(57)【要約】【課題】高い透過率を実現するとともに、装置の小型化を図ることがきる表示装置を提供する。【解決手段】可視光に対して透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーン２１と、スクリーン２１に映像が投射されるときはスクリーン２１を散乱状態とし、スクリーン２１に映像が投射されないときはスクリーン２１を透過状態とする同期制御部３１と、スクリーン２１の位置情報及び方位情報及び現在時刻情報を取得するＧＰＳ受信機４１と、現在位置情報及び現在方位情報及び現在時刻情報に基づいてスクリーン２１を透過して視認可能な星空に関する情報である星座情報をスクリーン２１に投射するプロジェクタ１１と、を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光に対して透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、
前記スクリーンを前記散乱状態と前記透過状態に切り替える制御手段と、
前記スクリーンの現在位置情報及び方位情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段が取得した前記現在位置情報及び前記方位情報に基づいて、前記スクリーンを透過して視認可能な対象物に関する情報を前記スクリーンが前記散乱状態のときに前記スクリーンに投射する投射手段と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記スクリーンの前記透過状態と前記散乱状態とを所定の周期で交互に切り替え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】
前記情報取得手段が、現在時刻情報を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記投射手段が前記スクリーンに投射する前記対象物に関する情報の表示サイズを変更する変更手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記スクリーンから観察者までの距離を測定する距離測定手段を有し、
前記変更手段が、前記距離測定手段が測定した前記スクリーンから観察者までの距離に基づいて前記対象物に関する情報の表示サイズを変更することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
可視光に対して透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、前記スクリーンを前記散乱状態と前記透過状態に切り替える制御手段と、前記スクリーンに任意の情報を投射する投射手段と、を有する表示装置の表示方法において、
情報取得手段により前記スクリーンの位置情報及び方位情報を取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程で取得した前記位置情報及び前記方位情報に基づいて、前記スクリーンを透過して視認可能な対象物に関する情報を前記スクリーンが前記散乱状態のときに前記投射手段に投射させる投射工程と、
を含むことを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
観察対象物として、例えば星空を観察する際には、星座盤等を手元に置いて、実際の星空と比較しながら観察することが行われている。
【０００３】
星座盤は実際の星空と重ねて見ることができないので、星座盤と星空とを交互に見比べなければならない。そのため、あまり星座に詳しくない人や、星座盤に慣れていない人にとっては時間と労力を要する。また、夜空で星座盤を読むために、一度懐中電灯などを使って照らした星座盤を見ると、眼が暗い夜空の星を見るのに慣れるまでにさらに時間がかかってしまうという問題があった。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１に記載されている星座画像表示装置が提案されている。特許文献１には、ハーフミラーやホログラム素子を用いたコンバイナを用いて、別途生成した星座の画像情報の虚像を、視点から見てコンバイナの先の空間に結像することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１３４４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された星座画像表示装置は、コンバイナを用いているので、画像投光装置とコンバイナの距離をとる必要があり装置が大型化してしまい、星座盤のように使用者が気軽に自分の手に持って自分が見たい方向の星座を見る用途には向かない。
【０００７】
また、コンバイナの場合透過率が低いので、星空など暗い背景を観察する場合は透過率を上げると表示のための光の強度を上げなくてはならず、装置の大きさに影響したり、バッテリにより稼働させた際の稼働時間が短くなるといった問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、高い透過率を実現するとともに、装置の小型化を図ることがきる表示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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、可視光に対して透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、前記スクリーンを前記散乱状態と前記透過状態に切り替える制御手段と、前記スクリーンの現在位置情報及び方位情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段が取得した前記現在位置情報及び前記方位情報に基づいて、前記スクリーンを透過して視認可能な対象物に関する情報を前記スクリーンが前記散乱状態のときに前記スクリーンに投射する投射手段と、を有することを特徴とする表示装置である。
【００１０】
請求項６に記載された発明は、可視光に対して透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、前記スクリーンを前記散乱状態と前記透過状態に切り替える制御手段と、前記スクリーンに任意の情報を投射する投射手段と、を有する表示装置の表示方法において、情報取得手段により前記スクリーンの位置情報及び方位情報を取得する情報取得工程と、前記情報取得工程で取得した前記位置情報及び前記方位情報に基づいて、前記スクリーンを透過して視認可能な対象物に関する情報を前記スクリーンが前記散乱状態のときに前記投射手段に投射させる投射工程と、を含むことを特徴とする表示方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例にかかる表示装置の概略構成図である。
【図２】図１に示されたスクリーンの模式的な断面図である。
【図３】図１に示されたスクリーンの状態と調光部の光線の直線透過率とプロジェクタから投射される映像光強度のタイミングチャートである。
【図４】図１に示されたスクリーンの動作を示したフローチャートである。
【図５】図１に示された表示装置の表示例を示す説明図である。
【図６】図１に示された表示装置の動作を示したフローチャートである。
【図７】図１に示された表示装置の表示例を示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施例にかかる表示装置の概略構成図である。
【図９】図８に示されたプロジェクタの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態にかかる表示装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる表示装置は、可視光に対して透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、スクリーンを散乱状態と透過状態に切り替える制御手段と、スクリーンの位置情報及び方位情報を取得する情報取得手段と、情報取得手段が取得した位置情報及び方位情報に基づいて、スクリーンを透過して視認可能な対象物に関する情報をスクリーンが散乱状態のときにスクリーンに投射する投射手段と、を有している。このようにすることにより、散乱状態の際には現在の位置情報と方位情報に基づいて対象物に関する情報を表示し、透過状態の際には対象物を視認することができる。したがって、例えば、星空をスクリーン越しに観察して、スクリーンの位置や方位などからスクリーン越しに観察できる星座に関する情報を投射することができる。このように制御されるスクリーンを用いることで、高い透過率を実現することができる。また、スクリーンに投射する構成であり、スクリーンの小型化は容易であるので、投射手段も合わせて小型化することが可能であり、装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
また、制御手段は、スクリーンの透過状態と散乱状態とを所定の周期で交互に切り替えるようにしてもよい。このようにすることにより、スクリーンの表示と対象物の観察を交互に行うことができるので、それぞれの表示や観察を時分割で行うことができる。したがって、対象物と対象物に関する情報を実質的に同時に確認することができる。
【００１４】
また、情報取得手段が、現在時刻情報を取得するようにしてもよい。このようにすることにより、表示装置を星空の観察に使用する際に、スクリーン越しに観察される星空を正確に算出することができる。
【００１５】
また、投射手段がスクリーンに投射する対象物に関する情報の表示サイズを変更する変更手段を有してもよい。このようにすることにより、使用者がスクリーン越しに観察される対象物の大きさに、投射手段から投射された情報のサイズを合わせることで、直接観察している対象物と対応する情報とを目視サイズにおいて一致させることが可能となる。
【００１６】
また、スクリーンから観察者までの距離を測定する距離測定手段を有し、変更手段が、距離測定手段が測定したスクリーンから観察者までの距離に基づいて対象物に関する情報の表示サイズを変更するようにしてもよい。このようにすることにより、直接観察している対象物と対応する情報とを目視サイズにおいて自動的に一致させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の一実施形態にかかる表示方法は、可視光に対して透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーンと、スクリーンを散乱状態と透過状態に切り替える制御手段と、スクリーンに任意の情報を投射する投射手段と、を有する表示装置の表示方法において、スクリーンの位置情報及び方位情報を取得する情報取得工程と、情報取得工程で取得した位置情報及び方位情報に基づいて、スクリーンを透過して視認可能な対象物に関する情報をスクリーンが散乱状態のときに投射手段に投射させる投射工程と、を含んでいる。このようにすることにより、散乱状態の際には現在の位置情報と方位情報に基づいて対象物に関する情報を表示し、透過状態の際には対象物を視認することができる。したがって、例えば、星空をスクリーン越しに観察して、スクリーンの位置や方位などからスクリーン越しに観察できる星座に関する情報を投射することができる。このように制御されるスクリーンを用いることで、高い透過率を実現することができる。また、スクリーンに投射する構成であり、スクリーンの小型化は容易であるので、投射手段も合わせて小型化することが可能であり、装置の小型化を図ることができる。
【実施例１】
【００１８】
本発明の第１の実施例にかかる表示装置１を図１乃至図７を参照して説明する。表示装置１は図１に示すように、プロジェクタ１１と、スクリーン２１と、同期制御部３１と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機４１と、を備えている。プロジェクタ１１と、スクリーン２１と、同期制御部３１とは、プロジェクタ１１の映像光（投影映像）を投射（投影）して、スクリーン２１（投影面）で透過散乱する透過型プロジェクション装置である。
【００１９】
プロジェクタ１１は、スクリーン２１の観察者側に配置されている。プロジェクタ１１は、スクリーン２１へ映像情報により変調された映像光を投射できるものであればよい。なお、映像情報は、プロジェクタ１１に入力される映像信号から得られる。プロジェクタ１１は、後述する星座情報をスクリーン２１に投射する。また、プロジェクタ１１は、スクリーン２１の観察者側に限らずスクリーン２１挟んだ反対側に配置してもよい。
【００２０】
スクリーン２１は、可視光に対して透過状態と散乱状態とが切り替え可能となっており、透過状態の際にはスクリーン２１を通して例えば星空を観察することができ、散乱状態の際にはプロジェクタ１１から投射される映像光を表示することができる。
【００２１】
図２に、光学状態を制御可能なスクリーン２１の模式的な断面図を示す。図２に示したスクリーン２１は、一対の透明なガラス基板２３，２４の間に液晶を含む複合材料を挟み込んだ光学層である調光部２５を有する。一方のガラス基板２４の調光部２５側には、全面に対向電極２６が形成される。他方のガラス基板２３の調光部２５側には、全面に制御電極２７が形成される。なお、電極２６、２７と調光部２５との間に、絶縁体からなる中間層を形成してもよい。
【００２２】
スクリーン２１は、電圧の印加により光学状態を変化できる素子や材料により構成された調光部２５を備えている。調光部２５の光学状態は、散乱状態が映像を表示する状態であり、それよりも入射光の散乱が小さく且つ光線の直線透過率が高い透明な透過状態が映像を表示しない非映像表示状態である。調光部２５は、対向電極２６と制御電極２７との間に配置される。即ち、調光部２５は、２つの電極間に挟持され、２つの電極間に印加された電圧によって光学状態を透過状態と散乱状態とに切り替え可能である。
【００２３】
調光部２５には、光学状態を散乱状態と透過状態とを切り替えることができるもの、例えば、高分子中にネマティック液晶ドメインを分布させた所謂高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）を用いることができる。また、電圧を印加しない状態において高分子ネットワークがドメインを形成する液晶分子の配向と関連付けられている複合材料を用いれば、より良好な光学状態を実現できる。
【００２４】
ＰＤＬＣを用いた例としては、光重合性モノマー、ネマティック液晶及び重合開始材料を適量混合し、調光部材を構成するガラスや樹脂の５から５０ミクロン程度の基板間に配置せしめ、モノマーと液晶が相分離する温度など条件において紫外線を照射することで、高分子中に液晶ドメインを分散させることができる。この場合、通常電圧を印加しない場合に高分子と液晶の屈折率差による散乱が大きく、電場により液晶を配列させた場合に基板法線方向の屈折率差が小さくなるように設計され、ノーマルモードと呼ばれる。この他、ネマティック液晶を含むカプセルをモノマー及び重合開始剤と混合したものを用いることもできる。
【００２５】
電圧を印加しない状態において高分子ネットワークがドメインを形成する液晶分子の配向と関連付けられている複合材料としては、光重合性モノマーが液晶の性質を保有している。基板はラビングなど配向処理がなされ、基板間に配置された混合材料は配向処理に基づいた配列をもつ。この状態で紫外線を照射することで、電圧を印加しない場合に上記初期配列となり、電圧を印加することで液晶ドメインと高分子との屈折率差が生じることで散乱を生じる。なお一方向配列とした場合はこの配向に依存した光学特性を有するが、カイラル材を添加し初期配列にねじれを与えることで、入射光の偏光に依存しない光学特性としたものを用いることもできる。この場合、通常電圧を印加しない場合に高分子と液晶の屈折率差による散乱が小さく、電場により液晶を配列させた場合に屈折率差が大きくなるように設計され、リバースモードと呼ばれる。
【００２６】
即ち、ノーマルモードでは、電極間に所定の電圧を印加した場合に透過状態となり、電極間に電圧を印加しない場合に散乱状態となる。また、リバースモードでは、電極間に所定の電圧を印加した場合に散乱状態となり、電極間に電圧を印加しない場合に透過状態となる。
【００２７】
対向電極２６と制御電極２７は、たとえばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）により、透明電極として形成される。
【００２８】
スクリーン２１の例えばガラス基板２４側に位置する使用者からは、スクリーン２１の調光部２５が散乱状態の場合は、スクリーン２１は例えば白濁したように見える。一方、調光部２５が透過状態の場合は、スクリーン２１は透過状態のため、スクリーン２１越しに被写体を観察することができる。したがって、調光部２５が散乱状態の場合にはスクリーン２１にプロジェクタ１１から投射される映像光が表示でき、透過状態の場合はスクリーン２１は、例えば星空を認識しうる透明さを有する。
【００２９】
スクリーン２１は、制御電極２７と対向電極２６との間に電位差を生じるように電圧が印加される。駆動波形（駆動電圧波形）としては、たとえば、一方の電極を直流状態（０ボルト）として、他方の電極に交流電圧を印加するようにしてもよいし、双方の電極に位相が反転した交流電圧を印加して電位差が生じるようにしてもよい。即ち、制御電極２７と対向電極２６との間に電位差を生じるように電圧が印加されると、スクリーン２１がノーマルモードの場合は透過状態になり、リバースモードの場合は散乱状態になる。なお、本実施例において、スクリーン２１はノーマルモード、リバースモードのいずれであってもよい。
【００３０】
制御手段としての同期制御部３１は、映像光が投射されるスクリーン２１の調光部２５を、映像光が投射されている場合は当該映像光を散乱する状態に制御し、投射されていない場合に透過状態に切り替えるように制御する。即ち、調光部２５を散乱状態または透過状態となるように電圧を印加する。同期制御部３１は、図１に示したように、プロジェクタ１１とスクリーン２１とＧＰＳ受信機４１に接続される。同期制御部３１は、プロジェクタ１１の映像光の投射に同期させて、スクリーン２１（調光部２５）の光学状態を制御する。また、プロジェクタ１１から同期制御部３１へ入力される同期信号は、例えばプロジェクタ１１に入力される映像信号の映像フレーム周期に同期した同期信号を用いることができる。この同期信号によって、プロジェクタ１１は、映像をスクリーン２１が散乱状態のときに投射することができる。
【００３１】
また、同期制御部３１は、ＧＰＳ受信機４１から入力される現在位置情報、方位情報および現在時刻情報に基づいて、スクリーン２１を透過して視認可能な対象物に関する情報としての当該時刻の当該位置および方位に観察することができる星座情報を生成しプロジェクタ１１に出力する。この星座情報は、星座を構成する天体データ、各天体の位置データ、天体や星座の名称などが含まれ、同期制御部３１内部または外部のメモリ等に格納されている。また、本実施例では、ＧＰＳ受信機４１を同期制御部３１に接続して同期制御部３１が星座情報を生成してプロジェクタ１１に出力しているが、星空情報を生成する星空情報生成部等を別途設けてもよい。そして、星空情報生成部にＧＰＳ受信機４１を接続し、星空情報生成部がＧＰＳ受信機４１から得た情報に基づいてメモリ等に格納されている情報から星空情報を生成してプロジェクタ１１に出力する構成でもよい。
【００３２】
なお、同期制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を備え、プログラムにより動作が制御されるコンピュータで構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などから構成された専用のハードウェアでもよい。
【００３３】
ＧＰＳ受信機４１は、公知であるように複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から発信される電波を受信して、現在の位置情報、方位情報および時刻情報を求めて同期制御部３１に出力する。なお、本実施例では、ＧＰＳ受信機４１が表示装置１に一体に設けられている例を示すが、ＧＰＳ受信機４１を別体として、表示装置１と着脱自在となっていてもよい。なお、情報取得手段として、ＧＰＳ受信機４１に限らず、ジャイロセンサや内蔵時計あるいはこれらの組み合わせなど、現在の位置情報、方位情報および時刻情報を求めることができる手段であれば他の構成でもよい。
【００３４】
図３は上述した構成のスクリーン２１の状態と、調光部２５の光線の直線透過率と、プロジェクタ１１から投射される映像光の強度（光強度）と、を示したタイミングチャートである。
【００３５】
図３に示したように、スクリーン２１は、１映像周期内に１回散乱状態と透過状態とに変化する。つまり、透過状態と散乱状態とを所定の周期で交互に切り替えている。１映像周期とは、プロジェクタ１１に入力される映像信号の１フレーム期間などであり、例えば５０〜６０Ｈｚ程度である。したがって、スクリーン２１は、１映像周期よりも短い期間で散乱状態と透過状態との切り替えが行われる。
【００３６】
スクリーン２１（調光部２５）が散乱状態となると、調光部２５の光線の直線透過率は低下する。この期間にスクリーンに入射した光は散乱されるので、映像を表示することが可能となる。したがって、プロジェクタ１１は映像光をスクリーン２１に投射するので映像光強度が上昇し映像が表示される。
【００３７】
スクリーン２１が透過状態となると、調光部２５の光線の直線透過率は上昇する。この期間にスクリーンに入射した光はそのまま透過する。したがって、プロジェクタ１１は映像光をスクリーン２１に投射を停止する。そのため、星空がスクリーン２１越しに（スクリーン２１を通して）観察することができる。
【００３８】
スクリーン２１には、１映像周期毎に全画面の映像を繰り返し投影しており、人間の目にはこの繰り返しは点滅として認識されないで、時間平均（積分）されることによって、スクリーン２１に投影された映像と、星空とを、フリッカを感じることなく同時に観察することができる。なお、散乱時間は１映像周期のうち１〜１０％程度とすることで、直接星空を見上げたときとほぼ同じ明るさで星空を観察することができる。
【００３９】
なお、図３では、散乱状態の全ての期間でプロジェクタ１１から映像が投射されているが、例えば、散乱状態から透過状態に切り替える時間のマージンを設ける等、散乱状態の期間よりも映像が投射される期間が短くてもよい。即ち、散乱状態の期間内の任意の期間に映像を投射してもよい。
【００４０】
上述した動作を図４のフローチャートにまとめる。図４に示したフローチャートは同期制御部３１で実行される。
【００４１】
まず、ステップＳ１において、１映像周期の先頭を検出するための同期信号を検出してステップＳ２に進む。同期信号は、上述したプロジェクタ１１に入力される映像信号の映像フレーム周期に同期した同期信号などを用いればよい。なお、プロジェクタ１１は、初期状態として、映像光を投射していない状態に設定されている。
【００４２】
次に、ステップＳ２において、スクリーン２１を散乱状態にするように対向電極２６と制御電極２７に電圧を印加してステップＳ３に進む。
【００４３】
次に、ステップＳ３において、プロジェクタ１１に映像光を投射させてステップＳ４に進む。即ち、プロジェクタ１１に外部から入力された映像を映像光として投射させる投射制御情報を出力する。投射制御情報は、１つの信号線のハイレベルとローレベルに投射の開始と停止とが定義されている制御信号方式としてもよし、複数の信号線のハイレベルとローレベルの組み合わせから構成されるコマンド等に投射の開始と停止とが定義されているコマンド形式でもよい。また、本ステップは、図３に示した過渡状態が経過した後に行う。過渡状態の期間は、調光部２５を構成する材料と印加する電圧によって予め算出可能である。
【００４４】
次に、ステップＳ４において、予め定めた期間経過後にステップＳ３で行った映像の投射を停止させステップＳ５に進む。この映像の投射期間はスクリーン２１の散乱状態の期間に応じて定められている。即ち、プロジェクタ１１に映像光を投射を停止させる投射制御情報を出力する。
【００４５】
次に、ステップＳ５において、スクリーン２１を透過状態にするように対向電極２６と制御電極２７に電圧を印加してステップＳ６に進む。
【００４６】
次に、ステップＳ６において、表示装置１の使用を終了するか否かを判断し、終了する場合（ＹＥＳの場合）はフローチャートを終了し、終了しない場合（ＮＯの場合）はステップＳ１に戻る。終了するか否かは、例えば、使用者の入力操作があったか否かで判断すればよい。
【００４７】
上述した表示装置１は、例えば図５に示したように、使用者が星空の任意の方向に向けると、ＧＰＳ受信機４１から取得した現在時刻と現在位置および方位の情報から、スクリーン２１を通して観察できる星座情報を生成してプロジェクタ１１がスクリーン２１に当該星座情報を投射する。
【００４８】
上記の動作を図６のフローチャートにまとめる。まず、ステップＳ１１において、ＧＰＳ受信機４１が現在時刻と現在位置および方位の情報を取得する（情報取得工程）。次に、ステップＳ１２において、ステップＳ１１において取得した現在時刻と現在位置および方位の情報から同期制御部３１でスクリーン２１を通して観察できる星座情報を生成する。そして、ステップＳ１３において、ステップＳ１２に生成した星座情報をプロジェクタ１１から投射し（投射工程）、ステップＳ１１に戻る。
【００４９】
図７にスクリーン２１の表示例を示す。図７の黒丸はスクリーン２１を通して観察できる実際の天体である。図７に示したように、スクリーン２１には、スクリーン２１を通して観察できる実際の天体に、その名称や星座名あるいは方位などが表示される。
【００５０】
本実施例によれば、可視光に対して透過状態と散乱状態を切り替え可能なスクリーン２１と、スクリーン２１に映像が投射されるときはスクリーン２１を散乱状態とし、スクリーン２１に映像が投射されないときはスクリーン２１を透過状態とする同期制御部３１と、スクリーン２１の現在位置情報及び現在方位情報及び現在時刻情報を取得するＧＰＳ受信機４１と、位置情報及び方位情報及び現在時刻情報に基づいてスクリーン２１を透過して視認可能な星空に関する情報である星座情報をスクリーン２１に投射するプロジェクタ１１と、を有している。このようにすることにより、透過状態の際には星空を観察でき、散乱状態の際には現在の位置情報と方位情報に基づいて星座情報を表示することができる。このように制御されるスクリーン２１を用いることで、高い透過率を実現することができる。また、スクリーン２１に投射する構成であり、スクリーン２１の小型化は容易であるので、プロジェクタ１１も合わせて小型化することが可能であり、装置の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、スクリーン２１の透過状態と散乱状態とを所定の周期で交互に切り替えるようにしているので、スクリーン２１の表示と星空の観察を交互に行うことができるため、それぞれの表示や観察を時分割で行うことができる。したがって、星空と星座情報を実質的に同時に確認することができる。
【実施例２】
【００５２】
次に、本発明の第２の実施例にかかる測定装置を図８および図９を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本実施例は、プロジェクタ１１がスクリーン２１に投射する星座情報の表示サイズを変更する変更手段を有している。具体的にはプロジェクタ１１にズームレンズ等を備えて、投射する映像の画角を調整することで変更手段として機能させる。
【００５４】
図８に本実施例にかかる表示装置１の構成を示す。本実施例では、第１の実施例の構成に距離測定手段としての赤外線測距計５１が追加されているとともに、プロジェクタ１１がプロジェクタ１１０となっている。
【００５５】
赤外線測距計５１は、スクリーン２１の近傍（例えばスクリーン２１を構成する枠体等）に設けられ、スクリーン２１と観察者との距離を測定する。赤外線測距計５１は、赤外線照射部と受光部を備えて、照射部から赤外光（赤外線）を照射し、照射した赤外線が対象物に反射した反射光を受光部で受光して、赤外光を照射して物体で反射してきた光が受光されるまでの時間から距離を算出する公知の測距計（距離計）である。なお、本実施例では距離測定手段として赤外線測距計５１を用いているが、スクリーン２１と観察者との距離を測定できれば、超音波式など他の方式の距離計を用いてもよい。
【００５６】
図９に、プロジェクタ１１０の構成図を示す。プロジェクタ１１は、入力部１１１と、信号処理回路１１２と、ＬＣＤドライブ回路１１３と、ＬＣＤ１１４ａと、レンズ１１４ｂと、光源１１４ｃと、投射レンズ１１５と、マイクロコンピュータ１１６と、ランプドライブ回路１１７と、レンズ駆動部１１８と、を備えている。なお、本実施例におけるズーム機能（ズーム量を調整する）とは、投射領域の拡大だけでなく縮小も含める。つまり、プロジェクタ１１０から投射する情報のサイズを変更することをズーム機能と称することとする。また、図９に示した構成は一例であり、ズーム機能、即ち、投射領域の拡大または縮小機能を備えていれば他の構成でもよい。
【００５７】
入力部１１１は、外部から映像信号が入力される。信号処理回路１１２は、表示メモリ１１２ａを含み、入力された各種の映像信号をデジタル処理して表示メモリ１１２ａに書き込み、ＬＣＤ１１４ａである液晶パネルの表示画素数に合わせて圧縮・伸張してスケーリング処理等を行う。
【００５８】
ＬＣＤドライブ回路１１３は、信号処理回路１１２からのデータが供給され、ＬＣＤ１１４ａを駆動する。ＬＣＤ１１４ａＬＣＤ１１４ａは液晶パネルであり、光源１１４ｃからの光がレンズ１１４ｂを介して照射される。ＬＣＤ１１４ａを透過した映像光は投射レンズ１１５によりスクリーン２１に向けて投射される。ＬＣＤ１１４ａ、レンズ１１４ｂ、光源１１４ｃは光学ボックス１１４の中に配置されている。
【００５９】
なお、液晶プロジェクタがカラー表示装置の場合、ＬＣＤ１１４ａはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）用の３枚の液晶パネルで構成され、光源１１４ｃからの光がＲ，Ｇ，Ｂの三原色光に分光されて、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の液晶パネルに照射され、各液晶パネルを透過した光はクロスプリズム等により再合成され、投射レンズ１１５に入射されるようになる。
【００６０】
ランプドライブ回路１１７は、光源１１４ｃを点灯駆動する。このランプドライブ回路１１７は、マイクロコンピュータ１１６によって制御される。マイクロコンピュータ１１６は、プロジェクタ１１０全体の動体を制御する制御回路を構成し、図示しない操作部等からのユーザ指令に応答して信号処理回路１１２、ランプドライブ回路１１７、レンズ駆動部１１８等の制御を行う。また、マイクロコンピュータ１１６は、上述した赤外線測距計５１の出力信号が入力されている。
【００６１】
投射レンズ１１５は、ＬＣＤ１１４ａからの映像光をスクリーン２１に投射するものであり、フォーカスレンズやズームレンズによるフォーカス調整機能やズーム機能を備えており、フォーカス調整やズーム量の調整がレンズ駆動部１１８により行われる。レンズ駆動部１１８は、モータやアクチュエータ等で構成され、マイクロコンピュータ１１６からの制御により、投射レンズ１１５を構成するフォーカスレンズやズームレンズを駆動してフォーカス調整やズーム量の調整を行う。
【００６２】
上述した構成のプロジェクタ１１０は、赤外線測距計５１で測定されたスクリーン２１と観察者の顔の距離に基づいてズーム量の調整を行う。表示装置１は、透過状態と散乱状態とを切替可能なスクリーン２１を用いてスクリーン２１越しに星空を観察しながらスクリーン２１に星座情報を表示するが、観察者の目から天体までの距離は固定（ほぼ無限遠）に対して、観察者の目からスクリーン２１までの距離が固定でないため、星座情報の表示サイズがスクリーン２１を通して観察される星空と一致しない場合が発生する。そこで、スクリーン２１から観察者の目（顔）までの距離を赤外線測距計５１で測定し、その距離とスクリーン２１のサイズからマイクロコンピュータ１１６が投射レンズ１１５のズーム量を決定し、レンズ駆動部１１８を制御する。即ち、マイクロコンピュータ１１６が変更手段として機能する。
【００６３】
本実施例によれば、スクリーン２１の近傍に赤外線測距計５１を設けて、プロジェクタ１１０のマイクロコンピュータ１１６が、赤外線測距計５１が測定したスクリーン２１から観察者までの距離とスクリーン２１のサイズから投射レンズ１１５のズーム量を確定し、スクリーン２１に星座情報を投射するので、観察している星空と星座情報とを目視サイズにおいて一致させることが可能となる。
【００６４】
なお、上述した第２の実施例において、赤外線測距計５１で測定した距離に基づいて、プロジェクタ１１０が自動的にズーム量を変更していたが、それに限らず、プロジェクタ１１０にズームレバーやズームリングなどのズーム機能を手動で操作する機構を設け、観察者が任意のズーム量に調整するようにしてもよい。この場合、ズームレバーやズームリングなどが変更手段として機能する。
【００６５】
また、上述した２つの実施例では、表示装置１が、同期制御部３１などに星座情報が格納されているメモリ等を有していたが表示装置１内に星座情報が格納されていなくてもよい。例えば、メモリはメモリーカードなどで構成して着脱自在としてもよいし、表示装置１を無線や有線のネットワーク等に接続可能に構成し、ネットワークを介して外部から星座情報を取得するようにしてもよい。即ち、スクリーンを透過して視認可能な対象物に関する情報を取得する手段を有してもよい。
【００６６】
また、上述した２つの実施例では、星座情報を表示する表示装置１として説明したが、それに限らず、例えば観光地のガイドや店頭での商品説明などに用いてもよい。観光地のガイドであれば、スクリーン越しに景観や史跡等を観察した際に、スクリーンの位置と方位に基づいて当該景観や史跡等の情報を投影して表示するようにすればよい。また、商品説明であれば、商品の陳列状態を取得し、スクリーン越しに商品を観察した際に、スクリーンの位置と方位に基づいて商品の陳列状態から商品を特定して当該商品の情報を投影して表示するようにすればよい。
【００６７】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の表示装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１        表示装置
１１      プロジェクタ（投射手段）
２１      スクリーン
３１      同期制御部（制御手段）
４１      ＧＰＳ受信機（情報取得手段）
５１      赤外線測距計（距離測定手段）
Ｓ１１    現在位置、方位、現在時刻取得（情報取得工程）
Ｓ１３    星座情報投射（投射工程）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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