JP2007304324A - ディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】設置スペースを大きくとることなく、双方向通信システム等に利用できるディスプレイパネルを提供すること。
【解決手段】ディスプレイパネル１は、光を発する発光素子２を同一の回路基板上に複数配列して画像を表示するであり、複数配列された発光素子２の周囲には、撮像素子３、発音素子４、集音素子５が設置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を発する発光素子を同一の回路基板上に複数配列して画像を表示するディスプレイパネルに関するものである。

遠隔地と双方向で通信可能である双方向通信システムは、ブロードバンドに代表される通信回線容量の増大や、当該システム内の制御装置の高性能化等により日々進歩してきている。双方向通信システムとして高画質のカラー画像を音声とともにリアルタイムで双方向に通信するものがあり、例えば、ビジネス分野におけるテレビ会議システムでは、等身大に表示された複数の相手と臨場感をもって会話ができるものがある。双方向で通信可能なテレビ会議システムとして特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載されているテレビ会議システムを簡略化したものを図８に示す。図８に示すように特許文献１に記載のテレビ会議システムは、双方向側でディスプレイ１００、撮影カメラ２００、スピーカー３００、マイク４００を設置し、ディスプレイ１００等を制御装置５００に接続して通信回線を介して交信している。
特表２００１−５１７３９５号公報

しかし、特許文献１に記載の技術はディスプレイ１００とは別個に撮影カメラ２００、スピーカー３００、マイク４００を設置する必要があり、会議に参加する人数によっては複数台設置する必要があり、システム全体としてスペースを大きくとってしまう。

そこで、本発明の目的は、設置スペースを大きくとることなく、双方向通信システム等に利用できるディスプレイパネルを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るディスプレイパネルは、
光を発する発光素子を同一の回路基板上に複数配列して画像を表示するディスプレイパネルであって、
被写体を撮影する撮像素子、音声を発生する発音素子、音声を収集する集音素子の少なくとも何れかの素子が前記回路基板上に設置されていることを特徴とするものである。

本発明に係るディスプレイパネルによれば、設置スペースを大きくとることなく、双方向通信システム等に利用することが出来る。

図１は本発明に係るディスプレイパネルの正面図であり、図２はディスプレイパネルに用いられる発光素子等が配列された回路基板の一部断面図である。

ディスプレイパネル１は、光を発する発光素子２を同一の回路基板上に複数配列して画像を表示するものである。図１に示すように複数配列された発光素子２の周囲には、撮像素子３（図１における■印）、発音素子４（図１における×印）、集音素子５（図１における○印）が設置されている。撮像素子３は被写体を撮影するものであり、発音素子４は音声を発生するものであり、集音素子５は音声を収集するものである。この撮像素子３、発音素子４、集音素子５は、図２に示すように複数の発光素子２が配列された同一の回路基板６上に設置されている。同一の回路基板６において発光素子２の間に撮像素子３等の他の素子を形成する方法として、回路基板６に発光素子２を形成する際に、撮像素子３等の他の素子が形成される箇所をマスキングしておき、発光素子２の形成が完了した後、発光素子２の部分をマスキングしておき、撮像素子３等の他の素子を導入する方法が考えれる。逆に、回路基板６において先に撮像素子３等の他の素子を設置する場合は、発光素子２を設置する箇所をマスキングしておき、撮像素子３等を設置した後にその部分をマスキングしておいて、発光素子２を形成すれば良い。なお、回路基板６上への発光素子３の形成は、一般的に蒸着法、印刷法、インクジェット法、塗布法などがあり、発光素子２の材料に適した方法で行えばよい。また他の素子についても、その材料に応じて最適な方法が採用される。図２では撮像素子３、発音素子４、集音素子５が全て回路基板６上に設置されているが、各々の機能を考慮していずれかの素子を選択して設置するようにしても良い。また、撮像素子３、発音素子４、集音素子５を回路基板６において複数設置しても良い。撮像素子３を複数設置すれば、被写体を多方向から撮影することが出来るため、他のディスプレイパネルに表示される画像が鮮明になる。また、発音素子４や集音素子５を複数設置すれば、音響効果が増大する。

各素子を駆動する回路基板６としては、パッシブマトリクス型やアクティブマトリクス型が考えられる。本発明では何れの形式でも良いが、駆動の高速化が可能であるアクティブマトリクス型の方が好ましい。

図１で示すように、回路基板６に設置された発光素子２等の各素子は、素子毎に駆動する回路７が網目状に配置されている。各々の回路は制御装置８によって駆動される。制御装置８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有し、ＲＯＭ上に記憶された所定のプログラムによりＣＰＵが各素子の動作を制御している。

図３はディスプレイパネルを使用した双方向通信システムであるテレビ会議システムの概略図である。

図３で示すように、各々のサイトＡ、サイトＢにはディスプレイパネルや制御装置等が設置されており、サイトＡにおける制御装置８ＡとサイトＢにおける制御装置８Ｂが通信回線を介して接続されている。通信回線は、社内ＬＡＮなどの専用回線でも良いし、電話回線、インターネット回線も利用できる。

例えば、サイトＡにおけるディスプレイパネル１Ａ上の撮像素子によって被写体を撮影すると、その画像情報は電気信号に変換されて、通信回線を介してサイトＢにおける制御装置７Ｂに到達し、そこから発光素子を駆動する回路を通って伝達され、ディスプレイパネル１Ｂ上の当該位置の発光素子を点滅させて画像を表示する。

音声に関してはサイトＡにおける人物と音声がディスプレイパネル１Ａ上の集音素子により集音され、音声情報は電気信号に変換されて、通信回線を通ってこちら側の集中制御装置に到達し、そこから発音素子を駆動する回路を通って伝達され、ディスプレイパネル上の当該位置の発音素子を振動させて音声を再現する。

制御装置８Ａ、８Ｂには操作端末９Ａ、９Ｂが接続されていても良いが、ディスプレイパネル１Ａ、１Ｂにタッチパネル機構を設けて操作できるようにしてもよい。

以上説明したように、図１、２で説明したディスプレイパネルを使用することにより省スペース化が可能となり、ディスプレイパネルとは別個に撮影カメラ、スピーカー、マイクを設置する必要がない。

図４は回路基板６上に設置された素子のうち、撮像素子３のみを示した回路基板６の一部断面図である。

撮像素子３は光センサを用いたものであり、フォトダイオード、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等を応用することも可能である。撮像素子３の構造を説明すると、被写体から発せられた光をレンズ３２によって受光素子３１の受光面に集光し、受光した光情報を光電変換して電気信号に変換するものである。図４で示すように、撮像素子３はレンズ３２を有している。個々の撮像素子３がレンズ３２を有することにより、被写体から発せられた光を個々の受光素子３１の受光面に適切に集光させることが出来る。

図５はフレネルレンズの詳細図である。

図５（ａ）は分割したフレネルレンズの断面図であり、図５（ｂ）はフレネルレンズを分割したレンズ片を複数の撮像素子３と対応づけて回路基板上に設置した簡略図である。フレネルレンズ３３は、通常のレンズに対して厚みを減らしたレンズであり、断面は図５（ａ）に示すようにのこぎり状となっている。図４に示すレンズ３２をフレネルレンズ３３を分割したレンズ片３３Ａにする場合、複数の撮像素子３の位置関係は、図５（ｂ）に示すように、フレネルレンズ３２を分割したレンズ片３３Ａの図５（ａ）に示すような相互位置を保つように回路基板６に設置する必要がある。このようにすることによって、各々の撮像素子３で受光した光情報を制御装置８にて統合処理し、被写体に対して１つの画像を得ることができる。その結果、あたかもディスプレイパネル１の中心軸の後方に撮影カメラを設置して撮影したような、且つ画像の周辺収差が低減された全体画像を得ることが出来る。

図６は遮光部材を示した回路基板６の一部断面図である。

ディスプレイパネル１上において発光素子２と撮像素子３が隣接設置されていると、双方の素子が駆動された場合、発光素子２から発せられた光が撮像素子３の機能に影響を与え、誤った画像信号が生じる場合がある。そこで、図６に示すように、発光素子２と撮像素子３との間に遮光部材１０を設置する。このようにすれば、発光素子２から発せられた光が撮像素子３の機能に影響することはなく、良好な撮影が実行出来る。

遮光部材１０を設置する場合は、発光素子２や撮像素子３を回路基板６に設置する工程に前後して、あるいは同時に設置することができる。また遮光部材１０は、回路基板６に設置することを考慮して電気絶縁性が高い部材を用いることが好ましく、また黒などに着色して、いわゆるブラックマトリックスとして、画像のコントラスト向上に寄与させることもできる。

図７は発音素子４の詳細図である。

ディスプレイパネル１に用いられる発音素子３は、ピエゾ振動子を用いたマイクロスピーカーであることが好ましい。図７に示すように、４１は単一振動板４２のコーン部４２ｂを駆動するためのピエゾ振動子であり、圧電セラミック板の表面と裏面に電極を取り付けている。回路基板６の音声駆動回路から供給された音声の電気信号は、ピエゾ振動子４１によって物理的振動を発生し、ディスプレイパネル１上で音声となって再現される。このようなピエゾ振動子４１を用いたマイクロスピーカーで発音素子３を構成することにより、発音素子３をコンパクトに構成することができ、発光素子２の周囲にスペースをとらず、発音素子４を設置することが出来る。

また、ピエゾ振動子４１を用いたマイクロスピーカーである発音素子３をディスプレイパネル１上に多数配置することによって、１個の発音素子だけでは小さい音声であっても、全体として大きな音声として再現できる。また、発音素子３は個々に独立して駆動できるので、発音素子３の配置位置によって、音声信号の右チャンネル、左チャンネルを配分して供給すれば、ステレオシステムやサラウンドシステムのような立体的な音響効果を再現することもできる。発音素子としての、ピエゾ振動子を用いたマイクロスピーカーは、ディスプレイパネル１に対して垂直方向への音波指向性が高いことが好ましい。

ディスプレイパネル１に用いられる集音素子５は、エレクトレットシリコンコンデンサマイクロホンであることが好ましい。エレクトレットシリコンコンデンサマイクロホンは、複合層振動板チップと、固定電極チップとから構成される。人物などから発せられた音声は、複合層振動板チップによって電気信号に変換され、回路基板６の集音素子駆動回路から制御装置８に送られる。エレクトレットシリコンコンデンサマイクロホンは、小型で、シンプルな構造であり、また低電圧での駆動が可能であるため、ディスプレイパネル１における集音素子５として用いることが好ましい。

発光素子２は、電気信号に基づいて点滅する素子であり、電球、発光ダイオード、プラズマ発光素子、有機エレクトロルミネッセンス素子等が考えられるが、本発明に係るディスプレイパネル１に用いられる発光素子としては、有機エレクトロルミネッセンス素子であることが好ましい。有機エレクトロルミネッセンス素子は、小型であり、応答速度が速いこと、駆動エネルギーが小さいこと、更には、ディスプレイパネルを構成したときに充分薄くできることなどのメリットがある。

さらに本発明のディスプレイパネル１における発光素子２の数に対する発光素子以外の素子の数の比率Ｘは、１０^-8以上であり１０^-1未満であることが好ましく、更には１０^-6以上であり１０^-2以下であることが好ましい。比率Ｘが１０^-8未満であれば、発光素子以外の素子の機能が全体として十分ではなく、１０^-1以上であると、ディスプレイパネル１の画像表示が十分なものではなくなるからである。

本発明に係るディスプレイパネル１の実施形態は以上の通りであるが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。

本発明に係るディスプレイパネルの正面図である。 ディスプレイパネルに用いられる発光素子等が配列された回路基板の一部断面図である。 ディスプレイパネルを使用した双方向通信システムであるテレビ会議システムの概略図である。 回路基板６上に設置された素子のうち、撮像素子３のみを示した回路基板６の一部断面図である。 フレネルレンズの詳細図である。 遮光部材を示した回路基板６の一部断面図である。 発音素子４の詳細図である。 従来におけるテレビ会議システムの簡略図である。

符号の説明

１ ディスプレイパネル
２ 発光素子
３ 撮像素子
３１ 受光素子
３２ レンズ
３３ フレネルレンズ
４ 発音素子
５ 集音素子
６ 回路基板
７ 回路
８ 制御装置
１０ 遮光部材

Claims (9)

1. 光を発する発光素子を同一の回路基板上に複数配列して画像を表示するディスプレイパネルであって、
   被写体を撮影する撮像素子、音声を発生する発音素子、音声を収集する集音素子の少なくとも何れかの素子が前記回路基板上に設置されていることを特徴とするディスプレイパネル。
2. 前記撮像素子、前記発音素子、前記集音素子の少なくとも何れかの素子が複数前記回路基板上に設置されている請求項１に記載のディスプレイパネル。
3. 前記撮像素子がレンズを有する請求項１又は２に記載のディスプレイパネル。
4. 前記レンズがフレネルレンズを分割したレンズである請求項３に記載のディスプレイパネル。
5. 前記撮像素子が前記回路基板上に設置されている場合、前記発光素子から発せられる光を遮る遮光部材が前記撮像素子と前記発光素子との間に設置されている請求項１乃至４の何れか１項に記載のディスプレイパネル。
6. 前記発音素子がピエゾ振動子を用いたものである請求項１乃至５の何れか１項に記載のディスプレイパネル。
7. 前記集音素子がエレクトレットシリコンコンデンサマイクロホンである請求項１乃至６の何れか１項に記載のディスプレイパネル。
8. 前記発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１乃至７の何れか１項に記載のディスプレイパネル。
9. 前記発光素子の数に対する前記発光素子以外の素子の数の比率Ｘが以下の関係式を満たす請求項１乃至８の何れか１項に記載のディスプレイパネル。
   １０^-8≦Ｘ＜１０^-1

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