特開 2024-172430 投影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172430

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】投影装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20241205BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20241205BHJP

   G03B 21/28 20060101ALI20241205BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20241205BHJP

   A63J 5/02 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 E

G03B21/00 F

G03B21/28

H04N5/74 Z

A63J5/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090144

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】523205186

【氏名又は名称】株式会社よしもと統合ファンド

(71)【出願人】

【識別番号】523163749

【氏名又は名称】尾▲崎▼ 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】尾▲崎▼ 勝

【テーマコード（参考）】

2K203

5C058

【Ｆターム（参考）】

2K203FA02

2K203FA25

2K203FA76

2K203FA79

2K203FA82

2K203FB05

2K203FB06

2K203GC05

2K203GC06

2K203GC14

2K203GC20

2K203HA02

2K203HA03

2K203HA54

2K203HA57

2K203HB08

2K203HB22

2K203HB25

2K203KA72

2K203MA16

2K203MA30

5C058BA35

5C058EA02

(57)【要約】

【課題】観者が光源を視認できない投影装置を提供する。
【解決手段】投影装置１は、映像を光として投射する光源と、映像を投影する対象物１０を配置可能なステージ６と、光源から出射した光の一部を回析させる第１のスリット板３と、第１のスリット板３とステージ６との間に配置され、第１のスリット板３を通過した光の一部を回析させる第２のスリット板５と、を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

映像を光として投射する光源と、
前記映像を投影する対象物を配置可能なステージと、
前記光源から出射した光の一部を回析させる第１のスリット板と、
前記第１のスリット板と前記ステージとの間に配置され、前記第１のスリット板を通過した光の一部を回析させる第２のスリット板と、を備えた、
投影装置。

【請求項2】

前記光源から出射した光を反射して前記ステージに配置された前記対象物に向ける反射鏡を更に備え、
前記第１のスリット板は、前記光源と前記反射鏡との間に配置され、
前記第２のスリット板は、前記反射鏡と前記ステージとの間に配置されている、
請求項１に記載の投影装置。

【請求項3】

前記光源は、水平方向よりも下側を向くように傾けて取り付けられ、かつ水平方向よりも上側を向くように光を投射するようにレンズシフトしたＤＬＰプロジェクタである、
請求項１に記載の投影装置。

【請求項4】

前記第１のスリット板の開口の下端と前記第２のスリット板の開口の任意の点とを通る直線よりも下側の空間内に前記光源が配置されている、
請求項１に記載の投影装置。

【請求項5】

前記第１のスリット板の開口は、前記第２のスリット板の開口よりも大きい、
請求項１に記載の投影装置。

【請求項6】

前記第２のスリット板の開口は、不透明な領域に囲まれた透明な領域であり、
前記第２のスリット板は、前記透明な領域の大きさを変更可能な透明液晶である、
請求項１に記載の投影装置。

【請求項7】

前記反射鏡の鏡面は、湾曲していない平面である、
請求項２に記載の投影装置。

【請求項8】

前記反射鏡は、前記光源から出射した光を前記ステージに配置された前記対象物に向ける第１の位置と、前記光源から出射した光を前記ステージの外部に向ける第２の位置と、の間で移動可能に構成されている、
請求項２に記載の投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プロジェクションマッピングの投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

立体物に該立体物の凹凸に沿うように歪曲させた映像を投影するプロジェクションマッピングを応用して様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、筐体内に配置された立体物に写真を投影して冠婚葬祭を演出する技術が開示されている。特許文献２には、人物にキャラクタの衣装を投影して仮想的に変身させる技術が開示されている。特許文献３には、アスレチック施設の遊具にテクスチャを投影して動きを演出する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－０４３１０８号公報

【特許文献2】特開２０２２－０９６０６３号公報

【特許文献3】特開２０２２－００７２２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

これらの技術では、プロジェクションマッピングを施された立体物を観者がある程度の自由な視点から観察することができる。プロジェクションマッピングでは、直視できない強い光が光源であるＤＬＰプロジェクタから投射される。強い光が目に入ると、眩しさで作品への没入感が失われることがある。また、レトロな雰囲気のアート作品の内部にＤＬＰプロジェクタ等の精密機器が見えてしまうと作品への没入感が失われることがある。

【0005】

そこで、本発明は、観者が光源を視認できない投影装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る投影装置は、映像を光として投射する光源と、映像を投影する対象物を配置可能なステージと、光源から出射した光の一部を回析させる第１のスリット板と、第１のスリット板とステージとの間に配置され、第１のスリット板を通過した光の一部を回析させる第２のスリット板と、を備えている。

【0007】

この態様によれば、第１のスリット板と第２のスリット板とによって光源を視認できないように観者の視線が遮られている。そのため、作品への没入感が失われることがない。

【0008】

上記態様において、光源から出射した光を反射してステージに配置された対象物に向ける反射鏡を更に備え、第１のスリット板は、光源と反射鏡との間に配置され、第２のスリット板は、反射鏡とステージとの間に配置されていてもよい。

【0009】

汎用品として市場に流通しているＤＰＬプロジェクタの焦点距離は、卓上サイズよりも大きい。この態様によれば、光路を反射鏡で折り返すことができるため、焦点距離が短い特注品を用意しなくても汎用品のＤＬＰプロジェクタを採用して卓上サイズのアート作品を制作することができる。

【0010】

上記態様において、光源は、水平方向よりも下側を向くように傾けて取り付けられ、かつ水平方向よりも上側を向くように光を投射するようにレンズシフトしたＤＬＰプロジェクタであることが好ましい。

【0011】

上記態様において、第１のスリット板の開口の下端と第２のスリット板の開口の任意の点とを通る直線よりも下側の空間内に光源が配置されていることが好ましい。

【0012】

これらの態様によれば、第１のスリット板で光源を隠すような位置関係になるため、観者が光源からの光を直視しにくい設計に好適である。

【0013】

上記態様において、第１のスリット板の開口は、第２のスリット板の開口よりも大きいことが好ましい。

【0014】

この態様によれば、第１のスリット板から第２のスリット板に向かう光の拡散に合わせてスリット板の開口が大きくなるため、光で照らされている領域と照らされていない領域とのステージ上の境界を回折現象によって目立たなくすることができる。

【0015】

上記態様において、第２のスリット板の開口は、不透明な領域に囲まれた透明な領域であり、第２のスリット板は、透明な領域の大きさを変更可能な透明液晶であってもよい。

【0016】

第２のスリット板の開口の大きさは、対象物の大きさや形状に合わせて調整することが好ましい。この態様によれば、第２のスリット板を交換することなく開口の大きさを調整できる。

【0017】

上記態様において、反射鏡の鏡面は、湾曲していない平面であることが好ましい。

【0018】

この態様によれば、曲面の鏡面ではなく平面の鏡面で光を反射するため、映像に歪みが生じにくく高精度な映像を対象物に投影できる。

【0019】

上記態様において、反射鏡は、光源から出射した光をステージに配置された対象物に向ける第１の位置と、光源から出射した光をステージの外部に向ける第２の位置と、の間で移動可能に構成されていてもよい。

【0020】

この態様によれば、反射鏡が第１の位置から第２の位置に一時的に移動したとき、ステージの外部まで映像を投影することができる。筐体内の対象物に映像を投影するアート作品の場合、例えば、鳩が飛ぶ映像を筐体の外部に投影できる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、観者が光源を視認できない投影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態の投影装置の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示された投影装置の内部構造を示す断面図である。

【図3】図３は、図２に示されたＤＬＰプロジェクタの鏡像を示す断面図である。

【図4】図４は、図２に示された投影装置の変形例を示す断面図である。

【図5】図５は、本発明の第２実施形態の投影装置の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明の投影装置１は、例えば、図１から図４に示すように、卓上サイズのアート作品として用いることができる。図５に示すように、劇場の舞台装置として用いてもよい。

【0024】

投影装置１は、ＤＬＰプロジェクタ２等の光源を観者が視認できない構造であることが特徴の一つである。図２に示された投影装置１は、前後左右どの向きから観者が見ても、筐体９に内蔵されたＤＬＰプロジェクタ２のレンズ２Ｌを視認できない。図４に示された投影装置１は、最前列から最後列のどの座席から観者が見ても、舞台の天井に配置されたＤＬＰプロジェクタ２のレンズ２Ｌや筐体を視認できない。眩しさで作品への没入感が失われることを未然に防ぐことができる。以下、図面を参照して各構成について詳しく説明する。

【0025】

図１は、本発明の第１実施形態の投影装置１の一例を示す斜視図である。本実施形態の投影装置１は、筐体９内の対象物１０に映像を投影するアート作品として構成されている。図示した例では、筐体９は、前後左右の四面が全てガラス板で構成された略四角柱に形成されている。筐体９の形状は略四角柱に限定されず、四角柱以外の略角柱であってもよいし、略円柱であってもよいし、略角錐台や略円錐台であってもよい。

【0026】

ガラス板は、室内灯等の外乱光を吸収するように黒等の暗色に着色されていることが好ましい。ガラス板の内側には、光を遮る材料で中空の箱状に形成された遮光部９１，９２が上下方向Ｚに互いに離間して配置されている。遮光部９１は、筐体９の天面を含む筐体９の上部を構成している。遮光部９２は、筐体９の底面を含む筐体９の下部を構成している。

【0027】

図２は、図１に示された投影装置１の内部構造を示す断面図である。図２に示すように、投影装置１は、前述した筐体９に加え、遮光部９１に収容されたＤＬＰプロジェクタ２、第１のスリット板３、反射鏡４、第２のスリット板５等と、遮光部９２の上面に区画されたステージ６と、を備えている。遮光部９２には、図示しない電源ユニットや制御ボードが収容されている。

【0028】

ＤＬＰプロジェクタ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，登録商標）２は、多数のマイクロ反射鏡が設けられたデジタル反射鏡デバイス（以下、ＤＭＤ）、ＤＭＤに向けて光を投射する投射光源等を備え、ＤＭＤ及び投射光源を連携させた制御によって映像を光として投射する。

【0029】

本実施形態に係る光源は、ＤＬＰプロジェクタ２に限定されず、同様の機能を有した他のプロジェクタであってもよい。以下の説明において、レンズ２Ｌが設けられた面を正面とし、正面とは反対側の面を背面としたとき、背面から正面への向きをＤＬＰプロジェクタ２の正面の向きＤとする。

【0030】

図示した例では、ＤＬＰプロジェクタ２の正面の向きＤが、ＸＹ平面に平行な水平方向よりも下側を向くように、すなわち俯角になるように傾けて取り付けられ、かつ水平方向よりも上側を向くように光を投射する、すなわち仰角で光を投射するようにレンズシフトしている。さらに、図示した例では、第１のスリット板３の開口３Ｓの下端Ｐ１と第２のスリット板５の開口５Ｓの任意の点（例えば、開口５Ｓの縁において下端Ｐ１から最も遠い点Ｐ２）とを通る直線（例えば、視線Ｖ１）と鉛直方向と双方に直交する側面視において、ＤＬＰプロジェクタ２が、下端Ｐ１と開口５Ｓの任意の点とを通る当該直線よりも下側の空間内に隠れるように配置されている。

【0031】

図示した例では、ステージ６が、映像を投影する対象物１０を配置可能な台座であり、上下方向Ｚに直交するＸＹ平面に平行に延在している。ステージ６の表面は、室内灯等の外乱光を吸収するように黒等の暗色に着色されていることが好ましい。対象物１０を配置可能なステージ６は、遮光部９２の上面に限定されない。遮光部９１，９２に上下に挟まれ、ガラス板に四方を囲まれた筐体９の内部空間をステージ６としてもよい。その場合、対象物１０を鋼線、磁力、超音波浮揚等の手段によって筐体９の内部空間に浮かせて配置してもよい。

【0032】

反射鏡４は、ＤＬＰプロジェクタ２から出射した光を反射してステージ６に配置された対象物１０に向けるように配置されている。反射鏡４は、湾曲していない平板状に形成されている。反射鏡４の鏡面４Ｍは、曲面ではなく平面であり、映像に歪みを生じさせないで光を正反射する。

【0033】

第１のスリット板３は、ＤＬＰプロジェクタ２と反射鏡４との間に配置され、ＤＬＰプロジェクタ２から出射した光の一部を回析させる。第２のスリット板５は、反射鏡４とステージ６との間に配置され、第１のスリット板３を通過した光の一部を回析させる。第１のスリット板３の開口３Ｓは、光の拡散に合わせて第２のスリット板５の開口５Ｓよりも大きく形成されている。

【0034】

本実施形態では、筐体９によって観者の視線Ｖ１～Ｖ７が第２のスリット板５の高さＺ５からステージ６の上面の高さＺ６までの領域αを通る範囲に規制されている。領域αは、あらかじめ設定された対象物１０を観察するための領域である。ＤＬＰプロジェクタ２と対象物１０との位置関係から反射鏡４の位置が定まり、反射鏡４に映るＤＬＰプロジェクタ２のレンズ２Ｌと領域αとの位置関係から第１及び第２のスリット板３，５の開口３Ｓ，５Ｓの大きさが定まる。

【0035】

図示した例では、領域αを通る視線Ｖ１～Ｖ７のうち、視線Ｖ４が、第１及び第２のスリット板３，５が存在しなければ、反射鏡４に映るＤＬＰプロジェクタ２のレンズ２Ｌを視認できる位置にある。第１のスリット板３の開口３Ｓは、視線Ｖ４を第１のスリット板３が遮る大きさに形成されている。

【0036】

つまり、第１及び第２のスリット板３，５の少なくとも一方は、あらかじめ設定された対象物１０を観察するための領域αを通過する観者の視線Ｖ１～Ｖ７のうち、反射鏡４に映るＤＬＰプロジェクタ２のレンズ２Ｌを視認できる位置にある視線Ｖ４を遮るように配置されている。

【0037】

図３は、図２に示されたＤＰＬプロジェクタ２の鏡像２´を示す断面図である。図３に示すように、ＰＬＰプロジェクタ２とその鏡像２´とは、反射鏡４の鏡面４Ｍから対称な位置にある。反射鏡４に映ったＤＰＬプロジェクタ２を観者が視認できる範囲は、ＤＰＬプロジェクタ２の鏡像２´を観者が直視できる範囲と一致する。同様に、反射鏡４に映ったＤＰＬプロジェクタ２のレンズ２Ｌを観者が視認できる範囲は、レンズ２Ｌの鏡像２Ｌ´を観者が直視できる範囲と一致する。

【0038】

観者の視線Ｖ１～Ｖ３及びＶ５～Ｖ７はいずれも、筐体９によって領域αを通る範囲に規制され、鏡像２´を通る直線上にない、すなわち鏡像２´を直視できる範囲にない。観者の視線Ｖ４は、鏡像２´を通る直線にある、すなわち鏡像２´を直視できる範囲にあるものの、鏡像２´を通る直線を横切るように配置された第１のスリット板３によって遮られている。

【0039】

このように、投影装置１は、第１のスリット板３又は第２のスリット板５の少なくとも一方（図示した例では、第１のスリット板３）が、あらかじめ設定された対象物１０を観察するための領域αを通る直線であって、かつＤＬＰプロジェクタ２の鏡像２´を通る直線（図示した例では、観者の視線Ｖ４）を遮るように構成されている。以上のように構成された本実施形態によれば、ＤＬＰプロジェクタ２等の光源を観者が視認できない構造の投影装置１を提供することができる。

【0040】

図４は、図２に示された投影装置１の変形例を示す断面図である。図示した例では、第２のスリット板５板の開口５Ｓが、不透明な領域５２に囲まれた透明な領域５１であり、第２のスリット板５が、電圧を印加することにより透明な領域５１の大きさを変更可能な透明液晶で構成されている。図４に示された変形例によれば、第２のスリット板５を交換することなく開口５Ｓの大きさを調整できる。

【0041】

図示した例では、反射鏡４が、実線で描かれた第１の位置と二点鎖線で描かれた第２の位置との間で移動可能に構成されている。第１の位置（初期位置）で待機中の反射鏡４は、ＤＬＰプロジェクタ２から出射した光をステージ６に配置された対象物１０に向ける。第２の位置に移動した反射鏡４は、ＤＬＰプロジェクタ２から出射した光をステージ６の外部７に向けて筐体９の外部まで映像を投影できる。

【0042】

図４に示された変形例によれば、筐体９がテーブルや床面に載置されているとき、第２の位置θ２に反射鏡４を移動させることで、筐体９の内外を越えて行き来するダイナミックな映像を投影できる。例えば、鳩が飛ぶ映像を筐体９の外部にあるテーブルや床面に投影できるようになる。

【0043】

図５は、本発明の第２実施形態の投影装置の一例を示す断面図である。図示した例では、投影装置１が、劇場の舞台装置として用いられている。本実施形態の投影装置１は、図２に示された第１実施形態と同様に、ＤＬＰプロジェクタ２、第１のスリット板３、反射鏡４、第２のスリット板５及びステージ６等を備えている。

【0044】

本実施形態では、ステージ６が劇場の舞台であり、映像を投影する対象物１０が舞台に配置された演者、大道具や小道具等である。演者にキャラクタの衣装を投影して仮想的に変身させたり、大道具や小道具にテクスチャを投影して動きを演出したりすることができる。

【0045】

本実施形態では、最前列８１から最後列８２までの座席によって観者の視線Ｖ８，Ｖ９の範囲βが規制されている。図５に示された投影装置１は、最前列から最後列のどの座席８から観者が見ても、舞台の天井に配置されたＤＬＰプロジェクタ２等の光源のレンズ２Ｌを視認できないように、第１及び第２のスリット板３，５によって観者の視線Ｖ８，Ｖ９が遮られている。

【0046】

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ＤＬＰプロジェクタ２等の光源からの光を観者が直視しにくい投影装置１を提供することができる。

【0047】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

【0048】

例えば、第１実施形態において、図２に示された筐体９の上下を反転させてもよい。その場合、筐体９の下部に収容されたＤＬＰプロジェクタ２は、正面の向きＤが仰角になるように傾けて取り付けられ、俯角で光を投射するようにレンズシフトしていることが好ましい。例えば、各実施形態において、反射鏡４を省略してもよい。第１実施形態の場合、ＤＬＰプロジェクタ２を図３に示されたＤＬＰプロジェクタ２の鏡像２´の位置に配置すれば、反射鏡４を省略できる。

【符号の説明】

【0049】

１…投影装置、２…ＤＬＰプロジェクタ（光源の一例）、２Ｌ…レンズ、２´，２Ｌ´…鏡像、３…第１のスリット板、３Ｓ…第１のスリット板の開口、４…反射鏡、４Ｍ…鏡面、５…第２のスリット板、５Ｓ…第２のスリット板の開口、６…ステージ、７…ステージの外部、９…筐体、１０…対象物、５１…透明な領域、５２…不透明な領域、８１…最前列、８２…最後列、９１，９２…遮光部、Ｄ…正面の向き、Ｐ１…第１のスリット板の開口の下端、Ｐ２…第２のスリット板の開口において第１のスリット板の開口の下端から最も遠い点、Ｖ１～Ｖ９…視線、Ｘ…左右方向、Ｙ…前後方向、Ｚ…上下方向、Ｚ５…第２のスリット板の高さ、Ｚ６…ステージの高さ、α，β…あらかじめ設定された対象物を観察するための領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】