JP5029375B2 - Display system - Google Patents
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Description
本発明は、実物体である表現対象物と、映像とを視覚的に複合して提示する表示システムに関する。 The present invention relates to a display system that visually presents an object to be expressed, which is a real object, and a video.
演劇やアトラクション、現代芸術等における視覚的な表現として、人物等の実物体と2次元又は3次元の映像とを組み合わせる技法が知られている。 A technique for combining a real object such as a person and a two-dimensional or three-dimensional image is known as a visual expression in theater, attraction, contemporary art, and the like.
また、実物体と映像とを組み合わせて観察者に提示する技術として、特開2000−122176号公報に開示されているような人工現実感、バーチャルリアリティと称される技術が公知である。 As a technique for presenting an observer with a combination of a real object and an image, a technique called artificial reality or virtual reality as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-122176 is known.
また一方で、コンピュータグラフィックスを用いた映像表現においては、例えば特開2002−150310号公報に開示されているように、映像内の物体を透明にして背景に溶け込ませる、いわゆる光学的な迷彩や透明人間化と称される映像上の表現技法が知られている。
上述したような物体を瞬時に透明にして背景に溶け込ませる表現技法は、画像内においてコンピュータグラフィックスを用いた後処理によって可能としているものであって、演劇や芸術、バーチャルリアリティのような実物体と映像とを組み合わせたリアルタイムの表示技術において実物体を映像内に溶け込ませるような表現を行うことは困難である。 The expression technique that instantly makes an object transparent as described above and blends it into the background is made possible by post-processing using computer graphics in the image, and it is a real object such as theater, art, or virtual reality. In real-time display technology that combines video and video, it is difficult to express a real object in the video.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、実物体である表現対象物と、映像とを視覚的に複合して提示する表示システムにおいて、実物体を映像内に溶け込ませてあたかも実物体が透明となったかのような表現が可能な表示システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a display system that visually presents an object to be expressed, which is an actual object, and an image, it is as if the actual object is melted into the image. An object of the present invention is to provide a display system capable of expressing as if a real object has become transparent.
本発明の表示システムは、実物体である表現対象物と、映像とを複合して表示する表示システムであって、表示面を具備し該表示面に第1の映像を表示する第1の表示装置と、前記表示面を覆うように配設され、所定の方向の偏光軸を有する第1の偏光板と、該第1の偏光板の前記表示面とは反対側において、前記表現対象物を配置するための空間部と、前記第1の偏光板に対してクロスニコル配置された第2の偏光板を介して前記空間部及び前記表示面に向けて第2の映像を投射する第2の表示装置と、前記第1の表示装置が表示する前記第1の映像と、前記第2の表示装置が投射する前記第2の映像とを表示形態に応じて制御する制御部と、を具備することを特徴とする。
A display system according to the present invention is a display system that displays an object to be expressed, which is a real object, and an image in combination, and includes a display surface that displays a first image on the display surface. The display object is disposed on the side opposite to the display surface of the device, the first polarizing plate disposed to cover the display surface and having a polarization axis in a predetermined direction. A second image that projects a second image toward the space and the display surface via a space for placement and a second polarizing plate arranged in crossed Nicols with respect to the first polarizing plate; A display unit; and a control unit that controls the first video displayed by the first display device and the second video projected by the second display device according to a display form. It is characterized by that.
本発明のこのような構成によれば、第1の映像及び第2の映像として同一の映像を表示することにより、表示面の手前の空間部に配設される表現対象物に、表示面に表示されている第1の映像と同一の第2の映像を投射することができる。このため、表現対象物を背景である第1の映像内に溶け込ませ、あたかも表現対象物が透明となったかのような表現が可能となる。 According to such a configuration of the present invention, the same image is displayed as the first image and the second image, so that the expression object disposed in the space portion in front of the display surface is displayed on the display surface. A second video that is the same as the displayed first video can be projected. For this reason, the object to be expressed is melted into the first image as the background, and it is possible to express as if the object to be expressed is transparent.
また、本発明は、前記制御部は、第1の表示形態が選択された場合には、前記第1の映像のみを前記第1の表示装置により表示し、第2の表示装置が選択された場合には、前記第1の映像と前記第2の映像とを同期させてそれぞれ前記第1の表示装置と前記第2の表示装置により表示することが好ましい。 Further, according to the present invention, when the first display form is selected, the control unit displays only the first video on the first display device, and the second display device is selected. In this case, it is preferable that the first video and the second video are synchronized and displayed by the first display device and the second display device, respectively.
本発明のこのような構成によれば、背景として表示面に表示される第1の映像に対して、表現対象物を浮き出させたり、逆に溶け込ませたりすることができ、より幅広い表現が可能となる。 According to such a configuration of the present invention, the object to be expressed can be raised or merged with respect to the first image displayed on the display surface as a background, and a wider range of expression is possible. It becomes.
また、本発明は、前記第1の表示装置は、前記表示面を構成する透過式スクリーンと、該透過式スクリーンに前記第1の偏光板と平行な偏光軸を有する偏光板を介して前記第1の映像を投射する液晶プロジェクタと、を具備してなることが好ましい。 According to the present invention, the first display device includes a transmissive screen constituting the display surface, and a polarizing plate having a polarizing axis parallel to the first polarizing plate on the transmissive screen. And a liquid crystal projector that projects one video image.
以下、本発明の実施形態について図1から図9を参照して説明する。図1は、表示システムの概略構成を説明する斜視図である。図2は、表示システムの概略構成を説明する側面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a display system. FIG. 2 is a side view illustrating a schematic configuration of the display system.
なお、以下の説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。 In each drawing used for the following description, the scale is different for each member in order to make each member a size that can be recognized on the drawing.
まず、本実施形態に係る表示システム1の構成について、図1及び図2を参照して説明する。表示システム1は、表示面である表示スクリーン7及び該表示スクリーン7に映像を投射する第1プロジェクタ3からなる第1の表示装置と、表示スクリーン7を挟んで第1プロジェクタ3に対向する位置に配設され表示スクリーン7に向けて映像を投射する第2プロジェクタ4(第2の表示装置)と、の2つの投射型の表示装置を具備して構成される。
First, the configuration of the
ここで、図1及び図2に示すように、本実施形態の表示システム1により提示される視覚情報を観察する観察者Pを定義する。観察者Pは、表示スクリーン7に対して第2プロジェクタ4側に位置している。また、表示スクリーン7の法線に平行な軸をZ軸とし、該Z軸に直交し水平な軸をX軸、該Z軸及びX軸に直交する軸をY軸と称するものとする。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, an observer P who observes visual information presented by the
第1プロジェクタ3は、透過式の液晶パネルをライトバルブとして用いた、いわゆる液晶プロジェクタである。第1プロジェクタ3は、信号ケーブル5を介して制御部2に電気的に接続されており、制御部2から供給される映像信号に基づいた映像を表示スクリーン7に向けて投射する。 The first projector 3 is a so-called liquid crystal projector using a transmissive liquid crystal panel as a light valve. The first projector 3 is electrically connected to the control unit 2 via the signal cable 5 and projects an image based on the video signal supplied from the control unit 2 toward the display screen 7.
本実施形態の第1プロジェクタ3は、投射光を、Y軸に略平行な偏光軸を有した偏光板3aを介して出射する。すなわち、第1プロジェクタ3から投射される映像は、Y軸に略平行な偏光軸を有する。 The first projector 3 of the present embodiment emits projection light through a polarizing plate 3a having a polarization axis substantially parallel to the Y axis. That is, the image projected from the first projector 3 has a polarization axis substantially parallel to the Y axis.
なお、図1及び図2においては、説明のために偏光板3aを第1プロジェクタ3の外部に示してあるが、偏光板3aは、第1プロジェクタ3が具備する透過式の液晶パネルが有する偏光板であり、実際には第1プロジェクタ3の内部に配設されるものである。 In FIG. 1 and FIG. 2, the polarizing plate 3 a is shown outside the first projector 3 for the sake of explanation, but the polarizing plate 3 a is a polarized light that a transmissive liquid crystal panel included in the first projector 3 has. It is a plate and is actually disposed inside the first projector 3.
表示スクリーン7は、いわゆる透過式のスクリーンであり、第1プロジェクタ3から投射された映像を、第1プロジェクタとは反対側の方向、すなわち観察者Pの方向にも表示することが可能である。このような透過式のスクリーンは、一般にリアスクリーンとも称される。 The display screen 7 is a so-called transmissive screen, and can display an image projected from the first projector 3 in a direction opposite to the first projector, that is, in the direction of the observer P. Such a transmissive screen is generally referred to as a rear screen.
表示スクリーン7の観察者P側、すなわち表示スクリーン7の第1プロジェクタ3とは反対側には、表示スクリーン7の表示面全体を覆うように、第1の偏光板8が配設されている。第1の偏光板は、Y軸に略平行な偏光軸を有している。 On the viewer P side of the display screen 7, that is, on the opposite side of the display screen 7 from the first projector 3, a first polarizing plate 8 is disposed so as to cover the entire display surface of the display screen 7. The first polarizing plate has a polarization axis substantially parallel to the Y axis.
第1の偏光板8の観察者P側には、後述するような表現対象物である実物体を配置するための所定の大きさの空間部10が設けられている。
On the viewer P side of the first polarizing plate 8, a
そして、空間部10の第1の偏光板8とは反対側には、第2プロジェクタ4が配設されている。第2プロジェクタ4は、透過式の液晶パネルをライトバルブとして用いた、いわゆる液晶プロジェクタである。第2プロジェクタ4は、信号ケーブル6を介して制御部2に電気的に接続されており、制御部2から供給される映像信号に基づいた映像を空間部10及び表示スクリーン7に向けて投射する。
The second projector 4 is disposed on the opposite side of the
本実施形態の第2プロジェクタ4は、投射光を、X軸に略平行な偏光軸を有した第2の偏光板4aを介して出射する。すなわち、第2の偏光板4aは、第1の偏光板8に対して偏光軸が略直交するようクロスニコル配置されており、第2プロジェクタ4から投射される映像は、X軸に略平行な偏光軸を有する。 The second projector 4 of the present embodiment emits the projection light through the second polarizing plate 4a having a polarization axis substantially parallel to the X axis. That is, the second polarizing plate 4a is arranged in crossed Nicols so that the polarization axis is substantially orthogonal to the first polarizing plate 8, and the image projected from the second projector 4 is substantially parallel to the X axis. Has a polarization axis.
図1及び図2においては、説明のために偏光板4aを第2プロジェクタ4の外部に示してあるが、偏光板4aは、第2プロジェクタ4が具備する透過式の液晶パネルが有する偏光板であり、実際には第2プロジェクタ4の内部に配設されるものである。 In FIG. 1 and FIG. 2, the polarizing plate 4 a is shown outside the second projector 4 for the sake of explanation. The polarizing plate 4 a is a polarizing plate included in a transmissive liquid crystal panel included in the second projector 4. In fact, it is disposed inside the second projector 4.
なお、観察者Pと第2プロジェクタ4との位置関係は図示した形態に限られるものではなく、第2プロジェクタ4は観察者Pの背後に配設されるものであってもよいし、観察者Pの頭上に配設されるものであってもよい。 Note that the positional relationship between the observer P and the second projector 4 is not limited to the illustrated form, and the second projector 4 may be disposed behind the observer P. It may be arranged above P's head.
そして、制御部2は、演算装置、記憶装置、入出力装置、補助記憶装置及び画像処理装置等を具備してなり、第1プロジェクタ3及び第2プロジェクタ4にそれぞれ供給する第1の映像信号及び第2の映像信号を制御する。 The control unit 2 includes an arithmetic device, a storage device, an input / output device, an auxiliary storage device, an image processing device, and the like, and the first video signal supplied to the first projector 3 and the second projector 4 and The second video signal is controlled.
以下に、上述した構成を有する本実施形態の表示システム1の作用及び効果を図3から図8を参照して説明する。図3は、投射する画像の一例を示す図である。図4は、第1の表示形態を説明する図である。図5は、第2の表示形態を説明する図である。図6は、第2の表示形態の変形例を示す図である。図7は、投射する画像の一例を示す図である。図8は、第3の表示形態を説明する図である。
Hereinafter, the operation and effect of the
本実施形態の表示システム1においては、第1プロジェクタ3及び第2プロジェクタ4は、制御部2からそれぞれに供給される映像信号に基づいて第1の映像及び第2の映像を投射する。
In the
まず、第1プロジェクタ3から、Y軸に略平行な偏光軸を有して表示スクリーン7に投射される第1の映像は、同じくY軸に略平行な偏光軸を有する第1の偏光板8を透過して観察者Pにまで到達する。言い換えれば、第1プロジェクタ3により表示スクリーン7に投射された第1の映像は、第1の偏光板8を透過するため、観察者Pによって観察可能となる。 First, a first image projected from the first projector 3 onto the display screen 7 having a polarization axis substantially parallel to the Y axis is a first polarizing plate 8 having a polarization axis substantially parallel to the Y axis. And reaches the observer P. In other words, the first image projected onto the display screen 7 by the first projector 3 is transmitted through the first polarizing plate 8 and can be observed by the observer P.
一方、第2プロジェクタ4から、X軸に略平行な偏光軸を有して表示スクリーン7の方向へ投射される第2の映像は、Yに略平行な偏光軸を有する第1の偏光板8により遮られる。すなわち、第2プロジェクタ4が投射する第2の映像は、表示スクリーン7に投射されず、このままでは観察者Pが第2の映像を観察することは不可能である。 On the other hand, the second image projected from the second projector 4 in the direction of the display screen 7 having a polarization axis substantially parallel to the X axis is a first polarizing plate 8 having a polarization axis substantially parallel to Y. Blocked by. That is, the second image projected by the second projector 4 is not projected on the display screen 7, and it is impossible for the observer P to observe the second image as it is.
しかしながら、ここで第1の偏光板8よりも第2プロジェクタ4側にある空間部10に実物体が存在する場合、該実物体には第2の映像が投射される。例えば、図2に示すように、空間部10に人物である被観察者Oが存在する場合、被観察者Oの第2プロジェクタ4側の表面には、第2の映像が投射されるのであり、観察者Pは、この被観察者O上に投射された第2の映像を観察することが可能となる。
However, when a real object is present in the
まず、第1の表示形態として、図3に示すような映像20を第1プロジェクタ3から第1の映像として投射し、第2プロジェクタ4からは映像を投射しない場合、観察者Pからは、図4に示すように、表示スクリーン7に投射された映像20の手前に実物体である被観察者Oが存在するように見える。
First, as a first display form, when an
ここで、第2の表示形態として、第1の映像及び第2の映像として同一の映像20を、第1プロジェクタ3及び第2プロジェクタ4の双方から投射した場合、観察者Pからは、図5に示すように、表示スクリーン7に投射された背景の映像20に、手前に存在するはずの実物体である被観察者Oが溶け込んで透明になったかのように見える。これは、被観察者Oの観察者P側に、表示スクリーン7と同一の映像20が投射されるからである。
Here, as the second display form, when the
また、本実施形態においては、表示スクリーン7には背後の第1プロジェクタ4から映像が投射され、かつ第2プロジェクタ4から投射された映像は前述のように第1の偏光板8により遮られるため、第2プロジェクタ4から被観察者Oに向けて映像を投射することにより生じる被観察者Oの影が、表示スクリーン7上に生じることがない。このため、図5の状態では、被観察者Oの輪郭はより不明瞭となる。 In the present embodiment, the display screen 7 projects an image from the first projector 4 behind, and the image projected from the second projector 4 is blocked by the first polarizing plate 8 as described above. The shadow of the observer O generated by projecting an image from the second projector 4 toward the observer O does not occur on the display screen 7. For this reason, in the state of FIG. 5, the outline of the person to be observed O becomes more unclear.
またこの第2の表示形態では、観察者P、被観察者O及び表示スクリーン7のそれぞれの位置関係に基づいて、表示スクリーン7に投射される第1の映像としての映像20と、被観察者Oに投射される第2の映像としての映像20とが、観察者Pから見た場合に同一の大きさとなるように第1プロジェクタ3及び第2プロジェクタ4の投射倍率及びフォーカスが制御されることが好ましい。
In the second display mode, the
このような構成によれば、より効果的に実物体である被観察者Oを映像20の中に溶け込ませることが可能となる。
According to such a configuration, it is possible to more effectively melt the observed person O, which is a real object, into the
また、第2の表示形態の変形例として、第1プロジェクタ3からは第1の映像として映像20を投射し、第2プロジェクタ4からは映像20の所定の一部領域のみを投射した場合、観察者Pからは、第2プロジェクタから映像20の所定の一部領域以外において、被観察者Oを観察することができるようになる。
Further, as a modification of the second display form, the first projector 3 projects the
例えば、第1プロジェクタ3からは第1の映像として映像20を投射し、第2プロジェクタ4からは映像20の下半分のみを投射した場合、観察者Pからは、図6に示すように、被観察者Oの頭部のみが空中に浮いて見えるようになる。
For example, when the first projector 3 projects the
また、実物体である被観察者Oの表面の形状や反射率を種々変更することによっても、被観察者Oの一部のみを背景に溶け込ませたり、逆に背景から浮き立たせたりすることが可能である。 Also, various changes in the shape and reflectivity of the surface of the person to be observed O, which is a real object, may cause only a part of the person to be observed O to melt into the background or conversely stand out from the background. Is possible.
第3の表示形態として、第1プロジェクタ3からは映像20を第1の映像として投射し、第2プロジェクタ4からは映像20とは異なる図7に示す映像21を第2の映像として投射した場合、観察者Pからは、図8に示すように、被観察者Oの服装が変わったかのように見える。
As a third display mode, when the
以上のように、本実施形態の表示システムによれば、実物体である表現対象物と映像とをリアルタイムに組み合わせて視覚的に提示する場合において、実物体を映像内に溶け込ませてあたかも実物体が透明となったかのような表現が可能となるのである。 As described above, according to the display system of the present embodiment, in the case of visually presenting a real object by combining an expression target object and a video in real time, it is as if the real object is melted in the video. It is possible to express as if has become transparent.
そしてこのような表現を実現する本実施形態の表示システムは、演劇、アトラクション、現代芸術、サイネージ等における視覚的表現の演出に利用することが可能である。 And the display system of this embodiment which implement | achieves such an expression can be utilized for the production of the visual expression in a play, an attraction, contemporary art, signage, etc.
なお、上述した実施形態では、実物体である表現対象物の一例として人物を挙げているが、実物体は静物や、他の生物であってもよいことは言うまでもない。 In the above-described embodiment, a person is cited as an example of an expression target that is a real object. However, it goes without saying that a real object may be a still life or another living thing.
また、上述した実施形態では、第1プロジェクタ3及び第2プロジェクタ4は、それぞれ1台のみ配設されているが、これらは、一つの映像を複数のプロジェクタに分割して投射するいわゆるマルチプロジェクタであってもよい。 In the above-described embodiment, only one first projector 3 and two second projectors 4 are provided. These are so-called multi-projectors that divide and project one image into a plurality of projectors. There may be.
また、上述した実施形態では、透過式の液晶パネルを具備する第1プロジェクタ3及び第2プロジェクタ4について述べたが、反射式の液晶パネルを具備するプロジェクタを用いてもよい。 In the above-described embodiment, the first projector 3 and the second projector 4 each including a transmissive liquid crystal panel are described. However, a projector including a reflective liquid crystal panel may be used.
また、上述した実施形態では、第1の表示装置を表示スクリーン7と第1プロジェクタ3とにより構成しているが、第1の表示装置の形態はこれに限られるものではない。例えば、第1の表示装置は、図9に示すような有機エレクトロルミネッセンス装置、FED(Field Emission Display)装置、LED(発光ダイオード)表示装置等からなるフラットパネルディスプレイ30であってもよい。
In the above-described embodiment, the first display device is configured by the display screen 7 and the first projector 3, but the form of the first display device is not limited to this. For example, the first display device may be a
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置の製造方法及び電気光学装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an electro-optical device with such a change. The manufacturing method and the electro-optical device are also included in the technical scope of the present invention.
1 表示システム、 2 制御部、 3 第1プロジェクタ、 3a 偏光板、 4 第2プロジェクタ、 4a 第2の偏光板、 5 信号ケーブル、 6 信号ケーブル、 7 表示スクリーン、 8 第1の偏光板、 10 空間部、 P 観察者
DESCRIPTION OF
Claims (3)
表示面を具備し該表示面に第1の映像を表示する第1の表示装置と、
前記表示面を覆うように配設され、所定の方向の偏光軸を有する第1の偏光板と、
該第1の偏光板の前記表示面とは反対側において、前記表現対象物を配置するための空間部と、
前記第1の偏光板に対してクロスニコル配置された第2の偏光板を介して前記空間部及び前記表示面に向けて第2の映像を投射する第2の表示装置と、
前記第1の表示装置が表示する前記第1の映像と、前記第2の表示装置が投射する前記第2の映像とを表示形態に応じて制御する制御部と、
を具備することを特徴とする表示システム。 A display system that displays a composite of an expression object that is a real object and an image,
A first display device comprising a display surface and displaying a first video on the display surface;
A first polarizing plate disposed to cover the display surface and having a polarization axis in a predetermined direction;
On the opposite side of the display surface of the first polarizing plate, a space for arranging the expression object;
A second display device that projects a second image toward the space portion and the display surface via a second polarizing plate arranged in a crossed Nicols manner with respect to the first polarizing plate;
A control unit that controls the first video displayed by the first display device and the second video projected by the second display device according to a display form;
A display system comprising:
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