JP2000101981A - 撮像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 背面投射型表示装置の収納時において、容易
に表示装置の奥行を短くして薄型化することが可能な背
面投射型表示装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 光学系を収容するキャビネット６の奥行
を小さくするのにともなって、反射ミラー４の角度の角
度が拡散スクリーン５と平行に近づくように変化する構
成とし、表示装置外側から前面フレーム６１と背面フレ
ーム６２とを近づける方向に押し込むだけで、容易に表
示装置の奥行を短くして薄型化することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＶ会議システム
等に用いられる表示装置と撮像装置とを組み合わせた撮
像表示装置に関し、特に表示装置として背面投射型のも
のを用いた撮像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像符号化や通信技術等の発達に
加え、ＩＳＤＮ網の充実に伴って、遠隔地間を映像と音
声で結んだ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、このような双方
向映像通信においては、より高い臨場感の映像が提供で
きることが期待されている。

【０００３】従来の双方向映像通信に用いられている撮
像表示装置の構成について、図６を用いて以下に説明す
る。

【０００４】従来の撮像表示装置は、表示装置としてＣ
ＲＴディスプレイ１０１を用い、その上面または側面に
撮像装置としてＣＣＤカメラ１０２を配置してしてい
る。そして、対話を行なう相手から送信されてくる映像
がＣＲＴディスプレイ１０１に表示されるとともに、Ｃ
ＣＤカメラ１０２にて使用者９の撮影が行なわれて対話
相手に送信される。

【０００５】しかしながら、通常、使用者９はＣＲＴデ
ィスプレイ１０１に映し出された映像を見ながら対話を
行なう。このため、ＣＲＴディスプレイ１０１を見てい
る使用者９をＣＣＤカメラ１０２で撮影すると、ＣＣＤ
カメラ１０２の撮影方向と使用者９の視線とがずれてし
まう。このように、対話者同士の視線が互いにずれた不
自然な状態で対話が行われると、臨場感が損なわれしま
う。

【０００６】これに対し、特開平２−２２８８９３号公
報には、背面投射型の表示装置のスクリーンに対向する
映像投射ユニットに近接して撮像ユニットを設けるとと
もに、スクリーンを散乱状態と透過状態とが時分割で切
り替え可能な構成として、視線一致を行なう方式が提案
されている。この方式においては、透過状態では撮像ユ
ニットによりスクリーンを通して使用者の撮影が行なわ
れ、また、散乱状態では映像投射ユニットから投射され
た映像がスクリーンに表示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな表示及び撮像の方式では、表示画面や撮像画面にち
らつきが生じないようにするため、スクリーンの状態を
高速に切り替えることが必要となる。このため、高速で
状態の切り替えが可能なスクリーンが必要となるだけで
なく、そのスクリーン、映像投射ユニット及び撮像ユニ
ットを高速且つ高精度に制御する制御回路が必要とな
り、撮像表示装置の構成及び制御が複雑化してしまうと
いう問題がある。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、構成や制御の複雑化を招くことな
く、対話者同士の視線一致を行なうことが可能な撮像表
示装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像表示装置
は、映像投射ユニットから出射された映像光をスクリー
ンに投射して、その投射面と反対側の観察面からスクリ
ーン上に形成された映像を観察する背面投射型の表示装
置において、スクリーンが、映像光を拡散する拡散領域
と、少なくともスクリーン外側の光を内側に透過する透
過領域とを備えているものである。

【００１０】このような構成とすることにより、映像投
射ユニットから出射される映像光はスクリーンに照射さ
れて、その拡散領域に像を形成する。

【００１１】一方、スクリーン外側の光は、スクリーン
の透過領域を透過して撮像ユニットに至り、これにより
スクリーン外側の像が撮像ユニットにて撮影される。

【００１２】また、本発明の撮像表示装置は、映像投射
ユニットから出射された映像光をスクリーンに投射し
て、その投射面と反対側の観察面からスクリーン上に形
成された映像を観察する背面投射型の表示装置におい
て、撮像ユニットと、その撮像ユニットに入射する映像
光のうち所定の偏光方向の光を透過する撮像側偏光フィ
ルタと、映像投射ユニットから出射される映像光のうち
撮像側偏光フィルタの透過光と直交する偏光方向の光を
透過する投射側偏光フィルタとを設け、スクリーンが、
映像光を拡散する拡散領域と、撮像側偏光フィルタの透
過光と同じ偏光方向の光を透過する偏光領域とを備えて
いるものである。

【００１３】このような構成とすることにより、映像投
射ユニットから出射される映像光は、投射側偏光フィル
タにてスクリーンの偏光領域の透過光と直交する偏光方
向の光に制限された後、スクリーンに照射される。そし
て、スクリーンの偏光領域においては、映像光が遮断さ
れ、また、拡散領域においては、その映像光が拡散され
てそこに像が形成される。

【００１４】一方、スクリーン外側の映像光は、スクリ
ーンの偏光領域にて撮像側偏光フィルタの透過光と同じ
偏光方向の光に制限された後、撮像側偏光フィルタを透
過して撮像ユニットに至る。これにより、スクリーン外
側の像が撮像ユニットにて撮影される。

【００１５】また、撮像ユニットは、その光軸が映像投
射ユニットから出射される映像光の光軸と平行となるよ
うに配置される。

【００１６】このような構成とすることにより、映像投
射ユニットから出射される映像光の角度と、撮像ユニッ
ト入射される映像光の角度とが等しくなる。

【００１７】また、撮像表示装置は、映像投射ユニット
から投射された映像光をスクリーンに反射するととも
に、スクリーンを介して入射された映像光を撮像ユニッ
トに反射する反射ミラーを備えている。

【００１８】このような構成とすることにより、映像投
射ユニットから出射された映像光と、撮像ユニットに入
射される映像とが、ともに共通のミラーにて反射され
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
き図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００２０】図１は本実施の形態における撮像表示装置
の構成を表す概略構成図、図２は図１の撮像表示装置に
おけるスクリーンの構成を表す概略構成図、図３は図１
の撮像表示装置における映像投射ユニットの構成を表す
概略構成図、図４は図１の撮像表示装置における撮像ユ
ニットの構成を表す概略構成図である。

【００２１】本実施の形態における撮像表示装置は、図
１に示すように、キャビネット１と、スクリーン２と、
反射ミラー３と、映像投射ユニット４と、撮像ユニット
５とを備え、映像投射ユニット４から出射された映像光
をスクリーン２に投射して映像を表示するとともに、ス
クリーン２を介して装置内に入射された外光を撮像ユニ
ット５に導いて撮像する構成となっている。

【００２２】キャビネット１は、使用者９側に面する前
面フレーム１１と、その前面フレーム１１に対向する背
面フレーム１２とを備えている。前面フレーム１１には
矩形開口部が設けられており、その矩形開口部を塞ぐよ
うにスクリーン２が取り付けられている。このため、ス
クリーン２の形状は矩形となっている。背面フレーム１
２内側には反射ミラー３が取り付けられており、その反
射面はスクリーン２に対して予め設定された所定の角度
を成すように配置されている。

【００２３】また、キャビネット１の底面１３内側に
は、映像投射ユニット４と撮像ユニット５とがそれぞれ
配置されている。

【００２４】スクリーン２は、図２に示すように、入射
される光を拡散させる拡散領域２１と、図示縦方向の偏
光方向（垂直偏光）を有する光を選択的に透過する偏光
領域２２とがマトリックス状に配置されたものである。
これにより、拡散領域２１に光が入射するとその入射光
が乱反射を起こして発光し、また、偏光領域２２に光が
入射するとその入射光のうち垂直偏光成分の光のみが透
過する。

【００２５】映像投射ユニット４は、図３に示すよう
に、リフレクタ４１を有するメタルハライドランプ４２
と、コンデンサレンズ４３と、カラー液晶パネル４４
と、投射レンズ４５とを備えている。そして、ランプ４
２から出射された白色光は、コンデンサレンズ４３で集
光された後、カラー液晶パネル４４にてＲ、Ｇ、Ｂに対
応した各色の映像光に変換されて、投射レンズ４５によ
り所定の倍率で反射ミラー３側へ拡大投射される。

【００２６】この映像投射ユニット４の投射レンズ４５
と反射ミラー３との間には、スクリーン２の偏光領域２
２の偏光方向と直交する偏光方向（水平偏光）を有する
光を選択的に透過する投射側偏光フィルタ４６が配置さ
れている。このため、映像投射ユニット４から出射さ
れ、投射側フィルタ４６に映像光が入射すると、入射光
のうち水平偏光成分の光のみが透過する。

【００２７】撮像ユニット５は、図４に示すように、撮
像レンズ５１と、ＣＣＤ（電荷結合素子）５２とを備え
ている。そして、撮像ユニット５に入射された外光は、
撮像レンズ５１で集光された後、ＣＣＤ５２上に結像さ
れて、この像が電気信号として検出される。

【００２８】この撮像ユニット５の撮像レンズ５１と反
射ミラー３との間には、スクリーン２の偏光領域２２の
偏光方向と同じ偏光方向（垂直偏光）を有する光を選択
的に透過する撮像側フィルタ５３が配置されている。こ
のため、撮像側フィルタ５３に映像光が入射すると、入
射光のうち垂直偏光成分のみが透過する。

【００２９】このような構成の撮像表示装置の表示撮像
動作について、以下に説明する。

【００３０】まず、表示動作について、表示ユニット４
の投射レンズ４５から出射された映像光は、投射側偏光
フィルタ４６にて水平偏光成分の光に偏光された後、反
射ミラー３の反射面にて反射されてスクリーン２の裏面
に照射される。このとき、スクリーン２の偏光領域２２
に照射された水平偏光の映像光は、偏光領域２２が垂直
偏光成分の光しか透過しないため、遮断される。また、
スクリーン２の拡散領域２１に照射された映像光は、こ
の拡散領域２１にて乱反射して、スクリーン２の裏面側
から使用者９側に透過する。これにより、使用者９は、
スクリーン２上に形成された画像を映像光の投射面と反
対側の面から観察することできる。

【００３１】次に、撮像動作について、撮像表示装置の
外部からスクリーン２に照射される外光のうち、偏光領
域２１に照射された外光はその垂直偏光成分が選択的に
装置内部に向けて透過され、また、拡散領域２２に照射
された光は乱反射されて一部が装置内部に向けて透過さ
れる。そして、スクリーン２と透過した外光は、反射ミ
ラー３の反射面にて反射された後、撮像側偏光フィルタ
５３に照射される。撮像側偏光フィルタ５３に照射され
た外光は、スクリーン２の偏光領域２２を透過した垂直
偏光の光のみが透過されて、撮像ユニット５にてスクリ
ーン２の外側が撮影される。

【００３２】このように、本実施の形態によれば、スク
リーン２を拡散領域２１と偏光領域２２とから構成し、
撮像ユニット５の入射側に偏光領域２２と同じ偏光方向
の撮像側偏光フィルタ５３を設けるとともに、映像投射
ユニット４の出射側に偏光領域２２と直交する偏光方向
の投射側偏光フィルタ４６を設けるだけで、映像投射ユ
ニット４から出射された映像光がスクリーン２の拡散領
域において表示され、また、スクリーン２の偏光領域２
２から入射された外光が撮像ユニット４に導かれて撮像
される。このため、複雑な構成や制御を用いることな
く、スクリーン２に正対する使用者９の目線に対応した
位置から使用者９が撮像されるため、対話者同士の視線
一致を行なうことできて、高い臨場感を得ることが可能
となる。

【００３３】また、映像投射ユニット４と撮像ユニット
５の光軸が平行となるように配置しているため、対話者
同士が同じ装置を使用した場合には、互いに同じ角度で
撮影された映像が同じ角度で表示されて、より高い臨場
感を得ることが可能となる。

【００３４】また、映像投射ユニット４及びスクリーン
２間の光路を折り曲げる反射ミラー３と、撮像ユニット
５及びスクリーン２間の光路を折り曲げる反射ミラー３
とを共用させているため、構成を複雑化することなく薄
型化を図ることが可能となる。

【００３５】尚、本実施の形態では、撮像ユニット５の
入射側に撮像側偏光フィルタ５３を設けるとともに、映
像投射ユニット４の出射側に投射側偏光フィルタ４６を
設けた構成について説明したが、これら両フィルタ５
３、４６がなくても、撮像ユニット５によるスクリーン
４外側における像の撮影と、映像投射ユニット４による
スクリーン４上への画像の表示は可能である。この場
合、スクリーン４の偏光領域２２は、少なくともスクリ
ーン４外側の光を装置内に透過するものでありばよく、
透明でもよい。

【００３６】また、本実施の形態では、スクリーン２の
拡散領域２１と偏光領域２２とをマトリックス状に配置
した場合について説明したが、それに限定されることな
く、例えば、図５に示すように縞状に配置することもで
きる。

【００３７】また、本実施の形態では、遠隔地間で使用
者９がスクリーン２を見ながら対話を行なう場合につい
て説明したが、それに限定されることなく、例えば、撮
像ユニット５で撮像した映像を映像投射ユニット４でス
クリーン２に表示することにより、電子的な鏡として使
用することもでる。更に、使用者９の背景画像を、予め
記憶しておいた画像と置き換える画像処理手段を設けた
場合には、その背景画像を変化させることにより擬似的
な映像を観察することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の撮像表示装置によれば、スクリ
ーンを拡散領域と偏光領域とから構成し、撮像ユニット
の入射側に偏光領域と同じ偏光方向の撮像側偏光フィル
タを設けるとともに、映像投射ユニットの出射側に偏光
領域と直交する偏光方向の投射側偏光フィルタを設けて
いるため、撮像ユニットから出射された映像光がスクリ
ーンの拡散領域において表示され、また、スクリーンの
偏光領域から入射された外光が撮像ユニットに導かれて
撮影される。これにより、構成や制御の複雑化を招くこ
となく、対話者同士の視線一致を行なうことできて、高
い臨場感を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態における撮像表示装置
の構成を表す概略構成図である。

【図２】 図１の撮像表示装置におけるスクリーンの構
成を表す概略構成である。

【図３】 図１の撮像表示装置における映像投射ユニッ
トの構成を表す概略構成図である。

【図４】 図１の撮像表示装置における撮像ユニットの
構成を表す概略構成図である、

【図５】 図１の撮像表示装置におけるスクリーンの別
の構成を表す概略格子絵である。

【図６】 従来の撮像表示装置の構成を表す概略構成図
である。

【符号の説明】

１ ：キャビネット ２ ：スクリーン ２１：拡散領域 ２２：偏光領域 ３ ：反射ミラー ４ ：映像投射ユニット ５ ：撮像ユニット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像投射ユニットから出射された映像光
   をスクリーンに投射して、該投射面と反対側の観察面か
   ら前記スクリーン上に形成された映像を観察する背面投
   射型の表示装置において、 前記スクリーンが、映像光を拡散する拡散領域と、少な
   くとも前記スクリーン外側の光を内側に透過する透過領
   域とを備えていることを特徴とする撮像表示装置。
2. 【請求項２】 映像投射ユニットから出射された映像光
   をスクリーンに投射して、該投射面と反対側の観察面か
   ら前記スクリーン上に形成された映像を観察する背面投
   射型の表示装置において、 撮像ユニットと、該撮像ユニットに入射する映像光のう
   ち所定の偏光方向の光を透過する撮像側偏光フィルタ
   と、前記映像投射ユニットから出射される映像光のうち
   前記撮像側偏光フィルタの透過光と直交する偏光方向の
   光を透過する投射側偏光フィルタとを設け、 前記スクリーンが、映像光を拡散する拡散領域と、前記
   撮像側偏光フィルタの透過光と同じ偏光方向の光を透過
   する偏光領域とを備えていることを特徴とする撮像表示
   装置。
3. 【請求項３】 前記撮像ユニットは、その光軸が前記映
   像投射ユニットから出射される映像光の光軸と平行とな
   るように配置されることを特徴とする請求項１または２
   記載の撮像表示装置。
4. 【請求項４】 前記映像投射ユニットから出射された映
   像光をスクリーンに向けて反射するとともに、前記スク
   リーンを介して入射された外光を前記撮像ユニットに向
   けて反射する反射ミラーを備えていることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像表示装置。