JP3067460B2

JP3067460B2 - 画像入出力装置

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Publication number: JP3067460B2
Application number: JP9834493A
Authority: JP
Inventors: 直樹氷治; 健一小林
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 2000-07-17
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JPH06290257A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像読み取りと、手書
き入力と、表示の機能を備えた画像入出力装置に係り、
特に、小型、軽量、低コストの画像入出力装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】画像入出力装置とは、原稿等の読取部と
しての原稿読取装置と、手書きにより情報を入力する手
書入力装置と、情報の表示部としての平面表示装置の３
種類の装置の機能を一体の装置内に組み込んだものであ
る。

【０００３】従来の画像入出力装置には、原稿読取装置
として２次元密着型受光素子アレイ（特開昭６４−６２
９８０号公報参照）を用いたものが多く、手書入力装置
としては感圧接触式入力装置、静電導式入力装置、磁気
誘導式入力装置等があり、平面表示装置としては、液晶
表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス表示装置
（ＥＬＤ）、エレクトロクロミック表示装置（ＥＣＤ）
等があり、それらの組み合わせ方や装置の構造には様々
な方式があった。

【０００４】ここで、画像読取装置としての２次元密着
型受光素子アレイについて説明すると、２次元密着型受
光素子アレイは、透明基板上に受光素子の集合体で原稿
幅と同じ幅の受光素子アレイを複数列平行に形成し、受
光素子が行方向と列方向の２次元マトリクス状に配列さ
れた原稿読取装置である。受光素子としては、フォトダ
イオードが用いられている。このような２次元密着型受
光素子アレイにおいて、透明基板の裏側から入射した光
は、採光部を通って原稿面で反射され、光電変換部であ
る受光素子に入射し、ここで原稿の明暗に応じた反射光
によって光電流が発生し、電気信号として出力されるも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像入出力装置は、２次元密着型受光素子アレイ
と、平面表示装置と、手書入力装置の３種類の装置を備
えているために、装置全体が大型で重くなり、取扱いが
不便となり、また、装置の実装方法が複雑で高コストに
なってしまうという問題点があった。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、小型、軽量で、構造が簡単な低コストの画像入出力
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項１記載の発明は、行方向と列方向の
２次元に配列された受光素子から成る読取部と、平面表
示装置から成る表示部を備えた画像入出力装置におい
て、前記読取部と原稿面との間に前記読取部の裏側から
入射した光の一部を反射する反射層を設け、前記原稿面
で反射された第１の光を受光して前記原稿面の画像を読
み取る第１の受光素子群と、前記反射層で反射された第
２の光を受光して手書き入力画像を読み取る第２の受光
素子群とを前記読取部に有することを特徴としている。

【０００８】上記従来例の問題点を解決するための請求
項２記載の発明は、請求項１記載の画像入出力装置にお
いて、前記第１の光が第１の波長の光であり、前記第２
の光が第２の波長の光であり、前記反射層が前記第２の
波長の光を反射する光反射フィルターであって、前記第
１の受光素子群の受光面を覆うように前記第２の波長の
光を吸収する第１の吸収フィルターが形成され、前記第
２の受光素子群の受光面を覆うように前記第１の波長の
光を吸収する第２の吸収フィルターが形成されたことを
特徴としている。

【０００９】上記従来例の問題点を解決するための請求
項３記載の発明は、請求項１記載の画像入出力装置にお
いて、前記反射層を前記第２の受光素子群と前記原稿面
との間に設けたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、読取部と原稿面
との間に読取部裏面から入射する光の一部を反射する反
射層を設け、入射光が原稿面で反射された第１の光を受
光して原稿を読み取る第１の受光素子群と、反射層で反
射された第２の光を受光して手書き入力画像を読み取る
第２の受光素子群とを読取部に有する画像入出力装置と
しているので、単一の基板上に２次元に配列された複数
の受光素子から成る読取部で原稿読み取りと手書き入力
の両方を行うことができ、画像入出力装置を小型化、軽
量化して、コストを低減させ、装置の構造及び実装方法
を簡略化することができる。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、原稿読み取
りに用いる第１の光を第１の波長（λ1 ）とし、手書き
入力画像の読み取りに用いられる第２の光を第２の波長
（λ2 ）とし、読取部と原稿面との間に、波長λ2 の光
を反射する光反射フィルターを有し、第１の受光素子群
を覆うように波長λ2 の光を吸収する第１の吸収フィル
ターを設け、第２の受光素子群を覆うように波長λ1 の
光を吸収する第２の吸収フィルターを設けた請求項１記
載の画像入出力装置としているので、波長λ1の光は光
反射フィルターを透過して原稿面で反射され、第１の受
光素子群に受光されて原稿の画像を読み取り、波長λ2
の光は光反射フィルターで反射され、第２の受光素子群
に受光されて手書き入力画像を読み取ることができ、ま
た、第１の受光素子群には原稿読取用の波長λ1 の光の
みを入射させ、第２の受光素子群には手書入力用の波長
λ2 の光のみを入射させることができるため、原稿の像
と手書入力の像とが混じり合うことなく、高解像度の読
取りができる。

【００１２】請求項３記載の発明によれば、第２の受光
素子群に反射光が入射するように、第２の受光素子群と
原稿面との間に反射層を設けた請求項１記載の画像入出
力装置としているので、原稿読み取りと手書き入力の両
方に用いることができる画像入出力装置を簡単な構造で
形成することができる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明の一実施例に係る画像入出
力装置において、原稿読み取り又は手書き入力を行う場
合の断面拡大説明図である。本実施例（第１の実施例）
の画像入出力装置は、図１に示すように、原稿読み取り
及び手書き入力用の光電変換を行う受光素子アレイを有
する読取部１と、読取部１の上部に設けられた平面表示
装置から成る表示部２とから構成されている。

【００１４】読取部１は、ガラス、石英、セラミクス等
の透光性の部材から成る基板１′の下面に複数個の受光
素子が行方向と列方向の２次元マトリクス状に形成さ
れ、また、信号読み出し用の各配線が形成されている。

【００１５】特に、本実施例の読取部１における主走査
方向に形成された受光素子アレイは、原稿読取用アレイ
５と、手書入力用アレイ６とから構成され、原稿読取用
アレイ５と、手書入力用アレイ６とが１列毎に交互に配
列されて、２次元密着型受光素子アレイを形成してい
る。

【００１６】原稿読取用アレイ５は、受光素子の下面を
長尺状の光吸収フィルター７で覆われており、同様に、
手書入力用アレイ６は、長尺状の光吸収フィルター８で
覆われている。この２種類の光吸収フィルター７，８に
より、原稿読取用アレイ５と、手書入力用アレイ６と
に、異なる特定の波長帯の光を入射させることができ
る。また、光吸収フィルター７と光吸収フィルター８と
の間は、外部から光が入射する採光部４となっている。

【００１７】そして、原稿読取用アレイ５及び手書入力
用アレイ６と原稿面１３との距離を一定に保ち、光吸収
フィルター７，８と、受光素子アレイ５，６を保護する
ために、基板１′の下面全体を覆うように透光性部材か
ら成るギャップ維持層１２が設けられ、更に、ギャップ
維持層１２の下層にフィルター部３が形成されている。
尚、フィルター部３は、光反射フィルター１０の下に光
吸収フィルター９が形成された２層構造となっている。

【００１８】すなわち、基板１′下面に原稿読取用アレ
イ５及び手書入力用アレイ６から成る２次元密着型受光
素子アレイと、光吸収フィルター７，８と、ギャップ維
持層１２と、フィルター部３とが密着して一体に形成さ
れ、読取部１を構成している。また、ギャップ維持層１
２によって原稿読取用アレイ５及び手書入力用アレイ６
とフィルター部３との距離が一定になるように形成され
る。

【００１９】また、読取部１の基板１′の上部には、表
示部２として、液晶表示装置（ＬＣＤ）や、エレクトロ
クロミック表示装置（ＥＣＤ）等の非発光型の平面表示
装置が設けられている。

【００２０】次に、第１の実施例の画像入出力装置の各
部の構成について具体的に説明する。本実施例の特徴部
分は、原稿読取用の光（波長λ1 ）と、手書入力用の光
（波長λ2 ）とを異なる波長の光とし、波長λ1 の光
は、原稿面１３で反射させて原稿読取用アレイ５で読み
取り、波長λ2 の光は、原稿面１３に到達する前にフィ
ルター部３の光反射フィルター１０で反射させて手書入
力用アレイ６で読み取るようにしている点である。

【００２１】本実施例の画像入出力装置の２次元密着型
受光素子アレイを構成する原稿読取用アレイ５と手書入
力用アレイ６とは、同一の受光素子群から構成され、受
光素子自体の形状及び特性は等しいものであるが、特性
の異なる光学フィルター（光吸収フィルター７，８）で
受光素子を覆うことにより、原稿読取用アレイ５と手書
入力用アレイ６とに異なる波長帯の光が入射するように
している。受光素子は、ＣｄＳｅ、アモルファスＳｉ、
多結晶シリコン（poly-Si ）等の半導体を用いたフォト
ダイオードとしている。

【００２２】原稿読取用に利用する光は波長λ1 の外光
とし、受光素子アレイの内、原稿読取用アレイ５は、原
稿面１３で反射された波長λ1 の光のみが入射して光電
変換されるよう受光素子の下面部分を覆うように光吸収
フィルター７が形成されている。ここで、光吸収フィル
ター７は、波長λ1 の光は透過するが、手書入力用ペン
１４から発する波長λ2 の光は吸収するため、原稿読取
用アレイ５には波長λ2 の光は到達せず、波長λ1 の光
のみが入射するようになっている。

【００２３】一方、手書き入力は、影モードとライトペ
ンモードで行うことができる。影モードは、外光と手書
入力用ペン１４が作る影を画像処理によって読み取るモ
ードである。ライトペンモードは、ペン先より波長λ2
の光を発する発光部１５を設けたライトペンを用いて手
書入力を行うものである。手書入力用アレイ６は、光反
射フィルター１０で反射された波長λ2 の光を透過し
て、原稿面で反射された波長λ1 の光を吸収する光吸収
フィルター８で覆われているため、波長λ1 の光は到達
せず、波長λ2 の光のみが入射するものである。

【００２４】このように、原稿読取用アレイ５と、手書
入力用アレイ６とに、それぞれ不要な波長の光を選択的
に吸収して、必要な波長の光を透過するフィルターを設
けることにより、原稿読取用の光（波長λ1 ）が手書入
力用アレイ６に入射したり、手書入力用の光（波長λ2
）が原稿読取用アレイ５に入射するのを防ぎ、手書入
力の検知精度や、原稿読取の再現性の低下を防ぐことが
できる。

【００２５】次に、第１の実施例における各フィルター
について説明する。ギャップ維持層１２の下部に設けら
れるフィルター部３は、ギャップ維持層１２上に密着し
て光反射フィルター１０、光吸収フィルター９が順に積
層されて形成されている。つまり、図１においては、手
書き入力に用いられる波長λ2 の光を吸収する光吸収フ
ィルター９とギャップ維持層１２との間に、波長λ2 の
光を反射する光反射フィルター１０が挿入された構造と
なっている。

【００２６】光反射フィルター１０は、波長λ2 の光を
反射して、図１に示す手書入力用受光素子５′に入射さ
せるものである。また、光吸収フィルター９は、光反射
フィルター１０の反射波長帯が狭いために、光反射フィ
ルター１０を透過した波長λ2 付近の光を吸収して、手
書入力用の光が原稿面１３に達するのを妨げ、原稿読取
用の波長と手書入力用の波長とを明確に区別するために
設けられている。また、光吸収フィルター９は、原稿が
フィルター部３に密着していない場合にも手書き入力を
可能にするためのものである。すなわち、光吸収フィル
ター９は、原稿側から入射する外光の内、波長λ2 付近
のの光を吸収して、ペンからの入力像と重畳するのを防
ぐためのものである。

【００２７】ここで、光吸収フィルター７、８、９及び
光反射フィルター１０の特性について、図２（ａ）
（ｂ）の光学特性図を用いて説明する。図２（ａ）は、
光吸収フィルター７及び９と、光吸収フィルター８の吸
収特性を示す吸収スペクトル特性図であり、図２（ｂ）
は、光反射フィルター１０の反射特性を示す反射スペク
トル特性図である。

【００２８】光吸収フィルター７，９は、原稿読取りに
用いられる短い波長λ1 付近の波長の透過率は十分高い
が、波長が長くなると透過率が低下して、手書入力用の
長い波長λ2 付近ではほとんど透過しない特性を持って
いる（図２（ａ）−１参照）。反対に、光吸収フィルタ
ー８は、短い波長λ1 付近の透過率は極めて低いが、長
い波長λ2 付近では透過率が高くなる特性を持っている
（図２（ａ）−２参照）。

【００２９】また、光反射フィルター１０は、図２
（ｂ）に示すように、長い波長λ2 をピークとする反射
スペクトルを示し、反射する波長領域は狭く、シャープ
な反射帯となっている。

【００３０】ここで、原稿読取用アレイ５と、手書入力
用アレイ６への入射光の波長を明確に区別して、良好な
Ｓ／Ｎ比と解像度を得るために、図２（ａ）の光吸収フ
ィルター７，９の吸収スペクトルと、光吸収フィルター
８の吸収スペクトルとが交差する波長λx において、光
吸収フィルター７，９と、光吸収フィルター８の透過率
が共に１０％以下であることが望ましく、また、図２
（ｂ）の光反射フィルター１０の反射率も１０％以下で
ある方が望ましい。

【００３１】また、画像入出力装置を室内で使用する場
合を想定した場合、原稿読取用の波長λ1 と手書入力用
の波長λ2 を、３波長型蛍光管の３本の輝線スペクトル
線の内から選ぶと、光を有効に利用することができる。
３波長型蛍光管の輝線スペクトル線の波長は、蛍光材料
の種類や製造方法によって若干異なるが、約４４０nm、
５５０nm、６１０nmであるから、波長λ1 及び波長λ2
はこの３波長の中から選択することが望ましい。

【００３２】光吸収フィルター７，８，９の材料には、
有機染料、有機顔料、無機顔料を含む樹脂等が適用で
き、それらの材料をスピンコート、ロールコート、印
刷、電着等の方法により原稿読取用アレイ５及び手書入
力用アレイ６の受光素子を覆うように基板１′の下面に
直接形成するものである。

【００３３】また、光反射フィルター１０としては、高
屈折率の誘電体と低屈折率の誘電体とを交互に積層した
誘電体多層膜や、等しい螺旋ピッチを有し、掌性の異な
る２種類のコレステリック液晶の積層体が用いられる。

【００３４】後者のコレステリック液晶としては、低分
子液晶、高分子液晶、添加された高分子の架橋によりゲ
ル化した低分子液晶及び高分子分散液晶等がある。これ
らのうち、粘性の低いものは、２枚のガラスやプラスチ
ックフィルムの間に挟持して液晶セルを形成し、この液
晶セルを基板１′のギャップ維持層１２に貼付すること
により光反射フィルター１０を形成する。また、粘性の
高いものは、塗布、蒸着、電着等の方法でギャップ維持
層１２に、直接、光反射フィルター１０を形成したり、
別の透光性基板上に上記の方法で形成した液晶層をギャ
ップ維持層１２に貼付して光反射フィルター１０とする
ことも可能である。

【００３５】ギャップ維持層１２は、受光素子と原稿面
１３との距離を一定に保ち、原稿読取用アレイ５、手書
入力用アレイ６を保護するために設けられているもの
で、単層でも積層構造でも良く、材料としては、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネイト等の樹脂材料
の他、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ
x ）、ほう酸ガラス等の無機材料を用いることができ
る。そして、これらの材料をスピンコート、ロールコー
ト、印刷、電着、蒸着等の方法で、受光素子アレイを形
成した基板１′下面に直接成膜するか、あるいは、一旦
シート状に形成したものを基板１′に貼付することによ
り、ギャップ維持層１２を形成する。

【００３６】ここで、ギャップ維持層１２の厚さｄの値
は、原稿面１３や光反射フィルター１０で反射された光
の光路に影響を与えるため、原稿読取り及び手書き入力
の解像度を左右するものである。次に、ギャップ維持そ
う１２の厚さｄの値の設定の仕方について説明する。

【００３７】ギャップ維持層１２が薄く、ギャップ維持
層１２の厚さｄと、受光素子アレイの画素ピッチｐとの
比ｄ／ｐが０．１以下の場合は、原稿面１３又は光反射
フィルター１０で散乱した光は、わずかしか広がらず
に、ほとんどが再び採光部４から外部へ出ていってしま
うために、光を有効に利用することができない。

【００３８】一方、ギャップ維持層１２が厚く、ｄ／ｐ
が５以上の場合、原稿面１３または光反射フィルター１
０で散乱した光は、大きく広がり、隣接する画素にまで
入射してしまうために、原稿読取り及び手書き入力の解
像度を低下させることになる。従って、ｄ／ｐが０．１
〜５の範囲になるようにギャップ維持層１２の厚さを設
定すれば良く、特に０．５〜２の範囲であればより望ま
しい。

【００３９】次に、上記構成の画像入出力装置における
原稿読取り動作と手書き入力動作について図１を用いて
説明する。まず、外部から入射する光のうち、短い波長
λ1 の光ａは、平面表示装置２、基板１′を透過して、
読取部１の採光部４からギャップ維持層１２に入射し
て、光反射フィルター１０と光吸収フィルター９をその
まま透過して、フィルター部３の下に置かれた原稿面１
３で反射して散乱される。散乱された波長λ1 の光ａ
は、再び光吸収フィルター９及び光反射フィルター１０
を透過してギャップ維持層１２に入射し、光吸収フィル
ター７を透過して原稿読取用受光素子５′に入射する。
そして、反射光の明暗に応じて、原稿読取用受光素子
５′において発生する光電流を読み取って画像処理を行
うことにより原稿の読み取りが為されるようになってい
る。

【００４０】また、原稿面１３において散乱された波長
λ1 の光ａは、手書入力用受光素子６′の方向へも向か
うが、光吸収フィルター８によって吸収されるために手
書入力用受光素子６′に入射することはない。すなわ
ち、原稿読み取り時には、手書入力用アレイ６は作動し
ないようになっている。

【００４１】一方、外部から入射した光のうち、手書入
力用ペン１４の先端の発光部１５から発した波長λ2 の
光ｂは、波長λ1 の光と同様に平面表示装置２、基板
１′、ギャップ維持層１２を透過して光反射フィルター
１０に到達する。ここで波長λ2 の光は、光反射フィル
ター１０によって反射されるため、原稿面１３に到達す
ること無く、光吸収フィルター８を透過して手書入力用
受光素子６′に入射し、光電変換により手書情報が読み
取られるようになっている。そして、手書入力用受光素
子６′からの出力を適切に画像処理することによりペン
先の位置を検知することができる。

【００４２】また、光反射フィルター１０で反射された
波長λ2 の光ｂの内、原稿読取用受光素子５′に向かう
成分は、光吸収フィルター７によって吸収されるため
に、原稿読取用受光素子５′に入射することはない。従
って、手書き入力時には、原稿読取用アレイ５は作動し
ないようになっている。

【００４３】このようにして、本実施例の画像入出力装
置によれば、単一の基板１′を用いて、原稿読み取りと
手書き入力の動作を互いに干渉すること無く行うことが
できるものである。

【００４４】本実施例（第１の実施例）の画像入出力装
置によれば、原稿読取用の光ａ（波長λ1 ）と手書入力
用の光ｂ（波長λ2 ）とを異なる波長の光とし、波長λ
2 の光を原稿面１３に到達する前に反射して波長λ1 の
光を透過する光反射フィルター１０を設け、また、原稿
読取用アレイ５を波長λ2 を吸収する光吸収フィルター
７で覆い、手書入力用アレイ６を波長λ1 を吸収する光
吸収フィルター８で覆う構成とし、各受光素子におい
て、不要な波長の光を選択的に吸収して、必要な波長の
光を透過するようにしているので、原稿読取用アレイ５
と手書入力用アレイ６とを同一の基板１′上に配列し
て、単一の基板１′で原稿読み取りと手書き入力の両方
を行うことができ、これにより、従来、原稿読取りのた
めの画像読取装置とは別個に形成されていた手書入力装
置を不要とし、画像入出力装置を大幅に小型化、軽量化
することができる効果がある。

【００４５】次に、本発明の第２の実施例について図３
を用いて説明する。図３は、第２の実施例の画像入出力
装置の断面拡大説明図である。第２の実施例の画像入出
力装置は、第１の実施例の画像入出力装置と同様に、２
次元密着型受光素子アレイを有する読取部１と、平面表
示装置から成る表示部２とから構成されている。

【００４６】読取部１の２次元密着型受光素子アレイ
は、基板１′の下面に原稿読取用アレイ５と手書入力用
アレイ６とが１列毎に交互に配列され、受光素子と受光
素子との間は外部から光が入射する採光部４が形成さ
れ、第１の実施例と同様に、受光素子自体は全て同一の
特性を有するものである。そして、２次元密着型受光素
子アレイ全体を覆うように透光性のギャップ維持層１２
が形成され、原稿面１３と原稿読取用アレイ５及び手書
入力用アレイ６との距離を一定に保つようになってい
る。

【００４７】更に、第２の実施例の特徴として、図３に
示すように、手書入力用アレイ６の下部に相当する位置
で手書入力用受光素子６′の幅よりも広い幅でギャップ
維持層１２の下面を覆うように密着して、光を反射する
光反射体１８が設けられている。光反射体１８は、採光
部４から入射した光を反射して手書入力用受光素子６′
に入射させるものである。

【００４８】光反射体１８としては、アルミニウム（Ａ
ｌ）、銀（Ａｇ）等の高反射率の金属材料の他に、硫化
亜鉛（ＺｎＳ）等の高屈折率の誘電体と二酸化ケイ素
（ＳｉＯ₂ ）等の低屈折率の誘電体を交互に積層した誘
電体多層膜が適用できる。また、光反射体１８の表面
は、鏡面、散乱面のいずれでも良く、厚さは、入射光を
反射するのに十分な厚さで、且つ、原稿読取用受光素子
５′の解像度を低下させない範囲で形成する必要があ
る。例えば、金属材料を用いた場合の光反射体１８の厚
さは、２００ｎｍ〜２μｍの範囲とするのが望ましい。

【００４９】また、光反射体１８は、手書入力用受光素
子６′に十分な光が入射するように、手書入力用アレイ
６を十分に覆う大きさに形成する必要がある。光反射体
１８の面積（Ｓ1 ）から手書入力用受光素子５′の面積
（Ｓ2 ）を差し引いた面積（Ｓ1 −Ｓ2 ）は、手書入力
用アレイ６に入射する光量を左右するため、基板１′の
全面積（Ｓ）に占める上記差引面積（Ｓ1 −Ｓ2 ）の割
合｛（Ｓ1 −Ｓ2 ）／Ｓ｝を、０．１以上とすることが
望ましい。

【００５０】しかし、光反射体１８が大きすぎると、光
反射体１８による反射光が隣接する原稿読取用受光素子
５′に入射してしまうため、図３に示す原稿読取用受光
素子５′と光反射体１８との間隔ｘと、ギャップ維持層
１２の厚さｄの比ｄ／ｘが、２以下となるように形成す
ることが望ましい。また、ギャップ維持層１２の膜厚
は、第１の実施例と同様の範囲で形成する。

【００５１】次に、第２の実施例の画像入出力装置にお
ける原稿読み取り及び手書き入力の方法について説明す
る。第２の実施例では、手書き入力は、ユーザーが外光
の下で、手書入力用ペン１４を表示部２上に押し当てた
時にできる影の位置を読み取ることにより行われるもの
である。そして、上部からの入射光の内、原稿面１３で
反射された光で原稿読み取りを行い、光反射体１８で反
射されて原稿面１３まで到達しなかった光で手書入力用
の読み取りを行うものである。

【００５２】上部からの入射光は、表示部２、基板１′
を透過し、採光部４からギャップ維持層１２に入射す
る。採光部４からの入射光の内のある成分の光ｃは、ギ
ャップ維持層１２を透過して原稿面１３で反射され、原
稿読取用受光素子５′に入射して、原稿の画像として読
み取られる。

【００５３】また、手書入力ペン１４の位置情報を含む
入射光の内のある成分の光ｃ′は、ギャップ維持層１２
を透過して、光反射体１８によって反射され、手書入力
用受光素子６′に入射して光電変換され、画像処理によ
り手書入力ペン１４の位置を検知するものである。

【００５４】このようにして、第２の実施例の画像入出
力装置では、２次元密着型受光素子アレイの内の一部の
受光素子の下部に入射光を反射する光反射体１８を形成
することにより、入射光の一部を手書入力用の読み取り
に利用することができ、同一の２次元密着型受光素子ア
レイが、原稿読取りと手書き入力の２つの機能を有する
ものである。

【００５５】第２の実施例の画像入出力装置によれば、
２次元密着型受光素子アレイの一部である手書入力用ア
レイ６の下部に光反射体１８を設けているので、入射光
の一部は原稿面１３まで到達せずに、光反射体１８で反
射されて手書入力用アレイ６に入射して手書き入力の読
み取りを行うことができ、また、原稿読取用アレイ５の
下部に光反射体１８を設けていないため、原稿面１３で
の反射光を原稿読取用受光素子５′で受光して画像の読
み取りを行うことができ、従って単一の２次元密着型受
光素子アレイを用いて原稿読み取りと手書き入力の両方
を行うことができ、従来、別々に形成されていた原稿読
取装置と手書入力装置とを１つの一体の装置として、画
像入出力装置を小型化、軽量化することができる効果が
ある。

【００５６】また、第２の実施例は、従来の２次元密着
型受光素子アレイに反射体１８を設けただけの簡単な構
造で、手書き入力の機能を付加することができ、コスト
を低減することができる効果がある。

【００５７】次に、本発明の第３の実施例の画像入出力
装置について、図４の断面拡大説明図を用いて説明す
る。第３の実施例の画像入出力装置は、第２の実施例と
ほぼ同様の構造で、２次元密着型受光素子アレイの手書
入力用アレイ６の下部に入射光を反射する光反射体１８
が設けられ、２次元密着型受光素子アレイを形成する原
稿読取用アレイ５と、手書入力用アレイ６の各受光素子
のパターン内部に採光部４が形成されており、また、隣
接する原稿読取用アレイ５と手書入力用アレイ６との間
には、ブラックマトリクス２０が形成されて遮光されて
いる点が特徴となっている。

【００５８】図４に示すように、第３の実施例の画像入
出力装置においては、原稿読取用アレイ５に設けられた
採光部４ａを透過した入射光ｃは、原稿面１３で反射さ
れて原稿読取用受光素子５′に入射し、一方、手書入力
用アレイ６に設けられた採光部４ｂを透過した入射光
ｃ′は、光反射体１８で反射されて手書入力用受光素子
６′に入射する。そして、原稿読取用アレイ５と手書入
力用アレイ６との間にブラックマトリクス２０が形成さ
れ、原稿面１３で反射された光が手書入力用受光素子
６′に入射したり、光反射体１８で反射された光が原稿
読取用アレイ５′に入射するのを防ぐようになってい
る。

【００５９】ブラックマトリクス２０の材料としては、
黒色染料または黒色顔料を添加した樹脂等を用いてい
る。また、採光部４ａ，４ｂの面積が小さすぎると光量
が低下して読み取り時間が長くなるため、採光部４ａ，
４ｂの面積は少なくとも基板１′の面積の５％以上と
し、１０％以上であれば一層好ましい。

【００６０】第３の実施例の画像入出力装置によれば、
各受光素子の中央に採光部４ａ，４ｂを形成し、隣接す
る原稿読取用アレイ５と手書入力用アレイ６との間にブ
ラックマトリクス２０を設けているので、原稿読取用受
光素子５′の採光部４ａから入射した光を原稿面１３で
反射させて原稿読取用受光素子５′のみに入射させ、手
書入力用受光素子６′の採光部４ｂから入射した光を光
反射体１８で反射させて手書入力用受光素子６′のみに
入射させて、原稿読取用の光と手書入力用の光が隣接し
た受光素子アレイに入射するのを防ぎ、手書き入力の検
知精度の低下や、原稿読み取りの再現性の低下を防ぐこ
とができる効果がある。

【００６１】また、外光を用いて原稿の読取りをする場
合、外光照度ムラがあるので、読取った原稿に濃度ムラ
が生じやすい。ここで、第２、第３の実施例の画像入出
力装置において、手書入力用受光素子と原稿読取用受光
素子とのピッチを両受光素子に入射する光の光量が等し
くなる程度（両受光素子での照度ムラが発生しない程
度）に十分小さく設計し、手書入力用受光素子を原稿読
取時に原稿読取用受光素子と同様に動作させて両受光素
子で読取った電荷を出力すれば、各画素において手書入
力用受光素子で得られた出力を基準にして原稿読取用受
光素子で得られた出力を補正すれば、各原稿読取用受光
素子での濃度ムラを解消することができる。具体的に
は、手書入力用受光素子の出力と原稿読取用受光素子の
出力との比が原稿の反射率に対応するので、各画素で求
められた反射率を基にして原稿の画像情報を決定すれ
ば、原稿の濃度ムラを解消できるものである。

【００６２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、読取部と
原稿面との間に読取部裏面から入射する光の一部を反射
する反射層を設け、入射光が原稿面で反射された第１の
光を受光して原稿を読み取る第１の受光素子群と、反射
層で反射された第２の光を受光して手書き入力画像を読
み取る第２の受光素子群とを読取部に有する画像入出力
装置としているので、単一の基板上に２次元に配列され
た複数の受光素子から成る読取部で原稿読み取りと手書
き入力の両方を行うことができ、画像入出力装置を小型
化、軽量化して、コストを低減させ、装置の構造及び実
装方法を簡略化することができる効果がある。

【００６３】請求項２記載の発明によれば、原稿読み取
りに用いる第１の光を第１の波長（λ1 ）とし、手書き
入力画像の読み取りに用いられる第２の光を第２の波長
（λ2 ）とし、読取部と原稿面との間に、波長λ2 の光
を反射する光反射フィルターを有し、第１の受光素子群
を覆うように波長λ2 の光を吸収する第１の吸収フィル
ターを設け、第２の受光素子群を覆うように波長λ1 の
光を吸収する第２の吸収フィルターを設けた請求項１記
載の画像入出力装置としているので、波長λ1の光は光
反射フィルターを透過して原稿面で反射され、第１の受
光素子群に受光されて原稿の画像を読み取り、波長λ2
の光は光反射フィルターで反射され、第２の受光素子群
に受光されて手書き入力画像を読み取ることができ、ま
た、第１の受光素子群には原稿読取用の波長λ1 の光の
みを入射させ、第２の受光素子群には手書入力用の波長
λ2 の光のみを入射させることができるため、原稿の像
と手書入力の像とが混じり合うことなく、高解像度の読
み取りができる効果がある。

【００６４】請求項３記載の発明によれば、第２の受光
素子群に反射光が入射するように、第２の受光素子群と
原稿面との間に反射層を設けた請求項１記載の画像入出
力装置としているので、原稿読み取りと手書き入力の両
方に用いることができる画像入出力装置を簡単な構造で
形成することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例（第１の実施例）に係る画
像入出力装置の断面拡大説明図である。

【図２】本実施例の各光学フィルターの特性説明図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施例に係る画像入出力装置
の断面拡大説明図である。

【図４】本発明の第３の実施例に係る画像入出力装置
の断面拡大説明図である。

【符号の説明】

１…読取部、２…表示部、３…フィルター部、４
…採光部、５…原稿読取用アレイ、６…手書入力用
アレイ、７、８…光吸収フィルター、９…光吸収フ
ィルター、１０…光反射フィルター、１２…ギャッ
プ維持層、１３…原稿面、１４…手書入力用ペン、
１５…発光部、１８…光反射体、２０…ブラックマ
トリクス、ａ…波長λ1 の光、ｂ…波長λ2 の光、
ｃ…入射光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 G06F 3/03 330 G06F 3/033 360

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】行方向と列方向の２次元に配列された受
光素子から成る読取部と、平面表示装置から成る表示部
を備えた画像入出力装置において、前記読取部と原稿面
との間に前記読取部の裏側から入射した光の一部を反射
する反射層を設け、前記原稿面で反射された第１の光を
受光して前記原稿面の画像を読み取る第１の受光素子群
と、前記反射層で反射された第２の光を受光して手書き
入力画像を読み取る第２の受光素子群とを前記読取部に
有することを特徴とする画像入出力装置。
【請求項２】前記第１の光が第１の波長の光であり、
前記第２の光が第２の波長の光であり、前記反射層が前
記第２の波長の光を反射する光反射フィルターであっ
て、前記第１の受光素子群の受光面を覆うように前記第
２の波長の光を吸収する第１の吸収フィルターが形成さ
れ、前記第２の受光素子群の受光面を覆うように前記第
１の波長の光を吸収する第２の吸収フィルターが形成さ
れたことを特徴とする請求項１記載の画像入出力装置。
【請求項３】前記反射層を前記第２の受光素子群と前
記原稿面との間に設けたことを特徴とする請求項１記載
の画像入出力装置。