(57)【要約】【課題】  不可視状態で記載された原稿情報を、より正確に読み取ることができる画像入力を実現する。【解決手段】  本発明の画像入力装置は、紫外領域の光を照射するフロントライト、並びに、受光素子を兼ねたスイッチング素子であるＴＦＴ、データ線にＴＦＴを介して接続されるＣｓ上電極、及び前記Ｃｓ上電極との間に所定の容量が形成されるように配置されたＣｓ下部電極を有するＴＦＴ基板１を備えているので、紫外線領域の光により不可視状態で記載された原稿情報を可視化して、ＴＦＴ基板１により読み取ることができる。【選択図】  図１
2006203830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源から出射された光の反射光を検出する検出素子とを備えている画像入力装置であって、
上記光源は、紫外領域の光を出射するものであり、
上記検出素子は、光応答性を有するスイッチング素子を備えているものであることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
駆動回路に接続される複数の駆動信号線と、前記複数の駆動信号線のそれぞれと交差しており、検出回路に接続される複数の検出信号線と、前記駆動信号線と前記検出信号線とが交差する位置に設けられている複数の検出素子とを含む検出基板と、光源とを備えている画像入力装置であって、
前記光源は、紫外領域の光を照射するものであり、
前記検出素子は、前記駆動信号線に印加されるアクティブ信号および非アクティブ信号に応じて、オンおよびオフするスイッチング素子と、前記検出信号線に前記スイッチング素子を介して接続される検出電極と、前記検出電極との間に所定の容量が形成されるように配置された補助容量電極とを備え、前記スイッチング素子が受光素子を兼ねているものであることを特徴とする画像入力装置。
【請求項３】
前記光源は、前記検出基板の検出素子が形成されていない面側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記光源は、前記検出基板の検出素子が形成されている面側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記検出基板と前記光源との間に、光学レンズ層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像入力装置。
【請求項６】
前記光学レンズ層は、正立等倍レンズであることを特徴とする請求項５に記載の画像入力装置。
【請求項７】
前記検出基板と前記光源との間に、カラーフィルター層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像入力装置。
【請求項８】
前記検出基板の検出素子が形成された領域を覆うようにカラーフィルター層が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像入力装置。
【請求項９】
前記検出基板と前記光源との間に、紫外線遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像入力装置。
【請求項１０】
前記検出基板の検出素子が形成された領域を覆うように紫外線遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像入力装置。
【請求項１１】
前記紫外線遮蔽層は、可視領域の光を透過するものであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象情報を光学的に読み取る入力装置に関するものであり、例えば蛍光体で原稿面に記載された原稿情報を読み取る画像入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、蛍光物質等の不可視インクが印刷用途に提案、あるいは採用されている。不可視インクを用いて用紙に印刷された原稿（原稿情報）あるいは記述は、通常不可視であり、これらが印刷された用紙に紫外等の特定波長の光を照射することにより可視化される。例えば、郵便葉書の識別用バーコード（郵便バーコード）、紙幣および有価証券等の偽造防止印刷には蛍光物質が使用されている。蛍光物質により印刷された原稿あるいは記述は、紫外光が照射されることによって蛍光を発し、可視化される。上記のような蛍光物質を用いることにより、通常不可視状態にある情報を必要時のみ取得する手法は、偽造防止あるいは秘密情報管理手段として有効であるから、今後、情報管理分野の各方面において採用が進むことが予想される。
【０００３】
不可視インクに関する従来技術として、例えば、特許文献１には、不可視インクと紫外線光源とを組み合わせた文書読み取り装置について記載されている。同文献に記載の文書読み取り装置によれば、可視インクにより記載された原稿情報と共に、不可視インクにより原稿に記載されたレイアウト情報、色情報、フォント情報、グリッド等を紫外線照射により取得し、原稿情報に反映させることにより、ＯＣＲの文字認識率を向上させることができる。また、特許文献２にも、不可視インクと紫外線光源との組み合わせによって、原稿情報の領域指定を行なう方法が記載されている。
【０００４】
一方、スキャナ等の撮像装置は、光源からの出射光（通常は可視光）を原稿面に照射し、原稿からの反射光を原稿情報として検出する。しかしスキャナ等の従来の撮像装置では、光学系のサイズが大きく、薄型・小型化が困難であった。
【０００５】
これに対し、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence)ディスプレイに使用されるＴＦＴ（Thin Film Transistor)技術を応用した薄型エリアセンサが提案されている。例えば、特許文献３には、フォトダイオードとＴＦＴスイッチとを組み合わせた密着型エリアセンサが記載されている。また、特許文献４には、ＥＬ素子を光源とし、ＥＬ素子、フォトダイオードおよびそれぞれを制御するＴＦＴスイッチとを同一基板上に形成した密着型エリアセンサが記載されている。さらに、特許文献５には、液晶ディスプレイのＴＦＴアレイにフォトダイオードを作り込むことによりセンサ機能を組み込んだ入出力一体型デバイスについての記載がなされている。また、特許文献６，７には、光応答性を有する薄膜トランジスタを検出素子として利用する画像読み取り装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−５８８２４（２００３年２月２８日公開）
【特許文献２】特開２００２−１６５０７８（２００２年６月７日公開）
【特許文献３】特開２００１−３３９６４０（２００１年１２月７日公開）
【特許文献４】特開２００１−２９２２７６（２００１年１０月１９日公開）
【特許文献５】特開２００４−４５８７５（２００４年２月１２日公開）
【特許文献６】特開２００４−１４７１０２（２００４年５月２０日公開）
【特許文献７】特開２００４−４７６１８（２００４年２月１２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の公知技術のうち、光源からの出射光が可視光である通常の撮像装置では、蛍光体が発光しないため、蛍光体で記載された情報を検出することが不可能であるという問題がある。
【０００７】
また、光源として紫外線（ＵＶ光）を用いた場合、光源から出射されたＵＶ光の一部が、直接ＴＦＴに入射して、蛍光入力へ混入する可能性がある。ＴＦＴの受光部であるａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）は、可視光と同様ＵＶ光にも一定の感度を有するものであるため、ＵＶ光の一部が直接ＴＦＴに入射した場合、受光部からの出力のＳ／Ｎ低下を招くという問題がある。さらに、受光部であるａ−Ｓｉの光感度特性は可視光領域でほぼフラットであり、蛍光の色を識別することができない。また、ＵＶ光源を使用するため、フィールドシーケンシャル（ＲＧＢ）方式によるカラー化ができないという問題がある。
【０００８】
一方、密着型センサの検出部自体は、一般に被写界深度が極めて浅い。従って十分な被写界深度を得るためには、レンズ等の光学的手段と組み合わせる必要がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、不可視状態で記載された原稿情報をより正確に読み取ることができる画像入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）  本発明に係る画像入力装置は、光源と、光源から照射された光の反射光を検出する検出素子とを備えている画像入力装置であって、上記光源は紫外領域の光を照射するものであり、上記検出素子は光応答性を有するスイッチング素子を備えているものであることを特徴としている。
【００１１】
（２）  本発明に係る画像入力装置は、駆動回路に接続される複数の駆動信号線と、前記複数の駆動信号線のそれぞれと交差しており、検出回路に接続される複数の検出信号線と、前記駆動信号線と前記検出信号線とが交差する位置に設けられている複数の検出素子とを含む検出基板と、光源とを備えている画像入力装置であって、前記光源は、紫外領域の光を照射するものであり、前記検出素子は、前記駆動信号線に印加されるアクティブ信号および非アクティブ信号に応じてそれぞれオンおよびオフするスイッチング素子と、前記検出信号線に前記スイッチング素子を介して接続される検出電極と、前記検出電極との間に所定の容量が形成されるように配置された補助容量電極とを備え、前記スイッチング素子が受光素子を兼ねているものであることを特徴としている。
【００１２】
上記の発明によれば、可視領域光を照射する光源のみを備えた従来の画像入力装置では読み取ることができない蛍光体等の不可視インクにより記載された不可視情報（原稿情報）を読み取ることが可能になる。すなわち、本発明の画像入力装置の光源から出射された紫外領域の光（ＵＶ光）を、蛍光体で記載された原稿に照射することにより、当該蛍光体により記載された原稿情報が蛍光に変換される。そして、このようにして原稿面で励起された蛍光を、受光素子を兼ねている、光応答性を有するスイッチング素子を有する検出素子で捕捉することができる。これにより、可視光を出射する光源のみを備えた装置では読み取ることのできない情報を読み出すことが可能となる。
【００１３】
また、本発明では検出素子をスイッチング素子により構成しているから、スイッチング素子以外により構成されたものと比べて、検出素子の厚みを非常に薄くすることができる。これにより、コンパクトな画像入力装置を実現することが可能となる。
【００１４】
（３）  前記光源は、前記検出基板の検出素子が形成されていない面側に配置されているものであってもよい。このように、検出素子が形成されていない側の面である裏面に光源が設置されることにより、光源を簡易に構成することができると共に、検出基板の検出面と被検出物との距離を短縮することが可能である。この結果、検出素子によって取得する画像が劣化すること（画像ボケ）を抑制することができる。
【００１５】
（４）  前記光源は、前記検出基板の検出素子が形成されている面側に配置されているものであってもよい。このように、検出基板の検出素子が形成されている側の面である表面に光源が設置されることにより、光源からの出射光が原稿面に到達するまでの間に、入力装置の構造に起因して生じる光量のロスを最小限に抑えることが可能である。
【００１６】
（５）  前記（４）の発明において、前記検出基板と前記光源との間に、光学レンズ層が設けられている構成としてもよい。
【００１７】
（６）また、前記（５）の発明において、前記光学レンズ層は、正立等倍レンズであってもよい。
【００１８】
前記（５）（６）に記載の発明によれば、検出基板と原稿面との間に一定の距離があっても、原稿面から出射される蛍光による原稿情報を検出基板面で結像することが可能である。これによって、入力画像の解像度低下（画像ボケ）を防ぐことが可能である。また、原稿の微細な撓みや凹凸による、原稿面から検出基板面までの距離差を吸収し、部分的な解像度低下を防ぐことが可能である。なお、光学レンズ層を前記検出基板と前記光源との間に挿入することにより、両者の間に光学レンズ層を設けることができる。
【００１９】
（７）  前記（４）の発明において、前記検出基板と前記光源との間に、カラーフィルター層が設けられている構成としてもよい。この発明によれば、原稿面から出射された蛍光の色情報を取得することが可能となる。また、光源から出射されたＵＶ光が直接スイッチング素子へ入射することを阻止できる。
【００２０】
（８）  前記（２）の発明において、前記検出基板の検出素子が形成された領域を覆うようにカラーフィルター層が設けられている構成としてもよい。この発明によれば、光源から出射されたＵＶ光を遮ることなく原稿面へ照射すると共に、当該ＵＶ光により、原稿面で発生した蛍光が、スイッチング素子へ入射する際に、カラーフィルター層を透過することにより、蛍光の色情報を取得することができる。また、光源から出射されたＵＶ光が直接スイッチング素子へ入射することを阻止できる。なお、「前記検出基板の検出素子が形成された領域を覆うようにカラーフィルター層が設けられている」とは、光源から出射され、原稿面で反射された反射光が検出素子に入射する前に、カラーフィルター層を通過するように、検出素子の上層、すなわち、上記反射光が入射する側に、カラーフィルター層が設けられていることをいう。
【００２１】
（９）  前記（４）の発明において、前記検出基板と前記光源との間に、紫外線遮蔽層が設けられている構成としてもよい。
【００２２】
（１０）  前記（４）の発明において、前記検出基板の検出素子が形成された領域を覆うように、紫外線遮蔽層が設けられている構成としてもよい。
【００２３】
このような（９）および（１０）の発明によれば、紫外線遮蔽層によって、光源から出射されたＵＶ光がスイッチング素子に直接入射することを阻止することができる。これにより、ＵＶ光がスイッチング素子に直接入射することに起因する蛍光入力時のＳ／Ｎが低下することを防ぐことができる。なお、「前記検出基板の検出素子が形成された領域を覆うように、紫外線遮蔽層が設けられている」とは、光源から出射されたＵＶ光が、原稿面で反射されて検出素子に入射する前に、紫外線遮蔽層を通過するように、検出素子の上層、すなわち上記反射されたＵＶ光が入射する側に、紫外線遮蔽層が設けられていることをいう。
【００２４】
（１１）  前記（９）又は（１０）の発明において、前記紫外線遮蔽層は、可視領域の光を透過するものであることが好ましい。この発明によれば、原稿面に蛍光体により記載され、紫外領域のＵＶ光照射により、原稿面で励起されて可視化された原稿情報の蛍光や、可視情報が記載された原稿面で反射された可視光を、紫外線遮蔽層で遮断することなく、スイッチング素子に入力することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る画像入力装置は、以上のように、紫外領域の光を出射する光源とスイッチング素子を備えた検出素子とを組み合わせた構成であるので、蛍光体で記載された不可視の原稿情報を蛍光にして、検出素子へ入力する入力装置を実現することができる。
【００２６】
また、本発明において、ＴＦＴ基板等の検出基板、当該検出基板の検出素子が形成されている側の面に配置された光源（ＵＶ出射フロントライト）、および正立等倍レンズを組み合わせることにより、薄型、軽量で、蛍光で記載された原稿情報を取得する入力装置を実現することができる。
【００２７】
また、本発明において、カラーフィルター層を設けることにより、原稿面で励起された蛍光を、カラーフィルターを介してＴＦＴ素子へ入射させるため、蛍光の色識別が可能であると共に、紫外領域の光が検出素子への直接入射することを防ぐことができる。これにより、入力情報のＳ／Ｎの低下を防ぐことができる。
【００２８】
また、本発明において、ＴＦＴ基板等の検出基板、及び当該検出基板の検出素子が形成されていない側の面に配置された光源（ＵＶ出射バックライト）を組み合わせ、検出素子上にカラーフィルターを形成することにより、バックライトからのＵＶ照射を原稿手前で遮ることなく、原稿で励起された蛍光の色識別が可能であると共に、紫外領域の光が検出素子への直接入射を阻止することによって、入力情報のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００２９】
また、本発明では、ＵＶ遮蔽層を採用することにより、ＵＶ光のＴＦＴ素子への直接入射を防ぎ、入力情報のＳ／Ｎの低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
〔実施の形態１〕
図１は、本実施の形態の入力装置の概略構成を示す断面図である。同図に示すように、検出部であるＴＦＴ基板（検出基板）１が最下層に配置されている。ＴＦＴ基板１には複数の検出素子が格子状に配置されており、検出領域が形成されている。なお、ＴＦＴ基板１上の検出素子および検出領域については、後で説明する。
【００３１】
ＴＦＴ基板１に隣接して、カラーフィルター（カラーフィルター層）２が形成されている。カラーフィルター２のＴＦＴ基板１と反対側には、後述するスペーサー６を介して正立等倍レンズ（光学レンズ層）３が配置されている。本実施の形態の入力装置では、正立等倍レンズ３のレンズ径は６００μｍφに設計されている。正立等倍レンズ３の上層（カラーフィルター２と反対側）には、フロントライト（光源）４が配置されている。このフロントライト４には、紫外線領域（ＵＶ領域）の波長の光を照射（出力）するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が組み込まれている。
【００３２】
フロントライト４からの光は、出射方向が上方向（正立等倍レンズ３の反対側の方向）に設定されており、フロントライト４の上方向に形成されている原稿台５に向けて出射される。原稿台５は、ガラス等の透明材料で形成されており、画像入力デバイスとして機能する本実施の形態の入力装置の表面を保護する機能をも兼ねている。
【００３３】
正立等倍レンズ３の焦点は、原稿台５の表面およびＴＦＴ基板１表面に形成された検出素子に合わせている。正立等倍レンズ３の焦点距離を調整するために、カラーフィルター２と正立等倍レンズ３との間にスペーサー６が挿入されている。スペーサー６は、ガラス等の透明材料、あるいは外周部に壁を設けて一定の高さを維持した空間等により形成される。なお、スペーサー６は、正立等倍レンズ３の焦点を調整することを目的として設けられるものであるから、その位置はカラーフィルター２と正立等倍レンズ３との間に限定されるものではなく、ＴＦＴ基板１と正立等倍レンズ４との間の層、および原稿台５と正立等倍レンズ４との間の層に適宜設置するものとする。
【００３４】
図２は、ＴＦＴ基板１のカラーフィルター２側の表面に形成された複数の検出素子のうちの１検出素子の概略構成を示す平面図である。実際には、図１に示すように、ＴＦＴ基板の検出素子が形成された面上にはカラーフィルター２、スペーサー６、正立等倍レンズ３、フロントライト４、原稿台５が形成されており、外部から視認できないため、図２は、ＴＦＴ基板１表面の検出素子を、原稿台５側から透視した概略構成を示す透視平面図である。
【００３５】
図２に示すとおり、ＴＦＴ基板１では、画素８、画素９、画素１０の３つの画素により１つの検出素子を形成している。本実施の形態における検出素子は、一辺が８５μｍの正方形状に形成されている（３００ｄｐｉ相当）。また、３つの画素８、９、１０は、各々３つの色Ｒ、Ｇ、Ｂにそれぞれ対応したものである。ＴＦＴ基板１上に形成されているゲート電極（駆動信号線）１４、Ｃｓ下部電極（補助容量電極）１５、データ線（検出信号線）１９、およびＣｓ上電極（検出電極）２０については、後述する。
【００３６】
図３は、ＴＦＴ基板１の上層に重畳するカラーフィルター２の配置を示す平面図であり、原稿台５側から透視した状態を示している。同図に示すように、カラーフィルター２は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの各画素８、９、１０に対応して、これらを覆う領域にＲ、Ｇ、Ｂ各色のカラーフィルター３１、３２、３３が配置されて構成されている。なお、カラーフィルター２は、蛍光をＲ、Ｇ、Ｂ各成分に分離すると共に、ＵＶ光源からＴＦＴへ直接入射する出射光成分をカットする機能も有する。また、本実施の形態では、カラーフィルター２は、ＴＦＴ基板１に隣接してその上層に配置されているが、この位置に限定されるものではなく、ＴＦＴ基板１とフロントライト４との間の層であれば、どこに挿入されていても構わない。
【００３７】
さらに、カラーフィルター３１、３２、３３と、画素８、９、１０との位置関係、およびカラーフィルター２の大きさは、必ずしも本実施の形態として示された例に限定されるわけではなく、カラーフィルター２の層がＴＦＴ基板１上の検出素子を覆うような配置および大きさであれば問題ない。
【００３８】
図４は、図２のＡ−Ａ’線におけるＴＦＴ基板１の詳細な構成を示す矢視断面図である。同図に示すように、ＴＦＴ基板１は、ガラス等からなる絶縁基板１３上に、ＸＹマトリクス状の電極配線（ゲート線とデータ線（検出配線））、スイッチング素子を備えている薄膜トランジスタ（スイッチング素子、以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と称する）１１、補助容量（Ｃｓ）１２等が設けられている。
【００３９】
具体的には、上記ガラス基板１３としては、無アルカリガラス基板（例えばコーニング社製♯７０５９や♯１７３７）が用いられている。該ガラス基板１３上に、Ｔａ（タンタル）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属膜からなる、ゲート電極（ゲート線）１４およびＣｓ下部電極１５が配置されている。該ゲート電極１４およびＣｓ下部電極１５は、Ｔａ、Ａｌ等の金属膜をスパッタ蒸着で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングして形成する。
【００４０】
上記ゲート電極１４およびＣｓ下部電極１５上を覆うように、上記ガラス基板１３のほぼ全面に、ゲート絶縁膜１６が設けられている。該ゲート絶縁膜１６は、ＳｉＮｘやＳｉＯｘをＣＶＤ法により厚さ約３５００Åに成膜して形成する。該ゲート絶縁膜１６は、補助容量（Ｃｓ）１２の構成要素としての機能も兼ねている。尚、該ゲート絶縁膜１６としては、ＳｉＮｘやＳｉＯｘだけでなく、ゲート電極１４とＣｓ下部電極１５とを陽極酸化した陽極酸化膜を併用する場合もある。
【００４１】
上記ゲート電極１４の上部には、上記ゲート絶縁膜１６を介して、ＴＦＴ１１のチャネル部となるａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１７と、データ線１９およびＣｓ上電極２０とのコンタクトを図るａ−Ｓｉ膜（ｎ＋層）１８とが設けられている。該ａ−Ｓｉ膜１７およびａ−Ｓｉ膜１８は、厚さが各々約１０００Å、約４００ÅになるようにＣＶＤ法にて成膜し、所望の形状にパターニングして形成する。
【００４２】
上記ａ−Ｓｉ膜１８上に、ＴａやＡｌ等の金属膜からなるデータ線１９とＣｓ上電極２０とが設けられている。該データ線１９およびＣｓ上電極２０は、ＴａやＡｌ等の金属膜をスパッタ蒸着で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングして形成する。
【００４３】
上述したように、上記ＴＦＴ１１および補助容量Ｃｓ１２等が形成されたガラス基板１３のほぼ全面を覆うように、絶縁保護膜２１が設けられている。該絶縁保護膜２１は、ＳｉＮｘをＣＶＤ法で厚さ約３０００Åに成膜して形成する。更に、上記絶縁保護膜２１上のほぼ全面を覆うように、厚さ約３μｍの表面平坦化層２２が設けられている。該表面平坦化層２２は、例えば感光性を有するアクリル樹脂等の有機絶縁膜を成膜して形成する。また、必要に応じて、上記表面平坦化層２２上にシールド電極２３を設ける。該シールド電極２３は、ＩＴＯの透明導電膜からなり、スパッタ蒸着法で厚さ約２０００Åに成膜して形成する。
【００４４】
以上のようにして、ＴＦＴ基板１の基本部分が形成される。なお、本実施の形態では、各種配線を形成する絶縁基板１３としてガラス基板を使用したが、これに限定されるものではなく、プラスチック等を使用しても構わない。
【００４５】
各ゲート線（ゲート電極１４）は、駆動手段としてのゲート駆動ＩＣを含む駆動回路に接続されている。そして、前記ゲート電極１４に印加される、駆動回路からのアクティブ信号および非アクティブ信号に応じて、ＴＦＴ１１をオンおよびオフする。ゲート駆動ＩＣは、一般的に液晶パネル等に使用されているものと同様である。また、各データ１９は、検出手段としての検出ＩＣを含む検出回路に接続されている。検出ＩＣは、例えば積分アンプ、Ａ／Ｄ変換回路等から構成される電荷検出回路が搭載されている。電荷検出回路は各データ線に一対一で対応して配置されている。
【００４６】
以下に、蛍光体で記載された原稿情報の入力方法について述べる。
【００４７】
フロントライト４（図１参照）より出射されたＵＶ光は、原稿台５を経由して、該原稿台５上の、原稿情報が蛍光体を用いて記載されている原稿（図示せず）へ到達する。ＵＶ光の照射により、蛍光体が励起され、原稿に記載されている情報（原稿情報）に応じた各色蛍光（可視光）を発する。原稿面で発生した蛍光は、原稿台５、フロントライト４、正立等倍レンズ３、スペーサー６、およびカラーフィルター２を経由して、ＴＦＴ基板１上のＴＦＴ素子部に入射する。原稿情報は、蛍光が正立等倍レンズ３を経由することにより、ＴＦＴ基板１の表面付近で結像する。また、カラーフィルター２を経由することにより、蛍光の色情報がＴＦＴ素子への入力に反映される。
【００４８】
ＴＦＴ基板１上に形成されているＴＦＴ１１（図４参照）がオフ状態のとき、補助容量（Ｃｓ）１２の充電状態が変化するような電位差を、データ線１９とＣｓ下部電極１５との間に与えると、補助容量１２の充電状態が変化する。この際、補助容量１２の充電状態の経時変化は、ＴＦＴ１１のオフ状態に依存する。当該ＴＦＴ１１のオフ状態は、蛍光の入射強度によって変化することから、補助容量１２の経時的な充電状態の変化に原稿情報を反映させることが可能である。
【００４９】
以下に原稿撮像の一例を簡単に示す。
まず最初に、ＴＦＴ１１をオン状態として、データ線１９とＣｓ下部電極１５とを等電位にする。このとき、補助容量（Ｃｓ）１２には、電荷が蓄積されていない。
次に、ＴＦＴ１１をオフ状態とする。このとき、補助容量１２においては、ＴＦＴ１１のスイッチングに伴なう状態変化以外の変化は発生しない。
【００５０】
次に、Ｃｓ下部電極１５の電位を、データ線１９とは異なる電位に意図的にシフトさせると共に、一定時間フロントライト４から原稿台５上の原稿に紫外光を照射し、原稿からの蛍光をＴＦＴ基板１のＴＦＴ１１へ入射させる。このとき、補助容量１２は、Ｃｓ下部電極１５とデータ線１９との電位差に応じて充電されるが、その経時変化は、ＴＦＴ１１のオフ抵抗すなわち蛍光の入射強度により異なる。
【００５１】
次に、フロントライト４を消灯する。この時点で、各画素の補助容量１２の充電状態には、蛍光の入射強度が反映されている。
次に、各画素８、９、１０毎にＴＦＴ１１を順次オンし、補助容量１２の充電状態を、データ線１９を介して検出回路で読み出す。各画素毎８、９、１０により検出された補助容量１２の充電情報は、原稿台５上に載置された原稿の原稿情報を反映しており、これを画像化することによって原稿の撮像が可能となる。
【００５２】
本実施形態の画像入力装置の構成、すなわち、ＴＦＴ基板１、ＵＶを出射するフロントライト４、および正立等倍レンズ３を組み合わせた構成により、蛍光で記載された原稿情報を、解像度を劣化させることなく正確に取得することが可能な、薄型、軽量な入力装置を実現することが可能である。また、本実施形態の画像入力装置はカラーフィルター２を備えているから、ＴＦＴ基板１のＴＦＴ１１は、原稿面で励起された蛍光の色情報を識別して取得することが可能である。さらに、カラーフィルター２により、フロントライト４から出射されたＵＶ光がＴＦＴ１１へ直接入射することを阻止できるから、入力画像のＳ／Ｎ低下を防ぐ効果を奏する。
【００５３】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の第２の実施の形態に関わる入力装置について説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、本実施の形態の構成要素のうち、上記実施の形態１と同一の構成要素および対応する構成要素については、同一の参照符号を付して、詳しい説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態の入力装置を製造する方法は、基本的に実施の形態１と同様である。図５は本実施の形態の入力装置の概略構成を示す断面図である。本実施の形態の入力装置の備えるＴＦＴ基板１は、基本的な構成において実施の形態１のものと同じである（図２参照）。
【００５５】
本実施の形態の入力装置は、厚さ５０−１００μｍの原稿台５がＴＦＴ基板１の上層（表面）に隣接して配置されている点において、実施の形態１の入力装置と相違している。原稿台５は、透明な薄膜材料により形成されており、例えば透明フィルム等を用いることができる。ＴＦＴ基板１の裏面、すなわちＴＦＴ１１などの検出素子が形成されている面とは反対側に、バックライト７が配置されている。バックライト７には、ＵＶ波長の光を照射（出射する）するＬＥＤが組み込まれている。
【００５６】
本実施の形態のＴＦＴ基板の１検出素子あたりの構成は、実施の形態１と同じ構成である（図２参照）。同図に示すように、３つの画素８、９、１０で１つの検出素子を形成しており、検出素子は一辺が８５μｍの正方形状に構成されている（３００ｄｐｉ相当）。３つの画素８、９、１０は、各々、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に対応している。
【００５７】
図６は、ＴＦＴ素子１１上に重畳するように設けられているカラーフィルターの配置を示したものである。各色画素８、９、１０のＴＦＴ１１の素子上部には、カラーフィルター３１、３２、３３が配置されている。図６のＡ−Ａ’線におけるＴＦＴ基板１の詳細な構成を示す矢視断面図を図７に示す。同図に示すように、ＴＦＴ基板１上のＴＦＴ１１及び補助容量（Ｃｓ）１２のうち、ＴＦＴ１１の形成された領域のみを覆うように、カラーフィルター３１、３２、３３のいずれかが設けられている。より具体的には、ＴＦＴ１１上の絶縁保護膜２１の上にカラーフィルター３１（３２、３３）が設けられており、その上に、表面平坦化層２２が形成された構成となっている。
【００５８】
本実施の形態の画像入力装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に対応した各色のカラーフィルター３１、３２、３３をＴＦＴ１１の素子を覆うように、その上部のみに配置する構成である。この構成により、バックライト７から出射されるＵＶ光を遮ることなく、原稿台５に載置された原稿に照射することが可能である。さらに、原稿面で励起された蛍光の各色を識別してＴＦＴに入力することが可能であると共に、ＵＶ光のＴＦＴ直接入射を阻止することが可能となる。これにより、入力画像のＳ／Ｎの向上に寄与することができる。
【００５９】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の第３の実施の形態に関わる入力装置について説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、本実施の形態の構成要素のうち、上記実施の形態１または実施の形態２において説明した構成要素と同一の構成要素、および対応する構成要素については、同一の参照符号を付して、詳しい説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態の入力装置の製造方法は、基本的に実施の形態１および２と同様である。
図８はＴＦＴ基板１上に形成された複数の検出素子のうち１検出素子の概略構成を示す平面図である。なお、同図はＴＦＴ基板１を覆っている構成を省略した透視平面図である。本実施の形態の画像入力装置は、一つの検出素子が一つの画素４０により形成されている点において、上述した実施の形態と異なっている。
【００６１】
図９は、実施の形態１と同様にフロントライト構造を採用した場合の入力装置の概略構造を示す断面図である。同図に示すように、本実施の形態の入力装置では、ＴＦＴ基板１上にＵＶ遮蔽層（紫外線遮蔽層）４１が積層されている。また、図１０は、実施の形態２と同様にバックライト構造を採用した場合の入力装置の概略構造を示す断面図である。同図に示すように、バックライト構造を採用した場合には、ＴＦＴ基板１のＴＦＴ１１の素子直上にＵＶ遮蔽層４１を積層するように構成すればよい。
【００６２】
ここで、フロントライト構造またはバックライト構造のいずれを採用した場合であっても、ＵＶ遮蔽層４１には可視光領域の光を透過する性質を有していることが要求される。ＵＶ遮蔽層４１として使用する紫外線遮蔽材料としては、例えば紫外線吸収性アクリル樹脂や紫外線遮蔽性フィルム等が挙げられる。
【００６３】
なお、フロントライト構造を採用する場合、ＵＶ遮蔽層４１を挿入する位置としては、図９に示したようにＴＦＴ基板１とスペーサー６との間に限定されるものではなく、ＴＦＴ基板１とフロントライト４との間の層であればよい。
【００６４】
また、フロントライト構造を採用する場合であっても、図９に示したようにＴＦＴ基板１の前面を覆うようにフロントライト４１を形成することは必ずしも必要ではなく、図１０に示したバックライト構造を採用する場合のように、ＴＦＴ素子１１の直上層にのみＵＶ遮蔽層４１を形成することとしても構わない。
【００６５】
本実施の形態の入力装置は、以上のようにＵＶ遮蔽層４１が設けられていることにより、ＴＦＴ基板１のＴＦＴ１１素子に、ＵＶ光が直接入射することを阻止することが可能であるから、入力画像のＳ／Ｎ低下を防止することができる。
【００６６】
また、カラー化を必要としない撮像用途に限定すれば、一検出素子を複数の画素に分割する必要がないことから、ＴＦＴ基板の製造工程の歩留向上に寄与することができる。さらに、カラーフィルター材を使用しないことと併せて、入力装置全体のコストダウンが可能である。
【００６７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
例えば蛍光体等で用紙に記載された原稿情報を読み取る画像入力装置の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１における入力装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における入力装置の１検出素子の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における入力装置の検出素子上のカラーフィルター層の配置を示す平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ’線における矢視断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２における入力装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２における画像入力装置の検出素子上のカラーフィルター層の配置を示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’線におけるＴＦＴ基板の詳細な構成を示す矢視断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３における画像入力装置の１検出素子当たりの概略構成を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の入力装置において、実施の形態１と同様にフロントライト構造を採用した入力装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の入力装置において、実施の形態２と同様にバックライト構造を採用した入力装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  ＴＦＴ基板（検出基板）
２  カラーフィルター（カラーフィルター層）
３  正立等倍レンズ（光学レンズ層）
４  フロントライト（光源）
１１  ＴＦＴ（スイッチング素子）
１４  ゲート電極（駆動信号線）
１５  Ｃｓ下部電極（補助容量電極）
１９  データ線（検出信号線）
２０  Ｃｓ上電極（検出電極）
４１  ＵＶ遮蔽層（紫外線遮蔽層）
【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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