具有摄像装置的图像显示装置的制作方法
专利名称：具有摄像装置的图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有摄像装置的图像显示装置，具体地，涉及一种摄像装置被设 置在图像显示部的背面侧上的图像显示装置。
背景技术：
近年来，作为平板显示装置(FP显示面板)，有机电致发光显示装置(下文中有时 简称为“有机EL显示装置”)受到关注。目前，尽管液晶显示装置(LCD)是FP显示装置的 主流，但是它不是自发光装置，并且需要诸如背光和偏振片等组件。因此，FP显示装置存在 厚度增加并且亮度不足的问题。另一方面，有机EL显示装置是自发光装置，原理上不需要 诸如背光等组件，并且与LCD相比，存在例如厚度减小和高亮度等很多优点。特别地，在其 各像素包括开关器件的有源矩阵有机EL显示装置中，通过保持和开启各像素，功耗可被抑 制得很低。此外，可相对容易地实施屏幕尺寸的增加和细度的改进。因此，很多公司开发了 有源矩阵有机EL显示装置，并且期望该装置成为下一代FP显示装置的主流。将图像显示之外的功能添加到图像显示装置的尝试被积极地实施。例如，通过在 图像显示装置的图像显示面上设置所谓的压敏传感器来将指示装置(pointing device) 的功能添加到图像显示装置，这种图像显示装置是公知的。此外，JP-A-2005-176151或 JP-A-2005-010407公开了具有摄像装置的FP显示装置。此外，近年来，还开发了所谓的三维图像显示装置。三维图像显示系统粗略地 分为使用诸如眼镜等附属装置的三维图像显示系统以及不使用附属装置的裸眼三维图 像显示系统。裸眼三维图像显示系统包括两个系统，即，视差屏障系统和柱状透镜系统 (lenticular system)。在视差屏障系统中，视差屏障被用于向观察者的左眼和右眼呈现视 差图像，从而使观察者感知三维图像；在柱状透镜系统中，半圆柱状透镜(柱状透镜)被附 加到图像显示装置的图像显示面，以实现三维图像显示。此外，近年来，视频电话会议系统(电视电话设备)开始变得普及，在视频电话会 议系统中，至少使用两组图像显示装置和摄像装置，并且这些装置通过通信线路或网络彼 此连接，从而位于远方位置处的人们在看到彼此的同时，在他们之间进行会话。通过使用被 称作网络摄像机的廉价摄像装置、个人计算机和软件，可容易地实现电视电话功能。
发明内容
在添加了指示装置的功能的图像显示装置中，需要设置压敏传感器。因此，存在图 像显示装置的制造成本增加的问题，并且还存在因为图像是通过压敏传感器被观察的，因 此图像显示装置显示的图像质量降低的问题。在JP-A-2005-176151公开的技术中，每一个均包括微透镜的多个开口被设置在 构成图像显示装置的图像显示部的像素之间，并且多个照相机拍摄穿过多个开口的光的图 像。此处，从多个不同角度拍摄观看图像显示装置的用户的脸的图像，并且获得的多个图像 被处理以生成当从正面观察用户时获得的图像。然而，在此专利公开中披露的技术中，必须在开口中设置微透镜，并且进一步地，为了将图像精确地聚焦在摄像装置上，需要高精度的 微透镜。因此，图像显示装置的制造成本增加。此外，未拍摄用户的正面图像，而是通过从 不同角度拍摄的多个图像来形成正面图像。因此，图像不是实际的图像，并且所谓的CG图 像被提供至对方一侧，因此，实际上不舒适感很强。在JP-A-2005-010407公开的技术中，例如如其图15和图16所示，因为摄像装置 基于穿过为多个像素设置的一个光透射部的光来拍摄图像，因此难以将足量的光会聚到摄
像装置。因此，期望提供一种具有摄像装置的图像显示装置，在该图像显示装置中，除了添 加指示装置的功能外，还可添加获取与观察者的位置等有关的信息的功能，并且该图像显 示装置可以以低成本制造并且可将足量的光会聚到摄像装置。根据本发明的实施方式，提供了一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素，光透射区域，被设置在图像显示部中，摄像装置，被设置在图像显示部的背面侧上，聚光装置，用于将穿过光透射区域的光会聚至摄像装置，以及位置检测装置，用于基于通过摄像装置获取的图像信息来获得对象的位置信息。本发明的实施方式的具有摄像装置的图像显示装置包括位置检测装置，其用于基 于通过摄像装置获取的图像信息来获得对象的位置信息。此处，当位置检测装置以时间顺 序连续地获得对象(例如，手、手指、眼球等)的位置信息时，可获得对象(例如，手、手指、 眼球、视线)的移动，并且可执行与对象(例如，手、手指、眼球、视线)的位置和移动对应的 各种处理。可选择地，当位置检测装置获得对象指向的方向时，可执行与对象指向的方向对 应的处理。此外，因为通过手、笔等的方向可指定图像显示部上的相应指示点，因此所谓的 指针功能(pointer function)可被添加至具有摄像装置的图像显示装置。此外，因为摄像 装置被设置在图像显示部的背面侧上，因此与摄像装置被设置在除屏幕后方以外的其他位 置处的情况相比，可更精确地拍摄对象的图像，并且可通过摄像装置精确地拍摄面向图像 显示部的用户的脸、眼、动作等的图像。通过这种方式，还可精确地获得对象的位置信息，并 且可为位置信息提供高性能检测功能。此外，在三维图像中，基于位置信息，可向观察者指 示最佳的三维图像观察位置，或者可将观察者引导至最佳的三维图像观察位置，或者可根 据观察者的位置提供最佳的三维图像。
图IA和图IB是从正面和侧面观察时实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置 的示意图，图IC是示意性地示出构成图像显示部的多个像素的配置的视图。图2是实施方式的具有摄像装置的图像显示装置的示意性局部截面图。图3A和图;3B是实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置以及摄像装置被固定 于图像显示部的外侧的图像显示装置的概念图。图4A和图4B是从正面和侧面观察时具有摄像装置的三维图像显示装置的示意 图，图4C是示意性地示出构成图像显示部的多个像素的配置的视图。图5是用于说明在实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置中获得从摄像装置到观察者的距离(D)以及观察者的瞳孔之间的距离(R)的方法的概念图。图6是用于说明狭缝引起的衍射现象的示意图。图7A和图7B示出穿过设置在摄像装置的前侧的透明玻璃板拍摄而获得的图像以 及穿过设置在摄像装置的前侧并且具有光透射区域的透明玻璃板拍摄而获得的图像，该光 透射区域是具有形状、尺寸和分布的光透射部的集合。图8是实施方式2的具有摄像装置的图像显示装置的框图。图9A和图9B是示意性地示出构成实施方式2中的光透射区域的光透射部的形状 的视图。图10是示意性地示出构成实施方式2中的光透射区域的光透射部的另一形状的 视图。图11是实施方式3的具有摄像装置的图像显示装置的框图。图12A和图12B是示意性地示出构成实施方式4中的光透射区域的光透射部的形 状的视图。图13A和图1 是笔记本型个人电脑和便携式电话的示意图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。然而，本发明不限于这些实施方 式，这些实施方式中的各种数值和材料仅是示例性的。顺便提及，将按照下面的顺序进行描 述。1.根据本发明的第一形态和第二形态的具有摄像装置的图像显示装置的概述。2.实施方式1 (根据本发明的第一形态的具有摄像装置的图像显示装置)3.实施方式2 (实施方式1的修改例，本发明的第一配置)4.实施方式3 (实施方式2的修改例，本发明的第二配置)5.实施方式4(根据本发明的第二形态的具有摄像装置的图像显示装置)和其他[根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置的概述]在根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置中，可进行配置从而为多个像素设 置光透射区域。顺便提及，为了方便，根据具有上述配置的本发明的具有摄像装置的图像显 示装置被称作“根据本发明的第一形态的具有摄像装置的图像显示装置”。可选择地，可进 行配置以使光透射区域被设置在至少一个(优选地，至少两个)像素周围。在这种情况下， 光透射区域可被设置在像素的整个外围或者可被设置在像素的外围的一部分中(具体地， 与像素的边缘对应的边中的两个或更多个连续的边)。在后一种情况下，优选地，光透射区 域被设置在像素的整个外围的1/4以上的长度上(在两个连续的边中，各边长度的1/2以 上)。顺便提及，为了方便，根据具有上述配置的本发明的具有摄像装置的图像显示装置被 称作“根据本发明的第二形态的具有摄像装置的图像显示装置”。在根据本发明的第一形态 或第二形态的具有摄像装置的图像显示装置中，穿过对多个像素设置的光透射区域的光被 会聚至摄像装置，或者，穿过被设置在至少一个像素周围的光透射区域的光被会聚至摄像 装置。因此，不需要高精度的微透镜来精确地将图像聚焦在摄像装置上，不会增加具有摄像 装置的图像显示装置的制造成本，并且足量的光可被会聚至摄像装置。在包括根据本发明的第一形态或第二形态的具有摄像装置的图像显示装置的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置中(在下文中，这些装置有时被简单地统称为 “根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置”)，光透射区域包括多个光透射部。当对像素 设置各光透射部时，在构成光透射区域的光透射部中发生衍射现象，因此，存在聚焦在摄像 装置上的图像是模糊的或者失去锐化度的情况。在这种情况下，对于通过摄像装置获取的 图像信息，或者通过摄像装置获取的且将被显示在图像显示部上的其他图像数据(例如， 通过摄像装置拍摄用户等而获得的且将被显示在图像显示部上的图像数据，并且这种其他 图像数据有时被简称为“图像数据”)，优选采用还包括衍射校正部件的配置，该衍射校正部 件被配置为校正构成光透射区域的光透射部中产生的衍射。顺便提及，为了方便，此配置被 称作“本发明的第一配置”。在本发明的第一配置中，一部分或所有构成光透射区域的光透射部被周期性地设 置在图像显示部的第一方向和第二方向上。当光透射部在第一方向上的长度是Ltr-I并且 第一方向上的像素节距是Ppx-I时，优选第一方向上的线开口率Ltr-1/Ppx-l满足Ltr-I/ Ppx-I彡0. 5，并且优选满足Ltr-1/Ppx-l彡0. 8。此外，当光透射部在第二方向上的长度是Ltr-2并且第二方向上的像素节距是 Ppx-2时，优选第二方向上的线开口率Ltr-2/Ppx-2满足Ltr-2/Ppx-2彡0.5，并且优选地 满足 Ltr-2/Ppx-2 彡 0. 8。顺便提及，第一方向和第二方向可彼此垂直，或者可以以除了 90度以外的角度彼 此交叉。在后一种情况下，还存在以下情况除了被周期性地设置在第一方向和第二方向 外，一部分或所有光透射部还被周期性地设置在第三方向上、第四方向上……。在这种情况 下，优选地，光透射部在这些方向中的至少两个方向上的长度和至少两个方向上的像素节 距满足上述关系(具体地，0. 5倍以上)。线开口率Ltr-1/Ppx-l和Ltr_2/Ppx-2的上限值 并无特定限制，只要可以形成光透射部即可。此处，光透射部在第一方向上的长度Ltr-I意 味着与光透射部被投射在第一方向上时的形状对应的线段的每一周期的长度，而第一方向 上的像素节距Ppx-I意味着在第一方向上像素的每一周期的长度。同样地，光透射部在第 二方向上的长度Ltr-2意味着与光透射部被投射在第二方向上时的形状对应的线段的每 一周期的长度，而第二方向上的像素节距Ppx-2意味着在第二方向上像素的每一周期的长 度。在本发明的第一配置中，具体地，优选对图像信息或图像数据执行基于光透射部 的形状、尺寸和分布(并且进一步地，基于取决于环境的外部光的波长)计算的MTF(调制 传递函数)逆变换处理。光透射部的形状、尺寸和分布可被预先存储在衍射校正部件中。可 将衍射校正部件制成例如具有输入/输出部并且包括CPU和存储器的电路。根据情况，衍 射校正部件也可由设置在具有摄像装置的图像显示装置中的个人计算机构成。当考虑外部 光的波长时，可独立于外部光(外部照明环境)得到最佳图像。在包括以上优选配置的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置中，进行配置 以进一步包括波长分布测量部件，其被配置为测量外部光的波长分布。顺便提及，为了方 便，此配置被称作“本发明的第二配置”。通过采用上述配置，可实现通过摄像装置获得的图 像信息和图像数据的精度的改进(例如，颜色信息的精度的改进)，并且可实现MTF逆变换 处理的精度的改进。波长分布测量部件例如可由光接收装置(例如光敏元件等)构成。可 由具有摄像装置的图像显示装置来执行波长分布测量部件的控制，并且根据情况，该控制可由设置在具有摄像装置的图像显示装置中的个人计算机执行。在包括各种优选配置的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置中，期望发光 器件是自发光型发光器件，更优选是有机电致发光器件(有机EL器件)。顺便提及，构成液 晶显示装置的液晶显示器件被用于控制来自外部的光(来自背光的光或外部光)的通过， 并且像素不包括发光器件。当发光器件是有机EL器件时，构成有机EL器件的有机层(发 光部)包括由有机发光材料制成的发光层，具体地，例如具有包括空穴传输层、发光层和电 子传输层的层叠结构，包括空穴传输层和用作电子传输层的发光层的层叠结构，或者包括 空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层的层叠结构。此外，当电子传输 层、发光层、空穴传输层和空穴注入层被制成“串联单元(tandem unit) ”时，有机层可具有 层叠了第一串联单元、连接层和第二串联单元的两级串联结构，并且进一步地，有机层可具 有层叠了三个或更多个串联单元的三级或更多级串联结构。在这些情况下，当在各串联单 元中发光颜色被变成红色、绿色和蓝色时，可得到总体上发白光的有机层。通过最优化有机层的厚度，例如，可进行配置以使得第一电极与第二电极之间的 发光层中发出的光共振，并且一部分光通过第二电极出射至外部。此外，在包括上述各种配置和形态的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置 中，图像显示部包括(a)第一基板，(b)设置在第一基板上的驱动电路，(C)覆盖驱动电路 的层间绝缘层，(d)设置在层间绝缘层上的发光部，(e)设置在发光部上的保护层，(f)设置 在保护层上的遮光层以及(g)覆盖保护层和遮光层的第二基板。各像素包括驱动电路和发 光部。遮光层具有开口。构成光透射区域的光透射部包括开口、位于开口下方的保护层的一 部分和层间绝缘层的一部分。聚光部件和摄像装置被设置在第一基板的未面向第二基板的 表面一侧。发光部中产生的光通过保护层和第二基板出射至外部。对像素设置光透射部。此处，作为像素配置，例如可列举条状配置、对角线配置、三角形配置和矩形配 置。此外，作为第一基板或第二基板，可列举高变形(high-distortion)玻璃基板、钠玻璃 (Na2O · CaO · SiO2)基板、硼硅玻璃(Na2O · B2O3 · SiO2)基板、镁橄榄石(2Mg0 · SiO2)基板、 铅玻璃(Na2O Wb(^SiO2)基板、具有形成在表面上的绝缘膜的各种玻璃基板、石英基板、具 有形成在表面上的绝缘膜的石英基板、具有形成在表面上的绝缘膜的硅基板、以及诸如聚 甲基丙烯酸甲酯(聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯酚(PVP)、聚醚砜(PES)、 聚酰亚胺、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的有机聚合物(具有高分子材料的形 态，例如由高分子材料制成并且具有柔性的塑料膜、塑料片或塑料基板)。驱动电路可包括 例如一个或多个薄膜晶体管(TFT)。作为层间绝缘层的构成材料，可独立地使用或者以合适 的组合方式使用Si02、BPSG、PSG、BSG、AsSG, PbSG, SiON, SOG (旋涂玻璃)、低熔点玻璃、诸 如玻璃浆(glass paste)的SiO2材料、SiN材料以及诸如聚酰亚胺的绝缘树脂。在像素包 括有机EL装置的情况下，发光部如上所述。作为构成保护膜的材料，优选使用对于发光部 发出的光是透明的、致密的且不透水的材料。具体地，例如可列举非晶硅(α-Si)、非晶碳化 硅(a-SiC)、非晶硅氮化物(a-Si^xNx)、非晶硅氧化物(α-Si1^Oy)、非晶碳(α-C)、非晶 硅氮氧化物(a-SiON)以及Α1203。遮光层(黑矩阵)可由已知材料制成。可在需要时设 直滤色器ο在包括各种优选的配置和形态的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置 (在下文中有时被简单地统称为“本发明”)中，例如观看图像显示部的观察者(用户)的手、手指或眼球、用户的手握着的棒状材料等可被指定为对象。当位置检测部件以时间顺 序连续地获得对象(例如，手或手指、眼球、棒状材料(例如，钢笔、铅笔等))的位置信息 时，可获得对象的移动，从而可执行各种处理(例如，诸如个人计算机的显示器上的图像的 上下或左右移动的处理、关闭画面的处理和打开另一画面的处理)。顺便提及，对象的移动 与各种处理之间的关系可被寄存在位置检测部件中。可选择地，当位置检测部件获得对象 指向的方向时，可执行与对象指向的方向对应的各种处理。此外，因为可通过手、笔等的方 向指定图像显示部上的相应指示点，因此可将指针功能添加到具有摄像装置的图像显示装 置。位置检测部件可被制成具有输入/输出部件且包括CPU和存储器的电路。根据情况， 位置检测部件也可由设置在具有摄像装置的图像显示装置中的个人计算机构成。由摄像装 置获得的信号(数据)被发送到位置检测部件，并且被位置检测部件处理。可通过公知方 法(公知的算法或软件)执行这种处理。在各种处理的执行过程中，可在图像显示部上显 示执行各种处理的确认，或者可通过声音来请求该确认。顺便提及，与摄像装置被设置在除 屏幕后方以外的其他位置的情况相比，当设置在屏幕后方的摄像装置拍摄对象的图像时， 对于对象的在相对于屏幕的面内方向(上下或左右方向)上的位置信息和移动信息，可获 得更精确的位置信息。在本发明中，图像显示部包括多个具有发光器件的像素单元。当像素单元的数量 由(M, N)表示时，尽管例如 VGA (640，480)、S-VGA (800,600), XGA (1024, 768), APRC (1152, 900)、S-XGA (1280，1024)、U-XGA (1600,1200)、HD-TV (1920,1080)和 Q-XGA (2048,1536)以 及(1920，1035)、(720,480)、(854,480)和(1280,960)等一些图像显示分辨率可作为示例， 但不限于这些值。顺便提及，在执行彩色显示的图像显示部中，一个像素单元例如包括三种 像素，即，发红光的红色发光像素、发绿光的绿色发光像素以及发蓝光的蓝色发光像素。可 选择地，一个像素单元可包括四种或更多种像素，例如，除了这三种像素外，还可以包括发 白光以提高亮度的像素、发互补色的光以扩大颜色再现范围的像素、发黄光以扩大颜色再 现范围的像素以及发黄光和青色(cyan)光以扩大颜色再现范围的像素等。在本发明的第一形态的具有摄像装置的图像显示装置中，对多个像素设置光透射 区域。此处，具体地，尽管不旨在限制，但是期望为例如三个或更多个像素设置光透射区域。 构成光透射区域的光透射部的外形实质上是任意的，可例举例如矩形或正方形等四边形。 在本发明的第二形态的具有摄像装置的图像显示装置中，光透射区域被设置在至少一个像 素周围。此处，具体地，尽管不旨在限制，但是期望光透射区域被设置在例如三个或更多个 像素的周围。光透射区域的外形实质上是任意的，可例举例如“L”形(在该形态中，光透射 区域被设置在与像素边缘对应的边中的两个连续边上)、“C”形(在该形态中，光透射区域 被设置在与像素边缘对应的边中的三个连续边上)、“ 口”形(在该形态中，光透射区域被设 置在与像素边缘对应的所有边上)以及井栏(curb)形(在该形态中，光透射区域被设置在 与像素的边缘对应的所有边上，并且在相邻像素之间被设置为共同的)。可选择地，优选为 包含设置在摄像装置中的透镜的投射图像的像素组设置光透射区域，或者在像素组周围设 置光透射区域。在本发明中，在图像显示部的背面侧设置摄像装置就已足够，但是优选在图像显 示部的中心处设置摄像装置。通过这种方式，可在更宽的范围内精确地获得面向图像显示 部的对象的位置信息。摄像装置的数量可为一个或多个。摄像装置可为市场有售的固体摄
10像装置，包括CXD器件或CMOS传感器等。顺便提及，还可使用例如公知的市场有售的摄像 机或网络摄像机等固体摄像装置，在这些情况下，聚光部件和摄像装置被集成。作为被配置为将穿过光透射区域的光会聚至摄像装置的聚光部件，可例举公知的 透镜。具体地，透镜是双凸透镜、平凸透镜和弯月凸透镜中的一种，或者可为反射镜或菲涅 尔透镜，或者可为这些各种凸透镜的组合，或者进一步可为凹透镜和这些各种凸透镜的组
口 O在本发明中，优选滤色器未被设置在入射至图像显示部上、穿过光透射区域、从图 像显示部出射并且入射在聚光部件上的光的光路中。此外，优选不设置例如微透镜等成像 系统。例如，本发明可被用作构成个人计算机的显示器装置的替代，可被用作装配在笔 记本型的个人计算机中的显示器装置的替代，或者可被用作装配在便携式电话、PDA(个人 数字助理)或游戏装置中的显示器装置的替代，或者现有的电视接收机的替代。[实施方式1]实施方式1涉及根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置，具体地，根据本发 明的第一形态的具有摄像装置的图像显示装置。图IA和图IB是示出从正面和侧面观察时 实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置的概念图，图IC示意性地示出构成图像显示部 的多个像素的配置。图2是具有摄像装置的图像显示装置的示意性局部截面图。实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置包括(A)图像显示部10，其中设置有 多个包括发光器件的像素11(11R、11G、11B)，(B)光透射区域30，被设置在图像显示部10 中，(C)摄像装置20，被设置在图像显示部10的背面侧上，(D)聚光部件21，被配置为将穿 过光透射区域30的光会聚至摄像装置20，以及(E)位置检测部件71，被配置为基于通过摄 像装置20获取的图像信息获得对象的位置信息。此处，在实施方式1中，具体地，对多个像 素11设置光透射区域30。S卩，光透射区域30包括对多个像素11设置的光透射部31的集
I=I O在实施方式1或稍后描述的实施方式2至4中，发光器件是自发光型发光器件，并 且具体地是有机EL器件。图像显示部10是彩色显示XGA型有机EL显示装置。S卩，当像素 单元的数量由(M，N)表示时，其为(1024，768)。此外，一个像素单元包括发红光的红色发 光像素11R、发绿光的绿色发光像素IlG以及发蓝光的蓝色发光像素11B。顺便提及，在图 1C、图9A、图9B、图10、图12A和图12B中，像素的外边缘由虚线表示。摄像装置20被设置 在图像显示部10的背面侧上，并且更具体地，被设置在图像显示部10的背面侧的中心处。 摄像装置20的数量为1。此处，摄像装置20和聚光部件21由公知的市场有售的包括CXD 器件的摄像机构成，它们被集成于摄像机中。实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置 被用作构成个人计算机的显示器装置的替代。此外，实施方式1的具有摄像装置的图像显 示装置设置有个人计算机70。个人计算机70通过电缆72和73连接至图像显示部10和摄 像装置20。尽管不旨在限制，但是为6X3= 18个像素11设置光透射区域30。对一个像素设 置一个光透射部31。聚光部件21将穿过光透射区域30 (具体地，6X3 = 18个像素11的 光透射部的集合)的光会聚至摄像装置20。对各像素11设置的光透射部31的形状为矩 形。
在实施方式1或稍后所述的实施方式2至4中，图像显示部10设置有驱动各扫描 线的扫描信号供应IC和提供视频信号的视频信号供应IC。扫描信号供应IC与扫描线控制 电路相连，并且视频信号供应IC与信号线控制电路相连。滤色器未被设置在入射在图像显 示部10上、穿过光透射区域30、从图像显示部10出射并且入射在聚光部件21上的光的光 路中。也未设置例如微透镜等成像系统。 在实施方式1或稍后所述的实施方式2至4中，具体地，图像显示部10包括(a)第 一基板40、(b)设置在第一基板40上的驱动电路、(c)覆盖驱动电路的层间绝缘层41、(d) 设置在层间绝缘层41上的发光部(有机层63)、(e)设置在发光部(有机层6 上的保护 层64、(f)设置在保护层64上的遮光层65以及(g)覆盖保护层64和遮光层65的第二基 板67。各像素11包括驱动电路和发光部，并且遮光层65具有开口 65A。构成光透射区域 30的光透射部31包括开口 65A、位于开口 65A下方的保护层64的一部分、第二电极62的 一部分和层间绝缘层41的一部分。聚光部件21和摄像装置20被设置在第一基板40的未 面向第二基板67的表面一侧。更具体地，驱动电路设置在由钠玻璃制成的第一基板40上。驱动电路包括多个 TFT0 TFT包括形成于第一基板40上的栅电极51、形成于第一基板40和栅电极51上的栅 绝缘膜52，设置在形成于栅绝缘膜52上的半导体层中的源/漏区53，以及与半导体层的位 于源/漏区53之间且在栅电极51上方的一部分对应的沟道形成区M。在所示的实例中， 尽管TFT是底栅型，但也可为顶栅型。TFT的栅电极51连接至扫描线(未示出)。层间绝 缘层41(41A、41B)覆盖第一基板40和驱动电路。此外，构成有机EL器件的第一电极61设 置在由SiOx、SiNy、聚酰亚胺树脂等制成的层间绝缘层41B上。通过设置在层间绝缘层41A 中的接触塞42、配线43和接触塞44，TFT与第一电极61电连接。在附图中，对于一个有机 EL器件驱动部示出了一个TFT。绝缘层45形成在层间绝缘层41上，绝缘层45具有开口 46，并且在开口 46的底部 处暴露第一电极61。绝缘层45是由具有极好的平坦度并且具有低吸水率(以防止由于水 引起的有机层63的劣化并且保持发光亮度)的绝缘材料制成，具体地，由聚酰亚胺树脂制 成。形成有机层63，将其设置在第一电极61的暴露于开口 46的底部处的一部分上以及绝 缘层45的围绕开口 46的一部分上，并且包括由有机发光材料制成的发光层。尽管有机层 63具有例如包括空穴传输层和用作电子传输层的发光层的层叠结构，但是在附图中示为一 层。通过等离子体CVD方法，由非晶硅氮化物(a-SihNx)制成的绝缘保护层64被设置在 第二电极62上以防止水分到达有机层63。由黑色聚酰亚胺树脂制成的遮光层65形成在 保护层64上，并且由钠玻璃制成的第二基板67被设置在保护层64和遮光层65上。通过 由丙烯酸基粘接剂制成的粘接层66，保护层64和遮光层65贴合至第二基板67。第一电极 61被用作阳极电极，第二电极62被用作阴极电极。具体地，第一电极61由厚度为0.2μπι 至0.5μπι且包括铝(Al)、银(Ag)或它们的合金的反光材料制成。第二电极62由厚度为 0. Iym的诸如ITO或IZO的透明导电材料制成，或者由厚度约为5nm的金属薄膜(半透明 的金属薄膜)制成，该金属薄膜包括银(Ag)或镁(Mg)，且允许光在一定程度上通过。第二 电极62未被图案化并且形成为一片。根据情况，可在有机层63与第二电极62之间形成厚 度为0. 3nm且由LiF制成的电子注入层(未示出)。
综上，在表1中示出实施方式1或稍后所述的实施方式2至实施方式4的发光器 件的详细配置。表 权利要求
1.一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素；光透射区域，被设置在所述图像显示部中；摄像装置，被设置在所述图像显示部的背面侧上；聚光装置，用于将穿过所述光透射区域的光会聚至所述摄像装置；以及位置检测装置，用于基于通过所述摄像装置获取的图像信息获得对象的位置信息。
2.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，对多个像素设置所述 光透射区域。
3.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述光透射区域被设 置在至少一个像素周围。
4.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中， 所述光透射区域包括多个光透射部，对像素设置各所述光透射部；以及进一步设置有衍射校正装置，用于处理通过所述摄像装置获取的图像信息，以校正所 述光透射部中发生的衍射。
5.根据权利要求4所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，在所述图像显示部的第一方向和第二方向上周期性地设置一部分或全部构成所述光 透射区域的所述光透射部，并且当所述光透射部在所述第一方向上的长度是Ltr-I并且所述第一方向上的像素节距 是 Ppx-I 时，满足 Ltr-1/Ppx-l 彡 0. 5。
6.根据权利要求5所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，当所述光透射部在所 述第二方向上的长度是Ltr-2并且所述第二方向上的像素节距是Ppx-2时，满足Ltr_2/ Ppx-2 彡 0· 5。
7.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，进一步包括用于测量外部光 的波长分布的波长分布测量装置。
8.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述发光器件包括有 机电致发光器件。
9.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述图像显示部包括(a)第一基板，(b)设置在所述第一基板上的驱动电路，(c)覆盖 所述驱动电路的层间绝缘层，(d)设置在所述层间绝缘层上的发光部，(e)设置在所述发光 部上的保护层，(f)设置在所述保护层上的遮光层以及(g)覆盖所述保护层和所述遮光层 的第二基板，所述像素中的每一个包括所述驱动电路和所述发光部， 所述遮光层包括开口，构成所述光透射区域的光透射部包括所述开口、位于所述开口下方的所述保护层的一 部分以及所述层间绝缘层的一部分，以及所述聚光装置和所述摄像装置被设置在所述第一基板的不面向所述第二基板的表面 侧上。
10.一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素，并且所述图像显示部显示三维图像；光透射区域，被设置在所述图像显示部中；摄像装置，被设置在所述图像显示部的背面侧上；聚光装置，用于将穿过所述光透射区域的光会聚至所述摄像装置；以及位置检测装置，用于基于通过所述摄像装置获取的图像数据获得观察者的位置信息。
11.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，设置有多个所述光透射区域、多个所述摄像装置以及多个所述聚光装置，并且 所述聚光装置中的每一个将穿过所述光透射区域中的每一个的光会聚至所述摄像装 置中的每一个。
12.根据权利要求11所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述位置检测装置 基于通过多个所述摄像装置获得的所述图像数据获得观察者的位置信息。
13.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述观察者的位置 信息是所述观察者的双眼的位置数据。
14.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中所述观察者的位置信 息是从所述图像显示部到所述观察者的距离数据。
15.根据权利要求11所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述观察者的位置 信息是基于通过多个所述摄像装置拍摄的所述图像数据的所述观察者的双眼获得的。
16.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述观察者的位置 信息被显示在所述图像显示部上。
17.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，显示在所述图像显 示部上的图像基于所述观察者的位置信息被最优化。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中， 所述光透射区域包括多个光透射部，对像素设置各所述光透射部；以及进一步设置有衍射校正装置，用于处理通过所述摄像装置获取的所述图像数据，以校 正所述光透射部中发生的衍射。
19.一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素； 光透射区域，被设置在所述图像显示部中； 摄像装置，被设置在所述图像显示部的背面侧上；聚光部件，被配置为将穿过所述光透射区域的光会聚至所述摄像装置；以及 位置检测部件，被配置为基于通过所述摄像装置获取的图像信息获得对象的位置信息ο
20.一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素，并且所述图像显示部显示三维图像；光透射区域，被设置在所述图像显示部中； 摄像装置，被设置在所述图像显示部的背面侧上；聚光部件，被配置为将穿过所述光透射区域的光会聚至所述摄像装置；以及 位置检测部件，被配置为基于通过所述摄像装置获取的图像数据获得观察者的位置信息
全文摘要
一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素；光透射区域，被设置在图像显示部中；成像装置，被设置在图像显示部的背面侧上；聚光装置，用于将穿过光透射区域的光会聚至成像装置；以及位置检测装置，用于基于通过成像装置获取的图像信息获得对象的位置信息。
文档编号G09F9/33GK102136225SQ20111000729
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年1月22日
发明者中村和夫, 内野胜秀 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及一种具有摄像装置的图像显示装置，具体地，涉及一种摄像装置被设 置在图像显示部的背面侧上的图像显示装置。
背景技术：
近年来，作为平板显示装置(FP显示面板)，有机电致发光显示装置(下文中有时 简称为“有机EL显示装置”)受到关注。目前，尽管液晶显示装置(LCD)是FP显示装置的 主流，但是它不是自发光装置，并且需要诸如背光和偏振片等组件。因此，FP显示装置存在 厚度增加并且亮度不足的问题。另一方面，有机EL显示装置是自发光装置，原理上不需要 诸如背光等组件，并且与LCD相比，存在例如厚度减小和高亮度等很多优点。特别地，在其 各像素包括开关器件的有源矩阵有机EL显示装置中，通过保持和开启各像素，功耗可被抑 制得很低。此外，可相对容易地实施屏幕尺寸的增加和细度的改进。因此，很多公司开发了 有源矩阵有机EL显示装置，并且期望该装置成为下一代FP显示装置的主流。将图像显示之外的功能添加到图像显示装置的尝试被积极地实施。例如，通过在 图像显示装置的图像显示面上设置所谓的压敏传感器来将指示装置(pointing device) 的功能添加到图像显示装置，这种图像显示装置是公知的。此外，JP-A-2005-176151或 JP-A-2005-010407公开了具有摄像装置的FP显示装置。此外，近年来，还开发了所谓的三维图像显示装置。三维图像显示系统粗略地 分为使用诸如眼镜等附属装置的三维图像显示系统以及不使用附属装置的裸眼三维图 像显示系统。裸眼三维图像显示系统包括两个系统，即，视差屏障系统和柱状透镜系统 (lenticular system)。在视差屏障系统中，视差屏障被用于向观察者的左眼和右眼呈现视 差图像，从而使观察者感知三维图像；在柱状透镜系统中，半圆柱状透镜(柱状透镜)被附 加到图像显示装置的图像显示面，以实现三维图像显示。此外，近年来，视频电话会议系统(电视电话设备)开始变得普及，在视频电话会 议系统中，至少使用两组图像显示装置和摄像装置，并且这些装置通过通信线路或网络彼 此连接，从而位于远方位置处的人们在看到彼此的同时，在他们之间进行会话。通过使用被 称作网络摄像机的廉价摄像装置、个人计算机和软件，可容易地实现电视电话功能。
发明内容
在添加了指示装置的功能的图像显示装置中，需要设置压敏传感器。因此，存在图 像显示装置的制造成本增加的问题，并且还存在因为图像是通过压敏传感器被观察的，因 此图像显示装置显示的图像质量降低的问题。在JP-A-2005-176151公开的技术中，每一个均包括微透镜的多个开口被设置在 构成图像显示装置的图像显示部的像素之间，并且多个照相机拍摄穿过多个开口的光的图 像。此处，从多个不同角度拍摄观看图像显示装置的用户的脸的图像，并且获得的多个图像 被处理以生成当从正面观察用户时获得的图像。然而，在此专利公开中披露的技术中，必须在开口中设置微透镜，并且进一步地，为了将图像精确地聚焦在摄像装置上，需要高精度的 微透镜。因此，图像显示装置的制造成本增加。此外，未拍摄用户的正面图像，而是通过从 不同角度拍摄的多个图像来形成正面图像。因此，图像不是实际的图像，并且所谓的CG图 像被提供至对方一侧，因此，实际上不舒适感很强。在JP-A-2005-010407公开的技术中，例如如其图15和图16所示，因为摄像装置 基于穿过为多个像素设置的一个光透射部的光来拍摄图像，因此难以将足量的光会聚到摄
像装置。因此，期望提供一种具有摄像装置的图像显示装置，在该图像显示装置中，除了添 加指示装置的功能外，还可添加获取与观察者的位置等有关的信息的功能，并且该图像显 示装置可以以低成本制造并且可将足量的光会聚到摄像装置。根据本发明的实施方式，提供了一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素，光透射区域，被设置在图像显示部中，摄像装置，被设置在图像显示部的背面侧上，聚光装置，用于将穿过光透射区域的光会聚至摄像装置，以及位置检测装置，用于基于通过摄像装置获取的图像信息来获得对象的位置信息。本发明的实施方式的具有摄像装置的图像显示装置包括位置检测装置，其用于基 于通过摄像装置获取的图像信息来获得对象的位置信息。此处，当位置检测装置以时间顺 序连续地获得对象(例如，手、手指、眼球等)的位置信息时，可获得对象(例如，手、手指、 眼球、视线)的移动，并且可执行与对象(例如，手、手指、眼球、视线)的位置和移动对应的 各种处理。可选择地，当位置检测装置获得对象指向的方向时，可执行与对象指向的方向对 应的处理。此外，因为通过手、笔等的方向可指定图像显示部上的相应指示点，因此所谓的 指针功能(pointer function)可被添加至具有摄像装置的图像显示装置。此外，因为摄像 装置被设置在图像显示部的背面侧上，因此与摄像装置被设置在除屏幕后方以外的其他位 置处的情况相比，可更精确地拍摄对象的图像，并且可通过摄像装置精确地拍摄面向图像 显示部的用户的脸、眼、动作等的图像。通过这种方式，还可精确地获得对象的位置信息，并 且可为位置信息提供高性能检测功能。此外，在三维图像中，基于位置信息，可向观察者指 示最佳的三维图像观察位置，或者可将观察者引导至最佳的三维图像观察位置，或者可根 据观察者的位置提供最佳的三维图像。
图IA和图IB是从正面和侧面观察时实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置 的示意图，图IC是示意性地示出构成图像显示部的多个像素的配置的视图。图2是实施方式的具有摄像装置的图像显示装置的示意性局部截面图。图3A和图;3B是实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置以及摄像装置被固定 于图像显示部的外侧的图像显示装置的概念图。图4A和图4B是从正面和侧面观察时具有摄像装置的三维图像显示装置的示意 图，图4C是示意性地示出构成图像显示部的多个像素的配置的视图。图5是用于说明在实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置中获得从摄像装置到观察者的距离(D)以及观察者的瞳孔之间的距离(R)的方法的概念图。图6是用于说明狭缝引起的衍射现象的示意图。图7A和图7B示出穿过设置在摄像装置的前侧的透明玻璃板拍摄而获得的图像以 及穿过设置在摄像装置的前侧并且具有光透射区域的透明玻璃板拍摄而获得的图像，该光 透射区域是具有形状、尺寸和分布的光透射部的集合。图8是实施方式2的具有摄像装置的图像显示装置的框图。图9A和图9B是示意性地示出构成实施方式2中的光透射区域的光透射部的形状 的视图。图10是示意性地示出构成实施方式2中的光透射区域的光透射部的另一形状的 视图。图11是实施方式3的具有摄像装置的图像显示装置的框图。图12A和图12B是示意性地示出构成实施方式4中的光透射区域的光透射部的形 状的视图。图13A和图1 是笔记本型个人电脑和便携式电话的示意图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。然而，本发明不限于这些实施方 式，这些实施方式中的各种数值和材料仅是示例性的。顺便提及，将按照下面的顺序进行描 述。1.根据本发明的第一形态和第二形态的具有摄像装置的图像显示装置的概述。2.实施方式1 (根据本发明的第一形态的具有摄像装置的图像显示装置)3.实施方式2 (实施方式1的修改例，本发明的第一配置)4.实施方式3 (实施方式2的修改例，本发明的第二配置)5.实施方式4(根据本发明的第二形态的具有摄像装置的图像显示装置)和其他[根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置的概述]在根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置中，可进行配置从而为多个像素设 置光透射区域。顺便提及，为了方便，根据具有上述配置的本发明的具有摄像装置的图像显 示装置被称作“根据本发明的第一形态的具有摄像装置的图像显示装置”。可选择地，可进 行配置以使光透射区域被设置在至少一个(优选地，至少两个)像素周围。在这种情况下， 光透射区域可被设置在像素的整个外围或者可被设置在像素的外围的一部分中(具体地， 与像素的边缘对应的边中的两个或更多个连续的边)。在后一种情况下，优选地，光透射区 域被设置在像素的整个外围的1/4以上的长度上(在两个连续的边中，各边长度的1/2以 上)。顺便提及，为了方便，根据具有上述配置的本发明的具有摄像装置的图像显示装置被 称作“根据本发明的第二形态的具有摄像装置的图像显示装置”。在根据本发明的第一形态 或第二形态的具有摄像装置的图像显示装置中，穿过对多个像素设置的光透射区域的光被 会聚至摄像装置，或者，穿过被设置在至少一个像素周围的光透射区域的光被会聚至摄像 装置。因此，不需要高精度的微透镜来精确地将图像聚焦在摄像装置上，不会增加具有摄像 装置的图像显示装置的制造成本，并且足量的光可被会聚至摄像装置。在包括根据本发明的第一形态或第二形态的具有摄像装置的图像显示装置的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置中(在下文中，这些装置有时被简单地统称为 “根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置”)，光透射区域包括多个光透射部。当对像素 设置各光透射部时，在构成光透射区域的光透射部中发生衍射现象，因此，存在聚焦在摄像 装置上的图像是模糊的或者失去锐化度的情况。在这种情况下，对于通过摄像装置获取的 图像信息，或者通过摄像装置获取的且将被显示在图像显示部上的其他图像数据(例如， 通过摄像装置拍摄用户等而获得的且将被显示在图像显示部上的图像数据，并且这种其他 图像数据有时被简称为“图像数据”)，优选采用还包括衍射校正部件的配置，该衍射校正部 件被配置为校正构成光透射区域的光透射部中产生的衍射。顺便提及，为了方便，此配置被 称作“本发明的第一配置”。在本发明的第一配置中，一部分或所有构成光透射区域的光透射部被周期性地设 置在图像显示部的第一方向和第二方向上。当光透射部在第一方向上的长度是Ltr-I并且 第一方向上的像素节距是Ppx-I时，优选第一方向上的线开口率Ltr-1/Ppx-l满足Ltr-I/ Ppx-I彡0. 5，并且优选满足Ltr-1/Ppx-l彡0. 8。此外，当光透射部在第二方向上的长度是Ltr-2并且第二方向上的像素节距是 Ppx-2时，优选第二方向上的线开口率Ltr-2/Ppx-2满足Ltr-2/Ppx-2彡0.5，并且优选地 满足 Ltr-2/Ppx-2 彡 0. 8。顺便提及，第一方向和第二方向可彼此垂直，或者可以以除了 90度以外的角度彼 此交叉。在后一种情况下，还存在以下情况除了被周期性地设置在第一方向和第二方向 外，一部分或所有光透射部还被周期性地设置在第三方向上、第四方向上……。在这种情况 下，优选地，光透射部在这些方向中的至少两个方向上的长度和至少两个方向上的像素节 距满足上述关系(具体地，0. 5倍以上)。线开口率Ltr-1/Ppx-l和Ltr_2/Ppx-2的上限值 并无特定限制，只要可以形成光透射部即可。此处，光透射部在第一方向上的长度Ltr-I意 味着与光透射部被投射在第一方向上时的形状对应的线段的每一周期的长度，而第一方向 上的像素节距Ppx-I意味着在第一方向上像素的每一周期的长度。同样地，光透射部在第 二方向上的长度Ltr-2意味着与光透射部被投射在第二方向上时的形状对应的线段的每 一周期的长度，而第二方向上的像素节距Ppx-2意味着在第二方向上像素的每一周期的长 度。在本发明的第一配置中，具体地，优选对图像信息或图像数据执行基于光透射部 的形状、尺寸和分布(并且进一步地，基于取决于环境的外部光的波长)计算的MTF(调制 传递函数)逆变换处理。光透射部的形状、尺寸和分布可被预先存储在衍射校正部件中。可 将衍射校正部件制成例如具有输入/输出部并且包括CPU和存储器的电路。根据情况，衍 射校正部件也可由设置在具有摄像装置的图像显示装置中的个人计算机构成。当考虑外部 光的波长时，可独立于外部光(外部照明环境)得到最佳图像。在包括以上优选配置的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置中，进行配置 以进一步包括波长分布测量部件，其被配置为测量外部光的波长分布。顺便提及，为了方 便，此配置被称作“本发明的第二配置”。通过采用上述配置，可实现通过摄像装置获得的图 像信息和图像数据的精度的改进(例如，颜色信息的精度的改进)，并且可实现MTF逆变换 处理的精度的改进。波长分布测量部件例如可由光接收装置(例如光敏元件等)构成。可 由具有摄像装置的图像显示装置来执行波长分布测量部件的控制，并且根据情况，该控制可由设置在具有摄像装置的图像显示装置中的个人计算机执行。在包括各种优选配置的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置中，期望发光 器件是自发光型发光器件，更优选是有机电致发光器件(有机EL器件)。顺便提及，构成液 晶显示装置的液晶显示器件被用于控制来自外部的光(来自背光的光或外部光)的通过， 并且像素不包括发光器件。当发光器件是有机EL器件时，构成有机EL器件的有机层(发 光部)包括由有机发光材料制成的发光层，具体地，例如具有包括空穴传输层、发光层和电 子传输层的层叠结构，包括空穴传输层和用作电子传输层的发光层的层叠结构，或者包括 空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层的层叠结构。此外，当电子传输 层、发光层、空穴传输层和空穴注入层被制成“串联单元(tandem unit) ”时，有机层可具有 层叠了第一串联单元、连接层和第二串联单元的两级串联结构，并且进一步地，有机层可具 有层叠了三个或更多个串联单元的三级或更多级串联结构。在这些情况下，当在各串联单 元中发光颜色被变成红色、绿色和蓝色时，可得到总体上发白光的有机层。通过最优化有机层的厚度，例如，可进行配置以使得第一电极与第二电极之间的 发光层中发出的光共振，并且一部分光通过第二电极出射至外部。此外，在包括上述各种配置和形态的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置 中，图像显示部包括(a)第一基板，(b)设置在第一基板上的驱动电路，(C)覆盖驱动电路 的层间绝缘层，(d)设置在层间绝缘层上的发光部，(e)设置在发光部上的保护层，(f)设置 在保护层上的遮光层以及(g)覆盖保护层和遮光层的第二基板。各像素包括驱动电路和发 光部。遮光层具有开口。构成光透射区域的光透射部包括开口、位于开口下方的保护层的一 部分和层间绝缘层的一部分。聚光部件和摄像装置被设置在第一基板的未面向第二基板的 表面一侧。发光部中产生的光通过保护层和第二基板出射至外部。对像素设置光透射部。此处，作为像素配置，例如可列举条状配置、对角线配置、三角形配置和矩形配 置。此外，作为第一基板或第二基板，可列举高变形(high-distortion)玻璃基板、钠玻璃 (Na2O · CaO · SiO2)基板、硼硅玻璃(Na2O · B2O3 · SiO2)基板、镁橄榄石(2Mg0 · SiO2)基板、 铅玻璃(Na2O Wb(^SiO2)基板、具有形成在表面上的绝缘膜的各种玻璃基板、石英基板、具 有形成在表面上的绝缘膜的石英基板、具有形成在表面上的绝缘膜的硅基板、以及诸如聚 甲基丙烯酸甲酯(聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯酚(PVP)、聚醚砜(PES)、 聚酰亚胺、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的有机聚合物(具有高分子材料的形 态，例如由高分子材料制成并且具有柔性的塑料膜、塑料片或塑料基板)。驱动电路可包括 例如一个或多个薄膜晶体管(TFT)。作为层间绝缘层的构成材料，可独立地使用或者以合适 的组合方式使用Si02、BPSG、PSG、BSG、AsSG, PbSG, SiON, SOG (旋涂玻璃)、低熔点玻璃、诸 如玻璃浆(glass paste)的SiO2材料、SiN材料以及诸如聚酰亚胺的绝缘树脂。在像素包 括有机EL装置的情况下，发光部如上所述。作为构成保护膜的材料，优选使用对于发光部 发出的光是透明的、致密的且不透水的材料。具体地，例如可列举非晶硅(α-Si)、非晶碳化 硅(a-SiC)、非晶硅氮化物(a-Si^xNx)、非晶硅氧化物(α-Si1^Oy)、非晶碳(α-C)、非晶 硅氮氧化物(a-SiON)以及Α1203。遮光层(黑矩阵)可由已知材料制成。可在需要时设 直滤色器ο在包括各种优选的配置和形态的根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置 (在下文中有时被简单地统称为“本发明”)中，例如观看图像显示部的观察者(用户)的手、手指或眼球、用户的手握着的棒状材料等可被指定为对象。当位置检测部件以时间顺 序连续地获得对象(例如，手或手指、眼球、棒状材料(例如，钢笔、铅笔等))的位置信息 时，可获得对象的移动，从而可执行各种处理(例如，诸如个人计算机的显示器上的图像的 上下或左右移动的处理、关闭画面的处理和打开另一画面的处理)。顺便提及，对象的移动 与各种处理之间的关系可被寄存在位置检测部件中。可选择地，当位置检测部件获得对象 指向的方向时，可执行与对象指向的方向对应的各种处理。此外，因为可通过手、笔等的方 向指定图像显示部上的相应指示点，因此可将指针功能添加到具有摄像装置的图像显示装 置。位置检测部件可被制成具有输入/输出部件且包括CPU和存储器的电路。根据情况， 位置检测部件也可由设置在具有摄像装置的图像显示装置中的个人计算机构成。由摄像装 置获得的信号(数据)被发送到位置检测部件，并且被位置检测部件处理。可通过公知方 法(公知的算法或软件)执行这种处理。在各种处理的执行过程中，可在图像显示部上显 示执行各种处理的确认，或者可通过声音来请求该确认。顺便提及，与摄像装置被设置在除 屏幕后方以外的其他位置的情况相比，当设置在屏幕后方的摄像装置拍摄对象的图像时， 对于对象的在相对于屏幕的面内方向(上下或左右方向)上的位置信息和移动信息，可获 得更精确的位置信息。在本发明中，图像显示部包括多个具有发光器件的像素单元。当像素单元的数量 由(M, N)表示时，尽管例如 VGA (640，480)、S-VGA (800,600), XGA (1024, 768), APRC (1152, 900)、S-XGA (1280，1024)、U-XGA (1600,1200)、HD-TV (1920,1080)和 Q-XGA (2048,1536)以 及(1920，1035)、(720,480)、(854,480)和(1280,960)等一些图像显示分辨率可作为示例， 但不限于这些值。顺便提及，在执行彩色显示的图像显示部中，一个像素单元例如包括三种 像素，即，发红光的红色发光像素、发绿光的绿色发光像素以及发蓝光的蓝色发光像素。可 选择地，一个像素单元可包括四种或更多种像素，例如，除了这三种像素外，还可以包括发 白光以提高亮度的像素、发互补色的光以扩大颜色再现范围的像素、发黄光以扩大颜色再 现范围的像素以及发黄光和青色(cyan)光以扩大颜色再现范围的像素等。在本发明的第一形态的具有摄像装置的图像显示装置中，对多个像素设置光透射 区域。此处，具体地，尽管不旨在限制，但是期望为例如三个或更多个像素设置光透射区域。 构成光透射区域的光透射部的外形实质上是任意的，可例举例如矩形或正方形等四边形。 在本发明的第二形态的具有摄像装置的图像显示装置中，光透射区域被设置在至少一个像 素周围。此处，具体地，尽管不旨在限制，但是期望光透射区域被设置在例如三个或更多个 像素的周围。光透射区域的外形实质上是任意的，可例举例如“L”形(在该形态中，光透射 区域被设置在与像素边缘对应的边中的两个连续边上)、“C”形(在该形态中，光透射区域 被设置在与像素边缘对应的边中的三个连续边上)、“ 口”形(在该形态中，光透射区域被设 置在与像素边缘对应的所有边上)以及井栏(curb)形(在该形态中，光透射区域被设置在 与像素的边缘对应的所有边上，并且在相邻像素之间被设置为共同的)。可选择地，优选为 包含设置在摄像装置中的透镜的投射图像的像素组设置光透射区域，或者在像素组周围设 置光透射区域。在本发明中，在图像显示部的背面侧设置摄像装置就已足够，但是优选在图像显 示部的中心处设置摄像装置。通过这种方式，可在更宽的范围内精确地获得面向图像显示 部的对象的位置信息。摄像装置的数量可为一个或多个。摄像装置可为市场有售的固体摄
10像装置，包括CXD器件或CMOS传感器等。顺便提及，还可使用例如公知的市场有售的摄像 机或网络摄像机等固体摄像装置，在这些情况下，聚光部件和摄像装置被集成。作为被配置为将穿过光透射区域的光会聚至摄像装置的聚光部件，可例举公知的 透镜。具体地，透镜是双凸透镜、平凸透镜和弯月凸透镜中的一种，或者可为反射镜或菲涅 尔透镜，或者可为这些各种凸透镜的组合，或者进一步可为凹透镜和这些各种凸透镜的组
口 O在本发明中，优选滤色器未被设置在入射至图像显示部上、穿过光透射区域、从图 像显示部出射并且入射在聚光部件上的光的光路中。此外，优选不设置例如微透镜等成像 系统。例如，本发明可被用作构成个人计算机的显示器装置的替代，可被用作装配在笔 记本型的个人计算机中的显示器装置的替代，或者可被用作装配在便携式电话、PDA(个人 数字助理)或游戏装置中的显示器装置的替代，或者现有的电视接收机的替代。[实施方式1]实施方式1涉及根据本发明的具有摄像装置的图像显示装置，具体地，根据本发 明的第一形态的具有摄像装置的图像显示装置。图IA和图IB是示出从正面和侧面观察时 实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置的概念图，图IC示意性地示出构成图像显示部 的多个像素的配置。图2是具有摄像装置的图像显示装置的示意性局部截面图。实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置包括(A)图像显示部10，其中设置有 多个包括发光器件的像素11(11R、11G、11B)，(B)光透射区域30，被设置在图像显示部10 中，(C)摄像装置20，被设置在图像显示部10的背面侧上，(D)聚光部件21，被配置为将穿 过光透射区域30的光会聚至摄像装置20，以及(E)位置检测部件71，被配置为基于通过摄 像装置20获取的图像信息获得对象的位置信息。此处，在实施方式1中，具体地，对多个像 素11设置光透射区域30。S卩，光透射区域30包括对多个像素11设置的光透射部31的集
I=I O在实施方式1或稍后描述的实施方式2至4中，发光器件是自发光型发光器件，并 且具体地是有机EL器件。图像显示部10是彩色显示XGA型有机EL显示装置。S卩，当像素 单元的数量由(M，N)表示时，其为(1024，768)。此外，一个像素单元包括发红光的红色发 光像素11R、发绿光的绿色发光像素IlG以及发蓝光的蓝色发光像素11B。顺便提及，在图 1C、图9A、图9B、图10、图12A和图12B中，像素的外边缘由虚线表示。摄像装置20被设置 在图像显示部10的背面侧上，并且更具体地，被设置在图像显示部10的背面侧的中心处。 摄像装置20的数量为1。此处，摄像装置20和聚光部件21由公知的市场有售的包括CXD 器件的摄像机构成，它们被集成于摄像机中。实施方式1的具有摄像装置的图像显示装置 被用作构成个人计算机的显示器装置的替代。此外，实施方式1的具有摄像装置的图像显 示装置设置有个人计算机70。个人计算机70通过电缆72和73连接至图像显示部10和摄 像装置20。尽管不旨在限制，但是为6X3= 18个像素11设置光透射区域30。对一个像素设 置一个光透射部31。聚光部件21将穿过光透射区域30 (具体地，6X3 = 18个像素11的 光透射部的集合)的光会聚至摄像装置20。对各像素11设置的光透射部31的形状为矩 形。
在实施方式1或稍后所述的实施方式2至4中，图像显示部10设置有驱动各扫描 线的扫描信号供应IC和提供视频信号的视频信号供应IC。扫描信号供应IC与扫描线控制 电路相连，并且视频信号供应IC与信号线控制电路相连。滤色器未被设置在入射在图像显 示部10上、穿过光透射区域30、从图像显示部10出射并且入射在聚光部件21上的光的光 路中。也未设置例如微透镜等成像系统。 在实施方式1或稍后所述的实施方式2至4中，具体地，图像显示部10包括(a)第 一基板40、(b)设置在第一基板40上的驱动电路、(c)覆盖驱动电路的层间绝缘层41、(d) 设置在层间绝缘层41上的发光部(有机层63)、(e)设置在发光部(有机层6 上的保护 层64、(f)设置在保护层64上的遮光层65以及(g)覆盖保护层64和遮光层65的第二基 板67。各像素11包括驱动电路和发光部，并且遮光层65具有开口 65A。构成光透射区域 30的光透射部31包括开口 65A、位于开口 65A下方的保护层64的一部分、第二电极62的 一部分和层间绝缘层41的一部分。聚光部件21和摄像装置20被设置在第一基板40的未 面向第二基板67的表面一侧。更具体地，驱动电路设置在由钠玻璃制成的第一基板40上。驱动电路包括多个 TFT0 TFT包括形成于第一基板40上的栅电极51、形成于第一基板40和栅电极51上的栅 绝缘膜52，设置在形成于栅绝缘膜52上的半导体层中的源/漏区53，以及与半导体层的位 于源/漏区53之间且在栅电极51上方的一部分对应的沟道形成区M。在所示的实例中， 尽管TFT是底栅型，但也可为顶栅型。TFT的栅电极51连接至扫描线(未示出)。层间绝 缘层41(41A、41B)覆盖第一基板40和驱动电路。此外，构成有机EL器件的第一电极61设 置在由SiOx、SiNy、聚酰亚胺树脂等制成的层间绝缘层41B上。通过设置在层间绝缘层41A 中的接触塞42、配线43和接触塞44，TFT与第一电极61电连接。在附图中，对于一个有机 EL器件驱动部示出了一个TFT。绝缘层45形成在层间绝缘层41上，绝缘层45具有开口 46，并且在开口 46的底部 处暴露第一电极61。绝缘层45是由具有极好的平坦度并且具有低吸水率(以防止由于水 引起的有机层63的劣化并且保持发光亮度)的绝缘材料制成，具体地，由聚酰亚胺树脂制 成。形成有机层63，将其设置在第一电极61的暴露于开口 46的底部处的一部分上以及绝 缘层45的围绕开口 46的一部分上，并且包括由有机发光材料制成的发光层。尽管有机层 63具有例如包括空穴传输层和用作电子传输层的发光层的层叠结构，但是在附图中示为一 层。通过等离子体CVD方法，由非晶硅氮化物(a-SihNx)制成的绝缘保护层64被设置在 第二电极62上以防止水分到达有机层63。由黑色聚酰亚胺树脂制成的遮光层65形成在 保护层64上，并且由钠玻璃制成的第二基板67被设置在保护层64和遮光层65上。通过 由丙烯酸基粘接剂制成的粘接层66，保护层64和遮光层65贴合至第二基板67。第一电极 61被用作阳极电极，第二电极62被用作阴极电极。具体地，第一电极61由厚度为0.2μπι 至0.5μπι且包括铝(Al)、银(Ag)或它们的合金的反光材料制成。第二电极62由厚度为 0. Iym的诸如ITO或IZO的透明导电材料制成，或者由厚度约为5nm的金属薄膜(半透明 的金属薄膜)制成，该金属薄膜包括银(Ag)或镁(Mg)，且允许光在一定程度上通过。第二 电极62未被图案化并且形成为一片。根据情况，可在有机层63与第二电极62之间形成厚 度为0. 3nm且由LiF制成的电子注入层(未示出)。
综上，在表1中示出实施方式1或稍后所述的实施方式2至实施方式4的发光器 件的详细配置。表 权利要求
1.一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素；光透射区域，被设置在所述图像显示部中；摄像装置，被设置在所述图像显示部的背面侧上；聚光装置，用于将穿过所述光透射区域的光会聚至所述摄像装置；以及位置检测装置，用于基于通过所述摄像装置获取的图像信息获得对象的位置信息。
2.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，对多个像素设置所述 光透射区域。
3.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述光透射区域被设 置在至少一个像素周围。
4.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中， 所述光透射区域包括多个光透射部，对像素设置各所述光透射部；以及进一步设置有衍射校正装置，用于处理通过所述摄像装置获取的图像信息，以校正所 述光透射部中发生的衍射。
5.根据权利要求4所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，在所述图像显示部的第一方向和第二方向上周期性地设置一部分或全部构成所述光 透射区域的所述光透射部，并且当所述光透射部在所述第一方向上的长度是Ltr-I并且所述第一方向上的像素节距 是 Ppx-I 时，满足 Ltr-1/Ppx-l 彡 0. 5。
6.根据权利要求5所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，当所述光透射部在所 述第二方向上的长度是Ltr-2并且所述第二方向上的像素节距是Ppx-2时，满足Ltr_2/ Ppx-2 彡 0· 5。
7.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，进一步包括用于测量外部光 的波长分布的波长分布测量装置。
8.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述发光器件包括有 机电致发光器件。
9.根据权利要求1所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述图像显示部包括(a)第一基板，(b)设置在所述第一基板上的驱动电路，(c)覆盖 所述驱动电路的层间绝缘层，(d)设置在所述层间绝缘层上的发光部，(e)设置在所述发光 部上的保护层，(f)设置在所述保护层上的遮光层以及(g)覆盖所述保护层和所述遮光层 的第二基板，所述像素中的每一个包括所述驱动电路和所述发光部， 所述遮光层包括开口，构成所述光透射区域的光透射部包括所述开口、位于所述开口下方的所述保护层的一 部分以及所述层间绝缘层的一部分，以及所述聚光装置和所述摄像装置被设置在所述第一基板的不面向所述第二基板的表面 侧上。
10.一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素，并且所述图像显示部显示三维图像；光透射区域，被设置在所述图像显示部中；摄像装置，被设置在所述图像显示部的背面侧上；聚光装置，用于将穿过所述光透射区域的光会聚至所述摄像装置；以及位置检测装置，用于基于通过所述摄像装置获取的图像数据获得观察者的位置信息。
11.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，设置有多个所述光透射区域、多个所述摄像装置以及多个所述聚光装置，并且 所述聚光装置中的每一个将穿过所述光透射区域中的每一个的光会聚至所述摄像装 置中的每一个。
12.根据权利要求11所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述位置检测装置 基于通过多个所述摄像装置获得的所述图像数据获得观察者的位置信息。
13.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述观察者的位置 信息是所述观察者的双眼的位置数据。
14.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中所述观察者的位置信 息是从所述图像显示部到所述观察者的距离数据。
15.根据权利要求11所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述观察者的位置 信息是基于通过多个所述摄像装置拍摄的所述图像数据的所述观察者的双眼获得的。
16.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，所述观察者的位置 信息被显示在所述图像显示部上。
17.根据权利要求10所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中，显示在所述图像显 示部上的图像基于所述观察者的位置信息被最优化。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的具有摄像装置的图像显示装置，其中， 所述光透射区域包括多个光透射部，对像素设置各所述光透射部；以及进一步设置有衍射校正装置，用于处理通过所述摄像装置获取的所述图像数据，以校 正所述光透射部中发生的衍射。
19.一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素； 光透射区域，被设置在所述图像显示部中； 摄像装置，被设置在所述图像显示部的背面侧上；聚光部件，被配置为将穿过所述光透射区域的光会聚至所述摄像装置；以及 位置检测部件，被配置为基于通过所述摄像装置获取的图像信息获得对象的位置信息ο
20.一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素，并且所述图像显示部显示三维图像；光透射区域，被设置在所述图像显示部中； 摄像装置，被设置在所述图像显示部的背面侧上；聚光部件，被配置为将穿过所述光透射区域的光会聚至所述摄像装置；以及 位置检测部件，被配置为基于通过所述摄像装置获取的图像数据获得观察者的位置信息
全文摘要
一种具有摄像装置的图像显示装置，包括图像显示部，其中设置有多个包括发光器件的像素；光透射区域，被设置在图像显示部中；成像装置，被设置在图像显示部的背面侧上；聚光装置，用于将穿过光透射区域的光会聚至成像装置；以及位置检测装置，用于基于通过成像装置获取的图像信息获得对象的位置信息。
文档编号G09F9/33GK102136225SQ20111000729
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年1月22日
发明者中村和夫, 内野胜秀 申请人:索尼公司
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