JP2022012273A - 遊具用投影システム - Google Patents

Abstract

【課題】エンターテインメント性に富んだローラーコースターとすることができる遊具用投影システムを提供する。
【解決手段】所定の領域内を乗物２が動く遊具の経路３に沿って配置された投影切替ユニット１０と乗物の位置を検出する位置検出手段５と制御部１２とを備え、投影切替ユニットは透明状態から不透明状態にわたり光透過率を調節可能な調光スクリーン２１と画像を投影可能なプロジェクタ２２を含み、制御部により、位置検出手段からの乗物の位置情報を基に、投影切替ユニットの調光スクリーンの光透過率を透明状態から不透明状態にわたり切り替え、不透明状態のときに調光スクリーンにプロジェクタで画像を投影する様に当該投影切替ユニットを制御する工程を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊具用投影システムに関する。

遊園地にある遊具には、メリーゴーラウンドやローラーコースター、回転ブランコ、コーヒーカップ、ゴーカートなど、人を乗せた乗物が一定の領域内を機械的に動く遊具がある。例えばローラーコースターには、急角度に落下したり宙返りしたりしてスリルを味わえるジェットコースターや、川下りを楽しんだ最後のクライマックスで一気に川を下り、滝つぼへダイブする様にして爽快感、清涼感が味わえる川下りコースターなどがある。

ローラーコースターの搭乗者は、その動きそのものにスリルを感じるなどして楽しむと共に、周囲の風景を眺めてその景観を楽しむことも同時に行える。またその搭乗者の関係者は見学者として、搭乗者の様子を見たり、撮影したりする。搭乗者と見学者は、例えば子とその親である。

しかし、例えば川下りコースターでは、川下りの始めは暗い部屋の中を通過し、乗物の中から展示されている風景などを見ながら進むが、川下りするスピードがどうしても遅いためその風景にあきてしまい、川下りコースターに搭乗していることにより得られるはずの没入感が損なわれてしまうことがある。そのため、たとえば特許文献１に開示されている様な、ローラーコースターの乗客一人ひとりが電子ゴーグルを装着し、電子ゴーグルのディスプレイに仮想現実画像を表示して、現実の風景と重ね合わせて見える様にしたシステムが提案されている。

しかし電子ゴーグルはディスプレイ装置などが組み込まれているため重く、視界も狭まり、夏季などには蒸れて暑苦しく、装着すると髪型が乱れるなどするため快適とは言えず、ゴーグル越しに見るため川下りのライブ感が薄れ、また装着位置が搭乗者自身やコースターの動きに伴いずれると画像もずれてしまい、外れて他の搭乗者にぶつかる恐れもあるなど、最適な解決手段とは言えなかった。

特表２０１７－５３２８２５号公報

そこで本発明は、実際の風景とスクリーンに投影された静止画像や動画とを組み合わせたより多彩なイメージが見られる様にすることで、遊具であるローラーコースターなどの乗物の搭乗者の快適性を損なうことなく、ローラーコースターの世界観に没入でき、よりエンターテインメント性に富んだローラーコースターとすることができる遊具用投影システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、所定の領域内を乗物が動く遊具の経路に沿って配置された投影切替ユニットと、前記乗物の位置を検出する位置検出手段と、制御部と、を備え、
前記投影切替ユニットは、透明状態から不透明状態にわたり光透過率を調節可能な調光スクリーンと画像を投影可能なプロジェクタを含み、
前記制御部により、前記位置検出手段からの前記乗物の位置情報を基に、投影切替ユニットの調光スクリーンの光透過率を透明状態から不透明状態にわたり切り替え、不透明状態としたときに前記調光スクリーンに前記プロジェクタで画像を投影する様に当該投影切替ユニットを制御する工程を備えることを特徴とする遊具用投影システムである。

乗物の経路に沿って風景との間に調光スクリーンを配置し、乗物の動きに合わせて調光スクリーンを透明または不透明な状態に適宜切り替え、透明状態では風景そのものが透過して見え、不透明状態ではプロジェクタで風景にマッチした静止画像や動画を投影することで、多彩なイメージを見せることができ、乗り物の世界観への没入感が満たされる。また乗客がびっくりするような静止画像や動画を投影することもでき、アトラクションとしての演出の幅を広げることができる。

本発明の一態様は、上記の遊具用投影システムであって、前記投影切替ユニットに位置検出領域が予め設定され、前記制御部は、前記位置検出領域外に前記乗物が含まれている間、前記調光スクリーンを透明状態に制御する工程を備えることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の遊具用投影システムであって、前記調光スクリーンを透明状態に制御する工程の前に、前記調光スクリーンと対応する前記プロジェクタの投影を停止する工程を備えることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の遊具用投影システムであって、前記投影切替ユニットにマスタセンサをさらに備え、前記位置検出手段がセンサであり、前記マスタセンサにより前記位置検出手段の位置情報を取得する工程を含むことを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の遊具用投影システムであって、前記位置検出手段では前記乗物の駆動情報から前記乗物の位置を算出することを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の遊具用投影システムであって、前記位置検出手段ではＧＰＳ機能を用いて前記乗物の位置を算出することを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の遊具用投影システムを備えた遊具であって、前記位置検出領域を見学者が把握できるマーカーを備えることを特徴とする。

本発明によれば、搭乗者が遊具の世界観に没入でき、搭乗者と関係のある見学者がその搭乗者の乗っている乗物の位置を知ることができる遊具用投影システムを提供することができる。

実施形態の遊具用投影システムの動作を説明するための図。 実施形態の遊具用投影システムの動作を説明するための図。 実施形態の遊具用投影システムの調光部材３０の構造を説明するための図。 実施形態の遊具用投影システムの動作を説明するための図。 実施形態の遊具用投影システムの概略構成を示す図。 実施形態の遊具用投影システムの制御部において実行される処理を示す図。 実施形態の変形例を示す図。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の遊具用投影システムの第一実施形態について図１、図２を参照して説明する。図１は、図５に概略構成を示した遊具用投影システム１の動作を説明するための図である。システム１は、遊具である川下りコースターなどの乗物２の経路３に沿って、周囲の植栽、展示物などの静物７が任意の個数配置されている。静物７と乗物２の間に、投影切替ユニット１０が配置されている。なお、図１では、説明の便宜上、経路３の片側のみに静物７およびユニット１０を示しているが、両側に設けても良いことは言うまでもない。投影切替ユニット１０は、調光スクリーン２１と複数のプロジェクタ２２ａ～２２ｃとマスタセンサ５とを備える。

調光スクリーン２１に投影できる位置にプロジェクタ２２が設置される。すなわち、プロジェクタ２２の設置位置は調光スクリーン２１を基準として乗物２側に設置してもよく（いわゆるフロントプロジェクションタイプ）、静物７側に設置してもよい（いわゆるリアプロジェクションタイプ）。またプロジェクタ２２は一つの調光スクリーン２１あたり１台でも複数台でも良い。図１の例ではプロジェクタ２２が３台設置されている。マスタセンサ５は調光スクリーン２１に取り付けられるか、調光スクリーン２１の近傍に設置される。投影切替ユニット１０は、経路３に沿って任意の数だけ配置して良い。

調光スクリーン２１は、詳細は後述するが、印加される電圧に応じて透過率が変化する機能を有する。プロジェクタ２２は、公知の投影装置である。調光スクリーン２１が不透明な状態のときに、調光スクリーン２１の一方の面から映像を投射することで、調光スクリーン２１の同一面もしくは他方の面に映像を映す。投影される映像は特に限定されず、例えば川下りの雰囲気を高めるための平原、森、峡谷、動植物などの自然の風景の画像や動画、娯楽性を高めるためのゲームの一場面やキャラクターなどのバーチャルな画像や動画などが例示できる。

また、調光スクリーン２１は、図２に示す様に透明な状態として、プロジェクタ２２からの投影をやめると、搭乗者４は調光スクリーン２１を透して周囲の植栽７、展示物など実際の風景や見学者など見ることができる。特に乗物２が川下りコースターの場合、図４の様に最後のクライマックスの急角度の下りの場面では、周囲の風景が見えたほうが速いスピードで急角度に下っている状況をよりリアルに体感でき、また水飛沫をダイレクトに浴びることができるため、調光スクリーン２１を設置しないシステム構成とすると好ましい。

調光スクリーン２１は、図３（ａ）に示すように、調光部材３０と、制御ユニット３６と、支持体４０と、を備える。調光部材３０は、図３（ｂ）に示すように、一対の積層体３２の間に液晶層３１が挟持された構造を有する。液晶層３１は、三次元の網目状の高分子ネットワークと、その空隙に保持された液晶材料とを備える。高分子ネットワークは、高分子材料の硬化物から形成される。液晶材料は、誘電率異方性が正の液晶分子を含む。液晶分子の長手方向の誘電率は、液晶分子の長手方向に直交する方向の誘電率よりも大きい。液晶分子は、例えば、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、ビフェニル系、ターフェニル系、安息香酸エステル系、トラン系、ピリミジン系、シクロヘキサンカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、ジオキサン系の液晶分子である。

各積層体３２は、基材３３、電極層３４および配向膜３５がこの順に積層されたものである。各積層体３２は、それぞれの配向膜３５を液晶層３１と対向させた状態で、液晶層３１を挟持する。

配向膜３５は、垂直配向膜である。液晶層３１中の液晶分子を、液晶分子の長手方向が配向膜３５の法線方向に沿うように配向させる。このとき、調光スクリーン２１に入射した光が透過し、調光スクリーン２１は透明状態である。そのため、調光スクリーン２１は、電圧の印加がないときに透明状態を呈する。他方、調光スクリーン２１に電圧を印加すると、液晶層３１中の液晶分子の長手方向が不規則になり、入射した光は液晶分子で散乱されるため調光スクリーン２１は不透明状態になる。

配向膜３５を構成する材料は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、シアン化化合物等の有機化合物、シリコーン、シリコン酸化物、酸化ジルコニウム等の無機化合物、または、これらの混合物により構成されている。

電極層３４は、導電性を有し、透明である。電極層３４の材料には、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ、酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンナノチューブ、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）を含む高分子が用いられる。

基材３３は、透明であり、例えば、ガラス基板や樹脂製フィルムである。樹脂製フィルムの材料には、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等、種々の高分子材料を用いることができる。

調光部材３０は、その一部に、一方の積層体３２、液晶層３１、および他方の積層体３２の配向膜３５が除かれ、後者の積層体３２の電極層３４が露出した給電領域６０を有する。給電領域６０では、露出した電極層３４に、導電性部材６１を介して電気配線６２が設けられる。導電性部材６１には、銀ペーストやカーボンテープ、銅テープなど、導電性の高い種々の部材を用いることができる。電気配線６２は、制御ユニット３６に接続されている。調光部材３０は制御ユニット３６により駆動が制御される。

調光スクリーン２１は、調光部材３０が支持体４０により支持された構造を有する。支持体４０は例えばガラス板、アクリル板などの透明な板状の部材であり、調光部材３０と貼り合せて用いられる。支持体４０は枠状の部材であって、その枠内に調光部材３０を張るように用いられてもよい。また支持体４０は垂直に立てる棒状の部材であって、調光部材３０を吊るすように用いられてもよい。

マスタセンサ５は、調光部材３０の画像が投影される領域を搭乗者４から見て遮らないように、調光スクリーン２１に設けられる。例えば棒状又は枠状の支持体４０に設けられる。マスタセンサ５は、マスタセンサ５がセンシングする位置検出領域において、搭乗者センサ１１を検知する。

図１において、搭乗者４は、遊具である乗物２に乗って例えば矢印の方向に移動する。乗物２の移動をマスタセンサ５で検知するため、搭乗者４に搭乗者センサ１１を保持させる。あるいは搭乗者が搭乗者センサ１１を保持するのではなく、乗物２に搭乗者センサ１１を備える構成を採用してもよい。搭乗者センサ１１を乗物２に搭載することで、搭乗者４は搭乗者センサ１１を保持する必要がなくなる。例えば搭乗者４が搭乗者センサ１１を自身で所持することが難しい幼児や児童などの低年齢者であっても、搭乗者センサ１１を持たせることなく本発明の効果を奏することができるため好ましい。

搭乗者４が搭乗者センサ１１を保持した状態において、搭乗者センサ１１をそれぞれの調光スクリーン２１に設けられたマスタセンサ５のうちの一つのマスタセンサ５ａが検知する場合について説明する。マスタセンサ５ａが、その検知領域に、搭乗者センサ１１ａを検知しない場合、マスタセンサ５ａと対応する調光スクリーン２１ａは透明状態である。そして、プロジェクタ２２ａは調光スクリーン２１ａに映像を投影しないように制御される。このときには見学者は搭乗者４を撮影等することもできる。

マスタセンサ５ａが、その検知領域に搭乗者センサ１１ａを検知した場合、対応する調光スクリーン２１ａは不透明状態に制御される。不透明状態とは透明状態ではない状態を指し、半透明な状態も含む。そして前述のようにプロジェクタ２２ａから調光スクリーン２１ａに映像を投射することで、調光スクリーン２１ａに映像を映す。

次に、図５を用いて、遊具用投影システム１の概略構成を説明する。制御部１２は、遊具用投影システム１の全体を統括制御する。遊具用投影システム１は、制御部１２と調光スクリーン２１とプロジェクタ２２と搭乗者センサ１１とマスタセンサ５を備え、必要に応じて操作パネル１３と記憶装置１４とをさらに備える。搭乗者センサ１１は遊具システムで使用される乗物２の台数、想定される搭乗者数などに応じ、適宜装備される。

制御部１２は、各調光スクリーン２１の透過率の制御と各プロジェクタ２２の動作の制御を行う。制御部１２は、マスタセンサ５の信号に基づいて各調光スクリーン２１の透過率を切り替える。例えばある投影切替ユニット１０ａにおいては、制御部１２は、マスタセンサ５ａの信号に基づいて不透明状態の調光スクリーン２１ａに対し、対応するプロジェクタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃにより適当なタイミングで適当な映像が投影されるように制御する。プロジェクタ２２で投影される映像は、記憶装置１４に保存されている。

制御部１２はまた、操作パネル１３からの情報を取得し、その情報に基づいた制御を行う。操作パネル１３は、乗物２および遊具用投影システム１の運営者（以下、スタッフ）が、運転の開始や停止などの操作を行うための操作パネルである。操作パネル１３は乗物２の運転状況を機械的に切り替えるスイッチなどでもよい。以下は操作パネル１３を用いた場合について説明する。

制御部１２が遊具用投影システム１を制御するときの概略のフローチャートを図６に示す。まず制御部１２は、動作スイッチがオンであるか否かを判定する（Ｓ１）。動作スイッチは、スタッフが操作パネル１３を操作することにより、オンまたはオフにされる。制御部１２は、動作スイッチがオンになるまで、Ｓ１の処理を繰り返す。Ｓ１にて、スイッチがオンであった場合、制御部１２がすべてのプロジェクタ２２をＯＦＦにし（Ｓ２）、調光スクリーン２１を透明状態にする（Ｓ３）。投影切替ユニット１０が初期化された状態である。

続いて、マスタセンサ５は、その検知領域において搭乗者センサ１１が検知されたか否かを判定する（Ｓ４）。Ｓ４にて、搭乗者センサ１１が検知されなかった場合は、検知を繰り返す。Ｓ４にて、搭乗者センサ１１が検知された場合は、どの投影切替ユニット１０で検知されたかを特定する（Ｓ５）。続いて、制御部１２は、特定された投影切替ユニット１０の調光スクリーン２１を不透明状態にする（Ｓ６）。これにより、搭乗者から周囲の景色が遮られ、搭乗者は非現実な世界に導入されたと感じる。

次に、制御部１２は、プロジェクタ２２を起動し、調光スクリーン２１に映像を投影させる（Ｓ７）。映像は、例えば複数の調光スクリーン２１が連続して見える様に配置したうえで、映像が連結して一つの画面を形成してもよいし、各調光スクリーン２１の映像が他の調光スクリーン２１の映像と繋がらず独立していてもよい。投影される映像は記憶装置１４に保存されている。投影される映像は固定画像でも動画でも良い。

乗物２がそれぞれの投影切替ユニット１０の対応領域内にある間、調光スクリーン２１への投影が継続される。乗物２が対応領域外に出たと判定されると（Ｓ８）、対応するプロジェクタ２２の投影が停止され（Ｓ９）、調光スクリーン２１は透明化される（Ｓ１０）。そして、制御部１２は動作スイッチがオンであるか否かを判定する（Ｓ１１）。動作スイッチがオンである場合、Ｓ４に戻り、マスタセンサ５が搭乗者センサ１１を検知したか否かを判定する。制御部１２は、以上のステップを順次繰り返し、Ｓ１１にて動作スイッチがオフになるまで繰り返す。Ｓ１１で動作スイッチがオフになったと判定されると、すべてのプロジェクタの投影を停止し（Ｓ１２）、調光スクリーンを透明化し（Ｓ１３）、すなわちシステムを初期状態に戻して、処理を終了する。動作スイッチは、スタッフが操作パネル１３を操作することによりオフにされる。

上記で説明したフローチャートは基本的な処理の流れを説明するもので、これ以外に特別な処理を組み込んでも良い。例えば以上の処理を多重化して行ったり、乗物２が対応領域内にある時にプロジェクタ２２の投影を止めて調光スクリーン２１を透明化したり、調光スクリーン２１を半透明な状態としたりすることもできる。

操作パネル１３の操作によらず、Ｓ１にて動作スイッチがオンになってから一定の時間が経過したことを契機として運転停止のための処理が行われるようにしてもよい。例えば、Ｓ１１にて動作スイッチがオンであった場合に、制御部１２が、Ｓ１の動作スイッチのオンの判定から一定時間が経過したか否かを判定し、そこで一定時間が経過したと判定された場合にはＳ１２の処理に進み、一定時間が経過していないと判定された場合にはＳ４に進む。このとき、乗物２の運転開始から一定時間が経過するまでは、動作スイッチがオンである限り乗物２の運転自体は継続される。動作スイッチがオンであっても乗物２の運転開始から一定時間が経過していれば自動的にシステム停止の処理が行われ、また動作スイッチがオフであれば運転開始からの経過時間に関係なくシステムの運転停止の処理が行われる。

システムの構成においては、上記の実施形態と異なる構成を採用することもできる。例えば乗物２や搭乗者４に搭乗者センサ１１を装着しない構成とすることができる。その場合は、乗物２が決められたルートおよび速度で進行することを利用して、運転開始からの時間を計測することで乗物２の現在位置を割り出すことができる。

あるいはまた、広く普及しているスマートフォンに搭載されたＧＰＳ機能を用いることができる。搭乗者の持つスマートフォン情報を搭乗前に登録しておき、スマートフォンの位置をＧＰＳ情報から算出し、乗物２の現在位置を割り出すことができる。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

＜変形例＞
変形例として、調光部材３０は、各積層体３２に配向膜３５を備えない構成を採用してもよい。すなわち、電圧が印加された状態で透過率が高く、電圧が印加されていない状態で透過率が低い、所謂ノーマル型の切り替えが可能な部材を用いてもよい。電極層３４に駆動電力が印加されていないとき、液晶分子の長軸方向の向きは不規則である。そのため、調光部材３０に入射した光は散乱し、不透明状態となる。他方、電極層３４間に駆動電力が印加されると、液晶分子が配向され、液晶分子の長軸方向が電極層３４間の電界方向に沿った向きとなる。その結果、調光部材３０を光が透過しやすくなり、透明状態となる。

また、調光部材３０は、エレクトロクロミック材料の酸化還元反応による色調の変化を利用して透過率を切り替えるものでもよい。

変形例として、図７に示すように支持体４０の一部領域に調光スクリーン２１を備え、調光スクリーン２１以外の領域に絵や写真などの静止画部を施した構成としてもよい。図７において静止画部の領域を図柄で示している。プロジェクタ２２による動画再生と絵や写真などの静止画部を組み合わせた表現が可能となるため、搭乗者の没入感をさらに高めることができる。

変形例として、投影切替ユニット１０におけるプロジェクタ２２の配置数を調光スクリーン２１の配置数より少なくしても良い。例えば２つの調光スクリーン２１を一つのプロジェクタ２２で投影することで、プロジェクタ数の低減を図ることができる。その結果、隣接する調光スクリーン間の投影映像の連動性が高まり滑らかな投影が可能となるほか、コストを削減できる。その際には例えばプロジェクタ２２の投影方向を乗物２の進行に合わせて変えられる様にすると良い。

変形例として、見学者が位置検出領域を把握できるように、マーカーで位置検出領域を可視化してもよい。本構成により、見学者は本発明の効果を奏する領域を簡便に把握することができ、搭乗者がどの乗物２に乗っているか把握できるため利便性が高まる。見学者のためのマーカーの一例として、見学者のスマートフォンの情報をあらかじめ登録して、その画面上に位置検出領域を現すことなどが挙げられる。

１・・・遊具用投影システム、２・・・乗物、３・・・経路、４・・・搭乗者、５・・・マスタセンサ、７・・・植栽、１０・・・投影切替ユニット、１１・・・搭乗者センサ、１２・・・制御部、１３・・・操作パネル、１４・・・記憶装置、２１・・・調光スクリーン、２２・・・プロジェクタ、３０・・・調光部材、３１・・・液晶層、３２・・・積層体、３３・・・基材、３４・・・電極層、３５・・・配向膜、３６・・・制御ユニット、４０・・・支持体

Claims (7)

1. 所定の領域内を乗物が動く遊具の経路に沿って配置された投影切替ユニットと、前記乗物の位置を検出する位置検出手段と、制御部と、を備え、
   前記投影切替ユニットは、透明状態から不透明状態にわたり光透過率を調節可能な調光スクリーンと、画像を投影可能なプロジェクタとを含み、
   前記制御部により、前記位置検出手段からの前記乗物の位置情報を基に、投影切替ユニットの調光スクリーンの光透過率を透明状態から不透明状態にわたり切り替え、不透明状態としたときに前記調光スクリーンに前記プロジェクタで画像を投影する様に当該投影切替ユニットを制御する工程を備えることを特徴とする遊具用投影システム。
2. 前記投影切替ユニットに位置検出領域が予め設定され、前記制御部は、前記位置検出領域外に前記乗物が含まれている間、前記調光スクリーンを透明状態に制御する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の遊具用投影システム。
3. 前記調光スクリーンを透明状態に制御する工程の前に、前記調光スクリーンと対応する前記プロジェクタの投影を停止する工程を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の遊具用投影システム。
4. 前記投影切替ユニットにマスタセンサをさらに備え、前記位置検出手段がセンサであり、前記マスタセンサにより前記位置検出手段の位置情報を取得する工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の遊具用投影システム。
5. 前記位置検出手段では前記乗物の駆動情報から前記乗物の位置を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の遊具用投影システム。
6. 前記位置検出手段ではＧＰＳ機能を用いて前記乗物の位置を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の遊具用投影システム。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の遊具用投影システムを備えた遊具であって、前記位置検出領域を見学者が把握できるマーカーを備えることを特徴とする遊具。

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