JPH06501606A - 動的歪み校正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 動的歪み校正装置及び方法 発明の背景 発明の利用分野 本発明は画像プロジェクタ−に関する。特に画像プロジェクタ−の動的歪み（ｄ ｙｎａ［ｏｉｃ　ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を校正する方法及び装置に関する。

本発明は特定の一実施例を用いて説明されるが、それに限定されるものではない 。当業者及びここに提供される技術に関する知工を有する人は、本発明を基本的 な部分で利用でき、本発明の範囲に含まれる他の修正、用途及び実施例を考えら れるものである。

従来技術の詳細な説明 航空機シミュレータはパイロットの訓練に利用され、航空機動演習に成功を納め ている。シミュレータは実際の飛行条件をエミュレート（ｅｍｕｌａｔｅ）する ように設計され、又、例えばコクピット内のパイロットの位置を大型のドームの ほぼ中心に設定して構成できる。ドームの直径は代表的に４０フイートで、２つ の画像プロジェクタ−を含むことができる。各プロジェクタ−は表示画像を大型 ドームスクリーンに投影するように設計される。第１画像プロジェクタ−はドー ム後方外部に位置され、一方第２画像プロジェクタ−はドーム前方外部に位置さ れる。

２つのプロジェクタ−は各々、テレビジョンラスター画像（ｔｅｌｅｖｉｓｉｏ ｎ　ｒａｓｊｅｔ　ｉｍａｇｅ）をドームの前方及び後方の半球面に投影するよ うに位置される。各プロジェクタ−からの光は、ドーム側面にある一般に直径３ ／８”以下の小穴から入射する。光学系は高分解能表示を行うが、パイロットに はその穴から放射する極小の光が見える。各画像プロジェクタ−はジンバル支持 された（ｇｉｍｂａｌｌｅｄ）　ミラーを含み、このミラーは画像プロジェクタ −の反対側にある各半球面内のあらゆる部分にその表示画像を移動させるために 使用される。一般に、表示画像はドーム表面を常に移動している。

しかし、問題はドームの中心に位置するパイロットによって見える表示画像は見 る角度が増加するにつれて徐々に歪むことである。視角（ｖｉｅｗｉｎｇ　ａｎ ｇｌｅ）　（Ｖ）はドームの中心を介した画像プロジェクタ−軸と、ドーム中心 からドーム表面のスクリーン上の表示画像中心までの線で形成される角度により 定義される。一般に知られるこれらの歪みは、非常に軸のずれた投影点からカー ブしたスクリーン（例えばドーム表面スクリーン）へテレビ画像を投影すること により生じる。

従って、ドーム中心にいるパイロットが歪みのない表示画像を、ドームスクリー ン上の表示画像位置によらずに見えるためには、この歪みの問題を解決する必要 がある。このタイプの歪み校正は動的歪み校正（ｄｙｎａｍｉｃ　ｄｉｓｊｏｒ ｔｉｏｎ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれる。

従来、動的歪み校正は、コンピュータ画像発生器内で行われた。一般に、コンピ ュータ画像発生器は、ドーム表面スクリーン上に投影された表示画像のソース（ ｓｏｕｒｃｅ）を提供する機能を有している。尚、Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔ ｒｉｃ　Ｃｏｍｐｕｓｃｅｎ　ＩＶなどの特定コンピュータ画像発生器のみが動 的歪み校正を実行する装置を有する。不幸にして、動的歪み校正オプション機能 は、他のコンピュータ画像発生器と結合されたとき、極めて高価で、従って実際 的なオプション機能ではない。

従って、この分野では、表示画像が広角度の場合の動的歪み校正を改良し、動的 歪み校正オプション機能を提供しないコンピュータ画像発生器の使用を可能とす る経済的な手段が要求されている。

発明の概要 前述の要求は本発明による動的歪み校正装置によって満足される。ペイロットを 訓練するための改良された航空機シミュレータにおいて、画像プロジェクタ−に 使用される動的歪み校正装置が開示される。本発明はビデオ画像信号を発生する コンピュータ画像発生器を有する第１実施例により実施できる。制御回路はビデ オ画像信号を処理し、遅延ビデオ出力信号のクロックレートを制御する。ビデオ 出力信号を複数のテレビジョンラスター線を有する光画像信号に変換するための 変調器が設けられる。前記複数のラスター線の各方向を変え、光画像信号内の歪 みをあらゆる視角において補償するための光学器機が設けられる。最後に、表面 に対する光画像信号の投影を制御し表示画像を提供する装置が設けられる。

第２実施例では、前述の光学器機は校正機構によって置き換えられ、この機構は 各ラスター線を他の全てのラスクー線と平行にする。第３実施例では、前述の光 学器機は、複数の画像を各ラスター線に沿って線形に位置させる装置に置き換え られる。最後に第４実施例では、前述の光学器機はガルボッメータ走査制御（ｇ ａｌｖｏｎｏｍｅｔｅｒ　ｓｗｅｅｐ　ｃｏｎｔｒｏｌ）によって置き換えられ 、この制御は複数のラスクー線を光画像信号内で等間隔に配置する。

特定の構成では、４つの全実施例は一実施例に組み込まれる。この一実施例はビ デオ画像信号を発生するコンピュータ画像発生器を含む。この実施例では、制御 回路がビデオ画像信号を処理し、遅延ビデオ出力信号のクロックレートを制御す る。ビデオ出力信号を複数のテレビジョンラスター線を有する光画像信号に変換 する変調器が含まれる。又、複数の各ラスター線の方向を各々変える光学機器、 各ラスター線を他のラスター線と平行にする校正機構、各ラスター線に沿って複 数の画素を線形に配置する装置、及び複数のラスター線を光画像信号内で等間隔 に配置させるガルボッメータ走査制御が含まれる。光学機器校正機構、画素配列 装置、及びガルボッメータ走査制御は、光画像信号内の歪みをあらゆる視角にお いて補償するために使用される。最後に、光画像信号を表面に投影し表示画像を 提供するときの制御を行う装置が含まれる。

図面の簡単な説明 図１はドームスクリーンで囲まれた航空機シミュレータの平面図で、本発明の動 的歪み校正装置を各々含む目的プロジェクタ−を示している。

図２は動的歪み校正装置の略図で、これは本発明によるレーザ制！Ｉｌ電子回路 サブアッセンブリを含む。

図３は図２のレーザ制御電子回路サブアッセンブリの多項式発生器によって生成 される様々の周波数特性曲線を示すグラフ。

図４は多項式発生器のブロック図で、可変周波数発振器への送信に使用する多項 式を発生する要素を示している。

図５は可変周波数発振器のブロック図で、バッファ（ｂｕｌｆｅｒ）から出力さ れるデジタルデータをデジタル・アナログ変換器にクロック人力するときに使用 する遅延クロック信号を提供する要素を示している。

図６はコンピュータ画像発生器からデジタル・アナログ変換器へ送信されるデジ タルデータを一時的に格納するために用いるバッファのブロック図、及びそれに 関するクロック人力方法を示す。

図７ａ、７ｂ、及び７Ｃは初期のビデオ変調されたビームを水平ラスター走査線 に発展し、最終的に２次元表示画像を発展する様子を示す。

図８は図１のドームスクリーンの中心に対する目的のプロジェクタ−の走査線方 向を示し、画像回転補償をする前を示す。

図９は図１のドームスクリーンの中心に対する目的のプロジェクタ−走査線の方 向を示し、画像回転補償をした後を示す。

図１０は表示画像を計算平面のＸ−Ｙ座標にマツピングする方法を示すグラフで 、コンピュータ画像発生器ビューウィンドウの傾斜補償がないときを示す。

図１１は表示画像を計算平面のＸ−Ｙ座標にマツピングする方法を示すグラフで 、コンピュータ画像発生器ビューウィンドウの傾斜補償があるときを示す。

図１２は様々の視角（Ｖ）において、最適コンピュータ画像発生器ビューウィン ドウ傾斜角（α）を選択するときに用いる曲線及び視野角（ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　 ｖｉｅｗ　ａｎｇｌｅ）　（Ｆ）の固定値を示す。

図１３はコンピュータ画像発生器ビューウィンドウを介して投影された画像を示 し、ビューウィンドウ傾斜補償が無い場合で、視角（Ｖ）がほぼ９０″のときを 示す。

図１４はコンピュータ画像発生器ビューウィンドウを介して投影された画像を示 すグラフを示し、ビューウィンドウ傾斜補償のある場合に、視角（Ｖ）がほぼ９ ０’のときに現れる画像を示す。

図１５は図１４のコンピュータ画像発生器ビューウィンドウの構造を示すグラフ で、ビューウィンドウ傾斜補償がある場合を示す。

図１６は投影された画像のグラフで、各ラスター線に対する画素表示時間、及び ラスクー線配列補償の無い場合のラスター線の間隔を示す。

図１７は投影された画像のグラフで、各ラスター線に対する画素表示時間、及び ラスクー線配列補償の有る場合のラスター線の間隔を示す。

図１８はガルボッメータの視角（Ｖ）に関する最大偏向角のグラフであり、視角 の範囲は（０〜１１１）度で、視角領域（Ｆ）の範囲は（６〜１２）度、ラスタ ー線の間隔補償の無い場合を示す。

図１９はガルボッメータの視角（Ｖ）に関する最大偏向角のグラフで、視角の範 囲は（０〜１１１）度、視野角（Ｆ）の範囲は（１２〜４０）度で、ラスター線 の間隔補償の有る場合を示す。

発明の詳細な説明 発明を説明するための複数の図面に示されるように、本発明は動的歪み校正装置 １００に関する実施例を用いて説明される。この校正装置１００は画像プロジェ クタ−に組み込まれるタイプで、レーザ制御電子回路サブアッセンブリ１０２を 含み、このサブアッセンブリ１０２は変調器１０４にビデオデータ出力信号を提 供する。変調器１０４はビデオ変調されたビームを発生し、このビームは投影の 角度によって生じる表示画像１０６内の動的歪みを補償する校正信号を有する。

更にこの動的歪み校正装置１００は光学制御システムを含み、このシステムはビ デオ変調されたビームを処理し、歪みの校正された画像をドームスクリーン１１ ０にあらゆる視角（Ｖ）で提供する。

図１に示すような航空機シミュレータは、通常状態及び緊急状態で、航空演習を 首尾よく行うためにパイロットを訓練する目的で用いられる。一般にシミュレー タ１１２はコクピット１１４を含み、これは例えば大型ドーム１１６の中心に設 置される。一対のプロジェクタ−１１８及び１２０はドーム１１６の外部に位置 し、ドーム１１６に設けられた小さい開口部１２２を介して表示画像１０６を投 影する。プロジェクタ−は一般にドーム１１６の前方及び後方に設けられ、テレ ビジョンラスター画像をドーム表面スクリーン１１０の半球の前後に各々投影す る。各プロジェクタ−１１８，１２０に内に設けられ、ジンバル支持されたミラ ー１２６（図２の中で示される）は表示画像１０６を各半球内のあらゆる方向に 方向変換させる。しかし、ドーム１１６の中心に位置するパイロットから見ると 、表示画像１０６は視角（Ｖ）が増加するにつれて、その歪みが増加する。

説明を簡単にするために、視角（Ｖ）は後方の画像プロジェクタ−１２０に対し て示される。しかし、画像プロジェクタ−１１８についても、同一の原則を適用 できる。視角（Ｖ）は、ドーム１１６の中心を通る画像プロジェクタ−１２０の 軸と、ドーム中心とドームスクリーン１１０に投影された表示画像１０６中心と を結ぶ線が形成する角度として定義される。ここで、後方プロジェクタ−１２０ により生成された表示画像１０６が後方プロジェクタ−１２０に対して１８０゜ の方位角で、その仰角は例えば−２５°の場合を仮定する。

視角が（Ｖ）０’に等しいとき、表示画像１０６は図１に示すように歪んでいな い。しかし、視角（Ｖ）が増加するにつれ、歪みは徐々に増加してゆく。

視角（Ｖ）が９０°に等しいとき、無歪みの通常アスペクト比（幅／高さ）　１ ：１　は、３．２：１となり、その表示は一方向に縮み、他の方向では伸びる。

表示画像１０６のアスペクト比の変化は、航空機シミュレータ１１２の中で飛行 訓練中に発生すると、有害なものとなる。このような状況では、航空機シミュレ ータのパイロットは航空演習を正常に行うことができないであろう。なぜなら、 表示画像１０６の見掛上の範囲及び雰囲気は歪みに影響され、ドーム表面スクリ ーン１１０上に現れる表示画像の位置に依存して変化するからである。

パイロットは図１に示すプレキシガラス（ｐｌｅｘｉｇｌｘｓｓ）のキャノピ− １３０によって囲まれたコクピット１１４の中に位置する。パイロットはプラッ トホーム構造体１３４までの梯子又は階段１３２を上ってキャノピ−に入る。キ ャノピ−内にはインストルメンツパネル（図示されず）が設けられ、訓練中のパ イロットはそのパネルを使用する。背面プロジェクタ−１２０は、投影された表 示画像１０６がキャノピ−１３０の最上部を通過できるような仰角で位置する。

この実施例として２５″のプロジェクタ−仰角が与えられている。他の異なる条 件では他の仰角が適切なこともある。図１には仰角以外の角度が説明のために示 され、その中には最大投影角、表示画像１０６の視角領域（Ｆ）、及び前方像プ ロジェクタ−１１８の仰角が含まれる。最大投影角は５６″として示すが、適切 であれば他の角度を使用できる。表示画像１０６の視界角（Ｆ）は６．９°であ るが、許容できる範囲は（４〜４０）の角度である。最後に、説明のためのみの 目的で前方プロジェクタ−１１８を示すが、この仰角は１４″である。

本発明によれば、レーザ制御電子回路サブアッセンブリ１０２の可変周波数発振 器１４０は、バッファ１４２から発生するビデオデータ出力信号の出力レートを 制御する。一方、レーザ制御電子回路サブアッセンブリ１０２及び変調器１゜４ は協同してビデオ変調ビームを提供する。このビームはドームスクリーン１１０ への投影角によって生じた表示画像１０６内の歪みと同じ大きさで方向が逆であ る。さらに光学制御サブアッセンブリ１０８は、ビデオ変調されたビームを処理 し、歪みが校正された表示画像を提供する。動的歪み校正装置１００を使用する ことで、ドーム表面スクリーン１１０上に投影された表示画像は、表示画像１０ ６がドームスクリーン上のどの部分に現れても、歪みを発生しない。これにより 、動的歪み校正オプション装置を装備しない比較的安価なコンピュータ画像発生 器１４４を使用できる。

航空機シミュレータ１１２内の各要素は、図２に示すホストコンピュータ１４６ により制御される。特に、ホストコンピュータ１４６は、航空機シミュレータ１ １２の位置、及びドームスクリーン１１０上に投影された表示画像１０６の位置 を判断する。これはホストコンピュータにあるデータを与えることで実行される 。このデータは３次元座標（ｘ、ｙ。

２）及びロール、ピッチ及びヨーの角度測定値を含み、シミュレータと表示画像 の各位置を計算するためのデータである。

投影された表示画像１０６は、他のインストルメンツパネル（図示されず）から インストラクタ−又はこの目的に設計されたコンピュータプログラムによって一 般に制御される。

次にホストコンピュータ１４６は航空機シミュレータ１１２及び表示画像１０６ によって示される航空機の運動に関する問題を判断し解決する。これらの計算か ら、航空機シミュレータ鼻先（ｎｏｓｅ）に対する表示画像の位置は、ホストコ ンピュータ１４６内で常に更新される。更に、ホストコンピュータ１４６は、更 新された情報をコンピュータ画像発生器１４４に連続的に提供し、画像発生器１ １４は表示画像１０６を計算する。その後、ホストコンピュータはコンピュータ 画像発生器】４４に信号を送信し、ジンバル支持されたミラー１２６の方向を操 作案内する。この情報は１秒間に６０回更新することで、ミラーはドームスクリ ーン１１０上の表示画像の方向を操作できる。

一般に、表示画像１０６がドームスクリーン１１０に投影されたとき、その画像 はパイロットから見ると、その視角ＣＶ）が増加するにつれて歪む。視角（Ｖ） は表示画像１０６がドームスクリーン上を移動するときに変化する。投影角によ って生じた歪みに反作用する目的で、４つの技術を同時に組み合わせて使用し、 ドーム表面スクリーン上のどの部分でも歪みのない表示画像１０６が提供できる 。これらの技術にはドームスクリーン１１６の対称性、コンピュータ平面つまり コンピュータ画像発生器１４４のビューウィンドウ（ｖｉｅｗ　ｗｉｎｄｏｗ） の傾斜（ｔｉｌｔｉｎｇ）　、各ラスター線に沿った非線形画素間隔の校正、及 び各ラスター線間の間隔の調節が含まれる。これらの技術は各々、ベカンプリズ ム（Ｐｅｃｈａｎ　ｐｒｉｓｍ）　１４８、コンピュータ画像発生器１４４、レ ーザ制御電子回路サブアッセンブリ１０２、及びガルボッメータ走査制御１５０ によって達成される。これらの技術は、図２に示すブロック図の一般的な考察の 後で、検討及び説明する。

ホストコンピュータ１４６は投影される表示画像の適切な視界角（Ｆ）及び視角 （Ｖ）を計算し、レーザ制御電子回路サブアッセンブリ１０２にその情報を送出 する。表示画像の適切な視角（Ｖ）及び視野角（［１ｚｌｄ　ｏｆ　ｖｉｅｗ　 ａｎｇｌｅ）　（Ｆ）は、航空機シミュレータ１１２と表示画像１０６によって 示される航空機の運動方程式の計算中に決定される。電子回路サブアッセンブリ １０２は、所望の周波数特性を示すために、視角（Ｖ）と視野角（Ｆ）の考え得 る全ての整数組み合わせに対して係数（Ａｏ　、Ａ１．　Ａ２　、・・・、Ａｏ ）を予め計算する。考え得る各整数組み合わせは電子回路サブアッセンブリ内の 参照メモリ（ｌｏｏｋ−ｕｐ　ｍｅｍｏｒｙ）　１５１に記憶される。参照メモ リ１５１は例えばプログラム可能リードオンリーメモリである。視角（Ｖ）と視 野角（Ｆ）の整数組み合わせを受信すると、参照メモリ１５１は予め計算した係 数を多項式発生器１５２に提供する。視角（Ｖ）と視野角（Ｆ）の非整数の組み 合わせ、例えばＶｍｌ、３’　、Ｆ−２，７’　ｌ：つｔｉＮで、正しい係数が 補間技術（ｉｎｊｅｒｐｏｌ［１ｏｎ）によって決定され１多項式発生器１５２ に提供される。

予め計算された係数の異なる各セットにより、多項式発生器１５２は回付発振周 波数に対して固有多項式を生成する。

従って、多項式発生器により生成される複数の係数セット（Ａｏ、Ａ、、Ａ２． 、、、、Ａ、）によって、図３に示すように、対応する複数の周波数特性曲線が 得られる。４つの代表的周波数特性が示しである。従って、係数の特定なセット によって、あらゆる所望の周波数特性曲線を得ることが可能である。ここでは、 図３に示す各曲線に関して３つの変数がある。これら変数は視角（Ｖ）、視野角 （Ｆ）及びラスター線数である。各ビューウィンドウには８００以上のラスクー 線が存在し、各ラスター線は異なる周波数特性曲線を有する。

コンピュータ画像発生器１４４のビューウィンドウを傾斜させる技術と共に後述 されるように、各ラスクー線は隣接するラスター線に対して異なる歪み方をして いる。従って、各ラスター線に関する係数（Ａｏ　、Ａｔ　、Ａ２．・・・、Ａ ｎ）が予め計算され、それはプログラム可能リードオンリーメモリの参照テーブ ル１５１に記憶される。多項式発生器１５２は毎秒約５４０万回のレートで変化 する信号を連続的に発生し、その信号を可変周波数発振器１４０に送出する。発 振器１４０は多項式発生器信号に応じて時間的に変化する周波数を提供する。

予め計算された係数（Ａｏ、Ａ１．Ａ２．・・・、Ａ、）は、Ｔａ７１ｏｔシリ ーズのような発振器周波数（対）時間を示すどのようなシリーズでもよい。しか し、Ｃｈｅｂ７ｓｈｅｖシリーズが表示画像１０６上のどのような位置に対して も最も少ないエラー絶対値を提供することが判明している。限定された間隔につ いてエラーが均一に分散するＣｈｅｂｙｓｈｅｖシリーズの特性は一般に良く知 られている。Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ係数は、リアルタイムの計算を減らすために、 視角（Ｖ）と視野角（Ｆ）の各整数値について、オフライン（ａｌｌ−１ｉｎｅ ）で計算される。更に視角（Ｖ）と視野角（Ｆ）の分数値について、Ｃｈｅｂｙ ｓｈｅｖ係数がリアルタイムで補間される。

多項式発生器１５２を図４に示す。これは３２ビツト×３２ビツトの浮動点乗算 器１１１及び１１３、参照メモリ装置１１５、及び加算回路１１７を含む。遅延 クロック信号（１）が遅延装置１５８から多項式発生器１５２に送信される。ノ ード１１９に到達した後、遅延クロック信号は乗算器１１１及びメモリ装置１１ ５に送出される。多項式発生器１５２のメモリ装置１１５は、入力遅延クロック 信号（１）の二乗の出力信号を提供する。同時に、電子回路サブアッセンブリ１ ０２の参照メモリ１５１は、加算回路１１７に係数ＡＯを提供し、乗算器１１１ に係数Ａ１を提供し、乗算器１１３に係１７内の係数ＡＯに加算され、次に示す 関数を与える。この関数は可変周波数発振器１４０に提供される。

多項式発生器１５２は１ラスター線内の画素間隔を定義する。多項式［１］の独 立変数は時間である。しかし、この時間はラスクー線の開始エツジに相対してい る。多項式発生器への遅延クロック入力は、０時刻が遅延第１画素と共に開始す ることを示す。多項式発生器の出力、即ち式［１コで示される周期（τ）は画素 間の時間に等しく、マスター発振器１５４からの”クロ・ツク“単位で定義され る。

マスター発振器１５４はレーザ制御電子回路アッセンブリ１０２内で用いられる 最も高い周波数信号のソースである。

発振器１５４の機能は、一連の電気パルスを有するタロツクパルスを発生し、デ ジタル電子回路サブアッセンブリ１０２を同期させることである。固定周波数マ スター発振器１５４は、８位相クロックを発生し、クロック数及び位相が各画素 について選択され、次のデジタル位相への画素にクロック入力する。クロックパ ルスか極性を変えたとき、バイナリビットが、電子回路サブアッセンブリ１０２ 内のある位置から他の位置へ転送される。バイナリビットの数学的操作は、クロ ックパルスが極性を変えたときに発生する。本発明において、マスター発振器は ８７ＭＨｚ（１１ナノ秒周期）で動作し、従って８分岐遅延ラインは各々１．５ ナノ秒のタップ（ｔａｐ）を提供する。従って、クロックパルスは選択された発 振器周波数８７ＭＨｚの８倍、即ち７００ＭＨｚで動作する。

歪みの校正に関して、表示画像１０６はシフトされなければならない。ジンバル 支持のミラー１２６を動かすことなく表示画像をシフトする方法は、デジタル・ アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１５６の内容読出しを遅延させることである。こ の技術は、以下に説明されるように、バッファ１４２へのテレビジョンビデオデ ータ入力の各ラスクー線に沿った非線形画素間隔を校正する技術である。予め歪 んだラスターは長方形である。なぜなら、ラスターの開始エツジはカーブしてい るからである。このカーブを発生するために、各ラスター線の第１画素は、５７ ｎｃ　信号に関して異なる時点で出力されなければならない。この遅延技術は遅 延装置１５８によって達成される。この遅延装置は図２の電子回路サブアッセン ブリ１０２内に配置されている。遅延装置１５８はバイナリカウンタであり、又 、マスター発振器１５４からのクロックパルスを計数する比較回路で、可変周波 数発振器１４０を開始する時間を判断する。遅延装置１５８は遅延時間信号を受 信する。この遅延時間信号は電子回路サブアッセンブリ１０２の参照メモリ１５ １内に格納されている。遅延時間信号は参照メモリ１５１から、図２に示す遅延 時間線上の遅延装置１５８へ送出される。

Ｄ／Ａコンバータ１５６の出力はビデオデータ出力信号で、この信号は遅延画像 １０６を形成する。Ｄ／Ａコンバータ１５６の読出しの遅延技術は、可変周波数 発振器１４０の動作を実際に遅延する。この発振器１４０はバッファ１４２のり ロック入力を遅延する。バッファ１４２のクロック入力遅延は、Ｄ／Ａコンバー タへのデジタルデータ信号の送信を遅延し、変調装置へのビデオデータ出力信号 の通過を遅延する。

５７ｎｃ　信号はホストコンピュータ１４６から発生し、コンピュータ画像発生 器１４４へ送出される。そして５ｙｎｃ　信号はコンピュータ画像発生器から電 子回路サブアッセンブリ１０２内の各要素に送信され、各要素の同期を維持する ように設計されている。特に、可変周波数発振器１４０の周波数は、コンピュー タ画像発生器から受信された水平及び垂直５７ｎｃ信号を介して制御される。

あらゆる瞬間で、コンピュータ画像発生器１４４はテレビジョンビデオ信号の１ ラインを提供し、このビデオ信号はデジタル化されバッファ１４２に格納される 。テレビジョンビデオ信号は、コンピューター画像発生器によって提供されるク ロック信号によって、バッファ１４２ヘクロツク入力される。そして可変周波数 発振器１４０はバッファ１４２のデジタル出力をクロック出力し、図２に示すよ うにその出力をＤ／Ａコンバータ１５６に方向付ける。可変周波数発振器１４０ のクロックレートは、コンピュータ画像発生器１４４から送信される！ｙｎＣ信 号によって制御される。ここで使用される画像プロジェクタ−１１８，１２０の 種類、即ち１秒あたりのフレーム数、インターレース比パラメータ（ｉｎｔｅｒ ｆａｃｅ　ｒａｆｉｏ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ）　、及びラスクー線の数を考慮す ると、バ・ソファ１４２のクロックレートは約２６．２５０ラスタ一本／秒であ る。従って、校正は以下に説明するように、この数のラスター線について行わな ければならない。デジタル化されたテレビジョン信号はＤ／Ａコンバータ１５６ 内でアナログテレビジョンビデオ信号に変換され元に戻される。その後、ビデオ データ出力信号は変調装置１０４に供給され、この変調装置は例えば音響・光変 調器により構成できる。実際の構成では、ラスター線（Ｒ）のビデオ信号が第１ バツフアから読み出されている間に、ラスクー線（Ｒ＋１）のビデオ信号が同時 に第２バツフアに書き込まれるように、少な（とも２つのバッファが必要となる 。

多項式発生器１５２から送信されるデジタル周期では、図５に示すように可変周 波数発振器１４０の第２レジスタ１２１によって受信される。可変周波数発振器 １４０は、以下に説明するように可変画素クロックとして機能する。第ルジスタ は、格納されているデジタル周期τを加算回路１２３に対して読み出す。加算回 路１２３は又、フィードバックループ１２７を介して第２レジスタ１２５のクロ ック出力された信号を受信する。従って、加算回路１２３の出力は、第１及び第 ２レジスタ１２１と１２５の出力を加算した値である。

第２レジスタ１２５の出力は、交点装置１３１から比較回路１２８及びマルチプ レクサ−１２９へ送信される。遅延クロックは基本周波数（ｆｏ）を有し、その クロックを図５に示す。遅延クロックはマスター発振器１５４から送出されたマ スタークロックで、図４に示す多項式発生器１５２に示されるように、”遅延時 間０”と呼ばれる。遅延クロック（ｆｏ）はカウンタ１３３及び分岐された遅延 ライン１３５に送信される。分岐した遅延ライン１３５は複数のラインを介して マルチプレクサ−１２９に接続される。

遅延されたクロック（ｆｏ）のパルスはカウンタ１３３によって計数され、その 後、比較回路１２８に送信され、第２レジスタ１２５の出力と比較される。比較 回路１２８の出力は、マルチプレクサ−１２９及び第２レジスタ１２５のクロッ ク入力として用いられる。第２レジスタ１２５にクロックを与えることで、フィ ードバックループ１２７及び比較回路１２８か動作する。更にマルチプレクサ− １２９にクロック入力を与えることによって、それに対応する入力信号の入力及 び処理が可能となる。周期（τ）の単位はマスター発振器１５４の基本周波数に 正規化される。従って可変周波数発振器１４０の出力周波数は、次に示すように 基本周波数をタウ（τ）で割ることにより計算できる。

出力周波数＝［（ｆｏ）／τ］　［２］可変周波数発振器１４０のコマンド入力 は周期（τ）であって、周波数ではない。可変周波数発振器１４０は、周期（τ ）を最後のクロックエツジに加算することにより、次の出力クロックエツジを計 算する機能を有する。周期はバイナリ数として表現され、その周期（τ）は正規 化されるので、周期（τ）の単位はマスター発振器１５４の単位である。従って 、出力周波数は入力周波数をバイナリ数の周期（τ）で割った周波数に等しい。

バッファ１４２のブロック図を図６に示す。このブロック図には、４で割るデコ ーダ（ｄｉｖｉｄｅ−ｂ７−ｆｏｕｒ　ｄＣｃｏｄｅｒ）　１３６、参照番号１ ３７．１３８．１３９及び１４１で示される４つのサブバッファ、及びデマルチ プレクサ−１４５が含まれている。デマルチプレクサ−１４５の出力はＤ／Ａコ ンバータ１５６に向けられる。コンピュータ画像発生器１４４からのビデオ入力 信号は、４つのサブバッファ１３７．１３８．１３９及び１４１に各々方向付け られ格納される。更にコンピュータ画像発生器１４４によって供給されるクロッ クＩＮ信号は、４で割るデコーダ１３６に送出される。クロックＩＮ回路として 使用されるデコーダ１３６は又、４つのサブバッファ１３７．１３８．１３９及 び１４１の各々に入力され、そのビデオ入力信号をクロック出力する。同様に４ つのサブバッファの各々はデマルチプレクサ−１４５に接続される。

クロックＯＵＴ回路による４位相クロック入力は可変周波数発振器１４０から各 サブバッファ及びデマルチプレクサ−１４５に接続される。

動作において、バッファ１４２は一定レートで９６０画素を受信し、ある遅延時 間の後、これらの画素をＤ／Ａコンバータ１５６に可変レートでクロック出力す る。この可変レートは式［２］によって定義される。設計最高周波数レートは８ ７ＭＨｚである。設計の目的は、正しい時間の１／４画素以内の各画素を、１／ ２画素の最大エラーを有するクロ・ンクされた画素に関してクロックすることで ある。入力画素は４つのサブバッファ１３７．１３８．１３９及び１４１につい て連続している。４つのサブバッファを使用することで、バッファ１４２は僅か １／４の速度で動作可能となる。入力画素は４位相クロックによって可変周波数 発振器１４０からクロック出力されるまで、サブバッファ内に格納され続ける。

出力信号（ｆｏ）／τは４つの枝に分散され、各サブバッファ及びデマルチプレ クサ−１４５に便利なように４位相クロックを形成する。４位相クロックが各サ ブバッファに受信されたとき、人力画素はデマルチプレクサ−１そしてＤ／Ａコ ンバータ１５６にクロック出力される。従って、サブバッファは僅か２２ＭＨｚ の最高レートで更新すればよい。８７ＭＨｚの最高レートで動作するために、デ マルチプレクサ−１４５及びＤ／Ａコンバータ１５６のみが必要となる。

表示画像１０６のドームスクリーン１１０への投影は歪みを含み、この歪みは過 大のオフ軸投影角によって生じる。Ｄ／Ａコンバータから変調装置１０４に送信 されるビデオデータ出力信号は、アナログ信号である。ビデオデータ出力信号は 歪みを含み、この歪みは投影された表示画像１０６内に、投影角の結果として発 生する歪みとは反対になるように設計される。例えば、表示画像１０６が外側に 湾曲している場合、投影角歪みと反対になるように設計された歪みにより、表示 画像は同量だけ内側に湾曲するようになる。各ラスター線に沿って配置される非 線形画素を校正するこの技術は、以下に詳細に説明する４つの技術の中の１つの 技術にすぎない。

例えば、各画像プロジェクタ−１１８及び１２０としてレーザプロジェクタ−を 使用でき、従って本発明に使用する光源１６０は一般にアルゴンイオンレーザで よい。光源１６０の波長範囲は、（４００〜１０００）ナノメータである。表示 画像１０６はカラーで投影される。従って、光源１６０は必須の緑及び青を提供 し、更に赤色素レーザ１６２に使用するポンプビーム（ｐｕｍｐ　ｂｅａｍ）及 び適合する場合は赤外線に近いレーザ１６２を提供する。各カラービームは標準 的な音響・光変調器を使用して各々別々に変調される。この音響・光変調器は変 調装置１０４の内部に設けられる。

光源１６０のアルゴン光は、Ｄ／Ａコンバータ１５６から送出されるビデオデー タ出力信号によって、変調装置１０４の内部で変調される。従って、ビデオ変調 された赤、緑、青ビーム、及び赤外線に近いビーム（もしあれば）は、変調装置 １０４内で単一ビームに結合される。従って、ビデオデータ電圧信号は変調装置 １０４内で光に変換され、変調された単一ビデオビームが提供される。変調され たビデオビームは光スポットとして使用され、図７ａに示すような表示画像を発 生する。変調されたビデオビームは回転するポリゴンミラー　（ｐｏｒｙｇｏｎ 　ｍ１ｒｒｏｒ）表面１６６及びガルボッメータ１６８に送出され、２次元表示 を提供する。変調されたビデオビームは最初に回転ポリゴンミラー表面１６６を 反射し、図７ｂに示す高速水平ラスター線走査を提供する。

高速水平走査はテレビ画面の場合と同様にラスター線を水平方向に移動する。ガ ルボッメータ１６８はシャフト及びそのシャフト（図示されず）に搭載されたミ ラーを回転させる。

ガルボッメータ１６８に搭載されたミラーはポリゴンミラー表面１６６に対して 直角方向である。そして変調されたビデオビームはガルボッメータ１６８に搭載 されたミラーを反射して、低速の垂直ラスター線走査を提供する。ガルボッメー タ１６８の出力は、図７０に示すように２次元の表示画像１０６である。用語、 水平及び垂直は、テレビ協定の場合と同様で、ドームスクリーン１１０に投影さ れた表示画像１０６の縦横を示すものではない。

電子回路サブアッセンブリ内の各ラスター線に沿って配列される非線形画素の構 成に類似する方法（以下詳細に説明する）において、同様な制御回路及びＣｈｅ ｂｙｓｈｅｖ係数がガルボッメータ１６８の走査を制御する。ガルボッメータ走 査制御１５０は、レーザ制御電子回路サブアッセンブリ１０２から制御信号を受 信する。その制御信号はホストコンピュータ１４６から発生する。シミュレータ １１２及び表示画像１０６によって示される航空機４からの入力に基づき、ホス トコンピュータ１４６は角度量を計算する。この角度量はガルボッメータシャフ トがガルボッメータミラーを正しく位置付けるために移動（又は走査）しなけれ ばならない角度である。そしてシャフトは回転してガルボッメータミラーのムー ブメントを制御する。その結果、ドーム１１６の中心に位置するパイロットから 見ると、ラスクー線の間隔は均一で正しいものとなる。

次に、画像回転装置のベカンプリズム１４８は、２次元表示画像１０６の回転を 行う。画像回転によって、表示画像のラスター線は常に表示画像の長手方向に平 行となる。表示画像内の歪みを最小にするこの光校正技術は、ドームの対称性の 使用を参照して、以下詳細に説明する。電子回路サブアッセンブリ１０２からも 制御信号を受信するプリズムロール制御装置１７０は、表示画像１０６の光画像 回転を制御する。

ペカンプリズム１４８の出力は表示画像１０６で、この画像は光学的に校正され 、３つの変数のみを含む。これらの変数は、視角（Ｖ）、視野角（Ｆ）及びラス ター線数を含む。なぜなら、ドーム１１６の対称性に基づく歪み校正により、方 位、及び仰角は変数として除去されるからである。

表示画像１０６は必要な視野角ＣＦ）を得るためにズーム望遠鏡１７２に送出さ れる。ズーム望遠鏡１７２は視野制御装置１７４により制御され、この装置１７ ４はホストコンピュータ１４６から制御信号を受信する。ホストコンピュータ１ ４６はシミュレータ１１２と表示画像１０６によって表示される航空機の位置を 、入手できるデータに基づいて常に計算するので、画像ディスプレイの必要な位 置は常に認識できる。この位置情報は視野制御１７４及び方位・仰角制御装置１ ７６に送出され、ズーム望遠鏡１７２の視野角（Ｆ）を調節し、ドームスクリー ン１１０上の表示画像の正しい方位及び仰角を各々与える。

ズーム望遠鏡１７２からの出力信号は、校正された視野角（Ｆ）を有する表示画 像である。望遠鏡の出力信号はジンバル支持ミラー１２６に送出される。ジンバ ル支持ミラー１２６は方位・仰角制御装置１７６によって制御され、この装置１ ７６はホストコンピュータ１４６から受信した位置情報を、正しい方位と仰角の ために使用する。ジンバル支持ミラー１２６は表示画像１０６をカラー投影光学 装置１７８に反射するために位置付けられる。カラー投影光学装置１７８の角度 値は約１２である。ジンバル支持ミラー１２６を単に±９″傾けることにより、 表示画像１０６は前方の半球内のあらゆる方向に向けることができる（後方画像 プロジェクタ−１２０を使用するとき）。カラー投影光学装置１７８は表示画像 １０６をドーム１１６側の小穴１２２を介してドームスクリーン１１０の前方の 半球にフォーカスを合わせるのに使用される。ここで、球状ドーム表面スクリー ン１１０の３６０゜全てについて表示画像１０６を投影するには少なくとも２つ のプロジェクタ−が必要となる。

ドームスクリーン１１０に投影された表示画像１０６内の歪みを校正するために 、同時に使用される４つの技術をそれぞれ以下に説明する。第１の技術はドーム １１６の対称性の使用を含む。一定規角（Ｖ）の軌跡は小円で、その小円上の全 ての位置では歪みは少ないことは一般に知られている。画像回転補償のない場合 のテレビジョンラスター線の方向を図８に示す。５°、８９．５°、及び１１０ °の視角（Ｖ）を表示するために３つの小さい集中日１８０を示す。ドームスク リーン１１０の中心は、仰角−２５°及び方位角Ｏ″の位置に示されている。こ こで、円形表示は楕円状に歪む。

小円１８０の最上部で、ラスター線は楕円表示画像１０６の長手方向１８２に対 して直角方向である。しかし、小円１８０の側部では、ラスクー線は楕円表示画 像１０６の長手方向に平行である。図９に示すように、画像回転装置、ベカンプ リズム１４８を画像プロジェクタ−１２０に用いることで、ラスター線は常に楕 円画像１０６の長手方向１８２に対して平行となる。従ってラスター線は小円１ ８０の軌跡に対して常に直角方向である。ベカンプリズムは表示画像１０６を角 度により回転する。ペカンプリズムの角度は図９に示すように角度（Ｂ　ｈ）の 正確に１／２、即ち（Ｂｈ）／２である。

例えば、表示画像１０６がいずれかの小円１８０の最上部にあると、角度（Ｂ　 ｈ）はＯＱに等しく、ベカンプリズム角（Ｂｈ）／２もＯａに等しい。表示画像 １０６がいずれかの小円１８０の極左にある場合、（Ｂ　ｈ）は９０’　（又は ２７０°）で、ベカンプリズム角（Ｂｈ）／２は４５”　（又は１３５°）とな る。図９は約４５”　（又は２２５°）における角度（Ｂ　ｈ）を示し、従って ベカンプリズム角（Ｂｈ）／２は２２．５’　（又は１１２．５’）である。

これは表示画像の歪みは既に方位及び仰角の関数ではなく、単に視角（Ｖ）の関 数であることを意味する。これは正論である。なぜなら、画像回転補償がある場 合、全ての表示はあらゆる視角（Ｖ）について同一に現れるからである。表示画 像１０６が表示画像１０６が投影角に関して方向付けられるとき、計算及びコン ピュータメモリに必要な事項は、−桁の単位で減少する。つまり画像歪み校正テ ーブルは１次元だけ減少する。この効果は視角（Ｖ）、視野角（Ｆ）、及びラス ター線数に対する変数を減少し、歪みの実際的な除去に必要なことである。

第２の歪み除去技術は、ビューウィンドウ、又はコンピュータ画像発生器１４４ の計算平面の傾斜を含む。表示画像１０６の画像源はコンピュータ画像発生器で あると仮定する。

コンピュータによる一般的な方法は、航空機画像、例えば図１０に示されるよう な表示画像１０６とパイロットとの間に位置するコンピュータ表面又は平面１８ ６上のＸ及びＸ座標を計算することである。コンピュータ平面１８６は、コンピ ュータ画像発生器（ＣＩ　Ｇ）ビューウィンドウとも呼ばれる。

ＣＩＧビューウィンドウは一般に、パイロットの目から表示画像１０６の中心に 向かう線に対して直角である。パイロットからコンピュータ平面までの距離は重 要ではない。

Ｘ座標はラスター線の位置として仮定でき、一方Ｙｌｕ標は与えられたラスクー 線に沿った画素の位置と仮定できる。一般に数百のラスター線があり、各ラスタ ー線に沿って数百の画素がある。表示画像１０６の表面に現れる点１８８を選択 でき、その後、ＣＩＧビューウィンドウつまりコンピュータ平面１８６にマツプ （ｍａｐ）　される。これは図１０に示すように、ライン１９０を表示画像上の 点１８８からパイロットの目まで延長することで達成される。コンピュータ平面 １８６をライン１９０が通過する点を区別する（ｘ、ｙ）座標は、表示画像上の 点１８８に対応するマツプされた点である。同様に、表示画像１０６の表面上に 現れる各点はコンピュータ平面１８６上にマツプできる。０より大きな視角（Ｖ ）の場合、及びコンピュータ平面１８６（ＣＩＧビューウィンドウ）の傾斜報償 がない場合、ラスター線は図１３に示すようにＶ形状歪みを示し、それらは底部 より上部が接近している。

他の計算のように、ホストコンピュータ１４６はコンピュータ画像発生器１４４ に、コンピュータ表面１８６（ＣＩＧビューウィンドウ）を傾斜させるデータを 提供する。コンピュータ画像発生器１４４に提供されるデータは、コンピュータ 平面１８６は図１１に示すように、角度（α）だけ適切に傾けるのが望ましいこ とを示す。視角（Ｖ）及び視野角（Ｆ）の全ての組み合わせについて、最適な傾 斜角（α）はホストコンピュータ１４６で計算され格納される。図１２は視角（ Ｖ）での正しい傾斜角（α）を選択するためにコンピュータ１４６によって使用 される（０〜１１１）’の範囲での曲線、及び視野角（Ｆ）の固定値を示す。そ の後、ホストコンピュータが視角（Ｖ）及び視野角（Ｆ）の組み合わせを認識し たとき、正しい傾斜角データはコンピュータ画像発生器１４４に送出される。こ こで、ＣＩＧビューウィンドウの傾斜角（α）は視角（Ｖ）の単調増加関数で、 その曲線は最適な理論的歪みデータから得られる。

角度（α）でのコンピュータ平面１８６の最適傾斜を図１１に示す。表示画像１ ０６上に位置する点１８８がコンピュータ平面１８６上にマツプされると、異な る座標（ｘ＝、ｙ−）が示される。これは傾斜補償（図１０）がないとき、ライ ン１９０を点１８８からパイロットの目まで延長することにより達成される。ラ イン１９０がコンピュータ平面１８６を通過する点を識別する（ｘ−、ｙ−）座 標は、表示画像１０６上の点１８８に対応するマツプされた点である。ＣＩＧビ ューウィンドウの傾斜補償があると、ラスター線は図１４に示すように平行で、 歪みは発生していない。

図１３は傾斜補償がなく視角（Ｖ）が約９０″のとき、ＣＩＧビューウィンドウ がパイロットにどのように表示されるかを示す。左の垂直軸は時間をマイクロ秒 で示し、一方、右の垂直軸は視角（Ｖ）を度で示す。水平軸は度で校正される。

テレビジョンラスクー線Ｒ−１、Ｒ及びＲ＋１はＶ形状の歪んだ垂直線として示 され、画素Ｐ−１、Ｐ及びＰ＋１はラスター線上に配列されている。ここでテレ ビジョンラスクー線は互いに平行ではない。特に、各ラスター線は互いに他のラ スター線に比べて別々に歪んでいる。更に、特定ラスター線に沿った画素間の距 離は均一ではない。又、特定画素”Ｐ”の位置はあるラスター線から次のラスタ ー線に変化する。

ＣＩＧビューウィンドウつまりコンピュータ平面１８６を傾斜することで、テレ ビジョンラスター線は図１４に示すように平行となる。パイロットの視線に直交 する代わりに、コンピュータ平面１８６（ＣＩＧビューウィンドウ）はパイロッ トから見たラスター線がほぼ平行になるまで、最適傾斜角（α）に傾斜される。

図１０及び１１はこの歪み校正技術を示し、ＣＩＧビューウィンドウの傾斜技術 を適用した結果を図１４に示す。

傾斜されたＣＩＧビューウィンドウの構造を図１５に示す。

傾斜されたＣＩＧビューウィンドウの構造には複数の変数が存在し、それら変数 を以下説明する。視角（Ｖ）はドーム１１６の中心１９４を通る画像プロジェク タ−１２０の軸１９２と、ドーム１１６の中心１９４からビューウィンドウ１８ ６までの線が形成する角度である。表示画像１０６の視野角は角Ｆで示される。

ＣＩＧビューウィンドウ（コンピュータ平面１８６）と線１９６に垂直な線１９ ８が形成する角度を角Ｔとして示す。ＣＩＧビューウィンドウ（コンピュータ平 面１８６）に直角の線２００と、表示１０６の下方エツジ２０２は角度（Ａ）で ある。最後にＣＩＧビューウィンドウに直角の線２００と、表示１０６の上方エ ツジ２０４のなす角は角Ｂである。ここで、角Ｔは次式に示すように視角（Ｖ） の関数である。

Ｔ−（Ｖ）の関数　［３］ これは実験に基づく最適な値となる。更に次に示す２つの式が存在する。

例えば、視角（Ｖ）が９０″で、視野角Ｆが４０°、角Ｔが２８°　（これは最 も平行なうスター線を提供する）の場合、式［４］及び［５］によれば、 Ａ＝Ｆ／２　−Ｔ−４０／２　−２８−２０−２８−−８　’ Ｂ＝Ｆ−Ａ＝４０−　（−８）−４８゜以下に示すように、テレビジョンラスク ー線が平行の場合、ラスター線間の間隔は、パイロットがアスペクト比１：１を 有する表示が見えるように簡単に調節できる。１：１のアスペクト比は無歪みの 表示画像１０６を示し、この画像は等しい角度高及び幅を有する。

第３の歪み除去技術は、各ラスター線に沿って配列される非線形画素の校正を含 む。この関係を図１６に示す。この図は各ラスクー線に沿って配列される非線形 画素を示す。画素”Ｐ”がラスター線“Ｒ”上に表示される時間と、表示された 画素”Ｐ“をパイロットが見る視角（Ｖ）との間には関係がある。例えば画素″ Ｐ”を表示上で上方に移動するために、その画素を遅れた時間に表示する必要が ある。同様に表示内で画素“Ｐ″を下方に移動するためには、その画素をより早 い時間に表示する必要がある。従って、各視角（Ｖ）に関して、各ラスター線に ついて各画素を表示する時間を計算することが可能である。この計算は画素構成 マトリクスを用いて達成できる。マトリクスのサイズを次に示す。

画素校正マトリクス−視角（Ｖ）の数 ×視野角の数×画素数×ラスター線数　［６コ一般に、視角（Ｖ）の角度範囲は （０〜１１０）”、視野角（Ｆ）の角度範囲は（４〜４０）’、ラスター線あた りの画素数は９６０、及びアクティブなラスクー線の数は７９９である。画素校 正マトリクスのサイズは、視角（Ｖ）及び視野角（Ｆ）の整数値に関するデータ を格納することにより減少できる。視角（Ｖ）及び視野角（Ｆ）の分数値に関し て、視角（Ｖ）と視野角（Ｆ）の整数値の間を補外（ｚｘ！ｒａｐｏｌａｊｉｎ ｇ）することにより画素の時間・表示データを得ることができる。メモリに関す る要求事項は、８つのラスター線毎の間を補間（ｉｎｌｅ＋ｐｏｌａｊｉｏ）　 Ｌ、左右の対称性を用いることにより更に減少できる。全メモリは１６の倍数で 減少される。第３の歪み除去技術に説明されたような非線形な画素間隔を校正し た結果を、第４の歪み除去技術と共に図１７に示す。ここで、表示内の画素′Ｐ ″の上下の動きは、図８及び９に示す小円１８０の中心に相対している。動的歪 み校正装置１００の設計は、小円１８０の中心からラスターを内側ではなく外側 に走査するのが望ましいことを示している。異なるシミュレータ１１２に関して 、画像プロジェクタ−１１８，１２０の位置は異なっており、従って小円１８０ の中心は変化する。

第４の歪み除去技術は、ラスクー線間の間隔の”伸長”を含む。伸長の量は視角 （Ｖ）及び視野角（Ｆ）の関数である。

、第３の歪み除去技術で用いた画素校正マトリクスに類似するマトリクスが、視 角（Ｖ）及び視野角（Ｆ）の整数値に関するデータを電子回路サブアッセンブリ １０２内で格納する。

視角（Ｖ）及び視野角（Ｆ）の分数値に関して、伸長データは、視角（Ｖ）と視 野角（Ｆ）の格納された整数値の値の間を補外することで得られる。レーザ画像 プロジェクタ−１２０に関して、ラスクー線の間隔の伸長は、レーザ制御電子回 路サブアッセンブリ１０２から図２のガルボッメータ走査制御１５０への電圧駆 動信号を増加することにより達成できる。

増加した電圧駆動信号はガルボッメータ１６８上に配列されたミラーを偏向させ 、このミラーには変調装置１０４からの変調されたビームが入射している。

ガルボッメータ１６８の最大偏向角は、視角（Ｖ）と視野角（Ｆ）の関数である 。電子回路サブアッセンブリ１０２に格納された視角（Ｖ）データ及び視野角（ Ｆ）データを、グラフ形式で図１８及び１９に示す。図１８及び１９において、 ガルボッメータ１６８の最大偏向角は垂直軸上に示され、一方、視角（Ｖ）は（ ０〜１１１）’の範囲で水平軸上に示される。図１８は（６〜１２）’の範囲で の視野角（Ｆ）における、特定の視角（Ｖ）に関するガルボッメータの最適な最 大偏向角を示す。図１９は（１２〜４０）°の範囲での視野角（Ｆ）における、 特定の視角（Ｖ）に関するガルボッメータの最適な最大偏向角を示す。図１８及 び１９に示すグラフは、理論的歪みデータの最適合により得られる。

（第３の歪み除去技術で説明したような）各ラスター線に関する画素表示時間を 校正した後、及び角ラスクー線の間隔を校正した後の所望の結果を図１７に示す 。ここで、所望の結果は無歪みのアスペクト比（幅／高さ）１：１　を想定して いる。この校正は無歪みの場合に比べて３％以内であることが示された。

以上、本発明は特定用途に関する特定実施例について説明された。当業者及びこ の発明を理解できる人は、追加的な修正、用途及び実施例をこの発明の範囲を超 えることなく認識できる。

従って添付した請求の範囲は、本発明の範囲に含まれるこれらの修正、用途及び 実施例を全て含むものである。

く頂−＝コロレＦＩＧ、　７ｂ。

ＦＩＧ、ＩＯ。

ＦＩＧ、ｌｌ。

ＦＩＧ、１２゜ ＦＩＧ、　１３　’″″“−４′１″’′０１１Ｍ！Ｌ。

ＦＩＧ、１４　′″′Ｇ″′ ラスクー線 最適なビューウィンドウ傾斜 ＦＩＧ、１６゜ 校正済 ガルボツメ−ター最大偏向角（度） ガルボツメ−ター最大偏向角（度） 手続補正書 平成５年６月ハ日

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．画像プロジェクターに使用する動的歪み校正装置において、 ビデオ画像信号を発生する手段と、 前記ビデオ画像信号を処理する手段であって、遅延されたビデオ出力信号のクロ ックレートを調節し、前記ビデオ出力信号を、複数のテレビジョンラスター線を 有する光画像信号に変換する手段と、 前記複数のラスター線の方向を操作して、前記光画像信号内の歪みをあらゆる視 角において極小にする手段、及び表示画像を提供するための表面上への前記光画 像信号の投影を制御する手段、 を具備することを特徴とする動的歪み校正装置。
2. ２．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記ビデオ画像信号発生手段は コンピュータ画像発生器であることを特徴とする動的歪み校正装置。
3. ３．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記処理手段は制御回路を具備 することを特徴とする動的歪み校正装置。
4. ４．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記調節手段は可変周波数発振 器を具備し、この発振器は前記処理手段の内部に設けられることを特徴とする動 的歪み校正装置。
5. ５．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記変換手段は変調器を具備す ることを特徴とする動的歪み校正装置。
6. ６．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記方向操作手段は光学機器を 具備し、前記光学機器により、前記各ラスター線は前記表示画像内で均一に平行 となることを特徴とする動的歪み校正装置。
7. ７．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記制御手段はジンバル支持の ミラーを具備し、前記光画像信号をフォーカス（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）装置に方向 付けることを特徴とする動的歪み校正装置。
8. ８．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記制御手段はカラー投影光学 機器を具備し、前記光画像を前記表面にフォーカスさせることを特徴とする動的 歪み校正装置。
9. ９．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記各ラスター線圧他の全ての ラスター線と平行にし、あらゆる視角において前記光画像内の歪みを補償する校 正手段を含むことを特徴とする動的歪み校正装置。
10. １０．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記装置は更に、前記各ラス ター線に沿って複数の画素を等間隔に配列する手段を含み、前記画素は一時的に 格納され、あらゆる視角において前記光画像内の歪みを補償することを特徴とす る動的歪み校正装置。
11. １１．請求項１０記載の動的歪み校正装置において、前記画素配列手段は、前記 複数の画素を一時的に格納するバッファを含むことを特徴とする動的歪み校正装 置。
12. １２．請求項１記載の動的歪み校正装置において、前記装置は更に、前記複数の ラスター線を等間隔に配列し、あらゆる視角において前記光画像信号内の歪みを 補償する手段を含むことを特徴とする動的歪み校正装置。
13. １３．請求項１２記載の動的歪み校正装置において、前記ラスター線配列装置は 、ガルボノメータ走査制御を具備し、前記処理手段と信号通信を行うことを特徴 とする校正装置。
14. １４．画像プロジェクターに使用する動的歪み校正装置において、 ビデオ画像信号を発生する手段と、 前記ビデオ画像信号を処理する手段であって、遅延されたビデオ出力信号のクロ ックレートを調節し、前記ビデオ出力信号を、複数のテレビジョンラスター線を 有する光画像信号に変換する手段と、 前記複数のラスター線の方向を各々操作する手段と、前記複数のラスター線を線 形に配列する手段と、ここで前記方向付ける手段、前記校正手段、前記画素配列 手段、及び前記ラスター線配列手段は、前記光画像信号内の歪みをあらゆる視角 において各々補償するために使用され、及び表示画像を提供するための表面上へ の前記光画像信号の投影を制御する手段、 を具備することを特徴とする動的歪み校正装置。
15. １５．航空機シミュレータにおいて、 表面スクリーンを有するドームと、 前記ドーム中心に配列され、パイロットを訓練するために使用されるコクピット 、及び 前記表面スクリーン上に表示画像を投影する少なくとも１つの画像プロジェクタ ーであって、前記プロジェクターは、ビデオ画像信号を発生する手段と、 前記ビデオ画像信号を処理する手段であって、遅延されたビデオ出力信号のクロ ックレートを調節し、前記ビデオ出力信号を、複数のテレビジョンラスター線を 有する光画像信号に変換する手段と、前記複数のラスター線の方向を各々操作す る手段と、前記各ラスター線を他の全てのラスター線に対して平行にする校正手 段と、 前記各ラスター線に沿って複数の画像を等間隔に配列する手段と、 前記複数のラスター線圧等間隔に配列する手段と、ここで前記方向操作する手段 、前記校正手段、前記画素配列手段、及び前記ラスター線配列手段は、前記光画 像信号内の歪みをあらゆる視角において各々補償するために使用され、及び 表示画像を提供するための表面上への前記光画像信号の投影を制御する手段、 を具備することを特徴とする動的歪み校正装置。
16. １６．画像プロジェクター内の動的歪みを校正する方法において、 ビデオ画像信号を発生するステップと、前記ビデオ画像信号を処理し、遅延され たビデオ出力信号のクロックレートを調節するステップと、前記ビデオ出力信号 を、複数のテレビジョンラスター線を有する光画像信号に変換するステップと、 前記複数のラスター線の方向を操作して、前記光画像信号内の歪みをあらゆる視 角において補償するステップ、及び表示画像を提供するための表面上への前記光 画像信号の投影を制御するステップ、 を有することを特徴とする動的歪み校正方法。
17. １７．請求項１６記載の動的歪み校正方法において、前記方法は更に、前記各ラ スター線を他の全てのラスター線に対して平行にし、あらゆる視角において前記 光画像内の歪みを補償するステップを含むことを特徴とする動的歪み校正方法。
18. １８．請求項１６記載の動的歪み校正方法において、前記方法は更に、前記各ラ スター線に沿って複数の画素を等間隔に配列するステップを含み、あらゆる視角 において前記光画像内の歪みを補償することを特徴とする動的歪み校正方法。
19. １９．請求項１６記載の動的歪み校正方法において、前記方法は更に、前記複数 のラスター線を等間隔に配列し、あらゆる視角において前記光画像信号内の歪み を補償することを特徴とする動的歪み校正方法。
20. ２０．画像プロジェクター内の動的歪みを校正する方法において、 ビデオ画像信号を発生するステップと、前記ビデオ画像信号を処理するステップ であって、遅延されたビデオ出力信号のクロックレートを調節し、前記ビデオ出 力信号を、複数のテレビジョンラスター線を有する光画像信号に変換するステッ プと、前記複数のラスター線の方向を各々操作するステップと、前記各ラスター 線を他の全てのラスター線に対して平行にするステップと、 前記各ラスター線に沿って複数の画素を線形に配列するステップと、 前記複数のラスター線圧等間隔に配列するステップ、及び表示画像を提供するた めの表面上への前記光画像信号の投影を制御するステップとを有し、 ここで、前述の複数ステップは、前記光信号内の歪みをあらゆる視角において補 償するために使用されることを特徴とする動的歪み校正方法。