JPH086158A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】人面の映像をリアルに表示する投写型表示装置
（テレビ電話装置のモニタ装置、ディスプレイ機能付き
マネキン等）を提供する。 【構成】ランプから出射した光束（自然光）は、コ−ル
ドミラ−５により可視光だけが反射し偏光板４−ｂによ
り直線偏光となる。そして光束１０（直線偏光）は液晶
パネル３の映像を投影し、偏光板４−ａを通過し、投写
レンズ２により拡大され、ミラ−６、７により反射し人
面スクリ−ン１に入射する。

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装置のモニタ
−装置、ディスプレイ機能付きマネキン等に係り、特に
人面の映像をリアルに表示する投写型表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ディスプレイ装置としては、ＣＲＴ（陰
極線管）方式、液晶方式、ホログラム方式、プラズマデ
ィスプレイ方式、さらに、ＣＲＴや液晶の映像をプロジ
ェクタ−を用いて拡大・投写する方式等が用いられてい
る。これらの映像を映しだすスクリ−ンは、平板、又
は、ゆるやかな一定の曲率を有する曲面からなってい
る。このため、臨場感と実在感に富んだ画像を表示する
ためには、偏光フィルタ−や液晶シャッタ−などを用
い、特別なメガネで立体感を実現する方式が実用化され
ている。また、メガネの装着が煩わしい等の理由から、
メガネが不要な多眼式３次元画像ディスプレイ方式とし
て、テレビジョンのようなカラ−動画像表示に適したレ
ンチキュラ−方式およびパララックス方式等の開発が進
んでいる。

【０００３】また、特開平３ー８２４４４号公報に記載
の技術によれば、脳波トポグラフィを光学的に表示する
トポグラフィ表示手段と、透明性を有する材料で形成さ
れた頭部モデルとを有し、上記トポグラフィ表示手段上
の所定位置に上記頭部モデルをグラスファイバを介して
接続し、上記頭部モデルにより上記脳波トポグラフィを
立体的に表示するようにすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方式で臨場感と実在感に富んだ画像を得るため
には、複雑な機構を必要とし、このため部品数も多くコ
ストが著しく高いものとなってしまうという問題があっ
た。

【０００５】本発明は、より臨場感と実在感に富んだ表
示を、より単純な機構により実現することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】表示スクリーンと、入力
する画像信号の表す画像を表示スクリーンへ投写する投
写手段とを備える投写型表示装置において、前記表示ス
クリーンは、被写体となる生物あるいは物体の形状の少
なくとも一部に類似した立体的形状を有することができ
る。

【０００７】

【作用】入力する画像信号の表す画像を、被写体となる
生物あるいは物体の形状の少なくとも一部に類似した立
体的形状を有する表示スクリーンへ投写する。

【０００８】即ち、スクリ−ン形状は、映したい映像の
立体的形状に似ているので臨場感と実在感に富んだ画像
となる。

【０００９】

【実施例】以下図１から図６を用いて本発明の一実施例
を説明する。

【００１０】図６はＶＴＲ一体型カメラ等の撮像装置で
撮影した人物像等を液晶プロジェクタ等の投写型表示装
置でスクリ−ンに投影する時の全体構成を説明する図で
ある。撮像装置１６は、被写体４１を撮影、記録する装
置である。投写型表示装置２９は、スクリ−ン（図示せ
ず）に投影像３０を形成、表示する装置である。１８は
符号化処理部、１９は復号化処理部である。その動作を
以下に説明する。

【００１１】撮像装置１６で、被写体４１を撮影、記録
する場合、被写体４１の像は光学系２０を通り撮像素子
２１に吸光され、電荷が蓄えられ、撮像素子制御回路２
３で水平、垂直方向に走査し、映像信号として、映像信
号処理回路２２に加えられる。映像信号は映像信号処理
回路２２により、所定の映像信号（例えばＮＴＳＣ方式
のカラ−信号）に変換及び処理され、記録回路３３で記
録される。また、符号化処理部１８および復号化処理部
１９は、テレビ電話等に使用される場合投写型表示装置
２９への伝送量を抑え、かつ十分な画質を保持するため
の回路である。その動作を以下に説明する。

【００１２】映像信号処理回路２２により、所定の映像
信号に変換された映像信号は、抽出処理回路２４に送ら
れ、ここで特定被写体の部分画像の抽出を行なう。抽出
を行なう部分画像は一例として、目と口の画像であると
する。抽出した部分画像（抽出信号３０ａ）とそれ以外
の部分あるいは全体（非抽出信号３０ｂ）の映像信号は
それぞれ符号化回路３１ａ及び３１ｂに入力し、そこで
それぞれ符号化を行なう。この符号化に際しては、抽出
した画像についてはより高品質の画像が再現できるよう
に、非抽出画像よりも多くの符号を発生する。多重化回
路３２は前段の２つの符号化回路で発生した符号を多重
化して、送信部３４に送る。抽出処理回路２４は、入出
力端子、メモリ、判定回路、アドレス生成回路等により
構成されており、部分画像を抽出するだけではなく、判
定回路により各抽出部分について、画像サイズ、及び基
準点の位置を算出して、撮像装置制御回路３５に出力す
る。即ち、後述する人面スクリ−ンに人面を投影する場
合のサイズ合わせ及び位置合わせ（例えば投影する人面
の鼻を人面スクリ−ンの鼻部分に合わせる）ことが可能
となる。撮像装置制御回路３５はそれらのデ−タより撮
像装置１６の方向及び拡大率の調整を行なうよう、出力
端子３６より制御信号を出力する。これにより、撮像装
置１６は自動的に被写体４１の的確な方向に向き、か
つ、的確な大きさの画像を捕らえることができる。この
処理過程は随時行ない、被写体４１が撮像装置１６の前
で多少動いても自動的にこれを追尾するものである。撮
像装置１６の向き及び拡大率の調整は、撮像装置１６を
メカニカルに操作してもよいし、あるいは電子的に操作
してもよい。電子的な向きの調整は、ＣＣＤなどの撮像
素子を用いた撮像装置では、余裕画素（撮像装置の出力
となる画素以外の余分な画素）を持ったＣＣＤを用いる
ことで実現可能である。つまり余裕画素がある場合に
は、撮像素子の使用する部分をずらすことができる。換
言すれば、写している方向を変えると、撮像素子の使用
する位置（結像する位置）が変わる。また、電子的な拡
大率の調整は、一般に電子ズ−ムと呼ばれる手法により
可能である。電子ズームとは、例えば面積的には撮像素
子の１／ｎ（ｎは自然数）の部分（信号）をデータ補間
することにより、ｎ倍の信号を出す（面積的にｎ倍にす
る）方法である。

【００１３】復号化処理部１９における処理は、まず、
送信部３４により送られてきた信号を受信部３７で受信
し、分離回路３８において、受信信号より抽出部分と非
抽出に対応する符号を分離する。分離した符号を符号化
回路３１ａおよび３１ｂにそれぞれ対応した復号化回路
３９ａおよび３９ｂにおいて復号化する。この復号化に
より、抽出部分画像および非抽出の画像が得られる。そ
して、これらの画像を合成処理回路４０に入力して、こ
の回路４０において、画像の合成を行う。この合成に際
しては、前記画像サイズおよび基準点の位置に関する情
報を用いる。

【００１４】次に映像を再生、表示する投写型表示装置
２９の動作を説明する。まず、液晶パネル３の駆動方法
を説明する。

【００１５】撮像装置１６または復号化処理部１９から
の映像信号はシフトレジスタ−とサンプルホ−ルド回路
からなるアナログラインメモリ−２６に入力され、１ラ
イン分の映像信号が蓄えられる。次にこの１ライン分の
映像信号は、走査パルス発生回路２５により発生された
走査信号に同期してソ−ス・ライン２７に出力される。
ゲ−ト・ライン２８には走査パルスが順次印加され、そ
のライン上のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）をＯＮ状
態にする。このようにして個々の絵素電極に映像信号が
しかるべきタイミングでサンプル・ホ−ルドされ液晶が
制御される。この液晶パネル３を、光源８、コ−ルドミ
ラ−５、偏光板４、投写レンズ２等からなる光学系に組
み込み、液晶パネル３に形成された映像をスクリ−ンに
投写することで投影像３０を形成することができる。

【００１６】次に本発明の投写型表示装置について説明
する。

【００１７】図１は本発明の投写型表示装置の断面図で
ある。スクリ−ン１は人面形状をしているスクリ−ンで
ある。投写レンズ２は液晶パネル３の映像を拡大、投写
するレンズである。偏光板４は、光源からの自然光を直
線偏光に変換する素子である。コ−ルドミラ−５は、可
視光だけを反射する（熱対策のための）ミラ−である。
ミラ−６、７は投写光の光路を変える（投写距離を短縮
するための）ミラ−である。

【００１８】図２は、図１に示した本発明の投写型表示
装置のミラー７を取り除いた部分を上から見た図であ
る。ランプ８は光源、冷却ファン９は、ランプ８、偏光
板４、液晶パネル３、等を冷却するファンである。本実
施例では、投写距離を短くするため（投写型表示装置を
小型化するため）、コ−ルドミラ−５及びミラ−６、７
により、投写光の光路を変えている。

【００１９】以上の構成から成る本発明の投写型表示装
置においてその動作を説明すれば、ランプ８から出射し
た光束１０（自然光）は、コ−ルドミラ−５により可視
光だけが反射し偏光板４−ｂにより直線偏光となる。そ
して光束１０（直線偏光）は液晶パネル３の映像を投影
し、偏光板４−ａを通過し、投写レンズ２により拡大さ
れ、ミラ−６、７により反射しスクリ−ン１に入射す
る。そして、スクリ−ン１で拡散された光束が観察者
（図示せず）の目に入射し、これにより観察者は画像を
見ることが可能となる。

【００２０】なお、広角の投写レンズ２を使用すること
により、ミラ−６、７を使用することなく、投写レンズ
２の光束を直接スクリ−ンに投影することも可能であ
る。歪が発生した場合は、歪補正回路を併用すると良
い。

【００２１】また、人面の大きさ（拡大率）の調整は、
前述したように撮像装置側で行っても、投写型表示装置
側で行ってもどちらでもよい。投写型表示装置で行なう
場合、投写レンズ２にズ−ム機構を付与することで可能
である。

【００２２】本発明の他の実施例を図３を用いて説明す
る。図３は本発明の投写型表示装置の形状可変人面スク
リ−ンの概略図である。スクリ−ン１１は人面形状をし
ており、回転軸１２を軸として回転する構造となってい
る。また、人面は、頭部、目及び鼻部、口及び顎部の３
部分が独立して変えれる構造となっている。例えば、人
面１３は、１１−ｂの頭部と、１１−ｃの目及び鼻部
と、１１−ｄの口及び顎部からなっている。本実施例で
は、４×４×４＝６４種類の人面形状が表現できる。ま
た、平面スクリ−ンを付与する場合には、３×３×３＝
２７種類の人面形状が表現できる。回転は、モ−タ−等
を用いて自動的に行なってもよいし、手動で変えてもど
ちらでもよい。

【００２３】また、実施例では形状可変人面スクリ−ン
をモンタ−ジュ写真的に変える場合の説明を行ったが、
多種類のスクリ−ン形状を作製し、これを適宜に変えて
もよいことは言うまでもない。

【００２４】この形状可変人面スクリ−ンをテレビ電話
に応用した時の動作を図４を用いて説明する。図４はテ
レビ電話における送信者と受信者を模式的に表したもの
である。

【００２５】１４は送信者、１５は受信者を示してい
る。テレビ電話の表示装置のスクリ−ンは、前述した形
状可変人面スクリ−ン１１である。以下、動作を説明す
る。

【００２６】送信者１４が受信者１５に電話をかけたと
き、送信者１４の顔の大きさ及び特徴に関するデ−タ
（前述した抽出処理回路２４からのデ−タ）も併せて送
信される。受信者１５が電話の呼出しに応じて、テレビ
電話の表示装置のスイッチをオンすることにより（もち
ろん、自動的にオンする構成でもかまわない）、形状可
変スクリ−ン１１は、送信者１４の顔の特徴に関するデ
−タに応じて、最適な（最も似ている）スクリ−ンを選
定する。これは、たとえば、図示せぬ処理装置がモータ
等により行うことができる。次に、受信者１５が自分の
顔を送信者１４に通信してもよいと判断した場合、撮像
装置１６をオンにすることにより、撮像装置１６は、受
信者１５の顔の大きさ及び特徴に関するデ−タを取り込
み、このデ−タが送信者１４に送られ、送信者１４側の
形状可変人面スクリ−ン１１は、前述した内容と同じ動
作を行う。

【００２７】次に、会話中の人面デ−タのやりとりに関
して説明する。撮像装置１６は自動追尾機構を有してお
り、被写体の動きに応じて、被写体を追うことができ
る。また、会話中の人面デ−タのやりとりは３種類選択
できる構成とした。即ち、Ａ：人面デ−タを全てやりと
りする、Ｂ：全ての人面デ−タのやりとりは最初の１回
とし以降は目及び口のデ−タだけをやりとりする、Ｃ：
全ての人面デ−タのやりとりは最初の１回とし以降は音
声認識により口を動かす、の３種類である。これは、た
とえば、母音（あ、い、う、え、お）の５つの口の動き
の映像を予め抽出してメモリに記録し、以後、発生音の
母音に合わせた映像をメモリからひきだすようにすれば
よい。これは、前述した映像信号の符号化により可能で
あり、伝送する内容により伝送方法を選択すること（伝
送量を調整すること）で、人面デ−タのやりとりを効率
よくかつ円滑に行うことができた。

【００２８】本発明の他の実施例を図５を用いて説明す
る。図５は本発明の投写型表示装置をデパ−ト、遊園地
などのマネキン（人形）に応用した場合の説明図であ
る。マネキン（人形）１７は人面スクリ−ン１を有して
いる。客４２がマネキンの正面に立った時、撮像装置１
６は、自動追尾機構及び画像認識（符号化）により、客
４２の顔を画像デ−タとして取り込み、人面スクリ−ン
１に写す。これ以降は、予め用意してある商品の説明な
どの音声に合わせて口及び目などを動かす。例えば、デ
パ−トの衣料品売場のマネキンの場合、これにより、客
４２は商品を試着することなく、実際に着た感触を得る
ことができる。

【００２９】その他のマネキン（人形）の実施例とし
て、仏壇、路上おまわりさん、受付係、案内係、ファミ
コン、掲示板（地域の掲示板等）、信号関係（踏切、交
差点等）、ショウインドウの説明（食堂、衣料、家電製
品等）、自動販売機等、がある。

【００３０】以上説明したように本発明の特徴は、スク
リ−ン形状を工夫したことにより、臨場感と実在感に富
んだ画像を安価に得ることが可能となった点にある。

【００３１】また、図１、図３、図４、図５、図６に示
した実施例では、人面形状のスクリ−ンを用いた場合に
ついて開示したが、他にも例えばどうぶつ、魚、植物等
の場合についても同様の効果が得られることは言うまで
もない。また例えば本発明の特徴である人面形状のスク
リ−ンは、光造形技術により、ユ−ザ−各自の希望する
形状を製作することが出来る。さらに、本実施例では、
背面投写形表示装置の説明を行ったが、前面投写形表示
装置でも同様の効果が得られるものである。

【００３２】

【発明の効果】上記したように本発明は、簡単な構造に
して臨場感と実在感に富んだ表示をより単純な機構によ
り実現することができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す投写型表示装置の断面
図。

【図２】本発明の一実施例を示す投写型表示装置を上か
ら見た場合の説明図。

【図３】本発明の他の実施例を示す形状可変スクリ−ン
の概略図。

【図４】本発明の他の実施例を示すテレビ電話に応用し
た場合の説明図。

【図５】本発明の他の実施例を示すマネキンに応用した
場合の説明図。

【図６】本発明の全体構成の説明図。

【符号の説明】

１………人面スクリ−ン ２………投写レ
ンズ ３………液晶パネル ４………偏光板 ５………コ−ルドミラ− ６、７………ミラ− ８………ランプ ９………冷却フ
ァン １１………形状可変人面スクリ−ン １６………撮像
装置 １７………マネキン １８………符号
化処理部 １９………復号化処理部 ２０………撮影
光学系 ２１………撮像素子 ２２………映像
信号処理回路 ２３………撮像素子制御回路 ２４………抽出
処理回路 ２５………走査パルス発生回路 ２６………アナ
ログラインメモリ− ２７………ソ−ス・ライン ２８………ゲ−
ト・ライン ２９………投写型表示装置 ３１………符号
化回路 ３２………多重化回路 ３３………記録
回路 ３４………送信部 ３５………撮像
装置制御回路 ３６………出力端子 ３７………受信
部 ３８………分離回路 ３９………復号
化回路 ４０………合成処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 龍志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 市毛 健志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 角田 隆史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示スクリーンと、入力する画像信号の表
   す画像を表示スクリーンへ投写する投写手段とを備える
   投写型表示装置において、 前記表示スクリーンは、被写体となる生物あるいは物体
   の形状の少なくとも一部に類似した立体的形状を有する
   ことを特徴とする投写型表示装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の投写型表示装置において、 前記表示スクリーンの表示面の前方方向を撮像する撮像
   装置を備え、 前記投写手段は、前記撮像手段により撮像された画像信
   号を入力し、前記表示スクリーンに背面側より画像を投
   写することを特徴とする投写型表示装置。
3. 【請求項３】被写体を撮像する撮像手段と、 該撮像手段により撮像された画像を符号化する符号化手
   段と、 該符号化手段により符号化された画像を送信する送信手
   段とを備えた送信装置と、 前記送信手段により送信された符号を受信する受信手段
   と、 該受信手段により受信された符号を復号化する復号化手
   段と、 被写体となる生物あるいは物体の形状の少なくとも一部
   に類似した立体的形状を有する表示スクリーンと、 前記復号化手段により復号化された画像を、前記表示ス
   クリーンへ投写する投写手段とを備えた受信装置と、 を備えることを特徴とした画像伝送システム。
4. 【請求項４】被写体を撮像する撮像手段と、 該撮像手段により撮像された画像を符号化する画像符号
   化手段と、 該符号化手段により符号化された画像符号を送信する画
   像符号送信手段と、 前記被写体の音声を入力する音声入力手段と、 該音声入力手段に入力された音声を符号化する音声符号
   化手段と、 該音声符号化手段により符号化された音声符号を送信す
   る音声符号送信手段とを備えた送信装置と、 前記画像符号送信手段により送信された符号を受信する
   画像符号受信手段と、 該画像符号受信手段により受信された符号を復号化する
   画像符号復号化手段と、 被写体となる生物あるいは物体の形状の少なくとも一部
   に類似した立体的形状を有する表示スクリーンと、 前記復号化手段により復号化された画像を、前記表示ス
   クリーンへ投写する投写手段と、 前記音声符号送信手段により送信された音声符号を受信
   する音声符号受信手段と、 該音声符号受信手段により受信された音声符号を復号化
   する音声符号復号化手段と、 該音声符号復号化手段により復号化された音声を出力す
   る音声出力手段とを備えた受信装置と、 を備えることを特徴とするテレビ電話。
5. 【請求項５】被写体を撮像する撮像手段と、 該撮像手段により撮像される被写体の画像中の特徴部分
   の画像を抽出する抽出手段と、 該抽出手段により抽出された画像である抽出画像を、高
   画質に符号化する第１の符号化手段と、 前記撮像手段が撮像した画像中の前記抽出手段により抽
   出されなかった画像である非抽出画像を、前記第１の符
   号化手段よりも低画質に符号化する第２の符号化手段
   と、 前記第１および第２の符号化手段により生成された符号
   を多重化する多重化手段と、 該多重化手段により多重化された符号を送信する送信手
   段とを備えた送信装置と、 前記送信手段により送信された符号を受信する受信手段
   と、 該受信手段により受信された抽出画像の符号と、非抽出
   画像の符号とを分離する分離手段と、 該分離手段により分離された抽出画像の符号を復号化す
   る第１の復号化手段と、 前記分離手段により分離された非抽出画像の符号を復号
   化する第２の復号化手段と、 前記第１および第２の復号化手段により復号化された画
   像を合成する合成手段と、 被写体となる生物あるいは物体の形状の少なくとも一部
   に類似した立体的形状を有する表示スクリーンと、 前記合成手段により合成された画像を、前記表示スクリ
   ーンへ投写する投写手段とを備えた受信装置と、 を備えることを特徴とする画像伝送システム。
6. 【請求項６】請求項５記載の画像伝送システムにおい
   て、 前記表示スクリーンは、人面の形状を有していることを
   特徴とする画像伝送システム。
7. 【請求項７】請求項５記載の画像伝送システムにおい
   て、 前記抽出画像は、人物の目と口の画像であることを特徴
   とする画像伝送システム。
8. 【請求項８】請求項５記載の画像伝送システムにおい
   て、 前記投写手段は、前記画像が前記表示スクリーンに適合
   するように、前記画像の大きさを変えて投写することを
   特徴とする画像伝送システム。
9. 【請求項９】人体形状を模したマネキン人形であって、 該マネキン人形の顔部は、半透明の表示スクリーンであ
   り、 かつ、 相対する人物の顔を撮像する撮像手段と、 該撮像手段により撮像された人物の顔を、前記表示スク
   リーンに内側から投写する投写手段と、 を内蔵したことを特徴とするマネキン人形。