(57)【要約】【課題】１つの表示体で奥行き方向に空間像を移動表示することのできる表示装置およびその駆動方法を提供する。【解決手段】本発明の表示装置は、画像を投射するプロジェクターと、プロジェクターから投射された投射像を表示する螺旋形状のスクリーンと、スクリーン上に表示された投射像を空間に投射結像させる結像手段と、スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、を備え、スクリーンの投射面と結像手段との距離が連続的に変化する構成となっていることを特徴とする。【選択図】図１
2013073229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投射するプロジェクターと、
前記プロジェクターから投射された投射像を表示する螺旋形状のスクリーンと、
前記スクリーン上に表示された投射像を空間に投射結像させる結像手段と、
前記スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、を備え、
前記スクリーンの投射面と前記結像手段との距離が連続的に変化する構成となっている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
画像を投射するプロジェクターと、
前記プロジェクターから投射された投射像を表示するスクリーンと、
前記スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、
前記スクリーン上に表示された投射像を空間に結像させる結像手段と、を備え、
前記スクリーンが中心軸方向から見て複数に分割された平行平面を有して構成されており、
前記スクリーンの投射面と前記結像手段との距離が離散的に変化する構成となっている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記スクリーンの前記中心軸の回転角度を検出する角度検出手段と、
前記角度検出手段の出力により表示信号を切り替えるタイミングを設定する切替手段と、
前記切替手段の出力により予め設定した複数の映像信号を切り替えて出力する信号発生手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記角度検出手段と前記プロジェクターとの間にフォーカス制御手段あるいはズーム制御手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示の駆動方法。
【請求項５】
前記中心軸方向に並ぶ複数の前記平行平面が、前記中心軸の周りに互いに所定角度ずつ順次位置を異ならせて配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項６】
プロジェクターから射出される投射光の光軸に対して前記スクリーンの前記中心軸が傾いている
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
画像を投射するプロジェクターと、前記プロジェクターから投射された投射像を表示する螺旋形状のスクリーンと、前記スクリーン上に表示された投射像を空間に投射結像させる結像手段と、前記スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、を備える表示装置の駆動方法において、
前記スクリーンの前記中心軸の回転角度に応じて、前記プロジェクターから前記スクリーンに投射する前記投射像の表示パターンを第１表示パターンから第２表示パターンへ切り替える際に全黒表示を実施する
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項８】
画像を投射するプロジェクターと、前記プロジェクターから投射された投射像を表示するスクリーンと、前記スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、前記スクリーン上に表示された投射像を空間に結像させる結像手段と、を備える表示装置の駆動方法において、
前記スクリーンの前記中心軸の回転角度によって前記スクリーンと前記結像手段との距離が離散的に変化する際に、前記投射像として全黒画像を空間に結像させる
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置およびその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導灯で誘導する方向の情報を提示する装置、システムとして、次の提案がある（特許文献１，２）。
特許文献１では、誘導灯の背面から別のパターンを表示し、避難者が火災方向に向かわないように情報提示することが提案されている。また、特許文献２では、災害時に誘導灯に安全な出入り口方向を矢印で表示することや、廊下の壁面にレーザー光で矢印のマークを走査表示することで誘導方向を示す装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７７５４５号公報
【特許文献２】特開２００１−１００６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記いずれの提案でも、通路において非難表示を正面から見て非難方向を分かりやすく提示することができなかった。また、複数の誘導灯を連携させて順次転動することで非難方向を誘導する方法も提案されているが、物理的に離れた複数の誘導灯を連携動作させるためには、配線の引き回しが困難で手間がかかるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、１つの表示体で奥行き方向に空間像を移動表示することのできる表示装置およびその駆動方法を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の表示装置は、画像を投射するプロジェクターと、前記プロジェクターから投射された投射像を表示する螺旋形状のスクリーンと、前記スクリーン上に表示された投射像を空間に投射結像させる結像手段と、前記スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、を備え、前記スクリーンの投射面と前記結像手段との距離が連続的に変化する構成となっていることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、スクリーンの投射面と結像手段との距離が連続的に変化する構成とすることによって、空間像の表示位置を光軸方向で変化させることができる。
【０００８】
本発明の表示装置は、画像を投射するプロジェクターと、前記プロジェクターから投射された投射像を表示するスクリーンと、前記スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、前記スクリーン上に表示された投射像を空間に結像させる結像手段と、を備え、前記スクリーンが中心軸方向から見て複数に分割された平行平面を有して構成されており、前記スクリーンの投射面と前記結像手段との距離が離散的に変化する構成となっていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、スクリーンの投射面と結像手段との距離が離散的に変化する構成とすることで、空間像の表示位置を光軸方向で変化させることができる。
【００１０】
また、前記スクリーンの前記中心軸の回転角度を検出する角度検出手段と、前記角度検出手段の出力により表示信号を切り替えるタイミングを設定する切替手段と、前記切替手段の出力により予め設定した複数の映像信号を切り替えて出力する信号発生手段と、を備えた構成としてもよい。
【００１１】
これによれば、スクリーンの回転軸の回転角度によって表示する信号を切り替えるようにしたので、回転軸の回転速度に関わらず、空間像の形成される位置に対応してスクリーンに表示する表示信号を切り替えることで、表示位置を変化させながら異なる表示パターンを表示できる。
【００１２】
また、前記角度検出手段と前記プロジェクターとの間にフォーカス制御手段あるいはズーム制御手段が設けられている駆動方法としてもよい。
【００１３】
これによれば、フォーカス制御手段を設けた場合には、スクリーンの中心軸の回転角が変化するに伴いフォーカス制御部を連動させることによって、どの位置に空間像が形成されても常に最適なフォーカスにすることが可能となる。また、ズーム制御手段を設けた場合には、スクリーンの中心軸の回転角が変化するに伴いズーム制御手段を連動させることによって、どの位置に空間像が形成されても常に最適なフォーカスにすることが可能となる。
【００１４】
また、前記中心軸方向に並ぶ複数の前記平行平面が、前記中心軸の周りに互いに所定角度ずつ順次位置を異ならせて配置されている構成としてもよい。
【００１５】
これによれば、中心軸方向（光軸方向）から見て中心軸の周りに所定角度毎に分割された平行平面は、中心軸方向に位置を異ならせて配置されているので、表示位置が離散的に移動させながら表示を切り替えることができる。
【００１６】
また、プロジェクターから射出される投射光の光軸に対して前記スクリーンの前記中心軸が傾いている構成としてもよい。
【００１７】
これによれば、光軸に対するスクリーンの投射面の傾きを少なくすることができるので、表示の歪み等が解消される。
【００１８】
本発明の表示装置の駆動方法は、画像を投射するプロジェクターと、前記プロジェクターから投射された投射像を表示する螺旋形状のスクリーンと、前記スクリーン上に表示された投射像を空間に投射結像させる結像手段と、前記スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、を備える表示装置の駆動方法において、前記スクリーンの前記中心軸の回転角度に応じて、前記プロジェクターから前記スクリーンに投射する前記投射像の表示パターンを第１表示パターンから第２表示パターンへ切り替える際に全黒表示を実施することを特徴とする。
【００１９】
これによれば、第１表示パターンから第２表示パターンへ表示が切り替わる際に全黒表示を実施することによって、観察者に対する違和感は生じない。
【００２０】
本発明の表示装置の駆動方法は、画像を投射するプロジェクターと、前記プロジェクターから投射された投射像を表示するスクリーンと、前記スクリーンの中心軸を回転させる回転手段と、前記スクリーン上に表示された投射像を空間に結像させる結像手段と、を備える表示装置の駆動方法において、前記スクリーンの前記中心軸の回転角度によって前記スクリーンと前記結像手段との距離が離散的に変化する際に、前記投射像として全黒画像を空間に結像させることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、光軸上でスクリーンへの投射位置が変化する際に表示パターンが変化したとしても観察者に対する違和感は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態である表示装置の概略構成を示す図。
【図２】リアスクリーンの概略構成を示す斜視図。
【図３】リアスクリーンの概略構成を示す図であって、（ａ）側面図，（ｂ）正面図。
【図４】表示装置で空間像が生成される原理について説明するための図。
【図５】第１実施形態の表示装置を建物の廊下の天井に設置した様子を模式的示す図。
【図６】第２実施形態の表示装置の概略構成を示す図。
【図７】第２実施形態における表示装置の動作タイミングチャートを示す図。
【図８】第３実施形態の表示装置の構成を示す図であって、（ａ）側面図、（ｂ）平面図。
【図９】リアスクリーンの構成を示す斜視図。
【図１０】第３実施形態における表示装置の動作タイミングチャートを示す図。
【図１１】第３実施形態の表示装置を地下商店街や大型店舗の廊下の隅に設置した様子を模式的に示す図。
【図１２】第４実施形態の表示装置の概略構成を示す図。
【図１３】第５実施形態の表示装置の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２４】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態である表示装置の概略構成を示す図である。
本実施形態の表示装置１００は、図１に示すように、プロジェクター１と、リアスクリーン（スクリーン）２、モーター（回転手段）２５、フレネルレンズ（結像手段）３および信号発生部（信号発生手段）５と、を筐体１３内に備えてなる。
【００２５】
プロジェクター１は、ライトバルブや投射レンズなどを搭載し、図示しないパーソナルコンピューターなどの外部の映像信号発生手段から入力された映像信号に基づいてリアスクリーン２に映像を投射する。ここで、プロジェクター１には、同じく筐体１３内に設置された信号発生部５が接続されており、かかる信号発生部５から入力される信号（表示タイミング）に応じて表示を行う。プロジェクター１内に搭載されたライトバルブは、図示しない光源によって照明され、投射レンズで拡大投射されてリアスクリーン２上で結像する。
【００２６】
リアスクリーン２は、透過型のスクリーンであって、螺旋状を呈するスクリーン面（投射面）２Ａが光軸周りに回転するように構成されており、このリアスクリーン２の回転はモーター２５の駆動によって実現される。このリアスクリーン２は、使用時において所定の回転速度で回転する。
【００２７】
フレネルレンズ３は、リアスクリーン２上に表示された投射像を空間に結像させるものであって、微小な間隔で同心円状に設けられた複数のプリズム（不図示）を有して構成され、筐体１３の前面１３ａに設けられている。
【００２８】
図２は、リアスクリーンの概略構成を示す斜視図である。図３は、リアスクリーンの概略構成を示す図であって、（ａ）側面図，（ｂ）正面図である。
本実施形態のリアスクリーン２は、図２、図３（ａ）に示すように、中心軸２２と、当該中心軸２２を中心にしてその軸周りに３６０°の螺旋状のスクリーン面２１Ａを有するスクリーン２１とを備える。中心軸２２には、その軸上であってフレネルレンズ３とは反対側の端部側に、モーター２５の回転軸２６が接続されており、このモーター２５の駆動によってスクリーン面２１Ａが軸周りに回転する構成となっている。
【００２９】
ここで、スクリーン２１は、図３（ｂ）に示すように正面（軸方向）から見てスクリーン２１の端部２１ａ，２１ｂ同士の間に隙間が形成されないような螺旋形状を呈するもので、正面から見て軸周り全体がスクリーン面２１Ａとなるように、少なくとも軸方向に直交する方向において端部２１ａ，２１ｂが一致している。中心軸２２の軸周りにおいてスクリーン面２１Ａが途切れることのない構成であればいいので、スクリーン２１の端部２１ａ，２１ｂ同士が必ずしも一致していなくてもよく、例えば、軸方向でモーター２５側に位置する端部２１ｂが前方側のスクリーン面２１Ａの一部に若干重なるような構成としてもよい。このようなスクリーン２１は、軸周りに順次位置を異ならせた複数の支持部２３を介して中心軸２２に支持されている。
【００３０】
リアスクリーン２には、スクリーン面２１Ａ上の所定位置にプロジェクター１からの投射光が投射される。プロジェクター１から投射される投射光の光軸ＬＸと、リアスクリーン２の中心軸２２とは互いに平行している。つまり、上記構成のスクリーン２１のスクリーン面２１Ａに対して像を投射するプロジェクター１は、中心軸２２の径方向外側に位置し、その投射光の光軸ＬＸがスクリーンの中心軸２２とは一致しない位置に配置されている。これにより、プロジェクター１からの投射光をスクリーン面２１Ａ上の所定の投射位置Ｐに確実に投射することができる。スクリーン面２１Ａ上における投射位置Ｐは中心軸２２から所定距離だけ離れた場所に設定される。リアスクリーン２に対するプロジェクター１の位置は固定されているため、モーター２５を回転させることによりこれに伴って所定の回転速度で回転するリアスクリーン２のスクリーン面２１Ａ上を投射位置Ｐが移動することになる。
なお、リアスクリーン２の形状、回転速度および投射位置Ｐに関しては適宜変更が可能である。
【００３１】
以下、上記構成の表示装置で空間像が生成される原理について説明する。
図４は、表示装置で空間像が生成される原理について説明するための図である。
プロジェクター１によりリアスクリーン２に画像を投射して、物体像（投射像）Ｙを生成する。物体像Ｙは、フレネルレンズ３により投射され、空間に空間像Ｚとして実像を結像する。観察者は、表示装置の正面側、つまり、フレネルレンズ３の光射出側から実像（空間像Ｚ）を視認することができる。
【００３２】
本実施形態の表示装置では、図３（ａ）に示したように、スクリーン面２１Ａの投射位置Ｐにはプロジェクター１からの像が投射されるため、モーター２５を回転させることによりリアスクリーン２が回転し、リアスクリーン２（スクリーン面２１Ａ）とフレネルレンズ３との距離が変化する。本実施形態では、リアスクリーン２が反時計周りに回転するものとして説明する。
【００３３】
図４に戻り、フレネルレンズ３の焦点距離をｆ、リアスクリーン２からフレネルレンズ３までの距離をａ、フレネルレンズ３から空間像Ｚまでの距離をｂとすると、
１／ｆ＝１／ａ＋１／ｂ
という関係が成立する。
【００３４】
このとき、リアスクリーン２（スクリーン面２１Ａ）上の物体像Ｙに対する空間像Ｚのサイズ拡大率Ｍは、
Ｍ＝ｂ／ａ
で表すことができる。
【００３５】
ここで、螺旋形状を呈するリアスクリーン２が回転することによって、スクリーン面２１Ａ上における投射位置Ｐが光軸上で移動する場合には、その移動前後における空間像Ｚのサイズ拡大率は、移動前のサイズ拡大率Ｍ１、移動後のサイズ拡大率Ｍ２とすると、
１／ｆ＝１／ａ１＋１／ｂ１＝１／ａ２＋１／ｂ２
Ｍ１＝ｂ１／ａ１
Ｍ２＝ｂ２／ａ２
となる。
【００３６】
ここで例えば、フレネルレンズ３の焦点距離ｆが３００（ｍｍ）であった場合、移動前のリアスクリーン２からフレネルレンズ３までの距離ａ１を４００（ｍｍ）、移動後のリアスクリーン２からフレネルレンズ３までの距離ａ２を５００（ｍｍ）とすると、移動前のフレネルレンズ３から空間像Ｚまでの距離ｂ１が１２００（ｍｍ）、移動後のフレネルレンズ３から空間像Ｚまでの距離ｂ２が７５０（ｍｍ）となる。
【００３７】
よって、移動前のサイズ拡大率Ｍ１＝３、移動後のサイズ拡大率Ｍ２＝１．５という結果が得られる。
【００３８】
物体像Ｙの最大値は空間像Ｚのサイズに対応するため、これを「５」とすると、スクリーン面２１Ａ（投射位置Ｐ）からフレネルレンズ３までの距離ａ１（４００ｍｍ）〜ａ２（５００ｍｍ）の間で切り替えると、フレネルレンズ３と空間像Ｚとの距離ｂ１（１２００ｍｍ）の位置に拡大率Ｍ１＝１５のサイズの空間像Ｚが形成され、フレネルレンズ３と空間像Ｚとの距離ｂ２（７５０ｍｍ）の位置に拡大率Ｍ２＝７．５のサイズの空間像Ｚが形成されることになる。
【００３９】
具体的には、プロジェクター１の投射レンズからフレネルレンズ３までの距離を固定値として、１０００ｍｍとすると、プロジェクター１からの投射距離ｃは、
ｃ＝１０００−ａ
となる。
【００４０】
すなわち、
ｃ１＝１０００−ａ１＝６００、ｃ２＝１０００−ａ２＝５００
となる。
【００４１】
ここで、リアスクリーン２上の画像サイズは投射距離ｃにほぼ比例するので、リアスクリーン２に対する投射位置が４００ｍｍ（ａ１）の場合を基準として、５００ｍｍ（ａ２）の場合には、
ｃ２／ｃ１＝５００／６００＝１／１．２
の画像サイズになる。
【００４２】
従って、７５０ｍｍ（ｂ２）の位置に形成される空間像Ｚのサイズは、
７．５／１．２＝６．２５
となり、投射距離を固定した場合よりも、空間像Ｚのサイズがより小さく表示されることになり、見かけ上、遠近感が強調されることになる。
【００４３】
すなわち、本実施形態の表示装置１００では、螺旋形状を呈するリアスクリーン２のスクリーン面２１Ａ上の所定の投射位置Ｐにプロジェクター１からの投射光を投射させているので、リアスクリーン２が回転することでスクリーン面２１Ａ上における投射位置Ｐが軸方向（光軸方向）で移動することになる。これにより、例えば、上述したようにスクリーン面２１Ａ（投射位置Ｐ）からフレネルレンズ３までの距離ａが４００ｍｍから５００ｍｍに連続的に変化し、フレネルレンズ３から空間像Ｚまでの距離ｂが１２００ｍｍから７５０ｍｍに連続的に変化する。このようにして、フレネルレンズ３のリアスクリーン２とは軸方向反対側に形成される空間像Ｚの位置が、徐々にフレネルレンズ３側に近づくように連続的に変化する。正面から見ている観察者は、奥行き方向へ連続的に移動するとともに徐々に小さくなる表示を視認することになる。
【００４４】
なお、本実施形態では図３に示すように、リアスクリーン２の中心軸２２とプロジェクター１からの投射光の光軸ＬＸとが平行になっているが、これに限られる必要はなく、光軸ＬＸに対するスクリーン投射面の傾きを少なくするようにリアスクリーン２の回転軸（中心軸２２）を傾けた配置としてもよい。これにより、表示の歪み等が解消される。
また、リアスクリーン２を時計周りに回転させても良い。
【００４５】
図５に、上記構成の表示装置を建物の廊下の天井に設置した様子を模式的示す。
ここでは、図１に示した筐体１３の内部に設置された信号発生部５により、空間像Ｚとして非常口を示す標識Ｇを表示している。
図５に示すように、建物の廊下３０の天井３１に設置した上記構成の表示装置１００により避難方向を示す標識Ｇを示す場合、プロジェクター１からの投射光が回転するリアスクリーン２上に投射されることによって、フレネルレンズ３を介してその前方に形成される空間像Ｚ（標識Ｇ）は、フレネルレンズ３から離れた位置から徐々に近づく方向へ連続的に位置が移動して表示される。
【００４６】
さらに、表示位置の移動に伴って、表示される画像（標識Ｇ）のサイズも連続的に小さくなるので、観察者側からは、自分から遠ざかる方向（廊下３０の奥の方向）へ標識Ｇが移動しているように見える。標識Ｇを視認した観測者は、避難場所が廊下３０の先の方向であることを認識し、廊下３０の奥へと誘導される。
このような表示を行うことで、標識Ｇを見た観察者に対して避難する方向を的確に知らせることが可能となる。
【００４７】
なお、リアスクリーン２を逆回転することにより、観測者側からは自分側に近づくように標識Ｇが移動するように見えるため、避難方向が、自分の進行方向とは反対側の方向であることを認識する。これにより、観察者を標識Ｇ側（表示装置１００）側から離れる方向へ誘導することも可能となる。
【００４８】
本実施形態の表示装置１００によれば、物体像Ｙが表示されるリアスクリーン２への投射位置Ｐとフレネルレンズ３との距離を連続的に変化させることによって、空間像Ｚの表示位置を光軸方向で変化させることができるため、１台の表示装置で観察者を所定の方向へ誘導することが可能となる。上述したように、回転する螺旋状のリアスクリーン２に投射する像を空間像Ｚとして結像させ、光軸方向に空間像Ｚを移動表示させることで、観察者に対して移動方向を提示することができる。
【００４９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の表示装置の構成について述べる。
図６は、第２実施形態の表示装置の概略構成を示す図である。
図６に示すように、本実施形態の表示装置２００は、プロジェクター１、リアスクリーン２、モーター２５、フレネルレンズ３、信号発生部（信号発生手段）５の他に、設定ダイヤル６、エンコーダー（角度検出手段）７および設定切替部（切替手段）８をさらに筐体１３内に備えている。
【００５０】
設定ダイヤル６は、リアスクリーン２の動きの速さを設定する。設定ダイヤル６の設定値により、モーター２５の回転の速さを制御し、モーター２５に接続されたリアスクリーン２の動きの速さが決定する。モーター２５の出力側には、モーター２５の回転軸の角度を検出するエンコーダー７が設けられており、その値を設定切替部８へ出力する。
【００５１】
設定切替部８は、モーター２５の回転軸の回転角度、すなわちリアスクリーン２の中心軸２２の回転角度によって表示設定を切り替えるもので、その出力値を信号発生部５へと出力する。信号発生部５は、この設定切替部８から入力された信号に基づいて表示信号の切り替えを行う。
【００５２】
そして、モーター２５の駆動によりリアスクリーン２を所定の速さで回転させることにより、フレネルレンズ３の前方に形成される空間像Ｚを光軸方向へ所定の速さで連続的に移動させることができる。
【００５３】
次に、本実施形態における表示装置の駆動方法について述べる。
図７は、本実施形態における表示装置の動作タイミングチャートを示す図である。
設定ダイヤル６によって設定した速度に対応して、モーター２５が駆動制御され、リアスクリーン２が所定の速度で回転する。エンコーダー７からは、設定ダイヤル６によって設定された速度に対応してモーター２５の回転軸の回転角度が検出される。そして、設定切替部８で設定した角度に応じて表示切替信号が信号発生部５へ出力され、信号発生部５では、入力された表示切替信号に応じてプロジェクター１へ出力する表示信号を切り替える。
【００５４】
本実施形態では、エンコーダー７によって検出される、リアスクリーン２（モーター２５の回転軸）の停止している位置の角度を絶対角度として設定してあり、表示装置２００の電源をオンにした時、機械的に廻されたリアスクリーン２の停止位置の現在角度の信号を出力する。リアスクリーン２（モーター２５の回転軸）の１回転（３６０°）におけるそれぞれの位置における角度はエンコーダー７における出力信号で決まっている。ここで、エンコーダー７の分解能はＮパルス／１回転（３６０°）であって、リアスクリーン２の回転に応じて、所定の表示パターンＡ、表示パターンＢ、表示パターンＣおよび表示パターン全黒ごとに設定されたパルス数／回転角度がエンコーダー７より出力されることになる。
【００５５】
図７のように、エンコーダー７からの出力信号に応じて設定切替部８から信号発生部５へ切替信号が入力される度に、プロジェクター１から投射される表示パターンＡ，Ｂ，Ｃが順次切り替わる。信号発生部５からまず初めにパターンＡ信号が出力され、順次パターンＢ信号、パターンＣ信号へ切り替えられると、最後には全黒信号が出力される。
【００５６】
具体的には、まず、エンコーダー７から出力されるモーター２５の回転軸の回転角度が設定切替部８において設定された所定角度に達すると、所定の表示切替信号がオンになり、信号発生部５においてパターンＡを示す表示信号がプロジェクター１へ出力される。
【００５７】
このとき、形成される空間像Ｚ（Ａ）、Ｚ（Ｂ）、Ｚ（Ｃ）、Ｚ（Ｂｋ）の位置は、図６に示すように、フレネルレンズ３からの距離が最も遠い位置（Ａ）から位置（Ｂ）、位置（Ｃ）へと順次移動して、最もフレネルレンズ３に近い位置（Ｂｋ）において全黒の空間像Ｚ（Ｂｋ）が表示される。
【００５８】
また、これに伴って、空間像Ｚの大きさも、空間像Ｚ（Ａ）＜空間像Ｚ（Ｂ）＜空間像Ｚ（Ｃ）＜空間像Ｚ（Ｂｋ）へと順次縮小変化する。このとき、空間像Ｚの位置は図のように変化するので、表示位置が連続的に変化しながら表示パターンが切り替わる。
【００５９】
また、空間像Ｚの表示位置が位置（Ｃ）から位置（Ａ）へ元に戻る期間では、表示を全黒表示にしているので観察者に対する違和感は生じない。つまり、観察者側から最も離れた位置において小さく全黒表示が行われることになるため、自然な形で表示の切り替えを行える。観察者からは、視認できる実像（空間像Ｚ）が必ず自分から離れる方向（遠ざかる方向）へ移動するように見えるため、避難方向が観察者のさらに前方であることを認識する。このようにして観察者の避難方向を示し、誘導されることになる。
【００６０】
ここで、表示するパターンは静止画であっても動画であってもよい。
【００６１】
以上のように、リアスクリーン２（モーター２５の回転軸）の回転角度によって表示する信号を切り替えるようにしたので、モーター２５の速度にかかわらず、空間像Ｚが形成される位置に対応してリアスクリーン２上に表示するパターンを切り替えることで、表示位置を変化させながら、異なるパターンの表示が行える。
【００６２】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の表示装置の構成について述べる。
図８は、第３実施形態の表示装置の構成を示す図であって、（ａ）側面図、（ｂ）平面図である。図９は、リアスクリーンの構成を示す斜視図である。
図８（ａ），（ｂ）および図９に示すように、本実施形態の表示装置３００が備えるリアスクリーン３２は、中心軸２２の軸周りに９０°ごとに分割された平行平面（スクリーン面３３Ａ）を有し、各スクリーン面３３Ａを光軸方向に並べて配置した構造となっている。
【００６３】
リアスクリーン３２は、中心軸２２と、当該中心軸２２の軸方向に位置を異ならせて配置された複数のスクリーン部３３とを備えている。スクリーン部３３は、平面視扇形状をなし、その円弧に対する円周角は９０°である。本実施形態では４つのスクリーン部３３（３３１，３３２，３３３，３３４）が中心軸２２の軸方向に互いのスクリーン面３３Ａを平行にして所定間隔を置いて配置されている。各スクリーン部３３（３３１，３３２，３３３，３３４）は、中心軸２２の軸周り（時計周り）に９０°ごとに位置を順次異ならせて配置されており、観察者がリアスクリーン３２の正面から見ると、各スクリーン部３３（３３１，３３２，３３３，３３４）のスクリーン面３３Ａが全て見えるようになっている。
本実施形態の表示装置３００は、リアスクリーン２が時計周りに回転するように構成されている。
【００６４】
本実施形態の表示装置３００は、先の実施形態と同様に、リアスクリーン３２を駆動するモーター２５には設定ダイヤル６が接続されており、設定値によってリアスクリーン３２の回転速度を設定することができる。また、モーター２５の出力側に接続されたエンコーダー７により当該モーター２５の回転軸の回転角度を検出し、その検出結果に応じて、設定切替部８は信号発生部５に表示を切り替えるタイミングを示す切替信号を出力する。
【００６５】
次に、本実施形態における表示装置の駆動方法について述べる。
図１０は、本実施形態における表示装置の動作タイミングチャートを示す図である。
表示装置３００では、設定ダイヤル６によって設定したモーターの回転速度に対応してエンコーダー７からはモーター２５の回転軸の角度が出力され、設定切替部８において設定した角度に達した際に表示切替信号が出力される。設定切替部８から表示切替信号が入力される度に、信号発生部５では表示信号を切り替えて出力する。
【００６６】
本実施形態では、図１０に示すように、設定切替部８から表示切替信号が出力されると、信号発生部５は初めにパターンＡの表示信号を出力し、図８に示したプロジェクター１からスクリーン部３３１に対して所定の投射光が投射される（投射期間Ｔ１）。その後、リアスクリーン２の回転が進み、リアスクリーン２上における投射位置Ｐにスクリーン部３３１，３３２の境界部分（中心軸２２の軸周りで対向するスクリーン部３３１，３３２の側辺どうし）が差し掛かるタイミングで、設定切替部８から表示切替信号が出力されて、信号発生部５において全黒の表示信号が生成される（黒表示期間Ｔ５）。黒表示は、スクリーン部３３１，３３２の両方に対して投射が行われている期間中に実施され、投射位置Ｐがスクリーン部３３２に完全に切り替わるタイミングで黒表示は終了する。
そして、投射期間Ｔ２においてスクリーン部３３２に対する投射が行われ、スクリーン部３３２からスクリーン部３３３に切り替わるタイミングで黒表示期間Ｔ５に切り替わる。
【００６７】
このように、スクリーン部３３１への投射期間Ｔ１、スクリーン部３３２への投射期間Ｔ２、スクリーン部３３３への投射期間Ｔ３、スクリーン部３３４への投射期間Ｔ４、の各期間の境界に、投射するスクリーン部が切り替わる期間（黒表示期間Ｔ５）が存在し、全黒表示が実施される。投射光が投射されるスクリーン部３３が別のスクリーン部３３に切り替わる際、全黒表示を実施することによって、各スクリーン部３３において表示される表示がパターンＡ、Ｂ，Ｃへと順次変化しても、観察者に対する違和感は生じなくなるという効果が得られる。
【００６８】
本実施形態のように、初めにパターンＡが生じされ、全黒表示を経てパターンＢが表示され、再び全黒表示、パターンＣ、全黒表示、パターンＤ、全黒表示へと順次切り替えられる。空間像Ｚの位置は光軸方向で４つの位置に変化するので、表示位置が変化しながら表示パターンがパターンＡ，Ｂ，Ｃへと順次切り替わるが、その際、表示を黒表示にしているので観察者への違和感は生じなくなる。
【００６９】
図１１に、上記構成の表示装置を地下商店街や大型店舗の廊下の隅に設置した様子を模式的に示す。
表示装置３００によって表示される空間像Ｚは、廊下３０の延在方向に沿って表示装置３００から離れた場所から表示装置３００に近い方向へ、表示される文字が順次変わりながら、位置が離散的に移動して表示される。さらに、表示サイズも連続的に小さくなるので、観察者から見ると、表示画像がより表示装置３００に近い方向へ移動しているように見える。
【００７０】
つまり、観察者側からは、空間像である「新」、「発」、「売」、「←」の表示が、自分から遠ざかる方向（廊下３０の奥の方向）へ移動しているように見える。ここでは、全黒表示に代えて「←」を表示することとした。これにより、「新発売」対象の商品が矢印で示す店舗によって販売されていることを観察者へ提示することができる。表示を視認した観測者は、店舗が矢印の示す方向にあることを認識し、廊下３０の奥へと誘導される。
【００７１】
このような構成により、物体像が表示されるリアスクリーン２への投射位置とフレネルレンズ３との距離を変化し、空間像Ｚを離散的に連続して移動表示できるので、１台の表示装置３００によって、文字などの情報を提示しながら観察者の動きを誘導することができる。
【００７２】
なお、光軸上におけるスクリーン部３３の配置間隔については、実像が表示される間隔に対応してあらかじめ決めておくことにより、例えば等間隔で表示したり、観察者から離れるほど間隔を狭くするなどの設定をしておくことができる。
【００７３】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の表示装置の構成について述べる。
図１２は、第４実施形態の表示装置の概略構成を示す図である。
図１２に示すように、表示装置４００では、エンコーダー７の出力側にフォーカス制御部４１が接続されている。このフォーカス制御部（フォーカス制御手段）４１は、リアスクリーン２（３２）に対する投射距離が変わった場合、つまり、モーター２５の回転軸の回転角が変化するに伴いフォーカス制御部４１を連動させて、どの位置に空間像が形成された場合でも常に最適なフォーカスにすることが可能となる。
【００７４】
エンコーダー７の出力に対応して投射距離が変わるので、予めエンコーダー７の出力に対応した最適フォーカス制御値を求めて設定しておくことにより、常に最適なフォーカスを得ることができる。
また、リアスクリーン２（３２）の回転角度に応じて変化する空間像Ｚのサイズ応じて自由に設定できるようにしてもよい。
【００７５】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態の表示装置について述べる。
図１３は、第５実施形態の表示装置の概略構成を示す図である。
図１３に示すように、表示装置５００では、エンコーダー７の出力側にズーム制御部（ズーム制御手段）５１が接続されている。このズーム制御部５１は、リアスクリーン２（３２）に対する投射距離が変わった場合、つまり、モーター２５の回転軸の回転角が変化するに伴いズーム制御部５１を連動させて、どの位置に空間像Ｚが形成された場合においても常に最適なサイズで表示を行うことが可能となる。
【００７６】
エンコーダー７の出力に対応して投射距離ｃと、リアスクリーン２からフレネルレンズ３までの距離ａが決まっており、その結果、フレネルレンズ３から空間像Ｚまでの距離ｂと、空間像のサイズも決まっているが、ズーム制御部５１により、空間像Ｚのサイズを変えることができる（図４参照）。
【００７７】
予め、フレネルレンズ３から空間像Ｚまでの距離ｂに対応して、表示したい空間像Ｚのサイズとなるようにエンコーダー７の出力に対応してズーム制御値を求めておく。そして、ズーム制御部５１から所定のズーム制御値をプロジェクター１へ出力することで、プロジェクター１の内部に搭載されたズームレンズ（不図示）を制御することができる。これにより、例えば、空間像の位置が変わっても空間像のサイズを変えないで表示したり、逆に変化を大きくして遠近感をより強調するように設定することができる。
【００７８】
本実施形態の構成によれば、ズーム制御部５１によりプロジェクター１内部のズームレンズを制御することにより、空間像の位置が変化しても空間像を任意のサイズで表示することが可能となる。
【００７９】
以上の各実施形態の表示装置によれば、リアスクリーン２（モーター２５の回転軸）の回転角度によって表示パターンの信号を切り替えることができるため、空間像が形成される位置に対応して表示する内容を切り替えて表示することができる。さらに、エンコーダー７を備えたので、空間像の表示される位置と表示内容の切替タイミングとを一括して制御することができる。
【００８０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８１】
１…プロジェクター、２，３２…リアスクリーン（スクリーン）、２Ａ，３３Ａ…スクリーン面（投射面）、３…フレネルレンズ（結像手段）、５…信号発生部（信号発生手段）、７…エンコーダー（角度検出手段）、８…設定切替部（切替手段）、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…表示パターン、ｂ…距離、Ｐ…投射位置、Ｙ…投射像、Ｚ…空間像、２１…スクリーン、２２…中心軸、２５…モーター（回転手段）、２６…回転軸、４１…フォーカス制御部、４１…フォーカス制御部（フォーカス制御手段）、５１…ズーム制御部（ズーム制御手段）、１００，２００，３００，４００，５００…表示装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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