JP2010197486A - 画像表示システム、画像通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡素なシステムにより、臨場感をともなった画像により従来にない空間演出を可能にする画像表示システムを提供する。
【解決手段】元画像データに基づいて画像光Ｌ１を射出するプロジェクター２と、元画像データにおいて表示範囲を規定するマスク信号に基づいて画像光Ｌ１の入射領域における表示範囲Ａ１を光拡散状態にするとともに入射領域の表示範囲外Ａ２の少なくとも一部を光透過状態にするスクリーン３と、を含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示システム、画像通信システムに関する。

従来から、画像の表示にはフラットパネルディスプレイやプロジェクター等の画像表示装置が用いられている。近年、画像表示装置の用途が広がってきており、複合現実感を実現する画像表示装置が期待されている。例えば、通信環境が充実してきたことにより、ネットワークを介したテレビ会議が行われる機会が増えてきている。テレビ会議は、遠方への移動が不要であり、現地に赴く場合に比べて時間的・経費的に有利である。テレビ会議等で用いられる画像表示システムには、単なる画像表示装置としての機能の他に、臨場感を高める工夫や通信のタイムラグ等を感じさせない工夫等が求められる。

臨場感を高める工夫としては、通信相手をフラットパネルディスプレイに等身大で表示する手法や、話し手が表示される方向から聞き手に向けて音声を出力する手法、通信相手と視線を一致させる手法等が提案されている。このような工夫を施すことが可能な画像表示システムとして、特許文献１に開示されているものが挙げられる。

特許文献１では、相手から送信された画像が表示手段に表示され、ハーフミラーを介して表示手段の画面を観察可能になっている。ユーザーの画像となる光はハーフミラーで反射して、表示手段と異なる方向に配置された撮像手段に撮像される。撮像されたユーザーの画像は、相手に送信されてユーザー側と同様のシステムにより観察可能になっている。

特開平１１−１７７９４９号公報

特許文献１の技術を用いると、通信相手と互いに視線を一致させることが可能であると考えられるが、臨場感をさらに高めるためには改善すべき点がある。また、特許文献１の技術では、表示装置が大型になってしまい、汎用のスペースに画像表示装置を配置すると、画像を表示させていない状態では表示装置が視野の妨げになる。このような不都合を回避するには、表示装置を配置する専用のスペース等を確保する必要が生じてしまう。

本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、簡素なシステムにより臨場感をともなった画像を表示することができ、従来にない空間演出が可能である画像表示システムを提供することを目的の１つとする。また、通信により互いを臨場感溢れる画像にて観察することが可能な画像通信システムを提供することを目的の１つとする。

本発明の画像表示システムは、元画像データに基づいて画像光を射出するプロジェクターと、前記元画像データにおいて表示範囲を規定するマスク信号に基づいて前記画像光の入射領域における前記表示範囲を光拡散状態にするとともに前記入射領域の前記表示範囲外の少なくとも一部を光透過状態にするスクリーンと、を含んでいることを特徴とする。

このようにすれば、スクリーンにおいて元画像の表示範囲に対応する領域では、画像光が拡散されることにより画像が表示される。スクリーンにおいて元画像の表示範囲外に対応する領域では、光がスクリーンを透過するのでスクリーンが視認されにくくなる。したがって、表示範囲に対応する画像が浮き上がって観察され、格段に臨場感溢れる画像を観察することが可能になる。

また、前記スクリーンは、面方向の複数の領域に選択的に電圧を印加することにより、前記複数の領域ごとに前記光拡散状態と前記光透過状態とが切り替わるものであってもよい。
このようにすれば、光拡散状態になる領域と光透過状態になる領域とを電気的に切り替えることができ、表示範囲を規定することが容易になる。

また、前記スクリーンは、高分子分散型液晶層を含み、前記高分子分散型液晶層に電圧を印加することにより前記光透過状態と前記光拡散状態とが切り替わるものであってもよい。
このようにすれば、高分子分散型液晶層の面方向において電圧を印加する領域を選択することにより、光透過状態と光拡散状態とを電気的に切り替えることができる。

また、前記高分子分散型液晶層が、略黒色の粒子を含有していることが好ましい。
このようにすれば、スクリーンに入射する外光が略黒色の粒子に吸収されるので、スクリーンにおける外光の散乱が低減され、外光の散乱によるコントラストの低下が緩和される。

また、前記高分子分散型液晶層は、電界無印加状態で前記光透過状態であることが好ましい。
このようにすれば、画像表示システムの非使用時にスクリーンが光透過状態になり、スクリーンが視認されにくくなるのでスクリーンの存在が気にならなくなる。

本発明の他の態様の画像表示システムは、所定の方向から入射する光を拡散させるとともに所定の方向以外から入射する光を透過させるスクリーンと、元画像データから表示範囲のデータを抽出した抽出画像データに基づいて、前記所定の方向から前記スクリーンに向けて画像光を射出するプロジェクターと、を含んでいることを特徴とする。
このようにすれば、プロジェクターから射出された画像光がスクリーンで拡散されて、画像として表示される。プロジェクター以外からスクリーンに入射した光のほとんどがスクリーンを透過するので、スクリーンが視認されにくくなる。したがって、表示範囲に対応する画像が浮き上がって観察され、格段に臨場感溢れる画像を観察することが可能になる。

本発明の画像通信システムは、複数の画像表示システム間で元画像データの送受信を行うとともに、受信した元画像データを表示する画像通信システムであって、前記複数の画像システムの１以上が前記の本発明の画像表示システムであることを特徴とする。
本発明の画像表示システムによれば、臨場感溢れる画像を観察することができるので、本発明の画像通信システムによれば、ユーザー間で臨場感溢れる画像を観察することができる。

また、前記複数の画像表示システムの各々に設けられた撮像装置を含み、前記撮像装置による撮像画像データの少なくとも一部を前記元画像データとして送信することが好ましい。
このようにすれば、撮像装置により撮像されたユーザーの情報を、他のユーザーに臨場感溢れる画像として観察させることができる。

また、前記撮像画像データの表示範囲のデータを抽出する画像抽出部を含み、前記画像抽出部により抽出された前記データを前記元画像データとして送信することが好ましい。 このようにすれば、送受信に係る負荷を低減することができ、通信ラグを生じる確率が低減されるので、通信ラグにより臨場感が損なわれることが回避される。

また、前記元画像データが人の目を含んだ画像に対応する場合に、前記撮像装置を移動させる移動機構と、前記撮像画像データにおいて前記目に対応する位置を検出する位置検出部と、を含み、前記移動機構は、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記元画像データにより表示される画像において前記目が表示される位置に前記撮像装置を移動させることが好ましい。
このようにすれば、ユーザー間で視線を一致させることが可能になり、格段に臨場感を高めることが可能になる。

（ａ）は画像表示システム１の構成図、（ｂ）は使用例を示す図である。 プロジェクター２の概略構成を示す模式図である。 スクリーン３の、（ａ）は平面拡大図、（ｂ）は要部断面図である。 （ａ）制御装置４の構成図、（ｂ）、（ｃ）は画像抽出方法の説明図である。 第２実施形態に係る画像表示システム６の構成図である。 第３実施形態に係る画像通信システムの構成図である。 画像通信システムの構成要素の接続関係を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。

［第１実施形態］
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る画像表示システム１の概略構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は、観察者Ｍにより観察される画像の一例を示す模式図である。図１（ａ）に示すように、画像表示システム１は、プロジェクター２、スクリーン３、制御装置４、撮像装置５を含んでいる。画像表示システム１は、概略すると以下のように動作する。

プロジェクター２は、制御装置４から供給される画像信号に基づいて、表示範囲に対応した画像Ｐになる画像光Ｌ１を射出する。スクリーン３は、制御装置４から供給されるマスク信号に基づいて、画像光Ｌ１が入射する領域である第１領域Ａ１を光拡散状態にするとともに画像光Ｌ１が入射しない領域である第２領域Ａ２を光透過状態にする。画像光Ｌ１は、第１領域Ａ１で拡散されて観察者Ｍに向かって進行する。また、スクリーン３に対して観察者Ｍと反対側の背景ＢＧにおいて第１領域Ａ１と重ならない部分からの光Ｌ２は、第２領域Ａ２を透過して観察者Ｍに向かって進行する。これにより、図１（ｂ）に示すように、観察者Ｍは、第１領域Ａ１に画像Ｐを観察することができ、また画像Ｐより外側の第２領域Ａ２を通して背景ＢＧも観察することができる。すなわち、スクリーン３の存在が視覚されにくくなり、画像Ｐと背景ＢＧとが一体となって観察されることにより、臨場感を格段に高めることができる。以下、画像表示システム１の構成要素について説明する。

図２は、プロジェクター２の概略構成を示す模式図である。図２に示すように、プロジェクター２は、照明光学系２１、色分離光学系２２、リレー光学系２３、光変調装置２４ａ〜２４ｃ、色合成素子２５、投射光学系２６を含んでいる。プロジェクター２は、概略すると、以下のように動作する。照明光学系２１から射出された光Ｌは、色分離光学系２２により波長帯域が異なる複数の光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに分離される。光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは、それぞれ対応する光変調装置２４ａ〜２４ｃにより変調される。変調された複数の光は、色合成素子２５により合成される。合成された光Ｌａｂｃは、投射光学系２６によりスクリーン３に拡大投射され、フルカラーの拡大画像が表示される。

照明光学系２１は、光源２１１、リフレクター２１２、図示略の照度均一化素子、偏光変換素子２１３を含んでいる。光源２１１は、高圧水銀ランプ等のランプ光源や発光ダイオード等の固体光源により構成される。本実施形態の光源２１１は、ランプ光源により構成されており、赤、緑、青の光スペクトルを含んだ白色光を発生させる。リフレクター２１２は、光源２１１にて発生した光を反射させて所定の方向に進行させる。リフレクター２１２から射出された光は、フライアイレンズアレイやロッドレンズ等により構成される照度均一化素子により、光変調装置２４ａ〜２４ｃにおける照度が均一化される。偏光変換素子２１３は、照度均一化素子２１２から射出された光の偏光状態を揃える。

色分離光学系２２は、ダイクロイックミラー２２１、２２２、反射ミラー２２３を含んでいる。ダイクロイックミラー２２１、２２２は、誘電多層膜等により構成され、所定の波長帯域の光を選択的に反射させる特性を有している。ここでは、ダイクロイックミラー２２１が、光Ｌのうちの赤色の光Ｌａを透過させ、緑色の光Ｌｂと青色の光Ｌｃとを反射させる。光Ｌａは、反射ミラー２２３で反射して光変調装置２４ａに入射する。ダイクロイックミラー２２２は、光Ｌｂを反射させ、光Ｌｃを透過させる。光Ｌｂは、光変調装置２４ｂに入射する。光Ｌｃは、リレー光学系２３に入射する。光Ｌｃは、リレー光学系２３において、リレーレンズ２３１、反射ミラー２３２、リレーレンズ２３３、反射ミラー２３４、リレーレンズ２３５をこの順に経て光変調装置２４ｃに入射する。

光変調装置２４ａ〜２４ｃは、いずれも同様の構成になっている。ここでは、光変調装置２４ａの構成を代表的に説明する。光変調装置２４ａは、透過型の液晶ライトバルブ２４１、入射側偏光板２４２、射出側偏光板２４３を含んでいる。液晶ライトバルブ２４１は、入射側偏光板２４２と射出側偏光板２４３との間に配置されている。光Ｌａは、入射側偏光板２４２を通ることにより、偏光状態が略直線偏光になる。液晶ライトバルブ２４１は、図示しない駆動回路から供給される駆動信号により駆動され、液晶ライトバルブ２４１を通る光の偏光状態を画素ごとに変化させる。液晶ライトバルブ２４から射出された光Ｌａは、偏光状態に応じてその一部が射出側偏光板２４３に吸収されることにより、駆動信号に応じた階調の光になる。すなわち、光Ｌａは、光変調装置２４ａにより変換第１入力信号Ｄ１１に基づいた赤色画像に形成される。同様にして、光変調装置２４ｂ、２４ｃにより緑色画像、青色画像が形成される。光変調装置２４ａ〜２４ｃにより変調（形成）された光（画像）は、色合成素子２５に入射する。

色合成素子２５は、ダイクロイックプリズム等により構成される。ダイクロイックプリズムは、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造になっている。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズムの内面になる。ダイクロイックプリズムの内面に、赤色の光Ｌａが反射し緑色の光Ｌｂが透過するミラー面と、青色の光Ｌｃが反射し緑色の光Ｌｂが透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。ダイクロイックプリズムに入射した光Ｌｂは、ミラー面を通ってそのまま射出される。ダイクロイックプリズムに入射した光Ｌａ、Ｌｃは、ミラー面で選択的に反射あるいは透過して、光Ｌｂの射出方向と同じ方向に射出される。このようにして３つの光Ｌａ〜Ｌｃ（画像）が重ね合わされて合成される。合成された光Ｌａｂｃは、投射光学系２６に入射する。

投射光学系２６は、投射レンズ２６１、電動フォーカス２６２、電動ズーム２６３を含んでいる。投射レンズ２６１は、光Ｌａｂｃを第１領域Ａ１に結像させる。電動フォーカス２６２により、投射レンズ２６１から第１領域Ａ１までの距離に応じたフォーカス調整が可能になっている。電動ズーム２６３により、像の大きさを調整可能になっている。例えば、画像Ｐが人物画像である場合には、画像Ｐを等身大で表示することができる。

図３（ａ）は、スクリーン３の平面構成を示す模式図であり、図３（ｂ）はスクリーン３の要部断面図である。本実施形態のスクリーン３は、高分子分散型液晶層（以下、ＰＤＬＣと称する）をパッシブマトリックス方式で駆動する液晶装置により構成されている。

図３（ａ）に示すように、スクリーン３は、帯状の複数のセグメント電極３４、帯状の複数のコモン電極３５を含んでいる。複数のセグメント電極３４は互いに略平行に延在しており、複数のコモン電極３５は互いに略平行に延在している。セグメント電極３４の延在方向は、コモン電極３５の延在方向と略直交している。セグメント電極３４がコモン電極３５と、交差して重なり合う複数の領域の各々は駆動領域Ａ３になっている。ここでは、駆動領域Ａ３の面積が、スクリーン３に表示される画像の画素面積よりも大きくなっている。

図３（ｂ）に示すように、スクリーン３は、第１基板３１と第２基板３２との間に、ＰＤＬＣ３３が挟持された構造になっている。第１基板３１は、セグメント電極３４、第１配向膜３６を含んでいる。第１配向膜３６は、ＰＤＬＣ３３とセグメント電極３４との間に設けられている。第２基板３２は、コモン電極３５、第２配向膜３７を含んでいる。第２配向膜３７は、ＰＤＬＣ３３とコモン電極３４との間に設けられている。駆動領域Ａ３において、セグメント電極３４とコモン電極３５との間に電界を印加することが可能になっている。

ＰＤＬＣ３３は、液晶部３３１、高分子部３３２を含んでいる。ＰＤＬＣ３３は、例えば液晶性モノマー等の高分子前駆体と液晶分子との混合物により形成されている。ＰＬＤＣ３３を形成するには、混合物を第１配向膜３６及び第２配向膜３７により配向させた状態で、混合物に紫外線光等のエネルギーを照射して液晶性モノマーを重合させる。すると、液晶モノマーは、配向を保持したまま重合して、配向規制力を有する高分子部３３２になる。液晶分子は、高分子部３３２から相分離されて液晶部３３１を構成し、高分子部３３２の配向規制力により配向する。

このようにＰＤＬＣ３３の液晶部３３１は、電界無印加状態で高分子部３３２にならって配向している。電界無印加状態において、液晶部３３１と高分子部３３２との間で屈折率が連続しており、ＰＤＬＣ３３に入射した光はほとんど拡散されずに射出される。駆動領域Ａ３に電界を印加すると、高分子部３３２では高分子の方位角が変化しないのに対して、液晶部３３１では液晶分子の方位角が電界に応じて変化する。電界印加状態では、高分子部３３２と液晶部３３１との間で屈折率が不連続に変化することにより、この駆動領域Ａ３に入射した光が散乱されて射出される。このように、スクリーン３は、電圧（電界）の印加により駆動領域Ａ３ごとに、光透過状態と散乱状態とを切替えることが可能になっている。

一般に、明室環境下において白色のスクリーンを用いると、スクリーンに表示される画像のコントラストが低下する。これは、プロジェクターの画像光以外の光（例えば、室内照明灯の照明光等の外光）がスクリーンで拡散されるためである。本実施形態では、ＰＤＬＣ３３に黒色の二色性色素（略黒色の粒子）が分散されたスクリーン３を採用している。二色性色素が電界印加時に電気泳動することにより、駆動領域Ａ３が黒色状態になり外光散乱が抑制される。

図４（ａ）は、制御装置４の構成を示す模式図、図４（ｂ）は元画像からデータを抽出する方法の一例を示す説明図、図４（ｃ）は元画像からデータを抽出する方法の他の例を示す説明図である。

図４（ａ）に示すように、本実施形態の制御装置４は、インターフェース４１、画像メモリー４２、エッジ検出部４３、画像抽出部４４、マスク処理部４５を含んでいる。インターフェース４１は元画像データとして、ＤＶＤプレイヤーやＰＣ等の信号源から供給される画像信号を受け取る部分である。ここでは、インターフェース４１に撮像装置５が接続されている。

撮像装置５は、例えば外寸が１０ｍｍ角程度の大きさのＣＣＤカメラ等により構成されている。撮像装置５により撮像された画像に対応する画像信号は元画像データとして、インターフェース４１を介して画像メモリー４２に書込まれる。画像メモリー４２は、撮像装置５の撮像画像の複数のフレームに対応する画像信号を記憶可能になっている。

本実施形態のエッジ検出部４３は、複数の撮像画像を比較することにより、撮像画像のうちの画像Ｐの輪郭を検出するものである。輪郭を検出する方法としては、公知のエッジ検出方法を用いることができ、例えば以下の２つの方法が挙げられる。

１つ目の方法は、２枚の画像間の差分に基づいて輪郭を決定する方法である。例えば、図４（ｂ）に示すように、背景のみが撮像されたベース画像Ｐ０と、背景に表示対象物Ｔが撮像された第１画像Ｐ１との間で画素ごとに階調の差分を算出する。差分が所定の閾値以上である画素の集合の輪郭を求め、この輪郭に対して補間や曲線近似等を行うことにより、画像Ｐの輪郭とする。

２つ目の方法は、２枚の画像間の部分的な相関値に基づいて輪郭を決定する方法である。例えば、図４（ｃ）に示すように、第１画像Ｐ１と、第１画像Ｐ１における表示対象物Ｔａが、表示対象物Ｔｂに移動した状態で撮像された第２画像Ｐ２とを用意する。一般に、表示対象物が人物等のように動きを伴うものである場合には、単に撮像タイミングが異なる２枚の画像を用意すればよい。そして、第１画像Ｐ１の一部、例えば４×４画素からなる比較元領域の画素ごとの階調値を読出す。また、第２画像Ｐ２において、任意の４×４画素からなる比較先領域の画素ことの階調値を読出す。各領域における位置関係が互いに一致する画素間で相関値を求め、領域内での相関値の平均値を求める。比較元領域を固定するとともに比較先領域を変化させ、相関値の平均値が最大となるような比較先領域の位置を求める。比較元領域は表示対象物Ｔａの移動により、相関値の平均値が最大となる位置に移動したと考えられる。比較元領域を変化させつつ、その移動先を求めることにより、移動を生じた領域が求まる。移動を生じた領域の移動後の領域全体が、表示対象物Ｔｂに対応するので、表示対象物Ｔｂの輪郭を求めることができる。

本実施形態のエッジ検出部４３は、最新の撮像画像の画像信号Ｄ１と、前回の撮像画像の画像信号Ｄ０とを読出し、２つのエッジ検出方法を適宜組み合わせて、表示対象物の輪郭を検出することにより表示範囲に対応する画像Ｐの輪郭を検出する。検出結果は、画像抽出部４４、マスク処理部４５にそれぞれ出力される。

画像抽出部４４は、エッジ検出部４３の検出結果に基づいて、画像信号Ｄ１において画像Ｐを構成する画素の階調値を保持するとともに、画像Ｐ以外の画素の階調値をブランク（例えば黒）に書換えることにより、抽出画像信号（抽出画像データ）Ｄ２を生成する。抽出画像信号Ｄ２はプロジェクター２に出力され、プロジェクター２は画像Ｐに対応する画像光Ｌ１を射出する。

マスク処理部４５は、例えば、プロジェクター２における投射光学系２６の電動ズーム２６３の動作を監視し、エッジ検出部４３の検出結果に基づいて、画像Ｐの画像光Ｌ１が入射する第１領域Ａ１の位置及びサイズを決定する。そして、第１領域Ａ１の位置及びサイズを示すマスク信号Ｄ３を出力する。スクリーン３は、マスク信号Ｄ３に基づいて駆動され、第１領域Ａ１が光散乱状態になるとともに第２領域Ａ２が光透過状態になる。

以上のような構成の画像表示システム１によれば、画像Ｐが表示される領域を除いたスクリーン３が視認されにくくなる。したがって、観察者Ｍが居合わせる空間に表示対象物Ｔを浮き上がらせて表示することができ、表示対象物Ｔを臨場感溢れる画像Ｐとして表示することができる。また、スクリーン３は、画像を表示させていない状態、すなわち電界非印加状態で光透過状態になるので、低消費電力でありながらスクリーン３を設置空間にとけこませることができ、非使用時において視野の妨げ等を生じにくくなる。 また、ＰＤＬＣ３３に二色性色素を拡散しているので、第１領域Ａ１において外光散乱が低減され、明室であっても色再現範囲が広く、リアリティが高い画像を表示することができる。
なお、使用時においてスクリーン３を視認させにくくする観点では、画像抽出部４４を設けない場合でも同様の効果が得られる。一方、画像抽出部４４を設けることにより、プロジェクター２から投射された光が第２領域Ａ２を透過して壁等の不測の場所が照明されることを回避することができる。

［第２実施形態］
次に、図５を参照しつつ本発明の第２実施形態に係る画像表示システムを説明する。図５は、第２実施形態の画像表示システム６の概略構成を示す模式図である。図５に示すように画像表示システム６には、第１実施形態と異なり撮像装置５（図１参照）が設けられていない。制御装置７は、第１実施形態と同様にインターフェース４１、画像メモリー４２、エッジ検出部４３、画像抽出部４４を含んでおり、第１実施形態と異なりマスク処理部４５を含んでいない。

インターフェース４１は、ＤＶＤプレイヤーやＰＣ等の信号源（図示略）に接続されており、表示範囲の画像を含んだ画像信号を信号源から受け取るようになっている。エッジ検出部は、この画像信号に基づいて第１実施形態と同様に、表示範囲の画像Ｐの輪郭を検出する。画像抽出部４４は、エッジ検出部４３の検出結果に基づいて抽出画像信号を生成する。プロジェクター２は、抽出画像信号に基づいて画像光Ｌ１を射出する。

スクリーン８は、透明な基材に視野制限フィルムが貼設された構造になっている。視野制限フィルムは、入射角が所定の範囲内である光を散乱させるとともに、入射角が所定の範囲外の光を透過させる特性を有している。視界制限フィルムの具体例としてはルミスティー（登録商標）等が挙げられる。プロジェクター２から射出される画像光Ｌ１が、前記所定の範囲内の入角度でスクリーン８に入射するようになっている。

以上のような構成の画像表示システム６にあっては、プロジェクター２から射出された画像光Ｌ１がスクリーン８によって散乱される。画像光Ｌ１は抽出画像信号に基づいているので、プロジェクター２により表示される画像は、表示範囲の画像のみになる。また、室内照明灯Ｕ等からの光Ｌ３のほとんどが、スクリーン８を透過して背景ＢＧで反射・拡散する。背景ＢＧで反射・拡散した光Ｌ２は、スクリーン８を通って観察者８に観察される。このように、スクリーン８がほとんど視認されなくなるので、観察者Ｍが居合わせる空間に表示対象物を浮き上がらせて表示することができ、表示対象物を臨場感溢れる画像として表示することができる。スクリーン８は、電力等のエネルギーを消費しないので、画像表示システムを格段に低消費電力にすることができる。スクリーン８に駆動回路が不要であるので額縁を無くすことができ、スクリーン８を設置空間にとけこませることができる。

［第３実施形態］
次に、図６、図７を参照しつつ本発明の第３実施形態に係る画像通信システムを説明する。図６は、第３実施形態の画像通信システムの概略構成を示す模式図であり、図７は、画像通信システムの構成要素の接続関係を示す模式図である。

図６に示すように、画像通信システムは、一対の画像表示システム１Ａ、１Ｂを含んでいる。画像表示システム１Ａ、１Ｂは、ネットワーク９を介して通信可能に接続されている。画像表示システム１Ａは、プロジェクター２、スクリーン３、制御装置４Ａ、撮像装置５Ａを含んでいる。画像表示システム１Ｂは、プロジェクター２、スクリーン３、制御装置４Ｂ、撮像装置５Ｂを含んでいる。

本実施形態の撮像装置５Ａ、５Ｂは、それぞれ移動機構（図示略）に取り付けられており、スクリーン３の面方向に移動可能になっている。撮像装置５Ａは、観察者Ｍ１を撮像し、撮像された撮像画像のデータは画像処理された後に、ネットワーク９を介して画像表示システム１Ｂに送信される。画像表示システム１Ｂは、受信したデータに基づいて観察者Ｍ１を示す画像を表示する。撮像画像５Ｂは観察者Ｍ２を撮像し、撮像された撮像画像のデータは画像処理された後に、ネットワーク９を介して画像表示システム１Ａに送信される。画像表示システム１Ａは、受信したデータに基づいて観察者Ｍ２を示す画像を表示する。

図７に示すように、制御装置４Ａ、４Ｂはいずれも同様の構成になっている。制御装置４Ａが第１実施形態の制御装置４と異なる点は、特徴量抽出部４６を含んでいる点、画像抽出部４４、マスク処理部４５、特徴量抽出部４６からの出力が通信部９１に入力される点である。特徴量抽出部４６は、画像メモリー４２から撮像画像（顔画像）の画像信号を受け取り、顔認証等に用いられる技術を適用することにより、顔画像の特徴量を抽出して観察者Ｍ１の目の位置を特定する。特徴量抽出部４６は、顔画像において目の位置を示す位置信号を生成する。

画像抽出部４４は、エッジ検出部４３の出力に基づいて観察者Ｍ１の輪郭外側をブランクにするとともに、位置信号を参照して顔画像における目の部分をブランクとし、抽出画像信号Ｄ２を生成する。
画像抽出部４４は、エッジ検出部４３の出力に基づいて観察者Ｍ１の輪郭外側を第２領域にするとともに、位置信号を参照して顔画像における目の部分を第２領域とし、マスク信号Ｄ３を生成する。
位置信号、抽出画像信号Ｄ２、マスク信号Ｄ３は、通信部９１から通信部９２に送信される。

通信部９２は、受信した信号のうちの抽出画像信号Ｄ２をプロジェクター２に、マスク信号Ｄ３をスクリーン３に、位置信号を前記移動機構に出力する。プロジェクター２は、観察者Ｍ１を示す画像を表示する。スクリーン３は、マスク信号Ｄ３に基づいて観察者Ｍ１の輪郭外側の領域を光透過状態にする。移動機構は、位置信号に基づいて撮像装置５Ｂを移動させ、観察者Ｍ１の顔画像における目の位置に撮像装置５Ｂを配置する。

画像表示システム１Ｂの制御装置４Ｂも画像表示システム１Ａと同様に、観察者Ｍ２の撮像画像を画像処理し位置信号、抽出画像信号Ｄ４、マスク信号Ｄ５を生成する。位置信号、抽出画像信号Ｄ４、マスク信号Ｄ５は、通信部９２から通信部９１に送信され、通信部９１が受信した信号は制御装置４Ａに出力される。これにより、画像表示システム１Ａにおいて、プロジェクター２は、観察者Ｍ２を示す画像を表示し、スクリーン３はマスク信号Ｄ３に基づいて観察者Ｍ２の輪郭外側の領域を光透過状態にする。移動機構は、位置信号に基づいて撮像装置５Ａを移動させ、観察者Ｍ２の顔画像における目の位置に撮像装置５Ａを配置する。

以上のような構成の画像通信システムによれば、観察者Ｍ１が居合わせる空間に観察者Ｍ２を浮き上がらせて表示することができ、観察者Ｍ２を臨場感溢れる画像として表示することができる。観察者Ｍ２に対しても同様に、観察者Ｍ１を臨場感溢れる画像として表示することができる。また、画像表示システム１Ａにおける観察者Ｍ２の目の位置に観察者Ｍ１を撮像する撮像装置５Ａが配置され、画像表示システム１Ｂにおける観察者Ｍ１の目の位置に観察者Ｍ２を撮像する撮像装置５Ｂが配置されるので、観察者Ｍ１、Ｍ２が互いに視線を一致させることができ、格段に臨場感の高いコミュニケーションを図ることが可能になる。また、表示範囲の画像を抽出した後にネットワーク９を介して信号を送信するので、通信回線への負担を低減することができる。これにより、表示にタイムラグを生じる確率が低減され、良好なリアルタイム感でコミュニケーションを図ることが可能になる。

なお、本発明の技術範囲は第１〜第３実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。例えば、第２実施形態で説明した画像表示システムを適用して画像通信システムを構築することも可能である。また、画像通信システムにおいて、表示範囲等を手動で入力可能になっていてもよいし、顔画像以外の撮像画像、例えばメモ等が書込まれたホワイトボード等を撮像した撮像画像等を元画像として送信してもよい。また、撮像画像のデータ以外に、例えばテレビ会議用の打ち合わせ資料等の電子ファイルのデータ等を送信して、電子ファイルの内容を受信側に表示させてもよい。また、顔画像と電子ファイルの内容を切り替え可能になっていてもよい。データを送信する前に送信内容をプレビューとして表示させてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、６・・・画像表示システム、２・・・プロジェクター、３、８・・・スクリーン、５、５Ａ，５Ｂ・・・撮像装置、３３・・・ＰＤＬＣ（高分子分散型液晶層）、Ａ１・・・第１領域（表示範囲）、Ａ２・・・第２領域（表示範囲外）、Ｄ２、Ｄ４・・・抽出画像データ（抽出画像信号）、Ｄ３、Ｄ５・・・マスク信号

Claims (10)

1. 元画像データに基づいて画像光を射出するプロジェクターと、
   前記元画像データにおいて表示範囲を規定するマスク信号に基づいて前記画像光の入射領域における前記表示範囲を光拡散状態にするとともに前記入射領域の前記表示範囲外の少なくとも一部を光透過状態にするスクリーンと、を含んでいることを特徴とする画像表示システム。
2. 前記スクリーンは、面方向の複数の領域に選択的に電圧を印加することにより、前記複数の領域ごとに前記光拡散状態と前記光透過状態とが切り替わることを特徴とする請求項１に記載の画像表示システム。
3. 前記スクリーンは、高分子分散型液晶層を含み、前記高分子分散型液晶層に電圧を印加することにより前記光透過状態と前記光拡散状態とが切り替わることを特徴とする請求項２に記載の画像表示システム。
4. 前記高分子分散型液晶層が、略黒色の粒子を含有していることを特徴とする請求項３に記載の画像表示システム。
5. 前記高分子分散型液晶層は、電界無印加状態で前記光透過状態であることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像表示システム。
6. 所定の方向から入射する光を拡散させるとともに所定の方向以外から入射する光を透過させるスクリーンと、
   元画像データから表示範囲のデータを抽出した抽出画像データに基づいて、前記所定の方向から前記スクリーンに向けて画像光を射出するプロジェクターと、を含んでいることを特徴とする画像表示システム。
7. 複数の画像表示システム間で元画像データの送受信を行うとともに、受信した元画像データを表示する画像通信システムであって、
   前記複数の画像システムの１以上が請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像表示システムであることを特徴とする画像通信システム。
8. 前記複数の画像表示システムの各々に設けられた撮像装置を含み、
   前記撮像装置による撮像画像データの少なくとも一部を前記元画像データとして送信することを特徴とする請求項７に記載の画像通信システム。
9. 前記撮像画像データの表示範囲のデータを抽出する画像抽出部を含み、
   前記画像抽出部により抽出された前記データを前記元画像データとして送信することを特徴とする請求項８に記載の画像通信システム。
10. 前記元画像データが人の目を含んだ画像に対応する場合に、
    前記撮像装置を移動させる移動機構と、
    前記撮像画像データにおいて前記目に対応する位置を検出する位置検出部と、を含み、
    前記移動機構は、前記位置検出部の検出結果に基づいて前記元画像データにより表示される画像において前記目が表示される位置に前記撮像装置を移動させることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像通信システム。

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