JP2000056256A - Picture display device using concaved mirror - Google Patents

Picture display device using concaved mirror

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JP2000056256A
JP2000056256A JP10220380A JP22038098A JP2000056256A JP 2000056256 A JP2000056256 A JP 2000056256A JP 10220380 A JP10220380 A JP 10220380A JP 22038098 A JP22038098 A JP 22038098A JP 2000056256 A JP2000056256 A JP 2000056256A
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JP
Japan
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image
concave mirror
screen
mirror
viewer
Prior art date
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JP10220380A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Oishi
哲 大石
Hiroki Yoshikawa
博樹 吉川
Hideo Tanide
秀雄 谷出
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the installation occupancy area of the whole of a device smaller with respect to a picture display device using a concaved mirror. SOLUTION: Relating to a picture display device in which a concaved mirror 3 is used and image light which are projectedly displayed at the side of the picture display of a screen 4 by a picture projector 1 are turned back to the side of a monitoring position with the concaved mirror 3, the picture projector 1 is arranged at a side opposite to the video display surface of the screen 4 to reduce the installation occupancy area of the whole of the device by providing a mirror 2 reflecting the image light projected by the projector 1 so as to reach the screen 4 by being turned back once on the concaved mirror 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、凹面鏡を用いた画
像表示装置に係り、詳述すると、画像投写装置とスクリ
ーンよりなる映像装置と、凹面鏡とを具備し、観視者が
凹面鏡を通して映像装置に映し出された映像を観視する
ようにした画像表示装置であって、特に、シミュレー
タ、ゲーム機器、バーチャルリアリティ(以下、VRと
記す)機器等に用いる、臨場感ある映像を表示するのに
好適な、凹面鏡を備えた画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device using a concave mirror, and more particularly, to an image display device including an image projection device and a screen, and a concave mirror. An image display device for viewing an image projected on an image display device, and is particularly suitable for displaying a realistic image used for a simulator, a game device, a virtual reality (hereinafter, referred to as VR) device or the like. The present invention relates to an image display device having a concave mirror.

【0002】[0002]

【従来の技術】VR機器等に用いる映像表示装置は、視
覚から仮想的な現実感を与えるために、種々の装置が提
案されているが、凹面鏡を用いた画像表示装置は、奥行
き感のある映像を表示できることから実用化されてい
る。
2. Description of the Related Art Various types of video display devices for use in VR equipment and the like have been proposed in order to give a virtual sense of reality. However, an image display device using a concave mirror has a sense of depth. It is practical because it can display video.

【0003】これは、画像投写装置とスクリーンよりな
る映像装置と、凹面鏡とからなり、観視者が凹面鏡を通
して投写装置に映し出された映像を観視するものであっ
て、このような凹面鏡を用いた画像表示装置は、特公昭
55−13031号公報に記載のように、基本構成は古
くからある技術である。
[0003] This is composed of an image device consisting of an image projection device and a screen, and a concave mirror, and allows a viewer to view an image projected on the projection device through the concave mirror. The basic configuration of the image display device is an old technology, as described in Japanese Patent Publication No. 55-13031.

【0004】この凹面鏡を用いた画像表示装置では、凹
面鏡と投写装置と観視者の位置関係を所定のものに決定
することにより、観視者は投写装置に映った映像よりも
大きく拡大された虚像を観視することができる。そのた
め、観視者に臨場感を与える効果がある。さらに、揺動
装置を同期させて臨場感効果を高めた画像表示装置を備
えた、フライトシミュレータと称する飛行訓練用シミュ
レータなども開発されている。
In the image display device using the concave mirror, the viewer is enlarged more greatly than the image projected on the projection device by determining the positional relationship between the concave mirror, the projection device and the viewer to be a predetermined one. A virtual image can be observed. Therefore, there is an effect of giving the viewer a sense of realism. Further, a flight training simulator called a flight simulator, which includes an image display device in which the oscillating device is synchronized to enhance the effect of realism, has been developed.

【0005】図4、5は、従来技術による凹面鏡を備え
た画像表示装置の概略側断面図および要部上面図であ
る。図4、5において、1は画像投写装置、4cは画像
投写装置1から投写される映像を結像する反射型スクリ
−ン、3cは観視者6が反射型スクリ−ン4cに映し出
された映像を反射して観視するための凹面鏡、7は観視
者6の視点位置である。
FIGS. 4 and 5 are a schematic side sectional view and a main part top view of an image display device having a concave mirror according to the prior art. 4 and 5, reference numeral 1 denotes an image projection device, 4c denotes a reflection type screen for forming an image projected from the image projection device 1, and 3c denotes a viewer 6 projected on a reflection type screen 4c. A concave mirror 7 for reflecting and viewing an image is a viewpoint position of a viewer 6.

【0006】図4、5に示す構成において、観視者6の
視点位置7は、凹面鏡3cの曲率中心近傍に位置し、反
射型スクリ−ン4cは、観視者6の視点位置7と凹面鏡
3cの中間位置で、かつ、凹面鏡3cの焦点近傍で、観
視者6の視界を遮らないように凹面鏡3cの下方に位置
している。
In the configuration shown in FIGS. 4 and 5, the viewpoint position 7 of the viewer 6 is located near the center of curvature of the concave mirror 3c, and the reflection type screen 4c is connected to the viewpoint position 7 of the viewer 6 and the concave mirror. It is located below the concave mirror 3c at an intermediate position of the concave mirror 3c and near the focal point of the concave mirror 3c so as not to block the field of view of the viewer 6.

【0007】ここで、観視者6に水平約40°、垂直約
30°の映像を観視させるための各部材の概略寸法は、
光線図で簡単に求まり、スクリーン4cの曲率半径が約
1.5m、スクリーンの幅が約1.2m、スクリーンの
高さ方向寸法が約1m、凹面鏡3cの曲率半径が約3
m、凹面鏡の幅が約2m、凹面鏡の高さ方向寸法が約
1.5mとなる。なお、この場合、画像投写装置1は、
投写距離が約1.8m、装置奥行き寸法が約0.4m
で、映像表示部に液晶パネルを用い、投写レンズで拡大
投写する液晶プロジェクターとしている。
Here, the approximate dimensions of each member for allowing the viewer 6 to view an image of about 40 ° horizontally and about 30 ° vertically are as follows.
It is easily obtained from a ray diagram. The radius of curvature of the screen 4c is about 1.5 m, the width of the screen is about 1.2 m, the dimension in the height direction of the screen is about 1 m, and the radius of curvature of the concave mirror 3c is about 3
m, the width of the concave mirror is about 2 m, and the height dimension of the concave mirror is about 1.5 m. In this case, the image projection device 1
Projection distance is about 1.8m, device depth is about 0.4m
Thus, a liquid crystal projector is used in which a liquid crystal panel is used for an image display unit and enlarged and projected by a projection lens.

【0008】以上のように配置することにより、観視者
6が、反射型スクリ−ン4cに映し出された映像を、凹
面鏡3cで反射させたものとして観視するとき、その映
像は、結像面がほぼ無限遠点の虚像となり、奥行き感の
ある映像のように見える特徴がある。
With the above arrangement, when the viewer 6 views the image projected on the reflection type screen 4c as reflected by the concave mirror 3c, the image is formed as an image. The surface becomes a virtual image at a point at almost infinity, and has a feature that looks like an image with a sense of depth.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成した
装置をVR機器等に用いる場合、その設置占有床面積
を、できるだけ小さくすることが望まれる。これは、有
限の床を有効に利用するための重要な解決課題であり、
また、設置スペースを少なくすることで、今まで設置で
きなかった部屋にも設置できるようになり、装置の応用
拡大が図れるようになるからである。
When the apparatus constructed as described above is used for a VR device or the like, it is desired that the floor area occupied by the apparatus be as small as possible. This is an important solution for effective use of finite floors,
Also, by reducing the installation space, it becomes possible to install the device in a room where it could not be installed so far, and the application of the device can be expanded.

【0010】上記の占有床面積について、上述の従来技
術を例にとって説明する。従来技術においては、スクリ
ーンを観視者の視界を遮らないような位置に設けるた
め、スクリーンは観視者の前方下部に配置している。ま
た、スクリーンに映像を映し出す画像投写装置は、スク
リーンの映像表示面に対向して配置している。そのた
め、装置全体の奥行き寸法は、およそスクリーンの厚
み、投写距離、画像投写装置の奥行き寸法の和となり、
上述の例の場合には、約2.7mとなる。このうち、画
像投写装置の上方や左右側はデッドスペースとなって無
駄である。しかし、本画像表示装置を設置する場合に
は、この無駄な部分を含む、幅2m、奥行き2.7mの
設置スペースが必要となり、このような従来技術による
画像表示装置では、占有床面積の低減化には未だ課題を
残すものとなっていた。
The above-mentioned occupied floor area will be described by taking the above-mentioned prior art as an example. In the prior art, the screen is arranged in a lower front part of the viewer in order to provide the screen at a position that does not block the field of view of the viewer. In addition, an image projection device that projects an image on a screen is arranged to face an image display surface of the screen. Therefore, the depth dimension of the entire device is approximately the sum of the thickness of the screen, the projection distance, and the depth dimension of the image projection device,
In the case of the above example, it is about 2.7 m. Of these, the upper and left and right sides of the image projection device are dead spaces and are useless. However, when the present image display device is installed, an installation space having a width of 2 m and a depth of 2.7 m including this useless portion is required. In such an image display device according to the related art, the occupied floor area is reduced. The challenge was still to be solved.

【0011】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、設置する占有床面積が少くて
済む、凹面鏡を備えた画像表示装置を提供することにあ
る。
[0011] The present invention has been made in view of the above points,
An object of the present invention is to provide an image display device having a concave mirror, which requires a small occupied floor area for installation.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、画像投写装置が投写する画像光が、凹
面鏡で一旦折り返されてスクリーンに投写表示されるよ
うに、画像投写装置が投写する画像光を反射する鏡を設
ける。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an image projecting apparatus such that image light projected by the image projecting apparatus is once turned by a concave mirror and projected and displayed on a screen. A mirror for reflecting the image light to be projected is provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に
係る画像表示装置の側面要部断面図である。図1におい
て、1は画像投写装置、2は画像投写装置1が投写する
画像光を反射する鏡、3は凹面鏡、4は画像投写装置1
の投写した画像を表示する反射型スクリーン、5は画像
表示装置の筐体を示す枠線、6は観視者、7は観視者が
映像を観視する視点である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view of a main part of an image display device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an image projection device, 2 is a mirror that reflects image light projected by the image projection device 1, 3 is a concave mirror, and 4 is an image projection device 1.
Is a reflective screen for displaying the projected image of the image display device, 5 is a frame line indicating the housing of the image display device, 6 is a viewer, and 7 is a viewpoint from which the viewer views the video.

【0014】なお、図1では、画像投写装置1、反射型
スクリーン4、凹面鏡3などを、構造的に所定の位置に
固定するフレームや装置全体を覆うキャビネットの詳細
などは、省略している。
In FIG. 1, details of a frame for structurally fixing the image projection device 1, the reflection type screen 4, the concave mirror 3, and the like at predetermined positions and a cabinet for covering the entire device are omitted.

【0015】本実施形態では、反射型スクリーン4は、
観視者6の前方のやや下側に配置されている。この反射
型スクリーン4は、その凸状でかつ略球面状のスクリー
ン面が、凹面鏡3側に向いている。凹面鏡3の曲率半径
は、反射型スクリーン4の曲率半径の約2倍弱であり、
凹面鏡3の曲率中心と反射型スクリーン4の曲率中心と
が近い位置関係にあるように、凹面鏡3と反射型スクリ
ーン4は配置されている。また、画像投写装置1は、反
射型スクリーン4と観視者6との間に(すなわち、反射
型スクリーン4の画像表示面と反対側の空間に)、やや
斜めに傾斜させた立置きの状態で配置されており、鏡2
は、この画像投写装置1のやや斜め上方に配置されてい
る。
In this embodiment, the reflection type screen 4 is
It is arranged slightly below the viewer 6 in front. The reflective screen 4 has its convex and substantially spherical screen surface facing the concave mirror 3 side. The radius of curvature of the concave mirror 3 is slightly less than twice the radius of curvature of the reflective screen 4.
The concave mirror 3 and the reflective screen 4 are arranged such that the center of curvature of the concave mirror 3 and the center of curvature of the reflective screen 4 are close to each other. Further, the image projection device 1 is in a standing state in which the image projection device 1 is slightly inclined between the reflective screen 4 and the viewer 6 (that is, in a space opposite to the image display surface of the reflective screen 4). Mirror 2
Are arranged slightly obliquely above the image projection device 1.

【0016】また、観視者6の視点位置7は、凹面鏡3
の曲率中心近傍に位置し、反射型スクリ−ン4は、観視
者6の視点位置7と凹面鏡3との中間位置で、かつ、凹
面鏡3の焦点近傍で、観視者6の視界を遮らないように
凹面鏡3の下方に位置している。
The viewpoint position 7 of the viewer 6 is
The reflective screen 4 blocks the field of view of the viewer 6 at a position intermediate the viewpoint 7 of the viewer 6 and the concave mirror 3 and near the focal point of the concave mirror 3. It is located below the concave mirror 3 so as not to be located.

【0017】上記した構成において、画像投写装置1か
らやや斜め上向きに出射された画像光は、鏡2で折り曲
げられて、凹面鏡3に向けて投写されるようになってい
る。そして、画像光は凹面鏡3で反射して、反射型スク
リーン4に映像を映し出すようになっている。さらに、
反射型スクリーン4に投写され画像光は、スクリーン面
で反射してもう一度凹面鏡3に向けて投写され、凹面鏡
3で再度反射して、観視者6の視点7に向けて折り返さ
れるようになっている。
In the above-described configuration, the image light emitted from the image projection device 1 slightly obliquely upward is bent by the mirror 2 and is projected toward the concave mirror 3. Then, the image light is reflected by the concave mirror 3 and an image is projected on the reflection type screen 4. further,
The image light projected on the reflection type screen 4 is reflected on the screen surface, projected again to the concave mirror 3, reflected again by the concave mirror 3, and turned back toward the viewpoint 7 of the viewer 6. I have.

【0018】このように構成された本実施形態の画像表
示装置では、上記したように、画像投写装置1の出力映
像が、鏡2、凹面鏡3で反射して反射型スクリーン4に
投写され、この反射型スクリーン4上の映像が反射して
凹面鏡3に再度投写され、凹面鏡3でさらに折り返され
て、これにより、観視者6が映像を観視できるようにし
ている。このようにすると、前記したように、観視者6
が、反射型スクリ−ン4に映し出された映像を、凹面鏡
3で反射させたものとして観視するとき、その映像は、
結像面がほぼ無限遠点の虚像となり、奥行き感のある映
像して見えることとなる。
In the image display apparatus of the present embodiment configured as described above, as described above, the output image of the image projection apparatus 1 is reflected by the mirror 2 and the concave mirror 3 and projected on the reflection type screen 4. The image on the reflective screen 4 is reflected and projected onto the concave mirror 3 again, and is further folded back by the concave mirror 3 so that the viewer 6 can view the image. In this way, as described above, the viewer 6
However, when the image projected on the reflection type screen 4 is viewed as reflected by the concave mirror 3, the image is
The image forming plane becomes a virtual image at a point substantially at infinity, and the image is seen as an image with a sense of depth.

【0019】なお、画像投写装置1は、凸状の略球面ス
クリーンに映像を結像できるように、投写レンズ、映像
表示部などを光学的に設計・配設したものとなってお
り、従来技術で説明したのと同等の、液晶プロジェクタ
ーとなっている。また、反射型スクリーン4は、透明樹
脂を略球面に成形し、その表面に拡散層を設けるなどし
たものからなっている。また、凹面鏡3は、透明樹脂を
略球形に成形し、その表面にアルミなどの反射膜を形成
したものからなっている。また、鏡は、ほぼ平面の鏡で
あって、基材はガラスや樹脂製で、アルミなどの反射膜
を形成したものからなっている。
The image projection apparatus 1 has a projection lens, an image display section, and the like optically designed and arranged so that an image can be formed on a convex substantially spherical screen. This is a liquid crystal projector equivalent to that described above. The reflection type screen 4 is formed by molding a transparent resin into a substantially spherical surface and providing a diffusion layer on the surface thereof. The concave mirror 3 is formed by molding a transparent resin into a substantially spherical shape and forming a reflective film such as aluminum on the surface thereof. The mirror is a substantially flat mirror, and the base is made of glass or resin, and is formed of a reflective film such as aluminum.

【0020】ここで、先に従来技術で説明したのと同様
に、観視者6に水平約40°、垂直約30°の映像を観
視させるために必要な、本実施形態における各部材の概
略寸法は、スクリーン4の曲率半径が約1.5m、スク
リーンの幅が約1.2m、スクリーンの高さ方向寸法が
約1m、凹面鏡3の曲率半径が約3m、凹面鏡の幅が約
2m、凹面鏡の高さ方向寸法が約1.7mとなる。ま
た、画像投写装置1の投写距離が約1.8m、画像投写
装置の奥行き寸法が約0.4mとすると、本実施形態に
よる画像表示装置を設置する場合には、幅2m×奥行き
約2mの設置スペースとなる。
Here, in the same manner as described in the prior art, each member in the present embodiment necessary for allowing the viewer 6 to view an image of about 40 ° in the horizontal direction and about 30 ° in the vertical direction. The schematic dimensions are as follows: the radius of curvature of the screen 4 is about 1.5 m, the width of the screen is about 1.2 m, the dimension in the height direction of the screen is about 1 m, the radius of curvature of the concave mirror 3 is about 3 m, and the width of the concave mirror is about 2 m. The height dimension of the concave mirror is about 1.7 m. Further, assuming that the projection distance of the image projection device 1 is about 1.8 m and the depth dimension of the image projection device is about 0.4 m, when the image display device according to the present embodiment is installed, the width of 2 m × about 2 m is set. Installation space.

【0021】したがって、従来技術による設置スペース
幅2m×奥行き2.7mに対して、本実施形態では、約
25%設置面積(占有床面積)を少なくできるので、凹
面鏡を用いたコンパクトな画像表示装置を実現できる。
Accordingly, in the present embodiment, the installation area (occupied floor area) can be reduced by about 25% compared to the installation space width of 2 m × depth of 2.7 m according to the prior art, so that a compact image display device using a concave mirror is used. Can be realized.

【0022】図2は、本発明の第2実施形態に係る画像
表示装置の側面要部断面図である。本実施形態が前記第
1実施形態と異なるのは、画像投写装置や反射型スクリ
ーンが観視者の前方上部に位置するようにした点にあ
る。
FIG. 2 is a side sectional view of a main part of an image display device according to a second embodiment of the present invention. The present embodiment differs from the first embodiment in that the image projection device and the reflection type screen are located in the upper front part of the viewer.

【0023】図2において、2aは画像投写装置1が投
写する画像光を反射する鏡、3aは凹面鏡、4aは反射
型スクリーンであって、その他の構成要素は、第1実施
形態と同じである。
In FIG. 2, 2a is a mirror for reflecting the image light projected by the image projection apparatus 1, 3a is a concave mirror, 4a is a reflection type screen, and other components are the same as those of the first embodiment. .

【0024】本実施形態では、反射型スクリーン4a
は、観視者6の前方のやや上側に配置されている。この
反射型スクリーン4aは、その凸状でかつ略球面状のス
クリーン面が凹面鏡3a側に向いている。凹面鏡3aの
曲率半径は、反射型スクリーン4aの曲率半径の約2倍
弱であり、凹面鏡3aの曲率中心と反射型スクリーン4
aの曲率中心とが近い位置関係にあるように、凹面鏡3
aと反射型スクリーン4aは配置されている。また、画
像投写装置1は、反射型スクリーン4aと観視者6との
間に(すなわち、反射型スクリーン4aの画像表示面と
反対側の空間に)、やや斜めに傾斜させた立置きの状態
で配置されており、鏡2aは、この画像投写装置1のや
や斜め下方に配置されている。
In this embodiment, the reflection type screen 4a
Are arranged slightly above the viewer 6. The reflection-type screen 4a has a convex and substantially spherical screen surface facing the concave mirror 3a. The radius of curvature of the concave mirror 3a is slightly less than twice the radius of curvature of the reflective screen 4a, and the center of curvature of the concave mirror 3a and the reflective screen 4a.
a such that the concave mirror 3 is positioned close to the center of curvature of a.
a and the reflective screen 4a are arranged. Further, the image projection device 1 is in a standing state in which the image projection device 1 is slightly inclined between the reflective screen 4a and the viewer 6 (that is, in a space opposite to the image display surface of the reflective screen 4a). The mirror 2a is arranged slightly diagonally below the image projection apparatus 1.

【0025】また、観視者6の視点位置7は、凹面鏡3
aの曲率中心近傍に位置し、反射型スクリ−ン4aは、
観視者6の視点位置7と凹面鏡3aとの中間位置で、か
つ、凹面鏡3aの焦点近傍で、観視者6の視界を遮らな
いように凹面鏡3aの上方に位置している。
The viewpoint position 7 of the viewer 6 is
The reflection type screen 4a, which is located near the center of curvature of a.
It is located at an intermediate position between the viewpoint position 7 of the viewer 6 and the concave mirror 3a, and near the focal point of the concave mirror 3a and above the concave mirror 3a so as not to block the field of view of the viewer 6.

【0026】上記した構成において、画像投写装置1か
らやや斜め下向きに出射された画像光は、鏡2aで折り
曲げられて、凹面鏡3aに向けて投写されるようになっ
ている。そして、画像光は凹面鏡3aで反射して、反射
型スクリーン4aに映像を映し出すようになっている。
さらに、反射型スクリーン4aに投写され画像光は、ス
クリーン面で反射してもう一度凹面鏡3aに向けて投写
され、凹面鏡3aで再度反射して、観視者6の視点7に
向けて折り返されるようになっている。
In the configuration described above, the image light emitted from the image projection device 1 slightly obliquely downward is bent by the mirror 2a and projected toward the concave mirror 3a. The image light is reflected by the concave mirror 3a, and an image is projected on the reflection type screen 4a.
Further, the image light projected on the reflection type screen 4a is reflected on the screen surface, projected again to the concave mirror 3a, reflected again by the concave mirror 3a, and folded back toward the viewpoint 7 of the viewer 6. Has become.

【0027】このように構成された本実施形態の画像表
示装置でも、上記したように、画像投写装置1の出力映
像が、鏡2a、凹面鏡3aで反射して反射型スクリーン
4aに投写され、この反射型スクリーン4a上の映像が
反射して凹面鏡3aに再度投写され、凹面鏡3aでさら
に折り返されて、これにより、観視者6が映像を観視で
きるようにしている。このようにすると、前記したよう
に、観視者6が、反射型スクリ−ン4aに映し出された
映像を、凹面鏡3aで反射させたものとして観視すると
き、その映像は、結像面がほぼ無限遠点の虚像となり、
奥行き感のある映像して見えることとなる。
In the image display apparatus of the present embodiment thus configured, as described above, the output image of the image projection apparatus 1 is reflected by the mirror 2a and the concave mirror 3a and projected on the reflection type screen 4a. The image on the reflective screen 4a is reflected and projected onto the concave mirror 3a again, and is further folded back by the concave mirror 3a, so that the viewer 6 can view the image. In this way, as described above, when the viewer 6 views the image projected on the reflection type screen 4a as reflected by the concave mirror 3a, the image has an image forming surface. It becomes a virtual image of the point at almost infinity,
You will see the image with a sense of depth.

【0028】なお、画像投写装置1、反射型スクリーン
4a、凹面鏡3a、および、鏡2aは、先に述べた第1
実施形態と同様の構成のものとなっている。
The image projection apparatus 1, the reflection type screen 4a, the concave mirror 3a, and the mirror 2a are the first
The configuration is the same as that of the embodiment.

【0029】ここで、先に従来技術で説明したのと同様
に、観視者6に水平約40°、垂直約30°の映像を観
視させるために必要な、本実施形態における各部材の概
略寸法は、スクリーン4aの曲率半径が約1.5m、ス
クリーンの幅が約1.2m、スクリーンの高さ方向寸法
が約1m、凹面鏡3aの曲率半径が約3m、凹面鏡の幅
が約2m、凹面鏡の高さ方向寸法が約1.7mとなる。
また、画像投写装置1の投写距離が約1.8m、画像投
写装置の奥行き寸法が約0.4mとすると、本実施形態
による画像表示装置を設置する場合には、幅2m×奥行
き約2mの設置スペースとなる。
Here, in the same manner as described in the prior art, each member in the present embodiment necessary for allowing the viewer 6 to view an image having a horizontal angle of about 40 ° and a vertical angle of about 30 °. The schematic dimensions are as follows: the radius of curvature of the screen 4a is about 1.5 m, the width of the screen is about 1.2 m, the dimension in the height direction of the screen is about 1 m, the radius of curvature of the concave mirror 3a is about 3 m, and the width of the concave mirror is about 2 m. The height dimension of the concave mirror is about 1.7 m.
Further, assuming that the projection distance of the image projection device 1 is about 1.8 m and the depth dimension of the image projection device is about 0.4 m, when the image display device according to the present embodiment is installed, the width of 2 m × about 2 m is set. Installation space.

【0030】したがって、従来技術による設置スペース
幅2m×奥行き2.7mに対して、本実施形態では、約
25%設置面積を少なくすることができる。なお、本実
施形態では、前記第1実施形態よりも装置全体の高さが
高くなるが、画像表示装置の底部に空間を有する構成と
なっているので、観視者6が座席(図示せず)に着席し
て観視するのに適したものとなる。
Therefore, in the present embodiment, the installation area can be reduced by about 25% compared to the installation space width of 2 m × depth of 2.7 m according to the prior art. In this embodiment, the height of the entire apparatus is higher than that of the first embodiment. However, since the image display apparatus has a space at the bottom, the viewer 6 can use a seat (not shown). ) And suitable for viewing.

【0031】図3は、本発明の第3実施形態に係る画像
表示装置の側面要部断面図である。本実施形態が前記第
1実施形態と異なるのは、画像投写装置が投写する画像
光を反射する鏡の種類とその配置位置にある。
FIG. 3 is a side sectional view of a main part of an image display device according to a third embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in the type of mirror that reflects the image light projected by the image projection device and the position of the mirror.

【0032】図3において、2bは画像投写装置1が投
写する画像光を反射する鏡、3bは凹面鏡であって、そ
の他の構成要素は、第1実施形態と同じである。
In FIG. 3, reference numeral 2b denotes a mirror for reflecting the image light projected by the image projection apparatus 1, 3b denotes a concave mirror, and other components are the same as those in the first embodiment.

【0033】本実施形態では、反射型スクリーン4は、
観視者6の前方のやや下側に配置されている。この反射
型スクリーン4は、その凸状でかつ略球面状のスクリー
ン面が凹面鏡3b側に向いている。凹面鏡3bの曲率半
径は、反射型スクリーン4の曲率半径の約2倍弱であ
り、凹面鏡3bの曲率中心と反射型スクリーン4の曲率
中心とが近い位置位置にあるように、凹面鏡3bと反射
型スクリーン4は配置されている。また、画像投写装置
1は、反射型スクリーン4と観視者6との間に(すなわ
ち、反射型スクリーン4の画像表示面と反対側の空間
に)、立置きの状態で配置されており、鏡2bは、この
画像投写装置1の上方で、かつ凹面鏡3bで折り返され
て観視者6の視点7に向かう画像光の経路中に、配置さ
れている。そして、この鏡2bは、約50%の光を反射
し、約50%の光を透過する機能を有するハーフミラー
によって構成されている。
In this embodiment, the reflection type screen 4 is
It is arranged slightly below the viewer 6 in front. The reflection-type screen 4 has its convex and substantially spherical screen surface facing the concave mirror 3b. The radius of curvature of the concave mirror 3b is slightly less than twice the radius of curvature of the reflective screen 4, and the concave mirror 3b and the reflective mirror are positioned so that the center of curvature of the concave mirror 3b and the center of curvature of the reflective screen 4 are close to each other. The screen 4 is arranged. Further, the image projection device 1 is disposed between the reflective screen 4 and the viewer 6 (that is, in a space opposite to the image display surface of the reflective screen 4) in an upright state, The mirror 2b is arranged above the image projection device 1 and in the path of the image light that is turned back by the concave mirror 3b toward the viewpoint 7 of the viewer 6. The mirror 2b is constituted by a half mirror having a function of reflecting about 50% of light and transmitting about 50% of light.

【0034】また、観視者6の視点位置7は、凹面鏡3
bの曲率中心近傍に位置し、反射型スクリ−ン4は、観
視者6の視点位置7と凹面鏡3bとの中間位置で、か
つ、凹面鏡3bの焦点近傍で、観視者6の視界を遮らな
いように凹面鏡3bの下方に位置している。
The viewpoint position 7 of the observer 6 is different from that of the concave mirror 3.
The reflection type screen 4 is located in the vicinity of the center of curvature of b, and the view of the viewer 6 is provided at an intermediate position between the viewpoint position 7 of the viewer 6 and the concave mirror 3b and near the focal point of the concave mirror 3b. It is located below the concave mirror 3b so as not to be blocked.

【0035】上記した構成において、画像投写装置1か
ら上向きに出射された画像光は、鏡2bで折り曲げられ
て、凹面鏡3bに向けて投写されるようになっている。
そして、画像光は凹面鏡3bで反射して、反射型スクリ
ーン4に映像を映し出すようになっている。さらに、反
射型スクリーン4に投写され画像光は、スクリーン面で
反射してもう一度凹面鏡3bに向けて投写され、凹面鏡
3bで再度反射した後、鏡2bを透過して、観視者6の
視点7に向かうようになっている。
In the configuration described above, the image light emitted upward from the image projection device 1 is bent by the mirror 2b and projected toward the concave mirror 3b.
Then, the image light is reflected by the concave mirror 3b, and an image is projected on the reflection type screen 4. Further, the image light projected on the reflection type screen 4 is reflected on the screen surface, projected again toward the concave mirror 3b, reflected again by the concave mirror 3b, transmitted through the mirror 2b, and passed through the mirror 7b. It is supposed to go to.

【0036】このように構成された本実施形態の画像表
示装置では、上記したように、画像投写装置1の出力映
像が、鏡2b、凹面鏡3bで反射して反射型スクリーン
4に投写され、この反射型スクリーン4上の映像が反射
して凹面鏡3bに再度投写され、凹面鏡3bでさらに折
り返された後、鏡2bを透過して、これにより、観視者
6が映像を観視できるようにしている。このようにする
と、前記したように、観視者6が、反射型スクリ−ン4
に映し出された映像を、凹面鏡3で反射させたものとし
て観視するとき、その映像は、結像面がほぼ無限遠点の
虚像となり、奥行き感のある映像して見えることとな
る。
In the image display device of the present embodiment having the above-described configuration, as described above, the output image of the image projection device 1 is reflected on the mirror 2b and the concave mirror 3b and projected on the reflection type screen 4, and The image on the reflective screen 4 is reflected and projected again on the concave mirror 3b, and after being further turned back by the concave mirror 3b, passes through the mirror 2b, thereby allowing the viewer 6 to view the image. I have. In this way, as described above, the viewer 6 can use the reflection type screen 4
When the image projected on the screen is viewed as reflected by the concave mirror 3, the image becomes a virtual image at an infinity point on the image forming plane, and appears as an image with a sense of depth.

【0037】なお、画像投写装置1、反射型スクリーン
4、および、凹面鏡3bは、先に述べた第1実施形態と
同様の構成のものとなっている。また、鏡2bは、ほぼ
平面の鏡であって、基材はガラスや樹脂製で、アルミな
どの反射膜を形成してなり、反射率と透過率をほぼ等し
くなるように設定したものからなっている。
The image projection device 1, the reflection type screen 4, and the concave mirror 3b have the same configurations as those of the first embodiment. The mirror 2b is a substantially flat mirror whose base material is made of glass or resin, which is formed by forming a reflection film of aluminum or the like, and whose reflectance and transmittance are set to be substantially equal. ing.

【0038】ここで、先に従来技術で説明したのと同様
に、観視者6に水平約40°、垂直約30°の映像を観
視させるために必要な、本実施形態における各部材の概
略寸法は、スクリーン4の曲率半径が約1.5m、スク
リーンの幅が約1.2m、スクリーンの高さ方向寸法が
約1m、凹面鏡3bの曲率半径が約3m、凹面鏡の幅が
約2m、凹面鏡の高さ方向寸法が約1.7mとなる。画
像投写装置1の投写距離が約1.8m、画像投写装置の
奥行き寸法が約0.4mとすると、本実施形態による画
像表示装置を設置する場合には、幅2m×奥行き約2m
の設置スペースとなる。
Here, in the same manner as described in the prior art above, each member in the present embodiment necessary for allowing the viewer 6 to view an image of about 40 ° in the horizontal direction and about 30 ° in the vertical direction. The schematic dimensions are as follows: the radius of curvature of the screen 4 is about 1.5 m, the width of the screen is about 1.2 m, the height dimension of the screen is about 1 m, the radius of curvature of the concave mirror 3 b is about 3 m, and the width of the concave mirror is about 2 m. The height dimension of the concave mirror is about 1.7 m. Assuming that the projection distance of the image projection device 1 is approximately 1.8 m and the depth dimension of the image projection device is approximately 0.4 m, when the image display device according to the present embodiment is installed, the width is 2 m × the depth is approximately 2 m.
Installation space.

【0039】したがって、従来技術による設置スペース
幅2m×奥行き2.7mに対して、本実施形態では、約
25%設置面積を少なくできる。
Accordingly, in the present embodiment, the installation area can be reduced by about 25% compared to the installation space width of 2 m × depth of 2.7 m according to the prior art.

【0040】また、本実施形態では、反射型スクリーン
4への画像光の光路と観視者が監視する画像光の光路と
がほぼ等しくなるように、映像投写装置1を配設する
と、凹面鏡3bの歪が、キャンセルされる効果もある。
In the present embodiment, when the image projection device 1 is disposed so that the optical path of the image light to the reflective screen 4 and the optical path of the image light monitored by the viewer are substantially equal, the concave mirror 3b This has the effect of canceling the distortion.

【0041】なお、本発明による画像投写装置の大きさ
や構成は、本発明の技術思想を満たすものであれば任意
であって、映像表示源が先に説明した液晶パネルに限ら
れるものではなく、凸状の略球面スクリーンに映像を結
像できるように、投写レンズ、映像表示部などを光学的
に設計・配設したいかなるものであっても、同様な効果
があることは言うまでもない。
The size and configuration of the image projection device according to the present invention are arbitrary as long as they satisfy the technical idea of the present invention, and the image display source is not limited to the liquid crystal panel described above. It is needless to say that the same effect can be obtained by any optically designed and arranged projection lens, image display unit, and the like so that an image can be formed on a convex substantially spherical screen.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像投写装置が投写する画像光を、凹面鏡で一旦折り返し
てスクリーンに画像表示し、このスクリーンに画像表示
された画像を、凹面鏡で再度観視位置側に折り返すよう
に構成しているので、スクリーンに映像を映し出す画像
投写装置を、スクリーンの映像表示面に対向して配置す
ることなく、スクリーンの映像表示面と反対の側に配設
できるため、装置全体の占有面積を削減することができ
て、コンパクトな画像表示装置を実現することができ
る。また、本発明によれば、凹面鏡で折り返されて観視
者に向かう画像光の経路中に、画像投写装置からの画像
光を反射し、かつ凹面鏡から観視者に向かう画像光を透
過するハーフミラーを配設したので、スクリーンへの画
像光の光路と観視者が監視する画像光の光路とがほぼ等
しくなるように容易に構成でき、凹面鏡の歪をキャンセ
ルすることができる。さらにまた、本発明によれば、画
像投写装置を、観視者から直接見えないように設置する
ことが容易に達成できるため、観視者は、画像表示装置
の原理を簡単には知ることができず、映像そのものに意
識集中できるため、没入感が増し、より臨場感ある映像
を観賞できるという、副次的効果もある。
As described above, according to the present invention, the image light projected by the image projection device is once turned back by the concave mirror and displayed on the screen, and the image displayed on the screen is again displayed by the concave mirror. Since it is configured to be folded back to the viewing position side, the image projection device that projects the image on the screen is installed on the side opposite to the image display surface of the screen instead of facing the image display surface of the screen Accordingly, the area occupied by the entire apparatus can be reduced, and a compact image display apparatus can be realized. Further, according to the present invention, in the path of the image light turned toward the viewer by being turned back by the concave mirror, the half reflecting the image light from the image projection device and transmitting the image light from the concave mirror toward the viewer is transmitted. Since the mirror is provided, the optical path of the image light to the screen and the optical path of the image light monitored by the viewer can be easily configured to be substantially equal, and the distortion of the concave mirror can be canceled. Furthermore, according to the present invention, since the image projection device can be easily installed so as not to be directly seen by a viewer, the viewer can easily know the principle of the image display device. Since it is not possible to concentrate on the image itself, there is also a secondary effect that the immersive feeling is increased and a more realistic image can be watched.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の側
面要部断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a main part of an image display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態に係る画像表示装置の側
面要部断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of a main part of an image display device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態に係る画像表示装置の側
面要部断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view of a main part of an image display device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来技術による画像表示装置の概略側断面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic side sectional view of a conventional image display device.

【図5】従来技術による画像表示装置の要部上面図であ
る。
FIG. 5 is a top view of a main part of a conventional image display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像投写装置 2、2a、2b 鏡 3、3a、3b、3c 凹面鏡 4、4a、4c 反射型スクリーン 5 筐体を示す枠線 6 観視者 7 視点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image projection apparatus 2, 2a, 2b Mirror 3, 3a, 3b, 3c Concave mirror 4, 4a, 4c Reflective screen 5 Frame showing frame 6 Viewer 7 Viewpoint

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/74 H04N 5/74 A (72)発明者 谷出 秀雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 Fターム(参考) 2C001 CC00 CC01 CC03 CC06 5C058 AB06 EA11 EA13 EA33 9A001 BB04 JZ76 KZ45 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/74 H04N 5/74 A (72) Inventor Hideo Tanide 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken F-term (reference) in Multimedia System Development Division, Hitachi, Ltd. 2C001 CC00 CC01 CC03 CC06 5C058 AB06 EA11 EA13 EA33 9A001 BB04 JZ76 KZ45

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも画像投写装置とスクリーンと
凹面鏡を備え、上記画像投写装置が上記スクリーンの画
像表示側に投写表示する画像光を、上記凹面鏡で観視位
置側に折り返すようにした画像表示装置において、 上記画像投写装置が投写する画像光が、上記凹面鏡で一
旦折り返されて上記スクリーンに投写表示されることを
特徴とする凹面鏡を用いた画像表示装置。
An image display device comprising at least an image projection device, a screen, and a concave mirror, wherein the image light projected and displayed on the image display side of the screen by the image projection device is turned back to the viewing position by the concave mirror. 5. The image display device using a concave mirror according to claim 1, wherein the image light projected by the image projection device is once folded by the concave mirror and projected and displayed on the screen.
【請求項2】 請求項1記載において、 前記画像投写装置が投写する画像光が前記凹面鏡で一旦
折り返されて前記スクリーンに至るように、前記画像投
写装置が投写する画像光を反射する鏡を設けたことを特
徴とする凹面鏡を用いた画像表示装置。
2. The mirror according to claim 1, wherein an image light projected by the image projection device is provided so that the image light projected by the image projection device is once turned by the concave mirror to reach the screen. An image display device using a concave mirror.
【請求項3】 請求項2記載において、 前記鏡は、前記凹面鏡で折り返されて前記観視位置側に
向かう画像光の経路中に配置され、かつ、約50%の光
を反射し、約50%の光を透過する機能を有することを
特徴とする凹面鏡を用いた画像表示装置。
3. The mirror according to claim 2, wherein the mirror is folded by the concave mirror and disposed in a path of the image light toward the viewing position, and reflects about 50% of the light, and An image display device using a concave mirror, having a function of transmitting% light.
【請求項4】 請求項1または2または3記載におい
て、 前記スクリーンの前記画像表示側と反対側に、前記画像
投写装置を設けたことを特徴とする凹面鏡を用いた画像
表示装置。
4. The image display device using a concave mirror according to claim 1, wherein the image projection device is provided on a side of the screen opposite to the image display side.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008026894A (en) * 2006-07-25 2008-02-07 Hae Yong Choi Table-type large-size video apparatus
JP2014195555A (en) * 2013-03-29 2014-10-16 株式会社コナミデジタルエンタテインメント Game machine
WO2016199540A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 コニカミノルタ株式会社 Aerial image display device

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