JP2014240960A - 空間映像投映装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空間映像投映装置を提供する。【解決手段】本発明による空間映像投映装置は、映像をディスプレイするディスプレイ部と、複数のプリズムが連結され、上記各プリズムの一側面が一つの面をなす形状であり、上記プリズムを介してユーザが映像を認識できる予め指定された位置に、上記映像に対応する光を屈折させるプリズムアレイと、を含むことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、空間映像投映装置に関し、より詳細には、空間映像を投映部を介して空間上に投映する技術に関する。

空間映像は、２次元平面映像とは異なって、深さを表現する。人間の両眼が空間映像を認識する場合、人間は立体感を感じることができる。

空間映像投映装置は、上述のような空間映像を投映し、人間に、実物を見るような立体感を提供する。

空間映像を投映するための方法としては、偏光方式、シャッターメガネ方式、視差バリア（ｐａｒａｌｌａｘ ｂａｒｒｉｅｒ）方式、レンティキュラー（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ）方式などを用いた３Ｄディスプレイ技術が採用されているが、これらの方法は、立体映像を見るために特殊なメガネを使用する必要があり、またメガネを使用する必要がない場合であっても視野角が制限されるという問題点があった。

空間映像を投映するための他の方法としては、凸レンズ、凹ミラー、半透過ミラーなどを用いる方法が採用されている。しかし、凸レンズ、凹ミラーを用いる場合は、映像が画面から出てきて、手で触ることができるという利点はあるが、視野角が制限されるという問題点が発生する。他の接近方法として、半透過ミラーを用いる方法が用いられているが、この方法は、ユーザの方向に空間映像を投射するモニタが存在し、該モニタをユーザが見ると、効果が低下することになり、また半透過ミラーを４５°の角度に構成しなければならないなど構造上に多くの制約があった。

本発明の目的は、ディスプレイに対して垂直に配置されたプリズムアレイを介して空間上に投影された映像を見ることができる、空間活用度を高めた装置及び方法を提供することにある。

本発明の一側面によれば、映像をディスプレイするディスプレイ部と、複数のプリズムが連結され、上記各プリズムの一側面が一つの面をなす形状であり、上記プリズムを介してユーザが映像を認識できる予め指定された位置に、上記映像に対応する光を屈折させるプリズムアレイと、を含む空間映像投映装置が提供される。

上記各プリズムの一側面が連結されてなす一つの面は、上記ディスプレイ部の平面に対して垂直であってもよい。

上記プリズムアレイは、上記ディスプレイ部と、ユーザが映像を認識できる予め指定された位置との間に位置してもよい。

上記ユーザが映像を認識できる予め指定された位置は、複数存在し、上記ユーザが映像を認識できる予め指定された位置ごとに１つ以上の上記プリズムアレイを備えることができる。

上記プリズムアレイは、透明膜上に同一の大きさ及び形状を有する複数のプリズムが連続して隣接するように配置されたものであってもよい。

上記プリズムアレイは、上記ディスプレイ部の側面に接するか、上記ディスプレイ部上に位置するか、または上記ディスプレイ部と離隔して位置することができる。

上記プリズムアレイは、上記各プリズムの一側面が連結されてなす一つの面の一側端と他側端とを連結した円筒状であってもよい。

本発明の実施例によれば、空間に投影された映像を見ることができる。

本発明の実施例によれば、全方向から空間映像を見ることができる。

従来の空間映像投映装置を示す図面である。 本発明の一実施例に係る空間映像投映装置を示す図面である。 本発明の第１実施例に係る空間映像投映装置のプリズムアレイを示す図面である。 本発明の第１実施例に係る空間映像投映装置のプリズムを製造する工程を示す図面である。 本発明の第２実施例に係るプリズムアレイを含む空間映像投映装置を示す図面である。 本発明の第３実施例に係るプリズムアレイを含む空間映像投映装置を示す図面である。

以下に、図面に基づいて本発明の実施形態について具体的に説明する。本明細書の実施例を説明するに当たって、係わる公知構成または機能に関する具体的な説明が、かえって本明細書の要旨を不明にすると判断される場合はその詳細な説明を省略する。

また、本発明の実施例に示された構成部は、互いに異なる特徴的な機能を示すために独立的に示したが、各構成部が、分離されたハードウェアや一つのソフトウェアの構成単位で構成されることを意味するものではない。すなわち、各構成部は、説明の便宜上、それぞれの構成部として並べて示したものであり、各構成部のうちの少なくとも二つの構成部を合わせて一つの構成部にすることや、一つの構成部が複数の構成部に分けられて機能を行うことができ、これらの各構成部の統合された実施例及び分離された実施例も本発明の本質から外れない限り、本発明の権利範囲に含まれる。

また、一部の構成要素は、本発明における本質的な機能を行うための必須の構成要素ではなく、単に性能を向上するための選択的構成要素であり得る。本発明は、単に性能を向上するために用いられた構成要素を除く、本発明の本質を実現するに必須の構成部のみで実現することができ、単に性能を向上するために用いられる選択的構成要素を除いた必須構成要素のみを含む構造も本発明の権利範囲に含まれる。

図１は、従来の空間映像投映装置を示す図面である。

図１を参照すると、従来の空間映像投映装置は、半透過ミラー基盤の空間映像投映装置である。空間映像投映装置のディスプレイパネル１１０は、映像１２０をディスプレイする。映像１２０は、経路Ａ１３０のように、半透過ミラー１６０により反射され、ユーザの目に投射される。ユーザは、直線に入る光を経路Ｂ１４０からきたと認識し、映像が空間上に投影されたように認識する。以下では、このようにユーザが認識する映像を空間映像１５０と称する。上述した従来の空間映像投映装置においては、ユーザが経路Ｃ１７０を介して、ディスプレイパネル１１０に投射される光を直接見ることができ、これにより空間映像１５０の臨場感が低下する。また、構造的な理由により、従来の空間映像投映装置のディスプレイパネル１１０の大きさｄが、ユーザと空間映像との間の距離に影響を及ぼす。また、従来の空間映像投映装置は、半透過ミラー１６０を用いるため、投影された空間映像１５０以外に、半透過ミラーの後の背景がそのまま映って、見えることになる。このため、実際の空間上に映像が浮かび上がっているような効果は生じるが、背景が明るすぎたり、ディスプレイパネルの明るさが低下したりすることになると、ディスプレイパネルから投射される映像の明るさが相対的に低下し、映像がよく見えなくなるという問題が発生する。

図２は、本発明の一実施例に係る空間映像投映装置を示す図面である。

図２を参照すると、空間映像投映装置は、ディスプレイ部２１０と、プリズムアレイ２２０とを含む。

ディスプレイ部２１０は、映像をディスプレイし、上部に光を投射する。このとき、上部に投射された光は、ディスプレイ部２１０の視野角内で多くの方向へ直進する。投射された光のうち、プリズムアレイ２２０に向かう光は、経路Ｄ２３０のように、プリズムアレイ２２０により屈折されて、ユーザの方向に向かう。このとき、ユーザは、経路Ｄ２３０を介して投射された光を、経路Ｃ２４０を介して投射されたように認識する。

ディスプレイ部２１０は、一般の２Ｄディスプレイを始めとして、各方向の映像を投射できるディスプレイパネルを含んでもよく、体積映像を表現できる体積映像ディスプレイ機器であってもよい。

プリズムアレイ２２０は、複数の同一形状を有するプリズムが互いに連結され、連結されたプリズムの各一側面が一つの面（以下、アレイ面と称する）を形成する形状の構造物である。プリズムアレイ２２０は、ユーザが空間映像を見ることができる位置１８０とディスプレイ部２１０との間に位置する。また、プリズムアレイ２２０のアレイ面は、ディスプレイ部２１０の平面に対して垂直方向であってもよい。このとき、プリズムアレイ２２０は、ディスプレイ部２１０の側面に接するか、ディスプレイ部２１０上に位置するか、またはディスプレイ部２１０と離隔して位置することができる。

ここで、プリズムアレイ２２０の形状及び配置される位置は、様々であり得、以下に図３ないし図６に基づいてプリズムアレイ２２０の形状及び製造過程を説明する。

また、プリズムアレイ２２０は、単一プリズムであってもよいが、プリズムの大きさが大きくなるほどプリズムの厚さが厚くなり、重さが重くなるという問題が発生する。

図３は、本発明の第１実施例に係る空間映像投映装置のプリズムアレイを示す図面であり、図４は、本発明の第１実施例に係る空間映像投映装置のプリズムを製造する過程を示す図面である。

図３を参照すると、本発明の第１実施例に係るプリズムアレイ２２０は、平面の透明膜３１０と、同一の大きさ及び形状を有する複数のプリズム３２０とを含む。このとき、複数のプリズム３２０は、透明膜３１０上に互いに連続的に隣接して配置されるように連結することができる。

図４を参照すると、本発明の一実施例に係るプリズムアレイ２２０は、図４（ａ）のような単一プリズムの傾斜面の内部に階段が形成されるように、図４（ｂ）のように単一プリズムの内部を切削することにより、４（ｃ）に例示したような複数の小型プリズムを製造することができる。

また、プリズムアレイ２２０は、当該プリズムアレイ２２０と同様の光学特性を有するホログラム光学素子、回折光学素子などで取り替えできることは、当業者に自明なことである。

したがって、プリズムアレイ２２０は、単一プリズムに比べて体積が小さく、かつ軽いため、設置空間の制約が少ない。さらに、プリズムアレイ２２０は、重さが軽いので、空間映像投映装置の重量を低減することができ、小型化することができる。

図５は、本発明の第２実施例に係るプリズムアレイを含む空間映像投映装置を示す図面である。

図５を参照すると、本発明の第２実施例に係る空間映像投映装置は、図１ないし図４に基づいて上述した本発明の第１実施例に係る空間映像投映装置において、プリズムアレイ２２０をディスプレイ部２１０の４つの側面に配置した装置である。したがって、ユーザは、複数の方向から空間映像を認識することができる。さらに、図５とは異なって、プリズムアレイ２２０の数を３つまたは５つ以上にして、ディスプレイ部２１０の側面または上側面に配置されるように変更することができることは当業者に自明なことである。

図６は、本発明の第３実施例に係るプリズムアレイを含む空間映像投映装置を示す図面である。

本発明の第３実施例に係るプリズムアレイは、図３及び図４に基づいて上述したプリズムアレイの一側端と他側端とを連結することにより、円筒状にしたプリズムアレイである。

図５に基づいて上述した本発明の第２実施例に係る空間映像投映装置は、プリズムアレイの間の境界部分では映像が折れたように見える現象が発生するが、本発明の第３実施例に係るプリズムアレイ２２０は、円筒状であるため、折れたように見える現象はないという利点がある。

上述した実施例は、様々な態様の例示を含む。様々な態様を示すためのあらゆる可能な組み合わせを記載することはできないが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、他の組み合わせが可能であることを理解できよう。したがって、本発明は、以下の特許請求範囲内に属するすべての他の取り替え、修正及び変更を含むといえよう。

Claims (7)

1. 映像をディスプレイするディスプレイ部と、
   複数のプリズムが連結され、前記各プリズムの一側面が一つの面をなす形状であり、前記プリズムを介してユーザが映像を認識できる予め指定された位置に、前記映像に対応する光を屈折させるプリズムアレイと、
   を含む空間映像投映装置。
2. 前記各プリズムの一側面が連結されてなす一つの面が、前記ディスプレイ部の平面に対して垂直であることを特徴とする請求項１に記載の空間映像投映装置。
3. 前記プリズムアレイは、前記ディスプレイ部と、ユーザが映像を認識できる予め指定された位置との間に位置することを特徴とする請求項２に記載の空間映像投映装置。
4. 前記ユーザが映像を認識できる予め指定された位置は、複数存在し、
   前記ユーザが映像を認識できる予め指定された位置ごとに一つ以上の前記プリズムアレイを備えることを特徴とする請求項１に記載の空間映像投映装置。
5. 前記プリズムアレイは、透明膜上に同一の大きさ及び形状を有する複数のプリズムが連続して隣接するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の空間映像投映装置。
6. 前記プリズムアレイは、前記ディスプレイ部の側面に接するか、前記ディスプレイ部上に位置するか、または前記ディスプレイ部と離隔して位置することを特徴とする請求項１に記載の空間映像投映装置。
7. 前記プリズムアレイは、前記各プリズムの一側面が連結されてなす一つの面の一側端と他側端とを連結した円筒状であることを特徴とする請求項１に記載の空間映像投映装置。