(57)【要約】【課題】高い視認性の下に画像を映し出す投影システムの提供。【解決手段】映像を出力する投影装置２と、前記映像を一の面で受けて透過させ、他の面に画像として映し出す透過型スクリーン５とを備えた投影システムにおいて、前記透過型スクリーン５は、前記一の面側にフレネルレンズを含むと共に、前記他の面側にレンチキュラーレンズを含み、前記フレネルレンズにおける光学的中心と画像表示領域の中心とは互いに離隔していることを特徴とする投影システム。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を出力する投影装置と、
前記映像を一の面で受けて透過させ、他の面に画像として映し出す透過型スクリーンとを備えた投影システムにおいて、
前記透過型スクリーンは、前記一の面側にフレネルレンズを含むと共に、前記他の面側にレンチキュラーレンズを含み、
前記フレネルレンズにおける光学的中心と画像表示領域の中心とは互いに離隔していることを特徴とする投影システム。
【請求項２】
前記レンチキュラーレンズは、前記透過型スクリーンの他の面側の表面に縞状の光吸収部を備えていることを特徴とする請求項１の投影システム。
【請求項３】
前記透過型スクリーンがワイヤによって天井に接続されていることを特徴とする請求項１の投影システム。
【請求項４】
前記透過型スクリーンの前方に反射防止膜が配置されていることを特徴とする請求項１の投影システム。
【請求項５】
前記透過型スクリーンは、複数の透過型スクリーンを含んで成ることを特徴とする請求項１の投影システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型スクリーンを備えた投影システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばコンビニエンスストアやカーディーラ等の店舗にあっては、集客効果あるいは広告宣伝効果等を狙って、店舗前を往来する歩行者をターゲットにした投影システムの採用が進んでいる。この投影システムは、店舗のガラス窓の一部にビデオ映像やコンピュータ映像等の画像を映し出すものであって、例えば、店内の天井から吊り下げられた投影装置と、歩行者の視界に入りやすい高さでガラス窓に取り付けられた透過型スクリーンとを備えている。
【０００３】
一般に、透過型スクリーンは、フレネルレンズと、レンチキュラーレンズとを互いに接合して構成されている。画像は、透過型スクリーンすなわちフレネルレンズの全面に亘って表示されるが、図１１に示したように、フレネルレンズ２０の光学的な中心２０ｃと、フレネルレンズ２０の中心２０Ｃとが互いに一致するようフレネルレンズ２０は成形加工されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した投影システムにおいては、画像自体の輝度に比べて、ガラス窓表面及びそこに貼着された透過型スクリーンの表面で反射する外光の輝度が高い場合、例えば往来の歩行者にとって満足のいく画像の視認性を感得させることができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した問題を解決し、高い視認性の下に画像を映し出す投影システムの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、映像を出力する投影装置と、前記映像を一の面で受けて透過させ、他の面に画像として映し出す透過型スクリーンとを備えた投影システムにおいて、前記透過型スクリーンは、前記一の面側にフレネルレンズを含むと共に、前記他の面側にレンチキュラーレンズを含み、前記フレネルレンズにおける光学的中心と画像表示領域の中心とは互いに離隔していることを特徴とする投影システムが提供される（請求項１）。
【０００７】
前記レンチキュラーレンズは、前記透過型スクリーンの他の面側の表面に縞状の光吸収部を備えていることが好ましい（請求項２）。
前記透過型スクリーンがワイヤによって天井に接続されていることが好ましい（請求項３）。
前記透過型スクリーンの前方に反射防止膜が配置されていることが好ましい（請求項４）。
【０００８】
前記透過型スクリーンは、複数の透過型スクリーンを含んで成るものであってもよい（請求項５）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例の投影システム１の説明図である。
投影システム１は、通りに面したコンビニエンスストア等の店舗に設置されており、集客効果あるいは宣伝効果等を意図して、通りを往来する人々に画像を提供する。
【００１０】
投影システム１は投影装置２を備えており、この投影装置２は店舗内の天井から例えば金具３を用いて吊り下げられている。投影装置２は、公知の液晶又はＤＬＰプロジェクタ等であって、図示しないビデオ機器又はコンピュータ等の映像元制御装置から入力された電気信号を映像に変換して、それを前方に出力する。
投影装置２の前方には、後述する透過型スクリーン５が設置されている。透過型スクリーン５はガラス窓３の内側表面３ａに図示しない透明な両面接着テープを用いて取り付けられるとともに、ワイヤ７を介して天井に連結されている。透過型スクリーン５は、投影装置２からの映像を背面で受けとって透過させ、前面に画像として映し出す機能を有する。
【００１１】
なお、このようにワイヤ７で透過型スクリーン５を吊ることは、ガラス窓３と透過型スクリーン５との間における熱膨張係数の差に起因して、気温変化に伴って両面接着テープが剥がれたときに透過型スクリーン５の落下を確実に防止することができるので好ましい。
そして、透過型スクリーン５と対向するように、ガラス窓３の外側表面３ｂには反射防止膜８が貼着されている。反射防止膜８を設置することは、ガラス窓３の表面３ｂで外光が反射することによる画像の視認性低下を抑制することができるので好ましい。この反射防止膜８としては、例えば、ノングレアフィルムや無反射プラスチックフィルム等を挙げることができる。また、反射防止膜８に代えて、店舗のガラス窓３自体として例えば無反射ガラス若しくはブラストガラスを採用することも、外光の反射を低減することができるので好ましい。
【００１２】
さて、透過型スクリーン５は、店舗外側からガラス窓３を通してみた場合、図２に示したように全体として矩形形状になっている。
具体的には、透過型スクリーン５は、それぞれ矩形形状を有するフレネルレンズ９とレンチキュラーレンズ１１とが側端及び下端を揃えて接合されてなり、フレネルレンズ９が投影装置２側に、レンチキュラーレンズ１１がガラス窓３側に位置している。そして、フレネルレンズ９はレンチキュラーレンズ１１の上端から延出した縁部９Ａを有し、この縁部９Ａに設けられた貫通孔に吊下げ用のワイヤ７が通されている。
【００１３】
このような構造に基づき、透過型スクリーン５あるいはフレネルレンズ９において画像を表示する画像表示領域９Ｂは、フレネルレンズ９の縁部９Ａを除いた領域である。そして、投影装置２及び透過型スクリーン５の配置は、投影装置２から出力された映像の中心と、画像表示領域９Ｂの中心９Ｃとが互いに一致するように規定されている。すなわち、縁部９Ａは画像の表示には使用されない領域である。
【００１４】
フレネルレンズ９は光透過性を有した樹脂、例えばアクリル製であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である図３に示したように、入射面９ａと出射面９ｂとを有している。入射面９ａは平面であって、出射面９ｂは、フレネルレンズ９の幅方向の中央に位置する凸曲面部９ｃと、凸曲面部９ｃを中心として同心円状に形成された、断面視形状が鋸刃状の複数の凸部９ｄ，９ｄ，９ｄ…とからなる。なおここで、出射面９ｂの形状は、フレネルレンズ９が所定の焦点距離ｆを有する凸レンズとして機能するよう設計されていて、凸曲面部９ｃはフレネルレンズ９の光学的な中心をなし、凸曲面部９ｃを通してフレネルレンズ９の光軸は延びている。
【００１５】
投影システム１においては、投影装置１とフレネルレンズ９の入射面９ａとの間の水平方向における距離がフレネルレンズ９の焦点距離ｆに設定されており、点光源とみなされる投影装置１からの発散光よりなる映像が入射面９ａに入射した場合、この映像は、平行光よりなる映像に変換されて出射面９ｂから出射する。
【００１６】
フレネルレンズ９の出射面９ｂ側には、フレネルレンズ９と同じ樹脂製のレンチキュラーレンズ１１が、フレネルレンズ９及びレンチキュラーレンズ１１の樹脂と親和性を有する接着剤を用いて接合され、レンチキュラーレンズ１１は、入射面１１ａと出射面１１ｂとを有している。入射面１１ａは、複数の半円筒状のロッドレンズ１１ｃ，１１ｃ，１１ｃ…からなり、これらロッドレンズ１１ｃは、各ロッドレンズ１１ｃの軸線方向（紙面と直交する方向）がレンチキュラーレンズ１１の高さ方向（設置された透過型スクリーン５の上下方向）と平行になるように、かつ、ロッドレンズ１１ｃ同士がレンチキュラーレンズ１１の幅方向で隙間なく並ぶように形成されている。
【００１７】
ロッドレンズ１１ｃの半径あるいは曲率は、各ロッドレンズ１１ｃに入射した平行光が、出射面１１ｂでレンチキュラーレンズ１１の幅方向にそれぞれ集束してから、出射面１１ｂから発散しながら出射するよう規定されている。
そのゆえ、レンチキュラーレンズ１１は、入射面に１１ａに入射した平行光よりなる映像を拡散する機能を有していて、フレネルレンズ９からの映像を拡散し、広い視野の下で視認可能な画像として写し出す。
【００１８】
そして、レンチキュラーレンズ１１は、その出射面１１ｂが、平面１１ｄと、この平面１１ｄ上に縞状に形成され、可視光を吸収する黒色の光吸収部１１ｅとをもって構成されていることが好ましい。
ここで、縞状とは、レンチキュラーレンズの出射面１１ｂを平面視したときの模様であって、光吸収部１１ｅは、ロッドレンズ１１ｃによって平行光が集束される平面１１ｄ上の縞状領域ではなく、それらの領域の間に位置して暗部となる縞状領域に形成されている。
【００１９】
このような光吸収部１１ｅを形成しておくと、レンチキュラーレンズ１１ｃの入射面１１ａに入射した平行光は、平面１１ｄから映像として出射される。その一方で、ガラス窓３を通して店内に射し込む外光が出射面１１ｂに入射した場合、外光の一部は光吸収部１１ｅで吸収されて反射せず、画像の視認性を高めることができる。
【００２０】
本発明においては、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である図４、および、フレネルレンズ９の平面図である図５に示したように、フレネルレンズ９の光学的な中心である凸曲面部９ｃが、フレネルレンズ９の画像表示領域９Ｂの中心９Ｃから離間していることを特徴とし、本実施例では凸曲面部９ｃが上端側に偏芯している。
【００２１】
以下、投影システム１の作用について図１を用いて説明する。
投影システム１では、投影装置２によって出力される映像の中心をなす光線が、フレネルレンズ９の縁部９Ａを除いた画像表示領域９Ｂの中心９Ｃに投射されるように、投影装置２及び透過型スクリーン５は配置されている。しかしながら、実際問題としては、投影装置２及び透過型スクリーン５の設置位置、ならびに、それらの設置位置によってほぼ規定される投影装置２からの映像の投射角度θは、建物の構造や商品の陳列棚等の配置によって制限されるので、画像情報の提供を受ける側の往来者の視認性という観点から検討を行なう余地が少ない。
【００２２】
このような制限の下、例えば投射角度θが大きい場合、すなわち、投影装置２と透過型スクリーン５との高低差が大きい場合には、従来のフレネルレンズ（図１１）では、映像の中心をなす光線の伝搬方向は、図１中に２点鎖線Ａで示したように、高さ方向で変化しないことから、透過型スクリーン５の正面下方にて映像が最も明るくなる。
【００２３】
しかしながら、往来者の目線の高さは、個体差があるものの、概ね１４０〜１７０  ｃｍの範囲にあることから、この数値範囲よりも下方で明るい画像は、往来者にとって視認性が低い。
そこで、本発明の投影システム１の場合は、フレネルレンズ９の光学的な中心を上端側へ偏芯させることで、映像の中心をなす光線をフレネルレンズ９の光学的中心（凸曲面部９ｃ）から離隔した周辺部に入射させている。そのため、映像の中心をなす光線は上方へ屈折して、その伝搬方向が図１中に２点鎖線Ｂで示したように変化して、往来者の目線の高さで画像が最も明るくなって画像の視認性が高くなる。
【００２４】
すなわち、従来の透過型スクリーンにおいては、フレネルレンズは単に発散光を平行光に変換する手段としてのみ使用されていたが、本発明においては、そのことに加えて更に、映像の伝搬方向を変化させる手段としても使用されているのである。
そして、この伝搬方向の変化量は、フレネルレンズの光学的中心の偏芯量を適宜調整することによって選択できることから、投影システムを設置する環境に応じて、画像の視認性を効果的に高めることができる。
【００２５】
例えば、図６に示した投影システム１３のように、通りと店舗との間で段差がある場合には、その段差も考慮して往来者の目線高さの範囲を設定し、その範囲で画像が明るくなるようにフレネルレンズの光学的中心の偏芯量を設定すればよい。
図７は、本発明の他の実施例の投影システム１５の説明図である。
【００２６】
投影システム１５は、複数の透過型スクリーンが全体として一つの透過型スクリーンを構成している点で、投影システム１と異なっている。
すなわち、図８に示したように、投影システム１５は、縦横２列に並べられた合計４つの透過型スクリーン５，５，５，５が全体として一つの透過型スクリーンを構成し、各透過型スクリーンに対応する４つの投影装置２，２，２，２を備えている点で、投影システム１と異なっている。
【００２７】
その一方で、画像を提供される往来者の目線の高さを考慮して、各透過型スクリーン５においてフレネルレンズ９の光学中心が偏芯している点では、投影システム１と投影システム１５とは共通している。したがって、この投影システム１５によれば、投影システム１の場合と同様に、高い視認性の下で画像を客に提供することができるのみならず、大画面で画像を提供することができる。
【００２８】
なお、各透過型スクリーン５におけるフレネルレンズ９の光学中心の偏芯量は互いに独立して設定することができる。
図９は、本発明の更に他の実施例の投影システム１７の説明図である。
投影システム１７は、例えば、比較的天井が高く且つ照明が明るい店舗内に設置されており、付近を通る客に画像を提供する。
【００２９】
投影システム１７は、透過型スクリーン５がガラス窓に貼着されずに吊り下げられている点で、投影システム１と異なっている。更に、投影システム１７にあっては、透過型スクリーン５が比較的高い位置に設置されていることから、画像が透過型スクリーン５の正面下方で明るくなるよう、図１０に示したように、透過型スクリーンの５のフレネルレンズ９の光学的中心が下端側に偏芯している点でも、投影システム１と異なっている。
【００３０】
ここで、画像を提供される客（往来者）の目線の高さを考慮して、フレネルレンズの光学的中心が偏芯している点では、投影システム１と投影システム１７とは共通している。したがって、この投影システム１７によれば、投影システム１の場合と同様に、高い視認性の下で画像を客に提供できる。
本発明の投影システムは、上記した実施例に限定されることはなく種々変形が可能であって、例えば、その設置場所は店舗に限られず、屋外ステージや競技場等であってもよい。
【００３１】
そして、投影装置及び透過型レンズの配置についても、設置場所に応じて適宜選択することができ、これらの配置に応じて、フレネルレンズ９の光学的な中心である凸曲面部９ｃを、フレネルレンズ９の画像表示領域９Ｂの中心９Ｃから所望の方向、例えば左右方向に偏芯させてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の投影システムによれば、高い視認性の下で画像を映し出す投影システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の投影システムの説明図である。
【図２】図１の投影システムの透過型スクリーンの正面図である。
【図３】図２の型スクリーンのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図２の透過型スクリーンのＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図２の透過型スクリーンのフレネルレンズの正面図である。
【図６】他の店舗に図１の投影システムを適用した場合の説明図である。
【図７】本発明の他の実施例の投影システムの説明図である。
【図８】図７の投影システムの透過型スクリーンの正面図である。
【図９】本発明の更に他の実施例の投影システムの説明図である。
【図１０】図９の透過型スクリーンのフレネルレンズの正面図である。
【図１１】従来の投影システムにおいて用いられるフレネルレンズの平面図である。
【符号の説明】
２      投影装置
３      ガラス窓
５      透過型スクリーン
７      ワイヤ
８      反射防止膜
９      フレネルレンズ
９Ａ    縁部
９Ｂ    画像表示領域
９Ｃ    画像表示領域の中心
９ａ    フレネルレンズの入射面
９ｂ    フレネルレンズの出射面
９ｃ    凸曲面部（フレネルレンズの光学的中心）
９ｄ    鋸刃状凸部
１１    レンチキュラーレンズ
１１ａ  レンチキュラーレンズの入射面
１１ｂ  レンチキュラーレンズの出射面
１１ｃ  ロッドレンズ
１１ｅ  光吸収部
【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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【図１０】
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【図１１】
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