JP2007012034A - 入力装置及び入力システム - Google Patents

Abstract

【課題】マウスのカーソル操作の機能を、無線信号を用いることで、足や体に負担をかけずに操作することが出来、かつコンピュータの操作効率を向上させることが出来る、マウスに代わる足操作型の入力システムを提供する。
【解決手段】マウスのカーソル操作機能を無線チップを用いて実現した足操作型の入力システムである。コンピュータが設置してある机の下に、無線チップを用いた入力システムを設ける。操作者が、リーダ／ライタを取り付けた履き物を履き、無線チップの上に置く。無線チップとリーダ／ライタ間で交信が行われ、リーダ／ライタは、無線チップから位置情報を受信する。その位置情報をカーソルの位置に反映する。このようにして、足によるカーソル操作が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンピュータやゲーム機器等の電子機器に信号を入力する入力装置の入力システムに関する。

近年、コンピュータの技術進歩により、仕事や生活の中でコンピュータを操作する機会が多くなっている。一般的に、コンピュータは、手によって操作する入力装置を設けている。その入力装置は、主に、カーソル操作機能や、文字やファイルなどの選択機能を有するマウスと、文字の入力機能を有するキーボードがある。

図１１に、コンピュータ２１とその入力装置の構成を示す。机２４を用意し、机２４の上に、ディスプレイ２０を配置する。ディスプレイ２０の前に、キーボード２３を配置し、キーボード２３の横にマウス２２を配置する。通常、マウス２２は利き手で操作するので、操作者の利き手側に配置する。コンピュータ２１は、机２４の上や、下などの空きスペースに自由に配置する。

図１１の構成では、操作者は、マウス２２とキーボード２３を、交互、もしくは同時に操作することが多い。その場合、操作者は、キーボード２３を片手で操作し、もう片方の手でマウス２２を操作するか、あるいは、マウス２２から手を離して、キーボード２３を両手で操作することになる。通常、キーボード２３は、片手で操作するよりも、両手で操作した方が素早い操作が可能となる。そのため、片方の手は、キーボード２３とマウス２２間の移動が多くなり、その分、操作の効率が低下してしまう。

この課題を解決する手段として、足で操作するマウスが考えられた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１８１６２１号公報

コンピュータの操作者は、マウスとキーボードを交互、又は同時に操作することが多く、キーボードを片手で操作し、もう片方の手でマウスを操作するか、若しくはマウスから手を離して、キーボードを両手で操作していた。通常、キーボードは、片手で操作するよりも、両手で操作した方が素早い操作が可能となる。そのため、片方の手は、キーボードとマウス間の移動が多くなり、その分、操作の効率が低下していた。

この課題を解決する手段として、特許文献１に記載のように足で操作するマウスが考えられた。しかし、このマウスは、カーソル操作にマウスボールを用いていたため、足や体に負担がかかる構成になっており、長時間連続して操作することには、適していなかった。また、マウスボールは、床の材質により操作のやりやすさが左右されてしまう。

そこで、本発明では、足や体に負担をかけずに、床の材質に左右されることなく快適に操作することが出来、かつコンピュータ操作の効率を向上させることが出来る、マウスに代わる無線信号を用いる足操作型の入力システム及び入力方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、コンピュータやゲーム機器等の電子機器が設置してある机の下に無線信号を用いる入力システムを設け、電子機器の操作者が足で操作することで、手によってポインティングデバイスを操作した場合と同等のカーソル操作を実現することを特徴とする。

以下に本発明の具体的な構成を示す。

本発明の一形態は、電子機器に信号を入力する入力装置であって、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、シート上に移動可能に配置され、無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有することを特徴とする入力装置である。

本発明の別形態は、電子機器に信号を入力する入力装置であって、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、シート上に移動可能に配置され、無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、無線チップは共振回路と、共振回路に接続された電源回路と、電源回路に接続されたメモリ回路とを有することを特徴とする入力装置である。

本発明の別形態は、カーソルが表示された電子機器と、電子機器に信号を入力する入力装置とを有し、入力装置は、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、シート上に移動可能に配置され、無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有することを特徴とする入力システムである。

本発明の別形態は、カーソルが表示された電子機器と、電子機器に信号を入力する入力装置とを有し、入力装置は、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、シート上に移動可能に配置され、無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、無線チップは共振回路と、共振回路に接続された電源回路と、電源回路に接続されたメモリ回路と、電源回路及びメモリ回路に接続された制御回路とを有することを特徴とする入力システムである。

本発明の別形態は、電子機器に信号を入力する入力装置であって、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、シート上に移動可能に配置され、無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、ポインティングデバイスは、近接する複数の無線チップの情報を読み取って、シート上の位置情報を求める位置情報分析手段と、該位置情報を電子機器に送信する手段とを含むことを特徴とする入力装置である。

本発明の別形態は、電子機器に信号を入力する入力装置であって、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、シート上に移動可能に配置され、無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、無線チップは共振回路と、共振回路に接続された電源回路と、電源回路に接続されたメモリ回路とを有し、ポインティングデバイスは、近接する複数の無線チップの情報を読み取って、シート上の位置情報を求める位置情報分析手段と、該位置情報を電子機器に送信する手段とを含むことを特徴とする入力装置である。

なお、無線チップは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて構成することができる。

本発明では、足でカーソル操作を行う際、無線信号を用いて位置の検出を行うため、マウスボールを使った場合より、入力システムの重量が軽くなり、足や体への負担が軽減出来、長時間の連続操作が可能となる。また、床の材質に左右されることなく快適に操作することが可能となる。

そのため、足でカーソル操作をし、両手でキーボードの操作が出来るので、余分な動作を減らすことが出来、電子機器の操作の効率を向上させることが出来る。その他に、机の上のマウスのために空けていたスペースが、他の目的で利用出来るようになる。

また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた無線チップを用いることにより、無線チップを絶縁体で作製されたシートに埋め込む工程を行うことなく、直接シート上に無線チップを形成することができるので、工程を簡略化することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、コンピュータが設置してある机の下に、無線信号を用いる入力システムを設け、コンピュータの操作者が足で操作することで、手によってポインティングデバイス、具体的にはマウスを操作した場合と同等のカーソル操作を実現する形態について説明する。

図１（Ａ）は、コンピュータ２１が設置してある机２４の下に無線信号１５を用いる入力システムを設け、コンピュータ２１の操作者が、リーダ／ライタ１３を取り付けた履き物１２を履いている足を動かすことで、手によってマウス２２を操作した場合と同等のカーソル２５の操作を実現する構成を示す。但し、カーソル２５とは、マウスカーソルやマウスポインタとも呼ばれ、コンピュータ２１のディスプレイ２０に表示される。主に、矢印の形をした記号で、マウス２２を移動させることにより、カーソル２５も連動してディスプレイ２０上を移動する。状況や位置に応じて形や機能が変化し、行なえる操作が変化する。この説明図では、履き物１２を右足で履く場合を示してあるが、これに限定されるものではなく、左足で履いても良い。

図１（Ａ）において、無線信号１５を用いる入力システムには、シリコンなどの単結晶基板や、ガラス基板、プラスチック基板上に半導体集積回路やアンテナを形成して作製された無線チップ（又は、無線タグ）１０と、無線チップ１０に対し、無線信号１５の交信を行うリーダ／ライタ１３を用いる。

ガラス基板を用いる場合、半導体集積回路が形成されている側と反対面を研磨することによって、薄くすることができる。その結果、ガラス基板上に形成された半導体集積回路であっても、柔軟性を高めることができる。

なおプラスチック基板とは、可撓性を有する基板を指し、プラスチックとして、例えば、極性基のついたポリノルボルネン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミドなどをその範疇に含む。

そこで、位置情報を記憶した無線チップ１０を複数用意し、絶縁体で作製されたシート１１に、図１（Ｂ）に示すように無線チップ１０が有する位置情報にあわせて、シート１１へ埋め込む。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＸを拡大した図である。このシート１１を無線チップが形成されている面を上面としてコンピュータ２１が設置してある机２４の下の床に敷く。例えば、シート１１を設置する時は、あらかじめ定めたシート１１の横方向と、ディスプレイ２０の画面の長辺方向が平行となるように設置するのがよい。また、シート１１の左右が入れ替わるように設置するのは好ましくない。なお、シート１１の大きさや設置方法は、特に限定されない。その他の方法として、シールや粘着性のテープなどを用いてシート１１を床などに貼り付けても良い。

ここで、複数の無線チップ１０を使うため、リーダ／ライタ１３は、同時に複数の無線信号１５を受信する可能性があり、同時に受信した場合、それぞれの無線信号１５同士が衝突してしまい、無線信号１５から正しい情報を抽出することが出来なくなる。そのため、これを回避する方法として、シート１１に無線チップ１０を設ける際、ある程度の距離を取って設ける。無線チップ１０とリーダ／ライタ１３からそれぞれ出力される無線信号１５は、遠くに飛ばす必要がないので、出力を必要最低限に抑えることができる。

格子の頂点の間隔は、適宜決定する。なお本発明は足で操作するため、手操作よりも細かい操作が出来ないので、操作の動作が大きくなる。そのため、操作結果を縮小して、カーソルの操作に反映させる。

なお、本発明において無線チップは必ずしも複数必要としない。例えば無線チップ１つと、リーダ／ライタを複数（例えば２つ）用意することによって、複数のリーダ／ライタの動きや位置を確認することが可能となる。例えば、あるスペースに無線チップを１つ用意し、そのスペースに履き物などに取り付けたリーダ／ライタ２つを近づける。リーダ／ライタと無線チップ間の距離やリーダ／ライタの速度が変化すると、位相または振幅が変化し、その変化からリーダ／ライタと無線チップ間の２通りの距離を算出し、位置を決定することが出来る。勿論、本システムを用いるとき、無線チップを複数用いてもよい。

また同様に、無線チップ１つと、リーダ／ライタを複数（例えば２つ）用意し、上記とは逆に、無線チップの位置や動きを確認することも可能となる。例えば、あるスペースの端に位置センサーとしてリーダ／ライタを離して２個用意し、そのスペースに履き物などに取り付けた無線チップ１つを近づける。無線チップを近づけたことで、位相または振幅が変化し、その変化からリーダ／ライタと無線チップ間の２通りの距離を算出し、位置を決定することが出来る。勿論、本システムを用いるとき、無線チップを複数用いてもよい。

一方、図１（Ｃ）に示すように、履き物１２の裏側には、無線チップ１０と無線信号１５の交信を行うリーダ／ライタ１３を取り付ける。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）におけるＹを示した図で、履き物１２の裏側の図である。ここで、確実に無線信号１５を受信するために、履き物１２の裏側にアンテナを配置すると、無線信号１５が何にも遮られずに受信出来るようになるため良い。また、履き物１２には、リーダ／ライタ１３のアンテナ部分のみを取り付け、リーダ／ライタ１３のアンテナ以外の部分は別の場所に配置し、その間をケーブル１４を介して接続する構成にする。そうすることで、実際に操作する履き物１２の重量を軽くすることが出来、足や体への負担が軽減出来るので良い。

さらに、作業効率の向上のため、このリーダ／ライタ１３に、マウス２２の選択機能用のスイッチ１６を少なくとも一つ以上設ける。このスイッチ１６は、足で確実に押せるような位置に取り付ける。例えば、履き物１２を加工し、穴を開けて、履き物１２の内側から足で押せるような構成にすると良い。その構成を図１（Ｄ）に履き物１２の断面図として示す。図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）におけるＰ−Ｐ’の断面図である。このリーダ／ライタ１３の電源は、コンピュータ２１からケーブル１４を介してか、または、電池などによって供給される。

以上の構成で、リーダ／ライタ１３が取り付けられた履き物１２を履いたその足をシート１１の上の一部に置くと、リーダ／ライタ１３は、リーダ／ライタ１３の真下にある無線チップ１０に対し、位置情報を出力させる命令を含む無線信号１５を送信する。すると、その無線信号１５を受信した無線チップ１０は、リーダ／ライタ１３に対し、無線チップ１０が有する位置情報を含む無線信号１５を送信し、この位置情報を含んだ無線信号１５をリーダ／ライタ１３が受信する。リーダ／ライタ１３は、無線信号１５から位置情報を取り出し、記憶する。

次に、シート１１上に置いた足を動かすと、リーダ／ライタ１３は上記とは違うリーダ／ライタ１３の真下にある無線チップ１０から位置情報を含む無線信号１５を受信し、無線信号１５から位置情報を取り出し、記憶する。リーダ／ライタ１３は、前の位置情報と今の位置情報から、足を動かしたことでリーダ／ライタ１３が移動した距離、角度、速度を算出する。

リーダ／ライタ１３は、算出した情報をコンピュータ２１に出力する。また、ファイルなどの選択用のスイッチ１６を足で押すと、リーダ／ライタ１３は、算出した情報にその情報を加えてコンピュータ２１に出力する。これらの情報がカーソル２５の移動やファイルなどの選択に使われ、ディスプレイ２０に反映される。従って、リーダ／ライタ１３を取り付けた履き物１２を履いた足を動かすことで、カーソル２５の操作や、足でスイッチ１６を押すことによるファイルなどの選択操作を行うことが出来る。

このように、本実施の形態を用いることで、他の手作業と同時に足によるカーソル２５操作やファイルなどの選択操作を行うことが可能となる。そのため、コンピュータ２１に記憶してある回路図などのデータを確認しながら、半田付けやプリント基板検査など両手のふさがるような作業を同時に行うことが出来るようになる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本実施の形態２を図２に基づいて説明する。

図２（Ａ）は、コンピュータ２１が設置してある机２４の下に、無線信号１５を用いる入力システムを設け、コンピュータ２１の操作者が、無線信号遮断材１７を取り付けた履き物１２を履いて、足を動かすことで、手によってマウス２２を操作した場合と同等のカーソル２５操作を実現する構成を説明する説明図である。但し、この説明図で、履き物１２を右足で履く場合を示してあるが、これに限定されるものではなく、左足で履いても良い。

図２（Ａ）において、無線信号１５を用いる入力システムには、シリコンなどの単結晶基板や、ガラス基板、フレキシブル基板上に半導体集積回路やアンテナを形成して作製された無線チップ１０（又は、無線タグ）と、無線チップ１０に対し、無線信号１５の交信を行うリーダ／ライタ１３を用いる。そこで、位置情報を記憶した無線チップ１０を複数用意し、絶縁体で作製されたシート１１に図２（Ｂ）に示すように無線チップ１０が有する位置情報にあわせて、シート１１へ埋め込む。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＸを拡大した図である。このシート１１を無線チップが形成されている面を上面としてコンピュータ２１が設置してある机２４の下の床に敷く。例えば、シート１１を設置する時は、あらかじめ定めたシート１１の縦方向と、ディスプレイ２０の画面の長辺方向が垂直となるように設置するのがよい。また、シート１１の左右が入れ替わるように設置するのは好ましくない。なお、シート１１の大きさや設置方法は、特に限定されない。その他の方法として、シールや粘着性のテープなどを用いてシート１１を床などに貼り付けても良い。

ここで、複数の無線チップ１０を使うため、リーダ／ライタ１３は、同時に複数の無線信号１５を受信する可能性があり、同時に無線信号１５を受信すると、それぞれの無線信号１５同士が衝突してしまい、無線信号１５から正しい情報を抽出することが出来なくなる。そのため、これを回避する方法として、無線チップ１０の無線信号１５の出力のタイミングを、個々の無線チップ１０で衝突しないように設定しておくと良い。

一方、無線チップ１０に位置情報を出力させる命令を含む無線信号１５を送信し、無線チップ１０から位置情報を含んだ無線信号１５を受信するためのリーダ／ライタ１３を、図２（Ｄ）に示すように机２４の裏面に設ける。図２（Ｄ）は、図１（Ａ）における机２４の裏面図である。このリーダ／ライタ１３は、コンピュータ２１とケーブル１４を用いた有線通信、又は赤外線等を用いた無線通信を介して接続している。

また、図２（Ｃ）に示すように、リーダ／ライタ１３と無線チップ１０の無線信号１５の交信を遮断するために、履き物１２の裏側に無線信号遮断材１７を取り付ける。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）におけるＹを示した図で、履き物１２の裏側の図である。ここで、確実に無線信号１５を遮断するために、無線信号遮断材１７は履き物１２の裏側に取り付けると良い。さらに、無線信号遮断材１７は、無線信号１５を遮断するものであれば何でも適応可能なので、導電性の板で良い。そのため、重量を軽くし、足や体に負担がかからないようにすることが容易に出来る。

一方、マウス２２の選択機能のために、キーボード２３には、それ専用のボタンを少なくとも一つ設ける。

以上の構成で、リーダ／ライタ１３からシート１１に配置された全ての無線チップ１０に対し、位置情報を出力させる命令を含む無線信号１５を送信する。このとき、無線信号遮断材１７を取り付けた履き物１２を履いて、その足をシート１１上の一部に置くと、リーダ／ライタ１３と、無線信号遮断材１７の真下にある無線チップ１０の間の無線信号１５の交信は、無線信号遮断材１７によって遮断される。そのため、リーダ／ライタ１３は、無線信号遮断材１７の真下にある無線チップ１０からの無線信号１５を、受信することが出来ない。しかし、無線信号遮断材１７の真下以外にある無線チップ１０の無線信号は、受信することが出来る。

リーダ／ライタ１３は、受信出来なかった無線信号１５に含まれる位置情報を、受信した複数の無線信号１５の位置情報から割り出すことで、現在の無線信号遮断材１７の位置を特定し、その位置情報を記憶する。

次に、シート１１上に置いた足を動かすと、リーダ／ライタ１３は、直前に記憶した位置情報をもとに、その周辺の無線チップ１０に対し、位置情報を出力させる命令を含む無線信号１５を送信する。すると、再び、無線信号遮断材１７によって遮断され、受信できない無線信号１５と、それ以外の受信できる無線信号１５があるので、受信した無線信号１５に含まれる複数の位置情報から現在の無線信号遮断材１７の位置を割り出し、記憶する。前に割り出した位置情報と今割り出した位置情報から、足を動かしたことで、無線信号遮断材１７が移動した距離、角度、速度を算出する。

リーダ／ライタ１３は、算出した情報をコンピュータ２１に出力する。この情報がカーソル２５の移動に使われ、ディスプレイ２０に反映される。従って、無線信号遮断材１７を取り付けた履き物１２を履いている足を動かすことで、カーソル２５の操作を行うことが出来る。

このように、本実施の形態を用いることで、カーソル２５操作の際に、操作者が実際に操作するものを簡略化することが出来るので、コストの削減や、足や体への負担を軽減することが可能となる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の実施の形態３を図３に基づいて説明する。

図３（Ａ）は、コンピュータ２１に、無線信号１５を用いる入力システムを設け、コンピュータ２１の操作者が、手によってキーボード２３を操作し、文字入力や文字変換などをする場合に、リーダ／ライタ１３を取り付けた履き物１２（操作デバイス）を履いている足を動かすことで、文字入力や文字変換の補助を実現する構成を説明する説明図である。但し、この説明図で、履き物１２を左足で履く場合を示してあるが、これに限定されるものではなく、右足で履いても良い。

図３（Ａ）において、無線信号１５を用いる入力システムには、シリコンなどの単結晶基板や、ガラス基板、フレキシブル基板上に半導体集積回路やアンテナを形成して作製された無線チップ１０（又は、無線タグ）と、無線チップ１０に対し、無線信号１５の交信を行うリーダ／ライタ１３を用いる。この無線チップ１０を複数用意し、絶縁体で作製されたシート１１に図３（Ｂ）に示すように埋め込む。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるＸを拡大した図である。このシート１１を無線チップが形成されている面を上面としてコンピュータ２１が設置してある机２４の下の床に敷く。例えば、シート１１を設置する時は、あらかじめ定めたシート１１の横方向と、ディスプレイ２０の画面の長辺方向が平行となるように設置するのがよい。また、シート１１の左右が入れ替わるように設置するのは好ましくない。なお、シート１１の大きさや設置方法は、特に限定されない。その他の方法として、シールや粘着性のテープなどを用いてシート１１を床などに貼り付けても良い。ここで、等間隔に配置された無線チップ１０には、ある文字の入力機能、コントロールキーの機能、シフトキーの機能などを情報として記憶する。これは、操作者によって使う機能が違うので、操作者が任意に設定することが出来るようにすると良い。

一方、図３（Ｃ）に示すように、履き物１２の裏側には、無線チップ１０と無線信号１５の交信を行うリーダ／ライタ１３を取り付ける。図３（Ｃ）は、図３（Ａ）におけるＹを示した図で、履き物１２の裏側の図である。ここで、確実に無線信号１５を受信するために、履き物１２の裏側に取り付けた方が良い。このリーダ／ライタ１３の電源は、コンピュータ２１からケーブル１４を介してか、もしくは、電池などによって供給される。また、履き物１２には、リーダ／ライタ１３のアンテナ部分のみを取り付け、リーダ／ライタ１３のアンテナ以外の部分は別の場所に配置し、その間をケーブル１４を介して接続する構成でも良い。このような構成にすることで、実際に操作する履き物１２の重量を軽くすることが出来、足や体への負担が軽減出来るので良い。

また、マウス２２のカーソル２５操作のために、本実施の形態は、上述の実施の形態と組み合わせることも可能である。

以上の構成で、リーダ／ライタ１３が取り付けられた履き物１２を履いて、その足をシート１１の上の一部に置くと、リーダ／ライタ１３は、リーダ／ライタ１３の真下にある無線チップ１０に対し、機能情報を出力させる命令を含む無線信号１５を送信する。すると、その無線信号１５を受信した無線チップ１０は、リーダ／ライタ１３に対し、機能情報を含む無線信号１５を送信し、この情報を含んだ無線信号１５をリーダ／ライタ１３が受信する。

リーダ／ライタ１３は、受信した機能情報をコンピュータ２１に出力する。ここで、コンピュータ２１に入力された情報は、コンピュータ２１によって処理が行われ、ディスプレイ２０などに反映される。従って、リーダ／ライタ１３を取り付けた履き物１２を履いた足を動かすことで、文字入力や文字変換などを行うことが出来る。

このように、キーボード２３に設けてあるコントロールキーとシフトキーを、足で操作する入力システムに設けることで、例えば、ショートカット操作、アルファベットの大文字、小文字の切り替え操作が素早く行えるようになるため、作業効率を向上させることが出来る。

（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる実施の形態４について図４に基づいて説明する。

図４（Ａ）は、本発明の構成を示したブロック図である。本発明の入力システムには、シリコン基板や、ガラス基板、プラスチック基板上に半導体集積回路やアンテナを形成して作製された無線チップ１１０、１２０、１３０（又は、無線タグ）と、無線チップ１１０と、無線信号１０９の交信を行うリーダ／ライタ１００を有する。そして、リーダ／ライタ１００は、コンピュータ２００とケーブル２０１を用いた有線通信、又は赤外線などを用いた無線通信を介して接続している。

図４（Ａ）に示すように、本発明のリーダ／ライタ１００は、アンテナ１０１、変調回路１０２、復調回路１０３、記憶部１０４と演算部１０５を有する制御部１０６、文字やファイルの選択機能を行うためのスイッチ１０７、入出力部１０８を有する。スイッチ１０７は、操作者が、各スイッチ１０７に任意に機能を割り当てることが出来るようにすると、作業効率が向上するので良い。入出力部１０８は、ケーブル２０１を用いた有線通信、又は赤外線などを用いた無線通信を介してコンピュータ２００と接続している。

本発明の入力システムを用いて、カーソル操作を行う場合、コンピュータ２００より、ケーブル２０１を用いた有線通信、又は赤外線などを用いた無線通信を介して、リーダ／ライタ１００に対し、カーソル位置の問い合わせ命令が転送される。リーダ／ライタ１００の入出力部１０８がその命令を受信し、制御部１０６に転送する。

ここで、カーソル位置を、リーダ／ライタ１００の位置とすると、リーダ／ライタ１００の一番近くにある無線チップが記憶している位置の情報が、リーダ／ライタ１００の位置を示すことになる。図４（Ｂ）に示すように、ここで、一番近い無線チップを、無線チップ１１０とする。リーダ／ライタ１００は、カーソル位置の問い合わせ命令をコンピュータより受信し、制御部１０６で解析して、無線チップ１１０に対し、位置情報の読み出し命令を送信する動作に移る。

制御部１０６は、位置情報の読み出し命令を符号化した信号を生成し、変調回路１０２へ転送する。変調回路１０２は、符号化信号を基に搬送波を変調し、アンテナ１０１に出力し、アンテナ１０１は、それを無線信号１０９として無線チップ１１０へ送信する。

この無線信号１０９を受信した無線チップ１１０は、無線信号１０９に含まれている命令を抽出し、解析する動作に移る。

本発明の無線チップ１１０は、アンテナと共振容量からなる共振回路１１１、電源回路１１２、クロック回路１１３、変調回路１１４、復調回路１１５、制御回路１１６、メモリ回路１１７を有する。無線チップ１１０は上記構成に制限されず、中央処理演算装置（ＣＰＵ）、輻輳制御回路、Ａ／Ｄ変換回路等を有することもある。

メモリ回路１１７に設けられたメモリ素子には、書き換え不可能な不揮発性メモリとして、マスクＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、電極間に絶縁物を有するライトワンスメモリを用いることができる。書き換え可能な不揮発性メモリとしては、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、強誘電体メモリ、等が挙げられる。

無線チップ１１０は、共振回路１１１で、リーダ／ライタ１００のアンテナ１０１より送信された無線信号１０９を受信すると、アンテナ両端に交流信号を発生する。発生した交流信号を基に、電源回路１１２は、電源電位を生成し、各回路へ供給するほか、クロック回路１１３は、様々な周波数のクロック信号を生成し、各回路へ供給する。

さらに、共振回路１１１に発生した交流信号は、リーダ／ライタ１００のアンテナ１０１から送信された命令等の情報を含んでおり、復調回路１１５は、交流信号に含まれる情報を復調する。制御回路１１６は、復調した信号から命令を抽出し、メモリ回路１１７を制御することで、命令に従った一連の動作を実行する。また、復調した信号に誤りが無いかをチェックする回路を有してもよい。

メモリ回路１１７は、無線チップ１１０固有の情報を保持する。ここで、固有の情報とは、無線チップ１１０がどこに配置されているかを示す位置情報や設定された機能情報などがそれに当たる。

今回の場合、制御回路１１６で抽出された命令は、位置情報の読み出し命令なので、制御回路１１６は、メモリ回路１１７へ読み出し命令を送り、位置情報を読み出すことが出来る。制御回路１１６は、読み出した情報を、制御回路１１６内の符号化回路によって符号化した信号を生成し、変調回路１１４へ出力する。

変調回路１１４は、符号化した信号を基に搬送波を変調する機能を有している。そこで、変調回路１１４は、制御回路１１６より入力された符号化信号を、変調し、アンテナ１０１を有する共振回路１１１へ出力する。

アンテナ１０１は、変調回路１１４より共振回路１１１に入力された交流信号を無線信号１０９として、リーダ／ライタ１００へ送信する。

この無線チップ１１０からの位置情報を含む無線信号１０９を、リーダ／ライタ１００のアンテナ１０１が受信する。リーダ／ライタ１００のアンテナ１０１は、受信した無線信号１０９を復調回路１０３に出力する。復調回路１０３は、無線信号１０９を復調し、制御部１０６へ出力する。

制御部１０６は、復調された信号から位置情報を抽出し、制御部１０６内の記憶部１０４に記憶するほか、演算部１０５に転送する。演算部１０５では、直前に受信した位置情報（第一位置情報）と、今回受信した位置情報（第二位置情報）の比較を行う。

今回の場合は、以前の位置情報がないので、演算部１０５は、比較を行わなくてすむ。比較が行われた場合は、その比較結果を入出力部１０８に出力する。しかし、今回は、比較が行われなかったので、そのことを示す情報を入出力部１０８に出力する。入出力部１０８は、その情報をコンピュータ２００に転送する。

この情報を基にコンピュータ２００はカーソルの位置を決定し、ディスプレイに反映する。すると、再びコンピュータ２００より、ケーブル２０１を用いた有線通信、又は赤外線などを用いた無線通信を介して、リーダ／ライタ１００に対し、カーソル位置の問い合わせ命令が転送される。

この命令を受信したリーダ／ライタ１００は無線チップに対し、再び位置情報の読み出し命令を含む無線信号１０９を送信する。ここで、図４（Ｂ）から図４（Ｃ）のように、リーダ／ライタ１００の位置が移動し、一番近い無線チップが無線チップ１１０から無線チップ１２０に変わっていた場合、問い合わせ命令を受信したリーダ／ライタ１００は、位置情報の読み出し命令を含む無線信号１０９を無線チップ１２０へ送信する。

無線信号１０９を受信した無線チップ１２０は、上記で説明した無線チップ１１０の動作と同様の動作を行い、無線チップ１２０が記憶していた位置情報を含む無線信号１０９をリーダ／ライタ１００に送信する。

この無線信号１０９を受信したリーダ／ライタ１００は、無線信号１０９から位置情報を制御部１０６で抽出し、記憶部１０４と演算部１０５に転送する。記憶部１０４は、この位置情報を記憶する。すると、記憶部１０４は、記憶していた直前の位置情報を演算部１０５に転送する。そのため、演算部１０５は、今回抽出された位置情報と直前の位置情報を受信するので、この二つの情報の比較を行う。この二つの情報の比較によって、リーダ／ライタ１００の移動した距離、角度、速度が算出される。

この結果を制御部１０６は、入出力部１０８に出力する。さらに、ここで、スイッチ１０７が押されると、その押されたことを示す情報も制御部１０６で追加され、入出力部１０８に出力される。入出力部１０８は、この情報をコンピュータ２００に転送する。

ここで、コンピュータ２００は、受信した情報をもとにカーソルの位置を決定し、ディスプレイに反映させる。無線チップを複数用意して、この一連の動作が繰り返し行うことで、本発明の入力システムでカーソル操作が実現出来る。

本実施の形態は無線チップ１１０、１２０とリーダ／ライタ１００の一連やり取りの例を示したが、本発明はこの形態に限定されない。例えば、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のように、リーダ／ライタ１００は固定し、アンテナ１０１部分のみを動かす構成でも行うことが可能である。

（実施の形態５）
本実施の形態では、無線チップが有する各回路を構成するトランジスタ、容量素子、抵抗素子の構造について、図６、図７に基づいて説明する。

上記実施の形態で示した無線チップ１１０、１２０、１３０などを構成する各回路は、トランジスタを含んで構成されている。トランジスタはシリコンなどの単結晶基板に形成されるＭＯＳトランジスタの他、ガラス基板やプラスチック基板に下地膜４０１等を介して形成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で構成することもできる。図６はこれらの回路を構成するトランジスタの断面構造を示す図である。図６は、ｎチャネル型トランジスタ３０１、ｎチャネル型トランジスタ３０２、容量素子３０４、抵抗素子３０５、ｐチャネル型トランジスタ３０３が示されている。各トランジスタは半導体層４０５、ゲート絶縁層４０８、ゲート電極４０９を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いることができる。ゲート電極４０９は、第１導電層４０３と第２導電層４０２の積層構造で形成されている。また、図７（Ａ）〜（Ｅ）は、図６で示すｎチャネル型トランジスタ３０１、ｎチャネル型トランジスタ３０２、容量素子３０４、抵抗素子３０５、ｐチャネル型トランジスタ３０３に対応する上面図で、合わせて参照することができる。

図６において、ｎチャネル型トランジスタ３０１は、チャネル長方向（キャリアの流れる方向）において、ゲート電極の両側に低濃度ドレイン（ＬＤＤ）とも呼ばれ、配線４０４とコンタクトを形成するソース及びドレイン領域を形成する不純物領域４０６の不純物濃度よりも低濃度にドープされた不純物領域４０７が半導体層４０５に形成されている。不純物領域４０６と不純物領域４０７には、ｎチャネル型トランジスタ３０１を構成する場合、ｎ型を付与する不純物としてリンなどが添加されている。ＬＤＤはホットエレクトロン劣化や短チャネル効果を抑制する手段として形成される。

図７（Ａ）で示すように、ｎチャネル型トランジスタ３０１のゲート電極４０９において、第１導電層４０３は、第２導電層４０２の両側に広がって形成されている。この場合において、第１導電層４０３の膜厚は、第２導電層４０２の膜厚よりも薄く形成されている。第１導電層４０３の厚さは、１０〜１００ｋＶの電界で加速されたイオン種を通過させることが可能な厚さに形成されている。不純物領域４０７はゲート電極４０９の第１導電層４０３と重なるように形成されている。すなわち、ゲート電極４０９とオーバーラップするＬＤＤ領域を形成している。この構造は、ゲート電極４０９において、第２導電層４０２をマスクとして、第１導電層４０３を通して一導電型の不純物を添加することにより、自己整合的に不純物領域４０７を形成している。すなわち、ゲート電極４０９とオーバーラップするＬＤＤを自己整合的に形成している。

両側にＬＤＤ有するトランジスタは、図４（Ａ）における無線チップ１１０の電源回路１１２の整流用のＴＦＴや、論理回路に用いられるトランスミッションゲート（アナログスイッチとも呼ぶ）を構成するトランジスタに適用される。これらのＴＦＴは、ソース電極やドレイン電極に正負両方の電圧が印加されるため、ゲート電極の両側にＬＤＤを設けることが好ましい。

図６において、ｎチャネル型トランジスタ３０２は、ゲート電極の片側に不純物領域４０６の不純物濃度よりも低濃度にドープされた不純物領域４０７が半導体層４０５に形成されている。図７（Ｂ）で示すように、ｎチャネル型トランジスタ３０２のゲート電極４０９において、第１導電層４０３は、第２導電層４０２の片側に広がって形成されている。この場合も同様に、第２導電層４０２をマスクとして、第１導電層４０３を通して一導電型の不純物を添加することにより、自己整合的にＬＤＤを形成することができる。

片側にＬＤＤを有するトランジスタは、ソース及びドレイン電極間に正電圧のみ、もしくは負電圧のみが印加されるトランジスタに適用すればよい。具体的には、インバータ回路、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路、ラッチ回路といった論理ゲートを構成するトランジスタや、センスアンプ、定電圧発生回路、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）といったアナログ回路を構成するトランジスタに適用すればよい。

図６において、容量素子３０４は、第１導電層４０３と半導体層４０５とでゲート絶縁層４０８を挟んで形成されている。容量素子３０４を形成する半導体層４０５には、不純物領域４１０と不純物領域４１１を備えている。不純物領域４１１は、半導体層４０５において第１導電層４０３と重なる位置に形成される。また、不純物領域４１０は配線４０４とコンタクトを形成する。不純物領域４１１は、第１導電層４０３を通して一導電型の不純物を添加することができるので、不純物領域４１０と不純物領域４１１に含まれる不純物濃度は同じにすることもできるし、異ならせることも可能である。いずれにしても、容量素子３０４において、半導体層４０５は電極として機能させるので、一導電型の不純物を添加して低抵抗化しておくことが好ましい。また、第１導電層４０３は、図７（Ｃ）に示すように、第２導電層４０２を補助的な電極として利用することにより、電極として十分に機能させることができる。このように、第１導電層４０３と第２導電層４０２を組み合わせた複合的な電極構造とすることにより、容量素子３０４を自己整合的に形成することができる。

容量素子は、図４（Ａ）における無線チップ１１０の電源回路１１２が有する保持容量、あるいは共振回路１１１が有する共振容量として用いられる。特に、共振容量は、容量素子の２端子間に正負両方の電圧が印加されるため、２端子間の電圧の正負によらず容量として機能することが必要である。

図６において、抵抗素子３０５は、第１導電層４０３によって形成されている。第１導電層４０３は３０〜１５０ｎｍ程度の厚さに形成されるので、その幅や長さを適宜設定して抵抗素子を構成することができる。

抵抗素子は、図４（Ａ）における無線チップ１１０の変調回路１１４が有する抵抗負荷として用いられる。また、ＶＣＯなどで電流を制御する場合の負荷としても用いられる場合がある。抵抗素子は、高濃度に不純物元素を含む半導体層や、膜厚の薄い金属層によって構成すればよい。抵抗値が膜厚、膜質、不純物濃度、活性化率などに依存する半導体層に対して、金属層は、膜厚、膜質で抵抗値が決定するため、ばらつきが小さく好ましい。

図６において、ｐチャネル型トランジスタ３０３は、半導体層４０５に不純物領域４１２を備えている。この不純物領域４１２は、配線４０４とコンタクトを形成するソース及びドレイン領域を形成する。ゲート電極４０９の構成は第１導電層４０３と第２導電層４０２が重畳した構成となっている。ｐチャネル型トランジスタ３０３はＬＤＤを設けないシングルドレイン構造のトランジスタである。ｐチャネル型トランジスタ３０３を形成する場合、不純物領域４１２にはｐ型を付与する不純物として硼素などが添加される。一方、不純物領域４１２にリンを添加すればシングルドレイン構造のｎチャネル型トランジスタとすることもできる。

半導体層４０５及びゲート絶縁層４０８の一方若しくは双方に対してマイクロ波で励起され、電子温度が２ｅＶ以下、イオンエネルギーが５ｅＶ以下、電子密度が１０^１１〜１０^１３／ｃｍ^３程度である高密度プラズマ処理によって酸化又は窒化処理しても良い。このとき、基板温度を３００〜４５０℃とすることができるため、耐熱性の低いプラスチックなどの基板にも成膜することができる。

このような絶縁膜の成膜雰囲気は窒素雰囲気、又は酸素雰囲気とすることができる。
窒素雰囲気とは、代表的には、窒素と希ガスとの混合雰囲気、又は窒素と水素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも１つを用いることができる。また酸素雰囲気とは、代表的には、酸素と希ガスとの混合雰囲気、酸素と水素と希ガスとの混合雰囲気、又は一酸化二窒素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも１つを用いることができる。

酸素雰囲気、又は窒素雰囲気で処理することにより、半導体層４０５とゲート絶縁層４０８の界面の欠陥準位を低減することができる。ゲート絶縁層４０８対してこの処理を行うことにより、この絶縁層の緻密化を図ることができる。すなわち、荷電欠陥の生成を抑えトランジスタのしきい値電圧の変動を抑えることができる。また、トランジスタを３Ｖ以下の電圧で駆動させる場合には、このプラズマ処理により酸化若しくは窒化された絶縁層をゲート絶縁層４０８として適用することができる。また、トランジスタの駆動電圧が３Ｖ以上の場合には、このプラズマ処理で半導体層４０５の表面に形成した絶縁層とＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法若しくは熱ＣＶＤ法）で堆積した絶縁層とを組み合わせてゲート絶縁層４０８を形成することができる。また、同様にこの絶縁層は、容量素子３０４の誘電体層としても利用することができる。この場合、このプラズマ処理で形成された絶縁層は、１〜１０ｎｍの厚さで形成され、緻密な膜であるので、大きな電荷容量を持つ容量素子を形成することができる。

また半導体膜は非晶質シリコン、多結晶シリコンを用いることができ、多結晶シリコンを用いる場合、まず非晶質シリコンを形成し、熱処理、又はレーザ照射を行って多結晶シリコンとすることができる。このとき、ニッケルを代表とする金属元素を用いて熱処理、又はレーザ照射を行うことにより、結晶化温度を低減することができる。レーザ照射には、連続発振、又はパルス発振のレーザ照射装置を用いることができる。また、熱処理を伴った結晶化法と、連続発振レーザ若しくは１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザビームを照射する結晶化法とを組み合わせても良い。連続発振レーザ又は１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザビームを照射することで、結晶化された半導体膜の表面を平坦なものとすることができる。それにより、ゲート絶縁膜を薄膜化することも可能であり、また、ゲート絶縁膜の耐圧を向上させることに寄与することができる。

また、半導体膜に対し、連続発振レーザ若しくは１０ＭＨｚ以上の周波数で発振するレーザビームを照射しながら一方向に走査して結晶化させて得られた半導体膜は、そのビームの走査方向に結晶が成長する特性がある。その走査方向をチャネル長方向（チャネル形成領域が形成されたときにキャリアが流れる方向）に合わせてトランジスタを配置し、高密度プラズマ処理を施したゲート絶縁膜を組み合わせることで、特性ばらつきが小さく、しかも電界効果移動度が高いトランジスタ（ＴＦＴ）を得ることができる。

図６及び図７を参照して説明したように、膜厚の異なる導電層を組み合わせることにより、さまざまな構成の素子を形成することができる。第１導電層のみが形成される領域と、第１導電層と第２導電層が積層されている領域は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いて形成することができる。すなわち、フォトリソグラフィー工程において、フォトレジストを露光する際に、フォトマスクの透過光量を調節して、現像されるレジストマスクの厚さを異ならせる。この場合、フォトマスクまたはレチクルに解像度限界以下のスリットを設けて上記複雑な形状を有するレジストを形成してもよい。また、現像後に約２００℃のベークを行ってフォトレジスト材料で形成されるマスクパターンを変形させてもよい。

また、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いることにより、第１導電層のみが形成される領域と、第１導電層と第２導電層が積層されている領域を連続して形成することができる。図７（Ａ）に示すように、第１導電層４０３のみが形成される領域を半導体層上に選択的に形成することができる。このような領域は、半導体層上において有効であるが、それ以外の領域（ゲート電極と連続する配線領域）では必要がない。このフォトマスク若しくはレチクルを用いることにより、配線部分は、第１導電層４０３のみの領域を作らないで済むので、配線密度を実質的に高めることができる。

図６及び図７の場合には、第１導電層はタングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）またはモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする合金もしくは化合物を３０〜５０ｎｍの厚さで形成する。また、第２導電層はタングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）またはモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする合金もしくは化合物で３００〜６００ｎｍの厚さに形成する。例えば、第１導電層と第２導電層をそれぞれ異なる導電材料を用い、後に行うエッチング工程でエッチングレートの差が生じるようにする。一例として、第１導電層としてＴａＮを用い、第２導電層としてタングステン膜を用いることができる。

また第１導電層は、第２導電層を用いてゲート配線を形成する場合、それらの両端を揃えるようにパターニングしてもよい。その結果、微細なゲート配線を形成することができる。またゲート電極とオーバーラップするＬＤＤを自己整合的に形成する必要もないからである。

本実施の形態では、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いて、電極構造の異なるトランジスタ、容量素子、抵抗素子を、同じパターニング工程によって作り分けることができることを示している。これにより、回路の特性に応じて、形態の異なる素子を、工程を増やすことなく作り込み、集積化することができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、図４（Ａ）で示す無線チップを構成する要素の一つとして、メモリ回路を構成する一例について、図８から図１０に基づいて説明する。

図８（Ａ）で示す半導体層５１０、５１１はシリコン若しくはシリコンを成分とする結晶性の半導体で形成することが好ましい。例えば、シリコン膜をレーザアニールなどによって結晶化された多結晶シリコン、単結晶シリコンなどが適用される。その他にも半導体特性を示す、金属酸化物半導体、アモルファスシリコン、有機半導体を適用することも可能である。

いずれにしても、最初に形成する半導体層は絶縁表面を有する基板の全面若しくは一部（トランジスタの半導体領域として確定されるよりも広い面積を有する領域）に形成する。そして、フォトリソグラフィー技術によって、半導体層上にマスクパターンを形成する。そのマスクパターンを利用して半導体層をエッチング処理することにより、ＴＦＴのソース及びドレイン領域及びチャネル形成領域を含む特定形状の島状の半導体層５１０、５１１を形成する。その半導体層５１０、５１１はレイアウトの適切さを考慮して決められる。

図８（Ａ）で示す半導体層５１０、５１１を形成するためのフォトマスクは、図８（Ｂ）に示すマスクパターン５３０を備えている。このマスクパターン５３０は、フォトリソグラフィー工程で用いるレジストがポジ型かネガ型かで異なる。ポジ型レジストを用いる場合には、図８（Ｂ）で示すマスクパターン５３０は、遮光部として作製される。マスクパターン５３０は、多角形の頂部Ａを削除した形状となっている。また、コーナーの内側Ｂにおいては、そのコーナー部が直角とならないように複数段に渡って屈曲する形状となっている。このフォトマスクのパターンはコーナー部が削除されている。

図８（Ｂ）で示すマスクパターン５３０は、その形状が、図８（Ａ）で示す半導体層５１０、５１１に反映される。その場合、マスクパターン５３０と相似の形状が転写されても良いが、マスクパターン５３０のコーナーの角部がさらに丸みを帯びるように転写されていても良い。すなわち、マスクパターン５３０よりもさらにパターン形状をなめらかにした、丸め部を設けても良い。

半導体層５１０、５１１の上には、酸化シリコン若しくは窒化シリコンを少なくとも一部に含む絶縁層が形成される。この絶縁層を形成する目的の一つはゲート絶縁層である。そして、図９（Ａ）で示すように、半導体層と一部が重なるようにゲート配線５１２、５１３、５１４を形成する。ゲート配線５１２は半導体層５１０に対応して形成される。ゲート配線５１３は半導体層５１０、５１１に対応して形成される。また、ゲート配線５１４は半導体層５１０、５１１に対応して形成される。ゲート配線は、金属層又は導電性の高い半導体層を成膜し、フォトリソグラフィー技術によってその形状を絶縁層上に作り込む。

このゲート配線を形成するためのフォトマスクは、図９（Ｂ）に示すマスクパターン５３１を備えている。このマスクパターン５３１は、配線の線幅の１／２以下で、線幅の１／５以上の長さにコーナー部を削除している。図９（Ｂ）で示すマスクパターン５３１は、その形状が、図９（Ａ）で示すゲート配線５１２、５１３、５１４に反映される。その場合、マスクパターン５３１と相似の形状が転写されても良いが、マスクパターン５３１のコーナーの角部がさらに丸みを帯びるように転写されていても良い。すなわち、ゲート配線５１２、５１３、５１４にマスクパターン５３１よりもさらにパターン形状をなめらかにした、丸め部を設けても良い。ゲート配線５１２、５１３、５１４のコーナー部の外側はプラズマによるドライエッチングの際、異常放電による微粉の発生を抑えることができる。コーナー部の内側では、洗浄のときに、基板に微粉が付着していても、洗浄液を配線パターンのコーナー部に滞留させずに洗い流すことができる。

層間絶縁層はゲート配線５１２、５１３、５１４の次に形成される層である。層間絶縁層は酸化シリコンなどの無機絶縁材料若しくポリイミドやアクリル樹脂などを使った有機絶縁材料を使って形成する。この層間絶縁層とゲート配線５１２、５１３、５１４の間には窒化シリコン若しくは窒化酸化シリコンなどの絶縁層を介在させても良い。また、層間絶縁層上にも窒化シリコン若しくは窒化酸化シリコンなどの絶縁層を設けても良い。この絶縁層は、外因性の金属イオンや水分などＴＦＴにとっては良くない不純物により半導体層やゲート絶縁層を汚染するのを防ぐことができる。

層間絶縁層には所定の位置に開孔が形成されている。例えば、下の層にあるゲート配線や半導体層に対応して設けられる。金属若しくは金属化合物の一層若しくは複数層で形成される配線層は、フォトリソグラフィー技術によってマスクパターンが形成され、エッチング加工により所定のパターンに形成される。そして、図１０（Ａ）で示すように、半導体層と一部が重なるように配線５１５〜５２０を形成する。配線はある特定の素子間を連結する。配線は特定の素子と素子の間を直線で結ぶのではなく、レイアウトの制約上屈曲部が含まれる。また、コンタクト部やその他の領域において配線幅が変化する。コンタクト部では、コンタクトホールが配線幅と同等若しくは大きい場合には、その部分で配線幅が広がるように変化する。

この配線５１５〜５２０を形成するためのフォトマスクは、図１０（Ｂ）に示すマスクパターン５３２を備えている。この場合においても、配線は、そのＬ字に折れ曲がったコーナー部であって直角三角形の一辺が１０μｍ以下、または、配線の線幅の１／２以下で、線幅の１／５以上の長さに角部を削除し、コーナー部に丸みをおびるパターンを有せしめる。具体的にはコーナー部の外周縁に丸みを帯びさせるため、コーナー部を挟む互いに垂直な２つの第１直線と、これら２つの第１直線と約４５度の角度をなす一つの第２直線と、で形成される直角２等辺三角形の部分に相当する配線層の一部を除去する。除去すると新たに２つの鈍角の部分が配線層に形成されるが、マスク設計や、エッチング条件を適宜設定することにより、各鈍角部分に第１直線と第２直線との両方に接する曲線が形成されるように配線層をエッチングすることが好ましい。なお、前記直角２等辺三角形の互いに等しい２辺の長さは、配線幅の１／５以上１／２以下とする。
またコーナー部の内周についても、コーナー部の外周に沿って内周が丸みを帯びるよう形成する。このような配線形状は、プラズマによるドライエッチングの際、異常放電による微粉の発生を抑えることができる。また、基板を洗浄する際に、基板に微粉が付着していても、洗浄液を配線パターンのコーナー部に滞留させずに洗い流すことができ、結果として歩留まりを向上させるという効果を有する。このことは、基板上に多数の平行配線がある場合に、付着した微粉を洗浄により除去しやすくなるという利点でもある。配線のコーナーの角部がラウンドをとることにより、電気的にも伝導させることが期待できる。また、多数の平行配線では、ゴミを洗い流すのにはきわめて好都合である。

図１０（Ａ）には、ｎチャネル型トランジスタ５２１〜５２４、ｐチャネル型トランジスタ５２５、５２６が形成されている。ｎチャネル型トランジスタ５２３とｐチャネル型トランジスタ５２５はインバータを構成している。また、ｎチャネル型トランジスタ５２４とｐチャネル型トランジスタ５２６もインバータを構成している。この６つのトランジスタを含む回路はメモリ回路を形成している。これらのトランジスタの上層には、窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁層が形成されていても良い。

本発明の第一形態の構成を示す斜視図である。 本発明の第二形態の構成を示す斜視図である。 本発明の構成を示す斜視図である。 本発明の構成を示すブロック図である。 本発明の構成を示すブロック図である。 本発明の無線チップの構造を示す断面図である。 本発明の無線チップの構造を示す上面図である。 本発明の無線チップのメモリ回路の上面図である。 本発明の無線チップのメモリ回路の上面図である。 本発明の無線チップのメモリ回路の上面図である。 従来のコンピュータの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 無線チップ
１１ シート
１２ 履き物
１３ リーダ／ライタ
１４ ケーブル
１５ 無線信号
１６ スイッチ
１７ 無線信号遮断材
２０ ディスプレイ
２１ コンピュータ
２２ マウス
２３ キーボード
２４ 机
２５ カーソル
１００ リーダ／ライタ
１０１ アンテナ
１０２ 変調回路
１０３ 復調回路
１０４ 記憶部
１０５ 演算部
１０６ 制御部
１０７ スイッチ
１０８ 入出力部
１０９ 無線信号
１１０ 無線チップ
１１１ 共振回路
１１２ 電源回路
１１３ クロック回路
１１４ 変調回路
１１５ 復調回路
１１６ 制御回路
１１７ メモリ回路
１２０ 無線チップ
１３０ 無線チップ
２００ コンピュータ
２０１ ケーブル
３０１ ｎチャネル型トランジスタ
３０２ ｎチャネル型トランジスタ
３０３ ｐチャネル型トランジスタ
３０４ 容量素子
３０５ 抵抗素子
４０１ 下地膜
４０２ 第２導電層
４０３ 第１導電層
４０４ 配線
４０５ 半導体層
４０６ 不純物領域
４０７ （不純物濃度４０６よりも低濃度にドープされた）不純物領域
４０８ 絶縁層
４０９ ゲート電極
４１０ 不純物領域
４１１ 不純物領域
４１２ 不純物領域
５１０ 半導体層
５１１ 半導体層
５１２ ゲート配線
５１３ ゲート配線
５１４ ゲート配線
５１５ 配線
５１６ 配線
５１７ 配線
５１８ 配線
５１９ 配線
５２０ 配線
５２１ ｎチャネル型トランジスタ
５２２ ｎチャネル型トランジスタ
５２３ ｎチャネル型トランジスタ
５２４ ｎチャネル型トランジスタ
５２５ ｐチャネル型トランジスタ
５２６ ｐチャネル型トランジスタ
５３０ （半導体層の）マスクパターン
５３１ （ゲート配線の）マスクパターン
５３２ （配線の）マスクパターン

Claims (22)

1. 電子機器に信号を入力する入力装置であって、
   位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
   前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有することを特徴とする入力装置。
2. 電子機器に信号を入力する入力装置であって、
   位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
   前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
   前記ポインティングデバイスは、近接する複数の前記無線チップの情報を読み取って、前記シート上の位置情報を求める位置情報分析手段と、該位置情報を電子機器に送信する手段とを含むことを特徴とする入力装置。
3. 電子機器に信号を入力する入力装置であって、
   位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
   前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
   前記無線チップは共振回路と、前記共振回路に接続された電源回路と、前記電源回路に接続されたメモリ回路とを有することを特徴とする入力装置。
4. 電子機器に信号を入力する入力装置であって、
   位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
   前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
   前記無線チップは共振回路と、前記共振回路に接続された電源回路と、前記電源回路に接続されたメモリ回路と、前記電源回路及び前記メモリ回路に接続された制御回路とを有することを特徴とする入力装置。
5. 電子機器に信号を入力する入力装置であって、
   位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
   前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
   前記無線チップは共振回路と、前記共振回路に接続された電源回路と、前記電源回路に接続されたメモリ回路とを有し、
   前記ポインティングデバイスは、近接する複数の前記無線チップの情報を読み取って、前記シート上の位置情報を求める位置情報分析手段と、該位置情報を電子機器に送信する手段とを含むことを特徴とする入力装置。
6. 電子機器に信号を入力する入力装置であって、
   位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
   前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
   前記無線チップは共振回路と、前記共振回路に接続された電源回路と、前記電源回路に接続されたメモリ回路と、前記電源回路及び前記メモリ回路に接続された制御回路とを有し、
   前記ポインティングデバイスは、近接する複数の前記無線チップの情報を読み取って、前記シート上の位置情報を求める位置情報分析手段と、該位置情報を電子機器に送信する手段とを含むことを特徴とする入力装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
   前記ポインティングデバイスは、操作者の足によって操作することを特徴とする入力装置。
8. 請求項３及乃至請求項７のいずれか一において、
   前記メモリ回路は、書き換え不可能となる構造を有するメモリを有することを特徴とする入力装置。
9. 請求項３及乃至請求項７のいずれか一において、
   前記メモリ回路は、書き換え可能となる構造を有するメモリを有することを特徴とする入力装置。
10. 請求項３及乃至請求項７のいずれか一において、
    前記メモリ回路は、ライトワンスメモリを有することを特徴とする入力装置。
11. 請求項１及乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記電子機器は、コンピュータであることを特徴とする入力装置。
12. カーソルが表示された電子機器と、
    前記電子機器に信号を入力する入力装置とを有し、
    前記入力装置は、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
    前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有することを特徴とする入力システム。
13. カーソルが表示された電子機器と、
    前記電子機器に信号を入力する入力装置とを有し、
    前記入力装置は、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
    前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
    前記ポインティングデバイスは、近接する複数の前記無線チップの情報を読み取って、前記シート上の位置情報を求める位置情報分析手段と、該位置情報を電子機器に送信する手段とを含むことを特徴とする入力システム。
14. カーソルが表示された電子機器と、
    前記電子機器に信号を入力する入力装置とを有し、
    前記入力装置は、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
    前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
    前記無線チップは共振回路と、前記共振回路に接続された電源回路と、前記電源回路に接続されたメモリ回路とを有することを特徴とする入力システム。
15. カーソルが表示された電子機器と、
    前記電子機器に信号を入力する入力装置とを有し、
    前記入力装置は、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
    前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
    前記無線チップは共振回路と、前記共振回路に接続された電源回路と、前記電源回路に接続されたメモリ回路と、前記電源回路及び前記メモリ回路に接続された制御回路とを有することを特徴とする入力システム。
16. カーソルが表示された電子機器と、
    前記電子機器に信号を入力する入力装置とを有し、
    前記入力装置は、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
    前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
    前記無線チップは共振回路と、前記共振回路に接続された電源回路と、前記電源回路に接続されたメモリ回路とを有し、
    前記ポインティングデバイスは、近接する複数の前記無線チップの情報を読み取って、前記シート上の位置情報を求める位置情報分析手段と、該位置情報を電子機器に送信する手段とを含むことを特徴とする入力システム。
17. カーソルが表示された電子機器と、
    前記電子機器に信号を入力する入力装置とを有し、
    前記入力装置は、位置情報が記録された無線通信により該位置情報を読み出し可能とした無線チップを複数配置したシートと、
    前記シート上に移動可能に配置され、前記無線チップと無線通信可能なポインティングデバイスとを有し、
    前記無線チップは共振回路と、前記共振回路に接続された電源回路と、前記電源回路に接続されたメモリ回路と、前記電源回路及び前記メモリ回路に接続された制御回路とを有し、
    前記ポインティングデバイスは、近接する複数の前記無線チップの情報を読み取って、前記シート上の位置情報を求める位置情報分析手段と、該位置情報を電子機器に送信する手段とを含むことを特徴とする入力システム。
18. 請求項１２乃至請求項１７のいずれか一において、
    前記ポインティングデバイスは、操作者の足によって操作することを特徴とする入力システム。
19. 請求項１４乃至請求項１８のいずれか一において、
    前記メモリ回路は、書き換え不可能となる構造を有するメモリを有することを特徴とする入力システム。
20. 請求項１４乃至請求項１８のいずれか一において、
    前記メモリ回路は、書き換え可能となる構造を有するメモリを有することを特徴とする入力システム。
21. 請求項１４乃至請求項１８のいずれか一において、
    前記メモリ回路は、ライトワンスメモリを有することを特徴とする入力システム。
22. 請求項１２乃至請求項２１のいずれか一において、
    前記電子機器は、コンピュータであることを特徴とする入力システム。

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