JPH0720404A - Image display method using ellipsoidal mirror - Google Patents

Image display method using ellipsoidal mirror

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JPH0720404A
JPH0720404A JP5183395A JP18339593A JPH0720404A JP H0720404 A JPH0720404 A JP H0720404A JP 5183395 A JP5183395 A JP 5183395A JP 18339593 A JP18339593 A JP 18339593A JP H0720404 A JPH0720404 A JP H0720404A
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JP
Japan
Prior art keywords
mirror
image
display
ellipsoidal mirror
ellipsoidal
Prior art date
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Pending
Application number
JP5183395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Yamamoto
信 山本
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Sega Corp
Original Assignee
Sega Enterprises Ltd
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Publication date
Application filed by Sega Enterprises Ltd filed Critical Sega Enterprises Ltd
Priority to JP5183395A priority Critical patent/JPH0720404A/en
Publication of JPH0720404A publication Critical patent/JPH0720404A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an image in the entire visual field with inexpensive and simple constitution by using a general display device and the elliptic mirror. CONSTITUTION:The display device 2 is arranged nearby the position of the 1st focus F1 of the ellipsoidal mirror 5 which has its internal surface formed of a mirror so that the display surface 2a is on a plane passing the 1st and 2nd focuses F1 and F2 of the elliptic mirror 5; and an image from the display device 2 is reflected by the mirror 5a and an enlarged virtual image projected on behind the mirror 5a is observed at or nearby the position of the 2nd focus F2. This image display method can projects the image in the entire visual field of an observer 1 with the inexpensive constitution.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、全視野に渡る像を見る
ことができる画像表示方法に関し、特に、楕円体ミラー
を用いた画像表示方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display method capable of viewing an image over the entire visual field, and more particularly to an image display method using an ellipsoidal mirror.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的なTVモニタ等の表示装置では、TV
モニタの枠や周辺の環境など画像以外の情報が視野に入
ってしまうため、映像に集中しにくいという欠点があ
る。この欠点は、表示面を大型化することによりある程
度解消されるが、平面型の表示面では全視野をカバーす
ることはできず、また、設置スペースの問題や価格面で
の問題が生じてくる。一方、凹面ミラーを用いて実像又
は虚像を作りだす方法が挙げられる。図3は、凹面ミラ
ーを用いた画像表示方法の一例を示す図である(例え
ば、電通プロックス制作の「デルビジョン(delvisio
n)」)。この例では、半球面の凹面ミラー3の球心点C
上の面の下部にブラウン管面2aがくるようにCRT2を配置
し、CRT2の画像2bを凹面ミラー3に反射させて球心点C
上の面の上部に実像2b' を映し出すことにより、奥行き
感のある実像2b' を観察者1が見れるようにしたもので
ある。ただし、この表示方法においては、撮影時と表示
に際して背景を黒にしておく必要がある。
2. Description of the Related Art In general display devices such as TV monitors,
Since information other than the image, such as the frame of the monitor and the surrounding environment, enters the field of view, there is a drawback that it is difficult to concentrate on the image. This drawback can be solved to some extent by increasing the size of the display surface, but the flat display surface cannot cover the entire field of view, and there is a problem of installation space and cost. . On the other hand, there is a method of creating a real image or a virtual image using a concave mirror. FIG. 3 is a diagram showing an example of an image display method using a concave mirror (for example, “Delvision (delvisio) manufactured by Dentsu Prox).
n) ”). In this example, the spherical center C of the hemispherical concave mirror 3
The CRT2 is arranged so that the cathode ray tube surface 2a is located at the lower part of the upper surface, and the image 2b of the CRT2 is reflected on the concave mirror 3 so that the spherical center C
By projecting the real image 2b 'on the upper surface, the observer 1 can see the real image 2b' with a sense of depth. However, in this display method, the background needs to be black at the time of shooting and at the time of display.

【0003】この表示方法は、鏡の反射の原理を利用し
たものである。すなわち、図4に示すように、物体4の
点Pから出た光は、焦点Fを通る光は凹面ミラー3に反
射して鏡心点Oと球心点Cとを結ぶOC軸に平行に、鏡
心点Oに反射した光はOC軸をはさんで等角に、OC軸
に平行な光は凹面ミラー3に反射して焦点Fを通りそれ
ぞれ矢印L1,L2,L3方向に進み、球心点C上の面の上部の
点P´で一致して等大の倒立実像4´が作られる、とい
う原理を利用したものである。なお、図4において、物
体4の配置を球心点Cより右側に配置した場合は像が縮
小され、CF間に配置した場合は像が拡大される。ま
た、FO間に配置した場合は拡大された正立虚像が映し
出される。しかしながら、上記のデルビジョンの表示方
法では、奥行き感が感じられるようになるという利点は
あるが、視野の中に外界が入ってしまうという点では一
般的な平面型の表示面を有する表示装置と変わりはな
い。
This display method utilizes the principle of mirror reflection. That is, as shown in FIG. 4, as for the light emitted from the point P of the object 4, the light passing through the focal point F is reflected by the concave mirror 3 and is parallel to the OC axis connecting the mirror center O and the spherical center C. , The light reflected at the mirror point O is equiangular across the OC axis, and the light parallel to the OC axis is reflected by the concave mirror 3 and passes through the focal point F in the directions of arrows L1, L2, L3, respectively, This is based on the principle that an inverted real image 4'of the same size is formed by matching at a point P'on the upper surface of the center point C. In FIG. 4, when the object 4 is arranged on the right side of the spherical center C, the image is reduced, and when it is arranged between CFs, the image is enlarged. Further, when it is arranged between the FOs, an enlarged erecting virtual image is displayed. However, the above-mentioned Delvision display method has an advantage that a sense of depth can be felt, but in view that the outside world is included in the visual field, a display device having a general flat display surface is used. There is no change.

【0004】全視野に像を表示する方法の例としては、
表示面を曲面にして曲面上に像を投影するようにした表
示方法があり、1981年に神戸ポートアイランドで開催さ
れたポートピアのダイエー館を始め、1985年のつくば万
博の富士通パビリオンなどで使われた“オムニマックス
方式”が挙げられる。この方式は、ほぼ半円球のプラネ
タリュームに似たドーム状のスクリーンを設け、半円球
の球心に映写機を設置し、映写機からの映像を魚眼レン
ズを介して球面状スクリーンに投影する方法であり、大
勢の人が全視野に映し出される映像を見れるようにして
いる。また、自分の視界全てを映像にできるものの他の
例としては、ゴーグル型ディスプレイを備えた、いわゆ
る“ヘッドマウント・ディスプレイ”と呼ばれるものが
ある。ヘッドマウント・ディスプレイは、装置を頭にか
ぶり、その内壁に設けられた液晶型のディスプレイに映
る、目の前の画像を見るようになっている。
As an example of a method for displaying an image in the entire field of view,
There is a display method in which the display surface is a curved surface and the image is projected on the curved surface, and it is used in the Port Pia Daiei Hall held in Kobe Port Island in 1981, and at the Fujitsu Pavilion at the 1985 Tsukuba Expo. The "Omnimax method" is also included. This method is a method in which a dome-shaped screen similar to a hemispherical planetarium is installed, a projector is installed at the center of the hemisphere, and the image from the projector is projected on a spherical screen through a fisheye lens. , So that a large number of people can see the image projected in the full field of view. Further, as another example of the one capable of displaying the entire visual field of oneself, there is a so-called "head mounted display" having a goggle type display. The head-mounted display is designed so that the user wears the device on his head and sees the image in front of him, which is displayed on the liquid crystal display provided on the inner wall of the device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、全視野に像
を表示できる表示方法の例として、“オムニマックス方
式”と“ヘッドマウント・ディスプレイ”による表示方
法を挙げたが、“オムニマックス方式”では大勢の人が
見れるという利点はあるが、精度の良い魚眼レンズを用
いる必要があるため、非常に高価になってしまうという
問題があり、また、“ヘッドマウント・ディスプレイ”
では、装着に手間がかかると共に装着感を感じるという
問題や、重いため体にかなりの負担がかかり、長時間の
装着が困難であるという問題があった。また、上述した
半球面の凹面ミラーを用いた画像表示方法では、像の奥
行き感が感じられるようになるという利点はあるが、全
視野に渡る像の表示ができないという問題があった。
By the way, as an example of the display method capable of displaying an image in the entire field of view, the "Omnimax method" and the "head mounted display" are mentioned, but in the "Omnimax method", It has the advantage that many people can see it, but it requires the use of a fisheye lens with high precision, which makes it extremely expensive.
Then, there is a problem that it is troublesome to wear and feels to be worn, and that it is heavy and therefore a heavy burden is put on the body, and it is difficult to wear for a long time. Further, the image display method using the above-mentioned hemispherical concave mirror has an advantage that a sense of depth of the image can be felt, but there is a problem that the image cannot be displayed over the entire visual field.

【0006】本発明は上記の問題に鑑みて成されたもの
であり、本発明の目的は、一般的な表示装置を用い、安
価でかつ簡単な構成で全視野に渡る像が得られる楕円体
ミラーを用いた画像表示方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to use an ordinary display device and obtain an image over the entire visual field with an inexpensive and simple structure. An object is to provide an image display method using a mirror.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、楕円体ミラー
を用いた画像表示方法に関するものであり、本発明の上
記目的は、内面がミラーで形成された楕円体ミラーの第
1の焦点の位置の近傍に、かつ上記楕円体ミラーの第
1,第2の焦点を通る面上に表示面がくるように、表示
装置を配置し、表示装置からの画像を上記ミラーに反射
させ、上記第2の焦点の位置又はその近傍にて、上記ミ
ラーの後方に映し出される拡大された虚像を観察し得る
ようにすることによって達成される。また、上記楕円体
ミラーは、全視野を含む範囲にミラー部が形成されてい
る楕円体ミラーを使用することによって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an image display method using an ellipsoidal mirror, and the above object of the present invention is to provide a first focus of an ellipsoidal mirror having an inner surface formed by a mirror. The display device is arranged so that the display surface is near the position and on the surface passing through the first and second focal points of the ellipsoidal mirror, and the image from the display device is reflected on the mirror, This is achieved by making it possible to observe the magnified virtual image projected behind the mirror at or near the position of the two focal points. Further, the above ellipsoidal mirror is achieved by using an ellipsoidal mirror in which a mirror portion is formed in a range including the entire visual field.

【0008】[0008]

【作用】本発明にあっては、内面がミラーで形成された
楕円体ミラーの2つの焦点の一方に表示装置を配置し、
表示装置からの画像をミラーに映し出すことにより、も
う一方の焦点において、全視野に渡る拡大された画像を
見ることができる。また、ミラーに虚像を映し出すよう
にしているので、狭いスペースでも奥行きのある像を見
ることができる。
In the present invention, the display device is arranged at one of two focal points of the ellipsoidal mirror whose inner surface is formed by the mirror.
By projecting the image from the display device onto the mirror, the magnified image over the entire field of view can be seen at the other focus. Moreover, since the virtual image is projected on the mirror, it is possible to see a deep image even in a narrow space.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の楕円体ミラー
を用いた画像表示方法の実施例について説明する。図1
(A) は、本発明の楕円体ミラーを用いた画像表示方法を
実現するディスプレーシステムの構成例を示す概念図で
あり、同図(B) は上から見た図、同図(c) は A-A線矢印
方向から見た図である。内面がミラーで形成された半楕
円体ミラー5の第1の焦点F1の位置に、かつ半楕円体ミ
ラー5の第1,第2の焦点F1,F2 を通る面上に表示面2a
がくるように、表示装置2を配置し、表示装置2からの
画像をミラー5aに反射させ、第2の焦点F2の位置又はそ
の近傍にて、ミラー5aの後方に映し出される拡大された
虚像を観察し得るようにする。これにより、観察者1
は、ほぼ180 °の視野に広がる像を見ることができる。
Embodiments of the image display method using the ellipsoidal mirror of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
(A) is a conceptual diagram showing a configuration example of a display system that realizes an image display method using an ellipsoidal mirror of the present invention, (B) is a view from above, (C) is the same. It is the figure seen from the AA line arrow direction. The display surface 2a is located at the position of the first focal point F1 of the semi-ellipsoidal mirror 5 whose inner surface is formed by a mirror and on the surface passing through the first and second focal points F1 and F2 of the semi-ellipsoidal mirror 5.
The display device 2 is disposed so that the image comes from the display device 2 and the image from the display device 2 is reflected by the mirror 5a, and an enlarged virtual image displayed behind the mirror 5a is displayed at or near the position of the second focus F2. Make it observable. This allows the observer 1
Can see an image spread over a field of view of almost 180 °.

【0010】なお、同図の例では、長軸を通る面で切断
された半楕円体形状の楕円体ミラーを使用した例を示し
たが、楕円体ミラーの形状はこれに限るものではない。
視野の大きさは、まぶたや鼻などによって制限され、普
通の日本人の視野角は、視線を中心に左右約 100°,上
約70°,下約70°である。したがって、第2の焦点F2の
位置又はその近傍にて全視野に渡る像が得られるよう
に、楕円体ミラーは、全視野を含む範囲にミラー部が形
成されている楕円体ミラーを使用すれば良い。また、楕
円体ミラー5の離心率や長軸の長さ等は、ディスプレー
システムの用途に応じて設定すれば良い。
In the example shown in the figure, a semi-ellipsoidal ellipsoidal mirror cut along a plane passing through the long axis is used, but the shape of the ellipsoidal mirror is not limited to this.
The size of the field of view is limited by the eyelids and nose, and the normal Japanese viewing angle is about 100 ° to the left and right, about 70 ° to the top, and about 70 ° to the bottom. Therefore, if an ellipsoidal mirror in which the mirror portion is formed in the range including the entire visual field is used so that an image over the entire visual field can be obtained at or near the position of the second focus F2. good. The eccentricity of the ellipsoidal mirror 5 and the length of the long axis may be set according to the application of the display system.

【0011】図2は、本発明方法による像の表示動作
と、全視野に渡る像が映し出される原理を示す図であ
り、焦点F1から発した光は、すべて焦点F2に集まるた
め、焦点F1の前方(楕円体ミラー側)の表示面2aから発
する光も、同図の経路R1,R2に示すように、ミラー5aに
反射してすべて焦点F2に集まり、ミラー5aの背後の位置
5bに拡大された正立虚像が作られる。したがって、焦点
F2の位置の近傍で観察すれば、観察者の目にはこの拡大
された正立虚像が映り、ミラー5a全体に広がった画像を
見ることができる。同図の半楕円体形状の楕円体ミラー
5の例では、視線を中心に左右約 90 °,上約90°,下
約90°に展開された画像が得られる。ここで、表示装置
2は一般的なTVモニタに限らず,映写機,レーザタイプ
のプロジェクタを用いても同様の作用効果を奏する。
FIG. 2 is a diagram showing an image display operation according to the method of the present invention and a principle of displaying an image over the entire visual field. Since all the light emitted from the focus F1 is focused on the focus F2, The light emitted from the display surface 2a on the front side (on the side of the ellipsoidal mirror) is also reflected by the mirror 5a and gathered at the focal point F2, as shown by the paths R1 and R2 in the figure, and the position behind the mirror 5a.
An upright virtual image enlarged in 5b is created. Therefore the focus
When observed in the vicinity of the position of F2, the observer's eyes see this enlarged erecting virtual image, and can see the image spread over the entire mirror 5a. In the example of the semi-ellipsoidal ellipsoidal mirror 5 in the same figure, an image is obtained which is developed about 90 ° left and right, about 90 ° above, and about 90 ° below with respect to the line of sight. Here, the display device 2 is not limited to a general TV monitor, and a projector or a laser type projector can be used to obtain the same effect.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上のように本発明の楕円体ミラーを用
いた画像表示方法によれば、魚眼レンズ等のレンズ系を
用いないで全視野に渡る像を映し出すことができる。さ
らに、表示手段として一般的な表示装置が使用できるの
で、視界すべてに画像を映せるディスプレーシステムを
安価な構成で実現することができる。また、観察者の眼
には外界が入らないので、現実感や臨場感が増し、例え
ば、宇宙ゲームやドライビングゲームに適用した場合、
スピード感に溢れ迫力あるゲームを楽しめるようにな
る。また、観察者は楕円体ミラーの背後に拡大された虚
像を見ることになるので、観察者から虚像までの見かけ
の距離が長くとれるという利点がある。そのため、ディ
スプレーシステムの実際の奥行きの距離を長くせずに大
画像を映し出すことができ、省スペース化が図れる。
As described above, according to the image display method using the ellipsoidal mirror of the present invention, an image can be displayed over the entire visual field without using a lens system such as a fisheye lens. Furthermore, since a general display device can be used as the display means, a display system capable of displaying an image in the entire visual field can be realized with an inexpensive structure. In addition, since the outside world does not enter the observer's eyes, the sense of reality and realism increases, and when applied to a space game or a driving game, for example,
You will be able to enjoy a powerful game full of speed. Further, since the observer sees the enlarged virtual image behind the ellipsoidal mirror, there is an advantage that the apparent distance from the observer to the virtual image can be long. Therefore, a large image can be displayed without increasing the actual depth distance of the display system, and space can be saved.

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

【図1】本発明の楕円体ミラーを用いた画像表示方法を
実現するディスプレーシステムの構成例を示す概念図で
ある。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a display system that realizes an image display method using an ellipsoidal mirror of the present invention.

【図2】本発明方法による像の表示動作と、全視野に渡
る像が映し出される原理を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an image display operation by the method of the present invention and a principle of displaying an image over the entire visual field.

【図3】凹面ミラーを用いた従来の画像表示方法の一例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional image display method using a concave mirror.

【図4】凹面ミラーを用いた従来の画像表示方法での投
影動作の原理を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a principle of a projection operation in a conventional image display method using a concave mirror.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 表示装置 2a 表示面 5 楕円体ミラー 5a ミラー F1 楕円体ミラーの第1の焦点 F2 楕円体ミラーの第2の焦点 2 display device 2a display surface 5 ellipsoidal mirror 5a mirror F1 first focus of ellipsoidal mirror F2 second focus of ellipsoidal mirror

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内面がミラーで形成された楕円体ミラー
の第1の焦点の位置の近傍に、かつ前記楕円体ミラーの
第1,第2の焦点を通る面上に表示面がくるように、表
示装置を配置し、前記表示装置からの画像を前記ミラー
に反射させ、前記第2の焦点の位置又はその近傍にて、
前記ミラーの後方に映し出される拡大された虚像を観察
し得るようにしたことを特徴とする楕円体ミラーを用い
た画像表示方法。
1. A display surface is located near a position of a first focal point of an ellipsoidal mirror having an inner surface formed of a mirror, and on a surface passing through the first and second focal points of the ellipsoidal mirror. , A display device is arranged, an image from the display device is reflected on the mirror, and at or near the position of the second focal point,
An image display method using an ellipsoidal mirror, characterized in that a magnified virtual image displayed behind the mirror can be observed.
【請求項2】 前記楕円体ミラーは、全視野を含む範囲
にミラー部が形成されている楕円体ミラーを使用する請
求項1に記載の楕円体ミラーを用いた画像表示方法。
2. The image display method using the ellipsoidal mirror according to claim 1, wherein the ellipsoidal mirror uses an ellipsoidal mirror in which a mirror portion is formed in a range including the entire visual field.
JP5183395A 1993-06-30 1993-06-30 Image display method using ellipsoidal mirror Pending JPH0720404A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016511888A (en) * 2013-02-07 2016-04-21 カーディフ メトロポリタン ユニバーシティCardiff Metropolitan University Improvements in and on image formation

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980721