JPH06165875A

JPH06165875A - 模擬視界表示装置

Info

Publication number: JPH06165875A
Application number: JP4109034A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Hara; 代志輝原
Original assignee: Sega Enterprises Ltd
Current assignee: Sega Corp
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1994-06-14
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JP2689814B2

Abstract

(57)【要約】【目的】単一のＴＶプロジェクターによって横長視界
を得ることができ、かつ容易にインターアクティブ性を
可能とするシミュレータ用視界表示装置を提供する。【構成】テレビジョン方式を用いた視界表示装置であ
って、テレビジョン映像を投映する投映手段と、前記テ
レビジョン映像を結像させるスクリーン部とを有する視
界表示装置に於て、前記投映手段と前記スクリーン部と
の間には、前記テレビジョン映像の縦横比を変化可能に
前記スクリーン部上に拡大反射させる、曲面鏡が設けら
れ、かつ前記スクリーン部は、曲面鏡による拡大映像を
結像可能に曲面処理され、テレビジョン映像は前記拡大
反射される方向に圧縮処理されたことを特徴とする、模
擬視界発生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シミュレータ（Simu
lator ）に用いられる視界発生装置に関し、更に詳しく
は、テレビジョン映像を使ったシミュレータ等の視界発
生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の移動装置（車両、航空
機、船舶、宇宙船等）の模擬操縦あるいは体験装置（以
下シミュレータと称する）用の視界表示装置として、テ
レビジョン映像を用いたものが種々提供されており、大
別して視界を直接ＣＲＴ上に表示させるもの、またはテ
レビジョン映像をＴＶプロジェクター（Television Pro
jector、テレビジョン映像を小型液晶画面等に表示さ
せ、投光器からの光をこの画面に透過させることによっ
て、または小型ＣＲＴからの映像をレンズ等によって拡
大投映させる等によって、テレビジョン映像を投映させ
る装置）を使用してスクリーンに投映させるものに分け
られる。

【０００３】シミュレータには、できるだけ現実に近い
視界が求められる。単一のＣＲＴを使用したものでは視
野が狭く、形状も限られるため臨場感に乏しい欠点があ
るが、ＴＶプロジェクターによって、テレビジョン映像
をスクリーンに投映する技術によれば、容易に大映像が
得られ、また各種シミュレータの窓部分をスクリーンと
させることも容易であるので、シミュレータ用の視界発
生装置として有効である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シミュレー
タにおける視界は、移動装置の実際の視界に近づけるた
めに、単に大画像であるだけでは足りず、横長でかつ搭
乗者を囲むような曲面形状であることが望まれる。しか
しながら前述の技術による視界発生装置では、ＣＲＴま
たはＴＶプロジェクターからの映像は、テレビジョン方
式であるＮＴＳＣ（National Terevison System Commit
ee）方式等の制約により、縦３横４の比率による画面と
なる。すなわち横長画面の表示ができない。これは例え
ば、縦４横６の比率による映画の画面をテレビジョンで
再生するときに、画面の上下に黒帯が入ることで自明で
ある。このため横長視界を得るために、複数のＣＲＴま
たはＴＶプロジェクターを用い、映像を分割して表示さ
せる技術が採用されている。また最近ではハイビジョン
方式が普及しつつあり、これによっても横長視界（縦３
横５）を得ることができる。

【０００５】しかし、前述の複数のＣＲＴ等を用いた技
術では、分割画像の接続点が不自然になる、設備が複雑
になる等の欠点に加え、インターアクティブ性（単に疑
似映像が表示されるだけでなく、その映像内に搭乗者の
意志操作を反映させるような映像を得る。たとえば各種
テレビゲームのように映像に参加できる特性。）を持た
せることが困難である。すなわちインターアクティブ性
の実現には、映像信号がコンピュータによって処理され
る必要があり、反映される映像の表示位置等はコンピュ
ータのプログラム、ハードウエア等によって決定される
ものである。このため分割画像とすれば、専用のプログ
ラム、ハードウエア等を新たに開発しなければならず、
ゲーム用シミュレータ等耐用期間が短く、かつ多種類を
要するものにおいては、採用がきわめて困難である。

【０００６】ハイビジョン方式では、画面分割による問
題はないが、扱う情報量が多いため、コンピュータ処理
が容易なＮＴＳＣ方式用のソフトウエア、ハードウエア
は使用することができない。またハイビジョン用のＴＶ
プロジェクターも特製となり、専用のプログラム、ハー
ドウエア等を新たに開発しなければならなず、汎用性に
乏しい為、前記同様ゲーム用シミュレータ等の表示装置
としての採用は困難である。

【０００７】本発明は上述の問題に鑑み、単一のＴＶプ
ロジェクターによって横長視界を得ることができ、かつ
容易にインターアクティブ性を可能とするシミュレータ
用視界表示装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明に係る模擬視界表示装置では、テレビジョ
ン方式を用いた視界表示装置であって、テレビジョン映
像を投映する投映手段と、前記テレビジョン映像を結像
させるスクリーン部とを有する視界表示装置に於て、前
記投映手段と前記スクリーン部との間には、前記テレビ
ジョン映像の縦横比を変化可能に前記スクリーン部上に
拡大反射させる、曲面鏡が設けられ、かつ前記スクリー
ン部は、曲面鏡による拡大映像を結像可能に曲面処理さ
れ、テレビジョン映像は前記拡大反射される方向に圧縮
処理されたことを特徴とした。

【０００９】請求項２では前記曲面鏡はテレビジョン映
像を横方向に拡大する曲面を有し、かつテレビジョン映
像は横方向に、圧縮処理されていることを特徴とし、請
求項３では前記テレビジョン方式は、ＮＴＳＣ方式であ
ることを特徴とした。

【００１０】尚、テレビジョン方式とは、像を電気信号
（映像信号）に変換し、再生する方式であり、ＮＴＳ
Ｃ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ等の標準方式系、その他の特殊
方式を意味し、投映（Projection) とは光源を用いてス
クリーン上に物体の像をつくることを意味する。結像と
は、スクリーン上に投映された映像の全体を鮮明に写し
だすことを意味し、スクリーン部とは、映写幕を意味す
る外に、映写幕と同様の作用をもたらす白状面、半透光
面等を意味し、シミュレータの窓部と一体化されたもの
を含む。曲面鏡とは、曲面を有する鏡であり、直線部分
と曲面部分の組合せ、または曲面のみにより構成でき
る。圧縮処理とは、投映手段に入力する映像信号の段階
で、縦または横の視野を拡大する映像処理であり、映像
信号の縦横比は一定であるので、視野が拡大された方向
の映像は相対的に圧縮された状態になる。

【００１１】要すれば、テレビジョン映像をスクリーン
上に投映するプロジェクターと、プロジェクターからの
光の縦横比を変えて拡大反射する曲面鏡と、この拡大光
を結像させる曲面スクリーンとを有し、テレビジョン映
像はＮＴＳＣ方式によって制御できる手段をとった。

【００１２】

【作用】上記のように構成されたので、投映手段から発
せられたテレビジョン映像光は、曲面鏡の曲面方向に拡
大投映され、この映像光は、拡大される方向に曲面処理
されたスクリーン上に結像される。またテレビジョン映
像は拡大される方向に圧縮処理されているので、スクリ
ーン上に展開されたときに、視野が拡大された
映像となる。テレビジョン映像はＮＴＳＣ方式により制
御できる。

【００１３】

【実施例】次に図面を参照して、本発明に係る模擬視界
表示装置の一実施例を説明する。図１は模擬視界表示装
置１の原理および構成を説明する概念図であり、ＴＶプ
ロジェクター２はビデオテープレコーダー、レーザーデ
ィスクプレーヤー等の映像再生装置３からの信号によっ
て映像光４を投映する。この映像光４は曲面鏡５の曲面
部分によって特に拡大反射され、スクリーン部６に結像
される。このスクリーン部６は、曲面鏡５によって拡大
（拡散）された映像光４を結像させやすいように曲面処
理されている。

【００１４】当図１では、曲面鏡５が横方向にのみ曲面
処理されているので、スクリーン部６には横方向のみが
拡大された映像が表示される。尚ＴＶプロジェクター２
からの映像光４は、スクリーン部６に結像させたときに
正像となるように左右を反転させておけば良い。またＴ
Ｖプロジェクター２は単一で構成することが可能である
ので、映像にインターアクティブ性を持たせることが容
易である。この場合には適宜標準ＩＣボード等各種機器
（図示せず）を接続すれば良い。

【００１５】図２は、図１の光学系を平面より説明する
ものであり、ＴＶプロジェクター２はスクリーン部６の
ほぼ中央に設置され、同様に曲面鏡５も中心線８上に設
置されている。尚これらの光学系は同一平面上に設置す
ることはできないので、ＴＶプロジェクター２、曲面鏡
５及びスクリーン部６の設置は、それぞれ映像光４が結
像されるように、適当な角度及び垂直線上のずれをもっ
て設置される。

【００１６】図３は、本発明に係る模擬視界表示装置を
シミュレータに組み入れた場合の、一例をあらわしたも
のである。シミュレータ１０には、操作台１１上の搭乗
者１２の前方視界として、模擬視界表示装置１５が設置
されている。ここでＴＶプロジェクター１６からは、シ
ミュレータ１０の目的に合う映像光１７が投映され、曲
面鏡１８により横方向に拡大された映像をスクリーン２
０に結像する。このスクリーン２０は、搭乗者１２に対
し内曲しており、搭乗者１２を囲むように映像があらわ
れるので、迫力のある映像をもたらし、臨場感の高いシ
ミュレータ１０とすることができる。

【００１７】図４及び図５は、それぞれ本模擬視界表示
装置による映像の縦横比（アスペクトレシオ）の変化及
び映像の圧縮処理を説明しており、両図４及び図５に於
て（ａ）は原図、（ｂ）はＴＶプロジェクターからの映
像、（Ｃ）はスクリーン部上の表示映像（結像）をあら
わしている。図４において原図２０は、縦（矢印Ａ方
向）３、横（矢印Ｂ方向）９すなわち３：９の枠内に長
方形２１、円形２２、三角形２３が描かれている。（こ
の比率は単に説明のために仮に設定した値である。）こ
こで縦を一致させて、ＮＴＳＣ方式のテレビジョン映
像、すなわち縦３：横４とすれば、映像２５のごとく円
形２２のみが完全に表示される。これを拡大処理して縦
３：横９としたものが拡大映像２７であり、本模擬視界
表示装置によって、通常のテレビジョン映像を表示させ
た場合に相当する。

【００１８】図５は、映像の圧縮処理を説明しており、
前記拡大によっても特殊な映像においては効果を期待で
きるが、視野の拡大はされておらず、自然な映像は期待
できない。そこで３：９の原図すべてを３：４の映像に
圧縮したものが圧縮映像２８である。この場合には拡大
処理を行っても高視野映像２９にあらわすように、原図
２０のすべてがあらわれた自然な映像となる。高視野映
像２９では、横方向の解像度が当然低下するが、シミュ
レータ等に用いられる動画に対しては影響が少なく、ま
たこれにインターアクティブ性が加わったような緊迫感
のある映像の場合にはなおさらのこと、高視野映像のも
たらす効果が、解像度の低下を十分に補完しうるもので
ある。尚、圧縮処理は光学的処理、電気的処理等公知の
手段によって圧縮させれば良い。

【００１９】図６は、本発明に係る模擬視界表示装置を
シミュレータに設置した場合の他の例を示しており、シ
ミュレータ３０には外曲透写スクリーン３１が組み込ま
れている。この場合にはＴＶプロジェクター１６からの
映像光１７が搭乗者１２の視野と同方向に投映されてお
り、曲面鏡１８は搭乗者１２と対向する向きに設置され
ている。ここで曲面鏡１８によって拡大された映像光１
７は外曲透写スクリーン３１にて結像するが、搭乗者１
２の見る映像は外曲透写スクリーン３１を半透過した映
像となる。これにより外曲透写スクリーン３１を、搭乗
者１２を取り囲むように設置することはできないが、Ｔ
Ｖプロジェクター１６からの映像光１７が搭乗者１２の
視野に入る恐れが無く隔離可能であり、またＴＶプロジ
ェクター１６への映像を左右反転させる必要も無い。

【００２０】以上にあらわした実施例のほかに、ＴＶプ
ロジェクターに代えてＣＲＴを直接用いる、縦横両方向
に曲面処理された曲面鏡を用いる、曲率の異なる曲面を
用いる、曲面鏡等の設置位置を中心線から外す等、主旨
を脱せぬ範囲に於て幾多の変形例を持ち得るものであ
り、その用途もシミュレータに限定されず、家庭用、業
務用等、種々の用途において表示装置として適用できる
ものである。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る、模擬
視界表示装置によれば少なくとも以下の効果がある。
（１）投映手段から発せられたテレビジョン映像光は、
曲面鏡と曲面処理されたスクリーンとによって、縦横比
が拡大され表示装置としての視覚効果が高まる。（２）
拡大方向に圧縮処理されたテレビジョン映像が扱えるの
で、拡大された方向に映像歪みが生じることがなく、か
つ視野が拡大され、より視覚効果が高まる。（３）縦横
比の拡大は単一のＴＶプロジェクターによって成し得る
ので、複数のＣＲＴ等を用いる必要がなく、制御が容易
であり、画像分割が生じない。（４）単純な構成で縦横
比の変化をもたらすことができるので、視覚効果の向上
にあたり、定価格かつ高信頼性と成し得る。

【００２２】請求項２によれば（５）横方向に視野が拡
大され、スクリーンの曲面は搭乗者を囲むように設置で
きるので、より自然な模擬視界を得られる。請求項３に
よれば（６）テレビジョン映像はＮＴＳＣ方式で制御可
能なため、各種市販標準装置を使用することができ、特
別なソフトウエア、ハードウエアを必要とせずに容易に
インターアクティブ性を付与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る模擬視界表示装置の構成概念図

【図２】図１の平面による説明図

【図３】本発明に係る模擬視界表示装置を搭載したシミ
ュレータの説明図

【図４】本発明に係る縦横比の変化を示す説明図

【図５】本発明に係る圧縮処理を示す説明図

【図６】本発明に係る模擬視界表示装置を搭載したシミ
ュレータの他の例を示す説明図

【符号の説明】

１模擬視界表示装置２ＴＶプロジェクター３映像再生装置４映像光５曲面鏡６スクリーン部１０シミュレータ２７拡大映像２８圧縮映像２９高視野映像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テレビジョン方式を用いた視界表示装置
であって、テレビジョン映像を投映する投映手段と、前
記テレビジョン映像を結像させるスクリーン部とを有す
る視界表示装置に於て、前記投映手段と前記スクリーン
部との間には、前記テレビジョン映像の縦横比を変化可
能に前記スクリーン部上に拡大反射させる、曲面鏡が設
けられ、かつ前記スクリーン部は、曲面鏡による拡大映
像を結像可能に曲面処理され、テレビジョン映像は前記
拡大反射される方向に圧縮処理されたことを特徴とす
る、模擬視界発生装置。
【請求項２】前記曲面鏡はテレビジョン映像を横方向
に拡大する曲面を有し、かつテレビジョン映像は横方向
に、圧縮処理されていることを特徴とする「請求項１」
に記載の模擬視界発生装置。
【請求項３】前記テレビジョン方式は、ＮＴＳＣ方式
であることを特徴とする、「請求項１」に記載の模擬視
界発生装置。