JPH09281885A - Video display device - Google Patents

Video display device

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Publication number
JPH09281885A
JPH09281885A JP8088355A JP8835596A JPH09281885A JP H09281885 A JPH09281885 A JP H09281885A JP 8088355 A JP8088355 A JP 8088355A JP 8835596 A JP8835596 A JP 8835596A JP H09281885 A JPH09281885 A JP H09281885A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
screen
display device
projection
concave mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP8088355A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Oishi
哲 大石
Hiroki Yoshikawa
博樹 吉川
Hideo Tanide
秀雄 谷出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8088355A priority Critical patent/JPH09281885A/en
Publication of JPH09281885A publication Critical patent/JPH09281885A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a video display device capable of freely setting an angle of at a low cost using a concave mirror having high accuracy in the angle of visibility suitable for a simulator and an amusement. SOLUTION: The image display device provided with at least a screen 5, an image projection part 4 for displaying an image on the screen 5, an image source 19 for generating the image supplied to the image projection part 4 and the concave mirror 6 for turning back the image displayed on the screen 5 to an observing side, is constituted so that a display range changing means 20 for adjusting a display period for the image from the image source 19, with respect to a horizontal scanning cycle of the image projection part 4 is provided to change the horizontal width of the image displayed on the screen. By such a constitution, a horizontal observing angle for the image reflected by the concave mirror 6 and observed at an eys's point position 1 can be mode a desired value, the distortion of the observed image is made extremely little and accuracy in the angle of visibility for observing is enhanced.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】スクリ−ンと、前記スクリー
ンに映像を表示させる映像投写部と、前記映像投写部に
供給される映像を発生する映像源と、前記スクリ−ンに
表示された映像を観視側に折り返す凹面鏡と、を少なく
とも備え、観視者が凹面鏡を通してスクリーンに映しだ
された映像を観視する構成の映像表示装置に係り、特に
臨場感ある映像を提供するシミュレータ、ゲーム機器、
VR(バーチャルリアリティ)機器等に好適な映像表示
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION A screen, an image projection unit for displaying an image on the screen, an image source for generating an image supplied to the image projection unit, and an image displayed on the screen. A concave mirror that folds back to the viewing side, at least, and relates to a video display device configured to allow a viewer to view an image projected on a screen through the concave mirror, a simulator, a game device that provides a particularly realistic image,
The present invention relates to a video display device suitable for VR (virtual reality) equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のパソコン、ワークステーションな
どの小形、低価格化と、画像情報信号の出力性能の向上
により、従来の産業用大規模フライトシミュレータで実
現していた臨場感ある映像を小規模なゲームやシミュレ
ータなどの分野に提供できるようになってきた。
2. Description of the Related Art Due to the recent downsizing and cost reduction of personal computers and workstations, and the improvement of the output performance of image information signals, the realistic images realized by conventional large-scale industrial flight simulators can be reproduced on a small scale. It has come to be offered to fields such as various games and simulators.

【0003】臨場感ある映像を得るには、上記のよう
に、映像情報信号の出力性能の向上とともに、それを表
示する映像表示装置が重要である。
As described above, in order to obtain a realistic image, it is important to improve the output performance of the video information signal and to display the video information device.

【0004】従来より臨場感ある映像を表示するため
に、色々な映像表示装置が提案されてきた。なかでも、
スクリ−ンに表示された映像を観視側に折り返す凹面鏡
を介して観視する映像表示装置は、奥行き感のある映像
を観視者に感じさせることができるため、運動力学の厳
密性、忠実性を追及する大規模な操縦訓練用フライトシ
ミュレータなどで実用化されている。
Conventionally, various image display devices have been proposed in order to display a realistic image. Above all,
The image display device that views the image displayed on the screen through the concave mirror that folds back to the viewing side allows the viewer to feel the image with a sense of depth. It has been put to practical use in flight simulators for large-scale flight training that pursues sexuality.

【0005】かかる大規模な映像表示装置については特
公昭55−13031号公報に開示されており、図7の
垂直平面断面図により、これを説明する。ただし、同図
は、要部側面図であり、1は視点位置、4は投写部、5
はスクリーン、6aは楕円凹面鏡、22,23は出射光
線、24,25は透過光線、26,27は反射光線であ
る。
Such a large-scale image display device is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 55-13031, which will be described with reference to a vertical plane sectional view of FIG. However, this figure is a side view of the main part, where 1 is the viewpoint position, 4 is the projection unit, and 5 is the projection unit.
Is a screen, 6a is an elliptical concave mirror, 22 and 23 are outgoing rays, 24 and 25 are transmitted rays, and 26 and 27 are reflected rays.

【0006】同図において、投写部4の投写レンズ(図
示せず)から出射される出射光線22,23がスクリ−
ン5上に照射されることにより、この投写部から出力さ
れる映像が拡大表示され、そのスクリ−ン5を透過した
透過光線24,25が、楕円凹面鏡6aで反射されて、
その反射光線26,27が視点位置方向に進む。これに
より、視点位置1の観視者は観視方向Fからこの表示さ
れた映像を観視することができる。
In FIG. 1, outgoing light rays 22 and 23 emitted from a projection lens (not shown) of the projection unit 4 are screened.
By illuminating the screen 5, the image output from this projection unit is enlarged and displayed, and the transmitted light rays 24 and 25 that have passed through the screen 5 are reflected by the elliptic concave mirror 6a,
The reflected light rays 26 and 27 travel toward the viewpoint position. As a result, the viewer at the viewpoint position 1 can view the displayed image from the viewing direction F.

【0007】ここで、スクリ−ン5は、投写装置4から
見て凸面状をなし、かつ、楕円凹面鏡6aのほぼ焦点面
に配置している。
Here, the screen 5 has a convex shape when viewed from the projection device 4, and is arranged substantially on the focal plane of the elliptic concave mirror 6a.

【0008】このように配置された映像表示装置は、ス
クリ−ン5が、ほぼ楕円凹面鏡6aの焦点面に位置する
ため、スクリ−ン5からの透過光線24,25が楕円凹
面鏡6aで反射して得られる反射光線はほぼ平行光線と
なり、視点位置1の観視者1に対してほぼ無限遠に虚像
が観視され、この結果、奥行感ある映像を観視者に感じ
させることになる。
In the image display device thus arranged, since the screen 5 is located substantially on the focal plane of the elliptical concave mirror 6a, the transmitted rays 24 and 25 from the screen 5 are reflected by the elliptic concave mirror 6a. The reflected light rays thus obtained become substantially parallel light rays, and a virtual image is viewed at infinity with respect to the viewer 1 at the viewpoint position 1, and as a result, the viewer feels a deep image.

【0009】また、前記公報によれば、1台の画像投写
装置で構成されていたが、例えば、左右視野角を60度
程度以上に広げる場合には、複数の画像投写装置を例え
ば特開平6−301331号公報に開示されているよう
に、複数の投写部で、スクリーンに広視野角な映像を表
示し、凹面鏡を介して観視することで映像の視野角を広
げようとしたものがある。
Further, according to the above-mentioned publication, one image projection device is used. However, for example, when the left and right viewing angles are widened to about 60 degrees or more, a plurality of image projection devices are provided, for example. As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 301331, there is one in which a plurality of projection units display an image with a wide viewing angle on a screen and try to widen the viewing angle of the image by viewing through a concave mirror. .

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、凹面鏡を
用いた映像表示装置は、臨場感ある映像表示が可能であ
るが、凹面鏡は、真空成形で作り、その基材に反射膜を
真空被覆してなるため、凹面鏡の全面にわたって均一な
面形状や反射特性を得ることは難しく、また、スクリ−
ンは、球形に成形したのち拡散層を形成する必要がある
が、全面にわたって均一な形状と均一な被覆を施すこと
は難しく、視点位置、凹面鏡、スクリーンなどの光学的
配置寸法を所定の位置に配置しても所定の視点位置から
観視者が観視する映像は、歪みを持って見え問題があ
る。
As described above, the image display device using the concave mirror can display an image with a realistic sensation. However, the concave mirror is formed by vacuum molding, and its substrate is vacuum coated with a reflective film. Therefore, it is difficult to obtain a uniform surface shape and reflection characteristics over the entire surface of the concave mirror.
It is necessary to form a diffusion layer after forming a spherical shape, but it is difficult to apply a uniform shape and uniform coating over the entire surface, and the optical arrangement dimensions such as the viewpoint position, concave mirror, screen, etc. should be adjusted to the predetermined positions. Even if they are arranged, the image viewed by the viewer from a predetermined viewpoint position has a problem that it looks distorted.

【0011】そこで、これまでは、歪みの少ない映像を
得ようとして、主に視点位置を移動させて歪みの無い映
像を得る方法を採っていた。このような調整を行うと、
視点が移動するため、観視者の映像水平視野角が変化す
る問題があった。図8の水平平面断面図でその状態を説
明する。ただし、同図は、映像表示装置の要部上面図
で、1,1aは視点位置、4は投写部、5はスクリー
ン、6aは楕円凹面鏡、7,7c、8,8cは出射光
線、11,11c,28,12,12c,29は透過光
線、13,13c,30,14,14c,31は反射光
線である。
Therefore, in the past, in order to obtain an image with less distortion, a method has been adopted in which the viewpoint position is mainly moved to obtain an image without distortion. If you make such adjustments,
Since the viewpoint moves, the horizontal image viewing angle of the viewer changes. The state will be described with reference to the horizontal plane sectional view of FIG. However, this figure is a top view of the main part of the image display device. 1, 1a is the viewpoint position, 4 is the projection unit, 5 is the screen, 6a is the elliptical concave mirror, 7, 7c, 8 and 8c are the outgoing rays, 11, Reference numerals 11c, 28, 12, 12c and 29 are transmitted light rays, and 13, 13c, 30, 14, 14c and 31 are reflected light rays.

【0012】同図において、投写部4の投写レンズ(図
示せず)から出射される出射光線7,8がスクリ−ン5
上に照射されることにより、この投写部から出力される
映像が拡大表示され、そのスクリ−ン5を透過した透過
光線11,12が、楕円凹面鏡6aで反射されて、その
反射光線13,14が視点位置1方向に進む。これによ
り、視点位置1の観視者は水平観視方向で角度θの視野
角の映像を観視することができる。
In FIG. 1, outgoing rays 7 and 8 emitted from a projection lens (not shown) of the projection unit 4 are screened by a screen 5.
The image output from the projection unit is enlarged and displayed by being illuminated upward, and the transmitted light rays 11 and 12 that have passed through the screen 5 are reflected by the elliptic concave mirror 6a, and the reflected light rays 13 and 14 thereof. Moves toward the viewpoint position 1. As a result, the viewer at the viewpoint position 1 can view the image with the viewing angle of the angle θ in the horizontal viewing direction.

【0013】しかし、前述したように、種々の要因から
観視映像に歪みが生じたときその解決のために視点を移
動した場合、例えば、所定位置から凹面鏡方向の観視位
置1aに移動させた場合には、スクリ−ン5上に映像が
拡大表示され、そのスクリ−ン5を透過した透過光線2
8,29が、楕円凹面鏡6aで反射されて、その反射光
線30,31が視点位置1a方向に進む。これにより、
視点位置1aの観視者は水平観視方向で角度θbの視野
角の映像を観視する。
However, as described above, when the visual image is distorted due to various factors and the viewpoint is moved to solve it, for example, it is moved from the predetermined position to the visual position 1a in the direction of the concave mirror. In this case, the image is enlarged and displayed on the screen 5, and the transmitted light beam 2 transmitted through the screen 5
8 and 29 are reflected by the elliptic concave mirror 6a, and their reflected light rays 30 and 31 travel toward the viewpoint position 1a. This allows
The viewer at the viewpoint position 1a views an image having a viewing angle of θb in the horizontal viewing direction.

【0014】具体的には、両端側における凹面鏡の曲率
半径が凹面鏡内で約20%の誤差を有する場合、歪みの
無い映像を得るために所定の位置から凹面鏡の曲率半径
の15%程度視点位置を凹面鏡側に移動させる必要があ
った。その結果、水平視野角は、約10%大きくなっ
た。これは、すなわち観視者に観視させたい角度が10
%の誤差を持つことを現すもので、シミュレータとして
は容認できないレベルである。
Specifically, when the radius of curvature of the concave mirrors on both ends has an error of about 20% in the concave mirror, from a predetermined position to obtain an image without distortion, about 15% of the radius of curvature of the concave mirror is the viewpoint position. Had to be moved to the concave mirror side. As a result, the horizontal viewing angle was increased by about 10%. This means that the angle you want the viewer to see is 10
It shows that there is an error of%, which is an unacceptable level as a simulator.

【0015】そこで、この誤差を減ずるために、従来技
術では、投写部の投写距離を短くし、スクリーン上の映
像を小さくする方法がとられる。図8において説明す
る。投写部4をスクリーン5に近づけると投写レンズ
(図示せず)から出射される出射光線7c,8cがスク
リ−ン5上に照射されて出力される映像が、投写部4を
近づける前よりも小さく表示される。そのスクリ−ン5
を透過した透過光線11c,12cが、楕円凹面鏡6a
で反射されて、その反射光線13c,14cが視点位置
1a方向に進む。
Therefore, in order to reduce this error, in the prior art, a method of shortening the projection distance of the projection unit to reduce the image on the screen is adopted. This will be described with reference to FIG. When the projection unit 4 is brought close to the screen 5, the output light beams 7c and 8c emitted from the projection lens (not shown) are irradiated onto the screen 5 and the output image is smaller than that before the projection unit 4 is brought closer. Is displayed. The screen 5
The transmitted rays 11c and 12c that have passed through are reflected by the elliptical concave mirror 6a.
And the reflected light rays 13c and 14c travel toward the viewpoint position 1a.

【0016】これにより、視点位置1aの観視者は水平
観視方向で角度θcの視野角の映像を観視することがで
きる。このとき、視野角がθcがθと一致するまで、投
写部4を近づければ、視野角の誤差を補正できる。この
ような、補正は、トライアンドエラーで行うため、繁雑
な作業となり、また、投写部が重いため作業性が非常に
悪かった。
As a result, the viewer at the viewpoint position 1a can view the image with the viewing angle of the angle θc in the horizontal viewing direction. At this time, the error of the viewing angle can be corrected by bringing the projection unit 4 closer until the viewing angle θc coincides with θ. Since such correction is performed by trial and error, it is a complicated work, and the workability is extremely poor because the projection unit is heavy.

【0017】また、投写部とスクリーンを所定の位置に
固定する筐体(図示せず)は、投写部が容易に移動しか
つ強固に固定する機構を予め保持する必要があって、構
造が複雑になり、高価で、資源的にも不経済であった。
Further, the housing (not shown) for fixing the projection section and the screen at a predetermined position needs to have a mechanism for moving and firmly fixing the projection section in advance, so that the structure is complicated. It was expensive and expensive in terms of resources.

【0018】また特開平6−301331号公報に開示
されているような複数の画像投写装置でスクリーンに広
視野角な映像を表示する場合には、先述の従来技術のよ
うに、投写部をスクリーンに近づけることは、お互いの
投写部が干渉するため、投写距離を短くすることに制限
があって十分な補正が困難であるという問題があった。
Further, when displaying a wide viewing angle image on a screen by a plurality of image projection devices as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-301331, the projection unit is set to the screen as in the prior art. However, there is a problem that it is difficult to sufficiently correct the projection distance because there is a limitation in shortening the projection distance because the projection portions interfere with each other.

【0019】そのため、観視する映像の歪みがすくな
く、観視視野角の精度の高いシミュレータに適した、安
価な映像表示装置は実現できなかった。
Therefore, an inexpensive image display device suitable for a simulator with a high viewing angle of view could not be realized because the distortion of the viewed image was small.

【0020】また、映像表示装置の観視視野角を使用目
的にあわせて自由に設定するためには、従来技術では視
野角に合った特殊な投写レンズを使う必要があった。特
殊な投写レンズは、汎用部品ではないため、技術的には
可能だが、工業的には非効率なため、映像表示装置の実
現は困難であった。
Further, in order to freely set the viewing viewing angle of the image display apparatus according to the purpose of use, it is necessary to use a special projection lens suitable for the viewing angle in the prior art. Since a special projection lens is not a general-purpose part, it is technically possible, but it is industrially inefficient and it was difficult to realize an image display device.

【0021】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
を解決し、安価で観視視野角を自由に設定でき、かつ視
野角精度の高い映像表示装置を提供するにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide an image display device which is inexpensive, can set a viewing angle freely, and has a high viewing angle accuracy.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、映像表示装置の投写部の投写レンズか
ら出射されてスクリ−ン上に出力される映像の1水平走
査期間に対する映像源からの映像の表示期間を調整し
て、スクリーン上に表示される映像の水平幅を変化させ
ることにより、凹面鏡で反射されて、視点位置で観視す
る映像の水平観視角を所望値にすることができるように
した。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, an image source for one horizontal scanning period of an image emitted from a projection lens of a projection unit of an image display device and output on a screen. By adjusting the display period of the image from, to change the horizontal width of the image displayed on the screen, the horizontal viewing angle of the image reflected by the concave mirror and viewed at the viewpoint position can be set to a desired value. I was able to do it.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施形態1)以下本発明による映像表示装置の第1の
実施形態について説明する。
(Embodiment 1) A first embodiment of an image display device according to the present invention will be described below.

【0024】図1は本発明による映像表示装置の第1の
実施形態の外観図を表し、図2に図1の映像表示装置の
水平平面で切断した断面図、図3に本発明による映像表
示の状態を説明する説明図を示す。
FIG. 1 shows an external view of a first embodiment of a video display device according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the video display device of FIG. 1 taken along a horizontal plane, and FIG. 3 is a video display according to the present invention. The explanatory view explaining the state of is shown.

【0025】次に、図を用いて、本発明による映像表示
装置の構成を説明する。
Next, the structure of the image display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】1は観視者の視点位置でり、x,y,z座
標系の原点である。2は投写型陰極線管であり、赤色投
写型陰極線管2a、緑色投写型陰極線管2b、青色投写
型陰極線管2cよりなる。3は投写レンズであり、赤色
投写レンズ3a、緑色投写レンズ3b、青色投写レンズ
3cよりなる。
Reference numeral 1 denotes the viewpoint position of the viewer, which is the origin of the x, y, z coordinate system. A projection type cathode ray tube 2 is composed of a red projection type cathode ray tube 2a, a green projection type cathode ray tube 2b, and a blue projection type cathode ray tube 2c. A projection lens 3 is composed of a red projection lens 3a, a green projection lens 3b, and a blue projection lens 3c.

【0027】4は投写型陰極線管2と投写レンズ3を連
結器により機械的および光学的に結合し、さらに、互い
に所定の位置関係を持たせた状態で固定的に一体化され
た投写部である。5は略球帯形状の透過型のスクリー
ン、6は凹面鏡で、合成樹脂シートを加熱して軟化させ
たのち、前記シートの周縁を固定した金型とシートとの
間に圧縮空気の流入または空気の吸引などでシートを略
球冠形状に成形し、前記成形した基材を略球帯形状に切
断し、複数個に切断した内の1つの基材の少なくとも片
側の面に反射層を形成したのち、反射層を保護する層を
形成してなる。
Reference numeral 4 denotes a projection unit in which the projection type cathode ray tube 2 and the projection lens 3 are mechanically and optically coupled by a coupler, and further fixedly integrated in a state where they have a predetermined positional relationship with each other. is there. Reference numeral 5 is a transmissive screen having a substantially spherical shape, 6 is a concave mirror, and a synthetic resin sheet is heated and softened, and compressed air is introduced or air is passed between a die having a fixed peripheral edge of the sheet and the sheet. The sheet is formed into a substantially spherical crown shape by suction of, and the formed base material is cut into a substantially spherical band shape, and a reflective layer is formed on at least one surface of one of the plurality of cut base materials. After that, a layer for protecting the reflective layer is formed.

【0028】7,8,9,10は投写レンズ3からの出
射光線、11,12,15,16は、スクリ−ン5から
の透過光線、13,14,17,18は、透過光線1
1,12,15,16が、凹面鏡6で反射して観視者に
観視される反射光線である。19は投写部4に供給され
る映像を発生する映像源、20は映像源から出力される
映像の表示範囲を変更する表示範囲変更手段であり、映
像源19から出力された映像を投写部4の水平同期信号
を基準として、1水平走査期間に対する映像源の映像表
示期間を調整できる機能を持つ、例えば、ダウンコンバ
ータや、パソコンの表示範囲を調整する機能を持つグラ
フィックボードなどである。なお、投写部4を駆動する
回路関係、各部材を固定するシャーシ類などは図示して
いない。
Reference numerals 7, 8, 9, and 10 denote rays emitted from the projection lens 3, 11, 12, 15, and 16 denote transmitted rays from the screen 5, and 13, 14, 17, and 18 denote transmitted rays 1.
Reference numerals 1, 12, 15, and 16 are reflected light rays reflected by the concave mirror 6 and viewed by the viewer. Reference numeral 19 denotes an image source that generates an image supplied to the projection unit 4, and 20 is a display range changing unit that changes the display range of the image output from the image source. The image output from the image source 19 is projected by the projection unit 4 It is a down converter or a graphic board having a function of adjusting the display range of a personal computer, which has a function of adjusting the image display period of the image source with respect to one horizontal scanning period with reference to the horizontal synchronizing signal. It should be noted that the circuits for driving the projection unit 4 and the chassis for fixing each member are not shown.

【0029】映像源19から出力された映像は、表示範
囲変更手段20で、所定の映像範囲に調整されて、映像
部4に供給され、投写部4はこの映像信号を受けて投写
型陰極線管2の螢光面(図示せず)に発光した光で映像
を表示する。ここで、表示範囲変更手段20により、投
写部4の1水平偏向期間中に、映像源19の映像を表示
する期間と映像源19の映像を表示しない暗い黒色を表
示する非表示期間と帰線期間を作る。
The image output from the image source 19 is adjusted to a predetermined image range by the display range changing means 20 and supplied to the image section 4, and the projection section 4 receives this image signal and the projection type cathode ray tube. An image is displayed by the light emitted from the second fluorescent surface (not shown). Here, by the display range changing means 20, during one horizontal deflection period of the projection unit 4, a period during which the image of the image source 19 is displayed, a non-display period during which the image of the image source 19 is not displayed, and a dark black display and a blanking line are displayed. Make a period.

【0030】投写型陰極線管2の螢光面には、この信号
に対応して、1水平期間に、映像源19の映像、非表示
期間の暗い黒色の表示、帰線期間の暗い黒色の表示をお
こなう。表示された映像は、投写レンズ3を通って映像
の両端部の暗い黒色は出射光線7,8となりスクリーン
5に拡大投写され、スクリ−ン5を透過した透過光線1
1,12は、凹面鏡6で反射して反射光線13,14と
なり、観視者1に至る。観視者1は、水平視野角θaの
暗い黒色表示を観視するが、暗い黒色表示なので映像と
認識できない。次に、映像源19の映像は、投写レンズ
3を通って出射光線9,10となりスクリーン5に拡大
投写され、スクリ−ン5を透過した透過光線15,16
は、凹面鏡6で反射して反射光線17,18となり、観
視者1は、この反射光線の束を観視して水平視野角θの
映像を知覚する。
Corresponding to this signal, the image of the image source 19, the dark black display during the non-display period, and the dark black display during the blanking period are displayed on the fluorescent surface of the projection cathode ray tube 2 in one horizontal period. Perform. The displayed image passes through the projection lens 3 and the dark black color at both ends of the image becomes emitted light beams 7 and 8 which are enlarged and projected on the screen 5 and are transmitted through the screen 5 and transmitted light beam 1 is transmitted.
1 and 12 are reflected by the concave mirror 6 to become reflected light rays 13 and 14, and reach the viewer 1. The viewer 1 views the dark black display of the horizontal viewing angle θa, but cannot recognize it as an image because of the dark black display. Then, the image of the image source 19 passes through the projection lens 3 to become the outgoing light rays 9 and 10, which are enlarged and projected on the screen 5 and are transmitted through the screen 5, and the transmitted light rays 15 and 16 are transmitted.
Is reflected by the concave mirror 6 to become reflected rays 17 and 18, and the viewer 1 perceives an image having a horizontal viewing angle θ by observing the bundle of the reflected rays.

【0031】以上のように、水平走査期間に対する映像
源の映像表示期間を調整することで、観視者1の観視す
る映像の水平視野角を調整できるため、視点位置を移動
させても水平観視方向で角度θaの範囲内で任意の水平
視野角を実現できる。
As described above, since the horizontal viewing angle of the image viewed by the viewer 1 can be adjusted by adjusting the image display period of the image source with respect to the horizontal scanning period, even if the viewpoint position is moved horizontally. An arbitrary horizontal viewing angle can be realized within the range of the angle θa in the viewing direction.

【0032】これにより、従来技術で説明した、両端側
における凹面鏡の曲率半径が凹面鏡内で約20%の誤差
を有する場合に歪みの無い映像を得るために所定の位置
から凹面鏡の曲率半径の15%程度視点位置を凹面鏡側
に移動させても、水平視野角を任意に調整するためほぼ
所定の視野角を提供できる (実施形態2)以下本発明による映像表示装置の第2の
実施形態について説明する。
Accordingly, when the radius of curvature of the concave mirror on both ends has an error of about 20% in the concave mirror as described in the prior art, in order to obtain an image without distortion, the radius of curvature of the concave mirror is set to 15 from the predetermined position. Even if the viewpoint position is moved to the concave mirror side, a substantially predetermined viewing angle can be provided because the horizontal viewing angle is arbitrarily adjusted. (Embodiment 2) Hereinafter, a second embodiment of the image display device according to the present invention will be described. To do.

【0033】図4は本発明による映像表示装置の第2の
実施形態の外観図を表し、図5に図4の映像表示装置の
水平平面で切断した断面図、図6に本発明による映像表
示の状態を説明する説明図を示す。
FIG. 4 shows an external view of a second embodiment of the image display device according to the present invention. FIG. 5 is a sectional view taken along a horizontal plane of the image display device of FIG. 4, and FIG. 6 is an image display according to the present invention. The explanatory view explaining the state of is shown.

【0034】次に、図を用いて、本発明による映像表示
装置の構成を説明する。
Next, the structure of the image display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0035】1は観視者の視点位置であり、x,y,z
座標系の原点である。4は投写型陰極線管と投写レンズ
を連結器により機械的および光学的に結合し、さらに、
互いに所定の位置関係を持たせた状態で固定的に一体化
された投写部で、本実施形態では、xz面にお互いが干
渉しないように映像光の主光線が交点21で交わるよう
に2式設けてある。5は透過型のスクリーン、6は凹面
鏡である。
Reference numeral 1 is the position of the visual point of the viewer, which is x, y, z.
The origin of the coordinate system. Reference numeral 4 mechanically and optically couples the projection cathode ray tube and the projection lens with a coupler, and further,
The projection units are fixedly integrated in a state where they have a predetermined positional relationship with each other. In this embodiment, two sets are used so that the chief rays of the image lights intersect at an intersection point 21 so that they do not interfere with each other on the xz plane. It is provided. Reference numeral 5 is a transmissive screen, and 6 is a concave mirror.

【0036】7a,7b,8a,8b,9a,9b,1
0a,10bは投写レンズ3からの出射光線、15a,
15b,16a,16bは、スクリ−ン5からの透過光
線、17a,17b,18a,18bは、透過光線15
a,15b,16a,16bが、凹面鏡6で反射して観
視者に観視される反射光線である。
7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, 1
0a and 10b are light rays emitted from the projection lens 3, and 15a and
15b, 16a and 16b are transmitted rays from the screen 5, and 17a, 17b, 18a and 18b are transmitted rays 15
Reference numerals a, 15b, 16a, and 16b are reflected light rays reflected by the concave mirror 6 and viewed by the viewer.

【0037】19a,19bは投写部4に供給される映
像を発生する映像源、20a,20bは映像源から出力
される映像の表示範囲を変更する表示範囲変更手段であ
り、映像源19a,19bから出力された映像を投写部
4の水平同期信号を基準として、1水平走査期間に対す
る映像源の映像表示期間を調整できる機能を持つ、例え
ば、ダウンコンバータや、パソコンの表示範囲を調整す
る機能を持つグラフィックボードなどである。なお、投
写部4を駆動する回路関係、各部材を固定するシャーシ
類などは図示していない。
Reference numerals 19a and 19b denote image sources for generating the image supplied to the projection unit 4, and 20a and 20b are display range changing means for changing the display range of the image output from the image source. The image sources 19a and 19b. The image output from the projector 4 has a function of adjusting the image display period of the image source for one horizontal scanning period with the horizontal synchronizing signal of the projection unit 4 as a reference, for example, a function of adjusting the display range of a down converter or a personal computer. Such as a graphic board to have. It should be noted that the circuits for driving the projection unit 4 and the chassis for fixing each member are not shown.

【0038】映像源19a,19bから出力された映像
は、表示範囲変更手段20a,20bで、所定の映像範
囲に調整されて、投写部4に供給され、投写部4はこの
映像信号を受けて投写型陰極線管2の螢光面(図示せ
ず)に発光した光で映像を表示する。ここで、表示範囲
変更手段20a,20bにより、投写部4の1水平偏向
期間中に映像源19a,19bの映像を表示する期間と
映像源19a,19bの映像を表示しない暗い黒色を表
示する非表示期間と帰線期間を作る。
The images output from the image sources 19a, 19b are adjusted to a predetermined image range by the display range changing means 20a, 20b and supplied to the projection unit 4, which receives the video signal. An image is displayed by the light emitted on the fluorescent surface (not shown) of the projection cathode ray tube 2. Here, by the display range changing means 20a, 20b, a period during which the images of the image sources 19a, 19b are displayed during one horizontal deflection period of the projection unit 4 and a dark black that does not display the images of the image sources 19a, 19b are displayed. Create a display period and a blanking period.

【0039】投写型陰極線管2の螢光面には、この信号
に対応して、1水平期間に、映像源19a,19bの映
像、非表示期間の暗い黒色の表示、帰線期間の暗い黒色
の表示をおこなう。表示された映像は、投写レンズ3を
通って映像の両端部の暗い黒色は出射光線7a,7b,
8a,8bとなりスクリーン5に拡大投写される。この
映像は、暗い黒色であるため、スクリ−ン5を透過して
凹面鏡6で反射して観視者1に至っても、観視者1は、
黒色表示を観視するが、暗い黒色表示なので映像と認識
できない。
Corresponding to this signal, the image of the image sources 19a and 19b, the dark black display during the non-display period, and the dark black during the blanking period are displayed on the fluorescent surface of the projection cathode ray tube 2 in one horizontal period. Is displayed. The displayed image passes through the projection lens 3 and the dark black color at both ends of the image indicates the outgoing rays 7a, 7b,
8a and 8b, which are enlarged and projected on the screen 5. Since this image is dark black, even if the image passes through the screen 5 and is reflected by the concave mirror 6 to reach the viewer 1, the viewer 1
I can see the black display, but I cannot recognize it because it is a dark black display.

【0040】次に、映像源19a、19bの映像は、投
写レンズ3を通って出射光線9a,9b,10a,10
bとなりスクリーン5に拡大投写され、スクリ−ン5を
透過した透過光線15a,15b,16a,16bは、
凹面鏡6で反射して反射光線17a,17b,18a,
18bとなり、観視者1は、この反射光線の束を観視し
て映像を知覚する。
Next, the images of the image sources 19a and 19b pass through the projection lens 3 and exit rays 9a, 9b, 10a and 10 are emitted.
The transmitted light rays 15a, 15b, 16a, 16b that have become b and are enlarged and projected on the screen 5 and have passed through the screen 5 are
The light rays 17a, 17b, 18a reflected by the concave mirror 6 are reflected.
At 18b, the viewer 1 perceives a video by observing the bundle of reflected light rays.

【0041】以上のように、水平走査期間に対する映像
源の映像表示期間を調整することで、観視者1の観視す
る映像の水平視野角を調整できるため、視点位置を移動
させても任意の水平視野角を実現できる。
As described above, the horizontal viewing angle of the image viewed by the viewer 1 can be adjusted by adjusting the image display period of the image source with respect to the horizontal scanning period. The horizontal viewing angle of can be realized.

【0042】これにより、従来技術で説明した、凹面鏡
の両端側における曲率半径が凹面鏡内で約20%の誤差
を有する場合に歪みの無い映像を得るために所定の位置
から凹面鏡の曲率半径の15%程度視点位置を凹面鏡側
に移動させても、水平視野角を任意に調整するためほぼ
所定の視野角を容易に提供できる。
As a result, when the radius of curvature on both ends of the concave mirror has an error of about 20% in the concave mirror as described in the prior art, in order to obtain an image without distortion, the radius of curvature of the concave mirror is set to 15 from a predetermined position. Even if the viewpoint position is moved to the concave mirror side by about%, it is possible to easily provide a substantially predetermined viewing angle because the horizontal viewing angle is arbitrarily adjusted.

【0043】また、視野角調整で投写部4をスクリーン
方向に近づける必要もないため、投写部4a、4bがお
互いに干渉する問題も発生しない。
Further, since it is not necessary to bring the projection unit 4 closer to the screen direction by adjusting the viewing angle, there is no problem that the projection units 4a and 4b interfere with each other.

【0044】また、二台の投写部からの映像をスクリー
ン上で1枚の映像につなぐとき、各々の映像の表示幅を
調整できるため容易に映像をつなぐことができる。
Further, when the images from the two projection sections are connected to one image on the screen, the display width of each image can be adjusted, so that the images can be easily connected.

【0045】なお、上記実施形態では投写部2台による
映像表示装置を説明したが、本発明の目的とする課題や
解決の手段などは投写部の台数によりかわるものではな
く投写部の台数によらないことはいうまでもない。ま
た、映像表示部として、投写型陰極線管を用いて説明し
たが、他の映像表示部、例えば、液晶パネルにバックラ
イトを近接して設けたものに投写レンズを設ける方法で
もよく、本発明は、映像表示部の形態により効果が変わ
るものではない。
In the above embodiment, the image display device with two projection units has been described. However, the problems and means for solving the problems of the present invention do not change depending on the number of projection units, but depend on the number of projection units. It goes without saying that there is no such thing. Although the projection type cathode ray tube is used as the image display unit in the above description, another method may be used in which the projection lens is provided in another image display unit, for example, a liquid crystal panel provided with a backlight in close proximity. The effect does not change depending on the form of the image display unit.

【0046】また、本発明の実施形態として映像を表示
するスクリーンに略球帯形状の透過型のスクリーンを用
いて説明したが、透過型スクリーンに限ることなく、例
えば、反射型スクリーンを用いても、スクリーンの映像
が凹面鏡を介して観視者に観視できように構成すれば、
上記実施形態と同様の効果がある。
Further, as the embodiment of the present invention, the description has been made by using the substantially spherical transmissive screen as the screen for displaying the image. However, the screen is not limited to the transmissive screen and, for example, a reflective screen may be used. , If the image on the screen can be viewed by the viewer through the concave mirror,
The same effect as the above embodiment is obtained.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上、2つの実施形態を示したが、映像
表示装置の投写部の投写レンズから出射されてスクリ−
ン上に出力される映像の1水平走査期間に対する映像源
からの映像の表示期間を調整して、スクリーン上に表示
される映像の水平幅を変化させることにより、凹面鏡で
反射されて、視点位置で観視する映像の水平観視角を所
望値にすることができるようにした。その結果、視野角
を所望な値に調整するのに繁雑な作業を必要としないた
め、作業性が非常によくなった。。
As described above, the two embodiments have been described. The screen is emitted from the projection lens of the projection unit of the image display device.
By adjusting the display period of the image from the image source for one horizontal scanning period of the image output on the screen and changing the horizontal width of the image displayed on the screen, it is reflected by the concave mirror and the viewpoint position is changed. The horizontal viewing angle of the image viewed with can be set to a desired value. As a result, since complicated work is not required to adjust the viewing angle to a desired value, workability is greatly improved. .

【0048】また、投写部とスクリーンを所定の位置に
固定する筐体も、視野角ごとに調整する機構を必要とし
ないため、構造が簡単で、安価な筐体でよい。
Further, the housing for fixing the projection section and the screen at a predetermined position does not require a mechanism for adjusting each viewing angle, and thus the housing may be simple in structure and inexpensive.

【0049】また複数の画像投写装置でスクリーンに広
視野角な映像を表示する場合には、お互いの投写部が干
渉することなく、容易に広い視野角の投写表示装置を実
現できる。
When displaying a wide viewing angle image on a screen with a plurality of image projection devices, a projection display device with a wide viewing angle can be easily realized without mutual interference of the projection sections.

【0050】そのため、観視する映像の歪みがすくな
く、観視視野角の精度の高いシミュレータに適した、安
価な映像表示装置は実現できた。
Therefore, an inexpensive video display device suitable for a simulator with a high viewing visual angle accuracy can be realized with little distortion of the viewed video.

【0051】また、映像表示装置の観視視野角を使用目
的にあわせて自由に設定するとき、視野角に合った特殊
な投写レンズを使う必要がない。
Further, when the viewing viewing angle of the image display device is freely set according to the purpose of use, it is not necessary to use a special projection lens suitable for the viewing angle.

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

【図1】本発明による映像表示装置の第1の実施形態の
外観図である。
FIG. 1 is an external view of a first embodiment of an image display device according to the present invention.

【図2】本発明による映像表示装置の第1の実施形態を
水平平面で切断した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the first embodiment of the image display device according to the present invention taken along a horizontal plane.

【図3】第1の実施形態の映像表示の状態を説明する説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state of image display according to the first embodiment.

【図4】本発明による映像表示装置の第2の実施形態の
外観図である。
FIG. 4 is an external view of a second embodiment of a video display device according to the present invention.

【図5】本発明による映像表示装置の第2の実施形態を
水平平面で切断した断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a second embodiment of an image display device according to the present invention taken along a horizontal plane.

【図6】第2の実施形態の映像表示の状態を説明する説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a video display state according to the second embodiment.

【図7】従来の映像表示装置の垂直平面断面図である。FIG. 7 is a vertical plan sectional view of a conventional image display device.

【図8】従来の映像表示装置の水平平面断面図である。FIG. 8 is a horizontal plane sectional view of a conventional image display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 視点位置(観視者) 2 投写形陰極線管 3 投写レンズ 4 投写部 5 スクリ−ン 6 凹面鏡 7,8,9,10,22,23 出射光線 11,12,15,16,24,25,28,29 透
過光線 13,14,17,18,26,27,30,31 反
射光線 19 映像源 20 表示範囲変更手段 21 2台の投写部の主光線の交点
1 Viewpoint position (viewer) 2 Projection type cathode ray tube 3 Projection lens 4 Projection part 5 Screen 6 Concave mirror 7,8,9,10,22,23 Outgoing light beam 11,12,15,16,24,25, 28,29 transmitted light rays 13,14,17,18,26,27,30,31 reflected light ray 19 image source 20 display range changing means 21 intersection of principal rays of two projection units

フロントページの続き (72)発明者 谷出 秀雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内Front page continuation (72) Hideo Taniide, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Hitachi, Ltd. Multimedia System Development Division

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スクリ−ンと、前記スクリーンに映像を
表示させる映像投写部と、前記映像投写部に供給される
映像を発生する映像源と、前記スクリ−ンに表示された
映像を観視側に折り返す凹面鏡と、を少なくとも備えた
映像表示装置において、 前記映像投写部の1水平走査期間に対して、映像源から
の映像の表示期間を調整する表示範囲変更手段を有する
ことを特徴とする映像表示装置。
1. A screen, an image projecting unit for displaying an image on the screen, an image source for generating an image supplied to the image projecting unit, and an image for viewing the image displayed on the screen. A video display device including at least a concave mirror that is folded back to the side, further comprising display range changing means for adjusting a display period of a video image from a video source with respect to one horizontal scanning period of the video projection unit. Video display device.
【請求項2】 請求項1に記載の映像表示装置におい
て、 前記映像投写部は複数の映像投写部からなることを特徴
とする映像表示装置。
2. The video display device according to claim 1, wherein the video projection unit includes a plurality of video projection units.
【請求項3】 請求項2に記載の映像表示装置におい
て、 前記映像投写部は、2組の映像投写部からなり、前記2
組の映像投写部からの映像光線の主光線が前記スクリ−
ンに結像する前に互いに交差するように映像投写部を配
置したことを特徴とする映像表示装置。
3. The video display device according to claim 2, wherein the video projection unit includes two sets of video projection units.
The chief ray of the image rays from the pair of image projection units is the screen.
An image display device in which image projection units are arranged so as to intersect with each other before being focused on a screen.
【請求項4】 請求項1、2または3に記載の映像表示
装置において、 前記凹面鏡は、合成樹脂シートを加熱して軟化させたの
ち、前記シートの周縁を固定した金型とシートとの間に
圧縮空気の流入または空気の吸引により前記シートを略
球冠形状に成形し、前記成形した基材を略球帯形状に切
断し、前記切断した基材の少なくとも片側の面に反射層
を形成したのち、反射層を保護する層を形成してなる凹
面鏡であることを特徴とする映像表示装置。
4. The image display device according to claim 1, 2 or 3, wherein the concave mirror is provided between a mold and a sheet in which a peripheral edge of the sheet is fixed after the synthetic resin sheet is heated and softened. The sheet is formed into a substantially spherical crown shape by inflowing compressed air or sucking air, and the formed base material is cut into a substantially spherical shape, and a reflective layer is formed on at least one surface of the cut base material. After that, the image display device is a concave mirror formed by forming a layer for protecting the reflection layer.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1つの請求
項に記載の映像表示装置において、 スクリ−ンに映像を表示させる映像投写部は、映像表示
部と前記映像表示部から発生した映像を拡大投写する投
写レンズとを互いに所定の位置関係をもって固定的に一
体化してなる映像投写部であることを特徴とする映像表
示装置。
5. The image display device according to claim 1, wherein the image projection unit for displaying an image on the screen includes an image display unit and an image generated from the image display unit. And a projection lens for enlarging and projecting the image, which is fixedly integrated with a predetermined positional relationship with each other.
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