(57)【要約】【課題】光透過性の材料で隔壁を形成したＰＤＰを用い、このＰＤＰの背後に撮像素子を配置することで、アイコンタクトを保持しながら、かつパネルの透過光量を十分に確保できるようにする。【解決手段】内部に電極を有する多数の画素が形成され、各画素の一部が光透過性で、その光透過性の部分を介して光が表示面側から背面側に直線的に透過可能なＰＤＰと、ＰＤＰの表示面側から背面側に透過した光を受光可能な位置に配置されたＣＣＤカメラとで構成し、ＣＣＤカメラにより、ＰＤＰの表示面側に位置する被写体を、ＰＤＰを透かして撮像する。【選択図】　図１
2004145008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電極を有する多数の画素が形成され、各画素の一部が光透過性で、その光透過性の部分を介して光が表示面側から背面側に直線的に透過可能なプラズマディスプレイパネルと、
プラズマディスプレイパネルの表示面側から背面側に透過した光を受光可能な位置に配置され、プラズマディスプレイパネルの表示面側に位置する被写体を、プラズマディスプレイパネルを透かして撮像することが可能な撮像素子とを備えてなる撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項２】
前記画素の一部の光透過性の部分が隔壁からなり、前記撮像素子が撮像レンズを有するカメラからなり、少なくとも１つの画素の隔壁部分を透過した光が撮像レンズに受光されるように、前記カメラがプラズマディスプレイパネルに対して取り付けられてなる請求項１記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項３】
プラズマディスプレイパネルが、光透過性の一対の基板間に複数の光透過性の隔壁を形成し、その隔壁によって画定された画素の領域に蛍光体層を形成した構造を有し、
隔壁が、それら光透過性の一対の基板のいずれか一方の基板を切削することによって形成されてなる請求項１記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項４】
前記光透過性の一対の基板が、表示面側基板と背面側基板からなり、背面側基板の背面に、プラズマディスプレイパネルの蛍光体層から発生される光を遮蔽するルーバーが設けられてなる請求項３記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項５】
前記光透過性の一対の基板が、表示面側基板と背面側基板からなり、蛍光体層が背面側基板に形成されるとともに、蛍光体層と背面側基板との間に、プラズマディスプレイパネルの蛍光体層から発生される光を遮蔽する遮光層が設けられてなる請求項３記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項６】
プラズマディスプレイパネル内の電極に放電発生用の電圧を印加するドライバと、そのドライバを制御する制御回路とをさらに備え、
制御回路が、撮像素子の撮像動作を制御する撮像制御部を有し、撮像素子の撮像動作時には、撮像素子の前面に対応する画素の表示が停止されるようにプラズマディスプレイパネルの表示を制御する請求項１記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項７】
プラズマディスプレイパネル内の電極に放電発生用の電圧を印加するドライバと、そのドライバを制御する制御回路とをさらに備え、
制御回路が、撮像素子の撮像動作を制御する撮像制御部を有し、１フレームの画像を階調表示するに際し、１フレームを輝度に重み付けをした複数のサブフレームに分割し、各サブフレームで、発光させるべき画素を選択するアドレス放電と、選択した画素の放電を維持する表示放電とを行うことで画像の表示を行い、サブフレームのアドレス放電の期間に撮像動作が行われるよう撮像素子の撮像動作を制御する請求項１記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項８】
制御回路が、１フレーム中の最も重みの小さいサブフレームの直後のサブフレームでのアドレス放電の期間に撮像動作が行われるよう撮像素子の撮像動作を制御する請求項７記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項９】
制御回路が、プラズマディスプレイパネルの表示を行う祭、１フレーム中に重みの小さい複数のサブフレームを集約し、それらのサブフレームが終了された後、次のサブフレームでのアドレス放電の期間に撮像動作が行われるよう撮像素子の撮像動作を制御する請求項７記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【請求項１０】
制御回路が、撮像素子の撮像動作前に、プラズマディスプレイパネルの蛍光体層の残光が消滅するまでプラズマディスプレイパネルの表示を非表示にする請求項７記載の撮像機能付きプラズマ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像機能付きプラズマ表示装置に関し、さらに詳しくは、テレビ電話システムや、テレビ会議システムなどに利用可能な撮像機能付きプラズマ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレビ電話システムやテレビ会議システムでは、表示装置の近傍にカメラを配置し、互いのカメラで撮影した被写体を相手側のテレビに表示するようにしている。
【０００３】
しかし、この方式では、人が画面を注視した場合、視線の方向がカメラを向いていないため、相手側の画面には目線の外れた被写体の画像が表示される状態となる。このような状態では、お互いに視線を一致させた状態（アイコンタクトした状態）にならず、コミュニケーション上、違和感が大きい。
【０００４】
この問題を解決するため、近年では、表示装置の画面上に小型カメラを設置するようにしたものが提案されている。
【０００５】
また、表示装置にＣＣＤ（電荷結合素子）のような撮像素子を組み込んだものも提案されている。この方式では、フラットＣＲＴや、液晶パネルや、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の背後に撮像素子を配置し、この撮像素子で被写体を撮像するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
具体的には、フラットＣＲＴを用いる場合には、ＣＲＴの画面に蛍光面および遮光導電層が欠損したピンホールを設け、そのピンホールを介して被写体を撮像するようにしている。
【０００７】
また、液晶パネルを用いる場合には、液晶パネルの１つの画素の中心、または金属電極の部位にピンホールを設け、そのピンホールを介して被写体を撮像するようにしている。
【０００８】
さらに、ＰＤＰを用いる場合には、隔壁の部位にピンホールを設け、そのピンホールを介して被写体を撮像するようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２３１０１９号公報（図５〜図１１）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表示装置の画面上に小型カメラを設置するようにした方式では、カメラによって画面が遮られるという問題がある。
【００１１】
また、フラットＣＲＴの画面に撮像用のピンホールを設ける方式では、ピンホールが常時非発光点となり、テレビジョンなどの通常の画像を表示する際に、その部分が欠落するという問題がある。
【００１２】
液晶パネルの１つの画素の中心、または金属電極の部位に撮像用のピンホールを設ける方式では、ピンホールの径が小さく、光が十分に透過しないという問題がある。
【００１３】
ＰＤＰの隔壁の部位に撮像用のピンホールを設ける方式でも同様に、一本の隔壁の幅は、例えば４０インチのＰＤＰでは６０μｍ程度であるため、このピンホールでは光が十分に透過しないという問題がある。
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、光透過性の材料で隔壁を形成したＰＤＰを用い、このＰＤＰの背後に撮像素子を配置することで、アイコンタクトを保持しながら、かつパネルの透過光量を十分に確保できるようにすることを目的とするものでる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部に電極を有する多数の画素が形成され、各画素の一部が光透過性で、その光透過性の部分を介して光が表示面側から背面側に直線的に透過可能なプラズマディスプレイパネルと、プラズマディスプレイパネルの表示面側から背面側に透過した光を受光可能な位置に配置され、プラズマディスプレイパネルの表示面側に位置する被写体を、プラズマディスプレイパネルを透かして撮像することが可能な撮像素子とを備えてなる撮像機能付きプラズマ表示装置である。
【００１６】
本発明によれば、各画素の一部が光透過性のプラズマディスプレイパネルを用い、このプラズマディスプレイパネルの表示面側から背面側に透過した光を受光可能な位置に撮像素子を配置し、この撮像素子により、プラズマディスプレイパネルの表示面側に位置する被写体を、プラズマディスプレイパネルを透かして撮像するので、十分なアイコンタクトを保持しながら、かつパネルの透過光量を十分に確保することができ、良好な画像を表示することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明において、ＰＤＰとしては、内部に電極を有する多数の画素が形成され、各画素の一部が光透過性で、その光透過性の部分を介して光が表示面側から背面側に直線的に透過可能なものであればよい。
【００１８】
各画素の光透過性の部分は、画素のいずれの部分であってもよいが、表示に与える影響を最小限にするには、画素を区画するための隔壁を光透過性とすることが望ましい。
【００１９】
ＰＤＰは、ＡＣ型、ＤＣ型、２電極構造、３電極構造、対向放電形式、面放電形式など、どのような構造のものであってもよいが、光透過性の一対の基板間に複数の光透過性の隔壁を形成し、その隔壁によって画定された画素の領域に蛍光体層を形成した構造を有していることが望ましい。
【００２０】
光透過性の一対の基板としては、ガラス、石英、セラミックス等の基板や、これらの基板上に、電極、絶縁膜、誘電体層、保護膜等の所望の構成物を形成した基板が含まれる。
【００２１】
隔壁は、光透過性であればよく、この隔壁は、例えば光透過性の基板に凹溝を形成したり、あるいは、光透過性の基板上に透明な低融点ガラスなどの隔壁材料をパターニングすることで形成したものであってよい。ただし、ＰＤＰの隔壁部分を透過した被写体の画像に“ゆがみ”が生ずることを防ぐためには、ＰＤＰを光が直線的に透過する必要がある。この観点からは、隔壁は、光透過性の基板を切削することで形成したものであることが望ましい。
【００２２】
基板の切削による隔壁の形成は、化学的な方法や、物理・機械的な方法のいずれを用いてもよい。化学的な方法としては、ウエットエッチングやドライエッチングなどが挙げられる。物理・機械的な方法としては、レーザーで切削する方法、サンドブラストで切削する方法、微細なエンドミルのような切削工具を用いて切削する方法などが挙げられる。
【００２３】
この隔壁は、光透過性の一対の基板のいずれの基板に形成したものであってもよい。すなわち、この隔壁は、前面側（表示面側）の基板と背面側の基板のいずれに形成したものであってもよい。
【００２４】
また、隔壁の形状は特に限定されず、平面的に見て、帯状、格子状、ミアンダ状、ハニカム状など、どのような形状のものであってもよい。
【００２５】
上記光透過性の一対の基板は、表示面側基板と背面側基板から構成され、背面側基板の背面に、ＰＤＰの蛍光体層から発生される光を遮蔽するルーバーを設けた構造であってもよい。
【００２６】
また、上記光透過性の一対の基板は、表示面側基板と背面側基板から構成され、蛍光体層が背面側基板に形成されるとともに、蛍光体層と背面側基板との間に、ＰＤＰの蛍光体層から発生される光を遮蔽する遮光層を設けた構造であってもよい。
【００２７】
ＰＤＰの画素は、例えば隔壁などによって区画され、内部に電極を有するものであればよい。
【００２８】
電極は、画素の内部に配置されていればよく、当該分野で公知の各種の電極を適用することができる。この電極としては、ＩＴＯ、ＳｎＯ２などの透明電極や、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等の金属からなるバス電極などが挙げられる。これらの電極は、Ａｇ、Ａｕについては印刷法を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の厚さで形成することができる。
【００２９】
撮像素子は、ＰＤＰの表示面側から背面側に透過した光を受光可能な位置に配置されていればよい。具体的には、例えばＰＤＰの背後に配置されていればよい。しかし、レンズや鏡、あるいは光ファイバーなどで光を誘導する場合には、ＰＤＰの背後に配置する必要はなく、いずれの位置に置かれていてもよい。
【００３０】
また、撮像素子は、ＰＤＰの表示面側に位置する被写体を、ＰＤＰを透かして撮像することが可能なものであればよい。この撮像素子としては、レンズを有するカメラ状のもの、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなど、各種のものを適用することが可能であるが、取り扱いの容易性からは、撮像レンズを有するカメラを用いるのが望ましい。このカメラとしては、ＣＣＤを用いたカメラや、光電子倍増管などを用いたカメラを適用することができる。
【００３１】
撮像素子として撮像レンズを有するカメラを用いる場合、ＰＤＰとカメラとの位置関係は、少なくとも１つの画素の隔壁部分を透過した光が撮像レンズに受光されるように、カメラがＰＤＰに対して取り付けられていればよい。
【００３２】
上記構成においては、ＰＤＰ内の電極に放電発生用の電圧を印加するドライバと、そのドライバを制御する制御回路とをさらに備え、制御回路が、撮像素子の撮像動作を制御する撮像制御部を有し、撮像素子の撮像動作時には、撮像素子の前面に対応する画素の表示が停止されるようにＰＤＰの表示を制御する構成としてもよい。
【００３３】
また、ＰＤＰ内の電極に放電発生用の電圧を印加するドライバと、そのドライバを制御する制御回路とをさらに備え、制御回路が、撮像素子の撮像動作を制御する撮像制御部を有し、１フレームの画像を階調表示するに際し、１フレームを輝度に重み付けをした複数のサブフレームに分割し、各サブフレームで、発光させるべき画素を選択するアドレス放電と、選択した画素の放電を維持する表示放電とを行うことで画像の表示を行い、サブフレームのアドレス放電の期間に撮像動作が行われるよう撮像素子の撮像動作を制御する構成としてもよい。
【００３４】
この場合、制御回路により、１フレーム中の最も重みの小さいサブフレームの直後のサブフレームでのアドレス放電の期間に撮像動作が行われるよう撮像素子の撮像動作を制御するような構成としてもよい。
【００３５】
あるいは、制御回路を、ＰＤＰの表示を行う祭、１フレーム中に重みの小さい複数のサブフレームを集約し、それらのサブフレームが終了された後、次のサブフレームでのアドレス放電の期間に撮像動作が行われるよう撮像素子の撮像動作を制御するような構成としてもよい。
【００３６】
また、制御回路を、撮像素子の撮像動作前に、ＰＤＰの蛍光体層の残光が消滅するまでＰＤＰの表示を非表示にするような構成としてもよい。
【００３７】
以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【００３８】
図１は本発明による撮像機能付きプラズマ表示装置の基本構成を示す説明図である。
本発明では、ＰＤＰ１０の背後に、撮像レンズを有するＣＣＤカメラ１を取り付けており、被写体Ｈは、ＰＤＰ１０を介して、ＣＣＤカメラ１により撮像される。
【００３９】
ＰＤＰ１０の隔壁は光透過性であり、少なくとも１つの画素の隔壁部分を透過した光がＣＣＤカメラ１の撮像レンズに受光されるように、ＣＣＤカメラ１がＰＤＰ１に対して取り付けられている。
【００４０】
図２は本発明の撮像機能付きプラズマ表示装置のＰＤＰの構成を部分的に示す説明図である。この例はカラー表示用のＡＣ型３電極面放電形式のＰＤＰを示している。
【００４１】
ＰＤＰ１０は、前面側の基板１１を含む前面側のパネルアセンブリと、背面側の基板２１を含む背面側のパネルアセンブリから構成されている。前面側の基板１１と背面側の基板２１としては、光透過性であればよく、ガラス基板、石英基板、セラミック基板等を使用することができる。本例では透明なガラス基板を使用している。
【００４２】
前面側の基板１１の内側面には、水平方向にペアをなす表示電極Ｘ，Ｙが非放電距離の間隔をおいて複数組形成されている。各表示電極Ｘ，Ｙは、ＩＴＯ、ＳｎＯ２などの幅の広い透明電極１２と、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属製の幅の狭いバス電極１３から構成されている。表示電極Ｘ，Ｙは、Ａｇ、Ａｕについては印刷法を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００４３】
表示電極Ｘ，Ｙの上には、表示電極Ｘ，Ｙを覆うように誘電体層１７が形成されている。誘電体層１７は、低融点ガラス等を含む誘電体ペーストを、前面側の基板１１上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成している。
【００４４】
誘電体層１７の上には、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から誘電体層１７を保護するための保護膜１８が形成されている。この保護膜１８は、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等からなる。
【００４５】
背面側の基板２１の内側面には、サンドブラスト法などの切削法により、平面的にみて表示電極Ｘ，Ｙと交差する方向に溝部２４が形成されている。このサンドブラスト法では、例えば、背面側の基板２１上に隔壁パターンの切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹きつけ、背面側の基板２１を切削することで溝部２４を形成することができる。この溝部２４は放電空間として利用され、溝部２４と溝部２４との間の凸部は隔壁２９として利用される。各溝部２４の底面にはアドレス電極Ａが形成されている。アドレス電極Ａは、スキャン用の表示電極との交差部で発光セルを選択するためのアドレス放電を発生させるものであり、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等から構成されている。アドレス電極Ａも、表示電極Ｘ，Ｙと同様に、Ａｇ、Ａｕについては印刷法を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００４６】
各溝部２４には、アドレス電極Ａの上と隔壁２９の側面に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体層２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂが、一色ごとに形成されている。蛍光体層２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂは、蛍光体粉末とバインダとを含む蛍光体ペーストを溝部２４内にスクリーン印刷、又はディスペンサーを用いた方法などで塗布し、これを各色毎に繰り返した後、焼成することにより形成されている。この蛍光体層２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂは、蛍光体粉末とバインダとを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソ法で形成することもできる。この場合、所望の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色毎に繰り返すことで、対応する隔壁間に各色の蛍光体層を形成することができる。
【００４７】
ＰＤＰ１０は、上記した前面側のパネルアセンブリと背面側のパネルアセンブリとを、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが交差するように対向配置し、周囲を封止し、隔壁２９で囲まれた放電空間としての溝部２４に放電ガスを充填することにより作製されている。このＰＤＰ１０では、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとの交差部の溝部２４が表示の最小単位である１つのセル領域（単位発光領域）となる。１画素は隣接するＲ、Ｇ、Ｂの３つのセルで構成される。
【００４８】
表示は、まず、Ｙ側の表示電極群をスキャン電極として用いて、それら各表示電極Ｙに順次スキャン電圧を印加してゆき、その間に所望のアドレス電極Ａにアドレス電圧を印加し、選択されたアドレス電極Ａと表示電極Ｙとの間でアドレス放電を発生させることで発光セルを選択する。通常、この期間はアドレス期間と呼ばれる。この放電によって発光セル対応の誘電体層上には壁電荷が形成されるので、次に、Ｙ側の表示電極群とＸ側の表示電極群との間に交互に表示電圧（維持電圧、またはサスティン電圧などとも呼ばれる）を印加して、当該壁電荷の蓄積されたセルにおいて再び放電（表示放電、維持放電、またはサスティン放電などとも呼ばれる）を発生させることで、セルを発光させる。通常、この期間は表示期間と呼ばれる。このセルの発光は、表示放電によって発生された紫外線で蛍光体を励起して、蛍光体から所望の色の可視光を発生させることにより行われる。一般に、この方式はアドレス表示分離駆動法と呼ばれている。
【００４９】
なお、本ＰＤＰ１０では、隔壁２９が透明であるが、各セルで発生された紫外光は波長が短いため、ガラス製の隔壁２９を透過することはない。一方、紫外光によって励起された蛍光体層２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂの蛍光は隔壁２９を透過するため、ほどよい状態でＲ，Ｇ，Ｂの混色が生じる。
【００５０】
表示は、上述のようにペアとなる表示電極Ｘと表示電極Ｙ（以後、表示電極対Ｘ，Ｙ、あるいは単にＸ，Ｙ電極とも呼ぶ）との間で表示放電を発生させることにより行う。この放電が生じるＸ，Ｙ電極間は発光スリットとも呼ばれ、発光領域となるが、表示電極対Ｘ，Ｙと表示電極対Ｘ，Ｙとの間は非発光スリットとも呼ばれ、非発光領域（非放電領域）となる。
【００５１】
通常、ＰＤＰ１０は、表示を行う場合、表示電極Ｘ，Ｙが横方向に、アドレス電極Ａが縦方向になるように保持するが、図１および以降の図では、溝部２４と隔壁２９とを示すために、表示電極Ｘ，Ｙと平行な断面を示している。
【００５２】
図３は上記ＰＤＰの駆動回路の構成を示すブロック図である。
この図に示すように、駆動回路は、Ｙスキャンドライバ回路３１と、アドレスドライバ回路３２と、Ｙ共通ドライバ回路３３と、Ｘ共通ドライバ回路３４と、制御回路３５から構成されている。
【００５３】
Ｙスキャンドライバ回路３１は、アドレス期間において、Ｙ側の表示電極群Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，‥‥，Ｙｎに順次スキャン電圧を印加する回路である。また、アドレスドライバ回路３２は、同じくアドレス期間において、所望のアドレス電極Ａ１，Ａ２，Ａ３，‥‥，Ａｍにアドレス電圧を印加する回路である。
【００５４】
Ｙ共通ドライバ回路３３は、表示期間において、Ｙ側の表示電極群にいっせいに表示電圧を印加する回路である。また、Ｘ共通ドライバ回路３４は、同じく表示期間において、Ｘ側の表示電極群にいっせいに表示電圧を印加する回路である。
【００５５】
制御回路３５は、これらのＹスキャンドライバ回路３１、アドレスドライバ回路３２、Ｙ共通ドライバ回路３３、およびＸ共通ドライバ回路３４を制御する回路である。この制御回路３５は、フレームメモリ３６ａを有する表示データ制御部３６と、スキャンドライバ制御部３７ａと共通ドライバ制御部３７ｂを有するパネル駆動制御部３７とから構成されている。
【００５６】
パネル駆動制御部３７は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣと水平同期信号ＨＳＹＮＣを受ける。そして、スキャンドライバ制御部３７ａからＹスキャンドライバ回路３１に対して制御信号を送らせる。また、共通ドライバ回路３７ｂからＹ共通ドライバ回路３３とＸ共通ドライバ回路３４に対して制御信号を送らせる。さらに、Ｙスキャンドライバ回路３１を制御する際のタイミング信号を表示データ制御回路３６に与える。
【００５７】
表示データ制御部３６は、クロック信号ＣＬＯＣＫとデータ信号ＤＡＴＡを受ける。そして、少なくとも１フレーム分のデータ信号をフレームメモリ３６ａに記憶する。また、Ｙスキャンドライバ回路３１のタイミングに合わせて、１フレーム分のデータを１ライン毎に、アドレスデータ制御信号として、アドレスドライバ回路３２に送る。
【００５８】
３８は表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａにパルス波形の電圧を印加するためのパルス用電源である。
【００５９】
図４は階調表示を行うための１フレームの構成を示す説明図である。なお、この図は、１フレームが例えば奇数フィールドと偶数フィールドのように複数フィールドで構成される場合は１フィールドの構成を示すものである。
【００６０】
上述したＰＤＰの駆動では、通常、階調を表示するために、１フレームを複数のサブフレーム（以下、ＳＦという）に分けて表示する。そして、ＳＦ毎に、発光セルを選択するためのアドレス放電を発生させるアドレス期間と、発光セルに表示放電を連続的に発生させてセルの発光を維持する表示期間とを設定し、各ＳＦで表示放電の回数を異ならせて、ＳＦの組み合わせにより階調を表現するようにしている。
【００６１】
具体的には、図４（ｂ）に示すように、１フレームの期間を、例えば、１Ｔ：２Ｔ：４Ｔ：８Ｔ：１６Ｔ：３２Ｔ：６４Ｔ：１２８Ｔ（Ｔ：基準時間）というように、重み付けをした輝度比を有する８つのＳＦに分割する。この１フレームの期間はフレーム周波数を６０Ｈｚとした場合、１／６０＝１６．７ｍｓである。
【００６２】
そして、図４（ａ）に示すように、各ＳＦの期間では、アドレス期間（非表示期間）ＴＡにおいて、実行しようとするＳＦの輝度に対応したセルを選択する。次に、表示期間ＴＳにおいて、選択したセルの表示放電を行う。図では、表示ラインが例えば４８０本で、アドレス期間が１．５ｍｓであれば、１ラインの走査時間が約３μｓ（１．５ｍｓ／４８０＝３．１２５μｓ）となることを示している。このアドレス期間ＴＡは、どの重みのＳＦであっても同じ長さである。
【００６３】
このように、実行しようとするＳＦの輝度に対応したセルを選択することで、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色で２５６３通りの階調表示を行う。本例では、ＳＦの重みの順番を昇順にしているが、これに限らず任意の順番に設定することができる。
【００６４】
図５は隔壁を透過した光が結像する状態を示す説明図である。この図では、ＰＤＰの前面側の基板は省略している。
上述したように、ＰＤＰの背面側の基板２１の隔壁２９は、透明なガラス基板から直接削りだして形成されており、隔壁２９は透明である。これにより、溝部２４の幅と隔壁２９の幅が約８：２の比率であるので、ＰＤＰの画面全体では２０％程度の光透過性を持つ。
【００６５】
被写体からの光Ｌは、背面側の基板２１の隔壁２９を透過し、ＣＣＤカメラ１の撮像レンズ１ａによって収束され、撮像素子としてのＣＣＤアレイ１ｂ上に結像する。
【００６６】
ＣＣＤカメラ１の撮像レンズ１ａと背面側の基板２１との距離は、撮像レンズ１ａの焦点距離に比較して十分に小さく、このため背面側の基板２１の隔壁２９はＣＣＤアレイ１ｂ上には像にならない。
【００６７】
図６は蛍光体層から放射された光の状態を示す説明図である。
ＰＤＰの背面側の基板２１は透明であるため、溝部２４に形成された蛍光体層からの光Ｋは、ＰＤＰの背後にも放射される。そのため、ＣＣＤアレイ１ｂ上の像は、蛍光体層からの光Ｋがかぶった状態になる。この蛍光体層からの光Ｋを遮蔽するためには、以下に述べる実施形態１〜５の方法がある。
【００６８】
実施形態１
図７はＰＤＰにルーバーを付けた例を示す説明図である。
本例では、ＰＤＰの蛍光体層から放射された光Ｋを遮蔽するために、ルーバー２を設けている。
【００６９】
ルーバー２は、背面側の基板２１の背面にクロム（Ｃｒ），マンガン（Ｍｎ）などの不透明な金属をパターニングするか、あるいは背面側の基板２１の背面に黒色顔料を直接塗布することによって形成する。Ｃｒ，Ｍｎなどの金属のパターニングは、蒸着法、スパッタ法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることで行うことができる。また、黒色顔料の塗布は、スクリーン印刷法などを適用することで行うことができる。
【００７０】
このルーバー２は、背面側の基板２１の全面に設けてもよいし、ＣＣＤカメラ１の撮像レンズ１ａの前だけに設けてもよい。
【００７１】
このように、蛍光体層からのカブリを低減するために、ＰＤＰの背面側の基板２１の背面に遮光のためのルーバー２を設ける。これにより、撮像レンズ１ａに入る蛍光体層からの放射光を遮蔽することができ、画像のかぶりを抑えることができる。
【００７２】
実施形態２
図８はＰＤＰの蛍光体層遮光層を形成した例を示す説明図である。
本例では、ＰＤＰ１０の蛍光体層２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂから放射された光を遮蔽するために、遮光層３を設けている。
【００７３】
遮光層３は、蛍光体層２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂの背面側に黒色顔料を直接塗布することによって形成する。黒色顔料の塗布は、スクリーン印刷法などを適用することで行うことができる。
【００７４】
この遮光層３は、遮光のために光を吸収するような材料でもよいが、前面方向の輝度を向上させるためには、完全反射層にした方がよい。
【００７５】
このように、蛍光体層からのカブリを低減するために、ＰＤＰの蛍光体層の背面側に遮光層３を設ける。これにより、ＣＣＤカメラ１に入る蛍光体層からの放射光を遮蔽することができ、画像のかぶりを抑えることができる。
【００７６】
以上では、蛍光体層からのカブリを低減するために、蛍光体層からの放射光を物理的に遮蔽する方法を説明したが、以下では、制御回路での制御によって蛍光体層からの放射光の影響をなくす方法を説明する。
【００７７】
実施形態３
図９は蛍光体層からの放射光の影響を低減する回路を組み込んだＰＤＰの駆動回路の構成を示すブロック図である。
この回路は、基本的には図３の回路と同じである。したがって異なる構成要素についてのみ説明する。この回路では、制御回路３５内に、撮像制御部としてのカメラ制御部４１を設けている。カメラ制御部４１は、ＣＣＤカメラ１に対してシャッタートリガーの信号を送るとともに、表示データ制御部３６とパネル駆動制御部３７に対して制御信号を送る。
【００７８】
また、ＣＣＤカメラ１から撮像データを受け、その撮像データを処理し、データＤＡＴＡとして外部に出力する。
【００７９】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）はカメラのレンズ前の発光をなくすようにした制御方法を示す説明図である。図１０（ａ）は画面全体の表示例を示し、図１０（ｂ）は黒点Ｐの拡大図、図１０（ｃ）は黒点Ｐの部分に位置するＣＣＤカメラ１の側面図である。
【００８０】
本例では、蛍光体層からの放射光の影響をなくすために、ＣＣＤカメラ１の撮像動作中は、ＣＣＤカメラ１の撮像レンズ１ａの前側に位置する画素の表示を行わないようにする。このように、画素の表示を行わない制御として、表示しない画素には、表示データ制御部３６からアドレスデータ制御信号を送らないようにする。
【００８１】
この制御を行うと、画面上のカメラの撮像レンズに対応する部分が、図１０（ａ）に示すように、黒点Ｐとなって見える。しかし、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すように、この黒点Ｐがあったとしても、ＣＣＤカメラ１の撮像レンズ１ａの大きさが数ミリであるので、黒点Ｐの大きさも数ミリと小さく、画面全体からすればそれほど気にならない。
【００８２】
ＣＣＤカメラ１を使用しない場合は、ＰＤＰの全ての画素を表示するので、黒点Ｐは表示されない。
【００８３】
実施形態４
図１１はアドレス期間に撮像動作を行うようにした例を示す説明図である。
ＰＤＰの画面を表示する際のＳＦは、図４に示したように、アドレス期間ＴＡと表示期間ＴＳとに分かれている。この特徴を利用して、ＣＣＤカメラの撮像を非表示期間であるアドレス期間ＴＡ中に行う。図１１では、ＳＦの配列順序を降順にしているが、例えばこのように、撮像動作の前に重みの小さなＳＦを集め、その中で最も輝度の重みの小さいＳＦ８のアドレス期間ＴＡ１の期間に撮像動作が行われるようにＣＣＤカメラを制御する。
【００８４】
この撮像動作は、カメラ制御部４１がパネル駆動制御部３７からスキャン信号発生のタイミング信号を受けることで、アドレス期間ＴＡであることを検出し、それに応じて、カメラ制御部４１がＣＣＤカメラ１に対してシャッタートリガーの信号を送ることにより行う。
【００８５】
このように、ＣＣＤカメラの撮像をアドレス期間ＴＡ中に行えば、ＰＤＰは発光しておらず、このため、ＣＣＤカメラの撮像時に、撮像した画像が蛍光体層からの放射光の影響を受けることがない。
【００８６】
この場合、図１２に示すように、ＰＤＰのＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体層の内、ＲとＧの蛍光体層については、蛍光体の特徴から、残光時間が長いことがある。このため、アドレス期間ＴＡであっても、直前の表示期間の残光が残っていることがある。この場合には、ＣＣＤカメラ１の前面の画素については、これらの画素の表示を、蛍光体の残光時間よりも長い時間、ＣＣＤカメラ１の撮像動作を行う前に非表示にする。
【００８７】
図１３はＳＦの配置の一例とその表示期間における発光強度とを示す説明図である。蛍光体層の残光は、残光時間内での発光強度に比例するため、ＳＦの配置を次のようにする。
すなわち、ＣＣＤカメラの撮像動作の開始前、つまり画像の取り込み前に、重みの小さなＳＦを集め、その重みの小さなＳＦ、例えば、ＳＦ５，ＳＦ６，ＳＦ７を休止状態（非表示）とする。そして、このＳＦ５，ＳＦ６，ＳＦ７の休止期間で、ＳＦ４の残光が消滅してから、期間ｔ１〜ｔ２の間にＣＣＤカメラで撮像を行うことで、蛍光体層による残光の影響をなくす。どの程度の数のＳＦを休止状態とするかは、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体層の残光時間を考慮して適当に設定すればよい。
【００８８】
このように、ＣＣＤカメラの撮像動作の開始前に、ＰＤＰの表示を、蛍光体の残光時間よりも長い時間、非表示にする。この非表示は、ＰＤＰの全ての画素について行ってもよいし、ＣＣＤカメラの前面の画素についてだけ行ってもよい。
【００８９】
非表示のＳＦを設ける、つまりＳＦを間引く制御を行う場合には、被写体の撮像を行う際の階調数は減少することになるが、ＣＣＤカメラの前面の画素だけ非表示にすれば、その範囲は数ミリと小さいため、全体の表示に影響を与えることはない。通常の画像を表示する際には、ＣＣＤカメラの前面の画素についても全てのＳＦで表示放電を行うので、階調数が減少することはない。
【００９０】
実施形態５
図１４は発光強度と残光強度との関係を示すグラフである。
ＰＤＰにおいては、画素の発光強度と残光強度には一定の関係がある。したがって、本例では、発光強度から残光強度を算出し、この残光強度を、撮像した画像信号から画像処理によって差し引く。これにより、蛍光体層による残光の影響を除去する。
【００９１】
紫外光の発光がｔ０に終了したとき、発光強度（輝度）ｙで発光していた画素の時刻ｔの発光強度は、Ｆ＝（ｙ，ｔ−ｔ０）で与えられる。
【００９２】
ＣＣＤカメラの撮像レンズの前の画素番号をｉ〜ｊとすると、撮像レンズ１ａに入射してくる残光による光量の合計は
Ｌ（ｔ）＝ΣＦ（ｙｋ，ｔ−ｔ０）
と予測できる。このＬ（ｔ）を用いて、撮像した画像に対し修正を行う。具体的には、ｔ０でｙｋを撮像し、そのデータをもとにＬ（ｔ）の計算を行い、時刻ｔの発光強度を求める。
【００９３】
この方法を用いた場合には、原則的には、上記実施形態１〜４の方法を用いず、任意のタイミングで被写体を撮像してよいが、上記実施形態１〜４のいずれかと自由に組み合わせて用いてもよい。
【００９４】
図１５は撮像した画像から蛍光体層の残光を除去する画像処理回路を示す説明図である。
この図において、４１ａはカメラ制御部４１内に設けられたフレームメモリ、４１ｂは同じくカメラ制御部４１内に設けられた最暗点検出データ伸長回路である。
【００９５】
この処理を行う場合には、ＣＣＤカメラ１で撮像した画像をフレームメモリ４１ａ内に記憶し、この記憶した画像から、最暗点検出データ伸長回路４１ｂにより、蛍光体層の残光成分を除去する。
【００９６】
図１６（ａ）〜図１６（ｄ）は残光成分の除去前と除去後の発光強度と実際の画像の表示例を示す説明図である。
蛍光体層の残光成分を含んだ画像は、図１６（ａ）に示すように、蛍光体層の残光成分がかぶった状態であり、このとき発光強度は、図１６（ｂ）に示すように、蛍光体層の残光成分が含まれている。したがって、この画像から、図１６（ｄ）に示すように、蛍光体層の残光成分を除去する。これにより、図１６（ｃ）に示すような鮮明な画像とすることができる。
【００９７】
残光成分の評価方法として、蛍光体の残光特性の数値モデルを用いて、画素の発光パターンより残光成分を予測して、補正を行うようにしてもよい。
【００９８】
また、残光成分の予測の方法として、直前の発光終了時点での光量（発光強度）を実際に測定し、その光量に対して、実際の画像取り込みの時間までの減衰率により予測するようにしてもよい。
【００９９】
このようにして、ＰＤＰの隔壁をガラス基板からの直接削り出すことで、ＰＤＰの隔壁を光透過性のガラスで形成し、このＰＤＰの背後にカメラを取り付けるとともに、ＰＤＰの蛍光体層からの発光の影響を除去することにより、アイコンタクトの可能なテレビ電話やテレビ会議用の撮像機能付きプラズマ表示装置とすることができる。
【０１００】
プラズマ表示装置は、大画面で高精細という特徴があり、これらのシステムで用いることにより、お互いがあたかもそこに存在するようなリアル感を得ることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、光が直線的に透過可能なＰＤＰの背後に撮像素子を配置し、ＰＤＰの表示面側に位置する被写体を、ＰＤＰを介して撮像素子で撮像するので、良好なアイコンタクトを得ることができる。また、パネルの透過光量を十分に確保することができ、良好な画質の画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮像機能付きプラズマ表示装置の基本構成を示す説明図である。
【図２】本発明の撮像機能付きプラズマ表示装置のＰＤＰの構成を部分的に示す説明図である。
【図３】実施形態におけるＰＤＰの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図４】階調表示を行うための１フレームの構成を示す説明図である。
【図５】実施形態における隔壁を透過した光が結像する状態を示す説明図である。
【図６】実施形態における蛍光体層から放射された光の状態を示す説明図である。
【図７】実施形態におけるＰＤＰにルーバーを付けた例を示す説明図である。
【図８】実施形態におけるＰＤＰの蛍光体層に遮光層を形成した例を示す説明図である。
【図９】実施形態における蛍光体層からの放射光の影響を低減する回路を組み込んだＰＤＰの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施形態におけるカメラのレンズ前の発光をなくすようにした制御方法を示す説明図である。
【図１１】実施形態におけるアドレス期間に撮像動作を行うようにした例を示す説明図である。
【図１２】蛍光体層の発光の残光時間を示すグラフである。
【図１３】実施形態におけるＳＦの配置の一例とその表示期間における発光強度とを示す説明図である。
【図１４】発光強度と残光強度との関係を示すグラフである。
【図１５】実施形態における撮像した画像から蛍光体層の残光を除去する画像処理回路を示す説明図である。
【図１６】残光成分の除去前と除去後の発光強度と実際の画像の表示例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　ＣＣＤカメラ
１ａ　撮像レンズ
１ｂ　ＣＣＤアレイ
２　ルーバー
３　遮光層
１０　ＰＤＰ
１１　前面側の基板
１２　透明電極
１３　バス電極
１７　誘電体層
１８　保護膜
２１　背面側の基板
２４　溝部
２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂ　蛍光体層
２９　隔壁
３１　Ｙスキャンドライバ回路
３２　アドレスドライバ回路
３３　Ｙ共通ドライバ回路
３４　Ｘ共通ドライバ回路
３５　制御回路
３６　表示データ制御部
３６ａ　フレームメモリ
３７　パネル駆動制御部
３７ａ　スキャンドライバ制御部
３７ｂ　共通ドライバ制御部
３８　パルス用電源
４１　カメラ制御部
４１ａ　フレームメモリ
４１ｂ　最暗点検出データ伸長回路
Ａ　アドレス電極
Ｌ　被写体からの光
Ｘ，Ｙ　表示電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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