JP3127499B2 - Television camera coaxial projection display - Google Patents
Television camera coaxial projection displayInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、テレビ電話やテレビ会
議等において、投写表示ユニット上に表示される相手映
像を見ながら会話する話者の視線にテレビカメラの光軸
を一致させたテレビカメラ同軸型投写表示装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a television camera in which the optical axis of a television camera coincides with the line of sight of a speaker who talks while watching a partner image displayed on a projection display unit in a videophone or video conference. The present invention relates to a coaxial projection display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】テレビ電話機やテレビ会議システム等を
用いた通話や会話において、話者は自端末の表示部に表
示される相手映像に視線を向けて会話等を行なう。ここ
で、テレビカメラが表示部から離れていて相手映像に向
けた話者の視線とテレビカメラの光軸とが一致しない場
合、相手端末に表示される話者の映像（自画像）は相手
に対してそっぽを向いて会話をすることになり、相手に
違和感、もしくは不快感を与えてしまう。2. Description of the Related Art In a telephone call or a conversation using a videophone or a video conference system, a speaker conducts a conversation or the like by directing his / her eyes to a partner video displayed on a display unit of a terminal. Here, when the television camera is away from the display unit and the line of sight of the speaker toward the partner image does not match the optical axis of the television camera, the speaker image (self-portrait) displayed on the partner terminal is transmitted to the partner. You have to talk face-to-face, giving the other person a sense of discomfort or discomfort.
【０００３】この違和感等を解消するため、ハーフミラ
ーを用いてテレビカメラの光軸と表示部の視軸とを話者
の視線に対して同軸化した表示装置（以下、テレビカメ
ラ同軸型表示装置という）を搭載したテレビ電話機等が
ある。In order to eliminate such discomfort, a display device in which the optical axis of the television camera and the visual axis of the display unit are coaxial with the line of sight of the speaker using a half mirror (hereinafter referred to as a television camera coaxial display device). ) Is mounted.
【０００４】図３は、テレビ電話機に搭載された従来の
テレビカメラ同軸型表示装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional television camera coaxial display device mounted on a television telephone.
【０００５】図において、話者１は保護ガラス１５とハ
ーフミラー１６を介して視軸１１上の表示部１７に表示
される相手映像２７に視線を向けて会話を行なう。これ
と同時に、テレビカメラ１８はハーフミラー１６と保護
ガラス１５を介して、話者１を視線と同軸に撮像し、回
線（図示せず）を介して相手端末に自画像として伝送す
る。ここで、ハーフミラー１６は、互いに直交する表示
部１７の視軸１１とテレビカメラ１８の光軸１２とを話
者１の視線に対して同軸化するため、図示のように両軸
１１，１２の交点に配設された光路変換器である。[0005] In the figure, a speaker 1 talks with his / her eyes directed to a partner image 27 displayed on a display unit 17 on a visual axis 11 via a protective glass 15 and a half mirror 16. At the same time, the television camera 18 captures an image of the speaker 1 coaxially with the line of sight via the half mirror 16 and the protective glass 15 and transmits the self-portrait to the partner terminal via a line (not shown). Here, since the half mirror 16 makes the visual axis 11 of the display unit 17 and the optical axis 12 of the television camera 18 orthogonal to each other coaxial with the line of sight of the speaker 1, the half mirror 16 has both axes 11, 12 as shown in the figure. Are optical path changers disposed at the intersections of the two.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】図３に示した従来装置
において、話者１は、表示部１７上の相手映像２７をハ
ーフミラー１６越しに透過映像２８として見るため、暗
い映像しか見ることができないという欠点があった。In the conventional apparatus shown in FIG. 3, since the speaker 1 views the other party's image 27 on the display unit 17 as the transmission image 28 through the half mirror 16, only the dark image can be seen. There was a disadvantage that it could not be done.
【０００７】また、テレビカメラ１８は、ハーフミラー
１６の反射光２３を用いて話者１を撮像するが、この反
射光２３によって照明されるテレビカメラ１８からの反
射光２４は、ハーフミラー１６により話者１の方向に反
射される。つまり、話者１が注視する表示部１７上の映
像２７にテレビカメラ１８の反射像２５が重畳されるこ
とになり、目障りであるばかりでなく、話者１にテレビ
カメラを意識させてしまうという欠点があった。The television camera 18 images the speaker 1 using the reflected light 23 of the half mirror 16, and the reflected light 24 from the television camera 18 illuminated by the reflected light 23 is reflected by the half mirror 16. It is reflected in the direction of speaker 1. In other words, the reflected image 25 of the television camera 18 is superimposed on the image 27 on the display unit 17 watched by the speaker 1, which is not only annoying but also makes the speaker 1 aware of the television camera. There were drawbacks.
【０００８】更に、従来、この種の表示部１７は一般に
高々１０インチ程度と小型であり、画面サイズを大型化
するには大型のハーフミラーを要し、装置が高価になる
欠点があった。Further, conventionally, this type of display unit 17 is generally small, at most about 10 inches, and requires a large half mirror in order to increase the screen size.
【０００９】そこで、この発明は、表示部１７を背面投
写型表示装置として画面の大型化を計ると共に、高価な
ハーフミラーを不要とし、ハーフミラー１６による輝度
低下とテレビカメラ１８の透過映像２８への映り込み
（重畳）とを回避することのできるテレビカメラ同軸型
投写表示装置を提案するものである。In view of the above, the present invention provides a rear projection type display device for the display section 17 to increase the size of the screen, eliminate the need for an expensive half mirror, reduce the brightness of the half mirror 16 and reduce the transmission image 28 of the television camera 18. The present invention proposes a television camera coaxial projection display device capable of avoiding the reflection (superposition) of the image.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、投写ユニットおよびスクリー
ンからなる背面投写表示装置と、この投写ユニットの近
傍に設けられたテレビカメラとを有し、スクリーンは、
フレネルレンズと、一部に透過部を設けた拡散板とから
なり、テレビカメラは、拡散板の透過部を介し、フレネ
ルレンズを撮像レンズとして、スクリーン前方の被写体
を撮像するものである。According to the present invention, there is provided a rear projection display device comprising a projection unit and a screen, and a television camera provided near the projection unit. The screen is
The television camera includes a Fresnel lens and a diffusion plate partially provided with a transmission part. The television camera captures an image of a subject in front of the screen using the Fresnel lens as an imaging lens through the transmission part of the diffusion plate.
【００１１】[0011]
【作用】この発明の実施例を示す図１において、テレビ
電話中の話者１は、テレビカメラ同軸型投写表示装置２
のスクリーン３に表示される投写映像２７、つまり相手
映像を見ながら会話を行なう。In FIG. 1 showing an embodiment of the present invention, a speaker 1 in a videophone calls a television camera coaxial projection display device 2.
Conversation is performed while watching the projected image 27 displayed on the screen 3 of FIG.
【００１２】この投写映像２７は、受信した相手映像信
号を液晶投写ユニット７により反射鏡６を介してスクリ
ーン３に背面から拡大投写される。ここでスクリーン３
の視軸１１と投写軸１３は話者１の視線に対して同軸と
なるように構成される。The projected image 27 is enlarged and projected from the back onto the screen 3 by the liquid crystal projection unit 7 via the reflecting mirror 6 by the received image signal of the other party. Here screen 3
Are configured so as to be coaxial with the line of sight of the speaker 1.
【００１３】スクリーン３は、拡散板４とフレネルレン
ズ５の二層構造であり、背面より投写される映像２７は
フレネルレンズ５により集光され、次に拡散板４により
視野角が拡大されて、話者１に表示される。また、拡散
板４には、図２に示されるように所定のピッチでドット
マトリックス状に複数の透明部４１が設けられる。The screen 3 has a two-layer structure of a diffusion plate 4 and a Fresnel lens 5. An image 27 projected from the back is condensed by the Fresnel lens 5, and then the viewing angle is expanded by the diffusion plate 4. Displayed to speaker 1. The diffusion plate 4 is provided with a plurality of transparent portions 41 in a dot matrix at a predetermined pitch as shown in FIG.
【００１４】話者１からの反射光２１は、拡散板４の透
明部４１を介してフレネルレンズ５に入射し、フレネル
レンズ５を結像レンズとして液晶投写ユニット７の近傍
に話者１の像、つまり被写体像を結像する。The reflected light 21 from the speaker 1 is incident on the Fresnel lens 5 through the transparent portion 41 of the diffusion plate 4, and the image of the speaker 1 is placed near the liquid crystal projection unit 7 using the Fresnel lens 5 as an imaging lens. That is, a subject image is formed.
【００１５】テレビカメラ８は、液晶投写ユニット７の
近傍に、光軸１２が投写軸１３とほぼ平行になるように
配置され、フレネルレンズ５によって結像される被写体
像を撮像する。即ち、テレビカメラ８は拡散板４に設け
られたドットマトリックス状の透明部４１を介し、フレ
ネルレンズ５を撮像レンズとして被写体１の撮像を行な
う。The television camera 8 is arranged near the liquid crystal projection unit 7 so that the optical axis 12 is substantially parallel to the projection axis 13, and captures a subject image formed by the Fresnel lens 5. That is, the television camera 8 takes an image of the subject 1 through the dot matrix transparent portion 41 provided on the diffusion plate 4 and using the Fresnel lens 5 as an imaging lens.
【００１６】このようにして、話者１の視線に対してス
クリーン３の視軸１１とテレビカメラ８の光軸１２とは
実質的に同軸となり、相手に対して違和感のない映像の
送出が可能となると共に、ハーフミラーが不要となるの
で液晶投写ユニットの投写する大型画面の輝度を損なう
こともない。In this way, the visual axis 11 of the screen 3 and the optical axis 12 of the television camera 8 are substantially coaxial with respect to the line of sight of the speaker 1, so that it is possible to transmit an image that does not cause any discomfort to the other party. In addition, since the half mirror is not required, the brightness of the large screen projected by the liquid crystal projection unit is not impaired.
【００１７】[0017]
【実施例】続いて、この発明の実施例について、図面を
参照して詳細に説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１８】図１は、この発明に係るテレビカメラ同軸
型投写表示装置の実施例を示す構成図である。図におい
て、１はテレビ電話、テレビ会議等における話者であ
る。また、２はこの発明に係るテレビカメラ同軸型投写
表示装置であり、テレビ電話機、テレビ会議システム等
の一部をなすものである。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a television camera coaxial projection display apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a speaker in a videophone, a video conference, or the like. Reference numeral 2 denotes a television camera coaxial projection display device according to the present invention, which forms a part of a video telephone, a video conference system, and the like.
【００１９】以下、この発明の実施例をテレビ電話機に
適用した場合について説明する。The case where the embodiment of the present invention is applied to a videophone will be described below.
【００２０】相手端末（図示せず）から受信した相手映
像信号（図示せず）は、液晶投写ユニット７により反射
鏡６を介してスクリーン３上に背面から拡大投写され
る。ここで、液晶投写ユニット７の投写軸１３とスクリ
ーン３の視軸１１は、この投写映像２７を見ながら相手
と会話する話者１の視線と同軸となるように配置され
る。A partner video signal (not shown) received from a partner terminal (not shown) is enlarged and projected from the back onto the screen 3 by the liquid crystal projection unit 7 via the reflecting mirror 6. Here, the projection axis 13 of the liquid crystal projection unit 7 and the visual axis 11 of the screen 3 are arranged so as to be coaxial with the line of sight of the speaker 1 who talks with the other party while watching the projected image 27.
【００２１】例えば、４０インチのスクリーン３は、話
者１に面する拡散板４と、反射鏡６を介して液晶投写ユ
ニット７に面するフレネルレンズ５との二層からなり、
投写映像２７はレフネルレンズ５により集光され、更に
拡散板４により視野角が拡大されて、話者１に表示され
る。For example, the 40-inch screen 3 is composed of two layers: a diffusion plate 4 facing the speaker 1 and a Fresnel lens 5 facing the liquid crystal projection unit 7 via the reflector 6.
The projected image 27 is condensed by the Refnel lens 5, the viewing angle is further expanded by the diffuser 4, and displayed to the speaker 1.
【００２２】図２は、この実施例におけるスクリーン３
の模式図であり、図２（Ａ）は話者１側から見た拡散板
４の正面図、図２（Ｃ）は映像投写側から見たフレネル
レンズ５の正面図、図２（Ｂ）は切断面Ｂ−Ｂ′におけ
る断面図である。FIG. 2 shows a screen 3 in this embodiment.
2A is a front view of the diffusion plate 4 as viewed from the speaker 1 side, FIG. 2C is a front view of the Fresnel lens 5 as viewed from the image projection side, and FIG. Is a sectional view taken along the cutting plane BB '.
【００２３】図から明らかなように、拡散板４は、この
例では円筒状レンズをすだれ状に並べたレンチキュラレ
ンズシートである。この発明において視軸１１とテレビ
カメラの光軸１２との同軸化を実現するため、拡散板４
にはドットマトリックス状に複数個の透明部４１が設け
られている。As is apparent from the drawing, the diffusion plate 4 in this example is a lenticular lens sheet in which cylindrical lenses are arranged in an interdigital shape. In the present invention, in order to realize coaxiality between the visual axis 11 and the optical axis 12 of the television camera, the diffusing plate 4 is used.
Are provided with a plurality of transparent portions 41 in a dot matrix shape.
【００２４】ここで、透明部４１は透過光に対して散乱
作用を行なわない素通しの小窓であり、例えば図２
（Ｂ）に示すように、レンチキュラレンズの一部を平面
に研削することによって形成される。また、ドットマト
リックス状に配置される透明部４１のピッチは、例えば
テレビカメラ８に用いられたＣＣＤ（固体撮像素子）上
の受光素子（フォトダイオード）のピッチに対応するよ
うに定められる。Here, the transparent portion 41 is a transparent small window which does not perform a scattering action on transmitted light.
As shown in (B), it is formed by grinding a part of the lenticular lens into a plane. The pitch of the transparent portions 41 arranged in a dot matrix is determined so as to correspond to, for example, the pitch of light receiving elements (photodiodes) on a CCD (solid-state imaging device) used in the television camera 8.
【００２５】図１において、話者１からの反射光２１
は、拡散板４の透明部４１を散乱することなく透過して
フレネルレンズ５に入射し、フレネルレンズ５は結像レ
ンズとして液晶投写ユニット７の近傍に話者１の像、つ
まり被写体像を結像する。In FIG. 1, reflected light 21 from speaker 1
Is transmitted through the transparent portion 41 of the diffusion plate 4 without being scattered and is incident on the Fresnel lens 5. The Fresnel lens 5 forms an image of the speaker 1, that is, a subject image near the liquid crystal projection unit 7 as an imaging lens. Image.
【００２６】テレビカメラ８は、液晶投写ユニット７の
近傍に、その光軸１２が投写軸１３とほぼ平行になるよ
うに据え付けられ、フレネルレンズ５によって結像され
る被写体像を撮像する。即ち、テレビカメラ８は拡散板
４に設けられたドットマトリックス状の透明部４１を介
して、フレネルレンズ５を撮像レンズとして話者１の撮
像を行なう。The television camera 8 is installed near the liquid crystal projection unit 7 so that its optical axis 12 is substantially parallel to the projection axis 13, and picks up a subject image formed by the Fresnel lens 5. That is, the television camera 8 captures an image of the speaker 1 through the dot matrix transparent portion 41 provided on the diffusion plate 4 using the Fresnel lens 5 as an imaging lens.
【００２７】拡散板４における透明部４１の開口率はス
クリーン３の視野角、特に画面水平方向の視野角に影響
を与えるが、テレビカメラ８の撮像素子、例えば被写体
像が結像するＣＣＤにおけるドットマトリックス状の受
光素子の形状、ピッチ、配列等に対応するように透明部
４１の諸元を定めることにより、透明部４１の開口率を
最小限に止めることが可能であり、かつ、透明部４１の
開口率を勘案した拡散板４の設計も可能である。従っ
て、スクリーン３に表示される映像の品質を殆ど損なう
ことなく、テレビカメラ８による良好な被写体像の撮像
が可能となる。The aperture ratio of the transparent portion 41 in the diffuser plate 4 affects the viewing angle of the screen 3, particularly the viewing angle in the horizontal direction of the screen 3. By determining the specifications of the transparent portion 41 so as to correspond to the shape, pitch, arrangement, and the like of the matrix-shaped light receiving elements, it is possible to minimize the aperture ratio of the transparent portion 41, and It is also possible to design the diffusion plate 4 in consideration of the aperture ratio. Therefore, it is possible to capture a good subject image by the television camera 8 without substantially deteriorating the quality of the image displayed on the screen 3.
【００２８】なお、図１に誇張して示したように、テレ
ビカメラ８の光軸１２は視軸１１に対して完全に同軸と
はならないが、誤差は僅少であり問題はない。また、図
１において、液晶投写ユニット７の投写軸１３に対して
光軸１２がやや迎角（上向き角）となるようにテレビカ
メラ８を配置したが、これは単に図面の簡明化のための
ものであり、テレビカメラ８を投写軸１３に対して紙面
で前後、あるいは上方の位置に設けるようにしてもよ
い。特に、テレビカメラ８を液晶投写ユニット７の近傍
かつ上方位置に設けた場合、テレビカメラ８の光軸１２
は、話者１の視線に対して僅かに伏角（下向き角）とな
るので、最も自然な被写体像が得られる。As shown exaggeratedly in FIG. 1, the optical axis 12 of the television camera 8 is not completely coaxial with the visual axis 11, but the error is small and there is no problem. Also, in FIG. 1, the television camera 8 is arranged so that the optical axis 12 is at a slight angle of attack (upward angle) with respect to the projection axis 13 of the liquid crystal projection unit 7, but this is merely for simplification of the drawing. That is, the television camera 8 may be provided at a position before, after, or above the projection axis 13 on the paper surface. In particular, when the television camera 8 is provided near and above the liquid crystal projection unit 7, the optical axis 12 of the television camera 8
Is slightly inclined (downward angle) with respect to the line of sight of the speaker 1, so that the most natural subject image can be obtained.
【００２９】更に、テレビカメラ８の光軸１２上に結像
位置調整用レンズを設け、テレビカメラ８を光軸方向に
移動した構成としてもよい。Further, an arrangement may be made wherein an imaging position adjusting lens is provided on the optical axis 12 of the television camera 8, and the television camera 8 is moved in the optical axis direction.
【００３０】このようにして、スクリーン３の視軸１１
とテレビカメラ８の光軸１２は話者１の視線に対して実
質的に同軸とされ、相手に対して違和感を与えることの
ない自画像の送出が可能となり、また高価な大型ハーフ
ミラーが不要となるので、液晶投写ユニットによる大型
画面（例えば４０インチ）の輝度を損なうことなく、か
つ安価にテレビカメラ同軸型投写表示装置が実現でき
る。Thus, the visual axis 11 of the screen 3
The optical axis 12 of the television camera 8 is substantially coaxial with the line of sight of the speaker 1, so that it is possible to transmit a self-portrait without giving a sense of discomfort to the other party, and it is not necessary to use an expensive large half mirror. Therefore, a television camera coaxial projection display device can be realized at low cost without impairing the luminance of a large screen (for example, 40 inches) by the liquid crystal projection unit.
【００３１】[0031]
【発明の効果】上述のように、この発明においては、ス
クリーンの拡散板の一部を素通しにすることにより、大
画面投写映像の輝度を犠牲にすることなく、テレビカメ
ラの光軸を視軸と実質的に同軸とし、かつ大型ハーフミ
ラーの採用によるコストアップやテレビカメラの表示映
像への映り込みが防止できる効果がある。As described above, according to the present invention, the optical axis of the television camera can be adjusted without changing the brightness of the projected image on a large screen by making a part of the diffusion plate of the screen transparent. And the use of a large half mirror has an effect of preventing cost increase and reflection on a display image of a television camera.
【図１】この発明の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】同実施例におけるスクリーン３の模式図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram of a screen 3 in the embodiment.
【図３】従来のテレビカメラ同軸型表示装置の構成図で
ある。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional television camera coaxial display device.
１ 話者 ２ テレビカメラ同軸型投写表示装置 ３ スクリーン ４ 拡散板 ５ フレネルレンズ ６ 反射鏡 ７ 液晶投写ユニット ８ テレビカメラ ９ 外筐 １１ 視軸 １２ 光軸（テレビカメラ８の光軸） １３ 投写軸（液晶投写ユニット７の投写軸） ２１ 反射光（話者１からの反射光） ２７ 投写映像（相手映像） ４１ 透明部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Speaker 2 Television camera coaxial projection display apparatus 3 Screen 4 Diffusion plate 5 Fresnel lens 6 Reflector 7 Liquid crystal projection unit 8 Television camera 9 Outer casing 11 Visual axis 12 Optical axis (optical axis of television camera 8) 13 Projection axis ( (Projection axis of liquid crystal projection unit 7) 21 Reflected light (reflected light from speaker 1) 27 Projected image (partner image) 41 Transparent part
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−228893（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−260987（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−167690（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−315139（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−196696（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−11076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/10 H04N 7/14 - 7/173 H04N 7/20 - 7/22 Continuation of the front page (56) References JP-A-2-228893 (JP, A) JP-A-1-260987 (JP, A) JP-A-4-167690 (JP, A) JP-A-4-315139 (JP) JP-A-4-196696 (JP, A) JP-A-64-11076 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 7/10 H04N 7/ 14- 7/173 H04N 7/20-7/22
Claims (1)
背面投写表示装置と、この投写ユニットの近傍に設けら
れたテレビカメラとを有し、 上記スクリーンは、フレネルレンズと、一部に透過部を
設けた拡散板とからなり、 上記テレビカメラは、上記拡散板の透過部を介し、上記
フレネルレンズを撮像レンズとして、上記スクリーン前
方の被写体を撮像することを特徴とするテレビカメラ同
軸型投写表示装置。1. A rear projection display device comprising a projection unit and a screen, and a television camera provided in the vicinity of the projection unit, wherein the screen has a Fresnel lens and a diffuser partially provided with a transmission part. A television camera, wherein the television camera captures an image of a subject in front of the screen using the Fresnel lens as an imaging lens through a transmission portion of the diffusion plate.
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