JP2016145855A - Video display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display device.
歪んだ画像(以下、「歪像」という。)を円筒に投影したり、歪像を見る角度を変えたりすることで歪みのない正常な画像(以下、「正像」という。)が見えるようになるデザイン技法としてアナモルフォーシスが知られている。アナモルフォーシスはアナモルフォース又はアナモルフォーズとも呼ばれている。
アナモルフォーシスには、主に2種類の投影方式がある。ひとつは歪像を斜めの角度から見たときに正像として見えるようにするものであり、もうひとつは歪像を円筒形状の鏡面体で反射させたときにその鏡像(反射像)が正像として見えるようにするものである。
By projecting a distorted image (hereinafter referred to as “distorted image”) onto a cylinder or changing the angle at which the distorted image is viewed, a normal image without distortion (hereinafter referred to as “normal image”) can be seen. Anamorphosis is known as a design technique. Anamorphosis is also called anamorphosis or anamorphosis.
There are two main types of anamorphosis. One is to make the distorted image appear as a normal image when viewed from an oblique angle, and the other is that the mirror image (reflected image) is a normal image when the distorted image is reflected by a cylindrical mirror. To make it visible as
アナモルフォーシスそのものは中世からあり、比較的広く認知されているが、産業上の利用例は少ない。例えば、特許文献1には花壇の植栽のレイアウトにアナモルフォーシスを利用することが記載されている。また、非特許文献1には円筒鏡面を用いるアナモルフォーシス(以下、「円筒型アナモルフォーシス」という。)を電子映像に適用することが記載されている。いずれにしても大型の表示システムへのアナモルフォーシスの適用例はあまり見受けられない。
Anamorphosis itself is from the Middle Ages and is relatively widely recognized, but there are few industrial applications. For example,
大画面の電子映像による円筒型アナモルフォーシスを実現する場合に、現実的にはプロジェクタによるスクリーンへの投影が考えられる。この場合にもフロントプロジェクション及びリアプロジェクションの2通りの投影法がある。 In order to realize cylindrical anamorphosis using a large screen electronic image, in reality, projection onto a screen by a projector can be considered. Also in this case, there are two projection methods: front projection and rear projection.
図8は、フロントプロジェクションによる円筒型アナモルフォーシスを説明するための図である。システム全体を横方向から見たときの図である。
フロントプロジェクションでは、例えば床面に設けた不透明のスクリーン20に対して、プロジェクタ16、円筒ミラー30、ユーザの視点4が同じ側、つまり、スクリーン20より上に存在する。そして、プロジェクタ16がスクリーン20に歪像2を投影し、円筒ミラー30が歪像2を反射して鏡像3を映し、ユーザがこの鏡像3を正像として見ることになる。
FIG. 8 is a diagram for explaining cylindrical anamorphosis by front projection. It is a figure when the whole system is seen from the horizontal direction.
In the front projection, for example, the
図9は、リアプロジェクションによる円筒型アナモルフォーシスを説明するための図である。
リアプロジェクションでは、例えば開口した床面に設けた半透明のスクリーン20に対して、円筒ミラー30、ユーザの視点4が同じ側、つまり、スクリーン20より上に存在し、プロジェクタ17が反対側、つまり、スクリーン20より下に存在する。プロジェクタ17がスクリーン20に歪像2を投影し、円筒ミラー30が歪像2を反射して鏡像3を写し、ユーザがこの鏡像3を正像として見ることになる。
FIG. 9 is a diagram for explaining cylindrical anamorphosis by rear projection.
In the rear projection, for example, the
このとき、プロジェクタ17が投射する光線がユーザに当たって歪像2に影が生じるような問題が発生しない、つまり、ユーザの立ち位置に制限がないという意味ではリアプロジェクションの方が優れているが、リア投射をするためには上述のように床下にプロジェクタ17を設置するスペースを確保する必要があり、システムの規模が大きくなるという欠点がある。
また、円筒型アナモルフォーシスでは、歪像2と鏡像3との対比のおもしろさを強調する意味で、両者が見えるような展示形態にすることが一般的である。しかし、鏡像3については奥行き感・立体感が優れた画像(虚像)を広い角度について提示可能であるため、鏡像3のみを空間映像として表示することができれば、ユーザはその奥行き感・立体感を楽しむことができる。
At this time, there is no problem that the light beam projected by the projector 17 hits the user and a shadow is generated in the
Moreover, in the cylindrical anamorphosis, in order to emphasize the interestingness of the comparison between the
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、アナモルフォーシスを利用して、コンパクトな形態で鏡像のみを表示することができる映像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an image display device that can display only a mirror image in a compact form by using anamorphosis. .
そこで、本発明は、スクリーンに歪像を投影する投影機と、スクリーン上の歪像を反射して鏡像を映す略円筒形の鏡面体と、鏡像を観測するユーザの視点からスクリーン上の歪像を遮蔽する遮蔽体とを備えた映像表示装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a projector that projects a distorted image on a screen, a substantially cylindrical mirror body that reflects the distorted image on the screen and reflects a mirror image, and a distorted image on the screen from the viewpoint of the user observing the mirror image. An image display device including a shielding body that shields the image is provided.
本発明により、アナモルフォーシスを利用して、コンパクトな形態で鏡像のみを表示することができる映像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image display device that can display only a mirror image in a compact form using anamorphosis.
以下、図面を参照して本実施の形態に係る映像表示装置について説明する。
本実施の形態に係る映像表示装置は、円筒型アナモルフォーシスを用いて、鏡像(正像)を鑑賞するために、歪像がユーザから見えないようにユーザの視界の一部を制限または遮断するカバーを設け、さらにこのカバーに歪像投影用のプロジェクタを設置するものである。この構成により合理的システムをコンパクトに実現することができる。カバーに設置したプロジェクタの投射距離が短いことなどにより投影範囲が限定される場合については、映像(歪像)の分割及びスクリーン上での接合で対処することもできる。
Hereinafter, a video display apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
The video display apparatus according to the present embodiment uses cylindrical anamorphosis to restrict or block part of the user's field of view so that a distorted image is not visible to the user in order to view a mirror image (normal image). And a projector for distorted image projection is installed on the cover. With this configuration, a rational system can be realized in a compact manner. When the projection range is limited due to the short projection distance of the projector installed on the cover, it can be dealt with by dividing the image (distorted image) and joining on the screen.
図1は、本実施の形態に係る映像表示装置1の概略構成を示す図である。映像表示装置1全体を横方向から見たときの図である。
映像表示装置1は、プロジェクタ10、スクリーン20、円筒ミラー30、歪像遮蔽カバー40などを備える。
映像表示装置1は、プロジェクタ10が図中破線に示すようにスクリーン20に歪像2を投影し、円筒ミラー30が図中点線に示すように歪像2を反射して鏡像3を映し、ユーザ(視点4)がこの鏡像3を正像として見るようになっている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
The
In the
プロジェクタ(投影機)10は、歪像遮蔽カバー40の構造部、例えば、歪像遮蔽カバー40の下などのユーザから見えない位置に固定されて、歪像2をスクリーン20に投影する。
スクリーン20は、例えば、白色の幕であって、屋内の床面上、屋外の地面上などに設置されている。
The projector (projector) 10 projects the
The
円筒ミラー30は円筒形状の鏡面体である。厳密に円筒形状である必要はなく、多少の変形は許容される。例えば、円筒ミラー30は略円筒形状であっても良い。
歪像遮蔽カバー(歪像遮蔽体)40は、円錐の頭部を底面と平行な平面で切り取った残りの部分の立体(以下、「切頭円錐体」という。)の斜面に当たる面(以下、「錐面」という。)の一部を切り出したような形状をしており、上方向から見たときに歪像の一部をカバーするようになっている。歪像遮蔽カバー40は不透明なものであれば、その材質は特に限定されない。
The
The distorted image shielding cover (distorted image shielding body) 40 is a surface (hereinafter, referred to as a “truncated cone”) corresponding to the slope of the remaining three-dimensional body (hereinafter, referred to as “truncated cone”) obtained by cutting the cone head in a plane parallel to the bottom surface. (It is called “conical surface”.) It is shaped like a part cut out, and covers a part of the distorted image when viewed from above. The material of the distorted
図2は、本実施の形態に係る歪像遮蔽カバー40と歪像2との位置関係を説明するための図である。歪像遮蔽カバー40とスクリーン20に投影された歪像2とを上方向から見たときの図である。図2では位置関係の理解のために歪像遮蔽カバー40を透明化している。
歪像遮蔽カバー40は歪像2の外周側をカバーしている。このとき、歪像遮蔽カバー40の中心と歪像2の中心とが略一致していることが好ましい。また、歪像2は人物が写る正像(正則画像)を画像処理ソフトを用いて、例えば、極座標変換して作成したものである。
FIG. 2 is a view for explaining the positional relationship between the distorted
The distorted
歪像遮蔽カバー40はより具体的には、図1で歪像遮蔽カバー40として指し示した図形を歪像2の中心角と同じ程度の範囲において回転させて形成できる立体に相当する。なお、この図形を回転させるときに、その回転の中心は円筒ミラー30の中心軸と略一致させておく。
実際の歪像の投射では、投影距離が短くなって投影できる面積が小さくなるために、歪像を例えば3つに分割し、分割した歪像をそれぞれ異なるプロジェクタを用いて投射するようにしても良い。このようにすれば、投影光が円筒ミラー30に直接に当たることもない。
More specifically, the distorted
In actual distortion image projection, since the projection distance is shortened and the area that can be projected is reduced, the distortion image is divided into, for example, three parts, and the divided distortion images may be projected using different projectors. good. In this way, the projection light does not directly hit the
図3は、本実施の形態に係る分割した歪像21、22、23の例を示す図である。
歪像2を3つに分割した歪像21、22、23は相互にそのパターン(画像)の一部が重複するようになっている。
図4は、本実施の形態に係るプロジェクタ11、12、13の配置を示す図である。3台のプロジェクタ11、12、13を歪像遮蔽カバー40の離れた位置に固定する。
このとき、分割した歪像21、22、23をスクリーン20上で正しく合成し、歪像2として表示できるようにプロジェクタ11、12、13の位置を調整し、また、映像信号のブレンディングなどの調整を行って歪像21、22、23を投影して接合する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the divided
In the distorted
FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of
At this time, the divided distorted
図5は、本実施の形態に係る歪像2の分割処理を説明するための図である。
歪像の分割は映像分割部60で行う。映像分割部60は映像表示装置1に備えられていても良いし、映像表示装置1とは別に存在して良い。
映像分割部60は、歪像2を含む映像を入力すると、前述したように相互にその一部が重複するように3つの歪像21、22、23に分割し、プロジェクタ11、12、13に入力する。
本実施の形態に係る映像表示装置1は、上記のような構成により、合理的システムをコンパクトに実現することができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the division processing of the
The
When an image including the distorted
The
次に、歪像遮蔽カバー40の配置について、より具体的な説明する。歪像遮蔽カバー40は、以下に説明する第1の面及び第2の面を基準にして配置する。
図6は、本実施の形態に係る第1の面を説明するための図である。
歪像遮蔽カバー40は、ユーザの視点4と鏡像3との間に入り込んで、鏡像3を遮蔽してはならない。つまり、歪像遮蔽カバー40は、視点4と、視点4から見える円筒ミラー30の下端(下底面の外周)32の各点とを結ぶ線100と交差しないように配置しなくてはならない。複数の線100、すなわち、線100の線群が形成する面が第1の面である。
Next, the arrangement of the distorted
FIG. 6 is a diagram for explaining the first surface according to the present embodiment.
The distorted
歪像遮蔽カバー40の上部は、その高さにおいて第1の面が作る線分102の外側に位置しなくてはならない。このため、第1の面によって、歪像遮蔽カバー40の上部の内周限界42を決定することができる。また、歪像遮蔽カバー40自体はスクリーン20上の各位置において常に第1の面よりも下に存在することになる。
The upper portion of the distorted
図7は、本実施の形態に係る第2の面を説明するための図である。
歪像遮蔽カバー40は、歪像2と鏡像3との間に入り込んで、歪像2を遮蔽してはならない。つまり、歪像遮蔽カバー40は、歪像2の外周2A上の点2a、2b、・・・と、この点2a、2b、・・・に対応する鏡像3の点3a、3b、・・・とを結ぶ線200に交差しないように配置しなくてはならない。複数の線200、すなわち、線200の線群が形成する面が第2の面である。また、歪像遮蔽カバー40自体はスクリーン20上の各位置において常に第2の面より上に存在することになる。なお、線200は、視点4と、歪像2の外周2A上の点2aに対応して視点4から見える鏡像3の点3aとを結ぶ線を円筒ミラー30で反射させたときの、その延長線であるということもできる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the second surface according to the present embodiment.
The distorted
なお、第1の面を、視点4と鏡像3の下端の各点とを結ぶ複数の線(線群)が形成する面とすることもできる。歪像2の内周と円筒ミラー30の下端32との間にいつも距離があって、円筒ミラー30の下端32と鏡像の下端との間にいつも距離ができるような場合には、第1の面を上記のように定義しても良い。
また、第2の面も同様に、歪像2の外周2A上の各点と円筒ミラー30の上端(上面の外周)の各点とを結ぶ複数の線(線群)が形成する面とすることもできる。
The first surface can also be a surface formed by a plurality of lines (line group) connecting the viewpoint 4 and each point at the lower end of the
Similarly, the second surface is a surface formed by a plurality of lines (line groups) connecting each point on the outer periphery 2A of the
以上、本実施の形態に係る映像表示装置1について説明してきたが、本実施の形態では円筒ミラー30に代えて、例えば、略円錐形の鏡面体、略角柱形の鏡面体などの曲面又は平面を有する立体的な鏡面体を用いても良い。
また、本実施の形態に係る映像表示装置1において、歪像遮蔽カバー40は、切頭円錐体の錐面に限らず、例えば、傘状の立体の頭部を切り取った残りの部分の立体の斜面に当たる面の一部を切り出したような形状をしていても良い。
また、本実施の形態に係る映像表示装置1において、スクリーン20自体は必須の構成ではない。すなわち、歪像2を投影することができるものであれば、例えば、屋内外の床面、地面などをスクリーンとして用いても良い。
The
Further, in the
Further, in the
また、本実施の形態に係る映像表示装置1において、歪像2は扇形のものに限らず、例えば、ドーナツ状又はリング状のものであっても良い。この場合には、歪像遮蔽カバー40もドーナツ状又はリング状のものとすれば良い。このようにすれば円筒ミラー30のどの方角からでも鏡像3を楽しむことができる。
また、本実施の形態に係る映像表示装置1において、画像認識技術などを用いて視点4の位置を検出して、視点4に追随するように歪像2を回転、変形させても良いし、視点4に追随しないように歪像2を回転させてもよい。このようにすれば、どの視点4からでも同じ鏡像3を楽しむことや、逆に映像(鏡像3)の変化を楽しむことができる。
In the
In the
また、本実施の形態に係る映像表示装置1において、視点4の位置を検出して自動的に歪像遮蔽カバー40で遮蔽する範囲を変更してもよい。この場合には、歪像遮蔽カバー40を上下させたり、歪像遮蔽カバー40をゴムのような伸縮可能なもので構成して歪像遮蔽カバー40を伸縮させたり、歪像遮蔽カバー40の上端部を機械的、構造的に変形させたりすることが考えられる。
また、本実施の形態に係る映像表示装置1において、フロントプロジェクションに代えて、リアプロジェクションを採用しても良い。
また、本実施の形態に係る映像表示装置1を映像表示システムとして構成することもできる。
Further, in the
Further, in the
The
上述したように、本実施の形態に係る映像表示装置1は、スクリーン20に歪像2を投影する投影機10と、スクリーン20上の歪像2を反射して鏡像3を映す略円筒形の鏡面体30と、鏡像3を観測するユーザの視点4からスクリーン20上の歪像2を遮蔽する遮蔽体40とを備えるものである。このような構成により、アナモルフォーシスを利用して、コンパクトな形態で鏡像のみを表示することができ、ユーザが鏡像3の奥行き感・立体感を楽しむことができる。
As described above, the
また、本実施の形態に係る映像表示装置1は、遮蔽体40は、鏡面体30の下底面の外周32上の点と視点4とを結ぶ線100群からなる第1の面、及び、スクリーン20上の歪像2の外周2A上の点2aと外周2A上の点2aに対応する鏡像3の点3aとを結ぶ線200群からなる第2の面とは交差しないことが好ましい。
また、本実施の形態に係る映像表示装置1は、遮蔽体40は略切頭円錐体の錐面の少なくとも一部で構成され、略切頭円錐体は中心軸が鏡面体30の中心軸と略一致し、略切頭円錐体の下底面の外周32は少なくとも歪像2の外周2Aよりも大きいことが好ましい。
Further, in the
Moreover, in the
また、本実施の形態に係る映像表示装置1は、投影機10は、遮蔽体40においてユーザの視点4から見えない位置に設置されていることが好ましい。
また、本実施の形態に係る映像表示装置1は、スクリーン20を更に備え、投影機10は、スクリーン20に対して視点4とは反対側に設置されていることが好ましい。
また、本実施の形態に係る映像表示装置1は、複数の投影機11、12、13を備え、スクリーン20に投影したときに歪像2として合成されるように、複数の投影機11、12、13が分割された歪像21、22、23をそれぞれ投影することが好ましい。
Moreover, in the
The
In addition, the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
1 映像表示装置
10、11、12、13 プロジェクタ(投影機)
20 スクリーン
30 円筒ミラー(鏡面体)
40 歪像遮蔽カバー(遮蔽体)
60 映像分割部
2 歪像
21、22、23 分割した歪像
3 鏡像(反射像)
4 視点
1
20
40 Distorted image shielding cover (shielding body)
60
4 viewpoints
Claims (6)
前記スクリーン上の歪像を反射して鏡像を映す略円筒形の鏡面体と、
前記鏡像を観測するユーザの視点から前記スクリーン上の歪像を遮蔽する遮蔽体と
を備えた映像表示装置。 A projector that projects a distorted image on a screen;
A substantially cylindrical mirror body that reflects a distorted image on the screen and reflects a mirror image;
An image display device comprising: a shielding body that shields a distorted image on the screen from a viewpoint of a user who observes the mirror image.
請求項1記載の映像表示装置。 The shielding body includes a first surface composed of a line group connecting a point on the outer periphery of the lower bottom surface of the mirror body and the viewpoint, and a point on the outer periphery of the distorted image on the screen and a point on the outer periphery. The video display device according to claim 1, wherein the second surface is not intersected with a second group of lines connecting the mirror image points corresponding to.
前記略切頭円錐体は中心軸が前記鏡面体の中心軸と略一致し、前記略切頭円錐体の下底面の外周は少なくとも前記歪像の外周よりも大きい、
請求項1又は請求項2記載の映像表示装置。 The shield is constituted by at least a part of a conical surface of a substantially truncated cone,
The substantially truncated cone has a central axis substantially coincident with the central axis of the mirror body, and an outer periphery of a lower bottom surface of the substantially truncated cone is at least larger than an outer periphery of the strain image.
The video display device according to claim 1.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の映像表示装置。 The video display device according to claim 1, wherein the projector is installed at a position on the shield that is not visible to the user.
前記投影機は、前記スクリーンに対して前記視点とは反対側に設置されている
請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の映像表示装置。 Further comprising the screen,
The video display device according to claim 1, wherein the projector is installed on a side opposite to the viewpoint with respect to the screen.
前記スクリーンに投影したときに前記歪像として合成されるように、前記複数の投影機が分割された前記歪像をそれぞれ投影する
請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の映像表示装置。 A plurality of the projectors;
6. The video display device according to claim 1, wherein the plurality of projectors respectively project the distorted images so as to be combined as the distorted images when projected onto the screen. 7. .
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2015
- 2015-02-06 JP JP2015021803A patent/JP2016145855A/en active Pending
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