(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行にかつ間隔をあ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あけて配列される複数の第２電極と、第１および第２電極の交差部分の第１電極と第２電極との間にそれぞれ配置される半導体層とが重なり合う部分に形成され、マトリクス状に配列される光電池群と、
各光電池で生じた光起電力を出力する出力回路と、
前記光電池が機能しなくなる電圧であって、各光電池に生じる光起電力の方向とは逆方向のバイアス電圧として、光電池の陰極バイアス電圧Ｂ１と、光電池の陽極バイアス電圧Ｂ２とを発生する信号発生回路と、
光電池を順次的に選択し、選択した光電池を出力回路と接続し、選択されていない光電池を信号発生回路と接続する走査回路とを含むことを特徴とする光座標読取装置。
【請求項２】
前記陰極バイアス電圧Ｂ１は、前記陽極バイアス電圧Ｂ２よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の光座標読取装置。
【請求項３】
前記陰極バイアス電圧Ｂ１が０．５Ｖよりも大きく、前記陽極バイアス電圧Ｂ２が０Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ばれることを特徴とする請求項１記載の光座標読取装置。
【請求項４】
前記陰極バイアス電圧Ｂ１が１．２Ｖよりも大きく、前記陽極バイアス電圧Ｂ２が−０．７Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ばれることを特徴とする請求項１記載の光座標読取装置。
【請求項５】
前記走査回路は、第１電極を順次的に選択する第１走査回路と、第２電極を順次的に選択する第２走査回路とを含み、
前記第１走査回路は、各第１電極を出力回路と、または信号発生回路と切換えて接続する複数のスイッチを有し、
前記第２走査回路は、各第２電極を出力回路と、または信号発生回路と切換えて接続する複数のスイッチを有し、
選択した第１および第２電極と出力回路とが接続され、選択されていない第１および第２電極と信号発生回路とが接続されるようにスイッチを切換えることを特徴とする請求項１記載の光座標読取装置。
【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、たと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光座標読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３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の一方表面上には、ＣｄＳ焼結体から成るＣｄＳ層３が形成される。ＣｄＳ層３は、互いに平行に間隔をあけて形成され、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。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、カーボン層５が形成される。カーボン層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へのドープ剤として働く。
【０００３】
ＣｄＳ層３、ＣｄＴｅ層４、およびカーボン層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、光電池６は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。また、当該公報の従来技術において、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上にカーボン層５を形成し、さらにカーボン層５上にＡｇ層を形成した構成が開示されている。
【０００４】
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１４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、カーボン層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。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。
【０００５】
図１５は、他の従来例であ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である。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。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。
【０００６】
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のゲート端子が接続され、Ｘ電極ラインＸ０，…，Ｘｎにはドレイン端子が接続される。薄膜トランジスタ１４のソー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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１３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。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程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。
【０００８】
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開放電圧は、０．５Ｖ程度となり、取出せる電流は最大でも数μＡである。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。
【０００９】
なお、前記漏れ電流は、光が１つの光電池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。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。
【００１０】
図１５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（クロストーク電流）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。複数の薄膜トランジスタ１４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。
【００１１】
本発明の目的は、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を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、互いに平行にかつ間隔をあ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あけて配列される複数の第２電極と、第１および第２電極の交差部分の第１電極と第２電極との間にそれぞれ配置される半導体層とが重なり合う部分に形成され、マトリクス状に配列される光電池群と、
各光電池で生じた光起電力を出力する出力回路と、
前記光電池が機能しなくなる電圧であって、各光電池に生じる光起電力の方向とは逆方向のバイアス電圧として、光電池の陰極バイアス電圧Ｂ１と、光電池の陽極バイアス電圧Ｂ２とを発生する信号発生回路と、
光電池を順次的に選択し、選択した光電池を出力回路と接続し、選択されていない光電池を信号発生回路と接続する走査回路とを含むことを特徴とする光座標読取装置である。
本発明に従えば、マトリクス状に配列される光電池群は、走査回路によって走査される。選択された光電池において、光が照射されて生じた光起電力が出力回路から出力される。選択されていない光電池には、信号発生回路からの光電池が機能しなくなる電圧であって、各光電池に生じる光起電力の方向とは逆方向のバイアス電圧として、陰極および陽極バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２が与えられる。前記光電池群は、互いに平行にかつ間隔をあ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あけて配列される複数の第２電極と、第１および第２電極の交差部分の第１電極と第２電極との間にそれぞれ配置される半導体層とが重なり合う部分に形成され、光電池の陰極となる第１または第２電極の一方には陰極バイアス電圧Ｂ１が与えられ、陽極となる第１または第２電極の他方には陽極バイアス電圧Ｂ２が与えられる。
選択されていない光電池には、所定の電圧値の陰極および陽極バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２が印加されて、当該光電池は光電池として動作しなくなる。したがって、選択された光電池から選択されていない周囲の光電池への漏れ電流が流れても、周囲の光電池は光電池として機能しないので、光起電力が生じず、周囲の光電池の座標が検出されることはない。また、選択された光電池に選択されていない周囲の光電池からの漏れ電流は流れず、選択された光電池が光が照射されていないにもかかわらず、光が照射されたものとして、その座標が検出されることはない。したがって、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。前記信号発生回路は演算増幅器などによって容易に実現でき、たとえば各光電池に薄膜トランジスタを設けて、当該薄膜トランジスタのオン／オフによって漏れ電流を阻止するような構成と比較して、安価にかつ容易に実現することができる。
【００１３】
また本発明の前記陰極バイアス電圧Ｂ１は、前記陽極バイアス電圧Ｂ２よりも大きいことを特徴とする。
本発明に従えば、陰極バイアス電圧Ｂ１は陽極バイアス電圧Ｂ２よりも大きくなるように選ばれる。これによって、光電池で生じる光起電力の絶対値よりも大きく、逆方向のバイアス電圧が印加され、光電池が光電池として作用しなくなる。したがって、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。
【００１４】
また本発明は、前記陰極バイアス電圧Ｂ１が０．５Ｖよりも大きく、前記陽極バイアス電圧Ｂ２が０Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ばれることを特徴とする。
本発明に従えば、陽極バイアス電圧Ｂ１は０．５Ｖよりも大きく、陰極バイアス電圧Ｂ２は０Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ばれる。一般に、光電池からは０．５Ｖの開放電圧が発生し、光起電力が取出される。したがって、陰極バイアス電圧Ｂ１を０．５Ｖよりも大きく選び、陽極バイアス電圧Ｂ２を０Ｖよりも小さく選ぶことによって、前記バイアス電圧が印加され光電池が光電池として作用しなくなり、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。なお、陰極バイアス電圧Ｂ１の上限値および陽極バイアス電圧Ｂ２の下限値は、光電池が絶縁破壊を起こさない値に選ばれる。たとえば、数Ｖおよび−数Ｖに選ばれる。
【００１５】
また本発明は、前記陰極バイアス電圧Ｂ１が１．２Ｖよりも大きく、前記陽極バイアス電圧Ｂ２が−０．７Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ばれることを特徴とする。
本発明に従えば、陰極バイアス電圧Ｂ１は１．２Ｖよりも大きく、陽極バイアス電圧Ｂ２は−０．７Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ばれる。一般に、光電池は半導体のＰＮ接合によって構成され、ＰＮ接合による電圧降下を考慮すると、Ｂ１を１．２Ｖより大きく選び、Ｂ２を−０．７Ｖより小さく選ぶことによって、前記バイアス電圧が印加されて光電池が光電池として作用しなくなり、所望の光電池の座標点のみを確実に検出することができる。
【００１６】
また本発明の前記走査回路は、第１電極を順次的に選択する第１走査回路と、第２電極を順次的に選択する第２走査回路とを含み、
前記第１走査回路は、各第１電極を出力回路と、または信号発生回路と切換えて接続する複数のスイッチを有し、
前記第２走査回路は、各第２電極を出力回路と、または信号発生回路と切換えて接続する複数のスイッチを有し、
選択した第１および第２電極と出力回路とが接続され、選択されていない第１および第２電極と信号発生回路とが接続されるようにスイッチを切換えることを特徴とする。
本発明に従えば、前記走査回路は、第１電極を順次的に選択する第１走査回路と、第２電極を順次的に選択する第２走査回路とを含んで構成される。記第１走査回路は、各第１電極を出力回路と、または信号発生回路と切換えて接続する複数のスイッチを有し、第２走査回路は各第２電極を出力回路と、または信号発生回路と切換えて接続する複数のスイッチを有する。スイッチの切換によって、選択した第１および第２電極は出力回路と接続され、それ以外の第１および第２電極は信号発生回路と接続される。これによって、上述したような陰極および陽極バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２の印加を確実に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である光座標読取装置２１の構成を示すブロック図である。光座標読取装置２１は、光電池群２２、走査回路２３、タイミング回路２４、増幅回路２５、およびバイアス発生回路２７を含んで構成される。後述するような構成を有し、たとえば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群２２は、走査回路２３によって当該光電池が順次的に走査され、選択された光電池からの光起電力が増幅回路２５で増幅されて、出力端子２６から出力される。走査回路２３はタイミング回路２４によって走査のタイミングが調整される。また、本形態の光座標読取装置２１はバイアス発生回路２７を有し、当該バイアス発生回路２７で発生した光電池で生じる光起電力の絶対値よりも大きい所定の電圧値の逆方向のバイアス電圧が、光電池群２２の選択されていない光電池に与えられる。
【００１８】
図２は、前記光電池群２２を示す平面図である。図３は、光電池群２２を示す断面図である。光電池群２２は、透光性基板２８、第１電極２９、半導体層３０、第２電極３１および出力端子３２，３３を含んで構成され、透光性基板２８上に第１電極２９、半導体層３０および第２電極３１から成る光電池３７がマトリクス状に配列される。透光性基板２８は、たとえばガラスで実現される。第１電極２９は、たとえばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明電極で実現され、透光性基板２８の一方表面２８ａに互いに平行に間隔をあけて配列される。第２電極３１は、たとえばニッケルなどの金属電極で実現され、第１電極２９とは直交する方向に互いに間隔をあけて配列される。たとえばアモルファスシリコンで実現される半導体層３０は、第１電極２９と第２電極３１との交差部分の、当該第１電極２９と第２電極３１との間に配置される。この第１電極２９、半導体層３０および第２電極３１が重なり合う部分が光電池３７である。半導体層３０は、ｐ形半導体層３４、絶縁層３５およびｎ形半導体層３６がこの順番に積層されて構成される。第１および第２電極２９，３１の一方端部には出力端子３２、３３がそれぞれ接続される。透光性基板２８上に形成される第１電極２９、半導体層３０および第２電極３１は、たとえばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの薄膜形成技術を用いて作成される。
【００１９】
光は、透光性基板２８の一方表面２８ａとは反対の他方表面２８ｂ側から照射される。入射光は、透光性基板２８および第１電極２９を透過して半導体層３０に到達する。ここで、半導体層３０は入射光に対して光電池として作用し、第１電極２９と第２電極３１との間に光起電力を生じる。
【００２０】
図４は、光電池３７を示す等価回路である。光電池３７は、ダイオード３８、電流源３９および抵抗４０，４１を含んで構成される。ダイオード３８は、半導体層３０のｐ形半導体層３４とｎ形半導体層３６との接合によって構成され、カソードが抵抗４１を介して出力端子３２と、アノードが出力端子３３とそれぞれ接続される。抵抗４１は、主として配線抵抗である。また、ダイオード３８と並列に電流源３９および抵抗４０が配置される。電流源３９は、光電池そのものであり、抵抗４０は、ダイオード３８の逆方向の抵抗を表す。電流源３９の内部抵抗は無限大と考えられ、したがって光電池３７は、抵抗４０，４１を有するダイオード３８と見ることができる。
【００２１】
図５は、光電池３７のＩ−Ｖ（電流−電圧）曲線を示すグラフである。横軸は電圧を示し、縦軸は電流を示す。なお、光電池３７の光照射面積を１平方センチメートルに正規化しており、電流を「ｍＡ／ｃｍ２」の単位で表している。電圧は「Ｖ」の単位で表している。実線４２は光を照射したときのＩ−Ｖ特性を、破線４３は光を照射しないときのＩ−Ｖ特性をそれぞれ示す。
【００２２】
光電池３７の光照射面積を１３０μｍ×２６０μｍとし、照度１万ルクスの光を照射したときには、０．０４ｍＷの電力が得られた。したがって、このような光電池３７を３２０×２４０個並べた光電池群２２からは、０．０４×３２０×２４０＝３０７２ｍＷの電力が得られる。図５から、電圧０．４９６Ｖのときの電流が２．３１ｍＡ／ｃｍ２であり、０．４９６×２．３１＝１．１５ｍＷ／ｃｍ２の電力が得られることがわかる。
【００２３】
このような光電池３７は、ダイオード３８のアノードが陽極になり、カソードが陰極になる方向、すなわち図４の矢符５４の方向に光起電力を生じる。この方向とは、電流源３９の電流の流れる方向とは逆方向である。また図５から、光電池３７はダイオードと見なせ得るＩ−Ｖ特性を示す。したがって、光電池で生じる光電力の絶対値よりも大きく、ダイオード３８で遮断されるような逆方向のバイアス電圧を印加すると、光電池として機能しなくなることがわかる。このようなバイアス電圧を選択されていない光電池３７に与えることによって、漏れ電流による誤った座標の検出を阻止することができる。
【００２４】
図６は、走査回路２３の構成を示す回路図である。走査回路２３は、第１走査回路４４と第２走査回路４５とを含んで構成される。第１走査回路４４は、光電池群２２の図６紙面上で上下方向に設定されたＹ軸（鉛直方向（Ｖ）軸）に平行に設けられた第２電極３１を順番に走査する。第２走査回路４５は、光電池群２２の図６紙面上で左右方向に設定されたＸ軸（水平方向（Ｈ）軸）に平行に設けられた第１電極２９を順番に走査する。以降、第１および第２電極２９，３１が４本ずつ設けられた場合、すなわち光電池３７が１６個設けられた場合について説明するけれども、光電池の数は１６に限るものではなく、それより少なくても、あるいはそれより多くてもかまわない。
【００２５】
第１走査回路４４は、４本の第２電極３１に対応して４つのスイッチ４６〜４９を有する。当該スイッチ４６〜４９は、第２電極３１を増幅回路２５またはバイアス発生回路２７に切換えて接続する。一方端子４６ａ〜４９ａに接続されると増幅回路２５に接続され、他方端子４６ｂ〜４９ｂに接続されるとバイアス発生回路２７に接続される。第２走査回路４５は、４本の第１電極２９に対応して４つのスイッチ５０〜５３を有する。当該スイッチ５０〜５３は、第１電極２９を増幅回路２５またはバイアス発生回路２７に切換えて接続する。一方端子５０ａ〜５３ａに接続されると増幅回路２５に接続される、すなわち接地される。他方端子５０ｂ〜５３ｂに接続されるとバイアス発生回路２７に接続される。
【００２６】
図７は、１６個の光電池３７の走査方法を説明するためのタイミングチャートである。図７（１）〜図７（８）は、スイッチ４６〜５３の接続状態をそれぞれ示す。図中の「ａ」は、各スイッチ４６〜５３が端子４６ａ〜５３ａと接続されることを表し、「ｂ」は端子４６ｂ〜５３ｂと接続されることを表す。
【００２７】
まず、スイッチ４６が端子４６ａに接続され、スイッチ４７〜４９は端子４７ｂ〜４９ｂに接続される。このとき、スイッチ５０が端子５０ａに、スイッチ５１〜５３が端子５１ｂ〜５３ｂにそれぞれ接続される。これによって、（０，０）の光電池３７が選択される。次に、スイッチ５１が端子５１ａに、スイッチ５０，５２，５３が端子５０ｂ，５２ｂ，５３ｂにそれぞれ接続される。これによって、（０，１）の光電池３７が選択される。同様にしてスイッチ５０〜５３を切換えて、（０，２）および（０，３）の光電池３７が順次選択される。
【００２８】
次に、スイッチ４７が端子４７ａに接続され、スイッチ４６，４８，４９が端子４６ｂ，４８ｂ，４９ｂに接続される。このとき、スイッチ５０〜５３は、上述したのと同様にして順次切換えられ、これによって、（１，０）〜（１，３）の光電池３７が順次選択される。同様にして（２，０）〜（２，３）、（３，０）〜（３，３）の光電池３７が順次選択される。なお、光電池３７の走査は、上述した方法に限るものではなく、全ての光電池３７が走査される方法であればどのような走査方法であってもかまわない。
【００２９】
このようなスイッチ４６〜５３の切換えのタイミングは、タイミング回路２４からの信号によって制御される。タイミング回路２４には、クロック信号や各種パルス信号などが必要に応じて与えられており、これらの信号に基づいて作成された信号によってスイッチ４６〜５３が制御される。タイミング回路２４は、たとえばカウンタ回路で実現される。また、前記スイッチ４６〜５３は、たとえばアナログスイッチで実現される。
【００３０】
図６は、（０，０）の光電池３７が選択された状態を示している。スイッチ４６は端子４６ａに接続されて増幅回路２５に接続される。スイッチ５０は端子５０ａに接続されて接地される。増幅回路２５では光電池３７に生じた光起電力が増幅されて、出力端子２６から出力される。
【００３１】
スイッチ４７〜４９は、４７ｂ〜４９ｂに接続されてバイアス発生回路２７に接続される。また、スイッチ５１〜５３は端子５１ｂ〜５３ｂに接続されてバイアス発生回路２７に接続される。これによって、（０，０）以外の光電池３７にバイアス電圧をかけることができる。
【００３２】
たとえば、（２，１）の光電池３７に光が照射され、当該（２，１）の光電池３７が選択されているときには、（２，１）の光電池３７の周囲、たとえば（１，１）、（３，１）、（２，２）、（２，０）の光電池３７などにはバイアス電圧がかかる。このため、（２，１）の光電池３７の周囲の光電池３７は光電池として作用しなくなり、（２，１）の光電池３７に対する光起電力のみを検出することができる。また、逆に（２，１）の光電池３７の周囲の光電池３７に光が照射され、（２，１）の光電池３７に光が照射されておらず、（２，１）の光電池３７が選択されているときには、周囲の光電池３７では光起電力が生じなくなるので、周囲の光電池３７から（２，１）の光電池３７へ流れる漏れ電流はなくなり、誤って（２，１）の光電池３７を検出することはない。
【００３３】
したがって、光照射されている光電池からの光起電力のみを確実に取出すことができ、座標の検出精度が向上する。
【００３４】
図８〜図１２は、光座標読取装置２１の動作をさらに詳しく説明するための図である。２点鎖線で囲む（２，１）の光電池３７が選択されている場合について説明する。また、各光電池３７に形成されているダイオードを、ダイオードＤ００〜Ｄ０３，Ｄ１０〜Ｄ１３，Ｄ２０〜Ｄ２３，Ｄ３０〜Ｄ３３で表す。また、第１電極２９および第２電極３１にはＶ０〜Ｖ３，Ｈ０〜Ｈ３を付して示す。ダイオードＤ２１のアノードが接続される電極Ｈ２は、スイッチ４８を介して増幅回路２５に接続され、ダイオードＤ２１のカソードが接続される電極Ｖ１は、スイッチ５１を介して接地される。電極Ｈ２以外の電極Ｈ０，Ｈ１，Ｈ３は、スイッチ４６，４７，４９を介してバイアス発生回路２７の端子２７ｂに接続される。電極Ｖ１以外の電極Ｖ０，Ｖ２，Ｖ３は、スイッチ５０，５２，５３を介してバイアス発生回路２７の端子２７ａに接続される。Ｈ０〜Ｈ３にはダイオードのアノードが、電極Ｖ０〜Ｖ３にはダイオードのカソードがそれぞれ接続される。バイアス発生回路２７は、端子２７ａから陰極バイアス電圧Ｂ１を印加し、端子２７ｂから陽極バイアス電圧Ｂ２を印加する。
【００３５】
図９を参照して、選択されたダイオードＤ２１で生じた光起電力は、矢符５５に示される電流経路に沿って取出される。
【００３６】
図１０を参照して、電極Ｖ１，Ｈ２以外の電極に接続されたダイオードはカソードおよびアノードがバイアス発生回路２７の端子２７ａ，２７ｂにそれぞれ接続され、矢符５６ａ，５６ｂに示される電流経路に沿って陰極および陽極バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２が与えられる。ここで、電極Ｖ１，Ｈ２以外の電極に接続されたダイオードを光電池として作用させないために、陰極バイアス電圧Ｂ１は、陽極バイアス電圧Ｂ２よりも大きくなるように選ばれる。
【００３７】
図１１を参照して、電極Ｖ１以外の電極Ｖ０，Ｖ２，Ｖ３と、電極Ｈ２に接続されたダイオードＤ２０，Ｄ２２，Ｄ２３は、カソードがバイアス発生回路２７の端子２７ａに接続され、アノードが増幅回路２５に接続され、矢符５７ａ〜５７ｃに示される電流経路に沿って陰極バイアス電圧Ｂ１が与えられる。一般に光電池の光照射時の開放電圧（増幅回路２５とグランドとの電位差）は０．５Ｖ程度に選ばれる。すなわち、増幅回路２５の入力端子はグランドに対して０．５Ｖの電位を有する。ダイオードＤ２０，Ｄ２２，Ｄ２３を光電池として作用させないためには、陰極バイアス電圧Ｂ１を０．５Ｖよりも大きく選ぶのが好ましい。
【００３８】
図１２を参照して、電極Ｈ２以外の電極Ｈ０，Ｈ１，Ｈ３と、電極Ｖ１に接続されたダイオードＤ３１，Ｄ１１，Ｄ０１は、カソードが接地され、アノードがバイアス発生回路２７の端子２７ｂに接続され、矢符５８ａ〜５８ｃに示される電流経路に沿って陽極バイアス電圧Ｂ２が与えられる。ここで、陽極バイアス電圧Ｂ２は、ダイオードＤ３１，Ｄ１１，Ｄ０１を光電池として作用させないために、０Ｖよりも小さく選ばれる。
【００３９】
また、ダイオード内部のＰＮ接合による電圧低下を考慮して、０．６〜０．７Ｖ程度の電圧を見込み、陰極バイアス電圧Ｂ１を、１．２Ｖよりも大きく、陽極バイアス電圧Ｂ２を、−０．７Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ぶのが好ましい。
【００４０】
なお、陰極バイアス電圧Ｂ１の上限値および陽極バイアス電圧Ｂ２の下限値は、光電池を構成する半導体層３０の厚みに応じて、半導体層３０が絶縁破壊しない値に選ばれる。
【００４１】
一般に、上述したような選択されていない光電池に逆方向のバイアス電圧を与えて当該光電池が光電池として動作しないような機能、いわゆるカットオフ機能を実現するためには、陰極バイアス電圧Ｂ１および陽極バイアス電圧Ｂ２の絶対値は、常に│Ｂ１│＞│Ｂ２│となる。ここで、電圧Ｂ１の上限値の正負の符号を逆に、すなわち正を負に、あるいは負を正にした値が電圧Ｂ２の下限値となる。
【００４２】
半導体層３０の厚みをＨ（μｍ）とし、光電池３７の第１電極２９と第２電極３１との間の電圧値、すなわち陰極および陽極バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２などの電圧値をＢ（Ｖ）とすると、電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）は、ほぼ
Ｅ  ＝Ｂ／（Ｈ×１０−６  ）＝（１０６  ×Ｂ）／Ｈ
となる。アモルファスシリコンで構成された半導体層３０は、０．５μｍ〜１μｍ程度の厚みＨを有し、このような半導体層３０が絶縁破壊に至る電界強度は、経験上、１０７  Ｖ／ｍ程度であることから、半導体層３０の厚みＨを１μｍとすると、Ｂ＝１０Ｖとなる。また、Ｈを０．５μｍとすると、Ｂ＝５Ｖとなる。これらの電圧値Ｂを電圧Ｂ１の上限値と考えると、電圧値Ｂの正負の符号を逆にした値が電圧Ｂ２の下限値となる。
【００４３】
このように、バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２は、ともにその絶対値が数ボルト以下となるように設定しないと、半導体層３０が絶縁破壊を起こす可能性がある。また、湿度の影響などの実際の使用状態を考慮すると、さらに数倍の安全性を見込む必要があり、電圧Ｂ１，Ｂ２の絶対値は１Ｖ〜２Ｖ程度に選ぶことが好ましい。
【００４４】
このような陰極および陽極バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２を発生するバイアス発生回路２７は、演算増幅器（オペアンプ）などを用いて容易に実現できる。また、電池で実現してもよい。
【００４５】
また、上述した説明では、電極Ｖ１が接続されるグランド電位を基準としているけれども、電極Ｖ１は必ずしもグランドに接地する必要はなく、電極Ｖ１に所定の直流電圧を印加してもよいし、必要に応じて交流電圧を印加してもよい。電極Ｖ１に印加される電圧を基準として、陰極および陽極バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２が上述した関係を満たすように設定されればよい。
【００４６】
本形態によれば、バイアス発生回路２７を設け、選択されていない光電池３７にバイアス電圧Ｂ１，Ｂ２を与えることによって確実に座標検出が行える。このような構成は、各光電池にそれぞれ薄膜トランジスタを設ける場合と比較して、容易にかつ安価に実現することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、選択されていない光電池には、光電池で発生する光起電力の絶対値よりも大きい所定の電圧値の逆方向のバイアス電圧が印加される。したがって、当該バイアス電圧が印加された光電池は光電池として作用しなくなり、選択された光電池に対して光が照射されているか否かのみに基づく座標検出が行える。また、各光電池に対して薄膜トランジスタを設ける場合と比較して、製造コストを安価に実現することができる。また、信号発生回路の付加は比較的容易であり、製造効率が向上する。
【００４８】
特に従来技術では、漏れ電流のために、光電池を照射する光を１つの光電池のみが照射されるように照射領域を小さくしなければ充分な分解能を得ることができなかったけれども、本発明では、光電池の面積よりも大きい面積に光を照射しても、選択されていない光電池は光電池として機能せず、光起電力が生じないので、座標検出には関係しない。したがって、光電池の面積よりも大きい面積の光が照射されても、高い分解能で座標の検出を行うことが可能である。
【００４９】
また、陰極バイアス電圧Ｂ１は、陽極バイアス電圧Ｂ２よりも大きくなるように選ばれる。また好ましくは、Ｂ１は０．５Ｖよりも大きく、Ｂ２は０Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ばれる。また好ましくは、Ｂ１は１．２Ｖよりも大きく、Ｂ２は−０．７Ｖよりも小さくなるようにそれぞれ選ばれる。これによって、前記逆方向へのバイアス電圧が印加されて光電池が光電池として作用しなくなり、所望とする光電池の座標点のみを確実に検出することができる。
【００５０】
また、第１走査回路によって第１電極が選択され、第２走査回路によって第２電極が選択される。選択された第１および第２電極は出力回路に接続され、それ以外の第１および第２電極は信号発生回路に接続される。これによって、陰極および陽極バイアス電圧Ｂ１，Ｂ２の印加を確実に行うことができる。したがって所望とする光電池の座標点のみを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である光座標読取装置２１の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】光電池群２２を示す平面図である。
【図３】光電池群２２を示す断面図である。
【図４】光電池３７を示す等価回路である。
【図５】光電池３７のＩ−Ｖ（電流−電圧）特性を示すグラフである。
【図６】走査回路２３の構成を示す回路図である。
【図７】光電池３７の走査方法を示すタイミングチャートである。
【図８】光座標読取装置２１の動作を説明するための図である。
【図９】光座標読取装置２１の動作を説明するための図である。
【図１０】光座標読取装置２１の動作を説明するための図である。
【図１１】光座標読取装置２１の動作を説明するための図である。
【図１２】光座標読取装置２１の動作を説明するための図である。
【図１３】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。
【図１４】光電池６の走査方法を説明するための図である。
【図１５】他の従来例であ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である。
【符号の説明】
２１  光座標読取装置
２２  光電池群
２３  走査回路
２４  タイミング回路
２５  増幅回路
２７  バイアス発生回路
２８  透光性基板
２９  第１電極
３０  半導体層
３１  第２電極
３４  ｐ形半導体層
３５  絶縁層
３６  ｎ形半導体層
３７  光電池
３８  ダイオード
３９  電流源
４０，４１  抵抗
４４  第１走査回路
４５  第２走査回路
４６〜５３  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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