JPH01243793A - 画像入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、画像入出力装置に関し、詳しくは画像を出力
する表示器と画像を入力する撮像器とが一体化して成る
テレビ電話器等として好適な画像入出力装置に関する。

［従来の技術］ 近年、ＣＲ７表示装置の近傍に２次元状に配列された固
体撮像素子からなる固体カメラを配置し、対話者同志の
顔を伝送して通話するいわゆるテレビ電話器が開発され
ており、また同様の構成でシステム化されたものとして
テレビ会議システムも開発され、互いに遠隔地にいなが
ら擬似的に対面的な会話が可能となっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の画像入出力装置では既存
の表示器の近傍にＣＯＤカメラを配置して像の人出力を
行なうように構成されている為に、第６図に示すように
対話者が表示器１０１の中央を見る視線１０１Ａとその
対話者を撮像しているカメラ１０２の光！１ｔｈ１０２
Ａとの間に必ず角度θだけのずれが生じるために、表示
器１０１を直視しながら対話者同志が視線を合わせ対話
することが出来ないという欠点があった。

本発明の目的は、上述したような従来の課題に鑑み、視
線を合わせながら対面的なコミュニケーションが可能な
画像入出力装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、ほぼ中央部に
微小径の透光窓を有し、画像の表示が可能な表示手段と
、表示手段を画像信号に基づいて駆動する手段と、透光
窓を透過して結像された画像を撮像する固体撮像手段と
、固体撮像手段からの撮像信号を外部に取出す手段とを
具えたことを特徴とする。

【作　用］ 本発明によれば、表示手段に対向して位置する物体の映
像が透光窓を介して固体撮像手段上に結像され、固体撮
像手段を介してその物体の映像を外部に取出すことがで
きるので、対話者同志が対面した形態で話し合うことの
できるテレビ電話等に好適な画像入出力装置を提供する
ことができる。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１図は、その表示部にツィステッドネマチック形（Ｔ
　’Ｎ形）液晶表示素子を用いた実施例を示す。

この液晶表示素子は、それぞれ透明なガラス等からなる
上基板ｌと、下基板２とを所定の間隔、例えば５〜１５
μｍでほぼ平行に配置した上、その周囲を例えばフリッ
トガラス、あるいは有機接着剤等による封着部材３で封
着し、これらによって形成された内部空間に正の誘電率
異方性を有するネマチック液晶４を封入したものである
。なお所定の間隔を保つために、封着部材３には例えば
ファイバーガラスやガラス粉末等によるスペーサ５が封
入されている。ただし、スペーサ５を使用することなく
封着部材３のみをスペーサとして兼用しても良い。

６および７は上記の上基板１および下基板２のそれぞれ
対向する内面上に透明導電膜のパターンで形成した上電
極および下電極であり、上基板１および下基板２の各外
側には、それぞれ上偏光板ｌＯ及び下偏光板１１が配設
されている。そこでこのような表示素子の下偏光板１１
の裏面に反射板１２を配置することにより上基板１の側
から観察可能な反射型表示素子１００として用いること
ができる。

なお、本例ではこのような反射型表示素子１０Ｇにおい
て、光透過窓１３を下偏光板１１及び反射板１２の中央
部の位置に合わせて穿設する。本例の場合、下偏光板１
１を反射板１２上に一体化して形成しておきそれらに直
径Ｄ０が約６４μ−のピンホールを同時に開けて光透過
窓１３を構成した。１４は光透過窓１３から後述するよ
うな所定の間隔を置いて配置したＣＣＤセルである。

このように構成した画像入出力装置においては、光透過
窓（以下でピンホール部という）１３を透過する光が上
偏光板ｌＯ及び上下電極６．７、更にその間の液晶４に
所定の開口角で入射してくるが、透明電極の透過率が一
般に９５％以上である為ＣＯＤセル１４上に投影される
像に対する電極パターンの影響は小さい。また、上偏光
板１０の透過率が約６０％なので、ピンホール部１３の
前面の表示部構成部材による光損失は約５０％程度にと
どまる。

なお、このようにピンホール部１３を構成したことによ
り表示部としては、その中央部分に約１ドツト分程度に
相当する表示不能領域が発生するが、第２図に示すよう
に隣接する４画素１５の交点にピンホール部１３の位置
を合わせることによって、表示不能領域をより一層目立
ちにくくすることができる。

次にＣＣＤセル１４の配置について述べる。本実施例に
用いたＣＣＤ光セル１４は６．５ｍＸ　８．５ｍｍの有
効領域内に７８０　Ｘ４９０画素の受光セルを有するい
わゆる面状ＣＣＤであり、表示面から撮像者２ｏまでの
距ａｊ２を５００ｍｍとしたときニ１０００ｘ　１３０
０ｍａ＋（７）像を撮す為にピンホール部１３から距ｌ
！ｉＬが約３．２ｍｍの位置にＣＣＤセル１４を配置す
る。従って公知のピンホールカメラの原理に基づく最適
ピンホールの直径Ｄ０は約６４μＩ、またＦ４５０とな
る。

なお、本実施例においては、十分な光量を得るためにＣ
ＣＤセル１４上での電荷蓄積時間を１７６秒とし撮像者
２０への照明を十分行なう事で良好な画像が得られたが
、さらに高感度を有する光センサを用いる事により、よ
り高速での撮像が可能となり動画像を用いるシステムに
も適用することが可能となる。

く別実施例〉 第３図は表示部を薄膜交流ＥＬＤ　（エレクトロルミネ
セントディスプレイ）で構成した別の実施例である。

本例ではガラス基板２１に透明の上電極２２をＩｎ２Ｏ
，で蒸着して形成し、その上にＳｉ３Ｎ４による上絶縁
膜２３をその中央部に直径Ｄ０の開口部１３Ａをマスク
して蒸着する。更にこの上絶縁膜２３上に、蛍光体材料
（ＺｎＳ：Ｍｎ）を同様の透過窓１３を残して蒸着し、
発光層２６を形成した上、さらにこの発光層２６の上に
Ｓｉ３Ｎ４による下絶縁膜２４を蒸着し、続いてアルミ
金属を中央部に同様の透過窓１３を残して蒸着すること
により下電極２５を形成する。

なおこの時、上電極２２と下電極２５とは２５０μ口を
１発光素子となし得るごとく格子状にオーバラップさせ
たパターンで形成されており、従って第４図に示すよう
にマスクして形成される透過窓１３の中心部を４画素１
５を構成する電極間の中心に一致させれるようにするこ
とにより、先に述べた実施例同様ピンホールを形成した
事による表示不能領域はより目立たなくなる。

本実施例においては先に述べた例のように、液晶４を有
する場合に比べてピンホール部を透過する光の減衰が小
であり、これに加えてピンホール部を形成する下電極が
約３０００人、上下絶縁膜２３゜２４が２〜３０００人
、発光層２６が８０００人といずれも薄膜であるために
、より正確なピンホールを形成することが可能となる。

また、表示器自体が発光型であるために、被写体に対す
る照明効果があり、光量的にも有利である。

次に、装置全体を制御するための回路構成を第５図に示
す。ここで、３２はカウンタ回路等より構成されたＣＣ
Ｄ駆勅部３２であり、２次元ＣＣＤセル１４は駆動部３
２からの駆動信号に応じて１画面１７６秒の割合でアナ
ログ画像信号を撮像信号処理部３３に出力する。この信
号処理部３３はＡ／Ｄ変換器画面メモリ及びＤ／Ａ変換
器で構成されており、その出力端子３５からは慣例のＮ
ＴＳＣ方式による３０〜６０画面／秒のアナログビデオ
信号が得られる。なおこの信号はローカル５Ｗ３４の切
換により表示部駆動回路３１に直接接続することができ
表示器３０でモニタすることが可能である。また、ロー
カル５Ｗ３４の切換により外部表示データ入力端子３６
からの信号に応じた表示が可能な事は述べるまでもない
。

なお、本実施例においては撮像速度が低いために撮像信
号処理３３を必要とするが、高速に撮像できれば該処理
部３３は必ずしも必要ではない。

［発明の効果］ 本発明によれば、表示器の中央部に光を透過する透光窓
を設け、その背後に固体撮子を用いてピンホールカメラ
を構成したことによって表示器を観察する観察者の視線
と同光軸上でその観察者を撮像可能な一体型表示撮像装
置を提供することができ、また、ピンホールカメラの原
理に基づく為にオートフォーカス機能が不要であって安
価小型の表示撮像装置の実現が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明画像人力装置の構成の一例を示す断面図
、 第２図はその表示部における透過窓近傍の画素の構成図
、 第３図は本発明の他の実施例を示す断面図、第４図は第
３図に示す表示部における透過窓近傍の画素の構成図、 第５図は本発明にかかる制御回路の構成図、第６図は従
来の画像入出力装置の概要を模式的に示す説明図である
。 １・・・上基板、 ２・・・下基板、 ３・・・封着部材、 ４・・・ネマチック液晶、 ６．２２・・・上電極、 ７．２５−・・下電極、 １０・・・上偏光板、 １１・・・下偏光板、 １２・・・反射板、 １３・・・光透過窓、 １４・・・ＣＣＤセル、 １５・・・画素、 ２１・・・ガラス基板、 ２３．２４・・・絶縁膜、 ２６・・・発光層、 ３０・・・表示部、 ３１・・・表示部駆動回路、 ３２・・・駆動部、 ３３・・・撮像信号処理部、 １００・・・反射型表示素子。 ４！−尤１月０−莢ｙ肥イ列の力１べを示すｔ午頗図第
１図 １３尤４ｔｚ島 トむ明ｊ二汀石表示栄弘よ光忘ｊ庁楕〃Ｓべ図第２図 本そ明θイ名０ス１邑イ列のお１へて示す前面図第３図 第３凪０ズ鉋例にわ・咋る米不素手の櫨光２近倚の１へ
凹第４μｍ ４に膚５明にで”を号る１４リ−ｆＩＰ７日回ツ（トθ
イ１Ｌへ　図第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ほぼ中央部に微小径の透光窓を有し、画像の表示が可能
   な表示手段と、 該表示手段を画像信号に基づいて駆動する手段と、 前記透光窓を透過して結像された画像を撮像する固体撮
   像手段と、 該固体撮像手段からの撮像信号を外部に取出す手段と を具えたことを特徴とする画像入出力装置。