JP2940716B2 - 表示・撮像装置 - Google Patents

表示・撮像装置

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JP2940716B2
JP2940716B2 JP3108160A JP10816091A JP2940716B2 JP 2940716 B2 JP2940716 B2 JP 2940716B2 JP 3108160 A JP3108160 A JP 3108160A JP 10816091 A JP10816091 A JP 10816091A JP 2940716 B2 JP2940716 B2 JP 2940716B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像通信などにおいて
用いられる臨場感の優れた表示・撮像装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、通信技術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
ビ電話などの双方向映像通信が急速に普及してきてい
る。従来、このような通信には、テレビカメラなどの撮
像装置とCRTディズプレイ等の表示装置を隣接して設
置した端末装置が用いられてきた。しかし、このような
端末では、通信する者の映像はCRTモニタの上部ない
し横に設置されたカメラで撮像され、かつその者は通常
カメラではなくCRTモニタを見ているために、システ
ムを通して対面する通信者同士の視線が本質的に一致し
ない。この視線のずれは対面するもの同士に違和感を与
えるだけでなく、相手の主張に対する反論や議論への割
り込み等、相手を見返すことが重要な対話の場合には、
対話そのものに影響を与える欠点となる。また、表示画
面が大きくなるほど表示面の中心とカメラとの間隔が離
れるために、この視線のずれの問題は大きくなる。
【0003】しかし、最近大画面表示においても相手と
視線を一致させることのできる、図11に示すような表
示・撮像装置が提案されている。これは、画像を投影表
示するための投影機1A,1Bと、表示スクリーン2
A,2Bと、これらの表示スクリーン2A,2Bを挟ん
で画像を観察する観察者4A,4Bと、対向する位置に
設けた撮像機3A,3Bと、駆動回路5A,5Bおよび
同期回路6A,6Bとで構成される装置であり、表示ス
クリーン2A,2Bの光透過状態と散乱状態を交互に切
り替えて、光透過状態時に撮像機3A,3Bへの入力を
行うことにより視線を一致させる方法である。なお、以
後A,Bの区別が必要でない時はA,Bを付けない。
【0004】上記装置は、原理的には投影機1が映し出
すことのできる任意の大きさの大画面表示について通信
相手との視線の一致が実現できる優れた方法である。さ
らに、上記装置は、1つの装置を1つのユニットと見な
して複数のユニットを並べて設置することにより、画面
の明るさや解像度を低下させることなしに視線一致形の
大画面表示を実現できる優れた特徴も持っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記装置にお
いては、表示スクリーン2として透明状態と不透明(散
乱)状態を切り替え得る、例えば調光ガラスのようなも
のを用いるため、投影された表示画像はスクリーン面で
前方のみならず後方にも散乱される。また、光源から広
がりながら投影される投射光はそのまま散乱されるため
に表示面を見る者に届く光量は少ない。通常の背面投射
形の表示装置においては、スクリーンとしてフレネルレ
ンズとレンチキラーレンズから構成されるスクリーンを
用いており、フレネルレンズで投射光を集めてから散乱
させることにより表示しているため、投射光を有効に観
察者4に届けることができ、また、レンチキラーレンズ
(拡散剤も含まれているが)で散乱され、投射光の前方
以外への散乱・反射を少なくして表示輝度を低下させな
いようにしている。したがって、このような背面投射形
の表示装置と比較すると、前記視線一致形の表示・撮像
装置の表示方式では本質的に表示画像が暗くなるという
問題点があった。
【0006】本発明の目的は、高輝度の大画面画像が表
示でき、かつ対話者同士の視線が一致する撮像を可能に
する表示・撮像装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる表示・撮
像装置は、背面投射形の表示装置の表示スクリーンにフ
レネルレンズとレンチキラレンズと液晶を用い、かつ液
晶への電圧印加手段を設けたものである。また、透明/
散乱切り替え領域を撮像機の画角に対応するフレネルレ
ンズの光軸近傍の領域としたものである。
【0008】
【作用】本発明ではスクリーンの構成を通常のリアプロ
ジェクタのスクリーンと同様にし、かつレンチキラレン
ズの代わりにレンチキラレンズの凹凸面側に液晶を密着
させてガラス板で挟んだものを用いるか、またはレンチ
キラレンズの凹凸面側とフレネルレンズの凹凸面側との
間に液晶を密着させて挟み込んだものを用い液晶の屈折
率制御により透明状態と前方散乱状態の切り替え表示と
撮像を交互に行う。また、透明/散乱の切替えは表示ス
クリーンの全面ではないので、表示輝度が向上する。
【0009】
【実施例】図1は本発明の主要な特徴となる表示スクリ
ーン20の断面図で示した構成例である。図1は請求項
1に示したスクリーンの構成例で、101はフレネルレ
ンズで、投影機から投射された光を集光し、スクリーン
周辺での光量を増加させる効果を有する。102はレン
チキラレンズであり、投影光を散乱させ、かつ視野角を
広げる働きをする。103は前記レンチキラレンズ10
2に密着した液晶であり、本構成ではレンチキラレンズ
102とフレネルレンズ101とで挟んでいる。この液
晶103への電圧印加により、屈折率を制御してレンチ
キラレンズ102の屈折率に一致させたり、不一致にさ
せたりする。このような構成をとると、液晶103の屈
折率とレンチキラレンズ102の屈折率を一致させた時
に、液晶103及びレンチキラレンズ102の組み合わ
せは前記屈折率を有する平板となり、フレネルレンズ1
01から出た光は前記の屈折率で一様に屈折はするもの
の、散乱状態は実現されない。フレネルレンズ101の
屈折率がレンチキラレンズ102の屈折率と等しければ
前記屈折も生じない。従って、図1に示した表示スクリ
ーン20は透明になる。このときに、表示スクリーン2
0越しに被写体を撮像することができる。また、液晶1
03の屈折率とレンチキラレンズ102の屈折率を不一
致とすれば通常の背面投影形の表示装置の表示スクリー
ンと同様になり、レンチキラレンズ102での散乱が起
こって投影像を表示することができる。なお、図1では
レンチキラレンズ102の向きをフレネルレンズ101
側にしたが、逆向きも可能であることはいうまでもな
い。このときは、液晶103をレンチキラレンズ102
とガラス板等で挟むことになる。また、レンチキラレン
ズ102の山の高さや形状は視野角や散乱の程度に応じ
て設計すればよい。また、レンチキラレンズ102を平
板として撮像するときに、フレネルレンズ101越しに
撮像するとフレネルレンズ101のレンズ効果で被写体
の画角が限定される。従って、液晶103をレンチキラ
レンズ102およびフレネルレンズ101に密着させて
双方の屈折率を一致させれば、表示スクリーン20は透
明な平板となり、撮像機3の画角に対応する、より自然
な撮像画可能になる。
【0010】図2は、本発明を説明する為の他の構成例
であり、表示スクリーン20の構成例である。図2にお
いて、104は液晶マイクロレンズアレイであり、例え
ば円形の穴105Hを有する穴形電極105と平板電極
106との組み合わせを有する。これらの一部を上面図
及び断面図として図3,4に示す。このような電極構造
にすると、電圧印加時の両電極間電界分布は図5のよう
になる(光学第18巻第12号、1989.12、66
8〜673ページ参照)。
【0011】図5でSWはスイッチ、Eは電源であり、
これらで電圧印加手段が構成される。図5でスイッチS
Wを投入すると、穴形電極105の端の部分で電界が集
中し、その方向が基板に垂直な方向から最も傾いている
ことになる。また、穴105Hの中心部では電界が弱
く、基板に垂直な方向に向いている。こよのうな不均一
電界中では液晶分子の配向状態は電界の強さに従って図
6のようになると考えられる。図中、103Pは液晶分
子である。図6(a)は電界を印加しない場合で、液晶
分子103Pは基板に平行に一様に配向しており、屈折
率は一様に大きい状態になる。図6(b)は比較的小さ
い電界を加えた場合で、穴105Hの中心部では電界が
弱く基板に平行に液晶分子103Pが配向しているが、
電極端付近では基板に垂直方向にある角度傾いた配向と
なる。従って、穴105Hの中心部から周辺部に向かっ
て屈折率が小さくなるような分布となり、凸レンズの機
能を実現する。また、図6(c)はさらに印加電圧を大
きくした場合で、液晶分子103Pのほとんどが電界方
向に配向していて、図6(b)とは逆に中心部から周辺
部に向かって屈折率が大きくなるような分布となり、凹
レンズの機能を実現することができる。このようなレン
ズ機能をマトリクス状に並べたのが図2の液晶マイクロ
レンズアレイ104であり、電圧を印加しない状態では
透明であるが、電圧を印加してレンズアレイ状態にすれ
ば焦点距離以上に離れて見れば光の散乱が生じ白濁した
表示スクリーンとなる。
【0012】図7は本発明と技術思想の一部を同じくす
表示スクリーン20の構成例である。この図7におい
て、107は高分子分散形液晶であり、基本的には従来
技術で述べた調光ガラスに同等である。図8に従来の調
光ガラス、図9に本発明と技術思想を同じくする薄型高
分子分散形液晶の概念図を示す。201は電極、202
はポリマー、203は粒状液晶、204は粒状液晶20
3内部の液晶分子である。調光ガラスの場合は図8のよ
うに粒状液晶203がセル厚方向に何層も積層して、粒
状液晶203の平均屈折率と周囲のポリマー202との
屈折率差及び粒により光学軸が異なる方向を向いている
ことによる多層の粒間での散乱が生じている。このた
め、散乱度は増すが、同時に表示に対しては光のロスと
なる後方散乱も生ずる。従って、屈折率差の大きい液晶
を用いて図9のように、粒に対して単層の薄い液晶とす
れば、上記のマイクロレンズ同様に粒状液晶203を与
えることができ、前方への散乱が実現できる。電圧印加
により粒状液晶分子方向を揃えて透明にできることはい
うまでもない。
【0013】以上ような本発明におけるスクリーンを用
いて実現する表示・撮像装置の構成例を図10に示す。
基本的には従来技術に示した図11と同様であるが、表
示スクリーンとして図1に示したような構成の表示スク
リーン20A,20Bを用いる。また、フレネルレンズ
101があるために、撮像機3A,3Bはその光軸上に
配置する必要がある。
【0014】また、上記の説明は特に断らずに表示スク
リーン20全面を透過と散乱に切り替えることで説明し
たが、表示スクリーン20を透明にしなければならない
のは、撮像機3の画角に対応する範囲のみであり、他の
領域は表示状態を保持していて良い。上記領域は用いる
撮像機3の画角や撮像機3と表示スクリーン20との距
離,配置によるが、視線一致をさせるために表示スクリ
ーン20の中央を中心とした領域となる。このために
は、表示スクリーン20の中心、すなわち、フレネルレ
ンズ101の光軸を撮像機3のレンズの光軸に一致させ
るか、あるいは近接するように配置設計すれば良い。こ
れはすべての本発明の表示スクリーン20について電極
レイアウトのみで実現可能である。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は背面投射
形の表示装置の表示スクリーンにフレネルレンズとレン
チキラレンズと液晶を用い、かつ液晶への電圧印加手段
を設けたので、通常の背面投射形表示装置のスクリーン
と同様にフレネルレンズを用いて投射光を集光し、さら
にレンチキラレンズによると同様の前方散乱を液晶を利
用して実現できるため、大画面の視線一致形の表示・撮
像装置の表示輝度を通常の市販リアプロジェクタ並に向
上させることができる。また、単なる散乱でなく、レン
ズによる散乱なので、視野角を設計できるという利点も
ある。どの方法を用いても、撮像に必要なスクリーンの
透明性を実現できることはいうまでもない。
【0016】また、透明/散乱切り替え領域を限定した
ので、時分割切り替えによる輝度低下がその領域にのみ
限定され、かつその領域はフレネルレンズの光軸、すな
わちスクリーンの中心部となるため、本質的に投射光量
の多い領域であり、表示輝度は更に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表示・撮像装置に用いる表示スクリー
ンの一実施例を示す断面図である。
【図2】本発明を説明する為の他の構成例の断面図であ
る。
【図3】図2の一部の上面図である。
【図4】図2の一部の断面図である。
【図5】図4に示した電極構造に電圧を印加した時の電
界分布の説明図である。
【図6】図4の電極構造に挟まれた液晶に各種電圧を印
加したときの液晶分子の配向状態を示す図である。
【図7】本発明と技術思想の一部を同じくする表示スク
リーンの断面図である。
【図8】高分子分散形液晶を用いた調光ガラスの概念を
説明するための断面図である。
【図9】本発明と技術思想の一部を同じくする表示スク
ーリンでの薄型高分子分散形液晶を説明するための断面
図である。
【図10】図1に示した表示スクリーンを用いた表示・
撮像装置の構成例を示す図である。
【図11】従来の表示・撮像装置の構成例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1A 投影機 1B 投影機 3A 撮像機 3B 撮像機 4A 観察者 4B 観察者 5A 駆動回路 5B 駆動回路 6A 同期回路 6B 同期回路 20A 表示スクリーン 20B 表示スクリーン 101 フレネルレンズ 102 レンチキラレンズ 103 液晶 103P 液晶分子 104 液晶マイクロレンズアレイ 105 穴形電極 105H 穴 106 平板電極 107 高分子分散形液晶 201 電極 202 ポリマー 203 粒状液晶 204 液晶分子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 重信 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−228893(JP,A) 特開 昭50−132943(JP,A) 特開 平3−12631(JP,A) 特開 昭63−124024(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03B 21/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮像機と投影機および表示スクリーンを備
    えた背面投射形の表示装置を用いて、前記表示スクリー
    ンを光透過状態と散乱状態とに交互に切り替えて、各タ
    イミングに合わせて前記表示スクリーン越しの撮像と表
    示とを行う視線一致形の表示・撮像装置において、前記
    表示スクリーンをレンチキラレンズの凹凸面側に液晶を
    密着させてガラス板で挟んだものとフレネルレンズとで
    構成し、前記液晶に印加する電界を制御して液晶の屈折
    率を撮像時に前記レンチキラレンズの屈折率に一致さ
    せ、表示時に不一致にさせる電圧印加手段を設けたこと
    を特徴とする表示・撮像装置。
  2. 【請求項2】撮像機と投影機および表示スクリーンを備
    えた背面投射形の表示装置を用いて、前記表示スクリー
    ンを光透過状態と散乱状態とに交互に切り替えて、各タ
    イミングに合わせて前記表示スクリーン越しの撮像と表
    示とを行う視線一致形の表示・撮像装置において、前記
    表示スクリーンをレンチキラレンズの凹凸面側とフレネ
    ルレンズの凹凸面側との間に液晶を密着させて挟み込ん
    で構成し、前記液晶に印加する電界を制御して液晶の屈
    折率を撮像時に前記レンチキラレンズの屈折率に一致さ
    せ、表示時に不一致にさせる電圧印加手段を設けたこと
    を特徴とする表示・撮像装置。
  3. 【請求項3】 表示スクリーンを構成する液晶に、電界を
    印加して変化させる領域を、撮像機の画角に対応するフ
    レネルレンズの光軸近傍の領域としたことを特徴とする
    請求項1または2に記載の表示・撮像装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400069A (en) * 1993-06-16 1995-03-21 Bell Communications Research, Inc. Eye contact video-conferencing system and screen
JP6806880B2 (ja) * 2017-03-30 2021-01-06 パイオニア株式会社 光学素子及び光学装置
CN108682295A (zh) * 2018-05-29 2018-10-19 珠海格力电器股份有限公司 一种显示屏装置及一种移动终端

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007004502A1 (ja) 2005-06-30 2007-01-11 Ricoh Company, Ltd. 投影画像表示装置
US7959300B2 (en) 2005-06-30 2011-06-14 Ricoh Company, Ltd. Projected image display unit

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