JP2009537863A - 音声及び映像の入出力素子の配列を含むイメージングパネル - Google Patents

Abstract

音声入力素子、音声出力素子、映像入力素子、及び映像出力素子の各配列が、イメージングパネル内で様々な組み合わせで組み合わせられる。音声入力素子及び音声出力素子は、ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳ技術を利用して製造されるミニチュアのスピーカ及びマイクロホンの形をとることができる。映像イメージング入力素子及び映像イメージング出力素子は、ＬＣＤ等の表示素子及びイメージを感知可能なＣＭＯＳ光検出器又はＣＣＤ等の素子の形をとることができる。音声素子及び映像素子の各配列は散在してもよく、又は部分的に分離されてもよく、均一に分散されてもよく、又は不均一に分散されてもよい。
【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本願は、２００６年５月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／８００，７３１号明細書の利益を主張するものである。

従来、マイクロホン又はスピーカの機能を実行するミニチュア音声素子が記載されている。

このような音声素子の例として、参照により本明細書に援用される以下を参照のこと。

１）ダイアモンド Ｂ．Ｍ．（Ｄｉａｍｏｎｄ，Ｂ．Ｍ．）、ニューマン Ｊ．Ｊ．（Ｎｅｕｍａｎｎ，Ｊ．Ｊ．）、ガブリエル，Ｋ．Ｊ．（Ｇａｂｒｉｅｌ，Ｋ．Ｊ．）著の「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｏｕｎｄ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｓｐｅａｋｅｒｓ」ＩＥＥＦ，ＩＮＳＰＥＣ ＡＣＣＥＳＳＩＯＮ Ｎｏ．７９３６５７９により２００３年６月８日−１２日に発行。
この論文は、Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００２、第１５回ＩＥＥＥ国際会議の２９２−２９５頁、２００２年でも見られる。

２）「Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｏｆ Ｓｏｕｎｄｗａｖｅｓ Ｆｒｏｍ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌｓ」米国特許第７，０８９，０６９Ｂ２号明細書、２００６年８月８日。

３）「Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ ＭＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅｓ Ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｐｅａｋｅｒｓ」米国特許第６，９３６，５２４Ｂ２号明細書
４）「ＭＥＭＳ Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｔｏ−Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｗｉｔｈ Ｅｒｒｏｒ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ」国際公開第２００１／０２０９４８号パンフレット、公開日２００１年３月２２日。

米国特許第６，９３６，５２４Ｂ２号明細書には、ＣＭＯＳ技術を使用して製造されるＭＥＭＳ（微小電気機械システム）素子が、ミニチュアスピーカ又はミニチュアマイクロホン素子のいずれかとして使用可能なものとして記載される。

ミニチュアスピーカ配列は、上記参照の「Ｍｅｔｈｏｄ Ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｏｆ Ｓｏｕｎｄｗａｖｅｓ Ｆｒｏｍ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌｓ」という表題の米国特許第７，０８９，０６９Ｂ２号明細書及び上記参照の記事「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｏｕｎｄ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ａｒｒａｙｓ ｏｆ ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｓｐｅａｋｅｒｓ」にも記載されており、これらの文献では、配列がこれらの文献に記載のように音声の真のデジタル再構築を生み出すことができる。

こういった装置のミニチュア構成は、微細機械加工技術を利用する能力、性能の向上、コンポーネントスペース要件の最小化等を含めて、こういった参照される公開文献に詳述されるとおり、従来のスピーカに対して特定の利点を提供する。

今ではテレビ、カメラ、携帯電話、コンピュータモニタ等の電子ディスプレイに幅広く使用されている、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）素子等の小型映像イメージング素子も開発されている。こういった素子は、個々の映像イメージング素子で構成される各ピクセルによって構成されるイメージを一緒になって生成するようにアクティブ化されるディスプレイパネルで配列構成される。

デジタルカメラ等のイメージングのために、ＣＭＯＳ光センサ及びＣＣＤ（電荷結合素子）等の光センサも幅広く使用されてきている。

２００６年４月２５日付けの「Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ−Ｃａｍｅｒａ Ｆｏｒ Ａｎ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」という表題の米国特許第７，０３４，８６６Ｂ１号明細書、「Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ａｎｄ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ａ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｌｅｍｅｎｔ」という表題の特許出願である国際公開第２００４／１０７３０１Ａ１号パンフレット、国際公開日２００４年１２月９日、２００６年１月１２日付けの「Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ」という表題の米国特許出願公開第２００６／０００７２２２Ａ１号明細書が参照により本明細書に援用され、これらの文献には、表示素子の配列がディスプレイエリア内に配置されるとともに、イメージ感知素子の配列も同じディスプレイエリア内に配置されるセンサ機能一体型ディスプレイ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｅｎｓｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ）が記載されている。したがって、ディスプレイとカメラとの両方が同じスペースで提供される。これらの参照される公開文献に記載されるような組み合わせから、特定の利点が生じる。

本発明の目的は、音声素子及び映像素子の両方を含むイメージングパネルを提供することである。

本発明では、小型の映像素子及び音声素子を一体化して、音声感知（すなわち、ＭＥＭＳマイクロホン）及び／又は音声再生素子（すなわち、ＭＥＭＳスピーカ）と映像イメージ感知素子（すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサ）素子及び／又は映像イメージ表示素子（すなわち、ＬＣＤ）とを一緒に組み合わせたイメージングパネルを形成する共通の配列を形成し、音声機能及び映像機能の両方を単一の装置で提供する。映像イメージング素子は映像イメージを形成する。このような素子は、テレビディスプレイに使用されるような従来のＬＣＤディスプレイ素子及び／又はデジタルカメラに見られるＣＭＯＳイメージセンサ若しくはＣＣＤ等の映像イメージ感知素子を含む。イメージ表示を実質的に邪魔しないように、通常、音声素子のサイズは映像イメージング素子のサイズと同程度であるか、又はより小さい。

イメージングパネルを構成する音声素子及び映像素子の様々な組み合わせが可能である。すなわち、すべて共通の配列内に存在する音声感知素子、音声再生素子、映像イメージング感知素子、及び映像イメージング表示素子を含む装置は、視聴覚テレビ会議モニタに使用することができるイメージングパネルを使用して音声及びイメージ両方の記録及び再生を提供する。このようなイメージングパネルに基づくモニタでは、このようなモニタの正面にいる第１の人物が表示されている情報（又は対話している第２の人物）を見ている間に、モニタから発せられる音声（すなわち、第２の人物から発せられる音声）を聞くことができ、それと同時に、このようなモニタは、上記第１の人物のイメージ及びモニタに向けられ、第２の人物に送られた第１の人物が話した言葉の両方を取り込んで送信もする。

このようなイメージングパネルに基づく装置は、通常、外付けスピーカ、外付けマイクロホン、及び外付けカメラ（例えば、「ウェブカム（ｗｅｂｃａｍ）」映像イメージ取り込み装置）の各コンポーネントに接続されるコンピュータ表示装置を必要とする現在の視聴覚テレビ会議セットアップに優る多くの利点を有する。この現在の構成は、通常、常に利用可能であるわけではないこういった嵩張るコンポーネントを取り付けるためのテーブル又はスペースの煩わしい使用とともに、様々な邪魔なケーブル方式及び配線導管を利用する。したがって、コンポーネント数及びコンポーネントに関連する相互接続により、ハードウェアセットアップに長い時間を必要とし、且つ誤作動する可能性が高くなる。同様に、このような現在の構成は、本質的に１個のイメージングパネルに基づく装置が提供する可搬性の容易さに欠ける。

本発明の別の例は、共通の配列内に映像イメージング表示素子と共に音声再生素子の両方を備えて、テレビ又はコンピュータモニタでのように音声及びイメージの提供を備えるイメージングパネルに基づく装置である。これらのイメージパネルに基づく装置の利点は、上述した利点を含む。

音声信号入力素子、すなわち音声再生素子は、音声信号源から入力信号を受信して、音声を生成するスピーカ素子を含むことができる。イメージングパネル内の音声信号入力素子の配列のうちの異なる離れたエリア内のスピーカに送信される２つ以上の別個の音声信号により、ステレオ効果を達成することができる。異なる信号をイメージングパネル内の異なるエリアの各素子に送信することにより、他の効果を達成することも可能である。これらの信号は、適したソフトウェア及び／又はハードウェアによって生成することができる。

以下の詳細な説明では、明確さのため、及び米国特許法第１１２条の要件に従って特定の実施形態を説明するために、ある種の特定の用語を利用するが、本発明は添付の特許請求の範囲内の多くの形態及び変形をとることが可能であるため、以下の説明は制限することを意図しておらず、制限するものと解釈されるべきではないことを理解されたい。

図１を参照すると、本発明によれば、音声素子１０及び映像素子１２が略平坦なイメージングパネル１４で組み合わせられて、関連する機能を１つの装置で提供する。これらの要素は、明確さのために相対的に大きく図示されるが、通常ははるかに小さい。すなわち、コンピュータモニタディスプレイのピクセルサイズ以下である。

これらの音声素子は、上記参照の米国特許第６，９３６，５２４Ｂ２号に記載されているように、音声信号入力素子（すなわち、ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカ等の音声再生素子）及び音声信号出力素子（すなわち、ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳマイクロホン等の音声感知素子）の１つ又は複数の配列を含むことができる。

映像素子の配列は、米国特許第７，０３４，８６６Ｂ１号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００７２２２Ａ１号明細書、及び国際公開第２００４／１０７３０１Ａ１号パンフレットに記載のように、集合的に表示イメージを形成する映像イメージング信号入力素子（すなわち、ＬＣＤ等のイメージ生成素子）及び集合的にカメラ機能を提供する映像イメージング信号出力素子（すなわち、ＣＭＯＳ光センサ、ＣＣＤ、又はフォトセンサ等の光感知素子）を含むことができる。

各音声配列又は各映像配列は、構成素子のグループで構成してもよい。

これらの映像イメージング信号入力素子は、図１に示すような交差する垂直行及び水平行で構成されるイメージングパネル１４上に配列として構成してもよく、或いは特定の用途に求められるように、音声素子及び／又は映像素子の他の配列の様々に異なる割合又はそれぞれを等しい数だけ有する様々な他のパターンで構成してもよい。各種類の音声素子及び映像素子の分布は、イメージングパネル全体で均一であってもなくてもよい。したがって、イメージングパネルの特定のエリアは、特定の音声素子又は映像素子がなくてもよい。様々な音声素子１０及び映像素子１２は、イメージングパネル１４内で部分的又は完全に分離されてもよい。様々な音声素子及び映像素子のこのような柔軟なレイアウト／配置は、図１〜図１２によって例示される様々なイメージングパネルにも適用可能である。通常、イメージを形成するイメージング素子１２の数は、感知又は表示されるイメージの解像度を高めるために、音声素子１０よりも多い。

各映像イメージング信号入力素子Ｖ_iは、表示されるイメージのピクセル１個分を提供する。

音声素子は、映像イメージ表示素子（すなわち、ＬＣＤ）配列によって生成される映像イメージ表示を実質的に妨げないのに十分に小さなサイズである。これを達成するために、音声素子は、上記参照のようにＣＭＯＳ−ＭＥＭＳ音声素子を使用すること等により、個々の表示ピクセル程度、又は個々の表示ピクセルよりも小さなサイズであることができる。

したがって、音声機能及び映像イメージング機能が信号イメージングパネル１４によって可能であり、それにより、製造コスト及びスペースが節減され、且つ薄いプロファイルの一体設計が提供される。

イメージングパネル内の個々の各音声素子及び映像素子の仕様及び機能は、同じイメージングパネル内の他の音声素子及び映像素子の仕様及び機能と異なってもよい。これにより、特定の各用途の要件を満たすように、個々の素子又は素子群の動作特性を変えることが可能になる。例えば、スピーカ（又はマイクロホン）は、同じイメージングパネル内の他のスピーカ（又はマイクロホン）と異なる周波数応答を有することができる。同様に、映像イメージング表示素子（すなわちＬＣＤ）及び映像イメージング感知素子（すなわちＣＭＯＳ−ＭＥＭＳカメラ素子）も、同じイメージングパネル内の他の映像イメージング表示素子又は映像イメージング感知素子と比較して異なるスペクトル応答を有することができる。

図２を参照すると、音声信号入力素子Ａ_i、すなわちＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカ及び音声信号出力素子Ａ_o、すなわちＣＭＯＳ−ＭＥＭＳマイクロホンの両方並びに映像イメージング信号出力素子Ｖ_o（ＣＭＯＳ光センサ又はＣＣＤ等）及び映像イメージング信号入力素子Ｖ_i（ＬＣＤ等）のすべてを、単一のイメージングパネル１６に結合することができる。

マイクロホン等の音声信号出力素子Ａ_oが、スピーカ等の音声信号入力素子Ａ_iと共に散在する。カメラ素子等の映像イメージング信号出力素子Ｖ_o、すなわちＣＭＯＳ光センサ、ＣＣＤ、又は同様の素子も、同じイメージングパネル１６に含まれる。上記参照の米国特許出願公開第２００６／０００７２２２Ａ１号明細書及び米国特許第７，０３４，８６６Ｂ１号明細書に記載のように、特定の用途に許容されるイメージを生成するために、レンズ（図示せず）を映像イメージング素子Ｖ_oと併せて利用することができる。

ＬＣＤ等の映像イメージング信号入力素子Ｖ_iも含められる。様々な素子Ａ_o、Ａ_i、Ｖ_o、及びＶ_iは、イメージングパネル１６上に均等に散在するものとして示されるが、所望の任意の特定の目的を達成するために他の分布を利用してもよい。音声信号出力素子Ａ_oはそれぞれ音声出力信号を生成し、この信号は音声出力信号リーダ１８によって読み取られる。これらの信号は、通常、利用装置（外部スピーカ等）又は音声信号を記憶するメモリ装置２２を操作するために使用される音声出力信号プロセッサ２０で処理される。このような音声出力信号プロセッサ２０は、当分野において周知の技術及びアルゴリズムを使用して、音声信号出力素子Ａ_oから得られる信号からの所望の音響特性を有する信号を混合するか、又は他の様式で生成する。

音声信号入力素子Ａ_iは、音声入力信号源２４に接続されて、上述したスピーカ等の音声信号入力素子を駆動し、音声を生成する。

同様に、ＣＭＯＳ光センサ又はＣＣＤ等の映像イメージング信号出力素子Ｖ_oは、出力信号を映像イメージング出力信号リーダ２６に送る。次に、映像イメージング出力信号プロセッサ２８が、その信号を利用装置／メモリ装置３０で利用する前にその信号の準備を整える。このような映像イメージング出力信号プロセッサ２８は、当分野において周知の技術及びアルゴリズムを使用して、映像イメージング信号出力素子Ｖ_oから得られるデータから最終イメージを組み立てることができる。

映像イメージング信号源３２が映像イメージング信号入力素子Ｖ_i（ＬＣＤ等）に接続されて、素子Ｖ_iの配列によってイメージが生成される。

したがって、単一のイメージングパネル１６で映像イメージング信号の記録及び表示並びに音声信号のブロードキャスト及び記録が可能である。

ＣＭＯＳ技術を使用することによって素子Ａ_o、Ａ_i、Ｖ_o、及びＶ_iをイメージングパネル１６に統合することができるが、図を簡易化して図の明確性を向上させるために、当業者に明らかな特定の接続が図示されないことを理解されたい。当然ながら、他の組立プロセス及び技術を利用することも可能である。

このイメージングパネル１６の一使用例は、上述した双方向オーディオ−ビジュアル会議モニタである。

様々な機能群及びそれらの相互関係の図式的表示、例えば音声出力信号リーダ１８、音声出力信号プロセッサ２０、及び利用装置／メモリ装置２２の図式的表示は、様々なパネル実施形態の可能な構成のうちのいくつかの例である。多くの他の例、変形、及び構成も可能であり、当業者にとって自明である。

図３は、音声信号出力素子Ａ_o及び映像イメージング信号出力素子Ｖ_oで構成されるイメージングパネル３４を示す。音声信号出力素子Ａ_oは、上述したように音声出力信号リーダ１８に接続される。次に、これらの信号を音声出力信号プロセッサ２０において処理し、次に利用装置／メモリ装置２２に送ることができる。

同様に、ＣＭＯＳ光センサ、ＣＣＤ、又はフォトセンサ等の映像イメージング信号出力素子Ｖ_oは、出力信号を映像イメージング出力信号リーダ２６に送る。次に、映像イメージング出力信号プロセッサ２８は、その信号を利用装置／メモリ装置３０で利用する前にその信号の準備を整える。このイメージングパネル３４は、映像−音声レコーダ又は他の用途で使用することができる。

図４は、音声信号入力素子Ａ_iの配列が映像イメージング信号入力素子Ｖ_iの配列と組み合わせられたイメージングパネル４４を示す。

このイメージングパネル４４では、音声入力信号源２４が、上述したＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカ等の音声信号入力素子Ａ_iに接続され、映像イメージング入力信号源３２がＬＣＤ等の映像イメージング信号入力素子Ｖ_iに接続される。したがって、単一の装置４４が、テレビ又はモニタ、制御パネル、エンターテイメント／ゲームディスプレイ、通信（すなわちモバイル）装置、及び多くの他の用途等で音声再生及び映像再生の両方を提供することができる。

図５は、上述したＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカ等の音声信号入力素子Ａ_iを組み込んだイメージングパネル４６を示す。音声信号入力素子Ａ_iは、音声入力信号源２４に接続される。イメージングパネル４６は、映像イメージング出力信号リーダ２６、映像イメージング出力信号プロセッサ２８、そして利用装置／メモリ装置３０に接続された、散在する映像イメージング信号出力素子Ｖ_oも含む。

この装置では、映像イメージが記録されている間に音声メッセージを例えば音声指示又はプロンプトとしてブロードキャストして、カメラの使用を支援することができ、この装置は他の用途に利用することも可能である。

図６は、映像イメージング信号入力素子Ｖ_iと共に散在する音声信号出力素子Ａ_oを含むイメージングパネル４８の形の別の実施形態を示す。

音声出力信号リーダ１８が音声信号出力素子Ａ_oに接続され、それにより、音声出力信号リーダ１８は次に、音声出力信号プロセッサ２０に接続され、そして、音声出力信号プロセッサ２０はメモリ装置／利用装置２２に接続される。

映像イメージング入力信号源３２が映像イメージング信号入力素子Ｖ_iに接続されて、配列４８によって表示を生成する。この装置は、利用装置／メモリ装置２２に音声信号を記録している間に、視覚的なプロンプトを提供するために有用であるとともに、他の用途で使用することも可能である。

図７〜図１０は、イメージングパネルで組み合わせることができる音声素子と映像素子との他の可能な様々な組み合わせのいくつかを示す。

図７は、音声信号入力素子Ａ_i及び出力素子Ａ_oが映像イメージング信号出力素子Ｖ_oと組み合わせられたイメージングパネル５０を示す。ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカ等の音声信号入力素子Ａ_iは、音声入力信号源２４に接続され、音声信号出力素子Ａ_oは音声出力信号リーダ１８に接続され、そして、音声出力信号リーダ１８は音声出力信号プロセッサ２０に接続され、そして、音声出力信号プロセッサ２０は利用装置／メモリ装置２２に接続される。

映像イメージング信号出力素子Ｖ_oは映像イメージング出力信号リーダ２６に接続され、そして、映像イメージング出力信号リーダ２６は映像イメージング出力信号プロセッサ２８に接続され、そして、利用装置／メモリ装置３０に接続される。この装置は、医療関係者が患者を見ながら、同時に医療関係者と患者との可聴双方向通信を行うことができるような映像モニタ用途で有用である。この用途では、患者が医療スタッフを見る必要がない。この装置の他の用途も可能である。

図８は、音声信号入力素子Ａ_i及び音声信号出力素子Ａ_oを映像イメージング信号入力Ｖ_i素子とイメージングパネル５２上で組み合わせたイメージングパネルを示す。音声信号入力素子Ａ_iは音声入力信号源２４に接続され、音声信号出力素子Ａ_oは音声出力信号リーダ１８に接続され、そして音声出力信号プロセッサ２０に接続され、そして利用装置又はメモリ装置２２に接続される。

映像イメージング信号入力素子Ｖ_iは映像イメージング入力信号源３２に接続される。このような装置は、双方向音声機能を有するディスプレイモニタ等のように視覚的ディスプレイを、再生機能を有する音声レコーダと組み合わせることができる。この装置は、他の用途に利用することも可能である。

図９は、映像イメージング信号入力素子Ｖ_i及び映像イメージング信号出力素子Ｖ_oを音声信号出力素子Ａ_oと組み合わせるイメージングパネル５４を示す。ＬＣＤ等の映像イメージ信号入力素子Ｖ_iは、映像イメージング入力信号源３２に接続される。

映像イメージング信号出力素子Ｖ_oは映像イメージング出力信号リーダ２６に接続され、そして映像イメージング出力信号プロセッサ２８に接続され、そして利用装置／メモリ装置３０に接続される。音声信号出力素子Ａ_oは音声出力信号リーダ１８に接続され、そして音声出力信号プロセッサ２０に接続され、そして利用装置又はメモリ装置２２に接続される。このような装置５４は、音声再生なしの映像レコーダ／表示装置に使用することができる。この装置５４の一用途例は、生徒の映像イメージが講師に提示されている間に、視覚的なレッスンを上記生徒に提供している講師の音声が音声信号出力素子Ａ_oで取り込まれ、講師のイメージが遠隔地にいる生徒の部屋に提示するために取り込まれる遠隔授業環境で使用される講師のテレビ会議モニタ（ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒ）である。

図１０は、音声信号入力素子Ａ_iと組み合わせられた映像イメージング信号入力素子Ｖ_i及び映像イメージング信号出力素子Ｖ_oを含むイメージングパネル５６を示す。

映像イメージング信号入力素子Ｖ_iは映像イメージング入力信号源３２に接続される。映像イメージング信号出力素子Ｖ_oは映像イメージング出力信号リーダ２６に接続され、そして映像イメージング出力信号プロセッサ２８に接続され、そして、映像イメージング出力信号プロセッサ２８は利用装置又はメモリ装置３０に接続される。音声信号入力素子Ａ_iは音声入力信号源２４に接続される。このようなイメージングパネル５６は、録画中に音声プロンプトを有する映像記録・表示装置と共に使用することができるとともに、他の用途でも使用することが可能である。

図１１は、ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカ等のスピーカの形の音声信号入力素子Ａ_iの配列を含む上部領域を有するイメージングパネル６０と組み合わせられた携帯電話５８を示す。全体的なイメージングパネル６０は、視覚的表示を提供するために映像イメージング信号入力素子Ｖ_iを含み、携帯電話カメラを提供するために映像イメージング信号出力素子Ｖ_oを含むこともできる。

イメージングパネル６０の下部領域は、ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳマイクロホン等のマイクロホンの形の音声信号出力素子Ａ_oの配列を有する。したがって、イメージングパネル６０は、音声機能及び映像機能の両方を提供することができる。イメージングパネル６０は、配列６０のエリア全体にわたって分散した上述した音声素子及び映像素子のいくつか又はすべてを有することもできる。

本発明によるイメージングパネル６０は必ずしも、様々な音声素子及び映像素子を配列エリア全体にわたって散在させる必要がなく、いくつかの領域が分離された、又はそこにのみ分散するいくつかの素子を有してもよいことを理解されたい。

携帯通信機器に一般に見られる専用ディスプレイコンポーネント、マイクロホン及びスピーカ組立体に代えて上述した音声素子及び映像素子のイメージングパネル６０を使用することにより、別個のスピーカ及びマイクロホン組立体を収容するためにディスプレイスクリーンの上下両方に充てられることが多い価値ある限られたスペースが自由になることに留意する。これらの３つの独立したコンポーネント組立体（ディスプレイ、マイクロホン、及びスピーカ）を本発明の１つのイメージングパネル６０で置き換えることで、従来はマイクロホン及びスピーカ組立体によって利用されていたスペースを利用することにより、ディスプレイスクリーンのサイズ／面積を拡大することができる。こうして拡大される表示面積は、携帯電話の物理的なサイズを拡大することなく達成される。イメージングパネル６０を使用する他の利点としては、コンポーネント数の低減による信頼性の向上、マクロ相互接続の低減ひいてはそれにより可能になる組立時間の短縮、及び個々の修理サービス部品の在庫数低減が挙げられる。

上述したイメージングパネルは、ＰＤＡ（個人情報端末）、様々なモバイル及び非モバイル通信装置、電話、及び制御パネル、ゲーム／エンターテイメント、インタフェース／ディスプレイ、広告スタンド及びディスプレイ、コンソール等の他の多くの装置に同様に使用することができる。

図１２は、本発明による素子の配列で構成されるイメージングパネル６４と組み合わせられたＴＶ／コンピュータモニタ／テレビ会議モニタ６２を示す。ここでは、音声信号入力素子Ａ_iは、イメージングパネル６４の両側領域を占めるスピーカ配列の形をとることができ、映像イメージング信号入力素子Ｖ_iは、イメージングパネル６４の全面を占めることができる。したがって、音声及び映像の両方が単一の装置によって提供される。ビデオ会議の場合、映像イメージング信号出力素子Ｖ_oも、イメージングパネル６４の全体にわたって又はその部分に分散させて含めて、イメージ取り込み（カメラ）機能を追加することができる。ＭＥＭＳマイクロホン等の音声出力素子Ａ_oの配列も映像素子の配列内に分散させて、モニタ６２に向けられた音声を取り込めるようにして、テレビ会議を可能にする。音声／映像素子Ａ_o、Ａ_i、Ｖ_o、及びＶ_iは、特定の各用途の要件を満たすように、様々な位置、割合、及び分布で分散してよい。

今述べたイメージングパネルに基づいたテレビ会議モニタ６２は、従来は使用されるカメラ、マイクロホン、及びスピーカ等の外部周辺機器を、スペースを占有するそれらに関連するサポート付属品及び関連するケーブルと共になくすことに留意する。したがって、イメージングパネル実施態様は、ロバストで、軽量、コンパクト、且つ確実で内蔵式の音声／映像システムを生み出す。

製造に際してのＣＭＯＳ技術の魅力的な経済性を実現することができるため、ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカ素子及びマイクロホン素子の使用を、映像イメージング素子としてのＣＭＯＳ光センサと有利に組み合わせることができるが、他の組立プロセス及び素子を利用することも可能である。

音声信号入力素子の配列及び音声信号出力素子の配列の位置は、映像イメージング信号入力素子の配列及び映像イメージング信号出力素子の配列と共にイメージングパネルの共通平面上に配置することができる。

各音声信号出力素子又は音声信号入力素子は、それ自体の離散した位置を占有してもよく、又は各位置が、音声信号入力素子、音声信号出力素子、映像イメージ信号入力素子、及び／又は映像イメージ信号出力素子の様々な組み合わせを含んでもよい。

本明細書内の文章において、しばしば「イメージングパネル」という用語が見られる。この用語は、上述された様々な入力素子及び出力素子（例えば、マイクロホン、スピーカ、映像イメージング信号入力素子、及び映像イメージング信号出力素子）を含む又はサポートする媒体の範囲をディスプレイとしてのみ機能する平坦な媒体又は構造に制限することを意味しない。このような入力素子及び出力素子は、他の２次元又は３次元上のエリア、領域、又はスペースを占有し得る。

本発明の技術の別の使用例は、反射ミラー又は透明（又は非透明）の窓、或いは他の表面、媒体、又はスペースでの実施である。このような用途では、媒体から発する音声を聞けるように、上述したような音声信号入力素子の配列をこのような媒体に組み込むことができる。同様に、情報を表示するために、上述したような映像イメージング信号入力素子の配列も媒体に組み込むことができる。この技術を組み込んだ適用により、透明窓がテレビディスプレイ及びオーディオシステムとして機能することが可能であり、それにより、部屋内の人が、視覚的イメージ及び音声を、さもなければ単に、すなわち窓としてしか機能しない装置、構造、又はエリアから得る。このような「スマートウィンドウ（ｓｍａｒｔ ｗｉｎｄｏｗ）」は、利用できない可能性がある（従来のテレビを収容するための）テーブルスペースを省くとともに、テレビスタンドの必要性もなくす。この視聴覚システムは、通常、テレビ動作を制御する電子機器に接続される。

音声／視覚素子の配列のサイズが小さく、視覚的に人目につかない（又は略人目につかない）ことにより、窓等の媒体は依然としてその当初の機能を果たす。オンオフスイッチにより、単純に視覚的ディスプレイ（例えば、ＬＣＤ）素子をディセーブルすることができ、それにより、人は妨げなく窓越しに見ることができる。このような「スマートウィンドウ（ｓｍａｒｔ ｗｉｎｄｏｗ）」は、屋外のバス停又は広告スタンドでの広告媒体として有効に機能する。以上から、単に静的すなわち非可聴／可視広告を消費者に提供するために使用される媒体を、追加スペースをとることなく、様々な広告主からの様々なすなわちコンピュータ制御されるイメージ並びに映像及び音声を提示するために使用することができる。上述したように、音声信号出力素子の配列及び映像イメージング信号出力素子の配列をこのような実施態様に組み込むことも可能である。

本発明による音声素子及び映像素子の配列を有するイメージングパネルの図式的表示である。 映像イメージング入力素子の配列及び映像イメージング出力素子の配列と組み合わせられた音声入力素子の配列及び音声出力素子の配列を有するイメージングパネルの図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図である。 音声出力素子の配列及び映像イメージング出力素子の配列を有するイメージングパネルの図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図である。 音声入力素子の配列及び映像イメージング入力素子を有するイメージングパネルの図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図である。 音声入力素子の配列及び映像イメージング出力素子の配列を有するイメージングパネルの図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図である。 音声出力素子の配列及び映像イメージング入力素子の配列を有するイメージングパネルの図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図である。 音声入力素子の配列、音声出力素子の配列、及び映像イメージング出力素子の配列を有するイメージングパネルの図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図である。 イメージングパネル上で映像イメージング入力素子と組み合わせられた音声入力素子及び音声出力素子の図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図である。 映像イメージング入力素子及び映像イメージング出力素子が組み合わせられた音声出力素子の配列を有するイメージングパネルの図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図表示である。 音声入力素子の配列、映像イメージング入力素子の配列、及び映像イメージング出力素子の配列を有するイメージングパネルの図式的表示及び関連するコンポーネントのブロック図表示である。 映像素子及び音声素子を有するイメージングパネルが搭載された携帯電話の平面図である。 音声信号入力スピーカ素子も含むイメージングパネル上の映像イメージング素子によって形成されるテレビディスプレイの正面図である。

符号の説明

１８ 音声出力信号リーダ
２０ 音声出力信号プロセッサ
２２、３０ 利用装置／メモリ装置
２４ 音声入力信号源
２６ 映像イメージング出力信号リーダ
２８ 映像イメージング出力信号プロセッサ
３２ 映像イメージング入力信号源

Claims (29)

1. パネルと、
   前記パネルにわたって延在する映像表示素子の配列であって、各映像素子は、映像入力信号源から受信される映像入力信号によって前記映像表示素子をアクティブ化してイメージを形成することによって形成される前記イメージのピクセルを形成する映像表示素子の配列と、
   前記映像表示素子の前記配列が少なくとも部分的に散在する前記イメージングパネルにわたって延在する音声素子の１つ又は複数の配列であって、前記音声素子は、前記映像表示素子によって表示されるイメージを実質的に妨げないような十分に小さなサイズであり、前記音声素子は、音声信号源から音声信号を受信したときに音声を再生することが可能であり、及び／又は音声を感知し、その感知された音声に対応する出力信号を生成することが可能であり、それにより、イメージ表示機能及び１つ又は複数の音声機能が前記イメージングパネルによって提供される、音声素子の１つ又は複数の配列と
   を備えるイメージングパネル。
2. 前記１つ又は複数の音声素子の配列は、音声再生可能な前記音声素子の配列を含む、請求項１に記載のイメージングパネル。
3. 前記１つ又は複数の音声素子の配列は、音声感知可能な前記音声素子の配列を含む、請求項１に記載のイメージングパネル。
4. 前記１つ又は複数の音声素子の配列は、音声感知可能な前記音声素子の配列も含む、請求項２に記載のイメージングパネル。
5. イメージ感知映像素子の配列であって、前記イメージ感知映像素子の配列によって集合的に感知されたイメージに対応する出力信号を集合的に生成し、前記映像表示素子の配列によって生成されるイメージを実質的に妨げないような十分に小さなイメージ感知映像素子の配列をさらに含み、それにより、前記イメージングパネルはカメラとしても機能することができる、請求項１に記載のイメージングパネル。
6. 前記音声素子は、音声再生可能な音声素子の配列を含み、ＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカを含む、請求項１に記載のイメージングパネル。
7. 携帯電話と組み合わせられる、請求項４に記載のイメージングパネル。
8. テレビと組み合わせられる、請求項２に記載のイメージングパネル。
9. コンピュータモニタと組み合わせられる、請求項２に記載のイメージングパネル。
10. 前記音声素子はＣＭＯＳ−ＭＥＭＳスピーカ又はＣＭＯＳ−ＭＥＭＳマイクロホンを含む、請求項１に記載のイメージングパネル。
11. 前記映像表示素子はＬＣＤを含む、請求項１に記載のイメージングパネル。
12. 前記イメージング感知映像素子はＣＣＤ（電荷結合素子）光センサを含む、請求項５に記載のイメージングパネル。
13. 前記イメージ感知映像素子はＣＭＯＳ光センサを含む、請求項５に記載のイメージングパネル。
14. 前記１つ又は複数の音声素子の配列のうちの１つには、前記映像表示素子が略完全に散在される、請求項１に記載のイメージングパネル。
15. 前記音声素子の少なくとも一部は、前記パネル上で一緒に分離される、請求項１に記載のイメージングパネル。
16. 前記映像表示素子及び前記音声素子は、前記イメージングパネルにわたって不均一に分散される、請求項１に記載のイメージングパネル。
17. 前記映像表示素子及び前記音声素子は、前記イメージングパネルにわたって均一に分散される、請求項１に記載のイメージングパネル。
18. パネルと、
    前記パネルにわたって延在する映像素子の配列であって、各映像素子は、前記映像素子によってイメージを感知又は表示することによって生成されるイメージのピクセルを含む、映像素子の配列と、
    前記映像素子の前記配列が少なくとも部分的に散在する前記イメージングパネルにわたって延在し、前記映像素子によって生成されるイメージを実質的に妨げないような十分に小さなサイズである音声素子の１つ又は複数の配列であって、各音声素子は、音声信号源から音声信号を受信したときに音声を再生することが可能であり、及び／又は音声を感知し、その感知された音声に対応する出力信号を生成することが可能であり、それにより、１つ又は複数のイメージング機能が前記イメージングパネルによって提供される、音声素子の１つ又は複数の配列と
    を備えるイメージングパネル。
19. 前記１つ又は複数の音声素子の配列は、音声再生可能な前記音声素子の配列を含む、請求項１８に記載のイメージングパネル。
20. 前記１つ又は複数の音声素子の配列は、音声感知可能な前記音声素子の配列を含む、請求項１８に記載のイメージングパネル。
21. 前記１つ又は複数の音声素子の配列は、音声感知可能な前記音声素子の配列も含む、請求項１９に記載のイメージングパネル。
22. 前記映像素子は映像表示素子を含む、請求項１８に記載のイメージングパネル。
23. 前記映像素子は映像感知素子も含む、請求項２２に記載のイメージングパネル。
24. 前記映像素子は映像感知素子を含む、請求項１８に記載のイメージングパネル。
25. 携帯電話と組み合わせられる、請求項１８に記載のイメージングパネル。
26. コンピュータモニタと組み合わせられる、請求項１８に記載のイメージングパネル。
27. 会議モニタと組み合わせられる、請求項１８に記載のイメージングパネル。
28. 前記映像素子及び前記音声素子は、前記イメージングパネルにわたって不均一に分散される、請求項１８に記載のイメージングパネル。
29. 前記映像素子及び前記音声素子は、前記イメージングパネルにわたって均一に分散される、請求項１８に記載のイメージングパネル。

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