JP2005323310A - 視野共有装置、視野移動量入力装置、画像表示装置、撮影範囲投影方法、視野移動量入力装置の制御方法、画像表示装置の制御方法、視野共有装置のプログラム、視野移動量入力装置のプログラム及び画像表示装置のプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔作業支援システムにおいて、現場作業者が特殊な道具を装備することなく作業支援者からの指示を受けることができ、これにより作業効率の向上及び信頼性の向上を図るとともに、現場作業者及び作業支援者の負担を大幅に軽減することができる視野共有装置を提供する。
【解決手段】作業支援者により拠点Ｂのカメラ２４を任意の視野まで移動させる視野移動量情報がキーボード１７またはマウス１８により入力されると、この視野移動量情報を視野移動量入力装置１６からネットワークＮＷ経由で視野移動量入力部２７に供給し、拠点Ｂではカメラ姿勢制御部２６により視野移動量情報に基づいてカメラ２４の撮影視野を移動し、この移動に伴い視野表示部２８により視野移動後のカメラ２４の撮影範囲に所定の図形を投影するようにした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、遠隔地から画像通信を利用して現場の作業員をサポートする遠隔作業支援システムにおいて、遠隔地の支援者の視野を現場作業員に共有させる視野共有装置、この視野共有装置に使用される視野移動量入力装置、画像表示装置、撮影範囲投影方法、視野移動量入力装置の制御方法、画像表示装置の制御方法、視野共有装置のプログラム、視野移動量入力装置のプログラム及び画像表示装置のプログラムに関するものである。

従来、現場作業員だけでの作業遂行が困難な場合、遠隔地にいる熟練者や上司（以降作業支援者と呼ぶこととする）から電話で指示を受けながら作業を行っていた。しかし電話による作業支援では、現場作業者は現場の状況を逐一言葉で説明する必要があった。逆に作業支援者は、現場の状況を把握するために現場作業者の説明を注意深く聞く必要があった。一方、作業支援者が指示を行う場合も指示内容を詳細に言葉で説明する必要があり、現場作業者は作業支援者からの指示を注意深く聞く必要があった。これら音声のみによる遠隔作業支援の負担を軽減するためにはテレビ電話等の音声画像通信を利用することが効果的である。

遠隔作業支援コミュニケーション装置（例えば、特許文献１）、コミュニケーション端末及びこれを用いた遠隔作業支援コミュニケーション装置（例えば、特許文献２）では、音声によるコミュニケーションに加え、作業支援者側から姿勢制御可能な現場カメラの画像を作業支援者側に送信することにより、作業支援者が現場の状況を把握することを容易にしている。さらに、作業支援者側から制御可能なレーザポインタを装備し、現場への指示に関連する場所を直接レーザポインタで指し示すことを可能としたことにより、作業指示の負担を軽減している。

空間走査撮像表示装置（例えば、特許文献３）では、可動型ビデオカメラとその撮像位置センサと、画像情報表示器とその表示部分の位置検出器とを用いて、全体を大きなサイズの画像メモリを介して結合し、一体的に動作するように構成することにより、二人の遠隔の人間同士が従来のテレビ会議を利用して共同作業を行う時のヒューマンインタフェース上の問題（固定カメラでは対象物の撮影範囲が制限されること、他者が何を見ているか把握できないこと、共有情報を表示する画面サイズが小さいこと）を解決している。本装置はオフィスなどの共同作業環境を前提とした装置であるが、現場作業における遠隔作業支援装置としても利用可能である。

また、音声画像通信を利用した遠隔作業支援において、現場を一度に広範囲に見るために現場に設置したカメラのレンズを広角のレンズにすることも効果的である。
特開２０００−１２５０２４号公報 特開２００１−４５４５１号公報 特開平５−３１６５００号公報。

しかしながら、従来の技術ではそれぞれ以下のような問題があった。

遠隔作業支援コミュニケーション装置では、作業支援者がレーザポインタで指し示す場所を現場作業員が実空間上で認識することが可能であるが、作業支援者が現場のどの範囲を見ているか、あるいはどの範囲が見えているかを認識することができない。従って、作業支援者からの指示を受ける場合、作業支援者が見ていると思われる範囲を現場カメラの位置姿勢から推測し、さらにその範囲でレーザポインタの表示位置を探す必要がある。また、現場の機器に関して現場作業者から作業支援者に質問したい場合、作業支援者から対象物が見えているかを確認する必要がある。さらに、作業支援者からの指示が必要でない場合にも、カメラがあるだけで監視されていると思い、現場作業者がストレスを感じる場合がある。

作業支援者が見ている現場カメラの画像をモニタ上に表示することで、作業支援者が現場のどの範囲を見ているかを現場作業員が把握することは可能である。しかし、プラグの差し替え等の実空間に存在する対象物を直接操作する作業において、視線を作業対象物とモニタ間で交互に切り替えることは作業効率を低下させる原因となる。

レーザポインタの軌跡を残すことが出来ないため、作業支援者からは位置の指定以外は音声で説明する必要がある。

空間走査撮像表示装置では、作業支援者が見ている範囲をマーク等により現場作業者に知らせることが可能である。しかし、現場作業者がそれを認識するためにはモニタを見る必要がある。前述したように、視線を作業対象物とモニタ間で交互に切り替えることは作業効率を低下させる原因となる。

作業支援者側で見ている画像は、現場側の低解像度カメラを移動させ、様々な視点から撮影した画像を合成した画像であり、広範囲の画像を実現している。しかし、リアルタイムに変化する現場の状況を動画として反映している画像はその一部のみである。現場のカメラを動かすことで動画として反映させたい部分を指定することは可能であるが、静止画として表示されている範囲に現場の計器類等が写っていた場合、そのメータが示す値が現在の値とは異なるものだったとしても、現在の値と思い込み、その値に基づいて指示を行う危険性がある。

そこで、この発明の目的は、遠隔作業支援システムにおいて、現場作業者が特殊な道具を装備することなく作業支援者からの指示を受けることができ、これにより作業効率の向上及び信頼性の向上を図るとともに、現場作業者及び作業支援者の負担を大幅に軽減することができる視野共有装置、視野移動量入力装置、画像表示装置、撮影範囲投影方法、視野移動量入力装置の制御方法、画像表示装置の制御方法、視野共有装置のプログラム、視野移動量入力装置のプログラム及び画像表示装置のプログラムを提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するために、以下のように構成される。
被写体を撮影する撮影部で得られる撮像視野内の画像信号を直接または伝送路を介して提示部に入力し、該提示部に撮像視野内の画像信号を提示させる視野共有装置であって、提示側にて、入力に応じて撮影部を任意の視野まで移動させるために必要な視野移動量情報を発生する視野移動量発生手段と、この視野移動量発生手段で発生された視野移動量情報を直接または伝送路を介して入力し、該視野移動量情報に基づいて撮影部の撮影視野を移動させる撮影制御手段と、視野移動量情報に基づいて視野移動後の撮影部の撮影範囲を求め、この撮影範囲内の撮影対象に所定の図形を投影する投影手段とを備えるようにしたものである。

この構成によれば、作業支援者により撮影部を任意の視野まで移動させる視野移動量情報が入力されると、この視野移動量情報が伝送路経由でまたは直接に現場作業側に通知され、現場作業側では視野移動量情報に基づいて撮影部の撮影視野が移動され、この移動に伴って撮影部の撮影視野内に入る撮影対象に所定の図形が投影されることになる。

従って、現場作業者は撮影部やモニタを見たり、ヘッドマウントディスプレイ等の特殊な道具を装備することなく、投影される図形から作業支援者が見ている箇所を把握することができ、また作業支援者が着目している箇所が変更されるごとに、現場作業者はその変更箇所を常にタイムリーに把握することができる。一方作業支援者にとっては、音声による説明が少なくなる分、作業指示に必要な労力を大幅に低減することが可能になるとともに、撮影部を駆動させて現場作業側の見たい箇所を見ることができる。

投影手段は、撮影部の撮影対象に対し所定の図形を投影する投影機と、視野移動量情報に基づいて視野移動後の撮影部の撮影範囲を求める撮影範囲演算手段と、この撮影範囲演算手段で求められた撮影範囲に所定の図形を投影させるべく投影機の姿勢を求め、この姿勢に基づいて投影機の投影位置を移動させる投影位置制御手段とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、既に設けられている撮影部をそのまま利用できるとともに、投影手段を図形を投影する既知の投影機と、撮影範囲演算機能及び投影位置制御機能を有するマイクロコンピュータを用いるだけで構成することができ、これにより投影手段の回路構成を簡素化できるとともに、システム全体の低コスト化を図ることができる。また、撮影部及び投影機それぞれ姿勢を精度良く調整することができる。

投影手段は、入力される画像情報を撮影部の撮影対象に投影するプロジェクタと、視野移動量情報に基づいて視野移動後の撮影部の撮影範囲を求める撮影範囲演算手段と、この撮影範囲演算手段で求められた撮影範囲に基づいて、投影させるべく所定の図形を配置した画像情報を生成し、この画像情報をプロジェクタに入力する画像生成手段とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクタにより撮影部の撮影範囲に画像情報が投影されるので、撮影対象が如何なるタイプのものであっても現場作業者は画像情報を見て作業支援者による指示を常に確実に把握することができる。

提示側は、入力に応じてプロジェクタで投影すべき指示点位置情報を発生する指示点発生手段をさらに備え、画像生成手段は、指示点発生手段で発生された指示点位置情報を直接または伝送路を介して入力し、プロジェクタで投影される画像内の指示点位置で表される位置に第２の図形を配置する画像情報を生成することを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクタにより撮影部の撮影範囲に指示位置を表す第２の図形を含む画像情報が投影されるので、現場作業者は第２の図形を見ることにより作業支援者から詳細な指示を受けることができる。

画像生成手段は、所定の図形を配置した画像内に第２の図形の移動による軌跡を表す第３の図形を配置した画像情報を生成することを特徴とする。
この構成によれば、プロジェクタにより撮影部の撮影範囲に第２の図形の移動による軌跡を表す第３の図形を配置した画像情報が投影されるので、現場作業者に対する作業支援者の指示が容易になるとともに、動きを伴う詳細な指示を現場作業者に送ることができる。

投影手段は、撮影部に一体的に設けられることを特徴とする。
この構成によれば、投影機が撮影部に一体的に設けられているので、撮影部の姿勢と投影機の姿勢とのばらつきや制御誤差の影響を低減して、信頼性の高い制御を実現できる。

視野共有装置に対し、撮影部の視野移動量情報を入力する視野移動量入力装置であって、操作者の頭部の動きを検出する頭部動作検出手段と、この頭部動作検出手段により検出された頭部動作情報に基づいて視野移動量情報を算出する算出手段とを備えるようにしたものである。
この構成によれば、操作者は自身の頭を動かすだけで撮影部の撮影視野を移動させることができるので、操作における負担を大幅に軽減できる。

視野共有装置の視野移動中の撮影部から得られる画像情報を表示する画像表示装置であって、画像情報を格納するメモリと、メモリ上の画像情報を、視野共有装置で求められる撮影部の撮影範囲に関連付けて管理する画像管理手段と、メモリ上の画像情報を選択的に読み出し、視野共有装置からリアルタイムで得られる画像情報と合わせて表示する制御手段とを備えるようにしたものである。

この構成によれば、連続して撮影された複数の画像情報それぞれをメモリに記録して撮影範囲別に管理し、メモリ上の撮影範囲別の各画像情報をリアルタイムで得られる画像情報とともに表示させるようにしているので、視野が狭いタイプの撮影部を使用しても、広範囲の視野を確保することができる。

画像管理手段は、撮影部から得られる画像情報に時刻情報が付加されているときに、時刻情報に関連付けてメモリ上の画像情報を管理することを特徴とする。
この構成によれば、時刻情報を利用して連続して撮影された複数の画像情報それぞれをメモリに記録して管理するようにしているので、機器のメータなどリアルタイムな画像が必要な場合に間違って古い画像を信じてしまうような危険を軽減できる。

以上詳述したようにこの発明によれば、遠隔作業支援システムにおいて、現場作業者が特殊な道具を装備することなく作業支援者からの指示を受けることができ、これにより作業効率の向上及び信頼性の向上を図るとともに、現場作業者及び作業支援者の負担を大幅に軽減することができる視野共有装置、視野移動量入力装置、画像表示装置、撮影範囲投影方法、視野移動量入力装置の制御方法、画像表示装置の制御方法、視野共有装置のプログラム、視野移動量入力装置のプログラム及び画像表示装置のプログラムを提供することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図である。

まず、音声画像通信技術を利用する部分について説明する。拠点Ａは作業支援側で、モニタ１１と、マイク１２と、スピーカ１３と、カメラ１４と、音声画像通信部１５とを備えている。これらモニタ１１、マイク１２、スピーカ１３及びカメラ１４は、音声画像通信部１５を介して専用線等のネットワークＮＷに接続され、このネットワークＮＷからさらに現場作業側となる拠点Ｂに接続される。

拠点Ｂも、拠点Ａと同様に、モニタ２１と、マイク２２と、スピーカ２３と、カメラ２４と、音声画像通信部２５とを備えている。これらモニタ２１、マイク２２、スピーカ２３及びカメラ２４は、音声画像通信部２５を介してネットワークＮＷに接続される。

拠点Ａにいる作業支援者は、拠点Ｂのカメラ２４により得られる画像信号をモニタ１１上で見ながら、マイク１２を使って指示を行う。マイク１２から出力された音声信号は音声画像通信部１５にて音声符号化された後、ネットワークＮＷを介して拠点Ｂの音声画像通信部２５に供給されてここで音声復号され、これにより再生された音声信号はスピーカ２３から拡声出力される。

一方、カメラ１４から出力された画像信号は、音声画像通信部１５に入力され、ここで画像符号化処理が施されたのちネットワークＮＷを介して音声画像通信部２５に供給され、ここで画像復号処理される。これにより再生された画像信号はモニタ２１に供給され表示される。

逆に、拠点Ｂにいる現場作業員は、マイク２２を使って現場の状況を説明する。マイク２２から出力された音声信号は音声画像通信部２５にて音声符号化された後、ネットワークＮＷを介して拠点Ａの音声画像通信部１５に供給されてここで音声復号され、これにより再生された音声信号はスピーカ１３から拡声出力される。一般的な音声画像通信システムでは、各拠点にカメラとモニタがあるが、本実施形態の場合、拠点Ａのカメラ、および拠点Ｂのモニタはあってもなくても良い。

次に、本発明の部分を説明する。
カメラ２４は、カメラ姿勢制御部２６によって上下方向及び左右方向に回動自在に支持される。カメラ姿勢制御部２６は、雲台や回転ステージ等といった上下、左右の２つの支軸を持つ視野移動手段を備え、それぞれの支軸の回転は視野移動量入力部２７に供給される視野移動量情報によって制御される。また、カメラ姿勢制御部２６には、視野表示部２８が接続される。

視野表示部２８は、カメラ２４が現在撮影している範囲を、例えば、レーザポインタや懐中電灯のような光源、あるいはプロジェクタ等を具備した撮影範囲投影手段を使って撮影対象に投影することにより実空間上に表示する。

上記視野移動量入力部２７は、ネットワークＮＷに接続されており、このネットワークＮＷからさらに拠点Ａの視野移動量入力装置１６に接続される。この視野移動量入力装置１６には、キーボード１７及びマウス１８が接続されている。

作業支援者は、モニタ１１を見ながら拠点Ｂの別の場所を見たいと判断した時、キーボード１７、あるいはマウス１８からカメラ２４の視野移動量を視野移動量入力装置１６に入力する。視野移動量入力装置１６は入力されたカメラ２４の視野移動量をネットワークＮＷを介して拠点Ｂの視野移動量入力部２７に送信する。カメラ姿勢制御部２６は、視野移動量入力部２７が受信した視野移動量を基に、例えば、雲台や回転ステージ等のカメラ視野移動手段を制御し、カメラ２４の視野を移動させる。

この時、視野表示部２８は、カメラ２４の視野移動量を基にカメラ移動後の撮影範囲を算出し、算出した撮影範囲に基づき撮影範囲投影手段を制御することにより、当該撮影対象に所定の図形をカメラ２４の実際の撮影範囲に一致して投影させる。撮影範囲の算出に用いる視野移動量は、視野移動量入力部が入力したものでもよいし、カメラ視野移動手段から取得したものでもよい。

次に、上記構成における処理動作について説明する。図２は、視野表示部２８の処理手順を示すフローチャートである。
まず、視野表示部２８は、カメラ２４の電源がオンであるか否かを確認し（ステップＳＴ２ａ）、オンである場合に（ＹＥＳ）、カメラ２４の姿勢に基づいてカメラ２４の撮影範囲を求め（ステップＳＴ２ｂ）、算出した撮影範囲に光を投射させる（ステップＳＴ２ｃ）。

続いて、カメラ２４の電源がオフに設定された場合（ステップＳＴ２ｄ）に、視野表示部２８は光の投射を終了するが（ステップＳＴ２ｅ）、カメラ２４の電源がオンであり、カメラ２４の移動量の入力があった場合（ステップＳＴ２ｆ）、その入力された移動量により制御されるべきカメラ２４の姿勢を求め（ステップＳＴ２ｇ）、上記ステップＳＴ２ｂの処理に移行する。

以上のように上記第１の実施形態では、作業支援者により拠点Ｂのカメラ２４を任意の視野まで移動させる視野移動量情報がキーボード１７またはマウス１８により入力されると、この視野移動量情報を視野移動量入力装置１６からネットワークＮＷ経由で視野移動量入力部２７に供給し、拠点Ｂではカメラ姿勢制御部２６により視野移動量情報に基づいてカメラ２４の撮影視野を移動し、この移動に伴い視野表示部２８により視野移動後のカメラ２４の撮影範囲に所定の図形を投影するようにしている。

従って、現場作業者は作業中にカメラ２４やモニタ２１を見たり、ヘッドマウントディスプレイ等の特殊な道具を装備することなく、撮影対象に投影される図形から作業支援者が見ている箇所を把握することができ、また作業支援者が着目している箇所が変更されるごとに、現場作業者はその変更箇所を常にタイムリーに把握することができる。一方作業支援者にとっては、音声による説明が少なくなる分、作業指示に必要な労力を大幅に低減することが可能になるとともに、拠点Ｂのカメラ２４を遠隔制御で駆動させて現場作業側の見たい箇所を見ることができる。

（第２の実施形態）
図３は、撮影範囲投影手段が、投影機としてのレーザポインタと２軸回転ステージである投影位置移動手段とからなる第２の実施形態を示す図である。なお、図３において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

この第２の実施形態において、レーザポインタ３１は、支持機構３２によって上下方向（チルト）及び左右方向（パン）に回動自在に支持される。支持機構３２は、チルト、パンの２つの支軸を備え、それぞれの支軸の回転は投影機姿勢制御部３３によって制御される。

投影機姿勢制御部３３は、撮影範囲算出部３４によって求められるカメラ２４の撮影範囲に基づいてレーザポインタ３１の姿勢を制御する。撮影範囲算出部３４は、カメラ姿勢制御部２６から得られたカメラ２４の回転量を基にカメラ移動後の撮影範囲を算出する。撮影範囲の算出に用いるカメラ２４の回転量は、視野移動量入力部２７が入力したものでもよいし、カメラ視野移動手段から取得したものでもよい。これにより、レーザポインタ３１は、視野移動後のカメラ２４の撮影範囲に図形を投影することができる。

以下に、撮影範囲算出部３４と投影機姿勢制御部３３とが受け取ったカメラ回転量を基に、カメラの実際の撮影範囲を投影するためのレーザポインタ３１の姿勢を算出する方法を説明する。

まず、カメラの撮影範囲の具体的な算出手順は以下の通りである。

カメラ２４の撮影範囲を把握するためには、カメラ２４の位置姿勢に加え、対象物の形状、すなわちカメラ２４から見た対象物までの奥行き情報も必要となる。しかし、対象物（空間）が複雑な形状をしている場合には、その形状（奥行き情報）を把握することは困難である。このため、対象とする空間を比較的簡単な形状にモデル化することが実用的である。

図４は、対象の空間を机や壁などのような平面形状にモデル化した例である。図５は、カメラの撮影範囲を計算する、撮影対象とカメラ２４との位置関係を示すモデル図である。撮影対象がｘｙ平面上にあり、ｘｙ平面上からｚ軸上に距離Ｌだけ離れた点Ｖからカメラで撮影するとする。レンズの歪を無視すれば、カメラをｘｙ平面に垂直にして撮影した場合、カメラの撮影範囲の４つの頂点ａ０，ｂ０，ｃ０，ｄ０の各座標（ｘａ０，ｙａ０），（ｘｂ０，ｙｂ０），（ｘｃ０，ｙｃ０），（ｘｄ０，ｙｄ０）は、
ｘａ０＝Ｌｔａｎ（−β）
ｙａ０＝Ｌｔａｎα
ｘｂ０＝Ｌｔａｎβ
ｙｂ０＝Ｌｔａｎα
ｘｃ０＝Ｌｔａｎ（−β）
ｙｃ０＝Ｌｔａｎ（−α）
ｘｄ０＝Ｌｔａｎβ
ｙｄ０＝Ｌｔａｎ（−α）
である。一方、カメラ２４がｙ軸に対してθだけ回転した場合の各座標（ｘａθ，ｙａθ），（ｘｂθ，ｙｂθ），（ｘｃθ，ｙｃθ），（ｘｄθ，ｙｄθ）は、
ｘａθ＝Ｌｔａｎ（θ−β）
ｙａθ＝Ｌｔａｎαｃｏｓ（−β）／ｃｏｓ（θ−β）
ｘｂθ＝Ｌｔａｎ（θ＋β）
ｙｂθ＝Ｌｔａｎαｃｏｓβ／ｃｏｓ（θ＋β）
ｘｃθ＝Ｌｔａｎ（θ−β）
ｙｃθ＝Ｌｔａｎ（−α）ｃｏｓ（−β）／ｃｏｓ（θ−β）
ｘｄθ＝Ｌｔａｎ（θ＋β）
ｙｄθ＝Ｌｔａｎ（−α）ｃｏｓβ／ｃｏｓ（θ＋β）
である。

なお、カメラ視野がチルト方向に回転した場合、例えばカメラ２４がｘ軸に対してψだけ回転した場合の点Ｖから見たカメラ２４の撮影範囲の４つの頂点の座標（ｘａψ，ｙａψ），（ｘｂψ，ｙｂψ），（ｘｃψ，ｙｃψ），（ｘｄψ，ｙｄψ）は、
ｘａψ＝Ｌｔａｎ（−β）ｃｏｓα／ｃｏｓ（ψ＋α）
ｙａψ＝Ｌｔａｎ（ψ＋α）
ｘｂψ＝Ｌｔａｎβｃｏｓα／ｃｏｓ（ψ＋α）
ｙｂψ＝Ｌｔａｎ（ψ＋α）
ｘｃψ＝Ｌｔａｎ（−β）ｃｏｓ（−α）／ｃｏｓ（ψ−α）
ｙｃψ＝Ｌｔａｎ（ψ−α）
ｘｄψ＝Ｌｔａｎβｃｏｓ（−α）／ｃｏｓ（ψ−α）
ｙｄψ＝Ｌｔａｎ（ψ−α）
である。

さらに、カメラ２４がパン・チルト両方向に回転する場合の点Ｖから見たカメラ２４の撮影範囲の４つの頂点の座標（ｘａθψ，ｙａθψ），（ｘｂθψ，ｙｂθψ），（ｘｃθψ，ｙｃθψ），（ｘｄθψ，ｙｄθψ）は、
ｘａθψ＝Ｌｔａｎ（θ−β）ｃｏｓα／ｃｏｓ（ψ＋α）
ｙａθψ＝Ｌｔａｎ（ψ＋α）ｃｏｓ（−β）／ｃｏｓ（θ−β）
ｘｂθψ＝Ｌｔａｎ（θ＋β）ｃｏｓα／ｃｏｓ（ψ＋α）
ｙｂθψ＝Ｌｔａｎ（ψ＋α）ｃｏｓβ／ｃｏｓ（θ＋β）
ｘｃθψ＝Ｌｔａｎ（θ−β）ｃｏｓ（−α）／ｃｏｓ（ψ−α）
ｙｃθψ＝Ｌｔａｎ（ψ−α）ｃｏｓ（−β）／ｃｏｓ（θ−β）
ｘｄθψ＝Ｌｔａｎ（θ＋β）ｃｏｓ（−α）／ｃｏｓ（ψ−α）
ｙｄθψ＝Ｌｔａｎ（ψ−α）ｃｏｓβ／ｃｏｓ（θ＋β）
である。

そこで、撮影範囲算出部３４は、図６に示す処理手順を実行する。
まず、撮影範囲算出部３４は、カメラ２４のＹ軸方向の視野角α、Ｘ軸方向の視野角β、対象物までの距離Ｌを取得し（ステップＳＴ６ａ）、続いてカメラ２４の姿勢（θ，ψ）を取得する（ステップＳＴ６ｂ）。そして、点Ｖからみたカメラ視野の４つの頂点の座標を算出する（ステップＳＴ６ｃ）。

次に、レーザポインタ３１の姿勢の具体的な算出手順は以下の通りである。

図７は、レーザポインタ３１の姿勢を計算する、撮影対象とカメラ２４とレーザポインタ３１との位置関係を示すモデル図である。レーザポインタ３１は、カメラ２４からｘ軸の負の方向に距離Ｗだけ離れた点Ｒからレーザを照射することとする。

カメラ２４から見た座標すなわち点Ｖを原点としたときの座標を（ＸＶ，ＹＶ）、レーザポインタ３１から見た座標すなわち点Ｒを原点とした時の座標を（ＸＲ，ＹＲ）とすると、点Ｒを原点とした時の座標値は
ＸＲ＝ＸＶ＋Ｗ
ＹＲ＝ＹＶ
であるから、点（ＸＶ，ＹＶ）にレーザを照射するためには、レーザポインタ３１のパン角度θＲと、チルト角度φＲを
θＲ＝ｔａｎ^-1（（ＸＶ＋Ｗ）／Ｌ））
φＲ＝ｔａｎ^-1（（ＹＶｃｏｓθＲ）／Ｌ）
とすればよい。

上記の式により、撮影範囲算出部３４と投影機姿勢制御部３３は、受け取ったカメラ回転量θからカメラ２４の撮影範囲の４つの頂点の座標値を求め、その４点を照射するためのレーザポインタ３１の姿勢θＲ，φＲを求める。投影機姿勢制御部３３は、４つの頂点を順番に高速に照射することにより、現場作業員には残像としてカメラ２４の撮影範囲の四角形を認識することができる。

また、撮影範囲算出部３４は、図８に示す処理手順を実行する。
まず、撮影範囲算出部３４は、レーザポインタ３１とカメラ２４との間の距離Ｗを取得し（ステップＳＴ８ａ）、続いてレーザを頂点ａに照射するためのレーザの角度を算出し（ステップＳＴ８ｂ）、レーザを頂点ｂに照射するためのレーザの角度を算出し（ステップＳＴ８ｃ）、レーザを頂点ｃに照射するためのレーザの角度を算出し（ステップＳＴ８ｄ）、レーザを頂点ｄに照射するためのレーザの角度を算出する（ステップＳＴ８ｅ）。

そして、撮影範囲算出部３４は、投影機姿勢制御部３３に対し点ａをレーザで照射させるように指示し（ステップＳＴ８ｆ）、続いて点ｂをレーザで照射させるように指示し（ステップＳＴ８ｇ）、点ｃをレーザで照射させるように指示し（ステップＳＴ８ｈ）、点ｄをレーザで照射させるように指示する（ステップＳＴ８ｉ）。以後、終了割り込みがあるか否かの判断を行ない（ステップＳＴ８ｊ）、割り込みがなければ上記ステップＳＴ８ｆ乃至ステップＳＴ８ｉの処理を繰り返し実行し、割り込みがある場合に処理を終了する。

以上のように上記第２の実施形態では、既に設けられているカメラ２４をそのまま利用できるとともに、投影手段を図形を投影する既知のレーザポインタ３１を用いて構成するようにしているので、回路構成を簡素化できるとともに、システム全体の低コスト化を図ることができる。

（第３の実施形態）
図９は、カメラ視野移動手段が、カメラと撮影範囲投影手段とを一体化して移動させる第３の実施形態を示す図である。この例では、撮影範囲投影手段の例としてプロジェクタ４１を用いる。また、カメラ視野移動手段は、回転ステージと回転ステージ制御部とからなる。なお、図９において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

カメラ２４及びプロジェクタ４１は、回転ステージ４２によって左右方向（パン）に回動自在に支持される。回転ステージ４２は、パンの支軸を備え、その支軸の回転はカメラ姿勢制御部２６によって制御される。

図１０は、カメラ視野移動手段が、カメラ２４とプロジェクタ４１とを一体化して移動させる例において側面から見たカメラ２４とプロジェクタ４１の位置姿勢関係を示す図である。図１１は、カメラ視野移動手段が、カメラ２４とプロジェクタ４１とを一体化して移動させる例において上面から見たカメラとプロジェクタの位置姿勢関係を示す図である。固定具４３は、カメラ２４の焦点と、プロジェクタ４１の焦点と、回転ステージ４２の回転軸が一直線上にのるように、カメラ２４とプロジェクタ４１と回転ステージ４２を固定するものである。また、カメラ２４のズーム機能とプロジェクタ４１の台形歪補正機能を用いて、カメラ２４の撮影範囲とプロジェクタ４１の投影範囲が一致するように調整する。なお、本実施形態では、カメラ焦点とプロジェクタ焦点との間に上下方向の距離が存在するため、対象物との距離によってはカメラ撮影範囲とプロジェクタ投影範囲に上下方向のずれが生じる。

図１２は、カメラ２４とプロジェクタ４１の光軸を一致させる例を示す図である。すなわち、プロジェクタ４１から出射された光は、ハーフミラー４４で集光され、所定方向に向けて照射される。その反射光は、ハーフミラー４４を介してカメラ２４に入射される。このような位置関係で固定することにより上下方向のずれをなくすことが可能である。投影する内容は、作業に応じたものにすればよい。例えば撮影範囲の全領域を白色光にすれば、現場作業員から一番認識しやすい。撮影範囲の枠のみを白色光にし、内部に何らかの情報を投影することも効果的である。

拠点Ａにいる作業支援者はカメラ２４の回転量を視野移動量入力装置１６に入力する。視野移動量入力装置１６は入力されたカメラの回転量を視野移動量入力部２７に送信する。カメラ姿勢制御部２６は、視野移動量入力部２７が受信したカメラ回転量をもとに回転ステージ４２を制御する。回転ステージ４２は、カメラ２４とプロジェクタ４１を同時に移動させるため、別途、プロジェクタ４１の位置姿勢を制御する必要がない。

（第４の実施形態）
図１３は、表示画像生成部と表示制御部を用いた第４の実施形態を示す図である。なお、図１３において、上記図９と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施形態では、撮影範囲投影手段の例としてプロジェクタ４１を用いる。また、カメラ視野移動手段は、回転ステージ５１とカメラ姿勢制御部２６とからなる。プロジェクタ４１は、カメラ２４の撮影範囲に対して投影可能範囲が充分大きくなるように配置することとする。

また、本実施形態において、拠点Ａには画面切替入力送信部５２が設けられており、拠点Ｂには撮影範囲算出部５３と、表示画像生成部５４と、表示制御部５５とが設けられている。

拠点Ｂにおいて、カメラ２４は、回転ステージ５１によって上下方向及び左右方向に回動自在に支持される。回転ステージ５１は、上下、左右の２つの支軸を持つ視野移動手段を備え、それぞれの支軸の回転はカメラ姿勢制御部２６によって制御される。

撮影範囲算出部５３は、カメラ姿勢制御部２６から取得したカメラ回転量を受け取り、前述の第２の実施形態と同様にカメラ２４の撮影範囲を算出する。表示画像生成部５４は、撮影範囲算出部５３にて算出した撮影範囲に基づきカメラ２４の実際の撮影範囲に一致して投影される図形、つまり撮影範囲を示す所定の図形を配置した画像を生成する。撮影範囲を示す所定の図形は、カメラ２４の撮影範囲の４つの頂点をもとに、撮影範囲の全領域を示す図形や、枠のみを示す図形や、４つの頂点を示す４つの図形など、撮影範囲を認識することができる図形である。生成した画像の画像情報は、表示制御部５５を介してプロジェクタ４１に送られ、当該撮影対象に投影される。

表示制御部５５は、拠点Ａの画面切替入力送信部５２から画面切り替えのためのトリガが入力されると、そのトリガ信号に応じてプロジェクタ４１で投影される画像等を切り替える。また、撮影範囲を非表示にするトリガが入力された場合は、撮影範囲を非表示にする。これにより、拠点Ｂの環境に応じた視野表示が可能となる。また、拠点Ａの作業支援者が、作業支援を一旦終了し、別な作業をしている時には撮影範囲の表示を消すことができる。これにより、拠点Ｂの現場作業員は、常に監視されているというストレスから解放される。なお、本実施形態は、第３の実施形態で説明したような、カメラ視野移動手段がカメラと撮影範囲投影手段とを一体化して移動させる場合でも同様に実現可能である。

また、上記撮影範囲算出部５３、表示画像生成部５４及び表示制御部５５は、マイクロコンピュータＰＣ１に内蔵される。図１４は、マイクロコンピュータＰＣ１の処理手順を示すフローチャートである。

マイクロコンピュータＰＣ１は、カメラ２４の撮影範囲のａ，ｂ，ｃ，ｄを頂点とする図形Ｚを生成し（ステップＳＴ１４ａ）、この図形Ｚをプロジェクタ４１に供給して画像表示させる（ステップＳＴ１４ｂ）。そして、撮影視野の移動があるか否かの判断を行ない（ステップＳＴ１４ｃ）、ここで移動がある場合に（ＹＥＳ）、図形Ｚの再生成を行なって（ステップＳＴ１４ｄ）、上記ステップＳＴ１４ｂの処理に移行する。

一方、撮影視野の移動がなければ（ＮＯ）、マイクロコンピュータＰＣ１は終了割り込みがあるか否かの判断を行ない（ステップＳＴ１４ｅ）、割り込みがあれば（ＹＥＳ）処理を終了し、割り込みがなければ（ＮＯ）画面切り替えトリガが入力されたか否かの判断を行なう（ステップＳＴ１４ｆ）。

ここで、画面切り替えトリガが入力され１番目の図形が指定された場合（ステップＳＴ１４ｇ）、マイクロコンピュータＰＣ１は図１５（ａ）に示す図形Ｚ１を生成し（ステップＳＴ１４ｈ）、２番目の図形が指定された場合（ステップＳＴ１４ｉ）、図１５（ｂ）に示す図形Ｚ２を生成し（ステップＳＴ１４ｊ）、３番目の図形が指定された場合（ステップＳＴ１４ｋ）、図１５（ｃ）に示す図形Ｚ３を生成し（ステップＳＴ１４ｌ）、ｎ番目の図形が指定された場合（ステップＳＴ１４ｍ）、図形Ｚｎを生成し（ステップＳＴ１４ｎ）、図形の非表示が指定された場合（ステップＳＴ１４ｏ）、図１５（ｄ）に示すように図形を非表示にする画像を生成する（ステップＳＴ１４ｐ）。

以上のように上記第４の実施形態では、プロジェクタ４１によりカメラ２４の撮影範囲に図形表示または図形非表示を表す画像情報が投影されるので、撮影対象が如何なるタイプのものであっても、また如何なる作業環境であっても現場作業者は画像情報を見て作業支援者による指示を常に確実に把握することができ、また図形を非表示にすることで現場作業者にとって作業支援者に常に監視されているというストレスも解消できる。

（第５の実施形態）
図１６は、視野移動量入力装置に頭部動作検出手段を接続した第５の実施形態を示す図である。なお、拠点Ｂ側は、前述の第４の実施形態と同じとしているが、第１の実施形態から第３の実施形態における拠点Ｂの構成においても同様の実施が可能であることは言うまでもない。

拠点Ａにおいて、作業支援者の頭には加速度センサ等の回転運動を検出できるセンサ６１が装着される。センサ６１は、作業支援者の上下方向及び左右方向への頭の傾きを検出するもので、その検出出力は視野移動量入力装置６２に供給される。

視野移動量入力装置６２は、図１７に示す処理手順を実行する。
まず、視野移動量入力装置６２は、初期設定を行なうとともに（ステップＳＴ１７ａ）、ｔ＝０における頭部回転角度Ｈθ（０）を取得し（ステップＳＴ１７ｂ）、予め設定された時間間隔であるΔｔ秒が経過するか否かを監視し（ステップＳＴ１７ｃ）、このΔｔ秒内で電源がオフされた場合には処理を終了する（ステップＳＴ１７ｄ）。

そして、Δｔ秒が経過した場合、視野移動量入力装置６２は現在の頭部回転角度からカメラ回転角度Ｃθを算出し（ステップＳＴ１７ｅ）、このカメラ回転角度Ｃθを視野移動量情報として拠点Ｂの視野移動量入力部２７に送信する（ステップＳＴ１７ｆ）。

そして、カメラ姿勢制御部２６は、視野移動量入力部２７が受信した回転量に基づき回転ステージ５１を制御する。

以上のように上記第５の実施形態では、拠点Ａにおいて、作業支援者は頭にセンサ６１を装着し、自身の頭を動かすだけで拠点Ｂのカメラ２４の撮影視野を移動させることができるので、操作上における負担を大幅に軽減できる。

なお、この第５の実施形態においては、拠点Ａ側のモニタとして、ヘッドマウントディスプレイを用いるとより効果的である。

（第６の実施形態）
図１８は、画像メモリと画像合成部と画像表示部を用いた第６の実施形態を示す図である。図１８において、上記図１３と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

この第６の実施形態では、拠点Ａに画像合成部７１、画像メモリ７２、画像表示部７３及びモニタ７４を備えるようにしている。

拠点Ｂのカメラ２４から得られる画像信号は、ネットワークＮＷ及び音声画像通信部１５を介して画像合成部７１に供給される。同時に、カメラ姿勢制御部２６からカメラ２４の姿勢情報が画像合成部７１に供給される。

画像合成部７１は、時刻ｔ０における拠点Ｂのカメラ画像Ｖ（ｔ０）の位置を、カメラ姿勢制御部２６から受信した時刻ｔ０におけるカメラの姿勢θ（ｔ０）から求め、位置に対応した画像信号を画像メモリ７２上に保存する。時刻ｔ１＝ｔ０＋Δｔにおいても同様に、拠点Ｂのカメラ画像Ｖ（ｔ１）の位置をカメラ姿勢θ（ｔ１）から求め、画像メモリ７２上に保存する。

画像表示部７３は、時刻ｔｎにおいて、それまでの保存された時刻ｔ０からｔｎ−１までの静止画像の合成画像を画像メモリ７２から読み出し、モニタ７４に表示すると共に、現在の拠点Ｂで撮影しているリアルタイムの動画像を重ねて表示する。

図１９は、拠点Ａ側のモニタ７４に表示した例を示す図である。左右の矢印ボタンは、一定のカメラ回転量を視野移動量入力装置１６に入力するためのものである。例えば右矢印ボタンを押すとΔθの回転量が送信され、左矢印ボタンを押すと、−Δθの回転量が送信される。まず、時刻ｔ０においては、まだカメラの回転はなく、リアルタイムの動画像が表示されている。ここで左矢印ボタンを押し、時刻ｔ１になると、カメラがΔθだけ回転した場所からの画像がリアルタイムの動画像として表示されている。このとき、時刻ｔ０の時の画像は静止画として、回転前の場所に表示されている。以下同様にして、Δｔの間隔で左矢印ボタンを３回、右矢印ボタンを１回押したところまでの例を示している。

なお、上記画像合成部７１、画像メモリ７２及び画像表示部７３は、マイクロコンピュータＰＣ２に内蔵される。図２０は、マイクロコンピュータＰＣ２の処理手順を示すフローチャートである。

まず、マイクロコンピュータＰＣ２は、初期設定処理を実行し（ステップＳＴ２０ａ）、音声画像通信部１５から供給される画像データをカメラ姿勢に対応付けて画像メモリ７２に格納し（ステップＳＴ２０ｂ）、モニタ７４の所定領域に画像メモリ７２の記憶内容を表示させる（ステップＳＴ２０ｃ）。

続いて、マイクロコンピュータＰＣ２は、終了割り込みがあるか否かを監視し（ステップＳＴ２０ｄ）、割り込みがある場合に処理を終了し、割り込みがなければモニタ７４に図２１（ａ）に示すように動画像を表示する（ステップＳＴ２０ｅ）。

そして、マイクロコンピュータＰＣ２は、視野移動量の入力があるか否かの判断を行ない（ステップＳＴ２０ｆ）、視野移動量の入力がある場合に、Δθの移動量を求め（ステップＳＴ２０ｇ及びステップＳＴ２０ｈ）、以後上記ステップＳＴ２０ｂの処理に移行する。

図２２は、上記ステップＳＴ２０ｂの詳細な処理を示すフローチャートである。
すなわち、マイクロコンピュータＰＣ２は、初期設定を行ない（ステップＳＴ２２ａ及びステップＳＴ２２ｂ）、モニタ７４中の決められた表示領域（Ｍ×Ｎ）を超えない範囲で、音声画像通信部１５から供給される画像データをカメラ姿勢に対応付けて画像メモリ７２に格納する（ステップＳＴ２２ｃ乃至ステップＳＴ２２ｇ）。

以上のように上記第６の実施形態では、拠点Ｂのカメラ２４により連続して撮影された複数の画像データそれぞれを画像合成部７１にて画像メモリ７２に記録してカメラ姿勢別に管理し、画像表示部７３により画像メモリ７２上の画像データを順に読み出してリアルタイムで得られる画像データとともにモニタ７４に表示させるようにしている。

これにより、拠点Ａの作業支援者は、拠点Ｂのカメラ２４の視野が狭くても、広角の視野を確保することができる。

また、上記第６の実施形態において、要求に応じて画像メモリ７２上の任意のカメラ姿勢の画像情報を選択的に読み出してモニタ７４に表示させるようにしてもよい。

（第７の実施形態）
図２３は、この発明の第７の実施形態の構成を示すブロック図である。なお、図２３において、上記図１８と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、拠点Ｂの音声画像通信部２５には、現在時刻を計時するタイマ８１が設けられている。そして、拠点ＡのマイクロコンピュータＰＣ２には、タイマ８１による撮影時刻が付加された画像データが供給されることになる。

図２４は、第７の実施形態におけるマイクロコンピュータＰＣ２の処理手順を示すフローチャートである。

すなわち、マイクロコンピュータＰＣ２は、初期設定を行ない（ステップＳＴ２４ａ及びステップＳＴ２４ｂ）、モニタ７４中の決められた表示領域（Ｍ×Ｎ）を超えない範囲で、音声画像通信部１５から供給される画像データをカメラ姿勢及び画像データに付加される時刻に対応付けて画像メモリ７２に格納する（ステップＳＴ２４ｃ乃至ステップＳＴ２４ｇ）。

また、上記マイクロコンピュータＰＣ２は、画像取得時刻からの経過時間に応じて異なる画像処理を行う。図２５は、マイクロコンピュータＰＣ２の画像処理手順を示すフローチャートである。

マイクロコンピュータＰＣ２では、表示してから一定時間更新がない箇所の表示を消してゆく処理を行う。まずマイクロコンピュータＰＣ２は、初期設定処理を実行し（ステップＳＴ２５ａ及びステップＳＴ２５ｂ）、例えば、表示初期値の明度をａ０とし、画像メモリ上に保存した過去画像のうち、メモリ上に保存されてから時間ｔｗ１以上更新がない位置の明度をａ１（ａ０＞ａ１）に落とし（ステップＳＴ２５ｃ乃至ステップＳＴ２５ｇ）、さらにｔｗ２以上更新がなければ明度をａ２（ａ１＞ａ２）に落とし、以下同様に明度を落としていき、ｎ回目の明度、つまりｔｗ１＋ｔｗ２＋…＋ｔｗｎ時間後の明度ａｎの値が０あるいは閾値Ａより小さくなるまで繰り返す（ステップＳＴ２５ｃ乃至ステップＳＴ２５ｋ）。

図２６では、Ｖ（ｔ１）の画像は明度が半分になり、Ｖ（ｔ０）の画像は明度が０になっている。これにより、静止画として表示している箇所の画像が古くなると消えてしまうため、新ためてカメラを動かして最新のものに更新する操作を行うようになる。

従って、上記第７の実施形態であれば、画像データに付加される時刻情報を利用して連続して撮影された複数の画像データそれぞれを画像メモリ７２に格納して時間別に管理するようにしているので、カメラ２４の広角の視野を確保しながらも、機器のメータなどリアルタイムな画像が必要な場合に間違って古い画像を信じてしまうような危険が軽減できる。

（第８の実施形態）
図２７は、拠点Ａのモニタ上で指示した指示点位置を拠点Ｂの実空間上に図形で表示する第８の実施形態を示す図である。図２７において、上記図１３と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

第８の実施形態において、拠点Ａには、指示点位置入力装置９１が設けられる。キーボード１７またはマウス１８により入力された指示点位置情報は、指示点位置入力装置９１からネットワークＮＷ経由で拠点Ｂの表示画像生成部９２に送信される。表示画像生成部９２は、プロジェクタ４１により投影されるカメラ２４の視野画像内に図形（例えばカーソル画像）を重畳する。図２８は、拠点Ａのモニタ１１上で指示点位置を指定する様子と、拠点Ｂで投影される様子を示す図である。

また、上記撮影範囲算出部５３、表示制御部５５及び表示画像生成部９２は、マイクロコンピュータＰＣ３に内蔵される。図２９は、マイクロコンピュータＰＣ３の処理手順を示すフローチャートである。

まず、マイクロコンピュータＰＣ３は、拠点Ａから指示点位置情報を受信したか否かを監視し（ステップＳＴ２９ａ）、指示点位置情報を受信した場合に（ＹＥＳ）、図２８（ａ）に示すような指示点位置にカーソルを重畳した画像情報を生成し（ステップＳＴ２９ｂ及びステップＳＴ２９ｃ）、この生成した画像情報をプロジェクタ４１に供給してカメラ２４の撮影範囲に投影させる（ステップ２９ｄ）。このとき、カーソルが動いているときはカーソルを非表示にしている。

そして、マイクロコンピュータＰＣ３は、終了割り込みがあるか否かを監視し（ステップＳＴ２９ｅ）、割り込みがなければ（ＮＯ）、上記ステップＳＴ２９ａ乃至上記ステップＳＴ２９ｄの処理を繰り返し実行する。割り込みがあった場合（ＹＥＳ）、マイクロコンピュータＰＣ３は処理を終了する。また、上記ステップＳＴ２９ａにおいて、指示点位置情報が受信されなければ、マイクロコンピュータＰＣ３は、上記ステップＳＴ２９ｄの処理に移行する。

以上のように上記第８の実施形態であれば、プロジェクタ４１によりカメラ２４の撮影範囲に指示位置を表すカーソルを含む画像情報が投影されるので、拠点Ａの現場作業者はカーソルを見ることにより作業支援者から詳細な指示を受けることができる。また、拠点Ａの作業支援者は、現場作業者に対し言葉だけでなく直接位置を指示することが可能となる。

（第９の実施形態）
図３０は、図形の軌跡を表示する第９の実施形態を示す図である。本実施形態は、上記マイクロコンピュータＰＣ３に関するものであり、図形の例としてカーソル図形を用いる。すなわち、表示画像生成部９２は、過去に表示したカーソル表示を残したまま現在のカーソル位置を表示する画像を生成する。

また、上記マイクロコンピュータＰＣ３は、図３１に示す処理手順を実行する。
まず、マイクロコンピュータＰＣ３は、拠点Ａから指示点位置情報を受信したか否かを監視し（ステップＳＴ３１ａ）、指示点位置情報を受信した場合に（ＹＥＳ）、図３０（ａ）に示すように指示点位置までのカーソルの軌跡を重畳した画像情報を生成し（ステップＳＴ３１ｂ）、この生成した画像情報をプロジェクタ４１に供給してカメラ２４の撮影範囲に投影させる（ステップ３１ｃ）。

そして、マイクロコンピュータＰＣ３は、終了割り込みがあるか否かを監視し（ステップＳＴ３１ｄ）、割り込みがなければ（ＮＯ）、上記ステップＳＴ３１ａ乃至上記ステップＳＴ３１ｃの処理を繰り返し実行する。割り込みがあった場合（ＹＥＳ）、マイクロコンピュータＰＣ３は処理を終了する。また、上記ステップＳＴ３１ａにおいて、指示点位置情報が受信されなければ、マイクロコンピュータＰＣ３は、上記ステップＳＴ３１ｃの処理に移行する。

このように上記第９の実施形態であれば、カーソルの現在位置による位置の指示だけでなく、文字や簡単な図形を拠点Ｂの実空間上に表示させることが可能になるため、拠点Ａの作業支援者の指示が容易になる。なお、表示した図形をそのまま残すのではなく、その中心位置の点を順次つなぐことによって軌跡を表示しても良い。

（その他の実施形態）
なお、この発明は上記各実施形態の構成に限定されるものではない。例えば拠点Ａ及び拠点Ｂの各部は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、このプログラムを記録媒体に記録して使用することも可能であり、プログラムをネットワークを通して提供することも可能である。特に、各部の処理がプログラムにより実現できるので、構成が簡単になり、システム全体の小型化に寄与することができる。

また、上記各実施形態では、拠点Ａから拠点Ｂに対しネットワークＮＷ経由で視野移動量情報を送信する例について説明した。しかしこれに限ることなく、拠点Ａと拠点Ｂとの間が離れていない場合に、視野移動量情報を直接拠点Ｂに送信するようにしてもよい。

その他、視野共有装置の構成、カメラや投影手段の種類、カメラ制御手順及び投影制御手順等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

この発明の第１の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図。 同第１の実施形態における視野表示部の処理手順を示すフローチャート。 この発明の第２の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図。 同第２の実施形態において、対象の空間を机や壁などのような平面形状にモデル化した例を示す図。 同第２の実施形態において、撮影対象とカメラとの位置関係を示すモデル図。 同第２の実施形態における撮影範囲算出部の処理手順を示すフローチャート。 同第２の実施形態における撮影対象とカメラとレーザポインタとの位置関係を示すモデル図。 同第２の実施形態における撮影範囲算出部の他の処理手順を示すフローチャート。 この発明の第３の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図。 同第３の実施形態において、側面から見たカメラとプロジェクタの位置姿勢関係を示す図。 同第３の実施形態において、上面から見たカメラとプロジェクタの位置姿勢関係を示す図。 同第３の実施形態において、カメラとプロジェクタの光軸を一致させる例を示す図。 この発明の第４の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図。 同第４の実施形態におけるマイクロコンピュータの処理手順を示すフローチャート。 同第４の実施形態において生成された投影画像を示す図。 この発明の第５の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図。 同第５の実施形態における視野移動量入力装置の処理手順を示すフローチャート。 この発明の第６の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図。 同第６の実施形態において拠点Ａ側のモニタに表示した例を示す図。 同第６の実施形態におけるマイクロコンピュータの処理手順を示すフローチャート。 同第６の実施形態における動画像表示例を示す図。 図２０に示したステップＳＴ２０ｂの詳細な処理手順を示すフローチャート。 この発明の第７の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図。 同第７の実施形態におけるマイクロコンピュータの処理手順を示すフローチャート。 同第７の実施形態におけるマイクロコンピュータの画像処理手順を示すフローチャート。 同第７の実施形態において画像取得時刻からの経過時間に応じて異なる画像処理が行なわれる表示例を示す図。 この発明の第８の実施形態である視野共有装置の構成を示すブロック図。 同第８の実施形態において、拠点Ａのモニタ上で指示点位置を指定する様子と、拠点Ｂで投影される様子を示す図。 同第８の実施形態におけるマイクロコンピュータの画像処理手順を示すフローチャート。 この発明の第９の実施形態において、図形の軌跡を表示する例を示す図。 同第９の実施形態におけるマイクロコンピュータの画像処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１１…モニタ、１２…マイク、１３…スピーカ、１４…カメラ、１５…音声画像通信部、１６…視野移動量入力装置、１７…キーボード、１８…マウス、２１…モニタ、２２…マイク、２３…スピーカ、２４…カメラ、２５…音声画像通信部、２６…カメラ姿勢制御部、２７…視野移動量入力部、２８…視野表示部、３１…レーザポインタ、３２…支持機構、３３…投影機姿勢制御部、３４…撮影範囲算出部、４１…プロジェクタ、４２…回転ステージ、４３…固定具、４４…ハーフミラー、５１…回転ステージ、５２…画面切替入力送信部、５３…撮影範囲算出部、５４…表示画像生成部、５５…表示制御部、６１…センサ、６２…視野移動量入力装置、７１…画像合成部、７２…画像メモリ、７３…画像表示部、７４…モニタ、８１…タイマ、９１…指示点位置入力装置、９２…表示画像生成部、ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３…マイクロコンピュータ、ＮＷ…ネットワーク。

Claims (15)

1. 被写体を撮影する撮影部で得られる撮像視野内の画像信号を直接または伝送路を介して提示部に入力し、該提示部に撮像視野内の画像信号を提示させる視野共有装置であって、
   提示側にて、入力に応じて前記撮影部を任意の視野まで移動させるために必要な視野移動量情報を発生する視野移動量発生手段と、
   この視野移動量発生手段で発生された視野移動量情報を直接または伝送路を介して入力し、該視野移動量情報に基づいて前記撮影部の撮影視野を移動させる撮影制御手段と、
   前記視野移動量情報に基づいて視野移動後の前記撮影部の撮影範囲を求め、この撮影範囲内の撮影対象に所定の図形を投影する投影手段とを具備したことを特徴とする視野共有装置。
2. 前記投影手段は、
   前記撮影部の撮影対象に対し所定の図形を投影する投影機と、
   前記視野移動量情報に基づいて視野移動後の前記撮影部の撮影範囲を求める撮影範囲演算手段と、
   この撮影範囲演算手段で求められた撮影範囲に所定の図形を投影させるべく前記投影機の姿勢を求め、この姿勢に基づいて前記投影機の投影位置を移動させる投影位置制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の視野共有装置。
3. 前記投影手段は、
   入力される画像情報を前記撮影部の撮影対象に投影するプロジェクタと、
   前記視野移動量情報に基づいて視野移動後の前記撮影部の撮影範囲を求める撮影範囲演算手段と、
   この撮影範囲演算手段で求められた撮影範囲に基づいて、投影させるべく所定の図形を配置した画像情報を生成し、この画像情報を前記プロジェクタに入力する画像生成手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の視野共有装置。
4. 前記提示側は、入力に応じて前記プロジェクタで投影すべき指示点位置情報を発生する指示点発生手段をさらに備え、
   前記画像生成手段は、前記指示点発生手段で発生された指示点位置情報を直接または伝送路を介して入力し、前記プロジェクタで投影される画像内の前記指示点位置で表される位置に前記第２の図形を配置する画像情報を生成することを特徴とする請求項３記載の視野共有装置。
5. 前記画像生成手段は、前記所定の図形を配置した画像内に前記第２の図形の移動による軌跡を表す第３の図形を配置した画像情報を生成することを特徴とする請求項４記載の視野共有装置。
6. 前記投影手段は、前記撮影部に一体的に設けられることを特徴とする請求項１記載の視野共有装置。
7. 前記請求項１記載の視野共有装置に対し、撮影部の視野移動量情報を入力する視野移動量入力装置であって、
   操作者の頭部の動きを検出する頭部動作検出手段と、
   この頭部動作検出手段により検出された頭部動作情報に基づいて前記視野移動量情報を算出する算出手段とを具備したことを特徴とする視野移動量入力装置。
8. 前記請求項１記載の視野共有装置の視野移動中の撮影部から得られる画像情報を表示する画像表示装置であって、
   前記画像情報を格納するメモリと、
   前記メモリ上の画像情報を、前記視野共有装置で求められる前記撮影部の撮影範囲に関連付けて管理する画像管理手段と、
   前記メモリ上の画像情報を選択的に読み出し、前記視野共有装置からリアルタイムで得られる画像情報と合わせて表示する制御手段とを具備したことを特徴とする画像表示装置。
9. 前記画像管理手段は、撮影部から得られる画像情報に時刻情報が付加されているときに、前記時刻情報に関連付けて前記メモリ上の画像情報を管理することを特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
10. 被写体を撮影する撮影部で得られる撮像視野内の画像信号を直接または伝送路を介して提示部に入力し、該提示部に撮像視野内の画像信号を提示させる視野共有装置で使用される撮影範囲投影方法であって、
    提示側にて、入力に応じて前記撮影部を任意の視野まで移動させるために必要な視野移動量情報を発生し、
    前記視野移動量情報が直接または伝送路を介して到来した場合に、該視野移動量情報に基づいて前記撮影部の撮影視野を移動し、
    前記視野移動量情報に基づいて視野移動後の前記撮影部の撮影範囲を求め、この撮影範囲内の撮影対象に所定の図形を投影するようにしたことを特徴とする撮影範囲投影方法。
11. 撮影部に対し、撮影部の撮影視野を移動させるために必要な視野移動量情報を直接または伝送路を介して送信する視野移動量入力装置で使用される制御方法であって、
    操作者の頭部の動きを検出し、
    この頭部動作情報に基づいて前記視野移動量情報を算出するようにしたことを特徴とする視野移動量入力装置の制御方法。
12. 視野移動中の撮影部から得られる画像情報を表示する画像表示装置で使用される制御方法であって、
    前記画像情報をメモリに記録し、
    前記メモリ上の画像情報を、前記撮影部の撮影範囲別に管理し、
    前記メモリ上の画像情報を選択的に読み出し、前記撮影部からリアルタイムで得られる画像情報と合わせて表示するようにしたことを特徴とする画像表示装置の制御方法。
13. 被写体を撮影する撮影部で得られる撮像視野内の画像信号を直接または伝送路を介して提示部に入力し、該提示部に撮像視野内の画像信号を提示させる視野共有装置で使用されるプログラムであって、
    提示側にて、入力に応じて前記撮影部を任意の視野まで移動させるために必要な視野移動量情報を発生するステップと、
    前記視野移動量情報が直接または伝送路を介して到来した場合に、該視野移動量情報に基づいて前記撮影部の撮影視野を移動するステップと、
    前記視野移動量情報に基づいて視野移動後の前記撮影部の撮影範囲を求め、この撮影範囲内の撮影対象に所定の図形を投影するステップとを具備したことを特徴とする視野共有装置のプログラム。
14. 撮影部に対し、撮影部の撮影視野を移動させるために必要な視野移動量情報を直接または伝送路を介して送信する視野移動量入力装置で使用されるプログラムであって、
    操作者の頭部の動きを検出するステップと、
    この頭部動作情報に基づいて前記視野移動量情報を算出するステップとを具備したことを特徴とする視野移動量入力装置のプログラム。
15. 視野移動中の撮影部から得られる画像情報を表示する画像表示装置で使用されるプログラムであって、
    前記画像情報をメモリに記録するステップと、
    前記メモリ上の画像情報を、前記撮影部の撮影範囲別に管理するステップと、
    前記メモリ上の画像情報を選択的に読み出し、前記撮影部からリアルタイムで得られる画像情報と合わせて表示するステップとを具備したことを特徴とする画像表示装置のプログラム。

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