JP2020005226A - Image communication apparatus and image communication method - Google Patents

Image communication apparatus and image communication method Download PDF

Info

Publication number
JP2020005226A
JP2020005226A JP2018126004A JP2018126004A JP2020005226A JP 2020005226 A JP2020005226 A JP 2020005226A JP 2018126004 A JP2018126004 A JP 2018126004A JP 2018126004 A JP2018126004 A JP 2018126004A JP 2020005226 A JP2020005226 A JP 2020005226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
person
unit
image signal
imaging means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018126004A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7101062B2 (en
Inventor
康弘 大西
Yasuhiro Onishi
康弘 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asukanet Co Ltd
Original Assignee
Asukanet Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asukanet Co Ltd filed Critical Asukanet Co Ltd
Priority to JP2018126004A priority Critical patent/JP7101062B2/en
Publication of JP2020005226A publication Critical patent/JP2020005226A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7101062B2 publication Critical patent/JP7101062B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)

Abstract

To provide an image communication apparatus and an image communication method which allow remote persons to look straight ahead by a simple configuration without requiring complex control or special image processing, not using a half mirror, allow for smooth dialog by eye-contact or gesture, and excellent in operability and compactness.SOLUTION: In an image communication apparatus 10b having display means 15 for receiving an image signal and displaying the image of a person A, flat optical image formation means 16 for forming the image of the person A, displayed by the display means 15, as a real image 26 in the free space, imaging means 18 for imaging a person B making a conversation with the real image 26 in the free space, and image signal output means 20 for sending the image signal of the image of the person B, captured by the imaging means 18, to the person A, the imaging means 18 is attached to the light-emission side central part of the optical image formation means 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の地点間で画像(実像)を介して、リアルタイムで遠隔会議(テレビ会議)やビデオチャット等を行うことができる画像通信装置及び画像通信方法に関する。 The present invention relates to an image communication apparatus and an image communication method capable of real-time remote conference (teleconference) or video chat between a plurality of points via images (real images).

従来、遠隔地に存在する人物(通信者)同士が、画像(映像)を通して会話を行うための技術として、テレビ会議システムやテレビ電話システム等が知られている。これらのシステムは、各地点で双方向的に、ビデオカメラ等により各人物の顔を含めた画像を撮影し、それを遠隔地点に伝送して表示手段(表示装置、ディスプレイ)上に表示することにより、遠隔地点間での会話を可能としている。このような遠隔地との双方向通信システムは、近年のブロードバンドに代表される通信回線容量の増大及び制御装置の高性能化と共に急速に進歩しており、高画質のカラー画像を音声と共にリアルタイムで双方向通信することが可能で、特に、ビジネス分野での使用は、一般的になりつつある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a video conference system, a video phone system, and the like are known as techniques for allowing persons (communicators) in remote locations to have a conversation through images (video). In these systems, an image including the face of each person is bidirectionally captured at each point by a video camera or the like, and transmitted to a remote point to be displayed on display means (display device, display). This enables conversation between remote points. Such a two-way communication system with a remote place is rapidly progressing with an increase in communication line capacity typified by broadband in recent years and an increase in the performance of a control device. It is capable of two-way communication, especially for use in the business field.

しかし、従来のこれらのシステムでは、例えば、特許文献1のように、表示装置の上方にビデオカメラやウェブカメラ等の撮像装置が設置された構成が採用されており、会話中の通信者を上方から見下ろして撮像している。一方、通信者は、撮像装置ではなく、主に表示装置に表示される通信相手の画像を見ながら会話を行う。従って、撮像装置による撮像方向と、通信者の視線の方向(目線)が異なっており、表示装置には視線が下方を向いた状態で通信相手の画像が映し出されることになる。この結果、通信者同士は視線を合わせることができず、会話に違和感を生じ易く、意思疎通が図りづらくなり、臨場感や緊張感に欠けるという問題点があった。 However, in these conventional systems, for example, a configuration in which an imaging device such as a video camera or a web camera is installed above a display device as in Patent Literature 1 is adopted. From above. On the other hand, a communicator has a conversation while watching an image of a communication partner displayed mainly on a display device, not on the imaging device. Therefore, the imaging direction of the imaging device is different from the direction of the line of sight of the communication person (the line of sight), and the image of the communication partner is displayed on the display device with the line of sight facing downward. As a result, there is a problem in that the communication parties cannot match their eyes, and the conversation tends to be uncomfortable, it is difficult to communicate, and lacks a sense of realism and tension.

この問題点を解決するものとして、例えば、特許文献2では、撮像装置が設置されている高さ及び高さ検知部が検知した目の高さが異なるとき、三次元映像生成部により、双方の差及び撮像装置とユーザ(通信者)との間の距離に基づいて、高さ検知部が検知した目の高さにある仮想的な視点から見たときのユーザの三次元映像を取得するためのレンダリング処理を実行する映像表示システムが提案されている。
また、特許文献3には、相手方の画像を表示する表示装置と使用者の画像を撮像するカメラをそれぞれ有するテレビ会議システムが提案されている。このテレビ会議システムでは図7に示すように、反射型結像素子(光学結像手段の一例)80を用いて、表示装置81に表示された相手方の映像を空間内に空中映像82として形成し、この空中映像82を観察する使用者83を反射型結像素子80の上に設けたカメラ84によって撮像し、撮像した画像をその音声と共に、通信手段を用いて、相手方のテレビ会議システムに送っている。
As a solution to this problem, for example, in Patent Document 2, when the height at which the imaging device is installed and the eye height detected by the height detection unit are different, the three-dimensional video generation unit uses Based on the difference and the distance between the imaging device and the user (communicator), to obtain a 3D image of the user when viewed from a virtual viewpoint at the eye level detected by the height detection unit A video display system that performs a rendering process has been proposed.
Patent Document 3 proposes a video conference system including a display device that displays an image of a partner and a camera that captures an image of a user. In this video conference system, as shown in FIG. 7, an image of the other party displayed on the display device 81 is formed as an aerial image 82 in a space using a reflective imaging element (an example of optical imaging means) 80. The user 83 who observes the aerial image 82 is imaged by a camera 84 provided on the reflection type imaging device 80, and the imaged image is transmitted to the other party's video conference system together with the sound using communication means. ing.

特開2006−93883号公報JP 2006-93883 A 特開2016−192688号公報JP-A-2006-192688 国際公開第2011/108139号International Publication No. 2011/108139 特開平5−161135号公報JP-A-5-161135

しかしながら、特許文献2において、動作を交えて会話する通信者同士の目の高さを確実に合わせるためには、常に通信者の映像を抽出しながら、高さ検知部で通信者の目の高さを検知し、通信者の目の高さや撮像装置と通信者との間の距離が変化する度に、三次元映像生成部によって三次元映像を作成して、表示画面の映像を切り替えなければならない。これらの制御は複雑で、処理にも時間を要するため、実際の通信者の動きと表示装置に表示される映像を一致させることは困難であり、その時間差によって違和感を生じる可能性がある。また、通信者同士の目の高さを仮想的に一致させているに過ぎないため、通信者の目の上下左右の動きには対応することができず、通信者同士の視線を完全に一致させることはできない。よって、例えば、表示装置に、通信者と共に写真や文書等の資料画像(共通画像)が表示されている場合に、一方の通信者が資料画像に視線を移しても、他方の通信者は相手がどこを見ているのか判断がつかず、即座に会話に反応することができない。つまり、現実に対面して会話を行うように、視線を送ったり、目配せをしたりして、アイコンタクトを取ることができないため、十分な意思疎通を図ることが難しく、スムーズな会話が成り立たないという問題があった。 However, in Patent Document 2, in order to ensure that the heights of the eyes of the communicating parties who communicate with each other during the operation are consistently extracted, the height detecting unit always extracts the images of the communicating parties and uses the height detecting unit to set the height of the eyes of the communicating parties. Every time the height of the communicator's eyes or the distance between the imaging device and the communicator changes, the 3D video generator creates a 3D video and switches the video on the display screen. No. Since these controls are complicated and require time for processing, it is difficult to match the actual movement of the communicator with the image displayed on the display device, and the time difference may cause a sense of incongruity. In addition, since the heights of the eyes of the correspondents are only virtually matched, it is impossible to cope with the movement of the eyes of the correspondents up, down, left and right, and the eyes of the correspondents completely match. I can't let that happen. Therefore, for example, when a material image (a common image) such as a photograph or a document is displayed on the display device together with the communicating party, even if one communicating party shifts his / her gaze to the material image, the other communicating party cannot communicate with the other party. Can't judge where they are looking and cannot respond to the conversation immediately. In other words, because it is not possible to send eye gaze or make an eye contact and make eye contact like a face-to-face conversation, it is difficult to achieve sufficient communication, and a smooth conversation does not hold There was a problem.

特許文献3の実施の形態に記載されたテレビ会議システムは、ハーフミラーや偏光ビームスプリッタ等の光学素子を使用せず、図7に示すように、カメラ84で使用者83を直接撮影することを前提としたもので、使用者83を撮影するカメラ84を、空中映像82よりも使用者83から遠い位置に配置することにより、使用者83の視線方向とカメラ84の撮影方向とのズレ角θを、視線の不一致を実質的に感じない程度にまで小さくしようとするものである。このため、使用者83から空中映像82までの距離、及び使用者からカメラ84までの距離を適正に管理しなければならない。つまり、使用者83の視線方向とカメラ84の撮影方向とのズレ角θを、視線の不一致を実質的に感じない程度にまで小さくするためには、使用者83からカメラ84までの距離を長くする必要があるが、それに伴って、使用者83から空中映像82までの距離が長くなり過ぎると、使用者83の指が空中映像82に届かず、空中映像82を指し示すことや、タッチ入力を行うことが困難になるという問題があった。そして、空中映像82に指等で触れるために使用者83が空中映像82に近づき過ぎると、カメラ84までの距離も近くなり、使用者83の視線方向とカメラ84の撮影方向とのズレ角θが大きくなって通信相手と視線が合わなくなることや、場合によっては使用者83の顔をカメラ84で鮮明に捉えることができなくなることもあり、汎用性、操作性に欠けるという問題があった。また、使用者83から空中映像82までの距離を変えずに、使用者83からカメラ84までの距離のみを長くするために、空中映像82の形成部の位置を動かさずにカメラ84のみを使用者83から遠ざけた場合、装置の奥行き方向寸法が増大して広い設置スペースが必要になるため、コンパクト性、設置自在性に欠けるという問題もあった。 The video conference system described in the embodiment of Patent Document 3 does not use optical elements such as a half mirror and a polarizing beam splitter, and directly shoots a user 83 with a camera 84 as shown in FIG. Assuming that the camera 84 for photographing the user 83 is arranged at a position farther from the user 83 than the aerial image 82, the deviation angle θ between the line of sight of the user 83 and the photographing direction of the camera 84. Is reduced to such an extent that the inconsistency of the line of sight is not substantially felt. Therefore, the distance from the user 83 to the aerial image 82 and the distance from the user to the camera 84 must be properly managed. That is, in order to reduce the deviation angle θ between the line of sight of the user 83 and the shooting direction of the camera 84 to such a degree that the line of sight does not substantially match, the distance between the user 83 and the camera 84 is increased. However, if the distance from the user 83 to the aerial image 82 becomes too long, the finger of the user 83 does not reach the aerial image 82, and the user 83 may point to the aerial image 82 or perform a touch input. There was a problem that it would be difficult to perform. When the user 83 comes too close to the aerial image 82 to touch the aerial image 82 with a finger or the like, the distance to the camera 84 also becomes short, and the deviation angle θ between the line of sight of the user 83 and the photographing direction of the camera 84. And the line of sight becomes inconsistent with the communication partner, and in some cases, the face of the user 83 cannot be clearly captured by the camera 84, which causes a problem of lack of versatility and operability. Also, in order to extend only the distance from the user 83 to the camera 84 without changing the distance from the user 83 to the aerial image 82, only the camera 84 is used without moving the position of the formation unit of the aerial image 82. When the user is kept away from the person 83, the size of the apparatus in the depth direction increases and a wide installation space is required, and thus there is a problem that the compactness and the installation flexibility are lacking.

更に、特許文献3には従来技術として、ハーフミラーを用いたテレビ会議システムが提案されている。このテレビ会議システムの一例を図8(A)に示すが、表示装置86に表示された相手方の画像を45度に傾斜配置されたハーフミラー87を通して観察し、このハーフミラー87を介して使用者88の画像をカメラ89で撮像し、相手方のテレビ会議システムに送っている。そして、特許文献3には、ハーフミラー87等の光学素子は、一般に波長依存性があるので、カメラ89で撮影した映像は色合いが不自然になり、相手方に表示される映像の画質が低いという課題があると記載されている。 Furthermore, Patent Document 3 proposes a video conference system using a half mirror as a conventional technique. An example of this video conference system is shown in FIG. 8 (A). The image of the other party displayed on the display device 86 is observed through a half mirror 87 arranged at an angle of 45 degrees, and the user is connected via the half mirror 87. An image 88 is captured by the camera 89 and sent to the other party's video conference system. According to Patent Document 3, since an optical element such as a half mirror 87 generally has wavelength dependency, an image captured by a camera 89 has an unnatural color, and the image quality of an image displayed to the other party is low. It states that there is an issue.

そこで、本発明者がハーフミラー87を使用した場合の問題を鋭意研究した結果を以下に説明する。
図8(B)にハーフミラー87の部分断面を示すが、厚みを有する透明な板材90の裏面にハーフミラー87を形成する金属層による光透過率が40〜60%の反射面91が形成されている。表示装置86からの光D1は、D2に示すように、板材90に進入し、D3に示すように、使用者側に出光する。更に、D4に示すように、板材90の表面裏側で繰り返し反射して使用者88に届く光もある。一方、別照明された使用者88からの光E1は、E2に示すように反射面91によってカメラ側に反射するが、その一部は光E3となって、板材90内に進入し、板材90の表面側からF1として出光する他、板材90の表面裏側で反射してE4、E5となってカメラ89に届くもの、更に、E6に示すように、繰り返し反射してカメラ89に届くものもある。従って、像が多重に撮影され、鮮明な映像が得られないという問題がある。以上の問題はハーフミラー87の厚みが厚い場合に顕著に発生する問題である。このような問題は、例えば、特許文献4においても同様で、厚みを有するハーフミラーを傾斜して使用すれば、共通に発生する問題である。なお、F1、F2は板材90から外部に出る不要光を示す。
Therefore, the result of the inventor's intensive study on the problem when the half mirror 87 is used will be described below.
FIG. 8B shows a partial cross section of the half mirror 87. A reflection surface 91 having a light transmittance of 40 to 60% by a metal layer forming the half mirror 87 is formed on the back surface of the transparent plate material 90 having a thickness. ing. Light D1 from the display device 86 enters the plate member 90 as indicated by D2, and exits to the user side as indicated by D3. Further, as shown at D4, there is light that repeatedly reflects on the back side of the front surface of the plate member 90 and reaches the user 88. On the other hand, the light E1 from the user 88, which has been separately illuminated, is reflected toward the camera by the reflection surface 91 as shown by E2, but a part of the light E3 enters the plate member 90 and enters the plate member 90. In addition to the light emitted from the front side of the plate member 90 as F1, the light reflected from the back side of the plate member 90 to reach the camera 89 as E4 and E5, and further, as shown at E6, the light repeatedly reaches the camera 89. . Therefore, there is a problem that images are photographed in a multiplex manner and clear images cannot be obtained. The above problem is a problem that occurs remarkably when the thickness of the half mirror 87 is large. Such a problem is the same in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163873, and is a problem that commonly occurs when a half mirror having a thickness is used at an angle. In addition, F1 and F2 indicate unnecessary light emitted from the plate member 90 to the outside.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、複雑な制御や特別な画像処理等を行う必要がなく、ハーフミラーを使用しない簡素な構成で遠隔の人物同士が正対して視線を合わせることができ、アイコンタクトやジェスチャーによる意思疎通を図って会話をスムーズに行うことが可能で、操作性、コンパクト性に優れる画像通信装置及び画像通信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and does not need to perform complicated control or special image processing, etc., and enables a remote person to directly face and match eyes with a simple configuration that does not use a half mirror. It is an object of the present invention to provide an image communication device and an image communication method that can communicate smoothly by eye contact and gestures, can perform conversation smoothly, and are excellent in operability and compactness.

前記目的に沿う第1の発明に係る画像通信装置は、画像信号を受けて対話相手の画像を表示する表示手段と、該表示手段に表示された前記対話相手の画像を自由空間に実像として結像する平面状の光学結像手段と、前記自由空間の実像と対話する人物を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した人物の画像の画像信号を前記対話相手に送る画像信号出力手段とを有する画像通信装置において、
前記撮像手段は、前記光学結像手段の出光側中央部に取付けられる。
ここで、光学結像手段の出光側中央部は、自由空間の実像(対話相手)と対話する人物を正面から撮像することができ、その人物の視線方向と撮像手段の撮影方向との間に大きなずれを発生させず、人物と対話相手の視線が合う範囲であればよい。特に、画像通信装置を使用する人物の目の位置(高さ)に合わせて撮像手段を設置することが好ましい。なお、この画像通信装置を用いて、テレビ会議を行うには、使用者側の画像通信装置Aの他、相手方の画像通信装置Bが必要である。画像通信装置Bは、画像通信装置Aと同一構成である必要はなく、相手方を撮像するカメラと、使用者側のカメラで撮像した使用者の画像データを表示する表示装置があれば十分である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image communication apparatus, comprising: display means for receiving an image signal to display an image of a conversation partner; and connecting the image of the conversation partner displayed on the display means to a free space as a real image. Planar optical imaging means for imaging, imaging means for imaging a person interacting with the real image of the free space, image signal output means for sending an image signal of the image of the person imaged by the imaging means to the other party In the image communication device having
The imaging means is attached to a central portion on the light emission side of the optical imaging means.
Here, the central part on the light emission side of the optical imaging means can image a person who interacts with the real image of the free space (the conversation partner) from the front, and sets the distance between the line of sight of the person and the imaging direction of the imaging means. Any range may be used as long as it does not cause a large displacement and the line of sight of the person and the conversation partner is in line. In particular, it is preferable to install the imaging means in accordance with the position (height) of the eyes of the person using the image communication device. In order to hold a video conference using this image communication device, an image communication device B on the other side is required in addition to the image communication device A on the user side. The image communication device B does not need to have the same configuration as the image communication device A, and it suffices to have a camera for imaging the other party and a display device for displaying the image data of the user captured by the camera on the user side. .

第1の発明に係る画像通信装置において、前記光学結像手段の中央部に、前記撮像手段が装着される取付孔が形成されていることが好ましい。
第1の発明に係る画像通信装置において、前記光学結像手段は、出光側を斜め上向き、斜め下向き又は斜め横向きにして配置されていることが好ましい。
第1の発明に係る画像通信装置において、前記画像信号出力手段は、共通画像作成手段を有し、前記対話相手の画像と前記共通画像作成手段で作成した共通画像を合成して前記表示手段に表示させると共に、前記対話相手に送る画像信号にも前記共通画像の共通画像信号を重畳させることが好ましい。この場合、前記画像信号出力手段で前記対話相手に送られる前記人物の画像は左右反転していることが好ましい。
また、第1の発明に係る画像通信装置において、前記人物の動作を検知する検知手段を有し、前記画像信号出力手段は、前記検知手段で検知した動作に基づいて前記共通画像を操作することもできる。
In the image communication device according to the first aspect, it is preferable that a mounting hole for mounting the imaging unit is formed in a central portion of the optical imaging unit.
In the image communication device according to the first invention, it is preferable that the optical imaging means is arranged so that the light output side faces obliquely upward, obliquely downward, or obliquely laterally.
In the image communication device according to the first aspect, the image signal output unit includes a common image creation unit, and combines the image of the conversation partner with the common image created by the common image creation unit, and combines the combined image with the display unit. It is preferable that the common image signal of the common image be superimposed on the image signal to be sent to the conversation partner while being displayed. In this case, it is preferable that the image of the person sent to the conversation partner by the image signal output means is horizontally inverted.
Further, in the image communication device according to the first aspect of the present invention, the image communication device may further include a detection unit configured to detect the operation of the person, wherein the image signal output unit operates the common image based on the operation detected by the detection unit. You can also.

第2の発明に係る画像通信方法は、表示手段に表示された対話相手の画像を平面状の光学結像手段によって自由空間に実像として結像させ、前記自由空間の実像と対話する人物を撮像手段によって撮像し、前記撮像手段で撮像した人物の画像の画像信号を前記対話相手に送る画像通信方法において、
前記撮像手段は、前記光学結像手段の出光側中央部に取付けられて、前記自由空間の実像と対話する人物を正面から撮像する。
An image communication method according to a second aspect of the present invention is to form an image of a conversation partner displayed on a display means as a real image in free space by a planar optical imaging means, and to capture a person interacting with the real image in the free space. In an image communication method for imaging by means and sending an image signal of an image of a person imaged by the imaging means to the conversation partner,
The imaging unit is attached to a central portion on the light emission side of the optical imaging unit, and images a person interacting with the real image of the free space from the front.

第2の発明に係る画像通信方法において、前記対話相手の画像と共通画像を合成して前記表示手段に表示させると共に、前記対話相手に送る画像信号にも前記共通画像の共通画像信号を重畳させることが好ましい。 In the image communication method according to a second aspect, the image of the conversation partner and the common image are combined and displayed on the display unit, and the common image signal of the common image is also superimposed on the image signal sent to the conversation partner. Is preferred.

第1の発明に係る画像通信装置及び第2の発明に係る画像通信方法は、表示手段に表示される対話相手の画像を光学結像手段によって自由空間に実像として結像させることができるので、実像と対話する人物は、対話相手が目の前に存在しているような感覚で会話をすることができる。このとき、撮像手段が光学結像手段の出光側中央部に取付けられることにより、光学結像手段と撮像手段が一体化されているので、別途、撮像手段を位置決めして設置する作業や撮像手段を保持する手段を必要とすることなく、実用性に優れる。また、ハーフミラーを必要とせず、撮像手段で人物を正面から直接撮像して、撮像した画像の画像信号を対話相手に送ることができるので、極めて簡素な構成で対話相手と人物が視線を合わせてリアルタイムで会話をすることができ、アイコンタクトやジェスチャーによるスムーズな意思疎通を図ることができる。さらに、撮像手段で人物を撮像する際に、常に正面から直接撮像することができ、人物と実像との距離が変化しても、人物の視線方向と撮像手段による撮像方向は変化せず一定に保たれ、画像が鮮明で、操作性に優れる。 The image communication device according to the first invention and the image communication method according to the second invention can form an image of a conversation partner displayed on the display means as a real image in free space by the optical imaging means. A person who interacts with the real image can have a conversation as if the other party is in front of him. At this time, since the imaging means is attached to the central portion on the light emission side of the optical imaging means, the optical imaging means and the imaging means are integrated, so that the work of separately positioning and installing the imaging means and the imaging means It is excellent in practicality without the need for a means for retaining. In addition, since a half mirror is not required, a person can be directly imaged by the imaging means from the front, and an image signal of the captured image can be sent to the conversation partner, so that the conversation partner and the person can match their eyes with an extremely simple configuration. Can communicate in real time, and can communicate smoothly by eye contact and gestures. Furthermore, when a person is imaged by the imaging means, it is possible to always directly image the person from the front, and even if the distance between the person and the real image changes, the gaze direction of the person and the imaging direction of the imaging means do not change and remain constant. Maintained, clear images and excellent operability.

第1の発明に係る画像通信装置において、光学結像手段の中央部に、撮像手段が装着される取付孔が形成されている場合、光学結像手段への撮像手段の取付けを容易に行うことができ、組立作業性及び取り扱い性に優れる。 In the image communication apparatus according to the first invention, when a mounting hole for mounting the imaging unit is formed in the center of the optical imaging unit, the imaging unit can be easily attached to the optical imaging unit. And excellent in assembly workability and handleability.

第1の発明に係る画像通信装置において、光学結像手段が、出光側を斜め上向き、斜め下向き又は斜め横向きにして配置されている場合、結像する実像の角度を表示手段に対して傾斜させることができ、特に、表示手段の配置(設置角度)に応じて、実像が鉛直面となるように、光学結像手段の傾斜角度を選択すれば、人物は対話相手の画像(実像)と正対することができ、画像の歪みも少なく、視認性を向上させることができる。 In the image communication apparatus according to the first invention, when the optical imaging means is arranged with the light output side obliquely upward, obliquely downward or obliquely horizontal, the angle of the real image to be imaged is inclined with respect to the display means. In particular, if the inclination angle of the optical imaging means is selected so that the real image is in a vertical plane in accordance with the arrangement (installation angle) of the display means, the person can correct the image (real image) of the conversation partner. Therefore, distortion of an image is small and visibility can be improved.

第1の発明に係る画像通信装置及び第2の発明に係る画像通信方法において、対話相手の画像と共通画像を合成して表示手段に表示させると共に、対話相手に送る画像信号にも共通画像の共通画像信号を重畳させた場合、対話相手と人物は同時に共通画像を見ながらスムーズに会話をすることができる。また、対話相手側では、受けた画像信号と共通画像信号をそのまま表示手段に表示させることができ、特別な画像処理手段や画像処理工程が不要で、汎用の携帯端末やパーソナルコンピュータ等を使用して相手の人物と手軽に通信(対話)を行うことができる。ここで、人物の画像を左右反転して対話相手に送った場合、画像信号を受ける側では、画像処理等を行うことなく、汎用の携帯端末やパーソナルコンピュータ等の画面(ディスプレイ)に、そのまま画像を表示させることができる。 In the image communication apparatus according to the first invention and the image communication method according to the second invention, the image of the conversation partner and the common image are combined and displayed on the display unit, and the image signal sent to the conversation partner is also included in the image signal. When the common image signal is superimposed, the conversation partner and the person can have a smooth conversation while simultaneously viewing the common image. Also, on the other side of the conversation, the received image signal and the common image signal can be displayed on the display means as they are, no special image processing means or image processing steps are required, and a general-purpose portable terminal or personal computer or the like can be used. Communication (dialogue) with the other person easily. Here, when the image of the person is inverted left and right and sent to the conversation partner, the image signal is received on the screen (display) of a general-purpose portable terminal or personal computer without performing image processing or the like. Can be displayed.

第1の発明に係る画像通信装置において、人物の動作(ジェスチャー)を検知して、検知した動作に基づいて共通画像を操作する場合、表示手段に表示される共通画像の拡大、縮小、移動、回転等の各種操作を直感的かつ簡単に行うことができ、操作性に優れる。 In the image communication device according to the first invention, when a motion (gesture) of a person is detected and the common image is operated based on the detected motion, enlargement, reduction, movement, Various operations such as rotation can be performed intuitively and easily, and the operability is excellent.

本発明の第1の実施の形態に係る画像通信装置の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image communication device according to a first embodiment of the present invention. 同画像通信装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the image communication device. 同画像通信装置の使用状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a use state of the image communication apparatus. (A)、(B)はそれぞれ同画像通信装置における光学結像手段の正断面図、側断面図である。3A and 3B are a front sectional view and a side sectional view, respectively, of an optical imaging unit in the image communication apparatus. 本発明の第2の実施の形態に係る画像通信装置の構成を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image communication device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態に係る画像通信装置の構成を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image communication device according to a third embodiment of the present invention. 従来例に係るテレビ会議システムの説明である。It is an explanation of a video conference system according to a conventional example. (A)、(B)はそれぞれ従来例に係るハーフミラーの動作説明図である。(A), (B) is an explanatory view of the operation of the half mirror according to the conventional example.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る画像通信装置10a、10bは各地点に配置され、各地点に存在する人物A、Bが、画像通信装置10a、10bにより、画像を介して会話を行うものである。
図1、図2に示すように、各画像通信装置10a、10bは、表示面14が上向きで水平に配置された表示手段15と、表示手段15の上方に表示手段15の表示面14に対して45度の傾斜角度で出光側を斜め上向きに傾斜配置された平面状の光学結像手段16と、光学結像手段16の出光側中央部に取付けられた撮像手段18とを有している。表示手段15としては、高輝度モニターが好適に用いられ、撮像手段18としては、ウェブカメラ等の小型のビデオカメラが好適に用いられる。このとき、光学結像手段16の中央部に、撮像手段18が装着される取付孔19が形成されていることにより、光学結像手段16に撮像手段18を簡単に取付けて一体化することができる。また、各画像通信装置10a、10bは、画像信号を送受信し、対話相手から受信した画像信号に基づいて表示手段15に画像を表示する画像信号出力手段20を有している。この画像信号出力手段20としては、RAM、CPU、ROM、I/O、及びこれらの要素を接続するバスを備えた従来公知の演算器(即ち、コンピュータ)が好適に用いられる。そして、CPUが所定のプログラムを実行することにより、画像信号出力手段20での処理が実現される。なお、画像信号出力手段20には、スピーカー21とマイク22が接続されており、音声信号を送受信することにより会話を行うことができる。
光学結像手段16は、表示手段15に表示される画像を光学結像手段16の前面側の自由空間内(実体のない結像面23上)に実像として結像させるものである。この光学結像手段16の詳細については、後述する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention.
As shown in FIG. 1, the image communication devices 10a and 10b according to the first embodiment of the present invention are arranged at respective points, and persons A and B existing at the respective points are arranged by the image communication devices 10a and 10b. A conversation is performed via images.
As shown in FIGS. 1 and 2, each of the image communication devices 10 a and 10 b has a display unit 15 in which a display surface 14 is arranged horizontally with the display surface 14 facing upward, and a display surface 14 of the display unit 15 above the display unit 15. The optical imaging means 16 has a planar optical imaging means 16 inclined at an inclination angle of 45 degrees and the light output side is inclined upward, and an imaging means 18 attached to the central part of the optical imaging means 16 on the light emission side. . A high-brightness monitor is preferably used as the display unit 15, and a small video camera such as a web camera is suitably used as the imaging unit 18. At this time, since the mounting hole 19 for mounting the imaging means 18 is formed at the center of the optical imaging means 16, the imaging means 18 can be easily attached to the optical imaging means 16 and integrated. it can. Each of the image communication devices 10a and 10b has an image signal output unit 20 that transmits and receives image signals and displays an image on the display unit 15 based on the image signal received from the conversation partner. As the image signal output means 20, a conventionally known arithmetic unit (that is, a computer) having a RAM, a CPU, a ROM, an I / O, and a bus connecting these elements is preferably used. Then, the processing in the image signal output means 20 is realized by the CPU executing a predetermined program. Note that a speaker 21 and a microphone 22 are connected to the image signal output means 20, and conversation can be performed by transmitting and receiving audio signals.
The optical imaging means 16 forms an image displayed on the display means 15 as a real image in a free space on the front side of the optical imaging means 16 (on the imaging surface 23 having no substance). The details of the optical imaging means 16 will be described later.

以下、複数の地点の中で、人物Aと人物Bが通信を行う場合について説明する。
まず、画像通信装置10aは、光学結像手段16の前方にいる人物Aを撮像手段18で撮像する。そして、画像信号出力手段20は、撮像した画像の画像信号を通信ネットワーク24を介して接続される画像通信装置10bの画像信号出力手段20に送信すると共に、画像通信装置10bの撮像手段18で撮像された人物B(人物Aの対話相手)の画像の画像信号を受信して表示手段15に表示することができる。
同様に、画像通信装置10bは、光学結像手段16の前方にいる人物Bを撮像手段18で撮像する。そして、画像信号出力手段20は、撮像した画像の画像信号を通信ネットワーク24を介して接続される画像通信装置10aの画像信号出力手段20に送信すると共に、画像通信装置10aの撮像手段18で撮像された人物A(人物Bの対話相手)の画像の画像信号を受信して表示手段15に表示することができる。
なお、各撮像手段18からは、結像面23に形成される画像(実像)は見えず、それぞれ人物A、Bを正面から直接撮像して鮮明な画像を得ることができる。また、各光学結像手段16に形成される取付孔19は、小さく、各撮像手段18が装着されることにより塞がれるので、各取付孔19を光が通過することはなく、人物A、Bが見ている結像面23上の画像には影響を与えない。
Hereinafter, a case where the person A and the person B communicate with each other among a plurality of points will be described.
First, the image communication device 10a captures an image of the person A in front of the optical imaging unit 16 with the imaging unit 18. Then, the image signal output unit 20 transmits the image signal of the captured image to the image signal output unit 20 of the image communication device 10b connected via the communication network 24, and the image signal is output by the image capturing unit 18 of the image communication device 10b. The received image signal of the image of the person B (the conversation partner of the person A) can be received and displayed on the display unit 15.
Similarly, the image communication device 10 b uses the imaging unit 18 to image the person B in front of the optical imaging unit 16. Then, the image signal output unit 20 transmits the image signal of the captured image to the image signal output unit 20 of the image communication device 10a connected via the communication network 24, and captures the image signal by the imaging unit 18 of the image communication device 10a. The received image signal of the image of the person A (the conversation partner of the person B) can be received and displayed on the display unit 15.
Note that the image (real image) formed on the imaging surface 23 cannot be seen from each imaging unit 18, and clear images can be obtained by directly imaging the persons A and B from the front, respectively. Also, the mounting holes 19 formed in each optical imaging means 16 are small and are closed by mounting each imaging means 18, so that light does not pass through each mounting hole 19 and the person A, It does not affect the image on the image plane 23 viewed by B.

画像通信装置10a、10bの表示手段15に表示される画像は、前述のように、光学結像手段16によって、自由空間に実像として結像する(画像の光が光学結像手段16を通過して結像する)ので、図3に示すように、画像通信装置10a側(図3では左側)の人物Aの正面には、対話相手となる人物Bの画像(実像)25が表示され、画像通信装置10b側(図3では右側)の人物Bの正面には、対話相手となる人物Aの画像(実像)26が表示される。
このとき、図1に示したように、表示手段15の表示面14が水平に配置され、光学結像手段16の出光側が表示手段15の上方に45度の傾斜角度で斜め上向きに配置されていることにより、結像面23は鉛直面となる。また、光学結像手段16の取付孔19に装着された撮像手段18の撮像方向は水平方向であり、光学結像手段16の表面に対しては45度傾斜しており、結像面23とは垂直である。よって、結像面23上の画像25、26とそれぞれ正対して対話する人物A、Bを撮像手段18で正面から直接撮像することができ、各表示手段15に表示され、光学結像手段16によって結像する人物Bの画像25及び人物Aの画像26には違和感が少なく、視線の方向も確認し易くなる。
As described above, the image displayed on the display unit 15 of the image communication devices 10a and 10b is formed as a real image in free space by the optical imaging unit 16 (light of the image passes through the optical imaging unit 16). As shown in FIG. 3, an image (real image) 25 of a person B to be a conversation partner is displayed in front of the person A on the image communication device 10a side (the left side in FIG. 3), as shown in FIG. In front of the person B on the communication device 10b side (the right side in FIG. 3), an image (real image) 26 of the person A as a conversation partner is displayed.
At this time, as shown in FIG. 1, the display surface 14 of the display means 15 is arranged horizontally, and the light emitting side of the optical imaging means 16 is arranged obliquely upward at an inclination angle of 45 degrees above the display means 15. As a result, the imaging plane 23 is in a vertical plane. The imaging direction of the imaging means 18 attached to the mounting hole 19 of the optical imaging means 16 is horizontal, and is inclined by 45 degrees with respect to the surface of the optical imaging means 16. Is vertical. Therefore, the persons A and B interacting directly with the images 25 and 26 on the imaging plane 23 can be directly imaged from the front by the imaging means 18 and displayed on each display means 15 and displayed on the display means 15. Accordingly, the image 25 of the person B and the image 26 of the person A to be imaged have less discomfort and the direction of the line of sight can be easily checked.

各画像信号出力手段20は、図2に示すように、共通画像作成手段27を有しており、各表示手段15に共通して表示される共通画像28を作成することができる。必要に応じて、人物Bの画像25及び人物Aの画像26に共通画像28を合成して各表示手段15に表示させることにより、図3に示すように、各結像面23において人物Bの画像25及び人物Aの画像26に対して同じ位置に同じ向きで共通画像28を重ねて表示することができる。なお、共通画像28は、主に写真や文書等の資料画像であり、共通画像作成手段27には、例えば、カメラ、キーボード、タッチペン、スキャナー等の入力機器の他に、画像信号出力手段20で実行されるプログラムも含まれる。また、共通画像作成手段27による共通画像28の作成とは、例えば、カメラで撮影した写真、キーボードやタッチペン等から入力した文書やイラスト等を画像信号出力手段20のRAM等に保存すること、写真や文書等をスキャナーで画像として取込んで画像信号出力手段20のRAM等に保存すること、画像に対する各種加工だけでなく、予め作成されUSBメモリ等の記憶媒体に保存された写真や文書等のデータの選択や読込み(コピー)等が含まれる。 As shown in FIG. 2, each image signal output unit 20 has a common image creation unit 27, and can create a common image 28 that is commonly displayed on each display unit 15. If necessary, the common image 28 is combined with the image 25 of the person B and the image 26 of the person A and displayed on each display unit 15, and as shown in FIG. The common image 28 can be superimposed and displayed at the same position and in the same direction on the image 25 and the image 26 of the person A. Note that the common image 28 is mainly a material image such as a photograph or a document. The common image creation unit 27 includes, for example, an image signal output unit 20 in addition to input devices such as a camera, a keyboard, a touch pen, and a scanner. The program to be executed is also included. The creation of the common image 28 by the common image creation means 27 means, for example, storing a photograph taken by a camera, a document or illustration input from a keyboard or a touch pen in a RAM or the like of the image signal output means 20, And images are captured by a scanner as an image and stored in a RAM or the like of the image signal output means 20. Not only can various types of processing be performed on the image, but also a photograph or a document created in advance and stored in a storage medium such as a USB memory can be used. Data selection and reading (copying) are included.

なお、共通画像28の作成、人物Aの画像26及び人物Bの画像25と共通画像28との合成は、いずれか一方の共通画像作成手段27によって選択的に行われる。例えば、画像通信装置10b側の人物Bが、共通画像28として表示したい画像を共通画像作成手段27で作成(選択)すると、画像信号出力手段20で受信した人物Aの画像26と共通画像28が合成されて画像通信装置10b側の表示手段15に表示されると共に、対話相手(人物A側)に送る画像信号にも共通画像28の共通画像信号が重畳されることにより、画像通信装置10a側の表示手段15に、人物Bの画像25と共通画像28が合成されて表示される。このとき、人物A及び人物Bと共通画像28との位置関係を整合させるために、必要に応じて、人物Aの画像26及び人物Bの画像25を左右反転させる。なお、この場合、各画像信号出力手段20(送信側)で、予め人物Aの画像26及び人物Bの画像25を左右反転させて、その画像信号を相手側の画像信号出力手段20に送信してもよいし、人物Aの画像26及び人物Bの画像25の画像信号を各画像信号出力手段20から相手側の画像信号出力手段20に送信した後、相手側(受け側)の画像信号出力手段20で反転させてもよい。 The creation of the common image 28 and the synthesis of the image 26 of the person A and the image 25 of the person B with the common image 28 are selectively performed by any one of the common image creation means 27. For example, when the person B on the image communication device 10b creates (selects) an image to be displayed as the common image 28 by the common image creating unit 27, the image 26 of the person A and the common image 28 received by the image signal output unit 20 are combined. The image is synthesized and displayed on the display means 15 of the image communication device 10b, and the common image signal of the common image 28 is also superimposed on the image signal to be sent to the conversation partner (the person A). The image 25 of the person B and the common image 28 are combined and displayed on the display means 15. At this time, in order to match the positional relationship between the persons A and B and the common image 28, the image 26 of the person A and the image 25 of the person B are horizontally reversed as necessary. In this case, the image signal output means 20 (transmitting side) inverts the image 26 of the person A and the image 25 of the person B in advance left and right, and transmits the image signals to the image signal output means 20 of the other party. Alternatively, after transmitting the image signals of the image A of the person A and the image 25 of the person B from each image signal output means 20 to the image signal output means 20 of the other party, the image signal output of the other party (receiving side) may be performed. The means 20 may be reversed.

図3に示すように、それぞれの結像面23上の同一位置に共通画像28が表示されると、人物A、Bは、あたかも共通画像28を挟んで対面するようにして、視線を合わせて会話することができ、互いの動作を正面から観察することができる。そして、それぞれの結像面23上の共通画像28に対して人物A、Bが行う動作を、対話相手の結像面23上に表示される共通画像28の位置や向きと一致させて表示させることにより、互いに対話相手の視線の動きや身振り手振りを目で追って、共通画像28の確認等を確実に行うことが可能となる。例えば、図3に示すように、人物Aは、人物Bが共通画像28のどこを指差しているのか、結像面23上で容易に確認することができ、アイコンタクトを取りながら、スムーズに会話することができる。更に、人物A、Bは、結像面23上の同じ位置を双方から指差すことができ、その様子を互いに結像面23上で確認することができるので、身振り手振りも交えながら意思疎通を図ることができる。共通画像28は小窓のように表示され、共通画像28の数、大きさ、配置は、適宜、選択することができる。 As shown in FIG. 3, when the common image 28 is displayed at the same position on each imaging plane 23, the persons A and B face each other as if facing each other with the common image 28 interposed therebetween. You can talk and observe each other's actions from the front. Then, the actions performed by the persons A and B on the common image 28 on each image plane 23 are displayed in accordance with the position and orientation of the common image 28 displayed on the image plane 23 of the conversation partner. This makes it possible to reliably confirm the common image 28 and the like by following the eyes movements and gestures of the conversation partners with each other. For example, as shown in FIG. 3, the person A can easily confirm on the image plane 23 where the person B is pointing in the common image 28, and smoothly make eye contact. Can talk. Further, the persons A and B can point at the same position on the imaging plane 23 from both sides, and can confirm the state on the imaging plane 23, so that the communication can be performed with gestures. Can be planned. The common images 28 are displayed like small windows, and the number, size, and arrangement of the common images 28 can be appropriately selected.

また、各画像通信装置10a、10bは、図1、図2に示すように、各地点(自地点)の人物A又はBの動作を検知する検知手段29を有している。そして、画像信号出力手段20は、検知手段29で検知した動作に基づいて共通画像28を操作(処理)して、表示手段15に表示することができる。例えば、人物Aが共通画像28を拡大する動作を行った場合、画像通信装置10a側の検知手段29が、その動作を検知し、画像通信装置10a側の画像信号出力手段20が共通画像28を拡大する操作(処理)を行う。そして、拡大された共通画像28が、画像通信装置10a側の表示手段15に表示されると共に、その共通画像信号が人物Aの画像26の画像信号に重畳されて、画像通信装置10a側の画像信号出力手段20から画像通信装置10b側の画像信号出力手段20に送られ、画像通信装置10b側の表示手段15に表示される。これにより、各地点の人物A、Bは同じように拡大された共通画像28を見ながら会話を進めることができる。
特に、画像(実像)25、26に焦点を合わせ、結像面23上での人物A又はBの手や指の位置及び動作を検知する検知手段29は、動作の検知性能に優れるので、画像信号出力手段20によって共通画像28の大きさや位置等を調整して表示手段15に表示させることができ、操作性に優れる。このような検知手段29として、赤外線モーションセンサー等が好適に用いられる。なお、画像信号出力手段20での処理は、CPUが所定のプログラムを実行することで実現されるが、手や指の動作と、画像操作指令が予め対応付けられており、共通画像28の拡大、縮小、移動、回転等の操作(処理)を行うことができる。これにより、共通画像28を利用して円滑に会話を進めることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, each of the image communication devices 10a and 10b has a detection unit 29 that detects the operation of the person A or B at each point (own point). Then, the image signal output unit 20 can operate (process) the common image 28 based on the operation detected by the detection unit 29 and display it on the display unit 15. For example, when the person A performs an operation of enlarging the common image 28, the detection unit 29 of the image communication device 10a detects the operation, and the image signal output unit 20 of the image communication device 10a converts the common image 28. Perform the operation (processing) to enlarge. Then, the enlarged common image 28 is displayed on the display unit 15 of the image communication device 10a, and the common image signal is superimposed on the image signal of the image 26 of the person A, and the image of the image communication device 10a is The signal is output from the signal output unit 20 to the image signal output unit 20 on the image communication device 10b side, and is displayed on the display unit 15 on the image communication device 10b side. Thus, the persons A and B at each point can proceed with the conversation while viewing the common image 28 which is similarly enlarged.
In particular, the detection means 29 that focuses on the images (real images) 25 and 26 and detects the position and movement of the hand or finger of the person A or B on the imaging plane 23 has excellent movement detection performance. The size and position of the common image 28 can be adjusted by the signal output means 20 and displayed on the display means 15, and the operability is excellent. As such a detecting means 29, an infrared motion sensor or the like is suitably used. Note that the processing in the image signal output unit 20 is realized by the CPU executing a predetermined program. However, the operation of the hand or the finger is associated with the image operation command in advance, and the enlargement of the common image 28 is performed. , Operations such as reduction, movement, and rotation can be performed. Thereby, conversation can be smoothly advanced using the common image 28.

次に、光学結像手段16について説明する。
図4(A)、(B)に示すように、光学結像手段16は、複数の光反射面30を有する第1の光制御部31と、複数の光反射面32を有する第2の光制御部33からなり、それぞれの光反射面30、32が平面視して直交するように第1、第2の光制御部31、33が、厚さ方向に重ね合わされて配置(一体化)されたものである。
第1の光制御部31は、第1の透明板材34の一側に、傾斜面35と垂直面36とを有する断面三角形の複数の溝37、及び隣り合う溝37の間に形成される断面三角形の複数の凸条38がそれぞれ所定ピッチで配置されたものであり、それぞれの溝37の垂直面36のみに鏡面(金属反射面)からなる光反射面30が形成されている。なお、溝37の底部(傾斜面35の下端と垂直面36の下端との間)、及び凸条38の頂部(傾斜面35の上端と垂直面36の上端との間)には、それぞれ微小平面部39、40が形成されている。
Next, the optical imaging means 16 will be described.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the optical imaging means 16 includes a first light control unit 31 having a plurality of light reflecting surfaces 30 and a second light having a plurality of light reflecting surfaces 32. The first and second light control units 31 and 33 are superposed and arranged (integrated) in the thickness direction such that the light reflection surfaces 30 and 32 are orthogonal to each other in a plan view. It is a thing.
The first light control unit 31 includes a plurality of triangular grooves 37 having an inclined surface 35 and a vertical surface 36 on one side of the first transparent plate member 34, and a cross section formed between adjacent grooves 37. A plurality of triangular protrusions 38 are arranged at a predetermined pitch, and the light reflection surface 30 formed of a mirror surface (metal reflection surface) is formed only on the vertical surface 36 of each groove 37. The bottom of the groove 37 (between the lower end of the inclined surface 35 and the lower end of the vertical surface 36) and the top of the ridge 38 (between the upper end of the inclined surface 35 and the upper end of the vertical surface 36) Plane portions 39 and 40 are formed.

また、第2の光制御部33は、第2の透明板材41の他側に、傾斜面42と垂直面43とを有する断面三角形の複数の溝44、及び隣り合う溝44の間に形成される断面三角形の複数の凸条45がそれぞれ所定ピッチで配置されたものであり、それぞれの溝44の垂直面43のみに鏡面(金属反射面)からなる光反射面32が形成されている。なお、溝44の底部(傾斜面42の下端と垂直面43の下端との間)、及び凸条45の頂部(傾斜面42の上端と垂直面43の上端との間)には、それぞれ微小平面部46、47が形成されている。 Further, the second light control unit 33 is formed on the other side of the second transparent plate member 41 between a plurality of grooves 44 having a triangular cross section having an inclined surface 42 and a vertical surface 43 and between adjacent grooves 44. A plurality of ridges 45 each having a triangular cross section are arranged at a predetermined pitch, and the light reflection surface 32 formed of a mirror surface (metal reflection surface) is formed only on the vertical surface 43 of each groove 44. The bottom of the groove 44 (between the lower end of the inclined surface 42 and the lower end of the vertical surface 43) and the top of the ridge 45 (between the upper end of the inclined surface 42 and the upper end of the vertical surface 43) Flat portions 46 and 47 are formed.

そして、向かい合わせに配置された溝37、44には透明樹脂48が充填されている。
なお、第1、第2の透明板材34、41の屈折率η1、η2は同一で、その間に充填される透明樹脂48の屈折率η3は、第1、第2の透明板材34、41の屈折率η1、η2の0.8〜1.2倍(より好ましくは、0.9〜1.1倍、更に好ましくは、0.95〜1.05倍)の範囲にあることが好ましい。
第1、第2の透明板材34、41の原料となる透明樹脂としては、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタルクレート(アクリル系樹脂)、非晶質フッ素樹脂、PMMA、光学用ポリカーボネイト、フルオレン系ポリエステル、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂を使用することができるが、特に融点、透明度の高いものが好適に用いられる。
The grooves 37 and 44 arranged opposite to each other are filled with a transparent resin 48.
The refractive indices η1 and η2 of the first and second transparent plate members 34 and 41 are the same, and the refractive index η3 of the transparent resin 48 filled therebetween is the refractive index of the first and second transparent plate members 34 and 41. It is preferable that the ratio is in the range of 0.8 to 1.2 times (more preferably 0.9 to 1.1 times, more preferably 0.95 to 1.05 times) the ratios η1 and η2.
Examples of the transparent resin as a raw material of the first and second transparent plate members 34 and 41 include cycloolefin polymer, polymethyl metal crate (acrylic resin), amorphous fluororesin, PMMA, polycarbonate for optical use, fluorene polyester, Although a thermoplastic resin such as polyethersulfone can be used, a resin having a high melting point and high transparency is particularly preferably used.

鏡面(金属反射面)を形成する方法としては、溝37、44の垂直面36、43に直接、スパッタリング、金属蒸着、金属微小粒子の吹き付け、イオンビームの照射、金属ペーストの塗布等を行うものが好適に用いられるが、スパッタリングや金属蒸着等で反射膜を形成した樹脂フィルムを溝37、44の垂直面36、43に貼り付けてもよい。なお、溝37、44の垂直面36、43に直接、スパッタリング、金属蒸着、金属微小粒子の吹き付け、イオンビームの照射等を行う場合は、真空中又は低圧下で、斜め上方から垂直面36、43に向けて金属粒子を照射する。このとき、溝37、44の底部にそれぞれ微小平面部39、46が形成されているので、傾斜面35、42に金属粒子が付着することを減らし又は無くしながら、垂直面36、43の下端まで斑なく金属粒子を照射することができる。なお、溝37、44の傾斜面35、42は平面状に形成する代わりに、凸条38、45の内側に窪む断面多角形状の多角面や断面円弧状の凹面、或いは表面に多数の微小な凹凸(疵)を有する凹凸面として、金属粒子の付着を防止してもよい。 As a method of forming a mirror surface (metal reflection surface), a method of directly performing sputtering, metal deposition, spraying of metal fine particles, irradiation of an ion beam, application of a metal paste, and the like to the vertical surfaces 36 and 43 of the grooves 37 and 44 is used. Is preferably used, but a resin film having a reflective film formed thereon by sputtering, metal evaporation, or the like may be attached to the vertical surfaces 36, 43 of the grooves 37, 44. In the case where sputtering, metal deposition, spraying of metal fine particles, ion beam irradiation, or the like is performed directly on the vertical surfaces 36, 43 of the grooves 37, 44, the vertical surfaces 36, 43 are obliquely placed from above in vacuum or under low pressure. The metal particles are irradiated toward 43. At this time, since the minute flat portions 39 and 46 are formed at the bottoms of the grooves 37 and 44, respectively, the metal particles are prevented from adhering to the inclined surfaces 35 and 42 while reducing or eliminating the adhesion to the lower ends of the vertical surfaces 36 and 43. Irradiation of metal particles can be performed without spots. In addition, instead of forming the inclined surfaces 35 and 42 of the grooves 37 and 44 in a planar shape, a polygonal surface having a polygonal cross section depressed inside the ridges 38 and 45, a concave surface having an arc cross section, or a large number of minute surfaces on the surface. As an uneven surface having irregularities (flaws), adhesion of metal particles may be prevented.

溝37、44に透明樹脂48を充填して第1、第2の光制御部31、33を一体化する方法としては、第1の光制御部31の一側と、第2の光制御部33の他側、つまり、それぞれの溝37、44が形成された側の面が対向するように向かい合わせに配置された状態で、その間に、第1、第2の透明板材34、41より融点が低いシート状の透明樹脂を挟み込み、真空状態で加熱、押圧して、透明樹脂のみを溶解し、固化させてもよいし、それぞれの溝37、44に別々に透明樹脂からなる透明接着剤を充填し、第1、第2の光制御部31、33の溝37、44を向かい合わせ、突き合わせて、透明接着剤を硬化させてもよい。透明接着剤としては、紫外線等を照射することにより硬化する光硬化型の他、熱硬化型や二液混合型の接着剤を用いることができる。特に、屈折率η3を屈折率η1、η2に近づけるために、屈折率を調整した屈折率調整樹脂からなる光学用接着剤等が好適に用いられる。
なお、各溝の傾斜面が多角面、凹面、凹凸面等である場合、アンカー効果によって、傾斜面と、溝に充填される透明樹脂との密着性を高め、溝内を透明樹脂で隙間なく埋めて凹凸を解消することができる。その結果、傾斜面と透明樹脂との界面で乱反射(散乱)を発生させることなく光を通過させることができ、屈折も最小限に抑えて、明るく鮮明な立体像を得ることができる。
As a method of integrating the first and second light control units 31 and 33 by filling the grooves 37 and 44 with the transparent resin 48, one side of the first light control unit 31 and the second light control unit In the state where the other side of 33, that is, the side on which the respective grooves 37 and 44 are formed is arranged so as to face each other, the first and second transparent plate members 34 and 41 have a melting point between them. May be sandwiched, and heated and pressed in a vacuum state to dissolve and solidify only the transparent resin. Alternatively, a transparent adhesive made of a transparent resin may be separately applied to each of the grooves 37 and 44. The transparent adhesive may be cured by filling and facing the grooves 37 and 44 of the first and second light control units 31 and 33 and abutting each other. As the transparent adhesive, a thermosetting adhesive or a two-component adhesive can be used in addition to a photocuring adhesive which is cured by irradiating ultraviolet rays or the like. In particular, in order to make the refractive index η3 close to the refractive indexes η1 and η2, an optical adhesive made of a refractive index adjusting resin whose refractive index has been adjusted is preferably used.
When the inclined surface of each groove is a polygonal surface, a concave surface, an uneven surface, or the like, the adhesion between the inclined surface and the transparent resin filled in the groove is increased by the anchor effect, and the inside of the groove is transparent with the transparent resin. Filling can eliminate irregularities. As a result, light can be transmitted without generating irregular reflection (scattering) at the interface between the inclined surface and the transparent resin, and refraction can be minimized to obtain a bright and clear three-dimensional image.

次に、光学結像手段16の動作を説明する。
図1において、表示手段15に画像が表示されると、その光が光学結像手段16に向かって放射される。図4(A)、(B)に示すように、光L1がP1の位置で光学結像手段16の第2の光制御部33に入光した場合、その光L1は、光反射面32上のP2の位置で反射し、第1の光制御部31に進入する。そして、光反射面30のP3の位置で反射した後、P4の位置で第1の光制御部31から空中に出て行き結像する。ここで、図4(A)のQ1で第2の透明板材41から透明樹脂48に、Q2で透明樹脂48から第1の透明板材34に入光するが、第1、第2の透明板材34、41の屈折率η1、η2が同一で、透明樹脂48の屈折率η3と近似する(略同等である)ので、全反射や分光等の現象は起こらない。また、図4(B)のS1で第2の透明板材41から透明樹脂48に、S2で透明樹脂48から第1の透明板材34に入光するが、第1、第2の透明板材34、41の屈折率η1、η2が同一で、透明樹脂48の屈折率η3と近似する(略同等である)ので、全反射や分光等の現象は起こらない。
なお、P1、P4の位置でも屈折を起こすが、P1、P4の屈折は相殺する。また、光反射面30、32は表裏(図4(A)、(B)では左右)いずれ側の面も光反射面として機能させることができる。
Next, the operation of the optical imaging means 16 will be described.
In FIG. 1, when an image is displayed on the display means 15, the light is emitted toward the optical imaging means 16. As shown in FIGS. 4A and 4B, when the light L1 enters the second light control unit 33 of the optical imaging unit 16 at the position P1, the light L1 is reflected on the light reflecting surface 32. And enters the first light control unit 31. Then, after being reflected at the position P3 of the light reflecting surface 30, the light goes out of the first light control unit 31 into the air at the position P4 to form an image. Here, light enters the transparent resin 48 from the second transparent plate member 41 in Q1 of FIG. 4A and enters the first transparent plate member 34 from the transparent resin 48 in Q2 in FIG. 4A. , 41 have the same refractive index η1 and η2 and are close to (substantially equivalent to) the refractive index η3 of the transparent resin 48, so that phenomena such as total reflection and spectral separation do not occur. Also, in S1 of FIG. 4B, light enters the transparent resin 48 from the second transparent plate 41 and from the transparent resin 48 to the first transparent plate 34 in S2. Since the refractive indices η1 and η2 of 41 are the same and approximate (substantially equivalent) to the refractive index η3 of the transparent resin 48, phenomena such as total reflection and spectral separation do not occur.
Although refraction occurs at the positions of P1 and P4, the refraction of P1 and P4 cancels out. The light reflecting surfaces 30 and 32 can be made to function as light reflecting surfaces on both front and rear surfaces (left and right in FIGS. 4A and 4B).

なお、第1、第2の光制御部31、33が形成される過程において、垂直面36、43の頂部に形成される微小平面部40、47には金属反射膜が形成される。この金属反射膜が形成されると、光学結像手段16の中に微小な光反射面が存在することになり、光学結像手段の結像性が悪くなる。そこで、微小平面部40、47に形成された金属反射膜は除去、又は金属反射膜の表面及び裏面を黒色(光線吸収色の一例)に着色して、光反射面を形成しないようにするのが好ましい。 In the process of forming the first and second light control units 31 and 33, a metal reflection film is formed on the minute plane portions 40 and 47 formed on the tops of the vertical surfaces 36 and 43. When this metal reflection film is formed, a minute light reflecting surface exists in the optical imaging means 16, and the imaging performance of the optical imaging means deteriorates. Therefore, the metal reflection film formed on the minute plane portions 40 and 47 is removed, or the front and back surfaces of the metal reflection film are colored black (an example of a light absorbing color) so that the light reflection surface is not formed. Is preferred.

次に、本発明の第1の実施の形態に係る画像通信装置10a、10bを用いた画像通信方法について説明する。
当該画像通信方法は、図1〜図3に示したように、各地点に配置された画像通信装置10a、10bを用いて、各地点に存在する人物A、Bが、画像を介して会話を行うものである。即ち、人物A側では画像通信装置10aを用いて、表示手段15に表示された対話相手(人物B)の画像を平面状の光学結像手段16によって、自由空間の結像面23に実像として結像させると共に、自由空間の実像と対話する人物Aを光学結像手段16の出光側中央部に取付けられた撮像手段18によって撮像し、撮像した画像の画像信号を対話相手(人物B)側の画像通信装置10bに送る。同様に、人物B側では画像通信装置10bを用いて、画像通信装置10aから送られる対話相手(人物A)の画像を表示手段15に表示し、表示された画像を平面状の光学結像手段16によって、自由空間の結像面23に実像として結像させると共に、自由空間の実像と対話する人物Bを光学結像手段16の出光側中央部に取付けられた撮像手段18によって撮像し、撮像した画像の画像信号を対話相手(人物A)側の画像通信装置10aに送る。このように、人物Bの画像25及び人物Aの画像26を相互に送受信して、その実像と各人物A、Bが対話することにより、対話相手が目の前に存在しているような感覚で視線を合わせて会話をすることができ、アイコンタクトやジェスチャーによるスムーズな意思疎通を図ることが可能となる。
なお、図1において、表示手段15、撮像手段18、スピーカー21、マイク22、検知手段29と画像信号出力手段20との間は、それぞれ信号ケーブル等の必要なケーブル50〜54で接続されているが、無線で接続可能な場合はケーブルを省略することができる。
Next, an image communication method using the image communication devices 10a and 10b according to the first embodiment of the present invention will be described.
In the image communication method, as shown in FIGS. 1 to 3, persons A and B existing at each point use an image communication device 10 a or 10 b arranged at each point to have a conversation via an image. Is what you do. That is, the person A uses the image communication device 10a to convert the image of the conversation partner (person B) displayed on the display unit 15 into a real image on the imaging surface 23 in free space by the planar optical imaging unit 16. A person A interacting with the real image of the free space is imaged by the imaging means 18 attached to the central part on the light emission side of the optical imaging means 16, and an image signal of the captured image is transmitted to the other party (person B). To the image communication device 10b. Similarly, the person B uses the image communication device 10b to display the image of the conversation partner (person A) sent from the image communication device 10a on the display unit 15, and displays the displayed image on a planar optical imaging unit. 16, an image is formed as an actual image on an image forming surface 23 of the free space, and a person B interacting with the real image of the free space is imaged by the imaging means 18 attached to the central part on the light emission side of the optical imaging means 16. The image signal of the image is sent to the image communication device 10a on the side of the conversation partner (person A). As described above, the image 25 of the person B and the image 26 of the person A are mutually transmitted and received, and the real image and each of the persons A and B interact with each other. , It is possible to have a conversation with eyes, and to achieve smooth communication by eye contact or gesture.
In FIG. 1, the display unit 15, the imaging unit 18, the speaker 21, the microphone 22, the detection unit 29, and the image signal output unit 20 are connected by necessary cables 50 to 54, such as signal cables. However, if wireless connection is possible, the cable can be omitted.

本実施の形態では、図1に示したように、表示面14が上向きで水平に配置された表示手段15に対し、表示面14の上方に、出光側が斜め上向きとなるように光学結像手段16を傾斜配置したが、表示手段15、光学結像手段16、撮像手段18、検知手段29の位置関係を上下反転(180度回転)させて、光学結像手段16を出光側が斜め下向きとなるように配置してもよい。また、上記構成の位置関係を撮像手段18の軸心を中心に90度回転(回転方向は右回りでも左回りでも可)させて表示手段の表示面を鉛直方向に配置し、表示手段の側方に光学結像手段を出光側が斜め横向きとなるようにして配置することもできる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the optical imaging means is arranged above the display surface 14 such that the light-emitting side is obliquely upward. The position of the display unit 15, the optical imaging unit 16, the imaging unit 18, and the detection unit 29 is turned upside down (rotated by 180 degrees) so that the light output side of the optical imaging unit 16 is obliquely downward. It may be arranged as follows. Further, the positional relationship of the above configuration is rotated by 90 degrees about the axis of the imaging unit 18 (the rotation direction may be clockwise or counterclockwise), and the display surface of the display unit is disposed in the vertical direction. On the other hand, the optical imaging means may be arranged so that the light output side is obliquely horizontal.

続いて、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る画像通信装置55a、55bについて説明する。なお、第1の実施の形態と同様のものには同じ符号を付して説明を省略する。
この画像通信装置55a、55bが、第1の実施の形態と異なる点は、表示手段15及び検知手段29が、上下反転して配置され、光学結像手段16aが、表示手段15の下方に表示手段15の表示面14に対して45度の傾斜角度で出光側を斜め下向きにして傾斜配置されており、光学結像手段16aの出光側中央部に取付孔が形成されることなく、その表面(出光側)に撮像手段18aが取付けられている点であり、その動作及び得られる作用、効果は第1の実施の形態と同様である。このとき、撮像手段18aに接続されるケーブル51は、そのまま下方に垂らすことや、光学結像手段16aの表面や外側面に沿って配置することができ、いずれの場合も、光学結像手段16aによって結像面23に実像を結像する際に支障となることはなく、人物A、Bは結像面23に結像する実像を視認することができる。但し、ケーブル51を下方に垂らす場合は、検知手段29で結像面23上での人物A又はBの手や指の位置及び動作を検知する際に、ケーブル51が邪魔にならないように、検知手段29とケーブル51の位置関係を考慮する。例えば、検知手段29の正面にケーブル51が重ならないように、検知手段29を光学結像手段16aの幅方向(左右方向)にずらして配置してもよいし、ケーブル51よりも前方側(結像面23側)に配置してもよい。
Next, with reference to FIG. 5, image communication apparatuses 55a and 55b according to a second embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
The image communication devices 55a and 55b are different from the first embodiment in that the display means 15 and the detection means 29 are arranged upside down, and the optical imaging means 16a is displayed below the display means 15. The light emitting side is obliquely arranged at an inclination angle of 45 degrees with respect to the display surface 14 of the means 15 so as to be inclined downward, and the mounting surface is not formed at the central part of the light emitting side of the optical imaging means 16a. This is the point that the imaging means 18a is attached to the (light emission side), and the operation, the obtained operation, and the effect are the same as those of the first embodiment. At this time, the cable 51 connected to the imaging unit 18a can be hung downward as it is, or can be arranged along the surface or the outer surface of the optical imaging unit 16a. This does not hinder the formation of a real image on the image plane 23, and the persons A and B can visually recognize the real image formed on the image plane 23. However, when the cable 51 is hung downward, when the detecting means 29 detects the position and movement of the hand or finger of the person A or B on the image plane 23, the detection is performed so that the cable 51 is not in the way. The positional relationship between the means 29 and the cable 51 is considered. For example, the detecting means 29 may be shifted in the width direction (left-right direction) of the optical imaging means 16a so that the cable 51 does not overlap the front of the detecting means 29, or the detecting means 29 may be arranged on the front side (forming side) of the cable 51. (The image plane 23 side).

特に撮像手段18aが小型(薄型)である場合に、本実施の形態のように、取付孔を形成していない光学結像手段16aの表面に撮像手段18aを取付けることができる。なお、本実施の形態では、表示面14が下向きで水平に配置された表示手段15に対し、表示面14の下方に、光学結像手段16aの出光側を斜め下向きに配置したが、表示手段15、光学結像手段16a、撮像手段18a、検知手段29の位置関係を上下反転(180度回転)させて、第1の実施の形態と同様に、光学結像手段16aの出光側を斜め上向きに配置してもよい。また、上記構成の位置関係を撮像手段18aの軸心を中心に90度回転(回転方向は右回りでも左回りでも可)させて表示手段の表示面を鉛直方向に配置し、表示手段の側方に光学結像手段を出光側が斜め横向きとなるようにして配置することもできる。 In particular, when the imaging unit 18a is small (thin), the imaging unit 18a can be attached to the surface of the optical imaging unit 16a where no attachment hole is formed as in the present embodiment. In the present embodiment, the light output side of the optical imaging means 16a is disposed obliquely downward below the display surface 14 with respect to the display means 15 in which the display surface 14 is disposed horizontally downward. 15. The positional relationship among the optical imaging means 16a, the imaging means 18a, and the detection means 29 is turned upside down (rotated by 180 degrees), and the light exit side of the optical imaging means 16a is directed obliquely upward as in the first embodiment. May be arranged. Further, the positional relationship of the above configuration is rotated by 90 degrees around the axis of the imaging unit 18a (the rotation direction can be clockwise or counterclockwise), and the display surface of the display unit is arranged in the vertical direction. On the other hand, the optical imaging means may be arranged so that the light output side is obliquely horizontal.

次に、図6を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る画像通信装置56a、56bについて説明する。
この画像通信装置56a、56bが、第1の実施の形態と異なる点は、表示手段15の設置角度が水平面に対して傾斜しており、それに応じて光学結像手段16bの傾斜角度が変更され、光学結像手段16bの出光側中央部に撮像手段18aのケーブル51を挿通するための取付孔19aが形成されて、その表面(出光側)に撮像手段18aが取付けられている点であり、その動作及び得られる作用、効果は第1の実施の形態と同様である。このように、表示手段15の設置角度が水平でなく傾斜している場合でも、光学結像手段16bの傾斜角度を適宜、選択することにより、結像面23を鉛直面とすることができる。また、撮像手段18aのケーブル51を取付孔19aに挿通して光学結像手段16bの背面側(入光側)から取出すことにより、光学結像手段16bの表面側(出光側)にケーブル51が露出することがなく、取り扱い性に優れる。このとき、取付孔19aから取出したケーブル51は、そのまま後方又は下方に引き出すことや、光学結像手段16bの背面や外側面に沿って配置することができ、いずれの場合も、光学結像手段16bによって結像面23に実像を結像する際に支障となることはなく、人物A、Bは結像面23に結像する実像を視認することができる。ケーブル51のみを挿通する取付孔19aは小さく、加工も容易に行うことができる。
Next, image communication devices 56a and 56b according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The difference between these image communication devices 56a and 56b from the first embodiment is that the installation angle of the display means 15 is inclined with respect to the horizontal plane, and the inclination angle of the optical imaging means 16b is changed accordingly. A mounting hole 19a for inserting the cable 51 of the imaging means 18a is formed in the central part on the light emission side of the optical imaging means 16b, and the imaging means 18a is mounted on the surface (light emission side). The operation and the operation and effect obtained are the same as in the first embodiment. As described above, even when the installation angle of the display unit 15 is not horizontal but is inclined, the imaging plane 23 can be made vertical by appropriately selecting the inclination angle of the optical imaging unit 16b. Further, the cable 51 of the imaging means 18a is inserted through the mounting hole 19a and taken out from the rear side (light incident side) of the optical imaging means 16b, so that the cable 51 is located on the front side (light emission side) of the optical imaging means 16b. It is not exposed and has excellent handleability. At this time, the cable 51 taken out from the mounting hole 19a can be pulled out backward or downward as it is, or can be arranged along the back surface or the outer side surface of the optical imaging means 16b. 16b does not hinder the formation of the real image on the image plane 23, and the persons A and B can visually recognize the real image formed on the image plane 23. The mounting hole 19a through which only the cable 51 is inserted is small, and processing can be easily performed.

なお、本実施の形態では、表示面14が上向きで水平面に対して傾斜するように表示手段15を配置したが、第1の実施の形態と同様に、表示面14が上向きで水平となるように表示手段15を配置し、表示面14の上方に、出光側が斜め上向きとなるように光学結像手段16bを傾斜配置してもよいし、第2の実施の形態と同様に、表示面14が下向きで水平となるように表示手段15を配置し、表示面14の下方に、出光側が斜め下向きとなるように光学結像手段16bを傾斜配置してもよい。また、本実施の形態における表示手段15、光学結像手段16b、撮像手段18a、検知手段29の位置関係を、撮像手段18aの軸心を中心に上下反転(180度回転)させることや、90度回転(回転方向は右回りでも左回りでも可)させることもできる。 In the present embodiment, the display means 15 is arranged such that the display surface 14 is upward and inclined with respect to the horizontal plane. However, as in the first embodiment, the display surface 14 is directed upward and horizontal. The display means 15 may be disposed on the display surface 14, and the optical imaging means 16 b may be disposed obliquely above the display surface 14 so that the light exit side is obliquely upward, or the display surface 14 may be disposed similarly to the second embodiment. The display means 15 may be arranged so that the image is downward and horizontal, and the optical imaging means 16b may be arranged obliquely below the display surface 14 so that the light exit side is obliquely downward. In addition, the positional relationship between the display unit 15, the optical imaging unit 16b, the imaging unit 18a, and the detection unit 29 in the present embodiment can be inverted upside down (rotated 180 degrees) around the axis of the imaging unit 18a. It can also be rotated by degrees (rotation can be clockwise or counterclockwise).

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
上記実施の形態では、通信を行う2つの地点の双方に本発明に係る画像通信装置を設置した場合について説明したが、必ずしも双方にこの画像通信装置を設置する必要はなく、一方の装置は、他方の画像通信装置から送られる画像信号を受けて対話相手となる人物の画像を表示する表示手段(ディスプレイ)と、その表示手段を見ている人物を撮像する撮像手段(カメラ)と、撮像手段で撮像された画像の画像信号を通信ネットワークを介して画像通信装置に送信する画像信号出力手段のみを備えたものであればよい。このような装置として、例えば、汎用のカメラ付きのスマートフォン等の携帯端末やパーソナルコンピュータ等を使用することができる。
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and can be considered within the scope of the matters described in the claims. Other embodiments and modifications are also included.
In the above embodiment, the case where the image communication device according to the present invention is installed at both of the two points where communication is performed has been described. However, it is not always necessary to install the image communication device at both, and one device is Display means (display) for receiving an image signal sent from the other image communication device and displaying an image of a person to be a conversation partner; imaging means (camera) for imaging a person looking at the display means; What is necessary is just to have only the image signal output means for transmitting the image signal of the image captured in the above to the image communication device via the communication network. As such a device, for example, a portable terminal such as a smartphone with a general-purpose camera or a personal computer can be used.

また、上記実施の形態では、2つの地点間で通信を行う場合について説明したが、3つ以上の地点間で通信を行うことも可能である。なお、3つ以上の地点間で通信を行う場合は、各地点の表示手段に表示する他地点の人物の画像を適宜、選択して切替える必要がある。例えば、3つの地点で人物A、B、Cが通信を行う場合、人物Aが発言している時には、人物B、C側の表示手段に人物Aの画像を表示することが好ましい。このとき、発言している人物A或いは発言を聞いている人物B、Cが、手動で選択して人物Aの画像が表示されるように切替えてもよいが、人物A側の検知手段で人物Aの声を検知した時に、人物Aの画像を人物A側の画像信号出力手段から人物B、C側の画像信号出力手段に送信し、それぞれの表示手段に表示するようにして、画像の切替えを自動化することもできる。なお、人物A側の表示手段には、人物B又はCの画像を表示することが好ましい。このとき、表示する人物B又Cの画像は、例えば、人物A側の画像信号出力手段により自動的に定期又は不定期で切替えてもよいし、人物Aが、発言の内容等に応じて、手動で人物B又はCの画像を選択して切替えてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where communication is performed between two points has been described, but communication can be performed between three or more points. When communication is performed between three or more points, it is necessary to appropriately select and switch an image of a person at another point displayed on the display means at each point. For example, when persons A, B, and C communicate at three points, when the person A is speaking, it is preferable to display an image of the person A on the display means on the persons B and C side. At this time, the person A who is speaking or the persons B and C who are listening to the speech may be manually selected and switched so that the image of the person A is displayed. When the voice of A is detected, the image of the person A is transmitted from the image signal output means on the person A side to the image signal output means on the persons B and C side, and displayed on the respective display means. Can also be automated. It is preferable that an image of the person B or C is displayed on the display means on the side of the person A. At this time, the image of the person B or C to be displayed may be automatically or periodically switched by the image signal output means on the person A side, or the person A The image of the person B or C may be manually selected and switched.

上記実施の形態では、実像が形成される結像面が鉛直となるように、表示手段の設置角度と、光学結像手段の傾斜角度を設定したが、人物の姿勢(視線の方向)に応じて実像(結像面)を傾斜させてもよく、表示手段の設置角度と、光学結像手段の傾斜角度は、適宜、選択することができる。また、表示手段と光学結像手段との間には、必要に応じて、凸レンズ又はその他のレンズ等を用いた拡大手段を配置してもよい。表示手段に表示される画像を拡大手段で拡大してから光学結像手段によって実像として結像させることができるので、表示手段を小型化することができる。
更に、上記実施の形態では、検知手段として、実像に焦点を合わせ、結像面上での人物の手や指の位置及び動作を検知するもの(赤外線モーションセンサー等)について説明したが、その他に、検知手段として、表示手段の表面(表示面)に、表側からの光のみを検知するセンサ素子が並んで設けられた光センサを設置しておき、結像面に触れた手や指からの反射光が光学結像手段を介して表示手段上に実像を形成して、その実像の位置を、光センサで検知することもできる。更に、検知手段として、人物の指や手の動作を検知するものの他、声や音を検知するものを用いることもできる。
In the above embodiment, the installation angle of the display unit and the inclination angle of the optical imaging unit are set so that the image forming plane on which the real image is formed is vertical. However, according to the posture of the person (the direction of the line of sight), The actual image (imaging plane) may be tilted, and the installation angle of the display means and the tilt angle of the optical imaging means can be appropriately selected. Further, between the display means and the optical imaging means, if necessary, a magnifying means using a convex lens or another lens may be arranged. Since the image displayed on the display means can be enlarged by the enlargement means and then formed as a real image by the optical imaging means, the size of the display means can be reduced.
Further, in the above-described embodiment, the detection means (infrared motion sensor or the like) that focuses on a real image and detects the position and movement of a person's hand or finger on an imaging surface has been described. As a detecting means, an optical sensor provided with a sensor element for detecting only light from the front side is arranged on a surface (display surface) of the display means, and a light from a hand or a finger touching the imaging surface is provided. The reflected light forms a real image on the display means via the optical imaging means, and the position of the real image can be detected by an optical sensor. Further, as a detecting means, a means for detecting a voice or a sound can be used in addition to a means for detecting a motion of a finger or a hand of a person.

また、上記実施の形態では、光学結像手段として、第1、第2の光制御部の表側(溝が形成された面)同士が接するように配置したものを用いたが、光学結像手段は、第1、第2の光制御部の光反射面が、平面視して直交配置されていればよい。よって、第1、第2の光制御部の表側と裏側が接するように配置する場合や、第1、第2の光制御部の裏側同士が接するように配置する場合もある。更に、第1、第2の光制御部を2枚の透明板材に別々に形成して接合する代わりに、1枚の透明板材の両面に第1、第2の光制御部を形成することもできる。
なお、第1、第2の光制御部の各溝の垂直面に鏡面(金属反射面)を形成する代わりに、溝内に空気等の気体を密封したり、溝内を真空にしたりして、光の全反射を利用すれば、各溝の垂直面をそのまま光反射面とすることができる。
また、上記実施の形態では、光学結像手段として、第1、第2の光制御部の複数の光反射面がそれぞれ直線状(平行)に配置されたものについて説明したが、複数の光反射面が放射状に配置された第1の光制御部と、複数の光反射面が同心円状に配置された第2の光制御部を有するものも使用することができる。この場合、第1の光制御部の放射状の光反射面が、基準点Xを中心にして直線状に設けられるのに対し、第2の光制御部の同心円状の光反射面は、平面視して基準点Xと重なる基準点Yを中心とする同心円に沿って湾曲しているが、平面視して光反射面同士が交差する点では、両者は直交している。よって、上記実施の形態と同様に、立体像を結像させることができる。
更には、光学結像手段としては、例えば、特許第5437436号公報に記載のように、一方側の面に垂直に(例えば、同一ピッチで)並べて形成された多数の帯状反射面を有する第1、第2の光制御部を、それぞれの帯状反射面が平面視して直交するように重ね合わせて配置した光学結像手段を使用することもできる。
Further, in the above-described embodiment, the optical imaging unit is arranged such that the front sides (the surfaces on which the grooves are formed) of the first and second light control units are in contact with each other. It is only necessary that the light reflecting surfaces of the first and second light control units are orthogonally arranged in a plan view. Therefore, the first and second light control units may be arranged so that the front side and the back side are in contact with each other, or the first and second light control units may be arranged so that the back sides are in contact with each other. Further, instead of separately forming and joining the first and second light control units to two transparent plate members, the first and second light control units may be formed on both surfaces of one transparent plate member. it can.
Instead of forming a mirror surface (metal reflection surface) on the vertical surface of each groove of the first and second light control units, a gas such as air is sealed in the groove, or the inside of the groove is evacuated. If the total reflection of light is utilized, the vertical surface of each groove can be used as it is as a light reflecting surface.
Further, in the above embodiment, the optical imaging means is described in which the plurality of light reflecting surfaces of the first and second light control units are respectively arranged in a straight line (parallel). It is also possible to use one having a first light control unit whose surfaces are radially arranged and a second light control unit whose plurality of light reflecting surfaces are arranged concentrically. In this case, the radial light reflecting surface of the first light control unit is provided linearly around the reference point X, whereas the concentric light reflecting surface of the second light control unit is viewed in plan. The light reflecting surfaces are curved along a concentric circle centered on the reference point Y overlapping the reference point X, but are orthogonal to each other at a point where the light reflection surfaces intersect in plan view. Therefore, a three-dimensional image can be formed as in the above embodiment.
Further, as an optical imaging means, for example, as described in Japanese Patent No. 5437436, a first having a large number of strip-shaped reflective surfaces formed side by side (for example, at the same pitch) perpendicular to one surface. Alternatively, an optical imaging unit in which the second light control units are arranged so as to overlap each other so that the respective strip-shaped reflecting surfaces are orthogonal to each other in a plan view can be used.

本発明に係る画像通信装置及び画像通信方法は、遠隔地の人物同士が、画像を通して会話を行う際に、視線を合わせて意思疎通を図り、スムーズに会話を進めることができ、遠隔会議(テレビ会議)やビデオチャット等で有効に利用できる。 Advantageous Effects of Invention The image communication apparatus and the image communication method according to the present invention are capable of communicating with each other in a distant place by adjusting their eyes when communicating with each other through an image, and allowing the conversation to proceed smoothly. It can be used effectively in meetings) and video chats.

10a、10b:画像通信装置、14:表示面、15:表示手段、16、16a、16b:光学結像手段、18、18a:撮像手段、19、19a:取付孔、20:画像信号出力手段、21:スピーカー、22:マイク、23:結像面、24:通信ネットワーク、25、26:画像(実像)、27:共通画像作成手段、28共通画像、29:検知手段、30:光反射面、31:第1の光制御部、32:光反射面、33:第2の光制御部、34:第1の透明板材、35:傾斜面、36:垂直面、37:溝、38:凸条、39、40:微小平面部、41:第2の透明板材、42:傾斜面、43:垂直面、44:溝、45:凸条、46、47:微小平面部、48:透明樹脂、50〜54:ケーブル、55a、55b:画像通信装置、56a、56b:画像通信装置、80:反射型結像素子、81:表示装置、82:空中映像、83:使用者、84:カメラ、86:表示装置、87:ハーフミラー、88:使用者、89:カメラ、90:板材、91:反射面 10a, 10b: image communication device, 14: display surface, 15: display means, 16, 16a, 16b: optical imaging means, 18, 18a: imaging means, 19, 19a: mounting hole, 20: image signal output means, 21: speaker, 22: microphone, 23: image plane, 24: communication network, 25, 26: image (real image), 27: common image creation unit, 28 common image, 29: detection unit, 30: light reflection surface, 31: first light control unit, 32: light reflection surface, 33: second light control unit, 34: first transparent plate material, 35: inclined surface, 36: vertical surface, 37: groove, 38: convex stripe 39, 40: minute plane portion, 41: second transparent plate material, 42: inclined surface, 43: vertical surface, 44: groove, 45: convex stripe, 46, 47: minute plane portion, 48: transparent resin, 50 -54: cable, 55a, 55b: image communication device, 56a, 56b Image communication device, 80: reflective imaging element, 81: display device, 82: aerial image, 83: user, 84: camera, 86: display device, 87: half mirror, 88: user, 89: camera, 90: plate material, 91: reflective surface

Claims (8)

画像信号を受けて対話相手の画像を表示する表示手段と、該表示手段に表示された前記対話相手の画像を自由空間に実像として結像する平面状の光学結像手段と、前記自由空間の実像と対話する人物を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した人物の画像の画像信号を前記対話相手に送る画像信号出力手段とを有する画像通信装置において、
前記撮像手段は、前記光学結像手段の出光側中央部に取付けられることを特徴とする画像通信装置。
Display means for receiving an image signal and displaying an image of the conversation partner; planar optical imaging means for forming the conversation partner image displayed on the display means as a real image in free space; and In an image communication device having an imaging unit that captures a person interacting with a real image and an image signal output unit that sends an image signal of an image of a person captured by the imaging unit to the conversation partner,
The image communication device is characterized in that the imaging means is attached to a central part on the light emission side of the optical imaging means.
請求項1記載の画像通信装置において、前記光学結像手段の中央部に、前記撮像手段が装着される取付孔が形成されていることを特徴とする画像通信装置。 2. The image communication apparatus according to claim 1, wherein a mounting hole for mounting said image pickup means is formed in a central portion of said optical image formation means. 請求項1又は2記載の画像通信装置において、前記光学結像手段は、出光側を斜め上向き、斜め下向き又は斜め横向きにして配置されていることを特徴とする画像通信装置。 3. The image communication apparatus according to claim 1, wherein the optical imaging means is arranged with the light output side obliquely upward, obliquely downward, or obliquely horizontal. 請求項1〜3のいずれか1記載の画像通信装置において、前記画像信号出力手段は、共通画像作成手段を有し、前記対話相手の画像と前記共通画像作成手段で作成した共通画像を合成して前記表示手段に表示させると共に、前記対話相手に送る画像信号にも前記共通画像の共通画像信号を重畳させることを特徴とする画像通信装置。 4. The image communication apparatus according to claim 1, wherein the image signal output unit has a common image creation unit, and combines the image of the conversation partner with the common image created by the common image creation unit. An image communication device for displaying on the display means, and superimposing a common image signal of the common image on an image signal to be sent to the conversation partner. 請求項4に記載の画像通信装置において、前記画像信号出力手段で前記対話相手に送られる前記人物の画像は左右反転していることを特徴とする画像通信装置。 5. The image communication apparatus according to claim 4, wherein the image of the person sent to the conversation partner by the image signal output unit is horizontally inverted. 請求項4又は5記載の画像通信装置において、前記人物の動作を検知する検知手段を有し、前記画像信号出力手段は、前記検知手段で検知した動作に基づいて前記共通画像を操作することを特徴とする画像通信装置。 The image communication device according to claim 4, further comprising a detection unit configured to detect a motion of the person, wherein the image signal output unit operates the common image based on the motion detected by the detection unit. Characteristic image communication device. 表示手段に表示された対話相手の画像を平面状の光学結像手段によって自由空間に実像として結像させ、前記自由空間の実像と対話する人物を撮像手段によって撮像し、前記撮像手段で撮像した人物の画像の画像信号を前記対話相手に送る画像通信方法において、
前記撮像手段は、前記光学結像手段の出光側中央部に取付けられて、前記自由空間の実像と対話する人物を正面から撮像することを特徴とする画像通信方法。
The image of the conversation partner displayed on the display means was formed as a real image in free space by the planar optical imaging means, and a person interacting with the real image of the free space was imaged by the imaging means, and imaged by the imaging means. An image communication method for transmitting an image signal of a person image to the conversation partner,
The image communication method according to claim 1, wherein the imaging unit is attached to a central portion on the light emission side of the optical imaging unit, and images a person interacting with the real image of the free space from the front.
請求項7記載の画像通信方法において、前記対話相手の画像と共通画像を合成して前記表示手段に表示させると共に、前記対話相手に送る画像信号にも前記共通画像の共通画像信号を重畳させることを特徴とする画像通信方法。 8. The image communication method according to claim 7, wherein an image of the conversation partner and a common image are combined and displayed on the display unit, and a common image signal of the common image is superimposed on an image signal sent to the conversation partner. An image communication method comprising:
JP2018126004A 2018-07-02 2018-07-02 Image communication device and image communication method Active JP7101062B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018126004A JP7101062B2 (en) 2018-07-02 2018-07-02 Image communication device and image communication method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018126004A JP7101062B2 (en) 2018-07-02 2018-07-02 Image communication device and image communication method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020005226A true JP2020005226A (en) 2020-01-09
JP7101062B2 JP7101062B2 (en) 2022-07-14

Family

ID=69100661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018126004A Active JP7101062B2 (en) 2018-07-02 2018-07-02 Image communication device and image communication method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7101062B2 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0496581A (en) * 1990-08-14 1992-03-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Picture display device of visual line coincidence type
JPH04150683A (en) * 1990-10-15 1992-05-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Display/image pickup device
JPH0564183A (en) * 1991-09-04 1993-03-12 Hitachi Ltd Video telephone set
JPH0879721A (en) * 1994-09-02 1996-03-22 Hitachi Ltd Video telephone system
JPH09168141A (en) * 1995-12-14 1997-06-24 Denso Corp Display device with image pickup device
JPH11122592A (en) * 1997-10-17 1999-04-30 Micro Denshi System:Kk Video conference system
JP2010087907A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Canon Inc Video combination and display, video display system and video display method
US20130155176A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Polycom, Inc. Reflective and Refractive Solutions to Providing Direct Eye Contact Videoconferencing
JP2016143998A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 日本電信電話株式会社 Video communication apparatus and video communication method
JP6336223B1 (en) * 2017-08-29 2018-06-06 株式会社アスカネット Two-way communication system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0496581A (en) * 1990-08-14 1992-03-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Picture display device of visual line coincidence type
JPH04150683A (en) * 1990-10-15 1992-05-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Display/image pickup device
JPH0564183A (en) * 1991-09-04 1993-03-12 Hitachi Ltd Video telephone set
JPH0879721A (en) * 1994-09-02 1996-03-22 Hitachi Ltd Video telephone system
JPH09168141A (en) * 1995-12-14 1997-06-24 Denso Corp Display device with image pickup device
JPH11122592A (en) * 1997-10-17 1999-04-30 Micro Denshi System:Kk Video conference system
JP2010087907A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Canon Inc Video combination and display, video display system and video display method
US20130155176A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Polycom, Inc. Reflective and Refractive Solutions to Providing Direct Eye Contact Videoconferencing
JP2016143998A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 日本電信電話株式会社 Video communication apparatus and video communication method
JP6336223B1 (en) * 2017-08-29 2018-06-06 株式会社アスカネット Two-way communication system

Also Published As

Publication number Publication date
JP7101062B2 (en) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109188711B (en) Under-screen optical system, design method of diffractive optical element, and electronic apparatus
CN109379454B (en) Electronic device
CN109143607B (en) Compensation display screen, optical system under screen and electronic equipment
US10750210B2 (en) Three-dimensional telepresence system
CN109274789B (en) Electronic device
US8384760B2 (en) Systems for establishing eye contact through a display
KR101795644B1 (en) Projection capture system, programming and method
CN108474956A (en) Augmented reality display system with variable focus
WO2011108139A1 (en) Teleconference system
KR101856629B1 (en) A studio and a system for life-size videoconferencing
CN109240021B (en) Optical system and electronic equipment under screen
CN108184086A (en) Video camera with privacy mode
CN112019674B (en) Control method of electronic device and electronic device
US9329679B1 (en) Projection system with multi-surface projection screen
JP6336223B1 (en) Two-way communication system
KR101633336B1 (en) Mobile terminal and method for controlling thereof
WO2019138541A1 (en) Image communication device and image communication method
JP2020005226A (en) Image communication apparatus and image communication method
JP6450893B1 (en) Image communication apparatus and image communication method
KR20130029862A (en) Mobile terminal and method for controlling thereof
KR101873412B1 (en) Mobile terminal and holography controlling system having the same
JPH09107534A (en) Video conference equipment and video conference system
US11399154B2 (en) Presentation system and presentation method
KR20140039293A (en) Videoconferencing system using an inverted telescope camera
JP2022097901A (en) Space floating video display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210517

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220524

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220704

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7101062

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150