JP2015079201A - 映像表示システム、映像表示方法、及び投射型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投影映像の特徴を生かし視聴者の興味を引くようなパフォーマンス性に優れた映像表示を行うこと。
【解決手段】スクリーン１は、投影した映像を反射する反射状態と、投影した映像を透過する透明状態とを、スクリーンの全面または部分的に切り替え可能である。システム制御部６は、投影する映像に応じてスクリーンを反射状態または透明状態に切り替えるための映像条件を設定する。スクリーン制御部２は、設定された映像条件と投影する映像の信号を比較して、スクリーンに対し、反射状態にする領域と透明状態にする領域を決定してその切り替えを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリーンに映像を表示する映像表示システム、映像表示方法及び投射型映像表示装置に関するものである。

映像表示の分野の中で、液晶プロジェクタに代表される映像表示装置は、低コストで手軽に大画面の映像を得る手段として広く実用され、主に会議、商品発表会というように、多くの人々に同じ画面を見てもらいながらプレゼンテーションを行う場合に使われることが多い。さらに近年では、商品紹介や店舗の宣伝を行う用途として、デジタルサイネージが使用されている。また、アンビエントディスプレイのように、ふだんは壁やガラス、床、机など、身の回りにある日常品を必要なときにディスプレイとして使用する方式もある。

このような動向の中、普段はガラスになりショウウインドウとして使い、時には透過率を下げ投影用のスクリーンとなるアンビエントディスプレイに関連し、特許文献１に開示される技術がある。同文献に記載される表示装置は、「映像光が投射された状態及び映像光が投射されていない状態のいずれの状態であっても、表裏両面からスクリーンの反対側の物体を認識しうる正透過率を有するように、スクリーンのうち、映像光が投影される部位を含む領域の光学状態を、透明状態から時間又は空間で変調された散乱状態に切り替える制御手段」を有している。

国際公開ＷＯ２０１２／１１４５１２号公報

特許文献１に記載される技術によれば、スクリーンを透明状態から散乱状態（反射状態）に切り替えることで、スクリーンの反対側に存在する物体を見せる場合と、スクリーンに投影した映像を見せる場合の選択が可能となる。この場合の切り替え動作は、時間ごとあるいは空間ごと、すなわちスクリーンを縦分割、横分割、またはブロック分割した領域ごとに行うものである。

しかしながら特許文献１では、スクリーンを透明状態から反射状態に切り替える場合、スクリーンに投影する映像の内容と関連なく、予め定めた時間ごとあるいは空間ごとに切り替えるものであるから、投影映像の特徴を生かし視聴者の興味を引くようなパフォーマンス性を有する映像表示とはならない。

また、パフォーマンス性に関して言えば、視聴者がスクリーンの表側と裏側のいずれにいるかによって、スクリーンに投影する映像やスクリーンの透明／反射状態を切り替えるのが望ましいと言えるが、特許文献１の技術ではそのような機能を実現できない。さらには、アンビエントディスプレイの魅力のひとつに視聴者が操作することで映像表示が変えられる点があるが、そのような機能についても言及されていない。

本発明の目的は、投影映像の特徴を生かし視聴者の興味を引くようなパフォーマンス性に優れた映像表示システム及び映像表示方法を提供することにある。

本発明は、スクリーンに映像を投影して表示する映像表示システムにおいて、スクリーンは、投影した映像を反射する反射状態と、投影した映像を透過する透明状態とを、スクリーンの全面または部分的に切り替え可能であって、スクリーンに対し反射状態にする領域と透明状態にする領域を決定してその切り替えを制御するスクリーン制御部と、スクリーンに映像を投影する映像投影部と、映像投影部に映像信号を出力する映像信号出力部と、各部の動作を制御するシステム制御部を備え、システム制御部はスクリーン制御部に対し、映像投影部が投影する映像に応じてスクリーンを反射状態または透明状態に切り替えるための映像条件を設定し、スクリーン制御部は、システム制御部により設定された映像条件と前記映像信号出力部から出力される映像信号を比較して、スクリーンの反射状態にする領域と透明状態にする領域を決定する。

上記構成において、さらに、スクリーンの表側と裏側を撮影するカメラと、カメラの撮影画像からスクリーンの近傍に存在する物体を検知する物体検知部を備え、物体検知部によりスクリーンの表側で物体を検知した場合には、システム制御部は映像信号出力部に対し正像の映像を出力させるとともに、スクリーン制御部に対しスクリーンが反射状態になるよう設定し、物体検知部によりスクリーンの裏側で物体を検知した場合には、システム制御部は映像信号出力部に対し鏡像の映像を出力させるとともに、スクリーン制御部に対しスクリーンが半透明状態になるよう設定する。

また本発明は、スクリーンに映像を投影して表示する映像表示方法において、スクリーンは、投影した映像を反射する反射状態と、投影した映像を透過する透明状態とを切り替え可能であって、映像を選択して前記スクリーンに投影するステップと、投影する映像に応じてスクリーンを反射状態または透明状態に切り替えるための映像条件を設定するステップと、設定された映像条件と投影する映像の映像信号を比較して、スクリーンを全面または部分的に反射状態と透明状態とを切り替えるステップとを備える。

本発明によれば、スクリーンに投影する映像の特徴を生かし視聴者の興味を引くようなパフォーマンス性に優れた映像表示を実現できる。

実施例１にかかる映像表示システムを示すブロック図。 スクリーンの内部構成を示す断面図。 実施例１の映像表示動作の一例を説明する図。 スクリーンと投影映像の位置合わせを説明する図。 実施例２にかかる映像表示システムを示すブロック図。 実施例３にかかる映像表示システムを示すブロック図。 実施例４にかかる映像表示システムを示すブロック図。 実施例４の映像表示切替動作の一例を説明する図。 実施例５にかかる映像表示システムを示すブロック図。 実施例５の映像表示切替動作の一例を説明する図。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、実施例１にかかる映像表示システムを示すブロック図である。
システム構成を説明する。スクリーン１は、スクリーンに投影した映像を反射させる反射状態と、スクリーンの表側から見ても裏側から見てもスクリーンの反対側の物体が見える透明状態とを有し、外部からの制御信号に従ってスクリーンの全面または部分的に切り替える機能を持つ。スクリーン制御部２は、後述する映像条件に従ってスクリーン１の領域信号を生成し、投影面上のどの領域を反射状態または透明状態にするかを制御する。映像投影部３は、映像信号を入力してスクリーン１の投影面上に映像を投影する。遅延部４は、映像投影部３へ送る映像信号を所定の時間遅延させる。映像信号出力部５は、投影する映像信号を出力する。システム制御部６はシステム全体に動作命令を送る。映像条件設定部７は、スクリーン１を反射状態または透明状態とするための映像条件を設定する。映像制御部８は、投影する映像の選択、エッジ強調などの画像処理、投影動作のＯＮ／ＯＦＦ制御等を行う。

システム制御部６は、映像制御部８と映像条件設定部７を含む。映像制御部８の出力は、映像条件設定部７と映像信号出力部５に入力する。映像条件設定部７の出力はスクリーン制御部２に入力し、スクリーン制御部２の出力はスクリーン１に入力する。映像信号出力部５の出力はスクリーン制御部２と遅延部４に入力する。遅延部４の出力は映像投影部３に入力する。

本実施例の動作について説明する。映像制御部８は、投影する映像を選択し、選択した映像の識別信号を映像信号出力部５と映像条件設定部７に出力する。
映像信号出力部５は、識別信号を用いて該当する映像を選択して遅延部４に出力する。遅延部４は、スクリーン１の反射状態／透明状態の切り替え時間を考慮し、映像信号を所定の時間だけ遅延させる。映像投影部３は、映像信号をスクリーン1の投影面上に投影する。一方映像条件設定部７は、予め映像信号ごとに決めている反射状態にする領域と透明状態にする領域の条件から、識別信号を用いて該当する映像条件を選択してスクリーン制御部２に出力する。スクリーン制御部２は、映像条件設定部７から入力した映像条件と映像信号と映像信号出力部５から入力する映像信号を比較して、スクリーン１に対し投影面の反射状態と透明状態の切り替えを制御する。

図２は、スクリーン１の内部構成を示す断面図であり、（ａ）は反射状態、（ｂ）は透明状態を示す。スクリーン１は、表面と裏面のガラス板２０、薄膜電極２１と、これに挟まれ液晶分子２４を閉じ込めたカプセル２３、電圧印加部２５で構成される。

（ａ）の反射状態では、カプセル２３内の液晶分子２４はランダムに配向している。これに可視光線２２が入射すると、液晶分子２４によりランダム方向に拡散される結果、反射状態を実現する。この状態で投影映像光を照射すれば、スクリーンの表側でのみ投影映像を観察することができる。

（ｂ）の透明状態では、電圧印加部２５により薄膜電極２１に所定の電圧を印加する。カプセル２３内の液晶分子２４は電界方向に配向する結果、可視光線２２はカプセル２３内を透過し、透明状態を実現する。この状態では、投影映像光を照射してもスクリーンの表側でも裏側でも投影映像が見えず、スクリーンの反対側に存在する物体が見える状態となる。

なお、（ａ）（ｂ）の中間状態として半透明状態も可能である。これは、電圧印加部２５の印加電圧を中間値として配向度（透過率）を変え、可視光線２２の一部を透過させる。この状態では、投影映像とともに、スクリーンの反対側に存在する物体が重なって見える状態である。

図３は、本実施例の映像表示動作の一例を説明する図である。ここでは、スクリーン１の表側から見た状態を示す。（ａ）はスクリーン全面が透明状態、（ｂ）はスクリーン全面が反射状態、（ｃ）は透明状態と反射状態の両方を含む混合状態である。本実施例では（ｃ）の混合状態の表示に特徴がある。

（ａ）の透明状態では、スクリーン１の表側からは、スクリーンの反対側（裏側）に存在する物体１２、１３を、スクリーン１を通して見ることができる。
（ｂ）の反射状態では、スクリーン１に投影した投影映像１４が見え、映像中に含まれる物体１５、１６が見える。ここに物体１５は一般的な映像（例えば風景等）であり、物体１６は一般的な映像とは異なる特殊な映像である。以下、物体１６のような特殊な映像を「特定映像」と呼ぶことにする。

（ｃ）の混合状態では、（ｂ）の映像中の特定映像（物体１６）の領域だけを透明状態に切り替え、他の領域（物体１５）は反射状態のままとする。その結果、物体１６の投影される透明領域１６’では、（ａ）に示すスクリーン１の裏側に存在する物体１３を見ることができる。このような混合状態の表示により、物体１５と物体１３を並べて表示することができる。

このような混合状態は、次のようにして実現する。映像条件設定部７は、反射状態から透明領域に切り替える特定映像の条件を設定する。例えば映像信号の輝度値や色差値で条件を規定することができ、この例では、輝度値が所定値以下（すなわち暗部映像）を条件としている。また、特定映像の条件として物体の形状やパターンなどを用いても良い。いずれにせよ、通常の映像には出現する可能性が低いものが適する。なお、特定映像の面積が所定以上であることとすれば、特定映像の抽出における誤動作を防止できる。

スクリーン制御部２は、映像条件設定部７から特定映像の条件を受けると、映像信号から特定映像の条件（輝度値が所定値以下）に一致する映像を抽出する。この例では映像中の物体１６が条件を満たしている。スクリーン制御部２は、物体１６が投影されているスクリーン１の領域を透明状態に切り替える。なお、透明領域の輪郭は物体１６の輪郭と等しく設定されるが、両者に差を設けて、例えば透明領域の輪郭を物体１６の輪郭よりも広く設定しても良い。

図４は、スクリーンと投影映像の位置合わせを説明する図である。
（ａ）は、スクリーン１の投影面を示し、４隅にスクリーン位置基準１７を設けている。スクリーン位置基準１７は、投影面上に単純なマークを書き込んだものである。
（ｂ）は、映像投影部３により投影される位置合わせ用の投影映像１４を示し、４隅に投影映像位置基準１８を設けている。投影画像位置基準１８は、例えば黒または白のように周辺と異なった特徴を持つ映像であればよい。

（ｃ）は位置合わせを示す。まず、スクリーン１の右下の位置基準１７に着目して、映像投影部３の位置を調節してスクリーン位置基準１７と投影画像位置基準１８を合わせる。次に、映像投影部３の投影レンズの倍率を調整して右上、左下の位置基準を合わせる。最後に左上の位置基準が合っていることを確認する。

この動作を行うことで、投影映像の位置と、スクリーン１の透明領域と反射領域の位置がずれて表示されることはない。また、スクリーン位置基準１７に光検出センサを付加し、各センサの出力を映像投影部３に入力して投影レンズの倍率を調整するようにすれば、位置合わせを自動的に行うこともできる。

本実施例によれば、スクリーン１に投影する映像に特定映像の部分を盛り込むことで、特定映像が投影される領域のみを透明状態に切り替え、スクリーンの裏側に存在する物体を見せることができる。これより、投影する映像を選択するという簡単な方法で、見ている人の興味を引きパフォーマンス性に優れた映像表示を実現できる。なお、特定映像が投影される領域を半透明状態に切り替えることも可能であり、複雑な映像表示の演出ができる。

なお、以上説明した図１の映像表示システムの構成において、スクリーン制御部２、映像投影部３、遅延部４、映像信号出力部５、システム制御部６を一体の装置に搭載して投射型映像表示装置としてもよい。この場合、投射型映像表示装置に搭載されるスクリーン制御部２とスクリーン１を有線または無線の通信手段で接続し、上述のスクリーン制御部２からの出力をスクリーン１に入力してスクリーン１を制御すればよい。このように構成すれば、上述の各制御を行うことが可能であり、かつ、スクリーン１とは別体の投射型映像表示装置を提供することができる。

図５は、実施例２にかかる映像表示システムを示すブロック図である。実施例２では、実施例１（図１）の構成に音声検知部を追加している。音声検知部は、スクリーン１の表側と裏側に設置している。

音声検知部３０ａはスクリーン１の表側の音声を検知して出力し、音声検知部３０ｂはスクリーン１の裏側の音声を検知して出力する。音声検知部３０ａ、３０ｂの出力は、スクリーン制御部２とシステム制御部６（映像制御部８）に入力する。

本実施例の動作について説明する。音声検知部３０ａ、３０ｂはスクリーン１の表面、裏面にいる人物の音声を検知し、それぞれ検知信号を出力する。これにより、音声を発している人物がスクリーン１の表側にいるのか、裏側にいるのかを識別できる。また、スクリーン１を挟んで複数の人物が会話をしている際には、音声検知部３０ａ、３０ｂの出力の大小関係が頻繁に入れ替わるようになる。

音声検知部３０ａ、３０ｂからの出力の大小関係に応じて、映像制御部８は、予め決めておいた映像を選択し、信号処理を施してスクリーン１に投影させる。また映像条件設定部７は、投影映像に合わせてスクリーン１の反射状態と透明状態を切り替えるため、映像条件を設定する。スクリーン制御部２は、映像信号と映像条件を比較してスクリーン１に制御信号を送る。

映像制御部８は、音声検知部３０ａ（表側）の出力が大きい場合、正像の映像を投影するように映像信号出力部５に命令すると同時に、スクリーン１全体を反射状態にするように映像条件設定部７に命令する。一方、音声検知部３０ｂ（裏側）の出力が大きい場合には、鏡像の映像を投影するように映像信号出力部５に命令すると同時に、スクリーン１全体を半透明状態にするように映像条件設定部に命令する。

本実施例によれば、スクリーン１のいずれの側に人物がいるかに応じて、表側の人物に見せる映像と、裏側の人物に見せる映像とを自動的に切り替えて投影することができる。

また、スクリーン制御部２は、音声検知部３０ａ、３０ｂからの出力を直接受けて、その大小関係などに応じて、スクリーン１に制御信号を送る。例えば、音声検知部３０ａ，３０ｂの出力が所定値より小さい場合は、スクリーン１の周辺に人物がいない（または少ない）と判断し、スクリーン１を混合状態で表示する機能を停止し、全面反射状態（または全面透明状態）として消費電力を下げるようにする（省電力モード）。

なお、音声検知部３０ａ，３０ｂは一方のみとしても良い。その場合には、スクリーン１の周辺に人物がいるか否かを判断し、省電力モードに切り替える。省電力モードでは、映像投影部３からの投影動作を停止させれば、さらに省電力効果が高まる。

なお、以上説明した図５の映像表示システムの構成において、スクリーン制御部２、映像投影部３、遅延部４、映像信号出力部５、システム制御部６を一体の装置に搭載して投射型映像表示装置としてもよい。音声検知部３０ａ（表側）と音声検知部３０ｂ（裏側）とスクリーン１とを、ひとつのユニットに搭載して、検知部−スクリーン一体型ユニットとして構成してもよい。この場合、音声検知部３０ａ（表側）と音声検知部３０ｂ（裏側）とスクリーン１とを有する検知部−スクリーン一体型ユニットと、投射型映像表示装置に搭載されるスクリーン制御部２およびシステム制御部６を有線または無線の通信手段で接続すればよい。これにより、スクリーン制御部２およびシステム制御部６は、音声検知部３０ａ（表側）、音声検知部３０ｂ（裏側）、スクリーン１のそれぞれと通信可能となり、上述の本実施例の動作が可能となる。このように構成すれば、上述の本実施例の各制御を行うことが可能であり、かつ、スクリーン及び音声検知部とは別体の投射型映像表示装置を提供することができる。

図６は、実施例３にかかる映像表示システムを示すブロック図である。実施例３では、実施例１（図１）の構成にカメラと物体検知部を追加している。カメラは、スクリーン１の側部と上部に設置し、これによりスクリーン１の近傍に存在する物体（例えば人物）を検知する。

カメラ４０ａはスクリーン１の側部に設置し、スクリーン１の表側と裏側の空間を側部方向から撮影する。一方カメラ４０ｂはスクリーン１の上部に設置し、スクリーン１の表側と裏側の空間を上部方向から撮影する。物体検知部４１は、カメラ４０ａ、４０ｂが撮影した画像から、スクリーン１の表側または裏側に存在する物体（例えば人物）を検知する。カメラ４０ａ、４０ｂの出力は物体検知部４１に入力し、物体検知部４１の出力はシステム制御部６（映像制御部８、映像条件設定部７）に入力する。

本実施例の動作について説明する。カメラ４０ａ、４０ｂで撮影した画像は物体検知部４１に送られ、撮影した画像からスクリーン１に近づく物体（例えば人物）を検知する。そして、物体が表側にあるのか、あるいは裏側にあるのかを識別する（以下、面情報）。検知の方法は、所定時間前に撮影した画像と現在撮影した画像を比較し、差分が大きい部分があれば近づく物体（人物）と判断する。その際、識別用のレーベルと検知した物体を関連付けて記憶し、物体がカメラ４０ａ、４０ｂが撮影した画像からフレームアウトするまで認識動作を続ける。

映像制御部８は面情報を受け、スクリーン１の表側にのみ物体がある場合、正像の映像を投影するように映像信号出力部５に命令すると同時に、スクリーン１全体を反射状態にするように映像条件設定部７に命令する。一方、スクリーン１の裏側にのみ物体がある場合には、鏡像の映像を投影するように映像信号出力部５に命令すると同時に、スクリーン１全体を半透明状態にするように映像条件設定部に命令する。

本実施例によれば、スクリーン１のいずれの側に人物がいるかに応じて、表側の人物に見せる映像と、裏側の人物に見せる映像とを自動的に切り替えて表示することができる。

また、物体検知部４１にて物体が検知されなかった場合には、映像条件設定部７からスクリーン制御部２に対し、スクリーン１を混合状態で表示する機能を停止し、全面反射状態（または全面透明状態）として消費電力を下げるように設定する（省電力モード）。あるいは映像制御部８から映像投影部３に対し、投影動作を停止させることで、さらに省電力効果が高めることができる。

なお、以上説明した図６の映像表示システムの構成において、スクリーン制御部２、映像投影部３、遅延部４、映像信号出力部５、システム制御部６を一体の装置に搭載して投射型映像表示装置としてもよい。カメラ４０ａ、４０ｂとスクリーン１とを、ひとつのユニットに搭載して、カメラ−スクリーン一体型ユニットとして構成してもよい。物体検知部４１は、投射型映像表示装置とカメラ−スクリーン一体型ユニットのどちら側に搭載してもよい。この場合、カメラ−スクリーン一体型ユニットと、投射型映像表示装置に搭載されるスクリーン制御部２およびシステム制御部６とを有線または無線の通信手段で接続すればよい。これにより、スクリーン制御部２およびシステム制御部６は、各要素を介してカメラ４０ａ、４０ｂ、スクリーン１のそれぞれと情報を送受信可能となり、上述の本実施例の動作が可能となる。このように構成すれば、上述の本実施例の各制御を行うことが可能であり、かつ、スクリーン１及びカメラ４０ａ、４０ｂとは別体の投射型映像表示装置を提供することができる。

図７は、実施例４にかかる映像表示システムを示すブロック図である。実施例４は、実施例３（図６）における物体検知部４１を、検知した物体の位置を測定する物***置検知部４２で置き換えた構成とした。

物***置検知部４２は、カメラ４０ａ、４０ｂが撮影した画像から、スクリーン１の表側または裏側に存在する物体（例えば指）を検知し、物体が存在する面情報と位置情報（縦方向、横方向の座標）を出力する。映像条件設定部７は、物***置検知部４２が検知した物体と同位置に投影する映像を反射領域内または透明領域内に含ませる映像条件を設定する。映像制御部８は、物***置検知部４２からの面情報と位置情報に基づき投影する映像を選択する。

本実施例の動作について説明する。カメラ４０ａ、４０ｂで撮影した画像は物***置検知部４２に送られ、撮影した画像からスクリーン１に近づく物体（例えば指）を検知する。そして、物体が表側にあるのか、あるいは裏側にあるのかを識別する（面情報）とともに、物体の位置情報（縦方向、横方向の座標）を取得する。その際物***置検知部４２は、スクリーン１の投影面から物体までの距離を画像から算出し、スクリーン１から所定の距離以内に存在する物体を識別する。またカメラ４０ａ、４０ｂは、縦方向と横方向の２方向から撮影しているので、物体の縦方向と横方向の座標を算出することができる。

映像制御部８は、検知結果の面情報を受け取り、スクリーン１の表側にのみ物体が有る、スクリーン１の裏側にのみ物体が有る、スクリーン１の表側と裏側の両方に物体が有る、スクリーン１の表側と裏側のいずれにも物体が無い、の４パターン用の投影映像を選択する。映像条件設定部７は、検知結果の面情報と位置情報を受け取り、物体が存在する面で検知位置と同位置に投影される映像の信号値（輝度値、色差値など）を抽出する。そして、物体検知位置が反射領域または透明領域に含まれるように映像条件を決定してスクリーン制御部２に出力する。

図８は、本実施例の映像表示切替動作の一例を説明する図である。
（ａ）は初期状態で、スクリーン１は全面半透明状態に設定しておく。映像投影部３がスクリーン１に投影した映像は、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃに分割されている。領域Ａの表側から物体５１（指）が近づくと、物***置検知部４２は物体５１を検知し、物体５１の存在する面情報と位置情報を映像条件設定部７に送る。また、領域Ｂの裏側から物体５２（指）が近づくと、物***置検知部４２は物体５２を検知し、物体５２の存在する面情報と位置情報を映像制御部８に送る。

（ｂ）は映像表示切替を示す。物体５１に関しては、映像条件設定部７は領域Ａが透明領域に含まれるように映像条件を設定する。その結果、領域Ａは透明状態となり、スクリーンの裏側の物体６１が表側から見えるようになる。物体５２に関しては、映像制御部８は領域Ｂにスクリーン１の裏側に物体が有る場合の映像（例えば「ここを選択した」という文字映像）を選択して、映像信号出力部５に出力する。その結果、領域Ｂには変更した映像６２が表示される。

なお、スクリーン１の表側に物体が有る場合は、投影する映像は正像とするが、スクリーン１の裏側に物体が有る場合は、投影する映像を鏡像としてスクリーン１は半透明状態する。

本実施例によれば、スクリーン１に人物が指を近づける時、表側と裏側のいずれの側から近づけたか、またスクリーン１のいずれの領域に近づけたかに応じて、スクリーン上の対応する領域において、表示する映像を切り替えたり、反射状態と透明状態の切替を行うことができる。これにより、スクリーンの表側と裏側にいる人物の間で、互いに意思伝達（コミュニケーション）を考慮した表示演出を行うことができる。

なお、以上説明した図７の映像表示システムの構成において、スクリーン制御部２、映像投影部３、遅延部４、映像信号出力部５、システム制御部６を一体の装置に搭載して投射型映像表示装置としてもよい。カメラ４０ａ、４０ｂとスクリーン１とを、ひとつのユニットに搭載して、カメラ−スクリーン一体型ユニットとして構成してもよい。物***置検知部４２は、投射型映像表示装置とカメラ−スクリーン一体型ユニットのどちら側に搭載してもよい。この場合、カメラ−スクリーン一体型ユニットと、投射型映像表示装置に搭載されるスクリーン制御部２およびシステム制御部６とを有線または無線の通信手段で接続すればよい。これにより、スクリーン制御部２およびシステム制御部６は、、各要素を介してカメラ４０ａ、４０ｂ、スクリーン１のそれぞれと情報を送受信可能となり、上述の本実施例の動作が可能となる。このように構成すれば、上述の本実施例の各制御を行うことが可能であり、かつ、スクリーン１及びカメラ４０ａ、４０ｂとは別体の投射型映像表示装置を提供することができる。

図９は、実施例５にかかる映像表示システムを示すブロック図である。実施例５は、実施例４（図７）の構成に移動軌跡解析部を追加している。

移動軌跡解析部４３は、物***置検知部４２の検知結果を所定の時間分保持することで物体（例えば指）の移動軌跡を解析する。移動軌跡解析部４３の出力は、映像制御部８と映像条件設定部７に入力する。

本実施例の動作について説明する。物***置検知部４２は、検知した物体の面情報と位置情報を移動軌跡解析部４３に送る。移動軌跡解析部４３は、所定の時間分の前記位置情報を保持し、その位置情報の時間変化から物体の軌跡を解析する。解析した軌跡が閉じた領域を形成した場合、その領域情報を映像制御部８と映像条件設定部７に送る。映像制御部８は、投影する映像を選択し映像信号出力部５に指示する。映像条件設定部７は、投影映像とは関連なく前記領域情報で指定された領域を透明状態または反射状態とする映像条件を設定し、スクリーン制御部２に出力する。

図１０は、本実施例の映像表示切替動作の一例を説明する図である。
（ａ）は物体の移動軌跡解析を示す。スクリーン１の表面から所定の距離以内に物体５３（指）が近づくと、物***置検知部４２により検知し、その面情報と位置情報を求めて移動軌跡解析部４３に出力する。移動軌跡解析部４３は、位置情報の時間変化から物体の移動軌跡を解析し、閉じた領域を求める。この例では、物体５３が円状の軌跡５４を描いて、元の位置に戻ることで閉じた領域が完成する。解析の手順は、例えば、物体５３を最初に検知した位置を起点位置５４１とし、起点位置５４１から最も遠い位置５４２を抽出する。次に、最も遠い位置５４２を取得した後で、起点位置５４１に最も近くなる終点位置５４３を抽出する。起点位置５４１と終点位置５４３の間隔が所定距離以下の場合、物体の軌跡５４によって形成された領域は閉じた領域と判断する。なお、閉じた領域と判断されなかった場合は、記憶した位置情報をリセットし、次の位置情報を待って移動軌跡の解析を始める。

（ｂ）は映像表示切替を示す。映像条件設定部７は、閉じた領域の情報を受けて、スクリーン１を透明状態または反射状態とする条件を設定する。この例では、物体の軌跡５４によって形成された閉じた領域５５を透明領域として設定する。その結果、スクリーン１の反対側（裏面側）の物体６３をスクリーン１の表側から見ることができる。

本実施例によれば、指をスクリーン１上の映像に触れるように接近して移動させ、その軌跡で閉じた領域に対し、透明状態または反射状態を切り替えることができる。これにより映像を見ている人物に表示映像を操作する感覚を与え、人物との間で意思伝達（コミュニケーション）を考慮した表示演出を行うことができる。また、本実施例を参加型のデジタルサイネージ等に採用した場合、より集客力を向上させる効果が期待できる。

以上述べた各実施例では、スクリーン１として、透過率を変える機能を有する透過性スクリーンを例に説明した。これ以外に、幅広い滝のように水を落とした水カーテンや、人工的に発生させた霧をスクリーンにした場合でも、透明状態領域または反射状態領域を縦方向に限定することで同様の効果が期待できる。

なお、以上説明した図９の映像表示システムの構成において、スクリーン制御部２、映像投影部３、遅延部４、映像信号出力部５、システム制御部６を一体の装置に搭載して投射型映像表示装置としてもよい。カメラ４０ａ、４０ｂとスクリーン１とを、ひとつのユニットに搭載して、カメラ−スクリーン一体型ユニットとして構成してもよい。物***置検知部４２および移動軌跡解析部４３は、投射型映像表示装置とカメラ−スクリーン一体型ユニットのどちら側に搭載してもよい。物***置検知部４２と移動軌跡解析部４３の両者をカメラ−スクリーン一体型ユニット側に搭載してもよく、物***置検知部４２と移動軌跡解析部４３の両者を投射型映像表示装置側に搭載しても良く、物***置検知部４２をカメラ−スクリーン一体型ユニット側に搭載し移動軌跡解析部４３を投射型映像表示装置側に搭載してもよい。この場合、カメラ−スクリーン一体型ユニットと、投射型映像表示装置に搭載されるスクリーン制御部２およびシステム制御部６とを有線または無線の通信手段で接続すればよい。これにより、スクリーン制御部２およびシステム制御部６は、、各要素を介してカメラ４０ａ、４０ｂ、スクリーン１のそれぞれと情報を送受信可能となり、上述の本実施例の動作が可能となる。このように構成すれば、上述の本実施例の各制御を行うことが可能であり、かつ、スクリーン１及びカメラ４０ａ、４０ｂとは別体の投射型映像表示装置を提供することができる。

１：スクリーン、
２：スクリーン制御部、
３：映像投影部、
４：遅延部、
５：映像信号出力部、
６：システム制御部、
７：映像条件設定部、
８：映像制御部、
１４：投影映像、
３０ａ，３０ｂ：音声検知部、
４０ａ，４０ｂ：カメラ、
４１：物体検知部、
４２：物***置検知部、
４３：移動軌跡解析部。

Claims (17)

1. スクリーンに映像を投影して表示する映像表示システムにおいて、
   前記スクリーンは、投影した映像を反射する反射状態と、投影した映像を透過する透明状態とを、前記スクリーンの全面または部分的に切り替え可能であって、
   前記スクリーンに対し反射状態にする領域と透明状態にする領域を決定してその切り替えを制御するスクリーン制御部と、
   前記スクリーンに映像を投影する映像投影部と、
   前記映像投影部に映像信号を出力する映像信号出力部と、
   前記各部の動作を制御するシステム制御部を備え、
   前記システム制御部は前記スクリーン制御部に対し、前記映像投影部が投影する映像に応じて前記スクリーンを反射状態または透明状態に切り替えるための映像条件を設定し、
   前記スクリーン制御部は、前記システム制御部により設定された映像条件と前記映像信号出力部から出力される映像信号を比較して、前記スクリーンの反射状態にする領域と透明状態にする領域を決定することを特徴とする映像表示システム。
2. 請求項１に記載の映像表示システムであって、
   前記スクリーンの表側と裏側を撮影するカメラと、
   前記カメラの撮影画像から前記スクリーンの近傍に存在する物体を検知する物体検知部を備え、
   前記物体検知部により前記スクリーンの表側で物体を検知した場合には、前記システム制御部は前記映像信号出力部に対し正像の映像を出力させるとともに、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが反射状態になるよう設定し、
   前記物体検知部により前記スクリーンの裏側で物体を検知した場合には、前記システム制御部は前記映像信号出力部に対し鏡像の映像を出力させるとともに、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが半透明状態になるよう設定することを特徴とする映像表示システム。
3. 請求項２に記載の映像表示システムであって、
   前記物体検知部は、さらに検知した物体の前記スクリーン上の位置を検出し、
   前記物体検知部により検出された物体の位置に対応する前記スクリーン上の領域において、前記システム制御部は前記映像信号出力部に対し正像または鏡像の映像を切り替えて出力させるとともに、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが反射状態または透明状態になるよう設定することを特徴とする映像表示システム。
4. 請求項３に記載の映像表示システムであって、
   前記物体検知部より検出された物体の位置情報から該物体の移動軌跡を解析する移動軌跡解析部を備え、
   前記移動軌跡解析部により前記移動軌跡が閉じた領域を形成したと判断したとき、該閉じた領域に対応する前記スクリーン上の領域において、前記システム制御部は前記映像信号出力部に対し正像または鏡像の映像を切り替えて出力させるとともに、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが反射状態または透明状態になるよう設定することを特徴とする映像表示システム。
5. 請求項１に記載の映像表示システムであって、
   前記スクリーンの表側と裏側にて音声を検知する音声検知部を備え、
   前記音声検知部により前記スクリーンの表側で音声を検知した場合には、前記システム制御部は前記映像信号出力部に対し正像の映像を出力させるとともに、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが反射状態になるよう設定し、
   前記音声検知部により前記スクリーンの裏側で音声を検知した場合には、前記システム制御部は前記映像信号出力部に対し鏡像の映像を出力させるとともに、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが半透明状態になるよう設定することを特徴とする映像表示システム。
6. 請求項２に記載の映像表示システムであって、
   前記物体検知部により物体を検知しない場合には、前記システム制御部は前記スクリーン制御部に対し、前記スクリーンの全面を反射状態または透明状態となるよう設定することを特徴とする映像表示システム。
7. 請求項５に記載の映像表示システムであって、
   前記音声検知部により音声を検知しない場合には、前記システム制御部は前記スクリーン制御部に対し、前記スクリーンの全面が反射状態または透明状態となるよう設定することを特徴とする映像表示システム。
8. スクリーンに映像を投影して表示する映像表示方法において、
   前記スクリーンは、投影した映像を反射する反射状態と、投影した映像を透過する透明状態とを切り替え可能であって、
   映像を選択して前記スクリーンに投影するステップと、
   前記投影する映像に応じて前記スクリーンを反射状態または透明状態に切り替えるための映像条件を設定するステップと、
   前記設定された映像条件と前記投影する映像の映像信号を比較して、前記スクリーンを全面または部分的に反射状態と透明状態とを切り替えるステップとを備えることを特徴とする映像表示方法。
9. 請求項８に記載の映像表示方法であって、
   前記スクリーンの表側と裏側を撮影し、その撮影画像から前記スクリーンの近傍に存在する物体を検知するステップを備え、
   前記スクリーンの表側で物体を検知した場合には、前記スクリーンに対し正像の映像を投影させるとともに、前記スクリーンを反射状態に切り替え、
   前記スクリーンの裏側で物体を検知した場合には、前記スクリーンに対し鏡像の映像を投影させるとともに、前記スクリーンを半透明状態に切り替えることを特徴とする映像表示方法。
10. 請求項８に記載の映像表示方法であって、
    前記スクリーンの表側と裏側にて音声を検知するステップを備え、
    前記スクリーンの表側で音声を検知した場合には、前記スクリーンに対し正像の映像を投影させるとともに、前記スクリーンを反射状態に切り替え、
    前記スクリーンの裏側で音声を検知した場合には、前記スクリーンに対し鏡像の映像を投影させるとともに、前記スクリーンを半透明状態に切り替えることを特徴とする映像表示方法。
11. 投影した映像を反射する反射状態と、投影した映像を透過する透明状態とを、前記スクリーンの全面または部分的に切り替え可能なスクリーンに映像を投影して表示する投射型映像表示装置であって、
    前記スクリーンに対し制御信号を送信することにより、反射状態にする領域と透明状態にする領域を決定してその切り替えを制御可能なスクリーン制御部と、
    前記スクリーンに映像を投影可能な映像投影部と、
    前記映像投影部に映像信号を出力する映像信号出力部と、
    前記各部の動作を制御するシステム制御部を備え、
    前記システム制御部は前記スクリーン制御部に対し、前記映像投影部が投影する映像に応じて前記スクリーンを反射状態または透明状態に切り替えるための映像条件を設定し、
    前記スクリーン制御部は、前記システム制御部により設定された映像条件と前記映像信号出力部から出力される映像信号を比較して、前記スクリーンの反射状態にする領域と透明状態にする領域を決定することを特徴とする投射型映像表示装置。
12. 請求項１１に記載の投射型映像表示装置であって、
    前記システム制御部は、前記スクリーンの近傍に存在する物体を検知する外部の物体検知部から情報を取得可能であり、
    前記システム制御部は、前記外部の物体検知部から前記スクリーンの表側で物体を検知した情報を取得した場合に、前記映像信号出力部に対し正像の映像を出力させるとともに、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが反射状態になるよう設定し、
    前記システム制御部は、前記外部の物体検知部から前記スクリーンの裏側で物体を検知した情報を取得した場合に、前記映像信号出力部に対し鏡像の映像を出力し、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが半透明状態になるよう設定することを特徴とする投射型映像表示装置。
13. 請求項１１に記載の投射型映像表示装置であって、
    前記システム制御部は、前記スクリーンの近傍に存在する物体の位置を検知する外部の物***置検知部から情報を取得可能であり、
    前記システム制御部は、前記外部の物***置検知部により検知された物体の位置を取得した場合に、該物体の位置に対応する前記スクリーン上の領域について、前記映像信号出力部に対し正像または鏡像の映像を切り替えて出力し、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが反射状態または透明状態になるよう設定することを特徴とする投射型映像表示装置。
14. 請求項１３に記載の投射型映像表示装置であって、
    前記システム制御部は、前記外部の物***置検知部により検知された物体の位置に基づく該物体の移動軌跡を解析する移動軌跡解析処理の結果、前記移動軌跡が閉じた領域を形成したと判断したとき、該閉じた領域に対応する前記スクリーン上の領域について、前記映像信号出力部に対し正像または鏡像の映像を切り替えて出力し、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが反射状態または透明状態になるよう設定することを特徴とする投射型映像表示装置。
15. 請求項１１に記載の投射型映像表示装置であって、
    前記システム制御部は、前記スクリーンの表側と裏側にて音声を検知する外部の音声検知部から前記スクリーンの表側で音声を検知した情報を取得した場合に、前記映像信号出力部に対し正像の映像を出力し、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが反射状態になるよう設定し、
    前記システム制御部は、前記外部の音声検知部から前記スクリーンの裏側で音声を検知した情報を取得した場合に、前記映像信号出力部に対し鏡像の映像を出力し、前記スクリーン制御部に対し前記スクリーンが半透明状態になるよう設定することを特徴とする投射型映像表示装置。
16. 請求項１２に記載の投射型映像表示装置であって、
    前記システム制御部は、前記外部の物体検知部から物体を検知した情報を取得していない場合に、前記スクリーン制御部に対し、前記スクリーンの全面を反射状態または透明状態となるよう設定することを特徴とする投射型映像表示装置。
17. 請求項１５に記載の投射型映像表示装置であって、
    前記システム制御部は、前記外部の音声検知部から音声を検知した情報を取得していない場合に、前記スクリーン制御部に対し、前記スクリーンの全面が反射状態または透明状態となるよう設定することを特徴とする投射型映像表示装置。

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