WO2019163905A1

WO2019163905A1 - スクリーン形成装置、方法、プログラム、および映像提示装置

Info

Publication number: WO2019163905A1
Application number: PCT/JP2019/006600
Authority: WO
Inventors: 宇翔草深
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2019-08-29
Also published as: US20200387063A1; JP6754788B2; US11163228B2; JP2019144465A

Abstract

スクリーン形成装置２０は、視野角に関する異なる特性を持つ複数の粒子源２２から、利用する粒子源を選択する粒子源選択部２４と、粒子源選択部２４によって選択された粒子源から取得される粒子を気化させる気化部２６と、気化部２６によって気化された粒子によってスクリーンを形成するスクリーン形成部２８とを含む。

Description

スクリーン形成装置、方法、プログラム、および映像提示装置

　本発明は、空中に映像を提示するための技術に関し、特に、視野角の変更性に優れたスクリーン形成装置、方法、プログラム、および映像提示装置に関する。

　従来、空中に映像を提示するための技術として、例えば加湿器を用いて水を気化したフォグスクリーンに、プロジェクタで映像を提示する技術が用いられている。

　例えば、非特許文献１には、円筒形に複数のフォグスクリーンを配置し、複数箇所から映像を投影することで、多視点からの観察を可能にする技術が開示されている。

八木明日華、井村誠孝、黒田嘉宏、大城　理　著、「多視点観察可能なインタラクティブフォグディスプレイ」、日本バーチャルリアリティ学会論文誌、１７（２０１２）、４０９～４１７頁

　しかしながら、非特許文献１で開示されている技術のように、水を気化したフォグスクリーンでは、視野角は、５～１０°程度に固定されており、視野角をそれ以上変化させることはできない。プロジェクタを複数台使用すれば、視野角を広げることは可能であるが、プロジェクタを複数台使用することは、装置全体の構成の複雑化および大型化を伴うために現実的ではない。

　視野角を変更できない場合、視野角を狭めることができないために、映像を１人で見るつもりであっても、周囲の人によってその映像が見られてしまう恐れがあり、プライバシの観点から好ましいことではない。逆に、映像を複数の人で見る場合であっても、視野角を広げることができないために、視認性が悪く、見えにくい。

　このように、空中に映像を提示するための従来技術では、視野角を変更できないために、プライバシの観点からも、視認性の観点からも不都合が生じるという問題がある。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、視野角を変更することが可能な空中映像提示用のスクリーン形成装置、方法、プログラム、および映像提示装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するためのこの発明の第１の観点は、視野角に関する異なる特性を持つ複数の粒子源から、利用する粒子源を選択する粒子源選択部と、粒子源選択部によって選択された粒子源から取得される粒子を気化させる気化部と、気化部によって気化された粒子によってスクリーンを形成するスクリーン形成部とを備えたスクリーン形成装置である。

　また、この発明の第２の観点は、複数の粒子源をさらに備えたスクリーン形成装置である。

　さらに、この発明の第３の観点は、前述したスクリーン形成装置と、スクリーンに対して映像を投影する複数の投影機からなる映像投影部とを備えた映像提示装置である。

　本発明によれば、スクリーンを形成する粒子のために、散乱特性が異なる粒子を選択することによって、視野角を変更することが可能な空中映像提示用のスクリーン形成装置、方法、プログラム、映像提示装置を実現することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態に係る映像提示装置の構成例を示すブロック図である。図２は、前方散乱の強い粒子による光の散乱を示す模式図である。図３は、前方散乱のより強い粒子による光の散乱を示す模式図である。図４は、粒子による全方向への散乱を示す模式図である。図５は、本発明の実施形態に係る映像提示装置の動作例を示すフローチャートである。

　以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

　図１は、本発明の実施形態に係る映像提示装置の構成例を示すブロック図である。

　映像提示装置１は、映像投影部１０と、スクリーン形成装置２０とを備える。

　スクリーン形成装置２０は、複数の粒子源２２と、粒子源選択部２４と、気化部２６と、スクリーン形成部２８と、通信機能部３０とを備える。

　複数の粒子源２２はそれぞれ、視野角に関して異なる散乱特性を有する粒子を有している。一般に、粒子のサイズが光の波長（４００～７００ｎｍ）より十分大きい場合、鏡面散乱や拡散性散乱等の幾何光学的散乱が生じる。また、粒子が光の波長と同程度乃至１０倍程度の場合、ミー散乱が生じ、図２に示すように、粒子Ｐは、光の進行方向に対し強い散乱を起こす。また、粒子径には角度依存性があり、図３に示すように、粒子Ｐが大きくなるほど前方散乱が強くなり、狭い角度に散乱する。また、粒子Ｐが光の波長よりも小さい場合、レイリー散乱が生じ、図４に示すように、粒子Ｐは、全方向への散乱を起こす。また、粒子Ｐは、波長依存性が強く、短い波長ほど強く散乱する。

　従って、視野角を狭くする粒子としては、例えばグリセリンのように、ミー散乱を生じる粒子の中でも大きい粗大粒子を用いる。また、視野角を広くする粒子としては、例えば鉱油のように、レイリー散乱、あるいはミー散乱を生じる粒子の中でも小さい超微粒子を用いる。

　なお、図１では、複数の粒子源２２として、粒子源２２（＃１）、粒子源２２（＃２）、および粒子源２２（＃３）の３つを例示しているが、これは一例であり、２つであっても、または、４つ以上であっても良い。

　ユーザは、複数の粒子源２２のうち、どの粒子源２２を選択するのかを指定した指定情報を、映像提示装置１の外部から、例えば無線のような通信機能を使って、通信機能部３０へ入力する。

　通信機能部３０は、指定情報を受信すると、受信した指定情報を、粒子源選択部２４へ出力する。

　粒子源選択部２４は、通信機能部３０から出力された指定情報に従って、複数の粒子源２２のうち、利用する粒子源２２を選択する。

　なお、ユーザは、指定情報を、粒子源選択部２４へ直接入力することもできる。

　これによって、スクリーン形成装置２０は、映像を、状況に応じて他人から見え易くしたり、逆に、見えづらくするために、散乱特性の異なる粒子を有している複数の粒子源２２から、用途に応じて、適切な粒子源を選択可能としている。

　気化部２６は、粒子源選択部２４によって選択された粒子源２２から取得される粒子を気化させる。

　スクリーン形成部２８は、気化部２６によって気化された粒子によって空中スクリーンを形成する。

　映像投影部１０は、複数の投影機（プロジェクタ）から構成されており、スクリーン形成部２８によって形成された空中スクリーンに対して、映像を投影する。

　次に、以上のように構成した本発明の実施形態に係る映像提示装置の動作例について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

　先ず、ユーザは、用途に応じて、どのようなスクリーンを形成すべきかに基づいて、複数の粒子源２２のうち、どの粒子源２２を使用するのかを決定する。

　例えば、映像を１人で見たい場合には、他人から見られないように、視野角を狭くするために、例えばグリセリンのように、ミー散乱を生じる粒子の中でも大きい粗大粒子を使用すると決定する。一方、映像を多人数で見たい場合には、視野角を大きくするために、例えば鉱油のように、レイリー散乱、あるいはミー散乱を生じる粒子の中でも小さい超微粒子を使用すると決定する。

　ユーザは、この決定に基づいて、複数の粒子源２２のうち、どの粒子源２２を使用するのかを指定した指定情報を、映像提示装置１の外部から、例えば無線のような通信機能を使って、通信機能部３０へ入力する。指定情報は、通信機能部３０から粒子源選択部２４へ出力される。あるいは、ユーザが、通信機能を使わずに、指定情報を、粒子源選択部２４へ直接入力しても良い。

　粒子源選択部２４では、指定情報に従って、複数の粒子源２２のうち、利用する粒子源２２が選択される（Ｓ１）。

　気化部２６では、粒子源選択部２４によって選択された粒子源２２から取得される粒子が気化される（Ｓ２）。

　スクリーン形成部２８では、気化部２６によって気化された粒子によって空中スクリーンが形成される（Ｓ３）。

　この空中スクリーンに対して、複数の投影機から構成された映像投影部１０から、映像が投影される。

　この空中スクリーンが、例えばグリセリンのように、ミー散乱を生じる粒子の中でも大きい粗大粒子から形成されているのであれば、映像の視野角は狭くなる。なお、視野角の狭い映像を投影する場合、映像投影部１０の投影機の数を多くするほど、より狭い視野角と、角度方向へのより高い解像度とを実現する。

　一方、この空中スクリーンが、例えば鉱油のように、レイリー散乱、あるいはミー散乱を生じる粒子の中でも小さい超微粒子から形成されているのであれば、映像の視野角は広くなる。この場合、映像投影部１０の投影機の数が少なくても、角度方向の提示可能範囲が広がる。

　上述したように、本発明の実施形態に係る映像提示装置によれば、上記のような作用により、用途に応じて、空中スクリーンを形成する粒子を選択することができる。

　これによって、例えば、映像を１人で見たい場合には、他人から見られないように、視野角の狭い空中スクリーンを形成することが可能となる。逆に、映像を多人数で見たい場合には、視野角の広い空中スクリーンを形成することが可能となる。

　要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

　１・・映像提示装置、
　１０・・映像投影部、
　２０・・スクリーン形成装置、
　２２・・粒子源、
　２４・・粒子源選択部、
　２６・・気化部、
　２８・・スクリーン形成部、
　３０・・通信機能部。

Claims

　視野角に関する異なる特性を持つ複数の粒子源から、利用する粒子源を選択する粒子源選択部と、
　前記粒子源選択部によって選択された粒子源から取得される粒子を気化させる気化部と、
　前記気化部によって気化された粒子によってスクリーンを形成するスクリーン形成部とを備えた、スクリーン形成装置。
　前記複数の粒子源をさらに備えた、請求項１に記載のスクリーン形成装置。
　請求項１または２に記載されたスクリーン形成装置と、
　前記スクリーンに対して映像を投影する、複数の投影機からなる映像投影部とを備えた、映像提示装置。
　視野角に関する異なる特性を持つ複数の粒子源から、利用する粒子源を選択し、
　前記選択された粒子源から取得される粒子を気化し、
　前記気化された粒子源によってスクリーンを形成する、スクリーン形成方法。
　視野角に関する異なる特性を持つ複数の粒子源から、利用する粒子源を選択する機能、
　前記選択された粒子源から取得される粒子を気化させる機能、および
　前記気化された粒子によってスクリーンを形成する機能を、コンピュータに実現させるためのプログラム。