JPH06269002A - 表示撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テレビ会議等に用いる表示撮像装置におい
て、良好な映像を通して対話者同士の視線を一致させ、
同一場所で対話する感覚を味わえる表示空間を実現す
る。 【構成】 投射映像を表示するスクリーン１として、投
射表示期間に散乱状態に、撮影期間に透過状態に時分割
制御できるスクリーンを用いる。このスクリーン１の裏
面後方に、映像を投射表示するプロジェクタ２と、スク
リーン１前面の対話者を撮影するビデオカメラ３とを配
置する。さらに、マスク４を投射光軸７上に設けて、投
射表示期間に透過状態に、撮影期間に光遮断または光散
乱状態に時分割制御する。これにより、撮影期間にプロ
ジェクタ２の高輝度発光部分や投射映像がスクリーン１
に到達しないようして、高輝度発光部分等の写り込みと
対話者への透過を防止し、対話者同士の視線の一致した
良好な映像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ会議等に好適な
表示撮像装置に関し、詳しくは、対話する人同士の視線
を一致させながら、あたかも、実空間にいる感覚で対話
できる表示撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、遠隔地通信等では、テレビ会議シ
ステムが構築され、実用化されている。これに用いられ
ている表示撮像装置は表示面とビデオカメラの位置が異
なるため、相手方の映像を表示した表示面を見つめると
自分の視線はビデオカメラでなく表示面を向くことにな
り、視線のずれた映像が撮影されて相手方の表示面に表
示される。このため、互いに、視線のずれた表示映像を
見ることになる。

【０００３】そこで、図６に示すように投射映像を表示
するスクリーン１を表示面にして、このスクリーン１に
液晶・高分子複合体シート等を利用して時分割に透過／
散乱状態を制御し、スクリーン１の裏面にプロジェクタ
２とビデオカメラ３を設置し、透過状態で撮像を行い、
散乱状態で表示を行って、表示映像と対話する人の視線
を一致させようとした表示撮像装置が提案されている。

【０００４】また、テレビ放送において、テレビ局のア
ナンサーがニュースを読む場合、度々、アナンサーの目
がテレビカメラのレンズ面からはずれて机上に置かれた
原稿や表示映像をみる。このとき、アナンサーの顔の映
像をテレビを通して視聴者が見ると、アナンサーとの視
線が一致しないことになる。

【０００５】このようなテレビ放送における視線不一致
に対しては、表示映像の表示面の前面にハーフミラーを
斜めに配置する表示撮像装置が知られている。アナンサ
ーは表示映像を表示面からハーフミラーを斜めに通して
見つめ、一方、この表示映像に向けられた視線の映像は
ハーフミラーによって表示面方向とは異なる方向に曲げ
られてビデオカメラに導かれる。このために表示映像と
撮影像の視線を一致させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
テレビ会議システムにおいては、視線の一致しない映像
を互いに見ながら会話を行っており、映像を用いている
にもかかわらず、遠隔地間の会議なので臨場感に欠けて
もやむをえないと考えられていた。

【０００７】この状況を改善するための図６に示す視線
一致表示撮像装置では、撮影時にスクリーン１を透明に
するために、この僅かな時間にプロジェクタ２の投射映
像やプロジェクタ２の光源、発光体等の高輝度発光部分
５が透過して対話者６に見えてしまったり、スクリーン
１裏面で反射した高輝度部分５を対話者６の映像ととも
に同時にビデオカメラ３で撮影してしまったりする等の
欠点が生じていた。このために、図７に示すように、投
射光軸７をずらして斜め上方から投射するなどの工夫を
とると、表示映像に投射映像歪みが生じ不自然な映像を
見ることになってしまった。

【０００８】一方、テレビのニュースアナンサー等と視
聴者との視線の一致を実現するために利用されている表
示面前にハーフミラーを配置した表示撮像装置では、ハ
ーフミラーが表示面に対して斜めに配置されるため表示
面が大きくなるとハーフミラーの占める容積は大きくな
る問題があった。したがって、ハーフミラーを用いるこ
の方法は、比較的小型の装置向きであり、テレビ会議に
使用するような比較的大型の表示撮像装置に好適なもの
とは言えなかった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、良好な映像を通して対
話者同士の視線を一致させ、同一場所で対話する感覚を
味わえる表示空間を実現する表示撮像装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の表示撮像装置は、投射映像を表示するスク
リーンと、このスクリーンに映像を投射表示する投射表
示手段と、前記スクリーンの裏面後方に配置して該スク
リーン前面の被写体を撮影する撮像手段とを備え、前記
スクリーンには投射表示期間に散乱状態に、撮影期間に
透過状態に時分割制御できるものを用い、投射表示期間
に透過状態に、撮影期間に光遮断または光散乱状態に時
分割制御して、投射表示手段の光源、発光体等の高輝度
発光部分や投射映像がスクリーンに到達しないようにす
るマスクを設けることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明においては、撮像手段によって、透過状
態になっているスクリーンを通してスクリーン前面方向
にいる被写体を撮像するとき、投射映像や投射表示装置
の光源、発光体等の高輝度発光部分や投射映像の光をマ
スクによって光遮断または光散乱することにより、スク
リーンの投射面（裏面）で反射して撮影されるのを防止
して被写体のみを撮像する。さらに、スクリーンが透過
状態になっている撮影期間に、投射映像や投射表示装置
の高輝度発光部分（光源、発光体等）の光をマスクによ
って光遮断または光散乱させ、直接、被写体である対話
者（映像観察者）の目に入り込むことを防止する。以上
により、対話者同士の視線が一致した良好な映像を実現
する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。

【００１３】図１は本発明の表示撮像装置の一実施例の
構成を示す図である。本実施例の表示撮像装置は、投射
映像を表示するスクリーン１と、スクリーン１に映像を
投射表示するプロジェクタ２と、スクリーン１の裏面後
方に配置してスクリーン１前面の被写体６を撮影するビ
デオカメラ３とを備えている。ここで、スクリーン１を
通して撮影するために、スクリーン１は時間的に透過状
態になったり、散乱状態になったりする性質を有する。
一方、プロジェクタ２としては、例えば、映像表示体と
してブラウン管を用いたＣＲＴプロジェクタがあり、こ
れはブラウン管が映像表示体と発光体を兼ねている。ま
た、映像表示体として液晶パネルを用いた液晶プロジェ
クタがあり、これは映像表示体とは独立して光源を備え
ている。本実施例の表示撮像装置では、上記の構成にマ
スク４が加わり、このマスク４をプロジェクタ２とは独
立して投射光軸７上に設ける構成とするか、または、投
射映像光を一時、光遮断または光散乱するようにプロジ
ェクタ２内部に内蔵する構成としたものである。ここ
で、マスクによる光遮断または光散乱とは、マスクに入
射した光に比較して減衰や散乱によってこのマスクの透
過光の光強度が著しく低下することである。

【００１４】以上のように構成した実施例の動作および
作用を述べる。図２はその動作のタイミングを説明する
図である。本実施例に用いるマスクは、いずれも時分割
制御によって透過と光遮断または光散乱の繰り返し動作
を行う機能を有するものである。さらに詳細に説明する
と以下のようになる。撮影期間にビデオカメラ３のシャ
ッタ開放に同期してマスク４を光遮断または光散乱状態
にして、投射映像、および、プロジェクタ２の光源や発
光体等の高輝度発光部分がスクリーン１に投射されるの
を抑制し、投射表示期間にマスク４を透過状態にして投
射映像をスクリーン１に表示させ、ビデオカメラ３はシ
ャッタを閉じるようにする。

【００１５】図２に示すようにビデオカメラ３のシャッ
タ開閉動作とスクリーン１の透過／散乱動作を合わせ、
マスク４の開／閉（透過／光遮断または光散乱）とシャ
ッタの開閉は逆相にするために、マスク４の開／閉（透
過／光遮断または光散乱）はスクリーン１の散乱／透過
となる。したがって、ビデオカメラ３の撮影はプロジェ
クタ２の投射光がマスク４で光遮断または光散乱されて
いる期間のみ行う。投射映像のスクリーン１での反射像
やプロジェクタ２の高輝度な光源または発光体（例えば
液晶プロジェクタの場合は光源部、ＣＲＴプロジェクタ
の場合はブラウン管発光体）の反射像が被写体の撮影像
とともにビデオカメラ３に入力することはない。さら
に、投射映像や高輝度な光源または発光体がスクリーン
１に投射されたときにスクリーン１内部の散乱等によっ
てスクリーン１を透過してくる撮影像に濁りが生じて
も、ビデオカメラ３が映像を取り込むときは、投射映像
や高輝度な光源または発光体をマスクするためにスクリ
ーン１に上記投射映像や高輝度な光源または発光体が投
射されず、濁りが生じないクリーンな撮影像のみを撮影
できる。

【００１６】ここで、時間的に透過状態と光散乱状態に
変化する性質を有するスクリーン１について、具体例と
しては、例えば、液晶・高分子複合体シートがある。こ
の構造と製法の一例を示すと、透明導電膜で加工した表
裏２枚のフィルム内に、ネマティク液晶を水ベースのエ
マルジョンにしてその周辺をポリマーで被覆した後、水
を除去することによったり、ネマティク液晶を熱か溶媒
で相変化させてモノマー等に溶解させた後、重合化する
ことによって作製される。この時、液晶とポリマーの屈
折率を揃えておき、このシートの透明電極を電圧制御し
て透明電極間の液晶分子を電界方向に整列させることに
よりこのシートの法線方向の入射光は透過になり、電界
を印加しないときには液晶分子がランダムになって散乱
される。

【００１７】次に、マスク４の配置の具体例を図３，図
５に示す。

【００１８】まず、図３は、映像表示と発光を兼ねてい
るブラウン管を用いたＣＲＴプロジェクタの例を示して
いる。ＣＲＴプロジェクタは、例えば３原色（ＲＧＢ）
の光を発光するブラウン管１０，１１，１２に表示され
た映像を投射レンズ１３，１４，１５で図略のスクリー
ンに重畳投射するものである。ここで、本実施例では、
ブラウン管と各ブラウン管対応に設けられる投射レンズ
との間、または、投射レンズ１３，１４，１５とその前
方にあるスクリーンとの間に各ブラウン管対応にマスク
１６，１７，１８を設置する。なお、このマスクは、ブ
ラウン管１０，１１，１２と各ブラウン管対応に設けら
れている投射レンズ１３，１４，１５の間に設けること
もできる。

【００１９】図４（ａ）に示すように３原色ブラウン管
１０，１１，１２の発光特性は各々異なるため、光遮断
または光散乱状態時（撮影期間）のマスク１６，１７，
１８の透過光波長特性としては図４（ｂ）に示したＲ
用，Ｇ用，Ｂ用の特性のようにブラウン管の発光波長を
選択的に光遮断または光散乱する特性でも、共通用の特
性のように全可視光波長帯域に渡って光遮断または光散
乱する特性でも良い。一方、透過状態時（投射表示期
間）のマスク１６，１７，１８の透過光波長特性として
は図４（ｃ）に示したＲ用，Ｇ用，Ｂ用のように、でき
るだけブラウン管の発光波長を選択的に減衰させずに透
過させる特性でも、あるいは共通用の特性のように全可
視光波長帯域に渡って透過させる特性でも良い。なお、
図４（ｂ），（ｃ）の共通用の特性のように、マスクの
光遮断または光散乱・透過の波長特性を全可視光波長帯
域に渡って均一のものが得られれば、上記３原色ブラウ
ン管１０，１１，１２の各々に同一特性のマスク１６，
１７，１８を図３のように各々適用してもよく、また
は、１つのマスクで３原色ブラウン管の前面を覆うよう
に設置してもよい。

【００２０】一方、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は映像
表示体に液晶パネルを用い、映像表示体とは独立して光
源を備えている液晶プロジェクタの一形態におけるマス
クの配置例を示している。本例の液晶プロジェクタは、
液晶パネル３枚構成の３板式で、ダイクロイックミラー
で構成するダイクロイックミラー式のものを示してい
る。この場合、白色光源２１をダイクロイックミラー２
２，２３でＲＧＢ３原色に分離し、分離した光（分光）
をＲＧＢそれぞれの液晶パネル３０，３１，３２に照射
する。ＲＧＢ単色の液晶表示画像は、色合成ダイクロイ
ックミラー２４，２５によって合成され、投射レンズ２
６で拡大されてスクリーンに投射される。上述した白色
光源２１の分離光の光路変更や液晶表示画像の光路変更
にはミラー２７，２８を用いる。

【００２１】本実施例のマスクは、図５（ａ）のように
上記白色光源２１と光を３原色に分離するダイクロイッ
クミラー２２との間の位置４０、または、図５（ｂ）の
ように映像表示体が合成されるダイクロイックミラー２
５と投射レンズ２６との間の位置４１、または、投射レ
ンズの内部４２、または、投射レンズ透過後の４３のい
ずれか１つ、または２つ以上の位置、さらに、図５
（ｃ）のように液晶パネル３０，３１，３２の透過光を
マスクする液晶パネル３０，３１，３２の後面部４４，
４５，４６に配置する。図示はしていないが液晶パネル
３０，３１，３２の前面部に配置してもよい。特に、図
５（ｃ）のように液晶パネル対応に個別のマスクを配置
するときは、必ずしもマスクの光遮断または光散乱・透
過波長特性の一致したマスクを適用する必要はない。図
３のＣＲＴプロジェクタの説明と同様にマスクで光遮断
または光散乱したり、マスクを透過する可視光のスペク
トル分布はＲ、Ｇ、Ｂ色に限定されているために、図４
（ｂ），（ｃ）のＲ用，Ｇ用，Ｂ用に示した光遮断また
は光散乱・透過波長特性の優れた特性のマスクを適用す
ればよい。言い換えれば、マスクの光遮断または光散乱
・透過波長特性は全可視光波長帯域で均一な優れた特性
のものを製作することが困難な場合は、帯域を狭くした
特定波長光（Ｒ光、または、Ｇ光、または、Ｂ光）に対
して優れた特性のものが適用できる。

【００２２】なお、上記液晶プロジェクタの場合におけ
るマスクの配置例では、白色光源をダイクロイックミラ
ーで分光する方式について説明したが、ダイクロイック
プリズム式等の場合も同様にマスクを適用すればよい。
また、本発明におけるマスクとしては映像信号の各フィ
ールド周期ごとに数ｍｓ以下のスイッチング速度で光遮
断または光散乱・光透過する必要があり、耐久性、高速
性、光遮断性または光散乱性、および、光透過性に優れ
た特性が必要である。具体的なマスクの例としては、高
速性に優れた強誘電性液晶板等があげられる。さらに、
光散乱性に優れた液晶・高分子複合体シート等があげら
れる。このように、本発明はその主旨に沿って種々に適
用され、種々の実施態様を取り得るものである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示撮像
装置では、投射表示期間に光散乱状態にし、撮影期間に
透過状態に時分割制御するスクリーンに映像を投射する
投射表示手段をスクリーン面の後方に配置して、撮影期
間に光遮断または光散乱状態に時分割制御するマスクを
投射表示手段とスクリーンの間に設けたので、投射表示
手段の高輝度な光源または発光体の光や投射映像がスク
リーンの前面で投射映像を見る対話者に直接入り込ま
ず、かつ、スクリーンに投射した表示映像等の反射によ
る撮像手段への不要像の入力が防止でき、対話者同士の
視線の一致した良好な映像が得られる。

【００２４】また、請求項２の発明によれば、特に３原
色対応に映像表示体を分離できるＧＲＴプロジェクタや
３板式の液晶プロジェクタ等の投射表示手段において、
投射表示期間に３原色の可視光波長を選択的に透過する
特性で撮影期間に可視光全域にわたって光遮断または光
散乱する特性、または、投射表示期間に可視光全域にわ
たって透過する特性で撮影期間に３原色の可視光波長を
選択的に光遮断または光散乱する特性、または、投射表
示期間に３原色の可視光波長を選択的に透過する特性で
撮影期間に３原色の可視光波長を選択的に光遮断または
光散乱する特性を有するマスクを、投射表示手段の各々
の映像表示体に隣接した位置に設けることができるこの
ために、全可視光波長帯域にわたって均一な光遮断また
は光散乱特性、透過特性のマスクは不要になり、特定の
波長帯域を光遮断したり、透過する特性のマスクが使用
できるために、マスクの製作が容易になり、かつ、マス
クの帯域を拡げるよりも光遮断率または光散乱率、透過
率を高めたマスクが製作でき、透過光の色特性の良い表
示映像が得られる。

【００２５】以上のように、本発明は、マスクの適用に
より、時分割制御スクリーンによる従来の問題が解決で
きるため、表示部前面にハーフミラー等のデッドスペー
スのない大形の表示部を有した臨場感の高い視線一致双
方向映像通信が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図

【図２】上記実施例における動作のタイミングを説明す
る図

【図３】ＣＲＴプロジェクタにマスクを設置した場合の
構成を示す図

【図４】（ａ）は３原色ブラウン管および白色光源の分
光後の３原色発光特性を示す図、（ｂ）はマスクの光遮
断または光散乱時の透過光波長特性を示す図、（ｃ）は
マスクの透過時の透過光波長特性を示す図

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は液晶プロジェクタに
マスクを設置した場合の構成を示す図

【図６】従来の表示撮像装置の構成を示す図

【図７】従来の表示撮像装置の問題点を説明する図

【符号の説明】

１…スクリーン ２…プロジェクタ ３…ビデオカメラ ４…マスク ６…対話者（被写体） ７…投射光軸 １０…ブラウン管（Ｒ色） １１…ブラウン管（Ｇ色） １２…ブラウン管（Ｂ色） １３，１４，１５…投射レンズ １６，１７，１８…マスク ２１…白色光源 ２２，２３，２４，２５…ダイクロイックミラー ２６…投射レンズ ２７，２８…ミラー ３０，３１，３２…液晶パネル ４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６…マスク位
置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投射映像を表示するスクリーンと該スク
   リーンに映像を投射表示する投射表示手段と該スクリー
   ン前面の被写体を撮像する撮像手段とを備えた表示撮像
   装置において、前記撮像手段を前記スクリーンの裏面後
   方に配置し、前記スクリーンとして時分割制御によって
   散乱状態から透過状態および透過状態から散乱状態へ状
   態遷移するスクリーンであって、投射表示期間に散乱状
   態にし撮影期間に透過状態に制御するスクリーンを用
   い、かつ、前記投射表示手段の投射光の投射表示期間に
   透過状態にし前記撮像手段の撮影期間に光遮断または光
   散乱状態に制御するマスクを、前記投射表示手段の投射
   レンズとスクリーンの間、前記投射表示手段の映像表示
   体と投射レンズの間、前記投射表示手段の光源と映像表
   示体の間のいずれかの位置に、または、前記投射表示手
   段の映像表示体に隣接した位置に、または、それらの位
   置の複数の位置に設けることを特徴とする表示撮像装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の表示撮像装置において、
   ３原色に分離した光による投射表示手段を用いるととも
   に、投射表示期間に３原色の可視光波長を選択的に透過
   する特性で撮影期間に可視光全域にわたって光遮断また
   は光散乱する特性、または、投射表示期間に可視光全域
   にわたって透過する特性で撮影期間に３原色の可視光波
   長を選択的に光遮断または光散乱する特性、または、投
   射表示期間に３原色の可視光波長を選択的に透過する特
   性で撮影期間に３原色の可視光波長を選択的に光遮断ま
   たは光散乱する特性を有するマスクを、前記投射表示手
   段の３原色に分離した光に対応させて設けることを特徴
   とする表示撮像装置。