特許 6743364 球面投影表示装置および球面投影表示装置の駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6743364

(24)【登録日】2020年8月3日

(45)【発行日】2020年8月19日

(54)【発明の名称】球面投影表示装置および球面投影表示装置の駆動方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/32 20060101AFI20200806BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20200806BHJP

   G02B 27/18 20060101ALI20200806BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/32 Z

   G03B21/00 Z

   G02B27/18

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-208830(P2015-208830)

(22)【出願日】2015年10月23日

(65)【公開番号】特開2017-83521(P2017-83521A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2018年8月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】凸版印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】大谷 智彦

【審査官】 新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１６１４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７８７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１２２８９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−２２８５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０２９５９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−０９４９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６６７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−００９５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１１４２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００１７９２４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ２１／３２

Ｇ０２Ｂ ２７／１８

Ｇ０３Ｂ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

球面の一部を構成する内面を投影面とする球面スクリーンと、
光源と、
前記光源からの光を平行光として出射する光源光学系ユニットと、
前記光源光学系ユニットから出射された平行光を補償して前記球面スクリーンに向けて出射する投影光学系ユニットと、
前記光源光学系ユニットと前記投影光学系ユニットとの間に少なくとも一部が配置され、画像情報を有する透過型の複数のフィルムと、
を具備し、
前記複数のフィルムは、前記光源光学系ユニットからの平行光が出射される方向において、所定の距離を置いて配置され、
前記複数のフィルムは、少なくとも１つの板状の第１フィルムを備え、
前記第１フィルムの一端に接し、モータにより駆動される回転軸によって回転するカムと、
前記第１フィルムの他端を押圧する弾性体と、を更に備え、
前記カムは、前記回転軸に取り付けられ前記回転軸に取り付けられた位置から円周までの距離が一定ではない円板を備え、前記円板の円周にて前記第１フィルムの一端に接し、
前記円板が回転することにより前記第１フィルムを前記カムと前記弾性体との間において双方向にスライドさせる球面投影表示装置。

【請求項2】

前記第１フィルム上において、前記第１フィルムとの間にスペースを置いて、前記第１フィルムと平行な平面において前記第１フィルムのスライド方向と略直交する方向に延びて配置され、前記第１フィルムの可動範囲を制限する固定フォルダを更に備えた請求項１記載の球面投影表示装置。

【請求項3】

球面の一部を構成する内面を投影面とする球面スクリーンと、
光源と、
前記光源からの光を平行光として出射する光源光学系ユニットと、
前記光源光学系ユニットから出射された平行光を補償して前記球面スクリーンに向けて出射する投影光学系ユニットと、
前記光源光学系ユニットと前記投影光学系ユニットとの間に少なくとも一部が配置され、画像情報を有する透過型の複数のフィルムと、
を具備し、
前記複数のフィルムは、第１モータにより回転駆動される透過型の円板である第１フィルムと、前記第１モータと異なる第２モータにより回転駆動される透過型の円板である第２フィルムとを含み、前記第１フィルムと前記第２フィルムとはそれぞれ独立して回転駆動され得、前記第１フィルムと前記第２フィルムとの回転軸は共通である球面投影表示装置。

【請求項4】

前記第１フィルムの中心と一端において接続された第１回転軸と、
前記第２フィルムの中心と一端において接続された第２回転軸と、を更に備え、
前記第２回転軸は円筒形状であって、前記第２回転軸内に前記第１回転軸が挿入されている、請求項３記載の球面投影表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、球面投影表示装置および球面投影表示装置の駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光を透過するフィルム等に印刷された、或いは、撮像された画像や文字を表示する表示装置として、フィルム等と光源と光学素子とでプロジェクションを構成する装置が普及している。これらの表示装置は、いずれも数十センチ以上の長焦点の狭角で焦点を結ぶものであった。

【0003】

また、短焦点の表示装置として、液晶を介して画像データに基づく画像を投影する表示装置であって、レンズ先端から５ｃｍ弱で焦点を結ぶ球面投影表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５６８２８１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような短焦点の表示装置では、介在する液晶素子の画素数と開口率とのトレードオフにより、高精細で色純度の高い画像を表示すると、画面が暗くなることがあった。そのため、更に高精細な画像や色純度の高い画像を、明るく表示することが困難であった。また、表示する画像の精細度は、液晶素子の解像度に依存するため、高精細化に限界があった。

【0006】

また、液晶素子を介在する場合、液晶素子、液晶素子を駆動する駆動基板、液晶素子に表示する映像を記憶するための映像記憶装置（ＲＯＭ基板）などが必要となる。

【0007】

本発明は、上記事情を鑑みて成されたものであって、高精細で色純度の高い表示が可能な球面投影表示装置および球面投影表示装置の駆動方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る球面投影表示装置は、球面の一部を構成する内面を投影面とする球面スクリーンと、光源と、前記光源からの光を平行光として出射する光源光学系ユニットと、前記光源光学系ユニットから出射された平行光を補償して前記球面スクリーンに向けて出射する投影光学系ユニットと、前記光源光学系ユニットと前記投影光学系ユニットとの間に少なくとも一部が配置され、画像情報を有する透過型の複数のフィルムと、を具備し、前記複数のフィルムは、前記光源光学系ユニットからの平行光が出射される方向において、所定の距離を置いて配置され、前記複数のフィルムは、少なくとも１つの板状の第１フィルムを備え、前記第１フィルムの一端に接し、モータにより駆動される回転軸によって回転するカムと、前記第１フィルムの他端を押圧する弾性体と、を更に備え、前記カムは、前記回転軸に取り付けられ前記回転軸に取り付けられた位置から円周までの距離が一定ではない円板を備え、前記円板の円周にて前記第１フィルムの一端に接し、前記円板が回転することにより前記第１フィルムを前記カムと前記弾性体との間において双方向にスライドさせる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、高精細で色純度の高い表示が可能な球面投影表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る球面投影表示装置の一構成例を概略的に示す図である。

【図2】図２は、図１に示す球面投影表示装置の投影光学系の一例を説明するための図である。

【図3】図３は、図１に示す球面投影表示装置の駆動系の一例を説明するための図である。

【図4】図４は、図３に示す球面投影表示装置の駆動系のフィルム送り機構の一例について説明するための図である。

【図5】図５は、本発明の第２実施形態に係る球面投影表示装置の一構成例を説明するための図である。

【図6】図６は、図５に示す球面投影表示装置の駆動系の一例を説明するための図である。

【図7】図７は、本発明の第１実施形態および第２実施形態に係る球面投影表示装置の駆動方法の一例を説明するための図である。

【図8】図８は、本発明の第３実施形態に係る球面投影表示装置の一構成例を説明するための図である。

【図9】図９は、本発明の第４実施形態に係る球面投影表示装置の一構成例を説明するための図である。

【図10】図１０は、図９に示す線Ａ−Ａにおける断面の一構成例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

【0012】

以下の実施形態では、球面投影表示装置として、透過型の球面スクリーンに画像を表示する球面投影表示装置を例にあげて説明する。

【0013】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る球面投影表示装置１の一構成例を概略的に示す図である。球面投影表示装置１は、球面スクリーン２と、投影光学系ユニット３と、バックライト４と、第１フィルムＦＬ１と、第２フィルムＦＬ２と、を備える。

【0014】

球面スクリーン２は、球面の一部を構成する内面を投影面として使用される透過型のスクリーンである。球面スクリーン２には、例えば透光性を有する部材の内側と外側との一方または双方の表面に、光を拡散させるための材料が塗布されたり、光を拡散させるための処理が施されたりすることによって光拡散性が確保されている。なお、球面スクリーン２は、光を拡散させる任意の材料を用いて形成されたものであっても構わない。

【0015】

球面スクリーン２は、中空球体の一部に開口が設けられる。開口は、後述する投影光学系ユニット３から照射される光が少なくとも透過する大きさであり、投影光学系ユニット３から光が出射する角度や投影光学系ユニット３との距離等に応じて決定される。球面スクリーン２は、例えば、半球状の部材であっても良い。また、球面スクリーン２は、例えば、中空球体を構成する一組の半球状の部材の一方側に開口部を設けるとともに、双方の半球状の部材を透明な接着剤等を用いて繋ぎ目が極力見えないように接合することにより形成されてもよい。

【0016】

投影光学系ユニット３は、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５と、ケース３１と、支持部材３２と、を備えている。なお、レンズＬ３〜Ｌ５については、図２を用いて後に説明する。

【0017】

ケース３１は例えば円筒形状である。本実施形態では、ケース３１は、高さ方向（径方向と直交した方向）の１ヶ所において円筒の径が変化している。ケース３１の球面スクリーン２側の開口の径は、バックライト４側の開口の径よりも小さくなっている。

【0018】

支持部材３２は、ケース３１のバックライト４側の端部と接続し（或いは連続し）、ケース３１の開口の径方向に向かって延びた板状の部材である。支持部材３２は、例えば図示しない筐体や外部に固定されても良い。支持部材３２は、例えば、後述する第１フィルムＦＬ１および第２フィルムＦＬ２がバックライト４から出射する光に対して所定の位置となるように、第１フィルムＦＬ１を誘導する部材である。

【0019】

第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とはバックライト４からの光が出射する方向に重なるように配置され、第１フィルムＦＬ１は、投影光学系ユニット３側に配置され、第２フィルムＦＬ２はバックライト４側に配置されている。

【0020】

第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とは、光を透過する材料で形成されている。第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とは、例えば、硬質な板状の部材であってもよく、シート状の部材であってもよい。本実施形態では、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とは、重力等により容易に変形可能なシート状の部材であって、互いに異なる画像情報（絵や文字等）が印刷あるいは撮像されている。

【0021】

バックライト４は、光源部４１と、光源光学系ユニット４２と、を備えている。
光源部４１は、図示しない点光源を含む。光源光学系ユニット４２は、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２（図２に示す）と、固定突起４３と、を備えている。

【0022】

光源部４１の点光源は、光源光学系ユニット４２に向けて光を出射するように配置される。点光源には任意の光源を使用することができるが、球面投影表示装置１の小型化、省電力化、耐久性の点を考えると高輝度のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用することが好ましく、例えば高輝度の白色ＬＥＤまたは高輝度のＲＧＢ−ＬＥＤを使用することが好ましい。

【0023】

固定突起４３は、バックライト４と投影光学系ユニット３とが並んだ方向に貫通したネジ孔を有し、このネジ孔と略直交する方向に光源光学系ユニット４２から突出している。固定突起４３は、ネジ孔に挿入されたネジにより図示しない筐体や外部に固定される。

【0024】

図２は、図１に示す球面投影表示装置の投影光学系の一例を説明するための図である。
ここでは、光源光学系ユニット４２および投影光学系ユニット３に含まれる、第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５の構成の一例について説明する。

【0025】

第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２からなる光源光学系は、図示しない点光源の発する光を平行光、若しくは平行光に近い状態で第２フィルムＦＬ２および第１フィルムＦＬ１へ出射する。

【0026】

第３レンズＬ３乃至第５レンズＬ５は投影光学系が構成している。この投影光学系は、第１フィルムＦＬ１および第２フィルムＦＬ２を透過した光、つまりすなわち第１フィルムＦＬ１および第２フィルムＦＬ２に印刷又は撮像された画像を投影する投影光を、球面スクリーン２へ向けて出射し、画像を球状スクリーン２の内面に投影する。なお、第３レンズＬ３乃至第５レンズＬ５から構成される投影光学系は、焦点距離が短く設定することが可能であり、球面スクリーン２の内面における半球を超える領域に上記画像を投影することが可能である。

【0027】

また、投影光学系には、第３レンズＬ３乃至第５レンズＬ５として、例えば後述するレンズが使用されることにより、球面スクリーン２の内面での画像の歪みを光学的に補償する歪み補正機能が確保されている。

【0028】

第１レンズＬ１は平凸レンズであり、第２レンズＬ２はフレネルレンズである。また、第３レンズＬ３は非対称両凸レンズであり、第４レンズＬ４は対称両凸レンズ、第５レンズＬ５は、第４レンズＬ４に接する凸面を有するメニスカスレンズである。これらの第１レンズＬ１〜第５レンズＬ５の仕様（レンズ両面の曲率半径（Radius）、レンズの厚み（Thickness）、レンズの半径（Semidiameter）等）を調整することにより、球面投影表示装置１における全光学系の光跡を適切に設計することが可能である。

【0029】

上記の球面投影表示装置１の構成により、球面スクリーン２の内面には第１フィルムＦＬ１の画像と第２フィルムＦＬ２の画像との両方が投影される。したがって、観察者は、重なった２つの画像を視認することになる。したがって、球面投影表示装置１により文字列と花の画像などの異なる画像を合わせて観察者に提示することが可能である。ここで、例えば第１フィルムＦＬ１の画像を右目用の画像とし、第２フィルムＦＬ２の画像を左目用の画像とし、観察者が３Ｄ画像用の眼鏡を用いて視認と、球面投影表示装置１により立体表示を行うことが可能となる。

【0030】

図３は、図１に示す球面投影表示装置の駆動系の一例を説明するための図である。
ここでは、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とを、スライドさせる駆動系を有する球面投影表示装置１について説明する。この例では、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とはシート状のフィルムの両端を接続した輪になるように形成され、バックライト４を囲むように配置している。

【0031】

球面投影表示装置１は、フィルム支持部材５と、第１フィルム誘導部材６と、第２フィルム誘導部材７と、ブラシ８、９と、歯車１０、１１と、を備えている。

【0032】

フィルム支持部材５は、輪になっている第２フィルムＦＬ２の内側において複数配置され、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とをバックライト４側から支持する部材である。複数のフィルム支持部材５は、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とが重なった状態で、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とが投影光学系ユニット３とバックライト４との間で水平方向（バックライト４から出射する光に対して略直交する方向）にスライドするように位置決めされ、図示しない筐体や外部に固定されている。

【0033】

第１フィルム誘導部材６と第２フィルム誘導部材７とは、バックライト４の下側において、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とが互いに間隔を置いてスライドスライドするように位置決めされ、図示しない筐体や外部に固定されている。

【0034】

第１フィルム誘導部材６は、輪になっている第１フィルムＦＬ１の内側、換言すると、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との間に配置され、第１フィルムＦＬ２に接触するように固定されている。

【0035】

第２フィルムＦＬ２は、輪になっている第２フィルムＦＬ２の内側、換言すると第２フィルムＦＬ２とバックライト４との間に配置され、第２フィルムＦＬ２と接触するように固定されている。

【0036】

ブラシ８、９は、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とが互いに接触する表面の汚れを除去する。また、ブラシ８、９は接地され、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とに帯電した静電気を除去する。

【0037】

歯車１０は、輪になっている第１フィルムＦＬ１の外側に配置され、例えば反時計回りに回転する。歯車１１は、輪になっている第２フィルムＦＬ２の内側に配置され、例えば時計回りに回転する。

【0038】

図４は、図３に示す球面投影表示装置の駆動系のフィルム送り機構の一例について説明するための図である。

【0039】

第１フィルムＦＬ１および第２フィルムＦＬ２には、歯車１０、１１の歯が挿入される複数の開口ＨＬが設けられている。複数の開口ＨＬは、例えば、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との送り方向Ｄ１と略直交する方向における端部において、方向Ｄ１に並んで配置している。

【0040】

歯車１０は、第１フィルムＦＬ１の送り方向Ｄ１と略直交する方向における端部の一方側において、開口ＨＬに歯が挿入される位置に配置される。歯車１１は、第２フィルムＦＬ１の送り方向Ｄ１と略直交する方向における端部の一方側において、開口ＨＬに歯が挿入される位置に配置される。

【0041】

上記のように、本実施形態の球面投影表示装置では、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とを用いて球面スクリーン２に画像を投影する。そのため、液晶素子を用いる場合と異なり、偏光板を用いる必要がないため、光の透過率を向上させることが可能となる。したがって、本実施形態の球面投影表示装置１によれば、表示される画像の輝度および色純度を高くすることができ、精細度も向上することが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、高精細で色純度の高い表示が可能な球面投影表示装置および球面投影表示装置の駆動方法を提供することができる。また、液晶素子を用いる場合と比較すると、上述のように偏光板などの材料が不要となるため、球面投影表示装置を安価に製造することが可能となる。

【0042】

[第２実施形態]
図５は、本発明の第２実施形態に係る球面投影表示装置の一構成例を説明するための図である。

【0043】

本実施形態の球面投影表示装置１は、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との配置位置が上述の第１実施形態と異なっている。本実施形態では、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とは、投影光学系ユニット３とバックライト４との間に配置され、バックライト４から光が出射する方向において互いに間隔を置いて配置されている。

【0044】

このように、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との間にスペースを設けることにより、観察者に提示される画像に遠近感が生じる。すなわち、観察者が視認する画像は、投影光学系ユニット３側に配置された第１フィルムＦＬ１の画像が近景となり、バックライト４側に配置された第２フィルムＦＬ２の画像が遠景となる。したがって、本実施形態の球面投影表示装置１によれば、奥行きのある画像を観察者に提示することが可能となる。

【0045】

図６は、図５に示す球面投影表示装置の駆動系の一例を説明するための図である。
この例では、第１実施形態の球面投影表示装置のフィルム支持部材５を、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とのそれぞれに個別に設けている。すなわち、本実施形態では、駆動系は、第１フィルム支持部材５１と第２フィルム支持部材５２とを備えている。

【0046】

第１フィルム支持部材５１は、輪になっている第１フィルムＦＬ１の内側、換言すると、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との間において複数配置されている。複数の第１フィルム支持部材５１は、第１フィルムＦＬ１が投影光学系ユニット３とバックライト４との間で水平方向（バックライト４から出射する光に対して略直交する方向）にスライドするように位置決めされ、図示しない筐体や外部に固定されている。

【0047】

第２フィルム支持部材５２は、輪になっている第２フィルムＦＬ２の内側、換言すると、第２フィルムＦＬ２とバックライト４との間において複数配置されている。複数の第２フィルム支持部材５２は、第２フィルムＦＬ２が投影光学系ユニット３とバックライト４との間で水平方向（バックライト４から出射する光に対して略直交する方向）にスライドするように位置決めされ、図示しない筐体や外部に固定されている。

【0048】

第１フィルム支持部材５１と第２フィルム支持部材５２とは、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との間に所定のスペースが生じるように配置されている。上記のように、本実施形態では、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とがスライドする際に接触しない為、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２に帯電する静電気を抑制することが可能となる。したがって、本実施形態の球面投影表示装置１では、静電気除去のためのブラシを省略してもよい。

【0049】

本実施形態の球面投影表示装置１は、上記以外の構成は上述の第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態の球面投影表示装置１によれば、上述の第１実施形態と同様の効果を得ることができ、更に、奥行のある画像を観察者に提示することが可能となる。

【0050】

なお、上記の例では、歯車１０と歯車１１とは、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とが同じ方向に送り出されるように駆動されたが、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とが互いに逆方向に送り出されるように駆動されてもよい。また、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とが送り出される速度は、同じである必要はなく異なっていても構わない。

【0051】

図７は、本発明の第１実施形態および第２実施形態に係る球面投影表示装置の駆動方法の一例を説明するための図である。

【0052】

この例では、バックライト４は、所定期間の点灯と消灯とを交互に繰り返している。また、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とは、バックライト４が消灯している期間にスライドし、バックライト４が点灯している期間は停止している。

【0053】

上記のように球面投影表示装置１を駆動すると、バックライト４から光を照射する方向に第１フィルムＦＬ１および第２フィルムＦＬ２の画像があるときに、バックライト４が点灯させることが可能となる。したがって、観察者は第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との画像を鮮明に視認することが可能となる。また、上記のように球面投影表示装置１を駆動することにより、コマ送りで画像を表示させて、動画を模した表示を行うことが可能となる。

【0054】

[第３実施形態]
図８は、本発明の第３実施形態に係る球面投影表示装置の一構成例を説明するための図である。

【0055】

本実施形態の球面投影表示装置１は、駆動系にカムと弾性体とを用いることによりフィルムの動きに変化を付けている。

【0056】

本実施形態の球面投影表示装置１は、球面スクリーン２と、投影光学系ユニット３と、バックライト４と、第１フィルムＦＬ１と、第２フィルムＦＬ２と、固定フォルダ１２と、弾性体１３と、カム１４と、モータ１５と、歯車１６と、を備えている。なお、球面スクリーン２と、投影光学系ユニット３と、バックライト４とは、上述の第１実施形態と同様の構成である。

【0057】

第１フィルムＦＬ１および第２フィルムＦＬ２は、透過型な板状の部材に画像情報が印刷あるいは撮像されたものである。第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とは、バックライト４の光の出射方向においてそれぞれの画像情報が重なるように配置されている。

【0058】

固定フォルダ１２は、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との可動範囲を制限している。固定フォルダ１２は、第１フィルムＦＬ１上において第１フィルムＦＬ１との間にスペースを置いて配置され、図示しない筐体や外部に固定されている。固定フォルダ１２は、例えば、板状の部材であって、第１フィルムＦＬ１と平行な平面において第１フィルムＦＬ１のスライド方向と略直交する方向に延びている。

【0059】

弾性体１３は、図示しない筐体又は外部に一端が固定され、第１フィルムＦＬ１の一端を押圧している。本実施形態では、弾性体１３は板バネである。なお、弾性体１３は板バネに限定されるものではなく、コイルバネやゴム等であっても構わない。

【0060】

カム１４は、円板と回転軸とを備えている。カム１４の円板は、例えば、固定された回転軸に取り付けられ、中心から円周までの距離が一定ではない板である。カム１４は、第１フィルムＦＬ１の他端に接するように配置され、第１フィルムＦＬ１を周期的にスライドさせる。回転軸は、その軸方向と直交する断面が歯車形状となっている。

【0061】

モータ１５は、カム１４の回転軸の歯と噛み合う歯車１６を駆動する。モータ１５には、正負のモータ電源と、ステップ用信号とが外部から供給される。モータ１５は、図示しない筐体や外部に固定されている。

【0062】

上記球面投影表示装置１を駆動すると、第１フィルムＦＬ１はカム１４と弾性体１３と間において、カム１４の回転軸の回転角度に応じて双方向にスライドする。そのため、球面スクリーン２には、振動している画像が投影される。このように、本実施形態の球面投影表示装置１によれば、例えば目を瞬かせたような動きのある画像を表現することが可能となる。
すなわち、本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様の効果を得ることができ、更に、観察者に動きのある画像情報を提示することが可能となる。

【0063】

[第４実施形態]
図９は、本発明の第４実施形態に係る球面投影表示装置の一構成例を説明するための図である。

【0064】

本実施形態の球面投影表示装置１は、球面スクリーン２と、投影光学系ユニット３と、バックライト４と、第１フィルムＦＬ１と、第２フィルムＦＬ２と、駆動系と、を備えている。駆動系は、第１回転軸１７と、第１軸受１８と、第１駆動ギア１９と、第１モータ２０と、第１歯車２１と、第２回転軸２２と、第２軸受２３と、第２駆動ギア２４と、第２モータ２５と、第２歯車２６と、を備えている。なお、球面スクリーン２と、投影光学系ユニット３と、バックライト４とは、上述の第１実施形態と同様の構成である。

【0065】

第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とは、透過型の円盤状部材に画像情報が印刷又は撮像されたものである。第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とは、バックライト４から光が出射する方向において互いに重なる状態で、投影光学系ユニット３とバックライト４との間にそれぞれの一部が挿入されている。

【0066】

第１回転軸１７は、円盤状の第１フィルムＦＬ１の中心とその一端において接続している。第１軸受１８は、図示しない筐体や外部に固定され、第１回転軸１７の周囲を支持している。第１駆動ギア１９は、第１回転軸１７の他端に取り付けられ、回転軸方向と略直交する方向の断面が歯車形状となっている。第１モータ２０は、第１駆動ギア１９と噛み合う歯車２１を駆動する。第１モータ２０には、正負のモータ電源と、ステップ用信号とが外部から供給される。第１モータ２０は、図示しない筐体や外部に固定されている。

【0067】

第２回転軸２２は、円盤状の第２フィルムＦＬ２の中心とその一端において接続している。第２軸受２３は、図示しない筐体や外部に固定され、第２回転軸２２の周囲を支持している。第２駆動ギア２４は、第２回転軸２２の回転軸方向における中央部分に取り付けられ、回転軸方向と略直交する方向の断面が歯車形状となっている。第２モータ２５は、第２駆動ギア２４と噛み合う歯車２６を駆動する。第２モータ２５には、正負のモータ電源と、ステップ用信号とが外部から供給される。第２モータ２５は、図示しない筐体や外部に固定されている。

【0068】

図１０は、図９に示す線Ａ−Ａにおける断面の一構成例を説明するための図である。
本実施形態の球面投影表示装置１では、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２との回転軸が共通である。第２回転軸２２は円筒形状であって、第２回転軸２２内には第１回転軸１７が挿入されている。第２回転軸２２と第２駆動ギア２４とは例えば接着剤により固定されている。

【0069】

上記の駆動系を動作させることにより第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とが回転し、それぞれの回転軸の回転角度に応じて、投影光学系ユニット３とバックライト４との間に挿入されるフィルムの位置を変化させ、観察者に異なる画像情報を提示することが可能となる。

【0070】

また、第１フィルムＦＬ１と第２フィルムＦＬ２とを異なるモータとギアにより回転駆動することにより、フィルムが破損することを抑制することが可能となる。

【0071】

すなわち、本実施形態の球面投影表示装置１によれば、上述の第１実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、高い信頼性を担保することが可能となる。

【0072】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。

【0073】

なお、上述の第１乃至第４実施形態では、２枚のフィルムが有する画像情報を投影する球面投影表示装置について説明したが、フィルムの枚数は２枚に限定されるものではなく、３枚以上の複数のフィルムを用いるものであっても構わない。
また、上述の第１実施形態および第２実施形態についてのバックライトの駆動方法は、第４実施形態に適用しても同様の効果を得ることができる。すなわち、バックライトの光源が所定期間の点灯と消灯とを繰り返し、バックライトが消灯中にフィルムを回転し、バックライトが点灯中はフィルムの回転を停止することにより、より鮮明な画像を観察者に提示することが可能となる。

【符号の説明】

【0074】

１…球面投影表示装置、２…球面スクリーン、３…投影光学系ユニット、４…バックライト、５…フィルム支持部材、６…フィルム誘導部材、７…フィルム誘導部材、８…ブラシ
９…ブラシ、１０、１１…歯車、１２…固定フォルダ、１３…弾性体、１４…カム、１５…モータ、１６…歯車、１７…第１回転軸、１８…第１軸受、１９…第１駆動ギア、２０…第１モータ、２１…歯車、２２…第２回転軸、２３…第２軸受、２４…第２駆動ギア、２５…第２モータ、２６…歯車、３１…ケース、３２…支持部材、４１…光源（光源部）、４２…光源光学系ユニット、４３…固定突起、５１…フィルム支持部材、５２…フィルム支持部材、ＦＬ１…第２フィルム、ＦＬ２…第２フィルム、Ｌ１〜Ｌ５…レンズ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】