射光を目に受けてしまうといった安全上の問題に対処することが可能な技術が開示されている(例えば特許文献1の段落[0055]図2等)。

概要

本技術の一形態に係る画像表示装置は、画像表示部と、算出部と、報知部とを具備する。前記画像表示部は、出射面を有し前記出射面から光を出射して画像を表示する。前記算出部は、前記画像表示部から出射される出射光の影響の判定基準となる前記出射面からの基準距離を算出する。前記報知部は、前記算出された基準距離をもとに前記出射光の影響に関する情報を報知する。

目的

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、使用時の安全性を向上させることが可能な画像表示装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

出射面を有し前記出射面から光を出射して画像を投射する画像投射部と、前記画像投射部から出射される出射光の影響の判定基準となる前記出射面からの基準距離を算出する算出部と、前記算出された基準距離をもとに前記出射光の影響に関する情報を報知する報知部とを具備する画像表示装置

請求項2

請求項1に記載の画像表示装置であって、前記算出部は、前記出射光の特性をもとに前記基準距離を算出する画像表示装置。

請求項3

請求項1に記載の画像表示装置であって、前記算出部は、前記出射光の照度又は光源輝度をもとに前記基準距離を算出する画像表示装置。

請求項4

請求項3に記載の画像表示装置であって、前記算出部は、前記出射光の照度又は前記光源の輝度をもとにした判定基準値が所定の閾値と略等しくなる前記出射面からの距離を前記基準距離として算出する画像表示装置。

請求項5

請求項4に記載の画像表示装置であって、前記所定の閾値は、国際規格準拠する値である画像表示装置。

請求項6

請求項1に記載の画像表示装置であって、前記画像投射部は、所定の投影比で前記画像を投射可能であり、前記算出部は、前記投影比をもとに前記基準距離を算出する画像表示装置。

請求項7

請求項1に記載の画像表示装置であって、さらに、ユーザの操作を受け付ける操作部を具備し、前記算出部は、前記ユーザの操作に応じてリアルタイムで前記基準距離を算出する画像表示装置。

請求項8

請求項1に記載の画像表示装置であって、前記出射光の影響に関する情報は、前記算出された基準距離を含む画像表示装置。

請求項9

請求項1に記載の画像表示装置であって、前記報知部は、前記出射光の影響に関する情報を含む画像情報を生成して前記画像投射部に投射させる画像表示装置。

請求項10

請求項1に記載の画像表示装置であって、前記報知部は、前記出射光の影響に関する情報を音声で出力する画像表示装置。

請求項11

請求項1に記載の画像表示装置であって、さらに、前記出射光の特性と前記基準距離とを対応付けルックアップテーブルを記憶する記憶部を具備し、前記算出部は、前記ルックアップテーブルを参照することで前記基準距離を算出する画像表示装置。

請求項12

請求項11に記載の画像表示装置であって、前記画像投射部は、所定の投影比で前記画像を投射可能であり、前記記憶部は、前記投影比と前記基準距離とを対応付ける前記ルックアップテーブルを記憶する画像表示装置。

請求項13

請求項11に記載の画像表示装置であって、前記画像投射部は、複数の種類の投射レンズ部をそれぞれ装着可能な装着部を有し、前記記憶部は、前記複数の種類の投射レンズ部のそれぞれに対応する前記ルックアップテーブルを記憶する画像表示装置。

技術分野

0001

本技術は、プロジェクタ等の画像表示装置に関する。

背景技術

0002

従来からプロジェクタ等の画像表示装置が広く用いられている。例えば光源からの光が液晶素子等の光変調素子により変調され、その変調光スクリーン等に投影されることで画像が表示される。光変調素子としては、反射型液晶表示素子透過型液晶素子DMD(Digital Micromirror Device)等が用いられる。

0003

最近では、プレゼンテーション用、もしくはデジタルシネマ用のプロジェクタとして、光源に、従来の水銀ランプ又はキセノンランプ等ではなく、LED(Light Emitting Diode)やLD(Laser Diode)といった固体光源を採用する製品が増えてきている。LD等の固体光源は比較的高輝度化しやすく、寿命が長いので従来よりもランプ交換頻度下がり、また電源を入れて即時に点灯するといった利点を有する。

0004

特許文献1には、レーザ光源を備えるプロジェクタにおいて、ユーザや画像の観察者高輝度投射光を目に受けてしまうといった安全上の問題に対処することが可能な技術が開示されている(例えば特許文献1の段落[0055]図2等)。

先行技術

0005

特開2013−54370号公報

発明が解決しようとする課題

0006

今後もプロジェクタの高輝度化は進むと考えられ、使用時の安全性を向上させることが可能となる技術が求められている。

0007

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、使用時の安全性を向上させることが可能な画像表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像表示装置は、画像投射部と、算出部と、報知部とを具備する。
前記画像投射部は、出射面を有し前記出射面から光を出射して画像を投射する。
前記算出部は、前記画像投射部から出射される出射光の影響の判定基準となる前記出射面からの基準距離を算出する。
前記報知部は、前記算出された基準距離をもとに前記出射光の影響に関する情報を報知する。

0009

この画像表示装置では、出射光の影響の判定基準となる出射面からの距離として基準距離が算出される。そして当該基準距離をもとに出射光の影響に関する情報が報知される。これにより使用時の安全性を向上させることが可能となる。

0010

前記算出部は、前記出射光の特性をもとに前記基準距離を算出してもよい。
これにより信頼性の高い基準距離を算出することができる。

0011

前記算出部は、前記出射光の照度又は光源の輝度をもとに前記基準距離を算出してもよい。
これにより使用時の安全性を向上させることができる。

0012

前記算出部は、前記出射光の照度又は前記光源の輝度をもとにした判定基準値が所定の閾値と略等しくなる前記出射面からの距離を前記基準距離として算出してもよい。
このように所定の閾値をもとに基準距離を算出することができる。

0013

前記所定の閾値は、国際規格準拠する値であってもよい。
国際規格に準拠する値が用いられることで信頼性の高い基準距離を算出することができる。

0014

前記画像投射部は、所定の投影比で前記画像を投射可能であってもよい。この場合、前記算出部は、前記投影比をもとに前記基準距離を算出してもよい。
これにより投影比に応じた基準距離を算出することが可能となる。

0015

前記画像表示装置は、さらに、ユーザの操作を受け付ける操作部を具備してもよい。この場合、前記算出部は、前記ユーザの操作に応じてリアルタイムで前記基準距離を算出してもよい。
これによりユーザの操作に応じた基準距離を算出することが可能となる。

0016

前記出射光の影響に関する情報は、前記算出された基準距離を含んでもよい。
算出された基準距離を報知することで、使用時の安全性を向上させることができる。

0017

前記報知部は、前記出射光の影響に関する情報を含む画像情報を生成して前記画像投射部に投射させてもよい。
出射光の影響に関する情報を画像内に表示させることで、使用時の安全性をさらに向上させることができる。

0018

前記報知部は、前記出射光の影響に関する情報を音声で出力してもよい。
出射光の影響に関する情報を音声にて出力させることで、使用時の安全性をさらに向上させることができる。

0019

前記画像表示装置は、さらに、前記出射光の特性と前記基準距離とを対応付けルックアップテーブルを記憶する記憶部を具備してもよい。この場合、前記算出部は、前記ルックアップテーブルを参照することで前記基準距離を算出してもよい。
このようにルックアップテーブルをもとに基準距離が算出されてもよい。これにより簡単な処理で基準距離を算出することができる。

0020

前記画像投射部は、所定の投影比で前記画像を投射可能であってもよい。この場合、前記記憶部は、前記投影比と前記基準距離とを対応付ける前記ルックアップテーブルを記憶してもよい。
このように投影比に着目したテーブルをもとに基準距離が算出されてもよい。

0021

前記画像投射部は、複数の種類の投射レンズ部をそれぞれ装着可能な装着部を有してもよい。この場合、前記記憶部は、前記複数の種類の投射レンズ部のそれぞれに対応する前記ルックアップテーブルを記憶してもよい。
これにより装着可能な複数の投射レンズの各々に対して容易に基準距離を算出することができる。

発明の効果

0022

以上のように、本技術によれば、使用時の安全性を向上させることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

図面の簡単な説明

0023

本技術の一実施形態に係る画像表示装置の概略的な構成例を示す図である。
基準距離の具体的な算出例を説明するための模式的な図である。
複数の種類の投射レンズ部が用いられる場合の基準距離の算出例を示すフローチャートである。
危険報知画像の表示を含む画像表示例を示すフローチャートである。
危険報知画像の一例を示す模式的な図である。
危険報知画像の一例を示す模式的な図である。
画像を投射中における危険報知画像の表示例を示すフローチャートである。
危険報知画像の表示例を示す模式的な図である。
危険報知画像の他の例を示す模式的な図である。

実施例

0024

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

0025

[画像表示装置の構成]
図1は、本技術の一実施形態に係る画像表示装置の概略的な構成例を示す図である。画像表示装置500は、例えばプレゼンテーション用、もしくはデジタルシネマ用のプロジェクタとして用いられる。その他の用途に用いられる画像表示装置にも、以下に説明する本技術は適用可能である。

0026

画像表示装置500は、光を出射可能な光源部100と、光源部100からの光をもとに画像を生成する画像生成部200と、画像生成部200により生成された画像(画像光I)を図示しないスクリーン等に投射する投射部300とを有する。また画像表示装置500は、画像表示装置500内の各機構の動作を制御可能な制御部400と、ユーザからの操作を受け付ける操作部450とを有する。

0027

図1に示すように、光源部100、画像生成部200、及び制御部400は、略直方体形状の筐体部501の内部に収容される。投射部300は、筐体部501の前面部502に配置される。操作部450は、筐体部501の上面部(図示略)に配置される。なおこの構成に限定される訳ではなく、例えば光源部100が筐体部501の外部に備えられ、光源部100から出射される光が、光ファイバー等により筐体部501内の画像生成部200に導出されてもよい。

0028

光源部100としては、例えばLEDやLD等の固体光源を有するものが用いられる。例えばRGBの各色の光を発する3色のレーザ光源と、これらの光を合成して白色光Wを生成する合成光学系とを有する光源部が用いられる。あるいは蛍光体ホイール等に青色レーザ光照射し、当該青色レーザ光と、蛍光物質から生じる赤色波長域から緑色波長域の光とを合成して白色光を生成する構成の光源部が用いられてもよい。その他、水銀ランプやキセノンランプ等を用いた光源部が使用されてもよい。

0029

画像生成部200は、例えばインテグレータ素子偏光変換素子、白色光WをRGBの3色の光に分割する分割光学系、各色光を変調する3つの光変調素子、及び変調された各色光を合成して画像光Iを生成する合成光学系を有する。

0030

インテグレータ素子は、全体として、例えば光源部100から偏光変換素子に照射される入射光を、均一な輝度分布に整える機能を有する。偏光変換素子は、インテグレータ素子から出射される白色光Wの偏光状態を揃える機能を有する。

0031

分割光学系は、例えば所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有するダイクロイックミラー等により、白色光WをRGBの各色光に分割する。光変調素子は、PC(Personal Computer)等の信号源から供給される画像信号に基づき、入射する光を画素毎に変調する。各色光用に配置された3つの光変調素子により、赤色画像緑色画像、及び青色画像がそれぞれ生成される。光変調素子としては、反射型液晶表示素子、透過型液晶素子やDMD等が用いられる。

0032

合成光学系は、例えばダイクロイックプリズム等により、各色の画像光を重ね合わせて合成し、画像光Iを生成する。当該画像光Iは、投射部300に出射される。

0033

投射部300は、出射面301と、ズームレンズ等を含むレンズ機構302と、図示しない絞り機構と、同じく図示しないズーム情報(投影比)出力部とを有する。出射面301から、画像生成部200により生成された画像光がスクリーン等に出射される。これによりフルカラーの画像が表示される。

0034

またレンズ機構302のズームレンズのズーム位置を移動させることで、投影比の調整が可能である。例えばユーザによりズームリング等が手動で操作されることにより、ズーム位置が移動される。あるいは操作部450の所定のスイッチが押される等により、電動でズーム位置が制御されてもよい。もちろん手動による調整及び電動による調整の両方が可能であってもよい。

0035

ズーム情報出力部は、そのときに調整されている投影比に関する情報を制御部400に出力する。投影比の情報は、例えばメカニカルもしくは電子的な方法にて検出可能である。

0036

本実施形態では、投射部300として機能する投射レンズ部305が、筐体部501に対して着脱可能に装着される。投射レンズ部305は、筒形状を有し、上記した1以上のレンズ302、所定の絞り機構、及びズーム情報出力部等を内部に有する。

0037

筐体部501の前面部502には、複数の種類の投射レンズ部をそれぞれ装着可能な装着部505が形成される。ユーザは、所望の投射レンズ部302を選択し、装着部505に装着する。これにより所望の出射光パワーや投影比等で画像を投射することができる。投射レンズ部305を装着するための具体的な構成は限定されない。

0038

なお本技術は、着脱可能な投射レンズ部305が用いられる場合に限定されず、所定の構成を有する投射部300が筐体部501に固定された場合においても、適用可能である。

0039

光源部100、画像生成部200、投射部300(投射レンズ部305)の具体的な構成は限定されず、任意の構成が適宜採用されてよい。

0040

操作部450は、例えば液晶、EL(Electro-Luminescence)等を用いた表示デバイスからなるディスプレイや、これと一体的に構成されたタッチパネル等を有する。その他、種々の入力ボタンが操作部450として設けられてもよい。操作部450の構成は限定されない。

0041

制御部400は、画像表示装置500内の各機構の動作を制御可能である。例えば制御部400により投射部300等が制御されることで、スクリーン等に表示される画像の明るさ、焦点、サイズ、アスペクト比等が制御される。また上記した電動による投影比の調整が行われる。制御部400は、例えばCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及びROM(Read Only Memory)等を有し、CPUがROMに予め記録されているプログラムをRAMにロードして実行することにより、種々の処理が実行される。制御部400の具体的な構成は限定されず、任意のハードウェア及びソフトウェアが適宜用いられてよい。

0042

図1に示すように、本実施形態では、制御部400のCPUが所定のプログラムを実行することにより、算出部410及び報知部420が実現される。制御部400とは別に、これらのブロックが構成されてもよく、専用のハードウェアが用いられてもよい。また本実施形態では、制御部400のROM等により記憶部が実現される。制御部400とは別に、ROMやHDD(Hard Disk Drive)等により記憶部が構成されてもよい。

0043

また本実施形態では、光源部100、画像生成部200、投射部300、及びこれらを制御する制御部400により、画像投射部が実現される。従って投射部300の出射面301は、画像投射部の出射面に相当する。また投射部300から出射される画像光の一部は、画像投射部から出射される出射光(出射光O)となる。

0044

[画像表示装置の動作]
本実施形態では、算出部410により、画像投射部から出射される出射光Oの影響の判定基準となる出射面301からの基準距離が算出される。また報知部420により、算出された基準距離をもとに、出射光Oの影響に関する情報が報知される。

0045

「出射光Oの影響」とは、典型的には、出射光Oのユーザ(操作者や観察者等を含む)の目に対する生体的影響を意味する。仮にユーザが出射面301を目視してしまった場合を考える。この場合、一般的に出射光は放射状に広がるため、ユーザの位置が出射面301から比較的近い位置であると、ユーザの網膜等に対する出射光Oの生体的影響は大きいものとなってしまい危険な状態となる可能性が高い。すなわち出射面301から近い距離の領域は、警戒が十分に必要な要警戒領域となる。

0046

一方で、ユーザが出射面301からある程度離れた位置にある場合では、目に入る出射光Oの生体的影響は小さいものとなり、比較的安全な状態であるといえる。従って出射面301から遠い距離の領域は、警戒が低くても安全な安全領域といえる(低警戒領域ともいえる)。本実施形態において、上記した「出射光Oの影響の判定基準となる出射面301からの基準距離」とは、要警戒領域と安全領域との判定の基準となる距離を意味する。出射面301に対して基準距離よりも近い距離の領域は要警戒領域となり、基準距離よりも離れた領域は安全領域となる。

0047

本実施形態では、出射光Oの特性をもとに、上記した基準距離が適宜算出される。出射光Oの特性は、例えば光源部100の発光特性(例えば出射光パワー等)や投射部300の投射特性(例えば投影比等)を含む。その他、出射光Oに関連する様々な特性をもとに基準距離は算出されてよい。

0048

また本実施形態では、ユーザの操作等に応じて上記特性が変化した場合でも、リアルタイムで基準距離を算出することが可能である。そして基準距離をもとに出射光の影響に関する情報、例えば算出された基準距離そのものの情報や、要警戒領域への進入に対する警戒等が、画像表示や音声出力等によりリアルタイムで報知される。これにより使用時の安全性を向上させることが可能となる。

0049

なお基準距離は、画像表示装置500の使用時において要警戒領域と安全領域とを判定する基準となるものであればよく、実際に網膜等に悪影響を及ぼす距離と、そうでない距離とを明確に示すものである必要はない。もちろんそのような距離が本技術に係る基準距離として算出されてもよいが、少なくともこの距離だけ離れていれば危険を低減できるであろうという距離が、基準距離として算出されてもよい。基準距離を算出するための具体的な方法は限定されず、例えば上記した出射光Oの特性に関する種々のパラメータをもとに算出されてよい。また測定に基づいて導出されてもよい。

0050

図2は、基準距離の具体的な算出例を説明するための模式的な図である。図2では、基準距離の算出に必要な以下のパラメータが図示されている。
出射パネル210の直径w(単位m)
出射瞳310の直径d(単位m)
出射面301から出射される出射光Oの出射光パワーPn(単位W)
出射瞳310から観察位置Pまでの距離x(単位m)
観察位置Pにおける投射面550の面積Sn(x)(単位m2)
投射面550の高さz(単位m)
投射面550の幅y(単位m)
観察位置Pから出射瞳310を見込む立体角Ω(単位ステラジアン
観察位置Pから出射瞳310を見込む平面角α(幅方向における平面角)(単位ラジアン
このうち出射光パワーPn及び面積Snは、装着される投射レンズ部305(以下、投射レンズ部Mnと記載する場合がある)の種類ごとに定まるパラメータとなる。

0051

出射パネル210は、画像生成部200内の画像を生成する3つの光変調素子及び合成光学系を模式的に表したものである。出射パネル210のサイズは、各光変調素子のサイズ(3つとも互いに等しいサイズを有している)に相当する。また出射パネルの直径wは、画像生成部200から出射される画像光Iの直径に相当する。出射瞳310は、投射部300の出射レンズ側から見た絞りの像である。出射瞳310の直径dは、絞り機構が制御されることにより変位する。

0052

基準距離は、例えば出射光Oの照度をもとに算出することが可能である。出射瞳310から距離xにある観察位置Pにおける照度をL(x)とする。そして所定の照度Lsを所定の閾値として、照度L(x)が照度Lsと略等しくなる距離xを算出する。この算出された距離xをもとに基準距離を算出することが可能である。

0053

なお閾値となる所定の照度Lsは、例えば網膜等への影響が懸念される照度である。当該照度Lsは、安全限界値等の他の文言表現可能である。同様に、基準距離も、障害距離等の他の文言で表現可能である。

0054

距離xは出射瞳310から観察位置Pまでの距離であるので、例えばこれを出射面301からの距離に換算することで基準距離が算出できる。あるいは出射面301よりも出射瞳310の位置が画像表示装置500の内部側である場合には、算出された距離xがそのまま基準距離として用いられてもよい。以後の説明では、出射瞳310を基準として算出された距離xを、そのまま基準距離xとして説明を行う。

0055

算出方法1]<任意の照度Lsを閾値として用いる場合>
観察位置Pにおける照度L(x)は、出射光パワーPn及び距離xにおける投射面550の面積Sn(x)を用いて以下の式(1)で表される。

0056

0057

ここで投射レンズ部Mnの投影比(画幅と投射距離の比)をTnとして、投影画面のアスペクト比(縦横比)をkとする。そうすると、Tn=y/x、k=z/yとなるので、これらを用いると、投射面550の面積Sn(x)は以下の式(2)で表される。

0058

0059

なお投影比Tnは、投射レンズ部305のズーム情報出力部から出力された情報をもとに算出される。

0060

式(2)を式(1)に代入することで、以下の式(3)が得られる。

0061

0062

このL(x)が、閾値であるLsと略等しくなる基準距離xは、以下の式(4)により求められる。

0063

0064

例えばこのように、投射時の投影比Tn値やその他のパラメータ値をもとにして、基準距離xを算出することが可能である。出射光パワーPnや投影比の変化等があれば、それに応じたパラメータ値を用いて適宜基準距離xを算出することができる。また装着される投射レンズ部Mnが交換された場合にも、Pn、Sn(x)、Tn等を変化させて上記の式により基準距離xを算出可能である。

0065

また操作部450を介してユーザの操作が入力され、各パラメータ値が変更される場合にも、それに対応して基準距離xを適宜算出することが可能である。すなわち本実施形態では、ユーザの操作に応じてリアルタイムで基準距離xを算出することができる。

0066

上記の算出に用いられる所定の閾値Lsは、適宜設定されてよい。例えば事業者により、製造される画像表示装置500に対してシミュレーション等が行われ、それにより所定の閾値Lsが設定されてもよい。また画像表示装置500を使用していくうえで、適宜ユーザにより所定の閾値Lsが調整されてもよい。また以下に示すように、国際規格に準拠する値が、所定の閾値Lsとして設定されてもよい。

0067

[算出方法2]<一般的ランプ安全国際規格を閾値として用いる場合>
一般的なランプの安全指標として国際非電離放射線防護委員会(ICNIRP)から報告されている網膜熱障害閾値を用いて、基準距離xを算出することが可能である。ICNIRP(ICNIRP guidelines on limits of exposure to laser radiation of wavelengths between 180 nm and 1,000 μm. Health Physics 105(3): 271-295, 2013)では、照度L(x)の代わりに、照度の光源に対する立体角密度、すなわち光源の輝度[L(x)/Ω(x)]が判定基準として用いられている。そして判定値となる可視光の網膜熱障害閾値として、28000/α(x)(W/(m2・sr))が定められている。従ってL(x)/Ω(x)=28000/α(x)を満たす距離xが基準距離x(m)となる。

0068

網膜熱障害閾値との比較において、出射光Oの波長ごとの重み付けは、可視光領域において一律に1.0となっている。従って可視光を主に用いる本実施形態のような画像表示装置500では、照度L(x)の算出は出射光パワーPから比較的簡便に導出できる。

0069

立体角Ωは、光源を見込む平面角αを用いると、Ω=πα2/4となる。この関係を用いると、以下の式(5)及び式(6)が導かれる。なお式中のαnは、装着される投射レンズ部Mnごとに定められる平面角αを意味する。なお平面角αは、視角ともいう。

0070

0071

また平面角αnは、距離xにおける出射瞳310の直径dを見込む角度であるので、αn=d/xとなる。また直径dは、出射パネルの直径w、投射レンズ部Mnが有するレンズのFナンバーFn、投影比Tn、投影レンズ部Mnごとに定められる係数gnを用いると、d=w×Tn×gn/Fnとなる。これらの関係より、αnは以下の式(7)により表され、照度L(x)は以下の式(8)により表される。

0072

0073

この式(8)及び上記の式(3)を用いて、L(x)/Ω(x)=28000/α(x)を満たす基準距離xを、以下の式(9)により求めることができる。

0074

0075

上記したように[L(x)/Ω(x)]は光源の輝度に相当し、本実施形態において「光源の輝度をもとにした判定基準値」として用いられる。このように出射光Oの照度をもとに光源の輝度を算出し、それを用いて基準距離を算出することも可能である。なお出射光Oの照度を用いることなく実測により光源の輝度が直接算出され、当該算出された輝度が判定基準値として用いられてもよい。

0076

[算出方法3]<レーザ安全国際規格を閾値として用いる場合>
レーザ機器の安全指標として国際電気標準会議IEC)の国際規格にて定められている網膜熱障害閾値を用いて、基準距離xを算出することが可能である。IEC60825-1-2014では、レーザ機器から放出されるレーザ光安全評価として、いくつかの測定方式を定めている。そのうち代表的な測定は、光源から100mmの位置において直径7mmの円を照射輝度測定の開口として用いるものである。この測定では、開口を通過する光束に対して、例えばクラス2の分散光源からの可視光による網膜熱障害の限界値(クラス上限値)を、C6×10−3(W)としている。

0077

ここでC6とは測定位置から出射瞳310を見込む角(視角α)の、最小視角(0.0015rad)に対する比であり、視角αのとる値は0.0015radから0.1radまでで、最大の時C6は66.7である。このクラス2の上限値を、国際規格に準拠する所定の閾値として採用する場合、以下のようにして基準距離x(m)を算出することができる。

0078

直径7mmの開口の面積は、1.2×10−5×π(m2)なので、そこを通過する出射パワーは、L(x)×(1.2×10−5×π)(W)となる。これが上記のC6×10−3(W)と等しくなる基準距離xを算出すればよい。

0079

この算出は、出射瞳310のサイズによって場合分けされる。すなわち視角αの大きさに応じて、以下のようにして基準距離xが算出される。視角αが、0.0015rad以上0.1rad以下の場合は、以下の式(10)が成り立つ。

0080

0081

この式(10)と上記した式(3)及び(8)とを用いて、基準距離xは以下の式(11)により求められる。

0082

0083

視角αが0.1radを上回る場合には、C6は最大値66.7に固定され、基準距離xは以下の式(12)となる。

0084

0085

視角αが0.0015radを下回る場合には、C6は最小値1に固定され、基準距離xは以下の式(13)となる。

0086

0087

算出方法1から3に例示したように、事業者やユーザが安全限界値(所定の閾値)を設定した場合、装着される投射レンズ部の特性値ならびに画像表示装置本体が有する光学特性値等を用いることで、基準距離xを算出することができる。また国際規格に準拠する値が用いられることで信頼性の高い基準距離を算出することができる。

0088

[算出方法4]<予め基準距離を備えた表を用いる場合>
記憶部に出射光Oの特性と基準距離とを対応付けるルックアップテーブルが記憶されており、当該テーブルを用いて基準距離が算出されてもよい。例えば投影比と基準距離とを対応付けるテーブルが記憶されており、算出部410により当該テーブルが参照されて基準距離が算出される。これにより複雑な演算を行うことなく簡単に基準距離を算出することができる。もちろん基準距離と対応付けられるパラメータは限定されず、光源部100の発光特性や投射部300の投射特性等に関する種々のパラメータが用いられてよい。

0089

ルックアップテーブルは、画像表示装置500が、ある所定の投射部300との組み合わせにおいて有する、変動可能なパラメータ(出射パワー、投影比、画角比など)と基準距離との対応を示す表である。表は実際の画像表示装置500の構成での照度測定輝度測定によって作られてもよく、また上記算出方法1/2/3などの算定結果から作られたものでもよい。

0090

交換型の複数の種類の投射レンズ部305が用いられる場合には、これら複数の種類の投射レンズ部305のそれぞれに対応するテーブルが記憶されればよい。複数のテーブルのうち、装着部505に装着された投射レンズ部305に対応するテーブルが読み出される。そして当該テーブルが参照され、投射部の変動パラメータ(出射パワー、投影比、画角比など)と照合されることで基準距離が算出される。なお装着される投射レンズ部305の識別は、投射レンズ部305が有するメモリ等を用いて、あるいはその他の識別方法を用いて実行可能である。

0091

投射レンズ部305ごとのテーブルが記憶されることで、装着可能な複数の投射レンズ部305の各々に対して容易に基準距離を算出することができる。

0092

図3は、複数の種類の投射レンズ部305が用いられる場合の基準距離の算出例を示すフローチャートである。図3では、ズーム位置(投影比)の情報を用いて基準距離を算出する場合が図示されている。また図中の危険距離は、基準距離に相当する。

0093

危険距離の計算が起動すると(ステップ101)、危険距離を算出するための換算式が準備される(ステップ102)。テーブルが用いられる場合には、ステップ102は実行されない。所定の識別方法により、投射レンズ部305のモデルが読み出され(ステップ103)、ズーム位置の情報(投影比)が読み出される(ステップ104)。ズーム位置の情報は、投射レンズ部305のズーム情報出力部から出力される。

0094

準備された換算式とズーム位置の情報をもとに危険距離が算出される(ステップ105)。テーブルが用いられる場合には、投影比情報とテーブルを参照して危険距離が算出される。算出された危険距離は、画像上に表示される(ステップ106)。これは次に説明する、出射光Oの影響に関する情報の報知の一例である。

0095

算出された基準距離をもとにした、出射光Oの影響に関する情報の報知の例を説明する。出射光Oの影響に関する情報は、典型的には、算出された基準距離を含む情報であり、ユーザに基準距離を報知するために用いられる。

0096

報知部420は、基準距離を含む画像情報を生成して、スクリーン等に表示させる。以下、基準距離を含む画像情報をもとに表示された画像を、危険報知画像と記載する。基準距離が画像として表示されることで、使用時の安全性をさらに向上させることができる。

0097

図4は、画像表示装置500による、危険報知画像の表示を含む画像表示例を示すフローチャートである。図5及び図6は、危険報知画像の一例を示す模式的な図である。

0098

画像表示装置500の主電源オンにされると(ステップ201)、ローパワーにて警告モードが表示される(ステップ202)。ローパワーとは、通常よりも出射光パワーを落として画像を投射するモードである。主電源がオンにされた直後はローパワーで画像表示が行われることで、点灯直後の出射光Oによる安全性への影響を低減することができる。

0099

警告モードの表示とは、図5及び図6に例示する危険報知画像の表示を意味する。ステップ203にて、主電源のオンに応じて危険距離の計算が起動し、基準距離が算出される。この算出された基準距離をもとに危険報知画像が表示される。

0100

図5に例示する危険報知画像600は、出射光Oに対する注意喚起する内容のテキストを表示するテキスト表示部601と、基準距離を表示する基準距離表示部602とを有する。基準距離表示部602は、テキストの一部を構成する位置に設定される。このように基準距離が明示されることで、使用上の安全性が向上される。

0101

基準距離表示部602内に表示された基準距離は、ユーザの操作等により、ズーム倍率等のパラメータが変更された場合には、それに応じてリアルタイムで変更される。基準距離が変更される際に、例えば基準距離表示部602が強調された画像が表示されてもよい。

0102

図5に示すように、危険報知画像600は、ハイパワーによる表示へ切り替えるための切り替えボタン604と、ローパワーによる表示へ切り替えるための切り替えボタン605と、主電源をオフにするための主電源ボタン606とを有する。上記したように危険報知画像600は、ローパワーにて表示されているので、ハイパワーへの切り替えのための切り替えボタン604がアクティブ入力待ち状態)となっている。

0103

なおハイパワーとは、通常の明るさにて画像を投射するモードである。基準距離は、ハイパワーにより画像が表示される場合をもとにして算出されている。すなわち図5に示す例では、ハイパワーで画像を投射した場合に、レンズ前方1.5mまでが要警戒領域となり、それより後方が安全領域となる。この旨が表示されるのであれば、テキスト表示部601に表示される具体的なテキストは限定されない。

0104

図6に例示する危険報知画像620は、基準距離、要警戒領域、安全領域等をグラフィックで表示するグラフィック表示部621を有する。本例では、グラフィック表示部621に、プロジェクタ622と、その出射面623から出射される出射光Oが表示される。出射光Oはその時の投射角に応じた角度で広がるように表示される。

0105

出射光O内で基準距離x(1.5m)までの領域が要警戒領域625として表示される。基準距離xから先は安全領域626として表示される。要警戒領域625及び安全領域626は、例えば色を区別して表示される。また本例では、グラフィック表示部621には、出射面623からの距離を模式的に表すスケール627が表示されている。

0106

投射光パワーや投影比等が変動した場合には、それに応じて基準距離xが変更される。また投影比の変動に応じて表示される出射光Oの広がり角度が変更されてもよい。例えば図6にて破線で表されている出射光O(要警戒領域及び安全領域)から実線で表される出射光O(要警戒領域及び安全領域)への変化を表すような動画アニメーション)が表示される。このようにグラフィック表示が実行されることで、ユーザは、基準距離、要警戒領域、安全領域を感覚的に把握することが可能となる。

0107

図4のフローチャートにもどり、ハイパワーによる表示への切り替えが入力されたか否かが判定される(ステップ204)。典型的には、危険領域625付近に人がいないことを確認したユーザにより、切り替えボタン604が押圧される。そうするとステップ205に進み、ハイパワーにて通常モードが表示される。通常モードの表示は、例えばユーザが視聴希望する映像等の、所定のコンテンツの表示を意味する。

0108

切り替えボタン205の押圧がなされない場合には、ステップ206に進み、ローパワーにて通常モードが表示される。例えば危険領域625の付近から画像を視聴する場合等において、安全性を考慮してローパワーが選択される。またはローパワーがいわゆる節約表示モードとして用いられる場合には、その節約表示モードが選択される場合があり得る。

0109

切り替えボタン604の押圧が所定の時間実行されない場合に、ローパワーによる通常モードの表示が設定されてもよい。あるいは、切り替えボタン605が一度押圧され、当該ボタンがアクティブになったのちに再度押圧が実行されてもよい。その他、ローパワーによる通常モードの表示を選択するための方法は限定されない。

0110

なお危険報知画像の構成は限定されず、任意の構成を有する静止画像や動画象が適宜生成されて表示されてよい。

0111

また上記の例では、主電源がオンにされた直後はローパワーで画像表示が行われたが、これに限定される訳ではない。主電源がオンにされた直後の画像表示のパワーがユーザにより設定可能であってもよい。例えば安全性が確保された状態で画像表示が行われる場合には、ユーザの設定により最初からハイパワーで画像が表示されてもよい。これにより使用のたびにハイパワーへの切り替えを入力する手間を省くことが可能となる。

0112

図7は、すでに画像を投射中における危険報知画像の表示例を示すフローチャートである。図8は、危険報知画像の表示例を示す模式的な図である。

0113

画像が投射されてプレゼンテーション等が行われている途中で、ユーザの操作により、投影比等が調整されたとする(ステップ301)。そうすると図8に示すように、表示されている画像710に重ね合わされるように、危険報知画像720が割り込み表示される(ステップ302)。これにより基準距離や要警戒領域の変更を容易に把握することが可能となり、使用時の安全性をさらに向上させることができる。

0114

プレゼンテーション中において、ハイパワーにて画像710が表示されている途中で、危険報知画像720が割り込んで表示されたとする。この場合、自動的にローパワーによる表示に切り替えられてもよい。そして危険報知画像への操作をもとに、ハイパワー及びローパワーのいずれかが選択されてもよい(ステップ303からステップ305)。

0115

例えばプロジェクタの使用時におけるユーザの位置が明らかに安全である場合には、図8に示す割り込み表示が実行されなくてもよい。すなわち割り込み表示を実行するモードの実行の有無が選択可能であってもよい。割り込み表示が実行されない場合には、プレゼンテーション等をスムーズに進行させることが可能となる。

0116

算出された基準距離xをもとにした、出射光Oの影響に関する情報の報知は、危険報知画像の表示に限定される訳ではない。例えば画像表示装置500が、音声を出力可能な機構(例えば周知の構成により実現されてよい)を有している場合、算出された基準距離が音声で出力されてもよい。例えば図5のテキスト表示部601に表示された内容が音声にて出力されてもよい。

0117

また画像表示装置500が、出射面からの距離を測定可能距離センサ等(例えば周知のものが用いられてよい)を有しているとする。この場合、投影領域内の基準距離よりも近くに物体が検出されたとき、あるいは基準距離付近に物体が検出された場合に、アラーム画像情報やアラーム音が出力されてもよい。すなわち要警戒領域への進入や、進入の可能性が、アラーム画像情報やアラーム音により報知されてもよい。この出力は、出射光の影響に関する情報の出力に含まれる。このようにセンサによる関知情報の出力が行われる場合も、使用時の安全性を向上させることができる。

0118

以上、本実施形態に係る画像表示装置では、出射光Oの影響の判定基準となる出射面301からの距離として基準距離xが算出される。そして当該基準距離xをもとに出射光Oの影響に関する情報が報知される。これにより使用時の安全性を向上させることが可能となる。

0119

例えばユーザの目の危険を低減させるために、機器注意ラベルを貼ったり、取り扱い説明書に「直接レンズを覗き込まない」などの説明を付記することが考えられる。しかしながらこの方法だと、実際の効果が不十分となる可能性が高い。また投射開始時に画面に注意を喚起する画像を表示する場合でも、一律に危険性を表示するだけでは、やはり効果は低いと考えられる。

0120

このようなことを考慮し、本発明者は、要警戒領域と安全距離とをわける基準距離を算出し、当該基準距離をもとに注意を促す画像や音声等を出力することを考案した。さらに投影レンズが交換されたりユーザの操作等に応じて出射光Oの特性が変動する場合にも、リアルタイムで基準距離を算出し、その情報を報知することで、使用時の安全性をさらに向上させることが可能となった。

0121

<その他の実施形態>
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

0122

例えば図9は、危険報知画像の他の例を示す模式的な図である。なお画像表示装置に出射面からの距離を測定可能な任意の距離センサが設けられているとする。

0123

本例では、画像が投射されるスクリーンまでの距離が算出され、当該距離をもとに、危険報知画像800内にスクリーン820が表示される。また危険報知画像800内には、スクリーン800までの距離を含むスケール821が表示される。このような表示により、ユーザは、プロジェクタ822からスクリーンまでの配置関係や、基準距離x、要警戒領域825、安全領域826の位置関係等を感覚的に把握することができる。

0124

また本例では、出射光Oを遮る障害物が、当該障害物までの距離とともに検出される。そして危険報知画像800内に、検出された障害物840が、検出された距離の位置に表示される。例えばユーザが出射光Oに手をかざしたときには、当該手までの距離が算出される。そして当該算出された距離の位置に、障害物840が表示される。このように障害物840が表示されることで、例えば現在ユーザのいる位置が、要警戒領域825に含まれる位置なのか、あるいは安全領域826に含まれる位置なのかを、具体的に把握することが可能となる。

0125

障害物が要警戒領域に含まれる場合に、当該障害物が安全領域に含まれるように投射光のパワーや投影比等のパラメータが自動的に調整されて基準距離が変更されてもよい。

0126

レンズ交換式の画像表示装置において、装着される投射レンズ部のメモリ等にテーブルが記憶されていてもよい。例えば投射レンズ部ごとに標識(ID番号)が設定されており、画像表示装置側でそのID番号を認識することで、当該ID番号にづけられたテーブルが、投射レンズ部のメモリ、あるいは画像表示装置の記憶部から適宜読み出されてもよい。

0127

同じ投射レンズ部が、複数の種類の画像表示装置に装着可能であってもよい。この場合、同じ投射レンズ部であっても画像表示装置によってズーム範囲等が制限されてもよい。また同じテーブルが、投射レンズ部のメモリと画像表示装置の記憶部との両方に記憶されている場合もあり得る。この場合、どちらかのテーブルを優先させるか、あるいは両方のテーブルが連携されてもよい。

0128

また対応するテーブルが準備されていない投射レンズ部が装着可能であってもよい。この場合は、テーブルを用いることなく基準距離が算出される。あるいは基準距離算出が行われず、その旨のメッセージが表示されてもよい。

0129

なお、本開示中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。上記の複数の効果の記載は、それらの効果が必ずしも同時に発揮されるということを意味しているのではない。条件等により、少なくとも上記した効果のいずれかが得られることを意味しており、もちろん本開示中に記載されていない効果が発揮される可能性もある。

0130

また以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも2つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。

0131

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1)出射面を有し前記出射面から光を出射して画像を投射する画像投射部と、
前記画像投射部から出射される出射光の影響の判定基準となる前記出射面からの基準距離を算出する算出部と、
前記算出された基準距離をもとに前記出射光の影響に関する情報を報知する報知部と
を具備する画像表示装置。
(2)(1)に記載の画像表示装置であって、
前記算出部は、前記出射光の特性をもとに前記基準距離を算出する
画像表示装置。
(3)(1)又は(2)に記載の画像表示装置であって、
前記算出部は、前記出射光の照度又は光源の輝度をもとに前記基準距離を算出する
画像表示装置。
(4)(3)に記載の画像表示装置であって、
前記算出部は、前記出射光の照度又は前記光源の輝度をもとにした判定基準値が所定の閾値と略等しくなる前記出射面からの距離を前記基準距離として算出する
画像表示装置。
(5)(4)に記載の画像表示装置であって、
前記所定の閾値は、国際規格に準拠する値である
画像表示装置。
(6)(1)から(5)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記画像投射部は、所定の投影比で前記画像を投射可能であり、
前記算出部は、前記投影比をもとに前記基準距離を算出する
画像表示装置。
(7)(1)から(6)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、さらに、
ユーザの操作を受け付ける操作部を具備し、
前記算出部は、前記ユーザの操作に応じてリアルタイムで前記基準距離を算出する
画像表示装置。
(8)(1)から(7)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記出射光の影響に関する情報は、前記算出された基準距離を含む
画像表示装置。
(9)(1)から(8)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記報知部は、前記出射光の影響に関する情報を含む画像情報を生成して前記画像投射部に投射させる
画像表示装置。
(10)(1)から(9)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、
前記報知部は、前記出射光の影響に関する情報を音声で出力する
画像表示装置。
(11)(1)から(10)のうちいずれか1つに記載の画像表示装置であって、さらに、
前記出射光の特性と前記基準距離とを対応付けるルックアップテーブルを記憶する記憶部を具備し、
前記算出部は、前記ルックアップテーブルを参照することで前記基準距離を算出する
画像表示装置。
(12)(11)に記載の画像表示装置であって、
前記画像投射部は、所定の投影比で前記画像を投射可能であり、
前記記憶部は、前記投影比と前記基準距離とを対応付ける前記ルックアップテーブルを記憶する
画像表示装置。
(13)(11)又は(12)に記載の画像表示装置であって、
前記画像投射部は、複数の種類の投射レンズ部をそれぞれ装着可能な装着部を有し、
前記記憶部は、前記複数の種類の投射レンズ部のそれぞれに対応する前記ルックアップテーブルを記憶する
画像表示装置。

0132

O…出射光
x…基準距離
100…光源部
200…画像生成部
301…出射面
305…投射レンズ部
400…制御部
410…算出部
420…報知部
450…操作部
500…画像表示装置
505…装着部
600、620、720、800…危険報知画像

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