專利名稱：全視野投影裝置及全視野影像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全視野投影裝置及全視野影像系統(tǒng)，用于在覆蓋全視野范圍的屏幕上 再現(xiàn)以全視野范圍拍攝到的風(fēng)景等被攝物體影像。
背景技術(shù)：
近年來，尋求開發(fā)一種用于將例如在太空行走的宇航員或潛入海中的潛水員的氛 圍轉(zhuǎn)移到地上并加以感受的全視野影像系統(tǒng)。而且，伴隨著近來的康復(fù)治療的發(fā)展，也謀求一種使被驗(yàn)者位于全視野影像氣氛 內(nèi)的系統(tǒng)的改良。作為能響應(yīng)這種請(qǐng)求的現(xiàn)有技術(shù)，提出了下述系統(tǒng)，S卩，使期望的影像投影到對(duì) 360度的全方位進(jìn)行覆蓋的圓筒狀屏幕后享受具有身臨其境感的全景影像(參照下述專利 文獻(xiàn)1、2)。另外，例如將全天空影像投影到天象儀等半球狀的圓頂型屏幕后進(jìn)行放映的系 統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用。專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-344962號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平11-95344號(hào)公報(bào)可是，為了滿足上述要求，圓筒狀屏幕或半球狀的圓頂型屏幕都不充分，因而考慮 以球體的整個(gè)內(nèi)壁面作為屏幕，通過從其內(nèi)部進(jìn)行觀察來實(shí)現(xiàn)上述要求。即，在上述的專利文獻(xiàn)1、2中，雖然能夠投影遍及360度的全周圍的影像，但不能 同時(shí)將影像投影到上方及下方的兩個(gè)方向，所以，例如在上述的感受在太空行走的宇航員 或潛入海中的潛水員的氛圍這點(diǎn)上還欠缺沖擊力。另外，在康復(fù)治療中也有如下要求，S卩，想要通過將被驗(yàn)者置于包括上方及下方的 真正意義上的全視野影像氣氛內(nèi)來進(jìn)一步提高治療效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而實(shí)現(xiàn)，其目的在于提供一種全視野投影裝置及全視野影像 系統(tǒng)，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)再生真正的全視野影像。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的全視野投影裝置具備被投影全視野影像的球體狀 的屏幕；從該屏幕的內(nèi)部側(cè)向該屏幕投影該全視野影像、且隔著該屏幕的中心對(duì)置配置的 一對(duì)投影部件；和使來自這一對(duì)投影部件的光束向所述屏幕方向反射、且配置在所述屏幕 的中心附近的雙凸形狀的投影用光反射部件；來自所述一對(duì)投影部件中的一方的投影光束 被照射到所述投影用光反射部件的一個(gè)凸面上，來自所述一對(duì)投影部件中的另一方的投影 光束被照射到所述投影用光反射部件的另一個(gè)凸面上。另外，優(yōu)選所述投影用光反射部件采用雙凸鏡，該雙凸鏡通過將凸部由曲面反射 鏡構(gòu)成的平凸形狀的一對(duì)鏡體按照平面?zhèn)认嗷?duì)置的方式配置而成。另外，優(yōu)選所述雙凸鏡中的對(duì)稱面與所述凸部表面的切平面之間所成的角度A的 最大值A(chǔ)max滿足下述條件式(1)
20 彡 Amax 彡 70(度)·…(1)。另外，本發(fā)明的全視野影像系統(tǒng)，其特征在于，具備上述任意一項(xiàng)所述的全視野 投影裝置；和用于取得所述全視野影像所涉及的影像信息的全視野攝像裝置，其具備拍攝 周圍的被攝物體的影像的相互對(duì)置配置的一對(duì)攝像部件、以及使來自該周圍的被攝物體的 光束向該一對(duì)攝像部件各自的方向反射的雙凸形狀的攝像用光反射部件。另外，優(yōu)選所述攝像用光反射部件采用雙凸鏡，該雙凸鏡通過將凸部由曲面反射 鏡構(gòu)成的平凸形狀的一對(duì)鏡體按照平面?zhèn)认嗷?duì)置的方式配置而成。另外，優(yōu)選所述一對(duì)投影部件配置在連接構(gòu)成所述投影用光反射部件的所述雙凸 鏡的兩面的各頂點(diǎn)的線的延長(zhǎng)線上，且配置在相對(duì)于所述投影用光反射部件相互對(duì)稱的位 置，所述一對(duì)攝像部件配置在連接構(gòu)成所述攝像用光反射部件的雙凸鏡的兩面的各頂點(diǎn)的 線的延長(zhǎng)線上，且配置在相對(duì)于所述攝像用光反射部件相互對(duì)稱的位置。另外，優(yōu)選所述投影用光反射部件和所述攝像用光反射部件被共用。此外，上述球體狀的屏幕無需是完整的球體，當(dāng)然容許例如為了將從所述投影部 件到屏幕上的各位置的距離分別設(shè)為等距離所需的從完整的球體的變形。此外，上述“對(duì)稱”或者上述“延長(zhǎng)線上”實(shí)質(zhì)上包括可以視作對(duì)稱或者位于延長(zhǎng) 線上的范圍的情況。另外，縱使不滿足上述“對(duì)稱”的要件，也可構(gòu)筑本發(fā)明所涉及的裝置 和系統(tǒng)。另外，上述雙凸鏡的各凸面的形狀不僅包括球面還包括非球面。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明的全視野投影裝置及全視野影像系統(tǒng)，可以設(shè)置使來自一對(duì)投影部件 的光束向球體狀的屏幕方向反射、且配置在該屏幕的中心附近的雙凸鏡所構(gòu)成的投影用光 反射部件，來自所述一對(duì)投影部件中的一方的投影光束被照射到所述投影用光反射部件的 一個(gè)凸面上，來自所述一對(duì)投影部件中的另一方的投影光束被照射到所述投影用光反射部 件的另一個(gè)凸面上，由該投影用光反射部件反射的光束所涉及的全視野影像信息被投影到 球體狀的屏幕上。由此，通過利用如上述構(gòu)成的投影用光反射部件，將來自對(duì)置的一對(duì)投影部件的 光束投影到球體狀的屏幕上，從而能夠容易地將影像投影到包括上方及下方的全方向上。因此，例如，在上述的感受在宇宙空間行走的宇航員或潛入海中的潛水員的氛圍 這一點(diǎn)上，能夠給觀看者帶來具有沖擊力的身臨其境之感。另外，即使在康復(fù)治療中，也能夠?qū)⒈或?yàn)者置于真正意義上的全視野影像氣氛內(nèi)， 能夠進(jìn)一步提高治療效果。而且，根據(jù)本發(fā)明的全視野影像系統(tǒng)，具備用于預(yù)先取得由全視野投影裝置投影 的全視野影像的全視野攝像裝置。即，該全視野攝像裝置設(shè)置有相互對(duì)置配置的拍攝周圍 的被攝物體的影像的一對(duì)攝像部件，并通過雙凸形狀的攝像用光反射部件向所述一對(duì)攝像 部件各自的方向反射來自該周圍的被攝物體的光束。由此，通過利用如上構(gòu)成為雙凸形狀的攝像用光反射部件，向?qū)χ玫囊粚?duì)攝像部 件方向分別反射對(duì)周圍的被攝物體的影像信息進(jìn)行擔(dān)載的光束，從而能夠容易地拍攝包括 上方及下方的全視野影像。由此，可利用由全視野攝像裝置取得的全視野影像，通過全視野投影裝置進(jìn)行全視野投影。并且，此時(shí)，由于進(jìn)行攝像的裝置結(jié)構(gòu)和進(jìn)行投影的裝置結(jié)構(gòu)成為對(duì)應(yīng)的方式， 所以無需對(duì)拍攝到的全視野影像數(shù)據(jù)進(jìn)行大幅度的圖像變換處理就能用于投影，所以效率 極高。另外，在優(yōu)選的方式中，所述雙凸鏡中的對(duì)稱面與所述球面鏡表面的切平面之間 所成的角度A的最大值A(chǔ)max被設(shè)在20度以上70度以下，各半球區(qū)域至少覆蓋至某種程度， 并且能夠減少由兩攝像部件拍攝的攝像范圍的重疊。另外，上述全視野攝像裝置和上述全視野投影裝置通常被獨(dú)立設(shè)置，但其一部分 例如攝像用光反射部件和投影用光反射部件可共用化。即，通過從配置在各攝像部件所對(duì) 應(yīng)的位置的投影部件，經(jīng)由還共用為攝像用光反射部件的投影用光反射部件，將取得的影 像信息投影到球體屏幕上，從而能夠簡(jiǎn)單且良好地在球體屏幕上映出遍及包括上下方向的 全方位的全視野影像。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的全視野影像系統(tǒng)的全視野攝像裝置的示意圖 (A)、及全視野投影裝置的示意圖(B)。圖2是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的全視野影像系統(tǒng)的攝像用光反射部 件的示意圖(A)、及用于說明投影用光反射部件的示意圖(B)。圖3是本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的全視野投影裝置的示意圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的全視野投影裝置的非反射部的變更例的 示意圖。圖5是用于說明本發(fā)明的圖1所示的實(shí)施方式所涉及的全視野投影裝置的變更方 式的示意圖。圖中10-全視野攝像裝置；11A、1 IB-攝像頭；12-攝像用雙凸鏡；14-控制部； 13A、13B、25A、25B、125、325A、325B、325C、325D-天線部；16A、16B-麥克風(fēng)部；15-裝置間收 發(fā)用天線部；17-鏡保持用鏡筒；20、120、320_全視野投影裝置；23、123、323_屏幕；21A、 21B、121A、121B、321A、321B-投影儀；22、122、322_ 投影用雙凸鏡；22A、122A、322A_ 非反射 部；24、124-主控制部；26A、26B、126A、126B、326A、326B-揚(yáng)聲器部；27A、127、327A_ 座席 部；27B、327B-腳部；28、128、328_ 手動(dòng)控制部；29、129-電纜。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的全視野影像系統(tǒng)的基本構(gòu)成進(jìn)行說明，首先如圖 1(A)、(B)所示，該系統(tǒng)具備全視野攝像裝置10，其以全視野范圍拍攝風(fēng)景等的被攝物體 影像；和全視野投影裝置20，其用于在屏幕上再現(xiàn)拍攝到的全視野影像的整個(gè)范圍。另外， 全視野投影裝置20被表現(xiàn)為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的全視野投影裝置，當(dāng)然也可單獨(dú) 使用該全視野投影裝置20。上述全視野攝像裝置10是用于取得全視野影像所涉及的影像信息的全視野攝 像裝置，具備用于拍攝周圍的被攝物體的影像并相互對(duì)置配置的一對(duì)攝像頭(攝像部 件)11A、11B(兩攝像頭IlAUlB的間隔例如為Im)；和使來自該周圍的被攝物體的光束反
5射到該一對(duì)攝像頭IlAUlB的方向的攝像用雙凸鏡(攝像用光反射部件)12。另外，該全視野攝像裝置10具備控制部14，其進(jìn)行影像信息和控制信號(hào)的收發(fā) 指示、拍攝到的影像信息的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、以及與全視野投影裝置20之間進(jìn)行影像 信息的攝像操作所涉及的控制信號(hào)的收發(fā)指示(包括取得兩攝像頭IlAUlB之間的同步的 指示操作)；天線部(信號(hào)收發(fā)部件)13A、13B，其在該控制部14與攝像頭IlAUlB之間、 或攝像頭IlAUlB彼此之間，進(jìn)行影像信息和指示信號(hào)的收發(fā)；立體聲對(duì)應(yīng)用的麥克風(fēng)部 16A、16B，其與攝像頭IlAUlB中的攝像處理對(duì)應(yīng)地進(jìn)行聲音取得處理；以及裝置間收發(fā)用 天線部(裝置間信號(hào)收發(fā)部件)15，其將拍攝到的影像信息及取得的聲音信息發(fā)送到全視 野投影裝置20。另外，根據(jù)需要，也可以在兩攝像頭IlAUlB之間設(shè)置用于保持雙凸鏡12 的由管狀的透明體構(gòu)成的鏡保持用鏡筒17。另一方面，上述全視野投影裝置20將全視野影像所涉及的影像信息投影到球體 狀的屏幕(例如直徑2m) 23上，向位于屏幕內(nèi)部的觀看者提供全視野影像，該全視野投影裝 置20具備球體狀的屏幕23，其被投影全視野影像；從該屏幕23的內(nèi)部側(cè)向該屏幕23投 影全視野影像并隔著該屏幕23的中心對(duì)置配置的一對(duì)投影儀(投影部件)21A、21B (兩投 影儀21A、21B的間隔例如為2m)；和投影用雙凸鏡(投影用光反射部件)22，其配置在屏幕 23的中心附近，使來自這一對(duì)投影儀21A、21B的光束反射到所述屏幕方向。其中，來自一對(duì)投影儀21A、21B中的一方的投影光束被照射到投影用雙凸鏡22的 一個(gè)凸面，來自另一方的投影光束被照射到投影用雙凸鏡22的另一凸面。另外，該全視野投影裝置20具備主控制部24，其進(jìn)行影像信息的投影操作所涉 及的控制信號(hào)的收發(fā)指示(包括取得兩投影儀21A、21B之間的同步的指示操作)、所發(fā)送的 影像信息的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；天線部(裝置間收發(fā)部)25A，其接收從全視野攝像裝置 10 (或其他裝置)發(fā)送來的影像信息；座席部27A，其用于供觀看者坐下；腳部27B，其支撐 座席部27A，使該座席部27A以屏幕23的底面頂點(diǎn)部分為中心旋轉(zhuǎn)自如；保持部件27C，其 用于將投影用雙凸鏡22保持在該座席部27A上；手動(dòng)控制部28，其用于供觀看者手動(dòng)進(jìn)行 投影操作的指示；天線部25B，其與上述天線部25A進(jìn)行通信，以使在該手動(dòng)控制部28與上 述主控制部24之間進(jìn)行指示信號(hào)的收發(fā)；和立體聲聲音再生用的揚(yáng)聲器部26A、26B，其進(jìn) 行聲音再生處理。另外，還具備布線30 (大部分配設(shè)在腳部27B內(nèi))，用于將來自該手動(dòng)控 制部28的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到配置于屏幕底面?zhèn)软旤c(diǎn)的外側(cè)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。此外，在經(jīng)由 上述天線部25A對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行無線發(fā)送的情況下，也可省略布線30。另外，兩投影儀21A、21B及主控制部24通過電纜29相互連接，由此可向兩投影儀 21A、21B發(fā)送影像數(shù)據(jù)，在兩投影儀21A、21B之間取得投影操作的同步。此外，為了保護(hù)觀看者的眼睛，在投影用雙凸鏡22的觀看者側(cè)設(shè)置有被進(jìn)行了光 非反射處理后的非反射部22k。上述的攝像用雙凸鏡12如圖2㈧的剖視圖所示，通過將凸部切取了球體一部分 的平凸形狀的一對(duì)鏡體按照平面?zhèn)认嗷?duì)置的方式配置而成。即，雙凸鏡12構(gòu)成為凸面 的切平面(切線)與對(duì)稱面交叉的最大角度α (Amax)滿足下述條件式(1)。20 彡 α = Amax 彡 70(度)· · · .(1)因此，由攝像頭IlAUlB拍攝到的范圍遍及全視野中的廣闊的范圍，優(yōu)選可處于 覆蓋至整個(gè)范圍并且減少了由攝像頭IlAUlB拍攝到的兩攝像范圍的重疊。
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圖2㈧示意性描繪了 α ^ 45度情況下的光線軌跡，在用天球表示周邊景色的情 況下，來自該天球中的一半天球的光束被雙凸鏡12的單面212Α反射而朝向攝像頭11Α，而 且來自該天球中的另一半天球的光束被雙凸鏡12的單面212Β反射而朝向攝像頭11Β。由 此，可均勻地拍攝該全天球各部的影像。另一方面，上述的投影用雙凸鏡22與上述拍攝用雙凸鏡12大致相同，如圖2(B) 所示，通過將凸部切取了球體一部分的平凸形狀的一對(duì)鏡體按照平面?zhèn)认嗷?duì)置的方式配 置而成。即，雙凸鏡22構(gòu)成為凸面的切平面(切線)與對(duì)稱面交叉的最大角度β (Amax) 滿足與上述條件式(1)相同的范圍。通過設(shè)定成這樣的角度，投影的天球區(qū)域至少覆蓋成某種程度，優(yōu)選可處于覆蓋 至整體并且減少了由投影儀21Α、21Β投影的兩投影區(qū)域的重疊的狀態(tài)。另外，投射型顯示裝置一般構(gòu)成為使從投影透鏡射出的投影光束發(fā)散，所以在使 用已知的投射型顯示裝置的情況下，根據(jù)其投影光束的發(fā)散角，上述最大角度β更優(yōu)選滿 足下述條件式(2)，以使將影像投影到上述各半球區(qū)域中的更寬的范圍，并進(jìn)一步減少投影 到上述各半球區(qū)域的影像的重疊區(qū)域。30 ^ β = Amax 彡 50 (度)·…(2)另外，從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，上述最大角度α更優(yōu)選滿足與上述條件式(2)相同的 范圍。圖2(B)示意性描繪了 β 45度情況下的光線軌跡，在用全天球表示屏幕23的 情況下，來自一個(gè)投影儀21Α的光束被雙凸鏡22的單面222Α反射，投影到該全天球中的一 半天球，而且，來自另一個(gè)投影儀21Β的光束被雙凸鏡22的單面222Β反射，投影到該全天 球中的另一半天球。由此，可在屏幕23上均勻地投影全天球影像。此外，如上述在投影用雙凸鏡22上設(shè)置有非反射部22Α。該非反射部22Α的鏡表面的一部分被實(shí)施了使光反射率大幅度降低的處理。實(shí)施 該處理的位置是在使來自投影儀21Α、21Β的光束反射時(shí)會(huì)入射到觀看者的眼中的鏡表面位置。作為該處理方式，例如有涂覆黑色涂料或者實(shí)施黑色耐酸鋁(alumite)處理等， 但只要通過該處理能降低光反射率即可，也可采用其他處理。接著，對(duì)上述全視野影像系統(tǒng)的基本動(dòng)作進(jìn)行說明。在利用全視野攝像裝置10進(jìn)行全視野攝像之際，對(duì)于控制部14，當(dāng)將外部開關(guān)設(shè) 定為ON狀態(tài)時(shí)，控制部14在相對(duì)于攝像頭IlB取得同步，并經(jīng)由天線部13A、13B相對(duì)于攝 像頭IlA取得同步后開始攝像。來自周圍的被攝物體影像光中的紙面上方區(qū)域的被攝物體 影像光被雙凸鏡12的上凸面反射，從而被攝像頭IlA攝像。另外，來自周圍的被攝物體影 像光中的紙面下方區(qū)域的被攝物體影像光被雙凸鏡12的下凸面反射，從而被攝像頭IlB攝 像。另外，此時(shí)，通過2個(gè)麥克風(fēng)16A、16B與影像的攝像操作同步地進(jìn)行聲音的取得操 作。由此，能同步地取得影像和聲音兩者。取得的影像和聲音的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)于控制部14的 未圖示的存儲(chǔ)部，在規(guī)定的定時(shí)(實(shí)時(shí)、或者在有來自外部的指示操作時(shí)、或者在存儲(chǔ)于該 存儲(chǔ)部之后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后等)，從裝置間收發(fā)用天線部15向全視野投影裝置20發(fā)送。此外，在全視野投影裝置20位于遠(yuǎn)處的情況下，利用地面站或通信衛(wèi)星等，將取得的影像和聲音的數(shù)據(jù)發(fā)送到全視野投影裝置20。在全視野投影裝置20中，從全視野攝像裝置10經(jīng)由裝置間收發(fā)用天線部25A無 線發(fā)送來的(或另外準(zhǔn)備的)影像和聲音的數(shù)據(jù)，被存儲(chǔ)到手動(dòng)控制部28或主控制部24的 未圖示的存儲(chǔ)部。根據(jù)針對(duì)主控制部24的、基于外部開關(guān)(例如配置于手動(dòng)控制部28的 操作開關(guān))的ON操作的投影開始指示操作，該存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的影像數(shù)據(jù)經(jīng)由電纜29傳送至 各投影儀21A、21B。傳送至投影儀21A的影像數(shù)據(jù)是由上述的攝像頭IlA拍攝到的影像數(shù) 據(jù)，另一方面，傳送至投影儀21B的影像數(shù)據(jù)是由上述的攝像頭IlB拍攝到的影像數(shù)據(jù)。由此，能夠?qū)z像所涉及的全視野風(fēng)景進(jìn)行再生。當(dāng)然，可將傳送至投影儀21A的 影像數(shù)據(jù)設(shè)為由攝像頭IlB拍攝到的影像數(shù)據(jù)，并且將傳送至投影儀21B的影像數(shù)據(jù)設(shè)為 由攝像頭IlA拍攝到的影像數(shù)據(jù)。接著，根據(jù)來自主控制部24的投影開始指示信號(hào)，從投影儀21A、21B相互同步地 輸出擔(dān)載了影像數(shù)據(jù)的光束，并朝雙凸鏡22照射。被雙凸鏡22反射的光束中來自投影儀21A的光束，被投射至屏幕23的紙面上方 區(qū)域(上半球)，另一方面，來自投影儀21B的光束被投射至屏幕23的紙面下方區(qū)域(下半 球)。由此，全視野影像被投影在屏幕23上。另外，此時(shí)，根據(jù)針對(duì)主控制部24的、基于外部開關(guān)(例如配置于手動(dòng)控制部28 的操作開關(guān))的on操作的聲音再生開始指示操作，該存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的聲音數(shù)據(jù)經(jīng)由天線部 25A、25B被輸入至手動(dòng)控制部28，然后，被傳送至各揚(yáng)聲器部26A、26B。被傳送至揚(yáng)聲器部26A的聲音數(shù)據(jù)是由上述的麥克風(fēng)部16A取得的聲音數(shù)據(jù)，另 一方面，被傳送至揚(yáng)聲器部26B的聲音數(shù)據(jù)是由上述的麥克風(fēng)部16B取得的聲音數(shù)據(jù)。這 些聲音數(shù)據(jù)的再生操作如上所述，與影像數(shù)據(jù)的投影操作同步進(jìn)行。由此，能夠?qū)εc投影影像同步的聲音進(jìn)行立體聲再生。當(dāng)然，也可采用與上述相反 的組合，通過麥克風(fēng)部16B與拍攝到的影像數(shù)據(jù)的投影同步地對(duì)傳送至揚(yáng)聲器部26A的聲 音數(shù)據(jù)進(jìn)行再生。這里，分別針對(duì)實(shí)時(shí)投影拍攝到的數(shù)據(jù)信息的情況、和錯(cuò)開時(shí)間進(jìn)行攝像和投影 的各處理的情況，簡(jiǎn)單說明數(shù)據(jù)信息的流動(dòng)。S卩，在利用上述全視野攝像裝置10及上述全視野投影裝置20實(shí)時(shí)投影拍攝到的 信息的情況下，在將手動(dòng)控制部28的收發(fā)功能設(shè)為ON狀態(tài)之后，當(dāng)來自手動(dòng)控制部28的 指示信號(hào)經(jīng)由天線25B、天線25A無線發(fā)送至主控制部24時(shí)，主控制部24開始經(jīng)由天線25A 取入來自全視野攝像裝置10的被無線發(fā)送來的影像和聲音的數(shù)據(jù)信息的處理，進(jìn)行取入 的數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)處理的同時(shí)通過電纜29將影像數(shù)據(jù)發(fā)送至兩投影儀21A、21B，另外，經(jīng) 由天線25A取入到主控制部24的聲音的數(shù)據(jù)信息，從天線25A送達(dá)至天線25B，然后，從手 動(dòng)控制部28發(fā)送至兩揚(yáng)聲器部26A、26B(包括取得向兩投影儀21A、21B及兩揚(yáng)聲器部26A、 26B發(fā)送數(shù)據(jù)信息的定時(shí)的同步的處理)。此外，在不實(shí)時(shí)進(jìn)行信息處理而暫時(shí)記錄由主控制部24數(shù)據(jù)處理過的數(shù)據(jù)信息 的情況下，從主控制部24經(jīng)由天線25A、天線25B被記錄至手動(dòng)控制部28內(nèi)的記錄介質(zhì)。 當(dāng)然，也可預(yù)先記錄至主控制部24內(nèi)的記錄介質(zhì)。另外，在以規(guī)定的定時(shí)投影由這樣暫時(shí)記錄的數(shù)據(jù)信息的情況下，手動(dòng)控制部28 內(nèi)的記錄介質(zhì)記錄的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)由天線25B、天線25A被無線發(fā)送至主控制部24，通過電纜29從主控制部24向兩投影儀21A、21B發(fā)送影像的數(shù)據(jù)信息，另一方面，從主控制部24或 手動(dòng)控制部28向兩揚(yáng)聲器部26A、26B發(fā)送聲音的數(shù)據(jù)信息(還進(jìn)行取得向兩投影儀21A、 21B或兩揚(yáng)聲器部26A、26B發(fā)送數(shù)據(jù)信息的定時(shí)的同步的處理)。另外，在圖I(B)所示的全視野投影裝置20中，用于供觀看者坐下的座席部27A構(gòu) 成為通過腳部27B，能夠以屏幕23的底面頂點(diǎn)部分為中心旋轉(zhuǎn)自如地旋轉(zhuǎn)。并且，該旋轉(zhuǎn) 是通過如下過程實(shí)現(xiàn)的，即，在手動(dòng)控制部28中按下支撐座席部27A旋轉(zhuǎn)的開關(guān)，然后通過 布線30發(fā)送來自手動(dòng)控制部28的指示信號(hào)，根據(jù)該指示信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)被送至配置于屏幕 23的底面頂點(diǎn)部分的外側(cè)的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，從而載有觀看者的座席部27A以屏 幕23的底面頂點(diǎn)部分為中心旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，因?yàn)殡p凸鏡22配置于屏幕的球心，所以即使座席 部27A旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，也只是其自身繼續(xù)自轉(zhuǎn)而位置并不移動(dòng)，繼續(xù)被照射來自投影儀2IA及投 影儀21B的光束，并繼續(xù)將影像投影至屏幕球的內(nèi)壁面23。由此，觀看者能夠以坐在座席 部27A上的原始姿勢(shì)，S卩，不用旋轉(zhuǎn)頭部來觀看背面?zhèn)鹊耐队坝跋瘢湍軌蛉坝^察并享受 全天球的影像。另外，觀看者還能夠在坐在座席上的同時(shí)，通過自己的手或腳推動(dòng)或拉動(dòng)屏幕23 的內(nèi)壁面等使屏幕23相對(duì)于座席部27A旋轉(zhuǎn)。另外，圖1 (B)所示的全視野投影裝置20雖然用于個(gè)人獨(dú)自進(jìn)行享受，但是也可取 而代之，如圖3所示，利用全視野投影裝置120可多人同時(shí)欣賞影像。此外，在圖3中的全 視野投影裝置120的各構(gòu)件中，對(duì)于表示與圖1 (B)所示的全視野投影裝置20相同的功能 的構(gòu)件，標(biāo)注在圖I(B)使用的數(shù)字上加上100后的數(shù)字。此外，可代替電纜129的有線通 信，經(jīng)由天線進(jìn)行無線通信。另外，在該全視野投影裝置120中，采用雙凸鏡122從屏幕123的上方通過透明線 材122B懸掛的構(gòu)成，另外，揚(yáng)聲器部126A、126B在圖中被安裝在屏幕120的左右的側(cè)部，能 夠與來自投影儀121A、121B的投影影像同步地將來自揚(yáng)聲器部126A、126B的立體聲聲音送 至坐在屏幕120的內(nèi)部的多位觀看者。另外，在雙凸鏡122上，對(duì)應(yīng)于各觀看者的眼睛而設(shè) 置有用于保護(hù)坐在各座席127上的觀看者的眼睛的非反射部122A。此外，各座席127可在 上下左右方向上進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整，并可根據(jù)坐在座席的觀看者的體形，與上述非反射部122A 對(duì)應(yīng)地調(diào)整各人的眼睛的位置。另外，在上述各實(shí)施例中，在雙凸鏡122上設(shè)置了非反射部122A來使觀看者的眼 睛得到保護(hù)，但例如如圖4(A) (F)所示，通過采用如下形狀也能夠保護(hù)觀看者的眼睛， 即，在雙凸鏡122的表面立體地附設(shè)反射光遮蔽體22B、C、F、G，或者在雙凸鏡的面上平面地 形成非反射帶22D，或者在雙凸鏡122的一部分設(shè)置切斷部22E以遮蔽反射光的形狀。另外，圖5所示的全視野投影裝置320表示了圖1 (B)的全視野投影裝置20的變 形方式。S卩，全視野投影裝置320的基本結(jié)構(gòu)與全視野投影裝置20類似，對(duì)應(yīng)的構(gòu)件通過 在圖I(B)的實(shí)施例裝置的符號(hào)上加上300后的符號(hào)來表示，主要不同點(diǎn)在于，是通過無線 方式進(jìn)行手動(dòng)控制部328與兩投影儀321A、321B之間的收發(fā)的類型。另外，對(duì)從全視野攝 像裝置(或其他裝置)發(fā)送來的影像信息進(jìn)行接收的天線部(裝置間收發(fā)部)325A配置在 屏幕323內(nèi)；在觀看者近旁的手動(dòng)控制部328中，除了進(jìn)行影像或聲音的數(shù)據(jù)信息的收發(fā)指 示(包括取得兩投影儀321A、321B之間的同步的指示操作)之外，還進(jìn)行接收到的影像信
9息的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。與手動(dòng)控制部328相關(guān)的操作是通過配置于手動(dòng)控制部328的表面的開關(guān)部進(jìn)行 的，另一方面，手動(dòng)控制部328與兩投影儀321A、321B之間基于無線方式的收發(fā)是通過各天 線部325B、325C、32OT進(jìn)行的。在利用上述全視野攝像裝置10及上述全視野投影裝置320，對(duì)取得的信息進(jìn)行 實(shí)時(shí)投影的情況下，當(dāng)將手動(dòng)控制部328的收發(fā)功能設(shè)為ON狀態(tài)時(shí)，手動(dòng)控制部328開始 經(jīng)由天線部325A取得從全視野攝像裝置10無線發(fā)送來的影像和聲音的數(shù)據(jù)信息的處理， 并在進(jìn)行取得的影像數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)處理的同時(shí)經(jīng)由天線部325B、325C、325D向兩投影儀 321A、321B進(jìn)行無線發(fā)送(包括取得向兩投影儀321A、321B發(fā)送的定時(shí)的同步的處理)。另 外，聲音數(shù)據(jù)從手動(dòng)控制部328被直接發(fā)送至兩揚(yáng)聲器部326A、326B。此外，在不是實(shí)時(shí)進(jìn)行信息處理而暫時(shí)記錄由手動(dòng)控制部328數(shù)據(jù)處理過的數(shù)據(jù) 信息的情況下，數(shù)據(jù)信息被記錄至手動(dòng)控制部328內(nèi)的記錄介質(zhì)。另外，在經(jīng)過一定時(shí)間之后對(duì)這樣暫時(shí)記錄的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行投影的情況下，經(jīng)由 天線部325B及天線部325C、325D，將手動(dòng)控制部328內(nèi)的記錄介質(zhì)所記錄的數(shù)據(jù)信息中的 影像的數(shù)據(jù)信息無線發(fā)送至兩投影儀321A、321B(包括取得向兩投影儀321A、321B發(fā)送的 定時(shí)的同步的處理)，并且從手動(dòng)控制部328向兩揚(yáng)聲器部326A、326B直接發(fā)送聲音的數(shù)據(jù) 信息(還進(jìn)行取得向兩投影儀321A、321B或兩揚(yáng)聲器部326A、326B發(fā)送的定時(shí)的同步的處 理)。另外，在本發(fā)明的全視野影像系統(tǒng)中，為了空間和成本的效率化，可公用全視野投 影裝置和全視野攝像裝置的一部分，此時(shí)可采用投影部件和攝像部件一體化的構(gòu)成(例 如，共用裝置框體，或者共用攝像透鏡和投影透鏡，或者共用顏色合成棱鏡和顏色分解棱 鏡)，還可采用在空間上相互調(diào)換投影部件和攝像部件的構(gòu)成。在這些情況下，可以共用攝 像用光反射部件和投影用光反射部件。由此，能夠謀求裝置的簡(jiǎn)化。此外，該情況下，使全視野攝像裝置起作用的情況下，采用進(jìn)行合上屏幕等的操作 后可拍攝外部被攝物體的構(gòu)成也是有效的。此時(shí)，也可與全視野攝像裝置的驅(qū)動(dòng)同步地自 動(dòng)進(jìn)行合上屏幕的操作。另外，本發(fā)明的全視野投影裝置及全視野影像系統(tǒng)，可應(yīng)用在以下述用途為代表 的各種用途中。S卩，例如，在海中的珊瑚環(huán)境內(nèi)設(shè)置全視野攝像裝置，使用通信線路將該狀況下的 攝像影像發(fā)送至配置在地上的全視野投影裝置，由該全視野投影裝置實(shí)時(shí)再生海中的珊瑚 環(huán)境全視野影像。另外，例如，從處于飛行中的直升飛機(jī)懸吊全視野攝像裝置，使用通信線路將該狀 況下的攝像影像發(fā)送至配置在地上的全視野投影裝置，由該全視野投影裝置實(shí)時(shí)再生來自 直升飛機(jī)的全視野空中影像。另外，例如，在宇宙衛(wèi)星的外部安裝全視野攝像裝置，使用通信線路將該狀況下的 攝像影像發(fā)送至配置在地球上的全視野投影裝置，由該全視野投影裝置實(shí)時(shí)再生宇宙和地 球的全視野影像。另外，例如，在劇場(chǎng)或運(yùn)動(dòng)設(shè)施內(nèi)設(shè)置全視野攝像裝置，使用通信線路將該狀況下 的攝像影像發(fā)送至配置在其他地方的全視野投影裝置，由該全視野投影裝置實(shí)時(shí)再生戲劇或運(yùn)動(dòng)比賽的全視野影像。除此之外，例如，可在豪華客船內(nèi)、可遠(yuǎn)程操作的無線電控制飛機(jī)內(nèi)、可遠(yuǎn)程操作 的無線電控制賽車內(nèi)、長(zhǎng)途列車內(nèi)、人體內(nèi)等設(shè)置全視野攝像裝置，而且，例如，對(duì)于無線電 控制機(jī)等，還可在全視野投影裝置中觀看其全視野影像的同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作。此外，在上述的各方式中不一定需要實(shí)時(shí)進(jìn)行再生。此外，作為本發(fā)明的全視野投影裝置及全視野影像系統(tǒng)，并不限定于上述實(shí)施方 式，可有各種變更方式。例如，在上述實(shí)施方式中，攝像用光反射部件及投影用光反射部件都采用了由球 面的一部分構(gòu)成的雙凸鏡，但也可取代球面而用非球面(橢圓面或雙曲面等)或者圓錐面 形成各凸部。另外，也可使構(gòu)成雙凸鏡的一對(duì)平凸形狀鏡體相互之間空出間隔地對(duì)置配置。另外，也可將從2個(gè)攝像部件(照相機(jī))到上述攝像用光反射部件或者上述投影 用光反射部件的表面的距離、以及從2個(gè)投影部件(投影儀)到上述攝像用光反射部件或 者上述投影用光反射部件的表面的距離設(shè)定為不相等。另外，也可將從各投影部件(投影儀)到投影用光反射部件的距離設(shè)定為不相等， 另外，也可將從各攝像部件(照相機(jī))到攝像用光反射部件的距離設(shè)定為不相等。而且，在上述實(shí)施方式中，雖然一對(duì)攝像部件(照相機(jī))或者一對(duì)投影部件(投影 儀)隔著雙凸鏡相互配置在上下方向，但他們也可隔著雙凸鏡而相互配置在橫向。此外，為使在由攝像部件拍攝的影像中不反映出該攝像部件的像，例如，優(yōu)選在上 述雙凸鏡的表面設(shè)置具有與圖2(B)中所示的非反射部22A類似的光非反射功能的區(qū)域 (例如被實(shí)施黑色處理后的區(qū)域)。而且，為使來自投影部件的強(qiáng)的光束被該雙凸鏡的表面正反射后不返回至投影部 件內(nèi)，優(yōu)選通過與上述同樣的方法，在上述雙凸鏡的表面設(shè)置具有光非反射功能的區(qū)域。
權(quán)利要求
一種全視野投影裝置，其特征在于，具備被投影全視野影像的球體狀的屏幕；從該屏幕的內(nèi)部側(cè)向該屏幕投影該全視野影像、且隔著該屏幕的中心對(duì)置配置的一對(duì)投影部件；和使來自這一對(duì)投影部件的光束向所述屏幕方向反射、且配置在所述屏幕的中心附近的雙凸形狀的投影用光反射部件；來自所述一對(duì)投影部件中的一方的投影光束被照射到所述投影用光反射部件的一個(gè)凸面上，來自所述一對(duì)投影部件中的另一方的投影光束被照射到所述投影用光反射部件的另一個(gè)凸面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全視野投影裝置，其特征在于，所述投影用光反射部件采用雙凸鏡，該雙凸鏡通過將凸部由曲面反射鏡構(gòu)成的平凸形 狀的一對(duì)鏡體按照平面?zhèn)认嗷?duì)置的方式配置而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全視野投影裝置，其特征在于，所述雙凸鏡中的對(duì)稱面與所述凸部表面的切平面之間所成的角度A的最大值A(chǔ)max滿足 下述條件式⑴20 彡 Amax 彡 70 (度)· · · .(1)。
4.一種全視野影像系統(tǒng)，其特征在于，具備權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的全視野投影裝置；和用于取得所述全視野影像所涉及的影像信息的全視野攝像裝置，其具備拍攝周圍的被 攝物體的影像的相互對(duì)置配置的一對(duì)攝像部件、以及使來自該周圍的被攝物體的光束向該 一對(duì)攝像部件各自的方向反射的雙凸形狀的攝像用光反射部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全視野影像系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像用光反射部件采用雙凸鏡，該雙凸鏡通過將凸部由曲面反射鏡構(gòu)成的平凸形 狀的一對(duì)鏡體按照平面?zhèn)认嗷?duì)置的方式配置而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全視野影像系統(tǒng)，其特征在于，所述一對(duì)投影部件配置在連接構(gòu)成所述投影用光反射部件的所述雙凸鏡的兩面的各 頂點(diǎn)的線的延長(zhǎng)線上，且配置在相對(duì)于所述投影用光反射部件相互對(duì)稱的位置，所述一對(duì)攝像部件配置在連接構(gòu)成所述攝像用光反射部件的雙凸鏡的兩面的各頂點(diǎn) 的線的延長(zhǎng)線上，且配置在相對(duì)于所述攝像用光反射部件相互對(duì)稱的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6中任意一項(xiàng)所述的全視野影像系統(tǒng)，其特征在于，所述投影用光反射部件和所述攝像用光反射部件被共用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全視野投影裝置及全視野影像系統(tǒng)。本發(fā)明的全視野投影裝置(20)將全視野影像所涉及的影像信息投影到球體狀的屏幕(23)上，并向位于屏幕內(nèi)部的觀看者提供全視野影像，該全視野投影裝置(20)具備球體狀的屏幕(23)；向屏幕(23)投影該全視野影像、且隔著該屏幕(23)的中心對(duì)置配置的一對(duì)投影儀(21A、21B)；和使來自這一對(duì)投影儀(21A、21B)的光束向屏幕方向反射、且配置在屏幕(23)的中心附近的投影用雙凸鏡(22)；來自一對(duì)投影儀(21A、21B)中的一方的投影光束被照射到投影用雙凸鏡(22)的一個(gè)凸面上，來自另一方的投影光束被照射到投影用雙凸鏡(22)的另一個(gè)凸面上。
文檔編號(hào)G03B21/56GK101965540SQ200980107198
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者吉井曉 申請(qǐng)人:吉井曉