JPH07504046A - 改良されたシミュレータ装置 - 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】

改良されたシミュレータ装置 発明の背景 本発明は、−人又は複数人に対しその周囲の状況及び／又は出来事の実質的に現 実感のあるンミコレーンヨン状態を提供するような構成としたスクリーンシミュ レータ装置に関する。 現在、一般的に言って、キャビンと、ノ１ウノングと、コックピントと、ンート 等と、を備えるシミュレータ装置が公知であり、そこから周囲の状況、出来事、 乗物の運転、飛行、又はその他の動作、或は四囲の状況の映写像を見ることが出 来る。この偉は、慣性作用に実質的に同期化して見えることが多ｔ１゜例えば、 多くの場合、かかる／ミュレータは、飛行訓練及び／又は自動車のドライ／くの 訓練に使用される。しかし、これは、単に一例にしか過ぎない。様々な場合喀こ お％＋て、かかるシミュレータ装置は、娯楽の目的に使用される。 今日迄に公知であるスクリーンシミュレータ装置の重要な特徴の一つは、周囲の 状況及び／又は出来事の現実的なノミュレーンツン状態を提供するように、−人 又は複数人に対し像がスクリーンに映写されるスクリーン装置である。従来力面 ら公知で且つ利用可能であり、より簡単である装置は、大部分は、見ようとする （象をビデオ又はフィルムスクリーン上に直接、映写する。他方、より複雑な装 置は、仮想＠限遠に（象を提供しようとする。仮想無眼遠に示された像は、スク リーンの枠の境界部分を越えて現れ、実際にこれらの像は、スクリーン又は該ス クリーンを収容するカプセルの外に現れる。 今日まで公知の商業用型式のｆｌｌ像シミュレータ装置の多くは、この／ステム １よ、例えば、戦闘爆撃機の窓、潜水艦の潜望鏡、照準器等といった小型のウィ ンド′ンミュレータに限られると言う点で、寸法、重量１及びコストの面で実際 的なｌｌ＋ｌＩｉがある。このため、これらのシミュレータは、こうした目的に は十分である力（、大きい収容能力が必要とされる娯楽用ノステノ・に使用する には、不適当であり且更に、−娯楽用システムにおいて、像は、スクリーン上で 直接、見ることが多く、このため、スクリーンの位置における平坦な像として現 れることが多い。直接見られるスクリーンから得られる現実感の程度には眼りが あり、従って、一般的にいって、その質は劣る。 従来技術で開示されたスクリーンシミュレータ装置の一例は、国際特許出願第８ ９１０９４３１号の明細書、米国特許第２．１３２．９０４号、同第２．５１１ ．７０２号、同第３．１９８゜０６６号、同第３．３１６．０５３号、同第ふ４ ８０．３４６号、同第３．７４１．６３８号、同第４．１６７゜３１１号の明細 書、及び英国特許第１４７．４０４号、同第１６７、３４０号の明細書から公知 である。 本発明の一つの目的は、像の現実感を増し且つ／又はその像の深度を増す、スク リーンシミュレータ装置を提供することである。 本発明の別の目的は、今日まで公知のシミュレータ装置の能力を増し且つその像 を良好にするスクリーンシミュレータ装置を提供することである。 本発明の別の目的は、開示され且つ今日まで公知のスクリーンシミュレータ装置 における問題点及び／又は欠点を解決し、又は少なくとも最小にするスクリーン シミュレータ装置を提供することである。 本発明のその他の目的は、以下の説明から明らかになるであろう。 発明の概要 本発明の一つの特徴によれば、離間して配置されたスクリーン手段及び−又は複 数のミラ一手段を備えるスクリーンシミュレータ装置であって、該スクリーン手 段には、離間して配置された複数の透過部分が形成され、上記ミラ一手段には、 複数の穴又は開口が形成され、上記スクリーン及びミラ一手段は、互いに関して 一定の位置に配置され、上記スクリーンの透過部分と上記ミラ一手段の複数の穴 又は開口は、その一方がその他方に対して非整合状態であるようにされ、上記ス クリーン手段のスクリーン面と上記ミラ一手段の反射面が内方に向けて互いに略 対面し、上記スクリーン手段の上記透過部分及び上記ミラ一手段の上記穴又は開 口は、その一方がその他方に対して非整合状態に配置され、上記スクリーン手段 のスクリーン部分が上記ミラ一手段の上記穴又は開口と固定された、実質的な略 整合／正台状態となり、−に記ミターの外側面から離間して配置され、上記ミラ 一手段の外側面において上記の複数の穴又は開口を通して像を映写し、該像が上 記ミラーの上記穴又は開口と実質的に正合状態にある上記スクリーン面の上記部 分に現れるようにする映写手段と、偉をスクリーン面の上記部分から上記スクリ ーン手段の上記透過部分を通して反射させ、上記スクリーン手段の外側面から離 間した位置から見えるようにする、上記ミラーの内方を向いた反射部分と、を備 えるスクリーン／ミニレータが提供される。 ４、

【図面の簡単な説明】

以下に、本発明の単に一例について説明する。添付図面において、図１は、本発 明の一実施例によるスクリーンシミュレータ装置の概略図的な部分側面図、 図２は、本発明の別の実施例によるスクリーンシミュレータ装置の概略図的な部 分側面図、 図３は、本発明の更に別の実施例によるスクリーンシミュレータ装置の概略図的 な部分側面図である。 本発明の好適な実施例の詳細な説明 以下に、添付図面を参照しつつ、単に一例として、本発明について説明する。 しかし、これらの図面は、概略図に過ぎず、本発明の各種の形態を一例として説 明するために示すものであることを理解すべきである。 添付図面を参照すると、該／ミュレータ装置は、通常、人が座ることの出来る適 当なハウジング、又はキャビン内に配置されるであろうが、これらの図面は、本 発明におけるスクリーンと−又は複数のミラーとの配置及び関係の一例を示すも のに過ぎないことを理解すべきである。かかる］功ノング又はキャビン１は、実 際には、本体と正面及び各側部の窓開口部、特に、窓開口部２を備えることが可 能であり、該窓開口部２には、例えば、偏光ガラスから成る窓３が配置される。 該窓３の後方には、ハウジング１が配置されており、該ハウジング１は、スクリ ーン及びミラ一手段を適当な映写手段と関係付けて配置する。スクリーン手段４ 及びミラ一手段５は（ブラケｙト又はフレーム６等により）Ｈ間して配置され、 互いに関して固定状態に取り付けられる。スクリーン手段４は、任意の適当なス クリーン材料で形成する一方、ミラ一手段５は、任意の適当なミラー材料、即ち 、反射性材耕で形成し、又は提供される。 本発明の装置は、　（例えば、その上に像が映写され得るようにした）内側スク リーン面７を有する一方、複数の透過部分８が貫通して伸長する、少なくとも一 つのスクリーン手段４を備えている。該スクリーン手段４の後側面、即ち外側面 ９は、−人又は複数人が見ることが出来るように外方向に伸長する。上述のよう に、該スクリーン手段４には、離間して配置された複数の透過部分８が設けられ ており、これらの透過部分８は、透過性材料で形成することが出来、又は、貫通 して伸長する複数の穴又は開口とすることが出来る。このため、該スクリーンは 、実質的に、複数の透過部分あるいは複数の貫通する穴又は開口８を有する、部 分的スクリーンである。該スクリーンの透過部分は、その全体に略均−に分布し て、実質的に、像、即ち、スクリーン画素７ａを形成する離間したスクリーン部 分をスクリーンの内側面７に実質的に均一に分布するようにすることが望ましい 。 スクリーン７の透過部分（複数の穴／開口）８は、観察距離にて個々に識別不能 なように十分に小さくなければならない。 本発明のスクリーンンミュレータは、スクリーン手段４のスクリーン内面７から 離間したー又は複数のミラ一手段５を更に備えている。以下に更に説明するよう に、所望であれば、ミラ一手段５の反射面５ａがスクリーン手段４の内側スクリ ーン面７を向くように複数のミラ一手段５をスクリーン手段４から離間し且つ該 スクリーン手段４と関係付けて配置することも可能であるが、一つのスクリーン 手段４及び一つのミラ一手段５を使用する場合について本発明を説明する。 本発明の好適な実施例において、ミラ一手段５は、スクリーン面７から離間され ており、また、該ミラ一手段５には、貫通して伸長する複数の穴又は開口１０が 形成され、このため、実質的に、部分的ミラーが形成される。これらのスクリー ン手段４及びミラ一手段５は、　（ブラケット又はフレーム６等により）互いに 関して固定状態に固着され、スクリーン手段４の透過部分８及びミラ一手段５の 穴又は開口１０が互いに非整合状態となってノ１ウノング１内に取り付けられる 。 このことは、実質的に、スクリーン手段４の内側スクリーン面７の部分／画素７ ａがミラ一手段の開口又は大ＩＯと実質的に整合／正合状廖となる一方、ミラ一 手段５の反射部分又は画素５ａ（ミラ一手段５の穴又は開口１０によって分離さ れたもの）は、スクリーン手段４の透過部分又は開口８と実質的に王台状態とな ることを意味する。 ミラ一手段５の穴又は開口１０は、均一に分布することが望ましく、観察距離に て個々に識別不能な寸法であることが望ましい。 映写手段２０がミラ一手段５の後方に配置されており、該映写手段２０は、ミラ 一手段５の後側面５ｂに向けて像を映写し、このため、その像は、ミラ一手段５ の複数の穴又は開口１０を通過する。ミラ一手段５の穴又は開口１０を通過する この儂は、スクリーン手段４の内側面７上のスクリーン画素７ａ上に現れ、次に 、この像は、ミラ一手段５の反射部分、即ち画素５ａにて反射され、スクリーン 手段４の透過部分８を通じて見ることが出来、スクリーン手段４の外側面９から 離間した位置にいる一人又は複数人が視認可能となる。このため、この反射した ｆｇｌｌよ、スクリーン手段４の均一に分布し且つ離間して配！された複数の透 過部分８を通じて視認される。上述したように、このスクリーン手段４の透過部 分８は、観察距離にて個々に識別不能であるように十分に小さい。 次に、添付図面の図１を参照すると、スクリーン手段４及びミラ一手段５は、互 いに略平行で且つ離間した関係で示しである。理解され得るように、これらのス クリーン手段４及びミラ一手段５は、互いに関して固定状態に取り付は得るよう に、ハウジング又はキャビン１内の筒所６で固定状態に取り付けられている。 映写手段２０が適当なハウジング１に関係して、又は、ミラ一手段５の後側面５ ｂから後方に離間して配置され、スクリーンンミュレータ装置に向けて像を映写 する。任意の適当な映写手段が利用可能である点は、有利である。 スクリーン手段４には、（透過性材料から成る部分のような）貫通する複数の透 過部分８又は貫通する穴又は開口が形成される。これらの透過部分８は、スクリ ーン手段の面の全体に均一に分布され、観察距離にて個々に識別不能である程度 に十分に小さい寸法である。複数の透過部分８は、　（スクリーン手段４の内側 スクリーン面７の上に）１！［間した複数のスクリーン画素７ａを形成する。少 なくともその内側面に反射面を有するミラー、又は反射性材料の形態による少な くとも一つのミラ一手段５がスクリーン手段４の面７から内方に離間した位置に 固定状態に取り付けられ且つ該面７ａの方を向く。複数の穴又は開口１０が設け られ、ミラ一手段５を通って伸長し、このため、ミラ一手段の内側面（スクリー ン手段４のスクリーン面７に向けて内方を向いている）には、複数のミラー画素 ５ａが形成され、又は設けられる。 スクリーン４及びミラ一手段５は、スクリーン手段４の透過部分８とミラ一手段 の開口又は穴１０が実質的に非正合状態となるように配置される。その結果、ス クリーン手段４の内方を向くスクリーン画素７ａは、ミラ一手段５を通って伸長 する複数の穴又は開口１０と実質的に整合又は王台状態となる。 上述のように、映写手段２０が設けられ、該映写手段２０を作動させると、それ からの光及び像は、ミラー５の後側面５ａに向けて伸び、その複数の開口又は穴 ＩＯを通り、スクリーン手段４の内ｍ而７のスクリーン面ｓ７ａの上に現れる。 次に、スクリーン面＊７ａの上に現れる像及び光は、ミラ一手段５の内側ミラー 面又は反射面（ミラー画素）５ａにより反射され、スクリーン手段４の外側面９ から離間した位置「Ａ」から、スクリーン手段４の照らされた、均一に配分され 更に均一に離間した複数の透過部分８を通じて視認することが出来、ノミュレー トされた状況又は出来事を表示する。 本発明の好適な形態において、スクリーン手段４及びミラ一手段５は、平坦であ り、その一方がその他方に対し平行に離間される。 また、スクリーンの画素７ａの開の透過部分８とミラ一手段５の複数の穴又は開 口１０とは、眼で識別不能であるように十分に小さく且つそのように分布するこ とを要し、例えば、スクリーン手段４の外側面９から離間した位置「Ａ」から見 たとき、個々に反射された画素の証明が仮想無限遠での単一のコヒーレントなｆ 像として現れるようにする。 次に、添付図面の図２を参照すると、本発明の装置は、少なくとも一つの湾曲し た凹型ミラー５を備えており、その凹状面２５は、スクリーン手段４の内側スク リーン面７に向けて内方を向く。−例として添ｆ１図面の図２に示したような凹 型ミラー面２５を使用すると、−例として、添付図面の図２に示したように像の 深度及び無限遠が著しく増すことが判明した。 次に、添付図面の図３を参照すると、本発明のこの形態において、略凸状の形状 の湾曲ミラー５が提供され、この凸状面２６は、スクリーン手段４の内側スクリ ーン面７に向けて内方を向く。本発明によれば、この凸状面２６を使用する場合 にも、像の深度が顕著に増すことが判明した。 本発明の更に別の形態において、どの方向が必要とされたとしても、像の深度を 更に増し且っ俣想無眼遠に儂を形成するため、複数のミラ一手段及び／又は湾曲 ミラ一手段が設けることが可能であることが理解される。単に一例として、添付 図面の図２に示すように絡凹状のミラー面２５は、像が実質的に図面の図２に示 す位置ｒＸＪに現れるようになる程度まで、像の深度を増すであろう。しがし、 図面の図３を参照して単に一例として図示するように、本発明の更に別の形態に おいて、凸型ミラー面２６を使用すれば、儂は、例示として示しであるように、 図面の図３に示した位置「Ｙ」に現れる。 本発明の更に別の形態において、像の深度と偉の位置決めを高めるために複数の 湾曲ミラー及び／又は略平坦で平行なミラーが更に設けられる。 本発明の特徴を利用し、特に、スクリーンと−又は複数のミラーが互いに平行で あるこの利点及び特徴を考慮すれば、本発明は、見る者にとってスクリーン及び ／又はミラーのフレーム縁部を越えて見ることが不可能であるようにすることに より、現実感を増す、ンミュレータウインドの構造を可能にするものである。 換言すれば、フレーム縁部を越えてその先にある像形成装置を見ることは不可能 である。このことは、像の劣化を防止し、偉を視覚ウィンド及び／又はスクリー ンの境界に限定する。このことは、本発明の特別な利点である。 本発明は、スクリーン／ミコレータ装置を顕著に進歩させ、今日まで公知である かかるスクリーン／ミコレータ装置に伴う問題点を解決するものである。特に、 スクリーン手段４及び−又は複数のミラ一手段５が実質的に平行で一定の位置に あることは、従来から公知の装置に対する著しい改良を実現するものである。特 に、スクリーン及び部品を動かすことを必要とする装置に対する著しい改良を実 現するものである。本発明は、さらに大きい使用のフレキンビリティと、より大 きく且つより変化する視界深度での像のディスプレイを提供するものである。 単に一例として本発明について説明したが、請求の範囲に２載１．た本発明の範 囲から逸脱せずに、本発明の改良及び変形例が可能である。 国際調査報告　１□１．１１や１．。８．。、。 Ｆａ＋ｙ　ｐｃｒｎｓ入Ｑ＋　ｏ　＋ｅｏ恒耕ｕａ＋ｉｏｎ　ｏｆ　ｆｉｎ＋　 ｔｌｖｍ　ｆｌｌｌ　１ｌｕｌｙ　１Ｗ２１　伸ｉ舗国際調査報告　１−蘭１嗜 −１馴Ｎ。 ｙ’ｃｒｌＡυ！３６３７ ＴｈｉｓＡｎｎｃｘｌｉｓｔｓＩｈｅｋｎｏｗｒ＋”Ａ”ｐｕｂｌｉｃａ６ｏｎ ｌｅｖｅｌ■）２１１０１１ｔｆｍｉｌｙｍｅｍｂｅｒｓｒ■撃≠撃鰍獅■■O １ｈｅ、ｐ’ａｌｅｎｌｄｏｅｕｍｅｍｓｃｉｔｅｄｉｎｔｈｅａ七ｘｒｖｅ− ｍｅｒ＋ｕｏｎｅｄｉｎ劃ｃ＝「１１１１口ｏ側ａｊｓｅａｒｃｈｒｅｐｏｒｔ 、Ｔｈｅ＾ｕｓｍ宜ａ窒gＰａｔｅｎｔＯｒｎｃｅ＋ｓ＋ｎｎｏｗａｙｌｉａｂ ｌｅ（ｏｒｌｈａｅ　ｐａｒｕｃｕｌｍ　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｍｅｒｅｌｙ　 ｇｉｖｅｎ　ｆｏｒ由ｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｉｎｆｏｒｍａ口ｏ■ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。 ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ 、ＴＤ。 ＴＧ）、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＺ、ＦＩ、ＨＵ。 ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、Ｎｏ、ＮＺ、ＰＬ、ＰＴ、　ＲＯ ，ｋｕ、ＳＤ、　ＳＫ、　ＵＡ、　ＵＳ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．離間したスクリーン及び一文は複数のミラー手段を備えるスクリーンシミュ レータ装置にして、前記スクリーン手段には、離間した複数の透過部分が形成さ れ、前記ミラー手段には、複数の穴又は開口が形成され又は設けられ、前記スク リーン及び前記ミラー手段が、互いに関して固定状態に配置され、前記スクリー ン手段の透過部分と前記ミラー手段の複数の穴又は開口とが互いに関して実質的 に非正合状態となり、前記スクリーン手段の内側スクリーン面及び前記ミラー手 段の反射面が互いに向けて略内方を向き、前記スクリーン手段のスクリーン部分 が前記ミラー手段の複数の穴又は開口と実質的に整合／正合状態となるように、 前記スクリーン手段の前記透過部分と前記ミラー手段の前記穴又は開口とが互い に非正合状態にあり、 前記ミラー手段の外側面から離間した映写手段が前記外側面に及び前記複数の穴 又は開口を通じて像を映写し、像が、前記ミラー手段の前記穴又は開口と実質的 に整合／正合状態にある前記スクリーン手段の前記スクリーン部分に現れるよう にし、前記像が、前記ミラー手段の反射部分により反射され、前記スクリーン手 段の外側面から離間した位置から前記スクリーン手段の前記透過部分を通じて見 ることが出来るようにしたことを特徴とするスクリーンシミュレータ装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載のスクリーンシミュレータ装置にして、前記スクリ ーン手段及び前記ミラー手段が平行に離間されることを特徴とするスクリーンシ ミュレータ装置。
3. ３．請求の範囲第１項又は第２項に記載のスクリーンシミュレータ装置にして、 前記ミラー手段が少なくとも一つの湾曲ミラーを備えることを特徴とするスクリ ーンシミュレータ装置。
4. ４．請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載のスクリーンシミュレータ装置 にして、前記ミラー手段が、前記スクリーン手段の内側スクリーン面に向けて内 方を向いた凹状面を有する、少なくとも一つの凹型ミラー手段を備えることを特 徴とするスクリーンシミュレータ装置。
5. ５．請求の範囲第１項乃至３項の何れかに記載のスクリーンシミュレータ装置に して、前記ミラー手段が、前記スクリーン手段の前記内側スクリーン面に向けて 内方を向いた凸状面を有する、少なくとも一つの実質的に凸型のミラー手段を備 えることを特徴とするスクリーンシミュレータ装置。
6. ６．請求の範囲第１項乃至第５項の何れかに記載のスクリーンシミュレータ装置 にして、前記ミラー手段が離間した複数のミラーを備えることを特徴とするスク リーンシミュレータ装置。
7. ７．請求の範囲第１項乃至第６項の何れかに記載のスクリーンシミュレータ装置 にして、前記スクリーン手段の前記透過部分及び前記ミラー手段の前記複数の穴 又は開口が、略均一に分布されることを特徴とするスクリーンシミュレータ装置 。
8. ８．請求の範囲第１項乃至第７項の何れかに記載のスクリーンシミュレータ装置 にして、前記スクリーン手段の前記透過部分が、前記スクリーン手段に形成され た複数の穴又は開口の形態であることを特徴とするスクリーンシミュレータ装置 。
9. ９．請求の範囲第１項乃至第８項の何れかに記載のスクリーンシミュレータ装置 にして、前記スクリーン手段における均一に離間した複数の透過部分が前記スク リーン手段の内方を向いたスクリーン面に複数のスクリーン画素を形成し、前記 透過部分が、眼で認識不能であるような寸法であり、前記ミラー手段のミラーの 画素により前記透過部分を照射することにより、前記スクリーン手段の外側から 実質的に単一のコヒーレントな像が現れるようにしたことを特徴とするスクリー ンシミュレータ装置。
10. １０．請求の範囲第１項に記載のスクリーンシミュレータ装置にして、前記スク リーンが、その内側面に複数の離間したスクリーン画素が形成された部分スクリ ーンであることを特徴とするスクリーンシミュレータ装置。
11. １１．請求の範囲第１項に記載のスクリーンシミュレータ装置にして、前記ミラ ーがその内側面に複数の離間した反射画素が形成された部分ミラーであることを 特徴とするスクリーンシミュレータ装置。
12. １２．請求の範囲第１項乃至第１１項の何れかに記載のスクリーンシミュレータ 装置にして、前記像が、見たとき、前記スクリーン及び前記ミラーの縁端内の領 域を含んでいて、スクリーン内に前記結像しか見えないようにしたことを特徴と するスクリーンシミュレータ装置。
13. １３．請求の範囲第１項乃至第１２項の何れかに記載のスクリーンシミュレータ 装置にして、前記像が、見たとき、前記スクリーン及び前記ミラーを限るフレー ムの前記縁端内の領域を完全に含んでいて、前記スクリーン内及び前記フレーム 内にシミュレートされた像しか見えないようにしたことを特徴とするスクリーン シミュレータ装置。