JPH0564183A

JPH0564183A - テレビジヨン電話装置

Info

Publication number: JPH0564183A
Application number: JP3223980A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takahashi; 健二高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】将来のパーソナルテレビジョン電話の必須条件
となる低コスト化と視線の不一致の問題を解決する機器
構成を提供する。【構成】低コスト化を実現するために、安価な小型のデ
ィスプレィデバイスを凹面鏡で拡大して表示する構成を
採用する。視線の不一致の問題については、凹面鏡の一
部（中心部付近）に光透過性を有する構造とし、これを
通して凹面鏡の背後に設置した撮像装置で撮影すること
により、解決する。【効果】本発明を用いれば、安価な歩留まりの良い小型
のディスプレィデバイスを使用できるので、テレビジョ
ン電話装置の最もコスト高となっている原因を改善でき
る。また、視線の不一致を上記の方法で対処し、使い勝
手の良い装置を提供することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョンディスプレ
イ装置とテレビジョンカメラを一体化したテレビジョン
電話装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通信手段の発達、とりわけ伝送の大容量
化・高速化がＩＳＤＮ等のインフラストラクチャの整備
の進行によって可能になるに従い、音声のみならず映像
情報信号をも同時に伝送するテレビジョン会議システム
（以下、テレビ会議と略称）の製品開発が活発に行われ
ている。現在、テレビ会議は電話回線よりさらに広帯域
な専用線を使用しているので、運用コストも高いため、
もっぱら多人数の会議に利用されることが多い。

【０００３】一方、個人環境における音声・映像伝送手
段としては、いわゆるテレビジョン電話システムがあ
る。近年、この研究開発が活発に行われ、プロトモデル
的製品が相次いで発表されている。これは一般の電話回
線に映像信号を伝送するため、広帯域の画像情報を圧縮
して送っている。現段階では、この情報圧縮装置のコス
トが装置全体のコストに占める割合が高く、装置全体の
価格を引き上げているため、一般家庭に普及するまでに
は至っていない。将来は圧縮装置のＬＳＩ化等が図られ
れば、コストは大幅に下がることが予想され、一般家庭
にも普及する可能性は非常に高い。一般家庭用としては
普及するには、コストは最重要課題であることは周知の
事実であるが、スペースファクタの良い小型化への努力
も大変重要である。ある程度の表示面積を確保してスペ
ースファクタを良くするには、ディスプレイ装置の薄型
化が有効である。これには液晶ディスプレィデバイス等
のフラットディスプレイ装置を利用することで達成でき
る。個人環境での使用を前提に考えても、実用的には前
述したようにある程度の表示面積を確保する必要があ
る。将来的に通信インフラストラクチャがＮ−ＩＳＤＮ
からＢ−ＩＳＤＮへと、より広帯域化が実現した場合に
は、画像情報も高精細なものとなるため、最低でも１２
〜１４インチのディスプレィが必要となる。液晶ディス
プレィに代表されるフラットディスプレィは、小型のも
のは比較的高解像度であっても歩留まり良く作りやす
い。高解像度でかつ１４インチ程度以上の大面積のフラ
ットディスプレィデバイスは、面積に比例して歩留まり
が下がる傾向にあり、結果としてコスト上昇の原因とな
る。このように装置の小型化とコストは切り離せない関
係にある。これが将来のテレビ電話装置を実現する上で
の第一の問題点である。

【０００４】第二の問題点としてテレビジョンカメラと
ディスプレィ装置の位置関係である。図２に示すように
ユーザー２１はテレビ電話装置２２のディスプレィ表示
部２３に写しだされている通信相手の情報（顔や文書
等）を当然注視することになる。図２のようにユーザー
２１はディスプレイの中心点Ａを見ているとする。この
ユーザー２１を通信相手に送像するためのテレビカメラ
の設置位置は、ディスプレィ表示部２３の最も近くの位
置、例えばＢもしくはＢ’の位置に設置せざるをえな
い。すなわちユーザー２１の注視している視線と撮像用
のテレビカメラＢ，Ｂ′とのなす角度θ₁，θ₂分のズレ
が生じてしまう。このズレを持った画像を通信相手が見
た場合、相手の視線が自分の方を向いていないために、
非常に違和感をもつことになる（視線の不一致）。テレ
ビ会議のように比較的多人数で行う場合は、各人の視線
の一致はさほど重要ではないが、個人対個人の場合がほ
とんどであると考えられる家庭用テレビジョン電話で
は、視線の一致が重要なファクターとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決使用とす
る課題は、低コストでかつ、視線の不一致を解決できる
テレビジョン電話装置構成を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では小型のディス
プレィデバイスと凹面鏡を用い、同時に凹面鏡の背後に
テレビジョンカメラを配置する構成を採用する。

【０００７】

【作用】前記構成によって、ディスプレィを拡大表示す
ることが可能なため、歩留まりの良い安価な小型のディ
スプレィデバイスを使用できるため、結果として安価な
テレビジョン電話装置を提供することが出来る。また、
視線の一致については、一部もしくは全面が光透過性を
もつ凹面鏡の背面にテレビジョンカメラを配置する事に
より実現することが出来る。

【０００８】

【実施例】図１に本発明の基本的なレイアウト構成を示
す。凹面鏡１のほぼ中心部分Ｃの背後にテレビジヨンカ
メラ２を配置している。凹面鏡１の中心部分Ｃには、前
方からの光がテレビジヨンカメラ２に取り込めるような
処理を施す必要がある。具体的な処理としては、中心部
Ｃをハーフミラー処理とする、中心部分Ｃを透明にす
る、凹面鏡全面をハーフミラーとする等が考えられる。

【０００９】小型のフラットディスプレィ３はユーザー
４の視野に入らないように、ユーザーの視線（アイライ
ン）５よりも偏位して配置される。図１ではアイライン
５の下方に変位して設置した一例である。ユーザー４は
ディスプレィ３の表示画面が凹面鏡１によって拡大され
た虚像６を観視する。フラットディスプレィ３の背面に
は投影用の光源７を配置する。

【００１０】虚像６の拡大率は図３に示すように、凹面
鏡１の焦点Ｆと物体(ディスプレィ)３との距離（Ｄ−
Ｆ）によって変化する。物体３の位置が凹面鏡１の表面
では原理的に等倍となり、焦点位置では倍率は無限大と
なる（実用的には、あまり高倍率は利用困難）。拡大さ
れた虚像６の位置も物体の設置する位置で同時に変化す
る。物体３が凹面鏡１の表面から離れる（ユーザーに近
づく）に従って、遠方に像形成される。

【００１１】虚像６の倍率および虚像６の位置をいかに
選ぶかは設計の問題である。一般的には、虚像６の位置
をユーザーの明視距離の近辺に設定するのが見やすい。

【００１２】図１ではアイライン５の下方にディスプレ
イデバイス３を配置する実施例を示したが、図４に示す
ようにアイライン５の上方にディスプレィデバイス３を
設置してもよい。また、アイライン５の左右のどちらか
に変位してディスプレィデバイス３を配置しても良い
（図示せず）。

【００１３】また、図３でディスプレィデバイス３と凹
面鏡１の距離を変えることにより、虚像６の像倍率を変
えることが出来ることを示したが、この性質を積極的に
利用し、ユーザーの好みによって自由に像倍率を可変で
きる装置構成とすることも可能である。

【００１４】本装置では、アイラインの一致を達成する
ために、図１に示すように、ディスプレィデバイス３を
凹面鏡１の中心線８より、変位して設置し、アイライン
５も中心線８よりディスプレィ３の反対側に変位して設
定される。このため、凹面鏡１の中心線８と直交する線
９と、ディスプレィの面を延長する直線１０とのなす角
θ₃によって、凹面鏡１によって写しだされる画像（虚
像）６の形状が変化する（図５（ａ），（ｂ））。これ
は角度によって、画面の上方と下方の像倍率が異なって
しまうためである。図５（ａ）は画面上方の拡大率が下
方より大きい場合、図５（ｂ）は逆に下方の拡大率が大
きい場合を示している。このことは、角度θ₃を適当に
選べば，図５のような画像歪を生じなくすることが可能
であることを意味する。通常は歪が最小になるように角
度θ₃を設定することになるが、積極的にこの歪の効果
を利用する使い方をしても良い。

【００１５】図１において、凹面鏡背面のテレビジヨン
カメラ２にユーザー４の顔等の映像を入力するための中
心部Ｃ（ウィンドと称呼）は、ユーザー４の目が後方の
虚像６の位置に焦点を合わせているために目立ちにくい
状態にある。しかし、ウィンドＣが凹面鏡のミラー部分
６２とかなり異なった表面状態である場合は、極力小さ
いことが望ましい。次に、このウィンドＣの処理方法の
実施例について述べる。図６の（１）は凹面鏡１のウィ
ンド部Ｃを穴状とした最も簡単な実施例である。この場
合、ウィンド部Ｃは凹面鏡１の他の表面状態とかなり異
なるため、極力面積が小さいことが必要である。これに
伴ってテレビカメラのレンズ６１も小型のものを利用す
るのが良い。図６の（２）は図６の（１）の実施例の穴
状のウィンド部Ｃに透明の物質を充填した実施例であ
る。図６の（１）の場合に比べ、ウィンド部Ｃ表面での
反射がミラーの作用を少なからず行うため、さらにウィ
ンド部Ｃの不均一性は緩和され、目立ちにくくなる。図
６の（３）は凹面鏡１の表面にハーフミラー等の光透過
性の処理６３を全面に施した実施例である。今まで述べ
た実施例中では表面の均一性では最も優れている。しか
し、ディスプレィデバイスからの光は凹面鏡１の反射率
が低下するため、明るさが減少する欠点がある。しか
し、この欠点は使用するテレビカメラ２に感度が高いも
のを使用すれば、ハーフミラー６３の反射率を０.７以
上に設定することはさほど困難ではない。図６の（４）
は、凹面鏡１自体をプラスチックの成型等によって、製
作する場合に有効な方法である。すなわち、凹面鏡背面
に配置するテレビジョンカメラ２に使用するレンズの一
部を同時に成型してしまう方法である。これによって、
総合のコストを下げる効果がある。図６の（４）ではユ
ーザー側にレンズを成型した実施例を記載したが、前述
した凹面鏡反射面６２の一様性からは裏面側に成型する
方が有利である。このレンズを同時に成型する実施例
は、図６の(２)，(３)の場合にも適用できることは説明
の必要がなかろう。

【００１６】図６の（１）（２）（３）（４）は鏡面６
２，６３をユーザー側に施した実施例を記載したが、凹
面鏡の裏面に被着しても良いことは説明の必要はなかろ
う。次に本発明の装置では、ディスプレィ装置に写しだ
された相手方の映像を鏡（凹面鏡）で反射して見るため
に、像の左右が反転する。相手方の装置が本発明に対応
した装置とは限らないので、本装置の中で画像の左右反
転を行う必要がある。この左右反転手段の一実施例を図
７に示す。入力端子７１には、相手方の左右が反転して
いない通常の映像信号７２が加えられる。映像信号７２
は、第一のスイッチ回路７３で一水平ラインメモリ（以
下１ＨＭと記す）７４，７５の一方に接続され、書き込
みが行われる。図７の実施例では、１ＨＭ１（７４）が
書き込み状態である。この時、１ＨＭ２(７５)は読みだ
し状態になっている。1HM1，２の入出力端子７６，７７
には、第二のスイッチ回路７８が接続されており、読み
だし状態になっている１ＨＭ２の出力信号を出力端子７
９へ取り出している。映像信号の左右反転動作は、１Ｈ
Ｍ１，２にＡの方向に順番に読み込んだ信号を、Ｂの方
向へ逆転して読みだせば簡単に実現できる。

【００１７】１ＨＭ１と１ＨＭ２の動作タイミングを図
７の（２）に示す。一方の１ＨＭが書き込み状態（Ｗ）
の時は、他方は必ず読みだし状態（ＲＲ：Reverse Rea
d）になっている。スイッチ回路７３，７８の切り替え
は、水平のブランキング期間（ＨＢＬ）に行えば良い。

【００１８】１ＨＭとしてＣＣＤ等のアナログディレー
ラインも使用可能であるが、Ａ／Ｄ変換器でディジタル
信号に変換してから通常のディジタルメモリを使用する
のが使い良いであろう。

【００１９】入力端子７１には、Ｒ，Ｇ，Ｂ等のコンポ
ーネント信号が加えられる時は、今までの説明で十分で
あろう。ＮＴＳＣ信号のような複合映像信号が加えられ
た場合にも、多少の回路を付加するだけで反転動作が実
現できる。問題となるのは輝度信号ではなく、輝度信号
に重畳されているカラーサブキャリァである。図８の
（１）に示すように、今、サブキャリァＳＣ(３.５８Ｍ
Ｈｚ）を４倍のレート（１４.３ＭＨｚ、４ｆsc)でサン
プリング（１，２，３，４，１，２…）する場合を考え
る。図８（２）（３）（４）に、いくつかの代表的なサ
ブキャリァの位相（色の信号）を表わす。図８（１）を
バーストフラグ（ＢＦ）の位相とすると、（２）の信号
（Ａ）はＢＦと逆相の信号、図８（３）の信号（Ｂ）は
ＢＦから９０°遅れた位相、図８の（４）の信号（Ｃ）
は（Ｂ）の逆相であるからＢＦから、２７０°遅れた信
号となる。これをベクトル表示したものを図８（５）に
示す。

【００２０】つぎに、図８（１）〜（４）の位相で読み
込まれた信号を逆転して読みだす場合を考える。色サブ
キャリァはＢＦの位相を基準として復調されるので、Ｂ
Ｆが読み込み時と同一位相になる逆転の読みだし順番
は、３，２，１，４，３，２…となる。逆転時の各信号
の位相は、（２）はＢＦと逆相、（３）は２７０°遅れ
た位相、（４）は９０°遅れた位相となる。これをベク
トル表示した図を（６）に示す。すなわち、逆転時はＲ
−Ｙ軸の極性が逆転する。よって、色信号復調後、Ｒ−
Ｙ軸の信号を反転する必要がある。ＢＦの位置関係も図
９の（２）に示すように、時間的に逆になるが、ｎ＋１
ＨラインのＢＦ（ａ）をｎ＋２Ｈラインの信号復調用に
使用しても差し支えない。逆転読みだしした複合信号の
色復調回路の一実施例を図９（１）に示す。逆転複合信
号９１は、色信号帯域を通過させるＢＰＦ９２とＢＦ抜
取り回路９３に加えられる。ＢＦ抜取り回路９３に加え
る抜取りパルス９４は当然、水平走査線の後端の位相と
することは言うまでもない。抜き取ったＢＦによって引
き込み発振器９５を動作させ、その出力波形（ＳＣ）を
使用して、Ｒ−Ｙ復調器９６、Ｂ−Ｙ復調器９７で色復
調を行う。前述したように、Ｒ−Ｙ復調信号は極性反転
器９８で反転する。図８，図９では、説明の都合上Ｒ−
Ｙ軸を反転した実施例を述べたが、ＢＦとの位相関係は
相対的なものであるから、Ｂ−Ｙ軸を反転させても同様
であることは容易に理解できよう。その後、マトリクス
回路９９にてＲ，Ｇ，Ｂ信号に復調する。

【００２１】以上述べたように回路を構成すれば、ＮＴ
ＳＣ複合信号にも容易に対応出来ることが理解出来よ
う。

【００２２】

【発明の効果】以上、述べたように本発明を用いれば、
テレビジヨン電話装置の低コスト化が可能となり、パー
ソナル環境での使用が大いに促進される。また、従来問
題となっていた通信相手との目線の不一致を解決するこ
とが出来るため、よりフレンドリーで使い勝手の良い装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成を示す一実施例を説明す
る図。

【図２】従来装置の欠点（視線の不一致）を説明する
図。

【図３】凹面鏡と物体（ディスプレィ）の関係を説明す
る図。

【図４】図１（基本構成の一実施例）のバリエーション
を示す一実施例を説明する図。

【図５】凹面鏡とディスプレィデバイスの位置関係によ
る画像の歪形状を説明する図。

【図６】本発明に使用する凹面鏡の構造に対する種々の
実施例を説明する図。

【図７】本発明に使用する画面左右反転回路の一実施例
とその動作タイミングを説明する図。

【図８】画面左右反転時の複合カラー信号のふるまいを
説明する図。

【図９】画面左右反転時の複合カラー信号復調回路の一
実施例及びその信号波形を説明する図。

【符号の説明】

１…凹面鏡、２…撮像装置、３…ディスプレィデバイ
ス、４…ユーザー、５…アイライン、６…拡大された虚
像、７…照明、８…凹面鏡中心線、９…凹面鏡の中心線
と直交する線、１０…ディスプレィデバイスの表示面を
延長する線、２２…テレビジョン電話装置、２３…ディ
スプレィ面、６１…レンズ、６２…鏡面、６３…ハーフ
ミラー、７１…入力信号、７２…入力信号線、７３…ス
イッチ、７４、７５…一水平ラインメモリ、７６、７７
…一水平ラインメモリ入力端子、７８…スイッチ、７９
…出力端子、９１…複合カラー信号、９２…バンドパス
フィルタ、９３…バーストフラグ抜取り回路、９４…バ
ーストフラグ抜取りパルス、９５…サブキャリァ発振
器、９６、９７…色復調器、９８…極性反転回路、９９
…マトリクス回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹面鏡により、表示デバイスの映像を表示
することを特徴としたテレビジョン電話装置。
【請求項２】凹面鏡の前面に表示デバイスを、背後に撮
像装置を配置したことを特徴としたテレビジョン電話装
置。
【請求項３】請求項２の凹面鏡の一部もしくは全面を光
透過性としたことを特徴としたテレビジョン電話装置。
【請求項４】凹面鏡の中心軸より、変位して表示デバイ
スを配置することを特徴とした請求項１もしくは請求項
２のテレビジョン電話装置。
【請求項５】請求項４記載のテレビジヨン電話装置もし
くは映像端末装置において、映出された画像の歪を最小
とするように、凹面鏡と表示デバイスのなす角度を設定
することを特徴としたテレビジョン電話装置。
【請求項６】凹面鏡と表示デバイスの距離を可変できる
構造を有し、映し出された画像の倍率を可変とすること
ができる請求項１もしくは請求項２のテレビジョン電話
装置。
【請求項７】請求項３記載のテレビジヨン電話装置もし
くは映像端末装置において、凹面鏡の中心付近に穴を設
けたものを用いることを特徴とするテレビジョン電話装
置。
【請求項８】請求項３記載のテレビジヨン電話装置もし
くは映像端末装置において、凹面鏡の中心付近の反射鏡
面を削除し、光を裏面へと透過できる構造としたことを
特徴としたテレビジョン電話装置。
【請求項９】請求項３記載のテレビジヨン電話装置もし
くは映像端末装置において、凹面鏡の中心付近にレンズ
を凹面鏡と一体で成型することを特徴としたテレビジョ
ン電話装置。
【請求項１０】凹面鏡もしくは平面鏡等の鏡で表示デバ
イスの映像を反射して観視するテレビジヨン電話装置も
しくは映像端末装置において、画像の左右を反転する機
能を有することを特徴とするテレビジョン電話装置。
【請求項１１】請求項１０のテレビジョン電話装置にお
いて、ＮＴＳＣ等の複合カラー信号を左右反転処理する
際に、色復調軸の一方を反転することを特徴とするテレ
ビジョン電話装置。