JP2000218575A

JP2000218575A - 画像提示装置

Info

Publication number: JP2000218575A
Application number: JP11020620A
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: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-08
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: JP3982664B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的な部品によっては表現することの困難な
細かい形状、色、質感などを視覚的に実現すること。【解決手段】再帰性反射材ＲＵが塗布されたロボット２
３と、ロボット２３をオペレータ１１の動きに追従して
動くように制御する制御手段１５と、ロボット２３を観
察する観察者２１の位置に対応する位置からオペレータ
１１の映像を撮影する撮影手段１４と、観察者２１の位
置からロボット２３に向かってオペレータ１１の映像を
投影する投影手段２２と、を有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレイグジスタン
ス（Tele-Existence）などの分野において利用される画
像提示装置に関し、特に、任意形状の物体をスクリーン
として映像を投影し、映像によって表示される対象物を
物体の存在する位置に対話的に提示するために用いられ
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、遠方にあったり危険な場
所にあったりするためにオペレータが対象物を直接に操
作できない場合に、オペレータの動きに追従して動くよ
うに制御されたロボットを配置し、オペレータがロボッ
トを介して対象物を間接的に操作することが行われてい
る。これによって、オペレータは、ロボットの配置され
た環境にいるような感覚で精密な作業を行うことが可能
である。このようなシステムは、テレイグジスタンスシ
ステム、テレイグジスタンス型ロボットシステム、又は
テレロボティクスなどと呼称されている。

【０００３】例えば、医者が遠方にいる病人又は負傷者
などの被看護者を看護する場合を想定する。被看護者は
ベッドに横たわっており、その側には看護のためのロボ
ットが配置されている。ロボットは、医者の動きに追従
して動くように制御されている。ロボットの目の位置に
はカメラが設けられ、カメラによって被看護者が撮影さ
れている。

【０００４】医者は、コックピット内において、バーチ
ャルリアリティ（Virtual Reality) 又はコンピュータ
ビジュアライゼーション（Computer Visualization) の
技術によって被看護者の像を見ながら、被看護者に対す
る看護を行うように動作する。医者のその動作に応じて
ロボットが動作し、ロボットによって被看護者の実際の
看護が行われる。この場合において、医者はロボットの
オペレータであり、被看護者はロボットの観察者であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来から
介護やコミュニケーションなどを目的として人型のロボ
ットが開発されつつある。しかし、ロボットの大きさや
形状は人間に近くなってきたものの、その外観は人間と
は大きく異なっている。

【０００６】そこで、このような人型のロボットに表情
を生成するために、ロボットの頭部にＣＲＴを搭載し、
ＣＲＴによって頭部映像を表示することが提案されてい
る。しかし、この場合には、顔面の形状がＣＲＴの形状
によって決まってしまうので、正面から見る以外は不自
然な表情となってしまう。また、ＣＲＴによる表示領域
は広くないので、顔面以外の部分に表情を持たすことは
実際上困難である。

【０００７】また、ロボットの顔面に、機械的に動かす
ことの可能な目、眉、又は口などの部品を装着してお
き、それらを細かく制御して動かし、これによって現実
感のある表情を再現しようとする研究が行われている。
しかし、その機械部品などが表情を再現するのに中途半
端であった場合には、より冷たい表情を連想させ却って
逆効果であるとの指摘もされている。

【０００８】上に述べたように、オペレータが遠隔地の
被看護者（人間）に対して働きかける作業を行おうとし
た場合に、テレイグジスタンスシステムを用いることに
よって、オペレータ自身はあたかも遠隔地にいるかのよ
うな臨場感を体感することが可能である。しかし、オペ
レータの分身ともいえるロボットの姿はオペレータの姿
とは異なっている。したがって、ロボットにより働きか
けられる被看護者からそのロボットを見ると、それはや
はりロボットであり、ロボットの中にオペレータの姿を
観察することはできない。

【０００９】因みに、介護などの現場において、リフト
などの装置により被介護者をベッドから移動させる装置
がある。しかし、多くの被介護者は機械のみにより扱わ
れることに不安感を抱き心理的な抵抗を持つとされてい
る。

【００１０】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、機械的な部品によっては表現することの困難な細
かい形状、色、質感などを視覚的に実現することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る装
置は、図１に示すように、再帰性反射材ＲＵが塗布され
たロボット２３と、前記ロボット２３をオペレータ１１
の動きに追従して動くように制御する制御手段１５と、
前記ロボット２３を観察する観察者２１の位置に対応す
る位置から前記オペレータ１１の映像を撮影する撮影手
段１４と、前記観察者２１の位置から前記ロボット２３
に向かって前記オペレータ１１の映像を投影する投影手
段２２と、を有してなる。

【００１２】ここにおいて、観察者２１は、人間ではな
くロボットであってもよい。つまり、例えばロボット同
士が向かい合うようにし、一方のロボットをオペレータ
の動きに追従して動くように制御し、他方のロボットを
別の観察者の動きに追従して動くように制御するように
構成してもよい。

【００１３】請求項２の発明に係る装置は、図２に示す
ように、前記オペレータ１１による観察が可能であって
再帰性反射材が塗布された第２のロボット１３Ｂと、前
記第２のロボット１３Ｂを前記観察者２１の動きに追従
して動くように制御する第２の制御手段２５Ｂと、前記
第２のロボット１３Ｂを観察するオペレータ１１の位置
に対応する位置から前記観察者２１の映像を撮影する第
２の撮影手段２４Ｂと、前記オペレータ１１の位置から
前記第２のロボット１３Ｂに向かって前記観察者２１の
映像を投影する第２の投影手段１２Ｂと、を有してな
る。

【００１４】請求項３の発明に係る装置では、前記撮影
手段１４は、前記ロボット２３を観察する観察者２１の
視点に対応する位置に設けられ、前記第２の撮影手段２
４Ｂは、前記第２のロボット１３Ｂを観察するオペレー
タ１１の視点に対応する位置に設けられ、前記投影手段
２２から前記ロボット２３に向かって投影される映像の
光が前記第２の撮影手段２４Ｂに入射することを防ぐ手
段、及び前記第２の投影手段１２Ｂから前記第２のロボ
ット１３Ｂに向かって投影される映像の光が前記撮影手
段１４Ｂに入射することを防ぐ手段が設けられてなる。

【００１５】請求項４の発明に係る装置は、再帰性反射
材ＲＵが塗布された物体２３と、前記物体２３を変形さ
せる手段１５と、前記物体２３の変形した形状に対応す
る映像を生成する画像生成手段２６と、前記観察者２１
の位置から前記物体２３に向かって前記映像を投影する
投影手段２２と、を有してなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】〔第１の実施形態〕図１は本発明
に係る第１の実施形態の画像提示装置１の構成を示すブ
ロック図である。

【００１７】図１において、画像提示装置１は、互いに
離れた場所にある２つのコックピットＣＰ１，ＣＰ２に
よって構成されている。一方のコックピットＣＰ１には
オペレータ１１が居て、他方のコックピットＣＰ２には
観察者２１が居る。ここでは、観察者２１は被看護者で
あり、オペレータ１１は医者などの看護者であるとす
る。つまり、観察者２１はオペレータ１１によって間接
的に看護される状況にある（図３を参照）。

【００１８】オペレータ１１は、その動きを検出するた
めのセンサを身につけている。そのようなセンサとし
て、例えば、ヘッドポジションセンサ、データグロー
ブ、又はデータスーツなどが用いられる。また、センサ
として、オペレータ１１の状態を非接触で計測する３次
元計測装置を用いることも可能である。それらのセンサ
の出力信号は、位置・姿勢制御部１５によって制御信号
となり、コックピットＣＰ２のロボット２３に送出され
る。

【００１９】オペレータ１１は、映像提示装置１２によ
り提示される画像（映像）を観察することができる。映
像提示装置１２として、ＣＡＶＥ型ディスプレイが好適
に用いられる。しかし、ＨＭＰ２２と同様なディスプレ
イ、又はヘッドマウンテッドディスプレイ（ＨＭＤ：He
ad Mounted Display）、その他の形式の映像提示装置を
用いることも可能である。コックピットＣＰ２の頭部カ
メラ２４から送られてくる画像情報は、画像処理部１６
を介して画像提示装置１２に出力され、観察者２１の画
像がオペレータ１１に提示される。

【００２０】オペレータ１１の前方には、移動カメラ１
４が設置されている。移動カメラ１４は、公知の６自由
度の両眼立体視カメラである。移動カメラ１４は、観察
者２１の位置及び姿勢に応じて移動するのであるが、観
察者２１は余り大きく動かないので、通常のテレイグジ
スタンス用のカメラで充分である。移動カメラ１４は、
オペレータ１１の画像（映像）をリアルタイムで撮影
し、その画像情報をコックピットＣＰ２に送出する。図
示は省略したが、移動カメラ１４には、音声を出力する
ためのスピーカが備えられている。

【００２１】また、図示は省略したが、オペレータ１１
又は移動カメラ１４には、音声を検出するためのマイク
ロフォンが備えられており、検出された音声情報はコッ
クピットＣＰ２のロボット２３に送出される。

【００２２】他方、観察者２１は、その動きを検出する
ためのセンサを身につけている。そのようなセンサとし
て、オペレータ１１において用いられるものと同様なも
のを用いることができる。但し、観察者２１はオペレー
タ１１と比較して動きが少ないので、簡便なセンサで間
に合う場合もある。それらのセンサの出力信号は、位置
・姿勢制御部２５によって制御信号となり、コックピッ
トＣＰ１の移動カメラ１４に送出される。

【００２３】観察者２１は、さらにＨＭＰ（頭部搭載型
プロジェクタ）２２を装着している。ＨＭＰ２２は、画
像処理部２６から出力される画像情報に基づいて、観察
者２１の視点と光学的に共役な位置から前方に向かって
画像（映像）を投影する。ＨＭＰ２２として位置センサ
付のものを用いた場合には、これによって上に述べたセ
ンサに代えることも可能である。ＨＭＰ２２の構造に関
しては、川上他著「オブジェクト指向型ディスプレイの
研究」（情報処理学会研究報告Ｖｏｌ９８，Ｎｏ．９
Ｐ７９−８４）にその一例が記載されている。なお、
ＨＭＰ２２から投影される画像の内容については後述す
る。

【００２４】さらに、コックピットＣＰ２には、頭部、
胸部、腕部、及び脚部など、人間の外観に似た形状で且
つ人間の動きに似た動きをすることの可能な人型のロボ
ット２３が配備されている。ロボット２３の表面には、
特に観察者２１により観察される部分、つまりＨＭＰ２
２により画像が投影される部分、例えばロボット２３の
顔面、頭部、肩、腕などに、再帰性反射材ＲＵが塗布さ
れている。ロボット２３は、オペレータ１１の動きに追
従して動くように、位置・姿勢制御部１５からの制御信
号によって制御される。つまり、ロボット２３は、オペ
レータ１１の位置及び姿勢と同じ状態となるように制御
される。

【００２５】ロボット２３の頭部には、その顔面の目の
位置に頭部カメラ２４が設けられている。頭部カメラ２
４は、ロボット２３の向いた方向の画像をリアルタイム
で撮影し、その画像情報をコックピットＣＰ１の画像処
理部１６に送出する。通常、頭部カメラ２４によって観
察者２１が撮影される。その視野が広い場合には、ロボ
ット２３自身、例えばその腕、手、脚などが撮影され
る。

【００２６】図示は省略したが、ロボット２３には、音
声を出力するためのスピーカが備えられている。また、
観察者２１又はロボット２３には、音声を検出するため
のマイクロフォンが備えられており、検出された音声情
報はコックピットＣＰ１の移動カメラ１４に送出され
る。

【００２７】次に、ＨＭＰ２２からロボット２３に向か
って投影される画像（映像）について説明する。

【００２８】移動カメラ１４は、オペレータ１１を撮影
するが、オペレータ１１に対する撮影位置は、ロボット
２３に対する観察者２１の視点位置つまりＨＭＰ２２の
投影位置と同じ関係にある。また、ロボット２３はオペ
レータ１１と同じ動作をするので、観察者２１からロボ
ット２３を見ると、オペレータ１１がロボット２３と入
れ替わったような状態である。しかし、ロボット２３の
おおよその形状はオペレータ１１のそれに近いが、その
外観は大きく異なっている。そこで、ＨＭＰ２２によっ
てオペレータ１１の画像をロボット２３に投影し、ロボ
ット２３にオペレータ１１と同じ表情や質感を与えるの
である。

【００２９】つまり、観察者２１からロボット２３を見
たときに、ロボット２３が恰もオペレータ１１自身であ
るように見せるための画像が、ＨＭＰ２２から投影され
る。しかもその画像はオペレータ１１の動き及び表情な
どに応じて変化する。これによって、機械的な部品によ
っては表現することの困難な細かい形状、色、質感など
を視覚的に実現することができ、また、オペレータ１１
の表情をロボット２３上で再現することができる。オペ
レータ１１又は観察者２１の位置が変化した場合であっ
ても、それぞれの位置及び姿勢が検出されており、それ
ぞれの位置及び姿勢に応じて、ＨＭＰ２２から投影すべ
き画像が生成される。そのために画像処理部２６におい
て行われる画像処理の内容それ自体については、イメー
ジ・ベースト・レンダリングの手法などの公知の画像処
理技術を利用することが可能である。

【００３０】ＨＭＰ２２から投影された画像は、ロボッ
ト２３の表面に塗布された再帰性反射材ＲＵによって反
射され、観察者２１に鮮明な画像（映像）を提示する。
ここで、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。したがって
ロボット２３に投影された画像は、観察者２１の視線方
向に高い輝度を有する。観察者２１は、ロボット２３上
に投影された画像を極めて高い輝度で観察することがで
きる。

【００３１】なお、移動カメラ１４によりオペレータ１
１を撮影する際に、腕や衣服などにより死角となって移
動カメラ１４によっては撮影できない部分が生じる。死
角となった部分の画像は、ＨＭＰ２２によって投影する
ことができず、したがってその部分の画像はロボット２
３に表示されない。しかし、移動カメラ１４から見て死
角の部分は観察者２１から見ても死角となるので、何ら
問題はない。なお、上に述べた画像提示方法に関し、本
発明者らの提案した特願平１０−１７２７２２号を参照
することができる。

【００３２】次に、上のように構成された画像提示装置
１の動作について説明する。

【００３３】オペレータ１１は、映像提示装置１２によ
り提示された観察者２１の映像を見ながら、観察者２１
を看護するための動作を行う。オペレータ１１の動作
は、そのままロボット２３の動作となり、ロボット２３
によって観察者２１の看護が行われる。

【００３４】オペレータ１１の映像が移動カメラ１４に
よって捕らえられ、その映像がＨＭＰ２２によってロボ
ット２３に投影される。オペレータ１１の声もマイクロ
フォンにより捕らえられ、効果音が加えられてロボット
２３のスピーカーから発せられる。

【００３５】観察者２１は、ロボット２３によって看護
を受けるのであるが、ロボット２３にはオペレータ１１
の画像が投影されているので、ロボット２３が恰もオペ
レータ１１自身であるように見える。すなわち、観察者
２１は、オペレータ１１の表情などを細かく観察するこ
とができる。このように、観察者２１は、ロボット２３
ではなく、オペレータ１１を見ながら、またオペレータ
１１と会話をしながら、看護を受けることとなる。した
がって、観察者２１からロボット２３を観察したとき
に、そこにオペレータ１１の姿や細かい表情の動きを読
み取ることができ、機械によって看護を受けるという不
安感を和らげ、心理的な抵抗を低減することができる。

【００３６】なお、オペレータ１１についても、テレイ
グジスタンスの利点である白由な運動を自然に伝えなが
ら遠隔から介護を行えるので、現場に行って介護を行う
のと同等の効果をあげられる。

【００３７】なお、位置・姿勢制御部１５，２５及び画
像処理部１６，２６は、いずれのコックピットＣＰ１，
２に配置されてもよく、コックピットＣＰ１，２以外の
場所に配置されてもよい。それらは、互いに別個の装置
として構成することも可能であり、また、全体で１つの
装置として構成することも可能である。また、例えば、
位置・姿勢制御部１５をＨＭＰ１２Ｂ又はロボット２３
に組み込んだり、画像処理部１６をロボット２３又は映
像提示装置１２に組み込んだりすることも可能である。〔第２の実施形態〕図２は本発明に係る第２の実施形態
の画像提示装置１Ｂの構成を示すブロック図、図３は画
像提示装置１Ｂの構成を模式的に示すブロック図であ
る。なお、第２の実施形態の画像提示装置１Ｂにおい
て、第１の実施形態の画像提示装置１の構成要素に対応
する構成要素については同じ数字符号を付し、その説明
を省略し又は簡略化する。以下同様である。

【００３８】画像提示装置１Ｂにおいては、コックピッ
トＣＰ１にもロボット２３と同様なロボット１３Ｂが配
備されている。ロボット１３Ｂの表面には再帰性反射材
ＲＵが塗布されている。ロボット１３Ｂは、観察者２１
の動きに追従して動くように、位置・姿勢制御部１５Ｂ
からの制御信号によって制御される。つまり、ロボット
１３Ｂは、観察者２１の位置及び姿勢と同じ状態となる
ように制御される。

【００３９】第１の実施形態の移動カメラ１４に代え
て、ロボット１３Ｂの頭部に組み込まれた頭部カメラ１
４Ｂが用いられる。頭部カメラ１４Ｂは、ロボット１３
Ｂの向いた方向の画像をリアルタイムで撮影し、その画
像情報をコックピットＣＰ２の画像処理部２６Ｂに送出
する。

【００４０】また、第１の実施形態の映像提示装置１２
に代えて、ＨＭＰ１２Ｂが用いられる。オペレータ１１
がＨＭＰ１２Ｂを頭部に装着し、ＨＭＰ１２Ｂからロボ
ット１３Ｂに向かって画像を投影する。

【００４１】すなわち、ＨＭＰ１２Ｂは、画像処理部１
６Ｂから出力される画像情報に基づいて、オペレータ１
１の視点と光学的に共役な位置から前方に向かって画像
を投影する。これによって、オペレータ１１にとって、
ロボット１３Ｂが恰も観察者２１自身であるかのように
見える。

【００４２】このように、第２の実施形態の画像提示装
置１Ｂにおいて、オペレータ１１は、観察者２１と同じ
姿勢をしたロボット１３Ｂを看護する。ロボット１３Ｂ
には観察者２１の画像が投影されているので、実際の観
察者２１を看護するように感じられる。したがって、オ
ペレータ１１が観察者２１を抱き上げたりする場合に、
より一層リアルに看護を行うことができる。

【００４３】上に述べた画像提示装置１Ｂにおいて、オ
ペレータ１１が再帰性反射材ＲＵを塗布した衣服や手袋
を着用し、ＨＭＰ１２Ｂからの画像を自分の衣服や手袋
上に投影することによって、ロボット２３Ｂの位置又は
姿勢を確認することができる。

【００４４】つまり、例えば、オペレータ１１が自分の
手を見ることによって、ロボット２３Ｂも同じようにそ
の手を見るように動作するので、ロボット２３Ｂの手が
頭部カメラ２４Ｂによって撮影され、その画像がＨＭＰ
１２Ｂからオペレータ１１の手に投影される。オペレー
タ１１は、自分の手に投影された画像を見ることによっ
て、ロボット２３Ｂの手の状態を確認することができ
る。

【００４５】これによって、オペレータ１１は、自分の
手の動きとロボット２３Ｂの手の動きとの時間的又は位
置的なずれを知ることができ、それを自分自身でフィー
ドバックすることによってより精密な作業を行うことが
可能となる。

【００４６】ところで、ＨＭＰ１２Ｂから投影される画
像の光が頭部カメラ１４Ｂに直接に入射すると、頭部カ
メラ１４Ｂの撮影可能な明かるさの範囲を越えることが
ある。そうなると、頭部カメラ１４Ｂは、所謂「目眩ま
し」の状態となり、正常な撮影を行うことができない。
ＨＭＰ２２Ｂと頭部カメラ２４Ｂとの関係においても同
様である。これを防止するためには、ＨＭＰ１２Ｂから
投影される画像の光が頭部カメラ１４Ｂに入射しないよ
うにすればよい。そのためには次の方策がある。

【００４７】第１の方策は、画像処理部１６Ｂによっ
て、ＨＭＰ１２Ｂに出力する画像情報のうちの頭部カメ
ラ１４Ｂに対応する部分の画像を黒画像としておく。そ
のためには、位置・姿勢制御部１５Ｂ，２５Ｂに入力さ
れる信号又はそれらから出力される制御信号などに基づ
いて、画像中の所定の領域を黒領域とする処理を行う。

【００４８】第２の方策は、ＨＭＰ１２Ｂの前に液晶シ
ャッターなどを配備し、頭部カメラ１４Ｂに入射しよう
とする部分の光を選択的に遮断する。第３の方策は、Ｈ
ＭＰ１２Ｂの前と頭部カメラ１４Ｂの前とに互いに偏光
角度の異なる偏光フィルタを配置する。

【００４９】なお、第１の方策及び第２の方策を用いる
際には、観察者２１の目の画像がロボット１３Ｂに投影
されるよう、つまり観察者２１の表情が分かるよう、観
察者２１の目の位置とロボット１３Ｂの目の位置（頭部
カメラ１４Ｂが配置される位置）とをずらしておく必要
がある。〔第３の実施形態〕図４は本発明に係る第３の実施形態
の画像提示装置１Ｃの構成を示すブロック図である。

【００５０】第３の実施形態の画像提示装置１Ｃでは、
３つのコックピットＣＰ１〜３が設けられる。第３のコ
ックピットＣＰ３には、２つのロボット１３Ｃ，２３Ｃ
が配備される。それぞれのロボット１３Ｃ，２３Ｃに
は、頭部カメラ１４Ｃ，２４Ｃの他に、ＨＭＰ１８Ｃ，
２８Ｃが搭載されている。ＨＭＰ１８Ｃ，２８Ｃは、互
いに相手のロボット２３Ｃ，１３Ｃに対して画像を投影
する。

【００５１】第２のコックピットＣＰ１では、移動カメ
ラ１７Ｃによってオペレータ１１を撮影する。移動カメ
ラ１７Ｃにより得られたオペレータ１１の画像は、画像
処理部１９Ｃを経て、ＨＭＰ１８Ｃによって投影され
る。

【００５２】第３のコックピットＣＰ３では、移動カメ
ラ２７Ｃによってオペレータ２１を撮影する。移動カメ
ラ２７Ｃにより得られたオペレータ２１の画像は、画像
処理部２９Ｃを経て、ＨＭＰ２８Ｃによって投影され
る。

【００５３】上に述べた画像提示装置１Ｃの動作は、基
本的には画像提示装置１Ｂと同様であるが、それぞれ相
手のオペレータ１１，２１がテレイグジスタンスを行っ
ているロボット１３Ｃ，２３Ｃの画像が、それぞれのオ
ペレータ１１，２１の映像提示装置１２Ｃ，２２Ｃによ
って提示される。したがって、オペレータ１１，２１
は、それぞれロボット１３Ｃ，２３Ｃによってテレイグ
ジスタンスを行っている相手を見ながらそれぞれテレイ
グジスタンスを行い、現実世界を共有し、実体験するこ
とができる。〔第４の実施形態〕図５は本発明に係る第４の実施形態
の画像提示装置１Ｄの構成を示すブロック図である。

【００５４】第４の実施形態の画像提示装置１Ｄは、第
３の実施形態の画像提示装置１Ｃと基本的に同じである
が、次の点で異なる。すなわち、コックピットＣＰ１，
２にもロボット２０Ｄ，３０Ｄが配備されている。ロボ
ット２０Ｄ，３０Ｄの表面には再帰性反射材ＲＵが塗布
されている。ロボット２０Ｄ，３０Ｄは、オペレータ２
１，１１の動きに追従して動くように、位置・姿勢制御
部２５Ｄ，１５Ｄからの制御信号によって制御される。

【００５５】第３の実施形態の移動カメラ１７Ｃ，２７
Ｃに代えて、ロボット２０Ｄ，３０Ｄの頭部に組み込ま
れた頭部カメラ１７Ｄ，２７Ｄが用いられる。また、映
像提示装置１２Ｃ，２２Ｃに代えて、ＨＭＰ１２Ｄ，２
２Ｄが用いられる。

【００５６】この実施形態の画像提示装置１Ｄでは、そ
れぞれ相手のオペレータ１１，２１がテレイグジスタン
スを行うロボット１３Ｄ，２３Ｄの画像が、それぞれの
オペレータ１１，２１の目前のロボット２０Ｄ，３０Ｄ
に投影される。オペレータ１１，２１は、ロボット２０
Ｄ，３０Ｄに投影された画像を見ながらテレイグジスタ
ンスを行う。〔第５の実施形態〕図６は本発明に係る第５の実施形態
の画像提示装置１Ｅの構成を示すブロック図である。

【００５７】第５の実施形態の画像提示装置１Ｅでは、
ロボット１３Ｅは、ロボット制御部４２Ｅによって制御
される。その際に、ロボット１３Ｅの位置及び姿勢を示
す信号がロボット制御部４２Ｅにフィードバックされ
る。

【００５８】グラフィックエンジン４１Ｅは、ロボット
１３Ｅ及びオペレータ１１のそれぞれの位置及び姿勢に
基づいて、ＣＧ画像（コンピュータグラフィックス画
像）を生成する。生成したＣＧ画像が、ＨＭＰ１２Ｅか
らロボット１３Ｅに向かって投影される。

【００５９】画像提示装置１Ｅによると、グラフィック
エンジン４１Ｅで生成した任意の画像をロボット１３Ｅ
に投影することができる。

【００６０】上に述べた各実施形態の動作及び効果は、
次のように表すこともできる。つまり、オペレータ１１
及び観察者２１などにより観察される画像のうち、大ま
かな形状をロボットによって作り、細かな部分をＨＭＰ
から投影される画像によって作り、リアリティを増大さ
せる。これによって、オペレータ１１又は観察者２１に
よる外部世界との物理的接触又は作業をロボットにより
行い、精神的接触をそのロボットに投影された映像によ
り行うことが可能になるのである。

【００６１】これは、コンピュータグラフィックスにお
けるテクスチャマッピングの現実世界における実装と見
ることもできる。

【００６２】上に述べた実施形態において、オペレータ
１１及び観察者２１の動きに追従してロボットがリアル
タイムで動くように制御したが、オペレータ１１又は観
察者２１の動きを予め撮影しておき、撮影した映像の再
生に合わせてロボットを動かすようにしてもよい。ま
た、オペレータ１１及び観察者２１の実画像のみでな
く、ＣＧ画像を重畳させてもよい。ロボットとして人型
のロボットを用いたが、それに限らず、例えば、ペット
ロボット、又は壁からアームのみが延びているようなマ
ニピュレータ型のロボットなどにも適用可能である。

【００６３】さらに、ロボットではない機械装置、又は
機械装置ではない物体であって、種々の作用又は原理に
よって変形するものに対しても、本発明を適用すること
が可能である。その他、画像提示装置１，１Ｂ〜Ｅの全
体又は各部の構成、配置、個数、動作内容又は動作順
序、及び動作タイミングなどは、本発明の趣旨に沿って
適宜変更することができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によると、機械的な部品によって
は表現することの困難な細かい形状、色、質感などを視
覚的に実現することができる。

【００６５】したがって、例えばテレイグジスタンスシ
ステムのロボットによって看護を受ける場合などにおい
て、機械によって看護を受けるという不安感を和らげ、
心理的な抵抗を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態の画像提示装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る第２の実施形態の画像提示装置の
構成を示すブロック図である。

【図３】第２の実施形態の画像提示装置の構成を模式的
に示すブロック図である。

【図４】本発明に係る第３の実施形態の画像提示装置の
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明に係る第４の実施形態の画像提示装置の
構成を示すブロック図である。

【図６】本発明に係る第５の実施形態の画像提示装置の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，１Ｂ〜Ｅ画像提示装置１１オペレータ（観察者）１２Ｂ，１２Ｄ，１２ＥＨＭＰ（投影手段、第２の投
影手段）１３Ｂ〜１３Ｅロボット（第２のロボット、物体）１４移動カメラ（撮影手段）１４Ｂ頭部カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）１５位置・姿勢制御部（制御手段）１５Ｂ〜１３Ｄ位置・姿勢制御部（制御手段、第２の
制御手段）１６Ｂ〜１６Ｄ画像処理部（防ぐ手段）１７Ｃ移動カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）１７Ｄ頭部カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）２１観察者（オペレータ）２２ＨＭＰ（投影手段）２２Ｂ，２２ＤＨＭＰ（投影手段、第２の投影手段）２３ロボット（物体）２３Ｂ〜２３Ｄロボット（第２のロボット、物体）２４Ｂ頭部カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）２５Ｂ〜２３Ｄ位置・姿勢制御部（制御手段、第２の
制御手段）２６Ｂ〜２６Ｄ画像処理部（防ぐ手段）２７Ｃ移動カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）２７Ｄ頭部カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）４１Ｅグラフィックエンジン（画像生成手段）４２Ｅロボット制御部（制御手段）ＲＵ再帰性反射材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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Ｆターム(参考） 3F059 AA10 DA01 DA05 DB03 EA00 4C341 LL30 5C054 CE11 CF08 FA00 FD02 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再帰性反射材が塗布されたロボットと、前記ロボットをオペレータの動きに追従して動くように
制御する制御手段と、前記ロボットを観察する観察者の位置に対応する位置か
ら前記オペレータの映像を撮影する撮影手段と、前記観察者の位置から前記ロボットに向かって前記オペ
レータの映像を投影する投影手段と、を有することを特徴とする画像提示装置。
【請求項２】前記オペレータによる観察が可能であって
再帰性反射材が塗布された第２のロボットと、前記第２のロボットを前記観察者の動きに追従して動く
ように制御する第２の制御手段と、前記第２のロボットを観察するオペレータの位置に対応
する位置から前記観察者の映像を撮影する第２の撮影手
段と、前記オペレータの位置から前記第２のロボットに向かっ
て前記観察者の映像を投影する第２の投影手段と、を有してなる請求項１記載の画像提示装置。
【請求項３】前記撮影手段は、前記ロボットを観察する
観察者の視点に対応する位置に設けられ、前記第２の撮影手段は、前記第２のロボットを観察する
オペレータの視点に対応する位置に設けられ、前記投影手段から前記ロボットに向かって投影される映
像の光が前記第２の撮影手段に入射することを防ぐ手
段、及び前記第２の投影手段から前記第２のロボットに
向かって投影される映像の光が前記撮影手段に入射する
ことを防ぐ手段が設けられてなる、請求項３記載の画像提示装置。
【請求項４】再帰性反射材が塗布された物体と、前記物体を変形させる手段と、前記物体の変形した形状に対応する映像を生成する画像
生成手段と、前記観察者の位置から前記物体に向かって前記映像を投
影する投影手段と、を有することを特徴とする画像提示装置。