(57)【要約】【課題】フィールド色順次方式を採用することなく、カラー表示と表示パネルを介した撮影との両立を図り得る表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、光透過性を有する表示パネル１と、表示パネル１の背面側からその表示面側の状態を撮像する撮像部３０と、表示パネル１と撮像部３０との間に配置された散乱パネル２０とが備えている。散乱パネル２０は、動作モードとして、それに入射した光を散乱させる散乱モードと、それに入射した光を散乱させることなく透過させる透過モードとを有している。撮像部３０は、散乱パネル２０が透過モードで動作しているときに、表示パネル１及び散乱パネル２０を通過した、可視光よりも波長の長い光（赤外線）を受光することによって、表示面側の状態を撮像する。【選択図】図１
2007298547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する表示パネルと、前記表示パネルの背面側からその表示面側の状態を撮像する撮像部と、前記表示パネルと前記撮像部との間に配置された散乱パネルとを備え、
前記散乱パネルは、動作モードとして、それに入射した光を散乱させる散乱モードと、それに入射した光を散乱させることなく透過させる透過モードとを有し、
前記撮像部は、前記散乱パネルが前記透過モードで動作しているときに、前記表示パネル及び前記散乱パネルを通過した、可視光よりも波長の長い光を受光することによって、前記表示面側の状態を撮像することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルが、アクティブマトリクス基板と、液晶層と、対向基板とを備えた液晶表示パネルであり、
前記アクティブマトリクス基板は、複数の画素電極を備え、
前記対向基板は、前記複数の画素電極それぞれに対応する複数のカラーフィルタを備えている請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記撮像部が、波長が７００ｎｍ以上の光を受光する請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記撮像部が、波長が８００ｎｍ以上の光を受光する請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルの表示面側に向けて、波長が可視光よりも長い検出光を出射する検出光源部を備え、
前記撮像部が、前記表示面側から前記表示パネルに入射した前記検出光を受光する請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項６】
前記撮像部が複数個備えられ、
複数個の前記撮像部は、それぞれが異なる領域を撮像するように配置され、
前記散乱パネルは、いずれかの前記撮像部と対向する部分毎に、前記動作モードを切り替えることができるように構成され、少なくとも、撮像を行っている撮像部と対向する部分を前記透過モードで動作させる請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示パネルの背面を照明する照明光源を更に備え、
前記照明光源は、出射光の全部又は一部が、前記散乱モードで動作している前記散乱パネルによって散乱され、その後に前記表示パネルに入射するように配置され、前記散乱パネルと共にバックライト装置を構成している請求項２に記載の表示装置。
【請求項８】
前記撮像部及び前記照明光源がそれぞれ複数個備えられ、
複数個の前記撮像部は、それぞれが異なる領域を撮像するように配置され、
前記散乱パネルは、いずれかの前記撮像部と対向する部分毎に、前記動作モードを切り替えることができるように構成され、少なくとも撮像を行っている撮像部と対向する部分を前記透過モードで動作させ、
複数個の前記照明光源は、それぞれが前記表示パネルの背面の異なる領域を照明するように配置され、複数個の前記照明光源のうち、前記散乱パネルの前記散乱モードで動作している部分によって出射光が散乱される照明光源が、前記表示パネルの背面を照明する請求項７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像機能を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信速度や通信容量等の向上により、音声信号に加えて画像信号も双方向に伝送する双方向通信の利用が増加している。このような双方通信の利用は、特に、教育の分野において顕著である。但し、従来からの双方向通信では、通常、通信者を撮像する撮像装置は、通信相手を表示する表示装置の表示画面の周辺に配置されている。
【０００３】
このため、従来からの双方向通信においては、通信者間でアイコンタクトを行うことが難しく、会話に違和感が生じてしまっている。このような問題を解決するため、例えば、特許文献１は、双方向通信でのアイコンタクトを可能にする表示装置を提案している。この表示装置について。以下に、図１２及び図１３を用いて具体的に説明する。
【０００４】
図１２は、従来の撮像機能を備えた表示装置の構成を示す断面図である。図１２に示す表示装置は、液晶表示装置である。図１２に示すように、表示装置は、液晶表示パネル５１と、液晶表示パネル５１をその背面（表示面の反対側の面）から照明するバックライト装置６０とを備えている。液晶表示パネル５１は、アクティブマトリクス基板５３と対向基板５２とを備えており、これらの間には液晶層５４が封入されている。
【０００５】
また、アクティブマトリクス基板５３には、アクティブ素子（図示せず）と画素電極５５とで構成された画素が複数個設けられている。対向基板５２には、対向電極５６が設けられている。画素電極５５及び対向電極５６は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜によって形成された透明電極であり、図１２においてはハッチングを省略して図示している。更に、対向基板５２の表示面側の主面と、アクティブマトリクス基板５３の背面側の主面とには、偏光板５７が貼付されている。
【０００６】
また、図１２に示す表示装置は、一般的な撮像機能を備えない表示装置と異なり、バックライト装置６０の後方側に、散乱パネル７０と撮像装置８０とを更に備えている。散乱パネル７０は、一対のガラス基板７１及び７２を備えており、これらの間には液晶層７３が封入されている。また、ガラス基板７１の中央部分には透明電極７４が設けられている。ガラス基板７２の中央部分にも透明電極７５が設けられている。なお、ガラス基板７２には、中央部分を囲むように反射膜７６も設けられている。透明電極７４及び７５もＩＴＯ膜によって形成されており、図１２では、これらについてもハッチングを省略している。
【０００７】
また、散乱パネル７０の液晶層７３は、ネマティック液晶で形成されている。よって、透明電極７４と７５との間に電圧を印加すると、中央部分における液晶は、電界方向、即ち、散乱パネルの厚み方向に平行な方向に配向される。この場合、透明電極７４が設けられた領域から散乱パネル７０に入射した光はこれを通過する。
【０００８】
一方、中央部分の周辺にある液晶層７３には電圧は印加されないため、この部分の液晶層の配向は常にランダムである。また、電圧を印加していない場合は、中央部分の液晶層７３においても、配向はランダムである。このような配向がランダムな部分に光が入射すると、光はそこで散乱される。よって、透明電極７４と７５との間に電圧を印加していないときに、光源６１〜６３のいずれかを点灯させると、出射された光の殆どは、散乱パネル７０の液晶層７３又は反射膜７６によって液晶表示パネル５１へと反射される。
【０００９】
また、撮像装置８０は、固体撮像素子８１と、入射光を固体撮像素子８１に集光させるレンズ素子８２とを備えている。撮像装置８０は、レンズ素子８２をガラス基板７２の中央部分に向けた状態で、散乱パネル７０の後方に配置されている。よって、透明電極７４と７５との間に電圧を印加して、中央部分を光透過性とすれば、撮像装置８０は、液晶表示パネル５１、バックライト装置６０及び散乱パネル７０を介して、液晶表示パネル５１の正面に位置している通信者５８を撮像することができる。
【００１０】
また、図１２に示す表示装置においては、一般的な表示装置と異なり、対向基板５２にカラーフィルタが設けられておらず、代わりに、バックライト装置６０が、赤色の光源６１、緑色の光源６２、青色の光源６３といった三原色の光源を備えている。表示装置は、１フレームのカラー画像を赤緑青（ＲＧＢ）の３原色の３フィールドで構成するフィールド色順次方式を採用している。具体的には、表示装置は、Ｒの画像信号で液晶表示パネル５１を駆動し、赤色の光源６１で照明して、赤色の第１フィールドを表示する。続いて、表示装置は、同様に緑色の第２フィールド及び青色の第３フィールドを順次表示する。
【００１１】
このようにフィールド色順次方式が採用されているのは、撮像装置８０が可視光の受光によって撮像を行っているからである。つまり、対向基板５２にカラーフィルタが設けられていると、可視光による液晶表示パネル５１の通過が阻害されてしまい、撮像装置８０による通信者の撮像が困難となるからである。なお、図１２の例では、光源６１〜６３は、蛍光管である。また、光源６１〜６３は、液晶表示パネル５１の辺に沿って配置されている。
【００１２】
ここで、図１３を用いて、図１２に示した表示装置における画像表示のタイミングと撮像のタイミングとについて説明する。図１３は、図１２に示した表示装置における各種信号を示す図である。なお、以下の説明においては、適宜図１２を参照する。
【００１３】
図１３に示すように、表示装置において、画像信号はＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の原色毎に液晶表示パネル５１に入力される。また、各画像信号の入力に合わせて、各光源６１〜６３の駆動が行われる。例えば、画像信号Ｒによる描画が行われている間は、赤色の光源６１が駆動され、液晶表示パネル５１は赤色の光で照明される。更に、このとき、透明電極７４と７５との間には電圧は印加されないため、各光源６１〜６３の光は、散乱パネル７０で反射される。
【００１４】
画像信号Ｒ、画像信号Ｇ、及び画像信号Ｂの入力が全て終了すると、１フレームの描画が終了する。そして、１フレームの描画が終了してから次のフレームの描画が始まるまでの間、撮像装置８０による撮像が行われる。具体的には、全ての光源６１〜６３が消灯している間、透明電極７４と７５との間に電圧が印加され、散乱パネル７０の中央部分が光透過性となる。そして、この間、撮像装置８０の固体撮像素子８１が駆動され、固体撮像素子８１は、液晶表示パネル５１、バックライト装置６０及び散乱パネル７０を通過した可視光を受光する。つまり、撮像装置８０によって、表示装置の表示画面の正面にいる通信者５８が撮影される。
【００１５】
このように、図１２に示した表示装置を用いれば、表示画面の真後ろに配置された撮像装置によって、通信者５８が撮像される。よって、通信者５８が表示画面を見つめると、通信相手の表示画面には、あたかも自分を見つめているかのような通信者５８の画像が表示される。よって、図１２に示した表示装置によれば、通信者同士がアイコンタクトでき、自然な会話を行うことができる。
【特許文献１】特開２００２−９４９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、図１２に示した表示装置では、１フレームを表示するために、３フィールドの走査が必要となる。このため、液晶表示パネル５１の液晶層５４の応答速度を考慮すると、撮像時間を確保した上で、動画表示で要求されるフレームレート（例えば、１／６０［ｓ］）を達成するのは困難である。なお、液晶層５４として応答速度が高速な強誘電性液晶等を使用したり、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）液晶表示パネルを採用したりすれば、上記のフレームレートを達成できるとも考えられるが、この場合は、液晶表示パネル５１のコストを上昇させてしまう。
【００１７】
また、図１２に示した表示装置では、上述したようにフィールド色順次方式を採用するため、表示画面上で像が移動する場合に、色われが生じやすいという問題もある。更に、撮像装置８０と、液晶表示パネル５１及びバックライト装置６０との間で、同期をとる必要があるため、制御系が複雑になるという問題もある。
【００１８】
本発明の目的は、上記問題を解消し、フィールド色順次方式を採用することなく、カラー表示と表示パネルを介した撮影との両立を図り得る表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明における表示装置は、光透過性を有する表示パネルと、前記表示パネルの背面側からその表示面側の状態を撮像する撮像部と、前記表示パネルと前記撮像部との間に配置された散乱パネルとを備え、前記散乱パネルは、動作モードとして、それに入射した光を透過させる透過モードと、それに入射した光を散乱させる散乱モードとを有し、前記撮像部は、前記散乱パネルが前記透過モードで動作しているときに、前記表示パネル及び前記散乱パネルを通過した、可視光よりも波長の長い光を受光することによって、前記表示面側の状態を撮像することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明においては、撮像部は、可視光よりも波長の長い光、例えば、赤外線を受光することによって、表示パネルの表示面側を撮像する。また、可視光よりも波長の長い光は、可視光に比べて、表示パネルに対する透過率（例えば、カラーフィルタ付の液晶表示パネルやＥＬ表示パネルに対する透過率）が高いという特性を有している。
【００２１】
このため、本発明によれば、表示パネルがカラーフィルタを備えた液晶表示パネル等であっても、表示パネルの背面側からその表示面側の状態をはっきりと撮像することができる。言い換えると、本発明では、フィールド色順次方式によって表示パネルを駆動しなくても、カラー表示と表示パネルの背面側からの撮影との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明における表示装置は、光透過性を有する表示パネルと、前記表示パネルの背面側からその表示面側の状態を撮像する撮像部と、前記表示パネルと前記撮像部との間に配置された散乱パネルとを備え、前記散乱パネルは、動作モードとして、それに入射した光を透過させる透過モードと、それに入射した光を散乱させる散乱モードとを有し、前記撮像部は、前記散乱パネルが前記透過モードで動作しているときに、前記表示パネル及び前記散乱パネルを通過した、可視光よりも波長の長い光を受光することによって、前記表示面側の状態を撮像することを特徴とする。
【００２３】
上記本発明における表示装置は、前記表示パネルが、アクティブマトリクス基板と、液晶層と、対向基板とを備えた液晶表示パネルであり、前記アクティブマトリクス基板は、複数の画素電極を備え、前記対向基板は、前記複数の画素電極それぞれに対応する複数のカラーフィルタを備えている場合、即ち、表示パネルがカラーフィルタ付きの液晶表示パネルである場合に、特に有効である。
【００２４】
また、上記本発明における表示装置は、撮像部が、波長が７００ｎｍ以上、特には８００ｎｍ以上の光を受光する態様であるのが好ましい。波長が７００ｎｍ以上の光は、液晶表示パネルのカラーフィルタを通過し易いため、この態様は、上述した表示パネルがカラーフィルタ付きの液晶表示パネルである場合に有効である。
【００２５】
また、上記本発明における表示装置は、前記表示パネルの表示面側に向けて、波長が可視光よりも長い検出光を出射する検出光源部を備え、前記撮像部が、前記表示面側から前記表示パネルに入射した前記検出光を受光する態様であるのが好ましい。上記態様とした場合は、検出光源から出射された検出光は通信者で反射されるため、可視光よりも波長の長い光をより多く撮像部に入射させることができる。このため、撮像画像の画質の向上を図ることができる。
【００２６】
更に、上記本発明における表示装置は、前記撮像部が複数個備えられており、複数個の前記撮像部は、それぞれが異なる領域を撮像するように配置され、一又は二以上の撮像部毎に別々に撮像が行われ、前記散乱パネルは、いずれかの前記撮像部と対向する部分毎に、前記動作モードの切り替えが可能なように構成され、且つ、撮像を行っている撮像部と対向する部分を透過モードで動作させる態様とするのが好ましい。複数個の撮像部を設置した場合は、広い領域を撮像できるという利点が得られるが、その半面、外部から撮像部が視認され易くなり、表示画像の画質が低下する可能性がある。しかし、この態様によれば、撮像を行っていない撮像部は散乱パネルによって外部から遮蔽されるため、撮像部の外部からの視認は抑制され、表示画像の画質の向上が図られる。
【００２７】
また、表示パネルが液晶表示パネルである場合は、表示装置は、前記表示パネルの背面を照明する照明光源を更に備え、前記照明光源は、出射光の全部又は一部が、前記散乱モードで動作している前記散乱パネルによって散乱され、その後に前記表示パネルに入射するように配置される。この場合、前記照明光源は、前記散乱パネルと共にバックライト装置を構成する。
【００２８】
また、上記の場合、前記撮像部及び前記照明光源がそれぞれ複数個備えられ、複数個の前記撮像部は、それぞれが異なる領域を撮像するように配置され、前記散乱パネルは、いずれかの前記撮像部と対向する部分毎に、前記動作モードを切り替えることができるように構成され、少なくとも撮像を行っている撮像部と対向する部分を前記透過モードで動作させ、複数個の前記照明光源は、それぞれが前記表示パネルの背面の異なる領域を照明するように配置され、複数個の前記照明光源のうち、前記散乱パネルの前記散乱モードで動作している部分によって出射光が散乱される照明光源が、前記表示パネルの背面を照明する態様であるのが好ましい。この態様とすれば、撮像を行っていない撮像部の外部からの視認が、照明光によっても抑制される。よって、より一層、撮像画像の画質を向上することができる。
【００２９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における表示装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態１における表示装置の全体構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における表示装置の構成を示す断面図である。図２は、図１に示した表示装置の構成を示す正面図である。なお、図２においては、主要な構成部品のみを図示している。
【００３０】
図１及び図２に示す表示装置は、撮像機能を有しており、双方向通信に用いられる。図１及び図２に示すように、表示装置は、光透過性を有する表示パネル１と、散乱パネル２０と、撮像部３０とを主に備えている。撮像部３０は、表示パネル１の背面側に配置され、表示パネル１の表示面側の状態（通信者９が存在する場合は通信者９）を背面側から撮像する。
【００３１】
散乱パネル２０は、表示パネル１と撮像部３０との間に配置されている。散乱パネル２０は、それに入射した光を散乱させる散乱モードと、それに入射した光を散乱させることなく透過させる透過モードとの二つの動作モードを有している。撮像部３０は、散乱パネル２０が透過モードで動作しているときに、撮像を行う。
【００３２】
本実施の形態１において、表示パネル１は、透過型の液晶表示パネルである。図１に示すように、表示パネル１は、対向基板２と、アクティブマトリクス基板３とを備え、これらの間には液晶層４が封入されている。アクティブマトリクス基板３は、アクティブ素子（図示せず）と画素電極５とで構成された画素を複数個備えている。複数個の画素はマトリクス状に配置されている。対向基板２は、対向電極（共通電極）７を備えている。また、対向基板２の表示面側の主面と、アクティブマトリクス基板３の背面側の主面とには、偏光板８が貼付されている。
【００３３】
また、背景技術において図１２及び図１３に示した表示装置は、表示パネルにカラーフィルタを設けないことによって、表示パネルの背面側からの通信者の撮像を可能としていたが、本実施の形態１では表示パネル１にはカラーフィルタ６が設けられている。図１に示すように、対向基板２には、アクティブマトリクス基板３の複数個の画素電極７それぞれに対向するように、複数個のカラーフィルタ６が設けられている。
【００３４】
本実施の形態１における表示装置は、カラーフィルタ６を用いてカラー表示を行いつつ、表示パネル１の背面側から通信者９を撮像する点で、従来例の表示装置と異なっている。この点については、図３を用いて後述する。
【００３５】
また、本実施の形態１では、表示装置は、表示パネル１が透過型の液晶表示パネルであるため、表示パネル１の背面を照明する照明光源として複数の蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８を備えている。蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８は、出射光が、散乱モードで動作している散乱パネル２０によって散乱され、その後に表示パネル１に入射するように配置されている。
【００３６】
具体的には、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８は、バスタブ型の筐体１０に収容された状態で、散乱パネル２０と撮像部３０との間に位置している。散乱パネル２０は、筐体１０の開口を塞ぐように配置されている。また、筐体１０の内面には反射部材（図示せず）が貼付されている。蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８からの出射光は、直接、又は反射部材で反射された後、散乱パネル２０に入射する。
【００３７】
この構成により、散乱パネル２０を散乱モードで動作させながら、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８から光を出射させると、出射光は、散乱しながら散乱パネル２０を通過する。この結果、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８からの出射光は、散乱パネル２０の表示パネル１側の面において輝度が均一な照明光となり、表示パネル１の背面を均一に照明する。このように、本実施の形態１では、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８は、散乱パネル２０と共にバックライト装置を構成している。
【００３８】
また、筐体１０の底面には、貫通孔１１が設けられており、撮像部３０は貫通孔１１を介して撮像を行っている。なお、本実施の形態１においては、撮像部３０として、蛍光管と蛍光管との間に配置可能なサイズのものを用いることができるのであれば、撮像部３０が筐体１０の底面に配置された態様とすることもできる。
【００３９】
また、本実施の形態１においては、散乱パネル２０は、部分毎に動作モードの切り替えが可能なように構成されている。具体的には、散乱パネル２０は、一対のガラス基板２１及び２２を備えており、これらの間には液晶層２３が封入されている。また、ガラス基板２１の対向面には、一つの透明電極２４が設けられている。一方、ガラス基板２２の対向面には、対向面を画面の水平方向に沿って四分割するように、四つの透明電極ＳＥ１〜ＳＥ４が設けられている。透明電極ＳＥ１〜ＳＥ４に別々に電圧を印加することにより、散乱パネル２０を４つの部分に分けて、別々に動作させることができる。
【００４０】
ここで、図３を用いて、本実施の形態１における表示装置が、カラーフィルタ６を用いたカラー表示と、表示パネル１の背面側からの通信者９の撮像とを両立できる点について説明する。図３は、カラーフィルタの透過率分光特性を示す図である。図３において、横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は透過率［％］を示している。また、図３は、ブルー、グリーン、レッドそれぞれのカラーフィルタについての透過率を示している。
【００４１】
図３に示すように、波長が可視光よりも長くなると、具体的には、波長が７００ｎｍ以上となると、光は、ブルー、グリーン、レッド全てのカラーフィルタを透過できるようになる。また、波長が８００ｎｍ以上となると、光は、全てのカラーフィルタに対して高い透過率を示すようになる。
【００４２】
このため、本実施の形態１では、撮像部３０は、波長が可視光よりも長い光（以下、「赤外線」とする。）を受光することによって撮像を行うように構成されている。撮像部３０は、赤外線、具体的には波長が７００ｎｍ以上、特には８００ｎｍ以上の光に反応して光電変換を行う固体撮像素子３１（図１参照）を備えている。なお、図１に示すように、撮像部３０は、従来例と同様に、入射光を固体撮像素子３１に集光させるレンズ素子３２と、固体撮像素子３１及びレンズ素子３２を固定するフレームも備えている。
【００４３】
このように、本実施の形態１においては、カラーフィルタ６に対する透過性に優れた光を、撮像部３０が受光することによって、通信者９を撮像している。このため、本実施の形態１によれば、フィールド色順次方式を採用することなく、カラー表示と表示パネル１の背面側からの通信者９の撮像とを両立できる。
【００４４】
また、本実施の形態１においては、撮像部３０は、レンズ素子３０の入射側に、光学フィルタ３３も備えている。光学フィルタ３３は、赤外線のみを透過させるハイパスフィルタである。これは、赤外線以外の光、例えばバックライト装置１０からの可視光等が撮像部３０に入射すると、この入射光がノイズ成分となり、撮像画像の品質を低下させるからである。なお、光学フィルタは、波長が７００ｎｍ以上、好ましくは８００ｎｍ以上の光を透過させるものであるのが好ましい。
【００４５】
また、図４に示すように、可視光よりも波長が長い光（赤外線）、具体的には波長が７００ｎｍ以上、特には８００ｎｍ以上の光は、可視光に比べて、偏光板８に対する透過性においても優れている。よって、このことからも、本実施の形態１によれば、従来例に比べて画質の優れた撮像画像を得ることができる。
【００４６】
なお、図４は、液晶表示パネルを構成する偏光板の透過率分光特性を示す図である。図４において、横軸は透過光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は透過率［％］を示している。また、図４は、二枚の偏光板を平行ニコル配置にした場合と、直交ニコル配置にした場合とを示している。
【００４７】
また、図１及び図２に示すように、本実施の形態１では、表示装置は、検出光源部４０を備えている。検出光源部４０は、赤外線を出射する発光ダイオード４１を光源として備えており、赤外線を検出光４２として出射する。また、検出光源部４０は、検出光４２が表示パネル１の表示面側に向けて出射されるように、表示パネル１の表示面の周辺に複数個配置されている。
【００４８】
よって、検出光４２は通信者９で反射され、その反射光４３は表示パネル１に入射する。この結果、検出光源部４０が設けられていない場合に比べて、より多くの赤外線が表示パネル１を通過し、そして撮像部３０に入射する。このため、本実施の形態１によれば、鮮明な撮像画像を得ることができる。
【００４９】
また、検出光４２の波長は、上述した固体撮像素子３１や光学フィルタ３３の仕様に合わせて設定すれば良く、７００ｎｍ以上、特には８００ｎｍ以上に設定するのが良い。なお、一般に、波長が１０００ｎｍを超える光を受光できる固体撮像素子は、高価であることから、検出光４２の波長は、１０００ｎｍ以下に設定するのが好ましい。
【００５０】
次に、図５を用いて、図１及び図２に示した本実施の形態１における表示装置の動作を具体的に説明する。図５は、図１及び図２に示した表示装置における各種信号を示す図である。なお、以下の説明においては、適宜図１及び図２を参照する。また、図５において１フィールド期間、即ち８ｔは、約１／６０秒程度である。
【００５１】
図５に示すように、本実施の形態１における表示装置では、照明光源（ＢＬ１〜ＢＬ８）は、４組に分けられて点灯及び消灯されている。具体的には、バックライト装置１０の制御装置（図示せず）は、上から二つずつ蛍光管を順次点灯及び消灯させる。本実施の形態１では、このように蛍光管を順次点灯することにより、一度に蛍光管を点灯するときと比べ、蛍光管点滅に伴うインバータ電源の負荷を軽減している。
【００５２】
更に、本実施の形態１では、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８が全て消灯しているときに、撮像部３０による撮像が開始される。但し、このとき、撮像部３０は表示パネル１の背面にあることから、全ての蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８が完全に消灯している時間が長くなると、撮像部３０が外部から視認され易くなる。このため、本実施の形態では、撮像時間が半分経過したタイミングで、撮像部３０から遠い位置にある蛍光管ＢＬ１、２の点灯を開始している。
【００５３】
また、本実施の形態１においては、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８は、４組に分けられて、点灯及び消灯されるため、散乱パネル２０は、４つの部分それぞれ毎にモードの切り替えを行う。即ち、散乱パネル２０の各部分は、対向している蛍光管の組が点灯している間、散乱モードで動作して、蛍光管からの出射光を散乱させる。また、散乱パネル２０の各部分は、対向している蛍光管の組が消灯されている間は、透過モードで動作して検出光を通過させる。
【００５４】
例えば、時間Ｔ＝２ｔのときに蛍光管ＢＬ３、４を点灯させるのであれば、時間Ｔ＝２ｔのときに透明電極ＳＥ２への電圧の供給を停止して、散乱モードへの切り替えを開始する。また、時間Ｔ＝６ｔのときに蛍光管ＢＬ３、４を消灯させるのであれば、時間Ｔ＝６ｔのときに透明電極ＳＥ２への電圧の供給を開始する。
【００５５】
このように、本実施の形態１では、発光したときに散乱パネル２０の散乱モードで動作している部分によって出射光が散乱される蛍光管のみが点灯されるようになっている。この結果、蛍光管の外部からの視認が抑制されている。
【００５６】
なお、透明電極２４と、透明電極ＳＥ１〜ＳＥ４との間への電圧供給は、１ｔの周期で極性を反転させながら行われている。また、図５の例では、透明電極ＳＥ１〜ＳＥ４それぞれへの電圧の供給は、同位相で行われているが、これに限定されるものではない。例えば、ＳＥ１における電位の方向とＳＥ２における電位の方向とが同時刻で逆になっていても良い。また、同様に、ＳＥ３における電位の方向とＳＥ４における電位の方向とが同時刻で逆になっていても良い。
【００５７】
また、図５に示すように、本実施の形態１における表示装置においては、カラーフィルタ６によってカラー表示が行われるため、１フィールドの走査によって１フレームの描画が終了する。更に、フィールド色順次方式を採用する場合のように、バックライト装置１０の点灯と画像信号とを同期させる必要性はないため、画像信号の表示パネル１への供給は、バックライト装置１０の点灯・消灯や、撮像部３０による撮像とは無関係に行われる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態１によれば、従来例に比べてフレームレートを向上でき、動画表示で要求されるフレームレートを容易に達成できる。また、画像信号は、３原色毎に分けて供給されないため、色われの発生も抑制される。更に、バックライト装置１０の点灯と画像信号とを同期させなくてよいため、表示装置において制御系が複雑化するのも抑制される。
【００５９】
また、図５に示すように、本実施の形態１では、散乱パネル２０の全部が散乱モードで動作し、全ての蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８が同時に点灯される期間が設けられている（Ｔ＝４ｔ〜５ｔ）。これは、表示画像全体の輝度が均一となる期間を存在させることによって、表示画像の画質の低下を抑制するためである。
【００６０】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における表示装置について、図６〜図９を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態２における表示装置の全体構成について図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態２における表示装置の構成を示す断面図である。
【００６１】
図６に示すように、本実施の形態２における表示装置は、撮像部３０ａと撮像部３０ｂとの二つの撮像部を備えており、この点で、実施の形態１における表示装置と異なっている。これ以外の点については、本実施の形態２における表示装置は、図１及び図２に示した実施の形態１における表示装置と同様に構成されている。
【００６２】
また、撮像部３０ａと撮像部３０ｂとは、それぞれが異なる領域を撮像するように配置されている。具体的には、撮像部３０ａは表示パネル１の表示面側の空間の上側を撮像するように、撮像部３０ｂは該空間の下側を撮像するように配置されている。
【００６３】
更に、本実施の形態２においては、撮像部３０ａと撮像部３０ｂとは、同時に撮像を行うこともできるし、別々に撮像を行うこともできる。但し、撮像部３０ａと撮像部３０ｂとが同時に撮像を行う態様とした場合は、撮像時に散乱パネル２０の全部を透過モードで動作させる必要があり、外部から撮像部が視認されやすい状況となり、表示画像の画質を低下させる可能性がある。
【００６４】
このため、本実施の形態２においては、撮像部３０ａによる撮像と撮像部３０ｂによる撮像とは別々に行われるのが好ましい。なお、別々に得られた撮像画像は、表示装置の制御装置（図示せず）によって、又は通信相手の表示装置の制御装置（図示せず）によって一つの画像に合成される。
【００６５】
ここで、撮像部３０ａ及び撮像部３０ｂによる撮像が別々に行われる態様の動作について図７〜図９を用いて説明する。図７及び図８は、図６に示した表示装置において複数個の撮像部のうちのいずれか一方によって撮像が行われている状態を示している。図９は、図６に示した表示装置における各種信号を示す図である。なお、図７及び図８において、撮像を行う撮像部はそれぞれ異なっている。また、図９においても１フィールド期間、即ち８ｔは、約１／６０秒程度である。
【００６６】
図７及び図８に示すように、本例では、バックライト装置１０は、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ４の組と、蛍光管ＢＬ５〜ＢＬ８の組との二組に分けられて点灯及び消灯される。つまり、バックライト装置は、表示パネル１背面を上側のエリアと下側のエリアとに分けて照明する。
【００６７】
また、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ４が照明する上側のエリアは、表示パネル１の厚み方向において上側の撮像部３０ａと重なり、蛍光管ＢＬ５〜ＢＬ８が照明する下側のエリアは、表示パネル１の厚み方向において下側の撮像部３０ｂと重なっている。更に、図７及び図８に示すように、本例では、散乱パネル２０も、上側の部分と下側の部分との二つに分けられ、上側と下側とで別々に動作する。
【００６８】
具体的には、図７に示すように、上側の撮像部３０ａによる撮像が行われる場合は、透明電極２４と透明電極ＳＥ１及びＳＥ２との間に電圧が印加され、散乱パネルの上側の部分が透過モードで動作する（図９のＴ＝５ｔ〜７ｔ参照）。このとき、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ４は消灯される。
【００６９】
そして、反対に、透明電極２４と透明電極ＳＥ３及びＳＥ４との間には電圧が印加されず、散乱パネル２０の下側の部分は散乱モードで動作する（図９のＴ＝５ｔ〜７ｔ参照）。そして、蛍光管ＢＬ５〜ＢＬ８は点灯され、蛍光管ＢＬ５〜ＢＬ８から出射された光は散乱パネル２０の下側の部分を通過するときに散乱し、そして表示パネル１を照明する。
【００７０】
この結果、検出光源部４０で出射され、その後、通信者９で反射された検出光（反射光）４３は撮像部３０ａにのみ入射し、通信者９の上側の部分が撮像される。また、このとき、蛍光管ＢＬ５〜ＢＬ８が点灯しているため、通信者９による外部からの撮像部３０ａ及び３０ｂの視認は困難な状況となっており、表示画像の画質低下は抑制されている。
【００７１】
また、図８に示すように、下側の撮像部３０ｂによる撮像が行われる場合は、透明電極２４と透明電極ＳＥ３及びＳＥ４との間に電圧が印加され、散乱パネルの下側の部分が透過モードで動作する（図９のＴ＝１ｔ〜３ｔ参照）。このとき、蛍光管ＢＬ５〜ＢＬ８は消灯される。
【００７２】
そして今度は、透明電極２４と透明電極ＳＥ１及びＳＥ１との間には電圧が印加されず、散乱パネル２０の上側の部分が散乱モードで動作する（図９のＴ＝１ｔ〜３ｔ参照）。そして、蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ４が点灯され、これらから出射され、そして散乱された光が表示パネル１を照明する。
【００７３】
この結果、図８の例では、図７の例とは反対に、通信者９の下側の部分が撮像される。このときも、通信者９による外部からの撮像部３０ａ及び３０ｂの視認も困難な状況となっており、表示画像の画質低下は抑制されている。
【００７４】
このように本実施の形態２における表示装置は、複数個の撮像部を設置したことによって生じる（撮像部の外部からの視認による）画質の低下の抑制を図っている。よって、本実施の形態２によれば、撮像領域の拡大という利点のみを得ることができる。
【００７５】
また、本例においても、実施の形態１と同様に、いずれの撮像部によっても撮像が行われず、更に散乱パネル２０の全部が散乱モードで動作し、全ての蛍光管ＢＬ１〜ＢＬ８が点灯される期間（図９のＴ＝３ｔ〜５ｔ、１１ｔ〜１３ｔ参照）が設けられる。更に、実施の形態１と同様に、画像信号の表示パネル１への供給は、バックライト装置１０の点灯・消灯や、撮像部３０ａ及び３０ｂによる撮像とは無関係に行われる。
【００７６】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における表示装置について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態３における表示装置の全体構成について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形態３における表示装置の構成を示す断面図である。
【００７７】
図１０に示すように、本実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、撮像部３０ａと撮像部３０ｂとの二つの撮像部を備えている。但し、本実施の形態３においては、実施の形態２と異なり、バックライト装置１０光源は、蛍光管ＢＬａと蛍光管ＢＬｂとの二本の蛍光管のみで構成されている。
【００７８】
蛍光管ＢＬａ及びＢＬｂは、背景技術において図１２に示した例と同様に、表示パネル１の辺に沿って、具体的には、対向する上下の二辺それぞれに沿って、表示パネル１の表示領域に重ならないように配置されている。このため、本実施の形態３では、実施の形態１及び２に比べて、反射光４３の撮像部への入射が蛍光管によって妨げられず、撮像画像の画質の向上が図られている。
【００７９】
また、本実施の形態３においては、図１２に示した例と同様に（実施の形態１及び２と異なり）、散乱パネル２０は、散乱モードで動作したときに、蛍光管ＢＬａ及びＢＬｂからの出射光を反射し、反射光によって表示パネル１が照明される。このため、散乱パネル２０を構成するガラス基板２２の対向面には、反射膜２５が設けられる。
【００８０】
また、本実施の形態３では、ガラス基板２２に反射膜２５を設ける必要があるため、散乱パネル２０は、上側の撮像部３０ａに対向する一部分と、下側の撮像部３０ｂに対向する一部分との２箇所でしか透過モードで動作しないようになっている。具体的には、散乱パネル２０を構成するガラス基板２２の対向面には、透明電極ＳＥａと透明電極ＳＥｂとの二つの透明電極しか設けられていない。ガラス基板２２の対向面の透明電極が設けられていない部分に、上述した反射膜２５が設けられている。
【００８１】
ここで、本実施の形態３における表示装置の動作について図１１を用いて説明する。図１１は、図１０に示した表示装置における各種信号を示す図である。図１１においても１フィールド期間、即ち８ｔは、約１／６０秒程度である。
【００８２】
図１１に示すように、本実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、撮像部３０ａによる撮像と撮像部３０ｂによる撮像とは別々に行われる。具体的には、上側の撮像部３０ａによる撮像が行われ（図１１のＴ＝７ｔ〜９ｔ参照）、続いて、下側の撮像部３０ｂによる撮像が行われる（図１１のＴ＝９ｔ〜１１ｔ）。
【００８３】
また、これに合わせて、透明電極２４と透明電極ＳＥａとの間への電圧の印加が行われ（図１１のＴ＝５ｔ〜９ｔ参照）、続いて、透明電極２４と透明電極ＳＥｂとの間への電圧の印加が行われる（図１１のＴ＝７ｔ〜１１ｔ参照）。なお、液晶層の反応と電圧の印加との間には、タイムラグが存在するため、透明電極間への電圧の印加は、撮像タイミングよりも２ｔ早めて行われている。
【００８４】
更に、撮像部による撮像が行われるときは、照明エリアがそれと重なる蛍光管は消灯される。具体的には、上側の撮像部３０ａによって撮像が行われるときは、上側の蛍光管ＢＬａが消灯される。下側の撮像部３０ｂによって撮像が行われるときは、下側の蛍光管ＢＬｂが消灯される。
【００８５】
なお、本実施の形態３では、上側の撮像部３０ａによる撮像時においては、上側の蛍光管ＢＬａだけでなく、下側の蛍光管ＢＬｂも消灯される。これは、透明電極２４と透明電極ＳＥｂとの間への電圧の印加が、液晶層の立ち上がりのタイムラグを考慮して、撮像部３０ａが撮像を開始する時から行われるからである。
【００８６】
このように、本実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、撮像部３０ａと３０ｂとによって交互に撮像が行われ、外部から撮像部が視認されるのが抑制されている。また、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、いずれの撮像部によっても撮像が行われず、更に散乱パネル２０の全部が散乱モードで動作し、全ての蛍光管ＢＬａ及びＢＬｂが点灯される期間（図１１のＴ＝３ｔ〜５ｔ、１１ｔ〜１３ｔ参照）が設けられる。
【００８７】
更に、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、画像信号の表示パネル１への供給は、バックライト装置１０の点灯・消灯や、撮像部３０ａ及び３０ｂによる撮像とは無関係に行われる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明における表示装置は、撮像機能を有しており、映像と音声とを用いた双方向通信に利用できる。よって、本発明における表示装置は産業上の利用可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した表示装置の構成を示す正面図である。
【図３】図３は、カラーフィルタの透過率分光特性を示す図である。
【図４】図４は、液晶表示パネルを構成する偏光板の透過率分光特性を示す図である。
【図５】図５は、図１及び図２に示した表示装置における各種信号を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２における表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】図７は、図６に示した表示装置において複数個の撮像部のうちの一方によって撮像が行われている状態を示している。
【図８】図８は、図６に示した表示装置において複数個の撮像部のうちの他方によって撮像が行われている状態を示している。
【図９】図９は、図６に示した表示装置における各種信号を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態３における表示装置の構成を示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した表示装置における各種信号を示す図である。
【図１２】図１２は、従来の撮像機能を備えた表示装置の構成を示す断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した表示装置における各種信号を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  表示パネル
２  対向基板
３  アクティブマトリクス基板
４  液晶層
５  画素電極
６  カラーフィルタ
７  対向電極（共通電極）
８  偏光板
９  通信者
１０  バックライト装置
１１  ランプリフレクタ
２０  散乱パネル
２１、２２  散乱パネルを構成するガラス基板
２３  散乱パネルを構成する液晶層
２４、ＳＥ１〜ＳＥ４  透明電極
２５  反射膜
３０、３０ａ、３０ｂ  撮像部
３１  固体撮像素子
３２  レンズ素子
３３  光学フィルタ
４０  検出光源部
４１  光源（発光ダイオード）
４２  検出光
４３  反射光（検出光）
ＢＬ１〜ＢＬ８、ＢＬａ、ＢＬｂ  蛍光管
【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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