(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１電極と複数の第２電極との交差部分に複数の光電池がそれぞれ配列された情報読取装置において、
光電池からの信号を増幅する検出増幅部と、
上記複数の第１電極に２つの異なるバイアス電圧Ｖ１，Ｖ２を印加できるバイアス発生部とを備えており、
上記バイアス発生部は、読取りたい光電池が配置された第１電極に上記バイアス電圧Ｖ１を、他の複数の第１電極に上記バイアス電圧Ｖ２を印加しており、
上記検出増幅部は、上記読取りたい光電池が配置された第２電極に接続しており、
さらに上記検出増幅部が接地電位Ｖ３に接続することで、上記読取りたい光電池が配置された第２電極が仮想接地ｖ３に接続することになり、
他の複数の第２電極は上記接地電位Ｖ３に接続しており、
上記読取りたい光電池と同じ第１電極に配置された光電池は、上記バイアス電圧Ｖ１と上記接地電位Ｖ３または上記仮想接地ｖ３とにより、光が当たれば出力が得られる状態となり、他の複数の第１電極に配置された光電池は、上記バイアス電圧Ｖ２と上記接地電位Ｖ３または上記仮想接地ｖ３とにより、光が当たっても出力がゼロの状態となることを特徴とする情報読取装置。
【請求項２】
複数の第１電極と複数の第２電極との交差部分に複数の光電池がそれぞれ配列された情報読取装置において、
光電池からの信号を増幅する検出増幅部と、
上記複数の第１電極にバイアス電圧を印加できるバイアス発生部とを備えており、
上記読取りたい光電池が配置された第１電極は、接地電位に接続しており、
上記バイアス発生部は、他の複数の第１電極に上記バイアス電圧を印加しており、
上記検出増幅部は、上記読取りたい光電池が配置された第２電極に接続しており、
さらに上記検出増幅部が接地電位に接続することにより、上記読取りたい光電池が配置された第２電極が仮想接地に接続することになり、
他の複数の第２電極は上記接地電位に接続しており、
上記読取りたい光電池と同じ第１電極に配置された光電池は、上記接地電位および上記仮想接地により、光が当たれば出力が得られる状態となり、他の複数の第１電極に配置された光電池は、上記バイアス電圧と上記接地電位または上記仮想接地とにより、光が当たっても出力がゼロの状態となることを特徴とする情報読取装置。
【請求項３】
上記バイアス電圧及び上記接地電位にオフセット電圧を加算する電圧加算部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の情報読取装置。
【請求項４】
上記他の複数の第１電極に配置された光電池に印加される電圧は、光電池の開放電圧Ｖｏｃに相当する電圧であることを特徴とする請求項１または２記載の情報読取装置。
【請求項５】
上記複数の第１電極に印加する電圧または接続する電位と、第２電極に接続する電位とを切り換える切換部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の紙面上に描かれた画像に関する座標を読取り、例えば、コンピュータなどに入力する座標入力装置として好適に用いられる情報読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来例である光座標読取装置の光電池群１の構成を示す平面図である。たとえばガラスなどの透光性基板２の一方の表面上には、ＣｄＳ焼結体から成るＣｄＳ層３が形成される。
【０００３】
ＣｄＳ層３はストライプ形状であり、間隔をあけて互いが平行になるように複数形成される。当該ＣｄＳ層３は直交座標系における一方座標であるＸ座標検出用の電極および光電池のｎ形半導体として働く。ＣｄＳ層３が形成された透光性基板２の一方表面には、ＣｄＳ層３の電極引出し部分を除いて、ＣｄＳ層３を覆うようにＣｄＴｅ焼結体から成るＣｄＴｅ層４が形成される。
【０００４】
当該ＣｄＴｅ層４は、光電池のｐ形半導体として働く。ＣｄＴｅ層４が形成された透光性基板２の一方表面には、前記ＣｄＳ層３と直交する方向に互いに間隔をあけて、カ−ボン層５が形成される。カ−ボン層５は、前記直交座標系における他方座標であるＹ座標検出用の電極およびＣｄＴｅ層４へのド−プ剤として働く。
【０００５】
ＣｄＳ層３、ＣｄＴｅ層４、およびカ−ボン層５が重なり合う部分には、光電池６が形成される。すなわち、基板２表面には光電池６がマトリクス状に配列され、複数の光電池６によって光電池群１が構成される。このような構成は、たとえば特公平４−５２４８５号公報に開示されている。
【０００６】
また、当該公報の従来技術では、透光性基板２上にＣｄＳ層３を形成し、ＣｄＳ層３が形成された透光性基板２上に当該ＣｄＳ層３とは直交する方向に間隔をあけてＣｄＴｅ層４を形成し、当該ＣｄＴｅ層４上にカ−ボン層５を形成し、さらにカ−ボン層５上にＡｇ層を形成した構成が開示されている。
【０００７】
このような光電池群１は以下のようにして走査されて、座標を読取るために用いられる。図１１は、光電池６の走査方法を説明するための図である。ＣｄＳ層３はｎ本形成され、カ−ボン層５はｍ本形成される。光電池６は（Ｘ０、Ｙ０）から（Ｘｎ、Ｙ０）へ順番に走査され、次に（Ｘ０、Ｙ１）から（Ｘｎ、Ｙ１）へ順番に走査され、以降、同様にして（Ｘｎ、Ｙｍ）まで順番に走査される。
【０００８】
このような走査によって、光電池６を順次選択し、当該光電池６で生じた光起電力が取出される。光が照射されていない光電池６では光起電力は生じないので、光起電力を取出すことによって、所定の紙面に描かれた画像に関する座標を読取ることができる。上述したような走査方法は、たとえば「共立出版（株）発行、尾崎弘、谷口慶治著、センサと信号処理、１９８９年第２版第２刷、ｐ．１７０」に記載されている。
【０００９】
他の従来例における光座標読取装置の光電池群１１の電気的構成を示すブロック図を図１２に示す。垂直走査回路１２には互いに平行に配列されるＹ電極ラインＹ０、Ｙ１、Ｙ２・・・Ｙｍが接続され、水平走査回路１３には前記Ｙ電極ラインＹ０・・・Ｙｍとは直交して配列されるＸ電極ラインＸ０、Ｘ１、Ｘ２・・・Ｘｎがアナログスイッチ１６を介してそれぞれ接続される。
【００１０】
垂直走査回路１２は、Ｙ電極ラインＹ０・・・Ｙｍを順次選択走査する。水平走査回路１３は、アナログスイッチ１６の閉鎖動作に応じて、対応するＸ電極ラインＸ０・・・Ｘｎを順次選択して電圧を印加する。
【００１１】
Ｘ電極ラインとＹ電極ラインとが交差することによって形成される領域には、受光素子１５と薄膜トランジスタ１４とがそれぞれ設けられる。Ｙ電極ラインＹ０・・・Ｙｍには、薄膜トランジスタ１４のゲ−ト端子が接続され、Ｘ電極ラインＸ０・・・Ｘｎにはドレイン端子が接続される。
【００１２】
薄膜トランジスタ１４のソ−ス端子は対応する受光素子１５の一方端部と接続される。受光素子１５の他方端部は信号線１８を通じてアンプ１７と接続される。このような構成は、特開昭６４−６２９８０号公報に開示されている。
【００１３】
図１０に示す光電池群１において、光が特定の光電池６のみに照射されているときには、光が照射される光電池６のみならず、その周囲の光電池６でも光起電力が生じる。これは、隣接する光電池６の相互間において、電気的な結合が生じることに起因する。
【００１４】
すなわち、光電池６間に存在するＣｄＳ層３およびＣｄＴｅ層４の電気抵抗が光電池６を電気的に充分に絶縁できるほど大きくないためである。つまり、一種の漏れ電流が発生して、光電池相互間が結合するのである。
【００１５】
ここで、１つの光電池で生じる光起電力は極めて微小である。一般に光電池の光起電力は１ｃｍ2当たり数ｍＷである。たとえば、光電池の光照射領域の大きさを３００μｍ×１５０μｍとすると、１つの光電池から得られる光起電力は、数μＷとなる。選択した光電池から発生する解放電圧は０．５Ｖ程度となり、取り出せる電流は最大でも数μＡである。
【００１６】
このような微小な電力が周囲に漏れてしまうので、目的とする光電池のみからの有効な光起電力を取出して座標を決定することは総合的に見て極めて困難となる。
【００１７】
なお、前記漏れ電流は、光が１つの光電流に照射されているときに、当該光電池から周囲の光電池へ漏れ込むことのみならず、１つの光電池のみに光が照射されてなく、周囲の光電池に光が照射されているときに、周囲の光電池から光が照射されていない光電池へ漏れ込むこともある。
【００１８】
この場合、光が照射されていない光電池が選択されると、当該光電池には光が照射されていないにもかかわらず、周囲の複数の光電池から同時に漏れ電流が漏洩するので、光が照射されていない光電池でも大きな光起電力が発生しているかのように扱われる。すなわち、複数の光電池が電気的に結合して漏れ電流が発生すると、確実に座標を検出することができなくなる。
【００１９】
図１２に示すように、各光電池に薄膜トランジスタ１４をそれぞれ接続した前記光電池群１１では、薄膜トランジスタ１４のオン／オフ動作によって上述したような漏れ電流（クロスト−ク電流）を阻止するものである。しかしながら、このように薄膜トランジスタ１４を複数個設けることは、製造効率の低下および製造コストの上昇を招く。すなわち、全ての薄膜トランジスタ１４を断線や短絡などが生じないように形成しなければ、確実に漏れ電流を阻止することはできない。
【００２０】
複数の薄膜トランジスタ１４の全てを不良箇所が生じないように作成することは困難であり、したがって不良箇所が発生しているか否かの検査や、発生しているときにはその箇所の修正などが必要となる。これによって、製造工程が増加し、製造効率が低下するとともに製造コストが上昇する。
【００２１】
本出願人は、光電池からの漏れ電流を安価に実現できる構成で阻止し、光が照射されている光電池の座標点のみを確実に検出することができる光座標読取装置（特開平９−５０３４２号公報）を提案している。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人が特開平９−５０３４２号公報で提案する光座標読取装置は、図１３に示している特性を持つデバイスにおいて最適駆動が行える装置である。詳細な説明はここでは省略するが、選択された光電池の出力はバイアスを発生する信号発生回路には接続されず、選択された光電池の出力状態はバイアス電圧を加えない状態で信号を検出している。検出点１６０の出力電流を読み取っていることになる（図１３に示すデバイス特性図参照）。
【００２３】
ところが、デバイスの改良が日々進んでいる今日では、必ずしも特開平９−５０３４２号公報に示した技術だけでは、光電池の出力が検出できない問題がある。
【００２４】
例えば、改良が進んでいるデバイスの特性図の一例を図１４に示す。同図（ａ）では光電池特性をプロセス変更によって変化した状態となっている。従来の図１３と比較すると、図１４の特性１７０は検出点１６０が原点に近くなっている。つまり、従来の方法では、この特性は出力が殆ど出ないことになる。
【００２５】
また、特性１７１は、検出点１６０よりも出力点１６１の方が大幅に出力が増えている。もともと出力の少ないデバイスであることから検出点１６０を出力点１６１までずらして、少しでも多くの信号を得ることができるようにすることが望ましい。
【００２６】
近年では光電池の受光面積を小さくして光電池を増やした２００ｄｐｉ以上のデバイスが研究されているが、一定以上の解像度を維持しつつ受光面積を小さくしようとすると、出力が小さくなり信号検出が難しくなるという問題がある。したがって、出力が少しでも多く検出できる点まで移動することが必要である。
【００２７】
また、２次元マトリクス状特有の漏れ電流（特開平９−５０３４２号公報に詳細説明があるので省略）をデバイス側から解決するために光電池に漏れ電流防止用のダイオードをプロセス中に加える研究も行われてきている。その構造は、例えば、特公昭６２−５７２６１号公報に提案されている。このデバイスによる特性の一例は上述した図１４（ｂ）に示すものである。このデバイスの特徴は出力点１６２にある。
【００２８】
漏れ電流防止用のダイオードをプロセス中に加えることで、図１４（ａ）の出力点１６３のようにならず、出力点１６２はグラフの横軸に非常に近いことが解る。つまり、出力点１６２の出力は殆どゼロとなる。したがって、この領域を上手く使用することで確実な動作が可能となる。
【００２９】
以上のような様々なデバイスに適した情報読取装置を提供することが本願の趣旨である。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報読取装置は、互いに平行で、かつ間隔を開けて配列される複数の第１電極と、当該第１電極とは直交する方向に互いに間隔を空けて配列される複数の第２電極とを有し、上記第１電極と上記第２電極の交差部分に光電池が形成される情報読取装置において、光電池からの信号を増幅する検出増幅部と、上記複数の第１電極に、２つの異なるバイアス電圧Ｖ１とバイアス電圧Ｖ２の電圧を印加できる第１バイアス発生部と、上記複数の第２電極に、バイアス電圧Ｖ４の電圧を印加できる第２バイアス発生部とを備え、上記第１バイアス発生部は、読取りたい光電池が配置された第１電極にバイアス電圧Ｖ１を、それ以外の複数の第１電極にバイアス電圧Ｖ２を印加し、上記第２バイアス発生部は、読取りたい光電池が配置された電極以外の複数の第２電極にバイアス電圧Ｖ４を印加し、上記検出増幅部は、接地電位Ｖ３に接続することで読取りたい光電池が配置された第２電極が仮想接地ｖ３が接続される構造とし、第１電極と第２電極に挟まれた上記複数の光電池の内、読取りたい一つの光電池のみ逆バイアス電圧が印加され、他の複数の光電池は順バイアス電圧が印加されることを特徴とする。
【００３１】
本発明に係る情報読取装置は、上記情報読取装置において、上記第１電極と、上記第２電極との間にかかる順バイアス電圧が、光電池の開放電圧Ｖｏｃに相当する電圧であることを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る情報読取装置は、互いに平行で、かつ間隔を開けて配列される複数の第１電極と、当該第１電極とは直交する方向に互いに間隔を空けて配列される複数の第２電極とを有し、上記第１電極と上記第２電極の交差部分に光電池が形成される情報読取装置において、光電池からの信号を増幅する検出増幅部と、上記複数の第１電極に２つの異なるバイアス電圧Ｖ１とバイアス電圧Ｖ２の電圧を印加できるバイアス発生部とを備え、上記バイアス発生部は読取りたい光電池が配置された第１電極にバイアス電圧Ｖ１を、それ以外の複数の第１電極にバイアス電圧Ｖ２を印加し、上記検出増幅部は、接地電圧Ｖ３に接続することで読取りたい光電池が配置された第２電極に仮想接地ｖ３が接続され、他の複数の第２電極は上記検出増幅部に接続した接地電圧Ｖ３を接続する構造とすることで、第１電極と第２電極に挟まれた上記複数の光電池の内、読取りたい光電池につながる第一電極上の全ての光電池に逆バイアス電圧が印加され、他の複数の光電池は順バイアス電圧が印加されることを特徴とする。
【００３３】
本発明に係る情報読取装置は、上記情報読取装置において、上記複数の第２電極に接続した接地電圧Ｖ３と、上記バイアス発生部の出力するバイアス電圧Ｖ１及びバイアス電圧Ｖ２に、オフセット電圧を加算する電圧加算部が具備されることを特徴とする。
【００３４】
本発明に係る情報読取装置は、上記情報読取装置において、上記第１電極と、上記第２電極との間にかかる順バイアス電圧が、光電池の開放電圧Ｖｏｃに相当する電圧であることを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である情報読取装置２１０の構成を示すブロック図である。
【００３６】
情報読取装置２１０は、光電池２２０、走査部２３０、検出増幅部２５０、第一バイアス発生回路２７０、第一切換部２７２、第二バイアス発生回路２７１、第二切換部２７３、電圧加算部２７５を含んで構成される。
【００３７】
後述するような構成を有し、例えば第一電極と第二電極との間にマトリクス状に配列される複数の光電池を備える光電池２２０は、走査回路２３０によって当該光電池が順次的に走査され、選択された読取りたい光電池２２０からの光起電力が検出増幅部２５０で必要な信号まで増幅されて、出力端子２６０から出力される。また、必要に応じて、検出増幅部２５０の信号を反転して、さらに増幅して出力端子２６０から出力される。
【００３８】
本形態の情報読取装置２１０は、第一バイアス発生回路２７０と第二バイアス発生回路２７１を有する。第一バイアス発生回路２７０は、異なる二つの電圧Ｖ１、Ｖ２を出力する。出力電圧は、マイナス電圧から、ゼロ電圧及びプラス電圧の領域が出力できるようにしておく。第二バイアス発生回路２７１は、電圧Ｖ４を出力し、第一バイアス発生回路と同様にマイナス電圧から、ゼロ電圧、プラス電圧の領域が出力できるようにしている。
【００３９】
また、これらの各電圧が出力する第一バイアス発生回路２７０と第二バイアス発生回路２７１の出力信号へ同時に連動して加算できる電圧加算部２７５を備えさせる。このように、出力してきた各種電圧を光電極２２０を挟むように構成された第一電極又は、第二電極に印加される。
【００４０】
例えば、第一バイアス発生回路２７０の発生する電圧を第一電極に、第二バイアス発生回路２７１の発生する電圧を第二電極に印加する。なお、必要に応じて、第一バイアス発生回路２７０の発生する電圧を第一電極から第二電極に変更して印加する場合は第一切換部２７２で、第二バイアス発生回路２７１の発生する電圧を第二電極から第一電極に変更して印加する場合は第二切換部２７３で電極接続切り換えを行い、光電池２２０の第一及び第二の電極に加わる電圧を変え、逆バイアス電圧、順バイアス電圧を印加できる構成としている。さらに、バイアス電圧の範囲を光電池２２０の個々の特性に合わせて、電圧値を変更できるようにしている。
【００４１】
また、検出増幅部２５０は、接地電圧Ｖ３に接続することで、仮想接地ｖ３を作り出し、検出増幅部２５０の基本電位とする。また、この仮想接地ｖ３にも電圧加算部２７５に連動して電圧を加えられるようにしておく。
【００４２】
また、検出増幅部２５０からの信号を必要に応じて、反転部２７６で極性を反転し、さらに増幅できるようにしている。
【００４３】
以上の構成によって複数バイアス印加方法による２次元センサーデバイスの駆動が可能になる情報読取装置の諸形態を以下に説明する。
【００４４】
（実施の形態１）
この実施の形態１は、光電池特性が図１３に示す特性１７２に非常に適した装置である。この特性が得られるデバイス構造は、漏れ電流防止ダイオードを搭載したデバイスであり、例えばイメージセンサ（特公昭６２−５７２６１号公報）である。
【００４５】
このようなイメージセンサから得られる光電池の特性を一例として図５に示す。図５において、左方向が逆バイアス電圧を加えた出力状態で、右方向が順バイアス電圧を加えた出力状態である。このデバイスを駆動させる装置は図２に示される。
【００４６】
走査部２３０の第一走査４４と第二走査４５によって光電池群２２０を走査する。透光性基板２８上の第一電極２９には第２走査４５を、第二電極３１には第１走査４４を接続して、スイッチ４６からスイッチ５３を切り換えることで光電極群２２０の中から、読み取りたい光電池を選択する。
【００４７】
例えば、座標（０，０）の光電池３７からの出力を得たい時は、第二電極３１はスイッチ４６を端子４６ａにつなぎ、第２切換部２７３のスイッチ５４を通って検出増幅部２５０につながるようにする。他の第二電極３１は、スイッチ４７、４８、４９をそれぞれ端子４７ｂ、４８ｂ、４９ｂ側につなぎ、第二切換部２７３のスイッチ５５を通って第二バイアス発生部２７１につながるようにする。
【００４８】
また、座標（０，０）の光電池３７の第１電極２９はスイッチ５０を端子５０ａにつなぎ、第１切換部２７２のスイッチ５６を通って第１バイアス発生部２７０につながるようにする。他の第一電極２９は、スイッチ５１、５２、５３をそれぞれ端子５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ側につなぎ、第１切換部２７２のスイッチ５７を通って第１バイアス発生部２７０につながるようにする。
【００４９】
光電池群２２０は全体に光があたる状態での読み取りを考えた場合に、検出したい光電池のみが、信号が出力する状態のＯＮ状態に、且つ、その他の複数の光電池はＯＦＦ状態にする。図２においては、座標（０、０）の光電池３７がＯＮ状態に、その他の座標（０、１）（０、２）（０、３）（１、０）・・・（３、２）（３、３）の光電池がＯＦＦ状態になるようにする。
【００５０】
このように光電池がＯＮ状態及びＯＦＦ状態とするには、光電池へのバイアス電圧を印加して逆バイアス状態と順バイアス状態を作り出すことが重要である。このバイアス電圧を印加して逆バイアス状態と順バイアス状態を作り出す電圧を発生するのが、第１バイアス発生部２７０及び第２バイアス発生部２７１である。
【００５１】
以上の状態を簡易的な図で示したのが図３である。当該図は図２を簡略に示したものであるため図番はすべて同じである。
【００５２】
バイアス電圧を印加して逆バイアス状態と順バイアス状態を作り出すためには、第１バイアス発生部２７０は異なる２つのバイアス電圧Ｖ１及びＶ２を発生し、第２バイアス発生部２７１はバイアス電圧Ｖ４を発生するものでなければならない。
【００５３】
さらに検出増幅部２５０は、増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の正相入力端子２５１を接地電位Ｖ３に接続することで、逆相入力端子２５２を接地電位Ｖ３と等価になる仮想接地ｖ３を作り出すことで、光電池に仮想接地ｖ３を導く事になる。以上の各電圧Ｖ１、Ｖ２及び、Ｖ３（ｖ３）、Ｖ４を光電池群２２０に印加することで、読み取りたい光電池のみの信号が検出できる事になる。
【００５４】
より具体的には、電圧Ｖ１は電圧Ｖ２より小さく、電圧Ｖ４は電圧Ｖ１よりさらに小さくなるように設定される。第１バイアス発生部が出力する２つの異なる電圧は、電圧Ｖ１にはマイナス電圧を、電圧Ｖ２にはプラス電圧を、さらに電圧Ｖ４にはマイナス電圧を、設置電圧Ｖ３には０Ｖを印加する。このように設定することで必要な光電池のみをＯＮ状態にすることができる。
【００５５】
次に光電池に実際に印加した状態を図４を用いて説明する。図４は、図２或いは図３の光電池群２２０から一部分の２×２マトリクス２００を取り出した状態を示すものである。説明のために２×２マトリクス２００を示しているが、動作は４×４マトリクスでも、もっと複数の１０００×１０００マトリクスでも同様である。
【００５６】
以下において、素子１〜４中、素子４のみに検出動作を実行させようとする場合について、数値を例示して説明する。
【００５７】
▲１▼電圧Ｖ１（−０．５Ｖ）を第一電極２９ａに印加する。他の第一電極２９ｂには電圧Ｖ２（０．５Ｖ）を印加する。
【００５８】
▲２▼素子４がつながる第２電極３１ａを、検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の仮想接地ｖ３に接続する。仮想接地ｖ３の電位は同相入力端子２５１の接地電位Ｖ３と等価である。
【００５９】
▲３▼この結果、第２電極３１ａは０Ｖに固定される。他の第２電極３１ｂには第２バイアス発生部２７１により電圧Ｖ４（−１Ｖ）が印加される。
【００６０】
▲４▼この結果、素子１から素子４の両端にかかるバイアス電圧が決定される。
【００６１】
以上の動作により素子１〜４は次の作用を示すことになる。
【００６２】
素子１には、上記の▲２▼▲４▼によって、１．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ハ）に示される出力である。つまり、光が当たっていても出力がゼロの状態でＯＦＦとなる。
【００６３】
素子２には、上記の▲２▼▲３▼によって、０．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ロ）に示される出力である。つまり、光が当たっていても出力がゼロの状態でやはりＯＦＦとなる。
【００６４】
素子３には、上記の▲１▼▲４▼によって、０．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ロ）に示される出力である。つまり、光が当たっていても出力はゼロの状態でやはりＯＦＦとなる。
【００６５】
素子４には、上記の▲１▼▲３▼によって、−０．５Ｖの逆バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（イ）に示される出力である。つまり、光が当たって検出信号が得られる状態となる。
【００６６】
上述のように、本実施形態における情報読取装置では、光電池群全体に光が当たっていても特定の光電池のみ（図３の例でいえば光電池３７）動作させることができる。
【００６７】
上述の例では各電圧値を−０．５Ｖ、１Ｖ、０．５Ｖ、１．０Ｖの値としているが、必ずしもこの値に限らない。図５のＩ／Ｖ特性でいえば、ＯＮ状態で（イ）の出力を、ＯＦＦ状態で（ハ）、或いは（ロ）の出力になるようにして、ＯＮ／ＯＦＦの比較ができるだけ容易になるように設定している。
【００６８】
（実施の形態２）
上述の実施の形態１における情報読取装置の問題点は、電圧発生部の出力電源が三つ必要であることと、光電池にかかる順バイアスが１枚のデバイス内に２種類の電圧になることである。
【００６９】
例えば、実施の形態１を説明した状態であれば、０．５Ｖと１．５Ｖとなる。実施形態１による図１３（ｂ）の特性１７３では、順バイアス領域の出力がＸ軸にそってゼロ出力が続かなく、逆方向電流が流れ出している。この場合、順バイアス電圧の０．５Ｖが光電池に加わることで出力する信号がゼロであっても、１．５Ｖ近傍の出力はゼロにはならない。
【００７０】
このような特性のデバイスの場合は、複数の光電池に同じバイアス電圧が加わるように設定する必要がある。無論、図１３（ａ）の特性１７１においても同じ事が言える。
【００７１】
以下に、前記光電池特性１７３に非常に適した情報読取装置について説明する。
【００７２】
この特性が得られるデバイス構造は、漏れ電流防止ダイオードを搭載したデバイス（例：特公昭６２−５７２６１号公報におけるイメージセンサ）であるが、確実に漏れ電流を防止するようにダイオードを各素子に均一に搭載したデバイスがなかなか開発されず、現状ではわずかではあるが漏れ電流が発生するデバイスが登場するにいたっている。そのデバイスを駆動する装置について以下に図面を用いて説明する。説明のために本願装置の構成を簡略化した図面を図６に示す。
【００７３】
バイアス電圧を印加して逆バイアス状態と順バイアス状態を作り出すために、第１バイアス発生部２７０は、異なる２つのバイアス電圧Ｖ１及びＶ２を発生させる。
【００７４】
さらに、検出増幅部２５０は、増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の正相入力端子２５１を接地電位Ｖ３に接続し、逆相入力端子２５２を接地電位Ｖ３と等価になる仮想接地ｖ３を作り出すことで、光電池に仮想接地ｖ３を導く事になる。以上の各電圧Ｖ１、Ｖ２、ｖ３（Ｖ３）を光電池群２２０に印加することで、読み取りたい光電池のみの信号が検出できる事になる。
【００７５】
次に光電池に電圧を実際に印加した状態について説明する。図６の光電池群２２０から一部分の２×２マトリクス２００を取り出したものを図７に示す。
【００７６】
説明のために、２×２マトリクス２００としているが、動作は４×４マトリクスでも、もっと複数の１０００×１０００マトリクスでも同じである。
【００７７】
図７の光電池の素子１から素子４の状態について説明する。読み取りたい光電池は素子４とする。素子４がつながる第一電極２９ａは、第１バイアス発生部２７０内部のＶ１電圧発生から電圧Ｖ１を印加する。以下において、より具体的に説明する。
【００７８】
▲１▼電圧Ｖ１（−０．５Ｖ）を第一電極２９ａに印加する。他の第一電極２９ｂには上記電圧Ｖ２を印加する。
【００７９】
▲２▼電圧Ｖ２（０．５Ｖ）を第一電極２９ｂに印加する。さらに第２電極３１ａに仮想接地ｖ３を接続する。仮想接地ｖ３の電位は、同相入力端子２５１の接地電位Ｖ３と等価である。
【００８０】
▲３▼この結果、第２電極３１ａは０Ｖに固定される。他の第２電極３１ｂには接地電位Ｖ３を接続する。
【００８１】
▲４▼第２電極３１ｂを接地する。この状態で印加された電圧によって、素子１〜素子４の両端にかかるバイアス電圧が決定される。
【００８２】
素子１には、上記の処理▲２▼▲４▼によって０．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ロ）に示される出力である。つまり、光が当たっていても出力がゼロの状態でＯＦＦとなる。
【００８３】
素子２には、上記の▲２▼▲３▼によって、素子１と同じく０．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ロ）に示される出力である。つまり、ここも光が当たっていても出力がゼロの状態でやはりＯＦＦとなる。
【００８４】
素子３には、上記の▲１▼▲４▼によって、−０．５Ｖの逆バイアスが印加される。この状態は図５においては（イ）で示される出力である。つまり、光が当たっていれば、出力が得られる状態でありＯＮとなる。
【００８５】
ここで、素子３から検出される信号は不要である。素子３からの信号を非検出とするのが、検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の同相入力端子２５１に接続した接地電位Ｖ３の存在である。
【００８６】
素子３からの出力信号は、検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の逆相入力端子にはつながっていないことから、検出信号とはならない。すなわち、素子３からの出力信号は経路７００及び同相入力端子２５１を通って接地点に逃げるので検出信号とはならないのである。
【００８７】
なお、この状態は図７の素子５、素子６においても同様である。上記▲１▼▲４▼によって−０．５Ｖの逆バイアスがかかるため、ＯＮ状態となるが、やはり、検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の逆相入力端子にはつながっていないことから、検出信号とはならず、同相入力端子２５１を通って接続された接地点に逃がす事ができる。
【００８８】
このように、実施の形態２の方法では、素子４を含めて、第一電極２９ａにそって素子がＯＮ状態（素子４、３、５、６）になっても、読み取りたい素子４のみが検出できることが特徴である。
【００８９】
素子４には、上記の▲１▼▲３▼によって−０．５Ｖの逆バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（イ）の出力である。光が当たって検出信号が得られるＯＮとなる。
【００９０】
このように、光電池群全体に光が当たっている場合に、必要な読み取りたい光電池が接続された第一電極２９ａ上の１ラインが逆バイアスの電圧が加わり、出力が得られるようにするが、必要な信号のみが検出増幅部に導かれるようにした装置が実施の形態２である。図６では、光電池群２２０の中で、光電池３７だけの信号が得られることになる。
【００９１】
なお、電圧Ｖ１は、電圧Ｖ２より小さくなるように設定される。また、検出増幅部に接続した読み取りたい光電池の素子が配列された第２電極の仮想電位ｖ３と、他の複数の第２電極に接続した接地電圧Ｖ３は同電位である。これにより、実施の形態１に比べて、バイアス発生部をひとつ無くすことができる。
【００９２】
また確実に光電池が動作するように、特に第１バイアス発生部の出力する異なる２つの電圧は、バイアスの電圧Ｖ１にマイナス電圧を、バイアスの電圧Ｖ２にプラス電圧とする。
【００９３】
電圧値は、Ｖ１を−０．５Ｖ、Ｖ２を０．５Ｖの値としているが、必ずしもこの値に限らない。図５のＩ／Ｖ特性でＯＮ状態で（イ）の出力を、ＯＦＦ状態で（ロ）の出力になるようにして、ＯＮ、ＯＦＦの比較ができるだけ容易になるように設定すればよい。
【００９４】
（実施の形態３）
実施の形態２は実施の形態１と比較してバイアス発生部を減らすことができた。実施の形態３ではバイアス印加電圧としてマイナスのものを印加しない構成を提案する。
【００９５】
実施の形態２で示す第１バイアス発生部は、バイアス電圧Ｖ１はマイナス電圧、バイアス電圧Ｖ２はプラス電圧となるように設定されており、この異なる２つの電圧差によって逆バイアスが光電池に印加されるようにしている。
【００９６】
そこで、図８で示す検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の正相入力端子２５１に電圧加算部８００を備えさせ、接地電位Ｖ３にオフセットＤＣ電圧が加わるようにする。なお、図示しているのはあくまでも一例であり、電圧を加算できる回路であればどのような回路構成でも良い。また、この加算部８００は第１バイアス発生部２７０に連動しており、正相入力端子２５１と同じ電圧αが加算されるようにしている。
【００９７】
以上の動作について図７に示す各構成を参照して説明する。読み取りたい光電池は素子４とする。素子４がつながる第一電極２９ａには、電圧Ｖ１及び電圧加算部８００からの電圧αを加える。以下において、より具体的に説明する。
【００９８】
▲１▼電圧Ｖ１（−０．５Ｖ）に電圧α（０．５Ｖ）を加算して、第一電極２９ａに０Ｖを印加する。他の第一電極２９ｂには第１バイアス発生部２７０内部のＶ２電圧発生の電圧Ｖ２に電圧αを加算して印加する。
【００９９】
▲２▼電圧Ｖ２（０．５Ｖ）に電圧α（０．５Ｖ）を加算して、第一電極２９ｂに１Ｖを印加する。さらに読み取りたい素子４がつながる第２電極３１ａには仮想接地ｖ３が接続される。仮想接地ｖ３の電位は、同相入力端子２５１の接地電位Ｖ３と等価である。この接地電位Ｖ３に電圧αを加算することから逆相入力端子も同電位となる。
【０１００】
▲３▼接地電位Ｖ３に電圧α（０．５Ｖ）を加算することで、第２電極３１ａは０．５Ｖに固定される。他の第２電極３１ｂには検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の同相入力端子に加算部を接続し、接地電位Ｖ３に電圧αを加算する。
【０１０１】
▲４▼接地電圧（０Ｖ）に電圧α（０．５Ｖ）を加算し、第２電極３１ｂは０．５Ｖに接続される。この状態で印加された電圧によって素子１から素子４の両端にかかるバイアス電圧が決定される。
【０１０２】
素子１には、上記の▲２▼▲４▼によって、０．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ロ）に示される出力である。つまり、光が当たっていても出力がゼロの状態でＯＦＦとなる。
【０１０３】
素子２には、上記の▲２▼▲３▼によって、素子１と同じく０．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態は図５中（ロ）に示される出力である。つまり、ここも光が当たっていても出力がゼロの状態でやはりＯＦＦとなる。
【０１０４】
素子３には、上記の▲１▼▲４▼によって、−０．５Ｖの逆バイアスが印加される。この状態は図５中（イ）に示される出力である。つまり、光が当たっていれば出力が得られる状態となる。
【０１０５】
素子４には、上記の▲１▼▲３▼によって−０．５Ｖの逆バイアスが印加される。この状態は図５中（イ）に示される出力である。光が当たって検出信号が得られる状態となる。
【０１０６】
このように、光電池群全体に光が当たっている場合においても、読み取りたい光電池が接続された第一電極２９ａ上の１ラインに逆バイアスの電圧が加わり、出力が得られる状態になるようにして必要な信号のみが検出増幅部に導かれるようにできる。これにより実施形態２と同じ状態をプラス電圧だけで達成できる。なお、電圧αの値は０．５Ｖの値としているが、必ずしもこの値に限らない。例えば１Ｖであっても良い。
【０１０７】
（実施の形態４）
本実施の形態ではバイアス電圧の接続する第一電極と第二電極を切換部によって変更できるようにしている。切換部は、図２の第１切換部２７２と、第２切換部２７３とによって導く方向をかえられるようにしている。
【０１０８】
また、光電池の配置された方向によって第一電極と第二電極をつなぎ変えると光電池からの出力信号が反転する。したがって、検出増幅部の回路構成や、その他の構成を変更する事なく、反転して得られる信号を元にもどすように信号反転部を備えさせる。信号反転部の一例として、図８の信号反転部８１０を提案しておく。
【０１０９】
（実施の形態５）
実施の形態２は実施の形態１と比較してバイアス発生部を減らすことができる。また、実施の形態３は実施の形態２に比べて、マイナス電圧を無くしてプラス電圧の利用だけにすることが出来る。そこで、さらに改良したのが本実施の形態である。図９にバイアス発生部からの一つの電圧Ｖ１で読み取りたい光電池の検出を可能とする装置を示す。
【０１１０】
図９の光電池の素子１〜素子４の状態を説明する。読み取りたい光電池である検出素子は素子４とする。
【０１１１】
素子４が接続される第一電極２９ａは、検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の仮想接地ｖ３に接続される。仮想接地ｖ３の電位は、同相入力端子２５１の接地電位Ｖ３と等価である。以下において、より具体的に説明する。
【０１１２】
▲１▼第１電極２９ａを接地電圧Ｖ３（０Ｖ）に接地すると、第１電極２９ａは仮想接地０Ｖに固定される。他の第１電極２９ｂは接地電位Ｖ３に接続される。
【０１１３】
▲２▼第１電極２９ｂに接地電圧Ｖ３（０Ｖ）を接続する。第２電極３１ａは、接地電位Ｖ３に接続される。
【０１１４】
▲３▼第２電極３１ａに接地電位Ｖ３を接続すると、第２電極３１ａは０Ｖに固定される。他の第２電極３１ｂには電圧Ｖ１が印加される。
【０１１５】
▲４▼電圧Ｖ１（−０．５Ｖ）を第２電極３１ｂに印加する。この状態で印加された電圧によって素子１〜素子４の両端にかかるバイアス電圧が決定される。
【０１１６】
素子１には、上記の▲２▼▲４▼によって０．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ロ）に示される出力である。つまり、光が当たっていても出力がゼロの状態でＯＦＦとなる。
【０１１７】
素子２には、上記の▲２▼▲３▼によって０Ｖのバイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ニ）に示される出力である。（ロ）の出力値よりは少ないものの、出力が得られ状態でＯＮとなる。ここで、素子２によって検出される信号は不要である。これを不要ならしめるのが、検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の同相入力端子２５１に接続した接地電位Ｖ３の存在である。
【０１１８】
素子２からの出力信号は、検出増幅部２５０の増幅部を構成するＯＰアンプ２５３の逆相入力端子にはつながっていないことから、検出信号とはならず、接続された接地点に逃がす事ができる。素子２の検出信号は経路９００を通って逃がし、ＯＮ状態であっても問題なく動作させることができる。
【０１１９】
素子３には、上記の▲１▼▲４▼によって０．５Ｖの順バイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ロ）に示される出力である。つまり、光が当たっていても出力がゼロの状態でＯＦＦとなる。
【０１２０】
素子４には、上記の▲１▼▲３▼によって０Ｖのバイアスが印加される。この状態を図５のＩ／Ｖ特性で示すと（ニ）に示される出力である。光が当たって検出信号が得られるＯＮとなる。
【０１２１】
このように、光電池群全体に光が当たっている場合に、必要な読み取りたい光電池が接続された第一電極３１ａ上の１ラインがバイアス電圧として光電池両端に０Ｖが加わり、出力が得られるようなＯＮとなる。このとき、電極に挟まれた光電池の向きに注意する必要がある。
【０１２２】
以上の各実施の形態において、太陽電池型ＰＩＮダイオード特性の開放電圧Ｖｏｃ点に順バイアスを合わせ込むことで、常に出力がゼロになる点であることから非常に安定したデバイス駆動が可能になる装置を提案出来る。図５に開放電圧Ｖｏｃを示しておく。また、デバイスの作製によって光電池の特性がばらつくことが予想され、上記のＶｏｃ点が特性上で移動することが確認されている。したがって、搭載するデバイスによって印加電圧を変えられるように電圧可変部を備えさせ、各電圧を少し動かせるようにしている。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明によれば、光によって出力する素子が複数配置された２次元マトリクスデバイスの駆動方法を備えた装置として、素子の特性に合わせて、駆動方法を変更して動作させることが出来る。
【０１２４】
また、最も適した動作が可能となることで、素子からの出力信号を最良の状態で得られ、また、漏れ電流の悪影響をあたえる信号を出来るだけ押さえられることで、ＳＮの良い装置となる。
【０１２５】
また、デバイスの経時変化によって特性の変化が見られる場合においても、対応が可能な装置である。
【０１２６】
このように、使用状況に応じて対応できる装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る情報読取装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るデバイスの駆動装置の説明図である。
【図３】実施の形態１に係る構成の説明図である。
【図４】図３に示す構成を説明のためにより簡略化した図である。
【図５】光電池のＩ／Ｖ特性を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る構成の説明図である。
【図７】図６に示す構成を説明のためにより簡略化した図である。
【図８】電圧加算部の構成図である。
【図９】実施の形態５に係る構成の説明図である。
【図１０】従来例である光電池群の構成を示す平面図である。
【図１１】光電池の走査方法を説明するための図である。
【図１２】従来の情報読取装置の光電池群の電気的構成を示すブロック図である。
【図１３】基本的な光電池の出力状態を示したＩ／Ｖ特性を示すグラフである。
【図１４】光電池の出力状態を示したＩ／Ｖ特性で、光電池構造によって考えられる特性を示したグラフである。
【符号の説明】
２９    第１電極
３１    第２電極
３７    光電池
２５０  検出増幅部
２５１  同相入力端子
２５２  逆相入力端子
２７０  第１バイアス発生部
２７１  第２バイアス発生部
２７５  電圧加算部
２７６  反転部
【図１】
0003649881.tif 000002
【図２】
0003649881.tif 000003
【図３】
0003649881.tif 000004
【図４】
0003649881.tif 000005
【図５】
0003649881.tif 000006
【図６】
0003649881.tif 000007
【図７】
0003649881.tif 000008
【図８】
0003649881.tif 000009
【図９】
0003649881.tif 000010
【図１０】
0003649881.tif 000011
【図１１】
0003649881.tif 000012
【図１２】
0003649881.tif 000013
【図１３】
0003649881.tif 000014
【図１４】
0003649881.tif 000015