JPH07134542A - Periscopic video display device - Google Patents
Periscopic video display deviceInfo
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- JPH07134542A JPH07134542A JP5304557A JP30455793A JPH07134542A JP H07134542 A JPH07134542 A JP H07134542A JP 5304557 A JP5304557 A JP 5304557A JP 30455793 A JP30455793 A JP 30455793A JP H07134542 A JPH07134542 A JP H07134542A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、潜水艦の潜望鏡映像
を模擬し表示する潜水艦の訓練装置及びゲーム・マシン
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a submarine training device and a game machine for simulating and displaying a periscope image of a submarine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、潜望鏡映像模擬表示装置は、図2
(a)に示すように、映像信号発生装置(CGI)21
とそこで発生した映像信号を入力して映像を表示する表
示装置22と、それを潜望鏡からの像のようにして見る
ためののぞき穴23とからなるものであった。2. Description of the Related Art A conventional periscope image simulation display device is shown in FIG.
As shown in (a), a video signal generator (CGI) 21
And a display device 22 for displaying an image by inputting the image signal generated there, and a peephole 23 for viewing the image as an image from a periscope.
【0003】映像信号発生装置21では、原画(図2
(b))の映像の信号処理をディジタルで行い映像信号
25として出力する。表示装置22は映像信号25を入
力として表示面へ映像(図2(c))を表示する。観測
者24はのぞき穴23を通して表示装置22の表示面の
映像(図2(c))を目視する。In the video signal generator 21, the original image (see FIG.
The video signal processing of (b)) is digitally performed and output as a video signal 25. The display device 22 receives the image signal 25 and displays an image (FIG. 2C) on the display surface. The observer 24 views the image (FIG. 2C) on the display surface of the display device 22 through the peephole 23.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の潜望鏡模擬表示
装置は、以上のように構成されていたので、洋上の遠方
の船舶等を視認させるために、人間の目の解像度と同程
度の高解像度の映像信号発生装置及び表示装置が必要で
あった。しかし、高解像度の映像信号発生装置及び表示
装置は高価であるとともに、人間の目の解像度まで表示
する表示装置には技術的限界があった。Since the conventional periscope simulation display device is configured as described above, in order to visually recognize a distant ship or the like on the ocean, a high resolution comparable to that of human eyes is achieved. The video signal generator and the display device were required. However, high-resolution video signal generators and display devices are expensive, and there is a technical limit to display devices that display up to the resolution of human eyes.
【0005】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、遠方の船舶等を高解像度を損
なわずに表示し、訓練装置で重要な遠方目標物の発見、
目標物の態勢、目標物の種類を識別させる訓練が実施で
き、かつ安価な潜望鏡模擬表示装置を提供することを目
的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and displays a distant ship or the like without impairing the high resolution, and discovers an important distant target with a training device.
It is an object of the present invention to provide an inexpensive periscope simulation display device capable of performing training for identifying the posture of a target object and the type of target object.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る潜望鏡模擬表示装置は、映像信号を発生
する映像信号発生装置と、前記映像信号を入力して映像
を表示する表示装置とを備える。映像信号発生装置は表
示画の上下方向の中央部分を縦方向に拡大した映像信号
を発生する画像変換手段を設け、前記表示装置で表示さ
れた画像の中央部分を縮小する画像逆変換光学装置を前
記表示装置の前方に設けたものである。A periscope simulation display device according to the present invention for solving the above problems is a video signal generator for generating a video signal, and a display device for inputting the video signal to display a video. With. The video signal generating device is provided with an image converting means for generating a video signal in which a vertical central portion of a display image is vertically expanded, and an image reverse converting optical device for reducing the central portion of the image displayed on the display device. It is provided in front of the display device.
【0007】ここで、映像信号発生装置は、コンピュー
タグラフィックスにより画像データを得て、画像変換手
段がその画像データに対して非直線座標変換を施すよう
にしてもよく、あるいはテレビジョンカメラを用いてそ
の対物レンズが上下方向の中央部分を縦方向に拡大する
ように結像させ、この映像信号を再生するものであって
もよい。Here, the video signal generator may obtain the image data by computer graphics, and the image conversion means may perform the non-linear coordinate conversion on the image data, or a television camera is used. The objective lens may form an image so that the central portion in the vertical direction is magnified in the vertical direction, and this video signal may be reproduced.
【0008】さらに、画像逆変換光学装置として、歪反
射鏡あるいは反射面が歪曲した歪プリズムに反射させ、
又は歪レンズにより透過させて画像を見せるようにする
ことができる。Further, as an image inverse conversion optical device, the image is reflected by a distortion reflector or a distortion prism whose reflection surface is distorted,
Alternatively, the image can be made visible by transmitting through a distortion lens.
【0009】[0009]
【作用】以上のように構成した潜望鏡映像表示装置は、
次のように作用する。[Operation] The periscope image display device configured as described above is
It works as follows.
【0010】映像信号発生装置からの映像信号は、画像
変換手段により表示画の上下方向の中央が縦方向に拡大
され、上下両端部が縮小される。この上下方向が拡大縮
小変換された信号は、それを等間隔で走査された画像信
号となる。画像逆変換光学装置は、表示装置で表示され
た画像を、画像変換手段の変換と逆に中央部分を縮小す
る。このため、中央付近に走査線が多く含まれてより解
像度が高くなる。解像度が高くなった部分は、人間が注
視する部分すなわち、潜望鏡から見た水平線近傍を模擬
する画面の中央部分であり、一方、上下方向の解像度を
低くしても、そこは人間が注視しない部分であるから、
実用に耐える。In the video signal from the video signal generator, the center of the display image in the vertical direction is vertically expanded by the image conversion means, and both upper and lower ends are reduced. The signal that has been scaled up and down in the vertical direction becomes an image signal that is scanned at equal intervals. The image inverse conversion optical device reduces the central portion of the image displayed on the display device, which is the reverse of the conversion performed by the image conversion means. Therefore, many scanning lines are included in the vicinity of the center, and the resolution becomes higher. The part where the resolution is high is the part where the human gazes, that is, the center part of the screen simulating the vicinity of the horizon seen from the periscope, while the part where the human does not gaze even if the vertical resolution is lowered. Therefore,
Withstand practical use.
【0011】[0011]
【第1の実施例】以下本発明に係る潜望鏡模擬表示装置
の実施例を図により説明する。[First Embodiment] An embodiment of a periscope simulation display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】ここで、実施例を説明する前に、人間の目
の解像度と潜望鏡の視野について説明する。Before describing the embodiments, the resolution of the human eye and the field of view of the periscope will be described.
【0013】人間の目の解像度は、中心窩(網膜中心)
を中心に図3に示すように解像度が高い部分は非常に狭
い視野に限られている。The resolution of the human eye is the fovea (center of retina).
As shown in FIG. 3, the area of high resolution is limited to a very narrow visual field.
【0014】潜望鏡は数段の倍率で切替が可能である
が、図4のように、接眼部41からのぞいた観測者42
の視野角は常に一定で例えば約50゜である。The periscope can be switched at several magnifications, but as shown in FIG. 4, an observer 42 looking through the eyepiece 41.
Has a constant viewing angle of, for example, about 50 °.
【0015】遠方の船舶を発見し識別する潜望鏡の運用
法について述べる。最初低倍率で水平線近傍を水平方向
に見わたしごく小さな一点でも発見したならばその点を
注視するとともに、高倍率に切替えて発見物の確認及び
識別を行う。このように、潜望鏡の上下方向の視野角は
広いにもかかわらず、観測者が注視する部分は水平線近
傍のみである。また、潜望鏡を運用するときの潜水艦の
姿勢は傾いておらず、このため、水平線は潜望鏡の上下
方向の中央に水平に位置する。A method for operating a periscope to detect and identify a distant ship will be described. At first, if you look at the horizon near the horizon at a low magnification in the horizontal direction, and if you find even one tiny point, you will pay attention to that point and switch to a higher magnification to confirm and identify the discovery. Thus, although the periscope has a wide viewing angle in the vertical direction, the part observed by the observer is only near the horizon. Also, the attitude of the submarine when operating the periscope is not tilted, so the horizon is located horizontally in the vertical center of the periscope.
【0016】この発明は、このように潜望鏡の運用を考
慮し、水平線の近傍つまり表示画の上下方向の中央の解
像度を高め、上下の端ではあまり重要でないことと人間
の目の解像度の悪さを考慮して解像度を低くして潜望鏡
の運用に適したものとするように工夫したものである。In consideration of the operation of the periscope, the present invention enhances the resolution in the vicinity of the horizon, that is, in the vertical center of the display image, and it is not so important at the upper and lower edges and the poor resolution of the human eye. In consideration of this, the resolution is lowered to make it suitable for the operation of the periscope.
【0017】図1(a)は、潜望鏡模擬表示装置の一実
施例の構成図であり、1は映像信号発生装置、2は前記
映像信号発生装置1内の非直線座標変換手段、3は表示
装置、4は画像逆変換光学装置を構成する歪反射鏡、5
はのぞき穴、6は観測者、7はコントローラ、11はビ
デオ信号変換器である。図1(b)から(e)は各部の
信号又は映像を説明する図である。FIG. 1 (a) is a block diagram of an embodiment of a periscope simulation display device. 1 is a video signal generator, 2 is a non-linear coordinate conversion means in the video signal generator 1, and 3 is a display. A device, 4 is a distortion reflector which constitutes an image inverse conversion optical device, and 5
Peephole, 6 is an observer, 7 is a controller, and 11 is a video signal converter. 1 (b) to 1 (e) are diagrams for explaining signals or images of each unit.
【0018】映像信号発生装置(CGI)1は、映像の
信号処理をコンピュータグラッフィックスの手法により
ディジタルで行い、画像信号とする(図1(b)に示し
た非直線座標変換(NL)処理前の図形)。非直線座標
変換手段2は、前記画像信号を非直線処理により画面の
上下方向の中央部分を縦方向に拡大し画面の上下の端辺
部分では逆に圧縮した上下方向に歪んだ画像信号に変換
する(図1(c)の図形イメージ)。この画像信号はビ
デオ信号変換器11でビデオ信号に変換される(図1
(d)の図形イメージ)。The video signal generator (CGI) 1 digitally performs signal processing of video by a computer graphics method to obtain an image signal (before the non-linear coordinate conversion (NL) processing shown in FIG. 1B). Shape). The non-linear coordinate conversion means 2 converts the image signal into a vertically distorted image signal by vertically expanding the central part of the screen in the vertical direction and inversely compressing the upper and lower edges of the screen. (Fig. 1 (c) graphic image). This image signal is converted into a video signal by the video signal converter 11 (see FIG. 1).
(D) graphic image).
【0019】表示装置3はCRTで構成され、前記ビデ
オ信号を入力として表示面へ映像(図1(d))を表示
する。この映像(図1(d))は映像信号発生装置1の
非直線座標変換手段2により処理され上下方向に歪んだ
映像である。The display device 3 is composed of a CRT and displays an image (FIG. 1 (d)) on the display surface by using the video signal as an input. This image (FIG. 1 (d)) is a vertically distorted image processed by the non-linear coordinate conversion means 2 of the image signal generator 1.
【0020】表示装置3の表示画の光は、歪反射鏡4で
反射されのぞき穴5を通って観測者6の目に到達し網膜
に結像する。このとき、歪反射鏡4は表示装置3の表示
画を縮小するように凸面状の鏡で形成する。その中央部
分の縮小の程度が大きくなるように中央部分の曲率半径
を小さく、周囲部分の縮小の程度が小さくなるように曲
率半径を大きくしてある。The light of the display image of the display device 3 is reflected by the distortion reflector 4 and reaches the eye of the observer 6 through the peephole 5 and forms an image on the retina. At this time, the distortion reflecting mirror 4 is formed by a convex mirror so as to reduce the display image of the display device 3. The radius of curvature of the central portion is made small so that the degree of reduction of the central portion becomes large, and the radius of curvature is made large so that the degree of reduction of the peripheral portion becomes small.
【0021】この結果、観測者6が見る映像は、映像信
号発生装置1が発生する非直線処理前の図形(図1
(b))と同様の図形(図1(e))となる。中央部分
が縮小された図形(図1(e))は、元の図形(図1
(b))の中央部分を大きくして詳細に表示し、これを
等間隔に走査してから表示装置3で表示した後、光学的
に歪反射鏡4で縮小しているので中央部分の走査密度が
高く、このため、解像度の高いものとなっている。な
お、図1の(d)及び(e)に示す左右の細かな平行線
は水平走査線を表現するものである。As a result, the image seen by the observer 6 is a figure generated by the image signal generator 1 before the non-linear processing (see FIG. 1).
The figure is the same as that in (b)) (FIG. 1 (e)). The figure whose central portion is reduced (FIG. 1E) is the original figure (FIG. 1E).
(B)) The central part is enlarged and displayed in detail, and after being scanned at equal intervals, the display device 3 displays the image. Then, the optical fiber is reduced by the distortion reflector 4, so the central part is scanned. High density, which results in high resolution. The left and right fine parallel lines shown in FIGS. 1D and 1E represent horizontal scanning lines.
【0022】[0022]
【第2の実施例】第1の実施例では、映像信号発生装置
1がコンピュータグラッフィックスをディジタル処理で
作成するものであったが、第2の実施例では、図5のよ
うにテレビジョンカメラ61を用いる。テレビジョンカ
メラ61の対物レンズ62は上下方向の中央部分を縦方
向に拡大するように撮像素子に結像させる。この映像信
号を予め記憶装置63に録画しておき、運用時にコント
ローラ7の制御によりこれを再生し観測者6の潜望鏡の
操作に応じた画像を表示しするものとすることができ
る。観測者6は第1の実施例と同様に表示装置3の画像
を歪反射鏡4あるいは後述する画像逆変換光学装置(歪
レンズ、歪プリズム)により中央部分を縮小したものを
見ることができる。[Second Embodiment] In the first embodiment, the video signal generator 1 creates the computer graphics by digital processing, but in the second embodiment, a television camera as shown in FIG. 61 is used. The objective lens 62 of the television camera 61 forms an image on the image pickup element so as to vertically expand the central portion in the vertical direction. It is possible to record this video signal in the storage device 63 in advance and reproduce it under the control of the controller 7 during operation to display an image according to the operation of the periscope of the observer 6. The observer 6 can see the image of the display device 3 whose central portion is reduced by the distortion reflecting mirror 4 or an image reverse conversion optical device (a distortion lens, a distortion prism) described later, as in the first embodiment.
【0023】[0023]
【第3の実施例】表示画の中央部分を縮小する画像逆変
換光学装置として、図6のように歪レンズ71を表示装
置3の表示面近傍に設置することにより実現することが
できる。表示装置3は第1の実施例と同様に、図1
(d)のような図形を表示する。歪レンズ71は、表示
された図形(図1(d))の中央部分を縮小して図1
(e)のようなもとの図形のように見える。[Third Embodiment] An image inverse conversion optical device for reducing the central portion of a display image can be realized by disposing a distortion lens 71 near the display surface of the display device 3 as shown in FIG. The display device 3 is similar to that of the first embodiment, as shown in FIG.
A graphic like (d) is displayed. The distortion lens 71 reduces the central portion of the displayed figure (FIG. 1 (d)) and
It looks like the original figure like (e).
【0024】[0024]
【第4の実施例】また、表示画の中央部分を縮小する画
像逆変換光学装置として、図7のように反射面が歪曲し
た歪プリズム91を用い、第1の実施例の歪反射鏡4と
同様の作用をさせることができる。表示装置3の表示面
には、第1の実施例と同様に、画像信号発生装置1、非
直線座標変換手段2の作用により図1(b)の図形を図
1(c)に変換して図1(d)のように表示する。歪プ
リズム91は入射面からの光線を第1の実施例の歪反射
鏡4と同様に反射し、中央部を縮小の度合を大きくし、
端部の縮小の度合を少なくして、所定の位置に結像す
る。[Fourth Embodiment] As the image reverse conversion optical device for reducing the central portion of the display image, a distortion prism 91 having a reflecting surface distorted as shown in FIG. 7 is used, and the distortion reflecting mirror 4 of the first embodiment is used. The same action as can be performed. On the display surface of the display device 3, as in the first embodiment, the graphic of FIG. 1 (b) is converted into FIG. 1 (c) by the action of the image signal generator 1 and the non-linear coordinate conversion means 2. It is displayed as shown in FIG. The distortion prism 91 reflects the light rays from the incident surface in the same manner as the distortion reflecting mirror 4 of the first embodiment, and increases the degree of reduction in the central portion,
An image is formed at a predetermined position while reducing the degree of reduction of the end portion.
【0025】[0025]
【その他の実施例】表示装置の例としてCRTを用いる
ものを説明したが、液晶表示装置を用いてもよい。ま
た、観測者6の視点を限定するものにのぞき穴を備えて
いるが、接眼レンズによりこれに代えてもよい。Other Embodiments A CRT is used as an example of the display device, but a liquid crystal display device may be used. Further, although the peep hole is provided to limit the viewpoint of the observer 6, it may be replaced with an eyepiece lens.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
表示画を上下の中央のみ縦方向に拡大し、表示装置で表
示された後に光学的に中央のみ縮小するように構成した
ため、表示画の上下方向中央の解像度を高めることがで
きる。これにより、潜水艦訓練で重要な水平線近傍の解
像度が高まり遠方船舶等の発見、識別の訓練が効果的に
実施できる潜望鏡映像表示装置を安価に製作することが
できる。As described above, according to the present invention, the display image is vertically enlarged only in the upper and lower centers and is optically reduced only in the center after being displayed on the display device. It is possible to increase the resolution in the vertical center of the. As a result, the resolution in the vicinity of the horizon, which is important for submarine training, is increased, and it is possible to inexpensively manufacture a periscope image display device capable of effectively performing training for finding and identifying a distant ship or the like.
【図1】この発明の第1の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】従来の潜望鏡映像表示装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional periscope image display device.
【図3】人間の目の解像度を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the resolution of human eyes.
【図4】潜望鏡の視野を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a field of view of a periscope.
【図5】この発明の第2の実施例を説明する要部構成図
である。FIG. 5 is a configuration diagram of main parts for explaining a second embodiment of the present invention.
【図6】この発明の第3の実施例を説明する要部構成図
である。FIG. 6 is a main part configuration diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
【図7】この発明の第4の実施例を説明する要部構成図
である。FIG. 7 is a main part configuration diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
1……映像信号発生装置 2……非直線座標変換手段 3……表示装置 4……歪反射鏡 5……のぞき穴 6……観測者 61……テレビジョンカメラ 62……対物レンズ 63……記憶装置 71……歪レンズ 91……歪プリズム 11……ビデオ信号変換器 1 ... Image signal generator 2 ... Non-linear coordinate conversion means 3 ... Display device 4 ... Distorted reflector 5 ... Peephole 6 ... Observer 61 ... Television camera 62 ... Objective lens 63 ... Storage device 71 ... Distortion lens 91 ... Distortion prism 11 ... Video signal converter
Claims (6)
と、前記映像信号を入力して映像を表示する表示装置と
を備えた潜望鏡映像表示装置において、 映像信号発生装置は表示画の上下方向の中央部分を縦方
向に拡大した映像信号を発生する画像変換手段を設け、 前記表示装置で表示された画像の中央部分を縮小する画
像逆変換光学装置を前記表示装置の前方に設けたことを
特徴とする潜望鏡映像表示装置。1. A periscope image display device comprising a video signal generation device for generating a video signal and a display device for inputting the video signal to display an image, wherein the video signal generation device is arranged in a vertical direction of a display image. An image conversion unit for generating a video signal in which a central portion is enlarged in the vertical direction is provided, and an image reverse conversion optical device for reducing the central portion of the image displayed on the display device is provided in front of the display device. And a periscope image display device.
フィックスにより画像データを得て、画像変換手段がそ
の画像データに対して非直線座標変換を施すことを特徴
とする請求項1記載の潜望鏡映像表示装置。2. The periscope image display according to claim 1, wherein the image signal generating device obtains the image data by computer graphics, and the image converting means performs the non-linear coordinate conversion on the image data. apparatus.
分を縦方向に拡大するように結像する対物レンズを備え
たテレビジョンカメラからの映像信号を再生するもので
あることを特徴とする請求項1記載の潜望鏡映像表示装
置。3. A video signal generating device reproduces a video signal from a television camera provided with an objective lens for forming an image so as to vertically expand a central portion in a vertical direction. The periscope image display device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1,2又は3記載の潜望鏡映像
表示装置。4. The periscope image display device according to claim 1, wherein the image reverse conversion optical device is a distortion reflector.
ことを特徴とする請求項1,2又は3記載の潜望鏡映像
表示装置。5. The periscope image display device according to claim 1, wherein the image reverse conversion optical device is a distortion lens.
た歪プリズムであることを特徴とする請求項1,2又は
3記載の潜望鏡映像表示装置。6. The periscope image display device according to claim 1, wherein the image reverse conversion optical device is a distortion prism whose reflection surface is distorted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30455793A JP3283367B2 (en) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Periscope video display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30455793A JP3283367B2 (en) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Periscope video display |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07134542A true JPH07134542A (en) | 1995-05-23 |
JP3283367B2 JP3283367B2 (en) | 2002-05-20 |
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ID=17934431
Family Applications (1)
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JP30455793A Expired - Fee Related JP3283367B2 (en) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Periscope video display |
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JP (1) | JP3283367B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017522591A (en) * | 2014-06-17 | 2017-08-10 | トムソン ライセンシングThomson Licensing | Method and display device using pixel allocation optimization |
JP2022001958A (en) * | 2016-08-31 | 2022-01-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display device |
-
1993
- 1993-11-11 JP JP30455793A patent/JP3283367B2/en not_active Expired - Fee Related
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US11593914B2 (en) | 2014-06-17 | 2023-02-28 | Interdigital Ce Patent Holdings, Sas | Method and a display device with pixel repartition optimization |
JP2022001958A (en) * | 2016-08-31 | 2022-01-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display device |
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JP3283367B2 (en) | 2002-05-20 |
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