JP4023048B2

JP4023048B2 - 背面投写型映像表示システム

Info

Publication number: JP4023048B2
Application number: JP28382899A
Authority: JP
Inventors: 眞見山崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2019-10-05
Also published as: JP2001108956A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は背面投写スクリーンを用いた背面投写型映像表示システムに係り、ス
クリーン上に投写される映像の観測装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の背面投写映像システムを図5を用いて説明する。従来の背面投写映像システムは、図5 に示すように、外光の侵入を遮断できる背面投写システム匡体 501に、背面投写用透過型スクリーン 502を備え、少くとも一台以上のプロジェクタ 503aやプロジェクタ 503bを内部に設置し、匡体の内側からスクリーン上に画像を投写し、観賞者 506は匡体外部からスクリーン上に投写された画像を観賞するシステム構成になっている。このような背面投写映像システムのプロジェクタは、光の三原色である赤と青と緑それぞれに対応したプロジェクタ要素をCRT(Cathode Ray Tube)で構成した三管式CRTプロジェクタを用いたり、液晶プロジェクタを用いたりする。
【０００３】
三管式CRTプロジェクタを用いる場合は、赤色と青色と緑色の三色の光がスクリーン上で同一位置に集光するように投写位置の調整を必要とする。そのために、スクリーン上に投影された赤色と青色と緑色の三色の光の集光位置を観測する必要があり、三色の光のスクリーン上での集光位置を匡体外部の観賞者の位置から目視で観測し集光位置調整をしたり、匡体外部に設置した投写画像観測用カメラでスクリーン上の投写画像を撮影し、集光位置のズレを計測していた。
【０００４】
あるいは、特開平9-326981号公報にあるように、液晶プロジェクタを複数用いて、各プロジェクタの投写映像をスクリーン上で継目なく接続し高精細な映像を構成する方式がある。このような方式では、図5に示すように、隣接するプロジェクタ 503aとプロジェクタ 503bから背面投写用透過型スクリーン 502上にそれぞれ投写された投写画像 504aと投写画像 504bの継目が目立たないように、その継目で画像を滑らかに接続して、全体として一つの画面を構成する。この場合には、画像の継目で隣接するプロジェクタから投写された画像の対応画素がスクリーン上で同一位置になるように各プロジェクタから投写される画像を変形する必要がある。この変形量を算出するために、匡体外部の観賞者 506の位置から目視あるいは投写画像観測用カメラ 505を用いて、投写画像の各画素のスクリーン上での位置を計測する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記観測方法では観測対象のスクリーン上からは、プロジェクタにより投写された映像の光と共に、背面投写映像システムが設置されている環境に存在するさまざまな光源から飛来する光の反射光あるいは散乱光が、観測者あるいは観測カメラに届く。このように、背面投写映像システムの設置環境の影響により、プロジェクタから投写されスクリーン上に結像した映像の光のみを正確に観測することができない。
【０００６】
このような外部環境に存在する光源の影響を排除するためには、図6に示すように、外部環境光源 605そのものを排除するか、外部環境に存在するこのような光源から飛来する光が背面投写システム匡体 601と観賞者 604や投写画像観測用カメラ 603の位置に届かないように、背面投写映像システム全体と観測地点を含む空間を、外部環境に存在する光源と遮断するために、遮光壁や暗幕からなる外部環境光遮断壁 602で囲む必要がある。
【０００７】
そのために、外部環境光を完全に遮断することのできない屋外環境や、レストランや多目的スペースなどの非専用観賞空間に設置した背面投写映像システムにおける背面投写映像システムの調整作業は、不正確あるいは困難な作業になるという課題が存在した。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、背面投写映像システムの設置環境の状況に影響されずに、スクリーン上に投写された画像の状態を観測可能とすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の背面投写型映像表示システムは、画像を投写する少くとも一台のプロジェクタからなる画像投写手段と、背面投写用透過型スクリーンからなる映像光散乱透過手段と、映像光散乱透過手段を壁面の一部とし、その他の壁面は外部光の侵入を遮断する光遮断壁面からなり、内部に画像投写手段を格納する匡体と、映像光散乱透過手段の匡体外部側の表面から発っする光を匡体内部側に反射する投写画像光反射手段と、映像光散乱透過手段の匡体外部側の表面を覆う外部光遮断手段と、映像光散乱透過手段の匡体内部側表面を撮影するために、該システムの匡体内部に少くとも一つの撮影手段を設ける。
【００１０】
上記手段を設けた背面投写型映像表示システムでは、外部光遮断手段により、映像光散乱透過手段の匡体外部側から匡体内部へ侵入する外部環境光が遮断され、匡体内部に設置された画像投写手段より投写された映像光が映像光散乱透過手段の材料内部で散乱し、そのうち匡体外部側表面へ透過していった光成分は投写画像光反射手段により匡体内部側に反射され、システムの匡体内部に設置された少くとも一つの撮影手段が、反射光を受光する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、まず本発明の第一の実施の形態を説明する。図1 に、本発明による背面投写型映像表示システムの構成を示す。
【００１２】
図1 に示されるように、本実施の形態に係わる背面投写型映像表示システムは、背面投写用散乱透過型スクリーン 102を壁面の一部分とし、他の壁面が遮光性素材からなる背面投写システム匡体 101内部に、プロジェクタ 103と投写画像観測用カメラ 104を備える。さらに、調整モード運転時に利用する、着脱可能なスクリーンカバー 105を持つ。スクリーンカバー 105は、背面投写用散乱透過型スクリーン 102に密着させる側から順に、散乱反射素材 106、弾性素材 107、形状保持材 108の三層構造をしている。
【００１３】
形状保持材 108は、散乱反射素材 106の形状を背面投写用散乱透過型スクリーン 102とほぼ同じに保つと同時に、背後からの外光を遮断する役割を持つ。弾性素材 107は、散乱反射素材 106を背面投写用散乱透過型スクリーン102に完全に密着させるために必要な適当な強さで均一な圧力を発生し維持する働きをする。
【００１４】
背面投写用散乱透過型スクリーン 102上にプロジェクタ 103から投写された映像を観賞する映写運転状態では、着脱可能なスクリーンカバー 105をスクリーン面から引き離して外しておき、背面投写用散乱透過型スクリーン 102上で結像するように、プロジェクタ 103から映像光を投写し、背面投写システム匡体 101外側から背面投写用散乱透過型スクリーン102上の映像を観賞する。
【００１５】
調整モードでは、着脱可能なスクリーンカバー 105を背面投写用散乱透過型スクリーン 102表面に密着固定する。背面投写用散乱透過型スクリーン 102上で結像するようにプロジェクタ 103から投写された映像光は、背面投写用散乱透過型スクリーン 102の材料内部で散乱し、そのうち匡体外部側表面へ透過していった光成分は散乱反射素材 106により背面投写システム匡体 101内部側に反射される。これにより、投写画像観測用カメラ 104は、背面投写用散乱透過型スクリーン 102の背面投写システム匡体 101内部側表面に結像したプロジェクタ 103に投写された画像が撮影可能となる。
【００１６】
ただし、画素の色ずれ検出や、色特性の計測、図5 に示すような複数のプロジェクタを持つシステムにおける各プロジェクタが投写した画像のスクリーン上での各画素位置の相対位置関係の計測などの目的で使う画像撮影では、背面投写用散乱透過型スクリーン 102上で結像するようにプロジェクタ 103から投写された映像光のうち、背面投写用散乱透過型スクリーン 102内部で散乱した光のみを投写画像観測用カメラ 104で撮影する必要がある。しかし、投写画像観測用カメラ 104を任意位置に設置したのでは、プロジェクタ 103の投写光が背面投写用散乱透過型スクリーン 102表面で鏡面反射した光成分までも投写画像観測用カメラ 104が撮影してしまうという不都合が発生する。このため、投写画像観測用カメラ 104は、次に説明する鏡面反射成分非観測領域に設置する。
【００１７】
図2 に、スクリーン面に垂直で、プロジェタのレンズ中心を通る面内での、鏡面反射成分の非観測領域を示す。プロジェクタ 202から背面投写用スクリーン 201上への映像投写範囲 203の両端を BとCとする。
【００１８】
プロジェクタ 202のレンズ中心 AとBを結ぶ直線と、Bを通る背面投写用スクリーン 201面の垂線と線対称な直線をBCとする。同様に、プロジェクタ 202のレンズ中心 AとDを結ぶ直線と、Dを通る背面投写用スクリーン 201面の垂線と線対称な直線をDEとする。このとき、直線BCとBを通りBDに平行な直線 BF とで囲まれる鏡面反射成分非観測領域 204または、直線DEとDを通りBDに平行な直線 DG とで囲まれる鏡面反射成分非観測領域 205内の任意の位置から、スクリーン面BCを観測しても、鏡面反射成分は観測されない。
【００１９】
さらに、図3 に示すように、プロジェクタ 303と背面投写用散乱透過型スクリーン 302の間に鏡 305を設置し、背面投写システム匡体 301の奥行きを短縮させた点だけが異り、他の部分が図1 の背面投写システムと同様な構成のシステムにおいて、投写画像観測用カメラ 304の鏡面反射成分の非観測領域は、プロジェクタ 303の鏡 305面に対称な仮想プロジェクタ設置場所 306にプロジェクタが配置されていると考えた場合の図1 の背面投写システムと同様な構成のシステムにおける図2 で説明した鏡面反射成分の非観測領域となる。
【００２０】
次に、本発明の第二の実施の形態に係る背面投写型映像表示システムを、図4を用いて説明する。本発明の第二の実施の形態では、図2 で示した鏡面反射成分非観測領域 204と鏡面反射成分非観測領域 205内に適当なカメラ設置空間を確保できない場合に対応するために、鏡面反射成分非観測領域を拡張する方法を用いた背面投写型映像表示システムである。
【００２１】
図4には、図2と同様に、プロジェタのレンズ中心を通り、スクリーン面に垂直な面内での、鏡面反射成分の非観測領域を示す。プロジェクタ 402から背面投写用スクリーン 401上への映像投写範囲 403の両端を BとCする。本第二の実施の形態では、この映像投写範囲 403 を、観測エリア 404と観測エリア 405の部分領域に分けて観測する。観測エリア 404の両端を BとFとし、観測エリア 405の両端を CとGとする。プロジェクタ 402のレンズ中心 AとFを結ぶ直線と、Fを通る背面投写用スクリーン 401の垂線と線対称な直線をFHとする。同様に、プロジェクタ 402のレンズ中心 AとGを結ぶ直線と、Gを通る背面投写用スクリーン 401の垂線と線対称な直線をGIとする。
【００２２】
このとき、直線FHと直線 FC とで囲まれる鏡面反射成分非観測領域 406の任意の位置から観測エリア 404を観察しても鏡面反射成分は観測されない。さらに、直線GIと直線 GB とで囲まれる鏡面反射成分非観測領域 407の任意の位置から観測エリア 405を観察しても鏡面反射成分は観測されない。
【００２３】
このように、少くとも2台のカメラで映像投写範囲 403を分割し観測することにより、図2 で示した鏡面反射成分非観測領域よりも広い鏡面反射成分非観測領域を確保できる。
【００２４】
そこで、図4に示すように、鏡面反射成分非観測領域 406内の任意の位置にカメラ 408を配置し観測エリア 404内に結像している投写画像を観測し、鏡面反射成分非観測領域 407内の任意の位置にカメラ 409を配置し観測エリア 405内に結像している投写画像を観測することで、鏡面反射成分を観測することのない正確な観測が出来る。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、背面投写型映像表示システムのスクリーン上に結像した画像をカメラ等の撮影手段で撮影し観測する際に、匡体内部からスクリーン上に結像した画像を撮影できるので、外部環境光の影響を受けない。したがって、本発明の背面投写型映像表示システムは設置環境に関わらず、システムの調整作業を行うことが可能となる効果を持つ。
【００２６】
本発明によれば、背面投写型映像表示システムのスクリーン上に結像した画像をカメラ等の撮影手段で撮影し観測する際に、プロジェクタからスクリーン上に投写された光のうち、スクリーン上で鏡面反射した光成分がカメラ等の撮影手段に到達しないので、正確な観測ができ、背面投写型映像表示システムの正確な調整が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】背面投写システム内部構造図である。
【図２】鏡面反射成分非観測領域である。
【図３】鏡を利用した背面投写プロジェクションシステム内部構造図である。
【図４】鏡面反射成分非観測領域の拡張である。
【図５】従来技術による背面投写映像システムである。
【図６】従来技術による背面投写映像システムの調整方法である。
【符号の説明】
101…背面投写システム匡体、 102…背面投写用散乱透過型スクリーン、
103…プロジェクタ、 104…投写画像観測用カメラ、
105…スクリーンカバー、 106…散乱反射素材、
107…弾性素材、 108…形状保持材、
201…背面投写用スクリーン、 202…プロジェクタ、 203…映像投写範囲、
204…鏡面反射成分非観測領域、205…鏡面反射成分非観測領域、
301…背面投写システム匡体、 302…背面投写用散乱透過型スクリーン、
303…プロジェクタ、 304…投写画像観測用カメラ、
305…鏡、 306…仮想プロジェクタ設置場所、
401…背面投写用スクリーン、 402…プロジェクタ、
403…映像投写範囲、 404…観測エリア、 405…観測エリア、
406…鏡面反射成分非観測領域、407…鏡面反射成分非観測領域、
408…カメラ、 409…カメラ。

Claims

少くとも二台のプロジェクタからなる画像投写手段と、背面投写用スクリーンからなる映像光散乱透過手段と、該映像光散乱透過手段を壁面の一部とし、その他の壁面が外部光の侵入を遮断する光遮断壁面からなり、内部に画像投写手段を格納する筐体と、映像光散乱透過手段の筐体外部側の表面から発する光を筐体内部側に反射する投写画像光反射手段と、該映像光散乱透過手段の筐体内部側表面の少くとも一部を撮影するために、該筐体内部に少くとも一つの撮影手段と、を具備し、
前記投写画像光反射手段は、前記映像光散乱透過手段の筐体外部側の表面から発する光を筐体内部側に反射する散乱反射素材と、前記散乱反射素材の形状を前記背面投写用スクリーンとほぼ同じに保ちつつ、筐体外部からの外光を遮断する形状保持部材と、を有し、前記背面投写用スクリーンに密着させる側から順に前記散乱反射素材、前記形状保持材の配置となっていることを特徴とする背面投写型映像表示システム。
前記背面投写型映像表示システムにおいて、該撮影手段が、該映像光散乱透過手段の少なくとも一部の表面を撮影する際に、該画像投写手段から投写された光の該映像光散乱透過手段の表面で鏡面反射された光成分を受光しない位置に設置することを特徴とする請求項１記載の背面投写型映像表示システム。
光を透過させる背面投写用スクリーンと、
前記背面投写用スクリーンに画像を投写する少くとも二台のプロジェクタと、
前記背面投写用スクリーンを壁面の一部とし、その他の壁面が外部光の侵入を遮断する光遮断壁面からなり、内部に前記プロジェクタを格納する筐体と、
前記背面投写用スクリーンに対して前記プロジェクタと反対側に設け、前記プロジェクタから投写される画像のうち、前記背面投写用スクリーンを透過する光を反射する投写画像光反射手段と、
前記反射される光を受け、前記背面投写用スクリーンに投写された画像を撮影する撮影手段と、を有し、
前記投写画像光反射手段は、前記プロジェクタから投写される画像のうち、前記背面投写用スクリーンを透過する光を反射する散乱反射素材と、前記散乱反射素材の形状を前記背面投写用スクリーンとほぼ同じに保ちつつ、筐体外部からの外光を遮断する形状保持部材と、を有し、前記背面投写用スクリーンに密着させる側から順に前記散乱反射素材、前記形状保持材の配置となっていることを特徴とする映像表示システム。
請求項３記載の映像表示システムであって、
前記撮影手段は、前記背面投写用スクリーンに対して前記プロジェクタが設置される側にあり、前記背面投写用スクリーンに投写される画像の一部の領域を撮影する場合、前記プロジェクタから投写された光の前記背面投写用スクリーンの表面で鏡面反射された光成分を受光しない位置に設置することを特徴とする映像表示システム。