JP4316269B2

JP4316269B2 - 画像投影装置

Info

Publication number: JP4316269B2
Application number: JP2003081230A
Authority: JP
Inventors: 信面谷; 和樹森下; 啓介市川
Original assignee: Tokai University Educational Systems
Current assignee: Tokai University Educational Systems
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP2004287252A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、快適に映像を見ることのできる照明環境を与えることができる画像投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の居住空間用の人工照明装置は人間に十分な明るさを与え、あるいは自然に近い色を見せること、場合によって、光の強度分布を任意に与えることを実現しようとするものであり、いずれにしても時間的にはできるだけ均一な変化しない照明光源を供給することを特徴としている。一般に映像を見る場合、前記の照明環境もしくは照明の無い真っ暗な環境（映画館など）であると考えられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２９９０７８
【０００４】
しかし映像の映っている部分は人間の視野内の一部分であり、視野周辺部には壁や家具等が映っている。このことから、映像を見ていても、該映像と視野周辺の風景等が同時に見えるために、映像としての臨場感がなくなり、映像とそれを見ている人間とが別々の世界にいるように感じるという欠点がある。また、この問題を解決するために視野全域に映像を映すと、一映像の動きを目で追いきれなくなってしまうという欠点が出てくる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の発明は従来存在しないが、特許文献１は、出願人が創作した、快適な人工照明環境の発明であり、該発明の延長上又はシステム範囲内にあるのが今回の発明でもある。このように本発明の解決課題
（目的）としては、映像を見る上での快適性や臨場感を高めるために新たな画像投影装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、映像再生装置から出力された映像信号に応じて映像を投影すると共に、該映像の周辺部に周辺部映像を投影できるようにしてなる画像投影装置であって、該映像投影装置より出射された映像情報を持った光の通路に設けられた絞りと、該絞りの内側に装着されたミラーと、該ミラーで反射された光を再び反射する凹凸を有する反射板とを備え、該反射板から反射した光が前記周辺部映像として投影されるようにしてなることを特徴とする画像投影装置等としたことにより、前記課題を解決したものである。また、本発明は、前記目的を達成するために、前記周辺部映像が映像に比べてぼやけていて且つゆらぐようにしてなる画像投影装置としたことにより、前記課題を解決し、快適性・臨場感を高めることができるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態について図１乃至図３に基づいて説明する。図１は第１実施形態を示す簡略のブロック図であって、１０は映像再生装置、Ｂは映像投影装置、２０はスピーカ、２１は映像出力線、２２は音声出力線、２３はスクリーン、Ｓは被照明空間である。
【０００８】
前記映像投影装置Ｂは、図２に示すような構造である。図２について説明すると、１および２は凸レンズ、３は絞り、４はミラー、５は多数の折り目を有して多数の凹凸面５ａがつけられた反射板である。具体的には、図２（Ｃ）に示すように、極薄の金属板（金属箔とする場合もある。）に多数の折り目が付けられ、且つ突起が多数膨出形成されて、多数の凹凸面５ａが形成されている。６はガラスである。図２（Ａ）は前記映像投影装置Ｂの平面的に見た略示断面図で、図２（Ｂ）は前記映像投影装置Ｂを縦断した斜視図である。前記ミラー４は、絞り３の内側に密着しており、ミラー４に入射した光が、前記反射板５の凹凸部５ａに反射するような角度がついている。また、反射板５はそこから反射した光がスクリーン２３に映った映像に、多くがなるべく重ならないように一定の角度をつけて設置されている。
【０００９】
図３は映像投影装置Ｂを用いた場合に見える映像を表したものである。１１は主映像情報、１２はスクリーン２３に映る主映像、１３はゆらぎ映像である。映像再生装置１０より送られてきた主映像情報１１を持った光の一部はミラー４で凹凸面をつけた反射板５に反射される。その光は凹凸面をつけた反射板５に当たることで強度にムラのある光になり、ガラス６部分を通って、スクリーン２３に映る主映像１２の周辺部に周辺部映像として映し出される。これがゆらぎ映像１３である。このような構成になっているからこの光は主映像に対応して変化し、従来の時間的に均−な照明と異なり、主映像情報１１の映像に同調した適度な変動を実現させることができるため、映像を見ている人間に高い臨場感を与えることができる。
【００１０】
凹凸面をつけた反射板５の替わりに図４に示すような可動式反射板５０を用いる方法もある。該可動式反射板５０とは図４のように１つ１つが動く可動式ミラー５１の集合体である。
【００１１】
可動式反射板５０について図４を用いて説明すると、図４（Ａ）は可動式反射板５０の構成図で、これは可動式ミラー５１が敷き詰められたものである。図４（Ｂ）は可動式ミラー５１の仕組みを表した図である。可動式ミラー５１は小型ミラー５２、鉄心５３、バネ５４、電磁石５５で構成されている。小型ミラー５２の周囲４方向に設置された４つの電磁石５５のどれか１つに電流を流すことで、鉄心５３がその電磁石５５に引き寄せられ小型ミラー５２が動く。また隣り合った２つの電磁石に電流を流すと、その２つの中間、つまり斜めに動かすことができる。
【００１２】
このような構造になっているため、可動式反射板５０は凹凸面をつけた反射板５を用いた場合では変化しなかった反射光の模様を変化させることができる。これにより映像を見ている人間に、さらに高い臨場感を与えることが期待できる。
【００１３】
また映像投影装置Ｂでは、絞り３に密着したミラー４を使う替わりに、図５に示すような構造にしても良い。図５について説明すると、７はハーフミラー、８はハーフミラー７と同じ透過率を持つフィルタであり、その他は図３と同様である。
【００１４】
この装置を用いた場合に見える映像を、図５を用いて説明する。映像再生装置１０より送られてきた主映像情報１１を持った光の一部はハーフミラー７で反射板５に反射され、一部はそのまま透過して凸レンズ１に入る。また、主映像１２の中心部の光はフィルタ８を通って凸レンズ１に入る。ハーフミラー７で反射された光は凹凸面をつけた反射板５に当たることで強度にムラのある光になり、ガラス６部分を通って、スクリーン２３に映る主映像１２の周辺部に映し出される。これがゆらぎ映像１３である。この際、ゆらぎ映像１３はスクリーン２３に映る主映像１２に重なることはない。このような構成になっているからこの光は映像に対応して変化し、従来の時間的に均一な照明と異なり、主映像情報１１の映像に同調した適度な変動を実現させることができるため、映像を見ている人間に高い臨場感を与えることができる。尚、スクリーン２３を正面から見た場合には図３（Ｂ）と同様になる。
【００１５】
図５の装置では、主映像情報１１はハーフミラー７およびフィルタ８を通る。そのため、スクリーン２３に映る主映像１２が正常に映し出されるように、ハーフミラー７とフィルタ８の透過率を等しくする必要がある。ハーフミラー７とフィルタ８の透過率は７０〜８０％程度が良いと考える。ゆらぎ映像１３の光強度は、視野周辺部の情報なのでそれほど大きい必要はない。スクリーン２３に映る主映像１２の明るさをケアする方が重要だからである。図５の装置では、主映像情報１１はハーフミラー７およびフィルタ８を通るため、スクリーン２３に映る主映像１２が暗くなってしまう。そのため、光源の光強度を大きくする必要がある。
【００１６】
図２および図５の映像投影装置Ｂはガラス６部分にカバーができる構造になっており、ゆらぎ映像１３が必要ない場合にはそのカバーを着けることによって従来通りの映像を見ることもできる。
以上のように第１実施形態では、映像を見る際に従来にない高い臨場感を与える環境を簡単に実現できる。
【００１７】
第２実施形態は、図６・図７に示すように、独立した従来公知の主映像投影装置３０に対して外付けタイプである。これはプロジェクタの機能を備えていればよい。図８（Ａ）について図面に基づいて説明すると、映像再生装置１０、スピーカ２０、映像出力線２１、音声出力線２２、スクリーン２３、被照明空間Ｓについては、第１実施形態（図１参照）と同一である。前記主映像投影装置３０のレンズ部分にドーナツ状フィルタ３１を付けることにより、主映像投影装置３０より出力された光の一部が屈折・散乱し、映像の周辺にぼやけた光が映る。この光は主映像投影装置３０より出力されたものなので映像と同調してゆらぎ、この光によって見ている人間に臨場感を与えることができる。
【００１８】
図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、前記ドーナツ状フィルタ３１は、キャップであって筒状部とこの前面環状部とかなり、該前面環状部はガラス又はアクリル製であって、その前面には不規則な凹凸部が多数形成され、その中心箇所は開口３１ａされ、該開口３１ａ箇所周縁は斜面３１ｂとして形成され、さらに該斜面３１ｂには、入射した光が拡散する方向に進むように反射防止膜３１ｃが取り付けられている。該反射防止膜３１ｃは透過性に優れたものが好適である。該反射防止膜３１ｃの存在によって、ここに当たった光が主映像に影響を及ぼさないように反射防止をして外側に拡散させるものである。
【００１９】
図７は本発明の第１実施形態を外付けにした装置の図である。図７（Ａ）に基づいて説明すると、映像再生装置１０、スピーカ２０、映像出力線２１、音声出力線２２、スクリーン２３、被照明空間Ｓについては、第１実施形態（図１参照）と同一である。この主映像投影装置３０のレンズ前方に、ゆらぎ照明発生装置３２を置く。このゆらぎ照明発生装置３２は図７（Ｂ）にあるように、小型ミラー３３が一定の角度をつけて主映像投影装置３０のレンズ前方にくるようになっており、その小型ミラー３３に反射した光は、凹凸面をつけた反射板３４に当たる。該反射板３４はそこから反射した光がスクリーン２３に映った主映像になるべく重ならないように僅かに放射するように設置されている。前記反射板３４に当たった反射光は不規則な模様をした、第１実施形態と同様のゆらぎ映像１３として主映像１２の周辺に映る。前記ゆらぎ照明発生装置３２は主映像投影装置３０より出力されたものなので主映像１２と同調してゆらぎ、この光によって見ている人間に臨場感を与えることができる。
【００２０】
前記凹凸面を付けた反射板３４の替わりに図４に示すような可動式反射板５０を用いる方法もある。この可動式反射板５０は本発明の第１実施形態で用いたものと同様の装置である。
【００２１】
第２実施形態の装置を用いた場合、スクリーンを正面から見ると図３（Ｂ）と同様、スクリーンに映る主映像１２の周辺部にゆらぎ映像１３が映し出される。この際、ゆらぎ映像１３はスクリーン２３に映る主映像１２に一部重なる。ゆらぎ映像１３は主映像投影装置３０より出力されたものなので映像と同調してゆらぎ、この光によって見ている人間に臨場感を与えることができる。以上のような第２実施形態においても、映像を見る際に従来にない高い臨場感を与える環境を簡単に実現できる。
【００２２】
次に本発明の第３実施形態について図面に基づいて説明すると、図８（Ａ）は本発明の第３実施形態を示すブロック図であって、映像再生装置１０、スピーカ２０、映像出力線２１、音声出力線２２、スクリーン２３、被照明空間Ｓについては、第１実施形態（図１参照）と同一である。４０は映像投影装置であって、図８（Ｂ）に示すように映像を投影する既存のプロジェクタと同様の既存映像投影装置４１と照明制御装置４２とで構成されている。該照明制御装置４２は図８（ｃ）に示すように、映像中央処理装置（ＣＰＵ）４３と映像再生データ信号入力手段４４と映像再生データ信号と照明制御信号とを変換する映像・照明信号変換手段４５と、照明制御信号を記憶する照明データ記憶手段４６と、照明制御信号出力部４７と照明光源４８で構成されている。
【００２３】
これを動作させるには映像再生装置１０において、図９のフローチャートに示すように、映像データ信号を照明制御装置４２にて照明制御信号に変換し（Ｓｌ）、該照明制御信号を映像投影装置４０にてスクリーン２３に照明する（Ｓ２）。具体的には、例えば任意の映像を記録済みのＤＶＤを前記映像再生装置１０において再生し、映像投影装置４０に接続する映像出力線２１を介して照明制御装置４２にて制御用の映像再生データ信号として取り込み、映像・照明信号変換手段４５にて前記映像再生データ信号を照明制御信号として変換し、該照明制御信号を照明データ信号として照明データ記憶手段４６に記憶し、照明制御信号出力部４７から照明光源４８への出力を調整して照明の強度等を変化させる。また、既存のプロジェクタと同様の装置４１から出力された映像と照明光源４８から出力された光はスクリーン上では重ならないようになっている。このような構成になっているから照明光源４８は映像に対応して変化し、従来の時間的に均一な照明と異なり、照明光源４８の映像に同調した適度な変動を実現させることができるため、映像を見ている人間に高い臨場感を与えることができる。
【００２４】
本発明の第４実施形態について図面に基づいて説明すると、図１０は本発明の第４実施形態を示すブロック図であって、映像再生装置１０、スピーカ２０、映像出力線２１、音声出力線２２、スクリーン２３、被照明空間Ｓについては、第１実施形態（図１参照）と同一である。また、主映像投影装置６０，６１が備えられている。該主映像投影装置６０，６１はプロジェクタの機能を備えていればよい。該主映像投影装置６０，６１は前記主映像投影装置３０と同様の構成である。２４は映像再生装置１０と主映像投影装置６１をつなぐ副映像出力線、６２は凹凸面をつけた反射板である。映像再生装置１０からの映像信号を主映像投影装置６０および主映像投影装置６１からそれぞれ出力する。主映像投影装置６０から出力した主映像１２はそのままスクリーン２３に映す。主映像投影装置６１から出力した主映像１２は一旦凹凸面をつけた反射板６２に映し、その反射光を主映像投影装置６０から出力した映像の周辺部に当てる。このような配置になっているため、主映像投影装置６０から出力した映像の周辺部には、その映像と同調して変化し、強度にムラのある光が映る。この光によって見ている人間に臨場感を与えることができる。尚、この環境でスクリーン２３を見た場合には図３（Ｂ）と同様になる。
【００２５】
第４実施形態では、凹凸面をつけた反射板６２の変わりに可動式反射板５０を用いる方法もある。可動式反射板５０は本発明の第１実施形態で用いたものと同様の構造である。
【００２６】
映像のジャンルは全く任意であるが、一般にいわゆるヒーリング用映像は人間に対して更なるリラックス効果を、爆発・炎上など刺激的なシーンの多いアクションやＳＦ等の映像は人間に更なる興奮・高揚効果をそれぞれもたらすことが期待できる。
【００２７】
海の中のヒーリング映像を見た場合を例とすると、スクリーン２３には映像再生装置１０より出力された海の中の映像が映っている。そしてスクリーン２３の周辺部分では海の青色が映像の動きに同調した変化をしているため、観賞している人があたかも海の中にいるように感じ、高いヒーリング効果が得られると期待できる。
【００２８】
爆発シーンのあるアクション映画を見た場合を例とすると、スクリーン２３には映像再生装置１０より出力されたアクション映画が映っていて、スクリーン２３の周辺部分では映像の動きに同調した変化をしている。爆発シーンではスクリーン２３に映った映像に同調して、スクリーン２３の周辺部分も赤くなるため、観賞している人があたかも爆発を目の前にしているように感じ、高い高揚感が得られると期待できる。
【００２９】
前記第１、第２、第３および第４実施形態では音楽再生用のスピーカ２０を記載したが、該スピーカ２０からも音声を出力させることによって、視覚だけでなく聴覚からでも映像に対する臨場感を与える効果が期待できる。
【００３０】
音響も見ている映像に合わせて、より臨場感を感じさせる音響を別途出力するようにしておくことが望ましい。例えば森の映像の場合は、小鳥のさえずりなどである。
【００３１】
第１１図は第３実施形態における映像再生出力強度と照明光源強度との変換曲線４９の一例である。映像再生出力強度と照明光源強度の関係は図８における照明制御装置４２において映像再生出力強度を第１１図に例を示したような任意の曲線により例えば照明光源４８の強度を映像再生出力強度と任意の関係を持たせて変化させることができる。以上のような変換曲線４９を得ることを映像再生出力強度と照明光源強度とが一義的な関係を有していると称する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、以上説明したように、例えば映像信号を用いて、見ている映像と同調した変動やゆらぎを画像投影装置から出力することを実現し、見ている映像の周辺部分にゆらぎ照明が当たることによって本来映像とは全く関係の無い壁や家具などの情報ではなく、映像と同調した情報（光）が視野周辺部から入ってくるため、あたかも自分が映像の中にいるような臨場感を得られるという利点がある。
【００３３】
本実施の形態によれば、映像を見る際、従来にない高い臨場感を与える環境を簡単に実現できるという優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の概略図
【図２】（Ａ）は第１実施形態の映像投影装置の簡略断面図
（Ｂ）は第１実施形態の映像投影装置の縦断斜視図
（Ｃ）は反射板の要部斜視図
【図３】（Ａ）は映像投影装置を用いてスクリーンに投影している状態の簡略断面図
（Ｂ）は映像投影装置を用いてスクリーンに投影した場合の状態図
【図４】（Ａ）は可動式反射板の構成図
（Ｂ）は可動式ミラーの側面図
（Ｃ）は可動式ミラーの構成図
（Ｄ）は可動式ミラーの側面分離図
【図５】ハーフミラーを用いた場合における第１実施形態の映像投影装置の簡略断面図
【図６】（Ａ）は本発明の第２実施形態の概略図
（Ｂ）は第２実施形態のドーナツ状フィルタの一部切除した斜視図
（Ｃ）は第２実施形態のドーナツ状フィルタの断面図
【図７】（Ａ）は本発明の別の第２実施形態の概略図
（Ｂ）は第２実施形態のゆらぎ照明発生装置の断面斜視図
【図８】（Ａ）は本発明の第３実施形態の概略図
（Ｂ）は第３実施形態の映像投影装置の構成図
（Ｃ）は第３実施形態の照明制御装置のブロック図
【図９】本発明の第３実施形態のフローチャート
【図１０】本発明の第４実施形態の概略図
【図１１】本発明の第３実施形態における映像再生出力強度と照明光源強度との変換曲線のグラフ
【符号の説明】
Ｂ…映像投影装置
Ｓ…被照明空間
１０，４０…映像再生装置
１２…主映像
１３…ゆらぎ映像
３０，６０，６１…主映像投影装置
５０…可動式反射板
４１…既存映像投影装置
４８…照明光源

Claims

映像再生装置から出力された映像信号に応じて映像を投影すると共に、該映像の周辺部に周辺部映像を投影できるようにしてなる画像投影装置であって、該映像投影装置より出射された映像情報を持った光の通路に設けられた絞りと、該絞りの内側に装着されたミラーと、該ミラーで反射された光を再び反射する凹凸を有する反射板とを備え、該反射板から反射した光が前記周辺部映像として投影されるようにしてなることを特徴とする画像投影装置。
映像再生装置から出力された映像信号に応じて映像を投影すると共に、該映像の周辺部に周辺部映像を投影できるようにしてなる画像投影装置であって、該映像投影装置より出射された映像情報を持った光の通路の一部分に設けられたハーフミラーと、該ハーフミラーで反射された光を再び反射する凹凸を有する反射板とを備え、該反射板から反射した光が前記周辺部映像として投影されるようにしてなることを特徴とする画像投影装置。
映像再生装置から出力された映像信号に応じて映像を投影すると共に、該映像の周辺部に周辺部映像を投影できるようにしてなる画像投影装置であって、該映像投影装置より出射された映像情報を持った光の通路の一部分に設けられたハーフミラーと、該光の通路の残りの部分に設けられたフィルタと、前記ハーフミラーで反射された光を再び反射する凹凸を有する反射板とを備え、該反射板から反射した光が前記周辺部映像として投影されるようにしてなることを特徴とする画像投影装置。
請求項３において、前記ハーフミラーの透過率と前記フィルタの透過率とを略等しくしたことを特徴とする画像投影装置。
請求項４おいて、前記ハーフミラーの透過率と前記フィルタの透過率を、それぞれ７０％〜８０％としたことを特徴とする画像投影装置。
請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項において、前記反射板を可動式反射板に取替えてなり、該可動式反射板は、複数の可動式ミラーで構成されてなることを特徴とする画像投影装置。
請求項６において、前記複数の可動式ミラーは、それぞれが電磁石への通電制御にて適宜可動できるように構成されてなることを特徴とする画像投影装置。