(57)【要約】【課題】  通常の鏡に自画像と各種の情報を重ね表示する情報表示装置を提供する。【解決手段】  鏡１０の周囲に配置されるカメラ部２０とプロジェクタ部３０と、このプロジェクタ部３０に投影する情報１５０を提供する制御装置４４とを備え、この制御装置４４は、鏡１０に正対する利用者１００をカメラ部２０で撮影させ、この撮影した利用者の顔画像から利用者１００の顔１１０と目１２０の位置を算出して投影画像１７０を生成し、前記算出された目１２０以外の顔１１０をスクリーンとして、各種の情報をプロジェクタ部３０を介して投影するようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡の周囲に配置されるカメラ部及びプロジェクタ部と、このプロジェクタ部に投影する情報を提供する制御装置とを備えた情報表示装置であって、
前記制御装置は、前記鏡に正対する利用者をカメラ部で撮影させ、この撮影した利用者の顔画像から利用者の顔と目の位置を算出して投影画像を生成し、前記算出された目以外の顔の位置に各種の情報をプロジェクタ部を介して投影させる
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項２】
前記請求項１記載の情報表示装置において、
前記投影画像は、算出された前記利用者の目の位置に配置される投影光を軽減させるマスク情報と、このマスク情報以外の位置に配置される各種の情報を備えている
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項３】
前記請求項１または２記載の情報表示装置において、
前記カメラ部と前記プロジェクタ部は、その光軸をほぼ平行とする位置に設置される
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項４】
前記請求項１から３記載の何れかの情報表示装置において、
前記カメラ部と前記プロジェクタ部は、その視野角と投影角をほぼ一致するように設定されている
ことを特徴とする情報表示装置。
【請求項５】
前記請求項１または２記載の情報表示装置において、
前記鏡はハーフミラーであって、このハーフミラーの後方に前記カメラ部を設けた
ことを特徴とする情報表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡に自画像と各種の情報を表示する情報表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、利用者の自画像と各種の情報を重ね合わせて表示装置に表示し、この表示装置を鏡のように利用することで、あたかも利用者が鏡を見るように自画像と各種の情報を合わせて取得できる技術が多数提案されている。
【０００３】
例えば、正面にハーフミラーを設け、このハーフミラーの後方にカメラを配置するとともに、このカメラで撮った顔画像を映し出す表示装置を設け、この表示装置に打ちし出された顔画像をハーフミラーを介して反射させて見ることができる電子鏡の技術が提案されている。この技術によれば近視の人がレンズが嵌っていないメガネフレームを掛けて自分に似合うものを間違うことなく選択することができる。しかも、この技術では、ハーフミラーの後方にカメラを設けることにより、目線とカメラ光軸を合わせて、鏡のような自画像を撮影して表示することができる。
【０００４】
この他、目線のずれた画像となるが、カメラを表示装置の周囲の近傍に設けて、このカメラで撮影した利用者の画像を表示装置に表示する技術は、テレビ電話などで多数提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９５１９８号の公報
【特許文献２】特開２００４−３２０２３６号の公報
【特許文献３】特開２００３−１５３７３９号の公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来から広く提案されている技術では、表示装置の周囲にカメラを設け、このカメラで表示装置に正対する利用者を撮影して、表示装置にカメラで撮影した画像を表示することで、あたかも表示装置を鏡を見るように利用することができる。そして、この技術によれば、利用者の自画像に各種の情報を重ね表示することができる。しかし、この技術では、利用者の正面からカメラで撮影できないので、表示装置に表示する利用者の目線が正対する利用者の目線とずれてしまう課題がある。
【０００７】
この課題を解決する技術として、前記したハーフミラーを使う技術が提案されているが、装置が大型化する課題がある。また、ハーフミラーに映る顔とハーフミラー背後の表示とは、利用者からの視距離が約２倍ほども異なるため、両方を同時に見ることは困難である。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、通常の鏡に自画像と各種の情報を重ね表示する情報表示装置提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成する点に、本発明に係る情報表示装置では、鏡の周囲に配置されるカメラ部とプロジェクタ部と、前記プロジェクタ部に投影する情報を提供する情報処理装置とを備え、前記制御装置は、前記鏡に正対する利用者をカメラ部で撮影させ、この撮影した利用者の顔画像から利用者の顔と目の位置を算出して投影画像を生成し、前記プロジェクタ部を介して算出された目以外の顔に各種の情報を投影するようにする。この際、プロジェクタから投影する画像情報は、算出された目の位置に暗調子の映像を常に表示するようにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、利用者は、自分の顔に投影された情報を、自画像とともに鏡でみることとなるので、視線のずれや焦点距離を合わせるわずらわしさが解消される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施例に係る情報表示装置の概略構造を示す説明図である。
【図２】第１実施例に係る投影画像の合成の説明図である。
【図３】第１実施例に係る情報表示装置の動作フロー図である。
【図４】第２実施例に係る情報表示装置の概略構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明に係る情報表示装置を図１から図４を参照して具体的に説明する。ここで、図１から図３は第１の実施例に係る情報表示装置であり、図４は第２実施例に係る情報表示装置である。なお、同様な部位や矢印などは同一符号をもって示し、重複した説明は省略する。
（第１実施例）
先ず、図１を参照して、この第１実施例に係る情報表示装置の概略構造を説明する。図１は、情報表示装置の概略構造を示す説明図である。図１において、符号１で総括的に示す情報表示装置は、鏡１０と、この鏡１０の周囲に配置されるカメラ部２０とプロジェクタ部３０と、このカメラ部２０及びプロジェクタ３０と接続される情報処理装置４０とから構成される。
【００１３】
この実施例で採用する鏡１０は、極一般的な鏡である。そして、カメラ部２０とプロジェクタ３０は、互いの光軸Ｐ１とＰ２が平行となり、かつ、互いの視野角Ｑ１と投影角Ｑ２が略一致するように鏡１０の周囲に配置される。
【００１４】
また、情報処理装置４０は、情報処理装置本体４１と表示装置４２と入力装置４３とを含んで構成される。情報処理装置本体４１は、情報処理装置４０を統括的に制御する制御装置４４と、各種の情報やプログラムを格納する記憶装置４５を備えている。また、入力装置４３は、キーボードやマウスなどを含んで構成される。この実施例では、極一般的なパーソナルコンピュータを、この情報処理装置４０として採用することができる。更に、この情報処理装置４０は、ネットワークを介して他のサーバから各種の情報を取得することができる。
【００１５】
そして、この実施例に係る情報表示装置１の大きな特徴の１つは、鏡１０の周囲にカメラ部２０とプロジェクタ３０を備え、鏡１０に正対する利用者１００をカメラ部２０で撮影して、この撮影した利用者１００の顔画像から利用者の顔１１０の位置を算出し、プロジェクタ３０を介して算出された顔１１０をスクリーンとして各種の情報を投影するようにした点である。
【００１６】
即ち、多くの人は毎日鏡１０に向かう。例えば、多くの人は、出勤や通学前の朝決まった時間帯に、一定時間鏡１０を見る習慣がある。この鏡１０を見る時間は、一日の行動のための情報取得に最適なタイミングということができる。しかし、従来から、この鏡１０を見る機会を利用して各種の情報を効率よく利用者に提供できるものは提案されていない。
【００１７】
また、鏡の一部、あるいはハーフミラーに情報を表示させるといったアイデアもある。しかし、鏡またはその周辺に情報を表示しても、鏡に映る自画像を見る視距離と鏡面までの視距離が違うことから焦点がずれてしまうため、意識的に見ようとしなければならない。つまり、図１に示すように、鏡１０に映る自画像１１１を見る利用者１００は、利用者１００と鏡１０の距離Ｌの２倍の焦点距離２Ｌで自画像１１１を見ている。このため、鏡１０またはその周囲に情報を表示した場合、利用者は、焦点距離Ｌに焦点を合わせなければならない。同様に、利用者の後方の壁面に情報を表示しても、焦点が長くなってしまうため、この情報を識別することができない。しかも、この鏡１０に映る情報は反転して映ってしまう。このため、鏡１０やその周囲に情報を表示しても、見過ごしてしまったり、一々焦点を合わせなければならない煩わしさがある。
【００１８】
そこで、本発明者らは、鏡１０付近に置いたプロジェクタ部３０から自分の顔１１０をスクリーンとして情報を表示することによりこれらの問題を解決し、時刻、天気予報、ニュースなどの情報１５０を自画像１１１とともに見ることができる情報表示装置１を創出した。
【００１９】
また、この実施例に係る情報表示装置１の他の特徴の１つは、前記特徴を実現するために、カメラ部２０とプロジェクタ部３０の光軸Ｐ１、Ｐ２をほぼ平行となるように鏡１０の周囲に配置するとともに、カメラ部２０とプロジェクタ部３０の視野角Ｑ１と投影角Ｑ２もほぼ一致するシステム構成を採用した点にある。
【００２０】
即ち、この実施例では、カメラ部２０とプロジェクタ部３０とをユニット化して、このユニットを鏡１０の周囲に設置する。カメラ部２０とプロジェクタ３０の視野角Ｑ１、投影角Ｑ２の範囲は、鏡１０に顔１１０を写す位置に自然に立ったときに、顔全体を撮影・投影できる範囲に設置する。最適な位置は、左右方向は鏡１０の中心で、鏡１０の上下方向のどちらか近い場所に設置するようにする。
【００２１】
また、この実施例に係る情報表示装置１の他の特徴の１つは、カメラ部２０で撮影した利用者１００の撮影情報から利用者の顔１１０と目１２０の位置を算出し、プロジェクタ部３０を介して算出された目１２０以外の顔１１０に各種の情報を投影するようにした点である。
【００２２】
この実施例に係る制御装置４４は、カメラ部２０で撮影した画像から逐一顔の存在を認識し、位置と角度を取得する。そして、目１２０と口の位置、目１２０の幅、口の幅、などを計測する。そして、目１２０の位置には常にマスク情報１５１が表示されるように、プロジェクタ部３０から投影される投影画像を生成する。この利用者１００に向けられて投影する画像は、目１２０の付近にマスク情報１５１が表示されているため、目１２０に入る光を小さくすることができるから、プロジェクタ部３０から投影される画像（光）が利用者１００の目１２０に入って、目１２０がまぶしくならないようにしている。
【００２３】
特に、顔位置の推定誤差が少ない場合はよいが、推定誤差が増えてくると目１２０に光が入る可能性が生じる。そこで、この実施例の制御装置４４は、顔位置の推定誤差がある一定以上になると情報表示を消す。
【００２４】
なお、顔位置の推定誤差がある一定以上になった場合は、目１２０の周りのマスク情報１５１の表示を大きくするようにしてもよい。また、顔位置の移動速度を常に計算し、速度が一定以上になると表示を消すようにしてもよい。
【００２５】
また、この実施例に係る情報表示装置１の他の特徴の１つは、情報処理装置４０を介して、各種の情報を利用者に提供することができる。
【００２６】
例えば、便利情報として、時刻、最寄り駅の次の電車やバスの発車時間、今日のスケジュール、ニュースなどをテロップまたは映像として表示することができる。また、鏡の前でお出かけの準備をするサポートする情報として、紫外線予報（日焼け止め）、湿度予想（スキンケア保湿）などがある。また、忘れ物をしないサポートとして、天気予報（傘）、紫外線予報（日傘）、花粉予想（マスク）などがある。また、行動が変わる情報として、天気予報・洗濯指数（洗濯干し）、今日の運勢、ラッキーナンバーなどがある。更に、自分の顔１１０にまつわる情報として、スキンケア（ダメージの視覚化、保湿度の視覚化）、化粧シミュレーションなどの情報がある。これらは、情報処理装置４０の入力装置４３を介して自由に設定することができる。
【００２７】
また、この実施例に係る情報表示装置の他の特徴の１つは、予め家族の顔情報を情報処理装置４０の記憶装置４５に記憶しておき、この格納された顔情報と、カメラ部２０で撮影された画像とが一致する場合は、利用者１００毎に予め設定された情報１５０を表示することができる。
【００２８】
なお、この実施例では、カメラ部２０またはプロジェクタ部３０の近傍に人体を検知するセンサ５０を備えて、利用者１００が鏡１００の所定の位置に近づくことで、プロジェクタ部３０から投影画像を投影するようにしている。
【００２９】
次に、図２と図３を参照して、この情報表示装置１の動作を説明する。ここで、図２は、投影画像の合成の説明図であり（ａ）図は鏡に映る利用者の実像を示し、（ｂ）図は制御装置が生成する投影画像を示し、（ｃ）図は利用者が認識する鏡面の実像を示している。図３は、情報表示装置の動作フロー図である。
【００３０】
図２において、利用者１００は、この情報表示装置１がＯＦＦ状態であれば、（ａ）図のように利用者１００は鏡１０に映る自画像１１１のみをみることができる。しかし、この情報表示装置１が動作状態にあると（ｃ）図に示すように、自画像１１１に黒情報１５５と情報１５０が重ねあわされた情報を利用者はみることができる。
【００３１】
この動作を図３の動作フローにしたがって説明する。図３において、情報処理装置４０の制御装置４４は、センサー５０の検知情報を監視している（ステップ２０１）。制御装置４４は、センサー５０が人を検知すると、カメラ部２０をＯＮ状態として利用者１００を撮影し（ステップ２０２）、その画像を分析する（ステップ２０３）。そして、分析結果から顔情報を判定し（ステップ２０４）、該当する顔１１０（利用者１００）に関連する情報１５０を記憶装置４５から取得する（２０５）。
【００３２】
この実施例では、利用者１００、例えば、家族の顔１１０の情報をデータベースとして記憶装置４５に格納している。そして、この識別される利用者に対応して、情報１５０を選択的に表示することができる。
【００３３】
制御装置４４は、利用者１００の情報１５０を取得すると、図２に示す、投影画像１７０を生成する（２０６）。図２において、この投影画像１７０は、利用者１００の計測した目１２０の位置に表示されるマスク情報１５１と、記憶装置４５から取得される情報１５０とから構成される。ここで、情報１５０は、鏡１０に映ったときに識別可能なように反転表示される。このように、この情報表示装置１がＯＮ状態であれば、利用者１００は、（ａ）図の利用者の実像と、（ｂ）図の投影画像１７０が重ねあわされた（ｃ）図の画像を見ることとなる。
【００３４】
図３に戻り、制御装置４４は、投影画像１７０を生成すると、プロジェクタ部３０を電源ＯＮして、この生成された投影画像１７０を利用者１００の顔１１０に投影する（ステップ２０７）。そして、制御装置４４は、利用者１００の顔１１０の位置が予め設定された範囲以上に大きく移動したか（ステップ２０８）、あるいは、利用者１００の顔１１０の位置が予め設定された範囲以内で移動したか（ステップ２０９）、あるいはセンサ５０の範囲から外れたか（ステップ２１０）を監視している。
【００３５】
ステップ２０８において、利用者１００の顔１１０が大きく移動したと判定すると、プロジェクタ部をＯＦＦ状態として（ステップ２１２）、予め設定された所定時間を経過すると（ステップ２０３）ステップ２０６に移行させる。これにより、利用者１００が大きく移動した際に利用者１００の目１２０に投影した日が入らないようにしている。
【００３６】
また、ステップ２０９において、利用者１００が小幅な移動であると判定した場合は（ステップ２０３）ステップ２０６に移行させる。これにより、利用者１００の目１２０に対応する位置に、常にマスク情報１５１が表示されるようにしている。
【００３７】
また、ステップ２１０において、センサ５０の範囲から利用者１００が外れると、プロジェクタ部３０とカメラ部２０の電源をＯＦＦにする。
（第２実施例）
次に図４を参照して、第２実施例に係る情報表示装置２を説明する。ここで、図４は、情報表示装置の概略構造を示す説明図である。図４において、この第２実施例では、鏡１０をハーフミラー１１に代えて使用する。そして、このハーフミラー１１の場合は、カメラ部２０のハーフミラー１１の後方に配置する。これにより、顔１１０の測定や認識精度を向上することができる。また、この実施例では、視野角Ｑ１と投影角Ｑ２が一致しないため、予め設定される利用者１００の顔１１０の大きさと、撮影される顔の大きさからその距離を判定し、この距離にあった投影画像を生成するようにする。
【００３８】
なお、センサ５０を判定結果を利用して、プロジェクタ部３０の投影のＯＮ、ＯＦＦを行うようにしてもよい。
【００３９】
このように、この発明に係る情報表示装置は、鏡の周囲に配置されるカメラ部及びプロジェクタ部と、このプロジェクタ部に投影する情報を提供する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記鏡に正対する利用者をカメラ部で撮影させ、この撮影した利用者の顔画像から利用者の顔と目の位置を算出して投影画像を生成し、前記算出された目以外の顔の位置に各種の情報をプロジェクタ部を介して投影させるものである。
【００４０】
この場合、投影画像は、算出された前記利用者の目の位置に配置される投影光を軽減させるマスク情報と、このマスク情報以外の位置に配置される各種の情報を備えるようにする。また、カメラ部とプロジェクタ部は、その光軸をほぼ平行とする位置に設置するようにするとよい。同様に、カメラ部とプロジェクタ部の視野角と投影角をほぼ一致するように設定するとよい。更に、鏡はハーフミラーであって、このハーフミラーの後方にカメラ部を設置する構造であっても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１…情報表示装置、１０…鏡、１１…ハーフミラー、２０…カメラ部、３０…プロジェクタ部、４０…情報処理装置、４１…情報処理装置本体、４２…表示装置、４３…入力装置、４４…制御装置、４５…記憶装置、センサ５０…、１００…利用者、１１０…顔、１１１…自画像、１２０…目、１５０…情報、１５１…マスク情報、１７０…投影画像、Ｐ１、Ｐ２…光軸、Ｑ１…視野角、Ｑ２…投影角、Ｌ…距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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