JP2837578B2 - 画像入出力装置および方法 - Google Patents
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Description
方法に関し、より詳しくは、画像を表示し、かつ、画像
を読み取る装置および方法に関する。
すように、アクティブマトリクス型液晶表示装置が知ら
れている。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、液
晶部251,252,…と薄膜トランジスタ(TFT)24
1,242,…とを1つずつ組み合わせて各画素を構成し
ている。動作時には、ゲートドライブ回路200によっ
てゲートライン211,212,…を介して各行毎にTF
Tをオンオフさせ、データドライブ回路202によって
データライン231,232,…を介して各液晶部25
1,252,…に順次データ(電圧)を書き込んで表示を行
う。
ージセンサが知られている。密着型イメージセンサは、
1次元センサアレイを原稿と等しいサイズに構成して、
原稿からの反射光を各センサで検知するものである。こ
の密着型イメージセンサでは、2次元の原稿を読み取る
場合、センサアレイに垂直な方向に原稿またはセンサを
機械的に走査する必要がある。そこで、この走査の手間
を省略できるものとして、図7に示すように、透明基板
301上に、受光層315とTFT311とをマトリク
ス状に設けたものが提案されている(図では、簡単のた
め、1組のみを示している。)。302は透明保護層、
303は薄板ガラスである。この画像入力装置では、透
明基板301側から照射光312を原稿313に照射さ
せて、反射光314を受光層315で検知する。受光層
315が検知した信号は、TFT311を通して、図示
しない走査回路によって時系列信号として取り出され
る。
とは、それぞれ別の装置によって行なわれていた。例え
ば、ワークステーション,パーソナルコンピュータなど
では、ディスプレイとイメージリーダ、スキャナとは個
々に独立した装置であり、インターフェイスを介して接
続される。
ピュータの小型化が進み、その周辺の画像入出力装置に
ついてもコンパクトであることが要求されている。しか
しながら、上に述べたように画像表示と画像入力とが別
々の装置によって行なわれる状態では、小型化が難しい
という問題がある。また、それぞれの装置に走査回路を
設けねばならず、装置の構成を簡素化できないという問
題がある。特に、2次元イメージセンサの場合は、画素
毎に分離した受光層を走査しなければならず、また、原
稿を照射するための光学系(レンズなど)を設けなければ
ならないため、装置の構成が複雑化する。
画像入力部とを一体化して、装置を小型化するとともに
装置の構成を簡素化できる画像入出力装置および方法を
提供することにある。
め、請求項1に記載の画像入出力装置は、画像表示部と
画像入力部とを一体に組み合わせた画像入出力装置であ
って、上記画像表示部は、液晶を挟持する一対の透明基
板の内面に、画素を構成する透明電極を、互いの間に隙
間をもって行列状に備え、上記画像入力部は、上記画像
表示部の光出射側の透明基板の外面に、光を受けて電気
信号に変換することができる受光層を、上記画像表示部
の画素の隙間に相当する箇所に格子状に備えるととも
に、この受光層を覆う透明層を備えたことを特徴として
いる。
は、請求項1に記載の画像入出力装置を用い、画像表示
を行うときは、上記画像表示部に上記画像入力部と反対
側から略垂直に光を入射させ、この光を上記透明電極に
対する印加電圧に応じて上記画素毎に透過または遮断
し、画像読み取りを行うときは、上記画像入力部の上記
透明層表面に原稿を近接させ、上記画像表示部が上記透
明電極に対する印加電圧に応じて透過した光のうち上記
原稿によって反射された光を上記画像入力部の上記受光
層によって検出することを特徴としている。
出力方法によって次のようにして用いられる。すなわ
ち、画像表示を行うときは、上記画像表示部に上記画像
入力部と反対側から略垂直に光を入射させる。この光
は、上記透明電極に対する印加電圧に応じて上記画素毎
に透過または遮断される。これにより画像表示が行われ
る。一方、画像読み取りを行うときは、上記画像入力部
の上記透明層表面に原稿を近接させる。すると、上記画
像表示部が上記透明電極に対する印加電圧に応じて透過
した光の一部が上記原稿によって反射される。この反射
された光が上記画像入力部の上記受光層によって検出さ
れる。これにより画像読み取りが行われる。この請求項
1の画像入出力装置では、画像表示部と画像入力部とが
一体に構成されるので装置が小型化される。また、走査
回路が画像表示部と画像入力部とで共通化され、1つで
済んでいるので、装置の構成が簡素化される。
表示部の画素の隙間に相当する箇所に格子状に設けられ
ているので、画像表示部を透過した光を上記受光層が遮
ることがない。したがって、画像表示,画像入力のコン
トラストが高まる。
個々の画素が選択される。したがって、画像入力部の受
光層は、画素毎に分離しておく必要はない。また、画像
入力時は、画像入力部の透明層表面に原稿を近接させて
読み取りを行うので、レンズなどの光学系を設ける必要
もない。
を実施例により詳細に説明する。図1,図2は一実施例
の画像入出力装置の断面構造と概略パターンをそれぞれ
示している。図1に示すように、この画像入出力装置
は、画像表示部(アクティブマトリクス型液晶表示素子)
10と、画像入力部20とからなっている。
7を挟持する一対の透明基板100,106の内面に、
画素120を構成する所定パターンの透明電極(ITO
(錫添加酸化インジウム)からなる)105,108を有し
ている。また、透明基板100の内面には、画素120
毎に薄膜トランジスタ(TFT)101が形成されてい
る。TFT101は、多結晶シリコンからなるチャネル
層116、ゲート絶縁膜117、ゲート電極102、ソ
ース電極103およびドレイン電極(透明電極105に
接続されている)104からなっている。118は絶縁
層である。
は、従来の液晶表示装置と同様にゲートドライブ回路3
00とデータドライブ回路302が設けられている。す
なわち、各TFT101のゲート電極102にゲートラ
イン311,312,…を介してゲートドライブ回路30
0が接続されるとともに、各TFTのソース電極103
にデータライン321,322,…を介してデータドライ
ブ回路302が接続されている。
20は、上記透明基板106の外面に、光を受けて電気
信号に変換する受光層109と、この受光層109を保
護する透明層(透明保護層131および薄板ガラス13
2)とからなっている。上記受光層109は、光を遮る
ことができる下部電極113と、光電変換を行う半導体
層114と、透明な上部電極115との3層からなり、
図2に示すように、各画素120の隙間に格子状に形成
されている。実際には、全面に上記3層を積層した後、
上記3層のうち各画素120上の部分を除去する一方、
上記3層のうち図3に示したゲートライン311,31
2,…およびデータライン321,322,…上の部分を
残している。動作時に、表示または読み取り用の光が遮
られないようにして、コントラストを高めるためであ
る。
表示部10と画像入力部20とを一体に構成しているの
で、別々に構成する場合に比して、装置を小型化するこ
とができる。
置と同様に、図1に示す画像表示部10に透明基板10
0側から略垂直に光(いわゆるバックライト)100を入
射させ、この光100を上記透明電極105,108に
対する印加電圧に応じて画素120毎に透過または遮断
する。すなわち、図3に示したゲートドライブ回路30
0によってゲートライン311,312,…を介して各行
毎にTFTをオンオフさせ、データドライブ回路302
によってデータライン321,322,…を介して各液晶
部(画素)351,352,…に順次データを書き込んで表
示を行う。
に、画像入力部20の薄板ガラス132表面に原稿11
1を近接させる。そして、画像表示部10が透明電極1
05,108に対する印加電圧に応じて透過した光11
0のうち上記原稿111によって反射された光112を
受光層109によって検出する。例えば、図3に示した
ゲートライン311に、図4に示すように高レベルの電
圧を印加して、第1行のTFT101をオンさせる。こ
の状態で、まず、データライン321に高レベルの電圧
パルスを印加する。これにより、図3に示した第1行第
1列の画素351がオンして、原稿111の画素351
に相当する箇所(直上部)に光110が照射される。この
とき、原稿111によって反射された光112が、受光
層109によって検出され、図4に示すように、出力V
outとして取り出される。次に、データライン322に
高レベルの電圧パルスを印加する。そして、原稿111
の画素352の直上部に光110を照射して、受光層1
09の出力Voutを取り出す。第1行の走査が終わる
と、同様の手順で第2行の走査を行う。このようにし
て、画素351,…の走査に対応した時系列信号として
受光部109の出力Vout取り出すことができ、原稿1
11全体の画像を読み取ることができる。
0,302が画像表示部10と画像入力部20とで共通
化され、1つで済んでいる。したがって、画像表示と画
像入力とを別々の装置で行う場合に比して、装置の構成
を簡素化することができる。
って原稿111の個々の画素に相当する箇所を選択して
いる。したがって、画像入力部20の受光部109を、
画素毎に分離しておく必要はない。
に、画像入力部20の薄板ガラス132表面に原稿11
1を近接させて読み取りを行うので、レンズなどの光学
系を設ける必要もない。
ると、照射光110が広がって分解能が低下する一方、
原稿111と受光部109との距離を狭くし過ぎると、
反射光112が受光部109に入らなくなってS/N比
が低下する。この例では、照射光110の広がり角が9
0°程度で8dots/mmの分解能を得るために、透明層1
31,132の厚みを100μm程度にした。
dots/mmの分解能で、1画素当たり10μsの速さで、
10インチの画面(1627×1219画素)を20秒間
で読み取ることができた。
層109は、透明基板106の全面にわたって格子状に
連続するパターンとしたが、これに限られるものではな
い。液晶の応答速度が余り速くない場合は、図5に示す
ように、受光層109を複数(ここでは2つ)のブロック
109′,109″に分割して、各ブロック109′,1
09″毎に出力Vout1,Vout2を取り出すようにして
も良い。このようにした場合、読み取り走査を各ブロッ
ク109′,109″で並行に行うことができ、トータ
ルの走査時間を短縮することができる。n個のブロック
に分割した場合は、走査時間を1/nに短縮することが
できる。
ティブマトリクス型液晶表示素子としたが、当然ながら
これに限られるものではなく、他のタイプの液晶表示素
子としても良い。
像入出力装置によれば、画像表示装置と画像入力装置と
を別体とする場合に比して装置を小型化することができ
る。また、走査回路が画像表示部と画像入力部とで共通
化され、1つで済むので、装置の構成を簡素化すること
ができる。
表示部の画素の隙間に相当する箇所に格子状に設けられ
ているので、画像表示部を透過した光を上記受光層が遮
るのを防止でき、したがって、画像表示,画像入力のコ
ントラストを高めることができる。
ば、請求項1の画像入出力装置を用いて画像表示および
画像読み取りを行うことができる。
構造を示す図である。
ターンを示す図である。
る。
を説明する図である。
る。
の等価回路を示す図である。
る。
力部 100,106 透明基板 101 TF
T 102 ゲート電極 103 ソー
ス電極 104 ドレイン電極 105,10
8 透明電極 107 液晶 109 受光
層 110 入射光 111 原稿 112 反射光 113 下部
電極 114 半導体層 115 上部
電極 116 チャネル層 117 ゲー
ト絶縁膜 118 絶縁層 120 画素 131 透明保護層 132 薄板
ガラス 300 ゲートドライブ回路 302 デー
タドライブ回路 311,312,313 ゲートライン 321,322,323,324 データライン 351,352,353,354,361,362,363,
…液晶部
Claims (2)
- 【請求項1】 画像表示部と画像入力部とを一体に組み
合わせた画像入出力装置であって、 上記画像表示部は、液晶を挟持する一対の透明基板の内
面に、画素を構成する透明電極を、互いの間に隙間をも
って行列状に備え、 上記画像入力部は、上記画像表示部の光出射側の透明基
板の外面に、光を受けて電気信号に変換することができ
る受光層を、上記画像表示部の画素の隙間に相当する箇
所に格子状に備えるとともに、この受光層を覆う透明層
を備えたことを特徴とする画像入出力装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の画像入出力装置を用
い、 画像表示を行うときは、上記画像表示部に上記画像入力
部と反対側から略垂直に光を入射させ、この光を上記透
明電極に対する印加電圧に応じて上記画素毎に透過また
は遮断し、 画像読み取りを行うときは、上記画像入力部の上記透明
層表面に原稿を近接させ、上記画像表示部が上記透明電
極に対する印加電圧に応じて透過した光のうち上記原稿
によって反射された光を上記画像入力部の上記受光層に
よって検出することを特徴とする画像入出力方法。
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