JPH0728095A - 撮像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像部と表示部とが同一画面上に一体となっ
た撮像表示装置を提供する。 【構成】 ２枚の透明基板13、14が平行に配置され、透
明基板13、14の対向する面上には、それぞれ画素電極８
ａ、８ｂがマトリックス状に設けられ、透明基板13、14
の間隙には液晶層８ｃが挾持されて表示部７が構成さ
れ、また一方の透明基板13上には、フォトダイオード２
がマトリックス状に設けられて撮像部１が構成されてい
る。そして撮像部１のフォトダイオード２およびそのス
イッチング素子であるＭＯＳトランジスタ３は、表示部
７の液晶層８ｃを透過する光を遮断しないような位置に
配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像表示装置に関する。
さらに詳しくは、テレビ電話などの双方向通信端末装置
などに用いられる撮像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ電話は被写体像を電気的な画像信
号に変換する撮像装置と電気的な画像信号を光信号に変
換して表示する表示装置とから構成されている。テレビ
電話の使用者は、表示装置の画面に映された相手の顔を
見ながら会話をし、同時に使用者の顔は、撮像装置によ
り撮影され電気信号に変換されたのち相手側へ送られ
る。

【０００３】撮像装置に使用される光電変換素子には、
セレン化カドミウム膜やアモルファスシリコン膜などを
電子ビームのターゲットに用いた撮像管や、ＭＯＳトラ
ンジスタやフォトダイオードやフォトトランジスタを組
み合わせた撮像素子、または電荷結合素子を用いた撮像
素子が用いられている。また表示装置の電気光学素子に
は、主に電子線陰極管が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のテレビ電話など
双方向通信に用いられる撮像表示装置では、撮像部は表
示画面の隣りまたは別の独立した装置として設けられて
おり、表示画面を見ている受信者を斜め方向から撮影す
ることになる。そのため、表示画面（テレビ）に映った
相手の顔は視線が別のところを向いており、相互に話し
ていてもぎこちなく面と向って話をするばあいと比較し
て違和感があるという問題がある。

【０００５】また撮像装置と表示装置とを別々に製造し
て組み立てたり別個の装置としなければならず、製造コ
ストが高くなるという問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題を解決して撮像装
置と表示装置とを一体化することにより、テレビ電話な
どに用いられたばあい、相手と違和感なく会話をするこ
とができ、また同一の製造ラインにより低コストで製造
することができる撮像表示装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による撮像表示装
置は、２枚の透明基板が一定の間隙をおいて平行に配置
され、一方の透明基板上に光信号を電気信号に変換する
光電変換素子がマトリックス状に設けられ、他方の透明
基板上あるいは前記２枚の透明基板間に光信号を発する
電気光学素子がマトリックス状に設けられ、前記光電変
換素子と前記電気光学素子とが互いに光を遮断しないよ
うに配置されてなるものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、従来のテレビ電話の撮像装置
にあたる撮像部と、表示装置にあたる表示部とが一体化
しているため、視線の方向から撮影することができ、相
手側の表示画面にも正面を向いて映り、違和感なく相手
と会話することができる。

【０００９】また異なる透明基板上にそれぞれ撮像部と
表示部とが独立して設けられているため、従来の表示装
置の製造工程に撮像部の製造工程を付け加えるだけで撮
像表示装置をうることができ、製造コストを低く抑える
ことができる。

【００１０】また、撮像部は表示部の各画素の非表示領
域に設けることができるため、撮像部の光電変換素子に
よって表示部の有効表示面積が狭められることがない。

【００１１】

【実施例】つぎに図面を参照しながら本発明の撮像表示
装置について説明する。

【００１２】図１は本発明の撮像表示装置の一実施例の
撮像部の回路構成を概念的に示す説明図、図２は本発明
の撮像表示装置の一実施例の表示部の回路構成を概念的
に示す説明図、図３は本発明の撮像表示装置の一実施例
の撮像部の構成を示す平面説明図、図４は本発明の撮像
表示装置の一実施例の撮像部および表示部の構成を示す
断面説明図である。

【００１３】本実施例の撮像表示装置は、液晶層が２枚
の透明基板により挾持されてなる液晶表示パネルから表
示部が構成されている。すなわち、一方の透明基板の液
晶層側には、液晶表示装置の画素電極と共にスイッチン
グ素子がマトリックス状に配置されている。そして画素
電極のスイッチング素子などの非表示領域に対応する他
方の透明基板の液晶層側には、フォトダイオードなどの
光電変換素子がマトリックス状に配置されて撮像部が構
成されている。

【００１４】本発明の撮像表示装置の撮像部は、（図１
に示すように）マトリックス状に配置された光電変換素
子であるフォトダイオード２と信号伝送用のスイッチン
グ素子であるＭＯＳトランシズタ３とから構成されてい
る。フォトダイオード２は、光を吸収することにより起
電力を発生する。またＭＯＳトランジスタ３には、たと
えばＴＦＴなどが用いられている。そして垂直走査回路
によりｉ番目のゲート線４に選択的に電圧を印加し、水
平走査回路によりｊ番目のデータ線５に選択的に電圧を
印加したばあい、マトリックス（ｉ，ｊ）の位置のフォ
トダイオード２の起電力が信号出力端６より出力され
る。したがって、ゲート線４とデータ線５とに順次電圧
を印加することによりレンズによって撮像部上に結像し
た被写体の映像を電気信号として取り出すことができ
る。なお実施例では光電変換素子としてフォトダイオー
ドを用いた例を示したが、本発明では光電変換素子はこ
のように限定されるものではなく、フォトトランジスタ
や電荷結合素子などの撮像素子などであってもよい。

【００１５】一方、本発明による撮像表示装置の表示部
は、たとえば図２に示すように、通常の液晶表示装置
で、マトリックス状に配置された画素電極と液晶層とか
らなる電気光学素子８とスイッチング素子であるＴＦＴ
９とから構成されている。また10は、液晶表示装置の画
素電極に印加された電圧を保持するための並列容量であ
る。そしてゲート線駆動回路によりｉ番目のゲート線11
に選択的に電圧を印加し、データ線駆動回路によりｊ番
目のデータ線12に選択的に電圧を印加したばあい、マト
リックス（ｉ，ｊ）の位置の画素の液晶層の光の透過度
が変化する。したがってゲート線11とデータ線12とに順
次信号電圧を印加することにより、マトリックス状の画
素を任意に点灯させることができ、映像を表示すること
ができる。

【００１６】本実施例では、撮像部のマトリックスおよ
び表示部のマトリックスの行の数と列の数とを同数と
し、光電変換素子と電気光学素子とを対にすることが、
撮像部のフォトダイオード２とＭＯＳトランジスタ３を
表示部の表示領域と重ならないように配置するためにも
好ましい。

【００１７】つぎに、本発明の撮像表示装置の前述の実
施例の具体的な構成について図３および図４を参照しな
がら説明する。

【００１８】図３は前述の実施例において、撮像部であ
る透明基板上に設けられたフォトダイオードやＭＯＳト
ランジスタなどの構造を示す平面説明図である。

【００１９】図３に示すように、撮像部は、表示部を構
成する液晶表示装置の一方の画素電極８ａと共に一方の
透明基板に設けられ、画素電極８ａが存在しない場所に
設けられたフォトダイオード２および電荷伝送用素子で
あるＭＯＳトランジスタ３とからなっている。フォトダ
イオード２は、電極２ａと２ｂおよびその間隙に挾持さ
れた受光領域（図３には図示されていない）とから構成
されている。この受光領域は、アモルファスシリコンや
ポリシリコンなどのｐｎ接合からなっている。また裏面
側の電極２ｂは、ＭＯＳトランジスタ３のドレイン領域
３ｇに接続され、フォトダイオード２において発生した
電荷はＭＯＳトランジスタ３によりデータ線５へ送られ
る。なお４は、ゲート線であり、また画素電極８ａは配
線（図示されていない）によって接地されている。

【００２０】さらにフォトダイオード２の前方には、開
口部を有する、たとえばガラスなどからなる透明膜が設
けられ、該開口部には、たとえばガラスなどからなるレ
ンズ15が設けられ、被写体の各部分からの光を集光して
フォトダイオード２へ照射することが好ましい。このレ
ンズはフォトダイオード部分のみに部分的にガラスレン
ズを設けた枠や部分的に屈折率を変えてレンズ効果をも
たせたガラス板を表示面の表面に設けることにより、撮
像部のみにレンズを設けることができる。

【００２１】つぎに図４に、図３におけるIV−IV線の部
分で撮像部である透明基板を切断したばあいの断面図を
示す。図４においては、液晶層を挾持する他方の透明基
板の断面図も併わせて図示されている。

【００２２】図４に示されるように、液晶層８ｃを挾持
した２枚のガラスなどからなる透明基板13、14の一方の
透明基板13の対向する側の面上に、表示部７の電気光学
素子８を構成する画素電極８ａと共にフォトダイオード
２とその電荷転送素子であるＭＯＳトランジスタ３が設
けられて撮像部１となり、他方の透明基板14の対向する
側の面上には、液晶表示装置の画素電極８ｂとそのスイ
ッチング素子であるＴＦＴ９とが設けられて表示部７と
なっている。

【００２３】フォトダイオード２は電極２ａおよび２ｂ
で挟まれたｐｎ接合を有するアモルファスシリコンまた
はポリシリコンなどの半導体材料の受光領域２ｃからな
っており、発生した電荷は順次ＭＯＳトランジスタ３を
経由して信号処理部の方に転送される。フォトダイオー
ド２の前方には、前述のようなレンズ15が透明膜15ａの
開口部に配置されることが好ましい。

【００２４】フォトダイオード２は、その表面積がレン
ズ15の表面積よりも小さく設定され、しかも、レンズ面
のほぼ中央に配置されるので、レンズ15に垂直に入射す
る光だけがフォトダイオード２の受光領域２ｃに選択的
に照射される。すなわち被写体の各部分からの光は、そ
れぞれ異なった画素のフォトダイオード２の受光領域２
ｃに照射されるため、被写体の像がマトリックス状に配
置されたフォトダイオード２上に結像されることにな
る。

【００２５】なお図４において、ＭＯＳトランジスタ３
およびＴＦＴ９はそれぞれゲート電極３ａ，９ａ、ゲー
ト絶縁膜３ｂ，９ｂ、半導体層３ｃ，９ｃ、ソース領域
３ｄ，９ｄ、ドレイン領域３ｅ，９ｅ、ソース電極３
ｆ，９ｆ、ドレイン電極３ｇ，９ｇ、エッチングストッ
パ３ｈ，９ｈ、保護膜３ｊ，９ｊから構成されている。

【００２６】図４に示すように、撮像部１のフォトダイ
オード２とそのＭＯＳトランジスタ３とは、表示部７の
液晶層８ｃを透過する光を遮断しないような場所に設け
られているので、表示部の有効表示面積を大きくするこ
とができ、明るい表示画面をうることができる。

【００２７】また液晶層８ｃやレンズ15の前方にカラー
フィルターを配置することにより、カラーで表示したり
撮像したりできる撮像表示装置をうることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の撮像表示装置をテレビ電話に使
用すると撮像部と表示部とが一体となっているため、表
示画面に映された相手の視線に違和感がなく、自然な感
じで会話をすることができる。

【００２９】また撮像部と表示部とを同じ製造ラインで
製造することができ、製造コストを低く抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮像表示装置の一実施例の撮像部の回
路構成を概念的に示す説明図である。

【図２】本発明の撮像表示装置の一実施例の表示部の回
路構成を概念的に示す説明図である。

【図３】本発明の撮像表示装置の一実施例の撮像部の構
成を示す平面説明図である。

【図４】本発明の撮像表示装置の一実施例の撮像部およ
び表示部の構成を示す断面説明図である。

【符号の説明】

２ フォトダイオード ２ａ 電極 ２ｂ 電極 ２ｃ 受光領域 ８ 電気光学素子 ８ａ 画素電極 ８ｂ 画素電極 ８ｃ 液晶層 13 透明基板 14 透明基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波多 俊弘 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の透明基板が一定の間隙をおいて平
   行に配置され、一方の透明基板上に光信号を電気信号に
   変換する光電変換素子がマトリックス状に設けられ、他
   方の透明基板上あるいは前記２枚の透明基板間に光信号
   を発する電気光学素子がマトリックス状に設けられ、前
   記光電変換素子と前記電気光学素子とが互いに光を遮断
   しないように配置されてなる撮像表示装置。