(57)【要約】【課題】  一つの装置によって画像読み取り機能と表示機能を実現することができる画像読み取り機能付き表示装置を提供する。【解決手段】  一画素相当の微小構造物内に、赤色、緑色、青色の各三原色の発光手段と、光の明暗を電気信号に変換する光電変換手段と、微小構造物の一側面に、光学的に透明状態または拡散状態のいずれかに切り替え可能な透明拡散切り替え手段とを備え、前記微小構造物が同一平面上に複数配置したことを特徴とする。【選択図】    図１
2005101822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一画素相当の微小構造物内に、
赤色、緑色、青色の各三原色の発光手段と、
光の明暗を電気信号に変換する光電変換手段と、
微小構造物の一側面に、光学的に透明状態または拡散状態のいずれかに切り替え可能な透明拡散切り替え手段とを備え、
前記微小構造物を同一平面上に複数配置したことを特徴とする画像読み取り機能付き表示装置。
【請求項２】
前記透明拡散切り替え手段により、微小構造物の一側面を透明状態とし、該側面を画像読み取りの対象物に接触させ、
前記発光手段により赤色、緑色、青色を順番に発光させることにより、画像読み取り機能を動作させることを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り機能付き表示装置。
【請求項３】
前記透明拡散切り替え手段により、微小構造物の一側面を拡散状態とすることにより表示面とし、前記発光手段により赤色、緑色、青色の発光を混合拡散させて表示機能を動作させることを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り機能付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷物や手書き文字など、面上に記録されている画像情報を、コンピュータ等による記憶や加工処理が可能なデータとして取り込むとともに、読み取った画像情報、あるいはユーザによって指定されるその他の静止画や動画を表示することができる画像読み取り機能付き表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一つの装置面において、画像読み取り機能と表示機能の両方を提供する方式として、液晶表示ドットと光電変換素子の組み合わせにより実施する方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【特許文献１】特開２０００−３４１５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の技術を用いる場合、同一表面上に二つの機能が実装されているとしても、画像読み取り機能として働く部分に表示機能はなく、逆に表示機能として働く部分には、画像読み取り機能はない。特許文献１の装置では、光電変換素子と表示ドットが市松模様状に配置されているが、光電変換素子群の面積を大きくすると表示ドット群の面積が小さくなり、表示ドット群の面積を大きくすると光電変換素子群の面積が小さくなるという、二律背反の問題がある（図７参照）。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一つの装置によって画像読み取り機能と表示機能を実現することができる画像読み取り機能付き表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、一画素相当の微小構造物内に、赤色、緑色、青色の各三原色の発光手段と、光の明暗を電気信号に変換する光電変換手段と、微小構造物の一側面に、光学的に透明状態または拡散状態のいずれかに切り替え可能な透明拡散切り替え手段とを備え、前記微小構造物が同一平面上に複数配置したことを特徴とする。
一画素相当の微小構造物内に、赤色、緑色、青色の各三原色の発光手段を設け、画像読み取り装置機能として使う時には、読み取り対象物を照らすための光源として利用し、表示機能として利用する時には、光の三原色の光源として利用する。また、微小構造物内に、光の明暗を電気信号に変換する光電変換手段を設け、発光手段によって照らされた原稿面からの配光を受光して、１画素相当の明暗の読み取り可能とする。微小構造物の一側面として、光学的に透明状態か拡散状態に切り替え可能な透明拡散切り替え手段を設け、透明状態では画像読み取りの画素として、拡散状態では表示の画素とて機能させる。これら微小構造物が同一平面上に複数個並ぶことによって構成される画像読み取り機能付き表示装置が実現できる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記透明拡散切り替え手段により、微小構造物の一側面を透明状態とし、該側面を画像読み取りの対象物に接触させ、前記発光手段により赤色、緑色、青色を順番に発光させることにより、画像読み取り機能を動作させることを特徴とする。
前記透明拡散切り替え手段により、微小構造物の一側面を透明状態とし、ユーザは、この面に対して画像読み取りの対象物を接触させる。ここで、赤色、緑色、青色の発光手段を順番に発光させることにより、光電変換手段は、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタを適用して得た場合と同様の光情報を得て、各成分の明暗を検出する。これら微小構造物が同一平面上に複数個並ぶことによってカラーの画像読み取りが可能な画像読み取り機能付き表示装置が実現できる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記透明拡散切り替え手段により、微小構造物の一側面を拡散状態とすることにより表示面とし、前記発光手段により赤色、緑色、青色の発光を混合拡散させて表示機能を動作させることを特徴とする。
前記の透明拡散切り替え手段により、微小構造物の一側面を拡散状態とし、ユーザは、この面を表示面として眺めることとする。微小構造物内の赤色、緑色、青色の発光手段の発光を拡散状態となっている透明拡散切り替え手段で混合拡散させ、三原色各発光の強弱により任意の色が再現可能な画素を構成する。これら微小構造物が同一平面上に複数個並ぶことによって表示が可能な画像読み取り機能付き表示装置が実現できる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、一つの装置における一平面で、画像読み取り機能と表示機能を実現することができる。また、従来技術では、一平面上に、画像読み取り専門の領域と、表示専門の領域が分かれており、一方を多くすると他方が少なくなるという二律背反の問題があったが、本技術においては、表示機能実施時において、一平面全体を表示の領域として利用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態による画像読み取り装置を図面を参照して説明する。図１は、画素を構成する微小構造物として、三角錐を適用する場合の構成を示す図である。三角錐の側面三面の内側は、それぞれ赤色、緑色、青色の発光平面になっているが、図１では赤色発光面（紙面手前側の面）を取り外し、内部構造を見えるようにしており、その他の側面が緑色発光面１２０、青色発光面１３０となっている。また、三角錐の底面部は正三角形で、かつ透明状態と拡散状態の切り替えが可能な透明拡散切り替え面１４０であって、エレクトロクロミック素材、液晶素材等によって構成する。さらに、三角錐内側の頂点付近には、光の明暗を電気信号に変換する光電変換素子１５０が組み込まれる。
【００１０】
図２は、微小三角錐を透明状態となった透明拡散切り替え面を通して内部構造を見上げた場合の構成を示す図である。赤色発光面１１０、緑色発光面１２０、青色発光面１３０は三角錐の内部に向かって自発光する面であって、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素材等によって構成する。
【００１１】
図３は微小三角錘の断面であって、透明拡散切り替え面が透明状態にあり、画像読み取り装置として機能する場合の光路を示す図である。緑色発光面１２０が発する光は、透明状態となっている透明拡散切り替え面１４０を通して原稿２００を斜め上方から照らす。原稿２００を照らした光の配光成分のうち、三角錐の頂点方向に向かう成分が光電変換装置１５０によって検出され、原稿２００の明暗が電気信号に変換される。これにより、原稿２００の読み取り対象面の明暗を読み取る時の基本的な動作である。
【００１２】
ところで、原稿が写真などのカラー原稿である場合、光の三原色である赤成分、緑成分、青成分をそれぞれ読み取り、各成分を合成することによってカラー情報を再現することができる。ここで改めて、カラー情報を読み取る場合の動作を記述する。まず、第一段階として、赤色発光面１１０が発光し、緑色発光面１２０と青色発光面１３０は消灯する。
これにより、赤色成分だけの光が原稿２００を照らすことになるが、光電変換素子１５０からみれば、この状態は自然光で照らされた原稿２００を赤色カラーフィルターを通し、赤色成分のみを抽出して受光することと同じ状況となる。この状況で光電変換素子１５０が動作することにより、原稿の赤色成分に関する情報を電気信号として取り出すことが可能となる。同様に、第二段階では緑色発光面１２０のみが発光することで、原稿の緑色成分に関する情報を取り出すことができ、第三段階では青色発光面１３０のみが発光することで、原稿の青色成分に関する情報を取り出すことができる。
【００１３】
ここに述べた三つの段階を経ることにより、微小構造物である三角錐に１つだけ内蔵される光電変換素子を用いて、読み取り対象の赤色、緑色、青色の各成分を取り出すことが実現でき、カラー１画素相当の読み取りが可能になる。
【００１４】
図４は微小三角錐の断面であって、透明拡散切り替え面が拡散状態にあり、表示装置として機能する場合の光路を示すものである。緑色発光面１２０が発する光は、拡散状態となっている透明拡散切り替え面１４０によって拡散され、ユーザ側からは透明拡散切り替え面が緑色に発光しているように見える。これが、表示装置における明暗再現の基本的な動作である。同時に、赤色発光面１１０、青色発光面１３０も動作させることにより、光の三原色を合成し、任意の色を再現することができ、微小構造物である三角錐１つだけで、カラー１画素相当の表示が可能になる。
【００１５】
図５は、微小構造物である三角錐を同一平面上に敷き詰めた場合の構成を示す図であり、透明拡散切り替え面方向から三角錐の内側を見た図である。この図に示す通り、三角錐は隙間なく敷き詰めることができ、表示動作をする時の表示面となる透明拡散切り替え面は、面全体に広がることになり、本発明が解決しようとする課題に対して効果があることを示すものである。
【００１６】
次に、画像読み取り装置として機能させる場合の動作を説明する。図６における、読み取り部２７０は、図５に示す三角錐を敷き詰めたものである。ユーザは、画像読み取りを実施する場合、読み取り対象物を、透明拡散切り替え面に密接させる。
続いて画像読み取りの要求を、操作検出部２３０に入力することによって、装置に伝える。これを受けて、操作検出部は２３０は、ユーザの画像取り込み要求を制御部２２０に伝える。制御部２２０は、ユーザの要求が画像取り込みであることを認識し、画像読み取り処理部２４０に処理開始を通知する。処理開始の通知を受け取った画像読み取り処理部２４０は、読み取り部２００を構成する個々の三角錐に対し、透明拡散切り替え面を透明状態にするよう指示を出す。続いて、画像読み取り処理部２４０は、各三角錐の赤色発光面、緑色発光面、青色発光面を順番に点灯させるように指示し、それぞれが発光した時の光電変換素子の出力を収集し、各色成分を表現するデータ形式に変換して、情報記億部２１０に記憶する。画像の読み取りが完了し、そのデータを情報記億部２１０に記憶した後、画像読み取り処理部２４０は、制御部２２０に対し処理完了を通知する。この動作により、画像読み取り装置としての機能を実現することができる。
【００１７】
次に、表示装置として機能させる場合の動作を説明する。ユーザは、表示を実施する場合、透明拡散切り替え面が自分の目で見えるよう、読み取り部２００の向きを調整する。続いて表示要求と表示ソースを、操作検出部２３０に入力することによって、装置に伝える。これを受けて、操作検出部は２３０は、ユーザの表示要求と指定された表示ソースを制御部２２０に伝える。制御部２２０は、ユーザの要求が表示であることを認識し、表示処理部２５０に処理開始を通知する。処理開始の通知を受け取った表示処理部２５０は、読み取り部２００を構成する個々の三角錐に対し、透明拡散切り替え面を拡散状態にするよう指示を出す。表示処理部２５０は、ユーザが指定した表示ソースが装置中の記憶情報である場合、情報記億部２１０に記憶されている画像データを情報ソースとし、ユーザが指定した表示ソースが外部入力信号である場合、外部信号入力部２６０がコード化し表示処理部２５０に送るデータを情報ソースとする。表示処理部２５０は情報ソースを表示するよう、読み取り部２００の各三角鍾内の赤、緑、青の発光面の明暗を調整し、拡散状態となっている透明拡散切り替え面に色を再現し、表示処理を実施する。表示処理部２５０は、全ての三角錐を表示状態へ移行させた後、制御部２２０に対し表示完了を通知する。この動作により、表示装置としての機能を実現することができる。
【００１８】
なお、微小構造物である三角錐の構造において、三原色の側面と透明拡散切り替え面に囲まれた中空構造のような説明となっているが、透明拡散が切り替え可能な素材によって三角錐の内部を充填し、それによって底面まで含めて構成する構造であってもよい。また、ここでは微小構造物と三角錐を用いた場合の例を示したが、四角錐、六角錐など、平面状に隙間無く敷き詰められる構造であれば、同様の効果を得ることが可能である。
【００１９】
このように、一つの画素の構造が、底面が正三角形の三角錐形状であり、底面を透明状態と拡散状態との切替可能な物で構成して読み取り面とし、三角錐の三つの側面にそれぞれ赤、緑、青の発光体を備え、三角錐の頂点に光電変換素子を備え、底面が透明状態のときに発光体から光を照射して読み取り対象物からの反射光を光電変換素子で受光して画像を読み取り、底面が拡散状態のときに発光体から光を照射して散乱させて表示を行うことにより、印刷物や手書き文字などの面上の画像情報を読み取る機能の付いた２次元表示装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
印刷物や手書き文字など、面上に記録されている画像情報を、コンピュータ等による記憶や加工処理が可能なデータとして取り込む時に利用するための画像読み取り装置、あるいは画像スキヤナー装置に適用できる。加えて、読み取った画像情報、あるいはユーザによって指定されるその他の静止画や動画を表示するための表示装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】微小構造物である三角錐の内部構成を、赤色発光面を取り外し、側面から示した図である。
【図２】微小構造物である三角錐の内部構造を、透明拡散切り替え面を取り外し、下方から示した図である。
【図３】微小構造物である三角錐の断面図で、透明拡散切り替え面は透明状態、すなわち画像読み取り機能として動作する状態を示す図である。発光面が発する光、光電変換素子が受ける光の進み方を示している。
【図４】微小構造物である三角錐の断面図で、透明拡散切り替え面は拡散状態、すなわち表示機能として動作する状態を示す図である。発光面が発する光が、透明拡散切り替え面で拡散される様子を示している。
【図５】微小構造物である三角錐を同一平面上に敷き詰め、透明拡散切り替え面の向きから三角錐の並びを示す図である。
【図６】ユーザインタフェースを含め、画像読み取り機能付き表示装置としての、システム構成を示す図である。
【図７】従来技術の画像読み取り装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１０・・・赤色発光面
１２０・・・緑色発光面
１３０・・・青色発光面
１４０・・・透明拡散切り替え面
１５０・・・光電変換素子
２１０・・・情報記憶部
２２０・・・制御部
２３０・・・操作検出部
２４０・・・画像読み取り処理部
２５０・・・表示処理部
２６０・・・外部信号入力部
２７０・・・読み取り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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