JPH1138530A - 仮想環境映像の表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い臨場感で歪が少ない状態で虚像を観察で
きるようにした凹面鏡を使用した仮想環境映像の表示装
置を提供する。 【解決手段】 曲率半径がＲ２であるような球面の一部
で構成されている環状の凹面鏡を用いて、表示の対象に
されている環状の原画像を拡大反射させ、像面に生じた
虚像を表示画像とする表示装置における、表示の対象に
されている原画像１２ｆｏの設置位置と、凹面鏡１の反
射面との最短距離をαＲ２としたときに、前記したαの
値を、 ０．３５≦α≦０．４５ の範囲に設定す
る。それにより、自動車に搭乗している複数の観察者に
よって、高い臨場感が得られて迫力が大きく、視野マー
ジンも充分で、かつ歪も大きくない状態の虚像を像面６
に認識することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の搭乗者に
仮想環境映像を高い臨場感を与えることができるように
した仮想環境映像の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静止画像や動画像によるプレゼンテーシ
ョン、ゲーム機、各種のシミュレータ、その他、各種の
目的のために表示させた画像を、その画像の観察者に高
い臨場感を与えることができるようにするための画像の
表示手段としては、従来から各種の表示手段が提案され
て来ている。ところで、野外の風景などは、一般に観察
者から数メートル乃至数百メートルの範囲にある場合が
多いから、前記した野外の風景を表示しようとする場合
に、大きな画面を表示できる大型のディスプレイを観察
者の近傍に設置したところで、高い臨場感や画面への没
入感が得られ難いのである。それは、前記のように観察
者の近傍に設置された大型のディスプレイ上に表示され
る画像についての観察者の認識は、眼の両眼視差と、眼
の水晶体の距離調節との輻輳動作によって近距離画像と
して認識されるからである。

【０００３】それで表示された画像が、前記した眼の両
眼視差と、水晶体の距離調節との輻輳動作により、遠距
離画像として観察者に認識させることができるように、
表示の対象にされている画像を凹面鏡によって反射させ
て、像面に生じた虚像を観察者が観察できるようにする
ことにより、画像の表示のために使用される実際の空間
が狭くても、観察者が大視野内の遠方に大きな表示画像
として観察できるようにした表示装置として、例えば図
３に例示されているような構成態様の表示装置が考えら
れている。図３に示す表示装置において、１は球面の一
部で構成されている凹面鏡であり、また、２は表示の対
象にされている画像（原画像）が映出される透過型のス
クリーンであって、前記の透過型のスクリーン２上に
は、原画像の投影機３から投影された表示の対象にされ
ている画像が反射鏡４を介して結像される。

【０００４】前記した原画像の投影機３としては、例え
ば照明光源と、照明光学系と、投影光学系とを含んで構
成されているスライド投影機や、動画像フィルムの投影
機（映写機）が用いられたり、透過型（または反射型）
のライトバルブ（アクティブマトリックス型液晶ライト
バルブ、電気書込み光読出し型空間光変調素子、光書込
み光読出し型空間光変調素子）を用いて構成されている
投影機等の内から任意の構成態様のものが選択使用され
る他、陰極線管ディスプレイ、プラズマディスプレイ等
が使用されてもよい。そして、図３に例示してある表示
装置では、原画像の投影機３から透過型のスクリーン２
に結像された表示の対象にされている画像が凹面鏡１に
よって反射されることにより、観察者５，５…は凹面鏡
１の設置位置よりも遠方の図中における点線で示す像面
６に拡大された虚像６ｆが存在しているものとして観察
されることになる。

【０００５】さて、人間の視差立体感覚は近距離に関し
ては有効に知覚されるが、ある程度以上の遠方の画像に
ついての視差立体感覚は無効となること、及び眼の水晶
体の距離調節動作が、前記した凹面鏡１の反射によって
凹面鏡１の設置位置よりも遠方の図中における点線で示
す像面６の虚像についても、遠方の実景に対する場合と
同様に行なわれる、ということにより、これまでに図３
を参照して説明してきた表示装置は、前記した凹面鏡１
による虚像と、遠方の実景との区別がつき難く、前記の
虚像によっても遠方の実景に対する場合と同様の高い臨
場感や画面への没入感が容易に得られ易いという点と、
観察者によって認識される前記した虚像までの距離は、
実在しないものであるために、狭い実空間を用いて遠距
離に存在しているかのような画像の表示を容易に実現で
きるという点で優れていると考えられる。

【０００６】しかしながら、図３を参照して既述した表
示装置によって、狭い実空間を用いて遠距離に存在して
いるかのような画像の表示を行なわせるためには、表示
装置の構成に用いられる凹面鏡１として、曲率の大きな
凹面鏡が必要とされる。また、表示装置によって歪の無
い表示画像を得るためには、表示装置中で使用される凹
面鏡１の反射面が、曲率分布が均一である高精度の球面
の一部によって形成されているものであることが必要と
されるが、例えば街路に設けられている交通安全用の球
面鏡を見ても、一般の市場製品は面精度が良好であると
はいえないから、曲率が大きな凹面鏡を精度良く経済的
に製作することは困難である。

【０００７】前記のように曲率の大きな凹面鏡を含んで
構成される表示装置が、経済性の点も考慮して製作され
たことにより、使用される凹面鏡の反射面に曲率分布の
不均一性があったり、表示の対象にされる画像と凹面鏡
との距離の設定が精密でなかったりした場合には、部分
的に歪んでいる状態の虚像が発生し、高い臨場感効果や
画面への没入感効果のない表示画像しか得られない状態
になる。前記した曲率の大きな凹面鏡に比べて、曲率の
小さな凹面鏡は曲率分布を均一に製作することが容易で
あるから、前記の曲率の大きな凹面鏡を含んで構成され
る表示装置で生じた問題は、曲率の小さな凹面鏡を含ん
で構成された表示装置では生じないが、曲率の小さな凹
面鏡を含んで構成された表示装置においては、凹面鏡と
表示の対象にされる画像との距離を相対的に大きくしな
ければならないために、表示装置全体が大型になってし
まうという問題が生じる。

【０００８】また、図３に示す表示装置によって表示さ
れた像面の虚像を複数の観察者によって観察する際に、
すべての観察者に対して、等しい高い臨場感の画像を提
供することは、凹面鏡に内在する画像歪の点からみて、
容易であるとはいえず、画像歪を小さくするためには、
拡大率を下げる等の対策が必要とされる。また、前記し
た図３に例示した構成態様の表示装置では、例えば自動
車の搭乗者の周囲を包み込むような仮想環境映像を構成
し、自動車の搭乗者に対して高い臨場感を与えるように
することはできない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、観察者の周
囲を包み込むような仮想環境映像を構成する手段として
は、例えば図８に例示されているような表示装置が知ら
れている。図８において７は魚眼レンズを投影光学系に
使用した超広角プロジェクタであり、前記の超広角プロ
ジェクタ７から投影された画像を、半球状のドームスク
リーン８に投影して、観察者５，５…によって前記の半
球状のドームスクリーン８に投影された画像を観察させ
るようにする。前記した図８に例示した表示装置では、
遠方の実景に対する場合と同様の高い臨場感や画面への
没入感が得られるような画像を、半球状のドームスクリ
ーン８に投影させた画像から観察者に認識させるように
するためには、表示装置の構成に使用されるべき半球状
のドームスクリーン８として、実寸法が数十メートルと
いうようなものが必要とされる。

【００１０】事実、プラネタリウムや、オムニマックス
映画などにおいては、高い臨場感を観察者に与えるため
に、巨大な寸法のドームスクリーンを用いているが、そ
のような構成の表示装置は高価なものになるということ
が問題になる。本発明は、前記のような巨大なドームス
クリーン等を用いることなく、前記した図３について説
明したような表示装置の構成原理を有効に利用して、自
動車に搭乗している複数の観察者に対して、高い臨場感
を与えることのできる仮想環境映像を観察させうる仮想
環境映像の表示装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、自動車の屋根
の面よりも上方の位置、または自動車の床面よりも下方
の位置における自動車の周囲に、水平方向に環状の景観
原画像を配設させるとともに、前記した環状の景観原画
像よりも径が大きく、前記の環状の景観原画像と同心の
球面の一部で構成されていて水平方向に環状の凹面鏡を
設けて、前記の凹面鏡による前記した環状の景観原画像
の虚像を観察できるようにした仮想環境映像の表示装
置、及び曲率半径がＲ２であるような球面の一部で構成
されている水平方向に環状の凹面鏡を用いて、表示の対
象にされている環状の景観原画像を拡大反射させ、像面
に生じた虚像を表示画像とする仮想環境映像の表示装置
において、表示の対象にされている環状の景観原画像の
設置位置と、凹面鏡の反射面との距離をαＲ２としたと
きに、前記したαの値を ０．３５≦α≦０．４５の範
囲に設定した仮想環境映像の表示装置、ならびに曲率半
径がＲ２であるような球面の一部で構成されている水平
方向に環状の凹面鏡を用いて、表示の対象にされている
環状の景観原画像を拡大反射させ、像面に生じた虚像を
表示画像とする仮想環境映像の表示装置において、表示
の対象にされている環状の景観原画像の垂直方向の曲率
半径をＲ１とし、また、表示の対象にされている環状の
景観原画像の垂直方向の曲率半径を（１−α）Ｒ２とし
たときに、 ［（１−α）Ｒ２／２］≦Ｒ１≦∞ の関
係を満足するように構成した仮想環境映像の表示装置、
及び球面の一部で構成されている水平方向に環状の凹面
鏡を用いて、表示の対象にされている環状の景観原画像
を拡大反射させ、像面に生じた虚像を表示画像とする仮
想環境映像の表示装置において、前記した環状の凹面鏡
の曲率中心と、表示の対象にされている環状の景観原画
像における垂直方向の中央の位置とを結ぶ線分と、前記
した環状の凹面鏡の曲率中心と、前記した環状の凹面鏡
の反射面の中央部とを結ぶ線分とのなす角度をθとした
ときに、前記の角度θが、１８度≦θ≦３０度 の角度
範囲となるようにした仮想環境映像の表示装置を提供す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の仮想環境映像の表示装置の具体的な内容を詳細に説
明する。図１は本発明の仮想環境映像の表示装置の全体
的な概略構成を示す斜視図である。また、図２は前記し
た図１に示す仮想環境映像の表示装置を側方と正面との
両方向から見た場合の断面図を兼用して図示した状態の
断面図である。図１及び図２に示す本発明の仮想環境映
像の表示装置において、自動車９（図２中では、自動車
を前方から見た状態を９Ａ、自動車を前方から見た状態
を９Ｂとして示している）の屋根の面よりも上方の位置
における自動車の周囲に、水平方向に環状の景観原画像
を表示させる環状の透過型のスクリーン１２を配設して
ある。前記した環状の透過型のスクリーン１２は、自動
車の床面よりも下方の位置における自動車の周囲に水平
方向に配設させるようにして本発明が実施されるように
してもよい。

【００１３】１１は球面の一部で構成されている環状の
凹面鏡であり、この環状の凹面鏡１１は、前記のよう
に、自動車９の屋根の面よりも上方の位置（または自動
車の床面よりも下方の位置）における自動車の周囲に、
水平方向に設けられた環状の景観原画像を表示させる環
状の透過型のスクリーン１２と同心で、前記した環状の
透過型のスクリーン１２の径（前記した環状の景観原画
像の径と同じ）に比べて径が大きい球面の一部で環状の
ものとして設けられていて、自動車９は前記した環状の
凹面鏡１１によって包み込まれた状態になっている。ま
た、前記の環状の凹面鏡１１の反射面は、自動車の接地
面１３よりも低い位置まで延長している状態になってい
る。

【００１４】環状の凹面鏡１１は、自動車９の最大寸法
の部分の長さ（例えば数メートル）よりも大きな直径を
有する球体の一部を用いて環状のものとして構成される
大型のものであるから、それを例えばガラスのような素
材を用いて製作することは経済的に実施不可能である。
それで前記した環状の凹面鏡１１は、表面に金属薄膜を
蒸着させて反射面とした高分子材料膜の周縁部を気密の
状態で減圧箱１０に張設し、減圧箱１０における前記し
た高分子膜の裏面側の空間を減圧させることによって生
じる高分子膜の表裏両面間の気圧差を用いて構成させる
ようにする。

【００１５】ところで、凹面鏡１の凹面に面する側に位
置している自動車に搭乗している観察者によって、表示
の対象にされている環状の景観原画像の虚像の像面が認
識できるようにするためには、前記した表示の対象にさ
れている環状の景観原画像の設置位置、すなわち、前記
した表示の対象にされている環状の景観原画像が映出さ
れるべき環状の透過型のスクリーン１２の設置位置は、
球面の一部で構成されている環状の凹面鏡１１の焦点の
位置よりも、環状の凹面鏡１１の反射面側に近い位置に
設定されていることが必要とされる。前記した環状の凹
面鏡１１の焦点の位置は環状の凹面鏡１１の曲率中心Ｏ
と環状の凹面鏡１１の反射面との距離（図４中に示して
ある曲率半径Ｒ２）の１／２の位置に存在している。

【００１６】前記のように、環状の凹面鏡１１における
焦点の位置よりも、環状の凹面鏡１１の反射面側に近い
位置に、環状の景観原画像を映出させるべき環状の透過
型のスクリーン１２を設置した場合には、前記した環状
の透過型のスクリーン１２に映出された環状の景観原画
像（以下の記載においては「環状の透過型のスクリーン
１２に映出された環状の景観原画像」を単に「原画像１
２ｏｆ」のように表記することもある）は、観察者５に
よって像面６（図２）に拡大された虚像（以下、虚像６
ｆのように記載されることもある）として観察されるこ
とになるが、観察者によって認識される前記の虚像６ｆ
の大きさは、前記した原画像１２ｏｆの位置が環状の凹
面鏡１１の反射面に近付く程小さくなり、また、原画像
１２ｏｆの位置が環状の凹面鏡１１の焦点の位置に近付
く程大きくなる。

【００１７】また、観察者によって観察される像面６の
虚像６ｆが、観察者の視野の全体を占めるような状態で
観察者に認識される場合には、没入感の大きな迫力のあ
る画像として観察者に認識されることになる。前記とは
逆に、観察者の視野の一部だけに像面６の虚像６ｆが存
在していて、前記の虚像６ｆの周囲に外界の光景が見え
ているような状態のときには、観察者の眼の位置の動き
に伴なって見掛上虚像６ｆが動くことにより、虚像６ｆ
が前記した外界の光景中で移動するという状態になり、
虚像６ｆが前記した外界の光景の構成物のように認識さ
れるために、観察者には没入感の小さな迫力のない画像
のように感じられることになる。

【００１８】一方、原画像１２ｏｆの位置を環状の凹面
鏡１１の焦点の位置に近付けて、虚像６ｆを大きくして
行った場合には、観察者が僅かに眼の位置を動かしても
虚像６ｆが視野から消えてしまうという視野マージンの
減少という現象が起こるとともに、画像の歪が急激に増
加する。そして歪の大きな画像は迫力が乏しいものにな
る。前記とは逆に、原画像１２ｏｆの位置を環状の凹面
鏡１１の反射面に近付けて、虚像６ｆを小さくして行っ
た場合には、観察者が眼を動かしても虚像６ｆが視野か
ら消えることはなく、視野マージンは大きい状態にな
る。また、画像の歪は小さくなるが、既述のように没入
感が小さく迫力のない画像として観察者に認識されるこ
とになる。

【００１９】ところで、表示の対象にされている環状の
景観原画像の虚像６ｆを観察する観察者は、既述のよう
に環状の凹面鏡１１の凹面に面する側に位置しているか
ら、前記した表示の対象にされている環状の景観原画像
が映出されるべき環状の透過型のスクリーン１２は、観
察者によって表示の対象にされている環状の景観原画像
の虚像６ｆを観察する際の視界を妨げない位置に設置さ
れていなければならない。このように、図１に示す環状
の凹面鏡１１を用いて原画像１２ｏｆの虚像６ｆが観察
できるようにした仮想環境映像の表示装置によって、観
察者が虚像６ｆの観察を良好な状態で行なうようにする
ためには、前記した多くの条件がそれぞれ適正に設定さ
れていることが必要とされる。

【００２０】まず、環状の凹面鏡１１の曲率半径をＲ２
とし、前記した凹面鏡１１の反射面に対向して配置され
る表示の対象にされている原画像１２ｏｆが映出される
環状の透過型のスクリーン１２の中央部の位置と環状の
凹面鏡１１の反射面との最短距離を、前記した環状の凹
面鏡１１の曲率半径Ｒ２について αＲ２ で示すとし
たときに、前記したαの値を ０．３５≦α≦０．４
５ の範囲に設定すると、自動車に搭乗している複数
の観察者によって、高い臨場感が得られて迫力が大き
く、視野マージンも充分で、かつ歪も大きくない状態の
虚像６ｆを像面６に認識することができる。前記したα
の値は環状の凹面鏡１１の反射面の位置で０、環状の凹
面鏡１１の焦点の位置で０．５である。図５中の曲線
は前記したαの値を横軸にとって、αを０から０．５ま
で変化させた状態における迫力（心理値）の実測結果を
示している。

【００２１】また、図５中の曲線は前記したαの値を
横軸にとって、αの値を０から０．５まで変化させた状
態における歪（心理値）の実測結果を示しており、さら
に図５中の曲線は前記したαの値を横軸にとって、α
の値を０から０．５まで変化させた状態における視野マ
ージンの実測結果を示している。なお、図８中の点線図
示の曲線’は、環状の凹面鏡１１として大型で高精度
のものを用いた場合に、αの値を０から０．５まで変化
させた状態における歪（心理値）の実測結果を示してい
るが、この場合の歪は実線図示の曲線で示す歪に比べ
て少なくなっている。

【００２２】図６は、曲率半径がＲ１であるような表示
の対象にされている原画像２ｆｏが、環状の凹面鏡１１
の反射面との最短距離がαＲ２となるように設置されて
いるときに、表示の対象にされている画像（環状の原画
像１２ｏｆ）が映出される環状の透過型のスクリーン１
２の曲率半径Ｒ１を横軸にとり、縦軸に原画像１２ｏｆ
によって環状の凹面鏡１１の像面に生じる虚像６ｆの歪
の実測値を示した図である。図６によると原画像１２ｏ
ｆによって環状の凹面鏡１１の像面に生じる虚像６ｆの
歪を最小にさせることができる環状の透過型のスクリー
ン１２の曲率半径Ｒ１(原画像１２ｏｆの曲率半径）
は、(１−α）Ｒ２であることが判かる。

【００２３】環状の透過型のスクリーン１２の曲率半径
Ｒ１(原画像１２ｏｆの曲率半径）の変化に対して、原
画像１２ｏｆによって環状の凹面鏡１１の像面に生じる
虚像６ｆの歪の変化状態を示す図６によると、環状の透
過型のスクリーン１２の曲率半径Ｒ１(原画像１２ｏｆ
の曲率半径）が大きくなった場合における虚像の歪の増
加は小さいから、環状の透過型のスクリーン１２（原画
像）としては、製作の容易な平面（曲率半径が∞）状の
ものにされてもよいことが判かる。それで、前記した環
状の透過型のスクリーン１２の曲率半径Ｒ１(原画像１
２ｏｆの曲率半径）は、最適値（１−α）Ｒ２を含む
［(１−α）Ｒ２／２］≦Ｒ１≦∞ の範囲に設定すれ
ばよい。

【００２４】また、曲率半径がＲ２の環状の凹面鏡１１
の反射面に対向して配置されるべき、表示の対象にされ
ている原画像１２ｏｆが映出される環状の透過型のスク
リーン１２の横方向の曲率半径Ｒｈ1についても、最適
値（１−α）Ｒ２を含む[(１−α）Ｒ２／２］≦Ｒｈ１
≦∞の範囲に設定すればよい。前記のような範囲内とな
るように、環状の透過型のスクリーン１２の曲率半径
(原画像１２ｏｆの曲率半径）Ｒ１（及びまたはＲｈ
１）が設定された場合には、環状の透過型のスクリーン
１２(原画像１２ｏｆ）の曲面形状と、環状の凹面鏡１
１の曲面形状との差による虚像内での拡大率分布の不均
一性を減少させることができる。

【００２５】次に、図４は曲率半径がＲ２の環状の凹面
鏡１１の反射面に対向して配置されるべき、表示の対象
にされている原画像１２ｏｆが映出される環状の透過型
のスクリーン１２を、観察者による虚像の観察動作に悪
影響を与えることなく、かつ画像の歪が小さな状態で、
環状の凹面鏡１１の反射面に対向配置させるのには、ど
のような位置に設置させるべきかを説明するために用い
られる図１に示す仮想環境映像の表示装置の一部の側面
図である。

【００２６】図４中のθは、表示の対象にされている画
像（原画像１２ｏｆ）が映出される環状の透過型のスク
リーン１２の中央部の位置Ｐ１と、環状の凹面鏡１１の
曲率中心Ｏとを結ぶ直線Ｏ−Ｐ１と、環状の凹面鏡１１
の反射面の中央部の位置Ｐ２と、環状の凹面鏡１１の曲
率中心Ｏとを結ぶ直線Ｏ−Ｐ２とのなす角度である。Ｏ
は前記した環状の凹面鏡１１の曲率中心を示している。
また、Ｐ１は環状の透過型のスクリーン１２の中央部の
位置であり、Ｐ２は環状の凹面鏡１１の反射面の中央部
の位置を示している。

【００２７】図７は前記した角度θの変化に対して、原
画像１２ｏｆによって環状の凹面鏡１１の像面に生じる
虚像６ｆの歪の変化状態を表わす曲線と、前記した角
度θの変化に対して、表示の対象にされている画像（原
画像１２ｏｆ）が映出される環状の透過型のスクリーン
１２が、観察者の視野中に入って原画像１２ｏｆによっ
て環状の凹面鏡１１の像面に生じる虚像６ｆの観察の邪
魔をする程度（空間競合の状態）がどのように変化する
のかを示す曲線とを示している図である。前記の角度
θが、１８度≦θ≦３０度 の範囲に選定された場合に
は、表示の対象にされている画像（原画像１２ｏｆ）を
映出させる環状の透過型のスクリーン１２が観察者の視
野を妨害することがない。

【００２８】図１に示す仮想環境映像の表示装置におい
て、既述した環状の透過型のスクリーン１２に、表示の
対象にされている環状の景観原画像を表示させるのに
は、複数の投影機３，３…が用いられている。前記した
複数の投影機３，３…のそれぞれのものから、前記した
環状の透過型のスクリーン１２に投影される景観原画像
における部分画像は、環状の透過型のスクリーン１２上
で滑らかに連結されて、環状の透過型のスクリーン１２
上には、自動車９の周囲３６０度の景観原画像が表示さ
れるようにされている。

【００２９】図２には、前記した複数個の投影機３，３
…の内の１個の投影機を代表的に示して、投影機３から
環状の透過型のスクリーン１２上に投影された原画像
が、環状の凹面鏡１１によって反射されて、自動車９の
搭乗者５，５によって像面６に虚像６ｆが認識できる視
野を示している。前記の視野は自動車９の前方について
の視野（前方視野）と、自動車９の側方についての視野
（側方視野）とが異なっているが、それは自動車９の前
部はボンネットによって下方の視野が狭くなっているか
らである。そのために環状の凹面鏡１１としても、自動
車９の前方よりも自動車９の側方における反射面は、自
動車９の接地面１３の位置よりも低い位置まで延長され
た状態のものとして構成されている。

【００３０】図１に示す仮想環境映像の表示装置では、
観察者が搭乗している自動車９の周囲３６０度に表示さ
せた景観画像によって包囲させることができるので、前
記した自動車９の周囲３６０度に表示させる景観画像
を、例えば、観察者が搭乗している自動車を水中で走行
させさせている状態の景観画像として、自動車に搭乗し
ている観察者に仮想体験環境中でのドライブの仮想体験
を与えることができる。前記の場合に、自動車の操縦席
における操舵、加減速などのアクションが、環境に影響
を与えることができれば、所謂、インタラクティブ・メ
ディアとなり、シミュレータとして望ましい。

【００３１】表示の対象の画像として、実時間描画の可
能なコンピュータグラフィックスを採用した場合には、
前記した自動車の操縦席における操舵、加減速などのア
クションを直ちに仮想景観に対して影響を与えるように
することができる。そして、自動車接地面１３上、及び
その近傍に、動輪回転検出装置、操舵方向検出装置、各
種前照灯検出装置、方向指示灯検出装置、尾灯検出装
置、後退灯検出装置、制動灯検出装置、ワイパー作動検
出灯、警笛検出装置を設けて、自動車の操縦席で行なわ
れる各種のアクションを検出して、前記の検出結果を景
観画像の内容に影響させるようにすることは有意義であ
る。また、仮想環境から自動車への働きかけとしては、
像面６で観察される虚像６ｆだけではなく、音響、光信
号、ラジオ電波、テレビジョン電波、擬似ナビゲーショ
ン信号、風、振動、動揺を与えるようにすると一層効果
的である。

【００３２】図１及び図２に示されている仮想環境映像
の表示装置の内部に自動車９を設置するのには、まず、
投影器３，３…、環状の透過型のスクリーン１２、環状
の凹面鏡１１、減圧箱１０等の全体を矢印Ｙの方向に上
方に移動させてから、自動車９を所定の位置まで移動さ
せ、次いで、前記した投影器３，３…、環状の透過型の
スクリーン１２、環状の凹面鏡１１、減圧箱１０等の全
体を矢印Ｙの方向に下方の元の位置に降ろすことによっ
て行なうようにするとよい。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の仮想環境映像の表示装置では、自動車
に搭乗者した状態の複数の観察者に対して、比較的に精
度の低い凹面鏡を使用しても、実用上で高い臨場感で迫
力があり、視野マージンも充分で、かつ歪も問題になら
ない状態の拡大された虚像により仮想環境映像を容易に
観察させることが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の仮想環境映像の表示装置の概略構成を
示す斜視図である。

【図２】図１に示す仮想環境映像の表示装置の一部の縦
断側面図と一部の縦断正面図との兼用図である。

【図３】本発明の仮想環境映像の表示装置の構成原理及
び動作原理を説明するための表示装置の斜視図である。

【図４】図１に示す仮想環境映像の表示装置の一部の側
面図である。

【図５】仮想環境映像の表示装置の動作の説明のための
特性例図である。

【図６】仮想環境映像の表示装置の動作の説明のための
特性例図である。

【図７】仮想環境映像の表示装置の動作の説明のための
特性例図である。

【符号の説明】

１…凹面鏡、２…表示の対象にされている原画像２ｏｆ
が映出される環状の透過型のスクリーン、３…投影機、
４…平面鏡、５…観察者、６…像面、６ｆ…虚像、９…
自動車、１０…減圧箱、１１…環状の凹面鏡、１２…環
状の透過型のスクリーン、１３…自動車の接地面、

【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図８

【補正方法】追加

【補正内容】

【図８】仮想環境映像の表示装置の従来例の概略構成を
示す斜視図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の屋根の面よりも上方の位置、ま
   たは自動車の床面よりも下方の位置における自動車の周
   囲に、水平方向に環状の景観原画像を配設させるととも
   に、前記した環状の景観原画像よりも径が大きく、前記
   の環状の景観原画像と同心の球面の一部で構成されてい
   て水平方向に環状の凹面鏡を設けて、前記の凹面鏡によ
   る前記した環状の景観原画像の虚像を観察できるように
   した仮想環境映像の表示装置。
2. 【請求項２】 曲率半径がＲ２であるような球面の一部
   で構成されている水平方向に環状の凹面鏡を用いて、表
   示の対象にされている環状の景観原画像を拡大反射さ
   せ、像面に生じた虚像を表示画像とする仮想環境映像の
   表示装置において、表示の対象にされている環状の景観
   原画像の設置位置と、凹面鏡の反射面との距離をαＲ２
   としたときに、前記したαの値を、 ０．３５≦α≦
   ０．４５の範囲に設定したことを特徴とする仮想環境映
   像の表示装置。
3. 【請求項３】 曲率半径がＲ２であるような球面の一部
   で構成されている水平方向に環状の凹面鏡を用いて、表
   示の対象にされている環状の景観原画像を拡大反射さ
   せ、像面に生じた虚像を表示画像とする仮想環境映像の
   表示装置において、表示の対象にされている環状の景観
   原画像の垂直方向の曲率半径をＲ１とし、また、表示の
   対象にされている環状の景観原画像の垂直方向の曲率半
   径を（１−α）Ｒ２としたときに、 ［（１−α）Ｒ２
   ／２］≦Ｒ１≦∞ の関係を満足するように構成するこ
   とを特徴とする仮想環境映像の表示装置。
4. 【請求項４】 球面の一部で構成されている水平方向に
   環状の凹面鏡を用いて、表示の対象にされている環状の
   景観原画像を拡大反射させ、像面に生じた虚像を表示画
   像とする仮想環境映像の表示装置において、前記した環
   状の凹面鏡の曲率中心と、表示の対象にされている環状
   の景観原画像における垂直方向の中央の位置とを結ぶ線
   分と、前記した環状の凹面鏡の曲率中心と、前記した環
   状の凹面鏡の反射面の中央部とを結ぶ線分とのなす角度
   をθとしたときに、前記の角度θが、 １８度≦θ≦３
   ０度 の角度範囲となるようにしたことを特徴とする仮
   想環境映像の表示装置。