CN1398486A

CN1398486A - 图像检测显示装置

Info

Publication number: CN1398486A
Application number: CN01802858A
Authority: CN
Inventors: M·德施珀
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2003-02-19
Anticipated expiration: 2021-07-23
Also published as: WO2002011406A2; KR20020064290A; CN1199070C; WO2002011406A3; JP2004505553A; TW561756B; EP1308019A2; US20020030775A1; US6867821B2; HUP0203614A2

Abstract

一种图像检测显示屏包括图像显示器和图像检测器(40)，所述图像显示器包括显示屏(30)和照明装置。通过使用反射型LCD显示屏(30)，并把照明装置的光导(50)设置在图像检测器(40)的前方，所述装置具有高的光效率，并且透镜装置(110，120，130)可以集成在装置的元件(40，50，100)内，这使得所述装置具有紧凑的结构。

Description

图像检测显示装置

本发明涉及一种图像检测显示装置，包括：

图像显示部分，其包括显示屏和用于所述显示屏的照明的照明装置，以及

被设置在所述显示屏的顶部上的并具有两维阵列的光敏元件的图像检测部分。

本发明还涉及一种一般的视频通信装置以及电视电话装置，例如尤其是移动电话装置。

电视电话装置是一种电信装置，其使得用户能够在不同的地点互相通话，而且还能够看到彼此的面部。这种装置应当包括扬声器，显示器，麦克风和摄像机。在早期的有绳电视电话装置的实施物中，显示器是阴极射线管(CRT)显示器，摄像机被安装在CRT上方的中心位置。这种实施物的尺寸主要由CRT的尺寸决定。在电视电话装置的现代的实施物中，显示器由扁的显示屏构成，例如LCD显示屏。由这种显示屏显示的图像可以被投射到投射屏的后侧上，投射屏的前侧由用户观看。摄像机被设置在投射屏的后面，并且这种屏可以在全透明状态和漫射状态之间转换，在全透明状态，摄像机拍摄图像，在漫射状态，向用户显示来自显示屏的图像。这种装置提供相当大的可以在远距离观看的图像。

现代的无绳电话和蜂窝电话或移动电话装置包括小的和直接观看的LCD(液晶显示)屏，用于显示电话号码，时间，和其它数据。液晶是一种非常适用于用作微小的光开关的材料，所述光开关用于使图像元素(像素)接通和断开。在这种材料上施加一个电压便改变其细长分子的对准和光偏振特性，因此它们可以和极化滤波器结合使用，用于实现电子快门。可以利用这种像素的两维阵列来显示图像。

这种装置可以被构成电视电话装置，只要用于形成物体的图像的和把这些图像转换成电信号的摄像机功能可以被组合在或者被内装在所述的装置中。US-A-5,340,978涉及一种包括固态检测器的摄像机，并描述了多种使用和图像检测器的光敏元件相关的光学元件的结构。还描述了一种图像检测显示屏，其包括LCD屏，具有被设置在其表面上的光敏元件阵列的衬底，以及被设置在所述阵列上方的并且能够使光在所述阵列上聚焦的光学透明层。其中说明了这种图像检测显示屏的多个实施例，这些实施例之间的区别在于LCD屏、光敏元件阵列和透明层的相互排列不同。在这些实施例的每个中，LCD屏是透射屏，并且照明装置是后照明装置。

本发明的目的在于提供一种改进的在前言部分中限定的那种图像检测显示装置，用于移动电视电话装置或其它应用中。这种装置的特征在于，所述显示屏是反射屏，并且所述照明装置是前照明装置，并被设置在光敏元件阵列的前面。

移动的或无绳的电视电话系统要在日光环境下使用，因而应当显示亮的图像。通过使用反射显示屏，可以利用相当低的光强度和相应的相当低的电功率消耗获得亮的图像。对于移动的或无绳电视电话，这也是非常重要的。此外，因为在光敏元件的前面设置有前照明装置，所以摄像机的成像元件可以被设置在这些照明装置中。

在本说明中，无绳电视电话装置被理解为这样一种电视电话装置，其通过在附近的并和电缆网络相连的接收机和发送机装置接收和发送声音和视觉信号。移动电视电话装置是一种电视电话装置，其随着用户移动并通过空气接收和发送来自本地发送机的声音和视觉信号，所述本地发送机可以位于一个较大的距离。

摄像机功能和显示功能被集中在一个模块中具有这样的优点，即信号处理，例如第一处理和译码，视频处理和视频校正与编码，都可以通过模块的板上处理器进行。借以使和板处理器之间的大量的数据传输得以避免，这减少了功率消耗，并增加了数据速率。上述集中在一个模块中的一个附加的优点是增加了设计的自由度。

图像检测显示装置的第一实施例，其中显示屏包括透明的前板，其特征在于光敏元件的阵列被设置在前板的下面。

图像检测显示装置的第二实施例，其中显示屏包括透明的前板，其特征在于，光敏元件的阵列被设置在所述前板上。

用于对物体或场景在光敏元件的阵列上成像的摄像机镜头装置可以是被设置在图像检测显示装置的前方的一个镜头元件。图像检测显示装置的优选实施例，其中照明装置包括前光导，其特征在于，透镜装置被集中在光导中。

通过使用前光导作为透镜装置的载体，使得高度的集成成为可能，因而可以获得小型的结构。

前光导被理解为被设置在图像检测显示装置前侧的由透明材料制成的平板，其中来自光源例如一个或几个LED的光通过一个或几个侧面进入，并且在平的主面上经过一次或几次反射之后，被发送到LCD屏。

图像检测显示装置的另一个优选实施例的特征在于，透镜装置被设置在LCD屏的前板上。

后一种透镜装置可以替代被集中在光导中的透镜装置，或者可以和其组合。在后一种情况下，可以在光敏元件的阵列上形成改进的图像。

图像检测显示装置的特征还在于，光敏元件的阵列由CCD检测器构成。

CCD(电荷耦合器件)检测器已经成功地用于可靠的高分辨率的检测器，所述检测器非常适合作为本发明的装置。

此外，所述图像检测显示装置的特征可以具有这样的特征：光敏元件的阵列由C-MOS图像检测器构成。

C-MOS图像检测器对于本发明的装置是一种有吸引力的图像检测器，其可以和其它电路集成在一个芯片上，并具有减少的封装成本。

所述图像检测显示装置还具有这样的特征：其中显示屏是一种LCD屏。

LCD屏，其被广泛地用作高分辨率的全色显示器，作为本发明的装置中的显示屏是非常合适的。

LCD屏的材料是胆甾醇型液晶。这种晶体具有周期性结构，其具有和给定的可见波长匹配的周期性。其可以在第一状态和第二状态之间转换，在所述第一状态，所述给定的波长被反射，所述第二状态是一种透明的状态。胆甾醇型液晶显示只在其信息内容改变时才消耗功率，因而使得利用较低的功率消耗便能显示稳定的信息。因此这种显示器非常适用于移动装置。

对于实际的视频(运动图像)应用，图像检测显示装置最好还具有这样的特征，即LCD屏的材料是扭转型向列液晶。

这种液晶能够实现较高的转换速率，因此，具有这种液晶的显示屏非常适合于显示运动图像。这种液晶可以是超扭转型向列液晶，在灰色色调或者在彩色型式下，其极化方向能够在180度到360度的范围内转动。

本发明还涉及一种包括图像显示装置和摄像装置的图像通信装置，所述图像显示装置包括图像显示屏，所述摄像装置包括图像检测器。这种装置的特征在于，所述图像显示屏和图像检测器由上述的图像检测显示装置构成。

这种图像通信装置的例子有用于台式计算机和笔记本计算机的扁平的监视器。

本发明还涉及一种电视电话装置，其包括话音通信部分和图像通信部分，其中图像通信部分包括图像显示装置和摄像装置，所述图像显示装置包括图像显示屏，所述摄像装置包括图像检测器。这种装置的特征在于，所述图像显示屏和图像检测器由上述的图像检测显示装置构成。

本发明的优点对于作为移动装置构成的电视电话装置是显著的。

本发明的这些和其它的方面从下面说明的实施例可以明显地看出。在附图中：

图1表示移动电视电话装置，其中可以实现本发明的图像检测显示装置；

图2是所述装置的功能方块图；

图3表示本发明的图像检测显示装置的实施例；

图4是透射LCD屏的原理电路图；

图5是反射LCD屏的原理电路图；

图6表示用于反射LCD屏的照明装置的实施例；

图7a，7b表示本发明的图像检测显示装置的两个实施例；

图8表示在光导的上表面具有平面透镜结构的图像检测显示装置；

图9是菲涅耳透镜的顶视图；

图10表示在光导的下表面具有平面透镜结构的图像检测显示装置；

图11表示具有两个平面透镜结构和微型透镜结构的图像检测显示装置；

图12表示具有微型透镜结构的图像检测器；

图13表示具有图像检测显示装置的无绳电视电话装置；

图14表示具有图像检测显示装置的笔记本计算机；以及

图15表示具有图像检测显示装置的台式计算机。

图1是移动电视电话装置或蜂窝电视电话装置的透视图，其前表面具有输入部分3。这一部分包括许多按钮开关4，用于拨号输入和其它的功能。显示装置10被设置在部分3的上方，天线5被提供在电话1的上表面上。当例如十键号码的拨号从按钮开关4输入时，和输入的拨号有关的信息便经过电话1中的发送电路7从天线5被发送到电话公司的基站，如图2所示。

图2是所述电话的功能方块图。和输入的拨号有关的信息被显示驱动电路9，其驱动显示装置10，使得所述显示装置显示拨号信息。

如果常规的移动电话装置配备有摄像机装置并采用所述摄像机装置的电路，则所述移动电话装置的能力被大大增加。此时这种移动装置便可用作电视电话装置。这种原始的电视电话装置是一种有绳装置，其旨在作为一种扩展的电话装置，其不仅可以使两个远方的用户能够听到话音，而且还能够使他们看到对方的面部。这种装置还能够使在一个地方的用户看到在另一个地方的用户的图像和数据。已经提出利用移动电视电话装置显示电影，或者显示实际的视频图像，并用于接入全球的电子信息网络，例如互联网。为此，在移动电视电话装置中至少应当包括摄像机装置的图像检测器，这意味着应当是一种图像检测显示装置，而不仅仅是显示装置，例如LCD屏。

将摄像机功能和显示功能集中在一个模块中具有这样的优点，即，信号处理，例如第一处理和解释，视频处理和视频校正与编码，可以由模块的板上处理器进行。借以使和板处理器之间的大量的数据传输得以避免，这减少了功率消耗，并增加了数据速率。上述集中在一个模块中的一个附加的优点是增加了设计的自由度。

图3是一个拆开的透视图，表示按照本发明端面的图像检测显示装置20。这种装置从底部按顺序地包括：显示屏30，图像检测器40，例如CCD检测器，表面照明装置50和透镜装置60，透镜装置60被示意地表示为曲面透镜元件。这些元件沿Z方向即用户的观看方向叠置，并且元件30，40和50可被集中在壳体65中。元件的Z尺寸相对于其X，Y尺寸比图3所示的小得多。

图4是常规的透射液晶显示屏70的示意图。这种显示屏包括一层液晶材料71，例如向列型的液晶材料，其被包封在两个透明板72和73之间，所述透明板例如是玻璃板。在每个板上设置有驱动电极75，76。至少电极76被分成大量的行和列，使得在所述显示屏中限定大量的图像元素或像素。借助于驱动阵列电极来驱动不同的像素，所述阵列电极由驱动端子77和78示意地表示。这样，可以在所需的位置，例如像素位置，把电场施加于液晶材料71上。所述电场引起材料71的有效的折射率的改变，即改变其细长分子的直线排列和光的偏振性能，使得通过给定像素的光，根据在相关像素的位置有无局部电场，经受或不经受沿极化方向的转动。借助于设置在电极75和用户的眼睛之间的偏振滤光器，所述的极化改变被转换成强度的改变，使得像素成为观看者能够看到或不能看到的。可见像素和不可见像素的组合便形成图像，所述图像可以被快速地改变，例如每秒改变25或50次。其中像素由行电极和列电极的交点形成，并直接由加于行电极和列电极之间的电压驱动的显示屏被称为无源阵列显示屏。

代替无源阵列显示屏，可以使用有源阵列LCD(AMLCD)显示屏。在这种显示屏中，驱动电子电路由硅晶体管的阵列构成，所述晶体管排列在板73上。此时每个像素由其自身的晶体管最好是薄膜晶体管(TFT)驱动。例如在EP-A-0266184中说明了两种类型的显示屏。有源阵列显示屏能够显示超高质量和高清晰度的彩色图像，并正在向着能够显示越来越复杂的信息的方向发展。无源阵列显示器比较容易制造，并且消耗相当低的功率。这些显示器适用于对于亮度、像素数和响应时间的要求适中的应用。

LCD屏不是发射型的：它们本身不发光。而是，直接观看的透射型LCD屏具有后面照明装置，所述照明装置包括光源和平面光导80，如图4所示。

在本发明的图像检测显示装置中，使用反射型显示屏代替透射型显示屏。反射型显示屏和图像检测器的组合不仅是新的，而且具有重要的优点，特别是，但是不仅是，对于无绳装置。这些优点涉及光的有效利用，因而涉及向照明装置提供电功率的电池的功率的有效利用，并且还涉及装置的结构方面。

反射型LCD屏可以使用环境光，因此当在亮的环境或在白天使用时不需要对显示屏进行附加的照明。显示的图像的对比度随着环境光的强度的增加而增加，这是因为在环境光的强度增加时图像形成的反射光的强度也增加，而黑色像素的黑度不变。当在环境光增加的环境中使用使用透射型LCD屏时，显示的图像的对比度将减小。此时后面照明装置的发光强度应当增加，以便获得具有足够对比度的图像。这意味着后面照明装置将消耗更多的电功率，这是不利的，尤其是对于电池供电的无绳装置。

图5是可以用于图3所示的图像检测显示装置中的反射型LCD屏30的实施例的示意图。所述显示屏包括和图4的层71类似的液晶层31。层31被夹在和图4的板72类似的透明板32和第二板33之间。板32具有一个相反电极，板33具有驱动晶体管的阵列，一个晶体管用于一个像素，所述驱动阵列示意地由层35表示。板33的前侧36是反射型的。所述反射型显示屏以和图4的投射屏相同的方式工作，只是图像形成光被反射而不是被透射。

在透射型LCD屏中，如图4所示，可用于对光进行极化调制的像素的有效面积被用于像素的驱动装置，即无源阵列显示装置的行电极和列电极或有源阵列显示装置中的晶体管，占据的面积限制。这些部分的存在限制了显示屏的分辨率，即每个表面单位面积的像素的个数。因为入射到这种面积部分上的光，因而也是入射到像素的反射区域外部的光，被吸收而不用于形成图像，所以所述部分也限制了显示屏的光效率，即用于形成图像的光的数量和入射到显示屏上的光的数量的比，因而限制了显示的图像的亮度。通过增加入射到显示屏上的光的强度可以改善亮度，这意味着消耗更多的电池功率，或者通过增加显示屏的透镜装置，例如使用微型透镜阵列，把可利用的光集中在像素的有效区域上，这使得装置的结构变得复杂。

然而，上述的限制在图5所示的反射型有源阵列显示屏中不存在，其中驱动晶体管被设置在液晶层31的下方，因而不覆盖所述层的部分。此时，基本上液晶层的整个表面积都被像素的有效面积占据，因而所述显示屏比透射型显示屏和反射型无源阵列显示屏具有较高的分辨率。此外，基本上入射到显示屏上的所有的光都被反射和调制，并用于显示图像。而一般地说，反射型LCD屏比透射型显示屏具有较高的光效率，有源阵列反射型显示屏还有分辨率较高和图像质量优异的优点。在移动电话或无绳电话装置中设置具有这种显示屏的图像检测显示装置将使得所述电话装置适合用作电视电话装置，用于显示高质量的数据、图表和视频图像，并且用于接入例如全球的互联网或其它的通信网络中。

实际上，对于设想的应用的反射型LCD屏将配备有照明装置。不过，这些装置可以只在需要时，即环境光太弱时被接通。对于透射型LCD屏，后面照明装置应当在所有的使用环境下都被接通，使得反射型显示屏比透射型显示屏相对于电功率消耗具有更高的效率。

在图像检测显示装置中使用的反射型显示屏的照明装置是前照明装置，其包括被设置在图像检测器的前方的扁平的光导。这种结构使得能够把摄像机镜头元件集中在前光导中，或者集中在图像检测显示装置内。显然，照明装置的光源只在装置的显示模式下才接通，而在摄像机模式下不被接通。

前照明装置具有两个主平面，它们沿观看方向即图2的Z方向彼此对置，使得所述平面中的一个或两个可以配备有透镜结构。

图6是前照明装置50的实施例的截面图，用于说明这种装置的原理。所示的前照明装置包括透明的光导板81，例如由玻璃或透明的塑料制成。图6只表示所述的光导板的一部分。光导板81具有下主平面85，其面向图像检测器(图6中未示出)，上主平面86和4个侧面88，图6中只示出了一个侧面。至少一个光源90被设置和至少一个侧面相对。所述光导板具有许多散射元件93。来自光源90的光线通过侧面88进入光导板81，并在光线到达散射元件93之前，根据光线的方向在内部被全反射一次两次或多次。所述散射元件沿不同方向反射入射到其上的光。由光线95表示的反射光的一部分具有这样的方向，使得其通过光导板的下主平面85，并向LCD屏30传播。其余的反射光继续在光导板81内传播，直到其达到另一个散射元件94。由这个元件反射的光的一部分通过光导板81的下表面85，其余的部分继续通过光导板传播。这样一直进行到基本上所有通过侧面88进入光导板的光都从光导板射出并指向LCD屏30。如果使对着进入表面的光导板的侧面是一个反射表面，这个过程将被增强。可以在光源90周围设置一个由虚线98表示的反射器，以便增加进入光导板的来自光源的光的数量。例如，光源可以被设置在抛物线形的反射器中，所述反射器对着光导板的输入侧面设置。

关于后照明装置，即用于照射透射型显示屏的后面的装置，例如从US-A5816677和EP-A0881426得知多个实施例。后照明装置的已知的特征也可以用于前照明装置中。例如，光源可以是光导板的一个侧面的光管，或者在光导板的不同的侧面设置两个或多个这种光管。还可以使用围绕光导板的弯曲的光管。这种用作背光的光管在US-A5619351中说明了。对于小的图像检测显示装置，光源最好是发光二极管，或LED。现在可以得到具有不同颜色的寿命长的耗能少的亮而小的LED。对于彩色图像检测显示装置，可以使用3个一组的一组或几组发基色红绿蓝光的LED。图3表示3个LED 52，53和54构成的一组。对于前方照明，可以使用常规的LED。由其显示视频图像的能力来看，另一种选择是使用目前研发的包括聚合物材料的LED，或者使用包括有机材料的LED。

散射元件91，94等可以由球形元件、块状元件或扁平元件的一部分构成。如果光源被设置在光导板50的相对侧表面，则这些散射元件可以均匀地分布在所述光导板的平的上表面80上，使得通过表面85离开光导板的光具有所要求的均匀的强度。如果一个或几个光源只被设置在光导板50的一个侧面，通过增加从光的入射表面到相对表面的散射元件的密度，即增加每个平面单位面积的这种元件的数量，可以获得均匀的强度。如果光YZ表面和XZ表面进入光导板50，则可以这样设置散射元件，使得从这些表面到相对的表面沿X方向和Y方向散射元件的密度增加。通过修改散射元件的性能，例如其尺寸或其散射能力，使得在光入射表面的位置比在相对表面的位置发生较少的散射，也可以获得离开光导板50的光的均匀的强度。在一些情况下，可能最好是照亮显示屏的光被不均匀地分布。这种要求不均匀的照明也可以通过修改散射元件的密度与/或散射性能来获得。

在图3中的图像检测器40是一种所谓的固态检测器，其包括在衬底上的光敏元件的二维阵列。所述衬底可以是硅半导体衬底。光敏元件的阵列可以是熟知的CCD(电荷耦合器件)，在光入射时放电的存储单元的阵列，CMOS阵列或任何其它合适的器件，这些器件在光入射时改变状态，或者产生信号或信号差。例如，例如可以使用在IEEETransactions on Consumer Electronics，Vol.46，No.1，February2000，pages 68-75的文章“Design of real-time image enhancementpreprocessor for CMOS image sensor”中所述的CMOS图像检测器。光敏元件阵列可以包括数百或数千行和列，并且可以具有正方形或长方形的形状。元件可以被均匀地设置，也可以一行元件或一列元件和相邻的行和列的元件错开。图像检测阵列具有足够的透射性，使得在显示屏上显示的图像可以通过所述阵列被看到。

图像检测阵列40可以被设置在LCD屏上，即被设置在所述显示屏的前玻璃板上。不过，也可以把图像检测阵列设置在前玻璃板的下表面上。这些实施例分别在图7a，图7b中示出了，其中前玻璃板由标号100表示。

图像检测显示装置应当具有透镜装置，以便在图像检测阵列上对物体或场景或计算机数据(图形)成像。这种透镜装置可以是被设置在装置的前方的单独的透镜元件60，如图4所示。不过，装置的结构使得所需的透镜装置和附加的其它透镜装置能够集成在一起而不增大装置的体积或使得装置变得复杂。如图8所示，平面物镜110可以被提供在图7a的实施例中的光导50的顶面上。这种透镜可以是菲涅耳透镜，其操作基于衍射而不是折射。图9是这种菲涅耳透镜的顶视图。这种透镜结构由透明的中心圆部分112和大量的交替排列的分别是不透明和透明的环115和113构成，它们的宽度和其间的间距从中心到周边逐渐减少。代替这种幅值结构，菲涅耳透镜可以具有相位结构。所述相位结构由许多环构成，这些环在通过它们的光束部分中交替地引入第一相位移，例如0度，和第二相位移，例如180度。来自在结构上不同的环的光束部分在菲涅耳透镜的聚焦平面内相互干涉，使得总的结果相当于衍射透镜的结果。为清楚起见，在图8和图9中只示出了几个环，实际上，环的数量大得多。平面透镜110也可以被设置在光导50的下表面54上，或者被设置在图像检测器40的上表面42上。

如图10所示，平面物镜110也可以被设置在光导的下表面54上。也可以将平面透镜设置在图像检测器40的上表面42上。此外，在图7b所示的实施例中，平面物镜可以被设置在光导50的上表面或下表面上，或者被设置在组合的显示屏和图像检测屏的前玻璃板100内。

第二个平面透镜可以被设置在图7a，7b所示的图像检测显示装置中的不承载第一平面透镜的表面上。所述第二透镜可以补偿第一透镜的像差。

因为这种新的图像检测显示装置包括在图像检测阵列前方的3个表面，即光导(50)的上表面(52)和下表面(54)，以及图像检测器40的上表面(图7a)，或者前玻璃板100的上表面(图7b)，在原理上，这种装置可以具有三种透镜结构。这些结构中的一种或两种可以是微型透镜结构，其可以用来把入射光集中在图像检测阵列的光敏元件上。图11表示图像检测显示装置的一个实施例，其包括在光导50的上表面52上的第一平面透镜110，在光导的下表面54上的第二平面透镜120，和在图像检测器40的上表面上的微型透镜结构130。

图12是在图像检测器40的顶上的微型透镜结构130的实施例的透视图。这种检测器的光敏元件由标号46表示。所述微型透镜结构可以包括用于每个光敏元件的一个透镜。如果光敏元件被排列成3个一组，例如对于彩色摄像机的情况，其中每组的3个元件被指定接收不同颜色的光(红绿蓝)，则可以对每组的3个元件提供一个微型透镜。微型透镜133可以是一种折射元件，并且可以由在薄板131上的球形凹陷或球形凸起构成。最好是，所述微型透镜是一种平面衍射元件，它们被集中在图像检测器的前表面内。

透镜结构的数量和透镜结构的种类，菲涅耳透镜或微型透镜，以及所述透镜结构被集成在所述3个表面的哪一个上，由所需的图像质量确定。

在显示屏30中的液晶可以是所谓的胆甾醇液晶。在胆甾醇液晶层的横截面中，其分子结构是一种具有和可见光的波长匹配的周期性的螺旋结构。使用这种液晶作为LCD图像投影器中的偏振和彩色滤光器在SID conference，15-17 May，Las Vegas中的文章“Novel polarizedliquid crystal projector and new TN-LCD operating modes”中说明了。胆甾醇液晶具有在两个状态稳定的优点。在一个状态下，属于给定的层表面范围(像素)的分子的方位使得具有匹配波长的光由这些范围反射。在这种状态下，这些范围形成微观干涉滤光器。在第二种状态下，液晶具有这样的区域，所述区域太小，以致不能产生大的干涉，这使得所述的层是透明的。利用合适的电压脉冲序列，胆甾醇液晶层可以在所述两个状态之间转换。因为在这两个状态之间具有大的能量壁垒，所以所述显示具有双稳性能：即使在施加的电压被切断时，显示屏也能保留图像。因此，胆甾醇液晶显示器只在其信息内容改变时才消耗功率，因而可以减少例如在移动电话中使用的能够显示相当稳定的信息的显示器消耗的功率。在显示器中使用胆甾醇液晶材料具有这样的优点，即，这些显示器对光的反射能力比纸大得多，因而可以改善图像质量。通过叠置具有不同的分别和红绿蓝波长匹配的周期性的三种胆甾醇层，可以制造适用于显示彩色图像的胆甾醇液晶显示器。

对于实际的视频(运动图像)应用，最好是LCD屏的材料是扭转向列(TN)液晶，并且所述显示屏是有源阵列(AM)显示屏。这种液晶能够实现较高的转换速率，使得具有这种液晶的显示屏非常适用于显示运动图像。液晶可以是超扭转的向列液晶，在灰色色调和彩色型式下，其极化方向能够在180度到360度的范围内转动。此外，AM显示屏比无源阵列显示屏具有较好的视频能力。尤其是在现在的图像检测显示装置中使用所谓的LTPS AM LCD似乎是非常有前途的。CMOS摄像机，像素开关，驱动器，接口电路和逻辑电路可以被集成在这种LCD的玻璃中。缩写LTPS意味着低温硅，并且涉及制造在这种LCD屏中使用的衬底材料的方法。

本发明的图像检测显示装置不仅可用于移动电视电话装置，而且可用于无绳电视电话装置140，如图13所示。在图13中，142是和电话或电缆网络相连的基站，143是可移动的装置，所述可移动的装置可用于距离基站例如100m的区域内。装置143包括按键部分145和按上述构成的图像检测显示装置147。对于移动电视电话装置和无绳电视电话装置，其小型化，即图像检测显示装置的小的深度和这种装置的小的功率消耗是重要特征。

对于便携计算机即笔记本计算机150也是如此，如图14所示。在图14中，151是用于容纳不同模块和键盘153的基本部分，标号155表示监视器部分，其一般只具有显示功能。如果所述监视器按照上述构成，其也具有摄像机功能。本发明也可以在手持计算机，也被称为“掌上”计算机中实施。通过使用本发明的图像检测显示装置代替所述装置的常规的显示器，所述装置可被扩展，使得具有摄像机的功能。

图15表示台式计算机160，其包括键盘161，计算机箱164，和监视器165。监视器是被固定在支撑166上的扁平的LCD监视器。标号167表示按照上述构成的图像检测显示装置，因此，除去常规的显示功能之外，所述监视器还具有摄像机功能。

Claims

1.一种图像检测显示装置，包括：

被设置在所述显示屏的顶部上的并具有光敏元件的两维阵列的图像检测部分，其特征在于，所述显示屏是反射型显示屏，并且所述照明装置是前照明装置，其被设置在光敏元件阵列的前面。

2.如权利要求1所述的图像检测显示装置，其中所述显示屏包括透明的前板，其特征在于，所述光敏元件阵列被设置在所述前板的下方。

3.如权利要求1所述的图像检测显示装置，其中所述显示屏包括透明的前板，其特征在于，所述光敏元件阵列被设置在所述前板上。

4.如权利要求1，2或3所述的图像检测显示装置，其中所述照明装置包括前光导，其特征在于，透镜装置被集成在光导中。

5.如权利要求1，2或3所述的图像检测显示装置，其特征在于，透镜装置被设置在显示屏的前板上。

6.如权利要求1到5任何一个所述的图像检测显示装置，其特征在于，所述光敏元件阵列由CCD检测器构成。

7.如权利要求1到5任何一个所述的图像检测显示装置，其特征在于，所述光敏元件阵列由C-MOS图像检测器构成。

8.如权利要求1到7任何一个所述的图像检测显示装置，其特征在于，所述显示屏是LCD显示屏。

9.如权利要求8所述的图像检测显示装置，其特征在于，所述LCD屏的材料是胆甾醇液晶。

10.如权利要求8所述的图像检测显示装置，其特征在于，所述LCD屏的材料是扭转向列液晶。

11.一种包括图像显示装置和摄像装置的图像通信装置，所述图像显示装置包括图像显示屏，所述摄像装置包括图像检测器。其特征在于，所述图像显示屏和图像检测器由权利要求1到10任何一个所述的图像检测显示装置构成。

12.一种电视电话装置，其包括话音通信部分和图像通信部分，其中图像通信部分包括图像显示装置和摄像装置，所述图像显示装置包括图像显示屏，所述摄像装置包括图像检测器，其特征在于，所述图像显示屏和图像检测器由权利要求1到10任何一个所述的图像检测显示装置构成。

13.如权利要求12所述的电视电话装置，其作为移动装置被构成。