(57)【要約】【課題】透過型スクリーンによる拡散光の指向性を利用し、スクリーンの両面にそれぞれ異なる映像を表示できる両面投影システムを提供する。【解決手段】後方拡散特性がある透過型のスクリーン１０とプロジェクター(投影機)１１ａ、１１ｂの投影条件を調整し、スクリーンの両面に映像光１２ａ、１２ｂによる後方拡散光が発生する。これにより複数のプロジェクター(投影機)で同一の角度、もしくは異なった角度からの投写でもスクリーン両面にそれぞれ異なった映像を鮮明に表示できることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方拡散特性がある透過型のスクリーンと、
前記スクリーンの前面、背面に少なくとも１台以上のプロジェクター(投影機)を配置し、
投写角度を±２０°〜±４５°の範囲で投影し、スクリーンの前面、背面に少なくとも１つの前記プロジェクター(投影機)による投影光によって、前記スクリーンにより拡散光を発生させ、前記スクリーンの両面に異なる映像を表示することを特徴とする両面投影システム。
【請求項２】
後方拡散特性がある透過型のスクリーンと、
前記スクリーンの前面、背面に少なくとも１台以上のプロジェクター(投影機)を備えた両面投影システムにおける両面投影方法であって、
投写角度を±２０°〜±４５°の範囲で投影し、前記スクリーンにより拡散光を発生させ、同時に前記プロジェクター(投影機)による映像光の反射光を±２０°〜±４５°に反射させ、投影する映像の明度調整をすることにより、前記スクリーンの両面に異なる映像を表示することを特徴とする両面投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター(投影機)により透過型投影スクリーンに映像光を投影して表示する両面投影システム、及び両面投影方法に関するものであり、
とりわけ、拡散光の指向性を利用して後方拡散特性がある透過型のスクリーンの両面に異なる映像を表示することが可能な両面投影システム、及び両面投影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、透過型スクリーンの投影システムとしては、スクリーンの片方からプロジェクター(投影機)により映像光を投射して、半透明スクリーン素材上に拡散光を発生させて映像を映し出すことが一般的である。
例えば、特許文献３のような透明樹脂を用いた透過型スクリーンにスクリーンの片面からプロジェクター(投影機)で投影することで、
スクリーンの透過性を維持したまま拡散光を発生させて映像を映し出すことができ、舞台装置やデジタルサイネージといった表示装置に応用されている。
【０００３】
しかし、透過型スクリーンを片面方向から投影するだけでは、スクリーンの前面と同じ映像(反転した映像)がスクリーン背面にも映ってしまい、スクリーンの両面に用途に合わせて異なる映像を映し出すことは困難であった。
たとえ前記スクリーンの前面、背面から２台以上のプロジェクター(投影機)で異なる映像を投写しても、それぞれ投射した光の拡散光がスクリーン上に混在してしまい、それぞれの映像が重なって映ることしかできなかった。
【０００４】
また、特許文献１で示している透過反射両用投影スクリーンを用いた投影システムを用いて、偏光特性を駆使してスクリーンの両面にそれぞれ異なる映像を映す提案がされている。
しかしながら、この透過反射両用投影スクリーン技術を実現するには、偏光処理を施すスクリーンであり、加えてプロジェクター(投影機)の投写光に偏光フィルターを差し挟む必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2006-227581号
【特許文献２】特開2012-237798号
【特許文献３】特開2007-249185号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題により実現が困難だった透過型スクリーン両面への異なった映像表示を可能にすることができ、
異なった映像が重なり合うことなく鮮明に表示することが可能な両面投影システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、後方拡散特性がある透過型のスクリーンと、
前記スクリーンの前面、背面に少なくとも１台以上のプロジェクター(投影機)を配置し、投写角度を±２０°〜±４５°の範囲で投影し、
スクリーンの前面、背面に少なくとも１つの前記プロジェクター(投影機)による投影光によって、前記スクリーンにより拡散光を発生させ、
前記スクリーンの両面に異なる映像を表示することを特徴とする両面投影システムである。
【０００８】
また、後方拡散特性がある透過型のスクリーンと、
前記スクリーンの前面、背面に少なくとも１台以上のプロジェクター(投影機)を備えた両面投影システムにおける両面投影方法であって、
投写角度を±２０°〜±４５°の範囲で投影し、前記スクリーンにより拡散光を発生させ、同時に前記プロジェクター(投影機)による映像光の反射光を±２０°〜±４５°に反射させ、
投影する映像の明度調整をすることにより、前記スクリーンの両面に異なる映像を表示することを特徴とする両面投影方法である。
【０００９】
第１として後方拡散特性のあるスクリーンの拡散特性を利用する。
後方拡散特性、すなわちリア投影(背面投影)向けの透過型スクリーンは、スクリーン前面から投写した場合、
比較的スクリーンの背面に光が拡散する特性があり本発明はこのスクリーンの拡散特性を利用することを特徴とする。
【００１０】
ただ、後方拡散特性のあるスクリーンに対し、水平方向からの投影を行うと、反射光特性によりスクリーンの両面に同じ映像が映ってしまうため、
これを防止しつつ、スクリーン片面への拡散効率をできるだけ保つ投写角度を必要とする。
本発明ではこの投写角度の条件を定めており、この条件の範囲内であれば、スクリーンの前面、背面それぞれから複数のプロジェクター(投影機)で同一の角度、
もしくは異なった角度からの投写でもスクリーン両面にそれぞれ異なった映像を鮮明に表示できることを特徴とする。
【００１１】
また、後方拡散特性のあるスクリーンは製品によって視野角（散乱光）に差があるが、本発明の投写角度条件と実施環境下で十分な拡散光を発生できる投影輝度、
もしくは投影する映像の明暗値を調整することで、透過型スクリーンの両面への異なった映像を投影することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による両面投影システムによって、特殊な偏光等の加工処理を施す必要なく、
後方拡散特性がある透過型のスクリーンと一般的なプロジェクター(投影機)と組み合わせることによって、スクリーンの両面に異なる映像を表示させることが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る、本発明の実施形態に係る両面投影システムを示す概略図。
【図２】図１に示すシステムにより得られる拡散光と反射光の方向を示す図。
【図３】実施例２に係る、大型スクリーンを用いて複数台プロジェクター(投影機)を使用した実施例の両面投影システムを示す図。
【図４】実施例３に係る、プロジェクションマッピングと組み合わせた実施例の投影システムを示す図。
【図５】実施例４に係る、視野角(散乱角)±１０°〜±３０°のスクリーンを用いて複数台プロジェクター(投影機)を使用した実施例の両面投影システムを示す図。
【図６】図５に示すシステムを上面から見た概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る両面投影システムの構成について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る両面投影システムの外観構成を示す図である。プロジェクター(投影機)１１ａ、１１ｂを向かい合うように設置し、スクリーンに対する投写角度を±２０°〜±４５°の範囲で調整する。
前記投写角度の範囲内であれば、２台以上のプロジェクター(投影機)を同一の角度、もしくは異なった角度からの投写でも本発明の実施は可能である。
【００１６】
なお、プロジェクター(投影機)１１ａ、１１ｂの投影輝度は、実施環境の環境光の下、十分な拡散光を発生できる投影性能を持つプロジェクター(投影機)が必要である。
【００１７】
次に、プロジェクター(投影機)１１ａ、１１ｂの投影可能領域内(映像光１２ａ、１２ｂが当たる範囲)に後方拡散特性がある透過型のスクリーン１０を立設する。
この前記スクリーン１０は、用途に合わせて任意の形状で構成することも可能である。
【００１８】
なお、後方拡散特性がある透過型のスクリーン１０の視野角(散乱角)として、±１０°〜±４０°の範囲が最適である。
【００１９】
次に、プロジェクター(投影機)１１ａ、１１ｂで映像を投射する。この時、観察者の視点から映像光１２ａ、１２ｂの映像が重なって見える場合、映像の明暗値を０〜２５５(もしくは０％〜１００％)の範囲で調整する。
【００２０】
図２は、上記図１の前記スクリーン１０、及びプロジェクター(投影機)１１の構成よって発生するそれぞれの光について示す図である。
【００２１】
プロジェクター(投影機)１１から斜め方向に投写した映像光１２は、前記スクリーン１０によって指向性のある拡散光を発生させる。
この時、拡散光の指向性１５はプロジェクター(投影機)１１の投写角度によって変化する。更にこの時、後方拡散特性がある透過型のスクリーンでも前方にもわずかな拡散光は発生する。
【００２２】
こうしてプロジェクター(投影機)１１の投写角度１３を±２０°〜±４５°の範囲に設定することで、反射光１６を観察者の視点から逸らすことができ、かつ拡散光１４を観察者が観測できる角度に発生させることができる。
この拡散光の発生状況を前記スクリーン１０の前面、背面で発生させることにより、スクリーンの両面にそれぞれ異なった映像を映し出すことができる。
【００２３】
そのため、前記投写角度を±２０°より小さい角度で投影した場合、反射光１４が投影側に居る観察者の視線に入り、それによって前記スクリーン１０の前面、背面に同じ映像が映ってしまい本発明の実施が困難となる。
【００２４】
また、前記投写角度を±４５°より大きい角度で投影した場合、前記スクリーン１０の拡散光の指向性１５によって、拡散光１４が投影の向かい側に居る観察者の視線に入りにくくなることによって、
前記スクリーン１０の前面、背面に映像が映りにくくなってしまい本発明の実施が困難となる。
【実施例１】
【００２５】
更に、上記の実施形態の具体的な実施例について説明する。
後方拡散特性がある透過型のスクリーンとして、視野角(散乱角)±４０°前後のスクリーンを使用する。
前記スクリーンを垂直に立てて、図１のように、スクリーンの高さが観察者の視線の直線上になるよう調整する。
【００２６】
次に、実施環境の環境光を50Lux(照度)に調整する。なお、この環境光はスクリーンの設置地点より約10cmの付近で測定する。
【００２７】
次に環境光50Lux(照度)下で十分な拡散光を発生できるプロジェクター(投影機)として、300lm(輝度)の投影能力を持つプロジェクター(投影機)を使用する。
プロジェクター(投影機)をスクリーンの前面、背面にそれぞれ一台ずつ設置する。   
【００２８】
上記プロジェクター(投影機)の投写角度を−４０°に調整し、図１のように、２台のプロジェクター(投影機)がスクリーンに対し、同じ投影領域で投影するよう位置を調整する。
【００２９】
投影する映像として、人物を正面、背面から撮影した映像を使用する。この時、人物以外の周辺背景を黒抜き(マスク加工)した映像を用意する。
用意した映像を前記プロジェクター(投影機)でスクリーンの前面、背面に投影する。
【００３０】
なお、実施例１の場合、環境光に対し最適な輝度性能のプロジェクター(投影機)を使用するため、映像の明暗調整は不要とする。
【００３１】
このような投影方法によって、投影した映像はスクリーンの前面、背面にそれぞれ映像が重なることなく表示されることを図１の観察者地点で確認することができる。
【実施例２】
【００３２】
また本発明の両面投影システムは、図３のように大型サイズの後方拡散特性のある透過型のスクリーン２０で使用する場合、複数のプロジェクター(投影機)を前記投写角度の範囲で調整し、
前記スクリーンのサイズに合わせてプロジェクター(投影機)を設置する構成によって、大型サイズの後方拡散特性のある透過型のスクリーンを用いて、前記スクリーンの前面、背面にそれぞれ映像が重なることなく表示することができる。
【実施例３】
【００３３】
また、図４のような本発明の両面投影システムとプロジェクションマッピングを組み合わせて両面投影することができる。
【００３４】
その場合、実施例１の投影システムを用いて、プロジェクションマッピング用プロジェクター(投影機)３１ｃを後方拡散特性がある透過型のスクリーン３０の上に垂直に設置する構成によって、
プロジェクションマッピング投影領域３３に映像を表示することができる。
【００３５】
この時、プロジェクションマッピングの投影映像の明暗調整を行うことで、前記スクリーン３０によるプロジェクションマッピング用の映像光３２ｃの拡散光を軽減しつつ、前記投影領域３３に映像を表示することができる。
【実施例４】
【００３６】
また、図５のように、視野角(散乱角)±１０°〜±３０°、すなわち低視野角(散乱角)の後方拡散特性がある透過型のスクリーン４０を用いて、
スクリーン前面、もしくは背面から同一の投影領域に２台以上のプロジェクター(投影機)を設置し、前記の各プロジェクター(投影機)の投写角度を±２０°〜±４５°の範囲で調整し、
スクリーンに対し水平方向の角度を±３０°で投影する構成によって、前記スクリーンに投写することにより、図６が示すように、観察者Ａ〜Ｄに対しそれぞれ異なる映像を表示することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  後方拡散特性がある透過型のスクリーン
１１  プロジェクター（投影機）
１１ａ  前面投写用プロジェクター（投影機）
１１ｂ  背面投写用プロジェクター（投影機）
１２  映像光
１２ａ  前面拡散用の映像光
１２ｂ  背面拡散用の映像光
１３  投写角度
１４  拡散光
１５  拡散光の指向性（後方拡散）
１６  反射光
２０  大型サイズの後方拡散特性がある透過型のスクリーン
２１ａ  前面投写用複数プロジェクター（投影機）
２１ｂ  背面投写用複数プロジェクター（投影機）
２２ａ  前面拡散用の映像光
２２ｂ  背面拡散用の映像光
３０  後方拡散特性がある透過型のスクリーン
３１ａ  前面投写用プロジェクター（投影機）
３１ｂ  背面投写用プロジェクター（投影機）
３１ｃ  プロジェクションマッピング用プロジェクター（投影機）
３２ａ  前面拡散用の映像光
３２ｂ  背面拡散用の映像光
３２ｃ  プロジェクションマッピング用の映像光
３３  プロジェクションマッピング投影領域
４０  視野角(散乱角)±１０°〜±３０°の低視野角(散乱角)の後方拡散特性がある透過型のスクリーン
４１ａ  前面投写用複数プロジェクター（投影機）
４１ｂ  背面投写用複数プロジェクター（投影機）
４２ａ  前面拡散用の映像光
４２ｂ  背面拡散用の映像光
【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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