JP2751112B2

JP2751112B2 - 撮像表示装置

Info

Publication number: JP2751112B2
Application number: JP1006951A
Authority: JP
Inventors: 和幸山本; 一寿谷中
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-01-14
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1998-05-18
Anticipated expiration: 2013-05-18
Also published as: JPH01280978A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、表示機能と撮像機能を兼ね備え、小形でか
つテレビ電話等において対面通話の品質を高めることが
容易な撮像表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のテレビ電話機等の撮像表示装置は、通話相手の
像を表示するための表示機能と、TVカメラ等により通話
者の像を撮影するための撮像機能とを別々の部品により
構成している。このような構成の撮像表示装置により通
話者Ａが通話相手Ｂと対面通話を行うと、通話者Ａは表
示機能を見つめるため、TVカメラは通話者Ａの視線から
やや離れた位置より通話者Ａを撮影することになるの
で、通話相手Ｂはややうつむいた通話者Ａの像を観察す
ることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来の撮像表示装置では、撮像機能
と表示機能とが別々の部品により構成されているため、
円滑な対面通話を実現しようとする場合には視線を一致
させることができず、いわゆるアイコンタクトによる会
話ができないなど、微妙な表情を伝えられない欠点があ
った。また伏目がちになるのを避けるため、TVカメラを
表示機能の横に配置したテレビ電話機もあるが、このよ
うな場合にも視線はやや横を向いたものとなり同様の欠
点を生ずる。

以上のべたような欠点を回避する方法として、第１図
に示すように、ハーフミラー３を用いて視線を一致させ
ることが可能となるが、この場合には装置が大形化する
という欠点があり実用的でない。

本発明は、上記問題点を解決し、テレビ電話機等にお
いて、多数の撮像機能を有する撮像素子と多数の表示機
能を有する表示素子とを平面的に複合一体化し、対面通
話の視線を一致させることにより臨場感の高い対面通話
を可能とし、かつ小形な撮像表示装置を提供しようとす
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の撮像表示装置は、
撮像機能を有する多数の撮像素子を具備した撮像面体
と、表示機能を有する多数の表示素子を具備した画像表
示面体とを平面的に重ね合わせて複合一体化したことを
特徴とする。

この場合、撮像面体と画像表示面体との位置関係が問
題となるが、撮像面体が画像表示面体の前面側に位置す
るように構成した場合には、撮像面体の前面上に複眼状
の多数の収束用レンズを２次元的に一定の間隔を保って
配置し、背面上に前記収束用レンズと各々対向するよう
に撮像素子を２次元的に一定の間隔を保って配置した構
成としたことを特徴とする。

更に、撮像面体が画像表示面体の背面側に位置するよ
うに構成した場合には、画像表示面体の前面上に前記収
束用レンズを２次元的に一定の間隔を保って配置し、背
面上に表示素子を前記収束用レンズと対向しないように
２次元的に一定の間隔を保って配置した構成とし、撮像
面体には、撮像素子を表示素子と対向しないように２次
元的に一定の間隔を保って配置した構成としたことを特
徴とする。

また、前記複眼状の収束用レンズを、撮像素子用基板
もしくは表示素子用基板の内面に構成したこと、更には
撮像素子と表示素子の間の部分に、撮像素子への表示素
子からの出力光の侵入を遮断するための遮光性層を設け
た構成としたことも他の特徴とする。

〔作用〕

このような撮像表示装置によれば、表示面体中に２次
元的に一定の間隔を保って配置された表示機能を有する
表示素子と、撮像面体中に２次元的に一定の間隔を保っ
て配置された撮像機能を有する撮像素子とを平面的に重
ね合わせて複合一体化した構成であるため、表示面体に
おける表示画像を見る通話者の視線は、表示面体と平面
的に重ね合わされた撮像面体中の撮像素子により捉えら
れるため、対面通話の視線を一致させることが可能とな
る。

また、本撮像表示装置の表面には、複眼状の多数の収
束用レンズが２次元的に一定の間隔を保って配置されて
いるため、視差を増大させることなくシステムを構築で
きる利点がある。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例を説明する。

第２図は、本発明に係わる撮像表示装置の要部の一部
を略線的断面図で示した第１の実施例であり、４は画像
表示面体、５は撮像面体、６は撮像素子群Mij（ｉ＝
１、２…、ｊ＝１、２…）、10は撮像素子用基板、14お
よび15は撮像素子駆動用の透光性電極群Ｘ′ｉ（ｉ＝
１、２…）およびＹ′ｊ（ｊ＝１、２…）、16は複眼状
の収束用レンズ群Kij（ｉ＝１、２…、ｊ＝１、２
…）、17は画像表示面体からの出力光、18は撮像物体Ａ
である。

第２図に示した実施例は、画像表示面体４を撮像面体
５の背面側に構成した例であり、撮像機能を持つ撮像面
体５は、撮像素子群Mij6、透光性電極群Ｘ′i14および
Ｙ′j15、撮像素子用基板10、収束用レンズ群Lij16から
構成されている。尚、第２図における透光性電極群Ｘ′
i14は、水平方向（紙面と垂直方向）に延長しているス
トライプ状の多数の透光性電極Ｘ′１、Ｘ′２、…を順
次一定の間隔を保って平行に配列したものであり、透光
性電極群Ｙ′j15は、垂直方向（紙面と水平方向）に延
長しているストライプ状の多数の透光性電極Ｙ′１、
Ｙ′２、…を順次一定の間隔を保って平行に配列したも
のである。

このような撮像表示装置は、次のようにして実現され
る。先ず、表示装置の表示面と同等の大きさを持ち、か
つ光透過性のある撮像素子用基板10の前面上に、多数の
収束用レンズ群Lij16を２次元的に一定の間隔を保って
配置する。次いで、撮像素子用基板10の背面上に収束用
レンズ群Lij16の位置と各々対向するように光電変換に
よる撮像電子群Mij6を、該撮像素子群Mij6に収束用レン
ズ群Lij16からの撮像物体A18の像が結ばれるように配置
する。更に、撮像素子群Mij6同士を撮像素子駆動用の直
交する２組の透光性電極群Ｘ′i14およびＹ′j15により
マトリックス状に接続する。このようにして構成した撮
像面体５の背面側に画像表示面体４を配置する。ここ
で、撮像素子群Mij6は、主としてTFT（薄膜形電界効果
トランジスタ）などのガラス基板上に光電変換素子を形
成することにより実現される。また、画像表示方式とし
ては、通常のブラウン管を用いたもの、あるいはエレク
トロルミネッセンス（EL）、液晶（LCD）、発光ダイオ
ード（LED）、エレクトロクロミズム（EC）などの表示
材料を用いたものが適用可能である。但し、液晶を用い
る場合には、装置の背面側から照射するための補助光源
が必要である。更に、撮像素子用基板10の構成材料とし
ては、光透過性の優れたガラス、透明性プラスチックな
どの材料が適用可能である。

ここで、第２図の実施例の撮像素子群Mij6の動作につ
いて説明する。先ず、撮像素子駆動用の透光性電極群
Ｘ′i14およびＹ′j15は、正面から見た場合格子状にな
っており、この２組の透光性電極群に電圧が印加される
と、それらの交点に配置されている撮像素子群Mij6が収
束用レンズ16からの撮像物体A18の画像を撮影すること
になる。画像表示面体４からの出力光17は、撮像素子群
Mij6の間の隙間を通り、通話相手である撮像物体A18の
画像を表示する。このようにして、撮像面体５の前面側
から、収束用レンズLij16群の配置されていない平坦部
分を通して、画像表示面体４の表示面に表示される可視
画像情報を見ることができるため、表示機能と撮像機能
を平面的に複合一体化することが可能となる。

第３図は、本発明に係わる撮像表示装置の第１の実施
例における画像表示面体４の具体的な構成例を示した第
２の実施例であり、７は表示素子群Eij（ｉ＝１、２
…、ｊ＝１、２…）、７′は表示機能層、８は背面板、
９は表示素子用基板、12および13は表示素子駆動用の透
光性電極群Xi（ｉ＝１、２…）およびYj（ｊ＝１、２
…）である。

第３図において、表示機能を持つ画像表示面体４は、
背面板８、表示機能層７′、透光性電極群Xi12およびYj
13、表示素子用基板９から構成されており、このような
構成の画像表示面体は、次のようにして実現される。

先ず、光透光性の表示素子用基板９の背面上および背
面板８の前面上に表示素子駆動用の２組の透光性電極群
Xi12およびYj13を、各々一定の間隔を保ち、かつお互い
に直交するようにして平行に配置する。尚、透光性電極
群Xi12とYj13の直交部分は、撮像素子群Mij6の位置と対
向しないようにして配置し、その配列状態は、前述した
ように撮像面体５における透光性電極群Ｘ′i14および
Ｙ′j15のそれと同様である。更に、表示素子用基板９
および背面板８の間の空間に表示材料を充填して表示機
能層７′を構成する。従って、透光性電極群Xi12とYj13
の直交部分に位置する表示機能層７′（第２図のハッチ
ング部分）が表示素子群Eij7として機能することにな
る。また、撮像面体５の実現方法については、第１の実
施例の場合と同様である。

ここで、第３図の実施例における表示素子群Eij7の動
作について説明する。先ず、表示素子駆動用の透光性電
極群Xi12およびYj13は、正面から見た場合格子状になっ
ており、この２組の透光性電極群に電圧が印加される
と、それらの交点に配置されている表示素子群Eij7が表
示機能を発揮して表示を行う。この表示素子群Eij7から
の各出力光17は、表示素子群Eij7の前面側に配置されて
いる撮像素子群Mij6の間の隙間を通り、通話相手である
撮像物体A18の画像を表示する。このようにして、撮像
面体５の前面側から、収束用レンズLij16群の配置され
ていない平坦部分を通して画像表示面体４の表示面に表
示される可視画像情報を見ることができるため、表示機
能と撮像機能を平面的に複合一体化することが可能とな
る。

第４図は、第２図および第３図に示した撮像表示装置
を、前面側から見た場合の撮像素子群Mij6、撮像素子駆
動用の透光性電極群Ｘ′i14およびＹ′j15、収束用レン
ズ群Lij16の間の位置関係を示したものである。収束用
レンズ群Lij16の背面には撮像素子群Mij6が配置され、
各撮像素子群Mij6は透光性電極群Ｘ′i14およびＹ′j15
によりマトリックス状に接続されている。このような構
成にすることにより、画像表示面体４からの表示を撮像
素子群Mij6間に設けられた窓19を通して見ることにな
る。このように、撮像素子群Mij6は２次元的に一定の間
隔を保って配置され、且つ画像表示面体４と撮像面体５
とは平面的に重ね合わされて複合一体化されているた
め、従来のテレビ電話機に見られるような別個の表示機
能と撮像機能による視線の不一致は発生しない。尚、第
３図の場合には、表示素子１個に撮像素子１個を対応さ
せているため表示と撮像の解像度は一致することにな
る。従って、第３図のように表示素子Ｍ個と撮像素子Ｎ
個を対応させれば、表示と撮像の解像度比を自由に設計
することができる。

第５図は、本発明に係わる撮像表示装置の要部の一部
を略線的断面図で示した第３の実施例として、第２図に
示した第１の実施例における撮像面体５の他の構成例を
第２の実施例における画像表示面体４の具体的構成例と
結び合わせて示したものである。この場合、表示素子用
基板９が撮像素子用基板を兼ねることになる。従って、
この場合、収束用レンズ群Lij16は透光性前面板20の前
面上に構成される。この透光性前面板20としては、ガラ
スや透明性プラスチックなどが適用可能である。また、
第５図の装置を構成する部品は、第３図と同一番号の物
については同一の名称と機能を有する。尚、本実施例の
動作については、第１および第２の実施例の場合と同様
である。

第６図は、本発明に係わる撮像表示装置の要部の一部
を略線的断面図で示した第４の実施例であり、第２の実
施例で用いた表示素子用基板９を除去し、撮像素子用基
板10に表示素子用基板としての機能を合わせ持たせ、装
置全体としての厚さを薄くした構成としたものである。
ここで、第６図に示した装置を構成する部品は、第３図
と同一の番号の物については同一の名称と機能を有す
る。このような構成の撮像表示装置は、次のようにして
実現される。

先ず、表示装置の表示面と同等の大きさを持つ撮像素
子用基板10の前面上に、多数の収束用レンズ群Lij16を
２次元的に一定の間隔を保って配置し、背面上には、撮
像素子群Mij6を収束用レンズ群Lij16の位置と各々対向
するように、かつ撮像素子群Mij6に収束用レンズ群Lij1
6からの撮像物体の像が結ばれるように配置する。更
に、撮像素子群Mij6同士を、直交して配列された撮像素
子駆動用の２組の透光性電極群Ｘ′i14およびＹ′j15に
よりマトリックス状に接続することにより撮像面体５を
構成する。次いで、撮像面体５の背面上に新たに光透過
性の透明絶縁層21を設けた後、該透明絶縁層21上の撮像
素子群Mij6と対向しない部分に表示素子駆動用の第１の
透光性電極群Xi12を設け、撮像面体５の背面側に構成し
た背面板８の前面上に表示素子駆動用の第２の透光性電
極群Yj13を、前記透光性電極群Xi12と直交するように、
かつその直交部分が撮像素子群Mij6と重ならないように
して配列し、更にこの２つの透光性電極群XiおよびYjの
間の空間部分に表示材料を充填して表示機能層７′と成
すことにより画像表示面体４を構成する。従って、撮像
面体５と画像表示面体４とは、透明絶縁層21により分離
された構成となる。尚、本実施例の動作については、第
１および第２の実施例の場合と同様である。

従って、このような構成とすることにより、第３図に
示した表示素子用基板９は不用となり、その結果装置全
体としての厚さを薄くすることができる。そのため、表
示素子群Eij7からの出力光17の強度を大きくすることが
でき、画面全体を第２の実施例の場合よりも明るくする
ことができる。

第７図は、本発明に係わる撮像表示装置の要部の一部
を略線的断面図で示した第５の実施例であり、この場合
には第１の実施例の場合と異なり、撮像面体５を画像表
示面体４の背面側に配置した構成例で、表示素子Eij7を
配置した画像表示面体と組み合わせて表したものであ
る。ここで、第７図に示した装置を構成する部品は、第
３図と同一の番号の物については同一の名称と機能を有
する。このような構成の撮像表示装置は、次のようにし
て実現される。

先ず、表示装置の表示面と同等の大きさを持つ撮像素
子用基板10の前面上に、撮像素子群Mij6を２次元的に一
定の間隔を保って配置し、該撮像素子群Mij6同士を、撮
像素子駆動用の直交する２組の透光性電極群Ｘ′i14お
よびＹ′j15によりマトリックス状に接続する。更に、
撮像素子用基板10の前面側を撮像素子群Mij6と共に透明
保護層22で覆うことにより、撮像面体５を構成する。次
いで、透明保護層22の前面上に表示素子駆動用の第１の
透光性電極群Yj13を一定の間隔を保って平行に配列する
と共に、透明保護層22の前面側に構成した表示素子用基
板９の背面上に、第１の透光性電極群Yj13と直交し、か
つその直交部分が撮像素子群Mij6の位置と対向しないよ
うに表示素子駆動用の第２の透光性電極群Xi7を一定の
間隔を保って平行に配列する。更に、この２組の表示素
子用透光性電極群XiおよびYjの間の空間に表示材料を充
填して表示機能層７′を構成し、かつ前記２組の表示素
子用透光性電極の直交部分に位置する表示機能層７′を
表示素子Eij7と成し、また、表示素子用基板９の前面上
に収束用レンズ群Lij16を撮像素子群Mij6の位置と各々
対向するように配置して画像表示面体を構成する。尚、
ここで用いる表示素子用材料としては、液晶のように補
助光源を必要とするものは適用できない。また、本実施
例のような構成とした場合には、収束用レンズ群Lij16
から撮像素子群Mij6までの距離が、第１〜第４の実施例
の場合と比べて長くなるため、収束用レンズ群Lij16と
しては、焦点距離の長いレンズを用いる必要がある。

次に、本実施例の動作について説明する。先ず、撮像
素子駆動用の透光性電極群Ｘ′i14およびＹ′j15は、正
面から見た場合格子状になっており、この２組の透光性
電極群に電圧が印加されると、それらの交点に配置され
ている撮像素子群Mij6が収束用レンズ16からの撮像物体
A18の画像を画像表示面体４における表示素子Eij7間の
隙間を通して撮影することになる。更に、表示素子駆動
用の透光性電極群Xi12およびYj13も正面から見た場合格
子状になっており、この２組の透光性電極群に電圧が印
加されると、それらの交点に配置されている表示素子群
Eij7が表示機能を発揮し、通話相手である撮像物体A18
の画像を表示する。このようにして、画像表示面体４の
前面側から、収束用レンズLij16群の配置されていない
平坦部分を通して、画像表示面体４の表示面に表示され
る可視画像情報を見ることができるため、表示機能と撮
像機能を平面的に複合一体化することが可能となる。

一方、本実施例の場合には、収束用レンズ群Lij16か
らの入射光が表示機能層７′を通過することになるた
め、撮像素子群Mij6に到達する光の減衰が懸念される。
このような場合には、次に示す第６の実施例のような構
成にすることにより、入射光の減衰を少なくして撮像素
子群Mij6まで導くことができる。

即ち、第８図は本発明に係わる撮像表示装置の要部の
一部を略線的断面図で示した第６の実施例であり、この
場合も第７図と同様、撮像面体５が画像表示面体４の背
面側に配された構成としたものである。尚、第８図に示
した装置を構成する部品は、第３図と同一の番号の物に
ついては同一の名称と機能を有する。このような構成の
撮像表示装置は、次のようにして実現される。

先ず、表示装置の表示面と同等の大きさを持ち、かつ
光透過性の透光性基板23の前面上に、収束用レンズ群Li
j16を２次元的に一定の間隔を保って配置すると共に、
収束用レンズ群Lij16の位置と対向しない透光性基板23
の内部に層状の中空部分を設け、該中空部分の前面側の
透光性基板23との境界面に表示素子駆動用の第１の透光
性電極群Xi12を、また前記中空部分の背面側の透光性基
板23との境界面に表示素子駆動用の第２の透光性電極群
Yj13を、お互いに直交し、かつその直交部分が収束用レ
ンズ群Lij16と対向しないように一定の間隔を保って平
行に配列する。更に、前記中空部分に表示材料を充填し
て表示機能層７′を構成し、かつ表示素子駆動用の２組
の透光性電極群Xi12およびYj13の直交部分の表示機能層
７′を表示素子Eij7と成して画像表示面体４を構成す
る。次いで、透光性基板23の背面上に収束用レンズ群Li
j16の位置と各々対向するように撮像素子群Mij6を配置
し、更に撮像素子群Mij6を２組の直交する撮像素子駆動
用の透光性電極群Ｘ′i14およびＹ′ｊにより接続し、
かつ収束用レンズ群Lij16により撮像素子群Mij6に撮像
物体A18の像が結ばれるように配置する。更に、撮像素
子群Mij6の背面側に背面板８を配置して撮像面体５を構
成する。尚、本実施例の動作については、第５の実施例
の場合と同様である。

従って、このような構成とすることにより、撮像物体
A18からの入射光の撮像素子群Mij6までの経路は総て透
光性基板23内のみとなり、撮像面体５が画像表示面体４
の背面側に構成された場合でも、入射光の減衰を第５の
実施例の場合よりも小さくすることができる。

一方、第２図、第３図、第６図においては、収束用レ
ンズ群Lij16を撮像素子用基板10の前面上に設けた構成
となっているが、第９図に示すように、収束用レンズ群
Lij16を撮像素子用基板10の内部に、該撮像素子用基板1
0を構成する材料と屈折率の異なる材料もしくは同一材
料で異なる屈折率を持たせた物で構成することも可能で
ある。このような収束用レンズ群Lij16の構成は、第２
図、第３図、第６図に限定されるものではなく、第５図
における透光性前面板20、第７図における表示素子用基
板９、第８図における透光性基板23に対しても適用でき
ることは明らかである。

尚、本発明のように、撮像面体５と画像表示面体４を
平面的に複合一体化した構成の場合には、画像表示面体
４からの出力光17が撮像素子群Mij6に対して誤情報を与
える危険性がある。このような場合には、第３図に示し
た実施例を例にあげて第９図に示すように、撮像素子群
Mij6の背面上に光を遮断するための遮光性層群Sij（ｉ
＝１、２…、ｊ＝１、２…）11を設け、表示素子群Eij7
から撮像素子群Mij6への光の侵入を防止した構成とする
ことが可能である。このような遮光性層群Sij11の構成
は、第９図に限定されるものではなく、本発明の他の実
施例においても適用可能である。即ち、第５図において
は、表示素子用基板９の前面上の撮像素子群Mij6との間
の部分に、第６図においては、透明絶縁層21上の撮像素
子群Mij6と接した部分に、第７図においては、撮像素子
群Mij6の前面上の透明保護層22との間の部分に、第８図
においては、透光性基板23の背面上の撮像素子群Mij6と
の間の部分あるいは表示素子群Eij7の背面側の透光性基
板23との境界面に実現することができる。

また、以上の実施例において述べてきた表示素子駆動
用の透光性電極群Xi12およびYj13、撮像素子駆動用の透
光性電極群Ｘ′i14およびＹ′j15の位置関係は本実施例
に限定されるものでないことも自明である。

第10図は、本発明の動作原理として、第３図や第７図
のように表示素子Eij7を配置した画像表示面体を構成し
た撮像表示装置を例として取り上げた回路図であり、24
は垂直走査回路、25は水平走査回路、26は垂直走査クロ
ック信号、27は水平走査クロック信号、28はゲートトラ
ンジスタGi（ｉ＝１、２…）、29は映像信号出力であ
る。垂直走査回路24は、別に発生させられた垂直走査ク
ロック信号により、透光性電極群Xi12をX1、X2、X3、X4
と順に選択する（第10図では４×４の例）。一つの透光
性電極が選択されている期間に、水平走査回路25は、別
に発生させられた水平走査クロック信号27により、透光
性電極群Yj13をY1、Y2、Y3、Y4と順に選択する。例え
ば、透光性電極X1と透光性電極Y1が選択されている期間
は表示素子E11が選択され、収束用レンズL11から撮像素
子M11を通して得られた光学像の明るさに応じた出力を
発生する。この出力は、ゲートトランジスタG1を介して
映像信号出力29として出力され、必要な信号処理を加え
た後映像信号となり、表示素子E11に印加される。次
に、水平走査クロック信号27により、表示素子E12が選
択され、収束用レンズL21から撮像素子M21を通して得ら
れた光学像の明るさに応じた出力を発生する。この出力
は、ゲートトランジスタG2を介して映像信号出力29とし
て出力され、表示素子E21に印加される。このようにし
て、個々の収束用レンズによって撮像物体A18の実像を
電気量（電圧または電荷）に変換することができる。な
お、ここに述べた方法は、ガラス基板上に構成可能な撮
像素子であれば、どのようなものでも実現できる。具体
的には、多結晶シリコン技術を用いた薄膜素子によるMO
S形撮像素子などが使用できる。

〔効果〕

以上説明したように、本発明の構成によれば、表示面
体における表示画像を見る通話者の視線は、表示面体と
平面的に重ね合わされた撮像面体中に２次元的に配置さ
れた撮像素子により捉えられるので、視線と画像を一致
させることが可能となる。このように、本発明は、撮像
面体あるいは画像表示面体の中に複眼状の収束用レンズ
を２次元的に配置しているため、視差を増大させること
なくシステムを構築できる利点がある。

更に、表示素子を微細化しRGB等のフィルタを用いて
カラー画像の表示が可能なことは当然のことであり、撮
像素子の前面にRGB等のフィルタを用いてカラー画像を
撮像することも可能である。

また、複眼状のレンズを利用してＹ電極の出力信号を
一つ置きに取り出し、フレーム毎に左右の目から見た画
像信号を得ることにより、左右の眼の視差を利用した立
体像の撮像と表示も、本願の構成で容易に実現可能なこ
とは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】第１図は、従来技術による視差解消法の一例、第２図、
第３図および第５図〜第８図は、本発明に係わる撮像表
示装置の要部の一部を略線的断面図で示した第１〜第６
の実施例、第４図は、本発明の第１の実施例である第３
図を正面から見た場合の撮像面体と透光性電極との位置
関係を示す構成図、第９図は、収束用レンズの他の構成
例および遮光性層の構成例、第10図は、本発明の動作原
理を示す回路構成図である。１……撮像機能、２……表示機能、３……ハーフミラ
ー、４……画像表示面体、５……撮像面体、６……撮像
素子群Mij（ｉ＝１、２…、ｊ＝１、２…）、７……表
示素子群Eij（ｉ＝１、２…、ｊ＝１、２…）、７′…
…表示機能層、８……背面板、９……表示素子用基板、
10……撮像素子用基板、11……遮光性群Sij（ｉ＝１、
２…、ｊ＝１、２…）、12……透光性電極群Xi（ｉ＝
１、２…）、13……透光性電極群Yj（ｊ＝１、２…）、
14……透光性電極群Ｘ′ｉ（ｉ＝１、２…）、15……透
光性電極群Ｙ′ｊ（ｊ＝１、２…）、16……収束用レン
ズ群Lij（ｉ＝１、２…、ｊ＝１、２…）、17……出力
光、18……撮像物体Ａ、19……窓、20……透光性前面
板、21……透明絶縁層、22……透明保護層、23……透光
性基板、24……垂直走査回路、25……水平走査回路、26
……垂直走査クロック信号、27……水平走査クロック信
号、28……ゲートトランジスタGi（ｉ＝１、２…）、29
……映像信号出力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335 H04N 5/66 - 5/74 H01L 27/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表示装置の表示面と同等の大きさを持ち、
かつ光透過性のある撮像素子用基板の前面上に、多数の
複眼状の収束用レンズ群を２次元的に一定の間隔を保っ
て配置し、かつ前記撮像素子用基板の背面上に前記収束
用レンズ群の位置と各々対向するように光電気変換によ
る撮像素子群を、該撮像素子群に前記収束用レンズ群か
らの撮像物体の像が結ばれるように配置すると共に、前
記撮像素子群同士を撮像素子駆動用の直交する２組の透
光性電極群によりマトリックス状に接続して構成した撮
像面体と、該撮像面体の背面側に構成した画像表示面体
とから成り、前記撮像面体の前面側から前記収束用レン
ズ群の配置されていない平坦部分を通して前記画像表示
面体に表示される可視画像情報を見ることにより、表示
機能と撮像機能を平面的に複合一体化したことを特徴と
する撮像表示装置。
【請求項２】表示装置の表示面と同等の大きさを持つ撮
像素子用基板の前面上に光電気変換による撮像素子群を
２次元的に一定の間隔を保って配置すると共に、前記撮
像素子群同士を撮像素子駆動用の直交する２組の透光性
電極群によりマトリックス状に接続し、更に前記撮像素
子用基板の前面側を前記撮像素子群と共に透明保護層に
より覆って構成した撮像面体と、該撮像面体の前面側に
構成した画像表示面体とから成り、かつ該画像表示面体
が、前記透明保護層の前面上に一定の間隔を保って平行
に配列した表示素子駆動用の第１の透光性電極群と、前
記透明保護層の前面側に構成した光透過性の表示素子用
基板の背面上に、前記第１の透光性電極群と直交し、か
つその直交部分が前記撮像素子群の位置と各々対向しな
いように一定の間隔を保って平行に配列した表示素子駆
動用の第２の透光性電極群とから構成され、更に前記２
組の表示素子駆動用透光性電極群の間の空間に表示材料
を充填して表示機能層を構成し、かつ前記２組の表示素
子駆動用透光性電極群の直交部分に位置する表示機能層
を表示素子とし、更に前記表示素子用基板の前面上に、
多数の複眼状の収束用レンズ群を前記撮像素子の位置と
各々対向するように配置した構成とし、前記画像表示面
体の前面側から前記収束用レンズ群の配置されていない
平坦部分を通して前記画像表示面体の表示面に表示され
る可視画像情報を見ることにより、表示機能と撮像機能
を平面的に複合一体化したことを特徴とする撮像表示装
置。
【請求項３】前記画像表面体が、光透過性の表示素子用
基板の背面上に一定の間隔を保って平行に配列した表示
素子駆動用の第１の透光性電極群と、前記表示素子用基
板の背面側に構成した背面板の前面上に、前記第１の透
光性電極群と直交し、かつその直交部分が前記撮像面体
に配置された撮像素子群の位置と各々対向しないように
一定の間隔を保って平行に配列した表示素子駆動用の第
２の透光性電極群とから構成され、更に前記２組の表示
素子駆動用透光性電極群の間の空間に表示材料を充填し
て表示機能層を構成し、かつ前記２組の表示素子駆動用
透光性電極群の直交部分に位置する表示機能層を表示素
子と成したことを特徴とする請求項第１記載の撮像表示
装置。
【請求項４】前記撮像面体が、表示装置の表示面と同等
の大きさを持ち、かつその前面上に多数の複眼状の収束
用レンズ群を２次元的に一定の間隔を保って配置した透
光性前面板と、前記画像表示面体における表示素子用基
板の前面上に前記収束用レンズ群の位置と各々対向し、
かつ前記収束用レンズ群からの撮像物体の像が結ばれる
ように配置した光電気変換による撮像素子群とから成
り、該撮像素子群同士を撮像素子駆動用の直交する２組
の透光性電極群によりマトリックス状に接続して構成し
たことを特徴とする請求項第１および第３記載の撮像表
示装置。
【請求項５】前記撮像面体と前記画像表示面体とが前記
撮像面体の背面上に構成した光透過性の透明絶縁層によ
り分離され、かつ前記画像表示面体が、前記撮像面体の
背面側に構成した背面板の前面上に、一定の間隔を保っ
て平行に配列した表示素子駆動用の第１の透光性電極群
と、前記透明絶縁層の背面上の前記撮像素子群の位置と
各々対向しない部分に、前記第１の透光性電極群と直交
し、かつその直交部分が前記撮像素子群の位置と各々対
向しないように一定の間隔を保って平行に配列した表示
素子駆動用の第２の透光性電極群とから構成され、更に
前記２組の表示素子駆動用透光性電極群の間の空間に表
示材料を充填して表示機能層を構成し、かつ前記２組の
表示素子駆動用透光性電極群の直交部分に位置する表示
機能層を表示素子と成したことを特徴とする請求項第１
および第３記載の撮像表示装置。
【請求項６】表示装置の表示面と同等の大きさを持ち、
かつ光透過性のある透光性基板の前面上に、多数の複眼
状の収束用レンズ群を２次元的に一定の間隔を保って配
置すると共に、前記透光性基板の内部に前記収束用レン
ズ群の位置と各々対向しないようにして層状の中空部分
を設け、該中空部分の前面側の前記透光性基板との境界
面に表示素子駆動用の第１の透光性電極群を、また前記
中空部分の背面側の前記透光性基板との境界面に表示素
子駆動用の第２の透光性電極群を、前記第１の透光性電
極群と各々直交するように一定の間隔を保って平行に配
列し、更に前記中空部分に表示材料を充填して表示機能
層を構成し、かつ前記２組の表示素子駆動用透光性電極
群の直交部分に位置する表示機能層を表示素子と成して
構成した画像表示面体と、該画像表示面体の背面側に構
成した撮像面体とから成り、かつ該撮像面体が、前記透
光性基板の背面上に前記収束用レンズ群の位置と各々対
向するように配置した光電気変換による撮像素子群と、
該撮像素子群の背面側に構成した背面板とから構成さ
れ、かつ該撮像素子群に前記収束用レンズ群からの撮像
物体の像が結ばれるように配置し、更に前記撮像素子群
同士を撮像素子駆動用の直交する２組の透光性電極群に
より接続したことを特徴とする請求項第２記載の撮像表
示装置。
【請求項７】前記複眼状の収束用レンズ群を、前記撮像
面体における前記撮像素子用基板の内面、もしくは前記
画像表示面体の前記表示素子用基板の内面に、該基板を
構成する材料と屈折率の異なる材料、あるいは同一材料
で異なる屈折率を持たせたもので構成したことを特徴と
する請求項第１〜第６記載の撮像表示装置。
【請求項８】前記撮像面体に配置した撮像素子群と前記
画像表示面体に配置した表示素子群との間の部分に、前
記撮像素子群への前記表示素子群からの出力光の侵入を
防止するための遮光性層群を設けたことを特徴とする請
求項第１〜第６記載の撮像表示装置。