JP3539717B2 - 表示撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示撮影装置に関し、例えば遠隔対話装置などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の表示撮影装置の構成図である。同図に示す表示撮影装置では、画像表示と被写体の撮影とを同時に行う際、画像は液晶プロジェクタ１によりスクリーン２に投射表示する一方、被写体である人間４はスクリーン２以外の場所、例えば図示のようにスクリーン２の上方からビデオカメラ３によって撮影する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の表示撮影装置では、スクリーン２に表示された画像を見ている人間４をビデオカメラ３によって撮影する際、スクリーン２以外の場所（スクリーン２の上方等）からしか撮影できないため、人間４を真正面から撮影することができない。このため、上記従来の表示撮影装置を用いて遠隔対話装置を構成した場合には、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができない。
【０００４】
そこで、本出願人は先に上記課題を解決することのできる表示撮影装置を提案した（特願平１０−２４１２２１号）。図示は省略するが、この表示撮影装置は、液晶プロジュクタ及び同液晶プロジェクタにより映像を投射表示するスクリーンである偏光散乱板とからなる表示装置と、液晶プロジェクタの近傍に設けられスクリーン越しの被写体（人間）を撮影するカメラと、このカメラの前面に設置した偏光板とから構成したものであり、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができるものである。
【０００５】
しかしながら、この表示撮影装置では液晶プロジェクタを用いているため、スクリーンの前方又は後方に液晶プロジェクタを配置するための距離が必要である。このため装置の薄型化を図ることができない。
【０００６】
従って本発明はこのような問題点等に鑑み、人間等の被写体を真正面から撮影することができて、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができ、しかも、液晶プロジェクタを要せず、装置の薄型化を図ること等が可能な表示撮影装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特定の偏光成分については電界により散乱・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるような、高分子液晶中に低分子液晶を分散させることにより実現されるリバースモード高分子分散液晶を用い、これを複数の電極で駆動することより画像を表示する表示装置を利用したものであり、具体的には次のような構成を有する。
【０００８】
即ち、上記課題を解決する第１発明の表示撮影装置は、特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるようなリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、
前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したことを特徴とする。
また、第２発明の表示撮影装置は、特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるような、高分子複屈折媒体中に複屈折性の低分子液晶を分散させることにより実現されるリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、
前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明の表示撮影装置は、第１又は２発明の表示撮影装置において、前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルに密着して導光板を設けた構成とするとともに、この導光板の側部に光源を設け、同光源から発した光線を導光板により前記リバースモード高分子分散液晶へと導くように構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明の表示装置は、第３発明の表示撮影装置において、
前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルの両面に前記導光板を設けた構成としたことを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明の表示撮影装置は、第１，第２，第３又は第４発明の表示撮影装置において、
前記表示装置の被写体側の面に波長板を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明の表示撮影装置は、第１，第２，第３，第４又は第５発明の表示撮影装置において、
前記表示装置の一方側の面に鏡を設け、前記表示装置の他方側の面に被写体と前記撮影装置とを配したことを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明の表示撮影装置は、第６発明の表示撮影装置において、
前記鏡としてホログラムミラーを設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る表示撮影装置の構成図、図２は前記表示撮影装置を用いた遠隔対話装置の構成図、図３は前記表示撮影装置に備えた表示装置の構成図、図４は前記表示装置のリバースモード高分子分散液晶をＴＦＴ方式により駆動する場合の説明図、図５は前記リバースモード高分子分散液晶の作用を示す説明図である。
【００１６】
＜構成＞
図１に示すように、表示撮影装置１０は、特定の偏光成分１５を表示光として出射する表示装置１１（詳細後述）の一方側に撮影装置であるビデオカメラ等のカメラ１２を配設し、表示装置１１の他方側から人間１３が表示装置１１に表示された画像を見る構成となっている。
【００１７】
また、カメラ１２の前面には偏光板１４が具備されている。この偏光板１４は表示装置１１のリバースモード高分子分散液晶２５（図３参照）が常に透過する偏光成分１６のみを透過するものである。表示装置１１の発する偏光成分１５は図１の紙面に平行であり、カメラ１２に設けられた偏光板１４は表示装置１１の発する偏光成分１５を吸収する方向に設けられている。従って、カメラ１２では、偏光板１５を介することにより、被写体である人間１３が発する光のうち、図１の紙面に対して垂直な偏光成分１６のみを受光して人間１３を撮影する。
【００１８】
なお、本実施の形態１では表示装置１１の偏光方向を図１の紙面に平行としたが、これに限らず、偏光板１４の吸収方向が表示装置１１の表示光の偏光と一致していれば表示装置１１の絶対的な偏光方向は任意である。また、図１では偏光板１４をカメラ１２の直前に設けたが、これに限らず、表示装置１１のカメラ１２側の面に設けてもよい。
【００１９】
また、上記構成の表示撮影装置１０を用いた遠隔対話装置の構成は、例えば図２に示すようになる。図２に示す遠隔対話装置は、上記構成の２台の表示撮影装置１０Ａ，１０Ｂを遠隔の２地点にそれぞれ配置し、表示撮影装置１０Ａのカメラ１２Ａと表示撮影装置１０Ｂの表示装置１１Ｂとをコード１７で電気的に接続するとともに、表示撮影装置１０Ｂのカメラ１２Ｂと表示撮影装置１０Ａの表示装置１１Ａとをコード１７で電気的に接続して、人間１３Ａと人間１３Ｂとが互いに表示装置１１Ａ，１１Ｂに表示される相手の画像を見ながら対話する構成となっている。
【００２０】
ここで、図３〜図５に基づき、表示装置１１について詳述する。図３に示すように、表示装置１１は、リバースモード高分子分散液晶２５を、透明電極２１を具備した透明な基板２３と、透明電極２２を具備した透明な基板２４とで挟んだ構造を有する。そして、一方の透明基板２３を導光板として用い、この導光板２３の側部にリバースモード高分子分散液晶２５を照らす光源として、カバー３２で囲んだ冷陰極管２８を設け、この冷陰極管２８から発した光線（照明光）２８を、導光板２３によってリバースモード高分子分散液晶２５へと導くように構成している。
【００２１】
図３中に実線の矢印で示すように、冷陰極管２８から出た光線２９は導光板２３内を全反射しながら伝播する。そして、リバースモード高分子分散液晶２５のうち、透明電極２１，２２に電気的に接続された電源３０により電界が加えられて散乱状態となった場所（図示例ではＡ部）にたまたま光線２９がぶつかると、当該光線２９が散乱されて図３中に点線の矢印で示すような出射光（表示光）３１が得られる。
【００２２】
この表示装置１１は次のようにして容易に作製することができる。即ち、通常の液晶パネルと同様に、透明な基板２３，２４上にＴＦＴ方式などのマトリクス駆動可能なように加工した透明電極２１，２２を作製し、その上に配向膜２６，２７を塗布しラビリング等の配向処理を行う。次に、これらの基板２３，２４を配向膜２６，２７が向かい合うように配し、その配向膜２６，２７の隙間に、例えばＵＣＬ−００２（大日本インキ化学工業）の様な光重合性液晶とＥ−７（メルクジャパン）の様な非重合性液晶の混合物を封入し、これに紫外線を照射することにより、リバースモード高分子分散液晶２５を作製する。そして、導光板である基板２３の側部に光源として冷陰極管２８を取り付ける。かくして、表示装置１１を作製することができる。
【００２３】
なお、配向方向はアンチパラレルとするとよい。アンチパラレル配向とは、ラビング方向が反平行（アンチパラレル）である基板に挟むことにより実現される配向状態であり、液晶分子と基板表面とが成す傾斜角度が場所によらず一様であるため、欠陥のない配向を得やすいことが知られている。
【００２４】
また、透明電極２１，２２には上記のようにリバースモード高分子分散液晶２５に対してＴＦＴ方式などのマトリクス駆動が可能なように加工を施すが、以下では、ＴＦＴ方式により駆動する場合について図４に基づき具体的に説明する。なお、図４では、画素電極側の構成のみを図示し、対向する電極は一様であるため図示を省略している。
【００２５】
図４に示すように、ＴＦＴ方式とは、各画素電極４１毎に薄膜ランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子４２を設けた第１基板４５と、図示しない全面に一様な電極を設けた第２基板とで高分子分散液晶を挟み、アドレス線４３で画素電極４１を行毎に選択し、データ線４４の電位を記憶することにより、線順次的に画像情報を画素電極４１の電位として書き込み、第１基板４５の画素電極４１と第２基板の一様な電極との電位差により表示を行う方式である。
【００２６】
なお、図３では、透明電極２２が上記の画素電極４１、基板２４が上記の第１基板４５、透明電極２１が上記の一様な電極、導光板２３が上記の第２基板にそれぞれ相当する。
【００２７】
また、リバースモード高分子分散液晶２５は電界印加時に一つの偏光成分について散乱状態となるので、マトリクス駆動により電界がかかった領域だけ、その偏光成分を散乱する状態となって発光するが、このとき、リバースモード高分子分散液晶２５を照らす光源が単色の場合には散乱状態（白）と透明状態（黒）のモノクロ表示となる。また、表示画像に同期して光源を３原色に切り替えることによりフルカラー表示も行える。
【００２８】
リバースモード高分子分散液晶２５のように複屈折媒体中に複屈折性の粒子が分散したフィルムの散乱特性は、以下のように説明できる。なお、以下では、リバースモード高分子分散液晶２５の作用について、図５を参照して説明する。また、簡便のため、分散した粒子は複屈折性粒子であり、その個数が一個であるとして説明する。
【００２９】
電界をかけない状態では、リバースモード高分子分散液晶２５は、光学軸が一方向にそろった一様な複屈折性薄膜なので、散乱は起こらず透明である。一方、電界を印加した状態では、図５に示すように一様に配向した複屈折性薄膜中に光学軸方向が異なる複屈折性粒体５２が存在した状態となる。
【００３０】
図５に示すように、一般に光は透明物体である複屈折性媒体５１に入射すると、その電界によって振動双極子５３を誘起するが、一様な複屈折性媒体５１中では振動双極子５３は一様に誘起されるため、個々の振動双極子５３による散乱は発生しない。
【００３１】
次に、図５に示すように複屈折性粒体５２が一個存在する場合、例えば、複屈折性媒体５１の常屈折率と複屈折性粒体５２の常屈折率とが等しい場合は、屈折率差が、複屈折性媒体５１と複屈折性粒体５２との間で図５の紙面内方向に生じ、同紙面と垂直な方向には生じない。
【００３２】
ここで、同様に誘起される振動双極子５３を考えると、複屈折性粒体５２の部分だけ、内部に誘起された振動双極子５３ａ（細線矢印）は図示したように周囲と大きさが異なる。即ち、相対的に見れば粒子の存在する場所に屈折率差に対応する振動双極子５４（破線の太線矢印）が存在するのと等価である。この相対的に誘起される振動双極子５４の散乱断面積は、図５の紙面内方向の偏光に対してのみ存在し、散乱光は主に光学軸と電界がなす面内方向に発生する。従って、図５の紙面内方向の偏光を選択的に散乱させることができる散乱部材が実現できる。また、散乱光の偏光は図５の紙面内方向に平行となり、同紙面と垂直な成分は発生しない。
【００３３】
なお、リバースモード高分子分散液晶として、低分子液晶が周期的に分布したリバースモードホログラフィック高分子分散液晶を用いてもよい。この場合、表示装置１１は、図３において、リバースモード高分子分散液晶２５の代わりにリバースモードホログラフィック高分子分散液晶を設けた構成となる。リバースモードホログラフィック高分子分散液晶は、下記のように論文等のかたちで一般に発表しているものである。
【００３４】
『K.Kato,T.Hisaki,M.Date,"Alignment-Controlled Holographic Polymer
Dispersed Liquid Crystal for Reflective Diplay Devices",Jpn.J. of Appl.
Phys.,38,pp.805-808(1999) 』
『加藤、久木、伊達、「配向を制御したホログラフィック高分子分散液晶 (HPDLC) 」、電子情報通信学会電子ディスプレイ研究会（EID)、1999年1 月22日（信学技報EID98-139,pp.171-176）』
なお、当該文献では「配向制御形HPDLC 」（Alignment-Controlled HPDLC）と呼んでいる。
【００３５】
＜作用・効果＞
本実施の形態１に係る表示撮影装置１０によれば、リバースモード高分子分散液晶２５を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置１１と、リバースモード高分子分散液晶２５が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板１４を具備したカメラ２４とを備えて構成したため、画像表示と被写体の撮影とを同時に行うことができることは勿論、人間１３等の被写体を真正面から撮影することができる。
【００３６】
即ち、表示装置１１の画像表示は、表示装置１１と人間１３との間に特に遮るものがないため、通常通り人間１３に達して、人間１３により観測される。一方、カメラ１２側では、人間１３と表示装置１１とがその視野に入るが、偏光板１４によって表示光が遮断され、表示装置１１を常に透過する偏光成分のみが偏光板１４を透過してカメラ１２に受光されるため、あたかも表示装置１１がないのと同じように表示装置１１越しに人間１３を撮影することができる。このため、人間１３を真正面から撮影することができる。
【００３７】
従って、この表示撮影装置１０を用いて図２に例示するような遠隔対話装置を構成すれば、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができる。
【００３８】
しかも、液晶プロジェクタを要しないため、液晶プロジェクタを用いた表示撮影装置に比べて、装置の薄型化を図ることができる。特に、本表示撮影装置１０では、表示装置１１はリバースモード高分子分散液晶パネルに密着して導光板２３を設けた構成とするとともに、この導光板２３の側部に光源である冷陰極管２８を設けてこの冷陰極管２８から発した光線２９を導光板２３によりリバースモード高分子分散液晶２５へと導くように構成したため、表示装置１１の前方等に光源を設ける場合に比べて大幅な薄型化を図ることができ、また、高効率化を図ることができる。
【００３９】
なお、本表示撮影装置１０では表示装置１１の後ろにカメラ１２を配置しているが、表示装置１１とカメラ１２との距離は任意であるため、カメラ１２を表示装置１１に密着させて表示撮影装置１０の奥行きを短縮することできる。従って、表示装置１１の後ろにカメラ１２を配置する構成としても、装置の薄型化の妨げとはならない。
【００４０】
また、表示画像の観察者である人間１３側から、カメラ１２などの表示装置１１の裏側（人間１３と反対側）の物が見えることによって、表示画像が劣化するのを防ぐため、表示装置１１の裏側を表示装置１１の人間１３側に比べて暗くするとともにカメラ１３等の物体を黒色に塗装することが望ましい。この場合、図１のようにカメラ１２の直近に偏光板１４を設けるのではなく、表示装置１１の表示領域全体に対応するような大面積の偏光板を表示装置１１の裏面の直近に設けることによって容易に表示装置１１の裏側を暗くすることができる。
【００４１】
また、表示装置１１のリバースモード高分子分散液晶として、リバースモードホログラフィック高分子分散液晶を用いた場合の作用・効果は次のとおりである。
【００４２】リバースモードホログラフィック高分子分散液晶（Ｒ−ＨＰＤＬＣ）は、無電界状態では透明であり、電界印加時に一つの偏光成分に対して回折状態となるので、回折状態にすることにより、導光板２３を伝播する光の一偏光成分を出射させることができ、マトリクス駆動をすることにより画像表示を実現できる。Ｒ−ＨＰＤＬＣで構成した表示装置１１も、表示光と直交した偏光を妨げないので、表示装置１１越しに人間１３を撮影することができ、人間１３を真正面から撮影することができる。
【００４３】
そして、回折を用いているため、Ｒ−ＨＰＤＬＣには波長選択性があるので、白色光源を用いた場合でも、カラー表示を実現することができる。なお、Ｒ−ＨＰＤＬＣを用いた場合、散乱状態が発光状態になるため、人間１３側から表示装置１１を照明すると、その照明光により発光してしまい色純度が低下してしまうが、Ｒ−ＨＰＤＬＣには角度があるので、人間１３側から照明しても、表示には影響せず色純度の高い表示が実現できる。
【００４４】
［実施の形態２］
図６は本発明の実施の形態２に係る表示撮影装置の表示装置の構成図である。
【００４５】
＜構成＞
上記実施の形態１の表示装置１１ではリバースモード高分子分散液晶パネル（配向膜２６，２７とリバースモード高分子分散液晶２５とからなるパネル）の片面にのみ導光板２３を密着させた構成としているが（図３参照）、これに限らず、リバースモード高分子分散液晶パネルの両面に導光板を設けるようにしてもよい。
【００４６】
即ち、図６に示すように、本実施の形態２に係る表示撮影装置の表示装置１１１では、両方の透明基板２３，２４を導光板として用いてリバースモード高分子分散液晶パネルの両面にそれぞれ密着し、これらの導光板２３，２４の側部に光源である冷陰極管２８をそれぞれ設けた構成としている。
【００４７】
なお、表示装置１１１のその他の構成及び表示撮影装置の全体的な構成については、上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（上記の説明及び図１〜図５参照）。
【００４８】
＜作用・効果＞
本実施の形態２の表示撮影装置によれば、表示装置１１１はリバースモード高分子分散液晶パネルの両面に導光板２３，２４を設けた構成としたことにより、両方の導光板２３，２４によって冷陰極管２８から出た光線をリバースモード高分子分散液晶２５へと導くことができるため、リバースモード高分子分散液晶２５からの出射光の光量が増加して、表示画像がより鮮明になる。
【００４９】
［実施の形態３］
図７は本発明の実施の形態３に係る表示撮影装置の表示装置の構成図である。
【００５０】
＜構成＞
上記実施の形態１の表示装置１１では大幅な薄型化や高効率化のために導光板２３の側部に光源である冷陰極管２８を設けた構成としているが（図３参照）、これに限らず、前面等から周囲光によってリバースモード高分子分散液晶を照らす構成としてもよい。
【００５１】
即ち、図７に示すように、本実施の形態３に係る表示撮影装置の表示装置２１１では、導光板は用いず、両側とも単に透明な基板２３，２４を設けた構成としている。そして、光源２１２を表示装置２１１の周囲（図示例では表示装置２１１の斜め前方）に設けている。但し、このような専用の光源を設けなくても、表示装置２１１の周りに充分な周囲光（自然光等）が存在するような場合には、必ずしも専用の光源を設けなくてもよい。
【００５２】
なお、表示撮影装置２１１のその他の構成及び表示撮影装置の全体的な構成については、上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（上記の説明及び図１〜図５参照）。
【００５３】
＜作用・効果＞
従って、本実施の形態３の表示撮影装置によっても、上記実施の形態１と同様に、画像表示と被写体の撮影とを同時に行うことができることは勿論、人間等の被写体を真正面から撮影することができる。即ち、この表示撮影装置を用いて遠隔対話装置を構成した場合にも、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができる。しかも、液晶プロジェクタを要しないため、液晶プロジェクタを用いた表示撮影装置に比べて、装置の薄型化を図ることができる。
【００５４】
なお、特に光源２１２によってリバースモード高分子分散液晶２５の表示面を照明することにより、高コントラスト化することが可能となる。
【００５５】
［実施の形態４］
図８は本発明の実施の形態４に係る表示撮影装置の構成図である。
【００５６】
＜構成＞
上記実施の形態１の表示撮影装置１０では、カメラ１２は特定の直線偏光成分のみを撮影することになるため（図１参照）、ガラス面の反射等が肉眼で直接見た反射と異なってしまうという欠点があった。
【００５７】
そこで、図８に示すように、本実施の形態４の表示撮影装置３１０では、表示装置１１の人間１３等の被写体側の面に波長板３１１を設け、この波長板３１１を介して、人間１３等の被写体をカメラ１２で撮影する構成となっている。
【００５８】
波長板３１１としては四分の一波長板を用い、この波長板３１１の軸を表示装置１１の偏光方向と４５度異なった方向にすることにより、表示像を直線偏光から円偏光に変換するようにしている。即ち、カメラ１２では一つの円偏光成分を撮影することになる。また、波長板３１１に高次波長板を用いるようにしてもよい。
【００５９】
なお、表示撮影装置３１０のその他の構成については、上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（上記の説明及び図１〜図５参照）。
【００６０】
＜作用・効果＞
本実施の形態４の表示撮影装置３１０によれば、表示装置１１の被写体側の面に波長板３１１を設けた構成としたことによって、カメラ１２では全ての偏光成分を撮影することができるようになり、より自然な画像を撮影することができる。なお、表示画像については、波長板３１１は表示像を直線偏光から円偏光に変換するだけなので、人間１３が見る上で影響はない。
【００６１】
また、波長板３１１に高次波長板を用いることにより、カメラ１２では波長によって異なった偏光成分を撮影することになるので、例えば液晶温度計のように円偏光を発する特殊な物体も違和感なく撮影することができる。
【００６２】
［実施の形態５］
図９は本発明の実施の形態５に係る表示撮影装置の構成図である。
【００６３】
＜構成＞
上記実施の形態１の表示撮影装置１０ではカメラ１２と人間１３等の被写体とを表示装置１１の両側にそれぞれ配した構成となっているが、表示装置の一方側の面に鏡を設ければ、表示装置の他方側の面にカメラと被写体とを配することができる。
【００６４】
即ち、図９に示すように、本実施の形態５の表示撮影装置４１０では、表示装置１１の一方側の面に鏡としてホログラムミラー４１１を設け、表示装置１１の他方側に人間１３等の被写体とカメラ１２とを配する構成としている。つまり、人間１３等の被写体が発する光のうち、所定の偏光成分（例えば図９の紙面に対して垂直な偏光成分）が、表示撮影装置１１を透過した後、ホログラムミラー４１１に反射して再び表示撮影装置１１を透過することにより、被写体側に配置したカメラ１２に受光（撮影）されるように構成している。
【００６５】
なお、ホログラムミラー４１１は、別名ホログラムスクリーンとも呼ばれ、富士サポート＆サービス株式会社製の「Ｆｓａｓグラスビジョン」等でも使用されている一般的技術である。ホログラムミラー４１１は一種のホログラムであり、鏡の像をホログラムとして記録することにより作製される。ホログラムミラー４１１は一般の鏡として動作する他、傾斜した鏡の像を記録したことにより、入射光と反射光のなす角の２等分線がホログラムミラー４１１の垂線に対し傾斜した鏡を構成することができる。
【００６６】
観測者である人間１３は、表示装置１１を直接目視することにより画像表示を見ることできる。また、カメラ１２の位置からは、表示装置１１の表示像と、ホログラムミラー４１１に反射された観測者（被写体）の像とが見えるが、表示装置１１に起因する像は一方向に偏光しているため、カメラ１２の前面に当該偏光を妨げる偏光板１４を設けることにより、観測者（被写体）の像のみを撮影することができるようになっている。更に、表示装置１１とホログラムミラー４１１との間に、表示装置１１が発する偏光を吸収する偏光板１４を設けることにより、コントラストを向上することができるようになっている。
【００６７】
なお、表示撮影装置４１０のその他の構成については、上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（上記の説明及び図１〜図５参照）。
【００６８】
＜作用・効果＞
本実施の形態５の表示撮影装置４１０によれば、表示装置１１の一方側の面に鏡としてホログラムミラー４１１を設け、表示装置１１の他方側に人間１３等の被写体と撮影装置１１とを配する構成としたため、上記実施の形態１の構成に比べて（図１参照）、カメラ１２の厚さ分さらに奥行きを低減することができる。
【００６９】
しかも、鏡としてホログラムミラー４１１を用いているため、ホログラムの構造を変えることにより、カメラ１２の設置位置を自由に変えることが可能となる。
【００７０】
なお、本実施の形態５の場合には、カメラ１２が強く照明される環境下では、観測者である人間１３からカメラ１２の像が見えることになる。しかし、このことは、被写体である人間１３等に限定的に照明をあてることには技術的な困難はないことから、使用時の照明環境に制限はつくものの、本発明の技術的実現性を損なうものではない。
【００７１】
【発明の効果】
以上、実施の形態とともに具体的に説明にたように、第１又は第２発明の表示撮影装置によれば、特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるようなリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したため、又は、特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるような、高分子複屈折媒体中に複屈折性の低分子液晶を分散させることにより実現されるリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したため、画像表示と被写体の撮影とを同時に行うことができることは勿論、人間等の被写体を真正面から撮影することができる。従って、この表示撮影装置を用いて遠隔対話装置を構成すれば、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができる。
【００７２】
しかも、液晶プロジェクタを要しないため、液晶プロジェクタを用いた表示撮影装置に比べて、装置の薄型化を図ることができる。
【００７３】
また、第３発明の表示撮影装置によれば、第１又は２発明の表示撮影装置において、前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルに密着して導光板を設けた構成とするとともに、この導光板の側部に光源を設け、同光源から発した光線を導光板により前記リバースモード高分子分散液晶へと導くように構成したため、表示装置の前方等に光源を設ける場合に比べて大幅な薄型化を図ることができ、また、高効率化を図ることができる。
【００７４】
また、第４発明の表示撮影装置によれば、第３発明の表示撮影装置において、前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルの両面に前記導光板を設けた構成としたことにより、両方の導光板によって光源から出た光線をリバースモード高分子分散液晶へと導くことができるため、リバースモード高分子分散液晶からの出射光の光量が増加して、表示画像がより鮮明になる。
【００７５】
また、第５発明の表示撮影装置によれば、第１，第２，第３又は第４発明の表示撮影装置において、前記表示装置の被写体側の面に波長板を設けた構成としたことによって、撮影装置では全ての偏光成分を撮影することができるようになり、より自然な画像を撮影することができる。
【００７６】
また、第６発明の表示撮影装置は、第１，第２，第３，第４又は第５発明の表示撮影装置において、前記表示装置の一方側の面に鏡を設け、前記表示装置の他方側の面に被写体と前記撮影装置とを配する構成としたため、表示装置の両側に被写体と撮影装置とをそれぞれ配する構成に比べて、撮影装置の厚さ分さらに奥行きを低減することができる。
【００７７】
また、第７発明の表示撮影装置は、第６発明の表示撮影装置において、前記鏡としてホログラムミラーを用いているため、ホログラムの構造を変えることにより、撮影装置の設置位置を自由に変えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表示撮影装置の構成図である。
【図２】前記表示撮影装置を用いた遠隔対話装置の構成図である。
【図３】前記表示装置のリバースモード高分子分散液晶をＴＦＴ方式により駆動する場合の説明図である。
【図４】前記表示装置のリバースモード高分子分散液晶をＴＦＴ方式により駆動する場合の説明図である。
【図５】前記リバースモード高分子分散液晶の作用を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る表示撮影装置の表示装置の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る表示撮影装置の表示装置の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る表示撮影装置の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る表示撮影装置の構成図である。
【図１０】従来の表示撮影装置の構成図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，３１０，４１０ 表示撮影装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１１，２１１ 表示装置
１２，１２Ａ，１２Ｂ カメラ
１３，１３Ａ，１３Ｂ 人間
１４，１４Ａ，１４Ｂ 偏光板
１７ コード
２１，２２ 透明電極
２３，２４ 透明基板（導光板）
２５ リバースモード高分子分散液晶
２６，２７ 配向膜
２８ 冷陰極管
３０ 電源
３２ カバー
２１２ 光源
３１１ 波長板
４１１ ホログラムミラー
【発明の属する技術分野】
本発明は表示撮影装置に関し、例えば遠隔対話装置などに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の表示撮影装置の構成図である。同図に示す表示撮影装置では、画像表示と被写体の撮影とを同時に行う際、画像は液晶プロジェクタ１によりスクリーン２に投射表示する一方、被写体である人間４はスクリーン２以外の場所、例えば図示のようにスクリーン２の上方からビデオカメラ３によって撮影する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の表示撮影装置では、スクリーン２に表示された画像を見ている人間４をビデオカメラ３によって撮影する際、スクリーン２以外の場所（スクリーン２の上方等）からしか撮影できないため、人間４を真正面から撮影することができない。このため、上記従来の表示撮影装置を用いて遠隔対話装置を構成した場合には、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができない。
【０００４】
そこで、本出願人は先に上記課題を解決することのできる表示撮影装置を提案した（特願平１０−２４１２２１号）。図示は省略するが、この表示撮影装置は、液晶プロジュクタ及び同液晶プロジェクタにより映像を投射表示するスクリーンである偏光散乱板とからなる表示装置と、液晶プロジェクタの近傍に設けられスクリーン越しの被写体（人間）を撮影するカメラと、このカメラの前面に設置した偏光板とから構成したものであり、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができるものである。
【０００５】
しかしながら、この表示撮影装置では液晶プロジェクタを用いているため、スクリーンの前方又は後方に液晶プロジェクタを配置するための距離が必要である。このため装置の薄型化を図ることができない。
【０００６】
従って本発明はこのような問題点等に鑑み、人間等の被写体を真正面から撮影することができて、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができ、しかも、液晶プロジェクタを要せず、装置の薄型化を図ること等が可能な表示撮影装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特定の偏光成分については電界により散乱・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるような、高分子液晶中に低分子液晶を分散させることにより実現されるリバースモード高分子分散液晶を用い、これを複数の電極で駆動することより画像を表示する表示装置を利用したものであり、具体的には次のような構成を有する。
【０００８】
即ち、上記課題を解決する第１発明の表示撮影装置は、特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるようなリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、
前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したことを特徴とする。
また、第２発明の表示撮影装置は、特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるような、高分子複屈折媒体中に複屈折性の低分子液晶を分散させることにより実現されるリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、
前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明の表示撮影装置は、第１又は２発明の表示撮影装置において、前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルに密着して導光板を設けた構成とするとともに、この導光板の側部に光源を設け、同光源から発した光線を導光板により前記リバースモード高分子分散液晶へと導くように構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明の表示装置は、第３発明の表示撮影装置において、
前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルの両面に前記導光板を設けた構成としたことを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明の表示撮影装置は、第１，第２，第３又は第４発明の表示撮影装置において、
前記表示装置の被写体側の面に波長板を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明の表示撮影装置は、第１，第２，第３，第４又は第５発明の表示撮影装置において、
前記表示装置の一方側の面に鏡を設け、前記表示装置の他方側の面に被写体と前記撮影装置とを配したことを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明の表示撮影装置は、第６発明の表示撮影装置において、
前記鏡としてホログラムミラーを設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る表示撮影装置の構成図、図２は前記表示撮影装置を用いた遠隔対話装置の構成図、図３は前記表示撮影装置に備えた表示装置の構成図、図４は前記表示装置のリバースモード高分子分散液晶をＴＦＴ方式により駆動する場合の説明図、図５は前記リバースモード高分子分散液晶の作用を示す説明図である。
【００１６】
＜構成＞
図１に示すように、表示撮影装置１０は、特定の偏光成分１５を表示光として出射する表示装置１１（詳細後述）の一方側に撮影装置であるビデオカメラ等のカメラ１２を配設し、表示装置１１の他方側から人間１３が表示装置１１に表示された画像を見る構成となっている。
【００１７】
また、カメラ１２の前面には偏光板１４が具備されている。この偏光板１４は表示装置１１のリバースモード高分子分散液晶２５（図３参照）が常に透過する偏光成分１６のみを透過するものである。表示装置１１の発する偏光成分１５は図１の紙面に平行であり、カメラ１２に設けられた偏光板１４は表示装置１１の発する偏光成分１５を吸収する方向に設けられている。従って、カメラ１２では、偏光板１５を介することにより、被写体である人間１３が発する光のうち、図１の紙面に対して垂直な偏光成分１６のみを受光して人間１３を撮影する。
【００１８】
なお、本実施の形態１では表示装置１１の偏光方向を図１の紙面に平行としたが、これに限らず、偏光板１４の吸収方向が表示装置１１の表示光の偏光と一致していれば表示装置１１の絶対的な偏光方向は任意である。また、図１では偏光板１４をカメラ１２の直前に設けたが、これに限らず、表示装置１１のカメラ１２側の面に設けてもよい。
【００１９】
また、上記構成の表示撮影装置１０を用いた遠隔対話装置の構成は、例えば図２に示すようになる。図２に示す遠隔対話装置は、上記構成の２台の表示撮影装置１０Ａ，１０Ｂを遠隔の２地点にそれぞれ配置し、表示撮影装置１０Ａのカメラ１２Ａと表示撮影装置１０Ｂの表示装置１１Ｂとをコード１７で電気的に接続するとともに、表示撮影装置１０Ｂのカメラ１２Ｂと表示撮影装置１０Ａの表示装置１１Ａとをコード１７で電気的に接続して、人間１３Ａと人間１３Ｂとが互いに表示装置１１Ａ，１１Ｂに表示される相手の画像を見ながら対話する構成となっている。
【００２０】
ここで、図３〜図５に基づき、表示装置１１について詳述する。図３に示すように、表示装置１１は、リバースモード高分子分散液晶２５を、透明電極２１を具備した透明な基板２３と、透明電極２２を具備した透明な基板２４とで挟んだ構造を有する。そして、一方の透明基板２３を導光板として用い、この導光板２３の側部にリバースモード高分子分散液晶２５を照らす光源として、カバー３２で囲んだ冷陰極管２８を設け、この冷陰極管２８から発した光線（照明光）２８を、導光板２３によってリバースモード高分子分散液晶２５へと導くように構成している。
【００２１】
図３中に実線の矢印で示すように、冷陰極管２８から出た光線２９は導光板２３内を全反射しながら伝播する。そして、リバースモード高分子分散液晶２５のうち、透明電極２１，２２に電気的に接続された電源３０により電界が加えられて散乱状態となった場所（図示例ではＡ部）にたまたま光線２９がぶつかると、当該光線２９が散乱されて図３中に点線の矢印で示すような出射光（表示光）３１が得られる。
【００２２】
この表示装置１１は次のようにして容易に作製することができる。即ち、通常の液晶パネルと同様に、透明な基板２３，２４上にＴＦＴ方式などのマトリクス駆動可能なように加工した透明電極２１，２２を作製し、その上に配向膜２６，２７を塗布しラビリング等の配向処理を行う。次に、これらの基板２３，２４を配向膜２６，２７が向かい合うように配し、その配向膜２６，２７の隙間に、例えばＵＣＬ−００２（大日本インキ化学工業）の様な光重合性液晶とＥ−７（メルクジャパン）の様な非重合性液晶の混合物を封入し、これに紫外線を照射することにより、リバースモード高分子分散液晶２５を作製する。そして、導光板である基板２３の側部に光源として冷陰極管２８を取り付ける。かくして、表示装置１１を作製することができる。
【００２３】
なお、配向方向はアンチパラレルとするとよい。アンチパラレル配向とは、ラビング方向が反平行（アンチパラレル）である基板に挟むことにより実現される配向状態であり、液晶分子と基板表面とが成す傾斜角度が場所によらず一様であるため、欠陥のない配向を得やすいことが知られている。
【００２４】
また、透明電極２１，２２には上記のようにリバースモード高分子分散液晶２５に対してＴＦＴ方式などのマトリクス駆動が可能なように加工を施すが、以下では、ＴＦＴ方式により駆動する場合について図４に基づき具体的に説明する。なお、図４では、画素電極側の構成のみを図示し、対向する電極は一様であるため図示を省略している。
【００２５】
図４に示すように、ＴＦＴ方式とは、各画素電極４１毎に薄膜ランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子４２を設けた第１基板４５と、図示しない全面に一様な電極を設けた第２基板とで高分子分散液晶を挟み、アドレス線４３で画素電極４１を行毎に選択し、データ線４４の電位を記憶することにより、線順次的に画像情報を画素電極４１の電位として書き込み、第１基板４５の画素電極４１と第２基板の一様な電極との電位差により表示を行う方式である。
【００２６】
なお、図３では、透明電極２２が上記の画素電極４１、基板２４が上記の第１基板４５、透明電極２１が上記の一様な電極、導光板２３が上記の第２基板にそれぞれ相当する。
【００２７】
また、リバースモード高分子分散液晶２５は電界印加時に一つの偏光成分について散乱状態となるので、マトリクス駆動により電界がかかった領域だけ、その偏光成分を散乱する状態となって発光するが、このとき、リバースモード高分子分散液晶２５を照らす光源が単色の場合には散乱状態（白）と透明状態（黒）のモノクロ表示となる。また、表示画像に同期して光源を３原色に切り替えることによりフルカラー表示も行える。
【００２８】
リバースモード高分子分散液晶２５のように複屈折媒体中に複屈折性の粒子が分散したフィルムの散乱特性は、以下のように説明できる。なお、以下では、リバースモード高分子分散液晶２５の作用について、図５を参照して説明する。また、簡便のため、分散した粒子は複屈折性粒子であり、その個数が一個であるとして説明する。
【００２９】
電界をかけない状態では、リバースモード高分子分散液晶２５は、光学軸が一方向にそろった一様な複屈折性薄膜なので、散乱は起こらず透明である。一方、電界を印加した状態では、図５に示すように一様に配向した複屈折性薄膜中に光学軸方向が異なる複屈折性粒体５２が存在した状態となる。
【００３０】
図５に示すように、一般に光は透明物体である複屈折性媒体５１に入射すると、その電界によって振動双極子５３を誘起するが、一様な複屈折性媒体５１中では振動双極子５３は一様に誘起されるため、個々の振動双極子５３による散乱は発生しない。
【００３１】
次に、図５に示すように複屈折性粒体５２が一個存在する場合、例えば、複屈折性媒体５１の常屈折率と複屈折性粒体５２の常屈折率とが等しい場合は、屈折率差が、複屈折性媒体５１と複屈折性粒体５２との間で図５の紙面内方向に生じ、同紙面と垂直な方向には生じない。
【００３２】
ここで、同様に誘起される振動双極子５３を考えると、複屈折性粒体５２の部分だけ、内部に誘起された振動双極子５３ａ（細線矢印）は図示したように周囲と大きさが異なる。即ち、相対的に見れば粒子の存在する場所に屈折率差に対応する振動双極子５４（破線の太線矢印）が存在するのと等価である。この相対的に誘起される振動双極子５４の散乱断面積は、図５の紙面内方向の偏光に対してのみ存在し、散乱光は主に光学軸と電界がなす面内方向に発生する。従って、図５の紙面内方向の偏光を選択的に散乱させることができる散乱部材が実現できる。また、散乱光の偏光は図５の紙面内方向に平行となり、同紙面と垂直な成分は発生しない。
【００３３】
なお、リバースモード高分子分散液晶として、低分子液晶が周期的に分布したリバースモードホログラフィック高分子分散液晶を用いてもよい。この場合、表示装置１１は、図３において、リバースモード高分子分散液晶２５の代わりにリバースモードホログラフィック高分子分散液晶を設けた構成となる。リバースモードホログラフィック高分子分散液晶は、下記のように論文等のかたちで一般に発表しているものである。
【００３４】
『K.Kato,T.Hisaki,M.Date,"Alignment-Controlled Holographic Polymer
Dispersed Liquid Crystal for Reflective Diplay Devices",Jpn.J. of Appl.
Phys.,38,pp.805-808(1999) 』
『加藤、久木、伊達、「配向を制御したホログラフィック高分子分散液晶 (HPDLC) 」、電子情報通信学会電子ディスプレイ研究会（EID)、1999年1 月22日（信学技報EID98-139,pp.171-176）』
なお、当該文献では「配向制御形HPDLC 」（Alignment-Controlled HPDLC）と呼んでいる。
【００３５】
＜作用・効果＞
本実施の形態１に係る表示撮影装置１０によれば、リバースモード高分子分散液晶２５を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置１１と、リバースモード高分子分散液晶２５が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板１４を具備したカメラ２４とを備えて構成したため、画像表示と被写体の撮影とを同時に行うことができることは勿論、人間１３等の被写体を真正面から撮影することができる。
【００３６】
即ち、表示装置１１の画像表示は、表示装置１１と人間１３との間に特に遮るものがないため、通常通り人間１３に達して、人間１３により観測される。一方、カメラ１２側では、人間１３と表示装置１１とがその視野に入るが、偏光板１４によって表示光が遮断され、表示装置１１を常に透過する偏光成分のみが偏光板１４を透過してカメラ１２に受光されるため、あたかも表示装置１１がないのと同じように表示装置１１越しに人間１３を撮影することができる。このため、人間１３を真正面から撮影することができる。
【００３７】
従って、この表示撮影装置１０を用いて図２に例示するような遠隔対話装置を構成すれば、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができる。
【００３８】
しかも、液晶プロジェクタを要しないため、液晶プロジェクタを用いた表示撮影装置に比べて、装置の薄型化を図ることができる。特に、本表示撮影装置１０では、表示装置１１はリバースモード高分子分散液晶パネルに密着して導光板２３を設けた構成とするとともに、この導光板２３の側部に光源である冷陰極管２８を設けてこの冷陰極管２８から発した光線２９を導光板２３によりリバースモード高分子分散液晶２５へと導くように構成したため、表示装置１１の前方等に光源を設ける場合に比べて大幅な薄型化を図ることができ、また、高効率化を図ることができる。
【００３９】
なお、本表示撮影装置１０では表示装置１１の後ろにカメラ１２を配置しているが、表示装置１１とカメラ１２との距離は任意であるため、カメラ１２を表示装置１１に密着させて表示撮影装置１０の奥行きを短縮することできる。従って、表示装置１１の後ろにカメラ１２を配置する構成としても、装置の薄型化の妨げとはならない。
【００４０】
また、表示画像の観察者である人間１３側から、カメラ１２などの表示装置１１の裏側（人間１３と反対側）の物が見えることによって、表示画像が劣化するのを防ぐため、表示装置１１の裏側を表示装置１１の人間１３側に比べて暗くするとともにカメラ１３等の物体を黒色に塗装することが望ましい。この場合、図１のようにカメラ１２の直近に偏光板１４を設けるのではなく、表示装置１１の表示領域全体に対応するような大面積の偏光板を表示装置１１の裏面の直近に設けることによって容易に表示装置１１の裏側を暗くすることができる。
【００４１】
また、表示装置１１のリバースモード高分子分散液晶として、リバースモードホログラフィック高分子分散液晶を用いた場合の作用・効果は次のとおりである。
【００４２】リバースモードホログラフィック高分子分散液晶（Ｒ−ＨＰＤＬＣ）は、無電界状態では透明であり、電界印加時に一つの偏光成分に対して回折状態となるので、回折状態にすることにより、導光板２３を伝播する光の一偏光成分を出射させることができ、マトリクス駆動をすることにより画像表示を実現できる。Ｒ−ＨＰＤＬＣで構成した表示装置１１も、表示光と直交した偏光を妨げないので、表示装置１１越しに人間１３を撮影することができ、人間１３を真正面から撮影することができる。
【００４３】
そして、回折を用いているため、Ｒ−ＨＰＤＬＣには波長選択性があるので、白色光源を用いた場合でも、カラー表示を実現することができる。なお、Ｒ−ＨＰＤＬＣを用いた場合、散乱状態が発光状態になるため、人間１３側から表示装置１１を照明すると、その照明光により発光してしまい色純度が低下してしまうが、Ｒ−ＨＰＤＬＣには角度があるので、人間１３側から照明しても、表示には影響せず色純度の高い表示が実現できる。
【００４４】
［実施の形態２］
図６は本発明の実施の形態２に係る表示撮影装置の表示装置の構成図である。
【００４５】
＜構成＞
上記実施の形態１の表示装置１１ではリバースモード高分子分散液晶パネル（配向膜２６，２７とリバースモード高分子分散液晶２５とからなるパネル）の片面にのみ導光板２３を密着させた構成としているが（図３参照）、これに限らず、リバースモード高分子分散液晶パネルの両面に導光板を設けるようにしてもよい。
【００４６】
即ち、図６に示すように、本実施の形態２に係る表示撮影装置の表示装置１１１では、両方の透明基板２３，２４を導光板として用いてリバースモード高分子分散液晶パネルの両面にそれぞれ密着し、これらの導光板２３，２４の側部に光源である冷陰極管２８をそれぞれ設けた構成としている。
【００４７】
なお、表示装置１１１のその他の構成及び表示撮影装置の全体的な構成については、上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（上記の説明及び図１〜図５参照）。
【００４８】
＜作用・効果＞
本実施の形態２の表示撮影装置によれば、表示装置１１１はリバースモード高分子分散液晶パネルの両面に導光板２３，２４を設けた構成としたことにより、両方の導光板２３，２４によって冷陰極管２８から出た光線をリバースモード高分子分散液晶２５へと導くことができるため、リバースモード高分子分散液晶２５からの出射光の光量が増加して、表示画像がより鮮明になる。
【００４９】
［実施の形態３］
図７は本発明の実施の形態３に係る表示撮影装置の表示装置の構成図である。
【００５０】
＜構成＞
上記実施の形態１の表示装置１１では大幅な薄型化や高効率化のために導光板２３の側部に光源である冷陰極管２８を設けた構成としているが（図３参照）、これに限らず、前面等から周囲光によってリバースモード高分子分散液晶を照らす構成としてもよい。
【００５１】
即ち、図７に示すように、本実施の形態３に係る表示撮影装置の表示装置２１１では、導光板は用いず、両側とも単に透明な基板２３，２４を設けた構成としている。そして、光源２１２を表示装置２１１の周囲（図示例では表示装置２１１の斜め前方）に設けている。但し、このような専用の光源を設けなくても、表示装置２１１の周りに充分な周囲光（自然光等）が存在するような場合には、必ずしも専用の光源を設けなくてもよい。
【００５２】
なお、表示撮影装置２１１のその他の構成及び表示撮影装置の全体的な構成については、上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（上記の説明及び図１〜図５参照）。
【００５３】
＜作用・効果＞
従って、本実施の形態３の表示撮影装置によっても、上記実施の形態１と同様に、画像表示と被写体の撮影とを同時に行うことができることは勿論、人間等の被写体を真正面から撮影することができる。即ち、この表示撮影装置を用いて遠隔対話装置を構成した場合にも、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができる。しかも、液晶プロジェクタを要しないため、液晶プロジェクタを用いた表示撮影装置に比べて、装置の薄型化を図ることができる。
【００５４】
なお、特に光源２１２によってリバースモード高分子分散液晶２５の表示面を照明することにより、高コントラスト化することが可能となる。
【００５５】
［実施の形態４］
図８は本発明の実施の形態４に係る表示撮影装置の構成図である。
【００５６】
＜構成＞
上記実施の形態１の表示撮影装置１０では、カメラ１２は特定の直線偏光成分のみを撮影することになるため（図１参照）、ガラス面の反射等が肉眼で直接見た反射と異なってしまうという欠点があった。
【００５７】
そこで、図８に示すように、本実施の形態４の表示撮影装置３１０では、表示装置１１の人間１３等の被写体側の面に波長板３１１を設け、この波長板３１１を介して、人間１３等の被写体をカメラ１２で撮影する構成となっている。
【００５８】
波長板３１１としては四分の一波長板を用い、この波長板３１１の軸を表示装置１１の偏光方向と４５度異なった方向にすることにより、表示像を直線偏光から円偏光に変換するようにしている。即ち、カメラ１２では一つの円偏光成分を撮影することになる。また、波長板３１１に高次波長板を用いるようにしてもよい。
【００５９】
なお、表示撮影装置３１０のその他の構成については、上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（上記の説明及び図１〜図５参照）。
【００６０】
＜作用・効果＞
本実施の形態４の表示撮影装置３１０によれば、表示装置１１の被写体側の面に波長板３１１を設けた構成としたことによって、カメラ１２では全ての偏光成分を撮影することができるようになり、より自然な画像を撮影することができる。なお、表示画像については、波長板３１１は表示像を直線偏光から円偏光に変換するだけなので、人間１３が見る上で影響はない。
【００６１】
また、波長板３１１に高次波長板を用いることにより、カメラ１２では波長によって異なった偏光成分を撮影することになるので、例えば液晶温度計のように円偏光を発する特殊な物体も違和感なく撮影することができる。
【００６２】
［実施の形態５］
図９は本発明の実施の形態５に係る表示撮影装置の構成図である。
【００６３】
＜構成＞
上記実施の形態１の表示撮影装置１０ではカメラ１２と人間１３等の被写体とを表示装置１１の両側にそれぞれ配した構成となっているが、表示装置の一方側の面に鏡を設ければ、表示装置の他方側の面にカメラと被写体とを配することができる。
【００６４】
即ち、図９に示すように、本実施の形態５の表示撮影装置４１０では、表示装置１１の一方側の面に鏡としてホログラムミラー４１１を設け、表示装置１１の他方側に人間１３等の被写体とカメラ１２とを配する構成としている。つまり、人間１３等の被写体が発する光のうち、所定の偏光成分（例えば図９の紙面に対して垂直な偏光成分）が、表示撮影装置１１を透過した後、ホログラムミラー４１１に反射して再び表示撮影装置１１を透過することにより、被写体側に配置したカメラ１２に受光（撮影）されるように構成している。
【００６５】
なお、ホログラムミラー４１１は、別名ホログラムスクリーンとも呼ばれ、富士サポート＆サービス株式会社製の「Ｆｓａｓグラスビジョン」等でも使用されている一般的技術である。ホログラムミラー４１１は一種のホログラムであり、鏡の像をホログラムとして記録することにより作製される。ホログラムミラー４１１は一般の鏡として動作する他、傾斜した鏡の像を記録したことにより、入射光と反射光のなす角の２等分線がホログラムミラー４１１の垂線に対し傾斜した鏡を構成することができる。
【００６６】
観測者である人間１３は、表示装置１１を直接目視することにより画像表示を見ることできる。また、カメラ１２の位置からは、表示装置１１の表示像と、ホログラムミラー４１１に反射された観測者（被写体）の像とが見えるが、表示装置１１に起因する像は一方向に偏光しているため、カメラ１２の前面に当該偏光を妨げる偏光板１４を設けることにより、観測者（被写体）の像のみを撮影することができるようになっている。更に、表示装置１１とホログラムミラー４１１との間に、表示装置１１が発する偏光を吸収する偏光板１４を設けることにより、コントラストを向上することができるようになっている。
【００６７】
なお、表示撮影装置４１０のその他の構成については、上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略する（上記の説明及び図１〜図５参照）。
【００６８】
＜作用・効果＞
本実施の形態５の表示撮影装置４１０によれば、表示装置１１の一方側の面に鏡としてホログラムミラー４１１を設け、表示装置１１の他方側に人間１３等の被写体と撮影装置１１とを配する構成としたため、上記実施の形態１の構成に比べて（図１参照）、カメラ１２の厚さ分さらに奥行きを低減することができる。
【００６９】
しかも、鏡としてホログラムミラー４１１を用いているため、ホログラムの構造を変えることにより、カメラ１２の設置位置を自由に変えることが可能となる。
【００７０】
なお、本実施の形態５の場合には、カメラ１２が強く照明される環境下では、観測者である人間１３からカメラ１２の像が見えることになる。しかし、このことは、被写体である人間１３等に限定的に照明をあてることには技術的な困難はないことから、使用時の照明環境に制限はつくものの、本発明の技術的実現性を損なうものではない。
【００７１】
【発明の効果】
以上、実施の形態とともに具体的に説明にたように、第１又は第２発明の表示撮影装置によれば、特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるようなリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したため、又は、特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるような、高分子複屈折媒体中に複屈折性の低分子液晶を分散させることにより実現されるリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したため、画像表示と被写体の撮影とを同時に行うことができることは勿論、人間等の被写体を真正面から撮影することができる。従って、この表示撮影装置を用いて遠隔対話装置を構成すれば、対話者同士の視線が一致した遠隔対話装置を実現することができる。
【００７２】
しかも、液晶プロジェクタを要しないため、液晶プロジェクタを用いた表示撮影装置に比べて、装置の薄型化を図ることができる。
【００７３】
また、第３発明の表示撮影装置によれば、第１又は２発明の表示撮影装置において、前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルに密着して導光板を設けた構成とするとともに、この導光板の側部に光源を設け、同光源から発した光線を導光板により前記リバースモード高分子分散液晶へと導くように構成したため、表示装置の前方等に光源を設ける場合に比べて大幅な薄型化を図ることができ、また、高効率化を図ることができる。
【００７４】
また、第４発明の表示撮影装置によれば、第３発明の表示撮影装置において、前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルの両面に前記導光板を設けた構成としたことにより、両方の導光板によって光源から出た光線をリバースモード高分子分散液晶へと導くことができるため、リバースモード高分子分散液晶からの出射光の光量が増加して、表示画像がより鮮明になる。
【００７５】
また、第５発明の表示撮影装置によれば、第１，第２，第３又は第４発明の表示撮影装置において、前記表示装置の被写体側の面に波長板を設けた構成としたことによって、撮影装置では全ての偏光成分を撮影することができるようになり、より自然な画像を撮影することができる。
【００７６】
また、第６発明の表示撮影装置は、第１，第２，第３，第４又は第５発明の表示撮影装置において、前記表示装置の一方側の面に鏡を設け、前記表示装置の他方側の面に被写体と前記撮影装置とを配する構成としたため、表示装置の両側に被写体と撮影装置とをそれぞれ配する構成に比べて、撮影装置の厚さ分さらに奥行きを低減することができる。
【００７７】
また、第７発明の表示撮影装置は、第６発明の表示撮影装置において、前記鏡としてホログラムミラーを用いているため、ホログラムの構造を変えることにより、撮影装置の設置位置を自由に変えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る表示撮影装置の構成図である。
【図２】前記表示撮影装置を用いた遠隔対話装置の構成図である。
【図３】前記表示装置のリバースモード高分子分散液晶をＴＦＴ方式により駆動する場合の説明図である。
【図４】前記表示装置のリバースモード高分子分散液晶をＴＦＴ方式により駆動する場合の説明図である。
【図５】前記リバースモード高分子分散液晶の作用を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る表示撮影装置の表示装置の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る表示撮影装置の表示装置の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る表示撮影装置の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る表示撮影装置の構成図である。
【図１０】従来の表示撮影装置の構成図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，３１０，４１０ 表示撮影装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１１，２１１ 表示装置
１２，１２Ａ，１２Ｂ カメラ
１３，１３Ａ，１３Ｂ 人間
１４，１４Ａ，１４Ｂ 偏光板
１７ コード
２１，２２ 透明電極
２３，２４ 透明基板（導光板）
２５ リバースモード高分子分散液晶
２６，２７ 配向膜
２８ 冷陰極管
３０ 電源
３２ カバー
２１２ 光源
３１１ 波長板
４１１ ホログラムミラー
Claims (7)
- 特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるようなリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、
前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したことを特徴とする表示撮影装置。 - 特定の偏光成分については電界により散乱・透過、または回折・透過を制御することができ、他の偏光成分については常に透過状態であるような、高分子複屈折媒体中に複屈折性の低分子液晶を分散させることにより実現されるリバースモード高分子分散液晶を複数の電極で駆動することにより画像を表示する表示装置と、
前記リバースモード高分子分散液晶が常に透過する偏光成分のみを透過する偏光板を具備した撮影装置とを備えて構成したことを特徴とする表示撮影装置。 - 請求項１又は２に記載する表示撮影装置において、
前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルに密着して導光板を設けた構成とするとともに、この導光板の側部に光源を設け、同光源から発した光線を導光板により前記リバースモード高分子分散液晶へと導くように構成したことを特徴とする表示撮影装置。 - 請求項３に記載する表示撮影装置において、
前記表示装置は前記リバースモード高分子分散液晶パネルの両面に前記導光板を設けた構成としたことを特徴とする表示撮影装置。 - 請求項１，２，３又は４に記載する表示撮影装置において、前記表示装置の被写体側の面に波長板を設けたことを特徴とする表示撮影装置。
- 請求項１，２，３，４又は５に記載する表示撮影装置において、
前記表示装置の一方側の面に鏡を設け、前記表示装置の他方側の面に被写体と前記撮影装置とを配したことを特徴とする表示撮影装置。 - 請求項６に記載する表示撮影装置において、
前記鏡としてホログラムミラーを設けたことを特徴とする表示撮影装置。
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