JP2009031803A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 観察者の身長やさまざまな用途に応じてスクリーンの高さや角度を調節できる映像表示装置を提供する。
【解決手段】 本発明の映像表示装置は、外部カメラ１３と、プロジェクタ２０，２１と、反射鏡４と、半球ドーム型のスクリーン５と、歪み補正処理を行う映像信号処理部と、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５を支持する土台部６とを備え、外部カメラ１３が撮像した映像を観察者がスクリーン５上で見ながら所定の作業を行うことを可能とする。そして、プロジェクタ、反射鏡、スクリーンは、一体に組み合わせられて、当該映像表示装置の上下方向に沿ってスクリーン５の略直径方向に形成されたγ軸の周りを土台部６に対して回転可能な一つの移動体７を構成し、さらにこの映像表示装置は、移動体７を土台部６に対して垂直に移動させることのできる昇降装置８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリーンに映像を表示する映像表示装置に関するものである。

特許文献１は、大型スクリーンに映像を表示して、臨場感ある映像を観察者に提供することができる映像表示装置を開示している。この映像表示装置は、観察者の視野を覆うような映像を提示することによって、観察者に没入感を与えることができる。この映像表示装置のように、単に映像を提示するだけでなく、広視野、立体視、等身大スケールなど、より自然な見え方を提供する映像表示装置が様々な分野で求められている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３３８７４８７号公報

ところで、上記のような映像表示装置においては、観察者の身長や用途に応じてスクリーンの高さを調節したいという要望があった。しかしながら、上記公報の映像表示装置は、スクリーンの位置が固定されているため、観察者の身長や用途に応じてスクリーンの高さを調節することが出来なかった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、観察者の身長やさまざまな用途に応じてスクリーンの高さや角度を調節できる映像表示装置を提供することにある。

本発明の映像表示装置は、外部カメラと、当該外部カメラからの映像信号を受けて映像を出射する映像投影手段と、前記映像投影手段から出射された映像を反射する反射鏡と、前記反射鏡によって反射された映像が前方から投影される半球ドーム型の投影面を有する映像表示手段と、前記外部カメラが撮像した映像を受け、外部カメラが撮像した映像が前記半球ドーム型の投影面に歪みなく表示されるように前記映像投影手段に入力される映像信号に歪み補正処理を行う映像信号処理手段と、少なくとも前記映像投影手段、前記反射鏡、前記映像表示手段を支持する土台部とを備え、前記外部カメラが撮像した映像を観察者が前記投影面上で見ながら所定の作業を行うことを可能とするもので、前記映像投影手段と前記反射鏡、前記映像表示手段は一体に組み合わせられて、当該映像表示装置の上下方向に沿って投影面の略直径方向に形成された軸の周りを前記土台部に対して回転可能な一つの移動体を構成し、さらに前記移動体を前記土台部に対して垂直に移動させることのできる昇降手段を備えたことを特徴とする。

本発明の映像表示装置は、昇降手段によって移動体を垂直に移動させることができるので、観察者の身長やさまざまな用途などに応じて映像表示手段（すなわち、スクリーン）の高さを調節できる。さらに移動体は、映像表示装置の上下方向に沿った軸の周りを土台部に対して回転させることができるので、観察者の身長や用途、立ち位置などに応じて、映像表示手段の高さや角度をより細かく調節することができる。また、前記映像投影手段と前記反射鏡、前記映像表示手段は、一体に組み合わせられて一つの移動体を構成しているので、移動体の高さや角度が変えられても、前記映像投影手段と前記反射鏡、前記映像表示手段の互いの位置関係が変わることがなく、従って、移動体の高さや角度を調節しても、常に歪みのない映像を映像表示手段に表示することができる。

或いは、本発明の映像表示装置は、外部カメラと、当該外部カメラからの映像信号を受けて映像を出射する映像投影手段と、前記映像投影手段から出射された映像が前方から投影される半球ドーム型の投影面を有する映像表示手段と、前記外部カメラが撮像した映像を受け、外部カメラが撮像した映像が前記半球ドーム型の投影面に歪みなく表示されるように前記映像投影手段に入力される映像信号に歪み補正処理を行う映像信号処理手段と、少なくとも前記映像投影手段と前記映像表示手段とを支持する土台部とを備え、前記外部カメラが撮像した映像を観察者が前記投影面上で見ながら所定の作業を行うことを可能とするもので、前記映像投影手段と前記映像表示手段は一体に組み合わせられて、当該映像表示装置の上下方向に沿って投影面の略直径方向に形成された軸の周りを前記土台部に対して回転可能な一つの移動体を構成し、さらに前記移動体を前記土台部に対して垂直に移動させることのできる昇降手段を備えた構成でもよい。

この場合も、昇降手段によって移動体を垂直に移動させることができ、さらに移動体は、映像表示装置の上下方向に沿った軸の周りを土台部に対して回転させることができる。また、前記映像投影手段と前記映像表示手段は一体に組み合わせられて一つの移動体を構成しているので、移動体の高さや角度が変えられても、前記映像投影手段と前記映像表示手段との位置関係が変わることはなく、常に歪みのない映像を映像表示手段に表示することができる。

好ましくは、ｘ軸とｙ軸を有しｘ軸が観察者が前記映像表示手段を水平に見たときの視線方向に沿い、ｙ軸が垂直方向に沿うように規定されたｘｙ座標において、
前記反射鏡は、前記反射鏡の下端の位置（ｘ_Ｍ，ｙ_Ｍ）が以下の式を満足するように設置される：
（ｙ_ｉ−ｙ_ｏ）ｘ_Ｍ−（ｘ_ｉ−ｘ_ｏ）ｙ_Ｍ≦ｘ_ｏｙ_ｉ−ｘ_ｉｙ_ｏ （式）
ただし、ｘ_ｏ，ｙ_ｏは観察者が前記映像表示手段の投影面を見るために予め設定された観察者の視点位置のｘ，ｙ座標であり、ｘ_ｉ，ｙ_ｉは前記映像表示手段の投影面の上端の位置のｘ，ｙ座標である。

この場合、観察者は所定の視点位置から、反射鏡に視線を遮られることなく投影面全域を見わたすことができる。

好ましくは、前記移動体は、当該映像表示装置の上下方向に直交し且つ前記投影面の開口面に平行な軸の周りを、前記土台部に対して傾斜可能に構成される。この場合、移動体の高さだけでなく、移動体の角度も調節することができる。

好ましくは、前記映像投影手段は、左目用の映像を出力する左目用プロジェクタと、右目用の映像を出力する右目用プロジェクタとを備え、前記映像表示手段に立体映像を表示する。

好ましくは、前記映像投影手段と前記反射鏡、前記映像表示手段は、取付部材を用いて一体に組み合わせられて一つの移動体を構成し、前記取付部材は略直方体で一側面に凹部を備え、前記半球ドーム型の投影面は前記取付部材の凹部に配置される。この場合、映像表示手段が取付部材より突出することがなく、装置を小型化することができる。

上記の場合、好ましくは、前記土台部は、上面が開放された箱形の収納部を備え、前記取付部材の下部は前記収納部内に収納される。この場合、取付部材を箱形の収納部内に収納することで、安定して取付部材を支持することができる。

好ましくは、前記土台部は、手すりとキャスターを備え、移動可能に構成される。この場合、手すりを握って土台部を押すことで、この映像表示装置を容易に移動させることができる。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
（基本構成）
図４は本発明の映像表示装置の基本構成を示す。この映像表示装置は外部カメラ１３と接続され、カメラ１３が撮像した映像を歪みなくスクリーン５に立体的に表示するもので、観察者は、カメラ１３が撮像した映像をスクリーンで観察しながら様々な作業を行うことが出来る。

本基本構成では、立体映像をスクリーン５に表示するために、カメラ１３は左目用の映像を撮像する左目用カメラ１３ａと右目用の映像を撮像する右目用カメラ１３ｂとを備え、左目用カメラ１３ａと右目用カメラ１３ｂは一つの筐体の中に並設されている。なお、スクリーンに２次元の映像を表示する場合は、カメラ１３は一つのカメラでもよい。

この映像表示装置は、映像信号を受けて映像を出射するプロジェクタ２０，２１（映像投影手段）と、プロジェクタ２０，２１から出射された映像を反射する反射鏡４と、反射鏡４によって反射された映像が投影される半球ドーム型の投影面５０を有するスクリーン５（映像表示手段）と、カメラ１３ａ，１３ｂと接続され、前記映像が投影面５０に歪みなく表示されるようにプロジェクタ２０，２１に入力される映像信号に歪み補正処理を行う映像信号処理部１（図６参照）と、前記プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５を支持する土台部６と、詳しくは後述するように、一体化された前記プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５を土台部６に対して垂直に移動させることのできる昇降装置８（昇降手段）を備える。

映像信号処理部１は、例えばパソコンから構成され、左目用の映像信号を補正する左目用映像補正部１１（図６参照）と、右目用の映像信号を補正する右目用映像補正部１２（図６参照）と、左目用映像補正部と右目用映像補正部を同期して制御する制御部１０（図６参照）とを備えている。

左目用映像補正部１１は、左目用カメラ１３ａと接続され、左目用の映像が曲面スクリーン５上に歪むことなく表示されるように、左目用の映像信号に対して補正パラメータを演算し、補正パラメータに基づいて歪み補正を行う。換言すれば、左目用映像補正部１１は、スクリーン５に歪みや変形のない映像を表示するために、左目用の映像に予め歪みを与える。

右目用映像補正部１２は、右目用カメラ１３ｂと接続され、右目用映像補正部と同様に、右目用の映像が曲面スクリーン５上に歪むことなく表示されるように、右目用の映像信号に対して補正パラメータを演算し、補正パラメータに基づいて歪み補正を行う。すなわち、右目用映像補正部１２は、スクリーン５に歪みや変形のない映像を表示するために、右目用の映像に予め歪みを与える。

一方のプロジェクタ（左目用プロジェクタ）２０は左目用映像補正部１１と接続され、左目用映像補正部１１によって補正された左目用の映像信号を受けて、レンズ２００から左目用の映像を出射し、他方のプロジェクタ（右目用プロジェクタ）２１は右目用映像補正部１２と接続され、右目用映像補正部１２から出力された歪み補正後の右目用の映像信号を受けて、レンズ２１０から右目用の映像光を出射する。

レンズ２００には左目用偏光フィルタ３０が取り付けられ、右目用のプロジェクタ２１のレンズ２１０には右目用偏光フィルタ３１が取り付けられる。左目用偏光フィルタ３０、右目用偏光フィルタ３１は、互いに異なる円偏光を透過させる。左目用のプロジェクタ２０から出射された左目用の映像は左目用偏光フィルタ３０を透過し、右目用のプロジェクタ２１から出射された右目用の映像は右目用偏光フィルタ３１を透過する。なお、各偏光フィルタ３０，３１は円偏光を透過させるものに限定されず、直線偏光を透過させるものであってもよい。例えば、左目用偏光フィルタ３０が垂直方向の直線偏光を透過させ、右目用偏光フィルタ３１が水平方向の直線偏光を透過させてもよい。

反射鏡４は、観察者の視野の上方に設置され、左目用プロジェクタ２０及び右目用プロジェクタ２１から出射された左目用の映像及び右目用の映像をスクリーン５の投影面５０に反射する。

スクリーン５の投影面５０は、上述のように半球ドーム型であって、例えばシルバー塗料など鏡面反射効果を有する塗料が塗装される。このスクリーンは一般にシルバースクリーンと称されている。なお、スクリーンの形状は、半球ドーム型に限定されるものではなく、例えば、平面と２次曲面とからなる複合スクリーンでもよい。このような形状のスクリーンであっても、前記映像信号処理部によって、歪みのない映像が投影面に表示される。また、図４のスクリーン５は外周に沿って鍔部（枠）５２を有し、鍔部５２の内側に半球ドーム型の投影面５０が形成されている。

プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５は、取付部材７０を用いて一体に組み合わせられ、一つの移動体７を構成する。

より詳細に述べると、取付部材７０は略直方体で、金属板から形成され、映像表示装置の正面側（図４で正のα軸方向側）の一面に凹部７０１を備え、上面にプロジェクタ収納部７１を備える。また、プロジェクタ収納部７１の両側から映像表示装置の正面側に向かって一対のアーム７１４が延出されている。

スクリーン５は、凹形の投影面５０が取付部材７０の凹部７０１に配置され、取付部材７０に固定される。スクリーン５が取付部材７０に固定されると、スクリーン５の開口面と取付部材７０の正面は略同一面となる。凹形の投影面５０を凹部７０１に配置することで、スクリーン５が取付部材７０から突出することがなく、装置の小型化を図ることができる。

プロジェクタ収納部７１は、少なくとも映像表示装置の正面側の側面が開放された箱形であり、プロジェクタ２０，２１は、プロジェクタ収納部７１内に固定され、プロジェクタ２０，２１のレンズ２００、２１０は開放された側面から偏光フィルタ３０、３１を介して外部に臨んでいる。

反射鏡４は一対のアーム７１４の先端７１３に所定の角度で固定されている。

土台部６は、金属板から略直方体に形成され、正面側に上面が開放された箱形の収納部６１を備え、また下端に一対の脚部６０を備える。各脚部６０には、長手方向の両端にそれぞれキャスター６００が取り付けられている。また、土台部６０の背面６１６の両側には、手すり６２が設けられている。

上述の移動体７の下部は、収納部６１内に昇降自在に収納される。移動体７の下部を箱形の収納部６１内に収納することによって、移動体７を安定して保持することができる。

また、土台部６に手すり６２とキャスター６００を設けたことで、使用者は、手すり６２を握って土台部６を押すことでこの映像表示装置を容易に移動させることができる。

なお、移動体７の取付部材７０の側面７０２には、目盛り７０３が設けられ、土台部６の側面６１４には、三角印６１５が設けられている。目盛り７０３と三角印６１５とによって、移動体７（スクリーン）の高さを計測することができる。

昇降装置８は、例えば油圧式で移動体７を昇降させるものであり、駆動部８０と、上昇ステップ８１と、下降レバーノブ８２とを備えている。駆動部８０は、収納部６１の下面６１０に配置され、その上面８００に移動体７が固定して載置される。上昇ステップ８１及び下降レバーノブ８２は収納部６１の背面６１６側に設けられている。使用者が上昇ステップ８１を上から下に踏むと、駆動部８０の上面８００が上昇する。さらに何回も踏むとさらに上面８００が上昇する。これに対して、使用者が下降レバーノブ８２を反時計回りに回すと、駆動部８０の上面８００が下降する。下降レバーノブ８２を時計回りに回すと上面８００の上下動がロックされる。すなわち、この昇降装置８は、使用者が上昇ステップ８１及び下降レバーノブ８２を操作することによって、駆動部８０の上面８００を土台部６に対して垂直に昇降させることができ、これにより、駆動部８０の上面８００に載置された移動体７は、土台部６に対して垂直に移動することができる。

ここで、本基本構成の映像表示装置においては、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５は、一体に組み合わせられて一つの移動体７を構成しているため、移動体７が昇降装置８によって移動されても、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５の互いの位置関係は固定されたままであり、従って移動体の高さに関わらず、常に歪みのない映像をスクリーン５に表示できることに注目すべきである。つまり、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５が一体化されていない場合、スクリーン５の高さが変わると、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５の互いの位置関係が変わり、スクリーン５の中心に映像が表示されなかったり、歪んだ映像がスクリーンに表示される恐れがある。そのため、スクリーン５の高さを変えるたびに、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５の位置関係を調整しなければならず、位置調整に多大な労力を要する。それに対して本基本構成のように、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５を組み合わせて一つの移動体７を構成した場合、それらの互いの位置関係が固定されているので、昇降装置８で移動体７の高さを変えても、位置調整することなく、常に所望の歪みのない映像をスクリーン５に表示することができるのである。

次に、本基本構成の映像表示装置の使用方法について述べる。図５に示すように、本映像表示装置を使用する際は、映像表示装置の前に作業台Ａが設置され、作業台Ａの上に作業対象物Ｂが置かれる。また、カメラ１３が作業対象物Ｂを撮像するように設置され（図５ではカメラ１３は図示せず）、カメラ１３が撮像した映像（すなわち、作業対象物Ｂ）がスクリーン５上に立体的に表示される。１乃至複数の作業者Ｃは、スクリーン５に表示された映像を見ながら、作業対象物Ｂに対して作業を行う。

例えば、カメラ１３は立体内視鏡であり、手術台Ａの上に患者Ｂが寝かされ、１乃至複数の医師Ｃがスクリーン５に表示された患者の患部を見ながら、内視鏡手術を行う。

本映像表示装置は、移動体７が昇降可能なため、作業者Ｃは、昇降装置８を操作して、スクリーン５を見やすい高さに調節することができる。この時、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５の位置関係が固定されているため、移動体７を移動させても、常に歪みのない映像がスクリーン５に表示される。また、この映像表示装置は手すり６２とキャスター６００を備えるので、手すり６２を握って土台部６を押すことで、映像表示装置を、例えば部屋から別の部屋へと容易に移動させることができる。移動体７の高さを下げることで、例えば部屋のドアなども通過しやすくなる。

次に、本映像表示装置の動作について図６を参照しながら説明する。まず、カメラ１３ａ，１３ｂが作業対象物Ｂを撮像する。カメラ１３ａ，１３ｂの映像信号は、映像信号処理部１へと入力され、左目用映像補正部１１、右目用映像補正部１２によって、映像がスクリーン５上に歪むことなく表示されるように、歪み補正が行われる。左目用映像補正部１１、右目用映像補正部１２は制御部１０によって同期され、補正された映像信号が、プロジェクタ２０，２１へと出力される。プロジェクタ２０，２１はそれぞれ左目用の映像信号と右目用の映像信号を受け、左目用の映像と右目用の映像を出力する。プロジェクタ２０，２１から出力された映像は、左目用偏光フィルタ３０および右目用偏光フィルタ３１を透過し、反射鏡４で反射されスクリーン５の投影面５０に投影される。作業者はスクリーンを見るときに、立体視めがね９を装着する。立体視めがね９は、左目用偏光フィルタ３０と同じ偏光方式の偏光フィルタを左目部分に有し、右目用偏光フィルタ３１と同じ偏光方式の偏光フィルタを右目部分に有する。スクリーン５に表示された映像を立体視めがね９を通して見ることで、作業者は立体映像を見ることができる。

以上のように、本映像表示装置は、使用者の身長や用途などに応じて、スクリーン５の高さを調節することができ、さらに、スクリーンの高さを変えても、常に歪みのない映像を表示することができる。

ところで、本基本構成では、プロジェクタ２０，２１から出力された映像を反射鏡４を用いてスクリーン５に反射させていた。反射鏡４を備えることによってプロジェクタ２０，２１及びスクリーン５を一列に設置する必要がなくなり、映像表示装置を小さくすることができる。しかしながら、反射鏡４を設けた場合、反射鏡４が観察者の視野に入って、映像を遮るおそれがある。従って、反射鏡４を備える場合、図７に示すように、ｘ軸とｙ軸を有しｘ軸が観察者が前記映像表示手段を水平に見たときの視線方向に沿い、ｙ軸が垂直方向に沿うように規定されたｘｙ座標において、反射鏡４は、反射鏡の下端の位置（ｘ_Ｍ，ｙ_Ｍ）が、以下の式を満足するように設置されるのが好ましい。

（ｙ_ｉ−ｙ_ｏ）ｘ_Ｍ−（ｘ_ｉ−ｘ_ｏ）ｙ_Ｍ≦ｘ_ｏｙ_ｉ−ｘ_ｉｙ_ｏ （式）
ただし、ｘ_ｏ，ｙ_ｏは予め設定された観察者Ｃの視点位置のｘ，ｙ座標であり、ｘ_ｉ，ｙ_ｉはスクリーン５の投影面５０上端の位置のｘ，ｙ座標である（ｘ_ｉ，ｙ_ｉは投影面５０
の上端であり、スクリーン５の鍔部５２の上端ではない。すなわち、ｘ_ｉ，ｙ_ｉは、スクリーン５の有効投影面の上端である。）。

上記式は、観察者が予め設定された視点位置（ｘ_ｏ，ｙ_ｏ）から反射鏡４の下端を見上げる角度θ_Ｍが、観察者Ｃが予め設定された視点位置（ｘ_ｏ，ｙ_ｏ）からスクリーン５の投影面５０の上端を見上げる角度θ_Ｉよりも大きくなる領域（つまり、図７において、θ_Ｍ≧θ_Ｉの領域）を示している。従って、反射鏡の下端の位置（ｘ_Ｍ，ｙ_Ｍ）が上記式を満足す
る場合、観察者Ｃは反射鏡４に視線を遮られることなく投影面全域を見ることができる。

なお、本基本構成では、プロジェクタ２０，２１が出力した映像を反射鏡４を介してスクリーン５に投影していたが、アーム７１４の先端側に、スクリーン５と対向するようにプロジェクタ２０，２１を配置し、プロジェクタ２０，２１から出射された映像がスクリーン５に直接投影されるように構成してもよい。すなわち、本基本構成の映像表示装置は、プロジェクタ２０，２１と、スクリーン５と、映像信号処理部１と、プロジェクタ２０，２１とスクリーン５とを支持する土台部６とを備え、プロジェクタ２０，２１とスクリーン５が一体に組み合わせられて一つの移動体（図示せず）を構成し、その移動体が昇降装置８によって垂直に移動される構成でもよい。映像信号処理部１および土台部６の構成は図４の映像表示装置と同様である。この場合も、移動体が昇降可能なため、使用者は、昇降装置８を操作して、スクリーン５を最も見やすい位置に調節することができる。さらに、プロジェクタ２０，２１とスクリーン５との位置関係が固定されているため、移動体を移動させても、常に歪みのない映像がスクリーン５に表示される。なお、この場合も、スクリーン５を取付部材の凹部に配置し、取付部材を収納部６１に昇降自在に収納するのが好ましい。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る映像表示装置を示す。本実施形態の映像表示装置の構成は、取付部材７０および土台部６の構成を除いて上記基本構成と同様であり、同様の箇所は同じ符号を付して重複する説明は省略する。

本実施形態の映像表示装置は、移動体７が垂直方向に移動できるのに加えて、映像表示装置の上下方向に直交し且つ前記投影面の開口面に平行な軸の周り（すなわち、図１のβ軸の周り）を、土台部６Ａに対して傾斜可能で、且つ、映像表示装置の上下方向に沿った軸の周り（すなわち、図１のγ軸の周り）を前記土台部に対して回転可能に構成されている。

本実施形態の土台部６Ａは、上面が開放された箱形に形成され、上記基本構成と同様に、各脚部６０にキャスター６００が設けられている。

本実施形態の取付部材は、下取付部材７２と、中央取付部材７３と、上取付部材７４とからなる。

下取付部材７２は、例えば金属板から箱形に形成され、土台部６Ａに昇降可能に収納される。下取付部材７２と土台部６Ａの底面との間には、上記基本構成と同様に、昇降装置８の駆動部８０が配置される。また、下取付部材７２の上面７２０の中心から、円筒状の軸部７５０が突出している。

中央取付部材７３は、例えば金属板から形成され、下面に貫通孔７３５を有し、前記下取付部材７２の軸部７５０が貫通孔７３５を貫通するように、下取付部材７２の上に配置される。これにより中央取付部材７３は、下取付部材７２に対して、図１の矢印Ｂの方向に回転可能となる。また、中央取付部材７３の図１のβ軸方向における両側面７３２の上方には、それぞれ貫通孔７３３が形成される。

上取付部材７４は、例えば金属板から形成され、図１のβ軸方向における両側面の下方には、それぞれ貫通孔７４３が形成される。上取付部材７４は、上取付部材７４の下側部分が中央取付部材７３の上側部分に重なるように配置され、上取付部材７４の貫通孔７４３の位置と中央取付部材７３の貫通孔７３３の位置とが一致する。そして、貫通孔７４３，７３３にボルト７５１が挿通され、上取付部材７４は、中央取付部材７３に対してボルト７５１を軸として傾斜可能（すなわち、図１の矢印Ａの方向に傾斜可能）となる。

上取付部材７４の正面（図１で正のα軸方向側の面）と中央取付部材７３の正面とに跨る形で、スクリーン５を配置するための凹部７３１が形成される。スクリーン５は、凹部７３１に配置されるが、中央取付部材７３には固定されず、上取付部材７４のみに固定される。上取付部材７４が中央取付部材７３側に傾斜したときにスクリーン５の背面と凹部７３１とが干渉しないように、スクリーン５の背面と凹部７３１との間には、所定のスペースが設けられている。

上取付部材７４の上部には、上記基本構成と同様に、プロジェクタ収納部７１が設けられ、プロジェクタ２０，２１および反射鏡４は、上記基本構成と同様に、上取付部材７４に固定されている。すなわち、本実施形態においては、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５は上取付部材７４を用いて一体に組み合わせられて一つの移動体７を構成している。

以上のように構成された本実施形態の映像表示装置は、昇降装置８が下取付部材７２を昇降させると、下取付部材７２、中央取付部材７３を介して、移動体７が土台部６Ａに対して垂直方向に移動する。従って、使用者は昇降装置８を操作することによって、移動体７を土台部６Ａに対して垂直方向に移動させることができる。また、上取付部材７４を、手動や電動で中央取付部材７３に対して傾斜させることで、移動体７を、映像表示装置の上下方向に直交し且つ投影面５０の開口面に平行な軸の周り（すなわち、図１のβ軸の周り）を、土台部６Ａに対して傾斜させることができる。さらに、中央取付部材７３を下取付部材７２に対して回転させることで、移動体７を、映像表示装置の上下方向に沿った軸の周り（すなわち、図１のγ軸の周り）を、土台部６Ａに対して回転させることができる。プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５が一体に組み合わせられ、互いの位置関係が固定されているため、移動体７を土台部６Ａに対して移動、傾斜、回転させても、常に歪みのない映像がスクリーン５に表示される。

本実施形態の映像表示装置は、使用者は移動体７を垂直に移動させるだけでなく、移動体７を土台部６Ａに対して傾斜させたり回転させたりすることができるので、身長や用途、立ち位置などに応じて、スクリーンの高さや角度をより細かく調節することができる。

なお、本実施形態においても、アーム７１４の先端側に、スクリーン５と対向するようにプロジェクタ２０，２１を配置し、プロジェクタ２０，２１から出射された映像がスクリーン５に直接投影されるように構成してもよい。
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る映像表示装置の構成を模式的に示している。本実施形態の映像表示装置の構成は、上記基本構成および第１の実施形態と同様であり、同様の箇所は同じ符号を付して重複する説明は省略する。

本実施形態の映像表示装置は、上記基本構成および第１の実施形態と同様に、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５が、一体に組み合わせられて一つの移動体７を構成している。

本実施形態の土台部６Ｂは、地面（図示せず）に一端が固定されると共に、移動体７との間に、２つの回転機構７６３,７６５と、昇降機構７６１と、傾斜機構７６４と、伸縮
機構７６２とを備える。

第１の回転機構７６３は、移動体７と昇降機構７６１との間に設けられ、移動体７を昇降機構７６１に対して、図２のθ_１の方向に、回転させることができる。

昇降機構７６１は、第１の回転機構７６３と傾斜機構７６４との間に設けられ、第１の回転機構７６３を介して、移動体７を傾斜機構７６４に対して昇降させることができる。

傾斜機構７６４は、昇降機構７６１と伸縮機構７６２との間に設けられ、昇降機構７６１および第１の回転機構７６３を介して、移動体７を伸縮機構７６２に対して、図２のθ_２の方向に傾斜させることができる。

伸縮機構７６２は、傾斜機構７６４と第２の回転機構７６５との間に設けられ、傾斜機構７６４および昇降機構７６１、第１の回転機構７６３を介して、移動体７を第２の回転機構７６５に対して、図２のα軸に沿った方向に、移動させることができる。

第２の回転機構７６５は、伸縮機構７６２と土台部６Ｂの前記一端との間に設けられ、伸縮機構７６２、および傾斜機構７６４、昇降機構７６１、第１の回転機構７６３を介して、移動体７を土台部６Ｂの前記一端に対して、図２のθ_３の方向に、回転させることができる。

すなわち、本実施形態の映像表示装置は、２つの回転機構７６３,７６５と、昇降機構
７６１と、傾斜機構７６４と、伸縮機構７６２とによって、移動体７を土台部６Ｂに対して、垂直に移動させることもできるし、傾斜させることもできるし、回転させることもできる。移動体７をどのように移動させた場合でも、プロジェクタ２０，２１、反射鏡４、スクリーン５が一体に組み合わせられ、互いの位置関係が固定されているため、常に歪みのない映像がスクリーン５に表示される。

本実施形態の映像表示装置は、第１の実施形態と同様に、使用者は移動体７を垂直に移動させるだけでなく、移動体７を土台部６Ｂに対して傾斜させたり回転させたりすることができるので、身長や用途、立ち位置などに応じて、スクリーンの高さや角度をより細かく調節することができる。

なお、回転機構や、傾斜機構、伸縮機構の組み合わせは図２に限定されるものではなく、数々の変形が可能である。例えば、図３は、図２の構成にさらに２つの回転機構７６６、７６７を設け、昇降機構７６１を取り除いた構成である。

第３の回転機構７６６は、伸縮機構７６２と第１の回転機構７６４との間に設けられ、第１の回転機構７６４を伸縮機構７６２に対して、図３のθ_４の方向に回転させることができる。

第４の回転機構７６７は、伸縮機構７６２と第２の回転機構７６５との間に設けられ、伸縮機構７６２を第２の回転機構７６５に対して、図３のθ_５の方向に回転させることができる。

この映像表示装置は、第４の回転機構７６７の回転と伸縮機構７６２の伸縮によって移動体７を土台部６Ｂに対して垂直に移動させることができる。つまり、第４の回転機構７６７と伸縮機構７６２とによって、移動体７を土台部６Ｂに対して垂直に移動させることができる昇降手段を構成している。

また図２同様に、移動体７を土台部６Ｂに対して、傾斜させることも回転させることもできる。

なお、本実施形態においても、スクリーン５と対向するようにプロジェクタ２０，２１を配置し、プロジェクタ２０，２１から出射された映像がスクリーン５に直接投影されるように構成してもよい。

上記のように、本発明の技術的思想に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、請求の範囲において限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。

本発明の第１の実施形態に係る映像表示装置の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る映像表示装置を模式的に示した図である。 図２の映像表示装置の変形例を示す図である。 本発明の基本構成に係る映像表示装置の斜視図である。 図４の映像表示装置の使用状態を説明するための図である。 図４の映像表示装置の構成を示すブロック図である。 図４の映像表示装置の反射鏡の設置位置を説明するための図である。

符号の説明

１ 映像信号処理部
４ 反射鏡
５ スクリーン
６ 土台部
７ 移動体
８ 昇降装置
１３ 外部カメラ
２０、２１ プロジェクタ
７０ 取付部材

本発明の映像表示装置は、外部カメラと、当該外部カメラからの映像信号を受けて映像を出射する映像投影手段と、前記映像投影手段から出射された映像を反射する反射鏡と、前記反射鏡によって反射された映像が前方から投影される凹形の投影面を有する映像表示手段と、前記外部カメラが撮像した映像を受け、外部カメラが撮像した映像が前記凹形の投影面に歪みなく表示されるように前記映像投影手段に入力される映像信号に歪み補正処理を行う映像信号処理手段と、少なくとも前記映像投影手段、前記反射鏡、前記映像表示手段を支持する土台部とを備え、前記外部カメラが撮像した映像を観察者が前記投影面上で見ながら所定の作業を行うことを可能とするもので、前記映像投影手段と前記反射鏡、前記映像表示手段は一体に組み合わせられて、当該映像表示装置の上下方向に沿って投影面の略直径方向に形成された軸の周りを前記土台部に対して回転可能な一つの移動体を構成し、さらに前記移動体を前記土台部に対して垂直に移動させることのできる昇降手段を備えたことを特徴とする。

或いは、本発明の映像表示装置は、外部カメラと、当該外部カメラからの映像信号を受けて映像を出射する映像投影手段と、前記映像投影手段から出射された映像が前方から投影される凹形の投影面を有する映像表示手段と、前記外部カメラが撮像した映像を受け、外部カメラが撮像した映像が前記凹形の投影面に歪みなく表示されるように前記映像投影手段に入力される映像信号に歪み補正処理を行う映像信号処理手段と、少なくとも前記映像投影手段と前記映像表示手段とを支持する土台部とを備え、前記外部カメラが撮像した映像を観察者が前記投影面上で見ながら所定の作業を行うことを可能とするもので、前記映像投影手段と前記映像表示手段は一体に組み合わせられて、当該映像表示装置の上下方向に沿って投影面の略直径方向に形成された軸の周りを前記土台部に対して回転可能な一つの移動体を構成し、さらに前記移動体を前記土台部に対して垂直に移動させることのできる昇降手段を備えた構成でもよい。

好ましくは、前記映像投影手段と前記反射鏡、前記映像表示手段は、取付部材を用いて一体に組み合わせられて一つの移動体を構成し、前記取付部材は略直方体で一側面に凹部を備え、前記凹形の投影面は前記取付部材の凹部に配置される。この場合、映像表示手段が取付部材より突出することがなく、装置を小型化することができる。

Claims (8)

1. 外部カメラと、
   当該外部カメラからの映像信号を受けて映像を出射する映像投影手段と、
   前記映像投影手段から出射された映像を反射する反射鏡と、
   前記反射鏡によって反射された映像が前方から投影される半球ドーム型の投影面を有する映像表示手段と、
   前記外部カメラが撮像した映像を受け、外部カメラが撮像した映像が前記半球ドーム型の投影面に歪みなく表示されるように前記映像投影手段に入力される映像信号に歪み補正処理を行う映像信号処理手段と、
   少なくとも前記映像投影手段、前記反射鏡、前記映像表示手段を支持する土台部とを備え、
   前記外部カメラが撮像した映像を観察者が前記投影面上で見ながら所定の作業を行うことを可能とするもので、
   前記映像投影手段と前記反射鏡、前記映像表示手段は一体に組み合わせられて、当該映像表示装置の上下方向に沿って投影面の略直径方向に形成された軸の周りを前記土台部に対して回転可能な一つの移動体を構成し、
   さらに前記移動体を前記土台部に対して垂直に移動させることのできる昇降手段を備えたことを特徴とする映像表示装置。
2. 外部カメラと、
   当該外部カメラからの映像信号を受けて映像を出射する映像投影手段と、
   前記映像投影手段から出射された映像が前方から投影される半球ドーム型の投影面を有する映像表示手段と、
   前記外部カメラが撮像した映像を受け、外部カメラが撮像した映像が前記半球ドーム型の投影面に歪みなく表示されるように前記映像投影手段に入力される映像信号に歪み補正処理を行う映像信号処理手段と、
   少なくとも前記映像投影手段と前記映像表示手段とを支持する土台部とを備え、
   前記外部カメラが撮像した映像を観察者が前記投影面上で見ながら所定の作業を行うことを可能とするもので、
   前記映像投影手段と前記映像表示手段は一体に組み合わせられて、当該映像表示装置の上下方向に沿って投影面の略直径方向に形成された軸の周りを前記土台部に対して回転可能な一つの移動体を構成し、
   さらに前記移動体を前記土台部に対して垂直に移動させることのできる昇降手段を備えたことを特徴とする映像表示装置。
3. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   ｘ軸とｙ軸を有しｘ軸が観察者が前記映像表示手段を水平に見たときの視線方向に沿い、ｙ軸が垂直方向に沿うように規定されたｘｙ座標において、
   前記反射鏡は、前記反射鏡の下端の位置（ｘ_Ｍ，ｙ_Ｍ）が以下の式を満足するように設置される：
   （ｙ_ｉ−ｙ_ｏ）ｘ_Ｍ−（ｘ_ｉ−ｘ_ｏ）ｙ_Ｍ≦ｘ_ｏｙ_ｉ−ｘ_ｉｙ_ｏ （式）
   ただし、ｘ_ｏ，ｙ_ｏは観察者が前記映像表示手段の投影面を見るために予め設定された観察者の視点位置のｘ，ｙ座標であり、ｘ_ｉ，ｙ_ｉは前記映像表示手段の投影面の上端の位置のｘ，ｙ座標である。
4. 請求項１または２に記載の映像表示装置において、
   前記移動体は、当該映像表示装置の上下方向に直交し且つ前記投影面の開口面に平行な軸の周りを、前記土台部に対して傾斜可能に構成される。
5. 請求項１または２に記載の映像表示装置において、
   前記映像投影手段は、左目用の映像を出力する左目用プロジェクタと、右目用の映像を出力する右目用プロジェクタとを備え、前記映像表示手段に立体映像を表示する。
6. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記映像投影手段と前記反射鏡、前記映像表示手段は、取付部材を用いて一体に組み合わせられて一つの移動体を構成し、
   前記取付部材は略直方体で一側面に凹部を備え、
   前記半球ドーム型の投影面は前記取付部材の凹部に配置される。
7. 請求項６に記載の映像表示装置において、
   前記土台部は、上面が開放された箱形の収納部を備え、
   前記取付部材の下部は前記収納部内に昇降自在に収納される。
8. 請求項１または２に記載の映像表示装置において、
   前記土台部は、手すりとキャスターを備え、移動可能に構成される。

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