(57)【要約】【課題】被偏光散乱板を投射スクリーンとして使用する表示撮影装置において、撮影装置で撮影された撮影画像の画質を改善する。【解決手段】偏光散乱機能を有するスクリーン（１２）と、前記スクリーンに画像を投影する投射装置（１１）と、前記スクリーンの被写体（１３）とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置（１４）と、前記被写体を照射する光源（１）とを有する表示撮影装置であって、前記撮影装置において撮影に使用する光の偏光方向と、前記光源から照射される光の偏光方向とが一致する。【選択図】図１
2009037011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光散乱機能を有するスクリーンと、
前記スクリーンに画像を投影する投射装置と、
前記スクリーンの被写体とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置と、
前記被写体を照射する光源とを有する表示撮影装置であって、
前記撮影装置において撮影に使用する光の偏光方向と、前記光源から照射される光の偏光方向とが一致することを特徴とする表示撮影装置。
【請求項２】
偏光散乱機能を有するスクリーンと、
前記スクリーンに画像を投影する投射装置と、
前記スクリーンの被写体とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置とを有する表示撮影装置であって、
前記スクリーンに、散乱に異方性がある偏光散乱板を用い、
前記偏光散乱板は、散乱の大きな方向が、観察者から見て上下方向となるように設置されていることを特徴とする表示撮影装置。
【請求項３】
偏光散乱機能を有するスクリーンと、
前記スクリーンに画像を投影する投射装置と、
前記スクリーンの被写体とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置とを有する表示撮影装置であって、
前記撮影装置で撮影された画像を鮮鋭化処理する画像処理部を有し、
前記画像処理部は、前記スクリーンの偏光散乱特性に異方性がある場合に、異方性のある鮮鋭化処理を行うことを特徴とする表示撮影装置。
【請求項４】
偏光散乱機能を有するスクリーンと、
前記スクリーンに画像を投影する投射装置と、
前記スクリーンの被写体とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置とを有する表示撮影装置であって、
前記スクリーンの前記撮影装置が撮影する光が透過する領域に表示される画像の輝度を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された輝度に基づき、前記撮影装置で撮影された画像の輝度を補正する画像処理部とを有することを特徴とする表示撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示撮影装置に係り、特に、遠隔対話装置等に使用される、対話者の対話相手を表示すると同時に、対話者を撮影する表示撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔対話装置では、対話者の対話相手を表示すると同時に、対話者を撮影する表示撮影装置が使用される。この表示撮影装置において、投射用スクリーンとして偏光散乱板を使用するものが知られている。（下記、特許文献１参照）
図７は、従来の表示撮影装置の概略構成を示すブロック図であり、前述の特許文献１に記載されている表示撮影装置である。
図７において、１１は液晶プロジェクタ、１２は偏光散乱板、１３は被写体、１４はカメラ、１５は偏光板である。
図７に示す従来の表示撮影装置において、液晶プロジェクタ１１からの光は、スクリーンとなる偏光散乱板１２により散乱されるので、通常のプロジェクタ表示と同様にスクリーンに画像が表示され、スクリーンを見ている人物（被写体１３）はその画像を認識することができる。
同時に、被写体１３である人物からの光のうち、偏光散乱板１２が透明となる偏光は、偏光散乱板１２を透過しそのままカメラ１４に達するので、カメラ１４において被写体１３を撮影することができる。ここで、カメラ１４の前面に設置した偏光板１５は、スクリーンである偏光散乱板１２により散乱された光成分を除去する。
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献１】特許第３４９６８７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の表示撮影装置では、偏光散乱板１２が透明となる偏光の光を用いて、被写体１３を、スクリーンとなる偏光散乱板越しに撮影するため、被写体１３からの光が、偏光散乱板１２を使用しない通常の撮影に比して、半分以下になってしまう。
このため、従来の表示撮影装置では、光源の光量を大きくする必要があり、被写体が眩しさ、暑さを感じるばかりでなく、カメラで撮影した撮影画像の画質が劣化するという問題点があった。
また、スクリーンとなる偏光散乱板１２は、透過側の偏光についても、若干の散乱を有しており、この散乱によりカメラ１４で撮影した撮影画像がボケたり、コントラストが低下して、画質が劣化するという問題点もあった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、偏光散乱板を投射用スクリーンとして使用する表示撮影装置において、撮影装置で撮影された撮影画像の画質を改善することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）偏光散乱機能を有するスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する投射装置と、前記スクリーンの被写体とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置と、前記被写体を照射する光源とを有する表示撮影装置であって、前記撮影装置において撮影に使用する光の偏光方向と、前記光源から照射される光の偏光方向とが一致する。
（２）偏光散乱機能を有するスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する投射装置と、前記スクリーンの被写体とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置とを有する表示撮影装置であって、前記スクリーンに、散乱に異方性がある偏光散乱板を用い、前記偏光散乱板は、散乱の大きな方向が、観察者から見て上下方向となるように設置される。
（３）偏光散乱機能を有するスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する投射装置と、前記スクリーンの被写体とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置とを有する表示撮影装置であって、前記撮影装置で撮影された画像を鮮鋭化処理する画像処理部を有し、前記画像処理部は、前記スクリーンの偏光散乱特性に異方性がある場合に、異方性のある鮮鋭化処理を行う。
（４）偏光散乱機能を有するスクリーンと、前記スクリーンに画像を投影する投射装置と、前記スクリーンの被写体とは反対側に設置され、前記スクリーン越しに前記被写体を撮影する撮影装置とを有する表示撮影装置であって、前記スクリーンの前記撮影装置が撮影する光が透過する領域に表示される画像の輝度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された輝度に基づき、前記撮影装置で撮影された画像の輝度を補正する画像処理部とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の偏光散乱板を投射用スクリーンとして使用する表示撮影装置によれば、撮影装置で撮影された撮影画像の画質を改善することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の表示撮影装置の作用を示す図である。
図１に示すように、本実施例の表示撮影装置は、投射用スクリーンとなる偏光散乱板１２と、偏光散乱板１２を挟んで被写体１３の反対側から偏光散乱板１２に画像を投影する液晶プロジェクタ（本発明の投射装置）１１と、偏光散乱板１２の液晶プロジェクタ側に設置され、偏光散乱板越しに被写体１３を撮影するカメラ（本発明の撮影装置）１４と、被写体１３を照射する光源１とを有し、カメラ１４において撮影に使用する光の偏光方向と、光源１から照射される光の偏光方向とが一致することを特徴とする。なお、カメラ１４の前面には、偏光板１５が設置される。
すなわち、本実施例の表示撮影装置は、投射用スクリーンである偏光散乱板１２に画像を表示する光として、偏光散乱板１２で散乱される偏光を用いると共に、偏光散乱板１２を透過する偏光で、被写体１３である人物をカメラ１４により撮影するようにしたものである。
【０００８】
このように、本実施例では、液晶プロジェクタ１１から画像を偏光散乱板１２に投射することにより、偏光散乱板１２に画像を表示する一方、カメラ１４で被写体１３の撮影を行うようにしたものである。
ここで、図１に示すように、液晶プロジェクタ１１の光が、紙面に平行な成分Ｌ１の場合について説明する。
図１では、偏光散乱板１２の方向を、紙面に平行な偏光成分Ｌ１を散乱する方向に設置する。偏光散乱板１２とは、特定の直線偏光成分（図１では、Ｌ２、Ｌ３）についてはそのまま透過し、これと直交する偏光成分（図１では、Ｌ１）の光については、すりガラスのように散乱する散乱板である。
プロジェクタ１１からの光（紙面に平行な成分Ｌ１）は、偏光散乱板１２により散乱されるので、通常のプロジェクタ表示と同様にスクリーン（即ち、偏光散乱板１２）に画像が表示され、スクリーンを見ている人物（被写体１３）はその画像を認識することができる。
【０００９】
一方、撮影の場合には、被写体１３である人物からの光のうち紙面に垂直な成分Ｌ２は、偏光散乱板１２が透明となる偏光であるため、偏光散乱板１２を透過しそのままカメラ１４に達する。
カメラ１４の前面に設置した偏光板１５を、紙面に垂直な偏光成分Ｌ２を透過するように設置することにより、被写体１４からの光はそのまま撮影し、スクリーンである偏光散乱板１２により散乱された光成分を除去することができる。
本実施例では、光源１からの照射光として紙面に垂直な偏光Ｌ３を用いる。被写体１３を照射する光を、紙面に垂直な偏光Ｌ３とするためには、例えば、通常の光源の前に、特定の偏光方向の光（ここでは、紙面に垂直な偏光Ｌ３）のみを透過する偏光フィルタを配置するようにすればよい。
したがって、光源１からの照射光と、カメラ１４で撮影する光の偏光方向は一致するので、照射光全体に対して、被写体１３で反射され、カメラ１４に達する光における紙面に垂直な偏光Ｌ２の割合が増大する。
即ち、本実施例では、被写体１３を照射する照射光に偏光を用いるようにしたので、被写体１３からの光のうち撮影に寄与する光の割合を増大させて、被写体１３を照射する照射光量を削減することが可能となる。
【００１０】
このように、本実施例では、光量の少ない照射光でも明るい画像の撮影が可能となり、同光量で偏光を持たない照射光を用いる場合に比べ、カメラ１４で撮影された撮影画像の画質を改善することが可能となる。
なお、本実施例では、スクリーン（偏光散乱板１２）に対して、被写体１３の反対側から投射する背面投射としたが、被写体１３と同じ側から投射する前面投射であってもよい。特に、前面投射の場合にはカメラ１４のレンズに投射光が直接はいることを防ぐためカメラ１４のレンズにフードを設ける、前面にルーバーを設ける、レンズ内に絞りを設ける等の迷光防止手段が有効であることはいうまでもない。
さらに、本実施例では、スクリーン全体を偏光散乱板１２としたが、カメラ１４が撮影に用いる領域だけを偏光散乱板としてもよいことは言うまでもない。カメラ１４は投射光のじゃまにならない範囲でスクリーン（偏光散乱板１２）に近づけることにより、スクリーン上の画像が撮影されてしまうことを防ぐことができる。また、被写界深度の浅いレンズを用いても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００１１】
［実施例２］
図２は、本発明の実施例２の表示撮影装置において、撮影する画像のボケを最小とする方法に関する説明図であり、本発明の実施例２の表示撮影装置で撮影される画像の位置と輝度の関係を示すグラフである。
図２（ａ）は、前述の表示撮影装置のカメラ１４で撮影される元の原画像、図２（ｂ）は、表示撮影装置のカメラ１４により撮影された画像、図２（ｃ）は、画像処理が施された画像の位置と輝度の関係を示す。
また、図３は、本発明の実施例２の表示撮影装置において、撮影する画像のボケを最小とするための構成を示すブロック図である。
図２（ａ）に示す原画像を、表示撮影装置のカメラ１４により撮影すると、図２（ｂ）に示すように、撮影画像は、投射光の回りこみにより輝度にオフセットが生じ、白っぽい、コントラストが低下した画像となると同時に、偏光散乱板１２により画像がボケてしまう。
そこで、図２（ｃ）に示すように、図３に示す画像処理部２０において、輝度レベルを全体に下げると同時に、鮮鋭化処理を行うと良好な画像を表示することができる。
画像処理部２０の画像処理の一例としては、アンシャープマスクがある。このアンシャープマスク処理は、原画像Ａと、Ａにボケを施した画像Ｂについて、{Ａ−ｋ（Ｂ−Ａ）}に相当する処理を施した画像を表示するものである。原画像からボケた画像と原画像の差を引くことにより、その画像をぼかすとおおむねもとの画像に近くなる。
【００１２】
なお、本実施例では、アンシャープマスク処理の場合について説明したが、ウイナーフィルタやデコンボリューシヨンなどの他の画像処理方法でも良いことは言うまでもない。
また、偏光拡散板１２の透過側の偏光の散乱特性に異方性がある場合は、フィルタの特性にも異方性を与えると良い。特に、一方の向きの散乱が他方に比べて充分小さい場合は、散乱が大である方向のみフィルタを実装することにより構成を簡単化することができる。即ち、スクリーンとなる偏光拡散板１２の偏光散乱特性に異方性がある場合には、画像処理部２０において、散乱が大きい方向にのみ鮮鋭化処理、あるいは、主に散乱が大きい方向について鮮鋭化処理（即ち、異方性のある先鋭化処理）を行うようにしてもよい。
また、偏光散乱板１２の散乱が大である方向を、観察者から見て上下にすることにより、人間の眼の分解能が高い水平方向を高解像度とし、体感されるボケを減少させることができる。即ち、偏光散乱板１２の散乱が大である方向を、観察者から見て上下にすることにより、見かけのボケを減少させることができるので画像処理を簡単化することができる。
また、画像処理部２０の黒レベルの補正においては、図４に示すように、液晶プロジェクタ１１に表示される画像情報を利用したり、図５に示すように、画面輝度センサー２１を用いて、画面上のカメラ１４が撮影する領域の輝度を実測することにより、高精度で補正できることはいうまでもない。また、パソコンの画面を表示している場合などには、画像のデジタルデータをもとに当該領域の輝度を演算で検出してもよいのはいうまでもない。
このように、本実施例では、カメラ１４で撮影された撮影画像に対し、予め偏光散乱板１２によって生じるボケやコントラストの低下を補正する画像処理を行うようにしたので、カメラ１４で撮影された撮影画像の画質を改善することができる。
【００１３】
［実施例３］
図６は、本発明の実施例３の遠隔対話装置の概略構成を示すブロック図であり、前述の各実施例の表示撮影装置を複数用いた遠隔対話装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、１０Ａ、１０Ｂは離れた２地点にある表示撮影装置、１１Ａ、１１Ｂは液晶プロジェクタ、１２Ａ、１２Ｂは偏光散乱板、１３Ａ、１３Ｂは被写体、１４Ａ、１４Ｂはカメラ、１５Ａ、１５Ｂは偏光板である。
図６に示す例では、表示撮影装置１０Ａの液晶プロジェクタ１１Ａと表示撮影装置１０Ｂのカメラ１４Ｂとをコード１６で接続すると共に、表示撮影装置１０Ｂの液晶プロジェクタ１１Ｂと表示撮影装置１０Ａのカメラ１４Ａとをコード１６で接続する。なお、コード１６は、実際の配線だけでなく、インターネットなどの情報伝達手段や無線通信等でも代替できることは言うまでもない。
また、図６には図示していないが、表示撮影装置（１０Ａ，１０Ｂ）には、前述の光源１や画像処理部２０も用いられる。画像処理部２０の位置は、カメラ（１４Ａ，１４Ｂ）の近くでも対置でもよい。
図６に示す遠隔対話装置では、各地点において他地点にいる相手の画像があたかも真正面にいるように感じられるため、自然な対話が可能となる。
【００１４】
以上説明したように、本実施例では、投射用スクリーンとして偏光散乱板１２を用いる表示撮影装置において、カメラ１４で撮影された撮影画像の画質を改善することができる。
具体的には、偏光を持たせた照射光を用いることで、同じ照度を持った偏光を持たない照射光を用いる場合に対し、撮影される画像の光量が約２倍となるため、カメラ１４で撮影された撮影画像の画質を改善することができる。
また、投射用スクリーンとして使用される偏光散乱板１２の偏光散乱の大きな方向を、観察者から見て上下方向とすることで、見かけのボケを減少させることができ、カメラ１４で撮影された撮影画像の見た目の画質を改善することができる。
また、鮮鋭化処理を行う画像処理部２０を設けることで、投射用スクリーンとして偏光散乱板１２を用いることによる画像のボケの影響を減らし、カメラ１４で撮影された撮影画像の画質を改善することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１の表示撮影装置の作用を示す図である。
【図２】本発明の実施例２の表示撮影装置において、撮影する画像のボケを最小とする方法に関する説明図である。
【図３】本発明の実施例２の表示撮影装置において、撮影する画像のボケを最小とするための構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例２の表示撮影装置において、黒レベル補正の一例を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例２の表示撮影装置において、黒レベル補正の他の例を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例３の遠隔対話装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】従来の表示撮影装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  光源
１０Ａ，１０Ｂ  表示撮影装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ  液晶プロジェクタ
１２，１２Ａ，１２Ｂ  偏光散乱板
１３，１３Ａ，１３Ｂ  被写体
１４，１４Ａ，１４Ｂ  カメラ
１５，１５Ａ，１５Ｂ  偏光板
２０  画像処理部
２１  画面輝度センサー
Ｌ１  紙面に平行な偏光成分
Ｌ２，Ｌ３  紙面に垂直な偏光成分
【図１】
2009037011.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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