JP2000122176A

JP2000122176A - 情報提示方法及び装置

Info

Publication number: JP2000122176A
Application number: JP11020621A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Inami; 昌彦稲見; Naoki Kawakami; 直樹川上; Yasuyuki Yanagida; 康幸柳田; Taro Maeda; 太郎前田; Susumu Tate; ▲すすむ▼ 舘
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-04-28
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: US6341869B1; JP4100531B2

Abstract

(57)【要約】【課題】実物体と仮想物体との間に正しい遮蔽関係を保
つことができ、現実感の高い仮想空間を提示すること。【解決手段】観察者ＢＳの眼の位置に対して光学的に共
役な位置に配置されたプロジェクタ１４，１４Ａから再
帰性反射機能を有するスクリーン１１，１１Ａに向かっ
て画像を投影することによって観察者ＢＳに仮想空間の
情報を提示する方法であって、仮想空間によって遮蔽す
べき実物体ＪＴ、例えば触覚提示装置１６，１６Ｚが存
在する場合に、実物体ＪＴ，１６，１６Ｚの全部又は一
部を、再帰性反射機能を有する遮蔽材によって、例えば
再帰性反射材が塗布された遮蔽スクリーン１８を配置し
又は再帰性反射材１８Ａ，１８Ｚを塗布することによっ
て、プロジェクタ１４，１４Ａによる投影から光学的に
隠す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーチャルリアリ
ティ（Virtual Reality : ＶＲ) 又はコンピュータビジ
ュアライゼーション（Computer Visualization) の分野
において用いられる情報提示方法及び装置に関し、特
に、仮想物体を、実物体との遮蔽関係に齟齬を起こすこ
となく対話的に提示するために用いられる方法及び装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の人工現実感の分野において、複合
現実感に関する研究をはじめとして、物理空間と情報空
間とを積極的に融合させることによりその工学的な応用
をはかろうとする研究が活発化している。しかし、それ
らの研究の多くは、視覚提示装置として頭部搭載型ディ
スプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）又は通常の
プロジェクタを用いているため、実物体と仮想物体との
遮蔽関係に齟齬が生じ、現実感を著しく損なう場合があ
る。

【０００３】さらに、視覚提示のみならず、例えば特願
平６−１０２１８７号に示されるように、仮想物体との
インタラクションを含めた触覚提示をも同時に行おうと
した場合には、触覚提示装置が視覚提示装置と視覚的及
び物理的に干渉してしまう。これは視触覚を同時に提示
するシステムを構築する際の大きな問題点である。〔現実感融合〕人間が存在し生活している物理空間と、
コンピュータ及び通信ネットワークによって構成される
情報空間とがシームレスに融合されることより、社会が
今後一層高度に情報化されてゆくと考えられる。その実
現に向けて、”wearable-computing””ubiquitous-com
puting”といった概念が提唱されている。

【０００４】ここで、シームレスに「融合」する意義を
改めて検討する。心理学などの分野においては、両眼融
合をはじめとし、複数の情報との間で相互に密な関係を
持ち、何らかの現象や対象に対して単独では生まれ得な
い新たな知覚表象を与えるような処理を「融合（fusio
n）」と呼称している。

【０００５】工学分野においても、複数のセンサから得
られる情報を統一的に処理することによって、単一のセ
ンサからは得られない新たなセンシング機能を得る、セ
ンサフュージョンという研究が行われている。

【０００６】同様に、人間が存在している物理空間とコ
ンピュータによる情報空間、又は視空間と触空間とを単
純に混合するだけでなく、シームレスに融合することに
より、それぞれ単独では生まれ得ない効果を得ることが
期待できる。〔物理空間と情報空間の融合〕情報通信インフラが整備
されるにしたがって、従来のブロードキャスト型の情報
配信ではなく、オン・デマンド型又は双方向型の通信も
主流になると考えられる。そしてインタラクティブ性の
高い用途になればなるほど、情報のパーソナライズが進
み、パーソナルな情報のためのパーソナルな現実感融合
が必須課題となると考えられる。

【０００７】よって、パーソナルなインタフェースであ
る以上、現実感融合を低コストでコンパクトに実現する
必要がある。

【０００８】しかし、従来のディスプレイでは、デバイ
ス自身が大きな重量と容積を占めてしまい、パーソナル
な用途には不向きである。

【０００９】一方、近年の人工現実感の分野で用いられ
ているＨＭＤは、パーソナルな情報空間を生成すること
には適しているが、物理空間がディスプレイ自身によっ
て遮蔽されてしまい、物理空間での作業が極めて困難で
ある。当然、自分の身体映像を視認するのはＣＧ（Comp
uter Graphics)によるメタファーとして以外は不可能で
あり、現実感の重要なファクターとされる自己投射性が
低い。

【００１０】ハーフミラー又は頭部搭載カメラを用い、
物理空間の映像に情報空間の映像を重畳提示することを
試みたシースルー型のＨＭＤも提案されている。これに
よると、映像（画像）の合成を観察者の目の近傍やコン
ピュータ内で行っているため、ワークスペース部分にお
いて、提示物体同士の遮蔽関係や焦点位置の不一致な
ど、作業に著しく不利となる問題が原理的に起きてしま
う。遮蔽関係の不一致に関する問題点は、近年多用され
ているＣＡＶＥ（Carolina Cruz-Neira et al. "Surrou
nd-Screen Projection-Based Virtual Reality: The De
sign and Inplementation of the CAVE" COMPUTER GRAP
HICS Proceedings, Annual Conference Series, pp. 13
5-142, 1993)、又はＣＡＢｌＮ( 広瀬通孝他 "没入型
多面ディスプレイ( ＣＡＢｌＮ) の開発" 日本バーチャ
ルリアリティ学会第２回大会論文集，pp,46-53, 1996)
など、没入型の投影式ディスプレイにおいても全く同様
である。〔視触覚融合提示〕情報空間の物体を、視覚情報のみな
らず触覚情報をも含めて提示することにより、臨場感や
作業性が向上することが報告されている。

【００１１】しかし、触覚情報と視覚情報とを同時に提
示しようとした場合に、視覚提示装置と触覚提示装置と
が、光学的及び幾何的に干渉してしまう。これは、物理
空間と情報空間の融合の部分と全く同様の問題であり、
インタフェースの提示部分が物理空間に存在するからに
他ならない。この間題に関して、現在までにＷＹＳＩＷ
ＹＦディスプレ（Y. Yokokohji et al. ”What You can
See is What You canFeel -Development of a virtual
/Haptic Interface to Virtual Environment"In Proc.,
VRAIS '96, pp. 46-53, 1996)、ＰＤＤＭ( 野間春生
他 "小型ディスプレイを用いたオブジェクト操作のため
の力覚インタフェース” 第１１回ヒューマン・インタ
フェース・シンポジウム論文集，pp. 491-496, 1995)、
及びハプティックスクリーン（岩田洋夫他 "ハプティ
ックスクリーン" 日本バーチャルリアリティ学会第１回
大会論文集，pp. 7-10, 1996) などの研究が行われてい
るが、多くの場合には、遮蔽関係の問題は無視したまま
の実装か、又はハーフミラーによる光学的な重畳による
実装となってしまっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】〔現実感融合構成論〕
ここで、従来のシステムの問題点の多くが、物理空間及
び情報空間の両物体をインタラクションさせたいポイン
ト以外で、物理空間と情報空間との合成を行っているこ
とに起因していると推定する。つまり、一つのディスプ
レイで近距離から遠距離までの現実感融合をすべてカバ
ーすることは現状の技術では極めて困難であり、用途に
より様々な距離、様々な大きさのデバイスを使い分ける
のが当面の問題解決策ではないかと考える。

【００１３】本願の発明者は、この問題意識に立って、
手元で仮想物体を観察し操作することに適したディスプ
レイとして、オブジェクト指向型ディスプレイに関する
提案を先に行った（特願平１０−１７２７２２号）。本
願では、さらにその考えを拡張し、「近くの物体は近く
のディスプレイ、遠くの物体（景色）は遠くのディスプ
レイ」であたかも舞台における書き割りのように提示す
ることによって、より広い範囲でシームレスな現実感融
合を図ろうとするものである。

【００１４】この手法は、イメージ・ベースト・レンダ
リング（Image Based Rendering ）の分野での書き割り
法による３次元仮想空間生成手法（尾崎信之他 "仮想
視点によるテレイグジスタンス( 第三報）−景色平面を
用いた仮想空間の構成の方法”第３５回計測自動制御学
会学術講演会予稿集，pp. 209-210, 1996 、広瀬通孝他
"二次元実写画像を用いた三次元仮想空間の生成" 計測
自動制御学会 HumanInterface N & R, Vol 11, No. 2,
pp.209-214, 1997)の現実世界における実装と考えるこ
ともできる。

【００１５】しかし、広い範囲で適切に現実感融合を行
うためには、提示範囲に応じて広範囲な空間にディスプ
レイを遍在させる、いわば同時遍在ディスプレイ（ubiq
uitous display）を構成する必要がある。しかし、従来
のディスプレイでは、空間的、金銭的コストが多大なも
のとなってしまい実用的ではない。

【００１６】従来のディスプレイは、多数の観察者を想
定した空間に対して一方的で無指向性の情報を提示し続
けるブロードキャスト型の情報提示には有効である。し
かし、インタラクティブな用途におけるパーソナルな情
報提示装置として利用しようとした場合、つまり特定の
観察者に観察されるという目的に利用しようとした場合
に、従来のディスプレイは無指向性であるがために、観
察者のいない方向にも情報が放出され、それが無駄なも
のとなってしまう。また、対象外の人の目にも情報が入
ることとなり、個人情報のプライバシーを守りにくいと
いう問題点もある。

【００１７】つまり、インタラクティブな映像情報提示
装置としては、人に映像を見せる”ディスプレイ（disp
lay ）”というより、人から観察されるもの、いわば”
オブザービ（observee）”と呼ぶべきデバイスが必要な
のである。

【００１８】”オブザービ”としては、観察者の視認可
能な範囲にのみ映像を提示するシステムを構築すればよ
く、例えば物体により遮蔽されている部分や、背面など
視野に入らない部分では映像を提示する必要がない。

【００１９】この、観られる情報提示デバイス”オブザ
ービ”の機能を実現するためには、人間の視認範囲であ
るビューイング・ボリューム（viewing volume）と一致
するようにプロジェクション・ボリューム（projection
volume ）を形成させることが可能な映像提示システム
（装置）が有力であると考えられる。

【００２０】以上の機能を果たすシステムとしては、観
察者の位置を測定し、観察者に追従するようにレンズな
どの光学系を用いて提示映像を観察者にのみ提示するシ
ステム、及び、光を入射した方向にそのまま反射する性
質を持った再帰性反射スクリーンに対して観察者と共役
な視点から映像を投影するシステムを挙げることができ
る。

【００２１】しかし、前者の観察者追従型のシステム
は、提示装置にコストがかかり、同時遍在的な用途への
利用は困難である。これに対して、後者の投影型の映像
提示システムは、映像提示のための空間的、金銭的コス
トをプロジェクタ側に集約させることにより、極めて容
易に軽量の提示面を大量に生成することが可能という特
長を持つ。また、観察者にとって真に必要な情報を必要
なだけ提示することにより、限られた通信インフラの帯
域の有効利用にもつながるという特長もある。さらに、
観察者以外は映像を見ることができないため、観察者の
プライバシーを守ることが可能である。

【００２２】また、一人に対して１つ以上のディスプレ
イが必要な状況においては、空間側ではなく人間側に情
報生成機能を付加した方がコストパフォーマンスの良い
システム構成ともいえる。

【００２３】また、前者の観察者追従型のシステムは、
スクリーン位置の変化による焦点深度の問題、及び光量
の問題などが発生してしまう。通常、人に映像を見せ
る”ディスプレイ”は、より広い範囲に情報を提示する
ことを目的としているため、広視野化が研究のポイント
の一つとなっている。

【００２４】従来のスクリーンもその例外ではなく、ガ
ラスビーズなどを用いて入射した光を拡散させることが
目的のデバイスであると換言できる。つまり、映画館に
代表される”ディスプレイ”のために用いるスクリーン
は、距離が離れれば離れるほど光量が２乗に反比例して
減少するという性質を本質的に持っているわけである。

【００２５】よって、”オブザービ”を実現するための
スクリーンとして必要な機能は、入射した光を拡散させ
ることではなく、観察者の方向に再帰的に反射すること
であると考えられる。

【００２６】また、”オブザービ”は、各々の人に対し
て、全く独自の映像情報を提示することが可能となるた
め、物理的には１つのデバイスであっても、それを観察
する各人にそれぞれ全く独立の情報を提示することも可
能となり、空間をさらに有効に利用することができる。

【００２７】さて、”オブザービ”を実現するための画
像表示方法に関して、本発明者は特願平１０−１７２７
２２号として先に提案したのであるが、さらに、次のよ
うな問題がある。

【００２８】すなわち、仮想空間において、視覚情報以
外の感覚情報、特に触覚情報を観察者に提示する場合
に、触覚提示装置を観察者の前方などに設置する必要が
ある。また、３次元位置センサのような人体状態計測セ
ンサが観察者の目と提示される映像との間に存在するこ
ともある。

【００２９】もし、仮想空間において本来は見えないは
ずのこれらの物体が観察者から見えてしまった場合に
は、仮想環境の現実感を損なってしまうことになる。特
に、提示された映像の手前に見えないはずの物体が見え
た場合には、その物体によって視覚上の遮蔽が発生し、
提示された映像に死角ができて著しく現実感を損なって
しまう。

【００３０】この問題の致命的な例が、仮想物体と実物
体の奥行き関係が映像上逆転してしまった場合であり、
その場合には物体が透けて見える透明視解釈が発生し、
現実感を著しく損なってしまう。

【００３１】例えば、図５（Ａ）に示すように、本来は
仮想のボールＢＬ１が実世界の人間の手ＨＤの手前に見
えるはずであるのに、図５（Ｂ）に示すように、ボール
ＢＬ１と手ＨＤの前後関係が逆転した場合には、遮蔽関
係に矛盾が生じ、極めて不自然な見え方となる。

【００３２】したがって、観察者と提示される映像との
間に存在する実物体のうち、本来は見えないものは見え
ないよう、また見えるべきものは見えるようにし、実物
体と仮想物体との遮蔽関係に齟齬が生じないようにする
必要がある。

【００３３】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、実物体と仮想物体との間に正しい遮蔽関係を保つ
ことができ、現実感の高い仮想空間を提示することので
きる情報提示方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【００３４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る方
法は、図１及び図２に示すように、観察者ＢＳの眼の位
置に対して光学的に共役な位置に配置されたプロジェク
タ１４，１４Ａから再帰性反射機能を有するスクリーン
１１，１１Ａに向かって画像を投影することによって前
記観察者ＢＳに仮想空間の情報を提示する方法であっ
て、前記仮想空間によって遮蔽すべき実物体ＪＴ、例え
ば触覚提示装置１６，１６Ｚが存在する場合に、前記実
物体ＪＴ，１６，１６Ｚの全部又は一部を、再帰性反射
機能を有する遮蔽材によって、例えば再帰性反射材が塗
布された遮蔽スクリーン１８を配置し又は再帰性反射材
１８Ａ，１８Ｚを塗布することによって、前記プロジェ
クタ１４，１４Ａによる投影から光学的に隠す。

【００３５】請求項２の発明に係る方法では、前記実物
体ＪＴに再帰性反射材を塗布することによって前記実物
体ＪＴを隠す。

【００３６】請求項３の発明に係る方法では、前記実物
体ＪＴの前方に再帰性反射機能を有する遮蔽スクリーン
１８を配置することによって前記実物体ＪＴを隠す。

【００３７】請求項４の発明に係る方法では、前記観察
者ＢＳに対して触覚を提示するための触覚提示装置１６
を備えるとともに、再帰性反射機能を有する遮蔽材、例
えば再帰性反射材が塗布された遮蔽スクリーン１８又は
再帰性反射材１８Ａ，１８Ｚを塗布することによって、
前記触覚提示装置１６を隠す。

【００３８】請求項５の発明に係る方法は、観察者ＢＳ
と前記スクリーン１１，１１Ａとの間に実物体ＪＴを配
置するとともに、前記仮想空間から前記実物体ＪＴを遮
蔽すべき部分に再帰性反射機能を付与し、前記実物体Ｊ
Ｔの遮蔽すべき部分について前記スクリーン１１，１１
Ａに投影されるべき画像に代えて前記実物体ＪＴの遮蔽
すべき部分に投影された画像を観察者ＢＳに提示する。

【００３９】請求項６の発明に係る方法では、図７に示
すように、背景物体１１Ｂと観察者ＢＳとの間に置かれ
た実物体ＪＴの全部又は一部を光学的に隠すことによっ
て仮想空間の情報を提示する方法であって、前記実物体
ＪＴの隠すべき部分に、その部分に対応する背景物体１
１Ｂの画像を、観察者ＢＳの眼の位置に対して光学的に
共役な位置に配置されたプロジェクタ１４Ｂから投影す
る。実物体ＪＴの隠すべき部分を、再帰性反射材１８Ｂ
により覆うか、又は図９に示すように再帰性反射材１８
Ｂａを塗布しておくことが好ましい。

【００４０】請求項７の発明に係る装置では、画像を投
影するために観察者の眼の位置に対して光学的に共役な
位置に配置されたプロジェクタ１４Ａと、前記観察者Ｂ
Ｓによる観察の対象となる対象物についての画像を生成
して前記プロジェクタ１４Ａに出力する画像生成装置１
３Ａと、前記プロジェクタ１４Ａから投影される画像を
映し出すための再帰性反射機能を有するスクリーン１１
Ａと、前記観察者ＢＳに対して触覚を提示するための触
覚提示装置１６とを有し、前記触覚提示装置１６は、再
帰性反射機能を有する遮蔽材によって、例えば再帰性反
射材が塗布された遮蔽スクリーン１８又は再帰性反射材
１８Ａ，１８Ｚを塗布することによって、前記プロジェ
クタ１４Ａによる投影から光学的に隠されてなる。

【００４１】請求項８の発明に係る装置では、前記プロ
ジェクタ１４Ａは、当該プロジェクタ１４Ａを前記観察
者ＢＳの眼の位置に対して光学的に共役な位置に配置す
るための光学部材であるハーフミラー１５とともに一体
化され、前記観察者ＢＳの頭部に搭載可能なように構成
されてなる。

【００４２】請求項９の発明に係る装置では、背景物体
１１Ｂと観察者ＢＳとの間に置かれた実物体ＪＴの全部
又は一部を光学的に隠すことによって仮想空間の情報を
提示する装置であって、画像を投影するために観察者Ｂ
Ｓの眼の位置に対して光学的に共役な位置に配置された
プロジェクタ１４Ｂと、前記背景物体１１Ｂの画像を取
得するための撮影手段１２と、前記撮影手段１２により
取得された画像を前記実物体ＪＴの隠すべき部分に投影
するように前記プロジェクタ１４Ｂに出力する処理装置
１３Ｂとを有してなる。

【００４３】

【発明の実施の形態】図２は本発明に係る情報提示装置
１Ａの構成を配置的に示す図、図３は情報提示装置１Ａ
の構成を機能的に示す図、図４はスクリーン１１Ａに用
いられる再帰性反射材ＲＵによる再帰性反射機能を説明
するための図である。

【００４４】図２及び図３において、情報提示装置１Ａ
は、スクリーン１１Ａ、処理装置１３Ａ、プロジェクタ
１４Ｌ，１４Ｒ、ハーフミラー１５Ａ、触覚提示装置１
６、頭部位置計測装置１７Ａ、及び背景スクリーン１９
を備える。プロジェクタ１４Ｌ，１４Ｒは、それぞれ左
眼用、右眼用であり、小開口径の単眼のものであって、
互いに同一の構造である。したがって、プロジェクタ１
４Ｌ，１４Ｒのいずれか又は両方を指して「プロジェク
タ１４Ａ」と記載することがある。

【００４５】スクリーン１１Ａは、プロジェクタ１４Ａ
によって投影される画像（映像）ＨＧを映し出し、そこ
に画像ＨＧの内容である対象物（仮想物体）を観察者Ｂ
Ｓに対して視覚的に提示するためのものである。スクリ
ーン１１Ａの形状は、任意の形状とすることが可能であ
るが、画像ＨＧによって提示される対象物と同じ形状又
はそれに近似した形状とすることが好ましい。しかし、
個々の対象物の形状に合わせたスクリーン１１Ａを製作
することは非効率的であるので、それにこだわることな
く、例えば平面、曲面、閉曲面など、対象物に対応した
任意の形状とすることができる。閉曲面として、例え
ば、球状、卵形状、多面体、又はドーナツ型などとする
ことができる。

【００４６】スクリーン１１Ａの本体に用いる材料とし
て、例えば発抱スチロールのように、軽量で任意の形状
に容易に加工できる材料が好ましい。スクリーン１１Ａ
の表面には、ガラスビーズなどを用いた再帰性反射材が
塗布され、再帰性反射機能を有したスクリーン（再帰性
反射スクリーン）となっている。

【００４７】図４（Ｂ）に示すように、通常の材料ＭＵ
の表面では、反射光ＬＲは、入射光ＬＣの入射角度に余
り依存することなくあらゆる方向に射出する。しかし、
再帰性反射材ＲＵを用いて再帰性反射スクリーンとした
場合には、図４（Ａ）に示すように、反射光ＬＲは、そ
のほとんどが入射光ＬＣの入射した方向に射出する。し
たがって、スクリーン１１Ａの表面に投影された映像
は、観察者ＢＳの視線方向に高い輝度を有する。つま
り、観察者ＢＳは、スクリーン１１Ａ上に投影された映
像を、極めて高い輝度で観察することができる。

【００４８】このように、再帰性反射材ＲＵは、光源の
方向に強い指向性を持って反射する材料であり、コーナ
ーキューブアレイ又はガラスビーズなどを用いて実現さ
れる。

【００４９】処理装置１３Ａは、仮想環境映像生成部１
３ａにおいて、左右のプロジェクタ１４Ｌ，１４Ｒに対
して画像情報ＤＬ，ＤＲを生成して送出する。例えばバ
レーボール大の卵形状のスクリーン１１Ａに対しては、
全体として卵形状を呈した対象物の画像が生成される。
例えば、猫、兎、リスなどの小動物の画像である。生成
される画像は、三次元情報を持った三次元画像である。
したがって、任意の視点からの二次元画像である画像情
報ＤＬ，ＤＲをそれぞれ出力することができる。

【００５０】つまり、処理装置１３Ａは、スクリーン１
１Ａに対する観察者ＢＳの視点に応じて、スクリーン１
１Ａに適切な画像が表示されるように、修正した画像情
報ＤＬ，ＤＲを生成する。つまり、スクリーン１１Ａ及
び観察者ＢＳの位置の変化に追従して、プロジェクタ１
４Ｌ，１４Ｒから投影される画像の内容、形状、及び位
置などを変化させる。例えば、スクリーン１１Ａに、あ
る対象物を正面から見た画像が映っている場合に、観察
者ＢＳがスクリーン１１Ａを鉛直線を軸としてその場で
９０度回転させたとすると、スクリーン１１Ａにはその
対象物を側面から見た画像が映るように、画像の内容を
変化させる。

【００５１】なお、スクリーン１１Ａに投影された画像
を観察者ＢＳが左右の眼で立体視できるよう、各プロジ
ェクタ１４Ｌ，１４Ｒに出力される画像情報ＤＬ，ＤＲ
は互いに視差を有している。

【００５２】処理装置１３Ａは、反力演算部１３ｂにお
いて、触覚提示装置１６の操作部１６１に与える反力を
演算して制御装置１６０に指令を与える。

【００５３】処理装置１３Ａとして、マイクロコンピュ
ータ、パーソナルコンピュータ、又はワークステーショ
ンなどが用いられる。処理装置１３Ａにおいては、上述
の画像情報ＤＬ，ＤＲを生成するために、コンピュータ
グラフィックスのためのデータ及びプログラム、レンダ
リングソフトウエア、その他の制御プログラムなどが搭
載されている。また、物体の形状モデルなどのデータベ
ースを格納した仮想空間情報記憶装置ＤＢ１を参照す
る。仮想環境映像生成部１３ａ及び反力演算部１３ｂ
は、それぞれ、それらのプログラムの実行に基づく機能
の１つとして実現される。

【００５４】プロジェクタ１４Ａは、焦点深度の深い画
像を投影するために、開口径ができるだけ小さくなるよ
うに絞れること、例えば絞りの直径が５ｃｍ以下、又は
２ｃｍ以下、さらには１ｍｍ以下であることが好まし
い。開口径を絞り込むことによってピンホール光学系が
形成され、焦点深度が深くなる。

【００５５】プロジェクタ１４Ａは、観察者ＢＳの左右
の眼の位置に対して光学的に共役な位置に設けられる。
その場合に、ハーフミラー１５Ａとともに観察者ＢＳの
頭部に一体的に装着することの可能な頭部搭載型とする
ことが好ましい。

【００５６】なお、プロジェクタ１４Ａを頭部搭載型と
するためには、例えば、観察者ＢＳが頭部に被ることの
可能なキャップ又はヘルメットに、プロジェクタ１４
Ａ、ハーフミラー１５Ａ、及び頭部位置計測装置１７Ａ
を取り付けておけばよい。又は、ヘッドマウンテッドデ
ィスプレイのように、バンドなどによって頭部又は顔面
に装着するように構成してもよい。

【００５７】ハーフミラー１５Ａは、プロジェクタ１４
Ａから投射される光を反射するが、スクリーン１１Ａに
表示された映像の光を透過する。プロジェクタ１４Ａ
は、ハーフミラー１５Ａによって、観察者ＢＳの左右の
眼の位置に対して光学的に共役な位置に設けられる。こ
れによって、観察者ＢＳによるスクリーン１１Ａ上に提
示される物体の観察が可能である。

【００５８】触覚提示装置１６は、観察者ＢＳの指ＢＳ
Ｆに対して触覚を提示するための装置である。つまり、
触覚提示装置１６には、指ＢＳＦを挿入して操作を行う
操作部１６１が設けられ、アーム１６２〜１６４及びア
クチュエータ１６５，１６６によって可動に支持されて
いる。操作部１６１には、スクリーン１１Ａが取り付け
られており、スクリーン１１Ａは操作部１６１とともに
移動する。つまり、スクリーン１１Ａの位置及び姿勢
は、操作部１６１の位置及び姿勢によって決まる。

【００５９】アクチュエータ１６５，１６６は、操作部
１６１を移動駆動し又は操作部１６１に反力を発生させ
るためのものである。各アクチュエータ１６５，１６６
の位置に、アーム１６２〜１６４の角度を検知する角度
センサＳＥ１，ＳＥ２が設けられている。角度センサＳ
Ｅ１，ＳＥ２の出力信号に基づいて、３次元空間におい
てスクリーン１１Ａの配置されている位置及び姿勢がリ
アルタイムで計測される。なお、本明細書においては、
位置及び姿勢の両方を合わせて「位置」と記載すること
がある。制御部１６０は、角度センサＳＥ１，ＳＥ２の
出力信号及び処理装置１３Ａからの指令に基づいて、操
作部１６１の全体を制御する。

【００６０】触覚提示装置１６の操作部１６１は、通
常、スクリーン１１Ａの前方にあり、したがって観察者
ＢＳから見えるのであるが、仮想空間の提示の際には本
来は見えてはならない物体である。そのため、操作部１
６１をプロジェクタ１４Ａによる投影から光学的に隠す
ために、操作部１６１に再帰性反射材１８Ａが塗布され
ている。また、触覚提示装置１６の他の部分について
も、観察者ＢＳから見える可能性のある部分には、再帰
性反射材１８Ａが塗布されている。

【００６１】なお、観察者ＢＳに与える触覚として、例
えば重量感覚を提示するには、対象物の仮想的な重量に
相当する力でスクリーン１１Ａを下方向に引っ張ればよ
い。重量感覚以外の触覚の例として、何かを発射したと
きの反動の感覚、水その他の液体中のように粘性の高い
媒体中で対象物を動かしたかのような粘性感覚、風によ
り対象物が揺らがされる感覚、又は、仮想ボールを仮想
の壁に投げつけたときに跳ね返ってくる力などがある。
触覚提示装置１６によって、観察者ＢＳは、スクリーン
１１Ａに投影された画像中の対象物の力覚を体感するこ
とが可能である。

【００６２】頭部位置計測装置１７Ａは、観察者ＢＳの
頭部に取り付けられ、頭部の位置つまり眼の位置及び視
線の方向を計測する。頭部位置計測装置１７Ａによる計
測信号は処理装置１３Ａにフィードバックされる。処理
装置１３Ａにおいて、スクリーン１１Ａの位置と観察者
の位置とから、これらの相対位置を演算し、対象物に対
する観察者ＢＳの視点を求める。

【００６３】背景スクリーン１９は、再帰性反射スクリ
ーンであり、スクリーン１１Ａの背後に設けられる。背
景スクリーン１９には、スクリーン１１Ａに投影する対
象物についての背景を投影する。背景スクリーン１９
は、再帰性反射材が塗布された壁面又は床面それ自体で
あってもよく、又は再帰性反射機能を有するシートであ
ってもよい。

【００６４】次に、情報提示装置１Ａの動作について説
明する。なお、ここでは、触覚提示装置１６及び観察者
ＢＳの初期位置は、仮想空間との位置合わせが済んでい
るものとする。

【００６５】頭部位置計測装置１７Ａによって得られた
視点位置及び視点情報と、仮想空間の情報とに基づい
て、処理装置１３Ａによって観察者ＢＳの視点及び視線
での仮想空間の映像が生成される。生成された映像は、
プロジェクタ１４Ｌ，１４Ｒによってスクリーン１１Ａ
に投影される。スクリーン１１Ａに投影された映像は、
観察者ＢＳによって観察される。観察者ＢＳは、各プロ
ジェクタ１４Ｌ，１４Ｒによって投影された映像を、そ
れぞれ左右の眼で分離して観察することができる。観察
者ＢＳは、肉眼で、投影による仮想物体とそこに存在す
る実物体とを同時に見ることができる。このようにし
て、仮想空間が実空間とともに観察者ＢＳに提示され
る。

【００６６】一方、触覚提示装置１６の操作部１６１に
接している指ＢＳＦの先端部の位置が、角度センサＳＥ
１，ＳＥ２からの出力信号に基づいて演算される。観察
者ＢＳの指ＢＳＦが仮想物体（映像）の内部に入らない
よう、各アクチュエータ１６５，１６６を駆動制御して
反力を発生させる。これによって、観察者ＢＳには、あ
たかもそこに実物体があるかのような触感が提示され
る。

【００６７】そして、触覚提示装置１６にも再帰性反射
材１８Ａが塗布されているため、プロジェクタ１４Ａか
ら投影される映像は触覚提示装置１６でも反射し、観察
者ＢＳの眼に入る。触覚提示装置１６により反射した映
像は、スクリーン１１Ａにより反射した映像と同じよう
に観察者ＢＳの眼に映るので、プロジェクタ１４Ａから
投影される映像のみが観察者ＢＳに提示される。再帰性
反射材１８Ａの性質によって、観察者ＢＳの視線方向の
光線以外は眼に戻ってこないため、観察者ＢＳから触覚
提示装置１６は見えない。すなわち、触覚提示装置１６
は、観察者ＢＳに対しては視覚的に透明である。

【００６８】もし、仮に、触覚提示装置１６が観察者Ｂ
Ｓから見えた場合には、触覚提示装置１６によって視覚
上の遮蔽が発生し、プロジェクタ１４Ａによって提示さ
れた映像に死角ができて著しく現実感を損なってしま
う。

【００６９】例えば、図６（Ａ）に示すように、触覚提
示装置１６Ｚの表面には再帰性反射材１８Ｚが塗布され
ているので、触覚提示装置１６Ｚは視覚的に透明化さ
れ、観察者ＢＳからは見えない。仮想物体ＶＴ１は、手
ＨＤのみによって遮蔽される。もし、仮に、再帰性反射
材が塗布されていない触覚提示装置１６Ｘを用いた場合
には、図６（Ｂ）に示すように、仮想物体ＶＴ１は、触
覚提示装置１６Ｘによって遮蔽されてしまい、現実感が
著しく損なわれる。

【００７０】特に、本実施形態のように、仮想空間にお
いて視覚以外の感覚として触覚を提示する場合では、触
覚提示装置のようなデバイスをユーザの前面に設置する
必要がある。従来のＣＡＶＥ及びＣＡＢＩＮなどのよう
に、背面投影型のスクリーンを使った裸眼の又はステレ
オ視用のゴーグルを用いた仮想空間提示方法では、仮想
環境の内部にデバイスが見え、仮想環境の現実感を著し
く損なう。また、ＨＭＤなどを使用した仮想空間提示方
法では、デバイスは見えないが、自分自身の手はＨＭＤ
にＣＧとして描かれる場合が多く、これも現実感に欠け
る。

【００７１】本実施形態のように、触覚提示装置１６に
再帰性反射材１８Ａを塗布し、観察者ＢＳの眼の位置と
共役な位置から映像を投影することによって、触覚提示
装置１６もスクリーンの一部として機能し、視覚的には
あたかも仮想空間から触覚提示装置１６を消去したかの
ように見ることができる。しかも、触覚提示装置１６に
よる影の部分は観察者ＢＳの視野の上でも死角となるの
で、影が生じない。

【００７２】そして、観察者ＢＳの手などは、再帰性反
射機能を有さないので、スクリーン１１Ａに投影された
映像と比較して輝度が著しく低い。したがって、自分の
手などに映り込みが生じることがなく、手は手として見
ることができる。

【００７３】このように、実物体に対して選択的に再帰
性反射材を使い分けることにより、不必要な実物体をカ
モフラージュして視覚的に「透明」な存在にすることが
でる。つまり、「光学迷彩（optical camouflage) 」が
実現される。これによって、視覚と触覚との融合が図ら
れ、実物体と仮想物体との間に正しい遮蔽関係が保た
れ、現実感の高い仮想空間を提示することができる。

【００７４】このように、本実施形態の情報提示装置１
Ａは、観られる情報提示デバイス”オブザービ”に必要
とされる「見える物だけ見せる」という条件を満足して
いる。

【００７５】なお、上にも述べたように、再帰性反射材
は、触覚提示装置１６などの実物体に直接に塗布しても
よいし、又は紙や布などに塗布して再帰性反射機能を有
した遮蔽スクリーンを製作し、これで隠したい実物体を
覆ってもよい。また、触覚提示装置１６だけでなく、そ
の他の感覚提示装置、その他のデバイス、配線、又は家
具など、あらゆる実物体を仮想空間から隠すことができ
る。

【００７６】本実施形態の情報提示装置１Ａによる他の
利点は次のとおりである。（１）スクリーン１１Ａを再帰性反射スクリーンとした
ことにより、屋内光の下で充分に観察可能な程度の高い
輝度が得られる。また、再帰性反射材の塗布が可能な全
ての物体をスクリーンとして利用できるので、非常に軽
量で且つ自由な形状のディスプレイを実現することがで
きる。（２）観察者ＢＳの眼と光学的に共役な位置から映像を
投影するので、スクリーン１１Ａの形状に起困する像の
歪みが生じない。（３）プロジェクタ１４Ａの画像投影部の開口径を光量
の許す限り絞り込むことにより、焦点深度が大きくな
り、任意形状及び任意位置のスクリーン１１Ａに対し、
広い範囲でピントずれを起こすことなく結像させること
が可能である。（４）スクリーン輝度の距離依存性が低減する。（５）観察者ＢＳにより観察される両眼像が空間的に分
離されるので、裸眼立体視が可能となる。立体視を行う
ことにより、スクリーン１１Ａ、背景スクリーン１９、
及び触覚提示装置１６の表面の汚れ、又はスクリーン間
の継ぎ目などが目立たなくなる。（６）プロジェクタ１４Ａをハーフミラー１５Ａなどの
光学部材とともに一体化し、観察者ＢＳの頭部に搭載可
能なように構成することにより、観察者ＢＳは、頭部を
動かすことによる見回し動作、又は部屋内の自由な移動
などが可能となる。（７）構成が比較的単純であるので、低コストで実現可
能である。

【００７７】上述の実施形態の情報提示装置１Ａにおい
ては、スクリーン１１Ａを配置した例について説明した
が、このスクリーン１１Ａを省略してもよい。その場合
に、背景スクリーン１９に左眼用及び右眼用の視差のあ
る映像を投影し、投影された左右の映像によって仮想物
体の表面がスクリーン１１Ａの位置（距離）にあるよう
に表示する。そして、その仮想物体の表面形状に合わせ
て、触覚提示装置１６により反力を提示するように構成
する。触覚提示装置１６が背景スクリーン１９の手前に
配置されているが、スクリーン１１Ａがない場合でも、
触覚提示装置１６に再帰性反射材を塗布しておくことに
よって、観察者ＢＳから触覚提示装置１６が見えること
はない。また、スクリーン１１Ａを省略するのではな
く、背景スクリーン１９を省略することも可能である。

【００７８】ところで、上に述べた実施形態において
は、透明化を実現する物体の背景は、投影された画像で
ある。

【００７９】つまり、図１に示す情報提示装置１におい
て、実物体ＪＴの背景は、プロジェクタ１４からスクリ
ーン１１に投影された画像である。スクリーン１１に投
影された画像と矛盾しない画像又は一致する画像を実物
体ＪＴにも投影することによって、スクリーン１１に投
影された画像の中に実物体ＪＴが埋没して透明化されて
いる。

【００８０】図２に示す情報提示装置１Ａにおいても、
実物体である触覚提示装置１６の操作部１６１の背景
は、スクリーン１１Ａに投影された画像である。また、
触覚提示装置１６のアーム１６２〜１６４及び制御部１
６０などの一部分について見れば、その背景は、背景ス
クリーン１９に投影された画像である。したがって、ス
クリーン１１Ａに投影された画像と一致する画像を操作
部１６１にも投影し、また背景スクリーン１９に投影さ
れた画像と一致する画像をアーム１６２〜１６４及び制
御部１６０などの一部分にも投影することによって、そ
れらが背景の画像の中に埋没して透明化されている。

【００８１】しかし、次に説明する実施形態において、
背景は、投影された画像ではなく、実物体である。つま
り、背景が実物体である場合においても、次の実施形態
のように構成することによって、物体の透明化を実現す
ることができる。

【００８２】図７は本発明に係る他の実施形態の情報提
示装置１Ｂの構成を示す図、図８は情報提示装置１Ｂに
おける処理又は動作の流れを示すフローチャートであ
る。

【００８３】図７において、背景物体１１Ｂは、実物体
ＪＴの背景として配置されている。背景物体１１Ｂは、
この実施形態においては煉瓦で造られた壁であるが、煉
瓦以外の壁、窓、部屋、家屋、ビルディング、庭園、他
の建築物、書籍、本棚、絵画、創作物、人物、動物、又
は風景など、現実に存在する種々の物体を用いることが
できる。

【００８４】それらの物体を背景物体１１Ｂとして用い
る際に、カメラ１２を用いて背景物体１１Ｂを撮影し、
背景物体１１Ｂの画像を予め取得しておく。又は、仮想
空間の提示と同時に背景物体１１Ｂを撮影する。

【００８５】撮影によって得られた背景物体１１Ｂの映
像は、実物体ＪＴを遮蔽するための再帰性反射材１８Ｂ
に投影される。再帰性反射材１８Ｂに投影される画像
は、観察者ＢＳから見て、そこに見えるはずの背景物体
１１Ｂの像と一致するように、処理装置１３Ｂによって
位置及び大きさの調整がなされる。したがって、観察者
ＢＳは、実物体ＪＴに代えて、再帰性反射材１８Ｂに投
影された背景物体１１Ｂの画像を見ることとなる。これ
によって実物体ＪＴが透明化される。

【００８６】カメラ１２による背景物体１１Ｂの撮影に
当たっては、観察者ＢＳの視点と同じ位置、又は観察者
ＢＳの視点と光学的に共役な位置から撮影を行う。そう
することによって、撮影により得られる画像に何らの前
処理を施すことなく、実物の背景物体１１Ｂとその映像
とが一致するように重畳させることが可能である。

【００８７】しかし、そのような位置からの撮影が困難
か又は不可能な場合がある。また、観察者ＢＳが移動し
てその視点が動く場合がある。そのような場合には、撮
影によって得られた画像に対し、公知のイメージ・ベー
スト・レンダリング的な手法を用いて修正又は変形を加
える。例えば、背景物体１１Ｂの３次元計測を行ってお
き、観察者ＢＳの視点との相対位置関係に応じて画像を
修正し又は変形する。イメージ・ベースト・レンダリン
グについては、上に述べた他、”二次元実写画像を用い
た三次元仮想空間生成”（廣瀬，宮田，谷川著、信学技
報，ＭＶＥ９６−１８（1996））に記載された手法など
が参照できる。

【００８８】図８のフローチャートにおいて、背景物体
を撮影することによって背景画像を取り込む（＃１
１）。カメラ１２の撮影位置と観察者ＢＳの視点とが光
学的に共役である場合には（＃１２でイエス）、必要に
応じて画像の拡大又は並進処理などを行い（＃１３）、
処理された画像をプロジェクタ１４Ｂから投影する（＃
１４）。

【００８９】カメラ１２の撮影位置と観察者ＢＳの視点
とが光学的に共役でない場合には（＃１２でノー）、カ
メラ１２の撮影位置、観察者ＢＳの視点位置、背景物体
１１Ｂの位置、及び背景物体１１Ｂの形状のそれぞれの
データを取得する（＃１５）。それらのデータに基づい
て、撮影した画像に対し、アフィン（affine) 変換など
のイメージ・ベースト・レンダリング処理を行い、観察
者ＢＳの視点からの画像（背景映像）に変換し（＃１
６）、変換した画像をプロジェクタ１４Ｂから投影する
（＃１４）。

【００９０】図９は情報提示装置１Ｂを用いて情報提示
を行った例を示す図である。

【００９１】図９において、背景物体として本棚１１Ｂ
ａが用いられている。本棚１１Ｂａには、通常の用い方
にしたがって多数の書籍が収納されており、その前方
に、２冊の書籍ＢＫ１，ＢＫ２が正面を向いて置かれて
いる。観察者ＢＳは、本棚１１Ｂａの正面の手前（図９
の紙面に垂直方向の手前側）におり、手ＨＤには大きな
ルーペ風の物体ＪＴａを持っている。

【００９２】物体ＪＴａは、その全体が不透明であり、
物体ＪＴａによって２冊の書籍ＢＫ１，ＢＫ２のそれぞ
れの一部分が隠れている。物体ＪＴａには、そのレンズ
に対応する円形の部分に再帰性反射材１８Ｂａが塗布さ
れている。本棚１１Ｂａは、カメラ１２を用いてその画
像が撮影されており、位置合わせなどの処理が行われた
画像ＶＦ１が、物体ＪＴａの再帰性反射材１８Ｂａに投
影されている。投影された画像ＶＦ１は、再帰性反射材
１８Ｂａの部分が透明であれば見えるはずであった書籍
ＢＫ１，ＢＫ２を映し出している。

【００９３】すなわち、図９において、実物体ＪＴａの
外側に見える部分は本棚１１Ｂａそれ自体であり、実物
体ＪＴａの内側の再帰性反射材１８Ｂａ上に見える部分
はプロジェクタ１４Ｂによって投影された画像ＶＦ１で
ある。観察者ＢＳが、その視点、又は手ＨＤや実物体Ｊ
Ｔａの位置を変えると、それに応じた画像ＶＦ１が再帰
性反射材１８Ｂａに投影される。

【００９４】図９においては、再帰性反射材１８Ｂａに
投影された画像ＶＦ１は、背景である本棚１１Ｂａの書
籍ＢＫ１，ＢＫ２の像に対して等倍であるが、画像の拡
大処理などを行うことにより、画像ＶＦ１を実物体ＪＴ
ａの像よりも拡大することができる。また、その拡大率
を、書籍ＢＫ１，ＢＫ２と実物体ＪＴａとの距離などに
応じて変化させることができる。これによって、実物体
ＪＴａがあたかも本物のルーペであるかのように感じら
れる。

【００９５】すなわち、本棚１１Ｂａという実物体を背
景として、実物体ＪＴａのレンズ対応部分（再帰性反射
材１８Ｂａ）の透明化が実現されているのである。

【００９６】なお、図２に示す情報提示装置１Ａにおい
て、背景スクリーン１９の代わりに背景物体１１Ｂを用
い、その画像を撮影してアーム１６２〜１６４及び制御
部１６０などの部分に投影し、これによってアーム１６
２〜１６４などを透明化することができる。

【００９７】上に述べた実施形態において、処理装置１
３，１３Ａ，１３Ｂ、プロジェクタ１４，１４Ｌ，１４
Ｒ，１４Ｂ、触覚提示装置１６，１６Ｚ、及び情報提示
装置１，１Ａ，１Ｂの全体又は各部の構成、形状、寸
法、材質、処理の内容などは、本発明の趣旨に沿って適
宜変更することができる。

【００９８】

【発明の効果】本発明によると、実物体と仮想物体との
間に正しい遮蔽関係を保つことができ、現実感の高い仮
想空間を提示することができる。

【００９９】請求項４、７、及び８の発明によると、観
察者に対して触覚を提示することができ、視覚の提示と
融合させることによってより一層高い現実感のある仮想
空間を提示することができる。しかも、触覚提示装置を
設けても正しい遮蔽関係を保つことができる。

【０１００】請求項６及び９の発明によると、背景が実
物体である場合においても物体の透明化を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための図である。

【図２】本発明に係る情報提示装置の構成を配置的に示
す図である。

【図３】情報提示装置の構成を機能的に示す図である。

【図４】スクリーンに用いられる再帰性反射材による再
帰性反射機能を説明するための図である。

【図５】遮蔽関係の正誤の表れ方の例を示す図である。

【図６】遮蔽関係の正誤の表れ方の例を示す図である。

【図７】本発明に係る他の実施形態の情報提示装置の構
成を示す図である。

【図８】図７に示す情報提示装置における動作の流れを
示すフローチャートである。

【図９】図７に示す情報提示装置を用いて情報提示を行
った例を示す図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ情報提示装置１１，１１Ａスクリーン１１Ｂ，１１Ｂａ背景物体１３画像生成装置１３Ａ，１３Ｂ処理装置（画像生成装置）１３ａ仮想環境映像生成部（画像生成装置）１４，１４Ａ，１４Ｂプロジェクタ１５，１５Ａ，１５Ｂハーフミラー（光学部材）１６，１６Ｚ触覚提示装置（実物体）１８遮蔽スクリーン（遮蔽材）ＲＵ，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｂａ，１８Ｚ再帰性反射
材（遮蔽材）ＢＳ観察者ＪＴ，ＪＴａ実物体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 5/00 ５１０Ｇ０９Ｇ 5/00 ５１０Ｄ 5/36 ５１０ 5/36 ５１０Ｖ (72)発明者柳田康幸東京都田無市緑町１丁目１番２−405号東大多摩第２宿舎 (72)発明者前田太郎東京都台東区谷中１丁目２番19号 (72)発明者舘 ▲すすむ▼ 茨城県つくば市梅園２丁目31番14号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察者の眼の位置に対して光学的に共役な
位置に配置されたプロジェクタから再帰性反射機能を有
するスクリーンに向かって画像を投影することによって
前記観察者に仮想空間の情報を提示する方法であって、前記仮想空間によって遮蔽すべき実物体が存在する場合
に、前記実物体の全部又は一部を、再帰性反射機能を有
する遮蔽材によって、前記プロジェクタによる投影から
光学的に隠す、ことを特徴とする情報提示方法。
【請求項２】請求項１記載の情報提示方法において、前
記実物体に再帰性反射材を塗布することによって前記実
物体を隠す情報提示方法。
【請求項３】請求項１記載の情報提示方法において、前
記実物体の前方に再帰性反射機能を有する遮蔽スクリー
ンを配置することによって前記実物体を隠す情報提示方
法。
【請求項４】請求項１記載の情報提示方法において、前
記観察者に対して触覚を提示するための触覚提示装置を
備えるとともに、前記触覚提示装置を再帰性反射機能を
有する遮蔽材によって隠す情報提示方法。
【請求項５】観察者の眼の位置に対して光学的に共役な
位置に配置されたプロジェクタから再帰性反射機能を有
するスクリーンに向かって画像を投影することによって
前記観察者に仮想空間の情報を提示する方法であって、観察者と前記スクリーンとの間に実物体を配置するとと
もに、前記仮想空間から前記実物体を遮蔽すべき部分に再帰性
反射機能を付与し、前記実物体の遮蔽すべき部分について前記スクリーンに
投影されるべき画像に代えて前記実物体の遮蔽すべき部
分に投影された画像を観察者に提示する、ことを特徴とする情報提示方法。
【請求項６】背景物体と観察者との間に置かれた実物体
の全部又は一部を光学的に隠すことによって仮想空間の
情報を提示する方法であって、前記実物体の隠すべき部分に、その部分に対応する背景
物体の画像を、観察者の眼の位置に対して光学的に共役
な位置に配置されたプロジェクタから投影する、ことを特徴とする情報提示方法。
【請求項７】画像を投影するために観察者の眼の位置に
対して光学的に共役な位置に配置されたプロジェクタ
と、前記観察者による観察の対象となる対象物についての画
像を生成して前記プロジェクタに出力する画像生成装置
と、前記プロジェクタから投影される画像を映し出すための
再帰性反射機能を有するスクリーンと、前記観察者に対して触覚を提示するための触覚提示装置
とを有し、前記触覚提示装置は、再帰性反射機能を有する遮蔽材に
よって前記プロジェクタによる投影から光学的に隠され
てなる、ことを特徴とする情報提示装置。
【請求項８】請求項７記載の情報提示装置において、前
記プロジェクタは、当該プロジェクタを前記観察者の眼
の位置に対して光学的に共役な位置に配置するための光
学部材とともに一体化され、前記観察者の頭部に搭載可
能なように構成されてなる情報提示装置。
【請求項９】背景物体と観察者との間に置かれた実物体
の全部又は一部を光学的に隠すことによって仮想空間の
情報を提示する装置であって、画像を投影するために観察者の眼の位置に対して光学的
に共役な位置に配置されたプロジェクタと、前記背景物体の画像を取得するための撮影手段と、前記撮影手段により取得された画像を前記実物体の隠す
べき部分に投影するように前記プロジェクタに出力する
処理装置と、を有してなることを特徴とする情報提示装置。