JPH0921977A - 模擬視界表示装置 - Google Patents
模擬視界表示装置Info
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- JPH0921977A JPH0921977A JP16957195A JP16957195A JPH0921977A JP H0921977 A JPH0921977 A JP H0921977A JP 16957195 A JP16957195 A JP 16957195A JP 16957195 A JP16957195 A JP 16957195A JP H0921977 A JPH0921977 A JP H0921977A
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- JP
- Japan
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- field
- view
- concave mirror
- visual field
- screen
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の垂直視野よりも広い垂直視野で、か
つ、無限遠に近い映像を発生する模擬視界表示装置を目
的とする。 【構成】 従来の模擬視界表示装置の構成に加え、操縦
士視点前方の下部にもう1組の光学系を配置し、この2
つの光学系により、広垂直視野を実現する。
つ、無限遠に近い映像を発生する模擬視界表示装置を目
的とする。 【構成】 従来の模擬視界表示装置の構成に加え、操縦
士視点前方の下部にもう1組の光学系を配置し、この2
つの光学系により、広垂直視野を実現する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体、特に航空機の
操縦訓練などに用いる、模擬視界表示装置に関するもの
である。
操縦訓練などに用いる、模擬視界表示装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図10および図11は、無限遠に近い映
像を提供することができる従来方式のフライトシミュレ
ータの平面図(図10)および断面図(図11)であ
る。
像を提供することができる従来方式のフライトシミュレ
ータの平面図(図10)および断面図(図11)であ
る。
【0003】ここで、5,5′は視点、例えばパイロッ
トとコーパイロット、3は凹面鏡、2はリアスクリー
ン、4はプロジェクタで4R,4G,4Bはプロジェク
タのR,G,B光源を表わす。図11における一点鎖線
は航空機コックピット位置を示す。
トとコーパイロット、3は凹面鏡、2はリアスクリー
ン、4はプロジェクタで4R,4G,4Bはプロジェク
タのR,G,B光源を表わす。図11における一点鎖線
は航空機コックピット位置を示す。
【0004】視点5,5′に対面する位置に曲率約20
00mmの凹面鏡3を設け、この凹面鏡3の焦点面付近
に曲率約1700mmのリアスクリーン2を設け、プロ
ジェクタ4の投影像をリアスクリーン2に結像させ、そ
のリアスクリーン2の象を凹面鏡3により拡大反射させ
て見るものである。このような従来技術は、例えば特開
昭47−45390に見ることができる周知の技術であ
る。
00mmの凹面鏡3を設け、この凹面鏡3の焦点面付近
に曲率約1700mmのリアスクリーン2を設け、プロ
ジェクタ4の投影像をリアスクリーン2に結像させ、そ
のリアスクリーン2の象を凹面鏡3により拡大反射させ
て見るものである。このような従来技術は、例えば特開
昭47−45390に見ることができる周知の技術であ
る。
【0005】図6は、このような従来装置での視点5か
らの光路図を示す。1はリアスクリーン2と凹面鏡3の
球心である。図6は特に下方向の視界を大きくするため
にリアスクリーン2と凹面鏡3を設計、配置したもの
で、同図の符号11,12は、視点5から下方を見た場
合の凹面鏡との交点、11′,12′は凹面鏡の11、
12に対応する。リアスクリーン2上の位置を示す。
らの光路図を示す。1はリアスクリーン2と凹面鏡3の
球心である。図6は特に下方向の視界を大きくするため
にリアスクリーン2と凹面鏡3を設計、配置したもの
で、同図の符号11,12は、視点5から下方を見た場
合の凹面鏡との交点、11′,12′は凹面鏡の11、
12に対応する。リアスクリーン2上の位置を示す。
【0006】図6において、視点5から下方を見ている
場合の光路は、光路5,11であり凹面鏡3を介し、光
路11,11′となり、リアスクリーン2の点11′の
映像を見ることになる。この時の視界角θ1は角11,
5,11′となる。
場合の光路は、光路5,11であり凹面鏡3を介し、光
路11,11′となり、リアスクリーン2の点11′の
映像を見ることになる。この時の視界角θ1は角11,
5,11′となる。
【0007】さらに、下方を見た場合の光路は光路5,
12である。凹面鏡を介し、光路12,12′となり、
リアスクリーン2の点12′の映像を見ることになる。
この時の視野角θ2は角12,5,12′となる。
12である。凹面鏡を介し、光路12,12′となり、
リアスクリーン2の点12′の映像を見ることになる。
この時の視野角θ2は角12,5,12′となる。
【0008】この様に点12の映像を見るためにはリア
スクリーン2は点12′まで存在しなければならない。
図6はこのように下方視界を拡大するように設計配置し
たものであるため、下方視野は増えたものの点線で示す
よう、視点5から見ることができる上方視界はリアスク
リーン2でさえぎられるため、凹面鏡3の有効部Aが少
なく、狭くなってしまう。
スクリーン2は点12′まで存在しなければならない。
図6はこのように下方視界を拡大するように設計配置し
たものであるため、下方視野は増えたものの点線で示す
よう、視点5から見ることができる上方視界はリアスク
リーン2でさえぎられるため、凹面鏡3の有効部Aが少
なく、狭くなってしまう。
【0009】図7は図6と同じ構成であるがリアスクリ
ーン2の球心1′が凹面鏡3の球心1より上方にある場
合を示す。リアスクリーン2の球心を上げると、光路1
2,12′のリアスクリーン2との交点座標が高くなる
ため、上方の視野が得られる。この時は上方の光路5,
12′が図6より多少広くなり、視野角θ2が大きくな
り、凹面鏡3の有効部分Aも図6より拡大するが、凹面
鏡3とリアスクリーン2の関係が理想的な光学配置から
かなりずれてしまうため、視点位置からは映像が見づら
くなってしまう。光学計配置の多少のずれは避けること
はできず、実用上問題ないが、これが大きいと実用上も
障害となる。
ーン2の球心1′が凹面鏡3の球心1より上方にある場
合を示す。リアスクリーン2の球心を上げると、光路1
2,12′のリアスクリーン2との交点座標が高くなる
ため、上方の視野が得られる。この時は上方の光路5,
12′が図6より多少広くなり、視野角θ2が大きくな
り、凹面鏡3の有効部分Aも図6より拡大するが、凹面
鏡3とリアスクリーン2の関係が理想的な光学配置から
かなりずれてしまうため、視点位置からは映像が見づら
くなってしまう。光学計配置の多少のずれは避けること
はできず、実用上問題ないが、これが大きいと実用上も
障害となる。
【0010】また、図8、図9示した例は図8が視点を
5から5’に下方向にずらした場合、図9が視点を5か
ら5’に前方にずらした場合を示す図である。いずれの
場合もある程度の下方視界の拡大を図ることはできる
が、視点が映像の中心からずれるため、視点位置からは
映像に歪みが生じ易い。
5から5’に下方向にずらした場合、図9が視点を5か
ら5’に前方にずらした場合を示す図である。いずれの
場合もある程度の下方視界の拡大を図ることはできる
が、視点が映像の中心からずれるため、視点位置からは
映像に歪みが生じ易い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前に述べた通り、従来
の模擬視界表示装置では、広垂直視野を得るために視点
を前へ出したり、下げたりすればある程度は広垂直視野
を得ることができる。
の模擬視界表示装置では、広垂直視野を得るために視点
を前へ出したり、下げたりすればある程度は広垂直視野
を得ることができる。
【0012】しかしながら、単一スクリーンに映像を投
影し、それを見るため、上方視野角が下方視野の映像を
投影するスクリーンにより妨げられ、広垂直視野を得る
ことがきない。
影し、それを見るため、上方視野角が下方視野の映像を
投影するスクリーンにより妨げられ、広垂直視野を得る
ことがきない。
【0013】そこで、本発明はこれらの欠点を除去し、
広垂直視野を得ることができかつ無限遠に近い映像を提
供することを目的とする。
広垂直視野を得ることができかつ無限遠に近い映像を提
供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、上方視野光学系と下方視野光学系と2
つの光学系を有し、上方視野と下方視野を個別に発生さ
せるよう構成したものである。
達成するために、上方視野光学系と下方視野光学系と2
つの光学系を有し、上方視野と下方視野を個別に発生さ
せるよう構成したものである。
【0015】
【作用】本発明の作用について説明すると、上方視野光
学系は上方の視野に無限遠に近い映像を発生し、下方視
野光学系は下方の視野に無限遠に近い映像を発生し、上
下視野に無限遠に近い映像を得ることができる。
学系は上方の視野に無限遠に近い映像を発生し、下方視
野光学系は下方の視野に無限遠に近い映像を発生し、上
下視野に無限遠に近い映像を得ることができる。
【0016】
【実施例】以下この発明の一実施例について、図面に基
づき説明する。なお、図1は模擬視界表示装置を側面か
ら見た構成を示す図2のB−B端面図で、図2は同じく
上から見た構成を示す平面図である。図1、図2におい
て、上方視野光学系は曲率約1000mmの映像表示面
であるリアスクリーン2、曲率約1800mmの凹面鏡
3を球心1を球心とし配置する。この実施例では左右の
方向にも映像表示範囲を広げるため、上方、下方それぞ
れ3台計6台のプロジェクタを用いている。なお、左右
に複数のプロジェクタを設ける技術そのものは周知の技
術である。
づき説明する。なお、図1は模擬視界表示装置を側面か
ら見た構成を示す図2のB−B端面図で、図2は同じく
上から見た構成を示す平面図である。図1、図2におい
て、上方視野光学系は曲率約1000mmの映像表示面
であるリアスクリーン2、曲率約1800mmの凹面鏡
3を球心1を球心とし配置する。この実施例では左右の
方向にも映像表示範囲を広げるため、上方、下方それぞ
れ3台計6台のプロジェクタを用いている。なお、左右
に複数のプロジェクタを設ける技術そのものは周知の技
術である。
【0017】プロジェクタ4a、4b、4cによりリア
スクリーン2に映像を投影、凹面鏡3の焦点面付近にあ
るリアスクリーン2の映像を虚像として、視点5におい
て、無限遠の映像を発生する。この上方視野光学系によ
り視点5の正面から上方の垂直視野を得ることができ
る。
スクリーン2に映像を投影、凹面鏡3の焦点面付近にあ
るリアスクリーン2の映像を虚像として、視点5におい
て、無限遠の映像を発生する。この上方視野光学系によ
り視点5の正面から上方の垂直視野を得ることができ
る。
【0018】一方、下方視野光学系は曲率約2000m
mのフロントスクリーン7、曲率約3300mmの凹面
鏡8を球心6を球心とし配置する。プロジェクタ9a、
9b、9cにより、フロントスクリーン7に映像を投影
し、凹面鏡8の焦点付近にある、フロントスクリーン7
の映像を虚像として無限遠の映像を発生させる。この下
方視野光学系により、下方の垂直視野を得ることができ
る。このようにして、視点5からは上下方向に大きい視
野を得ることができる。
mのフロントスクリーン7、曲率約3300mmの凹面
鏡8を球心6を球心とし配置する。プロジェクタ9a、
9b、9cにより、フロントスクリーン7に映像を投影
し、凹面鏡8の焦点付近にある、フロントスクリーン7
の映像を虚像として無限遠の映像を発生させる。この下
方視野光学系により、下方の垂直視野を得ることができ
る。このようにして、視点5からは上下方向に大きい視
野を得ることができる。
【0019】このときもちろん表示される映像は、色や
位置が上、下でずれないように各プロジェクタ4a、4
b、4c、9a、9b、9c等は十分に調整する必要が
ある。
位置が上、下でずれないように各プロジェクタ4a、4
b、4c、9a、9b、9c等は十分に調整する必要が
ある。
【0020】図3、図4は本発明の他の実施例を示すも
ので、図4は平面図、図3は図4のC−C端面図であ
る。同図において、上方視界を表示する光学系は、図
1、図2と同じであるが、下方視界表示装置のプロジェ
クタ10を視点5の下に配置したものである。プロジェ
クタ10で投影される下方の映像は、一度凹面鏡8で反
射した後フロントスクリーン7に投影され、フロントス
クリーン7の映像を再び凹面鏡8を介して見るため、一
度目の反射の散乱光により、明るい映像が得られる。ま
た、先の実施例の場合に比べ、占有床面積を小さくする
ことができる。
ので、図4は平面図、図3は図4のC−C端面図であ
る。同図において、上方視界を表示する光学系は、図
1、図2と同じであるが、下方視界表示装置のプロジェ
クタ10を視点5の下に配置したものである。プロジェ
クタ10で投影される下方の映像は、一度凹面鏡8で反
射した後フロントスクリーン7に投影され、フロントス
クリーン7の映像を再び凹面鏡8を介して見るため、一
度目の反射の散乱光により、明るい映像が得られる。ま
た、先の実施例の場合に比べ、占有床面積を小さくする
ことができる。
【0021】これらの実施例において、上方に映し出さ
れる映像も、下方に映し出される映像も無限遠に近い映
像となるため、異なるスクリーン上の映像であるにもか
かわらず、違和感なく連続した映像として見ることがで
きる。
れる映像も、下方に映し出される映像も無限遠に近い映
像となるため、異なるスクリーン上の映像であるにもか
かわらず、違和感なく連続した映像として見ることがで
きる。
【0022】図5は本発明の模擬視界表示装置をヘリコ
プター用フライトシミュレータに実施した例を示す断面
図で、20はヘリコプターコックピット、21はパイロ
ット、22は操縦桿、23a、23b、23cは窓であ
る。同図から理解できるように、この実施例では図1、
図2の実施例に示した光学系の配置を利用している。
プター用フライトシミュレータに実施した例を示す断面
図で、20はヘリコプターコックピット、21はパイロ
ット、22は操縦桿、23a、23b、23cは窓であ
る。同図から理解できるように、この実施例では図1、
図2の実施例に示した光学系の配置を利用している。
【0023】同図に示すように、ヘリコプターは通常の
飛行状態ではパイロットは前方向を見ていることが多
い。このめ、パイロットの視界は飛行機と大差はない。
しかし、離着陸時には垂直離着陸ができる性質上、真下
に近い視界が必要となる。この実施例では離着陸の訓練
においても、窓23aから地上の視界を得ることができ
るので、従来では不可能であったヘリコプターの離着陸
時の操縦シミュレーションをより実機に近い形で行うこ
とができる。
飛行状態ではパイロットは前方向を見ていることが多
い。このめ、パイロットの視界は飛行機と大差はない。
しかし、離着陸時には垂直離着陸ができる性質上、真下
に近い視界が必要となる。この実施例では離着陸の訓練
においても、窓23aから地上の視界を得ることができ
るので、従来では不可能であったヘリコプターの離着陸
時の操縦シミュレーションをより実機に近い形で行うこ
とができる。
【0024】なお、以上の実施例ではいずれも、上方視
野系のスクリーンはリアスクリーンとしたが、これに限
られるものではなく、たとえばフロントスクリーンと
し、プロジェクタをそのスクリーンの前方に配置しても
良いことは言うまでもない。
野系のスクリーンはリアスクリーンとしたが、これに限
られるものではなく、たとえばフロントスクリーンと
し、プロジェクタをそのスクリーンの前方に配置しても
良いことは言うまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、上方
視野光学系及び下方視野光学系を有することにより、視
点水平方向に対し、垂直視野+20°〜−40°程度の
広い視野の無限遠に近い映像を得ることができる。
視野光学系及び下方視野光学系を有することにより、視
点水平方向に対し、垂直視野+20°〜−40°程度の
広い視野の無限遠に近い映像を得ることができる。
【0026】このような、広垂直視野を得ることにより
従来困難であったヘリコプター等の離着陸時に地面を見
ることが重要であるもののフライトシミュレータを実現
することができるなど大きな効果を有するものである。
従来困難であったヘリコプター等の離着陸時に地面を見
ることが重要であるもののフライトシミュレータを実現
することができるなど大きな効果を有するものである。
【0027】また、本発明独自の配置構成により、模擬
視界表示装置を構成する要素も特別なものである必要は
なく、安価に構成することもできる。
視界表示装置を構成する要素も特別なものである必要は
なく、安価に構成することもできる。
【図1】本発明の実施例を示す原理説明端面図。
【図2】本発明の実施例を示す原理説明平面図。
【図3】本発明の他の実施例を示す原理説明端面図。
【図4】本発明の他の実施例を示す原理説明平面図。
【図5】本発明のヘリコプターにおける実施例を示す断
面図。
面図。
【図6】従来例を示す原理説明側面図。
【図7】従来例を示す原理説明側面図。
【図8】従来例を示す原理説明側面図。
【図9】従来例を示す原理説明側面図。
【図10】従来例を示す原理説明平面図。
【図11】従来例を示す原理説明側面図。
1 上方視野光学系球心、1′ リアスクリーン球心、
2 リアスクリーン、3 凹面鏡、4 プロジェクタ、
5 視点、5′ 視点、6 下方視野光学系球心、7
フロントスクリーン、8 凹面鏡、9 プロジェクタ、
10 プロジェクタ、11,12 凹面鏡との交点、1
1′,12′ リアスクリーンとの交点
2 リアスクリーン、3 凹面鏡、4 プロジェクタ、
5 視点、5′ 視点、6 下方視野光学系球心、7
フロントスクリーン、8 凹面鏡、9 プロジェクタ、
10 プロジェクタ、11,12 凹面鏡との交点、1
1′,12′ リアスクリーンとの交点
Claims (5)
- 【請求項1】 模擬視界映像光を発生するプロジェクタ
と、該プロジェクタからの模擬視界映像光を可視化する
スクリーンと、該スクリーン上の映像を拡大する拡大鏡
より成る光学系を上方視界用と下方視界用の少なくとも
2系統を有し、模擬映像を前記少なくとも上方と下方の
2つの視野光学系により表示するようにしたことを特徴
とする模擬視界表示装置。 - 【請求項2】 上方視野系プロジェクタと、該プロジェ
クタのからの映像を表示する上方視野系スクリーンと、
該スクリーンの映像を視点方向に拡大する上方視野系の
凹面鏡よりなる上方視野系光学系と、下方視野系プロジ
ェクタと、該下方視野系プロジェクタのからの映像を表
示する下方視野系スクリーンと、該下方視野系スクリー
ンの映像を前記視点方向に拡大する下方視野系の凹面鏡
よりなる下方視野系光学系より成り、該上方視野系光学
系と下方視野系光学系とは連続した一つの映像を表示
し、かつ前記上方視野系の凹面鏡と前記下方視野系の凹
面鏡は互いに異なる位置に配置するようにしたことを特
徴とする模擬視界表示装置。 - 【請求項3】 視点の前方に設置された上方視野系凹面
鏡と、その焦点面付近でかつ、前記視点の上方に設置さ
れた上方視野系リアスクリーンと、該リアスクリーンの
後方に配置された上方視野系プロジェクタで構成される
模擬視界の上部を表示する上方視野光学系と、 前記視点の前方でかつ前記上方視野系凹面鏡より下方に
設置された下方視野系凹面鏡と、該凹面鏡の焦点面付近
でかつ前記上方視野光学系凹面鏡の背面に設置された下
方視野系フロントスクリーンと、該フロントスクリーン
の前方に配置された下方視野系プロジェクタで構成され
る模擬視界の下部を表示する下方視野光学系の少なくと
も上方視野系、下方視野系の2組の光学系を有すること
を特徴とする模擬視界表示装置。 - 【請求項4】 視点の前方に設置された上方視野系凹面
鏡と、その焦点面付近でかつ、前記視点の上方に設置さ
れた上方視野系リアスクリーンと、該リアスクリーンの
後方に配置された上方視野系プロジェクタで構成される
模擬視界の上部を表示する上方視野光学系と、 前記視点の前方でかつ前記上方視野系凹面鏡より下方に
設置した下方視野系凹面鏡と、該凹面鏡の焦点面付近で
かつ前記上方視野光学系凹面鏡の背面に設置された下方
視野系フロントスクリーンと、前記視点の下方に設置さ
れた下方視野系プロジェクタで構成される模擬視界の下
部を表示する下方視野光学系の少なくとも2組の光学系
を有することを特徴とする模擬視界表示装置。 - 【請求項5】 パイロットの前方に設置された上方視野
系の凹面鏡と、該凹面鏡の焦点面付近でかつ、前記パイ
ロットの上方に設置され上方視野の映像を表示するリア
スクリーンと、該リアスクリーンの後方に配置し上方視
野の映像を供給する上方視野系プロジェクタで構成され
る模擬視界の上部を表示する上方視野光学系と、前記パ
イロットの前方でかつ前記上方視野系凹面鏡の下方に設
置された下方視野系の凹面鏡と、該凹面鏡の焦点面付近
でかつ前記上方視野光学系凹面鏡の背面に設置された下
方視野の映像を表示するフロントスクリーンと、該フロ
ントスクリーンの前方に配置され下方視野の映像を供給
する下方視野系プロジェクタで構成される模擬視界の下
部を表示する下方視野光学系を有することを特徴とする
ヘリコプターフライトシミュレータ用模擬視界表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16957195A JPH0921977A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 模擬視界表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16957195A JPH0921977A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 模擬視界表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921977A true JPH0921977A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15888949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16957195A Pending JPH0921977A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 模擬視界表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0921977A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020514842A (ja) * | 2017-03-07 | 2020-05-21 | 8259402 カナダ インコーポレイテッド8259402 Canada Inc. | ディスプレイにおける虚像を制御する方法 |
| US20240019774A1 (en) * | 2020-11-17 | 2024-01-18 | Cae Inc. | Retractable rear projection dome |
-
1995
- 1995-07-05 JP JP16957195A patent/JPH0921977A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020514842A (ja) * | 2017-03-07 | 2020-05-21 | 8259402 カナダ インコーポレイテッド8259402 Canada Inc. | ディスプレイにおける虚像を制御する方法 |
| US20240019774A1 (en) * | 2020-11-17 | 2024-01-18 | Cae Inc. | Retractable rear projection dome |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040329 |