JP2859416B2

JP2859416B2 - 表示／撮像装置

Info

Publication number: JP2859416B2
Application number: JP2273398A
Authority: JP
Inventors: 均新井; 重信酒井; 史朗陶山; 秀樹中嶋; 真人久力; 正人中村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH04150683A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、TV電話やTV会議のような双方向映像通信
システム等に用いられる表示装置と撮像装置を組み合わ
せた表示／撮像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、通信技術等の急速な進展により遠隔地間を映像
・音声通信網で接続したテレビ会議やテレビ電話等の双
方向映像通信が急速に普及してきている。このようなシ
ステムに用いられている端末の基本構成を第５図に示
す。

第５図において、１はCRT、２はテレビカメラ、３は
マイクロフォンである。このほかに、音声・映像のイン
タフェース、符号化装置、網制御装置があって、通信網
に接続される。このような端末では、被写体Ｍの映像は
CRTモニタの上部ないし横に設置されたテレビカメラ２
で撮像されるが、端末を利用している被写体Ｍは通常CR
Tモニタの相手を見ておりテレビカメラ２の方は向かな
い。したがって、システムを介して対面する通信者同士
の視線は本質的に一致しない。

この通信者同士の視線を一致させる方法に、透過型デ
ィスプレイを用いてその裏面から撮像を行う方式があ
る。第６図に、透過型ディスプレイを用いた表示／撮像
装置の構成例を示す。

第６図で、４は透過型液晶平面ディスプレイ（以下、
単にディスプレイという）、５はバックライト、６は前
記バックライト５からの光を散乱させて均一な面光源と
する散乱板であり、例えば動的散乱方式の液晶を用いる
ことができる。2,3は第５図と同じくテレビカメラとマ
イクロフォンである。この場合、テレビカメラ２はディ
スプレイ４の裏面に配置される。ディスプレイ４は表示
と非表示を、散乱板６は散乱状態と透過状態を、それぞ
れ時分割で繰り返す。表示期間では、テレビカメラ２は
動作させないが、非表示期間では、ディスプレイ４およ
び散乱板６は透明状態とし、バックライト５もオフとし
て、この透明なディスプレイ４および散乱板６を通して
ディスプレイ４前面の被写体Ｍをテレビカメラ２で撮像
する。この表示期間，非表示期間における各動作の繰り
返しを充分速く行い、かつ非表示期間、すなわち撮像の
時間を短くすれば、人間にはディスプレイ４の裏面のテ
レビカメラ２による撮像は意識されず、表示された映像
だけが認識される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、透過型のディスプレイ４を用いるとい
うことは第６図にも示したように、バックライト５が必
要であり、据え置き型の装置とするならば問題はない
が、携帯型，コードレスタイプの端末とするには、主に
消費電力の面での制限要因となる。

この発明の目的は、TV電話等の双方向映像通信システ
ムに用いられる、通信者間の視線を一致させることを実
現する表示／撮像装置において、反射型のディスプレイ
を用いることにより、装置の小型化，低消費電力化を図
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる表示／撮像装置は、反射型の表示装
置を採用し、反射板の全部または一部が光のシャッタ機
能を有するようにしたものである。

また、反射板を微小な可動反射板の集合で構成し、液
晶パネルと可動反射板との間に撮像装置と散乱板を配置
したものである。

〔作用〕

この発明は、反射型液晶ディスプレイを通してその前
方の被写体の撮像を可能とし、バックライトは必要とし
ない。

また、微小な可動反射板を用いたものは表示が明るく
なる。

〔実施例１〕この発明の第１の実施例の構成を第１図（ａ），
（ｂ）に示す。

第１図で、11は液晶パネル、12は偏光板で、液晶パネ
ル11の表裏に配置させる。13は調光ガラスで、例えば日
本板ガラスよりUMUとう商品面で売り出されている。以
上で、表示装置10が構成される。２は裏面に置かれたテ
レビカメラである。

次に、動作について説明する。

表示期間においては、第１図（ａ）のように反射板と
なる調光ガラス13は不透明に制御されており、２枚の偏
光板12および液晶パネル11を通った入射光は調光ガラス
13により散乱されてその一部は透過し、一部は反射す
る。したがって、入射光は２枚の偏光板12と液晶パネル
11により表示する映像に応じて変調され、調光ガラス13
で反射されて再び偏光板12,液晶パネル11,偏光板12を通
って、被写体Ｍの目に届く。このとき、テレビカメラ２
は動作させない。

非表示期間においては、液晶パネル11全面を透過状態
に制御する。また、調光ガラス13も透明にする。する
と、第１図（ｂ）に示すように入射光は２枚の偏光板12
および液晶パネル11,調光ガラス13を通過してテレビカ
メラ２に達する。この光を利用して、被写体Ｍの撮像を
行う。

この表示期間／非表示期間の各動作の繰り返しを充分
速く行い、かつ非表示期間、すわなち撮像の時間を短く
すれば、人間には撮像は意識されずに表示された映像だ
けが認識される。第１図（ａ）に示したように、不透明
になった調光ガラス13により散乱された光は反射も透過
もするが、反射板として用いるために反射光の比率が大
きい方がディスプレイの輝度が明るくなる。従って、表
示期間においては調光ガラス13は充分不透明にする必要
がある。

しかし、一般的には調光ガラス13は透過率が大きく、
反射板としての機能は不十分である。そのため、第２図
（ａ）のように、調光ガラス13の裏面を半透過鏡14とす
ると、調光ガラス13で散乱され、かつ透過した光もさら
に反射し、反射率を大きくすることができる。ただし、
非表示期間に撮像するときのテレビカメラ２に到達する
光量は減少するが、それは半透過鏡14の透過率の調整に
より制御可能であり、かつ、テレビカメラ２の感度を高
めることで対応可能である。また、このような構成にす
ると、第２図（ｂ）のように、半透過鏡14による反射光
がテレビカメラ２に入り、非表示期間における撮像に影
響を与える可能性があるが、第２図（ｃ）のように調光
ガラス13と一体になったケース15でテレビカメラ２を被
えばその問題も解決される。ここでは、液晶パネル11が
カラーか、白黒かには言及しなかったが、上記説明に
は、白黒表示の時に完全に対応する。また、フィルタを
用いたカラー表示の場合には、非表示期間に液晶パネル
11および反射板の調光ガラス13が透明になってもカラー
フィルタが存在するために、該フィルタを通して撮像す
ることになり、透過光量が落ちて映像が暗くなる。しか
し、テレビカメラ２の焦点が表示装置10の充分前方であ
り、かつ各画素のフィルタの寸法が充分小さいので、フ
ィルタを通った赤，緑，青の光は混合されてテレビカメ
ラ２に到達し、色の偏り等は起こらずに、前述の例同様
撮像が可能である。

〔実施例２〕この発明の第２の実施例の構成を第３図（ａ），
（ｂ）に示す。ここで、16は微小な可動反射板の集合か
らなる反射板であり、例えばLSIの微細加工技術を用い
てシリコンウエハ上に微小金属片を集積することで実現
される。このような構造は、既にテキサスインスツルメ
ンツがプリンタへの応用を目的に、変形可能ミラー（DM
D）という名称で発表しており（1990.7.23 日経産業新
聞）、該ミラーは5Vの電圧印加により10度まで傾く。表
示期間においては、第３図（ａ）に示したように、反射
板16は散乱板17の方へ傾ける。すると、図に示したよう
に入射光が反射板16および散乱板17により散乱・反射さ
れて、偏光板12および液晶パネル11による変調を受けて
映像を表示する。このとき、実施例１に比べて入射光の
反射率が高いために、表示は明るくなる。また、この間
テレビカメラ２は動作させない。

非表示期間においては、第３図（ｂ）に示すように、
反射板16をテレビカメラ２の方向へ傾ける。このとき、
入射光は図のように反射板16で反射されテレビカメラ２
に達する。この光により、表示装置10全面の被写体Ｍを
撮像することができる。この表示期間／非表示期間を各
動作の繰り返しは、前記実施例１の場合と同様である。

〔実施例３〕この発明の第３の実施例の構成を第４図に示す。この
実施例では、第４図（ａ）のように、液晶パネル11およ
び偏光板12と反射板18との間に光学的な距離を置く構成
とし、反射板18の一部にテレビカメラ２を一体化する。
ここで、反射板18には調光ガラス13ではなく、入射光を
全反射させ、かつ散乱させる材料、例えば表面を荒らし
た金属板を用いる。

動作は第１図に示す実施例と同様であるが、表示期間
において２枚の偏光板12を通った光はほとんどすべて散
乱・反射されるために表示が明るくなる。第４図（ａ）
のように、テレビカメラ２のレンズ部分では、光が散乱
・反射されないが、反射板18と液晶パネル11との間に距
離があるために、液晶パネル11の各表示点には反射板18
により散乱されたあらゆる方向からの光が達するので、
レンズ前面の表示に影響が出ることは少ない。

また、第４図（ｂ）のように、反射板18に穴19の開い
たものを用いることができる。穴19の部分では光が反射
されてないが、液晶パネル11の各表示点には反射板18に
より散乱されたあらゆる方向からの光が達するために、
該穴19が小さければ特定の箇所にその影響が出ることは
ない。非表示期間では、反射板18の穴19の前面の部分の
液晶が透過状態になればそこを通して撮像ができ、全面
を透過にする必要はない。したがって、表示期間／非表
示期間の繰り返しにおいて、液晶パネル11の一部だけが
変化するだけなので、繰り返し周期をあまり早くしなく
ても映像の乱れは少なく、人間には撮像は意識されずに
表示された映像だけが認識される。

ここでは、穴19が１つの場合で説明したが、複数あっ
ても同様であり、また、穴19の後ろに直接テレビカメラ
２を設置するのでなく、第４図（ｃ）のように、光ファ
イバ20を通して光をテレビカメラ２へ誘導して撮像する
こともできる。この場合には、テレビカメラ２をある程
度任意の位置に設置すること可能であり、装置全体の薄
型化を図ることもできる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したように、表示装置が反射型
液晶ディスプレイであり、反射板の全体または一部が光
のシャッタ機能を有するので、反射型の液晶ディスプレ
イを用いても、通話者間の視線を一致させることができ
る。従って、透過型のディスプレイのようなバックライ
トが不要となるために、表示形の消費電力は大幅に低減
し、小型化・薄型化を狙った装置設計上の制約が少なく
なるという効果がある。

また、反射板が微小な可動反射板の集合で構成され、
液晶パネルと可動反射板との間に撮像装置と散乱板が配
置されているので、反射板および散乱板からの反射光に
より表示を行い、反射板のみからの反射光により撮像を
行うので、表示が明るくなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すもので、反射板とし
て調光ガラスを用いた反射型液晶ディスプレイによる表
示／撮像装置の構成例の説明図、第２図は同じく反射板
として調光ガラスと半透過鏡を組み合わせた場合の構成
例の説明図、第３図は同じく反射板として微小な可動反
射板の集合を用いた表示／撮像装置の構成例の説明図、
第４図は穴の開いた反射板を用いた反射型液晶ディスプ
レイによる表示／撮像装置の構成例の説明図、第５図は
従来の双方向映像通信システム端末の基本構成を示す斜
視図、第６図は同じく透過型ディスプレイを用いた視線
一致を実現する表示／撮像装置の構成例の説明図であ
る。図中、１はCRT、２はテレビカメラ、３はマイクロフォ
ン、10は表示装置、11は液晶パネル、12は偏光板、13は
調光ガラス、14は半透過鏡、15はケース、16,18は反射
板、17は散乱板、19は穴である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｚ 5/66 １０２ 5/66 １０２Ａ 7/15 7/15 (72)発明者中嶋秀樹東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者久力真人東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者中村正人東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 7/10,7/14 - 7/173,7/20 - 7/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表示装置と、その裏面に配置された撮像装
置とから構成され、前記表示装置が映像を表示する期間
と何も表示しない非表示期間とに時分割駆動され、非表
示期間内に前記表示装置を通してその前方の被写体を撮
像する表示／撮像装置において、前記表示装置が反射型
液晶ディスプレイであり、反射板の全体または一部が光
のシャッタ機能を有することを特徴とする表示／撮像装
置。
【請求項２】反射板が微小な可動反射板の集合で構成さ
れ、液晶パネルと前記可動反射板との間に撮像装置と散
乱板が配置されて、前記反射板および散乱板からの反射
光により表示を、前記反射板のみからの反射光により撮
像を行うことを特徴とする請求項（１）に記載の表示／
撮像装置。