JP2011507336A

JP2011507336A - イメージング装置の制御のための近接検知

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Publication number: JP2011507336A
Application number: JP2010536954A
Authority: JP
Inventors: ティー．ギブソン，グレゴリー; エム．ハドマン，ジョシュア; ビー．スプラグ，ランドール
Original assignee: マイクロビジョン，インク．
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2011-03-03
Also published as: EP2217967A4; CN101889246A; WO2009073294A1; US20090147272A1; EP2217967A1

Abstract

一又は複数の実施形態に従って、近接検知器１１０は、プロジェクタ１２０に近接して配置された障害物を検知するために、プロジェクタ１２０に近接して配置される。近接検知器１１０は、対象物からプロジェクタ１２０への距離を概算可能である。対象物が最小距離内に検知されたとき、プロジェクタ１２０の動作は変更される。最小距離で放射光の電力が選択範囲以下に低下するように、例えば、プロジェクタ１２０を停止させ、又は、放射光の強度を低下させる。さらに、対象物が最大距離内又はその付近で検知できないとき、プロジェクタの動作は同様に変更され、例えば、近接検知器はプロジェクタを停止させる。
【選択図】図１

Description

イメージング（画像形成）装置制御のための近接検知に関する。

携帯電話およびパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）のようなモバイル機器は、遠隔通信のために必要である他に、それらのユーザに多くの機能を提供する。モバイル機器に求められる１つの機能は、イメージ（画像または映像）を投射する走査ビームイメージ機器のようなプロジェクタである。プロジェクタは、モバイル機器内に配置できるように十分小さいが、明るいフルカラーイメージをユーザに表示するのに十分強力である。モバイル機器のスクリーンと比べて非常に大きいイメージ（画像）及びビデオ（映像）を投射可能であることは、ユーザに対するモバイル機器の価値及び便利さを向上させる。

プロジェクタがモバイル機器及び／又は様々な他の応用製品内に組み込まれたとき、プロジェクタが通常及び有効に動作することを確実にすることは有益である。レーザのような投射要素を使用する走査ビームイメージング機器は、典型的に最大許容線量で区分けされたクラスごとに規制・分類される。通常、これらのクラスはクラス１からクラス４にまで及び、クラス１及びクラス２のレーザは、人間、特に人間の眼に対して無害である照射を生成する。しかしながら、見るのに十分に明るいイメージを投射することに有用であるために、走査ビームプロジェクタは、より高い光学パワーレベルで狭ビームを出力することがあろう。ある距離では、狭ビーム及び比較的高い光学パワーにより、光学パワー密度がクラス１又はクラス２レーザの基準を超えることが考えられる。ビームパワーを低減すること及び／又はビームを広げることにより、結果として、プロジェクタの意図した目的では見るには不十分なイメージを生成する。

特許請求の範囲の発明主題は、明細書の結論部分において詳細に指摘され、且つ、明確に定義されている。しかしながら、かかる発明主題は、図面とともに以下の詳細な説明を参照することによって理解されよう。

一以上の実施形態に従う、プロジェクタ及び付随する構成要素を含む装置を表すブロック図。一以上の実施形態に従う、近接検知機構を有する投射モジュールを有する装置を表すブロック図。一以上の実施形態に従う、投射モジュール及び投射イメージコーンを示すブロック図。一以上の実施形態に従う、近接検知機構として、投射モジュールのレーザがパワーにおいて低減されるべきか、又は、停止されるべきかを判定するためのルーチンのフロー図。一以上の実施形態に従う、周囲検知を使用する近接検知器を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、周囲検知近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、周囲検知近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、周囲検知近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、周囲検知近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、近接検知を使用する近接検知モジュールを示す分解図。一以上の実施形態に従う、三角測量に基づく距離評価を使用する近接検知器を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、三角測量に基づく近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、三角測量に基づく近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、三角測量に基づく近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、三角測量に基づく近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、三角測量に基づく近接検知器の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、三角測量に基づく近接検知器のための取り付け固定具の断面図。一以上の実施形態に従う、周囲検知を使用する近接検知器の別の実施形態を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、図１１の近接検知器の実施形態の動作を示すブロック図。一以上の実施形態に従う、近接検知器の線形アレイの出力プロット。一以上の実施形態に従う、対象物がプロジェクタに近接して配置されたときに、線形アレイの出力を表す近接検知器の線形アレイの出力プロット。一以上の実施形態に従う、故障検知機構の出力を表す近接検知器の線形アレイの出力プロット。一以上の実施形態に従う、プロジェクト及び近接検知器によりプロジェクタの制御を表す近接検知器を有する装置のブロック図。

図面の簡易さ及び／又は明確さのために、図面に表された要素は、必ずしもスケール通りに描かれていない。例えば、明確にするために、要素のいくつかの寸法は別の要素に対して誇張されている。さらに、適当であると考えられた場合、参照番号は、対応及び／又は類似する要素を示すために、複数の図面において繰り返し用いられている。

以下の詳細な説明において、本発明の包括的な理解を提供するために複数の特定の細部が説明される。しかしながら、本発明がそれら具体的な細部なしに実施されうることは本技術分野の当業者によって理解されよう。その他の場合では、公知の方法、手順、構成要素及び／又は回路は詳細に説明されていない。

以下の説明及び／又は請求の範囲において、結合（ｃｏｕｐｌｅｄ）及び／又は接続（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）がそれらの派生語とともに用いられる。特定の実施形態では、接続は、２以上の要素が互いに直接に物理的及び／又は電気的に接触（コンタクト）した状態にあることを意味しよう。結合は、２以上の要素が互いに直接に物理的及び／又は電気的に接触（コンタクト）した状態にあることを意味しよう。しかしながら、結合はまた、２以上の要素が互いに直接に接触していなくても互いに協動及び／又は相互作用することも意味する。例えば、「結合」は２以上の要素が互いに接触していなくても、別の要素又は中間要素を介して間接に接合されていることを意味する。最後に、「上に（ｏｎ，ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ，ｏｖｅｒ）」という用語が、以下の説明及び請求の範囲において用いられる。「ｏｎ」「ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ」「ｏｖｅｒ」は、２以上の要素が直接に物理的に接触していることを示すのにも用いられうる。しかしながら、「ｏｖｅｒ」はまた、２以上の要素が互いに直接に接触している状態にないことをも意味する。例えば、「ｏｖｅｒ」は、一要素が別の要素の上にあるが互いに直接に接触している状態にないこと、及び、別の要素又は複数の要素を２つの要素間に有することを意味しうる。さらに、次に関して発明主題の技術的範囲は限定されないが、「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」は、「及び」を意味し、「又は」を意味し、「排他的ｏｒ」を意味し、「１つ」を意味し、「全てではないが一部」を意味し、「どちらでもない」を意味し、及び／又は、「両方」を意味する。以下の説明及び／又は請求の範囲において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」がその派生語とともに用いられ、互いに同義語としての使用が意図されている。

図１を参照して、一又は複数の実施形態に従うプロジェクタ（投射器）及び付属要素を表すブロック図を説明する。図１は、プロジェクタ１２０と近接検知器１１０とを組み込むのに適したモバイル機器などのような装置１００を示している。装置１００は、投射イメージを形成するために２方向を横断してビームを走査するための微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ミラーを用いる走査ビームイメージング装置のような、プロジェクタ１２０を含む。装置１００は、メモリ要素、又は、プロジェクト１２０若しくは近接検知器１１０と協働する要素のような他の構成要素１３０をも含みうる。装置１００は、携帯電話、携帯電子メール機器、携帯メディアプレイヤー、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、デスクトップ若しくは他のモバイルコンピュータ、デジタルカメラ、又は、プロジェクタを含むことにより利益を得ることができる他の機器を含みうるが、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。

装置１００は、装置１００の遠隔通信（テレコミュニケーション）機能を提供し、且つ、プロジェクタ１２０及び／又は近接検知器１１０の機能を補助する構成要素１４０をも含みうる。例えば、装置１００は、無線周波数（ＲＦ）回路１４６を含み、このＲＦ回路１４６は、ＲＦ信号を介して通信可能であって、アンテナを介して伝達（送信）信号を受信可能であるとともに元の伝達信号を再構築可能である。受信信号は、デコーダ、プロセッサ（処理器）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などを備えるコントローラ（制御器）１４４に送られうる。コントローラ１４４の出力は、プログラム可能な不揮発性メモリ１４２又はＲＡＭメモリ内に保存されうる。コントローラは、信号を意味のあるデータに変換して、バス１４７を介して他の構成要素に作用する。コマンド及び別のインターフェース情報がユーザ入力要素１４１から受信され、コントローラ１４４に送信される。装置は加入者識別モジュール（ＳＩＭ）１４５をも含む。さらに、装置１００は、近接検知器１１０及びプロジェクタ１２０を含む装置１００に電力を供給する電力要素１４３のような追加の構成要素を含みうる。一又は複数の実施形態では、近接検知器１１０は、以下に説明するように、三角測量を介して、装置１００から所定距離以内に離れて配置された対象物（物体）を検知可能である。ここに説明する赤外線三角測量に基づくセンサに加えて、他のセンサも当然利用されうる。例えば、それらは、他の三角測量に基づくセンサ、音波又は電磁波に基づく要素のような反射に基づくセンサ、閉ループセンサなどのイメージングセンサなどであってもよく、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。

図２を参照して、一又は複数の実施形態に従う近接検知機能を有する投射モジュールを有する装置を表すブロック図を説明する。図２は、装置１００の水平断面図であって、装置１００は、プロジェクタ１２０と近接検知器１１０とを含む。投射モジュール２２０が装置頂部又は端部などの装置１００の一端に配置されているが、装置の実装の大部分は、遠隔通信要素２１０によって占められている。投射モジュール２２０は、１つのイメージ又は一連のイメージを装置から壁やスクリーンなどの投射面上に投射するプロジェクタ１２０と、例えば、プロジェクタ１２０と投射面との間に対象物（物体）が介在しているかどうかを検知することによって、プロジェクタ１２０の通常操作を確実にする近接検知器１１０とを含む。

場合によっては、近接検知器１１０は、赤外線（ＩＲ）放射エミッタと反射光検知器とを備える。ここでさらに詳細に説明されるように、これらは、赤外線エミッタ、ビーム分割要素、及び、線形配列の検知器（即ち、プロジェクタ１２０の近傍で、既知であるが必ずしも等しくない距離でプロジェクタ１２０の両側に配置された2つ以上のセンサ）を含んでもよいが、これらに限定されるものではない。投射モジュール２２０は、プロジェクタ１２０及び近接検知器１１０を制御するコントローラ２３５を含む。場合によっては、コントローラ１４４のような装置１００の別構成要素は、プロジェクタ１２０及び／又は近接検知器１１０を制御又は部分制御しうる。この明細書の残りの部分では、投射モジュールを中心とした座標系が用いられる。一又は複数の実施形態では、「左」又は「右」への言及は、プロジェクタの視点から及び／又は光伝播の方向に対してするものである。

投射モジュール２２０は１装置に使用するよう説明されているが、投射モジュール２２０は他の装置内に採用されてもよい。例えば、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、メディアプレイヤー、及び、他の装置が投射モジュール２２０を採用できる。さらに、近接検知器１１０の一部又は全ての機能が、携帯機器以外の機器によって採用されてもよい。例には、他のレーザに基づく装置、他のイメージング装置、又は、対象物が装置から特定距離及び／又は領域内にあるかどうかを判定する任意の装置が含まれる。

図３を参照して、一又は複数の実施形態に従うプロジェクタ１２０及び隣接配置された近接検知器１１０を示すブロック図を説明する。プロジェクタ１２０は、プロジェクタ１２０の技術及び／又は装置のハウジング形状によって形成された投射コーン（錐体）３１０内の領域にイメージを投射する。近接検知器１１０は、プロジェクタ１２０に隣接して配置されるとともに、プロジェクタ１２０の近隣の１又は複数の位置及び／又は配列形態で配置され、（１又は複数の）対象物が、対象物が配置されるのは望ましくないと考えられる、投射コーン３１０内又はその近傍の領域に少なくとも部分的に進入するときを検知する。近接検知器１２０は、イメージを投射する表面の有無をも検知する。対象物がプロジェクタ１２０の動作範囲へ侵入したことが検知されると、又は、他のイメージの投射に望ましくない状態が存在すると（例えば、プロジェクタ１２０の前面に表面が検知されないとき）、近接検知器１１０は、望ましくない影響が対象物及び／又はイメージの観察者に起こらないことを確実にするように、プロジェクタ１２０の出力を規制する。例えば、プロジェクタ１２０の動作範囲に侵入した対象物が人間の眼である場合、眼に光の影響を与えないようにプロジェクタ１２０の出力を停止させることができるが、眼への光の影響が通常レベルであるレベルまでプロジェクタ１２０の出力を低下させることができる。

図４を参照して、一又は複数の実施形態に従うプロジェクタの動作を規制するためにコントローラによって実施されるルーチン（一連の動作）４００を示すフロー図を説明する。ステップ４１０では、コントローラは、近接検知器からの放出信号を使用して、プロジェクタの前面の対象物の距離を概算する。判定ステップ４２０では、コントローラは、近接検知動作モードが正当であることを示す範囲内に、検知された対象物があるかどうかを判定する。検知された対象物が（通常動作モードを許容する）所定範囲内にないことが分かった場合、処理はステップ４４０に続く。ステップ４４０で、プロジェクタに通常動作モードでの動作を続けさせる。

検知された対象物が、ステップ４２０で近接検知動作モードを必要とする所定範囲内にあることが分かれば、処理はステップ４３０に続く。ステップ４３０では、コントローラは、コマンド（命令）を発するか、さもなくば、プロジェクタからのイメージの投射を修正させる。場合によっては、コントローラはプロジェクタを停止させる。場合によっては、コントローラは、定められた距離で十分な照射レベルを作り出すレベルまで、プロジェクタの電力を低下させる。プロジェクタを通常動作モードにした後に、処理はステップ４１０に戻る。ステップ４１０で、対象物の距離は再測定される。対象物が所定範囲内にある限り、プロジェクタは近接検知動作モードでの動作を続けることを確実にするように制御される。しかしながら、所定範囲外に対象物が移動した場合、ステップ４４０で、プロジェクタを通常動作モードに戻すように、コマンドがコントローラによって発せられる。

プロジェクタ４１０の前面の対象物の距離の概算は、連続的又は周期的に行われる。距離概算の周期は、プロジェクタの出力パワー、対象物の距離、又はその両方に基づいてもよい。例えば、対象物がプロジェクタに非常に近接していることが検知された場合、対象物がプロジェクタから離れる時間を与えるのに大きな遅れが概算間で介在する。概算間の時間中に、プロジェクタは、近接検知動作モードでの動作を続けるであろう。これに対して、プロジェクタの前面に対象物が検知されない場合、対象物がプロジェクタの前面に移動するときに対象物がすぐに検知されることを確実にするために、コントローラはより頻繁に対象物への距離を検知及び概算しようとするであろう。一又は複数の実施形態において、距離評価の周期は、別の要因に加えて、対象物の予想速度、プロジェクタ前面の対象物の典型的な滞留時間、及び、電力消費量に依存するであろう。

図５を参照して、一又は複数の実施形態に従うプロジェクタの前面の対象物の存在を検知するための周囲センシング（検知）を用いる近接検知器１１０の構成の平面ブロック図を説明する。近接検知器１１０は、例えば、波長約８５０ｎｍで赤外線を放射する垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）のような赤外線エミッタ５１０と、赤外線エミッタ５１０によって放射された放射光をコリメート（平行化又は集束）させるコリメートレンズ５１２と、赤外線エミッタから受信したビームを２つの中間ビームに分割するホログラム５２０と、ホログラム５２０から受信した２つの中間ビームをそれぞれ３つのビームに分割する（一実施形態において合計６つの放射赤外線ビーム５１５を提供する）２つの追加のホログラム５２２とを含む。図５に示すとおり、各ホログラム５２２からの３つの放射赤外線ビームは垂直方向で分けられ、図では３つのビームを１本線で表す。実施形態によっては、ホログラム５２２に赤外線ビームを放射するために、近接検知器１１０は１つのエミッタの代わりに２以上の赤外線エミッタ５１０とホログラム５２０とを用いてもよい。２つのエミッタが用いられるとき、ホログラム５２０を省略して、各エミッタから各ホログラム５２２へ直接投射されるビームを分割してもよい。

近接検知器１１０は、ほぼコリメートされた赤外線光ビームを投射して、プロジェクタによって投射される表示領域の周りに位置するスポット（点）を形成する。赤外線ビームは、図３に示した投射コーン３１０が図３のプロジェクタ１２０によって投射された表面に反射されるか、又は、プロジェクタと表示面との間に置かれた任意の介在対象物によって反射される。そして、反射ビームは、検知コーン５１１内のビーム５１５の反射を検知するセンサの線形アレイ（配列）５４０によって検知される。一又は複数の実施形態においては、近接対象物又は表面が近接検知器１１０により検知されたときに、反射ビームの変化を線形アレイ５４０により検知できるように、検知コーン５１１の角度はビーム５１５の角度とは異なる。赤外線フィルタ５３０及び受光レンズ５５０は、放射赤外線ビーム５１５に関係しないいずれかの放射のような不必要な放射をフィルタリングするとともに、反射ビームの検知を改善するためにいずれの受光ビームをもコリメートするように、線形アレイ５４０の前面に配置される。

一又は複数の実施形態において、近接検知器１１０は、プロジェクタ１２０によって放射された投射コーン３１０の外周に照射されるように赤外線ビーム５１５を投射する。このような構成によって、近接検知器は投射コーン３１０の近く又は中の対象物を検知することができる。赤外線ビーム５１５は、投射コーン３１０の外側、投射コーン３１０のエッジ（縁部）５６７内部、及び／又は、投射コーン３１０の内側を照射する。ビームは図３の投射コーン３１０外周の周りに略均等に離隔されて投射されるか、又は、ビームは外周の周りに不規則に配列（照射）されうる。赤外線波長のビームを使用することは、プロジェクタによって表示されているイメージが、ビームと表示イメージとの間に重なりがあったとしても、ビームによって影響受けない又は劣化しないことを意味する。

プロジェクタと投射面との間を移動する対象物は、投射ビーム５１５のアレイと交わり、反射ビームパターンに変化を生じさせる。一又は複数の実施形態では、近接対象物の検知をさせるために、近接検知器１１０は、線形アレイ５４０又は他の検知器の視野（視角）とは異なる角度で赤外線ビーム５１５を投射する。この線形アレイ５４０の視野は検知コーン５１１によって表される。近接検知器１１０の前面における対象物の移動は、投射スポットに検知可能な変化を変換又は表示させる。即ち、線形アレイ５４０によって観察されるように投射スポットを動かす。対象物がプロジェクタ１２０により投射された表示領域内にあるとき、及び／又は、投射ビーム５１５によって包囲された領域にあるときを検知するために、線形アレイ５４０、及び／又は、他の任意のレシーバもしくは検知器によって、このような変換を検知及び／又は測定することが可能であるが、発明主題の技術的範囲はこれに限定されない。

図６Ａ〜６Ｄを参照して、一又は複数の実施形態に従う周囲検知の近接検知器の動作を表すブロック図を説明する。図６Ａ及び６Ｂは、対象物が走査表示領域の前面にないプロジェクタの通常動作モードを示す。図６Ａはプロジェクタから観察される投射イメージの図であり、６つの投射された赤外線スポット６２２によって囲まれた走査表示領域６２０を表す。人の頭などの対象物６１０は、走査表示領域６２０の左側に表されているが、投射表示領域６２０の外側にある。図６Ｂは、一例として２９の受光要素を備えた直線検知アレイ６３０のブロック図である。対象物６１０は、走査表示領域６２０又は周囲に配置された赤外線スポット６２２を遮っていない。結果として、赤外線スポットは投射面によって反射されて、通常動作モードを示す２つの場所６３２で直線検知アレイ６３０上又は付近に照射される。一又は複数の実施形態では、直線検知アレイ６３０は、近接検知器１１０が使用される特定の利用形態に応じて、より多くの又はより少ない数の受光要素を有してもよい。

図６Ｃ及び６Ｄは、対象物が走査表示領域の前面にあるプロジェクタの妨害動作モードを表す。図６Ｃは、プロジェクタ１２０から観察される投射イメージの図であり、図６Ｄは、受光反射ビームを伴う直線検知アレイ５４０のブロック図である。対象物６１０は移動して、走査表示領域６２０及び赤外線スポット６２２のコーナー（隅の）スポット６４２を遮蔽している。赤外線スポットのほとんどは、受光要素６３２で線形アレイ６３０上に表示されている。しかしながら、コーナースポット６４２は対象物６１０と干渉して、表示されたコーナースポットを反射ビームへと変化させるとともに異なる受光要素６３４で線形アレイに受光させる。反射ビームの移動は、遮蔽対象物６１０による潜在的に望ましくない動作モードを示すので、装置の継続動作を確実にするように、近接検知器１１０はプロジェクタ１２０を修正又は停止させる。

線形アレイ５４０は、アナログデータとして変換を受け取り、信号が近接検知器１１０によってどのように処理されるかに応じて、データをデジタル化するか又はアナログのままでデータを残すことができる。一又は複数の実施形態では、プロジェクタ１２０が通常又は近接検知動作モードで動作するべきかどうかを判定するために、任意の数の信号処理ルーチンが近接検知１１０によって採用されうる。通常動作モードでは、プロジェクタ１２０は、通常パワーレベルで通常動作することが許容されうる。近接検知動作モードでは、少なくとも一時的に、及び／又は、少なくとも対象物６１０がプロジェクタ１２０に近接しなくなるまで、例えばパワーを低下させることによりプロジェクタ１２０の出力パワーを変えるか、又は、プロジェクタ１２０の出力パワーを完全に停止させる。実施形態によっては、線形アレイ５４０を使用することによって、近接検知器１１０は精度を最適化する必要がない調整技術を利用することが可能になり、それによって、キャリブレーション（校正）及び調整工程に起因する高いコストを回避する。

近接検知器が使用される特定のプロジェクタの利用形態に応じて、近接検知器１１０は、走査表示領域６２０の周囲で２以上の赤外線スポットを投射する。表示領域６２０の各コーナーで１つのスポットを投射するごとき、さらに少ないスポット６２２を投射すると、対象物は通常動作モードの間、表示領域のわずかな部分を横切ることできる。反対に、各コーナーで１つのスポット及び表示領域６２０の各側部に２つのスポットを投射するように、多くのスポットを投射することにより、対象物６１０が表示領域を横切ることを防ぐことができる。さらに、放射赤外線ビーム５１５の数、形状、方向は、用いられたエミッタ及び検知器のタイプ、エミッタ及び検知器がマウント（取り付け台）に置かれた向き、マウントでのマスキング構造の有無、及び他の要因を含む異なる設計パラメータに依存する。一又は複数の実施形態では、設計パラメータは、近接検知器１１０が使用される特定の利用形態に最適化された形状及び方向を有する放射赤外線ビーム５１５を生成するように修正されうる。

近接検知器１１０は、１又は複数の構成要素が故障したとき、及び／又は、期待されるように機能しないときにも検知することもできる。実施形態によっては、送られた赤外線放射ビームの一部を線形アレイ上に反射するホログラム上又は付近に配置された部分反射要素が存在しうる。赤外線エミッタ５１０が正確に動作しないとき、線形アレイ５４０は反射ビームを検知することができず、プロジェクタ１２０を停止させ、及び／又は、他の是正措置を実行する。

図７を参照して、一又は複数の実施形態に従う周囲検知を用いる近接検知モジュールを表す分解図を説明する。図７は、近接検知器を構成する構成要素の多くを保持するのに用いられる取り付け固定部７００を表す。取り付け具７００は、２つの赤外線エミッタ５１０及び線形アレイ５４０内に構成された光受容センサが取り付けられる後部プレート７１０を含む。赤外線エミッタ５１０は、光受容センサの線形アレイ５４０の各端部に配置されうる。取り付け固定具７００は、近接検知器からの放射の前に１つのエミッタからの赤外線放射が他のエミッタからの赤外線放射と混合しないことを確実にして赤外線エミッタ５１０を出力させるハウジング７２０をも含む。ハウジング７２０は、エミッタ５１０及び線形アレイ５４０を保護するカバー７３０を保持する。ハウジング７２０はまた、赤外線エミッタ５１０から放射されたビームを分割させ追加のビームを形成させるホログラフィック要素のような、ビーム分割要素（図示せず）をも含む。ハウジング７２０は、１以上のビームを線形アレイ５４０に向け直す１以上の囲いミラー７４２をさらに含む。ハウジングの使用により、手動調整及び／又はキャリブレーションに頼る必要なしに、ビーム分割要素の正確な調整を保証する。

図８を参照して、一又は複数の実施形態に従う距離概算に基づく三角測量を使用する近接検知器を表すブロック図を説明する。図８は、プロジェクタの前面の対象物の存在を検知するために三角測量に基づく概算を用いる近接検知器１１０のブロック図である。近接検知器１１０は、２つのエミッタ／検知器センサＡ及びＢを含む。各エミッタ／検知器センサは、１つのエミッタ及び２つの検知器を含む。実施形態によっては、エミッタ／検知器の機能を１つの装置に組み込むことができる。そして、図の実施形態では、エミッタ／検知器センサＡは、１つのエミッタ／検知器Ａ１及び１つの検知器Ａ２を含み、エミッタ／検知器センサＢは、１つのエミッタ／検知器Ｂ１及び１つの検知器Ｂ２を含む。エミッタ／検知器Ａ１及びＢ１は、プロジェクタからの投射光と同じ方向に赤外線を放射する。検知器Ａ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２は、プロジェクタの投射コーンに侵入する対象物によって反射される、又は、プロジェクタによりイメージが投射された表面によって反射される、全ての放射を検知するように働く。

実施形態によっては、エミッタ／検知器Ａ１は所定の変調で赤外線を放射するように構成され、検知器Ｂ１及びＢ２は対象物又は表面から反射されたＡ１からの変調赤外線放射を検知するように構成されている。同様に、エミッタ／検知器Ｂ１は所定の変調で赤外線を放射するように構成され、検知器Ａ１及びＡ２は反射された変調赤外線放射を検知するように構成されている。既知の変調スキームを用いる放射線を変調させることで、検知器は反射された放射線源を正確に特定することができる。近接検知器１１０の動作のさらなる詳細を図９Ａから９Ｅに関して説明する。

図９Ａ〜９Ｅを参照して、一又は複数の実施形態に従う三角測量に基づく近接検知器の動作を表すブロック図を説明する。図９Ａ及び９Ｂは、エミッタ／検知器センサＡ及びＢによって生成された放射及び検知コーンを表す。放射コーンは、変調放射赤外線がエミッタ／検知器センサの中のエミッタによって投射される領域を表す。図９Ａに示すとおり、エミッタ／検知器センサＡは放射コーン９１０ａを形成するように構成されている。放射コーン９１０ａは、投射コーンのベース部（即ち、イメージが表示される場所）に交わるようにプロジェクタの投射コーンにほぼ平行に延在する。同時に、図９Ｂに示すとおり、エミッタ／検知器センサＢはコーン９２０ａを形成するように構成されている。放射コーン９２０ａはまた、投射コーンのベース部に交わるようにプロジェクタの投射コーンにほぼ平行に延在する。

図９Ａ及び９Ｂはまた、エミッタ／検知器センサＡ及びＢによって形成された検知コーンをも図示する。検知コーンは、反射された放射赤外線がエミッタ／検知器センサの検知器によって検知される領域を示す。図９Ａに示すとおり、エミッタ／検知器センサＡは、第１検知コーン９１０ｂ及び第2検知コーン９１５を形成するように構成されている。第１検知コーン９１０ｂは、イメージが表示される投射コーンのベース部に交わるように、プロジェクタの投射コーンにほぼ平行に延在するが、第２検知コーン９１５は、プロジェクタの投射コーンの側面と交差するような角度で延在する。従って、エミッタ／検知器センサＡは、第１検知コーン９１０ｂの左境界線９１２から第２検知コーン９１５の右境界線９１７へと延在する広い検知領域を形成する。同時に、図９Ｂに示すとおり、エミッタ／検知器センサＢは、第１検知コーン９２０ｂ及び第２検知コーン９２５を形成するように構成されている。第１検知コーン９２０ｂは、イメージが表示される投射コーンのベース部に交わるようにプロジェクタの投射コーンにほぼ平行に延在するが、第２検知コーン９２５は、プロジェクタの投射コーンの側面と交差するような角度で延在する。従って、エミッタ／検知器センサＢは、第１検知コーン９２０ｂの右境界線９２２から第２検知コーン９２５の左境界線９２７へと延在する広い検知領域を形成する。

エミッタ／検知器センサの放射及び検知コーンの形状及び方向は、エミッタ及び検知器のタイプ、エミッタ及び検知器が近接検知器のマウントに置かれた向き、いずれかの近接検知器のマウントでのマスキング構造の有無、及び、その他の要因を含む、多くの異なる設計パラメータに依存する。一又は複数の実施形態では、設計パラメータは、近接検知器が使用される特定の利用形態に最適化された形状及び方向を有する放射及び検知コーンを生成するように修正されうる。特に、放射コーン９１０ａ、９２０ａ及び検知コーン９１０ｂ、９２０ｂが重なり合うように図９Ａ及び９Ｂに図示されているが、放射コーン及び検知コーンが重なり合わなくてもよく、及び、放射コーン又は検知コーンの一方が他方よりも大きくてもよいことは明らかである。

プロジェクタの投射コーン３１０のベース部と交わる、エミッタ／検知器センサＡ及びＢから延出する２つの放射コーンは、近接限界を定めるように重なり合う。図９Ｃは、放射コーン９１０ａと放射コーン９２０ａとの重なりを示す。放射コーン９１０ａの内部境界９１４は、ポイント９２６で放射コーン９２０ａの内部境界９２４と交わっている。投射コーン３１０における光の伝送路と直交し、且つ、交差ポイント９２６を通るように図示された線は、近接限界９３０を形成する。さらに詳細に説明するように、近接検知器は、近接限界９３０がプロジェクタからの最小距離に一致するように構成されている。近接限界とプロジェクタとの間の投射コーンに侵入する対象物は、プロジェクタに近づき過ぎている。従って、近接検知器は、侵入する対象物を検知して、プロジェクタを近接検知動作モードにするように構成されている。

図９Ｄは、エミッタ／検知器センサＡの近接検知動作を表す。エミッタ／検知器センサは、望ましい距離で表面が存在しているか否かを検知可能であると同様に、検知ゾーンに侵入する対象物を検知可能である。検知コーン９１０ｂは、投射コーン３１０に投射されたイメージを受け取り可能な表面（例えば、壁、スクリーンなど）があることを確実にするように、表面が検知されうる領域を定める。表面が近接制限９３０を越えて位置９５５にある場合、検知コーン９１０ｂに係る検知器は、エミッタ／検知器センサＢから伝送されて表面に反射された放射赤外線を検知する。受け取られた放射赤外線は、エミッタ／検知器センサＢに係る固有の変調で調節されて、少なくとも表面のセグメント９６０から反射される。表面が近接限界を越えて検知された場合、他の問題点が検知されなければ、プロジェクタはノーマル動作モードで動作することを許容される。対照的に、表面が近接限界内の位置９６５にある場合、検知コーン９１０ｂに係る検知器は、表面から反射された、エミッタ／検知器センサＢからの放射赤外線を検知することができない。検知コーン９１０ｂと表面位置９６０での表面との交わりが、放射コーン９２０ａと表面位置９６０での表面との交わりに重なり合わないので、このような放射線を検知することができない。表面がこのように検知できないとき、表面がプロジェクタに非常に近いのでプロジェクタは動作停止モードに置かれる。表面がプロジェクタから非常に遠い場合も同様の結果になる。反射放射線が検知の目的には不十分であるように表面がプロジェクタから十分に離れている場合にも、所望の質のイメージを投射する表面が存在しないので、動作停止モードが起動される。

検知コーン９１５は、投射コーン３１０の横方向の境界への対象物９７０の近接を検知するのに用いられる。対象物９７０が近接限界内の位置で放射コーン９２０ａの右境界９２２と交わる場合、エミッタ／検知器センサＢからの放射赤外線は対象物に反射される。放射赤外線は、検知コーン９１５に係る検知器によって検知される。検知コーン９１５が放射コーン９２０ａと交わっているので、このような放射線を検知可能である。対象物がこのように検知されるとき、対象物がプロジェクタに非常に近接しているのでプロジェクタは動作停止モードになる。これに対して、対象物が近接限界の外の位置で放射コーン９２０ａの右境界９２２に交わるとしても、検知コーン９１５が近接限界の外側の放射コーン９２０ａに交わらないので、このような交わりは近接検知器で検知されない。近接限界の外で投射コーン３１０に交わることは通常とみなされるように近接限界が設定されているので、この状態は検知される必要がない。エミッタ／検知器センサＡの動作に関するロジック（論理）を表１に示す。

図９Ｄには、センサＢよりもプロジェクタから離れているセンサＡを示す。一又は複数の実施形態において、検知コーンが所望の範囲上で適切に放射コーン及び投射コーンに重なり合うのであれば、センサはプロジェクタからいずれの距離で配置されてもよい。センサはプロジェクタから等距離にあっても、又は、プロジェクタから非均一に離れていてもよい。放射／検知コーンの間隔及び角度（向き）は、プロジェクタの動作を確実にするのに必要な望ましい検知ゾーンを形成するように選択される。

図９Ｄはエミッタ／検知器センサＡの近接検知に関するが、エミッタ／検知器センサＢは同様に動作する。検知コーン９２０ｂは、投射コーン３１０の投射イメージを受けるための表面が存在するかどうかを判定するのに用いられる。検知コーン９２５は、対象物が近接限界内の位置で放射コーン９１０ａの左境界に交わるかどうかを検知するように用いられる。エミッタ／検知器センサＢの動作のための論理表が表２に示されている。

図９Ｅは、エミッタ／検知器センサＡ及びＢが動作状態にあるときに形成される検知ゾーン９７５を表す。検知ゾーン９７５は、近接限界９３０、検知コーン９１０ｂの左境界９１２、及び、検知コーン９２０ｂの右境界９２２によって境界付けられている。検知ゾーン９７５内に交わる対象物は近接検知器で検知される。対象物が検知されたとき、プロジェクタは、停止するか、又は、低強度でイメージを投射する。検知ゾーン９７５内のギャップ（空隙）９８０は大きさにおいて変化可能であり、センサ構成が望ましい重なり合いを提供するように構成（設計）された場合には、（該ギャップは）存在しない。ギャップが存在する構成では、ギャップの大きさは、検知ゾーン内に交わったときに検知されるべき最小の対象物よりも小さくなるように選択されている。例えば、ギャップは、猫又は小さい犬のようなペットの頭よりも小さくなるような大きさに設定される。

図１０を参照して、一又は複数の実施形態に従う三角測量に基づく近接検知器の取り付け（マウント）固定具の断面図を説明する。検知ゾーン内の対象物の存在を検知可能であることに加えて、エミッタ／検知器センサの各検知器は、センサにおける対応するエミッタの正しい動作を検知することができる。赤外線エミッタ／検知器要素Ａ又はＢの一又は複数が（例えば使用者の指によって）遮蔽されたとき、検知器が故障したとき、制御又は他の構成要素が故障したときなどに、このような状態が起こりうる。図１０は、エミッタ／検知器センサＡの代表的な取り付け固定具１０００の断面図である。取り付け固定具は、そのベース部でエミッタ／検知器センサＡ１を有する第１の円筒状又は矩形状のキャビティ（空洞）１００５と、そのベース部で検知器Ａ２を有する第２の円筒状又は矩形状のキャビティ（空洞）１０１０を含む。各センサの位置並びに各キャビティの幅及び深さは、エミッタ／検知器又は検知器から延出する放射コーン又は検知コーンの大きさ及び形状を定める。受け取られた又は放射された放射線は取り付け固定具の壁部によってマスキングされ、それによって、放射及び検知コーンの形状を定める。取り付け固定具は、低コストの方法で精密に形成可能であって、エミッタ／検知器及び検知器が正確な放射又は検知パターンを有する必要がないので、近接検知器の全体コストを低くすることができる。結合通路１０１５が第１キャビティを第２キャビティに接続する。結合通路は、エミッタ／検知器Ａ１からの放射線を検知器Ａ２に到達させることを可能にする。動作において、エミッタからの放射線が検知器Ａ２で検知されない場合、エラー状態がエミッタ又は検知器のいずれかに存在する可能性がある。近接検知器は典型的に投射光に由来する対象物の干渉がないことを保証するように定常動作しているので、エラー状態がセンサにおいて検知されたとき、プロジェクタは念のため停止モードに直ちに変えられる。投射面から反射される後に、エミッタ／検知器Ａ１からの放射線は、エミッタ／検知器Ａ１の検知器によってもまた検知されなければならない。検知器Ａ１がエミッタからの反射放射線を検知できない場合、プロジェクタは念のため停止モードに直ちに変えられる。Ｂ１及びＢ２エミッタ及び検知器が常に動作可能であることを保証するように、同様のエラー検知スキームがＢセンサのために利用される。以下の表３は、エミッタ／検知器センサによって提供されるさらなる近接検知チェックの論理を表す。

図１１を参照して、一又は複数の実施形態に従う周囲検知を用いる近接検知器の別の実施形態を説明する。図１１に示すとおり、近接検知器１１０は、レーザ光のビーム５１５を放射可能な２以上のＶＣＳＥＬＳ５１０を備える。一又は複数の実施形態では、ＶＣＳＥＬＳ５１０から放射されたレーザ光は、約８５０ｎｍの波長を有する赤外線（ＩＲ）光を含むが、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の波長で光ビーム５１５を放射可能な他光源のように、他種類の光及び／又は放射線を放射する装置が利用されてもよく、また、レーザ光又はコリメート光である必要はなく、これに関して、発明主題の技術的範囲は限定されない。図１１に表された近接検知器１１０の実施形態では、ＶＣＳＥＬＳ５１０から放射されたビーム５１５はホログラム５２２を介して制御され、特には、ビーム５１５が交差する図５に表された近接検知器１１０の実施形態のようにはビーム５１５は交差しない。しかしながら、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。

図１１に示すとおり、ビーム５１５から生じたスポット６２２は、ビーム５１５の波長又はその近くの波長における狭帯域及び／又は帯域通過フィルタを備える赤外線（ＩＲ）フィルタ５３０を通して、例えば、ホログラム５２０及び囲みミラー７４０を通して、反射されたスポット６２２のイメージを捉えることによって、線形アレイ５４０上に表示されうる。ホログラム５２２は、ＶＣＳＥＬ５１０から放射された１つのビームを投射コーン３１０に対して所定角度で３つのビーム５１５に分割可能である。一又は複数の実施形態では、ＶＣＳＥＬＳ５１０によって放射されたビームは、赤外線（ＩＲ）スペクトル中の波長８５０ｎｍの波長又はその付近の波長であるが、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。留意すべきことは、８５０ｎｍ付近のビーム５１５は使用者の肌に反射可能であって、対象物６１０が使用者の体の一部である場合、近接検知器１１０は、プロジェクタ１２０の動作範囲内の使用者の体の一部の存在を検知可能である。ＩＲフィルタ５３０は、周囲（環境）光を排除して、ビーム５１５の波長又はその付近の波長で光を選択するように利用される。図６Ａから６Ｄに示すとおり、ホログラム５２２は、投射コーン３１０の表示領域の外側に位置する３つのスポットを有し、投射コーンのエッジ５６７のすぐ外側に位置している６つのスポット６２２にビーム５１５を投射させる。スポット６２２のイメージはホログラム５２０及び／又は囲みミラー７４０によって制御されて、図６Ｂ、６Ｃ及び／又は以下の図１２に関する説明のように、全ての６つのスポット６２２を線形アレイ５４０上に表示させる。一又は複数の実施形態では、外部スポット６２２は囲みミラー７４０を介して線形アレイ上に反射されて、内部スポットは囲みミラー７４０によって反射されない。

留意すべきできことは一又は複数の実施形態において、検知コーン５１１として表される線形アレイ５４０の視野は、２つの角度間に視差差が生じるように、近接検知器１１０のＶＣＳＥＬＳ５１０から放射されたビーム５１５の角度と少なくともわずかに異なる角度で配置されている。近接対象物を検知する近接検知器１１０に応じてプロジェクタ１２０の動作が変わるように、プロジェクタ１２０に近接して位置した対象物を検知することに、三角測量を利用することが視差によって可能である。一又は複数の実施形態では、近接検知器１１０は、プロジェクタ１２０からの最小動作距離ｄ_ＭＩＮ以内に位置する対象物を検知可能である。一実施形態では、最小動作距離は１５ｍｍであって、近接検知器１１０は、動作範囲がプロジェクタ１２０から１００ｍｍである動作可能範囲ｄ_Ｒ内の対象物を検知するように最適化されている。一又は複数の実施形態では、対象物が検知コーン５１１内に位置しているがプロジェクタ１２０から１００ｍｍ以上離れている場合、近接検知器１１０は対象物を検知可能であるが、プロジェクタ１２０からの光の光学パワーは対象物に有害な影響を全く与えないほどに小さいので、対象物の存在に応えて近接検知器１１０は選択的に行動を起こさないであろう。しかしながら、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。

図１２を参照して、一又は複数の実施形態に従う図１１に示された近接検知器の実施形態動作を表すブロック図を説明する。ビーム５１５は図５の近接検知器１１０の実施形態では交差するが、図１１の実施形態では交差しないので、ビームが交差した場合、スポット６３２の反射面がプロジェクタ１２０の近くに移動するときにスポット６３２は線形アレイ５４０に沿って内側に移動（変化）し、且つ、ビームが交差しない場合、反射表面がプロジェクタ１２０の近くに移動するときにスポット６３２は線形アレイ５４０に沿って外側に移動（変化）すること以外は、図１２に示した線形アレイ５４０は図６Ｂ及び６Ｄの線形アレイ５４０とほぼ同様に動作する。従って、図６Ｃに表されたように対象物が近接検知器１１０の動作範囲内に位置し、それによって６つのビーム５１５の１つを遮って、対応するビーム５１５が干渉する対象物に反射されている場合、ビーム５１５が交差していない図１１の近接検知器１１０の実施形態に対応して、ビームスポット６３２が図１２に表されたように、線形アレイ５４０に沿って他のスポット５３２から離れて外側に移動（変化）する。線形アレイ５４０の出力の対応する変化が以下の図１３及び図１４に関して表されるとともに説明される。

図１３を参照して、一又は複数の実施形態に従う近接検知器の線形アレイの出力プロットを説明する。図１３に示されるとおり、プロット１３００は、通常動作の間、例えば、プロジェクタ１２０の動作範囲内に対象物が位置していないときに表示領域６２０が表面上に投射されるとともにビーム５１５が該表面に反射するときの線形アレイ５４０の出力に対応する。一又は複数の実施形態では、ｙ軸１３１０は線形アレイ５４０の出力を表し、ｘ軸は線形アレイ５４０に沿った所定の出力の位置を表す。近接検知器１１０の動作中、線形アレイ５４０上に入射するビーム５１５の反射による光子が集められて、線形アレイ５４０のこれらの位置に電荷が蓄積する。対応する電気回路は、以下に図１６に関して説明されるように、線形アレイ５４０上に集められた電荷を集積して、曲線１３００に対応する出力を提供するように信号を発生させる。全てのビーム５１５がビームの先端に直角である平面によって（例えば、表示領域６２０が投射される表面又は表示スクリーンによって）遮蔽されるとき、図１３に表された２つのピークを有することが有効である線形アレイ５４０の出力が、プロジェクタ１２０の動作範囲内に対象物が存在せず、ビーム５１５がそのような平面に反射される場合、プロット１３００は通常、２つのピーク１３１４及び１３１６が線形アレイ５４０上の３つのスポット６２２の２つのグループの位置６３２に対応して見られる図１３に示したように現れる。アレイ回路は、プロット１３００を再生するために、線形アレイ５４０上に保存された電荷を周期的に読み取る。対象物６１０がプロジェクタ１２０の動作範囲内に位置するかどうかを判定して、それによって、線形アレイ５４０に沿ってスポット６２２の１以上を移動（変化）させるために、閾値がそのような事象を検知するために設定されうる。一又は複数の実施形態では、線形アレイ５４０の読み取りから得られた各プロット１３００のために、最大値１３１８が判定されうる。閾値はｅ^−２にほぼ対応する最大値１３１８の約１３．５％に（値１３２０で）設定できるが、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。閾値１３２０は、線形アレイ５４０において、最大値１３１８に対応するピクセル（画素）から最も外側に離れたピクセルに対応する。線形アレイ５４０の出力が、この最も外側のピクセルを越えて閾値１３２０で検知された場合、プロジェクタ１２０の動作範囲内の対象物６１０の存在を示すのに、ビーム５１５からの１以上のスポット６２２が十分な距離を移っていると、近接検知器１１０は判定する。

図１４を参照して、一又は複数の実施形態に従う、対象物がプロジェクタに近接して位置している場合の線形アレイの出力を表す近接検知器の線形アレイの出力プロットを説明する。対象物６１０がプロジェクタ１２０の動作範囲内に位置する場合、ビーム５１５の１つ以上が対象物６１０に照射され、図１２に示された変位したスポット６３４のように、対応するスポット６２０をアレイ６４０に沿って移動させる。その結果、線形アレイ５４０の出力は変化して、図１４に示すようなプロット１３００になる。ピーク１４１０は、スポット６３４の変位した位置によって線形アレイ５４０の出力に対応するプロット１３００に現れる。移動スポット６３４に対応するプロット１３００のピーク１４１０は、閾値１３２０に対応する閾ピクセルの外側にあるので、近接検知器１１０は、対象物６１０がプロジェクタ１２０の動作範囲内に位置していることを検知して、例えば、プロジェクタ１２０を停止させること以外の適切な動作を実行できる。さらに、プロジェクタ１２０の動作範囲内の対象物６１０の位置を判定すること、及び、対象物６１０が検知された場合に応答することに加えて、近接検知器１１０は、以下に図１５に関して説明するように、１以上の故障（欠陥）事象においてプロジェクタ１２０を停止させるための１以上の機構をさらに含む。

図１５を参照して、一又は複数の実施形態に従う、故障検知機構の出力を示す近接検知器の線形アレイの出力プロットを説明する。図１５に示された、プロット１３００によって表される線形アレイ５４０は、図１３及び図１４に関して説明したプロット１３００とほぼ同様であって、近接検知器１１０の欠陥検知機構から生じるピーク１５１０の包含とともにピーク１３１４及び１３１６を含む。図１１に示すとおり、ＶＣＳＥＬＳ５１０によって放射されたビームの一部が、線形アレイ５４０の端部で線形アレイ５４０に入射するビーム１１１２としてホログラム５２２に反射される。線形アレイ５４０上のビーム１１１２の入射は、図１５のプロット１３００におけるピーク１５１０を生じる。ピーク１５１０は、プロット１３００のピーク１３１４及び１３１６の外側に位置し、ピーク１３１４及び１３１６よりも強度において相対的に大きい。プロット１３００のこのようなピーク１５１０の存在は、両方のＶＣＳＥＬＳ５１０が適切に動作していることを近接検知器１１０に示している。ＶＣＳＥＬＳ５１０の一方又は両方が、例えば欠陥によって、適切に動作していない場合は、対応するピーク１５１０がプロット１３００内に存在せずに、
近接検知器１１０がそれに応えて適切な動作、例えば、プロジェクタ１２０を停止させる。なぜなら、一又は複数のＶＣＳＥＬＳ５１０が適切に機能しない場合、近接検知器１１０はプロジェクタ１２０の動作範囲内の対象物６１０の存在を適切に検知することができないからである。別の実施形態では、欠陥検知機構は、ピーク１３１４及び／又はピーク１３１６がプロット１３００に存在するかどうかを判定することを含む。ピーク１３１４及び／又はピーク１３１６の一方又は両方がプロット１３００に存在しない場合、近接検知器１１０がプロジェクタ１２０から非常に離れ過ぎて位置する表面上又は対象物上に投射されており、おそらく、表示領域６２０が適切に動作できずプロジェクタ１２０の動作範囲内に対象物６１０の存在を検知できない。このような状況において、反射ビーム５１５は、線形アレイ５４０に入射しないスポット６３２を発生させ、近接検知器１１０が適切に動作させない。このような状況では、必ずしも近接検知器１１０又はプロジェクタ１２０のいずれかの構成要素又はシステムの故障ではないが、表示領域６２０が通常動作範囲外に投射されうるので、近接検知器１１０はプロジェクタを停止させるであろう。さらに、一又は複数の実施形態では、線形アレイ５４０、及び／又は、動作若しくは線形アレイ５４０の出力の読み取りのための電気回路における１又は複数の構成要素が故障していると、プロット１３００が存在しないという結果になる。そのような場合、近接検知器１１０はまたプロジェクタ１２０を停止させる。一般に、近接検知器１１０又はその構成要素が適切に動作しない場合又は状況では、予防手段としてプロジェクタ１２０は停止する。しかしながら、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。

図１６を参照して、一又は複数の実施形態に従う、近接検知器によるプロジェクタの制御を表す、プロジェクタ及び近接検知器を有する装置のブロック図を説明する。図１６の装置１００は、図１の装置１００に対応し、図１６に示されている特定の構成要素及び近接検知器とプロジェクタ１２０との間に相互作用関係を有する。１以上の実施形態では、例示の目的で、近接検知器１１０は１つのＶＣＳＥＬ５１０及びホログラム５２２を備えて表されている。しかしながら、例えば、図１１に説明されているように、近接検知器１１０は、２以上のＶＣＳＥＬＳ５１０及び／又は２以上のホログラム５２２を含んでもよく、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。上述したように、線形アレイ５４０は、ビーム５１５の反射から光子を受け取る。線形アレイ５４０は、図１に表された装置１００のコントローラ１４４に対応するプロセッサ１６１０に結合されうる。プロセッサ１６１０は、プロセッサ１６１０と一体化された、又は、別体の装置又は回路である、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）をも備える。１以上の実施形態では、線形アレイ５４０は、５４０ピクセルアレイ（画素配列）を備え、且つ、ＡＤＣは１０ビットＡＤＣを備えることができる。プロセッサ１６１０は、クロック信号１６１６及び／又はリセット信号を線形アレイ５４０に提供するとともに、線形アレイ５４０から同期信号１６２０及び／又は出力信号１６２２を受け取る。プロセッサ１６１０は、ＶＣＳＥＬ５１０を駆動するために高電流駆動信号１６２４をも提供する。プロセッサ１６１０は、制御信号１６３０を介して映像ＡＳＩＣ１６１２に結合され、そして、信号１６３２を介して投射コーン３１０によって表示領域６２０内に映像イメージを表示するために、プロジェクタ１２０の動作を制御する。プロセッサ１６１０は、この実施例では１つ以上のレーザを含むことができるプロジェクタ１２０のイメージング要素の動作を駆動信号１６２８を介して制御するレーザ駆動回路１６１４に、近接検知信号１６２６を提供する。。対象物を近接検知した場合、及び／又は、故障検知機構が故障を示している場合、プロセッサ１６１０は、信号１６２６を介してレーザ駆動回路１６１４に停止信号を提供し、そして、例えば、駆動信号１６２８を止めることにより、レーザ駆動回路１６１４にプロジェクタ１２０を停止させる。近接検知状態がなくなった場合、及び／又は、故障検知機構が故障を示していない場合、プロセッサ１６１０は、信号１６２６を介してプロジェクタ１２０の動作を許容することをレーザ駆動回路１６１４に指示し、レーザ駆動回路１６１４は、プロジェクタ１２０を動作可能にする駆動信号１６２８を発生させる。図１６に示した回路及び他の要素は、近接検知を介した装置１００の動作のための単なる例示にすぎず、他の回路及び／又は要素の配置も同様に実施可能であることは留意すべきであり、これに関して発明主題の技術的範囲は限定されない。

本発明はある程度詳細に説明されたが、その要素は該技術分野の当業者によって特許請求の範囲の技術的範囲から外れることなく変更可能であることを理解すべきである。イメージング機器の制御のための近接検知及び／又はそれに付随する用途の多くに関する本発明が上記説明によって理解されるであろうことを信ずるものであり、また、構成要素の形態、構造及び／又は配置において、本発明の技術的範囲から外れることなく、又は、重要な効果を犠牲にすることなく、様々な変更がなされうること、さらには、ここにおける形態は、単なる説明のための実施形態にすぎず、及び／又は、さらに、それに実質的な変更を加えることなしに、様々な変更がなされうることは明らかである。特許請求の範囲はそのような変更を包含し及び／又は含むことを意図するものである。

Claims

近接対象物の検知に基づきプロジェクタを制御するための方法であって、
前記プロジェクタの出力としてイメージを投射するステップと、
第１の角度で投射ビームを投射するステップと、
前記第１の角度とは異なる第２の角度で配置された視野を有する検知器で、前記投射ビームの反射ビームを検知するステップと、
前記投射ビームが前記対象物に反射することによる前記反射ビームの変化を前記検知器によって検知することに少なくとも部分的に基づいて、前記対象物が前記視野内に存在するか否かを判定するステップと、
対象物が前記視野内に存在するときに、前記プロジェクタの前記出力を調整するステップと、を含むことを特徴とする方法。
前記調整するステップは、前記プロジェクタの出力を低下させること、又は、前記プロジェクタを停止させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記調整するステップは、前記プロジェクタの出力を低下させること、又は、前記プロジェクタを停止させることを含み、
その後に、前記対象物が前記視野内に存在しなくなったときに、前記プロジェクタの出力を増加させること、又は、前記プロジェクタを起動させることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記判定するステップは、前記検知器を介して、前記投射ビームと前記反射ビームとの三角測量によって前記対象物の位置を判定することを含み、前記調整するステップは、前記対象物の位置に、少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
第１の角度で少なくとも２つの投射ビームを放射可能な少なくとも１つのエミッタと、
前記少なくとも２つの投射ビームの少なくとも１つの反射ビームを検知可能な検知器であって、前記第１の角度と異なる第２の角度で配置された視野を有する検知器と、
前記検知器からの出力を受け取るプロセッサであって、前記少なくとも２つの投射ビームのいずれかが対象物に反射することによる前記反射ビームの変化を前記検知器によって検知することに少なくとも部分的に基づいて、前記対象物が前記視野内に存在するか否かを判定可能であるプロセッサと、を備えることを特徴とする近接検知器。
前記少なくとも２つの投射ビームのための放射コーンを提供するための投射光学機器をさらに備え、前記第１の角度は前記放射コーン内に収まり、前記放射コーンは、前記反射ビームを前記検知器によって検知するための距離範囲を定めることを特徴とする請求項５に記載の近接検知器。
前記反射ビームのための受容コーンを提供するためのイメージング光学器をさらに備え、前記第２の角度は前記受容コーン内に収まり、前記受容コーンは、前記反射ビームを前記検知器によって検知するための距離範囲を定めることを特徴とする請求項５に記載の近接検知器。
前記プロセッサは、前記検知器の出力によって、前記少なくとも２つの投射ビームのいずれか及び前記反射ビームの三角測量によって前記対象物の位置を判定可能であることを特徴とする請求項５に記載の近接検知器。
前記検知器は１つの検知要素を備え、前記プロセッサは、当該１つの検知器要素の出力を介して、前記反射ビームの大きさの変化、前記反射ビームの形状の変化、又は、前記反射ビームの位置の変化を検知することにより、前記反射ビームの変化を検知可能であることを特徴とする請求項５に記載の近接検知器。
前記検知器は２以上の検知要素のアレイを備え、前記プロセッサは、当該２以上の検知器要素のアレイの出力を介して、前記反射ビームの大きさの変化、前記反射ビームの形状の変化、又は、前記反射ビームの位置の変化を検知することにより、前記反射ビームの変化を検知可能であることを特徴とする請求項５に記載の近接検知器。
近接対象物の検知に基づいて、イメージの投射を制御するための装置であって、
出力としてイメージを投射可能なプロジェクタと、
前記プロジェクタに結合される近接検知器と、を備え、
前記近接検知器は、
第１の角度で投射ビームを放射可能なエミッタと、
前記投射ビームの反射ビームを検知可能な検知器であって、前記第１の角度と異なる第２の角度で配置された視野を有する検知器と、
前記検知器を介して、前記投射ビームが前記対象物に反射することによる前記反射ビームの変化を検知することに少なくとも部分的に基づいて、前記対象物が前記視野内に存在するか否かを判定することができるプロセッサであって、前記対象物が前記プロジェクタに近接した視野内に存在するときに、前記プロジェクタの前記出力を調整可能であるプロセッサと、を備えることを特徴とする装置。
前記プロセッサは、前記プロジェクタの出力を低下させること、又は、前記プロジェクタを停止させることが可能であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
前記プロセッサは、前記対象物が前記視野内に存在するときに、前記プロジェクタの出力を低下させること、又は、前記プロジェクタを停止させることが可能であり、且つ、前記対象物が視野内に存在しないときに、前記プロジェクタの出力を増加させること、又は、前記プロジェクタを起動させることが可能であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
前記検知器によって検知可能な２以上の反射ビームを生成するために、前記投射ビームを、イメージの周囲に沿って投射される２以上のビームに分割することが可能な光学要素をさらに備え、前記投射ビームは、所定のイメージ投射範囲にわたってイメージの周囲に沿って投射されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
前記エミッタは２以上の光源を備え、当該２以上の光源及び前記検知器は、共通の平面状に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。