(57)【要約】      （修正有）【課題】空気中に形成される複数の像の重なりに対処できるようにする情報処理装置、情報処理システム及びプログラムを提供する。【解決手段】重なり検知部は、空中画像及びの表示を重なり検知用に切り替えるＳ１。次に、重なり検知部は、重なり検知センサが撮影した画像を画像処理して、複数の空中画像が形成されている位置を検知するＳ２。空中画像が形成されている位置が検知されると、重なり検知部は、空中画像に交差があるか否かを判定しＳ３、交差がある場合、重なり検知部は、報知デバイスを通じて重なりの検知を報知するＳ４。【選択図】図１１
2019129378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中に形成される第１の像と空気中で形成される第２の像との重なりを検知する検知手段
を有する情報処理装置。
【請求項２】
前記検知手段は、撮像手段で撮像された画像を処理して重なりを検知する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記第１の像の少なくとも一部が前記第２の像を透過して撮像される場合、又は、前記第２の像の少なくとも一部が前記第１の像を透過して撮像される場合、当該第１の像と当該第２の像が重なっていると検知する、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記第１の像と前記第２の像の両方を表示した状態で撮像された前記画像内での表示面までの距離が、当該画像内の一方向について単調に変化しないとき、当該第１の像と当該第２の像が重なっていると検知する、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記検知手段は、前記第１の像を表示した状態で撮像された前記画像内での表示面までの第１の距離と、前記第２の像を表示した状態で撮像された前記画像内での表示面までの第２の距離との遠近の関係が前記画像内のある地点で入れ替わるとき、当該第１の像と当該第２の像が重なっていると検知する、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記重なりの検知を報知する報知手段を更に有する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記重なりが検知された場合、前記第１の像を形成する第１の像形成手段及び前記第２の像を形成する第２の像形成手段の両方又は一方を制御して当該第１の像と当該第２の像の重なりを低減させる低減手段を更に有する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記低減手段は、前記第１の像及び前記第２の像の両方又は一方の表示面の床面に対する角度を変更する、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記低減手段は、前記第１の像及び前記第２の像の両方又は一方を、表示面の床面に対する角度を保ったまま移動させる、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記低減手段は、前記第１の像及び前記第２の像の両方又は一方の表示上の大きさを小さくする、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記検知手段は、前記第１の像を形成する第１の像形成手段の取り付け位置の変化の情報と、前記第２の像を形成する第２の像形成手段の取り付け位置の変化の情報とに基づいて、当該第１の像と当該第２の像の重なりを検知する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記変化の情報は、初期の状態に対する変化の方向である、請求項１１に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記変化の情報は、設計値に対する変化の方向である、請求項１１に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記検知手段は、前記第１の像を形成する第１の像形成手段を構成する光学部品の取り付け位置の変化の情報と、前記第２の像を形成する第２の像形成手段を構成する光学部品の取り付け位置の変化の情報とに基づいて、当該第１の像と当該第２の像の重なりを検知する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
空気中で第１の像を形成する第１の像形成手段と、
空気中で第２の像を形成する第２の像形成手段と、
前記第１の像と前記第２の像の重なりを検知する検知装置と
を有する情報処理システム。
【請求項１６】
コンピュータを、
空気中に形成される第１の像と空気中に形成される第２の像との重なりを検知する検知手段
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、情報処理システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光を空気中で交差させ、光の交点に像を形成する技術がある。この種の技術によって表示される像は、空中画像とも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−６２７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空中画像は、空気中に視覚的に認識される存在であり、空間を占有することはできない。このため、複数の空中画像の表示が重なると、視認性が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、空気中に形成される複数の像の重なりに対処できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、空気中に形成される第１の像と空気中で形成される第２の像との重なりを検知する検知手段を有する情報処理装置である。
請求項２に記載の発明は、前記検知手段は、撮像手段で撮像された画像を処理して重なりを検知する、請求項１に記載の情報処理装置である。
請求項３に記載の発明は、前記検知手段は、前記第１の像の少なくとも一部が前記第２の像を透過して撮像される場合、又は、前記第２の像の少なくとも一部が前記第１の像を透過して撮像される場合、当該第１の像と当該第２の像が重なっていると検知する、請求項２に記載の情報処理装置である。
請求項４に記載の発明は、前記検知手段は、前記第１の像と前記第２の像の両方を表示した状態で撮像された前記画像内での表示面までの距離が、当該画像内の一方向について単調に変化しないとき、当該第１の像と当該第２の像が重なっていると検知する、請求項２に記載の情報処理装置である。
請求項５に記載の発明は、前記検知手段は、前記第１の像を表示した状態で撮像された前記画像内での表示面までの第１の距離と、前記第２の像を表示した状態で撮像された前記画像内での表示面までの第２の距離との遠近の関係が前記画像内のある地点で入れ替わるとき、当該第１の像と当該第２の像が重なっていると検知する、請求項２に記載の情報処理装置である。
請求項６に記載の発明は、前記重なりの検知を報知する報知手段を更に有する、請求項１に記載の情報処理装置である。
請求項７に記載の発明は、前記重なりが検知された場合、前記第１の像を形成する第１の像形成手段及び前記第２の像を形成する第２の像形成手段の両方又は一方を制御して当該第１の像と当該第２の像の重なりを低減させる低減手段を更に有する、請求項１に記載の情報処理装置である。
請求項８に記載の発明は、前記低減手段は、前記第１の像及び前記第２の像の両方又は一方の表示面の床面に対する角度を変更する、請求項７に記載の情報処理装置である。
請求項９に記載の発明は、前記低減手段は、前記第１の像及び前記第２の像の両方又は一方を、表示面の床面に対する角度を保ったまま移動させる、請求項７に記載の情報処理装置である。
請求項１０に記載の発明は、前記低減手段は、前記第１の像及び前記第２の像の両方又は一方の表示上の大きさを小さくする、請求項７に記載の情報処理装置である。
請求項１１に記載の発明は、前記検知手段は、前記第１の像を形成する第１の像形成手段の取り付け位置の変化の情報と、前記第２の像を形成する第２の像形成手段の取り付け位置の変化の情報とに基づいて、当該第１の像と当該第２の像の重なりを検知する、請求項１に記載の情報処理装置である。
請求項１２に記載の発明は、前記変化の情報は、初期の状態に対する変化の方向である、請求項１１に記載の情報処理装置である。
請求項１３に記載の発明は、前記変化の情報は、設計値に対する変化の方向である、請求項１１に記載の情報処理装置である。
請求項１４に記載の発明は、前記検知手段は、前記第１の像を形成する第１の像形成手段を構成する光学部品の取り付け位置の変化の情報と、前記第２の像を形成する第２の像形成手段を構成する光学部品の取り付け位置の変化の情報とに基づいて、当該第１の像と当該第２の像の重なりを検知する、請求項１に記載の情報処理装置である。
請求項１５に記載の発明は、空気中で第１の像を形成する第１の像形成手段と、空気中で第２の像を形成する第２の像形成手段と、前記第１の像と前記第２の像の重なりを検知する検知装置とを有する情報処理システムである。
請求項１６に記載の発明は、コンピュータを、空気中に形成される第１の像と空気中に形成される第２の像との重なりを検知する検知手段として機能させるプログラムである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、空気中に形成される複数の像の重なりに対処できる。
請求項２記載の発明によれば、空気中に形成される複数の像の重なりに対処できる。
請求項３記載の発明によれば、空気中に形成される複数の像の重なりに対処できる。
請求項４記載の発明によれば、空気中に形成される複数の像の重なりに対処できる。
請求項５記載の発明によれば、空気中に形成される複数の像の重なりに対処できる。
請求項６記載の発明によれば、ユーザによる対処を促すことができる。
請求項７記載の発明によれば、制御による対処を実現できる。
請求項８記載の発明によれば、制御による対処を実現できる。
請求項９記載の発明によれば、制御による対処を実現できる。
請求項１０記載の発明によれば、制御による対処を実現できる。
請求項１１記載の発明によれば、間接的に複数の像の重なりを検知できる。
請求項１２記載の発明によれば、間接的に複数の像の重なりを検知できる。
請求項１３記載の発明によれば、間接的に複数の像の重なりを検知できる。
請求項１４記載の発明によれば、間接的に複数の像の重なりを検知できる。
請求項１５記載の発明によれば、空気中に形成される複数の像の重なりに対処できる。
請求項１６記載の発明によれば、空気中に形成される複数の像の重なりに対処できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る空中画像形成システムの概略構成を説明する図である。
【図２】表示デバイスから出力される光を専用の光学プレートを透過させることで空中画像を形成する空中画像形成装置の原理図である。（Ａ）は各部材と空中画像との位置関係を示し、（Ｂ）は光学プレートの断面構造の一部を示す。
【図３】空中画像として３次元像を形成する空中画像形成装置の原理図である。
【図４】２面コーナーリフレクタを構成する微小な四角い穴を平面内に等間隔に配列した構造のマイクロミラーアレイを用いて空中画像を形成する空中画像形成装置の原理図である。（Ａ）は各部材と空中画像との位置関係を示し、（Ｂ）はマイクロミラーアレイの一部分を拡大した図である。
【図５】ビームスプリッタと再帰反射シートを使用する空中画像形成装置の原理図である。
【図６】空中画像をプラズマ発光体の集合として形成する空中画像形成装置の原理図である。
【図７】実施の形態１に係る重なり検知装置のハードウェア構成の一例を説明する図である。
【図８】実施の形態１に係る重なり検知装置の機能構成の一例を説明する図である。
【図９】空中画像に対する重なり検知センサの位置の関係を説明する図である。
【図１０】重なり検知センサにより撮影された画像を説明する図である。（Ａ）は重なりが検知されない場合の画像であり、（Ｂ）は重なりが検知される場合の画像である。
【図１１】重なり検知部によって実行される処理を説明する図である。
【図１２】空中画像に対する重なり検知センサの位置の関係を説明する図である。
【図１３】空中画像が重なっていない場合の位置関係と撮影された画像の例を説明する図である。（Ａ）は重なりが無い状態を示し、（Ｂ）は画像の例を示す。
【図１４】空中画像が重なっている場合の位置関係と撮影された画像の例を説明する図である。（Ａ）は重なりが有る状態を示し、（Ｂ）は画像の例を示す。
【図１５】重なり検知部によって実行される処理を説明する図である。
【図１６】空中画像に対する重なり検知センサの位置の関係を説明する図である。
【図１７】空中画像が重なっていない場合の位置関係と撮影された画像の例を説明する図である。（Ａ）は重なりが無い状態を示し、（Ｂ）は画像の例を示す。
【図１８】空中画像が重なっている場合の位置関係と撮影された画像の例を説明する図である。（Ａ）は重なりが有る状態を示し、（Ｂ）は画像の例を示す。
【図１９】重なり検知部によって実行される処理を説明する図である。
【図２０】空中画像に対応する画素の深度（距離）の測定の方法を説明する図である。（Ａ）は測定を開始する前の状態を示し、（Ｂ）は空中画像に対応する画素の深度（距離）の測定を示し、（Ｃ）は空中画像に対応する画素の深度（距離）の測定を示す。
【図２１】重なり検知部によって実行される処理を説明する図である。
【図２２】空中画像の交差を解消する手法の一例を説明する図である。（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は平行移動による解消の例を示す。
【図２３】空中画像の交差を解消する手法の他の例を説明する図である。（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は平行移動による解消の例を示す。
【図２４】重なり低減部によって実行される処理を説明する図である。
【図２５】空中画像を平行移動させる手法を説明する図である。
【図２６】空中画像と空中画像の交差を解消する手法の一例を説明する図である。（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は回転移動による解消の例を示す。
【図２７】重なり低減部によって実行される処理を説明する図である。
【図２８】空中画像を回転移動させる手法を説明する図である。
【図２９】空中画像と空中画像の交差を解消する手法の一例を説明する図である。（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は寸法の縮小による解消の例を示す。
【図３０】重なり低減部によって実行される処理を説明する図である。
【図３１】実施の形態２に係る重なり検知装置のハードウェア構成の一例を説明する図である。
【図３２】実施の形態２に係る重なり検知装置の機能構成の一例を説明する図である。
【図３３】重なり検知部によって実行される処理を説明する図である。
【図３４】装置の全体が基準位置に対してＹ軸方向にずれている例を示す図である。
【図３５】装置の全体が基準位置に対して回転方向にずれている例を示す図である。
【図３６】空中画像形成装置を構成する光学プレートが基準位置に対してＺ軸方向にずれている例を示す図である。
【図３７】空中画像形成装置を構成する光学プレートが基準位置に対して回転方向にずれている例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
＜実施の形態１＞
＜空中ディスプレイの概略構成＞
図１は、実施の形態１に係る空中画像形成システム１の概略構成を説明する図である。
本実施の形態において、空中画像１０とは、物体からの反射光と同等の光の状態を再現するように空気中に形成される像をいう。空中画像１０は、空気中に浮かぶように形成されるので、人は、空中画像１０を通り抜けることができる。
本実施の形態では、１つの空間内に２つの空中画像１０が形成される場合を想定する。
本実施の形態では、一方を空中画像１１といい、他方を空中画像１２という。なお、空中画像１１は第１の像の一例であり、空中画像１２は第２の像の一例である。
【００１０】
本実施の形態における空中画像形成システム１は、空中画像１１を空気中に形成する空中画像形成装置３１と、空中画像１２を空気中に形成する空中画像形成装置３２と、空中画像１１と空中画像１２の空間内での重なりを検知する重なり検知装置３３とを有している。
ここでの空中画像形成システム１は、情報処理システムの一例であり、重なり検知装置３３は、情報処理装置の一例である。また、空中画像形成装置３１、３２は像形成手段の一例である。なお、空中画像形成装置３１は第１の像形成手段の一例であり、空中画像形成装置３２は第２の像形成手段の一例でもある。
【００１１】
図１では、空中画像１１及び１２が通路に沿って並列に形成される様子を表している。
本実施の形態の場合、空中画像１１及び１２には、案内用の画面や広告用の画面が表示される。なお、空中画像１１及び１２には、人２０の操作に応じて表示の内容が変化する操作用の画面が表示されてもよい。ただし、表示される画面は、案内用の画面、広告用の画面、操作用の画面に限らない。
また、空中画像１１及び１２には静止画像が表示されてもよいし、動画像が表示されてもよい。
また、各実施の形態では、矩形形状の全体を空中画像１０として表現するが、空中画像１０の外縁を規定する形状は矩形に限らず、任意でよい。例えば物体（オブジェクト）の像が形成される空間を、空中画像１０が形成される空間の全てとしてもよい。例えば操作用のボタンの像、人の像、動物の像、製品の像、果物の像なども、ここでの空中画像１０の一例である。図１では、空中画像１０が平面形状であるが、曲面、球体、立方体などの立体的な形状でもよい。
【００１２】
重なり検知装置３３は、空中画像１１と空中画像１２の空間内での重なりを検知する装置であり、重なりが検知された場合には、報知や重なりを低減するための制御を実行する。
本実施の形態の場合、重なりとは、空中画像１１の内容と空中画像１２の内容が重なって見える状態をいう。重なりは、例えば空中画像１１と空中画像１２の少なくとも一部が空間内で交差することで発生する。以下では、空中画像１１と空中画像１２の空間内における交差の発見を重なりとして検知する場合について説明する。
重なり検知装置３３は、空中画像１１及び１２が形成される空間の天井、壁、床面などに予め設置される場合と、検査のために空中画像１１及び１２が形成される空間に持ち込まれる場合がある。
【００１３】
＜空中画像形成装置の例＞
図２〜図６を用いて、空中画像１１及び１２の形成原理を説明する。以下に説明する原理は、いずれも既知である。
本実施の形態の場合、空中画像１１を形成する空中画像形成装置３１の構成と、空中画像形成装置３２の構成は共通である。従って、図２〜図６では、空中画像形成装置３１の構成を表す。
なお、空中画像形成３１と空中画像形成装置３２とで異なる形成原理の装置を採用してもよい。
【００１４】
図２は、表示デバイス４１から出力される光を専用の光学プレート４２を透過させることで空中画像１１を形成する空中画像形成装置３１Ａの原理図である。（Ａ）は各部材と空中画像１１との位置関係を示し、（Ｂ）は光学プレート４２の断面構造の一部を示す。ここでの表示デバイス４１と光学プレート４２は、光学部品の一例である。
光学プレート４２は、壁面を鏡として使用する短冊状のガラス４２Ａを配列したプレートと、ガラス４２Ａに対して直交する向きに短冊状のガラス４２Ｂを配列したプレートを上下に重ねた構造を有する。
光学プレート４２は、表示デバイス４１から出力される光を短冊状のガラス４２Ａ及び４２Ｂで２回反射して空気中で結像させることで、表示デバイス４１に表示されている画像を空気中に再現する。なお、表示デバイス４１と光学プレート４２の距離と、光学プレート４２と空中画像１１との距離は同じである。また、表示デバイス４１に表示される画像の寸法と空中画像１１の寸法は同じである。
【００１５】
図３は、空中画像１１として３次元像を形成する空中画像形成装置３１Ｂの原理図である。空中画像形成装置３１Ｂは、実際の物体４３の表面で反射された光をリング型の光学プレート４２を２回透過させることで３次元像（空中画像１１）を空気中に再現する。なお、光学プレート４２を直列に配置する必要はない。
【００１６】
図４は、２面コーナーリフレクタを構成する微小な四角い穴４４Ａを平面内に等間隔に配列した構造のマイクロミラーアレイ４４を用いて空中画像１１を形成する空中画像形成装置３１Ｃの原理図である。（Ａ）は各部材と空中画像１１との位置関係を示し、（Ｂ）はマイクロミラーアレイ４４の一部分を拡大した図である。１つの穴４４Ａは、例えば１００μｍ角で形成される。ここでのマイクロミラーアレイ４４は、光学部品の一例である。
【００１７】
図５は、ビームスプリッタ４６と再帰反射シート４７を使用する空中画像形成装置３１Ｄの原理図である。ここで、ビームスプリッタ４６は、表示デバイス４５の表示面に対して４５°の角度で配置されている。また、再帰反射シート４７は、ビームスプリッタ４６による表示画像の反射方向に、表示デバイス４５の表示面に対して９０°の角度に配置されている。表示デバイス４５、ビームスプリッタ４６、再帰反射シート４７は、光学部品の一例である。
空中画像形成装置３１Ｄの場合、表示デバイス４５から出力される光は、ビームスプリッタ４６によって再帰反射シート４７の方向に反射され、次に再帰反射シート４７で再帰反射され、ビームスプリッタ４６を透過して空中で結像される。光が結像する位置に空中画像１１が形成される。
【００１８】
図６は、空中画像１１をプラズマ発光体の集合として形成する空中画像形成装置３１Ｅの原理図である。
空中画像形成装置３１Ｅの場合、赤外パルスレーザ４８がパルス状のレーザ光を出力し、ＸＹＺスキャナ４９がパルス状のレーザ光を空気中で集光する。このとき、焦点近傍の気体が瞬間的にプラズマ化し、発光する。パルス周波数は、例えば１００Ｈｚ以下であり、パルス発光時間は、例えばナノ秒オーダである。ここでの赤外パルスレーザ４８とＸＹＺスキャナ４９は、光学部品の一例である。
【００１９】
＜重なり検知装置３３の構成＞
図７は、実施の形態１に係る重なり検知装置３３のハードウェア構成の一例を説明する図である。
重なり検知装置３３は、ファームウェアやアプリケーションプログラムの実行を通じて各種の機能を提供するＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ファームウェアやＢＩＯＳ（Basic Input Output System）を格納する記憶領域であるＲＯＭ（Read Only Memory）５２と、プログラムの実行領域であるＲＡＭ（Random Access Memory）５３とを有している。ここでのＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３は、いわゆるコンピュータの一例である。
また、重なり検知装置３３は、空中画像１１及び１２に表示する情報を格納する記憶装置５４を有している。記憶装置５４は、例えば書き換え可能な不揮発性の記憶媒体を情報の格納に使用する。
【００２０】
また、重なり検知装置３３は、通信インタフェース（通信ＩＦ）５５を使用して空中画像形成装置３１及び３２を制御し、検知された重なりの状態に応じて空中画像１１及び１２を形成する位置を変化させる。
また、重なり検知装置３３は、重なりに関する情報を検知する重なり検知センサ５６と、重なりの発生を報知する報知デバイス５７とを有している。
【００２１】
重なり検知センサ５６は、重なり検知装置３３の本体と一体でもよいし、本体に対して取り外し自在でもよい。本実施の形態の場合、重なり検知センサ５６として例えば撮像カメラを使用する。撮像カメラは、空中画像１１及び１２の撮影に用いられる。
もっとも、重なり検知センサ５６は、可視光域の全てではなく、重なりが目立つ特定の波長域の像を選択的に撮影する撮像カメラでもよい。
また、重なり検知センサ５６は、空中画像１１及び１２が表示される可能性がある全域を撮像の対象とするが、重なりが想定される空間部分だけを撮影してもよい。
【００２２】
報知デバイス５７は、重なりの発生を管理者などへの報知に使用される。報知デバイス５７による報知は、音によって実行されてもよいし、視覚的に実行されてもよい。例えば音による報知には、スピーカが用いられる。また例えば視覚的な報知には、インジケータ（ＬＥＤなど）の点灯、不図示の表示デバイスへのメッセージの表示、情報端末へのメッセージの送信などが用いられる。報知デバイス５７は、報知手段の一例である。
ここで、ＣＰＵ５１と各部はバス５８を通じて接続されている。なお、重なり検知センサ５６及び報知デバイス５７はインタフェース（ＩＦ）５９を通じてバス５８に接続される。
【００２３】
図８は、実施の形態１に係る重なり検知装置３３（図７参照）の機能構成の一例を説明する図である。
図８に示す機能構成は、ＣＰＵ５１によるプログラムの実行を通じて実現される。
ＣＰＵ５１は、重なり検知センサ５６の出力信号（例えば画像データ）に基づいて空中画像１１（図１参照）と空中画像１２（図１参照）の重なりを検知する重なり検知部６０と、検知された重なりに応じて空中画像形成装置３１（図１参照）及び空中画像形成装置３２（図１参照）の両方又は一方を重なりが低減されるように制御する重なり低減部６１として機能する。
ここでの重なり検知部６０は検知手段の一例であり、重なり低減部６２は低減手段の一例である。
【００２４】
本実施の形態の場合、重なり検知部６０は、撮影された画像を処理して特定された空中画像１１の範囲（座標で特定される）と空中画像１２の範囲との関係、空中画像１１までの距離と空中画像１２までの距離との関係、混色や画像の重複の有無などを用いて重なりの有無、重なりが生じた部位、重なりの量などを検知する。検知の具体例については後述する。
【００２５】
空中画像１１及び１２までの距離を測定する場合、重なり検知部６０として深度センサを用いてもよいし、画像処理によって距離を計算してもよい。
重なりが検知された場合、重なり検知部６０は、報知デバイス５７と重なり低減部６１に重なりの検知を通知する。ここでの通知には、重なりが生じた位置や重なりの量に関する情報を含めてもよい。
【００２６】
重なり検知部６０で、重なりを検知する場合、空中画像１１及び１２を検知用の表示に変更してもよい。検知用の表示には、例えば重なり検知センサ５６による撮像や検知が容易な色、模様、図柄などが考えられる。
撮像や検知が容易な表示は、空中画像１１と空中画像１２との関係に基づいて選択してもよいし、空中画像１１及び１２が形成される空間の環境に応じて定めてもよい。
【００２７】
本実施の形態では、重なりの検知用の表示として、空中画像１１と空中画像１２の全体を単色（有彩色の他、無彩色も含む）で表示する。もっとも、空中画像１１と空中画像１２の外縁部（額縁）を選択的に単色による表示に変更してもよい。また、重なりを避けたい領域部分（一部分）の外縁に限り、強調する表示に変更してもよい。すなわち、重なりの検知用の表示は、空中画像１１及び１２の内側の領域に用いてもよい。
【００２８】
例えば空中画像１１と空中画像１２の全体又は重なりが生じる可能性がある領域（例えば外縁の領域）には、原色（赤、青、緑）系の色を配置してもよい。これらの色は、発色の関係で目立ちやすい。また、原色系の異なる色が重なって観察されると、異なる色として視認又は撮像されるため、重なりの検知が容易になる。
例えば空中画像１１と空中画像１２には、互いに反対色（補色）を割り当ててもよい。反対色とは色相環上で反対に位置する色をいい、例えば赤に対する緑系から紺系の色、オレンジ色に対する青緑系から紫色などである。反対色を用いることで、空中画像１１と空中画像１２との境界が目立ちやすくなり、重なりの発見が容易になる。
【００２９】
また例えば空中画像１１と空中画像１２には、重なり検知センサ５６（図７参照）の撮影方向における背景に対して目立つ色を選択してもよい。例えば背景（例えば床や壁）が黒色である場合、空中画像１１及び１２を白色又は白系の色とすることで空中画像１１及び１２の外縁の位置を確認し易くなる。
また例えば背景（例えば床や壁）が白色である場合には、はっきりした発色が期待される色（例えば赤、緑、青、紫）を選択してもよい。なお、黄色系の色も背景との関係では見易い場合がある。
【００３０】
重なり低減部６１は、検知された重なりの情報（例えば重なりの位置、重なりの量）に基づいて、空中画像１１と空中画像１２との間で発生した重なりが小さくなるように、又は、重なりが無くなるように空中画像形成装置３１及び３２の両方又は一方を制御する。
ここでの制御は、例えば空中画像１１の表示位置の平行移動、回転移動、画面の寸法の縮小、又はこれらの組み合わせによって実行される。
【００３１】
＜重なりの検知例＞
＜検知例１＞
ここでは、図９〜図１１を使用して、重なり検知部６０（図８参照）による重なりの検知例１について説明する。
図９は、空中画像１１及び１２に対する重なり検知センサ５６の位置の関係を説明する図である。
図１０は、重なり検知センサ５６により撮影された画像７２を説明する図である。（Ａ）は重なりが検知されない場合の画像７２であり、（Ｂ）は重なりが検知される場合の画像７２である。
図１１は、重なり検知部６０によって実行される処理を説明する図である。
【００３２】
検知例１では、Ｘ軸方向について空中画像１１及び１２が距離Ｌ１だけ離れて配置される場合に、上空側から空中画像１１と空中画像１２を撮像している。
なお、図９では、重なり検知センサ５６が天井７１に取り付けられている。もっとも、重なり検知センサ５６を取り付けた台座や棒などの支持部材を空中画像１１及び１２の上空に配置してもよい。
図９に示すように、重なり検知センサ５６としての撮像カメラは下向き（−Ｚ方向）に撮影する。撮像カメラは、撮像手段の一例である。
【００３３】
図１０には、重なり検知センサ５６によって撮影された画像７２の例が示されている。空中画像１１及び１２には、背景となる床面に対して目立つ色が選択されている。
（Ａ）に示すように、空中画像１１が形成されている範囲と空中画像１２が形成されている範囲とが交差していない場合、重なり検知部６０（図８参照）は重なりがないと判定する。一方、（Ｂ）に示すように、空中画像１１が形成されている範囲と空中画像１２が形成されている範囲に交点Ｐが認められる場合、重なり検知部６０は重なりが有ると判定する。
このような、重なりは、空中画像形成装置３１（図１参照）及び空中画像形成装置３２（図１参照）の設定時の誤りや事後的な外力（例えば地震、振動、衝撃）によって設定にずれが生じることで発生する。なお、交点Ｐは、画像内のある地点の一例である。
【００３４】
この検知例１における動作は以下のように実行される。まず、重なり検知部６０（図８参照）は、空中画像形成装置３１（図１参照）及び３２（図１参照）を制御して、空中画像１１及び１２の表示を重なり検知用に切り替える（ステップ１）。この処理は、表示されている内容では重なりの検知が難しい場合に限って実行してもよい。また、この切り替えは手動で行ってもよい。
次に、重なり検知部６０は、重なり検知センサ５６が撮影した画像７２を画像処理して、複数の空中画像（空中画像１１及び１２）が形成されている位置を検知する（ステップ２）。
【００３５】
空中画像１１及び１２が形成されている位置が検知されると、重なり検知部６０は、空中画像１１と空中画像１２に交差があるか否かを判定する（ステップ３）。
ステップ３で肯定結果が得られた場合、重なり検知部６０は、報知デバイス５７（図８参照）を通じて重なりの検知を報知する（ステップ４）。
一方、ステップ３で否定結果が得られた場合、重なり検知部６０は、報知を行うことなく処理を終了する。もっとも、重なりがない旨の通知を行ってもよい。
この報知により、作業者による作業が促される。また、作業中における調整にも使用できる。
【００３６】
＜検知例２＞
次に、図１２〜図１５を使用して、重なり検知部６０による重なりの検知例２について説明する。
図１２は、空中画像１１及び１２に対する重なり検知センサ５６の位置の関係を説明する図である。
図１３は、空中画像１１及び１２が重なっていない場合の位置関係と撮影された画像の例を説明する図である。（Ａ）は重なりが無い状態を示し、（Ｂ）は画像の例を示す。
図１４は、空中画像１１及び１２が重なっている場合の位置関係と撮影された画像の例を説明する図である。（Ａ）は重なりが有る状態を示し、（Ｂ）は画像の例を示す。
図１５は、重なり検知部６０（図８参照）によって実行される処理を説明する図である。
【００３７】
検知例２の場合、空中画像１１及び１２は、天井７１側から見下ろした場合にＶ字を形成するように配置されている。また、重なり検知センサ５６は、空中画像１１及び１２に対して図中の右側に配置されている。この検知例２の場合、空中画像１１及び１２の表示面の全体が撮影される。
【００３８】
ここでの重なり検知センサ５６は、壁面に取り付けられていてもよいし、台車や台座に取り付けられていてもよいし、撮影者が手で支えてもよい。
図１２の場合、重なり検知センサ５６としての撮像カメラは、図中の左方向（−Ｘ方向）に向けられている。なお、空中画像１１及び１２に対して撮像カメラを図中の左側に配置する場合には、撮像カメラは図中の右方向（Ｘ方向）に向けられる。なお、撮像カメラは、観察者が空中画像１１及び１２の観察に用いる場所に配置してもよい。観察に用いる場所に撮像カメラを設置することで、観察時における視認性が低下する状態（重なり）が検知される。
【００３９】
図１３には、重なり検知センサ５６によって撮影された画像７２の例が示されている。ここで、空中画像１１及び１２は、背景（例えば天井、壁面、床面）に対して目立ち、かつ、互いに表示色が補色になるように形成されている。図１３の場合、空中画像１１の全面は赤色で表示され、空中画像１２の全面は青色で表示されている。
空中画像１１と空中画像１２に交差がない場合、重なり検知センサ５６で撮像される画像７２には、空中画像１１及び１２が別々に配置される。この場合、重なり検知部６０（図８参照）は、重なりが無いと判定する。
【００４０】
図１４には、重なり検知センサ５６によって撮影された画像７２の例が示されている。
図１４の場合、空中画像１１と空中画像１２は交差しているので、重なり検知センサ５６で撮像される画像７２のうち重なっている部分の色が混ざりあって見えている。例えば紫色に見える。紫色に見えるのは、空中画像１１を透過して背景側の空中画像１２が観察され、又は、空中画像１２を透過して背景側の空中画像１１が観察されるためである。
【００４１】
この場合、重なり検知部６０（図８参照）は、重なりが有ると判定する。
もっとも、重なり部分の色に着目するのではなく、画像７２内での空中画像１１及び１２のあるべき寸法や形状を枠線などで確定し、重なりの有無を検知してもよい。換言すると、画像内における空中画像１１及び１２の外縁の位置を推定し、推定された位置の情報に基づいて重なりの有無を検知してもよい。
【００４２】
この検知例２における動作は以下のように実行される。まず、重なり検知部６０（図８参照）は、空中画像形成装置３１（図１参照）及び３２（図１参照）を制御して、空中画像１１及び１２の表示を重なり検知用に切り替える（ステップ１１）。この処理は、表示されている内容では重なりの検知が難しい場合に限って実行してもよい。
【００４３】
次に、重なり検知部６０は、重なり検知センサ５６が撮影した画像７２を画像処理して、複数の空中画像（空中画像１１及び１２）が形成されている位置の関係や表示の内容の変化を検知する（ステップ１２）。
ここでの位置の関係は、画像７２内における像の位置関係をいう。例えば画像処理で特定された空中画像１１が表示される範囲と空中画像１２が表示される範囲との位置の関係をいう。
表示の内容の変化の一例には、例えば空中画像１１の表示色と空中画像１２の表示色の混色がある。また、表示の内容の変化の一例には、例えば空中画像１１の表示内容と空中画像１２の表示内容の重複がある。
【００４４】
検知された情報に基づいて、重なり検知部６０は、空中画像１１と空中画像１２が重複している領域があるか否かを判定する（ステップ１３）。
ステップ１３で肯定結果が得られた場合、重なり検知部６０は、報知デバイス５７（図８参照）を通じて重なりの検知を報知する（ステップ１４）。
一方、ステップ１３で否定結果が得られた場合、重なり検知部６０は、報知を行うことなく処理を終了する。もっとも、重なりがない旨の通知を行ってもよい。
この報知により、作業者による作業が促される。また、作業中における調整にも使用できる。
【００４５】
＜検知例３＞
次に、図１６〜図１９を使用して、重なり検知部６０による重なりの検知例３について説明する。
図１６は、空中画像１１及び１２に対する重なり検知センサ５６の位置の関係を説明する図である。
図１７は、空中画像１１及び１２が重なっていない場合の位置関係と撮影された画像の例を説明する図である。（Ａ）は重なりが無い状態を示し、（Ｂ）は画像の例を示す。
図１８は、空中画像１１及び１２が重なっている場合の位置関係と撮影された画像の例を説明する図である。（Ａ）は重なりが有る状態を示し、（Ｂ）は画像の例を示す。
図１９は、重なり検知部６０（図８参照）によって実行される処理を説明する図である。
【００４６】
検知例３の場合、空中画像１１及び１２は、天井７１側から見下ろした場合に壁面に対して斜めに配置されている。なお、空中画像１１及び１２は、互いに平行である。
図１６の場合、２台の重なり検知センサ５６が用意される。２台の重なり検知センサ５６は、空中画像１１及び１２を側方から撮影し、検知センサ５６を起点とした奥行き方向の距離を取得する。換言すると、ステレオ撮影により距離の情報を得ている。
重なり検知部６０（図８参照）で視差を用いた深度（距離）を計算する。この場合、ステレオ撮影に用いた２台の水平距離（Ｙ軸方向の距離）の情報が必要である。
ここでの重なり検知センサ５６は、壁面に取り付けられていてもよいし、台車や台座に取り付けられていてもよいし、撮影者が手で支えてもよい。
【００４７】
図１６の場合、重なり検知センサ５６としての撮像カメラは、図中の右側から左方向（−Ｘ方向）を撮影しているが、図中の左側から右方向（Ｘ方向）を撮影してもよい。
なお、本実施の形態では、基本的に画像処理により距離を測定する方式を採用する。空中画像１１及び１２は、物体としては存在しないため、物体の表面で反射された光を受光する方式の測定技術は利用できないためである。
なお、空中画面１１及び１２の表示位置に反射のための物体を置き、この物体との距離を測定することで空中画面１１及び１２までの距離を測定してもよい。
【００４８】
図１７には、２台の重なり検知センサ５６によってステレオ撮影された画像７２の例が示されている。ここで、空中画像１１及び１２は、背景（例えば天井、壁面、床面）に対して目立つように形成されている。なお、検知例２のように、空中画像１１及び１２は互いに補色の関係でもよい。
空中画像１１と空中画像１２に交差がない場合、重なり検知部６０（図８参照）は、２台の重なり検知センサ５６で撮像される２枚の画像７２を用いて手前側に位置する空中画像１２に対応する画素の深度を計算する。ここで、ある高さに位置する画素列（図中の一点鎖線７３）について測定される距離Ｌ２がＹ軸方向について単調に変化すれば、重なりがないことを意味する。図１７の例では、Ｙ軸の方向に距離Ｌ２が単調に増加している。
【００４９】
図１８には、２台の重なり検知センサ５６によってステレオ撮影された画像７２の例が示されている。
図１８の場合、空中画像１１と空中画像１２は空間内で交差している。このため、交差する部分を境に手前側に位置する画像の入れ替わりが生じている。例えばＹ軸方向について、交差する部分までは空中画像１１が空中画像１２よりも手前に位置するが、交差する部分までは空中画像１２が空中画像１１よりも手前に位置することになる。このため、ある高さに位置する画素列（図中の一点鎖線７３）について測定される距離Ｌ２は、Ｙ軸方向について途中までは減少するが途中からは増加に転じる。この距離Ｌ２の変化を検知した重なり検知部６０（図８参照）は、重なりが有ると判定する。
【００５０】
この検知例３における動作は以下のように実行される。まず、重なり検知部６０（図８参照）は、空中画像形成装置３１（図１参照）及び３２（図１参照）を制御して、空中画像１１及び１２の表示を重なり検知用に切り替える（ステップ２１）。この処理は、表示されている内容では重なりの検知が難しい場合に限って実行してもよい。
次に、重なり検知部６０は、２台の重なり検知センサ５６が撮影した画像７２を画像処理して、画像７２内の各画素の深度（距離）を測定する（ステップ２２）。
【００５１】
次に、重なり検知部６０は、空中画像１１又は空中画像１２に対応する画素の深度（距離）の変化が単調でないか否かを判定する（ステップ２３）。ここでの深度（距離）の変化が単調か否かは、重なりが生じる可能性がある方向について行われる。例えば画像７２の垂直方向（Ｚ軸方向）について実行してもよい。
なお、判定に用いる方向は複数でもよい。判定に用いる方向が複数ある場合、一方向でも単調な減少又は単調な増加が成立しないと、重なりがあると判定される。
ステップ２３で肯定結果が得られた場合、重なり検知部６０は、報知デバイス５７（図８参照）を通じて重なりの検知を報知する（ステップ２４）。
一方、ステップ１３で否定結果が得られた場合、重なり検知部６０は、報知を行うことなく処理を終了する。もっとも、重なりがない旨の通知を行ってもよい。
この報知により、作業者による作業が促される。また、作業中における調整にも使用できる。
【００５２】
＜検知例４＞
次に、図２０〜図２１を使用して、重なり検知部６０による重なりの検知例４について説明する。検知例４は、検知例３の場合と同様、空中画像１１及び１２に対応する画素の深度（距離）に応じて重なりを判定する。
図２０は、空中画像１１及び１２に対応する画素の深度（距離）の測定の方法を説明する図である。（Ａ）は測定を開始する前の状態を示し、（Ｂ）は空中画像１１に対応する画素の深度（距離）の測定を示し、（Ｃ）は空中画像１２に対応する画素の深度（距離）の測定を示す。
図２１は、重なり検知部６０（図８参照）によって実行される処理を説明する図である。
【００５３】
検知例４の場合も、空中画像１１及び１２の配置は、図１６と同様とする。すなわち、空中画像１１及び１２は、天井７１（図１６参照）側から見下ろした場合に、壁面に対して斜めになるように平行に配置される。
検知例４の場合も、重なり検知センサ５６を２台用意し、奥行き方向の距離の情報を取得する。
【００５４】
ただし、検知例４では、空中画像１１及び１２を別々に形成し、空中画像１１までの距離と空中画像１２までの距離を別々に測定する。検知例４の場合も、距離の測定には、２台の重なり検知センサ５６によるステレオ撮影を用いる。
このため、検知例４では、空中画像１１が写っている画素についての深度（距離Ｌ３１）と、空中画像１２が写っている画素についての深度（距離Ｌ３２）とが別々に測定される。ここでの距離Ｌ３１は第１の距離の一例であり、距離Ｌ３２は第２の距離の一例である。
空中画像１１と空中画像１２の間に重なりがなければ、同じ画素について測定された深度（距離Ｌ３１、Ｌ３２）の関係は入れ替わらないはずである。換言すると、全ての画素の位置で、距離Ｌ３１は距離Ｌ３２よりも長いはずである。すなわち、Ｌ３１＞Ｌ３２を満たすはずである。
【００５５】
一方、空中画像１１と空中画像１２の間に重なりがあれば、空中画像１１と空中画像１２の前後（遠近）の関係に入れ替わりが発生する。すなわち、同じ画素について測定された深度（距離Ｌ３１、Ｌ３２）の関係に入れ替わりが発生する。換言すると、同じ画素について、距離Ｌ３１は距離Ｌ３２よりも長くなったり、短くなったりする。
【００５６】
この検知例４における動作は以下のように実行される。まず、重なり検知部６０（図８参照）は、空中画像形成装置３１（図１参照）を制御して、空中画像１１だけを形成する（ステップ３１）。
その後、重なり検知部６０は、２台の重なり検知センサ５６を用いて空中画像１１をステレオ撮影し、画像内の各画素の深度（距離Ｌ３１）を測定する（ステップ３２）。
【００５７】
次に、重なり検知部６０は、空中画像形成装置３２（図１参照）を制御して、空中画像１２だけを形成する（ステップ３３）。
その後、重なり検知部６０は、２台の重なり検知センサ５６を用いて空中画像１２をステレオ撮影し、画像内の各画素の深度（距離Ｌ３２）を測定する（ステップ３４）。
距離Ｌ３１と距離Ｌ３２が求まると、重なり検知部６０は、同じ画素に対応する距離Ｌ３１と距離Ｌ３２に逆転があるか否かを判定する（ステップ３５）。
ステップ３５で肯定結果が得られた場合、重なり検知部６０は、報知デバイス５７（図８参照）を通じて重なりの検知を報知する（ステップ３６）。
一方、ステップ３５で否定結果が得られた場合、重なり検知部６０は、報知を行うことなく処理を終了する。もっとも、重なりがない旨の通知を行ってもよい。
この報知により、作業者による作業が促される。また、作業中における調整にも使用できる。
【００５８】
＜重なりの低減例＞
以下では、重なりが検知された場合に実行される処理の例を説明する。なお、管理者が手動によって重なりを解消する場合にも同様の対応が可能である。
【００５９】
＜低減例１＞
重なり低減部６１（図８参照）による重なりの低減例１を図２２〜図２５を用いて説明する。
図２２は、空中画像１１と空中画像１２の交差を解消する手法の一例を説明する図である。（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は平行移動による解消の例を示す。
図２３は、空中画像１１と空中画像１２の交差を解消する手法の他の例を説明する図である。（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は平行移動による解消の例を示す。
図２４は、重なり低減部６１によって実行される処理を説明する図である。
図２５は、空中画像１１を平行移動させる手法を説明する図である。
【００６０】
低減例１では、空中画像１１の位置はそのままに、空中画像１２の位置を平行に移動させることで重なりを解消させている。
図２２に示す例では、空中画像１２が形成される空間内の高さは変えずに、床面（ＸＹ平面）に対して平行に移動させることで、重なりを解消させている。図２２では、空中画像１２をＸ軸の方向に平行移動させているが、移動の方向は任意である。
図２３に示す例では、床面（ＸＹ面）内における空中画像１２の位置を変えずに、高さ方向に平行移動させている。図２３では、空中画像１２をＺ軸方向（上向き）に平行移動させているが、下向きに移動させてもよい。
【００６１】
この低減例１における動作は以下のように実行される。まず、重なり低減部６１（図８参照）は、重なり検知部６０（図８参照）から重なりに関する情報を取得する（ステップ４１）。重なりに関する情報には、重なりの有無、重なりの位置、空中画像１１と空中画像１２の空間内での位置関係等が含まれる。
次に、重なり低減部６１は、重なりを解消するように、一方の空中画像（例えば空中画像１２）を平行に移動する（ステップ４２）。移動の方向は、取得された情報に基づいて決定される。
続いて、重なり低減部６１は、移動によって重なりが無くなったか否かを判定する（ステップ４３）。
【００６２】
ステップ４３で否定結果が得られた場合、重なり低減部６１は、ステップ４２に戻って平行移動を継続する。
一方、ステップ４３で肯定結果が得られた場合（重なりが無くなった場合）、重なり低減部６１は、平行移動を終了する（ステップ４４）。
図２４の場合、平行移動の対象は、空中画像１１及び１２のうちの一方であるが、両方を互いに遠ざかる方向に移動させてもよい。
また、図２４の場合、空中画像１１と空中画像１２の重なりが無くなるまで移動を継続しているが、初期状態よりも重なりが低減された段階で制御を停止してもよい。換言すると、重なりが低減されれば、重なりが無くなる前に制御を停止してもよい。
【００６３】
図２５に、重なり低減部６１による空中画像１１の平行移動の実現手法の一例を示す。図２５では、図２に示す手法で空中画像１１を形成する場合を想定している。
この例の場合、不図示の移動機構を用いて、表示デバイス４１と光学プレート４２を一体的に平行移動させる。ここでの移動機構には、例えば一軸アクチュエータを使用する。ここで、表示デバイス４１と光学プレート４２は、案内機構に沿うように一体的に移動される。また、移動の量や移動後の位置は、不図示の位置検出センサによって検知する。
【００６４】
なお、図３や図４に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、実物の位置を移動させればよい。また、図５に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、表示デバイス４５の位置を表示面と平行に移動させればよい。また、図６に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、赤外パルスレーザ４８とＸＹＺスキャナ４９を一体的に平行移動させればよい。
【００６５】
＜低減例２＞
重なり低減部６１（図８参照）による重なりの低減例２を図２６〜図２８を用いて説明する。
図２６は、空中画像１１と空中画像１２の交差を解消する手法の一例を説明する図である。（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は回転移動による解消の例を示す。
図２７は、重なり低減部６１によって実行される処理を説明する図である。
図２８は、空中画像１１を回転移動させる手法を説明する図である。
【００６６】
低減例２では、空中画像１１の位置はそのままに、空中画像１２を回転移動させることで重なりを解消させている。
図２６に示す例では、Ｚ軸に対して空中画像１２を反時計周りに回転移動し、重なりを解消させている。図２６では、空中画像１２を反時計回りに回転移動させているが、時計周りに回転移動させてもよい。
【００６７】
この低減例２における動作は以下のように実行される。まず、重なり低減部６１（図８参照）は、重なり検知部６０（図８参照）から重なりに関する情報を取得する（ステップ５１）。重なりに関する情報には、重なりの有無、重なりの位置、空中画像１１と空中画像１２の空間内での位置関係等が含まれる。
次に、重なり低減部６１は、重なりを解消するように、一方の空中画像（例えば空中画像１２）を回転移動する（ステップ５２）。回転移動の方向は、取得された情報に基づいて決定される。
続いて、重なり低減部６１は、回転移動によって重なりが無くなったか否かを判定する（ステップ５３）。
【００６８】
ステップ５３で否定結果が得られた場合、重なり低減部６１は、ステップ５２に戻って回転移動を継続する。
一方、ステップ５３で肯定結果が得られた場合（重なりが無くなった場合）、重なり低減部６１は、回転移動を終了する（ステップ５４）。
図２７の場合、回転移動の対象は、空中画像１１及び１２のうちの一方であるが、両方を互いに遠ざかる方向に回転移動させてもよい。
また、図２７の場合も、空中画像１１と空中画像１２の重なりが無くなるまで移動を継続しているが、初期状態よりも重なりが低減された段階で制御を停止してもよい。換言すると、重なりが低減されれば、重なりが無くなる前であっても制御を停止してもよい。
【００６９】
図２８に、重なり低減部６１による空中画像１１の回転移動の実現手法の一例を示す。図２８では、図２に示す手法で空中画像１１を形成する場合を想定している。
この例の場合、不図示の回転機構を用いて、表示デバイス４１と光学プレート４２を一体的に回転移動させる。ここでの回転機構には、例えばモータを使用する。ここで、表示デバイス４１と光学プレート４２は、回転軸の周りに一体的に回転移動される。また、回転の量や回転の向きは、不図示の位置検出センサによって検知する。因みに、空中画像１１及び１２に与える回転の向きによっては、光学プレート４２だけを回転させることも可能である。
【００７０】
図３や図４に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、実物を回転させればよい。また、図５に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、表示デバイス４５を回転させればよい。また、図６に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、赤外パルスレーザ４８とＸＹＺスキャナ４９を一体的に回転移動させる方法を用いてもよいし、ＸＹＺスキャナ４９に与える座標を、回転後の座標に変更してもよい。
【００７１】
＜低減例３＞
重なり低減部６１（図８参照）による重なりの低減例３を図２９〜図３０を用いて説明する。
図２９は、空中画像１１と空中画像１２の交差を解消する手法の一例を説明する図である。（Ａ）は初期状態を示し、（Ｂ）は寸法の縮小による解消の例を示す。
図３０は、重なり低減部６１によって実行される処理を説明する図である。
【００７２】
低減例３では、空中画像１１はそのままに、空中画像１２の寸法を縮小させることで重なりを解消させている。
図２９に示す例では、空中画像１２の画像中心が不動点として寸法を縮小し、重なりを解消させている。
【００７３】
この低減例３における動作は以下のように実行される。まず、重なり低減部６１（図８参照）は、重なり検知部６０（図８参照）から重なりに関する情報を取得する（ステップ６１）。重なりに関する情報には、重なりの有無、重なりの位置、空中画像１１と空中画像１２の空間内での位置関係等が含まれる。
次に、重なり低減部６１は、重なりを解消するように、一方の空中画像（例えば空中画像１２）の寸法を縮小する（ステップ６２）。本実施の形態では、寸法を対角方向の長さで規定する。
続いて、重なり低減部６１は、寸法の縮小によって重なりが無くなったか否かを判定する（ステップ６３）。
【００７４】
ステップ６３で否定結果が得られた場合、重なり低減部６１は、ステップ６２に戻って寸法の縮小を継続する。
一方、ステップ６３で肯定結果が得られた場合（重なりが無くなった場合）、重なり低減部６１は、回転移動を終了する（ステップ６４）。
図３０の場合、寸法の縮小は、空中画像１１及び１２のうちの一方であるが、両方の寸法を縮小させてもよい。
また、図３０の場合も、空中画像１１と空中画像１２の重なりが無くなるまで寸法の縮小を継続しているが、初期状態よりも重なりが低減されていれば、重なりが無くなる前に制御を停止してもよい。
【００７５】
なお、図２に示す手法で空中画像１１を形成する場合、表示デバイス４１に表示する像の寸法を縮小すればよい。また、図３や図４に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、寸法が小さい物体に変更すればよい。また、図５に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、表示デバイス４５に表示する像の寸法を縮小すればよい。また、図６に示す手法で空中画像１１を形成する場合には、ＸＹＺスキャナ４９に与える描画のための座標の範囲が小さくなるように変更すればよい。
【００７６】
＜実施の形態２＞
以下では、実施の形態２について説明する。
実施の形態１においては、空中画像１１及び１２の重なりを検知の対象としているが、実施の形態２の場合には、空中画像形成装置３１及び３２やその構成部品の取り付け位置のずれを検知の対象とする。
従って、空中画像形成システム１（図１参照）の概略構成は実施の形態１と共通である。従って、実施の形態２に係る空中画像形成システム１も、空中画像１１（図１参照）を形成する空中画像形成装置３１（図１参照）と、空中画像１２（図１参照）を形成する空中画像形成装置３２（図１参照）と、重なり検知装置３３（図１参照）とで構成される。
【００７７】
図３１は、実施の形態２に係る重なり検知装置３３のハードウェア構成の一例を説明する図である。
図３１には、図７との対応部分に対応する符号を付して示している。
本実施の形態に係る重なり検知装置３３では、重なり検知センサ５６（図７参照）に代えて位置ずれ検知センサ７０及び７１を配置する。ここで、位置ずれ検知センサ７０は、空中画像形成装置３１を取り付ける台座側、又は、空中画像形成装置３１の内部に設けられている。また、位置ずれ検知センサ７１は、空中画像形成装置３２を取り付ける台座側、又は、空中画像形成装置３２の内部に設けられている。
【００７８】
図３２は、実施の形態２に係る重なり検知装置３３（図３１参照）の機能構成の一例を説明する図である。図３２には、図８との対応部分に対応する符号を付して示している。
図３２に示す機能構成は、ＣＰＵ５１によるプログラムの実行を通じて実現される。
ＣＰＵ５１は、位置ずれ検知センサ７０の出力信号に基づいて空中画像１１（図１参照）を形成する空中画像形成装置３１（図１参照）の取り付け位置のずれやその構成部品の取り付け位置のずれを検知する位置ずれ検知部８０と、位置ずれ検知センサ７１の出力信号に基づいて空中画像１２（図１参照）を形成する空中画像形成装置３２（図１参照）の取り付け位置のずれやその構成部品の取り付け位置のずれを検知する位置ずれ検知部８１と、検知された位置ずれの情報に基づいて空中画像１１と空中画像１２の重なりを検知する重なり検知部８２と、検知された重なりに応じて空中画像形成装置３１及び空中画像形成装置３２の両方又は一方を重なりが低減されるように制御する重なり低減部６１として機能する。
ここでの重なり検知部８２は検知手段の一例であり、重なり低減部６１は低減手段の一例である。
【００７９】
位置ずれ検知部８０は、空中画像形成装置３１の取り付け位置のずれと、空中画像形成装置３１の内部構造のうち空中画像１１の形成位置に影響を与える部材の取り付け位置のずれの両方又は一方に関する情報を取得する。
位置ずれ検知部８１は、空中画像形成装置３２の取り付け位置のずれと、空中画像形成装置３２の内部構造のうち空中画像１２の形成位置に影響を当たる部材の取り付け位置のずれの両方又は一方に関する情報を取得する。
重なり検知部８２は、位置ずれ検知部８０及び８１から与えられるずれに関する情報に基づいて、空中画像１１が形成される空間座標と空中画像１２が形成される空間座標に重なりが生じるか否かを検知する。重なりが検知された場合、重なり検知部８２は、報知デバイス５７と重なり低減部６１に重なりの検知を通知する。
【００８０】
図３３は、重なり検知部８２（図３２参照）によって実行される処理を説明する図である。
まず、重なり検知部８２は、位置ずれ検知部８０から空中画像形成装置３１に関する位置ずれの情報を取得する（ステップ７１）。位置ずれの情報には、装置全体としての位置ずれ、空中画像１１が形成される位置に影響を与える部品の位置ずれがある。
次に、重なり検知部８２は、取得した位置ずれの情報に基づき、空中画像１１が形成される空間内の座標を推定する（ステップ７２）。
【００８１】
図３４〜図３７に位置ずれの例を示す。なお、図３４〜図３７は、図２に示す装置構成を前提としている。また、図３４〜図３７は、空中画像１１を形成する空中画像形成装置３１（図１参照）について説明する。
【００８２】
図３４は、装置の全体が基準位置に対してＹ軸方向にずれている例を示す図である。このため、表示デバイス４１及び光学プレート４２の両方がＹ軸方向にずれている。位置ずれ検知センサ７０は、このずれ量Δ１を出力する。なお、装置全体がＹ軸の方向にずれると、空気中に形成される空中画像１１の位置も基準位置に対してＹ軸の方向にずれる。
重なり検知部８２は、このずれ量Δ１に基づいて、空間内における空中画像１１の位置（座標）を推定する。
ここでの基準位置は、初期の状態の一例であるとともに設計値の一例でもある。初期の状態とは、例えば調整が済んだ時点での状態で与えられる。従って、必ずしも設計値とは一致しない。また、ずれ量Δ１は、変化の情報の一例である。
【００８３】
図３５は、装置の全体が基準位置に対して回転方向にずれている例を示す図である。図３５の例では、表示デバイス４１及び光学プレート４２の両方がＺ軸に対して反時計回りにずれている。位置ずれ検知センサ７０は、この回転量Φ１を出力する。なお、装置全体がＺ軸の方向にずれると、空気中に形成される空中画像１１の位置も基準位置に対してＺ軸の方向にずれる。重なり検知部８２には、この回転量Φ１に基づいて、空間内における空中画像１１の位置（座標）を推定する。ここでの基準位置は、初期の状態の一例であるとともに設計値の一例でもある。また、回転量Φ１は、変化の情報の一例である。
【００８４】
図３６は、空中画像形成装置３１を構成する光学プレート４２が基準位置に対してＺ軸方向にずれている例を示す図である。位置ずれ検知センサ７０は、このずれ量Δ２を出力する。なお、光学プレート４２がＺ軸に対して平行にずれると、空気中に形成される空中画像１１の位置も、基準位置に対してＺ軸の方向とＸ軸の方向にずれる。
重なり検知部８２は、このずれ量Δ２に基づいて、空間内における空中画像１１の位置（座標）を推定する。ここでの基準位置は、設計値から特定される位置の一例である。ここでの基準位置は、取り付け位置の一例である。また、ずれ量Δ２は、変化の情報の一例である。
【００８５】
図３７は、空中画像形成装置３１を構成する光学プレート４２が基準位置に対して回転方向にずれている例を示す図である。図３７の例では、光学プレート４２がＹ軸に対して反時計回りに回転している。位置ずれ検知センサ７０は、この回転量Φ２を出力する。なお、光学プレート４２がＹ軸に対して回転すると、空気中に形成される空中画像１１の位置も、基準位置に対して回転するようにずれる。
重なり検知部８２は、この回転量Φ２に基づいて、空間内における空中画像１１の位置（座標）を推定する。ここでの基準位置は、設計値から特定される位置の一例である。ここでの基準位置は、取り付け位置の一例である。また、回転量Φ２は、変化の情報の一例である。
【００８６】
図３３の説明に戻る。
次に、重なり検知部８２は、空中画像形成装置３２に関する位置ずれの情報を取得し（ステップ７３）、取得した位置ずれの情報に基づいて、空中画像１２が形成される空間内の座標を推定する（ステップ７４）。
【００８７】
空中画像１１及び１２が形成される位置が推定されると、重なり検知部８２は、空中画像１１と空中画像１２に交差があるか否かを判定する（ステップ７５）。
ステップ７５で肯定結果が得られた場合、重なり検知部８２は、報知デバイス５７（図３２参照）を通じて重なりの検知を報知する（ステップ７６）。
一方、ステップ７５で否定結果が得られた場合、重なり検知部８２は、報知を行うことなく処理を終了する。もっとも、重なりがない旨の通知を行ってもよい。
【００８８】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施の形態に記載の範囲に限定されない。上述の実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８９】
前述の実施の形態では、操作面としての空中画像１０が平面状である場合について説明しているが、空中画像形成装置３１について説明したように空中画像１０が立体的に形成される場合にも応用が可能である。
【００９０】
前述の実施の形態では、空中画像１１及び１２の重なりを専ら交差の意味で用いているが、空中画像１１及び１２の観察に想定する地点から２つの像が重複して見える状態を含んでもよい。例えば図１７に示すように、空中画像１２の背後に空中画像１１が位置する関係を重なりの一つの形態に含めてもよい。この場合にも、図１４及び図１５に示す手法の応用により、画像の重なりを検知することができる。
【００９１】
前述の実施の形態では、空気中に形成される空中画像１０の数が２つの場合について説明したが、３つ以上の空中画像１０の重なりにも応用できる。
前述の実施の形態では、重なり検知センサ５６として撮像カメラを用いているが、空中画像１１と空中画像１２の重なりを検知できれば撮像カメラに限る必要はない。
【符号の説明】
【００９２】
１…空中画像形成システム、１０、１１、１２…空中画像、３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ、３１Ｅ、３２…空中画像形成装置、３３…重なり検知装置、５６…重なり検知センサ、５７…報知デバイス、６０…重なり検知部、６１…重なり低減部、７０、７１…位置ずれ検知センサ、８０、８１…位置ずれ検知部、８２…重なり検知部
【図１】
2019129378.tif 000003
【図２】
2019129378.tif 000004
【図３】
2019129378.tif 000005
【図４】
2019129378.tif 000006
【図５】
2019129378.tif 000007
【図６】
2019129378.tif 000008
【図７】
2019129378.tif 000009
【図８】
2019129378.tif 000010
【図９】
2019129378.tif 000011
【図１０】
2019129378.tif 000012
【図１１】
2019129378.tif 000013
【図１２】
2019129378.tif 000014
【図１３】
2019129378.tif 000015
【図１４】
2019129378.tif 000016
【図１５】
2019129378.tif 000017
【図１６】
2019129378.tif 000018
【図１７】
2019129378.tif 000019
【図１８】
2019129378.tif 000020
【図１９】
2019129378.tif 000021
【図２０】
2019129378.tif 000022
【図２１】
2019129378.tif 000023
【図２２】
2019129378.tif 000024
【図２３】
2019129378.tif 000025
【図２４】
2019129378.tif 000026
【図２５】
2019129378.tif 000027
【図２６】
2019129378.tif 000028
【図２７】
2019129378.tif 000029
【図２８】
2019129378.tif 000030
【図２９】
2019129378.tif 000031
【図３０】
2019129378.tif 000032
【図３１】
2019129378.tif 000033
【図３２】
2019129378.tif 000034
【図３３】
2019129378.tif 000035
【図３４】
2019129378.tif 000036
【図３５】
2019129378.tif 000037
【図３６】
2019129378.tif 000038
【図３７】
2019129378.tif 000039