JP4257097B2 - Plasma display device with imaging function - Google Patents
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Description
【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、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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma display device with an imaging function, and more particularly to a plasma display device with an imaging function that can be used in a videophone system, a video conference system, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a videophone system or a video conference system, a camera is arranged in the vicinity of a display device, and a subject photographed by each camera is displayed on the other party's television.
[0003]
However, in this method, when a person gazes at the screen, the direction of the line of sight does not face the camera, so that the image of the subject out of line of sight is displayed on the other party's screen. In such a state, the line of sight does not coincide with each other (eye contact state), and a sense of incongruity is great in terms of communication.
[0004]
In order to solve this problem, in recent years, a device in which a small camera is installed on the screen of a display device has been proposed.
[0005]
In addition, a display device in which an image pickup device such as a CCD (charge coupled device) is incorporated has been proposed. In this method, an image sensor is arranged behind a flat CRT, a liquid crystal panel, or a PDP (plasma display panel), and a subject is imaged by this image sensor (see, for example, Patent Document 1).
[0006]
Specifically, when a flat CRT is used, a pinhole lacking a phosphor screen and a light-shielding conductive layer is provided on the screen of the CRT, and a subject is imaged through the pinhole.
[0007]
When a liquid crystal panel is used, a pinhole is provided at the center of one pixel of the liquid crystal panel or at a metal electrode, and a subject is imaged through the pinhole.
[0008]
Further, in the case of using the PDP, a pinhole is provided in the partition wall, and the subject is imaged through the pinhole.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-231019 (FIGS. 5 to 11).
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method in which a small camera is installed on the screen of the display device has a problem that the screen is blocked by the camera.
[0011]
Further, in the method of providing a pinhole for imaging on a flat CRT screen, the pinhole always becomes a non-light emitting point, and there is a problem that the portion is lost when displaying a normal image such as a television.
[0012]
In the method of providing a pinhole for imaging at the center of one pixel of the liquid crystal panel or at the metal electrode, there is a problem that the diameter of the pinhole is small and light is not sufficiently transmitted.
[0013]
Similarly, in the method of providing an imaging pin hole in the PDP partition portion, the width of one partition wall is, for example, about 60 μm in a 40-inch PDP, so that the pin hole does not sufficiently transmit light. There is.
[0014]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and a PDP in which a partition wall is formed of a light-transmitting material is used, and an image sensor is disposed behind the PDP, thereby maintaining eye contact. And it aims at ensuring that the transmitted light amount of a panel can fully be ensured.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a large number of pixels having electrodes therein are formed, a part of each pixel is light transmissive, and light can be linearly transmitted from the display surface side to the back surface side through the light transmissive portion. A plasma display panel and a subject positioned on the display surface side of the plasma display panel are imaged through the plasma display panel, in a position where light transmitted from the display surface side to the back side of the plasma display panel can be received. With an image sensor capable of The light-transmitting part of the part of the pixel includes a partition, and the imaging element includes a camera having an imaging lens, and the light transmitted through the partition part of at least one pixel is received by the imaging lens. The camera is attached to the plasma display panel This is a plasma display device with an imaging function.
[0016]
According to the present invention, a part of each pixel uses a light transmissive plasma display panel, and the imaging element is arranged at a position where light transmitted from the display surface side to the back surface side of the plasma display panel can be received. Since the imaging element captures an image of the subject located on the display surface side of the plasma display panel through the plasma display panel, it is possible to secure a sufficient amount of light transmitted through the panel while maintaining sufficient eye contact. A good image can be displayed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, as the PDP, a large number of pixels having electrodes therein are formed, and some of the pixels are light transmissive, and light is linearly passed from the display surface side to the back surface side through the light transmissive portions. As long as it is transparent.
[0018]
The light-transmitting portion of each pixel may be any portion of the pixel. However, in order to minimize the influence on the display, it is desirable that the partition wall for partitioning the pixels be light-transmitting. .
[0019]
The PDP may have any structure such as an AC type, a DC type, a two-electrode structure, a three-electrode structure, a counter discharge type, and a surface discharge type. However, a plurality of PDPs may be provided between a pair of light-transmitting substrates. It is desirable to have a structure in which a light-transmitting barrier rib is formed and a phosphor layer is formed in a pixel region defined by the barrier rib.
[0020]
Examples of the pair of light-transmitting substrates include substrates made of glass, quartz, ceramics, etc., and substrates on which desired components such as electrodes, insulating films, dielectric layers, protective films are formed. .
[0021]
The partition wall only needs to be light transmissive. For example, the partition wall is formed with a groove in a light transmissive substrate, or a partition material such as a transparent low-melting glass is patterned on the light transmissive substrate. May be formed. However, in order to prevent the occurrence of “distortion” in the image of the subject that has passed through the partition wall of the PDP, the light needs to pass through the PDP linearly. From this point of view, the partition wall is preferably formed by cutting a light-transmitting substrate.
[0022]
For the formation of the partition wall by cutting the substrate, either a chemical method or a physical / mechanical method may be used. Chemical methods include wet etching and dry etching. Examples of the physical / mechanical method include a laser cutting method, a sand blasting method, and a cutting method using a cutting tool such as a fine end mill.
[0023]
This partition may be formed on any one of a pair of light transmissive substrates. That is, this partition may be formed on either the front side (display side) substrate or the back side substrate.
[0024]
Further, the shape of the partition wall is not particularly limited, and may be any shape such as a band shape, a lattice shape, a meander shape, and a honeycomb shape in plan view.
[0025]
The pair of light transmissive substrates includes a display surface side substrate and a back surface side substrate, and has a structure in which a louver that shields light generated from the phosphor layer of the PDP is provided on the back surface of the back surface side substrate. Also good.
[0026]
The pair of light transmissive substrates includes a display surface side substrate and a back side substrate, and a phosphor layer is formed on the back side substrate, and a PDP is formed between the phosphor layer and the back side substrate. The light-shielding layer which shields the light emitted from the phosphor layer may be provided.
[0027]
The pixel of PDP should just be divided by the partition etc. and has an electrode inside, for example.
[0028]
The electrodes need only be arranged inside the pixel, and various electrodes known in the art can be applied. Examples of the electrodes include transparent electrodes such as ITO and SnO2, and bus electrodes made of metals such as Ag, Au, Al, Cu, Cr, and laminates thereof (for example, a laminate structure of Cr / Cu / Cr). It is done. These electrodes can be formed with a desired thickness by using a printing method for Ag and Au, and by combining a film forming method such as a vapor deposition method and a sputtering method with an etching method for the others.
[0029]
The image sensor only needs to be disposed at a position where it can receive light transmitted from the display surface side to the back surface side of the PDP. Specifically, for example, it may be arranged behind the PDP. However, when light is guided by a lens, mirror, or optical fiber, it is not necessary to place it behind the PDP, and it may be placed at any position.
[0030]
The imaging element may be any element that can image a subject located on the display surface side of the PDP through the PDP. Various devices such as a camera having a lens, a CCD image sensor, a CMOS image sensor, and the like can be applied as the imaging element. However, for ease of handling, a camera having an imaging lens is used. Is desirable. As this camera, a camera using a CCD or a camera using a photomultiplier tube can be applied.
[0031]
When a camera having an imaging lens is used as the imaging device, the positional relationship between the PDP and the camera is such that the camera is attached to the PDP so that the light transmitted through the partition wall of at least one pixel is received by the imaging lens. It only has to be.
[0032]
The above configuration further includes a driver that applies a voltage for generating discharge to the electrodes in the PDP and a control circuit that controls the driver, and the control circuit has an imaging control unit that controls the imaging operation of the imaging device. In the imaging operation of the image sensor, the display of the PDP may be controlled so that the display of the pixels corresponding to the front surface of the image sensor is stopped.
[0033]
The apparatus further includes a driver that applies a voltage for generating discharge to the electrodes in the PDP, and a control circuit that controls the driver, and the control circuit includes an imaging control unit that controls the imaging operation of the imaging element. When displaying an image of a frame in gradation, one frame is divided into a plurality of subframes weighted for luminance, and in each subframe, an address discharge for selecting a pixel to emit light and a discharge of the selected pixel are maintained. An image may be displayed by performing display discharge, and the imaging operation of the imaging element may be controlled so that the imaging operation is performed during the address discharge period of the subframe.
[0034]
In this case, a configuration may be adopted in which the imaging operation of the imaging element is controlled by the control circuit so that the imaging operation is performed in the address discharge period in the subframe immediately after the subframe with the smallest weight in one frame.
[0035]
Alternatively, the control circuit aggregates a plurality of subframes having a small weight in one frame for displaying a PDP, and after the subframes are completed, imaging is performed during an address discharge period in the next subframe. It is good also as a structure which controls the imaging operation of an image pick-up element so that operation | movement may be performed.
[0036]
Further, the control circuit may be configured to hide the display of the PDP until afterglow of the phosphor layer of the PDP disappears before the imaging operation of the imaging device.
[0037]
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. In addition, this invention is not limited by this, A various deformation | transformation is possible.
[0038]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a plasma display device with an imaging function according to the present invention.
In the present invention, a
[0039]
The partition walls of the
[0040]
FIG. 2 is an explanatory view partially showing the configuration of the PDP of the plasma display device with an imaging function of the present invention. This example shows an AC type three-electrode surface discharge type PDP for color display.
[0041]
The
[0042]
On the inner side surface of the
[0043]
A
[0044]
A
[0045]
On the inner side surface of the
[0046]
In each
[0047]
In the
[0048]
The display was first selected by using the display electrode group on the Y side as scan electrodes and sequentially applying a scan voltage to each display electrode Y and applying an address voltage to a desired address electrode A during that time. A light emitting cell is selected by generating an address discharge between the address electrode A and the display electrode Y. Usually, this period is called an address period. As a result of this discharge, wall charges are formed on the dielectric layer corresponding to the light emitting cell. Next, the display voltage (sustain voltage, or alternately) is alternately displayed between the Y-side display electrode group and the X-side display electrode group. A cell is caused to emit light by applying a discharge (also referred to as a sustain discharge) or a discharge (also referred to as a display discharge, a sustain discharge, or a sustain discharge) again in the cell in which the wall charges are accumulated. Usually, this period is called a display period. This cell emits light by exciting the phosphor with ultraviolet rays generated by display discharge and generating visible light of a desired color from the phosphor. In general, this method is called an address display separation driving method.
[0049]
In this
[0050]
The display is performed by generating a display discharge between the display electrode X and the display electrode Y (hereinafter also referred to as the display electrode pair X and Y, or simply referred to as X and Y electrodes) as described above. The area between the X and Y electrodes where this discharge occurs is also called a light emitting slit, which is a light emitting area, but the area between the display electrode pair X, Y and the display electrode pair X, Y is also called a non-light emitting slit. Non-discharge region).
[0051]
Normally, when performing display, the
[0052]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the PDP drive circuit.
As shown in this figure, the drive circuit includes a Y
[0053]
The Y
[0054]
The Y
[0055]
The
[0056]
The panel
[0057]
The display
[0058]
A
[0059]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of one frame for performing gradation display. This figure shows the structure of one field when one frame is composed of a plurality of fields such as an odd field and an even field.
[0060]
In the above-described driving of the PDP, usually, one frame is divided into a plurality of subframes (hereinafter referred to as SF) and displayed in order to display gradation. Then, for each SF, an address period for generating an address discharge for selecting a light emitting cell and a display period for continuously generating a display discharge in the light emitting cell to maintain the light emission of the cell are set. The number of display discharges is made different so that gradation is expressed by a combination of SFs.
[0061]
Specifically, as shown in FIG. 4B, a period of one frame is weighted, for example, 1T: 2T: 4T: 8T: 16T: 32T: 64T: 128T (T: reference time). Is divided into 8 SFs having the brightness ratio. The period of one frame is 1/60 = 16.7 ms when the frame frequency is 60 Hz.
[0062]
Then, as shown in FIG. 4A, in each SF period, a cell corresponding to the luminance of the SF to be executed is selected in the address period (non-display period) TA. Next, display discharge of the selected cell is performed in the display period TS. In the figure, for example, if there are 480 display lines and the address period is 1.5 ms, the scanning time for one line is about 3 μs (1.5 ms / 480 = 3.125 μs). This address period TA has the same length regardless of the weight of the SF.
[0063]
In this way, by selecting a cell corresponding to the luminance of the SF to be executed, 256 colors of R, G, and B are used. Three The gray scale display is performed. In this example, the order of the SF weights is set in ascending order. However, the order is not limited to this, and can be set in an arbitrary order.
[0064]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which light transmitted through the partition wall is imaged. In this figure, the substrate on the front side of the PDP is omitted.
As described above, the
[0065]
The light L from the subject passes through the
[0066]
The distance between the
[0067]
FIG. 6 is an explanatory view showing the state of light emitted from the phosphor layer.
Since the
[0068]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example in which a louver is attached to a PDP.
In this example, the louver 2 is provided to shield the light K emitted from the phosphor layer of the PDP.
[0069]
The louver 2 is formed by patterning an opaque metal such as chromium (Cr) or manganese (Mn) on the back side of the
[0070]
The louver 2 may be provided on the entire surface of the
[0071]
Thus, in order to reduce the fog from the phosphor layer, the louver 2 for shielding light is provided on the back surface of the
[0072]
Embodiment 2
FIG. 8 is an explanatory view showing an example in which a phosphor layer light shielding layer of PDP is formed.
In this example, the
[0073]
The
[0074]
The
[0075]
Thus, in order to reduce the fog from the phosphor layer, the
[0076]
In the above, the method of physically shielding the emitted light from the phosphor layer in order to reduce the fog from the phosphor layer has been described, but in the following, the emitted light from the phosphor layer is controlled by the control circuit. How to eliminate the influence of.
[0077]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of a PDP in which a circuit for reducing the influence of radiated light from the phosphor layer is incorporated.
This circuit is basically the same as the circuit of FIG. Therefore, only different components will be described. In this circuit, a
[0078]
In addition, it receives imaging data from the
[0079]
FIGS. 10A, 10B, and 10C are explanatory diagrams illustrating a control method that eliminates light emission before the lens of the camera. 10A shows a display example of the entire screen, FIG. 10B is an enlarged view of the black spot P, and FIG. 10C is a side view of the
[0080]
In this example, in order to eliminate the influence of the radiated light from the phosphor layer, during the imaging operation of the
[0081]
When this control is performed, a portion corresponding to the imaging lens of the camera on the screen appears as a black spot P as shown in FIG. However, as shown in FIGS. 10B and 10C, even if this black point P exists, the size of the
[0082]
When the
[0083]
Embodiment 4
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example in which an imaging operation is performed during an address period.
The SF when displaying the PDP screen is divided into an address period TA and a display period TS as shown in FIG. Using this feature, the CCD camera performs imaging during the address period TA, which is a non-display period. In FIG. 11, the SF arrangement order is in descending order. For example, as described above, SFs with small weights are collected before the imaging operation, and the address period TA of SF8 with the smallest luminance weight among them is collected. 1 The CCD camera is controlled so that the image pickup operation is performed during the period.
[0084]
In this imaging operation, when the
[0085]
In this way, if the CCD camera is imaged during the address period TA, the PDP does not emit light, and therefore the captured image is affected by the radiation from the phosphor layer when the CCD camera is imaged. There is no.
[0086]
In this case, as shown in FIG. 12, the afterglow time of the R, G, and B phosphor layers of the PDP may be long due to the characteristics of the phosphors. For this reason, even after the address period TA, afterglow in the immediately preceding display period may remain. In this case, the pixels on the front surface of the
[0087]
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the SF arrangement and the light emission intensity during the display period. Since the afterglow of the phosphor layer is proportional to the emission intensity within the afterglow time, the SF is arranged as follows.
That is, before the start of the imaging operation of the CCD camera, that is, before the image is captured, SFs with small weights are collected, and SFs with small weights, for example, SF5, SF6, and SF7 are set in a pause state (not displayed). Then, after the afterglow of SF4 disappears in the rest period of SF5, SF6, and SF7, the period t 1 ~ T 2 By taking an image with a CCD camera during this period, the influence of afterglow by the phosphor layer is eliminated. The number of SFs to be in the resting state may be appropriately set in consideration of the afterglow time of the R, G, B phosphor layers.
[0088]
Thus, before the start of the imaging operation of the CCD camera, the display of the PDP is not displayed for a time longer than the afterglow time of the phosphor. This non-display may be performed for all the pixels of the PDP or only for the pixels in front of the CCD camera.
[0089]
When a non-displayed SF is provided, that is, when the SF is controlled to be thinned out, the number of gradations when the subject is imaged is reduced. Since the range is as small as a few millimeters, it does not affect the overall display. When displaying a normal image, the display discharge is also performed for all the SFs on the pixels on the front surface of the CCD camera, so the number of gradations does not decrease.
[0090]
Embodiment 5
FIG. 14 is a graph showing the relationship between emission intensity and afterglow intensity.
In the PDP, there is a certain relationship between the light emission intensity of the pixel and the afterglow intensity. Therefore, in this example, the afterglow intensity is calculated from the emission intensity, and this afterglow intensity is subtracted from the captured image signal by image processing. Thereby, the influence of the afterglow by a fluorescent substance layer is removed.
[0091]
Ultraviolet light emission is t 0 , The emission intensity at the time t of the pixel emitting with the emission intensity (luminance) y is F = (y, tt 0 ).
[0092]
If the pixel numbers in front of the imaging lens of the CCD camera are i to j, the total amount of light due to the afterglow incident on the
L (t) = ΣF (y k , Tt 0 )
Can be predicted. Using this L (t), the captured image is corrected. Specifically, t 0 Y k , L (t) is calculated based on the data, and the emission intensity at time t is obtained.
[0093]
When this method is used, in principle, the subject may be imaged at any timing without using the method of the first to fourth embodiments, but it can be freely combined with any of the first to fourth embodiments. May be used.
[0094]
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an image processing circuit for removing afterglow of the phosphor layer from a captured image.
In this figure, 41a is a frame memory provided in the
[0095]
When performing this process, the image captured by the
[0096]
FIG. 16A to FIG. 16D are explanatory diagrams showing display examples of emission intensity before and after removal of afterglow components and actual images.
The image including the afterglow component of the phosphor layer is in a state where the afterglow component of the phosphor layer is covered, as shown in FIG. 16A, and the emission intensity at this time is shown in FIG. As described above, the afterglow component of the phosphor layer is included. Therefore, the afterglow component of the phosphor layer is removed from this image as shown in FIG. As a result, a clear image as shown in FIG.
[0097]
As a method for evaluating the afterglow component, the afterglow component may be predicted from the light emission pattern of the pixel using a numerical model of the afterglow characteristics of the phosphor, and correction may be performed.
[0098]
In addition, as a method of predicting the afterglow component, the light amount (light emission intensity) at the end of the last light emission is actually measured, and the light amount is predicted by the attenuation rate up to the actual image capture time. May be.
[0099]
In this way, the PDP barrier ribs are directly cut from the glass substrate, so that the PDP barrier ribs are formed of light-transmitting glass, and a camera is attached to the back of the PDP, and light emission from the PDP phosphor layer By removing the influence of the above, it is possible to provide a plasma display device with an imaging function for a video phone or a video conference capable of eye contact.
[0100]
Plasma display devices are characterized by a large screen and high definition, and by using these systems, it is possible to obtain a real feeling as if they existed there.
[0101]
【The invention's effect】
According to the present invention, an image sensor is arranged behind a PDP that allows light to pass linearly, and a subject located on the display surface side of the PDP is imaged by the image sensor via the PDP. Can be obtained. Further, a sufficient amount of light transmitted through the panel can be ensured, and an image with good image quality can be displayed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a plasma display device with an imaging function according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view partially showing a configuration of a PDP of a plasma display device with an imaging function of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a PDP drive circuit in the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of one frame for performing gradation display.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which light transmitted through a partition wall in the embodiment forms an image.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of light emitted from the phosphor layer in the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example in which louvers are attached to the PDP in the embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which a light shielding layer is formed on the phosphor layer of the PDP in the embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of a PDP incorporating a circuit for reducing the influence of light emitted from a phosphor layer in the embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a control method for eliminating light emission before the lens of the camera in the embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example in which an imaging operation is performed during an address period in the embodiment.
FIG. 12 is a graph showing the afterglow time of light emission of the phosphor layer.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the SF arrangement in the embodiment and the emission intensity during the display period.
FIG. 14 is a graph showing the relationship between emission intensity and afterglow intensity.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an image processing circuit for removing afterglow of a phosphor layer from a captured image in the embodiment.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a display example of emission intensity and an actual image before and after the removal of afterglow components.
[Explanation of symbols]
1 CCD camera
1a Imaging lens
1b CCD array
2 louvers
3 Shading layer
10 PDP
11 Front side board
12 Transparent electrode
13 bus electrode
17 Dielectric layer
18 Protective film
21 Back side substrate
24 groove
28R, 28G, 28B phosphor layer
29 Bulkhead
31 Y scan driver circuit
32 Address driver circuit
33 Y common driver circuit
34 X common driver circuit
35 Control circuit
36 Display data controller
36a frame memory
37 Panel drive controller
37a Scan driver controller
37b Common driver controller
38 Pulse power supply
41 Camera control unit
41a frame memory
41b Darkest point detection data expansion circuit
A Address electrode
L Light from subject
X, Y display electrode
Claims (9)
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、
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撮像機能付きプラズマ表示装置。A plasma display panel in which a large number of pixels having electrodes therein are formed, a part of each pixel is light transmissive, and light can be transmitted linearly from the display surface side to the back surface side through the light transmissive portion. When,
An image sensor that is arranged at a position where light transmitted from the display surface side of the plasma display panel to the back surface side can be received and can image a subject located on the display surface side of the plasma display panel through the plasma display panel It equipped with a door,
The light-transmitting portion of a part of the pixel includes a partition, the imaging element includes a camera having an imaging lens, and the light transmitted through the partition portion of at least one pixel is received by the imaging lens. A plasma display device with an imaging function in which a camera is attached to a plasma display panel .
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。The plasma display panel has a structure in which a plurality of light-transmitting barrier ribs are formed between a pair of light-transmitting substrates, and a phosphor layer is formed in a pixel region defined by the barrier ribs,
The plasma display device with an imaging function according to claim 1, wherein the partition wall is formed by cutting one of the pair of light-transmitting substrates.
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。A driver for applying a voltage for generating discharge to the electrodes in the plasma display panel, and a control circuit for controlling the driver;
The control circuit has an imaging control unit that controls the imaging operation of the imaging device, and controls the display of the plasma display panel so that the display of the pixels corresponding to the front surface of the imaging device is stopped during the imaging operation of the imaging device. The plasma display device with an imaging function according to claim 1.
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。A driver for applying a voltage for generating discharge to the electrodes in the plasma display panel, and a control circuit for controlling the driver;
The control circuit has an image pickup control unit that controls the image pickup operation of the image pickup element, and when displaying an image of one frame in gradation, the frame is divided into a plurality of subframes weighted to luminance, and each subframe is divided into An image is displayed so that an image is displayed by performing an address discharge for selecting a pixel to emit light and a display discharge for maintaining the discharge of the selected pixel so that an imaging operation is performed during the address discharge period of the subframe. The plasma display device with an imaging function according to claim 1, which controls an imaging operation.
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