(57)【要約】【課題】アナモルフォーシスを利用して、コンパクトな形態で鏡像のみを表示することができる映像表示装置を提供する。【解決手段】映像表示装置１は、屋内の床面上などに設置されたスクリーン２０に歪像２を投影するプロジェクタ１０と、スクリーン２０上の歪像２を反射して鏡像３を映す円筒ミラー３０と、鏡像３を観測するユーザの視点４からスクリーン２０上の歪像２を遮蔽する歪像遮蔽カバー４０とを備え、ユーザが鏡像３の奥行き感・立体感を楽しむことができるようにするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに歪像を投影する投影機と、
前記スクリーン上の歪像を反射して鏡像を映す略円筒形の鏡面体と、
前記鏡像を観測するユーザの視点から前記スクリーン上の歪像を遮蔽する遮蔽体と
を備えた映像表示装置。
【請求項２】
前記遮蔽体は、前記鏡面体の下底面の外周上の点と前記視点とを結ぶ線群からなる第１の面、及び、前記スクリーン上の歪像の外周上の点と前記外周上の点に対応する前記鏡像の点とを結ぶ線群からなる第２の面とは交差しない
請求項１記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記遮蔽体は略切頭円錐体の錐面の少なくとも一部で構成され、
前記略切頭円錐体は中心軸が前記鏡面体の中心軸と略一致し、前記略切頭円錐体の下底面の外周は少なくとも前記歪像の外周よりも大きい、
請求項１又は請求項２記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記投影機は、前記遮蔽体において前記ユーザから見えない位置に設置されている
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記スクリーンを更に備え、
前記投影機は、前記スクリーンに対して前記視点とは反対側に設置されている
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の映像表示装置。
【請求項６】
複数の前記投影機を備え、
前記スクリーンに投影したときに前記歪像として合成されるように、前記複数の投影機が分割された前記歪像をそれぞれ投影する
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歪んだ画像（以下、「歪像」という。）を円筒に投影したり、歪像を見る角度を変えたりすることで歪みのない正常な画像（以下、「正像」という。）が見えるようになるデザイン技法としてアナモルフォーシスが知られている。アナモルフォーシスはアナモルフォース又はアナモルフォーズとも呼ばれている。
アナモルフォーシスには、主に２種類の投影方式がある。ひとつは歪像を斜めの角度から見たときに正像として見えるようにするものであり、もうひとつは歪像を円筒形状の鏡面体で反射させたときにその鏡像（反射像）が正像として見えるようにするものである。
【０００３】
アナモルフォーシスそのものは中世からあり、比較的広く認知されているが、産業上の利用例は少ない。例えば、特許文献１には花壇の植栽のレイアウトにアナモルフォーシスを利用することが記載されている。また、非特許文献１には円筒鏡面を用いるアナモルフォーシス（以下、「円筒型アナモルフォーシス」という。）を電子映像に適用することが記載されている。いずれにしても大型の表示システムへのアナモルフォーシスの適用例はあまり見受けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１３５９５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】須賀千紘，”Anamorphicons：円筒鏡面を用いたディスプレイの拡張”，[online]，お茶の水女子大学，[平成２７年１月２６日検索]，インターネット<URL:http://siio.jp/pdf/grad/2011/2011grad09.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
大画面の電子映像による円筒型アナモルフォーシスを実現する場合に、現実的にはプロジェクタによるスクリーンへの投影が考えられる。この場合にもフロントプロジェクション及びリアプロジェクションの２通りの投影法がある。
【０００７】
図８は、フロントプロジェクションによる円筒型アナモルフォーシスを説明するための図である。システム全体を横方向から見たときの図である。
フロントプロジェクションでは、例えば床面に設けた不透明のスクリーン２０に対して、プロジェクタ１６、円筒ミラー３０、ユーザの視点４が同じ側、つまり、スクリーン２０より上に存在する。そして、プロジェクタ１６がスクリーン２０に歪像２を投影し、円筒ミラー３０が歪像２を反射して鏡像３を映し、ユーザがこの鏡像３を正像として見ることになる。
【０００８】
図９は、リアプロジェクションによる円筒型アナモルフォーシスを説明するための図である。
リアプロジェクションでは、例えば開口した床面に設けた半透明のスクリーン２０に対して、円筒ミラー３０、ユーザの視点４が同じ側、つまり、スクリーン２０より上に存在し、プロジェクタ１７が反対側、つまり、スクリーン２０より下に存在する。プロジェクタ１７がスクリーン２０に歪像２を投影し、円筒ミラー３０が歪像２を反射して鏡像３を写し、ユーザがこの鏡像３を正像として見ることになる。
【０００９】
このとき、プロジェクタ１７が投射する光線がユーザに当たって歪像２に影が生じるような問題が発生しない、つまり、ユーザの立ち位置に制限がないという意味ではリアプロジェクションの方が優れているが、リア投射をするためには上述のように床下にプロジェクタ１７を設置するスペースを確保する必要があり、システムの規模が大きくなるという欠点がある。
また、円筒型アナモルフォーシスでは、歪像２と鏡像３との対比のおもしろさを強調する意味で、両者が見えるような展示形態にすることが一般的である。しかし、鏡像３については奥行き感・立体感が優れた画像（虚像）を広い角度について提示可能であるため、鏡像３のみを空間映像として表示することができれば、ユーザはその奥行き感・立体感を楽しむことができる。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、アナモルフォーシスを利用して、コンパクトな形態で鏡像のみを表示することができる映像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】
【００１１】
そこで、本発明は、スクリーンに歪像を投影する投影機と、スクリーン上の歪像を反射して鏡像を映す略円筒形の鏡面体と、鏡像を観測するユーザの視点からスクリーン上の歪像を遮蔽する遮蔽体とを備えた映像表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、アナモルフォーシスを利用して、コンパクトな形態で鏡像のみを表示することができる映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る映像表示装置１の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る歪像遮蔽カバー４０と歪像２との位置関係を説明するための図である。
【図３】実施の形態に係る分割した歪像２１、２２、２３の例を示す図である。
【図４】実施の形態に係るプロジェクタ１１、１２、１３の配置を示す図である。
【図５】実施の形態に係る歪像２の分割処理を説明するための図である。
【図６】実施の形態に係る第１の面を説明するための図である。
【図７】実施の形態に係る第２の面を説明するための図である。
【図８】フロントプロジェクションによる円筒型アナモルフォーシスを説明するための図である。
【図９】リアプロジェクションによる円筒型アナモルフォーシスを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本実施の形態に係る映像表示装置について説明する。
本実施の形態に係る映像表示装置は、円筒型アナモルフォーシスを用いて、鏡像（正像）を鑑賞するために、歪像がユーザから見えないようにユーザの視界の一部を制限または遮断するカバーを設け、さらにこのカバーに歪像投影用のプロジェクタを設置するものである。この構成により合理的システムをコンパクトに実現することができる。カバーに設置したプロジェクタの投射距離が短いことなどにより投影範囲が限定される場合については、映像（歪像）の分割及びスクリーン上での接合で対処することもできる。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る映像表示装置１の概略構成を示す図である。映像表示装置１全体を横方向から見たときの図である。
映像表示装置１は、プロジェクタ１０、スクリーン２０、円筒ミラー３０、歪像遮蔽カバー４０などを備える。
映像表示装置１は、プロジェクタ１０が図中破線に示すようにスクリーン２０に歪像２を投影し、円筒ミラー３０が図中点線に示すように歪像２を反射して鏡像３を映し、ユーザ（視点４）がこの鏡像３を正像として見るようになっている。
【００１６】
プロジェクタ（投影機）１０は、歪像遮蔽カバー４０の構造部、例えば、歪像遮蔽カバー４０の下などのユーザから見えない位置に固定されて、歪像２をスクリーン２０に投影する。
スクリーン２０は、例えば、白色の幕であって、屋内の床面上、屋外の地面上などに設置されている。
【００１７】
円筒ミラー３０は円筒形状の鏡面体である。厳密に円筒形状である必要はなく、多少の変形は許容される。例えば、円筒ミラー３０は略円筒形状であっても良い。
歪像遮蔽カバー（歪像遮蔽体）４０は、円錐の頭部を底面と平行な平面で切り取った残りの部分の立体（以下、「切頭円錐体」という。）の斜面に当たる面（以下、「錐面」という。）の一部を切り出したような形状をしており、上方向から見たときに歪像の一部をカバーするようになっている。歪像遮蔽カバー４０は不透明なものであれば、その材質は特に限定されない。
【００１８】
図２は、本実施の形態に係る歪像遮蔽カバー４０と歪像２との位置関係を説明するための図である。歪像遮蔽カバー４０とスクリーン２０に投影された歪像２とを上方向から見たときの図である。図２では位置関係の理解のために歪像遮蔽カバー４０を透明化している。
歪像遮蔽カバー４０は歪像２の外周側をカバーしている。このとき、歪像遮蔽カバー４０の中心と歪像２の中心とが略一致していることが好ましい。また、歪像２は人物が写る正像（正則画像）を画像処理ソフトを用いて、例えば、極座標変換して作成したものである。
【００１９】
歪像遮蔽カバー４０はより具体的には、図１で歪像遮蔽カバー４０として指し示した図形を歪像２の中心角と同じ程度の範囲において回転させて形成できる立体に相当する。なお、この図形を回転させるときに、その回転の中心は円筒ミラー３０の中心軸と略一致させておく。
実際の歪像の投射では、投影距離が短くなって投影できる面積が小さくなるために、歪像を例えば３つに分割し、分割した歪像をそれぞれ異なるプロジェクタを用いて投射するようにしても良い。このようにすれば、投影光が円筒ミラー３０に直接に当たることもない。
【００２０】
図３は、本実施の形態に係る分割した歪像２１、２２、２３の例を示す図である。
歪像２を３つに分割した歪像２１、２２、２３は相互にそのパターン（画像）の一部が重複するようになっている。
図４は、本実施の形態に係るプロジェクタ１１、１２、１３の配置を示す図である。３台のプロジェクタ１１、１２、１３を歪像遮蔽カバー４０の離れた位置に固定する。
このとき、分割した歪像２１、２２、２３をスクリーン２０上で正しく合成し、歪像２として表示できるようにプロジェクタ１１、１２、１３の位置を調整し、また、映像信号のブレンディングなどの調整を行って歪像２１、２２、２３を投影して接合する。
【００２１】
図５は、本実施の形態に係る歪像２の分割処理を説明するための図である。
歪像の分割は映像分割部６０で行う。映像分割部６０は映像表示装置１に備えられていても良いし、映像表示装置１とは別に存在して良い。
映像分割部６０は、歪像２を含む映像を入力すると、前述したように相互にその一部が重複するように３つの歪像２１、２２、２３に分割し、プロジェクタ１１、１２、１３に入力する。
本実施の形態に係る映像表示装置１は、上記のような構成により、合理的システムをコンパクトに実現することができる。
【００２２】
次に、歪像遮蔽カバー４０の配置について、より具体的な説明する。歪像遮蔽カバー４０は、以下に説明する第１の面及び第２の面を基準にして配置する。
図６は、本実施の形態に係る第１の面を説明するための図である。
歪像遮蔽カバー４０は、ユーザの視点４と鏡像３との間に入り込んで、鏡像３を遮蔽してはならない。つまり、歪像遮蔽カバー４０は、視点４と、視点４から見える円筒ミラー３０の下端（下底面の外周）３２の各点とを結ぶ線１００と交差しないように配置しなくてはならない。複数の線１００、すなわち、線１００の線群が形成する面が第１の面である。
【００２３】
歪像遮蔽カバー４０の上部は、その高さにおいて第１の面が作る線分１０２の外側に位置しなくてはならない。このため、第１の面によって、歪像遮蔽カバー４０の上部の内周限界４２を決定することができる。また、歪像遮蔽カバー４０自体はスクリーン２０上の各位置において常に第１の面よりも下に存在することになる。
【００２４】
図７は、本実施の形態に係る第２の面を説明するための図である。
歪像遮蔽カバー４０は、歪像２と鏡像３との間に入り込んで、歪像２を遮蔽してはならない。つまり、歪像遮蔽カバー４０は、歪像２の外周２Ａ上の点２ａ、２ｂ、・・・と、この点２ａ、２ｂ、・・・に対応する鏡像３の点３ａ、３ｂ、・・・とを結ぶ線２００に交差しないように配置しなくてはならない。複数の線２００、すなわち、線２００の線群が形成する面が第２の面である。また、歪像遮蔽カバー４０自体はスクリーン２０上の各位置において常に第２の面より上に存在することになる。なお、線２００は、視点４と、歪像２の外周２Ａ上の点２ａに対応して視点４から見える鏡像３の点３ａとを結ぶ線を円筒ミラー３０で反射させたときの、その延長線であるということもできる。
【００２５】
なお、第１の面を、視点４と鏡像３の下端の各点とを結ぶ複数の線（線群）が形成する面とすることもできる。歪像２の内周と円筒ミラー３０の下端３２との間にいつも距離があって、円筒ミラー３０の下端３２と鏡像の下端との間にいつも距離ができるような場合には、第１の面を上記のように定義しても良い。
また、第２の面も同様に、歪像２の外周２Ａ上の各点と円筒ミラー３０の上端（上面の外周）の各点とを結ぶ複数の線（線群）が形成する面とすることもできる。
【００２６】
以上、本実施の形態に係る映像表示装置１について説明してきたが、本実施の形態では円筒ミラー３０に代えて、例えば、略円錐形の鏡面体、略角柱形の鏡面体などの曲面又は平面を有する立体的な鏡面体を用いても良い。
また、本実施の形態に係る映像表示装置１において、歪像遮蔽カバー４０は、切頭円錐体の錐面に限らず、例えば、傘状の立体の頭部を切り取った残りの部分の立体の斜面に当たる面の一部を切り出したような形状をしていても良い。
また、本実施の形態に係る映像表示装置１において、スクリーン２０自体は必須の構成ではない。すなわち、歪像２を投影することができるものであれば、例えば、屋内外の床面、地面などをスクリーンとして用いても良い。
【００２７】
また、本実施の形態に係る映像表示装置１において、歪像２は扇形のものに限らず、例えば、ドーナツ状又はリング状のものであっても良い。この場合には、歪像遮蔽カバー４０もドーナツ状又はリング状のものとすれば良い。このようにすれば円筒ミラー３０のどの方角からでも鏡像３を楽しむことができる。
また、本実施の形態に係る映像表示装置１において、画像認識技術などを用いて視点４の位置を検出して、視点４に追随するように歪像２を回転、変形させても良いし、視点４に追随しないように歪像２を回転させてもよい。このようにすれば、どの視点４からでも同じ鏡像３を楽しむことや、逆に映像（鏡像３）の変化を楽しむことができる。
【００２８】
また、本実施の形態に係る映像表示装置１において、視点４の位置を検出して自動的に歪像遮蔽カバー４０で遮蔽する範囲を変更してもよい。この場合には、歪像遮蔽カバー４０を上下させたり、歪像遮蔽カバー４０をゴムのような伸縮可能なもので構成して歪像遮蔽カバー４０を伸縮させたり、歪像遮蔽カバー４０の上端部を機械的、構造的に変形させたりすることが考えられる。
また、本実施の形態に係る映像表示装置１において、フロントプロジェクションに代えて、リアプロジェクションを採用しても良い。
また、本実施の形態に係る映像表示装置１を映像表示システムとして構成することもできる。
【００２９】
上述したように、本実施の形態に係る映像表示装置１は、スクリーン２０に歪像２を投影する投影機１０と、スクリーン２０上の歪像２を反射して鏡像３を映す略円筒形の鏡面体３０と、鏡像３を観測するユーザの視点４からスクリーン２０上の歪像２を遮蔽する遮蔽体４０とを備えるものである。このような構成により、アナモルフォーシスを利用して、コンパクトな形態で鏡像のみを表示することができ、ユーザが鏡像３の奥行き感・立体感を楽しむことができる。
【００３０】
また、本実施の形態に係る映像表示装置１は、遮蔽体４０は、鏡面体３０の下底面の外周３２上の点と視点４とを結ぶ線１００群からなる第１の面、及び、スクリーン２０上の歪像２の外周２Ａ上の点２ａと外周２Ａ上の点２ａに対応する鏡像３の点３ａとを結ぶ線２００群からなる第２の面とは交差しないことが好ましい。
また、本実施の形態に係る映像表示装置１は、遮蔽体４０は略切頭円錐体の錐面の少なくとも一部で構成され、略切頭円錐体は中心軸が鏡面体３０の中心軸と略一致し、略切頭円錐体の下底面の外周３２は少なくとも歪像２の外周２Ａよりも大きいことが好ましい。
【００３１】
また、本実施の形態に係る映像表示装置１は、投影機１０は、遮蔽体４０においてユーザの視点４から見えない位置に設置されていることが好ましい。
また、本実施の形態に係る映像表示装置１は、スクリーン２０を更に備え、投影機１０は、スクリーン２０に対して視点４とは反対側に設置されていることが好ましい。
また、本実施の形態に係る映像表示装置１は、複数の投影機１１、１２、１３を備え、スクリーン２０に投影したときに歪像２として合成されるように、複数の投影機１１、１２、１３が分割された歪像２１、２２、２３をそれぞれ投影することが好ましい。
【００３２】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３３】
１    映像表示装置
１０、１１、１２、１３    プロジェクタ（投影機）
２０    スクリーン
３０    円筒ミラー（鏡面体）
４０    歪像遮蔽カバー（遮蔽体）
６０    映像分割部
２    歪像
２１、２２、２３    分割した歪像
３    鏡像（反射像）
４    視点
【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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