JP2010015015A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位を低下させることなく、画面上に表示された顔の視線を実際の視線と一致させることが可能な電気光学装置を提供する。
【解決手段】電気光学装置は、光源と、光源からの光を伝達して出射面より光を出射する導光板と、導光板の出射面に対向して設けられた表示パネルと、撮像素子を備える。導光板には、出射面上に少なくとも１つ以上の貫通孔が設けられている。撮像素子は、少なくとも１つ以上の貫通孔のそれぞれに、表示パネルに向けて取り付けられている。制御としては、撮像素子の位置に対応する表示パネルの領域を、外部からの光を透過させる透過モードに設定する。このようにすることで、観察者の顔を画面上に映し出す際において、表示品位を低下させることなく、画面上に表示された顔の視線を実際の視線と一致させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種情報の表示に用いて好適な電気光学装置及び電子機器に関する。

電気光学装置の例として、カメラで撮影した画像をディスプレイに表示して、鏡のように使用する装置が知られている。この装置を用いることにより、ディスプレイ上で目や耳を変形させたりしてバーチャルリアリティの世界を体験したり、化粧品を購入する際に実際に化粧を施すことなく、ディスプレイ上で数種類の化粧品を試したりすることが可能となる。

この装置の構成は、テレビ電話などの双方向映像通信システムと同様、ディスプレイとカメラとが組み合わさったものであり、通常、ディスプレイの上方又は左右にカメラが設置される構成となっている。そのため、ユーザが、この装置を用いてディスプレイ上で自分の顔を見ると、鏡とは異なり、視線が下方や左右を向いている状態となってしまう。そのため、例えばメイクの確認を行うためのメーキャップシミュレータとして本装置を用いた場合には、ユーザは、鏡のように正面を向いている顔を確認することができないため、メイクの確認を満足に行うのは難しい。

なお、以下の特許文献１には、双方向映像通信システムに用いられる表示／撮像装置において、ハーフミラーを用いることにより、通信者同士の視線を一致させる技術が記載されている。また、特許文献２には、透過型の表示装置の裏面に拡散板が配置され、当該拡散板の裏面に撮像装置と光源とが配置された表示／撮像装置において、当該表示装置に画像を表示する表示期間と画像を表示しない非表示期間とで時分割駆動を行い、当該非表示期間において当該撮像装置により撮影を行う技術が記載されている。さらに、特許文献３には、メイクアップシミュレータにおいて、カメラで撮影された画像を画像処理する技術が記載されている。

特許第２８５９４１６号明細書 特許第３０６２２３８号明細書 特開２００７−２１６０００号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術を用いた場合には、装置の奥行方向にサイズが大きくなるとともに、ディスプレイの輝度も高める必要がある。また、特許文献２に記載の技術を用いた場合には、導光板を用いないため、光源からの光をディスプレイ全体に均等に照射することができない。さらに、特許文献３に記載の技術を用いたり、カメラを複数台設置して、それらの画像から目の向きを画像処理で変更する方法を用いたりした場合には、画像処理を行うことにより、違和感のある画像ができる可能性がある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、自分の顔を画面上に映し出す電気光学装置であって、表示品位の低下や装置の大型化を抑えつつ、画面上に表示された顔の視線を実際の視線と一致させることが可能な電気光学装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、電気光学装置は、表示領域を有する表示パネルと、前記表示パネルの背面側に配置され、光源および前記光源からの光を前記表示パネルに向けて出射するとともに前記表示領域と平面的に重なる位置に少なくとも１つ以上の孔が設けられた導光板を有する照明装置と前記孔内に配置されており前記表示領域に表示される像を前記表示パネルを介して撮像する撮像素子と、を備えてなることを特徴とする。

撮像素子は、例えばＣＣＤを用いたＣＣＤ撮像素子、ＣＭＯＳを用いたＣＭＯＳ撮像素子等を用いたカメラであり、少なくとも１つ以上の孔に、その撮像面が表示パネルに向けて設けられている。ここで、孔とは、導光板に設けた貫通孔であってもよいし、光の出射面側が開口した凹部であってもよいが、貫通孔を採用した場合は、撮像素子へ信号、電源の入出力を行う配線等を、貫通孔を介して導光体の裏側から引き回せるためより好ましい。尚、出射面側を開口させるのは、撮像素子の前面を導光体を伝播して光が透過すると、撮像の妨げとなるからである。

なお、少なくとも撮像素子が像を撮像する期間において、表示パネルの撮像素子に対応する領域が光を透過するよう構成すれば、撮像素子に入射する被写体からの光が表示パネルによって減衰することを防止できる。例えば、表示パネルをノーマリホワイトに設定し、当該領域において電圧を無印加としたり、ノーマリブラックに設定し電圧を印加状態にしたりすればよい。撮像素子が像を撮像する期間にのみ当該領域が光を透過するよう表示パネルを制御してもよいし、或いは、表示パネルをノーマリオホワイトし、当該領域に電極を設けない等して恒常的に当該領域が光を透過するよう構成してもよい。

撮影された画像の処理、及び表示パネルの透過制御は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを備えた制御部により実現される。

上記の電気光学装置によれば、表示領域と重なる位置に撮像素子が配置されることとなる。したがって、表示パネルを介して撮像した観察者の顔等を表示領域に表示する際において、表示品位の低下や装置の大型化を抑えつつ、表示領域に表示された顔等の視線を実際の視線とほぼ同一方向にさせることができる。

上記の電気光学装置の他の一態様は、複数の前記光源を備えてなり、前記複数の光源のうちの少なくとも１の光源が前記導光板の一端面から光を入射させるよう配置されており、他の光源が前記一端面に対向する他の端面から光を入射させるよう配置されてなることを特徴とする。これにより、貫通孔の影の発生を防ぎ、表示品位の低下を抑えることができる。

本発明の他の観点では、電気光学装置は、表示領域を有する表示パネルと、前記表示パネルの背面側の前記表示領域と平面的に重なる位置に配置され、前記表示領域に表示される像を、前記表示パネルを介して撮像する撮像素子と、前記表示パネルと前記撮像素子との間に配置され、入射光を透過させる光透過状態と、入射光を散乱させる光散乱状態と、を選択可能な光学素子と、を備え、前記光学素子は、少なくとも前記撮像素子が前記像を撮像する期間において、光透過状態となることを特徴とする。

上記の電気光学装置によれば、表示領域と重なる位置に撮像素子が配置されることとなる。したがって、表示パネルを介して観察者の顔等を撮像する際には、光散乱要素を介さない象を撮像素子が撮像できるため、より鮮明な画像の撮像が可能となる。一方、撮像期間以外の期間、すなわち表示期間、において光散乱状態を選択すすることで高品質な表示が得られる。光学素子の一例としては、例えば、ポリマー分散型の液晶素子を用いることができる。

本発明の他の観点では、上記の液晶装置を表示部として備える電子機器を構成することができる。

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。

[第１実施形態]
図１は、第１実施形態に係る液晶装置１００の斜視図である。第１実施形態に係る液晶装置１００は、画面を見ている観察者の顔をカメラで撮影して当該画面に映し出す装置である。

図１に示すように、第１実施形態に係る液晶装置１００は、主に、液晶パネル２０と、液晶パネル２０には画像を表示する表示領域２０ｐがあり、この液晶パネルの裏面に配置された照明装置５０と、カメラ６０と、より構成される。

照明装置５０は、液晶パネル２０の背面側に設けられ、光源からの光を、導光板を通して光Ｌｂとして液晶パネル２０に出射する。照明装置５０の導光板には、貫通孔５１ｈが設けられ、当該貫通孔５１ｈには、液晶パネル２０の表示領域２０ｐへ向けてカメラ６０が設けられる。

観察者Ｏｖｓは、液晶パネル２０の画面に対し正面を向いている。液晶パネル２０において、カメラ６０の位置に対応する領域（以下、「撮像領域」）２０ｈは、外部からの光Ｌａが透過する透過モードに設定されているため、カメラ６０は、液晶パネル６０を挟んで反対側にいる観察者Ｏｖｓを撮影することができる。カメラ６０により撮影された観察者Ｏｖｓの画像は、図１に示すように、液晶パネル２０の表示領域２０ｐに表示される。

図２は、第１実施形態に係る液晶装置１００の断面図である。

図２に示すように、液晶パネル２０は、基板１、２がシール材３を介して貼り合わされてなる構造を有し、基板１、２の間には、液晶４が封入されてなる。基板１の内面上には、表示領域２０ｐにおける１ドットのサブ画素ＳＧ毎に画素電極５が形成されており、基板２の内面上には、カラーフィルタたるＲＧＢの各色の着色層６及び対向電極７が形成されている。ＲＧＢの各色の着色層６は、画素電極５に対応する位置に形成され、対向電極７は、基板２の全面に形成されている。

液晶パネル２０の背面側には、照明装置５０が設置される。照明装置５０は、液晶パネル２０に光を透過することにより照明する。なお、液晶パネル２０と照明装置５０の間には、下偏光板１２ｂ、拡散板１３、プリズムシート１４が配置される。また、液晶パネル２０の観察者Ｏｖｓ側には、上偏光板１２ａが配置される。

照明装置５０は、主に、導光板５１と、導光板５１における互いに対向する端面のそれぞれに設けられた光源５２ａ、５２ｂと、より構成される。光源５２ａ、５２ｂは、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や冷陰極管である。光源５２ａ、５２ｂより出射された光はそれぞれ、導光板５１の端面より導光板５１内に入射し、反射面５１Ｒと出射面５１Ｅとの間で反射を繰り返すことにより導光板５１内を伝達した後、出射面５１Ｅより光Ｌｂとして出射される。

液晶パネル２０は、導光板５１の出射面５１Ｅに対向して設けられている。従って、導光板５１より出射した光Ｌｂは、液晶パネル２０に入射し、着色層６を透過した後、液晶パネル２０より出射する。これにより、観察者Ｏｖｓは、液晶パネル２０に表示された画像を見ることができる。

導光板５１には貫通孔５１ｈが設けられている。貫通孔５１ｈには液晶パネル２０に向けてカメラ６０が設けられている。カメラ６０は、先にも述べたように、観察者Ｏｖｓを撮影するためのものである。カメラ６０の撮影口６０ａの位置は、図２に示すように、導光板５１の出射面５１Ｅの位置よりも高くなるように設定される。これは、光源５２ａ、５２ｂより出射した光は貫通孔５１ｈ内にも漏れるため、カメラ６０の撮影口６０ａの位置が出射面５１Ｅの位置よりも低い場合には、カメラ６０に対し貫通孔５１内に漏れた光が入射してしまい、観察者Ｏｖｓを撮影することができなくなる恐れがあるからである。

なお、ここで、導光板には、貫通孔が設けられるとする代わりに、光の出射面側が開口した凹部であってもよい。しかし、貫通孔を採用した場合の方が、撮像素子へ信号、電源の入出力を行う配線等を、貫通孔を介して導光体の裏側から引き回せるためより好ましい。尚、出射面側を開口させるのは、撮像素子の前面の導光体を伝播して光が透過すると、撮像の妨げとなるからである。

ここで、光源５２ａ、５２ｂは、先にも述べたように、導光板５１における互いに対向する端面のそれぞれに設けられる。この理由について図３を用いて説明する。

図３は、照明装置５０の平面図である。先にも述べたように、導光板５１には貫通孔５１ｈが設けられるため、図３（ａ）に示すように、もし、導光板５１の一方の端面にのみ光源５２ａが設けられるとした場合には、光源５２ａから出射された光が貫通孔５１ｈで遮られてしまうことにより、貫通孔５１ｈの影Ｓｈが発生してしまう。そこで、第１実施形態に係る液晶装置１００では、図３（ｂ）に示すように、導光板５１における互いに対向する端面にそれぞれ、光源５２ａ、５２ｂが設けられるとしている。これにより、貫通孔５１ｈの影の発生を防ぎ、表示品位の低下を抑えることができる。

図２に戻り説明を続けると、第１実施形態に係る液晶装置１００では、拡散板１３におけるカメラ６０の位置に対応する領域にも貫通孔が設けられるとしている。このようにする理由は、拡散板１３には散乱パターンが設けられているため、外部からの光Ｌａが拡散板１３で拡散されてしまい、カメラ６０により観察者Ｏｖｓを撮影することが難しくなってしまうからである。なお、好適には、拡散板１３だけでなく、プリズムシート１４におけるカメラ６０の位置に対応する領域にも貫通孔が設けられるとするのが良い。なぜならば、観察者Ｏｖｓとカメラ６０との間の光Ｌａの経路上においては、光学シートの数をなるべく減少させた方が、光Ｌａの減衰をより抑えることができるからである。

次に液晶パネル２０の駆動回路の構成について述べる。図４は、液晶装置１００における液晶パネル２０の平面図である。図２に示した液晶装置１００における液晶パネル２０は、図４に示す液晶パネル２０の平面図の切断線Ａ−Ａ´に沿った断面図であり、駆動回路の図示を省略した図である。なお、図４では、紙面縦方向（列方向）をＹ方向と、また、紙面横方向（行方向）をＸ方向と規定する。

基板１の内面上には、複数の走査線２４、複数のデータ線２５がマトリクス状に配置されており、各走査線２４と各データ線２５の交点にはＴＦＴ素子（Ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などのスイッチング素子２６が設けられている。複数の走査線２４及び複数のデータ線２５により仕切られた各領域が１つのサブ画素ＳＧを構成している。サブ画素ＳＧ毎に画素電極５が設けられ、当該画素電極５はスイッチング素子２６と電気的に接続されている。

正確には、基板１は、Ｘ方向及びＹ方向に対し、基板２よりも外側に張り出してなる領域を有している。基板１のＸ方向に張り出してなる領域の内面上には、走査線駆動回路２１が配置され、基板１のＹ方向に張り出してなる領域の内面上には、データ線駆動回路２２が配置されている。

Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・、Ｓｎ（ｎ：自然数）で示す各データ線２５は、Ｙ方向に対し延在すると共に、Ｘ方向に対し一定の間隔で配置されている。各データ線２５の一端は、データ線駆動回路２２と電気的に接続されている。また、データ線駆動回路２２は、ＦＰＣ２３と配線３２を介して電気的に接続されている。ＦＰＣ２３は、外部の電子機器と電気的に接続されており、データ線駆動回路２２は、ＦＰＣ２３を介して、当該外部の電子機器の制御部４０からの制御信号を受信する。データ線駆動回路２２は、当該制御信号を基に、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・、Ｓｎで示す各データ線２５に対し、データ信号を供給する。

Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・、Ｇｍ（ｍ：自然数）で示す各走査線２４は、Ｘ方向に対し延在すると共に、Ｙ方向に対し一定の間隔で配置されている。各走査線２４の一端は、走査線駆動回路２１と電気的に接続されている。また、走査線駆動回路２１は、配線３３と電気的に接続され、配線３３は、外部の電子機器と電気的に接続されている。走査線駆動回路２１は、配線３３を介して、当該外部の電子機器の制御部４０からの制御信号を受信する。走査線駆動回路２１は、当該制御信号を基に、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・、Ｇｍで示す各走査線２４に対し、走査信号を順次供給する。

対向電極７は、ＣＯＭで示す配線３４を介して、データ線駆動回路２２と電気的に接続されている。データ線駆動回路２２は、外部の電子機器からの制御信号を基に、配線３４を介して駆動信号を供給することにより、対向電極７を駆動する。

走査線駆動回路２１は、制御部４０からの制御信号を基に、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・、Ｇｍの順に走査線２４を順次排他的に選択すると共に、選択した走査線２４には、走査信号を供給する。そして、データ線駆動回路２２は、制御部４０からの制御信号を基に、選択された走査線２４に対応する位置に存在する画素電極５に対し、表示内容に応じたデータ信号を、各データ線２５を介して供給する。これにより、当該画素電極５に電位が印加され、当該画素電極５と対向電極７の間の液晶４の液晶分子の配向状態が、非表示状態または中間表示状態に切り替えられ、液晶パネル２０に所望の画像を表示することができる。即ち、制御部４０は、制御信号を走査線駆動回路２１、データ線駆動回路２２に供給することで、複数の走査線２４及び複数のデータ線２５に供給する走査信号及びデータ信号を制御することができ、所望の画像を液晶パネル２０に表示することができる。

次に、第１実施形態に係る液晶装置１００の制御方法について、図５を用いて説明する。図５は、液晶装置１００の制御方法を示すブロック図である。

制御部４０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などにより構成され、液晶パネル２０だけでなく、カメラ６０や記憶部４２とも接続されている。

記憶部４２には、液晶パネル２０における撮像領域２０ｈの位置や範囲を示す情報（撮像領域情報）が記録されている。制御部４０は、撮像領域情報に基づいて、液晶パネル２０における撮像領域２０ｈを求め、当該撮像領域２０ｈを、外部からの光が透過する透過モードに設定する。これにより、カメラ６０は、液晶パネル６０を挟んで反対側にいる観察者Ｏｖｓを撮影することが可能となる。ここで、透過モードとは、液晶パネル２０における撮像領域２０ｈの透過率を、カメラ６０が観察者Ｏｖｓを撮影可能な程度に設定することである。即ち、少なくともカメラ６０が像（ここでは観察者Ｏｖｓ）を撮像する期間において、撮像領域２０ｈが光を透過するよう構成すれば、カメラ６０に入射する被写体からの光が液晶パネルによって減衰することを防止できる。例えば、液晶パネル２０をノーマリホワイトに設定し、撮像領域２０ｈにおいて電圧を無印加としたり、ノーマリブラックに設定し電圧を印加状態にしたりすればよい。カメラ６０が像を撮像する期間にのみ撮像領域２０ｈが光を透過するよう液晶パネル２０を制御してもよいし、或いは、液晶パネル２０をノーマリホワイトとし、撮像領域２０ｈに電極を設けない等して恒常的に当該領域が光を透過するよう構成してもよい。

カメラ６０は、観察者Ｏｖｓを撮影し、画像信号として制御部４０に供給する。制御部４０は、カメラ６０からの画像信号を基にして、制御信号を生成した後、液晶パネル２０に対し、即ち、液晶パネル２０における走査線駆動回路２１とデータ線駆動回路２２とに対し、生成した当該制御信号を供給する。これにより、液晶パネル２０には、観察者Ｏｖｓの画像が表示される。

制御部４０の上述の処理は、例えばプログラムなどにより行われる。従って、記憶部４２には、上述の処理を行うためのプログラムが格納されている。なお、上述の実施形態では、制御部４０は、外部の電子機器に備えられているとしているがこれに限られるものではなく、代わりに、例えばＦＰＣ２３や液晶パネル２０本体に備えられたＩＣチップなどにより実現されるとしても良いのはいうまでもない。

以上に述べたように、第１実施形態に係る液晶装置１００では、導光板５１の面上に貫通孔５１ｈが設けられ、当該貫通孔５１ｈには、液晶パネル２０に向けてカメラ６０が取り付けられている。また、液晶パネル２０におけるカメラ６０に対応する撮像領域２０ｈは透過モードに設定される。このようにすることで、液晶パネルの上方又は左右にカメラが設置された液晶装置と比較して、第１実施形態に係る液晶装置１００では、カメラ６０は、画面を見ている観察者の正面像により近い画像を撮影することが可能となる。また、導光板を用いずに光源のみで液晶パネルを照明する液晶装置や、ハーフミラーを用いた液晶装置と比較して、表示品位の低下や装置の大型化を抑えることができる。つまり、第１実施形態に係る液晶装置によれば、カメラ６０により撮影された観察者Ｏｖｓを液晶パネル２０の画面に表示する際において、表示品位の低下や装置の大型化を抑えつつ、画面に表示された観察者Ｏｖｓの顔の視線を実際の視線と一致させることができる。

（第１実施形態の変形例）
次に、第１実施形態に係る液晶装置１００の変形例について図６を用いて説明する。

図６は、第１実施形態に係る液晶装置１００の変形例、具体的には、照明装置５０の変形例を示している。先に述べたように、上述した実施形態では、導光板５１に貫通孔５１ｈが設けられており、当該貫通孔５１ｈに設けられるカメラ６０は、その撮影口６０ａの位置が、導光板５１の出射面５１Ｅの位置よりも高くなるように設定されるとしていた。しかしながら、第１実施形態に係る液晶装置１００としては、これに限られるものではなく、代わりに、図６（ａ）に示すように、貫通孔５１ｈの断面形状が、出射面５１Ｅ側の孔の面積よりも反射面５１Ｒ側の孔の面積の方が広いテーパー形状に形成されるとし、カメラ６０の撮影口６０ａの位置は、導光板５１の出射面５１Ｅの位置よりも低くなるように設定されるとしても良い。つまり、貫通孔５１ｈの断面形状がテーパー形状にされるとすることで、光源５２ａ、５２ｂのそれぞれより出射された光は、貫通孔５１ｈで反射することとなり、貫通孔５１ｈ内に漏れることがなくなる。従って、この場合には、カメラ６０の撮影口６０ａの位置を、導光板５１の出射面５１Ｅの位置よりも低くなるように設定することが可能となる。

または、代わりに、図６（ｂ）に示すように、貫通孔５１ｈの内面上に遮光材５１ｈｉを設けることとしてもよい。このようにすることで、光源５２ａ、５２ｂのそれぞれより出射され貫通孔５１に到達した光は、遮光されて、貫通孔５１ｈ内に漏れることがなくなる。従って、これによっても、カメラ６０の撮影口６０ａの位置を、導光板５１の出射面５１Ｅの位置よりも低くなるように設定することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る液晶装置１００ａについて、図７を用いて説明する。図７は、第２実施形態に係る液晶装置１００ａの断面図である。図７に示す液晶装置１００ａにおいて、第１実施形態に係る液晶装置１００と同じ構成要素を示す場合には、液晶装置１００におけるのと同じ符号を付して示している。

図７に示すように、第２実施形態に係る液晶装置１００ａは、第１実施形態に係る液晶装置１００と同様、液晶パネル２０と、照明装置７０と、カメラ６０と、より構成される。

第１実施形態に係る液晶装置１００では、照明装置５０の構成要素として、貫通孔５１ｈが設けられた導光板５１を用いていた。それに対し、第２実施形態に係る液晶装置１００ａでは、照明装置７０の構成要素として、導光板の代わりに、外部からの光を透過する透過モードと、光源からの光を液晶パネルに向けて出射する光出射モードと、の間で切り換えることが可能に構成された光学素子を用いる点で、第１実施形態に係る液晶装置１００とは異なる。また、光学素子７１には貫通孔が設けられない点においても、第１実施形態に係る液晶装置１００とは異なる。

照明装置７０は、光学素子７１と、光学素子７１の端面に設けられた光源７２とより構成される。光学素子７１は、ガラスなどの基板８１、８２が貼り合わされてなる構造を有し、基板８１、８２の間には、ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）８４が封入されている。なお、ここで、光学素子７１の一方の端面にのみ光源７２が設けられるとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、光学素子７１の両端に光源が設けられるとしても良いのは言うまでもない。

ポリマー分散液晶８４は、多数の小さなネマティック液晶小滴（数ミクロン径）がポリマー内に分散された構造を有している。基板８１の内面上には透明電極８５が形成され、基板８２の内面上には透明電極８６が形成されている。つまり、光学素子７１は、ポリマー分散液晶８４が一対の透明電極８５、８６に挟持された構造を有している。

光学素子７１は、先にも述べたように、外部からの光を透過する透過モードと、光源７２からの光を液晶パネル２０へ向けて出射する光出射モードと、の間で切り換え可能に構成されている。このことについて、図８を用いて詳しく説明する。

図８は、照明装置７０の断面図である。図８（ａ）は、透明電極８５、８６間に電圧が印加されない状態を示している。ポリマー分散液晶８４において、透明電極８５、８６間に電圧が印加されない状態では、ネマティック液晶の分子はランダムな方向を取る。そのため、このとき、光学素子７１は、入射光を分散する光散乱状態となり、光源７２から出射された光を分散して、液晶パネル２０へ向けて光Ｌｂを出射することができる。

一方、図８（ｂ）は、透明電極８５、８６間に電圧が印加された状態を示している。ポリマー分散液晶８４において、透明電極８５、８６間に電圧が印加された状態では、ネマティック液晶の分子は電界の方向に揃う。そのため、ポリマー分散液晶８４は透明になる。従って、このとき、光学素子７１は入射光を透過する光透過状態となるので、外部からの光Ｌａが透過してカメラ６０に入射することが可能となる。

つまり、透明電極８５、８６間に電圧が印加されない時に、光出射モードが実現され、透明電極８５、８６間に電圧が印加された時に、透過モードが実現される。これらのモードの切り換えは、制御部４０によって行われる。透過モードの状態で、カメラ６０が撮影を行うことにより、観察者Ｏｖｓの画像が得られる。従って、光学素子７１における光出射モードが本発明における第１のモードに対応し、光学素子７１における透過モードが本発明における第２のモードに対応する。

なお、光学素子７１としては、図７、図８に示す形態のものには限られない。代わりに例えば、光源として有機ＥＬ装置を用いてもよいのは言うまでもない。

次に、第２実施形態に係る液晶装置１００ａの制御方法について、図９を用いて説明する。図９は、液晶装置１００ａの制御方法を示すブロック図である。

制御部４０は、液晶パネル２０、カメラ６０、記憶部４２と接続されるとともに、照明装置７０とも接続されている。記憶部４２には、液晶パネル２０における撮像領域の位置や範囲の情報を示す撮像領域情報が記録されている。

制御部４０は、光学素子７１を、光出射モードにする期間（光出射モード期間）と透過モードにする期間（透過モード期間）とで時分割に駆動する。具体的には、制御部４０は、光出射モード期間において透明電極８５、８６間に電圧を印加せず、透過モード期間において透明電極８５、８６間に電圧を印加する制御を行う。ここで、透過モード期間では、制御部４０は、液晶パネル２０における撮像領域２０ｈについても、外部からの光が透過する透過モードに設定する制御を行うとともに、カメラ６０を制御して観察者Ｏｖｓを撮影する制御を行う。また、光出射モード期間では、制御部４０は、光源７２を点灯する制御を行うとともに、透過モード期間で撮影を行ったカメラ６０からの画像信号を基に、制御信号を生成して、液晶パネル２０に供給する制御を行う。これにより、液晶パネル２０には、観察者Ｏｖｓの画像が表示される。

制御部４０の上述の処理も、第１実施形態と同様、例えばプログラムなどにより行われる。従って、記憶部４２には、上述の処理を行うためのプログラムが格納されている。

以上に述べたように、第２実施形態に係る液晶装置１００ａでは、照明装置７０は、外部からの光を透過する透過モードと、光源７２からの光を液晶パネル２０へ向けて出射する光出射モードと、の間で切り換え可能な光学素子７１を有している。また、制御部４０は、光出射モードにする光出射モード期間と、透過モードにする透過モード期間と、で時分割に光学素子７１を駆動し、透過モード期間において、照明装置７０の背面側に設けられたカメラ６０により撮影を行う。この第２実施形態に係る液晶装置１００ａにおいても、第１実施形態に係る液晶装置１００と同様、カメラ６０により撮影された観察者Ｏｖｓを液晶パネル２０の画面に表示する際において、表示品位の低下や装置の大型化を抑えつつ、画面に表示された観察者Ｏｖｓの顔の視線を実際の視線と一致させることができる。

［応用例］
上述の各実施形態に係る液晶装置では、各図に図示したように、導光板又は光学素子の背面側にカメラ６０が１つだけ設けられるとしているが、本発明を適用可能な液晶装置としてはこれに限られない。代わりに、導光板又は光学素子の背面側に複数のカメラが設けられた液晶装置に対しても本発明を適用可能である。

図１０は、導光板又は光学素子の背面側に複数のカメラが設けられた液晶装置の表示画面の一例を示している。複数のカメラ６０ａ１〜６０ａ３はそれぞれ、所定の間隔で設けられた撮像領域２０ｈ１〜２０ｈ３を通して、表示画面の前にいる観察者を撮影する。表示画面全面に観察者を表示するのではなく、図１０に示すように、表示画面上の任意の位置に表示されたウインドウＷ１からＷ３のいずれかに観察者の画像を表示するとした場合には、観察者の画像が表示されるウインドウに近いカメラを用いることにより、観察者の正面像に近い画像を撮影することができる。

例えば、ウインドウＷ１に観察者の画像を表示するとした場合には、ウインドウＷ１に近い撮像領域２０ｈ１を通してカメラ６０ａ１で撮影することにより、それ以外の他のカメラで撮影するよりも、画面を見ている観察者の正面像により近い画像を撮影することができる。同様にして、ウインドウＷ２（又はＷ３）に観察者の画像を表示するとした場合には、ウインドウＷ２に近い撮像領域２０ｈ２（又はウインドウＷ３に近い撮像領域２０ｈ３）を通してカメラ６０ａ２（又はカメラ６０ａ３）で撮影することにより、それ以外のカメラで撮影するよりも、画面を見ている観察者の正面像により近い画像を撮影することができる。つまり、複数のカメラが設けられた液晶装置を用いることにより、表示画面上の任意の位置に表示されたウインドウに観察者の画像表示を行う場合において、それぞれのウインドウ毎に、画面を見ている観察者の正面像に近い画像を撮影することができ、画面に表示された観察者Ｏｖｓの顔の視線を実際の視線と一致させることができる。

また、上述の各実施形態に係る液晶装置において、図１１に示すように、画面上に表示された顔の視線を実際の視線と一致させるため、観察者をカメラ６０ａで撮影する撮像領域２０ｈは、観察者を映した場合に観察者が写しだされる画像の目の領域である画面の中央領域にされるのが好ましい。具体的には、図１１に示すように、例えば、上下は概ね３／４〜１／２のエリア、左右は概ね１／４〜３/４のエリアに撮像領域２０ｈを配置し、このエリアからカメラ６０ａで撮影することにより、画面を見ている観察者の正面像により近い画像を撮影することができる。

[電子機器]
次に、上述した各実施形態に係る液晶装置１００、１００ａを適用可能な電子機器の具体例について図１２を参照して説明する。

まず、各実施形態に係る液晶装置１００、１００ａを、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１２（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶装置１００、１００ａを適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、各実施形態に係る液晶装置１００、１００ａを、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１２（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶装置１００、１００ａを適用した表示部７２４を備える。

なお、各実施形態に係る液晶装置１００、１００ａを適用可能な電子機器としては、図１２（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１２（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

第１実施形態に係る液晶装置の斜視図である。 第１実施形態に係る液晶装置の断面図である。 第１実施形態に係る照明装置の平面図である。 液晶パネルの平面図である。 第１実施形態に係る液晶装置の制御方法を示すブロック図である。 第１実施形態に係る液晶装置の変形例を示している。 第２実施形態に係る液晶装置の断面図である。 第２実施形態に係る照明装置の断面図である。 第２実施形態に係る液晶装置の制御方法を示すブロック図である。 応用例に係る液晶装置の表示画面の一例を示している。 応用例に係る液晶装置の表示画面の一例を示している。 本発明の画像表示装置を適用した電子機器の例である。

符号の説明

５ 画素電極、 ７ 対向電極、 ２０ 液晶パネル、 ５０ 照明装置、 ６０ カメラ、 ４０ 制御部、 １００ 液晶装置

Claims (5)

1. 表示領域を有する表示パネルと、
   前記表示パネルの背面側に配置され、光源および前記光源からの光を前記表示パネルに向けて出射するとともに前記表示領域と平面的に重なる位置に少なくとも１つ以上の孔が設けられた導光板を有する照明装置と
   前記孔内に配置されており前記表示領域に表示される像を前記表示パネルを介して撮像する撮像素子と、を備えてなることを特徴とする電気光学装置。
2. 少なくとも前記撮像素子が前記像を撮像する期間において、前記表示パネルの前記撮像素子に対応する領域が光を透過するよう構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 複数の前記光源を備えてなり、
   前記複数の光源のうちの少なくとも１の光源が前記導光板の一端面から光を入射させるよう配置されており、他の光源が前記一端面に対向する他の端面から光を入射させるよう配置されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 表示領域を有する表示パネルと、
   前記表示パネルの背面側の前記表示領域と平面的に重なる位置に配置され、前記表示領域に表示される像を、前記表示パネルを介して撮像する撮像素子と、
   前記表示パネルと前記撮像素子との間に配置され、入射光を透過させる光透過状態と、入射光を散乱させる光散乱状態と、を選択可能な光学素子と、を備え、
   前記光学素子は、少なくとも前記撮像素子が前記像を撮像する期間において、光透過状態となることを特徴とする電気光学装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。

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