CN102224728A

CN102224728A - 通信系统和接收机

Info

Publication number: CN102224728A
Application number: CN2009801457914A
Authority: CN
Inventors: 奥村藤男; 今井雅雄
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: Cloud Byte Co.,Ltd.
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2029-10-28
Also published as: JP5246267B2; US20110221779A1; US8690335B2; WO2010055774A1; CN102224728B; JPWO2010055774A1

Abstract

本发明提供了发射机，输出用于显示第一图像的图像信号并输出合成图像的图像信号，所述合成图像由第一图像的反转图像和第二图像形成。显示设备基于从发射机输出的图像信号，利用具有彼此不同旋转方向的圆偏振来显示第一图像和合成图像。接收机包括圆偏振选择和透射装置，所述圆偏振选择和透射装置基于圆偏振的旋转方向，将显示设备上显示的第一图像和合成图像分离，并选择性地允许图像透过，从而能够拍摄显示设备上显示的第一图像。

Description

通信系统和接收机

技术领域

本发明涉及一种通过在显示器上显示的图像或电影等等传递信息的通信系统，以及在该通信系统中使用的接收机。

背景技术

作为通过在显示器上显示的图像或电影等等传递信息的可见光通信技术，存在一种已知系统，其中在显示图像的一部分上显示特殊二维码(QR码)等等，使得移动电话的摄像机等等拍摄二维码以接收信息。

例如，专利文献1公开了一种配置，当在车辆导航系统中检测到异常时，通过以下操作来实现故障诊断数据的视觉检查：产生包括指示异常的异常信号在内的故障诊断数据；将故障诊断数据转换为要在显示设备上显示的符号码(条形码或二维码)；以及借助用户的移动终端来读取所显示的符号码。

另一方面，专利文献2公开了一种配置，通过以下操作来实现各种内容的获取：借助终端设备来读取显示介质上印制的二维码；访问由来自所读取的二维码的数据指定的服务器设备；以及提供图像、声音和其他内容。

在上述可见光通信技术中，存在以下问题：例如，如果在街道上使用的大规模显示器上显示二维码，则二维码将占据向公众显示的图像(公开图像，如广告等)的一部分，这将破坏美观。

作为应对这一问题的手段，存在一种称为安全显示的技术，该技术包括：显示设备，以时分方式来显示公开图像和仅针对特殊用户而提供的图像(私有图像)；以及光快门，使得光与私有图像的显示定时同步地穿过光快门。

在安全显示技术中，显示设备在一帧中以时分方式显示向未指定人员提供的公开图像、仅向特定用户提供的私有图像、以及私有图像的反转图像，并且，存在于用户前方的光快门与私有图像的显示定时同步地切换至透射状态。利用这种配置，使用光快门的用户可以仅观看到私有图像，而未使用光快门的未指定人员(公众)仅看到公开图像，这是因为私有图像与反转图像叠加以产生半调色(灰色)图像。

使用这种安全显示技术使得能够在向未指定人员提供公开图像的同时，使用私有图像来向使用光快门的用户提供各种信息，而不破坏公开图像的美观。

然而，如上所述，在安全显示技术中，必须要使用光快门来观看私有图像。相应地，可享用私有图像的用户是有限的。在典型的视觉光通信中，期望以更简单的方式，使用私有图像向大量用户提供各种信息。

例如，在显示广告等作为公开图像，同时利用二维码等等来显示提供公开图像所显示的产品的详细信息的服务器设备的URL(统一资源定位符)时，需要使用光快门的系统更为不便。

此外，在安全显示技术中，为了使光快门仅透过显示设备上显示的私有图像并阻挡公开图像和反转图像，必须从显示设备向光快门发送与私有图像的显示同步的同步信号。

然而，在视觉光通信中，用户不总是可能接收到同步信号，这是因为在这种情况下，例如，各种信息是从距离较远的大规模显示器上显示的图像中获取的。因此，与上述安全显示技术不同，期望能够简单地向用户提供信息，而不使用任何同步信号。

此外，在安全显示技术中，由于以相对较高速度来切换和显示公开图像、私有图像和反转图像，因此用于拍摄显示图像的成像设备还需要具有相对高速的图像处理能力，以从显示图像中仅提取私有图像。

然而，由于如上所述需要特殊设备以获取私有图像的系统不是有利的，因此优选地，甚至具有相对较低图像处理能力的设备(例如移动电话的内置摄像机)也能获取私有图像。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利未审公开No.2007-163233

[专利文献2]日本专利未审公开No.2006-020204A

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可以使用简单装置来执行可见光通信的通信系统，而不破坏在显示设备上显示的公开图像的任何美观，以及在该通信系统中使用的接收机。

为了达到上述目的，本发明的通信系统的示例方面包括：

发射机，输出用于显示第一图像的图像信号并输出合成图像的图像信号，所述合成图像由第一图像的反转图像和第二图像形成；

显示设备，基于从发射机输出的图像信号，利用具有互不相同的旋转方向的圆偏振来显示第一图像和合成图像；以及

接收机，包括圆偏振选择和透射装置，所述圆偏振选择和透射装置基于圆偏振的旋转方向，将显示设备上显示的第一图像和合成图像分离，并选择性地允许图像透过，从而能够拍摄显示设备上显示的第一图像。

另一方面，本发明的接收机的示例方面是一种接收机，对第一图像以及由第一图像的反转图像和第二图像形成的合成图像进行成像并获取第一图像，所述第一图像和所述合成图像以具有互不相同的旋转方向的圆偏振显示在显示设备上，所述接收机包括：

1/4波片，将显示设备上显示的第一图像和合成图像的圆偏振转换为线性偏振；以及

偏振片，仅透过与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振。

接收机的另一示例方面是一种接收机，对第一图像以及由第一图像的反转图像和第二图像形成的合成图像进行拍摄以获取第一图像，所述第一图像和所述合成图像以具有互不相同的旋转方向的圆偏振显示在显示设备上，所述接收机包括：

1/4波片，将显示设备上显示的第一图像和合成图像的圆偏振转换为线性偏振；

液晶单元，根据施加电压的状态或者未施加电压的状态，对透过1/4波片的线性偏振的偏振方向进行切换；

偏振片，仅透过与透过液晶单元的第一图像的圆偏振相对应的线性偏振，或者透过与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振和与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振；以及

切换控制器，向液晶单元施加预定电压。

液晶单元，根据施加电压的状态或者未施加电压的状态，透过显示设备上显示的第一图像和合成图像而不改变偏振状态，或者将显示设备上显示的第一图像和合成图像的圆偏振转换为线性偏振；

切换控制器，向液晶单元施加预定电压。

附图说明

图1是示出了第一示例实施例的通信系统的一个配置示例的示意图。

图2是示出了使用图1所示的通信系统的网络系统的一个配置示例的示意图。

图3是示出了图1所示的显示设备和发射机的一个配置示例的框图。

图4是示出了图1所示的显示设备和发射机的另一配置示例的框图。

图5是示出了第一示例实施例的通信系统中包括的接收机的一个配置示例的框图。

图6是示出了图5所示的移动机构的配置示例的示意图。

图7是示出了图5所示的移动机构的另一配置示例的示意图。

图8是示出了图5所示的移动机构的另一配置示例的示意图。

图9是示出了第二示例实施例的通信系统中包括的接收机的一个配置示例的框图。

图10是示出了图9所示的接收机的操作示例的定时图。

图11是示出了图9所示的接收机的操作示例的定时图。

图12是示出了图9所示的接收机的操作示例的定时图。

图13是示出了图9所示的接收机的操作示例的定时图。

图14是示出了图9所示的接收机的操作示例的定时图。

图15是示出了根据第三示例实施例的接收机的操作示例的定时图。

图16是示出了根据第三示例实施例的接收机的操作示例的定时图。

图17是示出了第四示例实施例的通信系统中包括的接收机的一个配置示例的框图。

具体实施方式

接下来，参照附图来描述本发明。

(第一示例实施例)

图1是示出了第一示例实施例的通信系统的一个配置示例的示意图。图2是示出了使用图1所示的通信系统的网络系统的一个配置示例的示意图。

如图1所示，第一示例实施例的通信系统包括：显示设备1，显示公开图像、私有图像及其反转图像；发射机3，输出图像信号以在显示设备1上显示每个图像；接收机2，由用户拥有，用于从显示设备1上显示的图像中获取公开图像或私有图像；以及数据服务器4，通过公知的通信装置向接收机2发送各种内容的数据。

发射机3可以是利用用于处理图像信号的A/D转换器、根据程序实现处理的CPU、DSP、逻辑运算电路等等来实现的。显示设备1可以采用液晶类型、DLP类型等的投影仪设备、直接观看类型的LCD(液晶显示器)、PDP(等离子显示面板)等等。

接收机2可以使用装配有摄像机以拍摄图像的移动电话、PDA(个人数字助理)或移动终端设备，如笔记本型个人计算机等等。

数据服务器4可以由包括根据程序执行处理的CPU在内的计算机来实现。

如图1所示，正在使用本示例实施例的通信系统的用户将接收机2的未示出的摄像机指向显示设备1的显示图像，以在观看接收机2的显示部分上显示的公开图像的同时拍摄公开图像。此时，要拍摄的图像可以是整个公开图像或者公开图像的一部分。通过这种操作，用户能够在接收机2上显示公开图像或公开图像的部分图像(例如针对广告而显示的产品)。用户还可以在接收机2上显示位于拍摄公开图像的位置处的私有图像。此外，用户能够通过接收机2来获取通过私有图像提供的各种内容。例如，当接收机2所获取的私有图像是指向数据服务器4的二维码等的访问数据时，可以通过基于访问数据与数据服务器4交换信息来从数据服务器4获取各种内容的数据。

这里，由于假定在图1所示的通信系统中使用私有图像将来自数据服务器4的各种内容提供给用户，因此示出了包括向接收机2发送内容数据的数据服务器4在内的配置示例。当向用户仅提供私有图像时，不需要包括数据服务器4。

如图2所示，图1所示的通信系统连接至如因特网等网络，以能够实现向用户提供各种内容和信息服务的网络系统。

在该网络系统中，当私有图像涉及使用示例二维码等的URL数据时，用户通过接收机2来解码二维码以获得URL，并通过如因特网等网络，从由URL指定的服务器设备(网站)获取各种内容的数据。

当私有图像是例如电影时，用户能够使用接收机2来获取视频数据(如视频剪辑等)，还可以获取由二维码等显示的音频数据(包括音乐等)。

此外，在使用机密的私有图像数据时，可以向用户提供各种信息服务，如商品的在线购买和支付交易、股票交易等等。

现在，参照附图来描述形成图1所示的通信系统和图2所示的网络系统的显示设备1、发射机3和接收机2。

在本示例实施例的通信系统中，与上述安全显示技术类似，在显示设备1上显示公开图像、私有图像和私有图像的反转图像，以向正在以裸眼来观看显示设备1的未指定人员提供公开图像，并向具有接收机2的特定用户提供私有图像。

在本发明实施例的通信系统中，将公开图像和反转图像合成，并使用一种偏振在显示设备1上显示合成图像，使用另一种偏振在显示设备1上显示私有图像。此外，在本示例实施例的通信系统中，接收机2使用公知的偏振分离技术，从显示设备1上显示的图像中提取私有图像或公开图像。当使用彼此正交的两个线性偏振作为要用于图像显示的偏振光时，出现以下情况：当接收机2倾斜时，不能分离这两个线性偏振。相应地，在本示例实施例中，使用具有不同旋转方向的两个圆偏振(右旋圆偏振和左旋圆偏振)。

图3是示出了图1所示的显示设备和发射机的一个配置示例的框图。图4是示出了图1所示的显示设备和发射机的另一配置示例的框图。图3是包括显示设备1和两个投影仪的示例。图4是包括显示设备1和一个投影仪的示例。

图3所示的发射机3包括反转图像产生器31、图像合成器32、第一视频存储器33和第二视频存储器34。图3所示的显示设备1包括第一投影仪11₁、第二投影仪11₂、屏幕12、第一偏振片13₁、第二偏振片13₂、第一1/4波片14₁和第二1/4波片14₂。

反转图像产生器31基于私有图像的图像信号来产生反转图像的图像信号。作为反转图像而产生的是以下图像：当该图像的亮度与私有图像的亮度逐像素相加时，产生整个帧的均匀半调色(灰色)。一般地，已经根据显示设备的γ特性，利用非线性γ校正，准备图像信号的色调等级。相应地，将私有图像的图像信号转换为具有线性亮度值的图像信号，并基于转换后的私有图像的亮度值来产生反转图像。例如，当显示设备1上显示的白色具有255的色调等级时，通过从255中减去已经被转换为线性亮度的私有图像的亮度值而获得的值产生反转图像的亮度值。

图像合成器32将公开图像的图像信号和由反转图像产生器31产生的反转图像的图像信号合成，以输出合成图像的图像信号。通过针对每个像素将公开图像的亮度值和反转图像的亮度值相加来产生合成图像的图像信号。然而，如果将公开图像的亮度值和反转图像的亮度值简单相加，则合成后的图像信号将超过发射机1的最大可能值。

为了避免这一点，图像合成器32通过以下操作来计算用于合成的反转图像的亮度值：将私有图像的亮度值首先转换为该值的一半，然后从以半调色(灰色)(最大亮度值的50％)对显示设备1的屏幕进行着色的亮度值中减去转换后的私有图像的亮度值。接下来，图像合成器32将公开图像的亮度值转换为减半值，并将用于合成的反转图像的亮度值与转换后的公开图像的亮度值相加，从而产生合成图像的图像信号。最后，图像合成器32根据显示设备1的γ特性，对合成图像的所产生的图像信号应用非线性γ校正。

要用于产生用于合成的反转图像的半调色(灰色)的亮度值可以被设置为低于最大亮度值的50％的值。在这种情况下，改进未指定人员(公众)观看的屏幕上公开图像的对比度。

上述操作过程由上述发射机3中包括的A/D转换器、根据程序执行处理的CPU、DSP或逻辑运算电路来执行。

第一视频存储器33存储合成图像的图像信号作为图像数据。第二视频存储器34存储私有图像的图像信号作为图像数据。

第一投影仪11₁根据第一视频存储器33中存储的图像数据，执行由公开图像和反转图像形成的合成图像在屏幕12上的投影显示。第二投影仪11₂根据第二视频存储器34中存储的图像数据，执行私有图像在屏幕12上的投影显示。

第一偏振片13₁透过从第一投影仪11₁发射的图像光当中具有预定偏振方向的线性偏振光。第二偏振片13₂透过从第二投影仪11₂发射的图像光当中具有与透过第一偏振片13₁的线性偏振正交的偏振方向的线性偏振。

第一1/4波片14₁将已透过第一偏振片13₁的图像光的线性偏振转换为例如右旋圆偏振。第二1/4波片14₂将已透过第二偏振片13₂的图像光的线性偏振转换为例如左旋圆偏振。图3示出了一个示例，其中第一偏振片13₁和第一1/4波片14₁投影右旋圆偏振的图像光，而第二偏振片13₂和第二1/4波片14₂投影左旋圆偏振的图像光。在本示例实施例中，只要第一投影仪11₁投影的图像光的旋转方向与第二投影仪11₂投影的图像光的旋转方向彼此不同，就可以操作。当旋转方向彼此相反时，仍可以操作。

在上述配置中，从第一投影仪11₁发射的合成图像和从第二投影仪11₂发射的私有图像被同时投影在屏幕12上。相应地，私有图像叠加在其反转图像之上，从而被感知为半调色(灰色)图像，以裸眼来观看屏幕12上投影的图像的未指定人员(公众)仅观看到公开图像。

这里，当第一投影仪11₁和第二投影仪11₂是液晶类型的投影仪设备时，在液晶类型的投影仪设备中并入的偏振片可以用作第一偏振片13₁和第二偏振片13₂。在这种情况下，当例如使用1/2波片将从液晶类型的投影仪设备之一发射的线性偏振旋转90度时，可以建立从第一投影仪11₁发射的线性偏振与从第二投影仪11₂发射的线性偏振之间的正交关系。当液晶类型的投影仪设备中并入的偏振片用作第一偏振片13₁和第二偏振片13₂时，使用与上述1/2波片不同的相位差片，可以建立合成图像和私有图像的偏振方向之间的正交关系。

在使用直接观看类型的LCD、PDP等等作为显示设备1的情况下，可以通过在用于图像显示的面板前方提供具有与像素相对应布置的、逐条(stripe-wise)或逐块(checker-wise)布置的相位元素的偏振片或1/4波片，来同时显示具有彼此不同偏振方向的合成图像和私有图像。在这种情况下，直接观看类型的LCD中并入的偏振片可以用作偏振片13。

图4所示的显示设备1包括：切换设备16、投影仪11、屏幕12、偏振片13、液晶单元15、1/4波片14和切换控制器17。图4所示的发射机3具有与图3所示的发射机3的配置相同的配置，从而省略其描述。

切换设备16根据从切换控制器17发送的控制信号，以时分方式输出第一视频存储器33中存储的合成图像的图像数据或第二视频存储器34中存储的私有图像的图像数据。在这种情形下，为了防止未指定人员(公众)观看的公开图像闪烁，切换设备16优选地通过在至少一帧(例如60Hz)内在合成图像的图像数据和私有图像的图像数据之间切换图像数据来输出数据。即，优选地，切换设备16通过以等于或大于一帧的两倍的速率执行时分，来输出图像数据。

投影仪11根据从切换设备16输出的图像数据，将合成图像或私有图像投影并显示在屏幕12上。

偏振片13透过从投影仪11发射的图像光当中具有预定偏振方向的线性偏振。切换控制器17控制液晶单元15开启(施加电压的状态)或关闭(在未施加电压的状态)，从而将已透过偏振片13的线性偏振光的偏振方向旋转90度。按照这种方式，液晶单元15切换已透过偏振片13的线性偏振光的偏振方向，从而，从1/4波片14发射的圆偏置的旋转方向转变。

切换控制器17与从切换设备16输出的合成图像的图像数据和私有图像的图像数据同步地开启和关闭液晶单元15，从而以时分方式在一帧(例如60Hz)内在屏幕12上显示具有彼此不同偏振方向的合成图像和私有图像。

此外，利用图4所示的发射机3和显示设备1，以裸眼观看屏幕12上投影的图像的未指定人员(公众)仅看到公开图像，这是因为私有图像与其反转图像叠加，形成半调色(灰色)图像。

在使用直接观看类型的LCD等作为显示设备1的情况下，与图4所示的显示设备1类似，偏振片13、液晶单元15和1/4波片14可以布置在液晶面板前方，以在液晶单元15与在液晶面板上显示的合成图像和私有图像同步地开启/关闭的同时显示图像，从而以时分方式显示具有彼此不同偏振方向的合成图像和私有图像。

可以使用直接观看类型的LCD中并入的偏振片作为偏振片13。当直接观看类型的LCD中并入的偏振片用作偏振片13时，可以一起使用相位差片(如1/2波片等)，来形成合成图像和私有图像的偏振方向之间的正交关系。

接下来参照附图来描述图1所示的接收机2。

图5是示出了第一示例实施例的通信系统中包括的接收机的一个配置示例的框图。图6是示出了图5所示的移动机构的配置示例的示意图。图7和图8是示出了图5所示的移动机构的其他配置示例的示意图。

如图5所示，第一示例实施例的接收机2包括：摄像机21、视频存储器22、私有图像解码器23、终端显示单元24、处理器25、1/4波片26、偏振片27、切换检测器28和移动机构29。

摄像机21对显示设备1上显示的图像进行拍摄并将图像输出至视频存储器22。

视频存储器22积累从摄像机21输出的图像信号，作为图像数据。

终端显示单元24根据从视频存储器22输出的图像数据来显示公开图像或私有图像。

私有图像解码器23对由摄像机21拍摄的私有图像的图像信号执行必要的信号处理。例如，当由摄像机21拍摄的私有图像是二维码时，私有图像解码器23对二维码进行解码。

处理器25基于私有图像解码器23处的信号处理结果，通过未示出的通信装置，从网络或数据服务器4获取各种内容数据，如音频(包括音乐等)数据、文本数据、图像数据、电影数据等等。当例如从私有图像解码器23处的处理结果获得URL时，处理器25通过使用未示出的通信装置，从由该URL指定的网络内的服务器设备等获取各种内容数据。此外，当从私有图像解码器23处的处理结果获取对数据服务器4的访问数据时，通过未示出的通信装置，从数据服务器4获取各种内容数据。所获取的音频数据、文本数据、图像数据、电影数据等等存储在未示出的存储器等等中。

1/4波片26和偏振片27被布置为移动至这些片覆盖摄像机21的未示出的光接收机(镜头)的位置，或者这些片未覆盖光接收机的位置。

切换检测器28检测1/4波片26和偏振片27是已移动至覆盖摄像机21的光接收机的位置还是已移动至未覆盖光接收机的位置。这里，不总是有必要利用切换检测器28来检测1/4波片26和偏振片27的位置。例如，接收机2的用户可以通过操作预定开关来将1/4波片26和偏振片27的位置输入接收机2。

作为移动机构29，可以考虑如图6(a)所示使1/4波片26和偏振片27能够沿垂直方向移动的机构，或者如图6(b)所示使1/4波片26和偏振片27能够旋转的机构。

备选地，由于当通过用户操作来移动1/4波片26和偏振片27时，第一示例实施例的接收机2可操作，因此如图7和8所示，移动机构29可以包括夹盖(holding cover)31，夹盖31将由1/4波片26和偏振片27整体形成的滤光片30固定在摄像机21前方。

图7所示的夹盖31是可移除地保持滤光片31的示例。图8所示的夹盖31是可滑动地保持滤光片31的示例。

如图3所示，在本示例实施例的通信系统中，例如，利用右旋圆偏振，在显示设备1的屏幕12上显示由公开图像和反转图像形成的合成图像，同时，利用左旋圆偏振来显示私有图像。

图5所示的接收机2中包括的1/4波片26将右旋圆偏振和左旋圆偏振转换为彼此正交的两个线性偏振。图5所示的接收机2中包括的偏振片27被配置为仅透过与左旋圆偏振相对应的线性偏振，并阻挡与右旋圆偏振相对应的线性偏振。相应地，1/4波片26和偏振片27仅透过私有图像，并阻挡合成图像。类似地，即使在显示设备1被配置为以时分方式来显示合成图像和私有图像时(见图4)，1/4波片26和偏振片27也仅透过私有图像并阻挡合成图像。

相应地，当将1/4波片26和偏振片27移动至覆盖摄像机21的光接收机的位置时，接收机2能够通过摄像机21仅拍摄显示设备1上显示的图像中的私有图像。接收机2还可以在终端显示单元24上显示由摄像机21拍摄的私有图像。在这种情况下，当经由切换检测器28向私有图像解码器23给出私有图像拍摄模式激活的通知时，私有图像解码器23可以实现对由摄像机21拍摄的私有图像的图像信号的所必需的信号处理。

另一方面，当已将1/4波片26和偏振片27移动至未覆盖摄像机21的光接收机的位置时，摄像机21在特定时间段内对其上的入射光进行积分，使得私有图像与其反转图像叠加，得到半调色(灰色)图像。相应地，在由公开图像和反转图像形成的合成图像以及由摄像机21拍摄的私有图像当中，在终端显示单元24上仅显示公开图像。

根据第一实施例的通信系统，由于使用具有彼此不同旋转方向的圆偏振，同时或以时分方式在显示设备1上显示合成图像和私有图像，因此私有图像与其反转图像叠加，得到半调色(灰色)图像，使得以裸眼观看显示设备1的未指定人员仅识别出公开图像。相应地，不存在破坏显示设备1上显示的公开图像的美观的风险。此外，由于接收机2中1/4波片26和偏振片27的可移动布置使摄像机21能够仅拍摄公开图像或私有图像，因此可以简单地从显示设备1上显示的图像中获取与公开图像的拍摄位置相对应的私有图像，而不使用任何同步信号。相应地，可以利用简单装置来实现可见光通信。

(第二示例实施例)

接下来，参照附图来描述本发明的第二示例实施例。

在上述第一示例实施例的通信系统中，当用户将1/4波片26和偏振片27移动至未覆盖摄像机的光接收机的位置时，接收机2获取公开图像，而当用户将1/4波片26和偏振片27移动至覆盖摄像机21的光接收机的位置时，接收机2获取私有图像。相应地，在第一示例实施例的接收机2中，当使接收机2显示公开图像时，相对难以在保持其姿态的同时将显示切换至私有图像。

第二示例实施例提出了可以以简单的方式在公开图像和私有图像之间切换显示的接收机2。第二示例实施例的通信系统中包括的显示设备1、发射机3和数据服务器4具有与第一实施例中相同的配置和操作，因此省略描述。

如图9所示，第二示例实施例的接收机2包括：摄像机21、视频存储器22、私有图像解码器23、显示选择器42、终端显示单元24、处理器25、1/4波片26、偏振片27、液晶单元40和切换控制器41。

由于图9所示的第二示例实施例的接收机2中包括的摄像机21、视频存储器22、私有图像解码器23、终端显示单元24和处理器25与图5所示的第一示例实施例的接收机2中的这些单元具有相同的配置和操作，因此省略描述。

如图9所示，第二示例实施例的接收机2具有以下配置：其中1/4波片26、液晶单元40和偏振片27被布置在覆盖摄像机21的光接收机的位置处。

1/4波片26将显示设备1上显示的图像的右旋圆偏振和左旋圆偏振转换为彼此正交的两个线性偏振。液晶单元40由TN(扭曲向列)类型的液晶构成，并根据未施加电压的状态(关闭)或施加电压的状态(开启)来切换已透过1/4波片26的线性偏振光的偏振方向。偏振片27根据液晶单元40的状态，仅透过与已透过液晶40的私有图像的圆偏振相对应的线性偏振光、分别以减半的亮度透过与私有图像的圆偏振相对应的线性偏振光和与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振光、或者仅透过与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振光。

切换控制器41根据通过未示出的输入键进行的用户控制，关闭液晶40(未施加电压的状态)或开启液晶40(施加电压的状态)，以改变液晶对齐，从而改变已透过1/4波片26的线性偏振光的偏振方向。这里，假定本示例实施例的液晶单元40在单元关闭时将其偏振方向旋转90度，透过入射光；在单元开启并施加中间电压时，将其偏振方向旋转45度，透过入射光；以及在单元完全开启并施加足够高的电压时，透过入射光而不旋转其偏振方向。

在本示例实施例的接收机2中，调整偏振片27的偏振方向，以仅透射与液晶单元40关闭时已透过液晶单元40的私有图像的圆偏振相对应的线性偏振。切换控制器41在液晶单元40开启时向液晶单元40施加电压，使得与私有图像的圆偏振相对应的线性偏振和与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振分别以减半的亮度透过偏振片27；或者使得只有与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振透过偏振片27。按照这种方式，切换控制器41通过改变施加至液晶单元40的电压来控制液晶单元40对线性偏振光的旋转量。

显示选择器42根据用户控制来选择要在终端显示单元24上显示的图像(私有图像、公开图像)的图像数据。

在这种配置中，液晶单元40透过已透过1/4波片26且彼此正交的两个线性偏振并将每个偏振方向旋转90度。在已透过液晶单元40的线性偏振光当中，偏振片27仅透过与私有图像的圆偏振相对应的线性偏振。相应地，接收机2的摄像机21能够仅拍摄私有图像。在这种情况下，当从切换控制器41向私有图像解码器23给出私有图像拍摄模式激活的通知时，私有图像解码器23实现对由摄像机21拍摄的私有图像的图像信号的所必需的信号处理。此外，当用户通过显示选择器42来选择私有图像时，在接收机2的终端显示单元24上显示私有图像。

另一方面，在完全开启时，液晶单元40透过彼此正交且已透过1/4波片26的两个线性偏振，而不旋转其偏振方向。在这种情况下，由于偏振片27将不透过与私有图像的圆偏振相对应的线性偏振，因此接收机2的摄像机21拍摄合成图像，即公共图像与反转图像的叠加。相应地，在不采取任何拍摄措施的情况下，不可能在终端显示单元24上仅显示公开图像。

对此，在本示例实施例中，例如，从切换控制器41向液晶单元40施加完全开启液晶单元40的电压的一半，以设置液晶单元40对入射光的偏振方向的旋转量。当按照这种方式来设置液晶单元40对入射光的偏振方向的旋转量时，与合成图像和私有图像的圆偏振相对应的线性偏振在透过偏振片27时亮度均减半，并到达摄像机21。此时，摄像机21在特定时间段内对入射光进行积分，使得私有图像与其反转图像叠加，形成半调色(灰色)图像。相应地，摄像机21可以仅拍摄公开图像。此外，当用户经由显示选择器42选择公开图像时，在接收机2的终端显示单元24上显示公开图像。

作为将液晶单元40对入射光的偏振方向的旋转量在45度的另一方法，存在以下方法：其中，液晶单元40在液晶单元40的关闭状态与完全开启状态之间高速转变。在这种情况下，可以且应当向液晶单元40施加电压，使得液晶单元40关闭的时间段与液晶单元40完全开启的时间段彼此相等。

当液晶单元40按照这种方式在关闭状态与完全开启状态之间高速转变时，在摄像机21读取入射光的读取时间段的一半持续时间中，与私有图像和合成图像的圆偏振相对应的线性偏振中的每一个透过偏振片27，到达摄像机21。由于在该方法中，摄像机21也在特定时间段内对入射光积分，因此私有图像与其反转图像叠加，形成半调色(灰色)图像。相应地，摄像机21可以仅拍摄公开图像。因此，当用户经由显示选择器42选择公开图像时，在接收机2的终端显示单元24上显示公开图像。

图10和11是示出了图9所示的接收机的操作示例的定时图。

图10和11均示出了当未施加电压时以及当施加完全开启液晶单元40的电压V1的一半的电压V2时，所施加电压波形的一个示例。

图10示出了当显示设备1具有图3所示的配置时接收机2的操作示例，其中，以左旋圆偏振在屏幕上显示私有图像，同时以右旋圆偏振来显示合成图像。在这种情况下，显示设备1中一帧图像的显示起始定时不需要与摄像机21的读取间隔的起始定时重合。

在图10所示的操作示例中，当液晶单元40关闭时(未施加电压的状态)，如上所述，仅私有图像入射在摄像机21上并由摄像机21拍摄。另一方面，当液晶单元40开启时(施加电压V2)，私有图像和合成图像分别以减半的亮度同时入射在摄像机21上并由摄像机21拍摄。此时，私有图像与其反转图像叠加，形成半调色(灰色)图像，使得可以仅拍摄公开图像。

另一方面，图11示出了当显示设备1具有图4所示的配置时接收机2的操作示例，其中，私有图像和合成图像分别以左旋圆偏振和右旋圆偏振交替显示在屏幕上。在这种情况下，显示设备1中一帧图像的显示起始定时也不需要与摄像机21的读取间隔的起始定时重合。然而，拍摄公开图像时的读取间隔需要等于或长于显示设备1的一帧周期，并且是一帧周期的倍数。

在图11所示的操作示例中，当液晶单元40关闭时(未施加电压的状态)，如上所述，仅私有图像间断地入射在摄像机21上并由摄像机21拍摄。另一方面，当液晶单元40开启(施加电压V2)时，私有图像和合成图像分别亮度减半并交替入射在摄像机上并由摄像机拍摄。在该时间段期间，私有图像与其反转图像叠加，形成半调色(灰色)图像，使得可以仅拍摄公开图像。

如上所述，本示例实施例的接收机2拍摄显示设备1，显示设备1同时或交替显示私有图像和合成图像，从而可以在终端显示单元24上选择性地显示私有图像和公开图像。

这里，当用于液晶单元40的液晶的响应速度较低时，不使用施加完全开启液晶单元40的电压V1的一半的电压V2的方法，如果例如将最大幅度(绝对值)为V1且正负电压交变比液晶响应时间更快的AC电压施加至液晶单元40并且如图12所示将施加时间设置为上述读取间隔的一半，则实现等效操作。

以将TN类型的液晶用于液晶单元40为例进行了以上描述。然而，液晶单元可以使用电控双折射(ECB：电控双折射)类型或任何其他液晶，而不限于TN类型。

此外，可以使用产生相位差的液晶，将线性偏振返回至圆偏振，而不使用在向液晶单元40施加电压V2时将入射光的偏振方向旋转45度的液晶。

图13和14是示出了图9所示的接收机的其他操作示例的定时图。

图13和14分别示出了所施加的电压波形的一个示例，其中，将高速响应液晶用于液晶单元40，未施加电压的间隔与施加完全开启液晶单元40的电压V1的另一间隔交替重复。

图13示出了当显示设备1具有图3所示的配置时接收机的操作示例，其中，以左旋圆偏振光在屏幕上显示私有图像，同时以右旋圆偏振光来显示合成图像。在这种情况下，显示设备1中一帧图像的显示起始定时不需要与摄像机21的读取间隔的起始定时重合。

在图13所示的操作示例中，当液晶单元40关闭时(未施加电压的状态)，如上所述，仅私有图像入射在摄像机21上并由摄像机21拍摄。另一方面，当液晶单元40开启时(施加电压V1)，合成图像入射在摄像机21上并由摄像机21拍摄。此时，当液晶单元40开启的状态与液晶单元40关闭的状态高速交替时，并且当这些间隔彼此相等时，私有图像和合成图像交替入射在摄像机21上并由摄像机21拍摄。在这种情况下，私有图像与其反转图像叠加，形成半调色(灰色)图像，使得可以仅拍摄公开图像。

另一方面，图14示出了当显示设备1具有图4所示的配置时接收机2的操作示例，其中，私有图像和合成图像分别以左旋圆偏振和右旋圆偏振交替显示在屏幕上。在这种情况下，显示设备1中一帧图像的显示起始定时也不需要与摄像机21的读取间隔的起始定时重合。然而，拍摄公开图像时的读取间隔需要等于或长于显示设备1的一帧周期，并且是一帧周期的倍数。

在图14所示的操作示例中，当液晶单元40关闭时(未施加电压的状态)，如上所述，仅私有图像间断地入射在摄像机21上并由摄像机21拍摄。当液晶单元40开启的状态与液晶单元40关闭的状态高速交替并且这些间隔彼此相等时，如果显示设备1显示合成图像并且如果液晶单元40开启，则仅合成图像入射在摄像机21上并由摄像机21拍摄。如果显示设备1显示私有图像并且如果液晶单元40关闭，则仅私有图像入射在摄像机上并由摄像机拍摄。然而，在读取间隔内对摄像机21上入射的光进行积分，私有图像与其反转图像叠加，形成半调色(灰色)图像，使得可以仅拍摄公开图像。

以将TN类型的液晶用于液晶单元40为例进行了以上描述。然而，液晶单元可以使用呈现出高速响应的其他类型的液晶，如铁电液晶、反铁电液晶等等，而不限于TN类型。

根据第二示例实施例的通信系统，除了与第一示例实施例的通信系统相同的效果之外，可以简单地切换接收机2对公开图像和私有图像的显示，从而改进用户的便利性。

(第三示例实施例)

接下来参照附图来描述本发明的第三示例实施例。

在上述第二示例实施例中，当接收机2中包括的液晶40关闭时，在终端显示单元24上显示私有图像；而当液晶单元40开启时，用户观看在终端显示单元24上显示的公开图像。

一般认为，当用户使用接收机2时，与显示私有图像相比，存在更多机会来显示公开图像。因此，由于在第二示例实施例的接收机2中，在显示频繁显示的公开图像时需要向液晶单元40施加电压，因此接收机2的功率消耗倾向于增大。由于如上所述接收机2是利用如移动电话之类的便携式终端设备来实现的，因此功率消耗的任何增大将导致终端设备中电池耗尽，这是不利的。

在第三示例实施例的通信系统中，提出了接收机2，可以简单地在公开图像与私有图像之间切换显示，并禁止功率消耗的任何增大。第三示例实施例的通信系统中包括的显示设备1、发射机3和数据服务器4具有与第一实施例中相同的配置和操作，因此省略描述。

与第二示例实施例相似，第三示例实施例的接收机2具有以下配置：其中，1/4波片26、液晶单元40和偏振片27被布置在覆盖摄像机21的光接收机的位置处。然而，在第三示例实施例的接收机2中，调整偏振片27的偏振方向，以透射与已透过液晶单元40的私有图像的圆偏振相对应的线性偏振和与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振(当液晶单元40关闭时其亮度减半)。具体地，第三示例实施例的偏振片27相对于第二示例实施例的接收机2中包括的偏振片27的偏振方向旋转45度，并被定位于该状态。切换控制器通过向液晶单元40施加电压，利用液晶单元40来调整偏振方向，使得当液晶单元40开启时，只有与私有图像的圆偏振相对应的线性偏振透过偏振片27。其他配置与第二示例实施例的接收机2的配置相同，因此省略描述。

在第三实施例模式的接收机2中，当液晶单元40关闭时，1/4波片26将与私有图像和合成图像相对应的圆偏振转换为线性偏振，线性偏振中的每一个透过液晶单元40并且偏振方向被旋转90度。这里，由于部署了偏振方向旋转45度的偏振片27，因此在透过偏振片27时，每个分量亮度减半，并到达摄像机21。在这种情况下，终端显示单元24显示与以裸眼观看显示设备1时相同的图像，或者仅显示公开图像，这是因为私有图像与其反转图像叠加，得到半调色(灰色)图像。

另一方面，当液晶单元40完全开启时，偏振方向相对于关闭状态旋转90度，使得与私有图像和合成图像的圆偏振相对应的线性偏振透过液晶单元40，每个分量亮度减半但透过偏振片27并到达摄像机21。为了应对这种情形，在本示例实施例中，为了使只有与私有图像的圆偏振相对应的线性偏振透过液晶单元40，从切换控制器41向液晶单元40施加完全开启液晶单元40的电压的一半。由于按照这种方式设置向液晶单元40施加的电压，只有与私有图像的圆偏振相对应的线性偏振透过接收机2的偏振片27，使得接收机2可以仅拍摄私有图像。在这种情况下，当从切换控制器41向私有图像解码器23给出私有图像拍摄模式激活的通知时，私有图像解码器23实现对由摄像机21拍摄的私有图像的图像信号的所必需的信号处理。

图15和16是示出了第三示例实施例的接收机的操作示例的定时图。

图15和16示出了当显示设备1具有图4所示的配置时接收机2的操作示例，其中，以左旋圆偏振光在屏幕上显示私有图像，同时以右旋圆偏振光来显示合成图像。

图15和16分别示出了用于施加完全开启液晶单元40的电压的一半的、所施加的电压波形的一个示例。这里，假定当施加具有最大幅度(绝对值)V1的AC电压时，液晶单元40完全开启。

图15是在私有图像的读取间隔期间，向液晶单元40施加具有最大幅度(绝对值)V2＝(V/2)的AC电压的示例。图16是通过在私有图像的读取间隔期间向液晶单元40施加具有最大幅度(绝对值)V1的AC电压并将施加时间设置为读取间隔的一半，来将所施加的电压(积分值)设置为最大幅度的一半的示例。

根据第三示例实施例的通信系统，除了与第二示例实施例的通信系统相同的效果之外，与第二示例实施例的接收机2相比，可以预期减小功率消耗，这是因为当显示私有图像时，向液晶单元40施加电压。

与第二示例实施例类似，以将TN类型的液晶用于液晶单元40的拍摄示例描述了第三示例实施例。然而，液晶单元40可以使用VA(垂直对齐)类型的液晶，这是一种利用例如垂直对齐薄膜、沿垂直方向对齐的液晶，呈现出负介电各向异性，使得在施加电压时入射光具有期望相位差或旋转偏振。

(第四示例实施例)

接下来参照附图来描述本发明的第四示例实施例。

图17是示出了第四示例实施例的通信系统中包括的接收机2的一个配置示例的框图。

第四示例实施例的接收机具有：液晶单元40和偏振片27，被布置在覆盖摄像机21的光接收机的位置处。其他结构与第二示例实施例的接收机相同，因此省略描述。第四示例实施例的通信系统中包括的显示设备1、发射机3和数据服务器4具有与第一示例实施例中相同的配置和操作，因此省略描述。

第四示例实施例的接收机2被配置为使得液晶单元40具有1/4波片的功能。液晶单元40采用例如电控双折射(ECB：电控双折射)类型的液晶，并利用双折射率而制备，以在未施加电压时用作1/4波片。当电压完全施加至由此制备的液晶单元40时，液晶对齐朝向几乎竖直，使得入射光透过液晶单元40而不改变其偏振状态。

例如，当利用右旋圆偏振在显示设备1的屏幕12上显示由公开图像和反转图像形成的合成图像并且利用左旋圆偏振来显示私有图像时，在未向液晶单元40施加电压时，液晶单元40用作1/4波片，使得右旋圆偏振和左旋圆偏振被转换为相应线性偏振。相应地，将偏振片27布置为使得只有与左旋圆偏振相对应的线性偏振能够透射过偏振片27，使得接收机2能够仅拍摄私有图像。

当向液晶单元40施加电压时，右旋圆偏振和左旋圆偏振原样透过液晶单元40。相应地，右旋圆偏振和左旋圆偏振的分量以各占一半的方式透过偏振片27。因此，摄像机21可以拍摄与人以裸眼观看显示设备1时相同的图像。

另一方面，当将VA类型的液晶用于液晶单元40时，当未施加电压时，液晶对齐朝向几乎竖直。因此，入射光透过该单元，其偏振状态几乎未改变。此外，由于当施加足够高的电压时，VA类型的液晶的液晶对齐倾斜，因此当入射光是圆偏振光时，发射光被转换为线性偏振。

例如，当利用右旋圆偏振在显示设备1的屏幕上显示由公开图像和反转图像形成的合成图像并且利用左旋圆偏振来显示私有图像时，在向液晶单元40施加电压时，右旋圆偏振和左旋圆偏振被转换为相应的线性偏振。相应地，将偏振片27布置为使得只有与左旋圆偏振相对应的线性偏振能够透过偏振片27，使得接收机2能够仅拍摄私有图像。

当向液晶单元40施加电压时，右旋圆偏振和左旋圆偏振原样透过液晶单元40。在这种情况下，右旋圆偏振和左旋圆偏振的分量以各占一半的方式透过偏振片27，使得摄像机21可以拍摄与人以裸眼观看显示设备1时相同的图像。

根据第四实施例的通信系统，除了与第二示例实施例和第三示例实施例的通信系统相同的效果之外，1/4波片26不再必要，从而可以减少接收机2的成本增加。

此外，针对液晶单元40，可以使用以不同于上述机制的机制进行操作的液晶来构造类似的通信系统。此外，偏振片27的布置方向和驱动液晶单元40的方法可以以组合方式使用公知技术而适当配置。

至此已经参照示例实施例描述了本发明，但是本发明不应限于上述示例实施例。在本发明的范围内，可以将本领域技术人员理解的各种改变加入本发明的配置和细节。

本申请要求基于2008年11月17日提交的日本专利申请No.2008-293333的优先权，其全部公开通过引用并入此处。

Claims

1.一种通信系统，包括：

显示设备，基于从发射机输出的图像信号，利用具有彼此不同旋转方向的圆偏振来显示第一图像和合成图像；以及

2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述圆偏振选择和透射装置包括：

偏振片，仅透过与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述圆偏振选择和透射装置包括：

液晶单元，根据施加电压的状态或者未施加电压的状态，对已透过1/4波片的线性偏振的偏振方向进行切换；

偏振片，仅透过与已透过液晶单元的第一图像的圆偏振相对应的线性偏振，或者透过与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振和与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振；以及

切换控制器，向液晶单元施加预定电压。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其中，偏振单元被配置为具有仅透过与在未向液晶单元施加电压的状态下已透过液晶单元的第一图像的圆偏振相对应的线性偏振的偏振方向；以及

切换控制器向液晶单元施加电压，使得与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振以及与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振分别以减半的亮度透过偏振片，所述与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振以及所述与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振的偏振方向被液晶单元改变。

5.根据权利要求3所述的通信系统，其中，偏振单元被配置为具有仅透过与在未向液晶单元施加电压的状态下已透过液晶单元的第一图像的圆偏振相对应的线性偏振的偏振方向；以及

切换控制器向液晶单元施加电压，使得与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振以及与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振在读取入射光的读取间隔的不同半部分期间透过偏振片，所述与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振以及所述与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振的偏振方向被液晶单元改变。

6.根据权利要求3所述的通信系统，其中，偏振片被配置为具有以减半的亮度透过已透过液晶单元的、与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振和与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振中的每一个的偏振方向；

切换控制器向液晶单元施加电压，使得只有偏振方向被液晶单元改变的、与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振透过偏振片。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其中，所述圆偏振选择和透射装置包括：

切换控制器，向液晶单元施加预定电压。

8.根据权利要求7所述的通信系统，其中，液晶单元是电控双折射类型，

偏振片被配置为具有仅透过与在未向液晶单元施加电压的状态下已透过液晶单元的第一图像的圆偏振相对应的线性偏振的方向；以及

切换控制器向液晶单元施加电压，使得与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振以及与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振以减半的亮度透过偏振片，所述与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振以及所述与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振的偏振方向被液晶单元改变。

9.根据权利要求7所述的通信系统，其中，液晶单元是VA类型的液晶，

偏振片被配置为具有以减半的亮度透过已透过液晶单元的、与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振和与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振中的每一个的偏振方向；

10.一种接收机，对第一图像以及由第一图像的反转图像和第二图像形成的合成图像进行成像并获取第一图像，所述第一图像和所述合成图像以具有彼此不同旋转方向的圆偏振显示在显示设备上，所述接收机包括：

偏振片，仅透过与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振。

11.一种接收机，对第一图像以及由第一图像的反转图像和第二图像形成的合成图像进行拍摄以获取第一图像，所述第一图像和所述合成图像以具有彼此不同旋转方向的圆偏振显示在显示设备上，所述接收机包括：

切换控制器，向液晶单元施加预定电压。

12.根据权利要求11所述的接收机，其中，偏振片被配置为具有仅透过与在未向液晶单元施加电压时已透过液晶单元的第一图像的圆偏振相对应的线性偏振的方向；以及

13.根据权利要求11所述的接收机，其中，偏振片被配置为具有以减半的亮度透过已透过液晶单元的、与第一图像的圆偏振相对应的线性偏振和与合成图像的圆偏振相对应的线性偏振中的每一个的偏振方向；

14.一种接收机，对第一图像以及由第一图像的反转图像和第二图像形成的合成图像进行拍摄以获取第一图像，所述第一图像和所述合成图像以具有彼此不同旋转方向的圆偏振显示在显示设备上，所述接收机包括：

切换控制器，向液晶单元施加预定电压。

15.根据权利要求14所述的接收机，其中，

偏振片被配置为具有仅透过与在未向液晶单元施加电压时已透过液晶单元的第一图像的圆偏振相对应的线性偏振的方向；以及

16.根据权利要求14所述的接收机，其中，液晶单元是VA类型的液晶，