JPH03209872A - 情報入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ
等の演算装置に画像情報及び文字情報を入出力するため
の情報入出力装置に関する。

（従来の技術） 現在、パーソナルコンピュータ（パソコン）やワードプ
ロセッサ（ワープロ）等の演算装置に画像情報及び文字
情報を入力する手段としては、キーボード（文字情報）
、スキャナ（画像情報）。

ペン（文字または画像情報）、ペンライト（文字または
画像情報）などが使用されている。

ここで、スキャナ、及びペンやペンライトを使用して文
字または画像情報を入力する場合には、周知のように、
例えば、ハンディリーダー（商品名）や、かなタブレッ
トなどの専用の情報入出力装置をそれぞれ用意していた
。

この情報入出力装置としては、例えば、実開昭６１−４
３３３号公報、実開昭６３−３１６６２号公報、実開昭
６３−１２１９６０号公報、特開昭６１−１４１１７４
号公報、特開昭６１−１４２７６９号公報、及び特開昭
６１１４４８６８号公報等、種々の提案がなされている
。

（発明が解決しようとする課題） ところで、パソコンやワープロ等のＯＡ機器は、その幅
広い分野への普及に伴って、そのコンパクト化、軽量化
、多機能化、及び操作の容易化等の要求が、益々高まる
傾向にある。

しかしながら、これまでのワープロ等では、上述のよう
な要求を満たすために、その情報入力手段の多機能化、
すなわち、一つの機器本体に対して、例えば、キーボー
ド、スキャナ、ペン、及びペンライト等の異なる情報入
力手段を随時選択的に使用できるように構成するために
は、前述したように、各情報入力手段に、それぞれ独立
した情報入出力装置を用意する必要がある。

このため、これらの各情報入出力装置を一つの機器本体
に搭載して、その情報入力手段の機能の複合化を図った
場合には、そのコンパクト化及び軽量化が難しくなる不
具合があった。

この課題を解決する方法としては、文字情報及び画像情
報のように、入力形態の異なる情報を、一つの情報入出
力装置で入力できるように構成すればよい。

すなわち、前述のような、スキャナ、ペン、及びペンラ
イト等を使用する情報入出力装置では、基本的に、原稿
及びペン先からの反射光または直射光として入力された
文字または画像の情報光を、固体撮像素子で光電変換し
て、パソコンやワープロ等の演算装置に、電気信号とし
て出力するよう一 に構成される。

そこで、上述の固体撮像素子を光透過性を有する完全密
着型の２次元センサで構成し、この２次元センサの下面
側から原稿やペンを光照射するように構成すれば、文字
情報及び画像情報のような、入力形態の異なる情報を随
時選択的に入力することのできる、情報入力手段の機能
の複合化された情報入出力装置の実現が可能なる。

しかしながら、前記従来の情報入出力装置における固体
撮像素子は、光透過性の無いシリコンウェハからなる基
板上に形成されているため、この固体撮像素子を２次元
的に配置して情報入出力装置を構成した場合、自ら光を
発するペンライトによる情報の入力はできるも、原稿等
に完全密着させた２次元センサの下面側からの光照射を
必要とする原稿やペンによる画像情報の入力ができなく
なる。

また、この固体撮像素子をライン状に配置して情報入出
力装置を構成した場合には、この装置をスキャンさせる
ことによって、原稿等の２次元的な画像情報の入力は可
能となるが、装置の移動によって情報の入力を行なうた
め、入力された画像の品質が悪くなるとともに、文字情
報の入力による文書の編集機能や画像の編集機能を持た
せることができなくなる。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、光透過性を有する完全密着型の２次元センサ
を使用することで、従来のパソコンやワープロ等におけ
る、文字情報入力機能と。

画像情報入力機能との複合化を可能にすることにより、
多機能を有し、かつコンパクト化及び軽量化を図ること
のできる情報入出力装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述の課題を解決するために、光入射窓の形
成された受光素子と、この受光素子を選択即動するスイ
ッチング素子とからなる画素センサを、光透過性を有す
る基板の下面のＸ軸方向及びＹ軸方向に、２次元的に多
数配列して形成された、完全密着型の２次元センサ部と
、 上記スイッ、チング素子を駆動して、上記２次元センサ
部に記憶された光情報を出力するための、Ｘ軸側のドラ
イバとＹ軸側のドライバとからなる駆動制御回路、及び
この駆動制御回路から出力された信号を処理する信号処
理回路からなるセンサ駆動制御手段と、 上記基板上の画像情報もしくは文字情報を上記光入射窓
を通して照明し、その画像情報もしくは文字情報からの
反射光を上記画素センサに照射する光源部とを具備した
構成とする。

（作　用） 本発明によれば、文字及び画像情報の入力部となる２次
元センサ部が光透過性を有しているので、原稿等の情報
源が２次元センサ部に完全密着される。

また、本発明によれば、この２次元センサ部に完全密着
された原稿等の情報源からの反射光を画素センサに照射
する光源部を有しているので、入力方法の如何によらず
情報源（原稿またはペン）からの情報が反射光（ペンラ
イトの場合は直接光）として入射される。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

本発明による情報入出力装置は、第１図に示すように、
２次元センサ部１、センサ駆動制御手段２、及び光源部
３を具備している。

２次元センサ部１は、第２図に示すように、装置本体４
の上面部位に配置されている。

この２次元センサ部１の上面（入力面）は、情報入力時
における上方からの圧力に耐えられるように、硝子板な
どからなる光透過性を有する基板１ａにより充分に補強
されている。

センサ駆動制御手段２は、２次元センサ部１に記憶され
た光情報を出力するための駆動制御回路２ａ、及びこの
駆動制御回路２ａから出力された信号を処理する信号処
理回路２ｂからなり、第２図に示すように、装置本体４
の２次元センサ部１の配置部位から外れた部位に配置さ
れている。

光源部３は、光源ランプ３ａ、反射板３ｂ、及８− び光源点灯回路３ｃで構成されている。

ここで、光源ランプ３ａは、第２図に示すように、２次
元センサ部１の両側部に配置されている。

また、反射板３ｂは、２次元センサ部１の下面側に所定
の間隙を隔てて対面させて配置されている。

さらに、光源点灯回路３ｃは、センサ駆動制御手段２と
同様、装置本体４の２次元センサ部上の配置部位から外
れた部位に配置されている。

これにより、書籍や書類等の原稿の画像情報、及びペン
やペンライトによる文字情報の、２次元センサ部１の上
面上での入力作業を可能にしている。

このように構成された情報入出力装置は、第３図に示す
ような、平面型の出力装置５に装着されて使用される。

この情報入出力装置の出力装置５への装着状態では、装
置本体４の背面部の入出力端子４ａ（第１図）が、出力
装置５の入出力端子（図示せず）に電気的に接続されて
いる。

出力装置５は、第１図に示すように、演算回路５ａ、記
憶回路５ｂ、出力制御回路５ｃ、及びデイスプレィ５ｄ
で構成されている。

この出力装置５は、そのデイスプレィ５ｄとして、例え
ば、液晶デイスプレィのような平面型のデイスプレィが
使用されており、演算回路５ａ。

記憶回路５ｂ、及び出力制御回路５ｃを内蔵したハウジ
ングが、情報入出力装置の装置本体４に対して折畳自在
に装着されることによって、コンパクトに収納し得るよ
うに構成されている。

本発明による情報入出力装置は、上述のような出力装置
５に装着されることにより、第３図（ａ）に示すような
ペン６やペンライｌ−７による文字情甥、及び第３図（
ｂ）に示すような書籍８や書類９等の原稿による画像情
報の、入力、記憶９編集。

出力、演算、並びに手書き入力情報の認識機能等の多機
能を有する情報処理装置を、軽量がっコンパクトに構成
することができる。

ここで、文字情報の入力は、第３図（ａ）に示すように
、２次元センサ部１の基板１ａの上面に、ペン６または
ペンライト７のペン先を当てることにより行なわれる。

この文字情報入力時には、２次元センサ部１の受光素子
（詳細は後述する）の駆動回路のフレーム時間を短くす
ることにより、オペレータが文字を書くときに発生する
、ペン６のペン先の明暗部分、もしくは、ペンライｌ−
７の光照射による明暗部分を認識し、その座標データを
記憶回路５ｂに転送して、入力された文字情報の演算及
び編集を可能にする。

また、この入力時の編集を容易にするために、デイスプ
レィ５ｄにより、入力データの確認が行なわれる。

一方、画像情報の入力は、第３図（ｂ）に示すように、
２次元センサ部１の基板１ａの上面に、入力対象となる
原稿を置き、光源ランプ３ａにより照射された原稿から
の反射光としての画像情報を、２次元センサの駆動回路
によって、順次読み込ませることにより行なわれる。

このとき、書籍８や書類９のデータ入力時にお１− いては、通常、原稿の非画像域となる地が白（明部）で
、文字や画像等のデータが黒（暗部）で形成されている
ため、２次元センサ部１への入力データとしては、原稿
の黒データ（暗部）を文字や画像情報として読み込む。

これに対し、ペン６やペンライｌ−７によるデータ入力
時においては、第４図に示すように、ペン６の反射光、
もしくはペンライト７の直射光を利用してデータの入力
を行なうため、２次元センサ部１への入力データとして
は、それぞれのペン先の白データ（明部）を文字や画像
情報として読み取る。

ここで、ペンライト７によるデータ入力時においては、
周知のように、それ自体が光源を有しているので、第４
図（ｂ）に示すように、光源ランプ３ａの点灯、すなわ
ち、反射板３ｂを介してのバックライトとなる２次元セ
ンサ部１の下面側からの反射光は必要としない。

また、本発明による情報入出力装置は、その２次元セン
サ部１が光透過性を持つように構成されているので、第
５図に示すように、その装置本体４のハウジングの下部
に、上述した出力装置５を一体的に組み込むことができ
る。

このように構成した装置の場合には、装置本体を単体で
形成することができるので、より軽量かつコンパクトな
装置となるとともに、オペレータがその入力姿勢を保っ
たままの状態で、２次元センサ部１を通して、出力装置
５のデイスプレィ５ｄにより入力した画像及び文字情報
を随時確認することが可能となるので、その入力時の操
作性が極めて向上される。

ところで、上述した２次元センサ部１は、次のように構
成される。

上述の２次元センサ部１は、光入射窓１１の形成された
受光素子１２と、この受光素子１２を選択即動するスイ
ッチング素子１３とからなる画素センサ１４を、光透過
性を有する基板１ａの下面のＸ軸方向及びＹ軸方向に、
２次元的に多数配列して形成される（第９図参照）。

すなわち、本実施例では、受光素子１２が、例えば、ア
モルファスシリコンのフォトダイオードで、また、スイ
ッチング素子１３が、例えば、ポリシリコン材料の薄膜
トランジスタで構成され、この受光素子１２及びスイッ
チング素子１３を、第６図（ａ）にその断面を、また、
第６図（ｂ）にその平面を示すように、同一の基板１ａ
の下面上に一体形成することにより、２次元センサ部１
が構成されている。

ここで、受光素子１２は、その下方側から入射される入
射光を透過させるための光入射窓１１の周囲を取り囲む
ように形成されている。

また、スイッチング素子１２は、受光素子１２の極近傍
に設けられており、これにより、各画素間でのクロスト
ークによる読み取り時の画像品質の低下を防止している
。

受光素子１２の構造は、第７図に示すように、保護膜１
２ａ、絶縁膜１２ｂ、金属電極１２ｃ。

半導体膜（ａ−８ｉ　；　Ｈ）　１２ｄ、半導体膜（ａ
−８ｉ　；０Ｈ）１２ｅ、及び透明電極１２ｆで構成さ
れている。

また、スイッチング素子１３の構造は、第８図に示すよ
うに、活性Ｎ１５ａ、ｐ型拡散層１３ｂ。

ゲート酸化膜１３ｃ、金属電極（ソース、トレイン）１
３ｄ、保護膜１３ｅ、コンタクｌ−１３ｆ　。

ゲート電極１３ｇ、及びｎ型拡散層１３ｈで構成されて
いる。

このように構成された２次元センサ部１は、第９図に示
すように、スイッチング素子１３を賜区動して、２次元
センサ部１に記憶された光情報を出力するための、Ｘ軸
側のドライバ２ＸとＹ軸側のドライバ２ｙとからなる駆
動制御回路２ａによって駆動される。

これらのドライバ２ｘ、２ｙとしては、例えば、薄膜ト
ランジスタによるＣＭＯ８構成のシフ１−レジスタ、及
びレベルシックが使用される。

第１０図は、上述した２次元センサ部１の等何回路であ
って、本実施例では、受光素子１２の読み取った出力を
、オペアンプ１５により増幅して検出したのち、信号処
理回路２ｂにに入力するように構成されている。

１５ 上述のように構成された２次元センサ部１への情報の入
出力は次のようにして行なわれる。

すなわち、先ず、第３図で示したように、２次元センサ
部１の基板１ａ上に、ペン６、ペンライト７、書籍８．
もしくは書類９等を当てた状態で、光源ランプ３ａを点
灯する。　ただし、ここで、ペンライ１−７を使用する
場合は、光源ランプ３ａを消灯したままとする。

これにより、光源ランプ３ａから発生した光は、反射板
３ｂにより反射、もしくは、反射板３ｂを通さずに基板
１ａの側方から直射されて、ペン６゜書籍８．もしくは
書類９の明部にあたる。

このとき、反射板３ｂにより反射された光は、２次元セ
ンサ部１の各光入射窓１１を通して、その下面側からペ
ン６、書籍８．もしくは書類９の明部に照射される。

このペン６、書籍８．もしくは書類９の明部からの反射
光は、文字や画像の光情報となって、２次元センサ部１
の各受光素子１２に入射され、ペン６、書籍８．もしく
は書類９による文字情報及び画像情報の入力が行なわれ
る。

ここで、ペンライ１−７に関しては、前述したように、
それ自体の照射光が２次元センサ部１の各受光素子１２
に直接入射されることにより文字情報及び画像情報の入
力が行なわれる。

各受光素子１２に入力された文字や画像の光情報は、各
画素センサ１４毎に光電変換されたのち、各スイッチン
グ素子１３が、各ドライバ２ｘ。

２ｙにより駆動されることによって、出力装置５の演算
回路５ａ及び記憶回路５ｂに、電気信号として出力され
て記憶されるとともに、出力制御回路５ｃを介して、デ
イスプレィ５ｄにより表示される（第１図及び第１０図
参照）。

（発明の効果） 本発明によれば、文字や画像の入力手段が、光透過性を
有する完全密着型の２次元センサで構成されるので、従
来のパソコンやワープロ等における、文字情報入力機能
と、画像情報入力機能との複合化を可能にすることがで
き、この種の多機能を有する情報入出力装置のコンパク
ト化及び軽景化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は上記実
施例の概略斜視図、第３図は上記実施例の使用状態の一
例を示す概略斜視図、第４図は上記実施例の使用状態の
一例を示す概略断面図、第５図は本発明の他の実施例の
概略斜視図、第６図は上記実施例における２次元センサ
部の概略図、第７図は上記２次元センサ部の受光素子の
概略図、第８図は上記２次元センサ部のスイッチング素
子の概略図、第９図は上記２次元センサの駆動制御回路
図、第１０図は上記２次元センサ部の等価回路図である
。 １・・・２次元センサ部、１ａ・・・基板、２・・・セ
ンサ駆動手段、２ａ・・・駆動制御回路、２ｂ・・・信
号処理回路、２ｘ、２ｙ・・・ドライバ、３・・・光源
部、３ａ・・・光源ランプ、３ｂ・・・反射板、３ｃ・
・・光源点灯回路、１１・・・光入射窓、１２・・・受
光素子、１３・・・スイッチング素子、１４・・・画素
センサ。 望 Ｘ さ） ゝ＼、 ＼ ワ （＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光入射窓の形成された受光素子と、この受光素子を
   選択駆動するスイッチング素子とからなる画素センサを
   、光透過性を有する基板の下面のＸ軸方向及びＹ軸方向
   に、２次元的に多数配列して形成された、完全密着型の
   ２次元センサ部と、上記スイッチング素子を駆動して、
   上記２次元センサ部に記憶された光情報を出力するため
   の、Ｘ軸側のドライバとＹ軸側のドライバとからなる駆
   動制御回路、及びこの駆動制御回路から出力された信号
   を処理する信号処理回路からなるセンサ駆動制御手段と
   、 上記基板上の画像情報もしくは文字情報を上記光入射窓
   を通して照明し、その画像情報もしくは文字情報からの
   反射光を上記画素センサに照射する光源部とを具備して
   なる情報入出力装置。 ２、アモルファスシリコンのフォトダイオードからなる
   受光素子と、ポリシリコン材料の薄膜トランジスタから
   なるスイッチング素子とで上記２次元センサ部を形成し
   、薄膜トランジスタによるＣＭＯＳ型のシフトレジスタ
   及びレベルシフタで上記駆動制御回路を構成するととも
   に、上記２次元センサ部の両側部に配置された光源ラン
   プと、上記２次元センサ部の下面側に所定の間隙を隔て
   て対面させて配置された反射板とで上記光源部を構成し
   てなる請求項１記載の情報入出力装置。