JPH08102924A

JPH08102924A - 画像入出力装置

Info

Publication number: JPH08102924A
Application number: JP6237949A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yoneda; 裕米田; Minehiro Konya; 峰弘紺矢; Yasukuni Yamane; 康邦山根
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【構成】表示機能と撮像機能を備えた画像形成装置で
あって、表示に供する画素を駆動する画素駆動素子がマ
トリクス状に配列された画素駆動素子アレイ１０４を有
する液晶パネル２と、光検出を行う複数の受光素子であ
る撮像素子がマトリクス状に配列された撮像素子アレイ
３を有する撮像パネル６とが、対向して配されてなる。【効果】パネル型の撮像手段である薄型の撮像パネル
６を備えることで、画像入出力装置全体を薄型化し、携
帯性を向上させると共に、表示エリアと撮像エリアが同
じとなっており、薄型化を図りつつも、ＴＶ電話やＴＶ
会議システム等の対話型表示装置に用いた場合、視線を
自然にし、使用者に違和感を感じさせない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像機能と表示機能と
を兼ね備えた入出力一体型の画像入出力装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】今日、撮像機能と表示機能とを兼ね備え
た入出力一体型の画像入出力装置が盛んに開発されてい
る。このような画像入出力装置としては、例えば本願出
願人が「液晶ビューカム」の商品名で商品化したカメラ
一体型ＶＴＲ（Video Tape Recorder)、所謂ビデオムー
ビーがある。これにおいては、撮像した画像を即刻その
場で見ることができる。また、これ以外に画像入出力装
置の一種として、例えばＴＶ（Television) 電話、ＴＶ
会議システム等の所謂対話型表示装置も開発されてい
る。尚、このような対話型表示装置としての機能は、上
記した商品名「液晶ビューカム」のビデオムービーを始
め、一部のビデオムービーにも備えられている。

【０００３】一方、撮像機能のみを有する携帯用のカメ
ラでは、携帯性向上を目指して小型・軽量・薄型化を図
るべく、記録媒体として円板状（ディスク状）フィルム
或いは、半導体メモリ等を用いたものが提案され、一部
商品化も図られている。例えば、特開平１−１７６１６
８号公報においては、記録媒体に半導体メモリを用い、
レンズ部を除くカメラ本体の厚さが１０ｍｍ以下の電子
式スチルが提案されている。さらに、特開平２−３５８
７４号公報においては、カード状のフィルム配線基板上
に固体撮像素子（ＣＣＤ（Charge Coupled Device)素
子）チップを配設し、これをカメラ本体と着脱可能とし
た構成が提案されている。

【０００４】しかしながら、前記各公報にて提案されて
いるカメラにおいても、レンズ部の厚さに制約されて薄
型化にも限度がある。そこで、これを改善する一つの手
法として、レンズアレイ、ピンホールアレイ、及びフォ
トダイオードアレイを組み合わせて層構造とした、「パ
ネル型イメージセンサ」が提案されている（エレクトロ
ニクス１９９３．５月号ｐ６２−ｐ６５）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の画像
入出力装置の場合、確かに表示手段は液晶表示装置等の
フラットパネルの開発が進むなか非常に薄型化され、小
型化・軽量化が図られている。ところが、従来の撮像手
段の構成では、撮像機能のみを有する携帯用カメラの場
合と同じように、レンズ部の厚さに制約されて薄型化に
限界があり、これ以上の薄型化は望めず、画像入出力装
置のさらなる薄型化を阻んでいる。

【０００６】画像入出力装置の薄型化は、携帯型として
使用されるビデオムービーや、ＴＶ電話の携帯情報端末
において、携帯性上問題であるのは当然として、ＴＶ電
話やＴＶ会議システムにおけるデスクトップ型端末にお
いても、デスク上に占める割合が大きくなり、机上のワ
ークスペースを狭めてしまう等の問題を招来する。

【０００７】また、最近の情報化社会の進展と共に、携
帯型情報端末、デスクトップ型端末を問わずに、個人が
遠方にいる相手と、相手方の映像を見ながら対話する機
会が増えることが予想される。ところが、従来の画像入
出力装置の構成では、表示手段の画面と、撮像手段のレ
ンズ部とが離れて置かれているために、画面を見ている
使用者の視線と撮像手段の撮像方向とが完全に一致する
ことはなく、そのため、例えば、ＴＶ会議を行っていて
も、使用者が画面を見て話しているにもかかわらず、対
話する相手は前記使用者が別な所を見て話しているよう
な印象を受けるなどの違和感を感じることがある。

【０００８】そこで、このような違和感を感じることの
ないように、ＴＶ会議システムを念頭において、例え
ば、イ．特開平４−３１５３９０号公報においては、表
示手段の画面の全面に半透明鏡を配し、半透明鏡に被写
体（使用者）の映像を反射させ、この反射光を撮像手段
により写し込むことで視線を自然にする手法が、或いは
ロ．表示手段の背面に散乱型液晶セルからなる光シャッ
タを、さらにその後方に撮像手段を配し、表示中は前記
散乱型液晶セルを散乱状態とし、表示の合間に撮像期間
を設け、その瞬間に前記散乱型液晶セルを透過状態とす
ることで視線を自然にする手法が提案されている。

【０００９】しかしながら、携帯型の端末では、上記し
た特開平４−３１５３９０号公報に開示された手法イを
用いると、装置が大型化するだけでなく、装置自体の厚
みが増してしまい、薄型化を図れないという不具合があ
る。携帯型の情報端末においては、軽量化もさることな
がら、薄さも重要な要素である。また、上記した散乱型
液晶セルからなる光シャッタを用い、表示の合間に撮像
期間を設ける手法ロを用いると、小型・軽量化を図れな
い上に、表示がちらつく等の不具合もある。同様のこと
が、デスクトップ型の端末においても言え、前述した手
法イ・ロでは、小型化が図れず、省スペース化の点から
見ても好ましくない。

【００１０】本発明は上記課題に鑑みて成されたもの
で、その目的は上述したパネル型イメージセンサに着眼
し、これを画像入出力装置の撮像機能に採用すること
で、装置自体の薄型化を図ると共に、かつ、このような
薄型である利点を損なうことなく、ＴＶ電話等の対話型
表示装置として使用された場合に、視線が自然で違和感
を感じることのない画像入出力装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
画像入出力装置は、上記の課題を解決するために、表示
に供する画素がマトリクス状に配列されたパネル型の表
示手段と、光検出を行う複数の受光素子がマトリクス状
に配列されたパネル型の撮像手段とを有し、これら表示
手段及び撮像手段が対向して配されていることを特徴と
している。

【００１２】本発明の請求項２記載の画像入出力装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の画像
入出力装置において、上記表示手段における画素が配列
されている基板と、上記撮像手段における受光素子が配
列されている基板とが、同一基板であることを特徴とし
ている。

【００１３】本発明の請求項３記載の画像入出力装置
は、上記の課題を解決するために、請求項２記載の画像
入出力装置において、上記表示手段における画素を駆動
する画素駆動素子と、上記撮像手段における受光素子と
が同一の素子からなることを特徴としている。

【００１４】本発明の請求項４記載の画像入出力装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１、２又は３
記載の画像入出力装置において、上記撮像手段の前面側
に、導光手段が配されており、この導光手段は、受光素
子上に平行に光を導くか、或いは、集光点を有してお
り、この集光点が撮像される被写体からみて受光素子の
裏面側、或いは表面側にあることを特徴としている。

【００１５】本発明の請求項５記載の画像入出力装置
は、上記の課題を解決するために、請求項４記載の画像
入出力装置において、上記導光手段は、撮像手段におけ
る受光素子が形成される基板を導光機能を有する基板か
ら構成することで形成されていることを特徴としてい
る。

【００１６】本発明の請求項６記載の画像入出力装置
は、上記の課題を解決するために、請求項４又は５記載
の画像入出力装置において、上記導光手段の前面側、或
いは上記受光素子の前面側に、導光手段もしくは受光素
子に入射する光の入射角を規制する光入射角制限手段が
配されていることを特徴としている。

【００１７】

【作用】請求項１の構成によれば、撮像手段は、パネル
型で、マトリクス状に配された複数の受光素子に、被写
体からの反射光を入射させて、被写体の情報を昆虫の複
眼による撮像のように得るようになっている。したがっ
て、この撮像手段の厚みは従来の単眼の構成を採用して
いる撮像手段の厚みに比べて非常に薄くなり、このよう
な薄型の撮像手段を、パネル型の表示手段と対向して配
することで構成された画像入出力装置は、薄型で携帯性
に優れたものとなる。

【００１８】しかも、表示エリアと撮像エリアとは等し
いので、例えば上述したＴＶ電話やＴＶ会議システム等
の対話型表示装置に採用した場合、通話者が画面上に表
示されている通話相手の顔を見ながら通話を行っても、
両者の視線が合い、自然な視線で通話を行うことが可能
となる。

【００１９】請求項２の構成によれば、表示手段におけ
る画素が配列されている基板と、上記撮像手段における
受光素子が配列されている基板とが同一基板であるの
で、各々が別基板からなる構成に比べて、基板１枚分の
厚みを薄くできる。このような表示手段や撮像手段の場
合、全体の厚みや重さに対して基板自体の厚みや重さが
占める割合は大きく、これにより、上記請求項１の構成
による作用に加えて、画像入出力装置のさらなる薄型化
が図れ、携帯性をより一層向上することができる。

【００２０】請求項３の構成によれば、表示手段の画素
駆動素子と、撮像手段の受光素子とが同一の素子からな
るので、上記請求項２の構成による作用に加え、各々を
別の素子から形成したものに比べて、製造工程数を削減
できる。さらには、これらの素子の占有面積を小さくで
きるので、パネルの開口率の向上、或いは解像度の向上
を図ることができる。

【００２１】請求項４の構成によれば、撮像手段の前面
側に受光素子上に平行に光を導くか、或いは、集光点を
有しており、この集光点が撮像される被写体からみて受
光素子の裏面側、或いは表面側にある導光手段が配され
ているので、これにより、上記請求項１、２又は３の構
成による作用に加え、画像入出力装置の撮像系を決定で
きる。即ち、導光手段が、受光素子上に平行に光を導く
場合は、等価撮像系（ミラー）を、導光手段の集光点が
被写体から見て受光素子の裏面側にある場合は、広角レ
ンズを用いた広角（縮小）撮像系を、集光点が受光素子
の表面側にある場合は、望遠レンズを用いた望遠（拡
大）撮像系をそれぞれ構成することができる。

【００２２】請求項５の構成によれば、上記導光手段
は、撮像手段における受光素子が形成される基板を導光
機能を有する基板から構成することで形成されるので、
上記請求項４の構成による作用に加え、導光手段と基板
とを各々別個に設ける構成に比べ、部品点数及び製造工
程数を削減できる。

【００２３】請求項６の構成によれば、上記導光手段の
前面側、或いは上記受光素子の前面側に、導光手段もし
くは受光素子に入射する光の入射角を規制する光入射角
制限手段が配されているので、上記請求項４又は５の構
成による作用に加え、受光素子上に最終的に集光される
光の視野を狭めることができる。これにより、撮影画像
の解像度を上げることができ、ボケの発生を抑えること
ができる。

【００２４】

【実施例】

〔実施例１〕本発明に係る一実施例を図１ないし図５に
基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、ここで
は、表示手段として液晶を使用した画像入出力装置、特
には、アクティブマトリクス型画像入出力装置について
説明するが、これにより本発明がアクティブマトリクス
型液晶パネルと一体化された画像入出力装置に限定され
るものではなく、他の表示装置、例えばＰＤＰ（Plasma
Display Panel) 等と一体化された画像入出力装置にも
適用可能であることは言うまでもない。

【００２５】本実施例に係る画像入出力装置１は、図２
に示すように、撮影方向と表示方向とが逆方向をなして
おり、画面１ａ側とは反対側にいる人物Ａが、画像入出
力装置１に設けられた図示しない撮像手段にて撮像され
て表示手段の画面１ａに表示され、これを画面１ａ側に
いる人物Ｂが見るというように、所謂、普通の『カメ
ラ』のように使用される。

【００２６】本画像入出力装置１は、図１に示すよう
に、パネル型の表示手段として、表示に供する画素がマ
トリクス状に配されたアクティブマトリクス型の液晶パ
ネル２を、また、パネル型の撮像手段として、撮像素子
がマトリクス状に形成された撮像パネル６をそれぞれ備
えた画像入出力部１０を有している。

【００２７】画像入出力部１０における液晶パネル２
は、例えばガラスやプラスチック等からなる透光性の第
１及び第２基板１０１・１０２を備えている。第２基板
１０２における第１基板１０１との対向面には、図示し
ない反射電極と共に、画素駆動素子である多数のＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に配されてなる画
素駆動素子アレイ１０４が形成されており、他方第１基
板１０１における第２基板１０２との対向面には、対向
電極１０６が形成されている。そして、これら両基板１
０１・１０２の間に、液晶層１０５が挟持されており、
個々の画素駆動素子と対向基板１０６との間の液晶層１
０５に画素が形成されている。

【００２８】一方、撮像パネル６は、前述のパネル型イ
メージセンサにヒントを得たもので、従来のビデオカメ
ラ等の撮像手段が脊椎動物の単眼の構造を有していたの
に対し、これは、昆虫の複眼の構造を有するものであ
る。

【００２９】撮像パネル６は、例えばガラスやプラスチ
ック等からなる透光性の第３基板１０３を備えており、
一方面に複数の撮像素子がマトリクス状に配列してなる
撮像素子アレイ３が形成されている。詳細については後
述するが、撮像素子は受光素子からなる。

【００３０】さらに、この撮像素子アレイ３の前面側に
は、被写体からの反射光を撮像素子アレイ３に導く導光
部材（導光手段）４が配されている。上記導光部材４
は、その集光点の有無、及び集光点が撮像素子アレイ３
に対してどの位置にあるかにより、画像入出力装置１の
撮像系を決定するようになっている。

【００３１】即ち、図３の各図において、被写体７から
の反射光（撮像用の光）は導光部材４により撮像素子ア
レイ３に導光され、撮像素子アレイ３上で像７’が結像
されるが、ここで同図（ａ）に示すように、導光部材４
の集光点Ｐが被写体７から見て撮像素子アレイ３の裏面
側にある場合は広角レンズを用いた広角（縮小）撮像系
を、同図（ｂ）に示すように、集光点Ｐが存在せず反射
光が平行に撮像素子アレイ３に導光される場合は等価撮
像系（ミラー）を、また、同図（ｃ）に示すように、集
光点Ｐが撮像素子アレイ３の表面側にある場合は望遠レ
ンズを用いた望遠（拡大）撮像系をそれぞれ構成するこ
ととなる。

【００３２】上記導光部材４は、例えばピンホールアレ
イから構成することができる。ところが、導光部材４を
ピンホールアレイから構成すると、図４（ａ）に示すよ
うに、ピンホールアレイ８におけるピンホール８ａを通
る光は、ａ方向からくる光もｂ方向からくる光も撮像素
子アレイ３上に結像することとなる。そうすると、撮像
素子アレイ３に結像する個々の像の視野が大きくなって
しまい、所望の部位の光のみならず他の部位の光も撮像
素子に入射することとなり、画像の解像度が低下する、
或いは画像にボケがでることとなる。そこで、撮像素子
アレイ３上に結像する光の入射角を規制する光入射角制
限部材（光入射角制限手段）５が設けられている（図１
参照）。

【００３３】このような光入射角制限部材５を設けるこ
とで、図４（ｂ）に示すように、撮像素子アレイ３に入
射しようとする光は光入射角制限部材５にて規制され
る。これにより、ピンホール８ａに直進した光は、その
ままピンホール８ａを通過し撮像素子アレイ３上に結像
するが、ある角度θで入射した光は、ピンホールアレイ
８の側面で吸収されて撮像素子アレイ３には全く光が到
達しないか、或いは大幅に減衰した光が到達することと
なる。

【００３４】この光入射角制限部材５は、例えば同図
（ｃ）に示すような、ピンホールアレイ８のピンホール
８ａに各々対応した複数のマイクロレンズ９ａを有する
マイクロレンズアレイから構成することもできる。尚、
このようなマイクロレンズは、図に示すような凸レンズ
であっても、或いは凹レンズであってもよい。

【００３５】このような構成により撮像パネル６は、被
写体の映像を、複眼の個々の目に対応する撮像素子に結
像させて、被写体の全体映像を得ることができる。

【００３６】そして、上記画像入出力部１０の場合、図
１に示すように、液晶パネル２と撮像パネル６とは、液
晶パネル２における第２基板１０２の画素駆動素子アレ
イ１０４側とは反対側の面と、撮像パネル６における第
３基板１０３の撮像素子アレイ３側とは反対側の面と
が、接着層１０７を介して貼着されて一体化されてい
る。さらに、液晶パネル４の画素駆動素子アレイ１０
４、撮像パネル６の撮像素子アレイ３とは、接続配線１
０９・１０９を介して、これらの駆動回路を備えた回路
基板１０８にそれぞれ接続されている。

【００３７】また、本画像入出力装置１においては、撮
像方向と表示方向とが異なるため、上記画像入出力部１
０における個々の撮像素子と個々の画素駆動素子とは、
それぞれ画面全面に形成され、各々の素子が画面上の同
じエリアに形成されていても差し支えない。また、図１
においては、他の構成要素である例えばカラーフィル
タ、偏光板、遮光膜（層）、保護板（シート）等が図示
されていないが、これらが必要に応じて付加されている
ことは言うまでもなく、このことは、以降の画像入出力
部の説明においても同様である。

【００３８】このように、本実施例の画像入出力装置１
の構成では、画像入出力部１０における撮影手段が撮像
パネル６からなり、かつ、平板状の液晶パネル２と対向
した状態で配されているので、このような画像入出力部
１０を備えた画像入出力装置１は、従来の単眼の構成を
有する撮影手段を備えていた画像入出力装置に比べ、大
幅に薄型化されることとなり、携帯性を向上できる。

【００３９】また、上記の画像入出力部１０の構成にお
いては、撮像素子アレイ３に入射する撮像用の光（被写
体からの反射光）は、光入射角制限部材５及び導光部材
４を介して直接入射するので、例えば撮像用の光が透明
な基板を透過して撮像素子アレイ３に入射するような構
成に比べて、ボケ等のない鮮明な画像を得ることができ
る。

【００４０】尚、本実施例の画像入出力装置１の画像入
出力部１０においては、液晶パネル２と撮像パネル６を
貼着する際に、第２基板１０２と第３基板１０３とを接
着層１０７を介して貼着していたが、例えば図５に示す
ように、第２基板１０２と第３基板１０３との間に基板
挟持用の透光性基板１１０を配し、この基板１１０に第
２及び第３の基板１０２・１０３を実装した画像入出力
部１１としてもよい。さらに、この場合、基板１１０上
に撮像素子アレイ３を駆動する撮像制御用の回路及び／
又は画素駆動素子アレイ１０４を駆動する表示制御用の
回路を形成してもよい。

【００４１】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図６に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００４２】本実施例に係る画像入出力装置は、前記実
施例１における図２に示した画像入出力装置１と同様
に、撮像方向と表示方向とが逆向きの構成を有してお
り、図６に示す画像入出力部１２を備えている。

【００４３】画像入出力部１２は、前記図１に示した撮
像パネル６における第３基板１０３と液晶パネル２の第
２基板１０２とが共用されている構成であり、前記実施
例１の画像入出力部１０では、撮像素子アレイ３は、画
素駆動素子アレイ１０４が形成されている第２基板１０
２とは別の第３基板１０３に形成されていたのに対し、
撮像素子アレイ３が、第２基板１０２の画素駆動素子ア
レイ１０４側とは反対側の面に形成された構成となって
いる。このような構成とすることで、画像入出力部全体
の厚みと重さを左右する基板が１枚減った分だけ、画像
入出力部１２の厚みが薄くなると共に、軽くもなり、前
記実施例１における画像形成装置よりも、さらに薄型化
・軽量化することができる。

【００４４】〔実施例３〕本発明の他の実施例を図７な
いし図２６に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００４５】本実施例に係る画像入出力装置は、前記実
施例１における図２に示した画像入出力装置１と同様
に、撮像方向と表示方向とが逆向きの構成を有してお
り、図７に示す画像入出力部１３を備えている。

【００４６】図７に示すように、画像入出力部１３は、
前記実施例２の画像入出力部１２では、撮像素子アレイ
３が、第２基板１０２における画素駆動素子アレイ１０
４側とは反対側の面に形成されていたのに対し、撮像素
子アレイ３が画素駆動素子アレイ１０４と同じ面に形成
された構成となっている。この場合、撮像素子アレイ３
に入射する撮像用の光が、第２基板１０２を透光する際
に受ける屈折率等による影響を抑えるために、導光部材
４及び光入射角制限部材５についても撮像素子アレイ３
と同じ側に設けた方が好ましい。このような構成とする
ことで、前記実施例２の画像形成装置と同様に、前記実
施例１の画像入出力装置１よりさらに薄型化・軽量化が
図れると共に、画素駆動素子アレイ１０４と同一面に撮
像素子アレイ３が形成されるので、製造工程を簡素化で
きるという利点も備えている。

【００４７】尚、図面上では、撮像素子アレイ３と画素
駆動素子アレイ１０４とが積層構造になっているように
見えるが、実際には撮像素子と画素駆動素子とが、第２
基板１０２の表面上に形成されている。また、このよう
に、同一基板上に撮像素子アレイ３と画素駆動素子アレ
イ１０４とを形成する場合は、各々を別々に形成して
も、撮像素子兼画素駆動素子アレイとしてもよい。本実
施例の画像入出力部１３においては、前者のように形成
されている。後者の場合、製造工程をさらに削減するこ
とができるという利点を備えている。

【００４８】尚、上記画像入出力部１３では、透光性の
第２基板１０２を撮像素子アレイ３及び画素駆動素子ア
レイ１０４が形成される基板として用いていたが、図８
に示すように、導光部材４としての機能も備えさせた、
例えばファイバー基板１１１を用いて画像入出力部１４
のように構成してもよく、さすれば、部材点数及び製造
工程を削減できる。また、このような導光性のある基板
１１１を用いた場合は、光入射角制限部材５は、撮像素
子アレイ３側に設けなくとも、撮像素子アレイ３と反対
側に設けてもよい。

【００４９】尚、上記した実施例１〜３における各画像
入出力部１０〜１４では、何れも反射型の液晶パネル２
を有する画像入出力部を例示したが、透過型の液晶パネ
ルとしてもよい。透過型の液晶パネルを用いる場合、基
本的には画素を有する基板（即ち画素駆動素子アレイ１
０４或いは対向電極１０６が形成されている基板）と、
撮像素子を有する基板（即ち撮像素子アレイ３が形成さ
れている基板）とを別々としたとき、該基板間に表示用
光源を配する必要があるが、画素を有する基板と撮像素
子を有する基板との間に散乱層を設けることにより、外
光を表示用光源として用いることも可能である。この散
乱層は、例えば、高分子フィルム、或いはＰＤＬＣ（Po
lymer Dispersed Liquid Crystal) に代表される散乱状
態を有する液晶等により実現することができる。

【００５０】また、液晶パネルと撮像パネル６とで基板
を共用し、画素駆動素子アレイ１０４と撮像素子アレイ
３とを同一基板上に形成する場合には、（１）表示用光
源と撮像の光が通るパスを分離するか、或いは、（２）
時分割で、表示と撮像期間を分ける等の方法が考えられ
る。後者の場合、例えば、表示部の背面に、外部より光
散乱状態と透過状態を制御できる光散乱層、例えばＰＤ
ＬＣよりなる層を設けることで実現できる。

【００５１】続いて、本実施例の画像入出力装置が備え
る画像入出力部１３の構成をより詳細に説明する。

【００５２】上述したように、画像入出力部１３の場
合、同一基板上に撮像素子と画素駆動素子とが形成され
ている。撮像素子の受光方向と、撮像方向の関係につい
ては、大きく分けて、同方向（直接入力）と逆方向（反
射入力）の２通りがあり、逆の場合、表示用とは別に、
撮像素子専用の光伝達方向制御手段、例えば反射板を形
成してもよいが、上記画像入出力部１３が備える液晶パ
ネル２のように反射型の場合は、表示用の反射板と撮像
素子用の反射板とを共用することも可能であり、画像入
出力部１３では、反射電極の表示側とは反対側の面を利
用して、撮像を行っている（反射液晶表示装置について
は、特願平４−３３１８１０号を参照）。

【００５３】図９に示すように、光透過性の基板２０
（図７においては第２基板１０２に対応）における画素
駆動素子１０４ａと同一面上に撮像素子３ａが形成され
ている。図示しない導光部材を透過した光は反射電極２
１で下方に反射され、撮像素子３ａに入力される。尚、
反射電極２１の反射面は、図９に示すように乱反射面に
構成しなくともよく、図１０（ａ）に示すように、平坦
なものであってもよいが、望ましくは、完全に水平方向
に平坦なものよりは、撮像素子３ａに光が入射するよう
に同図（ｂ）に示す一定の傾斜面を有する構造や、同図
（ｃ）に示す波面状構造とするのがよい。さらには、波
面状構造は上面から見ると、同図（ｄ）に示すように１
点から周囲に広がる波紋のような構造であってもよく、
さらには、反射電極２１の表示側とは反対側の面は一種
のレンズ、所謂、反射鏡を構成してもよい。

【００５４】また、画素駆動素子１０４ａと撮像素子３
ａとは、図１１に示すように同一の画素駆動素子兼受光
素子２２にて共用してもよい。画素駆動素子兼受光素子
２２を用いると、各々を別の素子から形成したものに比
べて、製造工程数を削減でき、さらには、これらの素子
の占有面積を小さくできるので、パネルの開口率の向
上、或いは解像度の向上を図ることができるという利点
がある。

【００５５】尚、ここで述べた画像入出力部１３に対し
ては、上述した各画像入出力部１４の留意点を必要に応
じて適用することができ、例えば、光透過性基板２０は
前述のファイバ基板１１１であってもよく、これにより
先に述べたと同様の効果が期待できる。また、白黒（モ
ノクロ）のイメージのみではなく、カラーのイメージの
撮像にも応用できることは言うまでもない。

【００５６】続いて、画像入出力部１３での撮像素子３
ａ用いて撮像するための具体的な構成および撮像したイ
メージの伝送例について述べる。

【００５７】画素部において、画素駆動素子１０４ａと
撮像素子３ａを構成する場合、各々別々の素子として形
成する場合と、両者を同一の素子、或いは画素駆動素子
１０４ａの少なくとも一部と撮像素子３ａを共有する場
合、即ち、画素駆動素子兼撮像素子２２として形成する
２通りの場合が考えられることは、既に上述した。

【００５８】前者の場合、図１２（ａ）に示すよう画素
部３０内で画素駆動素子１０４ａと撮像素子３ａとを別
の素子として独立した構成、或いは、同図（ｂ）に示す
ように、例えば必要により設けられるスイッチ手段３１
を介して連結された構成があり、上記画像入出力部１３
は、図１２（ａ）に示す構成となっている。

【００５９】一方、後者の場合で、画素駆動素子１０４
ａの少なくとも一部と撮像素子３ａを共有する場合の構
成は、図１３（ａ）に示すように、例えば撮像したイメ
ージの情報を一旦（一時的に）蓄える情報蓄積手段３２
が必要となる。この情報蓄積手段３２は、画素駆動素子
１０４ａに付与された例えばＬＣ容量或いは補助容量を
共用してもよい。また、画素駆動素子兼撮像素子２２と
して構成する場合は、同図（ｂ）に示すように、ＴＦＴ
の画素トランジスタＴＲ₁が撮像素子を兼ねてもよい。
尚、同図（ｃ）に、同図（ｂ）で示した撮像機能を備え
た画素トランジスタＴＲ₁の構造例を示す。

【００６０】次に、上記した画素部３０における表示走
査信号、表示データ信号、イメージ走査信号、イメージ
データ信号を伝達する信号線の構成であるが、図１４に
示すように、イメージスキャン及びイメージデータの画
素表示部外への転送に用いるイメージ走査信号線４１と
イメージデータ信号線４２とは、別々に設けた構成が考
えられる。図１４中の４３は表示用走査信号線を示し、
４４は表示用データ信号線を示す。また、この他、図１
５に示すように、表示用とイメージ用とを共用する表示
兼イメージデータ信号線４５および表示兼イメージ走査
信号線４６を設けた構成も考えられ、さらにはこれらを
組み合わせて用いてもよい。尚、図１５に示すように、
各信号線を共用して設ける場合には、必要に応じて、各
信号線を切り換えるスイッチング手段を設ける必要があ
り、表示兼イメージデータ信号線４５を送られる表示デ
ータ信号とイメージデータ信号を切り換えるスイッチン
グ手段ＳＷ₁を設けている。

【００６１】尚、前述した画素駆動素子１０４ａと撮像
素子３ａの構成と走査線／データ線の構成の組み合わせ
は任意であり、場合によりこれらの組合せが必要に応じ
て変更されても何ら差し支えない。この具体的な一例を
図１６に示す。同図は、表示走査信号線４３とイメージ
走査信号線４１を独立して設け、表示データ信号線とイ
メージデータ信号線とを表示兼イメージデータ信号線４
５にて共用した場合について示している。図において画
素駆動素子１０４ａは画素トランジスタＴＲ₂よりな
り、液晶ＬＣ及び必要に応じて付加される補助容量Ｃ_S
を備えている。一方、撮像素子３ａは、受光素子ＯＰＴ
からなり、必要に応じて付加される負荷抵抗Ｒ₁及びイ
メージデータを蓄積するホールド容量Ｃ_Hを備えてい
る。上記画像入出力部１３では、この構成が採用されて
いる。

【００６２】尚、ここで、イメージデータを直接（他の
構成要件、例えば画素トランジスタＴＲ₂を介して転送
される場合も含めて）、イメージデータ信号としてイメ
ージデータ信号線（表示兼イメージデータ信号線）に転
送される構成の場合、このホールド容量Ｃ_Hは省略する
こともできる。

【００６３】一方、上記受光素子ＯＰＴの構成は任意で
あり、図１７（ａ）に示すようにホトトランジスタを使
用したり、同図（ｂ）に示すようにホトダイオードや、
同図（ｃ）に、示すように太陽電池等を使用したり、さ
らには、各素子を何層か積み重ねた積層構造としてもよ
い。また、一種類の受光素子ＯＰＴのみによらず、数種
類の受光素子ＯＰＴを組み合わせて用いてもよい。この
ように、一つの画像入出力装置において、複数の種類の
受光素子ＯＰＴを組み合わせて用いると、波長、或いは
光の強弱に起因する受光特性を補正することができる。
尚、図１６、図１７の（ａ）〜（ｃ）において示したバ
イアス手段は、必要に応じて（素子構造に応じて）付加
すればよい。

【００６４】次に、上記画像入出力部１３（前述の図１
６の構成を有する）における具体的な動作例について、
図１８、図１９を用いて説明する。図１８は、表示期間
の終了後一括してイメージの書き込み並びにイメージデ
ータの転送を行う方式であり、図１９は、各走査信号線
毎に表示用データをリフレッシュする前にイメージの書
き込み並びにイメージデータの転送を行う方式を示して
いる。

【００６５】図１８において、表示期間（表示データ書
込み期間）中に、例えば走査信号線の１行目から順に・
・・ｍ行目、・・・ｎ行目と画素トランジスタＴＲ₂の
ゲートをＯＮし（（ａ)(ｂ）参照）、表示兼イメージデ
ータ信号線（ソースバスライン）のデータを画素部３０
に書込む（（ｅ）参照）。表示期間（表示データ書込み
期間）の終了後、一旦ソースバスライン電位を一定の電
位にリフレッシュし、各表示走査信号線に連なる画素ト
ランジスタＴＲ₂を一斉にＯＮし、該一定の電位を各画
素部３０（ＬＣ容量、補助容量）に書き込む。尚、この
リフレッシュは、画素部３０或いはバスラインに充電さ
れている電荷により、ピックアップされたイメージデー
タが変動を起こさないように行うものである。その後の
イメージデータ転送期間で、１行目から順に資料上のイ
メージをピックアップし、データバスラインを介してイ
メージデータの転送を行う。即ち、１行目から順に・・
・ｍ行目、・・・ｎ行目とトランジスタＴＲ₃のＯＮと
同期して同一画素を形成する画素トランジスタＴＲ₂を
ＯＮする（（ａ)(ｂ）参照）。

【００６６】尚、ここで各走査信号線に連なる画素トラ
ンジスタＴＲ₂は、トランジスタＴＲ₃と同期してＯＮ
としているが、これは他の動作タイミングをとってもよ
く、例えば、イメージデータ転送期間中の一定期間にお
いて画素トランジスタＴＲ₂は一斉にＯＮしていても差
し支えない。また、これとは逆に全トランジスタＴＲ₃
を一斉にＯＮし、一旦画素表示部にイメージデータの取
り込みを行い、引き続いて各ソースバスラインに連なる
画素トランジスタＴＲ₂を走査信号線毎に順次ＯＮし、
画素表示部に蓄えたデータを順次、ソースバスラインを
介して転送する構成としてもよい。尚、画素部３０に一
旦イメージをピックアップする構成をとる場合には、バ
スラインに直接イメージデータを書込む場合よりもデー
タ受信に設けるアンプの増幅度／ＮＦに対して留意する
必要があるが、反面、受光素子ＯＰＴにより生成される
電荷が少なくともよいというメリットがある。

【００６７】次に、イメージデータの転送を一括して行
うのではなく、各表示用データをリフレッシュする直前
に、各走査信号線毎にバスラインを介して転送する手法
について図１９に基づき説明する。本方式によれば一括
してイメージデータ転送を行う場合に発生が予想される
表示のちらつき、さらには表示の中断を抑えることがで
きる。図１９において、各ラインの画素トランジスタＴ
Ｒ₂ゲートＯＮ期間は、リセット期間、イメージデータ
転送期間、表示データ書込み期間からなる。あるフィー
ルドの表示期間終了後、表示データを新たに画素部３０
に書き込む前に、一旦バスライン共々、画素容量（ＬＣ
容量、補助容量他）を一旦基準電位にリフレッシュ（リ
セット期間）し、次いで、イメージデータのピックアッ
プ並びに転送（イメージデータ転送期間）を行う
（（ａ)(ｂ）参照）。イメージデータ転送期間において
は、同期して、同一画素に連なるトランジスタＴＲ₃を
ＯＮする（（ｄ)(ｅ）参照）。イメージデータ転送期間
の終了後、表示データの書込み期間に移り、バスライン
のデータを画素容量に書き込む（（ｃ）参照）。

【００６８】尚、受光素子ＯＰＴから、データ蓄積手段
Ｃ_Hへのデータの取り込みは常時行ってもよいが、必要
に応じて期間を限定してデータ信号線にデータを転送す
る期間と同期関係、例えば同時に行ってもよい。このよ
うな場合、例えば図２０に示すように、受光手段である
受光素子ＯＰＴにさらにスイッチ手段としてトランジス
タＴＲ₄を設けて、イメージの読み込みを制御してもよ
い。特に、画素部３０毎に発光素子ＯＰＴを形成した場
合には発光素子ＯＰＴをイメージデータを読み込む画素
に対応して順次、或いは隣接する発光素子ＯＰＴによる
妨害を防ぐ為にランダムにＯＮする構成としてもよい。
また、イメージデータの読み込みと、イメージデータの
転送は、１フィールド期間中に完了する必要はなく、複
数フィールドにわたってなされてもよいということは言
うまでもない。

【００６９】次に、以上述べた画像入出力部１３を備え
た画像入出力装置のシステム構成について説明する。図
２１は、本画像入出力装置のシステム構成を示すブロッ
ク図である。画像入出力装置が画像出力装置、即ち、画
素表示装置として動作するときには、図２１において、
スイッチＳＷ₂をａ側に倒し、表示データ転送ドライバ
５２より表示データを画像表示部５０に転送し、表示走
査ドライバ５３は表示データ格納画素行に関しての表示
走査ドライバ出力をアクティブ状態として、データ信号
線上のデータを画素部３０に格納する。

【００７０】一方、画像入出力装置が画像入力装置とし
て動作する時には、イメージ走査ドライバ５４を構成に
より順次、或いは一括してＯＮ状態としてイメージの読
み込み、或いは読み込みと同時に必要により表示を行
う。読み込みデータの転送する際にはスイッチＳＷ₂を
ｂ側に倒し、必要に応じて設けられるイメージデータ増
幅回路５５により、イメージデータ信号の増幅を行い、
該増幅された信号をＣＰＵ／記憶手段などにより構成さ
れる画像データ処理回路５６に転送する。同画像データ
処理回路５６によりデータ処理された信号の内、表示に
供される信号は、表示データ転送ドライバに転送され、
表示データ信号として画像表示部５０に送られる。

【００７１】尚、図２１の構成は一例を示したものにす
ぎず、他の構成、例えば図２２に示すように素子耐圧な
どの回路条件が許されるなら表示データ転送ドライバ５
２とイメージデータ増幅回路５５は、スイッチＳＷ₂を
介さずに（必要によりバスラインを介して）直接接続し
てもよいし、表示走査ドライバ５３とイメージ走査ドラ
イバ５４も（必要によりバスラインを介して）直接接続
してもよい。加えて、イメージ走査信号線と表示走査信
号線を共用して用いる場合には、イメージ走査ドライバ
５４と表示走査ドライバ５３は共用してもよい。さらに
述べるなら、イメージデータ増幅手段５５も画像表示部
５０に設けてもよい。

【００７２】ところで、撮像条件、例えば周囲光の明る
さにより受光レベルが異なる為、外光に応じてピックア
ップデータに補正を加える必要が生じる場合がある。図
２３にその一例を示す。即ち、画像表示部５０或いはそ
の周辺に外光レベル検出手段５７を設け、その検出信号
をに示すようにＣＰＵ記憶手段他よりなる信号処理回
路５８に入力し、予め定める補正係数に基づいてデータ
の補正を行う。或いは、に示すように外光レベル検出
手段５７の出力をイメージデータ増幅回路５５に入力
し、該回路５５の増幅度を変えることにより、イメージ
データに補正を加えることもできる。さらには外光を自
動判定しなくとも、手動操作により表示データを確認し
ながらイメージデータのレベル補正を行うことも可能で
ある。これは、イメージピックアップ光として外光を利
用しない他の構成の時も有効である。

【００７３】また、受光素子ＯＰＴの応答速度の問題か
ら、所定の時間では十分に受光レベルを稼げない時に
は、１枚の絵を撮像する時間を外部より、制御する構成
としてもよい。

【００７４】この他、受光光学系の問題により、撮像イ
メージに所謂ボケが生じた場合には、装置自体に設けら
れた、例えばライブラリと撮像データを比較することに
より、撮像データの補正を行ってもよい。この種の手法
は、特に、文字、文書等を撮影した場合には有効であ
る。

【００７５】以上の各説明においては撮像素子３ａと画
素駆動素子１０４ａとを設ける比率を１：１の構成とし
たが、本発明はこれに限らず図２４に示すように１つの
画素部３０において、１つの画素駆動素子１０４ａに対
して複数個の撮像素子３ａ、好ましくは奇数個の撮像素
子３ａを設けてもよい。このように複数個の撮像素子３
ａを設ける一つのメリットとしてピックアップイメージ
データ（撮像データ）のエラーの発生を抑える効果があ
る。すなわち１つの例として図２５（ａ）に示すように
多数決の論理を用いて論理判定を行うことができる。つ
まり、同一画素内にある３つの受光素子３ａの一つをＮ
ｏ．１、他の一つをＮｏ．２、残りをＮｏ．３とし、各
受光素子３ａにて検出したピックアップイメージデータ
がＡ、Ａ、Ｂであるとき、多い方のＡと判定する。

【００７６】また、同図（ｂ）に示すように、一つのイ
メージを読み込むのに時間はかかるが、一つの画素を何
回か、この例では３回読んで、多数決の論理を用いて論
理判定を行うこともできる。後者の方法は前者に比べ、
開口率の低下を抑えることができるというメリットがあ
る。また、ここではエラーの発生を抑える方法として多
数決の論理を用いたが、他の方法、例えば、平均値を用
いる方法等を取ってもよい。また以上に述べた判定は、
画素部領域で行ってもよいし、図２１、図２３において
示したＣＰＵ記憶手段等からなる画像データ処理回路５
６または信号処理回路５８において行ってもよい。

【００７７】〔実施例４〕本発明の他の実施例を図２６
及び図２７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
尚、説明の便宜上、前記実施例１〜３にて示した部材と
同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、そ
の説明を省略する。

【００７８】図２６（ａ)(ｂ）に示すように、本実施例
に係る画像入出力装置６０は、前記実施例１〜３の画像
入出力装置の場合、撮像方向と表示方向とが互いに逆方
向をなしていたのに対し、撮像方向及び表示方向が同じ
方向をなしている。このような画像入出力装置６０は、
例えば同図（ａ）に示すように、複数の画像入出力装置
６０…間で、ＴＶ電話システム等に応用される。即ち、
画像入出力装置６０の画面６０ａを見ている人物Ａは、
画像入出力装置６０の図示しない撮像手段により撮像さ
れて、この映像信号データが、対話者である人物Ｂの見
ている画像入出力装置６０’に転送され、人物Ｂの見て
いる画面６０ａ’に表示される一方、人物Ｂも画像入出
力装置６０’に備えられた図示しない撮像手段により撮
像されて、人物Ａの画像入出力装置６０の画面６０ａに
表示される。

【００７９】また、同図（ｂ）に示すように、画像入出
力装置６０の画面６０ａを見ている人物Ａ自身が、画像
入出力装置６０に備えられた図示しない撮像手段にて撮
像されて画面６０ａ上に表示されるというように、
『鏡』のような状態でも使用される。

【００８０】本実施例の画像形成装置６０に搭載される
画像入出力部は、基本的な構成は前記の実施例１〜３の
図１、図６ないし図９に示した各画像入出力部１０〜１
４の構成と同様であるが、反射型の液晶パネルとした場
合には、当然のことながら、図のように、反射電極（反
射板）は、図１に示す前記実施例１の画像入出力部１０
では第２基板１０２側に設けられていたが、表示側とは
反対の第１基板１０１上に設けられている。

【００８１】一方、透過型の液晶パネルの場合には、特
にこのような制約は無く、加えて、同一基板上に撮像素
子アレイ３と画素駆動素子アレイ１０４とを設けても、
前述した（１）或いは（２）の留意点に特に注意を払わ
なくともよい。しかしながら、前記各実施例のように、
撮像方向と表示方向が逆方向の場合は、撮像素子アレイ
３の撮像素子３ａと画素駆動素子アレイ１０４の画素駆
動素子１０４ａとを別々の素子から形成し、これらを画
面全面に配しても何ら支障はなかったが、本実施例の画
像入出力装置６０のように、撮像方向と表示方向とが同
一の装置では、（３）画素駆動素子アレイ１０４を形成
する領域と、撮像素子アレイ３を形成する領域とを分割
して配するか、或いは（４）同一素子を用いて時分割で
用いる等に留意する必要がある。

【００８２】尚、上記（３）の画素駆動素子アレイ１０
４を形成する領域と、撮像素子アレイ３を形成する領域
とを分割して配した構成は、既に前記の実施例３にて示
した通りである。

【００８３】これによれば、例えば上述したＴＶ電話や
ＴＶ会議システム等の対話型表示装置に採用した場合、
通話者が画面６０ａ上に表示されている通話相手の顔を
見ながら通話を行っても、両者の視線が合い、自然な視
線で通話を行うことが可能となる。この結果、薄型の携
帯性に優れた構成を維持して、かつ、視線の自然な画像
形成装置を得ることができ、今後、情報化社会の進展と
共に対話型表示装置の分野において飛躍的な効果をもた
らすことができる。

【００８４】また、『鏡』のように使用した場合は、本
当の鏡のような像が得られる。

【００８５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の画像入出力装置
は、以上のように、表示に供する画素がマトリクス状に
配列されたパネル型の表示手段と、光検出を行う複数の
受光素子がマトリクス状に配列されたパネル型の撮像手
段とを有し、これら表示手段及び撮像手段が対向して配
されている構成である。

【００８６】これにより、この撮像手段の厚みは従来の
単眼の構成を採用している撮像手段の厚みに比べて非常
に薄くなり、このような薄型の撮像手段を、パネル型の
表示手段と対向して配することで構成された画像入出力
装置は、薄型で携帯性に優れたものとなるという効果を
奏する。しかも、表示エリアと撮像エリアとは等しいの
で、例えば上述したＴＶ電話やＴＶ会議システム等の対
話型表示装置に採用した場合、通話者が画面上に表示さ
れている通話相手の顔を見ながら通話を行っても、両者
の視線が合い、自然な視線で通話を行うことが可能とな
る。これにより、視線が自然で、かつ携帯性にも優れた
画像形成装置を得ることができるという効果を奏する。

【００８７】本発明の請求項２記載の画像入出力装置
は、以上のように、請求項１記載の画像入出力装置にお
いて、上記表示手段における画素が配列されている基板
と、上記撮像手段における受光素子が配列されている基
板とが、同一基板となった構成である。

【００８８】これにより、上記請求項１の構成による効
果に加え、画像入出力装置のさらなる薄型化が図れ、携
帯性をより一層向上することができるという効果を奏す
る。

【００８９】本発明の請求項３記載の画像入出力装置
は、以上のように、請求項２記載の画像入出力装置にお
いて、上記表示手段における画素を駆動する画素駆動素
子と、上記撮像手段における受光素子とが同一の素子か
らなる構成である。

【００９０】これにより、上記請求項２の構成による効
果に加え、各々を別の素子から形成したものに比べて、
製造工程数を削減でき、さらには、これらの素子の占有
面積を小さくできるので、パネルの開口率の向上、或い
は解像度の向上を図ることができるという効果を奏す
る。

【００９１】本発明の請求項４記載の画像入出力装置
は、以上のように、請求項１、２又は３記載の画像入出
力装置において、上記撮像手段の前面側に、導光手段が
配されており、この導光手段は、受光素子上に平行に光
を導くか、或いは、集光点を有しており、この集光点が
撮像される被写体からみて受光素子の裏面側、或いは表
面側にある構成である。

【００９２】これにより、上記請求項１、２又は３の構
成による効果に加え、等価撮像系（ミラー）、広角（縮
小）撮像系、望遠（拡大）撮像系のそれぞれの画像入出
力装置を得ることができるという効果を奏する。

【００９３】本発明の請求項５記載の画像入出力装置
は、以上のように、請求項４記載の画像入出力装置にお
いて、上記導光手段は、撮像手段における受光素子が形
成される基板を導光機能を有する基板から構成すること
で形成されている構成である。

【００９４】これにより、上記請求項４の構成による効
果に加え、導光手段と基板とを各々別個に設けていた構
成に比べ、部品点数及び製造工程数を削減できるという
効果を奏する。

【００９５】本発明の請求項６記載の画像入出力装置
は、以上のように、請求項４又は５記載の画像入出力装
置において、上記導光手段の前面、或いは上記受光素子
の前面側に、導光手段もしくは受光素子に入射する光の
入射角を規制する光入射角制限手段が配されている構成
である。

【００９６】これにより、上記請求項４又は５の構成に
よる効果に加え、受光素子上に最終的に集光される光の
視野を狭めることができ、撮影映像の解像度を上げるこ
とができ、ボケの発生を抑えることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、画像入出力装
置に備えられた画像入出力部の断面図である。

【図２】上記画像入出力装置における撮像方向と表示方
向、及び画面に表示される像を示す説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、上記画像入出力装置に備え
られる導光部材により、撮像用の光が撮像素子アレイに
導光され、撮像素子アレイ上で結像されるようすを示す
説明図であり、（ａ）は導光部材の集光点が被写体から
見て撮像素子アレイの裏面側にある場合の広角（縮小）
撮像系を、同図（ｂ）は、集光点が存在せず反射光が平
行に撮像素子アレイに導光される場合の等価撮像系（ミ
ラー）を、同図（ｃ）は集光点が撮像素子アレイの表面
側にある場合の望遠（拡大）撮像系を示している。

【図４】（ａ）は導光部材をピンホールアレイから構成
した場合に被写体からの撮像の光が直接ピンホールの入
射する際のピンホールを通過する光の方向を示す説明図
であり、（ｂ）はピンホールアレイの光入射側に配され
た光入射角制限部材を通過する光の方向を示す説明図で
あり、（ｃ）はピンホールアレイの光入射側にマイクロ
レンズアレイ（図ではマイクロレンズ）を配した際のピ
ンホールを通過する光の方向を示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例を示すもので、画像入出力
装置に備えられた画像入出力部の断面図である。

【図６】本発明の他の実施例を示すもので、画像入出力
装置に備えられた画像入出力部の断面図である。

【図７】本発明の他の実施例を示すもので、画像入出力
装置に備えられた画像入出力部の断面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示すもので、画像入出力
装置に備えられた画像入出力部の断面図である。

【図９】図７に示す画像入出力部の要部の構成を示す説
明図であり、反射型の液晶パネルにおける表示用の反射
電極と撮像素子用の反射電極とが共用された構成を示し
ている。

【図１０】（ａ）〜（ｄ）は図９に示す反射電極の別の
構造を示す説明図であり、（ａ）は水平方向に平坦なも
の、（ｂ）は一定の傾斜面を有するもの、（ｃ）は波面
状構造を有するもの、（ｄ）は１点から周囲に広がる波
紋のような構造を有するものを示している。

【図１１】反射型の液晶パネルにおける表示用の反射電
極と撮像素子用の反射電極とが共用され、かつ、画素駆
動素子と撮像素子の機能を備えさせた、画素駆動素子兼
受光素子が用いられた構成を示す説明図である。

【図１２】（ａ）は図７に示す画像入出力部の要部の構
成を示す模式図であり、画素駆動素子と撮像素子とを各
々画素内で独立して設けた１画素における構成を示し、
（ｂ）はスイッチ手段を介して撮像素子と画素駆動素子
とが連結された１画素における他の構成を示す模式図で
ある。

【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、図１１に示す画素駆動
素子兼受光素子の１画素における構成を示す模式図であ
り、（ａ）は画素駆動素子の少なくとも一部と撮像素子
を共有する場合の構成を示し、（ｂ）は画素駆動素子に
撮像素子が兼ね備えられている構成を示し、（ｃ）は
（ｂ）で示した撮像機能を備えた画素駆動素子の構造例
を示す要部断面図である。

【図１４】イメージ走査信号線とイメージデータ信号
線、及び表示用走査信号線と表示用データ信号線が各々
別々に設けられている構成を示す模式図である。

【図１５】表示用とイメージ用とを共する表示兼イメー
ジデータ信号線及び表示兼イメージ走査信号線が設けら
れている構成を示す模式図である。

【図１６】図７に示す画像入出力部の要部の構成を示す
もので、表示走査信号線とイメージ走査信号線を独立し
て設け、表示データ信号線とイメージデータ信号線とを
表示兼イメージデータ信号線にて共用した構成を示す回
路図である。

【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、撮像素子である受光素子
の具体例を示す回路図であり、（ａ）はホトトランジス
タを使用したもの、（ｂ）はホトダイオードを使用した
もの、（ｃ）は太陽電池等を使用したものを示してい
る。

【図１８】図７に示す画像入出力部における動作例を示
すタイミングチャートであり、表示期間の終了後一括し
てイメージの書き込み並びにイメージデータの転送を行
う方式を示している。

【図１９】図７に示す画像入出力部における他の動作例
を示すタイミングチャートであり、各走査信号線毎に表
示用データをリフレッシュする前にイメージの書き込み
並びにイメージデータの転送を行う方式を示している。

【図２０】受光素子ＯＰＴから、データ蓄積手段Ｃ_Hへ
のデータの取り込みを必要に応じて期間を限定してデー
タ信号線にデータを転送する期間と同時に行う場合の画
素部の回路図である。

【図２１】図７の画像入出力部１３を備えた画像形成装
置のシステム構成を示すブロック図である。

【図２２】画像入出力装置の別のシステム構成を示すブ
ロック図である。

【図２３】画像入出力装置の別のシステム構成を示すブ
ロック図である。

【図２４】画素部の他の構成を示すもので、１つの画素
において、１つの画素駆動素子に対して複数個の受光素
子が設けられている構成を示す説明図である。

【図２５】（ａ）及び（ｂ）は、図２４のように、複数
の受光素子を設けた場合に行う論理判定法を示す説明図
である。

【図２６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施例に
おける画像入出力装置の撮像方向と表示方向、及び画面
に表示される像を示す説明図である。

【図２７】図２６に示す画像入出力装置に備えられた画
像入出力部の断面図である。

【符号の説明】

１画像入出力装置２液晶パネル（表示手段）３撮像素子アレイ３ａ撮像素子（受光素子）４導光部材（導光手段）５光入射角制限部材（光入射角制限手段）８ピンホールアレイ（導光手段）１０画像入出力部１１画像入出力部１２画像入出力部１３画像入出力部１４画像入出力部３０画素部６０画像入出力装置６１画像入出力部１０１第１基板１０２第２基板１０３第３基板１０４画素駆動素子アレイ１０４ａ画素駆動素子１０６対向電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示に供する画素がマトリクス状に配列さ
れたパネル型の表示手段と、光検出を行う複数の受光素
子がマトリクス状に配列されたパネル型の撮像手段とを
有し、これら表示手段及び撮像手段が対向して配されて
いることを特徴とする画像入出力装置。
【請求項２】上記表示手段における画素が配列されてい
る基板と、上記撮像手段における受光素子が配列されて
いる基板とが、同一基板であることを特徴とする上記請
求項１記載の画像入出力装置。
【請求項３】上記表示手段における画素を駆動する画素
駆動素子と、上記撮像手段における受光素子とが同一の
素子からなることを特徴とする上記請求項２記載の画像
入出力装置。
【請求項４】上記撮像手段の前面側に、導光手段が配さ
れており、この導光手段は、受光素子上に平行に光を導
くか、或いは、集光点を有しており、この集光点が撮像
される被写体からみて受光素子の裏面側、或いは表面側
にあることを特徴とする上記請求項１、２又は３記載の
画像入出力装置。
【請求項５】上記導光手段は、撮像手段における受光素
子が形成される基板を導光機能を有する基板から構成す
ることで形成されていることを特徴とする上記請求項４
記載の画像入出力装置。
【請求項６】上記導光手段の前面側、或いは上記受光素
子の前面側に、導光手段もしくは受光素子に入射する光
の入射角を規制する光入射角制限手段が配されているこ
とを特徴とする上記請求項４又は５記載の画像入出力装
置。