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JP3007008B2 - Image display / input device - Google Patents

Image display / input device

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JP3007008B2
JP3007008B2 JP29280994A JP29280994A JP3007008B2 JP 3007008 B2 JP3007008 B2 JP 3007008B2 JP 29280994 A JP29280994 A JP 29280994A JP 29280994 A JP29280994 A JP 29280994A JP 3007008 B2 JP3007008 B2 JP 3007008B2
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Japan
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light
input
image display
image
panel
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健吾 高浜
喜彦 竹田
義宏 山本
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、画像表示機能と画像
入力機能との2つの機能を備えた画像表示入力兼用装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display / input device having two functions, an image display function and an image input function.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、画像表示機能と画像入力機能との
2つの機能を備えた画像表示入力兼用パネルとして、特
公平5−40927号公報「画像入出力装置」(日立マイ
クロコンピュータ)、特開昭63−163886号公報
「表示入力兼用液晶パネル」(アルプス電気)、特開平5
−89230号公報「画像読み取り/表示装置」(富士ゼ
ロックス)、特公昭60−1646号公報「表示兼入力装
置」(日本電信電話)に代表されるように、幾つかの提
案がなされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image display / input panel having two functions of an image display function and an image input function, Japanese Patent Publication No. 5-40927, "Image Input / Output Device" (Hitachi Microcomputer), JP-A-63-163886 "Liquid crystal panel for display and input" (Alps Electric)
Some proposals have been made, as typified by JP-89230-A "Image reading / display device" (Fuji Xerox) and JP-B-60-1646-A "Display and input device" (Nippon Telegraph and Telephone).

【0003】上記特公平5−40927号公報「画像入
出力装置」では、一対の発光素子と受光素子とを平面上
にマトリクス状に複数対配置して画像入出力パネルを形
成している。そして、上記画像入出力パネルを画像表示
装置として動作させる際には、画像データに基づいて上
記発光素子を駆動する。一方、上記画像入出力パネルを
画像入力装置として動作させる際には、文字等の濃淡情
報が書き込まれた用紙をその情報記載面が画像入出力パ
ネルに対向するように重ねる。そして、その状態で発光
素子を発光させて光を用紙に当て、上記用紙からの反射
光を当該発光素子と対をなす受光素子で受けるのであ
る。
In the image input / output device disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-40927, an image input / output panel is formed by arranging a plurality of pairs of light emitting elements and light receiving elements in a matrix on a plane. When operating the image input / output panel as an image display device, the light emitting element is driven based on image data. On the other hand, when operating the image input / output panel as an image input device, a sheet on which density information such as characters is written is overlapped so that the information writing surface faces the image input / output panel. Then, in this state, the light emitting element emits light to shine light on the paper, and the reflected light from the paper is received by the light receiving element paired with the light emitting element.

【0004】また、上記特開昭63−163886号公
報「表示入力兼用液晶パネル」では、液晶パネルにおける
画素中に受光素子を作り込んでいる。そして、上記液晶
パネルを画像入力装置として動作させる場合には、用紙
に外部から光を当ててその反射光または透過光を液晶パ
ネルに入射し、上記液晶パネル内の受光素子から得られ
る電気信号を検出する。
In the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-163886, entitled "Liquid Crystal Panel for Display and Input", a light receiving element is formed in a pixel of the liquid crystal panel. When the liquid crystal panel is operated as an image input device, light is radiated from the outside onto the paper, and the reflected light or transmitted light is incident on the liquid crystal panel. To detect.

【0005】また、上記特開平5−89230号公報
「画像読み取り/表示装置」では、単純マトリクス液晶パ
ネルに受光素子を組み込んでいる。そして、上述した特
開昭63−163886号「表示入力兼用液晶パネル」の
場合と同様にして、画像情報を入力する。
Also, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-89230, "image reading / display device", a light receiving element is incorporated in a simple matrix liquid crystal panel. Then, image information is input in the same manner as in the case of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-163886 "liquid crystal panel for both display and input".

【0006】また、上記特公昭60−1646号公報
「表示兼入力装置」では、表示用駆動部と受光用駆動部
とをパネルの1画素内に配置している。そして、入力に
際しては、指または他の物体によって上記パネルに入射
する光を遮ることによって、上記受光用駆動部の受光ト
ランジスタをオフさせて入力座標を検知するのである。
In Japanese Patent Publication No. Sho 60-1646, "display / input device", a display driving unit and a light receiving driving unit are arranged in one pixel of a panel. Then, at the time of input, the light incident on the panel is blocked by a finger or other object, thereby turning off the light-receiving transistor of the light-receiving drive unit and detecting the input coordinates.

【0007】上述した画像表示入力兼用パネルは、何れ
も画像入力装置として動作する際には表示素子を発光素
子として用いるようにしている。そして、表示素子(発
光素子)から放射されて原稿等によって反射された光
を、上記表示素子と対を成して作り込まれている受光素
子で受けるのである。以下、上記特公平5−40927
号公報「画像入出力装置」を例に、従来技術の基本的な動
作を説明する。
[0007] In any of the above-mentioned image display / input panels, when operating as an image input device, the display element is used as a light emitting element. Then, light emitted from the display element (light emitting element) and reflected by a document or the like is received by a light receiving element formed in a pair with the display element. Hereinafter, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 5-40927
The basic operation of the prior art will be described with reference to the publication "Image Input / Output Device" as an example.

【0008】図15は、従来の画像表示入力兼用パネル
としての画像入出力パネルにおける斜視図である。ま
た、図16は、上記画像入出力パネルの具体的構造を示
す部分拡大斜視図である。また、図17は、上記画像入
出力パネルが画像表示装置として機能する場合と画像入
力装置として機能する場合との動作説明図である。
FIG. 15 is a perspective view of an image input / output panel as a conventional image display / input panel. FIG. 16 is a partially enlarged perspective view showing a specific structure of the image input / output panel. FIG. 17 is an operation explanatory diagram of a case where the image input / output panel functions as an image display device and a case where it functions as an image input device.

【0009】図15に示すように、上記画像入出力パネ
ルは、矩形を成す一枚の基板1上に(n×m)のマトリク
ス状に画素2が配置されて形成されている。上記各画素
2の夫々は、図16に示すように、1つの表示素子2a
と1つの入力素子2bとを対にして構成されている。こ
こで、例えば表示素子2aとしては発光ダイオードのよ
うな発光素子が用いられる一方、入力素子2bとしては
フォトトランジスタのような受光素子が用いられる。上
記表示素子2aと入力素子2bとは、夫々の発光面あるい
は受光面が上向きになるような姿勢で互いに隣接して配
置されている。
As shown in FIG. 15, the image input / output panel is formed by arranging pixels 2 in a (n × m) matrix on a single rectangular substrate 1. As shown in FIG. 16, each of the pixels 2 has one display element 2a.
And one input element 2b. Here, for example, a light emitting element such as a light emitting diode is used as the display element 2a, while a light receiving element such as a phototransistor is used as the input element 2b. The display element 2a and the input element 2b are arranged adjacent to each other in such a manner that the respective light emitting surfaces or light receiving surfaces face upward.

【0010】上述のように構成された画像入出力パネル
は、画像表示装置として動作する際には、図17(a)に
示すように、各画素2の表示素子2aのみを用いて、例
えばドットマトリクス構成の表示装置と同様に動作し
て、ドットに相当する各画素2の表示素子2aを画像デ
ータに基づいてオンあるいはオフして、二次元の図形や
文字等を表示するのである。
When the image input / output panel configured as described above operates as an image display device, for example, as shown in FIG. The display device 2a of each pixel 2 corresponding to a dot is turned on or off based on image data to display a two-dimensional figure, character, or the like, operating in the same manner as a display device having a matrix configuration.

【0011】また、上記画像入出力パネルを画像入力装
置として動作させる場合には、図17(b)に示すよう
に、図形や文字が描かれた原稿3をインク4側を画素2
側に対向させて上記画像入出力パネルの上に載置し、各
画素2の表示素子2aを順次駆動して発光させて上記原
稿3からの反射光の強弱を入力素子2bで検出する。そ
うすると、パターンを描くインク4が付着した低い反射
率の原稿表面で反射した弱い反射光、あるいは、インク
4が付着していない高い反射率の原稿表面で反射した強
い反射光が、入力素子2bに入射される。その結果、入
力素子2bで読み取られた電気信号を2値化することに
よって、原稿3上の濃淡パターンを表す画像データを得
ることができるのである。
In order to operate the image input / output panel as an image input device, as shown in FIG.
The display device 2a of each pixel 2 is sequentially driven to emit light, and the intensity of the reflected light from the document 3 is detected by the input device 2b. Then, weak reflected light reflected on the surface of the original having a low reflectivity to which the ink 4 for drawing a pattern adheres, or strong reflected light reflected on the surface of the original having a high reflectivity to which the ink 4 does not adhere is applied to the input element 2b. Incident. As a result, by binarizing the electric signal read by the input element 2b, it is possible to obtain image data representing a shading pattern on the document 3.

【0012】上述した従来の画像表示入力兼用パネルの
説明は上記特公平5−40927号公報「画像入出力装
置」を例に説明したが、上記特開昭63−163886
号公報「表示入力兼用液晶パネル」や上記特開平5−89
230号公報「画像読み取り/表示装置」の場合には、液
晶パネルの画素内に受光素子を組み込んで、上記特公平
5−40927号公報「画像入出力装置」の場合と同様に
動作させている。
The above-described conventional image display / input panel has been described with reference to Japanese Patent Publication No. 5-40927, entitled "Image Input / Output Device".
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-89, "Display / input combined liquid crystal panel"
In the case of Japanese Patent Publication No. 230 "image reading / display device", a light receiving element is incorporated in a pixel of a liquid crystal panel and operated in the same manner as in the case of Japanese Patent Publication No. 5-40927 "image input / output device". .

【0013】このように、上記液晶パネルの画素内に受
光素子を組み込んだ例として、図18に上記特開昭63
−163886号公報「表示入力兼用液晶パネル」におけ
る液晶パネルの概略構成を示す。
FIG. 18 shows an example in which a light receiving element is incorporated in a pixel of the liquid crystal panel.
1 shows a schematic configuration of a liquid crystal panel in JP-A-163886, “Display / input liquid crystal panel”.

【0014】液晶セルの画素電極5が形成された基板の
内面に、ゲートライン6,ソースライン7および信号ラ
イン8が格子状に配列されている。そして、ゲートライ
ン6とソースライン7との交点の近傍には、スイッチン
グ素子を構成する薄膜トランジスタAが形成されてい
る。そして、ソースライン7は薄膜トランジスタAのソ
ース電極に接続され、ゲートライン6は薄膜トランジス
タAのゲート電極に接続されており、薄膜トランジスタ
Aのドレイン電極9は画素電極5に接続されている。
A gate line 6, a source line 7 and a signal line 8 are arranged in a grid on the inner surface of the substrate on which the pixel electrode 5 of the liquid crystal cell is formed. Near the intersection of the gate line 6 and the source line 7, a thin film transistor A forming a switching element is formed. The source line 7 is connected to the source electrode of the thin film transistor A, the gate line 6 is connected to the gate electrode of the thin film transistor A, and the drain electrode 9 of the thin film transistor A is connected to the pixel electrode 5.

【0015】一方、上記ゲートライン6と信号ライン8
との交点の近傍には、受光素子を構成する薄膜光センサ
Bが形成されている。そして、薄膜光センサBの一端に
はゲートライン6が接続され、薄膜光センサBの他端に
は信号ライン8が接続されている。
On the other hand, the gate line 6 and the signal line 8
A thin-film optical sensor B constituting a light receiving element is formed in the vicinity of the intersection with. A gate line 6 is connected to one end of the thin-film optical sensor B, and a signal line 8 is connected to the other end of the thin-film optical sensor B.

【0016】上記構成の液晶パネルにおいては、ゲート
ライン6とソースライン7とに画像データに応じた所定
の電圧を印加すると、薄膜トランジスタAがオンされて
画素電極5に電圧が印加され、液晶セルが駆動されて画
像が表示される。また、ゲートライン6に所定の電圧を
印加すると、光が入射した薄膜光センサBを介して当該
薄膜光センサBの上記一端に接続されたゲートライン6
から上記他端に接続された信号ライン8に電流が流れ、
光の強弱が電気信号に変換される。
In the liquid crystal panel having the above structure, when a predetermined voltage corresponding to image data is applied to the gate line 6 and the source line 7, the thin film transistor A is turned on, a voltage is applied to the pixel electrode 5, and the liquid crystal cell is turned on. It is driven to display an image. When a predetermined voltage is applied to the gate line 6, the gate line 6 connected to the one end of the thin-film optical sensor B via the thin-film optical sensor B on which light is incident.
From the signal line 8 connected to the other end,
The intensity of light is converted into an electric signal.

【0017】以下、上記薄膜トランジスタAおよび薄膜
光センサBの構造と動作について、更に詳細に説明す
る。図19は、図18に示す液晶パネルにおける基板付
近の詳細な断面図である。液晶セルの一方の基板11の
内側には上記スイッチング素子としての薄膜トランジス
タAと受光素子としての薄膜光センサBが形成されてい
る。
Hereinafter, the structure and operation of the thin film transistor A and the thin film optical sensor B will be described in more detail. FIG. 19 is a detailed cross-sectional view of the vicinity of the substrate in the liquid crystal panel shown in FIG. A thin film transistor A as a switching element and a thin film optical sensor B as a light receiving element are formed inside one substrate 11 of the liquid crystal cell.

【0018】上記薄膜トランジスタAは以下のように形
成されている。すなわち、上記基板11上には、ゲート
ライン6から引き込まれたゲート電極12a,ゲート絶縁
層13,半導体層14および高ドーピング層15が形成
されている。そして、ソースライン7は高ドーピング層
15を介して半導体層14に接続される一方、ドレイン
電極9も高ドーピング層15を介して半導体層14に接
続されている。上記ソースライン7とドレイン電極9間
はチャンネル部を成しており、このチャンネル部の上方
には遮光膜16が形成されている。さらに、ドレイン電
極9は、透明な画素電極5に接続されている。
The thin film transistor A is formed as follows. That is, on the substrate 11, the gate electrode 12a, the gate insulating layer 13, the semiconductor layer 14, and the highly doped layer 15 which are drawn from the gate line 6 are formed. The source line 7 is connected to the semiconductor layer 14 via the highly doped layer 15, while the drain electrode 9 is also connected to the semiconductor layer 14 via the highly doped layer 15. A channel portion is formed between the source line 7 and the drain electrode 9, and a light-shielding film 16 is formed above the channel portion. Further, the drain electrode 9 is connected to the transparent pixel electrode 5.

【0019】また、上記薄膜光センサBは以下のように
形成されている。すなわち、上記基板11上には、ゲー
トライン6から引き込まれたゲート電極12bと信号ラ
イン8が形成されている。そして、このゲート電極12
bと信号ライン8とは、ダイオード17および薄膜光セ
ンサBを介して接続されている。上記ダイオード17
は、遮光膜18,絶縁膜19,半導体層20,高ドーピン
グ層21および金属層22・23が順次積層されて構成
されている。そして、ゲート電極12bと半導体層20
とが金属層22を介して接続され、金属層23と半導体
層20とが高ドーピング層21を介して接続されてい
る。さらに、半導体層20の上方には遮光膜24が形成
されている。
The thin-film optical sensor B is formed as follows. That is, the gate electrode 12 b drawn from the gate line 6 and the signal line 8 are formed on the substrate 11. The gate electrode 12
b and the signal line 8 are connected via the diode 17 and the thin-film optical sensor B. The diode 17
Is formed by sequentially laminating a light shielding film 18, an insulating film 19, a semiconductor layer 20, a highly doped layer 21, and metal layers 22 and 23. Then, the gate electrode 12b and the semiconductor layer 20
Are connected via a metal layer 22, and the metal layer 23 and the semiconductor layer 20 are connected via a highly doped layer 21. Further, a light shielding film 24 is formed above the semiconductor layer 20.

【0020】一方、上記薄膜光センサBは、遮光膜2
5,絶縁層26,光導電性を有する半導体層27,高ドー
ピング層28および金属層23・29が順次積層されて
形成されている。そして、金属層23を介してダイオー
ド17と薄膜光センサBとが接続され、薄膜光センサB
の金属層29は信号ライン8に接続されている。
On the other hand, the thin-film optical sensor B comprises a light-shielding film 2
5, an insulating layer 26, a photoconductive semiconductor layer 27, a highly doped layer 28, and metal layers 23 and 29 are sequentially laminated. Then, the diode 17 and the thin film optical sensor B are connected via the metal layer 23, and the thin film optical sensor B
Is connected to the signal line 8.

【0021】上記構成の薄膜トランジスタAおよび薄膜
光センサBにおいて、ゲートライン6に電圧が印加され
ると、薄膜トランジスタAのゲート電極12aに電圧が
印加されて、半導体層14におけるゲート電極12aに
接近した上記チャンネル部にキャリアが形成される。こ
の状態で、ソースライン7に電圧が印加されると、半導
体層14における上記キャリアを介してソースライン7
からドレイン電極9に電流が流れて画素電極5に駆動電
圧が印加される。こうして、電圧を印加するゲートライ
ン6およびソースライン7を選択することによって、所
望の液晶セルが駆動されて画像が表示される。尚、遮光
膜16は外部光によって半導体層14が照射されて光導
電性による誤動作を防止するためのものである。
In the thin film transistor A and the thin film optical sensor B having the above-described structures, when a voltage is applied to the gate line 6, a voltage is applied to the gate electrode 12a of the thin film transistor A, and the thin film transistor A and the thin film optical sensor B approach the gate electrode 12a in the semiconductor layer 14. A carrier is formed in the channel portion. When a voltage is applied to the source line 7 in this state, the source line 7
Then, a current flows to the drain electrode 9 to apply a drive voltage to the pixel electrode 5. Thus, by selecting the gate line 6 and the source line 7 to which a voltage is applied, a desired liquid crystal cell is driven and an image is displayed. The light-shielding film 16 is for preventing the semiconductor layer 14 from being irradiated with external light and causing malfunction due to photoconductivity.

【0022】次に、上記ゲートライン6に電圧が印加さ
れると、ダイオード17におけるゲート電極12bに電
圧が印加される。この状態で薄膜光センサBに外部から
光が照射されると、半導体層27が導電性を有してゲー
ト電極12bから、金属層22,半導体層20,高ドーピ
ング層21,金属層23,高ドーピング層28,半導体層
27および金属層29を通って信号ライン8に電流が流
れる。したがって、電圧が印加されたゲートライン6に
接続された何れの薄膜光センサBに光が照射されたかを
電流が流れた信号ライン8によって検知し、出力として
取り出すことができる。こうして、各ゲートライン6に
順次電圧を印加して、信号ライン8に現れる電流を検出
することによって、2次元的な光学情報を電気信号に変
換することができるのである。尚、ダイオード17は、
選択されていない(すなわち、電圧が印加されていない)
ゲートライン6に信号ライン8から電流が流れるのを防
止するためのものである。
Next, when a voltage is applied to the gate line 6, a voltage is applied to the gate electrode 12b of the diode 17. When light is applied to the thin film optical sensor B from the outside in this state, the semiconductor layer 27 has conductivity and the gate electrode 12b causes the metal layer 22, the semiconductor layer 20, the highly doped layer 21, the metal layer 23, A current flows through the signal line 8 through the doping layer 28, the semiconductor layer 27, and the metal layer 29. Therefore, which thin film optical sensor B connected to the gate line 6 to which the voltage is applied is irradiated with the light can be detected by the signal line 8 through which the current flows, and can be taken out as an output. Thus, two-dimensional optical information can be converted into an electric signal by sequentially applying a voltage to each gate line 6 and detecting a current appearing on the signal line 8. The diode 17 is
Not selected (i.e., no voltage applied)
This is for preventing a current from flowing from the signal line 8 to the gate line 6.

【0023】すなわち、先に記載した特公平5−409
27号公報「画像入出力装置」(以下、第1の従来例と
言う)では表示素子2aを構成する発光素子として発光ダ
イオードを用いている。これに対して、後に記載した特
開昭63−163886号公報「表示入力兼用液晶パネ
ル」(以下、第2の従来例と言う)では、液晶パネル自身
あるいは液晶パネルとバックライトとのペアを各画素毎
にオン/オフの制御を行って発光素子として代用するの
である。この第2の従来例の場合も、第1の従来例の場
合と同様に液晶パネルとバックライトのペアを各画素毎
に順次オン/オフして原稿を照射し、原稿からの反射光
を薄膜光センサBで受光して光電変換することによって
原稿上の濃淡パターンを読み取るのである。
That is, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 5-409.
No. 27, "Image input / output device" (hereinafter referred to as a first conventional example) uses a light emitting diode as a light emitting element constituting the display element 2a. On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 63-163886 described later, "Liquid Crystal Panel for Display and Input" (hereinafter referred to as a second conventional example), a liquid crystal panel itself or a pair of a liquid crystal panel and a backlight is used. The on / off control is performed for each pixel, and the pixel is used as a light emitting element. In the case of the second conventional example, similarly to the case of the first conventional example, the liquid crystal panel and the backlight pair are sequentially turned on / off for each pixel to irradiate the original, and the reflected light from the original is thinned. The light / dark pattern on the document is read by receiving light with the optical sensor B and performing photoelectric conversion.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1の従来例では、画像入力装置として動作する際には表
示素子を発光素子として用い、発光素子(表示素子)から
放射されて原稿等の表面で反射した光を当該発光素子と
対を成して形成された受光素子で受けるので、発光素子
からの光の指向特性に起因して、画像入力時に十分な解
像度が得られないという問題がある。また、液晶パネル
とバックライトとのペアを発光素子として代用する上記
第2の従来例では、液晶セルから放射される光の発光指
向特性が非常に特徴的な特性であるために特有の問題が
生ずる。
However, in the first conventional example, when operating as an image input device, the display element is used as a light emitting element, and the light is emitted from the light emitting element (display element) and the surface of an original or the like is illuminated. The light reflected by the light-emitting element is received by the light-receiving element formed as a pair with the light-emitting element. Therefore, there is a problem that sufficient resolution cannot be obtained at the time of image input due to the directional characteristics of the light from the light-emitting element. . Further, in the above-mentioned second conventional example in which a pair of a liquid crystal panel and a backlight is used as a light emitting element, the light emitting directivity characteristic of light emitted from a liquid crystal cell is a very characteristic characteristic, so that there is a specific problem. Occurs.

【0025】以下、上記問題が発生する理由について説
明する。 (1) 第1の従来例における解像度に関連する問題につ
いて 図20は、上記第1の従来例において実際に原稿3に描
かれたパターンを入力している状態を示す。画素2を構
成する発光素子(表示素子)2aから放射されて原稿3の
裏面におけるd点で反射された光が当該発光素子2aと
対を成して当該画素2を構成する受光素子2bに入射し
て光電変換される。その際に、ある受光素子2bに入射
する光の光路が対を成す発光素子2aからの光路aのみ
であれば、原稿3のd点のみの濃淡に応じた強度の反射
光が当該受光素子2bに入力されるので、第1の従来例
における画像入出力パネルは良好に動作することにな
る。
Hereinafter, the reason why the above problem occurs will be described. (1) Problems Related to Resolution in the First Conventional Example FIG. 20 shows a state in which a pattern actually drawn on the original 3 is input in the first conventional example. The light emitted from the light emitting element (display element) 2a constituting the pixel 2 and reflected at the point d on the back surface of the document 3 forms a pair with the light emitting element 2a and enters the light receiving element 2b constituting the pixel 2 And is photoelectrically converted. At this time, if the light path of the light incident on a certain light receiving element 2b is only the light path a from the light emitting element 2a forming a pair, the reflected light having the intensity corresponding to the shading of only the point d of the document 3 is reflected on the light receiving element 2b. , The image input / output panel in the first conventional example operates well.

【0026】しかしながら、一般に、発光素子2aの発
光指向特性は光路aの方向にのみ光を放射するようには
なっていない。例えば、図21に示すように、発光素子
2aにおける発光面の垂線に対してブロードに広がるよ
うな発光指向特性を有している。したがって、図20に
示すように、当該受光素子2bへの光路は、光路aのみ
ならず、当該画素2に隣接する画素を構成する発光素子
からの光路bや光路c等も同時に存在することになる。
その結果、当該受光素子2bには、対を成す発光素子2a
から放射されて原稿3上の点dで反射された光(光路a
による光)のみならず、発光素子2a'や発光素子2a"か
ら放射されて原稿3上の点eや点fで反射された光(光
路bや光路cによる光)も同時に入射する。したがっ
て、原稿3上の複数の点で反射された光が1つの受光素
子2bに同時に到達することになる。
However, in general, the light emitting element 2a does not emit light only in the direction of the light path a. For example, as shown in FIG. 21, the light emitting element 2a has a light emitting directivity characteristic that spreads broadly with respect to a perpendicular to a light emitting surface of the light emitting element 2a. Therefore, as shown in FIG. 20, the light path to the light receiving element 2b includes not only the light path a but also the light path b and the light path c from the light emitting elements forming the pixels adjacent to the pixel 2 at the same time. Become.
As a result, the light receiving element 2b is paired with the light emitting element 2a
(Light path a)
), As well as light radiated from the light emitting elements 2a 'and 2a "and reflected at the points e and f on the document 3 (light from the optical path b and the optical path c). The light reflected at a plurality of points on the document 3 reaches one light receiving element 2b at the same time.

【0027】このように、上記原稿3上の複数の点で反
射された光が1つの受光素子2bに同時に到達すると、
原稿3上のある1点における濃淡情報が近傍に位置する
複数の受光素子2bで検知されることになり、画像表示
入力兼用パネルによって光電変換された電気信号から得
られる原稿3上におけるある1点の濃淡情報はぼやけて
しまう。つまり、画像入力時の解像度が十分にとれない
という問題が生ずるのである。
As described above, when the light reflected at a plurality of points on the document 3 reaches one light receiving element 2b at the same time,
The density information at a certain point on the original 3 is detected by the plurality of light receiving elements 2b located in the vicinity, and a certain point on the original 3 obtained from the electric signal photoelectrically converted by the image display / input panel. The shading information is blurred. That is, there is a problem that the resolution at the time of image input cannot be sufficiently obtained.

【0028】このような問題は、液晶パネルとそのバッ
クライトとを用いて、液晶パネル上の各画素を順次オン
/オフして上記第1の従来例における発光素子2aの代用
を行う第2の従来例の場合にも、全く同様に生ずるので
ある。
Such a problem is caused by sequentially turning on each pixel on the liquid crystal panel using the liquid crystal panel and its backlight.
In the case of the second conventional example in which the light emitting element 2a in the first conventional example is turned off / off, the same occurs in the second conventional example.

【0029】(2) 第2の従来例における特有の問題に
ついて 上記液晶パネルとそのバックライトとを用いて、液晶パ
ネル上の各画素を順次オン/オフして第1の従来例にお
ける発光素子の代用を行う場合には、液晶セルから放射
される光の光放射指向特性が非常に特異な特性であるの
で、新たに特有の問題が発生する。以下に、このことを
説明する。
(2) Specific problem in the second conventional example The above-mentioned liquid crystal panel and its backlight are used to sequentially turn on / off each pixel on the liquid crystal panel to achieve the light emitting element of the first conventional example. In the case of substituting, the light radiation directivity characteristic of the light emitted from the liquid crystal cell is a very peculiar characteristic, so that a new peculiar problem occurs. Hereinafter, this will be described.

【0030】図22は、上記画素から放射される光の光
放射指向特性の一例を示す。液晶パネル31における特
定の画素32をオンにした状態では、実線で示すよう
に、その画素32に対して垂直方向のみならず大略水平
に近い方向へも強い光の放射がある。また、画素32を
オフにした状態でも、点線で示すように、大略水平に近
い方向に強い光の放射が残る。つまり、液晶パネル上の
画素のオン/オフに拘わらず、大略水平に近い方向には
常に強い光の放射が存在するのである。
FIG. 22 shows an example of the light radiation directivity of light emitted from the pixel. When a specific pixel 32 in the liquid crystal panel 31 is turned on, as shown by a solid line, strong light is radiated not only in the vertical direction but also in a direction substantially nearly horizontal to the pixel 32. In addition, even when the pixel 32 is turned off, as shown by the dotted line, strong light emission remains in a direction nearly horizontal. That is, irrespective of the ON / OFF state of the pixels on the liquid crystal panel, there is always strong light emission in a direction nearly horizontal.

【0031】このことは、第2の従来例においては、画
素32のオン/オフに拘わりなく、図21に示した第1
の従来例における発光素子2aの発光指向特性と同様、
1つの画素32は原稿上の複数の点を照射し、1つの受
光素子へは原稿上の複数の点からの反射光が同時に到達
することを意味する。つまり、上記液晶パネル31とそ
のバックライト33とを用いて各画素32を順次オン/
オフする場合には、オンになった画素32のみによって
原稿を照射するという動作原理自体が満足されなくな
る。したがって、発光素子の発光指向特性に起因して画
像入力時の解像度が劣化するという問題のみならず、画
像入力動作自体が行なえなくなるという特有の問題が生
ずるのである。
This means that in the second conventional example, regardless of the ON / OFF state of the pixel 32, the first state shown in FIG.
As with the light emitting directivity characteristics of the light emitting element 2a in the related art,
One pixel 32 irradiates a plurality of points on the document, and means that reflected light from a plurality of points on the document arrives at one light receiving element at the same time. That is, each pixel 32 is sequentially turned on / off using the liquid crystal panel 31 and its backlight 33.
In the case of turning off, the operation principle itself of irradiating the original with only the turned on pixels 32 is not satisfied. Therefore, not only the problem that the resolution at the time of image input is deteriorated due to the light emission directivity characteristics of the light emitting element, but also a specific problem that the image input operation itself cannot be performed occurs.

【0032】そこで、この発明の目的は、原稿上の特定
の狭い部位をオンした画素のみで照射することによっ
て、液晶パネルによる画像入力を可能にすると共に、画
像入力時の解像度の劣化を防止できる画像表示入力兼用
装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to irradiate a specific narrow portion on an original with only turned-on pixels, thereby enabling image input by a liquid crystal panel and preventing deterioration in resolution at the time of image input. An image display / input device is provided.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の画像表示入力兼用装置は、平板状を成し
て一面から光を放射するバックライトと,上記バックラ
イトからの光を入射面に受けて出射面から上記入射面に
垂直な方向に出射する指向板と,液晶表示パネルの各画
素内に受光素子が組み込まれて成る画像表示入力兼用パ
ネルとを順次積層すると共に,画像表示時には,画像デー
タに応じて上記画像表示入力兼用パネルにおける各画素
のオン/オフを制御して画像データに応じた画像を表示
させる一方,画像入力時には,上記画像表示入力兼用パネ
ルの画素を順次オン/オフして原稿を走査させる制御回
路を有する画像表示入力兼用装置であって、上記指向板
は,上記バックライトからの光が入射される平面とプリ
ズム状の凹凸を有して上記平面に対向する凹凸面とを有
する2枚のプリズムシートを互いの凹凸の延在方向を直
交させて積層して形成されており、上記画像入力時に
は、上記バックライトから出射されて指向板およびオン
された画素を通過した光は、上記画像表示入力兼用パネ
ル上に載置された原稿で反射され、上記受光素子に入射
されるようになっていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, an image display / input device according to the present invention comprises a flat plate-shaped backlight which emits light from one side, and a light which is incident from the backlight. A directional plate that receives light from the surface and emits light in the direction perpendicular to the light incident surface from the light emitting surface, and an image display / input panel in which a light receiving element is incorporated in each pixel of the liquid crystal display panel are sequentially laminated, and image display is performed. Sometimes, on / off of each pixel in the image display / input panel is controlled according to the image data to display an image corresponding to the image data, while at the time of image input, the pixels of the image display / input panel are sequentially turned on. An image display / input device having a control circuit for turning on / off and scanning a document, wherein the directional plate has a flat surface on which light from the backlight is incident and a prism-shaped unevenness. It is formed by laminating two prism sheets each having an uneven surface facing each other so that the extending directions of the unevenness are orthogonal to each other. At the time of the image input, the light is emitted from the backlight, turned on the directional plate, and turned on. The light passing through the pixels is reflected by a document placed on the image display / input panel, and is incident on the light receiving element.

【0034】また、この発明の画像表示入力兼用装置
は、上記プリズムシートの凹凸面における凸部の頂角θ
を90度から120度の範囲内とすることが望ましい。
Further, according to the image display / input device of the present invention, the apex angle θ of the convex portion on the concave / convex surface of the prism sheet is provided.
Is preferably in the range of 90 degrees to 120 degrees.

【0035】また、この発明の画像表示入力兼用装置
は、上記指向板を構成する2枚のプリズムシートのうち
の一方における凸部の配列間隔をx、他方における凸部
の配列間隔をy、上記画像表示入力兼用パネルの画素ピ
ッチをzとした場合に、x,y=zまたはx,y≪zの関
係が成立するようにすることが望ましい。
Further, in the image display / input device of the present invention, the arrangement interval of the convex portions on one of the two prism sheets constituting the directional plate is x, and the arrangement interval of the convex portions on the other is y. When the pixel pitch of the image display / input panel is z, it is desirable that the relationship x, y = z or x, y≪z be satisfied.

【0036】[0036]

【作用】画像表示時には、バックライトから放射されて
平面を成す入射面から指向板へ入射した光は、この指向
板を通過する際にその進行方向が上記入射面に垂直な方
向に変更されて画像表示入力兼用パネルに至る。そし
て、制御回路によって、上記画像表示入力兼用パネルに
おける各画素のオン/オフが画像データに応じて制御さ
れて画像表示入力兼用パネルに画像データに応じた画像
が表示される。一方、画像入力時には、上記画像表示時
の場合と同様に、バックライトから放射されて上記指向
板によって進行方向が上記入射面に垂直な方向に変更さ
れた光が画像表示入力兼用パネルに至る。そして、上記
制御回路によって、上記画像表示入力兼用パネルにおけ
る各画素が順次オン/オフされて上記画像表示入力兼用
パネル上に載置された原稿が走査される。
When an image is displayed, the light radiated from the backlight and incident on the directional plate from the plane of the incident surface is changed in its traveling direction to a direction perpendicular to the incident surface when passing through the directional plate. It leads to a panel that can also be used for image display and input. The control circuit controls ON / OFF of each pixel in the image display / input panel according to the image data, and displays an image corresponding to the image data on the image display / input panel. On the other hand, at the time of image input, similarly to the case of the image display, light emitted from the backlight and whose traveling direction has been changed by the directional plate to a direction perpendicular to the incident surface reaches the image display / input panel. The control circuit sequentially turns on / off each pixel in the image display / input panel and scans the original placed on the image display / input panel.

【0037】その結果、上記画像入力時の際には、上記
画像表示入力兼用パネルにおけるオン画素によって集光
されて垂直方向に放射された光は、上記原稿で反射され
て当該オン画素内に組み込まれた受光素子のみによって
受光される。こうして、高い解像度で画像入力が行われ
る。
As a result, at the time of the image input, the light condensed by the ON pixels of the image display / input panel and emitted in the vertical direction is reflected by the original and incorporated in the ON pixels. The light is received only by the light receiving element. Thus, image input is performed at a high resolution.

【0038】また、この発明の画像表示入力兼用パネル
は、指向板へ入射した光は、この指向板を通過する際に
プリズム状の凹凸面における頂角θが90度〜120度
の凸部によって屈折されて、その進行方向が上記入射面
に垂直な方向に変更される。
Further, in the image display / input panel according to the present invention, the light incident on the directional plate is projected by the convex portion having an apex angle θ of 90 ° to 120 ° on the prismatic uneven surface when passing through the directional plate. The light is refracted and its traveling direction is changed to a direction perpendicular to the incident surface.

【0039】また、この発明の画像表示入力兼用パネル
は、上記指向板を構成する一方のプリズムシートにおけ
る凸部の配列間隔xと、他方のプリズムシートにおける
凸部の配列間隔yと、上記画像表示入力兼用パネルの画
素ピッチzとには、x,y=zまたはx,y≪zの関係が
成立するため、上記2枚のプリズムシートの凹部および
凸部が上記画像表示入力兼用パネルとモワレを起こすこ
とが防止される。
Further, the image display / input panel of the present invention includes an arrangement interval x of the projections on one prism sheet constituting the directional plate, an arrangement interval y of the projections on the other prism sheet, and an image display input / output panel. Since the relationship of x, y = z or x, y≪z is established with the pixel pitch z of the input / input panel, the concave and convex portions of the two prism sheets are moire with the image display / input panel. It is prevented from happening.

【0040】[0040]

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。図1は、本実施例の画像表示入力兼用装置に
おける概略構成を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a schematic configuration of an image display / input device according to this embodiment.

【0041】図1において、41は画像表示入力兼用パ
ネルであり、図18,図19に例示するように、液晶表
示素子と受光素子とで1つの画素を形成して、画像表示
機能と画像入力機能との両機能を有している。42はバ
ックライトであり、画像表示入力兼用パネル41の各画
素と共に発光素子として機能する。43は本実施例の重
要な構成要素である指向板である。44は制御回路であ
り、画像表示入力兼用パネル41を制御して、画像表示
動作や画像入力動作を実行する。尚、上記構成の画像表
示入力兼用装置を画像入力装置として動作させる場合に
は、画像表示入力兼用パネル41上に画像入力の対象と
なる原稿45をその印刷面を画像表示入力兼用パネル4
1側に向けて画像表示入力兼用パネル41上に載置され
る。
In FIG. 1, reference numeral 41 denotes an image display / input panel. As shown in FIGS. 18 and 19, one pixel is formed by a liquid crystal display element and a light receiving element, and an image display function and an image input function are formed. It has both functions. Reference numeral 42 denotes a backlight, which functions as a light emitting element together with each pixel of the image display / input panel 41. Reference numeral 43 denotes a directional plate which is an important component of the present embodiment. A control circuit 44 controls the image display / input panel 41 to execute an image display operation and an image input operation. When the image display / input device having the above configuration is operated as an image input device, an original 45 to be image-input is placed on the image display / input panel 41 by printing the printing surface of the document 45 on the image display / input device 4.
It is placed on the image display / input panel 41 toward one side.

【0042】上記バックライト42は、図2に示すよう
に、蛍光灯46,導光板47,反射板48,拡散板49か
ら構成される。蛍光灯46から放射された光は、反射板
48で導光板47側に反射され、導光板47内を伝搬
し、導光板47の放射面Cから拡散板49に向かって放
射される。こうして、放射面Cから放射された光は拡散
板49で拡散され、拡散光となって空間へ放出される。
このとき、放射光は拡散光となっているので、その発光
指向特性は図3に示すような特性を有している。
As shown in FIG. 2, the backlight 42 comprises a fluorescent lamp 46, a light guide plate 47, a reflection plate 48, and a diffusion plate 49. The light emitted from the fluorescent lamp 46 is reflected by the reflection plate 48 toward the light guide plate 47, propagates through the light guide plate 47, and is emitted from the emission surface C of the light guide plate 47 toward the diffusion plate 49. Thus, the light radiated from the radiation surface C is diffused by the diffusion plate 49, and is emitted as diffused light into space.
At this time, since the radiated light is diffused light, its emission directivity has characteristics as shown in FIG.

【0043】図3は、上記構成を有するバックライト4
2の微少面積当たりの発光指向特性を示す。本実施例に
おけるバックライト42では、拡散板49から大略半球
方向に向かう均一な放射特性が得られる。バックライト
42の放射面はこのような発光指向特性を有する微少面
積の集合であるから、放射面全体としては拡散された大
略散乱状の光線を放射することになる。
FIG. 3 shows a backlight 4 having the above configuration.
2 shows emission directivity characteristics per minute area. In the backlight 42 according to the present embodiment, uniform radiation characteristics can be obtained from the diffusion plate 49 in a substantially hemispherical direction. Since the radiating surface of the backlight 42 is a set of minute areas having such light emitting directivity characteristics, the radiating surface as a whole emits diffused and substantially scattered light rays.

【0044】尚、後に、図12,図13に示す光放射指
向特性図や図14に示す光透過指向特性図は、総て対象
とする物体の微小面積当たりの特性を表している。した
がって、この微小面積当たりの指向特性が集まって、対
象とする物体全体の指向特性を呈するのである。
The light radiation directivity diagrams shown in FIGS. 12 and 13 and the light transmission directivity diagrams shown in FIG. 14 all show the characteristics per minute area of the target object. Therefore, the directional characteristics per minute area are gathered to exhibit the directional characteristics of the entire target object.

【0045】上記指向板43は、図5に示すように、2
枚のプリズムシート55,56を積層して構成される。
各プリズムシート55,56は、図4に示すように(プリ
ズムシート55で代表)、その一面は滑らかな平面51
であり、他面は棒状の多数のプリズムが平行に配列され
たような凹部52と凸部53とが形成された凹凸面54
である。そして、両プリズムシート55,56を積層す
る際には、互いの凹部52および凸部53の延在方向が
直交するように配置される。
As shown in FIG. 5, the directional plate 43 is
The prism sheets 55 and 56 are stacked.
As shown in FIG. 4 (represented by the prism sheet 55), one surface of each of the prism sheets 55 and 56 is a smooth flat surface 51.
The other surface is an uneven surface 54 on which a concave portion 52 and a convex portion 53 are formed such that many rod-shaped prisms are arranged in parallel.
It is. When the two prism sheets 55 and 56 are stacked, they are arranged such that the extending directions of the concave portions 52 and the convex portions 53 are orthogonal to each other.

【0046】図6〜図10は、上記指向板43の動作説
明図である。先ず、図6および図7によって、1枚のプ
リズムシート55の動作について説明する。図6に示す
ように、平行に配列された多数の凹部52および凸部5
3の延在方向に直交する平面Mに沿って平面51側から
プリズムシート55に垂直に入射した光gと平面Mに沿
って斜めに入射した光hとは、反対側のプリズム状の凹
凸面54(図4参照)における凹部52あるいは凸部53
で屈折されて、共に平面51に大略垂直な光となって出
射される。また、図7に示すように、凹部52および凸
部53の延在方向に平行する平面Lに沿って平面51側
から垂直に入射した光iと平面Lに沿って斜めに入射し
た光jとは、反対側の凹部52あるいは凸部53の影響
を受けず、共に平面51への入射方向を保って出射され
る。
FIGS. 6 to 10 are explanatory diagrams of the operation of the directing plate 43. FIG. First, the operation of one prism sheet 55 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, a large number of concave portions 52 and convex portions 5 are arranged in parallel.
The light g perpendicularly incident on the prism sheet 55 from the plane 51 side along the plane M orthogonal to the extending direction of the third 3 and the light h obliquely incident along the plane M are prism-shaped irregular surfaces on the opposite side. The concave portion 52 or the convex portion 53 at 54 (see FIG. 4)
, And both light are emitted as light substantially perpendicular to the plane 51. As shown in FIG. 7, a light i vertically incident on the plane 51 along a plane L parallel to the extending direction of the concave portion 52 and the convex portion 53 and a light j obliquely incident on the plane L Are not affected by the concave portion 52 or the convex portion 53 on the opposite side, and are both emitted while maintaining the incident direction to the plane 51.

【0047】このことを図8および図9によって更に詳
細に説明する。尚、上述のように、プリズムシート5
5,56はバックライト42の拡散板49の上に積層し
て使用されるので、図8および図9においては、上記プ
リズムシート55における平面51は拡散板49に密着
していると仮定して、図3に示す発光指向特性に従って
拡散板49の微小面積の点Dから放射状に光が放射され
た場合の光の経路に付いて示している。
This will be described in more detail with reference to FIGS. As described above, the prism sheet 5
5 and 56 are used by being laminated on the diffusion plate 49 of the backlight 42. In FIGS. 8 and 9, it is assumed that the plane 51 of the prism sheet 55 is in close contact with the diffusion plate 49. 3 shows a light path in the case where light is radiated radially from a point D having a small area of the diffusion plate 49 in accordance with the light emission directivity characteristics shown in FIG.

【0048】図8は、図6において平面Mに沿って平面
51側からプリズムシート45に光が入射する場合の断
面を示す。この場合には、拡散板49上の微小面積の点
Dから放射された光は、平面51側からプリズムシート
55に入射されて、凹部52あるいは凸部53で屈折さ
れて平面51に大略垂直で大略平行な光となって凹部5
2および凸部53から放射される。
FIG. 8 shows a cross section when light is incident on the prism sheet 45 from the plane 51 side along the plane M in FIG. In this case, light emitted from a point D having a small area on the diffusion plate 49 is incident on the prism sheet 55 from the flat surface 51 side, is refracted by the concave portion 52 or the convex portion 53, and is substantially perpendicular to the flat surface 51. Recess 5
2 and the projection 53.

【0049】このような動作は、図11に示すような平
凸レンズ58において、焦点を発光源とした場合の動作
に大略一致する。したがって、プリズムシート55に対
するどのような入射光線が平面51に大略垂直な光とな
って出射されるかは、プリズムシート55の凹部52お
よび凸部53の角度θに依存することになる。尚、この
角度θの算出方法に付いての詳細な説明は省略するが、
例えば、後述するようにプリズムシート55の凹凸のピ
ッチを300ミクロン程度とし、プリズムシート55の
厚みを1mm程度とし、プリズムシート55自体の材質を
ポリ塩化ビニールとすると、平面51の垂線に対して±
10度以内の光を出射させる場合には、θ=115度程
度とすればよい。
Such an operation substantially coincides with the operation of the plano-convex lens 58 as shown in FIG. Therefore, what kind of incident light on the prism sheet 55 is emitted as light substantially perpendicular to the plane 51 depends on the angle θ between the concave portion 52 and the convex portion 53 of the prism sheet 55. Although a detailed description of the method of calculating the angle θ is omitted,
For example, as will be described later, when the pitch of the irregularities of the prism sheet 55 is about 300 microns, the thickness of the prism sheet 55 is about 1 mm, and the material of the prism sheet 55 itself is polyvinyl chloride, ±
In the case of emitting light within 10 degrees, θ may be about 115 degrees.

【0050】尚、上記角度θは、プリズムシート55の
材料をポリカーボネート等の高密度材料でアクリル樹
脂,ガラスまたは空気より屈折率が高い材料とし、プリ
ズムシート55の厚みを150ミクロン〜1ミリメート
ルとし、画素ピッチが200ミクロン〜350ミクロン
の画像表示入力兼用パネル41を用い、平面51の垂線
に対して±5度〜±15度以内の光を出射させることを
考慮して、90度〜120度に設定することが好まし
い。
The angle θ is set such that the material of the prism sheet 55 is a high-density material such as polycarbonate and a material having a refractive index higher than that of acrylic resin, glass or air, and the thickness of the prism sheet 55 is 150 μm to 1 mm. The image display / input panel 41 having a pixel pitch of 200 μm to 350 μm is used, and in consideration of emitting light within ± 5 ° to ± 15 ° with respect to a perpendicular to the plane 51, the angle is set to 90 ° to 120 °. It is preferable to set.

【0051】また、図9は、図7において平面Lに沿っ
て平面51側からプリズムシート55に光が入射する場
合の断面を示す。この場合には、拡散板49上の点Dか
ら放射されて平面51側からプリズムシート55に入射
された光は、凹部52あるいは凸部53の延在方向に大
略平行に入射されるために、プリズムシート55への入
射角を保って凹凸面54側から出射される。このような
動作は、単なるガラス板に光が入射した場合と同様の動
作であり、光は単に2回屈折して通過して行くだけであ
る。
FIG. 9 shows a cross section when light is incident on the prism sheet 55 from the plane 51 along the plane L in FIG. In this case, the light emitted from the point D on the diffusion plate 49 and incident on the prism sheet 55 from the flat surface 51 side is incident substantially parallel to the extending direction of the concave portion 52 or the convex portion 53. The light exits from the uneven surface 54 while maintaining the angle of incidence on the prism sheet 55. Such an operation is the same operation as when light is simply incident on a glass plate, and light simply refracts twice and passes.

【0052】以上、上記プリズムシート55における凹
部52と凸部53との延在方向に直交した面Mに沿って
光が入射した場合と平行な面Lに沿って光が入射した場
合とについて述べたが、本実施例においては、図10に
示すように、2枚のプリズムシート55,56を互いの
凹部52および凸部53の延在方向が直交するように積
層して使用する。その際に、上記拡散板39側に位置す
るプリズムシート56に平面57側から平面57に垂直
に入射する光kは、プリズムシート56に対しては図6
における光gと同じ関係であるために、プリズムシート
56の平面57に大略垂直な光となって出射してプリズ
ムシート55の平面51に至る。この光は、プリズムシ
ート55に対しても図6における光gと同じ関係である
ために、プリズムシート55の平面51に大略垂直な光
となって出射する。つまり、プリズムシート56に平面
57側から平面57に垂直に入射する光kは、そのまま
プリズムシート56,55を通過して出射するのであ
る。
The case where light is incident along a plane M perpendicular to the extending direction of the concave portion 52 and the convex portion 53 in the prism sheet 55 and the case where light is incident along a parallel surface L are described above. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, two prism sheets 55 and 56 are used by being stacked such that the extending directions of the concave portions 52 and the convex portions 53 are orthogonal to each other. At this time, the light k which is incident on the prism sheet 56 located on the diffusion plate 39 side from the plane 57 side perpendicularly to the plane 57 is incident on the prism sheet 56 as shown in FIG.
Since the light g has the same relationship as the light g, the light becomes substantially perpendicular to the plane 57 of the prism sheet 56 and is emitted to reach the plane 51 of the prism sheet 55. Since this light has the same relationship with the prism sheet 55 as the light g in FIG. 6, it is emitted as light that is substantially perpendicular to the plane 51 of the prism sheet 55. That is, the light k that enters the prism sheet 56 from the plane 57 side perpendicularly to the plane 57 passes through the prism sheets 56 and 55 and exits as it is.

【0053】また、上記プリズムシート56に凹部52
および凸部53の延在方向に直交する面Mに沿って斜め
に入射する光lは、プリズムシート56に対しては図6
における光hと同じ関係であるために、プリズムシート
56の平面57に大略垂直な光となって出射してプリズ
ムシート55の平面51に至る。そうすると、この光
は、プリズムシート55に対しては図6における光gと
同じ関係であるために、プリズムシート55の平面51
に大略垂直な光となって出射する。つまり、プリズムシ
ート56に平面57側から上記平面Mに沿って斜めに入
射する光lも、プリズムシート55から光kに大略平行
に出射するのである。
The prism sheet 56 has a recess 52
And light 1 obliquely incident along a plane M perpendicular to the extending direction of the projection 53 is incident on the prism sheet 56 as shown in FIG.
Since the light has the same relationship as the light h, the light exits as light substantially perpendicular to the plane 57 of the prism sheet 56 and reaches the plane 51 of the prism sheet 55. Then, since this light has the same relationship with the prism sheet 55 as the light g in FIG.
The light is emitted as light that is substantially perpendicular to the light. That is, the light 1 that is obliquely incident on the prism sheet 56 along the plane M from the plane 57 side is also emitted from the prism sheet 55 substantially parallel to the light k.

【0054】これに対して、上記プリズムシート56に
凹部52および凸部53の延在方向に平行する面Lに沿
って斜めに入射する光mは、プリズムシート56に対し
ては図7における光jと同じ関係であるために、プリズ
ムシート56をそのまま透過してプリズムシート45の
平面51に至る。そうすると、この光は、プリズムシー
ト55に対しては図6における光hと同じ関係であるた
めに、プリズムシート55の平面51に大略垂直な光と
なって出射する。つまり、プリズムシート56に平面5
7側から上記平面Lに沿って入射する光mも、プリズム
シート55から光kに大略平行に出射するのである。
On the other hand, the light m obliquely incident on the prism sheet 56 along the plane L parallel to the extending direction of the concave portion 52 and the convex portion 53 is the light m shown in FIG. Because of the same relationship as j, the light passes through the prism sheet 56 as it is and reaches the plane 51 of the prism sheet 45. Then, since this light has the same relationship as the light h in FIG. 6 with respect to the prism sheet 55, the light is emitted as light substantially perpendicular to the plane 51 of the prism sheet 55. That is, the plane 5 is formed on the prism sheet 56.
The light m incident along the plane L from the seventh side is also emitted from the prism sheet 55 substantially parallel to the light k.

【0055】結局、図10に示すように2枚のプリズム
シート55,56を互いの凹部52および凸部53の延
在方向が直交するように積層して構成される指向板43
は、どのような方向から光が入射されても平面57に大
略垂直な光のみを出射するフィルタとして動作するので
ある。
As a result, as shown in FIG. 10, a directional plate 43 formed by laminating two prism sheets 55 and 56 such that the extending directions of the concave portions 52 and the convex portions 53 are orthogonal to each other.
Operates as a filter that emits only light that is substantially perpendicular to the plane 57, regardless of the direction from which light enters.

【0056】さて、このような一種のフィルタとしての
機能を考えると、図8と図11とから明らかなように、
図11に示すような平凸レンズ58を用いた際には、焦
点を光源とすることによって焦点から放射された光は総
て平行光線に変換されるために、不要な斜め方向への光
の放射を完全に防止できるのである。これに対して、図
8に示すようなプリズムシート55,56は、その断面
が円弧や双曲線を成してはおらず直線を成してレンズを
近似しているのであるから、プリズムシート55,56
を用いた場合には上述のような平凸レンズ58を用いた
場合の動作を近似しているに過ぎない。したがって、微
少面積の点からの放射光を入射面に垂直な平行光線に変
換して、不要な斜め方向の光線の放射を防止する点にお
いては平凸レンズ58に比較すると不十分である。
Considering such a function as a kind of filter, as apparent from FIGS. 8 and 11,
When a plano-convex lens 58 as shown in FIG. 11 is used, all light emitted from the focal point is converted into parallel rays by using the focal point as a light source, so that unnecessary light emission in an oblique direction is performed. Can be completely prevented. On the other hand, since the prism sheets 55 and 56 as shown in FIG. 8 have a cross section that does not form an arc or hyperbola but forms a straight line and approximates the lens, the prism sheets 55 and 56
Is merely an approximation of the operation when the above-described plano-convex lens 58 is used. Therefore, it is insufficient compared with the plano-convex lens 58 in that the light emitted from a point having a very small area is converted into a parallel light beam perpendicular to the plane of incidence to prevent the emission of unnecessary light beams in oblique directions.

【0057】それにも拘わらず本実施例においてプリズ
ムシート55,56を用いるのは次の理由による。先
ず、第1点は、上記平凸レンズを2次元アレイ状に配列
したものとしてマイクロレンズアレイなるものが市販さ
れているが、曲面を形成するのに高い曲率精度が要求さ
れるので極めて高価となる。したがって、対角10イン
チクラスの画像表示入力兼用パネル41に適用するよう
な大形のマイクロレンズアレイは非常に高価となり、事
実上一般商品に搭載不可能である。これに対して、上記
プリズムシートは断面が直線であるために容易に高精度
で形成でき、価格が安いという利点を有している。
Nevertheless, the reason for using the prism sheets 55 and 56 in the present embodiment is as follows. First, the first point is that a microlens array is commercially available in which the plano-convex lenses are arranged in a two-dimensional array, but it is extremely expensive because a high curvature accuracy is required to form a curved surface. . Therefore, a large-sized microlens array applied to the image display / input panel 41 of a 10-inch diagonal class becomes very expensive and cannot be mounted on general products. On the other hand, since the cross section of the prism sheet is straight, it can be easily formed with high accuracy, and has an advantage that the price is low.

【0058】第2点は、焦点から放射状に放射された光
線をどの程度の精度で垂直方向への光線に変換する必要
があるかを検討すると、プリズムシートを用いた近似レ
ベルで十分であることが分かる。以下、この点について
説明する。図1において、上記画像表示入力兼用パネル
41は通常の液晶パネルと大略同様の外観を呈してい
る。したがって、その厚みは2mm程度であり、指向板4
3から放射された光線は厚さ2mm程の画像表示入力兼用
パネル41を通過して原稿45を照射することになる。
そこで、指向板43によって完全に光の進行方向が変更
されず、指向板43から放射される光線が僅かに入射面
に垂直な方向からずれたとする。その場合、上記垂直方
向からずれた光で2mm先の原稿45が照射される。
The second point is that when examining the precision with which rays radiated from the focal point need to be converted into rays in the vertical direction, the approximate level using a prism sheet is sufficient. I understand. Hereinafter, this point will be described. In FIG. 1, the image display / input panel 41 has substantially the same appearance as a normal liquid crystal panel. Therefore, its thickness is about 2 mm.
The light beam emitted from 3 passes through the image display / input panel 41 having a thickness of about 2 mm and irradiates the original 45.
Therefore, it is assumed that the direction of travel of the light is not completely changed by the directing plate 43, and the light beam emitted from the directing plate 43 slightly deviates from the direction perpendicular to the incident surface. In this case, the light 45 deviated from the vertical direction illuminates the original 45 2 mm ahead.

【0059】そこで、上記バックライト42から放射さ
れて上記垂直方向からずれた光が2mm先の原稿45を照
射した際における影響の程度を検討する。例えば、厚さ
2mmの指向板43に入射した光が垂直方向から3度ずれ
て放射されるとする。そうすると、上記入射光は、指向
板43を通過する間に、2mmラtan(3度)=100ミクロ
ンだけ位置ずれを起こすことになる。このことは、画像
表示入力兼用パネル41の画素ピッチが300ミクロン
程度であるとすると、隣接画素に対応する原稿の位置が
約1/3画素ピッチ程度ずれ込んで同時に照射されるこ
とを意味している。このように、上記垂直方向から3度
ずれた光によって原稿45が照射されることで、隣接画
素に対応する位置も約1/3だけ照射されるのである
が、この3度の立体角内に入る光の強度は(1/3)3=1
/27であることから、照射対象位置の照明強度と比較
すると無視できるレベルなのである。
Therefore, the degree of influence when the light emitted from the backlight 42 and deviated from the vertical direction irradiates the original 45 2 mm ahead will be examined. For example, it is assumed that light incident on the 2-mm-thick directional plate 43 is emitted with a shift of 3 degrees from the vertical direction. Then, while passing through the directing plate 43, the incident light is displaced by 2 mm tan (3 degrees) = 100 microns. This means that if the pixel pitch of the image display / input panel 41 is about 300 microns, the position of the original corresponding to the adjacent pixel is shifted by about 1/3 pixel pitch and is irradiated simultaneously. . As described above, the document 45 is irradiated with the light deviated by 3 degrees from the vertical direction, so that the position corresponding to the adjacent pixel is also illuminated by about 1/3, but within a solid angle of 3 degrees. The intensity of the incoming light is (1/3) 3 = 1
Since this is / 27, the level is negligible when compared with the illumination intensity at the irradiation target position.

【0060】尚、上記指向板43は、上記画像表示入力
兼用パネル41と積層して使用するので、指向板43を
構成するプリズムシート55,56の凹部および凸部の
配列間隔x,yによっては、画像表示入力兼用パネル4
1における画素ピッチzとの関係で画像表示入力兼用パ
ネル41とモワレを起こす場合がある。そのために、上
記配列間隔x,yは、少なくとも画像表示入力兼用パネ
ル41の画素ピッチzとまったく同一間隔であるか又は
無視できる間隔でなければならない。つまり、x,y=
zまたはx,y≪zである必要がある。
Since the directional plate 43 is used by being laminated on the image display / input panel 41, the arrangement intervals x and y of the concave and convex portions of the prism sheets 55 and 56 constituting the directional plate 43 may vary. , Image display and input panel 4
In some cases, moire may occur with the image display / input panel 41 depending on the pixel pitch z at 1. Therefore, the arrangement intervals x and y must be at least exactly the same as the pixel pitch z of the image display / input panel 41 or negligible. That is, x, y =
z or x, y≪z.

【0061】一般に、画像表示入力兼用パネル41の画
素ピッチzは200ミクロン〜300ミクロン程度であ
るから、上記配列間隔x,yの値としては、数十ミクロ
ンの値かあるいは200ミクロン〜300ミクロンで画
素のピッチzに正確に一致した値が望ましい。
Generally, the pixel pitch z of the image display / input panel 41 is about 200 to 300 microns. Therefore, the value of the arrangement interval x, y is several tens of microns or 200 to 300 microns. A value that exactly matches the pixel pitch z is desirable.

【0062】本実施例においては、上記構成の指向板4
3は図3に示す発光指向特性を呈するバックライト42
に積層されて使用される。このように、指向板43をバ
ックライト42に積層させた場合の発光指向特性は、図
12に示すようになる。尚、点線はバックライト42の
発光指向特性である。このような発光指向特性を得るこ
とによって、図12に示すように、バックライト42か
らあらゆる方向に放射された光は、指向板43(θ=1
15度)によって平面51の垂線から±10度以内の方
向性を有する光に収束されて出射される。したがって、
指向板43から出射される光の指向特性は大略垂直方向
のみとなるのである。
In this embodiment, the directional plate 4 having the above-described structure is used.
Reference numeral 3 denotes a backlight 42 exhibiting the emission directivity shown in FIG.
It is used by being laminated. As described above, the emission directivity characteristics when the direction plate 43 is stacked on the backlight 42 are as shown in FIG. Note that the dotted line indicates the emission directivity characteristics of the backlight 42. By obtaining such light emission directivity characteristics, as shown in FIG. 12, light emitted from the backlight 42 in all directions is directed to the directing plate 43 (θ = 1).
15 degrees), the light is converged to light having a directivity within ± 10 degrees from the perpendicular to the plane 51 and emitted. Therefore,
The directional characteristics of the light emitted from the directional plate 43 are substantially only in the vertical direction.

【0063】このように、上記指向板43を用いること
によって、バックライト42からあらゆる角度で入射し
た光が平面57の垂線から±10度以内に収束されて出
射される。したがって、バックライト42単体で入射面
の垂線から±10度以内で測定した輝度よりも、バック
ライト42に指向板43を積層して上記垂線から±10
度以内で測定した輝度の方が高くなるのである。すなわ
ち、上記指向板43を用いることによって、バックライ
ト42からの光の進行方向が一方向に変更されるのみな
らず、原稿45を照射して画像を読み込む際の輝度を高
めてより強い反射光を受光素子に入射させることができ
るのである。上述のようなバックライト42と指向板4
3は、画像表示入力兼用パネル41の下面にセットされ
る。
As described above, by using the directing plate 43, the light incident from the backlight 42 at any angle is converged within ± 10 degrees from the perpendicular of the plane 57 and emitted. Therefore, the luminance of the backlight 42 alone measured within ± 10 degrees from the perpendicular to the incident surface is less than ± 10 degrees from the perpendicular by stacking the directional plate 43 on the backlight 42.
The brightness measured within degrees is higher. That is, by using the directing plate 43, not only the traveling direction of the light from the backlight 42 is changed to one direction, but also the brightness at the time of reading the image by irradiating the original 45 is increased to obtain a stronger reflected light. Can be made to enter the light receiving element. The backlight 42 and the directional plate 4 as described above
3 is set on the lower surface of the image display / input panel 41.

【0064】上記構成を有する画像表示出力兼用装置に
よって画像を表示する際には、上述した第2の従来例の
場合と全く同様に、画像表示入力兼用パネル41の各画
素の画素電極に画像データに応じた電圧を印加してオン
/オフすることによって、画像表示入力兼用パネル41
に画像が表示される。これに対して、画像を入力する際
には、原稿45上における入力の対象となる点に対向す
る画素の画素電極だけに電圧を印加してオンさせ、他の
画素の画素電極には電圧を印加せずにオフする。こうし
て、画像表示入力兼用パネル41のオン画素からの光に
よって原稿45上の特定の1点を照射し、その点での反
射光を当該画素に組み込まれた受光素子(図示せず)で光
電変換するのである。
When an image is displayed by the image display / output device having the above configuration, the image data is applied to the pixel electrode of each pixel of the image display / input panel 41 in the same manner as in the second conventional example. ON by applying voltage according to
By turning on / off, the image display / input panel 41
The image is displayed on. On the other hand, when inputting an image, a voltage is applied only to the pixel electrode of the pixel facing the point to be input on the document 45 to turn it on, and the voltage is applied to the pixel electrodes of the other pixels. Turn off without applying voltage. In this manner, a specific point on the document 45 is irradiated with light from the ON pixel of the image display / input panel 41, and the reflected light at that point is photoelectrically converted by a light receiving element (not shown) incorporated in the pixel. You do it.

【0065】その際に、本実施例においては、先に述べ
たように、指向板43は、集光作用を有するので原稿4
5上における入力したい点の位置をより明るく照らすこ
とができ、強い反射光を上記受光素子に入射することが
可能となるのである。
At this time, in the present embodiment, as described above, since the directing plate 43 has a light condensing function,
This makes it possible to illuminate the position of a point to be input on the light source 5 more brightly, and to allow strongly reflected light to enter the light receiving element.

【0066】ここで、従来は、図3に示すような発光指
向特性を有するバックライトを、水平面に近い方向では
画素のオン/オフに拘わらず光透過率が高く、垂直方向
では画素のオン時に光透過率が高くオフ時には低い光透
過指向特性を呈する(図14参照)画像表示入力兼用パネ
ルと積層しているので、図22に示すような発光指向特
性を呈することになる。
Here, conventionally, a backlight having a light emitting directivity characteristic as shown in FIG. 3 is provided with a high light transmittance irrespective of the on / off state of a pixel in a direction close to a horizontal plane, and in a vertical direction when a pixel is on. Since the light transmittance is high and the light transmission directivity is low when the display is off (see FIG. 14), the light emission directivity as shown in FIG.

【0067】これに対して、本実施例においては、上記
バックライト42と指向板43とを積層し、更にその上
に画像表示入力兼用パネル41を積層して画像表示入力
兼用装置を形成している。このように、バックライト4
2に指向板43を積層することによって、光放射指向特
性が図12に示すように改善されて、水平面へ近い方向
への光放射が殆どなくなる。その結果、更にその上に図
14に示す光透過指向特性を呈する上記画像表示入力兼
用パネル41を積層しても、図13に示すように、画像
表示入力兼用パネル41の画素のオン/オフに拘わらず
水平面に近い方向への光放射は無くなり、画素がオンし
た際には、垂直方向へのみ光放射が行われることにな
る。したがって、液晶パネルと同じ光透過指向特性を有
する画像表示入力兼用パネル41を用いた画像入力を可
能にするのである。さらに、上記画像入力時に、画像表
示入力兼用パネル41のオンした画素に組み込まれてい
る受光素子に隣接する画素から放射されて反射した光が
入射されることを防止して、画像入力時の解像度を高め
ることができるのである。
On the other hand, in this embodiment, the backlight 42 and the directing plate 43 are laminated, and the image display / input panel 41 is further laminated thereon to form an image display / input device. I have. Thus, the backlight 4
By laminating the directivity plate 43 on the light emitting device 2, the light radiation directivity is improved as shown in FIG. 12, and the light radiation in the direction close to the horizontal plane is almost eliminated. As a result, even if the image display / input panel 41 exhibiting the light transmission directional characteristics shown in FIG. 14 is further laminated thereon, as shown in FIG. 13, the pixels of the image display / input panel 41 are turned on / off. Regardless, light emission in a direction close to the horizontal plane disappears, and when the pixel is turned on, light emission is performed only in the vertical direction. Therefore, an image can be input using the image display / input panel 41 having the same light transmission directivity characteristics as the liquid crystal panel. Further, at the time of the image input, it is possible to prevent light reflected and radiated from a pixel adjacent to the light receiving element incorporated in the turned-on pixel of the image display / input combined panel 41 from being incident, thereby improving the resolution at the time of image input. Can be increased.

【0068】尚、上記制御回路44は、上記画像表示時
には、画像データに応じて画像表示入力兼用パネル41
を駆動して画像表示入力兼用パネル41に画像データに
応じた画像を表示する。また、画像入力時には、画像表
示入力兼用パネル41の画素を順次オン/オフして原稿
45を走査し、原稿45からの反射光に基づいてオン画
素に組み込まれた受光素子で検知された原稿45の濃淡
に応じた出力電流を処理して画像データとして取り出
す。
When the image is displayed, the control circuit 44 controls the image display / input panel 41 according to the image data.
To display an image corresponding to the image data on the image display / input panel 41. At the time of image input, the pixels of the image display / input panel 41 are sequentially turned on / off to scan the original 45, and the original 45 detected by the light receiving element incorporated in the ON pixel based on the reflected light from the original 45. The output current corresponding to the density of the image is processed and extracted as image data.

【0069】以上のように、本実施例においては、画像
表示入力兼用パネル41とバックライト42との間に指
向板43を配置している。そして、一面が平面であって
他面がプリズム状の凹凸(θ=90度〜120度)が形成
された凹凸面である2枚のプリズムシート55,56を
互いの凹部および凸部の延在方向が直交するように積層
して指向板43を構成し、この指向板43に入射される
光の進行方向を指向板43の入射面57の垂線に対して
±10度以内に変更するようにしている。したがって、
画像入力時には、オンした画素の垂直方向に位置する原
稿の1点のみが照射されて、その点からの反射光の強弱
に応じて原稿上の当該点の濃淡を検知できるのである。
As described above, in this embodiment, the directional plate 43 is disposed between the image display / input panel 41 and the backlight 42. Then, the two prism sheets 55 and 56 each having a flat surface and a convex and concave surface (θ = 90 ° to 120 °) on the other surface are formed by extending the concave and convex portions of each other. The directional plate 43 is formed by laminating the directional plates 43 so that the directions are orthogonal to each other, and the traveling direction of the light incident on the directional plate 43 is changed within ± 10 degrees with respect to the perpendicular to the incident surface 57 of the directional plate 43. ing. Therefore,
At the time of image input, only one point of the document located in the vertical direction of the turned-on pixel is irradiated, and the density of the point on the document can be detected according to the intensity of the reflected light from that point.

【0070】また、上記画像表示入力兼用パネル41に
おけるオフ画素からの水平面に近い方向への光放射を無
くして、オン画素からの光放射のみによって原稿を走査
できる。したがって、液晶パネルを用いた画像入力が可
能になる。さらに、上記指向板43は、バックライト4
2からあらゆる方向に放射される光を入射面57の垂線
に対して±10度以内に収束して出射するので、画像入
力時における原稿照射光の明るさを増強してS/N比を
向上できる。
Further, light emission from the off-pixels in the image display / input panel 41 in a direction close to the horizontal plane is eliminated, and the original can be scanned only by the light emission from the on-pixels. Therefore, image input using a liquid crystal panel becomes possible. Further, the directivity plate 43 is provided with the backlight 4.
Light emitted in all directions from 2 is converged and exited within ± 10 degrees with respect to the perpendicular to the incident surface 57, so the brightness of the original irradiation light at the time of image input is enhanced and the S / N ratio is improved. it can.

【0071】尚、上記実施例においては省略している
が、画像表示入力兼用パネル41は、通常の液晶表示モ
ジュールの場合と同様に上下に偏光板を配置して用いら
れることは言うまでもない。
Although omitted in the above embodiment, it goes without saying that the image display / input panel 41 is used by arranging polarizing plates on the upper and lower sides as in the case of a normal liquid crystal display module.

【0072】以上の説明では、指向板43としてプリズ
ムシート55,56を互いの凹部52および凸部53の
延在方向を直交させて積層して形成したもののみについ
て述べた。これは、この発明の意図するところが、発明
が解決しようとする課題で述べたように、原稿照明光の
あらゆる方向への発散による画像入力解像度の低下を防
止することにあるためであり、そのために用いられるプ
リズムシート55,56による集光の原理等について説
明するためである。
In the above description, only the directional plate 43 formed by laminating the prism sheets 55 and 56 so that the extending directions of the concave portions 52 and the convex portions 53 are orthogonal to each other is formed. This is because the purpose of the present invention is, as described in the problem to be solved by the invention, to prevent a reduction in image input resolution due to the divergence of document illumination light in all directions. This is for describing the principle of light collection by the prism sheets 55 and 56 used.

【0073】ところで、原稿照明光が特定方向にのみ発
散するような画像表示入力兼用パネルが開発された場合
には、上記特定方向へのみの発散を防止すれば目的を達
しうるから、そのような場合には、一方向に集光するプ
リズムシートを1枚用いればよいことがわかる。例え
ば、横方向には大きな光の発散が無く、縦方向にのみ光
の発散があるような画像表示入力兼用パネルが開発され
た場合には、プリズムシートの凹部および凸部の延在方
向が横方向になるように1枚のプリズムシートのみを配
置すればよい。逆に、縦方向には大きな光の発散が無
く、横方向にのみ光の発散があるような画像表示入力兼
用パネルが開発された場合には、プリズムシートの凹部
および凸部の延在方向が縦方向になるように、1枚のプ
リズムシートのみを配置すればよい。こうすることによ
って、上記指向板43のコストダウンを図ることができ
る。
In the case where an image display / input panel has been developed in which the document illumination light diverges only in a specific direction, the purpose can be achieved by preventing the divergence only in the specific direction. In this case, it can be seen that one prism sheet that condenses light in one direction may be used. For example, when an image display / input panel is developed in which there is no large light divergence in the horizontal direction and light divergence only in the vertical direction, the extending direction of the concave and convex portions of the prism sheet is horizontal. Only one prism sheet needs to be arranged so as to be in the direction. Conversely, when an image display / input panel is developed in which there is no large light divergence in the vertical direction and light divergence only in the horizontal direction, the extending direction of the concave and convex portions of the prism sheet is Only one prism sheet needs to be arranged in the vertical direction. By doing so, the cost of the directing plate 43 can be reduced.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の画
像表示入力兼用装置は、バックライトに積層された指向
板によって上記バックライトからの光を入射面に垂直な
方向に出射し、画像入力時には、制御回路によって画像
表示入力兼用パネルを制御してこの画像表示入力兼用パ
ネル上に載置されている原稿を走査する一方、上記原稿
からの反射光を上記画像表示入力兼用パネルのオン画素
内に組み込まれている受光素子で受光するので、上記原
稿上の特定の狭い部位を上記画像表示入力兼用パネルに
おける特定画素のみで照射することができる。したがっ
て、上記画像入力時には、上記画像表示入力兼用パネル
における1つの画素内の受光素子に上記原稿上における
唯一つの部位からの反射光のみを入射でき、解像度の劣
化を防止できる。
As is apparent from the above description, the image display / input device according to the present invention emits light from the backlight in a direction perpendicular to the plane of incidence by means of a directional plate laminated on the backlight. Sometimes, the control circuit controls the image display / input panel to scan a document placed on the image display / input panel, and reflects the reflected light from the document in the ON pixels of the image display / input panel. Since the light is received by the light receiving element incorporated in the image display device, a specific narrow portion on the document can be irradiated only with the specific pixel in the image display / input panel. Therefore, at the time of the image input, only the reflected light from only one portion on the document can be incident on the light receiving element in one pixel of the image display / input panel, thereby preventing the resolution from deteriorating.

【0075】さらに、上記画像表示入力兼用パネルには
垂直方向の平行光線のみが入射されるので、オフ状態の
画素から水平方向へ光が放射されるという液晶パネル特
有の光透過指向特性を改善できる。したがって、オン画
素から放射された光のみによって原稿を走査することが
できる。すなわち、この発明によれば、液晶パネルとバ
ックライトとを発光素子として用いた画像入力が可能と
なるのである。
Furthermore, since only parallel light rays in the vertical direction are incident on the image display / input panel, it is possible to improve the light transmission directivity characteristic of the liquid crystal panel, that is, light is emitted in the horizontal direction from pixels in the off state. . Therefore, the original can be scanned only by the light emitted from the ON pixels. That is, according to the present invention, an image can be input using a liquid crystal panel and a backlight as light emitting elements.

【0076】さらに、上記指向板は、上記バックライト
からの光が入射される平面とプリズム状の凹凸を有して
上記平面に対向する凹凸面とを有する2枚のプリズムシ
ートを、互いの凹凸の延在方向が直交するように積層し
て形成されている。したがって、上記指向板を使用すれ
ば、上記バックライトからの光を上記平面に垂直な方向
に収束でき、画像入力時における原稿照射輝度を向上し
てS/N比の向上を図ることができる。さらに、上記指
向板を上記プリズムシートで構成することによって、上
記指向板をレンズで構成するのに比較して安価に構成で
き、且つ、容易に大量生産できる。
Further, the directional plate includes two prism sheets each having a plane on which the light from the backlight is incident and a concave-convex surface having prismatic irregularities and opposing the planar surface. Are laminated so that the extending directions are orthogonal to each other. Therefore, if the directional plate is used, the light from the backlight can be converged in a direction perpendicular to the plane, so that the original illumination brightness at the time of image input can be improved and the S / N ratio can be improved. Further, by configuring the directional plate with the prism sheet, the directional plate can be configured at a lower cost and easily mass-produced as compared with the case where the directional plate is configured with a lens.

【0077】また、この発明の画像表示入力兼用装置
は、上記各プリズムシートにおける凸部の頂角θを90
度〜120度とするので、上記指向板に入射された光の
進行方向を上記平面に垂直な方向に容易に且つ確実に変
更できる
Further, in the image display / input device according to the present invention, the apex angle θ of the convex portion in each prism sheet is set to 90 degrees.
Degrees to 120 degrees, it is possible to easily and reliably change the traveling direction of the light incident on the directional plate to a direction perpendicular to the plane.

【0078】また、この発明の画像表示入力兼用装置
は、上記指向板を構成する一方のプリズムシートにおけ
る凸部の配列間隔xと、他方のプリズムシートにおける
凸部の配列間隔yと、上記画像表示入力兼用パネルの画
素ピッチzとには、x,y=zまたはx,y≪zの関係が
成立するので、上記2枚のプリズムシートの凹部および
凸部が上記画像表示入力兼用パネルとモワレを起こすこ
とを防止できる。
The image display / input device according to the present invention further comprises an arrangement interval x of the convex portions on one of the prism sheets constituting the directional plate, an arrangement interval y of the convex portions on the other prism sheet, and Since the relationship of x, y = z or x, y≪z is established with the pixel pitch z of the input / input panel, the concave and convex portions of the two prism sheets are moire with the image display / input panel. Can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の画像表示入力兼用装置の一実施例に
おける概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an image display / input device according to the present invention.

【図2】図1におけるバックライトの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the backlight in FIG. 1;

【図3】図2に示すバックライトの発光指向特性を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing emission directivity characteristics of the backlight shown in FIG. 2;

【図4】図1における指向板を構成するプリズムシート
の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a prism sheet constituting the directional plate in FIG. 1;

【図5】図4に示すプリズムシートによって構成された
指向板の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a directional plate formed by the prism sheet shown in FIG.

【図6】図4に示すプリズムシートの一動作の説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram of one operation of the prism sheet shown in FIG.

【図7】図4に示すプリズムシート他の動作の説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram of another operation of the prism sheet shown in FIG. 4;

【図8】図6におけるプリズムシートの断面図である。8 is a cross-sectional view of the prism sheet in FIG.

【図9】図7におけるプリズムシートの断面図である。FIG. 9 is a sectional view of the prism sheet in FIG. 7;

【図10】図5における指向板の動作の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of the directing plate in FIG.

【図11】平凸レンズの動作の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the operation of the plano-convex lens.

【図12】図1に示す積層されたバックライトと指向板
とによる光放射指向特性を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating light radiation directivity characteristics of the stacked backlight and the direction plate shown in FIG. 1;

【図13】図1に示す積層されたバックライトと指向板
と画像表示入力兼用パネルとによる光放射指向特性を示
す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating light radiation directivity characteristics of the stacked backlight, the directional plate, and the image display / input panel shown in FIG. 1;

【図14】図1における画像表示入力兼用パネルの光透
過指向特性を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing light transmission directivity characteristics of the image display / input panel in FIG. 1;

【図15】従来の画像表示入力兼用パネルの斜視図であ
る。
FIG. 15 is a perspective view of a conventional image display / input panel.

【図16】図15に示す画像表示入力兼用パネルの具体
的構造を示す部分拡大図である。
FIG. 16 is a partially enlarged view showing a specific structure of the image display / input panel shown in FIG. 15;

【図17】図15に示す画像表示入力兼用パネルの動作
説明図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating the operation of the image display / input panel shown in FIG. 15;

【図18】画素内に受光素子が組み込まれた液晶パネル
の構成を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal panel in which a light receiving element is incorporated in a pixel.

【図19】図18に示す液晶パネルにおける基板付近の
断面図である。
19 is a cross-sectional view of the vicinity of a substrate in the liquid crystal panel shown in FIG.

【図20】図15に示す画像表示入力兼用パネルの問題
点の説明図である。
20 is an explanatory diagram of a problem of the image display / input panel shown in FIG.

【図21】図16における発光素子の発光指向特性図で
ある。
21 is a diagram showing the light emission directivity of the light emitting element in FIG.

【図22】図18に示す液晶パネルの光放射指向特性図
である。
FIG. 22 is a light radiation directivity diagram of the liquid crystal panel shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41…画像表示入力兼用パネル、 42…バックライ
ト、 43…指向板、 44…制御回路、 49…拡散板、 51,57…平
面、 52…凹部、 53…凸部、 54…凹凸面、 55,56…プリ
ズムシート。
41: Image display / input panel, 42: Backlight, 43: Directing plate, 44: Control circuit, 49: Diffusion plate, 51, 57: Flat surface, 52: Concave portion, 53: Convex portion, 54: Concavo-convex surface, 55, 56 ... Prism sheet.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 義宏 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−163886(JP,A) 特開 平5−313156(JP,A) 特開 昭58−66142(JP,A) 特開 昭61−101827(JP,A) 特開 平5−89230(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiro Yamamoto 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56) References JP-A-63-163886 (JP, A) JP-A-5-205 313156 (JP, A) JP-A-58-66142 (JP, A) JP-A-61-101827 (JP, A) JP-A-5-89230 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平板状を成して一面から光を放射するバ
ックライトと、上記バックライトからの光を入射面に受
けて出射面から上記入射面に垂直な方向に出射する指向
板と、液晶表示パネルの各画素内に受光素子が組み込ま
れて成る画像表示入力兼用パネルとを順次積層すると共
に、画像表示時には、画像データに応じて上記画像表示
入力兼用パネルにおける各画素のオン/オフを制御して
画像データに応じた画像を表示させる一方、画像入力時
には、上記画像表示入力兼用パネルの画素を順次オン/
オフして原稿を走査させる制御回路を有する画像表示入
力兼用装置であって、 上記指向板は、上記バックライトからの光が入射される
平面とプリズム状の凹凸を有して上記平面に対向する凹
凸面とを有する2枚のプリズムシートを互いの凹凸の延
在方向を直交させて積層して形成されており、 上記画像入力時には、上記バックライトから出射されて
指向板およびオンされた画素を通過した光は、上記画像
表示入力兼用パネル上に載置された原稿で反射され、上
記受光素子に入射されるようになっている ことを特徴と
する画像表示入力兼用装置。
1. A backlight having a flat plate shape and emitting light from one surface, a directing plate receiving light from the backlight on an incident surface and emitting the light from an output surface in a direction perpendicular to the incident surface, An image display / input combined panel in which a light receiving element is incorporated in each pixel of the liquid crystal display panel is sequentially laminated, and at the time of image display, each pixel in the image display / input combined panel is turned on / off according to image data. While controlling to display an image corresponding to the image data, at the time of image input, the pixels of the image display / input combined panel are sequentially turned on / off.
An image display / input device having a control circuit for turning off and scanning a document, wherein the directional plate has a plane on which light from the backlight is incident and a prism-shaped unevenness and faces the plane. It is formed by laminating two prism sheets each having an uneven surface so that the extending directions of the unevenness are orthogonal to each other. When the image is input, the light is emitted from the backlight.
The light passing through the directional plate and the turned-on pixels is
Reflected by the original placed on the display / input panel,
An image display / input device characterized by being incident on a light receiving element .
【請求項2】(2) 請求項1に記載の画像表示入力兼用装置The image display / input device according to claim 1.
において、At 上記プリズムシートの凹凸面における凸部の頂角θを9The vertex angle θ of the projection on the uneven surface of the prism sheet is 9
0度から120度の範囲内としたことを特徴とする画像An image characterized by being in the range of 0 to 120 degrees
表示入力兼用装置。Display / input device.
【請求項3】(3) 請求項1に記載の画像表示入力兼用装置The image display / input device according to claim 1.
において、At 上記指向板を構成する2枚のプリズムシートのうちの一One of the two prism sheets constituting the directional plate
方における凸部の配列間隔をx、他方における凸部の配X is the arrangement interval of the protrusions in one direction, and
列間隔をy、上記画像表示入力兼用パネルの画素ピッチThe column spacing is y, the pixel pitch of the image display / input panel
をzとした場合に、x,y=zまたはx,y≪zの関係がIs z, x, y = z or x, y≪z
成立するようになっていることを特徴とする画像表示入Image display input characterized by being established
力兼用装置。Force combined device.
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