(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数列に配置された複数の客席と、前記各客席よりも前方に配置された凹面形状のスクリーンと、前記スクリーンに映像を投影するための投影装置とを備えた映像表示システムであって、
前記映像の視点位置に相当する映像中心Ｉと、前記スクリーンの弧に対する幾何学的な中心であるスクリーン中心Ｇとを互いに分離し、
前記映像中心Ｉを前記スクリーン中心Ｇよりも前方に設け、
前記スクリーン中心Ｇから前記スクリーンまでの距離を示すスクリーン半径Ｒは、前記各客席のうちの最前列中央の客席と前記スクリーンとの間の距離よりも大きい値であり、
前記スクリーン中心Ｇは、前記各客席のうち、半分よりも後方の客席又は客席近傍に位置することを特徴とする映像表示システム。
【請求項２】
請求項１に記載の映像表示システムにおいて、
前記スクリーン中心Ｇから前記スクリーンを見込む水平方向の角度を示すスクリーン中心角β、前記スクリーンの両端間の直線距離を示すスクリーン幅Ｓ、及び前記スクリーン半径Ｒは下記式の関係にあることを特徴とする映像表示システム。
【数１】
0003945186.tif 000007
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の映像表示システムに使用され、前記映像表示システムのコンピュータを、前記投影装置を介して前記スクリーンに所定の映像画角αの映像を表示させるための表示処理手段として機能させるための映像プログラムであって、
前記スクリーン中心Ｇから前記スクリーンを見込む水平方向の角度を示すスクリーン中心角βに対し、前記映像画角αは、より大きい値（β＜α）で記述されたことを特徴とする映像プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像表示システム及び映像プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、映像表示システムの一種として、鑑賞者に高い没入感を与え得る高没入感映像システムが知られている。
【０００３】
この高没入感映像システムは、半径３ｍ〜１０ｍ程度で、水平視野角１５０°程度の球面や円柱面の一部からなる凹面形状のスクリーンや、複数の平面スクリーンを凹面形状に設けたスクリーン（以下、これらのスクリーンをカーブスクリーンという）に映像を投影する構成により、数十名の鑑賞者に映像を鑑賞させる際に、高い没入感を与えるものである。ここで、高没入感は、鑑賞者がスクリーンを見込む角度である映像視野角Γが標準的な視聴位置において従来４５°程度であった単一の平面スクリーンに代えて、９０°以上の広い映像視野角Γが得られるカーブスクリーンを用いることにより作成される。なお、「鑑賞」の語は、「視聴」と読み替えてもよい。
【０００４】
この種の高没入感映像システムは、マルチプロジェクション方式及び広角投影方式がある。
【０００５】
マルチプロジェクション方式は、ＶＲ(Virtual Reality: 仮想現実感)技術で一般的に用いられる方式であり、複数の投影装置の表示領域毎に映像を生成・出力し、各映像が連続になるように画像処理を行なう方法や、カーブスクリーン上で各映像を光学的に合成する構成により、カーブスクリーンのスクリーン中心角βと等しい画角の映像を表示するものである。
広角投影方式は、ＩＭＡＸ（登録商標）などの大型フィルム系方式として知られており、広角レンズによって一度にカーブスクリーンのスクリーン中心角βと等しい画角で映像を撮影し、フィルム上に記録された映像を投影するものである。
【０００６】
いずれの方式にしても、高没入感映像システムは、高没入感を与えるように、歪みの無い正確な映像を表示することが求められる。係る観点から、高没入感映像システムは、図７に一例を示すように、複数列に配置された複数の客席１と、各客席１よりも前方に配置された凹面形状のカーブスクリーン２と、客席１の上方に配置された３台の投影装置３を示す平面図上において、「スクリーン中心Ｇ」と「映像中心Ｉ」とを一致させるように設計される。なお、スクリーン中心Ｇ、映像中心Ｉはプロジェクタの光学中心とは無関係であり、従って、この場合、投影装置３の台数及び配置は任意であり、極端な例（リア・プロジェクタ）では、カーブスクリーン２の裏側から客席１の方向に向けてカーブスクリーン２上に投影する配置も可能である。
【０００７】
ここで、「スクリーン中心Ｇ」とは、スクリーンの弧に対する幾何学的な中心点（曲率中心Ｇともいう）である。スクリーン中心Ｇでは、例えば球面の一部をなすカーブスクリーン（スフェリカル・スクリーン）の場合、スクリーン中心Ｇからスクリーン表面までの距離がカーブスクリーンの全域において等しいため、カーブスクリーンに投影された映像が歪みのない正確な映像として鑑賞される。但し、鑑賞者がスクリーン中心Ｇから前後に離れるほど、図８に示すように、鑑賞されるカーブスクリーン２の周辺の映像の歪みが顕著になる。
【０００８】
なお、カーブスクリーン２は、円柱面や球面の一部から構成されることもあるし、複数枚の平面スクリーンにより近似して凹面形状として構成されることもある。
【０００９】
次に、「映像中心Ｉ」について説明する。ＶＲ技術の場合、カーブスクリーン２に投影する映像は、次の（ａ）〜（ｃ）に示す手順に従い、映像生成装置により作成される。
（ａ）図９に示すように、カーブスクリーン（曲面）２を複数枚の平面から構成される仮想平面スクリーン（多角形平面）２ｘで近似する。ただし、後述するマルチフラットスクリーンの場合は、各々のフラットスクリーンがそのまま仮想平面スクリーンに対応するため、近似は不要である。なお、多角形平面とは、ここでは、水平方向又は垂直方向のいずれか、あるいはその両方に一定のスクリーン角度をもって連続的に配置したスクリーンを言う。
（ｂ）現実世界での写真撮影と同様に、図１０に示すように、映像生成装置において仮想空間内に仮想カメラ（視点）Ｉｘを設定し、その位置、方向および画角の設定に基づいて、各仮想平面スクリーン２ｘに映像を投影する、いわゆる透視投影変換を実行する。なお、透視投影変換については、例えば文献「安生  健一他  著、コンピュータグラフィックス＜技術系ＣＧ標準テキストブック＞、財団法人  画像情報教育振興協会、ｐ．１０３−ｐ．１１５、１９９５年」に詳しい。
【００１０】
（ｃ）図１１に示すように、近似された各仮想平面スクリーン２ｘに並べて表示される各映像を連続した映像にするように、フレームバッファなどの画像処理装置や投影装置（例えば、プロジェクタ）の映像補正機能により、各映像のつなぎ目部分を補正してカーブスクリーン２に投影する。なお、カーブスクリーン２を用いず、複数枚の平面スクリーンを用いる場合には、投影変換によって得られた図９に示す映像を補正せずにそのまま平面スクリーンに投影すればよい。
【００１１】
実際のカーブスクリーン２と映像中心Ｉとの位置関係は、図１２に示すように、複数枚の仮想平面スクリーン２ｘと仮想カメラＩｘとの位置関係に対応する。すなわち、実際のカーブスクリーン２は、仮想空間内の複数枚の仮想平面スクリーン２ｘに対応し、実際の映像中心Ｉは、仮想空間内の仮想カメラＩｘに対応する。なお、映像中心Ｉは、映像生成装置に設定する視点（仮想カメラＩｘ）の座標値を変更（操作）することで、任意の位置に設定が可能である。
【００１２】
このようにしてカーブスクリーン２に投影された映像は、映像生成装置に設定した映像画角αと等しい画角の映像になる。
【００１３】
また、この時、映像中心Ｉからカーブスクリーン２に投影された映像を鑑賞した場合、映像画角αと等しい映像視野角Γが得られ、望遠効果や広角効果のない正確な映像として鑑賞される。
【００１４】
一方、図１３に示すように、鑑賞者が映像中心Ｉから複数枚からなる仮想平面スクリーン２ｘの中心線上で離れるほど、前述のスクリーン中心Ｇからのズレに基づく映像の歪み、及び鑑賞者の映像視野角Γと映像画角αとの不一致による望遠・広角効果が顕著になる。
【００１５】
これは、現実世界での写真撮影において、広角レンズで撮影された写真を鑑賞した場合に知覚する歪みと同じ理由による。
【００１６】
さて高没入感映像システムは、鑑賞者が十分に高い没入感を得ることができる最適視聴領域、いわゆるスイートスポットを有することが必要である。スイートスポットとしては、（ｉ）スクリーン全体で湾曲した歪み等の無い映像を得ること、（ｉｉ）映像生成装置に設定した映像画角αと等しい視野角で鑑賞できること、といった２つの条件（ｉ），（ｉｉ）が求められている。
【００１７】
各条件（ｉ），（ｉｉ）は、夫々スクリーン中心Ｇと映像中心Ｉの条件に等しいため、２つを同時に満たす視聴領域は、スクリーン中心Ｇ且つ映像中心Ｉとなる。
【００１８】
従って、図１４に示すように、スクリーン中心Ｇに映像中心Ｉを一致させることにより、理想的なスイートスポットを得ている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら以上のような高没入感映像システムでは、複数の客席１を設ける場合、鑑賞者の映像視野角Γがカーブスクリーン２のスクリーン中心角βを大幅に上回ることを避ける観点から、客席１がスイートスポットの後方に拡張される。
【００２０】
この場合、後方の客席１からの鑑賞は、図８及び図１３に示したように、映像の正確さと、没入感とが共に劣化する。ここで、映像視野角Γは、鑑賞者が任意の位置からカーブスクリーン２（映像）を見込む角度とする。
映像の正確さの劣化は、鑑賞者がスクリーン中心Ｇから離れた場合に、鑑賞者とカーブスクリーン２上の各部との間の光学的距離が各部毎に異なる点と、鑑賞者が映像中心Ｉから離れた場合に、映像生成装置に設定した映像画角αに対して鑑賞者の映像視野角Γが不一致となる点と、の両者が複合された原因と考えられる。
【００２１】
没入感の劣化は、鑑賞者がカーブスクリーン２から離れることにより、鑑賞者の映像視野角Γが小さくなることが原因と考えられる。
【００２２】
すなわち、従来の高没入感映像システムでは、後方の客席１からの鑑賞には不向きなものになってしまう。
【００２３】
本発明は上記実情を考慮してなされたもので、後方の客席からの鑑賞にも好適な高没入感映像を表示し得る映像表示システム及び映像プログラムを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応する発明は、複数列に配置された複数の客席と、前記各客席よりも前方に配置された凹面形状のスクリーンと、前記スクリーンに映像を投影するための投影装置とを備えた映像表示システムであって、前記映像の視点位置に相当する映像中心Ｉと、前記スクリーンの弧に対する幾何学的な中心であるスクリーン中心Ｇとを互いに分離し、前記映像中心Ｉを前記スクリーン中心Ｇよりも前方に設け、前記スクリーン中心Ｇから前記スクリーンまでの距離を示すスクリーン半径Ｒは、前記各客席のうちの最前列中央の客席と前記スクリーンとの間の距離よりも大きい値であり、前記スクリーン中心Ｇは、前記各客席のうち、半分よりも後方の客席又は客席近傍に位置する映像表示システムである。
【００２５】
ここで、前記映像の視点位置に相当する映像中心Ｉと、前記スクリーンの弧に対する幾何学的な中心であるスクリーン中心Ｇとを互いに分離したことにより、映像中心Ｉによるスイートスポットとスクリーン中心Ｇによるスイートスポットとが分離されて全体のスイートスポットが拡大されるので、後方の客席からの鑑賞にも好適な高没入感映像を表示することができる。
【００２７】
また、前記映像中心Ｉを前記スクリーン中心Ｇよりも前方に設けたことにより、映像中心Ｉとスクリーン中心Ｇの前後関係が規定されるので、前述した作用を容易且つ確実に奏することができる。すなわち、映像歪みが少なく映像視野角Γの大きい領域（スクリーン中心Ｇよりも前方領域）且つ、映像視野角Γが映像画角αを越えない領域（映像中心Ｉよりも後方領域）に客席を配置できることから、容易且つ確実にスイートスポットを拡大することができる。
【００２９】
また、前記スクリーンの弧に対する幾何学的な中心であるスクリーン中心Ｇから前記スクリーンまでの距離を示すスクリーン半径Ｒとしては、前記各客席のうちの最前列中央の客席と前記スクリーンとの間の距離よりも大きい値であることにより、最前列中央の客席（映像中心Ｉ）よりも後方にスクリーン中心Ｇが配置される。すなわち、後方の客席からの鑑賞者の映像視野角Γがスクリーン中心角βと同等になるので、後方の客席でも映像が劣化せず、スイートスポットが拡大される。よって、後方の客席からの鑑賞にも好適な高没入感映像を表示することができる。
【００３０】
また、前記スクリーン中心Ｇとしては、前記各客席のうち、半分よりも後方の客席又は客席近傍に位置するため、広いスイートスポットを得る観点から好ましい。
【００３１】
さらに、請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する映像表示システムにおいて、前記スクリーン中心Ｇから前記スクリーンを見込む水平方向の角度を示すスクリーン中心角β、前記スクリーンの両端間の直線距離を示すスクリーン幅Ｓ、及び前記スクリーン半径Ｒは下記式の関係にしてもよい。
【００３２】
【数２】
0003945186.tif 000002
【００３３】
これにより、請求項１に対応する作用を、より一層、容易且つ確実に奏することができる。また、請求項３に対応する発明は、請求項１又は請求項２に記載の映像表示システムに使用され、前記映像表示システムのコンピュータを、前記投影装置を介して前記スクリーンに所定の映像画角αの映像を表示させるための表示処理手段として機能させるための映像プログラムであって、前記スクリーン中心Ｇから前記スクリーンを見込む水平方向の角度を示すスクリーン中心角βに対し、前記映像画角αが、より大きい値（β＜α）で記述された映像プログラムである。
【００３４】
これにより、請求項１〜２の各発明に対応する作用を容易且つ確実に奏することができる。なお、映像プログラムに代えて、映像フィルムを用いてもよい。但し、β＜αの条件は、映像フィルムでも同様である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明するが、その前に本発明の原理について述べる。
本発明の原理は、スクリーン中心Ｇと映像中心Ｉとを必ずしも一致させず、且つスクリーン中心Ｇを映像中心Ｉよりも後方に配置する構成により、スイートスポット（最適視聴領域）を拡大して、映像中心Ｉより後方の客席からの鑑賞にも好適とした高没入感映像を表示できる技術を提供することにある。
【００３６】
ここで、映像中心Ｉは、図５に示すように、例えば客席最前列に配置されてもよく、また、スクリーン中心Ｇは、客席最後列に配置されてもよい。さらに、映像生成装置に設定される複数枚の仮想平面スクリーン２ｘ全体のスクリーン中心角を「各々の仮想平面スクリーン２ｘの垂線が交わる点を中心とし、その点から複数枚の仮想平面スクリーン２ｘ全体を見込む水平角」と定義したとき、この複数枚の仮想平面スクリーン２ｘ全体のスクリーン中心角は、分離された映像中心Ｉから実際のカーブスクリーン２ｒを見込む角度に設定される。
【００３７】
従って、カーブスクリーン２には、映像生成装置に設定される複数枚の仮想平面スクリーン２ｘ全体の画角と等しい画角の映像が投影される。
【００３８】
なお、本発明に用いられるカーブスクリーン２ｒは、カーブスクリーン２のスクリーン中心Ｇより後方にスクリーン中心Ｇを配置した関係から、スクリーン中心Ｇとカーブスクリーン２ｒとの間の距離を示すスクリーン半径Ｒ（単位：メートル）が従来よりも大きい値となるために曲率（１／Ｒ）が減少されている。このため、従来よりもフォーカスが改善されることから、高没入感映像システムの画質を向上し得るものとなる。さらに、本発明に用いられるカーブスクリーン２ｒは、従来のカーブスクリーン２の曲率よりも小さい曲率のため、従来よりも設置スペースを節約できる。
【００３９】
なお、本発明に用いられるカーブスクリーンとしては、曲面と平面との組合せをも考慮すると非常に多くの種類が可能であるが、ここでは次の［１］〜［４］の４種類についてのみ述べる。
［１］シリンドリカル・カーブスクリーン（円柱面型スクリーン）
［２］スフェリカル・カーブスクリーン（球面型スクリーン）
［３］マルチ・フラットスクリーン（多面型平面スクリーン）
［４］エリプティカル・カーブスクリーン（楕円柱面型スクリーン）
以下、これらのスクリーンについて詳細に述べる。
［１］シリンドリカル・カーブスクリーン（円柱面型スクリーン）
スフェリカル・カーブスクリーンとは、次の（１ａ）〜（１ｃ）に示すＲ，β，Ｓによって定義されるカーブスクリーンである。
（１ａ）スクリーン半径Ｒは、スクリーン中心Ｇからスクリーンまでの水平距離を示し、且つ一定の値である（Ｒ＝const.）。
【００４０】
（１ｂ）スクリーン中心角βは、スクリーン中心Ｇからスクリーンを水平に見込む水平方向の角度を示し、且つ高さに無関係に一定の値である。
【００４１】
（１ｃ）スクリーン幅Ｓは、スクリーンの両端間の直線距離を示し、且つ高さに無関係に一定の値である。
【００４２】
［２］スフェリカル・カーブスクリーン（球面型スクリーン）
スフェリカル・カーブスクリーンとは、次の（２ａ）〜（２ｃ）に示すＲ，β，Ｓによって定義されるカーブスクリーンである。
（２ａ）スクリーン半径Ｒは、スクリーン中心Ｇからスクリーンまでの距離を示し、且つ一定の値である。
【００４３】
（２ｂ）スクリーン中心角βは、スクリーン中心Ｇからスクリーンを見込む水平方向の角度を示し、且つ見上げる／見下げる角度に無関係に一定の値である。
【００４４】
（２ｃ）スクリーン幅Ｓは、スクリーン中央部の両端間の直線距離を示す。
【００４５】
［３］マルチ・フラットスクリーン（多面型平面スクリーン）
マルチ・フラットスクリーンとは、複数枚のフラット（平面）スクリーンを水平方向又は垂直方向のいずれか、又はその両方向に一定のスクリーン角度をもって連続的に配置した構成を有し、次の（３ａ）〜（３ｃ）に示すＲ，β，Ｓによって定義されるフラットスクリーン群である。
（３ａ）スクリーン半径Ｒは、スクリーン中心Ｇから各フラットスクリーンの中央までの距離を示し、且つ全てが互いに同一の値である。
【００４６】
（３ｂ）スクリーン中心角βは、スクリーン中心Ｇからフラットスクリーン群全体を水平に見込む水平方向の角度を示し、且つ高さに無関係に一定の値である。
【００４７】
（３ｃ）スクリーン幅Ｓは、半径Ｒ、中心角βの円弧（マルチ・フラットスクリーンの近似円弧）の両端点間の直線距離を示す。
【００４８】
なお、このようなマルチ・フラットスクリーンは、図６に示すように、各平面スクリーンの法線間に角度をもたせて配置したスクリーンであり、例えば、映像視野角４０°の３枚の平面スクリーン２ｐ1〜２ｐ3を組合せると、１２０°の映像視野角をもつスクリーンとなる。また、投影変換により得られた図９に示す映像は、補正せずにそのまま各平面スクリーンに投影される。
【００４９】
また、マルチ・フラットスクリーンでは、Ｒ，Ｓ，βが近似円弧により算出される。このため、平面スクリーンの水平方向の構成面数ｍは、Ｒ，Ｓ，βとは無関係であり、他のパラメータから算出すべきでなく、設計者により予め入力される必要がある。また、この構成面数ｍが入力されると、マルチ・フラットスクリーンでは、近似円弧で算出したスクリーン幅Ｓに基づき、実際のスクリーン幅Ｓ’が次式のように算出可能となる。
【００５０】
【数３】
0003945186.tif 000003
【００５１】
［４］エリプティカル・カーブスクリーン（楕円柱面型スクリーン）
エリプティカル・カーブスクリーンとは、２つの楕円焦点によって定まる楕円の弧を導線とする柱面の一部によって構成され、次の（４ａ）〜（４ｄ）に示すｃ，Ｒ，β，Ｓによって定義されるカーブスクリーンである。
（４ａ）パラメータｃは、スクリーン中心Ｇと２つの楕円焦点が同一直線上にあるとき、スクリーン中心Ｇから２つの楕円焦点までの各々の距離が等しい場合に、スクリーン中心Ｇと楕円焦点までの距離を示す値である。
【００５２】
（４ｂ）曲率半径Ｒは、スクリーン中心Ｇからスクリーン中央までの距離を示す値であり、例えば次式のように表される。
Ｒ＝{ａ2cos2β＋ｂ2sin2β}1/2
但し、ａ，ｂは各々楕円の長軸２ａ、短軸２ｂより求まる値である。
【００５３】
（４ｃ）スクリーン中心角βは、スクリーン中心Ｇからスクリーンを水平に見込む水平方向の角度を示し、且つ高さに無関係に一定の値である。
【００５４】
（４ｄ）スクリーン幅Ｓは、半径Ｒ、中心角βの円弧（エリプティカル・カーブスクリーンの近似円弧）の両端点間の距離を示す。
【００５５】
なお、エリプティカル・カーブスクリーンは、パラメータｃが大きくなるに従い、近似円弧との誤差が大きくなる。このため、エリプティカル・カーブスクリーンでは、実際のスクリーン幅Ｓ’が次式のように、Ｒ，β，ｃの関係式で示される。
【００５６】
【数４】
0003945186.tif 000004
【００５７】
さて以上のような本発明の原理に基づいて、以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る映像表示システムの平面構成を示す模式図であり、従来の図面と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。
【００５８】
すなわち、この映像表示システムは、広いスイートスポット（最適視聴領域）を備えた高没入感映像システムであり、具体的には、従来のカーブスクリーン２の曲率半径よりも小さい曲率半径Ｒを有するカーブスクリーン２ｒを備えている。
【００５９】
このように、本実施形態の映像表示システムは、幾何学的な寸法及び角度が重要なものであり、具体的には、必要な５個のパラメータ（Ｒ，Ｓ，Ｗ，α，β）が以下のように規定されたものとなっている。
ここで、Ｒは、図１に示すように、カーブスクリーン２ｒの幾何学的な半径（以下、スクリーン半径Ｒという）を意味している。スクリーン半径Ｒは、各客席１のうちの最前列中央の客席１とカーブスクリーン２ｒとの間の距離よりも大きい値である。
Ｓは、カーブスクリーン２ｒの両端ｅ１，ｅ２間の直線距離（以下、スクリーン幅Ｓという）を意味している。
【００６０】
Ｗは、図２に示すように、映像中心Ｉとスクリーン中心Ｇとの間の距離（以下、オフセットＷという）を意味している。すなわち、映像中心Ｉは最前列でなくてもよい。同様に、スクリーン中心Ｇも最後列でなくてもよい。但し、スクリーン中心Ｇは、各客席のうち、最前列の客席よりも後方の客席又は客席近傍に位置することが必要である。なお、広いスイートスポットを得る観点からすると、スクリーン中心Ｇは、各客席のうち、半分よりも後方の客席又は客席近傍に位置することが好ましい。一方、映像中心Ｉは、スクリーン中心Ｇよりも前方であることが必要である。また、映像中心Ｉと投影装置の光学的中心やその配置とは無関係であり、リア・プロジェクタで例示した通り、投影装置の台数及び配置は任意である。
【００６１】
また、各客席１は、後方の席ほど高い位置に設けることが好ましく、最前列の席に座った鑑賞者の視点がカーブスクリーン２ｒの高さの半分以上の位置にあることが好ましい（全ての鑑賞者が、カーブスクリーン２ｒの中心部を正面に見るか又は見下ろす方が好ましく、見上げることは好ましくない）。
【００６２】
αは、スクリーンに投影される映像の水平方向の画角であり、映像中心Ｉからカーブスクリーン２ｒを見込む水平方向の角度にセットしてある。詳しくは、αは、コンテンツで決めた投影変換のパラメータで一意に決定されており、鑑賞者の位置には無関係である。すなわち、どこから鑑賞してもカーブスクリーン２ｒに投影された映像の映像画角αは一定である。
【００６３】
βは、スクリーン中心Ｇにおける水平方向のスクリーン中心角βを意味しており、β＜αの関係にある。なお、鑑賞者の映像視野角Γとの関係は、スクリーン中心Ｇが最後列で映像中心Ｉが最前列にあり、且つ鑑賞者が直線ＧＩ上で最後列から最前列のいずれかの客席に座る場合、β≦Γ≦α  （β＜α）となる。従来は、β＝αの関係にあり、常にΓ≦α，βである。
【００６４】
ここで、各パラメータ（Ｒ，Ｓ，Ｗ，α，β）は、最適値や推奨値を用いない場合、次の（１）式〜（５）式によって示される。
【００６５】
【数５】
0003945186.tif 000005
【００６６】
次に、推奨値について述べる。
映像画角αの推奨値：９０°≦α≦１６０°の範囲内の値は、一般に没入感が得られるとされる映像視野角１１０°に約２０％のマージンを設けた９０°を下限とし、人間の一度に知覚可能な視野角１６０°を上限としたことによる。
【００６７】
スクリーン中心角βの推奨値：９０°≦βの範囲内の値は、αと同様、一般に没入感が得られるとされる映像視野角１１０°に約２０％のマージンを設けた９０°を下限としたことによる。また、β≦１４４°の範囲内の値は、映像画角αの上限の９０％を上限と仮定し、スクリーン中心角βの上限を１４４°としたことによる。
【００６８】
なお、推奨値は、個別に設定する場合に限らず、例えば（α，β）＝（１２０°，９５°）のように、複数のパラメータの組として設定してもよい。
オフセットＷとスクリーン半径Ｒとの関係は、次式のように、αとβをパラメータとした関係式で表される。
【００６９】
【数６】
0003945186.tif 000006
【００７０】
ここで、スクリーン中心角βを最小の９０°とすると、係数ａは次の値を取る。
・映像画角αが最大の１６０°のとき：ａ＝０．５８
・映像画角αが推奨の１２０°のとき：ａ＝０．３０
すなわち、スクリーン中心角β及び映像画角αを推奨値内に収め、スクリーン中心Ｇと映像中心Ｉとの間に生じる映像品質差を抑制するために、関係式Ｗ＝ａＲの係数ａをａ≦０．５８とし、好ましくはａ＝０．３とした。
なお、各式は適宜、数学的に等価な式あるいは近似した式に変形して用いてもよい。
【００７１】
また、本実施形態に係る映像表示システムは、映像フィルムを上映する場合と、コンピュータと映像プログラムを用いる場合とのいずれとして実現してもよい。
なお、後者の場合、コンピュータは、映像プログラムが記憶媒体又はネットワークから予めインストールされた構成となる。また、映像プログラムは、映像表示システムのコンピュータを、投影装置を介してカーブスクリーンに所定の映像画角αの映像を表示させるための表示処理手段として機能させるためのプログラムであり、映像画角αがスクリーン中心角βよりも大きい値（β＜α）で記述された構成となる。
【００７２】
次に、以上のように構成された映像表示システムの作用を、スイートスポットの拡大、画質の向上、及び設置スペースの有効化、の順に説明する。なお、各説明は、この映像表示システムが、客席１前方に配置されたカーブスクリーン２ｒに対し、投影装置３から映像を投影する基本的な作用を有する上での更なる作用として述べている。
【００７３】
（スイートスポットの拡大）
カーブスクリーン２，２ｒでは、図８に示したように、鑑賞者がスクリーン中心Ｇからスクリーン２，２ｒの中心線上で前後に移動する場合、前方への移動の方が後方への移動に比べて映像歪みが少なく、映像視野角Γが増加する傾向にある。
【００７４】
そこで、本実施形態では、図３の下段左に示すように、スクリーン中心Ｇを後方の客席に定めたので、スクリーン中心Ｇより前方の鑑賞者は、わずかな映像歪みを視認するものの、映像視野角Γの増加により高い没入感を得ることができる。
【００７５】
一方、鑑賞者が映像中心Ｉからスクリーンの中心線上で前後に移動する場合、図１３に示したように、映像画角αと鑑賞者の映像視野角Γが一致しないことによる望遠効果や広角効果が生じる。
【００７６】
実際に鑑賞者が知覚する映像歪みは、スクリーン中心Ｇからのズレ及び映像中心Ｉからのズレを複合した結果である。従来では、図３の上段右に示すように、スクリーン中心Ｇ且つ映像中心Ｉであるスイートスポットから移動すると、両中心Ｇ，Ｉから同時に離れることによる映像歪みと望遠・広角効果によって画質が大きく劣化する。
【００７７】
一方、本実施形態では、図３の下段右に示すように、スクリーン中心Ｇと映像中心Ｉを分離し、映像歪みが少なく映像視野角Γの大きい領域（スクリーン中心Ｇよりも前方領域）且つ、映像視野角Γが映像画角αを越えない領域（映像中心Ｉよりも後方領域）に客席を配置するようにしたので、夫々の中心Ｇ，Ｉから同時に離れることによる映像の劣化が分散され、高没入感映像システムが、従来よりも拡大されたスイートスポット（最適視聴領域）を有するものとなる。
【００７８】
補足すると、従来のスイートスポットは、両中心Ｇ，Ｉと一致する１つの客席（α＝β＝Γとなる映像視野角Γの席）であるのに対し、本発明のスイートスポットは、両中心Ｇ，Ｉの間の複数の客席（β≦Γ≦α  （β＜α）となる映像視野角Γの席）に拡大されたものとなる。
【００７９】
なお、このスイートスポットの拡大効果に至るまでの説明は、次のように要約してもよい。
・映像中心Ｉからのズレによる影響により、望遠・広角効果が発生する。
・映像中心Ｉよりも後方の領域で視聴した場合、広角効果が発生するものの、スクリーン中心Ｇよりも後方で視聴した場合のような著しい映像の歪みは発生しない。
・スクリーン中心Ｇよりも前方の領域では、スクリーン中心Ｇよりも後方の領域に比して映像歪みが小さく、また、広い映像視野角Γを確保できる。
・これらにより、スクリーン中心Ｇと映像中心Ｉに挟まれた領域は、それぞれの中心Ｇ，Ｉから離れることによって生じる映像の劣化が少ない方の領域に属し、スクリーン中心Ｇと映像中心Ｉから同時に離れることによる映像の劣化が分散される。
・従って、本発明に係る高没入感映像システムは、従来よりも拡大されたスイートスポットを有するものになる。なお、このスイートスポットは、前方の映像中心Ｉに対してスクリーン中心Ｇが後方に離れるに従い、広くなる傾向にある。従って、スクリーン中心Ｇを各客席のうちの半分よりも後方の客席近傍に配置すると、より後方の客席にまでスイートスポットを拡大することができる。
【００８０】
（画質の向上）
図４（ａ）に示すように、従来のカーブスクリーン２は、映像中心Ｉとスクリーン中心Ｇとが同一であるため、短いスクリーン半径Ｒに起因して曲率（１／Ｒ）が大きいので、スクリーン中央部とスクリーン周辺部の光学的距離差が生じ、スクリーン全域を投影装置の被写界深度内に収めることが困難である。
【００８１】
一方、図４（ｂ）に示すように、本実施形態のカーブスクリーン２ｒは、客席後方にスクリーン中心Ｇを配置することからスクリーン半径Ｒが大きくなるので、従来と比べて曲率が減少され、スクリーン全域が投影装置の被写界深度内に収まる。
【００８２】
このため、本実施形態のカーブスクリーン２ｒは、被写界深度の問題が解決され、従来と比べてフォーカスが改善されるため、高没入感映像システムを従来よりも高い画質で表示可能なものにできる。
【００８３】
（設置スペースの有効化）
従来のカーブスクリーン２は、曲率が大きいので、スクリーン後部に広いデッドスペースが生じ、設置スペースを有効利用する観点から効率が悪い。
【００８４】
一方、本実施形態のカーブスクリーン２ｒは、従来と比べて曲率が減少されるため、従来よりも設置スペースを有効に利用することが可能なものとなる。
【００８５】
（本実施形態の効果）
上述したように本実施形態によれば、スクリーン中心Ｇの前方に映像中心Ｉが配置されることにより、スイートスポットが拡大され、後方の客席からの鑑賞にも好適な高没入感映像システムを実現させることができる。
【００８６】
また、本実施形態のカーブスクリーン２ｒは、客席後方にスクリーン中心Ｇを配置した関係から、従来よりも大きいスクリーン半径Ｒとなるために曲率（１／Ｒ）が減少されている。このため、従来よりもフォーカスが改善されることから、高没入感映像システムの画質を向上させることができる。
【００８７】
さらに、カーブスクリーン２ｒは、小さい曲率のため、従来よりも設置スペースを節約してその有効利用を図ることができる。
【００８８】
（他の変形例）
なお、上記各実施形態に記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。
【００８９】
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わされた効果が得られる。さらに、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成用件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００９０】
その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、映像中心Ｉによるスイートスポットとスクリーン中心Ｇによるスイートスポットとが分離されて全体のスイートスポットが拡大されるので、後方の客席からの鑑賞にも好適な高没入感映像を表示できる映像表示システムを提供できる。
【００９２】
また、請求項１に対応する発明は、映像中心Ｉとスクリーン中心Ｇの前後関係が規定されるので、前述した効果を容易且つ確実に奏することができる。
【００９３】
さらに、請求項１の発明は、最前列中央の客席（映像中心Ｉ）よりも後方にスクリーン中心Ｇが配置されるため、後方の客席でも映像が劣化せず、スイートスポットが拡大されるので、後方の客席からの鑑賞にも好適な高没入感映像を表示できる映像表示システムを提供できる。
【００９４】
また、請求項１の発明は、スクリーン中心Ｇの条件を定めたことにより、広いスイートスポットを得る観点から好ましい。
【００９５】
さらに、請求項２の発明は、β、Ｓ、Ｒに関する数式を定めたので、請求項１の効果を、より一層、容易且つ確実に奏することができる。
【００９６】
また、請求項３の発明は、映像プログラムの条件を定めたので、請求項１〜２のうちの引用する請求項の効果を容易且つ確実に奏することができる映像プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る映像表示システムの平面構成を示す模式図
【図２】同実施形態におけるオフセットＷを説明するための模式図
【図３】同実施形態におけるスイートスポットの拡大効果を従来と比較して示す模式図
【図４】同実施形態における曲率の減少に伴うフォーカスの改善を説明するための模式図
【図５】本発明に係る映像中心Ｉとスクリーン中心Ｇとの関係を示す模式図
【図６】本発明により設計可能なマルチ・フラットスクリーンを説明するための模式図
【図７】従来の映像中心Ｉとスクリーン中心Ｇとの関係を示す模式図
【図８】一般的なスクリーン中心Ｇからの移動に関し、映像視野角と映像歪みの変化を説明するための模式図
【図９】一般的な仮想平面スクリーン群によるカーブスクリーンの近似を説明するための模式図
【図１０】一般的な透視投影変換を説明するための模式図
【図１１】一般的な各仮想平面スクリーンに表示される映像の一例を示す模式図
【図１２】一般的な透視投影変換の際の位置関係を説明するための模式図
【図１３】一般的な映像中心Ｉからの移動に関し、映像視野角と映像歪みの変化を説明するための模式図
【図１４】従来の映像中心Ｉとスクリーン中心Ｇとの関係を示す模式図
【符号の説明】
１…客席
２，２ｒ…カーブスクリーン
３…投影装置
Ｒ…スクリーン半径
Ｓ…スクリーン幅
Ｗ…オフセット
α…映像画角
β…スクリーン中心角
Ｉ…映像中心
Ｉｘ…仮想カメラ
Ｇ…スクリーン中心
ｅ１，ｅ２…カーブスクリーンの端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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