JP6825869B2

JP6825869B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP6825869B2
Application number: JP2016194076A
Authority: JP
Inventors: 智一池野
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2021-02-03
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: CN109791166B; CN109791166A; DE112017004957T5; US20190234773A1; JP2018054564A; WO2018061500A1; US10634977B2

Description

この発明は、投影画像を表示体に表示する画像表示装置に関する。

例えば、領域ごとに流れる風を検知する風情報検知装置を備え、該風情報検知装置によって検知された風情報を、各領域に設けられたＬＥＤ等の表示形態によって報知する報知システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に記載の発明によれば、構造物周辺の歩道を複数の領域に区分けし、各領域に、風情報検知装置と、複数のＬＥＤパネルとを並設している。そして、風情報検知装置にて検知された風情報に基づいて、ＬＥＤパネルの表示形態を変化させ、通行人に、通行位置における風の状況を知らせることを可能としている。

特許第５５０４７７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、風情報検知装置と、ＬＥＤパネルとの距離が離れているため、正確な風情報がＬＥＤの表示に反映されているわけではない。

すなわち、通行人が感じる風の状況と、ＬＥＤの表示とが異なることがあり、通行人の感覚とＬＥＤの表示との間にずれが生じやすい。

そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、投影画像を、物理量変化が生じた領域に、より忠実に表示できるようにした画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明における画像表示装置は、物理量検出部と、投影装置からの画像を投影する表示体と、を具備し、前記表示体には、前記物理量検出部に通じる貫通孔が設けられ、前記貫通孔を通じて、物理量変化が、前記物理量検出部で検出され、前記画像を、物理量変化を検出した前記物理量検出部の位置を含むように前記表示体上に投影させ、前記物理量検出部の測定値変化に応じて、前記画像が変化するように制御したことを特徴とする。

本発明では、前記物理量検出部は、複数設けられ、前記画像が、各物理量検出部での測定値変化に応じて変化するように制御される構成とすることができる。

本発明の画像表示装置においては、投影画像を、物理量変化が生じた領域に、より忠実に表示することができる。これにより、使用者の感覚と、投影画像の表示とが一致し、快適な使用感を得ることができる。

本実施の形態における画像表示装置の概念図である。図１に示す画像表示装置の部分分解斜視図である。本実施の形態における画像表示装置の部分拡大断面図である。本実施の形態の画像表示装置のブロック図である。本実施の形態の画像表示装置に用いられる流量センサの回路図である。本実施の形態の投影画像の一例である。本実施の形態の投影画像の一例である。本実施の形態の投影画像の一例である。本実施の形態における画像表示装置の適用例を示す模式図である。図４とは別の実施の形態を示す画像表示装置のブロック図である。

以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

図１は、本実施の形態における画像表示装置の概念図である。図２は、図１に示す画像表示装置の部分分解斜視図である。図３は、本実施の形態における画像表示装置の部分拡大断面図である。図４は、本実施の形態の画像表示装置のブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態における画像表示装置１は、スクリーン（表示体）２の表面に、プロジェクタ（投影装置）３により画像を投影する構成である。

図１に示すように、スクリーン２の裏側には、物理量検出装置４が配置されている。また、図１に示すように、プロジェクタ３と、物理量検出装置４との間は、コンピュータ装置５により電気的に接続されている。

図２に示すように、物理量検出装置４には、複数の物理量検出部６が配列されている。この実施の形態では、物理量検出部６を流量センサ（以下、流量センサ６と称する）として説明する。図２に示すように、複数の流量センサ６は、直交する２方向にマトリクス状に配置されているが、図２に示す配置は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、各流量センサ６は、一列に配列された構成であってもよいし、リング状等、直線以外の形状に配列されてもよい。

図２に示す実施の形態では、各流量センサ６と電気的に接続されたＬＥＤ等の発光部７が設けられているが、発光部７を設けるか否かは任意である。なお、各発光部７は、電気的に接続された各流量センサ６に近接して配置されている。

図２に示すように、スクリーン２には、各流量センサ６と対向する位置に微小な貫通孔８が設けられている。貫通孔８は、流量センサ６に風を送るための穴であり、貫通孔８を通じて、各流量センサ６では風検知を行うことが可能である。

図３に示すように、物理量検出装置４は、筐体９と、筐体９の前面に設けられた前面パネル１０とを備え、前面パネル１０には各流量センサ６を配置するための収納部１０ａが設けられている。図示しないが、筐体９内部には、各流量センサ６と電気的に接続された制御系統が設けられている。

図３に示すように、流量センサ６及び、前面パネル１０の表面には、スクリーン２が接着層（図示せず）を介して配置されている。このとき、スクリーン２に設けられた貫通孔８は、流量センサ６の検知面に通じている。

図４のブロック図に示すように、各流量センサ６の前面に配置されたスクリーン２に、プロジェクタ３から画像を投影する。すなわち、真裏に複数の流量センサ６が配置されたスクリーン２の表面に画像を投影している。

図４に示す制御装置１１は、各流量センサ６の測定値に基づいて、画像表示処理を実行する部分である。本実施の形態では、図１に示すコンピュータ装置５や、物理量検出装置４内部にて、各流量センサ６に接続された制御系統としてのマイコン等を含む総称であるが、画像表示処理を実行可能な制御装置１１であれば構成を限定するものではない。

図５は、本実施の形態の流量センサ６の回路図である。図５に示すように、流量検知用抵抗素子１３と、温度補償用抵抗素子１４と、抵抗器１６、１７とでブリッジ回路１８を構成している。図５に示すように、流量検知用抵抗素子１３と抵抗器１６とで第１の直列回路１９を構成し、温度補償用抵抗素子１４と抵抗器１７とで第２の直列回路２０を構成している。そして、第１の直列回路１９と第２の直列回路２０とが、並列に接続されてブリッジ回路１８を構成している。

図５に示すように、第１の直列回路１９の出力部２１と、第２の直列回路２０の出力部２２とが、夫々、差動増幅器（アンプ）２３に接続されている。ブリッジ回路１８には、差動増幅器２３を含めたフィードバック回路２４が接続されている。フィードバック回路２４には、トランジスタ（図示せず）等が含まれる。

抵抗器１６、１７は、流量検知用抵抗素子１３、及び温度補償用抵抗素子１４よりも抵抗温度係数（ＴＣＲ）が小さい。流量検知用抵抗素子１３は、例えば、所定の周囲温度よりも所定値だけ高くなるように制御された加熱状態で、所定の抵抗値Ｒｓ１を有し、また、温度補償用抵抗素子１４は、例えば、前記の周囲温度にて、所定の抵抗値Ｒｓ２を有するように制御されている。なお、抵抗値Ｒｓ１は、抵抗値Ｒｓ２よりも小さい。流量検知用抵抗素子１３と第１の直列回路１９を構成する抵抗器１６は、例えば、流量検知用抵抗素子１３の抵抗値Ｒｓ１と同様の抵抗値Ｒ１を有する固定抵抗器である。また、温度補償用抵抗素子１４と第２の直列回路２０を構成する抵抗器１７は、例えば、温度補償用抵抗素子１４の抵抗値Ｒｓ２と同様の抵抗値Ｒ２を有する固定抵抗器である。

図５に示す流量検知用抵抗素子１３は、図３に示す流量センサ６の表面側（スクリーン２側）に配置され、温度補償用抵抗素子１４は、図３に示す流量センサ６の裏面側に配置される。

無風状態から風が吹くと、風は、図３に示す貫通孔８を通って検知面に配置された流量検知用抵抗素子１３に到達する。このとき、発熱抵抗である流量検知用抵抗素子１３の温度は低下するため、流量検知用抵抗素子１３が接続された第１の直列回路１９の出力部２１の電位が変動する。これにより、差動増幅器２３により差動出力が得られる。そして、フィードバック回路２４では、差動出力に基づいて、流量検知用抵抗素子１３に駆動電圧を印加する。図４に示すように、制御装置１１では、流量検知用抵抗素子１３の加熱に要する電圧の変化に基づき、風速を換算し出力することができる。風速が変化すると、それに伴い、流量検知用抵抗素子１３の温度が変化するため、風速を検知することができる。ただし、制御装置１１では、電圧変化等の電気変化を捉えて、投影表示処理を行うことが可能である。

なお、図５に示す流量センサ６の回路構成は、一例であり、これに限定されるものではない。

本実施の形態の制御装置１１では、画像を、風を検知した流量センサ６の位置を含むようにスクリーン２上に投影させ、流量センサ６の測定値変化（電圧変化）に応じて、画像が変化するように制御している。以下、図６から図８を用いて、投影画像の一例を示す。

図６は、スクリーン２上に吹き付けられる風の強弱を投影画像として表示した例である。図６では、スクリーン２の真ん中に最も強い風（第１の風）が吹き付けられ、第１の風を検知した真ん中の流量センサ６ａの位置を含むように、小円画像３０が、スクリーン２上に投影されている。その小円画像３０の外側では、真ん中よりも弱い風（第２の風）がスクリーン２に吹き付けられており、第２の風を検知した流量センサ６ｂの位置を含むように、中円画像３１が、スクリーン２上に投影されている。また、その中円画像３１の外側では、更に弱い風（第３の風）がスクリーン２に吹き付けられており、第３の風を検知した流量センサ６ｃの位置を含むように、大円画像３２が、スクリーン２上に投影されている。そして、例えば、小円画像３０が最も濃い色に表示され、中円画像３１及び大円画像３２の順に表示色が薄くなっている。

本実施の形態では、スクリーン２の裏側に流量センサ６を設置し、風を検知した流量センサ６の位置に、投影画像を重ね合わせるため、流量センサ６の測定結果と、それに基づく画像表示とのずれを小さくできる。すなわち、本実施の形態によれば、投影画像を、物理量変化が生じた領域に、より忠実に表示することができる。これにより、使用者の感覚と、投影画像の表示とを一致させやすく、使用者に、快適な使用感を得ることができる。

なお、図６では、流量センサ６の測定変化に基づいて、各画像の色や模様等を変化させることができる。

あるいは、図７に示すように、スクリーン２上に投影された画像３５を移動させることも可能である。すなわち、図７の上図に示すように、流量センサ６ｄの位置を含むように、画像３５を投影し、図７の下図に示すように、風検知による流量センサ６ｄの測定値変化に基づいて、画像３５をスクリーン２上にて移動させることができる。例えば、測定値変化により、画像３５の移動方向や、移動スピード、及び移動距離を変えることができる。

また、図８に示すように、スクリーン２上に投影された画像３６を回転させることもできる。すなわち、図８の上図に示すように、流量センサ６ｅの位置を含むように、画像３６を投影し、図８の下図に示すように、風検知による流量センサ６ｅの測定値変化に基づいて、画像３６をスクリーン２上にて回転させることができる。例えば、測定値変化により、画像３６の回転方向や、回転スピード、及び回転距離を変えることができる。

また、本実施の形態では、上記以外に、流量センサ６の測定値変化に基づいて、画像を変形させたり（例えば、画像を拡大や縮小させたり）、画像を点滅させたり、消滅等させたりすることが可能である。

図６から図８の各実施の形態では、図４の制御装置１１において、風を検知した流量センサ６を特定し、流量センサ６の位置情報に基づいて、流量センサ６の位置を含むように、所定の画像をスクリーン２上に投影させる。そして、制御装置１１では、流量センサ６の測定値変化を取得し、その測定値変化に基づいて、画像を、プログラム制御により変化させることができる。

図４に示すように、流量センサ６が複数個、設けられた構成では、各流量センサ６の測定値変化に応じて画像が変化するように制御する。例えば、図７を例に取ると、スクリーン２上に画像３５を複数表示させ、各流量センサ６の測定値変化の違いに基づいて、各画像３５の移動するスピードを変えたり、各画像３５の移動距離を変えることができる。

スクリーン２に表示する画像の切り替えは、コンピュータ装置５により行うことが可能であるが、それ以外に、例えば、スクリーン２の特定領域に風を吹き付けて、その位置で反応する流量センサ６の測定値変化に基づいて画像を切り替えることもできる。

図１に示す実施の形態の画像表示装置１は、例えば、プロジェクションマッピングとして適用することが可能である。

また、本実施の形態では、図９のように、画像表示装置４０を模型や置物等に一体的に組むことも可能である。

図９に示すように、ケース４１内に、例えば、塔模型４２が設けられている。図９に示すように、塔模型４２には、１個の流量センサ６が組込まれており、表示体４３が流量センサ６の前面側に配置されている。この表示体４３は、例えば、箱状であり、表示体４３の内側に、流量センサ６が保持されている。

図９に示すように、ケース４１の土台４１ａの部分には、例えば、レーザ光を発する光源（投影装置）４４が設けられている。

図９に示すように、表示体４３には、流量センサ６の検出面に通じる貫通孔４３ａが設けられており、また、ケース４１も、流量センサ６の検出面にまで風を送り込める構成とされている。なお、ケース４１は設けられておらず、図９に示す土台４１ａ上に塔模型４２が設けられているだけの構成とすることも可能である。

図９に示す構成では、風が表示体４３の貫通孔４３ａを通して、流量センサ６の検出面にまで送り込まれると、流量センサ６の測定値が変化する。これにより、光源４４からは、表示体４３に向かってレーザ光が発せられ、例えば、表示体４３が、風の強さに応じて異なる色に変色できるように制御されている。

図１０は、図９に示す画像表示装置４０のブロック図であり、図１０に示すように、画像表示装置４０は、１個の流量センサ６と、表示体４３と、光源（投影装置）４４と、流量センサ６と光源４４とを電気的に接続する制御装置４５と、を有して構成されている。

図１０に示す制御装置４５では、流量センサ６からの測定値変化を受けて、光源４４から表示体４３に向け、所定色のレーザ光を発するように制御する。図１０に示す画像表示装置４０を、模型や置物等に一体的に組み込むことで、イルミネーション等の演出効果を得ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記の実施の形態では、物理量検出部として流量センサ６を例示したが、流量センサ６に限定するものでなく、温度変化、湿度変化、及び、圧力変化等の物理量変化を検出可能なセンサであってもよい。

また、表示体に貫通孔が形成されているか否かは任意であるが、検出対象として風の場合のように、貫通孔が表示体に設けられていないと、変化を検出できない場合は、貫通孔を表示体に設けることが必須とされる。

また、図２に示すように、各流量センサ６が設けられた面に、ＬＥＤ等の発光部７が設けられた形態では、発光部７を、流量センサ６と電気的に接続し、測定値変化が生じた際に発光部７を発光させるか否かは任意である。

なお、本実施の形態の画像表示装置の使用形態は、上記に示したものに限定されるものでなく、電子機器や、通信装置等にも適用でき、また、設置場所としては室内、及び屋外の別を問わず、固定型であっても非固定型であってもよい。

本発明における画像表示装置では、例えば、風速を検知できる風速センサを用いて、使用者の感覚と一致した画像表示装置を提供できる。例えば、使用者がスクリーンに向けて風を送ることで、その風が送られた位置にてスクリーンの画像表示が変化するように制御できるため、画像変化が使用者の感覚と一致し、快適な使用感を得ることができる。

本発明の画像表示装置を用いたアプリケーションの例としては、プロジェクションマッピングのような大型のものから、模型等の小型のものまで適用できる。また、本発明の画像表示装置を、一体的に対象装置内に組み込んでもよいし、また、図１に示す物理量検出装置４付きスクリーン２を屋外に、コンピュータ装置５を屋内に設置する等、構成部材を別々の空間に配置することも可能である。

１、４０画像表示装置
２スクリーン
３プロジェクタ
４物理量検出装置
５コンピュータ装置
６、６ａ〜６ｅ流量センサ
８，４３ａ貫通孔
１１、４５制御装置
１３流量検知用抵抗素子
１４温度補償用抵抗素子
３０小円画像
３１中円画像
３２大円画像
３５、３６画像
４３表示体
４４光源

Claims

物理量検出部と、
投影装置からの画像を投影する表示体と、を具備し、
前記表示体には、前記物理量検出部に通じる貫通孔が設けられ、前記貫通孔を通じて、物理量変化が、前記物理量検出部で検出され、
前記画像を、物理量変化を検出した前記物理量検出部の位置を含むように前記表示体上に投影させ、前記物理量検出部の測定値変化に応じて、前記画像が変化するように制御したことを特徴とする画像表示装置。
前記物理量検出部は、複数設けられ、前記画像が、各物理量検出部での測定値変化に応じて変化するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。