JP2008113199A - カメラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】通信相手と視線が一致した状態で違和感なくコミュニケーションをとることができるカメラユニットを低コストで提供する。
【解決手段】少なくとも２点の拠点間で通信を介して音声及び画像のやり取りを行う通信システムに用いられるカメラユニット１００において、カメラ部３０と、カメラ部３０への電源供給及びカメラ部から供給された撮像信号の伝送を行う信号線を有する板状の形状をした透明フィルタ部２０とを備えた。透明フィルタ部２０は、フレーム部１０により保持させる。またフレーム部１０には、信号線への電源供給を行う電源入力端子５０と信号線を介して伝送された撮像信号を出力する映像出力端子６０とを備えた。そして、透明フィルタ部２０を保持したフレーム部１０を、表示部８０に対して平行に位置するように取り付ける取り付け部４０を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばテレビ会議システムの撮像部に適用して好適なカメラユニットに関し、特に表示部と組み合わせて使用されるカメラユニットに関する。

近年、通信を介して音声だけでなく画像のやり取りを行える、テレビ電話やテレビ会議システムが普及してきている。このようなシステムにおいては、通信者同士がモニタ等に表示された互いの顔を見ながらリアルタイムで通話をすることができるため、遠隔地にいる相手とも臨場感を持って会話を行うことができるというメリットがある。

ところが、通信者を撮像するカメラ部が、相手の通信者の映像を表示する表示部の上部に取り付けてある場合等には、通信者同士で視線が一致しなくなってしまうという問題がある。つまり、通信者Ｐ１が通信相手（通信者Ｐ２）を見ようとして表示部中央に視線を合わせると、その状態が斜め上方から撮像され、通信者Ｐ２が見ている画面上には、通信者Ｐ１を斜め上方から撮像した映像が表示されてしまう。通信者Ｐ１が正面を向いた、つまり視線が一致した画像を通信者Ｐ２に送りたい場合は、通信者Ｐ１はカメラ部を見る必要があるが、今度は通信者Ｐ１が表示部を見ることが出来なくなってしまう。

このような視線不一致の状況を解決するために、様々な手法が考案されている。

特許文献１には、表示装置の背面部に撮像装置を配置したことについての開示がある。また、特許文献２には、ハーフミラーを用いて通信者間の視線一致を図ったテレビ電話装置についての開示がある。
特開２００２−３１４８９９号公報 特開平５−１９９５１８号公報

ところで、視線不一致を解消するために、アームを介してカメラ部を表示部の中央部に位置させる手法が知られている。しかし、アームの部分がその後方の表示部に表示された映像を遮るため、そのことが通信者に違和感を与えてしまうことがあった。

また、特許文献１に記載されたもののように、表示部の背面に撮像部を配置するようにしても通信者間の視線不一致を解決することができるが、撮像部に被写体（通信者）の像光を入射させるために、表示部に被写体光の取り入れ部を設ける等、表示部自体に加工を加える必要があった。つまり、表示部を新規製造しなければならないため、製造プロセスの開発及び生産設備への投資が必要となり、製造にかかるコストが上昇してしまうという問題があった。また、このような構成とすることにより、装置が大型化してしまうという問題もあった。

さらに、表示部の背面に撮像部を配置する場合は、表示部自体の発光により撮像信号にノイズが生じたり、逆に表示部が撮像部に入射する光を遮光してしまうことによって、撮像部の感度が低下してしまうという問題があった。ノイズや感度の低下を補正するために画像信号処理を行ったとしても、これらの現象を完全に補正することは難しかった。その上、画像信号処理を行うことにより信号に遅延が生じてしまう等の新たな問題が生じてしまうことがあった。

また、特許文献２に記載されたもののように、ハーフミラーを用いて通信者間の視線一致を図る手法もあるが、ハーフミラーを傾けた角度の分だけ表示装置の奥行きの幅が広くなってしまい、設置スペースが制限されてしまうという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、テレビ会議システム等の双方向通信システムにおいて、通信相手と視線が一致した状態で違和感なくコミュニケーションをとることができるカメラユニットを、低コストで提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも２点の拠点間で通信を介して音声及び画像のやり取りを行う通信システムに用いられるカメラユニットにおいて、被写体光を光電変換して撮像信号とする撮像素子を有するカメラ部と、カメラ部への電源供給及びカメラ部から供給された撮像信号の伝送を行う信号線を有する透明フィルタ部とを備える。透明フィルタ部は、フレーム部に保持させる。またフレーム部には、カメラ部への電源供給を行う電源入力端子とカメラ部で撮像された撮像信号を出力する映像出力端子とを備える。そして、透明フィルタ部を保持したフレーム部を、通信システムの表示部の表示画面の前面に取り付ける取り付け部を備えたものである。

このようにしたことで、カメラ部が通信システムの表示部に重畳されて配置されると共に、カメラ部の配線が透明導電膜上でなされているため、カメラ部以外にユーザの視界を遮るものがなくなる。

また、カメラ部を備えたカメラユニットを表示部に取り付ける構成であるため、カメラ部自体や表示部自体に手を加える必要がなくなり、製造プロセスの新規開発や生産設備への投資を行う必要がなくなる。

本発明によると、テレビ会議システム等の双方向通信システムにおいて、コストをかけずに、通信相手との視線が一致した状態でのコミュニケーションを実現させることができる。

以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるカメラユニットを、モニタ等の表示部に着脱した場合の例を示す説明図である。図１（ａ）はカメラユニット１００をモニタ８０から外した場合の例を示してあり、図１（ｂ）はカメラユニット１００をモニタ８０に取り付けた場合の例を示してある。

図１（ａ）及び（ｂ）において、カメラユニット１００は、通話者であるユーザの撮像を行うカメラモジュール３０（カメラ部）と、カメラモジュール３０の信号線が配線された透明フィルタ部２０と、透明フィルタ部２０を保持するフレーム１０と、透明フィルタ部２０の信号線への電源供給を行う電源入力端子５０と、信号線を介して伝送された撮像信号を出力する映像出力端子６０と、カメラユニット１００をモニタ８０に取り付けるフック４０（取り付け部材）とで構成される。電源入力端子５０と映像出力端子６０とは、図１（ａ）及び（ｂ）に示されているように、フレーム１０の下端部に設けてある。

次に、透明フィルタ部２０の構成例について、図２の断面斜視図を参照して説明する。図２において、左側がユーザ側であり、右側がモニタ側である。また、透明フィルタ部２０を構成する各層には、透明な材質を用いてある。

透明フィルタ部２０の一番表面側の層、つまりユーザ側の層は低反射コーティング材２１で構成してある。このため、モニタ８０へのユーザその他の写り込みや反射が低減され、ユーザは通信相手の表情を容易に読むことができるようになる。なお、低反射コーティング材２１は、フッ化マグネシウムなどの単層もしくは多層で構成するものとする。このような構成とすることにより、可視光帯の広帯域の反射を防止することが可能となる。また、低反射コーティング材２１の上層もしくは下層に、ハードコーティング層、防汚コーティング層を積層して併用してもよい。このような構成とすれば、指紋の付着や傷の発生を抑制することも可能となる。

透明フィルタ部２０の中央部の層には、第１の導電膜２３ａを塗布又は蒸着した樹脂フィルム基板２２ａと、第２の導電膜２３ｂを塗布又は蒸着した樹脂フィルム基板２２ｂとを重ねて配置してある。第１の導電膜２３ａ及び第２の導電膜２３ｂには、透明導電膜であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）導電フィルムを用いており、樹脂フィルム基板２２ａ及び２２ｂには、ポリエステルフィルムを用いてある。

第１の導電膜２３ａの左側と、第２の導電膜２３ｂが蒸着された樹脂フィルム基板２２ｂの右側は、樹脂板２４ａと２４ｂとで保持してある。樹脂板２４ａ及び２４ｂは、透明フィルタ部２０の全体としての硬さを維持するための構造体として設けてあり、本例においては、ポリカーボネートを使用している。

第１の導電膜２３ａにはカメラモジュール３０の信号線を配線してあり、第１の導電膜２３ａの信号線上に、カメラモジュール３０が電気的に接続されている。図２においては、カメラモジュール３０のうち、透明フィルタ部２０内に格納されている部分は破線で示してあり、カメラモジュール３０が、第１の導電膜２３ａに接続されていることが示されている。第１の導電膜２３ａの手前側に配置された第２の導電膜２３ｂは、第１の導電膜２３ａから放射される電磁波を遮断するための層であり、ＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility）対策として設けてあるものである。第１の導電膜２３ａ及び第２の導電膜２３ｂの詳細については後述する。

信号用の導電膜である第１の導電膜２３ａにカメラモジュール３０を接続させるため、透明フィルタ部２０を構成する各層のうち、ユーザ側の表面側の層から第１の導電膜２３ａの手前の層の各層には、カメラモジュール３０に対応した大きさの開口部を設けてある。ユーザ側の表面側の層とは、低反射コーティング材２１のことであり、以降、低反射コーティング材２１、樹脂板２４ａ、第２の導電膜２３ｂ、樹脂フィルム基板２２ｂのそれぞれに、カメラモジュール取り付け用開口部２５を設けてある。なお、カメラモジュール３０の取り付け位置は、通信者間の視線不一致を解消できる位置に予め調整してあるものとする。

図３は、カメラモジュール３０の透明フィルタ部２０への取り付け例を示す図である。図３において、低反射コーティング材２１と、樹脂板２４ａ、第２の導電膜２３ｂ、樹脂フィルム基板２２ｂのそれぞれに、カメラモジュール取り付け用開口部２５が設けてあることが示されている。カメラモジュール３０は、カメラモジュール取り付け用開口部２５を通って第１の導電膜２３ａに接続される。カメラモジュール３０と第１の導電膜２３ａとの接続は、カメラモジュール３０の背面に設けられた端子３３（金属接点）を介して電気的に行われる。

カメラモジュール３０と第１の導電膜２３ａとが接続した状態を固定させるため、透明フィルタ部２０の背面から、透明フィルタ部２０に設けられた貫通穴２６を通して、カメラモジュール固定用ネジ７０をカメラモジュール３０にねじ込むようにしてある。本例においては、カメラモジュール３０と透明フィルタ部２０との固定にネジを用いるようにしてあるが、接着剤等、その他の手段を用いて固定させるようにしてもよい。

次に、図４を参照して、信号用導電膜である第１の導電膜２３ａの配線例について説明する。図４において破線で示してある部分が、カメラモジュール取り付け位置５であり、この場所にカメラモジュール３０が取り付けられる。カメラモジュール取り付け位置５の上方には、カメラモジュール３０に対するデータ入出力を行うデータ入出力パターン４を配してあり、下方には、ＧＮＤ（グランド）パターン２とＶｃｃ（電源）パターン３とを配線してある。また、これらのパターンが配線されている部分には、他の部品との相互干渉を防ぐために干渉防止用ＧＮＤパターン１を設けてある。

図４に示された第１の導電膜２３ａに、第２の導電膜２３ｂを重ねた場合の例を、図５に示してある。図５において第２の導電膜２３ｂには、カメラモジュール取り付け用開口部２５を設けてあり、カメラモジュール３０は、第２の導電膜２３ｂに設けられたカメラモジュール取り付け用開口部２５を通って第１の導電膜２３ａと接続する。また、第２の導電膜２３ｂは全面をグランドに落としてあり、信号用の第１の導電膜２３ａで発生する電磁波を遮断する構成としてある。

次に、図６を参照して、カメラモジュール３０の構成例について説明する。カメラモジュール３０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Charge Coupled Devices）イメージャに図示せぬレンズが取り付けられて構成される撮像部３１と、撮像部３１で生成される撮像信号を増幅して出力するラインバッファ３２等で構成される。撮像部３１には、携帯電話等に用いられる小型のカメラモジュールを用いてある。撮像部３１で光電変換された撮像信号は、第１の導電膜２３ａ内に配線された信号線上を伝送されるが、ＩＴＯ導電フィルム等の透明導電膜は電気抵抗値が大きいため、透明導電膜中を伝送される信号の信号レベルは大きいものである必要がある。このため、撮像部３１から出力される撮像信号は、ラインバッファ３２で増幅するようにしてある。

ラインバッファ３２で増幅された撮像信号は、第１の導電膜２３ａ上の信号線を経由してフレーム１０に伝送される。フレーム１０には、第１の導電膜２３ａを経由して伝送された撮像信号の出力波形を成形するダンピング抵抗１１と、ダンピング抵抗１１で成形された撮像信号をＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）方式やＰＡＬ（Phase Alternating Line）方式等の映像信号に変換するエンコーダ１２と、エンコーダ１２で変換された映像信号を出力する映像出力端子６０とが設けられている。また、フレーム１０には、第１の導電膜２３ａを通してカメラモジュール３０に電源の供給を行う電源入力端子６０（図１参照）も設けられている。

本例においては、カメラモジュール３０を出来るだけ小型化するため、エンコーダ１２をカメラモジュール３０内ではなく、フレーム１０内に設けてある。このため、カメラモジュール３０においては、撮像部３１内の図示せぬアナログ・デジタル変換部及びアナログ信号処理部を通して、エンコーダ１２の入力フォーマットであるＢＴ．６５６等のデジタル信号を出力する構成としてある。なお、デジタル信号のフォーマットとしては、ＲＥＣ．６５６やＹＵＶ．４２２等他のフォーマットであってもよい。

このように、撮像部３１から出力される信号をデジタル信号とすることで、エンコーダ１２を撮像部３１内ではなく、フレーム１０側に設けることができるようになる。これにより、撮像部３１を小さくすることができるようになり、撮像部３１を備えたカメラモジュール３０の小型化も図ることが出来る。本例においては、カメラモジュール３０が唯一ユーザの視界を遮る物体であるため、その面積を非常に小さく抑えることで、違和感を覚えることなく、通信相手とのコミュニケーションを取ることができるようになる。

また、撮像部３１から出力された撮像信号をラインバッファ３２で増幅する構成としてあるため、撮像信号を、大きな抵抗値を持つ透明導電膜上で伝送させることが可能となる。

また、撮像部３１として、携帯電話等に用いられているカメラモジュールを流用しているため、製造にかかるコストを低減することができる。

また、信号用の導電膜である第１の導電膜２３ａの手前側に、第１の導電膜２３ａで発生した電磁波を遮断する第２の導電膜２３ｂを設けてあるため、近傍に配置された他の回路を誤作動させてしまったり、他の回路で発生した電磁波による影響を受けてしまったりする等の問題が発生しにくくなる。

また、透明フィルタ部２０を構成するすべての層において、透明な材質を用いてあるため、モニタ８０（図１参照）に表示されたそのままの通信相手の映像を見ることができる。このため、通信相手との会話に集中することができるようになり、通信相手と円滑にコミュニケーションを図ることが可能となる。

また、カメラモジュール３０を透明フィルタ部２０上に配置してあるため、その配置位置を通信者の視線の位置と合うような位置としておくことで、通信相手との視線不一致の問題を解消することができる。

また、カメラモジュール３０がモニタ８０の手前に配置されているため、カメラモジュール３０に被写体光が直接入射されるようになる。これにより、カメラモジュール３０の手前側にモニタ８０が配置される場合のように、カメラモジュール３０の撮像部３１で生成された撮像信号にノイズ等が発生する可能性が低くなる。

この場合、表示部の写り込みや表示部自体の発光に起因したノイズを除去するための画像信号処理を行う必要がなくなる。よって、特殊な画像信号処理を行うことによって生じうる、信号遅延等も発生しなくなる。

なお、ここまで説明した実施の形態では、第１の導電膜及び第２の導電膜として、ＩＴＯ導電フィルムを用いた例を挙げたが、透明導電膜であれば他の材質のフィルムを用いるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、樹脂フィルム基板としてポリエステルフィルム、樹脂板としてポリカーボネートを使用した例を説明したが、透明性を有するものであれば、ガラスやポリカーボネート以外の樹脂など他の素材を用いるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、カメラユニットの表示部への取り付けにフックを用いる構成としたが、接着やその他の方法で取り付けを行うようにしてもよい。

本発明の一実施の形態によるカメラユニットの構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による透明フィルタ部の構成例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態によるカメラモジュールの取り付け例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態による信号用導電膜の回路構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による導電膜の配置例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による回路構成例を示す説明図である。

符号の説明

１…干渉防止用ＧＮＤパターン、２…ＧＮＤパターン、３…Ｖｃｃパターン、４…データ入出力パターン、５…カメラモジュール取り付け位置、１０…フレーム、１１…ダンピング抵抗、１２…エンコーダ、２０…透明フィルタ部、２１…低反射コーティング材、２２…樹脂フィルム基板、２３ａ…第１の導電膜、２３ｂ…第２の導電膜、２４…樹脂板、２５…カメラモジュール取り付け用開口部、２６…貫通穴、３０…カメラモジュール、３１…撮像部、３２…ラインバッファ、３３…端子、４０…フック、５０…電源入力端子、６０…映像出力端子、７０…カメラモジュール固定用ネジ、８０…モニタ、１００…カメラユニット

Claims (6)

1. 表示部を備え、少なくとも２点の拠点間で通信を介して音声及び画像のやり取りを行う通信システムに用いられるカメラユニットであって、
   被写体光を光電変換して撮像信号とする撮像素子を有するカメラ部と、
   前記カメラ部への電源供給及び前記カメラ部から供給された撮像信号の伝送を行う信号線を有する透明フィルタ部と、
   前記透明フィルタ部を保持し、前記カメラ部への電源供給を行う電源入力端子と前記カメラ部から伝送された撮像信号を出力する映像出力端子とを有するフレーム部と、
   前記透明フィルタ部を保持したフレーム部を、前記通信システムの表示部の表示画面の前面に取り付ける取り付け部材とを備えたことを特徴とする
   カメラユニット。
2. 請求項１記載のカメラユニットにおいて、
   前記透明フィルタ部は、前記信号線を有する第１の導電部と、前記第１の導電部の前面に配置されて前記第１の導電部で発生する電磁波を遮蔽する第２の導電部とを備えたことを特徴とする
   カメラユニット。
3. 請求項２記載のカメラユニットにおいて、
   前記第１の導電部及び第２の導電部は、第１及び第２の透明板で挟むことで保持されていることを特徴とする
   カメラユニット。
4. 請求項１記載のカメラユニットにおいて、
   前記透明フィルタ部の表面側に、低反射コーティングが施された低反射コーティング材を配置したことを特徴とする
   カメラユニット。
5. 請求項１記載のカメラユニットにおいて、
   前記カメラ部は、前記撮像素子から出力された撮像信号の増幅を行う増幅部を備えたことを特徴とする
   カメラユニット。
6. 請求項５記載のカメラユニットにおいて、
   前記フレーム部は、前記カメラ部から出力された撮像信号を所定の映像信号方式に変換するエンコーダを備えたことを特徴とする
   カメラユニット。