JP2774424B2 - 画像入力一体型表示装置 - Google Patents

画像入力一体型表示装置

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JP2774424B2
JP2774424B2 JP32654592A JP32654592A JP2774424B2 JP 2774424 B2 JP2774424 B2 JP 2774424B2 JP 32654592 A JP32654592 A JP 32654592A JP 32654592 A JP32654592 A JP 32654592A JP 2774424 B2 JP2774424 B2 JP 2774424B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、パーソナルコンピュ
ータやワードプロセッサや電子手帳等の情報機器に応用
される画像入力一体型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータやワードプロセ
ッサ等の情報機器は益々小型/高性能化が要求されてい
る。近年、この小型化や軽量化の要求に応えるべく、情
報機器の表示装置には液晶ディスプレイが多く使用され
るようになっている。また、上記情報機器における情報
の入力装置としては、キーボードのみならずイメージス
キャナ(入力対象画像を電気信号として取り出す)やタブ
レット(入力位置をペンで指示する)が多く使用されるよ
うになっている。
【０００３】ところが、従来、画像表示,画像入力およ
びペン入力の機能を有する装置を構成する場合には、表
示装置,イメージスキャナおよびタブレットの夫々独立
したハードウエアを組み合わせて構成する以外に方法が
ない。このように、夫々独立したハードウエアを組み合
わせて一つの装置を構成した場合には、各ハードウエア
間において電気信号によって情報のやり取りが行われて
いるに過ぎず、各ハードウエアは効果的に且つ有機的に
結合されている訳ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、表示装置,イメージスキャナおよびタブレット
夫々の独立したハードウエアを単純に組み合わせて一つ
の装置を構成した場合には、必然的に装置が大型にな
る。また、夫々のハードウエア内に共通した構成要素が
あっても重複して使用することになり、空間的および価
格的に非常に無駄が多いという問題がある。
【０００５】特に、上記イメージスキャナは駆動部分を
有する大型な装置であり、他のハードウエアと一体化し
て一つの装置を組み上げることは不可能に等しい。
【０００６】そこで、この発明の目的は、画像表示機
能,原稿の画像入力機能およびペン入力機能を合わせ持
った小型で一体化された画像入力一体型表示装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明の画像入力一体型表示装置は、透明基板
上に平行に配列された複数の透明なセグメント電極,上
記セグメント電極に直交してもう一枚の透明基板上に平
行に配列された複数の透明なコモン電極,上記セグメン
ト電極とコモン電極との交差領域で構成される画素内に
配置されて上記セグメント電極あるいはコモン電極のい
ずれか一方に電気的に接続されている光伝導体,上記画
素内における上記セグメント電極とコモン電極との間に
配置されて上記光伝導体に電気的に接続されている透明
な島電極,上記セグメント電極およびコモン電極のうち
上記光伝導体に電気的に接続されていない方の電極と上
記島電極との間に挟入された液晶,上記セグメント電極
およびコモン電極のうち上記光伝導体に電気的に接続さ
れていない方の電極側から入射されて上記光伝導体に至
る光のみを遮蔽する遮光膜を有する表示素子と、上記表
示素子の複数のセグメント電極と複数のコモン電極との
交差領域によって構成された画素マトリックスに画像を
表示する際における表示照明光を放射する表示照明用光
源と、上記表示素子における上記画素マトリックスに原
稿の光学像を写し取る際における原稿照明光を放射する
原稿照明用光源と、上記表示素子における液晶に印加さ
れる電圧のオン/オフを光学的に制御するための制御光
を放射する制御用光源と、上記表示素子における上記画
素マトリックスに画像を表示するための表示信号を出力
する表示制御回路と、上記表示素子における上記画素マ
トリックスに上記原稿の光学像を写し取るための画像入
力信号を出力する画像入力制御回路と、上記表示素子に
おける上記画素マトリックスを構成する各画素の液晶に
書き込まれた画像情報を電気信号として読み出すための
画像読み出し信号を出力する画像読み出し制御回路と、
上記表示制御回路からの表示信号,画像入力制御回路か
らの画像入力信号あるいは画像読み出し制御回路からの
画像読み出し信号に基づいて上記セグメント電極を駆動
するセグメント駆動回路と、上記表示制御回路からの表
示信号,画像入力制御回路からの画像入力信号あるいは
画像読み出し制御回路からの画像読み出し信号に基づい
て上記コモン電極を駆動するコモン駆動回路と、上記表
示素子における上記画素マトリックスに書き込まれた画
像情報を電気信号として検出する画像情報検出回路と、
画像入力モード時には上記画像入力制御回路,原稿照明
用光源および制御用光源を制御して上記画素マトリック
スに上記原稿の光学像を写し取り、画像読み出しモード
時には上記画像読み出し制御回路,画像情報検出回路お
よび制御用光源を制御して上記画素マトリックスに書き
込まれた画像情報を電気信号として読み出し、画像表示
モード時には上記表示制御回路および表示照明用光源を
制御して上記画素マトリックスに画像を表示する制御回
路を備えたことを特徴としている。
【０００８】また、第２の発明は、第１の発明の画像入
力一体型表示装置であって、上記液晶として、記憶機能
を有する相転移型液晶を用いたことを特徴としている。
【０００９】また、第３の発明は、第１の発明の画像入
力一体型表示装置であって、上記液晶として、記憶機能
を有するＮ型コレステリック液晶,Ｎ型コレステリック
液晶とＮ型ネマチック液晶との混合液晶あるいはスメク
チックＡ液晶を用いたことを特徴としている。
【００１０】また、第４の発明の画像入力一体型表示装
置は、透明基板上に平行に配列された複数の透明なセグ
メント電極,上記セグメント電極に直交してもう一枚の
透明基板上に平行に配列された複数の透明なコモン電
極,上記セグメント電極とコモン電極との交差領域で構
成される画素内に配置されて上記セグメント電極あるい
はコモン電極のいずれか一方に電気的に接続されている
光伝導体,上記画素内における上記セグメント電極とコ
モン電極との間に配置されて上記光伝導体に電気的に接
続されている透明な島電極,上記セグメント電極および
コモン電極のうち上記光伝導体に電気的に接続されてい
ない方の電極と上記島電極との間に挟入された液晶,上
記セグメント電極およびコモン電極のうち上記光伝導体
に電気的に接続されていない方の電極側から入射されて
上記光伝導体に至る光のみの偏光方向を制御する偏光素
子を有する表示素子と、上記表示素子の複数のセグメン
ト電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成さ
れた画素マトリックスに画像を表示する際における表示
照明光を放射する表示照明用光源と、上記表示素子にお
ける上記画素マトリックスに原稿の光学像を写し取る際
における原稿照明光を放射する原稿照明用光源と、上記
表示素子における液晶に印加される電圧のオン/オフを
光学的に制御するための制御光を放射する制御用光源
と、上記表示素子における上記画素マトリックスに画像
を表示するための表示信号を出力する表示制御回路と、
上記表示素子における上記画素マトリックスに上記原稿
の光学像を写し取るための画像入力信号を出力する画像
入力制御回路と、上記表示素子における上記画素マトリ
ックスを構成する各画素の液晶に書き込まれた画像情報
を電気信号として読み出すための画像読み出し信号を出
力する画像読み出し制御回路と、上記表示制御回路から
の表示信号,画像入力制御回路からの画像入力信号ある
いは画像読み出し制御回路からの画像読み出し信号に基
づいて上記セグメント電極を駆動するセグメント駆動回
路と、上記表示制御回路からの表示信号,画像入力制御
回路からの画像入力信号あるいは画像読み出し制御回路
からの画像読み出し信号に基づいて上記コモン電極を駆
動するコモン駆動回路と、上記表示素子における上記画
素マトリックスに書き込まれた画像情報を電気信号とし
て検出する画像情報検出回路と、画像入力モード時には
上記画像入力制御回路,原稿照明用光源および制御用光
源を制御して上記画素マトリックスに上記原稿の光学像
を写し取り、画像読み出しモード時には上記画像読み出
し制御回路,画像情報検出回路および制御用光源を制御
して上記画素マトリックスに書き込まれた画像情報を電
気信号として読み出し、画像表示モード時には上記表示
制御回路および表示照明用光源を制御して上記画素マト
リックスに画像を表示する制御回路を備えたことを特徴
としている。
【００１１】また、第５の発明は、第４の発明の画像入
力一体型表示装置であって、上記液晶として、強誘電性
液晶を用いたことを特徴としている。
【００１２】また、第６の発明は、第５の発明の画像入
力一体型表示装置であって、上記画像情報検出回路は上
記表示素子における画素マトリックスを構成する各画素
の島電極上に画像情報に応じて帯電した電荷量を検出す
るように成し、上記制御用光源は上記セグメント電極お
よびコモン電極のうち上記光伝導体に電気的に接続され
ていない方の電極を１本毎に順次照射可能に成し、上記
制御回路は、上記画像読み出しモード時には、上記制御
用光源によって照射されて選択された１本のセグメント
電極あるいはコモン電極に係る画素における島電極上に
帯電した電荷量を検出することによって上記画素マトリ
ックスに書き込まれた画像情報を電気信号として読み出
すように成したことを特徴としている。
【００１３】また、第７の発明は、第１乃至第６のいず
れか一つの発明の画像入力一体型表示装置において、光
源を有してこの光源からの光を先端から外方向に向かっ
て放射する入力ペンを備えて、上記制御回路は、ペン入
力モード時には上記画像入力制御回路および制御用光源
を制御して上記画素マトリックスに上記入力ペンによっ
て入力された画像を書き込み可能に成したことを特徴と
している。
【００１４】また、第８の発明は、第１乃至第７のいず
れか一つの発明の画像入力一体型表示装置において、上
記表示素子における二枚の透明基板の少なくとも一方に
入射光を集束するマイクロレンズを設けたことを特徴と
している。
【００１５】また、第９の発明は、第１乃至第７のいず
れか一つの発明の画像入力一体型表示装置であって、上
記表示素子における二枚の透明基板の少なくとも一方
を、所定の長さを有する光ファイバを２次元に並列して
上記光ファイバの軸方向が厚さ方向となる板状の光ファ
イバアレイで構成したことを特徴としている。
【００１６】また、第１０の発明は、第１乃至第９のい
ずれか一つの発明の画像入力一体型表示装置であって、
上記表示照明用光源,原稿照明用光源および制御用光源
を１つの平板状の板状光源で構成し、上記板状光源の一
側部を上記表示素子の一側部に回転自在に取り付けたこ
とを特徴としている。
【００１７】
【作用】第１の発明では、画像入力モード時には、制御
回路による制御の下に、初期状態に設定された表示素子
の画素マトリックスにおける原稿の白領域からの反射光
が入射された画素では、上記反射光が当たった光伝導体
の抵抗が低抵抗となって画像入力制御回路からの画像入
力信号に基づいてセグメント駆動回路およびコモン駆動
回路によって液晶に電圧が印加され、上記液晶の配向状
態が変更される。こうして、上記画素マトリックスに原
稿の光学像が写し取られる。
【００１８】さらに、画像読み出しモード時には、上記
制御回路による制御の下に、制御光が入射された画素に
おける光伝導体の抵抗が低抵抗となって、画像読み出し
制御回路からの画像読み出し信号に基づく電圧がセグメ
ント電極あるいはコモン電極に印加される。そして、上
記画素マトリックスに書き込まれた画像情報が画像情報
検出回路によって電気信号として検出される。
【００１９】さらに、画像表示モード時には、上記制御
回路による制御の下に、表示照明光が入射された画素に
おける光伝導体の抵抗が低抵抗となって表示制御回路か
らの表示信号に基づく電圧が上記液晶に印加され、上記
液晶の配向状態が上記表示信号に応じて変更される。こ
うして、上記画素マトリックスに上記表示制御回路から
の表示信号に応じた画像が書き込まれる。
【００２０】また、第２の発明では、上記画像入力モー
ド時には、原稿の白領域からの反射光によって相転移型
液晶の配向状態がグランジュアン状態からフォーカルコ
ニック状態に変更されて記憶され、上記画素マトリック
スに原稿の光学像が写し取られる。さらに、上記画像表
示モード時には、上記表示信号に応じて上記相転移型液
晶の配向状態が上記グランジュアン状態あるいはフォー
カルコニック状態に変更されて記憶され、上記画素マト
リックに上記表示信号に応じた画像が書き込まれる。さ
らに、上記相転移型液晶はその配向状態に応じた誘電率
を呈している。したがって、上記画像読み出しモード時
には、上記セグメント電極あるいはコモン電極のうちの
一方の電極にパルスが印加された際に他方の電極に誘起
される電圧信号が上記画像情報検出回路によって検出さ
れて、上記画素マトリックスに書き込まれた画像情報が
電気信号として読み出される。
【００２１】また、第３の発明では、上記画像入力モー
ド時には、原稿の白領域からの反射光によってＮ型コレ
ステリック液晶,Ｎ型コレステリック液晶とＮ型ネマチ
ック液晶との混合液晶またはスメクチックＡ液晶の配向
状態がグランジュアン状態からフォーカルコニック状態
に変更される。さらに、上記画像表示モード時には、上
記表示信号に応じて上記Ｎ型コレステリック液晶,Ｎ型
コレステリック液晶とＮ型ネマチック液晶との混合液晶
またはスメクチックＡ液晶の配向状態が上記グランジュ
アン状態あるいはフォーカルコニック状態に変更され
る。さらに、上記画像読み出しモード時には、上記セグ
メント電極あるいはコモン電極のうちの一方の電極にパ
ルスが印加された際に他方の電極に誘起される電圧信号
が上記画像情報検出回路によって検出される。
【００２２】また、第４の発明では、上記表示素子にお
ける上記セグメント電極及びコモン電極のうち光伝導体
に電気的に接続されていない方の電極側から入射されて
上記光伝導体に至る光のみの偏光方向が偏光素子によっ
て制御される。したがって、上記光伝導体に電気的に接
続されていない方の電極側から入射される光による上記
光伝導体の照射の有り無しが上記偏光素子によって設定
される。その結果、上述の第１の発明と同様にして上記
画像入力モード,画像読み出しモードおよび画像表示モ
ードが実施されるに際して、上記光伝導体に電気的に接
続されていない方の電極側から入射される光によっても
上記光伝導体の抵抗値が設定されて液晶に印加される電
圧のオン/オフが設定される。
【００２３】また、第５の発明では、上記画像入力モー
ド時には、原稿の白領域からの反射光によって強誘電性
液晶の配向状態が偏光素子の偏光方向と直交状態(ある
いは平行状態)から平行状態(あるいは直交状態)に変更
されて、上記画素マトリックスに原稿の光学像が写し取
られる。さらに、上記画像表示モード時には、上記表示
信号に応じて上記強誘電性液晶の配向状態が上記偏光素
子の偏光方向と直交状態あるいは平行状態に変更され
て、上記画素マトリックに上記表示信号に応じた画像が
書き込まれる。さらに、上記画像読み出しモード時に
は、上記強誘電性液晶に所定の電圧が印加されて、画像
情報検出回路によって上記画素マトリックスに書き込ま
れた画像情報が電気信号として読み出される。
【００２４】また、第６の発明では、上記強誘電性液晶
に接触する島電極上には画像情報に応じた量の電荷が帯
電している。したがって、上記画像読み出しモード時に
は、画像読み出し制御回路からの画像読み出し信号に基
づいて上記強誘電性液晶に所定の電圧が印加されて、制
御用光源によって照射されて選択された１本のセグメン
ト電極あるいはコモン電極に係る画素における上記島電
極上に帯電した電荷量が画像情報検出回路によって検出
される。こうして、上記画素マトリックスに書き込まれ
た画像情報が電気信号として読み出される。
【００２５】また、第７の発明では、ペン入力モード時
には、制御回路の制御の下に、表示素子の画素マトリッ
クスが初期状態に設定される。そうした後、入力ペンの
光源からの直接光あるいは反射光が入射された画素にお
ける光伝導体の抵抗が低抵抗となって画像入力制御回路
からの画像入力信号に基づく電圧が液晶に印加され、上
記液晶の配向状態が変更される。こうして、上記入力ペ
ンによって、上記画素マトリックスに画像が書き込まれ
る。
【００２６】また、第８の発明では、上記表示素子にお
ける二枚の透明基板の少なくとも一方に設けられたマイ
クロレンズによって、このマイクロレンズが設けられて
いない方の透明基板側から上記表示素子に入射された光
が集束される。したがって、例えば上記画像入力モード
あるいはペン入力モード時の際に、反射によって光量が
減少しても充分な光量の反射光が上記光伝導体に入射さ
れる。こうして、精度良く原稿の明暗情報や入力ペンの
位置情報が上記画素マトリックスに書き込まれる。
【００２７】また、第９の発明では、所定の長さを有す
る光ファイバを２次元に並列して上記光ファイバの軸方
向が厚さ方向となる板状の光ファイバアレイで構成され
た上記透明基板に入射された光は、上記入射された光フ
ァイバ内を軸方向に進む。こうして、各画素間のクロス
トークや光量ロスが無く上記各モードが実施される。
【００２８】また、第１０の発明では、上記表示素子
は、その一側に回転自在に取り付けられた板状光源によ
って、必要に応じてその表側あるいは裏側から照射され
る。こうして、表示照明用光源,原稿照明用光源および
制御用光源が上記１つの板状光源によって兼用されて上
記各モードが実施される。
【００２９】
【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は本実施例の画像入力一体型表示装置に
おける全体構成図である。この画像入力一体型表示装置
は次のような機能を呈する各動作モードを有している。
すなわち、電気信号によって液晶に画像を書き込む画像
表示モードと、入力ペンによって液晶に画像を書き込む
ペン入力モードと、原稿の光学像を液晶に直接写し取る
画像入力モードと、液晶に書き込まれた画像を電気信号
として読み出す画像読み出しモードである。
【００３０】図１に示すように、上記画像入力一体型表
示装置は、平行に配列されたｍ列のセグメント電極Ｘ1,
Ｘ2,…,Ｘm(以下、任意のセグメント電極をＸと記載す
る)から成るセグメント電極群と、上記セグメント電極
Ｘと直交して平行に配列されたｎ行のコモン電極Ｙ1,Ｙ
2,…,Ｙn(以下、任意のコモン電極をＹと記載する)から
成るコモン電極群とから構成される画像入力一体型表示
素子１を基本要素とし、この画像入力一体型表示素子１
と付属した種々の周辺回路とで構成される。
【００３１】上記各コモン電極Ｙはコモン駆動回路２お
よびコモン選択回路４に接続されている。また、各セグ
メント電極Ｘはセグメント駆動回路３に接続されてい
る。表示制御回路６は、上記画像表示モード時に、画像
入力一体型表示素子１におけるセグメント電極Ｘとコモ
ン電極Ｙとの間に挟入された液晶に電圧を印加して画像
を書き込むための表示信号を生成する。さらに、ペン入
力モード時あるいは画像入力モード時に、上記液晶を初
期状態にするための初期信号を生成する。画像データ検
出制御回路７は、上記画像読み出しモード時に、画像入
力一体型表示素子１におけるセグメント電極Ｘに電圧を
印加して上記液晶に書き込まれた画像を読み出すため画
像読み出し信号を生成する。画像入力制御回路８は、上
記画像入力モード時あるいはペン入力モード時に、画像
入力一体型表示素子１におけるセグメント電極Ｘとコモ
ン電極Ｙとによって上記液晶に電圧を印加して原稿の光
学像やペン入力画像の書き込みを行うための画像入力信
号を生成する。
【００３２】切り換え回路５は、上記表示制御回路６か
らの表示信号や初期信号,画像データ検出制御回路７か
らの画像読み出し信号あるいは画像入力制御回路８から
の画像入力信号を、コモン駆動回路２およびセグメント
駆動回路３に切り換え出力する。画像データ検出回路９
は、上記画像読み出しモード時に、画像入力一体型表示
素子１におけるコモン電極Ｙに誘起された電圧を画像情
報として検出する。
【００３３】入力ペン１０は、ペン入力モード時に、上
記画像入力一体型表示素子１に画像を書き込む際に先端
で入力画素を指示する。バックライト１１は、バックラ
イト制御回路１２によって点灯/消灯や画像入力一体型
表示素子１に対する位置が制御される。そして、必要に
応じて、画像入力一体型表示素子１を表あるいは背後か
ら照射する。制御回路１３は、上記表示制御回路６,画
像データ検出制御回路７,画像入力制御回路８,画像デー
タ検出回路９およびバックライト制御回路１２を制御し
て、上記画像表示モード,ペン入力モード,画像入力モー
ドおよび画像読み出しモード等の各動作モードを実施す
る。
【００３４】すなわち、画像入力一体型表示素子１で上
記表示素子を構成し、画像データ検出回路７で上記画像
読み出し制御回路を構成し、画像データ検出回路９で上
記画像情報検出回路を構成するのである。
【００３５】上記構成の画像入力一体型表示装置は制御
回路１３の制御の下に、各動作モード時において次のよ
うに動作する。上記画像表示モード時においては、先ず
上記切り換え回路５が表示制御回路６側に切り替わっ
て、表示制御回路６によって生成された上記表示信号が
切り換え回路５を介してコモン駆動回路２およびセグメ
ント駆動回路３に送出される。そして、コモン駆動回路
２およびセグメント駆動回路３によって画像入力一体型
表示素子１のコモン電極Ｙおよびセグメント電極Ｘが駆
動されて、セグメント電極群とコモン電極群との交差領
域で構成される画素マトリックスの各画素の液晶に表示
信号に応じた電圧が印加される。それと同時に、バック
ライト１１が点灯されてｎ×ｍの画素マトリックスに画
像が表示される。また、その際に、通常の単純マトリッ
クス液晶表示装置と同様に、ライン毎あるいは画面毎に
セグメント電極Ｘとコモン電極Ｙに印加される電圧の極
性が反転される。
【００３６】また、上記画像入力モード時には、先ず切
り換え回路５が表示制御回路６側に切り替わって、表示
制御回路６によって生成された初期信号が切り換え回路
５を介してコモン駆動回路２およびセグメント駆動回路
３に送出される。そして、画像入力一体型表示素子１に
おける総ての画素マトリックスの液晶の配向状態が後に
述べるような初期状態に設定される。そうした後、上記
切り換え回路５が画像入力制御回路８側に切り替わっ
て、画像入力制御回路８によって生成された上記画像入
力信号が切り換え回路５を介してコモン駆動回路２およ
びセグメント駆動回路３に送出される。そして、セグメ
ント電極Ｘとコモン電極Ｙとの間に、原稿の光学像を書
き込むための電圧が印加される。
【００３７】また、上記ペン入力モード時には、先ず上
記切り換え回路５が表示制御回路６側に切り替わって、
上記画素マトリックスの液晶の配向状態が初期状態に設
定される。そうした後、切り換え回路５が画像入力制御
回路８側に切り替わって、画像入力制御回路８によって
生成された上記画像入力信号が切り換え回路５を介して
コモン駆動回路２およびセグメント駆動回路３に送出さ
れる。そして、セグメント電極群とコモン電極群とに、
入力ペン１０によって指示された位置を書き込むための
電圧が印加される。尚、その際には、バックライト１１
は必要ではないので消灯状態である。
【００３８】また、上記画像読み出しモード時には、上
記切り換え回路５が画像データ検出制御回路７側に切り
替わって、画像データ検出制御回路７によって生成され
た画像読み出し信号が切り換え回路５を介してセグメン
ト駆動回路３に送出される。そして、セグメント駆動回
路３によって各セグメント電極Ｘに画像読み出しのため
の電圧が順次印加される。一方、上記コモン選択回路４
によって各コモン電極Ｙが順次選択され、この選択され
たコモン電極Ｙに誘起された画像信号が画像データ検出
回路９によって検出されて制御回路１３に送出される。
尚、上記バックライト１１は画像入力一体型表示素子１
を背後から照射する。
【００３９】次に、この発明における重要な構成要素で
ある上記画像入力一体型表示素子１について詳細に説明
する。図２は、本実施例における画像入力一体型表示素
子１のコモン電極Ｙに沿った部分断面図である。図２に
おいて、２１は液晶、２２は光伝導体、２３は島電極で
ある。尚、Ｘはセグメント電極であり、Ｙはコモン電極
である。
【００４０】上記セグメント電極Ｘ,コモン電極Ｙおよ
び島電極２３は、錫添加酸化インジウム(ＩＴＯ)によっ
て形成された透明電極である。図２においては、セグメ
ント電極Ｘは紙面に垂直方向に延在しており、２本のセ
グメント電極Ｘの横断面が現れている。これに対して、
コモン電極Ｙは紙面に平行に延在しており、１本のコモ
ン電極Ｙの縦断面が現れている。そして、セグメント電
極Ｘとコモン電極Ｙとが交差する領域で画素が形成され
る。
【００４１】上記島電極２３は各画素に対応して形成さ
れており、各島電極２３は透明絶縁体２４によって周囲
を囲まれている。したがって、島電極２３同志は互いに
電気的に分離されている。また、上記光伝導体２２は微
小断面積を有して、各画素のほぼ中央に配置されてい
る。そして、各画素を構成するセグメント電極Ｘと島電
極２３とは光伝導体２２を介して電気的に接続されてい
る。したがって、各光伝導体２２同志も上記透明絶縁体
２４によって電気的に分離されているのである。
【００４２】上記光伝導体２２とは光が照射されると抵
抗率が変化する物質であり、この光伝導体２２として
は、硫化カドミウム(ＣdＳ),テルル化カドミウム(ＣdＴ
e),セレン(Ｓe),硫化亜鉛(ＺnＳ),ケイ酸ビスマス結晶
(ＢＳＯ),アモルファスシリコンあるいは有機光導電体
等が用いられる。夫々の光伝導体２２を電気的に分離す
る透明絶縁体２４は、酸化シリコン(ＳiＯ2),酸化チタ
ン(ＴiＯ2)あるいはレジスト等の有機系材料で形成され
る。
【００４３】上記光伝導体２２の上方におけるコモン電
極Ｙ上には遮光膜２５が形成されている。この遮光膜２
５は、ガラス板２８を透過して入射される光が直接光伝
導体２２に入射されないようにする。この遮光膜２５
は、アルミニウム(Ａl),タングステン(Ｗ)あるいはタン
グステンシリサイド(ＷＳi)等の薄膜で構成される。透
明絶縁体２６は、上記遮光膜２５によって生じた凹凸を
平坦化するために、酸化シリコン(ＳiＯ2),酸化チタン
(ＴiＯ2)あるいはレジスト,ゴム系等の有機系材料で形
成される。
【００４４】ガラス板２８,２９は、上記液晶２１を封
止するための透明基板として機能する。したがって、ガ
ラス板２８,２９は透明プラスチック板あるいは透明セ
ラミック板を用いても差し支えない。上記ガラス板２９
の内側表面における各画素に対応する位置には、ガラス
板２９内に突出してマイクロレンズ２７が形成されてい
る。このマイクロレンズ２７はガラス板２８を透過して
入射される照明光および原稿からの反射光を集束する機
能を有し、その集束点はガラス板２９の表側表面付近に
ある。尚、マイクロレンズ２７としては、ガラス板２９
に屈折率分布を持たせたり局面を持たせたりしたものや
光ファイバを束ねたものが用いられる。
【００４５】上記液晶２１は記憶機能を有し、且つ黒表
示から白表示までの間(以下、単に黒白表示間と言う)で
誘電率に変化を呈する液晶を用いる。以下、相転移型液
晶を用いた例を上げて説明する。
【００４６】この相転移型液晶としはＰ型コレステリッ
ク液晶あるいはＰ型コレステリックとＰ型ネマチック液
晶との混合液晶が用いられる。この種の液晶の電圧−透
過率特性を図３に示す。図３において、印加電圧が“Ｖ
th1"より低い初期状態では、コレステリック液晶分子の
螺旋軸が電極面に垂直方向に配向されたラグンジュアン
状態を呈する。このラグンジュアン状態では電極面に垂
直方向に入射される光を透過する。印加電圧を“Ｖth1"
以上に徐々に上げて行くと、電極面に垂直方向に配向さ
れていた螺旋軸の方向が乱れて不規則な方向を向くフォ
ーカルコニック状態となる。このフォーカルコニック状
態では屈折率が乱雑となって光を散乱してしまい、液晶
は白濁状態となる。
【００４７】そして、印加電圧をさらに上げるに従って
コレステリック液晶の螺旋ピッチが大きくなり、印加電
圧が閾値電圧“Ｖth2"以上になると、液晶分子が電界方
向に揃った(すなわち、ホメオトロピック配列の)ネマチ
ック液晶に転移する。このホメオトロピック配列におい
ては、液晶は光学的に透明状態になっている。尚、上記
液晶に印加する電圧は交流であっても直流であってもよ
い。
【００４８】上述のような液晶の状態を記憶させるに
は、液晶への印加電圧を“０"にすればよい。例えば、
フォーカルコニック状態のときに印加電圧を“０"にす
れば、そのフォーカルコニック状態が維持されて記憶さ
れる。また、ホメオトロピック配列のときに印加電圧を
急激に“０"にすれば、グランジュアン状態に変化して
このグランジュアン状態が維持されて記憶されて透明状
態が維持される。
【００４９】また、上記液晶は誘電体であるから電界を
印加することによって誘電分極を呈する。図４は、図３
に示すような液晶の状態に対応する黒白表示間における
誘電率の変化を示す。図４に示すように、グランジュア
ン状態からフォーカルコニック状態を経てホメオトロピ
ック配列に変化する間に誘電率は上昇する。
【００５０】上述のような記憶機能を有し且つ黒白表示
間で誘電率に変化を呈する液晶としては、上記相転移型
液晶の他に、Ｎ型コレステリック液晶,Ｎ型コレステリ
ック液晶とＮ型ネマチック液晶との混合液晶およびスメ
クチックＡ液晶等の電流効果によって書き込みを行って
電界効果によって消去を行うタイプの液晶(以下、電流/
電界効果型液晶と言う)や、強誘電性液晶がある。
【００５１】＜第１実施例＞次に、上記液晶２１として
相転移型液晶を用いた画像入力一体表示素子１の動作原
理について、図５〜図８に従って、上記各動作モード毎
に詳細に説明する。
【００５２】(１) 画像入力モード（原稿の光学像を直
接光学的に画像入力一体型表示素子に書き込むモード)
【００５３】第１段階として、上記液晶２１全体を透明
状態(すなわち、上記グランジュアン状態)にする(図５
(a))。上記ガラス板２９側からバックライト１１によっ
て全面に制御光を入射して、表示制御回路６からの上記
初期信号に基づいて電源３０から各セグメント電極Ｘと
コモン電極Ｙとの間に“Ｖth2"以上の電圧を印加する。
その際に、各セグメント電極Ｘおよび各コモンＹに順次
電圧を印加してもよいし、全セグメント電極と全コモン
電極とに同時に電圧を印加してもよい。
【００５４】そうすると、上記ガラス板２９側からの入
射光によって光伝導体２２は低抵抗となって、光伝導体
２２に接続されているセグメント電極Ｘと島電極２３と
は大略等電位となる。その結果、電源３０から供給され
る電圧“Ｖth2"に大略等しい(光伝導体２２による電圧
降下分だけ僅かに降下する)電圧が液晶２１に印加され
て、液晶２１はホメオトロピック配列になる。
【００５５】その後、上記セグメント電極Ｘとコモン電
極Ｙとの間に印加する電圧を急激に“０"にすると、液
晶２１はホメオトロピック配列からグランジュアン状態
に遷移して透明状態が維持される。そうした後、上記ガ
ラス板２９側からの制御光をオフにするのである。こう
して、上記液晶２１を全面に渡って透明状態にして、画
像入力前の初期状態にする。
【００５６】第２段階として、原稿からの反射光を液晶
２１に写し取る(図５(b)および図５(c))。原稿３１をガ
ラス板２９の下に大略密着させて置く。画像入力制御回
路８からの画像入力信号に基づいて、電源３０から各セ
グメント電極Ｘとコモン電極Ｙとの間に“Ｖth1"以上で
あって“Ｖth2"より低い電圧を印加する。その際に、各
セグメント電極Ｘおよび各コモン電極Ｙに順次電圧を印
加してもよいし、全セグメント電極と全コモン電極とに
同時に電圧を印加してもよい。
【００５７】次に、上記バックライト１１によってガラ
ス板２８側から全面に原稿照明光を入射させる。そうす
ると、上述の第１段階によって液晶２１は透明になって
いるので、ガラス板２８に入射した原稿照明光は、遮光
膜２５以外の領域における透明絶縁体２６,コモン電極
Ｙ,液晶２１,島電極２３,透明絶縁体２４およびセグメ
ント電極Ｘを経て、マイクロレンズ２７に到達する。そ
して、マイクロレンズ２７によって原稿３１の表面上に
集光される。
【００５８】上記原稿３１上における集光箇所が白領域
である場合には、図５(b)に示すように、その白領域に
おいて光が反射される。そして、その反射光の一部がセ
グメント電極Ｘを透過して光伝導体２２に入射される。
そうすると、光が当たった光伝導体２２は低抵抗とな
り、その光伝導体２２に接続されたセグメント電極Ｘと
島電極２３とは大略等電位となる。
【００５９】その結果、上記セグメント電極Ｘとコモン
電極Ｙ間に印加されている“Ｖth1"以上であって“Ｖth
2"より低い電圧と大略同じ電圧が島電極２３とコモン電
極Ｙとの間に印加されることになる。したがって、上記
光が当たった光伝導体２２の領域における画素を構成す
る液晶２１は、上記初期状態におけるグランジュアン状
態からフォーカルコニック状態に変化して白濁状態とな
る。つまり、上記原稿３１上における白領域は液晶２１
では反転して黒領域として書き込まれるのである。
【００６０】これに対して、上記原稿３１上における集
光箇所が黒領域である場合には、図５(c)に示すよう
に、その黒領域において光は反射されないので光伝導体
２２には光が当たらない。したがって、光が当たらない
光伝導体２２は高抵抗のままである。その際に、上記光
伝導体２２における光が当たらない状態での抵抗(以
下、暗抵抗と言う)を液晶２１の抵抗に比して十分大き
く設定しておけば、セグメント電極Ｘと島電極２３との
間の電圧降下が大きいために、島電極２３とコモン電極
Ｙとの間には殆ど電圧が印加されない。
【００６１】その結果、上記島電極２３とコモン電極Ｙ
との間には“Ｖth1"より低い電圧が印加されることにな
る。したがって、上記光が当たらない光伝導体２２の領
域における画素を構成する液晶２１は、上記初期状態に
おけるグランジュアン状態を維持して透明状態となる。
つまり、上記原稿３１上における黒領域は液晶２１では
反転して白領域として書き込まれるのである。
【００６２】すなわち、上記画像入力モードにおいて
は、画像入力一体型表示素子１のｎ×ｍの画素マトリッ
クスには原稿３１のネガ像が書き込まれるのである。
【００６３】このようにして、上記画像入力一体型表示
素子１の画素マトリックス上に書き込まれた原稿３１の
光学像を液晶２１に記憶するには、電源３０からセグメ
ント電極Ｘとコモン電極Ｙとの間に供給される電圧を
“０"にして原稿照明光を除去すればよい。
【００６４】上述した画像入力モードの説明は、原稿３
１からの反射光によって原稿３１の光学像を液晶２１に
記憶する場合を例に上げて説明している。しかしなが
ら、本実施例における画像入力一体型表示１は、透明原
稿からの透過光によって原稿３１の光学像を液晶２１に
記憶することも可能である。以下、透明原稿による画像
入力モードについて説明する。
【００６５】上記透明原稿による光学像を液晶２１に書
き込む場合には、ガラス板２９の下側に透明原稿を置い
てその透明原稿の下側からバックライト１１によって原
稿照明光を照射する。この場合には、上記画素マトリッ
クスには透明原稿のネガ像あるいはポジ像のいずれも書
き込み可能である。
【００６６】上記ネガ像の書き込みの場合は、上述した
原稿３１からの反射光によって原稿３１の光学像を液晶
２１に記憶する場合と同様に、初期状態をグランジュア
ン状態として、電源３０によってセグメント電極Ｘとコ
モン電極Ｙとの間に“Ｖth1"以上であって“Ｖth2"より
低い電圧を印加する。
【００６７】上記透明原稿上における透明箇所を透過し
た光の一部がセグメント電極Ｘを透過して光伝導体２２
に当たる。その結果、上記セグメント電極Ｘとコモン電
極Ｙ間に印加されている“Ｖth1"以上であって“Ｖth2"
より低い電圧と大略同じ電圧が液晶２１に印加されて、
上記光が当たった光伝導体２２の領域における画素を構
成する液晶２１は上記初期状態におけるグランジュアン
状態からフォーカルコニック状態に変化して白濁状態と
なる。つまり、上記透明原稿上における透明領域は液晶
２１では反転して黒領域として書き込まれて記憶される
のである。
【００６８】これに対して、上記透明原稿上における不
透明箇所によって原稿照明光が遮られた光伝導体２２は
高抵抗のままである。その結果、上記液晶２１には“Ｖ
th1"より低い電圧が印加されて、上記光が当たらない光
伝導体２２の領域における画素を構成する液晶２１は上
記初期状態におけるグランジュアン状態を維持して透明
状態となる。つまり、上記透明原稿上における不透明領
域は液晶２１では反転して白領域として書き込まれて記
憶されるのである。
【００６９】このようにして、上記透明原稿のネガ像が
画像入力一体型表示素子１における画素マトリックス上
に書き込まれるのである。
【００７０】次に、上記ポジ像の書き込みの場合につい
て説明する。上記ポジ像の書き込みの場合には、初期状
態をフォーカルコニック状態(白濁状態)とし、電源３０
からセグメント電極Ｘとコモン電極Ｙとの間に“Ｖth2"
以上の電圧を印加する。
【００７１】そうすると、上記透明原稿上における透明
箇所を透過した光の一部がセグメント電極Ｘを透過して
光伝導体２２に当たる。その結果、上記セグメント電極
Ｘとコモン電極Ｙ間に印加されている“Ｖth2"以上の電
圧と大略同じ電圧が液晶２１に印加されて、上記光が当
たった光伝導体２２の領域における画素を構成する液晶
２１は上記初期状態におけるフォーカルコニック状態か
らホメオトロピック配列に変化して透明状態となる。つ
まり、上記透明原稿上における透明領域は液晶２１では
白領域として書き込まれて記憶されるのである。
【００７２】これに対して、上記透明原稿上における不
透明箇所によって原稿照明光が遮られた光伝導体２２は
高抵抗のままである。その結果、上記液晶２１には“Ｖ
th2"より低い電圧が印加されることになる。その際に、
島電極２３とコモン電極Ｙとの間の電圧が“Ｖth1"以上
であって“Ｖth2"よりも低い電圧になるように光伝導体
２２の暗抵抗を設定しておけば、液晶２１には“Ｖth1"
以上であって“Ｖth2"よりも低い電圧が印加される。
【００７３】したがって、上記原稿照明光が遮られた光
伝導体２２の領域における画素を構成する液晶２１は上
記初期状態におけるフォーカルコニック状態を維持して
白濁状態となる。つまり、上記透明原稿上における不透
明領域は液晶２１では黒領域として書き込まれて記憶さ
れるのである。
【００７４】このようにして、上記透明原稿のポジ像が
画像入力一体型表示素子１における画素マトリックス上
に書き込まれるのである。
【００７５】尚、上記透明原稿の光学像を画像入力一体
型表示素子１における画素マトリックス上に書き込む場
合には、遮光膜２５は必要とはしない。また、上記原稿
３１からの反射光によって原稿３１の光学像を液晶２１
に記憶する場合における制御光および原稿照明光は、後
に詳述するように、バックライト１１を画像入力一体型
表示素子１のガラス板２８側あるいはガラス板２９側に
移動することによって得る。
【００７６】(２) ペン入力モード（光を発する入力ペ
ンによって画像入力一体型表示素子に画像を書き込むモ
ード)
【００７７】図６は上記入力ペン１０の縦断面を示す。
この入力ペン１０はＬＥＤ(発光ダイオード),半導体レ
ーザあるいはＥＬ(エレクトロ・ルミネッセンス)等によ
って構成される光源４１を内蔵しており、光源４１から
放射された光はプラスチック製のファイバ等によって形
成された導光路４２によってペン先に導かれる。導光路
４２の周囲をスリーブ４３で覆い、スリーブ４３の先端
を導光路４２の先端よりも少し突き出している。
【００７８】上記スリーブ４３の軸方向内側の端部はス
プリング４４の一端に取り付けられている。また、上記
スプリング４４の他端はペンタッチスイッチ４５に接触
している。こうすることによって、入力ペン１０の先端
(すなわち、スリーブ４３の先端)が押圧されるとペンタ
ッチスイッチ４５が“オン"となり、オペレータが入力
中であるか否かを識別できるのである。
【００７９】ペン制御回路４６は、ペンタッチスイッチ
４５からの“オン信号(以下、タッチ信号と言う)"を受
け取ると、光源４１に光源制御信号を送出して発光させ
る。尚、ペン制御回路４６には小型電池４７から電源が
供給される。ケース４８は円筒形を成して外郭を構成
し、円錐形を有する先端部によってスリーブ４３を支持
すると共に、上記光源４１,スプリング４４,ペンタッチ
スイッチ４５,ペン制御回路４６および小型電池４７を
固定する。
【００８０】上記ペン入力モードは、上述の原稿３１上
の白領域の光学像を液晶に書き込む場合と同様にして行
われる。以下、図５(b)に従って説明する。上記画像入
力一体型表示素子１の液晶２１を初期状態(グランジュ
アン状態：透明状態)とした後、画像入力制御回路８か
らの画像入力信号に基づいて電源３０からセグメント電
極Ｘとコモン電極Ｙとの間に“Ｖth1"以上であって“Ｖ
th2"より低い電圧を印加する。また、ガラス板２９の下
に大略密着させて白い紙を置く。
【００８１】今、上記画像入力一体型表示素子１の画素
マトリックスにおける書き込み画素の領域のガラス板２
８上に、入力ペン１０の先端を位置させて入力ペン１０
のケース４８を押圧する。そうすると、ペンタッチスイ
ッチ４５が“オン"となって光源４１が光を放射する。
そうすると、導光路４２に導かれた光源４１からの光は
スリーブ４３の先端から放射されて画像入力一体型表示
素子１内に入射される。そして、マイクロレンズ２７に
よって集束されながら画像入力一体型表示素子１内を透
過した光は、白い紙によって反射されて光伝導体２２に
当たる。そして、光伝導体２２の抵抗が下がって当該画
素を構成する液晶２１には“Ｖth1"以上であって“Ｖth
2"より低い電圧が印加され、液晶２１はフォーカルコニ
ック状態(白濁状態)に変化する。
【００８２】そうした後、上記入力ペン１０が当該画素
領域を脱出するか或は入力ペン１０が画像入力一体型表
示素子１から離脱してペンタッチスイッチ４５が“オ
フ"となると、当該画素に入射される光は無くなって光
伝導体２２の抵抗は暗抵抗となる。その結果、光伝導体
２２の電圧降下が大きくなって液晶２１に印加される電
圧は“０"となる。こうして、ペン入力によってフォー
カルコニック状態となった当該画素領域の液晶２１は、
そのフォーカルコニック状態を維持することなる。つま
り、ペン入力によって当該画素領域の液晶２１に暗情報
が書き込まれたことになる。
【００８３】上述のようにして、上記画像入力一体型表
示素子１上に入力ペン１０によって文字や図形を掻く
と、画素マトリックスに上記文字や図形が書き込まれ
る。その際に、上記ペン入力モードと後に詳述する画像
読み出しモードとを時分割処理することによって、現在
入力ペン１０によって指示されている画素の座標を検出
することが可能となる。
【００８４】また、上記ペン入力モードによって、既に
画像入力一体型表示素子１の画素マトリックスに書き込
まれている画像の一部を消去することができる。その際
には、上記電源３０によってセグメント電極Ｘとコモン
電極Ｙとの間に“Ｖth2"以上の電圧を印加する。そし
て、入力ペン１０の先端によって消去したい線分をなぞ
ることによって、その消去対象の線分に係る暗情報が書
き込まれている画素領域の液晶２１がフォーカルコニッ
ク状態からホメオトロピック配列に変化する。こうし
て、当該画素領域の液晶２１に書き込まれている暗情報
が明情報に書き換えられて、消去対象の線分が消去され
るのである。
【００８５】(３) 画像読み出しモード（画像入力一体
型表示素子に書き込まれている画像を電気信号として読
み出すモード)
【００８６】図７は、上記画像入力一体型表示素子１の
模式断面図であり、画像読み出しモードとは関係ない要
素は省略してある。上記画像入力一体型表示素子１にお
ける画素マトリックスを構成する各画素の液晶２１は、
上記画像入力モードあるいはペン入力モードによって書
き込まれた明暗情報に応じて、グランジュアン状態,フ
ォーカルコニック状態あるいはそれらの中間状態になっ
ている。
【００８７】上記ガラス板２９側からバックライト１１
によって制御光を入射する。そうすると、入射光は光伝
導体２２に当たって、光伝導体２２は低抵抗となる。そ
うした状態において、上記画像データ検出制御回路７か
らの画像読み出し信号に基づいて、セグメント駆動回路
３によって各セグメント電極…,Ｘa,Ｘb,Ｘc,Ｘd,…に
“Ｖth1"以下の電圧のパルスを順次印加することによっ
て各セグメント電極Ｘを順次走査する。その際に、光伝
導体２２は低抵抗になっているので、各光伝導体２２を
介してセグメント電極Ｘに接続されている各島電極…,
２３a,２３b,２３c,２３d,…も“Ｖth1"以下の電圧のパ
ルスによって走査される。こうして、上記画素マトリッ
クスの各列の画素における液晶２１には“Ｖth1"以下の
電圧が順次印加されるのであるが、この電圧では液晶２
１の配向状態は変化しない。
【００８８】誘電体である液晶２１を挟んで配列されて
いるコモン電極Ｙと島電極２３とは静電結合している。
したがって、島電極２２に印加されたパルス電圧に起因
してコモン電極Ｙに電圧が誘起される。その際における
誘起電圧の大きさは島電極２３とコモン電極Ｙとの間の
静電容量に対応する。つまり、島電極２３とコモン電極
Ｙとの間の静電容量が大きいとコモン電極Ｙに誘起され
る電圧も大きくなる。
【００８９】上記島電極２３とコモン電極Ｙとの間の距
離は一定であるために、島電極２３とコモン電極Ｙとの
間の静電容量は液晶２１の誘電率に応じて変化する。と
ころで、液晶２１の誘電率は、図４に示すように液晶分
子の配向状態に応じて変化する。そして、この液晶分子
の配向状態によって、書き込まれる明暗状態が決定され
ている。したがって、コモン電極Ｙに誘起される電圧を
検出することによって液晶２１の配向状態(すなわち、
明暗状態)を検知できるのである。コモン電圧Ｙに誘起
された電圧信号は画像データ検出回路９によって増幅/
整形される。こうして、上記画像入力一体表示素子１に
おける画素マトリックスの各画素に書き込まれた明暗情
報をコモン電極Ｙへの誘起電圧として読み取るのであ
る。
【００９０】具体的には、図１に示すコモン選択回路４
によってコモン電極Ｙ1が選択されている期間にセグメ
ント駆動回路３によってセグメント電極Ｘ1〜Ｘmに“Ｖ
ｔｈ１”以下の電圧を順次印加して、読み出したコモン
電極Ｙ１における全画素に係る誘起電圧の時系列を画像
データ検出回路９に送出する。こうして、１行ｍ列の画
素の明暗情報が読み出されると、コモン選択回路４によ
ってコモン電極Ｙ2を選択すると共にセグメント駆動回
路３によってセグメント電極Ｘ1〜Ｘmに“Ｖth1"以下の
電圧を印加して、２行ｍ列の画素の明暗情報が読み出だ
される。以下、この動作を繰り返してｎ行ｍ列の画素マ
トリックスの明暗情報(すなわち、画像情報)が電気信号
として読み出されるのである。
【００９１】上述の例では、上記光伝導体２２の抵抗を
低抵抗にするためにガラス板２９側から制御光を入射さ
せている。しかしながら、必ずしもその必要はない。但
し、その場合には、コモン電極Ｙに誘起電圧を発生させ
る静電容量は、セグメント電極Ｘおよび島電極２２間の
静電容量と島電極２２およびコモン電極Ｙ間の静電容量
とを直列に結合した合成静電容量となる。したがって、
各画素を構成する液晶２１の配向状態に起因してコモン
電極Ｙに生ずる誘起電圧のレベル変動は減少し、且つ、
無関係の直流電圧成分が増加する。但し、上記光伝導体
２２の暗抵抗による電圧降下が大きいので、セグメント
電極Ｘとコモン電極Ｙとの間には“Ｖth1"以上の電圧を
印加することができ、上記レベル変動の減少をある程度
回避できる。
【００９２】(４) 画像表示モード（電気信号によって
画像入力一体型表示素子に画像を書き込んでいくモー
ド） このモードは、従来の液晶ディスプレイにおける表示と
同じ動作である。
【００９３】図８は、上記画像入力一体型表示素子１の
模式断面図であり、画像表示モードとは関係ない要素は
省略してある。上記ガラス板２９側からバックライト１
１によって照明用の光を入射する。そうすると、この入
射光が光伝導体２２に当たって光伝導体２２は低抵抗と
なり、島電極２３とセグメント電極Ｘとは大略等電位と
なる。したがって、セグメント電極Ｘに印加した電圧と
大略同じ電圧が島電極２３に現れることになる。
【００９４】先ず、上記コモン駆動回路２によって１行
目のコモン電極Ｙ1が選択されて、所定の電圧が印加さ
れる。そして、この状態において、上記表示制御回路６
(図１参照)からの表示信号に基づいてセグメント駆動回
路３によってセグメント電極Ｘaに画像情報に応じた電
圧が印加される。その結果、島電極２３aにも大略等し
い電圧が印加され、当該島電極２３aの領域における液
晶２１にはセグメント電極Ｘaとコモン電極Ｙ1との間の
電圧(以下、表示電圧と言う)に大略等しい電圧が印加さ
れる。したがって、上記表示電圧が図３における“Ｖth
1"以上であって“Ｖth2"より低い場合には、当該画素領
域における液晶２１はフォーカルコニック状態となって
暗情報が書き込まれる。これに対して、“Ｖth2"以上の
場合には、当該画素領域における液晶２１はホメオトロ
ピック配列となって明情報が書き込まれる。
【００９５】次に、上記セグメント駆動回路３によって
セグメント電極Ｘbに画像情報に応じた電圧が印加され
る。その結果、当該島電極２３bの領域における液晶２
１には表示電圧に大略等しい電圧が印加され、この表示
電圧に応じて当該液晶２１に明情報あるいは暗情報が書
き込まれる。以下同様の動作を繰り返すことによって、
上記セグメント駆動回路３の制御の下にセグメント電極
Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘmに順次画像情報に応じた電圧が印加され
て、上記画素マトリックス上における１行ｍ列の画素列
に画像が書き込まれる。
【００９６】そうすると、上記コモン駆動回路２によっ
て、２行目のコモン電極Ｙ2が選択されて、所定の電圧
が印加される。そして、この状態において、セグメント
駆動回路３によって全セグメント電極Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘmに
順次画像情報に応じた電圧が印加されて、２行ｍ列の画
素列に画像が書き込まれる。以後、上述の操作が繰り返
されてｎ行ｍ列の画素マトリックスに画像が書き込まれ
て表示されるのである。
【００９７】以上が、上記液晶２１として相転移型液晶
を用いた画像入力一体型表示素子１における画像入力モ
ード,ペン入力モード,画像読み出しモードおよび画像表
示モード毎の動作原理である。
【００９８】上述のように、本実施例においては、上記
ガラス板２８上に遮光膜２５を介して形成されたコモン
電極Ｙと、ガラス板２９上に形成されたセグメント電極
Ｘに光伝導体２２を介して電気的に接続された各画素単
位の島電極２３との間に相転移型液晶を挟入して画像入
力一体型表示素子１を構成する。
【００９９】そして、画像入力モード時には、上記表示
制御回路６,画像入力制御回路８およびバックライト制
御回路１２の制御の下に、複数のセグメント電極Ｘと複
数のコモン電極Ｙとの交差領域で成る画素マトリックス
の全画素における相転移型液晶をグランジュアン状態に
し、その後原稿３１の白領域からの反射光を光伝導体２
２に当てて低抵抗にして反射光のあった画素における相
転移型液晶をフォーカルコニック状態にする。こうし
て、上記画素マトリックスに原稿の光学像を写し取る。
【０１００】また、ペン入力モード時には、上記表示制
御回路６,画像入力制御回路８およびバックライト制御
回路１２の制御の下に、上記画素マトリックスの全画素
における相転移型液晶をグランジュアン状態にした後、
入力ペン１０の光源４１からの光の反射光を光伝導体２
２に当てて低抵抗にしてペン入力のあった画素における
相転移型液晶をフォーカルコニック状態にする。こうし
て、上記画素マトリックスに入力ペン１０によって画像
を書き込む。
【０１０１】また、画像読み出しモード時には、上記画
像データ検出制御回路７およびバックライト制御回路１
２の制御の下に、バックライト１１からの制御光を光伝
導体２２に当てて低抵抗にして各島電極２３を相転移型
液晶が状態変化しない程度の電圧で順次走査する。そし
て、その際にコモン選択回路４によって各コモン電極Ｙ
を順次選択してそのコモン電極Ｙに誘起された電圧の時
系列を画像データ検出回路９によって検出する。こうし
て、上記画素マトリックスを構成する各画素の画像情報
(すなわち、相転移型液晶の配向状態)をその画素に係る
相転移型液晶の配向状態に応じた電気信号として取り出
す。
【０１０２】また、画像表示モード時には、上記表示制
御回路６およびバックライト制御回路１２の制御の下
に、各コモン電極Ｙを順次選択しながら全セグメント電
極Ｘ1〜Ｘmに画像情報に応じた電圧を印加する。その際
に、バックライト１１からの制御光を光伝導体２２に当
てて低抵抗にして画素マトリックスを構成する対応画素
に係る相転移型液晶にも画像情報に応じた電圧が印加さ
れるようにして、上記対応画素の相転移型液晶の配向状
態を画像情報に応じた配向状態にする。こうして、上記
画素マトリックスに画像情報に応じた画像を書き込んで
表示する。
【０１０３】したがって、本実施例における画像入力一
体型表示素子１を備えた画像入力一体型表示装置によれ
ば、容易に表示機能,原稿の光学像の写し取り機能,表示
画像の読み取り機能およびペン入力機能を一つの装置で
実現できる。
【０１０４】＜第２実施例＞次に、上記液晶２１として
上記電流/電界効果型液晶を用いた画像入力一体型表示
素子１の動作原理を各モード毎に説明する。このタイプ
の液晶としてはＮ型コレステリック液晶,Ｎ型コレステ
リック液晶とＮ型ネマチック液晶との混合液晶あるいは
スメクチックＡ液晶がある。尚、本実施例における画像
入力一体型素子の構造は図２に示す画像入力一体型素子
１の構造と全く同じである。したがって、以下の説明は
図２に従って行う。
【０１０５】動作の説明に先立って、液晶の配向状態の
変化について説明する。図９は、上記電流/電界効果型
液晶の状態変化を模式的に示す。図９(a)に示すよう
に、初期状態ではコレステリック液晶分子の螺旋軸が電
極面に種直方向に配向されたグランジュアン状態とな
り、電流/電界効果型液晶(以下、本実施例では単に液晶
と言う)は透明状態となる。次に、図９(b)に示すよう
に、上記液晶に直流電圧あるいは低周波交流電圧を印加
して電圧を徐々に上げて行くと、閾値以上の電圧で液晶
中に混入されている負イオンが移動する。このことによ
って、一方向に揃っていた螺旋軸が乱れて不規則な方向
を向いたフォーカルコニック状態となる。このフォーカ
ルコニック状態では、液晶は光学的に不透明状態とな
る。
【０１０６】このフォーカルコニック状態は、図９(c)
に示すように、電界を取り去っても記憶される。そこ
で、上述のようにして記憶された液晶の配向状態を消去
する場合には、図９(d)に示すように、電流効果が現れ
ない程度の高周波(数ＫＨz)の電圧を液晶に印加する。
これによって、乱雑な方向を向いていた液晶分子が一方
向を向いてグランジュアン状態に戻る。また、上記液晶
分子には誘電率の異方性がり、液晶分子の配向状態によ
って液晶セル全体の誘電率が変化する。
【０１０７】(１) 画像入力モード 第１段階として、上記液晶２１全体を透明状態(すなわ
ち、上記グランジュアン状態)にする。上記ガラス板２
９側からバックライト１１によって全面に制御光を入射
し、表示制御回路６の制御の下にセグメント電極Ｘとコ
モン電極Ｙとの間に電流効果が表れない程度の高周波
(数ＫＨz)の電圧を印加する。その際の印加方法は、逐
次印加であっても一括印加であってもよい。そうする
と、液晶２１はグランジュアン状態となって全面透明状
態となり、書き込み前の初期状態となる。
【０１０８】第２段階として、原稿からの反射光を液晶
２１に写し込む。上記原稿をガラス板２９の下にガラス
板２９に密着させて置く。画像入力制御回路８の制御の
下に、各セグメント電極Ｘとコモン電極Ｙとの間に液晶
２１が電流効果によってフォーカルコニック状態に変化
する閾値以上の直流電圧あるいは低周波交流電圧を逐次
印加あるいは一括印加する。そして、ガラス板２８側か
らバックライト１１によって原稿照明光を照射すると、
画像入力一体型素子１内を透過した光はマイクロレンズ
２７によって原稿表面上に集束される。
【０１０９】上記原稿上における集光箇所が白領域であ
る場合には、反射光が光伝導体２２に当たって光伝導体
２２は低抵抗となる。そうすると、セグメント電極Ｘと
コモン電極Ｙとの間に印加されている上記閾値以上の直
流電圧あるいは低周波交流電圧に大略等しい電圧が島電
極２２とコモン電極Ｙとの間(すなわち、液晶２１)に印
加されて、液晶２１は透明のグランジュアン状態から白
濁のフォーカルコニック状態に変化する。つまり、上記
原稿上における白領域が液晶２１では反転して黒領域と
して書き込まれる。
【０１１０】これに対して、原稿上における集光箇所が
黒領域である場合には、反射光が光伝導体２２に当たら
ないために光伝導体２２は高抵抗のままである。その際
に、光伝導体２２の暗抵抗値が液晶２１の抵抗よりも大
きくなるように設定しておけば、光伝導体２２による電
圧降下が大きくなって島電極２２とコモン電極Ｙとの間
には殆ど電圧は印加されない。したがって、液晶２１は
初期状態のグランジュアン状態を維持して透明状態とな
る。つまり、上記原稿上における黒領域が液晶２１では
反転して白領域として書き込まれる。
【０１１１】こうして、上記画像入力一体型素子１のｎ
×ｍの画素マトリックスには原稿のネガ像が書き込まれ
るのである。
【０１１２】(２) ペン入力モード 上記画像入力モード時と同様にして液晶２１を初期状態
にする。そうした後、画像入力制御回路８の制御の下
に、各セグメント電極Ｘとコモン電極Ｙとの間に液晶２
１がフォーカルコニック状態に変化する閾値以上の直流
電圧あるいは低周波数交流電圧を逐次印加あるいは一括
印加する。尚、ペン入力の原理は上述した画像入力モー
ドの動作原理と同じである。
【０１１３】図６に示すような構造を有する入力ペン１
０のペンタッチスイッチ４５が“オン"となると光源４
１から光が放射される。そうすると、光源４１からの光
は、画像入力一体型表示素子１内を透過してガラス板２
９の下面に配置された白い紙によって反射して光伝導体
２２に入射する。その結果、上記光伝導体２２の抵抗が
下がって島電極２３の電位はセグメント電極Ｘの電位と
大略等しくなり、当該画素を構成する液晶２１には上記
閾値以上の直流電圧あるいは低周波数交流電圧が印加さ
れる。こうして、液晶２１はフォーカルコニック状態
(白濁状態)に変化する。
【０１１４】そうした後、上記入力ペン１０が当該画素
領域を脱出するか或は入力ペン１０が画像入力一体型表
示素子１から離脱してペンタッチスイッチ４５が“オ
フ"となると、当該画素に入射される光は無くなって光
伝導体２２の抵抗は暗抵抗となる。その結果、光伝導体
２２の電圧降下が大きくなって液晶２１に印加される電
圧は“０"となる。こうして、ペン入力によってフォー
カルコニック状態となった当該画素領域の液晶２１は、
そのフォーカルコニック状態を維持することになる。つ
まり、ペン入力によって当該画素領域の液晶２１に暗情
報が書き込まれるのである。
【０１１５】上述のようなペン入力モードと以下に述べ
る画像読み出しモードとを時分割処理することによっ
て、現在入力ペン１０が指示している画素の座標を検出
可能となる。また、既に書き込まれている画像情報を消
去する際には、セグメント電極Ｘとコモン電極Ｙとの間
に上記閾値以上の高周波(数ＫＨz)の電圧を印加して、
入力ペン１０によってなぞられた箇所の画素における液
晶２１をグランジュアン状態に変化させればよい。
【０１１６】(３) 画像読み出しモード 上記画像入力一体型表示素子１のガラス板２９側から全
面にバックライト１１によって制御光を照射する。そう
すると、入射光は光伝導体２２に当たって光伝導体２２
は低抵抗となる。そうした状態において、上記画像デー
タ検出制御回路７の制御の下に、セグメント駆動回路３
によって各セグメント電極Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘmに上記閾値電
圧以下の直流電圧あるいは低周波数交流電圧のパルスを
順次印加する。その際に、光伝導体２２は低抵抗となっ
ているので、島電極２２もセグメント電極Ｘと大略同じ
電圧のパルスで走査される。この場合、液晶２１には上
記閾値以下の直流電圧あるいは低周波数交流電圧が印加
されるので、液晶２１の配向状態は変化しない。
【０１１７】その結果、上記コモン電極Ｙと静電結合し
ている島電極２３に印加されるパルス電圧に起因して、
コモン電極Ｙに電圧が誘起される。その際における誘起
電圧の大きさは島電極２３とコモン電極Ｙとの間に生ず
る静電容量に対応する。そして、上記島電極２３とコモ
ン電極Ｙとの間の距離は一定であるために、島電極２３
とコモン電極Ｙとの間の静電容量は液晶２１の誘電率に
応じて変化するのである。
【０１１８】ところで、上記液晶２１の誘電率は液晶分
子の配向状態によって変化する。そして、この液晶分子
の配向状態によって書き込まれる明暗状態が決定され
る。したがって、上述のように各セグメント電極Ｘ1〜
Ｘmが１回走査される間に１本のコモン電極Ｙを選択し
て誘起された電圧を検出することによって、そのコモン
電極Ｙの位置に設けられた１行ｍ列の画素における液晶
２１の配向状態(すなわち、画素の明暗状態)を時系列で
検出できるのである。
【０１１９】このように、上記コモン選択回路４によっ
て各コモン電極Ｙ1〜Ｙnを順次選択する毎にセグメント
駆動回路３によって各セグメント電極Ｘ1〜Ｘmを走査す
ることによって、ｎ行ｍ列の画素マトリックスの画像情
報が電気信号として読み出される。尚、上述の画像読み
出しモード時には、必ずしも光伝導体２２を低抵抗にす
るための制御光を照射する必要はない。
【０１２０】(４) 画像表示モード 上記ガラス板２９側からバックライト１１によって照明
用の光を入射する。そうすると、光伝導体２２は低抵抗
となって島電極２３はセグメント電極Ｘと大略等電位と
なる。そうした状態において、上記表示制御回路６の制
御の下にコモン駆動回路２によって各コモン電極Ｙを順
次選択して所定の電位に設定する。そして、ある１本の
コモン電極が選択されている間に、セグメント駆動回路
３によって全セグメント電極Ｘ1〜Ｘmを順次走査して、
各セグメント電極Ｘ1〜Ｘmに画像情報に応じて上記閾値
以上の直流電圧(または、低周波数交流電圧)あるいは高
周波(数ＫＨz)電圧を印加する。
【０１２１】その結果、上記画素マトリックスを構成す
る各画素のうち上記閾値以上の直流電圧(または、低周
波数交流電圧)が印加された液晶２１に係る画素は暗表
示となる。一方、高周波電圧が印加された液晶２１に係
る画素は明表示となる。こうして、上記画素マトリック
スに上記画像情報に応じた画像が表示されるのである。
【０１２２】＜第３実施例＞次に、上記液晶２１として
強誘電性液晶を用いた画像入力一体型表示素子１の動作
原理を各モード毎に説明する。図１０は本実施例におけ
る画像入力一体型表示素子１の構造を示すコモン電極Ｙ
に沿った断面図であり、図２と全く同じ要素には同じ番
号を付して詳細な説明は省略する。
【０１２３】上記強誘電性液晶は、数μmの厚さのセル
に封入された場合には２つの安定状態しか取らない。ま
た、その取られたいずれかの安定状態は記憶されるとい
う性質を有する。ここで、上記２つの安定状態とは、上
記セルに平行な平面内で強誘電性液晶分子が２つの方向
(例えば、方向Ａと方向Ｂとする)を向いた状態である。
そして、上記２つの方向のうちの一方(方向Ａとする)に
対して垂直方向に偏光方向を向けて偏光板を置いた場合
には、分子が上記一方(方向Ａ)を向いている強誘電性液
晶の透過光強度は小さく、分子が他方(方向Ｂ)を向いて
いる強誘電性液晶の透過光強度は大きいのである。尚、
その際における上記２つの方向(方向Ａと方向Ｂ)は必ず
しも直交してはいない。
【０１２４】上記２つの安定状態間の遷移は、液晶に印
加する電圧の極性を変えるだけで実施できる。
【０１２５】図１０において、５１は強誘電性液晶,２
２は光伝導体,２３は島電極,Ｘはセグメント電極,Ｙは
コモン電極である。尚、セグメント電極Ｘ,コモン電極
Ｙおよび島電極２３はＩＴＯによって形成された透明電
極である。
【０１２６】上記光伝導体２２上におけるコモン電極Ｙ
上には偏光素子５２が形成されている。この偏光素子５
２の偏光方向は紙面を含む平面上におけるコモン電極Ｙ
と同じ方向であり、その偏光方向を図１０に示すように
矢印“←→"で表記する。
【０１２７】上記強誘電性液晶５１は、紙面に垂直で且
つ偏光素子５２の偏光方向に平行な平面内において２つ
の安定した分子配向を呈する。その一方は偏光素子５２
の偏光方向に垂直な方向への分子配向であって、図１０
に示すように“・"で表記する。また、その他方は偏光
素子５２の偏光素子に略平行な方向への分子配向であっ
て、“←→"で表記する。したがって、上記偏光素子５
２の偏光方向と強誘電性液晶５１の分子の配向方向との
組み合わせが“←→"と“・"とであれば、偏光素子５２
の偏光方向と強誘導性液晶５１の配向方向が直交状態に
あるために偏光素子５２と強誘電性液晶５１との積層体
の透過光量は少ない。これに対して、上記組み合わせが
“←→"と“←→"とであれば、偏光素子５２の偏光方向
と強誘電性液晶５１の配向方向が大略平行状態にあるた
めに偏光素子５２と強誘電性液晶５１との積層体の透過
光量は多い。
【０１２８】上記強誘電性液晶５１の２つの配向方向
“←→"と“・"とは、コモン電極Ｙと島電極２３との間
に印加する電圧の極性を反転することによって制御でき
る。例えば、本実施例においては、コモン電極Ｙをマイ
ナスにする一方島電極２３をプラスにすると強誘電性液
晶５１の配向方向は“・"となり、逆にコモン電極Ｙを
プラスにする一方島電極２３をマイナスにすると強誘電
性液晶５１の配向方向は“←→"となるとする。
【０１２９】(１) 画像入力モード 図１１は、画像入力モードにおける画像入力一体型表示
素子１の動作を示す。第１段階として、図１１(a)に示
すように上記強誘電性液晶５１の配向方向を全面“・"
の状態にする。上記ガラス板２９側からバックライト１
１によって全面に制御光を入射して、表示制御回路６の
制御の下に電源３０からコモン電極Ｙにマイナスの電圧
を印加する一方セグメント電極Ｘにプラスの電圧を印加
する。その場合の印加方法は逐次印加であっても一括印
加であってもよい。そうすると、制御光が当たった光伝
導体２２は低抵抗となって島電極２３とセグメント電極
Ｘとは等電圧となり、強誘電性液晶５１の配向方向は全
面“・"となって書き込み前の初期状態となる。
【０１３０】第２段階として、原稿からの反射光を強誘
電性液晶５１に写し取る。図１１(b)に示すように、原
稿３１をガラス板２９の下にガラス板２９に密着させて
置く。画像入力制御回路８の制御の下に、電源３０から
コモン電極Ｙにプラスの電圧を印加する一方セグメント
電極Ｘにマイナスの電圧を印加する。この場合の印加方
法は逐次印加であっても一括印加であってもよい。そし
て、ガラス板２８側から偏光方向が“・"の偏光照明光
を全面に照射する。
【０１３１】そうすると、上記偏光照明光の偏光方向と
偏光素子５２の偏光方向とは直交するので、偏光素子５
２の直下には偏光照明光は入り込まない。すなわち、上
方からの偏光照明光は光伝導体５２には到達しない。一
方、強誘電性液晶５１の配向方向は偏光照明光の偏光方
向と同じである。したがって、偏光素子５２以外の透明
絶縁体２６の領域から入射されてコモン電極Ｙを透過し
て強誘電性液晶５１に至った偏光照明光は、強誘電性液
晶５１を透過する。そして、さらに島電極２３およびセ
グメント電極Ｘを透過し、マイクロレンズ２７によって
原稿表面上に集束される。
【０１３２】上記原稿３１上における集光箇所が白領域
である場合には、反射光が光伝導体２２に当たって光伝
導体２２は低抵抗となる。そうすると、島電極２３の電
位はセグメント電極Ｘと大略等電位となり、コモン電極
Ｙにプラスの電圧が印加される一方島電極２３にはマイ
ナスの電圧が印加されことになる。その結果、図１１
(c)に示すように、強誘電性液晶５１の配向方向が“・"
状態から“←→"状態に変化する。つまり、上記原稿３
１上における白領域が強誘電性液晶５１では“←→"の
配向状態として書き込まれる。
【０１３３】これに対して、上記原稿３１上における集
光箇所が黒領域である場合には、図１１(d)に示すよう
に、反射光が光伝導体２２に当たらないために光伝導体
２２は高抵抗(暗抵抗)のままである。その際に、光伝導
体２２の暗抵抗が強誘電性液晶５１の抵抗よりも大きく
なるように設定しておけば、光伝導体２２による電圧降
下が大きくなって島電極２３とコモン電極Ｙとの間には
殆ど電圧が印加されない。したがって、強誘電性液晶５
１の配向方向は“・"に維持される。つまり、上記原稿
３１上における黒領域が、強誘電性液晶５１では“・"
の配向状態として書き込まれる。
【０１３４】すなわち、上記画像入力一体型素子１のｎ
×ｍの画素マトリックスには、強誘電性液晶５１の２つ
の配向方向が混在した原稿３１の光学像が書き込まれて
一時的に記憶される。したがって、上記画素マトリック
スに写し取られた画像情報を見る際に、ガラス板２９側
から入射される表示照明光の偏光方向が“←→"であれ
ばポジ表示となる一方“・"であればネガ表示となる。
【０１３５】(２) ペン入力モード 図１２は、ペン入力モードにおける画像入力一体型表示
素子１の動作を示す。第１段階として、図１２(a)に示
すように上記強誘電性液晶５１の配向方向を全面“←
→"の状態にする。上記ガラス板２９側からバックライ
ト１１によって全面に制御光を入射して、表示制御回路
６の制御の下に電源３０からコモン電極Ｙにプラスの電
圧を印加する一方セグメント電極Ｘにマイナスの電圧を
印加する。その場合の印加方法は逐次印加であっても一
括印加であってもよい。そうすると、制御光が当たった
光伝導体２２は低抵抗となって島電極２３とセグメント
電極Ｘは等電圧となり、強誘電性液晶５１の配向方向は
全面“←→"となって書き込み前の初期状態となる。
【０１３６】第２段階として、上記入力ペン１０によっ
て画素マトリックス上に画像を画像を書き込む。上記画
像入力制御回路８の制御の下に、図１２(b)に示すよう
に、電源３０によってコモン電極Ｙにマイナスの電圧が
印加される一方セグメント電極Ｘにプラスの電圧が印加
される。この場合における電圧印加方法も、逐次印加あ
るいは一括印加のいずれであってもよい。
【０１３７】この状態において、図６に示すような構造
を有する入力ペン１０の先端を画像入力一体型素子１上
におけるペン入力位置に押圧する。そして、ペンタッチ
スイッチ４５が“オン"となって光源４１から光が放射
される。この光源４１からの光は円偏光であるから偏光
素子５２を透過して光伝導体２２を直接照射する。その
結果、光伝導体２２は低抵抗となって島電極２３の電位
はセグメント電極Ｘと等電位となり、強誘電性液晶５１
の配向方向は初期状態の“←→"から“・"に変化する。
【０１３８】そうした後、上記入力ペン１０が当該画素
領域を脱出するかあるいは入力ペン１０が画像入力一体
型素子１から離脱してペンタッチスイッチ４５が“オ
フ"となると、当該画素に入射される光はなくなって光
伝導体２２の抵抗は暗抵抗となる。その結果、光伝導体
２２の電圧降下が大きくなって強誘電性液晶５１に印加
される電圧は“０"となる。こうして、ペン入力によっ
て配向方向が“・"となった当該画素領域の強誘電性液
晶５１はその配向状態を維持することになる。つまり、
ペン入力によって当該画素領域の強誘電性液晶５１に画
像情報が書き込まれて記憶されるのである。尚、その際
に、図１２(c)に示すように、島電極２３にはプラス電
荷が帯電している。
【０１３９】これに対して、ペン入力されなかった画素
領域の強誘電性液晶５１は、その配向状態は初期状態の
“←→"を維持しており、島電極２３には電荷は帯電さ
れない。
【０１４０】上述のようなペン入力モードと以下に述べ
る画像読み出しモードとを時分割処理することによっ
て、現在入力ペン１０が指示している画素の座標を検出
可能となる。また、既に書き込まれている画像を消去す
る際には、セグメント電極Ｘにはマイナスの電圧を印加
する一方コモン電極Ｙにはプラスの電圧を印加して、入
力ペン１０によってなぞられた箇所の画素領域における
強誘電性液晶５１の配向方向を“←→"に変化させる。
【０１４１】上記第１実施例および第２実施例における
ペン入力モードでは、入力ペン１０からの光の反射光に
よって液晶に画像を書き込むので反射体としての白い紙
を必要としている。しかしながら、本実施例におけるペ
ン入力モードにおいては、入力ペン１０からの光で直接
強誘電性液晶５１に画像を書き込むので、反射体として
の白い紙を必要とはしない。
【０１４２】(３) 原稿画像読み出しモード この原稿読み出しモードは、原稿の明暗情報を電気信号
として読み出すモードである。図１３は、原稿画像読み
出しモードにおける画像入力一体型表示素子１の動作を
示す。
【０１４３】第１段階として、図１３(a)に示すように
上記強誘電性液晶５１の配向方向を全面“←→"の初期
状態にする。上記ガラス板２９側からバックライト１１
によって全面に制御光を入射して、表示制御回路６の制
御の下に、電源３０からコモン電極Ｙにプラスの電圧を
印加する一方セグメント電極Ｘにマイナスの電圧を印加
する。そうすると、上記島電極２３とセグメント電極Ｘ
とは等電圧となって強誘電性液晶５１の配向方向は全面
“←→"となる。そうした後に制御光の照射を停止する
と島電極２３にマイナスの電荷が帯電する。この状態が
初期状態である。
【０１４４】第２段階として、原稿からの反射光を強誘
電性液晶５１に写し取る。図１３(b)に示すように、上
記偏光素子５２の偏光方向“←→"に直交する偏光方向
“・"を有する偏光照明光をガラス板２８側から入射す
る。また、ガラス板２９の下側に密着させて原稿３１を
置く。画像入力制御回路８の制御の下に、電源３０より
各セグメント電極Ｘにはプラスの電圧を印加する一方各
コモン電極Ｙにはマイナスの電圧を印加する。但し、そ
の際に、強誘電性液晶５１に印加される電圧は、配向方
向を変化させない程度の閾値以下の電圧とする。
【０１４５】上記偏光素子５２の偏光方向“←→"と偏
光照明光の偏光方向“・"とは直交するので、光伝導体
２２は偏光照明光によって直接照射されない。一方、上
述のように強誘電性液晶５１の取り得る２つの配向方向
は完全に直交してはいない。したがって、偏光照明光の
偏光方向と強誘電性液晶５１の配向方向とは完全な直交
状態とはならないので、強誘電性液晶５１からの透過光
が幾分かはある。その透過光を使って原稿３１を照射す
る。
【０１４６】上記原稿３１からの反射光がある場合には
光伝導体２２の抵抗が減少する。そ際に、セグメント電
極Ｘには閾値以下のプラスの電圧が印加されている。し
たがって、初期状態において島電極２３に帯電していた
マイナスの電荷が光伝導体２２を経由して漏洩する。そ
の結果、島電極２３のマイナスの電荷の帯電量は減少す
ることになる。一方、上記原稿３１からの反射光がない
場合には光伝導体２２の抵抗は暗抵抗のままである。し
たがって、島電極２３には初期状態のままのマイナスの
電荷が帯電している。こうして、上記原稿３１の白黒情
報が島電極２３の帯電情報として写し取られるのであ
る。尚、上記いずれの場合にも強誘電性液晶５１の配向
状態には何等変化はない。
【０１４７】第３段階として、上記島電極２３に写し取
られた画像情報を電気信号に変換する。図１３(c)に示
すように、上記偏光素子５２の偏光方向“←→"に平行
な偏光方向“←→"の制御光を上記ガラス板２８側から
入射する。また、画像データ検出回路７の制御の下に、
電源３０より各セグメント電極Ｘにはマイナスの電圧を
印加する一方各コモン電極Ｙにはプラスの電圧を印加す
る。そして、上記電源３０,コモン電極Ｙおよびセグメ
ント電極Ｘで形成される電気回路のどこか１箇所に負荷
抵抗を挿入する。
【０１４８】上記第２段階において原稿３１からの反射
光によって島電極２３の帯電量が減少した画素において
は、マイナスの電圧が印加されているセグメント電極Ｘ
から島電極２３にマイナス電荷が補充される。その際
に、上記電気回路には電流が流れるために上記負荷抵抗
の両端に電位差が現れる。これに対して、上記原稿３１
からの反射光がなくて島電極２３の帯電量が減少しない
画素においては、セグメント電極Ｘから島電極２３に対
するマイナス電荷の補充が実施されないので、負荷抵抗
の両端に電位差は現れない。
【０１４９】そこで、実際の第３段階においては、上記
負荷抵抗をセグメント電極Ｘに接続し、上記偏光方向が
“←→"である制御光は１本のコモン電極Ｙ単位で照射
するのである。そして、制御光をコモン電極Ｙ1からコ
モン電極Ｙnに向かって順次照射してコモン電極Ｙを走
査しながら、ある１本のコモン電極Ｙの箇所に制御光が
照射されている際に、各セグメント電極Ｘ1〜Ｘmに接続
された各負荷抵抗の両端電位差を順次検出することによ
って、そのコモン電極Ｙの位置に設けられたｍ個の画素
における島電極２３の帯電状態(即ち、原稿３１からの
反射の有無＝原稿３１の明暗状態)を電気信号の時系列
として読み出すことができるのである。
【０１５０】この原稿画像読み出しモードにおける画像
入力一体型素子１の動作を概念的に表すと図１４に示す
ようになる。上記電源３０,コモン電極Ｙおよびセグメ
ント電極Ｘによって形成される電気回路は、図１４(a)
に示すような等価回路で表すことができる。すなわち、
コンデンサ５５は上記コモン電極Ｙと島電極２３との間
における静電容量であり、スイッチ５６は光が照射され
ると低抵抗(即ち、オン状態)となって島電極２３の電位
をセグメント電極Ｘと等電位にする光伝導体２２であ
り、電源５７は上記電源３０である。
【０１５１】先ず、上記スイッチ５６に一時的に制御光
を照射して“オン"にすることによって、図１４(a)に示
すようにコンデンサ５５に帯電させる(上記第１段階)。
次に、図１４(b)に示すように、上記電源５７を除去し
て(電源３１から強誘電性液晶５１に印加される電圧を
閾値電圧以下にして)スイッチ５６を“オン"にすること
によってコンデンサ５５の帯電電荷をリークさせる。そ
の際におけるスイッチ５６の“オン/オフ"は原稿３１か
らの反射光によって制御される(上記第２段階)。次に、
図１４(c)に示すように、再度上記電源５７を挿入する
と共にスイッチ５６と電源５７との間に負荷抵抗ＲLを
挿入する。スイッチ５６を“オン"にして電源５７によ
ってコンデンサ５５におけるリークした電荷を補充す
る。そうすると、帯電電荷のリークのあったコンデンサ
５５の場合には、リーク電荷を補充するために電流が流
れて負荷抵抗ＲLの両端に電位差が現れる。これに対し
て、帯電電荷のリークのなかったコンデンサ５５の場合
には電流が流れないので負荷抵抗ＲLの両端には電位差
が現れないのである(上記第３段階)。
【０１５２】したがって、上記負荷抵抗ＲLの両端電位
差を検出することによって、原稿３１の光学像を電気信
号として読み出すことができる。尚、その際におけるス
イッチ５６の“オン/オフ"は１本のコモン電極Ｙ単位で
入射される制御光によって制御される。
【０１５３】(４) 画像読み出しモード この画像読み出しモードにおける画像入力一体型表示素
子１の動作は、上述した原稿画像読み出しモードの場合
と基本的には同じである。図１５(a)は、上述のペン入
力モードにおいて、ｎ×ｍの画素マトリックスに入力ペ
ン１０によって画像情報が書き込まれた直後の画素に係
る画像入力一体型表示素子１の状態を示す。この図１５
(a)は図１２(c)と同じであり、島電極２３にはプラス電
荷が帯電している。
【０１５４】次に、図１５(b)に示すように、上記画像
入力一体型表示素子１のガラス板２９側から、コモン電
極Ｙ１本単位でライン状の制御光を照射してコモン電極
Ｙ1〜Ｙmを走査する。また、画像データ検出回路７の制
御の下に、電源３０より各セグメント電極Ｘにはマイナ
スの電圧を印加する一方各コモン電極Ｙにはプラスの電
圧を印加する。その際に強誘電性液晶５１に印加される
電圧は、この強誘電性液晶５１の配向方向を変更させな
い閾値以下の電圧である。そして、上記電極３０,コモ
ン電極Ｙおよびセグメント電極Ｘで形成される電気回路
のどこか１箇所に負荷抵抗を挿入する。
【０１５５】上述のように、ペン入力された画素に係る
島電極２３にはプラス電荷が帯電している。したがっ
て、光伝導体２２に制御光が入射されて島電極２３とセ
グメント電極Ｘとが等電位となり、セグメント電極Ｘに
はマイナスの電圧が印加される一方コモン電極Ｙにプラ
スの電圧が印加されることによって、上記電気回路に電
流が流れて上記負荷抵抗の両端に電位差が現れる。これ
に対して、ペン入力されていない画素に係る島電極２３
にはプラス電荷が帯電していないので上記電気回路には
電流は流れず、したがって上記負荷抵抗の両端に電位差
は現れない。
【０１５６】したがって、上記負荷抵抗の両端の電位差
を検出することによって、入力ペン１０で画像入力一体
型表示素子１の画素マトリックスに書き込まれた画像情
報を電気信号として読み出すことができる。
【０１５７】(５) 画像表示モード この画像表示モードは、電気信号によって画像入力一体
型表示素子１の画素マトリックスに画像情報を書き込む
モードである。尚、上記画像入力一体型表示素子１によ
る画像表示原理は従来の単純マトリックス方式の液晶表
示素子による画像表示原理と同じである。
【０１５８】図１６(a)に示すように、上記ガラス板２
９側からバックライト１１によって偏光方向が“←→"
の照明光を入射する。そうすると、照明光によって照射
された光伝導体２２は低抵抗となって島電極２３はセグ
メント電極Ｘと大略等電位となる。この状態において、
表示制御回路６の制御の下に、電源３０からセグメント
電極Ｘにはマイナスの電圧を印加する一方コモン電極Ｙ
にはプラスの電圧を印加する。その際に、強誘電性液晶
５１には、この強誘電性液晶５１の配向方向を変化させ
る閾値以上の電圧が印加されるようにする。その結果、
強誘電性液晶５１の配向方向は“←→"となる。
【０１５９】そうすると、上記強誘電性液晶５１の配向
方向と照明光の偏光方向とが大略平行となるために、ガ
ラス板２９側から照射された照明光は画像入力一体型表
示素子１を透過する。
【０１６０】次に、上記コモン駆動回路２によって各コ
モン電極Ｙを順次選択して、電源３０よりマイナスの所
定電圧を印加する。そして、ある１本のコモン電極が選
択されている間に、セグメント駆動回路３によって全セ
グメント電極Ｘ1〜Ｘmにプラスの電圧を印加する。その
際に、画像情報に応じて、表示画素に係るセグメント電
極Ｘには強誘電性液晶５１の配向方向を変化させる閾値
以上の電圧が印加されるようにする。一方、非表示画素
に係るセグメントＸには上記閾値より低い電圧印加され
るようにする。
【０１６１】その結果、図１６(b)に示すように、上記
画素マトリックスを構成する画素のうち表示画素に係る
強誘電性液晶５１の配向方向が“・"となって、照明光
の偏光方向“←→"とは直交する。したがって、表示画
素は暗表示となる。一方、上記非表示画素に係る強誘電
性液晶５１の配向方向は“←→"のままであって照明光
の偏光方向“←→"とは大略平行である。したがって、
非表示画素は明表示となる。
【０１６２】その際に、上述のように、照明光の偏光方
向を偏光素子５２の偏光方向と同じにすることによっ
て、偏光素子５２が黒点に映ることが防止できるのであ
る。
【０１６３】尚、上記照明光の偏光方向を偏光素子５２
の偏光方向とは直交した“・"とすることによって、明
状態と暗状態とが反転したネガ画像を表示できる。ま
た、照明光の偏光方向はそのままで、セグメント電極Ｘ
およびコモン電極Ｙに印加する電圧の極性を逆にするこ
とによってもネガ画像を表示できる。このように、上記
強誘電性液晶５１の場合には、簡単な処理でポジ/ネガ
反転可能なことが特徴である。
【０１６４】＜第４実施例＞上記各実施例における画像
入力一体表示素子１に設けられているマイクロレンズ２
７は、画像入力モード時における照明光を原稿表面に集
束させる機能と原稿からの反射光のクロストークを防止
する機能とを有している。ところが、画像表示モード時
には、照明光の有効利用を図れないという欠点がある。
【０１６５】そこで、上述のような欠点を解消するもの
として、図１７に示すような板状光ファイバアレイ６１
を用いる。尚、この板状光ファイバアレイ６１は、上記
画像入力一体表示素子１におけるガラス板２９に置き換
えて使用される。上記板状光ファイバアレイ６１は、円
筒状の所定長を有する光ファイバ６２と２次元に平行に
配列された複数本の光ファイバ６２を仕切って保持する
格子状の仕切り部６３から概略構成され、光ファイバ６
２の長さ方向を厚み方向とした板状に形成されている。
そして、上記仕切り部６３で囲まれた領域が一つの画素
領域となる。
【０１６６】上記仕切り部６３は、各画素間のクロスト
ークを防ぐために不透明材料で形成する。また、光のロ
スを小さくするために仕切り部６３の投影面積はなるべ
く小面積となるようにする。
【０１６７】図１７に示すように、図中上側の面(以
下、Ａ面と言う)においては光ファイバ６２の端面と仕
切り部６３の側面との間には段差６４を設ける。これに
対して、図中下側(以下、Ｂ面と言う)においては光ファ
イバ６２の端面と仕切り部６３の側面とは同一平面を形
成している。そして、このＢ面上にセグメント電極Ｘあ
るいは透明絶縁体２４等を積層するのである。
【０１６８】上記構成の板状光ファイバアレイ６１は、
上記画像入力モード時には次のように機能する。すなわ
ち、上記画像入力モード時には、上記Ａ面側に原稿を置
く(実際には、原稿上に板状光ファイバアレイ６１のＡ
面を置く)。その際に、光ファイバ６２の端面と仕切り
部６３の側面との間には上記段差６４が設けてあるの
で、光ファイバ６２の端面と原稿面との間には間隙が生
ずる。この間隙を利用して、画素の周辺部の光ファイバ
６２によってＢ面からＡ面へ照明光を伝達する一方、画
素の中央部の光ファイバ６２によって原稿からの反射光
をＡ面からＢ面へ伝達するのである。
【０１６９】このように、上記板状光ファイバアレイ６
１は、画像入力モード時に照明光を集束する機能はマイ
クロレンズ２７よりは劣るが、クロストーク防止機能は
充分にある。そして、画像表示モード時におけるＡ面側
から入射される照明光のロスは殆ど無いのである。
【０１７０】＜第５実施例＞上記画像入力一体型表示素
子１を照射する光として表示用の照明光,原稿照明光お
よび制御光の３種類の光がある。これらの３種類の光の
光源を一つの光源で兼用できれば、画像入力一体型表示
装置の小型化に有効である。そこで、上記画像入力一体
型表示装置には、図１８に示すような上記３種類の光の
光源を兼用するバックライト１１を備えている。
【０１７１】上記画像入力一体型表示装置を構成する画
像入力一体型表示素子１の一側部と平板状のバックライ
ト１１の一側部とは、図１８(a)に示すように、回転部
６５によって回転自在に取り付けられている。そして、
バックライト１１はその両側面１１a,１１bに光を放射
可能に構成している。こうすることによって、上記回転
部６５を中心にしてバックライト１１を大略３６０度回
転させることによって、画像入力一体型表示素子１をそ
の表示面(ガラス板２８側の面)１aあるいは反射面(ガラ
ス板２９側の面)１bのいずれかからも照射可能となる
【０１７２】例えば、上記画像入力モードおよびペン入
力モードにおける初期状態,画像読み出しモードおよび
画像表示モード時には、画像入力一体型表示素子１とバ
ックライト１１との位置関係を、図１８(b)に示すよう
な位置関係にする。そして、バックライト１１の側面１
１aからの照射光を画像入力一体型表示素子１の反射面
１bに入射させる。その際に、バックライト１１の側面
１１bからの光は不要であるから、側面１１b側には反射
板を配置してバックライト１１から放射される光を効率
良く画像入力一体型表示素子１側に入射させるのであ
る。
【０１７３】次に、上記画像入力モードおよび強誘電性
液晶を用いた第３実施例における原稿画像読み出しモー
ド時には、図１８(b)の状態からバックライト１１を回
転部６５を中心として大略３６０度回転させて、画像入
力一体型表示素子１とバックライト１１の位置関係を図
１８(c)に示すような位置関係にする。また、原稿３１
は画像入力一体型表示素子１の反射面１bの下側に置
く。こうして、バックライト１１の側面１１bからの原
稿照明光を画像入力一体型表示素子１の表示面１aに入
射させる。その際に、上記バックライト１１の側面１１
aからの光は不要であるから、側面１１a側には反射板を
配置する。
【０１７４】このように、一つのバックライト１１によ
って表示用の照明光,原稿照明光および制御光の３種類
の光の光源を兼用させることによって、画像入力一体型
表示装置全体を非常に小型に形成可能となる。
【０１７５】
【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
画像入力一体型表示装置は、画像入力モード時には、制
御回路によって画像入力制御回路,原稿照明用光源およ
び制御用光源を制御して、上記画像入力制御回路からの
画像入力信号に基づいてセグメント駆動回路およびコモ
ン駆動回路によって表示素子のセグメント電極およびコ
モン電極を駆動すると共に上記両光源からの光によって
上記表示素子の液晶に印加される電圧のオン/オフを制
御して上記表示素子の画素マトリックスに原稿の光学像
を写し取り、画像読み出しモード時には、制御回路によ
って画像読み出し制御回路,画像情報検出回路および制
御用光源を制御して、上記画像読み出し制御回路からの
画像読み出し信号に基づいてセグメント駆動回路および
コモン駆動回路によって表示素子のセグメント電極およ
びコモン電極を駆動すると共に上記制御用光源からの制
御光によって上記表示素子の液晶に印加される電圧をオ
ンにして上記画像情報検出回路によって上記画素マトリ
ックスに書き込まれた画像情報を電気信号として読み出
し、画像表示モード時には、制御回路によって表示制御
回路および表示照明用光源を制御して、上記表示制御回
路からの表示信号に基づいてセグメント駆動回路および
コモン駆動回路によって表示素子のセグメント電極およ
びコモン電極を駆動すると共に上記表示照明用光源から
の表示照明光によって上記表示素子の液晶に印加される
電圧をオンにして上記画素マトリックスに上記表示信号
に応じた画像を表示するようにしたので、上記制御回路
の制御に基づいて、上記表示素子における画素マトリッ
クスへの画像表示および原稿の光学像の写し取りが可能
となる。したがって、この発明によれば、画像表示機能
および原稿の画像入力機能を合わせ持った小形で一体化
された画像入力一体型表示装置を提供できる。
【０１７６】また、第２の発明の画像入力一体型表示装
置は、上記液晶として記憶機能を有する相転移型液晶を
用いたので、上記画像入力モード時における原稿の光学
像に応じた液晶の状態変化や上記画像表示モード時にお
ける表示信号に応じた液晶の状態変化を上記相転移型液
晶におけるグランジュアン状態とフォーカルコニック状
態との間の状態変化によって実現できる。また、上記画
像読み出しモード時における画像情報に応じた電気信号
の読み出しは、上記相転移型液晶を挟む一方の電極にパ
ルスが印加された際に他方の電極に誘起される電圧信号
を検出することによって実現できる。したがって、この
発明によれば、画像表示機能および原稿の画像入力機能
を合わせ持った小型で一体化された画像入力一体型表示
装置を容易に実現できる。
【０１７７】また、第３の発明の画像入力一体型表示装
置は、上記液晶として記憶機能を有するＮ型コレステリ
ック液晶,Ｎ型コレステリック液晶とＮ型ネマチック液
晶との混合液晶あるいはスメクチックＡ液晶を用いたの
で、上記画像入力モード時における原稿の光学像に応じ
た液晶の状態変化や上記画像表示モード時における表示
信号に応じた液晶の状態変化を上記Ｎ型コレステリック
液晶,Ｎ型コレステリック液晶とＮ型ネマチック液晶と
の混合液晶あるいはスメクチックＡ液晶におけるグラン
ジュアン状態とフォーカルコニック状態との間の状態変
化によって実現できる。また、上記画像読み出しモード
時における画像情報に応じた電気信号の読み出しは、上
記Ｎ型コレステリック液晶,Ｎ型コレステリック液晶と
Ｎ型ネマチック液晶との混合液晶あるいはスメクチック
Ａ液晶を挟む一方の電極にパルスが印加された際に他方
の電極に誘起される電圧信号を検出することによって実
現できる。したがって、この発明によれば、画像表示機
能および原稿の画像入力機能を合わせ持った小型で一体
化された画像入力一体型表示装置を容易に実現できる。
【０１７８】また、第４の発明の画像入力一体型表示装
置は、表示素子におけるセグメント電極およびコモン電
極のうち光伝導体に電気的に接続されていない方の電極
側から入射されて上記光伝導体に至る光のみの偏光方向
を制御する偏光素子を設けたので、上記光伝導体に電気
的に接続されていない方の電極側から入射される光の偏
光方向と上記偏光素子の偏光素子との組み合わせによっ
て上記光伝導体に電気的に接続されていない方の電極側
からの入射光によって上記光伝導体の抵抗値を制御し
て、液晶に印加される電圧のオン/オフを制御できる。
したがって、この発明によれば、画像表示機能および原
稿の画像入力機能を合わせ持った小型で一体化された画
像入力一体型表示装置における画像表示動作および原稿
画像入力動作の機能性を向上できる。
【０１７９】また、第５の発明の画像入力一体型表示装
置は、上記偏光素子を有する表示素子に用いられる液晶
として強誘電性液晶を用いたので、上記画像入力モード
時における原稿の光学像に応じた液晶の状態変化や上記
画像表示モード時における表示信号に応じた液晶の状態
変化を上記強誘電性液晶の配向方向の変化によって実現
できる。したがって、この発明によれば、上記セグメン
ト電極およびコモン電極のうち上記光伝導体に電気的に
接続されていない方の電極側からの入射光によって液晶
に印加される電圧のオン/オフを制御できる画像入力一
体型表示装置を容易に実現できる。
【０１８０】また、第６の発明の画像入力一体型表示装
置は、上記強誘電性液晶が挟入された画像入力一体型表
示装置における上記画像情報検出回路を上記表示素子に
おける島電極に画像情報に応じて帯電する電荷量を検出
するように成し、上記制御用光源を上記セグメント電極
およびコモン電極のうち上記光伝導体に電気的に接続さ
れていない方の電極を１本毎に順次照射可能にし、上記
制御回路を画像読み出しモード時に上記制御用光源によ
って照射されて選択された１本のセグメント電極あるい
はコモン電極に係る画素における島電極に帯電した電荷
量を検出して上記画素マトリックスに書き込まれた画像
情報を電気信号として読み出すようにしたので、上記強
誘電性液晶を用いた表示素子における画素マトリックス
の画像情報を電気信号として容易に読み出すことができ
る。
【０１８１】また、第７の発明の画像入力一体型表示装
置は、光源からの光を先端より放射する入力ペンを備え
て、上記制御回路を、ペン入力モード時には上記画像入
力制御回路および制御用光源を制御して、上記表示素子
の画素マトリックスを初期状態にした後に上記画像入力
信号に基づいてセグメント駆動回路及びコモン駆動回路
によって上記表示素子のセグメント電極およびコモン電
極を駆動すると共に上記入力ペンからの光によって上記
表示素子の液晶に印加される電圧をオンにして上記画素
マトリックスの対応画素の液晶の配向状態を変更するよ
うにしたので、上記表示素子における画素マトリックス
に上記入力ペンによって画像を入力できる。したがっ
て、この発明によれば、画像表示機能,原稿の画像入力
機能およびペン入力機能を合わせ持った小型で一体化さ
れた画像入力一体型表示装置を提供できる。
【０１８２】また、第８の発明の画像入力一体型表示装
置は、上記表示素子における二枚の透明基板の少なくと
も一方にマイクロレンズを設けたので、このマイクロレ
ンズが設けられていない方の透明基板側から上記表示素
子に入射された光を集束できる。すなわち、この発明に
よれば、例えば上記画像入力モード時あるいはペン入力
モード時に際して、原稿照明光や入力ペンからの光が反
射する際に光量が減少しても充分な光量を上記光伝導体
に入射できる。したがって、精度良く原稿の明暗情報や
入力ペンの位置情報を上記画素マトリックスに書き込む
ことができる。
【０１８３】また、第９の発明の画像入力一体型表示装
置は、上記表示素子における二枚の透明基板のうち少な
くとも一方を、所定の長さを有する光ファイバを２次元
に並列して上記光ファイバの軸方向が厚さ方向となる板
状の光ファイバアレイで構成したので、上記光ファイバ
アレイ側から入射した光は対応する画素における上記光
ファイバ内を軸方向に進む。したがって、この発明によ
れば、上記表示素子における画素マトリックスを構成す
る各画素間のクロストークや光量ロスが無く、効率良く
上記各モードを実施できる画像入力一体型表示装置を提
供できる。
【０１８４】また、第１０の発明の画像入力一体型表示
装置は、上記表示照明用光源,原稿照明用光源および制
御用光源を１つの平板状の板状光源で構成し、この板状
光源の一側部を上記表示素子の一側部に回転自在に取り
付けたので、上記１枚の板状光源によって必要に応じて
上記表示素子を表側あるいは裏側から照射できる。した
がって、この発明によれば、上記表示照明用光源,原稿
照明用光源および制御用光源を１つの板状光源によって
兼用でき、少なくとも画像表示機能および原稿の画像入
力機能を合わせ持った一体化された画像入力一体型表示
装置の更なる小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の画像入力一体型表示装置の一実施例
を示す全体構成図である。
【図２】図１における画像入力一体型表示素子の部分断
面図である。
【図３】相転移型液晶の電圧−透過率特性を示す図であ
る。
【図４】相転移型液晶の電圧−誘電率特性を示す図であ
る。
【図５】相転移型液晶を用いた画像入力一体型表示素子
における画像入力モード時の動作説明図である。
【図６】図１における入力ペンの縦断面図である。
【図７】相転移型液晶を用いた画像入力一体型表示素子
における画像読み出しモード時の動作説明図である。
【図８】相転移型液晶を用いた画像入力一体型表示素子
における画像表示モード時の動作説明図である。
【図９】電流/電界型液晶における状態変化の説明図で
ある。
【図１０】強誘電性液晶を用いた画像入力一体型表示素
子における部分断面図である。
【図１１】強誘電性液晶を用いた画像入力一体型表示素
子における画像表示モード時の動作説明図である。
【図１２】強誘電性液晶を用いた画像入力一体型表示素
子におけるペン入力モード時の動作説明図である。
【図１３】強誘電性液晶を用いた画像入力一体型表示素
子における原稿画像読み出しモード時の動作説明図であ
る。
【図１４】強誘電性液晶を用いた画像入力一体型表示素
子における原稿画像読み出しモード時の動作を示す概念
図である。
【図１５】強誘電性液晶を用いた画像入力一体型表示素
子における画像読み出しモード時の動作説明図である。
【図１６】強誘電性液晶を用いた画像入力一体型表示素
子における画像表示モード時の動作説明図である。
【図１７】板状光ファイバアレイの部分斜視図である。
【図１８】図１における画像入力一体型表示素子とバッ
クライトとの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１…画像入力一体型表示素子、 ２…コモン駆動回
路、３…セグメント駆動回路、 ５…切り換え
回路、６…表示制御回路、 ７…画像デ
ータ検出制御回路、８…画像入力制御回路、
９…画像データ検出回路、１０…入力ペン、
１１…バックライト、１３…制御回路、
２１…液晶、２２…光伝導体、
２３…島電極、２５…遮光板、
２７…マイクロレンズ、２８,２９…ガラス
板、 ４１…光源、５１…強誘電性液晶、
５２…偏光素子、６１…板状光ファイバ
アレイ、 ６２…光ファイバ、６３…仕切り部、
６５…回転部、Ｘ…セグメント電極，
Ｙ…コモン電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 (56)参考文献 特開 昭63−9268（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−504192（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−504325（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−282609（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207 G06F 3/033 350 - 380 G09G 3/18 G09G 3/36 G02F 1/133 530

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板上に平行に配列された複数の透
    明なセグメント電極と、上記セグメント電極に直交して
    もう一枚の透明基板上に平行に配列された複数の透明な
    コモン電極と、上記セグメント電極とコモン電極との交
    差領域で構成される画素内に配置されて上記セグメント
    電極あるいはコモン電極のいずれか一方に電気的に接続
    されている光伝導体と、上記画素内における上記セグメ
    ント電極とコモン電極との間に配置されて上記光伝導体
    に電気的に接続されている透明な島電極と、上記セグメ
    ント電極およびコモン電極のうち上記光伝導体に電気的
    に接続されていない方の電極と上記島電極との間に挟入
    された液晶と、上記セグメント電極およびコモン電極の
    うち上記光伝導体に電気的に接続されていない方の電極
    側から入射されて上記光伝導体に至る光のみを遮蔽する
    遮光膜を有する表示素子と、 上記表示素子の複数のセグメント電極と複数のコモン電
    極との交差領域によって構成された画素マトリックスに
    画像を表示する際における表示照明光を放射する表示照
    明用光源と、 上記表示素子における上記画素マトリックスに原稿の光
    学像を写し取る際における原稿照明光を放射する原稿照
    明用光源と、 上記表示素子における液晶に印加される電圧のオン/オ
    フを光学的に制御するための制御光を放射する制御用光
    源と、 上記表示素子における上記画素マトリックスに画像を表
    示するための表示信号を出力する表示制御回路と、 上記表示素子における上記画素マトリックスに上記原稿
    の光学像を写し取るための画像入力信号を出力する画像
    入力制御回路と、 上記表示素子における上記画素マトリックスを構成する
    各画素の液晶に書き込まれた画像情報を電気信号として
    読み出すための画像読み出し信号を出力する画像読み出
    し制御回路と、 上記表示制御回路からの表示信号,画像入力制御回路か
    らの画像入力信号あるいは画像読み出し制御回路からの
    画像読み出し信号に基づいて上記セグメント電極を駆動
    するセグメント駆動回路と、 上記表示制御回路からの表示信号,画像入力制御回路か
    らの画像入力信号あるいは画像読み出し制御回路からの
    画像読み出し信号に基づいて上記コモン電極を駆動する
    コモン駆動回路と、 上記表示素子における上記画素マトリックスに書き込ま
    れた画像情報を電気信号として検出する画像情報検出回
    路と、 画像入力モード時には上記画像入力制御回路,原稿照明
    用光源および制御用光源を制御して上記画素マトリック
    スに上記原稿の光学像を写し取り、画像読み出しモード
    時には上記画像読み出し制御回路,画像情報検出回路お
    よび制御用光源を制御して上記画素マトリックスに書き
    込まれた画像情報を電気信号として読み出し、画像表示
    モード時には上記表示制御回路および表示照明用光源を
    制御して上記画素マトリックスに画像を表示する制御回
    路を備えたことを特徴とする画像入力一体型表示装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像入力一体型表示装
    置であって、 上記液晶として、記憶機能を有する相転移型液晶を用い
    たことを特徴とする画像入力一体型表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の画像入力一体型表示装
    置であって、 上記液晶として、記憶機能を有するＮ型コレステリック
    液晶,Ｎ型コレステリック液晶とＮ型ネマチック液晶と
    の混合液晶あるいはスメクチックＡ液晶を用いたことを
    特徴とする画像入力一体型表示装置。
  4. 【請求項４】 透明基板上に平行に配列された複数の透
    明なセグメント電極と、上記セグメント電極に直交して
    もう一枚の透明基板上に平行に配列された複数の透明な
    コモン電極と、上記セグメント電極とコモン電極との交
    差領域で構成される画素内に配置されて上記セグメント
    電極あるいはコモン電極のいずれか一方に電気的に接続
    されている光伝導体と、上記画素内における上記セグメ
    ント電極とコモン電極との間に配置されて上記光伝導体
    に電気的に接続されている透明な島電極と、上記セグメ
    ント電極およびコモン電極のうち上記光伝導体に電気的
    に接続されていない方の電極と上記島電極との間に挟入
    された液晶と、上記セグメント電極およびコモン電極の
    うち上記光伝導体に電気的に接続されていない方の電極
    側から入射されて上記光伝導体に至る光のみの偏光方向
    を制御する偏光素子を有する表示素子と、 上記表示素子の複数のセグメント電極と複数のコモン電
    極との交差領域によって構成された画素マトリックスに
    画像を表示する際における表示照明光を放射する表示照
    明用光源と、 上記表示素子における上記画素マトリックスに原稿の光
    学像を写し取る際における原稿照明光を放射する原稿照
    明用光源と、 上記表示素子における液晶に印加される電圧のオン/オ
    フを光学的に制御するための制御光を放射する制御用光
    源と、 上記表示素子における上記画素マトリックスに画像を表
    示するための表示信号を出力する表示制御回路と、 上記表示素子における上記画素マトリックスに上記原稿
    の光学像を写し取るための画像入力信号を出力する画像
    入力制御回路と、 上記表示素子における上記画素マトリックスを構成する
    各画素の液晶に書き込まれた画像情報を電気信号として
    読み出すための画像読み出し信号を出力する画像読み出
    し制御回路と、 上記表示制御回路からの表示信号,画像入力制御回路か
    らの画像入力信号あるいは画像読み出し制御回路からの
    画像読み出し信号に基づいて上記セグメント電極を駆動
    するセグメント駆動回路と、 上記表示制御回路からの表示信号,画像入力制御回路か
    らの画像入力信号あるいは画像読み出し制御回路からの
    画像読み出し信号に基づいて上記コモン電極を駆動する
    コモン駆動回路と、 上記表示素子における上記画素マトリックスに書き込ま
    れた画像情報を電気信号として検出する画像情報検出回
    路と、 画像入力モード時には上記画像入力制御回路,原稿照明
    用光源および制御用光源を制御して上記画素マトリック
    スに上記原稿の光学像を写し取り、画像読み出しモード
    時には上記画像読み出し制御回路,画像情報検出回路お
    よび制御用光源を制御して上記画素マトリックスに書き
    込まれた画像情報を電気信号として読み出し、画像表示
    モード時には上記表示制御回路および表示照明用光源を
    制御して上記画素マトリックスに画像を表示する制御回
    路を備えたことを特徴とする画像入力一体型表示装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の画像入力一体型表示装
    置であって、 上記液晶として、強誘電性液晶を用いたことを特徴とす
    る画像入力一体型表示装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の画像入力一体型表示装
    置であって、 上記画像情報検出回路は、上記表示素子における画素マ
    トリックスを構成する各画素の島電極上に画像情報に応
    じて帯電した電荷量を検出するように成し、 上記制御用光源は、上記セグメント電極およびコモン電
    極のうち上記光伝導体に電気的に接続されていない方の
    電極を１本毎に順次照射可能に成し、 上記制御回路は、上記画像読み出しモード時には、上記
    制御用光源によって照射されて選択された１本のセグメ
    ント電極あるいはコモン電極に係る画素における島電極
    上に帯電した電荷量を検出することによって上記画素マ
    トリックスに書き込まれた画像情報を電気信号として読
    み出すように成したことを特徴とする画像入力一体型表
    示装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれか一つに
    記載の画像入力一体型表示装置において、 光源を有して、この光源からの光を先端から外方向に向
    かって放射する入力ペンを備えて、 上記制御回路は、ペン入力モード時には上記画像入力制
    御回路および制御用光源を制御して、上記画素マトリッ
    クスに上記入力ペンによって入力された画像を書き込み
    可能に成したことを特徴とする画像入力一体型表示装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項７のいずれか一つに
    記載の画像入力一体型表示装置において、 上記表示素子における二枚の透明基板の少なくとも一方
    に入射光を集束するマイクロレンズを設けたことを特徴
    とする画像入力一体型表示装置。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項７のいずれか一つに
    記載の画像入力一体型表示装置であって、 上記表示素子における二枚の透明基板の少なくとも一方
    を、所定の長さを有する光ファイバを２次元に並列して
    上記光ファイバの軸方向が厚さ方向となる板状の光ファ
    イバアレイで構成したことを特徴とする画像入力一体型
    表示装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９のいずれか一つ
    に記載の画像入力一体型表示装置であって、上記表示照
    明用光源,原稿照明用光源および制御用光源を１つの平
    板状の板状光源で構成し、上記板状光源の一側部を上記
    表示素子の一側部に回転自在に取り付けたことを特徴と
    する画像入力一体型表示装置。
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