JP2015138084A - 映像ディスプレイ装置および映像ディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】高価な部品を用いることなく、複数の面のスクリーンに異なるコンテンツを表示できるようにする。【解決手段】筐体と、前記筐体の内部に設けられたプロジェクタと、前記筐体の一の面に設けられた第１スクリーンと、前記プロジェクタの光線の一部を前記第１スクリーンに反射して投影するミラーと、前記筐体の他の面に設けられ、前記プロジェクタの光線の延長上に配置された第２スクリーンとを備え、前記ミラーにより遮られなかった前記プロジェクタの光線が前記第２スクリーンに直接に投影される。【選択図】図２

Description

本発明は、映像を投影する技術に関する。

大型のスクリーンに映像を表示する一手法として、スクリーンの背後（リヤ）からプロジェクタにより映像を投影するリヤ投影（リヤプロジェクション）が知られている。

リヤ投影する場合、通常、平面状でかつスクエア（矩形）な形状のスクリーンを用いて投影する。４：３や１６：９のアスペクト比のスクリーンを使用することが多く、更に投射距離を稼ぐために、ミラーを使用して投影光を反射させることが多い。

上述したような、ミラーを使用してリヤ投影する場合、すべて同じ方向に映像を投影するため、筐体のスクリーンのない背面側は単なるキャビネットとなる。

特に広告等を目的に店内等に装置を設置する場合、一方向のみの投影では装置の前を通りかかった者にしか見えず、情報伝達の効率が悪いという問題があった。

一方、特許文献１には、１台のプロジェクタで同時に複数のスクリーンへの投影を可能とするプロジェクタ装置が開示されている。このプロジェクタ装置は、プロジェクタが投射する光像の光路中に、光路の光像の光量の一部を側方に反射させるとともに、残りの光量を透過させる透過型ミラーと、この透過型ミラーにて反射された光像をプロジェクタが投射した光像とは異なる向きに全反射する反射ミラーとを備えている。

しかし、この特許文献１で開示されるプロジェクタ装置は、複数のスクリーンに常に同じ映像が表示されるものであり、スクリーン毎に異なるコンテンツを表示することはできない。そのため、広告等の効果を上げるのにも限界がある。また、透過型ミラーを用いることから、コスト高になる問題がある。

本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、高価な部品を用いることなく、複数の面のスクリーンに異なるコンテンツを表示できるようにすることにある。

上記の課題を解決するため、本発明にあっては、筐体と、前記筐体の内部に設けられたプロジェクタと、前記筐体の一の面に設けられた第１スクリーンと、前記プロジェクタの光線の一部を前記第１スクリーンに反射して投影するミラーと、前記筐体の他の面に設けられ、前記プロジェクタの光線の延長上に配置された第２スクリーンとを備え、前記ミラーにより遮られなかった前記プロジェクタの光線が前記第２スクリーンに直接に投影されるようにしている。

本発明にあっては、高価な部品を用いることなく、複数の面のスクリーンに異なるコンテンツを表示できるようにすることができる。

本発明の一実施形態にかかる映像ディスプレイ装置の外観例を示す図である。 映像ディスプレイ装置の側面の例を示す図（その１）である。 映像ディスプレイ装置の正面の例を示す図である。 映像ディスプレイ装置の側面の例を示す図（その２）である。 映像ディスプレイ装置の側面の例を示す図（その３）である。 映像ディスプレイ装置の側面の例を示す図（その４）である。 第１スクリーンと第２スクリーンの投影領域の例を示す図（その１）である。 第１スクリーンと第２スクリーンの投影領域の例を示す図（その２）である。 第１スクリーンと第２スクリーンの投影領域の例を示す図（その３）である。 映像ディスプレイ装置の他の例を示す図である。 映像ディスプレイ装置の機能構成例を示す図である。 実施形態の処理例を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。

＜構成＞
図１は本発明の一実施形態にかかる映像ディスプレイ装置１の外観例を示す図である。

図１において、映像ディスプレイ装置１の筐体１１の正面側には球面状の第１スクリーン１２が設けられている。なお、第１スクリーン１２は、球面状に代え、平面状としてもよい。平面状とした場合でも、第１スクリーン１２の輪郭は、矩形をはじめ任意の形状とすることができる。第１スクリーン１２は投射される光線を拡散して結像する素材で形成されるか表面処理が行われている。

図２は映像ディスプレイ装置１の側面の例を示す図である。映像ディスプレイ装置１の筐体１１は店舗等の床２２の上に、店内と店外を仕切るガラス壁２１を背にして載置されている。なお、ガラス壁２１は全面がガラスである必要はなく、後述する第２スクリーン１３の部分が店外側から透過して見えればよい。

映像ディスプレイ装置１の筐体１１の背面には、平面・矩形状の第２スクリーン１３が設けられている。なお、第２スクリーン１３は、平面・矩形状に限らず、球面状などの任意の形状とすることができる。第２スクリーン１３は投射される光線を拡散して結像する素材で形成されるか表面処理が行われている。

映像ディスプレイ装置１の筐体１１の内部には、映像を投影するプロジェクタ１４が配置されており、プロジェクタ１４から投射される光線の一部（図示の例では上側）を第１スクリーン１２に反射する位置に全反射型のミラー１５が配置されている。全反射型のミラーは安価に調達することができる。

筐体１１背面の第２スクリーン１３は、プロジェクタ１４から投射される光線の延長上に配置されており、ミラー１５によって遮られなかった光線（図示の例では下側）が投射される。

なお、第１スクリーン１２、第２スクリーン１３、プロジェクタ１４およびミラー１５の配置によっては、プロジェクタ１４から第１スクリーン１２に至る光路長とプロジェクタ１４から第２スクリーン１３に至る光路長とに差が生ずる場合があるが、プロジェクタ１４のレンズの深度（被写界深度）を、光路長の差を吸収できる値に設計することで、フォーカスを合わせる上で問題は生じない。

また、ミラー１５は図中の矢印の方向（ミラー１５の縦方向）およびこれと直角方向（ミラー１５の横方向）に駆動機構（図示せず）により移動（スライド）が可能になっている。自動的な駆動機構に代えて手動により移動できる移動機構としてもよい。

図３は映像ディスプレイ装置１の正面の例を示す図である。映像ディスプレイ装置１の筐体１１の内部にプロジェクタ１４とミラー１５が設けられている点は前述した通りである。ミラー１５が横方向に移動可能である点も前述した通りである。図中には矢印でミラー１５の横方向の移動を示している。

図４は、ミラー１５を図２の状態から上方向に移動した状態を示している。

図５は、ミラー１５を図４の状態から更に上方向に移動し、ミラー１５の下端がプロジェクタ１４の光線の範囲を抜けた状態を示している。

図６は、ミラー１５を図２の状態から下方向に移動し、ミラー１５がプロジェクタ１４の光線の範囲を全て覆った状態を示している。

図７および図８は、図２、図４、図５および図６の各場合における第１スクリーン１２と第２スクリーン１３の投影領域の状態を示している。

図７（ａ）は図２のミラー位置における第１スクリーン１２の投影領域を示しており、ハッチングを付していない部分が第１スクリーン１２の投影領域となる。なお、第１スクリーン１２に球面状のものを用いている場合、球面以外の部分は遮光されるため、その部分は実際上は投影領域とはならない。図７（ｂ）は図２のミラー位置における第２スクリーン１３の投影領域を示している。ハッチングを付していない部分が第２スクリーン１３の投影領域となる。

図７（ｃ）は図４のミラー位置における第１スクリーン１２の投影領域を示しており、図７（ｄ）は図４のミラー位置における第２スクリーン１３の投影領域を示している。

図８（ａ）は図５のミラー位置における第１スクリーン１２の投影領域を示しており、全面が投影領域ではなくなっている。図８（ｂ）は図５のミラー位置における第２スクリーン１３の投影領域を示しており、全面が投影領域となっている。

図８（ｃ）は図６のミラー位置における第１スクリーン１２の投影領域を示しており、全面が投影領域となっている。図８（ｄ）は図６のミラー位置における第２スクリーン１３の投影領域を示しており、全面が投影領域ではなくなっている。

図９は、図２の縦方向のミラー位置においてミラー１５を横方向に移動した場合における第１スクリーン１２と第２スクリーン１３の投影領域の状態を示している。

図９（ａ）は図３における左方向にミラー１５を移動した場合における第１スクリーン１２の投影領域を示しており、図９（ｂ）はその場合の第２スクリーン１３の投影領域を示している。

図９（ｃ）は更に左方向にミラー１５を移動した場合における第１スクリーン１２の投影領域を示しており、図９（ｄ）はその場合の第２スクリーン１３の投影領域を示している。

図１０は映像ディスプレイ装置１の他の例を示す図である。図１等に示した映像ディスプレイ装置１は、筐体１１の正面に第１スクリーン１２を設け、背面に第２スクリーン１３を設けたものであったが、図１０に示す映像ディスプレイ装置１では、筐体１１の正面に第１スクリーン１２を設け、側面に第２スクリーン１３を設けている。

この場合、プロジェクタ１４の光線の軸を側面に沿って配置し、ミラー１５を正面に対して斜めに配置する。ミラー１５が縦方向および横方向に移動可能である点は図１等に示した映像ディスプレイ装置１と同様である。

次に、映像ディスプレイ装置１の電気・電子的な構成について説明する。

図１１は映像ディスプレイ装置１の機能構成例を示す図である。

図１１において、映像ディスプレイ装置１は、制御部１０２と表示部１１２と操作部１１３と記憶媒体Ｉ／Ｆ部１１４と通信部１１５と照度センサ１１６と照度センサ１１７とミラー位置検出部１１８とミラー位置駆動部１１９と光学系機構部１２０とを備えている。図１等に示したプロジェクタ１４は、光学系機構部１２０に相当する。また、制御部１０２と表示部１１２と操作部１１３と記憶媒体Ｉ／Ｆ部１１４と通信部１１５の部分は、プロジェクタ１４内のコンピュータ機能により実現してもよいし、ＰＣ（Personal Computer）１０１により実現してもよい。

制御部１０２は、投影領域設定部１０３とコンテンツ割当部１０４とミラー位置制御部１０５と映像入力部１０６と映像合成部１０７と映像反転部１０８と歪補正部１０９と照度補正部１１０と映像出力部１１１とを備えている。

制御部１０２は、映像ディスプレイ装置１における主たる制御を行う機能を有している。

投影領域設定部１０３は、第１スクリーン１２および第２スクリーン１３に分割される投影領域の範囲を設定する機能を有している。この設定の際、スクリーン形状の定義（球面状である場合、輪郭位置、中心点の座標、曲率等、平面状の場合は矩形のサイズ等の設定）も併せて行う。

コンテンツ割当部１０４は、第１スクリーン１２および第２スクリーン１３の投影領域のそれぞれに１以上のコンテンツを割り当てる機能を有している。１つの投影領域に複数のコンテンツを割り当てる場合には、割り当てる投影領域の範囲も指定する。また、コンテンツの映像の画角の全範囲を使用するのか、一部の範囲を使用するのか、割り当てられた投影領域に拡大・縮小して適用するのか等も併せて指定する。なお、１つのコンテンツを第１スクリーン１２および第２スクリーン１３の投影領域に共通に割り当てることもできる。この場合、そのコンテンツの異なる領域に観念的に異なるコンテンツが含まれているものとなる。

ミラー位置制御部１０５は、投影領域設定部１０３により設定された投影領域の範囲に基づいて、ミラー位置駆動部１１９によりミラー１５の位置を制御する機能を有している。

映像入力部１０６は、コンテンツ割当部１０４によって割り当てられたコンテンツの映像信号を入力する機能を有している。

映像合成部１０７は、映像入力部１０６により入力された映像信号を合成する機能を有している。なお、複数コンテンツの映像合成は画像処理よりも先に行ってもよいし、画像処理を行った後に行ってもよい。

映像反転部１０８は、第１スクリーン１２の投影領域または第２スクリーン１３の投影領域のいずれか一方に対応する映像を反転する機能を有している。これは、第１スクリーン１２にはミラー１５により反射した映像が投影され、第２スクリーン１３にはミラー１５を介在しない映像が投影されるためである。

歪補正部１０９は、投影領域設定部１０３により設定されたスクリーン形状の定義に基づいて、台形歪の補正を行う。球面状などのスクリーンである場合は、いわゆるプロジェクションマッピングの手法による歪の補正を併せて行う。

照度補正部１１０は、照度センサ１１６、１１７の測定値に基づいて、第１スクリーン１２および第２スクリーン１３の投影領域のそれぞれの映像の照度（明るさ）を補正する機能を有している。

映像出力部１１１は、画像処理の行われた最終的な映像を出力する機能を有している。

表示部１１２は、ユーザに機器の状態や操作メニューを表示する機能を有している。

操作部１１３は、ユーザから操作や設定内容を受け付ける機能を有している。

記憶媒体Ｉ／Ｆ部１１４は、ＵＳＢメモリ等の記憶媒体１２１に対しデータの読み書きを行う機能を有している。投影に用いられるコンテンツは記憶媒体１２１に記憶して供給することができる。

通信部１１５は、インターネット等のネットワーク３を介して外部のコンテンツ配信サーバ４等と通信を行う機能を有している。コンテンツ配信サーバ４から投影に用いられるコンテンツを供給することで、店舗等におけるコンテンツの準備を不要とし、季節や時間帯等によって適切なコンテンツを提供することができる。この場合、コンテンツ配信サーバ４からは独立した複数のコンテンツを提供し、映像ディスプレイ装置１側で合成してもよいし、予め複数のコンテンツを１つのコンテンツに編集して提供してもよい。

照度センサ１１６は、筐体１１の店内側（第１スクリーン１２側）の照度を測定する機能を有している。照度センサ１１７は、店外側（第２スクリーン１３側）の照度を測定する機能を有している。照度センサ１１６、１１７は筐体１１の上部に設けることが望ましい。筐体１１の上部に店外側の照度センサ１１７を設ける場合、ガラス壁２１の透明度によって店外での照度（お客様の位置における照度）を正確に反映できないことが考えられるため、予めガラス壁２１の状態に応じたオフセットを測定値に与えることができる。なお、ハンディタイプの照度計による測定値を無線機能等により映像ディスプレイ装置１に送信することで、照度センサ１１６、１１７を省略することもできる。

ミラー位置検出部１１８は、ミラー１５の縦方向および横方向の位置（基準位置に対する相対位置）を検出する機能を有している。ミラー１５の縦方向および横方向の端部にエッジセンサを設けて測定してもよいし、ミラー１５の駆動機構がステッピングモータを含む場合には、ステッピングモータの駆動パルスを回転方向の正負を考慮してカウントすることで測定してもよい。

ミラー位置駆動部１１９は、ミラー１５を縦方向および横方向に移動する機能を有している。

光学系機構部１２０は、プロジェクタ１４の投影にかかる部分であり、ランプ、映像再生素子（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等）、レンズ等を含んでいる。

＜動作＞
図１２は上記の実施形態の処理例を示すフローチャートである。

図１２において、先ず、映像ディスプレイ装置１のユーザ（管理者）は、投影領域設定部１０３により第１スクリーン１２および第２スクリーン１３に分割される投影領域の範囲を設定する（ステップＳ１）。この際、スクリーン形状の定義（球面状である場合、輪郭位置、中心点の座標、曲率等、平面状の場合は矩形のサイズ等の設定）も併せて行う。なお、コンテンツに付随して提供される設定情報にこれらの情報が含まれている場合は、投影領域設定部１０３による設定を省略することができる。

次いで、映像ディスプレイ装置１のユーザは、コンテンツ割当部１０４により第１スクリーン１２および第２スクリーン１３の投影領域のそれぞれに１以上のコンテンツを割り当てる（ステップＳ２）。コンテンツの割当は、例えば、各コンテンツが動画ファイルとして提供される場合、ファイル名等により指定する。１つの投影領域に複数のコンテンツを割り当てる場合には、割り当てる投影領域の範囲も指定する。また、コンテンツの映像の画角の全範囲を使用するのか、一部の範囲を使用するのか、割り当てられた投影領域に拡大・縮小して適用するのか等も併せて指定する。なお、コンテンツに付随して割当情報が提供される場合には、コンテンツ割当部１０４による割当を省略することができる。

次いで、ミラー位置制御部１０５は、投影領域設定部１０３により設定された投影領域の範囲に基づいてミラー１５の駆動機構を制御する（ステップＳ３）。第１スクリーン１２、第２スクリーン１３、プロジェクタ１４およびミラー１５（特に、ミラー１５の端部の位置）の３次元的な配置関係より第１スクリーン１２および第２スクリーン１３の投影領域の範囲が決まるため、投影領域の範囲からミラー１５の端部の位置を求めることができ、その値に従ってミラー１５の駆動機構を制御する。

次いで、映像入力部１０６はコンテンツ割当部１０４によって割り当てられたコンテンツの映像信号をフレーム毎に入力する（ステップＳ４）。

次いで、映像合成部１０７、映像反転部１０８、歪補正部１０９および照度補正部１１０は、映像合成、映像反転、歪補正および照度補正を行う（ステップＳ５）。なお、これらの処理はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等により映像信号のフレーム毎にほぼ同時に行われる。

歪補正にあたっては、第１スクリーン１２、第２スクリーン１３、プロジェクタ１４およびミラー１５の３次元的な配置の情報を用い、第１スクリーン１２および第２スクリーン１３での表示映像から台形歪をなくす。また、平面でないスクリーンについては、スクリーン表面の形状に応じてプロジェクションマッピングの手法で歪補正を行う。照度補正にあたっては、照度センサ１１６、１１７の測定値を用い、店内および店外での良好な視認性を維持する映像の明るさとする。

次いで、映像出力部１１１は画像処理の行われた最終的な映像をフレーム毎に出力し（ステップＳ６）、映像入力（ステップＳ４）から処理を繰り返す。

＜総括＞
以上説明したように、本実施形態によれば、高価な部品を用いることなく、複数の面のスクリーンに異なるコンテンツを表示できるようにすることができる。その結果、広告等の効果を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。

１ 映像ディスプレイ装置
１１ 筐体
１２ 第１スクリーン
１３ 第２スクリーン
１４ プロジェクタ
１５ ミラー
１０１ ＰＣ
１０２ 制御部
１０３ 投影領域設定部
１０４ コンテンツ割当部
１０５ ミラー位置制御部
１０６ 映像入力部
１０７ 映像合成部
１０８ 映像反転部
１０９ 歪補正部
１１０ 照度補正部
１１１ 映像出力部
１１２ 表示部
１１３ 操作部
１１４ 記憶媒体Ｉ／Ｆ部
１１５ 通信部
１１６ 照度センサ
１１７ 照度センサ
１１８ ミラー位置検出部
１１９ ミラー位置駆動部
１２０ 光学系機構部
１２１ 記憶媒体
２１ ガラス壁
２２ 床
３ ネットワーク
４ コンテンツ配信サーバ

特開２００３−４３５８８号公報

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体の内部に設けられたプロジェクタと、
   前記筐体の一の面に設けられた第１スクリーンと、
   前記プロジェクタの光線の一部を前記第１スクリーンに反射して投影するミラーと、
   前記筐体の他の面に設けられ、前記プロジェクタの光線の延長上に配置された第２スクリーンと
   を備え、
   前記ミラーにより遮られなかった前記プロジェクタの光線が前記第２スクリーンに直接に投影される
   ことを特徴とする映像ディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載の映像ディスプレイ装置において、
   前記ミラーの位置を変更する移動機構
   を備えたことを特徴とする映像ディスプレイ装置。
3. 請求項２に記載の映像ディスプレイ装置において、
   前記第１スクリーンおよび前記第２スクリーンに分割される投影領域の範囲を設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された投影領域の範囲に基づいて前記移動機構を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする映像ディスプレイ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の映像ディスプレイ装置において、
   前記第１スクリーンの投影領域および前記第２スクリーンの投影領域のそれぞれに１以上のコンテンツを割り当てる割当手段
   を備えたことを特徴とする映像ディスプレイ装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の映像ディスプレイ装置において、
   前記筐体の前記第１スクリーン側の照度を測定する第１照度センサと、
   前記筐体の前記第２スクリーン側の照度を測定する第２照度センサと、
   前記第１照度センサおよび前記第２照度センサの測定値に基づいて、前記第１スクリーンの投影領域および前記第２スクリーンの投影領域のそれぞれの映像の照度を補正する補正手段と
   を備えたことを特徴とする映像ディスプレイ装置。
6. 筐体と、
   前記筐体の内部に設けられたプロジェクタと、
   前記筐体の一の面に設けられた第１スクリーンと、
   前記プロジェクタの光線の一部を前記第１スクリーンに反射して投影するミラーと、
   前記筐体の他の面に設けられ、前記プロジェクタの光線の延長上に配置された第２スクリーンと、
   前記第１スクリーンおよび前記第２スクリーンに投影する映像の処理を行う制御部と
   を備え、
   前記ミラーにより遮られなかった前記プロジェクタの光線が前記第２スクリーンに直接に投影される
   ことを特徴とする映像ディスプレイシステム。

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