JP2958828B2 - 画像読み取り/表示装置 - Google Patents

画像読み取り/表示装置

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JP2958828B2
JP2958828B2 JP3251873A JP25187391A JP2958828B2 JP 2958828 B2 JP2958828 B2 JP 2958828B2 JP 3251873 A JP3251873 A JP 3251873A JP 25187391 A JP25187391 A JP 25187391A JP 2958828 B2 JP2958828 B2 JP 2958828B2
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好之 白附
義紀 山口
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の情報
関連機器の画像入出力装置に係り、特に、情報の表示及
び二次元画像の読み取りを行うことができる画像読み取
り/表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報関連機器には、情報を表示す
るための画像表示装置に加えて画像入力装置を備えるも
のが多くなってきている。画像表示装置としては、CR
T,液晶表示装置(LCD),EL表示装置(EL
D),プラズマ表示装置(PDP)等種々の方式が採用
されているが、その中でもLCDは低消費電力で、しか
もカラー化への対応に優れていること等のために時計や
電子式卓上計算機等の小型の装置からラップトップ型の
パーソナルコンピュータ等の10インチサイズの大型の
ものまで幅広く利用されている。
【0003】一方、画像入力装置の一つである画像読み
取り装置に用いられるイメージセンサとしては、CCD
あるいはアモルファスシリコン(a−Si)等の光電変
換膜を用いたイメージセンサが広く採用されている。C
CDはシリコンウエハー上に形成されるので、主として
TVカメラ等において小型のイメージセンサとして広く
用いられており、他方a−Si等の光電変換膜を用いた
イメージセンサは蒸着法やスパッタ法等により大面積な
基板に形成することができるので、主にファクシミリ等
の原稿読み取り用イメージセンサとして用いられてい
る。
【0004】ところで、従来は画像表示装置と画像読み
取り装置とは別個の装置として設置されていたが、画像
表示装置と画像読み取り装置とを組み合わせて小型化す
る試みもなされており、例えば特開平1-106467号公報に
おいては画像表示のための表示素子と、画像読み取りの
ための受光素子とを同一基板上に近接させることが提案
され、また特開昭59-19369号公報においては個体撮像素
子上にLCDを設けることが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
1-106467号公報に示されるものを実用化するためには大
きな基板を使用する必要があり、また画像読み取りのた
めの光源を別途付加することが必要になるので、大型な
装置とならざるを得ないものである。また特開昭59-193
69号公報に示されるものは、TVカメラ等の小型の装置
には適しているが、大面積の原稿の画像を読み取るため
の装置には適用できないものである。
【0006】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、情報の表示が行えるばかりでなく、大面積の二次
元画像の読み取りも可能で、しかも小型化を達成できる
画像読み取り/表示装置を提供することを目的とするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段、作用及び発明の効果】そ
こで本発明の画像読み取り/表示装置は、第1の透明基
板上に、二次元的に配置された受光素子と、前記受光素
子を駆動するための互いに直交する第1及び第2のスト
ライプ状電極が順次形成されてなる画像読み取り手段
と、前記第1の透明基板と第2の透明基板との間に液晶
が封入され、且つ前記第2の透明基板上に、前記第1及
び第2のストライプ状電極に対向すると共に、前記第1
または第2のストライプ状電極のいずれか一方と直交す
るように配設された第3のストライプ状電極とを備える
画像表示手段と、前記第3のストライプ状電極とこれに
直交する前記第1または第2のストライプ状電極に選択
的に画像表示のための駆動電圧を印加する画像表示駆動
手段と、前記第1の透明基板の前記画像表示手段が配設
される側とは反対側に、光透過窓を有する面発光素子が
形成されてなる面発光手段とを備えることによって上記
目的を達成するものである。
【0008】本発明の画像読み取り/表示装置において
は、画像の表示を行う場合には画像表示手段のみが駆動
されて従来のLCDと同様に画像の表示が行われ、画像
読み取りを行う場合には面発光手段と画像読み取り手段
とが駆動され、面発光手段から放射された光は原稿で反
射され、受光素子に入射されて画像の読み取りが行われ
る。
【0009】従って本発明によれば、画像の表示と画像
の読み取りを行える装置を実現することができる。ま
た、画像読み取り手段は二次元イメージセンサを備え、
且つ光源として面発光体を用いるので、従来の画像読み
取り装置のように光源等を移動させるための駆動手段を
設ける必要はなく、小型化が可能である。更に、画像読
み取り手段の基板、即ち受光素子が形成される基板を画
像表示のための液晶を封入する基板として共用し、且つ
受光素子を駆動するための電極を液晶表示素子の駆動の
ために共用するので安価に構成することができるもので
ある。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図1は本発明に係る画像読み取り/表示装置の一実施例
の概略の構成を示す斜視図、図2はその詳細な断面図で
ある。
【0011】ガラス等からなる透明基板2上には受光素
子6が二次元的に形成され、更にその上には受光素子6
を覆うポリイミドからなる黒色のパッシベーション膜8
が形成されて画像読み取り手段が形成されている。この
実施例では受光素子6はa−Siで形成したフォトダイ
オードを用いるものとするが、受光素子6としては光電
変換機能を有するものであれば使用することができるも
のであり、a−Siで形成したフォトダイオード以外に
は、CdS,CdSeあるいはTFT駆動のa−Si光
電変換素子などを用いることもできるものである。な
お、図1、図2には図示しないが、受光素子6を駆動す
るためには互いに直交する行方向の電極及び列方向の電
極が必要であるが、これらの電極は後述するところから
明きらかなように受光素子6の上に形成されるものであ
る。また、黒色のパッシベーション膜8に代えて、透明
なパッシベーション膜と遮光膜の組み合わせとすること
もできる。
【0012】ガラス等からなる透明基板1にはストライ
プ状の透明電極9が形成され、透明基板1と透明基板2
との間には液晶7が封入されて画像表示手段が形成され
ている。ストライプ状電極9は、受光素子6を駆動する
ための行方向電極、列方向電極と対向する位置に、行方
向電極または列方向電極のいずれか一方と直交するよう
に配設されている。従って、当該透明電極9と、受光素
子6を駆動するための電極のうちの透明電極9と直交す
る行方向電極または列方向電極との間の領域が液晶表示
素子となる。なお、この実施例では液晶7としては、有
機ポリマー中に球状の小液晶カプセルを分散させた偏向
板を必要としない液晶材料を用いるものとするが、透明
基板1の透明電極9側とは反対側の面に偏向板を配設す
れば偏向板を用いる液晶材料を使用することも可能であ
ることは明きらかである。またゲストホストモードなど
の液晶材料を用いることも可能である。
【0013】ガラス等からなる透明基板3には面発光素
子4、遮光膜10がこの順序に形成され、更にその受光
素子6に対向する位置には光透過窓5が形成されて面発
光手段が形成されている。この実施例では面発光素子4
は電界発光を利用したEL発光素子とするが、LED
(Light Emitting Diode)等の画像読み取りのための光
源として使用できる面発光素子であれば一般的に使用す
ることができるものである。また、遮光膜10は面発光
素子4から発光された光が直接受光素子6に入射しない
ようにするためのものである。
【0014】遮光膜10は、EL発光素子にAl,Cr
等の不透明な材料を蒸着法、スパッタ法等により着膜す
ることによって形成できることは勿論であるが、EL発
光素子の電極を遮光膜10として兼用することもでき
る。即ち、図3に示すように透明基板3に、透明電極3
0、絶縁層31、発光層32、絶縁層33、Alからな
る背面電極34をこの順序に積層することによって遮光
膜10を備える面発光素子4を形成することができる。
【0015】次に、受光素子6の構造及びその駆動回路
について詳細に説明する。図4は二次元に配列された受
光素子6の等価回路を示す図であり、一つの受光素子6
は二つのフォトダイオードが互いに逆向きに直列に接続
された構成となっている。列方向の電極にはシフトレジ
スタ11が接続され、行方向の電極にはアナログスイッ
チ12が接続され、更にアナログスイッチ12には電流
/電圧変換器13が接続されている。そして、読み取り
の動作は1行ずつ行われ、シフトレジスタ11によって
1素子ずつの信号が電流/電圧変換器13から取り出さ
れる。
【0016】図5は、受光素子6と、行方向及び列方向
のストライプ状電極とのレイアウトの例を示す図であ
り、図中、6は受光素子、14は行方向電極、15は列
方向電極を示す。そしていま、液晶表示素子を駆動する
ための透明電極9が列方向電極15と直交するように配
設されているものとすると、図中、Aで示す部分は液晶
表示素子を駆動するための電極として共用される。
【0017】図6は図5のB−B′断面を示す図であ
り、透明基板2には透明電極16が形成され、その上に
n型にドーピングした光電変換膜17、a−Si光電変
換膜18、電極20が形成されている。従って、受光素
子6を形成する二つのフォトダイオードは、それぞれ透
明電極16と電極20との間に形成される。そして絶縁
層19を介して行方向電極14と接続されるコンタクト
電極21が一方のフォトダイオードの電極20に接続さ
れ、列方向電極15が他方のフォトダイオードの電極2
0に接続されている。
【0018】次に、図1に示す画像読み取り/表示装置
の動作について説明する。まず、当該画像読み取り/表
示装置を画像表示装置として使用する場合には、透明電
極9と列方向電極15の間に印加する電圧を制御する単
純マトリクス方式により画像の表示を行うことができ
る。即ち、透明電極9と列方向電極15に電圧を印加し
ない状態では液晶の配向がランダムとなっているので、
透明基板1側から入射した光は散乱し白色に見えるが、
図7に示すように列方向電極15と透明電極9に所定の
電圧を印加した場合には液晶の配向が揃うので、入射し
た光を透過して下地である黒色のパッシベーション膜8
の黒色が見えることになり、従って液晶表示素子に選択
的に所定の電圧を印加することによって透明基板1側か
ら表示される画像を観察することができる。
【0019】また、当該画像読み取り/表示装置を画像
読み取り装置として使用する場合には、図8に示すよう
に、透明基板3に原稿22を密着させ、面発光素子4を
発光させる。面発光素子4から放射され、原稿22で反
射された光は光透過窓5を通って受光素子6に入射す
る。そして受光素子6に入射する光量は原稿22の画像
情報、即ち画像の濃度に応じて変わるので、受光素子6
からは各画素の濃度に応じた電気信号が得られ、これに
よって画像読み取りが行われる。
【0020】また、図9に示すように、光学式ライトペ
ン25の光を直接受光素子6に入射させることによって
任意の手書き画像の入力を行うことも可能であり、更に
図10に示すように、透明基板3側に結像レンズ26を
配置し、図示しない被写体の像を結像レンズ26で受光
素子6に結像させて所望の像の撮像を行うことも可能で
ある。
【0021】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例では面発光素
子4は透明基板3の全面に形成されるものとしたが、図
11の4a,4bで示すように面発光素子はストライプ
状とすることができる。ただしこのストライプの方向は
受光素子6の行方向、即ち図4のシフトレジスタ11の
配列方向と同じ受光素子列に対応して形成される必要が
ある。即ち、上述したように受光素子からの信号の読み
取り動作は1行ずつ行われるので、面発光素子4を全面
に渡って同時に発光させる必要はなく、少なくとも信号
の読み取り動作が行われる行に対応する領域だけを発光
させればよいことは明きらかであり、従って面発光素子
を受光素子の読み取り動作が行われる行毎のストライプ
状とすることができるのである。そしてこれによれば消
費電力を低減させることができる。また、一つの受光素
子に対応して一つの発光素子を形成してもよいものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の概略構成を示す斜視図で
ある。
【図2】 図1に示す構成のより詳細な断面図である。
【図3】 面発光素子の構造例を示す図である。
【図4】 二次元に配列された受光素子の等価回路を示
す図である。
【図5】 受光素子と、行、列方向のストライプ状電極
とのレイアウトの例を示す図である。
【図6】 図5のB−B′断面図である。
【図7】 画像表示装置として使用する場合の動作を説
明するための図である。
【図8】 画像読み取り装置として使用する場合の動作
を説明するための図である。
【図9】 光学式ライトペンによる画像入力方法を説明
するための図である。
【図10】 結像レンズを用いた画像入力方法を説明す
るための図である。
【図11】 変形例を示す図である。
【符号の説明】
1,2,3…透明基板、4…面発光素子、5…光透過
窓、6…受光素子、7…液晶、8…パッシベーション
膜、9…透明電極、10…遮光膜。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−141177(JP,A) 特開 平2−35415(JP,A) 特開 昭62−266978(JP,A) 特開 平5−252344(JP,A) 特開 平5−276313(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 1/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の透明基板上に、二次元的に配置さ
    れた受光素子と、前記受光素子を駆動するための互いに
    直交する第1及び第2のストライプ状電極が順次形成さ
    れてなる画像読み取り手段と、 前記第1の透明基板と第2の透明基板との間に液晶が封
    入され、且つ前記第2の透明基板上に、前記第1及び第
    2のストライプ状電極に対向すると共に、前記第1また
    は第2のストライプ状電極のいずれか一方と直交するよ
    うに配設された第3のストライプ状電極とを備える画像
    表示手段と、 前記第3のストライプ状電極とこれに直交する前記第1
    または第2のストライプ状電極に選択的に画像表示のた
    めの駆動電圧を印加する画像表示駆動手段と、 前記第1の透明基板の前記画像表示手段が配設される側
    とは反対側に、光透過窓を有する面発光素子が形成され
    てなる面発光手段とを備えることを特徴とする画像読み
    取り/表示装置。
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JP3259434B2 (ja) * 1993-04-23 2002-02-25 富士ゼロックス株式会社 画像入力装置及び画像入出力装置
US5675357A (en) 1994-10-11 1997-10-07 Sharp Kabushiki Kaisha Image display/input apparatus
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