JP2001290217A - Video system utilizing water tank - Google Patents

Video system utilizing water tank

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JP2001290217A
JP2001290217A JP2000111857A JP2000111857A JP2001290217A JP 2001290217 A JP2001290217 A JP 2001290217A JP 2000111857 A JP2000111857 A JP 2000111857A JP 2000111857 A JP2000111857 A JP 2000111857A JP 2001290217 A JP2001290217 A JP 2001290217A
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JP
Japan
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water tank
screen
projector
image
angle
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Application number
JP2000111857A
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Japanese (ja)
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Akitsuna Yuhara
章綱 湯原
Hisaki Serita
寿樹 芹田
Ryuichi Sumizawa
隆一 住沢
Masaki Sato
正喜 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance unexpectedness and a direction effect to spectators without impairing the direction effect of the water tank itself by projecting electronic images to the water tank and averting the direct entry of the light source of the electronic images to the eyes of the spectators and making the light source unconscious without losing the transparency of the wall surfaces of the water tank and the interior of the water tank. SOLUTION: The water tank 4 is provided with a screen 1 of a diffractive transmission type in proximity to the transparent wall surface within and/or on the outside of the water tank 4. The videos from a projector 5 arranged within the water at a prescribed angle with a straight line 9 orthogonal with the surface of the screen 1 are projected to the screen 1. The angle θwd formed by the straight line 9 orthogonal with the surface of the screen 1 and an optical axis 8 of the projector 5 is merely necessitated to be kept within a range of θwd±5 deg.C determined by the following equation when the incident angle of the incident light on the screen 1 for diffracting of the incident angle by the screen 1 in the atmosphere is defined as θd and the refractive index of the water as n(W): sinθwd=sinθd/n(W). When the refractive index n(W) of the water is assumed to be 1.333, the θwd determined by the equation described above is approximately 20 to 31 deg..

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、映像を投射するた
めの投射型映像表示装置、いわゆるプロジェクターを用
いて映像を表示するための映像システムに係り、特に水
槽を利用して映像を映し出し、観客を楽しませ、観客へ
の演出効果、誘引効果、情報伝達効果を高めるように構
成した映像システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type image display device for projecting an image, that is, an image system for displaying an image by using a so-called projector, and more particularly to an image system for projecting an image by using a water tank. The present invention relates to a video system configured to entertain and enhance the effect of producing, attracting, and transmitting information to the audience.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、水槽そのものには、透明な壁
面を隔てて中で魚が泳ぐ、気泡が出る、岩石が有り、藻
が揺らめく等、それ自体に人目を引く効果が有り、他に
演出を加える手段は照明程度であった。一方、電子映像
を水槽の背後に置き、この水槽を介して観視者に仮想的
な水槽内部の映像を表示するものがある。しかしなが
ら、電子映像の画面自身は透明感が無く、その上、背後
からは水槽を見ること、あるいは鑑賞することが難し
い。
2. Description of the Related Art Generally, an aquarium itself has an eye-catching effect, such as fish swimming in a transparent wall, bubbles forming, rocks, and algae shimmering. The means of adding the effect to lighting was lighting. On the other hand, there is a type in which an electronic image is placed behind a water tank, and a virtual image inside the water tank is displayed to a viewer via the water tank. However, the screen of the electronic image itself does not have a sense of transparency, and it is difficult to see or view the aquarium from behind.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来は水槽そのものの
効果に頼る余り、それ以上の差別化された演出効果を持
つ技術が導入されず、水槽に電子画像を利用して演出効
果を高め様にも水槽壁面の透明性を失うことで、背後か
らの水槽鑑賞の可能性を失うことや、環境や風景として
の広がりを減らす恐れが有った。
Conventionally, there is no introduction of a technology having a more distinctive effect than relying on the effect of the water tank itself. However, losing the transparency of the aquarium wall could result in losing the possibility of viewing the aquarium from behind and reducing the extent of the environment and landscape.

【0004】水槽を用いて視覚的な演出効果を高めるた
めには、水槽壁面及びその内部の透明性を失わずに水槽
に電子画像を映し出し、かつ、電子画像の光源を直接に
観客の眼に入れない意識させないこと、さらには電子画
像の背後からも水槽を鑑賞し得るようにすることが重要
である。
In order to enhance the visual effect using the water tank, an electronic image is projected on the water tank without losing the transparency of the wall of the water tank and the inside thereof, and the light source of the electronic image is directly transmitted to the eyes of spectators. It is important not to be conscious and to be able to appreciate the aquarium from behind the electronic image.

【0005】本発明は、水槽内部の水の動きや流れ、あ
るいは揺らぎ等を利用し、水槽自体の演出効果を損ねず
に、意外性と観客への演出効果を高めるようにした映像
システムを提供することにある。更に、これによりアイ
キャッチ効果を高め、次々と内容の変化する情報や広告
内容を観客に伝え易くすることも本発明の目的の一つで
ある。
[0005] The present invention provides a video system that utilizes the movement, flow, or fluctuation of water in a water tank to enhance the surprisingness and the effect for the audience without impairing the effect of the water tank itself. Is to do. Furthermore, it is one of the objects of the present invention to enhance the eye-catching effect and make it easier to convey information and advertising contents whose contents change one after another to the audience.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る映像システムは、水槽の内部及び/また
は外部の透明な壁面に近接して回折透過型のスクリーン
を設け、このスクリーン面と直交する直線と所定の角度
を以ってプロジェクターからの映像光が入射するように
当該プロジェクターを配置することにより、水槽の内部
及び/または外部に映像を映し出すようにしたことを特
徴とするものである。
In order to achieve the above object, an image system according to the present invention is provided with a diffractive transmission type screen in the vicinity of a transparent wall inside and / or outside a water tank, and the screen is provided with a screen. The projector is arranged so that image light from the projector is incident at a predetermined angle with a straight line orthogonal to the straight line, so that an image is projected inside and / or outside the water tank. It is.

【0007】前記水槽内に蓄えられた水の中に前記プロ
ジェクターを配置する場合は、前記所定の角度(すなわ
ち、プロジェクターの光軸とスクリーンの面と直交する
直線とのなす角度)を約20°〜31°とすることが好
ましい。
When the projector is arranged in the water stored in the water tank, the predetermined angle (ie, the angle between the optical axis of the projector and a straight line orthogonal to the screen surface) is set to about 20 °. It is preferable to set it to 31 °.

【0008】前記所定の角度は、大気中において前記ス
クリーンが入射光を回折するための該スクリーンに対す
る入射光の入射角をθd、前記水槽内部の液体(例えば
水)の屈折率をn(W)としたとき、sinθwd=sinθd/
n(W)により求められる。実際にプロジェクターを配置
する場合には、上式により求められたθwd±5°の範
囲内とすればよい。
[0008] The predetermined angle is θd, the incident angle of the incident light on the screen for diffracting the incident light in the atmosphere in the atmosphere is θd, and the refractive index of the liquid (eg, water) in the water tank is n (W). Where sin θwd = sin θd /
n (W). When actually arranging the projectors, the projector may be set within the range of θwd ± 5 ° obtained by the above equation.

【0009】すなわち、本発明は、水を透過してクリー
ンにプロジェクターからの映像を投影する場合の回折角
度の補正を行い、かつ、大気と水の間における光の屈折
を考慮して、該プロジェクターから投射され直進する成
分を直接に観客の目に入れずに所定の映像を良好に見せ
る配置、意外性や演出効果の大きい映像を出せる配置を
行ったものである。また、このように回折透過型のスク
リーンを水槽に用いることにより、電子画像に水槽の水
の動きや流れ、あるいは揺らぎ等を加えた演出を利用し
得る。さらに背後からの水槽鑑賞の可能性を失うことが
なく、水槽のある環境や風景としての広がりを減らす事
が無いことだけに止まらず、水槽の向かい合う透明な壁
面のおのおのに電子映像を映し出せ、しかも互いの干渉
が無視できるような水槽の見せ方、映像の見せ方が可能
となる。
That is, the present invention corrects a diffraction angle in a case where an image from a projector is transmitted through water and cleanly projects the image, and considers the refraction of light between the atmosphere and water in the projector. In this arrangement, a predetermined image can be viewed well without directly seeing the component projected from the viewer, and an arrangement capable of producing an image with great surprisingness and effect can be obtained. In addition, by using the diffractive transmission type screen for the water tank in this manner, it is possible to use the effect of adding the movement, flow, or fluctuation of the water in the water tank to the electronic image. Furthermore, without losing the possibility of watching the aquarium from behind, not only not to reduce the spread of the environment with the aquarium and the landscape, but also to project the electronic image on each of the transparent walls facing the aquarium, In addition, it becomes possible to show the water tank and the image so that mutual interference can be ignored.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を用いて説明する。図1に本発明に係る
映像システムの第一の実施形態を立面図相当で示す。図
中で回折透過型のスクリーン1は、水槽10の透明な壁
面4の水槽内側に貼られ、水槽10の中は水で満たされ
ている。図中で該水槽10の他の壁面は省略している。
図中、プロジェクター5は水密のハウジング11に格納
されており、プロジェクター5の投射光は水密のハウジ
ング11の透明窓から回折透過型のスクリーン1に投影
結像しており、プロジェクター5による投射光の光束の
中心線(すなわちプロジェクター5の光軸8)は、回折
透過型スクリーン1の中心に立てた垂線9(すなわち、
回折透過型スクリーン1の面と直交する直線)に対して
θwd(水中における回折透過型スクリーンの回折角度
であって、当該回折透過型スクリーン1が水中において
回折可能な入射光の入射角)の角度をなしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of an image system according to the present invention, which is equivalent to an elevation view. In the figure, a diffraction transmission type screen 1 is affixed to the inside of the water tank 10 on a transparent wall surface 4 of the water tank 10, and the water tank 10 is filled with water. In the figure, other wall surfaces of the water tank 10 are omitted.
In the figure, a projector 5 is stored in a watertight housing 11, and the projection light of the projector 5 is projected and imaged from a transparent window of the watertight housing 11 onto a diffractive transmission type screen 1. The center line of the light beam (that is, the optical axis 8 of the projector 5) is perpendicular to the vertical line 9 (that is,
An angle of θwd (a diffraction angle of the diffractive transmission screen in water, which is an incident angle of incident light that the diffractive transmission screen 1 can diffract in water) with respect to a straight line perpendicular to the surface of the diffractive transmission screen 1. Has made.

【0011】第一の実施の形態の途中ではあるが補足説
明のため、回折透過型のスクリーン1の大気中における
作用について、図2を用いて説明する。図2において回
折透過型のスクリーン1の中心に立てた垂線9に対して
プロジェクター5の光軸8に沿う光は回折透過型スクリ
ーン1の中心に立てた垂線9に対して正方向にθd(大
気中における回折透過型スクリーン1の回折角度であっ
て、当該回折透過型スクリーン1が大気中において回折
可能な入射光の入射角)の角度を成して入射している。
図中で回折透過型のスクリーン1の透明な支持基板は省
略している。回折透過型のスクリーン1に投影結像した
光の大部分(70%)は6:回折成分として、回折透過
型のスクリーン1の垂直方向に透過する。一方、一部の
成分(10%程度)は反射し、また他の一部成分(20
%程度)は回折することなく直進成分7として透過す
る。以上では回折透過型のスクリーン1の中心を通る光
のみについて述べたが、スクリーン1の他の部分でも入
射の角度は多少変わっているが、回折成分は垂直方向に
透過する様になっている。これ以外の角度から入射する
光は回折せずに透過し、相当に透き通って見える。回折
透過型スクリーン1の回折角度(大気中)θdは通常3
5°で設計されるので、その結果、スクリーンは透明性
を殆ど失わずに、しかもプロジェクター5を、すなわち
強度の強い光源を直視せずに結像した電子画像を見るこ
とができる。ここで、θdは設計値に対し、±5度程度
の許容量がある。すなわち、大気中における回折透過型
スクリーン1の回折角度θdは、おおよそ30°〜40
°の範囲内にある。
The operation of the diffractive transmission type screen 1 in the atmosphere will be described with reference to FIG. 2 for the supplementary explanation although it is in the middle of the first embodiment. In FIG. 2, light along the optical axis 8 of the projector 5 with respect to a vertical line 9 set at the center of the diffraction-transmission screen 1 is θd in the positive direction with respect to a vertical line 9 set at the center of the diffraction-transmission screen 1 (atmosphere). The angle is the diffraction angle of the diffractive transmission screen 1 in the inside, that is, the angle of the diffractive transmission screen 1 (the incident angle of incident light that can be diffracted in the atmosphere).
In the figure, the transparent support substrate of the diffraction transmission type screen 1 is omitted. Most (70%) of the light projected and imaged on the diffractive transmission screen 1 is transmitted in the vertical direction of the diffractive transmission screen 1 as 6: diffraction component. On the other hand, some components (about 10%) are reflected, and other components (20%).
%) Is transmitted as the straight component 7 without diffraction. Although only the light passing through the center of the diffractive transmission type screen 1 has been described above, the diffracted component is transmitted in the vertical direction in other portions of the screen 1 although the angle of incidence is slightly changed. Light incident from other angles is transmitted without diffraction and appears quite transparent. The diffraction angle (in air) θd of the diffractive transmission screen 1 is usually 3
As a result of being designed at 5 °, the screen can thus see an electronic image formed with little loss of transparency and without looking directly at the projector 5, i.e. without looking directly at the strong light source. Here, θd has a tolerance of about ± 5 degrees with respect to the design value. That is, the diffraction angle θd of the diffractive transmission screen 1 in the atmosphere is approximately 30 ° to 40 °.
°.

【0012】ここで、第一の実施の形態に戻り、そこに
おける回折透過型のスクリーン1の作用を述べる。第一
図において、回折透過型のスクリーン1と水2の間に薄
い大気層を仮に考えると、上記図2におけると同様に、
この仮想的大気層で回折透過型スクリーン1の中心に立
てた垂線9に対して正方向にθd(回折透過型スクリー
ンの回折角度(大気中))の角度を成して入射する光線
は大部分(70%)は6:回折成分として、回折透過型
のスクリーン1の垂直方向に透過する。一方、スクリー
ン1を透過した後の直進成分7の方向は回折透過型スク
リーン1の中心に立てた垂線9に対して正方向にθd
(回折透過型スクリーンの回折角度(大気中))の角度
を成している。ここで、前述のプロジェクター5による
投射光の光束の中心線(即ち光軸8)が回折透過型スク
リーン1の中心に立てた垂線9に対して成す角度θwd
(回折透過型スクリーンの回折角度(水中))は、上記
仮想的大気層において回折透過型スクリーン1の中心に
立てた垂線9に対して正方向に成す角度θd(回折透過
型スクリーンの回折角度(大気中))により、水の屈折
率をn(W)、大気(空気)の屈折率をn(A)=1として、
Snellの法則(屈折の法則)から、次の式により定
まる。
Here, returning to the first embodiment, the operation of the diffractive transmission type screen 1 there will be described. In FIG. 1, assuming a thin air layer between the diffraction transmission screen 1 and the water 2, as in FIG.
Most of the light rays incident at an angle of θd (diffraction angle of the diffractive transmission screen (in the atmosphere)) in the positive direction with respect to a perpendicular line 9 set at the center of the diffractive transmission screen 1 in the virtual atmospheric layer. (70%) is 6: transmitted in the vertical direction of the screen 1 of the diffraction transmission type as a diffraction component. On the other hand, the direction of the linear component 7 after passing through the screen 1 is θd in the positive direction with respect to a perpendicular 9 set at the center of the diffractive transmission type screen 1.
(Diffraction angle of diffraction transmission screen (in air)). Here, the angle θwd formed by the center line (that is, the optical axis 8) of the light beam of the light projected by the projector 5 with respect to the perpendicular 9 formed at the center of the diffractive transmission screen 1.
(Diffraction angle of the diffractive transmission screen (underwater)) is the angle θd (the diffraction angle of the diffractive transmission screen (diffraction angle of the diffractive transmission screen) In the atmosphere)), assuming that the refractive index of water is n (W) and the refractive index of the atmosphere (air) is n (A) = 1,
From Snell's law (the law of refraction), it is determined by the following equation.

【0013】 sinθwd/sinθd=n(A)/n(W)=1/n(W) sinθwd=sinθd/n(W) (数1) ここで、水の屈折率n(W)=1.333(分散は多少あ
るが、光波長587.76nmの値をもって代表)で回折透過
型スクリーン1の回折角度(大気中)θdは設計値35
度とすると、sinθwd=0.43179でθwd=2
5.925度となる。θdは前述のように設計値に対し
±5度程度の余裕が有るので、θwdにも上の式(数
1)で定まる値に対し±5度の許容度がある。従って、
水中における回折透過型スクリーン1の回折角度θwd
は、おおよそ20°〜31°である。つまり、この範囲
内でプロジェクター5を配置すれば、水槽の内側もしく
は外側に対し、プロジェクター8からの映像を映し出す
ことが可能となる。
Sin θwd / sin θd = n (A) / n (W) = 1 / n (W) sin θwd = sin θd / n (W) (Equation 1) Here, the refractive index n (W) of water = 1.333 (Although there is some dispersion, the light wavelength is represented by a value of 587.76 nm), the diffraction angle (in the atmosphere) θd of the diffractive transmission type screen 1 is designed value 35.
In degrees, sin θwd = 0.43179 and θwd = 2
5.925 degrees. Since θd has a margin of about ± 5 degrees with respect to the design value as described above, θwd also has a tolerance of ± 5 degrees with respect to the value determined by the above equation (Equation 1). Therefore,
Diffraction angle θwd of diffraction transmission screen 1 in water
Is approximately 20 ° to 31 °. That is, if the projector 5 is arranged within this range, the image from the projector 8 can be projected on the inside or outside of the water tank.

【0014】ここで上記仮想的大気層の厚さを無限小に
持っていけば図1の実施の形態に完全に一致する。また
図1の実施の形態における回折透過型スクリーン1の中
心とプロジェクター5との距離Lは図2における相当距
離L(A)から次の式の関係をもって設定する。
Here, if the thickness of the virtual atmosphere layer is made to be infinitely small, it completely corresponds to the embodiment of FIG. Further, the distance L between the center of the diffractive transmission screen 1 and the projector 5 in the embodiment of FIG. 1 is set from the equivalent distance L (A) in FIG.

【0015】 L=L(A) sinθd/sinθwd (数2) 一方、図1の実施の形態における回折透過型スクリーン
1とプロジェクター5との水平距離L(H)=Lcosθwd
は図2における相当距離L(HA)=L(A)cosθdから次の
式の関係をもって設定する。
L = L (A) sin θd / sin θwd (Equation 2) On the other hand, the horizontal distance L (H) = Lcos θwd between the diffraction transmission screen 1 and the projector 5 in the embodiment of FIG.
Is set from the equivalent distance L (HA) = L (A) cos θd in FIG.

【0016】 L(H)=Lcosθwd=(L(A)cosθd)cotθwd=L(HA) cotθwd (数3) 上記した回折角度(大気中)θd=35度の条件ではL
(H)=1.184L(HA)と18.4%奥行きが深くなる。ここで回
折透過型スクリーン1を40型(対角40インチ)とす
るとL(A)は180cm程度でL(HA)は147cm、L
は239cm、L(H)は174cm、となる。本実施の
形態ではハウジング11を用いているが、その透明な窓
面は、それによる投射光の反射損失を最小にするためプ
ロジェクター5の光軸と垂直である。また、プロジェク
ターを設置する場所が浅い場合には完全なハウジングで
なく、半水没型の箱であっても良い。回折透過型スクリ
ーン1はラミネートが施され、水槽の透明な壁面4に密
着性良く接着されるが、特にその端部は透明な耐水性の
良い接着剤で一様の保護層を形成しておくと良い。
L (H) = Lcosθwd = (L (A) cosθd) cotθwd = L (HA) cotθwd (Equation 3) Under the condition that the above-mentioned diffraction angle (in the atmosphere) θd = 35 degrees, L
(H) = 1.184L (HA), 18.4% deeper. Here, assuming that the diffractive transmission screen 1 is 40 type (40 inches diagonal), L (A) is about 180 cm, L (HA) is 147 cm, L
Is 239 cm and L (H) is 174 cm. In this embodiment, the housing 11 is used, but the transparent window surface is perpendicular to the optical axis of the projector 5 to minimize the reflection loss of the projection light. When the place where the projector is installed is shallow, a semi-submerged box may be used instead of a complete housing. The diffractive transmission type screen 1 is laminated and adhered to the transparent wall surface 4 of the water tank with good adhesion. In particular, a uniform protective layer is formed at the end of the screen with a transparent and water-resistant adhesive. And good.

【0017】ここで、注意すべきは水槽内の照明であっ
て、回折透過型スクリーンの背景が明るすぎないことが
必要であるので、光源からの光が直接に水槽の透明な壁
面を照射しないように設定することである。水槽周辺の
照明も、光源からの光が水槽の透明な壁面、および周囲
の壁面を直接に照射しないように設定することが望まし
い。
Here, attention should be paid to the illumination in the water tank, and it is necessary that the background of the diffractive transmission screen is not too bright. Therefore, the light from the light source does not directly irradiate the transparent wall surface of the water tank. It is set as follows. It is desirable to set the illumination around the water tank so that the light from the light source does not directly irradiate the transparent wall surface of the water tank and the surrounding wall surface.

【0018】ここに示した本実施の形態の設定によれ
ば、大気中と同様に水槽の水を通して水槽壁面に貼られ
た回折透過型スクリーンに投影し、水槽に電子画像を映
し出すことが出来る。水槽壁面の透明性を失わずに、水
槽に明るい、CGやビデオ機器による動画、静止画、文
字テロップも出せる上、その背後も見えるので、水槽自
体の演出効果を損ねずに、意外性も大きく観客への演出
効果が非常に高いものとなる。このような動画、静止画
の映像としては、南国の島、動植物、海、海中の様子、
ジュコン、さめ、亀、珊瑚、色美しい熱帯魚、あるい
は、一転して、南極の海、ペンギン、鯨、いるか、鯱、
深海のイメージ、深海魚、アンコウ、神話、伝説、物語
のシーンなどが考えられる。さらに、水槽内の水の流
れ、動き、揺らぎで光路が微妙に揺らぎ、映像に大きな
影響は与えずに微妙な揺らぎが出ること演出効果とな
る。かつ、直進成分が小さく、しかもプロジェクターが
観客の視界に入りにくい回折透過型の利点を発揮したも
のとなっている。また、プロジェクターの光線の散乱は
空気中より多少大きいので光線の見えることによる演出
効果も出る。
According to the setting of the present embodiment described above, it is possible to project an electronic image on the water tank by projecting the water of the water tank onto the diffraction transmission screen attached to the wall of the water tank in the same manner as in the atmosphere. Without losing the transparency of the aquarium wall, it is possible to display bright, moving images, still images, text telops using CG and video equipment on the aquarium, and also see behind it, so that the effect of the aquarium itself is not spoiled, and the surprisingness is large. The effect for the audience will be very high. Such video and still images include tropical islands, flora and fauna, the sea, underwater,
Jukon, shark, tortoise, coral, beautiful tropical fish, or, in turn, the Antarctic waters, penguins, whales, squid,
Deep sea images, deep sea fish, anglers, myths, legends, story scenes, etc. are possible. Further, the optical path slightly fluctuates due to the flow, movement, and fluctuation of the water in the aquarium, resulting in a subtle fluctuation without having a significant effect on the image. In addition, it has the advantage of a diffractive transmission type in which the linear component is small and the projector hardly enters the field of view of the audience. In addition, since the scattering of the light beam of the projector is slightly larger than that in the air, the effect of visualizing the light beam also appears.

【0019】本発明に係る映像システムの第二の実施の
形態は、上記第一の実施の形態で水槽の透明な壁面4の
内側に回折透過型スクリーン1を貼らずに外側に貼った
ものである。第二の実施の形態における水槽の透明な壁
面4の近傍を拡大して図3に示す。本図で水槽の透明な
壁面4をガラスとし、その屈折率をn(G)とする。
The second embodiment of the image system according to the present invention is the same as the first embodiment except that the diffractive transmission screen 1 is not adhered to the inside of the transparent wall 4 of the water tank but to the outside. is there. FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the transparent wall surface 4 of the water tank according to the second embodiment. In this figure, the transparent wall surface 4 of the water tank is made of glass, and its refractive index is n (G).

【0020】本図においてもプロジェクター5による投
射光の光束の中心線(即ち光軸8)は回折透過型スクリ
ーン1の中心に立てた垂線9に対してθwd(回折透過
型スクリーンの回折角度(水中))の角度をなしてお
り、スクリーン1を透過した後の直進成分7の方向は回
折透過型スクリーン1の中心に立てた垂線9に対して正
方向にθd(回折透過型スクリーンの回折角度(大気
中))の角度を成している。一方、上記光軸8が水槽の
透明な壁面4において垂線9に対して成す角度をθgd
とすると、θdとの間に次の関係が有る。 sinθgd=(1/n(G))sinθd (数4) 一方、θwdとθgdの間には屈折の法則により、次の
関係が有る。
Also in this figure, the center line of the light beam of the light projected by the projector 5 (that is, the optical axis 8) is θwd (the diffraction angle of the diffractive transmission screen (underwater) with respect to a perpendicular 9 which is set at the center of the diffractive transmission screen 1. )), And the direction of the linear component 7 after passing through the screen 1 is θd in the positive direction with respect to a vertical line 9 set at the center of the diffractive transmission screen 1 (the diffraction angle of the diffractive transmission screen ( In the atmosphere)). On the other hand, the angle formed by the optical axis 8 with respect to the perpendicular 9 on the transparent wall surface 4 of the aquarium is θgd.
Then, there is the following relationship with θd. sin θgd = (1 / n (G)) sin θd (Equation 4) On the other hand, the following relationship exists between θwd and θgd according to the law of refraction.

【0021】Sinθwd=(n(G)/n(W))sinθgd 式(数4)の関係から、これは次の式の様になり、式
(数1)と一致する。
Sinθwd = (n (G) / n (W)) sinθgd From the relation of the equation (Equation 4), this becomes as the following equation, which coincides with the equation (Equation 1).

【0022】sinθwd=(1/n(W))sinθd ここで、ガラスの水槽の透明な壁面4の部分におけるθ
gdは、θd=35度、ガラスの屈折率n(G)=1.5とし
て、22.481度となる。ただし、全体の寸法関係からはガ
ラスの厚みは小さいので仮に無視すれば、θwd、θd
の値は第一の実施の形態と共通で全体としては第一の実
施の形態と同様なものである。この様に水とガラス越し
に回折透過型スクリーンを貼る場合の条件も明らかにな
った。上記第一の実施の形態と同じ効果が有る外に、水
槽を空にして回折透過型スクリーンを貼る作業をする必
要が無いという利点が有る。水槽に観客が手を伸ばして
も届かぬ様にして有れば、回折透過型スクリーン1を傷
つけられる心配も無い。
Sin θwd = (1 / n (W)) sin θd Here, θ at the transparent wall surface 4 of the glass tank is
gd is 22.481 degrees when θd is 35 degrees and the refractive index n (G) of glass is 1.5. However, from the overall dimensional relationship, the thickness of the glass is small, so if ignored, θwd, θd
Are common to the first embodiment, and are generally the same as in the first embodiment. Thus, the conditions for attaching a diffractive transmission screen through water and glass were also clarified. In addition to the same effects as in the first embodiment, there is an advantage that there is no need to empty the water tank and attach a diffractive transmission screen. If the audience does not reach the aquarium even when they reach, there is no risk of damaging the diffractive transmission screen 1.

【0023】尚、上記の図1、図3に示す第一、第二の
実施の形態では奥行き側を示していないが、奥に水槽の
透明な壁面が有れば、該壁面と回折透過型スクリーンを
通して更にその奥を望める。
In the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 3, the depth side is not shown. You can look further through the screen.

【0024】さらに、映像を見る側が明るければ、該奥
にある透明な壁面の向こう側からは、回折透過型スクリ
ーンには何も写って写っていない様に見え、しかも透明
で映像を見る側が見える。
Furthermore, if the image viewing side is bright, from the other side of the transparent wall at the back, it looks as if nothing is reflected on the diffractive transmission screen, and moreover, the image viewing side is transparent. .

【0025】この様に、背後からの水槽鑑賞の可能性を
失うことや、環境や風景としての広がりを減らす恐れが
無い、水槽を利用した映像システムを実現できる。
As described above, an image system using a water tank can be realized without losing the possibility of viewing the water tank from behind or reducing the spread of the environment and scenery.

【0026】次に本発明に係る映像システムの第三の実
施の形態を図4に立面図相当で示し説明する。図4に示
す第三の実施の形態では、前記図1に示した第一の実施
の形態に奥側に水槽の透明な壁面4’が加えられている
だけでなく、該奥側の水槽の透明な壁面4’にも回折透
過型スクリーン1’を設け、該回折透過型スクリーン
1’を投射するプロジェクター5’をプロジェクター5
に向かい合う様に設けている。このようにすることによ
り、該奥側の水槽の透明な壁面4’の奥からもプロジェ
クター5’により、投影された映像を回折透過型スクリ
ーン1’により見ることが出来、しかも表側の回折透過
型スクリーン1の画像は殆ど見えずに透けて見え、表側
の状況も伺う事が出来る。これは表側から見ても同様
で、投影された映像を回折透過型スクリーン1により見
ることが出来、しかも、奥側の回折透過型スクリーン
1’の画像は殆ど見えず、透けて見え奥側の状況も伺う
事が出来る。このように従来では出来なかった電子画像
を用いた演出が水槽で可能となる。もし、水槽の周囲4
面が利用できるならば、この要領で周囲4面に透明感の
有る電子画像による演出が可能となる。
Next, a third embodiment of the video system according to the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment shown in FIG. 4, not only the transparent wall surface 4 'of the water tank is added to the back side of the first embodiment shown in FIG. A diffractive transmissive screen 1 'is also provided on a transparent wall surface 4', and a projector 5 'for projecting the diffractive transmissive screen 1' is connected to a projector 5
It is provided so as to face. By doing so, the projected image can be viewed on the diffractive transmission screen 1 'by the projector 5' from the back of the transparent wall surface 4 'of the water tank on the back side, and the diffractive transmission screen on the front side can be seen. The image on the screen 1 can be seen through almost invisible, and the situation on the front side can be heard. This is the same when viewed from the front side. The projected image can be viewed on the diffractive transmission screen 1, and the image of the diffractive transmission screen 1 ′ on the back side is hardly seen, but can be seen through. You can ask about the situation. As described above, the effect using the electronic image, which has not been possible in the past, can be performed in the water tank. If around the aquarium 4
If a surface can be used, it is possible to produce an electronic image with a sense of transparency on the four surrounding surfaces in this manner.

【0027】次に本発明に係る映像システムの第4の実
施の形態を図5に立面図相当で示し説明する。図5に示
す第4の実施の形態では、前記図1に示された第一の実
施の形態から水槽の奥行きが狭められ、プロジェクター
5が、奥側の水槽の透明な壁面の外側大気中に置かれて
いる。この時、プロジェクター5の光軸8は外側大気中
で水槽の透明な壁面に立てた垂線12とθdの角度を成
す。一方、水槽中では前記第一の実施の形態と同じくプ
ロジェクター5の光軸8は回折透過型スクリーンの中心
に立てた垂線9とθwdの角度を成す。この様に、水槽
の透明な壁面4’による光線の反射により僅かに光強度
が低下するが、前記第一の実施の形態と同様の効果が有
る。本実施の形態では、第二の実施の形態と同じく前面
の水槽の透明な壁面4の外側に回折透過型スクリーン1
を設けても良い。また、本実施の形態の変形として、上
記第3の実施の形態の様にもできる。
Next, a video system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment shown in FIG. 5, the depth of the water tank is reduced from that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the projector 5 is placed in the atmosphere outside the transparent wall surface of the water tank on the back side. It has been placed. At this time, the optical axis 8 of the projector 5 forms an angle of θd with the perpendicular 12 standing on the transparent wall surface of the water tank in the outside atmosphere. On the other hand, in the water tank, similarly to the first embodiment, the optical axis 8 of the projector 5 forms an angle of θwd with the perpendicular 9 set at the center of the diffractive transmission screen. As described above, the light intensity slightly decreases due to the reflection of the light beam by the transparent wall surface 4 ′ of the water tank, but the same effect as in the first embodiment is obtained. In the present embodiment, as in the second embodiment, the diffractive transmission screen 1 is provided outside the transparent wall surface 4 of the front water tank.
May be provided. In addition, as a modification of the present embodiment, it can be made as in the third embodiment.

【0028】本発明の第5の実施の形態を図6に立面図
相当で示し説明する。図6の第5の実施の形態では前記
図1の第一の実施の形態から水槽の奥行きが狭められ、
プロジェクター5が、奥側の水槽の透明な壁面4’の外
側大気中に置かれているのみならず、回折透過型スクリ
ーン1を奥側の水槽の透明な壁面4’の外側大気中に面
して貼ったものである。本実施の形態ではプロジェクタ
ー5の光軸8は外側大気中で水槽の透明な壁面に立てた
垂線12とθdの角度を成すとともに、大部分の光は回
折透過型スクリーン1で結像回折し、回折透過型スクリ
ーンの中心に立てた垂線9と平行に進み、水槽内の水と
前面側の水槽の透明な壁面4を介して観客が映像として
観察する。本実施の形態では、上記の各実施の形態の効
果と共に、それに加えて水の向こうに別の世界が開ける
と言った演出効果が有る。また、本実施の形態の変形と
して、上記第3の実施の形態の様にもできる。このとき
は、水槽内は明るく、かつ外側の観客側の方は水槽内よ
り暗くする全体照明状況が好ましく、観客の見るスクリ
ーンの背後、プロジェクター側が暗く、観客からは水槽
を介して見るスクリーンは明るく見え、直前のスクリー
ンの映像は殆ど見えず、透明に近い。
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment of FIG. 6, the depth of the water tank is narrowed from the first embodiment of FIG.
The projector 5 is not only placed in the atmosphere outside the transparent wall 4 ′ of the water tank on the back side, but also faces the diffraction transmission type screen 1 into the air outside the transparent wall 4 ′ of the water tank on the back side. It is what I put on. In the present embodiment, the optical axis 8 of the projector 5 forms an angle of θd with the perpendicular 12 erected on the transparent wall of the water tank in the outside atmosphere, and most of the light is imaged and diffracted by the diffractive transmission screen 1, The viewer travels in parallel with the vertical line 9 at the center of the diffractive transmission screen, and observes the image as water through the water in the water tank and the transparent wall 4 of the water tank on the front side. In the present embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiments, there is an effect of producing another world beyond the water. In addition, as a modification of the present embodiment, it can be made as in the third embodiment. At this time, it is preferable that the entire lighting condition is such that the inside of the water tank is bright and the outside audience side is darker than the inside of the water tank, the projector side is dark behind the screen seen by the audience, and the screen viewed from the audience through the water tank is bright. Visible, the image on the screen immediately before is almost invisible and almost transparent.

【0029】尚、上記第5の実施の形態においては水槽
の奥行きが狭いとしたが、広い水槽として中で人が泳げ
るものとしても良く、中で泳ぐ人が、電子画像による各
種の演出を楽しむことができる。即ちリゾートをイメー
ジした水泳プールや、テーマパークの水泳プールにも応
用出来る。さらに、外から見れば、中で泳ぐ人も演出と
なり得る。この様なことも本実施の形態に含まれ、応用
範囲は広い。
Although the depth of the water tank is narrow in the fifth embodiment, a wide water tank may be used so that people can swim in the water tank. People who swim in the water tank enjoy various effects by electronic images. be able to. That is, it can be applied to a swimming pool in the image of a resort or a swimming pool in a theme park. Furthermore, when viewed from the outside, people who swim inside can also be directing. This is also included in the present embodiment, and the range of application is wide.

【0030】本発明の第6の実施の形態を図7に立面図
相当で示し説明する。図7の第6の実施の形態では前記
図1の第一の実施の形態から水槽の奥行きが狭められ、
プロジェクター5(図中略)が、奥側の水槽の透明な壁
面4’の外側大気中に置かれているのみならず、回折透
過型スクリーン1を水中に、しかも水槽の透明な壁面
4、4’に貼らずに設置している。本実施の形態では回
折透過型スクリーン1で結像回折した光は(その主軸で
考え)回折透過型スクリーン1に垂直方向に射出され、
前面側の水槽の透明な壁面4に、そこに立てた垂線14
に正の向きθwの角度で入射し、θaoの角度で(すな
わち下向きに)射出される。この時、θwとθaoの間
には次の関係が有る。
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment of FIG. 7, the depth of the water tank is reduced from that of the first embodiment of FIG.
The projector 5 (omitted in the figure) is not only placed in the atmosphere outside the transparent wall surface 4 'of the water tank on the back side, but also the diffractive transmission type screen 1 is placed underwater, and the transparent wall surface 4, 4' of the water tank. Installed without sticking. In the present embodiment, the light imaged and diffracted by the diffractive transmission screen 1 is emitted perpendicularly to the diffractive transmission screen 1 (considered by its principal axis),
The perpendicular 14 standing on the transparent wall 4 of the water tank on the front side
At a positive angle θw, and is emitted at an angle θao (ie, downward). At this time, the following relationship exists between θw and θao.

【0031】 sinθw=(1/n(W))sinθao (数5) 一方、回折透過型スクリーン1の入射側では入射光の主
軸は回折透過型スクリーンの中心に立てた垂線9に対し
正方向にθwd:回折透過型スクリーンの回折角度(水
中)の角度を成すので、水槽の透明な壁面に立てた垂線
13に対しθwi=θwd+θwの角度を成す。プロジ
ェクター5(図中略)から出る光の水槽への入射側では
光軸(光束の中心線)8は水槽の透明な壁面に立てた垂
線12とθaiの角度で入射する。θaiとθwiの間
には次の関係が有る。
Sin θw = (1 / n (W)) sin θao (Equation 5) On the incident side of the diffractive transmission screen 1, the main axis of the incident light is in the positive direction with respect to a vertical line 9 set at the center of the diffractive transmission screen. θwd: Since it forms the angle of the diffraction angle (underwater) of the diffractive transmission type screen, it forms an angle of θwi = θwd + θw with respect to the perpendicular 13 standing on the transparent wall surface of the water tank. On the incident side of the light emitted from the projector 5 (omitted in the figure) to the water tank, the optical axis (center line of the light beam) 8 is incident at an angle of θai with the perpendicular 12 standing on the transparent wall surface of the water tank. The following relationship exists between θai and θwi.

【0032】 sinθai=n(W)sinθwi (数6) ここで、θaoを15度とすれば、(数5)の関係から
θwは11.196度となり、θwd:回折透過型スク
リーンの回折角度(水中)は上記第一の実施の形態と同
じく25.925度となるから、θwiは37.121
度となり、θaiは(数6)の関係から57.559度
となる。水槽ガラス面への入射角度が垂線に平行の場合
に比較し大きく反射損失はやや大きいが、観客の視線上
方の水中に映像を浮かび上がらせることが出来、演出効
果が大きい。一方、このように回折透過型スクリーン1
の角度づけを行わずとも良く、これも本実施の形態に含
まれる。プロジェクター5(図中略)から出る光の水槽
への入射の状況は前記した第4の実施の形態と同様であ
り、水中に映像を浮かび上がらせることが出来、演出効
果が大きい。本実施の形態で注意すべきことはθwiに
θai=90度とする様な臨界角度48.6度が存在す
ることである。このときのθaoは30.9度であり、
本実施の形態ではこれ以上の角度づけは不可能である。
実際には入射の際の反射が非常に大きくなるので実質に
は上記で述べたθao=15度が限界に近い。一方、こ
のように回折透過型スクリーン1の角度づけを行わずと
も良く、θao=0度の場合に相当し、これも本実施の
形態に含まれる。尚、本実施の形態において水槽の奥行
きが広い場合はプロジェクター5(図中略)は当然ハウ
ジングに格納して用いる。この場合は上記したプロジェ
クター側の臨界角の制限は無くなり、広いθaoの角度
範囲がとれる。さらに、本実施の形態においても前記第
三の実施の形態に相応した配置ができ、向かい合う水槽
の壁面4、4’の各々から互いに干渉することなく映像
と水槽が鑑賞しうる。
Sin θai = n (W) sin θwi (Equation 6) Here, if θao is 15 degrees, θw is 11.196 degrees from the relation of (Equation 5), and θwd is the diffraction angle of the diffractive transmission screen ( Underwater) is 25.925 degrees as in the first embodiment, so θwi is 37.121.
And θai is 57.559 degrees from the relationship of (Equation 6). Although the reflection loss is large and the reflection loss is slightly large as compared with the case where the angle of incidence on the aquarium glass surface is parallel to the perpendicular, the image can be made to appear in the water above the line of sight of the audience, and the effect is large. On the other hand, the diffraction transmission screen 1
May not be performed, and this is also included in the present embodiment. The state of the light emitted from the projector 5 (omitted in the figure) entering the water tank is the same as in the above-described fourth embodiment, and the image can be made to appear in the water, and the effect is large. What should be noted in the present embodiment is that θwi has a critical angle of 48.6 degrees such that θai = 90 degrees. Θao at this time is 30.9 degrees,
No further angulation is possible in the present embodiment.
Actually, the reflection at the time of incidence becomes extremely large, so that the above-mentioned θao = 15 degrees is substantially close to the limit. On the other hand, the angle of the diffractive transmission screen 1 does not have to be set as described above, which corresponds to the case where θao = 0 °, which is also included in the present embodiment. In the present embodiment, when the depth of the water tank is large, the projector 5 (omitted in the figure) is naturally stored in the housing for use. In this case, the limitation of the critical angle on the projector side described above is eliminated, and a wide angle range of θao can be obtained. Furthermore, also in this embodiment, the arrangement corresponding to the third embodiment can be performed, and the image and the aquarium can be viewed from each of the facing wall surfaces 4, 4 'of the aquarium without interfering with each other.

【0033】本発明の第7の実施の形態を図8に立面図
相当で示し説明する。図8の第7の実施の形態では、上
記第6の実施の形態において水面が低く、プロジェクタ
ー5(図中略)からの光が(光軸で考えて)、水面に立
てた垂線15とθai’ の角度で水面に入射するもの
である。この光は水中で屈折し、水面に立てた垂線15
とθwi’=(90度−θwi)の角度となる。以降の
数式的関係は上記第5の実施の形態と同じである。ここ
で、θaoを45度とすると、θwは32.037度、
θwiは57.962度、θwi’は32.038度、
θai’は45度となる。本実施の形態では上記第6の
実施の形態より大きな仰角で観客が映像を見ることが出
来、水面から差し込む光、太陽の映像、月の映像を演出
すらできる。この時、θwiは57.962度なので回
折透過型スクリーン1から出る直進成分は水槽の透明な
壁面4で全反射され、観客側には来ないという利点も有
る。本実施の形態で注意すべきことは上記第6の実施の
形態の様な臨界角度の存在であり、本実施の形態ではθ
ai’を90度とするθwi’の臨界角度48.6度の
存在である。これはθwiには下限の値41.4度を与
え、従って、θwの下限値15.475度を与え、これ
に対応するθaoの下限値は20.835度となる。但
し、実質はθai’を56.246度、θwiを51.
411度、θwi’は38.589度とするθao=4
5度が下限であろう。この様に上記第6の実施の形態で
は角度θaoの小さい側を分担し、本第7の実施の形態
では角度θaoの大きい側を分担する。尚、本実施の形
態において水槽の奥行きが広く水深も十分な場合はプロ
ジェクター5(図中略)は当然ハウジングに格納して用
いる。この場合は上記したプロジェクター側の臨界角の
制限は無くなり、広いθaoの角度範囲がとれる。ただ
し、このときは上記第6の実施の形態において、水槽の
奥行きを広くした場合と一致する。
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the seventh embodiment of FIG. 8, the water surface is low in the sixth embodiment, and light from the projector 5 (omitted in the drawing) (considered by the optical axis) is perpendicular to the vertical line 15 and θai ′ standing on the water surface. Incident on the water surface at an angle of. This light is refracted in water, and the vertical line 15
And θwi ′ = (90 degrees−θwi). The subsequent mathematical relationships are the same as in the fifth embodiment. Here, if θao is 45 degrees, θw is 32.037 degrees,
θwi is 57.962 degrees, θwi ′ is 32.038 degrees,
θai ′ is 45 degrees. In the present embodiment, the viewer can view the image at a larger elevation angle than in the sixth embodiment, and can produce an image of the light entering from the water surface, an image of the sun, and an image of the moon. At this time, since the angle θwi is 57.962 degrees, there is also an advantage that the straight component coming out of the diffractive transmission screen 1 is totally reflected by the transparent wall surface 4 of the water tank and does not come to the audience side. It should be noted in this embodiment that there is a critical angle as in the sixth embodiment, and in the present embodiment, θ
There is a critical angle of 48.6 degrees of θwi 'where ai' is 90 degrees. This gives θwi a lower limit of 41.4 degrees, thus giving a lower limit of 15.475 degrees of θw, and a corresponding lower limit of θao of 20.835 degrees. However, in reality, θai ′ is 56.246 degrees and θwi is 51.246 degrees.
411 degrees, θwi ′ is 38.589 degrees, and θao = 4
Five degrees would be the lower limit. As described above, in the sixth embodiment, the side having the smaller angle θao is shared, and in the seventh embodiment, the side having the larger angle θao is shared. In the present embodiment, when the depth of the water tank is large and the water depth is sufficient, the projector 5 (omitted in the drawing) is stored in a housing for use. In this case, the limitation of the critical angle on the projector side described above is eliminated, and a wide angle range of θao can be obtained. However, this case corresponds to the case where the depth of the water tank is increased in the sixth embodiment.

【0034】以上の各実施の形態ではプロジェクター5
を上方に置き、回折透過型スクリーン1は正の回折角度
で用いて来たが、これ等は水槽の透明な壁面の垂線に関
し上下に反転させて配置することが可能である。すなわ
ちプロジェクター5は観客の目の高さからは十分に下に
くるので、光源を直視せずにすむ。
In each of the above embodiments, the projector 5
Are placed at the top and the diffractive transmission type screen 1 has been used at a positive diffraction angle, but these can be arranged upside down with respect to the perpendicular of the transparent wall surface of the aquarium. That is, since the projector 5 comes sufficiently below the eye level of the spectator, it is not necessary to look directly at the light source.

【0035】次に本発明の第8の実施の形態を図9に立
面図相当で示し説明する。本実施の形態は上記第7の実
施の形態で回折透過型スクリーン1を回折透過型スクリ
ーンの中心に立てた垂線9に関して上下反転して配置し
たものであり、従って、プロジェクター5の位置はさほ
ど低くならない配置となっている。図9において回折透
過型スクリーン1の入射側の光軸は該回折透過型スクリ
ーン1の中心に立てた垂線9に関して、負の方向にθw
dの角度となって居り、水槽の透明な壁面に立てた垂線
13に対し負の方向にθwi=θwd−θwの角度を成
す。一方、プロジェクター5(図中略)から出る光の水
槽への入射側では光軸(光束の中心線)8は水槽の透明
な壁面に立てた垂線12とθaiの角度で入射する。θ
wiとθaiの関係は前記の(数6)で与えられる。例
えば、回折成分の水槽の透明な壁面4からの射出角度
(大気中)θaoを35度(下向き、正方向)とすれ
ば、回折成分の水槽の透明な壁面4への入射角度(水
中)θwは25.925度、θwiとθaiは0度で水
槽の透明な壁面4’へは垂直に入射し垂直に透過してゆ
く配置となる。次に、回折成分の水槽の透明な壁面4か
らの射出角度(大気中)θaoを27度とすれば、回折
成分の水槽の透明な壁面4への入射角度(水中)θwは
19.912度、θwiは6.013度、θaiは8.
027度となる。
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the diffractive transmission screen 1 is arranged upside down with respect to a vertical line 9 set at the center of the diffractive transmission screen in the seventh embodiment, and therefore, the position of the projector 5 is very low. It is an arrangement that must not be done. In FIG. 9, the optical axis on the incident side of the diffractive transmission screen 1 is θw in a negative direction with respect to a vertical line 9 set at the center of the diffractive transmission screen 1.
d, and forms an angle of θwi = θwd−θw in a negative direction with respect to a perpendicular 13 standing on the transparent wall surface of the water tank. On the other hand, on the incident side of the light emitted from the projector 5 (omitted in the figure) to the water tank, the optical axis (center line of the light beam) 8 is incident at an angle of θai with the perpendicular 12 standing on the transparent wall surface of the water tank. θ
The relationship between wi and θai is given by the above (Equation 6). For example, if the emission angle (in the atmosphere) θao of the diffraction component from the transparent wall surface 4 of the water tank is 35 degrees (downward, positive direction), the incident angle (underwater) θw of the diffraction component to the transparent wall surface 4 of the water tank Is 25.925 degrees, θwi and θai are 0 degrees, and the light is vertically incident on the transparent wall surface 4 ′ of the aquarium and transmitted vertically. Next, if the emission angle (in the atmosphere) θao of the diffraction component from the transparent wall surface 4 of the water tank is 27 degrees, the incident angle (underwater) θw of the diffraction component on the transparent wall surface 4 of the water tank is 19.912 degrees. , Θwi is 6.013 degrees, and θai is 8.13 degrees.
027 degrees.

【0036】回折成分の水槽の透明な壁面4からの射出
角度(大気中)θaoを22度とすれば、回折成分の水
槽の透明な壁面4への入射角度(水中)θwは16.3
22度、θwiは9.603度、θaiは12.848
度となる。回折成分の水槽の透明な壁面4からの射出角
度(大気中)θaoを15度とすれば、回折成分の水槽
の透明な壁面4への入射角度(水中)θwは11.19
6度、θwiは13.968度、θaiは18.769
度となる。
If the emission angle (in the atmosphere) θao of the diffraction component from the transparent wall surface 4 of the water tank is 22 degrees, the incident angle (underwater) θw of the diffraction component on the transparent wall surface 4 of the water tank is 16.3.
22 degrees, θwi is 9.603 degrees, θai is 12.848
Degree. Assuming that the angle of emergence of the diffraction component from the transparent wall 4 of the water tank (in the atmosphere) θao is 15 degrees, the angle of incidence of the diffraction component on the transparent wall 4 of the water tank (in water) θw is 11.19.
6 degrees, θwi is 13.968 degrees, θai is 18.769
Degree.

【0037】一方、直進成分7は回折成分の水槽の透明
な壁面4に立てた垂線17からθai(上向き、負方
向)で射出されるので観客の遥か頭上を通過し、観客の
目に入らない。本実施の形態では、水槽への入射角度は
小さく垂直に近いので反射損失は小さく押さえられる。
また、本実施の形態ではθaoを15度の場合、回折透
過型スクリーン1を40型とし、その中心から水平距離
で約3m観客が離れているとすれば、観客の眼高さに対
し回折透過型スクリーン1の中心は約80cm高く、プ
ロジェクターの高さは回折透過型スクリーン1の中心か
ら約60cm低くなるが、眼高さに対し20cm高くな
るので、遮蔽により光源の存在を目立ち難く出来る。こ
の点を重視すれば、回折成分の水槽の透明な壁面4から
の射出角度(大気中)θaoの下限は15度程度であ
る。本実施の形態では上記第6、第7の実施の形態に対
して、水槽への入射時の角度が小さく(反射損失も小さ
く)、かつ、回折成分の水槽の透明な壁面4からの射出
角度(大気中)θaoの角度範囲も大きなものとなる。
本実施の形態では前記第6、第7の実施の形態と同様の
映像効果が有る。その上、反射損失は少なく、直進成分
も観客の目に入らないという点ではむしろ、一層に効果
的である。尚、本実施の形態でθaoを0度とすれば、
プロジェクターの位置は眼下はるか下にくるので観客か
らは遮蔽しやすい。
On the other hand, since the linear component 7 is emitted from the perpendicular 17 erected on the transparent wall 4 of the water tank of the diffractive component at θai (upward, negative direction), it passes far above the spectator and does not enter the spectator's eyes. . In the present embodiment, the angle of incidence on the aquarium is small and nearly perpendicular, so that the reflection loss can be kept small.
Further, in the present embodiment, when θao is 15 degrees, the diffractive transmission screen 1 is a 40-inch screen, and if the spectator is about 3 m away from the center by a horizontal distance, the diffractive transmission screen 1 is different from the spectator's eye height. The center of the screen 1 is about 80 cm higher, and the height of the projector is about 60 cm lower than the center of the diffractive transmission screen 1, but it is 20 cm higher than the eye height, so that the presence of the light source can be made less noticeable by shielding. If this point is emphasized, the lower limit of the angle θao of the diffraction component emitted from the transparent wall surface 4 of the water tank (in the atmosphere) is about 15 degrees. In this embodiment, as compared with the sixth and seventh embodiments, the angle at the time of incidence on the water tank is small (the reflection loss is also small), and the angle of emergence of the diffraction component from the transparent wall surface 4 of the water tank. The angle range of (in the atmosphere) θao is also large.
In the present embodiment, the same video effects as in the sixth and seventh embodiments are provided. In addition, it is even more effective in that the reflection loss is small and the linear component is not seen by the audience. Note that if θao is 0 degree in the present embodiment,
The position of the projector is far below the eyes, so it is easy to shield from the audience.

【0038】上記第8の実施の形態を上下反転したのが
第10図にその立面図相当を示す本発明第9の実施の形
態である。本実施の形態では回折透過型スクリーン1は
観客の目の高さよりはるかに下にくる。また、直進成分
7は観客の足元にくるので目に入りにくい。本実施の形
態では海底、水底に因む映像、すなわち深海魚、竜宮、
浦島、沈没船と宝物、等々、神話と伝説に彩られた世
界、異界を表示するのに適している。また、水底の太
陽、月、星等も意外性ある表示である。
FIG. 10 shows a ninth embodiment of the present invention in which the eighth embodiment is turned upside down, and FIG. In this embodiment, the diffractive transmission screen 1 is far below the eye level of the audience. Further, since the straight component 7 comes to the feet of the audience, it is hard to see. In the present embodiment, the seabed, images related to the water bottom, that is, deep-sea fish, Ryugu,
It is suitable for displaying a world, a mysterious and legendary world, a different world, such as Urashima, sunken ships and treasures. In addition, the sun, the moon, the stars, and the like at the bottom of the water are unexpected displays.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明により、水槽壁面の透明性を失わ
ずに、かつ、水槽内部の透明性を失うこと無く、水槽に
電子画像を映し出し、かつ、電子画像の光源を直接に観
客の眼に入れない意識させない特長づけを行うこと、さ
らに電子画像の背後からも水槽を鑑賞しうる特長づけを
行うことができた。上記特長づけと共に電子画像に水槽
の水の動きや流れ、あるいは揺らぎ等を利用し、水槽自
体の演出効果を損ねずに、意外性と観客への演出効果を
高めることができた。これによりアイキャッチ効果を高
め、次々と内容の変化する情報や広告内容を観客に伝え
易くできた。しかも、水槽の透明な壁面の各面に映像を
映し出して、しかもそれらの間の干渉がほとんど無く、
視界も遮らないという特長づけができ、観客への演出効
果、集客効果が高いものとなった。さらに、人の泳ぐプ
ールの中に向けても映像が出せる、それのみならず、そ
のプール自体も中で泳ぐ人も含めて、映像もろとも鑑賞
用水槽にもなる応用効果が出る。
According to the present invention, an electronic image is projected on the aquarium without losing the transparency of the aquarium wall surface and without losing the transparency of the interior of the aquarium, and the light source of the electronic image is directly viewed by the audience. It was possible to perform the characterization so as not to be conscious of the water tank, and also to make it possible to appreciate the aquarium from behind the electronic image. In addition to the above-mentioned features, the movement and flow of water in the aquarium, or the fluctuation of the water in the aquarium can be utilized for the electronic image, thereby improving the surprisingness and the effect for the audience without impairing the effect of the aquarium itself. This enhanced the eye-catching effect and made it easier for the audience to convey information and advertising content, whose contents changed one after another. Moreover, the images are projected on each of the transparent walls of the aquarium, and there is almost no interference between them.
The feature that the view was not obstructed was able to be given, and the effect of directing to the audience and the effect of attracting customers were high. Furthermore, an image can be displayed even when the player is directed into a swimming pool where a person swims, and in addition to the person who swims in the pool itself, there is an applied effect that the image and the viewing tank can be used.

【0040】上記から、企業の玄関やショウルームの鑑
賞、娯楽の媒体、説明、展示の媒体、宣伝、広告の媒体
として大きな効果が有るのみならず、テーマパークや、
スポーツ施設の設備としても応用の効果が有る。
As described above, the present invention has a great effect not only as a medium for appreciation of a company entrance and a showroom, as a medium for entertainment, as a medium for explanation, exhibition, as a medium for advertising, but also as a medium for theme parks,
There is also an application effect as equipment for sports facilities.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による第一の実施の形態の立面図相当を
示す図
FIG. 1 is a diagram showing an elevation view equivalent to a first embodiment according to the present invention.

【図2】回折透過型スクリーンの大気中における作用を
示すための立面図相当を示す図
FIG. 2 is a view showing an elevation view equivalent to the action of the diffraction transmission screen in the atmosphere.

【図3】本発明による第二の実施の形態の立面図相当を
示す図
FIG. 3 is a diagram showing an elevation view equivalent to a second embodiment according to the present invention.

【図4】本発明による第三の実施の形態の立面図相当を
示す図
FIG. 4 is a view showing an elevation view equivalent to a third embodiment according to the present invention;

【図5】本発明による第4の実施の形態の立面図相当を
示す図
FIG. 5 is a diagram showing an elevation view equivalent to a fourth embodiment according to the present invention.

【図6】本発明による第5の実施の形態の立面図相当を
示す図
FIG. 6 is a diagram showing an elevation view equivalent to a fifth embodiment according to the present invention.

【図7】本発明による第6の実施の形態の立面図相当を
示す図
FIG. 7 is an elevational view equivalent to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明による第7の実施の形態の立面図相当を
示す図
FIG. 8 is an elevational view equivalent to a seventh embodiment according to the present invention.

【図9】本発明による第8の実施の形態の立面図相当を
示す図
FIG. 9 is an elevational view equivalent to an eighth embodiment of the present invention.

【図10】本発明による第9の実施の形態の立面図相当
を示す図
FIG. 10 is an elevational view equivalent to a ninth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1’…回折透過型スクリーン、2…水、3…大気、
4、4’…水槽の透明な壁面、5、5’…プロジェクタ
ー、8、8’…光軸(光束の中心線)、9…回折透過型
スクリーンの中心に立てた垂線、θd…回折透過型スク
リーンの回折角度(大気中)、θwd…回折透過型スク
リーンの回折角度(水中)
1, 1 ': diffractive transmission screen, 2: water, 3: atmosphere,
4, 4 ': Transparent wall surface of water tank, 5, 5': Projector, 8, 8 ': Optical axis (center line of light beam), 9: Vertical line set at the center of diffractive transmission screen, θd: Diffraction transmission type Screen diffraction angle (in air), θwd ... Diffraction angle of diffractive transmission screen (underwater)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住沢 隆一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 (72)発明者 佐藤 正喜 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディアシステ ム事業部内 Fターム(参考) 5C058 EA01 EA32  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Ryuichi Sumizawa 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Digital Media System Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masaki Sato Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 292 Hitachi Media, Ltd. Digital Media System Division F-term (reference) 5C058 EA01 EA32

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水槽の内部及び/または外部の透明な壁面
に近接して設けられた回折透過型のスクリーンと、該ス
クリーンに映像を投影して前記水槽の外部及び/または
内部に向かって映像を写すし出すためのプロジェクター
とを有し、該プロジェクターの光軸が前記スクリーンの
面と直交する直線と所定の角度を為すように、前記プロ
ジェクターを配置したことを特徴とする水槽を利用した
映像システム。
1. A diffractive transmission type screen provided in close proximity to a transparent wall inside and / or outside a water tank, and projecting an image on the screen to project an image toward the outside and / or inside the water tank. And a projector for projecting the image, wherein the projector is arranged so that the optical axis of the projector makes a predetermined angle with a straight line perpendicular to the surface of the screen. system.
【請求項2】前記水槽内に蓄えられた水の中に前記プロ
ジェクターを配置した場合に、該プロジェクターの光軸
と前記スクリーンの面と直交する直線とのなす角度を約
20°〜31°としたことを特徴とする請求項1に記載
の水槽を利用した映像システム。
2. When the projector is arranged in water stored in the water tank, an angle between an optical axis of the projector and a straight line orthogonal to a surface of the screen is about 20 ° to 31 °. An image system using the aquarium according to claim 1, wherein:
【請求項3】水槽の内部及び/または外部の透明な壁面
に近接して設けられた回折透過型のスクリーンと、該ス
クリーンに前記水槽内部の液体を介して映像を投影する
ことにより、前記水槽の外部及び/または内部に向かっ
て映像を写すし出すためのプロジェクターとを有し、 大気中において前記スクリーンが入射光を回折するため
の該スクリーンに対する入射光の入射角をθd、前記水
槽内部の液体の屈折率をn(W)としたとき、前記プロジ
ェクターの光軸と前記スクリーンの面と直交する直線と
の為す角度θwdが、下式により定まるθwd±5°の
範囲内となるように前記プロジェクターを配置したこと
を特徴とする水槽を利用した映像システム。 sinθwd=sinθd/n(W)
3. A diffractive transmission type screen provided in the vicinity of a transparent wall surface inside and / or outside of the water tank, and projecting an image on the screen through the liquid inside the water tank, thereby forming the water tank. A projector for projecting an image toward the outside and / or inside of the water tank, wherein the incident angle of the incident light on the screen for diffracting the incident light in the atmosphere is θd, When the refractive index of the liquid is n (W), the angle θwd between the optical axis of the projector and a straight line orthogonal to the screen surface is in the range of θwd ± 5 ° determined by the following equation. An image system using a water tank, characterized by a projector. sinθwd = sinθd / n (W)
【請求項4】前記水槽内部の液体が水であることを特徴
とする請求項3に記載の水槽を利用した映像システム。
4. An image system using a water tank according to claim 3, wherein the liquid inside the water tank is water.
【請求項5】水槽の透明な壁面に近接して回折透過型の
スクリーンを設け、該スクリーンに水槽の水を介さずに
大気中における所定の角度θd±5度でプロジェクター
をもって投影し、該投影映像を水槽の水を介して水槽の
外部及び/または内部に向かって映像を映し出すように
したことを特徴とする水槽を利用した映像システム。
5. A diffractive transmission type screen is provided near a transparent wall surface of a water tank, and the screen is projected by a projector at a predetermined angle θd ± 5 degrees in the atmosphere without passing through water in the water tank. An image system using a water tank, wherein the image is projected toward the outside and / or inside of the water tank through the water in the water tank.
【請求項6】前記スクリーンは、前記水槽内部を観視す
る観客の視線の高さよりも高い位置に配置されることを
特徴とする請求項5に記載の水槽を利用した映像システ
ム。
6. The video system using a water tank according to claim 5, wherein the screen is arranged at a position higher than a line of sight of a spectator watching the inside of the water tank.
【請求項7】前記スクリーンは、前記水槽内部を観視す
る観客の視線の高さよりも低い位置に配置されることを
特徴とする請求項5に記載の水槽を利用した映像システ
ム。
7. The video system using a water tank according to claim 5, wherein the screen is arranged at a position lower than a height of a line of sight of a spectator watching the inside of the water tank.
【請求項8】前記スクリーンが、前記水槽の複数の壁面
に設けられることを特徴とする水槽を利用した請求項1
乃至7のいずれかに記載の映像システム。
8. The water tank according to claim 1, wherein said screen is provided on a plurality of wall surfaces of said water tank.
The video system according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】前記スクリーンに映し出される映像が、各
種の環境映像であることを特徴とする請求項1乃至8の
いずれかに記載の水槽を利用した映像システム。
9. An image system using an aquarium according to claim 1, wherein the image projected on said screen is various environmental images.
【請求項10】前記各種の環境映像と併用して、宣伝広
告を含む情報を前記スクリーンに映し出すようにしたこ
とを特徴とする請求項9に記載の水槽を利用した映像シ
ステム。
10. An image system using an aquarium according to claim 9, wherein information including an advertisement is displayed on said screen in combination with said various environmental images.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021251131A1 (en) * 2020-06-08 2021-12-16 富士フイルム株式会社 Transparent screen for water tank, water tank, and transparent image display system
JP7449384B2 (en) 2020-06-08 2024-03-13 富士フイルム株式会社 Transparent screens for aquariums, aquariums, and transparent image display systems

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