[发明专利]空中影像互动装置及其程序

说明书

技术领域 

本发明涉及用户可以双向地访问在空中投影的影像的装置、和其中利用的程序。 

背景技术 

已开发出使用户(观察者)对在空中投影的影像(以下称为“空中影像”。包括二维影像、三维影像)进行访问，与其对应地使影像动作这样的技术，并且已用于实用(例如参照专利文献1、非专利文献1)。作为检测用户针对空中影像的访问的方法，可以认为有将用于检测三维位置的传感器安装在用户的手或用户用手拿着的访问用的指示棒上的方法、将红外线的发光/传感器对安装在投影装置的一部分中而用传感器检测红外线被遮断的方法、在投影装置或其所设置的房间的天花板或壁等上安装照相机而从上方摄影空中影像和进行访问的用户的手等并对摄影的影像进行图像解析从而检测该访问的方法等。另外，作为可以投影空中影像的新的成像光学系统，提出了以在一个平面中观察光线的弯曲的光学系统即相对光路弯曲的光线弯曲面前后关系反转的成像为特征的成像光学系统。在这样的成像光学系统中，在适当地设定了光学系统时，可以在相对弯曲面的面对称位置成像、即可以将镜影像成像为实像，在该情况下，具有不仅是二维像，而且还可以无失真地进行三维像的成像的特征。 

本发明者提出了多种利用通过镜面反射光的反射作用的成像光学系统，其中之一是配置有多个通过以与上述元件面垂直或大致垂直 的角度配置的一个以上的镜面(微镜)反射光的单位光学元件的成像光学元件(参照专利文献2)。该成像光学元件具备使从配置在该元件面的一侧的被投影物(包括实体的某物体、影像)中发出的光在单位光学元件内的镜面分别反射且透过上述成像光学元件，从而在元件面的另一侧的空间中成像该被投影物的实像这样的新的成像样式。在该成像光学系统中，由于在透过元件面时通过镜面反射而使光路弯曲，所以该元件面作为光线弯曲面而发挥功能。 

进而，本发明者提出的另一成像光学系统利用具备回归反射功能的后向反射器阵列与半透半反镜(参照专利文献3)。该成像光学系统使从被观察物发出并通过半透半反镜反射的光通过后向反射器阵列回归反射进而透过半透半反镜、或者使从被观察物发出并透过了半透半反镜的光通过后向反射器阵列回归反射进而通过半透半反镜反射，从而将半透半反镜面作为光线弯曲面，将被观察物的实像作为镜影像，在面对称位置处无失真地成像为镜影像，与双面角形反射器阵列同样地，可以相对半透半反镜面从斜向观察二维的被观察物时的二维的实像、三维的被观察物时的三维的实像。专利文献1：日本特开2005-141102号公报专利文献2：WO2007/116639国际公开公报专利文献3：日本特愿2007-163323申请说明书非专利文献1：“3D floating vision”、[online]、Pioneer-pcc株式会社、【平成19年1月12日检索】、网址<URL：http://www.pioneer-pcc.jp/corp/haruka.html> 

在上述检测向空中影像的访问的方法中，在使用三维位置检测用的传感器的情况下，需要在用户的手等中安装传感器、或由用户手持传感器、或用户手持安装有传感器的指示棒等，例如无法检测路过的行人等没有附带上述传感器的用户向空中影像的访问，而必需向用户附带传感器，所以产生一定的不便。另外，在使用红外线/传感器对的 情况下，需要包围空中影像地安装多个传感器群，所以事实上难以三维地检测用户的访问。 

与这些方法相比，在使用照相机的方法中不易发生上述那样的问题，所以实用性也在某种程度上更优良。但是，需要将照相机配置在不会被用户的身体和其他物体遮挡而可以直接看到空中影像的位置，所以除了使用户看到照相机的存在也无妨的情况以外，有时在照相机的配置场所中产生物理性的制约。另外，在此前提出的空中影像的投影技术中，难以使无失真的三维像浮现在平台那样的平面上，并且相对上下左右的运动视差也难以在空中定位。