JPH0496581A

JPH0496581A - 視線一致型の画像表示装置

Info

Publication number: JPH0496581A
Application number: JP2213649A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Shiwa; 志和　新一; Yuji Oba; 有二大庭
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-08-14
Filing date: 1990-08-14
Publication date: 1992-03-27
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JP3011439B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はテレビ電話やテレビ会議等の画像通信装置に使
用される臨場感の高い視線一致型の画像表示装置に関す
る。

（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表示・撮影装置
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。

従来、このような通信装置の画像表示・撮影部分には、
ＣＲＴデイスプレィ等の表示装置とテレビカメラ等の撮
影装置を近接して並べた形態のものが使用されてきた。

しかしこのような通信装置で送信した画像は、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影方向と
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。さらに表示面の中心
とカメラとの間隔は表示画面が大きくなるほど離れるた
め、これまでは広画角大画面の表示でかつ相手と視線を
一致させることの出来る視線一致型の画像表示装置は存
在しなかった。

最近、相手と視線を一致させることのできる例えば、第
１４図に示すような視線一致型の画像表示装置が提案さ
れている。これは、ハーフミラ−１を撮影装置２と表示
装置３の間に設けて、表示と撮像とを同一方向から行な
うというものである。

そして、観察者４はハーフミラ−１を介して表示装置３
に映し出された相手を見るものである。

また、別の従来例として表示スクリーンを用いた投影型
表示装置と撮影装置とからなる入力表示装置も提案され
ている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した従来例の前者の場合は、大きな
欠点が２つある。

その１つは、表示画面以上の大きさのハーフミラー１を
傾けて設置するので大きな空間を必要とし、従って表示
画面の大きさに比べて表示装置が大形化する欠点がある
。

もう１つは、表示面が装置の奥深くに存在するために、
表示を見る角度を大きく取れず、従って表示を見ること
のできる位置はほぼ正面に限られる。また、表示面に近
づいて見ることができない、表示面の近くを指差すこと
ができない、等の欠点がある。

また、上述した従来例の後者の場合は表示スクリーンに
光透過・不透過の制御機能が無いため、カメラの設置位
置は表示スクリーンの上下隣または左右隣の場合に限ら
れていた。そのため表示面に映し出された相手側の視線
と表示観察者との視線を一致することが出来なかった。

さらに、スクリーンの光透過時に画像投影機の投影を中
断することは、十分な表示画質を得るために必要である
。もし、スクリーンの光透過時に画像投影機の投影を中
断しなければ、次の問題が生じる。

第１は表示スクリーンに表示された映像を見ると画像投
影機からの直接光が見えるため、レンズ付近が明るい点
として見える。第２に、表示スクリーンの画像の一部の
光が撮影装置に入り、その像がゴーストとして薄く表示
スクリーンに表示される問題がある。

（発明の目的）本発明はこのような従来技術のうち、特に後者の場合の
問題点を解決し、表示スクリーンの光透過と不透過を撮
影装置と同期させて高速に切替え広画角大画面画像を表
示させながら相手と視線を一致させることができる臨場
感の高い画像表示装置を提供することを目的とする。

（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、画像を
投影する手段と該投影手段からの投影光を結像する表示
スクリーン手段から構成された画像表示装置において、
前記表示スクリーン手段を挾んで表示画像を観察する観
察者と対向する位置に設定された撮影手段と、前記表示
スクリーン手段に印加される電気信号により光の透過状
態を制御する手段と、該制御手段により前記表示スクリ
ーン手段の光透過状態と光不透過状態を交互に切替え、
光透過状態時に前記撮影手段ｌ＼の起動を行い、かつ、
前記表示スクリーン手段が光透過状態時に前記投影手段
の画像投影を中断する手段とを有することを特徴とする
。

（作　用）本発明は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を用い、該スクリーンが
光透過状態の場合には画像投影機の投影を中断すること
により、レンズ付近が明るい点として見える第１の問題
の大部分を解決した。

これと同時に第２の問題のゴーストの問題が同じ処置に
より解決できた。これは撮影装置が画像を取り込む際に
、これまでは画像投影機による画像の表示が継続してお
り、かつ表示スクリーンの光透過状態が理想的な透明度
を示すのではなく、ある程度の散乱や反射を起こすため
、これによる画像を撮影装置が取り込んだと考えられる
が、表示スクリーンが光透過状態の場合には画像投影機
の投影を中断する処置をすることにより、表示スクリー
ン上には表示画像がなくなり、ゴーストが消失した。

また、これまでの画像投影機による画像の表示が継続す
る方法では投影像に伴ない表示スクリーンが多少である
が明くなるため、撮影装置の撮影像がその影響で白味を
帯びて、鮮明度が減少したが、この処置により、鮮明度
が向上した。

このように、スクリーンの光透過時に画像投影機の投影
を中継することにより、観察者からは投影された表示像
だけが見え、撮影装置からは表示スクリーンが無いかの
ように観察者側が見えることになる。

（実施例　１）第１図は本発明の一実施例に係る視線一致型の画像表示
装置を対向して使用したときの構成図を示す。図に示す
ように観察者４Ａ、４Ｂの夫々に画像表示装置５Ａ、５
Ｂを各１組配置した例を示す。両画像表示装置５Ａ、５
Ｂの５１Ａ、５１Ｂは該画像表示装置の各ユニットを収
容する箱、５２Ａ。

５２Ｂは観察者４Ａ，４Ｂに対向する表示スクリーン、
５３Ａ，５３Ｂは観察者４Ａ，４Ｂを撮影する撮影装置
、５４Ａ，５４Ｂは相手側の観察者４Ｂ，４Ａを表示ス
クリーン５２Ａ，５２Ｂ上に投影する画像投影機、５５
Ａ，５５Ｂは投影シャッター、５６Ａ，　５６Ｂは前記
撮影装置５３Ａ，５３Ｂ，画像投影機５４Ａ。

５４Ｂ及び投影シャッター５５Ａ，５５Ｂの保持台、６
Ａ，６Ｂは表示スクリーン５２Ａ，５２Ｂの光透過と光
不透過を制御する第１の駆動回路、７Ａ。

７Ｂは基準となる同期信号を発生させる第１の同期回路
、８Ａ，８Ｂは撮影装置５３Ａ，５３Ｂの入力動作と第
１の同期回路７Ａ，７Ｂにより生成した表示スクリーン
５２Ａ，５２Ｂの光透過動作を同期させる第２の同期回
路、９Ａ，９Ｂは投影シャッター５５Ａ，５５Ｂを駆動
して、画像投影機５４Ａ，　５４Ｂの投影動作と第１の
駆動回路６Ａ，６Ｂにより生成した表示スクリーン５２
Ａ，５２Ｂの光不透過動作を同期させるための第２の駆
動回路である。

前記第１，第２の駆動回路６Ａ・６Ｂ，９Ａ・９Ｂと第
１，第２の同期回路７Ａ・７Ｂ，８Ａ・８Ｂ及び撮影装
置５３Ａ，５３Ｂは同期信号線１０Ａ。

１０Ｂで夫々接続されている。また、第１の駆動回路６
Ａ，６Ｂと表示スクリーン５２Ａ，５２Ｂ，及び第２の
駆動回路９Ａ，９Ｂと投影シャッター５５Ａ。

５５Ｂとは駆動信号線１１Ａ，ＩＩＢで夫々接続されて
いる。

更に画像投影機５４Ａと撮影装置５３Ｂ及び画像投影機
５４Ｂと撮影装置５３Ａは、夫々映像信号線１２で接続
されている。

また、画像投影機５４Ａ，５４Ｂと撮影装置５３Ａ。

５３Ｂと、第１，第２の駆動回路６Ａ・６Ｂ，９Ａ・９
Ｂと、第１，第２の同期回路７Ａ・７Ｂ，８Ａ・８Ｂは
夫々電源１３Ａ，１３Ｂに電源線１４Ａ，１４Ｂで接続
されている。

ここで、画像投影機５４Ａは撮影装置５３Ｂと、画像投
影機５４Ｂは撮影装置５３Ａとそれぞれ接続されており
、その結果表示スクリーン５２Ａ，５２Ｂは互いに相手
側を表示する。画像投影機と撮影装置は電話回線を介し
て接続されていてもよい。

次に、第１の同期回路７Ａ、７Ｂ、第１の駆動回路６Ａ
、６Ｂ、第２の同期回路８Ａ、８Ｂ、及び第２の駆動回
路９Ａ、９Ｂの動作を第２図の動作タイミング図を用い
て説明する。

第１の同期回路７Ａ、７Ｂはまず周期（Ｔｌ）の同期信
号１を発生して第１の駆動回路６Ａ、６Ｂに送る。

次に、第１の駆動回路６Ａ、６Ｂは同期信号１に同期し
た駆動信号１を発生して表示スクリーン５２Ａ、５２Ｂ
を動作させる。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Ｔ１で繰り返す。また、第２の
同期回路８Ａ、８Ｂは同期信号１に対して時間Ｔ、の遅
延をもつ同期信号２を発生して、表示スクリーンの光透
過時に撮影装置５３Ａ、５３Ｂを入力状態にする。

さらに、第２の駆動回路９Ａ、９Ｂは同期信号１に対し
て時間Ｔ５の遅延で時間Ｔ６の駆動信号２を発生して、
表示スクリーンの光透過時に画像投影機５４Ａ、５４Ｂ
を非投影状態にする。その結果、表示スクリーンが常に
光透過状態の時に撮影装置５３Ａ、５３Ｂへ画像を取る
込むため、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。また、表示スクリーンが光不透過
状態の時は投影光が見えないため、通常の表示スクリー
ンに投影したときと同じ画像が得られる。

次に上述した構成装置において、光の透過状態と不透過
状態を生成する表示スリーン５２Ａ、　５２Ｂとしては
、光散乱性のブラインドを開閉する機械式のスクリーン
や、電界で光学特性が変化する材料を用いる電子式のス
クリーン等があげられる。

本発明の表示スクリーンとしては、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するようにして、光
散乱モードの液晶材料を透明電極で挾んだ構造の液晶セ
ルを用いる。

即ち光散乱モードの液晶材料は表示コントラストや閾値
特性が十分でなく、従来は、表示材料として好適な材料
とは考えられていなかった。しかし最近になって、光散
乱モードの液晶を用いて、窓を光透過状態と光不透過状
態に変化させる調光パネルとしての用途が開けてきた。

しかしながら、調光パネルの観点からは、光不透過状態
は遮光の意味で考えられていたため光透過状態および光
不透過状態の両方が比較的長時間続く必要があり、２つ
の状態を交互に高速に切り替える必要はなかった。

ところで本発明においては、上述したように光透過状態
時に撮影装置に入力を行い、光不透過状態時に画像の投
影結像を行なうものであるから、光散乱モードの液晶セ
ルに対して、従来は考えられなかった光透過状態と光不
透過状態の高速な交互切り替え動作をさせることによっ
て、光散乱モードの液晶セルが本発明の好適な表示スク
リーンとして使用できることを見いだした。

液晶の応答速度を向上する手段としては、液晶材料の内
、誘電異方が駆動周波数により正と負に変わる２周波駆
動用液晶材料を表示スクリーンの構成材料とすることに
より、その応答性が向上する。

光散乱型の液晶材料としては、動的散乱型、カプセル型
２分散型９等の液晶材料が知られている。

動的散乱形の液晶材料にはＭＢＢＡ等があり文献（佐々
木昭夫編［液晶エレクトロニクスの基礎と応用」オーム
社、ほか）に詳しく説明されている。

カプセル型の液晶セルとしては、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ＬＣＷＪ、味
の素製の「調光液晶シートくアクト〉」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ｒＰＮ−ＬＣＤＪ
　、等があげられる。

また、上記撮影装置の開閉動作は、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。こ
こでは、投影状態を中断する手段として投影シャッター
５５Ａ、５５Ｂを用いた例を示したが、画像投影機５４
Ａ、５４Ｂの外部または内部に設けた機械的、電子的等
の任意の手段を用いてもよい。

次に前述した表示スクリーンは散乱モードを使用するた
め、スクリーン自体が白色に見える。これは投影画像の
コントラスト比を向上させるには不都合な性質である。

これをできるだけ黒に近付ける方法として観察者４Ａ、
４Ｂ側から表示スクリーンに到達する光ができる限り観
察者側に戻らない構成とすることが重要である。

このため、撮影装置５３Ａ、５３Ｂや画像投影機５４Ａ
、５４Ｂを設置した側を外光から遮光するとともにその
内部を黒色にして、内部に入射した光が表示スクリーン
側に戻らないようにする。これ以外に表示スクリーンの
観察者側と撮影装置や画像投影機の設置側の両面を無反
射コーティング処理をすることにより、表示スクリーン
が一段と黒に近づき表示画面のコントラスト比が向上す
る。

また、同期回路７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂは周期Ｔｌで周
期信号１．２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１．２を周期的にし、その周期Ｔ１を
映像規格の１フィールド時間や１フィールド時間の整数
倍の時間とすれば、カウンター回路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。

また、同期回路や駆動回路の構成と配置はこの例に限ら
れる物ではなく、要は、表示スクリーンが光透過状態の
時に撮影装置の入力ができて、かつ表示スクリーンが光
透過状態の時に画像投影機の投影動作が中断できるよう
に、必要な回路が付加されていれば良い。

画像投影機５４Ａ、５４Ｂは、表示スクリーン５２Ａ。

５２Ｂに対して垂直方向ではなく斜め方向から投影する
と表示画像の歪みが生じてその補正が必要となるため、
画像投影機は表示スクリーンを貫く中心線上に近づけて
置くことが望ましい。

第３図は、その構成例図を示し、ここでは片方の視線一
致の動作表示装置の主要部分だけを図示しである。画像
投影機５４Ａの光は穴空き鏡５７Ａで反射して表示スク
リーン５２Ａに結像する。一方、撮影装置５３Ａは穴空
き鏡の大部分から観察者４Ａ側の画像を入力することが
できる。

この構成では、画像投影機５４Ａと鏡５７Ａの距離を短
くすることが、投影画像中に穴による欠陥を生じさせな
いために必要である。鏡と画像投影機の距離が近ければ
、鏡の穴は表示スクリーン上に暗い部分として結像する
ことがなく、それは画像の明るさの低下として現われる
。さらに、穴の大きさを撮影装置が表示スクリーンを通
して入力するのに必要な大きさに限定すると、穴により
低下した投影画像の明るさは、画像投影機の輝度を上げ
ることにより容易に補うことができる。

第４図は本発明のさらに他の構成例図を示し、ここでは
片方の視線一致型の画像表示装置の主要部分だけを図示
しである。画像投影機５４Ａからの画像はハーフミラ−
ＩＡで部分的に反射して表示スクリーン５２Ａに投影さ
れ、撮影装置５３Ａにはハーフミラ−ＩＡを部分的に通
過した観察者４Ａ側のシーンが撮影される。このハーフ
ミラ−を用いて光路を折り返す構造は、装置の奥行きを
減らし、装置を小型にできる長所を合わせ持っている。

（実施例　２）画像投影機５４Ａ、５４Ｂ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−１００ＺＪ）、
表示スクリーン５２Ａ、５２Ｂと投影シャッター５５Ａ
、５５Ｂには液晶シートをガラスに挾んだガラススクリ
ーン（日本板硝子製、商品名「瞬間調光ガラス」）、撮
影装置５３Ａ、５３Ｂ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ｒＸＣ−７１１」）、第１．
第２の同期回路７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂには同期信号発
生器（山下電子製、商品名「５Ｇ−３０００Ｂ」）およ
び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　）、第１．第２の駆動回路６Ａ
、６Ｂ、９．９Ａ、９Ｂにはパルス／ファンクションジ
ェネレータ（ヒユーレットパラカード製、商品名ｒ８１
１６ＡＪ）と増幅器（ＮＦ回路製。

商品名「高速電力増幅器４０１０Ｊ）をそれぞれ２組用
いて第１図の構成の視線一致型の画像表示装置を作製し
た。

画像の撮影及び投影周波数、および表示スクリーンの光
透過・光不透過の切り替え周波数は６０七とした。

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を光不透過状態にしておき、
６０七周期で１〜５ミリ秒の時間。

電圧が±１００ｖで周波数５００Ｈｚ〜１ｋＨｚの両極
性パルス電圧を印加して瞬間的に光透過状態を形成した
。

また、投影シャッターの駆動信号に関しては、駆動波形
は表示スクリーンの駆動波形と同じものとし、両極性パ
ルス列を印加する印加時間とその遅延を調節して、表示
スクリーンが光不透過なときにだけ投影シャッターに電
圧を印加した。

次に、表示スクリーンに対して前記のパルス信号を印加
してから表示スクリーンが最も光透過になる時間だけテ
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。

その結果、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。

（実施例　３）第５図は前述した第４図と同様に片方の視線−敵視の画
像表示装置の主要部の構成例図を示し、前記第１図に示
す実施例１と異なり、画像投影機５４Ａは表示スクリー
ン５２Ａに対して観察者４Ａと同じ側にあるが、画像が
表示スクリーンに反射して観察されることを除けば、装
置の動作は実施例１と全く同様である。

この場合も、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る。

（実施例　４）第６図及び第７図は表示スクリーンが光透過状態の場合
に画像投影機５４Ａ（５４Ｂ）の投影を中断する手段の
構成例図を示す。

第６図に示す画像投影機５４Ａ（５４Ｂ）は光源＋００
、スイッチ１０１．ダイクロイックミラー１０２．１０
３、鏡１０４．１０５．１０６、液晶パネル１０７．１
０８．１０９、ダイクロイックプリズム１１０、レンズ
群１１１からなる。

光源１００はスイッチ＋０１を介して電源（図省略）に
接続され、表示スクリーンの光透過状態に合わせて点滅
を繰り返す。光源ｌＯＯをでた光はダイクロイックミラ
ー１０２．１０３、により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）。

青（Ｂ）の３原色に分離され、それぞれの光（Ｂ。

Ｇ、Ｒ）は鏡１０４．１０５．１０６により液晶パネル
Ｉ０７゜１０８、１０９を照明する。各色に合わせた画
像を表示する液晶パネル１０７．１０８．１０９の画像
はダイクロイックプリズム１１０により集められてレン
ズ群１１１により投影される。この時、光源としては応
答速度の早いキセノンランプ等の放電管光源が好ましい
。

第７図に示す画像投影機５４　Ａ、　（５４Ｂ　’Ｉは
第６図の画像投影機５４　Ａ　（５４Ｂ　）と基本的に
は同じ構成であるが、光源１００は連続的に点灯し、投
影用のレンズ群１１１の光路上に設置したシャッター１
１２により、映像投影の点滅を行う。このシャッター１
１２としては機械式シャッターや液晶やＰＬＺＴ等を用
いた電子式のシャッターが使用可能である。このシャッ
ター１１２はスイッチ１１３を介して電源（図省略）に
接続され、表示スクリーンの光透過状態に合わせてＯＮ
、ＯＦＦを繰り返し、シャッターを開閉する。

この第７図の画像投影機を、実際に動作をさせると次の
ような問題を生じる。

第７図の液晶を用いて投影機の代わりに市販のブラウン
管形の画像投影機にシャッター１１２を付加して適用し
たところ、テレビ画面をテレビカメラで撮影した時に見
られると同様な画像の一部が横長の帯状に暗くなるゴー
スト現象があったため、この装置は実用に適さない。

この原因は、ブラウン管形の画像投影機は電子線が蛍光
体を発光させるが、短時間の内にその発光強度が減少す
る。この発光強度の特性例を第８図に示す。ここで、横
軸は時間（ｍｓ）であり、テレビ画面の１フイールドの
時間（１／６０秒）を示している。縦軸は光強度（任意
単位）である。

この図には投影された画面の最上部と上から１／４．２
／４．３／４の位置に設けた光フォトトランジスタの特
性をそれぞれ、ａ、ｂ、ｃ、ｄの発光特性で示した。こ
こで、例えばシャッターが時間Ｓの間が閉じた状態で時
間○の間が開いた状態とすると、最上部ａでも最も光強
度が高い時間はシャッターが閉じているため画面は暗い
のに対し、ｂ。

ｃ、ｄでは最も光強度が強い時間はシャッターが開いて
いるため画面は明るくなる。このような差が原因で、部
分的に暗い画面ができる。

この問題を回避する手段としては投影画像が１フイール
ドの間のほぼ一定の光調環を示すことが重要である。こ
れに適する画像投影機としてはアクティブマトリクス形
の液晶パネルや他の画面を蓄積する機能を持つ画像投影
機があり、これを用いる。

ここで使用する表示スクリーンとしては光透過状態と散
乱モードによる光不透過状態を電気的に制御できる事が
基本条件であるが、光透過と光不透過の両状態の切り替
わり速度が早い場合は撮影装置の画像取り込み時間の延
長に役立ち、ひいては画質の向上に大きく影響を及ぼす
。

この切り替わり速度が向上する手段としては、材料の応
答速度の向上と他に電気的に遅延の減少がある。

電気的な遅延の減少は表示スクリーンが大型化するにと
もない特に問題になる。これは表示スクリーンの電気容
量がスクリーンの大型化に伴い増大することに原因があ
る。これに対応するため、画像撮影装置が画像を取り込
むことにあたり、光透過化する必要のある表示スクリー
ンの部分のみを高速で光透過と光不透過の両状態を切り
替えるようにする。これにより電気的な容量が減少して
、応答速度を早くすることができる。

この表示スクリーン５２Ａ（５２Ｂ）の構成例を第９図
に示す。この表示スクリーンは撮影兼表示用の表示スク
リーン５２Ａ　１　（５２Ｂ　１　）と表示専用の表示
スクリーン５２Ａ　２　（５２Ｂ　２　）とからなる。

また１１４と１１５は各々を駆動するためのスイッチで
ある。

また、この表示スクリーンは２枚の対向する透明電極か
らなり、それらは例えばガラス上に設けである。これ等
の一方の透明電極は表示スクリーン５２Ａ　１　（５２
Ｂ　１　）と表示スクリーン５２Ａ　２　（５２Ｂ　２
）の境界が絶縁されている。また、他方の透明電極を明
示するため、第９図は強調した立面図とした。

ここで、表示スクリーン５２Ａ　１　（５２Ｂ　１　）
は全体の大きさに比べて小さいため、容量が減少し、応
答速度が向上する。この際に表示スクリーン５２Ａ２（
５２Ｂ２）の散乱効率が表示スクリーン５２Ａ１（５２
Ｂ１）の散乱効率と同じになるように光透過化を適当な
時間とする。この操作は完全な光透過化をする必要がな
く、両者のバランス調整のための補正の光透過化ができ
れば良い。このため、応答速度の高速性は必要とされな
い。

また、装置を取り巻く周囲光が表示画質に影響を及ぼす
ことがわかった。それは、周囲光として商用電源の周波
数で明るさの変動する蛍光灯のような光源を主として用
いた場合、画像の明るさが変化して画面がちらつく現象
であった。

これは、撮影装置の入力動作が短い時間幅で周期的な場
合、その周期が蛍光灯の照度変化の周期に近い場合は、
撮影装置に取り込まれる周囲光の強度がより長い周期で
変化する。これは、いわゆるうなりに似た現象が起きた
ためと考えられた。

このような場合は第１０図に示したように、駆動信号を
同期信号１に対してＯからＴＩの時間内でランダムに遅
延をかけることによって、画面のちらつきを防止するこ
とができる。

画面のちらつきを防止する他の手段としては、周囲光の
強度を検出して、その値がある範囲にあるときに限って
撮影装置に画像を入力する手段が有効である。

第１１図（ａ）は、表示スクリーン５２Ａ　（５２Ｂも
同じ）に隣接して周囲光光源４１からの光を検出する周
囲光検出器４２の配置の１例を示す。受光部４３は周囲
光を受けることのできる方向に向いている。

第１１図（ｂ）は、周囲光検出器４２の出力を用いて表
示スクリーン５２Ａおよび撮影装置５３Ａ（５３Ｂも同
じ）の動作を行なうタイミングチャートを示している。

周囲光検出器４２の出力がある値Ｔｎに到達したときに
同期信号１を発生させる。次に同期信号１に同期したス
クリーン動作のための駆動信号を発生させる。その結果
、表示スクリーンは散乱状態の光不透過状態と光透過状
態を繰り返す。

同期信号１の時点から表示スクリーンが最も光を透過す
るまでの時間がＴ３であるとすると、同期信号１に対し
てＴ３の遅延を加えて同期信号２を発生し、撮影装置は
同期信号２に同期して画像の入力を行なう。その結果、
撮影装置が観察者側の画像を入力するときは、周囲光の
強度は一定に保たれているため、撮影装置は短い時間間
隔で周期的に画像を入力するにもかかわらず、画像の明
るさ変化のうなりに対応するちらつきは生じない。

次に表示スクリーンの散乱状態による光不透過状態と光
透過状態を繰り返すうちに、駆動信号に対する表示スク
リーンの動作の同期がずれてくることがある。これは駆
動信号の繰り返しや温度変動等により表示スクリーンの
動作特性が変化するためであり、この場合は、撮影装置
の開閉動作の同期信号として駆動信号一定の遅延を加え
て同期信号を作ったのでは、表示スクリーンの透過時に
撮影装置に入力する条件が満たされないことになる。

このようなときは、表示スクリーンをよぎるように光源
と光検出器を配置して、表示スクリーンが光透過になる
タイミングを光検出器の出力が最大になる時間で検出し
、それを基準にして撮影装置が開閉動作をするための同
期信号を発生することで解決できる。

第１２図は、その構成例図を示すものであり、図（ａ）
は表示スクリーン５２Ａ　（５２Ｂも同じ）に対する光
源３５と光検出器３６の配置を示したもので、光源と光
検出器は、表示スクリーンの両端に設置し、光源の発光
部３７からの光は光路３９に沿って表示スクリーンのス
クリーン動作層４０を進み光検出器３６の受光部３８に
届くように配置する。

この配置は表示スクリーンの散乱性が低い場合に適する
ものであるが、光源と光検出器の位置関係は、表示スク
リーンの光散乱状態の光不透過状態と光透過状態におけ
る検出器の出力差が必要なだけ得られるならば表示スク
リーンのどこに置いてもよい。なお（ａ、）は（ａ）の
方向１から見た図、（ａ３）は（ａ）の方向２からみた
図である。

第１２図（ｂ）は別の配置構成例図を示すもので、光源
３５と光検出器３６を表示スクリーン５２　Ａ　（５２
Ｂも同じ）を挾む位置に設置した場合を示す。光源３５
からの光はスクリーン動作層４０を１回通過するあだけなので、光不透過時と光透過時の光検出器３６の出
力差を大きくするには光検出器をスクリーンからできる
だけ遠ざけた位置に置く必要がある。

光源に可視光を用いる表示スクリーンに現われることと
光検出器が周囲光の影響を受ける恐れがあり、赤外光を
用いるのが好ましい。また光源からの光は直進性の良い
方が光検出器の出力差を大きくできるので、光源には赤
外光を放射する半導体レーザーが適している。

第１３図は光検出器３６の出力を用いて撮像装置の入力
のための同期信号２を発生させる手段を示す。

周期Ｔ１の同期信号１を同期回路で発生させ、これに同
期させて表示スクリーンの駆動信号を駆動回路により発
生させる。その結果、表示スクリーンは光不透過状態と
光透過状態を繰り返す。

光検出器は表示スクリーンの動作に対応して出力を生じ
、出力がある値Ｔｎに到達したときに撮像装置の入力の
ための同期信号２を発生させる。

同期信号２は同期信号１に比べて表示スクリーン動作の
ばらつきに対応した遅延ｔｌ、ｔ２．ｔ３゜ｔ４等を発
生させ、その結果、表示スクリーンの最も光透過率の高
い時間に撮像装置へ画像を入力することができる。

（実施例　５）実施例１において使用した画像投影機５４Ａ、５４Ｂを
第７図に示した投影機に変更し、同様の操作を行った。

シャッターとしてはＴＮ形液晶板を使用した。実施例４
と同じく、ゴースト像が消失するとともに、観察者に見
えていた画像投影機５４Ａ。

５４Ｂのレンズ付近の輝点が消失し、全体的に均一な画
面が得られた。更に画面のコントラストが多少上昇し、
鮮明度が向上した。また、画面全体は均一な明るさであ
った。

なお比較のため実施例４において使用した、画像投影機
５４Ａ、５４Ｂをブラウン管形とし、ＴＮ形液晶板をシ
ャッタとしてレンズに密着させて、同様に画像に投影し
た。この場合は画像の一部が暗くなり、実用には適さな
い状態になった。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の視線−敵視の画像表示装
置は表示スクリーンの光透過と光不透過を撮影装置と同
期させて高速に切り替えるため、広画角大画面画像を表
示させながら相手と視線を一致させることができ、非常
に優れた臨場感が得られる利点がある。

また、表示スクリーンに表示された映像をみるとき画像
投影機からの直接光が見えてレンズ付近が明るい点とな
ることがなく、また表示スクリーンにゴーストとして表
示されず、見易い画像表示が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る視線一致型の画像表示
装置の構成図、第２図は第１図の動作を説明するタイミ
ング図、第３図は画像投影機を表示スクリーンを貫く中
心線上に配置した視線一致型の画像表示装置の主要部分
の構成例図、第４図は画像投影機からの画像をハーフミ
ラ−で部分的に反射して表示スクリーンに投影する視線
一致型の画像表示装置の主要部分の構成例図、第５図は
画像投影機を表示スクリーンに対して観察者と同じ側に
配置した視線一致型の画像表示装置の主要部分の構成例
図、第６図及び第７図は表示スクリーンが光透過状態の
場合に画像投影機の投影を中断する手段の構成例図、第
８図はブラウン管形の画像投影機の発光強度の特性側図
、第９図は撮影兼表示スクリーンと表示専用スクリーン
の構成例を示す立面図、第１０図は画面のちらつきを防
止する撮影装置の動作タイミングチャート、第１１図は
表示スクリーンの周囲光を検出する装置の配置例を示す
図及びその動作タイミングチャート、第１２図は表示ス
クリーンが光透過になるタイミングを検出する装置の配
置例を示す図、第１３図は第１２図の動作を説明するタ
イミングチャート、第１４図は従来の視線一致型の画像
表示装置の構成例を示す図である。ＩＡ・・・ハーフミラ−４Ａ、４Ｂ　・・・観察者、　
５Ａ、５Ｂ　・・・画像表示装置、５１Ａ、５１Ｂ　・
・・箱、５２Ａ、５２Ｂ　・・・表示スクリーン、５３
Ａ、５３Ｂ　・・・撮影装置、５４Ａ、５４Ｂ　・・・
画像投影機、５５Ａ、５５Ｂ・・・投影シャッター　５
６Ａ、　５６Ｂ　・・・保持台、５７Ａ　・・・穴あき
鏡、　６Ａ、６Ｂ・・・第１の駆動回路、　７Ａ、７Ｂ
　・・・第１の同期回路、　８Ａ、８Ｂ　・・・第２の
同期回路、　９Ａ、９Ｂ　・・・第２の駆動回路、１０
Ａ、ＩＯＢ　・・・同期信号線、ＩＩＡ、　ＩＩＢ・・
・駆動信号線、１２・・・映像信号線、１３Ａ、１３Ｂ
　・・・電源、１４Ａ、１４Ｂ　・・・電源線、１００
・・・光源、１０１．１１３．１１４゜１１５・・・ス
イッチ、　１０２．１０３・・・ダイクロイックミラー
　１０４．１０５．１０６・・・鏡、１０７、１０８．
１０９・・・液晶パネル、１１０・・・ダイクロイック
プリズム、　１１１・・・　レンズ群、１１２・・・シ
ャッター　５２Ａ　１　。５２Ｂ１　・・・撮影兼表示スクリーン、５２Ａ　２　
、５２Ｂ　２　　・・・表示専用スクリーン、４１・・
・周囲光光源、４２・・・周囲光検出器、３８、４３・
・・受光部、３５・・・光源、３６・・・光検出器、３
７・・・発光部、３９・・・光路、４０・・・スクリー
ン動作層。１′−２（ａ）円側九九う狼 ′？Ｌ）ｌ−卿

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像を投影する手段と該投影手段からの投影光を
結像する表示スクリーン手段から構成された画像表示装
置において、前記表示スクリーン手段を挾んで表示画像を観察する観
察者と対向する位置に設定された撮影手段と、前記表示
スクリーン手段に印加される電気信号により光の透過状
態を制御する手段と、該制御手段により前記表示スクリ
ーン手段の光透過状態と光不透過状態を交互に切替え、
光透過状態時に前記撮影手段への起動を行い、かつ、前
記表示スクリーン手段が光透過状態時に前記投影手段の
画像投影を中断する手段とを有することを特徴とする視
線一致型の画像表示装置。
（２）表示スクリーン手段は、電気信号により光散乱に
よる光不透過状態と光透過状態を生成する液晶材料を透
明電極で挾んだ構造の液晶セルを用いたことを特徴とす
る請求項（１）記載の視線一致型の画像表示装置。
（３）表示スクリーン手段は撮影兼表示用と表示専用と
からなる領域としたことを特徴とする請求項（１）記載
の視線一致型の画像表示装置。
（４）投影手段は少なくとも１フィールド以上の時間、
同一画像を蓄積できることを特徴とする請求項（１）記
載の視線一致型の画像表示装置。
（５）撮影手段への入力周期が１フィールド時間または
１フィールド時間の整数倍であって、入力時間が入力周
期よりも短かく、かつ、入力時間の開始点の現われる時
刻が入力周期に対してランダムであることを特徴とする
請求項（１）記載の視線一致型の画像表示装置。
（６）撮影手段への画像入力は観察者側の周囲光強度が
周期的に変動し、ある値に到達したときに行なうことを
特徴とする請求項（１）記載の視線一致型の画像表示装
置。
（７）撮影手段への画像入力は表示スクリーン手段が光
透過状態になるタイミングを基準にして行なうことを特
徴とする請求項（１）記載の視線一致型の画像表示装置
。