JP2004015256A

JP2004015256A - 撮像装置および撮像方法、並びに表示装置および表示方法

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Publication number: JP2004015256A
Application number: JP2002163683A
Authority: JP
Inventors: Tetsujiro Kondo; 近藤　哲二郎; Kenji Tanaka; 田中　健司
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-05
Also published as: JP4707081B2

Abstract

【課題】ユーザの視覚に映る状況を撮像する。
【解決手段】外部から、ハーフミラー１１Ｌの焦点ｆ_Ｌ２に向かう光線Ｒが、ハーフミラー１１Ｌを透過し、ハーフミラー１４Ｌに入射する。ハーフミラー１４Ｌは、光線Ｒの一部を、その入射方向と反対方向に向かって反射し、残りを、ハーフミラー１４Ｌの内部に透過させる。ハーフミラー１４Ｌを透過した光線は、焦点ｆ_Ｌ２の位置にあるユーザの左眼に入射する。一方、ハーフミラー１４Ｌで反射された光線は、ハーフミラー１４Ｌに入射した光線Ｒの軌跡を逆方向に辿り、ハーフミラー１４Ｌで反射され、ハーフミラー１４Ｌの焦点ｆ_Ｌ１の位置に設置されている魚眼カメラ１２Ｌで受光され、これにより、ユーザの左眼で観察される被写体の画像が撮像される。本発明は、画像を撮像する装置に適用できる。
【選択図】　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置および撮像方法、並びに表示装置および表示方法に関し、特に、例えば、あるユーザの視覚に映る状況を、他のユーザが観察することができるようにする撮像装置および撮像方法、並びに表示装置および表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
あるユーザの視覚に映る状況を、他のユーザが観察する方法としては、例えば、ユーザの眼の付近に小型のビデオカメラ（以下、適宜、単に、カメラという）を配置し、そのカメラで撮像した画像を、他のユーザに視聴させる方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、カメラは、ユーザの眼の位置から多少離れた位置に配置しなければならず、従って、カメラで撮像される画像は、カメラの位置とユーザの目の位置との間の距離に対応する分だけ、ユーザの視覚に映る状況とは異なるものとなる。
【０００４】
そこで、カメラを、よりユーザの眼に近い位置に配置する方法があるが、この方法では、カメラが、ユーザの視界に入り、ユーザに煩わしさを感じさせることになる。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、あるユーザの視覚に映る状況により近い状況の画像を、他のユーザが観察することができるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点に向かって入射する光線を、凹面鏡に向かって反射する反射手段と、一方の焦点の方向から入射する光線を、２つの焦点のうちの他方の焦点の方向に反射する凹面鏡と、凹面鏡の他方の焦点の位置に配置され、凹面鏡で反射されて他方の焦点の方向に入射する光線を受光することにより、光線に対応する画像を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の撮像方法は、２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点に向かって入射する光線を、凹面鏡に向かって反射し、凹面鏡において、一方の焦点の方向から入射する光線を、２つの焦点のうちの他方の焦点の方向に反射し、凹面鏡の他方の焦点の方向に入射する光線を受光することにより、光線に対応する画像を撮像することを特徴とする。
【０００８】
本発明の表示装置は、２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点側から、画像に対応する光線を発光する発光手段と、発光手段からの光線を、２つの焦点のうちの他方の焦点に向かって反射して結像させることにより、光線に対応する画像を表示させる凹面鏡とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の表示方法は、２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点側から、画像に対応する光線を発光し、凹面鏡において、光線を、２つの焦点のうちの他方の焦点に向かって反射して結像させることにより、光線に対応する画像を表示させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の撮像装置および撮像方法においては、２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点に向かって入射する光線が、凹面鏡に向かって反射され、凹面鏡において、一方の焦点の方向から入射する光線が、２つの焦点のうちの他方の焦点の方向に反射される。そして、凹面鏡の他方の焦点の方向に入射する光線が受光され、これにより、その光線に対応する画像が撮像される。
【００１１】
本発明の表示装置および表示方法においては、２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点側から、画像に対応する光線が発光され、凹面鏡において、光線を、２つの焦点のうちの他方の焦点に向かって反射して結像させることにより、光線に対応する画像が表示される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示している。
【００１３】
撮像部１は、被写体が射出する光（光線）、即ち、被写体に照射される自然光その他の光のうちの、被写体で反射される光を受光することにより、被写体を撮像し、その被写体の画像データを、例えば、１フレーム（または１フィールド）単位で、記録部２に供給する。記録部２は、撮像部１から供給される画像データに必要な処理（例えば、所定のフォーマットへのデータ変換処理や、画像圧縮処理など）を施し、記録媒体３に記録する。即ち、記録媒体３は、例えば、ＨＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ）や半導体メモリなどで構成され、そこには、記録部２によって、画像データが記録される。
【００１４】
次に、図２は、図１の撮像部１の光学系の部分の構成例を示している。
【００１５】
撮像部１は、ユーザの左眼部分に配置される左眼用撮像部１０Ｌと、ユーザの右眼部分に配置される右眼用撮像部１０Ｒから構成されている。
【００１６】
左眼用撮像部１０Ｌは、楕円ハーフミラー１１Ｌ、魚眼カメラ１２Ｌ、および球面ハーフミラー１４Ｌから構成されている。
【００１７】
楕円ハーフミラー１１Ｌは、楕円を長軸を中心に回転して得られる回転体を長軸を通る平面で２分割した形状を有したハーフミラーで、その内部が中空になっている。そして、楕円ハーフミラー１１Ｌは、外部から入射する光線を、その内側に透過させ、また、内部側の面に入射する光線の一部を反射（鏡面反射）するとともに、残りを外部側に透過させる。
【００１８】
楕円ハーフミラー１１Ｌは、その長軸上に、２つの焦点ｆ_Ｌ１とｆ_Ｌ２を有しており、一方の焦点ｆ_Ｌ１の位置には、魚眼カメラ１２Ｌが配置され、他方の焦点ｆ_Ｌ２の位置には、球面ハーフミラー１４Ｌが配置されている。なお、楕円ハーフミラー１１Ｌでは、楕円の性質によって、その２つの焦点ｆ_Ｌ１とｆ_Ｌ２のうちの一方の焦点から、楕円ハーフミラー１１Ｌの内側の任意の点に向かい、その点で反射される光線は、他方の焦点に入射する。
【００１９】
魚眼カメラ１２Ｌは、レンズとして、魚眼レンズ１３Ｌが採用されたカメラ（ビデオカメラ）であり、例えば、その光学中心が焦点ｆ_Ｌ１に一致し、魚眼レンズ１３Ｌに、焦点ｆ_Ｌ２から射出して、楕円ハーフミラー１１Ｌの任意の点で反射され、焦点ｆ_Ｌ１に向かう光線すべてが入射するように配置されている。
【００２０】
球面ハーフミラー１４Ｌは、例えば、内部が中空の半球状のハーフミラーで、その中心が焦点ｆ_Ｌ２の位置に一致するように配置されている。そして、球面ハーフミラー１４Ｌは、楕円ハーフミラー１１Ｌの外部から楕円ハーフミラー１１Ｌを透過し、焦点ｆ_Ｌ２に向かう光線の一部を楕円ハーフミラー１１Ｌに向かって反射し、残りを透過させる。
【００２１】
右眼用撮像部１０Ｒは、左眼用撮像部１０Ｌと同様に構成されている。
【００２２】
即ち、右眼用撮像部１０Ｒは、楕円ハーフミラー１１Ｒ、魚眼カメラ１２Ｒ、および球面ハーフミラー１４Ｒから構成されている。
【００２３】
楕円ハーフミラー１１Ｒは、楕円ハーフミラー１１Ｌと同一形状のハーフミラーであり、従って、楕円ハーフミラー１１Ｌと同様に、外部から入射する光線を、その内側に透過させ、また、内部側の面に入射する光線の一部を反射（鏡面反射）するとともに、残りを外部側に透過させる。但し、楕円ハーフミラー１１Ｒは、楕円ハーフミラー１１Ｌとは異なる楕円形状を有するものであってもよい。
【００２４】
楕円ハーフミラー１１Ｒは、その長軸上に、２つの焦点ｆ_Ｒ１とｆ_Ｒ２を有しており、焦点ｆ_Ｒ１の位置には、魚眼カメラ１２Ｒが配置され、焦点ｆ_Ｒ２の位置には、球面ハーフミラー１４Ｒが配置されている。なお、楕円ハーフミラー１１Ｒでも、楕円ハーフミラー１１Ｌにおける場合と同様に、楕円の性質によって、その２つの焦点ｆ_Ｒ１とｆ_Ｒ２のうちの一方の焦点から、楕円ハーフミラー１１Ｒの内側の任意の点に向かい、その点で反射される光線は、他方の焦点に向かって入射する。
【００２５】
魚眼カメラ１２Ｒは、魚眼カメラ１２Ｌと同様に、レンズとして、魚眼レンズ１３Ｒが採用されたカメラ（ビデオカメラ）であり、その光学中心が焦点ｆ_Ｒ１に一致し、魚眼レンズ１３Ｒに、焦点ｆ_Ｒ２から射出して、楕円ハーフミラー１１Ｒの任意の点で反射され、焦点ｆ_Ｒ１に向かう光線すべてが入射するように配置されている。
【００２６】
球面ハーフミラー１４Ｒは、球面ハーフミラー１４Ｌと同様に、内部が中空の半球状のハーフミラーで、その中心が焦点ｆ_Ｒ２の位置に一致するように配置されている。そして、球面ハーフミラー１４Ｒは、楕円ハーフミラー１１Ｒの外部から楕円ハーフミラー１１Ｒを透過し、焦点ｆ_Ｒ２に向かう光線の一部を楕円ハーフミラー１１Ｒに向かって反射し、残りを透過させる。
【００２７】
次に、図３は、図２の撮像部１の使用方法を示している。即ち、図３は、ユーザが撮像部１を装着した状態を、そのユーザの頭上方向から見た図である。
【００２８】
撮像部１は、例えば、眼鏡のように構成されており、左眼用撮像部１０Ｌと右眼用撮像部１０Ｒは、それぞれ左眼用と右眼用のレンズに相当する状態で使用される。
【００２９】
即ち、左眼用撮像部１０Ｌと右眼用撮像部１０Ｒは、眼鏡用のフレームのわたり１６で接続されている。そして、左眼用撮像部１０Ｌと右眼用撮像部１０Ｒには、眼鏡用のフレームのテンプル１７Ｌと１７Ｒがそれぞれ取り付けられており、ユーザは、このテンプル１７Ｌと１７Ｒを、それぞれ、左耳と右耳にかけることで、眼鏡をかけるようにして、撮像部１を装着することができるようになっている。
【００３０】
なお、ユーザが撮像部１を装着した場合には、楕円ハーフミラー１１Ｌの焦点ｆ_Ｌ２は、ユーザの左眼の位置に配置され、楕円ハーフミラー１１Ｒの焦点ｆ_Ｒ２は、ユーザの右眼の位置に配置される。
【００３１】
以上のように構成される撮像部１では、図４に示すように、左眼用撮像部１０Ｌにおいて、外部から、楕円ハーフミラー１１Ｌの焦点ｆ_Ｌ２に向かう被写体からの光線（被写体で反射された光線）Ｒが、楕円ハーフミラー１１Ｌを透過し、球面ハーフミラー１４Ｌに入射する。球面ハーフミラー１４Ｌでは、光線Ｒの一部を、光線Ｒの入射方向と反対方向に向かって反射し、残りを、球面ハーフミラー１４Ｌの内部に透過させる。球面ハーフミラー１４Ｌを透過した光線は、焦点ｆ_Ｌ２に向かい、焦点ｆ_Ｌ２の位置にあるユーザの左眼に入射する。ユーザの左眼に入射した光線は、その網膜上で結像し、これにより、ユーザの左眼では、光線Ｒに対応する被写体が観察される。
【００３２】
一方、球面ハーフミラー１４Ｌで反射された光線は、楕円ハーフミラー１４Ｌに入射した光線Ｒの軌跡を逆方向に辿り、球面ハーフミラー１４Ｌの内側の面に入射して反射される。即ち、光線Ｒは、焦点ｆ_Ｌ２に一致する球面ハーフミラー１４Ｌの中心に向かうものであるから、球面ハーフミラー１４Ｌにおいて、入射方向と１８０度反対方向に反射される。そして、球面ハーフミラー１４Ｌで反射された光線は、楕円ハーフミラー１４Ｌの焦点ｆ_Ｌ２から球面ハーフミラー１４Ｌの内側の面の方向に向かう光線となっているから、この光線は、球面ハーフミラー１４Ｌの内側で反射され、上述したように、楕円ハーフミラー１４Ｌの焦点ｆ_Ｌ２でない方の焦点ｆ_Ｌ１に向かう。
【００３３】
従って、焦点ｆ_Ｌ１の位置に設置されている魚眼カメラ１２Ｌの魚眼レンズ１３Ｒには、球面ハーフミラー１４Ｌで反射され、さらに楕円ハーフミラー１１Ｒで反射された光線が入射し、魚眼カメラ１２Ｌにおいて、その光線が受光される。これにより、魚眼カメラ１２Ｌでは、その光線に対応する被写体の画像が撮像される。即ち、魚眼カメラ１２Ｌでは、その魚眼カメラ１２Ｌをユーザの左眼の位置に配置した場合と同一の画像、つまり、ユーザの左眼で観察されている被写体の画像が撮像される。
【００３４】
撮像部１の右眼用撮像部１０Ｒでも、左眼用撮像部１０Ｌにおける場合と同様に、その魚眼カメラ１２Ｒにおいて、ユーザの右眼で観察されている被写体の画像が撮像される。
【００３５】
ここで、ハーフミラーは、例えば、ガラス板の１つの面に、金属薄膜や誘電体多層膜などの反射膜をコーティングして構成されるが、いま、ハーフミラーにおいて反射膜が形成された面を表面というとともに、その反対側の面を裏面というものとすると、ハーフミラーの表面と裏面それぞれでは、図５に示すように、光線が反射される。
【００３６】
即ち、ハーフミラーの表面に入射する入射光は、図５Ａに示すように、その表面で、入射光の一部が反射され、残りが透過する。
【００３７】
一方、ハーフミラーの裏面に入射する入射光は、図５Ｂに示すように、その裏面で、入射光の一部が反射されるとともに、その表面で、入射光の他の一部が反射され、残りが透過する。
【００３８】
即ち、ハーフミラーの裏面に入射する１本の光線の反射光は、２本の光線となる。
【００３９】
従って、ハーフミラーの裏面に入射する光線を、そのハーフミラーで反射し、その反射光を受光して撮像を行う場合には、像が、いわば２重化し、画質が劣化する。このため、ハーフミラーで反射された光線を受光して撮像を行う場合には、光線が、ハーフミラーの表面で反射されるように、ハーフミラーを構成するのが望ましい。
【００４０】
即ち、図４の左眼用撮像部１０Ｌでは、楕円ハーフミラー１１Ｌと球面ハーフミラー１４Ｌがハーフミラーで構成されているが、楕円ハーフミラー１１Ｌについては、その内側の面を表面とするハーフミラーによって、球面ハーフミラー１４Ｌについては、その外側を表面とするハーフミラーによって、それぞれ構成するのが望ましい。なお、このことは、右眼用撮像部１０Ｒについても同様である。
【００４１】
次に、図６のフローチャートを参照して、図１の撮像装置の処理について説明する。
【００４２】
まず最初に、ステップＳ１では、左眼用撮像部１０Ｌにおいて、図４で説明したように、楕円ハーフミラー１１Ｌの外部から焦点ｆ_Ｌ２に向かって入射し、球面ハーフミラー１４Ｌで反射され、さらに、楕円ハーフミラー１１Ｌで反射されて、焦点ｆ_Ｌ１に向かって入射する光線が、魚眼カメラ１２Ｌで受光されることにより、その光線に対応する被写体の画像データが撮像される。さらに、ステップＳ１では、右眼用撮像部１０Ｌでも、楕円ハーフミラー１１Ｒの外部から焦点ｆ_Ｒ２に向かって入射し、球面ハーフミラー１４Ｒで反射され、さらに、楕円ハーフミラー１１Ｒで反射されて、焦点ｆ_Ｒ１に向かって入射する光線が、魚眼カメラ１２Ｒで受光されることにより、その光線に対応する１フレームの画像データが撮像される。
【００４３】
魚眼カメラ１２Ｌと１２Ｒで得られた画像データは、記録部２に供給され、記録部２は、ステップＳ２において、魚眼カメラ１２Ｌと１２Ｒから供給される画像データを、記録媒体３に供給して記録して、ステップＳ３に進む。
【００４４】
ステップＳ３では、ユーザによって、図示せぬ操作部が、画像データの撮像を終了するように操作（以下、適宜、撮像終了操作という）されたか否かが判定される。
【００４５】
ステップＳ３において、撮像終了操作がされていないと判定された場合、ステップＳ１に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
【００４６】
また、ステップＳ３において、撮像終了操作がされたと判定された場合、処理を終了する。
【００４７】
以上のように、球面ハーフミラー１４Ｌと１４Ｒにおいて、焦点ｆ_Ｌ２とｆ_Ｒ２に向かって反射する光線を、楕円ハーフミラー１１Ｌと１１Ｒに向かって、それぞれ反射し、それぞれの光線を、楕円ハーフミラー１１Ｌと１１Ｒにおいて、焦点ｆ_Ｌ１とｆ_Ｒ１の方向に反射し、魚眼カメラ１２Ｌと１２Ｒにおいて、焦点ｆ_Ｌ１とｆ_Ｒ１に向かう光線を、それぞれ受光することにより、その光線に対応する画像を撮像するようにしたので、理論的（理想的）には、ユーザの視覚に映る状況と同一の画像を撮像することができる。
【００４８】
さらに、ユーザの左眼と右眼が、楕円ハーフミラー１１Ｌの焦点ｆ_Ｌ２と楕円ハーフミラー１１Ｒの焦点ｆ_Ｒ２の位置に配置されるのに対して、魚眼カメラ１２Ｌと１２Ｒは、他方の焦点ｆ_Ｌ１とｆ_Ｒ１の位置にそれぞれ配置されるため、魚眼カメラ１２Ｌおよび１２Ｒが、ユーザの視界を妨げることを防止することができる。
【００４９】
次に、図７は、本発明を適用した表示装置の一実施の形態の構成例を示している。
【００５０】
記録媒体２１は、例えば、ＨＤや半導体メモリなどで構成され、そこには、図１の撮像装置で撮像され、記録媒体３に記録された画像データが記録されている。再生部２２は、記録媒体２１に記録された画像データを、例えば１フレーム単位で読み出し、必要な処理（例えば、所定のフォーマットへのデータ変換処理や、画像伸長処理など）を施して、表示部２３に供給する。表示部２３は、再生部２２から供給される画像データを表示する。
【００５１】
次に、図８は、図７の表示部２３の光学系の部分の構成例を示している。
【００５２】
表示部２３は、ユーザの左眼部分に配置される左眼用表示部３０Ｌと、ユーザの右眼部分に配置される右眼用表示部３０Ｒから構成されている。
【００５３】
左眼用表示部３０Ｌは、楕円ミラー３１Ｌおよび魚眼プロジェクタ３２Ｌから構成されている。
【００５４】
楕円ミラー３１Ｌは、楕円ハーフミラー１１Ｌ（図２）と同一（または相似）の形状を有するミラーで、その内側に反射面が形成されている。従って、楕円ミラー３１Ｌは、その内部側から、その反射面に向かう光線を、その内部側に反射する。ここで、楕円ミラー３１Ｌは、楕円ハーフミラー１１Ｌ（図２）と同一の形状を有しているから、楕円ミラーハーフミラー１１Ｌと同様に、その長軸上に、２つの焦点ｆ_Ｌ１’とｆ_Ｌ２’を有している。そして、焦点ｆ_Ｌ１’の位置には、魚眼プロジェクタ３２Ｌが配置されている。なお、楕円ミラー３１Ｌでは、楕円の性質によって、その２つの焦点ｆ_Ｌ１’とｆ_Ｌ２’のうちの一方の焦点から、楕円ミラー３１Ｌの内側の任意の点に向かう光線は、その点で、他方の焦点の方向に向かって反射される。
【００５５】
魚眼プロジェクタ３２Ｌは、プロジェクタ３３Ｌと魚眼レンズ３４Ｌで構成されており、プロジェクタ３３Ｌは、再生部２２（図７）から供給される画像データに対応する光を発し、魚眼レンズ３４Ｌは、そのプロジェクタ３３Ｌからの光を、周囲に放射する。ここで、魚眼レンズ３４Ｌは、図２の魚眼カメラ１２Ｌを構成する魚眼レンズ１３Ｌと同一の光学特性を有しており、従って、魚眼プロジェクタ３２Ｌにおいて、図２の魚眼カメラ１２Ｌで撮像された画像に対応する光線が発光される場合、その光線は、図２の魚眼カメラ１２Ｌで受光された光線と、その方向だけが逆向きのものとなる。
【００５６】
右眼用表示部３０Ｒは、左眼用表示部３０Ｌと同様に構成されている。
【００５７】
即ち、右眼用表示部３０Ｒは、楕円ミラー３１Ｒおよび魚眼プロジェクタ３２Ｒから構成されている。
【００５８】
楕円ミラー３１Ｒは、楕円ハーフミラー１１Ｒ（図２）と同一（または相似）の形状を有するミラーであり、従って、楕円ミラー３１Ｌと同様に、その内部側から、その反射面に向かう光線を、その内部側に反射する。また、楕円ミラー３１Ｒは、その長軸上に、２つの焦点ｆ_Ｒ１’とｆ_Ｒ２’を有しており、焦点ｆ_Ｒ１’の位置には、魚眼プロジェクタ３２Ｒが配置されている。なお、楕円ミラー３１Ｒでも、楕円ミラー３１Ｌにおける場合と同様に、楕円の性質によって、その２つの焦点ｆ_Ｒ１’とｆ_Ｒ２’のうちの一方の焦点から、楕円ミラー３１Ｒの内側の任意の点に向かう光線は、その点で、他方の焦点の方向に向かって反射される。
【００５９】
魚眼プロジェクタ３２Ｒは、魚眼プロジェクタ３２Ｌと同様に、プロジェクタ３３Ｒと魚眼レンズ３４Ｌから構成されている。即ち、プロジェクタ３３Ｒは、再生部２２（図７）から供給される画像データに対応する光を発し、魚眼レンズ３４Ｒは、そのプロジェクタ３３Ｒからの光を、周囲に放射する。ここで、魚眼レンズ３４Ｒは、図２の魚眼カメラ１２Ｒを構成する魚眼レンズ１３Ｒと同一の光学特性を有しており、従って、魚眼プロジェクタ３２Ｒにおいて、図２の魚眼カメラ１２Ｒで撮像された画像に対応する光線が発光される場合、その光線は、図２の魚眼カメラ１２Ｒで受光された光線と、その方向だけ逆向きのものとなる。
【００６０】
次に、図９は、図８の表示部２３の使用方法を示している。即ち、図９は、ユーザが表示部２３を装着した状態を、そのユーザの頭上から見た図である。
【００６１】
表示部２３は、例えば、図３に示した撮像部１と同様に、眼鏡のように構成されており、左眼用表示部３０Ｌと右眼用表示部３０Ｒは、それぞれ左眼用と右眼用のレンズに相当する状態で使用される。
【００６２】
即ち、左眼用表示部３０Ｌと右眼用表示部３０Ｒは、眼鏡用のフレームのわたり３６で接続されている。そして、左眼用表示部３０Ｌと右眼用表示部３０Ｒには、眼鏡用のフレームのテンプル３７Ｌと３７Ｒがそれぞれ取り付けられており、ユーザは、このテンプル３７Ｌと３７Ｒを、それぞれ、左耳と右耳にかけることで、眼鏡をかけるようにして、表示部２３を装着することができるようになっている。
【００６３】
なお、ユーザが表示部２３を装着した場合には、楕円ミラー３１Ｌの焦点ｆ_Ｌ２’は、ユーザの左眼の位置に配置され、楕円ミラー３１Ｒの焦点ｆ_Ｒ２’は、ユーザの右眼の位置に配置される。
【００６４】
以上のように構成される表示部２３では、図１０に示すように、左眼用表示部３０Ｌにおいて、魚眼プロジェクタ３２Ｌが、再生部２２（図７）から供給される画像データに対応する光線Ｒ’を発し、この光線Ｒ’は、楕円ミラー３１Ｌの焦点ｆ_Ｌ１’から、楕円ミラー３１Ｌの内側の面に入射する。楕円ミラー３１Ｌでは、そこに入射する光線Ｒ’が、楕円ミラー３１Ｌの焦点ｆ_Ｌ１’でない方の焦点ｆ_Ｌ２’の方向に反射され、その焦点ｆ_Ｌ２’の位置にあるユーザの左眼に入射する。ユーザの左眼に入射した光線は、その網膜上で結像し、これにより、画像が表示される。
【００６５】
即ち、例えば、いま、図１０において、魚眼プロジェクタ３２Ｌから射出される光線Ｒ’が、図４の魚眼カメラ１２Ｌにおいて光線Ｒを受光することにより撮像された画像データに対応するものであるとすると、光線Ｒ’は、光線Ｒが楕円ハーフミラー１１Ｌで反射された点と同一の点で反射され、光線Ｒと同一の入射角で、焦点ｆ_Ｌ２’に向かい、その焦点ｆ_Ｌ２’の位置にあるユーザの左眼に入射する。
【００６６】
従って、左眼用表示部３０Ｌが装着されたユーザの左眼には、左眼用撮像部１０Ｌ（図４）が装着されたユーザの左眼に入射する光線Ｒに比例する強度の光線Ｒ’が、その光線Ｒと同一方向から入射するから、左眼用表示部３０Ｌが装着されたユーザの左眼では、左眼用撮像部１０Ｌ（図４）が装着されたユーザの左眼で観察された画像と同一の画像が観察される。
【００６７】
表示部２３の右眼用表示部３０Ｒでも、左眼用表示部３０Ｌにおける場合と同様にして、再生部２２（図７）から供給される画像が表示される。
【００６８】
次に、図１１のフローチャートを参照して、図７の表示装置の処理について説明する。
【００６９】
まず最初に、ステップＳ１１において、再生部２２は、記録媒体２１に記録された画像データを１フレーム単位で読み出し、その画像データを、表示部２３に供給する。即ち、再生部２２は、記録媒体２１から読み出した１フレームの画像データのうち、左眼用撮像部１０Ｌ（図２）で撮像された画像データを、表示部２３の左眼用表示部３０Ｌ（図８）に供給するとともに、右眼用撮像部１０Ｒ（図２）で撮像された画像データを、表示部２３の右眼用表示部３０Ｒ（図８）に供給する。
【００７０】
そして、ステップＳ１２に進み、表示部２３において、再生部２２から供給された画像データが表示される。即ち、ステップＳ１２では、表示部２３の左眼用表示部３０Ｌにおいて、図１０で説明したように、焦点ｆ_Ｌ１’の位置に配置されている魚眼プロジェクタ３２Ｌが、再生部２２から供給される画像データに対応する光線を射出する。この光線は、楕円ミラー３１Ｌで反射され、焦点ｆ_Ｌ２’に向かう。焦点ｆ_Ｌ２’に向かう光線は、その焦点ｆ_Ｌ２’の位置にあるユーザの左眼に入射し、その網膜上に結像することにより、画像が表示される。
【００７１】
さらに、ステップＳ１２では、右眼用表示部３０Ｌでも、焦点ｆ_Ｒ１’の位置に配置されている魚眼プロジェクタ３２Ｒが、再生部２２から供給される画像データに対応する光線を射出する。この光線は、楕円ミラー３１Ｒで反射され、焦点ｆ_Ｒ２’に向かう。焦点ｆ_Ｒ２’に向かう光線は、その焦点ｆ_Ｒ２’の位置にあるユーザの右眼に入射し、その網膜上に結像することにより、画像が表示される。
【００７２】
その後、ステップＳ１３に進み、ユーザによって、図示せぬ操作部が、画像データの表示を終了するように操作（以下、適宜、表示終了操作という）されたか否かが判定される。
【００７３】
ステップＳ１３において、表示終了操作がされていないと判定された場合、ステップＳ１１戻る。そして、ステップＳ１１において、再生部２２が、次のフレームの画像データを、記録媒体２１から読み出し、以下、同様の処理が繰り返される。
【００７４】
また、ステップＳ１３において、表示終了操作がされたと判定された場合、処理を終了する。
【００７５】
以上のように、魚眼プロジェクタ３２Ｌと３２Ｒにおいて、プロジェクタ３３Ｌと３３Ｒが発する光線を、魚眼レンズ３４Ｌと３４Ｒを介することにより、魚眼カメラ１２Ｌと１２Ｒ（図２）に入射する光線と逆向きにそれぞれ射出し、さらに、楕円ミラー３１Ｌと３１Ｒにおいて、その光線を、焦点ｆ_Ｌ２’とｆ_Ｒ２’の方向に反射することにより、焦点ｆ_Ｌ２’とｆ_Ｒ２’に向かって、撮像装置（図２）における焦点ｆ_Ｌ２とｆ_Ｒ２に向かう光線と同様の光線を入射させるようにしたので、理論的（理想的）には、表示部２３を装着したユーザは、図２の撮像部１を装着したユーザの視覚に映る状況と同一の画像を観察することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、表示部２３を、ミラーである楕円ミラー３１Ｌと３１Ｒを用いて構成したが、表示部２３は、楕円ミラー３１Ｌと３１Ｒに代えて、その楕円ミラー３１Ｌと３１Ｒと同一形状のハーフミラーを用いて構成することが可能である。この場合、表示部２３を装着したユーザは、魚眼プロジェクタ３２Ｌと３２Ｒが発する光線に対応する画像とともに、ハーフミラーを介して入射する光線に対応する画像、即ち、現実世界の状況も観察することができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、撮像部１において、球面ハーフミラー１４Ｌと１４Ｒで反射された光線を反射する凹面鏡として、楕円形状のハーフミラーである楕円ハーフミラー１１Ｌと１１Ｒを採用することとしたが、撮像部１では、その他、例えば、２つの焦点を有し、一方の焦点から射出した光線を、他方の焦点に集める凹面鏡を採用することが可能である。
【００７８】
さらに、本実施の形態では、撮像部１において、魚眼レンズ１３Ｌと１３Ｒをそれぞれレンズとして採用した魚眼カメラ１２Ｌと１２Ｒを用いることとしたが、その他、例えば、多方位から入射する光をカメラの受光面に集光することのできる広角レンズを用いたカメラ（全方位カメラを含む）などを採用することが可能である。
【００７９】
また、本実施の形態では、撮像装置（図１）において、撮像部１で撮像した画像データを、記録媒体３に、一旦記録するとともに、表示装置（図７）において、記録媒体３と同一の画像データが記録された記録媒体２１から画像データを再生して表示するようにしたが、撮像部１で撮像した画像データは、そのままリアルタイムで、表示部２３において表示するようにすることが可能である。即ち、図１２に示すように、撮像部１で撮像された画像データは、無線または有線の伝送媒体を経由して、表示部２３に送信し、表示部２３において、その画像データを、リアルタイムで表示するようにすることが可能である。
【００８０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、あるユーザの視覚に映る状況を画像データとし、また、その状況を、他のユーザに観察させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】撮像部１の構成例を示す図である。
【図３】撮像部１の使用状態を示す図である。
【図４】左眼用撮像部１０Ｌにおける光線の軌跡を示す図である。
【図５】ハーフミラーによる光線の反射と透過を説明する図である。
【図６】撮像装置の処理を説明するフローチャートである。
【図７】本発明を適用した表示装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図８】表示部２３の構成例を示す図である。
【図９】表示部２３の使用状態を示す図である。
【図１０】左眼用表示部３０Ｌにおける光線の軌跡を示す図である。
【図１１】表示装置の処理を説明するフローチャートである。
【図１２】撮像部１で撮像された画像データをリアルタイムで、表示部２３に表示する装置を示す図である。
【符号の説明】
１　撮像部，　２　記録部，　３　記録媒体，　１０Ｌ　左眼用撮像部，　１０Ｒ　右眼用撮像部，　１１Ｌ，１１Ｒ　楕円ハーフミラー，　１２Ｌ，１２Ｒ魚眼カメラ，　１３Ｌ，１３Ｒ　魚眼レンズ，　１４Ｌ，１４Ｒ　球面ハーフミラー，　１６　わたり，　１７Ｌ，１７Ｒ　テンプル，　２１　記録媒体，　２２　再生部，　２３　表示部，　３０Ｌ　左眼用表示部，　３０Ｒ　右眼用表示部，　３１Ｌ，３１Ｒ　楕円ミラー，　３２Ｌ，３２Ｒ　魚眼プロジェクタ，３３Ｌ，３３Ｒ　プロジェクタ，　３４Ｌ，３４Ｒ　魚眼レンズ，　３６　わたり，　３７Ｌ，３７Ｒ　テンプル

Claims

２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点に向かって入射する光線を、前記凹面鏡に向かって反射する反射手段と、
前記一方の焦点の方向から入射する光線を、前記２つの焦点のうちの他方の焦点の方向に反射する前記凹面鏡と、
前記凹面鏡の他方の焦点の位置に配置され、前記凹面鏡で反射されて前記他方の焦点の方向に入射する光線を受光することにより、前記光線に対応する画像を撮像する撮像手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。
前記凹面鏡は、楕円形状のハーフミラーである楕円ハーフミラーであり、
前記反射手段は、前記楕円ハーフミラーの外側から前記一方の焦点に向かって入射する光線を、前記楕円ハーフミラーの内側に向かって反射し、
前記楕円ハーフミラーは、前記反射手段で反射されて入射する光線を、前記他方の焦点の方向に反射する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記反射手段は、
半球形状のハーフミラーである球面ハーフミラーであり、
前記楕円ハーフミラーの外側から前記一方の焦点に向かって入射する光線のうちの一部を反射し、残りを透過させる
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記凹面鏡の前記一方の焦点に、ユーザの眼が位置するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点に向かって入射する光線を、前記凹面鏡に向かって反射し、
前記凹面鏡において、前記一方の焦点の方向から入射する光線を、前記２つの焦点のうちの他方の焦点の方向に反射し、
前記凹面鏡の他方の焦点の方向に入射する光線を受光することにより、前記光線に対応する画像を撮像する
ことを特徴とする撮像方法。
２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点側から、画像に対応する光線を発光する発光手段と、
前記発光手段からの光線を、前記２つの焦点のうちの他方の焦点に向かって反射して結像させることにより、前記光線に対応する画像を表示させる前記凹面鏡と
を備えることを特徴とする表示装置。
前記凹面鏡は、楕円形状のミラーである楕円ミラーである
ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
前記凹面鏡の前記他方の焦点に、ユーザの眼が位置するように構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
２つの焦点を有する凹面鏡の一方の焦点側から、画像に対応する光線を発光し、
前記凹面鏡において、前記光線を、前記２つの焦点のうちの他方の焦点に向かって反射して結像させることにより、前記光線に対応する画像を表示させる
ことを特徴とする表示方法。