(57)【要約】【課題】凸型の投影撮像装置を凹型の投影撮像装置に変換する変換装置を提供する。【解決手段】円筒状の凸型装置３００の外周に円筒プリズム装置２０２を被せ、この円筒プリズム装置２０２は、凸型装置３００からの投影光を斜め下方に偏向するために複数のプリズムからなり、円筒プリズム装置２０２からの光を内周側に偏向するために円筒ミラー装置２０６を円筒プリズム装置２０２の下方に配する。【選択図】      図２０
2006276804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に映像を投影する投影装置を、内周面に映像を投影する投影装置に変換し、また、外周を撮像する撮像装置を、内周にある被写体を撮像する撮像装置に変換する変換装置において、
前記投影装置の外周面に表示された映像の光を垂直斜め方向に偏向すると共に、内周にある前記被写体からの光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向手段と、
前記第１偏向手段によって偏向された光を内周側に偏向する第２偏向手段と、
を有する
ことを特徴とする変換装置。
【請求項２】
内周面に映像を投影する投影装置を、外周面に映像を投影する投影装置に変換し、また、内周にある被写体を撮像する撮像装置を、外周を撮像する撮像装置に変換する変換装置において、
前記投影装置の内周面に表示された映像の光を垂直斜め方向に偏向すると共に、外周からの光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向手段と、
前記第１偏向手段によって偏向された光を外周側に偏向する第２偏向手段と、
を有する
ことを特徴とする変換装置。
【請求項３】
外周面に映像を投影する投影装置を、内周面に映像を投影する投影装置に変換する変換装置において、
前記投影装置の外周面に表示された映像の光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向手段と、
前記第１偏向手段によって偏向された光を内周側に偏向して投影する第２偏向手段と、
を有する
ことを特徴とする変換装置。
【請求項４】
内周面に映像を投影する投影装置を、外周面に映像を投影する投影装置に変換する変換装置において、
前記投影装置の内周面に表示された映像の光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向手段と、
前記第１偏向手段によって偏向された光を外周側に偏向して投影する第２偏向手段と、
を有する
ことを特徴とする変換装置。
【請求項５】
外周を撮像する撮像装置を、内周にある被写体を撮像する撮像装置に変換する変換装置において、
内周にある前記被写体からの光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向手段と、
前記第１偏向手段によって偏向された光を内周側に偏向する第２偏向手段と、
を有する
ことを特徴とする変換装置。
【請求項６】
内周の被写体を撮像する撮像装置を、外周を撮像する撮像装置に変換する変換装置において、
外周からの光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向手段と、
前記第１偏向手段によって偏向された光を外周側に偏向する第２偏向手段と、
を有する
ことを特徴とする変換装置。
【請求項７】
前記第１偏向手段が、円筒状の偏向素子から構成され、
前記第２偏向手段が、円筒状の偏向素子から構成される
ことを特徴とする請求項１〜６の中で少なくとも一項に記載の変換装置。
【請求項８】
前記偏向素子がプリズムである
ことを特徴とする請求項７記載の変換装置。
【請求項９】
前記プリズムが内周側からの光を外周側に透過させる
ことを特徴とする請求項８記載の変換装置。
【請求項１０】
前記偏向素子が複数のミラー片を組み合わせてなる
ことを特徴とする請求項７記載の変換装置。
【請求項１１】
前記複数のミラー片は、垂直軸回りに回転する機構を設けた
ことを特徴とする請求項１０記載の変換装置。
【請求項１２】
前記第１偏向手段が、任意の回転速度で回転する偏向素子片から構成され、
前記第２偏向手段が、前記回転速度で回転する偏向素子片から構成される
ことを特徴とする請求項１〜６の中で少なくとも一項に記載の変換装置。
【請求項１３】
前記偏向素子片がプリズムまたはミラーである
ことを特徴とする請求項１０記載の変換装置。
【請求項１４】
外周面に映像を投影する投影装置を、内周面に映像を投影する投影装置に変換し、また、外周を撮像する撮像装置を、内周にある被写体を撮像する撮像装置に変換する範囲変換方法において、
前記投影装置の外周面に表示された映像の光を垂直斜め方向に偏向すると共に、内周にある前記被写体からの光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向ステップと、
前記第１偏向手段によって偏向された光を内周側に偏向する第２偏向ステップと、
を有する
ことを特徴とする範囲変更方法。
【請求項１５】
内周面に映像を投影する投影装置を、外周面に映像を投影する投影装置に変換し、また、内周にある被写体を撮像する撮像装置を、外周を撮像する撮像装置に変換する範囲変換方法において、
前記投影装置の内周面に表示された映像の光を垂直斜め方向に偏向すると共に、外周からの光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向ステップと、
前記第１偏向手段によって偏向された光を外周側に偏向する第２偏向ステップと、
を有する
ことを特徴とする範囲変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体的な映像などを投影及び被写体を撮像できる投影撮像装置に利用される変換装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体投影への要望が高まっており、様々な方式に対する研究が行われている。よく知られた立体投影方法には、両眼視差を利用する方法がある。この方法は、メガネを用いて両眼視差を有する画像をそれぞれ左右の目に分離して観察させることにより立体視を実現する方法である。しかし、この方法ではメガネをかけるわずらわしさがある。
【０００３】
そこで光学的に分離し観察位置により投影像を変化させることによりメガネなしの立体投影を行うことができる方法がある。このメガネなしの立体投影の方法には、投影させる像の量や密度によって２眼式、多眼式、超多眼式などに分けることができる。
【０００４】
つまり、異なる方向の指向性画像を観察位置によって複数投影を行うと観察者に奥行き感を含めたリアリティーある投影を行うことができる。また、観察者を撮像すると観察者の位置を推定でき、限りある投影デバイスを有効に利用することができる。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載された方法は、回転光学系を用いた投影装置であり、時分割で指向性画像を投影できるため高品位な立体映像を広範囲で投影できる。
【０００６】
例えば、特許文献２に記載された方法は、LEDを回転させた表示装置であり、光束が所定の視差をもって射出するため全周囲から立体像を見ることができる。（凸型）
例えば、特許文献３に記載された方法は、閉じた空間の周囲をスリットが回転し、撮像手段と表示手段を備え、閉じた全周囲に立体像を表示と閉じた空間の光線情報を取得することができる。（凹型）
【特許文献１】特開２００４−３３６６８０公報
【特許文献２】特開平１０−９７０１３公報
【特許文献３】特開平１０−３２７４３１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような投影装置は、凸型と凹型の２つのタイプに分けられる。凸型の投影装置は装置外側に映像を投影し、凹型の投影装置は装置内側に映像を投影する。
【０００８】
しかし、観察者にとっては、凸型の投影装置を有していても、装置内側に映像の投影を希望する場合がある。また、逆に凹型の投影装置を有していても、装置外側に映像の投影を希望する場合がある。
【０００９】
そこで、本発明は、簡単に凸型と凹型の投影装置を相互に変換をすることができる変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、外周面に映像を投影する投影装置を、内周面に映像を投影する投影装置に変換し、また、外周を撮像する撮像装置を、内周にある被写体を撮像する撮像装置に変換する変換装置において、前記投影装置の外周面に表示された映像の光を垂直斜め方向に偏向すると共に、内周にある前記被写体からの光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向手段と、前記第１偏向手段によって偏向された光を内周側に偏向する第２偏向手段と、を有することを特徴とする変換装置である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、内周面に映像を投影する投影装置を、外周面に映像を投影する投影装置に変換し、また、内周にある被写体を撮像する撮像装置を、外周を撮像する撮像装置に変換する変換装置において、前記投影装置の内周面に表示された映像の光を垂直斜め方向に偏向すると共に、外周からの光を垂直斜め方向に偏向する第１偏向手段と、前記第１偏向手段によって偏向された光を外周側に偏向する第２偏向手段と、を有することを特徴とする変換装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明は、外周面に映像を投影する投影装置を、内周面に映像を投影する投影装置に変換し、また、外周を撮像する撮像装置を、内周にある被写体を撮像する撮像装置に変換できる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、内周面に映像を投影する投影装置を、外周面に映像を投影する投影装置に変換し、また、内周にある被写体を撮像する撮像装置を、外周を撮像する撮像装置に変換できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施形態では、まず、凸型と凹型の投影撮像装置の各実施形態を図１〜図１９に基づき説明し、その後に、凸型と凹型の投影装置を相互に変換をすることができる変換装置２００の各実施形態を図２０〜図３６に基づき説明する。
【００１５】
（投影撮像装置の説明）
以下、本発明の投影撮像装置の各実施形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の投影撮像装置について図１〜６に基づき説明する。
【００１７】
第１の実施形態の投影撮像装置は、後から説明する実施形態の基本概念を説明するための実施形態である。
【００１８】
（１）投影撮像装置の構成
図１は投影撮像装置の構成を示し、図２は平面図を示し、図３は側面図を示す。
【００１９】
投影撮像装置は、円筒形の回転光学系装置５０と、プロジェクター１０と、カメラ２０によって構成される。
【００２０】
回転光学系装置５０は、軸反射ミラー３０とレンチキュラシート４０によって構成される。軸反射ミラー３０は垂直な回転軸６０の回りに任意の回転速度で回転可能である。レンチキュラシート４０は、横向きにかまぼこ型の凹凸を並べて複数配置し、軸反射ミラー３０の２倍の回転速度で回転する。
【００２１】
プロジェクター１０は、軸反射ミラー３０に向け、任意のあおり角を有して投影する。すなわち、斜めから投影する。また、プロジェクター１０は図２、図３で示すように軸反射ミラー３０に投影された光がレンチキュラシート４０に投影される位置に設置される。
【００２２】
カメラ２０もプロジェクター１０とほぼ同様のあおり角で軸反射ミラー３０に向け設置する。
【００２３】
このような配置で回転光学系装置５０を回転させ、回転角度に対応した映像を投影すれば、水平角度に対する指向性画像を投影できる。この指向性画像が残像効果で光線の集合となり、水平方向に視差を持った立体投影が可能となる。
【００２４】
全周回転させれば回転軸６０を中心にして拡散面の外側に指向性画像の集合として立体的に画像が取得できると共に、投影面を観察している観察者や投影撮像装置の外周の映像を内側から撮像することができる。
【００２５】
水平方向にも拡散させれば、回転させることなく広範囲でその映像を投影することができるので、撮像された観察者の映像を基に投影範囲を追従させることもできる。
【００２６】
ここでは垂直方向の拡散手段としてレンチキュラシート４０を横置きにしたものができるが、他にもホログラム光学素子や異方性拡散シートなどを用いることもできる。また、任意の光線分布の光の広がりを形成するために、垂直方向の拡散だけでなく水平方向の拡散効果を含めることもできる。
【００２７】
一般的に光線再生法やインテグラルイメージングといった指向性画像の投影では平行光の集合で立体像を表現することが多い。そのため、拡散面にレンズ等を付加し投影光を平行光にすることもできる。
【００２８】
プロジェクター１０には、時分割で投影を行うためにＤＭＤ（デジタルミラーデバイス、テキサスインスツルメンツ社の登録商標）を用いたプロジェクター１０がある。こうすることで、時間応答性がよく、多くの視差を生成することができる。
【００２９】
回転光学系装置５０は回転数を制御し、投影映像やカメラ２０との同期することが重要となる。垂直拡散のためのレンチキュラシート４０は回転軸６０上の軸反射ミラー３０の２倍の速度にするためには回転動力を共通とし、ギヤを介して回転させる。回転センサーを設けその信号に同期を取り画像の入力出力させることもできる。
【００３０】
あおり投影から、垂直の拡散面に結像させるために、垂直の画像投影素子１０２と垂直の投影レンズ１０３をあおり角に合わせてずらすことで垂直の面に結像させることができる。また、投影レンズを斜入射用として設計し収差を減らすこともできる。
【００３１】
（２）凸型の投影撮像装置
図４に拡散面を傾けた投影撮像装置の構成を示す側面図を示す。図４に示すように、拡散面を投影方向と垂直に傾けて用いる。
【００３２】
このように装置外側に投影し、外側の映像を撮影する投影撮像装置については、第２の実施形態における凸型の投影撮像装置で説明する。
【００３３】
（３）凹型の投影撮像装置
投影のための面の裏にミラーを挟み、カメラ２０が回転ミラー３０を介して撮像できる面にミラーを配置することによって、投影撮像装置の内側の投影と撮像を可能にできる。つまり、反射させて投影を行うため、全周回転させれば回転軸を中心にして拡散面の回転径の内側で指向性画像の集合として立体的に画像が投影できると共に、投影像を観察している観察者や投影撮像装置の内周の映像を外側から撮像することができる。
【００３４】
このように装置内側に投影し、内側の映像を撮像する投影撮像装置については、第３の実施形態における凹型の投影撮像装置で説明する。
【００３５】
（２）投影系の垂直視差の生成
投影系の垂直方向の視差の生成について図５〜６に基づき説明する。
【００３６】
回転光学系装置５０の回転によって、水平視差を生み出すことはできる。しかし、垂直方向の視差を生み出すためには垂直方向にプロジェクター１０を重ねる。
【００３７】
プロジェクター１０の出射瞳が光線の広がりを支配する。そのため、隙間なく画像を観察するためには出射瞳が連続する必要がある。垂直方向に射出瞳が連続的に構成できれば垂直拡散が必要なくなる。撮像系では光学系中に拡散光学素子が入っていると像がぼやけてしまい撮像に使えない。そのため、一次元の（水平方向のみに視差が着く）場合、２段目のミラーを投影系と撮像系の共通に使うことができなかった。二次元視差（プロジェクター１０を上下に重ね、カメラ２０も上下に重ねる）場合、２段目のミラーに垂直拡散が必要なくなるため、そのままカメラ２０を光軸上に設置することも可能となる。一つの方法としてハーフミラーを用いて撮像と投影を分けることもできる。
【００３８】
そこで、プロジェクター１０の筐体が邪魔になることがある。連続しない光の領域をなくすために垂直方向に拡散させることがある。図５に垂直方向に複数台のプロジェクター１０を配置した投影撮像装置の構成の側面図を示す。
【００３９】
また射出瞳をずらして配置することもできる。図６に射出瞳を水平方向にずらした複数のプロジェクター１０を配置を示す。プロジェクター１０−１、プロジェクター１０−２、プロジェクター１０−３はそのままでは筐体が邪魔で垂直方向に重ねて出射瞳を設置することができない。図６に示すように投影レンズ１０３と投影レンズ１１３と投影レンズ１２３が垂直方向に隙間なく配置されれば、回転による残像効果で隙間なく光線画像を投影させることができる。角度対応が取れていれば、回転による時分割投影によって水平の視差と垂直の視差を与えることができる。
【００４０】
（３）撮像系の垂直方向の視差の生成
撮像系も同様に垂直方向に視差をつけて撮像することができる。こうすることで水平にも垂直にも視差を持った視差画像を得ることができる。
【００４１】
また、投影面を観察者の観察位置に応じて追従する際奥行き量を回転による視差なしに得ることができる。
【００４２】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の投影撮像装置について説明する。第２の実施形態は凸型の投影撮像装置である。
【００４３】
凸型の投影撮像装置とは、図９の左図に示すように、円筒型の空間を考えて、前記円筒形の空間の外側から観察者が、前記円筒形内周に投影された三次元立体画像を観察する投影系と、前記円筒形の空間の外周の被写体を撮像する撮像系が実現できる。図９中の灰色が投影系の投影像であって、撮像系の被写体は遠くの景色を含めた外周３６０度である。黒色が観察者である。なお、円筒形の空間とは、円筒形の回転光学系装置５０によって実現できる。以下、この凸型の投影撮像装置を簡単に「凸型装置」という。
【００４４】
（１）凸型装置の構成
図１０〜１２は、凸型装置の説明図である。
【００４５】
図１０〜１２に示すように、回転軸６０と垂直に設置された軸反射ミラー３０が装置の中心にあり、その軸反射ミラー３０にプロジェクター１０とカメラ２０があおりながら向けられている。
【００４６】
プロジェクター１０の光が軸反射ミラー３０越しに映る位置に稜線を横向き（回転方向）のレンチキュラシートとミラーとが一体的な投影用ミラー４１が設置されている。２回反射した光は回転軸６０上に垂直に設置されたプリズムシート７０上に投影され、観察者方向に曲げられる。
【００４７】
カメラ２０も同様に回転軸６０上の軸反射ミラー３０をプロジェクター１０と共用で用いて、カメラ２０と軸反射ミラー３０の反射関係にある位置に撮像用ミラー４２が設置され、プリズムシート７０で曲がった光が、撮像用ミラー４２と軸反射ミラー３０で反射されて軸反射ミラー３０の写像をカメラ２０で撮像する。
【００４８】
回転軸６０上の軸反射ミラー３０は任意の回転速度で回転可能で、その速度の２倍の速度でプリズムシート７０と投影用ミラー４１と撮像用ミラー４２が回転する。このようにすることでプロジェクター１０の光は常にプリズムシート７０に同じ角度で投影され外れない。
【００４９】
（２）回転の説明
回転と投影・撮像との関係について述べる。図１６〜１９に凸型装置の回転を説明する図を示す。ここではわかりやすくするために投影系のみを示しているが撮像系でも同様である。
【００５０】
回転軸６０に向かって設置されたプロジェクター１０と、回転軸６０に設置され回転可能な軸反射ミラー３０と、その回転軸６０を中心とする円周上を回転可能でレンチキュラシートと反射ミラーが一体的に設置された投影用ミラー４１と、回転軸６０上に設置されたプリズムシート７０が設置されている。
【００５１】
投影用ミラー４１とプリズムシート７０は回転速度を等しく回転させるため、相対速度は０であり、いつでもプリズムシート７０と投影用ミラー４１の相対位置関係は同じである。一方、軸反射ミラー３０は投影用ミラー４１とプリズムシート７０のほぼ半分の速度で回転する。そうすることで、停止しているプロジェクター１０の光が軸反射ミラー３０の回転角の２倍の角度で反射し軸反射ミラー３０にいつでも届くようになる。
【００５２】
プロジェクター１０の投影角度間隔は光の広がりによって決めることができる。後に説明するが立体投影（指向性投影）を行うときに、１つの指向性画像の投影範囲（光の広がり）に斑があると観察できない場所ができる。このため水平方向の光の広がり角α毎に投影すれば、観察できない場所ができずに指向性画像を投影できる。
【００５３】
撮像系でも投影系の光の広がり角α毎に画像を取得できればよい。そうすれば、投影系でそのまま撮像できる。
【００５４】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態の投影撮像装置について説明する。第３の実施形態は凹型の投影撮像装置である。
【００５５】
凹型の投影撮像装置とは、図９の右図に示すように円筒型の空間を考えて、前記円筒形の空間の内側にいる観察者が、前記円筒形の３６０度の外周の三次元立体画像を観察することができる投影系と、前記円筒形の空間の内周の被写体を撮像することが撮像系とを実現できる。図９中の灰色が投影像で、遠くの景色を含めた外周３６０度が投影できる。撮像系は内部全てを撮像する。このとき、対面しながら投影を行えば投影している背景ごと撮像できる。なお、円筒形の空間とは、円筒形の回転光学系装置５０によって実現できる。以下、この凹型の投影撮像装置を簡単に「凹型装置」という。
【００５６】
図１３〜１５に凹型装置を説明する図を示す。
【００５７】
円筒形の回転光学系装置５０内部に観察者が入るため、頭上にプロジェクター１０とカメラ２０が配置され、凸型装置と同様に回転可能な軸反射ミラー３０と、レンキュラシートとプリズムシートと反射ミラーが一体的に設置された投影用ミラー４３と、プリズムシートと反射ミラーが一体的に設置された撮像用ミラー４４で構成される。
【００５８】
投影用ミラー４３と撮像用ミラー４４は、回転可能で軸反射ミラー３０の２倍の速度で回転する。こうすることでプロジェクター１０の光が回転に合わせてそれぞれ投影用ミラー４３に届く。
【００５９】
凸型装置との違いは、プリズムシートが１段前の投影用ミラー４３と撮像用ミラー４４に設置されていることである。
【００６０】
なお、もう一段、反射ミラーは回転軸６０を中心とする円周上に入れ、その反射ミラー上にプリズムシート７０を配置することもできる。
【００６１】
（変換装置２００の説明）
上記で説明した凸型装置と凹型装置とを通信回線で結ぶ通信システムの概念を図７に示す。図８に示すようにお互いを通信回線で結び映像の入出力を行う。
【００６２】
凹型装置内部に入り、通信相手の凸型装置を指定すると、凹型装置内の利用者を撮像し凸型装置に送信される。
【００６３】
受信した凸型装置に凹型装置内部の映像が映し出される。
【００６４】
それと同時に凸型装置外周の映像を撮像し、凹型装置に送信する。凹型装置では凸型装置外周の映像を受信し凹型装置の外周に映し出すことができる。
【００６５】
このように通信が行われれば、図７と図９に示すように、利用者がお互いに装置の壁を気にせずに通信ができ、まるでＢ地点の利用者が視覚的にはＡ地点に移動したことと同様の感覚をえることができる。
【００６６】
凸型装置と凹型装置は互いに共役関係であり互いに凹型装置同士や凸型装置同士の通信には向かない。その理由は、取得できる情報に欠落が多く完全に再生できることが難しいことや情報通信する前に映像フォーマットを変換する信号処理が必要になり、信号処理速度が情報通信に大きな負荷を与えることがある。
【００６７】
そこで、凸型装置を凹型装置に変換し、また、凹型装置を凸型装置に変換する変換装置２００の実施形態を順番に説明する。
【００６８】
［第１の実施形態］
第１の実施形態の変換装置２００を図２０〜図２４に基づいて説明する。
【００６９】
（１）投影系の範囲変更
本実施形態の変換装置２００は、凸型装置３００の投影系を凹型装置の投影系に変換する装置である。
【００７０】
図２０は変換装置２００の説明図であり、図２１は側面図であり、図２２は平面図である。図２３は１枚の短冊ミラー２０８の拡大図である。
【００７１】
図２０に示すように、円筒状の凸型装置３００の外周に円筒プリズム装置２０２を被せる。この円筒プリズム装置２０２は、凸型装置３００からの投影光を斜め下方に偏向するために複数のプリズムからなり、縦方向において図２２に示すようにプリズムシート２０４を構成している。
【００７２】
そして、円筒プリズム装置２０２からの光を内周側に偏向するために円筒ミラー装置２０６を円筒プリズム装置２０２の下方に配する。この円筒ミラー装置２０６は、図２１に示すように、短冊ミラー２０８を円周上に配し、各短冊ミラー２０８が水平な軸を中心に所定の角度に回動可能に取り付けられている。
【００７３】
図２３は短冊ミラー２０８の側面図であり、θiを入射角、θoを反射角、θｒを短冊ミラー２０８の法線に対する反射角、θｍを短冊ミラー２０８の傾きとする角度配置とし、垂直の軸（ｙ軸）を基準に反時計回りを正とすると、次の（１）（２）式が成り立つ。
【００７４】
θi＋２θｒ＝θo    ・・・（１）
θi＋θｒ−θm＝π／２    ・・・（２）
これらを解くことで、短冊ミラー２０８の角度θmは次式のようになる。
【００７５】
θｍ＝（θo＋θi−π）／２    ・・・（３）
θoをπ／２とすると次式が求まる。
【００７６】
θｍ＝θi／２＋π／４    ・・・（４）
これらの式のよう入射角に対する観察者の角度をあわせることによって観察者方向に凸型装置３００の投影光を向けることができる。
【００７７】
そして、このような角度に設置することにより下方に出射された表示の光が水平になり内側から外側を広範囲に観察することができる。
【００７８】
（２）撮像系の範囲変更
凸型装置３００の投影系について凸型を凹型に変換する場合を説明したが、変換装置２００は撮像系でも同様に凸型を凹型に変換できる。
【００７９】
すなわち、凸型装置３００は、外周の被写体を撮像する構造のため、これを内周にある被写体を撮像するように変換する必要がある。
【００８０】
そのため、円筒プリズム装置２０２の内部に被写体を収納して、円筒プリズム装置２０２によって内周にある被写体からの光を下方斜め方向に偏向する。
【００８１】
円筒ミラー装置２０６は、円筒プリズム装置２０２からの光を内周側に偏向して、これを凸型装置３００が撮像する。
【００８２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の変換装置２００を図２５〜図２６に基づいて説明する。
【００８３】
第１の実施形態のように凸型を凹型に変換する変換装置２００をつけたままでも、凸型に再び変更できる。
【００８４】
図２４に短冊ミラー２０８が回転する状態、図２５に回転後の図を示す。ちょうどブラインドを回転するように短冊ミラー２０８を回転させて、図２５のような状態に短冊ミラー２０８を向けることによって、映像を外周より観察できる。
【００８５】
図２６に短冊ミラー２０８１枚の拡大図を示す。θiを入射角、θoを反射角、θｒを短冊ミラー２０８の法線に対する反射角、θｍを短冊ミラー２０８の傾きとする角度配置とし、垂直の軸（ｙ軸）を基準に反時計回りを正とすると、式（１）、式（２）が第１の実施形態と同様に成り立つ。第２の実施形態ではθoを負の角度に設定すればよい。
【００８６】
θoを−π／２とすると次式が求まる。
【００８７】
θｍ＝θi／２−３π／４    ・・・（４）
短冊ミラー２０８を回転させ図２６で示すような角度に設置すれば変換装置２００を外すことなく表示範囲を外側に向けることができる。
【００８８】
［第３の実施形態］
第３の実施形態の変換装置２００を図２７〜図２８に基づいて説明する。
【００８９】
すなわち、第１の実施形態では、円筒プリズム装置２０２と円筒ミラー装置２０６とを用いて凸型装置３００の全周囲に配置していたが、本実施形態では、プリズムシート２０４と短冊ミラー２０８を回転させることによって全周囲をカバーする。これらのプリズムシート２０４と短冊ミラー２０８は回転角速度をあわせれば全周囲配置したことと同様となる。
【００９０】
図２７に示すように、本実施形態の変換装置２００はプリズムシート２０４と短冊ミラー２０８を回転軸６０を中心に回転させる。
【００９１】
なお、図２８に示すように、第２の実施形態で説明した短冊ミラー２０８の角度を変えられる方法を用いれば、投影光が外周から利用できる。
【００９２】
［第４の実施形態］
第４の実施形態の変換装置２００を図２９に基づいて説明する。
【００９３】
本実施形態の変換装置２００では、図２９に示すように、短冊ミラー２０８を収納可能にしたものである。
【００９４】
また、短冊ミラー２０８をブラインドのように折りたたむこともできる。短冊ミラー２０８の間隔を保つために配置されるワイヤーをたくし上げることで収納できる。さらに、図２９に示すように保護フィルム２１４を張ることで短冊ミラー２０８の面を傷つけないようにできる。
【００９５】
このようにすることで収納時は省スペースを実現できる。
【００９６】
［第５の実施形態］
第５の実施形態の変換装置２００を図３０〜図３２に基づいて説明する。
【００９７】
本実施形態の変換装置２００は、図３０に示すように凸型装置３００を凹型装置に変換する装置である。
【００９８】
本実施形態では、光を偏向するためにプリズムシート２１０と反射材２１２を用いる。このようにすることでプリズムシート２１０を通った光が反射し、観察者方向に光を曲げるとことができる。
【００９９】
プリズムの効果について図３１に示す。プリズム２１６によって曲げられた光を同じ頂角のプリズム２１８を同じ角度で頂点を逆にして用いれば最初に入射した同じ方向に戻る。反射材２１２を用いても同じことができ、変換装置２００の内側に１８０度偏向し、光を変えることができる。
【０１００】
図３２の側面図は、第２の実施形態に対応する変換装置２００であり、外周から利用するものである。
【０１０１】
図３２の示すように反射材２１２の効果を失わせることができれば第２の実施形態のように外周からの利用ができる。
【０１０２】
反射の効果をなくすことは液体金属（水銀など）を界面に詰めておき、その液体を抜く若しくは透明の液体と交換することによって実現できる。
【０１０３】
また、屈折率の低い気体で充満させることで全反射をさせ、プリズムとほぼ等しい屈折率の液体をつめることで、透過させることもできる。
【０１０４】
さらに、電極などで充満させた液体に熱をかけ、気化させて同様の液体を交換させる効果をさせることもできる。
【０１０５】
［第６の実施形態］
第６の実施形態の変換装置２００を図３３〜図３６に基づいて説明する。
【０１０６】
（１）投影系の範囲変更
本実施形態の変換装置２００は、凹型装置４００の投影系を凸型装置の投影系に変換する装置である。
【０１０７】
図３５、図３６に側面図、図３３、図３４に平面図を示す。いままで説明した第１〜５の実施形態と同様に内側へ射出する光を外周に変えることができる。
【０１０８】
図３３で示すように、第３の実施形態と同様に回転させることもできる。
【０１０９】
図３４に示すように、第１の実施形態と同様に円筒形の偏向素子を用いることもできる。
【０１１０】
図３５で示すように、第１の実施形態と同様に短冊ミラー２０８を用いることもできる。
【０１１１】
図３６で示すように、第５の実施形態と同様に反射材２１２とプリズムシート２１０を用いることもできる。
【０１１２】
短冊ミラー２０８であれば、図２９のように収納することもできる。
【０１１３】
（２）撮像系の範囲変更
凹型装置４００の投影系について凹型を凸型に変換する場合を説明したが、変換装置２００は撮像系でも同様に凹型を凸型に変換できる。
【０１１４】
すなわち、凹型装置４００は、内周の被写体を撮像する構造のため、これを外周を撮像するように変換する必要がある。
【０１１５】
そのため、円筒プリズム装置２０２によって外部からの光を下方斜め方向に偏向する。
【０１１６】
円筒ミラー装置２０６は、円筒プリズム装置２０２からの光を外周側に偏向して、これを凹型装置４００が撮像する。
【０１１７】
［変更例］
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【０１１８】
上記実施形態の円筒プリズム装置２０２に代えて、短冊ミラー２０８を円筒状に構成して、凸型装置３００の投影光を円筒ミラー装置２０６に偏向することもできる。
【０１１９】
上記実施形態では、偏向素子は反射を用いる短冊ミラー２０８、屈折を用いるプリズムを説明してきた。同様に回折光学素子であるホログラムを用いることもできる。
【０１２０】
回折光学素子の場合、波長によって分光することが知られている。波長による分光を補正するために、分散の異なる媒質のプリズムと併用したり、波長選択性の高い回折光学素子を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の第１の実施形態の投影撮像装置の構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態の投影撮像装置の構成を示す平面図である。
【図３】第１の実施形態の投影撮像装置の構成を示す側面図である。
【図４】第１の実施形態の拡散面を傾けた投影撮像装置の構成を示す側面図である。
【図５】第１の実施形態の垂直方向に複数台のプロジェクターを配置した投影撮像装置の構成を示す側面図である。
【図６】第１の実施形態の射出瞳を水平方向にずらしたプロジェクターを配置を示す図である。
【図７】第４の実施形態の円筒形の偏向素子を用いた投影撮像装置の構成を示す斜視図である。
【図８】第７の実施形態の情報通信システムをあらわすブロック図である。
【図９】凸型装置と凹型装置の通信による情報通信システムの概念図である。
【図１０】第２の実施形態の凸型装置の平面図である。
【図１１】第２の実施形態の凸型装置の側面図である。
【図１２】第２の実施形態の凸型装置の鳥瞰図である。
【図１３】第３の実施形態の凹型装置の平面図である。
【図１４】第３の実施形態の凹型装置の側面図である。
【図１５】第３の実施形態の凹型装置の鳥瞰図である。
【図１６】第２の実施形態の凸型装置の回転を説明する鳥瞰図である。
【図１７】第２の実施形態の凸型装置の回転を説明する平面図である。
【図１８】第２の実施形態の凸型装置の回転を説明する平面図である。
【図１９】第２の実施形態の凸型装置の回転を説明する鳥瞰図である。
【図２０】第１の実施形態の変換装置の構成を示す斜視図である。
【図２１】第１の実施形態の短冊ミラーによる表示範囲変更を説明する平面図である。
【図２２】第１の実施形態の変換装置の構成を示す側面図である。
【図２３】第１の実施形態の変換装置の構成を示す拡大図である。
【図２４】第２の実施形態の短冊ミラーが回転することを説明する側面図である。
【図２５】第２の実施形態の変換装置の凸凹凸変換を説明する側面図である。
【図２６】第２の実施形態の変換装置の構成を示す拡大図である。
【図２７】第３の実施形態の回転による表示範囲変更を説明する平面図である。
【図２８】第３の実施形態の回転による凸凹凸を説明する平面図である。
【図２９】第４の実施形態の収納可能な短冊ミラーの説明図である。
【図３０】第５の実施形態の変換装置の構成を示す側面図である。
【図３１】第５の実施形態のプリズムの偏向を説明する図である。
【図３２】第５の実施形態の変換装置の凸凹凸変換を説明する側面図である。
【図３３】第６の実施形態の回転による凹凸変換を説明する平面図である。
【図３４】第６の実施形態の凹凸変換を説明する平面図である。
【図３５】第６の実施形態の凹凸変換を説明する側面図である。
【図３６】第６の実施形態の凹凸変換を説明する側面図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  プロジェクター
２０  カメラ
３０  反射ミラー
４０  レンチキュラシート
５０  回転光学系装置
６０  回転軸
７０  プリズムシート
２００    変換装置
２０２    円筒プリズム装置
２０４    プリズムシート
２０６    円筒ミラー装置
２０８    短冊ミラー
３００    凸型装置
４００    凹型装置
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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