(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示システムであって、
少なくとも１つのコリメートされた光源を含むプロジェクタと、画像データを受け取って前記光源を制御するコントローラとを備え、
使用時に、前記画像を表す画像データの一連の列が、残像性によって、観察者の目に向かって反射したときに互いに重なり合っているように見え、また、前記観察者の目が投射された前記列の延伸方向に対して垂直な方向で移動しているときに前記観察者が前記画像を見ることができるように、垂直方向に細長い反射体に連続して投射されるように構成され、
前記反射体が、反射光と前記画像の視野角とを制御する湾曲状、Ｕ字形、または切子面状の断面を備えている表示システム。
【請求項２】
前記反射体をさらに備えている請求項１に記載の表示システム。
【請求項３】
前記反射体が、反射光と前記画像の視野角とを制御するために、規則的な回折および／または屈折のための微細表面構造を備えている請求項２に記載の表示システム。
【請求項４】
前記プロジェクタが、複数の光源を含む請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の表示システム。
【請求項５】
前記画像を作成する光が、さまざまな光波長を備えている請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の表示システム。
【請求項６】
前記画像が、動画である請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示システムに関する。 
【背景技術】
【０００２】
様々な種類の表示システムが、技術分野で周知である。
これらは、単純な広告掲示板から複雑な画像投射発光システムまで、多岐に及ぶ。
そのような表示システムには、単純な情報の提供から複雑な画像表示や広告内容の提供まで、幅広い用途がある。
【０００３】
いくつかの表示システム技術が熟成し、一般的に使用されているが、それらの技術には欠点が伴うことが多い。
たとえば、従来の広告掲示板表示システムは、単純でコスト効果が高い反面、際立った特徴があるわけではない。
さらに、多くの表示システムでは、それらの表示システムを支える大型の構造と、膨大な量の設置作業が必要であり、表示される情報が定期的に更新される場合は、特に、高度なメンテナンスが必要となることが多い。
このことは、建造物の屋上や側面に遠くから見えるように設けられる従来型の広告掲示板や電子表示広告のような、画面をきわめて大きな規模で表示することが要求される表示システムでは、特に顕著である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、これらの問題の少なくとも一部を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によると、画像を表示する表示システムであって、少なくとも１つのコリメートされた光源を含むプロジェクタと、画像データを受け取って光源を制御するコントローラとを備え、使用時に、画像を表す画像データの一連の列が、残像性によって、観察者の目に向かって反射したときに互いに重なり合っているように見え、また、観察者の目が投射される列の延伸方向に対して垂直な方向で移動しているときに観察者が画像を見ることができるように、反射体に連続して投射されるように構成された表示システムが提供される。
【０００６】
本発明の構成では、高度なメンテナンスを必要とせずに、または、表示部材の複雑な構造を必要とせずに、二次元パネルではなく情報の１つまたは複数の一次元線を通じて、画像を特徴的な方法で大規模に表示することができる。
また、コスト効果が高い効率的な態様で情報を改変および更新することが簡単にできる。
さらに、表示システムに反射体が必要な場合、単一線状の比較的細い反射体を設けるだけでよい。
この反射体は、建物または自立建造物の構造で容易に支持することができ、また、建物の内部からの視界や内部への光を遮断したり、建物の外観に大きな視覚的影響を与えたりすることがないように構築することができる。
そのような反射体により、広い物理空間を占める従来の二次元の広告掲示板ではなく、一次元の基板構造のみを用いる手段が提供される。
【０００７】
本発明は、観察者の目のデータ処理速度、すなわち、サッカード運動を、観察者の脳が画像を保持する速度、すなわち感覚記憶と相互に関連付けるように構成される。
たとえば、人間の目のサッカード運動は、最大で１秒間に５００回の速度で発生する可能性がある。
一方、人間の脳は、画像を最大で０．２５秒間保持し得る。
この情報から、後述するように、観察者が画像を見ることができるようにするための画像データのリフレッシュ速度を割り出すことができる。
【０００８】
観察者の静止した目で見た場合、投射されたデータの列は、互いに重なり合って見える。
しかし、投射データの表示に使用される速度および飛び越し方式に起因し、リフレッシュ速度と、人間の目に本来備わっている残像現象との組み合わせにより、観察者の目が投射データの列の延伸方向に対して垂直な方向で移動している場合、観察者は、完全な画像を網膜内の痕跡として瞬間的に見ることができる。
一部の例では、画像データのリフレッシュ速度は、１秒間に３，０００〜１０，０００列の範囲内である。
本発明は、混合技術を利用し、残像効果を画像と融合することで、視覚伝達のためのきわめて特徴的な効果を実現するものである。
【０００９】
観察者が表示されている画像の全体を常に見ることができるように表示システムを同期させることは、好ましくはあるが、必須ではない。
一例では、表示される画像は、ロゴや単語、または、その他の容易に認識できる内容である。
この場合、観察者は、画像の全体を見なくても、その意味を把握できる。
ただし、本発明の表示システムは、観察者が画像の全体を見ることができるように、人の目がデータの列を横切って移動する間に少なくとも２回画像を投射することが好ましい。
よって、観察者が画像を見ることができるようにするために、データの列を表示するタイミングを、観察者の目が移動するタイミングに関連付けることは、必ずしも必要ではない。
【００１０】
表示システムのリフレッシュ速度は、調整可能であることが好ましい。
本発明を大規模な用途で使用する場合、観察者が表示システムから遠く離れている状況が含まれる可能性がある。
この状況では、リフレッシュ速度は、観察者が表示システムに近接している場合よりも、生成される画像に大きな影響を与える可能性がある。
よって、本発明の表示システムは、表示システムのリフレッシュ速度によって観察者に最良の表示が確実に提供されるように調整され得る。
たとえば、リフレッシュ速度は、表示システムの制御電子回路のソフトウェアを使用して計算することができる。
【００１１】
表示システムの制御電子回路のソフトウェアは、データの列の望ましい表示方法を計算する役割の一部を担うこともできる。
一部の例では、データの列は、画素データに分割される。
この例では、ソフトウェアは、たとえば、数学的アルゴリズムを使用して、各画素が観察者に（サイズ、明るさ等が）均一に見えるようにするために、連続する各画素データに求められる投射角度を計算する。
また、ソフトウェアは、これを光の出力ビームが所望の画素位置に投射されるように回転走査ミラーと連係させるために、光源の脈動および／または遮蔽の速度を計算することもできる。
【００１２】
一例では、表示システムのプロジェクタは、画素の列全体を同時に投射する。
他の例では、表示システムのプロジェクタは、各画素を連続して投射する。
この場合、画像が１００×１００画素を含む例では、１秒間に約２００，０００個以上の点が投射される。
画素の数が多くなれば、１秒間に投射される点の数も多くする必要がある。
他の例では、表示システムは、複数のプロジェクタを含み、その場合、単一または複数の画素が一度に投射される。
【００１３】
コリメートされた光源は、レーザーであり得る。 
光源のコリメート性が、一度に投射されるデータの列は常に１つであるという表示システムの特性と相まって、ＬＥＤ広告掲示板等による光害がごくわずかに抑えられるという利点が生まれる。
【００１４】
一例では、システムのプロジェクタは、コリメートされた光源ではなく、コリメートされた電磁放射源、特に、メーザーまたは無線レーザーを含む。
【００１５】
システムは、反射体をさらに備えていることが好ましい。
反射体は、反射光と画像の視野角とを制御する湾曲状、Ｕ字形、または切子面状の断面を備えている。
そして、反射体は、反射光と画像の視野角とを制御するために、規則的な回折および／または屈折のための微細表面構造を備えていることが好ましい。
本発明の表示システムにより生成された画像は、深い視野角から見た場合でも、垂直の視野角から見た場合と同じように見えるという点で有利である。
この効果は、極端な視野角では画像が見えにくくなる可能性があるＬＥＤディスプレイ等の表示システムでは実現できない。
【００１６】
反射体の特性と、光源のコリメート性とが相まって、表示システムにより生成される画像は、高度な拡大縮小性を備え得る。
たとえば、本発明の表示システムは、建物や広告掲示板などに画像を投射するような、大規模な用途での使用に適している。
本発明の表示システムにより生成される画像の拡大縮小性は、高コストで壊れやすい追加の基板構造を必要としないという点で有利である。
【００１７】
表示システムのプロジェクタは、複数の光源を含む。
【００１８】
表示システムにより生成される画像を作成する光は、さまざまな光波長を含む。
画像は、動画である。
これにより、表示システムの対話性のための手段が提供される。
【００１９】
本発明の一例を、添付の図面を参照しながら、以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る表示システムの側面図である。
【図２】本発明の表示システムと組み合わせて使用する反射体の潜在的な断面を表す一連の図である。
【図３】図１のプロジェクタに画像を表示させる命令のデータを作成するための方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照すると、本発明に係る表示システムは、プロジェクタ３と、スタンド部材４とを含む。
また、反射体２が、オプションで設けられている。
本例では、プロジェクタ３は、使用時に光５を反射体２に投射する制御電子回路により制御される、１つまたは複数の光源を含む。
反射体２は、超高層ビル、橋、タワー、自立式建造物等の建造物１に取り付けられる伸長した細長片である。
反射体２は、表示効果を最適化するために、垂直に取り付けられるのが好ましい。
一部の状況では、建造物１は、反射体２の代わりに光５を受けて反射するために使用できる、反射属性を有する部材を備えることができる。
【００２２】
この例では、プロジェクタ３の光源は、３色で発光することが可能なレーザーダイオード源であるが、気体レーザーまたは他のコヒーレントな光源もしくはコリメートされた光源でもよく、複数の光源で形成することができる。
レーザー光源の代わりに、スポットライトアレイ、デジタルプロジェクタ、ＬＥＤアレイ等の適切なコリメート光源も使用することができる。
【００２３】
使用時には、プロジェクタ３は、光５を反射体２または建造物１の表面に投射できるように、スタンド部材４によって取り付けられる。
この取り付けは、建造物１に対して直接行うか、または、建造物１からある程度離間した建造物１に対して行うことも可能である。
いずれの場合も、投射された光５は、反射光６となって観察者７に向かって反射する。
図２からわかるように、反射体２を設ける場合、反射体２の形状を表示システムの設計視野角に適したものとすることが可能である。
見てわかるように、反射体２は、実際上は単一の薄い細長片８であり、その幾何学的形状ならびに／または反射的、屈折的、および回折的な材料特性に基づいて、反射光６の角度を増加、減少、またはその他の方法で変化させることができ、それによって表示システムの効果を向上させると共に隣接する建造物１への不快な反射を防ぎ、または必要に応じて画像１０の視野角を増加もしくは減少させる役割を果たすことができる。
【００２４】
見てわかるように、反射体２は、反射光６を特定の方向範囲に方向付けて、反射の視野角を増加もしくは減少させたり、または、反射光６を下方もしくは上方から見えるように方向付けたりするように成形される。
反射体２は、単一の連続的な細長片８でもよいし、異なる形状の部材で形成して光５の方向を慎重に選択してもよい。
【００２５】
反射体２は、回折的もしくは屈折的な特性を提供するために、および／または反射を向上させるために、微細表面構造を備える材料から形成される。
また、反射体２は、光５が反射する波長をフィルタ除去するように配置することができ、または可視される蛍光出力光を提供する蛍光特性を含むことができる。
たとえば、プロジェクタ３は、メーザーや無線レーザー等のコリメートされた電磁放射源を備えることができる。
【００２６】
図３を参照しながら、制御電子回路によりプロジェクタ３の制御のためのデータを構築する態様について説明する。
画像１０が、制御電子回路に提供され、まず、Ｘ個の連続する列に分割される。
各列は、ｙ個の画素を有する。
列に分割された画像１０は、画像１０の上部から画像１０の下部に向かって、各画素に対応する画素データにさらに分割される。
続いて、それぞれの列の画像データが、制御電子回路に連続して提供される。
この制御電子回路は、それらのデータをプロジェクタ３に提供する。
そして、プロジェクタ３の光源は、列の画素に対応するために必要な色および強度の光５を投射し、光５は、反射体２の画素割り当ておよび画像１０に対応する特定の物理位置空間に投射される。
その後、各列の情報が、反射体２に連続して投射される。
この投射の速度は、観察者７の目と反射体２との間に反射体２に対して垂直な方向での相対的な移動がなければ、残像性によって観察者７には反射体２からの反射光６の単一の細長片だけが見えるようになされる。
しかし、相対的な移動がある場合、観察者７の目が反射体２を横切って走査するときに、残像効果によって、観察者７は、すべての画像１０を見ることができる。
【００２７】
これにより、観察者７の目が静止しているときは連続的な光５の線として知覚されていたものが、観察者７の目が移動しているときは画像１０として知覚されるため、観察者７の注意力がディスプレイに惹きつけられるという特徴的な効果が生まれる。
【００２８】
適切な処理を施せば、動画を投射することが可能である。
【００２９】
また、プロジェクタ３内の光源および制御電子回路は、単色画像と多色画像のどちらを提供するようにも構築することが可能である。
これは、必要に応じて、幅広い範囲の波長を放射できる光源または複数の光源により、実現することができる。
さらに、光源から不可視の波長で光５を放射し、受け取った光５を適切に調節するように反射体２を構築して、特定の方法で変調またはフィルタ除去された可視光が観察者７から見えるようにすることも可能と考えられる。
【００３０】
したがって、本発明は、大量の部材を必要とせず、または、光５を投射する建造物１に追加的な構造特徴を設けることなく、簡単に構築および設置できる表示システムを提供する。
建造物１自体が適切な反射部材を備えていない場合、事実上必要なのは、軽量で容易に設置できる単一の細長い反射材料だけである。
また、本発明の構成では、表示される画像１０の変更がきわめて簡単であり、メンテナンス用の部材も最小限で済む。
さらに、本発明により、人目を引く特徴的かつ斬新な画像１０を提供し、特別な恩恵を広告主に提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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