JP3277480B2 - Image display device and integrated perceptual system having the same - Google Patents

Image display device and integrated perceptual system having the same

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JP3277480B2
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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、シミュレータやゲ
ーム機器,バーチャルリアリティ(以下、VRという)
機器などに代表される知覚統合化システムに係り、特
に、凹面鏡を用いた画像表示装置とこの画像表示装置を
備えた知覚統合化システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simulator, a game machine, and a virtual reality (hereinafter, VR).
The present invention relates to a perceptual integration system represented by devices and the like, and particularly to an image display device using a concave mirror and a perceptual integration system including the image display device.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、コンピュータの急速の進歩により、
インタラクティブなグラフィック映像が安価に入手でき
るようになってきた。これにより、シミュレータやゲー
ム機器,VR機器などで代表される知覚統合化システム
が広く使用されるようになってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, with the rapid progress of computers,
Interactive graphic images have become available at low cost. As a result, perceptual integrated systems represented by simulators, game devices, VR devices, and the like have come to be widely used.

【0003】知覚統合化システムは、視覚や聴覚,平衡
感覚など人間がもつ感覚の全て若しくはその内のいくつ
かの感覚を同時に刺激することにより、恰も現実に体験
しているかのような感覚を与えるシステムであり、一般
的に、視覚を刺激する画像表示装置,聴覚を刺激する音
響装置,平衡感覚を刺激するモーションドライブなどか
ら構成されるものである。このような知覚統合化システ
ムは、画像,音響,加速度,振動など夫々の出力が有機
的に結合し、知覚統合化システムを使用する人間に現実
感を与えたり、驚きや楽しみといった特別な感情を生じ
させることができる。
[0003] The perceptual integration system gives a sensation as if it were actually experienced by simultaneously stimulating all or some of the human sensations such as sight, hearing and balance. The system generally includes an image display device for stimulating visual perception, an audio device for stimulating hearing, a motion drive for stimulating sense of balance, and the like. Such perceptual integration systems combine the outputs of images, sounds, accelerations, and vibrations organically to give a sense of reality to humans who use the perceptual integration systems, and to generate special emotions such as surprise and enjoyment. Can be caused.

【0004】知覚統合化システムを構成する装置の中
で、視覚を刺激する画像表示装置が最も重要であり、様
々なタイプの画像表示装置が既に提案されている。なか
でも、凹面鏡を用いた画像表示装置は、奥行き感のある
映像を作り出すことができるため、特公昭55ー130
30号公報に示されるように、フライトシミュレータな
どで実用化されている。
[0004] Among the devices constituting the perceptual integration system, an image display device that stimulates the sight is the most important, and various types of image display devices have already been proposed. Above all, an image display device using a concave mirror can produce an image with a sense of depth.
As shown in Japanese Patent Publication No. 30, published as a flight simulator.

【0005】図12はかかる凹面鏡を用いた画像表示装
置の一従来例を示す概略構成図であって、60は画像投
写装置、61は実像スクリーン、62は凹面鏡である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of an image display device using such a concave mirror, wherein 60 is an image projection device, 61 is a real image screen, and 62 is a concave mirror.

【0006】同図において、画像投写装置60から投写
される映像は実像スクリーン61に結像され、これによ
って実像スクリーン61に映出される映像は凹面鏡62
で反射され、観視者63が観視できるようにしている。
In FIG. 1, an image projected from an image projection device 60 is formed on a real image screen 61, whereby an image projected on the real image screen 61 is converted into a concave mirror 62.
, So that the viewer 63 can view it.

【0007】かかる映像表示装置において、観視者63
は凹面鏡62の曲率中心近傍に位置し、実像スクリーン
61は観視者63と凹面鏡62との中間位置、即ち、凹
面鏡の焦点位置近傍に位置する。
In such a video display device, the viewer 63
Is located near the center of curvature of the concave mirror 62, and the real image screen 61 is located at an intermediate position between the viewer 63 and the concave mirror 62, that is, near the focal position of the concave mirror.

【0008】かかる配置関係により、観視者63が実像
スクリーン61に映出される映像を凹面鏡62の反射に
よって観視するとき、この映像は結像面が略無限遠の虚
像となり、観視者63が恰も奥行き感のある映像を見て
いるような感覚となる点がこの従来例の特徴である。
With this arrangement, when the viewer 63 views the image projected on the real image screen 61 by reflection of the concave mirror 62, the image becomes a virtual image whose imaging surface is substantially infinite, and the viewer 63 However, the feature of this conventional example is that the user feels as if he / she is watching a video with a sense of depth.

【0009】このような奥行き感のある映像は、例え
ば、フライトシミュレータで行なわれているように、操
縦者が飛行場に着陸するとき、滑走路までの距離を目視
で検討をつける場合などに極めて有効である。
Such an image having a sense of depth is extremely effective, for example, when a pilot lands on an airfield and visually examines the distance to the runway as performed in a flight simulator. It is.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、凹面鏡62
を用いたかかる画像表示装置を実現するためには、曲率
半径が大きい凹面鏡62,この凹面鏡62の約半分の曲
率半径をもつ略球面状の実像スクリーン61及び実像ス
クリーン61に映像を投写する画像投写装置60が必要
となる。
By the way, the concave mirror 62
In order to realize such an image display apparatus using a mirror, a concave mirror 62 having a large radius of curvature, a substantially spherical real image screen 61 having a radius of curvature approximately half that of the concave mirror 62, and image projection for projecting an image on the real image screen 61 are provided. The device 60 is required.

【0011】凹面鏡62としては、従来、アルミフォイ
ルミラーやガラス研磨ミラーが用いられていた。アルミ
フォイルミラーは軽量で製作コストが安いといった特徴
があるが、表面の鏡面品位の確保が困難であり、さらに
は、モーションドライブで加振すると、画面が揺れると
いった問題がある。これに対して、ガラス研磨ミラー
は、これらの問題点を補うことができるが、それ自体の
重量が重く、装置全体が非常に重くなり、また、凹面鏡
の製作コストが高く、装置全体が非常に高くなるといっ
た問題がある。
Conventionally, as the concave mirror 62, an aluminum foil mirror or a glass polished mirror has been used. Aluminum foil mirrors are light in weight and inexpensive in manufacturing cost, but it is difficult to ensure the mirror surface quality of the surface, and furthermore, there is a problem that the screen shakes when excited by a motion drive. On the other hand, a glass polished mirror can compensate for these problems, however, the weight of the mirror itself is heavy, the whole device becomes very heavy, and the manufacturing cost of the concave mirror is high, so that the whole device becomes very heavy. There is a problem that it becomes expensive.

【0012】また、略球面状の実像スクリーン62に映
像を投写するため、画像投写装置60に特殊なレンズを
使う必要があった。このような特殊なレンズは、汎用部
品ではないため、画像投写装置60のコストを極めて高
いものにしている。
Also, in order to project an image on the substantially spherical real image screen 62, it is necessary to use a special lens for the image projection device 60. Since such a special lens is not a general-purpose component, the cost of the image projection device 60 is extremely high.

【0013】また、上記従来の画像表示装置では、画像
投写装置60が観視者63の頭上に設置されるため、か
かる画像表示装置を用いて知覚統合化システムを構成す
ると、例えば、電車の操縦訓練装置のように、運転台で
立ったり、座ったりするような動作を必要とする知覚統
合化システムでは、観視者63が立ったとき、その頭が
画像投写装置60にぶつかってしまうことになり、この
ようなことから、知覚統合化システムによっては、構成
することができないといった問題があった。
Further, in the above-mentioned conventional image display device, since the image projection device 60 is installed above the head of the viewer 63, if a perceptual integration system is configured using such an image display device, for example, the operation of a train In a perceptual integrated system that requires an operation such as standing or sitting on a driver's cab, such as a training device, when the viewer 63 stands, the head thereof may hit the image projection device 60. For this reason, there is a problem that it cannot be configured depending on the perceptual integration system.

【0014】本発明の目的は、かかる問題を解消し、剛
性が高くて軽量,低コストの凹面鏡を用い、従来と同様
の投写レンズが使用可能であって、観視者のスペースを
充分取れるようにした画像表示装置とこれを備えた知覚
統合化システムを提供することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem, to use a high-rigidity, lightweight, low-cost concave mirror, to use a projection lens similar to the conventional one, and to obtain a sufficient space for a viewer. And a perceptual integration system having the same.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、画像表示装置として、実像を映出する映
像源と、該映像源から該映像が投写される実像スクリー
ン部と、該実像スクリーン部に投写される映像を反射さ
せて監視するための略球面形状の凹面鏡とを備え、該実
像スクリーン部は反射型のものであり、その形状は該映
像源の方向に凸形状とする。そして、映像源が、曲率半
径Lである球面状の蛍光面の映像を平面に投写するレン
ズを用いて、曲率半径Hである球面状の蛍光面を有する
該映像源に設けられた投写管の映像を該実像スクリーン
上に投写するとき、該実像スクリーンの曲率半径Sが、
上記曲率半径L,Hとの間に、 S=−A・(L−H) (但し、Aは0.50〜0.78の範囲内の定数) の関係があるようにする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an image display device, comprising: an image source for projecting a real image; a real image screen on which the image is projected from the image source; A substantially spherical concave mirror for reflecting and monitoring an image projected on the real image screen portion, wherein the real image screen portion is of a reflection type, and the shape is a convex shape in the direction of the image source. I do. And the image source is the curvature half
A lens that projects an image of a spherical phosphor screen having a diameter L onto a plane
And has a spherical phosphor screen having a radius of curvature H
The image of the projection tube provided in the image source is displayed on the real image screen.
When projected above, the radius of curvature S of the real image screen is
The radius of curvature L, between the H, S = -A · (L -H) ( where, A is a constant in the range of 0.50 to 0.78) so that there is a relationship.

【0016】また、本発明は、上記凹面鏡が合成樹脂製
であって、その表面若しくは裏面にアルミニウム蒸着を
施し、その蒸着面を反射面とする。
Further, according to the present invention, the concave mirror is made of synthetic resin, and its front surface or back surface is subjected to aluminum evaporation, and the evaporated surface is used as a reflection surface.

【0017】さらに、本発明は、上記凹面鏡の互いに向
かい合う2つの辺の一方が他方よりも長くする。
Further, according to the present invention, one of the two sides of the concave mirror facing each other is longer than the other.

【0018】さらにまた、本発明は、上記凹面鏡の曲率
半径が、その周辺部をその中央部よりも小さくする。
Further, according to the present invention, the radius of curvature of the concave mirror is smaller at the periphery than at the center.

【0019】実像スクリーン部を反射型としたことによ
り、映像源が、観視者に対し、凹面鏡側に配置されるこ
とになり、観視者の頭上には従来例のような映像源が配
置されることがない。また、投写用レンズとしても、特
殊なものを用いる必要がなく、従来の投写用レンズを用
いることができる。
Since the real image screen section is of a reflection type, the image source is disposed on the concave mirror side with respect to the viewer, and the image source as in the conventional example is disposed above the viewer's head. Never be. Also, there is no need to use a special lens as the projection lens, and a conventional projection lens can be used.

【0020】上記凹面鏡が、合成樹脂製の成形体の表面
若しくは裏面にアルミ蒸着を施し、その蒸着面を反射面
としているので、従来のアルミフォイルミラーに比べて
剛性が高く、従来のガラス研磨ミラーに比べて軽量で製
作コストが安い。
Since the concave mirror is formed by depositing aluminum on the front or back surface of a synthetic resin molded body and using the deposited surface as a reflecting surface, the rigidity is higher than that of a conventional aluminum foil mirror, and the conventional glass polished mirror is used. Lightweight and cheaper to manufacture.

【0021】上記凹面鏡の互いに向かい合う2つの辺の
一方が他方よりも長くすると、凹面鏡の製造がより容易
になる。
If one of the two opposing sides of the concave mirror is longer than the other, the manufacture of the concave mirror becomes easier.

【0022】上記凹面鏡の曲率半径が、その周辺部をそ
の中央部よりも小さくすると、同じ映像源を使用して
も、観視者に対してより広視野角の映像を提供すること
ができる。
When the radius of curvature of the concave mirror is smaller at the periphery than at the center, even if the same image source is used, an image with a wider viewing angle can be provided to a viewer.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より説明する。図1は本発明による画像表示装置の第1
の実施形態を示す構成図であって、同図(a)は側面
図、同図(b)は平面図であり、1はこの実施形態の画
像表示装置、2はフレーム、3は観視者、4は椅子、5
は画像投写装置、6aは赤色投写管、6bは緑色投写
管、6cは青色投写管、7は反射型球面スクリーン、8
は凹面鏡である。なお、図1(b)では、観視者3を省
略している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of an image display device according to the present invention.
1A is a side view, FIG. 1B is a plan view, 1 is an image display device of this embodiment, 2 is a frame, and 3 is a viewer. 4 is a chair, 5
Is an image projection device, 6a is a red projection tube, 6b is a green projection tube, 6c is a blue projection tube, 7 is a reflective spherical screen, 8
Is a concave mirror. In FIG. 1B, the viewer 3 is omitted.

【0024】図1(a),(b)において、画像投写装
置5と凹面鏡8とがフレーム2によって所定の位置関係
で固定されており、凹面鏡8の正面側に観視者3が映像
を観視するために座る椅子4が設けられている。
1 (a) and 1 (b), an image projection device 5 and a concave mirror 8 are fixed in a predetermined positional relationship by a frame 2, and a viewer 3 can watch an image in front of the concave mirror 8. A chair 4 is provided to sit for viewing.

【0025】画像投写装置5は凹面鏡8の下側、かつ凹
面鏡8の背面側に配置されており、この凹面鏡8と椅子
4との間に反射型球面スクリーン7が配置されている。
この反射型球面スクリーン7は、その凸状でかつ略球面
状のスクリーン面が凹面鏡8側に向いている。そして、
凹面鏡8の曲率半径はこの反射型球面スクリーン7の曲
率半径の約2倍弱であり、凹面鏡8の曲率中心と反射型
球面スクリーン7の曲率中心とが互いに近い位置にある
ように、凹面鏡8と反射型球面スクリーン7の配置関係
が設定されている。
The image projection device 5 is arranged below the concave mirror 8 and on the back side of the concave mirror 8, and the reflective spherical screen 7 is arranged between the concave mirror 8 and the chair 4.
This reflective spherical screen 7 has its convex and substantially spherical screen surface facing the concave mirror 8 side. And
The radius of curvature of the concave mirror 8 is slightly less than twice the radius of curvature of the reflective spherical screen 7, and the concave mirror 8 and the concave mirror 8 are positioned so that the center of curvature of the concave mirror 8 and the center of curvature of the reflective spherical screen 7 are close to each other. The arrangement relationship of the reflective spherical screen 7 is set.

【0026】かかる構成では、画像投写装置5と反射型
球面スクリーン7とが向かい合い、画像投写装置5の映
出映像は凹面鏡8の下側から反射型球面スクリーン7の
スクリーン面に投写され、このスクリーン面の映像が凹
面鏡8で反射されて椅子4に座っている観視者3が観視
できるようにしている。即ち、反射型球面スクリーン7
のスクリーン面の縦方向c−dの範囲で投写された映像
は、凹面鏡8の縦方向のc’−d’の範囲で反射される
が、観視者3はこの凹面鏡8の下端部d’までも見える
ように、凹面鏡8に対する反射型球面スクリーン7や画
像投写装置5の配置関係が設定されている。
In this configuration, the image projecting device 5 and the reflective spherical screen 7 face each other, and the image projected by the image projecting device 5 is projected from below the concave mirror 8 onto the screen surface of the reflective spherical screen 7. The image of the surface is reflected by the concave mirror 8 so that the viewer 3 sitting on the chair 4 can view it. That is, the reflective spherical screen 7
The image projected in the range of the vertical direction cd on the screen surface is reflected in the range of c′-d ′ in the vertical direction of the concave mirror 8, but the viewer 3 can see the lower end d ′ of the concave mirror 8. The arrangement relationship of the reflective spherical screen 7 and the image projection device 5 with respect to the concave mirror 8 is set so as to be visible.

【0027】画像投写装置5には、赤色投写管6a,緑
色投写管6b及び青色投写管6cがインラインに配置さ
れており、夫々の映出画像が反射型球面スクリーン7に
投写されて合成され、カラー映像として観視者3に送ら
れる。
In the image projection device 5, a red projection tube 6a, a green projection tube 6b, and a blue projection tube 6c are arranged in-line, and the respective projected images are projected onto a reflective spherical screen 7 and synthesized. It is sent to the viewer 3 as a color image.

【0028】このように、この実施形態では、画像投写
装置5が反射型球面スクリーン7に対して観視者3と反
対側に配置されているため、観視者3に対しては、その
頭上にも充分なスペースを設けることができ、圧迫感を
生じさせない。
As described above, in this embodiment, since the image projection device 5 is arranged on the opposite side of the reflective spherical screen 7 from the viewer 3, the viewer 3 is placed above the reflective screen 7. In addition, a sufficient space can be provided, and no feeling of oppression is generated.

【0029】図2は図1における凹面鏡8の製造装置の
一具体例を示す断面図であって、9は円盤、10は成形
用金型、11はゴムパッキング、12は加圧用の密閉容
器、13はボルト、14は加圧空気吹込用管継手、15
はエアーコンプレッサ、16は加熱用ヒータである。
FIG. 2 is a sectional view showing a specific example of a manufacturing apparatus of the concave mirror 8 in FIG. 1, wherein 9 is a disk, 10 is a molding die, 11 is a rubber packing, 12 is a closed container for pressurizing, 13 is a bolt, 14 is a fitting for pressurized air blowing, 15
Denotes an air compressor, and 16 denotes a heater for heating.

【0030】同図において、内面が球面状の成形用金型
10の下部の開口部と加圧用の密閉容器12の上部の開
口部との間に合成樹脂製の凹面鏡8への成形前の円盤9
を挾み、ボルト13により、これら成形用金型10と密
閉容器12とを締め付ける。これにより、この円盤9が
成形用金型10と密閉容器12との間に固定される。密
閉容器12の上記開口部と円盤9との間に気密用のゴム
パッキング11が挾まれ、密閉容器12と円盤9とによ
って形成される内部空間が充分密閉された状態とされ
る。密閉容器12には、加圧空気吹込用管継手14を介
してエアーコンプレッサ15が連結されている。
In the figure, a disc before forming into a concave mirror 8 made of synthetic resin is provided between an opening at a lower portion of a molding die 10 having a spherical inner surface and an opening at an upper portion of a closed container 12 for pressurization. 9
, And the molding die 10 and the closed container 12 are tightened by bolts 13. Thereby, the disk 9 is fixed between the molding die 10 and the closed container 12. An air-tight rubber packing 11 is sandwiched between the opening of the closed container 12 and the disk 9 so that the internal space formed by the closed container 12 and the disk 9 is sufficiently sealed. An air compressor 15 is connected to the sealed container 12 via a pressurized air blowing pipe joint 14.

【0031】かかる状態において、円盤9と密閉容器1
2との間の内部空間に加熱用のヒータ16が設置されて
おり、エアーコンプレッサ15から円盤9と密閉容器1
2との間の内部空間に加圧空気が吹き込まれるととも
に、ヒータ16によって円盤9が加熱される。この加熱
によって円盤9は軟化し、吹き込まれた加圧空気の圧力
によって成形用金型10の内面に貼り付く。しかる後、
装置全体を冷却して成形用金型10と密閉容器12とを
分離し、成形用金型10から合成樹脂成形体を取り外す
ことにより、図1における凹面鏡8のもととなるドーム
状の合成樹脂成形体を得ることができる。
In this state, the disk 9 and the closed container 1
2 is provided with a heater 16 for heating in an internal space between the disk 9 and the airtight container 1 from the air compressor 15.
Pressurized air is blown into the internal space between the disk 2 and the disk 9 by the heater 16. The disk 9 is softened by this heating, and adheres to the inner surface of the molding die 10 by the pressure of the blown compressed air. After a while
The entire apparatus is cooled to separate the molding die 10 and the closed container 12, and the synthetic resin molded body is removed from the molding die 10, whereby a dome-shaped synthetic resin serving as a base of the concave mirror 8 in FIG. A molded article can be obtained.

【0032】なお、以上は成形用金型10を用いたが、
これを使用しないフリーブローでも成形することができ
る。但し、この場合には、成形後の形状誤差が大きいた
め、複数の凹面鏡を組み合わせて図1で使用する凹面鏡
1を構成する場合には不向きであり、単体での使用に特
に適している。
In the above description, the molding die 10 is used.
It can also be molded by free blow without using this. However, in this case, since the shape error after molding is large, it is unsuitable when the concave mirror 1 used in FIG. 1 is configured by combining a plurality of concave mirrors, and is particularly suitable for use alone.

【0033】以上のように成形されたドーム状の凹面鏡
の合成樹脂成形体に反射層を形成して加工することによ
り、図1における凹面鏡8を得ることができるが、かか
る反射層としては、金属メッキでもよいが、一般に、反
射特性の点からすると、アルミ蒸着の方が優れている。
上記のようにして得られた凹面鏡の合成樹脂成形体の凹
面側にアルミ蒸着を施す場合には、その蒸着後、対環境
用の保護層、例えば、低融点ガラスなどをこのアルミ蒸
着面に蒸着する。また、この凹面鏡の合成樹脂成形体の
凹面側にアルミ蒸着を施す場合には、この蒸着面に対環
境用の保護塗料を塗布する。
The concave mirror 8 in FIG. 1 can be obtained by forming and processing a reflective layer on the synthetic resin molded article of the dome-shaped concave mirror formed as described above. Although plating may be used, aluminum evaporation is generally superior in terms of reflection characteristics.
When aluminum is deposited on the concave side of the synthetic resin molded article of the concave mirror obtained as described above, after the deposition, a protective layer for environmental protection, for example, a low melting point glass or the like is deposited on this aluminum deposited surface. I do. When aluminum is deposited on the concave side of the synthetic resin molded body of the concave mirror, a protective paint for the environment is applied to the deposited surface.

【0034】以上のようにして反射層などが形成された
凹面鏡のドーム状の合成樹脂成形体の中央部分を所定の
寸法形状に裁断することにより、図1で使用される凹面
鏡8が得られる。なお、この裁断は、反射層の形成前に
行なってもよい。
The concave mirror 8 used in FIG. 1 is obtained by cutting the central portion of the dome-shaped synthetic resin molded article of the concave mirror on which the reflection layer and the like are formed as described above into a predetermined size and shape. This cutting may be performed before the formation of the reflective layer.

【0035】図3は図1における凹面鏡8の一具体例を
示す斜視図であり、17は合成樹脂製の成形体、18は
補強板、19はフランジ部である。
FIG. 3 is a perspective view showing a concrete example of the concave mirror 8 in FIG. 1, wherein 17 is a molded body made of synthetic resin, 18 is a reinforcing plate, and 19 is a flange.

【0036】同図において、上記のようにして形成され
た合成樹脂製の成形体17の上下辺に補強板18が固定
されて、凹面鏡8が得られる。この補強板18は、成形
体17と同一材料とすることにより、接着剤などでリジ
ットに成形体17に固定できる。また、これら補強板1
8の端面とこの補強板18が設けられない成形体17の
左右端面とは同一平面内にあり、成形体17の左右端面
は図2での成形用金型10と密閉容器12とで挾まれた
部分がフランジ部19をなしている。
In the figure, the reinforcing plate 18 is fixed to the upper and lower sides of the synthetic resin molded body 17 formed as described above, and the concave mirror 8 is obtained. The reinforcing plate 18 is made of the same material as the molded body 17 and can be rigidly fixed to the molded body 17 with an adhesive or the like. In addition, these reinforcing plates 1
The end face 8 and the left and right end faces of the molded body 17 where the reinforcing plate 18 is not provided are in the same plane, and the left and right end faces of the molded body 17 are sandwiched between the molding die 10 and the closed container 12 in FIG. The flanged portion forms the flange portion 19.

【0037】このような構成の凹面鏡8は、図1に示す
ような画像表示装置への設置が簡単となる。その理由
は、フランジ部19の肉圧が最も厚くて丈夫であり、凹
面鏡8の中心部ほど薄くて強度が小さくなるので、強度
があるフランジ部19を画像表示装置への取付け部とす
ることにより、必要最小限の補強で凹面鏡8を画像表示
装置に固定することができるからである。
The concave mirror 8 having such a configuration can be easily installed on an image display device as shown in FIG. The reason is that the wall pressure of the flange portion 19 is the thickest and the strongest, and the strength is reduced as the center portion of the concave mirror 8 becomes thinner. Therefore, the strong flange portion 19 is used as a mounting portion to the image display device. This is because the concave mirror 8 can be fixed to the image display device with the minimum necessary reinforcement.

【0038】図4は本発明による画像表示装置の第2の
実施形態を示す概略断面図であり、図1に対応する部分
には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the image display device according to the present invention, and the portions corresponding to those in FIG.

【0039】同図において、この実施形態では、図1に
示した第1の実施形態と対照的に、画像投写装置5と反
射型球面スクリーン7とを凹面鏡8の上側に配置したも
のであって、観視者3は、凹面鏡8の曲率中心近傍上側
からではなく、凹面鏡8の曲率中心近傍下側から見るよ
うにする。しかし、この場合でも、凹面鏡8の曲率半径
はこの反射型球面スクリーン7の曲率半径の約2倍弱で
あって、凹面鏡8の曲率中心と反射型球面スクリーン7
の曲率中心とが互いに近い位置にあるように、反射型球
面スクリーン7は観視者3と凹面鏡8との中間位置、即
ち、凹面鏡8の焦点近傍に配置されている。
In this figure, in this embodiment, in contrast to the first embodiment shown in FIG. 1, an image projection device 5 and a reflective spherical screen 7 are arranged above a concave mirror 8. In addition, the viewer 3 views from the lower side near the center of curvature of the concave mirror 8 instead of the upper side near the center of curvature of the concave mirror 8. However, even in this case, the radius of curvature of the concave mirror 8 is slightly less than twice the radius of curvature of the reflective spherical screen 7, and the center of curvature of the concave mirror 8 and the reflective spherical screen 7
The reflective spherical screen 7 is arranged at an intermediate position between the viewer 3 and the concave mirror 8, that is, near the focal point of the concave mirror 8 so that the centers of curvature are close to each other.

【0040】かかる配置によると、観視者3は反射型球
面スクリーン7の下側から、反射型球面スクリーン7で
映出されて凹面鏡8で反射された映像を監視する。凹面
鏡8の曲率中心と反射型球面スクリーン7の曲率中心と
が互いに近い位置にあるために、凹面鏡8としては球面
の下半分の形状をなせばよいことになる。
With this arrangement, the viewer 3 monitors the image projected on the reflective spherical screen 7 and reflected by the concave mirror 8 from below the reflective spherical screen 7. Since the center of curvature of the concave mirror 8 and the center of curvature of the reflective spherical screen 7 are located close to each other, the concave mirror 8 may have the shape of the lower half of the spherical surface.

【0041】なお、この第2の実施形態において、図1
に示した第1の実施形態のように、画像投写装置5と反
射型球面スクリーン7とを凹面鏡8の下側に配置し、観
視者3は凹面鏡8の曲率中心近傍上側から見るようにす
ると、凹面鏡8としては、球面の下半分の形状をなせば
よいことになる。
In the second embodiment, FIG.
When the image projection device 5 and the reflective spherical screen 7 are disposed below the concave mirror 8 as in the first embodiment shown in FIG. 1, the viewer 3 can see from above the vicinity of the center of curvature of the concave mirror 8. The concave mirror 8 may have the shape of the lower half of the spherical surface.

【0042】図5は図4における凹面鏡8の一具体例を
示す斜視図であって、20は上辺、21は下辺であり、
図3に対応する部分には同一符号をつけている。
FIG. 5 is a perspective view showing a specific example of the concave mirror 8 in FIG. 4, wherein 20 is an upper side, 21 is a lower side,
Parts corresponding to those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

【0043】同図において、この具体例では、図2で説
明したように形成された凹面鏡の合成樹脂成形体を、そ
の上辺20が下辺21よりも長くなるような形状寸法に
裁断したものである。
In this figure, in this specific example, the synthetic resin molded article of the concave mirror formed as described in FIG. 2 is cut into a shape and size such that the upper side 20 is longer than the lower side 21. .

【0044】これは、図6に示すように、図2で示した
製造装置によって得られたドーム状の凹面鏡の合成樹脂
成形体22を、その中心線24に沿って裁断し、さら
に、その辺部の分断線23に沿って裁断することによっ
て得られる合成樹脂成形体26である。
As shown in FIG. 6, the synthetic resin molded body 22 of the dome-shaped concave mirror obtained by the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 is cut along the center line 24, and It is a synthetic resin molded body 26 obtained by cutting along the parting line 23 of the part.

【0045】このようにして凹面鏡8を形成すると、図
6に示すように、中心線24に対して反対側の部分で
も、辺部の分断線25に沿って裁断することにより、さ
らに、1つの合成樹脂成形体27が得られる。即ち、1
つのドーム状の凹面鏡の合成樹脂成形体22から2つの
凹面鏡8を得ることができる。
When the concave mirror 8 is formed in this manner, as shown in FIG. 6, even the portion opposite to the center line 24 is cut along the dividing line 25 on the side to further form one more. A synthetic resin molded body 27 is obtained. That is, 1
Two concave mirrors 8 can be obtained from one dome-shaped concave mirror synthetic resin molded body 22.

【0046】図4に示す実施形態での凹面鏡8が水平方
向の視野をそれほど大きくとる必要がないときには、図
7に示すように、ドーム状の合成樹脂成形体22をその
頂点28を通る分断線29,30,31に沿って分断し
て3等分し、さらに、夫々の分割物を頂点28側の分断
線32,33,34で裁断して合成樹脂成形体35,3
6,37を得、これら夫々を上記のように処理して反射
層などを形成することにより、夫々が図4に示す第2の
実施形態での凹面鏡8となる。即ち、1個の合成樹脂成
形体22から3個の凹面鏡8を得ることができる。
When it is not necessary for the concave mirror 8 in the embodiment shown in FIG. 4 to have a large horizontal field of view, as shown in FIG. 29, 30, and 31 and cut into three equal parts, and further, each of the divided parts is cut along the dividing lines 32, 33, and 34 on the vertex 28 side, and the synthetic resin molded bodies 35 and 3 are cut.
6 and 37 are obtained, and each of them is processed as described above to form a reflection layer and the like, whereby each becomes the concave mirror 8 in the second embodiment shown in FIG. That is, three concave mirrors 8 can be obtained from one synthetic resin molded body 22.

【0047】以下、同様にして、使用する凹面鏡の水平
方向の視野をさらに狭くすることができれば、1つのド
ーム状の合成樹脂成形体22から4個以上の凹面鏡8を
得ることが可能である。
Similarly, if the horizontal field of view of the concave mirror to be used can be further narrowed, four or more concave mirrors 8 can be obtained from one dome-shaped synthetic resin molded body 22.

【0048】図8は以上説明した各実施形態での画像投
写装置5の要部を示し、同図(a)は横断面図、同図
(b)は縦断面図であって、38は筐体、39aは赤色
用投写レンズ、39bは緑色用投写レンズ、39cは青
色用投写レンズ、40a〜40cは結合器、41は取付
金具、42は電気回路であり、図1に対応する部分には
同一符号をつけている。
FIG. 8 shows a main part of the image projection apparatus 5 in each of the embodiments described above. FIG. 8 (a) is a horizontal sectional view, FIG. 8 (b) is a vertical sectional view, and 38 is a housing. The body, 39a is a red projection lens, 39b is a green projection lens, 39c is a blue projection lens, 40a to 40c are couplers, 41 is a mounting bracket, and 42 is an electric circuit. The same reference numerals are used.

【0049】図8(a),(b)において、筐体38内
では、赤色投写管6aに結合器40aにより赤色用投写
レンズ39aが、緑色投写管6bに結合器40bにより
緑色用投写レンズ39bが、青色投写管6cに結合器4
0cにより青色用投写レンズ39cが夫々結合され、さ
らに、夫々の投写管6a,6b,6cやそれらの結合器
40a,40b,40c、それらの投写レンズ39a,
39b,39cのブロックは、結合器40a,40b,
40cの部分で取付金具41にインラインに固定されて
いる。
8A and 8B, in the housing 38, a red projection lens 39a is connected to a red projection tube 6a by a coupler 40a, and a green projection lens 39b is connected to a green projection tube 6b by a coupler 40b. Is connected to the blue projection tube 6c by the coupler 4
0c, the blue projection lenses 39c are respectively coupled, and further, the respective projection tubes 6a, 6b, 6c, their couplers 40a, 40b, 40c, their projection lenses 39a,
Blocks 39b and 39c are provided with combiners 40a, 40b,
The portion 40c is fixed in-line to the mounting bracket 41.

【0050】また、筐体38内に電気回路42が設けら
れており、そこで処理された赤色映像信号が赤色投写管
6aに、緑色映像信号が緑色投写管6bに、青色映像信
号が青色投写管6cに夫々供給される。これにより、赤
色投写管6aに赤色映像が、緑色投写管6bに緑色映像
が、青色投写管6cに青色映像が夫々映出され、夫々の
映像は赤色用投写レンズ39a,緑色用投写レンズ39
b,青色用投写レンズ39cで拡大され、反射型球面ス
クリーン7上で合成されてカラー映像が投写される。
An electric circuit 42 is provided in the housing 38. The processed red video signal is sent to the red projection tube 6a, the green video signal is sent to the green projection tube 6b, and the blue video signal is sent to the blue projection tube. 6c. As a result, a red image is projected on the red projection tube 6a, a green image is projected on the green projection tube 6b, and a blue image is projected on the blue projection tube 6c, and the respective images are projected on the red projection lens 39a and the green projection lens 39.
(b) Enlarged by the blue projection lens 39c and synthesized on the reflective spherical screen 7 to project a color image.

【0051】以上説明した各実施形態において、かかる
画像投写装置5における赤色投写管6a,緑色投写管6
b及び青色投写管6cでは、それらの蛍光面として、略
球面状の蛍光面が使用されており、また、反射型球面ス
クリーン7の反射面は、画像投写装置側に凸状の略球面
形状をなしている。これに対し、従来の画像表示装置で
は、一般に、投写管の蛍光面は平面若しくは略球面形状
をなし、これからの映像を投写するスクリーンとして
は、略平面形状の透過型スクリーンが使用されている。
このように、上記各実施形態では、少なくとも投写管か
らの映像を投写するスクリーンが従来の画像表示装置と
異なる。しかし、投写レンズは、後述するように、従来
の画像表示装置に使用されていたものと同様であるか、
若しくは若干の変更程度のものでよい。
In each of the embodiments described above, the red projection tube 6a and the green projection tube 6 in the image projection device 5 are used.
b and the blue projection tube 6c use a substantially spherical fluorescent surface as their fluorescent surface, and the reflecting surface of the reflective spherical screen 7 has a substantially spherical shape convex toward the image projection device side. No. On the other hand, in a conventional image display device, generally, a fluorescent screen of a projection tube has a flat or substantially spherical shape, and a substantially flat transmission screen is used as a screen for projecting an image from now on.
As described above, in each of the above embodiments, at least the screen that projects the image from the projection tube is different from the conventional image display device. However, the projection lens is the same as that used in the conventional image display device, as described later,
Alternatively, it may be slightly changed.

【0052】図9(a)は従来の画像表示装置での投写
光学系の原理を示す図であり、43は投写光学系の物面
(投写管の蛍光面)、44は略平面形状の像面(スクリ
ーン面)、45は投写レンズである。また、図9(b)
は本発明による画像表示装置での投写光学系の原理を示
す図であり、46は投写光学系の物面(投写管の蛍光
面)、47は投写管側に凸の略球面状の像面(スクリー
ン面)である。
FIG. 9A is a diagram showing the principle of a projection optical system in a conventional image display device, wherein 43 is the object plane of the projection optical system (the fluorescent screen of the projection tube), and 44 is a substantially planar image. The surface (screen surface) 45 is a projection lens. FIG. 9 (b)
Is a diagram showing the principle of a projection optical system in the image display apparatus according to the present invention, wherein 46 is an object surface of the projection optical system (fluorescent surface of the projection tube), and 47 is a substantially spherical image surface convex to the projection tube side. (Screen surface).

【0053】図9(a)において、従来の画像表示装置
では、投写光学系の物面43は平面若しくは略球面であ
って、この物面43上の映像のa点が、投写レンズ45
により、平面状のスクリーン44のa’点に結像される
ように、物面43上の映像がスクリーン44上に結像さ
れる。
In FIG. 9A, in the conventional image display device, the object surface 43 of the projection optical system is a flat surface or a substantially spherical surface.
Thus, the image on the object surface 43 is formed on the screen 44 so that the image is formed on the point a ′ of the flat screen 44.

【0054】また、図9(b)において、本発明では、
投写レンズ45は図9(a)での投写レンズ45と同じ
ものが使用されるが、投写光学系の物面(投写管の蛍光
面)46は像面47側に凹状の略球面をなしている。な
お、図9(a)に示す従来の画像表示装置での投写管に
おいても、その螢光面(物面43)が略球面をなすもの
もあるが、本発明での投写管の螢光面(物面46)は、
この従来の物面43よりも曲率半径がさらに小さい。こ
の略球面形状をなす物面46の映像のb点は、投写レン
ズ45により、略球面形状のスクリーン47のb’点に
結像されるように、物面46上の映像がスクリーン47
上に結像される。
In FIG. 9B, according to the present invention,
As the projection lens 45, the same one as the projection lens 45 in FIG. 9A is used, but the object surface (fluorescent surface of the projection tube) 46 of the projection optical system forms a substantially spherical concave surface on the image surface 47 side. I have. In the projection tube of the conventional image display device shown in FIG. 9 (a), the fluorescent surface (object surface 43) may be substantially spherical, but the fluorescent surface of the projection tube in the present invention is used. (Object surface 46)
The radius of curvature is smaller than that of the conventional object surface 43. The image on the object surface 46 is formed on the screen 47 so that the point b of the image on the object surface 46 having the substantially spherical shape is formed by the projection lens 45 on the point b ′ of the substantially spherical screen 47.
Imaged on top.

【0055】つまり、本発明では、略球面状の物面の映
像が同じ方向に略球面状のスクリーンに結像されるもの
である。
That is, according to the present invention, an image of a substantially spherical object surface is formed on a substantially spherical screen in the same direction.

【0056】投写レンズに平面の蛍光面をもつ投写管と
平面のスクリーン用に設計されたものを用いるとき、曲
率半径(R)が350mmの球面形状の蛍光面の投写管
に対しては、R450mm〜R650mmの球面形状の
スクリーンに映像を結像させることができる。さらに曲
率半径が大きい球面形状のスクリーンを用いる場合に
は、R600mm〜R800mmの球面形状の蛍光面を
持つ投写管を使用すればよい。また、R600mm〜R
800mmの球面形状の蛍光面を持つ投写管に対して設
計された投写レンズと、さらに小さい曲率半径の蛍光面
を持つ投写管とを組み合わせて使用することもでき、同
様の効果を得ることができる。
When a projection tube having a flat fluorescent screen and a lens designed for a flat screen are used as the projection lens, an R450 mm is used for a spherical fluorescent screen having a radius of curvature (R) of 350 mm. An image can be formed on a spherical screen of about R650 mm. When a spherical screen having a larger radius of curvature is used, a projection tube having a spherical phosphor screen of R600 mm to R800 mm may be used. Also, R600mm ~ R
The same effect can be obtained by combining a projection lens designed for a projection tube having an 800 mm spherical fluorescent surface with a projection tube having a fluorescent surface having a smaller radius of curvature. .

【0057】発明者等が2種類の投写管と2種類の投写
レンズを使用して実験したところ、次の表1に示すよう
な結果が得られた。
When the inventors conducted experiments using two types of projection tubes and two types of projection lenses, the results shown in the following Table 1 were obtained.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】なお、球面形状のスクリーンに幅があるの
は、像面がこのスクリーンの球面に完全には一致してお
らず、像面に若干の凹凸があるために(レンズの像面湾
曲収差)、像面を球面で回帰するとき、重視する像高に
よって差が出るからである。
The reason that the spherical screen has a width is that the image plane does not completely coincide with the spherical surface of the screen and the image plane has some irregularities (the field curvature aberration of the lens). This is because, when the image surface is regressed with a spherical surface, a difference is made depending on the image height to be emphasized.

【0060】ここで、投写管の蛍光面の曲率(曲率半径
の逆数)をH、スクリーンの曲率をS、投写レンズの曲
率をL(これは、この曲率Lの球面形状の蛍光面上の映
像を平面形状のスクリーン上に投写するために設計され
たという意味で用いる)とすると、これらH,S,Lの
間には、次の関係式が成立する。
Here, the curvature (reciprocal of the radius of curvature) of the phosphor screen of the projection tube is H, the curvature of the screen is S, and the curvature of the projection lens is L (this is the image on the spherical phosphor screen having this curvature L). Is used to mean that it is designed to project on a flat screen), the following relational expression holds among these H, S, and L.

【0061】S=−A・(L−H) 但し、Aは定数であって、0.50〜0.78の範囲内
にある。画像投写装置の焦点性能を重視する場合には、
A=0.57〜0.71であることが望ましい。
S = −A · (L−H) where A is a constant and is in the range of 0.50 to 0.78. When focusing on the focus performance of the image projection device,
It is desirable that A = 0.57 to 0.71.

【0062】ところで、画像投写装置を1台用いただけ
では、一般に、水平方向の視野角は70゜以下である。
これは、画像投写装置の表示画面のアスペクト比で決ま
る。即ち、凹面鏡を用いた画像表示装置の視野角は約4
0゜が限界であるために、画像投写装置の表示画面のア
スペクト比を16:9とすると、水平方向の視野角は7
0゜となる。これよりも広い水平方向の視野角が必要な
場合には、画像投写装置を複数台並べ、マルチ画面シス
テムとすればよい。しかし、小型のシミュレータのよう
に、広い水平方向の視野角を必要とするが、装置の設置
場所に制約がある場合がある。
By the way, if only one image projection device is used, the viewing angle in the horizontal direction is generally 70 ° or less.
This is determined by the aspect ratio of the display screen of the image projection device. That is, the viewing angle of the image display device using the concave mirror is about 4
Since 0 ° is the limit, if the aspect ratio of the display screen of the image projector is 16: 9, the horizontal viewing angle is 7
0 °. If a wider horizontal viewing angle is required, a plurality of image projection devices may be arranged to form a multi-screen system. However, as in a small simulator, a wide horizontal viewing angle is required, but there are cases where the installation location of the device is limited.

【0063】図10はこのような要求に答える本発明に
よる画像表示装置の第3の実施形態の要部を示す構成図
であって、48は凹面鏡であり、前出図面に対応する部
分には同一符号をつけている。
FIG. 10 is a block diagram showing a main part of an image display apparatus according to a third embodiment of the present invention which meets such a demand. Reference numeral 48 denotes a concave mirror, and a part corresponding to the above-mentioned drawing has The same reference numerals are used.

【0064】先に説明した各実施形態では、凹面鏡が破
線8で示すように、全体が同じ曲率の略球面形状をなし
ていたが、この第3の実施形態に用いる凹面鏡48は、
図10に示すように、一様な曲率ではなく、その周辺部
の曲率半径がその中心部の曲率半径よりも小さくなって
いる。
In each of the above-described embodiments, the concave mirror has a substantially spherical shape with the same curvature as shown by a broken line 8, but the concave mirror 48 used in the third embodiment is
As shown in FIG. 10, the curvature radius is not uniform but the radius of curvature at the periphery is smaller than the radius of curvature at the center.

【0065】凹面鏡の曲率半径が小さいと、この凹面鏡
の倍率が大きくなり、このため、これに映像を投写する
画像投写装置を相対的に小さくすることができる。従っ
て、図10において、凹面鏡48の周辺部の曲率半径を
小さくすることにより、同じ画像投写装置5を用いて
も、曲率半径を周辺部と中央部とで等しくした凹面鏡8
に対する水平方向の視野角αに対し、凹面鏡48に対す
る視野角βが拡がることになる。このときに発生する画
像歪みは、画像投写装置5のコンバーゼンス回路で除く
ようにすることができるし、また、同時に発生する非点
収差は、画面周辺部に生ずることで無視することができ
る。
When the radius of curvature of the concave mirror is small, the magnification of the concave mirror increases, and therefore, the size of an image projection device for projecting an image onto the concave mirror can be relatively reduced. Therefore, in FIG. 10, by reducing the radius of curvature of the peripheral portion of the concave mirror 48, the concave mirror 8 having the same radius of curvature at the peripheral portion and the central portion even when the same image projection device 5 is used.
Is wider than the horizontal viewing angle α with respect to the concave mirror 48. The image distortion that occurs at this time can be eliminated by the convergence circuit of the image projection device 5, and simultaneously occurring astigmatism can be ignored because it occurs at the periphery of the screen.

【0066】なお、このような非球面形状の凹面鏡48
を製造することは非常に難しい。これに対し、画像投写
装置5での画面のアスペクト比を16:9よりも大きく
してさらに横長の画面とすることにより、1台の画像投
写装置と略球面形状の凹面鏡を用いて、水平方向の視野
角を70゜以上にすることも可能である。
The concave mirror 48 having such an aspherical shape is used.
It is very difficult to manufacture. On the other hand, by setting the aspect ratio of the screen in the image projection device 5 to be larger than 16: 9 to make the screen longer horizontally, one image projection device and a substantially spherical concave mirror can be used in the horizontal direction. Can be set to 70 ° or more.

【0067】図11は以上の画像表示装置を用いた本発
明による知覚統合化システムの一実施形態を示す構成図
であって、画像表示装置として図1に示した第1の実施
形態を用いているものとしており、49は入出力装置、
50は中央制御装置、51は映像発生装置、52は音響
発生装置、53は入出力インターフェース、54は油圧
制御装置、55は油圧装置、56はモーションドライ
ブ、57はスピーカであり、図1に対応する部分には同
一符号をつけて重複する説明を省略する。
FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of a perceptual integration system according to the present invention using the above-described image display device. The first embodiment shown in FIG. 1 is used as the image display device. 49 is an input / output device,
50 is a central control unit, 51 is a video generation device, 52 is a sound generation device, 53 is an input / output interface, 54 is a hydraulic control device, 55 is a hydraulic device, 56 is a motion drive, and 57 is a speaker, corresponding to FIG. The same reference numerals are given to the same parts, and the duplicate description will be omitted.

【0068】同図において、操作者(観視者)3が凹面
鏡8からの映像を見ながら入出力装置49を操作する
と、この操作に応じた情報が入出力インターフェース5
3を介して中央制御装置50に送られる。中央制御装置
50は、この送られてきた情報に応じて、映像発生装置
51と音響発生装置52と油圧制御装置54とのいずれ
かもしくは全てに指令を送る。
In the figure, when the operator (viewer) 3 operates the input / output device 49 while watching the image from the concave mirror 8, information corresponding to this operation is transmitted to the input / output interface 5.
3 to the central controller 50. The central control device 50 sends a command to any or all of the image generating device 51, the sound generating device 52, and the hydraulic control device 54 according to the transmitted information.

【0069】映像発生装置51は、中央制御装置50か
ら指令があると、その指令に応じた映像信号を発生して
画像投写装置5に供給し、この映像信号による映像が画
像投写装置5から投写される。音響発生装置52は、中
央制御装置50から指令があると、その指令に応じた音
響信号を発生してスピーカ57に供給し、スピーカ57
はこの音響信号による音響を出力する。油圧制御装置5
4は、中央制御装置50から指令があると、その指令に
応じた制御信号を油圧装置55に送り、油圧装置55は
この制御信号に応じてモーションドライブ56を動作さ
せ、画像表示装置1を揺動させる。図では、モーション
ドライブ56の6軸の自由度をもったものを示している
が、何軸のものでも本発明の本質は変わらない。
Upon receiving a command from the central control device 50, the video generating device 51 generates a video signal in accordance with the command and supplies it to the image projection device 5, and a video based on the video signal is projected from the image projection device 5. Is done. When receiving a command from the central control device 50, the sound generation device 52 generates a sound signal in accordance with the command and supplies the sound signal to the speaker 57.
Outputs a sound based on the sound signal. Hydraulic control device 5
4 receives a command from the central control device 50, sends a control signal corresponding to the command to the hydraulic device 55, and the hydraulic device 55 operates the motion drive 56 in response to the control signal, and shakes the image display device 1. Move. Although the figure shows the motion drive 56 having six degrees of freedom, the essence of the present invention does not change for any number of axes.

【0070】これにより、この知覚統合化システムを使
用する操縦者3に現実感を与えたり、驚きや楽しみとい
った特別な感情を与えたりすることができる。
As a result, it is possible to give a real feeling to the operator 3 using the perceptual integration system, and to give special emotions such as surprise and enjoyment.

【0071】なお、かかる知覚統合化システムの画像表
示装置1として、図4,図10に示した実施形態などの
他の実施形態を用いることができることはいうまでもな
い。
It is needless to say that other embodiments such as the embodiments shown in FIGS. 4 and 10 can be used as the image display device 1 of the perceptual integration system.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
表示装置によれば、凹面鏡として、凹面状に形成した合
成樹脂製の成形品にアルミ蒸着したものを1個または複
数個組み合わせたものとすることにより、従来のアルミ
フォイルミラーに比べて剛性が高く、カラス研磨ミラー
に比べて軽量で製作コストを安くすることができる。
As described above, according to the image display apparatus of the present invention, the concave mirror is formed by combining one or a plurality of concavely formed synthetic resin molded products formed by aluminum evaporation. By doing so, the rigidity is higher than that of a conventional aluminum foil mirror, the weight is lower than that of a crow polished mirror, and the manufacturing cost can be reduced.

【0073】また、本発明による画像表示装置によれ
ば、特殊な投写レンズを必要とせず、従来のものと同様
の投写レンズを用いて略球面形状のスクリーンに映像を
投写することができ、画像投写装置を大幅に低コスト化
できる。
According to the image display apparatus of the present invention, a special projection lens is not required, and an image can be projected on a substantially spherical screen using a projection lens similar to the conventional one. The cost of the projection device can be significantly reduced.

【0074】さらに、画像表示装置では、映像源を凹面
鏡側に配置するものであるから、かかる画像表示装置を
使用する本発明による知覚統合化システムにおいては、
操作者が自由に動ける空間を充分に取ることができ、操
縦者が自由に動くことができて、より現実感を与えた
り、より驚きや楽しみといった特別な感情を与えたりす
ることができる。
Further, in the image display device, since the image source is arranged on the concave mirror side, in the perceptual integration system according to the present invention using the image display device,
The operator can have sufficient space to move freely, and the operator can move freely, giving more realism and giving special emotions such as more surprise and fun.

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

【図1】本発明による画像表示装置の第1の実施形態を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an image display device according to the present invention.

【図2】図1における凹面鏡の製造装置の一具体例を示
す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a specific example of a manufacturing apparatus of the concave mirror in FIG.

【図3】図1における凹面鏡の一具体例を示す斜視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view showing a specific example of the concave mirror in FIG.

【図4】本発明による画像表示装置の第2の実施形態を
示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the image display device according to the present invention.

【図5】図4における凹面鏡の一具体例を示す斜視図で
ある。
FIG. 5 is a perspective view showing a specific example of the concave mirror in FIG.

【図6】図5に示した具体例の製造方法の一具体例の要
部を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a main part of a specific example of the manufacturing method of the specific example shown in FIG. 5;

【図7】図5に示した具体例の製造方法の他の具体例の
要部を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a main part of another specific example of the manufacturing method of the specific example shown in FIG. 5;

【図8】図1及び図4における画像投写装置の一具体例
を示す図である。
8 is a diagram showing a specific example of the image projection device in FIGS. 1 and 4. FIG.

【図9】従来の画像表示装置と本発明による画像表示装
置とでの投写光学系を比較して示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a comparison between projection optical systems of a conventional image display device and an image display device according to the present invention.

【図10】本発明による画像表示装置の第3の実施形態
の要部を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a main part of a third embodiment of the image display device according to the present invention.

【図11】本発明による知覚統合化システムの一実施形
態を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing an embodiment of a perceptual integration system according to the present invention.

【図12】従来の画像表示装置の一例を示す概略構成図
である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional image display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像表示装置 3 観視者 5 画像投写装置 6a,6b,6c 投写管 7 反射型球面スクリーン 8 凹面鏡 9 円盤 10 成形用金型 12 加圧用の密閉容器 15 エアーコンプレッサ 16 加熱用のヒータ 17 合成樹脂製の成形体 18 補強板 19 フランジ部 20 上辺 21 下辺 22,26,27,35〜37 合成樹脂製の成形体 39a,39b,39c 投写レンズ 41 取付金具 42 電気回路 48 凹面鏡 49 入出力装置 50 中央制御装置 51 映像発生装置 52 音響発生装置 53 入出力インターフェース 54 油圧制御装置 55 油圧装置 56 モーションドライブ 57 スピーカ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display apparatus 3 Viewer 5 Image projection apparatus 6a, 6b, 6c Projection tube 7 Reflective spherical screen 8 Concave mirror 9 Disk 10 Molding mold 12 Pressurized closed container 15 Air compressor 16 Heating heater 17 Synthetic resin Molded body 18 reinforcing plate 19 flange portion 20 upper side 21 lower side 22, 26, 27, 35 to 37 molded body 39a, 39b, 39c made of synthetic resin projection lens 41 mounting bracket 42 electric circuit 48 concave mirror 49 input / output device 50 center Control device 51 Image generation device 52 Sound generation device 53 Input / output interface 54 Hydraulic control device 55 Hydraulic device 56 Motion drive 57 Speaker

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 マルテメディア システム開発本部内 (56)参考文献 特開 平1−290386(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/74 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Hideo Tanide 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Hitachi, Ltd. Multimedia System Development Division (56) References JP-A-1-290386 (JP, A (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 5/74

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】実像を映出する映像源と、 該映像源から映像が投写される反射型の実像スクリーン
と、 該実像スクリーン投写される該映像を表示するための
反射面が略球面状である凹面鏡とを備え、該映像源が、曲率半径Lである球面状の蛍光面の映像を
平面に投写するレンズを用いて、曲率半径Hである球面
状の蛍光面を有する該映像源に設けられた投写管の映像
を該実像スクリーン上に投写するとき、該実像スクリー
ンの曲率半径Sが、上記曲率半径L,Hとの間に、 S=−A・(L−H) (但し、Aは0.50〜0.78の範囲内の定数) の関係がある ことを特徴とする画像表示装置。
And 1. A video source for Utsude a real image, and the real image screen <br/> reflective of the video source or al Film images are projected, the the video to be projected of the actual image screen for table Shimesuru And a concave mirror having a substantially spherical reflective surface, and the image source is configured to display an image of a spherical fluorescent surface having a radius of curvature L.
Using a lens that projects onto a plane, a spherical surface with a radius of curvature H
Image of a projection tube provided in the image source having a screen-like phosphor screen
Is projected onto the real image screen, the real image screen is projected.
Between the curvature radii S and the above-mentioned radii of curvature L and H, where S = −A · (L−H) (where A is a constant in the range of 0.50 to 0.78) . An image display device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 請求項1において、前記定数Aが0.5
7〜0.71の範囲内にあることを特徴とする画像表示
装置。
2. The method according to claim 1, wherein the constant A is 0.5.
An image display device characterized by being in the range of 7 to 0.71 .
【請求項3】 請求項1または2において、前記凹面鏡は合成樹脂製であって、その表面若しくは裏
面にアルミ蒸着を施して、その蒸着面を反射層とした
とを特徴とする画像表示装置。
3. The concave mirror according to claim 1, wherein the concave mirror is made of a synthetic resin and has a front surface or a back surface.
An image display device, characterized in that the surface is subjected to aluminum vapor deposition and the vapor deposition surface is used as a reflective layer .
【請求項4】 請求項1または2において、前記凹面鏡の互いに向かい合う2つの辺の一方が他方よ
りも長いこと を特徴とする画像表示装置。
4. The concave mirror according to claim 1 , wherein one of two opposite sides of the concave mirror is the other.
An image display device characterized by having a longer length .
【請求項5】 実像を映出する映像源と、 該映像源から映像が投写される反射型の実像スクリーン
と、 該実像スクリーンに投写される該映像を表示するための
反射面が略球面状である凹面鏡とを備え、 該凹面鏡の曲率半径は、その周辺部の曲率半径がその中
央部の曲率半径よりも小さい ことを特徴とする画像表示
装置。
5. A video source for Utsude a real image, reflective real image screen of the image from the image source is projected
For displaying the image projected on the real image screen.
A concave mirror having a substantially spherical reflecting surface, wherein a radius of curvature of the concave mirror is such that a radius of curvature of a peripheral portion thereof is inside.
An image display device characterized by being smaller than a radius of curvature of a central portion .
【請求項6】 請求項において、前記実像スクリーン上に映出された映像の水平方向のリ
ニアリティは、映像中 心部と映像周辺部とで異なり、該
映像中心部での映像の水平方向のリニアリティが該映像
周辺部での映像の水平方向のリニアリティよりも相対的
に大きい ことを特徴とする画像表示装置。
6. The horizontal direction of an image projected on the real image screen according to claim 5 .
Niariti, unlike in the in the video heart part and the image periphery, the
The horizontal linearity of the image at the center of the image is
Relative to the horizontal linearity of the image at the periphery
An image display device characterized by being large .
【請求項7】 少なくとも、実像を映出する映像源と、
該映像源から映像が投写される反射型の実像スクリーン
と、該実像スクリーンに投写される該映像を表示するた
めの反射面が略球面状である凹面鏡とを有する画像表示
装置を備えた知覚統合化システムであって、 該映像源が、曲率半径Lである球面状の蛍光面の映像を
平面に投写するレンズを用いて、曲率半径Hである球面
状の蛍光面を有する該映像源に設けられた投写管の映像
を該実像スクリーン上に投写するとき、該実像スクリー
ンの曲率半径Sが、上記曲率半径L,Hとの間に、 S=−A・(L−H) (但し、Aは0.50〜0.78の範囲内の定数) の関係があることを特徴とする知覚統合化システム。
7. An image source for projecting a real image,
A reflective real image screen on which an image is projected from the image source
And displaying the image projected on the real image screen.
Image display having a concave mirror whose reflecting surface is substantially spherical
A perceptual integration system comprising a device, wherein the image source is configured to display an image of a spherical phosphor screen having a radius of curvature L.
Using a lens that projects onto a plane, a spherical surface with a radius of curvature H
Image of a projection tube provided in the image source having a screen-like phosphor screen
Is projected onto the real image screen, the real image screen is projected.
Between the curvature radii S and the above-mentioned radii of curvature L and H, where S = −A · (L−H) (where A is a constant in the range of 0.50 to 0.78) . A perceptual integration system, characterized in that:
【請求項8】 請求項7において、前記定数Aが0.57〜0.71の範囲内にあることを
特徴とする知覚統合化システム。
8. The method according to claim 7, wherein the constant A is in a range of 0.57 to 0.71.
Perceptual integration system featuring.
【請求項9】 請求項7または8において、前記凹面鏡は合成樹脂製であって、その表面若しくは裏
面にアルミ蒸着を施して、その蒸着面を反射層とした
とを特徴とする知覚統合化システム。
9. The concave mirror according to claim 7 , wherein the concave mirror is made of synthetic resin and has a front surface or a back surface.
A perceptual integration system characterized by applying aluminum evaporation to the surface and using the evaporation surface as a reflective layer .
【請求項10】 請求項7または8において、前記凹面鏡の互いに向かい合う2つの辺の一方が他方よ
りも長い ことを特徴とする知覚統合化システム。
10. The concave mirror according to claim 7 , wherein one of the two opposing sides of the concave mirror is the other.
Perceptual integration system characterized by a long period of time .
【請求項11】 少なくとも、実像を映出する映像源
と、該映像源から映像が投写される反射型の実像スクリ
ーンと、該実像スクリーンに投写される該映像を表示す
るための反射面が略球面状である凹面鏡とを有する画像
表示装置を備えた知覚統合化システムであって、 該凹面鏡の曲率半径は、その周辺部の曲率半径がその中
央部の曲率半径よりも小さい ことを特徴とする知覚統合
化システム。
11. An image source for displaying at least a real image.
And a reflection-type real image screen on which an image is projected from the image source.
And the video projected on the real image screen.
Having a concave mirror whose reflecting surface is substantially spherical
A perceptual integration system with a display device, wherein the radius of curvature of the concave mirror is such that the radius of curvature of its periphery is
A perceptual integration system characterized by being smaller than the radius of curvature at the center .
【請求項12】 請求項11において、前記実像スクリーン上に映出された映像の水平方向のリ
ニアリティは、映像中心部と映像周辺部とで異なり、該
映像中心部での映像の水平方向のリニアリティが該映像
周辺部での映像の水平方向のリニアリティよりも相対的
に大きい ことを特徴とする知覚統合化システム。
12. The horizontal direction of an image projected on the real image screen according to claim 11 .
Nearity differs between the center of the image and the periphery of the image.
The horizontal linearity of the image at the center of the image is
Relative to the horizontal linearity of the image at the periphery
Perceptual integration system characterized by being large .
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