DE19845765A1

DE19845765A1 - Flat display screen unit, e.g. for video telephones, has display screen with camera containing CCD element and Fresnel lens mounted on rear of screen with direction of view through screen

Info

Publication number: DE19845765A1
Application number: DE1998145765
Authority: DE
Inventors: Jens Kircher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2000-05-04

Abstract

The display screen unit has a display screen (10) with a camera (6) mounted on the rear of the screen with a direction of view through the screen. The camera contains a CCD element (8) and a Fresnel lens (7). The field of view only contains only part of the display screen

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachbildschirmeinheit mit einem Anzeigeschirm, die für Multimedia- Anwendungen wie Bildtelefone und dergleichen geeig net ist.The invention relates to a flat screen display unit with a display screen suitable for multimedia Applications such as video phones and the like are suitable is not.

Zur Zeit werden für Bildtelefone und ähnliche An wendungen im wesentlichen Bildschirmeinheiten ein gesetzt, bei denen auf das Gehäuse des Anzeige schirms, bei dem es sich meist um eine Bildröhre handelt, eine Kamera aufgesetzt ist, die das Bild einer vor der Einheit sitzenden Person aufzeichnet.Currently, video phones and the like are being used essentially use screen units set on the case of the display umbrella, which is usually a picture tube acts, a camera is attached to the picture of a person sitting in front of the unit.

Derartige Bildschirmeinheiten sind durch die aufge setzte Kamera ausladend und sperrig, außerdem haben sie die unangenehme Eigenschaft, daß wenn ein Be nutzer das Bild seines Gesprächspartners auf dem Anzeigeschirm betrachtet, die Kamera den Benutzer immer mit niedergeschlagenen Augen aufzeichnet und so dem Gesprächspartner am anderen Ende der Leitung das Bild vermittelt, daß dieser ihm nicht in die Augen schauen kann. Dieser Eindruck kann die Atmo sphäre eines Gesprächs negativ beeinflussen. Such screen units are up by put camera bulky and bulky, as well they the unpleasant property that when a loading user the image of the person they are talking to on the Viewing screen, the camera looks at the user always records with depressed eyes and so the interlocutor on the other end of the line the picture conveys that this is not in the Eyes can look. This impression can affect the atmosphere influence the sphere of a conversation negatively.

Es wäre zwar möglich, die Kamera unterhalb des Mo nitors anzubringen, doch läßt diese Perspektive den Benutzer leicht überheblich wirken, was gleichfalls unerwünscht ist.It would be possible to have the camera below the Mo nitors, but this perspective leaves the Users seem slightly arrogant, which is also is undesirable.

Advantages of the invention

Mit der in Anspruch 1 definierten Erfindung wird eine Flachbildschirmeinheit für Multimedia- Anwendungen geschaffen, die kompakt ist und sich dadurch gut für den Einbau in die Gehäuse von trag baren Geräten wie etwa Laptops eignet, und die ei nem Gesprächspartner eine natürlichere Ansicht ei nes Benutzers vermittelt, als dies mit herkömmli chen kombinierten Anzeigeschirm-Kamera-Einheiten möglich ist. Die Verwendung eines Flachbildschirms erlaubt es, die Kamera so anzuordnen, daß sie einen vor dem Anzeigeschirm sitzenden Benutzer durch den Anzeigeschirm hindurch erfassen kann, was bei Ver wendung herkömmlicher Bildröhren nicht möglich ist. Diese Anordnung der Kamera erlaubt es, die seitli chen Abmessungen der erfindungsgemäßen Flachbild schirmeinheit gering zu halten, insbesondere muß das Verhältnis der Gehäuseabmessungen in der Ebene des Anzeigeschirms zur sichtbaren Fläche des Anzei geschirms nicht kleiner sein als bei einem herkömm lichen Flachbildschirm ohne Kamera. Die Anordnung der Kamera gemäß der Erfindung erlaubt es ferner, die Kamera in minimalem Abstand vom auf dem Anzei geschirm dargestellten Gesicht eines Gesprächspart ners anzuordnen und so den Winkel, unter dem die Kamera das Gesicht des Benutzers erfaßt, zu ver kleinern. So bekommt der Gesprächspartner den Be nutzer auf seinem Bildschirm unter einer Perspekti ve zu sehen, die einem Gespräch von Angesicht zu Angesicht entspricht.With the invention defined in claim 1 a flat panel display unit for multimedia Applications created that is compact and itself therefore good for installation in the housing of trag suitable devices such as laptops, and the egg a more natural view nes user mediated than with conventional Chen combined display screen camera units is possible. The use of a flat screen allows the camera to be arranged so that it by the user sitting in front of the display screen Display screen can detect what Ver conventional picture tubes is not possible. This arrangement of the camera allows the side Chen dimensions of the flat screen according to the invention to keep the screen unit low, especially must the ratio of the housing dimensions in the plane of the display screen to the visible area of the display screen should not be smaller than a conventional one flat screen without camera. The order the camera according to the invention also allows the camera at a minimal distance from the on the display screened face of a conversation partner order and so the angle at which the Camera captures the user's face, ver smaller. So the conversation partner gets the Be user on his screen under a perspective ve seen the face to face conversation Face matches.

Die Kamera enthält zur Bildaufzeichnung zweckmäßi gerweise ein CCD-Element und, um die Bautiefe ge ring zu halten, vorzugsweise eine Fresnellinse als abbildendes System oder als Teil davon.The camera contains appropriately for image recording sometimes a CCD element and ge to the depth to hold ring, preferably as a Fresnel lens imaging system or as part of it.

Das Blickfeld der Kamera erfaßt vorzugsweise nur eine kleine Teilfläche des Anzeigeschirms. Dadurch wird eine Störung im angezeigten Bild, die dadurch entstehen kann, daß jene Bildelemente des Anzeige schirms, die im Blickfeld der Kamera liegen, wäh rend des Betriebs der Kamera ausgeschaltet werden (und dadurch auf dem Anzeigeschirm als homogene, bildlose Fläche erscheinen), gering gehalten. Falls die Bilderzeugung in dem von der Kamera erfaßten Bereich des Anzeigeschirms nicht während des Be triebs der Kamera unterbrochen wird, so hat die Maßnahme dennoch den Vorteil, daß der erfaßte Be reich nur wenige Strukturen enthält, die dem erfaß ten Bild überlagert werden und dieses stören könn ten (sofern sie nicht in einer nachgegliederten Verarbeitung des von der Kamera erfaßten Bildes herausgerechnet werden).The field of view of the camera preferably only captures a small area of the display screen. Thereby there will be a disturbance in the displayed image can arise that those picture elements of the display screens that are in the field of view of the camera be turned off during camera operation (and thereby on the display screen as homogeneous, non-image area appear), kept small. If the image generation in that captured by the camera Area of the display screen not during loading drive of the camera is interrupted Measure nevertheless the advantage that the recorded Be rich contains only a few structures that grasp this th image can be overlaid and disturb it (unless they are in a Processing the image captured by the camera be calculated out).

Um den Benutzer der Flachbildschirmeinheit, insbe sondere wenn diese in einem Mehrzweckgerät einge setzt ist, über den Betriebszustand der Kamera zu informieren, ist vorzugsweise ein Anzeigeelement vorgesehen, das den Betriebszustand der Kamera an zeigt. Dabei kann es sich zum Beispiel um ein in einem Gehäuse des Flachbildschirmelements seitlich vom Anzeigeschirm angeordnetes Leuchtanzeigeelement oder auch um ein auf dem Anzeigeschirm selber ein geblendetes Symbol handeln.To the user of the flat panel display unit, esp especially if this is turned into a multi-purpose device is set about the operating status of the camera inform is preferably a display element provided that the operating status of the camera shows. For example, it can be an in a housing of the flat screen element laterally illuminated display element arranged by the display screen or even one on the display screen itself act blind icon.

Des weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Flachbildschirmeinheit ein von der Kamera aufge zeichnetes Bild auf wenigstens einem Ausschnitt des Anzeigeschirms anzeigt. Diese Anzeige kann durch den Benutzer ein- und ausschaltbar sein, insbeson dere dann, wenn sie einen größeren Anteil des An zeigeschirms füllt.Furthermore, it is preferably provided that the Flat screen unit on from the camera drawn image on at least a section of the Display screen. This ad can be viewed through the user can be switched on and off, in particular especially if they have a larger share of the An display screen fills.

Eine Ausleseschaltung für die Kamera und eine Trei berschaltung für den Anzeigeschirm können auf einem gemeinsamen Substrat integriert sein. Bei diesem Substrat kann es sich insbesondere um eine der Scheiben des Anzeigeschirms handeln. A readout circuit for the camera and a Trei Circuit for the display screen can be on a be integrated common substrate. With this In particular, it can be one of the substrates Acting panes of the display screen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus führungsbeispiels.Further features and advantages of the invention result out of the following description of an off leadership example.

characters

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin dungsgemäßen Flachbildschirmeinheit im Schnitt; und Figure 1 is a schematic representation of a flat panel display unit according to the invention in section. and

Fig. 2 eine Vorderansicht der Flachbildschirmein heit aus Fig. 1. FIG. 2 is a front view of the flat panel display unit from FIG. 1.

Description of the embodiment

Fig. 1 zeigt stark schematisiert im Querschnitt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Flachbildschir meinheit. Diese umfaßt einen Anzeigeschirm 10 mit einem zwischen einer vorderen und einer hinteren Glasplatte 1, 2 eingeschlossenen flüssigkristalli nen Medium 3. Auf die Glasplatten 1, 2 ist je ein Polarisator aufgebracht, der in der Figur nicht dargestellt ist. Diese zwei Polarisatoren können beispielsweise orthogonal zueinander orientiert sein. In diesem Fall ist die durch die Platten 1, 2 und das flüssigkristalline Medium 3 gebildete Zelle lichtundurchlässig, wenn das flüssigkristalline Me dium 3 optisch isotrop ist, das heißt wenn es die Polarisation von hindurchtretendem Licht unverän dert läßt, und sie ist durchlässig, wenn die Pola risation um 90° gedreht wird. Fig. 1 shows a highly schematic cross section of the structure of a flat screen unit according to the invention. This comprises a display screen 10 with a liquid-crystal medium 3 enclosed between a front and a rear glass plate 1 , 2 . A polarizer, which is not shown in the figure, is applied to each of the glass plates 1 , 2 . These two polarizers can, for example, be oriented orthogonally to one another. In this case, the cell formed by the plates 1 , 2 and the liquid-crystalline medium 3 is opaque when the liquid-crystalline medium 3 is optically isotropic, that is, when it leaves the polarization of light passing through unchanged, and it is transparent when the Polarization is rotated by 90 °.

Auf den Glasplatten 1, 2 sind Schaltkreise und Elek troden zur Beaufschlagung des flüssigkristallinen Mediums 3 mit einem elektrischen Feld angeordnet, die von Treiberschaltungen einer Schnittstellen schaltung 9 angesteuert werden, um ein Bild auf dem Anzeigeschirm 10 zu erzeugen.On the glass plates 1 , 2 circuits and elec trodes for applying the liquid-crystalline medium 3 with an electric field are arranged, which are driven by driver circuits of an interface circuit 9 to generate an image on the display screen 10 .

Hinter der Glasplatte 2 ist eine Beleuchtungsein heit angebracht, die ein Leuchtelement 4, zum Bei spiel eine Kaltkathodenlampe, mit einem Reflektor und eine Lichtleiterplatte 5 umfaßt. Das Leuchtele ment 4 erstreckt sich senkrecht zur Schnittebene der Figur über im wesentlichen die gesamte Länge des Anzeigeschirms 10 und strahlt Licht in die Lichtleiterplatte 5 über eine Schmalseite von die ser ein. Das Licht wird an der von der Glasplatte 2 abgewandten Rückseite diffus gestreut und hinter leuchtet so den Anzeigeschirm 10 gleichmäßig.Behind the glass plate 2 , a lighting unit is attached which comprises a lighting element 4 , for example a cold cathode lamp, with a reflector and a light guide plate 5 . The Leuchtele element 4 extends perpendicular to the sectional plane of the figure over substantially the entire length of the display screen 10 and emits light into the light guide plate 5 over a narrow side of the water. The light is diffusely scattered on the rear side facing away from the glass plate 2 and the display screen 10 thus shines evenly behind.

Eine Kamera 6, die hier schematisch als ein Gehäuse mit einer Fresnellinse 7 als Eintrittslinse und ei nem CCD-Element 8 dargestellt ist, ist in geringem Abstand hinter der Lichtleiterplatte 5 angeordnet. Der Abstand ist so gewählt, daß trotz der an der Lichtleiterplatte 5 auftretenden Streuung von Licht eine scharfe Abbildung von vor dem Anzeigeschirm befindlichen Gegenständen auf das CCD-Element 8 möglich ist.A camera 6 , which is shown schematically here as a housing with a Fresnel lens 7 as an entrance lens and egg NEM CCD element 8 , is arranged at a short distance behind the light guide plate 5 . The distance is chosen so that despite the scattering of light occurring on the light guide plate 5 , a sharp image of objects located in front of the display screen on the CCD element 8 is possible.

Das CCD-Element 8 wird von einer Ausleseschaltung der Schnittstellenschaltung 9 ausgelesen. Die Aus leseschaltung kann gemeinsam mit den Treiberschal tungen auf einer der Glasplatten 1, 2 integriert sein. Je nach Anwendung kann die Schnittstellen schaltung 9 eingerichtet sein, um die vom CCD- Element 8 erhaltene Bildinformation in analoge oder digitale Videosignale einer bekannten Norm umzuwan deln oder in Form von pixelorientierten digitalen Bilddaten zur Weiterverarbeitung durch einen Compu ter weiterzuleiten.The CCD element 8 is read out by a readout circuit of the interface circuit 9 . The reading circuit can be integrated with the driver circuits on one of the glass plates 1 , 2 . Depending on the application, the interface circuit 9 can be set up to convert the image information obtained from the CCD element 8 into analog or digital video signals of a known standard or to forward it in the form of pixel-oriented digital image data for further processing by a computer.

Des weiteren ist die Schnittstellenschaltung 9 in der Lage, die von dem CCD-Element 8 empfangene Bil dinformation nach Wahl des Benutzers auf einem Ab schnitt (nicht dargestellt) des Anzeigeschirms 10 wiederzugeben. Dieser Abschnitt liegt zweckmäßiger weise in einer der Ecken des Anzeigeschirms 10.Further, the interface circuit 9 in a position which dinformation 8 Bil received by the CCD element according to the user's choice on a Ab cut (not shown) of the display screen 10 to be reproduced. This section expediently lies in one of the corners of the display screen 10 .

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der Flachbild schirmeinheit. Der Anzeigeschirm 10 ist in einem Gehäuse 11 eingefaßt. Hinter einem unteren mittigen Abschnitt 12 des Anzeigeschirms ist die Kamera 6 angeordnet, deren Fresnellinse 7 in Fig. 2 ange deutet ist. Fig. 2 shows a front view of the flat screen unit. The display screen 10 is enclosed in a housing 11 . Behind a lower central portion 12 of the display screen, the camera 6 is arranged, the Fresnel lens 7 is indicated in Fig. 2 is.

Während die Kamera 6 in Betrieb ist, schaltet die Schnittstellenschaltung 9 den Abschnitt 12 transpa rent, so daß eine Störung des von dieser aufge zeichneten Bildes durch im Abschnitt 12 anderen falls dargestellte Strukturen vermieden wird.While the camera 6 is in operation, the interface circuit 9 switches the section 12 transparently, so that a disturbance of the image recorded by this is avoided by other structures shown in section 12 .

Die Proportionen der Zeichnung sind nicht maßstäb lich, der Abschnitt 12 kann im Verhältnis zur Flä che des Anzeigeschirms wesentlich kleiner sein.The proportions of the drawing are not to scale, the section 12 can be much smaller in relation to the area of the display screen.

Wenn die Kamera 6 in Betrieb ist, blendet die Schnittstellenschaltung 9 in das angezeigte Bild ein Anzeigeelement 13, hier in Form eines Fotoappa rates 13 ein.When the camera 6 is in operation, the interface circuit 9 displays a display element 13 in the displayed image, here in the form of a camera 13 .

Zusätzlich oder alternativ zur Einblendung des An zeigeelements 13 kann vorgesehen werden, daß die Schnittstellenschaltung 9 das von der Kamera 6 auf gezeichnete Bild in einem Ausschnitt des Anzeige schirms 10 wiedergibt.Additionally or alternatively, for inserting the on pointing element 13 can be provided for the interface circuit 9, the screen of the camera 6 to image drawn in a section of the display represents 10th

Die Flachbildschirmeinheit nach dem oben beschrie benen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dann, wenn die Kamera nicht in Betrieb ist, ohne Ein schränkungen wie eine herkömmliche Flachbildschirm einheit einsetzbar.The flat panel display unit as described above ben exemplary embodiment of the invention is when the camera is not in use, without on restrictions like a conventional flat screen unit can be used.

Bei Verwendung einer Kamera mit kleiner Frontlinse kann es in Betracht kommen, einen Ausschnitt, das heißt eine Kerbe oder Öffnung, in der Lichtleiter platte 5 vorzusehen, hinter dem die Kamera angeord net wird. In diesem Ausschnitt ist es nicht mög lich, den Anzeigeschirm 10 zu hinterleuchten, so daß er zur Bildanzeige nicht mehr eingesetzt werden kann. Allerdings ist die Bildaufzeichnung durch die Kamera 6 verbessert, da die Lichtleiterplatte sich nicht zwischen ihr und dem Abschnitt 12 erstreckt. Somit wird die Kamera 6 nicht mehr durch Streulicht von der Lichtleiterplatte 5 beeinträchtigt.When using a camera with a small front lens, it can be considered to provide a cutout, ie a notch or opening, in the light guide plate 5 , behind which the camera is arranged. In this section, it is not possible to backlight the display screen 10 so that it can no longer be used for image display. However, the image recording by the camera 6 is improved since the light guide plate does not extend between it and the section 12 . Thus, the camera 6 is no longer affected by scattered light from the light guide plate 5 .

Anstelle eines Ausschnitts in der Lichtleiterplatte 5 ist es auch möglich, deren Rückseite, die her kömmlicherweise vollflächig mattiert ist, um die Streuung des vom Leuchtelement kommenden Lichts zu bewirken, lokal plan zu belassen. Diese plane Stel le muß nicht zwangsläufig am Rand des Anzeige schirms liegen, da von dem Leuchtelement kommendes Licht diese kreuzen und jenseits von ihr an der Rückseite der Lichtleiterplatte gestreut werden kann.Instead of a cut-out in the light guide plate 5 , it is also possible to leave the rear side, which is conventionally matt over its entire surface, in order to scatter the light coming from the lighting element, locally flat. This plane Stel le does not necessarily have to be on the edge of the display screen, since light coming from the light element cross it and can be scattered beyond it on the back of the light guide plate.

Claims

1. flat panel display unit having a display screen (10), characterized in that at a back print te of the display screen (10) comprises a camera (6) with a viewing direction of the display screen (10) is vorgese hen.

2. Flat screen unit according to claim 1, characterized in that the camera ( 6 ) comprises a CCD element ( 8 ).

3. Flat screen unit according to one of the preceding claims, characterized in that the camera ( 6 ) comprises a Fresnel lens ( 7 ).

4. Flat panel display unit according to one of the preceding claims, characterized in that the field of view of the camera ( 6 ) covers only a portion ( 12 ) of the display screen ( 10 ).

5. Flat screen unit according to one of the preceding claims, characterized in that it is set up to switch that section ( 12 ) of the flat screen ( 10 ) which is in the field of view of the camera to transparent.

6. Flat screen unit according to one of the preceding claims, characterized by a display element ( 13 ) which displays the operating state of the camera ( 6 ).

7. Flat panel display unit according to one of the preceding claims, characterized in that it shows an image recorded by the camera in at least a detail of the display screen ( 10 ).

8. Flat panel display unit according to one of the preceding claims, characterized in that a driver circuit ( 9 ) for the display screen ( 10 ) and a readout circuit for the camera ( 6 ) are integrated on a common substrate.

9. Flat screen unit according to one of the preceding claims, characterized in that a readout circuit for the camera ( 6 ) on a disc ( 1 , 2 ) of the display screen ( 10 ) is integrated.