JPH04238475A - ハンドセット形テレビ装置とそれを用いたテレビ電話装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小形にして操作性・作
業性のよいテレビ装置とそれを用いたテレビ電話装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】はじめに、従来のテレビ装置について説
明する。従来のテレビ装置は、図１８に示すように、テ
レビ画像を表示する画像表示器１と音を出力するスピ−
カ２，テレビ信号通信制御部３とを一体化したものであ
り、視聴者Ｍは、画像表示器１から離れた位置（通常、
表示画面の画面高さの４〜６倍程度の距離だけ離れた位
置が最適な位置とされている）からテレビを視聴する。 このような従来のテレビ装置をオフィス等の複数の人間
が共存する共同作業環境に設置し、個人毎の情報取得・
情報提示等の用途に適用する場合、以下のようなヒュ−
マンインタフェ−ス上の問題点があった。

【０００３】スピ−カ２から出力する音は放射状に出力
するため、テレビの音が視聴者Ｍ個人以外のオフィス等
の臨席の人々や近傍の人々等、まわりの人々にも聞こえ
、騒音発生源となり、うるさい、気になる等の迷惑をか
ける。テレビの表示情報・音情報を回りの他人に見せた
くない、見られたくない、聞かせたくない、聞かれたく
ない等、視聴者Ｍ個人だけで利用したり秘密にしたい場
合、表示情報・音情報を他人に対して遮蔽することが容
易でない。

【０００４】一方、スピ−カ２からの発生音が視聴者Ｍ
以外のまわりの人々に聞こえないようにする方法として
、従来、図１９に示すようなイヤホンやヘッドホンを用
いたイヤホン／ヘッドホン形テレビ装置が使われている
。これは、耳以外の外部に音がもれないように遮蔽され
た小形の音響出力器６を耳穴に差し込む、耳たぶに引っ
かける、頭で支えながら耳にかぶせる等の方法で耳に近
付けて装着し、画像表示器１を含むテレビ装置本体４と
音響出力器６とを有線ケ−ブル５もしくは無線機器でつ
なぐことにより、音情報を視聴者Ｍ個人だけが聞こえる
ようにするものである。この方法によりテレビ装置本体
４の音情報を他人に対して遮蔽できるが、これを、オフ
ィス等の頻繁に作業内容が変わり、テレビ視聴作業（個
人毎の情報取得）と他の作業行為（他者との会話、連絡
等）とを素早く切り換える必要のある共同作業環境に適
用する場合、以下のような問題点がある。

【０００５】画像情報を他人に対して遮蔽することはで
きない。また、テレビの視聴という一つの作業行為をす
るためのヒュ−マンインタフェ−スとして、画像表示器
１と音響出力器（イヤホン、ヘッドホン）６という一体
化されていない２つの装置を準備する必要があり、有線
ケ−ブル５の配線が煩わしい点、使用していない時の音
響出力器６の置き場に困る点、等の操作性上の問題点が
ある。さらに、イヤホンやヘッドホン等の音響出力器６
を耳に引っかけたり頭で支える形態は、取り付け、取り
外しが煩雑であり、装着感が悪い。

【０００６】他方、画像情報を視聴者Ｍのまわりの環境
から完全に遮蔽することと、大画面表示に相当する迫力
ある臨場感を両立させる方法として、図２０に示すよう
なヘッドマウント形テレビ装置がある。これは、小形の
画像表示器１を頭で支えながら視聴者Ｍの両目の前にか
ぶせ、さらに、外部にもれないように遮蔽する。なお、
７はレンズである。これにより、視聴者Ｍには外部環境
の様子が目に入らなくなり、あたかも画像情報の世界に
いるように臨場感を感じさせることができる。この方法
によりテレビ装置の画像情報を他人に対して遮蔽し、視
聴者Ｍの回りの人々には視聴者Ｍが何を見ているかは全
くわからなくできるが、これをオフィス等の頻繁に作業
内容が変わり、テレビ視聴作業（個人毎の情報取得）と
他の作業行為（他者との会話、連絡等）とを素早く切り
換える必要のある共同作業環境に適用する場合、以下の
ような問題点がある。

【０００７】画像表示器１を頭で支える形態は、取り付
け取り外しが煩雑であり装着感が悪い。音情報を遮蔽し
て聞くためには、前記図１９に示したイヤホンやヘッド
ホンと組み合わせて使用する必要があり、視聴する度に
一体化されていない２つの装置（ヘッドアップディスプ
レイとイヤホン）を装着することは極めて操作が煩わし
い。さらに、視聴者Ｍの両目の前に画像表示器１をかぶ
せ、遮蔽して他の外部環境が目に入らなくなると、テレ
ビを見ながらメモを取ったり、他の情報（書類等）と比
較する等の並列的作業ができなくなり、作業効率が悪く
なる。また、外部環境が全く目に入らない人工的なテレ
ビ画像表示状態と、画像表示器１を外した現実環境状態
とを頻繁に切り換えることは、視聴者Ｍに大きな心理的
ストレスを与え疲労感が大きくなる。

【０００８】次に、従来のテレビ電話装置を図２１を参
照して説明する。図２１において、１はテレビ画像を表
示する画像表示器、８は音を入出力する送受話器、９は
テレビ画像を入力する撮像器、１０はテレビ電話信号通
信制御部、ＮＥＴは通信網である。利用者（以下、視聴
者という）Ｍは音を入出力する送受話器８を用いて、電
話と同様の音声会話通信を行う。同時に、視聴者Ｍの顔
を撮像器９を用いて撮像し、テレビ電話信号通信制御部
１０を介して相手のテレビ電話装置へ送信し、相手の装
置の画像表示器１へ表示する。双方の視聴者Ｍの顔を相
互に表示しあうことにより、実際の対面対話と同様の顔
の表情やジェスチャ−等の動作の相互伝達通信を実現し
ている。このような従来のテレビ電話装置はオフィス等
の複数の人間が共存する共同作業環境に設置し、遠隔会
議，遠隔打ち合せ，遠隔共同作業，遠隔訓練等の用途に
適用する場合、以下のようなヒュ−マンインタフェ−ス
上の問題点があった。

【０００９】テレビ電話装置の画像表示器１に表示され
る人物像や画像情報を周囲の他人に見せたくない、見ら
れたくない等、視聴者Ｍ個人だけで利用したり、秘密に
したい場合、表示情報を他人に対して遮蔽することが容
易でない。また、撮像器９の位置と画像表示器１の位置
が物理的に異なるため、相手を見つめても目線が会わな
い（視線一致ができない）。

【００１０】通常の対面対話では、一方の人間が話題情
報（画像情報）を提示し、他方の人間もその情報を見な
がら話を進める。話題情報を提示した側の人間は、確か
に相手もそれを見たなということを確認しながら話を進
める。あるいは、相手がどの部分に注目し、関心を示し
たかを確かめながら話を進める。すなわち、実際の対面
対話では、相手が何を見ているか、相手の目線の先を見
ることにより把握・確認しながら話を進めていく。この
ような互いの視点検出によりスム−ズな対話や意思疎通
が行われている。しかし、テレビ電話装置では、相手の
目線の先に何があるかは見ることができない。いろいろ
な画像情報を相手に提示しても、本当に相手がそれを見
たかどうかははっきりとはわからないし、相手がどの部
分に注目したかも分からない。このため、どうしてもテ
レビ電話装置では実際の対面対話に比べて対話がスム−
ズに進まない。

【００１１】さらに、実際の対面対話では、通常、会議
テ−ブルや机が準備されており、話題情報をそのテ−ブ
ルに広げて、いろいろならべて見比べたりしながら話を
進めていく。そのため、話題情報をならべるための広い
空間（テ−ブル）が用意されている。しかし、従来のテ
レビ電話装置においては、画像表示器１の大きさは通常
のテレビ受信機の画像表示器と同等の大きさであり、し
かも、１つだけしか用意されていない。より大きな画像
表示器１や複数台の画像表示器１を用意することは、装
置のコストや大きさが増加するため実用的でない。この
ため、１つだけの画像表示器１ではどうしても話題情報
を広げて見比べながら話を進めることがうまくできない
。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のテレビ装置は、
上述のように、イヤホン／ヘッドホン形テレビ装置，ヘ
ッドマウント形テレビ装置のいずれにおいても、画像表
示器１と音響出力器６が一体化されておらず、また、頭
部に装着しなければならないため装着感が悪く、かつ操
作性に劣る欠点があった。

【００１３】さらに、従来のテレビ電話装置は、上記従
来のテレビ装置の欠点に加え、視聴者Ｍ同士の視線の一
致が困難であり、また、話題画像に対する相手の視線を
追うことができないという欠点があった。

【００１４】本発明は、上記の欠点を解決するためにな
されたもので、個人毎の視聴情報が遮蔽でき、視聴行為
と他の作業行為の切り換えが容易であり、かつ視聴行為
と他の作業行為との並行処理が可能であるとともに、小
形・携帯性に優れ、高臨場感があり、複数の画像表示器
の同時利用や大画面表示に相当する迫力ある臨場感を実
現できるハンドセット形テレビ装置とそれを用いたテレ
ビ電話装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるハンド
セット形テレビ装置は、視聴者の片目にテレビ画像情報
を入力・表示する画像表示器と、視聴者の片耳に当てて
テレビ音情報を音響出力する音響出力器と、画像表示器
と音響出力器とを視聴者の左右どちらかの片目と片耳の
位置関係に適合するような配置条件に一体的、かつ固定
的に保持してハンドセットを構成したものである。そし
て、ハンドセットの位置、あるいは方向を検出する位置
・方向検出手段と、検出した位置あるいは方向に応じて
画像表示器，音響出力器に出力するテレビ情報を切り換
える信号切り換え制御部を設けたものである。さらに、
画像情報の表示を上下反転する上下反転部と、ハンドセ
ットの装着状態の左右を判定する左右判別手段を設けた
ものである。

【００１６】また、この発明にかかるハンドセット形テ
レビ電話装置は、視聴者の片目にテレビ画像情報を入力
・表示する画像表示器と、視聴者の片耳に当ててテレビ
音情報を音響出力する音響出力器と、画像表示器と音響
出力器とを視聴者の左右どちらかの片目と片耳の位置関
係に適合するような配置条件に一体的、かつ固定的に保
持してなり、さらに、目の視線方向を撮像する視点カメ
ラと、会話を入力するための送話器とを有し、前記画像
表示器と音響出力器と視点カメラと送話器と、その保持
機構を一体としてハンドセットを構成し、このハンドセ
ットの位置あるいは方向を検出する位置方向検出手段、
この位置方向検出手段が検出した位置あるいは方向に応
じて、画像表示器，音響出力器に出力する情報および撮
像・送話する情報を切り換える信号切り換え制御部、情
報を通信する通信制御部を備えたものである。そして、
画像情報の表示を上下反転する上下反転部と、ハンドセ
ットの装着状態の左右を判定する左右判別手段を設けた
ものである。

【００１７】

【作用】この発明にかかるハンドセット形テレビ装置は
、視聴者に小形の画像表示器を目の近傍にかぶせるよう
に装着することにより、大画面表示に相当する迫力ある
臨場感を与える。電話機のハンドセットのように、プラ
スチック等の固体の保持部により、音響出力器を耳の近
傍に、耳に押しつける形態に装着することにより、他者
への音情報の遮蔽機能を実現できる。そして、右側もし
くは左側の片目と片耳にのみ、画像表示器と音響出力器
を配置することにより、他方の片目と片耳はテレビ視聴
以外の作業に同時並行的に使用できる。また、上記の片
目用の画像表示器と、片耳用の音響出力器の両者が一体
として、人間の目と耳の位置関係に適合した配置条件を
固定的に保持するように、プラスチックや金属等の被覆
・モ−ルド・実装材料などを用いて一体的に固定したハ
ンドセットにより、画像表示器と音響出力器とを別々に
装着する手間がかからずに、適切な視聴位置に両方を一
体として、簡単に素早く配置・装着し、さらに、片手で
保持することができる。さらに、ハンドセットを左側の
片目・片耳に装着した場合と、右側の片目・片耳に装着
した場合のどちらの場合に対しても、同一の装置で使用
できるよう、表示画像の上下反転機能もしくは反転位置
関係への機構的切り換えができる。また、ハンドセット
の位置，方向を検出する機能を装置内に内蔵することに
より、検出した位置，方向に対応してテレビの表示画像
・出力音を切り換え、視聴者はハンドセット形テレビ装
置を視聴する際、保持した装置を装着したまま顔や首の
向きを変えるだけで、迅速に自由に、操作性よく情報内
容の切り換えや選択ができる。

【００１８】さらに、この発明にかかるハンドセット形
テレビ電話装置は、上述したハンドセット形テレビ装置
の作用に加え、視聴者のハンドセットを装着したまま顔
や首の向きを変えるだけで、迅速に自由に、操作性よく
情報内容の切り換えや選択ができ、仮想対面対話空間を
知覚できる。また、ハンドセットの表示と外部の顔用カ
メラからの撮像、ハンドセットの位置角度情報の整合制
御により、視線を一致させることができる。

【００１９】

【実施例】図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例
を説明する図であって、１１は画像表示器、１２は音響
出力器、１３はハンドセットであり、全体でテレビ装置
としたものである。また、１４はテレビ信号受信アンテ
ナ、１５はテレビ信号受信ケ−ブル、１６はテレビ信号
通信制御部である。図１（ａ）はこれらの構成要素をハ
ンドセット１３とテレビ信号通信制御部１６とに分離し
た形態の例であり、図１（ｂ）はテレビ信号通信制御部
１６も含めて全部をハンドセット１３として一体化した
形態の例である。これを動作するには、音声情報および
画像情報からなるテレビ信号を、テレビ信号受信アンテ
ナ１４またはテレビ信号受信ケ−ブル１５を介してテレ
ビ信号通信制御部１６に入力し、それを画像表示器１１
および音響出力器１２へ出力する。

【００２０】ここで、上記ハンドセット１３の構成は、
図２の（ａ），（ｂ），（ｃ）の正面図，平面図，斜視
図で示すような実装形態となっており、図３（ａ），（
ｂ）の斜視図，平面図で示すように装着する。すなわち
、ハンドセット１３の画像表示器１１と音響出力器１２
とが視聴者Ｍの右側もしくは左側のどちらか片側の目Ｅ
ｙと耳Ｅａの位置関係に適合するような配置条件となる
ような寸法および実装形態に構成されており、さらに、
それを片手で簡単に装着、保持あるいは取り外しできる
ようなハンドセット形態を実現している。ハンドセット
１３の実装構造としては、プラスチックや金属等の固体
の素材を用いることができる。

【００２１】図４（ａ），（ｂ）は上記ハンドセット１
３を装着した状態での寸法・位置関係を示す側面図と平
面図であり、音響出力器１２は耳Ｅａの位置に電話機の
ハンドセットのように押しつけて装着する。画像表示器
１１は目Ｅｙの位置から距離ｄだけ離れた位置に配置す
る。画像表示器１１と目Ｅｙとの間にレンズ等の光学系
がない場合は、視覚される仮想画像の視距離Ｄと距離ｄ
とは等しい。音響出力器１２は視聴者Ｍの目Ｅｙの位置
から距離Ｌだけ離れた位置に配置する。距離Ｌは実際の
視聴者Ｍの目Ｅｙと耳Ｅａの位置の標準的実寸法に合わ
せる。ｗは目Ｅｙとハンドセット１３の内面との距離で
ある。

【００２２】ここで、画像表示器１１の表示方向ベクト
ルＶ（画像表示器１１の表示面の中心から表示面に垂直
に向かうベクトル）と、音響出力器１２の出力方向ベク
トルＷ（音響出力器１２の中心から垂直に向かうベクト
ル）とが同一平面上に存在し、かつ両者が直交するよう
な条件を満足するように配置することにより、ハンドセ
ット１３を左側の片目・片耳に装着する場合と、右側に
装着する場合とで同一の寸法にできる。この条件を満足
しない配置条件の場合には、ハンドセット１３を右側に
装着した時と、左側に装着した時とで視聴感が異なって
しまう。

【００２３】図５（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ
）とは別の光学レンズを含むハンドセット１３を装着し
た状態での寸法・位置関係を示す側面図と平面図であり
、音響出力器１２は耳Ｅａの位置に装着する。画像表示
器１１は目Ｅｙの位置から距離ｄだけ離れた位置に配置
する。この場合、目Ｅｙと画像表示器１１との間に光学
レンズ１７を配置してあり、視覚される仮想画像の視距
離Ｄは距離ｄより大きくなる。ハンドセット１３の小形
化を図るために距離ｄを小さくすることと、視距離Ｄを
見易い距離だけ確保することとは両者のトレ−ドオフと
なるが、このように、光学レンズや１７反射鏡等を組み
合わせることにより、両者を両立させることができる。

【００２４】図６はハンドセット１３内部に位置センサ
を組み込んだ本発明の実施例であり、１８は位置センサ
、１９は信号切換器、２０は信号切換制御部であり、そ
の他は図１（ａ）と同じである。これを動作するには、
音声情報および画像情報からなるテレビ信号を、テレビ
信号受信アンテナ１４またはテレビ信号受信ケ−ブル１
５を介してテレビ信号通信制御部１６に入力し、それを
信号切換器１９を介して画像表示器１１および音響出力
器１２へ出力する。ハンドセット１３内には位置・方向
検出手段を構成するための位置センサ１８が配置されて
おり、ハンドセット１３の向き（方向）や位置を検出す
る。検出されたハンドセット１３の方向や位置に応じて
、信号切換制御部２０が信号切換器１９にテレビ信号の
切り換えを指示し、画像表示器１１および音響出力器１
２へ出力する信号を切り換える。ここで、位置センサ１
８としては、磁気センサや超音波センサ、電波センサな
どが利用できる。位置センサ１８は、図６のようにハン
ドセット１３内部に組み込む他、ハンドセット１３の外
部に設置して外部からハンドセット１３の位置を検出方
法も、センサの組み合わせにより容易に実現できる。

【００２５】図７はハンドセット１３内に超音波発信器
を組み込んで、ハンドセット１３の外部に超音波距離セ
ンサを設置した場合のハンドセット位置検出の方法を示
す図であり、２１は超音波発信器、２２，２３は前記ハ
ンドセット１３の外部に設置された超音波距離センサ、
２４は位置算出部である。これを動作するには、ハンド
セット１３内に組み込まれた音源である超音波発信器２
１から発信された音波を、ハンドセット１３の外部に設
置された超音波距離センサ（音センサ）２２，２３で受
信し、それぞれの超音波距離センサ２２，２３と超音波
発信器２１との距離ｄ１，ｄ２を検出する。超音波距離
センサ２２，２３の位置関係についてはあらかじめ与え
られており、両者間の距離と位置関係（位置［Ｘ１，Ｙ
１］、［Ｘ２，Ｙ２］距離ｄ０）がわかっているので、
三角測量の原理に基づき、超音波発信器２１の位置（す
なわちハンドセット１３の位置）［ｘ，ｙ］を位置算出
部２４で算出することができる。

【００２６】図８はこのような超音波発信器２１を２個
ハンドセットに組み込んで、方向を検出させた場合の例
である。２１Ａ，２１Ｂは前記ハンドセット１３の外部
に設置された超音波発信器、その他は図７と同じである
。ハンドセット１３の外部に設置した超音波距離センサ
２２，２３により、ハンドセット１３内に組み込まれた
発信周波数の異なる２個の超音波発信器２１Ａ，２１Ｂ
から発信された音波を受信し、それぞれの超音波距離セ
ンサ２２，２３と超音波発信器２１Ａ，２１Ｂとの距離
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を検出する。超音波距離センサ
２２，２３の位置関係についてはあらかじめ与えられて
おり、両者間の距離と位置関係（位置［Ｘ１，Ｙ１］，
［Ｘ２，Ｙ２］、距離ｄ０）がわかっているので、三角
測量の原理に基づき、超音波発信器２１Ａ，２１Ｂの位
置Ａ［ｘ，ｙ］、Ｂ［ｘ′，ｙ′］を位置算出部２４で
算出することができる。さらに、点Ａ，点Ｂの位置を算
出することにより、Ａ，Ｂの２点で与えられるベクトル
ＡＢの方向を計算することができる。ここで、各点Ａ，
Ｂを図８のようにベクトルＡＢがハンドセット１３の方
向（すなわち視線の方向）を表すように配置することに
より、ハンドセット１３の方向・角度（視線の方向・角
度）を検出することができる。

【００２７】図９，図１０はハンドセット１３の位置検
出を用いて、テレビ装置の表示画像，出力音を切り換え
た場合の動作を示す図である。上述の図７，図８に示し
たような位置・方向検出の方法を用いたハンドセット形
テレビ装置の位置，方向（角度）を検出する機能と、図
６に示した信号切換器１９および信号切換制御部２０と
を組み合わせて検出した位置・方向に対応して、テレビ
装置の表示画像・出力音を切り換える機能を実現するこ
とができる。図９はハンドセット１３の２次元面内での
位置（ｘ，ｙ）に適応して、画像表示器１１へ表示する
画像を切り換える表示画像Ａ０，Ａ１，Ａ２の例を示す
。図１０はハンドセット１３の方向（角度：θ）に適応
して、画像表示器１１へ表示する画像を切り換える表示
画像Ａ０，Ａ１，Ａ２の例を示す。ここで、画像情報の
切り換えと同時に音情報も切り換えることができ、視聴
している画像と音を連動して切り換えられる。

【００２８】これにより、視聴者Ｍはハンドセット形テ
レビ装置を視聴する際、保持した装置を装着したまま顔
や首の向きを変えるだけで、迅速に、自由に、操作性よ
く情報内容の切り換えや選択ができる。この結果、１個
の画像表示器１１と１個の音響出力器１２とを用いるだ
けで、複数個の画像表示器１１やスピ−カ等音響出力器
１２で視聴者Ｍの周囲を取り囲んだのと同じ効果や大画
面表示に相当する迫力ある臨場感を実現できる。

【００２９】上記の片目用の画像表示器１１と、片耳用
の音響出力器１２とを一体としたハンドセット形テレビ
装置において、装置を左側の片目・片耳に装着した場合
と、右側の片目・片耳に装着した場合のどちらの場合に
対しても同一の装置が使用できるようにすることが、実
用上重要である。人間のきき目、きき耳は人により異な
り、また、長時間使用する場合等は随時左右を使い分け
ることも多い。しかし、左側の片目・片耳用に設定した
装置を、そのまま右側の片目・片耳に装着すると（その
逆の場合も同様）、表示画像が上下反転してしまう。本
発明では、目と耳の位置関係に合わせて、この上下反転
をもどす方法として、ｉ）画像表示器１１と音響出力器
１２との位置関係を機械的に変形する方法と、ｉｉ）　
電子的に表示画像を上下反転させる方法とを用いている
。

【００３０】図１１は右側用と左側用とを機械的に変形
させる形態の例を示すものであり、音響出力器１２の保
持部２５が画像表示器１１の中心を回転軸とする回転機
構（継ぎ手）２６により画像表示器１１の保持部２７と
結合された構造を実現したものである。

【００３１】図１２はハンドセット１３の装着状態につ
いて、左側の片目・片耳に装着した場合と、右側の片目
・片耳に装着した場合とを自動的に判別して、電子的に
上下反転させて、同一の装置で左右両方に使用できるよ
うにした形態の例である。２１Ａ，２１Ｂは超音波発信
器、２２，２３は超音波距離センサ、１６はテレビ信号
通信制御部、２４は位置算出部であり、これらで左右判
別手段が構成される。２８は上下反転部である。これを
動作するには、ハンドセット１３に上下の配置で点Ａ，
Ｂに内蔵された２個の超音波発信器２１Ａ，２１Ｂから
発信される音波（２種の異なる周波数）を、ハンドセッ
ト１３の外部に上下の点Ｃ，Ｄに配置した超音波距離セ
ンサ２２，２３（最小限、上下２個を配置する）により
受信して点Ａ，Ｂまでの距離を検出する。超音波距離セ
ンサ２２，２３の位置については予め与えられており、
三角測量の原理により点Ａ，Ｂの点Ｃ，Ｄに対する位置
関係を算出できる。こうして得られた点Ａ，Ｂの点Ｃ，
Ｄに対する位置関係から、点ＡとＢの２点の上下関係を
検出できる。図１２においては、点Ａが点Ｂより上にあ
れば左側に装着されており、逆の場合は右側と判定され
る。

【００３２】上述の判定処理は位置算出部２４により行
われ、その結果に基づいて、表示画像を上下反転させる
かどうかが決定され、上下反転部２８により実行され、
画像表示器１１へ表示される。このようなハンドセット
１３の装着位置の検出方法としては、上述の超音波距離
センサ２２，２３の他、磁気センサなどを用いても容易
に検出できる。

【００３３】次に、本発明によるハンドセット形テレビ
電話装置の実施例について説明する。図１３は本発明に
かかるハンドセット形テレビ電話装置の基本構成を示す
図であり、３１は画像と音声の入出力デバイス等を一体
化したハンドセットで、本質的には前述したテレビ装置
のハンドセット１３と同じである。３２は顔を撮像する
ための顔用カメラである。本システムは以下の基本機能
を具備したものである。 出力系：前記左右どちらかの側の単眼・単耳を覆うよう
に画像表示器と受話器を配置。 保持系：出力系を一体的に片手で保持するためのハンド
セット構造。 入力系：被覆した単眼の視線方向を撮像する視点カメラ
と送話器をハンドセット３１に一体化。 位置検出系：ハンドセット３１の位置・方向（顔の位置
・方向）を検出する位置・角度センサを装備。 対面系：対面相手を仮想表示したい位置に、自分の顔画
像を撮像するための顔用カメラ３２を配置。 信号切り換え系：ハンドセット３１の位置・方向に応じ
て、表示画像と受話音を切り換える（仮想空間を創出す
る） ここで、前記入力・出力・保持の機能は片手で保持でき
る程度の大きさのハンドセット３１として一体化されて
おり、左右どちらか片側の単眼・単耳に押し当てて使用
する。目には左右別々の映像（片方には表示器の映像、
片方には外部の実映像）が入力されるが、人間の目の選
択的視覚機能により脳の中で意識的に着目・選択された
どちらか片方の映像のみが知覚される。

【００３４】図１４は本発明における仮想空間の創出方
法を説明する図であり、Ｐ１〜Ｐ３は話題画像、Ｐ４は
相手の見ている画像、Ｐ５は相手の人物画像、Ｐ６は自
分の画像モニタである。本発明では、ハンドセット３１
の位置・方向に応じて、表示画像と受話音を切り換えて
、以下のようにして仮想対面対話空間を創出する。

【００３５】切り換え対象とする情報源として、視点カ
メラ（図示せず）の映像，顔用カメラ３２の映像，外部
映像源（外部カメラや外部蓄積画像情報等）がある。切
り換え制御により仮想空間を創出し、以下の対話支援機
能を実現する。 視線一致機能 自分側の顔用カメラ３２の方向を向いた時は、相手側の
顔用カメラ３２で撮像した信号を画像表示器１１に表示
する。これにより、双方が顔用カメラ３２の方向をのぞ
き込めば、双方の視線が一致し、お互いに仮想空間で対
面している感覚を実現できる。 視点共有機能 ハンドセット１３を特定の方向に向けた場合、相手の画
像表示器１１に表示しているのと同じ情報を自分の画像
表示器１１に表示する。これにより、相手の見ているも
のを共有して見る機能を実現できる。相手に自分の見て
いるものを見せたい時にもこの方法が使える。 仮想テ−ブル機能 ハンドセット３１の位置・方向に応じて、外部映像源の
情報を切り換えて表示することにより、何もない机のう
えに、あたかも複数の外部映像情報（画像表示器１１）
を並べたような効果（仮想テ−ブル）を実現できる。さ
らに、これに視点カメラで撮像した自分の手の先の映像
を重ねて合成させることにより、双方からの指示等の操
作が可能な仮想的共同作業空間を創出することができる
。

【００３６】図１５は本発明の実施例を説明する図であ
って、１１はＣＲＴ等の画像表示器、１２はスピ−カ等
の音響出力器（受話器）、１７は光学レンズ、３３は視
点カメラ、３４はマイク等の送話器、３５は位置・角度
センサ、３６はハンドセット形の保持部、２０は信号切
換制御部、３２は顔用カメラ、３７は通信制御部、ＮＥ
Ｔは通信網、３８は画像蓄積等の外部映像源である。こ
れを動作するには以下のように行う。

【００３７】情報の送信 本発明の視聴者Ｍは、画像表示器１１や音響出力器１２
等が保持部３６により一体化されたハンドセット３１を
用いて情報を送信する。すなわち、机上等においてある
自分が見せたいもの（品物，書類等）を、ハンドセット
３１を保持したまま眺めると、ハンドセット３１に組み
込まれた視点カメラ３３により撮像され送信される。ま
た、自分の顔，姿は、机上等に設置された顔用カメラ３
２により撮像され送信される。会話の声はハンドセット
３１に組み込まれたマイク等の送話器３４により入力さ
れ送信される。必要に応じてビデオファイル等の外部映
像源３８からも情報を送信する。送信情報は通信制御部
３７により通信網Ｎを介して相手へ送られる。

【００３８】情報の受信 通信網Ｎを介して相手から送られてきた音声情報および
画像情報は通信制御部３７により受信され、画像情報は
ハンドセット３１に組み込まれた画像表示器１１へ表示
され、光学レンズ１７により視野角，視距離，拡大倍率
が調整されて目に視覚される。音声信号はハンドセット
３１に組み込まれた音響出力器１２へ出力され耳に入る
。

【００３９】情報の切り換え制御 本システム内に組み込まれているハンドセット３１の位
置・角度を検出する位置・角度センサ３５により、ハン
ドセット３１の位置・角度が検出される。ハンドセット
３１は顔の目と耳にくっつけて装着されているため、ハ
ンドセット３１の位置・角度は視聴者Ｍの顔の位置，角
度（顔の向き、視線の向き）と等価となる。検出された
位置・角度情報に基づいて、信号切換制御部２０が表示
が像を切り換える。切り換えの制御方法は、前記図１４
で説明した視線一致機能，視点共有機能，仮想テ−ブル
機能を用いた方法で行う。これにより、仮想空間を知覚
させる。

【００４０】図１６はハンドセット３１の装着を説明す
る斜視図と平面図である。ハンドセット３１は図１６の
ように装着する。これは図３で説明したのと同様である
。視点カメラ３３は顔の目線の方向を撮像するように配
置されており、ハンドセット３１を保持した状態で画像
表示器１１により被覆されていない方の片目で利用者が
見ている外界の映像が撮像される。

【００４１】ハンドセット３１を装着した状態での寸法
・位置関係は図４で説明したのと同じである。また、こ
れとは別の光学レンズを含むハンドセット３１を装着し
た状態での寸法・位置関係は図５で説明したのと同様で
あるので、その説明も省略する。また、ハンドセット３
１の位置・角度検出機構として、ハンドセット３１内に
超音波発信器２１を組み込んで、ハンドセット３１の外
部に超音波距離センサ２２，２３を設置する場合は、前
述の図７で説明したのと同じになる。超音波発信器２１
Ａ，２１Ｂをハンドセット３１に組み込んで方向を検出
するには、前述した図８のようにすればよい。

【００４２】上記の片目用の画像表示器１１と片耳用の
音響出力器１２、視点カメラ３３等を一体としたハンド
セット形テレビ電話装置において、装置を左側の片目・
片耳に装着した場合と、右側の片目・片耳に装着した場
合のどちらの場合に対しても、同一の装置で使用できる
ようにすることが実用上重要である。人間のきき目、き
き耳は人により異なり、また、長時間使用する場合等は
随時左右を使い分けることも多い。しかし、左側の片目
・片耳用に設定した装置はそのまま右側の片目・片耳に
装着すると（その逆の場合も同様）、表示画像，撮像画
像が上下反転してしまう。目と耳の位置関係に合わせて
、この上下反転をもどす方法としては、図１２に示す方
法を適用すればよい。

【００４３】図１７は本発明の視線一致の方式を説明す
る図であり、１１は前記ハンドセット３１内の画像表示
器、３２は顔用カメラである。視聴者ＭＡの使用してい
るハンドセット３１の目線方向を表す方向ベクトルＸが
、顔用カメラ３２の撮像方向ベクトルＹの方向を向いた
場合にだけ、相手の視聴者ＭＢの顔用カメラ３２から撮
像した画像を視聴者ＭＡの画像表示器１１に表示させる
。同様に、相手側も、ハンドセット３１の目線方向を表
す方向ベクトルＸ′が顔用カメラ３２の撮像方向ベクト
ルＹ′の方向を向いた場合にだけ、視聴者ＭＡの側の顔
用カメラ３２から撮像した画像を視聴者ＭＢの画像表示
器１１に表示させる。このような方向に合わせた信号制
御を行うことにより、両者の視線を顔用カメラ３２の方
向に誘導し、視線を一致させることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるハ
ンドセット形テレビ装置は、視聴者の片目にテレビ画像
情報を入力・表示する画像表示器と、視聴者の片耳に当
ててテレビ音情報を音響出力する音響出力器と、画像表
示器と音響出力器とを視聴者の左右どちらかの片目と片
耳の位置関係に適合するような配置条件に一体的、かつ
固定的に保持してハンドセットを構成したので、オフィ
ス等の集団共同作業環境における情報の個人別の遮蔽機
能と、高臨場感とを両立させた小形で操作性，作業性の
良い個人用テレビ装置を実現できる。

【００４５】また、本発明にかかるハンドセット形テレ
ビ電話装置は、視聴者の片目にテレビ画像情報を入力・
表示する画像表示器と、視聴者の片耳に当ててテレビ音
情報を音響出力する音響出力器と、画像表示器と音響出
力器とを視聴者の左右どちらかの片目と片耳の位置関係
に適合するような配置条件に一体的、かつ固定的に保持
してなり、目の視線方向を撮像する視点カメラと、会話
を入力するための送話器とを有し、画像表示器と音響出
力器と視点カメラと送話器と、その保持機構を一体とし
てハンドセットを構成し、このハンドセットの位置ある
いは方向を検出する位置・方向検出手段、この位置・方
向検出手段が検出した位置あるいは方向に応じて、画像
表示器，音響出力器に出力する情報および撮像・送話す
る情報を切り換える信号切り換え制御部、情報を通信す
る通信制御部を備えたので、上記テレビ装置の効果に加
え、視聴者相互の視線を一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるハンドセット形テレビ装置の一
実施例を示す図である。

【図２】本発明のハンドセットの構成を示す正面図，平
面図および斜視図である。

【図３】本発明のハンドセットの装着状態を示す斜視図
と平面図である。

【図４】本発明のハンドセットを装着した状態での寸法
・位置関係を示す側面図と平面図である。

【図５】本発明の光学レンズを含むハンドセットを装着
した状態での寸法・位置関係を示す側面図と平面図であ
る。

【図６】ハンドセット内部に位置センサを組み込んだ実
施例を示す構成図である。

【図７】ハンドセット内に超音波発信器を組み込んで、
ハンドセットの外部に超音波距離センサを設置した場合
のハンドセット位置検出の方法を示す図である。

【図８】超音波発信器を２個ハンドセットに組み込んで
方向を検出させた場合の例を示す図である。

【図９】ハンドセットの２次元面内での位置に適応して
画像表示器へ表示する画像を切り換える例を示す図であ
る。

【図１０】ハンドセットの方向に適応して画像表示器へ
表示する画像を切り換える例を示す図である。

【図１１】本発明のハンドセットの右側用と左側用とを
機械的に変形させる実施例を示す斜視図である。

【図１２】ハンドセットの装着状態について、左側の片
目・片耳に装着した場合と、右側の片目・片耳に装着し
た場合とを自動的に判別して、電子的に上下反転させて
、同一の装置で左右両方に使用できるようにした実施例
の例を示す図である。

【図１３】本発明にかかるハンドセット形テレビ電話装
置の基本構成を示す図である。

【図１４】本発明における仮想空間の創出方式を説明す
る図である。

【図１５】同じく本発明の一実施例の構成を示す図であ
る。

【図１６】同じく本発明のハンドセットの装着状態を示
す斜視図と平面図である。

【図１７】視線一致の方法を説明する図である。

【図１８】従来のテレビ装置の説明図である。

【図１９】従来のイヤホン／ヘッドホン形テレビ装置の
説明図である。

【図２０】従来のヘッドマウント形テレビ装置の説明図
である。

【図２１】従来のテレビ電話装置の説明図である。

【符号の説明】

１　　　　画像表示器 ２　　　　スピ−カ ３　　　　テレビ信号通信制御部 ４　　　　テレビ装置本体 ５　　　　有線ケ−ブル ６　　　　音響出力器 ７　　　　レンズ ８　　　　送受話器 ９　　　　撮像器 １０　　テレビ電話信号通信制御部 １１　　画像表示器 １２　　音響出力器 １３　　ハンドセット １４　　テレビ信号受信アンテナ １５　　テレビ信号受信ケ−ブル １６　　テレビ信号通信制御部 １７　　光学レンズ １８　　位置センサ １９　　信号切換器 ２０　　信号切換制御部 ２１　　超音波発信器 ２２　　超音波距離センサ ２３　　超音波距離センサ ２４　　位置算出部 ２５　　保持部 ２６　　回転機構 ２７　　保持部 ２８　　上下反転部 ３１　　ハンドセット ３２　　顔用カメラ ３３　　視点カメラ ３４　　送話器 ３５　　位置・角度センサ ３６　　ハンドセット形の保持部 ３７　　通信制御部 ３８　　外部映像源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　視聴者の片目にテレビ画像情報を入力
   ・表示する画像表示器と、前記視聴者の片耳に当ててテ
   レビ音情報を音響出力する音響出力器と、前記画像表示
   器と音響出力器とを前記視聴者の左右どちらかの片目と
   片耳の位置関係に適合するような配置条件に一体的、か
   つ固定的に保持してハンドセットを構成し、前記視聴者
   の片目・片耳だけにテレビ情報が入力される構成とした
   ことを特徴とするハンドセット形テレビ装置。
2. 【請求項２】　　ハンドセットの位置、あるいは方向を
   検出する位置・方向検出手段、この位置・方向検出手段
   で検出した位置あるいは方向に応じて、前記画像表示器
   ，音響出力器に出力するテレビ情報を切り換える信号切
   り換え制御部を備え、視聴の位置，方向に自動的に適応
   して提示情報を変化させる構成としたことを特徴とする
   請求項１記載のハンドセット形テレビ装置。
3. 【請求項３】　　画像情報の表示を上下反転する上下反
   転部と、片目・片耳用のハンドセットの装着状態の左右
   を判定する左右判別手段を備え、自動的に左右どちら側
   の装着状態かを判定して装着状態に適合させて画像情報
   表示の上下関係を変化させる構成としたことを特徴とす
   る請求項２記載のハンドセット形テレビ装置。
4. 【請求項４】　　視聴者の片目にテレビ画像情報を入力
   ・表示する画像表示器と、前記視聴者の片耳に当ててテ
   レビ音情報を音響出力する音響出力器と、前記画像表示
   器と音響出力器とを前記視聴者の左右どちらかの片目と
   片耳の位置関係に適合するような配置条件に一体的、か
   つ固定的に保持してなり、さらに、目の視線方向を撮像
   する視点カメラと、会話を入力するための送話器とを有
   し、前記画像表示器と音響出力器と視点カメラと送話器
   と、その保持機構を一体としてハンドセットを構成し、
   このハンドセットの位置あるいは方向を検出する位置・
   方向検出手段、この位置・方向検出手段が検出した位置
   あるいは方向に応じて、前記画像表示器，音響出力器に
   出力する情報および撮像・送話する情報を切り換える信
   号切り換え制御部、情報を通信する通信制御部を備え、
   視聴の位置，方向に自動的に適応して提示情報の入出力
   を変化させて通信することを特徴とするハンドセット形
   テレビ電話装置。
5. 【請求項５】　　画像情報の表示・撮像を上下反転する
   上下反転部、片目・片耳用のハンドセットの装着状態の
   左右を判定する左右判定手段を備え、自動的に左右どち
   ら側の装着状態かを判定して装着状態に適合させて、画
   像情報表示・撮像の上下関係を変化させることを特徴と
   する請求項４記載のハンドセット形テレビ電話装置。