JP2010197473A - 立体プロジェクション展示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】立体模型と平面映像とを見学者等が視点方向を変えずに閲覧できるようにした立体プロジェクション展示装置を提供する。
【解決手段】三次元形状に作られた立体模型２と、この立体模型２に対して映像を投影するための１又は複数のプロジェクタ３と、このプロジェクタ３に映像信号を供給する映像供給装置４と、前記立体模型２とプロジェクタ３との間であって前記立体模型２に近接して設置され、プロジェクタ３からの映像／透過を投影させるための液晶調光ガラス５と、この液晶調光ガラス５の通電オンオフ手段６とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体模型と平面映像とを見学者等が視点方向を変えずに閲覧できるようにした立体プロジェクション展示装置に関する。

近年、各種展示装置においては、対象物を三次元化した立体映像として見学者に見せる立体展示装置が提案されている。３Ｄ画像方式としては、例えばアナグリフ式（赤、青の２色めがねを使用）、３Ｄホログラム方式（レーザー光線による画像加工）、レンチキュラレンズ方式（微細半筒型＜かまぼこ状＞レンズを画像に被せる）、着色した立体模型などの方法が存在する。

これらの中で着色した立体模型の場合は、リアル感があり、見やすく、着色が自由であるなどの点で有利である一方で、色彩が固定されてしまうため単一の立体映像しか表現できないという問題点があった。立体模型に動きを付けるとなると、機械仕掛けの装置が必要となり装置構造が複雑化したり、動きの制御のためのプログラムや制御装置が必要となるなどの問題が発生する。

そこで、下記特許文献１では、図７に示されるように、不規則な凹凸を有する地理情報の立体面５１と、上記不規則な凹凸の表面あるいは裏面の一部又は全部に上記地理情報の平面画像を投影する投影手段５２と、上記投影手段を制御する制御手段５３を具備した地理情報表示装置５０が提案されている。例えば、高密度発泡スチロールなどの基材を三次元加工することにより製作した白色模型の表面にプロジェクタにより映像を投影することにより、立体模型と映像との組合せにより立体映像として見せるものであり、比較的に簡単に着色された立体映像を作ることが可能であるとともに、これに容易に動きを組み合わせることが可能となる。

特許第３４５３６５７号公報

しかしながら、前述した立体模型映像を用いた方法の場合でも、提供される情報の種別によって或いは解説文やその他の情報などを平面映像で見せたい場合がある。このような場合は、別のプロジェクタを設置し、立体模型とは別の位置に投影面を別に作るしかなかった。しかしながら、例えば下側に立体模型映像を配置し、正面（側面）に平面映像投影面を作ると、見学者等は立体模型映像を見る場合と、平面映像とを見る場合とで度々視線を変えなければならず、見学者にとって煩わしかったり、映像の見逃しによって見学者の理解が不足したり、説明が分かり難かったりするなどの問題が発生するおそれがあった。

そこで本発明の主たる課題は、立体模型と平面映像とを見学者等が視点方向を変えずに閲覧できるようにした立体プロジェクション展示装置を提供することにある。

前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、三次元形状に作られた立体模型と、この立体模型に対して映像を投影するための１又は複数のプロジェクタと、このプロジェクタに映像信号を供給する映像供給装置と、前記立体模型とプロジェクタとの間であって前記立体模型に近接して設置され、プロジェクタからの映像を投影／透過させるための液晶調光ガラスと、この液晶調光ガラスの通電オンオフ手段とからなることを特徴とする立体プロジェクション展示装置が提供される。

上記請求項１記載の発明においては、液晶調光ガラスへの通電がオンの状態では光は透過するため、立体模型に対してプロジェクタからの映像を投影することにより着色された立体映像とすることが可能になるとともに、前記プロジェクタからの映像を動画とすることにより、立体模型の映像に動きを加えることが可能となる。そして、提供される情報種別が切り替わり平面映像として見せたい場合や、一時的に解説文やその他の情報などを平面映像として見せたい場合には、液晶調光ガラスへの通電をオフとすれば、前記液晶調光ガラスが瞬間的に不透明となるため、これにプロジェクタからの映像が投影されるようになる。従って、立体模型と平面映像とを見学者等が視点方向を変えずに閲覧できるようになる。

請求項２に係る本発明として、前記通電オンオフ手段は、前記液晶調光ガラスのガラス面に組み込んだタッチパネルとしてある請求項１記載の立体プロジェクション展示装置が提供される。

上記請求項２記載の発明は、前記通電オンオフ手段として、前記液晶調光ガラスのガラス面に組み込んだタッチパネルを採用したものである。従って、説明者や見学者等が液晶調光ガラスに触ることによって、立体模型面への投影か液晶調光ガラス面への投影か任意に選択が可能となる。

請求項３に係る本発明として、前記通電オンオフ手段は、利用者を撮影するカメラを設置し、利用者の動作認識によって液晶調光ガラスの通電を制御する装置としてある請求項１記載の立体プロジェクション展示装置が提供される。

上記請求項３記載の発明は、前記通電オンオフ手段として、利用者を撮影するカメラを設置し、利用者の動作認識によって液晶調光ガラスの通電を制御する装置を採用したものである。従って、説明者や見学者等のジェスチャーによって、立体模型面への投影か液晶調光ガラス面への投影か自動的に選択が可能となる。

請求項４に係る本発明として、前記液晶調光ガラスの面を複数枚の液晶調光ガラスの組合せによって構成し、それぞれの液晶調光ガラスの通電オンオフ手段は各液晶調光ガラスのガラス面に組み込んだタッチパネルとしてある請求項１記載の立体プロジェクション展示装置が提供される。

上記請求項４記載の発明は、立体模型映像か平面映像かの選択の他、これらの組合せを任意に選択可能としたものである。すなわち、液晶調光ガラスの面を複数枚の液晶調光ガラスの組合せによって構成しておけば、立体模型か平面映像かの選択はもちろんの事、投影面の一部は立体模型とし、他部は液晶調光ガラスとすることができ、立体模型と平面映像とを組み合わせて同時的に表現できるようになる。

以上詳説のとおり本発明によれば、立体模型と平面映像とを見学者等が視点方向を変えずに閲覧できるようにした立体プロジェクション展示装置を提供することが可能となる。

本発明に係る立体プロジェクション展示装置１の概略図である。 液晶調光ガラス５の構成図である。 原理説明図である。 液晶調光ガラス５の変形例を示す平面図である。 立体プロジェクション展示装置１の変形例（その１）を示す概略図である。 立体プロジェクション展示装置１の変形例（その２）を示す概略図である。 従来の地理情報表示装置５０の概略図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は本発明に係る立体プロジェクション展示装置１の概略図、図２は液晶調光ガラス５の構成図、図３は原理説明図である。

立体プロジェクション展示装置１は、図１に示されるように、三次元形状に作られた立体模型２と、この立体模型２に対して映像を投影するための１又は複数のプロジェクタ３と、このプロジェクタに映像信号を供給する映像供給装置４と、前記立体模型２とプロジェクタ３との間であって前記立体模型２に近接して設置され、プロジェクタ３からの映像を投影／透過させるための液晶調光ガラス５と、この液晶調光ガラス５の通電オンオフ手段６とからなるものである。

以下、更に具体的に詳述する。

前記立体模型２は、例えば三次元の地形情報を表した立体面を有する地理模型、市街地模型等の展示対象となる立体模型であり、現在では三次元プリンタと呼ばれる装置により簡単に製作が可能となっている。この三次元プリンタは、液体の樹脂をレーザーで硬化させてプラスチックモデルを作成する「光造形装置」と呼ばれる機器であり、コンピュータ上の三次元情報に基づいて、簡単に立体模型を作製することができる。もちろん、従来のＮＣ加工によって製作することも可能である。

前記三次元プリンタによれば、現在では任意の着色も可能であるが、着色した場合には、その色彩で固定されてしまうことになるため、製作される立体模型は、未着色（白色）又は地色で製作しておき、着色はプロジェクタ３からの映像によって行うようにするのが望ましい。

前記プロジェクタ３としては、市販の製品をそのまま使用することができる。投影面を立体模型２とする場合と、液晶調光ガラス５とする場合では、投影距離が若干異なるため、自動焦点機能を備えたものを用いるのが望ましい。設置方法は、図示例のように、レンズ視準方向を下向きとしてもよいが、反射ミラーを用いることにより装置の高さ寸法の縮小化を図るようにしてもよい。設置台数は、立体模型２への投影用と液晶調光ガラス５への投影用とを分けたり、結合画像とするために複数台を組み合わせてもよい。

このプロジェクタ３に映像信号を供給する映像供給装置４としては、図示例ではパーソナルコンピュータとしているが、ビデオ、ＤＶＤなどの映像機器とすることも可能である。

前記液晶調光ガラス５は、透明な状態から不透明に一瞬で変化させるとともに、不透明な状態から一瞬で透明な状態に変化させることが可能なガラスである。構造は、図２に示されるように、液晶シート１０の両面に中間膜１１Ａ、１１Ｂを貼り合わせ、更にその外側にガラス１２Ａ、１２Ｂを貼り合わせた構造を成し、前記液晶シート１０に電圧が加えられていない状態では、図３(A)に示すように、液晶分子１３、１３…が不規則に並んでいて光が拡散されるため、不透明状態となっている。前記液晶シート１０に電圧を掛けると、図３(B)に示すように、液晶分子１３が一定方向に整列するため、光が透過し透明状態となる。応答速度は、不透明から透明で約1/1000秒、透明から不透明で約1/100秒である。平行光線透過率は、透明時で６９％程度、不透明時で１％程度であり、ヘイズ率は透明時で１１％程度、不透明時で９３％程度である。

この液晶調光ガラス５は、日本板硝子ウムプロダクツ株式会社から商品名「ウム スマートスクリーン」として市場に提供されており、簡単に入手することが可能である。

前記液晶調光ガラス５の通電オンオフ手段６としては、ＡＣ電源の単なるオンオフスイッチ方式とすることも可能であるが、前記液晶調光ガラス５のガラス面に組み込んだタッチパネル方式とすれば、説明者や見学者等が液晶調光ガラス５に触ることによって、立体模型面への投影か液晶調光ガラス５面への投影か任意に選択が可能となるとともに、インタラクティブな操作が可能となる。

前記タッチパネル方式としては、抵抗膜方式、静電容量方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式、静電結合方式等、種々の方式が存在するが、分解能は低くても足りるため、抵抗膜方式、静電容量方式、赤外線方式、超音波方式で十分である。これらの内、抵抗膜方式が価格面の上で有利である。

また、前記通電オンオフ手段６としては、利用者を撮影するカメラを設置し、利用者の動作認識によって液晶調光ガラス５への通電を制御する装置としてもよい。

一方、立体模型及び平面映像の選択はもちろんの事、投影面の一部は立体模型とし、他部は平面映像としたいような場合は、図４に示されるように、前記液晶調光ガラス５の面を複数枚の液晶調光ガラス５Ａ〜５Ｄの組合せによって構成し、それぞれの液晶調光ガラス５Ａ〜５Ｄの通電オンオフ手段を各液晶調光ガラス５Ａ〜５Ｄのガラス面に組み込んだタッチパネルとするのがよい。これにより、立体模型と平面映像とを組み合わせて同時的に表現できるようになる。

〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、１台のプロジェクタ３から映像を供給したが、図５に示されるように、複数台の、図示例では２台のプロジェクタ３Ａ、３Ｂから映像を供給するようにしてもよい。図５の例では、２台のプロジェクタ３Ａ、３Ｂを設置するとともに、それぞれに映像供給装置４Ａ、４Ｂを接続し、一方のプロジェクタ３Ａは、立体模型２に対する着色用とし、他方のプロジェクタ３Ｂはこれに重ねる動画用としたものである。更には、図６に示されるように、２台のプロジェクタ３Ａ、３Ｂを設置し、液晶調光ガラス５は複数枚の組合せとした上で、プロジェクタ３Ａ、３Ｂの投影面を区分し合成映像とすることも可能である。この場合は、液晶調光ガラス５の区分と対応させることで、バリエーション性の高いプロジェクション展示装置とすることが可能である。

本発明は、例えば雲仙普賢岳の立体模型に火砕流の動画を重ね合わせることで、火砕流が斜面を高速で下っていく様子を立体的に表現したり、航空写真や衛星写真を投影することで、山々の四季の移り変わりを表現したり、特定の植物の植生分布の経時的変化を表現したりするのに用いることが可能である。

１…立体プロジェクション展示装置、２…立体模型、３…プロジェクタ、４…映像供給装置、５…液晶調光ガラス、６…通電オンオフ手段

Claims (4)

1. 三次元形状に作られた立体模型と、この立体模型に対して映像を投影するための１又は複数のプロジェクタと、このプロジェクタに映像信号を供給する映像供給装置と、前記立体模型とプロジェクタとの間であって前記立体模型に近接して設置され、プロジェクタからの映像を投影／透過させるための液晶調光ガラスと、この液晶調光ガラスの通電オンオフ手段とからなることを特徴とする立体プロジェクション展示装置。
2. 前記通電オンオフ手段は、前記液晶調光ガラスのガラス面に組み込んだタッチパネルとしてある請求項１記載の立体プロジェクション展示装置。
3. 前記通電オンオフ手段は、利用者を撮影するカメラを設置し、利用者の動作認識によって液晶調光ガラスの通電を制御する装置としてある請求項１記載の立体プロジェクション展示装置。
4. 前記液晶調光ガラスの面を複数枚の液晶調光ガラスの組合せによって構成し、それぞれの液晶調光ガラスの通電オンオフ手段は各液晶調光ガラスのガラス面に組み込んだタッチパネルとしてある請求項１記載の立体プロジェクション展示装置。

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