JP2006276647A

JP2006276647A - 携帯端末

Info

Publication number: JP2006276647A
Application number: JP2005097842A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hirako; 賢一平子
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP5089023B2

Abstract

【課題】プロジェクタの利用を不必要に妨げることなく、プロジェクタが出力する光に対してアイセーフを確保することのできる携帯端末を提供する。
【解決手段】プロジェクタ２は、画像を外部のスクリーンに投射する。距離測定部４は、プロジェクタ２の光源と人物の目までの距離を測定する。光源制御部６は、測定した距離に基づいて、プロジェクタ２の光源の出力を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末に関し、特に、プロジェクタを備えた携帯端末に関する。

従来から、プロジェクタを備えた携帯端末が提案されている。このような携帯端末ではアイセーフが問題となる。アイセーフとは、目の網膜に対する安全性を意味する。レーザ製品のアイセーフについては国際標準ＩＥＣ６０８２５規格によるクラス分けがなされている。クラス１は、目や皮膚に障害を与えないレベルとされているが、光源から極端に近い場所（たとえば、１０ｃｍ以内）から光源を覗き込むと、目に障害を与える可能性がある。また、今後、明るい場所でよりクリアな画像を表示できるように、より強い光源（クラス２、３Ａ、３Ｂ）の需要が増える可能性があるが、そうなると、目への危険度も増し、実用化への障害となる。

アイセーフを確保するための方法として、たとえば、特許文献１では、プロジェクタから所定距離内に物体が検出されたときに、光源を停止する方法が開示されている。
特開平９−１９７０４５号公報

しかしながら、特許文献１のアイセーフを確保する方法では、人がプロジェクタの前を横切っただけで、プロジェクタの光源を見ていないときにも光源が停止されてしまい、プロジェクタが利用できなくなる。特に、公共の場では、人がプロジェクタの前面を横切ることが多く、実際上、プロジェクタが利用できないという問題がある。

それゆえに、本発明の目的は、プロジェクタの利用を不必要に妨げることなく、プロジェクタが出力する光に対してアイセーフを確保することのできる携帯端末を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の携帯端末は、画像を外部のスクリーンに投射するプロジェクタと、プロジェクタの光源と人物の目までの距離を測定する測定部と、測定した距離に基づいて、プロジェクタの光源の出力を制御する光源制御部とを備える。

好ましくは、光源制御部は、測定した距離に加えてさらにプロジェクタの光源の出力値にも基づいて、プロジェクタの光源の出力を制御する。

好ましくは、光源制御部は、プロジェクタの光源の出力値と測定した距離とに基づいて、人物の目に照射される光エネルギー密度を特定し、特定した光エネルギー密度が所定値を超えるときに、プロジェクタの光源の出力値を下げる。

好ましくは、光源制御部は、プロジェクタの光源の出力値と測定した距離とに基づいて、人物の目に照射される光エネルギー密度を特定し、算出した光エネルギー密度が所定値を超えるときに、プロジェクタの光源からの出力を停止する。

好ましくは、測定部は、プロジェクタの光源を挟む位置に配置される第１および第２のカメラと、２台のカメラで撮影された画像をそれぞれ画像処理して、人物の目の位置を抽出した２個の画像を生成する目領域抽出部と、人物の目の位置が抽出された２個の画像を用いて、パノラマ法に基づいて、プロジェクタの光源と人物の目との距離を算出する演算部とを含み、第１のカメラの中心と第２のカメラの中心とプロジェクタの光源の中心は、同一直線上にあり、かつプロジェクタの光源の中心から第１のカメラの中心までの距離と第２のカメラの中心までの距離は等しい。

本発明の携帯端末によれば、プロジェクタの利用を不必要に妨げることなく、プロジェクタが出力する光に対してアイセーフを確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

［第１の実施形態］
（構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末の構成を示す図である。

図１を参照して、この携帯端末１は、プロジェクタ２と、距離測定部４と、光エネルギー密度特定部５と、光源制御部６と、携帯機能部３とを備える。

プロジェクタ２は、携帯端末１の内部で生成した画像または外部から取得した画像を外部のスクリーンに投射する。

距離測定部４は、プロジェクタ２の光源と人物の目までの距離を測定する。距離測定部４は、カメラ７ａと、カメラ７ｂと、目領域抽出部８と、距離演算部９とを備える。

カメラ７ａとカメラ７ｂは、同一の種類であり、性能、大きさなどは同一である。

図２は、カメラ７ａと、カメラ７ｂとプロジェクタ２の光源との配置関係を表わす図である。

図２を参照して、プロジェクタ２の光源を挟んで一方の側にカメラ７ａが配置され、他方の側にカメラ７ｂが配置される。図２において、紙面に向かう方向に投射スクリーンがあるものとする。カメラ７ａは、投射スクリーンに向かってプロジェクタ２の光源よりも左側に配置され、カメラ７ｂは、投射スクリーンに向かってプロジェクタ２の光源よりも右側に配置される。

プロジェクタ２の光源の中心と、メラ７ａのレンズの中心とカメラ７ｂのレンズの中心とは、同一直線上にある。プロジェクタ２で投射スクリーンに投射された画面の横方向（Ｘ軸方向）が地面に対して平行になるように携帯端末の向きを調整したときには、カメラ７ａのレンズの中心と、カメラ７ｂのレンズの中心と、プロジェクタ２の光源の中心は、地面から同一の高さにある。

また、プロジェクタ２の光源の中心からカメラ７ａの中心までの距離とカメラ７ｂの中心までの距離は等しい。

目領域抽出部８は、右側に配置されるカメラ７ａで得られた画像に対して微分フィルタを施してエッジ成分を抽出した画像を生成する。さらに、目領域抽出部８は、パターンマッチング処理等によって、生成された画像から人物の抽出、抽出した人物内の顔の抽出を順次行なう。さらに、目領域抽出部８は、抽出した顔の中の各部位（目、鼻、口）の配置関係に基づいて、人物の目の領域を抽出し、人物の目の領域のみが画素値「１」で、それ以外は画素値「０」の２値画像を生成する。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、目領域抽出部８による目の領域の抽出の例を表わす図である。

図３（ａ）は、原画像を表わす図である。図３（ｂ）は、エッジ成分抽出画像を表わす図である。図３（ｃ）は、人物の目の領域が抽出された画像を表わす図である。

目領域抽出部８は、左側に配置されるカメラ７ｂで得られた画像に対しても、右側に配置されるカメラ７ａで得られた画像と同様にして、目の領域を抽出する。

距離演算部９は、目の領域が抽出された２枚の画像、すなわち、右側のカメラ７ｂで得られ、目の領域が抽出された画像Ｒと、左側のカメラ７ａで得られ、目の領域が抽出された画像Ｌとを用いてパノラマ法によって、プロジェクタ２の光源と人物の目までの距離を算出する。

図４は、パノラマ法の原理を説明するための図である。

図４を参照して、左目の領域の中心と右目の領域の中心とを結ぶ線分の中点を対象物とする。

左側のカメラ７ａのレンズの中心と、右側のカメラのレンズ７ｂの中心との距離をＢとする。カメラ７ａ、７ｂのレンズの中心と撮像面との距離である焦点距離をｆとする。左側のカメラ７ａのレンズと右側のカメラ７ｂのレンズとを結ぶ直線と対象物との距離をＤとする。対象物の左カメラの撮像面での位置と、対象物の右カメラの撮像面での位置とのずれをＺとする。

以上の関係によると、三角形ＳＴＵと、三角形ＵＶＷとは相似になり、Ｄ：Ｂ＝ｆ：Ｚの式が成立つ。それゆえ、Ｄ＝Ｂ×ｆ／Ｚで表わされる。

ここで、撮像面での位置ずれＺは、右側のカメラ７ｂで得られ、目の領域が抽出された画像Ｒと、左側のカメラ７ａで得られ、目の領域が抽出された画像Ｌとを用いて算出することができる。

図５（ａ）は、右側のカメラ７ｂで得られ、目の領域が抽出された画像Ｒを表わす図である。図５（ｂ）は、左側のカメラ７ａで得られ、目の領域が抽出された画像Ｌを表わす図である。

図５（ｃ）は、画像Ｒと、画像Ｌとを合成した画像を表わす図である。

同図に示すように、画像Ｒの対象物（左目の領域の中心と、右目の領域の中心とを結ぶ線分の中点ＣＲ）、画像Ｌの対象物（左目の領域の中心と、右目の領域の中心とを結ぶ線分の中点ＣＬ）との間にある画素数Ｎを算出することができる。

この画素数Ｎと、カメラ７ａ（および７ｂ）の撮像面の大きさによって、撮像面での位置ずれＺを算出することができる。

光エネルギー密度特定部５は、プロジェクタ２の光源の出力値Ｐと、プロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組み合わせに対応する光エネルギー密度Ｅを定めたテーブルを保持する。

図６は、出力値Ｐと距離Ｄとの組み合わせに対応する光エネルギー密度Ｅを定めたテーブルの例を表わす図である。

図６を参照して、プロジェクタ２の光源の出力値Ｐと、プロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組合わせ（ｐ０，ｄ０）、（ｐ１，ｄ１）、（ｐ２，ｄ２）・・・に対応して光エネルギー密度Ｅがｅ０、ｅ１、ｅ２・・・のように定められる。

光エネルギー密度特定部５は、このテーブルを参照して、プロジェクタ２の光源の実際の出力値Ｐと、距離測定部４で測定したプロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組み合わせに対応する光エネルギー密度Ｅ、すなわち目に照射される光エネルギー密度Ｅを特定する。

光源制御部６は、特定された光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えた場合には、テーブルを参照して、同一の距離Ｄにおいて、エネルギー密度Ｅが所定値Ｇ以下となるような光源の出力値Ｐ′（Ｐ＞Ｐ′）を特定する。光源制御部６は、プロジェクトタ２の光源の出力値がＰ′になるように制御する。

ここで所定値Ｇとして、たとえば、レーザ光が目に入ったり、皮膚に当たったときに許容できる安全なレベルとして定められているＭＰＥ（Maximum Permissible exposure）を用いることができる。

（動作）
図７は、本発明の第１の実施形態に係る携帯端末の動作手順を表わすフローチャートである。

図７を参照して、まず、ユーザによるプロジェクタ２の光源の出力の開始を指示する操作が行なわれる（ステップＳ１０１）。

次に、目領域抽出部８は、右側に配置されるカメラ７ａで得られた画像に対して微分フィルタを施してエッジ成分を抽出した画像を生成した後、パターンマッチング処理等によって、生成された画像から人物の抽出、抽出した人物内の顔の抽出を順次行なう。さらに、目領域抽出部８は、抽出した顔の中の各部位（目、鼻、口）の配置関係に基づいて、人物の目の領域を抽出し、人物の目の領域のみが画素値「１」で、それ以外は画素値「０」の２値画像を生成する（ステップＳ１０２）。

次に、距離演算部９は、目の領域が抽出された２枚の画像、すなわち、右側のカメラ７ｂで得られ、目の領域が抽出された画像Ｒと、左側のカメラ７ａで得られ、目の領域が抽出された画像Ｌとを用いてパノラマ法によって、プロジェクタ２の光源と人物の目までの距離Ｄを算出する（ステップＳ１０３）。

次に、光エネルギー密度特定部５は、プロジェクタ２の光源の出力値Ｐと、プロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組み合わせに対応する光エネルギー密度Ｅを定めたテーブルを参照して、プロジェクタ２の光源の実際の出力値Ｐと、距離測定部４で測定したプロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組み合わせに対応する光エネルギー密度Ｅ、すなわち目に照射される光エネルギー密度Ｅを特定する（ステップＳ１０４）。

次に、光源制御部６は、特定された光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えていない場合には（ステップＳ１０５でＮＯ）、光源から未だ光が出力されていないときには（ステップＳ１０６でＮＯ）、光源から出力値Ｐで光の出力を開始させる（ステップＳ１０７）。

一方、光源制御部６は、特定された光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えている場合には（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、テーブルを参照して、同一の距離Ｄにおいて、エネルギー密度Ｅが所定値Ｇ以下となるような光源の出力値Ｐ′を特定する（ステップＳ１０８）。

次に、光源制御部６は、光源から既に出力値Ｐで光が出力中の場合には（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、プロジェクタ２の光源の出力値をＰ′に変化させる（ステップＳ１１０）。

また、光源制御部６は、光源から未だ光が出力されていない場合には（ステップＳ１０９でＮＯ）、光源から出力値Ｐ′で光の出力を開始させる（ステップＳ１１１）。

次に、ユーザによるプロジェクタ２の光源の出力の停止を指示する操作が行なわれた場合には（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、終了し、ステップＳ１０６でＹＥＳおよびステップＳ１１２でＮＯの場合には、ステップＳ１０２に戻り、人物の移動などによる条件の変化に対応するため、光エネルギー密度Ｅを再び求めるための処理を行なう。

以上のように、第１の実施形態に係る携帯端末によれば、人物の目に照射される光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えたときに限り、プロジェクタの光源の出力が弱められるので、プロジェクタの利用を不必要に妨げることなく、プロジェクタが出力する光に対してアイセーフを確保することができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、光エネルギー密度特定部５は、プロジェクタ２の光源の出力値Ｐと、プロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組み合わせに対応する光エネルギー密度Ｅを定めたテーブルを参照して、プロジェクタ２の光源の実際の出力値Ｐと、距離測定部４で測定したプロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組み合わせに対応する光エネルギー密度Ｅを特定した。

これに対して、第２の実施形態では、光エネルギー密度特定部５は、プロジェクタ２の光源の実際の出力値Ｐと、距離測定部４で測定したプロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとを用いて、光エネルギー密度Ｅを算出する。

レーザ製品の放射安全基準を定めたＪＩＳＣ６８０２規格で用いられている算出式を用いると、以下のようにしてエネルギー密度Ｅを算出することができる。

プロジェクタ２の出射ビーム径をａ₀とし、プロジェクタ２の光源と人物の目との距離をＤとすると、人物の目の位置におけるプロジェクタのビーム径ａ_rおよびビームの断面積Ｓは、以下のようになる。

ａ_r＝ａ₀＋Ｄ×φ ・・・（Ａ１）
Ｓ＝π×ａ_r ²＝π×（ａ₀＋ｒ×φ）² ・・・（Ａ２）
また、人物の目の位置におけるエネルギー密度Ｅは、光源の出力値（全パワー）Ｐを、人物の目の位置でのビームの断面積で割った値の２倍になる。

Ｅ＝２×Ｐ／Ｓ＝２×Ｐ／π×（ａ₀＋Ｄ×φ）² ・・・（Ａ３）
したがって、光エネルギー密度特定部５は、式（Ａ３）を用いて、エネルギー密度Ｅを算出する。

以上のように、第２の実施形態に係る携帯端末によれば、第１の実施形態と同様に、人物の目に照射される光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えたときに限り、プロジェクタの光源の出力が弱められるので、プロジェクタの利用を不必要に妨げることなく、プロジェクタが出力する光に対してアイセーフを確保することができる。

［第３の実施形態］
第１の実施形態では、光源制御部６は、特定された光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えている場合には、テーブルを参照して、同一の距離Ｄにおいて、エネルギー密度Ｅが所定値Ｇ以下となるような光源の出力値Ｐ′を特定し、光源から既に出力値Ｐで光が出力中の場合に光源の出力値をＰ′に変更した。

これに対して、第３の実施形態では、光源制御部６は、特定された光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えている場合に、光源から既に光が出力中の場合には、プロジェクタ２の光源を停止させる。

（動作）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る携帯端末の動作手順を表わすフローチャートである。

図８のステップＳ１０１〜Ｓ１０７、Ｓ１１２は、図７に示す第１の実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０７、Ｓ１１２と同様である。以下、図７のフローチャートと相違する点について説明する。

光源制御部６は、特定された光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えている場合には（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、光源から既に出力値Ｐで光が出力中の場合には（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、光源からの光の出力を停止させる（ステップＳ２０２）。

また、光源制御部６は、光源から未だ光が出力されていない場合には（ステップＳ２０１でＮＯ）、ステップＳ１０２に戻り、人物の移動などによる条件の変化に対応するため、光エネルギー密度Ｅを再び求めるための処理を行なう。

以上のように、第３の実施形態の携帯端末によれば、目に照射される光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えたときに限り、プロジェクタの光源の出力が停止されるので、プロジェクタの利用を不必要に妨げることなく、プロジェクタが出力する光に対してアイセーフを確保することができる。

［第４の実施形態］
第３の実施形態では、光源制御部６は、特定された光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えている場合に、光源から光が出力中の場合には、プロジェクタ２の光源を停止させた。

これに対して、第４の実施形態では、光源の出力値は一定であるとする。それゆえ、光源制御部６は、プロジェクタ２の光源と人物の目との距離Ｄのみに基づいて、光源を制御することができる。すなわち、光源制御部６は、プロジェクタ２の光源と人物の目との距離Ｄが所定値Ｋを超えている場合に、光源から既に光が出力中の場合には、プロジェクタ２の光源を停止させる。

以上のように、第４の実施形態の携帯端末によれば、プロジェクタの光源の出力値が一定のときに、プロジェクタの光源と人物の目との距離が所定値Ｋを超えたときに限り、プロジェクタの光源の出力が停止されるので、プロジェクタの利用を不必要に妨げることなく、プロジェクタが出力する光に対してアイセーフを確保することができる。

（変形例）
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば、以下のような変形例が考えられる。

（１）光エネルギー密度Ｅの算出を不要とする方法
本発明の第１〜第３の実施形態では、プロジェクタ２の光源の出力値Ｐと、プロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとから人物の目に照射される光エネルギー密度Ｅを特定し、特定した光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えている場合に、光源の出力を制御するものとしたが、これに限定されるものではなく、たとえば、プロジェクタ２の光源の出力値Ｐと、プロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組合わせをそのまま用いて（エネルギー密度Ｅを計算することなく）、光源の出力を制御するものとしてもよい。

すなわち、光源制御部６は、プロジェクタ２の光源の出力値Ｐと、プロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組合わせに対して、光源の出力を停止させるか否かを定めたテーブルを用いて、プロジェクタ２の光源の実際の出力値Ｐと、距離測定部４で測定したプロジェクタ２の光源から目までの距離Ｄとの組み合わせに対して光源の出力を停止させる必要があるかどうかを判断して、制御するものとしてもよい。

（２）光源の出力値の制御
本発明の第１の実施形態では、光源制御部６は、目に照射される光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えているときには、テーブルを参照して、同一の距離Ｄにおいて、エネルギー密度Ｅが所定値Ｇ以下となるような光源の出力値Ｐ′を特定して、プロジェクタ２の光源の出力値をＰ′に変化させたが、これに限定されるものではない。

たとえば、光源制御部６は、目に照射される光エネルギー密度Ｅが所定値Ｇを超えているときには、プロジェクタ２の光源の出力値を一定量だけ小さくするものとしてもよい。そして、次に算出された光エネルギー密度Ｅがまだ所定値Ｇを超えているときには、プロジェクタ２の光源の出力値をさらに一定量だけ小さくする。このような処理を繰返すことによって、光源の出力値が段階的に減少していき、目に照射される光エネルギー密度Ｅを所定値Ｇ以下にすることがことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施形態に係る携帯端末の構成を示す図である。カメラ７ａと、カメラ７ｂとプロジェクタ２の光源との配置関係を表わす図である。（ａ）は、原画像を表わす図であり、（ｂ）は、エッジ成分抽出画像を表わす図であり、（ｃ）は、人物の目の領域が抽出された画像を表わす図である。パノラマ法の原理を説明するための図である。（ａ）は、右側のカメラ７ｂで得られ、目の領域が抽出された画像Ｒを表わす図であり、（ｂ）は、左側のカメラ７ａで得られ、目の領域が抽出された画像Ｌを表わす図であり、（ｃ）は、画像Ｒと、画像Ｌとを合成した画像を表わす図である。出力値Ｐと距離Ｄとの組み合わせに対応する光エネルギー密度Ｅを定めたテーブルの例を表わす図である。本発明の第１の実施形態に係る携帯端末の動作手順を表わすフローチャートである。本発明の第３の実施形態に係る携帯端末の動作手順を表わすフローチャートである。

符号の説明

１携帯端末、２プロジェクタ、３携帯機能部、４距離測定部、５光エネルギー密度特定部、６光源制御部、７ａ，７ｂカメラ、８目領域抽出部、９距離演算部。

Claims

画像を外部のスクリーンに投射するプロジェクタと、
前記プロジェクタの光源と人物の目までの距離を測定する測定部と、
前記測定した距離に基づいて、前記プロジェクタの光源の出力を制御する光源制御部とを備えた携帯端末。
前記光源制御部は、前記測定した距離に加えてさらに前記プロジェクタの光源の出力値にも基づいて、前記プロジェクタの光源の出力を制御する請求項１記載の携帯端末。
前記光源制御部は、前記プロジェクタの光源の出力値と前記測定した距離とに基づいて、前記人物の目に照射される光エネルギー密度を特定し、前記特定した光エネルギー密度が所定値を超えるときに、前記プロジェクタの光源の出力値を下げる、請求項２記載の携帯端末。
前記光源制御部は、前記プロジェクタの光源の出力値と前記測定した距離とに基づいて、前記人物の目に照射される光エネルギー密度を特定し、前記算出した光エネルギー密度が所定値を超えるときに、前記プロジェクタの光源からの出力を停止する、請求項２記載の携帯端末。
前記測定部は、
前記プロジェクタの光源を挟む位置に配置される第１および第２のカメラと、
前記２台のカメラで撮影された画像をそれぞれ画像処理して、前記人物の目の位置を抽出した２個の画像を生成する目領域抽出部と、
前記人物の目の位置が抽出された２個の画像を用いて、パノラマ法に基づいて、前記プロジェクタの光源と前記人物の目との距離を算出する演算部とを含み、
前記第１のカメラの中心と前記第２のカメラの中心と前記プロジェクタの光源の中心は、同一直線上にあり、かつ前記プロジェクタの光源の中心から前記第１のカメラの中心までの距離と前記第２のカメラの中心までの距離は等しい、請求項１記載の携帯端末。