JPH07245734A

JPH07245734A - 拡大観察装置及び凹面鏡

Info

Publication number: JPH07245734A
Application number: JP3386494A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yoshioka; 隆之吉岡; Akira Nitta; 顕新田; Sahori Azuma; 佐保里我妻; Tatsuro Konuma; 達郎小沼; Yukio Ozaki; 行雄尾崎
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1995-09-19
Also published as: EP0670659A2; EP0670659A3

Abstract

(57)【要約】【目的】拡大観察装置が太陽光等に曝されても、装置
内での入射光の集光等を自然に防止でき所望の機能及び
特性を保証し得るようにすることにある。【構成】筐体１１内に、画像表示部１３と、画像表示
部に表示された画像を投影して拡大する拡大部１２と、
筐体の一部に形成されて拡大部に投影された画像を観察
し得る観察窓１１ａと、を含む拡大観察装置において、
観察窓１１ａから画像表示部１３までの光路中に、入射
光の透過率及び／又は拡散率が可変な可変光透過部１９
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像表示装置の画像を
拡大させ、この拡大画像を観察者が観察できるようにし
た拡大観察装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオゲーム装置等に用いられる
ような、ＣＲＴ等の画像表示装置及び凹面鏡を用いて、
表示画像の投影を拡大して観察する拡大観察装置が知ら
れている。かかる拡大観察装置の一例として、図１に示
すようなゲーム装置がある。このゲーム装置は、基台１
に対して凹面鏡２とディスプレイ装置３とが対向するよ
うに配置固定され、座席４に座った操作者６が凹面鏡２
に投影された画像を観察しながら、操作部５を操作する
ことによってプレイできるようになっている。

【０００３】一方、かかる拡大観察装置を所定設置場所
に運搬するような場合において、露出状態で直接車の荷
台に載置すると、その載置方向如何によっては太陽光が
凹面鏡２に入射し、この入射光が集光せしめられて、デ
ィスプレイ装置３の表示面３ａ等に当たり、その特性の
劣化、あるいは内部破損等を引き起こしかねない。そこ
で、これに対処すべく、運搬等の際は黒い布切れ等を装
置全体を包むように覆せて、太陽光が装置内に入射しな
いようにしていた。

【０００４】しかしながら、このような手法では運搬作
業等が煩雑になり、また、運搬時以外でも装置が屋外に
放置されて太陽光に曝される場合があり、かかる場合に
あっても太陽光の入射による破損等を防止する必要があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
等に鑑み、本願発明の目的とするところは、装置が太陽
光等に曝されても装置内での集光等を自然に防止でき、
もって、所望の機能及び特性を保証し得る拡大観察装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の拡大観察装置
は、画像表示面を有する表示部と、前記画像表示面に表
示された画像の投影を拡大する拡大部と、前記表示部及
び拡大部を配置する筐体と、前記筐体の一部に形成され
て前記拡大部を介して画像を観察するための観察窓と、
を含む拡大観察装置であって、前記観察窓から前記表示
部までの光路中に、入射光の透過率及び／又は拡散率が
可変な可変光透過部を設けた、ことを特徴としている。

【０００７】また、前記拡大観察装置において、前記可
変光透過部を、入射光の光路において、前記拡大部より
も上流側に配置したことを特徴としている。また、前記
可変光透過部が、フォトクロミック材料により形成され
ていることを特徴としている。また、前記拡大観察装置
において、前記光透過部が液晶パネルからなり、入射光
を受光して信号を発する光検知手段と、前記信号に応答
して前記液晶パネルの透過特性を制御する制御手段とを
有することを特徴としている。

【０００８】また、前記拡大観察装置において、前記拡
大部が裏面に反射面を有する凹面鏡からなり、前記可変
光透過部が前記凹面鏡の前面部に設けられていることを
特徴としている。さらに、表面及び裏面を有し、前記裏
面に金属膜よりなる反射面を有する凹面鏡において、前
記表面にフォトクミック材を含む層を設けたことを特徴
としている。

【０００９】

【作用】観察窓から画像表示部までの光路中に、入射光
の透過率及び／又は拡散率が可変な可変光透過部を設け
たことにより、筐体の一部に形成した観察窓から太陽光
等のエネルギの高い光が装置内に入射しても、かかる光
透過部を透過した透過光は、光量が減少しあるいは拡散
せしめられた状態となる。従って、例え拡大部を経由し
た後においても極部的に高エネルギ状態で集光されるよ
うなことはないし、異常時なので見えなくても良い。一
方、正常に設置された状態であれば、観察窓から画像表
示部の画像の虚像を観察できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る拡大観察装置の実施例に
ついて、図面に基づき説明する。図２は、拡大観察装置
の一実施例を示すものである。図示されるように、装置
のケース本体１１内には、所望の画像を表示させるＣＲ
Ｔ等の画像表示装置１３と、この画像表示面１３ａに対
向して凹面鏡１２とが配置されている。また、ケース本
体１１の上側部には観察窓１５が設けられており、観察
者（操作者）は操作部１４に載置された操作釦等を操作
しながら、この観察窓を通して、凹面鏡１２に向けて投
影された表示画像を、凹面鏡の後方に拡大された虚像と
して見ることができるようになっている。

【００１１】また、本実施例では観察窓１５が、太陽光
の光量等に応じて光の透過率等が可逆的に変化し得る可
変光透過部としての調光パネルにより形成されている。
かかる調光パネルの具体例としては、例えば透過率が変
化するヘテロポリタングステン酸，フルギド化合物，ス
ピロピラン，スピロオキサジン等のフォトクロミック物
質を用いて形成したもの、あるいはフォトクロミックガ
ラス等が挙げられる。

【００１２】観察窓１５を、このようなフォトクロミッ
クスを用いた調光パネルにより形成することにより、こ
のパネルに太陽光Ｅ₀等が入射した際、光遮蔽作用が生
じ、装置内部へ透過する透過光Ｅ₁の光量が減少する。
従って、画像表示面１３ａの材料がガラス材，プラスチ
ック材であっても、また、その画像表示装置１３が木
材，鉄板メッキ材やビニール材等であっても損傷するお
それはない。

【００１３】図３に示す実施例は、図２に示す実施例に
対して観察窓１６を、太陽光Ｅ₀等が照射された場合に
その透過光を拡散光ｅ₁にすべく、光の拡散率が可逆的
に変化し得る調光パネルにより形成したものである。上
記透過率又は拡散率を可逆的に変化せしめる調光パネル
として、液晶物質からなるパネル等を用いることも可能
である。具体的には、図４に示されるように、液晶調光
シートＵＭＵ５０ｃを透明電極５０ｂ及びガラス板５０
ａにより挾持した積層構造をなす液晶パネル５０を用い
て、光検知手段としてのＣｄｓセル５１，制御電源５
２，抵抗５３，スイッチ５４及び駆動電源５５を図示の
如く接続する。かかる回路によれば、Ｃｄｓセル５１に
太陽光が照射されると、Ｐ₁点の電位が下がり、スイッ
チ５４がＯＮ作動する。このスイッチ５４の作動によ
り、駆動電源５５の電圧が液晶調光シートＵＭＵ５０ｃ
間に加わり、透過光を減少させ、又は拡散させるような
分子配向となる。これにより、凹面鏡に到達する太陽光
の光量等を抑制することができ、又、方向性等を調整で
きる。尚、この場合輸送時等の未使用時には電源がＯＦ
Ｆ状態であるので安全性が保たれる。又、光検知手段に
は、受光トランジスタやホトダイオードを使用してもよ
い。

【００１４】図５に示す実施例は、調光パネル１７を観
察窓１１ａ部ではなく画像表示装置１３の表示面１３ａ
と凹面鏡１２との間及び観察窓１１ａと凹面鏡１２との
間の光路中に介在させて基台１８上に固定したものであ
る。かかる構成によれば、太陽光Ｅ₀が観察窓１１ａか
ら装置内に入射した場合、調光パネル１７を透過した透
過光Ｅ₁は凹面鏡１２により反射せしめられ、再び調光
パネル１７を通過して透過光Ｅ₂となる。この光路にお
いて、太陽光Ｅ₀は２度に亘ってその光量が低減され若
しくは拡散せしめられる故、画像表示装置１３の表示面
１３ａに到達する光量は少なくなり、もって、入射光が
表示面１３ａ等に及ぼす影響は極力低減されることにな
る。尚、ここで観察窓とは、窓部に透明ガラス板等が設
けてある場合、あるいは窓部が単なる開口状態になって
いる状態も含む概念である。

【００１５】図６に示す実施例は、観察窓１１ａと凹面
鏡１２との間の光路中に調光パネル１９を配置したもの
である。かかる構成においては、装置を運搬あるいは移
動する際等に、観察窓１１ａに調光パネルを設ける場合
に比べ、誤って装置本体を他部材に衝突させるようなこ
とがあっても、調光パネル１９はケース本体１１の内部
に配置されている故、その破損等を極力防止できる。

【００１６】また、太陽光が装置内に入射する際の入射
経路において、凹面鏡１２よりも上流側即ち太陽光の入
射する側に位置する故、観察窓１１ａ部に設けた場合と
同様に、画像表示装置１３等に達する光量を効率良く低
減することができる。図７に示す実施例は、図６に示す
実施例の如く別個の調光パネルを設けるのではなく、凹
面鏡として裏面にアルミニウムや銀等の金属で蒸着コー
ティングした反射面２２ａを有する裏面鏡２２を採用
し、この裏面鏡の前面部をフォトクロミック材を混入し
たガラス又はプラスチック材２２ｂ等により形成したも
のである。すなわち、このフォトクロミック材が調光パ
ネルとしての役割を成すものである。この場合、ガラス
材の裏面を反射面２２ａとし、そのガラス材の表面に水
溶性無機フォトクロミック物質であるヘテロポリタング
ステン酸を含有するコーティング液を被覆硬化させても
よい。

【００１７】かかる構成によれば、太陽光Ｅ₀が装置内
に入射すると、裏面鏡２２の前面部に形成されたフォト
クロミック材の層を透過し、反射面２２ａに達すると、
ここで反射されて再びフォトクロミック材の層を透過し
て、透過光Ｅ₁として表示面１３ａ方向に向かって出射
されることになる。このように、装置内に入射した入射
光は、表示面１３ａに達するまでに、調光パネルとして
のフォトクロミック材を２度に亘って通過する必要があ
り、この２重の光線経路によって光のエネルギはさらに
減衰せしめられ、画像表示装置１３に達する光量は太陽
光Ｅ₀ に比べてかなり減少することになる。一方、太陽
光がない場合には、フォトクロミック材は透明性を保持
されるので、画像による虚像を高光量で明瞭度よく観察
することができる。

【００１８】従って、図２ないし図６に示す構成に比
べ、より有効な光量（エネルギ）低減効果が得られるこ
とになる。図８に示す実施例は、図２ないし図７に示す
ような拡大観察装置がカプセル内に設けられて、これら
が全体として拡大観察装置を形成するようなものであ
る。図示されるように、ケース本体１１内に凹面鏡１２
及び画像表示装置１３等が配置収納された装置が、さら
に、カプセル本体２４内に配置収納され、又、観察者
（操作者）が座る座席２３が配置されて、これらが全体
として拡大観察装置となっている。

【００１９】また、カプセル本体２４上側部には本体２
４の外部から内部の表示画像を視認できる観察窓２５が
設けられている。そして、この観察窓２５が太陽光Ｅ₀
の入射の際の透過率又は拡散率を可逆的に変え得る前述
同様の調光パネルにより形成されている。かかる構成に
よれば、太陽光Ｅ₀がカプセル本体２４に設けられた観
察窓（調光パネル）２５を透過することで、より低光量
の透過光Ｅ₁となり、前述実施例同様の効果が得られ
る。

【００２０】以上のように、観察窓部にあるいは観察窓
と画像表示装置の表示面との間の光路中に、太陽光等の
エネルギの高い光が透過する際にその透過率が小さくな
るような、あるいは拡散率が大きくなるような光透過部
としての調光パネルを配置することにより、装置内部に
入射する光量を低減でき、あるいは入射光が凹面鏡によ
り集光せしめられて極部的にエネルギが高くなるのを防
止することができ、もって、装置を構成する部品の性能
劣化、あるいは破損等を防止できる。

【００２１】次に、前述の如き拡大観察装置における、
物体表面の入射光のエネルギ密度を考慮した凹面鏡と画
像表示装置の表示面との配置関係について説明する。図
９に示すように、凹面鏡１２と表示面１３ａとが対向配
置され、平行光（太陽光）が凹面鏡１２により反射され
て表示面１３ａに入射する光学系を考える。ここで、
ｒ，ｓはそれぞれ凹面鏡１２における入射光の半径，面
積を表わし、ｒ',ｓ'はそれぞれ表示面１３ａにおける
スポット光の半径、スポット面積を表わす。また、ｄは
凹面鏡１２と表示面１３ａとの離間距離を、ｆは凹面鏡
１２の焦点距離を表わす。

【００２２】ここで、表示面１３ａ上における光のエネ
ルギ密度は、入射光のエネルギをＥ ₀とすると、

【００２３】

【数１】

【００２４】となる。一方、図９より、

【００２５】

【数２】

【００２６】の関係が得られるから、密度比（面積比）
Ｓ_Rは、

【００２７】

【数３】

【００２８】となる。従って、かかる面積比Ｓ_Rを所定
値（λ）以下に設定すべく、凹面鏡及び表示面の配置関
係あるいは諸寸法等を適宜選択することにより、画像表
示装置に集光せしめられる光エネルギを所定値以下に抑
えることができ、前述同様の性能劣化等の防止効果が得
られる。

【００２９】上記面積比の概念に、前述調光パネルの透
過率Ｔ及び凹面鏡の反射率Ｒを考慮して、面積比Ｓ_Rが
所定値（λ₁）以下となるような次式、

【００３０】

【数４】

【００３１】を満足するように、諸寸法及び配置関係を
選択するのもより有効な手法である。以上述べた拡大観
察装置に係る実施例では、反射鏡としての凹面鏡、裏面
鏡、及び画像表示部としてのＣＲＴ等の画像表示装置を
含む場合について説明したが、反射鏡の代わりに拡大レ
ンズ等を、又、画像表示装置として動画を表示するＣＲ
Ｔ等に限らず、静止画を表示するＣＲＴ以外の装置等を
含む場合の拡大観察装置であっても、本願発明の特徴で
ある調光パネルが適用可能なことは云うまでもない。こ
の場合、拡大レンズ等そのものが調光作用を持ったもの
であってもよい。例えば、フレネルレンズにより拡大観
察する装置においてこのフレネルレンズが調光物質を含
む、例えばフォトクロミック材のスピロオキサジンを含
ませて調光作用をもたせた材料で作られることで、観察
装置を保護することができ、そして、その装置の取扱い
が極めて楽になる。

【００３２】また、上述実施例においては、操作部を設
けて観察者が操作しつつ観察できる装置について説明し
たが、操作部がなく単に観察するだけの装置であっても
当然に本発明の拡大観察装置に含まれる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の拡大観察装
置によれば、観察窓部あるいは観察窓と画像表示面との
間の光路中に、入射光の透過率又は拡散率を可変とする
可変光透過部を設けたことにより、画像表示部等に達す
る入射光の光量を低減でき、もって、表示装置等の性能
の劣化あるいは破損等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の拡大観察装置を示す概略側面図であ
る。

【図２】本発明に係る拡大観察装置の一実施例を示す
概略断面図である。

【図３】本発明に係る拡大観察装置の他の実施例を示
す概略断面図である。

【図４】本発明に係る可変光透過部として液晶パネル
を用いた場合の駆動回路図である。

【図５】本発明に係る拡大観察装置の他の実施例を示
す概略断面図である。

【図６】本発明に係る拡大観察装置の他の実施例を示
す概略断面図である。

【図７】本発明に係る拡大観察装置の他の実施例を示
す概略断面図である。

【図８】本発明に係る拡大観察装置の他の実施例を示
す概略断面図である。

【図９】本発明に係る画像表示面と凹面鏡との配置関
係を説明するための光学系を示す図である。

【主要部分の符号の説明】

１０，２０，３０，４０，６０，７０拡大観察装置１１ケース本体１１ａ観察窓１２凹面鏡（拡大部）１３画像表示装置（表示部）１３ａ表示面１５，１６，１７，１９調光パネル（可変光透過部）２２裏面鏡２２ａ反射面２２ｂフォトクロミックガラス（可変光透過部）２４カプセル２５調光パネル（可変光透過部）５０液晶パネル（可変光透過部）５１Ｃｄｓセル（光検知手段）

フロントページの続き (72)発明者小沼達郎東京都大田区大森西４丁目15番５号パイオニア株式会社大森工場内 (72)発明者尾崎行雄東京都大田区大森西４丁目15番５号パイオニア株式会社大森工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像表示面を有する表示部と、前記画像
表示面に表示された画像の投影を拡大する拡大部と、前
記表示部及び拡大部を配置する筐体と、前記筐体の一部
に形成されて前記拡大部を介して画像を観察するための
観察窓と、を含む拡大観察装置であって、前記観察窓から前記表示部までの光路中に、入射光の透
過率及び／又は拡散率が可変な可変光透過部を設けた、
ことを特徴とする拡大観察装置。
【請求項２】前記可変光透過部を、入射光の光路にお
いて、前記拡大部よりも上流側に配置したことを特徴と
する請求項１記載の拡大観察装置。
【請求項３】前記可変光透過部が、フォトクロミック
材料により形成されている、ことを特徴とする請求項１
又は２に記載の拡大観察装置。
【請求項４】前記可変光透過部が液晶パネルからな
り、入射光を受光して信号を発する光検知手段と、前記
信号に応答して前記液晶パネルの透過特性を制御する制
御手段とを有する、ことを特徴とする請求項１又は２に
記載の拡大観察装置。
【請求項５】前記拡大部が裏面に反射面を有する凹面
鏡からなり、前記可変光透過部が前記凹面鏡の前面部に
設けられている、ことを特徴とする請求項１，３，４い
ずれか１つに記載の拡大観察装置。
【請求項６】表面及び裏面を有し、前記裏面に金属膜
よりなる反射面を有する凹面鏡であって、前記表面にフォトクロミック材を含む層を設けたことを
特徴とする凹面鏡。