JP6336223B1

JP6336223B1 - 双方向通信システム

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Publication number: JP6336223B1
Application number: JP2017562362A
Authority: JP
Inventors: 尚文田中; 康弘大西
Original assignee: MEDIATURGE INC.; Asukanet Co Ltd
Current assignee: MEDIATURGE INC.; Asukanet Co Ltd
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2037-08-29
Also published as: WO2019043783A1; JPWO2019043783A1

Abstract

双方向通信システム１０の各地点の双方向通信装置１３は、表示面１４が上向きに配置された表示手段１５と、表示手段１５の上方に傾斜して配置された光学結像手段１６と、光学結像手段１６の上面に積層されたハーフミラー１７と、ハーフミラー１７の上方にあってハーフミラー１７を介して人物を撮像する撮像手段１８と、表示手段１５及び撮像手段１８を制御する制御手段２０とを有し、他地点の撮像手段１８で撮像された人物画像２５を通信ネットワーク２４を介して受信し、表示手段１５に表示される人物画像２５を光学結像手段１６で立体像として結像させ、ハーフミラー１７前方の結像面２３に表示する。

Description

本発明は、複数の地点間で画像（立体像）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双方向通信システムに関する。

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。
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。
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。

特開２００６−９３８８３号公報特開２０１６−１９２６８８号公報

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映像（共通画像）が表示されている場合に、一方の通信者が資料映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。

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、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り、会話をスムーズに行うことができる双方向通信システムを提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る双方向通信システムは、地点Ａ、Ｂにいる人物同士が、画像を介して会話を行う双方向通信システムであって、
該双方向通信システムは、各地点Ａ、Ｂに配置される双方向通信装置を有し、
前記各双方向通信装置は、表示面が上向きに配置された表示手段と、該表示手段の上方に傾斜して配置された光学結像手段と、フィルム状に形成されて前記光学結像手段の上面に積層されたハーフミラーと、該ハーフミラーの上方にあって該ハーフミラーを介して前記人物を撮像する撮像手段と、前記表示手段及び前記撮像手段を制御する制御手段とを有し、
前記光学結像手段は、それぞれの平行配置された光反射面が平面視して直交配置される第１、第２の光制御部を有し、前記表示手段に表示される画像を前記ハーフミラーの前面側の自由空間内の結像面に立体像として結像させ、
地点Ａの前記制御手段は、地点Ａの前記撮像手段で地点Ａの前記人物を撮像し、撮像した地点Ａの人物画像を通信ネットワークを介して接続される地点Ｂの前記制御手段に送信すると共に、地点Ｂの前記撮像手段で撮像された地点Ｂの人物画像を受信して地点Ａの前記表示手段に表示する。

本発明に係る双方向通信システムにおいて、前記表示手段の表示面は水平に配置され、前記光学結像手段は、前記表示手段の上方に４５度の傾斜角度で配置されていることが好ましい。

本発明に係る双方向通信システムにおいて、前記各制御手段は、前記各制御手段は、地点Ａ又はＢの人物画像と、前記各表示手段に共通して表示される共通画像とを合成して前記各表示手段に表示し、前記各双方向通信装置は、地点Ａ又はＢでの前記結像面上の人物の手又は指の位置及び動作を検知する検知手段を有し、前記各制御手段は、前記検知手段で検知した位置及び動作に基づいて前記共通画像を操作して前記表示手段に表示することが好ましい。

本発明に係る双方向通信システムにおいて、前記共通画像と合成される人物画像は、左右反転像であることが好ましい。

本発明に係る双方向通信システムにおいて、前記光学結像手段を構成する前記第１、第２の光制御部は、それぞれ、第１の透明樹脂からなる透明板材の一側に所定ピッチで形成された傾斜面と垂直面を有する溝と、該溝内の前記垂直面に形成され前記光反射面を構成する金属反射面と、前記溝内に充填された第２の透明樹脂とを有し、前記第２の透明樹脂の屈折率は、前記第１の透明樹脂の屈折率の０．９〜１．１倍の範囲にあることが好ましい。

本発明に係る双方向通信システムは、表示手段に表示される画像を自由空間内の結像面に立体像として結像させることができるので、地点Ａでは地点Ｂの人物画像を表示手段に表示し、地点Ｂでは地点Ａの人物画像を表示手段に表示することにより、各地点の人物（通信者）は、他地点の人物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、各地点の撮像手段は、自地点の人物をハーフミラーを介して撮像することができるので、各地点間の人物同士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。
特に、表示手段の表示面が水平に配置され、光学結像手段が表示手段の上方に４５度の傾斜角度で配置されている場合、光学結像手段によって結像する立体像の結像面が鉛直面となり、人物が結像面を正面から見ることができ、結像面の視認性に優れる。また、撮像手段でハーフミラーを介して人物を撮像する際にも、人物を正面から撮像することができるので、結像面を見ている人物と、結像面に表示されている人物画像の人物が正対することができ、違和感なく確実に視線を合わせて会話することができる。
また、地点Ａ又はＢの人物画像に、各地点の表示手段に共通して表示される共通画像（写真や文書等）を合成して表示した場合、各地点の人物が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。
共通画像と合成される人物画像が左右反転像である場合、他地点の人物が共通画像に対して行う動作を、自地点の表示手段に表示される共通画像の位置や向きと一致させて違和感なく表示させることができるので、他地点の人物の視線の動きや身振り手振りを目で追って、共通画像の確認等を行うことが可能となり、臨場感を高めることができる。
さらに、各地点の双方向通信装置が、地点Ａ又はＢ（自地点）の人物の動作を検知する検知手段を有する場合、各地点の人物の動作（ジェスチャー）に従って、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制御手段で簡単に行うことができる。

本発明の一実施例に係る双方向通信システムの構成を示す説明図である。同双方向通信システムにおける双方向通信装置の構成を示すブロック図である。同双方向通信システムの使用状態を示す説明図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同双方向通信システムにおける光学結像手段の正断面図、側断面図である。

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例につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施例に係る双方向通信システム１０は、複数の地点に存在する人物１１、１２が、各地点に配置される双方向通信装置１３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、各双方向通信装置１３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４５度の傾斜角度で配置された光学結像手段１６と、光学結像手段１６の上面に積層されたハーフミラー１７と、表示面１４の鉛直上方にハーフミラー１７（光学結像手段１６）を挟んで表示面１４と対向配置された撮像手段１８と、表示手段１５、及び撮像手段１８を制御する制御手段２０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、ウェブカメラ等が好適に用いられる。また、制御手段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。なお、制御手段２０には、スピーカー２１とマイク２２が接続されており、これ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ハーフミラー１７の前面側の自由空間内の（鉛直）結像面（実体のない空中ディスプレイ）２３に立体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。また、ハーフミラー１７の形態は特に限定されないが、フィルム状（シート状）に形成されたものは、軽量で、光学結像手段１６の表面に簡単に貼り付けることができるので、好適に用いられる。

以下、複数の地点の中の地点Ａと地点Ｂの間で通信を行う場合について説明する。なお、図１において、左側を地点Ａ、右側を地点Ｂとする。
地点Ａの制御手段２０は、結像面２３を挟んでハーフミラー１７の前方にいる地点Ａ（自地点）の人物１１を撮像手段１８で撮像し、撮像した画像（地点Ａの人物画像２６）を通信ネットワーク２４を介して接続される地点Ｂ（他地点）の制御手段２０に送信すると共に、地点Ｂの撮像手段１８で撮像された地点Ｂの人物１２の画像（他地点人物画像、地点Ｂの人物画像２５）を受信して表示手段１５に表示することができる。
同様に、地点Ｂの制御手段２０は、結像面２３を挟んでハーフミラー１７の前方にいる地点Ｂ（自地点）の人物１２を撮像手段１８で撮像し、撮像した画像（地点Ｂの人物画像２５）を通信ネットワーク２４を介して接続される地点Ａ（他地点）の制御手段２０に送信すると共に、地点Ａの撮像手段１８で撮像された地点Ａの人物１１の画像（他地点人物画像、地点Ａの人物画像２６）を受信して表示手段１５に表示することができる。
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によって結像面２３に立体像として結像するので、図３に示すように、地点Ａの結像面２３には、地点Ｂの人物画像２５が表示され、地点Ｂの結像面２３には、地点Ａの人物画像２６が表示される。
このとき、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が表示手段１５の上方に４５度の傾斜角度で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、表示面１４の鉛直上方に配置された撮像手段１８の撮像方向は鉛直下向きであり、ハーフミラー１７の表面に対しては４５度傾斜しており、結像面２３（鉛直面）とは平行である。よって、結像面２３と正対している人物１１、１２をハーフミラーで反射させて撮像手段１８で正面から撮像することができ、表示手段１５に表示される人物画像２５、２６の違和感が少なく、視線の方向も確認し易くなる。

なお、各制御手段２０は、他地点の人物画像２５又は２６と、各表示手段１５に共通して表示される共通画像２７とを合成して各表示手段１５に表示することができる。共通画像２７は、写真や文書等の資料画像であり、必要に応じて、図３に示すように、各地点の結像面２３の同じ位置に同じ向きで表示される。このとき、共通画像２７と合成される他地点の人物画像２５、２６をそれぞれ左右反転像とすることにより、各地点の人物１１、１２は、他地点の人物１２、１１の動作を正面から観察することができ、あたかも人物１１、１２同士が共通画像２７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る。また、例えば、図３に示すように、地点Ａの人物１１は、地点Ｂの人物１２が共通画像２７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。さらに、人物１１、１２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２７は小窓のように表示され、共通画像２７の数、大きさ、配置は、適宜、選択することができる。なお、他地点の人物画像２５、２６は、必ずしも左右反転像とする必要はなく、反転させるか否かは、適宜、選択することができる。

また、各双方向通信装置１３は、図１、図２に示すように、各地点（自地点）の人物１１又は１２の動作を検知する検知手段２８を有している。検知手段２８で各地点の人物１１又は１２の動作を検知し、検知した動作に基づいて、制御手段２０で共通画像２７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、地点Ａの人物１１が共通画像２７を拡大する動作を行った場合、地点Ａの検知手段２８が、その動作を検知し、地点Ａの制御手段２０が共通画像２７を拡大する操作（処理）を行う。そして、拡大された共通画像２７が、地点Ａ及び地点Ｂの表示手段１５に表示されることにより、各地点の人物１１、１２は同じ共通画像２７を見ながら会話を進めることができる。
特に、結像面２３に焦点を合わせ、結像面２３上での人物１１又は１２の手や指の位置及び動作を検知する検知手段２８は、動作の検知性能に優れるので、制御手段２０によって共通画像２７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２８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、制御手段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２７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２７を利用して円滑に会話を進めることができる。

次に、光学結像手段１６の一例について説明する。
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。
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。
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、さらに好ましくは、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。

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。

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、凹凸面等を有する場合、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。

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、垂直面３６、４３に形成された金属被膜は表裏（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。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は何ら上記した実施例に記載の構成に限定されるものではなく、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例や変形例も含むものである。
検知手段は、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。
上記実施例では、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画像を適宜、選択して切り替える必要がある。例えば、地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃの３つの地点間で通信を行う場合、地点Ａの人物が発言している時には、地点Ｂ、地点Ｃの表示手段に地点Ａの人物画像を表示することが好ましい。このとき、発言している地点Ａの人物或いは発言を聞いている地点Ｂ、地点Ｃの人物が、発言している人物がいる地点Ａを手動で選択して人物画像を切り替えてもよいが、地点Ａの検知手段で人物の声を検知した時に、地点Ａの人物の人物画像を地点Ａの制御手段から地点Ｂ、地点Ｃの制御手段に送信し、それぞれの表示手段に表示するようにして、画像の切り替えを自動化することもできる。なお、地点Ａの表示手段には、地点Ｂ又は地点Ｃの人物画像を表示することが好ましい。このとき、表示する地点Ｂ又は地点Ｃの人物画像は、制御手段により、自動的に定期又は不定期で切替えてもよいし、地点Ａの人物が、発言の内容等に応じて、手動で地点Ｂ又は地点Ｃを選択して切替えてもよい。
また、上記実施例では、表示手段の表示面を水平に配置し、光学結像手段及びハーフミラーを表示手段の上方に４５度の傾斜角度で配置した場合について説明したが、これらを配置する角度は、適宜、選択することができる。なお、撮像手段の撮像方向は、ハーフミラーの表面に対して４５度傾斜していることが好ましいが、これに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。

さらに、上記実施例では、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。また、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枚の透明板材の両側に第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、上記実施例では、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、上記実施例と同様に、立体像を結像させることができる。

本発明に係る双方向通信システムは、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。

１０：双方向通信システム、１１、１２：人物、１３：双方向通信装置、１４：表示面、１５：表示手段、１６：光学結像手段、１７：ハーフミラー、１８：撮像手段、２０：制御手段、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：人物画像、２７：共通画像、２８：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

Claims

地点Ａ、Ｂにいる人物同士が、画像を介して会話を行う双方向通信システムであって、
該双方向通信システムは、各地点Ａ、Ｂに配置される双方向通信装置を有し、
前記各双方向通信装置は、表示面が上向きに配置された表示手段と、該表示手段の上方に傾斜して配置された光学結像手段と、フィルム状に形成されて前記光学結像手段の上面に積層されたハーフミラーと、該ハーフミラーの上方にあって該ハーフミラーを介して前記人物を撮像する撮像手段と、前記表示手段及び前記撮像手段を制御する制御手段とを有し、
前記光学結像手段は、それぞれの平行配置された光反射面が平面視して直交配置される第１、第２の光制御部を有し、前記表示手段に表示される画像を前記ハーフミラーの前面側の自由空間内の結像面に立体像として結像させ、
地点Ａの前記制御手段は、地点Ａの前記撮像手段で地点Ａの前記人物を撮像し、撮像した地点Ａの人物画像を通信ネットワークを介して接続される地点Ｂの前記制御手段に送信すると共に、地点Ｂの前記撮像手段で撮像された地点Ｂの人物画像を受信して地点Ａの前記表示手段に表示することを特徴とする双方向通信システム。
請求項１記載の双方向通信システムにおいて、前記光学結像手段は、表示面が水平に配置された前記表示手段の上方に４５度の傾斜角度で配置されていることを特徴とする双方向通信システム。
請求項１又は２記載の双方向通信システムにおいて、前記各制御手段は、地点Ａ又はＢの人物画像と、前記各表示手段に共通して表示される共通画像とを合成して前記各表示手段に表示し、前記各双方向通信装置は、地点Ａ又はＢでの前記結像面上の人物の手又は指の位置及び動作を検知する検知手段を有し、前記各制御手段は、前記検知手段で検知した位置及び動作に基づいて前記共通画像を操作して前記表示手段に表示することを特徴とする双方向通信システム。
請求項３記載の双方向通信システムにおいて、前記共通画像と合成される人物画像は、左右反転像であることを特徴とする双方向通信システム。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の双方向通信システムにおいて、前記光学結像手段を構成する前記第１、第２の光制御部は、それぞれ、第１の透明樹脂からなる透明板材の一側に所定ピッチで形成された傾斜面と垂直面を有する溝と、該溝内の前記垂直面に形成され前記光反射面を構成する金属反射面と、前記溝内に充填された第２の透明樹脂とを有し、前記第２の透明樹脂の屈折率は、前記第１の透明樹脂の屈折率の０．９〜１．１倍の範囲にあることを特徴とする双方向通信システム。