JP5892278B1 - スクリーン装置、画像表示システム、画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表現の幅を拡大する。【解決手段】スクリーン装置１は、画像の表示に使用される複数のスクリーン面１８を備えたスクリーン部材１０と、スクリーン部材１０を鉛直軸Ａｘ周りに回転させるように構成された回転駆動装置１２とを有する。また、スクリーン装置１は、前後方向にスクリーン部材１０を移動するように構成された直動駆動装置１４を有する。さらに、スクリーン装置１は、回転駆動装置１２及び直動駆動装置１４を制御するコントローラ２２を有し、コントローラ２２は、隣り合うスクリーン部材１０の位置を前後方向にずらした状態で隣り合うスクリーン部材１０の一方又は両方を回転させるように、回転駆動装置１２及び直動駆動装置１４を制御する。【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、スクリーン装置、画像表示システム、画像表示方法に関する。

特許文献１には、一方表面側に映写面が形成されるスクリーン本体を備えた映像スクリーン装置が記載されている。

特開平５−３４８２７号公報

上記従来技術は、静止したスクリーン本体に対して映像が投射されるものであり、表現が単調で、表現の幅に制約があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、表現の幅を拡大することができるスクリーン装置、画像表示システム、画像表示方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、画像の表示に使用されるスクリーン部を備えたスクリーン装置であって、前記画像の表示に使用される複数の平面をそれぞれ備えた複数の多面体と、前記多面体を少なくとも１軸周りに回転させるように構成された第１駆動装置と、前記スクリーン部の面方向に交差する第１方向に前記多面体を移動するように構成された第２駆動装置と、を有するスクリーン装置が適用される。

また、本発明の別の観点によれば、前記スクリーン装置と、前記スクリーン装置の前記スクリーン部に画像を投影する投影装置と、を有する画像表示システムが適用される。

また、本発明のさらに別の観点によれば、投影装置によりスクリーン装置のスクリーン部に投影される画像と、前記スクリーン装置の多面体の、少なくとも１軸周りの回転動作、及び、前記スクリーン部の面方向に交差する第１方向への移動動作、とを同期させることを有する画像表示方法が適用される。

本発明のスクリーン装置等によれば、表現の幅を拡大することができる。

一実施形態の画像表示システムの全体構成の一例を表す構成図である。 メイン架台による駆動ユニットの支持態様の一例を表す斜視図である。 メイン架台による駆動ユニットの支持態様の一例を表す斜視図である。 駆動ユニットの構成の一例を表す斜視図である。 駆動ユニットの構成の一例を表す斜視図である。 駆動ユニット、特に直動駆動装置の構成の一例を表す分解斜視図である。 スクリーン部材及び回転駆動装置の構成の一例を表す分解斜視図である。 直動駆動装置の一部分の構成の一例を表す分解斜視図である。 スクリーン部材を回転動作させるときの制御内容の一例を説明するための模式図である。 スクリーン部材を回転動作させるときの制御内容の一例を説明するための模式図である。 スクリーン部材を回転動作させるときの制御内容の一例を説明するための模式図である。 スクリーン部材を回転動作させるときの制御内容の一例を説明するための模式図である。 スクリーン部材を回転動作させるときの制御内容の一例を説明するための模式図である。 画像表示方法による画像表示システムの動作の一例を説明するための模式図である。 画像表示方法による画像表示システムの動作の一例を説明するための模式図である。 画像表示方法による画像表示システムの動作の一例を説明するための模式図である。 三角柱形状のスクリーン部材を用いる変形例における、スクリーン部材の構成の一例、及び、スクリーン部材を回転動作させるときの挙動の一例を説明するための模式図である。 スクリーン部材の構成の一例、及び、スクリーン部材を回転動作させるときの挙動の一例を説明するための模式図である。 スクリーン部材の構成の一例、及び、スクリーン部材を回転動作させるときの挙動の一例を説明するための模式図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、原則として同一の符号で表し、これらの構成要素についての重複説明は、適宜省略する。また、図面中に注記された「前」「後」「左」「右」「上」「下」の方向は、本明細書の説明において「前」「後」「左」「右」「上」「下」と記述される方向にそれぞれ対応する。但し、スクリーン装置等の各構成要素の位置関係は、「前」「後」「左」「右」「上」「下」の概念に限定されるものではない。

ここで、スクリーン装置は、画像の表示に使用される様々なタイプのスクリーン装置に適用可能である。なお、本明細書において、「画像」とは、事象を視覚的に媒体に定着させたものを指し、文字、記号、図形等のいずれも含み、また手書きされたもの、印刷されたもの、コンピュータにより作成されたもののいずれも含み、また静止画及び動画の両方を含む。以下では、スクリーン装置を、投影装置により投影された画像を表示するスクリーン装置に適用した場合を例にとって説明する。

＜１．画像表示システムの全体構成の例＞
まず、図１〜図３を参照しつつ、本実施形態の画像表示システムの全体構成の一例について説明する。

図１〜図３に示すように、画像表示システムＳは、スクリーン装置１と、スクリーン装置１のスクリーン部１ａに画像を投影する１台以上の投影装置２（図１中ではスクリーン部１ａに前方から画像を投影する１台の投影装置２のみ図示）と、投影装置２と相互通信可能に接続され投影装置２の動作を制御する投影コントローラ３と有する。なお、図１に示す例では、スクリーン部１ａには、「ＡＢＣＤＥＦＧ」の画像が投影されている。

（１−１．スクリーン装置の例）
スクリーン装置１は、投影装置２により投影された画像を表示する装置である。スクリーン装置１は、スクリーン部材１０と、回転駆動装置１２と、直動駆動装置１４と、モータ制御装置２０と、コントローラ２２と、メイン架台２４と、サブ架台２６と、統合コントローラＣＴとを有する。この例では、スクリーン部材１０、回転駆動装置１２、及び直動駆動装置１４は、駆動ユニットＵとしてユニット化されている。なお、スクリーン部材１０、回転駆動装置１２、及び直動駆動装置１４の少なくとも一部は、ユニット化されなくてもよい。

（１−１−１．駆動ユニットの例）
駆動ユニットＵは、この例では１２８組設けられている。１２８組の駆動ユニットＵは、互いに同一の向き（この例ではスクリーン部材１０が前側となる向き）で、縦方向（この例では上下方向）及び横方向（この例では左右方向）に格子状に配列されている。具体的には、１２８組の駆動ユニットＵは、横１６列×縦８行の格子状配列とされている。図１中には、１２８組の駆動ユニットＵの横方向・縦方向における位置（順番）を表す数字を付記している。なお、駆動ユニットＵの配列及び組数は、上記以外の配列及び組数であってもよい（１組のみであってもよい）。

各スクリーン部材１０は、立方体（正六面体）形状を備える。各スクリーン部材１０では、その４つの側面（図２及び図３の状態での前面、後面、左面、及び右面）の各々が、画像が投影されるスクリーン面１８として構成されている。なお、スクリーン部材１０は、「多面体」及び「立方体」の一例に相当する。また、スクリーン部材１０の４つのスクリーン面１８は、「画像の表示に使用される複数の平面」の一例に相当する。また、１２８個のスクリーン部材１０のスクリーン面１８により、上記スクリーン部１ａが構成されている。

各回転駆動装置１２は、同一の駆動ユニットＵのスクリーン部材１０を鉛直軸Ａｘ周りに回転（横回転）させる装置である。なお、回転駆動装置１２は、「第１駆動装置」の一例に相当する。各回転駆動装置１２は、同一の駆動ユニットＵのスクリーン部材１０を鉛直軸Ａｘ周りに横回転させることで、当該スクリーン部材１０の４つのスクリーン面１８の向き（位置）を変更し、画像が投影されるスクリーン面１８を切り替えることができる。なお、回転駆動装置１２は、スクリーン部材１０を縦回転させるように構成されてもよい。あるいは、回転駆動装置１２は、スクリーン部材１０を横回転及び縦回転のいずれもできるように構成されてもよい。

各直動駆動装置１４は、同一の駆動ユニットＵのスクリーン部材１０を上記スクリーン部１ａの面方向に垂直な方向（この例では前後方向）に移動する装置である。なお、直動駆動装置１４は、「第２駆動装置」の一例に相当する。また、前後方向は、「第１方向」の一例に相当する。なお、直動駆動装置１４によるスクリーン部材１０の移動方向は、スクリーン部１ａの面方向に交差する方向であれば、前後方向以外の方向であってもよい。

（１−１−２．モータ制御装置の例）
モータ制御装置２０は、制御対象とする駆動ユニットＵの、回転駆動装置１２のモータＭ１２（後述の図７参照）、及び、直動駆動装置１４のモータＭ１４と相互通信可能に接続され、当該モータＭ１２，Ｍ１４の動作を制御する。例えば、モータ制御装置２０は、制御対象とする駆動ユニットＵに係るモータＭ１２，Ｍ１４のエンコーダ（図示せず）から位置データ等を取得し、その位置データ等に基づいて当該モータＭ１２，Ｍ１４の動作を制御する。なお、モータＭ１２，Ｍ１４は、上記のようなサーボモータである場合に限定されるものではなく、モータ制御装置２０から供給されるパルス電力に同期して動作するステッピングモータであってもよい。この例では、モータ制御装置２０は、１台で１組の駆動ユニットＵに係るモータＭ１２，Ｍ１４を制御可能に構成され、合計１２８台設けられている。なお、１台のモータ制御装置２０で２組以上の駆動ユニットＵに係るモータＭ１２，Ｍ１４の動作を制御可能としてもよい。また、１台のモータ制御装置２０でモータＭ１２，Ｍ１４の一方のみの動作を制御可能としてもよい。

（１−１−３．コントローラの例）
コントローラ２２は、制御対象とする駆動ユニットＵに係るモータ制御装置２０と相互通信可能に接続され、当該駆動ユニットＵに係るモータＭ１２，Ｍ１４の動作をモータ制御装置２０を介して制御する。なお、コントローラ２２は、「第１コントローラ」の一例に相当する。この例では、コントローラ２２は、１台で６４組の駆動ユニットＵを制御可能に構成され、合計２台設けられている。具体的には、一方のコントローラ２２は、１２８個の駆動ユニットＵのうち横１〜８列目かつ縦１〜８行目に位置する６４組の駆動ユニットＵを制御対象とする。また、他方のコントローラ２２は、１２８個の駆動ユニットＵのうち横９〜１６列目かつ縦１〜８行目に位置する６４組の駆動ユニットＵを制御対象とする。なお、１台のコントローラ２２で制御可能な駆動ユニットＵの数は、６４組に限定されるものでなく、他の数であってもよい。

（１−１−４．メイン架台の例）
メイン架台２４は、駆動ユニットＵを支持する架台である。この例では、メイン架台２４は、１２８個の駆動ユニットＵを１台のコントローラ２２により制御可能な６４組ごとに支持するように、合計２台設けられている。なお、メイン架台２４は、「架台」の一例に相当する。具体的には、２台のメイン架台２４は、横方向に並べて配置され連結されている。そして、一方のメイン架台２４（この例では右側に位置するメイン架台２４）は、一方のコントローラ２２の制御対象である横１〜８列目かつ縦１〜８行目に位置する６４組の駆動ユニットＵを支持する。また、他方のメイン架台２４（この例では左側に位置するメイン架台２４）は、他方のコントローラ２２の制御対象である横９〜１６列目かつ縦１〜８行目に位置する６４組の駆動ユニットＵを支持する。なお、メイン架台２４により支持する駆動ユニットＵの数及び対象は、上記以外の数及び対象であってもよい。例えば、１台のメイン架台２４で全ての駆動ユニットＵを支持してもよい。

各メイン架台２４は、フレーム部材２８と、ベース３０と、バックベース３２と、フレーム部材２８の下端部に固定された複数の脚３４とを備え、複数の脚３４により自立可能かつ高さ調整可能に構成されている。なお、メイン架台２４は、自立可能に構成されなくてもよく、また高さ調製可能に構成されなくてもよい。

ベース３０は、その面方向が水平方向（この例では上下方向に垂直な方向）となるようにフレーム部材２８に固定されている。ベース３０の上面には、その前端部に横方向に並べて固定された８個のガイドアダプタ３８の各々を介して、６４組の駆動ユニットＵのうち縦８行目に位置する８組の駆動ユニットＵが固定される。なお、６４組の駆動ユニットＵのうち縦１〜７行目に位置する５６組の駆動ユニットＵは、各々の下段に位置する駆動ユニットＵの後述のガイドアダプタ４０に固定されることで、当該下段に位置する駆動ユニットＵに固定される。

バックベース３２は、その面方向がベース３０の面方向に垂直な方向（この例では前後方向に垂直な方向）となるようにフレーム部材２８に固定されている。バックベース３２の前面には、６４組の駆動ユニットＵが固定される。バックベース３２の各駆動ユニットＵの固定位置近傍には、ケーブル等が挿通される挿通孔３２ａが設けられている。

（１−１−５．サブ架台の例）
サブ架台２６は、コントローラ２２及びモータ制御装置２０を支持する架台である。この例では、サブ架台２６は、２台のコントローラ２２を１台ずつ支持すると共に、１２８台のモータ制御装置２０を当該１台のコントローラ２２により制御可能な６４組ごとに支持するように、合計２台設けられている。なお、図１中では、２台のサブ架台２６は、メイン架台２４の両側に分かれて配置されているが、２台のサブ架台２６の配置は特に限定されるものではなく、２台のサブ架台２６は、例えばメイン架台２４の後部等に配置されてもよい。そして、一方のサブ架台２６（この例ではメイン架台２４の右側に位置するサブ架台２６）は、上記横１〜８列目かつ縦１〜８行目に位置する６４組の駆動ユニットＵを制御対象とする一方のコントローラ２２を支持すると共に、当該コントローラ２２と接続される６４台のモータ制御装置２０を支持する。また、他方のサブ架台２６（この例ではメイン架台２４の左側に位置するサブ架台２６）は、上記横９〜１６列目かつ縦１〜８行目に位置する６４組の駆動ユニットＵを制御対象とする他方のコントローラ２２を支持すると共に、当該コントローラ２２と接続される６４台のモータ制御装置２０を支持する。なお、コントローラ２２やモータ制御装置２０は、上記メイン架台２４により支持されてもよい。

各サブ架台２６は、複数の脚４２と、複数のキャスター４４と、ケーブル等が収納される複数のラック４６を備え、複数の脚４２により自立可能に構成されると共に、複数のキャスター４４により移動可能に構成されている。

（１−１−６．統合コントローラの例）
統合コントローラＣＴは、２台のコントローラ２２及び投影コントローラ３と相互通信可能に接続され、２台のコントローラ２２を統合して制御する。なお、統合コントローラＣＴは、「第２コントローラ」の一例に相当する。例えば、統合コントローラＣＴは、投影コントローラ３から画像の投影タイミングを表す情報（以下適宜「タイミング情報」という）を取得し、そのタイミング情報に基づいて各コントローラ２２を統合して制御する。これにより、各コントローラ２２は、統合コントローラＣＴの制御に基づいて、投影装置２により投影された画像に同期して制御対象とする６４組の駆動ユニットＵに係るモータＭ１２，Ｍ１４の動作をモータ制御装置２０を介して制御することができる。なお、コントローラ２２が１台のみしか設けられない場合等には、統合コントローラＣＴは省略可能である。

上記のような構成の画像表示システムＳでは、スクリーン部１ａの所望の位置に所望の画像を投影して、いわゆる「プロジェクションマッピング」を実施しつつ、投影された画像に同期して所望のスクリーン部材１０を回転・直動動作させることができる。なお、本明細書において、画像とスクリーン部材１０の動作（モータＭ１２，Ｍ１４の動作）との同期は、厳密な意味での同期でなくてもよく、観客目線において画像とスクリーン部材１０とが同時に動いていると感じる程度の比較的疎漏な意味での同期であってもよい。

なお、上記で説明した画像表示システムＳ及びスクリーン装置１の構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。例えば、スクリーン部材１０の動作を回転動作のみとし、スクリーン部材１０を直動動作しないようにしてもよく、この場合には直動駆動装置１４は省略可能である。また、スクリーン部材１０の形状は、立方体に限定されるものでなく、例えば三角柱等の他の多面体であってもよい（後述の（５−１）の変形例も参照）。

＜２．駆動ユニットの構成の例＞
次に、図４〜図８を参照しつつ、駆動ユニットＵの構成の一例について説明する。

図４〜図８に示すように、駆動ユニットＵは、上記スクリーン部材１０と、上記回転駆動装置１２と、上記直動駆動装置１４とを有する。

（２−１．スクリーン部材の例）
スクリーン部材１０は、１つの底面４９（図７の状態での上面）及び４つの側面５０（図７の状態での前面、後面、左面、及び右面）を備えた中空立方体形状のフレーム部材４８と、各側面５０に固定される４枚の平板５２とを備える。すなわち、スクリーン部材１０では、４枚の平板５２の表面の各々が上記スクリーン面１８として構成されている。４つのスクリーン面１８は、この例では全て白色面となっている。また、フレーム部材４８の各側面５０には、複数の孔５０ａが形成されており、これによりフレーム部材４８の軽量化が図られている。

なお、上記で説明したスクリーン部材１０の構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。例えば、スクリーン部材１０のスクリーン面１８の数は、４つに限定されるものではなく、３つ又は２つであってもよく、またスクリーン部材１０の側面の１つを例えば撥水加工等を施した保護面としてもよい。また、スクリーン面１８は、白色面に限定されるものではなく、黒色等の他の色の面としたり、光源等を備えた面等をとしてもよい。

（２−２．回転駆動装置の例）
回転駆動装置１２は、Ｂベース８４と、Ｒベース６８と、Ｕベース５４と、Ｓベース５８と、２つのＳベース６６と、モータベース６４と、回転型モータである上記モータＭ１２と、プーリ７４と、ベルト７８と、プーリ７６と、メインシャフト６２と、カラー８２と、ベアリング５６と、シャフトホルダ６０と、ベアリング８０と、ケーブルカバー７２と、ケーブルカバー７０とを備える。これら回転駆動装置１２の構成要素のうち、２つのＳベース６６、モータベース６４、モータＭ１２、プーリ７４、ベルト７８、プーリ７６、メインシャフト６２、カラー８２、シャフトホルダ６０、ケーブルカバー７２、及びケーブルカバー７０等は、上記スクリーン部材１０の内部に設けられている。

Ｂベース８４の後端部には、Ｒベース６８の下端部が固定されている。Ｒベース６８の上端部には、Ｕベース５４の後端部が固定されている。Ｒベース６８の右端部、Ｕベース５４の右後端部、及びＢベース８４の右後端部には、Ｓベース５８の後端部、上端部、及び下端部が固定されている。上記スクリーン部材１０は、Ｂベース８４、Ｒベース６８、及びＵベース５４の間に設けられている。

Ｂベース８４の上面には、２つのＳベース６６が固定されている。２つのＳベース６６の上端部には、モータベース６４を介してモータＭ１２が取り付けられている。

２つのＳベース６６の間には、プーリ７４が配置されている。プーリ７４の内周部には、モータＭ１２のモータシャフトＳＨ１２が固定されており、プーリ７４は、モータシャフトＳＨ１２と共に横回転する。プーリ７４の外周部には、ベルト７８が取り付けられている。ベルト７８は、プーリ７６の外周部にも取り付けられており、プーリ７６は、プーリ７４の回転に従動して上記鉛直軸Ａｘ周りに横回転する。

プーリ７６の内周部には、メインシャフト６２の下端部が固定されている。メインシャフト６２の上記プーリ７６への固定部位よりもさらに下端部は、カラー８２を貫通し、Ｂベース８４に取り付けられたベアリング５６により、Ｂベース８４に対し回転自在に支持されている。メインシャフト６２の上端部は、上記スクリーン部材１０の上面部の内面に固定されたシャフトホルダ６０に固定されている。メインシャフト６２の上記シャフトホルダ６０への固定部位よりもさらに上端部は、スクリーン部材１０の上面部を貫通し、Ｕベース５４に取り付けられたベアリング８０により、Ｕベース５４に対し回転自在に支持されている。

また、Ｂベース８４の上面には、ケーブルカバー７２が固定されたケーブルカバー７０が固定されている。

上記のような構成の回転駆動装置１２では、モータＭ１２が駆動されると、モータシャフトＳＨ１２が横回転し、その回転力がプーリ７４、ベルト７８、及びプーリ７６を介してメインシャフト６２に伝達され、メインシャフト６２が鉛直軸Ａｘ周りに横回転する。これにより、回転駆動装置１２は、メインシャフト６２に連結されたスクリーン部材１０を、メインシャフト６２と共に鉛直軸Ａｘ周りに横回転させることができる。

なお、上記で説明した回転駆動装置１２の構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。例えば、回転駆動装置１２のモータＭ１２の動力を伝達する機構は、上記のようなプーリ及びベルトを用いた機構に限定されるものでなく、例えば歯車を用いた機構やチェーンを用いた機構等であってもよい。また、回転駆動装置１２のモータＭ１２等を、スクリーン部材１０の外部に設けてもよい。

（２−３．直動駆動装置の例）
直動駆動装置１４は、メインベース３６と、Ｍベース１１０と、２つのＳベース１０８と、Ｍベース８６と、回転型モータである上記モータＭ１４と、プーリ９４と、Ｍシャフト８８と、ベアリング１０４と、ベルト９８と、プーリ９６と、Ｐシャフト９２と、ベアリング９０と、ベアリング１０６と、Ｐベース１２４と、２つのＳベース１２２と、Ｐベース１１２と、プーリ１１６と、Ｐシャフト１１８と、ベアリング１１４と、ベアリング１２０と、ベルトベース１０２と、ベルト金具１００と、リニアガイド１２８と、Ｍテーブル１３０と、フレーム１３２と、フレームサポート１３４と、フレームカバー１３６と、Ｇベース１４０と、リニアガイド１４２と、ガイドアダプタ４０と、３つのケーブルカバー１３８と、ケーブルベア（登録商標）１５０と、ベア金具１５２と、配線ダクト１４４とを備える。

メインベース３６の上面の後端側には、Ｍベース１１０が固定されている。Ｍベース１１０の上面には、２つのＳベース１０８が固定されている。２つのＳベース１０８の上端部には、Ｍベース８６を介してモータＭ１４が取り付けられている。

２つのＳベース１０８の間には、プーリ９４が配置されている。プーリ９４の内周部には、モータＭ１４のモータシャフトＳＨ１４が固定されたＭシャフト８８が固定されている。Ｍシャフト８８の上記プーリ９４への固定部位よりもさらに下端部は、Ｍベース１１０に取り付けられたベアリング１０４により、Ｍベース１１０に対し回転自在に支持されている。したがって、プーリ９４は、モータシャフトＳＨ１４及びＭシャフト８８と共に横回転する。プーリ９４の外周部には、ベルト９８が取り付けられている。

また、２つのＳベース１０８の間における上記プーリ９４の近傍には、プーリ９６が配置されている。プーリ９６の内周部には、Ｐシャフト９２の下端部が固定されている。Ｐシャフト９２の上端部は、Ｍベース８６に取り付けられたベアリング９０により、Ｍベース８６に対し回転自在に支持されている。Ｐシャフト９２の上記プーリ９６への固定部位よりもさらに下端部は、Ｍベース１１０に取り付けられたベアリング１０６により、Ｍベース１１０に対し回転自在に支持されている。プーリ９６の外周部には、上記ベルト９８が取り付けられており、プーリ９６は、プーリ９４の回転に従動して横回転する。

メインベース３６の上面の前端側には、Ｐベース１２４が固定されている。Ｐベース１２４の上面には、２つのＳベース１２２が固定されている。２つのＳベース１２２の上端部には、Ｐベース１１２が固定されている。２つのＳベース１２２の間には、プーリ１１６が配置されている。プーリ１１６の内周部には、Ｐシャフト１１８の上端部が固定されている。Ｐシャフト１１８の上記プーリ１１６への固定部位よりもさらに上端部は、Ｐベース１１２に取り付けられたベアリング１１４により、Ｐベース１１２に対し回転自在に支持されている。Ｐシャフト１１８の下端部は、Ｐベース１２４に取り付けられたベアリング１２０により、Ｐベース１２４に対し回転自在に支持されている。プーリ１１６の外周部には、上記ベルト９８が取り付けられており、プーリ１１６は、プーリ９４の回転に従動して横回転する。

ベルト９８の外周側には、ベルトベース１０２がベルト金具１００により取り付けられており、ベルトベース１０２は、ベルト９８の回転に伴い前後方向に移動する。

また、メインベース３６の上面における上記ベルト９８の内周側には、リニアガイド１２８が設けられている。リニアガイド１２８は、前後方向に延設されるようにメインベース３６の上面に固定されたレール１２８ａと、レール１２８ａ上を摺動可能な２つのブロック１２８ｂとを備える。２つのブロック１２８ｂの上面には、Ｍテーブル１３０が固定されている。Ｍテーブル１３０の上面部は、ベルト９８の上端部よりも上側に位置する。Ｍテーブル１３０の上面には、フレーム１３２がその上面に配置されたフレームサポート１３４と共に固定されている。

フレーム１３２の後端部には、フレームカバー１３６が固定されている。フレーム１３２の上面には、Ｇベース１４０が固定されている。

Ｇベース１４０の上面には、リニアガイド１４２が設けられている。リニアガイド１４２は、前後方向に延設されるようにＧベース１４０の上面に固定されたレール１４２ａと、レール１４２ａ上に取り付けられたブロック１４２ｂとを備える。レール１４２ａ及びブロック１４２ｂは、前後方向に相対的に摺動可能に構成されている。ブロック１４２ｂの上面には、ガイドアダプタ４０が固定されている。ガイドアダプタ４０は、Ｐフランジ１５４を介して、上段に位置する駆動ユニットＵに係るＰベース１２４の前端部に固定される。なお、図６中には、実線で示す直動駆動装置１４を備えた駆動ユニットＵを基準として、その下段に位置する駆動ユニットＵの各構成要素を想像線で図示している。

また、フレーム１３２の前端部は、上記Ｒベース６８の後面に固定されている。フレーム１３２の左面には、３つのケーブルカバー１３８が固定されている。

また、Ｍテーブル１３０の上面部には、ケーブルが挿通されるケーブルベア１５０がその一端部に固定されたベア金具１５２を介して固定されている。ケーブルベア１５０の他端部は、メインベース３６の上面の左端部に固定されている。

また、メインベース３６の上面の右端部には、ケーブルが挿通される配線ダクト１４４が設けられている。

上記のような構成の直動駆動装置１４では、モータＭ１４が駆動されると、モータシャフトＳＨ１４及びＭシャフト８８が横回転し、その回転力がプーリ９４、ベルト９８、プーリ９６，１１６を介してＰシャフト９２，１１８に伝達され、Ｐシャフト９２，１１８が横回転する。この際、ベルト９８の回転に伴い、ベルトベース１０２、Ｍテーブル１３０、及びフレーム１３２等が、リニアガイド１２８，１４２によりガイドされつつ前後方向に移動する。これにより、直動駆動装置１４は、フレーム１３２に連結されたスクリーン部材１０を、フレーム１３２等と共に前後方向に移動することができる。

なお、上記で説明した直動駆動装置１４の構成は、あくまで一例であり、上記以外の構成であってもよい。例えば、直動駆動装置１４のモータＭ１４の動力を伝達する機構は、上記のようなプーリ及びベルトを用いた機構に限定されるものでなく、例えば歯車を用いた機構やチェーンを用いた機構等であってもよい。また、直動駆動装置１４の動力発生源をリニアモータ等としてもよい。

＜３．画像表示システムの動作の例＞
次に、画像表示システムＳの動作の一例について説明する。

（３−１．スクリーン部材を回転動作させるときの制御内容の例）
ここで、本実施形態では、上記１２８個のスクリーン部材１０は、横方向に隣り合うスクリーン部材１０の位置が前後方向に一致する状態で当該隣り合うスクリーン部材１０の底面４９の外接円同士が一部重なり合うように、当該隣り合うスクリーン部材１０同士の隙間が極力小さく決められ、配置されている（後述の図９Ａ参照）。各コントローラ２２は、統合コントローラＣＴの制御に基づいて、横方向に隣り合うスクリーン部材１０の一方又は両方を横回転させるときには、当該隣り合うスクリーン部材１０の位置を前後方向にずらした状態としてから回転させるように、モータＭ１２，Ｍ１４の動作をモータ制御装置２０を介して制御する。

以下、図９Ａ〜図９Ｅを参照しつつ、上記のようなコントローラ２２の制御に基づくスクリーン部材１０の動作の一例について説明する。図９Ａ〜図９Ｅでは、１２８個のスクリーン部材１０のうち横方向に隣り合う３個のスクリーン部材１０（図中では「１０ａ」「１０ｂ」「１０ｃ」と図示）に係る駆動ユニットＵ（図中では「Ｕａ」「Ｕｂ」「Ｕｃ」と図示）のみを抽出して図示し、スクリーン部材１０ａ，１０ｂが鉛直軸Ａｘ周りに横回転する場合を例にとって説明する。なお、図９Ａ〜図９Ｅ中では、説明の便宜上、各スクリーン部材１０の４つのスクリーン面１８を互いに異なる態様で図示している

図９Ａ〜図９Ｅにおいて、図９Ａに示す状態では、スクリーン部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、全て後方に位置している。この状態では、スクリーン部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃに係る外接円同士は、一部重なり合っている。

そして、駆動ユニットＵｂにおいて、コントローラ２２の制御に基づいて直動駆動装置１４が駆動され、スクリーン部材１０ｂが前方に移動する（図９Ａ及び図９Ｂ参照）。図９Ｂに示す状態では、スクリーン部材１０ａ，１０ｂ，１０ｃに係る外接円同士は、重なり合っていない。

その後、駆動ユニットＵａ，Ｕｂの各々において、コントローラ２２の制御に基づいて回転駆動装置１２が駆動され、スクリーン部材１０ａ，１０ｂの各々が鉛直軸Ａｘ周りに横回転する（図９Ｂ〜図９Ｄ参照）。

そして、駆動ユニットＵｂにおいて、コントローラ２２の制御に基づいて直動駆動装置１４が駆動され、スクリーン部材１０ｂが後方に移動する（図９Ｄ及び図９Ｅ参照）。

（３−２．画像表示方法による動作の例）
上述したように、画像表示システムＳでは、スクリーン部１ａの所望の位置に所望の画像を投影してプロジェクションマッピングを実施しつつ、投影された画像に同期して所望のスクリーン部材１０を回転・直動動作させることができる。すなわち、画像表示システムＳでは、投影装置２によりスクリーン部１ａに投影される画像と、スクリーン部材１０の鉛直軸Ａｘ周りの回転動作とを同期させることができる。

以下、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照しつつ、上記のような画像表示方法による画像表示システムＳの動作の一例について説明する。

図１０Ａ〜図１０Ｃにおいて、図１０Ａに示す状態では、横３〜１２列目かつ縦４，５行目に位置する２０個のスクリーン部材１０のスクリーン面１８に亘って、「ＡＢＣＤＥＦ」の画像が投影され、１２８個のスクリーン部材１０の全てが後方に位置している。

そして、上記画像が投影された状態で、横１３列目かつ縦４，５行目の２個のスクリーン部材１０が前方に移動し、その後、横１３，１４列目かつ縦４，５行目の４個のスクリーン部材１０のスクリーン面１８に亘って、横回転する「Ｇ」の画像が投影され、その画像の回転に同期して当該４個のスクリーン部材１０が横回転する（図１０Ｂ参照）。そして、横３〜１４列目かつ縦４，５行目に位置する２４個のスクリーン部材１０のスクリーン面１８に亘って、「ＡＢＣＤＥＦＧ」の画像が投影された状態となる（図１０Ｃ参照）。

なお、上記で説明した画像表示システムＳの動作は、あくまで一例であり、上記以外の動作であってもよい。

＜４．本実施形態による効果の例＞
以上説明したように、本実施形態の画像表示システムＳは、スクリーン装置１と投影装置２とを有する。スクリーン装置１は、スクリーン部材１０と回転駆動装置１２とを有し、回転駆動装置１２によりスクリーン部材１０を回転させることができる。これにより、投影された画像を表示しつつスクリーン部材１０を回転動作させることができるので、スクリーン装置１にスクリーン部材１０の回転動作による表現態様を加えることができ、表現の幅を大幅に拡大することができる。その結果、画像の表示とスクリーン部材１０の実際の回転動作との相乗効果により、観客により強い印象を与えたり、より楽しませることが可能となる。

また、本実施形態では特に、スクリーン装置１は、直動駆動装置１４を有し、直動駆動装置１４によりスクリーン部材１０を前後方向に移動させることができる。つまり、スクリーン装置１は、スクリーン部材１０を回転動作だけでなく直動動作させることができるので、より複雑な動作が実行可能となる。これにより、スクリーン装置１の表現態様をさらに増大できるので、表現の幅をさらに拡大することができる。

また、本実施形態では特に、スクリーン装置１は、コントローラ２２を有し、コントローラ２２は、隣り合うスクリーン部材１０の位置を前後方向にずらした状態で当該隣り合うスクリーン部材１０の一方又は両方を回転させるように、回転駆動装置１２及び直動駆動装置１４を制御する。このようにスクリーン部材１０の動作を制御することにより、隣り合うスクリーン部材１０同士の隙間が極力小さくなるように複数のスクリーン部材１０を配置しつつ、各スクリーン部材１０を回転動作させることができる。したがって、スクリーン部１ａの面方向におけるスクリーン部材１０間の隙間を小さくすることができるので、画像の表示性能を向上できる。

また、本実施形態では特に、コントローラ２２は、投影された画像に同期して回転駆動装置１２及び直動駆動装置１４を制御する。これにより、投影された画像の内容に合わせてスクリーン部材１０を動作（回転及び直動）させることができる。その結果、画像の表示とスクリーン部材１０の実際の動作（回転及び直動）との相乗効果により、観客により強い印象を与えたり、より楽しませることができる。

また、本実施形態では特に、スクリーン部材１０、回転駆動装置１２、及び直動駆動装置１４は、駆動ユニットＵとしてユニット化される。また、縦方向と横方向に格子状に配列された複数の駆動ユニットＵは、コントローラ２２により制御可能な数ごとにメイン架台２４により支持される。これにより、複数の駆動ユニットＵとそれらを制御するコントローラ２２とをメイン架台２４ごとにユニット化することが可能である。この場合、スクリーン装置１の拡張・縮小を機械的にも電気的にもユニット単位で行うことが可能となるので、拡張・縮小が容易となる。また、本実施形態では、メイン架台２４が自立可能であるため、スクリーン装置１をアンカーボルト等を使用することなく容易に設置できる。

また、本実施形態では特に、メイン架台２４は、複数台が並べて配置されており、スクリーン装置１は、複数のメイン架台２４の各々に対応した複数のコントローラ２２を統合して制御する統合コントローラＣＴを有する。これにより、統合コントローラＣＴで制御可能な範囲でコントローラ２２及びメイン架台２４の数を増やすことができる。したがって、拡張性を高めることができる。

また、本実施形態では特に、回転駆動装置１２のモータＭ１２等は、スクリーン部材１０の内部に設けられる。これにより、モータＭ１２等の設置スペースが不要となり、駆動ユニットＵをコンパクト化できる。

また、本実施形態では特に、スクリーン部材１０は、立方体形状を備え、回転駆動装置１２は、立方体形状のスクリーン部材１０を鉛直軸Ａｘ周りに横回転させ、画像の表示に使用されるスクリーン面１８を切り替える。これにより、例えば縦回転とする場合には立方体形状のスクリーン部材１０内部に配置した回転駆動装置１２のモータＭ１２等の支持が片持ち梁上となり構造的に不安定となるのに対して、横回転とする場合には回転駆動装置１２のモータＭ１２等を下方から支持することが可能となるので、部品を増やすことなく構造的に安定させることができる。

＜５．変形例等＞
なお、実施形態は、上記内容に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例について説明する。

（５−１．三角柱形状のスクリーン部材を用いる場合）
上記実施形態では、多面体として、立方体形状のスクリーン部材１０を用いた場合を例にとって説明したが、例えば図１１Ａ〜図１１Ｃに示すような正三角柱形状のスクリーン部材１０′を用いてもよい。スクリーン部材１０′では、その３つの側面の各々が、上記スクリーン面１８として構成されている。このとき、鉛直軸Ａｘ周りに横回転する複数のスクリーン部材１０′を、横方向に隣り合うスクリーン部材１０′の位置が前後方向に一致する状態で当該隣り合うスクリーン部材１０′の底面４９′の外接円同士が重なり合わないように配置してもよい。この場合には、横方向に隣り合うスクリーン部材１０′の位置が前後方向に一致する状態であっても、当該隣り合うスクリーン部材１０′の一方又は両方を円滑に横回転させることができる。

（５−２．一般的なスクリーンと組み合わせて使用する場合）
上記実施形態等では、スクリーン装置１のスクリーン部１ａに画像を投影する場合を例にとって説明したが、例えば、スクリーン装置１のスクリーン部１ａと（回転・直動動作しない）一般的なスクリーンとを組み合わせた領域に画像を投影してもよい。この場合、例えば、スクリーン装置１のスクリーン部１ａの上方に、スクリーン部１ａと同程度の画像表示領域を有する一般的なスクリーンを配置し、投影装置２によりスクリーン部１ａとその上方の一般的なスクリーンとを組み合わせた領域に画像を投影する。この場合には、比較的安価な構成で画像表示領域を約２倍に拡大しつつ、表現の幅を拡大することができる。

（５−３．他のスクリーン装置に適用する場合）
以上では、スクリーン装置を、投影装置２により投影された画像を表示するスクリーン装置１に適用した場合を例にとって説明したが、例えば、スクリーン部材の複数のスクリーン面の各々に予め印刷された画像を表示して、全体として模様や文字を表現する、いわゆる「人文字」を実施するスクリーン装置に適用してもよい。この場合には、上記実施形態等と同様、回転駆動装置によりスクリーン部材を回転させ、画像の表示に使用されるスクリーン面を切り替えることで、表現の幅を大幅に拡大することができ、画像の表示とスクリーン部材の実際の回転動作との相乗効果により、観客により強い印章を与えたり、より楽しませることが可能となる。

（５−４．その他）
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」等とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」等という意味である。

また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」等とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」等という意味である。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。

その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１ スクリーン装置
２ 投影装置
１０ スクリーン部材（多面体及び立方体の一例）
１０′ スクリーン部材（多面体の一例）
１２ 回転駆動装置（第１駆動装置の一例）
１４ 直動駆動装置（第２駆動装置の一例）
１８ スクリーン面（平面の一例）
２２ コントローラ（第１コントローラの一例）
２４ メイン架台（架台の一例）
Ａｘ 鉛直軸
ＣＴ 統合コントローラ（第２コントローラの一例）
Ｓ 画像表示システム
Ｕ 駆動ユニット

Claims (9)

1. 画像の表示に使用されるスクリーン部を備えたスクリーン装置であって、
   前記画像の表示に使用される複数の平面をそれぞれ備えた複数の多面体と、
   前記多面体を少なくとも１軸周りに回転させるように構成された第１駆動装置と、
   前記スクリーン部の面方向に交差する第１方向に前記多面体を移動するように構成された第２駆動装置と、
   を有することを特徴とするスクリーン装置。
2. 前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する第１コントローラをさらに有し、
   前記第１コントローラは、
   隣り合う前記多面体の位置を前記第１方向にずらした状態で前記隣り合う多面体の一方又は両方を回転させるように、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン装置。
3. 前記スクリーン部は、
   投影装置により投影された前記画像を表示し、
   前記第１コントローラは、
   前記スクリーン部に投影された前記画像に同期して前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載のスクリーン装置。
4. 前記多面体、前記第１駆動装置、及び前記第２駆動装置を備えた駆動ユニットと、
   縦方向と横方向に格子状に配列された複数の前記駆動ユニットを、前記第１コントローラにより制御可能な数ごとに支持する架台と、をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のスクリーン装置。
5. 前記架台は、
   複数台が並べて配置されており、
   前記スクリーン装置は、
   前記複数の架台の各々に対応した複数の前記第１コントローラを統合して制御する第２コントローラをさらに有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のスクリーン装置。
6. 前記第１駆動装置は、
   前記多面体の内部に設けられる
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
7. 前記多面体は、
   立方体であり、
   前記第１駆動装置は、
   前記立方体を鉛直軸周りに回転させて、前記スクリーン部の一部として前記画像の表示に使用される前記平面を切り替える
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスクリーン装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスクリーン装置と、
   前記スクリーン装置の前記スクリーン部に画像を投影する投影装置と、を有する
   ことを特徴とする画像表示システム。
9. 投影装置によりスクリーン装置のスクリーン部に投影される画像と、前記スクリーン装置の多面体の、少なくとも１軸周りの回転動作、及び、前記スクリーン部の面方向に交差する第１方向への移動動作、とを同期させることを有する
   ことを特徴とする画像表示方法。
   

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