【手続補正書】
【提出日】平成17年7月20日(2005.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】立体投影装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地形の起伏を立体的に表現した立体スクリーンと、該立体スクリーンに、前記地形の画像を投影する投影手段とを備え、前記画像は、立体スクリーンに形成された立体形状の凹凸部と投影されるフィルム面の前記凹凸部に対応した画像のズレを防ぐように予め補正されていることを特徴とする立体投影装置。
【請求項２】
上記立体スクリーンは、地形などの立体形状をＮＣ制御などにより制御される切削機械により加工して金型を形成し、この金型を用いた真空成形によって薄い合成樹脂板などの板状素材に前記立体形状を成形することによって製造されていることを特徴とする請求項１に記載の立体投影装置。
【請求項３】
上記立体スクリーンは、透明な合成樹脂素材を切削機械により切削加工して地形などの立体形状を形成することによって製造されていることを特徴とする請求項１に記載の立体投影装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地形の起伏の三次元形状を立体的に表現した投影スクリーンに、前記地形の視覚的情報（画像）を投影することにより、前記スクリーンに投影される前記地形を立体的に表示することを可能にした立体投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より地形や商品などに関する様々な視覚的情報を普通の平坦面のスクリーンに静止画、或は、動画の画像として投影することは、ごく当り前に行われている。しかし、このような平坦面のスクリーンへの地形や商品などの画像が投影されても、投影された画像を、その画像を観る者全員に均質な三次元の画像情報として把握させることは、投影された画像がフラットであること、或は、観る者の感性や審美感などに個人差があることなどの要因により相当困難であった。
【０００３】
例えば、地形に関する航空写真や衛星写真は、それがフルカラーで撮影されたものであっても、例えば、多少の濃淡があっても緑一色に現れる緑地が平坦なスクリーンに投影されただけでは、実際の地形の起伏をその写真から把握することは不可能である。この点は、表面の凹凸形態などが複雑な商品を陰影を強調するなどの手法で撮影して立体的に見せようとしても、その商品の実際の凹凸形態の細部までは把握しにくいのと同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の投影手法では、スクリーンに投影された地形の三次元情報を視覚的に把握することは困難であることに鑑み、地形の三次元情報を、よりリアルに立体的に表現することによって、その表示自体を実際の地形に近い状態でスクリーンに表示し、その表示に訴求力などを持たせることを可能にした立体投影装置を提供することを、その課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明立体投影装置の構成は、地形の起伏を立体的に表現した立体スクリーンと、該立体スクリーンに、前記地形の画像を投影する投影手段とを備え、前記画像は、立体スクリーンに形成された立体形状の凹凸部と投影されるフィルム面の前記凹凸部に対応した画像のズレを防ぐように予め補正されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明において、上記の立体スクリーンは、一枚に形成されたタイプ、或は、複数枚を集合したタイプのいずれであってもよい。また、前記立体スクリーンに投影される画像は、一台の画像投影手段、又は、複数台の投影手段から投影することができる。
【０００７】
更に、本発明における前記画像の投影は、立体スクリーンの表面側或は裏面側のいずれ側から行ってもよい。また、立体スクリーンに投影する画像は、静止画像に限られるものではなく動画像であってもよい。動画像は、例えば、同一の地形に在る火山の噴火、それによる火砕流や土砂流の流れの状況、或は、河川の氾濫の様子を撮影した動画像を前記地形の画像の上に重ねて投影することにより、前記噴火などの発生状況などを、立体スクリーンに投影されている地形の中にある当該火山や河川の上に再現する場合などに用いる。
【０００８】
更には、画像が投影される立体スクリーンをコンピュータに接続してそのスクリーン上にマウス・ポインタやカーソルを投影させ、前記ポインタやカーソルを地形上を走査させることにより、上記の河川氾濫を防ぐための堤防の設置や土石流などに対する砂防ダムの設置をシミュレーションできるように形成することもできる。
【０００９】
本発明において、上記のような画像が投影される立体スクリーンは、例えば、地形などの立体形状をＮＣ制御などにより制御される切削機械により加工して金型を形成し、この金型を用いた真空成形によって薄い合成樹脂板などの板状素材に前記地形などの立体形状を成形した立体スクリーンを得る。この板状素材は白色や半透明或は透明であることが望ましいが、それに限られるものではない。また、立体スクリーンは、透明な合成樹脂素材を上記と同様の切削機械により地形などの立体形状に切削加工して形成したものでもよい。
【００１０】
なお、白色系の板状素材を上記の真空成形によって立体スクリーンに成形すると、その板材は金型の凹凸に沿った形態に部分的な伸びを伴い乍ら成形されるので、白色系の板状素材を本発明立体スクリーンに成形加工すると厚さが不均一になり、それが外見上判別できるため見映えが良好でない。そこで本発明では、透明な板状素材を真空成形によって立体スクリーンに形成し、その後、当該スクリーンの表面又は／及び裏面を、光を拡散させることを目的として、サンドブラスト加工や白色塗料の塗布を施し、これによってスクリーン全体をほぼ均一な状態の不透明乃至半透明にする。
【００１１】
上記の本発明立体スクリーンは、マーカペンなどによって任意に書込みやその消去が可能であり、また、地形用の立体スクリーンでは、県境や道路，鉄道，河川などの基本的な地図情報を、印刷などにより予め書き込んでおく場合がある。
更には、同じ立体パターンの透明な立体スクリーンを複数枚作製しておき、各スクリーンの個々に、前記の道路などの基本的な地図情報を個別に書き込み、必要な情報が書き込まれた立体スクリーンを、地形画像のみを投影する立体スクリーンに重ねて使用するという利用形態を採ることもできる。また、地形画像の投影した立体スクリーンに、種々の地図情報の一つ乃至は二つ以上の画像を重ねて投影する態様も採ることができる。このようにして利用できる情報としては、上記例のほか、土地の利用形態に関する情報、気温の分布状態、稀少生物等の分布状態、計画道路図などがある。
【００１２】
本発明の立体投影装置では、例えば地形の凹凸を表現した立体スクリーンに、当該凹凸に対応した地形の画像をそのまま投影した場合、スクリーン上の凹凸部と画像の凹凸部が微妙にズレることがある。これは、スクリーンに表現された拡大された三次元の凹凸面に対し、その凹凸に対応した部分の縮尺画像が点光源により投影されるとき、スクリーンの凹凸面に投写される画像光線が平行光ではないことにより生じる。そこで、本発明では、フィルム面の縮尺画像と光源（点）とスクリーン面との位置関係に基づいてズレが生じないようにフィルム面の画像を予め補正しておき、その補正画像を立体をスクリーンに投影することにより、上記のズレを防止するようにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明立体投影装置の実施の形態例について、図を参照しつつ説明する。図１は本発明立体投影装置の原理的構成を模式的に例示した斜視図、図２〜図５は、本発明立体投影装置における立体スクリーンと投影手段の配置関係の例を説明するための側面図、図６は立体スクリーンに投影されるフィルム上の画面と当該スクリーンの凹凸部のズレの発生を説明するための模式図、図７は地形を表わした金型の一例の断面図、図８はこの金型を使用して立体スクリーンを作製する状態の断面図、図９は立体スクリーンの一例の断面図である。
【００１４】
図７の地形を表わした金型Ｄは、或る地域の地形に関する情報を数値制御データのベースとするＮＣ制御により制御される例えばフライス盤によって木製又は合成樹脂製若しくは金属製などの板材１の表面に、前記地形の立体形状２を彫刻（切削）することにより形成されている。この地形の立体形状２を表現した金型Ｄは、その上に立体スクリーンＳに形成される合成樹脂製薄板３をクランプＣＬなどに支持させて対面させて配置し、この薄板３の上に面状ヒータ４を配置してそのヒータ４を駆動することにより、前記薄板３の全面を軟化させて金型Ｄの立体形状２の表面に当該軟化薄板３の下面を重複させ、この状態で前記薄板３の下面と金型Ｄの立体形状２の表面の間に残留している空気を真空ポンプなどで吸引することにより、前記立体形状２の表面に軟化薄板３を全面密着させ、この後、薄板３を冷却すると、図９の断面形状で、立体形状２が転写立体形状２′に形成された立体スクリーンＳが得られる。
【００１５】
本発明における立体スクリーンＳは、上記の真空成型法によらず、例えば透明な合成樹脂製板に、直接、上記の立体形状２を彫り込んだ形態に形成し、それを立体スクリーンＳとすることもできる。また、上記金型Ｄの彫刻は商品や地形等の形態を精密に再現したものではなく、大まかな簡易的に表現される三次元形態（立体）による彫刻で足り、この金型Ｄにより形成される立体スクリーンＳであっても、投影される画像は十分にリアリティを持った立体画像として表現される。
【００１６】
上記のようにして作製される立体スクリーンＳは、図１に例示するように本発明投影装置の一部を構成する例えば筺体Ｂの上面開口部に配置し、該筺体Ｂの内部に収装した、上記スクリーンＳに形成された転写立体形状２′に対応する画像を当該スクリーンＳに投影するための、一例として高輝度，高精細度プロジェクタなどによる投影手段Ｐから画像が投影されることにより、この立体スクリーンＳに表現された立体地形に合致する当該地形の画像をこのスクリーンＳの上に見ることができる。図１では、前記投影手段Ｐに、前記地形の地図情報を格納したパソコンＰＣが接続され、当該パソコンＰＣからの地図情報を投影手段Ｐから立体スクリーンＳの地形に投影できるように構成している。
【００１７】
これにより、前記スクリーンＳの立体形状２′は、投影手段Ｐから投影される画像を写し出すことにより、その地形がすこぶるリアリティのある実在感を発揮することになり、これを観る者は、地形などを視覚的な立体感をもって把握することができることとなる。
【００１８】
本発明立体投影装置は、図２〜図５に例示する態様で立体スクリーンＳと投影手段Ｐとの配置形態をとることができる。図２〜図５において、図１と同一符号は同一部材を示すが、Ｆは床、Ｗは壁である。
【００１９】
本発明立体投影装置による立体形状の投影においては、図６に例示したように、立体スクリーンＳに表現された凹凸の地形２１と、この凹凸地形２１に対応するフィルム面の画像２２が光源Ａの光によりスクリーンＳに投影される凹凸画像２２′との間にズレが生じることがある。これは、立体スクリーンＳの凹凸地形２１に対してフィルム面を通る光源Ａの光がそのスクリーンＳに平行光により到達しないため、投影される前記凹凸地形部分の画像２２′とそのスクリーンＳに形成されている前記地形２１の凹凸とが一致しないことに起因するものである。
【００２０】
そこで本発明では上記不都合を解消するため、フィルム面の二次元画像２２を画像処理技術によって予め補正した画像に形成しておき、投影面の画像２２′がスクリーンＳの凹凸地形２１とズレないかそのズレを無視できる程度になるようにする。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上の通りであって、地形の起伏を立体的に表現した立体スクリーンと、該立体スクリーンに、前記地形の画像を投影する投影手段とを備え、前記画像は、立体スクリーンに形成された立体形状の凹凸部と投影されるフィルム面の前記凹凸部に対応した画像のズレを防ぐように予め補正されているから、地形の画像を立体的表現を以てスクリーン上に表現することができるという効果がある。
【００２２】
本発明によれば、立体スクリーンに地形を、実際のものの凹凸形状などの三次元形態を伴って立体的に表現できることにより、例えば立体地形図の上での様々な自然現象などのシミュレーションを効果的に行うことが可能になるなど、スクリーンに投影した画像の利用形態を利便性やリアリティーを伴って拡張することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
Ｓ    立体スクリーン
Ｂ    筺体
Ｐ    投影手段
Ｄ    金型
１    板材
２    立体形状
２′    転写立体形状
３    合成樹脂製薄板
４    ヒータ