JP2000122193A - 臨場感生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の装置では、鑑賞者に常に十分な視野角の
映像を提供することができなかった。あるいは、鑑賞者
の影等により臨場感が低下することがあった。あるい
は、コンテンツ制作者の意図を鑑賞者に伝えることが難
しかった。あるいは、夢中になった鑑賞者がスクリーン
に激突する危険性があった。あるいは、鑑賞者に十分な
加速度を体感させることができなかった。 【解決手段】複数のプロジェクタおよび平面スクリーン
と動揺台を備え、動揺台および鑑賞者の動作範囲外に前
記平面スクリーンを設置し、動揺台および鑑賞者の動作
範囲内に投射される投影光がすべて前面から入射するよ
うにプロジェクタを設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，複数の映像表示手
段と動揺台を備え、臨場感を生成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鑑賞者の視界のうち広い部分を映像で覆
うことにより臨場感を与える臨場感生成装置は、これま
でに多くのものが考案されている。例えば、特開平９−
２８９６５６号公報に記載の映像表示システム、あるい
は、特開平９−３１１３８３号公報に記載の映像表示シ
ステムが挙げられる。また、映像に工夫をして鑑賞者が
さらに高い臨場感を得られるようにしたものとして、特
開平９−２３７３５３号公報に記載の立体画像システム
などが挙げられる。これらの臨場感生成装置において
は、鑑賞者の周囲をスクリーンで覆うことにより、鑑賞
者に広視野角映像を提供することが可能である。また、
鑑賞者は前記スクリーンで囲まれた空間内を自由に動き
回ることができるため、各々の好みに合わせて臨場感を
堪能することができる。

【０００３】また、映像表示手段と動揺台とを備えた臨
場感生成装置としては、特開平８−１３１６５９号公報
に記載の疑似現実感発生装置がある。該装置は、装置の
小型化のために、動揺台の可動範囲を小さくし、映像お
よび音響を動揺台の可動範囲の不足分を補うように生成
することで、動揺台の動作制限の影響を低減した疑似現
実感を鑑賞者に与えることを特徴とするものである。該
装置において、ユーザに映像を提供する手段は、省スペ
ース、かつ、鑑賞者に十分な視野角の映像を提供するた
めに、非平面スクリーンを用いることが望ましい。これ
は、背面投射型のスクリーンではなく正面投射型のスク
リーンを用いることにより、鑑賞者の鑑賞スペースの上
部等のスペースを有効利用できること、および、動揺台
の可動範囲を小さくしたためユーザの視点位置の移動量
が小さく、設計時の理想視点位置とユーザの実際の視点
位置とは略一致するとみなすことができるために、スク
リーンの設計時に理想視点位置を設定して設計を行うこ
とで、鑑賞者に与え得る映像の視野角を必要十分なだけ
確保することができること、および、例えばスクリーン
形状を球面の一部と略一致させることにより魚眼レンズ
等の光学系を用いて１台のプロジェクタにより必要な範
囲の映像を投射できるため、複数台のプロジェクタを用
いる場合に比べ装置を小型化できること、等の理由によ
る。

【０００４】また、アミューズメントパークなどでは、
映像表示手段と座席とが一体となって動揺することによ
り臨場感を生成することを特徴とする装置の使用が行わ
れている。これらの装置は、プロジェクタとスクリーン
と鑑賞者の各々の間の位置関係がほぼ一定であるため、
臨場感あふれる映像が生成しやすいという特徴を持つ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平９−３１１
３８３号公報等に記載の臨場感生成装置においては、鑑
賞者は映像表示システム内を自由に移動して鑑賞するこ
とが可能であるため、当然、注目する映像部分（具体的
には注目するスクリーン）が各々の鑑賞者によって異な
るために、映像コンテンツの制作側では、制作側の意図
が鑑賞者に伝わるよう注目すべき映像を何らかの手段で
明示するか、あるいは、制作側の意図が伝わらない可能
性を残したままで映像コンテンツを制作するより方法が
ないという問題があった。

【０００６】さらに、これらの臨場感生成装置において
は、鑑賞者は映像表示システム内を自由に移動して鑑賞
することが可能であるため、背面投射型スクリーンを用
いて鑑賞者の影ができないようにするか、鑑賞者の位置
によっては鑑賞者の影ができてしまうことを覚悟した上
で正面投射型スクリーンを用いるしかなかった。これ
は、主に床面をスクリーンとする場合に問題となる。す
なわち、背面投射型スクリーンを用いる場合には、鑑賞
者がその上に乗って行動ができるように、強化ガラスを
使うなどして床面の強度を十分に確保しなければならな
いという問題となるし、正面投射型スクリーンを用いる
場合には、鑑賞者の影と映像中の仮想世界内の影の方向
が一致していない場合に、鑑賞者が感じる臨場感が低下
してしまうという問題となる。

【０００７】さらに、これらの臨場感生成装置において
鑑賞者が３次元立体映像を鑑賞できるようにした場合、
３次元立体映像の効果によりスクリーン位置が不明確と
なり、鑑賞者が動き回るうちにスクリーンに衝突すると
いう事故が起こる可能性があるという問題があった。こ
れは、例えば特開平９−２３７３５３号公報に記載の立
体画像システムをゲーム装置として使用した場合など、
鑑賞者の臨場感や興奮度が高まるほど、起こり得る可能
性が高くなる問題であり、鑑賞者が安心して高品質の仮
想現実世界に没入できるようにするためには、この問題
を解決することは不可避である。アミューズメントパー
ク等において、この問題を解決するために、スクリーン
から一定の距離を置いて防護柵を設置しているケースも
見られるが、このような解決法では、コンテンツ上映中
に前記防護柵が鑑賞者の視界に入り、臨場感の低下を招
く結果となる。

【０００８】さらに、これらの臨場感生成装置におい
て、鑑賞者が鑑賞できる対象は、一般に映像や音響のみ
であり、加速度（あるいは鑑賞者の体に作用する力）を
体感することができない、という問題があった。

【０００９】また、特開平８−１３１６５９号公報等に
記載の臨場感生成装置においては、動揺台の可動範囲を
小さく抑えてあるため、動揺台単体では鑑賞者が加速度
（あるいは鑑賞者の体に作用する力）を十分に体感する
ことができない、という問題があった。

【００１０】さらに、該臨場感生成装置においては、１
台のプロジェクタが投射し得る範囲で映像を投射するた
め、動揺台を大きく動かした場合には、実際上、鑑賞者
が鑑賞し得る映像の視野角を十分に得ることができない
という問題があった。

【００１１】さらに、該臨場感生成装置においては、広
い視野角の映像を提供するために非平面スクリーンを用
いるのが好適であるが、魚眼レンズ等の特殊な光学系を
使用して画像を投影すると、魚眼レンズ等の特殊な光学
系を使用しない場合に比べスクリーン上での映像の輝度
が低下するという問題があった。

【００１２】さらに、非平面スクリーン上で鑑賞者の視
点から見て自然な映像となるように投影する画像を生成
する事は、一般に、平面スクリーン上で鑑賞者の視点か
ら見て自然な映像となるように投影する画像を生成する
事に比べ、スクリーン上での映像の非線形の歪みを考慮
する必要があるため困難であり、特に、リアルタイムで
画像を生成して鑑賞者に提示するようなシステムでは、
非平面スクリーン上で鑑賞者の視点から見て自然な映像
となるように投影する画像を生成する事は、非常に困難
である。

【００１３】さらに、複数プロジェクタから投射された
映像をスクリーン上で滑らかにつなげることで１つの高
解像度かつ自然な映像を鑑賞者に提供し、より高い臨場
感を与えることを考えた場合、平面スクリーンを用いた
場合には例えば特開平９−３２６９８１号公報等に記載
の技術を用いる事ができるが、非平面スクリーンに対し
ては該公報等に記載の技術を用いる事は事実上できない
ため、より高い臨場感を与えるために高品質映像を用い
ることが難しいという問題があった。

【００１４】さらに、非平面スクリーンを使用した場
合、スクリーン形状によっては集音効果によりコンテン
ツ制作側の意図とは異なった音響状態となる３次元位置
が生じ、鑑賞者が該位置の近くでコンテンツを鑑賞した
場合に臨場感を害する恐れがあるという問題があった。

【００１５】また、映像表示手段と座席とが一体となっ
て動揺することにより臨場感を生成することを特徴とす
る装置では、動揺する装置内においてプロジェクタとス
クリーンとの位置関係が変わることのないように、十分
な精度で両者を固定することが必要であり、これは、動
揺の程度によっては、高度な技術課題である。特に、特
開平９−３２６９８１号公報等に記載の技術のように、
複数のプロジェクタから投射する画像を、スクリーン上
での見え方を考慮したパラメタを用いて変形した上で投
射することで、スクリーン上で鑑賞者に１つの大きな高
解像度映像を提供するようなシステムでは、プロジェク
タとスクリーンとの位置関係が変わってしまうとスクリ
ーン上で映像が滑らかにつながらなくなってしまうた
め、プロジェクタとスクリーンとの位置関係を不変に保
つことは非常に重要な問題である。

【００１６】さらに、ドライブシミュレータ等で、カー
ブを曲がる際の遠心力を体感させるためには、動揺台を
傾けて体にかかる重力を利用するという技術を用いるこ
とが一般的であるが、この技術を用いてカーブの内側と
外側との遠心力のかかり具合の差を表現する場合には、
異なる動きをする複数の動揺台が必要となる。このよう
な場合に、映像表示手段と座席とが一体となって動揺す
ることにより臨場感を生成することを特徴とする装置で
は、全く同じ映像コンテンツに対して２つの異なった加
速度を体感させるために、スクリーン・プロジェクタを
含めて全く同じ２つの装置を用意する必要があり、コス
ト面で効率が悪いという問題があった。

【００１７】さらに、該装置では、動揺台は座席および
鑑賞者だけではなくスクリーンおよびプロジェクタの重
量をも支える必要があるため、動揺させるために大きな
出力が必要であり、多数の鑑賞者が一緒に使用すること
が難しいという問題がある。

【００１８】本発明は、以上のような問題を考慮して為
されたものであり、臨場感を損なわずに鑑賞者の視線方
向を略規定することができ、臨場感を損なわずに鑑賞者
の動きを制限し、加速度を十分に体感することにより一
層高い臨場感を得ることができ、揺動台の動きに依らず
常に十分な視野角の映像を鑑賞者に提供することがで
き、鑑賞者や動揺台の影による映像の質の低下を低減
し、鑑賞者に高品質の映像を提供することが容易にで
き、プロジェクタやスクリーンの設置が容易で、動揺台
の数に関してスケーラブルな、臨場感生成装置を提供す
ることを目的として為されたものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの特徴は、
複数の平面スクリーンを備える映像表示手段と、前記映
像表示手段に表示される映像と同期して制御される動揺
台とを備えるという構成をとったことにある。

【００２０】本発明の他の特徴は、前記複数のスクリー
ンと該複数のスクリーンに映像を投影する複数のプロジ
ェクタとを、前記動揺台の可動範囲および動揺台上での
鑑賞者の可動範囲を考慮し、各々のプロジェクタからの
投射光が動揺台および鑑賞者の前方に影を作ることがな
いように、あるいは、より厳しく、各々のプロジェクタ
からの投射光が動揺台および鑑賞者によって遮られる事
がないように、設置したことにある。

【００２１】本発明の他の特徴は、前記複数のスクリー
ンを、前記動揺台の可動範囲および動揺台上での鑑賞者
の可動範囲を考慮し、鑑賞者が前記複数のスクリーンの
いずれにも触れる事がないように、設置したことにあ
る。

【００２２】本発明の他の特徴は、動揺台の初期位置を
考慮した上で正面方向を定め、前記複数のスクリーンの
うち１枚を前記正面方向に略正対させた上で、他の前記
複数のスクリーンを、前記動揺台を囲むように、かつ、
前記正面方向に略正対させたスクリーンの左右に順序よ
く並ぶように設置したことにある。

【００２３】本発明の他の特徴は、前記複数のスクリー
ンのうち互いに隣接するもの同士が、略垂直に交差する
ように設置したことにある。

【００２４】本発明の他の特徴は、前記正面方向に略正
対させて設置したスクリーンと該スクリーンの左右に隣
接するスクリーンとを背面投射型としたことにある。

【００２５】本発明の他の特徴は、床面を正面投射型の
スクリーンとし、該床面スクリーンに映像を投影するプ
ロジェクタの配置を、動揺台の動作範囲および鑑賞者の
運動範囲を考慮して決定することにより、動揺台の位置
および鑑賞者の姿勢によらず、動揺台および鑑賞者の影
が、鑑賞者の前方に位置するスクリーンに映り込まない
ようにしたことにある。

【００２６】本発明の他の特徴は、床面を正面投射型の
スクリーンとし、該床面スクリーン中の必要な領域にだ
け映像を投影する、あるいは、該床面スクリーン中の必
要な領域に投影される部分以外を黒色とした画像を投影
するようにしたことにある。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１１を用いて、本
発明の第一の実施の形態について詳細に説明する。な
お、図１〜図１１において，同一符号は同一の機能を有
する部分を表している．図１は、本発明の第一の実施の
形態を示す概念図である。

【００２８】図１において、プロジェクタ１００ａは背
面投射型スクリーン１０１Ａに、プロジェクタ１００ｂ
は背面投射型スクリーン１０１Ｂに、プロジェクタ１０
０ｃは背面投射型スクリーン１０１Ｃに、プロジェクタ
１００ｄは正面投射型スクリーン１０１Ｄに、それぞれ
画像を投影する。

【００２９】動揺台１０２は、座席部とシートベルトと
を備えており、前後左右上下に動揺するものである。動
揺台１０２の床面上における動作範囲を領域１０３１に
示す。

【００３０】ここで、スクリーン１０１Ａ、スクリーン
１０１Ｂ、スクリーン１０１Ｃ、スクリーン１０１Ｄは
直方体の４面を形成するように設置されており、スクリ
ーン１０１Ａおよびスクリーン１０１Ｂおよびスクリー
ン１０１Ｃの形状は、縦横比が３：４の、同じ大きさの
長方形であり、スクリーン１０１Ｄの形状は、他のスク
リーンの長辺を１辺とする正方形である。

【００３１】また、プロジェクタ１００ｄは、スクリー
ン１０１Ｄの全体に画像を投影するのではなく、スクリ
ーン１０１Ｄ内の長方形領域２０３に画像を投影するよ
うに設置される。

【００３２】図２は、本発明の第一の実施の形態を示す
システムブロック図である。

【００３３】図２において、映像投影手段１００Ａは、
プロジェクタ１００ａ、および、プロジェクタ１００ａ
に画像を供給するコンピュータおよび画像データ群、お
よび、同期手段１０４Ａからのコマンドを解析し実行す
るコマンド解析実行手段、を備えたものである。同様
に、映像投影手段１００Ｂは、プロジェクタ１００ｂ、
および、プロジェクタ１００ｂに画像を供給するコンピ
ュータおよび画像データ群、および、同期手段１０４Ａ
からのコマンドを解析し実行するコマンド解析実行手
段、を備えたものであり、映像投影手段１００Ｃは、プ
ロジェクタ１００ｃ、および、プロジェクタ１００ｃに
画像を供給するコンピュータおよび画像データ群、およ
び、同期手段１０４Ａからのコマンドを解析し実行する
コマンド解析実行手段、を備えたものであり、映像投影
手段１００Ｄは、プロジェクタ１００ｄ、および、プロ
ジェクタ１００ｄに画像を供給するコンピュータおよび
画像データ群、および、同期手段１０４Ａからのコマン
ドを解析し実行するコマンド解析実行手段、を備えたも
のである。

【００３４】また、動揺台制御手段１０５は、同期手段
１０４Ａからのコマンドを解析し実行するコマンド解析
実行手段を備え、同期手段１０４Ａからのコマンドに従
って動揺台１０２の制御を行うものである。

【００３５】同期手段１０４Ａは、例えば、前記画像デ
ータ群の中の個々の画像が番号管理されており、動揺台
１０２の制御が速度ベクトルを与えることで可能であっ
た場合には、例えば、単位時間毎に、各々の前記映像投
影手段に、各々の前記映像投影手段で投影すべき画像デ
ータの番号を投影要求コマンドと共に転送し、動揺台制
御手段１０５に、動揺台１０２をどのような速度ベクト
ルで制御すべきかというベクトルデータを動揺台制御要
求コマンドと共に転送することで、各々の前記映像投影
手段から投影される映像と動揺台１０２の運動との同期
を制御するものである。

【００３６】図３は、本発明の第一の実施の形態におい
て、プロジェクタ１００ｄが、スクリーン１０１Ｄの全
体に画像を投影するのではなく、スクリーン１０１Ｄ内
の長方形領域２０３に画像を投影することの理由を説明
するための図である。

【００３７】本実施例において、前記映像投影手段は、
コンピュータを用いてプロジェクタに画像を供給してい
たが、現在、コンピュータの画像ボードは縦横比が３：
４であるような長方形の画像を出力するものが一般的で
ある。

【００３８】ここで、スクリーン１０１Ａおよびスクリ
ーン１０１Ｂおよびスクリーン１０１Ｃの形状は、縦横
比が３：４の長方形であり、画像ボードから出力された
画像の縦横比と同じであるため、画像ボードから出力さ
れた画像を有効に利用することができる。

【００３９】しかし、スクリーン１０１Ｄの形状は正方
形であるため、全体に映像を投影しようとすると、例え
ば、画像ボードから出力する画像２０１は、部分領域２
０２の部分だけを意味のある画像とし、その他の部分を
黒とした画像となり、実際上、鑑賞者が鑑賞できる映像
の解像度が落ちてしまうことになる。

【００４０】そこで、本実施例においては、鑑賞者が鑑
賞できる映像の解像度を落とすことなく映像を投影する
ために、鑑賞者にとって重要度が高いと思われる、動揺
台１０２の前方の縦横比が３：４の長方形領域２０３だ
けに、映像を投影したものである。

【００４１】以上で説明したような構成とすることで、
鑑賞者は、動揺台１０２の座席部に座り、シートベルト
を締めた上で、スクリーン１０１Ａおよびスクリーン１
０１Ｂおよびスクリーン１０１Ｃおよびスクリーン１０
１Ｄに投影された、全体として１つにつながった映像を
鑑賞することができ、また、該映像と同期した動揺台１
０２の運動により、加速度、あるいは、鑑賞者の体に作
用する力、を体感することができる。

【００４２】また、座席とシートベルトを備える動揺台
によって鑑賞者を略拘束することにより、鑑賞者の臨場
感を損ねることなく、鑑賞者のおおよその向きをコント
ロールすることができ、コンテンツ制作者の狙いを反映
させることが容易になる。

【００４３】また、各投影領域の縦横比を３：４とする
ことにより、現在一般に用いられているコンピュータお
よび画像ボードを用いて生成した画像を、余すところな
く有効利用することができる。

【００４４】また、各々のスクリーンは平面スクリーン
であるため、透視変換等による画像の生成が容易であ
り、各々の前記映像投影手段が備えるコンピュータによ
りリアルタイムに画像を生成して投影することが容易に
なる。これは、鑑賞者参加型のコンテンツ、つまり、鑑
賞者からの何らかのコマンドによって映像が変化するよ
うなコンテンツにおいて、特に有効である。なお、図２
のようなシステムブロック図で示される装置を鑑賞者参
加型のコンテンツに対して使用する場合、同期手段１０
４として、鑑賞者からのコマンドを入力するコマンド入
力手段、および、該入力されたコマンドを解析し実行す
るコマンド解析実行手段、を備えるものを用いればよ
い。

【００４５】また、各々のスクリーンを平面スクリーン
で構成したため、魚眼レンズ等の特殊な光学系を使用せ
ずに画像を投影することができ、スクリーン上での映像
の輝度の低下を抑えることができる。

【００４６】また、各々のスクリーンを平面スクリーン
で構成したため、例えばスクリーン１０１Ａに映像を投
影するプロジェクタの数を増やし、特開平９−３２６９
８１号公報等に記載の技術を用いて、スクリーン上で高
画質の映像を得るようにすることもできる。

【００４７】また、各々のスクリーンおよび各々のプロ
ジェクタは動揺台１０２とは独立に設置され固定してあ
るため、動揺台１０２の運動による、対応するスクリー
ン−プロジェクタ間の位置関係の変化の度合を、小さく
抑えることができる。

【００４８】また、各々のスクリーンを平面スクリーン
で構成したため、さらに音響システムを加えた場合に
も、球面の一部分をスクリーンとしたようなものに比べ
集音効果が小さく、鑑賞者の臨場感の低下を抑えること
ができる。

【００４９】次に、図４〜図７を用いて、本発明の第一
の実施の形態におけるプロジェクタ位置およびスクリー
ン位置の設計方法について説明する。

【００５０】図４は、設計用人間箱の大きさの決め方を
説明した図である。

【００５１】設計用人間箱４０１は、動揺台１０２に乗
った鑑賞者が、動揺台１０２上で動き回った時に占める
可能性のある空間領域を近似した直方体であり、該空間
領域を包含するようなものである。

【００５２】設計用人間箱４０１の大きさは、人間モデ
ル３０１の大きさを基準として定める。例えば、次のよ
うにして定めることができる。人間モデル３０１におけ
る身長を５等分した値をＨとした時、設計用人間箱４０
１の幅は、人間モデル３０１が両腕を広げた時の指先か
ら指先までの長さであり、該長さは一般にほぼ身長に等
しいと言われているため、設計用人間箱４０１の幅をＨ
の５倍と定める。また、設計用人間箱４０１の高さは、
人間モデル３０１が手を頭上に持ち上げた時の手の指先
から足の指先までの長さであり、手を頭上に持ち上げた
時、肘の部分が頭頂にほぼ一致するため、設計用人間箱
４０１の高さをＨの６倍と定める。また、設計用人間箱
４０１の奥行きは、人間モデル３０１が足を前に投げ出
した時の腰の後ろから足の指先までの長さであるため、
設計用人間箱４０１の奥行きをＨの２．５倍と定める。
人間モデルの身長としては、該臨場感生成装置を使用す
る鑑賞者のうち、想定される最も大きい鑑賞者を基準と
して決定すればよい。

【００５３】なお、鑑賞者にモデルガンなどのアイテム
を持たせる場合には、該アイテムの大きさも考慮した上
で設計用人間箱４０１の大きさを決定するのがよい。

【００５４】図５は、設計用人間箱を動揺台の座席部分
に設置する方法を説明するための図である。

【００５５】まず、前記の方法で大きさを定められた設
計用人間箱４０１において、腰位置対応点４０２Ａを決
定する。これは、例えば、設計用人間箱４０１の背中部
分に対応する面４０５の中央を通る線分４０４Ａに対し
て、上側の長さと下側の長さが３：２になるような点と
して求めることができる。

【００５６】次に、動揺台１０２の座席部分１０２Ａに
おいて、腰位置対応点４０２Ｂを決定する。これは、例
えば、動揺台１０２の座席部分１０２Ａにおいて、背も
たれ部分と着座部分との境界にあたる線分４０４Ｂに対
して、その中点として求めることができる。

【００５７】以上のようにして腰位置対応点４０２Ａお
よび腰位置対応点４０２Ｂを求めた後、腰位置対応点４
０２Ａおよび腰位置対応点４０２Ｂが一致するように、
かつ、設計用人間箱４０１の面４０５と動揺台１０２の
座席部分１０２Ａにおける背もたれ部分とが平行になる
ように、設計用人間箱４０１を動揺台１０２の座席部分
１０２Ａに設置する。

【００５８】図６は、プロジェクタ位置およびスクリー
ン位置の設計方法を説明するための、本実施例における
装置の側面図である。また、図７は、プロジェクタ位置
およびスクリーン位置の設計方法を説明するための、本
実施例における装置の立面図である。

【００５９】図６および図７において、領域１０３１お
よび領域１０３２は動揺台１０２の動作範囲であり、領
域４０３１および領域４０３２は設計用人間箱４０１を
座席部分に設置した場合の設計用人間箱４０１および動
揺台１０２の動作範囲を示している。ここで、状態１０
２１は動揺台が最も前に出て最も低くなった状態を示し
ており、状態１０２２は動揺台が最も後ろに下がって最
も高くなった状態を示しており、状態１０２３は動揺台
が最も前に出て最も右側に寄った状態を示しており、状
態１０２４は動揺台が最も後ろに下がっての最も左側に
寄った状態を示している。

【００６０】この時、スクリーン１０１Ａおよびスクリ
ーン１０１Ｂおよびスクリーン１０１Ｃおよびスクリー
ン１０１Ｄを、領域４０３１および領域４０３２を横切
ることがないように設置する。

【００６１】また、プロジェクタ１００ｄを、投射位置
からスクリーン１０１Ｄに下ろした垂線が、領域４０３
２を横切ることがないように設置する。

【００６２】次に、図８および図９を用いて、本発明の
第一の実施の形態においてプロジェクタ１０１ｄからど
のような画像を投影するとより好適であるかを説明す
る。

【００６３】図８および図９は、本発明の第一の実施の
形態において、プロジェクタ１０１ｄからどのような画
像を投影するとより好適であるかを説明するための図で
ある。

【００６４】図８において、スクリーン１０１Ｄ上の映
像が投影されている部分２０３は、２つの領域に分類す
ることができる。すなわち、動揺台１０２の動作範囲１
０３１に含まれる領域２０３Ａと、動揺台１０２の動作
範囲１０３１に含まれない領域２０３Ｂである。

【００６５】ところで、領域２０３Ａに分類される部分
は、一般的には、動揺台１０２の機構部分等が設置され
ており、質のよい映像を得ることはできない。ところ
が、この領域を照射する投影光は、鑑賞者の目に直接入
り得るため、投影されている映像の輝度が高い場合に
は、鑑賞者に不快感を与え、臨場感を低下させる結果に
なる。そこで、投影する画像２０４のうち、領域２０３
Ａに投影されることになる領域２０５の部分を、黒、す
なわち（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を（０，０，０）とした画像を投
影することにする。

【００６６】以上で説明したような構成とすることで、
動揺台がどのような運動をしても、また、鑑賞者がどの
ような運動をしても、鑑賞者がスクリーンに触れること
がなくなり、コンテンツに夢中になった鑑賞者がスクリ
ーンに激突する等の事故を防ぐことができる。動揺台に
乗ること自体に不自然さがないコンテンツであれば、防
護柵等を設置する場合と異なり、鑑賞者の臨場感を損な
うこともない。

【００６７】また、床面を投射するプロジェクタの投影
光は、動揺台がどのような運動をしても、また、鑑賞者
がどのような運動をしても、常に鑑賞者の前方から照射
されることになるため、動揺台および鑑賞者の影が鑑賞
者の前面にできてしまうことによる臨場感の低下は起こ
り得ない。

【００６８】また、床面を正面投射型のスクリーンとし
たため、床面の強度を確保することは容易である。これ
は、例えば、複数の動揺台を備えるような構成とした場
合に特に有効である。

【００６９】また、複数のプロジェクタと複数のスクリ
ーンを用いて動揺台の動作範囲の周辺を取り囲むように
映像を表示しているため、動揺台が大きく動いた場合に
も、鑑賞者には常に広い視野角の映像が提供され、高い
臨場感を維持することができる。

【００７０】また、動揺台の運動によらず、鑑賞者の安
全が保証され、また、臨場感の低下が抑えられるよう
に、プロジェクタおよびスクリーンを設置しているた
め、動揺台を大きく動かすことができ、鑑賞者が体感す
る加速度（あるいは鑑賞者の体に作用する力）を十分に
大きくすることができる。

【００７１】次に、図１０および図１１を用いて、本発
明の第一の実施の形態において、鏡を利用した場合の床
面用プロジェクタの設置方法について説明する。

【００７２】図１０は、床面用プロジェクタの設置方法
を説明するための、装置の正面図であり、図１１は、床
面用プロジェクタの設置方法を説明するための、装置の
側面図である。

【００７３】まず、鏡がない場合の投射位置３０２を決
定する。これは、スクリーン１０１Ｄ上で映像を表示し
たい領域と、プロジェクタの画角およびシフト量等のパ
ラメタから求めることができる。ここで、投射位置３０
２は、投射位置３０２からスクリーン１０１Ｄに下ろし
た垂線が、設計用人間箱４０１を座席部分に設置した場
合の設計用人間箱４０１および動揺台１０２の動作範囲
４０３３を横切らないように定める。

【００７４】次に、鏡１０６を設置することを考える。
まず、鏡１０６の幅を、図１０において全光路が反射で
きるような幅に、決定する。次に、図１１において、鏡
の設置角度を、スクリーン１０１Ｄに映像を投影するプ
ロジェクタ１０７ｄからの投影光の光路が、設計用人間
箱４０１を座席部分に設置した場合の設計用人間箱４０
１および動揺台１０２の動作範囲４０３３を横切らない
ように、決定する。ここで、鏡の底辺とスクリーン１０
１Ａの上辺とは平行であるとした。また、鏡１０６の高
さは、図１１において、スクリーン１０１Ｄの領域２０
６に投影される投射光のみが反射できるように定める。

【００７５】以上で説明したような構成とすることで、
天井が低い等の問題がある場合にも、床面用のプロジェ
クタを設置することができる。

【００７６】また、反射領域を限定することで、投影光
が鑑賞者の目に入ることを防ぐことができる。これによ
り、鑑賞者にまぶしさによる不快感を与えず、臨場感の
低下を抑えることができる。

【００７７】なお、図１１において、鏡１０６の高さと
して、破線部分１０８を含む部分を採用した場合には、
図１〜図９までで説明した構成と、機能上、全く同じで
あるということが言える。

【００７８】次に、図１２および図１３を用いて、本発
明の第二の実施の形態について詳細に説明する。なお、
図１２および図１３において，同一符号は同一の機能を
有する部分を表している。

【００７９】図１２は、本発明の第二の実施の形態を示
す概念図である。

【００８０】図１２において、プロジェクタ１００ｅお
よびプロジェクタ１００ｆは背面投射型スクリーン１０
１Ｅに、プロジェクタ１００ｇは背面投射型スクリーン
１０１Ｇに、プロジェクタ１００ｈは背面投射型スクリ
ーン１０１Ｈに、プロジェクタ１００ｋおよびプロジェ
クタ１００ｍは正面投射型スクリーン１０１Ｋに、それ
ぞれ画像を投影する。

【００８１】動揺台１０２Ａおよび動揺台１０２Ｂは、
座席部とシートベルトとを備えており、前後左右上下に
動揺するものである。動揺台１０２Ａの床面上における
動作範囲を領域１０３３Ｋに、動揺台１０２Ｂの床面上
における動作範囲を領域１０３３Ｍに、それぞれ示す。
また、設計用人間箱４０１を座席部分に設置した場合の
設計用人間箱４０１および動揺台１０２Ａの動作範囲を
領域４０３４Ｋに、設計用人間箱４０１を座席部分に設
置した場合の設計用人間箱４０１および動揺台１０２Ｂ
の動作範囲を領域４０３４Ｍに、それぞれ示す。

【００８２】動揺台１０２Ａおよび動揺台１０２Ｂは、
領域４０３４Ｋおよび領域４０３４Ｍが、互いに重なり
あわないように設置される。

【００８３】また、スクリーン１０１Ｅおよびスクリー
ン１０１Ｋ上の映像は、例えば、特開平９−３２６９８
１号公報等に記載の技術を用いて、２つのプロジェクタ
からの縦横比３：４の映像を、滑らかにつなげて表示さ
れるものとする。

【００８４】図１３は、本発明の第二の実施の形態を示
すシステムブロック図である。

【００８５】図１３において、映像投影手段１００Ｅ
は、プロジェクタ１００ｅ、および、プロジェクタ１０
０ｅに画像を供給するコンピュータおよび画像データ
群、および、該画像データ群を変調するための画像変調
手段１０９Ｅ、および、同期手段１０４Ｂからのコマン
ドを解析し実行するコマンド解析実行手段、を備えたも
のである。同様に、映像投影手段１００Ｆは、プロジェ
クタ１００ｆ、および、プロジェクタ１００ｆに画像を
供給するコンピュータおよび画像データ群、および、該
画像データ群を変調するための画像変調手段１０９Ｆ、
および、同期手段１０４Ｂからのコマンドを解析し実行
するコマンド解析実行手段、を備えたものであり、映像
投影手段１００Ｋは、プロジェクタ１００ｋ、および、
プロジェクタ１００ｋに画像を供給するコンピュータお
よび画像データ群、および、該画像データ群を変調する
ための画像変調手段１０９Ｋ、および、同期手段１０４
Ｂからのコマンドを解析し実行するコマンド解析実行手
段、を備えたものであり、映像投影手段１００Ｍは、プ
ロジェクタ１００ｍ、および、プロジェクタ１００ｍに
画像を供給するコンピュータおよび画像データ群、およ
び、該画像データ群を変調するための画像変調手段１０
９Ｍ、および、同期手段１０４Ｂからのコマンドを解析
し実行するコマンド解析実行手段、を備えたものであ
る。また、映像投影手段１００Ｇは、プロジェクタ１０
０ｇ、および、プロジェクタ１００ｇに画像を供給する
コンピュータおよび画像データ群、および、同期手段１
０４Ｂからのコマンドを解析し実行するコマンド解析実
行手段、を備えたものであり、映像投影手段１００Ｈ
は、プロジェクタ１００ｈ、および、プロジェクタ１０
０ｈに画像を供給するコンピュータおよび画像データ
群、および、同期手段１０４Ｂからのコマンドを解析し
実行するコマンド解析実行手段、を備えたものである。

【００８６】また、動揺台制御手段１０５Ａは、同期手
段１０４Ｂからのコマンドを解析し実行するコマンド解
析実行手段を備え、同期手段１０４Ｂからのコマンドに
従って動揺台１０２Ａの制御を行うものであり、動揺台
制御手段１０５Ｂは、同期手段１０４Ｂからのコマンド
を解析し実行するコマンド解析実行手段を備え、同期手
段１０４Ｂからのコマンドに従って動揺台１０２Ｂの制
御を行うものである。

【００８７】同期手段１０４Ｂは、例えば、前記画像デ
ータ群の中の個々の画像が番号管理されており、動揺台
１０２Ａおよび動揺台１０２Ｂの制御が速度ベクトルを
与えることで可能であった場合には、例えば、単位時間
毎に、各々の前記映像投影手段に、各々の前記映像投影
手段で投影すべき画像データの番号を投影要求コマンド
と共に転送し、動揺台制御手段１０５Ａに、動揺台１０
２Ａをどのような速度ベクトルで制御すべきかというベ
クトルデータを動揺台制御要求コマンドと共に転送し、
動揺台制御手段１０５Ｂに、動揺台１０２Ｂをどのよう
な速度ベクトルで制御すべきかというベクトルデータを
動揺台制御要求コマンドと共に転送することで、各々の
前記映像投影手段から投影される映像と動揺台１０２Ａ
および動揺台１０２Ｂの運動との同期を制御するもので
ある。

【００８８】以上で説明したような構成とすることで、
複数の鑑賞者に対して、それぞれの鑑賞者に対応した、
加速度、あるいは、鑑賞者の体に作用する力、を表現す
ることができるため、１つの動揺台を用いる場合に比
べ、臨場感の向上を図ることができる。

【００８９】また、上記の効果を同一の装置内で得るこ
とができるため、鑑賞者毎に装置を用意する場合に比
べ、設置面積やコストの面で優位である。

【００９０】また、各々のスクリーンおよび各々のプロ
ジェクタは動揺台とは独立に設置され固定してあるた
め、鑑賞者の数が増加しても動揺台の数を増やすだけで
対応することができ、スクリーンとプロジェクタと座席
とを一体として動揺させる場合に比べ、多人数への対応
が容易である。

【００９１】以上、本発明の表示システムについて、実
施の形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態に
限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範
囲で種々の変更が可能である。

【００９２】例えば、本実施の形態では、鑑賞者に映像
を提供する手段としてスクリーンおよびプロジェクタを
使用したが、省スペース、あるいは設置コストを削減す
るために薄型平面のプラズマディスプレイ等を使用して
もよい。

【００９３】また、スクリーンの数も４枚に限るもので
はなく、床面を除いた構成としてもよいし、スクリーン
の数を増やし、直方体形状の側面ではなく多角柱形状の
側面をスクリーンとしてもよい。

【００９４】また、スクリーンの縦横比も３：４に限る
ものではなく、各々の映像表示装置の特性に合わせて変
えることもできるし、設置状の都合に合わせて変えるこ
ともできる。

【００９５】また、もちろん、動揺台の数も１台あるい
は２台に限定されるものではなく、さらに数を増やすこ
とも可能である。

【００９６】また、もちろん、動揺台１０２に乗った鑑
賞者が、動揺台１０２上で動き回った時に占める可能性
のある空間領域を、より厳密に近似して計算することも
可能である。

【００９７】

【発明の効果】以上に述べたように，本発明によれば，
臨場感を損なわずに鑑賞者の視線方向を略規定すること
ができ、臨場感を損なわずに鑑賞者の動きを制限し、加
速度を十分に体感することにより一層高い臨場感を得る
ことができ、動揺台の動きに依らず常に十分な視野角の
映像を鑑賞者に提供することができ、鑑賞者や動揺台の
影による映像の質の低下を低減し、鑑賞者に高品質の映
像を提供することが容易にでき、プロジェクタやスクリ
ーンの設置が容易で、動揺台の数に関してスケーラブル
な、臨場感生成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す概念図であ
る。

【図２】本発明の第一の実施の形態を示すシステムブロ
ック図である。

【図３】本発明の第一の実施の形態において、床面用の
プロジェクタが投影する画像の特徴を説明するための図
である。

【図４】本発明の第一の実施の形態において、設計用人
間箱の大きさの決め方を説明するための図である。

【図５】本発明の第一の実施の形態において、設計用人
間箱を動揺台の座席部分に設置する方法を説明するため
の図である。

【図６】本発明の第一の実施の形態において、プロジェ
クタ位置およびスクリーン位置の設計方法を説明するた
めの装置側面図である。

【図７】本発明の第一の実施の形態において、プロジェ
クタ位置およびスクリーン位置の設計方法を説明するた
めの装置立面図である。

【図８】本発明の第一の実施の形態において、床面用の
プロジェクタからどのような画像を投影するとより好適
であるかを説明するための図である。

【図９】本発明の第一の実施の形態において、床面用の
プロジェクタからどのような画像を投影するとより好適
であるかを説明するための図である。

【図１０】本発明の第一の実施の形態において、鏡を利
用した場合の、床面用プロジェクタの設置方法を説明す
るための、装置の正面図である。

【図１１】本発明の第一の実施の形態において、鏡を利
用した場合の、床面用プロジェクタの設置方法を説明す
るための、装置の側面図である。

【図１２】本発明の第二の実施の形態を示す概念図であ
る。

【図１３】本発明の第二の実施の形態を示すシステムブ
ロック図である。

【符号の説明】

１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ…プロジェク
タ、１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ…スクリ
ーン、１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ…動揺台、３０１…
人間モデル、４０１…設計用人間箱、４０３１，４０３
２，４０３３…設計用人間箱および動揺台の動作範囲、
１０６……鏡、１０７ｄ……プロジェクタ、１００ｅ，
１００ｆ，１００ｇ，１００ｈ，１００ｋ，１００ｍ…
…プロジェクタ、１０１Ｅ，１０１Ｇ，１０１Ｈ，１０
１Ｋ……スクリーン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 ▲真▼見 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 Ｆターム(参考） 2H059 AA35 AA38 5B050 EA19 FA02 5G435 AA00 CC11 DD07 DD09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像投影手段と動揺台とを備える臨場感生
   成装置であって、前記画像表示手段は少なくとも３つの
   平面スクリーンを備え、該平面スクリーンは動揺台が設
   置されている空間を囲むように設置されることを特徴と
   する、臨場感生成装置。
2. 【請求項２】映像投影手段と動揺台とを備える臨場感生
   成装置であって、少なくとも２つの動揺台を備え、前記
   画像表示手段は少なくとも３つの平面スクリーンを備
   え、該平面スクリーンは前記複数の動揺台のすべてが設
   置されている空間を囲むように設置されることを特徴と
   する、臨場感生成装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２のうちの一に記載
   の臨場感生成装置であって、前記平面スクリーンは背面
   投射型であることを特徴とする、臨場感生成装置。
4. 【請求項４】映像投影手段と動揺台とを備える臨場感生
   成装置であって、正面および左面および右面および床面
   の４つのスクリーンを備え、前記動揺台は、前記４つの
   スクリーンによって囲まれる、直方体状の空間の内部に
   設置され、前記床面スクリーンに映像を投影するプロジ
   ェクタは、前記床面スクリーンの、前記正面スクリーン
   との境界部分を含む長方形領域に映像を投影することを
   特徴とする、臨場感生成装置。
5. 【請求項５】請求項１〜請求項４のうちの一に記載の臨
   場感生成装置であって、前記スクリーンは、人間の大き
   さを基準としてあらかじめ定めた大きさの直方体を、前
   記動揺台の座席部分に設置した場合の、前記動揺台の可
   動範囲である空間の外部に設置されることを特徴とす
   る、臨場感生成装置。