JP4490357B2 - 映像提示・撮像装置 - Google Patents
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Description
このようなシステムは、一般に高臨場感通信と呼ばれるが、ディスプレイの上部や下部や側部にカメラを配置し、カメラで撮影した画像をそのまま通信して提示し合っているだけのシステムにおいては、ディスプレイを見る目線とカメラの光軸が一致していないため、利用者がお互いに視線を合わせることができず、アイコンタクトによる意思の疎通が困難である。
即ち、利用者に違和感のないコミュニケーションを提供するためには、「視線一致」の課題を解決する必要がある。
ハーフミラーを用いてディスプレイとカメラの位置を光学的に合わせたシステムはこの課題を一応は解決するものの、ハーフミラーを配置する広い空間を要することや、光量の減少を伴うために実用的であるとは言い難い。
そのため、光の透過状態と不透過状態を交互に制御されるスクリーンを用い、透過状態のときに撮影を行い、不透過状態の時に映像の投影を行うシステムが考案された。(下記、特許文献1、特許文献2参照)。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、視線一致の状態にて利用者の撮影が可能で、かつ、コンパクトな映像提示・撮像装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
前述の課題を解決するために、本発明は、透過型ディスプレイパネルと、前記透過型ディスプレイパネルの利用者と反対側に配置される導光板と、前記導光板の側面に配置される光源と、前記導光板の前記透過型ディスプレイパネルと反対側に配置される少なくとも1個のカメラとを有する映像提示・撮像装置であって、前記導光板は、前記光源から照射され、前記導光板に入射される光の放出方向が透過型ディスプレイパネル方向のみであり、前記透過型ディスプレイパネルに画像を表示せずに透過状態にして、前記カメラにより利用者を撮影する状態1と、前記光源をオンとするとともに、前記透過型ディスプレイパネルに画像を表示する状態2とを、時分割で交互に切り替えて実行する手段とを有することを特徴とする。
また、本発明は、偏光旋光型の透過型ディスプレイパネルと、前記透過型ディスプレイパネルの利用者側に配置される偏光光学素子と、前記透過型ディスプレイパネルの利用者と反対側に配置される導光板と、前記導光板の側面に配置され、所定の偏光を照射する光源と、前記導光板の前記透過型ディスプレイパネルと反対側に配置される少なくとも1個のカメラとを有する映像提示・撮像装置であって、前記導光板は、前記光源から照射され、前記導光板に入射される光の放出方向が透過型ディスプレイパネル方向のみであり、前記透過型ディスプレイパネルに画像を表示せずに透過状態にして、前記カメラにより利用者を撮影する状態1と、前記光源をオンとするとともに、前記透過型ディスプレイパネルに画像を表示する状態2とを、時分割で交互に切り替えて実行する手段とを有することを特徴とする。
本発明によれば、視線一致の状態にて利用者の撮影が可能で、かつ、コンパクトな映像提示・撮像装置を提供することが可能となる。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1の映像提示・撮像装置の概略構成を示す模式断面図である。
図1(a)に示すように、本実施例の映像提示・撮像装置は、透過型ディスプレイパネル15と、導光板12と、導光板12の側面に配置される光源13と、導光板12の透過型ディスプレイパネル15と反対側に配置されるカメラ11とを有する。
ここで、導光板12と、導光板12の側面に配置される光源13とは、照明パネルを構成する。また、透過型ディスプレイパネル15は、例えば、液晶ディスプレイパネルで構成される。さらに、光源13は、例えば、発光ダイオード(LED)で構成される。
本実施例では、図1(c)に示す状態1と、図1(b)に示す状態2とを、時分割で交互に実行する。
(1)状態1
透過型ディスプレイパネル15に何も表示せず透過状態にするとともに、照明パネルをOFFとする。この状態では、背面のカメラ11と利用者1の間を光学的に遮蔽するものはなにもないので、カメラ11により利用者1の姿を撮影することができる。
(2)状態2
透過型ディスプレイパネル15に画像を表示するとともに、照明パネルをONとする。
前述したこの2つの状態を、利用者1が知覚できる以上の速さで交互に切り替えることにより、画像の撮影と提示が一体となった画像端末を実現することができる。
そのため、図1(b)に示すように、光源13がONの時(状態2の時)には、導光板12から照射される光は均一な照明となる。
また、図1(c)に示すように、光源13がOFFの時(状態1の時)には、導光板12は透明な状態となり、カメラ11により利用者1の姿を撮影することができる。
また、本実施例では、光源13とカメラ11の空間的な配置が干渉することがないので、本実施例では、薄型でコンパクトな実装をとることが可能となる。
さらに、状態1と状態2の切り替えにおいて、導光板12と光源13とから成る照明パネルが行う処理は、光源13のON・OFFのみであるため、切り替え処理を高速に行うことが可能である。よって、提示画像および撮影画像の画質を向上させることが可能となる。
図2は、本発明の実施例2の映像提示・撮像装置の概略構成を示す模式断面図である。
本実施例は、図2(a)に示すように、前述の実施例1において、導光板12の透過型ディスプレイパネル15側に、拡散・透過制御パネル14を配置したものである。また、図2(a)には図示していないが、導光板12のカメラ11側に、拡散・透過制御パネル14を配置することもできる。ここで、拡散・透過制御パネル14は、例えば、高分子分散型液晶ディスプレイパネルで構成される。
本実施例によれば、図2(b)に示すように、光源13をONの時(状態2の時)に、同時に拡散・透過制御パネル14を拡散状態にすることにより、導光板12から照射される光は均一な照明となる。
また、図2(c)に示すように、光源13がOFFの時(状態1の時)に、同時に拡散・透過制御パネル14を透過状態にすることで、カメラ11により利用者1の姿を撮影することができる。
本実施例では、導光板12および光源13のみの場合に比べ、表示と透過の状態の効果がより明確に現れるので、提示画像および撮影画像の画質を向上させることができる。
図3は、本発明の実施例3の映像提示・撮像装置の概略構成を示す模式断面図である。
本実施例は、導光板12として、光の放出方向が透過型ディスプレイ方向のみである導光板を使用する点で、前述の実施例1と相違する。
本実施例によれば、図3(b)に示すように、光源13がONの時(状態2の時)に、導光板12からの光の放出方向が、透過型ディスプレイパネル15方向のみであり、カメラ11の方向には光が放出しないために、光源13から照射された光の大半を透過型ディスプレイパネル15の照明として用いることができ、光の利用効率を向上させることができる。
また、状態1と状態2の切り替えにおいて、導光板12と光源13とから成る照明パネルが行う処理は、光源13のON・OFFのみであるため、切り替え処理を高速に行うことが可能である。よって、提示画像および撮影画像の画質を向上させることが可能となる。
図4は、本発明の実施例4の映像提示・撮像装置の概略構成を示す模式断面図である。
図4(a)に示すように、本実施例の映像提示・撮像装置は、偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル15aと、導光板12と、導光板12の側面に配置される偏光光源と、偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル15aの利用者1側に配置される偏光光学素子17とを有する。
ここで、偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル15aは、例えば、パネル両側に添付された偏光板を取り外した液晶ディスプレイパネルで構成される。また、偏光光源は、例えば、発光ダイオード(LED)などから成る照明光源13と偏光光学素子18とで構成される。偏光光学素子(17,18)は、一般の偏光板で構成できる。さらに、導光板12と、導光板12の側面に配置される光源13とは、照明パネルを構成する。
本実施例によれば、図4(b)に示す画像提示状態の時(状態2の時)には、偏光光源から照射された偏光が、偏光状態を保ったまま導光板12から、偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル側に放射され、提示画像のパターンに応じて光が旋光された後、偏光光学素子17を通り利用者に提示される。
一方、図4(c)に示す画像撮影の時(状態1の時)には、被写体である利用者側からの光は、偏光光学素子17を通り、偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル15aを通り、導光板12を通ってカメラ11に到達する。
したがって、本実施例では、図1に示す透過型ディスプレイパネル(例えば、液晶ディスプレイパネル)を用いた場合と比べ、カメラ11にとって偏光光学素子が1枚減り、偏光光学素子を通る光のロスが低減される。したがって、撮影画像の画質を向上させることが可能となる。
図5は、本発明の実施例5の映像提示・撮像装置の概略構成を示す模式断面図である。
本実施例は、導光板12として、光の放出方向が偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル方向のみである導光板を使用する点と、画像撮影(状態1)の期間においても、光源13を点灯する点で、前述の実施例4と相違する。
本実施例によれば、状態1と状態2の切り替えにおいて、光源13のON・OFFも、導光板12と光源13とから成る照明パネルの状態切替えも必要ないため、装置を簡便化することができる。
画像撮影の時(状態1の時)においても、利用者側に光が照射されるため、周囲が暗く被写体の照度が不足している環境においても、良好な画像を撮影することができる。
なお、図示は省略するが、前述の実施例3の場合にも、画像撮影(状態1)の期間に、光源13を点灯するようにしてもよい。
図6は、本発明の実施例6の映像提示・撮像装置における光源の発光タイミングを説明する図である。
本実施例では、光源13として、複数の波長(色)の光を発光可能な光源を使用する。
そして、本実施例では、図6のR,G,Bに示すように、光源13の発光波長(色)を逐次的に変化させて点灯し、しかも、点灯のパターンに同期して、透過型ディスプレイパネル15、あるいは、偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル15aの表示も変化させることで、カラー画像を表示するようにしたものである。
本実施例によれば、カラー表示する際に、透過型ディスプレイパネル15、あるいは、偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル15aと組み合わせて使用される、格子状のカラーフィルタが不要となる。
即ち、利用者1とカメラ11の間から、カラーフィルタが取り除かれるぶん、被写体(利用者)からカメラ11に到達するまでの光量のロスがなくなり、また、カラーフィルタによる格子模様も認められないため、撮影画像の画質を向上させことができる。
図7は、本発明の実施例7の映像提示・撮像装置の概略構成を示す模式断面図である。
本実施例は、図7に示すように、透過型ディスプレイパネル15と、透明照明パネル19とで構成される。
ここで、透過型ディスプレイパネル15は、例えば、液晶ディスプレイパネルで構成される。透明照明パネル19は、例えば、透明電極とELなどの発光物質を組み合わせた透明照明パネルで構成される。
本実施例によれば、透明照明パネル19がONの状態(状態2)では、均一で高輝度の面照明が得られる一方で、透明照明パネル19がOFFの状態(状態1)では、高い透明度が得られる。したがって、提示画像および撮影画像の画質を向上させることができる。
図8は、本発明の実施例8の映像提示・撮像装置の概略構成を示す模式断面図である。
本実施例は、図8に示すように、透明照明パネル19として、発光波長が異なる複数の透明照明パネル(図8では、赤色を発光する透明照明パネル19r、緑色を発光する透明照明パネル19g、青色を発光する透明照明パネル19b)を積層し、当該多層照明パネルの発光パターンを逐次的に変化させて点灯し、しかも、点灯のパターンと同期して、透過型ディスプレイパネル15の表示も変化させることでカラー画像を表示するようにした点で、前述の実施例7と相違する。
本実施例によれば、カラー表示する際に、透過型ディスプレイパネル15と組み合わせて使用される、格子状のカラーフィルタが不要となる。
即ち、利用者1とカメラ11の間から、カラーフィルタが取り除かれるぶん、被写体(利用者)からカメラ11に到達するまでの光量のロスがなくなり、また、カラーフィルタによる格子模様も認められない。
また、透明照明パネル(19r,19g,19b)がONの状態(状態2)では、均一で高輝度の面照明が得られる一方、透明照明パネル(19r,19g,19b)がOFFの状態(状態1)で高い透明度が得られる。したがって、提示画像および撮影画像の画質を向上させることができる。
本発明の実施例9の映像提示・撮像装置は、状態1の継続時間と、状態2の継続時間とを異ならせるようにしたものである。
本実施例によれば、状態2、即ち、画像提示の期間を長くとり表示の明るさをとるか、状態1、即ち、撮影の期間を長くとり(露光時間を多くとり)撮影画像の明るさをとるか、両者のトレードオフを調節することができる。
したがって、表示画像と撮影画像の画質を総合的に判断して、両者のバランスがとれた構成をとることができる。
本発明の実施例10の映像提示・撮像装置は、状態1の継続時間と、状態2の継続時間を、カメラ11、あるいは、別途設置した光センサにより測定された被写体または外光の明るさによって決定するようにした点で、前述の実施例9と相違する。
本実施例によれば、表示と撮影に必要な光量のバランスを環境に適応して配分することができる。
例えば、明るい環境で用いる際には、透過型ディスプレイパネル15を明るくする必要があるのに対して、撮影の露光時間は短くてよい。そのため、状態2の期間を長く、状態1の期間を短く配分することで、撮影画像の画質を犠牲にすることなく、表示画像の画質を向上させることができる。
また、逆に暗い環境で用いる際には、状態2の期間を短く、状態1の期間を長く配分することで、表示画像の画質を犠牲にすることなく、撮影画像の画質を向上させることができる。
また、カメラ11の台数を2台以上となし、その撮影画像をもとに新たな画像を合成し、当該カメラ11が組み込まれた端末、もしくは他の同様な端末において利用者1に提示する映像としてもよい。
この場合には、実際にカメラ11で撮影した画像だけでなく、新たに合成された画像、例えば、実際にカメラ11を配置していない場所からの映像を合成できるため、実装上のカメラ配置が容易になる。
なお、異なる位置で撮影された画像を元に新たな視点位置の画像を生成する方法は、前述の非特許文献1を参照されたい。
さらに、カメラ11で撮影した利用者の画像中の両眼画像を検出し、提示する画像に反映するようにしてよい。
この場合には、利用者が画像中のどの領域に注目しているかを検出することで、注目している領域を強調して表示したり、あるいは注目点の軌跡を追跡することで利用者が何に関心を持っているかを解析することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
11 カメラ
12 導光板
13 光源
14 拡散・透過制御パネル(例えば、高分子分散型液晶ディスプレイパネル)
15 透過型ディスプレイパネル(例えば、液晶ディスプレイパネル)
15a 偏光旋光型の透過型ディスプレイパネル
17,18 偏光光学素子(例えば、偏光板)
19 透明照明パネル(例えば、EL)
19r 赤色を発光する透明照明パネル
19g 緑色を発光する透明照明パネル
19b 青色を発光する透明照明パネル
Claims (3)
- 透過型ディスプレイパネルと、
前記透過型ディスプレイパネルの利用者と反対側に配置される導光板と、
前記導光板の側面に配置される光源と、
前記導光板の前記透過型ディスプレイパネルと反対側に配置される少なくとも1個のカメラとを有する映像提示・撮像装置であって、
前記導光板は、前記光源から照射され、前記導光板に入射される光の放出方向が透過型ディスプレイパネル方向のみであり、
前記透過型ディスプレイパネルに画像を表示せずに透過状態にして、前記カメラにより利用者を撮影する状態1と、
前記光源をオンとするとともに、前記透過型ディスプレイパネルに画像を表示する状態2とを、時分割で交互に切り替えて実行する手段とを有することを特徴とする映像提示・撮像装置。 - 偏光旋光型の透過型ディスプレイパネルと、
前記透過型ディスプレイパネルの利用者側に配置される偏光光学素子と、
前記透過型ディスプレイパネルの利用者と反対側に配置される導光板と、
前記導光板の側面に配置され、所定の偏光を照射する光源と、
前記導光板の前記透過型ディスプレイパネルと反対側に配置される少なくとも1個のカメラとを有する映像提示・撮像装置であって、
前記導光板は、前記光源から照射され、前記導光板に入射される光の放出方向が透過型ディスプレイパネル方向のみであり、
前記透過型ディスプレイパネルに画像を表示せずに透過状態にして、前記カメラにより利用者を撮影する状態1と、
前記光源をオンとするとともに、前記透過型ディスプレイパネルに画像を表示する状態2とを、時分割で交互に切り替えて実行する手段とを有することを特徴とする映像提示・撮像装置。 - 前記光源は、複数の色の光を照射可能であり、
前記状態2において、前記光源からの照射光の色を変化させ、当該照射光の色に応じた画像を前記透過型ディスプレイパネルに表示することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の映像提示・撮像装置。
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