WO2022130757A1 - スクリーン装置、スクリーンユニット、表示システム、表示方法、及び表示プログラム - Google Patents

スクリーン装置、スクリーンユニット、表示システム、表示方法、及び表示プログラム Download PDF

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WO2022130757A1
WO2022130757A1 PCT/JP2021/037854 JP2021037854W WO2022130757A1 WO 2022130757 A1 WO2022130757 A1 WO 2022130757A1 JP 2021037854 W JP2021037854 W JP 2021037854W WO 2022130757 A1 WO2022130757 A1 WO 2022130757A1
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image
transmissive
light
transmissive screen
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将也 石川
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将也 石川
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/50—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
    • G02B30/52—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels the 3D volume being constructed from a stack or sequence of 2D planes, e.g. depth sampling systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
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    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/388—Volumetric displays, i.e. systems where the image is built up from picture elements distributed through a volume
    • H04N13/395—Volumetric displays, i.e. systems where the image is built up from picture elements distributed through a volume with depth sampling, i.e. the volume being constructed from a stack or sequence of 2D image planes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

Definitions

  • the present invention relates to a screen device, a screen unit, a display system, a display method, and a display program, and can be applied to, for example, a display system capable of displaying a three-dimensional image on a screen.
  • Patent Document 1 Conventionally, as a display system for displaying a three-dimensional image, for example, there is a system described in Patent Document 1.
  • a plurality of reflective screens that reflect a part of the projected light forward and transmit a part of the light from the back are arranged on top of each other at intervals. It is configured to project the image light on the reflective screen of.
  • the distance between the reflective screens must be at least the focal length of the projection device (image source).
  • the same number of projection devices (image sources) as the reflective screen and image data are required.
  • a screen device capable of displaying a three-dimensional image with a simpler configuration.
  • the first screen device of the present invention is a screen device including (1) one or more transmissive screens made of a transparent color material and a non-transmissive screen made of a non-transparent color material.
  • the transmissive screen reacts with a part of the target component of the image light projected from the projection device to cause a screen image to appear in the portion where the image light is projected, and has a longer wavelength than the target component. It has an optical property of transmitting light, and (3) the non-transmissive screen is arranged behind the transmissive screen when viewed from the projection device.
  • the second aspect of the present invention is a screen unit including one or a plurality of transmissive screens made of a transparent color material, wherein the transmissive screen is a target component of a part of image light projected from a projection device. It is characterized in that a screen image is made to appear in a portion where the image light is projected in response to the above, and it has an optical characteristic of transmitting light having a wavelength longer than that of the target component.
  • the third display system of the present invention has a screen device, a projection device that projects video light based on the video signal on the screen device when a video signal is supplied, and a video signal based on the input image on the projection device.
  • a display system including a video signal supply source to be supplied is characterized in that the screen device of the present invention is applied as the screen device.
  • the video signal supply source has an input image generation means, and the input image generation means is a display method.
  • the input image is generated, and by controlling the color of the object displayed on the input image, it is possible to perform a process of controlling the screen on which the object is displayed on the screen device. It is characterized by.
  • a computer mounted on the video signal supply source constituting the third invention generates the input image, and the object to be displayed on the input image. It is characterized in that it functions as an input image generation means capable of performing a process of controlling a screen for displaying the object on the screen device by controlling the color of the screen.
  • the first experiment it is a spectrum when a 2 mm thick fluorescent green acrylic plate is applied as a filter of a light source for lighting. In the first experiment, it is a spectrum when a 2 mm thick fluorescent orange acrylic plate is applied as a filter of a light source for illumination. In the first experiment, it is a spectrum when a 3 mm thick fluorescent green acrylic plate is applied as a filter of a light source for lighting. In the first experiment, it is a spectrum when a 3 mm thick fluorescent orange acrylic plate is applied as a filter of a light source for illumination. In the first experiment, it is a spectrum when a 5 mm thick fluorescent green acrylic plate is applied as a filter of a light source for lighting.
  • the first experiment it is a spectrum when a 5 mm thick fluorescent orange acrylic plate is applied as a filter of a light source for illumination.
  • the second main experiment it is a graph which showed the spectrum when the light of the experimental light source (the image light of a white image by a projection device) is directly received by a color meter.
  • it is a spectrum when a 2 mm thick fluorescent green acrylic plate is applied as a filter of a projection device.
  • it is a spectrum when a 2 mm thick fluorescent orange acrylic plate is applied as a filter of a projection device.
  • it is a spectrum when a 3 mm thick fluorescent green acrylic plate is applied as a filter of a projection device.
  • the fourth experiment it is a spectrum when a 0.2 mm thick fluorescent green film (two sheets) is applied as a filter of a light source for illumination. This is the spectrum when a 0.2 mm thick fluorescent green film (1 sheet) is applied as a filter of the projection device in the fourth main experiment. This is the spectrum when a 0.2 mm thick fluorescent green film (two sheets) is applied as a filter of the projection device in the fourth main experiment. It is a perspective view which showed the whole structure of the display system which concerns on 2nd Embodiment. It is a figure when the projection apparatus and the screen apparatus which concerns on 2nd Embodiment are seen from the side. It is a figure which showed the content and result of the 5th experiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the display system 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a view when the projection device 10 and the screen device 20 according to the first embodiment are viewed from the lateral direction (side surface).
  • the display system 1 transmits a video signal to a projection device 10, a screen device 20 for projecting video light emitted from the projection device 10, and a projection device 10. It has a control computer 30 as a video signal supply source to be supplied.
  • the direction parallel to the optical axis LC of the projection device 10 will be referred to as the front-back direction.
  • the direction from the screen device 20 toward the projection device 10 is referred to as the front side
  • the direction from the projection device 10 toward the screen device 20 is referred to as the rear side.
  • the direction orthogonal to the optical axis LC will be referred to as "horizontal direction”.
  • a laser scanning type projector will be described as the projection device 10.
  • a laser scanning projector is a device that scans a laser beam emitted from a laser light source in two dimensions by scanning means and projects it on a screen as an image (image). Unlike a projector that uses a liquid crystal panel or the like, a laser scanning type projector does not require a projection lens, and therefore has an advantage that it can be miniaturized.
  • the laser scanning type projector it is not necessary to use a projection lens, and it is possible to have a structure that does not require focusing (so-called "focus free") regardless of the distance from the screen. Focusing on this focus-free structure, the applicant applied the laser scanning projector to the projection device 10 of this embodiment. As the projection device 10, it is desirable to apply a projector other than the laser operation type if it has a focus-free structure.
  • the optical axis LC of the projection device 10 is shown by a dotted line.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the basic structure of the projection device 10.
  • the projection device 10 emits a red laser light source 11 that emits a red laser light (hereinafter referred to as “red laser light”) and a green laser light (hereinafter referred to as “green laser light”). It has a green laser light source 12 that emits a green laser light source 12, a blue laser light source 13 that emits a blue laser light (hereinafter referred to as "blue laser light”), and a scanning means 14 that scans the laser light emitted from each laser light source in two dimensions. ing.
  • the number and types of laser light sources are not limited to the above combinations.
  • the red laser light source 11 emits light having a wavelength of approximately 630 to 640 nm as red laser light.
  • the green laser light source 12 emits light having a wavelength of approximately 515 to 530 nm as green laser light.
  • the blue laser light source 13 emits light having a wavelength of approximately 440 to 460 nm as a blue laser light.
  • the brightness of the red laser light source 11, the green laser light source 12, and the blue laser light source 13 as a whole of the projector is 20 lm ⁇ 10%.
  • the projection device 10 a projector satisfying the above specifications is described as the projection device 10, but the specifications of the projector applicable in the present invention are not limited to the above specifications.
  • the HD 301D1 HD pico laser projector manufactured by Ultimems, which satisfies the above specifications, is applied as the projection device 10 will be described.
  • FIG. 3 is a diagram showing the basic structure of the projection device 10.
  • FIG. 3 illustrates the basic structure of the projection device 10 (the basic structure of the laser scanning projector), and various laser scanning projectors can be applied to the projection device 10.
  • the projection device 10 the device described in Reference 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-8545) may be applied.
  • the control computer 30 is a computer (video signal supply source) that supplies a video signal to the projection device 10.
  • various computers for example, a PC, a smart phone, a microcomputer, etc. to which the projection device 10 can be connected as a display can be applied.
  • each screen constituting the screen device 20 has a plate shape, and the plate surface is arranged so as to be orthogonal to the optical axis LC of the projection device 10.
  • the transmissive screens 21 and 22 will also be referred to as “first transmissive screen” and “second transmissive screen”, respectively.
  • the screen device 20 is provided with spacers 40 for setting a predetermined interval (for example, about 1 cm) between the screens.
  • spacers 40 for setting a predetermined interval (for example, about 1 cm) between the screens.
  • square pillar-shaped spacers 40 are arranged at each of the four corners of both sides of the second transmissive screen 22 in the middle.
  • the contact portion between each screen and the spacer 40 may be fixed with an adhesive or the like.
  • each screen constituting the screen device 20 (screen unit 201) can be set at an arbitrary position in the front-rear direction.
  • the shape (outer shape) of the plate surface of each screen constituting the screen device 20 is also not limited.
  • a transparent color material for example, a resin such as acrylic
  • a resin such as acrylic
  • the transmissive screens 21 and 22 will be described as applying an acrylic plate colored (kneaded) with a fluorescent material (fluorescent dye) of a different color.
  • the non-transmissive screen 23 is a screen capable of reflecting the image light (laser light) of the projection device 10.
  • various objects that function as a screen of a projector can be applied.
  • white paper for example, copy paper
  • cloth, floor, wall, or the like can be applied.
  • the non-transmissive screen 23 will be described as applying white paper.
  • FIG. 1 illustrates a configuration including the transmissive screens 21 and 22 and the spacer 40 as the screen unit 201.
  • the manufacturer providing the screen device 20 manufactures only the screen unit 201 (a configuration including the transmissive screens 21 and 22 and the spacer 40).
  • the screen device 20 can be completed by placing the screen unit 201 on the paper (non-transparent screen 23) prepared by the user.
  • the non-transmissive screen 23 can be applied to any object that functions as a screen.
  • the desk on which the screen unit 201 is installed or the floor itself may be used as the non-transmissive screen 23.
  • the contact surfaces of the spacers 40 and the transmissive screens 21 and 22 may all be fixed by an adhesive or the like.
  • the transmissive screens 21 and 22 are described as having a rectangular plate shape, but the shapes of the transmissive screens 21 and 22 are not limited to the plate shape and may be various shapes.
  • the outer surface of the transmissive screens 21 and 22 may have various shapes such as a rectangular parallelepiped (cube) shape and a spherical (elliptical sphere) shape. That is, the transmissive screens 21 and 22 may have a curved surface formed on a part or all of the surfaces, or may not have a plate shape (may have an arbitrary three-dimensional shape).
  • FIG. 4 is a diagram showing the optical characteristics of each screen constituting the screen device 20.
  • FIG. 4 illustrates a state when each laser beam is incident on the screen device 20 when the screen device 20 is viewed from the side surface.
  • the viewpoint of the viewer (user) of the screen device 20 is an arbitrary position P1 on the front side of the screen device 20, and the line of sight of the viewer is an arrow X.
  • the arrow X is an arrow starting from the position P1.
  • the viewpoint P1 of the viewer is not limited to the position shown in FIG. 4, but may be set to an arbitrary position, but it is preferably in front of the screen device 20 as shown in FIG.
  • the first transmissive screen 21 has an optical property of transmitting a component of light having a wavelength longer than that of blue (light having a wavelength of approximately 480 nm or more; light including red and green) while blocking the component of blue laser light. It is assumed that it is. As a result, only the red laser light and the green laser light are incident on the second transmissive screen 22 from the front side. Further, in the first transmissive screen 21, the fluorescent material that has absorbed the blue laser light is excited to emit fluorescence (hereinafter referred to as “first fluorescence”) at the portion where the blue laser light is incident. It shall have characteristics.
  • the first transmissive screen 21 is an optic that reflects a part of the blue laser light at the portion where the blue laser light is incident (hereinafter, this reflected light is referred to as “first reflected light”). It may be provided with a specific characteristic. Therefore, in the first transmissive screen 21, an image (hereinafter referred to as “first screen image”) due to the components of the first fluorescence by the blue laser light and the first reflected light appears on the front surface. It will be.
  • the second transmissive screen 22 has an optical characteristic of transmitting a component of light having a wavelength longer than that of green (light having a wavelength of approximately 530 nm or more; light including orange and red) while blocking the component of green laser light. It shall be equipped with. As a result, only the red laser beam is projected onto the non-transmissive screen 23 from the front side. Further, in the second transmissive screen 22, the fluorescent material that has absorbed the green laser light is excited to emit fluorescence (hereinafter referred to as “second fluorescence”) at the portion where the green laser light is incident. It shall have characteristics. At this time, the second fluorescence is inevitably light of a color having a wavelength longer than that of the green laser light (for example, yellow or orange).
  • the second transmissive screen 22 is an optic that reflects a part of the green laser light (hereinafter, this reflected light is referred to as “second reflected light”) in the portion where the green laser light is incident. It may be provided with a specific characteristic. That is, in the second transmissive screen 22, an image (hereinafter referred to as “second screen image”) due to the components of the second fluorescence by the green laser light and the second reflected light appears on the front surface. It will be.
  • a component of red laser light is projected onto the non-transmissive screen 23 and reflected (hereinafter, this reflected light is referred to as “third reflected light”). That is, an image (hereinafter referred to as “third screen image”) due to reflection of red laser light (third reflected light) appears on the non-transmissive screen 23.
  • the first screen image, the second screen image, and the third screen image are on the front surfaces of the first transmissive screen 21, the second transmissive screen 22, and the non-transmissive screen 23, respectively. Screen image will appear.
  • the light of the third screen image (third reflected light (red)) appearing on the non-transmissive screen 23 is also transmitted (from the rear side) by satisfying the above requirements. It will have the optical characteristics of transmitting to the front side). Further, in this embodiment, in the first transmissive screen 21 transmission, the light of the third screen image (third reflected light (red)) and the light of the second screen image are satisfied by satisfying the above requirements. It will have the optical property of transmitting (transmitting from the rear side to the front side) (second fluorescence and second reflected light).
  • the light of the first to third screen images (first fluorescence, first reflected light, second fluorescence, second reflected light, and third) on the viewer (user) side. (Reflected light) will be emitted.
  • each screen (first transmissive screen 21, second transmissive screen 21) is used in the front-rear direction. Even when the positions of 22 and the non-transmissive screen 23) are different, a clear screen image can be formed on the surface (front surface) of each screen. Therefore, in this embodiment, the projection device 10 is required to have a focus-free structure.
  • the first transmissive screen 21 transmits light having a wavelength longer than that of blue (light having a wavelength of approximately 480 nm or more), and further, the first portion where the blue laser light is incident is the first. It is required to have an optical property of causing a screen image (light containing a component of the first fluorescence and the first reflected light) to appear. Then, in this embodiment, the second transmissive screen 22 transmits light having a wavelength longer than that of green (light having a wavelength of approximately 530 nm or more), and further, a second portion where the green laser light is incident.
  • first transmissive screen 21 and the second transmissive screen 22 have optical characteristics that make clear screen images (first screen image and second screen image) appear.
  • the viewer can see the first to third screen images for the first time. Can be done.
  • the inventor of the present application applies an acrylic plate colored in fluorescent green color (hereinafter referred to as “fluorescent green acrylic plate”) to the first transmissive screen 21 in the screen device 20, and the second transmissive screen 22.
  • fluorescent green acrylic plate an acrylic plate colored in fluorescent green color
  • fluorescent orange acrylic plate an acrylic plate colored in fluorescent orange
  • all of the above conditions are satisfied, and clear first to third screen images can be obtained. I found it possible to show it to the viewer.
  • the invention of the present application is constructed based on the above-mentioned findings by the inventor of the present application.
  • the fluorescent green acrylic plate transmits light having a wavelength longer than that of blue (light having a wavelength of approximately 480 nm or more; including green, orange, and red), and the part where the blue laser light is incident is excited to be green. It has the property of emitting fluorescence (first fluorescence).
  • first fluorescence As an acrylic plate applicable to the first transmissive screen 21, for example, Kanaselite 1305 (fluorescent green) manufactured by Kanase Co., Ltd. exists.
  • a fluorescent green acrylic plate made by a manufacturer other than the above may be applied.
  • the fluorescent orange acrylic plate transmits light having a wavelength longer than that of green (light having a wavelength of approximately 540 nm or more; including yellow, orange, and red), and the portion to which the green laser light is incident is excited to be orange. Fluorescence (second fluorescence) is emitted.
  • an acrylic plate applicable to the second transmissive screen 22 for example, there is Kanaselite 9989 (ultra orange (fluorescent color)) manufactured by Kanase Co., Ltd.
  • a fluorescent orange acrylic plate made by a manufacturer other than the above may be applied.
  • the inventor conducted an experiment to confirm the optical characteristics of the green fluorescent acrylic plate (Canacelite 1305) and the orange fluorescent acrylic plate (Canacelite 9899), and the results will be described.
  • an experiment in the case of using an illumination light source for photography (not shown; hereinafter referred to as “illumination light source”) that emits light by a white LED as an experiment light source (hereinafter, “first main experiment”). ”)
  • an experiment (hereinafter referred to as“ second main experiment ”) was carried out in the case of using HD301D1 manufactured by Ultimems as a light source for the experiment.
  • a light source for illumination emitted by a white LED and a measuring device capable of measuring the spectrum (light receiving intensity for each wavelength) of the received light (hereinafter referred to as "color meter") are used.
  • a color meter (C-800) manufactured by SEKONIC was used as the color meter.
  • FIG. 6 is a graph showing the spectrum when the light of the lighting light source is directly received by the color meter in the first experiment.
  • FIG. 7 to 12 show a 2 mm thick fluorescent green acrylic plate, a 2 mm thick fluorescent orange acrylic plate, a 3 mm thick fluorescent green acrylic plate, and a 3 mm thickness as filters between the color meter and the lighting light source in the first experiment. It is a graph which showed the spectrum acquired by a color meter when a fluorescent orange acrylic plate, a 5 mm thick fluorescent green acrylic plate, and a 5 mm thick fluorescent orange acrylic plate are arranged.
  • FIG. 7 is a graph showing the spectrum acquired by the color meter when only a fluorescent green acrylic plate having a thickness of 2 mm is arranged between the color meter and the light source for illumination.
  • the horizontal axis represents the wavelength of the received light
  • the vertical axis represents the power (reception intensity) of the received light.
  • the power on the vertical axis is normalized with a maximum value of 1, and the illuminance (unit is [lux]) in the case of 1 (maximum value) is added to the upper left portion.
  • the graph showing the spectrum is shown in the same format as in FIGS. 6 to 12.
  • the illumination light source is light containing components in the visible light band (generally in the wavelength range of 400 nm to 800 nm) and in the band having a wavelength of 420 nm or more (almost the entire visible light band).
  • the wavelength band of approximately 420 nm to 480 nm (mainly the blue band; It can be seen that the components in the band containing the blue laser beam) are blocked, and the components in the band having a wavelength longer than that of blue (generally the band having a wavelength longer than 480 nm) are transmitted.
  • the wavelength band of approximately 480 nm to 540 nm (mainly the green band; It can be seen that most of the components in the band (including the green laser beam) are blocked, and the components in the band having a wavelength longer than green (generally a band having a wavelength longer than 540 nm) are transmitted.
  • the fluorescent orange acrylic plate is slightly thickened. It can be seen that the thinner the thickness, the greater the power of the green component that penetrates (the power of the green component that could not be absorbed).
  • the blue component (420 nm to 480 nm) is about. It is attenuated by about 80%, and it can be seen that the damping power tends to increase as the plate thickness increases, although it is slight.
  • blue laser light generally wavelength 440 to 460 nm
  • green laser light generally wavelength 515 to 530 nm
  • red laser light generally wavelength 630 to 640 nm
  • the component of the blue laser light (generally a wavelength of 440 to 460 nm) is transmitted to some extent (about 20% to 35% of the maximum value), but in this embodiment, the second The transmissive screen 22 is not required to have the ability to block the components of the blue laser light, so that there is no problem.
  • FIG. 20 is a diagram showing the contents and results of the third experiment.
  • FIG. 20A illustrates an experimental image (hereinafter referred to as “first experimental image”) supplied from the control computer 30 to the projection device 10 in the third main experiment.
  • the white (color code # FFFFFF) line is shown by a solid line
  • the blue (color code # 0000FF) line is shown by a broken line
  • the green (color code # 00FF00) line is shown by a dotted chain line.
  • the red line (color code # FF0000) is illustrated by a two-dot chain line.
  • FIG. 20 (b-1) shows an image drawn only by the blue laser light source 13 (for example, non-transmissive only by the blue laser light source 13) when a video signal based on the first experimental image is supplied to the projection device 10.
  • the image) that appears when directly projected onto the mold screen 23 is shown.
  • 20 (b-2) shows an image drawn only by the green laser light source 12
  • FIG. Z (b-3) shows an image drawn only by the red laser light source 11.
  • 20 (c-1) to 20 (c-3) show a first screen image and a second transmissive screen 22 appearing on the front surface of the first transmissive screen 21 in the third experiment, respectively.
  • the second screen image appearing on the front surface of the screen and the third screen image filed on the front surface of the non-transparent screen 23 are shown.
  • the triangular object drawn in blue is composed of only the component B of RGB, and therefore, as shown in FIG. 20 (c-1), the first It appeared only in the screen image (first transmissive screen 21).
  • the circular object drawn in green is composed of only the G component of RGB, and therefore, as shown in FIG. 20 (c-2), is the first. It appeared only in the screen image of No. 2 (second transmissive screen 22).
  • the square object drawn in red is composed of only the R component of RGB, and therefore, as shown in FIG. 20 (c-3), is the first. It appeared only in the screen image of No. 3 (non-transparent screen 23).
  • the third transmissive screen 21 transmits the light of the second and third screen images to the front side
  • the second transmissive screen 22 transmits the light of the third screen image. It was confirmed that it penetrated to the front side.
  • the thickness of the acrylic plate applied to the first transmissive screen 21 and the second transmissive screen 22 was changed to 2 mm, 3 mm, and 5 mm, and the same confirmation was performed. In each case, similar results (good experimental results) were confirmed.
  • the screen (position in the front-rear direction) to be displayed can be controlled by changing the color drawn for each object in the input image supplied from the control computer 30 to the projection device 10. can.
  • the input image supplied to the projection device 10 is a still image, but a moving image (animation image) may be used.
  • control computer 30 may execute a process of moving the position of the object on the input image and outputting the object. Also, for example, when you want to move a certain object displayed on the screen image in the front-back direction, you can control the process of changing the color of the object (changing to the color corresponding to the screen of the change destination) on the input image and outputting it. It may be executed by the computer 30. Further, for example, in the example of FIG.
  • the control computer 30 when it is desired to move the triangular object from the first transmissive screen 21 (first screen image) to the rear one step (second transmissive screen 22), the control computer 30 Above, the color of the triangular object may be changed from blue to green (color code # 00FF00).
  • the color of the triangular object may be changed from blue to yellow (color code # FFFF00) on the computer 30.
  • color code # FFFF00FF blue to pink
  • the triangular object becomes the first transparent screen 21 (first screen image) and the non-transparent screen 23 (third screen).
  • color code # 00FFFF blue to cyan
  • the triangular object becomes the second transparent screen 22 (second screen image) and the non-transparent screen. It will be displayed on 23 (third screen image).
  • the method of holding the data of the input video (still image or moving image) in the control computer 30 is not limited.
  • the data of the input video created in advance may be copied and held in the control computer 30, or the CG may be generated by a program in the control computer 30 and held / output as the input video. You may do so.
  • a computer program hereinafter, also referred to as a "display program” that draws an image for each object on the control computer 30, generates and holds an input image, and outputs the input image (outputs the input image supplied to the projection device 10). It may be configured to install.
  • the above display program changes the position (position in the input video) and color (color corresponding to the screen to be displayed) of each object in the input video according to the user's operation. May be good.
  • the control computer 30 may be configured by installing a program (including a display program of the embodiment) on a computer having a processor and a memory, for example.
  • FIG. 5 shows an example of the hardware configuration of the control computer 30.
  • the control computer 30 shown in FIG. 5 has a processor 301, a primary storage unit 302, a secondary storage unit 303, an input unit 304, a display unit 305, and a video interface 306.
  • the primary storage unit 302 is a storage means that functions as a work memory (work memory) of the processor 301, and for example, a memory that operates at high speed such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) can be applied.
  • the secondary storage unit 303 is a storage means for recording various data such as an OS (Operating System) and program data (including data of a display program according to an embodiment), and is, for example, a FLASH (registered trademark) memory or an HDD. Non-volatile memory such as can be applied.
  • the OS and programs (including the display program according to the embodiment) recorded in the secondary storage unit 303 are read and expanded on the primary storage unit 302. Run.
  • the input unit 304 is a device for receiving input from a user, and for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like can be applied.
  • the display unit 305 is a device for displaying to the user (for example, displaying an input video), and for example, a display or the like can be applied.
  • the video interface 306 is an interface for supplying a video signal to the projection device 10.
  • a video interface 306 for example, not only a wired interface such as HDMI (registered trademark) or VGA but also a wireless interface such as Bluetooth (registered trademark) can be applied.
  • control computer 30 is not limited to the configuration shown in FIG. 5, and various configurations can be applied.
  • the primary storage unit 302 is a non-volatile memory (for example, FLASH memory or the like)
  • the secondary storage unit 303 may be excluded.
  • fluorescent green film a transparent resin (polyvinyl chloride) film (hereinafter referred to as "fluorescent green film”) colored with a 0.22 thick fluorescent green fluorescent material (hereinafter referred to as “fluorescent green film”).
  • fluorescent green film a film for adjusting the emission color of a headlight to fluorescent green by attaching it to an automobile headlight or the like (so-called “headlight film” or “carlight lens film”). A commercially available film) was used.
  • the optical characteristics of the pattern using the above-mentioned lighting light source and the pattern using the above-mentioned experimental projection device were confirmed. Further, in the fourth main experiment, the optical characteristics of a pattern using only one 0.2 mm-thick fluorescent green film and a pattern in which two 0.2 mm-thick fluorescent green films are stacked as an experimental filter were obtained. confirmed.
  • the light from any of the above experimental light sources is measured (through the filter) through any of the above experimental filters using the same color meters as in the first to third experiments. The light spectrum was measured).
  • FIG. 21 shows the measurement results of the pattern using the above-mentioned illumination light source as the experimental light source and one fluorescent green film as the experimental filter in the fourth main experiment.
  • FIG. 22 shows the measurement results of the pattern using the above-mentioned experimental projection device as the experimental light source and the two-layer fluorescent green film as the experimental filter in the fourth main experiment.
  • FIG. 23 shows the measurement result of the pattern using the above-mentioned experimental projection device as the experimental light source and one fluorescent green film as the experimental filter in the fourth main experiment.
  • FIG. 24 shows the measurement result of the pattern using the above-mentioned experimental projection device as the experimental light source and the two-layer fluorescent green film as the experimental filter in the fourth main experiment.
  • the fluorescent green film also has the ability to block a band having a wavelength of approximately 420 nm to 480 nm (mainly a blue band; a band containing a blue laser beam), similarly to the fluorescent green acrylic plate. I understand.
  • the inventor visually observes that when the laser beam of the laser pointer is incident on the fluorescent green acrylic plate from the lateral direction (from the side surface), the light of the laser beam stops at about 10 cm from the incident surface (side surface). confirmed.
  • the inventor conducted the above-mentioned fourth main experiment.
  • the fourth experiment since a fluorescent green film having a thickness of 0.2 mm, which is considerably thinner than the fluorescent green acrylic plate, is used, the above fluorescence appears more prominently. Therefore, based on the results of the fourth experiment above, the thicker the transparent resin containing the fluorescent material (for example, acrylic plate), the greater the ability to block the light of the component to be blocked (larger). It is thought that the ability to block the light of power) tends to increase.
  • the relationship between the power of the image light of the projection device 10 and the thickness of the acrylic plate applied to each screen of the screen device 20 is a value that can sufficiently maintain the quality of the image displayed by the screen device 20. It is desirable that it is adjusted to.
  • the power of the projection device 10 is a component that is blocked by the acrylic plate applied to each screen of the screen device 20 (for example, a blue component in a fluorescent green acrylic plate and a green component in a fluorescent orange acrylic plate). It is desirable that the value is adjusted so that it can be blocked (it can be blocked to the extent that it does not affect the image quality). In other words, the thickness of the acrylic plate applied to each screen of the screen device 20 can block the components to be blocked contained in the image light of the projection device 10 (to the extent that the image quality is not affected). ) It is desirable that it is adjusted to a value.
  • the power of the projection device 10 and the thickness of the acrylic plate applied to each screen of the screen device 20 are subjected to experiments and the like in advance based on the above consideration, and a screen image of good quality can be obtained. It is desirable to set it to a value. However, at least in the environment of the third experiment, it has been confirmed that sufficiently good screen images are obtained.
  • each transmissive screen constituting the screen device 20 has optical characteristics as shown in FIG. 4, so that one input from one projection device 10 can be obtained. It is possible to make different screen images appear on each screen constituting the screen device 20 (screen unit 201) with only one image light based on the image.
  • this information once added up can be separated (separated as a screen image of each layer) using the physical characteristics of the fluorescent material that reacts to light of a specific wavelength. This is the point used for the screen device 20.
  • each screen constituting the screen device 20 of the first embodiment is realized only by a commercially available acrylic plate or paper. Therefore, the screen device 20 itself can be manufactured at a very low cost.
  • the display is not a virtual display such as AR (Augmented Reality) or a display using an illusion, but a three-dimensional display is actually performed, from any angle. However, it is possible to show the viewer a stereoscopic image with less discomfort.
  • the display system 1 of the first embodiment it is only necessary to change the position (position in the input image) and color (color corresponding to the screen to be displayed) of each object in the input image of one channel.
  • the position of the object in the screen device 20 can be controlled three-dimensionally (three-dimensionally).
  • a three-dimensional image on the screen device 20 can be drawn (expressed) only by changing the position and color of each object in one input image.
  • a layered one a concept that can be easily explained by using a layered conceptual diagram (for example, a map, an animal body configuration (skin, bone, internal organs), etc.), etc. ) Can be displayed (for example, a display for information provision purposes such as education and traffic guidance).
  • a layered conceptual diagram for example, a map, an animal body configuration (skin, bone, internal organs), etc.), etc.
  • Can be displayed for example, a display for information provision purposes such as education and traffic guidance).
  • FIG. 25 is a perspective view showing the overall configuration of the display system 1A according to the second embodiment.
  • FIG. 26 is a view of the projection device 10 and the screen device 20A according to the second embodiment when viewed from the side.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the screen device 20 is replaced with the screen device 20A.
  • the screen device 20A of the second embodiment has a screen unit 201A composed of one transmissive screen 24 and a transmissive screen 24.
  • the screen unit 201A (transmissive screen 24) is installed (mounted) on the front surface of the transmissive screen 24.
  • the non-transmissive screens 21 and 22 are composed of only an acrylic plate whose plate surface is orthogonal to the optical axis LC of the projection device 10, but the transmissive screen 24 has an optical axis LC. Non-orthogonal slopes are formed.
  • the angle (inclination), height, distribution method, etc. of the slope formed on the transmissive screen 24 are not limited.
  • a fluorescent green acrylic plate or a fluorescent orange acrylic plate may be applied.
  • a fluorescent orange acrylic plate canacelite 9899 having a thickness of 2 mm is applied to the transmissive screen 24.
  • the transmissive screen 24 has a shape in which a strip-shaped acrylic plate is bent at a plurality of places and a slope is partially formed (the crease is in the lateral direction).
  • the transmissive screen 24 has a strip-shaped acrylic plate bent at four points, so that the five surfaces 24a to 24e are connected to each other.
  • the transmissive screen 24 since the central surface 24c is formed so as to project to the front side, the surfaces 24b and 24d on both ends of the central surface 24c are inclined to the rear side from the center toward the end, respectively. It has become.
  • the surfaces 24a and 24e at both ends of the transmissive screen 24 are placed on the non-transmissive screen 23.
  • the transmissive screen 24 when the transmissive screen 24 is composed of a fluorescent orange acrylic plate, an image drawn by the projection device 10 only by the green laser light source 12 and the blue laser light source 13 (component B of RGB).
  • the screen image can be made to appear on the front side of the transmissive screen 24 and the non-transmissive screen 23 by supplying the image signal (the image that does not include the image).
  • the screen image that appears on the front side of the transmissive screen 24 based on the green laser light is called a "fourth screen image”
  • the screen image that appears on the front side of the non-transmissive screen 23 based on the red laser light is called "fourth screen image”. It shall be called "fifth screen image”.
  • the fluorescent material is excited by absorbing the light reflected by the green laser light on the transmissive screen 24 (hereinafter referred to as “fourth reflected light”) and the green laser light on the transmissive screen 24. It is composed of light containing a component of light emitted in fluorescence (orange) (hereinafter referred to as "third fluorescence").
  • the fifth screen image is a non-transmissive screen 23, and is composed of light that reflects light from a red laser beam (hereinafter, light containing a component of “fifth reflected light”).
  • a clear fourth screen image appears regardless of the position of the transmissive screen 24 in the front-rear direction. Therefore, in this embodiment, a clear fourth screen image can be produced even on the slope of the transmissive screen 24.
  • FIG. 27 is a diagram showing the contents and results of the fifth experiment.
  • FIG. 27 (a) illustrates an experimental image (hereinafter referred to as a “second experimental image”) supplied from the control computer 30 to the projection device 10 in the fifth main experiment.
  • the yellow line (color code # FFFF00) is shown as a solid line. That is, in the second experimental image shown in FIG. 27 (a), a yellow triangular object and a rectangular object are drawn.
  • FIG. 27 (b-1) shows an image drawn only by the green laser light source 12 when a video signal based on the second experimental image is supplied to the projection device 10. Further, FIG. 27 (b-2) shows an image drawn only by the red laser light source 11 when a video signal based on the second experimental image is supplied to the projection device 10. Since the second experimental image does not contain the component B of RGB, the blue laser light source 13 does not emit light.
  • FIG. 27 (c-1) and 27 (c-2) appear on the front surface of the fourth screen image and the non-transparent screen 23, which appeared on the front surface of the transmissive screen 24 in the fifth experiment, respectively.
  • the fifth screen image is illustrated.
  • FIG. 27 (c-1) shows a view (plan view) of the transmissive screen 24 as viewed from the projection device 10 (front side).
  • FIG. 28 shows a screen device 20A (screen unit 201A) in a state where screen images as shown in FIGS. 27 (c-1) and 27 (c-2) appear on the transmissive screen 24 and the non-transmissive screen 23. It is a perspective view of.
  • a rectangular object is displayed straddling the plane 24a and the slope 24b. Since the rectangular object is displayed straddling the plane 24a and the slope 24b, it is displayed as a three-dimensional shape bent forward at the boundary between the plane 24a and the slope 24b.
  • the non-transparent screen 23 directly under the transmissive screen 24 also displays a rectangular object in the same manner, so that it is combined with the rectangular object displayed on the transmissive screen 24.
  • the rectangular plate appears as a three-dimensional shape that opens back and forth (up and down) from the middle (the boundary between the plane 24a and the slope 24b).
  • the control computer 30 supplies the projection device 10 with a video signal of a moving image (animation) that moves a rectangular object from the right side to the left side (from the right side to the left side when viewed from FIG. 28). Then, when the rectangular object passes through the area of the transmissive screen 24, the three-dimensional shape as shown in FIG. 28 is displayed while being deformed.
  • the position and color of each object in one input image is changed even when the non-transmissive screen 23 itself is formed into a three-dimensional shape. It is possible to draw (express) a three-dimensional image on the screen device 20A only by itself. In particular, in the second embodiment, since the non-transmissive screen 23 itself is formed into a three-dimensional shape, even if the position of each object in one input image is changed, each object is displayed on the screen device 20A. It is possible to draw (express) a three-dimensional image.
  • the screen device 20A (screen unit 201A) of the second embodiment a clear screen image can be produced even if the non-transmissive screen 23 is formed into a free three-dimensional shape.
  • the screen device 20A (screen unit 201A) of the second embodiment provides information unique to this form (for example, information in the use of education and traffic guidance), such as projecting onto a screen imitating the shape of a building. Provided) becomes possible.
  • C-2 In the second embodiment, an example in which the shape of the transmissive screen 24 is a three-dimensional shape is shown, but the non-transmissive screen 23 is also formed into a three-dimensional shape in the same manner, and the non-transmissive screen 23 is similarly formed into a three-dimensional shape.
  • the transmissive screen 24 may be placed.
  • the two-layer transmissive screen (fluorescent green acrylic plate and fluorescent orange acrylic plate) has been described. ) May be arranged to form a three-dimensional shape for one or both transmissive screens.
  • the screen that causes the object to appear is controlled by changing the color of each object of the input image to blue, green, red, and white, but each area of the input image is controlled. It is also possible to display an object (hereinafter referred to as "gradation object") composed of a gradation image in which a color component (pixel value) gradually changes.
  • gradation object composed of a gradation image in which a color component (pixel value) gradually changes.
  • FIG. 29 shows a state in which the gradation object OB101 is arranged on the input video.
  • FIG. 29 for convenience of illustration, only the brightness is shown due to the sparseness of the pointillism, but in reality, the colors (pixel values) are gradually changed to blue, cyan, green, yellow, red, and magenta clockwise from the upper left. It is a ring of a color chart in which the value of each component of RGB) changes.
  • FIG. 30 is a diagram showing a display state (a perspective view of the screen device 20) of the screen device 20 when the input video has the contents as shown in FIG. 29.
  • the first transmissive screen 21 has a gradation image represented by only the blue component (pixel value of B in RGB) contained in the gradation object OB101 as the first screen image. Will appear.
  • a gradation image represented only by the green component (the pixel value of G in RGB) contained in the gradation object OB101 appears as the second screen image. Will be done.
  • a gradation image represented only by the red component (the pixel value of R in RGB) contained in the gradation object OB101 appears as the third screen image. become.
  • the optical axis LC of the projection device 10 is set in the vertical direction, and the surface of each screen constituting the screen device 20 is installed so as to be in the horizontal direction.
  • the orientation of the screen and the orientation of the surface of each screen are not limited.
  • the surface of each screen of the screen device 20 is erected so as to be vertical (parallel to the vertical direction), and the optical axis of the projection device 10 is orthogonal to the surface of each screen of the screen device 20. It may be horizontal as it does.
  • the range of expressions such as using the screen device 20 as a wall-mounted display is expanded.
  • the first transmissive screen 21 may be replaced with two fluorescent green films.
  • the same screen image of the same color may appear on the screens of a plurality of layers.
  • FIG. 32 is a side view of the projection device 10 and the screen device 20B constituting the display system 1B according to the modified embodiment of the first embodiment.
  • the positional relationship between the viewer, the screen device 20B, and the projection device 10 is different from that of the display system 1 of the first embodiment.
  • the viewer and the projector are located on the same side with respect to the screen, whereas in 1B, the screen is sandwiched.
  • the display screen has a two-layer structure of a first transmissive screen and a second transmissive screen in order of proximity to the projector.
  • the non-transparent screen 23 is not used. As a result, the viewer can appreciate the stereoscopic image without being obstructed by the projector.
  • the second transmissive screen 22 in the rearmost layer from the projection device 10 is transmissive, even if the viewer's viewpoint is behind the second transmissive screen 22. It is possible to show the screen image to the viewer. Therefore, in FIG. 32, the line of sight X (arrow X) from the viewpoint P1 on the front side of the first transmissive screen 21 and the viewpoint on the rear side of the second transmissive screen 22 as in the first embodiment.
  • the line of sight Y (arrow Y) from P2 is illustrated.
  • the first screen image could be visually recognized on the first transmissive screen 21, and the second transmissive screen 22 had a second screen image. I found that the screen image was visible. At this time, the screen image seen from the rear viewpoint P2 (line of sight Y) was different in color from the screen image seen from the front side, and the illuminance (brightness) was low. At this time, the fluorescent green acrylic plate (2 mm thick canacelite 1305) is applied to the first transmissive screen 21, and the fluorescent orange acrylic plate (2 mm thick canacelite 9989) is applied to the second transmissive screen 22. Is applied.
  • the light component constituting the above) includes light in a band capable of passing through the second transmissive screen 22. That is, this phenomenon suggests that when a plurality of transmissive screens colored with a fluorescent material are stacked, it is possible to show the screen image to the viewer regardless of whether the viewpoint is on the front side or the rear side. At this time, as can be seen from the visual confirmation result by the above-mentioned inventor, the color and illuminance of the screen image that can be seen may differ depending on the viewpoint from the front side and the viewpoint from the rear side.
  • the screen image that can be displayed is only two layers (the first screen image and the second screen image). As shown in FIG. 32, three-dimensional image expression is possible even with two layers.
  • the input video is composed of only the video (G and B components) that does not use R in RGB. It is desirable to use video).
  • the projection device 10 is installed under the screen device 20B, and the optical axis LC is directed upward. .. Therefore, in the screen device 20B shown in FIG. 32, the first transmissive screen 21 and the second transmissive screen 22 are arranged in order from the bottom. A spacer 40 is arranged between the first transmissive screen 21 and the second transmissive screen 22 as in the first embodiment. Then, in the screen device 20B, the lower surface of the first transmissive screen 21 is supported by the support column 50.
  • the projection device 10 can be arranged under the screen device 20B, it is possible for the viewer to express a stereoscopic image as if floating in the air. ..
  • a stereoscopic image is represented by three layers as in the first embodiment. (Expression using screen images of three layers) becomes possible.
  • the screen device 20C of the display system 1C shown in FIG. 33 differs from the screen device 20B of FIG. 32 in that a third transmissive screen 25 is additionally arranged behind the second transmissive screen 22. ..
  • the screen device 20C of the display system 1C shown in FIG. 33 differs from the first embodiment in that the non-transparent screen 23 is replaced with the third transmissive screen 25.
  • the third transmissive screen 25 for example, a propeller rotating at high speed, a half mirror, acrylic colored with a fluorescent material that reacts to wavelengths below infrared light, and the like can be applied.
  • a propeller that rotates at high speed and a half mirror have a function of receiving and reflecting a part of light and a function of transmitting a part of light. Therefore, in the present specification, these are also "transmissive screens". It shall be included in the concept of ".
  • Acrylic plates colored with acrylic colored with a fluorescent material that reacts to wavelengths below infrared light are not generally available, but fluorescent materials (fluorescent materials) having such optical characteristics exist.
  • the third transmissive screen 25 can be realized by using an acrylic plate containing these fluorescent materials in acrylic.
  • the third transmissive screen 25 in the rearmost layer from the projection device 10 is transmissive, even if the viewpoint of the viewer is behind the third transmissive screen 25. It is possible to show the screen image to the viewer. Therefore, in FIG. 32, the line of sight X (arrow X) from the viewpoint P1 on the front side of the first transmissive screen 21 and the viewpoint on the rear side of the third transmissive screen 25 as in the first embodiment.
  • the line of sight Y (arrow Y) from P2 is illustrated.
  • the screen is configured by using an acrylic plate having a maximum thickness of about 5 mm, but a thicker acrylic plate (including a block shape instead of a plate).
  • a high-power (high-luminance) projector is used for the projection device 10. That is, in the above embodiment, by applying a projector having a thicker shape and a projector having a high power, it is possible to make a high-brightness screen image appear on a larger screen device 20, so that the range of applications is widened (). For example, it can also be applied to applications such as digital signage installed outdoors).

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Abstract

簡易な構成で、立体的な映像を表示することができるスクリーン及び表示システムを提供することを目的とする本発明は、スクリーン装置（２０）と投影装置（１０）と入力画像に基づく映像信号を前記投影装置に供給する映像信号供給源（３０）とを備える表示システム（１）に関する。　そして、本発明のスクリーン装置は、１又は複数の透過型スクリーン（２１，２２）と、非透明色の材料で形成された非透過型スクリーン（２３）とを備え、前記透過型スクリーンは、前記投影装置から投射される映像光の一部の対象成分に反応して前記映像光が投射された部分にスクリーン映像を出現させると共に、前記対象成分より波長の長い光を透過する光学的特性を備え、前記投影装置から見て前記非透過型スクリーンは前記透過型スクリーンよりも後方に配置されている。

Description

スクリーン装置、スクリーンユニット、表示システム、表示方法、及び表示プログラム
　本発明は、スクリーン装置、スクリーンユニット、表示システム、表示方法、及び表示プログラムに関し、例えば、立体的な映像をスクリーンに表示させることができる表示システムに適用し得る。
　従来、立体的な映像を表示する表示システムとして、例えば、特許文献１に記載されたシステムが存在する。
　特許文献１に記載された表示システムでは、投影される光の一部を前方に反射すると共に背面からの光の一部を透過する反射スクリーンを、間隔をあけて複数枚重ねて配置し、それぞれの反射スクリーンに映像光を投影する構成となっている。
特開２０２０－４２１１２号公報
　しかしながら、特許文献１に記載された表示システムでは、それぞれの反射スクリーンに映像光を投影する必要があるため、高コストかつ大型化する傾向にある。
　例えば、特許文献１に記載された表示システムでは、それぞれの反射スクリーンに映像光を投影する必要があるため、少なくとも反射スクリーンの間隔を投影装置（映像源）の焦点距離以上としなければならない。また、例えば、特許文献１に記載された表示システムでは、それぞれの反射スクリーンに投影する映像を変化させようとすると、反射スクリーンと同数の投影装置（映像源）と、映像データが必要となる。
　以上のような問題に鑑みて、より簡易な構成で、立体的な映像を表示することができるスクリーン装置、スクリーンユニット、表示システム、表示方法、及び表示プログラムが望まれている。
　第１の本発明のスクリーン装置は、（１）透明色の材料で形成された１又は複数の透過型スクリーンと、非透明色の材料で形成された非透過型スクリーンとを備えるスクリーン装置において、（２）前記透過型スクリーンは、投影装置から投射される映像光の一部の対象成分に反応して前記映像光が投射された部分にスクリーン映像を出現させると共に、前記対象成分より波長の長い光を透過する光学的特性を備え、（３）前記投影装置から見て、前記非透過型スクリーンは前記透過型スクリーンよりも後方に配置されていることを特徴とする。
　第２の本発明は、透明色の材料で形成された１又は複数の透過型スクリーンを備えるスクリーンユニットであって、前記透過型スクリーンは、投影装置から投射される映像光の一部の対象成分に反応して前記映像光が投射された部分にスクリーン映像を出現させると共に、前記対象成分より波長の長い光を透過する光学的特性を備えることを特徴とする。
　第３の本発明の表示システムは、スクリーン装置と、映像信号が供給されると前記映像信号に基づく映像光を前記スクリーン装置に投射する投影装置と、入力画像に基づく映像信号を前記投影装置に供給する映像信号供給源とを備える表示システムにおいて、前記スクリーン装置として第１の本発明のスクリーン装置を適用したことを特徴とする。
　第４の本発明は、第３の本発明の表示システムを制御してスクリーン映像を表示させる表示方法において、前記映像信号供給源が、入力画像生成手段を有し、前記入力画像生成手段は、前記入力画像を生成するものであって、前記入力画像上に表示させるオブジェクトの色を制御することにより、前記スクリーン装置上で前記オブジェクトを表示させるスクリーンを制御する処理を行うことが可能であることを特徴とする。
　第５の本発明の表示プログラムは、第３の本発明のを構成する前記映像信号供給源に搭載されたコンピュータが、前記入力画像を生成するものであって、前記入力画像上に表示させるオブジェクトの色を制御することにより、前記スクリーン装置上で前記オブジェクトを表示させるスクリーンを制御する処理を行うことが可能な入力画像生成手段として機能することを特徴とする。
　本発明によれば、より簡易な構成で、立体的な映像を表示することができるスクリーン及び表示システムを提供することができる。
第１の実施形態に係る表示システムの全体構成について示した斜視図である。 第１の実施形態に係る投影装置とスクリーン装置を横方向から見た場合の図である。 第１の実施形態に係る投影装置の基本的構成について示したブロック図である。 第１の実施形態に係るスクリーン装置を構成する各スクリーンの光学的特性について示した図である。 第１の実施形態に係る制御コンピュータのハードウェア構成の例について示している。 第１の本実験においてカラーメータで実験用光源（照明用光源）の光を直接受光させた場合のスペクトラムについて示したグラフである。 第１の本実験において、照明用光源のフィルタとして２ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第１の本実験において、照明用光源のフィルタとして２ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第１の本実験において、照明用光源のフィルタとして３ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第１の本実験において、照明用光源のフィルタとして３ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第１の本実験において、照明用光源のフィルタとして５ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第１の本実験において、照明用光源のフィルタとして５ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第２の本実験においてカラーメータで実験用光源の光（投影装置による白色映像の映像光）を直接受光させた場合のスペクトラムについて示したグラフである。 第２の本実験において、投影装置のフィルタとして２ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第２の本実験において、投影装置のフィルタとして２ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第２の本実験において、投影装置のフィルタとして３ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第２の本実験において、投影装置のフィルタとして３ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第２の本実験において、投影装置のフィルタとして５ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第２の本実験において、投影装置のフィルタとして５ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板を適用した場合におけるスペクトラムである。 第３の本実験の内容及び結果について示した図である。 第４の本実験において、照明用光源のフィルタとして０．２ｍｍ厚の蛍光グリーンフィルム（１枚）を適用した場合におけるスペクトラムである。 第４の本実験において、照明用光源のフィルタとして０．２ｍｍ厚の蛍光グリーンフィルム（２枚）を適用した場合におけるスペクトラムである。 第４の本実験において、投影装置のフィルタとして０．２ｍｍ厚の蛍光グリーンフィルム（１枚）を適用した場合におけるスペクトラムである。 第４の本実験において、投影装置のフィルタとして０．２ｍｍ厚の蛍光グリーンフィルム（２枚）を適用した場合におけるスペクトラムである。 第２の実施形態に係る表示システムの全体構成について示した斜視図である。 第２の実施形態に係る投影装置とスクリーン装置を横方向から見た場合の図である。 第５の本実験の内容及び結果について示した図である。 第２の実施形態に係るスクリーン装置にスクリーン映像が出現した状態で示した牝斜視図である。 第１の実施形態の変形実施例において、入力映像上に、グラデーションオブジェクトを配置した状態について示している。 第１の実施形態の変形実施例において、入力映像上に、グラデーションオブジェクトを配置した場合におけるスクリーン装置の表示状態（スクリーン装置の斜視図）について示した図である。 第１の実施形態の第１の変形実施例において、スクリーン装置を立設させた状態について示した図（斜視図）である。 第１の実施形態の第２の変形実施例における表示システムを構成する投影装置とスクリーン装置を横方向から見た場合の図である。 第１の実施形態の第３の変形実施例における表示システムを構成する投影装置とスクリーン装置を横方向から見た場合の図である。
　（Ａ）第１の実施形態
　以下、本発明によるスクリーン装置、スクリーンユニット、表示システム、表示方法、及び表示プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
　（Ａ－１）第１の実施形態の構成及び動作
　図１は、第１の実施形態に係る表示システム１の全体構成について示した斜視図である。
　図２は、第１の実施形態に係る投影装置１０とスクリーン装置２０を横方向（側面）から見た場合の図である。
　図１、図２に示すようにこの実施形態に係る表示システム１は、投影装置１０と、投影装置１０から発射された映像光を投射するためのスクリーン装置２０と、投影装置１０に映像信号を供給する映像信号供給源としての制御コンピュータ３０とを有している。
　以下では、投影装置１０の光軸ＬＣと並行となる方向を前後方向と呼ぶものとする。また、以下では、前後方向において、スクリーン装置２０から投影装置１０へ向かう方向を前側と呼び、投影装置１０からスクリーン装置２０へ向かう方向を後側と呼ぶものとする。さらに、以下では、光軸ＬＣと直交する方向を「横方向」と呼ぶものとする。
　まず、投影装置１０の構成について説明する。
　この実施形態では、投影装置１０として、レーザ走査式のプロジェクタを適用するものとして説明する。
　レーザ走査式のプロジェクタは、レーザ光源から発射されたレーザ光を、走査手段により二次元に走査させ、スクリーンに映像（画像）として投影する装置である。レーザ走査式のプロジェクタは、液晶パネル等を用いるプロジェクタと異なり投影レンズが不要であるため小型化を図ることができる等の利点がある。
　すなわち、レーザ走査式のプロジェクタでは、投影レンズを用いる必要がなく、スクリーンとの間の距離に拘わらずピント合わせが不要（いわゆる「フォーカスフリー」）な構造とすることができる。出願人は、このフォーカスフリーの構造に着目して、レーザ走査式のプロジェクタをこの実施形態の投影装置１０に適用した。なお、投影装置１０としては、フォーカスフリーの構造であればレーザ操作式以外のプロジェクタを適用することが望ましい。
　なお、フォーカスフリー構造を持たないプロジェクタを投影装置１０に適用した場合でも、フォーカスのあったスクリーン映像とフォーカスのあっていないスクリーン映像が重なった立体的な表示を得ることができる。例えば、投影装置１０において、第１の透過型スクリーン２１にフォーカスを合わせた場合、第１の透過型スクリーン２１についてはフォーカスの合ったスクリーン映像が出現し、その他のスクリーンについてはややフォーカスの合わないスクリーン映像が出現することになる。
　図２では、投影装置１０の光軸ＬＣを点線で図示している。
　図３は、投影装置１０の基本的な構造について示したブロック図である。
　図３に示すように、投影装置１０は、赤色のレーザ光（以下、「赤色レーザ光」と呼ぶ）を発する赤色レーザ光源１１、緑色のレーザ光（以下、「緑色レーザ光」と呼ぶ）を発する緑色レーザ光源１２、青色のレーザ光（以下、「青色レーザ光」と呼ぶ）を発する青色レーザ光源１３、及び各レーザ光源から発射されたレーザ光を二次元で走査させる走査手段１４を有している。なお、投影装置１０において、レーザ光源の数や種類については、上記の組合せに限定されないものである。
　この実施形態では、赤色レーザ光源１１は、赤色レーザ光として、概ね波長６３０～６４０ｎｍの光を発射するものとする。また、この実施形態では、緑色レーザ光源１２は、緑色レーザ光として概ね波長５１５～５３０ｎｍの光を発射するものとする。さらに、この実施形態では、青色レーザ光源１３は、青色レーザ光として概ね波長４４０～４６０ｎｍの光を発射するものとする。また、この実施形態では、赤色レーザ光源１１、緑色レーザ光源１２、及び青色レーザ光源１３のプロジェクタ全体としての明るさは２０ｌｍ±１０％であるものとして説明する。
　この実施形態の例では、投影装置１０として上記の仕様を満たすプロジェクタを適用するものとして説明するが、本発明において適用可能なプロジェクタの仕様を上記の仕様に限定するものではない。以下では、投影装置１０として、上記の仕様を満たすＵｌｔｉｍｅｍｓ社製のＨＤ３０１Ｄ１（ＨＤピコレーザプロジェクタ）を適用した例について説明する。
　図３は、投影装置１０の基本的な構造について示した図である。
　図３では、投影装置１０の基本的な構造（レーザ走査式のプロジェクタの基本的な構造）について図示しており、投影装置１０については種々のレーザ走査式のプロジェクタを適用することができる。例えば、投影装置１０として、参考文献１（特開２０１０－８５４５号公報）に記載の装置を適用するようにしてもよい。
　制御コンピュータ３０は、投影装置１０に映像信号を供給するコンピュータ（映像信号の供給源）である。制御コンピュータ３０としては、投影装置１０をディスプレイとして接続することが可能な種々のコンピュータ（例えば、ＰＣ、スマートホン、マイクロコンピュータ等）を適用することができる。
　次に、スクリーン装置２０の構成について説明する。
　スクリーン装置２０は、２枚の透過型スクリーン２１、２２、及び非透過型スクリーン２３の３層のスクリーンが一定間隔で重ねて（積層して）配置されている。この実施形態において、スクリーン装置２０を構成する各スクリーンは板形状であり、板面が投影装置１０の光軸ＬＣと直交するように配置されているものとする。以下では、透過型スクリーン２１、２２を、それぞれ「第１の透過型スクリーン」、「第２の透過型スクリーン」とも呼ぶものとする。
　この実施形態において、スクリーン装置２０には、各スクリーン間を所定間隔（例えば、１ｃｍ程度）とするためのスペーサ４０が配置されている。この実施形態では、図１、図２に示すように中間の第２の透過型スクリーン２２の両面の四隅のそれぞれに四角柱形状のスペーサ４０が配置されている。各スクリーンとスペーサ４０との当接部分は接着剤等で固定されていてもよい。
　図２では、投影装置１０から非透過型スクリーン２３までの距離をＬ０、第１の透過型スクリーン２１と第２の透過型スクリーン２２との間の間隔をＬ１、第２の透過型スクリーン２２と非透過型スクリーン２３との間の間隔をＬ２と図示している。Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２については任意の寸法を適用することができる。この実施形態では、Ｌ０＝５０ｃｍ、Ｌ１＝１ｃｍ、Ｌ２＝１ｃｍであるものとして説明する。なお、Ｌ１とＬ２は均等である必要はない。すなわち、スクリーン装置２０（スクリーンユニット２０１）を構成する各スクリーンは、それぞれ前後方向において任意の位置に設定することが可能である。スクリーン装置２０を構成する各スクリーンの板面の形状（外形）についても限定されないものである。
　この実施形態において、透過型スクリーン２１、２２として、それぞれ異なる光学的特性を備える透明色の材料（例えば、アクリル等の樹脂）を適用することができる。この実施形態の例では、透過型スクリーン２１、２２としては、それぞれ異なる色の蛍光材料（蛍光染料）で着色された（練りこまれた）アクリル板を適用するものとして説明する。
　この実施形態において、非透過型スクリーン２３は、投影装置１０の映像光（レーザ光）を反射することができるスクリーンであるものとする。非透過型スクリーン２３としては、プロジェクタのスクリーンとして機能する種々の物を適用することができる。具体的には、例えば、非透過型スクリーン２３としては、白色の用紙（例えば、コピー用紙）、布、床、壁等を適用することができる。この実施形態では、非透過型スクリーン２３としては、白色の用紙を適用するものとして説明する。
　なお、図１では、透過型スクリーン２１、２２とスペーサ４０を含む構成をスクリーンユニット２０１として図示している。第１の実施形態において、非透過型スクリーン２３が用紙であるとすれば、スクリーン装置２０を提供するメーカは、スクリーンユニット２０１（透過型スクリーン２１、２２とスペーサ４０を含む構成）のみを製造してユーザに提供し、ユーザは自ら用意した用紙（非透過型スクリーン２３）の上にスクリーンユニット２０１を載置することでスクリーン装置２０を完成させることができる。また、非透過型スクリーン２３は、スクリーンとして機能する物であればどのような物でも適用することができる。例えば、スクリーンユニット２０１を設置する机や床自体を非透過型スクリーン２３として用いるようにしてもよい。なお、スクリーンユニット２０１において、各スペーサ４０と透過型スクリーン２１、２２との接触面は全て接着剤等により固定されていてもよい。
　この実施形態では、透過型スクリーン２１、２２は矩形の板形状であるものとして説明するが、透過型スクリーン２１、２２の形状は板形状に限定されず種々の形状とするようにしてもよい。例えば、透過型スクリーン２１、２２の外面は、直方体（立方体）形状、球（楕円球）形状等種々の形状とするようにしてもよい。すなわち、透過型スクリーン２１、２２は、一部又は全部の面に曲面が形成されていてもよいし、板形状でなくてもよい（任意の立体的形状としてもよい）。
　次に、この実施形態において、透過型スクリーン２１、２２に求められる光学的特性について図４を用いて説明する。
　図４は、スクリーン装置２０を構成する各スクリーンの光学的特性について示した図である。
　図４は、スクリーン装置２０を側面から見た場合において、スクリーン装置２０に各レーザ光が入射された場合の状態について図示している。
　また、図４では、スクリーン装置２０の観者（ユーザ）の視点をスクリーン装置２０の前側の任意の位置Ｐ１とし、観者の視線を矢印Ｘとしている。矢印Ｘは位置Ｐ１を起点とする矢印である。なお、観者の視点Ｐ１については図４の位置に限定されるものではなく任意の位置とするようにしてもよいが、図４のようにスクリーン装置２０より前側であることが好ましい。
　第１の透過型スクリーン２１は、青色レーザ光の成分を遮断しつつ、青色より波長の長い光（概ね波長４８０ｎｍ以上の光；赤色及び緑色を含む光）の成分を透過させる光学的特性を備えているものとする。その結果、第２の透過型スクリーン２２には、前側から赤色レーザ光と緑色レーザ光のみが入射されることになる。また、第１の透過型スクリーン２１は、青色レーザ光が入射した部分において、青色レーザ光を吸収した蛍光材料が励起して蛍光（以下、「第１の蛍光」と呼ぶ）を放出する光学的特性を備えているものとする。さらに、第１の透過型スクリーン２１は、青色レーザ光が入射した部分において、青色レーザ光の一部を反射（以下、この反射光を「第１の反射光」と呼ぶものとする）する光学的特性を備えるようにしてもよい。したがって、第１の透過型スクリーン２１では、前側の面において、青色レーザ光による第１の蛍光と第１の反射光の成分による画像（以下、「第１のスクリーン映像」と呼ぶ）が出現することになる。
　第２の透過型スクリーン２２は、緑色レーザ光の成分を遮断しつつ、緑色よりも波長の長い光（概ね波長５３０ｎｍ以上の光；オレンジ色及び赤色を含む光）の成分を透過させる光学的特性を備えているものとする。その結果、非透過型スクリーン２３には、前側から赤色レーザ光のみが投射されることになる。また、第２の透過型スクリーン２２は、緑色レーザ光が入射した部分において、緑色レーザ光を吸収した蛍光材料が励起して蛍光（以下、「第２の蛍光」と呼ぶ）を放出する光学的特性を備えているものとする。このとき、第２の蛍光は、必然的に緑色レーザ光よりも波長の長い色の光（例えば、黄色やオレンジ色）となる。さらに、第２の透過型スクリーン２２は、緑色レーザ光が入射した部分において、緑色レーザ光の一部を反射（以下、この反射光を「第２の反射光」と呼ぶものとする）する光学的特性を備えるようにしてもよい。すなわち、第２の透過型スクリーン２２では、前側の面において、緑色レーザ光による第２の蛍光と第２の反射光の成分による画像（以下、「第２のスクリーン映像」と呼ぶ）が出現することになる。
　非透過型スクリーン２３には、赤色レーザ光の成分が投射され、反射（以下、この反射光を「第３の反射光」と呼ぶものとする）することになる。すなわち、非透過型スクリーン２３には、赤色レーザ光の反射（第３の反射光）による画像（以下、「第３のスクリーン映像」と呼ぶ）が出現することになる。
　以上のように、第１の透過型スクリーン２１、第２の透過型スクリーン２２、及び非透過型スクリーン２３の前側の面には、それぞれ第１のスクリーン映像、第２のスクリーン映像、及び第３のスクリーン映像が出現することになる。
　そして、第２の透過型スクリーン２２では、上記の要件を満たすことで、非透過型スクリーン２３に出現する第３のスクリーン映像の光（第３の反射光（赤色））も透過（後側から前側へ透過）する光学的特性を備えることになる。また、この実施形態において、第１の透過型スクリーン２１透過では、上記の要件を満たすことで、第３のスクリーン映像の光（第３の反射光（赤色））及び第２のスクリーン映像の光（第２の蛍光及び第２の反射光）を透過（後側から前側へ透過）する光学的特性を備えることになる。
　すなわち、スクリーン装置２０では、観者（ユーザ）側に、第１～第３のスクリーン映像の光（第１の蛍光、第１の反射光、第２の蛍光、第２の反射光及び第３の反射光）を放出することになる。その結果、スクリーン装置２０では、観者（観者が視点Ｐ１からスクリーン装置２０を見たユーザ）に対して、第１の透過型スクリーン２１前側の面に現れる第１のスクリーン映像と、第２の透過型スクリーン２２の前側の面に現れる第２のスクリーン映像と、非透過型スクリーン２３の前側の面に現れる第３のスクリーン映像を見せることが可能となる。
　なお、上述の通り、この実施形態において、投影装置１０は投影レンズが用いられないフォーカスフリーの構成であるため、前後方向において、各スクリーン（第１の透過型スクリーン２１、第２の透過型スクリーン２２及び非透過型スクリーン２３）の位置が異なる状態でも、各スクリーンの面（前側の面）に対して鮮明なスクリーン映像を結像させることができる。そのため、この実施形態において、投影装置１０にはフォーカスフリーの構造であることが求められる。
　まとめると、この実施形態において、第１の透過型スクリーン２１には、青色より波長の長い光（概ね波長４８０ｎｍ以上の光）を透過し、さらに、青色レーザ光が入射された部分で第１のスクリーン映像（第１の蛍光及び第１の反射光の成分を含む光）を出現させるという光学的特性を備えていることが求められる。そして、この実施形態において、第２の透過型スクリーン２２には、緑色よりも波長の長い光（概ね波長５３０ｎｍ以上の光）を透過し、さらに、緑色レーザ光が入射された部分で第２のスクリーン映像（第２の蛍光及び第２の反射光の成分を含む光）を出現させるという光学的特性を備えることが求められる。さらに、第１の透過型スクリーン２１と第２の透過型スクリーン２２では、鮮明なスクリーン映像（第１のスクリーン映像と第２のスクリーン映像）を出現させる光学的特性を備えることが望ましい。
　以上のように、第１の透過型スクリーン２１と第２の透過型スクリーン２２について上記の条件を全て備えたものを適用することで、初めて観者に第１～第３のスクリーン映像を見せることができる。
　次に、第１の透過型スクリーン２１と第２の透過型スクリーン２２の具体的な構成の例について説明する。
　本願発明者は、スクリーン装置２０において、第１の透過型スクリーン２１に蛍光グリーン色に着色されたアクリル板（以下、「蛍光グリーンアクリル板」と呼ぶ）を適用し、第２の透過型スクリーン２２に蛍光オレンジ色に着色されたアクリル板（以下、「蛍光オレンジアクリル板」と呼ぶ）を適用する組み合わせを採用することで、上記の条件を全て満たし、鮮明な第１～第３のスクリーン映像を観者に見せることが可能であることを発見した。本願の発明は、本願発明者による上記の発見に基づき構成されたものである。
　蛍光グリーンアクリル板は、青色より波長の長い光（概ね４８０ｎｍ以上の波長の光；緑色、オレンジ色、及び赤色を含む）を透過させつつ、青色レーザ光が入射された部分が励起して緑色の蛍光（第１の蛍光）を放出する特性を備える。第１の透過型スクリーン２１に適用可能なアクリル板としては、例えば、カナセ株式会社製のカナセライト１３０５（蛍光グリーン）が存在する。なお、第１の透過型スクリーン２１としては、上記以外のメーカの蛍光グリーンアクリル板を適用するようにしてもよい。
　蛍光オレンジアクリル板は、緑色より波長の長い光（概ね５４０ｎｍ以上の波長の光；黄色、オレンジ色、及び赤色を含む）を透過させつつ、緑色レーザ光が入射された部分が励起してオレンジ色の蛍光（第２の蛍光）を放出する。第２の透過型スクリーン２２に適用可能なアクリル板としては、例えば、カナセ株式会社製のカナセライト９９８９（ウルトラオレンジ（蛍光色））が存在する。なお、第２の透過型スクリーン２２としては、上記以外のメーカの蛍光オレンジアクリル板を適用するようにしてもよい。
　次に、発明者は、グリーン蛍光アクリル板（カナセライト１３０５）とオレンジ蛍光アクリル板（カナセライト９９８９）の光学的特性を確認する実験を行ったのでその結果について説明する。本実験では、実験用の光源として白色ＬＥＤにより発光する写真撮影用の照明光源（図示せず；以下、「照明用光源」と呼ぶ）を用いた場合の実験（以下、「第１の本実験」と呼ぶ）と、実験用の光源としてＵｌｔｉｍｅｍｓ社製のＨＤ３０１Ｄ１を用いた場合の実験（以下、「第２の本実験」と呼ぶ）を行った。
　［第１の本実験］
　まず、第１の本実験の内容及び結果について説明する。
　第１の本実験では、白色ＬＥＤにより発光する照明用光源と、受光した光のスペクトラム（波長ごとの受光強度）を測定可能な測定装置（以下、「カラーメータ」と呼ぶ）とを用いて、グリーン蛍光アクリル板（カナセライト１３０５）とオレンジ蛍光アクリル板（カナセライト９９８９）の光学的特性を確認した。第１の本実験では、カラーメータとして、ＳＥＫＯＮＩＣ社製のカラーメータ（Ｃ－８００）を用いた。
　図６は、第１の本実験においてカラーメータで照明用光源の光を直接受光させた場合のスペクトラムについて示したグラフである。
　図７～図１２は、第１の本実験においてカラーメータと照明用光源の間のフィルタとして、それぞれ、２ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板、２ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板、３ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板、３ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板、５ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板、５ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板を配置した場合にカラーメータで取得されるスペクトラムについて示したグラフである。例えば、図７は、カラーメータと照明用光源の間に２ｍｍ厚の蛍光グリーンアクリル板だけを配置した場合において、カラーメータで取得されるスペクトラムについて示したグラフである。
　図６～図１２のグラフでは、横軸を受光した光の波長、縦軸を受光した光のパワー（受信強度）としている。図６～図１２のグラフでは、縦軸のパワーを最大値１で正規化して表示され、１（最大値）の場合の照度（単位は［ｌｘ］）を左上部分に付記している。なお、本明細書において、スペクトラムを示すグラフについては図６～図１２と同様の形式で図示している。
　図６に示すように照明用光源は、可視光の帯域（概ね波長４００ｎｍ～８００ｎｍの範囲）では波長４２０ｎｍ以上の帯域（可視光のほぼ全帯域）の成分を含む光となっている。
　図７、図９、図１１に示すように、照明用光源の光を蛍光グリーンアクリル板（２ｍｍ厚、３ｍｍ厚、５ｍｍ厚）に通すと、概ね波長４２０ｎｍ～４８０ｎｍの帯域（主として青色の帯域；青色レーザ光を含む帯域）の成分については遮断され、青色よりも波長が長い帯域（概ね４８０ｎｍより波長の長い帯域）の成分については透過することが分かる。
　図８、図１０、図１２に示すように、照明用光源の光を蛍光オレンジアクリル板（２ｍｍ厚、３ｍｍ厚、５ｍｍ厚）に通すと、概ね波長４８０ｎｍ～５４０ｎｍの帯域（主として緑色の帯域；緑色レーザ光を含む帯域）の成分については大部分が遮断され、緑色よりも波長が長い帯域（概ね５４０ｎｍより波長の長い帯域）の成分については透過することが分かる。ただし、図８、図１０、図１２に示すように、照明用光源の光を蛍光オレンジアクリル板（２ｍｍ厚、３ｍｍ厚、５ｍｍ厚）に通すと、若干であるが、蛍光オレンジアクリル板の板厚が薄くなるほど、透過してしまう緑色の成分のパワー（吸収しきれなかった緑色の成分のパワー）が大きくなる傾向にあることが分かる。
　さらに、図８、図１０、図１２に示すように、照明用光源の光を蛍光オレンジアクリル板（２ｍｍ厚、３ｍｍ厚、５ｍｍ厚）に通すと、青色の成分（４２０ｎｍ～４８０ｎｍ）については約８０％程度減衰させられており、若干であるが板厚が厚くなるほど減衰するパワーが増加する傾向にあることがわかる。
　［第２の本実験］
　次に、第２の本実験の内容及び結果について説明する。
　第２の本実験では、実験用の光源として、Ｕｌｔｉｍｅｍｓ社製のＨＤ３０１Ｄ１（以
下、「実験用投影装置」と呼ぶ）を用いたこと以外は第１の本実験と同様の作業を行った。第１の本実験では、制御コンピュータ３０から実験用投影装置に、画面内の全画素白色（ＲＧＢ全ての値が最大値の色）の映像（以下、「白色映像」と呼ぶ）の映像信号を供給して映像光を出力させた。
　図１４～図１９は、それぞれ第２の本実験においてカラーメータと実験用光源の間のフィルタとして、それぞれ、２ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板、２ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板、３ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板、３ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板、５ｍｍ厚蛍光グリーンアクリル板、５ｍｍ厚蛍光オレンジアクリル板を配置した場合にカラーメータで取得されるスペクトラムについて示したグラフである。
　図１３に示すように、白色映像の映像光は、青色レーザ光（概ね波長４４０～４６０ｎｍ）、緑色レーザ光（概ね波長５１５～５３０ｎｍ）、及び赤色レーザ光（概ね波長６３０～６４０）の３つの成分で構成されていることが分かる。
　図１４、図１６、図１８に示すように、白色映像の映像光を蛍光グリーンアクリル板（２ｍｍ厚、３ｍｍ厚、５ｍｍ厚）に通すと、青色レーザ光の成分については遮断され、青色よりも波長が長いレーザ光（緑色レーザ光と赤色レーザ光）の成分については透過する。
　図１５、図１７、図１９に示すように、白色映像の映像光を蛍光オレンジアクリル板（２ｍｍ厚、３ｍｍ厚、５ｍｍ厚）に通すと、緑色レーザ光の成分については遮断され、緑色よりも波長が長い帯域の赤色レーザ光の成分については透過する。
　なお、図１５、図１７、図１９では、青色レーザ光（概ね波長４４０～４６０ｎｍ）の成分について多少（最大値の２０％～３５％程度）透過しているが、この実施形態において、第２の透過型スクリーン２２には、青色レーザ光の成分を遮断する性能は求められないため問題とならない。
　さらにまた、図１４、図１６、図１８に示すように、白色映像の映像光を用いた実験結果においては、第１の透過型スクリーン２１の厚さを２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍと変更しても、青色レーザ光の遮断性能と、その他のレーザ光（緑色レーザ光と赤色レーザ光）の透過性能において顕著な差異は認められなかった。
　また、図１５、図１７、図１９に示すように、白色映像の映像光を用いた実験結果においては、第２の透過型スクリーン２２の厚さを２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍと変更しても、緑色レーザ光の遮断性能と、赤色レーザ光の透過性能において顕著な差異は認められなかった。
　［第３の本実験］
　次に、投影装置１０としてＵｌｔｉｍｅｍｓ社製のＨＤ３０１Ｄ１を適用し、さらに、第１の透過型スクリーン２１、第２の透過型スクリーン２２として、それぞれカナセライト１３０５、カナセライト９９８９を適用した場合におけるスクリーン装置２０の光学的特性の実験(以下、この実験を「第３の本実験」と呼ぶ）を行ったのでその結果について説明する。以下では、表示システム１を用いた表示方法（表示プログラムの動作）についても併せて説明する。
　図２０は、第３の本実験の内容及び結果について示した図である。
　図２０（ａ）は、第３の本実験において、制御コンピュータ３０から投影装置１０に供給した実験用の画像（以下、「第１の実験用画像」と呼ぶ）について図示している。
　図２０（ａ）では、白色（カラーコード＃ＦＦＦＦＦＦ）の線を実線で図示し、青色（カラーコード＃００００ＦＦ）の線を破線で図示し、緑色（カラーコード＃００ＦＦ００）の線を一点鎖線で図示し、赤色（カラーコード＃ＦＦ００００）の線を二点鎖線で図示している。
　つまり、図２０（ａ）に示す第１の実験用画像には、白色の長方形（縦長の正方形）のオブジェクト（画像）と、青色の三角形のオブジェクトと、緑色の円形のオブジェクトと、赤色の正方形のオブジェクトが描かれている。
　図２０（ｂ－１）は、第１の実験用画像に基づく映像信号が投影装置１０に供給された場合に、青色レーザ光源１３でのみ描かれる画像（例えば、青色レーザ光源１３のみで非透過型スクリーン２３に直接投影した場合に現れる画像）を示している。そして、図２０（ｂ－２）は緑色レーザ光源１２でのみ描かれる画像を示しており、図Ｚ（ｂ－３）は赤色レーザ光源１１でのみ描かれる画像を示している。
　図２０（ｃ－１）～図２０（ｃ－３）は、それぞれ第３の本実験において、第１の透過型スクリーン２１の前面に出現した第１のスクリーン映像、第２の透過型スクリーン２２の前面に出現した第２のスクリーン映像、及び非透過型スクリーン２３の前面に出願した第３のスクリーン映像を図示している。
　第１の実験用画像（入力画像）において、青色で描画された三角形のオブジェクトは、ＲＧＢのうちＢの成分のみで構成されているため、図２０（ｃ－１）に示すように第１のスクリーン映像（第１の透過型スクリーン２１）にのみ表れた。
　また、第１の実験用画像（入力画像）において、緑色で描画された円形のオブジェクトは、ＲＧＢのうちＧの成分のみで構成されているため、図２０（ｃ－２）に示すように第２のスクリーン映像（第２の透過型スクリーン２２）にのみ表れた。
　さらに、第１の実験用画像（入力画像）において、赤色で描画された正方形のオブジェクトは、ＲＧＢのうちＲの成分のみで構成されているため、図２０（ｃ－３）に示すように第３のスクリーン映像（非透過型スクリーン２３）にのみ表れた。
　さらにまた、第１の実験用画像（入力画像）において、白色で描画された長方形のオブジェクトは、ＲＧＢの全ての成分を含むため、図２０（ｃ－１）～図２０（ｃ－３）に示すように全てのスクリーン映像に表れた。
　第３の本実験において、各スクリーン（第１の透過型スクリーン２１、第２の透過型スクリーン２２、及び非透過型スクリーン２３）を目視したところ、それぞれに鮮明なスクリーン映像（第１～第３のスクリーン映像）が出現したことが確認できた。
　また、第３の本実験では、図４に示す視点Ｐ１からスクリーン装置２０を目視したところ、第１～第３のスクリーン映像についていずれも鮮明に見ることができた。つまり、第３の本実験では、第１の透過型スクリーン２１が第２及び第３のスクリーン映像の光を前方側に透過し、第２の透過型スクリーン２２が第３のスクリーン映像の光を前方側に透過することが確認できた。
　なお、第３の本実験では、第１の透過型スクリーン２１と第２の透過型スクリーン２２に適用するアクリル板の厚さを２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍと変更して同様の確認を行ったが、いずれの場合も同様の結果（良好な実験結果）が確認された。
　以上のように、表示システム１では、制御コンピュータ３０から投影装置１０に供給する入力映像において、オブジェクトごとに描画する色を変更することにより、表示させるスクリーン（前後方向の位置）を制御することができる。
　この実施形態では説明を簡易とするため、投影装置１０に供給する入力映像を静止画としたが、動画像（アニメーション画像）としても良い。
　例えば、スクリーン映像に表示されたあるオブジェクトを横方向に移動させたい場合、入力画像上で当該オブジェクトの位置を移動させて出力する処理を制御コンピュータ３０に実行させれば良い。また、例えば、スクリーン映像に表示されたあるオブジェクトを前後方向に移動させたい場合、入力画像上で当該オブジェクトの色を変更（変更先のスクリーンに対応する色に変更）させて出力する処理を制御コンピュータ３０に実行させれば良い。また、例えば、図２０の例において、三角形のオブジェクトを第１の透過型スクリーン２１（第１のスクリーン映像）から１段後方（第２の透過型スクリーン２２）に移動させたい場合、制御コンピュータ３０上で、当該三角形のオブジェクトの色を青から緑（カラーコード＃００ＦＦ００）に変更させればよい。
　さらに、例えば、図２０の例において、三角形のオブジェクトを第１の透過型スクリーン２１（第１のスクリーン映像）と第２の透過型スクリーン２２（第２のスクリーン映像）に表示させたい場合、制御コンピュータ３０上で、当該三角形のオブジェクトの色を青から黄色（カラーコード＃ＦＦＦＦ００）に変更させればよい。当該三角形のオブジェクトの色を青からピンク（カラーコード＃ＦＦ００ＦＦ）に変更すると当該三角形のオブジェクトは、第１の透過型スクリーン２１（第１のスクリーン映像）と非透過型スクリーン２３（第３のスクリーン映像）に表示され、当該三角形のオブジェクトの色を青からシアン（カラーコード＃００ＦＦＦＦ）に変更すると当該三角形のオブジェクトは、第２の透過型スクリーン２２（第２のスクリーン映像）と非透過型スクリーン２３（第３のスクリーン映像）に表示されることになる。
　制御コンピュータ３０において、入力映像（静止画又は動画像）のデータを保持する方法は限定されないものである。例えば、予め外部で作成した入力映像のデータを制御コンピュータ３０にコピーして保持しておくようにしてもよいし、制御コンピュータ３０内でプログラムによりＣＧを生成して、入力映像として保持・出力するようにしてもよい。例えば、制御コンピュータ３０に、オブジェクト毎の画像を描画して入力映像を生成・保持して出力（投影装置１０に供給される入力映像を出力）するコンピュータプログラム（以下、「表示プログラム」とも呼ぶ）をインストールする構成としてもよい。このとき、上記の表示プログラムは、ユーザの操作に応じて、入力映像内の各オブジェクトの位置（入力映像内の位置）や色（表示する先のスクリーンに対応する色）を変化させるようにしてもよい。
　次に、制御コンピュータ３０において、上記の表示プログラムがインストールされる場合における具体的な構成について説明する。
　制御コンピュータ３０は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータにプログラム（実施形態の表示プログラムを含む）をインストールすることにより構成するようにしてもよい。
　次に、図５を用いて、制御コンピュータ３０のハードウェア構成について説明する。
　図５では、制御コンピュータ３０のハードウェア構成の例について示している。
　図５に示す制御コンピュータ３０は、プロセッサ３０１、一次記憶部３０２、二次記憶部３０３、入力部３０４、表示部３０５、及び映像インタフェース３０６を有している。
　一次記憶部３０２は、プロセッサ３０１の作業用メモリ（ワークメモリ）として機能する記憶手段であり、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の高速動作するメモリを適用することができる。二次記憶部３０３は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）やプログラムデータ（実施形態に係る表示プログラムのデータを含む）等の種々のデータを記録する記憶手段であり、例えば、ＦＬＡＳＨ（登録商標）メモリやＨＤＤ等の不揮発性メモリを適用することができる。この実施形態の制御コンピュータ３０では、プロセッサ３０１が起動する際、二次記憶部３０３に記録されたＯＳやプログラム（実施形態に係る表示プログラムを含む）を読み込み、一次記憶部３０２上に展開して実行する。
　入力部３０４は、ユーザからの入力を受けるためのデバイスであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等を適用することができる。
　表示部３０５は、ユーザへの表示（例えば、入力映像を表示）を行うためのデバイスであり、例えば、ディスプレイ等を適用することができる。
　映像インタフェース３０６は、投影装置１０に映像信号を供給するためのインタフェースである。映像インタフェース３０６としては、例えば、ＨＤＭＩ(登録商標)、ＶＧＡ等の有線インタフェースだけでなくＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線インタフェース等を適用することができる。
　なお、制御コンピュータ３０の具体的な構成は図５の構成に限定されないものであり、種々の構成を適用することができる。例えば、一次記憶部３０２が不揮発メモリ（例えば、ＦＬＡＳＨメモリ等）であれば、二次記憶部３０３については除外した構成としてもよい。
　［第４の本実験］
　次に、発明者は、０．２２厚の蛍光グリーンの蛍光材料で着色された透明樹脂（ポリ塩化ビニル）フィルム（以下、「蛍光グリーンフィルム」と呼ぶ）の光学的特性を確認する実験（以下、「第４の本実験」と呼ぶ）を行ったのでその結果について説明する。第４の本実験では、蛍光グリーンフィルムとして、自動車のヘッドライト等に張り付けてヘッドライトの発光色を蛍光グリーンに調整するためのフィルム（いわゆる、「ヘッドライトフィルム」や「カーライトレンズフィルム」として市販されているフィルム）を用いた。第４の本実験では、実験用光源として、上記の照明用光源を用いたパターンと、上記の実験用投影装置（Ｕｌｔｉｍｅｍｓ社製のＨＤ３０１Ｄ１）を用いたパターンについて光学的特性を確認した。また、第４の本実験では、実験用フィルタとして、０．２ｍｍ厚の蛍光グリーンフィルムを１枚だけ用いたパターンと、０．２ｍｍ厚の蛍光グリーンフィルムを２枚重ねたパターンについて光学的特性を確認した。第４の実験では、上記のいずれかの実験用光源の光を、上記のいずれかの実験用フィルタを通して、第１～第３の本実験と同様のカラーメータを用いて測定（フィルタを透過する光のスペクトラムを測定）した。
　図２１は、第４の本実験において、実験用光源として上記の照明用光源を用い、実験用フィルタとして１枚の蛍光グリーンフィルムを用いたパターンの測定結果を示している。
　図２２は、第４の本実験において、実験用光源として上記の実験用投影装置を用い、実験用フィルタとして２枚重ねの蛍光グリーンフィルムを用いたパターンの測定結果を示している。
　図２３は、第４の本実験において、実験用光源として上記の実験用投影装置を用い、実験用フィルタとして１枚の蛍光グリーンフィルムを用いたパターンの測定結果を示している。
　図２４は、第４の本実験において、実験用光源として上記の実験用投影装置を用い、実験用フィルタとして２枚重ねの蛍光グリーンフィルムを用いたパターンの測定結果を示している。
　図２１～図２４に示す通り、蛍光グリーンフィルムについても、蛍光グリーンアクリル板と同様に、概ね波長４２０ｎｍ～４８０ｎｍの帯域（主として青色の帯域；青色レーザ光を含む帯域）を遮断する能力があることがわかる。
　図２０、図２２に示すように、１枚の蛍光グリーンフィルム（０．２ｍｍ厚）だけを用いた場合は、青色レーザ光を完全には遮断できない。一方で、図２１、図２３に示すように、２枚の蛍光グリーンフィルム（０．２ｍｍ厚）を２枚重ねた（１ｃｍの間隔をあけて重ねた）ところ、スペクトルとしては青色レーザ光をほぼ遮断できた。この時、重ねた蛍光グリーンフィルムの両方に、青色レーザ光に基づく映像（上記の第３の本実験でグリーン蛍光アクリル板に現れたスクリーン映像と同様の映像）が出現することが観察できた。
　言い換えると、図２１～図２４に示す通り、第４の本実験では青色の成分（４２０ｎｍ～４８０ｎｍ）について、１枚だけの蛍光グリーンフィルムを用いた場合には１０％程度のパワーが透過しているが、２枚重ねの蛍光グリーンフィルムを用いた場合には１％程度のパワーが透過するに過ぎない。従って、第４の本実験では、１枚だけの蛍光グリーンフィルムを用いた場合よりも、２枚重ねの蛍光グリーンフィルムを用いた場合の方が、顕著に青色の成分（４２０ｎｍ～４８０ｎｍ）について遮断する能力（パワーを減衰させる能力）が高い（１０倍程度高い）ことが分かる。
　第４の本実験により、投影装置１０としてＵｌｔｉｍｅｍｓ社製のＨＤ３０１Ｄ１を適用した場合においては、厚さが０．２ｍｍ～０．４ｍｍの範囲に青色成分だけを完全に投射できる厚さが存在することが予測できる。
　［第１～第４の本実験に基づく考察］
　上記の通り、第２、第３の実験の方法では、蛍光グリーンアクリル板及び蛍光オレンジアクリル板の厚さにより、光の遮断性能に顕著な差異は確認できなかった。しかしながら、発明者は、板厚２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの蛍光グリーンアクリル板のそれぞれに対して、強力な青色のレーザビーム（青色ＬＥＤに基づくレーザビームを発射可能なレーザポインター）を板面に入射させたところ、当該蛍光グリーンアクリル板は当該青色のレーザビームを受け止めきれず、後側に透過してしまう現象を目視確認した。
　また、発明者は、当該蛍光グリーンアクリル板に当該レーザポインターのレーザ光を横方向から（側面から）入射させると、当該レーザ光の光は入射面（側面）から１０ｃｍ程度のところで止まることを目視確認した。
　さらに、第１の本実験の結果においては、上記の通り、照明用光源の光を蛍光オレンジアクリル板（２ｍｍ厚、３ｍｍ厚、５ｍｍ厚）に通すと、若干であるが、板厚が薄くなるほど、透過してしまう緑色及び青色の成分のパワーが大きくなる傾向が確認されている。
　これらの現象をふまえると、蛍光材料を含有するアクリル板では、板厚が厚いほど、遮断対象の成分となっている光（例えば、蛍光グリーンのアクリル板では青色の成分であり、蛍光オレンジのアクリル板では緑色の成分）を遮断する能力（より大きなパワーの光を遮断する能力）が上昇する傾向にあると考えられる。
　蛍光材料を含有する透明樹脂においてこのような特性があることの裏付けをとるために、発明者は上記の第４の本実験を行った。上記の通り、第４の本実験では、蛍光グリーンアクリル板よりも相当程度薄い０．２ｍｍ厚の蛍光グリーンフィルムを用いているため、上記の蛍光がより顕著に表れている。したがって、上記の第４の本実験の結果をふまえると、蛍光材料を含有する透明樹脂（例えば、アクリル板等）では、厚いほど、遮断対象となっている成分の光を遮断する能力（より大きなパワーの光を遮断する能力）が上昇する傾向にあると考えられる。
　スクリーン装置２０では、前側のスクリーンのスクリーン映像が後ろ側に写ってしまうこと（以下、この現象を「裏写り」とも呼ぶ）は、映像品質を大きく劣化させるため避けるべきである。したがって、表示システム１において、投影装置１０の映像光のパワーと、スクリーン装置２０の各スクリーンに適用するアクリル板の板厚との関係は、スクリーン装置２０の表示する映像の品質を十分に保てる値に調整されていることが望ましい。
　すなわち、投影装置１０のパワーは、スクリーン装置２０の各スクリーンに適用するアクリル板で遮断対象となっている成分（例えば、蛍光グリーンのアクリル板では青色の成分であり、蛍光オレンジのアクリル板では緑色の成分）を遮断可能（映像品質に影響を与えない程度に遮断可能）な値に調整されていることが望ましい。言い換えると、スクリーン装置２０の各スクリーンに適用するアクリル板の板厚は、投影装置１０の映像光に含まれる遮断対象となっている成分を遮断可能（映像品質に影響を与えない程度に遮断可能）な値に調整されていることが望ましい。
　以上の通り、投影装置１０のパワーと、スクリーン装置２０の各スクリーンに適用するアクリル板の板厚については、上記の考察を踏まえて、予め実験等を行って良好な品質のスクリーン映像が得られる値に設定しておくことが望ましい。ただし、少なくとも、第３の本実験の環境では、十分に良好なスクリーン映像が得られていることは確認されている。
　（Ａ－３）第１の実施形態の効果
　以下、本発明によるスクリーン装置、スクリーンユニット、表示システム、表示方法、及び表示プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
　第１の実施形態の表示システム１では、スクリーン装置２０（スクリーンユニット２０１）を構成する各透過型スクリーンが図４に示すような光学的特性を備えることで、１つの投影装置１０から１つの入力映像に基づく１つの映像光だけで、スクリーン装置２０（スクリーンユニット２０１）を構成する各スクリーンにそれぞれ異なるスクリーン映像を出現させることが可能となる。
　一般的には一つの映像光から複数の映像に分離して表示させることは容易ではないが、本発明では、蛍光という現象に着目することで、１つの映像光を複数の像に分離してそれぞれ異なる層に結像（現像）させることが可能となっている。特許文献１に記載されたシステムの構造でも立体的な映像表現を可能としているが、特許文献１に記載されたシステムでは、各層（各スクリーン）のプロジェクタに対して映像プログラムと投影装置が必要となる。一方、第１の実施形態の表示システム１では、一つの映像プログラムの中にＲＧＢの色情報という形で各層に投影する情報を合算して記録する。そのため、第１の実施形態の表示システム１では、映像の投影装置１０（映像プログラム）は一つというシンプルな構成のまま、立体を表現することを可能となる。特筆すべきは、一度合算したこの情報（入力映像）を、特定の波長の光に反応する蛍光材料の物性を用いて分離（各層のスクリーン映像として分離）することが可能であるという発見に基づき、スクリーン装置２０に用いた点である。
　また、第１の実施形態のスクリーン装置２０を構成する各スクリーンは、市販のアクリル板や用紙だけで実現されている。したがって、スクリーン装置２０自体は非常に低コストで製造することができる。
　さらに、第１の実施形態のスクリーン装置２０では、ＡＲ（Augmented Reality）等のような仮想的な表示や錯覚を利用した表示ではなく、現実に立体的な表示がされているため、どの角度からでも観者に対して違和感の少ない立体映像を見せることが可能となる。
　さらにまた、第１の実施形態の表示システム１では、１チャンネルの入力映像内の各オブジェクトの位置（入力映像内の位置）や色（表示する先のスクリーンに対応する色）を変化させるだけで、スクリーン装置２０内におけるオブジェクトの位置を立体的（三次元的）に制御することができる。言い換えると、第１の実施形態の表示システム１では、１つの入力映像内の各オブジェクトの位置や色を変化させるだけで、スクリーン装置２０における立体的な映像を描画（表現）することができる。
　第１の実施形態のスクリーン装置２０では、層状になっているものや、層状の概念図を用いて説明が容易となる概念（例えば、地図や動物の体の構成（皮・骨・内蔵）等）を説明するのに適した表示（例えば、教育や交通案内などの情報提供用途の表示）が可能となる。
　（Ｂ）第２の実施形態
　以下、本発明によるスクリーン装置、スクリーンユニット、表示システム、表示方法、及び表示プログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
　（Ｂ－１）第２の実施形態の構成
　図２５は、第２の実施形態に係る表示システム１Ａの全体構成について示した斜視図である。
　図２６は、第２の実施形態に係る投影装置１０とスクリーン装置２０Ａを横方向から見た場合の図である。
　以下では、第２の実施形態について第１の実施形態との差異を中心に説明する。
　第２の実施形態では、スクリーン装置２０がスクリーン装置２０Ａに置き換わっている点で第１の実施形態と異なっている。
　第２の実施形態のスクリーン装置２０Ａは、１つの透過型スクリーン２４で構成されたスクリーンユニット２０１Ａと、透過型スクリーン２４を有している。
　第２の実施形態においてスクリーンユニット２０１Ａ（透過型スクリーン２４）は、透過型スクリーン２４の前方側の面に設置（載置）されている。
　第１の実施形態において、非透過型スクリーン２１、２２は、板面が投影装置１０の光軸ＬＣと直交するアクリル板のみで構成されていたが、透過型スクリーン２４には、光軸ＬＣと直交しない斜面が形成されている。
　透過型スクリーン２４に形成される斜面の角度（斜度）、高さ、分布の仕方等は限定されないものである。
　透過型スクリーン２４に適用するアクリル板は、蛍光グリーンアクリル板、又は、蛍光オレンジアクリル板のいずれを適用するようにしてもよい。この実施形態の例では、透過型スクリーン２４に、２ｍｍ厚の蛍光オレンジアクリル板（カナセライト９９８９）が適用されるものとして以下の説明を行う。
　図２５、図２６に示すように、透過型スクリーン２４は、帯形状のアクリル板を複数個所で折り曲げ、一部に斜面が形成された形状（折り目は短手方向）となっている。
　図２５、図２６に示すように、透過型スクリーン２４は、帯形状のアクリル板が、４か所で折り曲げられているため、５つの面２４ａ～２４ｅが連結された形状となっている。透過型スクリーン２４では、中央の面２４ｃが前側に突出するように形成されているため、中央の面２４ｃの両端側の面２４ｂ、２４ｄがそれぞれ中央から端部に向かって後側に下がった斜面となっている。透過型スクリーン２４の両端部の面２４ａ、２４ｅは、非透過型スクリーン２３に載置されている。
　（Ｂ－２）第２の実施形態の動作
　次に、以上のような構成を有する第２の実施形態における表示システム１の動作（実施形態に係る表示方法）を説明する。
　第２の実施形態において、透過型スクリーン２４が蛍光オレンジアクリル板で構成されている場合、投影装置１０に、緑色レーザ光源１２と青色レーザ光源１３だけにより描画される映像（ＲＧＢのうちＢの成分を含まない映像）の映像信号を供給することで、透過型スクリーン２４の前側と、非透過型スクリーン２３にスクリーン映像を出現させることができる。この実施形態では、緑色レーザ光に基づき透過型スクリーン２４の前側に出現するスクリーン映像を「第４のスクリーン映像」と呼び、赤色レーザ光に基づき非透過型スクリーン２３の前面に出現するスクリーン映像を「第５のスクリーン映像」と呼ぶものとする。
　第４のスクリーン映像は、透過型スクリーン２４で緑色レーザ光が反射した光（以下、「第４の反射光」と呼ぶ）と、透過型スクリーン２４で緑色レーザ光を吸収して蛍光材料が励起し蛍光（オレンジ色）に発光した光（以下、「第３の蛍光」と呼ぶ）の成分を含む光で構成されることになる。第５のスクリーン映像は、非透過型スクリーン２３で、赤色レーザ光を反射した光（以下、「第５の反射光」の成分を含む光で構成されることになる。
　上記の通り、投影装置１０はフォーカスフリーの構造であるため、透過型スクリーン２４の前後方向の位置によらず鮮明な第４のスクリーン映像が出現する。したがって、この実施形態では、透過型スクリーン２４の斜面上についても鮮明な第４のスクリーン映像を出現させることができる。
　次に、投影装置１０としてＵｌｔｉｍｅｍｓ社製のＨＤ３０１Ｄ１を適用し、さらに、非透過型スクリーン２３として、カナセライト９９８９を適用した場合におけるスクリーン装置２０Ａの光学的特性の実験(以下、この実験を「第５の本実験」と呼ぶ）を行ったのでその結果について説明する。以下では、表示システム１Ａを用いた表示方法（表示プログラムの動作）についても併せて説明する。
　図２７は、第５の本実験の内容及び結果について示した図である。
　図２７（ａ）は、第５の本実験において、制御コンピュータ３０から投影装置１０に供給した実験用の画像（以下、「第２の実験用画像」と呼ぶ）について図示している。
　第２の実験用画像では、黄色（カラーコード＃ＦＦＦＦ００）の線を実線で図示している。つまり、図２７（ａ）に示す第２の実験用画像には、黄色で三角形のオブジェクトと長方形のオブジェクトが描かれている。
　図２７（ｂ－１）は、第２の実験用画像に基づく映像信号が投影装置１０に供給された場合に、緑色レーザ光源１２でのみ描かれる画像を示している。また、図２７（ｂ－２）は、第２の実験用画像に基づく映像信号が投影装置１０に供給された場合に、赤色レーザ光源１１でのみ描かれる画像を示している。なお、第２の実験用画像には、ＲＧＢのうちＢの成分が含まれていないため、青色レーザ光源１３の発光は発生しない。
　図２７（ｃ－１）、図２７（ｃ－２）は、それぞれ第５の本実験において、透過型スクリーン２４の前面に出現した第４のスクリーン映像、非透過型スクリーン２３の前面に出現した第５のスクリーン映像を図示している。図２７（ｃ－１）では、透過型スクリーン２４を投影装置１０（前側）から見た図（平面図）を示している。
　第５の本実験において、各スクリーン（非透過型スクリーン２３及び透過型スクリーン２４）を目視したところ、それぞれに鮮明なスクリーン映像（第４、第５のスクリーン映像）が出現したことが確認できた。
　また、第５の本実験では、透過型スクリーン２４の前側からスクリーン装置２０Ａを目視したところ、第４、第５のスクリーン映像についていずれも鮮明に見ることができた。つまり、第５の本実験では、透過型スクリーン２４が、第５のスクリーン映像の光を前方側に透過することが確認できた。
　図２８は、透過型スクリーン２４と非透過型スクリーン２３に、図２７（ｃ－１）、図２７（ｃ－２）に示すようなスクリーン映像が出現した状態におけるスクリーン装置２０Ａ（スクリーンユニット２０１Ａ）の斜視図である。
　図２８に示すように、透過型スクリーン２４では、平面２４ａと斜面２４ｂにまたがって長方形のオブジェクトが表示されている。長方形のオブジェクトは、平面２４ａと斜面２４ｂにまたがって表示されるので、平面２４ａと斜面２４ｂの境界で前方方向に折れ曲がった立体的形状として表示される。
　一方で、透過型スクリーン２４（平面２４ａ、斜面２４ｂ）の真下の非透過型スクリーン２３でも、同様に長方形のオブジェクトが表示されるため、透過型スクリーン２４上に表示される長方形のオブジェクトとあいまって、長方形の板が途中（平面２４ａと斜面２４ｂの境界）から前後（上下）に開くような立体的形状として表れることになる。例えば、制御コンピュータ３０から投影装置１０に対して、長方形のオブジェクトについて、右側から左側（図２８の方から見て右側から左側）に移動するような動画像（アニメーション）の映像信号を供給することで、長方形のオブジェクトが透過型スクリーン２４の領域を通過する際に、図２８に示すような立体的形状が変形しながら表示されることになる。
　また、図２８に示すように、透過型スクリーン２４では、前側に突出した面２４ｃに三角形のオブジェクトが表れており、その真下の非透過型スクリーン２３にも同様の三角形のオブジェクトが表れている。
　（Ｂ－３）第２の実施形態の効果
　第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて以下のような効果を奏することができる。
　第２の実施形態のスクリーン装置２０Ａ（スクリーンユニット２０１Ａ）では、非透過型スクリーン２３自体を立体的形状に形成した状態であっても、１つの入力映像内の各オブジェクトの位置や色を変化させるだけで、スクリーン装置２０Ａにおける立体的な映像を描画（表現）することができる。特に、第２の実施形態では、非透過型スクリーン２３自体を立体的形状に形成しているので、１つの入力映像内の各オブジェクトの位置を変化させるだけでも、スクリーン装置２０Ａ上で各オブジェクトについて立体的な映像を描画（表現）することができる。
　第２の実施形態のスクリーン装置２０Ａ（スクリーンユニット２０１Ａ）では、非透過型スクリーン２３について、自由な立体的形状に形成しても鮮明なスクリーン映像を出現させることができる。これにより、第２の実施形態のスクリーン装置２０Ａ（スクリーンユニット２０１Ａ）では、例えば、建物の形を模したスクリーンに投射するなど、この形態ならではの情報提供（例えば、教育や交通案内の用途における情報提供）が可能となる。
　（Ｃ）他の実施形態
　本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
　（Ｃ－１）第１の実施形態のスクリーン装置２０（スクリーンユニット２０１）において、第１の透過型スクリーン２１又は第２の透過型スクリーン２２の一方を除外した構成（２層のスクリーンの構成）としてもよい。
　（Ｃ－２）第２の実施形態においては、透過型スクリーン２４の形状を立体的形状とする例について示したが、非透過型スクリーン２３についても同様に立体的形状に形成し、その上に透過型スクリーン２４を載置するようにしてもよい。
　また、第２の実施形態においては、１層の透過型スクリーンのみを配置する例について説明したが、第１の実施形態と同様に２層の透過型スクリーン（蛍光グリーンアクリル板と蛍光オレンジアクリル板）の両方を配置して、一方又は両方の透過型スクリーンについて立体的形状に形成するようにしてもよい。
　（Ｃ－３）第１の実施形態では、入力映像の各オブジェクトについて青色、緑色、赤色、白色と色を変化させることで当該オブジェクトを出現させるスクリーンを制御していたが、入力映像に領域ごとに徐々に色の成分（画素値）が変化するグラデーションの映像で構成されたオブジェクト(以下、「グラデーションオブジェクト」と呼ぶ）を表示させるようにしてもよい。
　図２９は、入力映像上に、グラデーションオブジェクトＯＢ１０１を配置した状態について示している。
　図２９では、図示の都合上、点描の疎密で明度のみを図示しているが、実際には、左上から順に時計回りに青、シアン、緑、黄、赤、マゼンダと徐々に色（画素値；ＲＧＢの各成分の値）が変化するカラーチャートの円環となっている。
　図３０は、入力映像を図２９のような内容とした場合におけるスクリーン装置２０の表示状態（スクリーン装置２０の斜視図）について示した図である。
　図３０に示すように、第１の透過型スクリーン２１には、第１のスクリーン映像として、グラデーションオブジェクトＯＢ１０１に含まれる青色の成分（ＲＧＢのうちのＢの画素値）のみで表現されたグラデーション画像が出現することになる。また、同様に、第２の透過型スクリーン２２には、第２のスクリーン映像として、グラデーションオブジェクトＯＢ１０１に含まれる緑色の成分（ＲＧＢのうちのＧの画素値）のみで表現されたグラデーション画像が出現することになる。さらに、同様に、非透過型スクリーン２３には、第３のスクリーン映像として、グラデーションオブジェクトＯＢ１０１に含まれる赤色の成分（ＲＧＢのうちのＲの画素値）のみで表現されたグラデーション画像が出現することになる。
　（Ｃ－４）第１の実施形態では、投影装置１０の光軸ＬＣを鉛直方向とし、スクリーン装置２０を構成する各スクリーンの面が水平方向となるように設置しているが、光軸ＬＣの向きや各スクリーンの面の向きは限定されないものである。例えば、図３１に示すように、スクリーン装置２０の各スクリーンの面を垂直（鉛直方向と並行）となるように立設し、投影装置１０の光軸をスクリーン装置２０の各スクリーンの面と直交するように水平としてもよい。
　これにより、この実施形態の表示システム１では、スクリーン装置２０を壁掛けディスプレイとして利用する等の表現の幅が広がることなる。
　（Ｃ－５）上記の通り、第４の本実験において、２枚の蛍光グリーンフィルム（０．２ｍｍ厚）を２枚重ねた（１ｃｍの間隔をあけて重ねた）ところ、両方の蛍光グリーンフィルムに、青色レーザ光に基づくスクリーン映像が出現する現象を観察できた。
　そこで、この現象を利用し、例えば、第１の実施形態のスクリーン装置２０において第１の透過型スクリーン２１を２枚の蛍光グリーンフィルムに置き換えるようにしてもよい。このように、スクリーン装置２０において、あえて薄いスクリーン（透過型スクリーン）を用いることで、複数の層のスクリーンに同じ色の同じスクリーン映像を出現させる構成としてもよい。
　（Ｃ－６）図３２は、第１の実施形態の変形実施例に係る表示システム１Ｂを構成する投影装置１０とスクリーン装置２０Ｂを横方向から見た図である。
　表示システム１Ｂでは、観者・スクリーン装置２０Ｂ・投影装置１０の間の位置関係が第１の実施形態の表示システム１と異なっている。第１の実施形態の表示システム１では、観者とプロジェクタはスクリーンに対して同じ側に位置したのに対して、１Ｂではスクリーンを挟む形になる。また、表示スクリーンはプロジェクタから近い順に第１の透過型スクリーン、第２の透過型スクリーンの二層構成となる。非透過型スクリーン２３は使用しない。これによって、観者はプロジェクタに視界を遮られることなく立体映像を鑑賞できる。
　また、表示システム１Ｂでは、投影装置１０から最も後方の層の第２の透過型スクリーン２２が透過型であるため、第２の透過型スクリーン２２よりも後ろ側に観者の視点がある場合でも当該観者にスクリーン映像を見せることが可能となる。そのため、図３２では、第１の実施形態と同様に第１の透過型スクリーン２１よりも前側の視点Ｐ１からの視線Ｘ（矢印Ｘ）と、第２の透過型スクリーン２２よりも後側の視点Ｐ２からの視線Ｙ（矢印Ｙ）を図示している。
　発明者は、後側の視点Ｐ２（視線Ｙ）からスクリーン装置２０Ｂを目視したところ、第１の透過型スクリーン２１に第１のスクリーン映像が視認でき、第２の透過型スクリーン２２に第２のスクリーン映像が視認できることを発見した。なおこのとき、後側の視点Ｐ２（視線Ｙ）から見えるスクリーン映像は、前側から見えるスクリーン映像と色が異なり照度（明るさ）も低かった。このとき、第１の透過型スクリーン２１には上記の蛍光グリーンアクリル板（２ｍｍ厚のカナセライト１３０５）を適用し、第２の透過型スクリーン２２に上記の蛍光オレンジアクリル板（２ｍｍ厚のカナセライト９９８９）を適用している。これは、第１の透過型スクリーン２１の蛍光材料が励起して発光する光（蛍光）の成分や、第１の透過型スクリーン２１が反射する光の一部の成分（すなわち第１のスクリーン映像を構成する光の成分）に、第２の透過型スクリーン２２を透過することが可能な帯域の光が含まれているということになる。つまり、この現象は、蛍光材料で着色された透過型スクリーンを複数重ねた場合、視点が前側でも後側でもスクリーン映像を観者に見せることが可能であることを示唆している。このとき、上記の発明者による目視確認結果からも分かるように、前側からの視点と後側からの視点で、見えるスクリーン映像の色や照度は異なる場合がある。
　この実施形態では、第１の実施形態のスクリーン装置２０と異なり、非透過型スクリーンを用いないため、表示できるスクリーン映像は二層（第１のスクリーン映像と第２のスクリーン映像）のみとなる。図３２に示すように、２層でも立体的な映像表現は可能である。
　また、図３２に示す表示システム１Ｂでは、観者が赤色レーザ光を直視するのを避けるために、入力映像においては、ＲＧＢのうちＲを使用しない映像（ＧとＢの成分のみで構成された映像）とすることが望ましい。
　表示システム１Ｂでは、第３の透過型スクリーン２５よりも後側に観者の視点を確保するため、投影装置１０をスクリーン装置２０Ｂの下側に設置し、光軸ＬＣを上方向に向けている。したがって、図３２に示すスクリーン装置２０Ｂでは、下側から順に、第１の透過型スクリーン２１、第２の透過型スクリーン２２が配置されている。第１の透過型スクリーン２１と第２の透過型スクリーン２２との間は第１の実施形態と同様にスペーサ４０が配置されている。そして、スクリーン装置２０Ｂでは、第１の透過型スクリーン２１の下面が支柱５０により支持されている。
　図３２に示すように、表示システム１Ｂでは、スクリーン装置２０Ｂの下に投影装置１０を配置することが可能になるため、観者からは空中に浮いているような立体映像の表現が可能となる。
　ここで、図３２の表示システム１Ｂのスクリーン装置２０Ｂにおいて、特定の性質を持つスクリーンを後ろ側に追加すれば、図３３に示すように第１の実施形態のように３層での立体映像表現（３つの層のスクリーン映像を用いた表現）が可能となる。
　図３３に示す表示システム１Ｃのスクリーン装置２０Ｃでは、第２の透過型スクリーン２２の後ろ側に第３の透過型スクリーン２５が追加配置されている点で、図３２のスクリーン装置２０Ｂと異なっている。言い換えると、図３３に示す表示システム１Ｃのスクリーン装置２０Ｃでは、非透過型スクリーン２３が第３の透過型スクリーン２５に置き換わっている点で第１の実施形態と異なっている。
　この第３の透過型スクリーン２５としては、例えば、高速で回転するプロペラや、ハーフミラーや、赤外光以下の波長に反応する蛍光材料で着色されたアクリル等を適用することができる。なお、高速で回転するプロペラや、ハーフミラーは、一部の光を受け止めて反射する機能と、一部の光を透過する機能を備えているので、本明細書においてはこれらも「透過型スクリーン」の概念に含むものとする。なお、赤外光以下の波長に反応する蛍光材料で着色されたアクリルで着色されたアクリル板は一般に流通していないが、そのような光学的特性を備える蛍光材料（蛍光体）は存在するため、それらの蛍光材料をアクリルに含有させたアクリル板を用いることで第３の透過型スクリーン２５を実現できる。
　また、表示システム１Ｃでは、投影装置１０から最も後方の層の第３の透過型スクリーン２５が透過型であるため、第３の透過型スクリーン２５よりも後ろ側に観者の視点がある場合でも当該観者にスクリーン映像を見せることが可能となる。そのため、図３２では、第１の実施形態と同様に第１の透過型スクリーン２１よりも前側の視点Ｐ１からの視線Ｘ（矢印Ｘ）と、第３の透過型スクリーン２５よりも後側の視点Ｐ２からの視線Ｙ（矢印Ｙ）を図示している。
　（Ｃ－７）上記の各実施形態では、最大でも５ｍｍ程度の厚さのアクリル板を用いてスクリーンを構成しているが、さらに厚い形状のアクリル（板ではなくブロック形状とする場合も含む）を適用することにより、投影装置１０にハイパワー（高輝度）のプロジェクタを用いても裏写りを抑制することができる。すなわち、上記の実施形態において、さらに厚い形状のプロジェクタとハイパワーのプロジェクタを適用することにより、より大型のスクリーン装置２０に高輝度のスクリーン映像を出現させることができるため、用途の幅が広がる（例えば、屋外に設置されるデジタルサイネージ等の用途にも適用できる）。
　１…表示システム、１０…投影装置、１１…赤色レーザ光源、１２…緑色レーザ光源、１３…青色レーザ光源、２０…スクリーン装置、２０１…スクリーンユニット、２１…第１の透過型スクリーン、２２…第２の透過型スクリーン、２３…非透過型スクリーン、３０…制御コンピュータ、…スペーサ４０、ＬＣ…光軸。

Claims (8)

  1. 　透明色の材料で形成された１又は複数の透過型スクリーンと、非透明色の材料で形成された非透過型スクリーンとを備えるスクリーン装置において、
    　前記透過型スクリーンは、投影装置から投射される映像光の一部の対象成分に反応して前記映像光が投射された部分にスクリーン映像を出現させると共に、前記対象成分より波長の長い光を透過する光学的特性を備え、
    　前記投影装置から見て、前記非透過型スクリーンは前記透過型スクリーンよりも後方に配置されている
    　ことを特徴とするスクリーン装置。
  2. 　第１の透過型スクリーンと第２の透過型スクリーンとを備え、
    　前記第１の透過型スクリーンは、前記映像光のうち青色の成分に反応してスクリーン映像を出現させると共に、前記映像光のうち青色よりも波長の長い光を透過する光学的特性を備え、
    　前記第２の透過型スクリーンは、前記第１の透過型スクリーンを介して投射される前記映像光のうち緑色の成分に反応してスクリーン映像を出現させると共に、前記第１の透過型スクリーンを介して投射される前記映像光のうち緑色よりも波長の長い光を透過させる光学的特性を備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン装置。
  3. 　１つの透過型スクリーンを備え、
    　前記透過型スクリーンは、前記映像光のうち青色の成分に反応してスクリーン映像を出現させると共に、前記映像光のうち青色よりも波長の長い光を透過する第１の光学的特性、又は前記映像光のうち青色よりも波長の長い光を透過する第の２の光学的特性のいずれかを備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン装置。
  4. 　前記透過型スクリーンと前記非透過型スクリーンのうち、一部又は全部について立体的な形状に成型されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のスクリーン装置。
  5. 　透明色の材料で形成された１又は複数の透過型スクリーンを備えるスクリーンユニットであって、
    　前記透過型スクリーンは、投影装置から投射される映像光の一部の対象成分に反応して前記映像光が投射された部分にスクリーン映像を出現させると共に、前記対象成分より波長の長い光を透過する光学的特性を備える
    　ことを特徴とするスクリーンユニット。
  6. 　スクリーン装置と、映像信号が供給されると前記映像信号に基づく映像光を前記スクリーン装置に投射する投影装置と、入力画像に基づく映像信号を前記投影装置に供給する映像信号供給源とを備える表示システムにおいて、前記スクリーン装置として請求項１～４のいずれかに記載のスクリーン装置を適用したことを特徴とする表示システム。
  7. 　請求項６に記載の表示システムを制御してスクリーン映像を表示させる表示方法において、
    　前記映像信号供給源が、入力画像生成手段を有し、
    　前記入力画像生成手段は、前記入力画像を生成するものであって、前記入力画像上に表示させるオブジェクトの色を制御することにより、前記スクリーン装置上で前記オブジェクトを表示させるスクリーンを制御する処理を行うことが可能である
    　ことを特徴とする表示方法。
  8. 　請求項６に記載の表示システムを構成する前記映像信号供給源に搭載されたコンピュータが、
    　前記入力画像を生成するものであって、前記入力画像上に表示させるオブジェクトの色を制御することにより、前記スクリーン装置上で前記オブジェクトを表示させるスクリーンを制御する処理を行うことが可能な入力画像生成手段
    　として機能することを特徴とする表示プログラム。
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