JP2016151763A

JP2016151763A - 空間映像結像方法及びその装置

Info

Publication number: JP2016151763A
Application number: JP2015046397A
Authority: JP
Inventors: 瀧　良博; Yoshihiro Taki; 良博瀧
Original assignee: Koto Co Ltd
Current assignee: Koto Co Ltd
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2016-08-22

Abstract

【課題】再帰反射シートとハーフミラーを用いて空間映像と実体物を融合させる方法を提供する。【解決手段】本発明は、映像装置からの映像を再帰反射シート、ハーフミラーを経て空間映像を結像させ、実体物を配置することにより、映像が実体物の一部と成すように、映像を遮断する箇所と、透過させる部分を作り、透過させる部分においては、実体物の一部を切り欠き、切り抜きすることにより、映像が実体物と融合し一体となるように観察者は、認識することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ハーフミラーと再帰反射基盤とを用いた空間映像結像方法及びその装置に関するものである。

従来より、対象物からの光の通路にハーフミラーと再帰反射板とを置いて透過と反射により対象物の空間映像をハーフミラー上方に結像する映像表示用装置は知られている（特許文献１参照）。

また、観察者の前方にハーフミラーを配置し、観察者側よりハーフミラー面に物体または映像を映して反射像を形成し、観察者とは反対側に物体または映像面を配置し、ハーフミラー面に形成した前記反射像と、ハーフミラー面を通して見られる物体像または映像面上の映像とを重ね合わせる表示方法が提案されている（特許文献２参照）。

特表平９−５０６７１７号公報特開昭６０−２２４２９２号公報

前記従来の表示方法では、映像が物体の前に重ねて表示されるので、映像の輪郭等が物体の実像によって不明確となってぼけてしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、ハーフミラー上に実体物を載置し、この実体物と一部重なるように空間映像を結像して一部重なる実体物の部位と空間映像の部位とからなる共有領域に空間映像の部位を出現させることによって前記技術的課題を達成したものである。

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。

即ち、本発明に係る空間映像結像方法は、映像を出力する表示面を有する表示装置と、表示装置の表示面に対して角度を有して配置されたハーフミラーと、ハーフミラーと表示装置の表示面とに対してそれぞれ角度を設けて対面する位置に配置された再帰反射基盤とを備え、ハーフミラー面上に実体物を載置し、表示面からの出力光がハーフミラーに反射して再帰反射基盤へ投光され、さらに再帰反射基盤からの再帰反射光がハーフミラーに照射されてハーフミラーを通過する再帰反射光によりハーフミラー上方に浮いた状態で空間映像を結像する空間映像結像方法において、前記実体物を前記空間映像と一部重なるように載置し、視認側から見て実体物に遮られている、前記一部重なる実体物の部位と空間映像の部位とからなる共有領域に前記空間映像の部位を出現させるようにした。

また、本発明に係る空間映像結像装置は、映像を出力する表示面を有する表示装置と、表示装置の表示面に対して角度を有して配置されたハーフミラーと、ハーフミラーと表示装置の表示面とに対してそれぞれ角度を設けて対面する位置に配置された再帰反射基盤とを備え、ハーフミラー面上に実体物が載置され、表示面からの出力光がハーフミラーに反射して再帰反射基盤へ投光され、さらに再帰反射基盤からの再帰反射光がハーフミラーに照射されてハーフミラーを通過する再帰反射光によりハーフミラー上方に浮いた状態で空間映像を結像する空間映像結像装置において、視認側から見て結像する空間映像の手前に実体物が配置されて前記空間映像と前記実体物とが一部重なる共有領域を設け、実体物の後方側から一部重なるように空間映像の部位が位置付けて前記共有領域に前記空間映像の部位を出現させるものでする。

さらに、本発明は、前記空間映像結像方法又は前記空間映像結像装置において、実体物を空間映像と関連するものとし、また、実体物の共有領域となる部位は切り欠きや透明に形成されている。

本発明によれば、実体物と一部重なるように空間映像を結像して実体物の後方における前記一部重なる共有領域において前記空間映像の部位が位置付けられるようにしたので、実体物の存在によって、自ずと実体物に焦点を合わせることができ、空間映像の位置を目視により明確に特定できるから、実体物と空間映像とを一体ものとして視認することができる。加えて、空間映像と実体物とを融合させることができる。

本発明に係る空間映像結像方法を説明する斜視図である。図１に図示する煙突部を拡大した斜視図である。本発明に係る空間映像結像方法を説明する、図１に図示する空間映像結像装置の断面図である。図２に図示する煙突部を視認側から見た正面図である。図４に図示する煙突部の側面図である。空間映像結像装置における実体物と空間映像とを視認側から見た正面図である。実体物の変形例を説明する図である。表示装置の変形例を説明する図である。実体物の変形例を説明する図である。空間映像結像装置用筐体の斜視図である。図１に図示する光学系空間を走る光路を説明する図である。空間映像結像装置用筐体の分解図である。空間映像結像装置用筐体の組み立て完成図である。一部を省略した空間映像結像装置用筐体を示す説明図である。折り畳み可能な空間映像結像装置用筐体を示す説明図である。空間映像結像装置用筐体の挿入口を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

実施の形態．

図１において、１は煙の映像２を出力する表示面３を有する映像装置（表示装置）であり、映像装置１の表示面３に対して角度を有してハーフミラー４が配置され、ハーフミラー４と映像装置１の表示面３とに対してそれぞれ角度を設けて対面する位置に再帰反射シート（再帰反射基盤）５が配置され、ハーフミラー４の面上には実体物である模型の機関車６が載置されている。

そして、図３に示すように、表示面３に表示された煙の映像２の出力光ａがハーフミラー４に反射して再帰反射シート５へ投光ｂされ、さらに再帰反射シート５からの再帰反射光ｃがハーフミラー４に照射されてハーフミラー４を通過し、通過した再帰反射光ｃにより機関車６の載置位置のハーフミラー上方である煙突部７に浮いた状態で煙の空間映像（以下、単に「煙」という。）８を結像する。

前記煙突部７と煙８との位置関係は、図２に示すように、視認側から見て結像した煙８の手前に煙突部７を配置して煙突部７の一部と煙８の一部とが煙突部７の後方側から重なるように位置付ける。そして、煙突部７と煙８との重なりを共有領域９とする。すなわち、共有領域９における煙８の部位１０が煙突部７の後方で重なり、共有領域９が占める煙突部の部位１１（図５参照）を欠損して切欠部１２を形成してこの切欠部１２の領域に煙８の部位１０が結像するようにしている。

本実施の形態では、空間映像結像装置１３は、映像装置１とハーフミラー４と再帰反射シート５と機関車６とを備え、ハーフミラー４に載置された機関車６の煙突部７に切欠部１２を形成して、この切欠部１２における共有領域９にて一部重なるように煙８の部位１０を結像したので、視認側において機関車６の煙突部７に遮られていても一部重なる共有領域９に煙の部位１０が出現するように空間映像を結像することができる。

従って、図６に示すように、煙８ａ、煙８ｂ、煙８ｃと後方に流れるように動きのある煙８を結像させることにより、あたかも機関車６の煙突部７から煙が出てきているように錯覚するから、機関車６が前方に進んでいるように認識できる。なお、視認側からの視野方向は映像装置に表示された映像と平行が好ましく、再帰反射シートが視界内に収まる範囲が空間映像の認識度が最も高くなり好ましい。

本実施の形態によれば、視認側から見て結像した空間映像の手前に実体物を配置し、空間映像の一部が実体物の後方側から実体物の一部と重なるように位置付け、実体物と映像とが一部重なる共有領域においては、共有領域における空間映像の部位が実体物の後方で重なるように結像させたので、実体物の存在によって、自ずと実体物に焦点を合わせることができ、空間映像の位置を目視により明確に特定できるから、実体物と空間映像とを一体ものとして視認することができ、加えて、空間映像と実体物とを融合させることができる。

なお、図１、図３及び図６に示す１４はレール、１５は軌道である。

変形例１．

図７に図示する空間映像結像装置１３では、機関車（実体物）６が鉛直に配置されており、表示面３に表示された煙の映像２はハーフミラー４に対して面対称に空間映像８が現れるため、空間映像結像装置１３は、空間映像８の鉛直位置が機関車６の鉛直位置と整合するように傾けて置かれている。

変形例２．

図８に図示する空間映像結像装置１３では、表示装置１がドットマトリックス画像を出力する映像出力部１７と流れる煙の位置画像１８を時系列に撮像したネガフィルム（表示面）１９とから構成されており、煙が流れるように結像させるために、映像出力部１７よりバックライトにてネガフィルム１９の画像１８を順次点滅させるようにしている。また、ネガフィルム１９はバックライトに対して距離を置き、且つ傾斜して位置付けることにより流れる画像に奥行き感を持たせている。なお、映像出力部１７のバックライトはスマートデバイスの白色バックライト点滅機能を用いて実現してもよく、画像は蒸気であってもよく、表示面は、薄板をくり抜いたものであってもよい。

変形例３．

図９に図示する空間映像結像装置１３では、空間映像を生け花２０とし、実体物を生け花２０と関連する花瓶２１としたものである。そして、共有領域９における花瓶２１の部位は少なくとも透明に形成されている。なお、図９に示す花瓶２１は透明なガラス製であり、２２は生け花の映像、２３は花瓶２１の載置台である。

変形例４．

図１０〜図１６に図示する変形例は、表示装置としてスマートデバイスを用い、当該スマートデバイスを装着するように構成された空間映像結像装置用筐体について説明したものであり、これらの図において、図１〜図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１０において、２４は空間映像結像装置用筐体であり、当該筐体２４は、スマートデバイス１を装着する扁平な矩形支持板部２５と、支持板部２５に装着されるスマートデバイス１の表示面３に対して角度を有して支持板部２５の上方位置に配置された扁平な矩形ハーフミラー部４と、ハーフミラー部４と支持板部２５とに対してそれぞれ角度を設けて対面する位置に配置され、支持板部２５に対して略直角に屈曲して連続する扁平な矩形再帰反射基盤部５と、支持板部２５に装着されるスマートデバイス１とハーフミラー部４と再帰反射基盤部５とにより形成される光学系空間２６を上向きに開口するように両側より光学系空間２６を挟む両側板部２７，２７とから構成されている。

前記ハーフミラー部４は前記光学系空間２６の上向き開口を塞ぐように配置され、ハーフミラー部４の支持板部２５に面する位置には、スマートデバイス１を光学系空間２６に挿入して支持板部２５に装着する挿入口２８が設けられている。また、側板部２７はハーフミラー部４を上向きに保持する足部２９となっている。なお、３０はハーフミラー部４を両側板部２７，２７に固定する係止部である。

前記光学系空間２６ではスマートデバイス１の表示面３からの出力光ａ（図３参照）がハーフミラー部４に反射して再帰反射基盤部５へ投光ｂ（図３参照）され、さらに再帰反射基盤部５からの再帰反射光ｃ（図３参照）がハーフミラー部４に照射されてハーフミラー部４を通過する再帰反射光ｃによりハーフミラー部４の上方に浮いた状態で映像を結像する。

本実施の形態によれば、図１１に示すように、別途携帯しているスマートデバイス１を光学系空間２６に装着することにより、空間映像８を結像することができる。

なお、ハーフミラー部４はハーフミラーシートであってもよく、扁平な額縁状枠体にハーフミラーシートを嵌めた構造のものであってもよい。また、再帰反射基盤部５は再帰反射シートであってもよく、台座に再帰反射シートを装着したものであってもよい。挿入口２８はスマートデバイス１を横方向から光学系空間２６に挿入して支持板部２５に装着できるように、側板部２７に設けられていてもよく、支持板部２５に設けてもよい。さらに、支持板部２５と再帰反射基盤部５とは他部材を介して連結されていてもよく、その角度は光の反射する角であればよい。実体物６はハーフミラー上に浮いた状態で配置されるように載置されていてもよい。

また、図１２に示すように支持板部２５と再帰反射シート用基盤部３１とは扁平な矩形台座３２を谷形に折り曲げ可能となっており、一方を支持板部２５とし、他方を再帰反射シート用基盤部３１として連結されており、再帰反射シート用基盤部３１には再帰反射シート５を装着するようになっている。また、ハーフミラー部４はハーフミラーシートそのものである。

側板部２７は断面逆Ｌ字状に形成され、上部はハーフミラー部４の載置台３３となり、下部は平面視こつづみ状に形成して足部２９となっている。

そして、連結した支持板部２５と再帰反射シート用基盤部３１との両側縁３４には側板部２７に支持されて前記谷形を形成する凸状嵌合部３５が設けられ、凸状嵌合部３５は側板部２７にＶ字状に間欠的に走る嵌合穴３６に嵌るようになっている。また、載置台３３の外縁に凸状嵌合部３７が設けられ、ハーフミラーシート４に開口する嵌合穴３８に嵌めて側板部２７にハーフミラーシート４を固定するようになっている。

本例では、支持板部２５と再帰反射シート５とハーフミラーシート４と両側板部２７，２７をそれぞれパーツで構成しているので、図１３に示すように、いつでもどこでも組立て分解が可能である。

また、図１４に示す筐体２４では、扁平な矩形台座３２を折り曲げて一方を支持板部２５とし、他方を再帰反射シート５を載置する再帰反射シート用基盤部３１とし、支持板部２５と再帰反射シート用基盤部３１とには、それぞれスマートデバイス１と再帰反射シート５とを挿着して固定するストッパー３９を設けた。なお、手前の側板部２７は省略した。

また、図１５に示す筐体２４では、支持板部２５と再帰反射基盤部５とからなる谷形形状の両端縁４０を屈曲可能に側板部２７に接合し、支持板部２５と再帰反射基盤部５とを対面して折り畳み可能に両側板部２７に折込線４１を形成した。

本筐体２４では、支持板部２５と再帰反射基盤部５とにより形成される谷間から両側板部２７，２７の上端に向かって折込線４１を形成したので、図１５に示すように、両側板２７，２７を内側に折り曲げて支持板部２５と再帰反射基盤部５とを対面して合わせれば、扁平に折り畳むことができる。

また、図１６に示す筐体２４では、光学系空間２６が、支持板部２５と再帰反射基盤部５とハーフミラーシート４と両側板部２７，２７と底板部４２とから構成されており、底板部４２に挿入口２８を設けてスマートデバイス１を差し込むようになっている。

本変形例では、筐体２４を樹脂板や厚紙、木等板材を利用して成形することにより、高価な金型が必要なく、また、組み立てはユーザーが行うため大幅なコストダウンが可能となる。

１映像装置（表示装置）、２映像（煙の映像）、３表示面、４ハーフミラー、５再帰反射シート（再帰反射基盤）、６機関車（実体物）、７煙突部、８空間映像（煙の空間映像）、９共有領域、１０煙の部位、１１煙突部の部位、１２切欠部、１３空間映像結像装置、１４レール、１５軌道、１６ドットマトリックス画像、１７映像出力部、１８煙の位置画像、１９ネガフィルム、２０生け花の空間映像、２１花瓶、２２生け花の映像、２３載置台、２４筐体、２５支持板部、２６光学系空間、２７側板部、２８挿入口、２９足部、３０係止部、３１再帰反射シート用基盤部、３２台座、３３載置台、３４両側縁、３５嵌合部、３６嵌合穴、３７嵌合部、３８嵌合穴、３９ストッパー、４０両端縁、４１折込線、４２底板部

Claims

映像を出力する表示面を有する表示装置と、表示装置の表示面に対して角度を有して配置されたハーフミラーと、ハーフミラーと表示装置の表示面とに対してそれぞれ角度を設けて対面する位置に配置された再帰反射基盤とを備え、ハーフミラー面上に実体物を載置し、表示面からの出力光がハーフミラーに反射して再帰反射基盤へ投光され、さらに再帰反射基盤からの再帰反射光がハーフミラーに照射されてハーフミラーを通過する再帰反射光によりハーフミラー上方に浮いた状態で空間映像を結像する空間映像結像方法において、前記実体物を前記空間映像と一部重なるように載置し、視認側から見て実体物に遮られている、前記一部重なる実体物の部位と空間映像の部位とからなる共有領域に前記空間映像の部位を出現させることを特徴とする空間映像結像方法。
実体物が空間映像と関連する実体物である請求項１記載の空間映像結像方法。
実体物の共有領域となる部位には切欠部が形成されている請求項１又は請求項２記載の空間映像結像方法。
実体物の少なくとも共有領域となる部位は透明に形成されている請求項１又は請求項２記載の空間映像結像方法。
映像を出力する表示面を有する表示装置と、表示装置の表示面に対して角度を有して配置されたハーフミラーと、ハーフミラーと表示装置の表示面とに対してそれぞれ角度を設けて対面する位置に配置された再帰反射基盤とを備え、ハーフミラー面上に実体物が載置され、表示面からの出力光がハーフミラーに反射して再帰反射基盤へ投光され、さらに再帰反射基盤からの再帰反射光がハーフミラーに照射されてハーフミラーを通過する再帰反射光によりハーフミラー上方に浮いた状態で空間映像を結像する空間映像結像装置において、視認側から見て結像する空間映像の手前に実体物が配置されて前記空間映像と前記実体物とが一部重なる共有領域が設けられ、実体物の後方側から一部重なるように空間映像の部位が位置付けられて前記共有領域に前記空間映像の部位を出現させることを特徴とする空間映像結像装置。
実体物が空間映像と関連する実体物である請求項５記載の空間映像結像装置。
実体物の共有領域となる部位には切欠部が形成されている請求項５又は請求項６記載の空間映像結像装置。
実体物の少なくとも共有領域となる部位は透明に形成されている請求項５又は請求項６記載の空間映像結像装置。