(57)【要約】【課題】薄型接触式の画像読取装置であって、表示画面を有する情報処理端末と通信可能であり、スマートフォンやタブレット等の携帯端末と一体となって携行可能な画像読取装置を提供すること。【解決手段】画像読取装置１０１はスマートフォンケース２１２に内蔵されている。画像読取部２０２がシート状で、かつ、透過型のフォトセンサアレイからなる。画像読取部２０２と光源部２０３とは積層されており、光源部２０３は画像読取部２０２とスマートフォンケース２１２との間に配置されている。本実施形態のように、画像読取装置１０１がスマートフォンケース２１２に内蔵される場合、画像読取部２０２は、その読取面がスマートフォンを取り付ける面と対向する面に、スマートフォンケース２１２の外部に露出するように配置される。【選択図】図１
2017195520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射する光源部と、
被読取媒体に接触し、前記光源部から前記被読取媒体上に照射された光の反射光から画像を読み取る、透明なシート状の画像読取部と、
前記画像読取部が取得した画像データを記憶する記憶部と、
外部の機器に対し前記取得した画像データ又は制御信号を送受信する通信部と、
前記読取部と前記光源部と前記記憶部と前記通信部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記画像読取部は複数の受光素子を備えた透過型２次元イメージセンサシステムであり、前記光源部はシート状であり、かつ、前記画像読取部の前記被読取媒体と接触する面と対向する面上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記透過型２次元イメージセンサシステムの前記受光素子は、薄膜フォトダイオード又は薄膜トランジスタであり、半導体には単結晶Si、多結晶Si、アモルファスSi、化合物半導体、酸化物半導体、有機物半導体のいずれかを用いることも可能であり、かつ、厚さが０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の透明な基板上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記透過型２次元イメージセンサシステムの前記受光素子はダブルゲート方式の薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記光源部は、ＬＥＤと導光板を利用したもの、有機ＥＬを利用したもの、及び無機ＥＬを利用したもの、のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記画像読取装置は、表示素子を有する装置のケースに内蔵されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記表示素子を有する装置はスマートフォンまたはタブレットPCであることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記画像読取装置は、前記ケースの前記表示素子を有する装置が取り付けられる面と対向する面に配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記ケースは前記表示素子を有する装置の表示部を覆う蓋を備え、前記画像読取装置が前記蓋に内蔵されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記制御部を操作する操作部をさらに備え、前記操作部は前記ケースの側面に配置されていることを特徴とする請請求項６乃至９のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記通信部は、前記ケースに取り付けられる前記表示素子を有する装置と操作信号及び画像データの送受信を行うことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記通信部は、任意の装置と操作信号及び画像データの送受信を行うことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文字や画像が記載された紙等の被読取媒体上の文字や画像を読み取る画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置は、文字や画像が記載された紙等の被読取媒体（以下、原稿とも呼ぶ）上の文字や画像を読み取る装置である。このような画像読取装置には、光学文字読取装置（ＯＣＲ）で読み取った文字や画像を認識し、認識した文字や画像に所定の処理を施して表示する装置もある（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
近年、画像データ上の文字認識技術が発達し、その文字認識処理と共に構文解析等の技術によって言語翻訳も可能となっている。一般に、翻訳処理は、原稿画像をイメージスキャナーで読み取り、必要に応じて、輪郭補正、コントラスト補正等の前処理を行った後、文字認識を行い、次いで構文解析、翻訳という処理手順を踏む。これら一連の処理をスマートフォンで行う翻訳アプリ等が開発されており、スマートフォンのカメラで画像を読み取り、読み取った画像データと該画像データからの翻訳結果とを同時にスマートフォンのディスプレイに表示することもできる。この様に、原稿と翻訳結果等を同時に確認できる、画像読取装置と、読み取った画像データや翻訳結果等を表示するディスプレイとの両方を具備した入出力一体型装置は非常に有用である。
【０００４】
また近年、高速通信ネットワークの整備により、画像データの前処理や、文字認識、構文解析・翻訳といった高度な演算処理や、ネットワーク上のクラウドコンピューティングで実現することも可能であり、ワールドワイドなビッグデータによる高度な学習機能の活用を踏まえ、ネットワークインターフェイスを有し且つ通信環境にある入出力一体型の画像読取装置は、それ自身が高度な処理や大きなメモリを有せずとも、良質な翻訳サービスを提供する事ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８８４３号公報
【特許文献２】特許第３２３４７３６号公報
【特許文献３】特許第２７３５６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、スマートフォン、タブレットPCなどの携帯用情報機器は、画像読取装置としてCMOSイメージセンサーやCCDイメージセンサーカメラを具備しており、風景や人物の撮像のみならず、様々なドキュメントの入力装置としても利用されている。
【０００７】
取り込んだドキュメントのデータは、必要に応じて様々な加工がなされる。テキストドキュメントの場合に対する加工の一つにOCR処理があり、その後翻訳や、データベースに活用される。より正確なOCRの為には、形状認識が容易なより高い撮像精度が要求される。
【０００８】
携帯情報機器が搭載するカメラは小型で優れた画像入力装置であるが、撮像に当たっては、焦点調整、振動抑制によりボケを押さえる配慮が必要である。また撮像環境応じて、最適露光条件設定（絞り、シャッター速度）が必要である。特にドキュメントを取り込む際には、近接撮影となる為、撮影装置自身の影や照明の映り込みに対する配慮が必要となる。
【０００９】
即ちドキュメント入力においてカメラ撮影は、ユーザビリティにおいて必ずしも最適な手段ではない。
【００１０】
これらの問題は、画像入力装置として接触等倍読み込みを行なうスキャナーを用いる事で、例えば据え置き型のフラットベットスキャナーやハンディースキャナーを用いる事で低減が可能である。
【００１１】
しかしながら従来の、接触型スキャナーは、光学集光や機械走査といった機構を必要とする為、スマートフォンやタブレットPCなどの薄型携帯端末に具備することは不可能であった。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、薄型接触式の画像読取装置であって、スマートフォンやタブレットなどの薄型携帯端末に具備する事が可能な画像読取装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明は、画像読取装置であって、光を照射する光源部と、被読取媒体に接触し、前記光源部から前記被読取媒体上に照射された光の反射光から画像を読み取る、透明なシート状の画像読取部と、前記画像読取部が取得した画像データを記憶する記憶部と、外部の機器に対し前記取得した画像データ又は制御信号を送受信する通信部と、前記読取部と前記光源部と前記記憶部と前記通信部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記画像読取部は複数の受光素子を備えた透過型２次元イメージセンサシステムであり、前記光源部はシート状であり、かつ、前記画像読取部の前記被読取媒体と接触する面と対向する面上に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、前記透過型２次元イメージセンサシステムの前記受光素子は、薄膜フォトダイオード又は薄膜トランジスタであり、半導体には単結晶Si、多結晶Si、アモルファスSi、化合物半導体、酸化物半導体、有機物半導体のいずれかを用いることも可能であり、かつ、厚さが０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の透明な基板上に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の画像読取装置において、前記透過型２次元イメージセンサシステムの前記受光素子はダブルゲート方式の薄膜トランジスタであることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像読取装置において、前記光源部は、ＬＥＤと導光板を利用したもの、有機ＥＬを利用したもの、及び無機ＥＬを利用したもの、のいずれかであることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像読取装置において、前記画像読取装置は、表示素子を有する装置のケースに内蔵されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像読取装置において、前記表示素子を有する装置はスマートフォンまたはタブレットPCであることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の画像読取装置において、前記画像読取装置は、前記ケースの前記表示素子を有する装置が取り付けられる面と対向する面に配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項６又は７に記載の画像読取装置において、前記ケースは前記表示素子を有する装置の表示部を覆う蓋を備え、前記画像読取装置が前記蓋に内蔵されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請請求項６乃至９のいずれかに記載の画像読取装置において、前記制御部を操作する操作部をさらに備え、前記操作部は前記ケースの側面に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像読取装置において、前記通信部は、前記ケースに取り付けられる前記表示素子を有する装置と操作信号及び画像データの送受信を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像読取装置において、前記通信部は、任意の装置と操作信号及び画像データの送受信を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様によれば、画像読取装置は、図１に示す様に薄型で通信機能を備え、スマートフォンやタブレット等表示画面を有する端末２１１のケース２１２に搭載可能であり、更に端末と連携して読み取った画像を表示することができる入出力一体型の画像読取装置と同様に扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置を内蔵したスマートフォンもしくはタブレットPCケースの、嵌合部側から見た、スマートフォンもしくはタブレットPCケース未実装状態の概略図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の画像読取側からみた概略図であり、（ｃ）はスマートフォンもしくはタブレットPCの概略図であり、（ｄ）は本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置を内蔵したスマートフォンもしくはタブレットPCケースがスマートフォンもしくはタブレットPCと嵌合した状態であり、スマートフォンもしくはタブレットPCの表示側から見た概略図であり、（ｅ）は（ｄ）のA-A’断面図である。
【図２】（ａ）本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の光源部側から見た概略図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその読取部側から見た概略図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置が被読取媒体上画像を読取っている状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のA-A’断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るトップ読込型読取部の詳細な断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るトップ読込型読取部のトップ読込受光素子の詳細な構造を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るボトム読取型読取部の詳細な断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るボトム読取型読取部のボトム読込受光素子の詳細な構造を示す図である。
【図８】受光素子の一例であるダブルゲートトランジスタの等価回路図である。
【図９】ダブルゲートトランジスタを用いた４行×４列のイメージセンサの概略回路図である。
【図１０】読出しゲート周期内で繰り返すデータドライバのシークエンス図である。
【図１１】受光素子としてフォトダイオードを用いる場合の画素回路図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置のハードウェアブロック図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の側面図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の動作フロー図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置を内蔵した蓋を備えたスマートフォンもしくはタブレットPCケースがスマートフォンもしくはタブレットPCと嵌合した状態を示す図であり、（ａ）は外観図であり、（ｂ）は（ａ）のA-A’断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置を内蔵した蓋を備えたスマートフォンもしくはタブレットPCケースが閉じられた第１の状態を示す図であり、（ａ）は外観図であり、（ｂ）は（ａ）のB-B’断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置を内蔵した蓋を備えたスマートフォンもしくはタブレットPCケースが閉じられた第２の状態を示す図であり、（ａ）は外観図であり、（ｂ）は（ａ）のC-C’断面図である。
【図１８】被読取媒体となる名刺の表裏を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態の画像読取装置を内蔵した蓋を備えたスマートフォンもしくはタブレットPCケースにおいて被読取媒体となる名刺の表が読込まれている状態を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態の画像読取装置を内蔵した蓋を備えたスマートフォンもしくはタブレットPCケースにおいて被読取媒体となる名刺の表が読込まれている第２の状態を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態の画像読取装置と画像読取装置と通信するスマートフォンもしくはタブレットPCもしくはPCの概略図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態を用いた画像取り込み方法の例を示す図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態を用いた別の画像取り込み方法の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜第１の実施形態＞
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
［スマートフォンケース内臓］
図１（ａ）〜（ｅ）に、本発明の一実施形態に係るスマートフォンケース内蔵型の画像読取装置およびスマートフォンケースを取り付けるスマートフォンの概略図を示す。図１（ｅ）に示す様に、画像読取装置１０１は、原稿を読み取る画像読取部２０２、画像読み取りの際に使用する光源部２０３および制御部２０１を備える。また、画像読取部２０２と光源部２０３とは積層されており、光源部２０３は画像読取部２０２とスマートフォンケース２１２との間に配置されている。本実施形態のように、画像読取装置１０１がスマートフォンケース２１２に内蔵される場合、画像読取部２０２は、その読取面がスマートフォンを取り付ける面と対向する面に、スマートフォンケース２１２の外部に露出するように配置される。
【００２９】
［画像読取部２０２の概要］
図２（ａ）〜（ｃ）に、本発明の一実施形態に係る画像読取装置の光源部２０３側から見た概略図、側面図、および読取部２０２側から見た概略図を示す。本実施形態おいては、画像読取部２０２がシート状で、かつ、透過型のフォトセンサアレイからなることを特徴とする。画像読取部２０２としては、２次元に配列した複数のフォトセンサを備えたフォトセンサアレイの構造体を備え、フォトダイオードやＴＦＴ等の薄膜半導体を受光素子とした、アレイ状に配置したイメージセンサアレイが挙げられる。また、透過型のフォトセンサアレイを用いることにより、光源部２０３を画像読取部２０２の背後に配置することができ、画像読取装置１０１全体を薄型にすることができる。
【００３０】
［シート状］
なお、本実施形態で用いる「シート状」という用語は、薄板状等の平面体のことを指し、厚みは０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましい。シート状の画像読取部２０２は、剛直であってもフレキシブル（可撓性）であっても良い。
【００３１】
［トップ読込型：画像読取装置の構成］
図３（ａ）に、本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置が被読取媒体上画像を読取っている状態を示し、図３（ｂ）に（ａ）のA-A’断面図を示す。また、図４に、図１（ｅ）、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示す画像読取装置１０１の読取部２０２のより詳細な断面図を示す。
【００３２】
読み取り部２０２において、受光素子３０２は透明薄型基板３０３上に形成され、透明保護層３０１で覆われている。光源部２０３は基板素子形成面の対抗側に設けられており、被読取媒体２０４は読取部２０２を挟み光源部２０３に対向している。受光素子３０２は基板と逆側を入射面としており、基板接合側は遮光されている。よって光源から出射した光３０４は、受光素子３０２を含む基板上遮光物の間隙を通過し、透明保護層３０１を透過し、被読取媒体２０４表面に到達後、被読取媒体２０４表面の描画物に起因した反射光３０５を生じ受光素子３０２に入射する。
【００３３】
［トップ読込み型ダブルゲート方式薄膜トランジスタの受光素子の構造］
図５に、図４に示す受光素子３０２の詳細な構造を示す。受光素子３０２はダブルゲート方式の薄膜トランジスタ（DGTr）であり、チャンネルを構成するa-Si半導体層４０３を挟んで基板側にボトムゲート電極４０１と対向してトップゲート電極４０８を有する。
【００３４】
a-Si半導体層４０３とブロッキングレイヤー絶縁膜４０４の界面領域は、受光素子３０２が光検出状態であるときにトップゲート電極４０８から加えられる負電界が形成する感光部となる。a-Si半導体層４０３のボトムゲート絶縁膜４０７の界面領域は、受光素子３０２がデータ読出し状態であるときにボトムゲート電極４０１から加えられる正電界が形成するチャンネル部となる。
【００３５】
４０６はソース電極またはドレイン電極であり、オーミックコンタクト層４０５を介し半導体層４０３に接続している。読出し状態において形成されるチャンネル部は、ソース電極、ドレイン電極４０６間を電気的に接続する。
【００３６】
トップゲート電極４０８及び、基板３０３、ボトムゲート絶縁膜４０２、オーバーコート絶縁膜４０７、保護膜４０９、ブロッキングレイヤー絶縁膜４０４は透明であるのに対し、ボトムゲート電極４０１は不透明であり、光源部２０３から入射した光は被読取媒体２０４の反射光として感光部に入射する。
【００３７】
［ボトム読込型：画像読取装置の構成］
図６に、図１（ｅ）、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示す画像読取装置１０１の一部である読取部２０２の図４に示す構造とは別の実施形態におけるより詳細な断面図を示す。図６に示す実施形態では、受光素子３０２は、透明薄型基板３０３上に形成され、透明保護層３０１で覆われている。光源部２０３は基板素子形成面側に設けられ、被読取媒体２０４は読取部２０２を挟み光源部２０３に対向している。受光素子３０２は基板と接合側を入射面としており、保護層側は遮光されている。即ち、図６に示す読取部は、図４に示す読取部と比較して上下反転した構造を持つ。
よって光源から出射した光３０４は、透明保護層３０１を透過し、受光素子３０２を含む基板上の遮光物の間隙を通過し、被読取媒体２０４表面に到達後、被読取媒体２０４表面の描画物に起因した反射光３０５を生じ受光素子３０２に入射する。
【００３８】
［ボトム読込み型ダブルゲート方式薄膜トランジスタの受光素子の構造］
図７に、図６に示す受光素子３０２の詳細な構造を示す。
【００３９】
受光素子３０２のトップゲート電極４０８は不透明であり、ボトムゲート電極４０１は透明である。よって図４に示す構造と同様に、光源部２０３から入射した光は被読取媒体２０４の反射光として感光部に入射する。
【００４０】
［ダブルゲート方式薄膜トランジスタの等価回路］
図８に、DGTrの等価回路図を示す。DGTｒは４端子素子であり、４１０はトップゲート端子、４１３はボトムゲート端子、４１１または４１２はソース端子またはドレイン端子を示す。ソースとドレインの属性は相対的に決まり、ゲート電流を構成する主たるキャリアが電子の場合、相対的に負電位の端子がソースとなり、ゲート電流を構成する主たるキャリアが正孔の場合、相対的に正電位の端子がソースとなる。
【００４１】
［アルゴリズム：ゲートドライバ動作］
図９に、DGTrを用いた、４行×４列のイメージセンサの概略回路図を示す。
【００４２】
図９において、４１４はデータドライバ、４１５はボトムゲートドライバ、４１６はトップゲートドライバ、４１７はデータ線、４１８はボトムゲート制御線、４１９はトップゲート制御線、４２０はソース線、４２１は蓄積容量を示す。
【００４３】
このイメージセンサは以下に説明するように動作する。イメージセンサは、ボトムゲート制御線４１８とトップゲート制御線４１９を有し、同一方向に異なるタイミングで走査を行なう。ボトムゲート制御線４１８、トップゲート制御線４１９とも１行当たりの占有時間は等しく、この値をゲート周期と呼ぶ。
【００４４】
ボトムゲート制御線４１８は受光素子の行列に対し第１行から第４行に向って読出し状態を走査し、読出後は逐次非読出し状態に移行する。トップゲート制御線４１９は受光素子の行列に対し第１行から第４行に向って初期化状態を走査し、初期化後は逐次検出状態に移行する。
【００４５】
初期化状態と読出し状態の設定周期は同一であり、行選択周期と呼ぶ。図９では、ボトムゲート制御線４１８はトップゲート制御線４１９に３行遅れて走査を開始している。故に４行のイメージセンサの走査は、７行選択周期の時間で終了する。
【００４６】
この時、各受光素子には３行選択周期分の検出状態が与えられていることになり、周期の合計期間を蓄積時間と呼ぶ。そのため、ボトムゲート走査からトップゲート走査の遅れ行数分が蓄積時間となり、蓄積時間を長く取ることで受光素子の感度を高める事ができる。
【００４７】
走査中に受光素子３０２は、読出し/検出状態３０２ａ、非読出し/検出状態３０２ｂ、非読出し/初期化状態の３状態を経る。
【００４８】
次に、半導体層４０３にa-Siを用いたnch型ＴＦＴ受光素子の動作原理を説明する。非読出し/検出状態３０２ｂにおいて、受光素子３０２にはトップゲート−１５Ｖ、ボトムゲート０Ｖがバイアスされている。トップゲートの−１５Ｖは半導体部４０３にブロッキングレイヤー絶縁膜４０４からボトムゲート絶縁膜に向かって空乏層を生じる。同時に露光量に応じてa-Si４０３内部には光励起した電子・正孔対が生じ、直ちに正電荷を有する正孔はトップゲート−１５Ｖに引かれ、ブロッキングレイヤー絶縁膜４０４内に捕獲され、同絶縁膜中に正の固定電荷を生じる。同時に正の固定電荷はトップゲート−１５Ｖを相殺し、空乏層を縮小する。空乏層のサイズは露光量の増大に伴い縮小する。
【００４９】
読出し/検出状態３０２ａにおいて、受光素子３０２にはトップゲート−１５Ｖ、ボトムゲート＋１５Ｖがバイアスされている。ボトムゲート＋１５Ｖは半導体層のボトムゲート絶縁膜界面にチャンネル部を形成し、ソースとドレインを電気的に接続する。よってボトムゲート制御線４１８から＋１５Ｖが与えられた行の各画素は受光素子３０２が検出値をデータドライバに送る事ができる。
【００５０】
この時形成するチャンネル部のサイズは、トップゲート−１５Ｖが生成する空乏層の影響を受ける。即ち、露光増大に従いトップゲート電界が形成する空乏層は縮小し、ボトムゲート電界が形成するチャンネルは広がり、ソースとドレイン間の抵抗は減少する。この抵抗値変化がイメージセンサの出力値となる。
【００５１】
非読出し/初期化状態３０２ｃにおいて、受光素子３０２にはトップゲート＋１５Ｖ、ボトムゲート０Ｖがバイアスされている。この時トップゲート＋１５Ｖにより、ブロッキングレイヤー絶縁膜４０４内の正の固定電荷が掃き出される。
【００５２】
［アルゴリズム：データドライバ動作］
図１０に、読出しゲート周期内で繰り返すデータドライバのシークエンスを説明する図を示す。
【００５３】
読出しゲート周期でデータドライバ出力端子は、ディスチャージ０Ｖ設定、ハイインピーダンス（Hi-z）プリチャージ５Ｖ設定、Hi-z、Hi-zおよびサンプルホールド（電圧取得）シークエンスを繰り返す。
【００５４】
データドライバ入出力端子は、読出し状態の直前に蓄積容量４２０へ５Ｖのプリチャージを行ない、続いて読出し状態の開始に同期しプリチャージを終了し、Hi-zとなる。同時に受光素子のチャンネルが開かれる為、蓄積容量に蓄えられた５Ｖの電荷はソース線に向かいディスチャージを始める。ディスチャージの速度はチャンネルの抵抗値に依存する為、サンプルホールド期間では露光量の違い依存した電圧が取得される。
【００５５】
［フォトダイオードを用いたイメージセンサに対する優位性：シンプル画素回路］
図１１に、受光素子の他の実施形態としてフォトダイオードを用いる場合の画素回路図を示す。
【００５６】
フォトダイオードを用いた受光素子の画素回路は、６本の制御線（蓄積制御線５０１、リセット制御線５０２、Ｖｄｄ電源線５０３、データ線５０４、選択線５０５、ＧＮＤ電源線５０６）、４個のトランジスタ（選択トランジスタ５１０、増幅トランジスタ５１１、リセットトランジスタ５１２、シャッタートランジスタ５１３）、１個のフォトダイオード５０８、１個の蓄積容量５０７から構成される。これと比較して、受光素子にDGTrを用いる画素回路は、図８に示す様に、制御線４本、トランジスタ１個で構成され、画素回路がより単純である為、高精細化、高開口率化、高感度化が実現でき、透過型イメージセンサの受光素子としてより有利である。
【００５７】
［a-Si TFTを用いる優位性：低温プロセス・大型化］
受光素子としてフォトダイオードを用いる場合、半導体層には単結晶シリコンやポリシリコンを用いるが、DGTrの半導体層ではアモルファスシリコン等を用いることができる。アモルファスシリコンはポリシリコンに比べより低温プロセスでの製造が可能であるため、生産性に優れる上、低耐熱基板材料の基板が利用できる。本発明では、低温形成可能な半導体活性層として、ペンタセン、アントラセン、ルブレン等の有機材料を用いることができる。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５８】
アモルファスシリコンＴＦＴは、ＴＶ等大型ディスプレイ製造利用されている汎用技術であり、大型化や生産性で優位な技術である。
【００５９】
［フレキシブル基板の利用］
低温プロセスを活用する実施形態では、耐熱性の低い樹脂製基板使用が可能であり、ガラス製基板に比べフレキシブル性（可撓性）や薄型、軽量、割れ難い等の特徴を持たせることができる。
【００６０】
フレキシブル性のあるＴＦＴ基板の基材には、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネート、ポリイミド、フッ素系樹脂及び薄ガラスを用いる事が出来る。フレキシブル性のある画像読取部２０２を用いた場合には、画像読取装置１０１にフレキシブル性を持たせることによって、曲面原稿への良好な接触が可能となり、精度良い画像を得る事ができる。また、スマートフォンケースをスマートフォンにより取り付け易いものとすることが出来る。
【００６１】
［光源部］
次に、光源部２０３について説明する。
【００６２】
光源部２０３は、前述したように、画像読取部２０２が被読取媒体２０４の画像を読み取る際の光源となる。本実施形態においては、光源部２０３もシート状であり、光源部２０３は画像読取部２０２を挟んで被読取媒体２０４の反対側に配置されている。前述したように、光源部２０３からの光は被読取媒体２０４上で反射し、本実施形態の画像読取部２０２は、その反射光を検出し、画像を認識する。
【００６３】
光源としては、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬが挙げられるが、本実施形態はこれに限定されない。また、導光板と組み合わせても良い。有機ＥＬや無機ＥＬはフレキシブル化が容易なため好ましい。また、有機ＥＬは、電極に透明電極を用いることによって透過性を持たせることも可能である。
【００６４】
また、光源の色は、白色を用いても良いし、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）と３色用いても良い。ＲＧＢの３色を用いた場合はカラーでの読み取りが容易となるため好ましい。本実施形態においては画像が認識できれば、光源の色は限定されない。原稿の描画パターンに、紫外線を励起光とする蛍光インクが用いられている場合は、光源は紫外光でもよい。
【００６５】
本発明の画像読取装置１０１では、被読取媒体２０４の画像を読み取る際、画像読取部２０２が被読取媒体２０４に密着するため、環境光を遮断して光源部２０３からの光のみを検出することができるため、環境光に起因する輝度ムラや色ムラが無く、色再現性の高い画像検出が可能である。
【００６６】
［ハードウェアブロック図］
図１２に、本発明の一実施形態に係る画像読取装置のハードウェアブロック図を示す。
【００６７】
この画像読取装置１０１は、原稿の文字や画像（以下、総称して画像という）を光学的に読み取り電気信号に変換する画像読取部２０２と、画像読み取りの際に用いられる光源部２０３と、画像読取装置を制御する制御部２０１と、を備えている。制御部２０１は、ＣＰＵ等を含む主制御部２０５、電源部２１１、通信部２１４、記憶部２０８を含む。図１２において、符号２１３はバスを表す。バス２１３は、各種機能部位を電気的に相互接続して、データ等の転送を行う。
【００６８】
［記憶部］
また、画像読取装置１０１には、記憶装置２０８として、ＲＯＭ２０６と、ＲＡＭ２０７とが設けられている。ＲＯＭ２０６は、不揮発性のメモリであり、プログラム等の基本的な情報が格納されている。また、ＲＡＭ２０７は、揮発性のメモリであり、主制御部２０５がプログラム及びデータを読み込んで実行するワークメモリであり、読み取った画像データや所定の変換処理を施した画像データ等の各種画像情報の格納を行う、また必要に応じて外部の端末で処理された画像データ等の格納も行なう。実際には、ＲＡＭ２０７はフラッシュメモリでも良い。
【００６９】
［操作部］
画像読取装置１０１には、各種操作情報を入力するための操作部２１０を設けられていても良い。図１３（ａ）に、画像読取装置１０１を内蔵したスマートフォンケース２１２の断面図を示し、図１３（ｂ）に、操作部２１０を備えたスマートフォンケース２１２の側面図の一例を示す。操作部２１０はボタンやキー、タッチセンサ等を備えることができる。操作部２１０は、画像読取装置１０１の制御部２０１の一部であっても良いし、画像読取装置１０１から独立してケースの他の部分に設けられても良い。操作部２１０として、音声入力機能を有するマイク等の音声入力部が設けられている場合には、音声入力により各種操作情報を入力しても良い。更に、音声出力機能を有するスピーカ等の出力部が設けられていても良い。例えば、音声出力部からの音声案内に従って、画像の読み取りや、操作部２１０を用いた操作・入力等をマイクからの音声入力で行うことが考えられる。また、読み取った画像データに含まれる文字・数字等や、表示部２０４の表示内容を、スピーカから音声で読み上げることも考えられる。
【００７０】
［通信部］
また、画像読取装置１０１には、通信部２１４が設けられている。通信部２１４としては、ブルートゥース（登録商標）、赤外線、ＲＦＩＤ、ＷｉＦｉ等の無線通信が挙げられるが、本実施形態はこれに限定されず、有線通通信でも構わず、複数の通信手段で実施されても構わない。画像読取装置１０１は、通信部を通してスマートフォンやタブレットＰＣ等の携帯端末等の通信機能を備えた情報処理端末と画像データや操作信号の送受信を行うことができる。
【００７１】
そのため、画像読取装置１０１の操作はスマートフォンやタブレットＰＣのアプリケーションから行なう事が可能であり、音声入力機能はスマートフォンやタブレットＰＣのマイクを用いてもよく、音声出力機能はスマートフォンやタブレットＰＣのスピーカを用いてもよい。同様にスマートフォンやタブレットＰＣが有する、カメラ、近接センサ、環境光センサ、ＬＥＤライト、加速度センサ、ＧＰＳ等の位置情報検出機能も必要に応じて画像読取装置１０１の機能として利用が可能である。例えばカメラ、近接センサ、環境光センサが画像読取部２０２側に設置されているものでは、被読取媒体の検知や、読込開始のトリガーとして利用する事が可能である。同様に、加速度センサや位置情報検出機能を活用して読み取った画像データに位置情報を記録することにより、タイリングによる大画面入力を行なう事も出来る。
【００７２】
［カードスロット］
また、画像読取装置１０１には、カードスロット部２１５を設けられていても良い。カードスロット部２１５に挿入されたカードメモリは記憶部２０８の容量を拡張する事が出来き、また他のカードスロットを持った装置とのデータ交換にも活用する事ができる。
【００７３】
［電源部］
電源部２１１は画像読取装置１０１の各部に電源を供給する。電源部は自身でバッテリーを持っていても良いし、スマートフォンやタブレットＰＣから電力供給されても良い。
【００７４】
［シンプルハードウェア構成］
最もシンプルな他の実施形態では、画像読取装置１０１は、図１２に示す記憶部２０８及び操作部２１０を持たず、主制御部２０５もCPU等を含まず、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(field-programmable gate array）等によるシーケンサを構成しても良い。この場合、画像読取装置１０１から簡略化された各部の機能は、通信部２１４を介して接続されたスマートフォンやタブレットＰＣ等の端末内で構成される。
【００７５】
［組み合わせ］
本実施形態においては、画像読取部２０２、光源部２０３、通信部２１１、として考えられる構成はいくつか挙げられるが、スマートフォンケースに実装可能なものであればどれを用いてもかまわない。フレキシブル性、白黒・カラー読み取り等、画像読取装置の仕様によって選択することが可能である。
【００７６】
［動作フロー図］
次に、図１４に、本発明の一実施形態に係る画像読取装置１０１において、画像を読み込んでから、読み込んだ画像データを保存するまでの動作フロー図を示す。尚、ここではスマートフォンを用いて画像データを処理しているが、スマートフォンは画像読取装置１０１と通信可能で後述するスマートフォン側の処理が可能であれば他の情報処理端末でも代替可能である。
【００７７】
まず、画像読取装置１０１は、制御部２０１において画像読み取りの開始を示す信号を受信すると、制御部２０１が光源部２０３を所定の色、輝度等で発光させ、原稿等の被読取媒体からの反射光を画像データとして画像読取部２０２で読み取る（ステップＳＴ５０１）。そして、画像読取部２０２で読み取った画像データを記憶部２０８のＲＡＭ２０７等に格納する（ステップＳＴ５０２）。
【００７８】
次に、画像読取装置１０１は、格納された画像データを、通信部２１４を通してスマートフォンに転送する（ステップＳＴ５０３）。転送された画像データがスマートフォンの画面に表示される（ステップＳＴ５０４）。スマートフォンの機能を用いて画像データにＯＣＲや翻訳等の選択した処理を行う（ステップＳＴ５０５）。画像データに対して行う処理には、例えば文字認識の場合は、ＯＣＲの事前に行うコントラスト補正や輪郭補正等の前処理も含まれる。ここでは、処理の例として翻訳機能を実現する場合の処理について説明するが、本実施形態はこれに限定されない。
【００７９】
次に、所定の処理を施した変換データがスマートフォンに表示される（ステップＳＴ５０６）。
【００８０】
次に、変換データを画像読取装置１０１に転送し（ステップＳＴ５０７）変換データを格納部２０８に格納する（ステップＳＴ５０８）。
【００８１】
このようにして、画像読取装置１０１において、読み取った画像に対し所定の変換処理を施して表示することができる。ユーザーは手軽に原稿をリアルタイムで自分に都合の良い形式に変換して認識することができる。
【００８２】
他の実施形態である記憶部を持たないシンプルな画像読取装置の構成においては、ＳＴ５０２、ＳＴ５０８は、スマートフォンやタブレットＰＣ内で行われる。
【００８３】
取得した画像データの処理は必要に応じて、通信部２１４を介して接続されるスマートフォンやタブレットＰＣから、更に外部に接続した装置が担っても良い、外部の装置は個別に画像読取装置１０１と直接接続された装置でも良いし、ネットワーク接続されたクラウド上の装置でも良い。この場合、画像読取装置１０１が外部装置に送信するデータの形態は、画像読取装置１０１が取得した生データでも良いし、画像読取装置１０１もしくは、画像読取装置１０１を受け取るスマートフォンやタブレットＰＣにより、コントラストや輪郭補正といった前処理が加えられたデータでも良い。さらにそのようなデータの形態は、JPEGやTIFFフォーマットに圧縮されたデータでも良く、複数のデータからの合成や、補正等の画像処理が加えられたものでも良い、更にOCR変化後のテキストデータでも良い。また、画像読取装置１０１外部装置に送信するデータは、必要に応じて分散処理することもできる。
【００８４】
本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
【００８５】
本実施形態に係る画像読取装置は、スマートフォンやタブレットＰＣ等の表示部を有する端末と通信可能であることにより、読み取った原稿の文字や画像を認識する認識部と、認識した文字や画像情報に所定の処理を施す変換部を持たなくても、画像読み取りと同時に所定の処理を施した画像を見ることができる。例えば英語で表記された原稿を瞬時に日本語で読むことができる。
【００８６】
また、読取部にシート状の読取部を用いることにより、画像読取装置を薄型化しスマートフォンやタブレットＰＣのケース内に収めることができる。また、読取部に接触等倍入力を実現するフォトセンサアレイを用いることにより、一定の面積の画像を瞬時にボケなく取り込むことができる。これにより、薄型で携帯しやすく、且つ文字や画像の認識精度が高い、読み取り画像と翻訳等の変換結果を瞬時にリアルタイムで比較することができる端末を提供することが可能となる。
【００８７】
ユーザーは、このような画像読取装置を用いることで、容易に文字や画像を端末に取り込むことや、端末を通して他言語表記の原稿を母国語でリアルタイムに認識することができる。
【００８８】
＜第２の実施形態＞
図１５に、本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置を内蔵した蓋を備えたスマートフォンもしくはタブレットPCケースがスマートフォンもしくはタブレットPCと嵌合した状態の概略図を示す。以下ではタブレットPCを例として説明する。
【００８９】
タブレットPC２１１が嵌合するタブレットPCケース２１２はヒンジ部２１４を介し蓋部２１７と連結している。タブレットPCケース２１２と蓋２１７はヒンジ部２１４の機能により、図１６および図１７に示す様に折りたたむ事が可能である。
【００９０】
図１６（ａ）、（ｂ）は、タブレットPCケースがタブレットPCと嵌合した状態で折りたたまれた第１の状態を示す外観図と断面図であり、表示部２０９の表示面と画像読取部２０２の読取面とが互いに接するよう内側を向いている。図１７（ａ）、（ｂ）は、タブレットPCケースがタブレットPCと嵌合した状態で折りたたまれた第２の状態を示す外観図と断面図であり、表示部２０９の表示面と画像読取部２０２の読取面とが互いに背を向け外側を向いている。この第２の状態では、表示面と読取面との配置が第１の実施形態の図３（ｅ）等と同様になる。
【００９１】
図１９は第２の実施形態の第２の画像取り込み方法であり、図１８はその取り込み状態例を示す為の、被読取媒体として名刺の例を示している。図１９では画像読取部２０２に名刺の表を伏せて画像読込を行う事で、画像表示部２０９に名刺の表が表示されている状態を示す。
【００９２】
図２０は第２の実施形態の別形態として蓋２１７とタブレットPCケース２１２を分離使用する例を示す。この例では制御部は、蓋の構造体の中に組み込まれる。この例においては、タブレットPCケース２１２を持たない構成も可能であり、ヒンジ部２１６が磁力等でタブレットPC本体に直接勘合する機能を持っても良い。
【００９３】
このように図１８〜１９に示す３つの形態による読み取りが可能であるため、本実施形態では状況に応じた柔軟な読み取り方が可能となる。
【００９４】
本実施形態では画像読取装置が、スマートフォンまたはタブレットＰＣ等の携帯端末本体と固定されない為、樹脂基板等の採用時に画像読取装置自身に可撓性を持たせる事が可能である。これにより、曲面読み込みが可能になる。
【００９５】
また、表示部と画像読取部を互いに内側を向かせて折りたたむ事が出来る為、未使用時に表示部と画像読取部が保護される。
【００９６】
＜第３の実施形態＞
図２１に、本発明の第３の実施形態に係る画像読取装置と画像読取装置と通信するタブレットＰＣの概略図を示す。以下ではタブレットＰＣを例として説明する。ここでは、画像読取装置１０１と通信する装置をタブレットＰＣとしたが、タブレットＰＣに替えてスマートフォンまたはＰＣ等としても良い。
【００９７】
画像読取装置１０１は画像読取部２０２と光源部２０３と制御部２０１からなるシンプルな構成で、全体の厚さ厚みは１．５ｍｍ程度である。制御部２０１に含まれる通信部２１４を通じてタブレットＰＣと操作信号及びデータの送受信を行う。
【００９８】
図２２は第３の実施形態を用いた画像取り込み方法の例である。画像読取装置１０１は厚さ厚みが薄いため、本６０１の間に挟んで使用でき、本の綴じ代に近い箇所まで歪みなく画像を読み取ることができる。また、樹脂基板等の採用時に画像読取装置自身に可撓性を持たせる事が可能である。これにより、本の曲面に沿った読み込みが可能になる。
【００９９】
図２３は第３の実施形態を用いた別の画像取り込み方法の例である。画像読取装置１０１を本の間に挟み、本を閉じた状態でも撮像することができる。そのため、本を拡げるスペースや、本を押し広げる動作等を必要としない。撮像した画像は、通信部２１４を通じてタブレットＰＣで確認することができる。
【０１００】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０１  画像読取装置
２０１  制御部
２０２  画像読取部
２０３  光源部
２０４  被読取媒体
２０５  主制御部
２０６  ＲＯＭ
２０７  ＲＡＭ
２０８  記憶部
２０９  表示部
２１０  操作部
２１１  スマートフォン or タブレットＰＣ等の携帯端末
２１２  スマートフォン or タブレットＰＣのケース
２１３  バス
２１４  通信部
２１５  カードスロット部
２１６  ヒンジ部
２１７  蓋
３０１  透明保護層
３０２  受光素子
３０２ａ  受光素子  読出し/検出状態
３０２ｂ  受光素子  非読出し/検出状態
３０２ｃ  受光素子  非読出し/初期化状態
３０３  透明薄型基板
３０４  光源出射光
３０５  媒体反射光
４０１  ボトムゲート電極
４０２  ボトムゲート絶縁膜
４０３  半導体層
４０４  ブロッキングレイヤー絶縁膜
４０５  オーミックコンタクト層
４０６  ソースまたはドレイン電極
４０７  オーバーコート絶縁膜
４０８  トップゲート電極
４０９  保護膜
４１０  トップゲート端子
４１１  ソースまたはドレイン端子
４１２  ソースまたはドレイン端子
４１３  ボトムゲート端子
４１４  データドライバ
４１５  ボトムゲートドライバ
４１６  トップゲートドライバ
４１７  データ線
４１８  ボトムゲート制御線
４１９  トップゲート制御線
４２０  ソース線
４２１  蓄積容量
５０１  蓄積制御線
５０２  リセット制御線
５０３  Ｖｄｄ電源線
５０４  データ線
５０５  選択線
５０６  ＧＮＤ電源線
５０７  蓄積容量
５０８  フォトダイオード
５１０  選択トランジスタ
５１１  増幅トランジスタ
５１２  リセットトランジスタ
５１３  シャッタートランジスタ
６０１  本
６０２  本
【図１】
2017195520.tif 000003
【図２】
2017195520.tif 000004
【図３】
2017195520.tif 000005
【図４】
2017195520.tif 000006
【図５】
2017195520.tif 000007
【図６】
2017195520.tif 000008
【図７】
2017195520.tif 000009
【図８】
2017195520.tif 000010
【図９】
2017195520.tif 000011
【図１０】
2017195520.tif 000012
【図１１】
2017195520.tif 000013
【図１２】
2017195520.tif 000014
【図１３】
2017195520.tif 000015
【図１４】
2017195520.tif 000016
【図１５】
2017195520.tif 000017
【図１６】
2017195520.tif 000018
【図１７】
2017195520.tif 000019
【図１８】
2017195520.tif 000020
【図１９】
2017195520.tif 000021
【図２０】
2017195520.tif 000022
【図２１】
2017195520.tif 000023
【図２２】
2017195520.tif 000024
【図２３】
2017195520.tif 000025