JP2010015128A

JP2010015128A - 全視野投影装置および全視野映像システム

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Publication number: JP2010015128A
Application number: JP2008333126A
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Inventors: Akira Yoshii; 暁吉井
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Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-12-26
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Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、真の全視野映像を再生し得る全視野投影装置および全視野映像システムを提供する。
【解決手段】全視野投影装置２０は、全視野映像に係る映像情報を球体状のスクリーン２３に投影し、スクリーン内部に位置する観者に全視野映像を提供するものであり、球体状のスクリーン２３と、スクリーン２３に全視野映像を投影する、当該スクリーン２３の中心を挟んで対向配置された１対のプロジェクタ２１Ａ、２１Ｂと、これら１対のプロジェクタ２１Ａ、２１Ｂからの光束をスクリーン方向に反射せしめる、スクリーン２３の中心近傍に配された投影用両凸ミラー２２と、を備えている。なお、１対のプロジェクタ２１Ａ、２１Ｂの一方からの投影光束が投影用両凸ミラー２２の一方の凸面に、他方からの投影光束が投影用両凸ミラー２２の他方の凸面に各々照射されるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、全視野範囲で撮影した風景等の被写体映像を、全視野範囲をカバーするスクリーン上に再現するための全視野投影装置および全視野映像システムに関するものである。

近年、例えば宇宙空間において遊泳する宇宙飛行士や海中に潜ったダイバーの気分を地上に居ながらにして味わうための全視野映像システムの開発が求められている。
さらに、昨今のヒーリング治療の発展に伴い、全視野映像雰囲気内に被験者を位置させるようにしたシステムの改良も求められている。

このような要求に応えうる従来技術としては、所望の映像を360度の全方位をカバーする円筒状スクリーンに投影して、臨場感のあるパノラマ映像を楽しむシステムが考案されている（下記特許文献１、２を参照）。また、例えば、全天空映像をプラネタリウム等の半球状のドーム型スクリーンに投影して上映するシステムも広く使用されている。

特開２００３−３４４９６２号公報特開平１１−９５３４４号公報

しかしながら、上述したような要求を満足するためには、円筒状スクリーンや半球状のドーム型スクリーンでは不十分であり、球体の内壁面全面をスクリーンとし、その内部から観察することにより達成されると考えられる。

すなわち、前述した特許文献１、２においては、360度の全周囲に亘る映像は投影することができるものの、同時に上方および下方の双方に映像を投影することができないことから、例えば、上述したような、宇宙空間において遊泳する宇宙飛行士や海中に潜ったダイバーの気分を味わうという点において、迫力に欠けたものとなってしまう。

また、ヒーリング治療においても、上方および下方も含めた真の意味での全視野映像雰囲気内に被験者をおくことによって、より治療効果を上げたいという要望があった。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、簡易な構成でありながら、真の全視野映像を再生し得る全視野投影装置および全視野映像システムを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明の全視野投影装置は、
全視野映像が投影される球体状のスクリーンと、
このスクリーンに、当該スクリーンの内部側から該全視野映像を投影する、当該スクリーンの中心を挟んで対向配置された１対の投影手段と、
これら１対の投影手段からの光束を前記スクリーン方向に反射せしめる、前記スクリーンの中心近傍に配された両凸形状の投影用光反射手段と、を備えてなり、
前記１対の投影手段の一方からの投影光束が、前記投影用光反射手段の一方の凸面に、前記１対の投影手段の他方からの投影光束が、前記投影用光反射手段の他方の凸面に、各々照射されるように構成されてなることを特徴とするものである。

また、前記投影用光反射手段は、１対の、凸部が曲面反射ミラーからなる平凸形状のミラー体を、互いに平面側が対向するように配置した両凸ミラーとされてなることが好ましい。

また、前記両凸ミラーにおける対称面と、前記曲面反射ミラー表面の接平面とのなす角度Ａの最大値Ａ_ＭＡＸが下記条件式（１）を満足するように構成されていることが好ましい。
２０≦Ａ_ＭＡＸ≦７０（度）・・・・（１）

また、本発明の全視野映像システムは、
上記いずれかの全視野投影装置と、
前記全視野映像に係る映像情報を取得するための全視野撮像装置であって、周囲の被写体の映像を撮像する、互いに対向配置された１対の撮像手段、および該周囲の被写体からの光束を該１対の撮像手段各々の方向に反射せしめる、両凸形状の撮像用光反射手段と、を備えた全視野撮像装置と、
を備えてなることを特徴とするものである。

また、前記撮像用光反射手段は、１対の、凸部が曲面反射ミラーからなる平凸形状のミラー体を、互いに平面側が対向するように配置した両凸ミラーとされてなることが好ましい。

また、前記１対の投影手段は、前記投影用光反射手段を構成する前記両凸ミラーの両面の各頂点を結んだ線の延長線上であって、前記投影用光反射手段に対して互いに対称な位置に配設され、
前記１対の撮像手段は、前記撮像用光反射手段を構成する両凸ミラーの両面の各頂点を結んだ線の延長線上であって、前記撮像用光反射手段に対して互いに対称な位置に配設されてなる、ことが好ましい。

また、前記投影用光反射手段と前記撮像用光反射手段とが共用されてなることが好ましい。

なお、上記球体状のスクリーン、とは完全な球体である必要はなく、むしろ、例えば、前記投影手段からスクリーン上の各位置までの距離をそれぞれ等距離にするために必要となる、完全な球体からの変形を許容するものとすることが可能である。

なお、上記「対称」あるいは、上記「延長線上」とは、実質的に、対称あるいは延長線上であるとみなしても差し支えない範囲のものを含む意である。また、上記「対称」との要件は必ずしも満足されずとも、本発明に係る装置やシステムの構築が可能である。

本発明の全視野投影装置および全視野映像システムによれば、１対の投影手段からの光束を球体状のスクリーン方向に反射せしめる、該スクリーンの中心近傍に配された両凸ミラーからなる投影用光反射手段を設け、前記１対の投影手段の一方からの投影光束が、前記投影用光反射手段の一方の凸面に、前記１対の投影手段の他方からの投影光束が、前記投影用光反射手段の他方の凸面に、各々照射され、この投影用光反射手段により反射された光束に係る全視野映像情報が、球体状のスクリーンに投影されるように構成されている。

このように、上記の如く構成された投影用光反射手段を用いて、対向する１対の投影手段からの光束を球体状のスクリーンに投影することにより、上方および下方を含めた全方向に映像を容易に投影することができる。

したがって、例えば、上述したような、宇宙空間において遊泳する宇宙飛行士や海中に潜ったダイバーの気分を味わうという点において、観者に迫力のある臨場感を与えることができる。

また、ヒーリング治療においても、真の意味での全視野映像雰囲気内に被験者をおくことができ、より治療効果を向上させることができる。

さらに、本発明の全視野映像システムによれば、全視野投影装置により投影される全視野映像を予め取得しておくための全視野撮像装置を備えている。すなわち、この全視野撮像装置は、互いに対向配置された、周囲の被写体の映像を撮像する１対の撮像手段が設けられ、該周囲の被写体からの光束を、両凸形状の撮像用光反射手段によって前記１対の撮像手段各々の方向に反射せしめるように構成されている。

このように、上記の如く両凸形状に構成された撮像用光反射手段を用いて、周囲の被写体の映像情報を担持した光束を、対向する１対の撮像手段方向へ各々反射することにより、上方および下方を含めた全視野映像を容易に撮像することができる。

これにより、全視野撮像装置により取得された全視野映像を用いて、全視野投影装置により全視野投影することが可能となる。そして、この場合には、撮像する装置構成と投影する装置構成が対応した態様となっているため、撮像した全視野映像データを、大幅な画像変換処理を行うことなく、投影用に用いることが可能となるので、極めて効率的である。

また、好ましい態様においては、前記両凸ミラーにおける対称面と、前記球面ミラー表面の接平面とのなす角度Ａの最大値Ａ_ＭＡＸが、２０度以上７０度以下とされており、各半球領域が、少なくともある程度はカバーされるとともに両撮像手段によって撮像した撮像範囲のダブリを減少させることができる。

また、上記全視野撮像装置と上記全視野投影装置とは通常、別体とされているが、その一部、例えば、撮像用光反射手段と投影用光反射手段を共通化することが可能である。すなわち、取得された映像情報を、各撮像手段に対応した位置に配された投影手段から、撮像用光反射手段としても共通して用いられる投影用光反射手段を介して、球体スクリーン上に投影することによって、簡易かつ良好に、上下方向を含めた全方位に亘る全視野映像を球体スクリーン上に映出することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る全視野映像システムの基本的な構成について説明すると、まずこのシステムは、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、風景等の被写体映像を全視野範囲で撮影する全視野撮像装置１０、および撮像された全視野映像の全範囲をスクリーン上に再現するための全視野投影装置２０を備えてなる。なお、全視野投影装置２０は、本発明の実施形態に係る全視野投影装置として表されており、この全視野投影装置２０を単独で使用することも勿論可能である。

上記全視野撮像装置１０は、全視野映像に係る映像情報を取得するための全視野撮像装置であり、周囲の被写体の映像を撮像する、互いに対向配置された１対の撮像カメラ（撮像手段）１１Ａ、１１Ｂ（両撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂの間隔はたとえば１ｍ）と、該周囲の被写体からの光束を該１対の撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂの方向に反射せしめる、撮像用両凸ミラー（撮像用光反射手段）１２と、を備えてなる。

また、この全視野撮像装置１０は、映像情報やコントロール信号の送受信指示、および撮像された映像情報のデータ処理やデータ記憶、さらには全視野投影装置２０との間で映像情報の撮像操作に係るコントロール信号の送受信指示（両撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂ間の同期をとる指示操作を含む）を行なうコントロール部１４、このコントロール部１４と撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂまたは撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂ同士の間で、映像情報や指示信号の送受信を行なうアンテナ部（信号送受信手段）１３Ａ、１３Ｂ、撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂにおける撮像処理と対応して、音声取得処理を行うステレオ対応用のマイク部１６Ａ、１６Ｂ、ならびに撮像された映像情報および取得された音声情報を全視野投影装置２０に送信する装置間送受信用アンテナ部（装置間信号送受信手段）１５を備えている。また、必要に応じて、両撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂの間に両凸ミラー１２を保持させるための管状の透明体よりなるミラー保持用チューブ１７を備えていてもよい。

一方、上記全視野投影装置２０は、全視野映像に係る映像情報を球体状のスクリーン（例えば、直径２ｍ）２３に投影し、スクリーン内部に位置する観者に全視野映像を提供するものであり、全視野映像が投影される球体状のスクリーン２３と、このスクリーン２３に、当該スクリーン２３の内部側から全視野映像を投影する、当該スクリーン２３の中心を挟んで対向配置された１対のプロジェクタ（投影手段）２１Ａ、２１Ｂ（両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂの間隔はたとえば２ｍ）と、これら１対のプロジェクタ２１Ａ、２１Ｂからの光束を前記スクリーン方向に反射せしめる、スクリーン２３の中心近傍に配された投影用両凸ミラー（投影用光反射手段）２２と、を備えている。

なお、１対のプロジェクタ２１Ａ、２１Ｂの一方からの投影光束が、投影用両凸ミラー２２の一方の凸面に、他方からの投影光束が、投影用両凸ミラー２２の他方の凸面に各々照射されるように構成される。

また、この全視野投影装置２０は、映像情報の投影操作に係るコントロール信号の送受信指示（両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂ間の同期をとる指示操作を含む）や送信された映像情報のデータ処理やデータ記憶を行なう主コントロール部２４と、全視野撮像装置１０（またはその他の装置）から送信された映像情報を受信するアンテナ部（装置間送受信部）２５Ａと、観者が腰掛けるためのシート部２７Ａと、このシート部２７Ａをスクリーン２３の底面頂点部分を中心として回転自在に支持する脚部２７Ｂと、このシート部２７Ａに投影用両凸ミラー２２を保持させるための保持手段２７Ｃと、観者が投影操作の指示を手元で行うための手元コントロール部２８と、この手元コントロール部２８および上記主コントロール部２４の間で指示信号の送受信を行なうために、上記アンテナ部２５Ａと交信を行うアンテナ部２５Ｂと、音声再生処理を行うステレオ音声再生用のスピーカ部２６Ａ、２６Ｂと、を備えている。また、この手元コントロール部２８からの駆動信号を、スクリーン底面側頂点の外側に配された回転駆動モータに送信するための配線３０（大部分が脚部２７Ｂ内に配設されている）を備えている。なお、駆動信号を、上記アンテナ部２５Ａを介して無線送信する場合には、配線３０を省略することも可能である。

また、両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂおよび主コントロール部２４は、互いにケーブル２９によって接続されており、これにより、両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂに映像データを送信し、両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂ間で投影操作の同期をとることが可能となる。

なお、投影用両凸ミラー２２の観者側には、観者の目を保護するために、光非反射処理がなされた非反射部２２Ａが設けられている。

上述した撮像用両凸ミラー１２は、図２（Ａ）の断面図に示すように、１対の、凸部が球体の一部を切り取った平凸形状のミラー体を、互いに平面側が対向するように配置されてなる。すなわち、両凸ミラー１２の対称面に対する凸面の接平面（接線）が交叉する最大角度α（Ａ_ＭＡＸ）が下記条件式（１）を満足するように構成されている。
２０≦α＝Ａ_ＭＡＸ≦７０（度）・・・・（１）

したがって、撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂにより撮像される範囲が、全視野の広い範囲に亘り、望ましくは全範囲に亘ってカバーされるとともに、撮像カメラ１１Ａ、１１Ｂによって撮像した両撮像範囲のダブリを減少させた状態とすることができる。

図２（Ａ）には、α≒４５度の場合の光線軌跡が模式的に描かれていて、周辺景色を天球で表した場合、その天球のうちの一方の片半分からの光束が、両凸ミラー１２の片面２１２Ａにより反射され、撮像カメラ１１Ａに向かい、さらに、その天球のうちの他方の片半分からの光束が、両凸ミラー１２の片面２１２Ｂにより反射され、撮像カメラ１１Ｂに向かう。これにより、該全天球各部の映像を過不足なく撮影することが可能となる。

一方、上述した投影用両凸ミラー２２は、上記撮像用両凸ミラー１２と略同様に、図２（Ｂ）に示す如く、１対の、凸部が球体の一部を切り取った平凸形状のミラー体を、互いに平面側が対向するように配置されてなる。すなわち、両凸ミラー２２の対称面に対する凸面の接平面（接線）が交叉する最大角度β（Ａ_ＭＡＸ）が上記条件式（１）と同じ範囲を満足するように構成されている。

このような角度に設定することにより、投影する天球領域が、少なくともある程度、望ましくは全体に亘りカバーされるとともにプロジェクタ２１Ａ、２１Ｂによって投影した両投影領域のダブリを減少させた状態とすることができる。

また、投写型表示装置は、一般に、投影レンズから出射される投影光束が発散するように構成されているので、既存の投写型表示装置を使用する場合には、その投影光束の発散角に応じ、上記各半球領域の、より広い範囲に映像が投影されるように、かつ上記各半球領域に投影した映像のダブリ領域がより減少するように、上記最大角度βは、より望ましくは下記条件式（２）を満足するように構成する。

３０≦β＝Ａ_ＭＡＸ≦５０（度）・・・・（２）
また、同様の観点から、上記最大角度αは、より望ましくは上記条件式（２）と同じ範囲を満足するように構成する。

図２（Ｂ）には、β≒４５度の場合の光線軌跡が模式的に描かれていて、スクリーン２３を全天球で表した場合、一方のプロジェクタ２１Ａからの光束が、両凸ミラー２２の片面２２２Ａにより反射され、その全天球のうちの、一方の片半分に投影され、さらに、他方のプロジェクタ２１Ｂからの光束が、両凸ミラー２２の片面２２２Ｂにより反射され、その全天球のうちの、他方の片半分に投影される。これにより、スクリーン２３上に、全天球映像を過不足なく投影することが可能となる。

なお、投影用両凸ミラー２２には、上述したように非反射部２２Ａが設けられている。
この非反射部２２Ａはミラー表面の一部に、光反射率が大幅に減少するような処理が施されたものである。該処理が施される位置は、プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂからの光束を反射させると観者の眼に入射するようなミラー表面位置である。

その処理態様としては、例えば、黒色塗料を塗布したり、黒色アルマイト処理を施す等があるが、その処理により光反射率を低減させることができれば、他の処理を採用することが可能である。

次に、上記全視野映像システムの基本的な動作について説明する。

全視野撮像装置１０を用いて全視野撮像を行なう際には、コントロール部１４に対して、外部スイッチをＯＮ状態に設定すると、コントロール部１４は撮像カメラ１１Ｂに対して、また、アンテナ部１３Ａ、１３Ｂを介し撮像カメラ１１Ａに対して、それぞれ同期をとって撮像を開始させる。周囲からの被写体映像光のうち、紙面上方領域の被写体映像光は両凸ミラー１２の上凸面で反射され撮像カメラ１１Ａに撮像される。また、周囲からの被写体映像光のうち、紙面下方領域の被写体映像光は両凸ミラー１２の下凸面で反射され撮像カメラ１１Ｂに撮像される。

また、このとき、映像の撮像操作と同期して、２つのマイク１６Ａ、１６Ｂにより音声の取得操作が行なわれる。これにより、映像と音声の両者を同期させて取得することができる。取得された映像と音声のデータは、コントロール部１４の図示されない記憶部に格納され、所定のタイミングで（リアルタイムで、あるいは外部からの指示操作があったときに、あるいは該記憶部に格納されてから所定時間経過後等に）、装置間送受信用アンテナ部１５から、全視野投影装置２０に送信される。

なお、全視野投影装置２０が遠方に位置するような場合には、地上局や通信衛星を用いるなどして、取得された映像と音声のデータを全視野投影装置２０に送信する。

全視野投影装置２０においては、全視野撮像装置１０から装置間送受信用アンテナ部２５Ａを介して無線送信されてきた（または別途用意された）映像と音声のデータが手元コントロール部２８、または主コントロール部２４の図示されない記憶部に格納される。主コントロール部２４に対する、外部スイッチ（例えば、手元コントロール部２８に配された操作スイッチ）のＯＮ操作による投影開始指示操作に応じて、該記憶部に格納されている映像データが、ケーブル２９を介して各プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂに伝送される。プロジェクタ２１Ａに伝送される映像データは、上述した撮像カメラ１１Ａにより撮像された映像データであり、一方、プロジェクタ２１Ｂに伝送される映像データは、上述した撮像カメラ１１Ｂにより撮像された映像データである。

これにより、撮像に係る全視野風景を再生することが可能となる。勿論、プロジェクタ２１Ａに伝送される映像データを、撮像カメラ１１Ｂにより撮像された映像データとするとともに、プロジェクタ２１Ｂに伝送される映像データを、撮像カメラ１１Ａにより撮像された映像データとすることも可能である。

次に、主コントロール部２４からの投影開始指示信号に応じ、プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂから、互いに同期して映像データを担持した光束が出力され、両凸ミラー２２に向けて照射される。

両凸ミラー２２で反射された光束のうち、プロジェクタ２１Ａからの光束は、スクリーン２３の紙面上方領域（上半球）に投写され、一方、プロジェクタ２１Ｂからの光束は、スクリーン２３の紙面下方領域（下半球）に投写される。これにより、全視野映像がスクリーン２３上に投影されることになる。

また、この場合において、主コントロール部２４に対する、外部スイッチ（例えば、手元コントロール部２８に配された操作スイッチ）のｏｎ操作による音声再生開始指示操作に応じて、該記憶部に格納されている音声データが、アンテナ部２５Ａ、２５Ｂを介して手元コントロール部２８に入力され、この後、各スピーカ部２６Ａ、２６Ｂに伝送される。

スピーカ部２６Ａに伝送される音声データは、上述したマイク部１６Ａにより取得された音声データであり、一方、スピーカ部２６Ｂに伝送される音声データは、上述したマイク部１６Ｂにより取得された音声データである。これらの音声データの再生操作は、上述したように、映像データの投影操作に同期して行われる。

これにより、投影映像に同期した音声をステレオ再生することができる。勿論、スピーカ部２６Ａに伝送される音声データを、マイク部１６Ｂにより撮像された映像データの投影と同期させて再生するような、上記と逆の組合せとすることも可能である。

ここで、撮像したデータ情報を、リアルタイムで投影する場合と、撮像と投影の各処理が時間をおいて行なわれる場合の各々について、データ情報の流れを簡単に説明する。

すなわち、上記全視野撮像装置１０および上記全視野投影装置２０を用い、撮像した情報をリアルタイムで投影する場合には、手元コントロール部２８の送受信機能をＯＮ状態とした後、手元コントロール部２８からの指示信号がアンテナ２５Ｂ、アンテナ２５Ａを介して主コントロール部２４に無線送信されると、主コントロール部２４は、全視野撮像装置１０からの無線送信された映像と音声のデータ情報をアンテナ２５Ａを介して取り込む処理を開始し、取り込んだデータ情報のデータ処理を行いつつ、ケーブル２９を通して両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂに映像データを送信し、また、アンテナ２５Ａを介して主コントロール部２４に取り込んだ音声のデータ情報はアンテナ２５Ａからアンテナ２５Ｂに到達し、この後、手元コントロール部２８から両スピーカ部２６Ａ、２６Ｂに送信される（両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂおよび両スピーカ部２６Ａ、２６Ｂにデータ情報を送信するタイミングの同期をとる処理を含む）。

なお、リアルタイムにより情報処理を行うのではなく、主コントロール部２４にてデータ処理されたデータ情報を一旦記録する場合には、主コントロール部２４からアンテナ２５Ａ、アンテナ２５Ｂを介して手元コントロール部２８内の記録媒体に記録される。勿論、主コントロール部２４内の記録媒体に記録しておくことは可能である。

また、このように一旦記録したデータ情報を、所定のタイミングにおいて投影する場合には、手元コントロール部２８内の記録媒体に記録されていたデータ情報は、アンテナ２５Ｂ、アンテナ２５Ａを介して主コントロール部２４に無線送信され、主コントロール部２４から、ケーブル２９を通して両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂに映像のデータ情報が、一方、主コントロール部２４または手元コントロール部２８から両スピーカ部２６Ａ、２６Ｂに音声のデータ情報が送信される（両プロジェクタ２１Ａ、２１Ｂや両スピーカ部２６Ａ、２６Ｂにデータ情報を送信するタイミングの同期をとる処理もなされる）。

また、図１（Ｂ）に示す、全視野投影装置２０においては、観者が腰掛けるためのシート部２７Ａが、脚部２７Ｂにより、スクリーン２３の底面頂点部分を中心として回転自在に回転しうるように構成されている。そして、この回転は、手元コントロール部２８において、シート部２７Ａが回転するように支持するスイッチが押下されると、この後、手元コントロール部２８からの指示信号が配線３０によって送信され、これに応じて、スクリーン２３の底面頂点部分の外側に配された、図示されない回転駆動モータに駆動信号が送出され、観者を載せたシート部２７Ａが、スクリーン２３の底面頂点部分を中心として回転することにより得られる。このとき両凸ミラー２２は、スクリーンの球心に配されているので、シート部２７Ａが回転移動しても、それ自体が自転し続けるだけで、その位置は移動せず、プロジェクタ２１Ａおよびプロジェクタ２１Ｂからの光束を照射され、スクリーン球の内壁面２３に映像を投影し続けることになる。これにより、観者は、シート部２７Ａに座ったそのままの姿勢で、すなわち、首を回して背面側の投影映像を見ることなく、全天球の映像をパノラマ的に観察して楽しむことができる。

また、観者がシートに腰掛けながら、自らの手や足により、スクリーン２３の内壁面を押すあるいは引く等して、スクリーン２３をシート部２７Ａに対して相対的に回転させるようにすることも可能である。

また、図１（Ｂ）に示す、全視野投影装置２０は、個人が一人で楽しむためのものであるが、これに替えて、図３に示すように、全視野投影装置１２０を用いて多人数で同時に映像を鑑賞することができる。なお、図３中の、全視野投影装置１２０の各部材において、図１（Ｂ）に示す全視野投影装置２０と同一の機能を示すものについては、図１（Ｂ）で用いられている数字に１００を加えた数字を付して示す。なお、ケーブル１２９による有線通信に替えてアンテナを介した無線通信とすることができる。

また、この全視野投影装置１２０においては、両凸ミラー１２２がスクリーン１２３の上方から、透明な線材１２２Ｂによって吊り下げられる構成とされており、また、スピーカ部１２６Ａ、１２６Ｂは、図中、スクリーン１２０の左右の側部に取り付けられており、スクリーン１２０の内部に座っている多数の観者に、プロジェクタ１２１Ａ、１２１Ｂからの投影映像に同期して、スピーカ部１２６Ａ、１２６Ｂからのステレオ音声を送出することができる。また、両凸ミラー１２２には、各シート１２７に座した観者の眼を保護するための非反射部１２２Ａが、各観者の眼に対応して設けられている。なお、各シート１２７は、上下左右に移動調整できるようになっており、シートに座った観者の体形に応じて、上記非反射部１２２Ａと対応して各人の目の位置を調整できるようになっている。

また、上記各実施例においては、両凸ミラー１２２に非反射部１２２Ａを設けて、観者の眼を保護し得るようになっているが、例えば、図４（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、反射光遮蔽体２２Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｇを両凸ミラー１２２の表面に立体的に付設したり、非反射帯２２Ｄを両凸ミラーの面上に平面的に形成したり、両凸ミラー１２２の一部に切断部２２Ｅを設けて反射光を遮蔽する形状としたりすることによって、観者の眼を保護することも可能である。

また、図５に示す全視野投影装置３２０は、図１（Ｂ）の全視野投影装置２０の変形態様を示すものである。
すなわち、全視野投影装置３２０は、全視野投影装置２０と基本的な構成は類似しており、対応する部材は、図１（Ｂ）の実施例装置の符号に３００を加えた符号により表しているが、主として、手元コントロール部３２８と両プロジェクタ３２１Ａ、３２１Ｂとの間での送受信が無線によって行なわれるタイプであることが相違している。また、全視野撮像装置（またはその他の装置）から送信された映像情報を受信するアンテナ部（装置間送受信部）３２５Ａがスクリーン３２３内に配されていること、および観者の手元の手元コントロール部３２８において、映像や音声のデータ情報の送受信指示（両プロジェクタ３２１Ａ、３２１Ｂ間の同期をとる指示操作を含む）の他、受信した映像情報のデータ処理やデータ記憶を行なうようになっている。

手元コントロール部３２８に関する操作は、手元コントロール部３２８の表面に配されたスイッチ部により行なわれ、一方、手元コントロール部３２８と両プロジェクタ３２１Ａ、３２１Ｂとの間での無線による送受信は、各アンテナ部３２５Ｂ、３２５Ｃ、３２５Ｄを通して行なわれる。

上記全視野撮像装置１０および上記全視野投影装置３２０を用い、取得した情報をリアルタイムで投影する場合には、手元コントロール部３２８の送受信機能がＯＮ状態とされると、手元コントロール部３２８は、全視野撮像装置１０から無線送信された映像と音声のデータ情報をアンテナ部３２５Ａを介して取り込む処理を開始し、取り込んだ映像データ情報のデータ処理を行いつつ、アンテナ部３２５Ｂ、３２５Ｃ、３２５Ｄを介して両プロジェクタ３２１Ａ、３２１Ｂに無線送信する（両プロジェクタ３２１Ａ、３２１Ｂに送信するタイミングの同期をとる処理を含む）。また、音声データは手元コントロール部３２８から直接、両スピーカ部３２６Ａ、３２６Ｂに送信される。

なお、リアルタイムにより情報処理を行うのではなく、手元コントロール部３２８にてデータ処理されたデータ情報を一旦記録する場合には、データ情報は手元コントロール部３２８内の記録媒体に記録される。

また、このように一旦記録したデータ情報を、時間経過後において投影する場合には、手元コントロール部３２８内の記録媒体に記録されていたデータ情報のうち映像のデータ情報を、アンテナ部３２５Ｂおよび、アンテナ部３２５Ｃ、３２５Ｄを介して両プロジェクタ３２１Ａ、３２１Ｂに無線送信する（両プロジェクタ３２１Ａ、３２１Ｂに送信するタイミングの同期をとる処理を含む）とともに、手元コントロール部３２８から両スピーカ部３２６Ａ、３２６Ｂに直接、音声のデータ情報を送信する（両プロジェクタ３２１Ａ、３２１Ｂや両スピーカ部３２６Ａ、３２６Ｂに送信するタイミングの同期をとる処理もなされる）。

また、本発明の全視野映像システムにおいては、スペースやコストの効率化のため、全視野投影装置と全視野撮像装置の一部を共有することが可能であり、この場合には投影手段と撮像手段とが一体化されるように構成する（例えば、装置筺体を共用したり、撮像レンズと投影レンズを共用したり、色合成プリズムと色分解プリズムを共用する）ことが可能であり、さらに投影手段と撮像手段とが空間的に互いに入れ替え可能とされるように構成することも可能である。これらの場合、撮像用光反射手段と投影用光反射手段とを共用するようにしても良い。これにより装置の簡素化を図ることができる。

なお、上記の場合全視野撮像装置を機能せしめる場合には、スクリーンをたたむ等の操作を行って、外部被写体を撮像可能とするように構成することも有効である。この場合において、全視野撮像装置の駆動に同期して、自動的にスクリーンをたたむ操作がなされるようにしてもよい。

また、本発明の全視野投影装置および全視野映像システムにおいては、下記を始めとする各種の用途に適用可能である。

すなわち、例えば、海中の珊瑚環境内に全視野撮像装置を設置し、この状況での撮像映像を通信回線を使用して地上に配置した全視野投影装置に送信し、この全視野投影装置にてリアルタイムで海中の珊瑚環境全視野映像を再生する。

また、例えば、飛行中のヘリコプターから全視野撮像装置を吊り下げ、この状況での撮像映像を通信回線を使用して地上に配置した全視野投影装置に送信し、この全視野投影装置にてリアルタイムでヘリコプターからの全視野空中映像を再生する。

また、例えば、宇宙衛星の外部に全視野撮像装置を取り付け、この状況での撮像映像を通信回線を使用して地球上に配置した全視野投影装置に送信し、この全視野投影装置にてリアルタイムで宇宙と地球の全視野映像を再生する。

また、例えば、劇場やスポーツ施設内に全視野撮像装置を設置し、この状況での撮像映像を通信回線を使用して他所に配置した全視野投影装置に送信し、この全視野投影装置にてリアルタイムで演劇やスポーツイベントの全視野映像を再生する。

その他、例えば、豪華客船内、遠隔操作可能なラジコン飛行機内、遠隔操作可能なラジコンレーシングカー内、長距離列車内、人間の体内、等に全視野撮像装置を設置することが可能であり、さらに、例えば、ラジコン機等を、全視野投影装置において、その全視野映像を見ながら遠隔操作することが可能である。
なお、上記の各態様において、リアルタイムで再生することは必ずしも必要とされない。

なお、本発明の全視野投影装置および全視野映像システムとしては、上記実施形態のものに限られるものではなく、種々の変更の態様が可能である。

例えば、上記実施形態のものでは、撮像用光反射手段および投影用光反射手段のいずれもが球面の一部からなる両凸ミラーとされているが、各凸部を球面の替わりに、非球面（楕円面や双曲面等）、あるいは円錐面で形成することも可能である。また、両凸ミラーを構成する一対の平凸形状ミラー体を互いにスペースを空けて対向配置することも可能である。

また、上記撮像用光反射手段あるいは上記投影用光反射手段の表面までの、２つの撮像手段（カメラ）からの距離と、２つの投影手段（プロジェクタ）からの距離は、必ずしも等しく設定せずともよい。

また、各投影手段（プロジェクタ）から投影用光反射手段までの距離は互いに等しく設定されずともよく、また各撮像手段（カメラ）から撮像用光反射手段までの距離も互いに等しく設定されずともよい。

さらに、上記実施形態のものにおいては、１対の撮像手段（カメラ）あるいは１対の投影手段（プロジェクタ）が両凸ミラーを挟んで互いに上下方向に配されているが、これらは両凸ミラーを挟んで互いに横方向に配されるようにしてもよいものである。

本発明の実施形態に係る全視野映像システムの、全視野撮像装置の概略図（Ａ）、および全視野投影装置の概略図（Ｂ）本発明の実施形態に係る全視野映像システムの、撮像用光反射手段を説明するための概略図（Ａ）、および投影用光反射手段を説明するための概略図（Ｂ）本発明の他の実施形態に係る全視野投影装置の概略図本発明の実施形態に係る全視野投影装置の非反射部の変更例を示す概略図本発明の図１に示す実施形態に係る全視野投影装置の変更態様を説明するための概略図

符号の説明

１０全視野撮像装置
１１Ａ、１１Ｂ撮像カメラ
１２撮像用両凸ミラー
１４コントロール部
１３Ａ、１３Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、１２５、３２５Ａ、３２５Ｂ、３２５Ｃ、３２５Ｄ
アンテナ部
１６Ａ、１６Ｂマイク部
１５装置間送受信用アンテナ部
１７ミラー保持用チューブ
２０、１２０、３２０全視野投影装置
２３、１２３、３２３スクリーン
２１Ａ、２１Ｂ、１２１Ａ、１２１Ｂ、３２１Ａ、３２１Ｂプロジェクタ
２２、１２２、３２２投影用両凸ミラー
２２Ａ、１２２Ａ、３２２Ａ非反射部
２４、１２４主コントロール部
２６Ａ、２６Ｂ、１２６Ａ、１２６Ｂ、３２６Ａ、３２６Ｂスピーカ部
２７Ａ、１２７、３２７Ａシート部
２７Ｂ、３２７Ｂ脚部
２８、１２８、３２８手元コントロール部
２９、１２９ケーブル

Claims

全視野映像が投影される球体状のスクリーンと、
このスクリーンに、当該スクリーンの内部側から該全視野映像を投影する、当該スクリーンの中心を挟んで対向配置された１対の投影手段と、
これら１対の投影手段からの光束を前記スクリーン方向に反射せしめる、前記スクリーンの中心近傍に配された両凸形状の投影用光反射手段と、を備えてなり、
前記１対の投影手段の一方からの投影光束が、前記投影用光反射手段の一方の凸面に、前記１対の投影手段の他方からの投影光束が、前記投影用光反射手段の他方の凸面に、各々照射されるように構成されてなることを特徴とする全視野投影装置。
前記投影用光反射手段は、１対の、凸部が曲面反射ミラーからなる平凸形状のミラー体を、互いに平面側が対向するように配置した両凸ミラーとされてなることを特徴とする請求項１記載の全視野投影装置。
前記両凸ミラーにおける対称面と、前記凸部表面の接平面とのなす角度Ａの最大値Ａ_ＭＡＸが下記条件式（１）を満足するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の全視野投影装置。
２０≦Ａ_ＭＡＸ≦７０（度）・・・・（１）
請求項１から３のいずれか１項記載の全視野投影装置と、
前記全視野映像に係る映像情報を取得するための全視野撮像装置であって、周囲の被写体の映像を撮像する、互いに対向配置された１対の撮像手段、および該周囲の被写体からの光束を該１対の撮像手段各々の方向に反射せしめる、両凸形状の撮像用光反射手段と、を備えた全視野撮像装置と、
を備えてなることを特徴とする全視野映像システム。
前記撮像用光反射手段は、１対の、凸部が曲面反射ミラーからなる平凸形状のミラー体を、互いに平面側が対向するように配置した両凸ミラーとされてなることを特徴とする請求項４記載の全視野映像システム。
前記１対の投影手段は、前記投影用光反射手段を構成する前記両凸ミラーの両面の各頂点を結んだ線の延長線上であって、前記投影用光反射手段に対して互いに対称な位置に配設され、
前記１対の撮像手段は、前記撮像用光反射手段を構成する両凸ミラーの両面の各頂点を結んだ線の延長線上であって、前記撮像用光反射手段に対して互いに対称な位置に配設されてなる、ことを特徴とする請求項５記載の全視野映像システム。
前記投影用光反射手段と前記撮像用光反射手段とが共用されてなることを特徴とする請求項４から６のうちいずれか１項記載の全視野映像システム。