JPH09319499A

JPH09319499A - 二次元入力モジュール素子

Info

Publication number: JPH09319499A
Application number: JP8131907A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamashita; 隆司山下
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-12
Anticipated expiration: 2016-05-27
Also published as: JP3420429B2

Abstract

(57)【要約】【課題】誰でも容易に使用でき、ノイズ対策や発熱対
策が施され、文字図形の情報が書かれた原稿などを二次
元入力するためのモジュール化した素子がないといった
課題があった。【解決手段】二次元マトリクス状に光電池６が形成さ
れたセンサーパネル１２と、光１６を発する光源部と、
センサーパネル１２の複数の光電池６を順次走査する走
査部を外囲器１０内に搭載させ、外囲器１０は電極ピン
１１によって信号を入出力しており、基板に容易に差し
込めるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿に書かれた文
字図形等の情報を二次元で読み取ることができる光半導
体からなる電子部品に関するものであり、特に回路基板
に差し込みを可能とし、情報機器等への搭載が容易な二
次元入力モジュール素子である。

【０００２】

【従来の技術】一次元に受光素子が配列され、原稿に照
射した光源の光を受光する光電変換器と、この光電変換
器と原稿との相対位置を直交する方向に移動させて得た
電気信号を情報の読み取り信号として送出するデータ処
理部とを備えた装置は、ファクシミリや複写機としてよ
く知られている。

【０００３】また、一次元に受光素子が配列され、パー
ソナルコンピュータやワードプロセッサーなどに接続し
て原稿や文章の一部を読み取る装置は、ハンドスキャナ
ーとしてよく知られている。

【０００４】また、コンピュータへの入出力装置として
実用化が検討されている文字図形等の画像情報の入出力
装置は、例えば特公平５−４０９２７号公報に記載の画
像入出力装置が知られている。このような装置の情報入
力部は、二次元マトリクス状に受光素子を形成したパネ
ルで構成されており、このようなパネルは、例えば特開
昭６０−２６２２３６号公報や特公平４−５２４８５号
公報に記載があり、本願出願人も特開昭６０−１１３５
８７号公報に記載の提案をしており、さらに二次元のマ
トリクス状に複数の光電池を配列したパネルを特願平７
−１３０１５２号として提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の従来
の技術は、二次元のセンサーパネルを情報機器の表示画
面と組み合わせたり、あるいは表示画面と一体化したも
のであり、パネルとその光源部や信号処理部とを実装技
術により一体化したモジュール部品とすることについて
何等考慮されていない。つまり、このようなモジュール
部品を、携帯情報機器のように小型の情報入力のための
センサー部品として使用することについては何等考慮さ
れていないので、どのようにセンサーパネル、センサー
パネル駆動回路、光源、光源駆動回路等をモジュール化
すれば、信号検出を最良の状態にしたまま、小型にでき
るか考慮されていないという問題点がある。

【０００６】また、モジュール化により小型になるもの
の、その時に発生するノイズ問題、光源の熱対策、簡便
に使用するための部品の形状、及び信頼性についても考
慮されていないという問題点がある。

【０００７】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
めに、小型薄型で、外来ノイズに強く、光源部や周辺回
路部と一体化したモジュール部品として信頼性の高い二
次元入力モジュール素子を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、モジュール部
品としてプリント基板やソケットに容易に搭載でき、ユ
ーザー側で出力信号のゲインや光源の光量を変化させる
ことのできる二次元入力モジュール素子を提供すること
にある。

【０００９】さらに、本発明の他の目的は、モジュール
部品としてパッケージに集積したときに、光源の発熱し
た熱が周辺部に悪影響を与えないような二次元入力モジ
ュール素子を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の二次元
入力モジュール素子は、二次元のマトリックス状に形成
された複数の光電池からなるセンサーパネルと、原稿へ
光を放射する面発光の光源部と、該光源部からの光を原
稿に照射して得られた反射光を上記複数の光電池を順次
走査して得られる出力信号を処理する信号処理部とを、
金属材料からなる外囲器の内部に搭載し、該外囲器の開
口部を上記センサーパネルによって塞ぐと共に、上記光
源部の信号線及び上記信号処理部の信号線が、上記外囲
器の周囲に設けられた電極ピンと上記外囲器内部で接続
されていることを特徴とする。

【００１１】請求項１に記載の発明によれば、フラット
パッケージ構造の外囲器にワンパッケージ化でき、信号
の入出力が外囲器に設けた電極ピンを介し可能であるこ
とから、簡単にプリント基板、ＩＣソケット等に差し込
むようにできる。また、開口部をセンサーパネルによっ
て塞ぐことで、外来光の影響ない状態で原稿を開口部上
部に重なるように置いて情報入力が可能となる。また、
シールド材となる金属材料を外囲器とすることで、外囲
器外部からのノイズを遮断できる。なお、外囲器はグラ
ンド電位にしておくのがよい。

【００１２】請求項２に記載の二次元入力モジュール素
子は、請求項１に記載の二次元入力モジュール素子にお
いて、上記電極ピンは、所定間隔の正数倍で配置されて
いることを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、電極ピン
間隔が２．５４ｍｍ、又は１．２７ｍｍとなるＩＣソケ
ット、プリント基板等に直接挿入できる。

【００１４】請求項３に記載の二次元入力モジュール素
子は、請求項１に記載の二次元入力モジュール素子にお
いて、上記開口部は、保護膜で覆われていることを特徴
とする。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、センサー
パネルの上部の開口部をガラス板で覆うことでセンサー
パネル面を保護でき、原稿との接触などによる傷、汚れ
などから守れるようになる。

【００１６】請求項４に記載の二次元入力モジュール素
子は、請求項１に記載の二次元入力モジュール素子にお
いて、上記センサーパネルからの出力信号を調整するた
めに上記光源部の光量を調光する光量調整手段を上記外
囲器に設けたことを特徴とする。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、センサー
パネルの個々の特性に合わせて、またはセンサーパネル
や光源部の経時変化に対しても出力信号のレベルを維持
するように光量を変化させて調整できる。

【００１８】請求項５に記載の二次元入力モジュール素
子は、請求項１に記載の二次元入力モジュール素子にお
いて、上記信号処理部に上記センサーパネルからの出力
信号である電流信号を電流電圧信号変換して増幅する信
号変換増幅部を備え、上記センサーパネルからの出力信
号を調整するためのゲイン調整手段を上記外囲器に設け
たことを特徴とする。

【００１９】請求項５に記載の発明によれば、センサー
パネルからの出力信号を変換する信号変換増幅部を外囲
器の内部に搭載することで、外付け部品を必要とせず
に、さらに容易に使用できるようになる。また、センサ
ーパネルからの微少信号をシールド効果のある外囲器内
部にて増幅し、増幅後に外囲器の外部へ出力すること
で、安定した信号が得られる。また、ゲイン調整手段に
より出力信号が最良の状態で出力でき、また、センサー
パネルや光源の経時変化によって外囲器からの出力信号
が変化したときに調整できる。

【００２０】請求項６に記載の二次元入力モジュール素
子は、請求項１に記載の二次元入力モジュール素子にお
いて、上記信号処理部に上記センサーパネルからの出力
信号である電流信号を電流電圧信号変換して増幅する信
号変換増幅部を備え、上記光源部と上記信号変換増幅部
とが熱的に分離され、上記外囲器の開口部を気密封止す
ると共に、上記外囲器の内部が真空に保持されたことを
特徴とする。

【００２１】請求項６に記載の発明によれば、センサー
パネルまたは信号変換増幅部とが、上記光源部と接触す
ることによって光源部の光放射によって発生した熱が熱
的に連結することを防ぎ、外囲器の内部が真空保持され
ているので、熱的な連結をさらに効果的に防止できる。
また、内部が真空なため、湿気に起因するセンサーパネ
ルの劣化を防止し、素子の信頼性が向上する。

【００２２】請求項７に記載の二次元入力モジュール素
子は、請求項１に記載の二次元入力モジュール素子にお
いて、上記外囲器は放熱器構造を備え、上記光源部は上
記外囲器の内部底面に接触していることを特徴とする。

【００２３】請求項７に記載の発明によれば、高い熱伝
導性を有する金属材料からなる外囲器の内部底面に熱発
生源の光源部を密着して、光源部の熱を外囲器に熱的に
連結させることで、熱を逃がすことができ、さらに外囲
器に放熱器構造を備えることでさらに効果的に熱を逃が
すことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る二次元入力モ
ジュール素子を図１乃至図１３の図面に基づいて詳細に
説明する。なお、以下の説明で同一部材には同一符号を
付す。

【００２５】まず、本発明の二次元入力モジュール素子
に用いた二次元センサーデバイスは、光の反射によって
情報を入力する二次元センサーパネルであり、本出願人
により出願済みの特願平７−１３０１５２号に詳しい
が、図１乃至図３を用いて説明する。なお、二次元セン
サーパネルとして、従来の他の構造のパネルを用いるこ
ともできる。図１は、二次元センサーパネルの平面図で
あり、図２は、図１のＡＢ断面図であり、図３は図１の
ＣＤ断面図である。

【００２６】図１において、１は透明基板であり、ガラ
ス等が用いられる。２はこの透明基板１上に、光学的に
透過率の高い材質で形成されたストライプ状の第１の電
極であり、たとえばＩＴＯなどの材質が用いられる。第
１の電極２が形成された透明基板１上には、第１の電極
２に直交する方向にストライプ状に積層されたアモルフ
ァスシリコン層３と、アモルファスシリコン層３上に光
学的にニッケルなど透過率の低い材質で形成されたスト
ライプ状の第２の電極４が存在する。また透明基板１の
端部には走査信号を接続するために必要な領域である端
子部５が存在する。

【００２７】また、図２に示すように、図１のＡＢ断面
は、透明基板１側から、第１の電極２、アモルファスシ
リコン層３、第２の電極４がそれぞれ積層されている。
このようにして、第１の電極２と第２の電極４との交点
に二次元マトリクス状に光電池６が形成される。

【００２８】また、図３に示すように、図１のＣＤ断面
は、透明基板１の上に第１の電極２のみが積層される。
図１のＣＤ断面は、透明基板１と第１の電極２のみが存
在するので、この部分の光学的な透過率は図１のＡＢ断
面に比較して高くなる。ＩＴＯなど透明な材質で第１の
電極２を構成すると、光透過率は８０％程度にできる。
また、透明基板１としてガラス基板を用いると、光透過
率は９５％程度であるので、図１のｂの光透過率は７５
％程度にできる。そこで、図３の入射光Ｘのごとく透明
基板１に入射した光は、透明基板１と第１の電極２を通
過し、図１のｂで示した、ストライプ状に形成されたア
モルファスシリコン層３とストライプ状に形成された第
２の電極４の空隙を通過して裏面へ透過する。逆に、図
３の入射光Ｙのごとく入射した光は、図１にｂで示した
ストライプ状に形成された第２の電極４とアモルファス
シリコン層３の空隙を通過し、第１の電極２と透明基板
１を通過して裏面へ透過する。

【００２９】一方、図１のａ（第１の電極２とアモルフ
ァスシリコン層３と第２の電極４と重なり合っている部
分）に入射した光は、図２のＸの方向から入射しようと
もＹの方向から入射しようとも、反対面には透過しな
い。これは、光学的に透過率の低い第２の電極４で遮蔽
されるからである。このように、第１の電極２と第２の
電極４の交点に光電池６が二次元マトリクス状に形成さ
れ、第１の電極２、第２の電極４の光透過率に差がある
ため、光透過率の低い第２の電極４の存在する側から入
射した光源からの光には光電池は応答せず、一方、光透
過率の高い第１の電極２の存在する面７から入射した光
にのみ光電池６が応答して光起電力を発生する。このよ
うにしてセンサーパネル１２は構成されている。

【００３０】また、アモルファスシリコン層３は、横方
向への電気伝導率が極めて低い。そのため、アモルファ
スシリコン層３がストライプ状につながっていても、第
１の電極２と第２の電極４の交点付近のみしか光電池６
は形成されず、アモルファスシリコンを介した横方向の
光電池同士のリークは極めて低い。なお、本実施の形態
では、アモルファスシリコン層３をストライプ状の構造
としたが、光電池６は、個々完全にきり離された光電池
としてもよい。

【００３１】また、透明基板１の上に各電極やアモルフ
ァスシリコン層を形成する方法は、ＣＶＤ装置などを用
いて薄膜を形成した後、適当な方法でエッチングすれば
よい。アモルファスシリコン層３は、ｐ型半導体、真性
層、ｎ型半導体の順で第１の電極の上に形成するか、ま
たは、ｎ型半導体、真性層、ｐ型半導体の順で第１の電
極の上に形成する。いずれを用いても機能的に差はな
く、要するに第１の電極２と第２の電極４の交差部分に
光電池を形成すればよい。なお、図１に示したセンサー
パネルはマトリクス状に形成される光電池の数には依存
しない。つまり、複数個であれば、説明図で用いたよう
に４個であってもよいし、１００００個以上の多数であ
っても構わない。

【００３２】ここで図４を用いて、図１のセンサーパネ
ル用いて原稿に書かれた情報の入力の様子を説明する。
図４は、図１のセンサーパネルのＥＦ断面（図４では、
ＥＦ断面をひっくり返えしている）を示し、二次元入力
モジュール素子の外囲器１０に搭載したときの断面図を
示す。

【００３３】図４において、情報読み込み時には透明基
板１の面７に原稿８をのせる。この原稿８には例えばイ
ンク９によって情報が書かれている。原稿８をのせた面
とは反対の面から光源の光イ、光ロを入射させると、こ
の入射した光がセンサーパネルのｂの部分を透過し、さ
らに透過した光イ、ロが原稿８によって反射される。こ
の時、光イのように原稿８に文字または図形情報がイン
ク９で書かれている所に入射してきた光イは、インク９
に吸収されるので反射が弱く反射光はほぼ無くなる。一
方、逆に光ロのように原稿８の何も書かれていない部分
に入射した光は、強い反射の光ハが得られる。そこでこ
の光の強弱を光電池で発生する電流の強弱として検出す
れば、原稿８に書かれた情報を読み取ることができる。

【００３４】本発明の二次元入力モジュール素子は、図
１乃至図４で述べた、光の反射によって情報を入力する
二次元のセンサーパネルを用い、プリント基板、または
ＩＣソケットに差し込むことのできる構造とすること
で、誰でも容易に電子部品のモジュール素子として使用
できるものである。

【００３５】そこで、本発明の二次元入力モジュール素
子を図５，図６を用いて説明する。図５はモジュール部
品としての二次元入力モジュール素子の全体構造の斜視
図であり、図６は、図５の二次元入力モジュール素子の
断面図である。

【００３６】図５において、フラットパッケージ構造の
外囲器１０の内部より突出している複数の金属製の電極
ピン１１があり、この電極ピン１１は、プリント基板ま
たはＩＣソケット等に容易に差し込むことができる形状
である。また、電極ピン１１は、フラットパッケージ構
造の外囲器１０の側面１３を一周囲むように突起してい
る。なお、電極ピン１１の本数は必要なピン数でよく、
側面１３の必要な部分のみ突起させればよい。外囲器１
０上部の開口部１４に、センサーパネル１２が見えるよ
うに配置され、開口部１４には受光部である光電池６が
マトリクス状に並んでおり、この複数の光電池６によっ
て、センサーパネル１２の上部に入力したい原稿を置く
ことで情報が読み込める。つまり、原稿面を反射させる
ための光の発光源は外囲器１０の内部にあり、内部より
照射した光１６がセンサーパネル１２を透過して、原稿
面に当たって反射した光を複数の受光部である光電池６
を順次走査して検出する。

【００３７】ここで、外囲器１０の内部に実装している
走査部等は、非常に微小な信号を取り扱うため（例えば
光電池６の出力信号は、ｎＡオーダー）、信号のＳＮを
向上するためにノイズ対策が不可欠である。本発明にお
いては、外部からの外来ノイズを遮断する遮蔽効果の高
い金属材料からなる外囲器１０としている。その材料は
アルミ又は銅がコスト面から望ましい。金属材料からな
る外囲器１０は、電極ピン１１とは絶縁するために、絶
縁材料１７を備える。外囲器１０は、開口部１０と電極
ピン１１が突出している所以外は全て金属材料からな
り、グランドに接続されている。

【００３８】原稿情報の読み込み範囲は、原稿を開口部
１４を塞ぐように置いたときに、開口部１４の面積に相
当する範囲が読み込める。電子部品としての形状である
ので、狭い範囲の入力となるが、小型でフラット構造で
ある形状を生かし、また、どこにでも搭載できる部品と
しての利点を生かし、二次元入力モジュール素子を、Ｘ
Ｙ機構手段に搭載して原稿上にそって移動させながら入
力する、または、原稿を二次元入力モジュール素子上に
そって移動させながら入力することで、広い情報範囲を
読み込むことができる。

【００３９】次に、電極ピンの配置について、説明す
る。電子部品として使用していくには、プリント基板や
ＩＣソケットに容易に取り付けられることが必要であ
る。特に現在一般的になっているＩＣパッケージのＤＩ
Ｐタイプと呼ばれるピン間隔に統一していくことが望ま
しい。ＤＩＰタイプのピンは、ピン間隔が２．５４ｍｍ
（０．１インチ）であることから、図５の電極ピン１１
は、ピン間隔が２．５４ｍｍ（０．１インチ）としてお
く。また、本発明の二次元入力モジュール素子は複数の
光電池を走査することから非常に信号線が多く、外囲器
１０の回りを２．５４ｍｍピッチのピン間隔でも不足す
ることがあるので、必要に応じて１．２７ｍｍにしても
よい。また、場合によっては、電極ピンと電極ピンの間
が飛んでもよい。いずれにしても１．２７ｍｍの整数倍
の間隔としておくことで容易にプリント基板やＩＣソケ
ットに差し込めるようにする。

【００４０】次に、図５の二次元入力モジュール素子の
内部構造を図６を用いて説明する。

【００４１】外囲器１０に囲まれた内部４０では、セン
サーパネル１２と光源部２５が密着して積層され、セン
サーパネル１２の上部をガラス板２０で密着して積層さ
れている。これらは、外囲器１０の開口部１４を塞ぐよ
うに取り付けられ、センサーパネル１２と外囲器１０は
接着することで気密封止されている。また、センサーパ
ネル１２の複数の光電池を順次走査する走査部２２は、
簡単に折り曲げられるフレキシブル基板２１にのせ、フ
レキシブル基板２１を形成している複数の信号線と、セ
ンサーパネル１２の複数の光電池を形成している複数の
信号線とに接続されている。フレキシブル基板２１の出
力信号線を外囲器１０の外部に導くには電極ピン１１ｂ
に接続する。さらに、光源部２５の駆動信号を外部から
導くには、電極ピン１１ａから入力する。光源部２５の
入力端子と電極ピン１１ａはワイヤーリード２３にて接
続する。以上のように各入出力信号線を電極ピン１１
ａ，１１ｂに接続することで外囲器１０の外部に導か
れ、各信号の入出力できるフラットパッケージの構造が
可能となる。

【００４２】次に、上記素子の実装の様子について図
７，図８を用いて説明する。図７に、外囲器１０に実装
する前の素子の様子を示す。ここでは、センサーパネル
１２の複数の光電池６を順次走査する走査部２２（２２
ａ，２２ｂ）を、簡単に折り曲げられるフレキシブル基
板２１にのせ、フレキシブル基板２１の複数の信号線と
センサーパネル１２の複数の光電池を形成している複数
の信号線とをつないだ状態を示す。

【００４３】つまり、図７において、センサーパネル１
２の複数の光電池６を形成している複数の信号線と、フ
レキシブル基板２１に固着したセンサーパネル１２の複
数の光電池をＸ方向に順次走査する走査部２２ａの信号
線とを接続点３２で接続することで、出力を取り出す信
号線３０ができる。同様にして、光電池１３を形成して
いる複数の信号線と、フレキシブル基板２１に固着した
センサーパネル１２の複数の光電池をＹ方向に順次走査
する走査部２２ｂの信号線とを接続点３３で接続するこ
とで、出力を取り出す信号線３１ができる。信号線３
０、３１は、図５の外囲器１０に取り付けられている電
極ピン１１ｂ，１１ｃ（電極ピン１１ｃは外囲器１０側
面の見えない部分のため図示せず）に接続し、外囲器１
０の外部と入出力できるようにしている。

【００４４】また、図８に、実装する時のフレキシブル
基板２１を折り曲げた時の状態を示す。図８において、
複数の光電池６をＸ方向に順次走査する走査部２２ａ
と、光電池をＹ方向に順次走査する走査部２２ｂをのせ
ているフレキシブル基板２１を、センサーパネル１２の
下に来るように折り曲げるので、外囲器内部に収納でき
る。また、図８のように折り曲げた時に、センサーパネ
ル１２とフレキシブル基板２１との間には、光源部２５
が挟める。

【００４５】次に、図９を用いて本発明の二次元入力モ
ジュール素子のセンサーパネルの上部構造について説明
する。図９（ａ）は、ガラス板２０を備えた状態（図６
と同じ）を、図９（ｂ）はセンサーパネル１２だけの状
態をそれぞれ示す。鮮明な情報入力を必要とする二次元
入力では、図９（ｂ）に示すように、光透過率の点でガ
ラス板２０は無いほうがよいが、通常、図９（ａ）に示
すように、ガラス板２０を備える。ガラス板２０で塞ぐ
目的は、センサーパネル１２の保護である。センサーパ
ネル１２は非常に薄く、センサーパネル１２に密着させ
るような原稿の押さえ方では圧力で割れることがあり、
またセンサーパネル１２の表面を汚れや傷などから守り
且つ、汚れや傷などによるセンサーパネル１２そのもの
の光透過率が落ちないようにするためである。ただし、
ガラス板２０を厚くすると、やはり光透過率が落ちるた
め、できるだけ薄くして、汚れたときは交換できるよう
にする。また、ガラス板２０によって開口部を塞ぐこと
で、外囲器１０の内部の気密性がさらに高まり、外部か
らの湿度、温度変化の影響を受けにくく、センサーパネ
ル１２の劣化を防ぐ効果もある。また、図９において、
外囲器１０と外囲器１０の開口部を塞ぐ部材がフラット
になるようにして、原稿に密着させた時に、開口部の上
部にくる原稿の動きを妨げないようにしておくことが必
要である。

【００４６】以上の具体的な二次元入力モジュール素子
は、搭載しているセンサーパネルの電極ライン間が３０
０μｍで１００本のマトリクス状からなるものを用いた
ので、入力範囲は約３ｃｍ角である。これを図５のよう
に外囲器１０に搭載し、ガラス２０にて封止して最終的
にパッケージ化した素子は、上部から見て約４ｃｍ角の
外形となった。今回の実施の形態は上部から見て約４ｃ
ｍ角程度の部品として提供しているが、この入力素子を
電子部品として使用していくには、基板にハンダ付けし
やすく、または、固定しやすいコンパクトなものが要望
される反面、入力範囲の広い開口部１４の広い素子が必
要である。従って、情報入力量に合わせた大きさの外囲
器にすればよく、外囲器１０の開口部１４が長方形であ
ってもよい。

【００４７】光源部２５としては、本実施の形態では、
面発光のＬＥＤ（バックライト）を用いたが、ＥＬ（バ
ックライト）を用いてもよい。さらには図は省略する
が、液晶パネルのバックライトとして用いられている冷
陰極管または熱陰極管の蛍光ランプからなる光源を使用
してもよい。ＬＥＤは、ＴＴＬレベルの低い５Ｖの電圧
駆動でよいことからセンサーパネルからの信号処理に、
ノイズ影響を与えない。しかもＬＥＤは、発光させるた
めの周辺回路がほとんど要らず、今回はＶＣＯを一つで
駆動させただけである。尚、使用したＬＥＤは、面発光
ＬＥＤディスプレイで３ｃｍ角の照光面積にもかかわら
ず隅々までムラのない均一発光である。これにより薄型
化、低ノイズ化が可能になった。

【００４８】次に、本発明の二次元入力モジュール素子
の信号処理系を図１０、図１１を用いて説明する。

【００４９】図１０において、二次元入力モジュール素
子の外囲器の内部４０には、センサーパネル１２と、走
査部２２と、光源部２５と、光源部２５を動作させる光
源駆動部４１と、光量調整部４２と、電流電圧変換増幅
部４５と、ゲイン調整部４６とが搭載されている。ここ
で、信号処理部は、走査部２２，電流電圧変換増幅部４
５，ゲイン調整部４６からなり、センサーパネル１２の
複数の光電池を走査部２２で順次走査して検出した出力
電流を電流電圧変換増幅部４５で変換して外囲器の電極
ピンから取り出している。なお、微小電流のまま取り出
すのであれば、走査部２２からの出力電流を外囲器の電
極ピンから直接とりだしてもよく、その場合は、電流電
圧変換増幅部４５とゲイン調整部４６は不要である。ま
た、光量調整を行わない場合は、光量調整部４２は不要
である。

【００５０】ここで、光源駆動部４１は、センサーパネ
ル１２からの出力信号を調整できるように光源部２５の
光量を調光する光量調整部４２を備える。光源部２５は
ＬＥＤを用いていることから光源駆動部４１はＶＣＯ回
路からなり、この回路の電圧信号を光量調整部４２にて
可変させることでセンサーパネル１２からの出力信号を
調整できるようにしている。ここで、光量調整部４２は
調整トリマ７２により外囲器の外部からユーザーが調整
できるようにしておく。この状態を示したのが、図１１
の調整トリマ７２である。このようにしておくことで、
センサーパネル１２の特性に合わせて出力信号を調整で
きるようになる。尚、外囲器外部より入力する信号は、
光源駆動部４１の回路電源の信号４３と走査部２２の走
査信号４４のみでよい。

【００５１】次に、センサーパネル１２及び光源部２５
の経時変化に対する出力信号を、必要に応じてユーザー
が自ら調整できるように、外囲器の外部に備えた場合に
ついて説明する。ここでは、センサーパネル１２を走査
して得られた出力信号（電流信号）を変換増幅する電流
電圧変換増幅部４５を外囲器の内部４０に搭載する。セ
ンサーパネル１２からの出力信号を入力する電流電圧変
換増幅部４５の利得ゲインを調整できるようにしたゲイ
ン調整部４６を備え、ゲイン調整部４６は外囲器の外部
から調整トリマ７１（図１１）によってユーザーが調整
できるようにしている。このようにセンサーパネル１２
からの出力信号を変換する電流電圧変換増幅部４５を外
囲器の内部に搭載することで、外付け部品を必要とせず
に、さらに容易に使用できるようになる。また、センサ
ーパネル１２からの微少信号をシールド効果のある外囲
器内部にて増幅し、増幅後に外囲器より外部へ出力する
ことで、安定した信号が得られる。これにより信号が最
良の状態で出力するモジュール素子を提供できる。

【００５２】次に、光源部からの熱対策が施された二次
元入力モジュール素子を図１２を用いて説明する。

【００５３】図１２において、センサーパネル１２と、
光源部２５と、電流電圧変換増幅部４５とを、外囲器１
０の内部４０に搭載し、外囲器１０の開口部をセンサー
パネル１２によって気密封止を行う。光源部２５が、セ
ンサーパネル１２または電流電圧変換増幅部４５と直接
接触すれば光源部２５から発生した熱が熱的に連結する
ので、ここでは、光源部２５はスペーサー９０によって
浮かして固定し、直接接触することのないようにしてい
る。さらに外囲器１０の内部４０が、断熱のため真空に
保持される。このようにして、センサーパネル１２によ
って気密封止を行い、センサーパネル１２と電流電圧変
換増幅部４５とが、光源部２５と接触することによって
光源部２５の光放射によって発生した熱が、熱的に連結
することのないように、また真空に保持することで真空
断熱することで、温度特性によるセンサーデバイス１２
の特性変化や、微小信号増幅のために使用している増幅
部のＦＥＴ入力ＯＰアンプのバイアス電流変化を防ぐこ
とができる。

【００５４】特に、電流電圧変換増幅部４５の回路構成
は、センサーパネルからの信号が非常に小さいことで高
精度ＯＰアンブを使用しており、ＦＥＴ入力の入力バイ
アス電流の小さい部品を使用することが多い。この場
合、ＯＰアンプのデータブックにも記載されているが
（例えば今回使用したＯＰＡ１１１）、温度変化に対し
て非常に大きく入力バイアス電流が変化し、増幅信号に
大きく影響を与える。つまり、光源の光放射による発熱
が、高精度ＯＰアンブの温度特性に影響を与えることに
なるので、発熱対策は重要である。

【００５５】さらに、光源部からの熱対策が施された別
の二次元入力モジュール素子を図１３を用いて説明す
る。

【００５６】図１３において、外囲器は熱伝導性を有す
る金属材料からなる外囲器の内部底面に光源部２５を密
着して形成することで光源部２５から光放射によって発
生した熱を外囲器１０に熱的に連結させる。外囲器１０
は光源部２５から光放射によって発生した熱を効果的に
放射するようにフィン構造又は突起構造の放熱器９１を
備えている。このように光源の熱を外囲器１０に熱的に
連結させることで、熱を逃がすことができる。

【００５７】さらには、本実施の形態において、光源部
２５をセンサーパネル１２の下から全面照明の状態で使
用したが、センサーパネル１２の複数ある光電池を信号
検出するため同期信号に合わせた信号によってＬＥＤを
パルス的に発光させてもよい。このように点灯すること
で、熱発生を防ぐことができる。

【００５８】以上説明したように、情報携帯端末に必要
な小型で二次元入力が可能な電子部品の提供が可能にな
り、今後、オプトデバイス部品として有望である。

【００５９】

【発明の効果】第１の発明によれば、モジュール化する
ことで、二次元入力が可能な電子部品として、容易に携
帯情報機器やプリント基板等に取り付けができる。ま
た、外囲器はシルード効果を有し、信号線が短いので、
リードインダクタンス、ストレイキャパシティが非常に
小さくできるので、外来ノイズの影響が受けにくくな
り、ＳＮ比の良い信号が得られる電子部品を提供でき
る。

【００６０】第２の発明によれば、誰でも容易にプリン
ト基板に差し込むことのできる二次元入力が可能な電子
部品を提供できる。

【００６１】第３の発明によれば、センサーパネル面を
保護できる。

【００６２】第４の発明によれば、入力情報の濃淡、セ
ンサーパネルの個々の特性の違い、また、センサーパネ
ルや光源の経時変化に応じて調整ができ、実装後も、ユ
ーザーが最適な出力信号を得ることができる。

【００６３】第５の発明によれば、安定した信号が得ら
れると共に、入力情報の濃淡、センサーパネルの個々の
特性の違い、また、センサーパネルや光源の経時変化に
応じて調整ができ、実装後も、ユーザーが最適な出力信
号を得ることができる。

【００６４】第６の発明によれば、素子の信頼性を向上
させると共に、センサーパネルの温度特性変化または信
号変換増幅部の温度特性変化を抑制でき、安定して出力
信号を取り出すことができる。

【００６５】第７の発明によれば、素子の信頼性を向上
させると共に、センサーパネルの温度特性変化または信
号処理部の温度特性変化を抑制でき、安定して出力信号
を取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るセンサーパネルの平
面図である。

【図２】図１のセンサーパネルのＡＢ断面図である。

【図３】図１のセンサーパネルのＣＤ断面図である。

【図４】センサーパネルへの情報入力の様子を示した図
である。

【図５】本発明の実施の形態に係る二次元入力モジュー
ル素子を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る二次元入力モジュー
ル素子の断面図である。

【図７】本発明の実施の形態に係るセンサーパネルと走
査部との接続関係を示す図である。

【図８】二次元モジュール素子の外囲器への搭載の様子
を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態に係る二次元モジュール素
子を封止した状態を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態に係る二次元入力モジュ
ール素子の信号処理部を示す図である。

【図１１】本発明の実施の形態に係る調整トリマを備え
た２次元入力モジュール素子を示す斜視図である。

【図１２】本発明の実施の形態である光源部の熱対策処
理を示す図である。

【図１３】本発明の実施の形態である光源部の他の熱対
策処理を示す図である。

【符号の説明】

１１電極ピン１２センサーパネル１４開口部１６光２０ガラス板２１フレキシブル基板２２走査部２５光源部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次元のマトリックス状に形成された複
数の光電池からなるセンサーパネルと、原稿へ光を放射
する面発光の光源部と、該光源部からの光を原稿に照射
して得られた反射光を上記複数の光電池を順次走査して
得られる出力信号を処理する信号処理部とを、金属材料
からなる外囲器の内部に搭載し、該外囲器の開口部を上
記センサーパネルによって塞ぐと共に、上記光源部の信
号線及び上記信号処理部の信号線が、上記外囲器の周囲
に設けられた電極ピンと上記外囲器内部で接続されてい
ることを特徴とする二次元入力モジュール素子。
【請求項２】請求項１に記載の二次元入力モジュール
素子において、上記電極ピンは、所定間隔の正数倍で配置されているこ
とを特徴とする二次元入力モジュール素子。
【請求項３】請求項１に記載の二次元入力モジュール
素子において、上記開口部は、保護膜で覆われていることを特徴とする
二次元入力モジュール素子。
【請求項４】請求項１に記載の二次元入力モジュール
素子において、上記センサーパネルからの出力信号を調整するために上
記光源部の光量を調光する光量調整手段を上記外囲器に
設けたことを特徴とする二次元入力モジュール素子。
【請求項５】請求項１に記載の二次元入力モジュール
素子において、上記信号処理部に上記センサーパネルからの出力信号で
ある電流信号を電流電圧信号変換して増幅する信号変換
増幅部を備え、上記センサーパネルからの出力信号を調整するためのゲ
イン調整手段を上記外囲器に設けたことを特徴とする二
次元入力モジュール素子。
【請求項６】請求項１に記載の二次元入力モジュール
素子において、上記信号処理部に上記センサーパネルからの出力信号で
ある電流信号を電流電圧信号変換して増幅する信号変換
増幅部を備え、上記光源部と上記信号変換増幅部とが熱的に分離され、
上記外囲器の開口部を気密封止すると共に、上記外囲器
の内部が真空に保持されたことを特徴とする二次元入力
モジュール素子。
【請求項７】請求項１に記載の二次元入力モジュール
素子において、上記外囲器は放熱器構造を備え、上記光源部は上記外囲
器の内部底面に接触していることを特徴とする二次元入
力モジュール素子。