JP2023002989A - 空中浮遊映像表示システム - Google Patents
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Abstract
【課題】より好適な空中浮遊映像表示システム及び空中浮遊映像表示装置を提供する。【解決手段】空中浮遊映像表示システム501は、互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置2a及び第2の空中浮遊映像表示装置2bと、第1及び第2の空中浮遊映像表示装置2a、2bに映像信号を送信する映像信号処理装置9と、第1の空中浮遊映像表示装置2aにより生成される空中浮遊映像5aにおいてセンシング面12aを形成するセンサ7aと、センサ7a及び映像信号処理装置9に接続され、センシング面12aにおけるユーザ1aによるタッチ操作に応じたセンシング信号をセンサ7aより受信し、受信されたセンシング信号に基づいて、第1及び第2の空中浮遊映像表示装置2a、2bにより生成される空中浮遊映像5a、5bが、それぞれ所望の表示映像となるように、映像信号処理装置9を制御するコントローラ8と、を備える。【選択図】図20
Description
本発明は、空中浮遊映像表示システムに関する。
空中浮遊情報表示システムとして、直接外部に向かって映像を表示する映像表示装置と空間画面として表示される表示法は既に知られている。また、表示された空間像の操作面における操作に対する誤検知を低減する検知システムについても、例えば、特許文献1に開示されている。
しかしながら、空中浮遊映像に対するタッチ操作は、物理的なボタンやタッチパネル等に対し行うものではない。このため、タッチ操作がなされたか否かを、ユーザが認識できない場合がある。
そこで、本発明は、より好適な空中浮遊映像表示システムまたは空中浮遊映像表示装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、例えば、次のように構成すればよい。
空中浮遊映像表示システムは、光透過性を有する天板を含むテーブルと、前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および第2の空中浮遊映像表示装置と、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、それぞれ所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、を備える。
本発明によれば、より好適な空中浮遊映像表示システムまたは空中浮遊映像表示装置を実現できる。これ以外の課題、構成、および効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は実施例の説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものには、同一の符号を付与し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。なお、以下の実施例の説明において、空間に浮遊する映像を「空間浮遊映像」という用語で表現している。この用語の代わりに、「空中浮遊映像」、「表示映像の空間浮遊光学像」、「表示映像の空中浮遊光学像」と表現してもかまわない。実施例の説明で用いる「空間浮遊映像」との用語は、これらの用語の代表例として用いている。
以下の実施例は、映像発光源からの映像光による映像を、ガラス等の空間を仕切る透明な部材を介して透過して、前記透明な部材の外部に空間浮遊映像として表示することが可能な映像表示装置に関する。
以下の実施例によれば、例えば、銀行のATMや駅の券売機やデジタルサイネージ等において好適な映像表示装置を実現できる。例えば、現状、銀行のATMや駅の券売機等では、通常、タッチパネルが用いられているが、透明なガラス面や光透過性の板材を用いて、このガラス面や光透過性の板材上に高解像度な映像情報を空間浮遊した状態で表示可能となる。この時、出射する映像光の発散角を小さく、即ち鋭角とし、さらに特定の偏波に揃えることで、再帰反射板に対して正規の反射光だけを効率良く反射させるため、光の利用効率が高く、従来の再帰反射方式での課題となっていた主空間浮遊像の他に発生するゴースト像を抑えることができ、鮮明な空間浮遊映像を得ることができる。また、本実施例の光源を含む装置により、消費電力を大幅に低減することが可能な、新規で利用性に優れた空間浮遊映像表示装置(空間浮遊映像表示システム)を提供することができる。また、例えば、車両において車両内部および/または外部において視認可能である、いわゆる、一方向性の空間浮遊映像表示が可能な車両用空間浮遊映像表示装置を提供することができる。
<空間浮遊映像表示装置1>
図1は、本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の使用形態の一例を示す図であり、本実施例に係る空間浮遊映像表示装置の全体構成を示す図である。空間浮遊映像表示装置の具体的な構成については、図2等を用いて詳述するが、映像表示装置1から挟角な指向特性でかつ特定偏波の光が、映像光束として出射し、再帰反射板2に一旦入射し、再帰反射して透明な部材100(ガラス等)を透過して、ガラス面の外側に、実像である空中像(空間浮遊映像3)を形成する。
図1は、本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の使用形態の一例を示す図であり、本実施例に係る空間浮遊映像表示装置の全体構成を示す図である。空間浮遊映像表示装置の具体的な構成については、図2等を用いて詳述するが、映像表示装置1から挟角な指向特性でかつ特定偏波の光が、映像光束として出射し、再帰反射板2に一旦入射し、再帰反射して透明な部材100(ガラス等)を透過して、ガラス面の外側に、実像である空中像(空間浮遊映像3)を形成する。
また、店舗等においては、ガラス等の透光性の部材であるショーウィンド(「ウィンドガラス」とも言う)105により空間が仕切られている。本実施例の空間浮遊映像表示装置によれば、かかる透明な部材を透過して、浮遊映像を店舗(空間)の外部および/または内部に対して一方向に表示することが可能である。
図1(A)では、ウィンドガラス105の内側(店舗内)を奥行方向にしてその外側(例えば、歩道)が手前になるように示している。他方、ウィンドガラス105に特定偏波を反射する手段を設けることで反射させ、店内の所望の位置に空中像を形成することもできる。
図1(B)は、上述した映像表示装置1の構成を示す概略ブロック図である。映像表示装置1は、空中像の原画像を表示する映像表示部と、入力された映像をパネルの解像度に合わせて変換する映像制御部と、映像信号を受信する映像信号受信部とを含んでいる。映像信号受信部は、HDMI(High-Definition Multimedia Interface)入力など有線での入力信号への対応と、Wi-Fi(Wireless Fidelity)などの無線入力信号への対応を行い、映像受信・表示装置として単独で機能するものでもあり、タブレット、スマートフォンなどからの映像情報を表示することもできる。更にステックPCなどを接続すれば計算処理や映像解析処理などの能力を持たせることもできる。
図2は、本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成と再帰反射部構成の一例を示す図である。図2を用いて、空間浮遊映像表示装置の構成をより具体的に説明する。図2(A)に示すように、ガラス等の透明な部材100の斜め方向には、特定偏波の映像光を挟角に発散させる表示装置1を備える。表示装置1は、液晶表示パネル11と挟角な拡散特性を有する特定偏波の光を生成する光源装置13とを備えている。
表示装置1からの特定偏波の映像光は、透明な部材100に設けた特定偏波の映像光を選択的に反射する膜を有する偏光分離部材101(図中は偏光分離部材101をシート状に形成して透明な部材100に粘着している)で反射され、再帰反射板2に入射する。再帰反射板の映像光入射面にはλ/4板21を設ける。映像光は、再帰反射板への入射のときと出射のときの2回、λ/4板21を通過させられることで特定偏波から他方の偏波へ偏光変換される。ここで、特定偏波の映像光を選択的に反射する偏光分離部材101は偏光変換された他方の偏波の偏光は透過する性質を有するので、偏光変換後の特定偏波の映像光は、偏光分離部材101を透過する。偏光分離部材101を透過した映像光が、透明な部材100の外側に実像である空間浮遊映像3を形成する。
なお、空間浮遊映像3を形成する光は再帰反射板2から空間浮遊映像3の光学像へ収束する光線の集合であり、これらの光線は、空間浮遊映像3の光学像を通過後も直進する。よって、空間浮遊映像3は、一般的なプロジェクタなどでスクリーン上に形成される拡散映像光とは異なり、高い指向性を有する映像である。よって、図2の構成では、矢印Aの方向からユーザが視認する場合は、空間浮遊映像3は明るい映像として視認される。しかし、矢印Bの方向から他の人物が視認する場合は、空間浮遊映像3は映像として一切視認することはできない。この特性は、高いセキュリティが求められる映像や、ユーザに正対する人物には秘匿したい秘匿性の高い映像を表示するシステムに採用する場合に非常に好適である。
なお、再帰反射板2の性能によっては、反射後の映像光の偏光軸が不揃いになることがある。この場合、偏光軸が不揃いになった一部の映像光は、上述した偏光分離部材101で反射され表示装置1に戻る。この光が、表示装置1を構成する液晶表示パネル11の映像表示面で再反射し、ゴースト像を発生させ空間浮遊像の画質を低下させる可能性がある。そこで、本実施例では表示装置1の映像表示面に吸収型偏光板12を設ける。表示装置1から出射する映像光は吸収型偏光板12を透過させ、偏光分離部材101から戻ってくる反射光は吸収型偏光板12で吸収させることで、上記再反射を抑制できる。これにより、空間浮遊像のゴースト像による画質低下を防止することができる。
上述した偏光分離部材101は、例えば反射型偏光板や特定偏波を反射させる金属多層膜などで形成すればよい。
次に、図2(B)に代表的な再帰反射板2として、今回の検討に用いた日本カーバイド工業株式会社製の再帰反射板の表面形状を示す。規則的に配列された6角柱の内部に入射した光線は、6角柱の壁面と底面で反射され再帰反射光として入射光に対応した方向に出射し、表示装置1に表示した映像に基づき実像である空間浮遊映像を表示する。この空間浮遊像の解像度は液晶表示パネル11の解像度の他に、図2(B)で示す再帰反射板2の再帰反射部の外形DとピッチPに大きく依存する。例えば、7インチのWUXGA(1920×1200画素)液晶表示パネルを用いる場合には、1画素(1トリプレット)が約80μmであっても、例えば再帰反射部の直径Dが240μmでピッチが300μmであれば空間浮遊像の1画素は300μm相当となる。このため、空間浮遊映像の実効的な解像度は1/3程度に低下する。そこで空間浮遊映像の解像度を表示装置1の解像度と同等にするためには、再帰反射部の直径とピッチを液晶表示パネルの1画素に近づけることが望まれる。他方、再帰反射板と液晶表示パネルの画素によるモアレの発生を抑えるため、それぞれのピッチ比を1画素の整数倍から外して設計すると良い。また形状は再帰反射部のいずれの一辺も液晶表示パネルの1画素のいずれの一辺と重ならないように配置すると良い。
なお、本実施例に係る再帰反射板の表面形状は上述の例に限られない。再帰性反射を実現するさまざまな表面形状を有してよい。具体的には、三角錐プリズム、六角錐プリズム、その他多角形プリズムまたはこれらの組み合わせを周期的に配置した再帰反射素子を、本実施例の再帰反射板の表面に備えても良い。または、これらのプリズムを周期的に配置してキューブコーナーを形成する再帰反射素子を、本実施例の再帰反射板の表面に備えても良い。または、ガラスビーズを周期的に配置したカプセルレンズ型再帰反射素子を、本実施例の再帰反射板の表面に備えても良い。これらの再帰反射素子の詳細な構成は、既存の技術を用いれば良いので、詳細な説明は省略する。具体的には、特開2001-33609号公報、特開2001-264525号公報、特開2005-181555号公報、特開2008-70898号公報、特開2009-229942号公報などに開示される技術を用いればよい。
<<空間浮遊映像表示装置の設置方法>>
次に、空間浮遊映像表示装置の設置方法について説明する。空間浮遊映像表示装置は、使用形態に応じて設置方法を自在に変更することが可能である。図3Aは、空間浮遊映像表示装置の設置方法の一例を示す図である。図3Aに示す空間浮遊映像表示装置は、空間浮遊映像3が形成される側の面が上方を向くように横置きにして設置される。すなわち、図3Aでは、空間浮遊映像表示装置は、透明な部材100が上方を向くように設置され、空間浮遊映像3が、空間浮遊映像表示装置の上方に形成される。
次に、空間浮遊映像表示装置の設置方法について説明する。空間浮遊映像表示装置は、使用形態に応じて設置方法を自在に変更することが可能である。図3Aは、空間浮遊映像表示装置の設置方法の一例を示す図である。図3Aに示す空間浮遊映像表示装置は、空間浮遊映像3が形成される側の面が上方を向くように横置きにして設置される。すなわち、図3Aでは、空間浮遊映像表示装置は、透明な部材100が上方を向くように設置され、空間浮遊映像3が、空間浮遊映像表示装置の上方に形成される。
図3Bは、空間浮遊映像表示装置の設置方法の他の例を示す図である。図3Bに示す空間浮遊映像表示装置は、空間浮遊映像3が形成される側の面が側方(ユーザ230の方向)を向くように縦置きにして設置される。すなわち、図3Bでは、空間浮遊映像表示装置は、透明な部材100が側方を向くように設置され、空間浮遊映像3が、空間浮遊映像表示装置の側方(ユーザ230の方向)に形成される。
<<空間浮遊映像表示装置の構成>>
次に、空間浮遊映像表示装置1000の構成について説明する。図4は、空間浮遊映像表示装置1000の内部構成の一例を示すブロック図である。
次に、空間浮遊映像表示装置1000の構成について説明する。図4は、空間浮遊映像表示装置1000の内部構成の一例を示すブロック図である。
空間浮遊映像表示装置1000は、再帰反射部1101、映像表示部1102、導光体1104、光源1105、電源1106、操作入力部1107、不揮発性メモリ1108、メモリ1109、制御部1110、映像信号入力部1131、音声信号入力部1133、通信部1132、空中操作検出センサ1351、空中操作検出部1350、音声出力部1140、映像制御部1160、ストレージ部1170、撮像部1180等を備えている。
空間浮遊映像表示装置1000の各構成要素は、筐体1190に配置されている。なお、図4に示す撮像部1180および空中操作検出センサ1351は、筐体1190の外側に設けられてもよい。
図4の再帰反射部1101は、図2の再帰反射板2に対応している。再帰反射部1101は、映像表示部1102により変調された光を再帰性反射する。再帰反射部1101からの反射光のうち、空間浮遊映像表示装置1000の外部に出力された光により空間浮遊映像3が形成される。
図4の映像表示部1102は、図2の液晶表示パネル11に対応している。図4の光源1105は、図2の光源装置13と対応している。そして、図4の映像表示部1102、導光体1104、および光源1105は、図2の表示装置1に対応している。
映像表示部1102は、後述する映像制御部1160による制御により入力される映像信号に基づいて、透過する光を変調して映像を生成する表示部である。映像表示部1102は、図2の液晶表示パネル11に対応している。映像表示部1102として、例えば透過型液晶パネルが用いられる。また、映像表示部1102として、例えば反射する光を変調する方式の反射型液晶パネルやDMD(Digital Micromirror Device:登録商標)パネル等が用いてられてもよい。
光源1105は、映像表示部1102用の光を発生するもので、LED光源、レーザ光源等の固体光源である。電源1106は、外部から入力されるAC電流をDC電流に変換し、光源1105に電力を供給する。また、電源1106は、空間浮遊映像表示装置1000内の各部に、それぞれ必要なDC電流を供給する。
導光体1104は、光源1105で発生した光を導光し、映像表示部1102に照射させる。導光体1104と光源1105とを組み合わせたものを、映像表示部1102のバックライトと称することもできる。導光体1104と光源1105との組み合わせには、さまざまな方式が考えられる。導光体1104と光源1105との組み合わせについての具体的な構成例については、後で詳しく説明する。
空中操作検出センサ1351は、ユーザ230の指による空間浮遊映像3の操作を検出するセンサである。空中操作検出センサ1351は、例えば空間浮遊映像3の表示範囲の全部と重畳する範囲をセンシングする。なお、空中操作検出センサ1351は、空間浮遊映像3の表示範囲の少なくとも一部と重畳する範囲のみをセンシングしてもよい。
空中操作検出センサ1351の具体例としては、赤外線などの非可視光、非可視光レーザ、超音波等を用いた距離センサが挙げられる。また、空中操作検出センサ1351は、複数のセンサを複数組み合わせ、2次元平面の座標を検出できるように構成されたものでもよい。また、空中操作検出センサ1351は、ToF(Time of Flight)方式のLiDAR(Light Detection and Ranging)や、画像センサで構成されてもよい。
空中操作検出センサ1351は、ユーザが指で空間浮遊映像3として表示されるオブジェクトに対するタッチ操作等を検出するためのセンシングができればよい。このようなセンシングは、既存の技術を用いて行うことができる。
空中操作検出部1350は、空中操作検出センサ1351からセンシング信号を取得し、センシング信号に基づいてユーザ230の指による空間浮遊映像3のオブジェクトに対する接触の有無や、ユーザ230の指とオブジェクトとが接触した位置(接触位置)の算出等を行う。空中操作検出部1350は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の回路で構成される。また、空中操作検出部1350の一部の機能は、例えば制御部1110で実行される空間操作検出用プログラムによりソフトウェアで実現されてもよい。
空中操作検出センサ1351および空中操作検出部1350は、空間浮遊映像表示装置1000に内蔵された構成としてもよいが、空間浮遊映像表示装置1000とは別体で外部に設けられてもよい。空間浮遊映像表示装置1000と別体で設ける場合、空中操作検出センサ1351および空中操作検出部1350は、有線または無線の通信接続路や映像信号伝送路を介して空間浮遊映像表示装置1000に情報や信号を伝達できるように構成される。
また、空中操作検出センサ1351および空中操作検出部1350が別体で設けられてもよい。これにより、空中操作検出機能の無い空間浮遊映像表示装置1000を本体として、空中操作検出機能のみをオプションで追加できるようなシステムを構築することが可能である。また、空中操作検出センサ1351のみを別体とし、空中操作検出部1350が空間浮遊映像表示装置1000に内蔵された構成でもよい。空間浮遊映像表示装置1000の設置位置に対して空中操作検出センサ1351をより自由に配置したい場合等には、空中操作検出センサ1351のみを別体とする構成に利点がある。
撮像部1180は、イメージセンサを有するカメラであり、空間浮遊映像3付近の空間、および/またはユーザ230の顔、腕、指などを撮像する。撮像部1180は、複数設けられてもよい。複数の撮像部1180を用いることで、あるいは深度センサ付きの撮像部を用いることで、ユーザ230による空間浮遊映像3のタッチ操作の検出処理の際、空中操作検出部1350を補助することができる。撮像部1180は空間浮遊映像表示装置1000と別体で設けられてもよい。撮像部1180を空間浮遊映像表示装置1000と別体で設ける場合、有線または無線の通信接続路などを介して空間浮遊映像表示装置1000に撮像信号を伝達できるように構成すればよい。
例えば、空中操作検出センサ1351が、空間浮遊映像3の表示面を含む平面(侵入検出平面)を対象として、この侵入検出平面内への物体の侵入の有無を検出する物体侵入センサとして構成された場合、侵入検出平面内に侵入していない物体(例えば、ユーザの指)が侵入検出平面からどれだけ離れているのか、あるいは物体が侵入検出平面にどれだけ近いのかといった情報を、空中操作検出センサ1351では検出できない場合がある。
このような場合、複数の撮像部1180の撮像画像に基づく物体の深度算出情報や深度センサによる物体の深度情報等の情報を用いることにより、物体と侵入検出平面との距離を算出することができる。そして、これらの情報や、物体と侵入検出平面との距離等の各種情報は、空間浮遊映像3に対する各種表示制御に用いられる。
また、空中操作検出センサ1351を用いずに、撮像部1180の撮像画像に基づき、空中操作検出部1350がユーザ230による空間浮遊映像3のタッチ操作を検出するようにしてもよい。
また、撮像部1180が空間浮遊映像3を操作するユーザ230の顔を撮像し、制御部1110がユーザ230の識別処理を行うようにしてもよい。また、空間浮遊映像3を操作するユーザ230の周辺や背後に他人が立っており、他人が空間浮遊映像3に対するユーザ230の操作を覗き見ていないか等を判別するため、撮像部1180は、空間浮遊映像3を操作するユーザ230と、ユーザ230の周辺領域とを含めた範囲を撮像するようにしてもよい。
操作入力部1107は、例えば操作ボタンやリモートコントローラの受光部であり、ユーザ230による空中操作(タッチ操作)とは異なる操作についての信号を入力する。空間浮遊映像3をタッチ操作する前述のユーザ230とは別に、操作入力部1107は、例えば管理者が空間浮遊映像表示装置1000を操作するために用いられてもよい。
映像信号入力部1131は、外部の映像出力装置を接続して映像データを入力する。音声信号入力部1133は、外部の音声出力装置を接続して音声データを入力する。音声出力部1140は、音声信号入力部1133に入力された音声データに基づいた音声出力を行うことが可能である。また、音声出力部1140は内蔵の操作音やエラー警告音を出力してもよい。
不揮発性メモリ1108は、空間浮遊映像表示装置1000で用いる各種データを格納する。不揮発性メモリ1108に格納されるデータには、例えば、空間浮遊映像3に表示する各種操作用のデータ、表示アイコン、ユーザの操作が操作するためのオブジェクトのデータやレイアウト情報等が含まれる。メモリ1109は、空間浮遊映像3として表示する映像データや装置の制御用データ等を記憶する。
制御部1110は、接続される各部の動作を制御する。また、制御部1110は、メモリ1109に記憶されるプログラムと協働して、空間浮遊映像表示装置1000内の各部から取得した情報に基づく演算処理を行ってもよい。通信部1132は、有線または無線のインタフェースを介して、外部機器や外部のサーバ等と通信を行う。通信部1132を介した通信により、映像データ、画像データ、音声データ等の各種データが送受信される。
ストレージ部1170は、映像データ、画像データ、音声データ等の各種データ&の各種情報を記録する記憶装置である。ストレージ部1170には、例えば、製品出荷時に予め映像データ、画像データ、音声データ等の各種データ等の各種情報が記録されていてもよい。また、ストレージ部1170は、通信部1132を介して外部機器や外部のサーバ等から取得した映像データ、画像データ、音声データ等の各種データ等の各種情報を記録してもよい。
ストレージ部1170に記録された映像データ、画像データ等は、映像表示部1102と再帰反射板1101とを介して空間浮遊映像3として出力される。空間浮遊映像3として表示される、表示アイコンやユーザが操作するためのオブジェクト等の映像データ、画像データ等も、ストレージ部1170に記録される。
空間浮遊映像3として表示される表示アイコンやオブジェクト等のレイアウト情報や、オブジェクトに関する各種メタデータの情報等もストレージ部1170に記録される。ストレージ部1170に記録された音声データは、例えば音声出力部1140から音声として出力される。
映像制御部1160は、映像表示部1102に入力する映像信号に関する各種制御を行う。映像制御部1160は、例えば、メモリ1109に記憶させる映像信号と、映像信号入力部1131に入力された映像信号(映像データ)等のうち、どの映像信号を映像表示部1102に入力するかといった映像切り替えの制御等を行う。
また、映像制御部1160は、メモリ1109に記憶させる映像信号と、映像信号入力部1131から入力された映像信号とを重畳した重畳映像信号を生成し、重畳映像信号を映像表示部1102に入力することで、合成映像を空間浮遊映像3として形成する制御を行ってもよい。
また、映像制御部1160は、映像信号入力部1131から入力された映像信号やメモリ1109に記憶させる映像信号等に対して画像処理を行う制御を行ってもよい。画像処理としては、例えば、画像の拡大、縮小、変形等を行うスケーリング処理、輝度を変更するブライト調整処理、画像のコントラストカーブを変更するコントラスト調整処理、画像を光の成分に分解して成分ごとの重みづけを変更するレティネックス処理等がある。
また、映像制御部1160は、映像表示部1102に入力する映像信号に対して、ユーザ230の空中操作(タッチ操作)を補助するための特殊効果映像処理等を行ってもよい。特殊効果映像処理は、例えば、空中操作検出部1350によるユーザ230のタッチ操作の検出結果や、撮像部1180によるユーザ230の撮像画像に基づいて行われる。
ここまで説明したように空間浮遊映像表示装置1000には、さまざまな機能が搭載されている。ただし、空間浮遊映像表示装置1000は、これらのすべての機能を備える必要はなく、空間浮遊映像3を形成する機能があればどのような構成でもよい。
<空間浮遊映像表示装置2>
図5は、本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成の他の例を示す図である。表示装置1は、液晶表示パネル11と挟角な拡散特性を有する特定偏波の光を生成する光源装置13を備える。例えば、画面サイズが5インチ程度の小型のものから80インチを超える大型な液晶表示パネルで構成される。折り返しミラー22は透明な部材100を基板とする。透明な部材100の表示装置1側の表面には、反射型偏光板のような特定偏波の映像光を選択的に反射する偏光分離部材101を設け、液晶表示パネル11からの映像光を再帰反射板2に向けて反射する。これにより、折り返しミラー22はミラーとしての機能を有する。表示装置1からの特定偏波の映像光は、透明な部材100に設けた偏光分離部材101(図中はシート状の偏光分離部材101を粘着)で反射され、再帰反射板2に入射する。なお、偏光分離部材101の代わりに、透明な部材100の表面に偏光分離特性を有する光学膜を蒸着してもよい。
図5は、本発明の一実施例に係る空間浮遊映像表示装置の主要部構成の他の例を示す図である。表示装置1は、液晶表示パネル11と挟角な拡散特性を有する特定偏波の光を生成する光源装置13を備える。例えば、画面サイズが5インチ程度の小型のものから80インチを超える大型な液晶表示パネルで構成される。折り返しミラー22は透明な部材100を基板とする。透明な部材100の表示装置1側の表面には、反射型偏光板のような特定偏波の映像光を選択的に反射する偏光分離部材101を設け、液晶表示パネル11からの映像光を再帰反射板2に向けて反射する。これにより、折り返しミラー22はミラーとしての機能を有する。表示装置1からの特定偏波の映像光は、透明な部材100に設けた偏光分離部材101(図中はシート状の偏光分離部材101を粘着)で反射され、再帰反射板2に入射する。なお、偏光分離部材101の代わりに、透明な部材100の表面に偏光分離特性を有する光学膜を蒸着してもよい。
再帰反射板の光入射面にはλ/4板21を設け、映像光を2度通過させることで偏光変換し特定偏波を、位相が90°異なる他方の偏波に変換する。これにより、再帰反射後の映像光について偏光分離部材101を透過させ、透明な部材100の外側に実像である空間浮遊映像3を表示する。ここで、上述した偏光分離部材101では再帰反射することで偏光軸が不揃いになるため一部の映像光は反射し表示装置1に戻る。この光が再度表示装置1を構成する液晶表示パネル11の映像表示面で反射し、ゴースト像を発生させ空間浮遊像の画質を著しく低下させる。そこで、本実施例では表示装置1の映像表示面に吸収型偏光板12を設けてもよい。表示装置1から発せられる映像光は透過させ、上述した偏光分離部材101からの反射光を吸収させることで空間浮遊像のゴースト像による画質低下を防止する。また、セット外部の太陽光や照明光による画質低下を軽減するため、透明な部材100の映像光透過出力側の表面に吸収型偏光板102を設けると良い。
次に、上述した空間浮遊映像表示装置により得られた空間浮遊映像に対して対象物とセンサ44の距離と位置の関係をセンシングするように、TOF(Time of Fly)機能を有するセンサ44を図6に示すように複数層に配置して、対象物の平面方向の座標の他に奥行方向の座標と対象物の移動方向、移動速度も感知することが可能となる。2次元の距離と位置を読み取るために赤外線発光部と受光部の組み合わせを複数直線的に配置し、発光点からの光を対象物に照射し反射した光を受光部で受光する。発光した時間と受光した時間との差と、光速の積により対象物との距離が明確になる。また平面上の座標は複数の発光部と受光部で、発光時間と受光時間の差が最も小さい部分での座標から読み取ることができる。以上により平面(2次元)での対象物の座標と、前述したセンサを複数組み合わせることで3次元の座標情報を得ることもできる。
<反射型偏光板>
本実施例の空間浮遊映像表示装置において、偏光分離部材101は、映像の画質を決めるコントラスト性能を、一般的なハーフミラーよりも向上させるために用いられる。本実施例の偏光分離部材101の一例として反射型偏光板の特性を説明する。図7は、反射型偏光板の特性を評価した測定系の説明図である。図7の反射型偏光板の偏光軸に対して垂直方向からの光線入射角に対する透過特性と反射特性をV-AOIとして、図8及び図9にそれぞれ示す。同様に反射型偏光板の偏光軸に対して水平方向からの光線入射角に対する透過特性と反射特性をH-AOIとして、図10及び図11にそれぞれ示す。
本実施例の空間浮遊映像表示装置において、偏光分離部材101は、映像の画質を決めるコントラスト性能を、一般的なハーフミラーよりも向上させるために用いられる。本実施例の偏光分離部材101の一例として反射型偏光板の特性を説明する。図7は、反射型偏光板の特性を評価した測定系の説明図である。図7の反射型偏光板の偏光軸に対して垂直方向からの光線入射角に対する透過特性と反射特性をV-AOIとして、図8及び図9にそれぞれ示す。同様に反射型偏光板の偏光軸に対して水平方向からの光線入射角に対する透過特性と反射特性をH-AOIとして、図10及び図11にそれぞれ示す。
図8及び図9に示すようにグリッド構造の反射型偏光板は、偏光軸に対して垂直方向からの光についての特性は低下する。このため、偏光軸に沿った仕様が望ましく、液晶表示パネルからの出射映像光を挟角で出射可能な本実施例の光源が理想的な光源となる。また、水平方向の特性も同様に斜めからの光については特性低下がある。以上の特性を考慮して、以下、液晶表示パネルからの出射映像光をより挟角に出射可能な光源を液晶表示パネルのバックライトとして使用する、本実施例の構成例について説明する。これにより、高コントラストな空間浮遊映像が提供可能となる。
<表示装置>
次に、本実施例の表示装置1について図を用いて説明する。本実施例の表示装置1は映像表示素子11(液晶表示パネル)と共に、その光源を構成する光源装置13を備えており、図12では、光源装置13を液晶表示パネルと共に展開斜視図として示している。
次に、本実施例の表示装置1について図を用いて説明する。本実施例の表示装置1は映像表示素子11(液晶表示パネル)と共に、その光源を構成する光源装置13を備えており、図12では、光源装置13を液晶表示パネルと共に展開斜視図として示している。
この液晶表示パネル(映像表示素子11)は、図12に矢印30で示すように、バックライト装置である光源装置13から、挟角な拡散特性を有する、即ち、指向性(直進性)が強く、かつ、偏光面を一方向に揃えたレーザ光に似た特性の照明光束を受光する。液晶表示パネル(映像表示素子11)は、入力される映像信号に応じて受光した照明光束を変調する。変調された映像光は、再帰反射板2により反射し透明な部材100を透過して実像である空間浮遊像を形成する。(図1参照)。また、図12では、表示装置1を構成する液晶表示パネル11と、更に、光源装置13からの出射光束の指向特性を制御する光方向変換パネル54、および、必要に応じて挟角拡散板(図示せず)を備えて構成されている。即ち、液晶表示パネル11の両面には偏光板が設けられ、特定の偏波の映像光が映像信号により光の強度を変調して出射する(図12の矢印30を参照)構成となっている。これにより、所望の映像を指向性(直進性)の高い特定偏波の光として、光方向変換パネル54を介して、再帰反射板2に向けて投写し、再帰反射板2で反射後、店舗(空間)の外部の監視者の眼に向けて透過して空間浮遊映像3を形成する。なお、上述した光方向変換パネル54の表面には保護カバー50(図13、図14を参照)を設けてよい。
<表示装置の例1>
図13には、表示装置1の具体的な構成の一例を示す。図13では、図12の光源装置13の上に液晶表示パネル11と光方向変換パネル54を配置している。この光源装置13は、図12に示したケース上に、例えば、プラスチックなどにより形成され、その内部にLED素子201、導光体203を収納して構成されており、導光体203の端面には、図12等にも示したように、それぞれのLED素子201からの発散光を略平行光束に変換するために、受光部に対して対面に向かって徐々に断面積が大きくなる形状を有し、内部を伝搬する際に複数回全反射することで発散角が徐々に小さくなるような作用を有するレンズ形状を設けている。その上面には、表示装置1を構成する液晶表示パネル11が取り付けられている。また、光源装置13のケースのひとつの側面(本例では左側の端面)には、半導体光源であるLED(Light Emitting Diode)素子201や、その制御回路を実装したLED基板202が取り付けられる。LED基板202の外側面には、LED素子および制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンクが取り付けられてもよい。
図13には、表示装置1の具体的な構成の一例を示す。図13では、図12の光源装置13の上に液晶表示パネル11と光方向変換パネル54を配置している。この光源装置13は、図12に示したケース上に、例えば、プラスチックなどにより形成され、その内部にLED素子201、導光体203を収納して構成されており、導光体203の端面には、図12等にも示したように、それぞれのLED素子201からの発散光を略平行光束に変換するために、受光部に対して対面に向かって徐々に断面積が大きくなる形状を有し、内部を伝搬する際に複数回全反射することで発散角が徐々に小さくなるような作用を有するレンズ形状を設けている。その上面には、表示装置1を構成する液晶表示パネル11が取り付けられている。また、光源装置13のケースのひとつの側面(本例では左側の端面)には、半導体光源であるLED(Light Emitting Diode)素子201や、その制御回路を実装したLED基板202が取り付けられる。LED基板202の外側面には、LED素子および制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンクが取り付けられてもよい。
また、光源装置13のケースの上面に取り付けられる液晶表示パネルのフレーム(図示せず)には、当該フレームに取り付けられた液晶表示パネル11と、更に、当該液晶表示パネル11に電気的に接続されたFPC(Flexible Printed Circuits:フレキシブル配線基板)(図示せず)などが取り付けられて構成される。即ち、映像表示素子である液晶表示パネル11は、固体光源であるLED素子201と共に、電子装置を構成する制御回路(図4の映像制御部1160)からの制御信号に基づいて、透過光の強度を変調することによって表示映像を生成する。この時、生成される映像光は拡散角度が狭く特定の偏波成分のみとなるため、映像信号により駆動された面発光レーザ映像源に近い、従来にない新しい映像表示装置が得られることとなる。なお、現状では、レーザ装置により、上述した表示装置1で得られる画像と同等のサイズのレーザ光束を得ることは、技術的にも安全上からも不可能である。そこで、本実施例では、例えば、LED素子を備えた一般的な光源からの光束から、上述した面発光レーザ映像光に近い光を得る。
続いて、光源装置13のケース内に収納されている光学系の構成について、図13と共に、図14を参照しながら詳細に説明する。
図13および図14は断面図であるため、光源を構成する複数のLED素子201が1つだけ示されており、これらは導光体203の受光端面203aの形状により略コリメート光に変換される。このため導光体端面の受光部とLED素子は所定の位置関係を保って取り付けられている。なお、この導光体203は、各々、例えば、アクリル等の透光性の樹脂により形成されている。そして、この導光体端部のLED受光面は、例えば、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面を有し、その頂部では、その中央部に凸部(即ち、凸レンズ面)を形成した凹部を有し、その平面部の中央部には、外側に突出した凸レンズ面(あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でも良い)を有するものである(図示せず)。なお、LED素子201を取り付ける導光体の受光部外形形状は、円錐形状の外周面を形成する放物面形状をなし、LED素子から周辺方向に出射する光をその内部で全反射することが可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。
他方、LED素子201は、その回路基板である、LED基板202の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。このLED基板202は、LEDコリメータ(受光端面203a)に対して、その表面上のLED素子201が、それぞれ、前述した凹部の中央部に位置するように配置されて固定される。
かかる構成によれば、導光体203の受光端面203aの形状によって、LED素子201から放射される光は略平行光として取り出すことが可能となり、発生した光の利用効率を向上することが可能となる。
以上述べたように、光源装置13は、導光体203の端面に設けた受光部である受光端面203aに光源であるLED素子201を複数並べた光源ユニットを取り付けて構成され、LED素子201からの発散光束を導光体端面の受光端面203aのレンズ形状によって略平行光として、矢印で示すように、導光体203内部を導光し(図面に平行な方向)、光束方向変換手段204によって、導光体203に対して略平行に配置された液晶表示パネル11に向かって(図面から手前に垂直な方向)出射する。導光体内部または表面の形状によってこの光束方向変換手段の分布(密度)を最適化することで、液晶表示パネル11に入射する光束の均一性を制御することができる。上述した光束方向変換手段204は導光体表面の形状や導光体内部に例えば屈折率の異なる部分を設けることで、導光体内を伝搬した光束を、導光体203に対して略平行に配置された液晶表示パネル11に向かって(図面から手前に垂直な方向)出射する。この時、液晶表示パネル11を画面中央に正対し画面対角寸法と同じ位置に視点を置いた状態で画面中央と画面周辺部の輝度を比較した場合の相対輝度比が20%以上あれば実用上問題なく、30%を超えていれば更に優れた特性となる。
なお、図13は上述した導光体203とLED素子201を含む光源装置13において、偏光変換する本実施例の光源の構成とその作用を説明するための断面配置図である。図13において、光源装置13は、例えば、プラスチックなどにより形成される表面または内部に光束方向変換手段204を設けた導光体203、光源としてのLED素子201、反射シート205、位相差板206、レンチキュラーレンズなどから構成されており、その上面には、光源光入射面と映像光出射面に偏光板を備える液晶表示パネル11が取り付けられている。
また、光源装置13に対応した液晶表示パネル11の光源光入射面(図の下面)にはフィルムまたはシート状の反射型偏光板49を設けており、LED素子201から出射した自然光束210のうち片側の偏波(例えばP波)212を選択的に反射させる。反射光は、導光体203の一方(図の下方)の面に設けた反射シート205で再度、反射して、液晶表示パネル11に向かうようにする。そこで、反射シート205と導光体203の間もしくは導光体203と反射型偏光板49の間に位相差板(λ/4板)を設けて反射シート205で反射させ、2回通過させることで反射光束をP偏光からS偏光に変換し、映像光としての光源光の利用効率を向上する。液晶表示パネル11で映像信号により光強度を変調された映像光束は(図13の矢印213)、再帰反射板2に入射する。再帰反射板2で反射した後に実像である空間浮遊像を得ることができる。
図14は、図13と同様に、導光体203とLED素子201を含む光源装置13において、偏光変換する本実施例の光源の構成と作用を説明するための断面配置図である。光源装置13も、同様に、例えばプラスチックなどにより形成される表面または内部に光束方向変換手段204を設けた導光体203、光源としてのLED素子201、反射シート205、位相差板206、レンチキュラーレンズなどから構成されており、その上面には、映像表示素子として、光源光入射面と映像光出射面に偏光板を備える液晶表示パネル11が取り付けられている。
また、光源装置13に対応した液晶表示パネル11の光源光入射面(図の下面)にはフィルムまたはシート状の反射型偏光板49を設け、LED光源201から出射した自然光束210うち片側の偏波(例えばS波)211を選択的に反射させる。すなわち、図14の例では、反射型偏光板49の選択反射特性が図14と異なる。反射光は、導光体203の一方(図の下方)の面に設けた反射シート205で反射して、再度液晶表示パネル11に向かう。反射シート205と導光体203の間もしくは導光体203と反射型偏光板49の間に位相差板(λ/4板)を設けて反射シート205で反射させ、2回通過させることで反射光束をS偏光からP偏光に変換し、映像光として光源光の利用効率を向上する。液晶表示パネル11で映像信号により光強度変調された映像光束は(図14の矢印214)、再帰反射板2に入射する。再帰反射板2で反射した後に実像である空間浮遊像を得ることができる。
図13および図14に示す光源装置においては、対応する液晶表示パネル11の光入射面に設けた偏光板の作用の他に、反射型偏光板で片側の偏光成分を反射するため、理論上得られるコントラスト比は、反射型偏光板のクロス透過率の逆数と液晶表示パネルに付帯した2枚の偏光板により得られるクロス透過率の逆数を乗じたものとなる。これにより、高いコントラスト性能が得られる。実際には、表示画像のコントラスト性能が10倍以上向上することを実験により確認した。この結果、自発光型の有機ELに比較しても遜色ない高品位な映像が得られた。
<表示装置の例2>
図15には、表示装置1の具体的な構成の他の一例を示す。この光源装置13は、例えばプラスチックなどのケース内にLED、コリメータ、合成拡散ブロック、導光体等を収納して構成されており、その上面には液晶表示パネル11が取り付けられている。また、光源装置13のケースのひとつの側面には、半導体光源であるLED(Light Emitting Diode)素子14a、14bや、その制御回路を実装したLED基板が取り付けられると共に、LED基板の外側面には、LED素子および制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンク103が取り付けられている。
図15には、表示装置1の具体的な構成の他の一例を示す。この光源装置13は、例えばプラスチックなどのケース内にLED、コリメータ、合成拡散ブロック、導光体等を収納して構成されており、その上面には液晶表示パネル11が取り付けられている。また、光源装置13のケースのひとつの側面には、半導体光源であるLED(Light Emitting Diode)素子14a、14bや、その制御回路を実装したLED基板が取り付けられると共に、LED基板の外側面には、LED素子および制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンク103が取り付けられている。
また、ケースの上面に取り付けられた液晶表示パネルフレームには、当該フレームに取り付けられた液晶表示パネル11と、更に、液晶表示パネル11に電気的に接続されたFPC(Flexible Printed Circuits:フレキシブル配線基板)403(図7参照)などが取り付けられて構成されている。即ち、液晶表示素子である液晶表示パネル11は、固体光源であるLED素子14a,14bと共に、電子装置を構成する制御回路(ここでは図示せず)からの制御信号に基づいて、透過光の強度を変調することによって表示映像を生成する。
<表示装置の例3>
続いて、図16を用いて表示装置1の具体的な構成の他の例(表示装置の例3)を説明する。この表示装置1の光源装置は、LEDからの光(P偏光とS偏光が混在)の発散光束をコリメータ18により略平行光束に変換し、反射型導光体304の反射面により液晶表示パネル11に向け反射する。反射光は液晶表示パネル11と反射型導光体304の間に配置された反射型偏光板49に入射する。反射型偏光板49では特定の偏波(例えばP偏光)は透過して液晶表示パネル11に入射する。反射型偏光板で他方の偏波(例えばS偏光)は反射され再び反射型導光体304へ向かう。反射型偏光板49は、反射型導光体304の反射面からの光の主光線に対して垂直とならないよう傾きを以て設置されており、反射型偏光板49で反射された光の主光線は、反射型導光体304の透過面に入射する。反射型導光体304の透過面に入射した光は、反射型導光体304の背面を透過し、位相差板であるλ/4板270を透過し、反射板271で反射される。反射板271で反射された光は、再びλ/4板270を透過し、反射型導光体304の透過面を透過する。反射型導光体304の透過面を透過した光は再び反射型偏光板49に入射する。このとき、反射型偏光板49に再度入射する光は、λ/4板270を2回通過しているため、反射型偏光板49を透過する偏波(例えば、P偏光)へ偏光が変換されている。よって、偏光が変換されている光は反射型偏光板49を透過し、液晶表示パネル11に入射する。なお、偏光変換に係る偏光設計について、上述の説明から偏波を逆に構成(S偏光とP偏光を逆にする)してもかまわない。
続いて、図16を用いて表示装置1の具体的な構成の他の例(表示装置の例3)を説明する。この表示装置1の光源装置は、LEDからの光(P偏光とS偏光が混在)の発散光束をコリメータ18により略平行光束に変換し、反射型導光体304の反射面により液晶表示パネル11に向け反射する。反射光は液晶表示パネル11と反射型導光体304の間に配置された反射型偏光板49に入射する。反射型偏光板49では特定の偏波(例えばP偏光)は透過して液晶表示パネル11に入射する。反射型偏光板で他方の偏波(例えばS偏光)は反射され再び反射型導光体304へ向かう。反射型偏光板49は、反射型導光体304の反射面からの光の主光線に対して垂直とならないよう傾きを以て設置されており、反射型偏光板49で反射された光の主光線は、反射型導光体304の透過面に入射する。反射型導光体304の透過面に入射した光は、反射型導光体304の背面を透過し、位相差板であるλ/4板270を透過し、反射板271で反射される。反射板271で反射された光は、再びλ/4板270を透過し、反射型導光体304の透過面を透過する。反射型導光体304の透過面を透過した光は再び反射型偏光板49に入射する。このとき、反射型偏光板49に再度入射する光は、λ/4板270を2回通過しているため、反射型偏光板49を透過する偏波(例えば、P偏光)へ偏光が変換されている。よって、偏光が変換されている光は反射型偏光板49を透過し、液晶表示パネル11に入射する。なお、偏光変換に係る偏光設計について、上述の説明から偏波を逆に構成(S偏光とP偏光を逆にする)してもかまわない。
この結果、LEDからの光は特定の偏波(例えばP偏光)に揃えられ、液晶表示パネル11に入射し、映像信号に合わせて輝度変調されパネル面に映像を表示する。上述の例と同様に光源を構成する複数のLEDが示されており(ただし、縦断面のため図16では1個のみ図示)、これらはコリメータ18に対して所定の位置に取り付けられている。なお、コリメータ18は、各々、例えばアクリル等の透光性の樹脂またはガラスにより形成されている。そして、このコリメータ18は、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面を有してもよい。その頂部では、その中央部に凸部(即ち、凸レンズ面)を形成した凹部を有してもよい。また、その平面部の中央部には、外側に突出した凸レンズ面(あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でも良い)を有している。なお、コリメータ18の円錐形状の外周面を形成する放物面は、LEDから周辺方向に出射する光をその内部で全反射することが可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。
なお、LEDは、その回路基板である、LED基板102の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。このLED基板102は、コリメータ18に対して、その表面上のLEDが、それぞれ、円錐凸形状の頂部の中央部(頂部に凹部が有る場合はその凹部)に位置するように配置されて固定される。
かかる構成によれば、コリメータ18によって、LEDから放射される光のうち、特に、その中央部分から放射される光は、コリメータ18の外形を形成する凸レンズ面により集光されて平行光となる。また、その他の部分から周辺方向に向かって出射される光は、コリメータ18の円錐形状の外周面を形成する放物面によって反射され、同様に、集光されて平行光となる。換言すれば、その中央部に凸レンズを構成すると共に、その周辺部に放物面を形成したコリメータ18によれば、LEDにより発生された光のほぼ全てを平行光として取り出すことが可能となり、発生した光の利用効率を向上することが可能となる。
さらに、図16に示したコリメータ18により略平行光に変換された光は、反射型導光体304で反射される。当該光のうち、反射型偏光板49の作用により特定の偏波の光は反射型偏光板49透過し、反射型偏光板49の作用により反射された他方の偏波の光は再度導光体304を透過する。当該光は、反射型導光体304に対して、液晶表示パネル11とは逆の位置にある反射板271で反射する。この時、当該光は位相差板であるλ/4板270を2度通過することで偏光変換される。反射板271で反射した光は、再び導光体304を透過して、反対面に設けた反射型偏光板49に入射する。当該入射光は、偏光変換がなされているので、反射型偏光板49を透過して、偏光方向を揃えて液晶表示パネル11に入射される。この結果、光源の光を全て利用できるので光の幾何光学的な利用効率が2倍になる。また、反射型偏光板の偏光度(消光比)もシステム全体の消光比に乗せられるので、本実施例の光源装置を用いることで表示装置全体としてのコントラスト比が大幅に向上する。なお、反射型導光体304の反射面の面粗さおよび反射板271の面粗さを調整することで、それぞれの反射面での光の反射拡散角を調整することができる。液晶表示パネル11に入射する光の均一性がより好適になるように、設計毎に、反射型導光体304の反射面の面粗さおよび反射板271の面粗さを調整すればよい。
なお、図16の位相差板であるλ/4板270は、必ずしもλ/4板270へ垂直に入射した偏光に対する位相差がλ/4である必要はない。図16の構成において、偏光が2回通過することで、位相が90°(λ/2)変わる位相差板であればよい。位相差板の厚さは偏光の入射角度分布に応じて調整すればよい。
<表示装置の例4>
さらに、表示装置の光源装置等の光学系の構成についての他の例(表示装置の例4)を、図19を用いて説明する。表示装置の例3の光源装置において、反射型導光体304の代わりに拡散シートを用いる場合の構成例である。具体的には、コリメータ18の光の出射側には図面の垂直方向と水平方向(図の前後方向で図示せず)の拡散特性を変換する光学シートを2枚用い(光学シート207Aおよび光学シート207B)、コリメータ18からの光を2枚の光学シート(拡散シート)の間に入射させる。この光学シートは、2枚構成ではなく1枚としても良い。1枚構成とする場合には1枚の光学シートの表面と裏面の微細形状で垂直と水平の拡散特性を調整する。また、拡散シートを複数枚使用して作用を分担しても良い。ここで、図19の例では、光学シート207Aと光学シート207Bの表面形状と裏面形状による反射拡散特性について、液晶表示パネル11から出射する光束の面密度が均一になるように、LEDの数量とLED基板(光学素子)102からの発散角およびコリメータ18の光学仕様を設計パラメータとして最適設計すると良い。つまり、導光体の代わりに複数の拡散シートの表面形状により拡散特性を調整する。図19の例では偏光変換は上述した表示装置の例3と同様の方法で行われる。すなわち、図19の例において、反射型偏光板49はS偏光を反射(P偏光は透過)させる特性を有するように構成すればよい。その場合、光源であるLEDから発した光のうちP偏光を透過して、透過した光は液晶表示パネル11に入射する。光源であるLEDから発した光のうちS偏光を反射し、反射した光は、図19に示した位相差板270を通過する。位相差板270を通過した光は、反射面271で反射される。反射面271で反射した光は、再び位相差板270を通過することでP偏光に変換される。偏光変換された光は、反射型変更板49を透過し、液晶表示パネル11に入射する。なお、図19の位相差板であるλ/4板270は、必ずしもλ/4板270へ垂直に入射した偏光に対する位相差がλ/4である必要はない。図19の構成において、偏光が2回通過することで、位相が90°(λ/2)変わる位相差板であればよい。位相差板の厚さは偏光の入射角度分布に応じて調整すればよい。なお、図19においても、偏光変換に係る偏光設計について、上述の説明から偏波を逆に構成(S偏光とP偏光を逆にする)してもかまわない。
さらに、表示装置の光源装置等の光学系の構成についての他の例(表示装置の例4)を、図19を用いて説明する。表示装置の例3の光源装置において、反射型導光体304の代わりに拡散シートを用いる場合の構成例である。具体的には、コリメータ18の光の出射側には図面の垂直方向と水平方向(図の前後方向で図示せず)の拡散特性を変換する光学シートを2枚用い(光学シート207Aおよび光学シート207B)、コリメータ18からの光を2枚の光学シート(拡散シート)の間に入射させる。この光学シートは、2枚構成ではなく1枚としても良い。1枚構成とする場合には1枚の光学シートの表面と裏面の微細形状で垂直と水平の拡散特性を調整する。また、拡散シートを複数枚使用して作用を分担しても良い。ここで、図19の例では、光学シート207Aと光学シート207Bの表面形状と裏面形状による反射拡散特性について、液晶表示パネル11から出射する光束の面密度が均一になるように、LEDの数量とLED基板(光学素子)102からの発散角およびコリメータ18の光学仕様を設計パラメータとして最適設計すると良い。つまり、導光体の代わりに複数の拡散シートの表面形状により拡散特性を調整する。図19の例では偏光変換は上述した表示装置の例3と同様の方法で行われる。すなわち、図19の例において、反射型偏光板49はS偏光を反射(P偏光は透過)させる特性を有するように構成すればよい。その場合、光源であるLEDから発した光のうちP偏光を透過して、透過した光は液晶表示パネル11に入射する。光源であるLEDから発した光のうちS偏光を反射し、反射した光は、図19に示した位相差板270を通過する。位相差板270を通過した光は、反射面271で反射される。反射面271で反射した光は、再び位相差板270を通過することでP偏光に変換される。偏光変換された光は、反射型変更板49を透過し、液晶表示パネル11に入射する。なお、図19の位相差板であるλ/4板270は、必ずしもλ/4板270へ垂直に入射した偏光に対する位相差がλ/4である必要はない。図19の構成において、偏光が2回通過することで、位相が90°(λ/2)変わる位相差板であればよい。位相差板の厚さは偏光の入射角度分布に応じて調整すればよい。なお、図19においても、偏光変換に係る偏光設計について、上述の説明から偏波を逆に構成(S偏光とP偏光を逆にする)してもかまわない。
液晶表示パネル11からの出射光は、従来のTVセットでは画面水平方向(図18(a)X軸で表示)と画面垂直方向(図18(b)Y軸で表示)ともに同様な拡散特性を持っている。これに対して、本実施例の液晶表示パネルからの出射光束の拡散特性は、例えば図18の例1に示すように輝度が正面視(角度0度)の50%になる視野角が13度とすることで、従来の62度に対して1/5となる。同様に垂直方向の視野角は上下不均等として上側の視野角を下側の視野角に対して1/3程度に抑えるように反射型導光体の反射角度と反射面の面積等を最適化する。この結果、従来の液晶TVに比べ監視方向に向かう映像光量が大幅に向上し、輝度は50倍以上となる。
更に、図18の例2に示す視野角特性とすれば輝度が正面視(角度0度)の50%になる視野角が5度とすることで従来の62度に対して1/12となる。同様に垂直方向の視野角は上下均等として視野角を従来に対して1/12程度に抑えるように反射型導光体の反射角度と反射面の面積等を最適化する。この結果、従来の液晶TVに比べ監視方向に向かう映像光量が大幅に向上し、輝度は100倍以上となる。以上述べたように視野角を挟角とすることで監視方向に向かう光束量を集中できるので光の利用効率が大幅に向上する。この結果、従来のTV用の液晶表示パネルを使用しても、光源装置の光拡散特性を制御することで同様な消費電力で大幅な輝度向上が実現可能で、明るい屋外に向けての情報表示システムに対応した映像表示装置とすることができる。
大型の液晶表示パネルを使用する場合には、画面周辺の光は画面中央を監視者が正対した場合に監視者の方向に向かうように内側に向けることで、画面明るさの全面性が向上する。図17は監視者のパネルからの距離Lと、パネルサイズ(画面比16:10)とをパラメータとしたときのパネル長辺と短辺の収斂角度を求めたものである。画面を縦長として監視する場合には、短辺に合わせて収斂角度を設定すればよく、例えば22“パネルの縦使いで監視距離が0.8mの場合には収斂角度を10度とすれば画面4コーナからの映像光を有効に監視者に向けることができる。
同様に、15”パネルの縦使いで監視する場合には監視距離が0.8mの場合には収斂角度を7度とすれば画面4コーナからの映像光を有効に監視者に向けることができる。以上述べたように液晶表示パネルのサイズ及び縦使いか横使いかによって画面周辺の映像光を、画面中央を監視するのに最適な位置にいる監視者に向けることで画面明るさの全面性を向上できる。
基本構成としては、図16に示すように光源装置により挟角な指向特性の光束を液晶表示パネル11に入射させ、映像信号に合わせて輝度変調することで、液晶表示パネル11の画面上に表示した映像情報を、再帰反射板で反射させ得られた空間浮遊映像を、透明な部材100を介して室外または室内に表示する。
以上説明した、本発明の一実施例に係る表示装置や光源装置を用いれば、光の利用効率がより高い空間浮遊映像表示装置を実現することが可能となる。
<空間浮遊映像表示装置を用いた空間浮遊映像表示システムの実施例>
これより、上述の空間浮遊映像表示装置を用いた空間浮遊映像表示システムの実施例について説明する。以下に説明する空間浮遊映像表示システムは、第1のユーザと第2のユーザとが、それぞれ自身用に設けられた空間浮遊映像表示装置を利用するケースを想定したものである。第1のユーザと第2のユーザとの組合せは、例えば、店員と客、説明員と聴講者、講師と受講者などである。
これより、上述の空間浮遊映像表示装置を用いた空間浮遊映像表示システムの実施例について説明する。以下に説明する空間浮遊映像表示システムは、第1のユーザと第2のユーザとが、それぞれ自身用に設けられた空間浮遊映像表示装置を利用するケースを想定したものである。第1のユーザと第2のユーザとの組合せは、例えば、店員と客、説明員と聴講者、講師と受講者などである。
≪実施例1≫(マスタ装置とスレーブ装置とを対向配置する例)
実施例1は、第1のユーザ用である第1の空間浮遊映像表示装置と、第2のユーザ用である第2の空間浮遊映像表示装置とが互いに対向するように構成された例である。
実施例1は、第1のユーザ用である第1の空間浮遊映像表示装置と、第2のユーザ用である第2の空間浮遊映像表示装置とが互いに対向するように構成された例である。
なお、以下の各実施例においては、第1のユーザのことをメインユーザともいい、第2のユーザことをサブユーザともいう。また、第1の空間浮遊映像表示装置のことをマスタ装置ともいい、第2の空間浮遊映像表示装置のことをスレーブ装置ともいう。
具体的には、実施例1に係る空間浮遊映像表示システムは、光透過性を有する天板を含むテーブルと、テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空間浮遊映像表示装置および第2の空間浮遊映像表示装置と、第1の空間浮遊映像表示装置および第2の空間浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、第1の空間浮遊映像表示装置により生成される空間浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、センサおよび映像信号処理装置に接続され、センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号をセンサより受信し、受信されたセンシング信号に基づいて、第1の空間浮遊映像表示装置および第2の空間浮遊映像表示装置により生成される空間浮遊映像が、それぞれ所望の表示映像となるように、映像信号処理装置を制御するコントローラと、を備えるように構成されている。
また、コントローラは、第1の空間浮遊映像表示装置により生成される空間浮遊映像と、第2の空間浮遊映像表示装置により生成される空間浮遊映像とが、それぞれ異なる表示映像となるように、映像信号処理装置を制御する。
図20は、実施例1に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す鉛直断面図である。また、図21は、実施例1に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す水平断面図である。
図20および図21に示すように、実施例1に係る空間浮遊映像表示システム501は、テーブル10を備えている。テーブル10の内部には、メインユーザ1a用のマスタ装置2aと、サブユーザ1b用のスレーブ装置2bとが、互に対向するように、すなわち、対面状に配されるように設置されている。テーブル10は、天板14を備えている。天板14は、光透過性を有する材質、例えば、ガラスあるいはアクリル等により構成される。
マスタ装置2aは、表示装置3aと、再帰反射板の光入射面にλ/4板が設けられた反射板4aと、偏光分離部材6aと、センサ7aとを備えている。
スレーブ装置2bは、表示装置3bと、再帰反射板の光入射面にλ/4板が設けられた反射板4bと、偏光分離部材6bとを備えている。
マスタ装置2aでは、表示装置3aが、映像信号処理装置9から入力された映像信号に基づいて映像光を射出する。射出された映像光は、偏光分離部材6aにより偏光分離され、反射板4aにより反射され、空間浮遊映像5aが生成される。メインユーザ1aは、生成された空間浮遊映像5aを視認することができる。
スレーブ装置2bでは、表示装置3aが、映像信号処理装置9から入力された映像信号に基づいて映像光を射出する。射出された映像光は、偏光分離部材6bにより偏光分離され、反射板4bにより反射され、空間浮遊映像5bが生成される。サブユーザ1bは、生成された空間浮遊映像5bを視認することができる。
空間浮遊映像表示システム501は、さらに、コントローラ8と、映像信号処理装置9とを備えている。コントローラ8は、映像信号処理装置9およびセンサ7aと接続されている。映像信号処理装置9は、表示装置3aおよび表示装置3bと接続されている。
センサ7aは、空間浮遊映像5a上に、センシング面12aを仮想的に生成する。メインユーザ1aは、空間浮遊映像5a上のセンシング面12aで非接触のタッチ画面操作を行うことができる。センサ7aは、タッチ画面操作に応じたセンシング信号をコントローラ8に出力する。コントローラ8は、センサ7aから入力されたセンシング信号に基づいて、メインユーザ1aによる操作を受け付け、その操作に応じた制御信号を映像信号処理装置9に出力する。映像信号処理装置9は、表示装置3aおよび表示装置3bに映像信号を出力する。また、映像信号処理装置9は、入力された制御信号に基づいて、映像信号をオン/オフしたり、出力する映像信号を切り替えたりする。
なお、映像信号処理装置9は、表示装置3aに出力される映像信号と、表示装置3bに出力される映像信号とを、別々に独立して出力することができるように構成されている。コントローラ8は、映像信号処理装置9に対して、表示装置3aに出力される映像信号と、表示装置3bに出力される映像信号とを別々に制御する制御信号を出力することができるように構成されている。したがって、メインユーザ1a用の空間浮遊映像5aと、サブユーザ1b用の空間浮遊映像5bとは、互いに異なる映像とすることもできるし、同じ映像とすることもできる。
このような構成を有する実施例1に係る空間浮遊映像表示システム501によれば、メインユーザ1aが、非接触のタッチ画面操作を行うことにより、サブユーザ1bに提供する映像をオン/オフしたり、映像を切り替えたりすることができ、サブユーザ1bに対してスムーズな対応が可能になる。例えば、メインユーザ1aが店員であり、サブユーザ1bが客である場合には、客に対するスムーズな接客が可能になる。
〔実施例1の変形例〕
図22は、実施例1の変形例に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す鉛直断面図である。図22に示すように、実施例1の変形例に係る空間浮遊映像表示システム501aは、上述の空間浮遊映像表示システム501を基礎としつつ、コントローラおよび映像信号処理装置の構成および配置が異なっている。
図22は、実施例1の変形例に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す鉛直断面図である。図22に示すように、実施例1の変形例に係る空間浮遊映像表示システム501aは、上述の空間浮遊映像表示システム501を基礎としつつ、コントローラおよび映像信号処理装置の構成および配置が異なっている。
具体的には、コントローラは、第1のコントローラ8aおよび第2のコントローラ8bを含み、映像信号処理装置は、第1の映像信号処理装置9aおよび第2の映像信号処理装置9bを含む。第1のコントローラ8aおよび第1の映像信号処理装置9aは、マスタ装置2aの筐体内部に設置され、第2のコントローラ8bおよび第2の映像信号処理装置9bは、スレーブ装置2bの筐体内部に設置される。第1の映像信号処理装置9aは、マスタ装置2aに映像信号を送信し、第2の映像信号処理装置9bは、スレーブ装置2bに映像信号を送信する。第1のコントローラ8aは、センサ7a、第1の映像信号処理装置9a、および第2のコントローラ8bと接続され、センシング信号に基づいて、マスタ装置2aおよび第2のコントローラ8bを制御する。第2のコントローラ8bは、スレーブ装置2bと接続され、第1のコントローラ8aによる制御に応じて第2の映像信号処理装置9bを制御する。
マスタ装置2aは、第1のコントローラ8aおよび第1の映像信号処理装置9aを筐体内部に備えている。同様に、スレーブ装置2bは、第2のコントローラ8bおよび第2の映像信号処理装置9bを筐体内部に備えている。第1のコントローラ8aは、センサ7aおよび第1の映像信号処理装置9aと接続されている。第1の映像信号処理装置9aは、表示装置3aと接続されている。
第2のコントローラ8bは、第2の映像信号処理装置9bと接続されている。第2の映像信号処理装置9bは、表示装置3bと接続されている。
第1のコントローラ8aは、第2のコントローラ8bと接続されている。第1のコントローラ8aは、第2のコントローラ8bに制御信号を送り、第2の映像信号処理装置9bを間接的に制御することができる。
このような構成を有する実施例1の変形例に係る空間浮遊映像表示システム501aによれば、空間浮遊映像表示システム501と同様に、メインユーザ1aが、非接触のタッチ画面操作を行うことにより、サブユーザ1bに提供する映像をオン/オフしたり、映像を切り替えたりすることができ、サブユーザ1bに対してスムーズな対応が可能になる。
つまり、コントローラ8は、マスタ装置2aにより生成される空間浮遊映像5aと、スレーブ装置2bにより生成される空間浮遊映像5bとが、それぞれ異なる表示映像となるように、第1の映像信号処理装置9を制御することができる。
また、マスタ装置2aとスレーブ装置2bとは、センサ7aを除いて、同じ構成を備えている。そのため、マスタ装置2aおよびスレーブ装置2bは、同じ構成の空間浮遊映像表示装置を用いることができ、設計あるいは製造に掛かるコストおよび工数を低減し、空間浮遊映像表示システムを効率良く生産することができる。
≪実施例2≫(マスタ装置側の表示画面サイズを相対的に大きくする例)
実施例2は、マスタ装置側における空間浮遊映像の表示画面サイズが、スレーブ装置側の空間浮遊映像よりも大きくなるように構成した例である。
実施例2は、マスタ装置側における空間浮遊映像の表示画面サイズが、スレーブ装置側の空間浮遊映像よりも大きくなるように構成した例である。
具体的には、実施例2に係る空間浮遊映像表示システムは、光透過性を有する天板を含むテーブルと、テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空間浮遊映像表示装置および第2の空間浮遊映像表示装置と、第1の空間浮遊映像表示装置および第2の空間浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、第1の空間浮遊映像表示装置により生成された空間浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、センサおよび映像信号処理装置に接続され、センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号をセンサより受信し、受信されたセンシング信号に基づいて、第1の空間浮遊映像表示装置および第2の空間浮遊映像表示装置により生成される空間浮遊映像が、所望の表示映像となるように、映像信号処理装置を制御するコントローラと、を備え、第1の空間浮遊映像表示装置が有する第1の映像光射出面のサイズは、第2の空間浮遊映像表示装置が有する第2の映像光射出面のサイズより大きくなるように構成されている。
図23は、実施例2に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す鉛直断面図である。図23に示すように、実施例2に係る空間浮遊映像表示システム502では、上述の空間浮遊映像表示システム501を基礎としつつ、マスタ装置2Aは、表示装置3aに代えて表示装置3Aを有しており、反射板4aに代えて反射板4Aを有している。マスタ装置2A側における表示装置3Aは、スレーブ装置2b側における表示装置3bよりも相対的に大きなサイズの映像光射出面を有している。また、マスタ装置2A側における反射板4Aは、スレーブ装置2b側における反射板4bよりも相対的に大きなサイズの光反射面を有している。このような構成により、メインユーザ1aが視認する空間浮遊映像5Aの表示サイズは、サブユーザ1bが視認する空間浮遊映像5bよりも大きくなる。
空間浮遊映像の表示画面サイズは、基本的に、表示装置の映像光射出面のサイズで決定される。表示画面サイズとしては、例えば、マスタ装置2A側の空間浮遊映像5Aにおいて、10インチサイズ、2160画素×1620画素とし、スレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bにおいて、5.5インチサイズ、1920画素×1080画素とすることができる。
また、コントローラ8は、マスタ装置2Aにより生成される空間浮遊映像5Aとして複数の画面が表示され、スレーブ装置2bにより生成される空間浮遊映像5bとして上記の複数の画面のうちの1つが表示されるように、映像信号処理装置9を制御する。
あるいは、コントローラ8は、マスタ装置2Aにより生成される空間浮遊映像5Aとして複数の情報が表示され、スレーブ装置2bにより生成される空間浮遊映像5bとして上記の複数の情報のうちの一部が表示されるように、映像信号処理装置9を制御する。
図24は、実施例2に係る空間浮遊映像システムにおける表示画面の第1例を示す図である。図24(a)は、マスタ装置2A側の空間浮遊映像5Aの表示画面を示しており、図24(b)は、スレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bの表示画面を示している。
図24に示すように、例えば、映像信号処理装置9は、空間浮遊映像5Aの表示画面を四分割し、分割されたそれぞれの画面A~Dに、異なる画像あるいは情報が表示されるように表示装置3Aに対して映像信号を出力する。また、映像信号処理装置9は、スレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bの表示画面に、画面A~Dのうちの一つだけが表示されるように表示装置3bに対して映像信号を出力する。
メインユーザ1aによるタッチ操作の一例を示す。例えば、メインユーザ1aは、マスタ装置2A側の空間浮遊映像5Aにおけるセンシング面12a上で、画面A~Dのうち一つをタッチする。コントローラ8は、センサ7aからメインユーザ1aのタッチ操作に応じたセンシング信号を受信し、タッチされた画面がスレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bの表示画面に表示されるように、映像信号処理装置9を制御する。また、メインユーザ1aは、同じ画面をもう一度タッチする。コントローラ8は、センサ7aからメインユーザ1aのタッチ操作に応じたセンシング信号を受信し、タッチされた画面がスレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bの表示画面から消えるように、映像信号処理装置9を制御する。
図25は、実施例2に係る空間浮遊映像システムにおける表示画面の第2例を示す図である。図25(a)は、マスタ装置2A側の空間浮遊映像5Aの表示画面を示しており、図25(b)は、スレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bの表示画面を示している。
図25に示すように、例えば、映像信号処理装置9は、空間浮遊映像5Aの表示画面を四分割し、分割されたそれぞれの画面に、情報A、お客様情報、確認事項等の情報、店内情報等のその他の情報が表示されるように表示装置3Aに対して映像信号を出力する。また、映像信号処理装置9は、スレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bの表示画面に、情報Aを示す画面が表示されるように表示装置3bに対して映像信号を出力する。
このような構成を有する実施例2に係る空間浮遊映像表示システム502によれば、メインユーザ1aは、サブユーザ1bよりも大きい表示サイズの空間浮遊映像を視認することができ、サブユーザ1bに知られることなく、空間浮遊映像5Aからより多くの情報を取得することができる。
例えば、メインユーザ1aは、サブユーザ1bに対して説明する複数あるいは全部のパターンを把握しながら、順次必要な情報をサブユーザ1bに提示することができる。その結果、説明あるいは接客等のサービスにおける効率の向上、スキルの自動取得等が可能となる。その結果、メインユーザ1aは、サブユーザ1bに対する説明や接客がより容易になり、正確でスムーズな対応、サブユーザ1bがより満足する対応等が可能となる。また、メインユーザ1aは、サブユーザ1bに関する情報の正確でスムーズな入力等が可能となる。
なお、マスタ装置2A側の空間浮遊映像5Aとして表示する画面もしくは情報の数、あるいは、スレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bとして表示する画面もしくは情報の数は、本実施例に限定されない。
≪実施例3≫(複数のスレーブ装置を設ける例)
実施例3は、マスタ装置が1台設置されるのに対して、スレーブ装置が複数台設置されるように構成した例である。
実施例3は、マスタ装置が1台設置されるのに対して、スレーブ装置が複数台設置されるように構成した例である。
図26は、実施例3に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す水平断面図である。
図26に示すように、実施例3に係る空間浮遊映像表示システム503は、テーブル20を備えている。テーブル20の内部には、メインユーザ1a用のマスタ装置2aと、サブユーザ1b,1c用のスレーブ装置2b,2cとが、対向するように、すなわち対面状に配されるように設置されている。テーブル20は、光透過性を有する天板(不図示)が設置されている。
マスタ装置2aは、表示装置3Aと、反射板4Aと、偏光分離部材(不図示)と、センサ7aとを備えている。スレーブ装置2bは、表示装置3bと、反射板4bと、偏光分離部材(不図示)とを備えている。同様に、スレーブ装置2cは、表示装置3cと、反射板4cと、偏光分離部材(不図示)とを備えている。
コントローラ(不図示)は、センサ7aと接続されるとともに、映像信号処理装置(不図示)に接続されている。映像信号処理装置(不図示)は、表示装置3A、表示装置3b、および表示装置3cに、映像信号を送信する。
このような構成により、マスタ装置2A側には空間浮遊映像5Aが生成される。スレーブ装置2b側には空間浮遊映像5bが生成され、スレーブ装置2c側には空間浮遊映像5cが生成される。マスタ装置2A側の空間浮遊映像5Aの表示画面サイズは、スレーブ装置2b,2c側の空間浮遊映像5b,5cより大きい。または、マスタ装置2A側の空間浮遊映像5Aの表示画面サイズは、スレーブ装置2b,2c側の空間浮遊映像5b,5cと同じでもよい。各空間浮遊映像の表示画面サイズおよび画素数は、例えば、実施例1と実施例2と同様であってよい。
メインユーザ1aが、空間浮遊映像5Aにおいてタッチ操作を行うと、センサ7aはその操作に応じたセンシング信号をコントローラに送信する。メインユーザ1aは、空間浮遊映像5Aにおいてタッチ操作を行い、サブユーザ1b,1c側の空間浮遊映像5b,5cとして表示するコンテンツを制御する。
図27は、実施例3に係る空間浮遊映像システムにおける表示画面の第1例を示す図である。図27(a)は、マスタ装置2A側の空間浮遊映像5Aの表示画面を示している。図27(b)は、スレーブ装置2b側の空間浮遊映像5bの表示画面を、図27(c)は、スレーブ装置2c側の空間浮遊映像5cの表示画面を、それぞれ示している。
図27に示すように、例えば、映像信号処理装置は、空間浮遊映像5Aの表示画面を四分割し、分割されたそれぞれの画面A~Dに、異なる画像あるいは情報が表示されるように表示装置に対して映像信号を出力する。また、映像信号処理装置は、スレーブ装置2b,2c側の空間浮遊映像5b,5cの表示画面に、分割画面A~Dのうちの1つだけがそれぞれ表示されるように表示装置に対して映像信号を出力する。本表示例では、空間浮遊映像5b,5cに画面Aが表示されている。なお、空間浮遊映像5bとしての表示画面と、空間浮遊映像5cとしての表示画面とは、常に同期して同じ情報が表示されるようにしてもよいし、それぞれ独立した情報が表示できるようにしてもよい。例えば、空間浮遊映像5bとして画面Aを表示し、空間浮遊映像5cとして画面Bを表示するようにしてもよい。
このような構成を有する実施例3に係る空間浮遊映像表示システム503によれば、メインユーザは、複数のサブユーザに対して、画面を共有しながら同時に説明を行うことができ、サブユーザが複数であっても同等のサービスをそれぞれに提供することができる。特に、店あるいは施設などにおける接客の場面では二人のペア客が来訪することが多いため、本システムは、このような現場に適している。
≪実施例4≫(マスタ装置の横方向スライド機構を設ける例)
実施例4は、実施例3を基礎に、マスタ装置のスライド機構を有するように構成した例である。なお、本実施例において、マスタ装置の移動は、マスタ装置におけるセンサを含めた光学系の移動を伴うものを意味しており、マスタ装置の筐体のみの移動を意味しない。
実施例4は、実施例3を基礎に、マスタ装置のスライド機構を有するように構成した例である。なお、本実施例において、マスタ装置の移動は、マスタ装置におけるセンサを含めた光学系の移動を伴うものを意味しており、マスタ装置の筐体のみの移動を意味しない。
具体的には、実施例4に係る空間浮遊映像表示システムは、光透過性を有する天板を含むテーブルと、テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空間浮遊映像表示装置および複数の第2の空間浮遊映像表示装置と、第1の空間浮遊映像表示装置および複数の第2の空間浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、第1の空間浮遊映像表示装置により生成された空間浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号をセンサより受信し、受信されたセンシング信号に基づいて、第1の空間浮遊映像表示装置および複数の第2の空間浮遊映像表示装置により生成される空間浮遊映像が、所望の表示映像となるように、映像信号処理装置を制御するコントローラと、第1の空間浮遊映像表示装置を、水平、かつ、前記複数の第2の空間浮遊映像表示装置が並ぶ方向と平行な方向において、スライドさせるスライド機構と、を備えるように構成されている。
図28は、実施例4に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す水平断面図である。図28に示すように、実施例4に係る空間浮遊映像表示システム504は、水平方向のうち複数のスレーブ装置2b,2cが並ぶ方向(x軸方向)と平行な方向において、マスタ装置2aが初期位置2asから移動可能となるスライド機構35を備えている。
スライド機構35は、例えば、テーブル20に設けられるレールと、マスタ装置2aに設けられ車輪とにより構成されてもよい。また例えば、ラック・アンド・ピニオンにより構成されてもよい。
マスタ装置2aの移動は、手動で行うように構成されてもよいし、モータ等の駆動源を用いて電動で行うように構成されてもよい。
また、マスタ装置2aの移動を電動で行う場合には、マスタ装置2aが、スレーブ装置側に居るサブユーザの位置に合うよう、自動で移動されるように構成してもよい。例えば、スレーブ装置に対応したサブユーザが居る位置を検出する位置検出装置を備え、コントローラ(不図示)は、この位置検出装置による検出結果に基づいて、マスタ装置2aのスライド位置を決定し、スライド機構35に設けられた駆動源を制御する。
このとき、例えば、コントローラは、マスタ装置2aのスライド位置を、サブユーザ1bに対応するスレーブ装置2bと対向する位置に決定する。マスタ装置2aを自動で移動させる方法の具体例としては、スレーブ装置2b側に人感センサを設けたり、カメラで撮った画像を基に画像認識処理を行ったりすることにより、スレーブ装置側に居るサブユーザの位置を検出し、その検出結果に基づいて駆動源を駆動する。マスタ装置2aの位置は、リニアスケール等を用いることにより検知し、制御することができる。
このような構成を有する実施例4に係る空間浮遊映像表示システム504によれば、2名もしくはそれ以上のサブユーザに対応できる空間浮遊映像表示システムにおいて、サブユーザが1名だけ居る場合であっても、マスタ装置2aをサブユーザの位置に合わせてスライドさせることができる。その結果、メインユーザ1aは、空間浮遊映像5aを正面から視認しつつ、サブユーザに対して正対する位置に立つまたは着座ことができ、サブユーザに対してより好適な状況でサービスを提供することができる。
≪実施例5≫(マスタ装置の回動機構を設ける例)
実施例5は、実施例3を基礎に、マスタ装置の回動機構を有するように構成した例である。なお、本実施例において、マスタ装置の回動は、マスタ装置におけるセンサを含めた光学系の回動を伴うものを意味しており、マスタ装置の筐体のみの回動を意味しない。
実施例5は、実施例3を基礎に、マスタ装置の回動機構を有するように構成した例である。なお、本実施例において、マスタ装置の回動は、マスタ装置におけるセンサを含めた光学系の回動を伴うものを意味しており、マスタ装置の筐体のみの回動を意味しない。
具体的には、実施例5に係る空間浮遊映像表示システムは、光透過性を有する天板を含むテーブルと、テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空間浮遊映像表示装置および複数の第2の空間浮遊映像表示装置と、第1の空間浮遊映像表示装置および複数の第2の空間浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、第1の空間浮遊映像表示装置により生成された空間浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信されたセンシング信号に基づいて、第1の空間浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空間浮遊映像表示装置により生成される空間浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、第1の空間浮遊映像表示装置を、スイーベル方向において回動させる回動機構と、を備えるように構成されている。
図29は、実施例5に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す水平断面図である。図29に示すように、実施例5に係る空間浮遊映像表示システム505は、水平方向(スイーベル方向)のうちマスタ装置2Aが複数のスレーブ装置2b,2cの各々に向くような角度を含む角度範囲において、マスタ装置2Aが初期位置2Asから回動可能となる回動機構36を備えている。
回動機構36は、例えば、テーブル20内部に設けられたスイーベルスタンド、あるいはターンテーブルであって、下部をテーブル20に固定し、上部にマスタ装置2Aを載置するものにより構成されてもよい。また例えば、テーブル20に設けられるレールと、マスタ装置2Aに設けられる車輪と、により構成されてもよい。また例えば、ラック・アンド・ピニオンにより構成されてもよい。
マスタ装置2Aの回動は、実施例4と同様に、手動であってもよいし電動であってもよい。電動の場合、マスタ装置2Aは、自動で回動するようにしてもよい。例えば、スレーブ装置に対応したサブユーザが居る位置を検出する位置検出装置を備え、コントローラ(不図示)は、その位置検出装置による検出結果に基づいて、マスタ装置2aの回動位置を決定し、回動機構36の駆動源を制御する。この場合、例えば、コントローラは、マスタ装置2Aの回動位置を、サブユーザ1bに対応するスレーブ装置2bがある方向を向く位置に決定する。位置検出装置には、例えば、人感センサあるいは画像認識のためのカメラ等を用いることができる。または、位置検出装置は、メインユーザが居る位置を検出することも可能である。この場合、メインユーザがサブユーザに対向する位置に立ち、コントローラは、マスタ装置2Aの回動位置を、メインユーザ1aに対応する方向を向く位置に決定する。
このような構成を有する実施例5に係る空間浮遊映像表示システム505によれば、2名もしくはそれ以上のサブユーザに対応できる空間浮遊映像表示システムにおいて、サブユーザが1名だけ居る場合であっても、マスタ装置をサブユーザまたはメインユーザの位置に合わせて回動させることができる。その結果、メインユーザは、空間浮遊映像を好適な位置から視認しつつ、サブユーザに対して正対する位置に立つまたは着座ことができ、サブユーザに対してより好適な状況でサービスを提供することができる。
≪実施例6≫(スレーブ装置の奥行方向スライド機構を設ける例)
実施例6は、実施例3を基礎に、スレーブ装置のスライド機構を有するように構成した例である。なお、本実施例において、スレーブ装置の移動は、スレーブ装置における光学系の移動を伴うものを意味しており、スレーブ装置の筐体のみの移動を意味しない。
実施例6は、実施例3を基礎に、スレーブ装置のスライド機構を有するように構成した例である。なお、本実施例において、スレーブ装置の移動は、スレーブ装置における光学系の移動を伴うものを意味しており、スレーブ装置の筐体のみの移動を意味しない。
具体的には、実施例6に係る空間浮遊映像表示システムは、光透過性を有する天板を含むテーブルと、テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空間浮遊映像表示装置および複数の第2の空間浮遊映像表示装置と、第1の空間浮遊映像表示装置および複数の第2の空間浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、第1の空間浮遊映像表示装置により生成された空間浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号をセンサより受信し、受信されたセンシング信号に基づいて、第1の空間浮遊映像表示装置および複数の第2の空間浮遊映像表示装置により生成される空間浮遊映像が、所望の表示映像となるように、映像信号処理装置を制御するコントローラと、複数の第2の空間浮遊映像表示装置のうち少なくとも一方を、水平、かつ、第1の空間浮遊映像表示装置と複数の第2の空間浮遊映像表示装置とが対向する方向において、スライドさせるスライド機構と、を備えるように構成されている。
図30は、実施例6に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す水平断面図である。また、図31は、実施例6に係る空間浮遊映像表示システムの構成を示す鉛直断面図である。
図30および図31に示すように、実施例6に係る空間浮遊映像表示システム506は、水平方向のうちマスタ装置2Aと複数のスレーブ装置2b,2cとが正対する方向(y軸方向)において、スレーブ装置2b,2cが初期位置2bs,2csからそれぞれ移動可能となるスライド機構37を備えている。
スライド機構37は、例えば、テーブル20に設けられるレールと、スレーブ装置2b,2cに設けられ車輪とにより構成されてもよい。また例えば、ラック・アンド・ピニオンにより構成されてもよい。
スレーブ装置2b,2cの移動は、手動で行うように構成されてもよいし、スライド機構37にモータ等の駆動源を設けて電動で行うように構成されてもよい。
また、スレーブ装置の移動を電動で行う場合には、スレーブ装置が、スレーブ装置側に居るサブユーザの位置、身長、あるいは目の高さに合うよう、自動で移動されるように構成してもよい。スレーブ装置を自動で移動させる方法としては、例えば、スレーブ装置側に距離センサを設けたり、カメラで撮った画像を基に画像認識処理を行ったりすることにより、スレーブ側に居るサブユーザの位置、身長、あるいは目の高さを検出し、その検出結果に基づいて駆動源を駆動する。スレーブ装置の位置は、リニアスケール等を用いることにより検知することができる。
本実施例に係る空間浮遊映像表示システム506において、スライド機構37は、コントローラ8と、テーブル20のサブユーザ1b,1c側に設けられた操作部33とに接続されている。スレーブ装置の移動は、メインユーザ1aが、空間浮遊映像5aにおけるタッチ操作により、コントローラ8を介して行ってもよいし、サブユーザ1b,1c自身が、操作部33における操作により、自分の好みの位置に移動させるようにしてもよい。なお、操作部33は、接触型であってもよいし、非接触型であってもよい。
このような構成を有する実施例6に係る空間浮遊映像表示システム506によれば、スレーブ装置の位置を、サブユーザの身長に合わせて、サブユーザにとって空間浮遊映像が見易くなるような位置に移動させることができる。すなわち、サブユーザは、楽な姿勢を選択することができる。例えば、サブユーザが高身長である場合には、スレーブ装置の位置を、サブユーザから離れる向きに移動させることにより、サブユーザは、首を下げ過ぎない自然で楽な角度に保って、空間浮遊映像を視認することができる。
なお、複数のスレーブ装置2b,2cのスライド方向における位置は、すべて同じになるように制御されてもよいし、それぞれの位置が別々に設定できるように、独立に制御されてもよい。独立に制御される場合には、操作部33は、スレーブ装置2b,2cごとに設けられる。この場合、身長が互いに大きく異なる複数のサブユーザに対しても、複数のサブユーザは、それぞれ好適な姿勢で空間浮遊映像を視認することができる。
また、スレーブ装置に設けたy軸方向のスライド機構を、マスタ装置側にも設けるようにしてもよい。この場合、メインユーザの身長に合わせてマスタ装置を移動させることでき、メインユーザも自然で楽な姿勢を取りながら空間浮遊映像を視認し、またタッチ操作をすることができる。
〔実施例6の変形例〕
コントローラ8は、スライド後におけるスレーブ装置2bにより生成される空間浮遊映像5bが、スライド前におけるスレーブ装置2bにより生成される空間浮遊映像5Bと同じ形状で視認されるように、スレーブ装置2bが射出する映像の形状を補正するべく、映像信号処理装置を制御する。
コントローラ8は、スライド後におけるスレーブ装置2bにより生成される空間浮遊映像5bが、スライド前におけるスレーブ装置2bにより生成される空間浮遊映像5Bと同じ形状で視認されるように、スレーブ装置2bが射出する映像の形状を補正するべく、映像信号処理装置を制御する。
図32は、実施例6に係る空間浮遊映像表示システムによる空間浮遊映像の台形歪補正について説明するための図である。
空間浮遊映像表示システム506は、スレーブ装置が初期位置に位置し、平均的な身長のサブユーザが、平均的な位置から空間浮遊映像5bを見た場合に、視認される空間浮遊映像5bが矩形状となるように設計される。このときの空間浮遊映像5bの形状は、例えば、図32(a)に示す形状イメージで表すことができる。
一方、スレーブ装置2bを初期位置2bsからスライド方向(y軸方向)に移動させ、空間浮遊映像5bをスライド方向に移動した空間浮遊映像5Bとして出現させた場合には、サブユーザ1bは、空間浮遊映像5Bをスライド移動前と比較してより下方から見ることになる。そのため、サブユーザ1bは、空間浮遊映像5Bを、台形状に歪んだ状態で見ることになる。このときの空間浮遊映像5Bの形状は、例えば、図32(b)に示す形状イメージで表すことができる。
そこで、空間浮遊映像表示システム506では、サブユーザ1bが空間浮遊映像5Bを矩形状の状態で見えるよう、表示装置3bから射出される映像が上下逆の台形状となるように映像の形状を補正する。すなわち、映像信号処理装置9は、このような補正が掛かるように表示装置3bに送る映像信号を制御する。このときの射出映像の形状は、例えば、図32(c)に示す形状イメージで表すことができる。
このような補正により、空間浮遊映像5Bは、サブユーザ1bから見たとき矩形状に見えるようになる。このときの空間浮遊映像5Bの形状は、例えば、図32(d)に示す形状イメージで表すことができる。
なお、補正の程度は、例えば、サブユーザ1bが平均的な身長であり、平均的な位置に居ると仮定して、スレーブ装置2bの位置(初期位置からのスライド量)から逆算して求めてもよい。
あるいは、スレーブ装置2bにより生成される空間浮遊映像を視認するサブユーザ1bの身長または目線の高さなどを検出する検出装置を備え、コントローラ8は、その検出装置により検出された身長または目線の高さなどに基づいて、スレーブ装置2bのスライド量(スライド位置)を調整するべく、スライド機構37の駆動源を制御するようにしてもよい。例えば、カメラ等でサブユーザ1bを撮像し、得られた画像に対して画像認識処理を行い、サブユーザ1bの身長等を検出し、その検出結果に基づいてスライド量を算出してもよい。
このような構成を有する実施例6の変形例によれば、スレーブ装置2bを正対方向に移動させても、サブユーザ1bは、空間浮遊映像5Bを歪みない状態で視認することができる。
以上、種々の実施例について詳述したが、本発明は、上述した実施例のみに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためにシステム全体を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
例えば、マスタ装置側の空間浮遊映像の表示サイズを大きくした実施例2を、実施例3~実施例6と組み合わせることが可能である。また例えば、マスタ装置にスライド機構を設けた実施例4、あるいはマスタ装置に回動機構を設けた実施例5を、スレーブ装置にスライド機構を設けた実施例6と組み合わせることも可能である。
本発明の考えられる形態について次の通り付記する。
[付記1]
光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、を備え、
前記第1の空中浮遊映像表示装置が有する第1の映像光射出面のサイズは、前記第2の空中浮遊映像表示装置が有する第2の映像光射出面のサイズより大きい、空中浮遊映像表示システム。
光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、を備え、
前記第1の空中浮遊映像表示装置が有する第1の映像光射出面のサイズは、前記第2の空中浮遊映像表示装置が有する第2の映像光射出面のサイズより大きい、空中浮遊映像表示システム。
[付記2]
付記1に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像として複数の情報が表示され、前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像として前記複数の情報のうちの一部が表示されるように、前記映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。
付記1に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像として複数の情報が表示され、前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像として前記複数の情報のうちの一部が表示されるように、前記映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。
[付記3]
付記2に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記複数の情報は、前記第1の空中浮遊映像表示装置に対応する第1のユーザが確認すべき確認事項を示す情報、前記第2の空中浮遊映像表示装置に対応する第2のユーザに係る情報、または前記第1のユーザが居る施設内の状況を示す情報を含む、空中浮遊映像表示システム。
付記2に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記複数の情報は、前記第1の空中浮遊映像表示装置に対応する第1のユーザが確認すべき確認事項を示す情報、前記第2の空中浮遊映像表示装置に対応する第2のユーザに係る情報、または前記第1のユーザが居る施設内の状況を示す情報を含む、空中浮遊映像表示システム。
[付記4]
光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および複数の第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、
前記第1の空中浮遊映像表示装置を、水平、かつ、前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置が並ぶ方向と平行な方向において、スライドさせるスライド機構と、
を備える、空中浮遊映像表示システム。
光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および複数の第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、
前記第1の空中浮遊映像表示装置を、水平、かつ、前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置が並ぶ方向と平行な方向において、スライドさせるスライド機構と、
を備える、空中浮遊映像表示システム。
[付記5]
付記4に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記第2の空中浮遊映像表示装置に対応した第2のユーザが居る位置を検出する位置検出装置を備え、
前記コントローラは、前記位置検出装置による検出結果に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置のスライド位置を決定し、前記スライド機構を制御する、空中浮遊映像表示システム。
付記4に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記第2の空中浮遊映像表示装置に対応した第2のユーザが居る位置を検出する位置検出装置を備え、
前記コントローラは、前記位置検出装置による検出結果に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置のスライド位置を決定し、前記スライド機構を制御する、空中浮遊映像表示システム。
[付記6]
付記5に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置のスライド位置を、前記第2のユーザに対応する前記第2の空中浮遊映像表示装置と対角になる位置に決定する、空中浮遊映像表示システム。
付記5に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置のスライド位置を、前記第2のユーザに対応する前記第2の空中浮遊映像表示装置と対角になる位置に決定する、空中浮遊映像表示システム。
[付記7]
光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および複数の第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、
前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置のうち少なくとも一方を、水平、かつ、前記第1の空中浮遊映像表示装置と前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置とが対向する方向において、スライドさせるスライド機構と、を備える、空中浮遊映像表示システム。
光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および複数の第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、
前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置のうち少なくとも一方を、水平、かつ、前記第1の空中浮遊映像表示装置と前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置とが対向する方向において、スライドさせるスライド機構と、を備える、空中浮遊映像表示システム。
[付記8]
付記7に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記第2の空中浮遊映像表示装置のスライド量を検出するスライド量検出装置を備え、
前記コントローラは、スライド後における前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、スライド前における該第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像と同じ形状で視認されるように、該第2の空中浮遊映像表示装置が射出する映像の形状を補正するべく、前記スライド量検出装置により検出されたスライド量に基づいて、前記映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。
付記7に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記第2の空中浮遊映像表示装置のスライド量を検出するスライド量検出装置を備え、
前記コントローラは、スライド後における前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、スライド前における該第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像と同じ形状で視認されるように、該第2の空中浮遊映像表示装置が射出する映像の形状を補正するべく、前記スライド量検出装置により検出されたスライド量に基づいて、前記映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。
本実施例に係る技術では、空間浮遊映像を高解像度かつ高輝度な映像情報を空中浮遊した状態で表示することにより、例えば、ユーザは感染症の接触感染に対する不安を感じることなく操作することを可能にする。不特定多数のユーザが使用するシステムに本実施例に係る技術を用いれば、感染症の接触感染のリスクを低減し、不安を感じることなく使用できる非接触ユーザインタフェースを提供することを可能にする。これにより、国連の提唱する持続可能な開発目標(SDGs:Sustainable Development Goals)の「3すべての人に健康と福祉を」に貢献する。
また、本実施例に係る技術では、出射する映像光の発散角を小さく、さらに特定の偏波に揃えることで、再帰反射部材に対して正規の反射光だけを効率良く反射させるため、光の利用効率が高く、明るく鮮明な空間浮遊映像を得ることを可能にする。本実施例に係る技術によれば、消費電力を大幅に低減することが可能な、利用性に優れた非接触ユーザインタフェースを提供することができる。これにより、国連の提唱する持続可能な開発目標(SDGs:Sustainable Development Goals)の「9産業と技術革新の基盤をつくろう」に貢献する。
1…表示装置、2…再帰反射板、3…空間像(空間浮遊映像)、105…ウィンドガラス、100…透明な部材、101…偏光分離部材、12…吸収型偏光板、13…光源装置、54…光方向変換パネル、151…再帰反射板、102、202…LED基板、203…導光体、205、271…反射シート、206、270…位相差板、230…ユーザ、1000…空間浮遊映像表示装置、1110…制御部、1160…映像制御部、1180…撮像部、1102…映像表示部、1350…空中操作検出部、1351…空中操作検出センサ、1a…第1のユーザ、1b…第2のユーザ、2a…第1の空間浮遊映像表示装置、2b…第2の空間浮遊映像表示装置、3a,3b…表示装置、4a,4b…反射板、5a…第1の空間浮遊映像、5b…第2の空間浮遊映像、6a,6b…偏光分離部材、7a…センサ、8…コントローラ、9…映像信号処理装置、10…テーブル。
Claims (15)
- 光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、それぞれ所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、
を備える、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項1に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像と、前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像とが、それぞれ異なる表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項1に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、第1のコントローラおよび第2のコントローラを含み、
前記映像信号処理装置は、第1の映像信号処理装置および第2の映像信号処理装置を含み、
前記第1のコントローラおよび前記第1の映像信号処理装置は、前記第1の空中浮遊映像表示装置の筐体内部に設置され、
前記第2のコントローラおよび前記第2の映像信号処理装置は、前記第2の空中浮遊映像表示装置の筐体内部に設置され、
前記第1の映像信号処理装置は、前記第1の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信し、
前記第2の映像信号処理装置は、前記第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信し、
前記第1のコントローラは、前記センサ、前記第1の映像信号処理装置、および前記第2のコントローラと接続され、前記センシング信号に基づいて、前記第1の映像信号処理装置および前記第2のコントローラを制御し、
前記第2のコントローラは、前記第2の映像信号処理装置と接続され、前記第1のコントローラによる制御に応じて前記第2の映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。 - 光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、を備え、
前記第1の空中浮遊映像表示装置が有する第1の映像光射出面のサイズは、前記第2の空中浮遊映像表示装置が有する第2の映像光射出面のサイズより大きい、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項1または請求項4に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像として複数の画面が表示され、前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像として前記複数の画面のうちの1つが表示されるように、前記映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項1または請求項4に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像として複数の情報が表示され、前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像として前記複数の情報のうちの一部が表示されるように、前記映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。 - 光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および複数の第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、
前記第1の空中浮遊映像表示装置を、水平、かつ、前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置が並ぶ方向と平行な方向において、スライドさせるスライド機構と、
を備える、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項7に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記第2の空中浮遊映像表示装置に対応した第2のユーザが居る位置を検出する位置検出装置を備え、
前記コントローラは、前記位置検出装置による検出結果に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置のスライド位置を決定し、前記スライド機構を制御する、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項8に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置のスライド位置を、前記第2のユーザに対応する前記第2の空中浮遊映像表示装置と対向する位置に決定する、空中浮遊映像表示システム。 - 光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および複数の第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、
前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置のうち少なくとも一方を、水平、かつ、前記第1の空中浮遊映像表示装置と前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置とが対向する方向において、スライドさせるスライド機構と、を備える、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項10に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、スライド後における前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、スライド前における該第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像と同じ形状で視認されるように、該第2の空中浮遊映像表示装置が射出する映像の形状を補正するべく、前記映像信号処理装置を制御する、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項10に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像を視認するユーザの身長または目線の高さを検出する検出装置を備え、
前記コントローラは、前記検出装置により検出された身長に基づいて、前記第2の空中浮遊映像表示装置のスライド量を調整するべく、前記スライド機構を制御する、空中浮遊映像表示システム。 - 光透過性を有する天板を含むテーブルと、
前記テーブルの内部において互いに対向するように配置された第1の空中浮遊映像表示装置および複数の第2の空中浮遊映像表示装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置に映像信号を送信する映像信号処理装置と、
前記第1の空中浮遊映像表示装置により生成された空中浮遊映像においてセンシング面を形成するセンサと、
前記センサおよび前記映像信号処理装置に接続され、前記センシング面におけるユーザによるタッチ操作に応じたセンシング信号を前記センサより受信し、受信された前記センシング信号に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置および前記複数の第2の空中浮遊映像表示装置により生成される空中浮遊映像が、所望の表示映像となるように、前記映像信号処理装置を制御するコントローラと、
前記第1の空中浮遊映像表示装置を、スイーベル方向において回動させる回動機構と、を備える、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項13に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記第2の空中浮遊映像表示装置に対応した第2のユーザが居る位置または前記第1の空中浮遊映像表示装置に対応した第1のユーザが居る位置を検出する位置検出装置を備え、
前記コントローラは、前記位置検出装置による検出結果に基づいて、前記第1の空中浮遊映像表示装置の回動位置を決定し、前記回動機構を制御する、空中浮遊映像表示システム。 - 請求項14に記載の空中浮遊映像表示システムにおいて、
前記コントローラは、前記第1の空中浮遊映像表示装置の回動位置を、前記第2のユーザに対応する前記第2の空中浮遊映像表示装置がある方向または前記第1のユーザが居る方向を向く位置に決定する、空中浮遊映像表示システム。
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