JPH10312028A - 凹面スクリーン背面投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 臨場感の優れた、スペースファクター良好
な、ゲーム機器等の娯楽機器に用いて好適な表示装置を
提供すること。 【解決手段】 正面側から見て滑らかな凹面形状の凹面
スクリーンと、この凹面スクリーンの背面に画像を投射
する背面画像投射装置とからなる凹面スクリーン背面投
射型表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、背面投射型表示装
置に係わり、特に、各々、凹面スクリーンを備えた背面
投射型表示装置に関するもので、動画用のディスプレイ
を備えたゲーム機等の娯楽機器に用いて好適な表示装置
を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、動画用ディスプレイを備えたゲー
ム機においては、ディスプレイの画面形状は、一般に平
坦面または若干凸面であり、かつ、ディスプレイへの画
面表示は、画面サイズを大きくし、この大サイズの画面
全領域に亘り、合焦点、低歪み、低収差を実現する努力
がなされていた。すなわち、従来の動画用ディスプレイ
は映し出す映像（ソフト）に重点がおかれていた。

【０００３】また、現実感や迫力等の臨場感を増大する
試みの一つとして、ゴルフプレイ機器に見られように、
大きなスクリーンを備えた背面投射型画像表示装置を用
いることで、現実感（リアリティ）や迫力のある画像表
示を提供する娯楽機器も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例は、映像（ソフト）に工夫をこらすことで現実感
（リアリティ）や迫力のある画像表示を提供しようとし
ているが、この努力にも拘わらず、利用者に、十分な現
実感（リアリティ）や迫力のある画像表示を提供するこ
とができなかった。また、大きなスクリーンを採用した
従来の娯楽機器も、利用者にはスクリーンとの一体感が
十分でなく、コストの割りには、臨場感も乏しく満足の
いくものではなかった。

【０００５】本発明は、上記従来の欠点を解消した表示
装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】本発明の具体的な目的は、十分な現実感と
迫力のある画像、特にそのような動画像を表示可能な表
示装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】本発明の他の具体的な目的は、上記のよう
な優れた画像装置を、簡潔な構成で、したがって、低コ
ストで実現することである。

【０００８】本発明の別の具体的な目的は、大きな画面
であっても、消費電力が小さく、保守も容易な表示装置
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的、課題
を解決するための基本的な手段は、人間の視野に関する
特性を考慮し、それをとりいれた画面表示として、凹面
スクリーンを採用し、更に背面画像投射装置を採用す
る。

【００１０】具体的には、前記目的を達成するために、
本発明に係る背面投射型表示装置は、正面側から見て滑
らかな凹面形状の凹面スクリーンと、この凹面スクリー
ンの背面に画像を投射する背面画像投射装置とから構成
する。

【００１１】さらに、他の目的を達成するために、正面
側から見て滑らかな凹面形状の凹面スクリーンと、この
凹面スクリーンの背面に画像を投射する背面画像投射装
置とからなる凹面スクリーン背面投射型表示装置であっ
て、上記背面画像投射装置は、非凹面スクリーンに対し
て正常な画面表示を行う光学構成を有するようにする。

【００１２】さらに、他の目的を達成するために、正面
側から見て滑らかな凹面形状の凹面スクリーンと、この
凹面スクリーンの背面に画像を投射する背面画像投射装
置とからなる凹面スクリーン背面投射型表示装置であっ
て、上記背面画像投射装置は、陰極線管画像表示デバイ
スと、この陰極線管画像表示デバイスにマウントされた
レンズユニットとから構成する。

【００１３】さらに、他の目的を達成するために、正面
側から見て滑らかな凹面形状の凹面スクリーンと、この
凹面スクリーンの背面に画像を投射する背面画像投射装
置とからなる凹面スクリーン背面投射型表示装置であっ
て、上記背面画像投射装置は、陰極線管画像表示デバイ
スと、この陰極線管画像表示デバイスにマウントされた
レンズユニットと、上記レンズユニットおよび前記凹面
スクリーン間に位置するミラーとから構成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図２５を参照して、
本発明に係る凹面スクリーン背面投射型表示装置の実施
例を説明する。

【００１５】先ず、本発明に係る凹面スクリーン背面投
射型表示装置の実施例は、人間の視野に関する特性を考
慮し、それを取り入れた画面表示として、図６に示すよ
うな、利用者からみて凹面形状の凹面スクリーン１０が
設けられ、該凹面スクリーン１０を支持する筐体３０の
内部に、投射管２１およびそれにマウントされたレンズ
ユニット２２とミラー２３とから構成される背面画像投
射装置２０を備えている。さらに、利用者ポジショニン
グ装置１００との関係が特定される。

【００１６】ここで、本発明に係る実施例を詳細に説明
するあたって、人間の視野に関する特性と本実施例の特
徴との関係について説明する。先ず、注視点と視力との
関係については、図１（ａ）に示すように，注視点から
離れるにしたがって、視力は急速に低下する。図１
（ａ）は注視点とその周辺の視力を概念的に示したもの
である。（ａ）図から明らかなように、注視点を０°と
した場合、両側に角度が開くにつれて視力は急速に低下
し、具体的には３０°開いた地点では１／１０の以下に
低下する。一方、凹面スクリーンに、背面投射型表示装
置によって映像を表示した場合のピントは、（ｂ）図に
示すように前記視力と同様、スクリーン中央から両側に
角度が開くにつれてピントが急速にづれていく。

【００１７】また、視野については、片方の眼で、上下
方向には５０度、７０度程度であり、左右方向には内側
（鼻側）６０度、外側に１００度といわれているので、
両眼での視野は、図２に示すように、左右方向に２００
度程度でやや下方に片寄った視野範囲を備えている。

【００１８】本実施例の基本的な特徴によれば、図３
（ａ）に示すように、利用者（正面側）から見て、滑ら
かな凹面形状の凹面スクリーン１０と、この凹面スクリ
ーン１０の背面に画像を投射する背面画像投射装置２０
とを備えた背面投射型表示装置が与えられる。

【００１９】上記において、利用者から見て凹面形状
の、凹面スクリーン１０を用いることにより、図３
（ａ）の凹面スクリーン１０のすぐ脇に大きさ（幅と長
さ）の変化する矢印列１０Ａで示すように、凹面スクリ
ーン１０の中央部の注視点から周辺部にいくほど、画像
の歪みとピントのぼけ（矢印の幅に対応）と動き速度
（矢印の長さに対応）が増し、高速で移動する場合の現
実の映像を効果的に表現できる。すなわち、一般的に背
面画像投射装置２０は、図３（ａ）の小矢印列１０ａに
示すように、平面スクリーンに合焦点，低歪み、低収差
で画像を投射するものであるから、本実施例における背
面画像投射装置２０としてそのまま利用すれば、図
（ｂ）に示すように、凹面スクリーン１０における映像
は、周辺部にいくにつれて歪みが連続的に大きくなり、
図１（ａ）で説明した、注視点と視力に関する人間の視
機能に合ったピントが自ずから得られることになる。

【００２０】このように、本実施例によれば、利用者
（正面側）から見て、滑らかな凹面形状の凹面スクリー
ン１０と、この凹面スクリーン１０の背面に画像を投射
する背面画像投射装置２０とを用いることにより、ソフ
トウェア的な処理を必要とすることなく、凹面スクリー
ン１０の中央部の注視点から周辺部にいくほど画像の歪
みを大きくなるなどの映像効果を得ることができる。ま
た、撮影する場合もカメラ１台で通常の撮影を行えばよ
く、何ら特別の装置や工夫を必要としない。

【００２１】図３（ｂ）は、凹面スクリーン１０の正面
から見た画像表示例で、これは、車、飛行機等から、進
行方向の映像を撮った際の、景色が中心から周辺に流れ
ていき、周辺部の映像ほど流れ方（流れ速度）が早くな
る状態と極めてよく符合している。 このような優れた
作用、効果は、滑らかな凹面形状の凹面スクリーン１０
と、この凹面スクリーン１０の背面に画像を投射する背
面画像投射装置２０との特定の組み合わせにより得られ
るものである。すなわち、本実施例による組み合わせの
他に、考えられる組み合わせとしては、 （１）滑らかな凹面形状の凹面スクリーンと、この凹面
スクリーンの前面に画像を投射する前面画像投射装置と
の組み合わせ （２）滑らかな凸面形状の凸面スクリーンと、この凸面
スクリーンの背面に画像を投射する背面画像投射装置と
の組み合わせ （３）滑らかな凸面形状の凸面スクリーンと、この凸面
スクリーンの前面に画像を投射する前面画像投射装置と
の組み合わせ の３通りの組み合わせがある。

【００２２】前記（１）、（２）は、前記本実施例によ
る組み合わせのような、スクリーンの周囲にいくほど映
像の流れが早くなる効果はない。逆に、この特性を利用
して、飛行中の飛行機から真下の映像を見るといった、
進行方向と映像の方向とが違う場合に適している。

【００２３】また、前記（２）、（３）は、利用者から
見てスクリーンが凸面形状であるため、視野角がごく限
られた狭い範囲でしか画像を見ることができないため、
凸面形状の円周方向に回転する映像を利用したソフト、
例えば、射的ゲーム等の映像ソフトに適している。

【００２４】さらに、前面投射装置を用いる、（１）、
（３）では後述するように、利用者の影がスクリーンに
投影されてしまうため、この特徴を生かした映像、例え
ば、利用者の影を障害として見え隠れする目標物を射的
するようなソフトに適している。

【００２５】前記（１）ないし（３）では、本実施例が
目的とする十分な現実感と迫力のある大きな画像に動画
像を表示可能な表示装置を得ることができないので、こ
の目的達成のために最適な凹面スクリーン１０と背面画
像投射装置２０との組合わせ、即ち、滑らかな凹面形状
の凹面スクリーン１０と、この凹面スクリーン１０の背
面に画像を投射する背面画像投射装置２０とを備えた凹
面スクリーン背面投射型表示装置を採用している。

【００２６】なお、前記した他の組み合わせは、前記し
たそれぞれの目的の表示装置に採用することで、それぞ
れの特性を生かすことができる。

【００２７】本実施例の他の特徴によれば、利用者（正
面側）から見て、滑らかな凹面形状の凹面スクリーン１
０と、この凹面スクリーン１０の背面に画像を投射する
背面画像投射装置２０と、この凹面スクリーン１０の正
面に利用者を位置させる利用者ポジショニング装置１０
０とを備えた凹面スクリーン背面投射型表示装置が与え
られる。この利用者ポジショニング装置１００は、利用
者がこの凹面スクリーン背面投射型表示装置を利用する
際に位置する利用位置、姿勢を決めるとともに、上記凹
面スクリーン１０に対する利用者の視野角、注視線の上
下の角（注視線が水平の場合は、仰角および俯角）を定
める。

【００２８】また、図４に示すように、本発明の凹面ス
クリーン１０の大きさは、面積からではなく、利用者の
視る目の位置からの角度範囲θで規定される。すなわ
ち、同じ角度θであれば、面積が異なっても利用者が視
ることができる画像内容、上記した視野効果は同様であ
る。ただし、凹面スクリーン１０が大きくなれば、複数
の利用者が、同時に視ることができる。

【００２９】本実施例によれば、上記視野角θは、図５
に示すように、少なくとも４５度、望ましくは１２０度
程度に選ばれる。これは、前記したように、一般的に人
間の視野は注視線（注視点を見る目線のことを仮にこう
呼ぶ）の上方が５０度程度、下方が７０度程度であるこ
とから決めたものである。なお、図５に示すように、上
記注視線が水平線である場合は、仰角θ_E＝３０度程
度、俯角θ_D＝９０度程度、合計１２０度程度が適正視
野角である。

【００３０】一方、凹面スクリーン１０の凹面形状につ
いては、図５（ａ）の凹面スクリーン１０Ｃに示すよう
に、円柱面形状が望ましいが、図５（ｂ）の凹面スクリ
ーン１０Ｎに示すように、平面を含む曲率の異なる複数
の面を滑らかに接続した形状の面でも同様な効果が得ら
れる。

【００３１】上記において、滑らかな凹面形状を採用し
た意義は次の通りである。利用者から見て、凹面形状の
凹面スクリーン１０を実現するのに、複数の平面スクリ
ーンを組み合わせる平面スクリーン複合形も考えられる
が、平面スクリーン複合形では、スクリーン中央部の注
視点から周辺部にいく画像の歪みが不連続となり、不自
然な動画像となる。本実施例では、滑らかな凹面形状を
した凹面スクリーン１０を用いるので、上記歪みや、動
き、速度が連続的に変化する、自然感のある画像表示が
可能となる。

【００３２】以下、本発明の上記およびその他の諸特徴
を、添付図面に示される実施の形態により具体的に説明
する。

【００３３】先ず、図６ないし図１０により、本発明に
よる表示装置の基本的な実施形態である第１の実施の形
態を説明する。該第１の実施の形態は、ゲームセンター
等に設置される凹面スクリーン背面投射型表示装置であ
る。図６は、内部を透視して示した凹面スクリーン背面
投射型表示装置の側面図、図７は、概観斜視図で、いず
れも、具体的な寸法を、ｍｍ単位で入れて示してある。
図６および図７において、装置筐体３０の底部は前方に
張り出していて、正面上方から下方にかけて、本実施例
の特徴である、凹面形状の凹面スクリーン１０が設けら
れている。筐体３０の内部の上方、正面側コーナー部に
は背面画像投射装置２０の一部となる投射管２１および
それにマウントされたレンズユニット２２が設置されて
いる。筐体３０の内部下方、背面寄りのコーナー部に
は、前記投射管２１およびレンズユニット２２に対向し
て、ミラー２３が設けられている。前記ミラー２３と筐
体３０の背面板および底板とに囲まれた空間には、回路
基板５０が実装されている。なお、凹面スクリーン背面
投射型表示装置には、後述するように、上記の他に、ス
ピーカ、操作部、コイン投入口などが設けられている
が、これらは、図６および図７では、省略されている。

【００３４】図６および図７には、さらに、凹面スクリ
ーン背面投射型表示装置の主要な寸法が例示されてい
る。これによれば、装置の正面幅Ｗ＝１１１６ｍｍ、底
部奥行きＤＦ＝１２６９．３ｍｍ、頂部奥行きＤＨＴ＝
６７５ｍｍ、高さＨ＝１３４４ｍｍ、凹面スクリーン上
端の高さＨＳＣ＝１３４４−３９０＝９５４ｍｍであ
り、凹面スクリーン１０は、曲率半径１０００ｍｍの円
柱面形状である。この寸法体系によれば、装置の高さＨ
は大人の背丈より低くて、大きさを感じさせないコンパ
クトな大きさである。また、凹面スクリーン１０、立ち
姿勢の大人でも目線を落とせば無理なく視認できる位置
であり、また立ち姿勢の子供でも図２、図５に説明した
ように下方に片寄った目線に合った配置である。しか
も、この凹面スクリーン１０の配置は椅子に腰掛けた際
の目線でも人間の視野範囲に合った配置である。

【００３５】図８は、制御回路のブロック図である。こ
れまでに説明した、表示装置部２０、スピーカ６０、操
作部７０は、記憶部５１およびタイマ部５２を備えた制
御部５０により制御される。制御部５０は、電源部４０
から供給される電力により、コイン投入口８０から所定
の金額のコインの投入があると、動作可能状態になる。
前記スピーカ６０は、凹面スクリーン１０の周囲の筐体
３０の正面、例えば、凹面スクリーン１０の上部に配置
して、映像とともに利用者に良好な音響効果を与えるよ
うにする。また、前記制御部５０及び電源部４０は、筐
体３０の内部、例えば前記ミラー２３と筐体３０の背面
板および底板とに囲まれた空間に実装して、筐体３０の
実装効率を向上させている。また、操作部７０及びコイ
ン投入口８０は、前記筐体３０と分離して、利用者ポジ
ショニング装置２０となるものであり、筐体３０の前方
の所定の位置、例えば利用者に最も最適な映像環境を与
える位置となるに配置する。

【００３６】図９は、装置動作の全体フローを示す。装
置の電源が投入されると（Ｓ０１）、装置は、スタンド
バイ状態になり、コインの投入を監視する（Ｓ０２）。
コインの投入がなされるまでは、デモンストレーション
画面表示を行う（Ｓ０３）。コインの投入があると、前
記操作部７０の操作を受付、ゲームが実行される（Ｓ０
４）。ゲームがアウトまたはタイマー時間が経過する
と、ゲームを終了し、電源の切断（Ｓ０５）がなけれ
ば、再びデモンストレーション画面表示を行う（Ｓ０
３）。電源の切断があると（Ｓ０５）、装置は、オフ状
態になる（Ｓ０６）。

【００３７】図１０は、背面投射装置２０としての装置
レイアウトの光学的な関係を示す。装置内上方に設置し
た投射管２１およびレンズユニット２２と、破線で示す
投射管２１’およびレンズユニット２２’とは、ミラー
２３に関して互いに鏡像関係となる。図１０から明らか
なように、本実施例による装置レイアウトによれば、利
用者の目線の位置と、前記凹面スクリーン１０と、前記
投射管２１とを光学的に最良の位置関係に置きながら、
レイアウト的にはコンパクトにして、装置の所要床面積
が小さく、しかもデッドスペースも小さいので、スペー
スファクターの良好な表示装置が得られる。

【００３８】また、図１１に示すように、装置上部背面
寄りの、デッドスペースとなっているコーナー部に、補
助の投射管２１Ａおよびレンズユニット２２Ａを設置す
れば上記投射管２１、レンズユニット２２およびミラー
２３の画像投射経路とは別の経路を経て、スクリーン１
０に直接、スポット画像等の補助的画像を重畳表示する
ことができので、装置サイズを大きくすることなく、多
彩な表示を鮮明に行うことができる。この補助の投射管
２１Ａおよびレンズユニット２２Ａによれば、ピントが
ずれる前記凹面スクリーン１０の端部側に得点表示やガ
イダンス等を表示するのに適している。

【００３９】このように、本実施例によれば、背面画像
投射装置２０として、陰極線管画像表示デバイスである
投射管２１と、レンズユニット２２と、ミラー２３とか
らなる背面画像投射装置を用い、前記レンズユニット２
２を備えた前記投射管２１を表示装置の最上部に、前記
ミラー２３を最下部コーナーに配置することにより奥行
き寸法が小さく、かつコンパクトな表示装置を得ること
ができる。また、背面画像投射装置なので、スクリーン
等に、利用者の影が生じることがなく、さらに、補助的
な背面画像投射装置によりスポット表示も容易に入れる
ことができる。

【００４０】以上説明した、第１の実施の形態は、最も
基本的な形態であり、利用者の利用位置、即ち利用者ポ
ジショニング装置１００は凹面スクリーン１０の前方で
かつ該凹面スクリーン１０の外の場合である。以下、本
発明のより具体的な実施の形態を、利用者の利用位置お
よび姿勢の異なる例として、本発明を、レーシングゲー
ム機、飛行ゲーム機、ジョギングゲーム機に適用した実
施例につき、順次説明する。

【００４１】（レーシングゲーム機）図１２ないし図１
８は、レーシングゲーム機の実施例に関するものであ
る。図１２に示すように、本実施例によれば、凹面スク
リーン１０の下端部１１には、利用者ポジショニング装
置であるドライバシート装置１００が配置され、該ドラ
イバシート装置１００の両サイドにサイドスクリーン１
１Ｌ、１１Ｒが延在して形成されている。つまり、この
実施例では凹面スクリーン１０の下端部の中央が切り欠
かれ、該切欠部にドライバシート装置１００が配置され
ている。したがって、利用者は、凹面スクリーン１０の
中に入り込んだドライバシート装置１００に着席する。

【００４２】図１３、図１４は本実施例に係るレーシン
グゲーム機の透視側面図である。ドライバシート装置１
００は、座席シートベース部１０１と、座席シート１０
２と、上部操作表示部１０３およびフット操作部１０４
とから構成される。前記座席シート１０２は、図１８に
示した椅子駆動装置１０７を備えており、前記座席シー
ト１０２を図示しない駆動手段を介して座席シートベー
ス部１０１の上を移動させることにより、利用者の操作
性を向上するとともに、利用者着席動作にともなうサイ
ドスクリーン１１Ｌ、１１Ｒの破損を軽減することがで
きる。もちろん、前記座席シート１０２の移動を手動で
行ってもよい。

【００４３】また、図１４において、前記ドライバシー
ト装置１００は、他の臨場感を与える装置を備えてい
る。フット操作部１０４は、表示画像の操作装置の機能
と、風速・風量可変の送風機構１０６の操作装置として
の役割を備え、フット操作部１０４を操作することによ
り、表示画像を早く動作させるとともに、そのスピード
にともなって送風量を増減させる。また、椅子駆動装置
１０７は、図示しない駆動手段を介して、衝突時に座席
シート１０２を振動させるようにも動作する。更に、前
記ドライバシート装置１００は音響効果を得られるスピ
ーカ１０５を備えている。

【００４４】次に、前記図１３と図１４、及び図１５の
レーシングゲームの動作フロー、図１６と図１７の使用
状態図を参照して、動作フローを説明する。

【００４５】先ず、図１３において、ゲーム開始前は、
前記座席シート１０２は、座席シートベース部１０１の
後方の位置（図面上右側）、すなわち、デモンストレー
ション画面を表示するスクリーン１０から抜き出された
状態となっている。利用者は、ゲーム開始に先立って、
前記抜き出された座席シート１０２に着席して、コイン
を投入することで、前記椅子揺動装置１０７を駆動させ
る。前記椅子揺動装置１０７は座席シート１０２を座席
シートベース部１０１上を移動させて図１３に示すよう
な所定の位置に移動させる。そしてこの状態でゲームＯ
Ｎ状態となる。

【００４６】なお、前記椅子駆動装置１０７の移動中
に、安全性を考慮して凹面スクリーン１０にガイダンス
を表示したり、あるいはスピーカ１０６によるガイダン
スを発生させるとよい。

【００４７】図１５において、レーシングゲームがスタ
ートすると（Ｓ１１）、凹面スクリーン１０の表示は、
ゲームの進行に応じて、例えば、図１６、図１７のよう
になる。ゲームは、利用者が、スクリーン１０の表示の
進行に合わせて、上部操作表示部１０３およびフット操
作部１０４を操作することにより進行する（Ｓ１２）。
この際、図１４に示すようにフット操作部１０４により
送風装置が駆動して臨場感を出す。また、画面上、利用
者が運転している車が、他の車や、壁と衝突すると（Ｓ
１３）、画面上で衝突を表現するとともに、衝突の大き
さに応じて、椅子駆動装置１０７を駆動して座席シート
１０４を揺らし、スピードを減少する等の制御を行い、
臨場感を出す（Ｓ１４）。また、予め決められたチェッ
クポイントを通過できれば（Ｓ１５）、その都度、残り
時間を増やして、得点を加算する（Ｓ１６）等の制御を
行う。

【００４８】図１６は、ゲーム進行途中段階での凹面ス
クリーン１０の画面表示の一例を示したものであり、画
面上部には、選択したゲーム、現在順位、および残り時
間の表示がなされる。画面中央から下方にかけては、コ
ースの鳥瞰動画が映し出されている。この凹面スクリー
ン１０に映しだされる映像は、前記図１〜図５で説明し
た作用効果を備えている。また、図１７は、ゲーム進行
途中段階での画面表示の他の例を示しものであり、図１
１で説明した、補助のスポット表示を併用した場合のゲ
ーム状況を示す斜視図である。同図の凹面スクリーン１
０において、破線で囲んだ、ゲーム実行の都度異なり、
しかも利用者が容易に判読可能なように、ある程度の精
細さを必要とする表示部分、すなわち得点表ＳＣ、コン
ソールパネルＣＰなどを、主画面表示とは独立して個別
的に、安定した、鮮明な表示で提供することができる。

【００４９】ゲーム時間が終了すると（Ｓ１７）、画面
に、ゲーム終了の表示と得点の表示を行い（Ｓ１８）、
表示時間が経過すると（Ｓ１９）、当該ゲームを終了す
る（Ｓ２０）。図１３において、当該ゲームを終了す
る、前記座席シート１０２は、座席シートベース部１０
１の後方の位置（図面上右側）へ移動して、ガイダンス
表示からデモンストレーション画面を表示する。

【００５０】図１８は、図１７のレーシングゲーム機の
制御装置の回路ブロック図であり、図８の基本システム
の構成に対して、図１１に示した、スポット表示のため
のサブ表示装置２１Ａ、および、図１４に示した、スピ
ード感、走行感を増大するための送風装置１０６、さら
に椅子揺動装置１０７が付け加えられている。

【００５１】本実施例によれば、上記凹面スクリーン１
０の利用者寄りの端部は、上記利用者ポジショニング装
置１００の先端部より後方に位置しているレーシングゲ
ーム機が提供される。これにより、利用者の足元周りに
凹面スクリーン１０が位置し、臨場感、一体感、迫力が
著しく増す。特に、上記利用者ポジショニング装置１０
０が上記凹面スクリーン１０に近づき、凹面スクリーン
１０の直前空間に位置するように配置すると、視界に、
利用者の体と映像とがオーバーラップして入り、臨場感
が一層大きくなる。

【００５２】（飛行ゲーム機）図１９および図２０は、
利用者が、凹面スクリーン１０の上方空間を移動し得る
利用者ポジショニング装置１００に搭乗して、着陸ター
ゲットＴＧを目指して、着陸する時間と正確さを競う飛
行、着陸ゲームの様子を示す斜視図および側面図であ
る。利用者ポジショニング装置１００の座席シート１０
２は、図２０に示すように、アーム１１０によって、支
持し、動かすようにしてもよく、また、図２１の実施例
に示すように、利用者ポジショニング装置１００を支持
部材１２０によって、懸垂、支持するようにしてもよ
い。図２０、図２１のいずれの利用者ポジショニング装
置１００を採用するかは、ゲームの種類等により決め
る。

【００５３】前記凹面スクリーン１０を備えた表示装置
は、第１の実施の形態（図６参照）と同様な基本的な形
態でありながな、前記第２の実施の態様（図１２参照）
の作用効果を得ることができる。しかもこの実施の態様
によれば、該表示装置の構造を簡単にしながら、下肢の
下方に凹面スクリーン１０を配置することができるの
で、より臨場感をあることができる。

【００５４】また、前記この実施の態様の利用者ポジシ
ョニング装置１００は、前記第２の実施の態様（図１２
参照）と同様に、上部操作表示部１０３や図１８に示し
た椅子駆動装置１０７を備えている。前記椅子駆動装置
１０７は、支持部材１２０を介して前記座席シート１０
２を凹面スクリーン１０の外に移動して利用者の乗り降
りを行い、ゲーム開始時に、前記座席シート１０２を凹
面スクリーン１０の上に移動させてることにより、利用
者の乗り降りを向上や操作性を向上するとともに、利用
者着席動作にともなう凹面スクリーン１０の破損を軽減
する。更に、上部操作表示部１０３の操作に基づいて、
椅子駆動装置１０７を駆動して座席シート１０４を、昇
降、左右、上下、傾かせることにより、より臨場感を得
ることができる。なお、前記座席シート１０２を凹面ス
クリーン１０の上において、利用者が乗り降りの際に使
用するタラップを可動可能に設けても同様な効果があ
る。

【００５５】この実施例によれば、利用者の前方から下
肢下方にかけて、連続した凹面スクリーン１０が形成さ
れるので、利用者が浮いた状況で、かつ利用者が注目す
る背景が前方から下方に想定される映像ソフト、例えば
飛行ゲーム機や水中ゲーム機等に良好な背面画像投射装
置が提供される。

【００５６】（ジョギングゲーム機）図２２および図２
３は、本発明を実施した、ジョギングゲーム機の斜視図
および側面図である。この実施例は、利用者ポジショニ
ング装置としてベルト駆動式の歩行装置１００を備え、
その両側には、前記レーシング機と同様に凹面スクリー
ン１０が延在して設けられている。他の構造は前記レー
シング機と同様につき説明を省略する。

【００５７】このジョギングゲーム機の使用方法として
は多様な方法が実施可能であるが、例えば、歩行装置１
００をジョギングしたり、あるいは歩行する速度を図示
しない検知装置で検知して、凹面スクリーン１０の映像
の速さをコントロールしたり、あるいは事前にプログラ
ムされた映像と、それに対応する図示しない駆動装置を
備えた歩行装置１００とでシュミレーション的な方法で
行ってもよい。

【００５８】ジョギングや歩行を行う人は前方から下方
に目線を置きがちである。特に、疲労度が増すとどうし
ても目線は下を向きがちである。この実施例は、このよ
うな利用者の目線の位置に動画像を供給できる凹面スク
ーン１０を備えているので、極めて現実感ある実現体験
を得ることができる。また、この実施例は、単にゲーム
機としてではなく、障害者や老人の歩行訓練を行う際
に、あきがち利用者に歩行に合せた現実感ある映像、例
えば森の散歩路の映像や効果音を提供できるので、訓練
を長続きさせる効果が期待できる。更に、例えば、マラ
ソンのコース映像を投影しながら、コースの斜度に合せ
て歩行装置１００の回転を重くする等して、スポーツ訓
練等にも適している。この実施例は、このように幅広い
利用分野が期待できる。

【００５９】以上説明した実施例は、利用者の等身大程
度やそれ以上の大形のスクリーンを用いた場合である
が、図４で説明したように、本実施例の原理によれば、
利用者寄りに位置する、面積の小さなスクリーンでも、
同じ視野角が確保できれば大形スクリーンと同じ内容の
画像を提供することができる。その実施例を図２４及び
２５で説明する。

【００６０】図２４は、デスクタイプの実施例を示す概
略断面図である。この実施例は、テーブル面の位置に前
記第１の実施の態様と同様な構造を備えた凹面スクリー
ン背面投射型表示装置を備えたものである。この実施例
では、利用者ポジショニング装置として、椅子１００が
設定され、該椅子１００に座る利用者目線に合せて凹面
スクリーン１０の位置と大きさが設定されている。ま
た、この実施例によれば、背面画像投影装置２０を筐体
３０の上方に配置したので、凹面スクリーン１０の下方
の張り出しがテーブルと同様な位置関係となり、その張
り出し部の下方に膝や靴先を挿入できる十分な空間を得
ることができるので、利用者を凹面スクリーン１０に接
近させて目の位置を凹面スクリーン１０内に位置させる
ことができる。

【００６１】なお、本実施例の構造を小型化した前記第
１の実施の態様と同様な構造として、テーブル面におけ
るようにしてもよく。このようにすれば非常にコウンパ
クトな携帯用の凹面スクリーン背面投射型表示装置が提
供される。また、背面画像投影装置２０を筐体３０の後
方下部に配置した構造でも前記と同様な作用効果を得ら
れるとともに、この構造によれば装置の高さを低くする
ことができる。更に、利用者ポジショニング装置１００
として、立ち姿勢で行えるような寸法と構造とすること
でも同様な効果を得ることができる。

【００６２】また、図２５は自動二輪タイプの実施例を
示す概略断面図である。この実施例は、自動二輪車のフ
ード面の位置に前記第１の実施の態様と同様な構造を備
えた凹面スクリーン背面投射型表示装置を備えたもので
ある。この実施例では、利用者ポジショニング装置とし
て、自動二輪車１００が設定され、該自動二輪車１００
の座席に座る利用者目線に合せて凹面スクリーン１０の
位置と大きさが設定されている。言い換えれば、この実
施例では、自動二輪車１００そのもの（偽造車を含む）
に、利用者の目線に合せて凹面スクリーン１０を配置し
たものである。したがって、この実施例では、操作装置
も自動二輪車１００に合せて設けられている。また、図
示しない自動二輪車１００の台部に、駆動装置を備え
て、運転操作に合せて自動二輪車１００を傾けたり振動
を与えるようにする。加えて、スピードに合せて送風す
るようにしてもよい。

【００６３】このように、この実施例によれば、体験す
る実態物の利用者の目線に合せて凹面スクリーン背面投
射型表示装置を設けているので、現実感をより向上させ
ることができる。

【００６４】以上述べた図２４、図２５のいずれの実施
例においても、凹面スクリーン１０は、利用者の顔に近
く位置し、利用者の顔は、、凹面スクリーン１０の下端
部より若干前方に位置し、顔の両側にスクリーンの下端
部の両側が位置している。これにより、本実施例の特徴
である、実際の視覚に近似した画像を見ることができ
る。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
前面（利用者）から見て滑らかな凹面形状の凹面スクリ
ーンと、背面画像投射装置を組み合わせることにより、
人間の視野特性に合った、臨場感の高い画像表示が可能
な表示装置が得られる。

【００６６】また、凹面スクリーンを用いているので、
利用者の視野角より広い範囲の画像が表示でき、迫力、
現実感が大きい利点がある。

【００６７】また、背面画像投射装置を用いているの
で、スクリーンに利用者の影が映る虞がない。

【００６８】また、複数の背面画像投射装置による重畳
画像表示も容易である。

【００６９】さらに、上記背面画像投射装置は、通常
の、平面スクリーン用のものを流用できるので、安価
で、構成簡潔な表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】人間の視力特性と本発明による画像表示装置ピ
ント特性を示す特性曲線図。

【図２】人間の視野範囲を示す曲線図。

【図３】本発明の原理を説明する側面図（ａ）および正
面図（ｂ）。

【図４】本発明における凹面スクリーンと視野角の関係
の説明図。

【図５】本発明における円柱面形状の凹面スクリーンの
側面図（ａ）および非円柱面形状の凹面スクリーンの側
面図（ｂ）。

【図６】第１の実施の形態の内部透視側面図。

【図７】第１の実施の形態の斜視図。

【図８】第１の実施の形態の回路ブロック構成を示すブ
ロック図。

【図９】第１の実施の形態の全体の動作を示すフローチ
ャート。

【図１０】第１の実施の形態における各構成部材のの光
学関係の説明図。

【図１１】第１の実施の形態において補助背面画像投射
装置を併用した実施例の各構成部材の光学関係の説明
図。

【図１２】レーシングゲーム機に適用した実施の形態の
斜視図。

【図１３】図１２の実施の形態の一例の側面図。

【図１４】図１２の実施の形態の他の例の側面図。

【図１５】レーシングゲーム機に適用した実施の形態の
動作を示すフローチャート。

【図１６】レーシングゲーム機に適用した実施の形態に
おける画面表示の一例を示す正面図。

【図１７】レーシングゲーム機に適用した実施の形態に
おける画面表示の他の例を示す斜視図。

【図１８】レーシングゲーム機に適用した実施の形態の
回路ブロック構成を示すブロック図。

【図１９】飛行ゲーム機に適用した実施の形態の斜視
図。

【図２０】図１９の側面図。

【図２１】飛行ゲーム機に適用した実施の形態の他の例
の側面図。

【図２２】ジョギングゲーム機に適用した実施の形態の
斜視図。

【図２３】図２２の側面図。

【図２４】本発明による表示装置のデスク型の実施の形
態を示す側面図。

【図２５】本発明による表示装置の自動二輪型の実施の
形態を示す側面図。

【符号の説明】

１０…凹面スクリーン、１１…スクリーン下端部、１１
Ｌ、Ｒ…スクリーン下端両側延在部、２０…背面画像投
射装置、２１…陰極線管、２２…レンズユニット、２３
…ミラー、３０…筐体、１００…利用者ポジショニング
装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 剛史 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株 式会社日立製作所デザイン研究所内 (72)発明者 梅澤 功一 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株 式会社日立製作所デザイン研究所内 (72)発明者 村井 龍生 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株 式会社日立製作所デザイン研究所内 (72)発明者 伊藤 良二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者 内山 正二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立画像情報システム内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正面側から見て滑らかな凹面形状の凹面ス
   クリーンと、この凹面スクリーンの背面に画像を投射す
   る背面画像投射装置とからなることを特徴とする凹面ス
   クリーン背面投射型表示装置。
2. 【請求項２】正面側から見て滑らかな凹面形状の凹面ス
   クリーンと、この凹面スクリーンの背面に画像を投射す
   る背面画像投射装置とからなる凹面スクリーン背面投射
   型表示装置であって、上記背面画像投射装置は、非凹面
   スクリーンに対して正常な画面表示を行う光学構成を有
   することを特徴とする凹面スクリーン背面投射型表示装
   置。
3. 【請求項３】正面側から見て滑らかな凹面形状の凹面ス
   クリーンと、この凹面スクリーンの背面に画像を投射す
   る背面画像投射装置とからなる凹面スクリーン背面投射
   型表示装置であって、上記背面画像投射装置は、陰極線
   管画像表示デバイスと、この陰極線管画像表示デバイス
   にマウントされたレンズユニットとからなることを特徴
   とする凹面スクリーン背面投射型表示装置。
4. 【請求項４】正面側から見て滑らかな凹面形状の凹面ス
   クリーンと、この凹面スクリーンの背面に画像を投射す
   る背面画像投射装置とからなる凹面スクリーン背面投射
   型表示装置であって、上記背面画像投射装置は、陰極線
   管画像表示デバイスと、この陰極線管画像表示デバイス
   にマウントされたレンズユニットと、上記レンズユニッ
   トおよび前記凹面スクリーン間に位置するミラーとから
   なることを特徴とする凹面スクリーン背面投射型表示装
   置。
5. 【請求項５】凹面スクリーンの面形状は、柱面形状であ
   ることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載の凹面
   スクリーン背面投射型表示装置。
6. 【請求項６】凹面スクリーンの前方に利用者ポジショニ
   ング装置を備えていることを特徴とする請求項１ないし
   請求項４記載の凹面スクリーン背面投射型表示装置。
7. 【請求項７】凹面スクリーンの前方中央部に利用者ポジ
   ショニング装置を備え、凹面スクリーンの端部は上記利
   用者ポジショニング装置の両側に延在していることを特
   徴とする請求項１ないし請求項４記載の凹面スクリーン
   背面投射型表示装置。
8. 【請求項８】凹面スクリーンの正面前方に利用者ポジシ
   ョニング装置を備え、上記利用者ポジショニング装置に
   より決まる利用者の目の位置から上記凹面スクリーンを
   臨む視野角がほぼ４５度から１２０度の範囲にあること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４記載の凹面スクリ
   ーン背面投射型表示装置。
9. 【請求項９】凹面スクリーンの正面前方に利用者ポジシ
   ョニング装置を備え、上記利用者ポジショニング装置に
   より決まる利用者の目の位置から上記凹面スクリーンを
   臨む視野角がほぼ１２０度であることを特徴とする請求
   項１ないし請求項４記載の凹面スクリーン背面投射型表
   示装置。
10. 【請求項１０】凹面スクリーンの面形状は、柱面形状で
    あり、凹面スクリーンの正面前方に利用者ポジショニン
    グ装置を備え、上記利用者ポジショニング装置により決
    まる利用者の目の位置から上記凹面スクリーンを臨む視
    野角がほぼ４５度から１２０度の範囲にあることを特徴
    とする請求項１ないし請求項４記載の凹面スクリーン背
    面投射型表示装置。
11. 【請求項１１】凹面スクリーンの面形状は、柱面形状で
    あり、凹面スクリーンの正面前方に利用者ポジショニン
    グ装置を備え、上記利用者ポジショニング装置により決
    まる利用者の目の位置から上記凹面スクリーンを臨む視
    野角がほぼ１２０度であることを特徴とする請求項１な
    いし請求項４記載の凹面スクリーン背面投射型表示装
    置。