JPH05219301A - 表示読取装置の駆動方法 - Google Patents

表示読取装置の駆動方法

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JPH05219301A
JPH05219301A JP4064192A JP4064192A JPH05219301A JP H05219301 A JPH05219301 A JP H05219301A JP 4064192 A JP4064192 A JP 4064192A JP 4064192 A JP4064192 A JP 4064192A JP H05219301 A JPH05219301 A JP H05219301A
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JP4064192A
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Inventor
Yoshinori Yamaguchi
義紀 山口
Yoshiyuki Shiratsuki
好之 白附
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源の駆動系および紙送り機構が不要である
コンパクトかつ高分解能な表示読取装置を提供する。 【構成】 2次元表示素子配列の表示装置と2次元受光
素子配列の読取装置を対面させて形成した表示読取装置
の駆動方法において、隣接画素又は隣接画素列からの光
が入り込まないよう1画素おき又は1列おきに表示素子
を発光させ、対応する受光素子を読み取り、未発光の表
示素子と対応する受光素子について上記発光と上記読取
を実行するものである。 【効果】 隣接画素又は隣接画素列からの光が入り込ま
ないため、センサの分解能を向上させることができ、ま
た光源の駆動系及び紙送り機構が不要なため、コンパク
トな表示読取装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像読取りと画像表示
とができる2次元の表示読取装置に係り、特に装置を小
型化し、センサの分解能を向上させる表示読取装置の駆
動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ファクシミリ等の画像入力装置と
して、原稿からの情報を光電変換する多数の受光素子を
1列に配置した長尺密着型イメージセンサが知られてい
る。このイメージセンサは受光素子が主査方向に1列の
み配列されているライン型(1次元)イメージセンサと
なっている。
【0003】この1次元イメージセンサには、例えば、
TFT駆動型イメージセンサがあり、図8の等価回路図
に示すように、原稿幅と略同じ長さのライン状に複数の
受光素子51″を配列した受光素子アレイ51と、各受
光素子51″に1対1に対応する複数個の薄膜トランジ
スタTi,J (i=1〜N, j=1〜n)から成る電荷転送部52
と、マトリクス状の多層配線53と、多層配線53から
導き出された共通信号線54と、共通信号線54の電位
を順次読み出す駆動用IC55と、電荷転送部52にゲ
ートパルスVG を与えるゲートパルス発生回路56と、
駆動用IC55で読み取られた電位を時系列的に出力す
る出力線(COM)57とから構成されている。
【0004】そして、このような1次元イメージセンサ
を用いて、2次元の画像を読み取ろうとすれば、同一受
光素子を繰り返して使用しなければならず、そのため同
一受光素子をある周期でゲートパルスVG の電圧を印加
して、信号の読み取りを行うものであるから、原稿の白
地部から黒地部の照度変化或いは原稿の黒地部から白地
部の照度変化に対する電流の立ち上がり、立ち下がり特
性を考慮すると、原稿を読み取る速度が制限されてしま
うことになっていた。
【0005】この問題を解消するために、特開昭53−
119619号公報、特開昭59−149456号公報
に開示されてるような2次元イメージセンサが考案され
ているが、光源を移動させるような照明装置を必要とす
るため、イメージセンサ全体が大変大掛りな装置になっ
てしまい、製品化が難しくなっていた。従って、特に携
帯用としては不向きな構造となっていた。
【0006】また、1次元イメージセンサにおいては、
装置の小型化を狙った図9、図10に示すような光源内
蔵の完全密着型イメージセンサが考案されている。この
完全密着型イメージセンサは、図9の概略図に示すよう
に、センサの基板21の下方に光源1を、センサ上方に
はローラ2を設けた構成となっている。
【0007】具体的構成としては、図10のセンサ部分
の副走査方向の断面説明図に示すように、基板21上に
遮光層26が形成され、遮光層26の一部を取り除いて
光を基板21裏面から取り入れる採光窓27が設けら
れ、また遮光層26上部に受光素子22が形成され、そ
して全体を覆うように保護膜28が形成される構成とな
っている。
【0008】上記従来の完全密着型イメージセンサの動
作は、光源1からの光を基板21の裏面から採光窓27
を介して入射させ、原稿3に反射した光を受光素子22
で受光するようになっており、受光量に対応した電荷を
読み出すようになっていた(特開昭59−122273
号公報参照)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の完全密着型イメージセンサでは、図11のセンサ部
分の主走査方向の断面説明図に示すように、隣接領域の
採光窓から入射した光をも受光素子22で受光してしま
うことがあるため、これによりセンサの分解能を著しく
低下させてしまうという問題点があった。
【0010】また、図10に示した完全密着型イメージ
センサを用いた従来の携帯用の画像入力装置では、2次
元画像を読み取る場合には、通常人間の手により走査
し、その走査速度に画像読み取り時間を同期させるよう
になっているため、このような手動走査による場合に
は、手ぶれなどにより図形等を正確に読み取れないとい
う問題点があった。
【0011】一方、情報関連機器の中で画像入出力装置
は広く使われており、画像出力装置の一つであるディス
プレイには、CRT、LCD、ELD等色々な方式があ
る。これらのディスプレイにも入力装置を付加したもの
が考案されており、例えば、光入力型や容量結合型によ
るライトペン(特開昭62−37729号公報参照)、
または抵抗方式によるタッチペン等がある。しかしなが
ら、2次元の画像読取デバイス及び表示デバイスを一体
にすることにより、読み取った画像の確認等が行えるよ
うに、その場で表示させるといった要求に答えられる一
体装置がないとの問題点があった。
【0012】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、画像読取装置と表示装置をコンパクトに一体にした
表示読取装置を形成し、更に表示装置部分と読取装置部
分を連動させて画像を読み取ることにより、センサの分
解能を向上させることができる表示読取装置の駆動方法
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項1記載の発明は、受光素子を2次元
に配列した読取装置と、前記読取装置上に前記各受光素
子に対向するよう発光素子が2次元に配列された表示装
置とを有する表示読取装置の駆動方法において、前記表
示装置の隣接する発光素子同士が同時に発光しないよう
複数の発光素子を発光させる発光工程と、前記発光工程
後に前記発光させた発光素子に対応する前記読取装置の
受光素子における電気的な変化を読み取る読取工程とを
具備し、前記表示装置の未発光の発光素子について前記
発光工程を実行し、前記未発光の発光素子に対応する前
記読取装置の受光素子について前記読取工程を実行する
ことを特徴としている。
【0014】上記従来例の問題点を解決するための請求
項2記載の発明は、受光素子を2次元に配列した読取装
置と、前記読取装置上に前記各受光素子に対向するよう
発光素子が2次元に配列された表示装置とを有する表示
読取装置の駆動方法において、前記表示装置の隣接する
発光素子列同士が同時に発光しないよう複数の発光素子
列を発光させる発光工程と、前記発光工程後に前記発光
させた発光素子に対応する前記読取装置の受光素子にお
ける電気的な変化を読み取る読取工程とを具備し、前記
表示装置の未発光の発光素子列について前記発光工程を
実行し、前記未発光の発光素子に対応する前記読取装置
の受光素子について前記読取工程を実行することを特徴
としている。
【0015】
【作用】請求項1記載の発明によれば、表示素子が2次
元に配列された表示装置と表示素子に対向するよう受光
素子が2次元に配列された読取装置とを有する表示読取
装置の駆動方法において、隣接する表示素子同士を同時
に発光させずに表示装置の複数の表示素子を発光させ、
発光させた表示素子に対応する受光素子の電気的変化を
読み取り、未発光の発光素子とそれに対応する受光素子
についても上記同様の発光と読取を実行するようにして
いるので、隣接する発光素子が発光することがなく、隣
接する画素からの光の漏れ込みを低減することができる
ため、読取装置の分解能を向上させることができる。
【0016】請求項2記載の発明によれば、表示素子が
2次元に配列された表示装置と表示素子に対向するよう
受光素子が2次元に配列された読取装置とを有する表示
読取装置の駆動方法において、隣接する表示素子列同士
を同時に発光させずに表示装置の複数の表示素子列を発
光させ、発光させた表示素子に対応する受光素子の電気
的変化を読み取り、未発光の発光素子列とそれに対応す
る受光素子についても上記同様の発光と読取を実行する
ようにしているので、隣接する発光素子列が発光するこ
とがなく、隣接する画素列からの光の漏れ込みを低減す
ることができるため、読取装置の分解能を向上させるこ
とができる。
【0017】
【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図1は、本発明の一実施例に係る表示読取
装置の概略斜視図であり、図2は、本実施例の表示読取
装置の断面説明図である。尚、図10の従来のイメージ
センサと同様の構成をとる部分については同一の符号を
付して説明する。
【0018】本実施例の表示読取装置は、表示装置のパ
ネルと読取装置のパネルとが対向するよう形成されてお
り、表示装置の発光画素と読取装置の受光画素が1対1
に対応するような構成となっている。
【0019】表示装置は、ガラス等の透明な基板11
と、基板11上に2次元方向に分離して配列された複数
の表示素子12とから構成されており、表示素子12は
読取装置の受光素子22の光源を兼ねるようになってい
る。本実施例では、表示素子12に自己発光素子である
EL発光素子を用い、図には示していないが、EL発光
素子駆動用の電極はマトリックス状に配線されており、
その終端において行および列方向に駆動用ドライバーが
接続されている。これにより、任意の表示素子12を発
光させることができる。
【0020】また、表示素子12の中央に原稿3からの
反射光が受光素子22に到達するように採光窓13が形
成されている。採光窓13以外は、図2の示すように、
表示素子12からの光が直接受光素子22に照射されな
いように遮光層14で覆うようにする。
【0021】読取装置は、絶縁性の基板21上に受光素
子22が一画素毎に分離して形成されており、一画素の
表示素子12と一画素の受光素子22とがそれぞれ対向
するよう配置されている。受光素子22には、パルスを
印加するためのシフトレジスタ23及び受光素子22内
部で発生した電荷量変化を電気信号に変換するQ−Vコ
ンバータ24が接続されている。
【0022】図3は、本実施例の表示読取装置の読取装
置部分の2次元配列された受光素子の等価回路図であ
る。一つの受光素子は二つのフォトダイオードで構成さ
れ、両者は極性が互いに逆向きになるよう接続されてい
る。
【0023】本実施例の表示読取装置における画像読取
の動作は、受光素子22を共通電極C0 〜Cn でグルー
プ分けし、これらをアナログスイッチ25で切り換える
ことにより、受光素子22からの信号を共通電極C0 〜
Cn 毎(ライン毎)にQ−Vコンバータ24に転送し、
シフトレジスタ23からリセットパルスを一受光素子毎
に順次印加することにより1ラインの画像信号を読み出
すようになっている。
【0024】図4のタイミングチャートを使って本実施
例の表示読取装置における画像読み取り方法(表示読取
装置の駆動方法)について説明する。シフトレジスタ2
3にクロック(ck)とスタートパルス(st)を入力
することによりシフトレジスタ23の出力Q0 〜Qm か
ら時系列にパルスが出力される。具体的には、スタート
パルス(st)に対してクロック(ck)の立ち上がり
で出力Qからのパルスが時系列に出力されるものであ
る。出力Q0 〜Qm からのパルスが一巡すると、再度ス
タートパルス(st)が与えられて、出力Q0 〜Qm か
ら次のパルスが出力される。
【0025】この出力Q0 〜Qm から出力されたパルス
(リセットパルス)により、共通電極C0 〜Cn に接続
する受光素子が同一列毎に初期状態にリセットされる。
この場合、リセットしようとする受光素子列に対して、
その共通電極に設けられたアナログスイッチ25をオン
にしてQ−Vコンバータ24に接続するようにする。こ
のようにして目的とする受光素子を列単位にリセットす
ることができる。
【0026】ここで、受光素子はカソード同士を接続し
たフォトダイオードとしているので、受光素子がリセッ
トされた状態とは受光素子に形成された容量に電荷が充
電された状態である。そして、受光素子に光が照射され
ると、光量に応じて充電された電荷を相殺する電荷が発
生する。更に、この状態で再度リセットパルスが与えら
れると、相殺された電荷を補充するよう電荷の充電が為
され、この時、補充された電荷をQ−Vコンバータ24
に出力することで画像信号の読み取りを行うようになっ
ている。
【0027】具体的に、例えば、共通電極C0 につなが
っている受光素子22の画像信号の読み出し方法につい
て図4のタイミングチャートに従って説明する。図4
は、表示素子12を個別に発光させる場合の例である。
先ず、アナログスイッチ25をオンにして、共通電極C
0 をQ−Vコンバータ24に接続し、共通電極C0 に接
続する全受光素子22をリセットパルスにより初期化す
る。この時、他の共通電極C1 〜Cn はアナログスイッ
チ25をオフにして開放しておく。
【0028】その後に、共通電極C0 に接続されている
受光素子22に対向する位置に設けられた表示素子列を
EL0 として、個別の表示素子el00,el01,…,e
l02m-1 ,el02m の偶数ビットの表示素子el00,e
l02,…,el02m-2 ,el02m を一定期間発光させ、
共通電極C0 に接続し、表示素子列EL0 の偶数ビット
の表示素子12に対向する受光素子22に画像信号とな
る電荷を発生蓄積させる。この偶数ビットの表示素子1
2の発光期間が受光素子22の蓄積時間となる。
【0029】次に、再びリセットパルスを印加し、これ
により共通電極C0 に接続されている受光素子22の
内、先に受光素子22に発生した内部電荷量に応じて電
荷が補充され、再び初期化されることになる。この補充
された電荷がQ−Vコンバータ24により電気信号に変
換され、画像信号が読み出される。つまり、偶数ビット
の表示素子12に対向する受光素子22に補充され電荷
量が信号として読み出されるものである。
【0030】そして、これらの偶数bitデータを、図
5の構成ブロック図に示すFIFOメモリで一旦記憶す
る。FIFOメモリは、図5に示すように、タイミング
・ジェネレータ(Timing Generater)30からのクロック
(ADCK)によりアナログ/デジタル(A/D)変換
を行うA/D変換器31と、A/D変換器31からの出
力をタイミング・ジェネレータ30に同期していずれか
一方のメモリに記憶する偶数(Even)メモリ32と奇数(O
dd )メモリ33から構成されており、偶数bitデータ
は、偶数(Even)メモリ32に一旦記憶されるようになっ
ている。
【0031】次に、共通電極C0 に接続する受光素子2
2に対向する表示素子列EL0 の表示素子の奇数ビット
の表示素子el01,el03,…,el02m-3 ,el02m-
1 を一定期間発光させ、その奇数ビットの表示素子12
に対向する受光素子22に電荷を蓄積させる。再びリセ
ットパルスを印加し、受光素子22に発生した内部電荷
量に応じて電荷が補充されて再び初期化され、この補充
され電荷がQ−Vコンバータ24により電気信号に変換
され、画像信号が読み出され、図5のFIFOメモリに
一旦記憶される。この場合、奇数bitデータは、図5
のFIFOメモリの奇数(Odd )メモリ33に記憶される
ことになる。
【0032】FIFOメモリの設定により、入力された
データを偶数と奇数の1bitずつ交互に読み出させる
ことができるので、初期bitの画像データから最終b
itの画像データまで順番通りに読み出すことができ
る。
【0033】リセットパルス印加終了後、アナログスイ
ッチ25をオフにして共通電極C0を開放する。このよ
うにして残りの共通電極C1 〜Cn の読み出しを行い、
2次元の画像情報を読み取ることができる。
【0034】図4に示した表示読取装置の駆動方法によ
れば、表示装置の表示素子12は1bitおきに発光さ
せるようにしているので、対応する読取装置の受光素子
22に隣接bitからの光の漏れ込みを極端に減少させ
ることができ、センサの分解能を格段に向上させること
ができる効果がある。尚、図4の実施例の表示読取装置
の駆動方法では、EL素子を1bitおきに発光させた
が、2bit以上毎に発光させても構わない。
【0035】次に、本実施例の表示読取装置において、
表示装置の表示素子12をライン毎に発光させて画像信
号を読み取る方法について、図6のタイミングチャート
を使って説明する。シフトレジスタ23の出力Q0 〜Q
m により、受光素子22にリセットパルスを印加し、全
bitの受光素子22を初期化する。そして、発光素子
列ELを1ライン毎に、例えば、偶数の発光素子列EL
0 ,EL2 ,…,EL2nを発光させ、それに対応するラ
インの受光素子列単位で電荷を蓄積させる。つまり、偶
数の受光素子列に電荷が蓄積されることになる。
【0036】再度、リセットパルスを印加して受光素子
22に発生した内部電荷量に応じて電荷が補充され、補
充された電荷がQ−Vコンバータ24により電気信号に
変換され、FIFOメモリの偶数(Even)メモリ32に偶
数列のデータが順次一旦記憶される。
【0037】次に、奇数の発光素子列EL1 ,EL3 ,
…,EL2n-1を発光させ、それに対応するラインの受光
素子列単位で電荷を蓄積させる。つまり、奇数の受光素
子列に電荷が蓄積されることになる。偶数列の受光素子
と同様に再度リセットパルスを印加し、補充電荷をQ−
Vコンバータ24で電気信号に変換し、FIFOメモリ
の奇数(Odd )メモリ33に奇数列のデータが順次一旦記
憶される。
【0038】そして、FIFOメモリからのデータ読み
出しは、受光素子の共通電極C0 ,C1 ,…,C2n-1,
C2nの順となるように行う。つまり、発光素子列EL0
に対応する受光素子列のデータをFIFOメモリの偶数
(Even)メモリ32から出力し、次に発光素子列EL1 に
対応する受光素子列のデータをFIFOメモリの奇数(O
dd )メモリ33から出力し、このように偶数(Even)メモ
リ32と奇数(Odd )メモリ33から交互に受光素子列の
データを出力させることにより、受光素子の共通電極の
順番に画像データを出力させる。
【0039】図6の実施例の表示読取装置の駆動方法に
よれば、表示装置の発光素子の1ラインが1ラインおき
に発光させるようにしているので、対応する読取装置の
1ラインの受光素子22に隣接ラインからの光の漏れ込
みを極端に減少させることができ、センサの分解能を格
段に向上させることができる効果がある。図6の実施例
の表示読取装置の駆動方法では、EL素子を1ラインお
きに発光させたが、2ライン以上毎に発光させても構わ
ない。
【0040】また、受光素子22で読み取った2次元画
像データを表示装置に表示させるには、図7の断面説明
図に示すように、表示素子12の行および列方向にそれ
ぞれ接続したドライバーにより、画像データに応じた各
bitの表示素子12を発光させることで実現できる。
【0041】本実施例の表示読取装置によれば、光源が
内蔵されており、また紙送り機構が不要なために装置の
小型化を図ることができる効果がある。従って、装置が
小型になるため携帯用の画像表示読取装置を実現できる
効果がある。また、装置を手により走査する必要がない
ため、文字や図形等に歪みを発生せずに読み取ることが
できる効果がある。
【0042】本実施例の表示読取装置では、自己発光素
子にはEL素子を用いたが、他にLEDやPDP等を用
いても構わない。また、受光素子22にはアモルファス
シリコン(a−Si)によるフォトダイオードを用いて
いる。a−SiはCVD法により大面積に、容易に、し
かも均質な膜を形成することが可能なので、本実施例の
2次元の構成に適している。
【0043】また、本実施例の表示読取装置において、
表示素子12を多色化することにより、カラーイメージ
センサ/カラーディスプレイを実現することが可能であ
る。具体的には、EL素子の場合、無機あるいは有機材
料において発光材料を変えることにより、RGBのカラ
ー発光が可能で、しかも構成材料が全て透明なので、積
層することにより、容易にカラー光源を実現できる。こ
の場合、RGBの3色に対応するFIFOメモリを設け
るようにし、これらメモリからの出力を合成することで
カラーイメージセンサを実現できる。
【0044】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、表示素子
が2次元に配列された表示装置と表示素子に対向するよ
う受光素子が2次元に配列された読取装置とを有する表
示読取装置の駆動方法において、隣接する表示素子同士
を同時に発光させずに表示装置の複数の表示素子を発光
させ、発光させた表示素子に対応する受光素子の電気的
変化を読み取り、未発光の発光素子とそれに対応する受
光素子についても上記同様の発光と読取を実行するよう
にしているので、隣接する発光素子が発光することがな
く、隣接する画素からの光の漏れ込みを低減することが
できるため、読取装置の分解能を向上させることができ
る効果がある。
【0045】請求項2記載の発明によれば、表示素子が
2次元に配列された表示装置と表示素子に対向するよう
受光素子が2次元に配列された読取装置とを有する表示
読取装置の駆動方法において、隣接する表示素子列同士
を同時に発光させずに表示装置の複数の表示素子列を発
光させ、発光させた表示素子に対応する受光素子の電気
的変化を読み取り、未発光の発光素子列とそれに対応す
る受光素子についても上記同様の発光と読取を実行する
ようにしているので、隣接する発光素子列が発光するこ
とがなく、隣接する画素列からの光の漏れ込みを低減す
ることができるため、読取装置の分解能を向上させるこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る表示読取装置の斜視
図である。
【図2】 本実施例の表示読取装置の読取状態を示す断
面説明図である。
【図3】 本実施例の読取装置の等価回路図である。
【図4】 本実施例の表示読取装置のタイミングチャー
ト図である。
【図5】 本実施例のFIFOメモリの構成ブロック図
である。
【図6】 別の実施例の表示読取装置のタイミングチャ
ート図である。
【図7】 本実施例の表示読取装置の表示状態を示す断
面説明図である。
【図8】 従来のラインイメージセンサの等価回路図で
ある。
【図9】 従来の読取装置の断面説明図である。
【図10】 従来のイメージセンサの副走査方向の断面
説明図である。
【図11】 従来のイメージセンサの主走査方向の断面
説明図である。
【符号の説明】
1…光源、 2…ローラ、 3…原稿、 11…表示装
置の基板、 12…表示素子、 13…採光窓、 14
…遮光層、 21…読取装置の基板、 22…受光素
子、 23…シフトレジスタ、 24…Q−Vコンバー
タ、 25…アナログスイッチ、 26…遮光層、 2
7…採光窓、 28…保護膜、 30…タイミング・ジ
ェネレータ、 31…A/D変換器、 32…偶数メモ
リ、 33…奇数メモリ、 51…受光素子アレイ、
52…電荷転送部、 53…多層配線、 54…共通信
号線、 55…駆動用IC、 56…ゲートパルス発生
回路、 57…出力線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光素子を2次元に配列した読取装置
    と、前記読取装置上に前記各受光素子に対向するよう発
    光素子が2次元に配列された表示装置とを有する表示読
    取装置の駆動方法において、前記表示装置の隣接する発
    光素子同士が同時に発光しないよう複数の発光素子を発
    光させる発光工程と、前記発光工程後に前記発光させた
    発光素子に対応する前記読取装置の受光素子における電
    気的な変化を読み取る読取工程とを具備し、前記表示装
    置の未発光の発光素子について前記発光工程を実行し、
    前記未発光の発光素子に対応する前記読取装置の受光素
    子について前記読取工程を実行することを特徴とする表
    示読取装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】 受光素子を2次元に配列した読取装置
    と、前記読取装置上に前記各受光素子に対向するよう発
    光素子が2次元に配列された表示装置とを有する表示読
    取装置の駆動方法において、前記表示装置の隣接する発
    光素子列同士が同時に発光しないよう複数の発光素子列
    を発光させる発光工程と、前記発光工程後に前記発光さ
    せた発光素子に対応する前記読取装置の受光素子におけ
    る電気的な変化を読み取る読取工程とを具備し、前記表
    示装置の未発光の発光素子列について前記発光工程を実
    行し、前記未発光の発光素子に対応する前記読取装置の
    受光素子について前記読取工程を実行することを特徴と
    する表示読取装置の駆動方法。
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