JP6931260B1 - 物体を浮遊させる演出システム及び演出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】演出空間内において浮遊物の浮遊状態を制御することのできるシステムを提供する。【解決手段】演出システム１００は、複数の排気装置１０を含む。複数の排気装置１０は、それらの排気口１２によって囲われた演出空間内に、平面視において時計周り又は反時計回りの気流を発生させるように構成されている。複数の排気装置１０が発生させた気流によって、演出空間内において浮遊物Ｆを浮遊させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ボール等の浮遊物を浮遊させることのできる演出システムや演出方法に関する。

本願出願人は、従来からボール等の浮遊物を用いた演出システムを提案している（特許文献１及び特許文献２）。特許文献１及び特許文献２に記載の演出システムは、主に、ボールの中にＬＥＤ照明器具やスピーカを搭載しておき、これらの照明やスピーカを制御して光や音を利用した演出を実施するというものである。

特開２０１９−０９７７９６号公報 特開２０１９−０７２１１４号公報

ところで、特許文献１及び特許文献２に記載の装置は、演出空間内での浮遊物の位置を制御する手段を有しておらず、空間内の自由に移動する浮遊物の追跡を行うに留まるものであった。そこで、本発明は、演出空間内における浮遊物の浮遊状態を制御するためのシステムを提供することを主たる目的とする。

本発明の第１の側面は、浮遊物を空中に浮かせるための演出システムに関する。なお、本願明細書において、「浮遊物」とは、気流に乗って空中を浮遊する一定の剛性を持つ有形の物体である。浮遊物の例は、ボール、風船、綿、羽根であり、その形状は特に限定されない。例えば、浮遊物は球体に限らず、多面体とすることも可能である。また、自立飛行型ドローンなど、気流に乗って自律的に浮遊可能な装置も、ここにいう浮遊物に含まれる。他方で、例えば気体や、霧、泡などの無形物や他の物体との接触によって消滅する物は、ここにいう浮遊物から除かれる。本発明に係る演出システムは、複数の排気装置を含む。複数の排気装置は、それらの排気口によって囲われた演出空間内に、平面視において時計周り又は反時計回りの気流を発生させるように構成されている。排気装置の数は２機以上であればよく、３機以上又は４機以上であることが好ましく、５機以上とすることもできる。例えば排気装置の数が２機である場合、互いの排気口から排出された空気がすれ違うように各排気口を配置することで演出空間内に渦状の気流を発生させることができる。また、例えば排気装置の数が４機である場合、演出空間の四隅に排気装置の排気口を配置し、時計周り又は反時計回りに各排気口から空気を排出することで演出空間内に渦状の気流を発生させることができる。これにより、本発明に係る演出システムは、演出空間内の気流によって浮遊物を浮遊させることができる。

本発明に係るシステムにおいて、浮遊物は、可撓性の外膜によって気体が包含されるように構成されたものであることが好ましい。浮遊物の例は、ボールや風船である。また、浮遊物の内部には、特許文献１や特許文献２に開示されたボールのように、ＬＥＤ等の照明器具やスピーカを搭載しておくことも可能である。

本発明に係るシステムは、吸気装置をさらに備える。吸気装置は、演出空間の上方において、排気装置によって排出された空気を吸引するように、吸気装置自体又はその吸気口が設けられている。このように、演出空間の上方に吸気装置を設けることで、演出空間内に竜巻状の上昇気流を発生させることができる。これにより、浮遊物の浮遊状態を維持しやすくなる。

本発明に係るシステムは、センサと制御装置をさらに備えることが好ましい。センサは、演出空間内における浮遊物の位置を検知するためのものである。制御装置は、センサの検知情報に基づいて排気装置及び／又は吸気装置による風量又は風速を制御する。このように、センサによる検知情報を利用して排気装置や吸気装置をフィードバック制御することで、浮遊物を演出空間の所定位置（例えば演出空間の中央）に留めやすくなる。また、浮遊物が演出空間内の所定位置から離れたときに、排気装置や吸気装置をフィードバック制御することで、この浮遊物を演出空間内の所定位置に戻すことができる。なお、排気装置おと吸気装置の制御では、浮遊物の位置に対して特定の条件や閾値を設定して風量又は風速を制御することとしてもよいし、ディープラーニングや強化学習といった公知の機械学習アルゴリズムを利用することもできる。

本発明の第２の側面は、浮遊物を空中に浮かせる演出方法である。本発明に係る演出方法は、複数の排気装置排気装置の排気口によって囲われた演出空間内に平面視において時計周り又は反時計回りの気流を発生させるように、複数の排気装置によって排気する工程と、この気流によって浮遊物を演出空間内において浮遊させる工程を含む。

本発明によれば、演出空間内における浮遊物の浮遊状態を制御するためのシステム及び方法を提供することができる。

図１は、演出システムを構成する各装置と浮遊物（ボール）の配置の例を模式的に表した斜視図である。 図２は、演出システムを構成する各装置の例を示したブロック図である。 図３は、制御装置による制御処理の例を示したフロー図である。

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。

図１は、浮遊物Ｆを浮遊させるための演出システム１００の概要を示した斜視図である。また、図２は、演出システム１００を構成する各種の装置を示したブロック図である。図１に示したように、本実施形態では、浮遊物Ｆとしてボールを想定している。図示した例において、浮遊物Ｆ（ボール）は１つのみとなっているが、本システムでは、複数のボールを同時に浮遊させることも可能である。また、本発明に係る演出システムは、ボール以外にも多様な浮遊物を扱うことが可能である。

本発明に係る演出システム１００は、基本的に、屋内に設けられた演出空間内において、浮遊物Ｆが空中の所定高さに浮いている維持したり、あるいは浮遊物Ｆを上下に移動させることを目的としたものである。浮遊物Ｆは、観客などによって触れられるとその衝撃で演出空間を移動することになるが、この演出システム１００によれば、移動している浮遊物Ｆを演出空間の中央付近に戻す制御を行うこともできる。演出システム１００は、複数の排気装置１０と吸気装置２０により、これらの排気装置１０の排気口によって囲われた演出空間内に気流を発生させる。そして、この気流を制御することによって浮遊物Ｆを演出空間内で浮遊させる。本実施形態では、ある一つの演出空間を画定するにあたり、４台の排気装置１０（ａ）〜（ｄ）が設けられているが、一つの演出空間あたりの排気装置１０の数はこれに限定されず、例えば２〜１０台とすることもできる。また、この演出空間内には演出システム１００が備える複数の排気装置１０と吸気装置２０による気流以外の気流が流入しないように、不図示の壁や仕切り、あるいはエアシャワー等によって空間内の気流が制限されていることが好ましい。また、演出空間は、人が立ち入ることが可能な程度の容積（横幅、奥行き、及び高さ）を有する。例えば、演出空間の横幅、奥行き、及び高さはそれぞれ少なくとも２ｍ〜５ｍ以上とすることが好ましく、それ以上の容積を確保することも可能である。

図１に示されるように、本実施形態では、演出空間を平面四角形状（特に平面正方形状）とすることが想定されている。また、この演出空間の四隅には、それぞれ排気用の柱である複数のエアピラー１１が立設されている。４本のエアピラー１１（ａ）〜（ｄ）には、複数の排気口１２（ａ）〜（ｄ）が設けられるとともに、排気装置１０（ａ）〜（ｄ）がそれぞれ接続されている。これにより、複数の排気装置１０から送り出された空気は、このエアピラー１１の内部を通って、このエアピラー１１の側面に設けられた排気口１２から排出されることとなる。図１に示されるように、４つのエアピラー１１のそれぞれに設けられた４つの排気口１２（ａ）〜（ｄ）は、平面視において演出空間内に時計周り又は時計周りの渦状の気流が発生するように、各排気口１２（ａ）〜（ｄ）による空気の排出方向が設定されている。具体的に説明すると、図１に示した例では、第１の排気口１２（ａ）は第２の排気口１１（ｂ）に向かう方向に空気を排出し、第２の排気口１２（ｂ）は第３の排気口１２（ｃ）に向かう方向に空気を排出し、第３の排気口１２（ｃ）は第４の排気口１２（ｄ）に向かう方向に空気を排出し、第４の排気口１２（ｄ）は第１の排気口１２（ａ）に向かう方向に空気を排出する。なお、図２に示した方向とは反対方向に、各排気口１２（ａ）〜（ｄ）の排出方向を設定することも当然可能である。このように、各排気口１２（ａ）〜（ｄ）の排気方向を設定することで、演出空間内に渦状の気流が発生する。なお、排気装置１０及びエアピラー１１の数は、本実施形態ではそれぞれ４つずつとされているが、設営環境に応じて、それらの数を増減することが可能である。

また、図１に示した実施形態において、演出空間の中央付近の上方には、各排気口１２から排出された空気を吸気する吸気装置２０が設けられている。なお、本実施形態では、演出空間の上方にプロペラ状の吸気装置２０（シーリングファン）を設けているが、吸気装置２０の本体を別の場所に設けておき、その吸気装置２０へと通じる吸気口を演出空間の上方に設けることとしてもよい。本実施形態において、吸気装置２０は、演出空間の天井付近に設けられており、例えば床面から吸気装置２０までの高さは２〜１０ｍとすればよい。また、吸気装置２０は、排気口１２も１〜２ｍ以上高い位置に設定される。これにより、各排気口１２から排出された空気が吸気口２によって吸気されるとき、各排気口１２によって囲われた演出空間内に竜巻状の上昇気流を発生させることができる。

また、本実施形態において、各排気装置１０（ａ）〜（ｄ）と吸気装置２０とは、それぞれ独立して、風量や風速を制御することができる。例えば、複数の排気装置１０全体による排気量を吸気装置２０の吸気量と等しくしたり、あるいは排気量を吸気量よりも多くしたり少なくしたりすることもできる。また、各排気装置１０の排気量は、個別に調整することが可能である。これにより、詳しくは後述するが、浮遊物Ｆが何らかの理由で所定位置から外れて移動したときに、排気装置１０と吸気装置２０とを個別制御することによって、浮遊物Ｆを所定位置まで戻すことができる。また、浮遊物Ｆを所定位置に留まらせることに限らず、排気装置１０と吸気装置２０とを個別制御することによって、浮遊物を上下に移動させたり、あるいは演出空間内を所定経路に沿って移動させるといった演出を行うこともできる。

演出システム１００は、演出空間内の浮遊物Ｆの位置を検知するための位置検知センサ３０をさらに備える。本実施形態において、位置検知センサ３０としては、光センサが用いられている。光センサの例は、ＴＯＦ（Time Of Flight）センサである。具体的には、光センサは、発光素子から赤外線等のレーザ光をパルス投光し、このレーザ光が対象物（浮遊物Ｆ）を反射して受光素子に戻ってくるまでの時間を計測する。光センサは、演出空間の周囲の天井や壁面などの複数箇所に設置することが好ましい。このように、光センサからレーザ光を浮遊物Ｆに投光することで、演出空間内における浮遊物Ｆの位置やその輪郭に関する座標情報を得ることができる。また、図２に示されるように、位置検知センサ３０により得られた検知情報は、公知のＰＣ等で構成された制御装置４０に入力される。制御装置４０は、位置検知センサ３０で測定した情報に基づいて、このセンサから対象物までの距離や演出空間内における対象物の座標値を算出する演算処理を実行する。

なお、図示は省略するが、位置検知センサ３０は、浮遊物Ｆ（ボール）の内部に搭載された発信器と、演出空間付近の天井や壁面に設けられた受信器とにより構成することも可能である。この場合、浮遊物Ｆ内部の発信機から発せられた無線信号を複数の受信器で受信するとともに、これらの複数の受信器で受信した無線信号の受信強度を制御装置４０で解析することにより、演出空間内における浮遊物Ｆの位置情報を取得することができる。

位置検知センサ３０の検出情報は、浮遊物Ｆの浮遊状態の制御に利用される。図４に示されるように、位置検知センサ３０の検出情報は、メインバスを介して制御装置４０に伝達される。制御装置４０は、制御用のプログラムを内蔵したＰＣ（演算処理装置）であり、各排気装置１０と吸気装置２０の個別制御を行う。具体的には、制御装置４０は、各排気装置１０については排気する空気の風量又は風速の制御を行い、吸気装置２０については吸気する空気の風量又は風速の制御を行う。

制御装置４０による制御方法の一例としては、位置検知センサ３０によって検出された浮遊物Ｆの座標値に連動して、各排気装置１０と吸気装置２０が動作する条件を予め制御装置４０にプログラミングしておくことが挙げられる。図３は、制御装置４０による制御フローの一例を示している。図３のステップＳ１に示すように、制御装置４０は、基本的には、浮遊物Ｆが演出空間の中央付近を浮遊し続けるように、排気装置１０及び／又は吸気装置２０を制御している（浮遊制御モード）。他方で、ステップＳ２，Ｓ３のように、位置検知センサ３０からの情報によって浮遊物Ｆが演出空間の中央付近から一定距離以上離れたことを検知した場合、制御装置４０は、排気装置１０及び／又は吸気装置２０を制御することによって、浮遊物Ｆをこの中央付近に復帰させる制御を行う（復帰制御モード）。例えば、浮遊物Ｆの座標値が床面に近づいてきたときには、排気装置１０及び／又は吸気装置２０の風量を多くして、浮遊物Ｆを上方に持ち上げる。他方で、浮遊物Ｆの座標値が吸気装置２０や天井に近づいてきたときには、排気装置１０及び／又は吸気装置２０の風量を少なくして、浮遊物Ｆが吸気装置２０に引き込まれないようにすればよい。また、浮遊物Ｆが演出空間の前後左右に偏った位置に移動した場合、例えば移動後の浮遊物Ｆ付近の近くに設けられた排気装置１０からの風量を多くし、浮遊物Ｆが空間の中央に戻るような気流を発生させる。また、ステップＳ４のように、位置検知センサ３０からの情報によって浮遊物Ｆが演出空間の中央付近に戻ったことを検知した場合、制御装置４０、上述した復帰制御モード（ステップＳ３）から浮遊制御モード（ステップＳ１）へと移行する。

また、上記した制御装置４０による制御処理は、人工ニューラルネットワーク（ディープラーニング等）や強化学習などの機械学習を利用して実現することもできる。例えば、各排気装置１０（ａ）〜（ｄ）と吸気装置２０の動作とその動作による浮遊物Ｆの状態変化のデータセットを教師データとしてディープラーニングを行い、その結果として得られた学習済みモデルを制御装置４０の制御処理に用いることとしてもよい。これにより、当該学習済みモデルを参照すれば、浮遊物Ｆの挙動に応じて、その浮遊状態が最適化されるように各排気装置１０（ａ）〜（ｄ）と吸気装置２０を効率的に動作させることができる。例えば、強化学習を実施する場合には、浮遊物Ｆが演出空間内の適切な位置にあり且つその浮遊状態が安定している環境に報酬を与えたり、あるいは浮遊物Ｆが床面や天井に付着している環境に対して罰を与えて、報酬が最大化あるいは罰が最小化するように各種装置２０，３０の制御を行うようにすればよい。このように、機械学習を利用することで、演出空間内の環境（例えば気流）によって変化する浮遊物Ｆの挙動を効率的に最適化することができる。

本実施形態では、浮遊物Ｆの例としてボールが用いられている。このボールは、ボール２、内部に空気や窒素、ヘリウムなどの気体を含む中空状の球体である。ボールの外膜は、透明又は半透明の柔軟な可撓性材料で形成されている好ましい。ボールを形成する材料の例は、シリコーンや合成ゴムである。ボールは、例えば、直径０．１ｍ〜５ｍ又は直径０．５〜３ｍであることが好ましく、特に直径１ｍ〜２．５ｍであることが特に好ましい。ボールは比較的軽量な素材で形成され、演出空間内において観客の頭上をある程度の滞空時間を維持しながら自由に浮遊できるようなものが推奨される。また、ボールは、演出空間の大きさに合わせて、一又は複数個用意することができる。また、ボール内部には、特許文献１や特許文献２に開示されたボールのように、ＬＥＤ等の照明器具やスピーカを搭載しておくことも可能である。

以降、図示は省略するが、本演出システム１００の任意の構成について説明する。演出システム１００は、演出空間を含む部屋内にスピーカをさらに備えていてもよい。例えば、スピーカは、部屋の壁面や天井付近に設置される。また、スピーカは、制御装置装置４０に接続されている。制御装置４０は、スピーカから放音するＢＧＭや効果音などの音響効果の制御を行う。また、制御装置４０は、メインバスを介して位置検知センサ３０から浮遊物Ｆの位置情報等を受け取り、この位置情報に基づいてスピーカから出力する音響を制御してもよい。例えば、演出空間内における浮遊物Ｆの位置に応じて、ＢＧＭや効果音を変化させることも可能である。

演出システム１００は、浮遊物Ｆに映像光を投影するプロジェクタをさらに備えていてもよい。例えば、プロジェクタは、演出空間の中心を挟んで対称となる位置に２台設置される。このため、演出空間内の中心付近を浮遊する浮遊物Ｆに対して、２台のプロジェクタにより左右両側から映像光を投影することができる。これにより、浮遊物Ｆのほぼ全体に対して映像光の投影が可能となる。なお、プロジェクタの台数は、例えば演出空間の大きさや浮遊物Ｆの大きさを考慮して適宜増減させることができる。また、プロジェクタは、演出空間を含む部屋の天井付近に設置しておけばよい。プロジェクタは、制御装置４０に接続されており、この制御装置４０の制御に従って浮遊物Ｆに対して映像光を投影する。

制御装置４０は、各プロジェクタを制御して、浮遊物Ｆに対していわゆるプロジェクションマッピングを行うこともできる。制御装置４０は、浮遊物Ｆに投影するＣＧ映像等を記憶しており、この映像を各プロジェクタから投影する。また、制御装置４０は、メインバスを介して位置検知センサ４０からの浮遊物Ｆの輪郭の座標情報を取得する。浮遊物Ｆの座標情報に基づいて、制御装置４０は、リアルタイムに各プロジェクタから投影する映像を変化させたり、映像光の投影方向を制御したりする。例えば、制御装置４０は、浮遊物Ｆの大きさや形状、あるいは浮遊位置に応じて、当該浮遊物Ｆに投影する映像の内容や光の色を変化させてもよい。これにより、演出空間に浮遊する浮遊物Ｆの表面を投影面として、効果的なプロジェクションマッピングを行うことができる。

演出システム１００は、演出空間あるいは浮遊物Ｆを照明するためのライトをさらに備えていてもよい。例えば、シーリングライトは、演出空間を含む部屋の天井付近に設けられる。また、例えば、ムービングライトは、演出空間の中央の上方に設けられており、浮遊物Ｆに対して照明光を照射する。また、例えば、フロアライトは、演出空間を含む部屋の床面に設けられる。これらのライトは、制御装置４０に接続されている。制御装置４０は、各ライトの照明光の光量（明るさ）や、光の色、明滅を制御する。特に、制御装置４０は、ムービングライトの光の照射方向を制御できる。具体的には、制御装置４０は、位置検知センサ３０から浮遊物Ｆの座標情報を受け取り、この座標情報に基づいてムービングライトの照射方向を制御するとよい。例えば、浮遊物Ｆに対して光が照射されるようにムービングライトの照射方向を制御することができる。

図１では、模式的に１つの演出空間とそこに気流を発生させる演出システム１００を示している。ただし、同じ室内に複数の演出システム１００を並べて配置するもできる。このようにして、一つの室内に複数の演出空間を形成することとしてもよい。

以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。

本発明は、ボールなどの浮遊物Ｆを空中に浮遊させる演出システムや演出方法に関する。従って、本発明は、エンターテインメント業や広告業において好適に利用し得る。

１０…排気装置 ２０…吸気装置
３０…位置検知センサ ４０…制御装置
１００…演出システム Ｆ…浮遊物

Claims (5)

1. 浮遊物を空中に浮かせるための演出システムであって、
   制御装置と複数の排気装置を含み、
   前記制御装置は、前記複数の排気装置の排気口によって囲われた演出空間内に、平面視において時計周り又は反時計回りの気流を発生させ、前記気流によって前記浮遊物を前記演出空間内において浮遊させるように、前記複数の排気装置を制御する
   演出システム。
2. 前記浮遊物は、可撓性の外膜によって気体が包含されるように構成されている
   請求項１に記載の演出システム。
3. 吸気装置をさらに備え、
   前記演出空間の上方に、前記排気装置によって排出された空気を吸引するように、前記吸気装置又はその吸気口が設けられている
   請求項１に記載の演出システム。
4. 前記演出空間内における前記浮遊物の位置を検知するためのセンサをさらに備え、
   前記制御装置は、前記センサの検知情報に基づいて前記排気装置の風量又は風速を制御する
   請求項１に記載の演出システム。
5. 浮遊物を空中に浮かせる演出方法であって、
   制御装置が、複数の排気装置の排気口によって囲われた演出空間内に平面視において時計周り又は反時計回りの気流を発生させ、前記気流によって浮遊物を前記演出空間内において浮遊させるように、前記複数の排気装置を制御する工程を含む
   演出方法。

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