FI114752B - Valosähköinen elementti ja sellaisen käsittävä päätelaite - Google Patents

Valosähköinen elementti ja sellaisen käsittävä päätelaite Download PDF

Info

Publication number
FI114752B
FI114752B FI20035076A FI20035076A FI114752B FI 114752 B FI114752 B FI 114752B FI 20035076 A FI20035076 A FI 20035076A FI 20035076 A FI20035076 A FI 20035076A FI 114752 B FI114752 B FI 114752B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
pixel elements
terminal
photoelectric element
photoelectric
elements
Prior art date
Application number
FI20035076A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20035076A0 (fi
Inventor
Osmo Schroderus
Original Assignee
Nokia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Corp filed Critical Nokia Corp
Priority to FI20035076A priority Critical patent/FI114752B/fi
Publication of FI20035076A0 publication Critical patent/FI20035076A0/fi
Priority to JP2006530321A priority patent/JP2007505364A/ja
Priority to CNB2004800145382A priority patent/CN100423046C/zh
Priority to EP04732635A priority patent/EP1639573A1/en
Priority to KR1020057022454A priority patent/KR20060006089A/ko
Priority to PCT/FI2004/050061 priority patent/WO2004107301A1/en
Priority to US10/555,975 priority patent/US20060256219A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI114752B publication Critical patent/FI114752B/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/14—Systems for two-way working
    • H04N7/141—Systems for two-way working between two video terminals, e.g. videophone
    • H04N7/142—Constructional details of the terminal equipment, e.g. arrangements of the camera and the display
    • H04N7/144—Constructional details of the terminal equipment, e.g. arrangements of the camera and the display camera and display on the same optical axis, e.g. optically multiplexing the camera and display for eye to eye contact
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/04—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions
    • G09G3/06—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources
    • G09G3/12—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources using electroluminescent elements
    • G09G3/14—Semiconductor devices, e.g. diodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/125—Composite devices with photosensitive elements and electroluminescent elements within one single body
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
    • H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
    • H04N3/155—Control of the image-sensor operation, e.g. image processing within the image-sensor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/14—Systems for two-way working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

11475?
VALOSÄHKÖINEN ELEMENTTI JA SELLAISEN KÄSITTÄVÄ PÄÄTELAITE
Keksintö koskee valosähköistä elementtiä, joka on sovitettu visualisoimaan digitaalista valosähköistä informaatiota, jossa 5 sanottu elementti muodostuu useista pysty- ja vaakasuuntaisesta järjestetyistä emittointipikselialkioista, jotka pikselial-kiot on sovitettu emittoimaan valoa ainakin yhdellä aallonpituudella tai aallonpituusalueella ja joiden emittointipikse-lialkioiden yhteisvaikutuksena sanottu informaatio on sovitet-10 tu elementillä visualisoitavaksi. Edellisen lisäksi keksintö koskee myös valosähköisen elementin käsittävää päätelaitetta.
Tekniikan tasosta tunnetaan kameravälinein varustettuja matka-viestinpäätelaitteita, joilla voidaan nykyisin tallentaa esi-15 merkiksi still-kuvaa, liikkuvaa kuvaa tai käydä myös videoneuvotteluja. Tunnetuissa päätelaitteissa näyttöelementti sijaitsee yleensä näppäimistöosan kanssa samalla puolella ja kameraelementti näyttöön nähden päätelaitteen toisella puolen. Tällainen elementtien sijoittelu onkin esimerkiksi juuri 20 still- ja videokuvatallennuksessa varsin tarkoituksenmukainen, koska kuvattava näkymä on tällöin jatkuvasti näytöllä käyttä-jän tarkasteltavissa ja näin ollen helposti kohdistettavissa kulloiseenkin kuvaustilanteeseen sopivaksi.
: 25 Tekniikan tasosta tunnetaan myös joitain päätelaiteratkaisuja, • ’ joissa toisistaan oleellisesti erillään olevat kamera- ja ’· ' näyttöelementit ovat sijoitettuna päätelaitteeseen samalle puolen. Tällaisilla päätelaitteilla mahdollistetaan esimerkik-: ’ si näköyhteydelleen videoneuvottelu, jossa neuvottelun osa- ‘ 30 puolet ovat jatkuvasti toistensa nähtävissä edellyttäen, että • : : molemmilla on tietenkin kamerasensori ja näyttöelementti si- : joiteltu päätelaitteessa samalle puolelle. Kameraelementti voi olla järjestettynä päätelaitteeseen tunnetusti kiinteän asen-nuksen sijasta myös irrotettavasti.
: 35 114752 2
Edellä kuvatunlaisissa päätelaitteissa on saavutetun näköyh-teydellisen videoneuvottelun käyttäjämukavuudessa kuitenkin vielä paljon toivomisen varaa. Eräs tällainen käyttömukavuu-teen epäsuotuisasti vaikuttava tekijä on osapuolien katsekon-5 taktittomuus neuvottelun aikana. Tämä aiheutuu siitä, että osapuolien huomio kiinnittyy neuvottelussa luontevasti mieluummin vastaosapuolta visualisoivaan päätelaitteen näyttö-osaan kuin kuvaa vastaosapuolelle lähetettäväksi detektoivaan kameraelementtiin. Koska kuvainformaatiota vastapuolelle siep-10 paava kameraelementti on oleellisesti erillään näyttöosasta, katselevat osapuolet näin ollen ikään kuin kameran ohi eikä katsekontaktia synny. Neuvottelijalle saattaa tällöin syntyä epämiellyttävä tuntemus vastaosapuolen "poissaolevuudesta" ja että vastaosapuoli ikään kuin välttelisi katsekontaktia hänen 15 kanssaan. Vaikka syy tähän katsekontaktittomuuteen olisikin neuvottelijoiden kesken varsin hyvin tuntema, koetaan se kuitenkin hyvin epämiellyttäväksi.
Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen va-20 losähköinen elementti, jolle on ominaista kaksitoimisuus. Keksinnön mukaisen valosähköisen elementin tunnusomaiset piirteet on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1. Edellisen li-,,, säksi keksinnön tarkoituksena on saada aikaan myös keksinnön j mukaista valosähköistä elementtiä käyttävä päätelaite, jossa ' 25 keksinnön myötä voidaan toteuttaa useitakin eri toiminnalli- ' · suuksia. Keksinnön mukaisen päätelaitteen tunnusomaiset piir- ' ·’ teet on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 6.
Yleisesti keksintö koskee kameraelementein varustettuja pääte-30 laitteita, digitaalista kuvantallennusta ja näyttöelementti-teknologiaa. Keksinnön mukainen valosähköinen elementti käsit-: tää valoa emittoivia pikselialkioita ja valoa detektoivia pik- selialkioita oleellisen samaan komponenttiin järjestettynä.
.'’* Pikselialkiot ovat sovitettavissa toimimaan oleellisen saman- 114752 3 aikaisesti, jolloin keksinnön mukaisessa päätelaitteessa mahdollistetaan edullisesti useita toiminnallisuuksia.
Erään ensimmäisen sovellusmuodon mukaisesti detektointipikse-5 lialkioilla katetaan valosähköisen elementin kokonaisalue ainakin osittain. Tällöin detektointipikselialkiot voivat olla elementissä lomitettuina emittointipikselialkioista muodostettujen alkioryhmien joukkoon ollen kuitenkin oleellisesti niistä erillään. Eräänä toisena toteutusvaihtoehtona on, esimer-10 kiksi värinäytöllisten päätelaitteiden tapauksessa, joissa emittointipikselialkioista on muodostettu alkioryhmiä eri värisävyjen aikaan saamiseksi, järjestää detektointipikselialki-oita ainakin osaan näistä alkioryhmistä.
15 Eräs ensimmäinen esimerkki keksinnön mukaista valosähköistä elementtiä soveltavalla päätelaitteella saavutettavasta edusta on oleellisesti parantunut kaksisuuntaisen videokommunikaation käyttömukavuus. Tällöin videoneuvotteluosapuolet saavuttavat realistisen katsekontaktin toistensa kanssa.
20
Eräs toinen esimerkki keksinnön mukaisella valosähköisellä elementillä saavutettavasta päätelaitteen toiminnallisuudesta, *it joka tunnettuun tekniikkaan nähden on täysin uusi, on digitaa- ]·“' linen peili. Sen sijaan, että kameraelementillä detektoitua ·** ‘ 25 informaatiota lähetettäisiin tiedonsiirtoverkon kautta vas- : ·’ taanottavalle päätelaitteelle, kuten esimerkiksi videoneuvot- *··.’ teluyhteyden tapauksessa tehdään, voidaan tätä informaatiota prosessoida päätelaitteessa nyt siten, että se esitetäänkin päätelaitteen omalla näyttöelementillä.
30
Muut keksinnön mukaiselle valosähköiselle elementille ja sitä ·*, käyttävälle päätelaitteelle ominaiset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista ja lisää saavutettavia etuja ·;’ on lueteltu selitysosassa.
: ·’ 35 4 114752
Seuraavassa keksinnön mukaista valosähköistä elementtiä ja sitä käyttävää päätelaitetta, joita ei ole rajoitettu seuraavassa esitettäviin suoritusmuotoihin, selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa 5
Kuva 1 esittää kaaviokuvaa keksinnön mukaisesta va losähköisestä elementistä,
Kuva 2 esittää kaaviokuvana keksinnön mukaisen va losähköisen elementin käyttämistä keksinnön 10 mukaisessa päätelaitteessa eräässä ensimmäi sessä sovellusmuodossa,
Kuva 3 esittää kaaviokuvana keksinnön mukaisen va losähköisen elementin käyttämistä keksinnön mukaisessa päätelaitteessa eräässä toisessa 15 sovellusmuodossa ja
Kuva 4 esittää erästä toista sovellusmuotoa keksin nön mukaisesta valosähköisestä elementistä ; kaaviokuvana.
20 Kuvassa 1 esitetään kaaviokuva keksinnön mukaisesta valosähköisestä elementistä 10. Keksinnön mukaisessa valosähköisessä elementissä 10 on yhdistetty oleellisesti samaan komponenttiin : '· näyttö- ja kameraelementit. Näyttöelementti 10 voidaan toteut-
• * I
taa esimerkiksi sinänsä tunnetunlaisella pikselitekniikalla, • t · ’ 25 jossa kukin pikselialkioista R, G, B emittoi valoa sille sovi- I » I f * · • ·' tetulla aallonpituudella tai aallonpituusalueella. Näitä emit- » · » tointipikselialkioita R, G, B voi olla näyttöelementissä 10 esimerkiksi kolmelle aallonpituusalueelle. Eräänä esimerkkinä
* · I
;; näistä aallonpituusalueista voidaan mainita punaisen, vihreän 30 ja sinisen värin aikaan saavat aallonpituusalueet (RGB).
t 1 · Emittointipikselialkioista R, G, B voidaan muodostaa tunnetul- la tavalla alkioryhmä 11, joka muodostuu kutakin aallonpituus-. : aluetta vastaavaa valoa emittoimaan järjestetystä pikselialki- 35 osta R, G, B. Kun alkioryhmiä 11 järjestetään näyttöelementil- 5 11475? le 10 pysty- ja vaakasuunnassa riittävän tiheästi, voidaan tunnetun RGB-tekniikan mukaisesti näiden kolmen perusvärin yhdistelmillä toteuttaa silmän erotuskyvyn puitteissa jopa miljoonia värisävyjä päästen täten varsin monipuoliseen ja toden 5 tuntuiseen värimaailmaan.
Keksinnön mukainen valosähköinen elementti 10 näyttää päätelaitteen 12 käyttäjän kannalta tavanomaiselta näyttöelementil-tä. Elementtiin 10 on kuitenkin sulautettu myös valoherkkiä 10 detektointipikselialkioita D, jotka yhdessä muodostavat kame-rasensorin. Detektointipikselialkioita D on järjestetty valosähköisen elementin 10 kokonaisalueelle edullisen tasaväli-sesti siten, että niillä alue katetaan ainakin osittain.
15 Erään ensimmäisen sovellusmuodon mukaan kamerasensorin muodostavat detektointipikselialkiot D voivat olla erillään emit-tointipikselialkioista R, G, B tai niiden muodostamista al-kioryhmistä 11. Tässä tapauksessa näyttöelementin 10 muodostavien emittointipikselialkioiden R, G, B tiheyden on kuitenkin 20 oltava suurempi, jotta saavutettaisiin päätelaitteen käyttäjän , kannalta kohtuullinen kuvanlaatu. Kamerasensorin muodostavien • · · • · · •Γ detektointipikselialkioiden tuottamaa informaatiota voidaan lisäksi interpoloida ohjelmallisesti sopivasti siten, että : ,·, sillä tuotettu informaatio olisi katsojan ymmärrettävissä.
:v! 25 i> * ··, Erään toisen sovellusmuodon mukaan kamerasensorin 10 muodosta- i i vat detektointipikselialkiot D voivat olla sulautettuina näyttöelementin 10 muodostavien emittointipikselialkioiden R, G, B muodostamaan alkioryhmään 11, kuten kuvassa 1 esitetyssä so-30 vellusesimerkissä on esitetty.
»
Sovellusesimerkin mukaisessa valosähköisessä elementissä 10 on ' ainakin osassa, edullisemmin jokaisessa emittointipikselialki- t · *’**' oiden R, G, B muodostamassa alkioryhmässä 11 ainakin yksi, 35 edullisesti useampi, kuten esimerkiksi kolme edullisesti toi- 6 1 1 475? sistaan erillään olevaa valoherkkää detektointipikselialkiota D (photosite). Nämä detektointipikselialkiot D toimivat yhdistetyn kamera-näyttöelementin 10 edessä olevan valosähköisen informaation sieppaajina eli toisin sanoen detektoivat elemen-5 tin 10 edessä olevasta kohteesta heijastunutta valoa.
Alkioryhmä 11 käsittää näiden kolmen valoherkän detektointi-pikselialkion D väleihin järjestetyt näyttöelementin 10 muodostavat pikselialkiot R, G, B, jotka emittoivat perusvärejä; 10 punaista, vihreää ja sinistä. Pikselialkioryhmät 11 voivat olla muodoltaan esimerkiksi monikulmioita, kuten esimerkiksi säännöllisiä kuusikulmioita. Kuusikulmio voi olla tällöin jaettuna kuuteen yhtä suureen kolmioalueeseen. Alkioryhmiä 11 on elementissä 10 pysty- ja vaakasuunnassa vieri vieressä, jol-15 loin niillä katetaan pääasiallisesti koko elementti 10.
Kamerasensorin 10 muodostavia valoherkkiä detektointipikse-lialkioita D voi siis olla jokaisessa alkioryhmässä 11 tai niitä voi olla vain osassa valosähköisen elementin 10 al-20 kioryhmiä 11. Eräs esimerkki tällaisesta järjestelystä on vain valosähköisen elementin 10 keskialueelle sijoittuviin al-kioryhmiin 11 järjestetyt detektointipikselialkiot D. Detek-tointi- ja emittointipikselialkioiden D, R, G, B lukumäärä valosähköisellä elementillä 10 ja/tai pikselialkioryhmissä 11 25 sekä niiden sijoittuminen valosähköiselle elementille 10 vali-' taan siten, että saavutetaan haluttu kuvanlaatu niin informaa- tion visualisoinnissa kuin myös detektoinnissa. Kameratoimin-non kannalta pikselimäärän on oltava suhteellisen suuri, jotta ; ‘ saadaan kuva.
30 j Jokainen valosähköisen elementin alkioryhmä voidaan ymmärtää tietyllä tapaa kaksitoimisena. RGB-pikselialkioilla R, G, B emittoidaan elementistä 10 ulospäin visualisoitavaa digitaa-lista kuvainformaatiota ja kamerasensorin 10 muodostavat de- 114752 7 tektoivat pikselialkiot D vastaanottavat sen edessä olevasta kohteesta heijastuvaa valoa.
Keksinnön mukainen valosähköinen elementti 10 voi toimia pe-5 rinteisen pelkän näyttöelementin ohella myös yhdistettynä näyttö-kameraelementtinä 10, jolloin sillä voidaan toteuttaa useita toiminnallisuuksia.
Seuraavaksi selostetaan keksinnön mukaisen valosähköisen ele-10 mentin 10 mahdollisia toimintamoodeja digitaalisessa langattomassa päätelaitteessa 12, jotka toimintamoodit voivat olla käyttäjän aktivoitavissa tai passivoitavissa. Erään ensimmäisen toimintamoodin mukaisesti elementti 10 voi toimia sinänsä tavanomaisena värinäyttönä ilman kameratoimintoa. Tällöin va-15 losähköisen elementin 10 muodostavien alkioryhmien 11 valoa detektoivat pikselialkiot D ovat passiivisia ja RGB emittoin-tipikselialkiot R, G, B visualisoivat digitaalista kuvainfor-maatiota päätelaitteen 12 näytöllä 10 sinänsä tunnetulla tavalla.
20
Kuvissa 2 ja 3 esitetään eräs toinen ja kolmas toimintamoodi keksinnön mukaisessa päätelaitteessa 12, jonka keksinnön mukainen valosähköinen elementti 10 mahdollistaa. Näissä toimin-noissa elementti 10 toimii oleellisen samanaikaisesti sekä 25 näyttönä että kamerana. Toimintamoodit ovat peilitoiminto ja *.. * "digitaalinen kuvaikkunatoiminto".
Toisessa toimintamoodissa päätelaitteen 12 valosähköinen elementti 10 voidaan järjestää toimimaan peilinä, joka kuvastaa >' 30 sen edessä kulloinkin olevaa näkymää. Tällöin valonsäteet hei- I jastuvat elementin 10 edessä olevasta kohteesta ja tunnetulla ; tavalla kulkeutuvat keksinnön mukaiseen valosähköiseen ele menttiin 10. Nyt elementissä 10 ovat aktiivisina molemman i tyyppiset pikselialkiot eli valoa detektoivat pikselialkiot D 35 ja valoa emittoivat pikselit R, G, B. Valoa detektoivat pikse- 8 114752 lit D sieppaavat elementtiin 10 kuvannettavasta kohteesta heijastuneen valon ja havainnoivat sitä sinänsä tunnetulla tavalla. Päätelaitteen 12 kuvanprosessointitoiminnallisuudella 14 muokataan tätä pikselialkioille D päätynyttä valoa sinänsä 5 tunnetulla tavalla. Signaalinkäsittelyllä 14 digitalisoidaan kuvainformaatio, joka sitten välitetään edelleen elementin 10 emittointipikseleille R, G, B käyttäjälle visualisoitavaksi.
Myös karkaavat emittoitavat värit voidaan ottaa elektronisesti huomioon kuvaa muodostettaessa.
10 Päätelaitteen 12 kuvanprosessointitoiminnallisuudessa 14 muodostetaan valoherkkien detektointipikselien D sieppaamasta valosta digitaalinen kuvainformaatio, joka voidaan esittää päätelaitteen 12 näytöllä eli tässä tapauksessa valosähköisen 15 elementin 10 emittoivilla RGB-pikseleillä. Päätelaitteen 12 käyttäjä näkee tällöin näytöllä näytön 10 edessä olevan näkymän oleellisen reaaliaikaisesti. Näkymässä saattaa kuitenkin esiintyä pientä viivettä riippuen esimerkiksi päätelaitteen 12 signaalinkäsittelyn 14 tai valosähköisen elementin 10 toimin-20 tanopeuksista.
• · > « · ! "* Vielä erään kolmannen toimintamoodin mukaan keksinnön mukaista i · « · *t,7 valosähköistä elementtiä 10 voidaan käyttää päätelaitteiden 12.1, 12.2 välisen videoneuvotteluyhteyden toteuttamiseen eli • · ♦ !·· : 25 ns. "digitaalisena ikkunana". Tällöin kaksi päätelaitetta * · · « * * ϊ ·’ 12.1, 12.2, jotka käsittävät edullisesti keksinnön mukaisen valosähköisen elementin 10, toimivat molemmat alkuvaiheiltaan vastaavalla tavalla kuin edellä esitetyssä peilimoodissa. Mo- * *,* lempien päätelaitteiden 12.1, 12.2 kuvanprosessointitoiminnal- 30 lisuudet 14.1, 14.2 prosessoivat yhdistetyn kamera-näyttö ele- i ; mentin 10 edustaltaan sieppaamaa valoa, joka heijastuu elemen-
! ! * I
tin 10 edessä olevasta kohteesta. Nyt sen sijaan, että digita-
» I
lisoitu kuvainformaatio palautettaisiin sen tuottaman pääte- * * laitteen 12.1 yhdistetylle kamera-näyttöelementille 10 visu- t » t • * 35 alisoitavaksi, se lähetetäänkin tiedonsiirtoverkon 15 kautta 114752 9 toiselle päätelaitteelle 12.2. Tiedonsiirtotapana voidaan käyttää jotain sinänsä tunnetunlaista kuin myös vasta kehitteillä olevaa teknologiaa.
5 Kuvainformaatiota vastaanottava päätelaite 12.2 prosessoi ku-vankäsittelytoiminnallisuudessaan 14.2 vastaanottamaansa dataa ja muodostaa siitä kamera-näyttöelimen 10.2 pikselien RGB-alueilla visualisoitavissa olevan kuvainformaation, joka sitten yhdistetyssä kamera-näyttöelementissä 10.2 päätelaitteen 10 12.2 käyttäjälle näytetään.
Keksinnön mukaisella valosähköisellä elementillä 10 toteutetulla videopuheluyhteydellä saavutetaan erityistä etua esimerkiksi yhteyden käyttömukavuuden kannalta, koska nyt yhteydessä 15 olevat osapuolet ovat nyt todellisessa katsekontaktissa toistensa kanssa.
Kuvassa 4 esitetään eräs toinen kehitetympi suoritusmuoto keksinnön mukaisesta valosähköisestä elementistä 10 kaaviokuvana.
20 Kuten tunnettua kamerasensoritoteutuksissa detektoivat pikse-; lit ovat yleensä varsin pienellä alueella, kuten esimerkiksi 5 - 7 mm kanttiinsa. Näin ollen edellä esitetyssä sovellusmuo-dossa detektointipikselialkiot D hajotetaan suhteellisen laa- : jalle alueelle elementillä 10. Tällainen järjestely saattaa • * · :\*. 25 edellyttää elementtiin 10 ainakin kamerasensorin muodostavien detektointipikselialkioiden D edustalle järjestettyä lins-sisysteemiä 13. Systeemi 13 voidaan toteuttaa esimerkiksi mik- • *_ rolinssistönä, jolloin se ei haittaa lähetettävää/näytettävää » -.I# informaatiota. Toisaalta linssisysteemi 13 voi kattaa myös ko- 1' 30 ko valosähköisen elementin 10. Tällöin mahdollisesti syntyvää * *: : näyttöosan sumenemaa voidaan korjata kuvankäsittelytoiminnal- t | lisuudella 14. Lisäksi detektointipikselialkiot D voivat olla sen verran syvemmällä kuin emittointipikselialkiot R, G, B, • f i että linssisysteemi 13 ei haittaa katseltavaa kuvaa.
35 10 1 1 4752
Linssisysteemillä 13 fokusoidaan kuvauskohteesta heijastunut valo kuhunkin pikselialkioon D. Tällöin detektointialkiot D ottavat informaatiota vastaan jollain keilalla keräten sen asetetulta alueelta ja kohdistaen sen sitten yhteen pikseliin 5 D.
Edellä on selostettu keksinnön mukaista valosähköistä elementtiä 10 ja sitä käyttävää päätelaitetta 12 vain eräänä sovellusesimerkkinä. On huomattava, että päätelaitteeseen voi kuulo lua keksinnön mukaisen valosähköisen elementin lisäksi vielä myös sinänsä tunnetunlainen erillinen, näyttöosaan nähden päätelaitteen vastakkaisella puolella sijaitseva kamerasensori, jolla voidaan suorittaa esimerkiksi tähtäävää still-kuvausta.
15 Alan ammattimiehelle on selvää, että elementin 10 ja päätelaitteen 12 tekninen toteutus saattaa poiketa huomattavastikin edellä esitetystä, joten esitettyä suoritusmuotoa ei siten pidä tulkita mitenkään rajoittavana. Valmistustekniikka keksinnön mukaisen yhdistetyn näyttö-kamera -elementin 10 aikaan 20 saamiseksi voidaan valita jostain soveltuvasta olemassa ole-. *. vasta, kuten esimerkiksi CCD- tai CMOS-kennojen valmistustek- niikat, tai yleensäkin jostain litografisesta menetelmästä tai .“·, jostain vasta kehitteillä olevasta. Oleellista keksinnön mu- : *, kaisessa valosähköisessä elementissä 10 on se, että näyttöele- 25 mentti ja kamerasensori ovat integroitu oleellisesti samaan • i komponenttiin 10, joiden avaruudellinen toimintataso on vai- • » mistusteknisten menetelmien puitteissa jokseenkin yhtenäinen ja jossa informaatiota siirtyy oleellisen saman aikaisesti * ; vastakkaisiin suuntiin eli näyttöelementistä emittoituen ulos- * • 30 päin ja ulkoapäin detektoituen kamerasensorille.
On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät kuvat on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan esillä ole- vaa keksinnön mukaista valosähköistä elementtiä ja sitä käyt-35 tävää päätelaitetta. Keksintöä ei siten ole rajattu pelkästään » n 114752 edellä esitettyihin tai patenttivaatimuksissa määriteltyihin sovellusmuotoihin, vaan alan ammattimiehelle tulevat olemaan ilmeisiä monet erilaiset keksinnön variaatiota ja muunnokset, jotka ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määritte-5 lemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
« i « * i • · > »

Claims (8)

114752
1. Valosähköinen elementti (10), joka on sovitettu visualisoimaan digitaalista valosähköistä informaatiota, jossa sa- 5 nottu elementti (10) muodostuu useista pysty- ja vaakasuuntai-sesti järjestetyistä emittointipikselialkioista (R, G, B), jotka pikselialkiot (R, G, B) on sovitettu emittoimaan valoa ainakin yhdellä aallonpituudella tai aallonpituusalueella ja joiden emittointipikselialkioiden (R, G, B) yhteisvaikutuksena 10 sanottu informaatio on sovitettu elementillä (10) visualisoitavaksi, tunnettu siitä, että sanottuun valosähköiseen elementtiin (10) on sovitettu lisäksi detektointipikselialkioita (D), jotka on järjestetty oleellisen samanaikaisesti detektoi-maan valoa siitä digitaalisen informaation muodostamiseksi. 15
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valosähköinen elementti (10), jossa sanotut emittointipikselialkiot (R, G, B) on sovitettu muodostamaan alkioryhmiä (11), joihin kuuluu ainakin kolme emittointipikselialkiota (R, G, B) ja joista kukin emit- 20 tointipikselialkioista (R, G, B) on sovitettu emittoimaan va-. ,·. loa asetetulla aallonpituusalueella, tunnettu siitä, että ai- ;·, nakin osa sanotuista alkioryhmistä (11) on sovitettu käsittä- mään emittointipikselialkioiden (R, G, B) lisäksi ainakin yh- • · den detektointipikselialkion (D) . • · · 25 * · ·
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen valosähköinen element- • · ti (10), tunnettu siitä, että sanottu alkioryhmä (11) on sovi-, tettu monikulmioksi, edullisesti kuusikulmioksi ja joka on ja- , ; ettu sanottujen pikselialkioiden (R, G, B, D) kesken siten, *;** 30 että siihen kuuluu kolme toisistaan erilleen järjestettyä ; j emittointipikselialkiota (R, G, B) ja niiden väliin sovitetut : kolme detektointipikselialkiota (D).
·, 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen valosähköi- 35 nen elementti (10), tunnettu siitä, että sanottuun valosähköi- 11475? seen elementtiin (10) on sovitettu linssivälineet (13) valon fokusoimiseksi detektointipikselialkioon (D).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen valosähköinen element-5 ti (10), tunnettu siitä, että linssivälineet (13) on sovitettu kattamaan ainakin detektointipikselialkiot (D).
6. Päätelaite (12), joka käsittää valosähköisen elementin (10) digitaalisen informaation visualisoimiseksi ja valo- 10 herkän elementin (D) informaation detektoimiseksi sekä välineet (14) elementtien (10, D) käsittelemän informaation pro-sessoimiseksi, tunnettu siitä, että sanotut elementit (10, D) on sovitettu oleellisesti saman komponentin yhteyteen ja sanotuilla välineillä (14) ne on sovitettu toimimaan oleellisen 15 samanaikaisesti.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen päätelaite (12), tunnettu siitä, että sanotut välineet (14) informaation prosessoimisek-si on sovitettavissa toimimaan siten, että päätelaitteen (12) 20 valoherkän elementin (10) detektoima informaatio on järjestet- ; ty visualisoitavaksi päätelaitteen (12) valosähköisessä ele- :· mentissä (10) . • » · t t • · ; ·.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen päätelaite (12), tunnettu • » * * ♦ :v\ 25 siitä, että sanotut välineet (14) informaation prosessoimisek- • · si on sovitettavissa toimimaan siten, että yhdellä päätelaitteella (12.1) valoherkän elementin (10.1) detektoima informaa-.. . tio on sovitettu lähetettäväksi tiedonsiirtoverkkoon (15) kyt- keytyneelle toiselle päätelaitteelle (12.2), jonka valosähköi- *;* 30 sellä elementillä (10.2) se on sovitettu visualisoitavaksi. • · · • · · · » i • | * · 1 1 4752
FI20035076A 2003-05-30 2003-05-30 Valosähköinen elementti ja sellaisen käsittävä päätelaite FI114752B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20035076A FI114752B (fi) 2003-05-30 2003-05-30 Valosähköinen elementti ja sellaisen käsittävä päätelaite
JP2006530321A JP2007505364A (ja) 2003-05-30 2004-05-13 光電素子、及び光電素子を含むターミナル装置
CNB2004800145382A CN100423046C (zh) 2003-05-30 2004-05-13 光电元件和包括光电元件的终端设备
EP04732635A EP1639573A1 (en) 2003-05-30 2004-05-13 Photoelectric element and terminal equipment including a photoelectric element
KR1020057022454A KR20060006089A (ko) 2003-05-30 2004-05-13 광전소자 및 광전소자를 구비한 단말장치
PCT/FI2004/050061 WO2004107301A1 (en) 2003-05-30 2004-05-13 Photoelectric element and terminal equipment including a photoelectric element
US10/555,975 US20060256219A1 (en) 2003-05-30 2004-05-13 Photoelectric element and terminal equipment including a photoelectric element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20035076 2003-05-30
FI20035076A FI114752B (fi) 2003-05-30 2003-05-30 Valosähköinen elementti ja sellaisen käsittävä päätelaite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20035076A0 FI20035076A0 (fi) 2003-05-30
FI114752B true FI114752B (fi) 2004-12-15

Family

ID=8566410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20035076A FI114752B (fi) 2003-05-30 2003-05-30 Valosähköinen elementti ja sellaisen käsittävä päätelaite

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060256219A1 (fi)
EP (1) EP1639573A1 (fi)
JP (1) JP2007505364A (fi)
KR (1) KR20060006089A (fi)
CN (1) CN100423046C (fi)
FI (1) FI114752B (fi)
WO (1) WO2004107301A1 (fi)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7535468B2 (en) 2004-06-21 2009-05-19 Apple Inc. Integrated sensing display
KR100634508B1 (ko) * 2004-07-23 2006-10-16 삼성전자주식회사 평면표시장치의 화소구조
US8223188B2 (en) * 2008-09-16 2012-07-17 Alcatel Lucent Monitor having integral camera and method of operating the same
US8520114B2 (en) 2011-06-01 2013-08-27 Global Oled Technology Llc Apparatus for displaying and sensing images
US9541998B2 (en) 2015-01-29 2017-01-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic system with gaze alignment mechanism and method of operation thereof
US10223198B2 (en) * 2016-02-18 2019-03-05 Micron Technology, Inc. Error rate reduction
US10546518B2 (en) 2017-05-15 2020-01-28 Google Llc Near-eye display with extended effective eyebox via eye tracking
US10629105B2 (en) * 2017-06-15 2020-04-21 Google Llc Near-eye display with frame rendering based on reflected wavefront analysis for eye characterization
CN108124084A (zh) * 2017-11-27 2018-06-05 北京松果电子有限公司 图像采集装置及电子设备
CN109036308A (zh) * 2018-07-27 2018-12-18 北京蜃景光电科技有限公司 一种像素结构、像素阵列、硅基板和硅基液晶显示装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US172217A (en) * 1876-01-11 Improvement in turbine water-wheels
JPS57167688A (en) * 1981-04-07 1982-10-15 Omron Tateisi Electronics Co Multiwavelength light-emitting and light-receiving element
JP2751112B2 (ja) * 1988-01-14 1998-05-18 日本電信電話株式会社 撮像表示装置
US5340978A (en) * 1992-09-30 1994-08-23 Lsi Logic Corporation Image-sensing display panels with LCD display panel and photosensitive element array
GB2273411A (en) * 1992-12-11 1994-06-15 Ibm Video conferencing terminal
JPH07115574A (ja) * 1993-10-19 1995-05-02 Sony Corp 撮像機能付ディスプレイ装置
US5666155A (en) * 1994-06-24 1997-09-09 Lucent Technologies Inc. Eye contact video telephony
JPH0846162A (ja) * 1994-07-29 1996-02-16 Fujitsu Ltd 表示・撮像装置
JPH08102924A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Sharp Corp 画像入出力装置
JPH08195945A (ja) * 1995-01-17 1996-07-30 Japan Aviation Electron Ind Ltd カメラ付きディスプレイ装置
JP3436629B2 (ja) * 1996-01-08 2003-08-11 シャープ株式会社 表示および撮像のための装置
US6642964B1 (en) * 1998-12-15 2003-11-04 Xerox Corporation Geometric configurations for photosites for reducing moire patterns
US6504592B1 (en) * 1999-06-16 2003-01-07 Nec Corporation Liquid crystal display and method of manufacturing the same and method of driving the same
JP2003015548A (ja) * 2001-06-29 2003-01-17 Seiko Epson Corp 有機ｅｌ表示体の製造方法、半導体素子の配置方法、半導体装置の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器
US7034866B1 (en) * 2000-11-22 2006-04-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Combined display-camera for an image processing system
EP1209901A1 (en) * 2000-11-22 2002-05-29 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Image pick-up and display apparatus
JP4576740B2 (ja) * 2001-04-02 2010-11-10 ソニー株式会社 窓状撮像表示装置及びそれを使う双方向通信方法
US7535468B2 (en) * 2004-06-21 2009-05-19 Apple Inc. Integrated sensing display

Also Published As

Publication number Publication date
CN1795481A (zh) 2006-06-28
WO2004107301A1 (en) 2004-12-09
JP2007505364A (ja) 2007-03-08
US20060256219A1 (en) 2006-11-16
KR20060006089A (ko) 2006-01-18
CN100423046C (zh) 2008-10-01
EP1639573A1 (en) 2006-03-29
FI20035076A0 (fi) 2003-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10101566B2 (en) Camera methods and apparatus using optical chain modules which alter the direction of received light
JP4411059B2 (ja) カメラ付きディスプレイ装置、通信装置および通信システム
US20130113888A1 (en) Device, method and program for determining obstacle within imaging range during imaging for stereoscopic display
US20110292258A1 (en) Two sensor imaging systems
EP2720455B1 (en) Image pickup device imaging three-dimensional moving image and two-dimensional moving image, and image pickup apparatus mounting image pickup device
JP2010093472A (ja) 撮像装置および撮像装置用信号処理回路
JP2013546249A (ja) 複数開口のカメラを用いる撮像システムおよび撮像方法
CN103501405A (zh) 摄像设备
FI114752B (fi) Valosähköinen elementti ja sellaisen käsittävä päätelaite
JPWO2007123064A1 (ja) 複眼方式のカメラモジュール
US20210233953A1 (en) Image sensor, method for obtaining image data from image sensor, and camera device
JP2004501542A (ja) カラーフィルタを伴うカメラ
US20140307060A1 (en) Image sensor
CN114666469B (zh) 图像处理装置、方法及具有该图像处理装置的镜头模组
CN111885286B (zh) 显示屏及显示装置
CN106412532A (zh) 控制设备、摄像设备和控制方法
TWI760993B (zh) 圖像處理裝置、方法及具有該圖像處理裝置之鏡頭模組
JPH10243409A (ja) ２板式撮像装置
JP2012230300A (ja) 撮像装置及び撮像素子
CN117501704A (zh) 一种摄像头模组及电子设备
KR20010038673A (ko) 초고화질 디지탈 카메라 및 디지탈 아답터 홀더

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed