(57)【要約】      （修正有）【課題】より臨場感あふれるスクリーンを生成する。【解決手段】スクリーン生成装置は、気体発生装置１１と、気体発生装置１１を制御する処理制御装置３１を備える。気体発生装置１１は、スクリーンを形成する不透明気体を出力する不透明気体出力部１２と、スクリーンの形状を制御するための透明気体を出力する透明気体出力部１４を備える。処理制御装置３１は、不透明気体出力部１２に、不透明気体を出力させるとともに、被投射データ５３の被写体の大きさにあわせてスクリーンの形状を決定し、補正データ４２を参照して、決定されたスクリーンの形状に対応する透明気体制御値を取得し、取得した透明気体制御値に基づいて、透明気体出力部１４に透明気体を出力させるスクリーン生成手段を備える。【選択図】図４
2017026941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被投射データを表示するスクリーンを生成するスクリーン生成装置であって、
気体発生装置と、前記気体発生装置を制御する処理制御装置を備え、
前記気体発生装置は、
前記スクリーンの水平方向に長手方向を有する開口部から、前記スクリーンを形成する不透明気体を出力する不透明気体出力部と、
前記不透明気体出力部の開口部に対応して設けられ、前記スクリーンの形状を制御するための透明気体を出力する透明気体出力部を備え、
前記処理制御装置は、
前記透明気体出力部が出力する透明気体を制御する透明気体制御値と、この透明気体制御値に基づいて出力された透明気体によって得られる前記スクリーンの形状とを対応づけた補正データを記憶するキャリブレーション手段と、
前記不透明気体出力部に、不透明気体を出力させるとともに、前記被投射データの被写体の大きさにあわせて前記スクリーンの形状を決定し、前記補正データを参照して、決定されたスクリーンの形状に対応する透明気体制御値を取得し、取得した透明気体制御値に基づいて、前記透明気体出力部に透明気体を出力させるスクリーン生成手段
を備えることを特徴とするスクリーン生成装置。
【請求項２】
前記スクリーンの形状は、前記不透明気体の高さで表され、
前記キャリブレーション手段は、
前記不透明気体出力部に、デフォルトの不透明気体出力量で不透明気体を出力させるとともに、前記透明気体出力部の透明気体制御値を変更して、透明気体制御値に対する前記不透明気体の高さの関係を示す前記補正データを生成して、記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン生成装置。
【請求項３】
前記スクリーンの形状は、前記不透明気体出力部の長手方向の位置に対する前記不透明気体の高さで表され、
前記キャリブレーション手段は、
前記不透明気体出力部に、デフォルトの不透明気体出力量で不透明気体を出力させるとともに、前記透明気体出力部の透明気体制御値を変更して、透明気体制御値および前記不透明気体出力部の長手方向の位置に対する前記不透明気体の高さの関係を示す前記補正データを生成して、記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン生成装置。
【請求項４】
前記処理制御装置は、
前記スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データに基づいて、前記スクリーンの位置を特定し、プロジェクタに、前記特定された位置に前記被投射データを投射させる投射手段と、
前記被投射データと、
前記スクリーンの設置前の利用環境を撮影した利用環境撮影データと、
前記スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データと、
前記スクリーンに前記被投射データを投射した投射撮影データに基づいて、
前記スクリーンの反射率および透過率を算出し、
所定の反射率および透過率になるまで、前記不透明気体出力部の不透明気体出力量を変更し、前記投射撮影データを取得して、前記スクリーンの反射率および透過率を算出する処理を繰り返す反射率透過率制御手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスクリーン生成装置。
【請求項５】
スクリーン生成装置が、被投射データを表示するスクリーンを生成するスクリーン生成方法であって、
前記スクリーン生成装置は、
気体発生装置と、前記気体発生装置を制御する処理制御装置を備え、
前記気体発生装置は、
前記スクリーンの水平方向に長手方向を有する開口部から、前記スクリーンを形成する不透明気体を出力する不透明気体出力部と、
前記不透明気体出力部の開口部に対応して設けられ、前記スクリーンの形状を制御するための透明気体を出力する透明気体出力部を備え、
前記スクリーン生成方法は、
前記処理制御装置が、前記透明気体出力部が出力する透明気体を制御する透明気体制御値と、この透明気体制御値に基づいて出力された透明気体によって得られる前記スクリーンの形状とを対応づけた補正データを記憶するステップと、
前記処理制御装置が、前記不透明気体出力部に、不透明気体を出力させるとともに、前記被投射データの被写体の大きさにあわせて前記スクリーンの形状を決定し、前記補正データを参照して、決定されたスクリーンの形状に対応する透明気体制御値を取得し、取得した透明気体制御値に基づいて、前記透明気体出力部に透明気体を出力させるステップ
を備えることを特徴とするスクリーン生成方法。
【請求項６】
前記処理制御装置が、前記スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データに基づいて、前記スクリーンの位置を特定し、プロジェクタに、前記特定された位置に前記被投射データを投射させるステップと、
前記処理制御装置が、
前記被投射データと、
前記スクリーンの設置前の利用環境を撮影した利用環境撮影データと、
前記スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データと、
前記スクリーンに前記被投射データを投射した投射撮影データに基づいて、
前記スクリーンの反射率および透過率を算出し、
所定の反射率および透過率になるまで、前記不透明気体出力部の不透明気体出力量を変更し、前記投射撮影データを取得して、前記スクリーンの反射率および透過率を算出する処理を繰り返すステップ
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のスクリーン生成方法。
【請求項７】
スクリーン生成装置に、被投射データを表示するスクリーンを生成させるスクリーン生成プログラムであって、
前記スクリーン生成装置は、
気体発生装置と、前記気体発生装置を制御する処理制御装置を備え、
前記気体発生装置は、
前記スクリーンの水平方向に長手方向を有する開口部から、前記スクリーンを形成する不透明気体を出力する不透明気体出力部と、
前記不透明気体出力部の開口部に対応して設けられ、前記スクリーンの形状を制御するための透明気体を出力する透明気体出力部を備え、
前記スクリーン生成プログラムは、
コンピュータに、
前記透明気体出力部が出力する透明気体を制御する透明気体制御値と、この透明気体制御値に基づいて出力された透明気体によって得られる前記スクリーンの形状とを対応づけた補正データを記憶するステップと、
前記処理制御装置が、前記不透明気体出力部に、不透明気体を出力させるとともに、前記被投射データの被写体の大きさにあわせて前記スクリーンの形状を決定し、前記補正データを参照して、決定されたスクリーンの形状に対応する透明気体制御値を取得し、取得した透明気体制御値に基づいて、前記透明気体出力部に透明気体を出力させるステップ
を実行させることを特徴とするスクリーン生成プログラム。
【請求項８】
前記スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データに基づいて、前記スクリーンの位置を特定し、プロジェクタに、前記特定された位置に前記被投射データを投射させるステップと、
前記被投射データと、
前記スクリーンの設置前の利用環境を撮影した利用環境撮影データと、
前記スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データと、
前記スクリーンに前記被投射データを投射した投射撮影データに基づいて、
前記スクリーンの反射率および透過率を算出し、
所定の反射率および透過率になるまで、前記不透明気体出力部の不透明気体出力量を変更し、前記投射撮影データを取得して、前記スクリーンの反射率および透過率を算出する処理を繰り返すステップ
をさらに前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項７に記載のスクリーン生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被投射データを表示するスクリーンを生成するスクリーン生成装置、スクリーン生成方法およびスクリーン生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、技術の発達に伴い、様々な形のスクリーンが開発されている（特許文献１および非特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１は、複数の噴水ノズルから水を霧状に噴射して、厚みのあるスクリーンを形成する発明を開示する。特許文献１に示す技術において、スクリーンは、水を噴射して適切な厚さと広さを有するように形成されるので、周囲の空気を巻き込むことにより、大きな光の乱反射が生じる。このため、映写方向以外のどの方向からも、良好な画像を視覚することを可能とする。
【０００４】
非特許文献１に記載の方法は、透過性の高い大画面ハーフミラーを用いて、床面に投影した物体を虚像映像として、ユーザが見ることができる技術を開示する。非特許文献１に示す技術においてハーフミラーを用いることで、ユーザは、手前や前方の現実空間の中に虚像映像が浮かび上がっているように見える。これにより、あたかもそこに物体が存在しているかのような演出を実現することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１３９３３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】村瀬，小木，斎藤，小山，“大画面ハーフミラーによる没入型拡張現実環境の構築とオクルージョン表現”，日本バーチャルリアリティ学会論文誌，13(2)，141-150，2008．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および非特許文献１に記載のスクリーンにより、臨場感の高いコミュニケーションを実現することが可能となるが、様々な問題が考えられる。
【０００８】
例えば特許文献１に記載の技術において、投射される画像における被写体の形状や大きさに関わらず、スクリーンの形状および大きさは固定されている。従って、投射される画像における被写体の大きさよりもスクリーンが大きい場合、スクリーンにおいて、被写体の周囲に背景が映り込む。また投射される画像における被写体の大きさよりもスクリーンが小さい場合、スクリーンにおいて、被写体が見切れる。このように、スクリーンの大きさと、このスクリーンにおいて投射される画像における被写体の大きさとが一致しない場合、そこに被写体が存在しているかのような臨場感が薄れる可能性がある。
【０００９】
また非特許文献１に記載の技術において、ハーフミラーは、高い位置から地上面に向けて固定されるので、大がかりな装置を必要とし、このようなスクリーンを設置可能な環境は制限される。また、非特許文献１に記載の技術は大がかりな装置を用いるので、一度設置すると移動が困難となり、スクリーンが必要でないときも、その環境に設置されたままになる場合がある。また、非特許文献１に記載の技術は、有形のスクリーンを用いるので、スクリーンが障害となってスクリーンの奥と手前の空間を行き来することができず、スクリーンの設置に制限が生じる場合がある。また、非特許文献１に記載の技術においても、特許文献１について記載するように、スクリーンの大きさと、このスクリーンにおいて投射される画像における被写体の大きさとが一致しない場合、そこに被写体が存在しているかのような臨場感が薄れる可能性がある。
【００１０】
このように、従来のスクリーンにおいて、十分な臨場感を提供できていない問題があった。
【００１１】
従って本発明の目的は、より臨場感あふれるスクリーンを生成可能なスクリーン生成装置、スクリーン生成方法およびスクリーン生成プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴は、被投射データを表示するスクリーンを生成するスクリーン生成装置に関する。本発明の第１の特徴に係るスクリーン生成装置は、気体発生装置と、気体発生装置を制御する処理制御装置を備える。気体発生装置は、スクリーンの水平方向に長手方向を有する開口部から、スクリーンを形成する不透明気体を出力する不透明気体出力部と、不透明気体出力部の開口部に対応して設けられ、スクリーンの形状を制御するための透明気体を出力する透明気体出力部を備える。処理制御装置は、透明気体出力部が出力する透明気体を制御する透明気体制御値と、この透明気体制御値に基づいて出力された透明気体によって得られるスクリーンの形状とを対応づけた補正データを記憶するキャリブレーション手段と、不透明気体出力部に、不透明気体を出力させるとともに、被投射データの被写体の大きさにあわせてスクリーンの形状を決定し、補正データを参照して、決定されたスクリーンの形状に対応する透明気体制御値を取得し、取得した透明気体制御値に基づいて、透明気体出力部に透明気体を出力させるスクリーン生成手段を備える。
【００１３】
ここで、スクリーンの形状は、不透明気体の高さで表されても良い。この場合キャリブレーション手段は、不透明気体出力部に、デフォルトの不透明気体出力量で不透明気体を出力させるとともに、透明気体出力部の透明気体制御値を変更して、透明気体制御値に対する不透明気体の高さの関係を示す補正データを生成して、記憶する。
【００１４】
またスクリーンの形状は、不透明気体出力部の長手方向の位置に対する不透明気体の高さで表されても良い。この場合キャリブレーション手段は、記不透明気体出力部に、デフォルトの不透明気体出力量で不透明気体を出力させるとともに、透明気体出力部の透明気体制御値を変更して、透明気体制御値および不透明気体出力部の長手方向の位置に対する不透明気体の高さの関係を示す補正データを生成して、記憶する。
【００１５】
さらに処理制御装置は、スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データに基づいて、スクリーンの位置を特定し、プロジェクタに、特定された位置に被投射データを投射させる投射手段と、被投射データと、スクリーンの設置前の利用環境を撮影した利用環境撮影データと、スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データと、スクリーンに被投射データを投射した投射撮影データに基づいて、スクリーンの反射率および透過率を算出し、所定の反射率および透過率になるまで、不透明気体出力部の不透明気体出力量を変更し、投射撮影データを取得して、スクリーンの反射率および透過率を算出する処理を繰り返す反射率透過率制御手段を備えても良い。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、スクリーン生成装置が、被投射データを表示するスクリーンを生成するスクリーン生成方法に関する。本発明の第２の特徴に係るスクリーン生成装置は、気体発生装置と、気体発生装置を制御する処理制御装置を備える。気体発生装置は、スクリーンの水平方向に長手方向を有する開口部から、スクリーンを形成する不透明気体を出力する不透明気体出力部と、不透明気体出力部の開口部に対応して設けられ、スクリーンの形状を制御するための透明気体を出力する透明気体出力部を備える。スクリーン生成方法は、処理制御装置が、透明気体出力部が出力する透明気体を制御する透明気体制御値と、この透明気体制御値に基づいて出力された透明気体によって得られるスクリーンの形状とを対応づけた補正データを記憶するステップと、処理制御装置が、不透明気体出力部に、不透明気体を出力させるとともに、被投射データの被写体の大きさにあわせてスクリーンの形状を決定し、補正データを参照して、決定されたスクリーンの形状に対応する透明気体制御値を取得し、取得した透明気体制御値に基づいて、透明気体出力部に透明気体を出力させるステップを備える。
【００１７】
ここで処理制御装置が、スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データに基づいて、スクリーンの位置を特定し、プロジェクタに、特定された位置に被投射データを投射させるステップと、処理制御装置が、被投射データと、スクリーンの設置前の利用環境を撮影した利用環境撮影データと、スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データと、スクリーンに被投射データを投射した投射撮影データに基づいて、スクリーンの反射率および透過率を算出し、所定の反射率および透過率になるまで、不透明気体出力部の不透明気体出力量を変更し、投射撮影データを取得して、スクリーンの反射率および透過率を算出する処理を繰り返すステップをさらに備えても良い。
【００１８】
本発明の第３の特徴は、スクリーン生成装置に、被投射データを表示するスクリーンを生成させるスクリーン生成プログラムに関する。本発明の第３の特徴に係るスクリーン生成プログラムにおいてスクリーン生成装置は、気体発生装置と、気体発生装置を制御する処理制御装置を備える。気体発生装置は、スクリーンの水平方向に長手方向を有する開口部から、スクリーンを形成する不透明気体を出力する不透明気体出力部と、不透明気体出力部の開口部に対応して設けられ、スクリーンの形状を制御するための透明気体を出力する透明気体出力部を備える。スクリーン生成プログラムは、コンピュータに、透明気体出力部が出力する透明気体を制御する透明気体制御値と、この透明気体制御値に基づいて出力された透明気体によって得られるスクリーンの形状とを対応づけた補正データを記憶するステップと、処理制御装置が、不透明気体出力部に、不透明気体を出力させるとともに、被投射データの被写体の大きさにあわせてスクリーンの形状を決定し、補正データを参照して、決定されたスクリーンの形状に対応する透明気体制御値を取得し、取得した透明気体制御値に基づいて、透明気体出力部に透明気体を出力させるステップを実行させる。
【００１９】
ここでスクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データに基づいて、スクリーンの位置を特定し、プロジェクタに、特定された位置に被投射データを投射させるステップと、被投射データと、スクリーンの設置前の利用環境を撮影した利用環境撮影データと、スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データと、スクリーンに被投射データを投射した投射撮影データに基づいて、
【００２０】
スクリーンの反射率および透過率を算出し、所定の反射率および透過率になるまで、不透明気体出力部の不透明気体出力量を変更し、投射撮影データを取得して、スクリーンの反射率および透過率を算出する処理を繰り返すステップをさらにコンピュータに実行させても良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、より臨場感あふれるスクリーンを生成可能なスクリーン生成装置、スクリーン生成方法およびスクリーン生成プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係るスクリーン生成システムのシステム構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る気体発生装置が出力する気体を模式的に表した図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るスクリーン生成方法の概要を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係るスクリーン生成装置のハードウエア構成および機能ブロックを説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るスクリーンの形状の一例を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るキャリブレーション手段が算出する線形近似直線を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る補正データのデータ構造の一例を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るキャリブレーション手段による処理を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係るスクリーン生成手段による処理を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態に係る投射手段による処理を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態に係る反射率透過率制御手段による処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。
【００２４】
（スクリーン生成システム）
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るスクリーン生成システム５を説明する。スクリーン生成システム５は、スクリーン生成装置１、カメラ２およびプロジェクタ３を備える。
【００２５】
カメラ２は、一般的な撮影機器である。カメラ２は、スクリーン生成装置１が生成するスクリーンの位置する空間を撮影するように設定される。カメラ２は、静止画を撮影する機器であっても良いし、動画を撮影する機器であっても良い。カメラ２が撮影したデータは、スクリーン生成装置１に入力され、記憶される。カメラ２は、スクリーン制御装置２１からの指示に従って、所定のタイミングで所定の位置を撮影するように制御される。より具体的には、カメラ２は、スクリーン生成装置１が生成したスクリーンが設置される位置における、スクリーンが設置される前の状態、スクリーンが設置された状態、スクリーンに後述の被投射データ５３が表示された状態等を撮影して、スクリーン生成装置１に入力する。
【００２６】
プロジェクタ３は、一般的な投射装置である。プロジェクタ３は、スクリーン生成装置１が生成したスクリーンに、被投射データ５３を投射し、ユーザに視認させる。プロジェクタ３が投射する被投射データ５３は、動画であっても良いし、静止画であっても良い。プロジェクタ３は、スクリーン制御装置２１からの指示に従って、所定のタイミングで所定の位置に被投射データ５３を投射するように制御される。
【００２７】
スクリーン生成装置１は、不透明気体Ｆを噴出してスクリーンを形成するとともに、透明気体Ｔを出力して、スクリーンの形状を制御する。本発明の実施の形態において不透明気体Ｆは水蒸気であり、透明気体Ｔは空気である場合を説明するが、これに限られない。
【００２８】
本発明の実施の形態においてスクリーン生成装置１は、不透明気体出力部１２から不透明気体Ｆを上方に向けて出力する。ここで不透明気体出力部１２は、スクリーンの水平方向に長手方向を有する開口部から、不透明気体Ｆを出力する。
【００２９】
またスクリーン生成装置１は、透明気体出力部１４ａおよび１４ｂから透明気体Ｔを噴出して、不透明気体Ｆで形成されるスクリーンの形状を制御する。透明気体出力部１４ａおよび１４ｂは、不透明気体出力部１２に対応する位置、具体的には、不透明気体出力部１２の短手方向に並行する位置に設けられる。図１に示す例において、透明気体出力部１４ａおよび１４ｂは、不透明気体出力部１２の両側に並行して設けられる場合を説明するが、これに限られない。また本発明の実施の形態において、透明気体出力部１４ａおよび１４ｂを特に区別しない場合、単に透明気体出力部１４と表記する場合がある。
【００３０】
図２を参照して、スクリーン生成装置１が生成するスクリーンを説明する。図２は、図１に示すスクリーン生成装置１の不透明気体出力部１２および透明気体出力部１４ａおよび１４ｂを、不透明気体出力部１２の長手方向を奥行きとする方向、すなわち、スクリーンを横方向から参照する図である。不透明気体出力部１２は、透明気体出力部１４ａおよび１４ｂの間に配設される。不透明気体出力部１２は、不透明気体Ｆを上方に出力し、透明気体出力部１４は、透明気体Ｔを上方に出力する。出力された不透明気体Ｆは、透明気体Ｔによって挟み込まれる領域に滞留し、スクリーンを形成する。また不透明気体Ｆによって形成されるスクリーンの形状は、透明気体Ｔに関する透明気体制御値によって、適宜変更される。
【００３１】
（スクリーン生成方法）
図３を参照して、本発明の実施の形態に係るスクリーン生成装置１によるスクリーン生成方法の概要を説明する。
【００３２】
まずステップＳ１においてスクリーン生成装置１は、透明気体制御値のキャリブレーションを行う。スクリーン生成装置１は、スクリーンの生成に先立って、透明気体Ｔに関する透明気体制御値と、この制御値によって得られる不透明気体Ｆの形状との関係を求める。
【００３３】
ステップＳ２においてスクリーン生成装置１は、不透明気体出力部１２から不透明気体Ｆを出力するとともに、透明気体出力部１４から透明気体Ｔを出力する。このとき、スクリーン生成装置１は、ステップＳ２で行ったキャリブレーションに基づいて、被投射データ５３における被写体の形状と、不透明気体Ｆが形成するスクリーンの形状とが一致するような透明気体制御値を特定する。透明気体出力部１４は、特定された透明気体制御値に基づいて、透明気体Ｔを出力する。これにより、スクリーン生成装置１は、被投射データ５３における被写体の形状と一致するスクリーンを形成することができる。
【００３４】
ステップＳ３においてスクリーン生成装置１は、ステップＳ２で生成したスクリーンの位置に、被投射データ５３を投射する。
【００３５】
ステップＳ４においてスクリーン生成装置１は、不透明気体出力部１２による不透明気体Ｆの出力量を調節して、スクリーンの反射率および透過率を調節する。ここで、より多い不透明気体Ｆが出力されると、スクリーンの反射率が高くなる一方透過率が低くなるので、スクリーンに投射される被写体を鮮明にすることができる。また、より少ない透明気体Ｔが出力されると、スクリーンの反射率が低くなる一方透過率が高くなるので、被写体が浮かびあがるような演出を実現することができる。
【００３６】
このような本発明の実施の形態に係るスクリーン生成方法は、被投射データ５３における被写体と同じ形状のスクリーンを、不透明気体Ｆで空間に形成し、このスクリーンに被投射データ５３を投射する。これにより、スクリーンが設置された空間に、あたかもその被写体が存在するかのように、臨場感の高い演出を実現することができる。このようなスクリーン生成方法は、遠隔にいる人とコミュニケーションをする際に、スクリーンに空いての顔や姿を表示する場合に好適である。
【００３７】
（スクリーン生成装置）
図４を参照して、本発明の実施の形態に係るスクリーン生成装置１を説明する。スクリーン生成装置１は、被投射データ５３を表示するスクリーンを生成する。
【００３８】
スクリーン生成装置１は、気体発生装置１１およびスクリーン制御装置２１を備える。
【００３９】
気体発生装置１１は、スクリーン制御装置２１の制御により、スクリーンを形成する不透明気体Ｆを出力するとともに、スクリーンの形状を制御する透明気体Ｔを出力する。気体発生装置１１は、不透明気体出力部１２、不透明気体生成部１３および透明気体出力部１４を備える。
【００４０】
不透明気体出力部１２は、スクリーンの水平方向に長手方向を有する開口部から、スクリーンを形成する不透明気体Ｆを出力する。不透明気体出力部１２は、不透明気体生成部１３が生成した不透明気体Ｆを、スクリーン制御装置２１から指定される不透明気体出力値に従って、出力する。不透明気体出力値は、不透明気体出力部１２が出力する不透明気体Ｆの量を制御する値である。不透明気体Ｆの量を制御することにより、スクリーンの所望の反射率または透過率のスクリーンを形成することができる。ここで、不透明気体出力部１２は、長手方向に不透明気体Ｆの量を調整できるように構成されても良い。
【００４１】
不透明気体生成部１３は、不透明気体Ｆを生成して、生成した不透明気体Ｆを不透明気体出力部１２に噴出させる。不透明気体生成部１３は、例えば、加湿器に用いられる技術を用いて、大量の水蒸気を生成し、この水蒸気を不透明気体Ｆとしても良い。
【００４２】
透明気体出力部１４は、不透明気体出力部１２の開口部に対応して設けられ、スクリーンの形状を制御するための透明気体Ｔを出力する。透明気体出力部１４は、不透明気体出力部１２の開口部の短手方向に隣接して、設けられ、図２に示すように、不透明気体出力部１２が出力する不透明気体Ｆを挟み込むように、透明気体Ｔを出力する。透明気体出力部１４は、スクリーン制御装置２１から指定される透明気体制御値に従って、透明気体Ｔを出力して、不透明気体Ｆが形成するスクリーンの形状を制御する。透明気体制御値を変更することにより、スクリーンの形状を適宜変更することができる。透明気体出力部１４は、不透明気体出力部１２の長手方向の位置毎に、スクリーンの高さを制御可能なように構成されても良い。
【００４３】
ここで気体発生装置１１は、不透明気体出力部１２による不透明気体Ｆの出力位置および出力方向や、透明気体出力部１４による透明気体Ｔの出力位置および出力方向を制御する移動回転機構（図示せず）を備えても良い。
【００４４】
スクリーン制御装置２１は、処理制御装置３１および記憶装置４１を備えるコンピュータであって、気体発生装置１１を制御するとともに、カメラ２およびプロジェクタ３を制御する。本発明の実施の形態において、スクリーン制御装置２１がスクリーン生成装置１に内蔵されるコンピュータである場合を説明するが、これに限られない。例えば、スクリーン制御装置２１は、スクリーン生成装置１（気体発生装置１１）に接続する一般的なコンピュータであって、このコンピュータが所定のプログラムを実行することにより実現されても良い。
【００４５】
記憶装置４１は、スクリーン生成プログラムを記憶する。また記憶装置４１は、補正データ４２、スクリーンサイズデータ４３およびスクリーン位置データ４４を記憶するとともに、キャリブレーション撮影データ５１、利用環境撮影データ５２、被投射データ５３、スクリーン撮影データ５４および投射撮影データ５５を記憶する。補正データ４２、スクリーンサイズデータ４３およびスクリーン位置データ４４は、後述する処理制御装置３１の各手段により生成されるデータである。キャリブレーション撮影データ５１、利用環境撮影データ５２、スクリーン撮影データ５４および投射撮影データ５５は、カメラ２により、スクリーンが設置される利用環境が撮影されたデータであって、後述する処理制御装置３１の各手段により、適宜撮影され記憶される。また被投射データ５３は、プロジェクタ３によってスクリーンに投射されるデータであって、予め記憶装置４１に記憶されても良いし、通信ネットワーク（図示せず）等を介して、随時取得されても良い。
【００４６】
処理制御装置３１は、記憶装置４１に記憶されたスクリーン生成プログラムを実行することにより、図４に示すキャリブレーション手段３２、スクリーン生成手段３３、投射手段３４および反射率透過率制御手段３５を実装する。
【００４７】
キャリブレーション手段３２は、透明気体出力部１４が出力する透明気体Ｔを制御する透明気体制御値と、この透明気体制御値に基づいて出力された透明気体Ｔによって得られるスクリーンの形状とを対応づけた補正データ４２を記憶する。キャリブレーション手段３２の処理は、図３におけるステップＳ１の処理に相当する。
【００４８】
キャリブレーション手段３２は、デフォルトの不透明気体出力値に基づいて不透明気体出力部１２に不透明気体Ｆを出力させるとともに、透明気体制御値を変更して、不透明気体Ｆによって形成されるスクリーンの形状を特定する。デフォルトの不透明気体出力値は、不透明気体Ｆにより形成されたスクリーンを、カメラ２が撮影した画像データにおいて認識可能な値である。さらにキャリブレーション手段３２は、透明気体制御値と、スクリーンの形状との相関関係を算出し、補正データ４２として、記憶装置４１に記憶する。透明気体制御値は、透明気体Ｔの量、方向、速度、比重（成分）等のパラメータ値の集合による制御値を含むベクトルで表記されても良い。
【００４９】
スクリーンの形状は、図５に示すように、不透明気体Ｆの高さ（ｙ軸方向の長さ）、すなわち、不透明気体Ｆが位置する最も上方と、不透明気体出力部１２の開口部との垂直方向の長さで決定される。キャリブレーション手段３２は、不透明気体出力部１２に、デフォルトの不透明気体出力量で不透明気体Ｆを出力させるとともに、透明気体出力部１４の透明気体制御値を変更して、透明気体制御値に対する不透明気体Ｆの高さの関係を示す補正データ４２を生成して、記憶する。ここで、デフォルトの不透明気体出力量は、透明気体噴出量に対する不透明気体Ｆの高さの関係を算出可能な値である。
【００５０】
この場合、キャリブレーション手段３２は、透明気体制御値に対する不透明気体Ｆの高さの関係を示す線形近似直線を求め、求めた線形近似直線を補正データ４２として、記憶装置４１に記憶する。この線形近似直線は、例えば、ｙ＝ａ＊ｚ＋ｂ（ｙ＝不透明気体Ｆの高さ、ｚ：透明気体制御値、ａおよびｂ：線形近似直線のパラメータ）によって表される。この方法は、透明気体出力部１４が、透明気体制御値と不透明気体Ｆの高さとの関係が、ｘ軸方向の位置にかかわらず、同様になる場合等に好適である。
【００５１】
またスクリーンの形状は、図５に示すように、不透明気体出力部１２の長手方向の位置（ｘ軸方向の位置：ｘ０、ｘ１、ｘ２…）に対する不透明気体Ｆの高さで決定されても良い。キャリブレーション手段３２は、不透明気体出力部１２に、デフォルトの不透明気体出力量で不透明気体Ｆを出力させるとともに、透明気体出力部１４の透明気体制御値を変更して、透明気体制御値および不透明気体出力部１２の長手方向の位置に対する不透明気体の高さの関係を示す補正データ４２を生成して、記憶する。
【００５２】
この場合、キャリブレーション手段３２は、ｘ軸方向の位置毎に、透明気体制御値に対する不透明気体Ｆの高さの関係を示す線形近似直線を求める。キャリブレーション手段３２は、図７に示すように、ｘ軸方向の位置毎に求めた線形近似直線を補正データ４２として、記憶装置４１に記憶する。例えば、ｘ軸方向の位置ｘ０における線形近似直線は、例えば、ｙ０＝ａ０＊ｚ＋ｂ０（ｙ０＝ｘ軸方向の位置ｘ０における不透明気体Ｆの高さ、ｚ：透明気体制御値、ａ０およびｂ０：ｘ軸方向の位置ｘ０に関する線形近似直線のパラメータ）によって表される。キャリブレーション手段３２は、ｙ１＝ａ１＊ｚ＋ｂ１、ｙ２＝ａ２＊ｚ＋ｂ２…と、ｘ軸方向の位置毎に線形近似直線を求める。この方法は、透明気体出力部１４が、透明気体制御値により、ｘ軸方向の位置毎に不透明気体Ｆの高さを変更できる場合や、透明気体制御値と不透明気体Ｆの高さとの関係が、ｘ軸方向の位置によって異なる場合等に好適である。
【００５３】
また、不透明気体出力部１２が、長手方向の位置毎に、スクリーンの高さを制御できる場合、キャリブレーション手段３２は、上記線形近似直線のｚのパラメータに、不透明気体出力部１２の長手方向の位置と、この位置における不透明気体出力部１２の制御値とを含んでも良い。
【００５４】
図８を参照して、本発明の実施の形態に係るキャリブレーション手段３２によるキャリブレーション処理を説明する。図８においては、ｘ軸方向の位置毎に線形近似直線を求める場合を説明する。
【００５５】
まずステップＳ１０１において、キャリブレーション手段３２は、利用環境撮影データ５２を取得する。利用環境撮影データ５２は、スクリーンが設置される前のスクリーンが設置される位置を、カメラ２で撮影した画像データである。
【００５６】
キャリブレーション手段３２は、ステップＳ１０２において、不透明気体出力部１２にデフォルトの不透明気体出力値を設定し、ステップＳ１０３において、不透明気体出力部１２に、設定した不透明気体出力値に基づいて不透明気体Ｆを出力させる。
【００５７】
次に、透明気体出力部１４における透明気体制御値を変更して、ステップＳ１０４ないしステップＳ１０８の処理を繰り返す。具体的には、ステップＳ１０４においてキャリブレーション手段３２は、透明気体制御値を設定し、ステップＳ１０５において、透明気体出力部１４に、設定した透明気体制御値に基づいて透明気体Ｔを出力させる。ステップＳ１０５においてキャリブレーション手段３２は、カメラ２に、ステップＳ１０３およびステップＳ１０５で出力された不透明気体Ｆおよび透明気体Ｔに基づいて生成されたスクリーンを撮影させ、その撮影画像であるキャリブレーション撮影データを取得する。ステップＳ１０７においてキャリブレーション手段３２は、ステップＳ１０１で取得した利用環境撮影データ５２と、ステップＳ１０６で取得したキャリブレーション撮影データ５１とを比較して、その差分から、スクリーンの高さを算出する。ここで、キャリブレーション手段３２は、各ｘ座標点（ｘ０、ｘ１、ｘ２…）における不透明気体Ｆの高さを算出する。キャリブレーション用に設定するべき各透明気体制御値について、ステップＳ１０４ないしステップＳ１０８の処理が終了すると、ステップＳ１０９に進む。
【００５８】
ステップＳ１０９においてキャリブレーション手段３２は、各ｘ座標点（ｘ０、ｘ１、ｘ２…）について、透明気体制御値と不透明気体Ｆの高さの相関を算出する。その後ステップＳ１１０においてキャリブレーション手段３２は、ステップＳ１０９で算出した相関を、ｘ座標点毎の相関として、補正データ４２に記憶する。
【００５９】
スクリーン生成手段３３は、不透明気体出力部１２に、不透明気体Ｆを出力させるとともに、被投射データ５３の被写体の大きさにあわせてスクリーンの形状を決定する。スクリーン生成手段３３は、補正データ４２を参照して、決定されたスクリーンの形状に対応する透明気体制御値を取得し、取得した透明気体制御値に基づいて、透明気体出力部１４に透明気体Ｔを出力させる。スクリーン生成手段３３の処理は、図３におけるステップＳ２の処理に相当する。
【００６０】
スクリーン生成手段３３は、被投射データ５３における被写体、具体的には、コミュニケーション相手などのユーザに視認させたい対象の領域を特定し、特定された領域に対応するようにスクリーンの形状を特定する。スクリーン生成手段３３は、被写体の大きさに一致するようにスクリーンの形状を特定し、スクリーンサイズデータ４３を生成する。
【００６１】
補正データ４２が透明気体制御値に対する不透明気体Ｆの高さの関係を示す線形近似直線を記憶する場合、スクリーンサイズデータ４３は、スクリーン生成手段３３が生成するべきスクリーンの大きさ、より具体的には、被写体の最も高い位置に対応するスクリーンの高さを示す。スクリーン生成手段３３は、スクリーンサイズデータ４３を参照して、補正データ４２からこのスクリーンサイズデータ４３に対応する透明気体制御値を取得する。
【００６２】
ここで、補正データ４２が、ｘ軸方向の位置毎に、透明気体制御値に対する不透明気体Ｆの高さの関係を示す線形近似直線を記憶する場合、スクリーンサイズデータ４３は、スクリーン生成手段３３が生成するべきスクリーンの大きさ、より具体的には、被写体の水平方向（スクリーンのｘ軸方向）の各座標におけるスクリーンの高さを示す。スクリーン生成手段３３は、スクリーンサイズデータ４３を参照して、各ｘ座標について、補正データ４２からこのスクリーンサイズデータ４３に対応する透明気体制御値を取得する。
【００６３】
スクリーン生成手段３３は、透明気体制御値を決定すると、その透明気体制御値に基づいて透明気体出力部１４に透明気体Ｔを出力させる。
【００６４】
不透明気体出力部１２が、長手方向の位置毎に、スクリーンの高さを制御できる場合、スクリーン生成手段３３は、さらに、補正データ４２に基づいて、不透明気体出力部１２の長手方向の位置と、この位置における不透明気体出力部１２の制御値とを特定する。さらにスクリーン生成手段３３は、特定した制御値に従って、不透明気体出力部１２に不透明気体Ｆを出力させる。
【００６５】
このように、スクリーン生成手段３３は、被写体の大きさに一致するようにスクリーンの形状を特定して、この形状にあうスクリーンを形成する。これによりスクリーン生成手段３３は、被写体のみがスクリーンに表示されて被写体があたかもそこに存在するかのような臨場感を演出できるとともに、スクリーンにおいて被写体が見切れるのを回避することができる。
【００６６】
以上、被投射データ５３が静止画の場合を説明したが、動画の場合にも適用できる。スクリーン生成手段３３は、動画において、各フレームまたは所定のフレーム数毎に、被写体の領域を特定し、動画の再生に伴う被写体の領域の遷移にあわせて、透明気体制御値の遷移を特定する。これによりスクリーン生成手段３３は、動画における被写体の動きに連動して、透明気体制御値を変化させることにより、動画における被写体の領域の遷移に連動してスクリーンを生成することができる。
【００６７】
図９を参照して、本発明の実施の形態に係るスクリーン生成手段３３によるスクリーン生成処理を説明する。
【００６８】
まずスクリーン生成手段３３は、ステップＳ２０１において、被投射データ５３を取得し、ステップＳ２０２において、被投射データ５３から被写体を検出し、ステップＳ２０３において、ステップＳ２０３において検出した被写体の形状から、スクリーンサイズを決定する。
【００６９】
ステップＳ２０４においてスクリーン生成手段３３は、ステップＳ２０３で決定したスクリーンサイズに適合するように、補正データ４２を参照して、透明気体制御値を決定する。ステップＳ２０５においてスクリーン生成手段３３は、ステップＳ２０４において決定した透明気体制御値で、透明気体出力部１４に透明気体Ｔを出力させる。
【００７０】
またスクリーン生成手段３３は、ステップＳ２０６において、不透明気体出力部１２にデフォルトの不透明気体出力値を設定し、ステップＳ２０７において、不透明気体出力部１２に、設定した不透明気体出力値に基づいて不透明気体Ｆを出力させる。
【００７１】
投射手段３４は、スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データ５４に基づいて、スクリーンの位置を特定し、プロジェクタ３に、特定された位置に被投射データ５３を投射させる。投射手段３４の処理は、図３におけるステップＳ３の処理に相当する。
【００７２】
投射手段３４は、スクリーン生成手段３３によってスクリーンが生成された後、そのスクリーンが生成された利用環境をカメラ２に撮影させ、スクリーン撮影データ５４を取得する。投射手段３４は、スクリーン撮影データ５４と利用環境撮影データ５２との差分から、スクリーンが生成された位置を特定し、スクリーン位置データ４４を生成する。スクリーン位置データ４４は、スクリーンが設置された位置を特定可能なデータである。スクリーンが生成された位置が特定されると、投射手段３４は、プロジェクタ３に対して、特定された位置に被投射データ５３を投射させる指示を入力する。
【００７３】
図１０を参照して、本発明の実施の形態に係る投射手段３４による投射処理を説明する。
【００７４】
まず投射手段３４は、ステップＳ３０１において、スクリーン撮影データ５４を取得し、ステップＳ３０２において、ステップＳ３０１で取得したスクリーン撮影データからスクリーン位置を決定する。ステップＳ３０３において投射手段３４は、プロジェクタ３に、ステップＳ３０２で決定されたスクリーン位置に被投射データ５３を投射させる。
【００７５】
反射率透過率制御手段３５は、スクリーン生成手段３３によって生成されたスクリーンの反射率αおよび透過率βを制御する。ここで、反射率と透過率はトレードオフの関係を有する。具体的には、不透明気体出力量が多くなると、反射率αが上がり透過率βが下がる一方、不透明気体出力量が少なくなると、反射率αが下がり透過率βが上がる。
【００７６】
反射率透過率制御手段３５は、被投射データ５３と、スクリーンの設置前の利用環境を撮影した利用環境撮影データ５２と、スクリーンの設置後の利用環境を撮影したスクリーン撮影データ５４と、スクリーンに被投射データ５３を投射した投射撮影データ５５に基づいて、スクリーンの反射率および透過率を算出する。反射率透過率制御手段３５は、所定の反射率および透過率になるまで、不透明気体出力部１２の不透明気体出力量を変更し、投射撮影データ５５を取得して、スクリーンの反射率および透過率を算出する処理を繰り返す。反射率透過率制御手段３５の処理は、図３におけるステップＳ４の処理に相当する。
【００７７】
ここで、反射率αおよび透過率βは、スクリーンに被投射データ５３が投射された投射撮影データＩ、被投射データＩｐおよびスクリーンが形成される前の利用環境撮影データＩｂｇを用いて、式（１）の関係を有する。
【００７８】
Ｉ＝αＩｐ  ＋  βＩｂｇ          ・・・・・式（１）
【００７９】
また、利用環境にスクリーンが形成されたスクリーン撮影データＩｓは、スクリーンが形成される前の利用環境撮影データＩｂｇと、式（２）の関係を有する。
【００８０】
Ｉｓ＝βＩｂｇ          ・・・・・式（２）
【００８１】
反射率透過率制御手段３５は、上記式（１）および（２）を用いて、反射率αおよび透過率βを算出することができる。
【００８２】
反射率透過率制御手段３５は、算出した反射率αおよび透過率βが所望の値の場合、処理を終了する。一方、算出した反射率αおよび透過率βが所望の値でない場合、反射率透過率制御手段３５は、不透明気体出力量を変更して、再度、投射撮影データ５５を取得し、反射率αおよび透過率βを算出する。
【００８３】
図１１を参照して、本発明の実施の形態に係る反射率透過率制御手段３５による反射率透過率制御処理を説明する。
【００８４】
まず反射率透過率制御手段３５は、ステップＳ４０１ないしステップＳ４０３において、利用環境撮影データ５２、スクリーン撮影データ５４および被投射データ５３を取得するとともに、ステップＳ４０４において、投射撮影データ５５を取得する。
【００８５】
ステップＳ４０５において反射率透過率制御手段３５は、ステップＳ４０１ないしステップＳ４０４で取得したデータに基づいて、反射率αおよび透過率βを算出する。ステップＳ４０６において反射率透過率制御手段３５は、ステップＳ４０５で算出した反射率αおよび透過率βが所望の値であるか否かを判定する。所望の値の場合、そのまま処理を終了する。
【００８６】
一方、ステップＳ４０５で算出した反射率αおよび透過率βが所望の値でない場合、反射率透過率制御手段３５は、ステップＳ４０７に進む。反射率透過率制御手段３５は、ステップＳ４０７において、不透明気体出力部１２の不透明気体出力値を変更し、ステップＳ４０８において、不透明気体出力部１２に、変更した不透明気体出力値に基づいて不透明気体Ｆを出力させる。この結果、変更後の不透明気体出力値に基づいて、反射率αおよび透過率βが変更されたスクリーンが生成される。
【００８７】
その後、ステップＳ４０４において反射率透過率制御手段３５は、新たに生成されたスクリーンに、被投射データ５３を投射した投射撮影データ５５を取得し、反射率αおよび透過率βを算出する。
【００８８】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るスクリーン生成装置１は、被投射データ５３の被写体の形状にあわせて、透明気体Ｔおよび不透明気体Ｆを出力して、被写体と同様の形状をもつスクリーンを生成する。このような本発明の実施の形態に係るスクリーン生成装置１は、これにより、被写体が見切れたり、被写体の背景が射影されたりすることなく、あたかもそこに被写体が存在するかのような演出を実現することができる。
【００８９】
またスクリーン生成装置１は、不透明気体Ｆの出力量を調節することにより、スクリーンの反射率および透過率を適宜変更することができる。このような本発明の実施の形態に係るスクリーン生成装置１は、映像を鮮明に見せる、または、被写体を浮かび上がらせて見せるなどの演出を適宜実現することができる。
【００９０】
このように、本発明の実施の形態に係るスクリーン生成装置１は、より臨場感あふれるスクリーンを生成することができる。
【００９１】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなる。
【００９２】
例えば、本発明の実施の形態に記載したスクリーン生成装置は、図１に示すように一つのハードウエア上に構成されても良いし、その機能や処理数に応じて複数のハードウエア上に構成されても良い。また、既存のシステム上に実現されても良い。
【００９３】
本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００９４】
１  スクリーン生成装置
２  カメラ
３  プロジェクタ
５  スクリーン生成システム
１１  気体発生装置
１２  不透明気体出力部
１３  不透明気体生成部
１４  透明気体出力部
２１  スクリーン制御装置
３１  処理制御装置
３２  キャリブレーション手段
３３  スクリーン生成手段
３４  投射手段
３５  反射率透過率制御手段
４１  記憶装置
４２  補正データ
４３  スクリーンサイズデータ
４４  スクリーン位置データ
５１  キャリブレーション撮影データ
５２  利用環境撮影データ
５３  被投射データ
５４  スクリーン撮影データ
５５  投射撮影データ
Ｆ  不透明気体
Ｔ  透明気体
【図１】
2017026941.tif 000003
【図２】
2017026941.tif 000004
【図３】
2017026941.tif 000005
【図４】
2017026941.tif 000006
【図５】
2017026941.tif 000007
【図６】
2017026941.tif 000008
【図７】
2017026941.tif 000009
【図８】
2017026941.tif 000010
【図９】
2017026941.tif 000011
【図１０】
2017026941.tif 000012
【図１１】
2017026941.tif 000013