JPH07131766A - 画像撮影表示システム及び画像撮影表示ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化する。 【構成】 光透過性の液晶表示パネル２０の裏面に近接
してビデオ・カメラ２２を配置する。ビデオ・カメラ２
２は、液晶表示パネル２０に表示される映像を観察する
観察者２４を、当該液晶表示パネルをとおして撮影する
ように配置されている。制御回路２６は、テレビ会議又
はテレビ電話の相手からのビデオ信号を受け、その映像
を表示するように液晶表示パネル２０を駆動又は制御す
る。制御回路２６はまた、所定のタイミングで液晶表示
パネル２０を透明状態にすると共に、ビデオ・カメラ２
２を撮影状態にする。これにより、ビデオ・カメラ２２
は、観察者２４を撮影し、そのビデオ信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビ電話やテレビ会
議等における画像撮影表示システム及び画像撮影表示ユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、映像を用いて遠隔地間でコミュニ
ケーションを図るとき、互いに視線を一致させることが
重要である。従来のテレビ電話やテレビ会議では通常、
画像表示装置の近辺（例えば、上又は下）に画像撮影装
置が配置されるので、利用者を少し見降ろす又は見上げ
る状態で撮影することになり、視線の一致を図ることが
出来なかった。

【０００３】これに対して、図１３に示すように、投写
型表示装置と時分割撮像を組み合わせた視線一致型撮影
表示装置が提案されている。投映スクリーン１０は透明
状態と光散乱状態に切り換え自在であり、プロジェクタ
１２がビデオ入力に応じた映像をスクリーン１０の斜め
後方からスクリーン１０に投映する。スクリーン１０の
裏側には、スクリーン１０上の表示画像を観察する観察
者（テレビ電話等の対話者）を正面から撮影するビデオ
・カメラ１４を配置してある。制御回路１６は、通常は
スクリーン１０を光散乱状態にしているが、ビデオ・カ
メラ１４からの同期信号に従い所定タイミングでスクリ
ーン１０を透明状態にする。スクリーン１０が透明なと
き、ビデオ・カメラ１４は観察者を撮影することができ
る。

【０００４】この構成では、ビデオ・カメラ１４は観察
者を正面から撮影できるので、これらのユニットを別の
対話者にも設置することで、互いに視線を合わせて会話
できる。

【０００５】プロジェクタ１２の基本構成を図１４に示
す。１２ａは、光源ランプ、１２ｂは光源ランプ１２ａ
をスクリーン１０方向に向ける凹面鏡、１２ｃはコリメ
ータ・レンズ、１２ｄはビデオ入力に応じた画像を表示
する液晶表示パネル、１２ｅは、液晶表示パネル１２ｄ
の透過光をスクリーン１０に結像する投映レンズであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、相手からの画像を投映方式でスクリーン上に投映す
るので、その邪魔にならないようにビデオ・カメラ１４
をスクリーン１０からかなり離さなければならない。こ
のため、広い設置場所が必要となる。

【０００７】また、高精細の投映像を得るには、液晶表
示パネル１２ｄをあまり小さくすることができず、従っ
てプロジェクタ１２を小型化しにくい。液晶表示パネル
１２ｄに光源１２ａの発生熱が集中するので、しばしば
液晶が劣化する。更には、光源１２ａの保守に手間がか
かるという欠点がある。

【０００８】本発明は、このようの不都合のない画像撮
影表示システム及び画像撮影表示ユニットを提示するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像撮影表
示システムは、画像撮影装置と当該画像撮影装置の撮影
画像を主に画像表示する画像表示装置とからなる画像撮
影表示装置を少なくとも２セット具備し、一方のセット
の画像表示装置の画像表示面の裏側に他方のセットの画
像撮影装置を配置し、当該画像表示面をとおして被写体
を撮影するようにしたことを特徴とする。

【００１０】本発明に係る画像撮影表示ユニットは、画
像表示パネルと、当該画像表示パネルの裏側に配置さ
れ、当該画像表示パネルを通して当該画像表示パネルの
前方を撮影する画像撮影装置とからなる。

【００１１】

【作用】上記手段により、画像撮影装置を画像表示装置
の表示画面の裏側に近接して配置できるので、狭い面積
にも設置できる小型な画像撮影表示ユニットを提供で
き、テレビ会議やテレビ電話のための小型な画像撮影表
示システムを提供できる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例における画像撮
影表示ユニットの概略構成を示す側面図である。２０は
光透過性の液晶表示パネルであり、その裏面に近接して
ビデオ・カメラ２２が配置されている。ビデオ・カメラ
２２は、液晶表示パネル２０に表示される映像を観察す
る観察者２４を、当該液晶表示パネルをとおして撮影す
るように配置されている。制御回路２６は、テレビ会議
又はテレビ電話の相手からのビデオ信号を受け、その映
像を表示するように液晶表示パネル２０を駆動又は制御
する。

【００１４】制御回路２６はまた、手動又は自動（一定
間隔）で液晶表示パネル２０に所定の制御信号（ＯＦＦ
信号）を印加して、液晶表示パネル２０を透明状態にす
る。制御回路２６は、同時に、ビデオ・カメラ２２にＯ
Ｎ信号を送り、ビデオ・カメラ２２を撮影状態にする。
これにより、ビデオ・カメラ２２は、液晶表示パネル２
０の正面に位置する観察者２４を撮影し、そのビデオ信
号を出力する。周知の通り、液晶表示パネル２０にはカ
ラー・フィルタが印刷されているが、ビデオ・カメラ２
２がその撮影レンズの焦点距離に比して液晶表示パネル
２０の近くに配置されている限り、観察者２４の撮影の
邪魔にはならない。ビデオ・カメラ２２から出力される
ビデオ信号は、テレビ会議又はテレビ電話の相手端末に
送信される。

【００１５】本実施例で使用するような液晶表示パネル
２０の構造は周知であるが、液晶、駆動方式及び駆動電
流について簡単に説明する。

【００１６】先ず、液晶の性質についてＴＮ（Ｔｗｉｓ
ｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式を例に簡単に説明する。
図２及び図３は、直交偏光板の場合のＴＮ型表示方式の
概念図であり、ＴＮ素子の電界による変形の様子を示
す。図２は電界を印加していない状態、図３は電界を印
加した状態を示す。液晶分子３０は所定間隔で平行に配
置されたガラス基板３２，３４に挟まれている。ガラス
基板３２の外側面に偏光板３６が接着され、ガラス基板
３４の外側面に偏光板（検光板）３８が、偏光板３６と
直交する方向で接着されている。

【００１７】電界を印加していない場合、図２に示すよ
うに、液晶分子１０２はガラス基板３２とガラス基板３
４の間でねじれて配向している。偏光板３６を通過した
光４０は液晶分子３０の光学異方性△ｎの効果により液
晶分子３０のねじれに沿って回転（旋光）し、偏光板３
８を通過する。従って、このとき、液晶表示パネルは透
明状態である。

【００１８】液晶層に電界を印加すると、図３に示すよ
うに、液晶分子３０のねじれ配光が解ける。この結果、
偏波面を回転させる効果がなくなり、入射光４２は、偏
光板３８により遮蔽される。従って、このとき、液晶表
示パネルは不透明状態になっている。

【００１９】液晶表示パネル２０はアクティブマトリッ
クス駆動方式であり、そのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
構造を図４に示す。数μｍの間隔を隔てて平行に配置し
た２枚のガラス基板５０，５２の間に液晶５４を封入し
た構造となっている。下側のガラス基板５２には、信号
線５６と走査線５８がマトリックス状に配置され、それ
らの交点にはＴＦＴ６０と透明な画素電極６２が接続さ
れている。上側のガラス基板５０には、共通電極６４と
カラー・フィルタ６６が配置されている。このＴＦＴ一
ＬＣＤを２枚の偏光板６８，７０で挟んだ透過型の表示
装置となる。カラー・フィルタ６６はＲ（赤）、Ｇ
（緑）及びＢ（青）の３原色からなり、各画素電極６２
に対応して配置される。

【００２０】次に駆動方法を説明する。図５は、駆動信
号波形のタイミング・チャートである。Ｖｇは走査線５
８の信号、Ｖｉｄは信号線５６の信号であり、それぞれ
ＴＦＴのゲート及びソースに印加される。周知のよう
に、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号は、インターレース信号
であり、第１フィールドと第２フィールドをあわせて１
フレームとし１枚の絵を構成する。ＴＦＴ一ＬＣＤでビ
デオ表示する場合には、１フィールド期間（１／６０
秒）ごとに交流反転する３０Ｈｚの映像信号をノンイン
タレース（奇数行と偶数行の画像信号を同一行に重ねて
書く）方式で液晶に印加する。

【００２１】選択期間Ｔ１（１水平走査期間）にＴＦＴ
がＯＮすると、画素電極電位Ｖｐは信号線５６の電位Ｖ
ｉｄと等しくなる。選択期間Ｔ２ではＴＦＴがＯＦＦに
なるが、液晶容量（及び保持容量）に書き込まれた信号
は保持され、ＴＦＴがＯＦＦする瞬間にＶｐはある電圧
△Ｖだけ低下する。これは、ＴＦＴのゲート・ドレイン
間の寄生容量Ｃｇｄ、液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓ
ｔの間の容量カップリングによるもので、その大きさ
は、 ΔＶ＝△Ｖｇ・Ｃｇｄ／（Ｃｇｄ＋Ｃｌｃ＋Ｃｓｔ） となる。ここで、△Ｖｇは走査線５８の電位の変化量で
ある。

【００２２】このシフト電圧ΔＶは、映像信号の極性に
関係なく常に画素電極電位Ｖｐを下げることになる。そ
こで、カラー・フィルタ側の共通電極の電位Ｖｃｏｍを
信号線５６の中心電位Ｖｃに対してこのシフト電圧だけ
低く設定する。これによって、液晶に印加される電圧は
斜線部で示される領域になり、ほぼ正負対称な波形とな
る。即ち、走査線５８に対応したゲート線を線順次方式
で選んでいき、選択された１本の走査線上のトランジス
タをすべてＯＮにし、同時に各信号線５６から映像信号
に従った画素データを書き込む。この画素データは、等
価的にコンデンサとなる液晶に電荷として蓄えられ、１
フレーム後の次の信号が来るまで液晶を駆動し続ける。

【００２３】次に、２者間でテレビ会議又はテレビ電話
するためのシステム構成を例に、動作を説明する。図６
は、２者間接続の構成図、図７は図６の構成における画
像撮影装置と画像表示装置の動作タイミング図を示す。

【００２４】図６において、Ａ１，Ｂ１は画像撮影装
置、Ａ２，Ｂ２は液晶画像表示装置である。撮影ＯＮ状
態では、撮影装置Ａ１，Ｂ１の前の表示装置Ａ２，Ｂ２
を全面透明状態にするので、撮影装置Ａ１，Ｂ１は液晶
表示面を透して被写体を撮影できる。画像撮影装置Ａ
１，Ｂ１と液晶画像表示装置Ａ２，Ｂ２の２組のセット
で図７のように、ＯＮ，ＯＦＦを交互に繰り返す。

【００２５】カラー撮影及びカラー表示を例に説明した
が、白黒撮影及び白黒表示でも良いことは勿論である。
また、テレビ会議等の音声については周知の別の手段が
あるので、説明を省略している。端末間及び装置間を有
線接続しているが、その一部又は全部を無線接続しても
よいことは自明である。

【００２６】図８は、本発明の第２実施例の概略構成の
側面図を示す。図１と同じ構成要素には同じ符号を付し
てある。この実施例では、液晶表示パネル２０の背面に
瞬間調光ガラス７２を接着してあり、制御回路７４は制
御回路２６と同様に液晶表示パネル２０を駆動するだけ
でなく、瞬間調光ガラス７２を次のように制御する。な
お、ここで用いた瞬間調光ガラス７２は日本板硝子
（株）の商品名”ウム”であり、図９に示すように、２
枚の透明ガラスの間に分散型液晶シートを挟み込んだ構
造になっている。

【００２７】この瞬間調光ガラス７２は、電圧の印加し
ていないとき、図１０（ａ）に示すように不透明状態に
なり、所定の電圧を印加すると、図１０（ｂ）に示すよ
うに液晶分子が整列し、透明となる。透明電導膜に電圧
を印加すると約１ｍｓｅｃで透明になり、電圧を切ると
約１０ｍｓｅｃで不透明になる。

【００２８】図８では、液晶表示パネル２０で画像を表
示しているときは、見やすくするために瞬間調光ガラス
７２に電圧をかけず、不透明にする。また、ビデオ・カ
メラ２２で撮影するときは、液晶表示パネル２０と瞬間
調光ガラス７２に電圧を印加し、共に透明にする。

【００２９】このように瞬間調光ガラス７２を使用する
ことにより、液晶表示パネルの表示画像が見やすくな
る。

【００３０】標準テレビジョン方式の画面数は、毎秒２
５枚又は３０枚である。その内の１フレーム又は２フレ
ームが別の画像がなっても、人間には認知出来ないこと
が実験により周知である。そこで、図１に示す構成で、
５０ｍｓｅｃ以内の期間、液晶表示パネル２０を透明に
し、その間に撮影する。こうしても、液晶表示パネル２
０の表示画像は連続画像であるかのように見える。さら
に、液晶表示パネル２０が一瞬透明になっても、観察者
はそれを認識できないので、観察者に意識させずに撮影
を行なえる。

【００３１】上記実施例は、液晶表示パネルを有するラ
ップトップ型パーソナル・コンピュータに組み込むこと
ができる。図１１は使用時の側面図、図１２は、そのコ
ンピュータの斜視図である。１００はコンピュータ本体
であり、その液晶表示装置１０２の表示面の裏側にＣＣ
Ｄカメラ１０４，１０６を組み込んである。動作は、図
１に示す実施例と全く同じである。

【００３２】このように構成することで、限られた面積
に対して表示面を大きくとれるので、小型化が可能とな
る。図１２では、立体画像を得られるように、２つのカ
メラ１０４，１０６を配置した。

【００３３】テレビ会議やテレビ電話への適用を説明し
たが、本発明は、透明な液晶表示パネルを使用するその
他の装置にも利用でき、例えば、タッチパネル付きの液
晶表示パネルの背面に撮影装置を組み込み、利用者を必
要に応じて撮影するシステム、例えば監視システムにも
利用できる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、プロジェクタを使用しないので全
体を小型化することができ、広い設置場所がいらなくな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一実施例の概略構成図である。

【図２】 ＴＮ型液晶表示素子の電圧無印加時の状態図
である。

【図３】 ＴＮ型液晶表示素子の電圧印加時の状態図で
ある。

【図４】 ＴＦＴ方式液晶表示パネルの構造図である。

【図５】 ＴＦＴ方式液晶表示パネルの駆動波形図であ
る。

【図６】 ２者間接続の場合の構成図である。

【図７】 図６の動作タイミング図である。

【図８】 本発明の変更実施例の概略構成図である。

【図９】 瞬間調光ガラス７２の構成図である。

【図１０】 瞬間調光ガラス７２の特性説明図である。

【図１１】 ラップトップ型コンピュータに組み込んだ
例の使用時の側面図である。

【図１２】 本発明を適用したラップトップ型コンピュ
ータの構成を示す斜視図である。

【図１３】 従来の視線一致型撮影表示装置の概略構成
図である。

【図１４】 プロジェクタ１２の構成図である。

【符号の説明】

１０：投映スクリーン １２：プロジェクタ １２ａ：
光源ランプ １２ｂ：凹面鏡 １２ｃ：コリメータ・レ
ンズ １２ｄ：液晶表示パネル １２ｅ：投映レンズ
１４：ビデオ・カメラ １６：制御回路 ２０：液晶表
示パネル ２２：ビデオ・カメラ２４：観察者 ２６：
制御回路 ３０：液晶分子 ３２，３４：ガラス基板
３６：偏光板 ３８：偏光板（検光板） ４０，４２：
入射光 ５０，５２：ガラス基板 ５４：液晶 ５６：
信号線 ５８：走査線 ６０：ＴＦＴ ６２：透明画素
電極 ６４：共通電極 ６６：カラー・フィルタ ６
８，７０：偏光板 ７２：瞬間調光ガラス ７４：制御
回路 １００：コンピュータ本体 １０２：液晶表示装
置 １０４，１０６：ＣＣＤカメラ Ａ１，Ｂ１：画像
撮影装置 Ａ２，Ｂ２：液晶画像表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 博通 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 斎藤 亨 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 渋谷 卓史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 内山 高広 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 金田 美佳子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 山中 俊彦 茨城県岩井市岩井3561ＮＴＣメゾン・イワ イ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像撮影装置と当該画像撮影装置の撮影
   画像を主に画像表示する画像表示装置とからなる画像撮
   影表示装置を少なくとも２セット具備し、一方のセット
   の画像表示装置の画像表示面の裏側に他方のセットの画
   像撮影装置を配置し、当該画像表示面をとおして被写体
   を撮影するようにしたことを特徴とする画像撮影表示シ
   ステム。
2. 【請求項２】 上記画像表示装置が液晶表示装置である
   請求項１に記載の画像撮影表示システム。
3. 【請求項３】 上記一方のセットの画像表示装置と上記
   他方のセットの画像撮影装置との間に、透過率を変更自
   在な調光手段を配置した請求項１又は請求項２に記載の
   画像撮影表示システム。
4. 【請求項４】 上記液晶表示装置が、１秒間に１回、５
   ０ｍｓｅｃ以内で透明状態になる請求項１に記載の画像
   撮影表示システム。
5. 【請求項５】 画像表示パネルと、当該画像表示パネル
   の裏側に配置され、当該画像表示パネルを通して当該画
   像表示パネルの前方を撮影する画像撮影装置とからなる
   画像撮影表示ユニット。