情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラム
【課題】共通の投影領域に存在する複数の投影面に対して、それぞれ焦点が合った映像を投影する。
【解決手段】共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の映像投影装置１が設けられ、情報提示装置１の位置算出部４は、撮像装置３から得られた撮像画像から上記投影領域内に存在する物体の投影面の位置を検出する。また、距離算出部１０は、距離計測装置９から上記物体の投影面までの距離情報を取得し、取得された距離情報をもとに各映像投影装置１から物体の投影面までの距離を算出する。映像投影装置選択部５は、上記算出された距離情報に基づいて、複数の映像投影装置のうち物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する映像投影装置を選択する。そして、位置算出部４から得られる物体の投影面の位置情報をもとに、選択された映像投影装置１に映像保持部７から入力される映像を物体の投影面に対して投影させる。
【解決手段】共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の映像投影装置１が設けられ、情報提示装置１の位置算出部４は、撮像装置３から得られた撮像画像から上記投影領域内に存在する物体の投影面の位置を検出する。また、距離算出部１０は、距離計測装置９から上記物体の投影面までの距離情報を取得し、取得された距離情報をもとに各映像投影装置１から物体の投影面までの距離を算出する。映像投影装置選択部５は、上記算出された距離情報に基づいて、複数の映像投影装置のうち物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する映像投影装置を選択する。そして、位置算出部４から得られる物体の投影面の位置情報をもとに、選択された映像投影装置１に映像保持部７から入力される映像を物体の投影面に対して投影させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、投影装置を用いて投影面に情報を提示する情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、プロジェクタなどの投影装置により映像を投影し情報を提供する環境が整いつつある。そこで様々な箇所へ映像を投影するため、凸凹面に歪まない映像を投影する技術や、黒板など色のついた投影面へ正しい色で映像を表示する技術が開発されている。
【０００３】
また、プロジェクタにより映像を投影する情報提示装置において、ユーザの体の特定部位を検出することで、その特定部位に映像を投影する情報提示装置が発明されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】石井陽子、小林稔、中山彰、細田真道、“情報との出会いを演出する手の平表示インタフェース”、信学技報、ＭＶＥ−２００５−４２、Ｓｅｐ．２００５、社団法人電子情報通信学会、ｐｐ．８９−９３
【０００５】
【非特許文献２】Yalin Xiong，Steven A.Shafer：“Depth from Focusing and Defocusing”，proceedings CVPR，ｐｐ．６８−７３，New York City，１９９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような情報提示装置では、複数の特定部位が検出され、プロジェクタから各特定部位までの距離がそれぞれ異なる場合に映像を投影すると、ある部位では焦点（ピント）が外れてしまう。このため、ある部位では、ぼやけてはっきりしない映像が表示される場合がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、共通の投影領域に存在する複数の投影面に対して、それぞれ焦点が合った映像を投影することができる情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためにこの発明に関わる情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラムは、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置により情報を映像として投影し提示する情報提示装置であって、前記投影領域内に存在する物体を検出する検出手段と、前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得する距離取得手段と、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第１の投影装置を選択する選択手段と、前記選択された第１の投影装置に前記物体の投影面に向けて前記映像を投影させる投影制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
上記構成では、検出された物体の投影面に対して、最適な投写距離を有する投影装置を選択するようにしている。したがってこの発明によれば、投影領域に複数の投影面が存在する場合でも、それぞれの投影面に対してピントが合ったはっきりした映像が提示される。これにより、例えば、プロジェクタで投影される文字や画像等の視認性を向上することが可能となる。
【００１０】
また、この発明の情報提示装置は、次のような各種構成を備えることも特徴とする。
第１の構成は、前記投影制御手段は、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記複数の投影装置の輝度をそれぞれ変更する輝度変更手段とを備え、前記判定手段により、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記輝度変更手段により前記第１の投影装置及び第２の投影装置の輝度を変更するようにする。
【００１１】
このように構成することにより、例えば、物体の投影面が動的に移動している状態で映像を投影する投影装置を第１の投影装置から第２の投影装置に切り替える必要がある場合に、第１の投影装置と第２の投影装置とで輝度を徐々に変更して映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。
【００１２】
第２の構成は、前記投影制御手段は、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記複数の投影装置の色度をそれぞれ変更する色度変更手段とを備え、前記判定手段により、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記色度変更手段により前記第１の投影装置及び第２の投影装置の色度を変更するものである。
【００１３】
このように構成することにより、例えば、物体の投影面が動的に移動している状態で映像を投影する投影装置を第１の投影装置から第２の投影装置に切り替える必要がある場合に、第１の投影装置と第２の投影装置とで色度を徐々に変更して映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。
【００１４】
第３の構成は、前記距離取得手段は、前記複数の投影装置に前記共通の投影領域に向けて、前記複数の投影装置毎に識別可能な識別画像を投影させる手段と、前記複数の投影装置により識別画像が投影された状態で前記共通の投影領域が撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記撮像画像からぼけ具合を検出するぼけ検出手段とを備え、前記検出されたぼけ具合をもとに前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得することを特徴する。
このように構成することで、基準位置から検出された物体の投影面までの距離を測定するために、ステレオカメラや音波距離測定装置等の新たなデバイスを必要としないため、簡易な構成で実現することが可能となる。
【００１５】
第４の構成は、前記距離取得手段は、前記複数の投影装置に前記共通の投影領域に向けて、前記複数の投影装置毎に識別可能な識別画像を投影させる手段と、前記複数の投影装置により識別画像が投影された状態で前記共通の投影領域が撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記撮像画像から識別画像の輪郭情報を検出する輪郭検出手段とを備え、前記検出された輪郭情報をもとに前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得するようにする。
このように構成しても、基準位置から検出された物体の投影面までの距離を測定するために、ステレオカメラや音波距離測定装置等の新たなデバイスを必要としないため、簡易な構成で実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
要するにこの発明によれば、共通の投影領域に存在する複数の投影面に対して、それぞれ焦点が合った映像を投影することができる情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態は、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置が設けられ、情報提示装置は、上記投影領域内に存在する物体を検出し、基準位置から検出された物体の投影面までの距離情報を算出し、算出された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する投影装置を選択するものである。
【００１８】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる情報提示装置の構成を示すブロック図である。
情報提示装置１０１は、位置算出部４と映像投影装置選択部５と複数の映像保持部７と距離算出部１０とを備える。また、情報提示装置１０１には、複数の映像投影装置１と、撮像装置３と、距離計測装置９とが接続されている。なお、映像保持部７は、映像投影装置１と同数設けられる。複数の映像投影装置１は、共通の投影領域に向けて基準位置からそれぞれ異なる焦点、すなわち、異なる投写距離を有するように設置され、各映像保持部７から供給される映像データをもとに、上記共通の投影領域に対して映像を投影する。撮像装置３は、映像投影装置１が提示する映像の投影領域を撮像し、撮像された映像データを位置算出部４に送信している。距離計測装置９は、距離計測装置９から検出された物体の投影面までの距離を計測する。
【００１９】
情報提示装置１０１の位置算出部４は、撮像装置３から供給される映像データを差分処理し、物体が形成する投影面の個数と大きさとを検出する。位置算出部４は、検出された投影面のモーメントを求め物体の中心位置を検出する。位置算出部４は、投影面の個数と大きさと中心位置の情報を距離算出部１０と映像投影装置選択部５とへそれぞれ送信する。また、距離算出部１０は、距離計測装置９から物体の投影面までの距離情報を距離計測装置９から受け取り、この距離情報と、予め求められている距離計測装置９と複数の映像投影装置１と間のそれぞれの距離情報から、物体の投影面から各映像投影装置１の間の距離をそれぞれ算出する。そして、距離算出部１０は、算出された距離情報を映像投影装置選択部５へ送信する。
【００２０】
映像投影装置選択部５は、位置算出部４及び距離算出部１０から送られる情報に基づいて映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が最小となる映像投影装置を当該映像投影面に映像を投影する映像投影装置として選択する。そして、映像投影装置選択部５は、各映像投影装置１に対して、映像を投影するか否かの指示情報を各映像保持部７を介してそれぞれ送信する。映像保持部７は、映像投影装置選択部５から映像を投影する指示を受けた場合、各映像投影装置１に対し、映像投影指示と共に予め保持している映像情報を送信する。映像投影指示を受けた映像投影装置１は、予め設定された投写距離で指定された物体の投影面に向けて映像を投影する。
【００２１】
図２は、情報提示装置１０１の実装例を示す概略構成図である。映像投影装置１は、４つのプロジェクタ２３，２４，２５，２６として実装する。プロジェクタ２３〜２６は、互いに異なる投写距離を有するように設定される。例えば、プロジェクタ２３は最も短い投写距離を有し、順にプロジェクタ２４、プロジェクタ２５と徐々に長い投写距離を有し、プロジェクタ２６が最も長い投写距離を有するようにする。それぞれの投写距離をＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とすると、各投写距離は次の式で表される。
Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４
また、同図に示すように、プロジェクタ２３〜２６は、床面に向けて映像を投影するものとし、それぞれほぼ同じ領域内に映像を投影できるように設置される。また、最も長い投写距離を有するプロジェクタ２６が床面に焦点が合うように設定されているものとする。
【００２２】
一方、位置算出部４、距離算出部１０、及び映像投影装置選択部５は、制御プログラムとしてパーソナル・コンピュータ等の計算機２１内に実装されている。また、映像保持部７は、プロジェクタ２３〜２６と同数設けられ、制御プログラムとして計算機２２内にそれぞれ実装される。プロジェクタ２３〜２６は、計算機２２に接続され、さらに計算機２１と計算機２２との間が接続されている。
【００２３】
また、撮像装置３にはビデオカメラ２０を用いる。ビデオカメラ２０は、計算機２１に接続され、上記プロジェクタ２３〜２６により映像が投影される領域内を全て撮像できる位置に設置される。距離計測装置９は、２眼ステレオカメラ２７で構成され、計算機２１に接続される。２眼ステレオカメラ２７からは、間隔をおいた２つのカメラから撮像される画像情報が得られ、この画像情報の誤差、いわゆる視差を測定することにより、物体との距離を測定することができる。２眼ステレオカメラ２７も上記ビデオカメラ２０と同様に、プロジェクタ２３〜２６により映像が投影される領域内を全て撮像できる位置に設置する。
【００２４】
次に、このように構成される情報提示装置１０１の動作について説明する。図３は、情報提示装置１０１の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、映像が投影される物体の投影面として、人の手の平と床面を対象とする。
ステップＳ３ａにおいて、プロジェクタ２６から床面に対して焦点（ピント）の合う映像を投影範囲全体に投影している。この状態で、プロジェクタ２３〜２６の投影範囲内に人が侵入し、例えばプロジェクタ２４の投写距離の投影面上に手の平を差し出すと、その映像がビデオカメラ２０により撮像され、計算機２１に入力される。
【００２５】
先ず、計算機２１は、ステップＳ３ｂにおいて、上記入力される撮像映像から背景差分抽出処理により人体を抽出する。人体が抽出されると、ステップＳ３ｃに移行し、計算機２１は、位置算出部４において、抽出された人体の中から、予め定められた閾値を満たす大きさの肌色領域を抽出することでその領域を手の平として検出し、手の平の大きさ、位置、個数を求める。
【００２６】
次に、ステップＳ３ｄにより、２眼ステレオカメラ２７はプロジェクタ２３〜２６の投影領域内を２つのカメラで撮像し、それぞれ得られた映像の特徴点を抽出することで、２眼ステレオカメラ２７から手の平までの距離を計測する。さらに、ステップＳ３ｅにより、２眼ステレオカメラ２７と各プロジェクタ２３〜２６との位置関係よりプロジェクタ２３〜２６の設置されている基準位置から手の平の位置までの距離をそれぞれ算出する。そして、ステップＳ３ｆにおいて、計算機２１は、算出された距離情報をもとに、映像投影装置選択部５により映像を投影するプロジェクタを決定する。映像投影装置選択部５は、プロジェクタから映像投影面、すなわち、手の平までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が最小となるプロジェクタ２４を手の平に映像を投影するプロジェクタとして選択する。
【００２７】
一方、計算機２２は、計算機２１から映像を投影すべき手の平の大きさと位置の情報と、上記選択されたプロジェクタの選択情報とを受け取る。そして、ステップＳ３ｇにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ２６に映像を供給する映像保持部７において手の平の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ２６に投影させる。また、ステップＳ３ｈにおいて、計算機２２は、投影指示を受けたプロジェクタ２４から手の平の領域に映像を投影させる。手の平へ映像を投影する際、プロジェクタ２４の映像は、手の平の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ２４から投影される映像が手の平からはみ出し、プロジェクタ２６から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００２８】
そして、ステップＳ３ｉにおいて、検出された手の平がまだあるか否かを判定し、あると判定された場合には、ステップＳ３ｄに移行して、上記処理を繰り返す。また、検出されたすべての手の平に対して映像が提示されると、ステップＳ３ｊに移行して提示処理を繰り返すか否かの判定を行う。ステップＳ３ｊにおいて提示処理の終了指示が通知されるまで、上記処理を繰り返し行う。
【００２９】
上述したように、第１の実施形態では、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の映像投影装置１が設けられ、情報提示装置１の位置算出部４は、撮像装置３から得られた撮像画像から上記投影領域内に存在する物体の投影面の位置を検出する。また、距離算出部１０は、距離計測装置９から上記物体の投影面までの距離情報を取得し、取得された距離情報をもとに各映像投影装置１から物体の投影面までの距離を算出する。映像投影装置選択部５は、上記算出された距離情報に基づいて、複数の映像投影装置のうち物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する映像投影装置を選択する。そして、位置算出部４から得られる物体の投影面の位置情報をもとに、選択された映像投影装置１に映像保持部７から入力される映像を物体の投影面に対して投影させるようにしている。
【００３０】
したがって上記第１の実施形態によれば、検出された物体の投影面に対して、最適な投写距離を有する投影装置を選択するようにしている。このように構成することで、投影領域に複数の投影面が存在する場合でも、それぞれの投影面に対してピントが合ったはっきりした映像が提示される。これにより、例えば、プロジェクタで投影される文字や画像等の視認性を向上することが可能となる。
なお、上記第１の実施形態では、計算機２１，２２の２台の計算機を用いたが、１台の計算機に位置算出部４、映像投影装置選択部５、映像保持部７、及び距離算出部１０を実装するように構成してもよい。
【００３１】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態は、上記第１の実施形態で述べた情報提示装置に、さらに輝度変更部を備えることで、例えば、映像投影面が移動している場合に、移動距離に応じて映像投影装置から投影する映像の輝度を変化させて映像を投影させるようにするものである。
図４は、この発明の第２の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図である。なお、上記第１の実施形態の図１と同一構成の部分には同一符号を付し、詳細な説明については省略する。
【００３２】
情報提示装置１０２は、上記第１の実施形態で述べた位置算出部４と、映像投影装置選択部５と、映像保持部７と、距離算出部１０とに加え、さらに輝度変更部６を備える。
輝度変更部６は、映像投影装置選択部５から各映像投影装置１が映像を投影するか否かの指示情報と映像を投影する面の位置、大きさ、個数、及び映像投影装置までの距離情報を受け取る。輝度変更部６は、映像投影装置選択部５から送られた情報に基づいて、映像を投影する映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が予め定められた閾値以上である場合に、投影する映像の輝度を変化させる。
【００３３】
また、輝度変更部６は、映像を投影する映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が予め定められた閾値以上である場合、映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が次に小さい映像投影装置からも映像を提示するように映像投影装置選択部５から送られた指示情報を変更するとともに、投影する映像の輝度を変更する。輝度変更部６は、決定した輝度の情報と、映像を提示するか否かの命令を映像保持部７へそれぞれ送信する。映像保持部７は、映像を提示する指示を輝度変更部６から受けた場合、保持している映像を指定された輝度に変更した上で映像投影装置１へそれぞれ送信する。映像投影指示を受けた映像投影装置１は、予め設定された投写距離で指定された投影面に向けて映像を投影する。
【００３４】
次に、このように構成される情報提示装置１０２の動作について説明する。図５は、情報提示装置１０２の動作手順とその内容を示すフローチャートである。また、情報提示装置１０２の実装例として前記図２に示した概略構成図を用いる。輝度変更部６は、計算機２１に設けられる。なお、本実施形態では、映像が投影される物体の投影面として、人の手の平と床面を対象とし、手の平は、プロジェクタ２４が形成する投影面とプロジェクタ２５が形成する投影面との間で、なおかつ、プロジェクタ２５が形成する投影面よりプロジェクタ２４が形成する投影面に近い位置に差し出されたものとする。また、図５において、ステップＳ５ａ〜Ｓ５ｅ及びステップＳ５ｋ〜Ｓ５ｌの処理は、上記第１の実施形態における図３のステップＳ３ａ〜Ｓ３ｅ及びＳ３ｉ〜Ｓ３ｊの処理と同様であるため説明を省略し、ここでは、ステップＳ５ｆ〜Ｓ５ｈの処理について詳しく説明する。
【００３５】
ステップＳ５ｆにおいて、映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４についてプロジェクタ２４から投影面までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差が所定の閾値を超えているか否かを判定する。この判定において、手の平である投影面までの距離と投写距離との差が所定の閾値を超えないと判定された場合は、ステップＳ５ｈに移行して映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４を映像を提示するプロジェクタとして決定する。一方、ステップＳ５ｆの判定において投影面までの距離と投写距離との差が所定の閾値を超えると判定された場合は、ステップＳ５ｇに移行して輝度変更処理を行う。
【００３６】
ここで、輝度変更部６の詳しい動作手順について説明する。
計算機２１は、映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４から手の平までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差（絶対値）が予め定められた所定の閾値以上である場合、プロジェクタ２４から手の平までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差（絶対値）が大きくなるに従い、投影する映像の輝度を下げる指示を計算機２２へ送信する。それと同時に計算機２１は、プロジェクタから手の平までの距離とプロジェクタの投写距離との差（絶対値）が次に小さい別のプロジェクタ（ここでは、プロジェクタ２５）の輝度を変更する命令を計算機２２へ送信する。計算機２１は、プロジェクタ２５から手の平までの距離とプロジェクタ２５の投写距離との差（絶対値）が小さくなるに従い、投影する映像の輝度を上げるように、計算機２２へ指示を送信する。
【００３７】
つまり、計算機２２は、プロジェクタ２４及び２５が投影面に投影する映像をＨＳＶ変換により、各成分に分解し、その中からＶ成分（明度：Value of Brightness）である輝度情報を抽出する。そして、抽出したＶ成分を変更した映像を生成し、投影する映像とする。プロジェクタ２４の投写距離に丁度合致する位置にある手の平へは、輝度１（＝元画像の輝度：輝度０とは輝度のまったくない暗い画像を指す）の映像をプロジェクタ２４から投影し、手の平がプロジェクタ２４の投写距離に合致する位置から徐々に離れるにつれ、その離れた距離が所定の閾値を超えるとプロジェクタ２４から手の平に投影する映像の輝度を０．９、０．８、０．７と下げて行く。それと同時にプロジェクタから手の平までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が次に小さい別のプロジェクタ２５からも同じ映像を手の平へ投影しはじめ、その輝度を０．１、０．２、０．３と徐々に上げる。手の平がさらにプロジェクタ２５の投写距離に合致する位置に近づき、ある閾値を超えると、プロジェクタ２４から映像を投影することをやめ、プロジェクタ２５のみから輝度１の映像を手の平へ投影する。映像投影面が動的に移動している状態で映像を投影するプロジェクタを切り替える必要がある場合、この様に輝度を変更しながら映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。輝度は次の式を満たしながら変化する。
【００３８】
Ａｔ＋Ｂｔ＝１
ただし、０≦｜Ａｔ｜≦１，０≦｜Ｂｔ｜≦１
Ａｔ：プロジェクタＡより投影されている映像の輝度
Ｂｔ：プロジェクタＢより投影されている映像の輝度
計算機２２は、計算機２１から映像を投影すべき手の平の大きさと位置の情報と、どのプロジェクタからどの程度の輝度の映像を投影するかを表す指示情報を受け取る。そして、ステップＳ５ｉにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ２６に映像を供給する映像保持部７において手の平の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ２６に投影させる。また、ステップＳ５ｊにおいて、計算機２２は、映像投影指示を受けたプロジェクタ２４，２５から、それぞれ輝度を変化させた映像を投影する。手の平へ映像を投影する際、プロジェクタ２４の映像は、手の平の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ２４から投影される映像が手の平からはみ出し、プロジェクタ２６から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００３９】
このように、第２の実施形態では、情報提示装置１０２に輝度変更部６を設け、映像投影面が動的に移動している状態で映像を投影するプロジェクタを切り替える必要がある場合に、投影しているプロジェクタと切り替えるプロジェクタで輝度を徐々に変更して映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。
【００４０】
（第３の実施形態）
この発明の第３の実施形態は、上記第２の実施形態で述べた情報提示装置の輝度変更部を色度変更部に置き換えることで、例えば、映像投影面が移動している場合に、移動距離に応じて映像投影装置から投影する映像の色度を変化させて映像を投影させるようにするものである。
図６は、この発明の第３の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図である。なお、上記第１の実施形態の図１と同一構成の部分には同一符号を付し、詳細な説明については省略する。
【００４１】
情報提示装置１０３は、上記第１の実施形態で述べた位置算出部４と、映像投影装置選択部５と、映像保持部７と、距離算出部１０とに加え、さらに色度変更部１１を備える。
色度変更部１１は、映像投影装置選択部５から映像を投影するか否かの指示情報と映像を投影する面の位置、大きさ、個数、及び映像投影装置までの距離情報を受け取る。色度変更部１１は、映像投影装置選択部５から送られた情報に基づいて、映像を投影する映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が予め定められた閾値以上である場合に、投影する映像の色度を変化させる。
【００４２】
また、色度変更部１１は、映像を投影する映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が予め定められた閾値以上である場合、映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が次に小さい映像投影装置からも映像を提示するように映像投影装置選択部５から送られた指示情報を変更するとともに、投影する映像の色度を変更する。色度変更部１１は、決定した色度の情報と、映像を投影するか否かの命令を映像保持部７へそれぞれ送信する。映像保持部７は、映像を投影する指示を色度変更部１１から受けた場合、保持している映像を指定された色度に変更した上で映像投影装置１へそれぞれ送信する。映像投影指示を受けた映像投影装置１は、予め設定された投写距離で指定された投影面に向けて映像を投影する。
【００４３】
次に、以上のように構成される情報提示装置１０３の動作について説明する。図７は、情報提示装置１０３の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、映像が投影される物体の投影面として、人の手の平と床面を対象とし、手の平は、プロジェクタ２４が形成する投影面とプロジェクタ２５が形成する投影面との間で、なおかつ、プロジェクタ２５が形成する投影面よりプロジェクタ２４が形成する投影面に近い位置に差し出されたものとする。また、図７において、ステップＳ７ａ〜Ｓ７ｅ及びステップＳ７ｋ〜Ｓ７ｌの処理は、上記第１の実施形態における図３のステップＳ３ａ〜Ｓ３ｅ及びＳ３ｉ〜Ｓ３ｊの処理と同様であるため説明を省略し、ここでは、ステップＳ７ｆ〜Ｓ７ｈの処理について詳しく説明する。
【００４４】
ステップＳ７ｆにおいて、映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４についてプロジェクタ２４から投影面までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差が所定の閾値を超えているか否かを判定する。この判定において、手の平である投影面までの距離と投写距離との差が所定の閾値を超えないと判定された場合は、ステップＳ７ｈに移行して映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４を映像を提示するプロジェクタとして決定する。一方、ステップＳ７ｆの判定において投影面までの距離と投写距離との差が所定の閾値を超えると判定された場合は、ステップＳ７ｇに移行して色度変更処理を行う。
【００４５】
ここで、色度変更部１１の詳しい動作手順について説明する。
計算機２１は、映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４から手の平までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差（絶対値）が予め定められた所定の閾値以上である場合、プロジェクタ２４から手の平までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差（絶対値）が大きくなるに従い、投影する映像の色度を下げる指示を計算機２２へ送信する。それと同時に計算機２１は、プロジェクタから手の平までの距離とプロジェクタの投写距離との差（絶対値）が次に小さい別のプロジェクタ（ここでは、プロジェクタ２５）の色度を変更する命令を計算機２２へ送信する。計算機２１は、プロジェクタ２５から手の平までの距離とプロジェクタ２５の投写距離との差（絶対値）が小さくなるに従い、投影する映像の色度を上げるように、計算機２２へ指示を送信する。
【００４６】
つまり、計算機２２は、プロジェクタ２４及び２５が投影面に投影する映像をＨＳＶ変換により、各成分に分解し、その中からＨ成分（色相：Ｈｕｅ）である色度情報を抽出する。そして、抽出したＨ成分を変更した映像を生成し、投影する映像とする。プロジェクタ２４の投写距離に丁度合致する位置にある手の平へは、元画像の色度の映像をプロジェクタ２４から投影し、手の平がプロジェクタ２４の投写距離に合致する位置から徐々に離れるにつれ、その離れた距離が所定の閾値を超えるとプロジェクタ２４から手の平に投影する映像の色度を徐々に下げていく。下げる限界値は０までとする。それと同時にプロジェクタから手の平までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が次に小さい別のプロジェクタ２５からも同じ映像を手の平に投影しはじめ、その色度を徐々に上げる。上げる上限値は、現画像の色度の値までとする。手の平がさらにプロジェクタＢの投写距離に合致する位置に近づき、ある閾値を超えると、プロジェクタ２４から映像を投影することをやめ、プロジェクタ２５のみ元画像の色度を持つ映像を手の平へ投影する。映像投影面が動的に移動しているため映像を投影するプロジェクタを切り替える必要がある場合、この様に色度を変更しながら映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。色度は常にプラスの値を指すものとし、次の式を満たしながら変化する。
【００４７】
Ａｉ＋Ｂｉ＝Ｉ
ただし、０≦Ａｉ≦１、０≦Ｂｉ≦１
Ｉ：元画像が元々持つ色度
Ａｉ：プロジェクタＡより投影されている映像の色度
Ｂｉ：プロジェクタＢより投影されている映像の色度
計算機２２は、計算機２１から映像を投影すべき手の平の大きさと位置の情報と、どのプロジェクタからどの程度の色度の映像を投影するかを表す指示情報を受け取る。そして、ステップＳ５ｉにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ２６に映像を供給する映像保持部７において手の平の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ２６に投影させる。また、ステップＳ７ｊにおいて、計算機２２は、映像投影指示を受けたプロジェクタ２４，２５から、それぞれ色度を変化させた映像を投影する。手の平へ映像を投影する際、プロジェクタ２４の映像は、手の平の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ２４から投影される映像が手の平からはみ出し、プロジェクタ２６から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００４８】
このように、第３の実施形態では、情報提示装置１０２に色度変更部１１を設け、映像投影面が動的に移動している状態で映像を投影するプロジェクタを切り替える必要がある場合に、投影しているプロジェクタと切り替えるプロジェクタで色度を徐々に変更して映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。
【００４９】
（第４の実施形態）
この発明の第４の実施形態は、距離計測装置に音波距離測定装置を用いて物体の投影面までの距離を計測し、計測された距離情報から映像投影装置と物体の投影面との間の距離を算出するものである。
図８は、この発明の第４の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態において、映像投影装置１はプロジェクタ４１，４２，４３として実装する。プロジェクタ４１〜４３は、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離を有するように設置される。プロジェクタ４１は、最も近い投写距離を持ち、順にプロジェクタ４２、プロジェクタ４３と徐々に長い投写距離を持つ。それぞれの投写距離をＬ８，Ｌ９，Ｌ１０とすると、各投写距離は、次の式で表される。
【００５０】
Ｌ８＜Ｌ９＜Ｌ１０
プロジェクタ４１〜４３は、床面に向けて映像を投影するものとし、それぞれほぼ同じ領域内に映像を投影できるよう設置される。また、最も長い投写距離を有するプロジェクタ４３が床面に焦点が合うように設定されているものとする。
【００５１】
一方、位置算出部４、距離算出部１０、映像投影装置選択部５は制御プログラムとしてパーソナル・コンピュータ等の計算機４４内に実装されている。映像保持部７は、プロジェクタ４１〜４３と同数設けられ、制御プログラムとして計算機４５内に実装されている。プロジェクタ４１〜４３は、計算機４５に接続され、さらに計算機４４と計算機４５との間が接続されている。
【００５２】
また、撮像装置３にはビデオカメラ４６を用いる。ビデオカメラ４６は、計算機４４に接続され、上記プロジェクタ４１〜４３により映像が投影される領域内を全て撮像できる位置に設置される。距離計測装置９は、音波による音波距離測定装置４７を用いる。音波距離測定装置４７は、プロジェクタ４１〜４３で映像が投影されている領域内全てにおいて距離が計測できる位置に設置する。
【００５３】
次に、このように構成される第４の実施形態の情報提示装置の動作について説明する。図９は、情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、映像が投影される物体の投影面として、人の手の平と床面を対象とする。
ステップＳ９ａにおいて、プロジェクタ４３から床面に対して焦点（ピント）の合う映像を投影範囲全体に投影している。この状態で、プロジェクタ２３〜２６の投影範囲内を撮像し、その映像がビデオカメラ４６により撮像され、計算機４４に入力される。
【００５４】
次に、ステップＳ９ｂにおいて、計算機４４は、位置算出部４において、上記入力される撮像映像から画像処理により物体４８，４９を検出し、物体の大きさ、位置、個数を求める。音波距離測定装置４７は、ステップＳ９ｃにより、先ず、位置算出部４により求められた物体４８の位置へ向けて音波を発生させ、音の反射を計測することで音波距離測定装置４７から物体４８までの距離をそれぞれ測定する。
【００５５】
さらに、ステップＳ９ｄにより、音波距離測定装置４７と各プロジェクタ４１〜４３との位置関係よりプロジェクタ４１〜４３の設置されている基準位置から物体４８の投影面の位置までの距離をそれぞれ算出する。そして、ステップＳ９ｅにおいて、計算機４４は、算出された距離情報をもとに、映像投影装置選択部５により映像を投影するプロジェクタを決定する。映像投影装置選択部５は、プロジェクタから物体４８の投影面、すなわち、物体４８までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が最小となるプロジェクタ４１を物体４８に映像を投影するプロジェクタとして選択する。
【００５６】
一方、計算機４５は、計算機４４から映像を投影すべき物体４８の大きさと位置の情報と、上記選択されたプロジェクタの選択情報とを受け取る。そして、ステップＳ９ｆにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ４３に映像を供給する映像保持部７において物体４８の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ４３に投影させる。また、ステップＳ９ｇにおいて、計算機４５は、投影指示を受けたプロジェクタ４１から物体４８の領域に映像を投影させる。物体４８へ映像を投影する際、プロジェクタ４１の映像は、物体４８の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ４１から投影される映像が物体４８からはみ出し、プロジェクタ４３から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００５７】
そして、ステップＳ９ｈにおいて、検出された物体がまだあるか否かを判定し、あると判定された場合には、ステップＳ９ｃに移行して、上記処理を繰り返す。ここで、上記同様に、物体４９の投影面に対してもプロジェクタ４２から映像が投影される。また、検出されたすべての物体に対して映像が提示されると、ステップＳ９ｉに移行して提示処理を繰り返すか否かの判定を行う。ステップＳ９ｉにおいて提示処理の終了指示が通知されるまで、上記処理を繰り返し行う。
【００５８】
上記第４の実施形態では、距離計測装置９に音波距離測定装置４７を用いて物体の投影面までの距離を計測し、計測された距離情報から映像投影装置１と物体の投影面との間の距離を算出している。このように構成することで、投影されている映像に影響を与えることなく、物体の投影面までの距離を計測することが可能となる。
また、上記第４の実施形態では、計算機４４、４５の２台の計算機を用いたが、１台の計算機に位置算出部４、映像投影装置選択部５、映像保持部７、及び距離算出部１０を実装するように構成してもよい。
【００５９】
（第５の実施形態）
この発明の第５の実施形態は、距離計測装置に照明装置を用いて物体の投影面を照らし、この状態が撮像された撮像画像から得られる照度情報をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
図８は、この発明の第５の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態において、上記第４の実施形態の前記図８と同一構成部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。距離計測装置９として、照明装置５０を用いる。照明装置５０は、プロジェクタ４１〜４３により映像が投影されている領域内全てにおいて照明を当てられる位置に設置される。
【００６０】
次に、このように構成される第５の実施形態の情報提示装置の動作について説明する。図１１は、情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、図１１において、ステップＳ１１ａ〜Ｓ１１ｂ及びステップＳ１１ｅ〜Ｓ１１ｉの処理は、上記第４の実施形態における図９のステップＳ９ａ〜Ｓ９ｂ及びステップＳ９ｅ〜Ｓ９ｉの処理と同様であるため説明を省略し、ここでは、ステップＳ１１ｃ〜Ｓ１１ｄの処理について詳しく説明する。
【００６１】
ステップＳ１１ｃにおいて、情報提示装置は、位置算出部４により算出された物体４８，４９の位置情報から、照明装置５０はライトを点ける。ビデオカメラ４６は、物体４８，４９の位置の照度を撮影する。距離算出部１０は、得られた照度情報から照明装置５０から物体４８及び４９までの距離を算出する。さらに、ステップＳ１１ｄにおいて、照明装置５０とプロジェクタ４１〜４３との位置関係から、プロジェクタ４１〜４３と物体４８，４９までの距離をそれぞれ導き出す。計算機４４は、算出結果の距離情報から、映像投影装置選択部５により映像を投影するプロジェクタを決定する。
【００６２】
上記第５の実施形態では、距離計測装置９に照明装置５０を用いて物体の投影面を照らし、この状態をビデオカメラ４６により撮像した撮像画像から得られる照度情報をもとに物体の投影面までの距離を算出するようにしている。このように構成することで、簡易な構成で物体の投影面までの距離を計測することが可能となる。
【００６３】
（第６の実施形態）
この発明の第６の実施形態は、距離計測装置の替わりにぼけ検出技術を用いるもので、複数の投影装置に、投影装置毎に識別可能な識別画像を共通の投影領域に向けて投影させ、この状態が撮像された撮像画像からぼけ具合を検出し、検出されたぼけ具合をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
図１２は、この発明の第６の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態において、上記第４の実施形態の前記図８と同一構成部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。距離計測装置９としてぼけ検出部を用いる。ぼけ検出部は、ソフトウェアとして計算機４４に実装されている。ぼけ検出の処理には、例えば、非特許文献２に挙げるような、撮像画像を分析することでぼけ具合を求める手法などを用いる。
【００６４】
距離計測装置９は、プロジェクタ４１〜４３よりそれぞれ異なった色の映像を一度に投影させる。ビデオカメラ４６は、物体４８，４９に上記映像が投影された様子を撮像し、映像投影装置選択部５に入力する。映像投影装置選択部５は、この撮像画像から各色ごとにぼけ検出処理を行い、その中で最もはっきりとした映像を検出し、その映像の色に対応するプロジェクタを、プロジェクタから映像投影面までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が最小となるプロジェクタとして検出する。
【００６５】
次に、このように構成される第６の実施形態の情報提示装置の動作について説明する。図１３は、情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、図１３において、ステップＳ１３ａ〜Ｓ１３ｂ及びステップＳ１３ｆ〜Ｓ１３ｊの処理は、上記第４の実施形態における図９のステップＳ９ａ〜Ｓ９ｂ及びステップＳ９ｅ〜Ｓ９ｉの処理と同様であるため説明を省略し、ここでは、ステップＳ１３ｃ〜Ｓ１３ｅの処理について詳しく説明する。
【００６６】
ステップＳ１３ｃにおいて、距離計測装置９は、計算機４４は位置算出部４により算出された物体４８，４９の情報から、その位置へ向けてプロジェクタ４１〜４３より格子状の映像を投影する様に、計算機４５へ指示する。計算機４５は受け取った情報をプロジェクタ４１〜４３へ送信し、プロジェクタ４１〜４３はそれぞれ互いに異なった色の格子を物体４８，４９へ向けて投影する。この様子を図１４に示す。
【００６７】
ステップＳ１３ｄにおいて、ビデオカメラ４６は、物体４８，４９に投影された映像の様子を撮像する。計算機４４は、ビデオカメラ４６で撮像された映像を受け取り、各色ごとにぼけ検出処理を行い、最もぼけの少ない映像を検出する。そして、ステップＳ１３ｅにより、映像投影装置選択部５は、物体に対して最もぼけの少ない映像を投影しているプロジェクタをその物体に映像を投影するプロジェクタとして決定する。
【００６８】
このように第６の実施形態は、距離計測装置９の替わりにぼけ検出技術を用いるもので、複数の映像投影装置１に、装置毎に識別可能な識別画像を共通の投影領域に向けて投影させ、この状態をビデオカメラ４６により撮像した撮像画像からぼけ具合を検出し、検出されたぼけ具合をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
このように構成することで、基準位置から検出された物体の投影面までの距離を測定するために、ステレオカメラや音波距離測定装置等の新たなデバイスを必要としないため、簡易な構成で実現することが可能となる。
【００６９】
また、今回、ぼけ検出処理の高速化を可能とするため、プロジェクタ毎に投影するのではなく、各プロジェクタで異なる色を一度に投影して画像処理を行った。なお、本実施形態においては色以外に、互いに異なる形の映像を各プロジェクタで投影するようにしても良い。
【００７０】
（第７の実施形態）
この発明の第６の実施形態は、距離計測装置の替わりに輪郭検出技術を用いるもので、複数の投影装置に、投影装置毎に識別可能な識別画像を共通の投影領域に向けて投影させ、この状態が撮像された撮像画像から輪郭情報を検出し、検出された輪郭情報をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
図１５は、この発明の第７の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態において、映像投影装置１はプロジェクタ３１，３２，３３として実装する。プロジェクタ３１〜３３は、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離を有するように設置される。プロジェクタ３１は、最も近い投写距離を持ち、順にプロジェクタ３２、プロジェクタ３３と徐々に長い投写距離を持つ。それぞれの投写距離をＬ５，Ｌ６，Ｌ７とすると、各投写距離は、次の式で表される。
【００７１】
Ｌ５＜Ｌ６＜Ｌ７
プロジェクタ３１〜３３は、床面に向けて映像を投影するものとし、それぞれほぼ同じ領域内に映像を投影できるよう設置される。また、最も長い投写距離を有するプロジェクタ２６が床面に焦点が合うように設定されているものとする。
【００７２】
一方、位置算出部４、距離算出部１０、映像投影装置選択部５は制御プログラムとしてパーソナル・コンピュータ等の計算機３４内に実装されている。映像保持部７は、プロジェクタ３１〜３３と同数設けられ、制御プログラムとして計算機３５内に実装されている。プロジェクタ３１〜３３は、計算機３５に接続され、さらに計算機３４と計算機３５との間が接続されている。
【００７３】
また、撮像装置３にはビデオカメラ３６を用いる。ビデオカメラ３６は、計算機３４に接続され、上記プロジェクタ３１〜３３により映像が投影される領域内を全て撮像できる位置に設置される。距離計測装置９として、プロジェクタ３１〜３３により予め定めた色と形の映像を投影面へ投影し、各投影面に投影された映像の輪郭とその映像の大きさを計測することで距離を測定する手法を用いる。
【００７４】
本実施形態において、映像が投影される投影面としては、位置、高さ、大きさの異なる物体３７及び３８と床面を対象とする。
次に、このように構成される第７の実施形態の情報提示装置の動作について説明する。図１６は、情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャートである。
【００７５】
ステップＳ１６ａにおいて、プロジェクタ３３からは床面に対して焦点（ピント）の合う映像を画面全体に投影している。ビデオカメラ３６は、映像の投影範囲内を撮像し、その映像を計算機３４へ送信する。計算機３４はビデオカメラ３６により撮像された映像を受信する。次に、ステップＳ１６ｂにおいて、計算機３４は位置算出部４により、撮像された映像の中から背景差分抽出や色検出処理などにより物体３７，３８を検出し、物体の映像が投影される面の大きさ、位置、個数を求める。そして、計算機３４は、算出結果のデータを計算機３５へ送信する。
【００７６】
ステップＳ１６ｃにおいて、計算機３５は、上記受信したデータに基づき、物体３７、３８へ向けて、プロジェクタ３１〜３３により順番に映像を投影する。ステップＳ１６ｄにおいて、ビデオカメラ３６は、物体３７，３８に投影された映像の様子を撮像する。そして、計算機３４はビデオカメラ３６で撮像された映像を受け取り、ステップＳ１６ｅにおいて、距離算出部１０により距離を算出する。
【００７７】
具体的には、各プロジェクタ３１〜３３の投影映像が撮像された映像を受信し、各プロジェクタ３１〜３３から投影された物体３７，３８に投影されている映像のエッジを抽出する。そして、ステップＳ１６ｆにおいて、計算機３４は、映像投影装置選択部５により投影すべき映像のエッジ抽出データと、各プロジェクタにより投影された映像のエッジ抽出データをそれぞれ比較し、投影すべき映像のエッジ抽出データにより近いエッジ抽出データを持つプロジェクタを選択する。このように構成することで、距離測定のために新たなデバイスを必要としない。
【００７８】
一方、計算機３５は、計算機３４から映像を投影すべき物体３７の大きさと位置の情報と、上記選択されたプロジェクタの選択情報とを受け取る。そして、ステップＳ１６ｆにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ３３に映像を供給する映像保持部７において物体４８の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ３３に投影させる。また、ステップＳ１６ｇにおいて、計算機３５は、投影指示を受けたプロジェクタ３１から物体３７の領域に映像を投影させる。物体３７へ映像を投影する際、プロジェクタ３１の映像は、物体３７の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ３１から投影される映像が物体３７からはみ出し、プロジェクタ３３から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００７９】
そして、ステップＳ１６ｈにおいて、検出された物体がまだあるか否かを判定し、あると判定された場合には、ステップＳ１６ｃに移行して、上記処理を繰り返す。ここで、上記同様に、物体３７の投影面に対してもプロジェクタ３２から映像が投影される。また、検出されたすべての物体に対して映像が提示されると、ステップＳ１６ｉに移行して提示処理を繰り返すか否かの判定を行う。ステップＳ１６ｉにおいて提示処理の終了指示が通知されるまで、上記処理を繰り返し行う。
【００８０】
上記第７の実施形態では、距離計測装置９の替わりに輪郭検出技術を用いるもので、複数の映像投影装置１に、装置毎に識別可能な識別画像を共通の投影領域に向けて投影させ、この状態をビデオカメラ４６により撮像した撮像画像から輪郭情報を検出し、検出された輪郭情報をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
このように構成しても、基準位置から検出された物体の投影面までの距離を測定するために、ステレオカメラや音波距離測定装置等の新たなデバイスを必要としないため、簡易な構成で実現することが可能となる。
【００８１】
また、上記第７の実施形態では、計算機３４、３５の２台の計算機を用いたが、１台の計算機に位置算出部４、映像投影装置選択部５、映像保持部７、及び距離算出部１０を実装するように構成することもできる。また、プロジェクタ３１〜３３により順番に予め定めた色と形の映像を物体の投影面へ投影するように構成したが、プロジェクタ毎に異なる識別画像を一度に投影するようにして、この状態が撮像された撮像画像からプロジェクタそれぞれの輪郭情報を検出するようにしてもよい。このようにるすと、物体の投影面までの距離を短時間で算出することが可能となる。
【００８２】
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の情報提示装置は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、通信ネットワークを通じて提供することも可能である。その他、情報提示装置の構成および各部の動作手順とその内容についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００８３】
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２】図１に示す情報提示装置の実装例を示す概略構成図。
【図３】図１に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図４】この発明の第２の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図。
【図５】図４に示す情報提示装置の動作の手順とその内容を示すフローチャート。
【図６】この発明の第３の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図。
【図７】図６に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図８】この発明の第４の実施形態に係わる情報提示装置の概略構成図。
【図９】図８に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図１０】この発明の第５の実施形態に係わる情報提示装置の概略構成図。
【図１１】図１０に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図１２】この発明の第６の実施形態に係わる情報提示装置の概略構成図。
【図１３】図１２に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図１４】図１２に示す情報提示装置から物体に映像を投影した様子を示す図。
【図１５】この発明の第７の実施形態に係わる情報提示装置の概略構成図。
【図１６】図１５に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８５】
１０１…情報提示装置、１…映像投影装置、３…撮像装置、４…位置算出部、５…映像投影装置選択部、７…映像保持部、９…距離計測装置、１０…距離算出部、２０…ビデオカメラ、２１、２２…計算機、２３，２４，２５，２６…プロジェクタ、２７…２眼ステレオカメラ、６…輝度変更部、７…色度変更部、４１，４２，４３…プロジェクタ、４４、４５…計算機、４６…ビデオカメラ、４７、音波距離測定装置、４８，４９…物体、５０…照明装置、３１，３２，３３…プロジェクタ、３４、３５…計算機、３６…ビデオカメラ、３７，３８…物体。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、投影装置を用いて投影面に情報を提示する情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、プロジェクタなどの投影装置により映像を投影し情報を提供する環境が整いつつある。そこで様々な箇所へ映像を投影するため、凸凹面に歪まない映像を投影する技術や、黒板など色のついた投影面へ正しい色で映像を表示する技術が開発されている。
【０００３】
また、プロジェクタにより映像を投影する情報提示装置において、ユーザの体の特定部位を検出することで、その特定部位に映像を投影する情報提示装置が発明されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】石井陽子、小林稔、中山彰、細田真道、“情報との出会いを演出する手の平表示インタフェース”、信学技報、ＭＶＥ−２００５−４２、Ｓｅｐ．２００５、社団法人電子情報通信学会、ｐｐ．８９−９３
【０００５】
【非特許文献２】Yalin Xiong，Steven A.Shafer：“Depth from Focusing and Defocusing”，proceedings CVPR，ｐｐ．６８−７３，New York City，１９９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような情報提示装置では、複数の特定部位が検出され、プロジェクタから各特定部位までの距離がそれぞれ異なる場合に映像を投影すると、ある部位では焦点（ピント）が外れてしまう。このため、ある部位では、ぼやけてはっきりしない映像が表示される場合がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、共通の投影領域に存在する複数の投影面に対して、それぞれ焦点が合った映像を投影することができる情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためにこの発明に関わる情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラムは、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置により情報を映像として投影し提示する情報提示装置であって、前記投影領域内に存在する物体を検出する検出手段と、前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得する距離取得手段と、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第１の投影装置を選択する選択手段と、前記選択された第１の投影装置に前記物体の投影面に向けて前記映像を投影させる投影制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
上記構成では、検出された物体の投影面に対して、最適な投写距離を有する投影装置を選択するようにしている。したがってこの発明によれば、投影領域に複数の投影面が存在する場合でも、それぞれの投影面に対してピントが合ったはっきりした映像が提示される。これにより、例えば、プロジェクタで投影される文字や画像等の視認性を向上することが可能となる。
【００１０】
また、この発明の情報提示装置は、次のような各種構成を備えることも特徴とする。
第１の構成は、前記投影制御手段は、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記複数の投影装置の輝度をそれぞれ変更する輝度変更手段とを備え、前記判定手段により、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記輝度変更手段により前記第１の投影装置及び第２の投影装置の輝度を変更するようにする。
【００１１】
このように構成することにより、例えば、物体の投影面が動的に移動している状態で映像を投影する投影装置を第１の投影装置から第２の投影装置に切り替える必要がある場合に、第１の投影装置と第２の投影装置とで輝度を徐々に変更して映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。
【００１２】
第２の構成は、前記投影制御手段は、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記複数の投影装置の色度をそれぞれ変更する色度変更手段とを備え、前記判定手段により、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記色度変更手段により前記第１の投影装置及び第２の投影装置の色度を変更するものである。
【００１３】
このように構成することにより、例えば、物体の投影面が動的に移動している状態で映像を投影する投影装置を第１の投影装置から第２の投影装置に切り替える必要がある場合に、第１の投影装置と第２の投影装置とで色度を徐々に変更して映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。
【００１４】
第３の構成は、前記距離取得手段は、前記複数の投影装置に前記共通の投影領域に向けて、前記複数の投影装置毎に識別可能な識別画像を投影させる手段と、前記複数の投影装置により識別画像が投影された状態で前記共通の投影領域が撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記撮像画像からぼけ具合を検出するぼけ検出手段とを備え、前記検出されたぼけ具合をもとに前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得することを特徴する。
このように構成することで、基準位置から検出された物体の投影面までの距離を測定するために、ステレオカメラや音波距離測定装置等の新たなデバイスを必要としないため、簡易な構成で実現することが可能となる。
【００１５】
第４の構成は、前記距離取得手段は、前記複数の投影装置に前記共通の投影領域に向けて、前記複数の投影装置毎に識別可能な識別画像を投影させる手段と、前記複数の投影装置により識別画像が投影された状態で前記共通の投影領域が撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記撮像画像から識別画像の輪郭情報を検出する輪郭検出手段とを備え、前記検出された輪郭情報をもとに前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得するようにする。
このように構成しても、基準位置から検出された物体の投影面までの距離を測定するために、ステレオカメラや音波距離測定装置等の新たなデバイスを必要としないため、簡易な構成で実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
要するにこの発明によれば、共通の投影領域に存在する複数の投影面に対して、それぞれ焦点が合った映像を投影することができる情報提示装置及び情報提示方法とそのプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態は、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置が設けられ、情報提示装置は、上記投影領域内に存在する物体を検出し、基準位置から検出された物体の投影面までの距離情報を算出し、算出された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する投影装置を選択するものである。
【００１８】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる情報提示装置の構成を示すブロック図である。
情報提示装置１０１は、位置算出部４と映像投影装置選択部５と複数の映像保持部７と距離算出部１０とを備える。また、情報提示装置１０１には、複数の映像投影装置１と、撮像装置３と、距離計測装置９とが接続されている。なお、映像保持部７は、映像投影装置１と同数設けられる。複数の映像投影装置１は、共通の投影領域に向けて基準位置からそれぞれ異なる焦点、すなわち、異なる投写距離を有するように設置され、各映像保持部７から供給される映像データをもとに、上記共通の投影領域に対して映像を投影する。撮像装置３は、映像投影装置１が提示する映像の投影領域を撮像し、撮像された映像データを位置算出部４に送信している。距離計測装置９は、距離計測装置９から検出された物体の投影面までの距離を計測する。
【００１９】
情報提示装置１０１の位置算出部４は、撮像装置３から供給される映像データを差分処理し、物体が形成する投影面の個数と大きさとを検出する。位置算出部４は、検出された投影面のモーメントを求め物体の中心位置を検出する。位置算出部４は、投影面の個数と大きさと中心位置の情報を距離算出部１０と映像投影装置選択部５とへそれぞれ送信する。また、距離算出部１０は、距離計測装置９から物体の投影面までの距離情報を距離計測装置９から受け取り、この距離情報と、予め求められている距離計測装置９と複数の映像投影装置１と間のそれぞれの距離情報から、物体の投影面から各映像投影装置１の間の距離をそれぞれ算出する。そして、距離算出部１０は、算出された距離情報を映像投影装置選択部５へ送信する。
【００２０】
映像投影装置選択部５は、位置算出部４及び距離算出部１０から送られる情報に基づいて映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が最小となる映像投影装置を当該映像投影面に映像を投影する映像投影装置として選択する。そして、映像投影装置選択部５は、各映像投影装置１に対して、映像を投影するか否かの指示情報を各映像保持部７を介してそれぞれ送信する。映像保持部７は、映像投影装置選択部５から映像を投影する指示を受けた場合、各映像投影装置１に対し、映像投影指示と共に予め保持している映像情報を送信する。映像投影指示を受けた映像投影装置１は、予め設定された投写距離で指定された物体の投影面に向けて映像を投影する。
【００２１】
図２は、情報提示装置１０１の実装例を示す概略構成図である。映像投影装置１は、４つのプロジェクタ２３，２４，２５，２６として実装する。プロジェクタ２３〜２６は、互いに異なる投写距離を有するように設定される。例えば、プロジェクタ２３は最も短い投写距離を有し、順にプロジェクタ２４、プロジェクタ２５と徐々に長い投写距離を有し、プロジェクタ２６が最も長い投写距離を有するようにする。それぞれの投写距離をＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とすると、各投写距離は次の式で表される。
Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４
また、同図に示すように、プロジェクタ２３〜２６は、床面に向けて映像を投影するものとし、それぞれほぼ同じ領域内に映像を投影できるように設置される。また、最も長い投写距離を有するプロジェクタ２６が床面に焦点が合うように設定されているものとする。
【００２２】
一方、位置算出部４、距離算出部１０、及び映像投影装置選択部５は、制御プログラムとしてパーソナル・コンピュータ等の計算機２１内に実装されている。また、映像保持部７は、プロジェクタ２３〜２６と同数設けられ、制御プログラムとして計算機２２内にそれぞれ実装される。プロジェクタ２３〜２６は、計算機２２に接続され、さらに計算機２１と計算機２２との間が接続されている。
【００２３】
また、撮像装置３にはビデオカメラ２０を用いる。ビデオカメラ２０は、計算機２１に接続され、上記プロジェクタ２３〜２６により映像が投影される領域内を全て撮像できる位置に設置される。距離計測装置９は、２眼ステレオカメラ２７で構成され、計算機２１に接続される。２眼ステレオカメラ２７からは、間隔をおいた２つのカメラから撮像される画像情報が得られ、この画像情報の誤差、いわゆる視差を測定することにより、物体との距離を測定することができる。２眼ステレオカメラ２７も上記ビデオカメラ２０と同様に、プロジェクタ２３〜２６により映像が投影される領域内を全て撮像できる位置に設置する。
【００２４】
次に、このように構成される情報提示装置１０１の動作について説明する。図３は、情報提示装置１０１の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、映像が投影される物体の投影面として、人の手の平と床面を対象とする。
ステップＳ３ａにおいて、プロジェクタ２６から床面に対して焦点（ピント）の合う映像を投影範囲全体に投影している。この状態で、プロジェクタ２３〜２６の投影範囲内に人が侵入し、例えばプロジェクタ２４の投写距離の投影面上に手の平を差し出すと、その映像がビデオカメラ２０により撮像され、計算機２１に入力される。
【００２５】
先ず、計算機２１は、ステップＳ３ｂにおいて、上記入力される撮像映像から背景差分抽出処理により人体を抽出する。人体が抽出されると、ステップＳ３ｃに移行し、計算機２１は、位置算出部４において、抽出された人体の中から、予め定められた閾値を満たす大きさの肌色領域を抽出することでその領域を手の平として検出し、手の平の大きさ、位置、個数を求める。
【００２６】
次に、ステップＳ３ｄにより、２眼ステレオカメラ２７はプロジェクタ２３〜２６の投影領域内を２つのカメラで撮像し、それぞれ得られた映像の特徴点を抽出することで、２眼ステレオカメラ２７から手の平までの距離を計測する。さらに、ステップＳ３ｅにより、２眼ステレオカメラ２７と各プロジェクタ２３〜２６との位置関係よりプロジェクタ２３〜２６の設置されている基準位置から手の平の位置までの距離をそれぞれ算出する。そして、ステップＳ３ｆにおいて、計算機２１は、算出された距離情報をもとに、映像投影装置選択部５により映像を投影するプロジェクタを決定する。映像投影装置選択部５は、プロジェクタから映像投影面、すなわち、手の平までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が最小となるプロジェクタ２４を手の平に映像を投影するプロジェクタとして選択する。
【００２７】
一方、計算機２２は、計算機２１から映像を投影すべき手の平の大きさと位置の情報と、上記選択されたプロジェクタの選択情報とを受け取る。そして、ステップＳ３ｇにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ２６に映像を供給する映像保持部７において手の平の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ２６に投影させる。また、ステップＳ３ｈにおいて、計算機２２は、投影指示を受けたプロジェクタ２４から手の平の領域に映像を投影させる。手の平へ映像を投影する際、プロジェクタ２４の映像は、手の平の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ２４から投影される映像が手の平からはみ出し、プロジェクタ２６から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００２８】
そして、ステップＳ３ｉにおいて、検出された手の平がまだあるか否かを判定し、あると判定された場合には、ステップＳ３ｄに移行して、上記処理を繰り返す。また、検出されたすべての手の平に対して映像が提示されると、ステップＳ３ｊに移行して提示処理を繰り返すか否かの判定を行う。ステップＳ３ｊにおいて提示処理の終了指示が通知されるまで、上記処理を繰り返し行う。
【００２９】
上述したように、第１の実施形態では、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の映像投影装置１が設けられ、情報提示装置１の位置算出部４は、撮像装置３から得られた撮像画像から上記投影領域内に存在する物体の投影面の位置を検出する。また、距離算出部１０は、距離計測装置９から上記物体の投影面までの距離情報を取得し、取得された距離情報をもとに各映像投影装置１から物体の投影面までの距離を算出する。映像投影装置選択部５は、上記算出された距離情報に基づいて、複数の映像投影装置のうち物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する映像投影装置を選択する。そして、位置算出部４から得られる物体の投影面の位置情報をもとに、選択された映像投影装置１に映像保持部７から入力される映像を物体の投影面に対して投影させるようにしている。
【００３０】
したがって上記第１の実施形態によれば、検出された物体の投影面に対して、最適な投写距離を有する投影装置を選択するようにしている。このように構成することで、投影領域に複数の投影面が存在する場合でも、それぞれの投影面に対してピントが合ったはっきりした映像が提示される。これにより、例えば、プロジェクタで投影される文字や画像等の視認性を向上することが可能となる。
なお、上記第１の実施形態では、計算機２１，２２の２台の計算機を用いたが、１台の計算機に位置算出部４、映像投影装置選択部５、映像保持部７、及び距離算出部１０を実装するように構成してもよい。
【００３１】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態は、上記第１の実施形態で述べた情報提示装置に、さらに輝度変更部を備えることで、例えば、映像投影面が移動している場合に、移動距離に応じて映像投影装置から投影する映像の輝度を変化させて映像を投影させるようにするものである。
図４は、この発明の第２の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図である。なお、上記第１の実施形態の図１と同一構成の部分には同一符号を付し、詳細な説明については省略する。
【００３２】
情報提示装置１０２は、上記第１の実施形態で述べた位置算出部４と、映像投影装置選択部５と、映像保持部７と、距離算出部１０とに加え、さらに輝度変更部６を備える。
輝度変更部６は、映像投影装置選択部５から各映像投影装置１が映像を投影するか否かの指示情報と映像を投影する面の位置、大きさ、個数、及び映像投影装置までの距離情報を受け取る。輝度変更部６は、映像投影装置選択部５から送られた情報に基づいて、映像を投影する映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が予め定められた閾値以上である場合に、投影する映像の輝度を変化させる。
【００３３】
また、輝度変更部６は、映像を投影する映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が予め定められた閾値以上である場合、映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が次に小さい映像投影装置からも映像を提示するように映像投影装置選択部５から送られた指示情報を変更するとともに、投影する映像の輝度を変更する。輝度変更部６は、決定した輝度の情報と、映像を提示するか否かの命令を映像保持部７へそれぞれ送信する。映像保持部７は、映像を提示する指示を輝度変更部６から受けた場合、保持している映像を指定された輝度に変更した上で映像投影装置１へそれぞれ送信する。映像投影指示を受けた映像投影装置１は、予め設定された投写距離で指定された投影面に向けて映像を投影する。
【００３４】
次に、このように構成される情報提示装置１０２の動作について説明する。図５は、情報提示装置１０２の動作手順とその内容を示すフローチャートである。また、情報提示装置１０２の実装例として前記図２に示した概略構成図を用いる。輝度変更部６は、計算機２１に設けられる。なお、本実施形態では、映像が投影される物体の投影面として、人の手の平と床面を対象とし、手の平は、プロジェクタ２４が形成する投影面とプロジェクタ２５が形成する投影面との間で、なおかつ、プロジェクタ２５が形成する投影面よりプロジェクタ２４が形成する投影面に近い位置に差し出されたものとする。また、図５において、ステップＳ５ａ〜Ｓ５ｅ及びステップＳ５ｋ〜Ｓ５ｌの処理は、上記第１の実施形態における図３のステップＳ３ａ〜Ｓ３ｅ及びＳ３ｉ〜Ｓ３ｊの処理と同様であるため説明を省略し、ここでは、ステップＳ５ｆ〜Ｓ５ｈの処理について詳しく説明する。
【００３５】
ステップＳ５ｆにおいて、映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４についてプロジェクタ２４から投影面までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差が所定の閾値を超えているか否かを判定する。この判定において、手の平である投影面までの距離と投写距離との差が所定の閾値を超えないと判定された場合は、ステップＳ５ｈに移行して映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４を映像を提示するプロジェクタとして決定する。一方、ステップＳ５ｆの判定において投影面までの距離と投写距離との差が所定の閾値を超えると判定された場合は、ステップＳ５ｇに移行して輝度変更処理を行う。
【００３６】
ここで、輝度変更部６の詳しい動作手順について説明する。
計算機２１は、映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４から手の平までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差（絶対値）が予め定められた所定の閾値以上である場合、プロジェクタ２４から手の平までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差（絶対値）が大きくなるに従い、投影する映像の輝度を下げる指示を計算機２２へ送信する。それと同時に計算機２１は、プロジェクタから手の平までの距離とプロジェクタの投写距離との差（絶対値）が次に小さい別のプロジェクタ（ここでは、プロジェクタ２５）の輝度を変更する命令を計算機２２へ送信する。計算機２１は、プロジェクタ２５から手の平までの距離とプロジェクタ２５の投写距離との差（絶対値）が小さくなるに従い、投影する映像の輝度を上げるように、計算機２２へ指示を送信する。
【００３７】
つまり、計算機２２は、プロジェクタ２４及び２５が投影面に投影する映像をＨＳＶ変換により、各成分に分解し、その中からＶ成分（明度：Value of Brightness）である輝度情報を抽出する。そして、抽出したＶ成分を変更した映像を生成し、投影する映像とする。プロジェクタ２４の投写距離に丁度合致する位置にある手の平へは、輝度１（＝元画像の輝度：輝度０とは輝度のまったくない暗い画像を指す）の映像をプロジェクタ２４から投影し、手の平がプロジェクタ２４の投写距離に合致する位置から徐々に離れるにつれ、その離れた距離が所定の閾値を超えるとプロジェクタ２４から手の平に投影する映像の輝度を０．９、０．８、０．７と下げて行く。それと同時にプロジェクタから手の平までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が次に小さい別のプロジェクタ２５からも同じ映像を手の平へ投影しはじめ、その輝度を０．１、０．２、０．３と徐々に上げる。手の平がさらにプロジェクタ２５の投写距離に合致する位置に近づき、ある閾値を超えると、プロジェクタ２４から映像を投影することをやめ、プロジェクタ２５のみから輝度１の映像を手の平へ投影する。映像投影面が動的に移動している状態で映像を投影するプロジェクタを切り替える必要がある場合、この様に輝度を変更しながら映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。輝度は次の式を満たしながら変化する。
【００３８】
Ａｔ＋Ｂｔ＝１
ただし、０≦｜Ａｔ｜≦１，０≦｜Ｂｔ｜≦１
Ａｔ：プロジェクタＡより投影されている映像の輝度
Ｂｔ：プロジェクタＢより投影されている映像の輝度
計算機２２は、計算機２１から映像を投影すべき手の平の大きさと位置の情報と、どのプロジェクタからどの程度の輝度の映像を投影するかを表す指示情報を受け取る。そして、ステップＳ５ｉにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ２６に映像を供給する映像保持部７において手の平の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ２６に投影させる。また、ステップＳ５ｊにおいて、計算機２２は、映像投影指示を受けたプロジェクタ２４，２５から、それぞれ輝度を変化させた映像を投影する。手の平へ映像を投影する際、プロジェクタ２４の映像は、手の平の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ２４から投影される映像が手の平からはみ出し、プロジェクタ２６から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００３９】
このように、第２の実施形態では、情報提示装置１０２に輝度変更部６を設け、映像投影面が動的に移動している状態で映像を投影するプロジェクタを切り替える必要がある場合に、投影しているプロジェクタと切り替えるプロジェクタで輝度を徐々に変更して映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。
【００４０】
（第３の実施形態）
この発明の第３の実施形態は、上記第２の実施形態で述べた情報提示装置の輝度変更部を色度変更部に置き換えることで、例えば、映像投影面が移動している場合に、移動距離に応じて映像投影装置から投影する映像の色度を変化させて映像を投影させるようにするものである。
図６は、この発明の第３の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図である。なお、上記第１の実施形態の図１と同一構成の部分には同一符号を付し、詳細な説明については省略する。
【００４１】
情報提示装置１０３は、上記第１の実施形態で述べた位置算出部４と、映像投影装置選択部５と、映像保持部７と、距離算出部１０とに加え、さらに色度変更部１１を備える。
色度変更部１１は、映像投影装置選択部５から映像を投影するか否かの指示情報と映像を投影する面の位置、大きさ、個数、及び映像投影装置までの距離情報を受け取る。色度変更部１１は、映像投影装置選択部５から送られた情報に基づいて、映像を投影する映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が予め定められた閾値以上である場合に、投影する映像の色度を変化させる。
【００４２】
また、色度変更部１１は、映像を投影する映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が予め定められた閾値以上である場合、映像投影装置から映像投影面までの距離と当該映像投影装置の投写距離との差（絶対値）が次に小さい映像投影装置からも映像を提示するように映像投影装置選択部５から送られた指示情報を変更するとともに、投影する映像の色度を変更する。色度変更部１１は、決定した色度の情報と、映像を投影するか否かの命令を映像保持部７へそれぞれ送信する。映像保持部７は、映像を投影する指示を色度変更部１１から受けた場合、保持している映像を指定された色度に変更した上で映像投影装置１へそれぞれ送信する。映像投影指示を受けた映像投影装置１は、予め設定された投写距離で指定された投影面に向けて映像を投影する。
【００４３】
次に、以上のように構成される情報提示装置１０３の動作について説明する。図７は、情報提示装置１０３の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、映像が投影される物体の投影面として、人の手の平と床面を対象とし、手の平は、プロジェクタ２４が形成する投影面とプロジェクタ２５が形成する投影面との間で、なおかつ、プロジェクタ２５が形成する投影面よりプロジェクタ２４が形成する投影面に近い位置に差し出されたものとする。また、図７において、ステップＳ７ａ〜Ｓ７ｅ及びステップＳ７ｋ〜Ｓ７ｌの処理は、上記第１の実施形態における図３のステップＳ３ａ〜Ｓ３ｅ及びＳ３ｉ〜Ｓ３ｊの処理と同様であるため説明を省略し、ここでは、ステップＳ７ｆ〜Ｓ７ｈの処理について詳しく説明する。
【００４４】
ステップＳ７ｆにおいて、映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４についてプロジェクタ２４から投影面までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差が所定の閾値を超えているか否かを判定する。この判定において、手の平である投影面までの距離と投写距離との差が所定の閾値を超えないと判定された場合は、ステップＳ７ｈに移行して映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４を映像を提示するプロジェクタとして決定する。一方、ステップＳ７ｆの判定において投影面までの距離と投写距離との差が所定の閾値を超えると判定された場合は、ステップＳ７ｇに移行して色度変更処理を行う。
【００４５】
ここで、色度変更部１１の詳しい動作手順について説明する。
計算機２１は、映像投影装置選択部５により選択されたプロジェクタ２４から手の平までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差（絶対値）が予め定められた所定の閾値以上である場合、プロジェクタ２４から手の平までの距離とプロジェクタ２４の投写距離との差（絶対値）が大きくなるに従い、投影する映像の色度を下げる指示を計算機２２へ送信する。それと同時に計算機２１は、プロジェクタから手の平までの距離とプロジェクタの投写距離との差（絶対値）が次に小さい別のプロジェクタ（ここでは、プロジェクタ２５）の色度を変更する命令を計算機２２へ送信する。計算機２１は、プロジェクタ２５から手の平までの距離とプロジェクタ２５の投写距離との差（絶対値）が小さくなるに従い、投影する映像の色度を上げるように、計算機２２へ指示を送信する。
【００４６】
つまり、計算機２２は、プロジェクタ２４及び２５が投影面に投影する映像をＨＳＶ変換により、各成分に分解し、その中からＨ成分（色相：Ｈｕｅ）である色度情報を抽出する。そして、抽出したＨ成分を変更した映像を生成し、投影する映像とする。プロジェクタ２４の投写距離に丁度合致する位置にある手の平へは、元画像の色度の映像をプロジェクタ２４から投影し、手の平がプロジェクタ２４の投写距離に合致する位置から徐々に離れるにつれ、その離れた距離が所定の閾値を超えるとプロジェクタ２４から手の平に投影する映像の色度を徐々に下げていく。下げる限界値は０までとする。それと同時にプロジェクタから手の平までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が次に小さい別のプロジェクタ２５からも同じ映像を手の平に投影しはじめ、その色度を徐々に上げる。上げる上限値は、現画像の色度の値までとする。手の平がさらにプロジェクタＢの投写距離に合致する位置に近づき、ある閾値を超えると、プロジェクタ２４から映像を投影することをやめ、プロジェクタ２５のみ元画像の色度を持つ映像を手の平へ投影する。映像投影面が動的に移動しているため映像を投影するプロジェクタを切り替える必要がある場合、この様に色度を変更しながら映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。色度は常にプラスの値を指すものとし、次の式を満たしながら変化する。
【００４７】
Ａｉ＋Ｂｉ＝Ｉ
ただし、０≦Ａｉ≦１、０≦Ｂｉ≦１
Ｉ：元画像が元々持つ色度
Ａｉ：プロジェクタＡより投影されている映像の色度
Ｂｉ：プロジェクタＢより投影されている映像の色度
計算機２２は、計算機２１から映像を投影すべき手の平の大きさと位置の情報と、どのプロジェクタからどの程度の色度の映像を投影するかを表す指示情報を受け取る。そして、ステップＳ５ｉにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ２６に映像を供給する映像保持部７において手の平の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ２６に投影させる。また、ステップＳ７ｊにおいて、計算機２２は、映像投影指示を受けたプロジェクタ２４，２５から、それぞれ色度を変化させた映像を投影する。手の平へ映像を投影する際、プロジェクタ２４の映像は、手の平の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ２４から投影される映像が手の平からはみ出し、プロジェクタ２６から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００４８】
このように、第３の実施形態では、情報提示装置１０２に色度変更部１１を設け、映像投影面が動的に移動している状態で映像を投影するプロジェクタを切り替える必要がある場合に、投影しているプロジェクタと切り替えるプロジェクタで色度を徐々に変更して映像を投影することで、滑らかな映像を投影し続けることを可能とする。
【００４９】
（第４の実施形態）
この発明の第４の実施形態は、距離計測装置に音波距離測定装置を用いて物体の投影面までの距離を計測し、計測された距離情報から映像投影装置と物体の投影面との間の距離を算出するものである。
図８は、この発明の第４の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態において、映像投影装置１はプロジェクタ４１，４２，４３として実装する。プロジェクタ４１〜４３は、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離を有するように設置される。プロジェクタ４１は、最も近い投写距離を持ち、順にプロジェクタ４２、プロジェクタ４３と徐々に長い投写距離を持つ。それぞれの投写距離をＬ８，Ｌ９，Ｌ１０とすると、各投写距離は、次の式で表される。
【００５０】
Ｌ８＜Ｌ９＜Ｌ１０
プロジェクタ４１〜４３は、床面に向けて映像を投影するものとし、それぞれほぼ同じ領域内に映像を投影できるよう設置される。また、最も長い投写距離を有するプロジェクタ４３が床面に焦点が合うように設定されているものとする。
【００５１】
一方、位置算出部４、距離算出部１０、映像投影装置選択部５は制御プログラムとしてパーソナル・コンピュータ等の計算機４４内に実装されている。映像保持部７は、プロジェクタ４１〜４３と同数設けられ、制御プログラムとして計算機４５内に実装されている。プロジェクタ４１〜４３は、計算機４５に接続され、さらに計算機４４と計算機４５との間が接続されている。
【００５２】
また、撮像装置３にはビデオカメラ４６を用いる。ビデオカメラ４６は、計算機４４に接続され、上記プロジェクタ４１〜４３により映像が投影される領域内を全て撮像できる位置に設置される。距離計測装置９は、音波による音波距離測定装置４７を用いる。音波距離測定装置４７は、プロジェクタ４１〜４３で映像が投影されている領域内全てにおいて距離が計測できる位置に設置する。
【００５３】
次に、このように構成される第４の実施形態の情報提示装置の動作について説明する。図９は、情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、映像が投影される物体の投影面として、人の手の平と床面を対象とする。
ステップＳ９ａにおいて、プロジェクタ４３から床面に対して焦点（ピント）の合う映像を投影範囲全体に投影している。この状態で、プロジェクタ２３〜２６の投影範囲内を撮像し、その映像がビデオカメラ４６により撮像され、計算機４４に入力される。
【００５４】
次に、ステップＳ９ｂにおいて、計算機４４は、位置算出部４において、上記入力される撮像映像から画像処理により物体４８，４９を検出し、物体の大きさ、位置、個数を求める。音波距離測定装置４７は、ステップＳ９ｃにより、先ず、位置算出部４により求められた物体４８の位置へ向けて音波を発生させ、音の反射を計測することで音波距離測定装置４７から物体４８までの距離をそれぞれ測定する。
【００５５】
さらに、ステップＳ９ｄにより、音波距離測定装置４７と各プロジェクタ４１〜４３との位置関係よりプロジェクタ４１〜４３の設置されている基準位置から物体４８の投影面の位置までの距離をそれぞれ算出する。そして、ステップＳ９ｅにおいて、計算機４４は、算出された距離情報をもとに、映像投影装置選択部５により映像を投影するプロジェクタを決定する。映像投影装置選択部５は、プロジェクタから物体４８の投影面、すなわち、物体４８までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が最小となるプロジェクタ４１を物体４８に映像を投影するプロジェクタとして選択する。
【００５６】
一方、計算機４５は、計算機４４から映像を投影すべき物体４８の大きさと位置の情報と、上記選択されたプロジェクタの選択情報とを受け取る。そして、ステップＳ９ｆにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ４３に映像を供給する映像保持部７において物体４８の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ４３に投影させる。また、ステップＳ９ｇにおいて、計算機４５は、投影指示を受けたプロジェクタ４１から物体４８の領域に映像を投影させる。物体４８へ映像を投影する際、プロジェクタ４１の映像は、物体４８の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ４１から投影される映像が物体４８からはみ出し、プロジェクタ４３から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００５７】
そして、ステップＳ９ｈにおいて、検出された物体がまだあるか否かを判定し、あると判定された場合には、ステップＳ９ｃに移行して、上記処理を繰り返す。ここで、上記同様に、物体４９の投影面に対してもプロジェクタ４２から映像が投影される。また、検出されたすべての物体に対して映像が提示されると、ステップＳ９ｉに移行して提示処理を繰り返すか否かの判定を行う。ステップＳ９ｉにおいて提示処理の終了指示が通知されるまで、上記処理を繰り返し行う。
【００５８】
上記第４の実施形態では、距離計測装置９に音波距離測定装置４７を用いて物体の投影面までの距離を計測し、計測された距離情報から映像投影装置１と物体の投影面との間の距離を算出している。このように構成することで、投影されている映像に影響を与えることなく、物体の投影面までの距離を計測することが可能となる。
また、上記第４の実施形態では、計算機４４、４５の２台の計算機を用いたが、１台の計算機に位置算出部４、映像投影装置選択部５、映像保持部７、及び距離算出部１０を実装するように構成してもよい。
【００５９】
（第５の実施形態）
この発明の第５の実施形態は、距離計測装置に照明装置を用いて物体の投影面を照らし、この状態が撮像された撮像画像から得られる照度情報をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
図８は、この発明の第５の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態において、上記第４の実施形態の前記図８と同一構成部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。距離計測装置９として、照明装置５０を用いる。照明装置５０は、プロジェクタ４１〜４３により映像が投影されている領域内全てにおいて照明を当てられる位置に設置される。
【００６０】
次に、このように構成される第５の実施形態の情報提示装置の動作について説明する。図１１は、情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、図１１において、ステップＳ１１ａ〜Ｓ１１ｂ及びステップＳ１１ｅ〜Ｓ１１ｉの処理は、上記第４の実施形態における図９のステップＳ９ａ〜Ｓ９ｂ及びステップＳ９ｅ〜Ｓ９ｉの処理と同様であるため説明を省略し、ここでは、ステップＳ１１ｃ〜Ｓ１１ｄの処理について詳しく説明する。
【００６１】
ステップＳ１１ｃにおいて、情報提示装置は、位置算出部４により算出された物体４８，４９の位置情報から、照明装置５０はライトを点ける。ビデオカメラ４６は、物体４８，４９の位置の照度を撮影する。距離算出部１０は、得られた照度情報から照明装置５０から物体４８及び４９までの距離を算出する。さらに、ステップＳ１１ｄにおいて、照明装置５０とプロジェクタ４１〜４３との位置関係から、プロジェクタ４１〜４３と物体４８，４９までの距離をそれぞれ導き出す。計算機４４は、算出結果の距離情報から、映像投影装置選択部５により映像を投影するプロジェクタを決定する。
【００６２】
上記第５の実施形態では、距離計測装置９に照明装置５０を用いて物体の投影面を照らし、この状態をビデオカメラ４６により撮像した撮像画像から得られる照度情報をもとに物体の投影面までの距離を算出するようにしている。このように構成することで、簡易な構成で物体の投影面までの距離を計測することが可能となる。
【００６３】
（第６の実施形態）
この発明の第６の実施形態は、距離計測装置の替わりにぼけ検出技術を用いるもので、複数の投影装置に、投影装置毎に識別可能な識別画像を共通の投影領域に向けて投影させ、この状態が撮像された撮像画像からぼけ具合を検出し、検出されたぼけ具合をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
図１２は、この発明の第６の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態において、上記第４の実施形態の前記図８と同一構成部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。距離計測装置９としてぼけ検出部を用いる。ぼけ検出部は、ソフトウェアとして計算機４４に実装されている。ぼけ検出の処理には、例えば、非特許文献２に挙げるような、撮像画像を分析することでぼけ具合を求める手法などを用いる。
【００６４】
距離計測装置９は、プロジェクタ４１〜４３よりそれぞれ異なった色の映像を一度に投影させる。ビデオカメラ４６は、物体４８，４９に上記映像が投影された様子を撮像し、映像投影装置選択部５に入力する。映像投影装置選択部５は、この撮像画像から各色ごとにぼけ検出処理を行い、その中で最もはっきりとした映像を検出し、その映像の色に対応するプロジェクタを、プロジェクタから映像投影面までの距離と当該プロジェクタの投写距離との差（絶対値）が最小となるプロジェクタとして検出する。
【００６５】
次に、このように構成される第６の実施形態の情報提示装置の動作について説明する。図１３は、情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャートである。なお、図１３において、ステップＳ１３ａ〜Ｓ１３ｂ及びステップＳ１３ｆ〜Ｓ１３ｊの処理は、上記第４の実施形態における図９のステップＳ９ａ〜Ｓ９ｂ及びステップＳ９ｅ〜Ｓ９ｉの処理と同様であるため説明を省略し、ここでは、ステップＳ１３ｃ〜Ｓ１３ｅの処理について詳しく説明する。
【００６６】
ステップＳ１３ｃにおいて、距離計測装置９は、計算機４４は位置算出部４により算出された物体４８，４９の情報から、その位置へ向けてプロジェクタ４１〜４３より格子状の映像を投影する様に、計算機４５へ指示する。計算機４５は受け取った情報をプロジェクタ４１〜４３へ送信し、プロジェクタ４１〜４３はそれぞれ互いに異なった色の格子を物体４８，４９へ向けて投影する。この様子を図１４に示す。
【００６７】
ステップＳ１３ｄにおいて、ビデオカメラ４６は、物体４８，４９に投影された映像の様子を撮像する。計算機４４は、ビデオカメラ４６で撮像された映像を受け取り、各色ごとにぼけ検出処理を行い、最もぼけの少ない映像を検出する。そして、ステップＳ１３ｅにより、映像投影装置選択部５は、物体に対して最もぼけの少ない映像を投影しているプロジェクタをその物体に映像を投影するプロジェクタとして決定する。
【００６８】
このように第６の実施形態は、距離計測装置９の替わりにぼけ検出技術を用いるもので、複数の映像投影装置１に、装置毎に識別可能な識別画像を共通の投影領域に向けて投影させ、この状態をビデオカメラ４６により撮像した撮像画像からぼけ具合を検出し、検出されたぼけ具合をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
このように構成することで、基準位置から検出された物体の投影面までの距離を測定するために、ステレオカメラや音波距離測定装置等の新たなデバイスを必要としないため、簡易な構成で実現することが可能となる。
【００６９】
また、今回、ぼけ検出処理の高速化を可能とするため、プロジェクタ毎に投影するのではなく、各プロジェクタで異なる色を一度に投影して画像処理を行った。なお、本実施形態においては色以外に、互いに異なる形の映像を各プロジェクタで投影するようにしても良い。
【００７０】
（第７の実施形態）
この発明の第６の実施形態は、距離計測装置の替わりに輪郭検出技術を用いるもので、複数の投影装置に、投影装置毎に識別可能な識別画像を共通の投影領域に向けて投影させ、この状態が撮像された撮像画像から輪郭情報を検出し、検出された輪郭情報をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
図１５は、この発明の第７の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態において、映像投影装置１はプロジェクタ３１，３２，３３として実装する。プロジェクタ３１〜３３は、共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離を有するように設置される。プロジェクタ３１は、最も近い投写距離を持ち、順にプロジェクタ３２、プロジェクタ３３と徐々に長い投写距離を持つ。それぞれの投写距離をＬ５，Ｌ６，Ｌ７とすると、各投写距離は、次の式で表される。
【００７１】
Ｌ５＜Ｌ６＜Ｌ７
プロジェクタ３１〜３３は、床面に向けて映像を投影するものとし、それぞれほぼ同じ領域内に映像を投影できるよう設置される。また、最も長い投写距離を有するプロジェクタ２６が床面に焦点が合うように設定されているものとする。
【００７２】
一方、位置算出部４、距離算出部１０、映像投影装置選択部５は制御プログラムとしてパーソナル・コンピュータ等の計算機３４内に実装されている。映像保持部７は、プロジェクタ３１〜３３と同数設けられ、制御プログラムとして計算機３５内に実装されている。プロジェクタ３１〜３３は、計算機３５に接続され、さらに計算機３４と計算機３５との間が接続されている。
【００７３】
また、撮像装置３にはビデオカメラ３６を用いる。ビデオカメラ３６は、計算機３４に接続され、上記プロジェクタ３１〜３３により映像が投影される領域内を全て撮像できる位置に設置される。距離計測装置９として、プロジェクタ３１〜３３により予め定めた色と形の映像を投影面へ投影し、各投影面に投影された映像の輪郭とその映像の大きさを計測することで距離を測定する手法を用いる。
【００７４】
本実施形態において、映像が投影される投影面としては、位置、高さ、大きさの異なる物体３７及び３８と床面を対象とする。
次に、このように構成される第７の実施形態の情報提示装置の動作について説明する。図１６は、情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャートである。
【００７５】
ステップＳ１６ａにおいて、プロジェクタ３３からは床面に対して焦点（ピント）の合う映像を画面全体に投影している。ビデオカメラ３６は、映像の投影範囲内を撮像し、その映像を計算機３４へ送信する。計算機３４はビデオカメラ３６により撮像された映像を受信する。次に、ステップＳ１６ｂにおいて、計算機３４は位置算出部４により、撮像された映像の中から背景差分抽出や色検出処理などにより物体３７，３８を検出し、物体の映像が投影される面の大きさ、位置、個数を求める。そして、計算機３４は、算出結果のデータを計算機３５へ送信する。
【００７６】
ステップＳ１６ｃにおいて、計算機３５は、上記受信したデータに基づき、物体３７、３８へ向けて、プロジェクタ３１〜３３により順番に映像を投影する。ステップＳ１６ｄにおいて、ビデオカメラ３６は、物体３７，３８に投影された映像の様子を撮像する。そして、計算機３４はビデオカメラ３６で撮像された映像を受け取り、ステップＳ１６ｅにおいて、距離算出部１０により距離を算出する。
【００７７】
具体的には、各プロジェクタ３１〜３３の投影映像が撮像された映像を受信し、各プロジェクタ３１〜３３から投影された物体３７，３８に投影されている映像のエッジを抽出する。そして、ステップＳ１６ｆにおいて、計算機３４は、映像投影装置選択部５により投影すべき映像のエッジ抽出データと、各プロジェクタにより投影された映像のエッジ抽出データをそれぞれ比較し、投影すべき映像のエッジ抽出データにより近いエッジ抽出データを持つプロジェクタを選択する。このように構成することで、距離測定のために新たなデバイスを必要としない。
【００７８】
一方、計算機３５は、計算機３４から映像を投影すべき物体３７の大きさと位置の情報と、上記選択されたプロジェクタの選択情報とを受け取る。そして、ステップＳ１６ｆにおいて、床面に映像を投影しているプロジェクタ３３に映像を供給する映像保持部７において物体４８の領域をマスクし、マスク処理を行った映像をプロジェクタ３３に投影させる。また、ステップＳ１６ｇにおいて、計算機３５は、投影指示を受けたプロジェクタ３１から物体３７の領域に映像を投影させる。物体３７へ映像を投影する際、プロジェクタ３１の映像は、物体３７の領域以外の部分は塗りつぶしのない透明な背景となるよう黒色とし、プロジェクタ３１から投影される映像が物体３７からはみ出し、プロジェクタ３３から投影される床面の映像に重ならない様にする。
【００７９】
そして、ステップＳ１６ｈにおいて、検出された物体がまだあるか否かを判定し、あると判定された場合には、ステップＳ１６ｃに移行して、上記処理を繰り返す。ここで、上記同様に、物体３７の投影面に対してもプロジェクタ３２から映像が投影される。また、検出されたすべての物体に対して映像が提示されると、ステップＳ１６ｉに移行して提示処理を繰り返すか否かの判定を行う。ステップＳ１６ｉにおいて提示処理の終了指示が通知されるまで、上記処理を繰り返し行う。
【００８０】
上記第７の実施形態では、距離計測装置９の替わりに輪郭検出技術を用いるもので、複数の映像投影装置１に、装置毎に識別可能な識別画像を共通の投影領域に向けて投影させ、この状態をビデオカメラ４６により撮像した撮像画像から輪郭情報を検出し、検出された輪郭情報をもとに物体の投影面までの距離を算出するものである。
このように構成しても、基準位置から検出された物体の投影面までの距離を測定するために、ステレオカメラや音波距離測定装置等の新たなデバイスを必要としないため、簡易な構成で実現することが可能となる。
【００８１】
また、上記第７の実施形態では、計算機３４、３５の２台の計算機を用いたが、１台の計算機に位置算出部４、映像投影装置選択部５、映像保持部７、及び距離算出部１０を実装するように構成することもできる。また、プロジェクタ３１〜３３により順番に予め定めた色と形の映像を物体の投影面へ投影するように構成したが、プロジェクタ毎に異なる識別画像を一度に投影するようにして、この状態が撮像された撮像画像からプロジェクタそれぞれの輪郭情報を検出するようにしてもよい。このようにるすと、物体の投影面までの距離を短時間で算出することが可能となる。
【００８２】
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の情報提示装置は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、通信ネットワークを通じて提供することも可能である。その他、情報提示装置の構成および各部の動作手順とその内容についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００８３】
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２】図１に示す情報提示装置の実装例を示す概略構成図。
【図３】図１に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図４】この発明の第２の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図。
【図５】図４に示す情報提示装置の動作の手順とその内容を示すフローチャート。
【図６】この発明の第３の実施形態に係わる情報提示装置の一実施形態を示すブロック構成図。
【図７】図６に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図８】この発明の第４の実施形態に係わる情報提示装置の概略構成図。
【図９】図８に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図１０】この発明の第５の実施形態に係わる情報提示装置の概略構成図。
【図１１】図１０に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図１２】この発明の第６の実施形態に係わる情報提示装置の概略構成図。
【図１３】図１２に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【図１４】図１２に示す情報提示装置から物体に映像を投影した様子を示す図。
【図１５】この発明の第７の実施形態に係わる情報提示装置の概略構成図。
【図１６】図１５に示す情報提示装置の動作手順とその内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８５】
１０１…情報提示装置、１…映像投影装置、３…撮像装置、４…位置算出部、５…映像投影装置選択部、７…映像保持部、９…距離計測装置、１０…距離算出部、２０…ビデオカメラ、２１、２２…計算機、２３，２４，２５，２６…プロジェクタ、２７…２眼ステレオカメラ、６…輝度変更部、７…色度変更部、４１，４２，４３…プロジェクタ、４４、４５…計算機、４６…ビデオカメラ、４７、音波距離測定装置、４８，４９…物体、５０…照明装置、３１，３２，３３…プロジェクタ、３４、３５…計算機、３６…ビデオカメラ、３７，３８…物体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置により情報を映像として投影し提示する情報提示装置であって、
前記投影領域内に存在する物体を検出する検出手段と、
前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得する距離取得手段と、
前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第１の投影装置を選択する選択手段と、
前記選択された第１の投影装置に前記物体の投影面に向けて前記映像を投影させる投影制御手段と
を具備することを特徴とする情報提示装置。
【請求項２】
前記投影制御手段は、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記複数の投影装置の輝度をそれぞれ変更する輝度変更手段とを備え、前記判定手段により、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記輝度変更手段により前記第１の投影装置及び第２の投影装置の輝度を変更することを特徴とする請求項１記載の情報提示装置。
【請求項３】
前記投影制御手段は、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記複数の投影装置の色度をそれぞれ変更する色度変更手段とを備え、前記判定手段により、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記色度変更手段により前記第１の投影装置及び第２の投影装置の色度を変更することを特徴とする請求項１記載の情報提示装置。
【請求項４】
前記距離取得手段は、前記複数の投影装置に前記共通の投影領域に向けて、前記複数の投影装置毎に識別可能な識別画像を投影させる手段と、前記複数の投影装置により識別画像が投影された状態で前記共通の投影領域が撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記撮像画像からぼけ具合を検出するぼけ検出手段とを備え、
前記検出されたぼけ具合をもとに前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得することを特徴する請求項１記載の情報提示装置。
【請求項５】
前記距離取得手段は、前記複数の投影装置に前記共通の投影領域に向けて、前記複数の投影装置毎に識別可能な識別画像を投影させる手段と、前記複数の投影装置により識別画像が投影された状態で前記共通の投影領域が撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記撮像画像から識別画像の輪郭情報を検出する輪郭検出手段とを備え、
前記検出された輪郭情報をもとに前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得することを特徴する請求項１記載の情報提示装置。
【請求項６】
共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置により情報を映像として投影し提示する情報提示装置で用いられ、
前記投影領域内に存在する物体を検出する検出ステップと、
前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得する距離取得ステップと、
前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第１の投影装置を選択する選択ステップと、
前記選択された第１の投影装置に前記物体の投影面に向けて前記映像を投影させる投影制御ステップと
を具備することを特徴とする情報提示方法。
【請求項７】
前記投影制御ステップは、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定ステップと、前記複数の投影装置の輝度をそれぞれ変更する輝度変更ステップとを備え、
前記判定ステップにより、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記輝度変更ステップにより前記第１の投影装置及び第２の投影装置の輝度を変更することを特徴とする請求項６記載の情報提示方法。
【請求項８】
前記投影制御ステップは、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定ステップと、前記複数の投影装置の色度をそれぞれ変更する色度変更ステップとを備え、
前記判定ステップにより、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記色度変更ステップにより前記第１の投影装置及び第２の投影装置の色度を変更することを特徴とする請求項６記載の情報提示方法。
【請求項９】
共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置により情報を映像として投影し提示する、コンピュータを備える情報提示装置で使用されるプログラムであって、
前記投影領域内に存在する物体を検出する検出処理と、
前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得する距離取得処理と、
前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する投影装置を選択する選択処理と、
前記選択された投影装置に前記物体の投影面に向けて前記映像を投影させる投影制御処理と
を、前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置により情報を映像として投影し提示する情報提示装置であって、
前記投影領域内に存在する物体を検出する検出手段と、
前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得する距離取得手段と、
前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第１の投影装置を選択する選択手段と、
前記選択された第１の投影装置に前記物体の投影面に向けて前記映像を投影させる投影制御手段と
を具備することを特徴とする情報提示装置。
【請求項２】
前記投影制御手段は、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記複数の投影装置の輝度をそれぞれ変更する輝度変更手段とを備え、前記判定手段により、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記輝度変更手段により前記第１の投影装置及び第２の投影装置の輝度を変更することを特徴とする請求項１記載の情報提示装置。
【請求項３】
前記投影制御手段は、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記複数の投影装置の色度をそれぞれ変更する色度変更手段とを備え、前記判定手段により、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記色度変更手段により前記第１の投影装置及び第２の投影装置の色度を変更することを特徴とする請求項１記載の情報提示装置。
【請求項４】
前記距離取得手段は、前記複数の投影装置に前記共通の投影領域に向けて、前記複数の投影装置毎に識別可能な識別画像を投影させる手段と、前記複数の投影装置により識別画像が投影された状態で前記共通の投影領域が撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記撮像画像からぼけ具合を検出するぼけ検出手段とを備え、
前記検出されたぼけ具合をもとに前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得することを特徴する請求項１記載の情報提示装置。
【請求項５】
前記距離取得手段は、前記複数の投影装置に前記共通の投影領域に向けて、前記複数の投影装置毎に識別可能な識別画像を投影させる手段と、前記複数の投影装置により識別画像が投影された状態で前記共通の投影領域が撮像された撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記撮像画像から識別画像の輪郭情報を検出する輪郭検出手段とを備え、
前記検出された輪郭情報をもとに前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得することを特徴する請求項１記載の情報提示装置。
【請求項６】
共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置により情報を映像として投影し提示する情報提示装置で用いられ、
前記投影領域内に存在する物体を検出する検出ステップと、
前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得する距離取得ステップと、
前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第１の投影装置を選択する選択ステップと、
前記選択された第１の投影装置に前記物体の投影面に向けて前記映像を投影させる投影制御ステップと
を具備することを特徴とする情報提示方法。
【請求項７】
前記投影制御ステップは、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定ステップと、前記複数の投影装置の輝度をそれぞれ変更する輝度変更ステップとを備え、
前記判定ステップにより、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記輝度変更ステップにより前記第１の投影装置及び第２の投影装置の輝度を変更することを特徴とする請求項６記載の情報提示方法。
【請求項８】
前記投影制御ステップは、前記物体の投影面までの距離と前記選択された第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定ステップと、前記複数の投影装置の色度をそれぞれ変更する色度変更ステップとを備え、
前記判定ステップにより、前記物体の投影面までの距離と前記第１の投影装置が有する投写距離との差が所定の閾値を超えると判定される場合に、前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記第１の投影装置の次に前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する第２の投影装置を選択し、前記物体の投影面までの距離と、前記選択された投影装置が有する投写距離との差に応じて、前記色度変更ステップにより前記第１の投影装置及び第２の投影装置の色度を変更することを特徴とする請求項６記載の情報提示方法。
【請求項９】
共通の投影領域に向けて基準位置から互いに異なる投写距離に投影面を形成する複数の投影装置により情報を映像として投影し提示する、コンピュータを備える情報提示装置で使用されるプログラムであって、
前記投影領域内に存在する物体を検出する検出処理と、
前記基準位置から前記検出された物体の投影面までの距離情報を取得する距離取得処理と、
前記取得された距離情報に基づいて前記複数の投影装置のうち前記物体の投影面までの距離に相当する投写距離を有する投影装置を選択する選択処理と、
前記選択された投影装置に前記物体の投影面に向けて前記映像を投影させる投影制御処理と
を、前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１５６３２５（Ｐ２００７−１５６３２５Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５４９０１（Ｐ２００５−３５４９０１）
【出願日】平成１７年１２月８日（２００５．１２．８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月８日（２００５．１２．８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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