特許 7603967 投映システム

(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】

(24)【登録日】2024-12-13

(45)【発行日】2024-12-23

(54)【発明の名称】投映システム

(51)【国際特許分類】

   G09B 27/00 20060101AFI20241216BHJP

   E04H 3/10 20060101ALI20241216BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20241216BHJP

   A63J 17/00 20060101ALI20241216BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20241216BHJP

【ＦＩ】

G09B27/00 B

E04H3/10 Z

G03B21/00 D

A63J17/00

H04N5/74 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020200360

(22)【出願日】2020-12-02

(65)【公開番号】P2022088101

(43)【公開日】2022-06-14

【審査請求日】2023-11-30

(73)【特許権者】

【識別番号】508067839

【氏名又は名称】有限会社大平技研

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大平 貴之

【審査官】鈴木 崇雅

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２５７９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０６０７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７０２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３１２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２６８２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｂ ２７／００－０８

Ｅ０４Ｈ ３／１０

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ａ６３Ｊ １７／００

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

仮想球体の中心を通る水平面よりも下側に設けられた基礎面と、
前記中心を通る水平面よりも下側に下端縁が設けられ、前記下端縁から上側の前記仮想球体の内面の全面に設けられた球面様のスクリーンと、
観客が位置するように構成された面が前記下端縁より上側に配置され、前記スクリーンよりも内側に前記スクリーンから離間して配置されている観客台と、
前記観客台よりも下側の前記観客から見えない位置に配置されて投映領域が互いに異なる複数のプロジェクタを含み、前記複数のプロジェクタで前記中心を通る水平面よりも下側から前記仮想球体の頂上まで隙間なく前記スクリーンに映像を投映するように構成されているプロジェクタ群と
を備え、
前記プロジェクタ群は、水平方向の位置が前記スクリーンと前記観客台との間となる位置であって前記基礎面に配置され、前記スクリーンの頂上の部分を含む第１の領域に映像を投映するように構成された少なくとも一つの前記プロジェクタを含む第１のプロジェクタ群を含む、
投映システム。

【請求項2】

前記プロジェクタ群は、前記観客台の下方に配置され、前記第１の領域よりも下側の第２の領域に映像を投映するように構成された少なくとも一つの前記プロジェクタを含む第２のプロジェクタ群を含む、請求項１に記載の投映システム。

【請求項3】

仮想球体の中心を通る水平面よりも下側に設けられた基礎面と、
前記中心を通る水平面よりも下側に下端縁が設けられ、前記下端縁から上側の前記仮想球体の内面の全面に設けられた球面様のスクリーンと、
観客が位置するように構成された面が前記下端縁より上側に配置され、前記スクリーンよりも内側に前記スクリーンから離間して配置されている観客台と、
前記観客台よりも下側の前記観客から見えない位置に配置されて投映領域が互いに異なる複数のプロジェクタを含み、前記複数のプロジェクタで前記中心を通る水平面よりも下側から前記仮想球体の頂上まで隙間なく前記スクリーンに映像を投映するように構成されているプロジェクタ群と、
前記観客台を傾斜可能に支持するアクチュエータと、
前記プロジェクタ群に前記観客台の傾斜に応じた映像を前記スクリーンに投映させる制御装置と
を備え、
前記プロジェクタは、前記観客台が傾斜しても前記観客から見えない位置に配置されている、
投映システム。

【請求項4】

前記観客台は、前記観客の目の位置が前記中心を通る水平面と等しい高さ又は当該水平面よりも高い位置となるように配置されている、請求項１乃至３の何れかに記載の投映システム。

【請求項5】

前記観客台は、下方から前記基礎面の上に支持されている、請求項１乃至４の何れかに記載の投映システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投映システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ドーム状のスクリーン又は球状のスクリーンなどに映像を投映して、その映像を観客が観賞するシアターが知られている。このようなシアターでは、一般に複数のプロジェクタが用いられる。それぞれのプロジェクタから投映される映像が互いに適切につながるように各部が調整されることで、広いスクリーンの全面に一つの映像が映し出される。例えば、半球状のドームスクリーンに夜空の映像などが投映されるデジタルプラネタリウムなどが知られている。

【0003】

映像に取り囲まれることによって、観客はその映像の世界に没入する感覚を味わうことができる。例えば特許文献１には、球体の内壁をスクリーンとして全球にわたって映像を投映する全球型映像施設に関する技術が開示されている。この施設では、球体の中央を貫通するように橋梁状の通路が設けられている。通路の両端は、球体の内外に開口した一対の出入り口と連結している。この出入り口のそれぞれの周囲には複数台のプロジェクタが配置され、各プロジェクタが対向するスクリーンの分割領域に映像を投映する。これら分割領域の画像をつなぎ合わせることで全球にわたって映像が投映される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４５３８３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されている施設では、ほぼ全球にわたって映像が投映され得るが、観客の観覧スペースが細長い通路であり、観覧スペースがごく限られる。また、観客は、出入り口の周囲に設けられたプロジェクタを容易に視認できる。プロジェクタを視認できる状況では、観客は映像世界への没入感を得にくい。

【0006】

本発明は、観客に投映映像への没入感を与えられる観賞環境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】

【0007】

本発明の一態様によれば、投映システムは、仮想球体の中心を通る水平面よりも下側に設けられた基礎面と、前記中心を通る水平面よりも下側に下端縁が設けられ、前記下端縁から上側の前記仮想球体の内面の全面に設けられた球面様のスクリーンと、観客が位置するように構成された面が前記下端縁より上側に配置され、前記スクリーンよりも内側に前記スクリーンから離間して配置されている観客台と、前記観客台よりも下側の前記観客から見えない位置に配置されて投映領域が互いに異なる複数のプロジェクタを含み、前記複数のプロジェクタで前記中心を通る水平面よりも下側から前記仮想球体の頂上まで隙間なく前記スクリーンに映像を投映するように構成されているプロジェクタ群とを備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、観客に投映映像への没入感を与えられる観賞環境を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る投映システムの構成例の概略を示す側方から見た模式図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る投映システムの構成例の概略を示す上方から見た模式図である。

【図3】図３は、第２の実施形態に係る投映システムの構成例の概略を示す側方から見た模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［第１の実施形態］
第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る投映システム１の構成例の概略を示す側方から見た模式図である。図２は、投映システム１の構成例の概略を示す上方から見た模式図である。投映システム１は、球面様のスクリーンに複数のプロジェクタによって投映される映像を、観客が当該球面の内部から観賞することができるドーム型の映像シアターに関する。複数のプロジェクタによって投映される映像は、互いに適切につながるように調整されており、スクリーンの全面に一つの大きな映像が映し出されるように構成されている。特に、投映システム１では、水平方向全周にわたって天頂から観客の目の位置よりも下まで映像が映し出される。

【0011】

投映システム１の構成について、仮想球体９１を考えて説明する。投映システム１は、基礎面１０の上に設けられている。基礎面１０は、仮想球体９１の中心９２を通る水平面９３よりも下側に設けられている。投映システム１の球面様のスクリーン２０は、基礎面１０の上側の仮想球体９１の内面の全面に設けられている。すなわち、スクリーン２０の下端縁２１は、仮想球体９１の中心９２を通る水平面９３より下側にある。また、スクリーン２０の下端縁２１は、基礎面１０と仮想球体９１との交線に又は当該交線よりも上側に位置している。このように、スクリーン２０は、仮想球体９１の中心９２を通る水平面９３より下側から仮想球体９１の頂上９４までを隙間なく覆っている。言い換えると、本実施形態の投映システム１では、スクリーン２０は、半球よりも広く下側まで、１８０度を超えて過半球状に設けられている。なお、ここで示す例では、基礎面１０は、水平な平面としているが、これに限らない。基礎面１０は、水平から傾いていてもよいし、湾曲していたり凹凸があったりしてもよい。

【0012】

投映システム１では、観客は、観客台３０に乗って映像を観賞する。観客台３０の観客が位置する面３１は、スクリーン２０の下端縁２１より上側に位置している。また、観客台３０は、水平方向には仮想球体９１の中央部分に、すなわち、スクリーン２０よりも内側に、スクリーン２０から離間して配置されている。図示する例では、観客台３０は、円盤形状をしている。このように、投映システム１では、スクリーン２０と観客台３０との間には、隙間９５がある。観客台３０の高さは、観客台３０の上の観客８７の目の位置８８が、仮想球体９１の中心９２を通る水平面９３と等しい高さ又は水平面９３よりも高くなることが好ましい。例えば、観客台３０の高さは、仮想球体９１の中心９２を通る水平面９３よりも高い。観客台３０は、例えば、観客台支持部３３によって、下方から基礎面１０の上に支持されている。観客台３０の周縁部には柵又は囲い壁３２が設けられており、柵又は囲い壁３２は、観客８７が観客台３０の外側に体を出さないように制限し、また、所定の範囲で観客８７の下向きの視線を遮る。

【0013】

スクリーン２０と観客台３０とのこのような配置によって、観客台３０の上の観客８７は、水平方向には観客８７の全周にわたって、垂直方向には自身の足元よりも下にあるスクリーン２０の下端縁２１近傍から天頂のスクリーン２０の頂上２２まで、観客８７の周囲を取り囲んだ映像を観賞することができる。このような周囲を囲む映像によって、観客８７は、映像への没入感を得ることができる。

【0014】

なお、観客８７は、基礎面１０の高さに設けられた入り口から投映システム１の内部に入り、基礎面１０から観客台支持部３３に設けられた階段又はエレベータなどで、観客台３０の真下から、又は、観客台３０の側部から、観客台３０の上に登ることができる。あるいは、投映システム１は、入退場時のみ観客台３０の面３１に接続される、観客台３０の横から水平方向に延びる通路、又は、観客台３０の上から垂直方向に延びるエレベータなどで、観客８７が観客台３０の面３１に出入りするように構成されていてもよい。

【0015】

投映システム１は、スクリーン２０に映像を投映するため、複数のプロジェクタ６１を備える。各々のプロジェクタ６１が映像を投映する領域は互いに異なり、それらの端の一部が重なるように配置されている。投映システム１では、このように、複数のプロジェクタ６１を含むプロジェクタ群５０によって、スクリーン２０の下端縁２１付近から上側の全面に隙間なく映像が投映される。すなわち、プロジェクタ群５０の複数のプロジェクタ６１によって、仮想球体９１の中心９２を通る水平面９３よりも下側から仮想球体９１の頂上９４まで隙間なくスクリーン２０に映像が投映される。プロジェクタ群５０の各プロジェクタ６１は、コンピュータを有する映像制御装置７１に接続されている。各プロジェクタ６１が投映する映像は、映像制御装置７１によって制御される。

【0016】

ここで、プロジェクタ群５０の各々のプロジェクタ６１は、観客台３０よりも下側の観客８７から見えない位置に配置されている。したがって、観客８７から見てスクリーン２０に投映される映像がプロジェクタ６１の光によって邪魔されることがないし、プロジェクタ６１が視界に入って観客８７が興ざめすることもないし、プロジェクタ６１によって投映される映像に観客８７の影が映り込むこともない。

【0017】

プロジェクタ６１の配置についてさらに説明する。プロジェクタ群５０は、少なくとも１つのプロジェクタ６１を含む第１のプロジェクタ群５１と、少なくとも１つのプロジェクタ６１を含む第２のプロジェクタ群５２とを含む。第１のプロジェクタ群５１のプロジェクタ６１は、スクリーン２０の上側の第１の領域８１に映像を投映するように構成されている。第２のプロジェクタ群５２のプロジェクタ６１は、スクリーン２０の下側の第２の領域８２に映像を投映するように構成されている。図示する例では、第１のプロジェクタ群５１と第２のプロジェクタ群５２とは、それぞれ６台のプロジェクタ６１を含む。それぞれ６台の第１のプロジェクタ群５１のプロジェクタ６１と第２のプロジェクタ群５２のプロジェクタ６１とが、水平方向に６分割された領域に映像を投映することで、水平方向に３６０度、全周にわたって映像が投映される。

【0018】

第１のプロジェクタ群５１のプロジェクタ６１は、それぞれスクリーン２０と観客台３０との隙間９５の基礎面１０に配置されている。すなわち、第１のプロジェクタ群５１のプロジェクタ６１は、水平方向の位置がスクリーン２０と観客台３０との間となる位置に配置されている。第１のプロジェクタ群５１のプロジェクタ６１が映像を投映する第１の領域８１は、スクリーン２０の頂上２２を含む領域である。第１のプロジェクタ群５１のプロジェクタ６１は、観客台３０の下方の基礎面１０の観客８７から死角になる領域であって、水平方向には観客台３０から離れてスクリーン２０側に寄った位置に配置され得る。このような配置によって、当該プロジェクタ６１は、観客台３０や観客８７が妨げになることなく、無理なくスクリーン２０の頂上２２の部分まで映像を投映することができる。

【0019】

第２のプロジェクタ群５２のプロジェクタ６１は、それぞれ観客台３０の下に配置されている。第２のプロジェクタ群５２のプロジェクタ６１が映像を投映する第２の領域８２は、第１の領域８１の下側の領域である。観客台３０の下に配置されることで、第２のプロジェクタ群５２のプロジェクタ６１は、観客８７から見えることがない。また、観客台３０の下に配置されることで、当該プロジェクタ６１は、観客８７よりも下方に位置する部分を含むスクリーン２０の下側の第２の領域８２に、無理なく映像を投映することができる。

【0020】

本実施形態の投映システム１によれば、観客８７を、水平方向に全周にわたって、垂直方向に１８０度以上にわたって、映像で囲むことができ、観客８７に投映映像への没入感を与えることができる観賞環境を提供することができる。このような投映システム１は、例えばプラネタリウムにも応用できる。

【0021】

従来からドーム状又は球状の映像シアターが知られている。例えば、半球状のドーム型のスクリーンの全面に複数のプロジェクタで映像を投映することが行われている。このような場合には、観客の存在が投映を妨げないように、一般に、半球状のスクリーンよりも下側に観客席を設け、半球状のスクリーンの下側からプロジェクタで映像を投映することが行われる。すなわち、観客は、半球状のスクリーンの下から見上げることになる。例えば、星空を見上げるプラネタリウムなどの用途としては、このような構成も優れている。しかしながら、観客により没入感を与える映像としては、天頂から観客の目の高さよりも下側まで観客を映像で覆うことが好ましい。

【0022】

１８０度を超えて過半球状のスクリーンを設けて、天頂から観客の目の高さよりも下側まで映像を投映する構成としては、スクリーンの一部に穴をあけて、その穴からプロジェクタで映像を投映する構成も知られている。このような構成では、観客を避けるように映像を投映することができるので、球状のスクリーンへの投映も可能である。しかしながら、このような構成では、プロジェクタを配置する穴の部分で映像が途切れ、全周にわたって観客を映像で囲むことはできない。また、このことは、観客に映像への没入感を与えることの妨げとなる。

【0023】

これらに対して、本実施形態の投映システム１によれば、球状ではなく足下への投映はないものの、水平方向の全方位にわたって、天頂から観客８７の目の位置８８よりも下側まで１８０度以上の範囲で、途切れることのない映像で観客８７を囲むことができる。投映される映像に観客８７の影が出ることはなく、また、観客８７はプロジェクタ６１を一切視認できない。このため、臨場感が損なわれることはない。投映システム１は、このような広い視野角の映像により、観客８７にこれまでに体験したことがない感覚を与えることができる。なお、投映システム１では、映像が投映されない観客８７の足元の空間が、プロジェクタ６１を配置する空間として適切に活用されていると言える。

【0024】

［第２の実施形態］
第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。図３は、本実施形態に係る投映システム２の構成例の概略を示す側方から見た模式図である。本実施形態に投映システム２では、観客台３０が、観客台支持部３３の上に傾斜支持機構４０を介して支持されており、この点が第１の実施形態の投映システム１と異なる。

【0025】

傾斜支持機構４０は、観客台３０を傾斜可能に支持するアクチュエータ４１を含む。傾斜支持機構４０は、例えば、スチュワートプラットフォームなどと称される機構であり、観客台３０の底面の３か所をそれぞれ２つ、合計６つの油圧式のアクチュエータ４１で支持する機構である。各々の油圧式のアクチュエータ４１の長さが制御されることで、観客台３０の位置及び姿勢は、ｘ、ｙ、ｚの３軸の平行移動とピッチ、ロール、ヨーの３軸の回転との合計６自由度で制御される。

【0026】

観客台３０の上には、シートベルトを備えた座席が設けられている。観客８７は、シートベルトで体を座席に固定して着席し、スクリーン２０に投映される映像を観賞する。

【0027】

傾斜支持機構４０の動作は、観客台制御装置７２によって制御される。映像制御装置７１と観客台制御装置７２とは、制御装置７３に接続されている。制御装置７３は、映像制御装置７１を介して制御するスクリーン２０に投映する映像と、観客台制御装置７２を介して制御する観客台３０の傾き等の動きとを同期させる。スクリーン２０に投映される映像を観客台３０の傾斜に連動して傾けて、観客８７に傾斜したことを気付かせずに水平方向の重力ベクトルを感じさせる。このようにして、観客８７は、加速感や減速感を疑似的に体験できるようになっている。

【0028】

投映システム２では、プロジェクタ６１は、観客台３０が傾斜した場合でも、観客８７から見えない位置に配置されている。すなわち、投映システム２では、プロジェクタ６１の配置、スクリーン２０の形状、観客台３０の最大傾斜角度、観客台３０上の座席及び柵又は囲い壁３２の位置関係が考慮されている。

【0029】

第２の実施形態の投映システム２でも、第１の実施形態の投映システム１と同様に、複数のプロジェクタ６１を含むプロジェクタ群５０によって、映像制御装置７１の制御下でスクリーン２０の全面に隙間なく映像が投映される。各々のプロジェクタ６１は、観客台３０よりも下側の観客８７から見えない位置に配置されている。

【0030】

プロジェクタ群５０は、第１のプロジェクタ群５１と第２のプロジェクタ群５２とを含む。第１のプロジェクタ群５１のプロジェクタ６１は、それぞれスクリーン２０と観客台３０との隙間９５の基礎面１０の観客８７から死角になる位置に配置されている。第１のプロジェクタ群５１のプロジェクタ６１は、スクリーン２０の頂上２２を含む第１の領域に映像を投映する。

【0031】

第２のプロジェクタ群５２のプロジェクタ６１は、それぞれ観客台３０の下に配置されている。第２のプロジェクタ群５２のプロジェクタ６１は、第１の領域８１の下側の第２の領域８２に映像を投映する。第１の実施形態の投映システム１では、第１の領域８１の下端からスクリーン２０の下端縁２１まで、１台のプロジェクタ６１によって映像が投映されている。これに対して、第２の実施形態の投映システム２では、第１の領域８１の下端からスクリーン２０の下端縁２１までの第２の領域８２が、上側領域８２ａと下側領域８２ｂとに分割されている。第２のプロジェクタ群５２は、上側プロジェクタ群５２ａと下側プロジェクタ群５２ｂとを含む。第２の領域８２の上側領域８２ａには、第２のプロジェクタ群５２の上側プロジェクタ群５２ａによって映像が投映される。第２の領域８２の下側領域８２ｂには、第２のプロジェクタ群５２の下側プロジェクタ群５２ｂによって映像が投映される。

【0032】

この例のように、第２の領域８２は、高さ方向にいくつに分割されていてもよい。なお、第２の領域８２の上側領域８２ａなどに映像を投映するプロジェクタ６１は、第１のプロジェクタ群５１と同様に、スクリーン２０と観客台３０との隙間９５の基礎面１０に配置されていてもよい。このように、本実施形態において、及び上述の第１の実施形態においても、プロジェクタ６１の配置と各々のプロジェクタ６１が映像を投映する領域とは、適宜に調整され得る。

【0033】

本実施形態の投映システム２も、観客８７を、水平方向に全周にわたって、垂直方向に１８０度以上にわたって映像で囲むことができる。さらに、本実施形態の投映システム２は、観客８７に加速度をも感じさせることができる。その結果、投映システム２は、観客８７により高い没入感を与えることができる観賞環境を提供することができる。

【0034】

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

【0035】

例えば、上述の各実施形態において、スクリーン２０の形状は、球面の一部に限らず、楕円球の一部であっても、歪んだ形状であってもよい。上述の各実施形態では、これらの形状も含めて球面様として説明している。

【符号の説明】

【0036】

１ 投映システム
２ 投映システム
１０ 基礎面
２０ スクリーン
２１ 下端縁
２２ 頂上
３０ 観客台
３１ 面
３２ 柵又は囲い壁
３３ 観客台支持部
４０ 傾斜支持機構
４１ アクチュエータ
５０ プロジェクタ群
５１ 第１のプロジェクタ群
５２ 第２のプロジェクタ群
５２ａ 上側プロジェクタ群
５２ｂ 下側プロジェクタ群
６１ プロジェクタ
７１ 映像制御装置
７２ 観客台制御装置
７３ 制御装置
８１ 第１の領域
８２ 第２の領域
８２ａ 上側領域
８２ｂ 下側領域
８７ 観客
８８ 目の位置
９１ 仮想球体
９２ 中心
９３ 水平面
９４ 頂上
９５ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】