WO2011033816A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2011033816A1
WO2011033816A1 PCT/JP2010/057458 JP2010057458W WO2011033816A1 WO 2011033816 A1 WO2011033816 A1 WO 2011033816A1 JP 2010057458 W JP2010057458 W JP 2010057458W WO 2011033816 A1 WO2011033816 A1 WO 2011033816A1
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liquid crystal
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light
lens
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PCT/JP2010/057458
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伸一 宮崎
健吾 ▲高▼濱
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シャープ株式会社
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    • H04N2201/0081—Image reader

Definitions

  • the present invention relates to a display device having an image reading function.
  • Patent Document 1 discloses a thin authentication sensor including a photoelectric conversion element.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin authentication sensor described in Patent Document 1.
  • the thin authentication sensor 100 includes an image sensor 101, microlens arrays 103 ⁇ / b> D and 103 ⁇ / b> E, and a filter 104.
  • a plurality of openings of independent photoelectric conversion elements are arranged on the surface of the image sensor 101 one by one.
  • the microlenses of the microlens arrays 103D and 103E have a positive light condensing power and are arranged to face each other.
  • the filter 104 transmits only near infrared rays, and further protects the image sensor 101 and the microlens arrays 103D and 103E.
  • the thin authentication sensor 100 includes near-red light that passes through the filter 104 out of the brightness information of one point (focal position FPO) included in the subject-side focal plane FPL on the filter 104.
  • the configuration is such that each minute lens in the group of microlens arrays 103D and 103E collects external light with a positive light condensing force and focuses on the opening of the image sensor 101. According to such a configuration of the thin authentication sensor 100, the distance from the object-side focal plane FPL to the image sensor 101 can be reduced.
  • the received light is photoelectrically converted to authenticate a fingerprint or finger vein pattern as a subject.
  • a display device having a light receiving element as an area sensor in this way as a display device having an image reading function.
  • the image sensor 101 disclosed in Patent Document 1 does not display an image and does not obtain an erect image.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 is for biometric authentication by photographing a fingerprint or vein pattern, and does not read a document image. Therefore, the image sensor 101 disclosed in Patent Document 1 cannot be applied to a display device as it is.
  • a protective member may be provided on the image display surface of the display panel in order to protect the display panel from an image reading object to be placed. Necessary.
  • the surface of the protective member serving as the placement surface of the image reading object is pressed with a finger or a pen, the air is interposed between the display panel and the protective member in order to protect the display panel from those stresses. It is necessary to provide a layer.
  • the protective member on the image display surface of the display panel or providing the air layer as described above, the optical distance between the light receiving element and the image reading object to be placed is increased.
  • the substantial resolution of each of the image read by the light receiving element and the image displayed on the display panel is significantly reduced.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an image reading function and to achieve both protection of the display panel and suppression of a decrease in resolution of the read image and the display image. Another object is to provide a display device that can be used.
  • a display device of the present invention includes a display panel having a light receiving element, and a protective member for protecting the display panel, and an image reading object placed on the protective member.
  • a display device having an image reading function of reading image information of the image reading object by detecting the intensity of reflected light of the irradiated light by the light receiving element, wherein the display panel and the protection member are spaced from each other.
  • the light emitted from the display panel is formed as an upright image on the surface of the protective member between the display panel and the protective member, and an image reading target is formed on the protective member.
  • an optical member is provided that forms reflected light of the light irradiated on the image reading object as an erect image on the light receiving element.
  • the display device since the display device includes the protective member, the image reading object is not placed directly on the display panel. Further, since the display panel and the protective member are arranged with a gap therebetween, even if stress is applied to the protective member by placing an image reading object on the protective member, the display panel It is possible to prevent stress from being applied. For this reason, the display panel can be protected.
  • the optical member forms the light emitted from the display panel as an erect image on the surface of the protective member, and when the image reading object is placed on the protective member, the image reading is performed.
  • the reflected light of the light irradiated onto the object is formed as an erect image on the light receiving element. For this reason, visual characteristics can be made equivalent to the case where the optical member is not arranged.
  • the optical member is provided between the display panel and the protective member, the protective member and the image display surface that also serves as a mounting surface for the image reading object and the display panel Even if the distance between the two is increased, it is possible to suppress the deterioration of the display quality of the image displayed on the surface of the protective member and also to suppress the decrease of the resolution of the read image detected by the light receiving element. can do.
  • the display quality refers to visual characteristics, blur (resolution), contrast, and the like.
  • a display device having an image reading function and capable of protecting the display panel, suppressing a decrease in the resolution of the read image, and suppressing a decrease in display quality of the display image is provided. be able to.
  • the display device of the present invention includes a display panel having a light receiving element and a protective member that protects the display panel, and the intensity of reflected light of light irradiated on the image reading object placed on the protective member.
  • This is a display device having an image reading function of reading image information of the image reading object by detecting the light by the light receiving element.
  • the display panel and the protective member are arranged with a gap therebetween, and the light emitted from the display panel is formed as an erect image on the surface of the protective member between the display panel and the protective member.
  • an optical member is provided that forms an image on the light receiving element of reflected light of the light irradiated on the image reading object.
  • a display device having an image reading function and capable of protecting the display panel, suppressing a decrease in resolution of the read image, and suppressing a decrease in display quality of the display image. Can be provided.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a path of light emitted from a liquid crystal display panel in the liquid crystal display device illustrated in FIG. 1. It is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the liquid crystal display device shown in FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal display device which has arrange
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image display device described in Patent Document 2.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the thin authentication sensor of patent document 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image display device described in Patent Document 2.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the thin authentication sensor of patent document 1.
  • the liquid crystal display device is a liquid crystal display device with a built-in optical sensor element having an image reading function (scanner function).
  • the liquid crystal display device functions as an image display device
  • the image information of the image reading object is detected by detecting the intensity of the reflected light of the light irradiated to the image reading object such as a document with a light sensor element. Functions as an image reading apparatus.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to the present embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of a liquid crystal display panel used in the liquid crystal display device shown in FIG.
  • FIG. 1 only an active matrix substrate, a photosensor element, a color filter substrate, and a polarizing plate are shown as the liquid crystal display panel, and other configurations are omitted.
  • the liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display panel 11, a protective plate 21 (protective member) that protects the liquid crystal display panel 11, a liquid crystal display panel 11, and a protective plate 21.
  • Lens arrays 23 and 24 optical members and spacers 26 and 26, and a backlight 20 that irradiates the liquid crystal display panel 11 with light.
  • each member constituting the liquid crystal display device 1 on the side where the backlight 20 is disposed is referred to as a “back surface”, and the user can view the image displayed on the liquid crystal display device 1.
  • the surface on the side where it is located is referred to as “surface”.
  • the liquid crystal display panel 11 is an active matrix type liquid crystal display panel in which a plurality of pixels are arranged in a matrix. As shown in FIG. 2, the active matrix substrate 14 and the color filter substrate 16 include: The liquid crystal layer 15 is disposed so as to face each other.
  • polarizing plates are respectively provided on the outer surfaces of the active matrix substrate 14 and the color filter substrate 16.
  • the polarizing plate disposed on the outer surface of the active matrix substrate 14 is referred to as a back polarizing plate 13
  • the polarizing plate disposed on the outer surface of the color filter substrate 16 is referred to as a front polarizing plate 17.
  • the color filter substrate 16 is provided with a color filter layer 6, a counter electrode (not shown), an alignment film (not shown), and the like.
  • the color filter layer 6 is composed of a colored portion made of a color filter that transmits light of red (R), green (G), and blue (B), and a black matrix having a light shielding property.
  • One pixel is composed of three sub-pixels, and a color filter that transmits light of each color is provided corresponding to each sub-pixel.
  • the black matrix is arranged between these adjacent color filters.
  • the active matrix substrate 14 is provided with a TFT (not shown) that is a switching element for driving each pixel, a pixel electrode (not shown), an alignment film (not shown), an optical sensor element 4 (light receiving element), and the like. ing.
  • the optical sensor element 4 is composed of a photosensor such as a photodiode or a phototransistor, for example, and converts the received light into an electrical signal having a value corresponding to the received light intensity (light reception amount).
  • the optical sensor element 4 is provided corresponding to each pixel.
  • the light emitted from the backlight 20 is a region other than the region (sensor unit) in which the photosensor elements 4 are arranged in each pixel region 2 corresponding to each pixel on the active matrix substrate 14.
  • a region that transmits light is referred to as a display cell 5.
  • a sensor unit that is an arrangement region of the optical sensor element 4 and a display cell 5 that has a TFT that is a switching element and displays an image are disposed adjacent to each other. Yes.
  • the surface of the active matrix substrate 14 on which the photosensor elements 4 are arranged is a sensor surface.
  • the display cell 5 is used as an area contributing to image display when the liquid crystal display device 1 functions as an image display device.
  • the liquid crystal display device 1 when the liquid crystal display device 1 functions as an image reading device, it is used as a region for transmitting light emitted from the backlight 20 to illuminate an image reading object such as the original 30 shown in FIG. It is done.
  • a light-shielding film may be provided.
  • the optical sensor element 4 and the TFT can be formed monolithically on the active matrix substrate 14 by, for example, substantially the same process. That is, some constituent members of the optical sensor element 4 may be formed simultaneously with some constituent members of the TFT.
  • Such a method for forming an optical sensor element can be performed in accordance with a conventionally known method for manufacturing a liquid crystal display device incorporating an optical sensor element.
  • the protective plate 21 is disposed on the opposite side of the liquid crystal display panel 11 from the backlight 20 and is separated from the liquid crystal display panel 11 (that is, with a gap).
  • An air layer 25 formed by a plurality of spacers 26 is provided between the liquid crystal display panel 11 and the protective plate 21.
  • the protective plate 21 is a light guide member made of a transparent material such as acrylic resin or glass.
  • the surface 21a of the protection plate 21 (that is, the surface opposite to the surface on which the liquid crystal display panel 11 is disposed) is a mounting surface on which an image reading object such as the document 30 is mounted. In addition, it is an image display surface that displays an image by forming an image of light emitted from the liquid crystal display panel 11.
  • the liquid crystal display device can function as a liquid crystal display device integrated with a touch panel by incorporating a photosensor element.
  • the surface 21a of the protection plate 21 is used as a touch surface.
  • the surface 21a of the protective plate 21 is an image display surface and is also used as a touch surface. Deviation between reading of the image of the placed image reading object and display of the image on the touch surface is improved.
  • the protective plate 21 causes the front polarizing plate 17 and the liquid crystal display panel 11 to be stressed or damaged. Protect from dirt and dirt. Further, since the air layer 25 is disposed between the protective plate 21 and the liquid crystal display panel 11, when the surface 21 a of the protective plate 21 is pressed with a finger, a pen, or the like, the liquid crystal display panel 11 is caused by those stresses. Can be protected.
  • a protective plate 21, an air layer 25, a lens member, or the like is optically disposed between the liquid crystal display panel 11 and the observer. It is preferable that there is no member that reflects or refracts light.
  • the liquid crystal display device 1 is caused to function as an image reading device (scanner), as described above, the liquid crystal display panel 11 cannot be protected from an object from which image information is read, which is not practical.
  • a lens array 23 (first lens member) having a positive refractive index is disposed on the front polarizing plate 17 of the liquid crystal display panel 11.
  • a lens array 24 (second lens member) having a positive refractive index is disposed on the back surface 21b which is the side surface opposite to the front surface 21a of the protective plate 21.
  • the lens arrays 23 and 24 are each a lens array in which a plurality of convex lenses 23a and 24a are arranged, and the convex lenses 23a and 24a are arranged facing each other.
  • the lens array 23 and the lens array 24 are arranged apart from each other by a spacer 26 formed between the lens arrays 23 and 24. That is, the lens array 23 and the lens array 24 are arranged to face each other with the air layer 25 interposed therebetween.
  • These lens arrays 23 and 24 form the light emitted from the liquid crystal display panel 11 as an erect image on the surface of the protective plate 21, and a document 30 (image reading object) is formed on the surface 21 a of the protective plate 21.
  • a document 30 image reading object
  • the reflected light of the light irradiated on the document 30 is formed (condensed) as an erect image on the photosensor element 4 in the liquid crystal display panel 11.
  • the lens array 23 is not disposed, but only the lens array 24 is disposed among the lens array 23 and the lens array 24, the light emitted from the liquid crystal display panel 11 is transmitted to the surface of the protection plate 21.
  • the light emitted from the liquid crystal display panel 11 is imaged on the surface of the protection plate 21, and the reflected light of the light irradiated on the document 30 is reflected on the liquid crystal display panel 11.
  • the visual characteristics of the pixels are reversed, and a sense of incongruity occurs.
  • the light emitted from the liquid crystal display panel 11 is formed as an erect image on the surface of the protective plate 21, and the reflected light of the light irradiated on the document 30 is reflected on the liquid crystal display panel.
  • 11 can be formed as an erect image on the optical sensor element 4 in FIG. 11, so that the visual characteristics can be made equivalent to the case where the optical member is not provided.
  • the lens arrays 23 and 24 thus form an image of the reflected light of the light irradiated on the document 30 on the photosensor element 4 in the liquid crystal display panel 11.
  • An image reading function (scanner function) for reading image information written on the document 30 is realized by supplying a current according to the received light intensity due to the difference in the reflectance of the image printed on the.
  • These lens arrays 23 and 24 pass through the liquid crystal display panel 11 and are incident on the convex lenses 24a of the lens array 24 through the protective plate 21 and the focal point of the light incident on the convex lenses 23a of the lens array 23, respectively.
  • the focal points of the light coincide with each other, and the coincident focal point is located at a substantially central portion in the air layer 25.
  • the liquid crystal display device 1 controls the driving of a liquid crystal driving circuit (not shown) for performing display driving on the liquid crystal display panel 11 and the optical sensor element 4, and corresponds to the intensity of received light.
  • a sensor control unit (not shown) that receives light reception signals from a plurality of optical sensor elements 4 that output light reception signals is provided.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of the liquid crystal display device 1 shown in FIG.
  • liquid crystal display device 1 functions as an image reading device using the scanner function of the liquid crystal display device 1 will be described.
  • a backlight 20 such as white light or infrared light is displayed.
  • the light emitted from the light passes through each display cell 5 and illuminates the original 30 placed thereon.
  • the light illuminating the original 30 reflects light having a light amount or wavelength corresponding to the printed content due to the difference in reflectance of the image printed on the printing surface of the original 30.
  • the light reflected by the original 30 is reflected as diffused light into the protective plate 21.
  • the light reflected as the diffused light on the protection plate 21 is collected by each convex lens 24 a of the lens array 24 and emitted to the air layer 25.
  • the reflected light from the document 30 emitted to the air layer 25 forms an image at a substantially central portion of the air layer 25, that is, a substantially central portion between each convex lens 24a and each convex lens 23a.
  • the point at which the reflected light from the original 30 is imaged by the convex lens 24a is an imaging point P24 shown in FIG. 3, and the point on the surface 21a of the protective plate 21 corresponding to the imaging point P24 is shown in FIG. This is the object point P21.
  • the reflected light from the original 30 imaged at the image point P24 is condensed by each convex lens 23a of the lens array 23 as shown in FIGS.
  • the reflected light from the document 30 collected by each convex lens 23a is collected on the optical sensor element 4, respectively. That is, the reflected light from the original 30 is imaged on each of the optical sensor elements 4 by each convex lens 23a.
  • the point at which the reflected light from the original 30 is imaged on the optical sensor element 4 by the convex lens 23a is an imaging point P23 shown in FIG.
  • the inverted real image of the image printed on the document 30 including the object point P21 is formed at the image formation point P24 which is an intermediate image point, and the intermediate image including the image formation point P24.
  • the inverted real image of the surface is imaged on the light receiving surface which is the image surface of the optical sensor element 4 including the imaging point P23, thereby forming an upright imaging optical system as a whole.
  • the reflected light from the original 30 is formed as an erect image on each photosensor element 4 arranged on the active matrix substrate 14, and thus a scanned image with high resolution. (Read image) can be obtained.
  • the optical axis including the object point P21 and the imaging point P24 and the optical axis including the imaging point P24 and the imaging point P23 are included in the same straight line. Therefore, the reflected light from the document 30 can be imaged on the photosensor element 4 with high accuracy by the convex lenses 23a and 24a. Therefore, it is possible to obtain a scanned image of the document 30 with a high resolution.
  • the refractive index of the protective plate 21 is about 1.5 and the refractive index of the material of the front polarizing plate 17 is about 1.47.
  • liquid crystal display device 1 functions as an image display device
  • the light emitted from the backlight 20 in order to display an image on the surface 21 a of the protection plate 21 is an optical sensor. It passes through the display cell 5 arranged adjacent to the element 4.
  • the transmitted light that has passed through the display cell 5 is collected by each convex lens 23 a of the lens array 23 and emitted to the air layer 25.
  • the transmitted light that has passed through the display cell 5 emitted to the air layer 25 forms an image at a substantially central portion of the air layer 25, that is, a substantially central portion between each convex lens 23a and each convex lens 24a.
  • a point at which the transmitted light that has passed through the display cell 5 forms an image with the convex lens 23a is an image point Q23, and a point on the display cell 5 corresponding to the image point Q23 is an object point Q5.
  • each convex lens 23a and each convex lens 24a are arranged so that the imaging point Q23 and the imaging point P24 coincide with each other.
  • the transmitted light from the display cell 5 imaged at the imaging point Q23 is condensed by each convex lens 24a of the lens array 24.
  • the transmitted light from the display cell 5 collected by each convex lens 24a is collected on the surface 21a of the protection plate 21, respectively. That is, the transmitted light from the display cell 5 is imaged on the surface 21 a of the protection plate 21 by each convex lens 24 a.
  • the point at which the transmitted light from the display cell 5 is imaged on the surface 21a of the protective plate 21 by the convex lens 24a is an image point Q24.
  • the image formation point Q24 is located at a substantially central portion between each convex lens 24a and each convex lens 23a, the transmitted light from the display cell 5 is sufficiently condensed by the convex lens 24a, and the surface of the protective plate 21 It can suppress that the resolution of the image displayed on 21a falls.
  • the transmitted light that has passed through the display cell 5 is formed as an erect image on the surface 21a of the protective plate 21, so that the display quality of the image is not degraded.
  • An image can be displayed on the surface 21a.
  • the image display quality refers to viewing angle characteristics, blur (resolution), contrast, and the like.
  • Each convex lens 23 a and convex lens 24 a may be provided corresponding to each pixel region 2, or a pair of convex lenses 23 a and 24 a may be provided for the plurality of pixel regions 2. .
  • the arrangement relationship between the convex lens 23a / convex lens 24a, the optical sensor element 4, and the display cell 5 may be appropriately optimized by a person skilled in the art depending on the use situation of the liquid crystal display device 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of a liquid crystal display device with a built-in optical sensor element that is not provided with a lens array, along with the path of reflected light from the document 30.
  • the liquid crystal display device 90 shown in FIG. 4 has a configuration in which the lens arrays 23 and 24 are removed from the liquid crystal display device 1. Other configurations of the liquid crystal display device 90 are the same as those of the liquid crystal display device 1.
  • the liquid crystal display panel 11 including the optical sensor element 4 When the liquid crystal display panel 11 including the optical sensor element 4 is caused to function as a scanner, the original 30 placed on the surface 21a of the protective plate 21 from the optical sensor element 4 rather than the arrangement density of the optical sensor elements 4 that can be manufactured.
  • the actual resolution of the read image acquired by the optical sensor element 4 is determined by the optical distance up to.
  • the color filter substrate 16, the front polarizing plate 17, the air layer 25, and the protective plate 21 are disposed between the optical sensor element 4 and the document 30 placed on the surface 21 a of the protective plate 21.
  • the optical distance is increased by the thickness of each structure.
  • FIG. 5 is a diagram showing a blur function of an image read by the optical sensor element 4 of the liquid crystal display device 90.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the optical distance between the light receiving surface of the optical sensor element 4 and the image reading object and the substantial resolution in the liquid crystal display device 90 that is not provided with a lens array. is there.
  • the horizontal axis of the graph of FIG. 6 is the distance [mm] between the light receiving surface of the optical sensor element 4 and the image reading object such as the document 30.
  • the vertical axis of the graph in FIG. 5 is the real resolution [DPI].
  • the actual resolution [DPI] increases as the optical distance between the light receiving surface of the optical sensor element 4 and the image reading object increases. Can be seen to decrease. Further, as shown in FIG. 5, in the liquid crystal display device 90 without the lens array, it can be seen that the read image becomes a low-quality blurred image.
  • the liquid crystal display device 90 not provided with the lens array, only the actual resolution of the read image proportional to the optical distance between the light receiving surface of the optical sensor element 4 and the image reading object can be obtained.
  • the actual resolution of the read image acquired by the sensor element 4 is significantly reduced.
  • the lens array 24 is provided on the back surface side (the surface side opposite to the front surface 21a) of the protective plate 21;
  • a lens array 23 is provided on the surface of the plate 17, and
  • the optical sensor element 4 is disposed at the focal position of the lens array 23.
  • the diffused reflected light illuminated on the document 30 placed on the surface 21a of the protective plate 21 can be collected by the configuration (1). Further, with the configuration (2), the reflected light from the document 30 that has passed through the lens array 24 can be collected. Further, with the configuration (3), the reflected light from the document 30 that has passed through the lens array 23 can be imaged on the light receiving surface of each photosensor element 4.
  • the liquid crystal display device 1 having an image reading function that achieves both a high-definition image display function and a high-definition image reading function (scanner function). .
  • Patent Document 2 As an example in which a lens array is provided in an image display element device, an image display device described in Patent Document 2 is known.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the image display device described in Patent Document 2.
  • the image display device 200 displays a two-dimensional image including a stereoscopic image, and includes an LCD (color liquid crystal display device) 210 and an image transmission panel 220 supported by a support member 215 fixed to the LCD 210. Yes.
  • the image transmission panel 220 generates an image formation surface 230 in a space located on the opposite side of the LCD 210, and includes a microlens array 222.
  • the LCD 210 is a display unit having a planar image display surface for displaying a two-dimensional image including a three-dimensional image, and the microlens array 222 is used for visualizing a two-dimensional image including a three-dimensional image written on the image display surface.
  • This is an erecting equal-magnification optical system, and is composed of a plurality of microlenses arranged two-dimensionally.
  • the microlens array 222 is a micro convex lens plate in which two lens array halves 224 are integrated as a set.
  • the lens array is used to arrange the imaging surface 230 in the air.
  • the lens array described in Patent Document 2 has a different purpose from the present invention as described above, and therefore the arrangement method thereof is completely different.
  • the light emitted from the display panel is applied to the surface of the protective member in order to achieve both protection of the display panel and suppression of reduction in resolution of the read image and the display image.
  • the image is formed as an erect image, and when an image reading object such as the original 30 is placed on the protection member, the reflected light of the light irradiated to the image reading object is used as a light sensor element (light receiving element) on the display panel.
  • a lens array to form an image on the element.
  • the lens arrays 23 and 24 are disposed as the optical members according to the present invention between the liquid crystal display panel 11 and the protective plate 21 has been described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the optical member the light emitted from the liquid crystal display panel 11 is formed as an erect image on the surface 21a of the protective plate 21, and when the image reading object is placed on the protective plate 21, the image is displayed.
  • the reflected light of the light irradiated onto the reading object can be imaged on the optical sensor element 4, and for example, an optical element such as a hologram or a prism, or a combination thereof. It does not matter.
  • each photosensor element 4 is not necessarily provided for each pixel.
  • Each photosensor element 4 may be provided for each sub-pixel in which any one of RGB color filters is arranged, for example.
  • One photosensor element 4 may be provided for each of a plurality of pixels.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the liquid crystal display device 40 according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the liquid crystal display device 40 shown in FIG.
  • the liquid crystal display device 40 has a configuration in which a light shielding wall 41 for shielding light between the convex lenses 23a and 24a is provided in the air layer 25 of the liquid crystal display device 1.
  • the light shielding wall 41 is provided between the pair of convex lenses 23a and 24a and the adjacent convex lenses 23a and 24a.
  • the light shielding wall 41 is for preventing the light transmitted through the convex lenses 23a and 24a from entering the convex lens 24a or the convex lens 23a disposed adjacent to the convex lens 24a or the convex lens 23a facing each other.
  • the material of the light shielding wall 41 is not particularly limited as long as it is a light shielding material.
  • the material of the light shielding wall 41 may be, for example, a metal material (regular reflection material) such as silver or aluminum, or may be a diffuse reflection material such as white plastic or white paint.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a path of light emitted from the liquid crystal display panel 11 in the liquid crystal display device 1 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the liquid crystal display device 1 shown in FIG.
  • the light transmitted around the end of the convex lens 23a is not condensed on the corresponding convex lens 24a. This is caused by focusing on the adjacent convex lens 24a.
  • Such transmitted light condensed on the convex lens 24a adjacent to the convex lens 24a corresponding to the display cell 5 causes image leakage as a cause (noise) of the image displayed on the surface 21a of the protective plate 21 as image leakage. Become.
  • the light shielding wall 41 is formed between the pair of convex lenses 23a and 24a and the adjacent convex lenses 23a and 24a.
  • the transmitted light transmitted through the display cell 5 and the corresponding convex lens 23a is condensed on the convex lens 24a adjacent to the corresponding convex lens 24a. Can be prevented.
  • the configuration of the liquid crystal display device 40 image leakage can be prevented. Therefore, according to the configuration of the liquid crystal display device 40, by preventing blurring of the image displayed on the surface 21a of the protection plate 21, a further high-definition image display function and a high-definition scanner function are compatible. A liquid crystal display device with a scanner function can be realized.
  • liquid crystal display device 40 in addition to the configurations (1) to (3), (4) by providing an opening by the light shielding wall 41 on the light receiving surface side of the optical sensor element 4, It can prevent that the stray light from the circumference
  • a diffusion plate 42 for diffusing light may be disposed on the surface 21a of the protective plate 21 in the liquid crystal display device 40, as shown in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device 45 in which a diffusion plate 42 is arranged on the surface 21a of the protective plate 21 in the liquid crystal display device 40.
  • the diffused plate 42 is disposed on the surface 21 a of the protective plate 21, so that the transmitted light that has passed through the display cell 5 and the convex lenses 23 a and 24 a is displayed by the diffuser plate 42.
  • the light is diffused and emitted to the outside of the liquid crystal display device 45.
  • the viewing angle characteristics can be widened.
  • a liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic can be realized.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the liquid crystal display device 50 according to the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 50 is different from the liquid crystal display device 1 in that a super lens 51 is provided instead of the lens arrays 23 and 24 of the liquid crystal display device 1.
  • a super lens is a generic term for lenses having a super lens effect in which the amount of reflected light in a minute region is increased by a near-field effect due to a negative refractive index, and is a lens formed of a so-called metamaterial having a negative refractive index. .
  • the super lens 51 is made of, for example, a photonic crystal or a metamaterial material, and those described in Patent Documents 3 to 7 can be used. Moreover, the super lens 51 can be made thinner as the refractive index of the super lens 51 is smaller.
  • the liquid crystal display device 50 has a super lens on the front polarizing plate 17 (that is, the surface opposite to the surface on which the color filter substrate 16 is disposed in the front polarizing plate 17). 51 is arranged.
  • a plurality of spacers 26, 26 are disposed on the surface 51a of the super lens 51 (the surface opposite to the surface on which the front polarizing plate 17 is disposed).
  • the protective plate 21 is supported by 26.
  • An air layer 25 is provided between the super lens 51 and the protective plate 21 by the spacers 26 and 26.
  • the optical path of the reflected light from the document 30 when the liquid crystal display device 50 functions as a scanner is indicated by a solid arrow, and the transmitted light of the display cell 5 when the liquid crystal display device 50 functions as an image display device is shown.
  • the optical path is indicated by a dashed arrow.
  • the two lens sheets of the lens arrays 23 and 24 are used.
  • the super lens 51 is used.
  • One lens sheet may be used.
  • the thickness and refractive index of the color filter substrate 16, the front polarizing plate 17, the super lens 51, and the protective plate 21 are emitted from the backlight 20, and transmitted light that has passed through the display cell 5 is reflected on the surface 21 a of the protective plate 21. Designed to focus.
  • liquid crystal display device 50 when a document 30 is placed on the surface 21 a of the protection plate 21 by the user, light emitted from the backlight 20 such as white light or infrared light passes through each display cell 5. Then, the placed document 30 is illuminated.
  • the light illuminating the original 30 reflects light having a light amount or wavelength corresponding to the printed content due to the difference in reflectance printed on the printing surface of the original 30.
  • the light reflected by the original 30 is reflected as diffused light into the protective plate 21.
  • the reflected light reflected as diffused light on the protection plate 21 enters the super lens 51 via the air layer 25.
  • Reflected light, which is diffused light incident on the super lens 51 is temporarily focused in the super lens 51 due to the negative refractive index of the super lens 51, and is temporarily imaged. Then, an image is formed again on the light receiving surface of each photosensor element 4 and enters each photosensor element 4.
  • the reflected light emitted from the backlight 20 and reflected by illuminating the document 30 placed on the surface 21 a of the protection plate 21 is erected on each photosensor element 4 disposed on the active matrix substrate 14. To form an image.
  • a scanned image of the document 30 having a high resolution can be obtained.
  • the light emitted from the backlight 20 is disposed adjacent to the photosensor element 4.
  • the display cell 5 is transmitted.
  • the transmitted light that has passed through the display cell 5 enters the super lens 51 via the color filter substrate 16 and the front polarizing plate 17.
  • the transmitted light incident on the super lens 51 is focused in the super lens 51 due to the negative refractive index of the super lens 51, and once forms an image and diffuses again.
  • the transmitted light diffused in the super lens 51 is refracted so as to be condensed through the air layer 25 and the protective plate 21 when emitted to the outside of the super lens 51 due to the negative refractive index of the super lens 51.
  • the transmitted light collected through the air layer 25 and the protective plate 21 forms an image on the surface 21 a of the protective plate 21. Thereby, an image by the liquid crystal display panel 11 is displayed on the protection plate 21.
  • the transmitted light emitted from the backlight 20 and transmitted through the display cell 5 to display an image by the liquid crystal display panel 11 forms an image on the surface 21a of the protection plate 21 as an erect image.
  • an image with high resolution can be displayed on the surface 21a of the protective plate 21.
  • the configuration of the liquid crystal display device 50 it is possible to realize a liquid crystal display device with a scanner function that achieves both a high-definition image display function and a high-definition scanner function.
  • the interference between the lens pitch of the convex lenses 23 a and 24 a of the lens arrays 23 and 24 and the pitch of the pixel region 2 (display cell 5) causes the surface 21 a of the protection plate 21.
  • Moire interference fringes
  • the liquid crystal display devices 1, 40, and 45 using the lens arrays 23 and 24 need to be designed in consideration of moire.
  • the super lens 51 since the super lens 51 has no boundary between the lenses like the convex lenses 23a and 24a described above, the optical boundary cannot be seen. For this reason, in the liquid crystal display device 50 using the super lens 51, it is not necessary to consider moire, and the degree of freedom in optical design can be improved.
  • the refractive index and thickness of the super lens 51 and the height of the spacer 26 are appropriately set so that the super lens 51 has the above-described focal position. Is set.
  • the height of the spacer 26 may be set as appropriate according to the refractive index and thickness of the super lens 51 and is not particularly limited.
  • the thickness of the super lens 51 may be appropriately set as described above according to the refractive index of the super lens 51 and the height of the spacer 26, and is not particularly limited.
  • the positions of the document 30 placed on the surface 21a of the protective plate 21 and the photosensor elements 4 disposed on the active matrix substrate 14 are regulated. That is, the optical distance between the document 30 placed on the surface 21 a of the protection plate 21 and the photosensor elements 4 arranged on the active matrix substrate 14 is defined.
  • liquid crystal display panel has been described as an example of the display panel, but the present invention is not limited to this.
  • the display panel may be a display panel other than a liquid crystal display panel such as an EL (electroluminescence) display panel or a plasma display panel. Therefore, the display device according to the present invention is not limited to a liquid crystal display device, and may be, for example, an EL display device or a plasma display device.
  • a liquid crystal display panel such as an EL (electroluminescence) display panel or a plasma display panel. Therefore, the display device according to the present invention is not limited to a liquid crystal display device, and may be, for example, an EL display device or a plasma display device.
  • the display device is a display device having an image reading function (scanner function), such as a portable terminal with a scanner function (touch panel function). It can use suitably for an electronic device. Since the display device has the image reading function as described above, the image reading device and the display device that have been separately required in the past can be integrated, and multifunctional and space-saving can be achieved. Very useful to.
  • the display device according to the present invention can be particularly suitably used for electronic devices such as a mobile phone, an electronic dictionary, a portable audio, and a notebook PC (personal computer).
  • electronic devices such as a mobile phone, an electronic dictionary, a portable audio, and a notebook PC (personal computer).
  • the display device of the present invention includes a display panel having a light receiving element and a protective member that protects the display panel, and the light applied to the image reading object placed on the protective member.
  • the display device has an image reading function of reading image information of the image reading object by detecting the intensity of reflected light of the image by the light receiving element, and the display panel and the protection member are arranged with a gap therebetween.
  • the light emitted from the display panel is formed as an upright image on the surface of the protective member, and an image reading object is placed on the protective member.
  • an optical member that forms reflected light of the light irradiated to the image reading object as an erect image on the light receiving element.
  • the display device since the display device includes the protective member, the image reading object is not placed directly on the display panel. Further, since the display panel and the protective member are arranged with a gap therebetween, even if stress is applied to the protective member by placing an image reading object on the protective member, the display panel It is possible to prevent stress from being applied. For this reason, the display panel can be protected.
  • the optical member forms the light emitted from the display panel as an erect image on the surface of the protective member, and when the image reading object is placed on the protective member, the image reading is performed.
  • the reflected light of the light irradiated onto the object is formed as an erect image on the light receiving element. For this reason, visual characteristics can be made equivalent to the case where the optical member is not arranged.
  • the optical member is provided between the display panel and the protective member, the protective member and the image display surface that also serves as a mounting surface for the image reading object and the display panel Even if the distance between the two is increased, it is possible to suppress the deterioration of the display quality of the image displayed on the surface of the protective member and also to suppress the decrease of the resolution of the read image detected by the light receiving element. can do.
  • the display quality refers to visual characteristics, blur (resolution), contrast, and the like.
  • a display device having an image reading function and capable of protecting the display panel, suppressing a decrease in the resolution of the read image, and suppressing a decrease in display quality of the display image is provided. be able to.
  • the optical member has a positive refractive index, a first lens member disposed on a surface of the display panel facing the protection member, and a positive refractive index.
  • the protective member includes a second lens member disposed on the surface of the protective member facing the liquid crystal display panel with a gap therebetween.
  • the first lens member and the second lens member allow the light emitted from the display panel to be formed as an upright image on the surface of the protective member, and on the protective member.
  • reflected light of the light irradiated on the image reading object can be imaged on the light receiving element.
  • the suppression of the fall of the resolution of a read image and a display image can be made compatible.
  • each of the first lens member and the second lens member is a lens array in which a plurality of convex lenses are arranged, the convex lens of the first lens member, and the convex lens of the second lens member; Are preferably arranged facing each other.
  • the light emitted from the display panel is adjusted by adjusting the respective focal positions of the convex lens of the first lens member and the convex lens of the first lens member that are arranged to face each other.
  • the position where the image is formed and the position where the reflected light of the light irradiated on the image reading object placed on the protection member is imaged can be easily and appropriately adjusted.
  • a light-shielding member for preventing the above is provided.
  • a diffusion member that diffuses and emits light is disposed on the mounting surface of the image reading object on the protection member.
  • the optical member is preferably a lens member having a negative refractive index.
  • the light emitted from the display panel can be formed as an erect image on the surface of the protective member, and image reading can be performed on the protective member.
  • the reflected light of the light irradiated on the image reading object can be imaged on the light receiving element. For this reason, according to the said structure, the fall of the resolution of a read image and the suppression of the fall of the display quality of a display image can be made compatible.
  • the lens member when a lens member having a negative refractive index is used as the optical member, the lens member need not be a lens array in which a plurality of convex lenses, for example, are arranged. For this reason, it is possible to prevent interference fringes (moire) generated in the display image due to interference between the pitches between the lenses of the lens array and the pitches between the pixels.
  • the display device of the present invention can be suitably used as a display device having an image reading function (scanner function) for devices that require high-definition scan images and display images.
  • image reading function scanner function
  • Liquid crystal display device (display device) 2 Pixel area 4 Optical sensor element (light receiving element) 5 display cells (pixels) 11 Liquid crystal display panel (display panel) 20 Backlight 21 Protection plate (protection member) 21a Surface 25 Air layer (gap) 23 Lens array (first lens member, optical member) 23a Convex lens 24 Lens array (second lens member, optical member) 24a Convex lens 30 Document (image reading object) 40 Liquid crystal display device (display device) 41 Shading wall (shading member) 42 Diffuser (Diffusion member) 45 Liquid crystal display devices (display devices) 50 Liquid crystal display devices (display devices) 51 Super lens (lens member, optical member)

Landscapes

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Abstract

　液晶表示装置(１)は、光センサ素子(４)を含む液晶表示パネル(１１)と、液晶表示パネル(１１)を保護する保護板(２１)とを備えている。保護板(２１)と液晶表示パネル(１１)とは、空気層(２５)を介して配されている。液晶表示パネル(１１)と、保護板(２１)との間には、液晶表示パネル(１１)から出射された光を保護板(２１)の表面に正立像として結像させるとともに、保護板(２１)に原稿(３０)が載置されているときには、原稿(３０)に照射された光の反射光を光センサ素子(４)に正立像として結像させるレンズアレイ(２３・２４)が配されている。これにより、画像読取機能を有し、かつ、表示パネルの保護と、読取画像の解像度の低下の抑制及び表示画像の表示品位の低下の抑制とを成し得る表示装置を提供する。

Description

表示装置
　本発明は画像読取機能を有する表示装置に関するものである。
　近年、レーザスキャナ等の機械的な走査が不要な画像読取装置として、受光した光を電気信号に変換する光電変換素子が二次元的に配されている二次元イメージセンサが知られている。例えば、特許文献１には、光電変換素子を備えた薄型認証センサが開示されている。
　図１４は、特許文献１に記載の薄型認証センサの構成を示す断面図である。
　図１４に示すように、薄型認証センサ１００は、イメージセンサ１０１と、マイクロレンズアレイ１０３Ｄ，１０３Ｅと、フィルタ１０４とから構成されている。
　イメージセンサ１０１の表面には、ひとつひとつ独立した光電変換素子の開口部が複数個配置されている。マイクロレンズアレイ１０３Ｄ，１０３Ｅの各微少レンズは正の集光力を持ったものであり、互いに正対するように配置されている。
　フィルタ１０４は、近赤外線のみを透過し、さらにイメージセンサ１０１、マイクロレンズアレイ１０３Ｄ，１０３Ｅを保護するものである。
　図１４に示すように、薄型認証センサ１００は、フィルタ１０４上の被写体側の焦点面ＦＰＬ上に含まれる空間の一点（焦点位置ＦＰＯ）の明るさの情報のうち、フィルタ１０４を透過する近赤外光をマイクロレンズアレイ１０３Ｄ，１０３Ｅの組のひとつひとつの微少レンズが正の集光力で集光し、イメージセンサ１０１の開口部で焦点を合わせるような構成となっている。このような薄型認証センサ１００の構成によると、被写体側の焦点面ＦＰＬからイメージセンサ１０１までの距離を小さくすることが可能である。
日本国公開特許公報「特開２００８‐１６８１１８号公報（２００８年７月２４日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００７‐３０４６０９号公報（２００７年１１月２２日公開）」 日本国公表特許公報「特表２００８‐５４１４２５号公報（２００８年１１月２０日公表）」 日本国公開特許公報「特開２０００‐６６００２号公報（２０００年３月３日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００６‐１６７５９４号公報（２００６年６月２９日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００８‐１５８１１４号公報（２００８年７月１０日公開）」 日本国公表特許公報「特表２００９‐５０９２０４号公報（２００９年３月５日公表）」
　このような二次元イメージセンサでは、上記したように、受光した光を光電変換することで、被写体となる指紋や指静脈パターンの認証を行っている。
　そこで、このように受光素子をエリアセンサとして搭載した表示装置を、画像読取機能を有する表示装置として利用することが考えられる。
　しかしながら、特許文献１に開示されているイメージセンサ１０１は、画像を表示するものではなく、正立像を得るものではない。また、特許文献１は、指紋や静脈パターンを撮影して生体認証するものであり、原稿画像を読み取るものではない。したがって、特許文献１に開示されているイメージセンサ１０１を、そのまま表示装置に適用することはできない。
　また、受光素子が内蔵された表示装置を実際に製品化するには、載置される画像読取対象物から表示パネルを保護するために、表示パネルの画像表示面に保護部材を配することが必要となる。また、画像読取対象物の載置面となる保護部材の表面が指やペンなどで押圧された場合、それらの応力から表示パネルを保護するためには、表示パネルと保護部材との間に空気層を設けることが必要となる。
　しかし、このように表示パネルの画像表示面に保護部材を配したり、上記した空気層を設けたりすることで、受光素子と、載置される画像読取対象物との光学的な距離が大きくなり、受光素子で読み取られた画像及び表示パネルが表示する画像のそれぞれの実質的解像度が著しく低下することになる。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像読取機能を有し、かつ、表示パネルの保護と、読取画像及び表示画像の解像度の低下の抑制とを両立し得る表示装置を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明の表示装置は、受光素子を有する表示パネルと、上記表示パネルを保護する保護部材とを備え、上記保護部材上に載置された画像読取対象物に照射された光の反射光の強度を上記受光素子で検出することで上記画像読取対象物の画像情報を読み取る画像読取機能を有する表示装置であって、上記表示パネルと保護部材とは互いに隙間を空けて配されており、上記表示パネルと保護部材との間には、上記表示パネルから出射された光を上記保護部材の表面に正立像として結像させるとともに、上記保護部材上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を上記受光素子に正立像として結像させる光学部材が設けられていることを特徴としている。
　上記構成によると、上記表示装置が上記保護部材を備えていることで、上記画像読取対象物が、直接、表示パネル上に載置されることはない。また、上記表示パネルと保護部材とは隙間を開けて配されているので、上記保護部材上に画像読取対象物を載置することで上記保護部材に応力が加わったとしても、上記表示パネルに応力が加わることを防止することができる。このため、上記表示パネルを保護することができる。
　また、上記光学部材は、上記表示パネルから出射された光を上記保護部材の表面に正立像として結像させるとともに、上記保護部材上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を上記受光素子に正立像として結像させる。このため、視覚特性を、上記光学部材を配していない場合と同等にすることができる。
　さらに、上記構成によると、上記表示パネルと保護部材との間には上記光学部材が設けられていることで、上記保護部材によって画像読取対象物の載置面を兼ねる画像表示面と上記表示パネルとの間の距離が大きくなったとしても、上記保護部材の表面に表示される画像の表示品位の低下を抑制することができるとともに、上記受光素子で検出される読取画像の解像度の低下を抑制することができる。なお、表示品位とは、視覚特性、ボケ（解像度）、コントラスト等のことである。
　したがって、上記構成によると、画像読取機能を有し、かつ、表示パネルの保護と、読取画像の解像度の低下の抑制及び表示画像の表示品位の低下の抑制とを成し得る表示装置を提供することができる。
　本発明の表示装置は、受光素子を有する表示パネルと、上記表示パネルを保護する保護部材とを備え、上記保護部材上に載置された画像読取対象物に照射された光の反射光の強度を上記受光素子で検出することで上記画像読取対象物の画像情報を読み取る画像読取機能を有する表示装置である。上記表示パネルと保護部材とは互いに隙間を空けて配されており、上記表示パネルと保護部材との間には、上記表示パネルから出射された光を上記保護部材の表面に正立像として結像させるとともに、上記保護部材上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を上記受光素子に結像させる光学部材が設けられている。
　それゆえ、上記の構成によれば、画像読取機能を有し、かつ、表示パネルの保護と、読取画像の解像度の低下の抑制及び表示画像の表示品位の低下の抑制とを成し得る表示装置を提供することができる。
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 図１に示す液晶表示装置に用いられている液晶表示パネルの要部の構成を示す断面図である。 図１に示す液晶表示装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。 レンズアレイを設けていない光センサ素子内蔵型の液晶表示装置の要部の構成を、原稿による反射光の経路と併せて示す断面図である。 レンズアレイを設けていない液晶表示装置の光センサ素子により読み取られた画像のボケ関数を示す図である。 レンズアレイを設けていない液晶表示装置における、光センサ素子の受光面と画像読取対象物との間の光学的な距離と実質的解像度との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 図７に示す液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。 図１に示す液晶表示装置における液晶表示パネルから出射された光の経路を説明する断面図である。 図９に示す液晶表示装置の要部の構成を示す断面図である。 拡散板を配した液晶表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 特許文献２に記載の画像表示装置の構成を示す断面図である。 特許文献１に記載の薄型認証センサの構成を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
　〔実施の形態１〕
　まず、図１、図２を用い、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成について説明する。
　本実施の形態にかかる液晶表示装置は、画像読取機能（スキャナ機能）を有する、光センサ素子内蔵型の液晶表示装置である。
　つまり、上記液晶表示装置は、画像表示装置として機能する一方、原稿などの画像読取対象物に照射された光の反射光の強度を光センサ素子で検出することで上記画像読取対象物の画像情報を読み取る画像読取装置として機能する。
　図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。また、図２は、図１に示す液晶表示装置に用いられている液晶表示パネルの要部の構成を示す断面図である。なお、図１では、液晶表示パネルとして、アクティブマトリクス基板、光センサ素子、カラーフィルタ基板、偏光板だけを記載し、他の構成は省略している。
　図１に示すように、本実施の形態にかかる液晶表示装置１は、液晶表示パネル１１と、液晶表示パネル１１を保護する保護板２１（保護部材）と、液晶表示パネル１１と保護板２１との間に配されているレンズアレイ２３・２４（光学部材）及びスペーサ２６・２６と、液晶表示パネル１１に光を照射するバックライト２０とを備えている。
　なお、以下の説明では、液晶表示装置１を構成する各部材における、バックライト２０が配されている側の面を「裏面」と称し、液晶表示装置１が表示する画像を見るためにユーザが位置する側の面（つまり、画像表示面側の面）を「表面」と称する。
　本実施の形態にかかる液晶表示パネル１１は、複数の画素がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス型の液晶表示パネルであり、図２に示すように、アクティブマトリクス基板１４及びカラーフィルタ基板１６が、液晶層１５を介して対向配置された構成を有している。
　また、上記アクティブマトリクス基板１４とカラーフィルタ基板１６とのそれぞれの外側面には、それぞれ偏光板が設けられている。本実施の形態では、アクティブマトリクス基板１４の外側面に配されている偏光板を裏偏光板１３と称し、カラーフィルタ基板１６の外側面に配されている偏光板を表偏光板１７と称する。
　カラーフィルタ基板１６には、カラーフィルタ層６、対向電極（不図示）、配向膜（不図示）などが形成されている。
　カラーフィルタ層６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの光を透過するカラーフィルタからなる着色部と、遮光性を有するブラックマトリクスとから構成されている。１画素は３つのサブ画素からなり、これら各色の光を透過するカラーフィルタは、それぞれ、各サブ画素に対応して設けられている。ブラックマトリクスは、これら隣り合うカラーフィルタ間に配されている。
　アクティブマトリクス基板１４には、各画素を駆動するためのスイッチング素子であるＴＦＴ（不図示）、画素電極（不図示）、配向膜（不図示）、光センサ素子４（受光素子）などが設けられている。
　光センサ素子４は、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ等のフォトセンサからなり、受光した光を、受光強度（受光量）に応じた値の電気信号に変換する。
　本実施の形態では、光センサ素子４は、各画素に対応して設けられている。以下、上記アクティブマトリクス基板１４上の各画素に対応する各画素領域２のうち、光センサ素子４が配されている領域（センサ部）を除く領域であって、バックライト２０から出射された光を透過する領域を、表示セル５と称する。
　すなわち、各画素領域２には、光センサ素子４の配設領域であるセンサ部と、スイッチング素子であるＴＦＴを有し、画像を表示するための表示セル５とが、隣接して配置されている。上記アクティブマトリクス基板１４の光センサ素子４が配されている面はセンサ面である。
　上記表示セル５は、液晶表示装置１を画像表示装置として機能させる場合には、画像の表示に寄与する領域として用いられる。一方、液晶表示装置１を画像読取装置として機能させる場合には、図１に示す原稿３０などの画像読取対象物を照明するためにバックライト２０から発光された光を透過するための領域として用いられる。
　なお、上記センサ部における光センサ素子４とアクティブマトリクス基板１４との間には、バックライト２０から発光された光が、光センサ素子４の裏面から光センサ素子４に入射することを防止するための遮光膜が設けられていてもよい。
　光センサ素子４及びＴＦＴは、アクティブマトリクス基板１４上に、例えば、ほぼ同一のプロセスによってモノリシックに形成することができる。つまり、光センサ素子４の一部の構成部材は、ＴＦＴの一部の構成部材と同時に形成されてもよい。このような光センサ素子の形成方法は、従来公知の光センサ素子内蔵型の液晶表示装置の製造方法に準じて行うことができる。
　保護板２１は、上記液晶表示パネル１１におけるバックライト２０とは反対側に、上記液晶表示パネル１１と離間して（すなわち隙間をあけて）配されている。上記液晶表示パネル１１と保護板２１との間には、複数のスペーサ２６によって形成される空気層２５が設けられている。
　保護板２１は、アクリル樹脂やガラスなど透明な材料からなる導光部材である。保護板２１の表面２１ａ（すなわち、液晶表示パネル１１が配されている側の面とは逆側の面）は、原稿３０などの画像読取対象物を載置するための載置面であると共に、液晶表示パネル１１から出射された光が結像されることで画像として表示する画像表示面でもある。
　なお、上記液晶表示装置は、光センサ素子を内蔵していることで、タッチパネル一体型の液晶表示装置としても機能させることができる。この場合には、上記保護板２１の表面２１ａは、タッチ面として用いられる。
　上述したように、上記液晶表示装置をタッチパネル一体型の液晶表示装置として用いる場合は、上記保護板２１の表面２１ａが画像表示面であると共に、タッチ面として用いられるので、視差により生じるタッチ面に載値された画像読取対象物の画像の読み取りと、タッチ面への画像表示とのズレが改善される。
　上記保護板２１は、上記液晶表示装置１を、原稿３０に印刷された画像情報を読み取るための画像読取装置（スキャナ）として機能させる場合、表偏光板１７や液晶表示パネル１１を、応力や傷や汚れから保護する。また、保護板２１と、液晶表示パネル１１との間に空気層２５が配されることで、保護板２１の表面２１ａが指やペンなどで押圧された場合、それらの応力から液晶表示パネル１１を保護することができる。
　ここで、液晶表示パネル１１が表示する画像を、観察者が読み取るだけであれば、液晶表示パネル１１と、観察者との間に、保護板２１、空気層２５、レンズ部材など、光学的に光を反射や屈折させる部材が無い方が好ましい。しかし、液晶表示装置１を、画像読取装置（スキャナ）として機能させる場合、上述したように、画像情報を読み取る対象物から、液晶表示パネル１１を保護することはできず、実用的ではない。
　上記液晶表示パネル１１の表偏光板１７上には、正の屈折率を有するレンズアレイ２３（第１のレンズ部材）が配されている。
　また、保護板２１の表面２１ａとは逆側面である裏面２１ｂには、正の屈折率を有するレンズアレイ２４（第２のレンズ部材）が配されている。
　レンズアレイ２３・２４は、それぞれ、凸レンズ２３ａ・２４ａが複数配されているレンズアレイであり、それぞれの凸レンズ２３ａ・２４ａは互いに正対して配されている。
　上記レンズアレイ２３とレンズアレイ２４とは、これらレンズアレイ２３・２４間に形成されたスペーサ２６によって、互いに離間して配されている。すなわち、これらレンズアレイ２３とレンズアレイ２４とは、空気層２５を介して互いに対向配置されている。
　これらレンズアレイ２３・２４は、上記液晶表示パネル１１から出射された光を保護板２１の表面に正立像として結像させるとともに、上記保護板２１の表面２１ａに原稿３０（画像読取対象物）が載置されているときには、原稿３０に照射された光の反射光を液晶表示パネル１１における光センサ素子４に正立像として結像（集光）させる。
　ここで、例えば、レンズアレイ２３と、レンズアレイ２４とのうち、レンズアレイ２３を配さず、レンズアレイ２４のみを配した場合、上記液晶表示パネル１１から出射された光を保護板２１の表面に正立像として結像することができず、また、原稿３０に照射された光の反射光を液晶表示パネル１１における光センサ素子４に正立像として結像させることができない。このように、正立像が得られない場合は、上記液晶表示パネル１１から出射された光を保護板２１の表面に結像し、原稿３０に照射された光の反射光を液晶表示パネル１１における光センサ素子４に結像した場合、画素の視覚特性が反転し、違和感が生じる。
　そこで、レンズアレイ２３・２４を設けることで、上記液晶表示パネル１１から出射された光を保護板２１の表面に正立像として結像し、原稿３０に照射された光の反射光を液晶表示パネル１１における光センサ素子４に正立像として結像することができるので、視覚特性を、上記光学部材を配していない場合と同等にすることができる。
　上記液晶表示装置１は、このようにレンズアレイ２３・２４が、原稿３０に照射された光の反射光を液晶表示パネル１１における光センサ素子４に結像させ、光センサ素子４が、原稿３０に印刷された画像の反射率の違いによる受光強度に応じた電流を流すことにより、原稿３０に記載されている画像情報を読み取る画像読取機能（スキャナ機能）を実現する。
　これらレンズアレイ２３・２４は、それぞれ、液晶表示パネル１１を通過してレンズアレイ２３の各凸レンズ２３ａに入射した光の焦点と、保護板２１を通過してレンズアレイ２４の各凸レンズ２４ａに入射した光の焦点とが一致するとともに、一致する焦点の位置が空気層２５中の略中央部に位置するように配されている。
　なお、液晶表示装置１には、図示しないが、液晶表示パネル１１に対して表示駆動を行う液晶駆動回路（不図示）や光センサ素子４の駆動制御を行ったり、受光する光の強度に対応して受光信号を出力する複数の光センサ素子４からの受光信号を受け取ったりするセンサ制御部（不図示）などが設けられている。
　次に、図１および図３を参照して、液晶表示装置１を画像読取装置として機能させる場合と、画像表示装置として機能させる場合とについて説明する。図３は、図１に示す液晶表示装置１の要部の構成を模式的に示す断面図である。
　まず、液晶表示装置１のスキャナ機能を使用して、液晶表示装置１を画像読取装置として機能させる場合について説明する。
　図１に示すように画像情報として取得するため絵や文字などが印刷された原稿３０が、ユーザによって保護板２１の表面２１ａに載置されると、白色光や赤外光などのバックライト２０から発光された光は各表示セル５を透過し、載置されている原稿３０を照明する。原稿３０に照明された光は、原稿３０の印刷面に印刷された画像の反射率の差により、印刷された内容に応じた光量や波長の光が反射される。
　原稿３０によって反射される光は、保護板２１中へと拡散光として反射されていく。保護板２１へ拡散光として反射された光は、図１および図３に示すように、レンズアレイ２４の各凸レンズ２４ａによって集光され、空気層２５へと出射される。この空気層２５へと出射された原稿３０からの反射光は、空気層２５の略中央部分、すなわち、各凸レンズ２４ａと、各凸レンズ２３ａとの略中央部分で結像する。この原稿３０からの反射光が凸レンズ２４ａによって結像する点が図３に示す結像点Ｐ２４であり、結像点Ｐ２４に対応する、保護板２１の表面２１ａ上の点が、図３に示す物点Ｐ２１である。
　そして、結像点Ｐ２４で結像された原稿３０からの反射光は、図１および図３に示すように、レンズアレイ２３の各凸レンズ２３ａのそれぞれによって集光される。各凸レンズ２３ａによって集光された原稿３０からの反射光は、それぞれ、光センサ素子４に集光される。つまり、各凸レンズ２３ａのそれぞれによって、原稿３０からの反射光は、光センサ素子４のそれぞれに結像される。この原稿３０からの反射光が、凸レンズ２３ａによって光センサ素子４に結像される点が、図３に示す結像点Ｐ２３である。
　このように、上記液晶表示装置１は、物点Ｐ２１を含む原稿３０に印刷された画像の倒立実像が中間像点である結像点Ｐ２４で結像され、この結像点Ｐ２４を含む中間像面の倒立実像が結像点Ｐ２３を含む光センサ素子４の像面である受光面に結像されることで、全体として正立結像光学系を形成している。
　このように、上記液晶表示装置１によれば、原稿３０からの反射光は、正立像としてアクティブマトリクス基板１４に配されている各光センサ素子４に結像されるので、解像度が高いスキャン画像（読み取り画像）を得ることができる。
　本実施の形態では、物点Ｐ２１及び結像点Ｐ２４を含む光軸と、結像点Ｐ２４及び結像点Ｐ２３を含む光軸とは同一の直線に含まれている。このため、凸レンズ２３ａ・２４ａによって、原稿３０からの反射光を、精度よく、光センサ素子４に結像することができる。このため、解像度が高い原稿３０のスキャン画像を得ることができる。
　また、原稿３０からの反射光が、アクティブマトリクス基板１４上に配されている光センサ素子４のそれぞれに受光されるまでの光路中で屈折率が大きく変化する境界は、レンズアレイ２４（屈折率ｎ＝１．５）と空気層２５（屈折率ｎ＝１．０）との界面と、空気層２５（屈折率ｎ＝１．０）とレンズアレイ２３（屈折率ｎ＝１．５）との界面との２箇所だけであるため、解像度が高い原稿３０のスキャン画像を得ることができる。
　なお、保護板２１をアクリル材料から構成した場合、保護板２１の屈折率は約１．５であり、表偏光板１７の材料は屈折率が約１．４７であるので、レンズアレイ２３、及びレンズアレイ２４の屈折率はｎ＝１．５程度が最適な値である。なお、レンズアレイ２３、及びレンズアレイ２４の屈折率はｎ＝１．５に限定されるものではない。
　次に、図３を参照して、液晶表示装置１を画像表示装置として機能させる場合について説明する。
　図３に示すように、保護板２１の表面２１ａに原稿３０が載置されていない場合、保護板２１の表面２１ａに画像を表示するために、バックライト２０から発光された光は、光センサ素子４と隣接して配置されている表示セル５を透過する。表示セル５を透過した透過光は、レンズアレイ２３の各凸レンズ２３ａによって集光され、空気層２５へと出射される。この空気層２５へと出射された表示セル５を透過した透過光は、空気層２５の略中央部分、すなわち、各凸レンズ２３ａと、各凸レンズ２４ａとの略中央部分で結像する。この表示セル５を透過した透過光が凸レンズ２３ａによって結像する点が結像点Ｑ２３であり、結像点Ｑ２３に対応する表示セル５上の点が、物点Ｑ５である。
　本実施の形態では、結像点Ｑ２３と、結像点Ｐ２４とは一致するように、各凸レンズ２３ａと、各凸レンズ２４ａとを配している。
　そして、結像点Ｑ２３で結像された表示セル５からの透過光は、レンズアレイ２４の各凸レンズ２４ａのそれぞれによって集光される。各凸レンズ２４ａによって集光された表示セル５からの透過光は、それぞれ、保護板２１の表面２１ａに集光される。つまり、各凸レンズ２４ａのそれぞれによって、表示セル５からの透過光は、保護板２１の表面２１ａに結像される。この表示セル５からの透過光が、凸レンズ２４ａによって保護板２１の表面２１ａに結像される点が結像点Ｑ２４である。
　結像点Ｑ２４は、各凸レンズ２４ａと、各凸レンズ２３ａとの略中央部分に位置しているので、表示セル５からの透過光は、凸レンズ２４ａによって、十分に集光され、保護板２１の表面２１ａに表示される画像の解像度が低下することを抑えることができる。
　このように、液晶表示装置１の構成によると、表示セル５を透過した透過光は、正立像として保護板２１の表面２１ａに結像されるので、画像の表示品位を低下させること無く、該表面２１ａに画像を表示することができる。なお、画像の表示品位とは、視角特性、ボケ（解像度）、コントラスト等のことである。
　バックライト２０から発光され、表示セル５を透過した透過光が、保護板２１の表面２１ａに集光されるまでの光路中で屈折率が大きく変化する境界は、レンズアレイ２３（屈折率ｎ＝１．５）と空気層２５（屈折率ｎ＝１．０）との界面と、空気層２５（屈折率ｎ＝１．０）とレンズアレイ２４（屈折率ｎ＝１．５）との界面との２箇所だけであるため、解像度が高い表示画像を表示させることができる。
　また、各凸レンズ２３ａ・凸レンズ２４ａは、各画素領域２のそれぞれに対応して設けられていてもよいし、複数の画素領域２に対して１対の凸レンズ２３ａ・２４ａが設けられていてもよい。
　凸レンズ２３ａ・凸レンズ２４ａ、光センサ素子４、表示セル５との配置関係は、液晶表示装置１を用いる使用状況によって、当業者によって適宜最適化されればよい。
　ここで、図４～図６を参照して、レンズアレイ２３・２４を設けない場合の光センサ素子を内蔵した液晶表示装置について説明する。
　図４は、レンズアレイを設けていない光センサ素子内蔵型の液晶表示装置の要部の構成を、原稿３０による反射光の経路と併せて示す断面図である。
　図４に示す液晶表示装置９０は、液晶表示装置１からレンズアレイ２３・２４を除いた構成である。液晶表示装置９０の他の構成は液晶表示装置１と同様である。
　光センサ素子４が内蔵された液晶表示パネル１１をスキャナとして機能させる場合、製造可能な光センサ素子４の配置密度よりも、光センサ素子４から保護板２１の表面２１ａに載置された原稿３０までの光学的な距離により、光センサ素子４により取得された読み取り画像の実質解像度が決定されることになる。
　液晶表示装置９０の構成によると、光センサ素子４と、保護板２１の表面２１ａに載置される原稿３０との間に、カラーフィルタ基板１６、表偏光板１７、空気層２５、保護板２１などの構造物が配され、それぞれの厚み分だけ光学的な距離が大きくなる。
　図５は、液晶表示装置９０の光センサ素子４により読み取られた画像のボケ関数を示す図である。また、図６は、レンズアレイを設けていない液晶表示装置９０における、光センサ素子４の受光面と画像読取対象物との間の光学的な距離と、実質的解像度との関係を示すグラフである。図６のグラフの横軸は、光センサ素子４の受光面と、原稿３０などの画像読取対象物との距離〔ｍｍ〕である。図５のグラフの縦軸は実質解像度〔ＤＰＩ〕である。
　図６に示すように、レンズアレイを設けていない液晶表示装置９０では、光センサ素子４の受光面と画像読取対象物との間の光学的な距離が増加するにしたがって、実質解像度〔ＤＰＩ〕が低下することが判る。また、図５に示すように、レンズアレイを設けていない液晶表示装置９０では、読取画像が低品位のボケた画像となることが判る。
　このように、レンズアレイを設けていない液晶表示装置９０では、光センサ素子４の受光面と画像読取対象物との間の光学的な距離に比例した読み取り画像の実質解像度しか得られず、光センサ素子４により取得される読み取り画像の実質解像度が著しく低下する。
　これに対し、上記液晶表示装置１によれば、上記したように、（１）保護板２１の裏面側（表面２１ａとは逆側の面側）にレンズアレイ２４を設け、（２）表偏光板１７の表面にレンズアレイ２３を設け、（３）レンズアレイ２３の焦点位置に光センサ素子４が配されている。
　上記液晶表示装置１によれば、（１）の構成により、保護板２１の表面２１ａに載置された原稿３０に照明された拡散した反射光を集光することができる。また、（２）の構成により、レンズアレイ２４を透過した、原稿３０からの反射光を集光することができる。さらに、（３）の構成により、レンズアレイ２３を透過した、原稿３０からの反射光を、各光センサ素子４の受光面に結像させることができる。
　したがって、本実施の形態によれば、高精細な画像の表示機能と、高精細な画像読取機能（スキャナ機能）とを両立させた、画像読取機能を有する液晶表示装置１を実現することができる。
　なお、従来、画像表示素装置にレンズアレイを設けた例としては、特許文献２に記載の画像表示装置が知られている。
　図１３は、特許文献２に記載の画像表示装置の構成を示す断面図である。
　画像表示装置２００は、立体像を含む２次元画像を表示するものであり、ＬＣＤ（カラー液晶表示装置）２１０と、ＬＣＤ２１０に固定された支持部材２１５に支持された画像伝達パネル２２０とを含んでいる。画像伝達パネル２２０はＬＣＤ２１０とは反対側に位置する空間に結像面２３０を生成するものであり、マイクロレンズアレイ２２２を含んでいる。
　ＬＣＤ２１０は、立体像を含む２次元画像を表示する平面状の画像表示面を有する表示部であり、マイクロレンズアレイ２２２は画像表示面に書き込まれた立体像を含む２次元画像を目視せしめるための正立等倍光学系であり、２次元的に配置した複数の微小レンズから構成されている。マイクロレンズアレイ２２２は、レンズアレイ半体２２４を２枚一組で一体化したマイクロ凸レンズ板である。
　このように、従来の画像表示装置では、結像面２３０を空中に配置するためにレンズアレイを使用している。また、上記したように、特許文献２に記載のレンズアレイは、上記したように本発明とは目的が異なることから、その配置の仕方も全く異なっている。
　従来、画像読取機能を有する表示装置を提供するためにレンズアレイを用いた例はない。また、このように画像読取機能を有する表示装置において、表示パネルの保護と、読取画像及び表示画像の解像度の低下の抑制とを両立すべく、表示パネルから出射された光を保護部材の表面に正立像として結像させるとともに、保護部材上に原稿３０などの画像読取対象物が載置されているときに、画像読取対象物に照射された光の反射光を表示パネルにおける光センサ素子（受光素子）に結像させるためにレンズアレイを用いた例はない。
　なお、本実施の形態では、液晶表示パネル１１と保護板２１との間に、本発明にかかる光学部材としてレンズアレイ２３・２４が配された場合を例に挙げて説明した。
　しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではない。上記光学部材としては、液晶表示パネル１１から出射された光を保護板２１の表面２１ａに正立像として結像させるとともに、保護板２１上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を光センサ素子４に結像させることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えばホログラム、プリズム等の光学素子、あるいは、これらの組み合わせであっても構わない。
　また、本実施の形態では、光センサ素子４が各画素内に設けられている場合を例に挙げて説明した。しかしながら、光センサ素子４は、必ずしも画素毎に設けられている必要はない。各光センサ素子４は、例えば、ＲＧＢのカラーフィルタのうち何れか１つが配されているサブ画素毎に設けられていてもよい。また、各光センサ素子４は、複数の画素に１つ設けられていてもよい。
　〔実施の形態２〕
　本発明の実施の他の形態について、図７～図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図７は、本実施の形態に係る液晶表示装置４０の概略構成を示す断面図である。図８は、図７に示す液晶表示装置４０の要部の構成を示す断面図である。
　図７および図８に示すように、液晶表示装置４０は、液晶表示装置１の空気層２５中に、各凸レンズ２３ａ・２４ａ間を遮光するための遮光壁４１を設けた構成である。
　遮光壁４１は、一対の凸レンズ２３ａ・２４ａと、隣接する凸レンズ２３ａ・２４ａとの間に設けられている。遮光壁４１は、凸レンズ２３ａ・２４ａを透過した光を、正対する凸レンズ２４ａまたは凸レンズ２３ａと隣接して配されている凸レンズ２４ａまたは凸レンズ２３ａに対して入射することを防止するためのものである。
　遮光壁４１の材料としては、遮光材料であれば特に限定されるものではない。遮光壁４１の材料としては、例えば、銀やアルミニウムなどの金属材料（正反射材料）であってもよく、白色プラスチック、白色塗料などの拡散反射材料であってもよい。
　図９は、図１に示す液晶表示装置１における液晶表示パネル１１から出射された光の経路を説明する断面図である。図１０は、図９に示す液晶表示装置１の要部の構成を示す断面図である。
　図９に示すように、液晶表示装置１の構成では、画像を表示するために、表示セル５及び対応する凸レンズ２３ａを透過した透過光の一部は、対応する凸レンズ２４ａと隣接する凸レンズ２４ａに集光される。このように、対応する凸レンズ２４ａと隣接する凸レンズ２４ａによって集光された透過光は、結像点Ｑ２４とは異なる結像点に結像されることとなる。
　これは、図１０に示すように、表示セル５を透過した透過光のうち、特に、凸レンズ２３ａの端部周辺を透過した光が、対応する凸レンズ２４ａに集光されず、対応する凸レンズ２４ａと隣接する凸レンズ２４ａに集光されることにより生じる。
　このような、表示セル５と対応する凸レンズ２４ａに隣接している凸レンズ２４ａに集光された透過光は、画像漏れとして、保護板２１の表面２１ａに表示される画像がぼける原因（ノイズ）となる。
　一方、液晶表示装置４０の構成によると、図８に示すように、一対の凸レンズ２３ａ・２４ａと、隣接する凸レンズ２３ａ・２４ａとの間に遮光壁４１が形成されている。このように、遮光壁４１を設けることで、画像を表示するために、表示セル５及び対応する凸レンズ２３ａを透過した透過光が、対応する凸レンズ２４ａに隣接する凸レンズ２４ａに集光されることを防止することができる。
　このように、液晶表示装置４０の構成によると、画像漏れを防ぐことができる。従って、液晶表示装置４０の構成によると、保護板２１の表面２１ａに表示される画像のボケを防止することで、さらなる高精細な画像の表示機能と、高精細なスキャナ機能とが両立されたスキャナ機能付の液晶表示装置を実現することができる。
　以上のように、上記液晶表示装置４０によれば、前記（１）～（３）の構成に加え、（４）光センサ素子４の受光面側に、遮光壁４１による開口を設けることで、ノイズとなる光センサ素子４の周囲からの迷光が入射することを防止することができる。
　また、上記液晶表示装置４０における保護板２１の表面２１ａ上には、図１１に示すように、光を拡散させる拡散板４２を配してもよい。
　図１１は、液晶表示装置４０における保護板２１の表面２１ａに拡散板４２を配した液晶表示装置４５の構成を示す断面図である。
　液晶表示装置４５のように、保護板２１の表面２１ａに拡散板４２を配することで、画像を表示するために、表示セル５、凸レンズ２３ａ・２４ａを透過した透過光は、拡散板４２によって拡散して液晶表示装置４５の外部へと出射する。このため、液晶表示装置４５の構成によると、視野角特性を広げることができる。このように、液晶表示装置４５の構成によると、上述した液晶表示装置４０の構成による効果に加えて、視野角特性を広げた液晶表示装置を実現することができる。
　〔実施の形態３〕
　本発明の実施のさらに他の形態について、図１２に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施の形態１、２にて説明した図面と同じ機能を有する部材については同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図１２は、本実施の形態に係る液晶表示装置５０の概略構成を示す断面図である。
　液晶表示装置５０は、液晶表示装置１のレンズアレイ２３・２４に替えて、スーパーレンズ５１を配している点で、液晶表示装置１と相違する。
　スーパーレンズとは、負の屈折率による近近場効果により微小領域の反射光量が増大するスーパーレンズ効果を有するレンズの総称であり、負の屈折率を有するいわゆるメタマテリアルによって形成されたレンズである。
　上記スーパーレンズ５１は、負の屈折率を有していれば、その屈折率および材料は、特に限定されるものではない。なお、本実施の形態では、屈折率ｎ＝－１．０のスーパーレンズ５１を用いた。
　スーパーレンズ５１は、例えば、フォトニック結晶やメタマテリアル材料等からなり、特許文献３～７に記載されているものを用いることができる。また、スーパーレンズ５１の屈折率は、値が小さいほど、スーパーレンズ５１の薄型化を行うことができる。
　図１２に示すように、液晶表示装置５０は、表偏光板１７上（つまり、表偏光板１７におけるカラーフィルタ基板１６が配されている面とは逆側の面である表面）に、スーパーレンズ５１が配されている。
　上記液晶表示装置５０ではスーパーレンズ５１の表面５１ａ上（表偏光板１７が配されている面とは逆側の面）に複数のスペーサ２６・２６が配されており、この複数のスペーサ２６・２６によって、保護板２１が支持されている。スーパーレンズ５１と、保護板２１との間には、上記スペーサ２６・２６によって、空気層２５が設けられている。
　図１２では、液晶表示装置５０をスキャナとして機能させる場合の原稿３０からの反射光の光路を実線の矢印で示し、液晶表示装置５０を画像表示装置として機能させる場合の表示セル５の透過光の光路を破線の矢印で示している。
　前記実施の形態１・２に示す液晶表示装置１・４０・４５では、レンズアレイ２３・２４の２枚のレンズシートを用いたが、上記液晶表示装置５０のように、スーパーレンズ５１を用いる場合、１枚のレンズシートを用いればよい。
　カラーフィルタ基板１６、表偏光板１７、スーパーレンズ５１、保護板２１のそれぞれの厚み及び屈折率は、バックライト２０から発光され、表示セル５を透過した透過光が、保護板２１の表面２１ａで焦点を結ぶように設計されている。
　上記液晶表示装置５０においては、ユーザによって、保護板２１の表面２１ａに原稿３０が載置されると、白色光や赤外光などのバックライト２０から発光された光は各表示セル５を透過し、載置されている原稿３０を照明する。原稿３０に照明された光は、原稿３０の印刷面に印刷された反射率の差により、印刷された内容に応じた光量や波長の光が反射される。
　原稿３０によって反射される光は、保護板２１中へと拡散光として反射されていく。保護板２１へ拡散光として反射された反射光は、空気層２５を介してスーパーレンズ５１に入射する。スーパーレンズ５１に入射した拡散光である反射光は、スーパーレンズ５１が有する負の屈折率によりスーパーレンズ５１内で集光されることで一旦結像し、表偏光板１７・カラーフィルタ基板１６を介して各光センサ素子４の受光面で再び結像して、各光センサ素子４に入射する。
　つまり、バックライト２０から発光され、保護板２１の表面２１ａに載置された原稿３０を照明することで反射した反射光は、アクティブマトリクス基板１４に配置された各光センサ素子４上に正立像として結像する。このようにして、液晶表示装置５０の構成によると、解像度が高い原稿３０のスキャン画像を得ることができる。
　また、保護板２１の表面２１ａに原稿３０が載置されおらず、該表面２１ａに画像を表示する場合、バックライト２０から発光された光は、光センサ素子４と隣接して配置されている表示セル５を透過する。表示セル５を透過した透過光は、カラーフィルタ基板１６・表偏光板１７を介してスーパーレンズ５１に入射する。
　そして、スーパーレンズ５１に入射した透過光は、スーパーレンズ５１が有する負の屈折率によりスーパーレンズ５１内で集光されることで一旦結像し、再び拡散していく。スーパーレンズ５１内で拡散した透過光は、スーパーレンズ５１が有する負の屈折率により、スーパーレンズ５１の外部に出射する際、空気層２５・保護板２１を介して集光するように屈折する。そして、空気層２５・保護板２１を介して集光した透過光は、保護板２１の表面２１ａで結像する。これにより、保護板２１に、液晶表示パネル１１による画像が表示される。
　つまり、バックライト２０から発光され、液晶表示パネル１１による画像を表示するために表示セル５を透過した透過光は、正立像として保護板２１の表面２１ａに結像する。このようにして、液晶表示装置５０の構成によると、保護板２１の表面２１ａに解像度が高い画像を表示することができる。
　このように、液晶表示装置５０の構成によると、高精細な画像の表示機能と、高精細なスキャナ機能とを両立させたスキャナ機能付液晶表示装置を実現することができる。
　上述した液晶表示装置１・４０・４５では、レンズアレイ２３・２４の各凸レンズ２３ａ・２４ａのレンズピッチと、画素領域２（表示セル５）のピッチとの干渉により、保護板２１の表面２１ａに表示される画像に、モアレ（干渉縞）が発生する場合がある。このため、レンズアレイ２３・２４を用いた液晶表示装置１・４０・４５では、モアレを考慮した設計を行う必要がある。
　一方、スーパーレンズ５１は、上述した凸レンズ２３ａ・２４ａのようにレンズ間の境目がないので、光学的な境目が見えない。このため、スーパーレンズ５１を用いた液晶表示装置５０では、モアレを考慮する必要がなく、光学的な設計の自由度を向上させることができる。
　なお、上記スーパーレンズ５１の屈折率及び厚み、スペーサ２６の高さ（すなわち、上記スーパーレンズ５１と保護板２１との間の距離）は、上記スーパーレンズ５１が上記した焦点位置を有するように適宜設定される。
　したがって、本実施の形態でも、スペーサ２６の高さは、スーパーレンズ５１の屈折率及び厚みに応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。同様に、スーパーレンズ５１の厚みは、スーパーレンズ５１の屈折率及びスペーサ２６の高さに応じて、上記したように適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
　本実施の形態では、一例として、保護板２１（屈折率ｎ＝１．５）の厚さ０．４ｍｍ、スペーサ２６の高さ（すなわち、上記スーパーレンズ５１と保護板２１との間の距離）０．４ｍｍ、スーパーレンズ５１（屈折率ｎ＝－１．０）の厚さ０．８ｍｍ、カラーフィルタ基板１６及び表偏光板１７（屈折率ｎ＝１．５）の厚さ０．２ｍｍ、としている。
　このような液晶表示装置５０の構成により、保護板２１の表面２１ａに載置された原稿３０と、アクティブマトリクス基板１４に配されている光センサ素子４との位置が規制される。つまり、保護板２１の表面２１ａに載置された原稿３０と、アクティブマトリクス基板１４に配されている光センサ素子４との光学的な距離が規定される。
　なお、上記した各実施の形態では、表示パネルとして液晶表示パネルを例に挙げて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
　上記表示パネルとしては、例えばＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示パネル、プラズマ表示パネル等、液晶表示パネル以外の表示パネルであってもよい。したがって、本発明にかかる表示装置としては、液晶表示装置に限定されるものではなく、例えばＥＬ表示装置であってもよく、プラズマ表示装置であってもよい。
　以上のように、本発明にかかる表示装置は、画像読取機能（スキャナ機能）を有する表示装置として、例えばスキャナ機能（タッチパネル機能）付の携帯端末など、画像読取機能または表示機能を必要とする各種電子機器に好適に用いることができる。上記表示装置は、上記したように画像読取機能を有していることから、従来は別個に必要であった画像読取装置と表示装置とを一体化することができ、多機能化および省スペース化に非常に有用である。
　本発明にかかる表示装置は、例えば、携帯電話、電子辞書、携帯用オーディオ、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の電子機器に、特に好適に用いることができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　以上のように、本発明の表示装置は、受光素子を有する表示パネルと、上記表示パネルを保護する保護部材とを備え、上記保護部材上に載置された画像読取対象物に照射された光の反射光の強度を上記受光素子で検出することで上記画像読取対象物の画像情報を読み取る画像読取機能を有する表示装置であって、上記表示パネルと保護部材とは互いに隙間を空けて配されており、上記表示パネルと保護部材との間には、上記表示パネルから出射された光を上記保護部材の表面に正立像として結像させるとともに、上記保護部材上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を上記受光素子に正立像として結像させる光学部材が設けられていることを特徴としている。
　上記構成によると、上記表示装置が上記保護部材を備えていることで、上記画像読取対象物が、直接、表示パネル上に載置されることはない。また、上記表示パネルと保護部材とは隙間を開けて配されているので、上記保護部材上に画像読取対象物を載置することで上記保護部材に応力が加わったとしても、上記表示パネルに応力が加わることを防止することができる。このため、上記表示パネルを保護することができる。
　また、上記光学部材は、上記表示パネルから出射された光を上記保護部材の表面に正立像として結像させるとともに、上記保護部材上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を上記受光素子に正立像として結像させる。このため、視覚特性を、上記光学部材を配していない場合と同等にすることができる。
　さらに、上記構成によると、上記表示パネルと保護部材との間には上記光学部材が設けられていることで、上記保護部材によって画像読取対象物の載置面を兼ねる画像表示面と上記表示パネルとの間の距離が大きくなったとしても、上記保護部材の表面に表示される画像の表示品位の低下を抑制することができるとともに、上記受光素子で検出される読取画像の解像度の低下を抑制することができる。なお、表示品位とは、視覚特性、ボケ（解像度）、コントラスト等のことである。
　したがって、上記構成によると、画像読取機能を有し、かつ、表示パネルの保護と、読取画像の解像度の低下の抑制及び表示画像の表示品位の低下の抑制とを成し得る表示装置を提供することができる。
　上記表示装置において、上記光学部材は、正の屈折率を有し、上記表示パネルにおける上記保護部材との対向面に配されている第１のレンズ部材と、正の屈折率を有し、上記保護部材における上記液晶表示パネルとの対向面に、上記第１のレンズ部材と隙間を空けて配されている第２のレンズ部材とを備えていることが好ましい。
　上記構成によると、上記第１のレンズ部材及び第２のレンズ部材により、上記表示パネルから出射された光を上記保護部材の表面に正立像として結像させることができるとともに、上記保護部材上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を上記受光素子に結像させることができる。このため、上記構成によると、読取画像及び表示画像の解像度の低下の抑制とを両立させることができる。
　さらに、上記第１のレンズ部材と第２のレンズ部材とは、それぞれ複数の凸レンズが配されているレンズアレイであり、上記第１のレンズ部材の凸レンズと、上記第２のレンズ部材の凸レンズとは、互いに正対して配されていることが好ましい。
　上記構成によると、互いに正対して配されている第１のレンズ部材の凸レンズと、第１のレンズ部材の凸レンズとのそれぞれの焦点位置を調整することで、上記表示パネルから出射された光を結像させる位置と、上記保護部材上に載置された画像読取対象物に照射された光の反射光を結像させる位置とを、容易に適切に調整することができる。
　さらに、上記第１のレンズ部材と第２のレンズ部材との間には、互いに正対する凸レンズの一方を透過した光が、正対する他方の凸レンズに隣接して配されている凸レンズに入射することを防止するための遮光部材が配されていることが好ましい。
　上記構成によれば、互いに正対する凸レンズの一方を透過した光が、正対する他方の凸レンズに隣接して配されている凸レンズに入射することを防止することができる。この結果、目的とする受光素子以外の受光素子に光が入射したり、上記保護部材における隣接画素に対応する表示領域に光が照射されたりすることを防止することができる。したがって、上記構成によると、読取画像及び表示画像の解像度の低下をさらに抑制することができる。
　さらに、上記保護部材における上記画像読取対象物の載置面には、光を拡散して出射する拡散部材が配されていることが好ましい。上記構成により、載置面に結像された画像が、上記拡散部材により拡散して外部に出射するので、視野角特性を向上させることができる。
　また、上記表示装置において、上記光学部材は、負の屈折率を有するレンズ部材であることが好ましい。
　上記光学部材として負の屈折率を有するレンズ部材を用いることで、上記表示パネルから出射された光を上記保護部材の表面に正立像として結像させることができるとともに、上記保護部材上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を上記受光素子に結像させることができる。このため、上記構成によると、読取画像の解像度の低下及び表示画像の表示品位の低下の抑制とを両立させることができる。
　また、上記光学部材として負の屈折率を有するレンズ部材を用いる場合、該レンズ部材は、例えば凸レンズなどが複数配されたレンズアレイである必要はない。このためレンズアレイの各レンズ間ピッチと画素間ピッチとの干渉により表示画像に生じる干渉縞（モアレ）を防止することができる。
　本発明の表示装置は、画像読取機能（スキャナ機能）を有する表示装置として、高精細なスキャン画像及び表示画像が要求される機器に好適に利用することができる。
　１　　液晶表示装置（表示装置）
　２　　画素領域
　４　　光センサ素子（受光素子）
　５　　表示セル（画素）
１１　　液晶表示パネル（表示パネル）
２０　　バックライト
２１　　保護板（保護部材）
２１ａ　表面
２５　　空気層（隙間）
２３　　レンズアレイ（第１のレンズ部材、光学部材）
２３ａ　凸レンズ
２４　　レンズアレイ（第２のレンズ部材、光学部材）
２４ａ　凸レンズ
３０　　原稿（画像読取対象物）
４０　　液晶表示装置（表示装置）
４１　　遮光壁（遮光部材）
４２　　拡散板（拡散部材）
４５　　液晶表示装置（表示装置）
５０　　液晶表示装置（表示装置）
５１　　スーパーレンズ（レンズ部材、光学部材）

Claims (6)

  1. 　受光素子を有する表示パネルと、上記表示パネルを保護する保護部材とを備え、上記保護部材上に載置された画像読取対象物に照射された光の反射光の強度を上記受光素子で検出することで上記画像読取対象物の画像情報を読み取る画像読取機能を有する表示装置であって、
    　上記表示パネルと保護部材とは互いに隙間を空けて配されており、
    　上記表示パネルと保護部材との間には、上記表示パネルから出射された光を上記保護部材の表面に正立像として結像させるとともに、上記保護部材上に画像読取対象物が載置されているときには、上記画像読取対象物に照射された光の反射光を上記受光素子に正立像として結像させる光学部材が設けられていることを特徴とする表示装置。
  2. 　上記光学部材は、
    　正の屈折率を有し、上記表示パネルにおける上記保護部材との対向面に配されている第１のレンズ部材と、
    　正の屈折率を有し、上記保護部材における上記表示パネルとの対向面に、上記第１のレンズ部材と隙間を空けて配されている第２のレンズ部材とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 　上記第１のレンズ部材と第２のレンズ部材とは、それぞれ複数の凸レンズが配されているレンズアレイであり、
    　上記第１のレンズ部材の凸レンズと、上記第２のレンズ部材の凸レンズとは、互いに正対して配されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
  4. 　上記第１のレンズ部材と第２のレンズ部材との間には、
    　互いに正対する凸レンズの一方を透過した光が、正対する他方の凸レンズに隣接して配されている凸レンズに入射することを防止するための遮光部材が配されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
  5. 　上記保護部材における上記画像読取対象物の載置面には、光を拡散して出射する拡散部材が配されていることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の表示装置。
  6. 　上記光学部材は、負の屈折率を有するレンズ部材であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015517118A (ja) * 2012-03-22 2015-06-18 スリッカー エスアイエー マルチオブジェクト画像の製造方法と当該方法を実行するための光学フィルム
JP2018506730A (ja) * 2015-11-13 2018-03-08 シャオミ・インコーポレイテッド Ｏｌｅｄパネル、端末及び感光制御方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5466456B2 (ja) * 2009-08-20 2014-04-09 日本板硝子株式会社 正立等倍レンズアレイプレート、光走査ユニットおよび画像読取装置
JP5712746B2 (ja) * 2011-04-06 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 センシング装置および電子機器
CN105808021B (zh) * 2016-03-09 2021-01-22 京东方科技集团股份有限公司 光感式触控面板、显示装置和触摸定位方法
CN105892080B (zh) * 2016-06-28 2018-12-25 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板组件及显示装置
US11131793B2 (en) * 2017-04-30 2021-09-28 Phoneoptika Ltd Method and apparatus that enhance the viewing experience of digital displays
CN109033926A (zh) * 2017-06-08 2018-12-18 上海箩箕技术有限公司 指纹成像模组和电子设备
CN107255885B (zh) * 2017-08-16 2020-02-21 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其制造方法
US10955603B2 (en) * 2017-10-17 2021-03-23 Synaptics Incorporated Method and system for optical imaging using point source illumination
CN210270940U (zh) * 2018-05-07 2020-04-07 光波触控有限公司 紧凑型光学传感器系统及含有该系统的电子装置
WO2020243936A1 (zh) * 2019-06-05 2020-12-10 深圳市汇顶科技股份有限公司 屏下生物特征识别装置和电子设备
KR20210102555A (ko) * 2020-02-11 2021-08-20 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN111624817B (zh) * 2020-06-30 2023-01-13 京东方科技集团股份有限公司 背光模组及其制造方法、显示装置
TWI798974B (zh) * 2021-05-18 2023-04-11 友達光電股份有限公司 感光裝置
CN115390306B (zh) * 2022-08-25 2023-10-31 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板、阵列基板的制备方法及显示面板

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09274177A (ja) * 1996-04-09 1997-10-21 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光学的２次元画像伝送装置
JPH116992A (ja) * 1997-04-22 1999-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像読み取り機能付き液晶表示装置、および画像読み取り方法
JP2001147486A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Olympus Optical Co Ltd 映像表示装置
JP2005050054A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 Sharp Corp 画像入力装置
JP2006304230A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 撮像装置及び表示装置
WO2007013215A1 (ja) * 2005-07-25 2007-02-01 Pioneer Corporation 画像表示装置
JP2008168118A (ja) * 2006-12-15 2008-07-24 Hitachi Ltd 薄型認証センサ
JP2008278048A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Ricoh Opt Ind Co Ltd 正立等倍像結像光学系およびイメージ読取ユニットおよび読取装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001188230A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶表示装置
US6760139B2 (en) * 2001-04-25 2004-07-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical image scanner with lens arrays that are non-perpendicular to the image being scanned
DE102007042984A1 (de) * 2007-09-10 2009-03-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur optischen Navigation

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09274177A (ja) * 1996-04-09 1997-10-21 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光学的２次元画像伝送装置
JPH116992A (ja) * 1997-04-22 1999-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像読み取り機能付き液晶表示装置、および画像読み取り方法
JP2001147486A (ja) * 1999-11-19 2001-05-29 Olympus Optical Co Ltd 映像表示装置
JP2005050054A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 Sharp Corp 画像入力装置
JP2006304230A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 撮像装置及び表示装置
WO2007013215A1 (ja) * 2005-07-25 2007-02-01 Pioneer Corporation 画像表示装置
JP2008168118A (ja) * 2006-12-15 2008-07-24 Hitachi Ltd 薄型認証センサ
JP2008278048A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Ricoh Opt Ind Co Ltd 正立等倍像結像光学系およびイメージ読取ユニットおよび読取装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015517118A (ja) * 2012-03-22 2015-06-18 スリッカー エスアイエー マルチオブジェクト画像の製造方法と当該方法を実行するための光学フィルム
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