JP2007505364A - 光電素子、及び光電素子を含むターミナル装置 - Google Patents

光電素子、及び光電素子を含むターミナル装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、デジタル光電情報を目に見えるようにするよう構成された光電素子(10)であって、この素子(10)は、垂直及び水平に配列された多数の放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)で形成され、前記ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)は、光を放射するように構成され、これら放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)の協働作用は、前記素子(10)を使用して前記情報を目に見えるようにするような光電素子(10)に係る。更に、本質的に同時に光を検出してそこからデジタル情報を形成するように構成された検出ピクセル基本的ユニット(Ｄ)も前記光電素子(10)に配列される。又、本発明は、前記素子を使用するターミナル装置にも係る。

Description

本発明は、デジタル光電情報を目に見えるようにするように構成された光電素子であって、この素子は、垂直及び水平に配列された多数の放射ピクセル基本的ユニットで形成され、これらピクセル基本的ユニットが光を放射するように構成され、そしてこれら放射ピクセル基本的ユニットの協働作用が、この素子を使用して前記情報を目に見えるようにするよう構成された光電素子に係る。これに加えて、本発明は、光電素子を含むターミナル装置にも係る。
例えば、スチール映像や動画映像を記録したり、又はビデオ会議に参加したりするために今日使用できるカメラデバイスを装備した移動ターミナル装置が良く知られている。既知の幾つかのターミナル装置においては、ディスプレイ素子が一般にキーパッドと同じ側に配置され、カメラ素子は、ディスプレイに対してターミナル装置の他側に配置される。これら素子のこのような位置付けは、実際に、例えば、特にスチール映像やビデオ映像にとって非常に適している。というのは、像形成される眺望をユーザがディスプレイ上で常時検討でき、従って、現在の像形成状態に適するように容易に狙いを付けられるからである。
又、互いに本質的に別々であるカメラ及びディスプレイ素子がターミナル装置の同じ側に配置されるようなターミナル装置解決策も幾つか知られている。このようなターミナル装置は、例えば、会議の参加者が互いに常時見ることができるようなビジュアル通信のビデオ会議を行うことができる。但し、これは、当然、カメラセンサ及びディスプレイ素子が同じ側に配置されたターミナル装置を各参加者が有している場合である。又、ターミナル装置に永久的に固定されるのではなく、カメラ素子を取り外し可能にすることも知られている。
しかしながら、上述した形式のターミナル装置では、ビジュアル通信のビデオ会議においてユーザの快適さに関して望まれることが多数ある。ユーザの快適さに悪影響を及ぼす１つのこのようなファクタは、会議中に参加者間で視線を合わすことがないことである。これは、会議中に、参加者の注意が、当然、他の参加者に映像を送信する検出カメラ素子ではなく、別の参加者を映し出しているターミナル装置のディスプレイ素子に引き付けられるのが好ましいためである。他の当事者の映像情報を捕獲するカメラ素子は、ディスプレイ素子とは本質的に個別であるので、参加者は、カメラを越えて見ると考えられ、視線を合わせる妨げとなる。従って、会議参加者は、他の者が「存在せず」そして視線を合わせるのを避けようとしているという不快な感覚を受けることがある。会議参加者は、その理由を完全に分かっているが、それでもかなり不快である。
本発明は、二重の機能を有することを特徴とする新規な形式の光電素子を製造することが意図される。本発明による光電素子の特徴は、請求項１に記載されている。又、これに加えて、本発明は、本発明による光電素子を使用するターミナル装置であって、本発明を使用することにより多数の異なる機能も実施できるようなターミナル装置を製造することも意図される。本発明によるターミナル装置の特徴は、請求項６に記載されている。
一般に、本発明は、カメラ素子、デジタル像形成及びディスプレイ素子の技術が装備されたターミナル装置に係る。本発明による光電素子は、本質的に同じ要素に配列された光放射ピクセル基本的ユニット及び光検出ピクセル基本的ユニットを備えている。これらピクセル基本的ユニットは、本質的に同時に動作するように構成され、本発明によるターミナル装置において多数の機能を効果的に許すことができる。
第１の実施形態によれば、検出ピクセル基本的ユニットは、光電素子の全エリアを少なくとも部分的にカバーする。従って、検出ピクセル基本的ユニットは、放射ピクセル基本的ユニットで形成された基本的ユニットのグループ間で素子的にインターレースしながらも、それらから本質的に分離したままとすることができる。第２の別の実施形態は、例えば、ターミナル装置がカラーディスプレイを備え、放射ピクセル基本的ユニットの基本的ユニットグループが異なる色合いを生じさせるように形成され、これら基本的ユニットグループの少なくとも幾つかに検出ピクセル基本的ユニットを配列させる。
本発明の第１の実施形態による光電素子を適用するターミナル装置で得られる１つの効果は、両方向ビデオ通信においてユーザの快適さを実質的に改善することである。この場合に、ビデオ会議の参加者は、互いに現実的に視線を合わせることができる。
本発明による光電素子を使用して実施されそして公知技術に比して全く新規であるターミナル装置の機能の第２の例は、デジタルミラーである。カメラ素子を使用して検出された情報を、例えば、ビデオ会議接続の場合に行われるように、データ転送ネットワークを経て受信側ターミナル装置へ送信するのではなく、この情報を、ここでは、ターミナル装置において処理して、ターミナル装置自身のディスプレイ素子に表示することができる。
本発明による光電素子及びこれを使用するターミナル装置の他の特徴は、従属請求項から明らかであろうし、又、達成される付加的な効果は、以下の説明において項目別に述べる。
本発明による光電素子及びこれを使用するターミナル装置は、添付図面を参照して以下に詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
図１は、本発明による光電素子１０の概略図である。本発明による光電素子１０では、ディスプレイ及びカメラ素子が本質的に同じコンポーネントへと結合される。ディスプレイ素子１０は、例えば、ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂの各々が、それに対してセットされた波長又は波長範囲で光を放射するという良く知られたピクセル技術を使用して実施することができる。ディスプレイ素子１０において、例えば、３つの波長範囲に対して放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂを設けることができる。これら波長範囲の一例として、赤、緑及び青の色を発生する波長範囲（ＲＧＢ）を与えることができる。
各波長範囲に対応する光を放射するように構成されたピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂで形成された基本的ユニットグループ１１は、放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂから既知の仕方で形成することができる。基本的ユニットグループ１１がディスプレイ素子１０において垂直及び水平に互いに充分接近して配列された場合には、既知のＲＧＢ技術により、これら三原色の組合せを使用して、目の弁別能力の範囲内で百万までの色合いを実施し、非常に多様で且つ表面的に本物である色の世界を達成することができる。
ターミナル装置１２のユーザの観点から、光電素子１０は、従来のディスプレイ素子のように見える。しかしながら、一緒にカメラセンサを形成する感光性検出ピクセル基本的ユニットＤも、素子１０に埋め込まれる。この検出ピクセル基本的ユニットＤは、光電素子１０の全エリアにわたって好ましくは規則的な間隔で配列され、従って、エリアの少なくとも一部分をカバーするように使用される。
第１の実施形態によれば、カメラセンサを形成する検出ピクセル基本的ユニットＤは、放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂ、又はこれらで形成された基本的ユニットグループ１１から分離することができる。しかしながら、この場合には、ディスプレイ素子１０を形成する放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂの密度は、ターミナル装置のユーザに適度な映像クオリティを与えるために、高くなければならない。更に、カメラセンサを形成する検出ピクセル基本的ユニットにより発生される情報は、プログラムにより適当に補間されて、観察者がその発生された情報を理解できるようにすることができる。
第２の実施形態によれば、カメラセンサを形成する検出ピクセル基本的ユニットＤは、図１の実施形態に示されたように、ディスプレイ素子１０を形成する放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂにより形成された基本的ユニットグループ１１に埋め込むことができる。
この実施形態による光電素子１０では、放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂにより形成された基本的ユニットグループ１１の少なくとも幾つか、そして好ましくは、その各々において、少なくとも１つの、そして好ましくは、多数の、例えば、３つの感光性検出ピクセル基本的ユニットＤ（ホトサイト）があり、これらは、互いに別々であるのが好ましい。これらの検出ピクセル基本的ユニットＤは、情報がカメラ−ディスプレイ結合素子１０の前方にあるような光電情報傍受装置として働き、換言すれば、素子１０の前方で物体から放射又は反射される光を検出する。
基本的ユニットグループ１１は、ディスプレイ素子１０を形成するピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂを備え、これらユニットは、３つの感光性検出ピクセル基本的ユニットＤ間のギャップに配列され、そして赤、緑及び青の三原色を放射する。ピクセル基本的ユニットグループ１１は、多角形、例えば、正六角形の形状をもつことができる。次いで、各六角形を６個の等しい三角形エリアに分割することができる。素子１０において、基本的ユニットグループ１１は、垂直及び水平に互いに隣接するようにセットされて、全素子１０を本質的にカバーする。
従って、カメラセンサ１０を形成する感光性検出ピクセル基本的ユニットＤが各々の基本的ユニットグループ１１にあってもよいし、さもなければ、それらが光電素子１０の幾つかの基本的ユニットグループ１１のみにあってもよい。このような構成の一例として、検出ピクセル基本的ユニットＤは、光電素子１０の中央エリアに位置する基本的ユニットグループ１１のみに配列される。光電素子１０及び／又はピクセル基本的ユニットグループ１１における検出及び放射ピクセル基本的ユニットＤ、Ｒ、Ｇ、Ｂの数と、光電素子１０におけるそれらの位置とは、情報の可視化及び検出の両方において希望の映像クオリティを達成するように選択される。カメラ機能については、映像を得るために比較的多数のピクセルが必要となる。
光電基本的ユニットの各グループは、ある意味で二重機能であると理解することができる。ＲＧＢピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂは、デジタル映像情報を、目に見えるように、素子１０から外方に放射するのに使用され、一方、カメラセンサ１０を形成する検出ピクセル基本的ユニットＤは、その前方の物体から放射又は反射される光を受け取る。
従来のディスプレイ素子として働くのに加えて、本発明による光電素子１０は、ディスプレイ−カメラ結合素子１０として働くこともでき、この場合、多数の機能を実施するように使用できる。
次いで、本発明による光電素子１０の、デジタルワイヤレスターミナル装置１２において考えられる動作モードについて説明する。この動作モードは、ユーザにより能動的又は受動的にセットすることができる。第１の動作モードによれば、素子１０は、従来そうであるようにカメラ機能をもたないカラーディスプレイとして動作できる。従って、光電素子１０を形成する光検出ピクセル基本的グループＤは、受動的であり、そしてＲＧＢ放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂは、良く知られたように、ターミナル装置１２のディスプレイ１０を使用して、デジタル映像情報を目に見えるようにする。
図２及び３は、本発明によるターミナル装置１２における第２及び第３の動作モードを示すもので、これは、本発明による光電素子１０により可能にされる。これらの機能において、素子１０は、ディスプレイ及びカメラの両方として本質的に同時に動作する。これらの動作モードは、ミラー機能及び「デジタル映像ウインドウ機能」である。
第２の動作モードにおいて、ターミナル装置１２の光電素子１０は、そのときにその前方にどんな眺望があるかを示すミラーとして働くように構成できる。この場合に、光線が素子１０の前方の物体から反射されて、既知の仕方で、本発明による光電素子１０へ進行する。今度は、両形式のピクセル基本的ユニット、即ち光検出ピクセル基本的ユニットＤ及び光放射ピクセルＲ、Ｇ、Ｂが、素子１０においてアクティブとなる。光検出ピクセルＤは、像形成される物体から素子１０へ反射又は放射される光を捕獲し、良く知られた仕方でそれを検出する。ターミナル装置１２の映像処理機能１４は、良く知られた仕方で、ピクセル基本的ユニットＤに届く光を編集するのに使用される。信号処理１４は、映像情報をデジタル化し、これは、次いで、素子１０の放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂへ転送され、ユーザの目に見えるようにされる。像が形成されるときには、放射されて逃れる色も、電子的に考慮に入れられる。
ターミナル装置１２の映像処理機能１４において、この場合、光電素子１０の放射ＲＧＢピクセルを使用して、ターミナル装置１２のディスプレイに表示することのできるデジタル映像情報は、感光性検出ピクセルＤにより捕獲された光から形成される。ターミナル装置１２のユーザは、次いで、ディスプレイ１０の前方の眺望を、本質的にリアルタイムで、ディスプレイ上に見る。しかしながら、例えば、ターミナル装置１２の信号処理１４又は光電素子１０の動作速度に基づいて、眺望の表示に僅かな遅延が現われることがある。
更に、第３の動作モードによれば、光電素子１０は、ターミナル装置１２．１と１２．２との間にビデオ会議リンク、即ちいわゆる「デジタルウインドウ」を実施するのに使用できる。この場合、好都合にも、本発明による光電素子１０．１、１０．２を含む２つのターミナル装置１２．１、１２．２は、最初、ミラーモードにおいて上述したものに対応する仕方で動作する。両ターミナル装置１２．１、１２．２の映像処理機能１４．１、１４．２は、カメラ−ディスプレイ結合素子１０．１、１０．２の前方から捕獲された光を処理し、この光は、素子１０．１、１０．２の前方の物体から放射又は反射されたものである。この場合、デジタル化された映像情報が、それを発生したターミナル装置１２．１のカメラ−ディスプレイ結合素子１０．１、１０．２へ返送されて目に見えるようにされるのではなく、データネットワーク１５を経て他のターミナル装置１２．２へ送信される。使用するデータ転送方法は、良く知られたものでよいし、又は現在開発中の技術でもよい。
映像情報を受け取るターミナル装置１２．２は、その映像処理機能１４．２を使用して、それが受け取るデータを処理すると共に、そこから、カメラ−ディスプレイ素子１０．２のピクセルのＲＧＢエリアで目に見えるようにされるべき映像情報を形成し、これは、次いで、カメラ−ディスプレイ結合素子１０．２においてターミナル装置１２．２のユーザへ表示される。
本発明による光電素子１０を使用して実施されるビデオ電話リンクは、例えば、このリンクを使用する快適さに関して特に効果が得られる。というのは、接続された当事者が、今度は、実際に互いに視線を合わすことができるからである。
図４は、本発明による光電素子１０の第２の高度に開発された実施形態の概略図である。良く知られたように、カメラ−センサ実施形態では、検出ピクセルが一般に非常に小さな面積であり、例えば、５−７ｍｍ平方の面積である。従って、前記実施形態における検出ピクセル基本的ユニットＤは、素子１０の比較的広いエリアにわたって分散される。このような構成は、カメラセンサを形成する検出ピクセル基本的ユニットＤの少なくとも前方に配列されたレンズシステム１３必要とすることがある。このシステム１３は、例えば、マイクロレンズの配列として実施することができ、従って、送信／表示される情報と干渉することはない。一方、レンズシステム１３は、全光電素子１０をカバーすることもできる。この場合に、表示成分に生じることのあるぼけは、映像処理機能１４を使用して補正することができる。更に、検出ピクセル基本的ユニットＤは、レンズシステムが、見ている映像と干渉するのを防止するために、放射ピクセル基本的ユニットＲ、Ｇ、Ｂより充分に深くセットすることができる。レンズシステム１３は、像形成される物体から放射又は反射される光を各ピクセル基本的ユニットＤに収束するのに使用される。従って、検出基本的ユニットＤは、あるビームに沿って情報を受け取り、設定エリアからそれを収集し、次いで、それを単一ピクセルＤに収束する。
以上、本発明による光電素子１０、及びこれを使用するターミナル装置１２の実施形態のみを説明した。ターミナル装置は、本発明による光電素子に加えて、良く知られたように、ディスプレイ要素に対してターミナル装置の反対側に配置される形式の個別のカメラセンサであって、例えば、ビューファインディングを必要とするスチール映像を形成できるようなカメラセンサを備えてもよいことに注意されたい。
又、当業者に明らかなように、素子１０及びターミナル装置１２の技術的な実施は、上述したものとはかなり相違しても良く、従って、ここに開示された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。本発明によるディスプレイ−カメラ結合素子１０を形成するための製造技術は、適当な既存の技術、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセルの製造技術や、或いは一般的に、あるリソグラフィック方法、又はまだ開発中である何らかの方法から選択することができる。本発明による光電素子１０の本質的な特徴は、ディスプレイ要素及びカメラセンサが本質的に同じ要素１０に一体化され、これは、製造技術方法で許された程度まで、多かれ少なかれ均一である空間的動作のレベルを有し、且つ情報が両方向に本質的に同時に転送され、即ちディスプレイ素子から外方に放射されると共に、外方からカメラセンサへ検出されることである。
前記説明及びその関連図面は、本発明による光電素子及びそれを使用するターミナル装置を例示するものに過ぎないことを理解されたい。従って、本発明は、ここに開示する実施形態に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定された本発明の考え方の範囲内で多数の種々の変更や適応が可能である。
本発明による光電素子の概略図である。 本発明による光電素子を、本発明によるターミナル装置の第１の実施形態に使用した場合の概略図である。 本発明による光電素子を、本発明によるターミナル装置の第２の実施形態に使用した場合の概略図である。 本発明による光電素子の第２の実施形態の概略図である。

Claims (7)

  1. デジタル光電情報を目に見えるようにするよう構成された光電素子(10)であって、この素子(10)は、垂直及び水平に配列された多数の放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)で形成され、前記放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)は、基本的ユニットグループ(11)を形成するように構成され、これらグループは少なくとも３つの放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)を含み、且つその各々の放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)は、少なくとも予め設定された１つの波長又は波長範囲において光を放射するように構成され、これら放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)の協働作用は、前記素子(10)を使用して前記情報を目に見えるようにし、そして本質的に同時に光を検出してそこからデジタル情報を形成するように構成された検出ピクセル基本的ユニット(Ｄ)も前記光電素子(10)に配列されるような光電素子(10)において、前記基本的ユニットグル−プ(11)の少なくとも幾つかは、放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)だけでなく、少なくとも１つの検出ピクセル基本的ユニット(Ｄ)にも含むように構成されたことを特徴とする光電素子(10)。
  2. 前記基本的ユニットグループ(11)は、多角形、好ましくは、六角形として構成され、そして前記ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｄ)の中で、互いに別々に配列された放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)と、それらの間に配列された３つの検出ピクセル基本的ユニット(Ｄ)とを含むように分割される、請求項１に記載の光電素子(10)。
  3. 光を検出ピクセル基本的ユニット(Ｄ)に収束するためのレンズ手段(13)が、前記光電素子(10)に配列される、請求項１又は２のいずれかに記載の光電素子。
  4. 前記レンズ手段(13)は、少なくとも検出ピクセル基本的ユニット(Ｄ)をカバ−するように配列される、請求項３に記載の光電素子(10)。
  5. 光電素子(10)と、情報を検出するための検出ピクセル基本的ユニット(Ｄ)を含む感光性素子とを素子として備えると共に、これら素子(10，Ｄ)により取り扱われる情報を処理するための手段(14)も備えたターミナル装置(12)であって、前記光電素子(10)は、デジタル光電情報を目に見えるように構成され、前記素子(10)は、垂直及び水平に配列された多数の放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)で形成され、前記放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)は、基本的ユニットグループ(11)を形成するように構成され、これらグループは、少なくとも３つの放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)を含むものであり、且つこれら放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)の各々は、少なくとも予め設定された１つの波長又は波長範囲において光を放射するように構成され、これら放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)の協働作用は、前記素子(10)を使用して前記情報を目に見えるようにし、そして前記素子(10，Ｄ)は、本質的に同じ要素に関連して配列されると共に、前記手段(14)を使用することにより本質的に同時に動作するように構成されるようなターミナル装置(12)において、前記基本的ユニットグループ(11)の少なくとも幾つかは、放射ピクセル基本的ユニット(Ｒ、Ｇ、Ｂ)だけでなく、少なくとも１つの検出ピクセル基本的ユニット(Ｄ)も含むように構成されたことを特徴とするタ−ミナル装置(12)。
  6. 情報を処理するための前記手段(14)は、前記ターミナル装置(12)の感光性素子(Ｄ)により検出された情報を、前記ターミナル装置(12)の光電素子(10)において目に見えるようにするように動作される、請求項５に記載のターミナル装置(12)。
  7. 情報を処理するための前記手段(14)は、１つのターミナル装置(12.1)の感光性素子(10.1)により検出された情報を、データネットワーク(15)に接続された別のターミナル装置(12.2)へ送信し、その光電素子(10.2)によりその情報を目に見えるようにするよう動作するように構成された、請求項６に記載のターミナル装置(12)。
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