JPH1184312A

JPH1184312A - 映写機、投写装置、体感装置及び透過スクリーンの製造方法

Info

Publication number: JPH1184312A
Application number: JP27860797A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tanide; 秀雄谷出; Hiroki Yoshikawa; 博樹吉川; Satoru Oishi; 哲大石
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】連続性があり隅々まで明瞭で観視者の視認範囲
以上に広がった映像を得る。【解決手段】投写装置を、（ａ）映像が表示される映像
表示面１７を有する映像源１６、及びこの映像表示面１
７に写し出された映像を拡大結像させる投写レンズ１８
と、を備え、映し出す最適像面が映写機側に凸形状とな
る映写機１５と、（ｂ）この映写機側に向かって凸形状
とされ映写機１５からの映像が結像される略球面形状の
透過スクリーン１０と、を備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン上に映
像を結像させる投写技術に係わり、特に、シミュレー
タ、ゲーム機器、バーチャルリアリテイ機器等により観
視者に高臨場感ある映像を提供する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の装置においては、高臨場
感が得られるものを求める傾向が急激に高まってきてい
る。このため、没入感のある映像が求められると共に、
映像に合わせて動作する座席等が駆動したり、観視者の
操作により、インタラクティブに映像をモーション駆動
させるものが求められている。

【０００３】没入感、臨場感を意識した投写装置とし
て、一人用の投写装置であるＨＭＤ（ヘッドマウントデ
ィスプレイ）がある。ＨＭＤは、観視者の目の直前に小
さなディスプレイを位置させ、このディスプレイの映像
を光学系によって拡大し、観視者に、遠隔物体の大きな
虚像を見せるものである。この装置では、観視者の目を
覆うため、観視者には映像以外何も見えなくなり、観視
者に没入感を与えることができる。このＨＭＤは、頭部
を振って視線方向を変えると、その動きに対応してディ
スプレイに映しだされる映像も変わるようになってお
り、３６０度の映像を得ることができる。また、小型で
あるという利便性がある。このような投写装置として
は、例えば、特開平０４−１６８４８９号公報に開示さ
れているものがある。

【０００４】ＨＭＤの他、没入感を意識した映像を提供
する方法として、観視者の視認範囲をスクリーンで覆う
方法がある。この方法を実現する場合、スクリーン上に
映像を拡大投影する映写機を、スクリーンを中心として
観視者と反対側に設置する方法と、スクリーンを中心と
して観視者と同じ側に設置する方法とがある。

【０００５】従来、スクリーンを中心として観視者と反
対側に映写機を設置する方法としては、例えば、ＣＡＶ
Ｅと呼ばれる立方体スクリーンの投写装置がある（バー
チャルリアリティ、廣瀬通孝著、産業図書、ｐ１０
１）。このCAVEは、約３m四方の４枚の背面投影スクリ
ーンを用い、互いの角度がほぼ直角になるよう、前方、
左右方向および下方向にそれぞれを配し、各スクリーン
毎に映写機を設けたものである。また、この他、特開平
５−１９７３２９号公報や特表平６−５０３９０６号公
報に記載されたものもある。これらのものは、いずれ
も、平坦な背面投影スクリーンを複数枚用い、各面ごと
に映写機を設けたものである。

【０００６】また、従来、スクリーンを中心として観視
者と同じ側に映写機を設置する方法としては、球面形状
の反射スクリーンと、魚眼レンズを用いた一つの映写機
とを用いたものがある。球面形状の反射スクリーンは、
細かな球状スクリーンパーツを用いて、これらを球面形
状のスクリーンとなるように組み上げるのが一般的であ
る。

【０００７】一般的に、頭を動かさずに眼球をほとんど
動かさずに認識できる視界の範囲（以後、視認範囲と定
義する）は、左右の両眼を用いた場合、水平方向、垂直
方向とも１２０°くらいで、頭を動かさず眼球を動かし
て認識できる視界の範囲（以後、視界範囲と定義する）
は、左右いずれか片方の眼のみを用いた場合、水平２４
０°、垂直１８０°くらいと言われている。左右両眼の
視認範囲をカバーできる映像があれば、かなり臨場感を
感じることができる。前述した従来の、観視者の視界範
囲をスクリーンで覆ういずれの方法においても、観視者
を中心として１２０°以上の大きさのスクリーンが用い
られており、観視者の視認範囲を十分カバーできる。ま
た、ＨＭＤでは、映像範囲が６０°〜８０°くらいであ
るため、映像が小さく感じられる箱庭効果が生じやすい
が、視界範囲が完全に覆われているため、かなり没入感
がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＨＭＤ
においては、観視者が頭部を動かし視線方向を変えたと
き、ディスプレイ上の映像の変化が頭部の動きに対して
タイムラグが生じ、観視者は映像に違和感をおぼえるこ
とがあり、臨場感が削がれるという問題点がある。ま
た、観視者の頭部にＨＭＤを装着するために、頭部への
圧迫感により違和感が生じてしまう上に、別の観視者が
使用する際の清潔さを保ちにくいという問題点もある。

【０００９】これに対して、観視者の視認範囲をスクリ
ーンで覆う方法では、観視者が視線方向を変えても、そ
の視線方向にも常に映像が存在するため、映像にタイム
ラグは生じない。また、観視者の頭部に装着するものが
ないため、頭部への圧迫感を生じず、さらに、衛生面に
おいも好ましい。すなわち、観視者の視認範囲をスクリ
ーンで覆う方法では、ＨＭＤの問題点は生じない。しか
しながら、この方法でも、以下のような問題点がある。

【００１０】観視者の視認範囲をスクリーンで覆う方法
であって、スクリーンを中心として観視者と同じ側に映
写機を設置する方法では、観視者の他に映写機をスクリ
ーン内部に配置するため、観視者から邪魔にならない位
置に映写機を配置しなければ臨場感を低下させることに
なる。特に、一般の商用建築物の内部におさめることの
できるサイズの限界と考える、直径５ｍ程度の小型スク
リーン内に観視者と映写機を配置すると、映写機自体が
観視者の視線範囲内を遮るだけでなく、スクリーンに映
るべき映写機からの映像を観視者自体が遮ってしまう場
合があるため、臨場感を削いでしまうという問題点があ
る。また、球面形状のスクリーンは、パーツに分けて組
み立てる方法が一般的であるが、その繋ぎ部が観視者の
目にはいり、臨場感を削いでしまうという問題点もあ
る。

【００１１】また、スクリーンを中心として観視者と反
対側に映写機を設置する方法では、前述したいずれの従
来技術においても、立方体のスクリーン内部に、観視者
の視線を遮るものがないものの、多数の平坦なスクリー
ンを組み合わせているために、各スクリーン間の境界線
が数学的に不連続な部分（屈曲している部分）となり、
観視者は、スクリーンの不連続部分で映像の不連続性を
認識してしまい、臨場感を削いでしまうという問題点が
ある。

【００１２】本発明は、以上の従来技術における問題点
を考慮してなされたもので、観視者の視認範囲を遮るも
のがないようにできる映写機と、映像に連続性があって
臨場感の高い投写装置と、この投写装置を備えた装置
と、これらに用いるスクリーンの製造方法とを提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、（１）映写機を、映像が表示される映像表示面を有する
映像源と、該映像表示面に写し出された映像を拡大結像
させる投写レンズと、を備え、該映写機が映し出す最適
像面が映写機側に凸形状であるように構成する。

【００１４】（２）前記（１）の映写機で、映像源の前
記映像表示面の曲率をＨ、前記投写レンズが平面に投写
する映像表示面の曲率をＬ、前記映写機の映し出す最適
像面の曲率をＳとした場合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立する構成であるようにする。

【００１５】（３）投写装置を、（ａ）映像が表示され
る映像表示面を有する映像源と、該映像表示面に写し出
された映像を拡大結像させる投写レンズと、を備えて成
り、映し出す最適像面が映写機側に凸形状となる、映写
機と、（ｂ）該映写機側に向かって凸形状とされ該映写
機からの映像が結像されるスクリーンと、を備えた構成
とする。

【００１６】（４）前記（３）の投写装置で、映像源の
前記映像表示面の曲率をＨ、前記投写レンズが平面に投
写する映像表示面の曲率をＬ、前記映写機の映し出す最
適像面の曲率をＳとした場合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立するようにする。

【００１７】（５）投写装置を、（ａ）映像が表示され
る映像表示面を有する映像源と、該映像表示面に写し出
された映像を拡大結像させる投写レンズと、を備えて成
り、映し出す最適像面が映写機側に凸形状となる、映写
機と、（ｂ）該映写機側に向かって凸形状とされ該映写
機からの映像が結像される略球面形状の透過スクリーン
と、を備えた構成とする。ここで、略球面形状とは、数
学的に連続した略球面形状、及び該略球面形状の一部の
面形状を含むものである。

【００１８】（６）前記（５）の投写装置で、映像源の
前記映像表示面の曲率をＨ、前記投写レンズが平面に投
写する映像表示面の曲率をＬ、前記映写機の映し出す最
適像面の曲率をＳとした場合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立するようにする。

【００１９】（７）体感装置を、（ａ）映像が表示され
る映像表示面を有する映像源と、該映像表示面に写し出
された映像を拡大結像させる投写レンズと、を備えて成
り、映し出す最適像面が映写機側に凸形状となる、映写
機と、（ｂ）映写機側に向かって凸形状とされ該映写機
からの映像が結像される略球面形状の透過スクリーン
と、（ｃ）観視者が座る座席と、（ｄ）該座席を変位さ
せるモーション駆動装置と、（ｅ）モーション駆動装置
の動作を制御するモーション制御装置と、（ｆ）前記映
写機が映し出す映像を制御すると共に、該映像の変化に
伴って前記座席を変位させるよう前記モーション駆動装
置に対して指示する映像制御装置と、を備えた構成とす
る。

【００２０】（８）前記（７）の体感装置で、前記映像
源の前記映像表示面の曲率をＨ、前記投写レンズが平面
に投写する映像表示面の曲率をＬ、前記映写機の映し出
す最適像面の曲率をＳとした場合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立するようにする。

【００２１】（９）体感装置を、（ａ）映像が表示され
る映像表示面を有する映像源と、該映像表示面に写し出
された映像を拡大結像させる投写レンズと、を備えて成
り、映し出す最適像面が映写機側に凸形状となる、映写
機と、（ｂ）映写機側に向かって凸形状とされ該映写機
からの映像が結像される略球面形状の透過スクリーン
と、（ｃ）観視者が座る座席と、（ｄ）前記観視者が操
作する操作部と、（ｅ）前記操作部の操作量に応じて前
記投写装置の前記映写機が映し出す映像を変化させる映
像制御装置と、を備えて成る構成とする。

【００２２】（１０）前記（９）の体感装置で、前記映
像源の前記映像表示面の曲率をＨ、前記投写レンズが平
面に投写する映像表示面の曲率をＬ、前記映写機の映し
出す最適像面の曲率をＳとした場合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立するようにする。

【００２３】（１１）投写装置を、（ａ）映像が表示さ
れる映像表示面を有する映像源と、該映像表示面に写し
出された映像を拡大結像させる投写レンズとを備えた映
写機と、（ｂ）該映写機側に向かって全体的な形状が凸
状とされ、観視者位置が該透過スクリーンの凹面側の空
間内に位置し、該観視者位置を原点として、３次元空間
内の少なくとも一つの平面内において１８０°以上に展
開される構成の透過スクリーンと、を備えた構成とす
る。

【００２４】（１２）一方の表面が凸面形状で反対側の
他方の表面が凹面形状の光透過層と、該光透過層の凸面
形状側の表面に形成される光拡散層と、を有して成る凸
面形状の透過スクリーンの製造方法は、透明な部材で前
記光透過層を形成する光透過層形成工程と、光拡散剤を
含む透明な熱可塑性樹脂シートを温めて柔らかくし、柔
らかくなった該熱可塑性樹脂シートに前記光透過層の凸
面形状側の表面を押し付けて該光透過層に該熱可塑性樹
脂シートを密着させ、前記光拡散層を形成する光拡散層
形成工程とを、有する。

【００２５】（１３）一方の表面が凸面形状で反対側の
他方の表面が凹面形状の光透過層と、該光透過層の凸面
形状側の表面に形成される光拡散層と、を有して成る凸
面形状の透過スクリーンの他の製造方法は、透明な部材
で前記光透過層を形成する光透過層形成工程と、光拡散
剤を含む透明な塗料を前記光透過層の凸面形状側の表面
に塗布して光拡散層を形成する光拡散層形成工程と、有
する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る体感装置の各
種実施形態について、図面を用いて説明する。なお、各
種実施形態を説明するに当たり、同一部位に関しては同
一の符号を付し、重複した説明を省略する。

【００２７】まず、本発明に係る装置の第１の実施形態
について、図１〜図７を用いて説明する。この実施形態
の装置は、図１に示すように、透過スクリーン１０と、
透過スクリーン１０を中心として観視者予定位置と反対
側に配されている複数の映写機１５，１５，…と、複数
の映写機１５，１５，…がそれぞれ映し出す映像を制御
する映像制御装置２５と、透過スクリーン１０及び複数
の映写機１５，１５，…を覆う外枠１９と、観視者予定
位置に配されている座席２０と、この座席２０を動かす
モーション駆動装置２２と、このモーション駆動装置２
２を制御するモーション制御装置２３とを備えている。
なお、この実施形態では、透過スクリーン１０と複数の
映写機１５，１５，…と映像制御装置２５と座席２０を
有して、投写装置を構成している。また、この実施形態
では、透過スクリーン10は略球面形状であり、この略球
面形状の透過スクリーン１０の曲率中心、またはその近
傍に、観視者予定位置が設定されている。

【００２８】透過スクリーン１０は、観視者予定位置を
原点として、水平面内において３６０°、鉛直面内にお
いて１８０°以上に展開され、数学的に連続した略球面
形状を成している。なお、「数学的に連続した」とは、
屈曲した部分がないという意味である。この透過スクリ
ーン１０は、有色透明な合成樹脂シートで略球面形状に
形成された光透過層１１と、この光透過層１１の外周面
上に、光拡散剤を含む透明な合成樹脂シートで略球面形
状に形成された光拡散層１２とを有している。

【００２９】この実施形態では、図１及び図２に示すよ
うに、映写機１５を５台用いている。各映写機１５は、
透過スクリーン１０を中心として観視者予定位置と反対
側、つまり、略球面形状の透過スクリーン１０の外周側
であって、観視者予定位置を中心として、水平面内で相
互に９０°の間隔で４台、観視者予定位置の鉛直上方に
１台配置されている。なお、映写機１５の台数に関して
は、１台の映写機１５の透過スクリーン１０上の投影サ
イズによって決まるもので、この投影サイズは映写機１
５の拡大倍率や投写距離に依存するので、これらの値に
応じて適宜決めればよい。例えば、設置環境の都合上、
外枠１９を小さくしなければならず、投写距離を小さく
する必要がある場合には、映写機１５の台数をさらに増
やすことになる。

【００３０】各映写機１５は、それぞれ、図３（Ｃ）に
示すように、映像が表示される映像表示面１７を有する
映像源１６と、この映像表示面１７に映し出された映像
を拡大して透過スクリーン１０の光拡散層１２に結像さ
せる投写レンズ１８とを備えている。また、図３
（Ａ），（Ｂ）に示すように、一般的な平面反射スクリ
ーン１０Ａ，１０Ｂに対する映写機１５Ａ，１５Ｂも、
映像が表示される映像表示面１７，１７Ｂを有する映像
源１６，１６Ｂと、この映像表示面１７，１７Ｂに映し
出された映像を拡大して透過スクリーン１０Ａ，１０Ｂ
の光拡散層に結像させる投写レンズ１８Ａ，１８とを備
えている。なお、この実施形態において、具体的に、映
像源１６とは投写管であり、その映像表面とは投写管の
表示管面のことである。

【００３１】ここで、仮に、図３（Ａ）に示す映像源１
６の映像表示面１７と、図３（Ｂ）に示す映像源１６Ｂ
の映像表示面１７Ｂとが、共に、投写レンズ１８Ａ，１
８に対して凹形状であり、図３（Ａ）の映像表示面１７
の曲率の方が映像表示面１７Ｂの曲率より大きい、言い
替えると、映像表示面１７の曲率半径の方が映像表示面
１７Ｂの曲率半径より小さいとする。具体的には、図３
（Ａ）の映像表示面１７の曲率半径が３５０ｍｍで、図
３（Ｂ）の映像表示面１７Ｂの曲率半径が６００ｍｍで
あるとする。また、図３（Ａ）に示す映写機１５Ａの投
写レンズ１８Ａは、曲率半径が３５０ｍｍの映像表示面
１７上の映像を平面反射スクリーン１０Ａに結像させる
レンズで、図３（Ｂ）に示す映写機１５Ｂの投写レンズ
１８は、曲率半径が６００ｍｍの映像表示面１７Ｂ上の
映像を平面反射スクリーン１０Ｂに結像させるレンズで
あるとする。

【００３２】図３（Ａ）に示す映写機１５Ａ及び図３
（Ｂ）に示す映写機１５Ｂは、前述したように、共に、
平面スクリーン１０Ａ，１０Ｂに映像を結像させるもの
である。このため、略球面形状のスクリーン１０に対し
て、これらの映写機１５Ａ，１５Ｂを用いると、映像の
周辺側の部分では、目的の映像が正確に結像されない。
すなわち、略球面形状のスクリーン１０に対して一般的
な映写機１５Ａ，１５Ｂを用いても、隅々まで明瞭な映
像を結像させることはできない。そこで、本出願の発明
者は、鋭意検討の結果、図３（Ａ）に示す映写機１５Ａ
に用いた、曲率半径の小さな映像表示面１７の映像源１
６と、図３（Ｂ）に示す映写機１５Ｂに用いた、曲率半
径の大きな映像表示面１７Ｂに映し出された映像を平面
スクリーン１０Ｂに結像させる投写レンズ１８とを組み
合わせることにより、略球面形状のスクリーン１０に対
して、隅々まで明瞭な映像を結像させることができるこ
とを見出した。具体的には、映像表示面１７の曲率半径
が１／Ｈ（曲率がＨ）の映像源１６と、曲率半径が１／
Ｌ（曲率がＬ）の映像表示面１７に映し出された映像を
平面スクリーンに結像させる投写レンズ１８とを組み合
わせた場合、以下の（数１）の関係を満たす曲率半径が
１／Ｓ（曲率がＳ）の球面形状スクリーン１０に対し
て、隅々まで明瞭な映像を結像させることができること
を見出した。

【００３３】Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）（数１）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数
例えば、図３（Ｃ）に示す本実施形態のように、映像表
示面１７の曲率半径が３５０ｍｍの映像源１６と、曲率
半径が６００ｍｍの映像表示面１７に映し出された映像
を平面スクリーンに結像させる投写レンズ１８とを組み
合わせることにより、曲率半径が１１００ｍｍ〜１６５
０ｍｍの球面形状スクリーン１０に、隅々まで明瞭な映
像を結像させることができる。また、図４に示すよう
に、映像表示面の曲率半径が３５０ｍｍの映像源と、曲
率半径が∞の映像表示面、つまり平坦な映像表示面に映
し出された映像を平面スクリーンに結像させる投写レン
ズとを組み合わせた場合には、曲率半径が４５０ｍｍ〜
７００ｍｍの球面形状スクリーンに、隅々まで明瞭な映
像を結像させることができ、映像表示面の曲率半径が６
００ｍｍの映像源と、曲率半径が∞の映像表示面、つま
り平坦な映像表示面に映し出された映像を平面スクリー
ンに結像させる投写レンズとを組み合わせた場合には、
曲率半径が８００ｍｍ〜１２００ｍｍの球面形状スクリ
ーンに、隅々まで明瞭な映像を結像させることができ
る。

【００３４】ところで、以上のように、球面形状のスク
リーンの曲率半径に幅があるのは、像面が球面収差によ
って、球面に完全に一致するわけでないため、像面を球
面に回帰するときに重視する像高によって、曲率半径に
差が生じるためである。

【００３５】なお、この実施形態では、映像源１６とし
て投写管を用い、その表示管面を映像表示面１７とした
が、他に、液晶パネルの表示パネル面や、一般的な映写
機のフィルムを映像表示面とした場合であっても、（数
１）の関係を満たせば、球面形状のスクリーンに、隅々
まで明瞭な映像を結像させることができる。

【００３６】外枠１９は、図１に示すように、略球面形
状の透過スクリーン１０及び複数の映写機１５，１５，
…を覆い、外光を遮断する。このように、外光を遮断す
ることにより、略球面形状の透過スクリーン１０上に映
し出される映像のコントラスト低下を防ぐことができ
る。

【００３７】モーション駆動装置２２は、座席２０を鉛
直方向に移動させると共に、鉛直方向の軸回りに回転さ
せる装置である。なお、この実施形態のモーション駆動
装置２２は、２自由度であるが、さらにいくつかの自由
度を加えても構わない。

【００３８】映像制御装置２５は、各映写機１５からの
映像相互が透過スクリーン１０上で隙間なく連続するよ
う、透過スクリーン１０全体に映し出される映像を各映
写機１５毎に振り分ける。言い替えると、映像制御装置
２５は、各映写機１５によって略球面形状の透過スクリ
ーン１０に映し出される全体映像が連続的で一体的にな
るよう、各映写機１５ごとに映像信号を出力する。な
お、各映写機１５毎の映像のつなぎに関しては、各映写
機１５毎の映像相互を一部オーバーラップさせてつなぎ
合わせても、各映写機１５毎の映像の境界線相互を完全
に一致させてもよい。また、この映像制御装置２５は、
透過スクリーン１０上に映し出す映像に対応して、予め
設定されている座席２０の動きをモーション駆動装置２
２に知らせる役目も担っている。

【００３９】次に、本実施形態における体感装置の動作
及び作用について説明する。まず、略球面形状の透過ス
クリーン１０内の座席に、観視者１に座ってもらう。そ
して、体感装置を起動させる。映像制御装置２５から
は、各映写機１５，１５，…へ映像信号が送られ、各映
写機１５，１５，…は、それぞれの映像信号に対応した
映像を透過スクリーン１０の光拡散層１２に結像させ
る。この結果、略球面形状の透過スクリーン１０には、
連続し且つ一体的な映像が映し出される。また、前述し
たように、各映写機１５，１５，…毎の各映像は、透過
スクリーン１０に対して、その隅々まで明瞭に結像す
る。観視者１は、光透過層１１を介して、透過スクリー
ン１０の光拡散層１２に結像された映像を見る。

【００４０】ここで、透過スクリーン１０を構成してい
る有色透明な光透過層１１の効果について、図５を用い
て説明する。映写機１５からの映像は、透過スクリーン
１０の光拡散層１２で結像し、そのまま、観視者１の方
向（主光線）５１の進んで行くと共に、光拡散層１２で
様々な方向にも広がっていく。不要光線５２は、その光
線の一つであり、透過スクリーン１０上のＢ点のコント
ラストを低下させる要因となる。そこで、本実施形態で
は、透過スクリーン１０の光透過層１１を、若干着色し
た透明部材で形成することで、コントラスト低下の改善
を図っている。光透過層１１は、光拡散層１２の内周側
に形成しているため、Ａ点の光拡散層１２からの不要光
線５２は、Ｂ点の光拡散層１２に至る過程で、光透過層
１１を２度通過することになる。このように、不要光線
５２は、光透過層１１を２度通過することにより、減光
されるため、不要光線５２に起因するコントラストの低
下を抑えることができる。

【００４１】例えば、無色透明の透明部材（透過率０．
９５）と有色透明の透明部材（透過率０．５）にそれぞ
れ垂直に２度光線をあてた場合を比較すると、各透明部
材を通過する前の光線強度を１とすると、無色透明の透
明部材を２度通過した場合、光線強度は０．９となり、
有色透明の透明部材を２度通過した場合は、光線強度は
０．２５となり、無色透明の場合に比べ、約１／４にな
る。不要光線５２の場合、球面形状の光透過層１１への
入射角度が必ずしも垂直でないため、光透過層１１を２
度通過した後の光強度が当初の１／４になると一概にい
えないが、光透過層１１を有色透明にすることにより、
観視者位置からのコントラストの低下を大幅に抑えるこ
とができる。なお、この実施形態では、有色透明な合成
樹脂シートのみで光透過層１１を形成しているが、無色
透明な樹脂シートと、その外側に貼付る有色透明な樹脂
シートとで、光透過層を形成しても、同様な効果を得る
ことができる。

【００４２】映像制御装置２５は、各映写機１５に対し
て映像信号を出力すると共に、モーション制御装置２３
に対して駆動制御信号を出力する。モーション制御装置
２３は、この駆動制御信号を受けて、モーション駆動装
置２２に対してモーション信号を出力する。この結果、
観視者１が座っている座席２０は、略球面形状の透過ス
クリーン１０に映し出されている映像の変化と同期し
て、上下動、及び／又は水平回転する。

【００４３】以上のように、この実施形態では、映写機
１５が略球面形状の透過スクリーン１０の外周側に位置
し、しかも、略球面形状の透過スクリーン１０は、内周
側に位置する観視者１を中心として、水平３６０°、垂
直１８０°以上に展開されているので、観視者１の視界
範囲を遮ることなく、観視者１の視認範囲以上に広がっ
た映像を観視者１に見せることができる。従って、観視
者１が見ている、見ていないに関わらず、いずれの方向
にも映像が映し出されているので、観視者１が頭を動か
して見る方向を変えても、ＨＭＤのように、観視者１の
観視方向の変化に対する映像のタイムラグは、生じな
い。また、この実施形態では、略球面形状の透過スクリ
ーン１０が数学的に連続して折れ目がないので、これに
映る映像も連続性が確保され、しかも、三次元的に湾曲
したスクリーン１０に対応した映写機１５を用いている
ので、連続性があり隅々まで明瞭な映像を観視者１に見
せることができる。このように、この実施形態では、連
続性があり隅々まで明瞭で、観視者１の視認範囲以上に
広がった映像を、観視者１の視界範囲を遮ることなく、
しかも、透過スクリーン１０に映し出される映像と完全
に同期して、観視者１が座る座席２０が動くので、観視
者１に、非常に高い臨場感を与えることができる。

【００４４】なお、この実施形態では、観視者１は１名
であるが、本発明は、これに限定されるものでなく、観
視者１が複数であってもよいことは言うまでもない。こ
の場合、観視者１の人数分の座席２０が必要になるが、
各座席２０は、同じ動きをすればよいので、モーション
駆動装置２２は、１台で足りる。また、この場合、複数
の観視者１が実際に位置するそれぞれの位置を観視者予
定位置とするのではなく、複数の観視者１の中心を観視
者予定位置とするべきである。また、各映写機１５によ
る映像は、立体映像である方が、さらに臨場感を高める
ことができるので、好適である。

【００４５】次に、この実施形態における略球面形状の
透過スクリーン１０の製造方法について、図６及び図７
を用いて説明する。本実施形態では、略球面形状の透過
スクリーンを示したが、凹面形状の透過スクリーンにお
いても、同様であることは言うまでもない。

【００４６】この実施形態では、略球面形状の透過スク
リーン１０を熱成形法で形成している。この実施形態に
おける熱成形法では、図６（１）に示すように、ヒータ
内臓のチャンバー３０を用いる。このチャンバー３０に
は、成形しようとしている略球面形状の透過スクリーン
１０を収納し得る成形空間３１と、この成形空間３１へ
ガスを出し入れするための通気孔３３とが形成されてい
る。

【００４７】透過スクリーン１０を形成するに当たって
は、先に、透過スクリーン１０の内周側の層である光透
過層１１を成形し、その後、光透過層１１の外周側に光
拡散層１２を成形する。

【００４８】まず、図６（１）に示すように、光透過層
１１を形成するための有色透明な熱硬化性樹脂シート
（以下、光透過層形成シートとする）４５を、成形空間
３１の上部開口３２上に配する。そして、その上から平
板リング状のシート固定治具３６を配し、これをチャン
バー３０上に固定することで、光透過層形成シート４５
をチャンバー３０に固定する。このように、成形空間３
１の上部開口３２が光透過層形成シート４５で塞がれた
結果、成形空間３１からのガスの出入りが可能な箇所
は、通気孔３３のみになる。

【００４９】次に、図６（２）に示すように、ヒータ３
５で成形空間３１内を加熱して、光透過層形成シート４
５を柔らかくする。

【００５０】次に、図６（３）に示すように、平板リン
グ状の押え治具３７を用いて、軟化した光透過層形成シ
ート４５に金型４０を上方から押し付ける。この金型４
０は、略球面形状の光透過層１１の内周面形状にあった
外周面の球形部４１と、フランジ部４２とを有してい
る。フランジ部４２には、複数の通気孔４３，４３，…
が形成されている。また、この金型４０は、いくつかの
ピースを組み合わせて構成されているもので、後で、分
解できる。平板リンク状の押え治具３７は、その内径が
金型フランジ部４２の通気孔ピッチ円径よりも大きく、
その外径が平板リング状のシート固定治具３６の内径よ
りも僅かに小さい。金型４０を光透過層形成シート４５
に押し付ける際には、金型フランジ部４２に押え治具３
７を接触させて、この押え治具３７がチャンバー３０の
上面に接し且つシート固定治具３６の内周側に収まるま
で、下方に移動させる。この過程で、成形空間３１内の
空気は、チャンバー３０の通気孔３３から外部に排気さ
れる。

【００５１】押え治具３７がチャンバー３０の上面に接
し且つシート固定治具３６の内周側に収まると、今度
は、図６（４）に示すように、押え治具３７で金型４０
を押え付けた状態のまま、チャンバー３０の通気孔３３
から成形空間３１内にガスを入れ、成形空間３１内の圧
力を高めて、軟化した光透過層形成シート４５を金型４
０の外周面に密着させる。この過程で、光透過層形成シ
ート４５と金型４０の外周面との間の空気は、金型フラ
ンジ部４２の通気孔４３から外部に排気される。

【００５２】軟化した光透過層形成シート４５が金型４
０の外周面に密着したら、図６（５）に示すように、光
透過層形成シート４５が冷えて硬化するまで、しばらく
放置しておく。

【００５３】光透過層形成シート４５が硬化すると、金
型フランジ部４２の通気孔４３に対応する箇所の光透過
層形成シート４５に孔を開けてから、金型４０を分解
し、球面形状になった光透過層形成シート４５内から金
型４０を取り出す。以上で、光透過層１１が成形され
る。なお、この光透過層１１も、金型４０と同様に、球
形部４６とフランジ部４６とを有しており、フランジ部
４６には、最後の工程で開けた通気孔４８が形成されて
いる。

【００５４】光透過層１１が形成されると、今度は、こ
の光透過層１１を型として、以上と基本的に同様の方法
で、光透過層１１の外周面に光拡散層１２を形成する。

【００５５】すなわち、図７（１）に示すように、光拡
散層１２を形成するための光拡散剤を含有した透明な熱
硬化性樹脂シート（以下、光拡散層形成シートとする）
５５を、光透過層１１の成形に用いたチャンバー３０の
成形空間３１の上部開口３２上に配する。そして、その
上から、同じく光透過層１１の成形に用いたシート固定
治具３６を配し、これをチャンバー３０上に固定するこ
とで、光拡散層形成シート５５をチャンバー３０に固定
する。

【００５６】次に、図７（２）に示すように、ヒータ３
５で成形空間３１内を加熱して、光拡散層形成シート５
５を柔らかくした後、軟化した光拡散層形成シート５５
上に透明な接着剤５９を滴下する。なお、この接着剤５
９をシート５５に施した方が好ましいが、施さなくても
よい。

【００５７】次に、図７（３）に示すように、平板リン
グ状の押え治具３７を用いて、上方から略球面形状の光
透過層１１を軟化した光拡散層形成シート５５に押し付
ける。光透過層１１を光拡散層形成シート５５に押し付
ける際には、光透過層１１のフランジ部４７に押え治具
３７を接触させて、この押え治具３７がチャンバー３０
の上面に接し且つシート固定治具３６の内周側に収まる
まで、下方に移動させる。この過程で、成形空間３１内
の空気は、チャンバー３０の通気孔３３から外部に排気
される。

【００５８】押え治具３７がチャンバー３０の上面に接
し且つシート固定治具３６の内周側に収まると、図７
（４）に示すように、押え治具３７で略球面形状の光透
過層１１を押え付けた状態のまま、チャンバー３０の通
気孔３３から成形空間３１内にガスを入れ、成形空間３
１内の圧力を高めて、軟化した光拡散層形成シート５５
を光透過層１１の外周面に密着させる。この過程で、光
拡散層形成シート５５と光透過層１１の外周面との間の
空気は、光透過層フランジ４７の通気孔４８から外部に
排気される。

【００５９】軟化した光拡散層形成シート５５が光透過
層１１の外周面に密着したら、図７（５）に示すよう
に、光透過層形成シート４５が冷えて硬化すると共に、
接着剤５９が硬化するまで、しばらく放置しておく。

【００６０】光拡散層形成シート５５及び接着剤５９が
硬化すると、図７（６）に示すように、光透過層１１の
外周に光拡散層１２が形成された略球面形状の透過スク
リーン１０が完成する。なお、光透過層フランジ４７の
通気孔４８に対応する箇所の光拡散層１２に孔を開け、
各層のフランジ部の孔を透過スクリーン１０の設置用の
ボルト孔にしてもよい。

【００６１】なお、本実施形態は、透過スクリーン１０
のフランジ部側が絞られているが、例えば、後述する図
１０の透過スクリーンのように、あまり絞られていない
場合には、成形室内にガスを入れ、成形室内の圧力を高
める工程は無くても、光拡散層と光透過層とを密着させ
ることができる。また、この実施形態では、光透過層と
光拡散層との双方を熱成形法で成形したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば、光透過層をブロ
ー成形法や射出成形法で成形してもよいし、光拡散層を
光拡散剤を含有した透明塗料で形成してもよい。

【００６２】次に、本発明に係る体感装置の第２の実施
形態について、図８を用いて説明する。この実施形態
は、略球面形状の透過スクリーン１０の外側に、さらに
他の観視者１ａ，１ｂが立つことができるスペース１９
ｘ，１９ｙを確保した外枠１９ａを用いた以外、第１の
実施形態と同じである。この実施形態の外枠１９ａは、
第１の実施形態よりも僅かに大きく、透過スクリーン１
０の外側の下部と上部であって、映写機１５から映像光
線を遮らない位置に、それぞれ立ち見スペース１９ｘ，
１９ｙが形成されている。

【００６３】下部立ち見スペース１９ｘの観視者１ａ
は、透過スクリーン１０の側方から、上部立ち見スペー
ス１９ｙの観視者１ｂは、透過スクリーン１０の斜め上
方から、透過スクリーン１０内の観視者１が見ている映
像の反転映像を見ることができる。従って、このような
体感装置を例えばアミューズメントパーク等で採用する
と、子供等を主要観視者１として透過スクリーン１０内
に入れ、この主要観視者１の親等の保護者や同伴者が主
要観視者１を透過スクリーン１０の外で待っている場合
でも、保護者や同伴者等の第２の観視者１ａ，１ｂは、
主要観視者１が見ている映像と似た映像を見ることがで
き、子供等を待っている間の退屈感から開放される。

【００６４】次に、図９を用いて、本発明に係る体感装
置の第３の実施形態について説明する。この実施形態
は、各映写機１５，１５，…ごとに、映写機１５，１
５，…と略球面形状の透過スクリーン１０との間の映像
光路中に反射鏡１４，１４，…を設置したものである。
このように、反射鏡１４を設置すると、映像光路長を変
えること無く、映写機１５を透過スクリーン１０に近づ
けることができるので、これらを覆う外枠１９ｂの小型
化を図ることができる。この外枠１９ｂの小型化は、例
えば、既存の比較的狭いスペースに体感装置を新たに設
置する場合に非常に有効である。

【００６５】なお、この実施形態のように、映像光路中
に反射鏡１４が存在すると、映像が反転するので、映写
機１５からの映像は予め反転しておく必要がある。ま
た、この実施形態では、平面形状の反射板１４を用いた
が、この換わりに、球面形状の反射板を用いてもよい。

【００６６】次に、本発明に係る体感装置の第４の実施
形態について、図１０を用いて説明する。この実施形態
の体感装置は、自動車の運転訓練用又はレース用シミュ
レータで、第１の実施形態と同様に、略球面形状の透過
スクリーン１０ｃと、複数の映写機１５，１５，…と、
複数の映写機１５，１５，…がそれぞれ映し出す映像を
制御する映像制御装置２５ｃと、略球面形状の透過スク
リーン１０ｃ及び複数の映写機１５，１５，…を覆う外
枠１９ｃと、観視者予定位置に配されている座席２０
と、この座席２０を動かすモーション駆動装置２２と、
このモーション駆動装置２２を制御するモーション制御
装置２３ｃとを備えている。さらに、この実施形態の体
感装置は、映像光路中に配されている反射鏡１４ｃ，１
４ｃ，…と、観視者１が操作するハンドル２６、アクセ
ルペダル２８、ブレーキペダル２９及びシフトレバー２
７も備えている。

【００６７】透過スクリーン１０ｃは、観視者予定位置
を原点として、水平面内において３６０°、鉛直面内に
おいて５０°に展開され、数学的に連続した略球面形状
を成している。この実施形態のように、自動車の運転訓
練用に体感装置を用いる場合、車内からの窓越しの景観
を映像として再現すればよいので、鉛直面内におけるス
クリーン１０ｃの展開範囲は５０°で足りる。また、運
転者は、自動車の運転中に、後方を直接見ることがな
く、後方の見る場合でも、バックミラー又はサイドミラ
ー越しに見るので、バックミラー及びサイドミラーが存
在し得る位置に、後方の景観を映しておけば、観視者予
定位置を中心とする水平面内の透過スクリーン１０ｃの
展開範囲を１８０°にしてもよい。

【００６８】映像制御装置２５ｃは、観視者１が操作す
るハンドル２６、アクセルペダル２８、ブレーキペダル
２９及びシフトレバー２７と信号線で接続されており、
これらの操作量に応じて、映像を変化させるべく、各映
写機１５に出力する映像信号を変化させる。また、モー
ション駆動装置２３ｃは、透過スクリーン１０ｃに映る
映像の変化と同期して、座席２０を上下動、及び／又は
水平回転させる。

【００６９】以上のように、本実施形態においても、投
写装置としての基本的構成は、以上の実施形態と同様な
ので、観視者１は、高臨場感を得ることができる。さら
に、この実施形態では、ハンドル２６等の操作端の操作
量に応じて、映像が変化し、この映像変化に同期して座
席２０が動くので、実際に自動車を運転している状態と
非常に近い状態を体感することができる。

【００７０】また、この実施形態では、映写機１５から
映像光線を反射鏡１４ｃで折り返したことにより、映写
機１５を透過スクリーン１０ｃに非常に近づけることが
でき、外枠１９ｃを小型化することができる。特に、こ
の実施形態では、映写機１５からの映像光線の光軸６１
と透過スクリーン１０ｃとの交点に接する仮想平面６２
よりも、水平方向において映写機１５を観視者側に位置
させ、鉛直方向においても透過スクリーン１０ｃに非常
に近い所に位置させたので、外枠１９ｃを非常にコンパ
クトにすることができる。例えば、透過スクリーン１０
ｃの高さを３ｍ未満にした場合、この実施形態の映写機
１５及び反射鏡１４ｃの配置により、透過スクリーン１
０ｃの天面から上方へ外枠１９ｃまでの間隔を１ｍ未満
に抑えることができ、これにモーション駆動装置２２の
高さ分の１ｍを併せても、体感装置全体の高さを５ｍ未
満に抑えることができる。従って、既存の一般的な建家
内に、体感装置を設置することができる。

【００７１】次に、本発明に係る体感装置の第５の実施
形態について、図１１及び図１２を用いて説明する。こ
の実施形態の体感装置は、第１の実施形態と同様、図１
１に示すように、略球面形状の透過スクリーン１０ｄ
と、複数の映写機１５，１５，…と、複数の映写機１
５，１５，…がそれぞれ映し出す映像を制御する映像制
御装置（図示されていない）と、略球面形状の透過スク
リーン１０ｄ及び複数の映写機１５，１５，…を覆う外
枠１９ｄと、観視者予定位置に配されている座席２０
と、この座席２０を動かすモーション駆動装置２２ｄ
と、このモーション駆動装置２２ｄを制御するモーショ
ン制御装置（図示されていない）とを備えている。さら
に、この実施形態の体感装置は、座席２０が載る動作床
板６６と、観視者１が操作する操作レバー２６ｄも備え
ている。

【００７２】動作床板６６は、実際の床面６５よりも数
１０ｃｍ高い位置に配されている。この動作床板６６の
中心部には、座席２０及び操作レバー２６ｄが取り付け
られている。さらに、この動作床板６６には、複数の柱
６７，６７，…を介して、透過スクリーン１０ｄ及び外
枠１９ｄが固定されている。

【００７３】モーション駆動装置２２ｄは、６本の油圧
シリンダ２３ｄ，２３ｄ，…と、各油圧シリンダ２３
ｄ，２３ｄ，…内に駆動油を供給する油圧回路２４ｄと
を有している。６本の油圧シリンダ２３ｄ，２３ｄ，…
の各シリンダケースは、図１２に示すように、床面６５
における座席２０の鉛直線上の位置を中心とした仮想円
上の３点にピン支持されている。この仮想円上の３点
は、等間隔であり、それぞれの点に、６本の油圧シリン
ダ２３ｄ，２３ｄ，…のうち、２本の油圧シリンダ２３
ｄ，２３ｄの各シリンダケースがピン支持されている。
また、６本の油圧シリンダ２３ｄ，２３ｄ，…の各動作
端は、動作床板６６における座席２０の鉛直下方線上の
位置を中心とした仮想円上の３点にピン支持されてい
る。この仮想円上の３点も、等間隔であり、それぞれの
点に、６本の油圧シリンダ２３ｄ，２３ｄ，…のうち、
２本の油圧シリンダ２３ｄ，２３ｄの各動作端がピン支
持されている。従って、動作床板６６は、６本の油圧シ
リンダ２３ｄ，２３ｄ，…のそれぞれの動作により、上
下動、捩じれ、傾き等の各種変位が可能になる、つまり
自由度が６の変位が可能になる。このように、動作床板
６６が変位するため、この動作床板６６に取り付けられ
ている、座席２０、操作レバー２６ｄ、透過スクリーン
１０ｄ、外枠１９ｄも、動作床板６６の変位に伴って変
位する。

【００７４】すなわち、以上の実施形態の透過スクリー
ン及び外枠は設置室内に固定されているが、本実施形態
の透過スクリーン１０ｄ及び外枠１９ｄは座席２０と共
に変位する点で、以上の実施形態と大きく異なる。但
し、本実施形態において、投写装置の基本的な構成は、
以上の実施形態と同様なので、観視者１に高臨場感を与
える等、以上の実施形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００７５】なお、この実施形態では、透過スクリーン
１０ｄに対して座席２０が相対移動しないので、略球面
形状の透過スクリーン１０ｄ内において、座席２０と共
に移動する観視者１の移動空間を確保する必要がない。
このため、略球面形状の透過スクリーン１０ｄの外径を
小さくでき、結果として、外枠１９ｄも小さくすること
ができる。

【００７６】次に、本発明に係る体感装置の第６の実施
形態について、図１３を用いて説明する。この実施形態
の体感装置は、ハンググライダー用シミュレータで、第
１の実施形態と同様に、略球面形状の透過スクリーン１
０ｅと、複数の映写機１５ｅ，１５ｅ，…と、複数の映
写機１５ｅ，１５ｅ，…がそれぞれ映し出す映像を制御
する映像制御装置（図示されていない）と、略球面形状
の透過スクリーン１０ｅ及び複数の映写機１５ｅ，１５
ｅ，…を覆う外枠１９ｅとを備えている。さらに、この
実施形態の体感装置は、ハンググライダー２０ｅと、こ
のハンググライダー２０ｅを動かすモーション駆動装置
２２ｅと、このモーション駆動装置２２ｅを制御するモ
ーション制御装置（図示されていない）とを備えてい
る。

【００７７】透過スクリーン１０ｅは、数学的に連続し
た略球面形状を成しており、観視者予定位置を原点とし
て、水平対して略４５°傾いた面内において３６０°、
この面に対して垂直な面内において１８０°展開されて
いる。

【００７８】映写機１５ｅは、この実施形態において
は、１３台用いている。このように、投写機１５ｅの台
数を増やすと、映写機１５ｅの１台当たりの、透過スク
リーン１０ｅに対する投影サイズが小さくなり、投写距
離が短くなるので、外枠１９ｅを小さくすることができ
る。

【００７９】ハンググライダー２０ｅは、セール２８ｅ
と、観視者１ｅを支えるハーネス２７ｅと、観視者１ｅ
が握るコントロールバー２６ｅとを有している。図示さ
れていない映像制御装置は、ハーネス２７ｅに対すコン
トロールバー２６ｅの相対変位量が入力し、このコント
ロールバー２６ｅの変位量、及び予め設定しておいたハ
ンググライダー２０ｅが受ける風に応じて映像を変化さ
せると共に、モーション駆動装置２２ｅを制御する。

【００８０】モーション駆動装置２２ｅは、第５の実施
形態と同様に、６本の油圧シリンダ２３ｅ，２３ｅ，…
と、各油圧シリンダ２３ｅ，２３ｅ，…内に駆動油を供
給する油圧回路２４ｅとを有している。６本の油圧シリ
ンダ２３ｅ，２３ｅ，…の各シリンダケースは、外枠１
９ｅの天板にピン支持され、６本の油圧シリンダ２３
ｅ，２３ｅ，…の各動作端は、ハンググライダー２０ｅ
のセール２８ｅにピン支持されている。このため、ハン
ググライダー２０ｅは、６自由度で変位する。

【００８１】以上のように、この実施形態の透過スクリ
ーン１０ｅは、水平面に対して傾いている点で、以上の
実施形態と異なる。但し、本実施形態において、投写装
置の基本的な構成は、以上の実施形態と同様なので、観
視者１ｅに高臨場感を与える等、以上の実施形態と同様
の効果を得ることができる。

【００８２】なお、この実施形態では、透過スクリーン
１０ｅは、外枠１９ｅ又は設置空間に対して相対移動し
ないが、第５の実施形態と同様に、ハンググライダー２
０ｅと共に変位するようにしてもよい。また、以上の各
実施形態において、モーション駆動装置２２，２２ｄ，
２２ｅは、いずれも、油圧駆動タイプであるが、本発明
はこれに限定されず、例えば、電気駆動タイプのもので
あってもよい。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、映写機が略球面形状の
透過スクリーンの外周側に位置しているので、観視者の
視界範囲を遮ることなく、観視者の視認範囲以上に広が
った映像を観視者に見せることができる。また、観視者
が見ている、見ていないに関わらず、各種方向にも映像
が映し出されているので、観視者が頭を動かして見る方
向を変えても、ＨＭＤのように、観視者の観視方向の変
化に対する映像のタイムラグは、生じない。さらに、本
発明では、略球面形状の透過スクリーンが数学的に連続
して折れ目がないので、これに映る映像も連続性が確保
され、しかも、三次元的に湾曲した透過スクリーンに対
応した映写機を用いているので、言い換えると、映写機
が映し出す最適映像面が透過スクリーンの形状に対応し
て映写機側に凸形状であるので、連続性があり隅々まで
明瞭な映像を観視者に見せることができる。

【００８４】このように、本発明では、連続性があり隅
々まで明瞭で、観視者の視認範囲以上に広がった映像
が、観視者の視界範囲を遮ることなく、映し出されるの
で、観視者に、非常に高い臨場感を与えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態としての体感装置
の構成説明図である。

【図２】本発明に係る第１の実施形態としての体感装置
の映写機の配置を示す説明図である。

【図３】本発明に係る第１の実施形態としての体感装置
の映写機の構成を示す説明図である。

【図４】本発明に係る第１の実施形態としての体感装置
の映写機における、ある曲率半径の映像表示面を有する
映像源と、ある曲率半径の映像表示面に映し出された映
像を平面スクリーンに結像させる投写レンズと、を組み
合わせた際の透過スクリーンの曲率半径を示す説明図で
ある。

【図５】本発明に係る第１の実施形態としての透過スク
リーンの光透過層の効果を示す説明図である。

【図６】本発明に係る第１の実施形態としての透過スク
リーンの光透過層の製造工程を示す説明図ある。

【図７】本発明に係る第１の実施形態としての透過スク
リーンの光拡散層の製造工程を示す説明図である。

【図８】本発明に係る第２の実施形態としての体感装置
の構成説明図である。

【図９】本発明に係る第３の実施形態としての体感装置
の構成説明図である。

【図１０】本発明に係る第４の実施形態としての体感装
置の構成説明図である。

【図１１】本発明に係る第５の実施形態としての体感装
置の構成説明図である。

【図１２】本発明に係る第５の実施形態としての体感装
置のモーション駆動装置及び座席の斜視図である。

【図１３】本発明に係る第６の実施形態としての体感装
置の構成説明図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｅ…観視者、１０，１０ｃ，１０
ｄ，１０ｅ…透過スクリーン、１１…光透過層、１２…
光拡散層、１４，１４ｃ…反射鏡、１５，１５ｅ…映写
機、１６…映像源、１７…映像表示面、１８…投写レン
ズ、１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ…外枠、２
０…座席、２０ｅ…ハンググライダー、２２，２２ｄ，
２２ｅ…モーション駆動装置、２３，２３ｃ…モーショ
ン制御装置、２３ｄ，２３ｅ…油圧シリンダ、２４ｄ，
２４ｅ…油圧回路、２５，２５ｃ…映像制御装置、２６
…ハンドル、２６ｄ…操作レバー、２６ｅ…コントロー
ルバー、２７…シフトレバー、２７ｅ…ハーネス、２８
…アクセルペダル、２８ｅ…セール、２９…ブレーキペ
ダル、３０…チャンバー、３１…成形空間、３３…通気
孔、３５…ヒータ、３６…シート固定治具、３７…押え
治具、４０…金型、４５…光透過層形成シート、５５…
光拡散層成形シート、６６…動作床板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大石哲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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像を写し出す映写機であって、映像が表示される映像表示面を有する映像源と、前記映像表示面に写し出された映像を拡大結像させる投
写レンズと、を備え、前記映写機が映し出す最適像面が映写機側に凸形状であ
るようにされていることを特徴とする映写機。
【請求項２】前記映像源の前記映像表示面の曲率をＨ、
前記投写レンズが平面に投写する映像表示面の曲率を
Ｌ、前記映写機の映し出す最適像面の曲率をＳとした場
合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立することを特徴とする請求項１に記載の映
写機。
【請求項３】映像が表示される映像表示面を有する映像
源、及び該映像表示面に写し出された映像を拡大結像さ
せる投写レンズを備え、映し出す最適像面が映写機側に
凸形状となる映写機と、前記映写機側に向かって凸形状とされ、該映写機からの
映像が結像されるスクリーンと、を備えていることを特徴とする投写装置。
【請求項４】前記映像源の前記映像表示面の曲率をＨ、
前記投写レンズが平面に投写する映像表示面の曲率を
Ｌ、前記映写機の映し出す最適像面の曲率をＳとした場
合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立することを特徴とする請求項３に記載の投
写装置。
【請求項５】映像が表示される映像表示面を有する映像
源、及び該映像表示面に写し出された映像を拡大結像さ
せる投写レンズを備え、映し出す最適像面が映写機側に
凸形状となる映写機と、数学的に連続した略球面形状、又は該略球面形状の一部
の面形状であって、前記映写機側に向かって凸状を成
し、該映写機からの映像が結像される透過スクリーン
と、を備え、前記透過スクリーンの凹面側の空間中に観視者位置が定
められていることを特徴とする投写装置。
【請求項６】前記透過スクリーンは、前記観視者位置を
原点として、３次元空間内の少なくとも一つの平面内に
おいて１８０°以上に展開されていることを特徴とをす
る請求項５に記載の投写装置。
【請求項７】映像が表示される映像表示面を有する映像
源、及び該映像表示面に写し出された映像を拡大結像さ
せる投写レンズを備えた映写機と、数学的に連続した略球面形状、又は該略球面形状の一部
の面形状であって、前記映写機側に向かって凸状を成
し、該映写機からの映像が結像される透過スクリーン
と、を備え、前記透過スクリーンの凹面側の空間中に観視者位置が定
められ、前記透過スクリーンは、前記観視者位置を原点として、
３次元空間内の少なくとも一つの平面内において１８０
°以上に展開されていることを特徴とする投写装置。
【請求項８】前記映像源の前記映像表示面の曲率をＨ、
前記投写レンズが平面に投写する映像表示面の曲率を
Ｌ、前記映写機の映し出す最適像面の曲率をＳとした場
合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立することを特徴とする請求項５から７のい
ずれか一項に記載の投写装置。
【請求項９】前記映写機を複数備え、前記複数の映写機は、それぞれが分担する各映像が前記
透過スクリーン上において隙間なく連続するよう配され
ていることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項
に記載の投写装置。
【請求項１０】前記透過スクリーンは、数学的に連続し
た略球面形状、又は該略球面形状の一部の面形状の光透
過層と、該光透過層の表面であって該光透過層を中心と
して前記観視者位置と反対側の表面に形成されている光
拡散層と、を有していることを特徴とする請求項５から
９のいずれか一項に記載の投写装置。
【請求項１１】前記光透過層は、有色透明な材料で形成
されていることを特徴とする請求項９に記載の投写装
置。
【請求項１２】前記映写機と前記透過スクリーンとの間
の映像光路中に反射鏡が配されていることを特徴とする
請求項５から１１のいずれか一項に記載の投写装置。
【請求項１３】前記映写機の映像光路の光軸と前記透過
スクリーンとの交点において、該透過スクリーンに接す
る仮想平面に対し、前記映写機の一部又は全部が、前記
観視者位置側に位置していることを特徴とする請求項１
２に記載の投写装置。
【請求項１４】前記透過スクリーンと前記映写機とを覆
い、該透過スクリーンに外光が至るのを遮る外枠を備え
ている請求項５から１３のいずれか一項に記載の投写装
置。
【請求項１５】前記外枠と前記透過スクリーンとの間で
あって、前記映写機の映像光路を遮らない位置に、前記
観視者位置に位置することになる観視者とは別の観視者
が存在し得るスペースが確保されていることを特徴とす
る請求項１４に記載の投写装置。
【請求項１６】映像が表示される映像表示面を有する映
像源、及び該映像表示面に写し出された映像を拡大結像
させる投写レンズを備え、映し出す最適像面が映写機側
に凸形状となる映写機と、数学的に連続した略球面形状、又は該略球面形状の一部
の面形状であって、前記映写機側に向かって凸状を成
し、前記映写機からの映像が結像される透過スクリーン
と、前記透過スクリーンの凹面側の空間中に、観視者が座る
座席と、前記座席を変位させるモーション駆動装置と、モーション駆動装置の動作を制御するモーション制御装
置と、前記映写機が映し出す映像を制御すると共に、該映像の
変化に伴って前記座席を変位させるよう前記モーション
駆動装置に対して指示する映像制御装置と、を備えていることを特徴とする体感装置。
【請求項１７】前記映像制御装置は、観視者が操作する
操作手段を有し、該操作手段の操作量に応じて前記映写
機が映し出す映像を変化させると共に、該映像の変化に
伴って前記座席を変位させるよう前記モーション駆動装
置に対して指示することを特徴とする請求項１６に記載
の体感装置。
【請求項１８】映像が表示される映像表示面を有する映
像源、及び該映像表示面に写し出された映像を拡大結像
させる投写レンズを備え、映し出す最適像面が映写機側
に凸形状となる映写機と、数学的に連続した略球面形状、又は該略球面形状の一部
の面形状であって、前記映写機側に向かって凸状を成
し、前記映写機からの映像が結像される透過スクリーン
と、前記透過スクリーンの凹面側の空間中に、観視者が座る
座席と、前記観視者が操作する操作部と、前記操作部の操作量に応じて、前記映写機が映し出す映
像を変化させる映像制御装置と、を備えていることを特徴とする体感装置。
【請求項１９】前記映像源の前記映像表示面の曲率を
Ｈ、前記投写レンズが平面に投写する映像表示面の曲率
をＬ、前記映写機の映し出す最適像面の曲率をＳとした
場合、Ｓ＝Ａ×（Ｈ−Ｌ）但し、Ｈ＞Ｌ、Ａは０．５０〜０．７８の範囲内の定数の関係が成立することを特徴とする請求項1６から１８
のいずれか一項に記載の体感装置。
【請求項２０】一方の表面が凸面形状で反対側の他方の
表面が凹面形状である光透過層と、該光透過層の凸面形
状側の表面に形成されている光拡散層と、を有している
透過スクリーンの製造方法であって、透明な部材で前記光透過層を形成する光透過層形成工程
と、光拡散剤を含む透明な熱可塑性樹脂シートを温めて柔ら
かくし、柔らかくなった該熱可塑性樹脂シートに前記光
透過層の凸面形状側の表面を押し付けて、該光透過層に
該熱可塑性樹脂シートを密着させ、前記光拡散層を形成
する光拡散層形成工程と、を有することを特徴とする透過スクリーンの製造方法。
【請求項２１】前記光拡散層形成工程では、前記熱可塑
性樹脂シートを前記光透過層に押し付ける前に、該熱可
塑性樹脂シートと該光透過層とのうち少なくとも一方に
透明な接着剤を施すことを特徴とする請求項２０に記載
の透過スクリーンの製造方法。
【請求項２２】前記光拡散層形成工程では、前記熱可塑
性樹脂シートを前記光透過層に押し付ける過程で、該熱
可塑性樹脂シートを中心として該光透過層と反対側の雰
囲気の圧力を高めると共に、該熱可塑性樹脂シートと該
光透過層との間のガスを抜くことを特徴とする請求項２
０及び２１のいずれか一項に記載の透過スクリーンの製
造方法。
【請求項２３】一方の表面が凸面形状で反対側の他方の
表面が凹面形状である光透過層と、該光透過層の凸面形
状側の表面に形成されている光拡散層と、を有している
透過スクリーンの製造方法であって、透明な部材で前記光透過層を形成する光透過層形成工程
と、光拡散剤を含む透明な塗料を、前記光透過層の凸面形状
側の表面に塗布して前記光拡散層を形成する光拡散層形
成工程と、を有することを特徴とする透過スクリーンの製造方法。
【請求項２４】前記光透過層形成工程では、透明な熱可
塑性樹脂シートを温めて柔らかくし、柔らかくなった該
熱可塑性樹脂シートに凸面形状の金型を押し付け、該金
型に該熱可塑性樹脂シートを密着させて、前記光透過層
を形成することを特徴とする請求項２０から２３のいず
れか一項に記載の透過スクリーンの製造方法。