JPH0622308A - 表示・撮像装置 - Google Patents

表示・撮像装置

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JPH0622308A
JPH0622308A JP4177275A JP17727592A JPH0622308A JP H0622308 A JPH0622308 A JP H0622308A JP 4177275 A JP4177275 A JP 4177275A JP 17727592 A JP17727592 A JP 17727592A JP H0622308 A JPH0622308 A JP H0622308A
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Masato Kuriki
真人 久力
Tadaaki Masumori
忠昭 増森
Kazutake Kamihira
員丈 上平
Shigenobu Sakai
重信 酒井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 TV電話やTV会議システム等に用いられる
表示・撮像装置において、対話者同士の視線一致を可能
とし、大画面にも対応可能な表示・撮像装置の構成を簡
略化するとともに、低価格化を実現する。 【構成】 表示装置1と撮像装置2の前方に、大画面に
対応可能で、かつ安価に作製可能な微小プリズムアレイ
3から成るスクリーンを配置する。この微小プリズムア
レイ3の微小プリズムの屈折作用によって、表示の光軸
中心と撮像の光軸中心をスクリーンの前方において一致
させ、透過分割で表示/撮像の切り替えをすることな
く、簡易に対話者同士の視線一致を実現する。また、こ
の微小プリズムに対応して光遮断スリット4を設けるこ
とにより、2重像の表示もしくは撮像を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、TV電話やTV会議シ
ステム等に用いられる表示装置と撮像装置が組み合わさ
った表示・撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、画像符号化技術等の通信技術の発
展により、遠隔地間を映像・音声通信網で結んだTV電
話やTV会議システム等の双方向映像通信が急速に普及
してきている。今後は、ISDN網の充実と伝送網の高
帯域化等により、より高臨場感に溢れた映像がサービス
できることが期待されている。
【0003】図8に、現在双方向映像通信に用いられて
いる表示・撮像装置の構成を示す。本装置では、CRT
ディスプレイ等の表示装置1で表示を行い、その表示装
置1の上面または側面に撮像装置2を配置して、使用者
Mの撮像を行なう。しかし、このような装置を利用する
者は、通常、表示装置1を見ているため、撮像装置2で
撮像を行なっても、使用者Mは撮像装置2の方に視線を
向けることはない。そのため、せっかくの高臨場感溢れ
る映像が送信可能となっても、対話者同士の視線が一致
しない不自然な会話になるという欠点があった。
【0004】そこで、簡便に対話者同士の視線を一致を
実現する方式として、半透鏡を用いる方式(特開昭61
−65683号等多数あり)が提案されている。図9
に、半透鏡を用いて視線を一致させる従来の表示・撮像
装置の構成図を示す。本例では表示装置1の前面に通常
45°傾けた半透鏡6を設置してあるため、使用者Mは
半透鏡6を通して表示装置1の画面を見ることができ、
さらに使用者Mの表情を半透鏡6からの反射像として半
透鏡6上方に設置された撮像装置2で撮像するため、表
示装置1の表示面内から撮影したことと等価となり、対
話者同士の視線を一致させることができる。
【0005】また、対話者同士の視線を一致させ、かつ
TV会議システムなどに用いる大画面表示にも対応可能
な方式として、図10に示すような光透過/散乱状態の
切り替えを行う表示スクリーン7を用いる方式がある
(特開平2−228893号)。この方式では、図10
に示すように上記の表示スクリーン7,制御装置9,投
射型表示装置1′,撮像装置2で装置が構成されてお
り、表示スクリーン7が散乱状態の場合に、投射型表示
装置1′により投射された画面を表示し、透過状態では
スクリーン7を通して被写体である使用者Mを撮像装置
2により撮像を行うことにより、視線一致を実現してい
る。なお、表示スクリーン7の光透過/散乱状態の切り
替えおよび表示/撮像の切り替えは制御装置9が行って
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方式による表示・撮像装置のうち、図9の方式で
は、半透鏡6を一枚用いるだけで容易に視線一致を可能
とするが、表示装置1の前方に半透鏡6を傾けて設置す
るため、装置全体としては半透鏡6を傾けた分だけ容積
が増し、大型化することになる。より高臨場感な表示を
実現するためには大画面化が必需となるが、それに伴い
大面積な半透鏡6が必要となるため、半透鏡6の占める
容積がますます大きくなることになり、この方式では装
置の大型化が避けられない欠点があった。
【0007】一方、大画面表示にも対応可能な、図10
に示した光透過/散乱状態の切り替えを行う表示スクリ
ーン7を用いる方式では、表示画面や撮像画面がちらつ
かないためには、スクリーン状態を高速に切り替えるこ
とが必要となり、スクリーン7,投射型表示装置1′お
よび撮像装置2を高速に制御する高価な制御回路9や高
速に切り替え可能なスクリーン7が不可欠となる。その
ため、装置自体の構成が複雑になるとともに、装置自体
も高価になるという欠点があった。
【0008】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、TV電話やTV会議シ
ステム等に用いられる表示・撮像装置において、対話者
同士の視線一致を可能とし、大画面にも対応可能な表示
・撮像装置の構成を簡略化するとともに、低価格化を実
現することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、表示装置および撮像装置の前方に光学
スクリーンを配置して構成される表示・撮像装置におい
て、該光学スクリーンとして微小プリズムを配列した微
小プリズム板を用い、該光学スクリーンの微小プリズム
に対応して光遮断スリットを設ける構成とするか、もし
くは、該光学スクリーンとして微小プリズムを配列した
微小プリズム板を用い、前記表示装置および/または撮
像装置の前面に互いにクロスニコルな偏光板を配置する
構成とすることを特徴としている。
【0010】
【作用】本発明の表示・撮像装置では、表示装置と撮像
装置の前方に、大画面に対応可能で、かつ安価に作製可
能な微小プリズム板から成るスクリーンを配置し、それ
らの微小プリズムの屈折作用によって表示の光軸中心と
撮像の光軸中心をスクリーンの前方において一致させ、
時分割で表示/撮像の切り替えをすることなく、簡易に
対話者同士の視線一致を実現する。この微小プリズムに
対応して設けた光遮断スリットまたは表示装置と撮像装
置の両方の装置の前面、もしくは一方の装置が偏光機能
を有する場合において他方の装置の前面に設けた互いに
クロスニコルな偏光板は、2重像の表示もしくは撮像を
防止する。
【0011】
【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。
【0012】〔実施例1〕図1に本発明の第1実施例の
表示・撮像装置に用いる光学素子の断面図を示す。図1
に示した光学素子(以下、微小プリズムアレイ3と称す
る)は縦方向に対する傾き角がθの微小なプリズムが多
数配列されて構成されており、各々のプリズムの面α,
βに対し、ある角度φを持った光または画像が入射され
ると、屈折により裏面に対し法線方向に光路が変換され
る。逆に裏面の平坦な面に垂直に入射された光または画
像はプリズムの各々の面から角度φの方向に光路が分岐
されることになる。そのため、図1のAの位置(図例で
は仰角φの方向)にディスプレイ等の表示装置(または
カメラ等の撮像装置)を、Bの位置(図例では俯角φの
方向)にカメラ(またはディスプレイ)をそれぞれ設置
すれば、裏面に対し法線方向(図例では水平方向)のC
の位置からこの微小プリズムアレイ3を通してディスプ
レイを見ることができ、Cの位置にある被写体もこの微
小プリズムアレイ3を通してカメラで撮像することがで
きる。
【0013】図2に本発明の第1実施例の表示・撮像装
置の構成図を示す。図1で説明したように使用者Mが表
示装置1を見る光軸と撮像装置2によって撮像を行う光
軸とが光学的に一致しているため、使用者Mは表示装置
1に視線を向けると同時に撮像装置2にも視線を向けて
いることになる。その結果、対話者同士の視線を一致さ
せることができる。
【0014】ただし、図1で述べた光学系では、表示画
像または撮像される画像がαまたはβの単一面を透過す
るのではなく、実際には両方の面を透過することにな
る。その結果、表示画像は使用者Mの方向のみならず他
の方向でも見ることができ、いわゆる2重像が観察され
てしまう。撮像に関しても同様で、被写体以外の像を撮
像してしまい、2重像を撮像することになってしまう。
そこで、図2で示した実施例では、表示装置1および撮
像装置2と微小プリズムアレイ3との間に光遮断用のス
リット4を設置し、この光遮断スリット4により、例え
ば表示画像はα面のみ、撮像はβ面のみ透過するように
し、他の光路は光遮断スリット4により遮断されるよう
にしている。その結果、前述の2重像を除去することが
できる。
【0015】また、撮像に用いる光路により表示・撮像
装置の架体内が使用者Mから見えるが、表示・撮像装置
の架体内は表示装置1以外を黒くかつ暗くすることによ
り、表示画像以外の像を見えないようにすることができ
る。
【0016】なお、図2で示した表示装置1や撮像装置
2のレイアウトは、図1で示したプリズム面への入射角
φにより決まるが、このφはプリズム面の傾きθおよび
プリズム材料の屈折率により、一意的に決定することが
できる。例えば、プリズムをアクリル樹脂(屈折率〜
1.5)で作製し、プリズム面の傾きθを35°とすれ
ば、φ=24.4°となる。
【0017】〔実施例2〕図3に本発明による表示・撮
像装置の第2実施例の構成図を示す。本実施例と図2で
示した第1実施例の構成との大きな相違は、表示装置1
の代りに投射型表示装置1′を用いている点である。そ
のため、図4に示すように微小プリズムアレイ3の片方
のプリズム面(α面)が表示スクリーンの代りになるよ
うに、散乱層3aがそのα面上に形成されおり、使用者
Mはこの散乱層3a上に投射された画像を見ることにな
る。いわば、微小プリズムアレイ3が投射型表示装置
1′用の表示スクリーンおよび表示と撮像の光路を一致
させる光学素子とを兼ねることになる。
【0018】この実施例では、微小プリズムアレイ3の
一方のプリズム面が散乱層3aになっているため、撮像
装置2は2重像を撮像することはなくなるが、散乱層3
aに投射された画像をも撮像するため、第1実施例と同
様に光遮断スリット4を設置し、撮像画像の画質劣化を
防いでいる。
【0019】なお、第1実施例および第2実施例では、
表示装置1および撮像装置2の側にプリズム面が来るよ
うに構成してあるが、プリズム面を使用者M側に来るよ
うにしても同様な効果を得られることは自明である。
【0020】〔実施例3〕図5に本発明の第3実施例に
用いる光学素子の別の断面図を示す。図1,図2の第1
実施例との相違点は、図5中にあるようにプリズム面の
裏面に図2の光遮断スリット4と等価な光遮断層5を形
成し、図2の光遮断スリット4と微小プリズムアレイ3
を同時に作製した点である。
【0021】図6に図5に示した光学素子を用いた表示
・撮像装置の構成図を示す。本実施例では、微小プリズ
ムアレイ3と光遮断スリットとしての光遮断層5とが一
体形成されているため、図2の第1実施例で必要な微小
プリズムアレイ3と光遮断スリット4との光学的なアラ
イメントが不要になる利点がある。
【0022】〔実施例4〕図7に本発明による表示・撮
像装置の別の構成図を示す。微小プリズムアレイ3は図
4に示した散乱層付きの構造のものを用い、図2の光遮
断スリット4の代りに互いにクロスニコルな偏光板8
a,8bを投射型表示装置1′および撮像装置2の前面
に設置してある。光遮断スリット4がない場合には、散
乱層で投射された表示画像が撮像装置2に映り込んでし
まうが、投射型表示装置1′の前面に設置された偏光板
8aによる投射像の直線偏光の向きと撮像装置2の前面
に設置された偏光板8bによる直線偏光の向きが90°
異なるため、撮像装置2に表示画像が映り込まないこと
になる。このような構成とすることにより、図2では必
要な光遮断スリット4と微小プリズム3との光学的なア
ライメントが不要になる。また、投射型表示装置1′に
液晶プロジェクタを用いる場合には、投射光自体が直線
偏光しているので、投射型表示装置1′の前面に偏光板
8aを設置する必要がなくなり、偏光板8aによる表示
画像の輝度劣化を防げる。
【0023】この実施例では投射型表示装置1′を用い
た例を示したが、通常の直視型の表示装置1を用い、表
示装置1の前面に偏光板8aを設置しても同様な効果が
得られることは明らかである。
【0024】なお、以上の第1〜第4の実施例では、表
示装置1(または1′)の上方に撮像装置2を設置する
場合を示したが、微小プリズムの構成により、下方また
は側方に設置できることは言うまでもない。また、微小
プリズムアレイの向きについては、微小プリズムが形成
されている面を使用者M側に配置しても、形成されてい
ない面を使用者側Mに配置しても全く同じ効果が得られ
ることは明らかである。このように本発明は、その主旨
に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取り得るも
のである。
【0025】
【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、微小プリズムにより構成された光学素子
(微小プリズム板)を表示装置および撮像装置の前方に
設置するだけで、スクリーンを時分割で光透過/散乱状
態に切り替えることなく、容易に大画面に対応可能で視
線一致可能な表示・撮像装置を実現できる。その際、本
発明に用いる光学素子は、投射型表示装置に用いるレン
チキュラーレンズやフレネルレンズの作製技術を用いれ
ば、大面積な素子が容易にかつ安価に作製でき、大画面
表示用視線一致を実現するためのコストアップが極めて
小さくできる利点がある。そのため、従来の視線一致し
ていない表示・撮像装置にこの光学素子を設置するだけ
で、視線一致させることも可能である。さらに、スクリ
ーン状態を光透過/散乱状態を時分割する従来方式に比
べ、時分割を制御するための高価な回路やスクリーンが
不要なため、安価に実現できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の表示・撮像装置に用いる
光学素子の断面図
【図2】本発明による表示・撮像装置の第1実施例を示
す構成図
【図3】本発明による表示・撮像装置の第2実施例を示
す構成図
【図4】本発明の第2実施例の表示・撮像装置に用いる
光学素子の断面図
【図5】本発明の第3実施例の表示・撮像装置に用いる
光学素子の断面図
【図6】本発明による表示・撮像装置の第3実施例を示
す構成図
【図7】本発明による表示・撮像装置の第4実施例を示
す構成図
【図8】双方向映像通信に用いられている従来の表示・
撮像装置の構成図
【図9】半透鏡を用いて視線一致を実現した従来の表示
・撮像装置の構成図
【図10】大画面表示用として視線一致を実現した従来
の表示・撮像装置の構成図
【符号の説明】
1…表示装置 1′…投射型表示装置 2…撮像装置 3…微小プリズムアレイ 4…光遮断スリット 5…光遮断層 8a,8b…偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 重信 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示装置および撮像装置の前方に光学ス
    クリーンを配置して構成される表示・撮像装置におい
    て、該光学スクリーンとして微小プリズムを配列した微
    小プリズム板を用い、該光学スクリーンの微小プリズム
    に対応して光遮断スリットを設けることを特徴とする表
    示・撮像装置。
  2. 【請求項2】 表示装置および撮像装置の前方に光学ス
    クリーンを配置して構成される表示・撮像装置におい
    て、該光学スクリーンとして微小プリズムを配列した微
    小プリズム板を用い、前記表示装置および/または撮像
    装置の前面に互いにクロスニコルな偏光板を配置するこ
    とを特徴とする表示・撮像装置。
JP04177275A 1992-07-06 1992-07-06 表示・撮像装置 Expired - Fee Related JP3122529B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323892B1 (en) 1998-08-04 2001-11-27 Olympus Optical Co., Ltd. Display and camera device for videophone and videophone apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323892B1 (en) 1998-08-04 2001-11-27 Olympus Optical Co., Ltd. Display and camera device for videophone and videophone apparatus

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