JP2009198698A - 没入型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を図ることができる没入型表示装置を提供する。
【解決手段】没入型表示装置１００は、映像を表示する表示部１０と、表示部１０に映像光を投射する短焦点型プロジェクタ２０と、表示部１０に表示する映像に対応した映像情報を記憶している記憶部３０と、利用者Ｕの動作を検出する検出手段４０と、検出手段４０の検出結果に応じて、記憶部３０から映像情報を読み出し、短焦点型プロジェクタ２０を動作させて表示部１０に映像を表示させる制御部５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、利用者が映像の中に没入していく感覚を得ることができる没入型表示装置に関するものである。

特許文献１は、仮想空間において、ワープロ文書、図面、写真などの二次元の対象を利用して作業する際にも、没入感を維持しつつ、眼精疲労やＶＲ酔いを軽減する没入型表示装置を開示している。
しかし、特許文献１の装置は、映像を投射する機器として、スクリーンの背面から映像光を投射するリアプロジェクタを使用しているので、装置が大型化してしまうという問題があった。また、特許文献１の装置を実際に使用する場合には、映像の映り具合を良好にするために、スクリーンやリアプロジェクタを配置している場所をある程度暗くする必要があるが、装置全体を暗室にする遮光用のドームなどが必要になり、これも、装置を大型化する要因となっていた。
特開２００３−１４１５７３号公報

本発明の課題は、装置の小型化を図ることができる没入型表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、映像を表示する表示部（１０）と、前記表示部（１０）に映像光を投射する短焦点型プロジェクタ（２０）と、前記表示部（１０）に表示する映像に対応した映像情報を記憶している記憶部（３０）と、利用者（Ｕ）の動作を検出する検出手段（４０）と、前記検出手段（４０）の検出結果に応じて、前記記憶部（３０）から映像情報を読み出し、前記短焦点型プロジェクタ（２０）を動作させて前記表示部（１０）に映像を表示させる制御部（５０）と、を備える没入型表示装置（１００）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の没入型表示装置（１００）において、前記検出手段（４０）は、前記表示部（１０）に対する利用者（Ｕ）の左右方向の動作を検出すること、を特徴とする没入型表示装置（１００）である。
請求項３の発明は、映像を表示する表示部と、前記表示部に映像光を投射するプロジェクタと、前記表示部に表示する映像に対応した映像情報を記憶している記憶部と、前記表示部に対する利用者の左右方向の動作を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記記憶部から映像情報を読み出し、前記プロジェクタを動作させて前記表示部に映像を表示させる制御部と、を備える没入型表示装置である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の没入型表示装置（１００）において、前記検出手段（４０）は、複数の足踏み領域（４１）を有する足踏み部（４２）と、利用者（Ｕ）の足がいずれの前記足踏み領域（４１）上に存在するかを検出するセンサ（４３）とを備えること、を特徴とする没入型表示装置（１００）である。
請求項５の発明は、請求項４に記載の没入型表示装置（１００）において、前記表示部（１０）は、前側表示部（１０−１），左側表示部（１０−２）及び右側表示部（１０−３）を備え、前記前側表示部（１０−１），左側表示部（１０−２）及び右側表示部（１０−３）は、前記足踏み部（４２）の周囲に直立して配置されていること、を特徴とする没入型表示装置（１００）である。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の没入型表示装置（１００）において、前記検出手段（４０）は、前記表示部（１０）に対する利用者（Ｕ）の前後方向の動作を検出し、前記複数の足踏み領域（４１）は、前記前後方向に対応したＮ行と、前記左右方向に対応したＭ列との行列状に配置されていること、を特徴とする没入型表示装置（１００）である。

本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）短焦点型プロジェクタを利用して、表示部に映像光を投射しているので、より近い距離からより大きな入射角度で映像光を投射することができ、装置の小型化を図ることができる。
（２）検出手段は、表示部に対する利用者の左右方向の動作を検出するので、表示部に映像を表示させる際には、利用者の左右方向の動きにも対応することができ、様々なバリエーションの映像の表示をすることができる。

（３）検出手段は、複数の足踏み領域を有する足踏み部と、利用者の足がいずれの足踏み領域上に存在するかを検出するセンサとを備えるので、利用者が足踏み部の上を移動することに伴って表示部の映像も動くようになり、没入感を向上させることができる。
（４）前側表示部，左側表示部及び右側表示部は、足踏み部の周囲に直立して配置されているので、足踏み部上に立った利用者の周囲から映像を提供することができる。
（５）複数の足踏み領域は、前後方向に対応したＮ行と、左右方向に対応したＭ列との行列状に配置されているので、足踏み領域が整然と区画され、利用者に見せたい映像を正確に見せることができる。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について、さらに詳しく説明する。
（実施形態）
図１は、本発明による没入型表示装置の実施形態を示す図である。
没入型表示装置１００は、表示部１０と、短焦点型プロジェクタ２０と、記憶部３０と、検出手段４０と、制御部５０などとを備える。
また、本実施形態の没入型表示装置１００は、利用者Ｕが絵画Ａ（図３参照）の中に没入していく感覚を得ることができる装置である。

表示部１０は、絵画の映像を表示するスクリーンである。
また、表示部１０は、利用者Ｕから見て前方側に配置された前側表示部１０−１，利用者Ｕから見て左側に配置された左側表示部１０−２及び利用者Ｕから見て右側に配置された右側表示部１０−３を備え、前側表示部１０−１，左側表示部１０−２及び右側表示部１０−３は、後述する足踏み部４２の周囲に直立して配置されている。
ここで、各スクリーンの寸法は、１００インチ程度であり、また、利用者Ｕの身長は１．６ｍ程度であるので、足踏み部４２に立った利用者Ｕの視点の高さ（観察位置）には、各スクリーンの映像が表示されるようになっている。

短焦点型プロジェクタ２０は、表示部１０の上方部分に配置され、表示部１０に映像光を投射する装置である。
また、短焦点型プロジェクタ２０は、前面から映像光を投射するフロントプロジェクタよりも短い焦点で映像光を投射することができる装置であり、具体的には、表示部１０から１０〜５０ｃｍ程度離れた位置に配置され、表示部１０に対して６０〜７５度程度の入射角度で映像光を投射することができる。なお、入射角度は、７２度程度が、より好適であることを確認済みである。
さらに、短焦点型プロジェクタ２０は、前側表示部１０−１，左側表示部１０−２及び右側表示部１０−３に対応して、前側表示部１０−１用の短焦点型プロジェクタ２０−１、左側表示部１０−２用の短焦点型プロジェクタ２０−２、右側表示部１０−３用の短焦点型プロジェクタ２０−３といった３つのプロジェクタから構成される。
短焦点型プロジェクタ２０は、具体的には、日本電気株式会社製のＷＴ６１０や、三洋電機株式会社製のＬＰ−ＸＬ５０などである。

記憶部３０は、表示部１０に表示する映像に対応した映像情報を記憶している装置である。具体的には、記憶部３０は、絵画の平面の映像情報や、絵画の中の各パーツの映像情報、各パーツの位置情報などを記憶している。

図２は、記憶部３０が記憶している情報の概念図である。
図２に示すように、記憶部３０は、絵画の中の各パーツ（図中では、人物Ｐ、木Ｔ、山Ｍ）の映像情報を、立て看板のような状態で記憶している。
また、記憶部３０は、これらの各パーツが、絵画の中の座標のどの位置しているかの情報も記憶している。そして、絵画の中の座標は、図１の足踏み部４２の座標と１対１に対応している。これにより、利用者Ｕが足踏み部４２上を動けば、その動きに応じて絵画の映像を動かして表示させることができる。
さらに、記憶部３０は、各パーツを所定の角度αを持たせた斜面上に記憶させている。これは、遠近法を使って描かれている絵画を、映像として表現しやすくするためである。

図１に戻り、検出手段４０は、利用者Ｕの動作を検出する部分であり、本実施形態では、１２個の足踏み領域４１を有する足踏み部４２と、足踏み部４２に埋め込まれ、利用者Ｕの足がいずれの足踏み領域４１上に存在するかを足の圧力などにより検出するフットセンサ４３とを備える。
複数の足踏み領域４１は、前後方向に対応した４行と、左右方向に対応した３列との行列状に配置されている。これにより、検出手段４０は、表示部１０に対する利用者Ｕの前後方向及び左右方向の動作を検出することができる。
足踏み部４２は、表示部１０から５０〜７０ｃｍ程度離れた位置に配置されている。また、このような、表示部１０と短焦点型プロジェクタ２０と足踏み部４２との配置によって、利用者Ｕの影が表示部１０に映りこまないようになっている。

制御部５０は、この没入型表示装置１００を統括制御するＣＰＵを備える制御装置であり、検出手段４０の検出結果に応じて、記憶部３０から映像情報を読み出し、短焦点型プロジェクタ２０を動作させて表示部１０に映像を表示させる。

図３は、没入型表示装置１００の動作を説明する図である。なお、表示部１０の左側表示部１０−２及び右側表示部１０−３は、図示を省略してある。
まず、図３（Ａ）に示すように、制御部５０は、初期状態として、通常の絵画Ａの映像を表示部１０に表示させる。この状態では、人物Ｐも、木Ｔも、山Ｍも遠くに見えている。
ついで、図３（Ｂ）に示すように、利用者Ｕが、足踏み領域４１Ａ上に立つと、フットセンサ４３（図１参照）は、その情報を制御部５０に伝達し、制御部５０は、人物Ｐに近づいた映像を表示部１０に表示させる。なお、映像の表示のさせ方は、絵画の鑑賞を行いやすくするために、除々に映像をスライドさせていき、ゆっくりと人物Ｐに近づいていくように表示するのが好ましい。
また、図３（Ｃ）に示すように、利用者Ｕが、足踏み領域４１Ｂ上に立つと、フットセンサ４３は、その情報を制御部５０に伝達し、制御部５０は、人物Ｐを通り越して、木Ｔに若干近づいた映像を表示部１０に表示させる。

さらに、図３（Ｄ）に示すように、利用者Ｕが、足踏み領域４１Ｃ上に立つと、フットセンサ４３は、その情報を制御部５０に伝達し、制御部５０は、木Ｔにさらに近づいた映像を表示部１０に表示させる。
ここで、図３（Ｅ）に示すように、利用者Ｕが、右に移動して、足踏み領域４１Ｄ上に立つと、フットセンサ４３は、その情報を制御部５０に伝達し、制御部５０は、木Ｔや山Ｍを左に移動させた映像を表示部１０に表示させる。
最後に、図３（Ｆ）に示すように、利用者Ｕが、足踏み領域４１Ｅ上に立つと、フットセンサ４３は、その情報を制御部５０に伝達し、制御部５０は、木Ｔを通り越して、山Ｍに近づいた映像を表示部１０に表示させる。

このように、本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）短焦点型プロジェクタ２０を利用して、表示部１０に映像光を投射しているので、より近い距離からより大きな入射角度で映像光を投射することができ、背面から映像光を投射するリアプロジェクタと比較して、装置の小型化を図ることができる。また、短焦点型プロジェクタ２０を利用しているので、高価なリアプロジェクタと比較して、製造コストを抑えることができる。さらに、短焦点型プロジェクタ２０を利用しているので、利用者Ｕの影が表示部１０に映りこまない。さらにまた、装置全体を暗室にする遮光用のドームを配置する場合であっても、そのドームを小スペースで配置することができる。
（２）検出手段４０は、表示部１０に対する利用者Ｕの左右方向の動作を検出するので、表示部１０に映像を表示させる際には、利用者Ｕの左右方向の動きにも対応することができ、様々なバリエーションの映像の表示をすることができる。

（３）検出手段４０は、１２個の足踏み領域４１を有する足踏み部４２と、利用者Ｕの足がいずれの足踏み領域４１上に存在するかを検出するフットセンサ４３とを備えるので、利用者Ｕが足踏み部４２の上を移動することに伴って表示部１０の映像も動くようになり、絵画への没入感を向上させることができる。
（４）前側表示部１０−１，左側表示部１０−２及び右側表示部１０−３は、足踏み部４２の周囲に直立して配置されているので、足踏み部４２上に立った利用者Ｕの周囲から映像を提供することができる。
（５）足踏み領域４１は、４行３列の行列状に配置されているので、足踏み領域４１が整然と区画され、人物Ｐ、木Ｔ、山Ｍの手前で映像を停止させることができ、利用者Ｕに見せたい映像を正確に見せることができる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）没入型表示装置１００は、短焦点型プロジェクタ２０を利用している例で説明したが、表示部１０に対する利用者Ｕの左右方向の動作を検出する検出手段４０を備えていれば、他のプロジェクタを利用してもよい。このようにすれば、例えば、リアプロジェクタであっても、表示部１０に映像を表示させる際には、利用者Ｕの左右方向の動きにも対応することができ、様々なバリエーションの映像の表示をすることができる、という効果がある。
（２）検出手段４０は、フットセンサ４３を用いる例で説明したが、赤外線センサを用いて利用者Ｕの足の位置を検出してもよい。また、天井にＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラなどを配置し、そのＣＣＤカメラを用いて利用者Ｕの動きを検出してもよい。さらに、利用者Ｕの足の位置を検出するのではなく、利用者Ｕの手の位置を検出して映像の制御を行うようにしてもよい。

（３）表示部１０は、前側表示部１０−１，左側表示部１０−２及び右側表示部１０−３を備える例で説明したが、前側表示部１０−１だけであってもよい。
（４）足踏み領域４１は、４行３列の行列状に配置されている例で説明したが、Ｍ行Ｎ列のＭとＮとの値は、これに限定されるものではない。例えば、足踏み領域４１を３行３列の正方形の形状にしてもよい。
なお、上述した実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は、以上説明した実施形態や変形形態によって限定されることはない。

本発明による没入型表示装置の実施形態を示す図である。 記憶部３０が記憶している情報の概念図である。 没入型表示装置１００の動作を説明する図である。

符号の説明

１００ 没入型表示装置
１０ 表示部
１０−１ 前側表示部
１０−２ 左側表示部
１０−３ 右側表示部
２０，２０−１，２０−２，２０−３ 短焦点型プロジェクタ
３０ 記憶部
４０ 検出手段
４１ 足踏み領域
４２ 足踏み部
４３ フットセンサ
５０ 制御部
Ｍ 山
Ｐ 人物
Ｔ 木
Ｕ 利用者

Claims (6)

1. 映像を表示する表示部と、
   前記表示部に映像光を投射する短焦点型プロジェクタと、
   前記表示部に表示する映像に対応した映像情報を記憶している記憶部と、
   利用者の動作を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に応じて、前記記憶部から映像情報を読み出し、前記短焦点型プロジェクタを動作させて前記表示部に映像を表示させる制御部と、
   を備える没入型表示装置。
2. 請求項１に記載の没入型表示装置において、
   前記検出手段は、前記表示部に対する利用者の左右方向の動作を検出すること、
   を特徴とする没入型表示装置。
3. 映像を表示する表示部と、
   前記表示部に映像光を投射するプロジェクタと、
   前記表示部に表示する映像に対応した映像情報を記憶している記憶部と、
   前記表示部に対する利用者の左右方向の動作を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に応じて、前記記憶部から映像情報を読み出し、前記プロジェクタを動作させて前記表示部に映像を表示させる制御部と、
   を備える没入型表示装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の没入型表示装置において、
   前記検出手段は、
   複数の足踏み領域を有する足踏み部と、
   利用者の足がいずれの前記足踏み領域上に存在するかを検出するセンサとを備えること、
   を特徴とする没入型表示装置。
5. 請求項４に記載の没入型表示装置において、
   前記表示部は、前側表示部，左側表示部及び右側表示部を備え、
   前記前側表示部，左側表示部及び右側表示部は、前記足踏み部の周囲に直立して配置されていること、
   を特徴とする没入型表示装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の没入型表示装置において、
   前記検出手段は、前記表示部に対する利用者の前後方向の動作を検出し、
   前記複数の足踏み領域は、前記前後方向に対応したＮ行と、前記左右方向に対応したＭ列との行列状に配置されていること、
   を特徴とする没入型表示装置。

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