DE19618242A1

DE19618242A1 - Videophone subscriber apparatus with attachment disc

Info

Publication number: DE19618242A1
Application number: DE1996118242
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Heine
Original assignee: Alcatel SEL AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1997-11-13

Abstract

The subscriber apparatus includes a video camera and a reproduction unit with an attachment disc (5). The disc acts as a semi-transmissive mirror using mirror strips (10) and window strips (11) which are alternatingly arranged on the front of the disc. The front of the disc has an even surface and on the back screening strips (9) are provided corresponding to the mirror strips. A display is located behind the attachment disc whose light is transmitted through the window strips. Preferably, the screening strips are evenly separated (R) and the attachment disc is integrated in the reproduction unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Teilnehmergerät für Bildtelefonie mit einer Videokamera und einer Bildwiedergabevorrichtung mit einer als teildurchlässiger Spiegel wirkenden Vorsatzscheibe, auf deren dem Betrachter (Teilnehmer) zugewandten Vorderseite abwechselnd eng benachbart horizontale Spiegel- und Fensterstreifen angeordnet sind.The invention relates to a subscriber device for video telephony a video camera and an image display device with an as partially translucent mirror acting lens, on whose the The observer (participant) facing the front alternately closely adjacent horizontal mirror and window strips are arranged.

Ein solches Teilnehmergerät ist bekannt (DE-A-43 29 578). Bei dem bekannten Teilnehmergerät ist die Vorsatzscheibe im Bereich der Fensterstreifen mit eingeschliffenen Nuten versehen, wodurch die Fensterstreifen die optische Wirkung von Streifen-Prismen haben.Such a subscriber device is known (DE-A-43 29 578). In which known subscriber device is the front lens in the area of Window strips with ground grooves, which the Window strips have the optical effect of strip prisms.

Das bekannte Teilnehmergerät weist den Nachteil auf, daß die Herstellung der Vorsatzscheibe verhältnismäßig aufwendig ist und sich in den eingeschliffenen Nuten Schmutz ansammeln kann.The known subscriber device has the disadvantage that the Production of the front lens is relatively complex and dirt can accumulate in the ground grooves.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht deshalb darin, die Vorsatzscheibe des bekannten Teilnehmergeräts in der Weise zu verbessern, daß ihre Herstellung einfacher wird und daß dennoch durch Totalreflexion der Lichtaustritt in Richtung zum Objektiv der Videokamera verhindert wird. The technical problem underlying the invention exists therefore in the front lens of the known subscriber device in to improve the way that their manufacture becomes easier and that nevertheless by total reflection of the light emission towards Lens of the video camera is prevented.

Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorderseite der Vorsatzscheibe eine ebene fläche besitzt und auf der Rückseite der Vorsatzscheibe den Spiegelstreifen entsprechende Abschattungsstreifen vorgesehen sind.This technical problem is solved according to the invention in that the front of the front lens has a flat surface and the mirror strip on the back of the front lens appropriate shading strips are provided.

Die Vorsatzscheibe gemäß der vorgeschlagenen Lösung ist einfacher herstellbar als die Vorsatzscheibe bei dem bekannten Teilnehmergerät-, sie ist einfacher zu pflegen, und sie verhindert durch Totalreflexion den Lichtaustritt in Richtung zum Objektiv der Videokamera. Vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 enthalten; sie ist nachstehend anhand der Figuren I und 2 erläutert. Es zeigen:The front lens according to the proposed solution is easier to manufacture than the front lens in the known subscriber device, it is easier to maintain, and it prevents total light reflection in the direction of the lens of the video camera. Advantageous details of the invention are contained in claims 2 and 3; it is explained below with reference to Figures I and 2 . Show it:

Fig. 1 die optisch-geometrischen Beziehungen eines Bildtelefons mit oberhalb der Bildwiedergabevorrichtung angebrachter Videokamera; Fig. 1, the optical-geometrical relationships of a video telephone with the above image reproducing apparatus mounted video camera;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch die Vorsatzscheibe, die der Bildwiedergabevorrichtung in Fig. 1 vorgesetzt ist. Fig. 2 is a partial cross section through the front lens, which is the image display device in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Teilnehmergerät 1 für Bildtelefonie schematisch und ohne Gehäuse dargestellt. Die Position der Videokamera 2 bzw. ihres Objektivs ist nur angedeutet, ebenso die virtuelle Kameraposition 2′. Einem Display 4 ist die Vorsatzscheibe 5 vorgesetzt, die einerseits einem Betrachter oder Benutzer B den Durchblick auf das Display 4 erlaubt und andererseits den vom Benutzer kommenden Strahlengang zur Videokamera 2 reflektiert, mit einer Umlenkung durch einen Umlenkspiegel 3. Die Vorsatzscheibe 5 ist planparallel unmittelbar vor dem Display 4 angeordnet, so daß die Strahlengänge von Display und Videokamera über diese Vorsatzscheibe 5 in Bezug auf den Betrachter B zusammenfallen.In Fig. 1, a subscriber device 1 for video telephony is shown schematically and without a housing. The position of the video camera 2 or its lens is only indicated, as is the virtual camera position 2 '. The front lens 5 is placed in front of a display 4 , which on the one hand allows a viewer or user B to see the display 4 and on the other hand reflects the beam path coming from the user to the video camera 2 , with a deflection by a deflection mirror 3 . The front lens 5 is arranged plane-parallel immediately in front of the display 4 , so that the beam paths from the display and video camera coincide with respect to the viewer B via this front lens 5 .

Das Teilnehmergerät 1 steht auf einer Tischfläche T. Die Verhältnisse sind z. B. bei folgenden Parametern optimal: das Display 4 habe einen Bildschirm von 8,6 Zoll Größe, der um 25° gegen die Vertikale 8 nach hinten geneigt ist. Die Videokamera 2 soll ein Objektiv mit etwa 22° vertikalem Bildwinkel haben und sich in einer (scheinbaren) Entfernung von 115 cm von dem Betrachter B befinden, wenn dieser 75 cm vom Display 4 entfernt ist. Die Höhe wird so eingestellt, daß die Unterkante des Displays 4 zirka 20 cm niedriger ist als die Augen des Betrachters B. Die Blickkontaktlinie 7, welche die Augen des Betrachters B mit denen seines Gesprächspartners auf dem Bildschirm des Displays 4 verbindet und mit der Linie Betrachterauge - Kameraobjektiv zusammenfällt, ist um einen Winkel α = 50 unter die Horizontale 6 geneigt, was als besonders angenehm empfunden wird.The subscriber device 1 stands on a table surface T. The conditions are e.g. B. optimal with the following parameters: the display 4 has a screen of 8.6 inches in size, which is inclined by 25 ° to the vertical 8 backwards. The video camera 2 should have a lens with a vertical angle of view of approximately 22 ° and be at an (apparent) distance of 115 cm from the viewer B when the viewer is 75 cm away from the display 4 . The height is set so that the lower edge of the display 4 is about 20 cm lower than the eyes of the viewer B. The eye contact line 7 , which connects the eyes of the viewer B with those of his interlocutor on the screen of the display 4 and with the line viewer eye - Camera lens coincides, is inclined at an angle α = 50 below the horizontal 6 , which is perceived as particularly pleasant.

Um das Bild auf dem Display 4 besser erkennbar zu machen, ist die Vorsatzscheibe 5 besonders strukturiert, wie aus Fig. 2 hervorgeht, die einen Teil des Spiegels in einem vergrößerten Querschnitt zeigt.In order to make the image on the display 4 more recognizable, the front lens 5 is particularly structured, as can be seen in FIG. 2, which shows part of the mirror in an enlarged cross section.

In der den halbdurchlässigen Spiegel bildenden transparenten Vorsatzscheibe 5 aus Glas oder Kunststoff sind abwechselnd eng benachbarte Spiegelstreifen 10 und Fensterstreifen 11 enthalten, die in ihrer optischen Wirkung den teildurchlässigen Spiegel bilden. Die Sperrung des Lichts vom Display zur Videokamera 2 wird durch Totalreflexion in der Vorsatzscheibe 5 erreicht. Die kleinen fenster-Spiegel-Elemente sollten zum Erzielen einer praxisgerechten Auflösung eine Streifenbreite von kleiner als 0,7 mm haben und zweckmäßigerweise an die LCD-Zeilengeometrie angepaßt sein.The transparent lens 5 made of glass or plastic, which forms the semitransparent mirror, contains alternating closely adjacent mirror strips 10 and window strips 11 , which in their optical effect form the semitransparent mirror. The blocking of the light from the display to the video camera 2 is achieved by total reflection in the lens 5 . The small window-mirror elements should have a stripe width of less than 0.7 mm in order to achieve a practical resolution and should suitably be adapted to the LCD line geometry.

Mit diesem teildurchlässigen Spiegel ist es möglich, den Kamera-Strahlengang so umzulenken, wie es optisch-geometrisch einem Vollspiegel entspricht. Daher ist keine komplizierte Korrektur von sich überlagernden Abbildungen auf dem Kamera-Bildsensor (CCD) notwendig, denn die Spiegelstreifen 10 liegen auf die Kamera bezogen "wie ein Spiegel" im optischen System. In den unverspiegelten Fensterstreifen 11 befinden sich die Durchlaßfenster für das Licht des dahinter befindlichen Displays 4. Damit dieses Licht nicht zum Kamera-Objektiv gelangen kann, ist die Rückseite der Vorsatzscheibe 5 mit den Abschattungsstreifen 9 versehen, die zum Display hin gerichtet auch einen Antireflexbelag darstellen.With this partially transparent mirror, it is possible to deflect the camera beam path in a way that corresponds optically and geometrically to a full mirror. Therefore, no complicated correction of overlapping images on the camera image sensor (CCD) is necessary, because the mirror strips 10 are "like a mirror" related to the camera in the optical system. The pass-through windows for the light from the display 4 located behind them are located in the non-mirrored window strips 11 . So that this light cannot get to the camera lens, the back of the front lens 5 is provided with the shading strips 9 , which also face an anti-reflective coating facing the display.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Abschattungsstreifen 9 in der Weise auf der Rückseite der Vorsatzscheibe 5, d. h. auf der der Bildwiedergabevorrichtung zugewandten Seite der Vorsatzscheibe 5, angeordnet, daß sie das Licht der Bildwiedergabevorrichtung durchläßt: Nur das zum Betrachter laufende Licht 12 wird von der Vorsatzscheibe 5 durchgelassen; dagegen verhindert Totalreflexion des Lichts 13 den Lichtaustritt in die Richtung des Objektivs der Videokamera 2. Der Grenzwinkel liegt zwischen 30° und 45°, abhängig von der Totalreflexion und damit vom Brechungsindex der Glas- oder Kunststoffsorte.As can be seen from Fig. 2, the shading strips 9 are arranged in such a way on the rear side of the front lens 5 , that is to say on the side of the front lens 5 facing the image display device, that it allows the light of the image display device to pass through: only the light running towards the viewer 12 is passed through the front lens 5 ; on the other hand, total reflection of the light 13 prevents the light from escaping in the direction of the lens of the video camera 2 . The critical angle is between 30 ° and 45 °, depending on the total reflection and thus on the refractive index of the type of glass or plastic.

Zum Betrachter gelangt das Licht nach zweimaliger Brechung im Fensterstreifen 11. Der Abstrahlwinkel des Displays bleibt jedoch praktisch erhalten; er entspricht dem fast verlustfreien Durchgang schräg auftreffenden Lichtes durch eine planparallele Platte. Der Display-Blickwinkel ist vom Hersteller (mit 20° bis 30°, meistens aus 6-Uhr-Richtung) serienmäßig vorgegeben.The light reaches the viewer after being refracted twice in the window strip 11 . However, the beam angle of the display is practically preserved; it corresponds to the almost loss-free passage of obliquely incident light through a plane-parallel plate. The display viewing angle is specified by the manufacturer as standard (with 20 ° to 30 °, mostly from the 6 o'clock direction).

Die entgegen der Blickrichtung 7 des Betrachters B laufenden Lichtstrahlen 12 des Displays 4 treten ungehindert durch die Fensterstreifen 11 aus, wogegen anders gerichtete Lichtstrahlen, z. B. 13, an der schrägen Innenseite der fensterstreifen abgelenkt und so reflektiert werden, daß sie nicht durch die Vorsatzscheibe 5 hindurch gelangen. Damit ist ausgeschlossen, daß vom Display 4 ausgesandtes Licht in die Videokamera 2 gelangt, während letztere ein gutes Spiegelbild des Betrachters B von den Spiegelstreifen 10 auf der Vorderseite der Vorsatzscheibe 5 aufnehmen kann. Der Betrachter B wiederum hat einen guten Einblick auf das Bild des Displays 4, weil beim Betrachten die schmalen Fensterstreifen 11 aus angemessener Entfernung wie ein offenes Fenster wirken. The light rays 12 of the display 4 , which run counter to the viewing direction 7 of the viewer B, emerge unhindered through the window strips 11 , whereas light rays directed in a different way, e.g. B. 13 , are deflected on the sloping inside of the window strip and reflected so that they do not get through the lens 5 . This precludes light emitted by the display 4 from entering the video camera 2 , while the latter can take a good reflection of the viewer B from the mirror strips 10 on the front of the front lens 5 . The viewer B in turn has a good view of the image of the display 4 , because when viewed, the narrow window strips 11 act like an open window from a suitable distance.

Offensichtlich läßt sich dieses Prinzip auch bei Bildschirmen nutzen, die zum Betrachter B hin geneigt sind. Die Konstruktion verhält sich dann wie "gespiegelt und um 180° gedreht", und das Display wird dabei aus 12-Uhr-Richtung betrachtet.Obviously, this principle can also be applied to screens use that are inclined towards the viewer B. The construction then behaves like "mirrored and rotated by 180 °", and that The display is viewed from the 12 o'clock direction.

Von besonderer Gebrauchstauglichkeit ist es, wenn die Vorsatzscheibe 5 mit einer glatten (pflegeleichten) Seite zum Benutzer B gerichtet ist. Dazu ist auf jeden Fall eine präzise Oberfläche der Vorderseite erforderlich, um das austretende Licht nur in einem engen Winkel abzustrahlen, damit es nicht trotzdem durch unkontrollierte Streuung in die Videokamera 2 gelangen kann.It is particularly suitable for use if the front lens 5 is directed towards the user B with a smooth (easy-care) side. In any case, this requires a precise surface of the front side in order to emit the emerging light only at a narrow angle, so that it cannot nevertheless get into the video camera 2 due to uncontrolled scattering.

Claims

1. Subscriber device for video telephony with a video camera and an image display device with a front pane acting as a partially transparent mirror, on the front side facing the viewer (subscriber) of which alternately closely spaced horizontal mirror and window strips are arranged, characterized in that the front side of the front pane ( 5 ) has a flat surface and shading strips ( 9 ) corresponding to the mirror strips ( 10 ) are provided on the back of the cover plate ( 5 ).

2. Subscriber device according to claim 1, characterized in that the shading strips ( 9 ) have a uniform pitch (R).

3. Subscriber device according to claims 1 and 2, characterized in that the front lens ( 5 ) in the image display device ( 1 ) is integrated.