(57)【要約】【課題】画像の新たな表示形態を提供できる容器、画像表示システム、画像表示方法、画像表示プログラム及び記録媒体を提供すること。【解決手段】容器２は、内部に物体を収容可能な収容部２２を有する筐体２１と、筐体２１に設けられ、収容部２２から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、投影される画像を当該少なくとも一部の光が透過する方向に沿って反射させる透過部材２４と、を有する。これによれば、透過部材２４にて反射されて表示される画像が重なった収容部２２内の風景を、当該透過部材２４を介して観察できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に物体を収容可能な収容部を有する筐体と、
前記筐体に設けられ、前記収容部から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、投影される画像を前記少なくとも一部の光が透過する方向に沿って反射させる透過部材と、を有することを特徴とする容器。
【請求項２】
請求項１に記載の容器において、
前記筐体は、それぞれ当該筐体の外観を構成し、互いに交差する第１面部及び第２面部を有し、
前記透過部材は、前記第１面部及び前記第２面部のそれぞれに対して傾斜していることを特徴とする容器。
【請求項３】
請求項１に記載の容器において、
前記筐体は、それぞれ当該筐体の外観を構成し、互いに交差する第１面部及び第２面部を有し、
前記第２面部は、前記第１面部に対して傾斜し、
前記透過部材は、前記第２面部に位置することを特徴とする容器。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の容器において、
前記筐体は、
前記第２面部に対向する第３面部と、
前記第２面部に対して前記第３面部とは反対側に位置し、前記透過部材に画像を投影する表示装置が配置される配置部と、を有することを特徴とする容器。
【請求項５】
内部に物体を収容可能な収容部を有する筐体、及び、前記筐体に設けられ、前記収容部から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、投影される画像を前記少なくとも一部の光が透過する方向に沿って反射させる透過部材を有する容器と、
前記透過部材に画像を投影する表示装置と、を備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示システムにおいて、
前記透過部材を介して前記収容部内を撮像する第１撮像部、及び、前記収容部内とは異なる領域を撮像する第２撮像部の少なくともいずれかを有する撮像装置と、
前記撮像装置による撮像画像に基づいて、移動体の動きに応じた画像を前記表示装置に表示させる制御装置と、を備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示システムにおいて、
前記撮像装置は、前記第２撮像部を有し、
前記第２撮像部の撮像領域は、投影された前記画像が前記透過部材にて反射される方向の領域であることを特徴とする画像表示システム。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の画像表示システムにおいて、
前記表示装置と一体的に構成された前記撮像装置の撮像方向を調整する調整部材を備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、
前記制御装置は、前記撮像装置による撮像画像に含まれる前記移動体の位置及び移動方向をオプティカルフローにより検出し、検出された前記移動体の位置及び移動方向に応じた画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする画像表示システム。
【請求項１０】
請求項６から請求項９のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、
前記制御装置は、前記収容部内の撮像画像に含まれ、かつ、前記表示装置により表示された表示画像内の点に対応する前記制御装置による形成画像内の点の座標を取得し、取得された前記形成画像内の点の座標に基づいて、前記画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする画像表示システム。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、
前記制御装置は、前記撮像画像に含まれる前記移動体の大きさ及び速度のうち少なくともいずれかに基づいて、前記透過部材に対する前記移動体の奥行を取得し、取得された前記移動体の奥行に応じた画像を表示させることを特徴とする画像表示システム。
【請求項１２】
背面側から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、正面側から入射される光のうち少なくとも一部の光を反射させる透過部材と、前記透過部材に対して前記正面側から画像を投影する表示装置と、前記透過部材を介して前記透過部材の背面側の領域を撮像する撮像装置と、前記表示装置を制御する制御装置と、を備えた画像表示システムを用いて行われる画像表示方法であって、
前記制御装置が、
前記撮像装置による撮像画像に基づいて、前記透過部材の背面側に位置する移動体の位置及び移動方向を取得し、
取得された前記移動体の位置及び移動方向に応じた画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする画像表示方法。
【請求項１３】
背面側から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、正面側から入射される光のうち少なくとも一部の光を反射させる透過部材と、前記透過部材に対して前記正面側から画像を投影する表示装置と、前記透過部材を介して当該透過部材の背面側の領域を撮像する撮像装置と、前記表示装置を制御する制御装置と、を備えた画像表示システムにおける前記制御装置により実行される画像表示プログラムであって、
前記制御装置に、
前記撮像装置による撮像画像に基づいて、前記透過部材の背面側に位置する移動体の位置及び移動方向を取得させ、
取得された前記移動体の位置及び移動方向に応じた画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の画像表示プログラムをコンピューター読取可能に記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器、画像表示システム、画像表示方法、画像表示プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯可能に構成され、動作画面や処理結果を表示する携帯端末が知られている。このような携帯端末として、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネルや液晶パネル等の表示手段と、端末装置を操作する操作手段と、を備えた携帯端末が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１８８６９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、上記特許文献１に記載のような携帯端末が普及するに従って、当該携帯端末は、様々な用途で用いられることが多くなっている。例えば、携帯端末を設置面上に立て掛け、予め取り込んだ画像やネットワークを介して配信される画像を表示して、デジタルフォトフレームやテレビのように利用されることがある。
このように、携帯端末を用いた画像表示の新たな形態が要望されている。
【０００５】
本発明は、画像の新たな表示形態を提供できる容器、画像表示システム、画像表示方法、画像表示プログラム及び記録媒体を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る容器は、内部に物体を収容可能な収容部を有する筐体と、前記筐体に設けられ、前記収容部から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、投影される画像を前記少なくとも一部の光が透過する方向に沿って反射させる透過部材と、を有することを特徴とする。
【０００７】
なお、収容部内に収容される物体は、所定の形状を有する物体の他、液体を含む。
上記第１態様によれば、筐体に設けられた透過部材は、収容部から入射される光のうち少なくとも一部を透過させるので、当該透過部材を介して収容部内を観察できる。また、透過部材は、投影された画像を反射させるので、当該画像の反射方向に位置することで、当該透過部材に投影された画像を虚像として観察できる。更に、透過部材による画像の反射方向は、収容部から入射される光が透過部材を透過する方向に沿うので、当該光の進行方向に位置する観察者（すなわち、画像の反射方向に位置する観察者）は、投影された画像が重なった収容部内の風景を観察できる。従って、単に容器内の風景や投影された画像を観察できるだけでなく、これらが重なって観察される新たな表示形態を提供できる。
【０００８】
上記第１態様では、前記筐体は、それぞれ当該筐体の外観を構成し、互いに交差する第１面部及び第２面部を有し、前記透過部材は、前記第１面部及び前記第２面部のそれぞれに対して傾斜していることが好ましい。
なお、筐体が略直方体形状である場合には、第１面部としては上面部又は底面部を例示でき、第２面部としては正面部を例示できる。また、筐体において観察者と対向する部位は、容器内を観察可能に構成されていることが望まれるため、少なくとも可視光が透過する透光性部材により形成されていることが好ましい。
上記第１態様によれば、例えば、観察者が第２面部に対向する場合、当該第２面部側から容器内を観察できる。また、この場合、第１面部及び第２面部のそれぞれに対して傾斜する透過部材にて、第１面部側から投影された画像は第２面部側に反射されることとなるので、第２面部側にて当該画像を観察できる。従って、第２面部側から容器内を見た場合に、容器内の風景と、当該風景に重なった画像とを確実に観察できる。
【０００９】
上記第１態様では、前記筐体は、それぞれ当該筐体の外観を構成し、互いに交差する第１面部及び第２面部を有し、前記第２面部は、前記第１面部に対して傾斜し、前記透過部材は、前記第２面部に位置することが好ましい。
なお、上記のように、筐体が略直方体形状である場合には、第１面部としては上面部又は底面部を例示でき、第２面部としては正面部を例示できる。また、筐体において観察者と対向する部位は、上記透光性部材により形成されていることが好ましい。
上記第１態様によれば、第１面部に対して傾斜する第２面部に透過部材が位置していることにより、第２面部に対して傾斜した透過部材を有する上記構成と同様の効果を奏することができる。
ここで、透過部材が収容部内に配置されている構成で、かつ、当該収容部内に液体が収容されている場合には、透過部材に投影される画像は、当該液体を通過して透過部材に入射されることとなる。このため、屈折により画像が歪む可能性がある他、透過部材にて反射されて視認される画像の輝度が低下する可能性がある。
これに対し、上記第１態様によれば、透過部材は、第１面部に対して傾斜し、かつ、筐体の外観を構成する第２面部に設けられるので、投影された画像が収容部を通過することがない。従って、収容部に液体が収容されている場合でも、屈折により画像が歪むことを抑制できる他、視認される画像の輝度が低下することを抑制できる。更に、透過部材が第２面部に位置することにより、当該透過部材を容器内に別途配置する必要がない。従って、容器２内の構成を簡略化できる。
【００１０】
上記第１態様では、前記筐体は、前記第２面部に対向する第３面部と、前記第２面部に対して前記第３面部とは反対側に位置し、前記透過部材に画像を投影する表示装置が配置される配置部と、を有することが好ましい。
なお、第２面部が正面部である場合には、第３面部は背面部とすることができる。
上記第１態様によれば、配置部は、透過部材が設けられる第２面部に対して第３面部とは反対側、すなわち、透過部材に対して収容部とは反対側に位置している。これによれば、透過部材に対向するように表示装置を配置しやすくすることができる。この他、第２面部が第１面部に対して傾斜していることによって形成される空間に表示装置を配置できるので、容器が不要に大型化することを抑制できる。更に、当該空間は、収容部ではないため、上記歪みの発生や画像の輝度の低下を確実に抑制できる。
【００１１】
本発明の第２態様に係る画像表示システムは、内部に物体を収容可能な収容部を有する筐体、及び、前記筐体に設けられ、前記収容部から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、投影される画像を前記少なくとも一部の光が透過する方向に沿って反射させる透過部材を有する容器と、前記透過部材に画像を投影する表示装置と、を備えることを特徴とする。
なお、筐体において透過部材による画像の反射方向の部位は、上記透光性部材により形成されていることが好ましい。
上記第２態様によれば、上記第１態様に係る容器と同様の効果を奏することができる。
【００１２】
上記第２態様では、前記透過部材を介して前記収容部内を撮像する第１撮像部、及び、前記収容部内とは異なる領域を撮像する第２撮像部の少なくともいずれかを有する撮像装置と、前記撮像装置による撮像画像に基づいて、移動体の動きに応じた画像を前記表示装置に表示させる制御装置と、を備えることが好ましい。
なお、移動体の動きに応じた画像としては、例えば、移動体の動きに応じて画像に含まれる仮想体を移動させたり、当該仮想体の形状を変更したりした画像を挙げることができ、より具体的に例示すれば、移動体が透過部材に投影された画像に含まれる仮想体に近づいた場合に、当該移動体の移動方向に沿って仮想体を移動させる画像を挙げることができる。
上記第２態様によれば、制御装置が、撮像装置による撮像画像に含まれる現実の移動体の動きに応じた画像を表示でき、画像表示システムによる表示形態の幅を広げることができる。
【００１３】
上記第２態様では、前記撮像装置は、前記第２撮像部を有し、前記第２撮像部の撮像領域は、投影された前記画像が前記透過部材にて反射される方向の領域であることが好ましい。
ここで、透過部材にて反射された画像を観察する場合、観察者は、当該透過部材による画像の反射方向に位置することとなる。このため、第２撮像部の撮像領域が、当該画像の反射方向の領域であれば、第２撮像部は、観察者が含まれる領域を撮像することとなる。これによれば、制御装置は、観察者の動きを検出できるので、当該観察者の動きに応じた画像を表示装置に表示させることができる。
【００１４】
上記第２態様では、前記表示装置と一体的に構成された前記撮像装置の撮像方向を調整する調整部材を備えることが好ましい。
なお、調整部材としては、所定方向から入射される光を反射させて撮像装置に導く反射部材を例示できる。
ここで、表示装置と撮像装置とが一体的に構成されている場合、当該撮像装置（第１撮像部及び第２撮像部）の撮像方向が適切な方向に向かない場合が生じうる。
これに対し、上記第２態様では、調整部材により、撮像装置の撮像方向を調整できるので、当該撮像装置により適切な方向の領域を撮像できる。
【００１５】
上記第２態様では、前記制御装置は、前記撮像装置による撮像画像に含まれる前記移動体の位置及び移動方向をオプティカルフローにより検出し、検出された前記移動体の位置及び移動方向に応じた画像を前記表示装置に表示させることが好ましい。
なお、オプティカルフローは、時間的に連続した画像（動画像）の中で物体の動きをベクトルで表したものである。
上記第２態様によれば、連続した撮像画像により構成される動画像をオプティカルフローにより解析することで、当該撮像画像に含まれる移動体の位置及び移動方向を検出及び取得できる。そして、制御装置が、取得された移動体の位置及び移動方向に応じた画像を表示させることにより、現実の移動体の動きに合わせた画像を適切に表示できる。
【００１６】
上記第２態様では、前記制御装置は、前記収容部内の撮像画像に含まれ、かつ、前記表示装置により表示された表示画像内の点に対応する前記制御装置による形成画像内の点の座標を取得し、取得された前記形成画像内の点の座標に基づいて、前記画像を前記表示装置に表示させることが好ましい。
ここで、収容部内の風景に表示画像が重なって観察される状態で、当該表示画像に含まれる仮想体に収容部内の移動体が近づいた際に、当該仮想体を移動させた画像を投影させる場合には、投影される画像における現実の移動体の位置を適切に取得する必要がある。このためには、表示装置により投影される形成画像において、撮像画像における表示画像内の点（移動体の位置に応じた点）に対応する点の座標を把握しておく必要がある。
これに対し、上記第２態様では、制御装置が、形成画像において表示画像内の点に対応する点の座標を取得することで、現実の移動体の位置及び移動方向に応じて仮想体を移動させた画像を適切に表示できる。従って、当該移動体の動きに応じた画像を適切かつ確実に表示できる。
【００１７】
上記第２態様では、前記制御装置は、前記撮像画像に含まれる前記移動体の大きさ及び速度のうち少なくともいずれかに基づいて、前記透過部材に対する前記移動体の奥行を取得し、取得された前記移動体の奥行に応じた画像を表示させることが好ましい。
上記第２態様によれば、例えば、表示装置により仮想体が含まれる画像が透過部材に投影されて虚像として視認される状態において、当該虚像の位置に位置する移動体が仮想体に近づいた場合（換言すると、仮想体との奥行位置が一致する移動体が当該仮想体に近づいた場合）には仮想体を動かす画像を表示できる。一方、当該虚像の位置に位置しない移動体が仮想体に近付いた場合（換言すると、仮想体との奥行位置が一致しない移動体が平面的に見て仮想体に近づいた場合）には仮想体が動かない画像を表示できる。これによれば、収容部の奥行を考慮した画像を表示できる。従って、表示される画像においても、観察者に奥行感を付与できる。
【００１８】
本発明の第３態様に係る画像表示方法は、背面側から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、正面側から入射される光のうち少なくとも一部の光を反射させる透過部材と、前記透過部材に対して前記正面側から画像を投影する表示装置と、前記透過部材を介して前記透過部材の背面側の領域を撮像する撮像装置と、前記表示装置を制御する制御装置と、を備えた画像表示システムを用いて行われる画像表示方法であって、前記制御装置が、前記撮像装置による撮像画像に基づいて、前記透過部材の背面側に位置する移動体の位置及び移動方向を取得し、取得された前記移動体の位置及び移動方向に応じた画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする。
上記第３態様に係る画像表示方法を実施することにより、上記第２態様に係る画像表示システムと同様の効果を奏することができる。
【００１９】
本発明の第４態様に係る画像表示プログラムは、背面側から入射される光のうち少なくとも一部の光を透過させるとともに、正面側から入射される光のうち少なくとも一部の光を反射させる透過部材と、前記透過部材に対して前記正面側から画像を投影する表示装置と、前記透過部材を介して当該透過部材の背面側の領域を撮像する撮像装置と、前記表示装置を制御する制御装置と、を備えた画像表示システムにおける前記制御装置により実行される画像表示プログラムであって、前記制御装置に、前記撮像装置による撮像画像に基づいて、前記透過部材の背面側に位置する移動体の位置及び移動方向を取得させ、取得された前記移動体の位置及び移動方向に応じた画像を前記表示装置に表示させることを特徴とする。
上記第４態様に係る画像表示プログラムを制御装置が実行することにより、上記第２態様に係る画像表示システムと同様の効果を奏することができる。
【００２０】
本発明の第５態様に係る記録媒体は、上記画像表示プログラムをコンピューター読取可能に記録したことを特徴とする。
上記第５態様によれば、制御装置が記録媒体に記録された上記画像表示プログラムを読み取って実行することで、上記第２態様に係る画像表示システムと同様の効果を奏することが可能となる。また、記録媒体として、磁気テープ、ディスク型記録媒体、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、及び、半導体メモリー等を用いることができ、これらを利用して上記画像表示プログラムを制御装置にてインストール及び実行できる他、当該画像表示プログラムの配布を容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示システムを示す斜視図。
【図２】上記第１実施形態における携帯端末の一例を示す平面図。
【図３】上記第１実施形態における携帯端末の構成を示すブロック図。
【図４】上記第１実施形態における制御部の構成を示すブロック図。
【図５】上記第１実施形態における容器内の風景及び表示画像を示す図。
【図６】上記第１実施形態における撮像画像に含まれる移動体の動きを示す図。
【図７】上記第１実施形態における撮像画像における点の位置を示す図。
【図８】上記第１実施形態における形成画像における点の位置を示す図。
【図９】上記第１実施形態における撮像画像における点の位置を示す図。
【図１０】上記第１実施形態における魚の動きに応じて水草が動く画像が表示された場合に観察される容器内の状態を示す図。
【図１１】上記第１実施形態における透過部材に対する魚の奥行位置を説明する図。
【図１２】上記第１実施形態における画像表示処理を示すフローチャート。
【図１３】上記第１実施形態の変形である画像表示システムを示す斜視図。
【図１４】上記第１実施形態の変形である画像表示システムを示す斜視図。
【図１５】上記第１実施形態の変形である画像表示システムを正面側から見た図。
【図１６】上記第１実施形態の変形である画像表示システムを示す斜視図。
【図１７】上記第１実施形態の変形である画像表示システムを示す斜視図。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る画像表示システムを示す斜視図。
【図１９】上記第２実施形態における画像表示システムを正面側から見た図。
【図２０】上記第２実施形態における撮像画像に含まれる移動体の動きを示す図。
【図２１】上記第２実施形態における水面の動きを示す図。
【図２２】上記第２実施形態の変形である画像表示システムを示す斜視図。
【図２３】本発明の第３実施形態に係る画像表示システムを示す側面図。
【図２４】上記第３実施形態における携帯端末の背面部を示す図。
【図２５】上記第３実施形態における撮像画像の一例を示す図。
【図２６】上記第３実施形態における観察者の手の動きに応じて魚が動く画像が表示された場合に観察される容器内の状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示システム１の構成を模式的に示す斜視図である。
本実施形態に係る画像表示システム１は、図１に示すように、容器２及び携帯端末３を備え、観察者が容器２内を正面側から観察した際に、容器２内の風景に携帯端末３により投影された画像が重なって観察できるように構成されたものである。また、本実施形態では、携帯端末３は、容器２内の移動体（例えば魚Ｆ）の動きを検出し、当該移動体の動きに応じた画像を投影する。
【００２３】
［容器の構成］
容器２は、図１に示すように、略直方体形状に形成されて当該容器２の外形を構成する筐体２１を有し、当該筐体２１内には、液体等を収容可能な収容部２２が形成されている。この収容部２２内には、本実施形態では、水Ｗと、現実の移動体である魚Ｆとが収容されている。このような筐体２１は、正面部２１１、背面部２１２、上面部２１３、底面部２１４及び左右の側面部２１５，２１６を有する。
これらのうち、正面部２１１は、本発明の第２面部に相当し、背面部２１２は、本発明の第３面部に相当する。また、上面部２１３及び底面部２１４は、それぞれ本発明の第１面部に相当する。
【００２４】
正面部２１１は、容器２内を観察できるように少なくとも可視光を透過するガラス又は合成樹脂等の透光性部材により形成されている。この正面部２１１における底面部２１４側の位置には、当該正面部２１１とは反対側に位置する背面部２１２に向かって凹む配置部２３が形成されている。この配置部２３内には、後述する携帯端末３が、正面部３１１が上面部２１３側を向くように配置される。
【００２５】
更に、筐体２１内には、矩形板状の透過部材２４が配置されている。この透過部材２４は、本実施形態ではハーフミラーにより構成されており、当該透過部材２４に対して背面部２１２側から入射される光の一部を透過させるとともに、正面部２１１側から入射される光の一部を反射させる。
この透過部材２４は、上面部２１３及び底面部２１４に対して略４５°傾斜して配置されている他、正面部２１１に対して４５°傾斜して配置されている。詳述すると、透過部材２４は、上記配置部２３に配置された携帯端末３から上方に向けて投影された画像（画像を形成する光）を正面部２１１の法線に沿って反射させるように、下向きに傾斜して配置されている。このため、観察者が正面部２１１側から容器２内を観察すると、透過部材２４を介して当該透過部材２４に対して背面部２１２側の風景を観察できる他、当該風景に重ねて、携帯端末３から投影された画像を観察できる。すなわち、携帯端末３から透過部材２４に投影された画像は、透過部材２４に対して背面部２１２側に形成される虚像として視認される。
【００２６】
［携帯端末の構成］
図２は、携帯端末３の一例を示す平面図である。
携帯端末３は、スマートフォン（多機能携帯電話機）、タブレット端末及び携帯型ゲーム機等により構成できる。この携帯端末３は、画像を形成及び投影する他、所定の領域内の移動体の動きを検出し、当該移動体の動きに応じた画像を形成及び投影する。本実施形態では、当該所定の領域は、携帯端末３により透過部材２４に投影された画像の表示領域内（すなわち、上記虚像の形成領域内）に設定されている。
このような携帯端末３は、図２に示すように、筐体３１と、当該筐体３１にそれぞれ設けられる表示部３２、操作部３３、音声出力部３４及び撮像部３５とを有し、ゲームプログラム等を実行可能な端末装置により構成されている。
【００２７】
筐体３１は、携帯端末３の外装を構成するものであり、左右の手により把持可能な程度の大きさの略長円形状に形成されている。この筐体３１は、正面部３１１、背面部３１２（図２では図示省略）、上面部３１３、底面部３１４及び左右の側面部３１５，３１６を有する。
表示部３２は、本発明の表示装置に相当し、正面部３１１における略中央に配設されている。この表示部３２は、矩形状に形成された表示パネルにより構成されており、後述する制御部３７の表示制御部３７１（図４参照）による制御の下、当該表示制御部３７１により形成される画像を表示する。このような表示パネルとして、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）や液晶等の表示パネルを例示できる。この表示部３２により表示された画像は、携帯端末３が上記配置部２３に配置された際には、上記透過部材２４にて正面部２１１側に反射されて観察される。
【００２８】
操作部３３は、正面部３１１における表示部３２の周囲、及び、上面部３１３に配設された各種ボタン及びスティックを有し、使用者の入力操作に応じた操作信号を制御部３７に出力する。
具体的に、操作部３３は、表示部３２の左側にそれぞれ位置し、正面部３１１に対向して見た場合の上下左右の各方向に入力可能な方向ボタン３３１と、当該各方向に傾倒可能な操作スティック３３２と、底面部３１４側に位置する操作ボタン３３３と、を有する。また、操作部３３は、表示部３２の右側に位置する４つの操作ボタン３３４と、操作スティック３３２と同様の構成を有する操作スティック３３５と、底面部３１４側に位置する操作ボタン３３６，３３７と、を有する。更に、操作部３３は、上面部３１３の左右両側にそれぞれ位置する操作ボタン３３８Ｌ，３３８Ｒを有する。
【００２９】
音声出力部３４は、正面部３１１における左右両端近傍にそれぞれ配設されたスピーカー３４Ｌ，３４Ｒを有する。この音声出力部３４は、後述する制御部３７の音声出力制御部３７３（図４参照）から入力される音声信号に応じた音声を、スピーカー３４Ｌ，３４Ｒにより出力する。
撮像部３５は、本発明の撮像装置に相当し、正面部３１１における右側上部に配設された第１撮像部としてのカメラ３５１を有する。この撮像部３５は、当該カメラ３５１による撮像画像を制御部３７に出力する。なお、カメラ３５１の撮像方向は、携帯端末３が上記配置部２３に配置された際に、上記虚像の形成領域が含まれるように設定される。
【００３０】
図３は、携帯端末３の構成を示すブロック図である。
携帯端末３は、図３に示すように、上記構成３２〜３５の他、記憶部３６及び制御部３７を備え、これら構成３２〜３７は、互いにバスラインＢＬにより接続されている。
記憶部３６は、携帯端末３の動作に必要なプログラム及びデータを記憶している。例えば、記憶部３６は、携帯端末３の動作を制御するＯＳ（Operating System）、ゲーム等のアプリケーションプログラム、及び、後述する画像表示処理を実行させる画像表示プログラムを記憶している。このような記憶部３６は、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリーやＨＤＤ（Hard Disk Drive）により構成できる。
【００３１】
［制御部の構成］
図４は、制御部３７の構成を示すブロック図である。
制御部３７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有し、携帯端末３の動作を制御する制御装置である。具体的に、制御部３７は、当該ＣＰＵが記憶部３６に記憶されたプログラムを読み出して処理することで、使用者の入力操作（操作部３３から入力される操作信号）に応じて、或いは、自律的に携帯端末３を制御する。
この他、制御部３７は、ＣＰＵが上記画像表示プログラムを実行することで、収容部２２内の現実の移動体の動きに応じた画像を表示部３２に表示させる画像表示処理を実行する。このため、制御部３７は、図４に示すように、表示制御部３７１、撮像制御部３７２、音声出力制御部３７３、移動体検出部３７４、座標取得部３７５及び奥行取得部３７６を有する。
【００３２】
表示制御部３７１は、携帯端末３の動作状態を示す画像や、上記収容部２２内の移動体の動きに応じた画像を描画メモリー（図示省略）に描画し、当該画像に応じた画像信号を表示部３２に出力することで、当該画像を表示部３２に表示させる。
【００３３】
図５は、正面部２１１側から容器２内を観察した場合に視認される風景ＳＣ及び表示画像ＤＰを示す図である。なお、図５においては、実際の風景ＳＣと表示画像ＤＰとを区別するため、当該表示画像ＤＰの外縁を一点鎖線で示している。
ここで、本実施形態では、上記のように、収容部２２内に水Ｗ及び魚Ｆが収容されている。このため、透過部材２４に画像が投影されていない場合には、正面部２１１側から容器２内を観察すると、図５における左上に示すように、水Ｗの中を魚Ｆが泳いでいる風景ＳＣを観察できる。
【００３４】
この状態で、表示制御部３７１により、例えば図５における右上に示す表示画像ＤＰ（仮想体である水草ＰＷ及び魚ＰＦが含まれる表示画像ＤＰ）が表示部３２により表示されると、例えば図５における下段に示すように、透過部材２４を透かして容器２内の上記風景ＳＣとともに、当該透過部材２４にて反射された表示画像ＤＰが虚像として観察される。このため、観察者により、当該風景ＳＣに表示画像ＤＰが重なって観察される。
なお、上記図５の例では、表示制御部３７１は、容器２内の風景ＳＣと関連性が高い表示画像ＤＰを表示させているが、関連性が低い表示画像ＤＰを表示させてもよい。
【００３５】
撮像制御部３７２は、撮像部３５の動作を制御する。具体的に、撮像制御部３７２は、撮像部３５に所定周期（フレームレート）で撮像させる。そして、撮像制御部３７２は、撮像部３５から入力される連続した撮像画像である動画像を取得し、記憶部３６に記憶させる。
音声出力制御部３７３は、音声出力部３４を制御して、所定の音声を出力させる。例えば、表示制御部３７１により、仮想体である上記魚ＰＦが水面を跳ねる画像が表示される際に、音声出力制御部３７３は、当該魚ＰＦが水面を跳ねる音を音声出力部３４に出力させる。
【００３６】
図６は、撮像画像に含まれる移動体である魚Ｆの動きを示す図であり、換言すると、図６は、当該魚Ｆの動きをオプティカルフローによる動きベクトルで示した図である。なお、図６においては、魚Ｆの位置を点線で示している。
移動体検出部３７４は、撮像制御部３７２により取得された動画像を解析して、当該動画像に含まれる移動体（例えば、魚Ｆ）を検出し、更に、当該移動体の位置及び移動方向を検出する。このような移動体検出部３７４は、例えば図６に示すように、当該動画像をオプティカルフローにより解析し、当該移動体の位置及び移動方向を検出する。なお、オプティカルフローは、時間的に連続した画像（動画像）の中で物体の動きをベクトルで表したものである。
【００３７】
座標取得部３７５は、撮像画像における座標と、表示制御部３７１により形成される画像（形成画像）における座標とを対応させる機能部である。
ここで、表示制御部３７１が、現実の移動体である上記魚Ｆの動きに応じて、表示画像に含まれる仮想体の位置、形状及び動きを変更するためには、撮像画像における座標（詳しくは、撮像画像における表示画像の座標）と、表示制御部３７１による形成画像の座標とを対応させ、形成画像における移動体の位置、或いは、撮像画像における仮想体の位置を適切に把握しておく必要がある。
例えば、上記水草ＰＷを含む表示画像ＤＰの表示時に、当該水草ＰＷの表示位置近傍に魚Ｆが移動してくると、当該魚Ｆの動きに応じて水草ＰＷを揺らす表示画像ＤＰを表示させようとする場合、水草ＰＷの表示位置近傍に当該魚Ｆが位置するか否かを判定する必要がある。この判定を実施するためには、撮像画像における魚Ｆの位置が、形成画像においてどの位置に対応しているのかを適切に把握しておく必要がある。換言すると、当該判定を実施するためには、形成画像における現実の魚Ｆの位置、或いは、撮像画像における仮想体である水草ＰＷの位置を適切に把握しておく必要がある。
【００３８】
このため、表示制御部３７１により複数の点を含むキャリブレーション用画像を表示させ、表示された当該複数の点の位置を撮像画像から取得し、これにより、撮像画像における表示画像の位置及び座標を取得することで、当該撮像画像の座標と形成画像の座標とを対応させる方法が考えられる。しかしながら、このような手法は、比較的長い時間を要する他、配置部２３における携帯端末３の位置、当該携帯端末３の種類、及び、撮像部３５を構成するカメラ３５１の位置が変わるたびに実施する必要があり、面倒である。
【００３９】
これに対し、以下に示す第１方法及び第２方法のいずれかを用いて撮像画像の座標と形成画像の座標とを対応付けることにより、対応付けのための処理を簡略化できる。
第１方法は、撮像画像において表示画像の表示領域内に位置する点（例えば、移動体の位置を示す点）に基づいて分割された当該表示領域の面積により、形成画像における当該点の座標を算出する方法である。
【００４０】
図７は、撮像画像ＣＰにおける表示画像ＤＰ内の点Ｐの位置を示す図である。また、図８は、形成画像ＦＰにおける点Ｐの位置を示す図である。なお、図１に示したように、表示部３２による表示画像ＤＰは、透過部材２４により反射されて観察されるので、携帯端末３は、当該表示画像ＤＰが観察された場合とは上下が逆である形成画像ＦＰを形成する。このため、図８に示す形成画像ＦＰの上下は、図７に示す表示画像ＤＰの上下と逆になっている。
具体的に、図７に示すように、撮像画像ＣＰに含まれる表示画像ＤＰ（頂点ＡＢＣＤを結ぶ辺縁により外縁が形成される形成画像ＦＰが表示され、上記虚像として視認される表示画像ＤＰ）において、頂点Ａ，Ｃと、当該表示画像ＤＰ内の点Ｐとにより形成される三角形ＡＣＰの面積をＳ０とする。同様に、三角形ＣＤＰの面積をＳ１とし、三角形ＢＤＰの面積をＳ２とし、三角形ＡＢＰの面積をＳ３とする。
これらにより、図８に示すように、上記形成画像ＦＰにおける上記点Ｐの座標を（ｘ，ｙ）とすると、当該ｘ及びｙは、それぞれ以下の式（１）により求めることができる。
なお、撮像画像における頂点ＡＢＣＤの位置は、形成画像ＦＰにおける頂点ＡＢＣＤを異なる色とし、撮像画像から当該各色の位置を検出することで取得できる。また、三角形ＡＣＰの面積は、ヘロンの公式等を用いて算出できる。
【００４１】
【数１】
2015158648.tif 000003
【００４２】
図９は、撮像画像ＣＰにおける表示画像ＤＰ内の点Ｐの位置を示す図である。
一方、第２方法は、以下の式（２）により、図８に示した形成画像ＦＰにおける点の座標である（ｘ，ｙ）から撮像画像ＣＰにおける点Ｐの位置を求める方法である。なお、撮像画像における頂点ＡＢＣＤの位置は、上記と同様の手法により取得できる。
この式（２）は、形成画像ＦＰの点を画面サイズで正規化された座標（ｘ，ｙ）とし、図９に示す撮像画像ＣＰにおいて線分ＡＢ，ＣＤをそれぞれｘ：１−ｘで内分する点をＭ，Ｎとし、撮像画像ＣＰにおいて線分ＭＮをｙ：１−ｙで内分する点をＰとして表したものである。この式（２）により、形成画像ＦＰにおける点Ｐの座標と、撮像画像ＣＰにおける点Ｐの座標とを対応させることができる。
【００４３】
【数２】
2015158648.tif 000004
【００４４】
図１０は、容器２内を正面部２１１側から見た場合に、現実の移動体である魚Ｆが仮想体である水草ＰＷの表示位置に移動したことに応じて、当該水草ＰＷを魚Ｆの移動方向とは反対方向に揺らした画像が携帯端末３により表示された場合に観察される容器２内の状態を示す図である。
上記第１方法又は第２方法により、座標取得部３７５は、表示制御部３７１による形成画像ＦＰの座標と、撮像画像ＣＰの座標とを対応付けることができる。
このため、例えば、現実の移動体である魚Ｆの移動方向が、仮想体である水草ＰＷ（ＰＷ１，ＰＷ２）のうち右側の水草ＰＷ１の表示位置に向かう方向であり、かつ、当該魚Ｆの位置が、水草ＰＷ１の表示位置に近づいた場合に、図１０に示すように、水草ＰＷ１が魚Ｆの移動方向とは反対方向に揺れる表示画像ＤＰを表示できる。これにより、現実の移動体（魚Ｆ）と仮想体（水草ＰＷ１）とが関連した風景及び画像を、観察者に観察させることができる。
【００４５】
ところで、携帯端末３による表示画像ＤＰは、上記のように、透過部材２４の奥側にて虚像として視認されるが、収容部２２は所定の奥行寸法を有することから、当該虚像に対して奥側に魚Ｆが位置する場合もある。従って、容器２の奥行方向における移動体の位置を推定し、当該移動体の位置に応じて画像を形成及び表示することで、観察される風景及び画像に奥行感を付与できる。
このような奥行感の付与のため、奥行取得部３７６は、撮像部３５によって取得される動画像（撮像画像）からオプティカルフローを用いて移動体（魚Ｆ）の大きさ及び移動速度を取得し、当該移動体の大きさ及び移動速度に基づいて、携帯端末３からの移動体の相対的な距離（換言すると、透過部材２４から上記奥行方向の距離）を推定及び取得する。
【００４６】
図１１は、透過部材２４に対する魚Ｆの奥行位置を説明する図である。
ここで、図１１に示すように、透過部材２４に対して背面側に位置する魚Ｆが当該透過部材２４に最も近い位置Ｌ１に位置する場合、撮像画像においては、当該魚Ｆは最も大きく撮像され、当該魚Ｆの移動速度は最も高くなる。一方、当該魚Ｆが透過部材２４から最も遠い位置Ｌ２に位置する場合には、撮像画像においては、当該魚Ｆは最も小さく撮像され、当該魚Ｆの移動速度は最も低くなる。他方、魚Ｆが位置Ｌ１，Ｌ２の間の位置Ｌ３に位置する場合には、撮像画像においては、当該魚Ｆは、位置Ｌ１に位置する場合より小さく、かつ、位置Ｌ２に位置する場合より大きく撮像されるとともに、魚Ｆの移動速度は、位置Ｌ１に位置する場合より低く、かつ、位置Ｌ２に位置する場合より高くなる。
【００４７】
このため、奥行取得部３７６は、取得される移動体の大きさ及び移動速度の少なくともいずれかに基づいて、当該移動体の相対的な距離を推定及び取得する。
そして、表示制御部３７１は、例えば、魚Ｆが上記虚像の表示位置に近い位置Ｌ１で、かつ、上記水草ＰＷ１の表示位置近傍に移動した場合には、水草ＰＷが揺れる上記表示画像ＤＰを表示する一方で、上記位置Ｌ２，Ｌ３に魚Ｆが位置する場合には、水草ＰＷの表示位置近傍に魚Ｆが移動しても、当該水草ＰＷが揺れる表示画像を表示しないようにする。これにより、観察者に容器２内の奥行感を感じさせることができる。
【００４８】
［画像表示処理］
図１２は、携帯端末３にて行われる画像表示処理を示すフローチャートである。
上記制御部３７は、ＣＰＵが上記画像表示プログラムを実行することにより、以下に示す画像表示処理を実行し、これにより上記画像を形成及び表示する。
この画像表示処理では、図１２に示すように、まず、撮像制御部３７２が、撮像部３５を制御して、カメラ３５１による撮像画像（動画像）を取得する（ステップＳ１）。
次に、移動体検出部３７４が、取得された撮像画像を上記のように処理して、当該撮像画像における移動体の位置及び移動方向を取得する（ステップＳ２）。
そして、座標取得部３７５が、撮像画像における移動体の位置に対応する形成画像における座標を取得する（ステップＳ３）。
また、奥行取得部３７６が、上記撮像画像における移動体の大きさ及び移動速度に基づいて、当該移動体の奥行位置を取得する（ステップＳ４）。
この後、表示制御部３７１が、取得された各情報に応じた画像を形成し、当該画像を表示部３２に表示させる（ステップＳ５）。
このような画像表示処理により、上記表示画像ＤＰのような画像が表示される。
【００４９】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る画像表示システム１によれば、以下の効果がある。
容器２の筐体２１に設けられた透過部材２４は、収容部２２から入射される光の少なくとも一部を透過させる。これによれば、透過部材２４を介して背面側の収容部２２内を観察できる。また、透過部材２４は、正面側の配置部２３に位置する携帯端末３から投影された画像を反射させるので、当該画像の反射方向に位置する観察者は、透過部材２４に投影された画像を観察できる。更に、透過部材２４による画像の反射方向は、収容部２２から入射される光が透過部材２４を透過する方向に沿うので、当該光の進行方向（画像の反射方向）に位置する観察者は、投影された画像が重なった収容部２２内の風景を観察できる。従って、容器２内の風景や投影された画像をそれぞれ観察できる他、容器２内の風景に表示画像が重なった新たな表示形態を提供できる。
【００５０】
観察者が正面部２１１（第２面部）に対向する場合、当該正面部２１１及び透過部材２４を介して容器２内を観察できる。また、この場合、上面部２１３及び底面部２１４（第１面部）と正面部２１１とに対して傾斜して配置された透過部材２４にて、底面部２１４側に配置された携帯端末３から投影された画像が正面部２１１側に反射されるので、正面部２１１側に位置する観察者は当該画像を観察できる。従って、観察者は、正面部２１１側から、当該画像（表示画像）が重なった容器２内の風景を確実に観察できる。また、この場合には、透過部材２４は、容器２内に収納されるので、当該透過部材２４が容器２の外側に位置することがなく、当該容器２を小型化できる。
【００５１】
筐体２１の正面部２１１における底面部２１４側には、携帯端末３が配置される配置部２３が設けられている。これによれば、透過部材２４に対向するように携帯端末３を配置しやすくすることができる他、携帯端末３が不要に動くことを抑制できる。
【００５２】
撮像部３５は、透過部材２４を介して収容部２２内を撮像するカメラ３５１を有し、制御部３７は、撮像部３５による撮像画像に基づいて、収容部２２内の魚Ｆの動きに応じた画像を表示部３２に表示させる。これによれば、現実の移動体である魚Ｆの動きに関連する画像を表示できる。
【００５３】
撮像部３５による撮像画像をオプティカルフローにより解析する移動体検出部３７４により、撮像画像における移動体の位置及び移動方向を正確に取得できる。また、表示制御部３７１が、検出された移動体の位置及び移動方向に応じた画像を表示部３２に表示させることにより、現実の移動体の動きに合わせた画像を適切に表示できる。従って、画像表示システム１の興趣を高めることができる。
【００５４】
座標取得部３７５は、上記第１方向又は第２方向によって撮像画像ＣＰにおける表示画像ＤＰ内の点Ｐに対応する形成画像ＦＰ内の点の座標を取得する。これによれば、撮像画像ＣＰにおける表示画像ＤＰの座標と、形成画像ＦＰの座標とを対応させることができるので、表示制御部３７１が、現実の移動体である魚Ｆが仮想体である水草ＰＷに近づいた場合に、当該水草ＰＷを揺らした画像を表示部３２に表示させることができる。従って、形成画像ＦＰにおける現実の移動体の位置及び移動方向を適切に把握でき、当該移動体の位置及び移動方向に応じて仮想体を動かす画像を適切に表示できる。
【００５５】
奥行取得部３７６は、撮像画像に含まれる移動体の大きさ及び速度に基づいて、透過部材２４に対する移動体の奥行を取得する。これによれば、例えば、仮想体である水草ＰＷの奥行方向の表示位置と一致する魚Ｆが当該水草ＰＷに近づいた場合には水草ＰＷを揺らした画像を表示でき、水草ＰＷの奥行方向の表示位置と一致しない魚Ｆが平面的に見て当該水草ＰＷに近づいた場合には水草ＰＷが動かない画像を表示できる。従って、収容部２２の奥行を考慮した画像を表示できるので、観察者に奥行感を付与できる。
【００５６】
［第１実施形態の第１変形例］
図１３は、画像表示システム１の変形である画像表示システム１Ａを模式的に示す斜視図である。
上記画像表示システム１では、容器２は、正面部２１１における底面部２１４側の位置に配置部２３を有し、当該配置部２３に配置された携帯端末３が、傾斜した透過部材２４に下方から上方に向けて画像を投影する構成であった。しかしながら、上記機能を有する画像表示システムは、このような構成に限らない。例えば、容器２に代えて図１３に示す容器２Ａを採用した画像表示システム１Ａとしてもよい。
【００５７】
この容器２Ａは、図１３に示すように、略直方体形状に形成されて当該容器２Ａの外形を構成する筐体２１Ａを有し、当該筐体２１Ａ内には、収容部２２が形成されている。また、当該筐体２１Ａ内には、矩形板状の透過部材２４が配置されている。
ここで、上記容器２では、正面部２１１における底面部２１４側の位置に配置部２３が設けられているのに対し、容器２Ａでは、携帯端末３が配置される配置部２３Ａは、上面部２１３における正面部２１１側の位置に設けられている。そして、携帯端末３は、正面部３１１が底面部２１４側を向くようにして、当該配置部２３Ａに配置される。
【００５８】
このように容器２Ａでは、携帯端末３は容器２に対する位置とは逆の位置に位置することとなるため、当該携帯端末３から投影された画像を正面部２１１側に反射させる透過部材２４の向きも逆となる。
具体的に、透過部材２４は、上記容器２における配置と同様に、上面部２１３及び底面部２１４に対して略４５°傾斜し、更に正面部２１１に対して略４５°傾斜して配置されているが、配置部２３Ａに配置された携帯端末３から下方に向けて投影された画像を正面部２１１の法線に沿って反射させるように、上向きに傾斜して配置されている。
このような容器２Ａ及び上記携帯端末３を備えた画像表示システム１Ａでも、上記画像表示システム１と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
［第１実施形態の第２変形例］
上記画像表示システム１，１Ａでは、容器２，２Ａ内に配置される透過部材２４の幅寸法（左右の側面部２１５，２１６間を接続する方向の寸法）及び高さ寸法（上面部２１３及び底面部２１４間を接続する方向の寸法）は、正面部２１１側から容器２内を見た場合に、当該正面部２１１の幅寸法及び高さ寸法と一致するように設定していた。しかしながら、透過部材２４の大きさは、これに限らない。すなわち、透過部材２４の寸法は、適宜変更可能である。例えば、幅寸法が上記透過部材２４より小さい透過部材を採用してもよい。
【００６０】
図１４は、画像表示システム１の変形である画像表示システム１Ｂを模式的に示す斜視図であり、図１５は、当該画像表示システム１Ｂを容器２Ｂの正面部２１１側から見た図である。
画像表示システム１Ｂは、図１４及び図１５に示すように、容器２に代えて容器２Ｂを有する他は、画像表示システム１と同様の構成及び機能を有し、容器２Ｂは、透過部材２４に代えて透過部材２４Ｂを有する他は、容器２と同様の構成及び機能を有する。
この容器２Ｂでは、透過部材２４に比べて幅寸法が小さい透過部材２４Ｂ、すなわち、正面部２１１より幅寸法が小さい透過部材２４Ｂが、携帯端末３からの画像の投影範囲に応じて筐体２１内に配置されている。このことにより、当該透過部材２４Ｂの幅方向における両脇には隙間Ｓが形成されており、当該隙間Ｓを介して、上記魚Ｆは、透過部材２４Ａの正面側及び背面側に移動可能である。
【００６１】
このような構成の画像表示システム１Ｂによれば、上記画像表示システム１，１Ａと同様の効果を奏することができる他、現実の移動体である魚Ｆを仮想体の虚像が表示される透過部材２４Ｂの正面側に移動させることができ、表示のバリエーションを拡張できる。
なお、当該画像表示システム１Ｂでは、容器２と同じ筐体２１を有する容器２Ｂを採用したが、透過部材２４に代えて透過部材２４Ｂを有する上記容器２Ａを採用してもよい。
【００６２】
［第１実施形態の第３変形例］
図１６は、画像表示システム１の変形である画像表示システム１Ｃを模式的に示す斜視図である。
上記画像表示システム１では、容器２は、略直方体形状に形成された筐体２１を有し、透過部材２４は、上面部２１３及び底面部２１４だけでなく、正面部２１１に対しても略４５°傾斜するように筐体２１内に配置されるとした。しかしながら、上記機能を有する画像表示システムは、このような構成に限らない。例えば、容器２に代えて図１６に示す容器２Ｃを採用した画像表示システム１Ｃとしてもよい。
【００６３】
この容器２Ｃは、図１６に示すように、正面部２１１が上面部２１３及び底面部２１４のそれぞれに対して略４５°傾斜した筐体２１を備える。すなわち、正面部２１１は、底面部２１４側から上面部２１３側に向かうに従って背面部２１２から離間するように傾斜して形成されている。
この正面部２１１には、上記透過部材２４が設けられている。換言すると、正面部２１１は、透過部材２４により構成され、当該透過部材２４の正面は下向きに傾斜している。この正面部２１１に対して正面側に配置された携帯端末３にて表示された画像が投影され、当該画像を透過部材２４にて正面側に反射させることで、当該画像を観察者に視認させている。また、観察者は、透過部材２４が設けられた正面部２１１を介して容器２内を観察できるので、携帯端末３により画像が表示される場合には、容器２内の風景に当該画像が重なって観察される。なお、透過部材２４を、正面部２１１において携帯端末３からの画像の投影範囲に応じて配置する構成としてもよい。
このような画像表示システム１Ｃにおいては、携帯端末３の配置部は、容器２Ｃの正面側の位置となる。
【００６４】
以上説明した画像表示システム１Ｃによれば、上記画像表示システム１Ａと同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
透過部材２４は、上面部２１３及び底面部２１４のそれぞれに対して傾斜する正面部２１１に設けられる。すなわち、透過部材２４は、当該正面部２１１を構成する。これによれば、収容部２２は、透過部材２４の背面側に位置することとなる。従って、当該収容部２２内に液体が収容される場合でも、透過部材２４に入射されて反射される画像が、屈折により歪むことを抑制できる他、視認される画像の輝度が低下することを抑制できる。更に、上面部２１３及び底面部２１４と正面部２１１とのそれぞれに対して傾斜する透過部材２４を容器２Ｃ内に別途配置する必要がないので、容器２Ｃ内の構成を簡略化できる。
【００６５】
また、携帯端末３は、上面部２１３及び底面部２１４のそれぞれに傾斜する正面部２１１に対する背面部２１２側とは反対側（すなわち正面側）の空間に配置される。すなわち、正面部２１１が上面部２１３及び底面部２１４に対して傾斜することで形成される空間に、携帯端末３を配置できる。これによれば、画像表示システム１Ｃが不要に大型化することを抑制できる。この他、携帯端末３の厚さ寸法が比較的大きい場合や、上記カメラ３５１による撮像範囲を拡大したり、或いは、当該カメラ３５１の撮像方向を調整したりするレンズ及びプリズム等の部材（例えば、後述する調整部材４）が携帯端末３に設けられている場合でも、携帯端末３を好適に配置できる。
【００６６】
図１７は、画像表示システム１の変形である画像表示システム１Ｄを示す図である。
また、容器２に代えて図１７に示す容器２Ｄを採用して、画像表示システム１Ｄを構成してもよい。
この容器２Ｄは、図１７に示すように、正面部２１１が底面部２１４に対して上記容器２Ｃとは逆に略４５°傾斜した筐体２１Ｄを備える。すなわち、正面部２１１は、底面部２１４側から上面部２１３側に向かうに従って背面部２１２に近接するように傾斜して形成されている。この正面部２１１には、上記容器２Ｃと同様に、透過部材２４が設けられている。換言すると、正面部２１１は、透過部材２４により構成されており、当該透過部材２４の正面は上向きに傾斜している。なお、上記のように、正面部２１１において上記投影範囲に応じた位置に透過部材２４を配置する構成としてもよい。
【００６７】
上面部２１３は、正面部２１１より正面側に延出しており、その延出部分に、表示部３２が下方（底面部２１４側）を向くように携帯端末３が配置される配置部２３Ｄを有する。この配置部２３Ｄは、可視光を透過する透光性部材によって構成されており、携帯端末３は、当該配置部２３Ｄ及び透過部材２４を介して、当該透過部材２４の背面側に位置する収容部２２内を撮像する他、透過部材２４にて反射された表示画像ＤＰを撮像する。
このような画像表示システム１Ｄにおいても、上記画像表示システム１，１Ｃと同様の効果を奏することができる。
【００６８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係る画像表示システムは、上記画像表示システム１，１Ａ〜１Ｄと同様の構成を有する。ここで、当該画像表示システム１，１Ａ〜１Ｄでは、容器２，２Ａ〜２Ｄ内に位置する現実の移動体である魚Ｆの動きを検出し、当該魚Ｆの動きに応じて仮想体である水草ＰＷを揺らす画像を表示する等した。これに対し、本実施形態に係る画像表示システムでは、携帯端末３は、水面の動きを検出し、当該水面に浮くように表示した仮想体を移動させる。この点で、本実施形態に係る画像表示システムと、上記画像表示システム１，１Ａ〜１Ｄとは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
図１８は、本実施形態に係る画像表示システム１Ｅの構成を示す模式図である。また、図１９は、当該画像表示システム１Ｅを構成する容器２Ｄ内を正面部２１１側から見た図である。
本実施形態に係る画像表示システム１Ｅは、図１８に示すように、上記画像表示システム１Ｄと同様に、容器２Ｄ及び携帯端末３を備える。
これらのうち、容器２Ｄ内の収容部２２には、満水時の１／３程度の水Ｗが注がれており、水Ｗ中には魚Ｆが泳いでいる。
一方、配置部２３Ｄに配置された携帯端末３では、表示制御部３７１による制御の下、仮想体であるアヒルＤを含む画像が表示部３２により透過部材２４に投影され、これにより、図１９に示すように、水面Ｗ１上に浮かんでいるように当該アヒルＤが観察される。なお、上記カメラ３５１の撮像方向は、透過部材２４を介して移動体である水面Ｗ１を撮像可能な方向に設定されている。
【００７０】
図２０は、カメラ３５１による撮像画像ＣＰに含まれる移動体である水面Ｗ１の動きを示す図であり、換言すると、図２０は、当該水面Ｗ１の動きを動きベクトルで示した図である。なお、携帯端末３の底面部３１４が背面側となるように配置されているため、撮像画像ＣＰの向きは、図２０の図面視における上側が容器２Ｄにおける正面部２１１側となり、右側が容器２Ｄにおける左側面部２１５側となっている。
本実施形態では、携帯端末３の制御部３７を構成する移動体検出部３７４は、撮像制御部３７２により取得された動画像を解析して、当該動画像に含まれる移動体である水面Ｗ１の動きを検出する。例えば、図１９に示したように、魚Ｆが水面Ｗ１に近づくように浮上した場合、当該魚Ｆの位置の水面Ｗ１が盛り上がり、波紋が生じる。このような場合に、移動体検出部３７４は、撮像部３５により撮像された動画像をオプティカルフローにより解析して、図２０に示す水面Ｗ１の動きベクトルを検出する。
【００７１】
そして、座標取得部３７５が、撮像画像ＣＰにおける波紋の起点の座標と、表示制御部３７１により形成される画像（形成画像）における波紋の起点の座標とを対応させ、表示制御部３７１が、当該起点から波紋が広がる方向（図２０において点線の矢印により示される方向）に、仮想体であるアヒルＤが移動する画像を表示させる。これにより、現実の移動体である水面Ｗ１上に位置する仮想体であるアヒルＤが、当該水面Ｗ１の動きに合わせて移動する様子を観察させることができる。
このようにカメラ３５１が水面Ｗ１を上側から撮像するように携帯端末３が配置されていれば、容器２Ｄの奥行方向における波紋の起点を容易に把握できる。
【００７２】
図２１は、使用者の指ＦＮによって生じた波紋による水面Ｗ１の動きを示す図である。
なお、波紋を生じさせるものは、上記魚Ｆに限らず、他のものでもよい。例えば、図２１に示すように、使用者の指ＦＮが水面Ｗ１に触れることで生じる波紋によっても水面Ｗ１に動きが生じる。このような場合でも、移動体検出部３７４、座標取得部３７５及び表示制御部３７１により、波紋が広がる方向に仮想体であるアヒルＤが移動する画像が表示される。
このような画像表示システム１Ｅによっても、上記画像表示システム１，１Ａ〜１Ｄと同様の効果を奏することができる。
【００７３】
［第２実施形態の変形］
図２２は、画像表示システム１Ｅの変形である画像表示システム１Ｆの構成を模式的に示す斜視図である。
上記画像表示システム１Ｅでは、図１８に示したように、携帯端末３が上面部２１３に設けられた配置部２３Ｄに配置され、カメラ３５１が水面Ｗ１を上側から撮像する構成であった。これに対し、図２２に示す画像表示システム１Ｆのように、容器２Ｃを採用して、携帯端末３のカメラ３５１が、水面Ｗ１を下側から撮像する構成としてもよい。このような場合でも、上記画像表示システム１Ｅと同様の効果を奏することができる。
【００７４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係る画像表示システムは、上記画像表示システム１Ｄと同様の構成を備える他、観察者の動きを検出して、当該動きに応じた画像を表示する。この点で、本実施形態に係る画像表示システムと、上記画像表示システム１Ｄとは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図２３は、本実施形態に係る画像表示システム１Ｇの構成を模式的に示す側面図である。また、図２４は、携帯端末３の背面部３１２を示す図である。
本実施形態に係る画像表示システム１Ｇは、図２３に示すように、上記画像表示システム１Ｄと同様に、容器２Ｄ及び携帯端末３を備え、当該画像表示システム１Ｄと同様の作用及び機能を有する。
これらのうち、携帯端末３は、図２４に示すように、筐体３１の背面部３１２に設けられ、上記撮像部３５を構成するカメラ３５２を備える。そして、撮像部３５は、上記カメラ３５１による撮像画像だけでなく、カメラ３５２による撮像画像も、上記制御部３７に出力する。このカメラ３５２は、本発明の第２撮像部に相当する。なお、本実施形態では、カメラ３５２の解像度は、正面部３１１に設けられた上記カメラ３５１の解像度より低いが、これに限らず、当該カメラ３５１の解像度以上であってもよい。
なお、背面部３１２の左右両端近傍には、それぞれ楕円形状に形成された一対の凹部３１２１が設けられており、当該各凹部３１２１に左右の中指等を配置することで、携帯端末３を把持しやすいように構成されている。更に、当該一対の凹部３１２１に挟まれる領域には、上記操作部３３を構成するタッチパネル３３９が設けられている。
【００７６】
ここで、上記カメラ３５１は、正面部２１１に位置する透過部材２４を介して収容部２２内を撮像するのに対し、カメラ３５２は、容器２Ｄの正面側に位置する観察者を撮像する。しかしながら、各カメラ３５１，３５２の撮像方向は、それぞれ正面部３１１及び背面部３１２に直交する方向を中心とする方向であることが多い。
このため、画像表示システム１Ｇは、図２３に示すように、各カメラ３５１，３５２の撮像方向を調整する調整部材４を備える。
【００７７】
調整部材４は、ミラーやプリズム等により構成される２つの反射部材４１，４２を有し、反射部材４１は、カメラ３５１近傍に取り付けられ、当該カメラ３５１の撮像方向を、透過部材２４を介して収容部２２内を向くように調整する。また、反射部材４２は、カメラ３５２近傍に取り付けられ、当該カメラ３５２の撮像方向を、容器２Ｄの正面側に位置する観察者に向くように調整する。
なお、調整部材４は上記画像表示システム１，１Ａ〜Ｆに採用可能である。
【００７８】
図２５は、カメラ３５２により撮像された撮像画像ＣＰ１の一例を示す図である。
携帯端末３は、本実施形態においても、上記画像表示処理と同様の画像表示処理を実行する。この際、上記移動体検出部３７４は、カメラ３５１による撮像画像に含まれる現実の移動体（例えば魚Ｆ）の位置及び移動方向を検出する他、カメラ３５２による撮像画像に含まれる現実の移動体の位置及び移動方向を検出する。すなわち、移動体検出部３７４は、各カメラ３５１，３５２により撮像された撮像画像である動画像に含まれる現実の移動体の位置及び移動方向を、当該動画像ごとに検出する。
このため、例えば図２５に示すように、観察者ＵＳが手Ｈを振るような撮像画像ＣＰ１が、カメラ３５２により撮像されて取得された場合には、移動体検出部３７４により、当該観察者ＵＳの手Ｈの位置及び移動方向が検出される。
【００７９】
図２６は、上記撮像画像ＣＰ１に含まれる観察者ＵＳの手Ｈの動きに応じて、魚ＰＦを移動させた表示画像ＤＰ１を携帯端末３が表示した場合の容器２Ｄ内の状態を示す図である。なお、図２６においては、表示画像ＤＰ１の表示領域における観察者ＵＳ及び手Ｈの位置を点線で示している。
そして、表示制御部３７１が、図２６に示すように、観察者ＵＳの手Ｈの位置に仮想体である魚ＰＦが寄って来る表示画像ＤＰ１を形成及び表示する。これにより、観察者ＵＳから見て、現実の移動体である観察者ＵＳの手Ｈの動きに応じて仮想体である魚ＰＦが移動する表示画像ＤＰ１を表示できる。
なお、カメラ３５１による収容部２２内の撮像画像に含まれる現実の移動体である魚Ｆの動きに応じて、例えば、仮想体である魚ＰＦや水草ＰＷを移動させた表示画像を表示可能であることは、上記画像表示システム１，１Ａ〜１Ｄと同様である。また、現実の移動体である水面Ｗ１の動きに応じて、例えば、仮想体である上記アヒルＤが移動する表示画像を表示可能であることは、上記画像表示システム１Ｅ，１Ｆと同様である。
【００８０】
［第３実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る画像表示システム１Ｇによれば、上記画像表示システム１，１Ａ〜１Ｆと同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
撮像部３５は、上記カメラ３５１の他、透過部材２４により画像が反射される方向の領域、すなわち、観察者ＵＳが位置する領域を撮像するカメラ３５２を有する。これによれば、上記移動体検出部３７４が、当該カメラ３５２による撮像画像に含まれる現実の移動体（観察者ＵＳ）の位置及び移動方向を検出することで、表示制御部３７１が、当該移動体の動き（観察者ＵＳの手Ｈの動き）に応じた画像を表示部３２に表示させることができる。
【００８１】
携帯端末３は、正面部３１１に位置するカメラ３５１の撮像方向を調整する反射部材４１と、背面部３１２に位置するカメラ３５２の撮像方向を調整する反射部材４２とを有する調整部材４を備える。これによれば、当該調整部材４により、各カメラ３５１，３５２の撮像方向を適切な向きに調整できるので、適切な領域を撮像部３５により撮像できる。
【００８２】
［第３実施形態の変形］
上記画像表示システム１Ｇでは、正面部３１１に位置するカメラ３５１による撮像画像に含まれる魚Ｆの動きに応じて表示画像を変更するだけでなく、背面部３１２に位置するカメラ３５２による撮像画像に含まれる観察者の動きに応じて表示画像を形成及び表示するとした。しかしながら、これに限らない。すなわち、正面部３１１に位置するカメラ３５１による撮像画像から、収容部２２内の像が含まれる画像（収容部２２内の画像）と、透過部材２４にて反射される観察者の像が含まれる画像（正面側の画像）とを分離し、当該観察者の動きに応じて表示画像を変更してもよい。
【００８３】
例えば、上記移動体検出部３７４が、カメラ３５１による撮像画像から、収容部２２内の画像と、容器２，２Ａ〜２Ｄに対して正面側の画像とを分離し、それぞれの画像から現実の移動体の位置、形状及び移動方向を検出してもよい。このような構成によれば、カメラ３５２は無くてもよく、また、上記調整部材４の反射部材４２を設ける必要もない。
このような画像の分離は、例えば、各画像の明度によって分けることができる。すなわち、カメラ３５１により撮像される収容部２２内の画像の明度は、当該透過部材２４にて反射されて撮像される正面側の画像の明度より高い。このため、当該明度の違いに基づいて、カメラ３５１による撮像画像から、収容部２２内の画像と、上記正面側の画像とを分離できる。
【００８４】
なお、明度によって画像を分離する構成に限らず、他の特性によって各画像を分離してもよい。例えば、上記透過部材２４の構成として、Ｐ偏光及びＳ偏光のうちの一方の偏光光を透過して他方の偏光光を反射させる偏光分離層を有する構成を採用して、偏光方向によって撮像画像を分離する構成としてもよい。
この場合、例えば、背面部２１２側から入射される上記一方の偏光光は、偏光分離層を有する透過部材２４を透過して正面部２１１側に進むことから、当該一方の偏光光はカメラ３５１に入射されることとなり、当該透過部材２４を介して収容部２２内を撮像できる。一方、正面部２１１側から透過部材２４に入射される光のうち、上記一方の偏光光は透過部材２４の偏光分離層を透過するが、他方の偏光光は反射されてカメラ３５１に入射される。このため、収容部２２内の画像を取得する場合と、容器２，２Ａ〜２Ｄの正面側の画像を取得する場合とで、カメラ３５１に入射される偏光光を切り替えることにより、当該各画像を個別に取得できる。なお、入射される偏光光を切り替える構成に代えて、カメラ３５１が有する撮像素子の画素又は領域ごとに、上記一方の偏光光を透過する偏光素子と、他方の偏光光を透過する偏光素子との一方を設ける構成としてもよい。
【００８５】
［実施形態の変形］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、容器２，２Ａ〜２Ｄの収容部２２内には、水Ｗ及び魚Ｆが収容されているとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、収容部２２内に収容される物体は、他のものでもよい。例えば、移動体として動物や玩具等の機械が収容されていてもよく、また、移動体は収容されていなくてもよい。
【００８６】
上記各実施形態では、透過部材２４は、上面部２１３及び底面部２１４に対して４５°傾斜して配置されているとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、透過部材２４は、左側面部２１５及び右側面部２１６に対して傾斜していてもよい。また、透過部材２４の傾斜角は４５°に限らず、他の角度であってもよい。すなわち、所定の位置に配置された携帯端末３（表示装置）から投影された画像を、観察者が視認可能な位置に反射できれば、透過部材２４の位置及び傾斜角は、適宜変更可能である。
【００８７】
上記各実施形態では、容器２，２Ａ，２Ｄは、携帯端末３が配置される配置部２３，２３Ａ，２３Ｄを有するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、容器２Ｃのように、配置部は無くてもよく、或いは、アーム等によって携帯端末３が支持される構成であってもよい。
【００８８】
上記各実施形態では、携帯端末３は、表示装置としての表示部３２、撮像装置としての撮像部３５及び制御装置としての制御部３７が一体化された構成を有するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、本発明の画像表示システムでは、上記携帯端末３にて一体化されていた表示装置、撮像装置及び制御装置等の構成がそれぞれ別体でもよく、２つ以上の構成が一体化されていてもよい。
【００８９】
上記各実施形態では、第２撮像部としてのカメラ３５２の撮像方向は、透過部材２４による画像の反射方向に沿うとした。すなわち、当該カメラ３５２の撮像方向は、観察者に向く方向であるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、カメラ３５２の撮像方向は、他の方向でもよい。また、当該カメラ３５２は、携帯端末３の背面部３１２に設けられるとしたが、例えば正面部３１１等、他の場所でもよい。
上記第３実施形態では、画像表示システム１Ｇは、カメラ３５１，３５２の撮像方向を調整する調整部材４を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、当該カメラ３５１，３５２の撮像方向が調整されていれば、調整部材４はなくてもよい。また、調整部材の構成は、反射部材を有する構成に限らず、撮像方向を調整可能であれば、他の構成でもよい。
【００９０】
上記各実施形態では、移動体検出部３７４は、撮像部３５から取得された撮像画像（動画像）をオプティカルフローにより解析して、当該撮像画像に含まれる移動体の位置及び移動方向を検出するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、撮像画像における移動体の位置及び移動方向を検出できれば、他の手法により検出してもよく、更には、移動体の形状等を検出してもよい。
【００９１】
上記各実施形態では、座標取得部３７５は、上記第１方法又は第２方法により、撮像画像に含まれる表示画像内の点に対応する形成画像内の点の座標を取得するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、他の手法により、撮像画像における座標と、形成画像における座標との対応を取ってもよい。
上記各実施形態では、奥行取得部３７６は、撮像画像に含まれる移動体の大きさ及び移動速度に基づいて、当該移動体の奥行位置を取得するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、当該移動体の大きさ及び移動速度のいずれかに基づいて、当該移動体の奥行位置を推定及び取得してもよく、他の手法によって当該奥行位置を取得してもよい。
【００９２】
上記各実施形態では、撮像部３５による撮像画像（動画像）は、現実の移動体（例えば魚Ｆ、水面Ｗ１及び手Ｈ）の位置、移動方向、大きさ及び移動速度の検出及び取得に利用されていた。これらに加えて、当該撮像画像に含まれる表示画像の輝度に基づいて、携帯端末３の表示部３２により表示される画像の輝度を増減させてもよい。例えば、表示画像の輝度を高めることにより、当該表示画像のみを観察させることができる他、逆に表示画像の輝度を低くすることにより、収容部２２内を観察しやすくすることもできる。
【００９３】
上記各実施形態では、透過部材２４は、ハーフミラーにより構成されるとし、上記第３実施形態の変形にて、透過部材２４は、偏光分離層を有する構成としてもよいとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、透過部材として、所定波長以上の光及び当該所定波長未満の光のうちの一方を透過し、他方を反射させるダイクロイックミラーを採用してもよい。この場合には、撮像画像に対して当該所定波長に基づくフィルタリングを実施することで、撮像画像から収容部２２内の風景に基づく画像と、透過部材により反射された表示画像とを分離できる。すなわち、透過部材は、当該透過部材を介して背面側に位置する収容部２２内を観察可能で、かつ、正面側から投影された画像を反射可能な構成であればよい。
【００９４】
上記各実施形態では、記憶部３６に記憶された画像表示プログラムを制御部３７のＣＰＵが実行することで、上記画像表示処理を実施するとした。この画像表示処理におけるステップＳ２，Ｓ３とステップＳ４とは実行順が逆でもよい。また、必ずしもステップＳ３及びＳ４は実施しなくてもよい。更に、上記画像表示処理を実行する場合には、表示部３２から投影された画像を表示するとともに、撮像部３５により背面側の領域が撮像される透過部材２４があればよく、筐体２１及び収容部２２を有する容器２，２Ａ〜２Ｄのような構成はなくてもよい。
【００９５】
上記各実施形態では、画像表示プログラムは、記憶部３６に記憶され、制御部３７を構成するＣＰＵが、当該画像表示プログラムを読み出して実行することにより、上記画像表示処理が実行されるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、当該画像表示プログラムは、ディスク型記録媒体等の記録媒体や、携帯端末３が通信可能な外部機器に記録及び記憶され、制御部３７によって適宜読み出される構成としてもよい。更に、当該画像表示プログラムは、記憶部３６に予め記憶されていなくてもよく、ネットワーク上のサーバーからダウンロードすることにより記憶される構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ…画像表示システム、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…容器、２１，２１Ａ，２１Ｃ，２１Ｄ…筐体、２１１…正面部（第２面部）、２１２…背面部（第３面部）、２１３…上面部（第１面部）、２１４…底面部（第１面部）、２２…収容部、２３，２３Ａ，２３Ｄ…配置部、２４，２４Ｂ…透過部材、３２…表示部（表示装置）、３５…撮像部（撮像装置）、３５１…カメラ（第１撮像部）、３５２…カメラ（第２撮像部）、３７…制御部（制御装置）、４…調整部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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