JP2009104086A - 映像表示装置、映像信号処理装置、映像表示方法及び映像信号処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】階段の階上と階下の夫々から見て、独立した映像を表示させる。
【解決手段】階段を透過型スクリーンとして構成し、裏側から蹴込み板と踏み板のための合成映像信号を照射して、蹴込み板と踏み板の表面に映像を表示させる。視聴者の視点からの距離を考慮して、各蹴込み板及び各踏み板に表示される分割映像の大きさ、高さ、輝度を補正する。
【選択図】図６

Description

本発明は、階段に映像を表示させる映像表示装置及び映像表示方法と、その映像表示装置で表示させるための映像信号を生成させる映像信号処理装置と、映像表示方法を適用したプログラムに関する。
より詳細には、階段の蹴込み板と踏み板に映像を表示させる技術に関する。

かつて、一般家庭の階段は下階と上階を行き来する通路として廊下に面してレイアウトされることが多かった。しかし、近年は家族の集まるパブリックスペースとしての下階と、各自の個室があるプライベートスペースとしての上階とを結ぶ象徴として、リビングルームなどにレイアウトされる事例も増えてきている。
なお、本発明に関係する従来技術として、特許文献１を示す。
特開２００３−２１６０８７号公報

一方、階段はその形状に伴い、どうしてもある一定空間を専有してしまい、貴重なリビングルームの面積を圧迫してしまうという側面もある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、階段に大画面の映像表示機能を持たせることを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、各々が配置される位置に応じて第一の映像が分割されて表示される複数の蹴込み板と、各々が配置される位置に応じて第二の映像が分割されて表示される複数の踏み板とを交互に組み合わせて、映像表示体になる階段を構成する。そして、映像信号処理部にて複数の蹴込み板と複数の踏み板の夫々に第一の映像及び第二の映像を同時に表示するための映像信号を形成するものである。

階段を透過型スクリーンとみなし、その裏側から映像を投影する。蹴込み板及び踏み板毎に独立した映像を合成した合成映像信号を作成して、階段に投影することにより、蹴込み板と踏み板の夫々に独立した合成映像を映し出すことができる。

本発明により、階段の階上から踏み板を見た場合と、階下から蹴込み板を見た場合とで、夫々独立した映像を視聴することができる。この場合、複数の踏み板と複数の蹴込み板とに、１つなどの限られた数の映像表示体を使用して映像を表示させることができ、簡単な装置構成で実現できる効果を有する。

以下、本発明の一実施の形態の例を、図１〜図２３を参照して説明する。

本実施形態の概略を説明する。
本実施形態では、映像表示装置を開示する。
映像表示装置は、表面的には、階段を構成している。
透明な強化ガラスと半透明スクリーンよりなる階段は、背面投影型ディスプレイを構成する。
いわば、ディスプレイとしての機能を備えた階段である。
そして、この映像表示装置の最大の特徴は、階下から見る蹴込み板よりなる表示部分と、階上から見る踏み板よりなる表示部分とが、夫々独立した表示機能を提供することである。

図１は、本実施の形態の例である映像表示装置を構成する階段の外観図である。
図２は、本実施の形態の例である階段を上から見た見取り図である。
フロア１０１の中央には、正面中央階段１０２が建造されている。
正面中央階段１０２は、その最上部分に踊り場１０３が建造されている。
踊り場１０３の両端には、右側階段１０４と左側階段１０５が建造されている。
右側階段１０４と左側階段１０５の最上段は、廊下１０６及び１０７に続いている。

これら階段及び踊り場１０３の大部分は、透明な強化ガラスでできている。更に、この強化ガラスの裏側には、表面を荒らして半透明化した、アクリル板等よりなるスクリーン板が貼付されている。したがって、階段を構成する踏み板及び蹴込み板は透明であるものの、白色半透明のスクリーン板があるので、階段の奥までははっきり透けては見えない。
なお、階段の材質等の詳細は、図５にて後述する。

スクリーン板の裏側からプロジェクタで映像を含む光を照射することにより、階段及び踊り場は、映像表示装置としての機能を発揮する。
図１及び図２で示した、各階段及び踊り場１０３に対するプロジェクタの配置を、以下に説明する。
図３は、本実施の形態の例である階段を横から見た見取り図である。図２の矢印Ｖ１１２で示す方向から見た図である。なお、説明のため、遠近法を無視した描画になっている。
プロジェクタ３０２は、壁面３０４から支持アーム３０５及び３０６によって、右側階段１０４の裏側から垂直に光を照射する位置に設置される。
プロジェクタ３０３は、壁面３０７から支持アーム３０８及び３０９によって、左側階段１０５の裏側から垂直に光を照射する位置に設置される。

図４は、本実施の形態の例である階段を横から見た見取り図である。図２の矢印Ｖ１１１で示す方向から見た図である。なお、説明のため、遠近法を無視した描画になっている。
正面中央階段１０２は床４０７に近いので、正面中央階段１０２が構成する平面に対して光を照射しようとすると、地面を深く掘らなければならない。図４中、Ｐ４０６が、本来あるべきプロジェクタの位置である。しかし、プロジェクタのためだけに地面を深く掘るのはコスト面で現実的でない。
そこで、鏡を用いる。床４０７と同一平面上に設置した反射鏡４０２で、プロジェクタ４０４の光を反射させると、プロジェクタ４０４を地面よりも高い位置に設置できるので、建築物設計及び建造の自由度が増す。
なお、踊り場１０３のためのプロジェクタ４０３は、支持アーム４０５及び４０６によって、踊り場１０３の中央に配置される。

図５は、本実施形態よりなる階段を一部拡大した斜視図である。
階段５０１は、踏み板５０２と蹴込み板５０３と、これら板を両側から支持する側板５０４よりなる。
踏み板５０２と蹴込み板５０３は、強化ガラスでできている。つまり、画像を表示するために透明である必要があると共に、階段としての本来の機能を実現するために、高い強度を必要とする。
側板５０４は、鉄板や鉄筋コンクリート等の、高い強度を備える材質でできている。側板５０４は、踏み板５０２と蹴込み板５０３を、その長手方向両端から強固に支持する。

図６は、本実施形態よりなる階段の、画像の表示形態を模式的に説明する図である。
階下６２２にいる視聴者６２３は、階段６０１を見上げると、階段６０１を構成する蹴込み板６０２、６０３、６０４、６０５及び６０６を見ることができる。各々の蹴込み板６０２乃至６０６に表示される各画像が視聴者６２３の視点において合成されて、画面Ａが構成される。
階上６２４にいる視聴者６２５は、階段６０１を見下ろすと、階段６０１を構成する踏み板６１２、６１３、６１４、６１５及び６１６を見ることができる。各々の踏み板６１２乃至６１６に表示される画像が視聴者６２５の視点において合成されて、画面Ｂが構成される。

図７（ａ）及び（ｂ）は、階下６２２にいる視聴者６２３から見た、画像の表示形態を模式的に説明する図である。
視聴者６２３が階段６０１の蹴込み板を見ると、図７（ｂ）に示すように、蹴込み板６０２、６０３、６０４、６０５及び６０６と視聴者６２３との距離の関係で、図７（ａ）のように表示される。
視聴者６２３から階段６０１の各蹴込み板６０２、６０３、６０４、６０５及び６０６の距離は各々異なる。このため、階上６２４に最も近い蹴込み板６０２は、視聴者６２３から一番遠いので、表示される画像の見た目の面積が最も小さく見える。
すなわち、周知の平面ディスプレイと同様の表示内容を実現するには、視聴者６２３から各蹴込み板の距離に応じて、表示される画像の大きさを補正する必要がある。

更に、図７に示した蹴込み板の画像には、視聴者６２３から見ると死角となって見えない部分が生じる。信号処理装置は、この死角の発生を考慮して画像信号の処理を行う必要がある。

図８（ａ）及び（ｂ）は、階上にいる視聴者６２５から見た、画像の表示形態を模式的に説明する図である。
視聴者６２５が階段６０１の踏み板を見ると、図８（ｂ）に示すように、踏み板６１２、６１３、６１４、６１５及び６１６と視聴者６２５との距離の関係で、図８（ａ）のように表示される。
視聴者６２５から階段６０１の各踏み板６１２、６１３、６１４、６１５及び６１６の距離は各々異なるため、階下６２２に最も近い踏み板６１６は、視聴者６２５から最も遠いので、表示される画像の見た目の面積が最も小さく見える。
すなわち、通常の平面ディスプレイと同様の表示内容を実現するには、視聴者６２５から各踏み板の距離に応じて、表示される画像の大きさを補正する必要がある。

更に、図８に示した踏み板の画像には、視聴者６２５から見ると死角となって見えない部分が生じる。信号処理装置は、この死角の発生を考慮して画像信号の処理を行う必要がある。

図９は、本実施形態の映像表示装置の一部である、信号処理装置を示すブロック図である。蹴込み板と踏み板に、同時に別個の画像を表示するための信号処理を行うものである。
映像信号処理装置を構成する信号処理装置９０２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）に所定のプログラムを実行させることで実現される。
階上用映像信号生成部９０３は、踏み板に表示する画像の信号を生成する。信号源としては、テレビジョン放送波や、映像コンテンツが記録された光ディスクを再生する光ディスクプレーヤ、或はコンピュータグラフィックスを表示するコンピュータ装置やビデオゲーム装置等、何でも良い。静止画像であっても動画像であっても良い。
階下用映像信号生成部９０４は、蹴込み板に表示する画像の信号を生成する。信号源は、前述の階上用映像信号生成部９０３と同様である。

階上用映像信号生成部９０３が生成する映像信号は、映像信号分割部９０５で、踏み板毎に分割される。なお、視聴者から見えなくなる死角の部分を考慮した分割処理も、この映像信号分割部９０５にて行う。
映像信号分割部９０５で分割された、踏み板毎の映像信号は、面積比率補正部９０６にて、踏み板毎に表示される画像の面積比率が補正される。
面積比率補正部９０６にて補正された、踏み板毎の映像信号は、角度補正部９０７にて、踏み板毎に表示される画像の高さが補正される。
角度補正部９０７にて補正された、踏み板毎の映像信号は、輝度補正部９０８にて、踏み板毎に表示される画像の輝度が補正される。

階下用映像信号生成部９０４が生成する映像信号は、映像信号分割部９０９で、蹴込み板毎に分割される。なお、視聴者から見えなくなる死角の部分を考慮した分割処理も、この映像信号分割部９０９にて行う。
映像信号分割部９０９で分割された、蹴込み板毎の映像信号は、面積比率補正部９１０にて、蹴込み板毎に表示される画像の面積比率が補正される。
面積比率補正部９１０にて補正された、蹴込み板毎の映像信号は、角度補正部９１１にて、蹴込み板毎に表示される画像の高さが補正される。
角度補正部９１１にて補正された、蹴込み板毎の映像信号は、輝度補正部９１２にて、蹴込み板毎に表示される画像の輝度が補正される。

階上用の輝度補正部９０８と階下用の輝度補正部９１２とが出力する映像信号は、並べ替え部９１３にて並べ替え処理が施されて、合成部９１４にて合成された後、プロジェクタ９１５にて、透過型スクリーンを構成する階段６０１に投影される。

階下用の面積比率補正部９１０には、視聴者位置算出部９１６が接続されている。
視聴者位置算出部９１６は、位置センサ９１７から人物の位置信号を取得して、階段６０１に対する人物の位置のデータを算出する。
面積比率補正部９１０は、このデータを受けて、各蹴込み板毎の面積補正比率を変更すると共に、そのデータを映像信号分割部９０９にも与えて、各蹴込み板毎の分割比率も変更する。

これより、図９にて示した信号処理装置９０２の、各機能部分の存在理由を説明する。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、階段を透過型スクリーンとして見た状態を説明する模式図である。
図１０（ａ）を参照して説明する。
図１０（ａ）は、階段６０１の断面を模式的に示す図である。
点Ｐ１００１は、プロジェクタ９１５の位置を模式的に示す点である。つまり、発光点である。
プロジェクタ９１５は、階段６０１の蹴込み板と踏み板の中間の位置に存在する仮想平面Ｌ１０１３に映像を投影するものと考えることができる。

蹴込み板及び踏み板の縁と点Ｐ１００１とで形成される平面と、仮想平面Ｌ１０１３との交線を、Ｐ１００２、Ｐ１００３、Ｐ１００４、Ｐ１００５、Ｐ１００６、Ｐ１００７、Ｐ１００８、Ｐ１００９、Ｐ１０１０、Ｐ１０１１及びＰ１０１２とする。図１０（ａ）では階段６０１の断面を見ているので、各交線は点で表されている。
図１０（ａ）を見ると、Ｐ１００２とＰ１００３との距離と、Ｐ１００３とＰ１００４の距離が違うことが判る。このことは、他の交線でも同様である。つまり、各交線間の距離は、発光点Ｐ１００１と仮想平面Ｌ１０１３とを垂直に結ぶ中心線Ｌ１０１４からの角度が大きければ大きいほど、踏み板に相当する距離と蹴込み板に相当する距離の差が大きくなる。

図１０（ｂ）を参照して説明する。
図１０（ｂ）は、仮想平面Ｌ１０１３を、発光点Ｐ１００１から見た図である。つまり、プロジェクタ９１５から見た階段６０１である。
プロジェクタ９１５から見て幅が狭く見える板は、プロジェクタ９１５から照射される光の光量が少ない。従って、幅が狭く見える板の輝度を上昇させる補正を施す必要が生じる。これが、輝度補正部９０８及び９１２が必要となる理由である。
図１０（ｂ）では、例えば、蹴込み板６０２の輝度は、階下の視聴者から隣接して見える蹴込み板６０３よりも明るくする補正が必要になる。
同様に、踏み板６１６の輝度は、階上の視聴者から隣接して見える踏み板６１５よりも明るくする補正が必要になる。

図１１は、蹴込み板に表示される画像と、蹴込み板に投影する画像イメージとの対応関係を説明する模式図である。
今、点Ｐ１３０２及びＰ１３０３を含む平面よりなる蹴込み板６０２に、表示画像１３０４が表示されるものと考える。
このとき、仮想平面Ｌ１０１３と、発光点Ｐ１００１との交線であるＰ１００２及びＰ１００３にて区切られる平面に投影される投影画像１３０５は、表示画像１３０４よりも上下が圧縮されて潰れた状態の画像になる。

また同時に、Ｐ１３０２は仮想平面Ｌ１０１３よりも遠くにあり、Ｐ１３０３は仮想平面Ｌ１０１３よりも手前にあることから、投影画像１３０５の横幅は上側（Ｐ１３０２側）でより狭く、下側（Ｐ１３０３側）でより広くしなければならない。

前述の図１０及びその説明から明らかなように、各蹴込み板及び踏み板の、中心線Ｌ１０１４からの角度位置によって、その「潰れ具合」は異なる。したがって、プロジェクタ９１５は、各蹴込み板及び踏み板毎に、異なる潰れ具合の画像を投影しなければならない。
これが、角度補正部９０７及び９１１が必要となる理由である。

図１２（ａ）および（ｂ）は、階段に画像を表示する際の表示形態を説明する模式図である。
先に図７及び図８で説明したように、視聴者６２３及び６２５の目から各踏み板或は蹴込み板の距離に応じて、表示される画像の大きさを変える必要がある。これが、面積比率補正部９０６及び９１０が必要となる理由である。
更に、特に蹴込み板において、この面積比率は、視聴者６２３と階段６０１との距離に応じて変更する必要がある。視聴者６２３が階段６０１から非常に離れている場合、最も上の位置にある蹴込み板６０２と、最も下の位置にある蹴込み板６０６との画像の大きさの比率は殆ど変わらなくなる。逆に、視聴者６２３が階段６０１の目の前に建っている場合は、画像の大きさの比率を大きくすることが望ましい。これが、視聴者位置算出部９１６を設け、視聴者の位置に応じて面積比率補正部９１０の補正比率を変更する理由である。
更に、面積比率を変更することは、映像信号の分割位置をも補正する必要が生じる。このため、面積比率補正部９１０から映像信号分割部９０９へ制御信号を供給している。

なお、階段６０１に対して複数名の視聴者が居る場合や、簡易に本実施形態の装置を設置する場合は、視聴者６２３の位置によって映像を補正しなくてもよい。

図１３は、階段に表示される画像の対応関係を説明する模式図である。
先に説明した図７、図８及び図１２から、階段６０１と画像とは図１３に示すような対応関係が生じる。

図１４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、階下６２２で見る画像と、蹴込み板毎に表示する画像と、蹴込み板毎に投影する画像イメージとの対応関係を説明する模式図である。
視聴者６２３から見える画像が、図１４（ａ）に示すように表示されるためには、先ず、図１２にて説明したように、各蹴込み板毎の画像の面積比率を変更する必要がある。これが、図１４（ｂ）に示す表示画像１４０２、１４０３、１４０４、１４０５及び１４０６である。
更に、図１１にて説明したように、各蹴込み板毎に角度の補正が必要になる。これが図１４（ｃ）に示す投影画像１４２２、１４２３、１４２４、１４２５及び１４２６よりなる、蹴込み板用投影画像１４２１である。
ここで、蹴込み板用投影画像１４２１は、図９の輝度補正部９１２の出力信号である。

図１５は、プロジェクタ９１５から階段に投影する画像の一例と、その構成要素を示す図である。
図１４（ｃ）に示した、蹴込み板用投影画像１４２１と同様の処理を、図１２（ａ）に示す、踏み板用の画像にも施す。これが踏み板用投影画像１５０２である。すなわち、先に説明した蹴込み板用投影画像１４２１と同様に、踏み板用投影画像１５０２は、図９の輝度補正部９０８の出力信号である。
そして、蹴込み板用投影画像１４２１と踏み板用投影画像１５０２を、図１３に示した配置に基づいて、図１０（ｂ）に示した仮想平面Ｌ１０１３に投影する。つまり、図９に示した信号処理装置９０２は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の画像から、合成投影画像１５０１を作成することとなる。

図１６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、視聴者６２３の位置と画像の補正との対応関係を示す模式図である。
ここでは、階下６２２に居る視聴者６２３の視聴位置に応じた簡易な補正手段の一例として、視聴者６２３から階段６０１の各蹴込み板に対する距離に応じた補正処理について説明する。
今、視聴者６２３が一番下の蹴込み板から距離Ｘだけ離れた位置に居るとする。
このとき、各蹴込み板の見かけ上の大きさは、視聴者６２３と蹴込み板との距離に反比例する。
例えば、一段の奥行き（＝踏み板の幅）をＳとすると、一段目の蹴込み板と視聴者６２３の距離Ｌ_１は、Ｌ_１＝Ｘである。二段目の場合は、Ｌ_２＝Ｘ＋Ｓ、三段目の場合は、Ｌ_３＝Ｘ＋２Ｓと表すことができる。
物体の見かけ上の大きさは視点から物体までの距離に反比例することから、二段目の蹴込み板は、一段目に比べてＸ／（Ｘ＋Ｓ）の大きさに、三段目の蹴込み板は一段目に比べてＸ／（Ｘ＋２Ｓ）の大きさに見えることになる。
そこで、図１６（ｂ）のように、提示映像を分割する際に、このような効果を考慮して分割を行うように、映像信号を処理する。

また、視聴者６２３の横方向の位置Ｙが階段６０１の中央の時（Ｙ＝０）には、図１６（ｂ）のように、格段の中央が揃って見えるが、階段６０１の左端（Ｙ＝−１とする）の時には、図１６（ｃ）のように、各段が左端に寄って見えることが望ましい。そこで、信号処理装置９０２が、より厳密な補正として、視聴者６２３のＹ方向の位置における表示画像の補正も行うように構成するとよい。この役割は、映像信号分割部９０９にて行うこととなる。

なお、図１６では簡便な近似モデルで説明したが、理論的に階段の形状と視聴者６２３の視点位置が決まっていれば、透視変換によって階段の見え方をより厳密に求めることも可能である。
このように、階段の各段の見え方が求まれば、逆に結果的に映像が正しく見えるように各段に出力する映像を補正することができる。

図１７は、視聴者６２３の位置の検出方法を説明する模式図である。
ここでは、下階から階段６０１を見上げる一人の視聴者６２３の位置検出に関して説明する。
２台のカメラ１７０２及び１７０３を、それぞれ階下６２２及び階上６２４の天井１７０４に設置し、視聴位置として想定される範囲が撮影できるように画角を調整する。
次に、事前に視聴者６２３がいない状況でそれぞれ背景画像を取得しておく。
それぞれのカメラ１７０２及び１７０３で撮影した画像と、事前に撮影しておいた背景画像との差分を求めることで、それぞれのカメラで観測される視聴者６２３の領域を抽出することができる。
そして、三角測量の要領で２台のカメラの位置関係を考慮することで、視聴者６２３の位置を推定することができる。

本実施形態には、以下のような応用例が考えられる。
（１）信号処理装置９０２が行う補正処理は、スクリーンを構成する階段の、中心から離れた両端の角度が大きければ大きいほど、補正量を大きくする必要が生じる。逆に、角度が小さければ、補正量は少なく済む。極端なことを言うならば、スクリーンに平行光を照射することができるなら、角度に依存する補正量はほぼなくなる。
そこで、プロジェクタ９１５から照射する光の角度をできるだけ小さくすることで、階段に表示される画像の画質を向上させることが期待できる。
図１８は、映像表示装置を構成する階段６０１の断面図である。
図４と比べると、反射鏡が増えて、三つの反射鏡１８０２、１８０３及び１８０４が設けられている。このように、光路を長くすることで、角度の影響を小さくすることができる。

（２）図１９は、映像表示装置を構成する階段６０１の断面図である。
図４と比べると、二つのプロジェクタ１９０２及び１９０３を用いて、一つの画像を構成するようにしている。このように、プロジェクタの数を増やすことで、角度の影響を小さくすることができる。

（３）更に、照射角を平準化させるための技術の一つとして、反射鏡を平面鏡ではなく、凹面鏡に代えることが考えられる。

（４）信号処理装置９０２による遠近法の補正を行わない画像表示処理も考えられる。
図２０（ａ）及び（ｂ）は、映像表示装置を構成する階段に投影される画像の一例である。
階下用映像信号生成部９０４をコンピュータにて構成する。コンピュータは、所定のプログラムによる演算処理により、テクスチャの画像を作成し、全ての蹴込み板に表示させる。
このように、蹴込み板の全面にテクスチャを表示させる場合は、遠近法の補正をする必要がないので、映像信号分割部９０９は均等分割であり、面積比率補正部９１０も均等分割である。したがって、プロジェクタ９１５からの角度に依存する補正のみで足りる。

（５）人感センサと組み合わせて、歩行ナビゲーションを実現することができる。
図２１は、歩行ナビゲーションの一例を示す模式図である。
図２２は、歩行ナビゲーションの動作を示す模式図である。
側板５０４に赤外線センサ等よりなる人感センサを設け、歩行者が現在位置している踏み板と、右足であるか左足であるかを検出する。階上用映像信号生成部９０３をコンピュータにて構成し、人感センサの信号を入力する。コンピュータは、所定のプログラムによる演算処理により、次に出すべき足の画像を作成し、該当する踏み板に表示させる。そして、引き込み現象を利用して、歩行者の階段６０１の歩行を、安全な速度で導く。
このときに表示する画像も、遠近法の補正をする必要がないので、映像信号分割部９０５は均等分割であり、面積比率補正部９０６も均等分割である。したがって、プロジェクタ９１５からの角度に依存する補正のみで足りる。

（６）建造物に階段を施工する際の、プロジェクタの位置を補正する方法を説明する。
図２３は、プロジェクタの位置の補正を説明する模式図である。
建造物への階段６０１の施工の際には、プロジェクタ９１５に校正用カメラ２３０２を装着して、テストパターンを階段６０１に表示させ、これを校正用カメラ２３０２で撮影する。そして、プロジェクタ９１５の位置、角度等を校正用カメラ２３０２を通じて補正する。

（７）プロジェクタの代わりに、液晶等の面表示ディスプレイを、階段の踏み板及び蹴込み板の裏側に貼付することができる。
この実施形態の場合、信号処理装置９０２のうち、角度補正部９０７及び９１１、そして輝度補正部９０８及び９１２が不要になる。

（８）図９に開示する信号処理装置９０２において、面積比率補正部９０６の後に接続される、角度補正部９０７と輝度補正部９０８の順番は、逆でもよい。同様に、角度補正部９１１と輝度補正部９１２の順番も、逆でもよい。
つまり、面積比率を補正した後に、輝度補正を行ってから、角度補正を行ってもよい。

本実施形態においては、映像表示装置を開示した。
階段の本来の機能に加えて、蹴込み板と踏み板の夫々に独立して画像を表示する機能を付加することにより、極めて付加価値の高い階段を実現できる。
家屋に適用すれば、高級感を演出できる。
コンサート会場などのホールやスポーツスタジアムなどの客席の階段に適用すれば、出演者等の宣伝や演出のための動画像等を表示することができる。また、これ自体が高い集客効果を見込める。
ビルなどの公共建造物に適用すれば、高級感を演出するだけでなく、必要に応じて歩行ナビゲーションを行うなどの、利用者の安全に供することもできる。

以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含むことは言うまでもない。

本発明の一実施の形態の例による映像表示装置を構成する階段の外観図である。 一実施の形態の例である階段を上から見た平面図である。 一実施の形態の例である階段を横から見た平面図である。 一実施の形態の例である階段を横から見た平面図である。 一実施形態よりなる階段を一部拡大した斜視図である。 一実施形態よりなる階段の、画像の表示形態を模式的に説明する図である。 階下にいる視聴者から見た、画像の表示形態を模式的に説明する図である。 階上にいる視聴者から見た、画像の表示形態を模式的に説明する図である。 一実施の形態の例による信号処理装置のブロック図である。 階段を透過型スクリーンとして見た状態を説明する模式図である。 蹴込み板に表示される画像と、蹴込み板に投影する画像イメージとの対応関係を説明する模式図である。 階段に画像を表示する際の表示形態を説明する模式図である。 階段に表示される画像の対応関係を説明する模式図である。 階下で見る画像と、蹴込み板毎に表示する画像と、蹴込み板毎に投影する画像イメージとの対応関係を説明する模式図である。 プロジェクタから階段に投影する画像の一例を示す説明図である。 視聴者の位置と画像の補正との対応関係を示す模式図である。 視聴者の位置の検出方法を説明する模式図である。 映像表示装置を構成する階段の断面図である。 映像表示装置を構成する階段の断面図である。 映像表示装置を構成する階段に投影される画像の一例を示す説明図である。 歩行ナビゲーションの一例を示す模式図である。 歩行ナビゲーションの動作を示す模式図である。 プロジェクタの位置の補正を説明する模式図である。

符号の説明

１０１…フロア、１０２…正面中央階段、１０３…踊り場、１０４…右側階段、１０５…左側階段、１０６、１０７…廊下、３０２、３０３…プロジェクタ、３０４…壁面、３０５、３０６…支持アーム、３０７…壁面、３０８、３０９…支持アーム、４０２…反射鏡、４０３、４０４…プロジェクタ、４０５、４０６…支持アーム、４０７…床、５０１…階段、５０２…踏み板、５０３…蹴込み板、５０４…側板、６０１…階段、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６…蹴込み板、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６…踏み板、６２２…階下、６２３…視聴者、６２４…階上、６２５…視聴者、９０２…信号処理装置、９０３…階上用映像信号生成部、９０４…階下用映像信号生成部、９０５…映像信号分割部、９０６…面積比率補正部、９０７…角度補正部、９０８…輝度補正部、９０９…映像信号分割部、９１０…面積比率補正部、９１１…角度補正部、９１２…輝度補正部、９１３…並べ替え部、９１４…合成部、９１５…プロジェクタ、９１６…視聴者位置算出部、９１７…位置センサ、１３０４…表示画像、１３０５…投影画像、１４０２、１４０３、１４０４、１４０５、１４０６…表示画像、１４２１…蹴込み板用投影画像、１４２２、１４２３、１４２４、１４２５、１４２６…投影画像、１５０２…踏み板用投影画像、１７０２、１７０３…カメラ、１７０４…天井、１８０２、１８０３、１８０４…反射鏡、１９０２、１９０３…プロジェクタ、２３０２…校正用カメラ

Claims (8)

1. 各々が配置される位置に応じて第一の映像が分割されて表示される複数の蹴込み板と、 各々が配置される位置に応じて第二の映像が分割されて表示される複数の踏み板とが交互に組み合わされて階段を構成する映像表示体と、
   前記複数の蹴込み板と前記複数の踏み板の夫々に前記第一の映像及び前記第二の映像を同時に表示するための映像信号を形成する映像信号処理部と
   を具備することを特徴とする映像表示装置。
2. 前記複数の蹴込み板と前記複数の踏み板は半透明スクリーンであり、
   更に、前記映像表示体は、前記複数の蹴込み板と前記複数の踏み板の裏面から映像を投影する映像投影部を具備し、
   前記映像信号処理部は、前記複数の蹴込み板と前記複数の踏み板に対して各々同時に映像を表示する映像信号を生成して、前記映像投影部に供給することを特徴とする、請求項１記載の映像表示装置。
3. 前記映像信号処理部は、
   前記複数の蹴込み板に表示する前記第一の映像の信号を、前記複数の蹴込み板の各々に対応して分割する第一の映像信号分割部と、
   前記第一の映像信号分割部によって分割された複数の映像信号の面積比率を補正する第一の面積比率補正部と、
   前記第一の面積比率補正部によって補正された複数の映像信号について前記複数の蹴込み板毎に投影される映像の角度を補正する第一の角度補正部と、
   前記複数の踏み板に表示する前記第二の映像の信号を、前記複数の踏み板の各々に対応して分割する第二の映像信号分割部と、
   前記第二の映像信号分割部によって分割された複数の映像信号の面積比率を補正する第二の面積比率補正部と、
   前記第二の面積比率補正部によって補正された複数の映像信号について前記複数の踏み板毎に投影される映像の角度を補正する第二の角度補正部と、
   前記第一の角度補正部によって補正された複数の映像信号と前記第二の角度補正部によって補正された複数の映像信号とを合成する合成部と
   よりなることを特徴とする、請求項２記載の映像表示装置。
4. 更に、前記映像表示体に表示された映像を見る者の位置を検出して視点位置情報を出力する視点位置検出部を備え、
   前記第一の面積比率補正部は前記視点位置情報に基づいて表示映像面積比率を動的に補正し、
   前記第一の映像信号分割部は前記視点位置情報に基づいて映像分割比率を動的に補正することを特徴とする、請求項３記載の映像表示装置。
5. 更に、前記映像表示体と前記映像投影部との間に介在する反射鏡を具備することを特徴とする、請求項２記載の映像表示装置。
6. 複数の蹴込み板と複数の踏み板とが交互に組み合わされて構成される階段に映像を表示するための映像信号を作成する映像信号処理装置であって、
   前記複数の蹴込み板に表示する第一の映像の信号を、前記複数の蹴込み板の各々に対応して分割する第一の映像信号分割部と、
   前記第一の映像信号分割部によって分割された複数の映像信号の面積比率を補正する第一の面積比率補正部と、
   前記第一の面積比率補正部によって補正された複数の映像信号について前記複数の蹴込み板毎に投影される映像の角度を補正する第一の角度補正部と、
   前記複数の踏み板に表示する第二の映像の信号を、前記複数の踏み板の各々に対応して分割する第二の映像信号分割部と、
   前記第二の映像信号分割部によって分割された複数の映像信号の面積比率を補正する第二の面積比率補正部と、
   前記第二の面積比率補正部によって補正された複数の映像信号について前記複数の踏み板毎に投影される映像の角度を補正する第二の角度補正部と、
   前記第一の角度補正部によって補正された複数の映像信号と前記第二の角度補正部によって補正された複数の映像信号とを合成する合成部と
   よりなることを特徴とする、映像信号処理装置。
7. 複数の蹴込み板と複数の踏み板とが交互に組み合わされて構成される階段に映像を表示する映像表示方法であって、
   第一の映像信号を前記複数の蹴込み板の各々に分割して複数の第一分割映像信号を生成するステップと、
   前記複数の第一分割映像信号の各々の面積比率を補正するステップと、
   前記複数の第一分割映像信号の各々の角度を補正するステップと、
   第二の映像信号を前記複数の踏み板の各々に分割して複数の第二分割映像信号を生成するステップと、
   前記複数の第二分割映像信号の各々の面積比率を補正するステップと、
   前記複数の第二分割映像信号の各々の角度を補正するステップと、
   前記複数の第一分割映像信号と前記複数の第二分割映像信号とを合成して合成映像信号を生成するステップと、
   前記合成映像信号を透過型半透明スクリーンを構成する階段に投影するステップと
   を含むことを特徴とする映像表示方法。
8. コンピュータを、
   階段を構成する複数の蹴込み板に表示する第一の映像の信号を前記複数の蹴込み板の各々に分割する第一の映像信号分割部と、
   前記第一の映像信号分割部によって分割された複数の映像信号の面積比率を補正する第一の面積比率補正部と、
   前記第一の面積比率補正部によって補正された複数の映像信号について前記複数の蹴込み板毎に投影される映像の角度を補正する第一の角度補正部と、
   前記階段を構成する複数の踏み板に表示する第二の映像の信号を前記複数の踏み板の各々に分割する第二の映像信号分割部と、
   前記第二の映像信号分割部によって分割された複数の映像信号の面積比率を補正する第二の面積比率補正部と、
   前記第二の面積比率補正部によって補正された複数の映像信号について前記複数の踏み板毎に投影される映像の角度を補正する第二の角度補正部と、
   前記第一の角度補正部によって補正された複数の映像信号と前記第二の角度補正部によって補正された複数の映像信号とを合成する合成部
   として機能させるための、映像信号処理プログラム。

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