JPH04196696A

JPH04196696A - 視線一致動画ウィンドウ通信方式

Info

Publication number: JPH04196696A
Application number: JP2318107A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Shimamura; 和典島村; Shinichi Shiwa; 志和　新一; Tsutomu Jin; 神　力; Hiroshi Yasuda; 浩安田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は視線一致動画ウィンドウ通信方式に関し、特に
複数の通信相手の像表示のため該像表示面の前方の空間
が制約のないようにしたものである。

（従来の技術）従来、通信相手の顔画像を見ながら同時にその観察者で
ある通信者の画像を撮像して前記通信相手に送信する対
面通信において、通信相手との視線一致を光学的に実現
する方式として次のようなものが提案されている。

例えば、動画像とじて表示される通信相手と正対する通
信において良好な視線一致を得るため、撮像系（カメラ
）と表示系（デイスプレィ装置）の光軸をハーフミラ−
で結合される方式が知られており、これは、昭和６３年
電子情報通信学会秋季全国大会講演Ｄ−３８ｒ視線一致
形テレビ電話装置の開発」に発表されている。

また、他の例として、第５図に示すように表示装置に近
接した位置にカメラを配置する方式である。同図におい
て（１）は正面図、（２）はその側面図を示し、表示装
置（デイスプレィ）ｌの上方にカメラ２を配置し、被撮
影者３に対しては角度θ（カメラ２とデイスプレィ１面
の動画ウィンドウ中心Ｔ点を注視する被撮影者３の眼Ｅ
を結ぶ線とのなす角度）をもっている。

これはデイスプレィ面と被撮影者との距離りが大きい場
合は、視線の不一致を感じさせない機器配置構成である
。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記前者の従来技術において、撮像系（カメ
ラ）と表示系（デイスプレィ装置）との間にハーフミラ
を傾斜して配置する必要があり、表示面の前方に比較的
大きな空間を要する欠点や観察者がデイスプレィ装置の
表示面に近接出来ないという欠点があった。

また、上記後者の従来技術において、通信相手の顔画像
をデイスプレィ１面の小領域である動画ウィンドウ１ａ
として表示する場合にはデイスプレィ表示面とカメラと
の距離が相対的に大きくなり、視線のずれが大きくなる
という欠点があった。

また、対面動画通信における動画衣゛示と撮像装置位置
の不一致に起因する視線ずれについては、昭和４２年電
気四学会連合大会の講演１９９８　ｒ映像電話における
撮像管の位置に関する検討」があり、カメラが相対的に
上方に位置する場合に許容されやすく、中心からの角度
１２°が杵容限と知られている。

この報告で示されている視線ずれの許容限はウィンドウ
形の動画表示の場合に、大きく超えることになる。平均
的なワークステーションデイスプレィに求められた条件
を満たす動画ウィンドウとカメラとの配置は第５図に示
すように被撮影者３は自分の前方で眼（Ｅ）より１．５
８（Ｈはデイスプレィ１の高さ、１９インチデイスプレ
ィの場合、約４５ａｍ）の距離にあるデイスプレィ面の
動画ウィンドウ１ａの中心Ｔ点を注視しており、その状
態が、デイスプレィ外縁のカメラ２により撮影される。

この状態での視線のずれを第６図に示す。

即ち、第６図はカメラ２をデイスプレィの表示面を含む
面内の様々な位置に配置した場合のウィンドウとカメラ
位置との視線のずれを示し、図中、Ｌは動画ウィンドウ
の中心Ｔ点とカメラ２との距離（ｃｍ）を、θはカメラ
２と被撮影者の眼Ｅを結ぶ直線ウィンドウの中心Ｔ点と
被撮影者の眼Ｅを結ぶ直線となす角度差（度）を、夫々
示す。

この図から分るように被撮影者３の顔画像がデイスプレ
ィ１面の動画ウィンドウ１ａに撮像表示される領域は、
極めて小領域であるため、視線が一致するカメラの配置
位置は前記動画ウィンドウの中心Ｔ点から検知限Ｍ、許
容限Ｎで示す範囲の距離り、角度差θに限られ、斜線部
分は画像として正常に撮像表示されない部分である。

つまり、第５図に示すカメラの配属構成ではデイスプレ
ィ面と被撮影者の距離が小さくなると視線の不一致が生
じ、一定の距離空間を必要とする。

（発明の目的）本発明は上述した従来技術の欠点を解決し、表示装置の
前方に位置する観察者と同時に被写体でもある通信者の
側の空間に制約のない視線一致動画ウィンドウ通信方式
を実現する撮像・表示系を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決し目的を達成するため、通信相
手の再生像を表示装置の表示面の部分領域であるウィン
ドウとして表示し合う対面形の映像通信方式であって、
送信画像を得るための撮像装置と被写体でありかつ相手
像の観察者である通信者の眼球位置との中間に、時間間
欠形の光透過制御スクリーンを表示装置として配置する
ことを特徴とする。

また、本発明は複数のウィンドウを時間間欠形の光透過
制御スクリーンに表示し、通信者の眼球位置と複数のウ
ィンドウとを結ぶ線上に複数のカメラを設置して、複数
の通信相手の像表示と送信画像を得るカメラとを対応さ
せたものである。

（作　用）本発明は観察者に正対した１または複数のカメラの前に
光透過制御スクリーン、例えば、液晶調光ガラスを配置
し、この時間間欠形の透過スクリーンを同時にデイスプ
レィとして利用し、１または複数の通信相手の像表示を
、その１または複数の小領域にウィンドウとして表示す
る。

したがって、デイスプレィ面の観察者との間に物理的な
光学結合系が不要なためキーボード等デイスプレィ前面
付近の操作性を損うことが少なく、また、複数の通信相
手を動画ウィンドウ表示する場合にハーフミラ一方式よ
り自然な視線一致を与える。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の配置構成図を示し、図中、
２Ａ、２Ｂは３Ａ、３Ｂで示す被撮影者（Ａ）、（Ｂ）
側に夫々配置された撮像系のカメラで、表示系の４Ａ、
４Ｂで示す光透過制御スクリーン（Ａ）、（Ｂ）の動画
ウィンドウの中心Ｔａ、Ｔｂ点を通した被撮影者３Ａ、
３Ｂの眼球位置Ｅａ、Ｅｂを結ぶ線上（１点鎖線）に配
置される。５Ａ、５Ｂはウィンドウ表示制御部で相手カ
メラからの出力画像を−ビデオプロジェクタ６Ａ、６Ｂ
へ８力する。

７Ａ、７Ｂはカメラ２Ａ、２Ｂと光透過制御スクリーン
４Ａ、４Ｂの同期をとる同期信号発生器、８Ａ、８Ｂは
同期信号発生器７Ａ、７Ｂからの同期信号により光透過
制御スクリーン４Ａ、４Ｂを透過及び不透過（散乱）状
態とするスクリーン駆動回路、９は被撮影者（Ａ）、（
Ｂ）間のカメラ２Ａ。

２Ｂを結ぶ通信路である。

また、第２図は第１図に示すウィンドウ表示制御部５Ａ
、５Ｂの機能ブロック図（１）とそのフレームメモリの
アクセス制御状態図（２）を示す。同図（１）において
、５１は背景画像発生装置、５２は同期抽出分離部で、
該背景画像発生装置から映像同期信号を抽出分離する。

５３はメモリアクセス制御部、５４はフレームメモリＯ
で背景画面情報が、５５はフレームメモリｌで相手側の
カメラよりの画像が夫々記憶され、かつ前記メモリアク
セス制御部５３の制御により、同図（２）に示すアクセ
ス類（Ｏ→１→Ｏ・・・・・・）で選択される。５６は
データバス、５７はＤ／Ａ変換器で、フレームメモリ０
，１の背景画像、顔画像をアナログ変換してビデオプロ
ジェクタ６Ａ、６Ｂへ高力する。

次に本実施例の動作を第３図に示す光透過制御スクリー
ン４Ａ、４Ｂとして用いた液晶調光ガラス板のインパル
ス応答特性図及び第４図に示す本実施例の同期動作のタ
イミングチャートにより説明する。

相手の像、例えば、被撮影者３Ｂの画像は、カメラ（Ｂ
）２Ｂで撮像され通信路９を介して送られてくるカメラ
信号がウィンドウ制御部５Ａでデイスプレィエリアのノ
」）領域ウィンドウに信号変換され、ビデオプロジェク
タ６Ａで光透過制御スクリーン４Ａに投影される。この
光透過制御スクリーン４Ａは同期信号発生器７Ａの信号
（第４図ａ、以下同じ）に同期したスクリーン駆動回路
８Ａの駆動パルス（ｃ）により短時間だけ規則的に透明
状態（ｄの透過）になり、他の時間は光散乱状態（ｄの
散乱）に戻る。この透明状態時にカメラ２Ａは高速シャ
ッタ動作（ｅの開動作）して光透過制御スクリーン４Ａ
の反対側の観察者（被撮影者３Ａ）を撮像する。

上記の動作において被撮影者３ＡをカメラＡ（２Ａ）で
撮像したカメラ信号も、上記と同様にしてウィンドウ表
示制御部５Ｂへ通信路９を介して送られ、同様の動作を
行なう。

このように通信相手と視線を一致させられるため、デイ
スプレィである光透過制御スクリーン４Ａ、４Ｂの前方
に機器配置上の空間的制約のないすっきりした撮像・表
示系が得られる。

ここで高速シャッタ動作を十分に速く行なうことで、視
覚的には不透明なスクリーンでカメラを隠すことになり
、カメラを意識させない通話環境を生み呂す副次効果も
得られる。

例えば光透過制御を行うスクリーン材として、１００Ｈ
ｚ、　１ＯＯＶ印加時の平行光透過率が２〜７６．５％
の液晶調光ガラス板等が利用できる。この液晶調光ガラ
ス板のインパルス応答例を第３図に示す。

光透過特性の立ち上り時間が約１ｍｓであることから、
ＮＴＳＣ映像信号のフィールド周期（１６，７ｍ５）よ
り十分短くなっており、カメラを１フイ一ルド区間中に
１ｍｓ程度で高速シャッタ動作をさせれば前述した撮像
・表示が可能である。

視線一致動画ウィンドウ通信のための同期動作のタイミ
ングチャートは第４図に示し、スクリーン駆動回路８Ａ
、８Ｂの駆動時間Ｔｗ＝３ｍｓ、カメラ２Ａ、２Ｂの開
（撮影）動作時間Ｔ５＝２ｍｓ。

フィールド周期ＴＶ＝１６，７ｍｓの条件で動作させる
と、スクリーン動作はピーク透過率７０％、半値幅４ｍ
ｓが得られ、間欠的な光透過制御スクリーンとすること
ができる。

次に動画のウィンドウ表示は第２図に示すようにビデオ
プロジェクタ６Ａ、６Ｂの表示面上の任意の第Ｘライン
の走査線方向に沿って、メモリアクセス制御部５３によ
り、フレームメモリ（０）５４とフレームメモリ（１）
５５に格納されている夫々の背景画面情報と相手カメラ
よりの像が同図（２）に示すフレームメモリアクセス制
御タイミングで順次選択され、データバス５６を介して
Ｄ／Ａ変換器５７へ入力される。そして、アナログ変換
されビデオプロジェクタ６Ａ、６Ｂへ出力される。

本発明においては、この動画ウィンドウ数を増加させる
ことが可能であり、この場合は、前記第１図に示すカメ
ラも複数配置し、各ウィンドウの表示位置に応じて各カ
メラ出力を選択して送出すれば、視線の自然な動きを伝
える複数の通信相手の像表示が可能であり、これは会議
通信サービスとして発展させる二とかできる。

（発明の効果）以上説明したように本発明は一般に視距離が短かいデイ
スプレィとカメラの近接配置では約１２゜〜約５３°に
も大きくなるワークステーション用デイスプレィの動画
ウィンドウ通信において、視線のずれを大幅に軽減させ
ることができる。

また液晶調光ガラススクリーンの光透過制御とビデオカ
メラの高速動作による本発明方式は被撮影者にカメラを
視野内に意識させない点も自然な映像通話インタフェー
スとして好ましい。

更に複数のカメラを設置して複数の通信相手の像表示を
可能とし会議通信サービスに使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の配置構成図、第２図は第１
図のウィンドウ表示制御部の機能ブロック図及びフレー
ムメモリのアクセス制御状態図。第３図は液晶調光ガラス板のインパルス応答特性図、第
４図は第１図の同期動作のタイミングチャートを示す図
、第５図は従来の視線一致を得る一例としての表示装置
とカメラの配置関係図、第６図はウィンドウとカメラ位
置との視線のずれを示す図である。１　・・・デイスプレィ、　２．２Ａ、２Ｂ・・・カメ
ラ、　３．３Ａ、３Ｂ　・・・被撮影者、　４Ａ、４Ｂ
　・・・光透過制御スクリーン、　５Ａ、５Ｂ　・・・
　ウィンドウ表示制御部、　６Ａ、６Ｂ　・・・　ビデ
オプロジェクタ、７Ａ、７Ｂ　・・・同期信号発生器、
　８Ａ。８Ｂ・・・スクリーン駆動回路、　９　・・・通信路、
５１・・・背景画面発生装置、５２・・・同期抽出分離
部、５３・・・メモリアクセス制御部、５４・・・メモ
リフレーム０１５５・・・メモリフレーム１１５６・・
・データバス、５７・・・Ｄ／Ａ変換器。７ワヱ入Ｎ口Ｏ□■−■ 第３図（時宜軸鉱人） −Ｔ−２ｍｓ／ｄｉｖ第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）通信相手の再生像を表示装置の表示面の部分領域
であるウィンドウとして表示し合う対面形の映像通信方
式であって、送信画像を得るための撮像装置と被写体で
ありかつ相手像の観察者である通信者の眼球位置との中
間に、時間間欠形の光透過制御スクリーンを表示装置と
して配置することを特徴とする視線一致動画ウィンドウ
通信方式。
（２）複数のウィンドウを時間間欠形の光透過制御スク
リーンに表示し、通信者の眼球位置と複数のウィンドウ
とを結ぶ線上に複数のカメラを設置して、複数の通信相
手の像表示と送信画像を得るカメラとを対応させること
を特徴とする請求項（１）記載の視線一致動画ウィンド
ウ通信方式。