特許 7405478 表示装置及び表示システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】表示装置及び表示システム

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/62 20140101AFI20231219BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

G03B21/62

G03B21/00 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023144012

(22)【出願日】2023-09-05

【審査請求日】2023-09-19

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】523339045

【氏名又は名称】株式会社ラッキースター

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】上田 晋也

【審査官】小野 博之

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／０８０１１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０４２１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０５７５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０９８３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０４２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４９６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２６７５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２８６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２６８８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００１１３４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ２１／００－２１／１０

２１／１２－２１／３０

２１／５６－２１／６４

３３／００－３３／１６

Ｈ０４Ｎ ５／６６－５／７４

Ｇ０２Ｂ ２７／００－３０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底面部と、該底面部の両側方に設けられた側面部と、該底面部に対向する上面部とからなる筐体と、
該筐体の前面開口部に設けられ、背面側に光を透過可能な第１のスクリーンと、
該筐体の、該前面開口部に対向する後面開口部に設けられ、背面側に光を透過可能な第２のスクリーンと、
該筐体の、前記底面部、前記側面部、前記上面部の少なくとも二つの面部の内面に設けられた反射部材と、
を備えることを特徴とする表示装置。

【請求項2】

前記筐体の、前記底面部、前記側面部、前記上面部のすべての面部の内面に反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記第１のスクリーンは、前記第２のスクリーンよりも薄い材質で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

底面部と、該底面部の両側方に設けられた側面部と、該底面部に対向する上面部とからなる筐体と、
該筐体の前面開口部に設けられ、背面側に光を透過可能な第１のスクリーンと、
該筐体の、該前面開口部に対向する後面開口部に設けられ、背面側に光を透過可能な第２のスクリーンと、
該筐体の、前記底面部、前記側面部、前記上面部の少なくとも二つの面部の内面に設けられた反射部材と、
前記第１のスクリーンに画像を投影する第１の投影装置と、
を備えることを特徴とする表示システム。

【請求項5】

前記第２のスクリーンに画像を投影する第２の投影装置をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の表示システム。

【請求項6】

前記筐体の、前記底面部、前記側面部、前記上面部のすべての面部の内面に反射部材が設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の表示システム。

【請求項7】

前方から後方に向けて、前記第１の投影装置、前記第１のスクリーン、前記第２のスクリーン、及び前記第２の投影装置がこの順に配置され、上下方向において、前記第１の投影装置が前記第１のスクリーンの上方に設置され、前記第２の投影装置が前記第２のスクリーンの下方又は上方に設置されていることを特徴とする請求項５に記載の表示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置及び表示システムに関する。

【背景技術】

【0002】

プロジェクタから投影された画像はスクリーン上に表示するのが一般的であるが、スクリーン上には単一の画像が表示されるだけなので、画像が単調になってしまう場合がある。

【0003】

また、特許文献１には、スクリーンが形成する平面とスクリーンの端部又は端部近傍において交わる平面上であって、スクリーンの投影光の入射側の位置に映像重畳用ミラーを備えるスクリーン装置が開示されている。
このスクリーン装置は、スクリーンに照射された画像光による主画像に、映像重畳用ミラーで反射された反射光による補助画像が重ねられてスクリーンに表示されるので、エネルギーの無駄を少なくして明るい画像を投影することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－３１４８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載のようなスクリーン装置は、スクリーンは一つであって、スクリーンに照射された画像光による主画像と、反射光による補助画像とは同種の画像がスクリーンの同一面に投影されることになるため、スクリーンに表示される画像が単調となることもある。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、重層的で深みのある明るい画像を表示できる表示装置及び表示システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の表示装置は、底面部と、該底面部の両側方に設けられた側面部と、該底面部に対向する上面部とからなる筐体と、該筐体の前面開口部に設けられ、背面側に光を透過可能な第１のスクリーンと、該筐体の、該前面開口部に対向する後面開口部に設けられ、背面側に光を透過可能な第２のスクリーンと、該筐体の、前記底面部、前記側面部、前記上面部の少なくとも二つの面部の内面に設けられた反射部材とを備える。

【0008】

前記筐体の、前記底面部、前記側面部、前記上面部のすべての面部の内面に反射部材を設けてもよい。また、第１のスクリーンは、前記第２のスクリーンよりも薄い材質で構成されてもよい。

【0009】

本発明の表示システムは、底面部と、該底面部の両側方に設けられた側面部と、該底面部に対向する上面部とからなる筐体と、該筐体の前面開口部に設けられ、背面側に光を透過可能な第１のスクリーンと、該筐体の、該前面開口部に対向する後面開口部に設けられ、背面側に光を透過可能な第２のスクリーンと、該筐体の、前記底面部、前記側面部、前記上面部の少なくとも二つの面部の内面に設けられた反射部材と、前記第１のスクリーンに画像を投影する第１の投影装置を備える。

【0010】

第２のスクリーンに画像を投影する第２の投影装置をさらに備えてもよい。
また、前記筐体の、前記底面部、前記側面部、前記上面部のすべての面部の内面に反射部材が設けることもできる。

【0011】

前方から後方に向けて、前記第１の投影装置、前記第１のスクリーン、前記第２のスクリーン、及び前記第２の投影装置がこの順に配置され、上下方向において、前記第１の投影装置が前記第１のスクリーンの上方に設置され、前記第２の投影装置が前記第２のスクリーンの下方又は上方に設置されていることは望ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の表示装置によれば、スクリーンに投影された画像と反射部材で反射された画像を重ねて、重層的な深みのある明るい画像を表示できる。

【0013】

本発明の表示システムによれば、第１の投影装置から第１のスクリーンに投影された画像と、第１のスクリーンを透過して反射部材で反射された画像と、第２の投影装置から第２のスクリーンに投影された画像と、第２のスクリーンを透過して反射部材で反射された画像とが重なって表示されるので、幻想的で複雑な明るい画像を簡単な操作で表示することができる。

【0014】

第１の投影装置を第１のスクリーンの前上方に設置すると、第１の投影装置が、第１のスクリーンの前方に位置する観察者の移動や観察の邪魔にならず、第２の投影装置を第２のスクリーンの後下方又は後上方に設置すると、第２の投影装置は、観察者が観察する画像に映り込みにくい。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施形態を示す表示システムの断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態を示す表示システムの斜視図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示し、（ａ）は前方から視た断面図、（ｂ）は側方から視た断面図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る表示装置を示し、（ａ）は前方から見た断面図、（ｂ）は側方から見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。

【0017】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は、第１の実施形態を示す表示システムを側方から見た断面図であり、図２は、第１の実施形態を示す表示システムの斜視図である。図３は、第１の実施形態における表示システムで用いられる表示装置を示し、（ａ）は前方から見た断面図、（ｂ）は側方から見た断面図である。

【0018】

図１及び図２に示すように、本発明の表示システム１は、表示装置２、第１の投影装置３、及び、第２の投影装置４を備える。

【0019】

図１及び図３に示すように、表示装置２は、底面部２０２、両側の側面部２０３及び上面部２０４からなる直方体状の筐体２０を備えており、筐体２０の前面部（観察者Ａ側の面部）２００、及び、前面部２００に対向する後面部２０１は開口部となっている。また、筐体２０の、前面部２００である第１の面部には第１のスクリーン２１が設けられ、前面部２００に対向する後面部２０１である第２の面部には第２のスクリーン２２が設けられている。さらに、筐体２０の、内面部には反射部材２３である鏡が備えられている。反射部材は、筐体２０の内面部において、面全体を覆うように、継ぎ目がない１枚の反射部材で構成するのが、画像を投影した際に継ぎ目の影響などがないため好ましいが、いくつか分割して構成するようにしてもよい。２３１は、そのように分割して構成した場合の鏡の継ぎ目の例を示している。反射部材２３は、筐体２０の、少なくとも底面部２０２、両側の側面部２０３及び上面部２０４のいずれかの箇所の内面に設けられればよいが、本実施形態においては、前面部２００及び後面部２０１以外のすべての面部、即ち、底面部２０２、両側の側面部２０３及び上面部２０４の内面に設けられている。

【0020】

底面部２０２、両側の側面部２０３及び上面部２０４は、厚みが１００ｍｍ程度の木板、合成樹脂板、金属板等よりなり、正面視で矩形となり、前面部２００及び後面部２０１が開口するように構成されている。
また、底面部２０２の下面には、高さ調節可能な脚部２０５が設けられている。

【0021】

図１に示すように、反射部材２３は、筐体２０の前面側に１００ｍｍ程度張り出しており、第１のスクリーン２１は、反射部材２３の張り出した前面側に設けられている。このような構成とすることにより、筐体２０の前方の観察者Ａが側面部２０３を見た時、筐体２０の前端面が映像に映り込んで目立つことがないように隠すことが可能となる。反射部材２３の張り出し量は、反射部材２３の剛性や、筐体２０の厚さによって適宜変更することができる。また、第１のスクリーン２１は、反射部材２３の張り出した前面側に設けることに代えて、筐体２０の前面部に設けるようにすることも可能である。

【0022】

筐体２０の前面及び後面は、互いに平行であり、それぞれ横長の長方形をなす前面部２００と後面部２０１になる。
本実施形態においては、前面部２００及び後面部２０１は、縦辺が２０００ｍｍ～４０００ｍｍ、横辺が４０００ｍｍ～１００００ｍｍである。また、前面部２００と後面部２０１との距離は１０００ｍｍ～２０００ｍｍである。
なお、表示装置２の寸法は、設置空間Ｂの広さに応じて適宜変更可能であり、本実施形態よりも大きくすることも可能であり、逆に小さくしてハンディタイプ程度の大きさとすることも可能である。

【0023】

前面部２００は第１のスクリーン２１で封鎖され、後面部２０１は第２のスクリーン２２で封鎖される。
第１のスクリーン２１は、軽くてハリがあり透過性の高い素材、例えば、オーガンジーやボイルのような布地、半透明のアクリル或いはガラス、網材等で形成される。後述するように、観察者Ａは、表示装置２の第１のスクリーン２１に表示される画像を観察し、第１のスクリーン２１には、第２の投影装置４からの画像や、反射部材２３から反射される画像も投影され、それらの画像を透過画像として観察することになるため、第２のスクリーン２２と比較して薄い材質で作られる。
第１のスクリーン２１の周縁部は、反射部材２３の前端から張り出し部分の外周面を覆い、筐体２０の前端面に固定される。
第２のスクリーン２２は、一般的なプロジェクタ用スクリーンに用いられる素材、例えば、シネフレックス生地、半透明のアクリル或いはガラス、鋼材等で形成され、周縁部が筐体２０の後端面に固定される。

【0024】

図１に示すように、第１の投影装置３は、表示装置２の前方側、第１のスクリーン２１の前上方に設けられ、設置空間Ｂの天井Ｃから吊り下げて設置されている。また、第２の投影装置４は、表示装置２の後方側、第２のスクリーン２２の後下方の床面に設置されている。第１の投影装置３及び第２の投影装置４は、映像再生装置で再生した映像を拡大して投影するプロジェクタである。プロジェクタとしては、スクリーンに投影する際に用いられる一般的に使用されているものが使用できる。

【0025】

このように構成された表示システムにおいて、第１の投影装置３は表示装置２に前方から画像を投影し、第２の投影装置４は表示装置２に後方から画像を投影する。表示装置２の前方に位置する観察者Ａが、表示装置２に表示された画像を観察する。
第１の投影装置３から第１のスクリーン２１に投影された画像光による画像は、第１のスクリーン２１に表示され、一部の画像光は第１のスクリーン２１を透過して第２のスクリーン２２に表示されたり、第１のスクリーン２１を透過後に反射部材２３によって反射され、反射された画像が第１のスクリーン２１や第２のスクリーン２２に表示されたりする。

【0026】

逆に、第２の投影装置４から第２のスクリーン２２に投影された画像光による画像は、第２のスクリーン２２に表示され、一部の画像光は第２のスクリーン２２を透過して第１のスクリーン２１に表示されたり、第２のスクリーン２２を透過後に反射部材２３によって反射され、反射された画像が第１のスクリーン２１や第２のスクリーン２２に表示されたりする。

【0027】

第１のスクリーン２１に表示された画像は、表示装置２の前方に位置する観察者Ａが観察でき、それに加えて、第２のスクリーン２２に表示された画像も、第１のスクリーン２１を透過して、表示装置２の前方に位置する観察者Ａが観察できる。

【0028】

これにより、観察者Ａには、第１の投影装置３から第１のスクリーン２１に投影されて表示された画像と、反射光によって第２のスクリーン２２に表示された画像と、第２の投影装置４から第２のスクリーン２２に投影されて表示された画像と、反射光によって第１のスクリーン２１に表示された画像とが重なって見えることになる。
従って、第１の投影装置３と第２の投影装置４とから異なる画像を投影すると、表示装置２に表示される画像は、明るく、非常に幻想的で重層的な深みのあるものとなる。

【0029】

なお、異なる画像を重ねる必要がない場合は、第１の投影装置３のみから画像を投影してもよい。この場合も、第１の投影装置３から第１のスクリーン２１に投影された画像と、第１のスクリーン２１に投影された一部の画像光が透過後に反射部材２３によって反射された画像が重なって見え、幻想的で重層的な深みのある画像を見ることが可能となる。

【0030】

［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態を示す。
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、前面部２００及び後面部２０１以外のすべての面部の内面ではなく、底面部２０２及び両側の側面部２０３の内面に反射部材２３を設けてある点なので、主にこの点について説明する。その他の構成については、第１の実施形態と同様である。

【0031】

本実施形態においては、反射部材２３は、底面部２０２及び両側の側面部２０３の内面にのみ設けられていて、上面部２０４の内面には反射部材２３が設けられていない。そのため、上面部２０４においては、第１の投影装置３及び第２の投影装置４から投影された画像光を反射しないが、底面部２０２及び両側の側面部２０３の内面は画像光を反射するので、画像の明るさと複雑さは確保できる。
また、反射部材２３の前端は、底面部２０２及び両側の側面部２０３の前端と一致するよう設けられる。

【0032】

〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。

【0033】

本実施形態では、第１の投影装置３は、表示装置２の前方側、第１のスクリーン２１の前上方に設けられ、設置空間Ｂの天井Ｃから吊り下げて設置されており、第２の投影装置４は、表示装置２の後方側、第２のスクリーン２２の後下方の床面に設置されている。これらの構成とすることにより、特に第１の投影装置３については、表示装置２の前方側で移動しながら観察する観察者Ａが、第１の投影装置３が邪魔になることがなく観察することが可能となっているが、これらの配置に限定されるものではなく、種々の配置とすることが可能である。例えば、第１の投影装置３を表示装置２の前方側の正面に配置したり、床面に設置することも可能であるし、第２の投影装置を、第２のスクリーン２２の後上方に天井から吊り下げて設置することも可能である。

【0034】

本実施形態では、筐体の第１の面部（前面部２００）と第２の面部（後面部２０１）とは同形状であって、第１の面部及び第２の面部以外の面部は、第１の面部及び第２の面部に直交するように構成されているが、第１の面部と第２の面部とは大きさを変えて、第１の面部及び第２の面部以外の面部を第１の面部及び第２の面部に対して直角以外の角度で交差させることもできる。その場合においても、第１の面部及び第２の面部以外の面部の内面に反射部材２３を設けることとなる。

【0035】

本実施形態では、第１の面部及び第２の面部を長方形としてあるが、その他の形状であってもよい。
また、本実施形態では、第２のスクリーン２２は、一般的なプロジェクタ用スクリーンに用いられる素材を用いているが、第２のスクリーン２２も第１のスクリーン２１と同様に、透過性の高い素材を用いてもよい。さらに、後面部に関しては、第２のスクリーン２２に第２の投影装置４から画像を投影することに代えて、第２のスクリーン２２の位置に、液晶表示装置などの表示装置を配置して、前面部の第１のスクリーン２１の方向に画像を表示するように構成することも可能である。

【0036】

本実施形態では、反射部材として鏡を用いているが、反射率の高い金属箔や金属塗料であってもよい。
この場合において、反射部材が剛性を有しない場合には、筐体の前端から張り出すような構成とはせず、反射部材の前端と筐体の前端とは一致することになる。または、筐体の前端から張り出す薄板材の内面に金属箔や金属塗料を配設してもよい。

【0037】

第１の実施形態では、第１の面部及び第２の面部以外のすべての面部の内面に全面に亘って反射部材を設け、第２の実施形態では、底面部及び両側面部の内面に全面に亘って反射部材を設けてあるが、第１の面部及び第２の面部以外の少なくとも一つの面部のみ、望ましくは底面部の内面のみに反射部材を設けることもできる。
また、第１の面部及び第２の面部以外の面部の内面全面ではなく、一部に反射部材を設けることも可能である。

【符号の説明】

【0038】

１ 表示システム
２ 表示装置
２０ 筐体
２００ 前面部（第１の面部）
２０１ 後面部（第２の面部）
２０２ 底面部
２０３ 側面部
２０４ 上面部
２０５ 脚部
２１ 第１のスクリーン
２２ 第２のスクリーン
２３ 反射部材
３ 第１の投影装置
４ 第２の投影装置
Ａ 観察者
Ｂ 設置空間
Ｃ 天井

【要約】

【課題】重層的で深みのある明るい画像を表示できる表示装置及び表示システムを提供すること。
【解決手段】表示装置は、筐体と、筐体の第１の面部に設けられた第１のスクリーンと、筐体の第１の面部に対向する第２の面部に設けられた第２のスクリーンと、筐体の第１の面部及び第２の面部以外の少なくとも一つの面部の内面に設けられた反射部材とを備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】