JP3212855B2 - 液晶画像表示／読取装置 - Google Patents
液晶画像表示／読取装置Info
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、画像情報を液晶
表示するとともに、２次元画像情報の読取を行う液晶画
像表示／読取装置に関する。
表示するとともに、２次元画像情報の読取を行う液晶画
像表示／読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像情報を処理する情報関連機器では、
画像情報を表示する画像表示装置、及び、画像情報を読
み取る画像読取装置を備えたものがある。このような情
報関連機器の画像表示装置としては、電力消費の少ない
液晶表示装置（ＬＣＤ）が多く用いられており、画像読
取装置としては、ＣＣＤ又は光電変換膜を用いたイメー
ジセンサが多く用いられている。また、小型化の要請に
基づき、画像表示装置と画像読取装置とを一体に構成し
たものが提案されている。例えば、特開平５−８９２３
０号公報には、図１２（Ａ）に示すように、一定の間隙
を設けて平行に配置した２枚の透明基板５１，５２の間
に液晶５３を封入し、一方の透明基板５１にストライプ
状の透明電極５４を形成し、他方の透明基板５２に列方
向電極とともに受光素子５６を形成し、さらに、受光素
子５６に対向する光透過窓５７を形成するとともに、発
光素子５９を備えた第３の透明基板５８を設けた構成が
開示されている。この構成において透明電極５４と列方
向電極との間の印加電圧を制御して画像表示を行い、発
光素子５９の光の透明基板５８の下面に密着した原稿に
おける反射光を光透過窓５７を介して受光素子５６によ
り受光して画像読取を行う。また、特公平２−５４５９
１号公報及び特公昭６０−１６４６号公報には、図１２
（Ｂ）に示すように、透明基板６１の下面に発光素子６
２及び遮光膜６３を積層して構成するとともに、透明基
板６１の下方に位置する不透明基板６４の上面に受光素
子６５を形成した構成が開示されている。
画像情報を表示する画像表示装置、及び、画像情報を読
み取る画像読取装置を備えたものがある。このような情
報関連機器の画像表示装置としては、電力消費の少ない
液晶表示装置（ＬＣＤ）が多く用いられており、画像読
取装置としては、ＣＣＤ又は光電変換膜を用いたイメー
ジセンサが多く用いられている。また、小型化の要請に
基づき、画像表示装置と画像読取装置とを一体に構成し
たものが提案されている。例えば、特開平５−８９２３
０号公報には、図１２（Ａ）に示すように、一定の間隙
を設けて平行に配置した２枚の透明基板５１，５２の間
に液晶５３を封入し、一方の透明基板５１にストライプ
状の透明電極５４を形成し、他方の透明基板５２に列方
向電極とともに受光素子５６を形成し、さらに、受光素
子５６に対向する光透過窓５７を形成するとともに、発
光素子５９を備えた第３の透明基板５８を設けた構成が
開示されている。この構成において透明電極５４と列方
向電極との間の印加電圧を制御して画像表示を行い、発
光素子５９の光の透明基板５８の下面に密着した原稿に
おける反射光を光透過窓５７を介して受光素子５６によ
り受光して画像読取を行う。また、特公平２−５４５９
１号公報及び特公昭６０−１６４６号公報には、図１２
（Ｂ）に示すように、透明基板６１の下面に発光素子６
２及び遮光膜６３を積層して構成するとともに、透明基
板６１の下方に位置する不透明基板６４の上面に受光素
子６５を形成した構成が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−８９２３０号公報に開示された構成では、３枚以上
の透明基板を必要とし、コストの上昇を招くとともに、
透明基板の位置合わせに高い精度が要求され、製造作業
が煩雑化する。また、特公平２−５４５９１号公報及び
特公昭６０−１６４６号公報に開示された構成では、基
板平面における受光素子と表示素子との形成位置の関係
が明確でなく、表示画素の面積を狭めて開口率を低下さ
せ、表示機能及び画像読取機能の低下を招く問題があ
る。
５−８９２３０号公報に開示された構成では、３枚以上
の透明基板を必要とし、コストの上昇を招くとともに、
透明基板の位置合わせに高い精度が要求され、製造作業
が煩雑化する。また、特公平２−５４５９１号公報及び
特公昭６０−１６４６号公報に開示された構成では、基
板平面における受光素子と表示素子との形成位置の関係
が明確でなく、表示画素の面積を狭めて開口率を低下さ
せ、表示機能及び画像読取機能の低下を招く問題があ
る。
【０００４】この発明の目的は、画像表示装置と画像読
取装置とを一体に構成するに際し、液晶を封入するため
の２枚の透明基板のみで構成することができ、コストの
上昇や製造工程の煩雑化を生じることがなく、表示画素
の開口率の低下を僅かに抑えることができ、表示画像及
び読取画像のコントラストを良好に維持できる液晶画像
表示／読取装置を提供することにある。
取装置とを一体に構成するに際し、液晶を封入するため
の２枚の透明基板のみで構成することができ、コストの
上昇や製造工程の煩雑化を生じることがなく、表示画素
の開口率の低下を僅かに抑えることができ、表示画像及
び読取画像のコントラストを良好に維持できる液晶画像
表示／読取装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、一定の間隙を設けて平行に配置した２枚の透明基板
の間に液晶を封入し、透明基板の面方向に複数の表示画
素をマトリックス状に配置して表示画面を構成し、一方
の透明基板における各表示画素の間隙に対向する位置
に、画像表示に用いる画像走査用電極、読み取るべき対
象物に光源から投射された光の反射光を受光する受光素
子、及び受光素子で発生した受光信号を読み取る画像読
取用電極を透明基板の厚さ方向に積層して形成するとと
もに、受光素子を挟む画像走査用電極及び画像読取用電
極のうち表示面側の電極を透明とし、光源側の電極を不
透明としたことを特徴とする。したがって、表示面にお
いて各表示画素が電極により被覆されることがなく、十
分な表示面積が確保される。また、光源の光は不透明の
電極に遮られて受光素子に直接受光されることはなく、
反対に、原稿からの反射光は透明の電極を透過し、受光
素子は十分な反射光を受光する。
は、一定の間隙を設けて平行に配置した２枚の透明基板
の間に液晶を封入し、透明基板の面方向に複数の表示画
素をマトリックス状に配置して表示画面を構成し、一方
の透明基板における各表示画素の間隙に対向する位置
に、画像表示に用いる画像走査用電極、読み取るべき対
象物に光源から投射された光の反射光を受光する受光素
子、及び受光素子で発生した受光信号を読み取る画像読
取用電極を透明基板の厚さ方向に積層して形成するとと
もに、受光素子を挟む画像走査用電極及び画像読取用電
極のうち表示面側の電極を透明とし、光源側の電極を不
透明としたことを特徴とする。したがって、表示面にお
いて各表示画素が電極により被覆されることがなく、十
分な表示面積が確保される。また、光源の光は不透明の
電極に遮られて受光素子に直接受光されることはなく、
反対に、原稿からの反射光は透明の電極を透過し、受光
素子は十分な反射光を受光する。
【０００６】請求項２に記載した発明は、前記受光素子
が、各表示画素の直交する２辺とそのそれぞれに隣接す
る表示画素との間に形成される略Ｌ字型形状を呈するこ
とを特徴とする。したがって、受光素子の受光面積を十
分に大きくできる。
が、各表示画素の直交する２辺とそのそれぞれに隣接す
る表示画素との間に形成される略Ｌ字型形状を呈するこ
とを特徴とする。したがって、受光素子の受光面積を十
分に大きくできる。
【０００７】請求項３に記載した発明は、前記画像走査
用電極が、表示画面の各行について、１行に含まれる複
数の表示画素のそれぞれの間、及び、この複数の表示画
素において共通する行方向に平行な１辺とこれらに隣接
する複数の表示画素との間に連続して形成される櫛型形
状を呈し、前記画像読取用電極が、表示画面の各列につ
いて、１列に含まれる複数の表示画素のそれぞれの間、
及び、この複数の表示画素において共通する列方向に平
行な１辺とこれらに隣接する複数の表示画素との間に連
続して形成される櫛型形状を呈することを特徴とする。
したがって、画像走査用電極及び画像読取用電極が互い
に直交する状態で表示画素の間隙に無駄なく配置され
る。
用電極が、表示画面の各行について、１行に含まれる複
数の表示画素のそれぞれの間、及び、この複数の表示画
素において共通する行方向に平行な１辺とこれらに隣接
する複数の表示画素との間に連続して形成される櫛型形
状を呈し、前記画像読取用電極が、表示画面の各列につ
いて、１列に含まれる複数の表示画素のそれぞれの間、
及び、この複数の表示画素において共通する列方向に平
行な１辺とこれらに隣接する複数の表示画素との間に連
続して形成される櫛型形状を呈することを特徴とする。
したがって、画像走査用電極及び画像読取用電極が互い
に直交する状態で表示画素の間隙に無駄なく配置され
る。
【０００８】
【発明の実施の態様】図１は、この発明の実施形態であ
る単純マトリックス駆動方式の液晶画像表示／読取装置
の厚さ方向の断面図であり、図２は、同液晶画像表示／
読取装置における電極等の積層状態を示す斜視図であ
る。一定の間隙を設けたガラス等を素材とする表示面側
の透明基板１及び光源側の透明基板２の間に、液晶８が
封入されている。表示面側の透明基板１の内側面には、
表示用走査電極３、読取用走査電極５、読取用データ電
極６及び受光素子７が形成されている。光源側の透明基
板２の内側面には、表示用データ電極４が形成されてい
る。このうち、表示用走査電極３、表示用データ電極４
及び読取用走査電極５は、周知のＩＴＯ等の透明電極で
あり、読取用データ電極６はＮｉ等を素材として光を反
射するようにされている。また、受光素子７はアモルフ
ァスシリコンを素材とするフォトダイオードを用いた
が、光電変換機能を有する他の受光手段、例えば、Ｃｄ
Ｓ・ＣｄＳｅを素材とするフォトダイオードを用いるこ
とができる。
る単純マトリックス駆動方式の液晶画像表示／読取装置
の厚さ方向の断面図であり、図２は、同液晶画像表示／
読取装置における電極等の積層状態を示す斜視図であ
る。一定の間隙を設けたガラス等を素材とする表示面側
の透明基板１及び光源側の透明基板２の間に、液晶８が
封入されている。表示面側の透明基板１の内側面には、
表示用走査電極３、読取用走査電極５、読取用データ電
極６及び受光素子７が形成されている。光源側の透明基
板２の内側面には、表示用データ電極４が形成されてい
る。このうち、表示用走査電極３、表示用データ電極４
及び読取用走査電極５は、周知のＩＴＯ等の透明電極で
あり、読取用データ電極６はＮｉ等を素材として光を反
射するようにされている。また、受光素子７はアモルフ
ァスシリコンを素材とするフォトダイオードを用いた
が、光電変換機能を有する他の受光手段、例えば、Ｃｄ
Ｓ・ＣｄＳｅを素材とするフォトダイオードを用いるこ
とができる。
【０００９】図２に示すように、表示面側の透明基板１
の内側面には、複数のストライプ状の表示用走査電極３
が一定の間隔で透明基板１の平面内における一方向に並
べて形成され、表示用走査電極３と同数の読取用走査電
極５が表示用走査電極３と平行にかつ非接触にして形成
される。読取用走査電極５は、基部５ａと複数の突出部
５ｂとによって構成される櫛型を呈しており、複数の読
取用走査電極５は互いに接触しないように配置される。
次いで、略Ｌ字型の受光素子７が読取用走査電極５に重
ね合わせて形成される。複数の受光素子７は互いに接触
しないように配置される。最後に基部６ａ及び複数の突
出部６ｂからなる櫛型の読取用データ電極６が、透明基
板１の平面内において、表示用走査電極３に直交する方
向に並べて形成される。この読取用データ電極６は受光
素子７に重ね合わせて形成され、複数の読取用データ電
極６は互いに接触しないように配置される。
の内側面には、複数のストライプ状の表示用走査電極３
が一定の間隔で透明基板１の平面内における一方向に並
べて形成され、表示用走査電極３と同数の読取用走査電
極５が表示用走査電極３と平行にかつ非接触にして形成
される。読取用走査電極５は、基部５ａと複数の突出部
５ｂとによって構成される櫛型を呈しており、複数の読
取用走査電極５は互いに接触しないように配置される。
次いで、略Ｌ字型の受光素子７が読取用走査電極５に重
ね合わせて形成される。複数の受光素子７は互いに接触
しないように配置される。最後に基部６ａ及び複数の突
出部６ｂからなる櫛型の読取用データ電極６が、透明基
板１の平面内において、表示用走査電極３に直交する方
向に並べて形成される。この読取用データ電極６は受光
素子７に重ね合わせて形成され、複数の読取用データ電
極６は互いに接触しないように配置される。
【００１０】一方、光源側の透明電極２の内側面には、
複数のストライプ状の表示用データ電極４が一定の間隔
で読取用データ電極６と平行に形成される。したがっ
て、表示用データ電極４及び読取用データ電極６は表示
用走査電極３及び読取用走査電極５と直交して形成され
る。なお、表示用走査電極３と読取用データ電極６との
間に読取用走査電極５又は受光素子７が存在しない部分
には絶縁膜１３が形成されており、表示用走査電極３と
読取用データ電極６とが直接接触しないようにされてい
る。
複数のストライプ状の表示用データ電極４が一定の間隔
で読取用データ電極６と平行に形成される。したがっ
て、表示用データ電極４及び読取用データ電極６は表示
用走査電極３及び読取用走査電極５と直交して形成され
る。なお、表示用走査電極３と読取用データ電極６との
間に読取用走査電極５又は受光素子７が存在しない部分
には絶縁膜１３が形成されており、表示用走査電極３と
読取用データ電極６とが直接接触しないようにされてい
る。
【００１１】図３は、以上のように電極等が形成された
表示面側の透明基板１を内側面方向から見た状態を示す
図である。また、図４は、読取用データ電極６を除いた
表示面側の透明基板１を内側面方向から見た状態を示す
図である。図３及び図４に示すように、表示用走査電極
３は読取用走査電極５及び読取用データ電極６により複
数の表示画素３ａに分割され、透明基板１の表示面は、
この表示画素３ａをマトリックス状に配置して構成した
状態になる。表示用走査電極３はマトリックス状の表示
面における行方向を長手方向として形成されている。
表示面側の透明基板１を内側面方向から見た状態を示す
図である。また、図４は、読取用データ電極６を除いた
表示面側の透明基板１を内側面方向から見た状態を示す
図である。図３及び図４に示すように、表示用走査電極
３は読取用走査電極５及び読取用データ電極６により複
数の表示画素３ａに分割され、透明基板１の表示面は、
この表示画素３ａをマトリックス状に配置して構成した
状態になる。表示用走査電極３はマトリックス状の表示
面における行方向を長手方向として形成されている。
【００１２】また、２つの表示用走査電極３の間隔に、
読取用走査電極５の基部５ａ、及び、読取用データ電極
６の突出部６ｂが位置し、それぞれの表示用走査電極３
を複数の表示画素３ａに分割する部分に、読取用走査電
極５の突出部５ｂ、及び、読取用データ電極６の基部６
ａが位置している。読取用走査電極５の基部５ａ、及
び、読取用データ電極６の突出部６ｂの幅は、２つの表
示用走査電極３の間隔よりも僅かに細くされている。ま
た、図４に明らかなように、Ｌ字型の受光素子７は、読
取用走査電極５の突出部５ｂと２つの突出部５ｂ間の基
部５ａとに対向する位置に形成され、受光素子７の幅は
読取用走査電極５の基部５ａ及び突出部５ｂの幅に略等
しくされている。
読取用走査電極５の基部５ａ、及び、読取用データ電極
６の突出部６ｂが位置し、それぞれの表示用走査電極３
を複数の表示画素３ａに分割する部分に、読取用走査電
極５の突出部５ｂ、及び、読取用データ電極６の基部６
ａが位置している。読取用走査電極５の基部５ａ、及
び、読取用データ電極６の突出部６ｂの幅は、２つの表
示用走査電極３の間隔よりも僅かに細くされている。ま
た、図４に明らかなように、Ｌ字型の受光素子７は、読
取用走査電極５の突出部５ｂと２つの突出部５ｂ間の基
部５ａとに対向する位置に形成され、受光素子７の幅は
読取用走査電極５の基部５ａ及び突出部５ｂの幅に略等
しくされている。
【００１３】図５は、電極が形成された光源側の透明基
板２を内側面方向から見た状態を示す図である。光源側
の透明基板２の内側面には、複数のストライプ状の表示
用データ電極４が表示用走査電極３に直交して形成され
る。表示用走査電極３と表示用データ電極４とは、複数
の読取用走査電極５及び複数の読取用データ電極６によ
り囲まれた各表示画素３ａの範囲において液晶８を挟ん
で対向する。
板２を内側面方向から見た状態を示す図である。光源側
の透明基板２の内側面には、複数のストライプ状の表示
用データ電極４が表示用走査電極３に直交して形成され
る。表示用走査電極３と表示用データ電極４とは、複数
の読取用走査電極５及び複数の読取用データ電極６によ
り囲まれた各表示画素３ａの範囲において液晶８を挟ん
で対向する。
【００１４】以上のように構成した液晶画像表示／読取
装置を画像表示装置として使用する場合、光源側の透明
基板２の外側又は透明基板２と表示用データ電極４との
間から、表示面側の透明基板１に対してバックライトを
照射する。バックライトは透明の表示用データ電極４、
液晶８、及び、透明の表示用走査電極３を透過して各表
示画素３ａから透明基板１の表示面に露出する。したが
って、バックライトは各表示画素３ａの間に位置する読
取用データ電極６によって遮光されるのみであり、透明
基板１の表示面における開口率を十分に高く維持するこ
とができ、コントラストの高い画像を表示することがで
きる。このとき、図６に示す表示用走査電極３の駆動回
路１５及び表示用データ電極４の駆動回路１６を駆動制
御し、各表示画素３ａにおいて表示用走査電極３と表示
用データ電極４とに挟まれた液晶８に選択的に電圧を印
加することにより、透明基板１の表示面に液晶画像を表
示することができる。なお、光源としては、白色散乱板
を被覆した白色蛍光灯等の白色光源を用いる。
装置を画像表示装置として使用する場合、光源側の透明
基板２の外側又は透明基板２と表示用データ電極４との
間から、表示面側の透明基板１に対してバックライトを
照射する。バックライトは透明の表示用データ電極４、
液晶８、及び、透明の表示用走査電極３を透過して各表
示画素３ａから透明基板１の表示面に露出する。したが
って、バックライトは各表示画素３ａの間に位置する読
取用データ電極６によって遮光されるのみであり、透明
基板１の表示面における開口率を十分に高く維持するこ
とができ、コントラストの高い画像を表示することがで
きる。このとき、図６に示す表示用走査電極３の駆動回
路１５及び表示用データ電極４の駆動回路１６を駆動制
御し、各表示画素３ａにおいて表示用走査電極３と表示
用データ電極４とに挟まれた液晶８に選択的に電圧を印
加することにより、透明基板１の表示面に液晶画像を表
示することができる。なお、光源としては、白色散乱板
を被覆した白色蛍光灯等の白色光源を用いる。
【００１５】一方、液晶画像表示／読取装置を画像読取
装置として使用する場合、透明基板１の表示面に読み取
るべき原稿の画像面を密着させ、光源側の透明基板２の
外側又は透明基板２と表示用データ電極４との間から、
表示面側の透明基板１に対してバックライトを照射す
る。このとき、表示用走査電極３の駆動回路１５及び表
示用データ電極４の駆動回路１６を駆動制御し、全ての
表示画素３ａにおいてバックライトが透明基板１の表示
面に透過するように液晶８に電圧を印加する。透明基板
１の表示面に透過したバックライトは、原稿の画像面に
おいて反射し、透明の読取用走査電極５を透過して受光
素子７に入射する。さらに、駆動回路１８を制御し、選
択回路１７において受光信号を読み取る読取用走査電極
５を選択することにより、各表示画素３ａにおける受光
素子７の画像濃度に応じた受光信号を読み取ることがで
きる。この場合においても、バックライトは読取用デー
タ電極６によって遮光されるのみであり、多量の光を原
稿の画像に照射することができ、また、液晶８を透過し
たバックライトは、不透明の読取用データ電極６におい
て反射するため、受光素子７に直接入射することはな
い。このため、受光素子７は原稿画像からの反射光のみ
を受光し、受光素子７から出力された受光信号により原
稿画像の濃度を正確に読み取ることができる。
装置として使用する場合、透明基板１の表示面に読み取
るべき原稿の画像面を密着させ、光源側の透明基板２の
外側又は透明基板２と表示用データ電極４との間から、
表示面側の透明基板１に対してバックライトを照射す
る。このとき、表示用走査電極３の駆動回路１５及び表
示用データ電極４の駆動回路１６を駆動制御し、全ての
表示画素３ａにおいてバックライトが透明基板１の表示
面に透過するように液晶８に電圧を印加する。透明基板
１の表示面に透過したバックライトは、原稿の画像面に
おいて反射し、透明の読取用走査電極５を透過して受光
素子７に入射する。さらに、駆動回路１８を制御し、選
択回路１７において受光信号を読み取る読取用走査電極
５を選択することにより、各表示画素３ａにおける受光
素子７の画像濃度に応じた受光信号を読み取ることがで
きる。この場合においても、バックライトは読取用デー
タ電極６によって遮光されるのみであり、多量の光を原
稿の画像に照射することができ、また、液晶８を透過し
たバックライトは、不透明の読取用データ電極６におい
て反射するため、受光素子７に直接入射することはな
い。このため、受光素子７は原稿画像からの反射光のみ
を受光し、受光素子７から出力された受光信号により原
稿画像の濃度を正確に読み取ることができる。
【００１６】より詳細には、各読取用データ電極６に接
続された駆動回路１８にはシフトレジスタ、電圧増幅器
及び電流／電圧変換器が設けられており、読取用走査電
極５に接続された選択回路１７には電流／電圧変換器及
び電圧増幅器を備えたアナログスイッチが設けられてい
る。受光信号の読取動作は選択回路１７においてアナロ
グスイッチを切り換えることにより１行毎に行われ、各
行について駆動回路１８におけるシフトレジスタの切換
動作により、１画素毎の受光信号が電流／電圧変換器及
び電圧増幅器を介して取り出される。
続された駆動回路１８にはシフトレジスタ、電圧増幅器
及び電流／電圧変換器が設けられており、読取用走査電
極５に接続された選択回路１７には電流／電圧変換器及
び電圧増幅器を備えたアナログスイッチが設けられてい
る。受光信号の読取動作は選択回路１７においてアナロ
グスイッチを切り換えることにより１行毎に行われ、各
行について駆動回路１８におけるシフトレジスタの切換
動作により、１画素毎の受光信号が電流／電圧変換器及
び電圧増幅器を介して取り出される。
【００１７】なお、読取用走査電極５を不透明とすると
ともに読取用データ電極６を透明にし、さらに受光素子
７を透明基板２側に配置することにより、透明基板１か
ら透明基板２に対してバックライトを照射して透明基板
２の表面に密着した原稿の画像を読み取るようにするこ
ともできる。
ともに読取用データ電極６を透明にし、さらに受光素子
７を透明基板２側に配置することにより、透明基板１か
ら透明基板２に対してバックライトを照射して透明基板
２の表面に密着した原稿の画像を読み取るようにするこ
ともできる。
【００１８】図７は、この発明の実施形態であるアクテ
ィブマトリックス駆動方式の液晶画像表示／読取装置の
厚さ方向の断面図であり、図８は、同液晶画像表示／読
取装置における電極等の積層状態を示す斜視図である。
一定の間隙を設けたガラス等を素材とする表示面側の透
明基板１及び光源側の透明基板２の間に、液晶８が封入
されている。表示面側の透明基板１の内側面には、表示
用共通電極１２、絶縁膜１３、読取用走査電極５、読取
用データ電極６及び受光素子７が形成されている。光源
側の透明基板２の内側面には、表示用走査電極３、絶縁
膜１５、表示用データ電極４及び表示画素電極１１が形
成されている。このうち、表示用走査電極３、表示用デ
ータ電極４、読取用走査電極５、表示用共通電極１２、
絶縁膜１３及び絶縁膜１９は、周知のＩＴＯ等の透明電
極であり、読取用データ電極６はＮｉ等を素材として光
を反射するようにされている。
ィブマトリックス駆動方式の液晶画像表示／読取装置の
厚さ方向の断面図であり、図８は、同液晶画像表示／読
取装置における電極等の積層状態を示す斜視図である。
一定の間隙を設けたガラス等を素材とする表示面側の透
明基板１及び光源側の透明基板２の間に、液晶８が封入
されている。表示面側の透明基板１の内側面には、表示
用共通電極１２、絶縁膜１３、読取用走査電極５、読取
用データ電極６及び受光素子７が形成されている。光源
側の透明基板２の内側面には、表示用走査電極３、絶縁
膜１５、表示用データ電極４及び表示画素電極１１が形
成されている。このうち、表示用走査電極３、表示用デ
ータ電極４、読取用走査電極５、表示用共通電極１２、
絶縁膜１３及び絶縁膜１９は、周知のＩＴＯ等の透明電
極であり、読取用データ電極６はＮｉ等を素材として光
を反射するようにされている。
【００１９】図８に示すように、表示面側の透明基板１
の内側面には、略全面に透明の表示用共通電極１２が形
成され、さらに透明の絶縁膜１３が形成される。この絶
縁膜１３は、表示用共通電極１２を読取用走査電極５か
ら電気的に絶縁するためのものであり、表示用共通電極
１２と読取用走査電極５及び読取データ電極６とが接触
する部分に形成される。次いで、読取用走査電極５が形
成される。読取用走査電極５は、基部５ａと複数の突出
部５ｂとによって構成される櫛型を呈し、複数の読取用
走査電極５は互いに接触しないように配置される。さら
に、略Ｌ字型の受光素子７が読取用走査電極５に重ね合
わせて形成される。複数の受光素子７は互いに接触しな
いように配置される。、最後に基部６ａ及び複数の突出
部６ｂからなる櫛型の読取用データ電極６が、透明基板
１の平面内において、表示用走査電極３に直交する方向
に並べて形成される。複数の読取用データ電極６は互い
に接触しないように配置され、受光素子７に重ね合わせ
て形成される。
の内側面には、略全面に透明の表示用共通電極１２が形
成され、さらに透明の絶縁膜１３が形成される。この絶
縁膜１３は、表示用共通電極１２を読取用走査電極５か
ら電気的に絶縁するためのものであり、表示用共通電極
１２と読取用走査電極５及び読取データ電極６とが接触
する部分に形成される。次いで、読取用走査電極５が形
成される。読取用走査電極５は、基部５ａと複数の突出
部５ｂとによって構成される櫛型を呈し、複数の読取用
走査電極５は互いに接触しないように配置される。さら
に、略Ｌ字型の受光素子７が読取用走査電極５に重ね合
わせて形成される。複数の受光素子７は互いに接触しな
いように配置される。、最後に基部６ａ及び複数の突出
部６ｂからなる櫛型の読取用データ電極６が、透明基板
１の平面内において、表示用走査電極３に直交する方向
に並べて形成される。複数の読取用データ電極６は互い
に接触しないように配置され、受光素子７に重ね合わせ
て形成される。
【００２０】一方、光源側の透明電極２の内側面には、
複数の矩形の表示画素電極１１が互いに一定の間隙を設
けてマトリックス状に形成される。この表示画素電極１
１によって形成されるマトリックスの行方向の間隙にス
トライプ状の表示用走査電極３が形成され、列方向の間
隙に表示用データ電極４が絶縁膜１９を介して形成され
る。したがって、表示用走査電極３は表示用データ電極
４に直交して形成され、これら表示用走査電極３と表示
用データ電極４との各交点にＴＦＴ１４が形成される。
このＴＦＴ１４を介して表示画素電極１１に表示用の電
圧が印加される。
複数の矩形の表示画素電極１１が互いに一定の間隙を設
けてマトリックス状に形成される。この表示画素電極１
１によって形成されるマトリックスの行方向の間隙にス
トライプ状の表示用走査電極３が形成され、列方向の間
隙に表示用データ電極４が絶縁膜１９を介して形成され
る。したがって、表示用走査電極３は表示用データ電極
４に直交して形成され、これら表示用走査電極３と表示
用データ電極４との各交点にＴＦＴ１４が形成される。
このＴＦＴ１４を介して表示画素電極１１に表示用の電
圧が印加される。
【００２１】図９は、以上のように電極等が形成された
表示面側の透明基板１を内側面方向から見た状態を示す
図である。また、図１０は、読取用データ電極６を除い
た表示面側の透明基板１を内側面方向から見た状態を示
す図である。図９及び図１０に示すように、表示用共通
電極１２は読取用走査電極５及び読取用データ電極６に
より複数の表示画素１２ａに分割され、透明基板１の表
示面は、この表示画素１２ａをマトリックス状に配置し
て構成した状態になる。また、図４に明らかなように、
Ｌ字型の受光素子７は、読取用走査電極５の突出部５ｂ
と２つの突出部５ｂ間の基部５ａとに対向し、かつ、読
取用データ電極６の２つの突出部６ｂ間の基部６ａと突
出部６ｂとに対向する位置に形成される。したがっ
て、、受光素子７の幅、読取用走査電極５の幅及び読取
用データ電極６の幅は互いに略等しくされている。
表示面側の透明基板１を内側面方向から見た状態を示す
図である。また、図１０は、読取用データ電極６を除い
た表示面側の透明基板１を内側面方向から見た状態を示
す図である。図９及び図１０に示すように、表示用共通
電極１２は読取用走査電極５及び読取用データ電極６に
より複数の表示画素１２ａに分割され、透明基板１の表
示面は、この表示画素１２ａをマトリックス状に配置し
て構成した状態になる。また、図４に明らかなように、
Ｌ字型の受光素子７は、読取用走査電極５の突出部５ｂ
と２つの突出部５ｂ間の基部５ａとに対向し、かつ、読
取用データ電極６の２つの突出部６ｂ間の基部６ａと突
出部６ｂとに対向する位置に形成される。したがっ
て、、受光素子７の幅、読取用走査電極５の幅及び読取
用データ電極６の幅は互いに略等しくされている。
【００２２】図１１は、電極を形成した光源側の透明基
板２を内側方向から見た状態を示す図である。光源側の
透明基板２の内側面にマトリックス状に形成された各表
示画素電極１１のそれぞれには、表示用走査電極３と表
示用データ電極４との各交点に形成されたＴＦＴ１４が
位置している。また、各表示画素電極１１は、表示面側
の透明基板１における表示画素１２ａのそれぞれに液晶
８を挟んで対向する位置に形成されている。
板２を内側方向から見た状態を示す図である。光源側の
透明基板２の内側面にマトリックス状に形成された各表
示画素電極１１のそれぞれには、表示用走査電極３と表
示用データ電極４との各交点に形成されたＴＦＴ１４が
位置している。また、各表示画素電極１１は、表示面側
の透明基板１における表示画素１２ａのそれぞれに液晶
８を挟んで対向する位置に形成されている。
【００２３】以上のように構成した液晶画像表示／読取
装置を画像表示装置として使用する場合、光源側の透明
基板２の外側又は透明基板２と表示画素電極１１との間
から、表示面側の透明基板１に対してバックライトを照
射する。バックライトは透明の表示画素電極１１、表示
用走査電極３、絶縁膜１９、表示用データ電極４、液晶
８、及び、読取用走査電極５、絶縁膜１３及び表示用共
通電極１２透過して各表示画素１２ａから透明基板１の
表示面に露出する。このとき、図６に示す表示用走査電
極３の駆動回路１５及び表示用データ電極４の駆動回路
１６を駆動制御し、表示用走査電極３と表示用データ電
極４との交点に位置するＴＦＴ１４をオンすることによ
り、各表示画素１２ａにおいて表示画素電極１１と表示
用共通電極１２とに挟まれた液晶８に選択的に電圧を印
加して、透明基板１の表示面に液晶画像を表示すること
ができる。この場合にも、バックライトは各表示画素間
に形成された読取用データ電極６のみにより遮光される
ため、透明基板１の表示面における開口率を十分に高く
することができ、コントラストの高い画像を表示するこ
とができる。なお、光源としては、白色散乱板を被覆し
た白色蛍光灯等の白色光源を用いる。
装置を画像表示装置として使用する場合、光源側の透明
基板２の外側又は透明基板２と表示画素電極１１との間
から、表示面側の透明基板１に対してバックライトを照
射する。バックライトは透明の表示画素電極１１、表示
用走査電極３、絶縁膜１９、表示用データ電極４、液晶
８、及び、読取用走査電極５、絶縁膜１３及び表示用共
通電極１２透過して各表示画素１２ａから透明基板１の
表示面に露出する。このとき、図６に示す表示用走査電
極３の駆動回路１５及び表示用データ電極４の駆動回路
１６を駆動制御し、表示用走査電極３と表示用データ電
極４との交点に位置するＴＦＴ１４をオンすることによ
り、各表示画素１２ａにおいて表示画素電極１１と表示
用共通電極１２とに挟まれた液晶８に選択的に電圧を印
加して、透明基板１の表示面に液晶画像を表示すること
ができる。この場合にも、バックライトは各表示画素間
に形成された読取用データ電極６のみにより遮光される
ため、透明基板１の表示面における開口率を十分に高く
することができ、コントラストの高い画像を表示するこ
とができる。なお、光源としては、白色散乱板を被覆し
た白色蛍光灯等の白色光源を用いる。
【００２４】一方、液晶画像表示／読取装置を画像読取
装置として使用する場合、透明基板１の表示面に読み取
るべき原稿の画像面を密着させ、光源側の透明基板２の
外側又は透明基板２と表示画素電極１１との間から、表
示面側の透明基板１に対してバックライトを照射する。
このとき、表示用走査電極３の駆動回路１５及び表示用
データ電極４の駆動回路１６を駆動制御し、全ての表示
画素１２ａにおいてバックライトが透明基板１の表示面
に透過するように表示画素電極１１を介して液晶８に電
圧を印加する。透明基板１の表示面に透過したバックラ
イトは、原稿の画像面において反射し、透明の読取用走
査電極５を透過して受光素子７に入射する。さらに、駆
動回路１８を制御し、選択回路１７において受光信号を
読み取る読取用走査電極５を選択することにより、各表
示画素３ａにおける受光素子７の画像濃度に応じた受光
信号を読み取ることができる。この場合にも開口率の高
い透明基板１から原稿に対して多量のバックライトを照
射することができ、受光素子７により正確に原稿の画像
を読み取ることができる。また、バックライトは読取用
データ電極６により反射するため、原稿の画像を読み取
る際にバックライトが直接受光素子７に入射することが
なく、原稿の画像をより正確に読み取ることができる。
この時の読取動作の詳細は、前述の単純マトリックス方
式の液晶画像表示／読取装置と同様である。また、液晶
８を透過したバックライトは、不透明の読取用データ電
極６において反射するため、受光素子７に直接入射する
ことはない。このため、受光素子７は原稿画像からの反
射光のみを受光し、受光素子７から出力された受光信号
により原稿画像の濃度を正確に読み取ることができる。
装置として使用する場合、透明基板１の表示面に読み取
るべき原稿の画像面を密着させ、光源側の透明基板２の
外側又は透明基板２と表示画素電極１１との間から、表
示面側の透明基板１に対してバックライトを照射する。
このとき、表示用走査電極３の駆動回路１５及び表示用
データ電極４の駆動回路１６を駆動制御し、全ての表示
画素１２ａにおいてバックライトが透明基板１の表示面
に透過するように表示画素電極１１を介して液晶８に電
圧を印加する。透明基板１の表示面に透過したバックラ
イトは、原稿の画像面において反射し、透明の読取用走
査電極５を透過して受光素子７に入射する。さらに、駆
動回路１８を制御し、選択回路１７において受光信号を
読み取る読取用走査電極５を選択することにより、各表
示画素３ａにおける受光素子７の画像濃度に応じた受光
信号を読み取ることができる。この場合にも開口率の高
い透明基板１から原稿に対して多量のバックライトを照
射することができ、受光素子７により正確に原稿の画像
を読み取ることができる。また、バックライトは読取用
データ電極６により反射するため、原稿の画像を読み取
る際にバックライトが直接受光素子７に入射することが
なく、原稿の画像をより正確に読み取ることができる。
この時の読取動作の詳細は、前述の単純マトリックス方
式の液晶画像表示／読取装置と同様である。また、液晶
８を透過したバックライトは、不透明の読取用データ電
極６において反射するため、受光素子７に直接入射する
ことはない。このため、受光素子７は原稿画像からの反
射光のみを受光し、受光素子７から出力された受光信号
により原稿画像の濃度を正確に読み取ることができる。
【００２５】また、読取用走査電極５、読取用データ電
極６及び受光素子７によって構成される画像読取手段
が、透明基板１の内側面に表示用共通電極１２及び絶縁
膜１３を介して形成されているため、図７に示すよう
に、表示面側の透明基板１の外側に偏光板９やカラーフ
ィルタ１０が配置された場合でも、画像の読取動作に支
障をきたすことはない。
極６及び受光素子７によって構成される画像読取手段
が、透明基板１の内側面に表示用共通電極１２及び絶縁
膜１３を介して形成されているため、図７に示すよう
に、表示面側の透明基板１の外側に偏光板９やカラーフ
ィルタ１０が配置された場合でも、画像の読取動作に支
障をきたすことはない。
【００２６】
【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、液晶
を封入するための２枚の透明基板のみの構成で画像表示
装置と画像読取装置とを一体に構成することができ、コ
ストの上昇や製造工程の煩雑化を未然に防止することが
できる。さらに、表示画素間に画像を読み取るための手
段を配置することにより、表示画面における開口率を殆
ど低下することがなく、コントラストの高い画像を明瞭
に表示することができるとともに、原稿に対して多量の
光を照射することができ、また、バックライトの光が直
接受光素子に入射することがなく、表示画面に密着され
た原稿の画像を正確に読み取ることができる利点があ
る。
を封入するための２枚の透明基板のみの構成で画像表示
装置と画像読取装置とを一体に構成することができ、コ
ストの上昇や製造工程の煩雑化を未然に防止することが
できる。さらに、表示画素間に画像を読み取るための手
段を配置することにより、表示画面における開口率を殆
ど低下することがなく、コントラストの高い画像を明瞭
に表示することができるとともに、原稿に対して多量の
光を照射することができ、また、バックライトの光が直
接受光素子に入射することがなく、表示画面に密着され
た原稿の画像を正確に読み取ることができる利点があ
る。
【００２７】請求項２に記載した発明によれば、受光素
子を各表示画素間の面積を有効に活用した形状とするこ
とができ、表示画面の開口率を殆ど低下させない範囲で
できるだけ多量の原稿からの反射光を受光することがで
き、原稿の画像をより正確に読みとることができる。
子を各表示画素間の面積を有効に活用した形状とするこ
とができ、表示画面の開口率を殆ど低下させない範囲で
できるだけ多量の原稿からの反射光を受光することがで
き、原稿の画像をより正確に読みとることができる。
【００２８】請求項３に記載した発明によれば、読取用
電極を各表示画素間の面積を有効に活用した形状とする
ことができ、表示画面の開口率を殆ど低下させない範囲
でできるだけ多量の原稿からの反射光を受光することが
でき、原稿の画像をより正確に読み取ることができる。
電極を各表示画素間の面積を有効に活用した形状とする
ことができ、表示画面の開口率を殆ど低下させない範囲
でできるだけ多量の原稿からの反射光を受光することが
でき、原稿の画像をより正確に読み取ることができる。
【図１】この発明の実施形態である単純マトリックス駆
動方式の液晶画像表示／読取装置の厚さ方向の断面図で
ある。
動方式の液晶画像表示／読取装置の厚さ方向の断面図で
ある。
【図２】同液晶画像表示／読取装置における電極等の積
層状態を示す斜視図である。
層状態を示す斜視図である。
【図３】電極等が形成された表示面側の透明基板１を内
側面方向から見た状態を示す図である。
側面方向から見た状態を示す図である。
【図４】読取用データ電極６を除いた表示面側の透明基
板１を内側面方向から見た状態を示す図である。
板１を内側面方向から見た状態を示す図である。
【図５】電極が形成された光源側の透明基板２を内側面
方向から見た状態を示す図である。
方向から見た状態を示す図である。
【図６】同液晶画像表示／読取装置における電極と各回
路の接続状態を示す図である。
路の接続状態を示す図である。
【図７】この発明の別の実施形態であるアクティブマト
リックス駆動方式の液晶画像表示／読取装置の厚さ方向
の断面図である。
リックス駆動方式の液晶画像表示／読取装置の厚さ方向
の断面図である。
【図８】同液晶画像表示／読取装置における電極等の積
層状態を示す斜視図である。
層状態を示す斜視図である。
【図９】電極等が形成された表示面側の透明基板１を内
側面方向から見た状態を示す図である。
側面方向から見た状態を示す図である。
【図１０】読取用データ電極６を除いた表示面側の透明
基板１を内側面方向から見た状態を示す図である。
基板１を内側面方向から見た状態を示す図である。
【図１１】電極を形成した光源側の透明基板２を内側方
向から見た状態を示す図である。
向から見た状態を示す図である。
【図１２】従来の画像表示／読取装置の構成を示す断面
図である。
図である。
１−表示側の透明基板 ２−光源側の透明基板 ３−表示用走査電極 ４−表示用データ電極 ５−読取用走査電極 ６−読取用データ電極 ７−受光素子 ８−液晶 １１−表示画素電極 １２−表示用共通電極 １３，１９−絶縁膜 １５，１６，１８−駆動回路 １７−選択回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1333 G02F 1/1335 G02F 1/1343
Claims (3)
- 【請求項１】一定の間隙を設けて平行に配置した２枚の
透明基板の間に液晶を封入し、透明基板の面方向に複数
の表示画素をマトリックス状に配置して表示画面を構成
した液晶画像表示／読取装置において、 一方の透明基板における各表示画素の間隙に対向する位
置に、画像表示に用いる画像走査用電極、読み取るべき
対象物に光源から投射された光の反射光を受光する受光
素子、及び受光素子で発生した受光信号を読み取る画像
読取用電極を透明基板の厚さ方向に積層して形成すると
ともに、受光素子を挟む画像走査用電極及び画像読取用
電極のうち表示面側の電極を透明とし、光源側の電極を
不透明としたことを特徴とする液晶画像表示／読取装
置。 - 【請求項２】前記受光素子が、各表示画素の直交する２
辺とそのそれぞれに隣接する表示画素との間に形成され
る略Ｌ字型形状を呈する請求項１に記載の液晶画像表示
／読取装置。 - 【請求項３】前記画像走査用電極が、表示画面の各行に
ついて、１行に含まれる複数の表示画素のそれぞれの
間、及び、この複数の表示画素において共通する行方向
に平行な１辺とこれらに隣接する複数の表示画素との間
に連続して形成される櫛型形状を呈し、前記画像読取用
電極が、表示画面の各列について、１列に含まれる複数
の表示画素のそれぞれの間、及び、この複数の表示画素
において共通する列方向に平行な１辺とこれらに隣接す
る複数の表示画素との間に連続して形成される櫛型形状
を呈する請求項１または２に記載の液晶画像表示／読取
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32553295A JP3212855B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 液晶画像表示／読取装置 |
| US08/767,582 US5767936A (en) | 1995-12-14 | 1996-12-16 | Liquid crystal image displaying/reading apparatus having an L shape image reading element in a gap between display pixels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32553295A JP3212855B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 液晶画像表示／読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09160063A JPH09160063A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3212855B2 true JP3212855B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
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