JPH04145788A - Eyes matching image pickup display device - Google Patents

Eyes matching image pickup display device

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JPH04145788A
JPH04145788A JP2268418A JP26841890A JPH04145788A JP H04145788 A JPH04145788 A JP H04145788A JP 2268418 A JP2268418 A JP 2268418A JP 26841890 A JP26841890 A JP 26841890A JP H04145788 A JPH04145788 A JP H04145788A
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JP
Japan
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display screen
image
light
display
image pickup
Prior art date
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Pending
Application number
JP2268418A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Shiwa
志和 新一
Morihito Ishibashi
石橋 守人
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve presence by alternately switching the light transmission state and light impermeable state on a display screen. CONSTITUTION:When a Fresnel lens 5 of focal length (d) is arranged adjacent to a display screen 2, the spreading can be prevented on an observer 4 side from the screen 2 even when a video device 3 is separated from the screen 2. In short, it is because the lens 5 can bend the light incident to the video device 3, it is equal to perform image pickup from infinity by means of the video device 3. When the observer 4 is directly in front of a screen 2, the image pickup device 3 can pickup the front image of the observer 4 even when the observes the image from any position of the display surface. Thus, superior presence can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は画像通信等において優れた臨場感の得られる視
線一致撮像表示装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a line-of-sight image pickup and display device that provides an excellent sense of realism in image communications and the like.

(従来の技術) テレビ電話やテレビ会議等の画像通信装置は、音声の送
受信装置の他に画像を送受信するための撮像表示装置を
備えているため、通信相手が実際に眼前に居るかのよう
な感覚を与える臨場感の優れた通信装置である。
(Prior Art) Image communication devices such as videophones and video conferences are equipped with an imaging display device for transmitting and receiving images in addition to a voice transmitting and receiving device. It is a communication device with an excellent sense of realism that gives a sense of realism.

従来、このような通信装置の撮像表示装置には、テレビ
カメラ等の撮像装置とCRTデイスプレィ等の表示装置
を近接して並べた形態のものが使用されてきた。
Conventionally, an imaging display device for such a communication device has been used in which an imaging device such as a television camera and a display device such as a CRT display are arranged closely together.

しかしこのような通信装置で送受信した画像は、観察者
の視線が表示装置の表示面を向くためカメラの撮像方向
と一致せず、その結果、通信相手と視線が合わなくなっ
て不自然な感覚を与える欠点があった。このことは、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、これまでは大画面の表示装置を用いて画
像通信等を行なう場合、通信相手と視線を一致させるこ
とは困難であった。
However, images sent and received using such communication devices do not match the camera's imaging direction because the observer's line of sight faces the display surface of the display device, and as a result, the viewer's line of sight does not match the communication partner, giving an unnatural feeling. There was a drawback to giving. This means that as the display screen gets larger, the distance between the center of the display screen and the camera increases, so when performing image communication using a large screen display device, it has been difficult to align the line of sight with the other party. Met.

しかし最近、相手と視線を一致させることのできる、第
8図に示すような撮像表示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LA(B)と、表
示スクリーン2A(B)と、該表示スクリーンを挾んで
画像を観察する観察者4A(B)と対向する位置に設け
た撮像機3A(B)と、表示スクリーン2A(B)の光
透過状態と光不透過状態を交互に切替え制御する駆動回
路10A(B)と撮像機3A(B)、駆動回路10A(
B)の動作の基準となる同期信号を発生させる同期回路
11A(B)等で構成されている。つまり、本撮像表示
装置は、表示スクリーン2A(B)の光透過状態と光不
透過(散乱)状態を駆動回路10A(B)で交互に切替
えて、表示スクリーン2A(B)の光透過状態時に撮像
機3A(B)への入力を行なうことにより観察者4A(
B)の両者の視線を一致させる。
However, recently, an imaging display device as shown in FIG. 8 has been proposed, which allows the user to match the line of sight with the other person. This consists of a projector LA (B) for projecting and displaying an image, a display screen 2A (B), and an image pickup installed at a position facing an observer 4A (B) who holds the display screen in between and observes the image. The camera 3A (B), the drive circuit 10A (B) that alternately switches and controls the display screen 2A (B) between a light transmission state and a light non-transmission state, the image pickup device 3A (B), and the drive circuit 10A (
It is composed of a synchronization circuit 11A (B), etc., which generates a synchronization signal that serves as a reference for the operation of step B). In other words, in this imaging display device, the drive circuit 10A(B) alternately switches the display screen 2A(B) between a light transmitting state and a non-light transmitting (scattering) state, and when the display screen 2A(B) is in the light transmitting state, Observer 4A (
B) Make sure that both people's lines of sight match.

上記の撮像表示装置は、原理的には投影機1A(B)が
映し出すことのできる任意の大きさの大画面表示におい
て通信相手との視線の一致が実現できる、たいへん優れ
た装置である。
The above-mentioned imaging display device is an extremely excellent device that can, in principle, achieve line-of-sight with a communication partner on a large screen display of any size that can be projected by the projector 1A (B).

さらに、上記の撮像表示装置は、1つの該撮像表示装置
を1つのユニットとみなして、複数のユニットを並べて
設置することにより、画像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
た特徴を持っている。
Furthermore, the above-mentioned image capturing and displaying device can be installed on a large screen with line-of-sight without reducing image brightness or resolution by treating one image capturing and displaying device as one unit and installing multiple units side by side. It has excellent characteristics that enable display.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記第8図のように撮像表示装置の構成
では、次のような問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the configuration of the imaging display device as shown in FIG. 8 has the following problems.

第9図は簡単のための投影機IA(B)や駆動回路10
A(B)等の制御装置を省略した表示スクリーンに対す
る観察者の視線領域を示す図である。図示せざる投影機
1からの表示が大画面の時には、観察者4が表示スクリ
ーン2の中央部2aから離れた位置2bの画像を見てい
る時は、観察者4の視線と該観察者4と撮像機3を結ぶ
線のなす角度θが太きいため視線が一致しなくなる問題
点があった・ すなわち、上記の撮像表示装置においては、観察者4が
表示スクリーン2の端に寄ったり、表示スクリーン2の
周辺部を指さしたりしたときにもそれを撮像できるよう
にするため、第9図に示すように、撮像機3と表示スク
リーン2の距離をd、表示スクリーン20幅をW、観察
者4の視野角をαとすると、α=2tan〜″・ ]口
「程度確保しなければならないからである。
Figure 9 shows the projector IA (B) and drive circuit 10 for simplicity.
FIG. 3 is a diagram illustrating an observer's line of sight area with respect to a display screen with a control device such as A (B) omitted; When the display from the projector 1 (not shown) is a large screen, when the observer 4 is looking at an image at a position 2b away from the center 2a of the display screen 2, the line of sight of the observer 4 and the observer 4 Since the angle θ formed by the line connecting the camera and the camera 3 is large, there is a problem in that the line of sight does not match.In other words, in the above imaging display device, the observer 4 may get close to the edge of the display screen 2 or In order to be able to capture an image even when pointing at the periphery of the screen 2, as shown in FIG. This is because, if the viewing angle of 4 is α, then α=2tan~”・] must be ensured.

このような視線の不一致を避けるためには、撮像機3の
視野を狭くする必要があり、それには、撮像機3を表示
スクリーン2のできるだけ後方に設置して、望遠撮像法
を用いて撮像する、等の手段が必要であった。しかしそ
の場合は、撮像表示装置が奥行きの著しく大きい大形な
ものになる欠点があった。
In order to avoid such line-of-sight mismatch, it is necessary to narrow the field of view of the imager 3. To do this, the imager 3 is installed as far back as possible from the display screen 2 and images are taken using a telephoto imaging method. , etc. were necessary. However, in that case, there was a drawback that the image pickup and display device would be large and extremely deep.

さらに、上記の撮像表示装置において、撮像機3の視野
角が太きいということは、上記の撮像表示装置を複数ユ
ニット組み合わせて大画面表示を実現しようとしたとき
に、致命的な問題を生じる。
Furthermore, in the above imaging display device, the wide viewing angle of the imaging device 3 causes a fatal problem when attempting to realize a large screen display by combining a plurality of the above imaging display devices.

それは、第10図(この図では、簡単のために、投影機
や制御装置等は省いである。)に示すように、複数の撮
像機3で撮像した合成画像が1台の撮像機で撮像したよ
うな画像となるのは破線で示した面を撮像したときだけ
であり、それ以外の場所では、異なった角度から撮られ
た画像の張り合わせとなったり(斜線部)、撮像されず
に画像が途切れたり(ハツチング部)する問題が生じる
のである。
As shown in Fig. 10 (in this figure, the projector, control device, etc. are omitted for simplicity), a composite image captured by multiple imaging devices 3 is captured by a single imaging device. This type of image is produced only when the surface indicated by the dashed line is imaged; in other locations, images taken from different angles may be stitched together (shaded area), or the image may not be captured and may not be captured. This causes a problem where the lines are cut off (hatched areas).

(発明の目的) 本発明は、上述したような問題点を解決するものであり
、大画面画像が表示でき、かつ観察者が表示画面のどの
場所において正面の画面を見ているときにも、視線の一
致する撮像表示装置を提供することを目的とするもので
ある。
(Objective of the Invention) The present invention solves the above-mentioned problems, and can display a large screen image, and can display a large screen image no matter where on the display screen the viewer is looking at the screen in front of him. The object of the present invention is to provide an imaging display device that allows line of sight to match.

(課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決し目的を達成するため請求項(
1)記載の発明は、画像を投影表示する投影機と、撮像
用レンズとして使用されるフレネルレンズと、電気信号
により光透過状態と光不透過状態を交互に制御される表
示スクリーンと、該表示スクリーンを挾んで画像を観察
する観察者と対向する位置に設けた撮像機を用いて、前
記表示スクリーンの光透過状態と光不透過状態を交互に
切替えて、表示スクリーンの光透過状態時に撮像機への
入力を行なうことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention solves the above problems and achieves the objects as claimed in the claims (
The invention described in 1) provides a projector for projecting and displaying an image, a Fresnel lens used as an imaging lens, a display screen whose light transmitting state and light non-transmitting state are alternately controlled by electric signals, and the display screen. Using an image pickup device installed at a position facing an observer who holds the screen between the screens, the display screen is alternately switched between a light transmission state and a light non-transmission state, and when the display screen is in the light transmission state, the image pickup device It is characterized by inputting information to the .

また、請求項(2)記載の発明は、画像を投影表示する
投影機と、撮像用レンズとして使用されるフレネルレン
ズと、電気信号により光透過状態と光不透過状態を交互
に制御される表示スクリーンと、該表示スクリーンを挾
んで画像を観察する観察者と対向する位置に設けた撮像
機とからなる撮像表示装置でもって1ユニットを構成し
、複数のユニットを縦方向または横方向、もしくは縦横
両方向に配置し、各ユニットの表示スクリーンを光透過
状態と光不透過状態に交互に切替えて、表示スクリーン
の光透過状態時に撮像機の視野を該表示スクリーンの大
きさになるように設定して撮像機への入力を行ない、投
影機は表示スクリーンの光不透過状態時に投影画像が表
示スクリーンの大きさになるように設定して投影を行な
うことを特徴とする。
In addition, the invention described in claim (2) provides a projector for projecting and displaying an image, a Fresnel lens used as an imaging lens, and a display whose light transmitting state and light non-transmitting state are alternately controlled by electrical signals. One unit is composed of an image capture and display device consisting of a screen and an image capture device located at a position facing an observer who holds the display screen to observe the image, and multiple units are arranged vertically or horizontally, or horizontally The display screen of each unit is arranged in both directions, and the display screen of each unit is alternately switched between a light transmission state and a light non-transmission state, and the field of view of the imaging device is set to the size of the display screen when the display screen is in the light transmission state. The projector is characterized in that input is input to the image pickup device, and the projector performs projection by setting the projected image to the size of the display screen when the display screen is in a non-light-transmitting state.

(作 用) 本発明はフレネルレンズを撮像用レンズとして使用し、
あたかも無限遠方から撮像しているかのように撮像機の
視野角を調整するものである。
(Function) The present invention uses a Fresnel lens as an imaging lens,
This adjusts the viewing angle of the imaging device as if it were capturing an image from an infinite distance.

第1図は本発明の請求項(1)記載に係る発明の基本動
作原理を説明する図であって、簡単のために投影機や制
御装置を省略しである。図に示すように焦点距離がd程
度のフレネルレンズ5を表示スクリーン2に近接して配
置することにより、表示スクリーン2より観察者4側で
は、撮像機3が表示スクリーン2より離れても広がらな
いようにすることができる。これは、フレネルレンズ5
が撮像機3への入射光を曲げるためであり、このことは
、撮像機3が無限遠から撮像していることと等しくなる
。したがって、観察者4が表示スクリーン2に正対すれ
ば、表示面のどの位置で画像を見た場合でも撮像機3は
観察者4の正面像を撮像することになり、すなわち、視
線が一致する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the basic operating principle of the invention according to claim (1) of the present invention, and the projector and control device are omitted for simplicity. As shown in the figure, by arranging the Fresnel lens 5 with a focal length of about d close to the display screen 2, the image pickup device 3 does not spread on the viewer 4 side from the display screen 2 even if it is separated from the display screen 2. You can do it like this. This is Fresnel lens 5
This is because the light incident on the image pickup device 3 is bent, and this is equivalent to the image pickup device 3 taking an image from an infinite distance. Therefore, if the observer 4 directly faces the display screen 2, the imaging device 3 will capture the front image of the observer 4 no matter where on the display screen the image is viewed, that is, the line of sight will match. .

第2図は本発明の請求項(2)記載に係る発明の基本動
作原理を説明する図であって、前記第1図と同様に簡単
のために投影機や制御装置等は省略しである。
FIG. 2 is a diagram explaining the basic operating principle of the invention according to claim (2) of the present invention, and like FIG. 1, the projector, control device, etc. are omitted for simplicity. .

図に示すように前記第1図の撮像表示装置を1ユニット
とする複数のユニットを縦方向または横方向もしくは縦
横両方向に接続して配置し、各ユニットの撮像機3は、
その視野を表示スクリーン2の大きさになるよう設定し
て撮像し、各ユニットの投影機は、その投影領域が表示
スクリーン2の大きさになるよう設定して投影を行なう
ことである。
As shown in the figure, a plurality of units each including the imaging display device of FIG.
The field of view is set to be the size of the display screen 2 to capture an image, and the projector of each unit is set to project its projection area to the size of the display screen 2.

これにより、表示スクリーン2より観察者4側の景観が
、各ユニットの継目の部分でも異なった角度から撮られ
た画像が継ぎはぎになったり、欠は落ちたりすることな
く連続した画像として撮像されることになる。
As a result, the scenery on the viewer's 4 side from the display screen 2 can be captured as a continuous image without creating a patchwork of images taken from different angles or missing parts even at the joints of each unit. That will happen.

(実施例) 第3図は本発明の請求項(1)記載に係る発明を実施し
た視線一致撮像表示装置の構成側図を示し、2組対向し
て使用した場合である。図において、LA、IBは画像
の投影機、2A、2Bは表示スクリーン、3A、3Bは
撮像機、4A、4Bは観察者、5A、5Bはフレネルレ
ンズ、9A、9Bは投影シャッター、IOA、IOBは
表示スクリーン2の光透過と不透過を制御する駆動回路
、IIA。
(Embodiment) FIG. 3 shows a side view of the configuration of a line-of-sight matching image pickup and display device implementing the invention according to claim (1) of the present invention, and shows a case where two sets are used facing each other. In the figure, LA and IB are image projectors, 2A and 2B are display screens, 3A and 3B are imagers, 4A and 4B are observers, 5A and 5B are Fresnel lenses, 9A and 9B are projection shutters, IOA and IOB IIA is a drive circuit that controls light transmission and non-transmission of the display screen 2.

11Bは基準となる同期信号を発生させる同期回路、1
2A、12Bは撮像機3A、3Bの入力動作と駆動回路
により生成した表示スクリーンの光透過動作を同期させ
る同期回路、13A、13Bは投影シャッターの光透過
と不透過を制御する駆動回路である。
11B is a synchronization circuit that generates a reference synchronization signal;
2A and 12B are synchronization circuits that synchronize the input operations of the imagers 3A and 3B and the light transmission operation of the display screen generated by the drive circuit, and 13A and 13B are drive circuits that control light transmission and non-transmission of the projection shutter.

投影機IA、IB、撮像機3A、3B、投影シャッター
9A、9Bは保持台20A、20Bにより夫々保持され
ており、箱21A、21Bで囲まれている。
The projectors IA, IB, the imagers 3A, 3B, and the projection shutters 9A, 9B are held by holding stands 20A, 20B, respectively, and are surrounded by boxes 21A, 21B.

駆動回路10A、IOB、同期回路11A、12A、l
lB12B、および撮像機3A、3Bは同期信号線31
A。
Drive circuit 10A, IOB, synchronous circuit 11A, 12A, l
1B12B, and the imagers 3A and 3B are connected to the synchronization signal line 31
A.

31Bで夫々結ばれており、駆動回路13A、13Bと
表示スクリーン2A、、2Bおよび投影シャッター9A
、9Bは駆動信号線32A、32Bで結ばれており、投
影機1人と撮像機3B、および投影機1Bと撮像機3A
は映像信号線30で結ばれており、投影機、撮像機、駆
動回路、同期回路、遅延回路はそれぞれ電源22A、2
2Bに電源線33A、33Bで結ばれている。
31B, and drive circuits 13A, 13B, display screens 2A, 2B, and projection shutter 9A.
, 9B are connected by drive signal lines 32A and 32B, and one projector and the imager 3B, and the projector 1B and the imager 3A.
are connected by a video signal line 30, and the projector, imager, drive circuit, synchronization circuit, and delay circuit are connected to power supplies 22A and 2A, respectively.
2B with power lines 33A and 33B.

ここで投影機IAは撮像機3Bと、投影機IBは撮像機
3Aとそれぞれ結ばれており、その結果表示スクリーン
2A、2Bは互いに相手側を表示する。投影機と撮像機
は電話回線を介して結ばれていてもよい。
Here, the projector IA is connected to the imager 3B, and the projector IB is connected to the imager 3A, so that the display screens 2A and 2B display the other side. The projector and the imager may be connected via a telephone line.

光の透過状態と不透過状態を生成できるデバイスとして
は、液晶層を透明電極で挾んでセルを形成したカプセル
形の液晶セル、分散型の液晶セル、動的散乱型の液晶セ
ル等の液晶セルがあげられる。
Devices that can generate light transmission and non-transmission states include capsule-shaped liquid crystal cells in which a liquid crystal layer is sandwiched between transparent electrodes to form a cell, dispersion-type liquid crystal cells, and dynamic scattering-type liquid crystal cells. can be given.

動的散乱形の液晶は既知の材料であり特に説明を要しな
いと思われるが、カプセル型の液晶及び分散型の液晶は
表示板および調光機能を持つガラス板として最近開発さ
れた物で、カプセル型の液晶としては、日本板硝子製の
「瞬間調光ガラス」、旭ガラス製の「調光ガラスLCW
J、味の索類の「調光液晶シートくアクト〉J等がある
。また、分散型の液晶としては、大日本インキ社がジャ
パンデイスプレィ′ 89国際会議で発表したrPNL
CDJ等があげられる。
Dynamic scattering type liquid crystal is a known material and does not require any special explanation, but capsule type liquid crystal and dispersed type liquid crystal are recently developed as display panels and glass plates with dimming functions. Capsule-type liquid crystals include Nippon Sheet Glass's "instant light control glass" and Asahi Glass's "light control glass LCW".
J, Aji no Sorui's "Dimmer Liquid Crystal Sheet Kuact" J, etc. Also, as a dispersed liquid crystal, rPNL, which Dainippon Ink Co., Ltd. announced at the Japan Display '89 International Conference, etc.
Examples include CDJs.

光の透過状態と不透過状態を周期的に繰り返す場合、そ
の周期がフリッカを生じない程度短く、光の不透過状態
の時間が透過状態の時間に比べである値以上大きければ
、表示スクリーンは観察者からみて定常的に不透明状態
に見える。
When the light transmission state and non-transmission state are repeated periodically, if the period is short enough not to cause flicker and the time in the non-transmission state is longer than the time in the transmission state by more than a certain value, the display screen cannot be observed. From the observer's perspective, it appears to be in a constant state of opacity.

フレネルレンズ5は、プラスチック板の表面に細かい輪
帯状の溝を刻むことで作製できる。プラスチック素材を
成形するため大型のレンズが比較的容易に作製できる。
The Fresnel lens 5 can be manufactured by carving fine annular grooves on the surface of a plastic plate. Since it is molded from plastic material, large lenses can be produced relatively easily.

また、溝の形状を変えることで様々な焦点距離のレンズ
を作製できる。
Furthermore, by changing the shape of the grooves, lenses with various focal lengths can be manufactured.

次に、第3図の同期回路!IA、1.lB、12A。Next, the synchronous circuit shown in Figure 3! IA, 1. lB, 12A.

12B、駆動回路10A、IOB、13A、、13Bの
動作タイミングを第4図を用いて説明する。
12B, drive circuit 10A, IOB, 13A, . . . , 13B will be described with reference to FIG.

同期回路11A(B)はまず周期(TI)の同期信号1
を発生して駆動回路10A(B)に送る。次に、駆動回
路10A(B)は同期信号1に同期した駆動信号を発生
して表示スクリーン2A(B)を動作させる。
The synchronous circuit 11A (B) first receives a synchronous signal 1 with a period (TI).
is generated and sent to the drive circuit 10A(B). Next, the drive circuit 10A(B) generates a drive signal synchronized with the synchronization signal 1 to operate the display screen 2A(B).

その結果表示スクリーンは、光の透過状態と不透過状態
を周期TIで繰り返す。
As a result, the display screen alternates between a light transmitting state and a light non-transmitting state at a period TI.

次に、表示スクリーンの光透過時間をT2、その同期信
号1に対する遅延がT3であるとする。
Next, assume that the light transmission time of the display screen is T2, and its delay with respect to synchronization signal 1 is T3.

この時、同期回路12A(B)は同期信号1に対してT
3の遅延を持ち周期が同じ<Tlの同期信号2を発生す
る。この同期信号2は撮像機3A(B)に送られ、この
撮像機は表示スクリーン2A(B)の動作に同期して周
期TI、遅延T3、開時間T2で動作する。その結果、
撮像機には表示スクリーンが常に透明状態の時の画像が
取り込まれるため、表示スクリーンがあたかも存在しな
いかのような画像が得られる。この撮像機の開閉動作は
、機械的、および電気的・電子的シャッターを用いて行
なうことが出来る。
At this time, the synchronization circuit 12A (B) is T for the synchronization signal 1.
A synchronizing signal 2 with a delay of 3 and the same period <Tl is generated. This synchronization signal 2 is sent to the image pickup device 3A (B), and this image pickup device operates in synchronization with the operation of the display screen 2A (B) with a period TI, a delay T3, and an open time T2. the result,
Since the image pickup device always captures images when the display screen is in a transparent state, an image that appears as if the display screen does not exist is obtained. The opening/closing operation of this imaging device can be performed using a mechanical and an electric/electronic shutter.

次に、表示スクリーンの光不透過時間をT6、その同期
信号1に対する遅延がT5であるとする。
Next, it is assumed that the time during which the display screen does not transmit light is T6, and its delay with respect to synchronization signal 1 is T5.

この時、駆動回路13A(B)は同期信号1に対してT
5の遅延を持ち周期が同じ<TIの駆動信号2を発生す
る。この駆動信号2は投影シャッター9A(B)に送ら
れ、投影シャッターは表示スクリーン2A(B)の動作
に同期して周期Tl、遅延T5、開時間T6で動作する
。その結果、投影シャッターは、表示スクリーンが透明
状態の時には投影光を遮断するため、観察者には投影機
の直接光が見えないことになる。
At this time, the drive circuit 13A(B) is T
A drive signal 2 with a delay of 5 and the same period <TI is generated. This drive signal 2 is sent to the projection shutter 9A (B), and the projection shutter operates in synchronization with the operation of the display screen 2A (B) with a period Tl, a delay T5, and an opening time T6. As a result, the projection shutter blocks the projection light when the display screen is transparent, so that the viewer cannot see the direct light from the projector.

ただし、投影機からの直接光の観察者の目に入らないよ
うな位置に投影機を設置できる場合には、上記の投影シ
ャッターおよびその駆動回路は不要である。
However, if the projector can be installed in a position where the direct light from the projector does not enter the observer's eyes, the above-mentioned projection shutter and its drive circuit are unnecessary.

ここでは、同期回路は周期T1で周期信号を発生する場
合を説明したが、同期信号は必ずしも周期的である必要
はない。しかし、同期信号を周期的にし、その周期T1
を映像規格の1フイ一ルド時間や1フイ一ルド時間の整
数倍の時間とすれば、カウンター回路等を用いることに
よりNTSCやPAL等の規格に合った映像機器を使用
することができる利点がある。
Here, a case has been described in which the synchronization circuit generates a periodic signal with a period T1, but the synchronization signal does not necessarily have to be periodic. However, if the synchronization signal is made periodic, its period T1
If it is set as one field time of the video standard or a time that is an integral multiple of one field time, there is an advantage that by using a counter circuit etc., it is possible to use video equipment that conforms to standards such as NTSC and PAL. be.

また、同期回路と駆動回路の構成と配置はこの例に限ら
れるわけではなく、要は、表示スクリーンが光透過状態
の時に撮像機の入力ができるように、必要な回路が付加
されていれば良い。
Also, the configuration and arrangement of the synchronization circuit and drive circuit are not limited to this example; in short, as long as the necessary circuits are added so that input to the image pickup device can be made when the display screen is in a light-transmitting state. good.

上述した視線−散機像表示装置を構成する各部の具体例
について説明すると、投影機IA(B)には液晶プロジ
ェクタ−(シャープ製、商品名[液晶ビジョンXV−1
00ZJ)、表示スクリーン2A(B)には液晶シート
をガラスに挾んだ約40インチのガラススクリーン(日
本板硝子製、商品名「瞬間調光ガラス」)、フレネルレ
ンズ5A(B)には大きさが約40インチで焦点距離4
00mmのアクリル製レンズ、撮像機3A(B)には電
子シャッター付きのテレビカメラ(ソニー製、商品名[
XC−711J )、同期回路11A(B)、12A(
B)には同期信号発生器(山下電子製、商品名rsG−
3000BJ)、遅延回路にはパルスジェネレータ(ヒ
ユーレットパラカード製、商品名r8112AJ)、駆
動回路10A(B)、13A(B)にはファンクション
ジェネレータ(ヒユーレットバラカード製、商品名「8
116A」)と増幅器(NF回路製。
To explain a specific example of each part constituting the above-mentioned line-of-sight-scattered image display device, the projector IA (B) includes a liquid crystal projector (manufactured by Sharp, product name [LCD Vision XV-1]).
00ZJ), the display screen 2A (B) is an approximately 40-inch glass screen with a liquid crystal sheet sandwiched between glass (manufactured by Nippon Sheet Glass, product name "instant dimming glass"), and the Fresnel lens 5A (B) is sized is about 40 inches and focal length 4
00mm acrylic lens, imager 3A (B) is a television camera with electronic shutter (manufactured by Sony, product name [
XC-711J), synchronous circuit 11A (B), 12A (
B) is a synchronization signal generator (manufactured by Yamashita Electronics, product name rsG-
3000BJ), a pulse generator (manufactured by Huuret Paracard, product name r8112AJ) is used for the delay circuit, and a function generator (manufactured by Huuret Paracard, product name "8112AJ") is used for the drive circuits 10A (B) and 13A (B) (manufactured by Huuret Paracard, product name "8112AJ").
116A'') and an amplifier (made by NF circuit.

商品名「高速電力増幅器4010」)をそれぞれ2組用
いて第3図の構成の視線−散機像表示装置を作製した。
A line-of-sight-scatter image display device having the configuration shown in FIG. 3 was manufactured using two sets of each product (trade name: "High-speed Power Amplifier 4010").

フレネルレンズと表示スクリーンは重ねて固定した。The Fresnel lens and display screen were stacked and fixed.

画像の撮像及び投影周波数、および表示スクリーンの透
明・不透明の切り替え周波数は60比とした。
The imaging and projection frequencies of the image and the switching frequency between transparent and opaque states of the display screen were set at a ratio of 60.

表示スクリーンの駆動信号に関しては、印加電圧は通常
Ovにして表示スクリーン2A(B)を不透明状態にし
ておき、60比周期で1〜5ミリ秒の時間、電圧が±1
00Vで周波数1kHzの両極性パルス電圧を印加して
瞬間的に透明状態を形成した。
Regarding the drive signal for the display screen, the applied voltage is usually set to Ov to keep the display screen 2A (B) in an opaque state, and the voltage is adjusted by ±1 for a period of 1 to 5 milliseconds with a 60 ratio period.
A bipolar pulse voltage of 00 V and a frequency of 1 kHz was applied to instantaneously form a transparent state.

次に、前記のパルス信号を印加してから表示スクリーン
2A(B)が最も透明になる時間だけテレビカメラの電
子シャッターが開くよう、駆動信号の同期信号とテレビ
カメラの同期信号の遅延を調節した。
Next, the delay between the synchronization signal of the drive signal and the synchronization signal of the television camera was adjusted so that the electronic shutter of the television camera was opened only for the time when the display screen 2A (B) became most transparent after the pulse signal was applied. .

その結果、相手が相手側の表示スクリーンに正対してど
の位置から表示像を見ていても、自分側の表示スクリー
ンには相手側の正面像が写り、かつ視線が一致した状態
で相対することができ、極めて自然な臨場感が得られた
As a result, no matter where the other party is facing the other party's display screen and looking at the displayed image, the front image of the other party will be reflected on your own display screen, and the other party will be able to face you with their line of sight aligned. The result was an extremely natural sense of realism.

第5図は本発明の請求項(1)記載に係る発明の他の実
施例(ここでは、片方の撮像表示装置の主要構成要素だ
けを図示しである)を示すものである。第3図と異なり
、投影機IAは表示スクリーン2Aに対して観察者4A
と同じ側にあるが、画像が表示スクリーン2Aに反射し
て観察されることを除けば、装置の動作および効果は第
3図と全く同様である。
FIG. 5 shows another embodiment of the invention according to claim (1) of the present invention (here, only the main components of one of the image pickup and display devices are shown). Unlike in FIG. 3, the projector IA is arranged so that the observer 4A
The operation and effect of the device is exactly the same as in FIG. 3, except that the image is viewed reflected on the display screen 2A.

次に本発明の請求項(2)記載に係る発明の実施例につ
いて説明する。
Next, embodiments of the invention according to claim (2) of the present invention will be described.

前記第3図に示した視線−散機像表示装置を基本ユニッ
トとして、ユニットを縦横2台ずつ、計4台並べて大型
の視線−散機像表示装置を構成した。
Using the line-of-sight/scatter image display device shown in FIG. 3 as a basic unit, a large line-of-sight/scatter image display device was constructed by arranging four units in total, two in each direction.

第6図は各ユニットにおける表示スクリーン2に対する
投影領域(破線図示)と撮像領域(実線図示)の関係を
説明するための図である。投影領域と撮像領域が共に表
示スクリーン面で等しい大きさとなるよう、投影機1と
撮像機3の位置を調整し、また、必要があればズームレ
ンズ等で調整する。
FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the projection area (indicated by broken lines) and the imaging area (indicated by solid lines) with respect to the display screen 2 in each unit. The positions of the projector 1 and the image pickup device 3 are adjusted so that the projection area and the imaging area are both of the same size on the display screen surface, and if necessary, adjustments are made using a zoom lens or the like.

第7図に4ユニットの正面図を示し、図面上では簡単の
ためスクリーン2、投影機l、撮像機3の概略配置のみ
を示した。図中の破線は各ユニットの継目を示している
。各ユニットごとにスクリーンおよびフレネルレンズの
支持枠を設けた場合には、枠幅の2倍程度の非表示部分
が現われる。
FIG. 7 shows a front view of the four units, and for simplicity, only the schematic arrangement of the screen 2, projector 1, and image pickup device 3 is shown in the drawing. The broken lines in the figure indicate the joints of each unit. If a support frame for the screen and Fresnel lens is provided for each unit, a non-display portion approximately twice the width of the frame will appear.

これを避けるためには、表示スクリーンとフレネルレン
ズを1枚とし、4倍の面積の表示スクリーンとフレネル
レンズを用いる必要がある。ただし、フレネルレンズは
、全体で1つのレンズとなるのではなく、ユニットの数
だけレンズが形成されている必要がある。
In order to avoid this, it is necessary to use one display screen and one Fresnel lens, and use a display screen and Fresnel lens with four times the area. However, the Fresnel lens does not consist of a single lens as a whole, but requires the number of lenses to be formed as many as the number of units.

4つのユニットの同期信号、駆動信号9等を調整して、
4つのユニットの表示スクリーンの光透過動作と撮像機
の撮像動作がほぼ等しくなるようにした。さらに、上記
の4ユニットから構成される視線−散機像表示装置を2
組用い構成した。
Adjust the synchronization signal, drive signal 9, etc. of the four units,
The light transmission operations of the display screens of the four units and the imaging operations of the image pickup devices were made to be approximately equal. In addition, two line-of-sight-scattered image display devices consisting of the four units mentioned above are installed.
It was constructed using a combination.

(発明の効果) 以上説明したように本発明の請求項(1)記載に係る発
明は、表示スクリーンの光の透過と不透過を撮像機と同
期させて高速に切替えることと、表示スクリーンに近接
したスクリーンと同程度の大きさのフレネルレンズを用
いて撮像視野を曲げるため、大画面画像を表示させなが
ら相手と視線を一致させることができて、非常に優れた
臨場感が得られる利点がある。
(Effects of the Invention) As explained above, the invention according to claim (1) of the present invention is to rapidly switch between light transmission and non-transmission of the display screen in synchronization with the image pickup device, and to be able to move close to the display screen. Since the imaging field of view is bent using a Fresnel lens that is about the same size as the screen, it is possible to align the line of sight with the other person while displaying a large screen image, which has the advantage of providing an extremely high sense of realism. .

また、本発明の請求項(2)記載に係る発明は表示スク
リーンの大きさに撮像領域と投影領域を調整した撮像表
示装置を複数弦べて配置することにより、視線−散機能
を持つ任意の大きさの大画面撮像表示装置を形成でき、
その有用性は著しく高い。
Furthermore, the invention according to claim (2) of the present invention provides an arbitrary system having a line-of-sight diversion function by arranging a plurality of imaging display devices whose imaging areas and projection areas are adjusted to the size of the display screen. It is possible to form a large-screen imaging display device,
Its usefulness is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は夫々本発明の請求項(1)及び(2
)記載の発明に関する基本動作原理を説明する図、第3
図は本発明の請求項(1)記載に係る発明を実施した視
線−散機像表示装置の構成例図、第4図は第3図の各部
の動作タイミングを示す図、第5図は第3図と異なる他
の実施例の構成例図、第6図及び第7図は本発明の請求
項(2)記載に係る発明の実施した視線−散機像表示装
置の構成例図、第8図は従来の視線−散機像表示装置の
構成例図、第9図は第8図による視察者の視野領域を示
す図、第10図は第8図の視線−散機像表示装置を用い
て大画面表示を実現した場合の視野領域を示す図である
。 1、IA、IB ・・・投影機、 2,2A。 2B ・・・表示スクリーン、 3.3A。 3B・・・撮像機、 4.4A、4B ・・・観察者、
 5.5A、5B ・・・フレネルレンズ、 1OA。 11A。 20A。 箱。 9A、9B ・・・投影シャッター
1 and 2 are claims (1) and (2) of the present invention, respectively.
) Diagram explaining the basic operating principle of the invention described in Figure 3.
The figure is a diagram showing an example of the configuration of a line-of-sight scattering image display device implementing the invention according to claim (1) of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the operation timing of each part in FIG. 3, and FIG. FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams showing an example of the construction of another embodiment different from FIG. 3, and FIGS. The figure shows an example of the configuration of a conventional line-of-sight-scattered image display device, FIG. 9 is a diagram showing the viewing area of the viewer according to FIG. 8, and FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a viewing area when a large screen display is realized. 1, IA, IB...projector, 2, 2A. 2B...display screen, 3.3A. 3B...imaging device, 4.4A, 4B...observer,
5.5A, 5B...Fresnel lens, 1OA. 11A. 20A. box. 9A, 9B...Projection shutter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)画像を投影表示する投影機と、撮像用レンズとし
て使用されるフレネルレンズと、電気信号により光透過
状態と光不透過状態を交互に制御される表示スクリーン
と、該表示スクリーンを挾んで画像を観察する観察者と
対向する位置に設けた撮像機を用いて、前記表示スクリ
ーンの光透過状態と光不透過状態を交互に切替えて、表
示スクリーンの光透過状態時に撮像機への入力を行なう
ことを特徴とする視線一致撮像表示装置。
(1) A projector that projects and displays an image, a Fresnel lens used as an imaging lens, a display screen that is alternately controlled to be in a light transmitting state and a light non-transmitting state by electric signals, and a display screen that is sandwiched between Using an image pickup device located at a position facing an observer who observes the image, the display screen is alternately switched between a light transmission state and a light non-transmission state, and input to the image pickup device is input when the display screen is in the light transmission state. What is claimed is: 1. A line-of-sight matching imaging display device.
(2)画像を投影表示する投影機と、撮像用レンズとし
て使用されるフレネルレンズと、電気信号により光透過
状態と光不透過状態を交互に制御される表示スクリーン
と、該表示スクリーンを挾んで画像を観察する観察者と
対向する位置に設けた撮像機とからなる撮像表示装置で
もって1ユニットを構成し、複数のユニットを縦方向ま
たは横方向、もしくは縦横両方向に配置し、各ユニット
の表示スクリーンを光透過状態と光不透過状態に交互に
切替えて、表示スクリーンの光透過状態時に撮像機の視
野を該表示スクリーンの大きさになるように設定して撮
像機への入力を行ない、投影機は表示スクリーンの光不
透過状態時に投影画像が表示スクリーンの大きさになる
ように設定して投影を行なうことを特徴とする視線一致
撮像表示装置。
(2) A projector that projects and displays images, a Fresnel lens used as an imaging lens, a display screen that is alternately controlled to be in a light transmitting state and a light non-transmitting state by electrical signals, and a display screen that is placed between the display screens. One unit is composed of an imaging display device consisting of an image pickup device installed at a position facing an observer who observes an image, and multiple units are arranged vertically or horizontally, or in both vertical and horizontal directions, and each unit is displayed. The screen is alternately switched between a light transmitting state and a light non-transmitting state, and when the display screen is in a light transmitting state, the field of view of the image pickup device is set to the size of the display screen, and input to the image pickup device is performed, and projection is performed. What is claimed is: 1. A line-of-sight matching imaging and display device, characterized in that when the display screen is in a non-light-transmitting state, the projected image is set and projected to the size of the display screen.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06237458A (en) * 1993-02-10 1994-08-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Visual line coincident type large screen display device
WO2007013272A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and backlight device
JPWO2014033807A1 (en) * 2012-08-27 2016-08-08 パイオニア株式会社 Display device and driving method of display device

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