CN1573531A - 带摄像装置的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带摄像装置的显示装置，目的在于在该装置中，以简单的结构可使视线一致，与此同时，实现高像素化、低成本化、薄型化。为了达到该目的，该带摄像装置的显示装置包括：显示部，它具有多个显示像素、和配置在这些多个显示像素之间的遮光构件；以及配置在显示部的背部的摄像部，遮光构件在一部分上具有用于把光引导到摄像部上的开口部，摄像部在与开口部对应的位置上具有成像透镜。

Description

带摄像装置的显示装置
技术领域
本发明涉及带摄像装置的显示装置，其中具有与有机EL、液晶、等离子体方式等较薄型的显示设备形成为一体的摄像设备。更详细地说，涉及带可视电话等实时双向通信等中适用的带摄像装置的显示装置。
背景技术
近年来，随着通信网惊人的发展，可视电话等实时双向通信已成为可能。可视电话由把被摄物体像变换成电图像信号的摄像单元、和把电图像信号变换成光信号并进行显示的显示单元构成。可视电话的用户一边看着在显示单元的画面上映出的对方的脸一边进行会话，同时利用摄像单元拍摄用户的脸并在变换成电信号之后送到对方侧。但是，在现有的可视电话等双向通信中使用的设备中，把摄像单元设置在显示单元附近或者作为另一个独立的装置设置，结果，是从斜的方向拍摄看着显示单元的收话人。因此，在显示单元上映出的对方的脸的视线向着别的地方，互相谈话也显得不灵活，与对面谈话的情况相比较，存在着感到不谐调的问题。另外，必须分别制造摄像装置和显示装置再装配或者必须作成分开的装置，存在着制造成本提高的问题。
因此，在特开平10-70713号公报中，公开了在显示单元的显示区域内设有摄像单元的结构。图33、34、35为示出该现有例的图，图33示出整体斜视图，图34示出图33中的A-A’剖面的放大图，图35示出被摄物体的摄像原理。如图33、34所示，透射型摄像装置一体型显示装置由显示装置1和透射型摄像装置2构成。显示装置1是透射型的液晶显示装置，由照明光5从背后进行照明。透射型摄像装置2由排列成格子状的窗部3、和配置在窗与窗的交点上的微透镜4构成。由照射光5照射的、显示装置1的图像，通过透射型摄像装置2的窗部3被观察到。而且，在显示装置1的TFT10上部设有透射型摄像装置的微透镜4、和光电二极管26等。因此，可以同时进行摄像和显示。而且，成为利用1个微透镜4和光电二极管26得到1个摄像信号的结构。
下面，用图35说明这样的复眼方式摄像元件的被摄物体的摄像原理。图35为透射型摄像装置2的垂直剖面图，在透明玻璃基板21之上以恒定间隔配置光电二极管26以形成光电二极管阵列38，每一个光电二极管26分别被遮光层30覆盖，在遮光层30上开有针孔31。在光电二极管阵列38前配置由对应于每一个光电二极管26的微透镜4构成的微透镜阵列35。被摄物体39位于微透镜阵列35的前方，示出来自被摄物体39的外光37入射到每一个光电二极管26上的情况。在此，把微透镜阵列35配置在到遮光层30的距离为微透镜4的焦距f的位置上。因此，只有连结针孔31与微透镜4的光学中心的特定方向上的光37可入射到光电二极管26。而且，如果使通过微透镜阵35的外光37全部成为互相平行的光，就可以把位于透射型摄像装置2前方的被摄物体39拍摄成约为摄像装置2的大小。
在上述那样的结构中，能够拍摄看着显示单元的原样，而且，能够使视线与显示单元上显示的对方一致。此外，通过在显示单元前面设置薄型的摄像单元，整个装置也不大型化。
但是，在上述现有例中，存在着下述的问题。
(1)拍摄图像的像素数与显示装置的像素数大致同等，不能进行显示像素数以上的高像素化。
(2)由于在显示装置那样的大版面基板尺寸上形成制造成品率低的光电二极管，故在1块基板上可以形成的个数少，且成本提高。
(3)为了形成窗部而离散地设置光电变换部，产生了莫尔条纹(波纹)。
发明内容
因此，本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，在带摄像装置的显示装置中，以简单的结构可使视线一致，与此同时，实现高像素化、低成本化、薄型化。
进而，作到可以得到没有莫尔条纹的高清晰度图像。
为了解决上述问题而达到目的，按照本发明的第一方面提供一种带摄像装置的显示装置，其特征在于，包括：显示单元，它具有多个显示像素、和配置在该多个显示像素的各显示像素间的遮光构件；以及配置在该显示单元背部的摄像单元，上述遮光构件在一部分上具有用于把光引导到上述摄像单元上的开口部，上述摄像单元在对应于上述开口部的位置上具有成像单元。
另外，按照本发明的第二方面提供一种带摄像装置的显示装置，其特征在于，包括：显示单元，它具有多个显示像素、和配置在该多个显示像素的各显示像素间的遮光构件；以及配置在该显示单元背部的多个摄像单元，上述遮光构件在一部分上具有用于把光引导到上述摄像单元上的多个开口部，以上述显示像素的整数倍间距来配设上述多个开口部。
从下面的结合附图所作的描述中，本发明的其它特征和优点将更加明显，在全部附图中，类似的标号表示相同或类似的部件。
附图说明
图1为简单矩阵方式的有机EL显示装置的局部剖面图。
图2为从阳极侧看到的有机EL显示装置的平面图。
图3为从阴极侧看到的有机EL显示装置的平面图。
图4为把第1实施方式中的带摄像装置的显示装置的一部分放大后的概略剖面图。
图5为从阳极侧看到的图4中的显示单元的平面图。
图6为从阴极侧看到的图4中的显示单元的平面图。
图7为从透镜部侧看到的摄像元件的平面图。
图8为从斜上方看到的，把布线基板与摄像元件接合起来的状态的斜视图。
图9为把图4示出的摄像单元的光学系统简单模型化的图。
图10为带摄像装置的显示装置的外观斜视图。
图11为示出实现实时双向图像通信的系统的框图。
图12为更详细地示出带摄像装置的显示装置的电结构的框图。
图13为示出在显示屏上显示应用软件的状态的概略图。
图14为示出应用软件起动时的工作的流程图。
图15为从阳极侧看到的第2实施方式中的显示单元的平面图。
图16为从阴极侧看到的第2实施方式中的显示单元的平面图。
图17为把第3实施方式中的带摄像装置的显示装置的一部分放大后的概略剖面图。
图18为从阳极侧看到的图17中的显示单元的平面图。
图19为从阴极侧看到的图17中的显示单元的平面图。
图20为从显示单元侧看到的第3实施方式中的摄像元件的平面图。
图21为从显示单元侧看到的垫片的平面图。
图22为把图16的光学系统周围简单模型化的图。
图23为把第4实施方式中的带摄像装置的显示装置的一部分放大后的概略剖面图。
图24为从顶面侧看到的图23中的主要构件的平面图。
图25为黑矩阵的平面图。
图26为示出显示单元的电气结构的框图。
图27为示出显示像素的等价电路的图。
图28为把第5实施方式中的带摄像装置的显示装置的一部分放大后的概略剖面图。
图29为示出具有多个摄像单元的带摄像装置的显示装置的显示屏的平面图。
图30为示出在显示屏上显示应用软件的状态的概略图。
图31为从侧面侧看到的图29中的显示屏的平面图。
图32为从顶面或底面侧看到的图29中的显示屏的平面图。
图33为现有例中的带摄像装置的显示装置的整体斜视图。
图34为图33中的A-A’剖面上的放大图。
图35为示出现有例中的被摄物体的摄像原理的图。
具体实施方式
下面，说明本发明优选的实施方式。
首先，说明本发明实施方式的概要。
实施方式的带摄像装置的显示装置，其特征在于，包括：显示单元，它具有多个显示像素、和配置在该多个显示像素的各显示像素间的遮光构件；以及配置在该显示单元背部的摄像单元，上述遮光构件在一部分上具有用于把光引导到上述摄像单元上的开口部，上述摄像单元在对应于上述开口部的位置上具有成像单元。
此外，另一实施方式的带摄像装置的显示装置，其特征在于，包括：显示单元，它具有多个显示像素、和配置在该多个显示像素的各显示像素间的遮光构件；以及配置在该显示单元背部的多个摄像单元，上述遮光构件在一部分上具有用于把光引导到上述摄像单元上的多个开口部，以上述显示像素的整数倍间距来配设上述多个开口部。
此外，在该实施方式的带摄像装置的显示装置中，其特征在于，上述开口部附近的上述显示像素的一部分开有缺口。
此外，在该实施方式的带摄像装置的显示装置中，其特征在于，上述多个摄像单元对于规定距离的被摄物体进行像素偏离(pixel-shift)拍摄。
下面，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
第1实施方式为，作为显示单元使用了有机EL(电致发光)元件的例子。有机EL元件为自发光型的元件，在用于显示装置的情况下，具有：(1)发光效率高；(2)驱动电压低；(3)通过选择发光材料，可以显示各种色(绿、红、蓝、黄等)；(4)不需要背照光源；(5)是面发光，无视角依赖性；以及(6)薄型、重量轻等良好的特征。因此，近年来，作为代替CRT或LCD的显示装置，使用有机EL元件的显示装置受到重视。下面，在说明本实施方式之前，首先，说明有机EL显示装置。
在用配置成矩阵的点(点)进行显示的点矩阵有机EL显示装置中，有简单矩阵方式和有源矩阵方式。
简单矩阵方式是从外部与扫描信号同步地对于在显示屏上配置成矩阵的各像素的有机EL元件直接进行驱动的方式，只用有机EL元件来构成显示装置的显示屏。因此，存在着当扫描行数增大时分配到1个像素的驱动时间(能率)减少，对比度降低的问题，但是，具有能够简化制造工艺，并能低成本化的优点。
图1至图3示出简单矩阵方式的有机EL显示装置。图1为简单矩阵方式的有机EL显示装置101的局部剖面图。
在由玻璃或合成树脂等构成的透明绝缘基板102上，由ITO(铟锡氧化物)等透明电极构成的多个阳极103、第1空穴输送层104、第2空穴输送层105、发光层106、电子输送层107、由镁铟合金构成的多个阴极108，以此顺序层叠形成。这样，各层104～107由有机化合物构成，由该各层104～107与阳极103和阴极108构成有机EL元件109。
此外，在从各阳极103之间露出的透明绝缘基板102上，形成作为遮光构件的、由具有绝缘性的遮光膜构成的黑矩阵110。即，黑矩阵110以被埋入到各阳极103之间的状态形成。作为黑矩阵110的材质，有包含具有遮光性的微粒(碳黑等)的涂布绝缘膜(硅系树脂膜、聚酰亚胺系树脂膜、SOG(在玻璃上旋涂)膜等)、或具有遮光性的高分子膜等，只要是对阳极103不造成坏影响的材质，哪种材质都可以。
在有机EL元件109中，从阳极103注入的空穴与从阴极108注入的电子在发光层106的内部再结合，激发形成发光层106的有机分子而产生激发子。该激发子在辐射去活的过程中从发光层106发光，如箭头γ所示，该光从透明的阳极103通过透明绝缘基板102向外部发射。
在此，各空穴输送层104、105具有使空穴容易从阳极103注入的功能和阻挡从阴极108注入的电子的功能。此外，电子输送层107具有使电子容易从阴极108注入的功能。
按照这样构成的有机EL显示装置101，可以得到发光效率高的发单色光的有机EL元件109，能够使有机EL显示装置101的亮度提高。
而且，为了实现全彩色的有机EL显示装置101，提出了下述的5种方法。(1)把发白色光的有机EL元件与RGB滤色器组合。(2)利用CCM(变色换媒体)色变换层使发B(蓝)色光的有机EL元件变换成发RGB光。(3)使用保护掩模有选择地形成RGB各有机层。(4)在垂直方向上层叠RGB各有机EL元件，使每一个EL元件独立地发光。(5)利用喷墨印刷分开涂敷RGB各有机层，使之发RGB光。
图2为从阳极103侧看到的有机EL显示装置101的平面图。图2中省略了阳极103和阴极108以外的其它构件。各阳极103分别平行地配置，各阴极108也分别平行地配置。而且配置成使各阳极103与各阴极108分别正交。
在有机EL元件109中，在交叉的各阳极103(103a～103c)与各阴极108(108a～108c)之间分别夹住的区域、即图中用斜线部示出的区域中形成各发光区域A，该发光区域A通过上述的作用而发光。即，配置成矩阵的各发光区域A成为有机EL显示装置101的各显示像素。
在简单矩阵方式中，把驱动电源的正侧与和将被控制成发光的发光区域A对应的阳极103连接，把驱动电源的负侧与和该发光区域A对应的阴极108连接，对该阳极103和阴极108通电。
例如，在想使位于阳极103与阴极108a的交叉点上的发光区域A发光的情况下，把阳极103作为正侧，把阴极108a作为负侧通电。于是，正向电流如箭头α所示流动。
图3为从阴极108侧看到的有机EL显示装置101，省略了黑矩阵110和阳极103以外的其它构件。而且，由于阳极103a～103c设置在黑矩阵110的下侧，故图中用虚线示出。在黑矩阵110上，与图2中的发光区域A对应的区域作为开口区域B来形成。而且，构成为各发光区域A以外的区域遮光，以起到了防止光泄漏的作用。
这样，由于本实施方式的有机EL显示装置具有黑矩阵110，故很难产生EL元件的漏泄电流特性引起的光学串扰或EL元件的结构导致的光散射引起的光学串扰。因此，由于有机EL显示装置101的对比度变得良好且分辨率提高，故能够得到高精细的图像。而且，在应用于全彩色的有机EL显示装置的情况下，可以得到色“拖尾”少的鲜艳的图像。
上面是有机EL显示装置的结构。在本实施方式中，把这样的有机EL显示装置作为显示单元来使用。
图4为把第1实施方式中的带摄像装置的显示装置的一部分放大后的概略剖面图。
图4中，111为由摄像单元112和显示单元113构成的带摄像装置的显示装置。作为显示单元113使用图1的有机EL显示装置101，同样，在由玻璃或合成树脂等构成的透明绝缘基板102上，形成由ITO(铟锡氧化物)等透明电极构成的多个阳极103，在各阳极103之间形成黑矩阵110。114为在阳极103、黑矩阵110上表面层叠的有机层，由图1中的第1空穴输送层104、第2空穴输送层105、发光层106、电子输送层107构成。而且，在有机层114的上表面上层叠形成由镁铟合金构成的多个阴极108。以上是显示单元113的结构，与使用图1至图3说明了的有机EL显示装置101一样。
其次，说明摄像单元112的结构。在阴极108的上表面上层叠一体地具有透镜部115a的复制层115。复制层115一般使用紫外线硬化型树脂等通过金属模成形来制作，作成成像透镜等高精度的面、球面和非球面形状、甚至排列密集的透镜阵列，都可以容易地实现。再有，作为成像透镜一般优选使用丙烯酸系树脂。
但是，在有机EL元件109中，电极因极少量的氧气和水分就容易地被氧化而形成称为氧化黑斑的不发光部，随着时间推移扩大开来变成不发光的现象，成为问题。在本实施方式中，是用透明绝缘基板102和复制层115把由阳极103、有机层114、阴极108构成的有机EL元件109完全密封的结构。因此，复制层115不仅为了形成透镜部115a，还起到密封的作用。再有，由于复制层115是树脂的，故为了完全密封外部空气要求115有某种程度的厚度，但是，在只用复制层115不能完全密封的情况下，可以在复制层115上进行涂覆，用金属膜包覆透镜部115a以外，密封整个装置。
返回到图4，透镜部115a为由非球面形状构成的成像透镜，L1示出透镜部115a的光轴。而且，在与光轴L1交叉的黑矩阵110上设有开口部110a。该开口部110a起到透镜部115a的开口光阑的作用。
通过这样作，通过透明绝缘基板102、开口部110a、有机层114的光线利用透镜部115a成像。再有，有机层114为薄膜，可视光线透射得多，但不是这样时在有机层114上再设置开口部即可。在本实施方式中，为了尽可能消除制造工艺的麻烦，作成在有机层114上不设置开口部的结构。
其次，图5从阳极103侧看到的图4中的显示单元113的平面图。图5中，省略了阳极103和阴极108以外的其它构件。图中，用虚线示出的圆对应于透镜部115a，在用阳极103a、103b、阴极108a、108b夹住的区域上以光轴L1为中心来形成该圆。而且，阳极103a～103c与阴极108a～108c重叠的斜线部区域A用作发光区域。即，配置成矩阵的各发光区域A成为显示单元113的各显示像素。
同样，图6为从阴极108侧看到的图4中的显示单元113的平面图。再有，图6中，省略了阳极103和黑矩阵110以外的其它构件。黑矩阵110的对应于发光区域A的区域作为开口区域B形成，其它区域形成为可遮光。而且，在对应于用虚线示出的透镜部115a的、以光轴L1为中心的位置上形成了圆形的开口部110a。在此，可知，图4为图5和图6中的水平方向的剖面图。
这样，在对应于透镜部105a的位置上的黑矩阵110上，利用各发光区域A间的在显示中不需要的区域形成圆形的开口部110。因此，使显示质量不降低。
阴极108由于是金属膜，故不透射光。在本实施方式中，由于把透镜部115a和开口部110a设置在阴极108a、108b间的不存在金属膜的区域上，故不需要在金属膜上形成开口部，但是，在该区域中有阴极等遮光性构件的情况下，当然必须适当设置开口部。在本实施方式中，为了消除工艺的麻烦使透镜部115a的光轴L1位于不存在金属膜的区域中。进而，由于开口部110a是圆形的，故通过把光轴L1这样设定在4个显示像素的中心，还可以更加增大开口部110a的直径。因此，能够提高F数值的设计自由度。
作为摄像单元112侧的光学性能，担心通过除图6示出的开口部110a以外的例如开口部110a附近的开口区域B的光线进入利用透镜部115a形成的被摄物体像中，作为重影、闪烁而使像性能恶化。在本实施方式中，作成由于在开口区域B上存在着由金属膜构成的阴极108而把这样的光线完全遮住的结构，但是，为了把利用有机层114发射的光高效率地取出到显示面侧，大多用反射率高的金属膜来形成阴极108，这也有引起重影、闪烁的可能性。在此情况下，只要把黑矩阵110形成得较厚，以便完全分开有机层114即可。进而，在阴极108的复制层115侧，且在摄像单元112的附近形成低反射率膜，极力消除在阴极108的复制层115侧上的光反射。再有，由于阴极108的复制层115侧与显示的光量无关，故即使作成这样的结构，也没有问题。
返回到图4，把由摄像元件116、布线基板117、盖玻璃118构成的摄像元件封装单元119，通过粘接剂层120设置在透镜部115a的成像位置附近。而且，在盖玻璃118的入射面侧通过多层膜涂覆形成红外截止层121来阻挡对摄像造成环影响的红外光。
图7为从透镜部115a侧看到的摄像元件116的平面图。在摄像元件116上，以格子状形成多个受光像素116a，利用该多个受光像素116a对利用透镜部115a成像的被摄物体像进行光电变换。而且，在受光像素116a中每1个像素分别具有滤色器(未图示)、微透镜(未图示)，作为滤色器的排列通过使用例如公知的拜耳(Bayer)排列，可以摄彩色图像。而且，116b为由定时发生部、A/D变换部等构成的芯片上的周边电路，在摄像元件116上与受光像素116a一体地设置。进而，在这些周边部上，以圆环状形成电极焊区116c。在电极焊区116c上形成金凸点(未图示)，通过各向异性导电浆料或热和超声波接合，把金凸点与布线基板117的电极部(未图示)电连接。而且，可以通过布线基板117读出摄像信号。
图8为从斜上方看到的，把布线基板117与摄像元件116接合起来的状态的斜视图。在布线基板117上设置开口部117a，露出受光像素116a以便能够对被摄物体像进行光电变换。而且，在该布线基板117的、与摄像元件116对置的一侧，通过开口部117a配置盖玻璃118。因此，在摄像元件116的受光像素116a与盖玻璃118间存在着微量空气层，可发挥在受光像素116a上形成的微透镜(未图示)的光学效果。再有，在各构件的界面上形成紫外线和热硬化型的粘接密封剂层，在保持机械强度的同时，与各向异性导电浆料一并构成把摄像元件116的受光面与外部空气隔断的密封结构。
但是，专利第3207319号公报中公开了这样的摄像元件封装单元119的详细结构，本实施方式中使用该摄像元件封装。作为这样的封装的特征，由于把用于取出摄像信号的布线基板117设置在受光像素116a与透镜部115a之间即摄像光学系统的光路中，故可实现更薄型的摄像装置。
而且，摄像元件封装单元119在经过倾斜、旋转等位置调整以使利用透镜部115a形成的被摄物体像在摄像元件116的受光面上成像之后，利用粘接剂层120加以固定。
如上所述，用开口部110a、透镜部115a、摄像元件封装单元119来构成摄像单元112。而且，图中用C、D示出的线表示在摄像元件106的受光区域边缘上成像的光线，可以对规定视角的被摄物体摄像。
作为一例，试计算摄像单元112周围的尺寸。图9为把图4示出的摄像单元112的光学系统简单模型化的图，使用该图进行计算。
图9中，102’对应于透明绝缘基板102，105’对应于复制层115。而且，球面透镜部115a’对应于透镜部115a，为了使计算简单，设球面是在102’与115’的界面上具有中心点E、半径为r的球面。此外，在d为相当于开口部110a的球面透镜部115a’的光阑孔径，设102’、115’的折射率一律为n。进而，H为形成摄像元件116的受光像素116a的区域的对角线尺寸，光线C’、D’为在H的端部成像并通过中心点E的光线。因此，光线C’、D’只由102’的入射面折射，不由其它边界面折射。
这样，通过减弱入射面的功率、增强射出面的功率，即通过在平凸结构的光学系统中在球面的半径r中心配置光阑，能够减少像面弯曲。再有，在实际中，通过把球面作成非球面，更好地校正弯曲像差、色像差等各种像差。
θ为光线C’、D’的夹角，即拍摄视角，θ’为由光学系统折射后的拍摄视角。
现在，在摄像元件116的像素数为例如320×240的QVGA尺寸，像素间距为0.003mm时，对角线尺寸H如下所示。
H＝0.003×(3202+2402)1/2＝1.20mm    ……(1)
拍摄现场角θ可任意地设定，但本实施例中由于显示装置与用户的距离在某种程度上较近，故希望设定为广角，若θ＝60°，折射率n＝1.5时，根据斯涅尔定律θ’如下所示。
θ’＝2×asin(sin(θ/2)/n)＝38.94°    ……(2)
因此，从中心点E到H的距离l如下所示。
l＝(H/2)/tan(θ’/2)＝1.70mm    ……(3)
而且，由于透明绝缘基板102的厚度一般为0.7mm，摄像元件116是晶片标准尺寸时也约为0.7mm，故整体厚度约为3.10mm。
另一方面，在球面透镜部115a’的焦距为f时，被摄物体位置与焦距相比为充分远、大致可近似为无限远，且在折射率n＝1.5的情况下，由于f＝2r，l＝3r，故可以按f＝1.13mm，r＝0.57mm来计算。而且，在球面透镜部115a’的F数值为F8.0时，光阑孔径d＝0.14mm。
再有，在图9的简单模型中，省略了阳极103、有机层114、阴极108，进行说明。这是因为，这些层是薄膜，总厚度约为几微米，考虑将其省略也无妨。此外，把透镜部115a作为忽略了各种像差的球面透镜考虑，这样计算概略尺寸时也没有问题。
另一方面，在显示单元113的显示屏的对角线为15英寸时，水平长度为12英寸(304.8mm)，垂直长度为9英寸(228.6mm)。而且，在显示像素数为640×480像素的VGA对应显示装置时，显示像素的水平和垂直间距都是0.476mm。在显示像素的开口率为60％时，黑矩阵110的宽度可如下计算。
开口的1边长度：(0.4762×0.6)1/2＝0.369mm    ……(4)
各显示像素间的黑矩阵宽度：0.476-0.369＝0.107mm  ……(5)4个显示像素间的黑矩阵的对角线尺寸： 0.107 × 2 = 0.152 mm . . . ( 6 )
而且，该黑矩阵对角线尺寸是图6中的尺寸F，对于形成光阑孔径0.14mm是十分可能的。再有，极力收缩光阑孔径时，高频带的对比度因衍射的影响而降低。这是因为，从光阑开口边缘发出的周边波引起的衍射条纹的强度增大。为了减小衍射条纹，在开口部附加中央部是透明的且随着朝向周边浓度增大的滤色器即可。这种方法称为变迹法，通过蒸镀或溅射镍铬铁耐热合金、铬镍合金、铬等薄膜可以形成该滤色器。
如上所述，通过在黑矩阵110上形成孔径0.14mm的孔，可实现厚度为3.10mm的超薄型带摄像装置的显示装置。
图10为这样的带摄像装置的显示装置111的外观斜视图。
130为显示单元113的显示屏，用户目视在该显示屏130上显示的信息。而且，把摄像单元112如图中用虚线所示埋入显示屏130的中央附近。再有，由于摄像单元112的开口部110a是微小的，故从显示屏130侧目视是困难的，图中也省略了。131为支撑本实施方式的带摄像装置的显示装置111的筐体。
图11为示出利用本实施方式的带摄像装置的显示装置111实现实时双向图像通信的系统的框图。在本实施方式中，说明把带摄像装置的显示装置111与PC(个人计算机)等信息处理装置141连接，通过利用信息处理装置进行控制来实现的例子。
140为包含带摄像装置的显示装置111的信息终端，由带摄像装置的显示装置111和信息处理装置141构成。
信息处理装置141为公知的结构，包括中央运算处理部142、存储器143、例如硬盘等大容量存储媒体144。OS(操作系统)存储在大容量存储媒体144中，利用程序控制进行信息处理装置141的起动。此外，进行带摄像装置的显示装置111的各种工作控制的应用软件也存储在大容量存储媒体144中，在OS的控制下进行摄像开始、通信开始等控制工作。此外，信息处理装置141中包括用于进行声音通信的话筒145、扬声器146。进而，虽未图示，但还连接有管理用户接口的公知的鼠标、键盘。
信息处理装置141一般通过电话线路或LAN线路与网络147连接。而且，通过该网络147与多台信息终端140a、140b、140c连接。
利用上述结构，实现实时双向图像通信。
图12为更详细地示出带摄像装置的显示装置111的电结构的框图。
带摄像装置的显示装置111中包含显示单元113和摄像单元112。
首先，在显示单元113中，150为具有多个由图4中的发光区域A构成的显示像素的显示部，151为从图11中的信息处理装置141等外部连接设备接受显示用信号的显示用IF部。而且，152为基于通过显示用IF部151送来的显示用信号驱动多个显示像素的显示驱动电路。
其次，在摄像单元112中，在摄像元件116中具有由图7示出的多个受光像素116a构成的受光区域153，把利用各受光像素116a进行了光电变换的模拟信号变换成数字信号的A/D变换部154、和把各种定时信号送到A/D变换部154的TG(定时发生器)部155与摄像元件116形成为一体。156是对用A/D变换部变换成数字信号的图像信号进行自动曝光、伽玛校正、白平衡调整、滤波运算等各种图像处理，生成在信息处理装置141上能够展开的图像格式的图像处理部。而且，157是把图像送到信息处理装置141，从信号处理装置141接受摄像定时信号的摄像用IF部。
在此，构成为显示单元113和摄像单元112分别独自地与信息处理装置141连接。这是因为，显示单元与信息处理装置的连接接口通过标准规格确定，加上连接摄像信号的规格时就成为独自的规格，而缺乏通用性。再有，摄像单元112的连接使用公知的USB、IEEE1394连接等动画图像传送中适用的具有通用性的连接方式即可。
图13为示出在图10中的显示屏130上显示进行双向通信的应用软件的状态的概略图。再有，如上所述，该应用软件存储在信息处理装置141的大容量存储媒体144中，通过用户的操作来起动。
图中，160为应用窗，包括：把用户进行各种功能的设定或操作的指令按钮多个并排起来的指令输入部161；显示利用摄像单元112摄像的图像或用通信发送过来的图像的图像显示窗162(图中斜线部)；以及把指令输入部161中具有的按钮中与摄像或通信有关的多个指令按钮精选并排起来以使用户容易进行瞬间操作的摄像和通信指令输入部163。再有，有关用户的指令输入部161和摄像和通信指令输入部163中的设定和操作，利用公知的鼠标和键盘来进行。
164为示出摄像单元112的存在位置的摄像单元位置标记。该摄像单元位置标记能够利用指令输入部161与摄像和通信指令输入部163任意地设定为显示/不显示。这样的标记具有把用户在进行摄像或双向通信时最好注视显示屏130的哪个地方来通知用户的作用，如本实施方式那样，开口部110的孔径非常微小，在通过目视不能大致判别的情况下，该标记是有效果的。
进而，在应用窗160中具有自己图像显示窗165，使用户能够确认自己看上去什么样。
图14为示出上述那样的应用软件起动时的工作的流程图。
首先，在STEP1401中，通过鼠标等的操作，在信息处理装置141的OS控制下起动应用软件。
其次，在STEP 1402中，把显示信号从信息处理装置141送到显示单元113，在显示屏130上显示应用窗160。
其次，在STEP 1403中，判别摄像单元位置标记显示标志是否变成ON了？所谓摄像单元位置标记显示标志指，通过上述用户能够任意地设定的摄像单元位置标记164的显示/不显示的设定，显示标志ON。而且，构成为，在应用软件结束时存储该标志的状态，在下一次起动时将其读出。
其次，在摄像单元位置标记显示标志为ON的情况下，进到STEP1404，把显示信息从信息处理装置141送到显示单元113，在显示屏130内的最前面显示摄像单元位置标记164。因此，即使起动了其它应用软件，在本实施方式的应用软件正使用的情况下，也在应用窗160的最前面显示摄像单元位置标记164，因此，用户能够容易地识别摄像单元112的存在位置。
另一方面，在摄像单元位置标记标志不是ON的情况下，不显示摄像单元位置标记164，只显示应用窗160。
上面是应用起动时的工作。而且，由于有关摄像或通信的工作是公知的，故省略了其说明。
利用上述那样的结构，实现实时双向图像通信。而且，具有在不从显示装置113伸出的状态下的摄像单元112，进而，还在不损失显示像素的情况下设置摄像单元112的开口部110a，孔径也是微小的，基本上不能目视，因此显示的清晰度也与通常的显示装置同等。
在本实施方式中，作成在摄像单元112中不设置低通滤波器的结构。对低通滤波器进行薄型化时是非常高价的，如果插入厚的低通滤波器就不能产生薄型的特征了，因此将其省略，也可以设置低通滤波器。那时，把盖玻璃118作成低通滤波器即可。
此外，如图12所示，作成摄像单元112具有图像处理部156的结构，但如本实施方式那样，也可以在与信息处理装置141连接的显示装置中用应用软件进行图像处理部156中的运算处理。信息处理装置141的中央运算处理部142的处理能力一般非常高，即使把图像处理部156作成硬件的逻辑电路，信息处理装置141的处理能力也是同等以上。本实施方式中，由于具有在处理能力比较低的移动式终端、例如笔记本PC、PDA等中也能够使用的通用性，故在摄像单元112中具有图像处理部156。因此，朝向信息处理装置141以外的一般家电制品等的连接也是比较容易的，在未装入应用软件的情况下，例如在筐体131上设置操作按钮即可。
进而，把显示单元113和摄像单元112构成为一体，但是，工作控制完全不同。因此，显示与摄像不需要取得同步，例如把显示熄灭了，但只进行摄像等的使用范围还很宽，也可以作为监视摄像机等来利用。
(第2实施方式)
第2实施方式是第1实施方式的变形例，示出把显示像素高密度化并使显示的分辨率提高，即使增大显示像素的开口率也能够确保较大的光阑孔径的例子。
图15、16是在全彩色显示单元中具有摄像单元的情况的一个例子，图15为从阳极103侧看到的第2实施方式中的显示单元113的平面图，图16为从阴极108侧看到的第2实施方式中的显示单元113的平面图，分别相当于第1实施方式的图5、图6。再有，图15中省略了阳极103和阴极108以外的其它构件，图16中省略了黑矩阵110以外的其它构件。再有，本实施方式可应用于在第1实施方式中有关全彩色方式说明了的5种方式中的全部方式中。
图中，阳极103a～103i和阴极108a～108b配置成使其互相正交，形成纵长的发光区域A-R1～A-R6、AG1～A-G6、A-B1～A-B6(图中斜线部)。而且，这些符号中，R、G、B分别表示是发射以红色、绿色、蓝色作为主波长的光的发光区域，关于序号1～6，用附加了同一序号的3个RGB发光区域表示形成1个像素。因此，例如用A-R1、A-G1、A-B1形成RGB3色的1个像素，通过排列多个这样的像素实现全彩色显示。
而且，在黑矩阵110上对应于上述发光区域形成纵长的开口区域B-R1～B-R6、B-G1～B-G6、B-B1～B-B6。此外，在开口区域B-B1、B-R2、B-B4、B-R5之间形成开口部110a。L1为透镜部115a的光轴，与开口部110a的中心一致。
为了形成这样的开口部110a，阳极103c、103d、阴极108a、108b以光轴L1为中心朝向外侧发散的形状来布线，因此，一部分发光区域的面积减小了。同样，黑矩阵110也是一部分开口区域的面积减小了。即，成为显示像素的一部分开有缺口的结构。
但是，通过这样做，可以形成孔径更大的开口部110a，此外，即使密集地配置发光区域使显示分辨率提高，也可以形成开口部110a。关于开口部110a附近的显示像素，开口率多少有些降低，但是，由于显示像素不一定完全损失掉，故对显示造成的影响是极小的。关于开口率减小了的显示像素，如果对发光量进行电校正就能够使显示质量更加提高。在本实施方式中，开口率减小一点点，对显示造成的影响小，因此成为不进行这样的校正的结构。
作为一例，计算全彩色显示装置中的开口部110a的尺寸。
在显示屏130的对角线为15英寸时，水平长度为12英寸(304.8mm)，垂直长度为9英寸(228.6mm)。而且，在显示像素数为1024×768像素的XGA对应显示装置时，显示像素的水平和垂直间距都是0.298mm。由于1个显示像素由RGB3个发光区域构成，故1个发光区域间距在垂直方向上与显示像素间距一样，但在水平方向上成为0.099mm。在此，返回到图15时，开口部110a以发光区域间距的2倍左右的尺寸形成，暂时假设为2倍时，开口部110的孔径为0.198mm。
如第1实施方式那样，摄像图像尺寸为320×240像素，在在拍摄视角为60°情况下的焦距为f＝1.13mm，因此如上述那样，孔径为0.198时，此时的F数值成为F5.71，能够用孔径实现约为1级的光量增加。
如上所述，通过把显示像素的一部分开缺口，能够把开口部110a形成得更大，即使在例如XGA型那样分辨率高、发光区域密集地排列的显示装置中，也能够确保亮的F数值。
(第3实施方式)
第3实施方式示出，通过使用利用复眼光学系统进行像素偏离的摄像装置，使整个装置的厚度不增加而得到分辨率更高的拍摄图像的例子。
作为利用复眼光学系统进行像素偏离拍摄的摄像装置，已知在特开2002-209226号公报中公开的摄像装置。该摄像装置利用4个透镜部形成4个被摄物体像，在4个摄像区域中进行摄像。此时，进行所谓的像素偏离拍摄，对4个摄像区域分别偏离了1/2像素的位置进行采样。而且，对4个摄像区域的不同波段的被摄物体像进行采样，当把图像合成时可以得到与公知的拜耳排列同等的图像。本实施方式中，把该摄像装置作为摄像单元112来使用。
图17为把这样的带摄像装置的显示装置的一部分放大后的概略剖面图。
如上述那样，摄像单元112具有4个透镜部和摄像区域，但在图17的剖面图中示出其中的2个。图中，在黑矩阵110上设有110a、110b这2个开口部。而且，对应于开口部110a、110b形成115a、115b这2个透镜部，L1、L2为各自的光轴。而且，在115a、115b这2个透镜部的成像位置附近，配置具有170a、170b这2个摄像区域的摄像元件116。与第1实施方式一样，把布线基板117与摄像元件116连接。而且，在布线基板117的、与摄像元件116对置的一侧设有垫片171。为了把利用透镜部115a、115b成像的光束引导到摄像区域170a、170b，在垫片171上形成孔部171a、171b。在接触面上利用未图示的粘接密封剂层把布线基板117与垫片171固定。但是，在垫片171上，对每一个透镜部形成孔部，并具有用于隔开各孔部的光束通过空间的隔壁171e。这是为了防止通过例如开口部110a、透镜115a的、拍摄视角外的光线混入相邻的摄像区域170b中的光学串扰。而且，用摄像元件116、布线基板117、垫片171构成摄像元件封装单元119。摄像元件封装单元119通过粘接剂层120粘接固定到显示单元113上。
其次，图18为从阳极103侧看到的图17中的显示单元113的平面图。再有，图18中，省略了阳极103和阴极108以外的其它构件。图中，用虚线示出的圆表示透镜部115a、115b、115c、115d，在用2个阳极与2与阴极夹住的区域上以各光轴L1、L2、L3、L4为中心来形成每一个圆。而且，可知，图17为通过光轴L1、L2的水平方向的剖面图。阳极103a-103g与阴极108a-108g重叠的斜线部区域A用作发光区域。
同样，图19为从阴极108侧看到的图17中的显示单元113的平面图。再有，图19中，省略了阳极103和黑矩阵110以外的其它构件。黑矩阵110的对应于发光区域A的区域作为开口区域B来形成。其它区域为可遮光的结构。而且，在对应于用虚线示出的透镜部115a-115d的、以光轴L1-L4为中心的位置上形成了圆形的开口部110a、110b、110c、110d。
这样，在对应于透镜部105a-105d的位置上的黑矩阵110上，利用各发光区域A间在显示中不需要的区域形成了圆形的开口部110a-110d。因此，能够使显示质量不降低地形成摄像用的开口部110a-110d。
图20为从显示单元113侧看到的摄像元件116的平面图。在摄像元件116上具有对应于透镜105a-105d的170a、170b、170c、170d这4个摄像区域。在摄像区域170a上，以格子状形成多个受光像素116a，利用该多个受光像素116a对利用透镜部115a成像的被摄物体像进行光电变换。而且，在受光像素116a中每1个像素分别具有滤色器(未图示)、微透镜(未图示)。再有，其它摄像区域170b-c也是同样的结构，但在图中省略了受光像素116a。
116b为由TG部、N/D变换部等构成的芯片上的周边电路部，116c为用于与布线基板117电接合的电极焊区。
再有，摄像元件封装单元119与第1实施方式不同，不包括盖玻璃118，但是，除了垫片171与盖玻璃118置换之外，电连接方法等与第1实施方式一样。
但是，在本实施方式的摄像元件116中，各摄像区域170a-170d的每一个具有不同色的滤色器。例如，170a和170d具有绿色(G)滤色器，170b具有蓝色(B)滤色器，170c具有红色(R)滤色器。而且，设定光轴L1-L4的间隔，以使各透镜部115a-115d的光轴L1-L4对于特定的被摄物体距离、在对各摄像区域的中心位置分别向内侧偏离1/4像素的位置上、与各摄像区域170a-170d相交。即，对于该特定的被摄物体距离进行了1/2像素偏离。
而且，在读出像素信号时，例如，把左下的像素作为最前头像素，交互读出摄像区域170c(R信号)、摄像区域170d(G信号)，全部读出水平方向上的1行。其次，同样，把左下的像素作为最前头像素，交互读出摄像区域170a(G信号)、摄像区域170b(B信号)，全部读出水平方向上的1行。反复进行这一工作，读出全像素的图像信号。于是，可以得到公知的拜耳排列的图像信号。
此时，与第1实施方式一样，在在各摄像区域170a-170d的各区域内像素数为320×240像素的QVGA尺寸时，各透镜部115a-115d的焦距与第1实施方式同等。但是，通过把4个摄像区域170a-170d的图像信号合成，能够得到作为4倍像素数的640×480像素的VGA图像。通常，为了把像素数作到4倍必须把透镜部的焦距作到2倍，但是，按照上述方法，不需要增大焦距。进而，由于各透镜部115a-115d对不同颜色的被摄物体像成像，故几乎不包含色像差。此外，由于在微透镜效应产生的视在受光部通过像偏离对被摄物体像进行采样时，各摄像区域170a-170d的各像素叠加起来，故不需要具有光学低通滤波器。因此，按照该方法能够使摄像单元122的厚度不增加而得到分辨率更高的图像。
由于在特开2002-209226号公报中公开了有关细节，故省略其说明。
图21为从显示单元113侧看到的垫片171的平面图。在垫片171上设置对应于摄像区域170a-170d的孔部171a、171b、171c、171d，可以把利用透镜部115a-115d形成的被摄物体像引导到摄像元件116上。而且，利用该孔部171a-171d形成隔壁171e，如上述那样，成为防止光漏入相邻的摄像区域中的光学串扰的结构。此外，171f为用于形成粘接剂层120的堤部，成为包围孔部171a-171d那样的圆环状。因此，结果是粘接剂层120沿着堤部171f形成。该堤部171f成为在图中从垫片171的其它部分向跟前侧伸出的形状，在垫片171通过粘接剂层120与复制层115接合时，171f具有抑制粘接剂120向堤部171f以外的区域溢出的效果。而且，摄像区域170a-170d成为由摄像元件116与布线基板117之间、布线基板117与垫片171之间的各粘接密封剂层和粘接剂层120完全密闭起来的封装结构。
作为一例，计算光轴L1与L2的间隔。图22为把图17的光学系统周围简单模型化的图，图中加撇“’”的构件分别对应于不加撇的同一符号的构件。而且，如图所示，在透镜部115a’、115b’的光轴L1’、L2’的间隔为Lab，摄像区域170a’、170b’的水平方向的像素数为Sa、Sb，摄像区域170a’、170b’之间的尺寸为S1，像素间距为SP时，为了进行像素偏离，可导出下列关系式。
Lab＝SP×{(Sa/2)+(Sb/2)-0.5}+S1-ΔL    ……(7)
在此，ΔL为用来对位于有限距离的被摄物体进行像素偏离的间隔校正量，如果被摄物体位于无限远，则ΔL＝0。
在此，如在第1、2实施方式中已描述的那样，由于在4个显示像素中心来形成开口部110a、110b能够增大孔径，故在本实施方式中也是在那样的位置上形成了4个开口部110a-110d。因此，在显示单元113的显示像素间距为DP时，也可以用下列关系式来表示Lab
Lab＝n×DP(n为正整数)    ……(8)
而且，设1个像素区域的像素数为320×240像素的QVGA尺寸，与第1实施方式一样，设像素间距SP＝0.003mm、显示像素间距DP＝0.476mm，以适当的数值代入式(8)的n试进行计算时，式(7)中S1成为正数时是n＝3以上的情况。S1为负数时，在图形上表示为图22中的摄像区域170a’与170b’互相干扰的状态，结果是摄像区域170a’与170b’不能布局。本实施方式中，为了低成本化，在同一个芯片上形成摄像区域170a’～170b’。而且，为了减小芯片尺寸，希望几尽可能小。此外，Lab增大时由距离引起的视差变化变大，从在可以拍摄的被摄物体距离范围内减小视差变化的观点出发，也是n小较好。因此，在n＝3时，成为Lab＝1.429mm，S1＝0.470mm(其中，ΔL＝0)。
上述计算对水平方向的剖面作了说明，但对垂直方向也是一样的。在垂直方向的情况下，由于Sa、Sb比水平方向小，故在n＝2时，成为Lab＝0.953mm，S1＝0.234mm。
如上述那样，通过应用4个成像光学系统产生的像素偏离技术，成为使整个装置的厚度不增加而得到分辨率更高的图像的结构。此外，由于已作到按显示像素间距设定成像光学系统的光轴、设置开口部，故可以得到更亮的F数值的被摄物体像。
(第4实施方式)
第4实施方式是作为显示单元利用了有源矩阵方式的有机EL显示装置的例子。
有源矩阵方式中，把像素驱动元件(有源元件)设置在配置成矩阵的各像素上，使该像素驱动元件作为利用扫描信号切换NO·OFF状态的开关而起作用。而且，通过处于ON状态的像素驱动元件把数据信号(显示信号、视频信号)传递到有机EL元件的阳极并把该数据信号写入有机EL元件中，由此进行有机EL元件的驱动。其后，当像素驱动元件成为OFF状态，有机EL元件就以电荷的状态来保持已施加到有机EL元件阳极上的数据信号，其次继续进行有机EL元件的驱动直到像素驱动元件成为ON状态。因此，即使扫描行数增大时分配到1个像素的驱动时间减少，有机EL元件的驱动也不受影响，显示屏上显示的图像对比度也不降低。因此，按照有源矩阵方式，与简单矩阵方式相比，可实现图像质量非常高的显示。
根据像素驱动元件的不同，有源矩阵方式大致可分为晶体管型(三端子型)和二极管型(两端子型)。与二极管型相比较，晶体管型的制造是困难的，另一方面，具有容易提高对比度和分辨率，能够实现与CRT匹敌的，高清晰度的有机EL显示装置的特征。上述有源矩阵方式的工作原理的说明，主要对应于晶体管型。
图23为把带摄像装置的显示装置的一部分放大后的概略剖面图，图24为从顶面侧看到的图23中的主要构件的平面图，图23为图24的点划线X-X上的剖面图。
在各显示像素180上，设有作为像素驱动元件的薄膜晶体管(TFT)181。平板型的TFT181作为有源层使用多晶硅膜182，是LDD(轻掺杂漏)结构。在透明绝缘基板102上形成多晶硅膜182。在多晶硅膜182上夹着栅绝缘膜183形成栅极184。在各多晶硅膜182上，从左侧起依次存在高浓度源区、低浓度源区、低浓度漏区、高浓度漏区。
在TFT181上形成层间绝缘膜185。高浓度源区通过在层间绝缘膜185上形成的接触孔186a与源极186连接。高浓度漏区通过在层间绝缘膜185上形成的接触孔187a与漏板187连接。
在各电极186、187和层间绝缘组185之上，形成平坦化绝缘膜188。漏极187通过在平坦化绝缘膜188上形成的接触孔189a与阳极103连接。在从各阳极103之间露出的平坦化绝缘膜188上形成黑矩阵110。即，黑矩阵110在被埋入到各阳极103之间的状态下形成。此外，黑矩阵110配置成覆盖在多晶硅膜182上方。
而且，如图24所示那样，在4个显示像素180的中心附近，必须确保用于形成透镜部的开口部的斜线部区域F。因此，对栅极184、源极186进行布线以便避开该区域F，进而，对于左上的显示像素180把阳极130开有缺口。区域F的层叠结构，从透明绝缘基板102侧起以栅绝缘膜183、层间绝缘膜185、平坦化绝缘膜188的顺序进行层叠，这些构件的可视光透射率是良好的。
图25为设置在图24的顶面侧的黑矩阵110的平面图。在对应于区域F的位置上形成开口部110a。而且，对应于发光区域A即形成了阳极103的部分设有开口区域B。
而且，虽然在这些图23-25中未表示，但是，阴极108在对应于开口部110a的位置上具有使光通过的开口部。再有，由于阳极103是ITO等透明电极，故即使在区域F的部分上形成也没有问题，但在本实施方式中是不形成的结构。
再有，在本实施方式中，如图24、25所示那样，在对4个显示像素中心向左上偏离了的位置上形成开口部110c。这是为了避开图24中的右下的显示像素180的TFT181，通过这样作能够消除工艺的麻烦。因此，图23中，在从2个显示像素180的中心偏离了的位置上形成透镜部115a的光轴L1。再有，在上述图中，对于摄像单元，由于与第1实施方式一样，故省略其图和说明。
图26为示出显示单元113的电结构的框图。有机EL显示装置41由显示屏130、栅驱动器190、源驱动器(数据驱动器)191构成。
在显示屏130上配置有各栅布线(扫描线)G1、…Gn，Gn+1…Gm和各源布线(数据线)S1…Sn，Sn+1…Sm。各栅布线G1-Gm与各源布线S1-Sm分别正交，在其正交部分上分别设有显示像素180。即，由配置成矩阵状的各显示像素180来形成显示屏130。
而且，构成为各栅布线G1-Gm与栅驱动器190连接，以便施加栅信号(扫描信号)。此外，构成为各源布线S1-Sm与源驱动器191连接，以便施加数据信号。由这些驱动器190、191来构成周边驱动电路192。在此，由TFT181的栅极184来形成各栅布线G1-Gm。此外，由TFT181的源极186来形成各源布线S1-Sm。
图27示出在栅布线Gn与源布线Sn的正交部分上设置的显示像素180的等价电路。把恒定电压Vcom施加到有机EL元件109的阴极108上。
在显示像素180中，在使栅布线Gn成为正电压、把正电压施加到TFT181的栅极184上时，TFT181变成ON状态。于是，利用施加到源布线Sn上的数据信号对有机EL元件109的静电电容进行充电，把数据信号写入显示像素180中。由该数据信号进行有机EL元件109的驱动。相反，在使栅布线Gn成为负电压、把负电压施加到TFT181的栅极184上时，TFT181变成OFF状态，在此瞬间有机EL元件109的静电电容就以电荷的状态来保持已施加到源布线Sn上的数据信号。这样，把想写入到显示像素180的数据信号提供到各源布线S1-Sm并对各栅布线G1-Gm的电压进行控制，由此可以使各显示像素180保持任意的数据信号。而且，然后继续进行有机EL元件109的驱动直到TFT181成为ON状态。
因此，即使栅布线数(扫描行数)增大时分配到1个像素180的驱动时间减少，有机EL元件109的驱动也不受影响，显示屏130上显示的图像对比度也不降低。因此，按照有源矩阵方式的显示单元113，与第1实施方式的简单矩阵方式的显示单元113相比，可实现图像质量非常高的显示，与此同时，由于有关摄像单元与第1、第2实施方式一样，故可实现使显示质量不降低而视线一致了的摄像。
(第5实施方式)
第5实施方式是第1实施方式的变形例，是通过增加摄像单元的透镜面使拍摄图像的质量更加提高的例子。
图28为把带摄像装置的显示装置的一部分放大后的概略剖面图。
图中，在透明绝缘基板102上且在与透镜部115a对置的一侧形成复制层200，进而，形成了具有与光轴L1为同轴的透镜部200a。透镜部200a与透镜部115a一样，为由非球面构成的光学透镜面。在透镜部200a与透镜部115a之间设置开口部110a，由透镜部200a和115a这2个光学面对被摄物体像成像。
这样，通过把有助于成像的光学面从1面增加到2面，能够使成像的被摄物体像的光学性能提高。特别是，如本实施方式那样在两凸面之间配置了开口光阑的情况下，由于通过中心附近的光线在凸面上几乎不折射，故可以良好地校正畸变像差。
在此，由于在显示单元113的显示屏侧形成的透镜部200的透镜直径比黑矩阵110的区域大，结果，有关开口部110a附近的显示像素，用户通过透镜部200a目视到显示像素。但是，由于透镜部200a是透明体，对于显示屏130的大小来说是充分小的，故对显示造成的影响小。此外，为了极力消除这样的影响，进行光学设计使得减小透镜部200a的直径，也是有效的。
(第6实施方式)
第6实施方式是具有多个第1实施方式中的摄像单元的带摄像装置的显示装置。因具有多个摄像单元，在显示单元大型化时，也能够实现视线一致的对话式的实时双向通信。
图29为示出具有多个摄像单元的带摄像装置的显示装置的显示屏130的平面图。图中用虚线示出的3个方形是摄像单元112a、112b、112c，如第1实施方式中说明了的那样，在背面侧构成为一体而具有这3个摄像单元。再有，如第3实施方式中说明了的那样，因孔径的设计自由度提高，故这些摄像单元的开口部以显示像素的整数倍来形成。
图30为示出在显示屏130上显示进行双向通信的应用软件的状态的概略图。在应用窗160中，与第1实施方式一样具有图像显示部、操作部等的用户接口。本实施方式中，由于具有3个摄像单元，故在对应的位置上显示164a、164b、164c这3个摄像单元位置标记。而且，成为在这些摄像单元位置标记164a-164c中只显示对应于当前处于使用中的摄像单元的摄像单元位置标记，当前，只显示对应于摄像单元112a的摄像单元位置标记164a。图中用虚线表示的摄像单元位置标记164b、164c示出当前处于不显示状态的情况。
这样，通过目视显示屏，能够容易地在多个摄像单元中识别当前处于使用中的摄像单元。再有，与第1实施方式一样，这些摄像单元位置标记164a-164c可以根据用户的设定而任意地切换显示和不显示。
此外，在112a-112c这3个摄像单元中使用哪个摄像单元，用户可以任意地指定。例如，如果利用近年来实现了实用化的公知的脸识别技术，跟踪用户的脸面自动地进行摄像单元112a-112c的切换，则使用状态更加提高。
其次，使用图31、32说明特别是在显示单元113大型化时，怎样具有多个摄像单元112是有效的。
图31为从侧面侧看到的图29中的显示屏130的平面图，为示出显示屏130与拍摄视角的关系的图。图中，点划线表示摄像单元112a-112c的光轴，210表示被摄物体面，连结光轴与显示屏130的交点、和被摄物体面210的线段示出在垂直方向上的拍摄最外光线。而且，由于3个摄像单元112a-112c的各光轴、拍摄最外光线在侧视图中互相重合，故表示成图示那样。而且，在垂直拍摄视角为θv，把各构件的尺寸，如图示那样，定为Dv、Ov、Lo。
同样，图32为从顶面或底面侧看到的图29中的显示屏130的平面图，为示出显示屏130与拍摄视角的关系的图。图中，点划线表示摄像单元112a-112c的光轴，210表示被摄物体面，连结光轴与显示屏130的交点、和被摄物体面210的线段示出在水平方向上的拍摄最外光线。而且，3个摄像单元112a-112c的拍摄最外光线如图示那样通过相邻的摄像单元相交，即拍摄范围重叠。而且，设中央摄像单元的水平拍摄视角为θh，把各构件的尺寸，如图示那样，定为Dh、Oh、Lo。再有，对于其它摄像单元，也是一样的。
作为一例，显示屏130的尺寸为对角线长30英寸的大型显示器，显示屏的宽高比为标准规格4∶3时，成为Dh＝609.60mm，Dv＝457.20mm。
另一方面，关于被摄物体面尺寸即摄像范围大小，考虑到以可视电话为目的，是从人胸起向上收拢的尺寸即可。因此，定为Ov＝500.00mm，将其作为宽高比为4∶3的纵长时，Oh＝375.00mm。在此，把拍摄范围作为纵长的理由是因为，人是纵长的且在本实施方式中由于在水平方向上设有112a-112c这3个摄像单元故在垂直方向上设定更宽的视角时，作为整体可以得到使用状态好的视角。
而且，关于Lo，由于显示屏130的尺寸为大型的，故为Lo＝800mm。
在上述那样的条件下，使用三角函数计算出视角时，θv＝34.71°，θh＝26.38°。而且，对角线方向上的视角，所谓的拍摄视角为42.67°。因此，可知，与第1实施方式相比，在显示屏的尺寸大型化了的情况下，有必要在远端移动视角。
但是，在这样的大型显示装置中摄像单元112只在中央部时，从Ov对Dv、Oh对Dh的比例考虑，用户必须停留在画面的中央部附近。但是，如本实施方式那样通过配置多个摄像单元能够以适当的视角拍摄更宽的范围。
如上述那样，在本实施方式中，通过设置多个摄像单元能够以适合于人的拍摄的视角拍摄更宽的范围。进而，由于构成为显示多个中的哪一个摄像单元处于使用中，故能够容易地使视线一致。而且，作为一例，设显示屏130的宽高比为标准规格4∶3，但是宽规格16∶9时，本实施方式是更加有效的。
再有，在上述实施方式中，说明了分别使用摄像单元112a-112c的情况，但是，也可以同时使用。此时，同时显示164a-164c这多个摄像单元位置标记，通过图像处理对重叠的拍摄图像进行连接合成，可得到拍摄视角更大的1个图像。这在对电视会议等多人进行拍摄时，是有效的。
如上述那样，在上述实施方式中，在包括：显示单元，它具有多个显示像素、和在上述多个显示像素的各显示像素之间的遮光构件；以及摄像单元的带摄像装置的显示装置中，构成为，上述遮光构件在一部分上具有用于把光引导到上述摄像单元上的开口部，在对应于上述开口部的位置上构成为一体而具有成像单元。因此，使显示与摄像兼容，同时，使视线一致，能够以低成本来实现薄型的、带摄像装置的显示装置。
此外，在包括：显示单元，它具有多个显示像素、和在上述多个显示像素的各显示像素间的遮光构件；以及多个摄像单元的带摄像装置的显示装置中，构成为，上述遮光构件在一部分上具有用于把光引导到上述摄像单元上的多个开口部，以上述显示像素的整数倍间距具有上述多个开口部。因此，使显示与摄像兼容，同时，使视线一致，能够以低成本来实现薄型的、带摄像装置的显示装置。
进而，构成为，上述开口部附近的上述显示像素的一部分开有缺口，上述多个摄像单元对于规定距离的被摄物体进行像素偏离拍摄。因此，以廉价的结构实现高像素化，与此同时，可以得到没有莫尔条纹的高图像质量的图像。
如上面已说明的那样，按照上述实施方式，在带摄像装置的显示装置中，能够以简单的结构使视线一致，与此同时，能够实现高像素化、低成本化、薄型化。
此外，可以得到没有莫尔条纹的高清晰度图像。
本发明并不限于上述实施方式，在本发明的精神和范围内可以进行各种变化和修正。因此，为了使公众了解本发明的范围，提出了所附的权利要求。

Claims (4)

1.一种带摄像装置的显示装置，其特征在于包括：
显示单元，它具有多个显示像素、和配置在该多个显示像素的各显示像素之间的遮光构件；以及
配置在该显示单元的背部的摄像单元，
上述遮光构件在一部分上具有用于把光引导到上述摄像单元上的开口部，上述摄像单元在与上述开口部对应的位置上具有成像单元。
2.一种带摄像装置的显示装置，其特征在于包括：
显示单元，它具有多个显示像素、和配置在该多个显示像素的各显示像素间的遮光构件；以及
配置在该显示单元的背部的多个摄像单元，
上述遮光构件在一部分上具有用于把光引导到上述摄像单元上的多个开口部，以上述显示像素的整数倍间距来配设上述多个开口部。
3.根据权利要求1或2中所述的带摄像装置的显示装置，其特征在于，上述开口部附近的上述显示像素的一部分开有缺口。
4.根据权利要求2中所述的带摄像装置的显示装置，其特征在于，上述多个摄像单元对于规定距离的被摄物体进行像素偏离拍摄。
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