JP4554391B2 - 表示システム - Google Patents

Description

本発明は、２つの異なる視点から見た映像を表示する表示システムに関するものである。

従来、パイロットと副パイロットが並んで操縦する航空機用シミュレータがあった。
図２に従来の航空機用シミュレータの表示システムを示す。図２において、２０１はプロジェクタ、２０２はスクリーン、２０３は凹面鏡、２０４はパイロットの視点、２０５は副パイロットの視点である。
プロジェクタ２０１は図示しない画像発生装置からの映像を前方のスクリーン２０２の後方から投影する。スクリーン２０２と凹面鏡２０３とは、スクリーン２０２に映し出された映像が、凹面鏡２０３の作用により視点２０４，２０５から見て前方無限点に像が結ぶように配置されている。
パイロットと副パイロットはこの凹面鏡２０３により結像されたスクリーン２０２の映像を見て、模擬操縦をし、操縦機器の操縦状況情報を入力した図示しない画像発生装置により変化された映像を見ることができ、これにより、飛行訓練を行うことができる。

しかし、上記の表示システムは構造が複雑であり、無限遠方に結像させる凹面鏡２０３の大きさに制限があった。またスクリーン２０２を視点２０４，２０５の上方に配置せざるを得なく、パイロット、副パイロットの存在のために、スクリーン２０２を下方に大きくすることができないことが制限となり、視点２０４，２０５からの視野を大きくできないという限界があった。

この発明は、構造が簡単で安価な直視型の表示システムを提供することである。

請求項１に係る表示システムは、シミュレータ映像を表示する表示システムであって、並んだ２人が位置するそれぞれの視点のうち第１の視点から見る映像と第２の視点から見る前記２人が位置するそれぞれの視点による視差を有する映像との光が一定の位相差の偏向を有して投射する第１のプロジェクタと、第２のプロジェクタと、前記映像を映すスクリーンと、前記スクリーンに投射した前記第１又は第２のプロジェクタからの一方の映像の光を透過し見えるようにし他方の光を遮断する第１の偏光眼鏡又は偏光板と、前記第１の偏光眼鏡又は偏光板に対して前記位相差を持つとともに前記第１又は第２のプロジェクタからの前記一方の映像の光を遮断し他方の光を透過して見えるようにする第２の偏光眼鏡又は偏光板とを備えたことを特徴とするものである。

請求項２に係る表示システムは、シミュレータ映像を表示する表示システムであって、並んだ２人が位置するそれぞれの視点のうち第１の視点から見る映像と第２の視点から見る前記２人が位置するそれぞれの視点による視差を有する映像との光が一定の時間差を有して交互に投射する第１のプロジェクタと、第２のプロジェクタと、前記映像を映すスクリーンと、前記スクリーンに投射した前記第１及び第２のプロジェクタの時間差に同期して開閉するシャッターを有する第１の眼鏡又は透過板と第２の眼鏡又は透過板を備え、第１の眼鏡又は透過板は前記第１のプロジェクタが投影している時間だけシャッターを開けて見えるようにし、第２の眼鏡又は透過板は前記第２のプロジェクタが投影している時間だけシャッターを開けて見えるようにすることを特徴とするものである。

請求項３に係る表示システムは、シミュレータ映像を表示する表示システムであって、並んだ２人が位置するそれぞれの視点のうち第１の視点から見る映像と第２の視点から見る前記２人が位置するそれぞれの視点による視差を有する映像との光が一定の時間差を有して交互に投射するプロジェクタと、前記映像を映すスクリーンと、前記スクリーンに投射した前記プロジェクタの時間差に同期して開閉するシャッターを有する第１の眼鏡又は透過板と第２の眼鏡又は透過板を備え、第１の眼鏡又は透過板は前記プロジェクタによる第１の視点から見る映像を投影している時間だけシャッターを開けて見えるようにし、第２の眼鏡又は透過板は前記プロジェクタによる第２の視点から見る映像を投影している時間だけシャッターを開けて見えるようにすることを特徴とするものである。

請求項１に係る表示システムによると、構造が簡単であるため、スクリーンサイズを大きくすることができ、これにより視点からの視野を大きくすることができる。このとき、第１のプロジェクタと第２のプロジェクタからスクリーンに投影される第１の視点と第２の視点から見る映像の光は互いに一定の位相差の偏向を有しているから、これをそれぞれの光を透過する第１の偏光眼鏡又は偏光板と第２の偏光眼鏡又は偏光板で見ることにより、第１のプロジェクタと第２のプロジェクタからの映像を別々に見ることができる。また、第１の視点と第２の視点から見る映像は、第１の視点と第２の視点との視差を有した情景であるから、２人はそれぞれ第１の視点、第２の視点から見得るべき映像をその正しい位置で見ることができ、より臨場感を得られる。

請求項２に係る表示システムによると、構造が簡単であるため、スクリーンサイズを大きくすることができ、これにより視点からの視野を大きくすることができる。このとき、第１のプロジェクタと第２のプロジェクタからスクリーンに投影される第１の視点と第２の視点から見る映像の光は互いに時間差を有して投射されるから、これをそれぞれの光を通過するシャッターを有する第１の眼鏡又は透過板と第２の眼鏡又は透過板で見ることにより、第１のプロジェクタと第２のプロジェクタからの映像を別々に見ることができる。また、第１の視点と第２の視点から見る映像は、第１の視点と第２の視点との視差を有した情景であるから、２人はそれぞれ第１の視点、第２の視点から見得るべき映像をその正しい位置で見ることができ、より臨場感を得られる。

請求項３に係る表示システムによると、構造が簡単であるため、スクリーンサイズを大きくすることができ、これにより視点からの視野を大きくすることができる。このとき、プロジェクタからスクリーンに投影される第１の視点と第２の視点から見る映像の光は互いに時間差を有して投射されるから、これをそれぞれの光を通過するシャッターを有する第１の眼鏡又は透過板と第２の眼鏡又は透過板で見ることにより、１つのプロジェクタからの映像を別々に見ることができる。また、第１の視点と第２の視点から見る映像は、第１の視点と第２の視点との視差を有した情景であるから、２人はそれぞれ第１の視点、第２の視点から見得るべき映像をその正しい位置で見ることができ、より臨場感を得られる。

図１は、本発明に係る表示システムの１実施例の構成図である。図１において、１０１は第１のプロジェクタ、１０２は第２のプロジェクタ、１０３はスクリーン、１０４は第１の視点、１０５は第２の視点、１０６は第１の偏光眼鏡、１０７は第２の偏光眼鏡である。
図３のように、第１のプロジェクタ１０１と第２のプロジェクタ１０２とは、例えばその各レンズ１０１１，１０１２の前方に第１の偏光板３０１，第２の偏光板３０２を配置する。第１の偏光板３０１と第２の偏光板３０２とは、それぞれの偏光面が異なるように、例えば偏光の位相差が９０度になるように配置する。
そして、例えば、第１の偏光板３０１と第１の偏光眼鏡１０６との偏光面は、同方向になるように設定し、第２の偏光板３０２と第２の偏光眼鏡１０７との偏光面は、同方向になるように設定しておく。したがって、第１の偏光眼鏡１０６と第２の偏光眼鏡１０７とは、それぞれ第１の偏光板３０１と第２の偏光板３０２と同様に偏光板としてもよい。

第１のプロジェクタ１０１は例えば第１の視点１０４に位置して第１の偏光眼鏡１０６又は偏光板を前にしたパイロットが見る映像をスクリーン１０３に投影する。第２のプロジェクタ１０２は例えば第２の視点１０５に位置して第２の偏光眼鏡１０７又は偏光板を前にした副パイロットが見る映像をスクリーン１０３に投影する。このとき、第１のプロジェクタ１０１と第２のプロジェクタ１０２とは、それぞれ第１の視点１０４と第２の視点１０５とから見るものであるから、わずかな視差を有して見たときの情景となる。そして、これらの情景の映像は、スクリーン１０３において重なって表示させることができる。
パイロットの眼前にある第１の偏光眼鏡１０６又は偏光板は、検光子として作用し、第１のプロジェクタ１０１に備えた第１の偏光板３０１の偏光面と同方向に設定するから、スクリーン１０３に投射した第１のプロジェクタ１０１からの映像の光を透過し第２のプロジェクタ１０２の光を遮断する。また、副パイロットの眼前にある第２の偏光眼鏡１０７又は偏光板は、検光子として作用し、第２のプロジェクタ１０２に備えた第２の偏光板３０２の偏光面と同方向に設定するから、スクリーン１０３に投射した第２のプロジェクタ１０２からの映像の光を透過し第１のプロジェクタ１０１の光を遮断する。パイロット、副パイロットはそれぞれ第１の視点１０４，第２の視点１０５から見得るべき映像をその正しい位置で見ることができ、より臨場感のある飛行訓練を行うことができる。さらに、第１，第２のプロジェクタ１０１，１０２の映像を重ねることができ、それらをパイロット、副パイロットが別々に見ることができるから、スクリーン１０３サイズのほぼそのままを第１、第２の各プロジェクタ１０１，１０２のそれぞれが投影する映像の大きさにして用いることができる。

図４は、本発明に係る表示システムの実施例２の構成図である。図４において、４０１は第１のプロジェクタ、４０２は第２のプロジェクタ、４０３はスクリーン、４０４は第１の視点、４０５は第２の視点、４０６は第１の眼鏡、４０７は第２の眼鏡、４０８は前記第１の眼鏡４０６に付けられる第１のシャッター、４０９は前記第２の眼鏡４０７に付けられる第２のシャッター、４１０は制御部である。第１のプロジェクタ４０１と第２のプロジェクタ４０２とは、制御部４１０によりその投射タイミングを制御されるように接続される。また、第１のシャッター４０８、第２のシャッター４０９は制御部４１０によりその開閉タイミングを制御されるように接続される。
第１のシャッター４０８、第２のシャッター４０９は、例えば、液晶により構成し、電圧の印加を制御することにより、開閉を制御する。したがって、第１の眼鏡４０６と第２の眼鏡４０７とは、液晶を形成することができ光を透過できる透過板により構成してもよい。

第１のプロジェクタ４０１は例えば第１の視点４０４に位置して第１の眼鏡４０６又は透過板を前にしたパイロットが見る映像を一定の短時間だけスクリーン４０３に投影する。第２のプロジェクタ４０２は例えば第２の視点４０５に位置して第２の眼鏡４０７又は透過板を前にした副パイロットが見る映像を、前記第１のプロジェクタ４０１の投射時間と時間差を付けてすなわち第１のプロジェクタ４０１が投射していない時間に交互に、一定の短時間だけスクリーン４０３に投影する。このとき、第１のプロジェクタ４０１と第２のプロジェクタ４０２とは、それぞれ第１の視点４０４と第２の視点４０５とから見るものであるから、わずかな視差を有して見たときの情景となる。そして、これらの情景の映像は、スクリーン４０３において重なる部分が生じるように投射させることができる。
パイロットの眼前にある第１の眼鏡４０６又は透過板に付けられる第１のシャッター４０８は、第１のプロジェクタ４０１の投射タイミングに同期すなわち第１のプロジェクタ４０１が投射するときに第１のシャッター４０８が開いて光を通過させ、投射しないときは閉じて第２のプロジェクタ４０２からの光を通過させないように制御部４１０で制御される。また、副パイロットの眼前にある第２の眼鏡４０７又は透過板に付けられる第２のシャッター４０９は、第２のプロジェクタ４０２の投射タイミングに同期すなわち第２のプロジェクタ４０２が投射するときに第２のシャッター４０９が開いて光を通過させ、投射しないときは閉じて第１のプロジェクタ４０１からの光を通過させないように制御部４１０で制御される。パイロット、副パイロットはそれぞれ第１の視点４０４，第２の視点４０５から見得るべき映像をその正しい位置で見ることができ、より臨場感のある飛行訓練を行うことができる。さらに、第１，第２のプロジェクタ４０１，４０２の映像の投射部分を重複させることができ、それらをパイロット、副パイロットが別々に見ることができるから、スクリーン４０３サイズのほぼそのままを第１、第２の各プロジェクタ４０１，４０２のそれぞれが投影する映像の大きさにして用いることができる。

図５は、本発明に係る表示システムの実施例３の構成図である。図５において、５０１はプロジェクタ、５０３はスクリーン、５０４は第１の視点、５０５は第２の視点、５０６は第１の眼鏡、５０７は第２の眼鏡、５０８は前記第１の眼鏡５０６に付けられる第１のシャッター、５０９は前記第２の眼鏡５０７に付けられる第２のシャッター、５１０は制御部である。プロジェクタ１０１は、制御部１０８によりその投射タイミングを制御されるように接続される。また、第１のシャッター５０８、第２のシャッター５０９は制御部５１０によりその開閉タイミングを制御されるように接続される。
第１のシャッター５０８、第２のシャッター５０９は、例えば、液晶により構成し、電圧の印加を制御することにより、開閉を制御する。したがって、第１の眼鏡５０６と第２の眼鏡５０７とは、液晶を形成することができ光を透過できる透過板により構成してもよい。

プロジェクタ５０１は、例えば第１の視点５０４に位置して第１の眼鏡５０６又は透過板を前にしたパイロットが見る映像と、例えば第２の視点５０５に位置して第２の眼鏡５０７又は透過板を前にした副パイロットが見る映像とを一定の時間差を有して交互に所定の短時間ずつだけスクリーン５０３に投影する。このとき、プロジェクタ５０１からの交互に投射する映像は、第１の視点５０４と第２の視点５０５とから見るものであるから、わずかな視差を有して見たときの情景となる。そして、これらの情景の映像は、スクリーン５０３において重なる部分が生じるように投射させることができる。
パイロットの眼前にある第１の眼鏡５０６又は透過板に付けられる第１のシャッター５０８は、プロジェクタ５０１の第１の視点５０４から見た映像の投射タイミングに同期して開いて光を通過させ、投射しないときは閉じて第２の視点５０５から見た映像の光を通過させないように制御部４１０で制御される。また、副パイロットの眼前にある第２の眼鏡５０７又は透過板に付けられる第２のシャッター５０９は、プロジェクタ５０１の第２の視点５０５から見た映像の投射タイミングに同期して開いて光を通過させ、投射しないときは閉じて第１の視点５０４から見た映像の光を通過させないように制御部４１０で制御される。パイロット、副パイロットはそれぞれ第１の視点５０４，第２の視点５０５から見得るべき映像をその正しい位置で見ることができ、より臨場感のある飛行訓練を行うことができる。さらに、プロジェクタ５０１，５０２の第１の視点５０４，第２の視点５０５から見得るべき映像の投射部分を重複させることができ、それらをパイロット、副パイロットが別々に見ることができるから、スクリーン５０３サイズのほぼそのままを各プロジェクタ５０１が投影する映像の大きさにして用いることができる。

上述の実施例１〜実施例３において、さらに大きな視野を得ようとするとき、スクリーンを大きくして実施例１，２では例えば第１プロジェクタグループとして３台、第２プロジェクタグループとして３台、実施例３ではプロジェクタグループとして３台のように、プロジェクタを増やし投影することにより、実現することができる。

本発明に係る表示システムの１実施例の構成図である。（実施例１） 従来の航空機用シミュレータの表示システムである。 偏光眼鏡を説明する図である。 本発明に係る表示システムの１実施例の構成図である。（実施例２） 本発明に係る表示システムの１実施例の構成図である。（実施例３）

符号の説明

１０１…第１のプロジェクタ、１０２…第２のプロジェクタ、１０３…スクリーン、１０４…第１の視点、１０５…第２の視点、１０６…第１の偏光眼鏡、１０７…第２の偏光眼鏡、
４０１…第１のプロジェクタ、４０２…第２のプロジェクタ、４０３…スクリーン、４０４…第１の視点、４０５…第２の視点、４０６…第１の眼鏡、４０７…第２の眼鏡、４０８…第１のシャッター、４０９…第２のシャッター、４１０…制御部、
５０１…プロジェクタ、５０３…スクリーン、５０４…第１の視点、５０５…第２の視点、５０６…第１の眼鏡、５０７…第２の眼鏡、５０８…第１のシャッター、５０９…第２のシャッター、４１０…制御部。

Claims (3)

1. シミュレータ映像を表示する表示システムであって、
   並んだ２人が位置するそれぞれの視点のうち第１の視点から見る映像と第２の視点から見る前記２人が位置するそれぞれの視点による視差を有する映像との光が一定の位相差の偏向を有して投射する第１のプロジェクタと、第２のプロジェクタと、
   前記映像を映すスクリーンと、
   前記スクリーンに投射した前記第１又は第２のプロジェクタからの一方の映像の光を透過し見えるようにし他方の光を遮断する第１の偏光眼鏡又は偏光板と、
   前記第１の偏光眼鏡又は偏光板に対して前記位相差を持つとともに前記第１又は第２のプロジェクタからの前記一方の映像の光を遮断し他方の光を透過して見えるようにする第２の偏光眼鏡又は偏光板とを備えたことを特徴とする表示システム。
2. シミュレータ映像を表示する表示システムであって、
   並んだ２人が位置するそれぞれの視点のうち第１の視点から見る映像と第２の視点から見る前記２人が位置するそれぞれの視点による視差を有する映像との光が一定の時間差を有して交互に投射する第１のプロジェクタと、第２のプロジェクタと、
   前記映像を映すスクリーンと、
   前記スクリーンに投射した前記第１及び第２のプロジェクタの時間差に同期して開閉するシャッターを有する第１の眼鏡又は透過板と第２の眼鏡又は透過板を備え、
   第１の眼鏡又は透過板は前記第１のプロジェクタが投影している時間だけシャッターを開けて見えるようにし、
   第２の眼鏡又は透過板は前記第２のプロジェクタが投影している時間だけシャッターを開けて見えるようにすることを特徴とする表示システム。
3. シミュレータ映像を表示する表示システムであって、
   並んだ２人が位置するそれぞれの視点のうち第１の視点から見る映像と第２の視点から見る前記２人が位置するそれぞれの視点による視差を有する映像との光が一定の時間差を有して交互に投射するプロジェクタと、
   前記映像を映すスクリーンと、
   前記スクリーンに投射した前記プロジェクタの時間差に同期して開閉するシャッターを有する第１の眼鏡又は透過板と第２の眼鏡又は透過板を備え、
   第１の眼鏡又は透過板は前記プロジェクタによる第１の視点から見る映像を投影している時間だけシャッターを開けて見えるようにし、
   第２の眼鏡又は透過板は前記プロジェクタによる第２の視点から見る映像を投影している時間だけシャッターを開けて見えるようにすることを特徴とする表示システム。

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