DE69519264T2

DE69519264T2 - Bildein-/ausgabegerät

Info

Publication number: DE69519264T2
Application number: DE69519264T
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Kaifu; Isao Kobayashi; Hidemasa Mizutani; Masakazu Morishita; Shinichi Takeda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2015-08-17
Also published as: TW297982B; EP0698992A3; JP3565453B2; US6295390B1; EP0698992A2; KR100202046B1; JPH08114782A; EP0698992B1; DE69519264D1; KR960008603A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Bildeingabe-/ausgabegerät und insbesondere ein Bildeingabe-/ausgabegerät, das einen zweidimensionalen Bildeingabe- bzw. Lesevorgang und einen zweidimensionalen Bildausgabe- bzw. Anzeigevorgang erzielen kann.

Stand der Technik

Als ein bekanntes tragbares Bildeingabe-/ausgabegerät wird häufig eine Kombination aus einer Bildeingabevorrichtung wie etwa einem eindimensionalen Handscanner, einer eindimensionalen Bildleseeinrichtung oder dergleichen und einer Bildausgabevorrichtung wie etwa einer Flüssigkristallanzeige verwendet. Jedoch muss bei einem derartigen tragbaren Bildeingabe-/ausgabegerät ein Benutzer, der eine eindimensionale Bildeingabeeinheit als eine Bildeingabevorrichtung verwendet, die Bildeingabeeinheit manuell entlang einem Original bewegen, oder ein Original muss mechanisch relativ zu der Bildeingabeeinheit abgetastet werden.
Wird ein manueller Abtastvorgang ausgeführt, ist die Abtastgeschwindigkeit der Bildeingabeeinheit mit Bezug auf das Original häufig ungeeignet oder nicht gleichmäßig, wobei häufig ein Lesefehler auftritt, was zu einer geringen Betriebsfähigkeit führt. Obgleich eine geeignete und konstante Abtastgeschwindigkeit erzielt werden kann, wenn ein mechanischer Abtastvorgang durchgeführt wird, ist die Abtastvorrichtung in ihren Abmessungen groß und steigt die Verbrauchsenergie an. Da die Abtasteinrichtung bzw. der Scanner zusätzlich zu der Anzeigevorrichtung erforderlich ist, bleiben auf jeden Fall Probleme ungelöst, die mit der/den für ein tragbares Geräts komplizierten Struktur und hohen Kosten verknüpft sind, und bleibt ein mit der Tragbarkeit verknüpftes Problem ungelöst.
Unter diesen Umständen ist ein Verfahren zur Durchführung eines Originallesevorgangs und eines Bildanzeigevorgangs unter Verwendung einer zweidimensionalen Bildeingabevorrichtung und einer Bildausgabevorrichtung wie etwa einer zweidimensionalen Flüssigkristallanzeige offenbart worden.
Beispielsweise offenbart die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-282609 ein Eingabe/Ausgabe-integriertes Informationsverarbeitungsgerät, an dem eine Bildeingabeeinheit mit einem an einem ersten transparenten Substrat ausgebildeten Bildsensor und eine Bildausgabeeinheit mit einem zweiten transparenten Substrat, welche mit TFT und transparenten Ansteuerelektroden, Farbfiltern und Flüssigkristall ausgebildet ist, einteilig aneinander geschichtet sind. In dieser Patentanmeldung wird ebenso eine Eingabe einer gewünschten Information durch Verwendung der Reflexion von Licht an einer Stiftspitze oder unter Verwendung eines Stifts mit einer Lichtquelle an seiner Stiftspitze beschrieben.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-244346 offenbart ein Bildverarbeitungsgerät, an dem eine durch eine Flüssigkristallanzeige gebildete Anzeigevorrichtung als eine Bildausgabeeinheit und eine rückseitiges Lichteinheit (backlight) an der Rückseite der Bildeingabeeinheit mit einem eine amorphe Siliziumanordnung aufweisenden zweidimensionalen optischen Sensors als Leseeinrichtung angeordnet sind, wobei durch die rückseitige Lichteinheit emittiertes Licht in einem Bildlesevorgang verwendet wird.
Da darüber hinaus jedes dieser Geräte eine einzige Bildeingabe-/ausgabefläche wie in Fig. 1 gezeigt aufweist, muss ein Gerät 30 zum Lesen des Originals 20 mit der Vorderseite nach unten umgedreht und an einem Original 20 angeordnet werden. Ferner muss das Gerät 30 zum Anzeigen des gelesenen Bildes und zum visuellen Beobachten des angezeigten Bildes mit der Vorderseite nach oben gedreht werden, so dass eine Bildausgabe-/ausgabefläche 110 visuell beobachtet werden kann.
Auch wenn ein Originallesevorgang durch Umkehren eines Originals mit der Vorderseite nach unten und seinem Anordnen auf der Bildeingabe-/ausgabefläche des Gerätes ohne einem Umkehren der Vorderseite des Geräts nach unten ausgeführt wird, muss ein Bediener das gelesene Original von der Fläche des Geräts entfernen, um das gelesene Bild anzuzeigen und das angezeigte Bild visuell zu beobachten.
Dient in derartiger Weise eine einzige Fläche sowohl als Bildeingabefläche als auch Bildausgabefläche, muss das gesamte Bildeingabegerät mit der Vorderseite nach unten oder nach oben umgekehrt werden, jedes Mal wenn ein Bildeingabevorgang und ein Bildausgabevorgang ausgeführt wird.
Ist ein einzulesender Bereich beispielsweise eines Originals gleich oder nahezu gleich dem Eingabebereich der Bildeingabeeinheit, ist es schwierig, den zu lesenden Bereich innerhalb des Eingangsbereichs anzuordnen, da das gesamte Gerät mit der Vorderseite nach unten umgekehrt ist. Folglich muss der Eingabevorgang und Anzeigevorgang zur Bestätigung des eingegebenen Bildes wechselweise wiederholt werden.
Weist ferner ein beispielsweise aus einem Original zu lesender Bereich einen geringen Kontrast oder einen geringen chromatischen Kontrast auf, ist eine Bestätigung der gelesenen Information häufig in ähnlicher Weise erforderlich. Dabei muss der Ablauf zum Umkehren bzw. Umdrehen des gesamten Gerätes ebenso wiederholt werden, bis eine optimale Eingabe erreicht ist.
JP-A-1-132263 offenbart ein Bildeingabe-/ausgabegerät mit einer an einer ersten Fläche angeordneten zweidimensionalen Bildeingabeeinheit und einer an einer zweiten Fläche gegenüber der ersten Fläche angeordneten zweidimensionalen Bildausgabeeinheit. Die Bildeingabe-/ausgabeeinheit weist ebenso eine Bildverarbeitungsschaltung auf, die eingerichtet ist, von der Bildeingabeeinheit empfangene Bilddaten zu verarbeiten und zu veranlassen, dass Bilddaten an der Bildausgabeeinheit mit unterschiedlichem Maßstab angezeigt werden.
US-A-5125046 offenbart ein Gerät zur Erzeugung von Bildern mit hoher Auflösung und hohem Kontrast. Das Gerät beinhaltet eine Bildabtastvorrichtung, eine Bildverstärkungsvorrichtung und einen Hochauflösungsmonitor.
EP-A-0117957 offenbart ein Bildeingabe-/ausgabegerät mit einer an einer ersten Fläche angeordneten Bildeingabeeinheit und einer an einer zweiten Fläche angeordneten Bildausgabeeinheit. Das Gerät weist ein transparentes Substrat, eine an der Unterseite des transparenten Substrats ausgebildete Antireflexionsschicht und eine Vielzahl an der Fläche des transparenten Substrats ausgebildete optische Elemente auf, wobei jedes der optischen Elemente einen Transistor, einen Kondensator und eine Anzeigezelle aufweist.
JP-A-6-G-152867 offenbart eine Illuminations- bzw. Beleuchtungsvorrichtung, in der aus einer Vielzahl von fluoreszierenden Lichtern ausgestrahltes Licht zum Einfall auf der Seite einer Lichtführungsplatte einer Diffusionseinheit gebracht wird. Licht wird danach mittels einer Führung in Richtung der oberen Schicht einer Diffusionsplatte geleitet, um eine einheitliche Illumination eines transparenten Originals an der oberen Fläche der Diffusionsplatte zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Bildeingabe-/ausgabegeräts, das eine Größenreduktion und eine Kostenreduktion hinsichtlich des Gesamtgeräts erzielen kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Bildeingabe-/ausgabegerät bereit gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes der fotoelektrischen Wandlungselemente des Eingabe-/ausgabegeräts aufweist:
eine erste Elektrodenschicht,
eine erste Isolierschicht zur Verhinderung einer Passage eines Pfades von Ladungsträgern einer ersten Leitfähigkeitsart und einer von der ersten Leitfähigkeitsart unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitsart,
eine fotoelektrische Wandlungshalbleiterschicht,
eine zweite Elektrodenschicht, und
eine Injektionsverhinderungsschicht zur Verhinderung der Injektion von Ladungsträgern einer ersten Leitfähigkeitsart in die erste fotoelektrische Wandlungsschicht,
wobei die gegenüber der ersten Elektrodenschicht angebrachte Injektionsverhinderungsschicht zwischen der ersten Elektrodenschicht und der photoelektrischen Wandlungsschicht angeordnet ist,
wodurch das fotoelektrische Wandlungselement eingerichtet ist, eine fotoelektrische Wandlungsfunktion zwischen der ersten und zweiten Elektrodenschicht auszuführen, wenn eine Spannung zwischen der ersten und zweiten Elektrodenschicht angelegt wird, und wobei das fotoelektrische Wandlungselement eingerichtet ist, resultierend aus der fotoelektrischen Wandlungsfunktion erzeugte Ladungsträger zu speichern.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht zur Erläuterung eines bekannten Bildeingabe-/ausgabegeräts und des Prinzips seiner Verwendung,
Fig. 2 und 10 zeigen jeweils Teilausschnitte von Perspektivansichten zur Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung,
Fig. 3A bis 3C und Fig. 5A und 5D zeigen Perspektivansichten zur Erläuterung des Ansteuerzustands eines Bildeingabe-/ausgabegeräts der Erfindung,
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erklärung eines beispielhaften Ablaufes, der auf die Erfindung angewendet werden kann,
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung einer beispielhaften Bildverarbeitung, die auf die Erfindung angewendet werden kann,
Fig. 7 zeigt eine Erläuterung eines Beispiels von Daten in einem Speicher,
Fig. 8 und 9 zeigen Schnittansichten zur Erläuterung einer Illuminationsvorrichtung (einer Lichtquelle), die auf die Erfindung angewendet werden kann,
Fig. 11 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Bildeingabeeinheit, die auf die Erfindung angewendet werden kann,
Fig. 12A zeigt eine Draufsicht zur Erläuterung einer bevorzugten Anordnung eines Bildelements einer Bildeingabeeinheit der Erfindung,
Fig. 12B zeigt eine Schnittansicht des Bildelements der Bildeingabeeinheit entlang einer Linie 12B - 12B gemäß Fig. 12A,
Fig. 13 zeigt eine Zeitverlaufdarstellung zur Erläuterung eines bevorzugten Betriebs der Bildeingabeeinheit der Erfindung, und
Fig. 14 und 15 zeigen Draufsichten zur Erläuterung der Anordnungszustände der Bildeingabeeinheit der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung beschrieben.

[Erstes Ausführungsbeispiel]

Fig. 2 zeigt einen Teilausschnitt einer Perspektivansicht eines Bildeingabe-/ausgabegeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 3A bis 3D zeigen Perspektivansichten zur Veranschaulichung der Zustände eines Originals und des Bildeingabe-/ausgabegeräts in einem Originallesezustand.
An einem Bildeingabe-/ausgabegerät 30 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 ist eine Bildausgabeeinheit 1 wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige gemäß Fig. 2 mit einer Vorderseite nach oben gerichtet an der oben liegenden Fläche des Geräts angeordnet und ist ein rückseitiges Licht (backlight) 2 zur Illumination der Flüssigkristallanzeige von der hinten liegenden bzw. rückseitigen Fläche aus an der rückseitigen Fläche der Bildausgabeeinheit 1 angeordnet. An der unten liegenden Fläche des Geräts ist eine Bildeingabeeinheit 3 wie beispielsweise ein zweidimensionaler Bildsensor, der durch Ausbildung eines amorphen Siliziumsensors an einem transparenten Substrat erstellt ist, mit einer Vorderseite nach unten gemäß Fig. 2 angeordnet. Eine Leselichtquelle 4 zur Illumination einer Originalfläche über Abschnitte zwischen benachbarten Elementen von amorphen Siliziumsensorelementen ist an der rückseitigen Fläche der Bildeingabeeinheit 3 angeordnet.
Zwischen der Bildausgabeeinheit 1 und dem rückseitigen Licht 2 sowie zwischen der Bildeingabeeinheit 3 und der Leselichtquelle 4 sind jeweils Zwischenräume ausgebildet. Anzumerken ist dabei, dass diese Räume ausgebildet sind, damit Lichtstrahlen von den jeweiligen Lichtquellen in gleichförmiger Weise bzw. einheitlicher Weise geführt werden. Ist eine ausreichende einheitliche Illumination erreicht, kann auf diese Räume verzichtet werden, oder es können nach Bedarf Lichtführungselemente zum Erzielen einer noch gleichmäßigeren Illumination angeordnet werden.
Das rückseitige Licht 2 und die Leselichtquelle 4 sind an einem Trennungsabschnitt 5 angebracht, der sich von einem Gehäuse 8 aus erstreckt, um die Seite der Bildausgabeeinheit 1 von der Seite der Bildeingabeeinheit 3 zu trennen. Jedoch ist der Trennungsabschnitt 5 nicht immer notwendig.
Das Bildeingabe-/ausgabegerät 30 weist einen Tastaturabschnitt 6 auf, an dem der Energieversorgungsschalter das Gerät 30 angeschaltet/ausgeschaltet werden kann und an der jeweilige Funktionsweisen für den Lesebetrieb und Anzeigebetrieb ausgewählt und ausgeführt werden können. Ein Schaltungsabschnitt 7 ist in dem Gerät 30 angeordnet. Ist das Gerät 30 mit einer Energieversorgung wie etwa einer Batterie ausgestattet, beinhaltet der Schaltungsabschnitt 7 eine Bildverarbeitungseinheit, einen Speicher und eine Steuereinrichtung mit einem integrierten Schaltkreis bzw. IC zur Ansteuerungssteuerung der jeweiligen Funktionen oder Einheiten, welche unter Verwendung der Energieversorgung angesteuert werden.
Natürlich kann die Energieversorgung von einer externen Vorrichtung bereitgestellt werden und kann eine Spannungseinstellungsschaltung nach Bedarf vorgesehen sein.
Andererseits kann das Gerät 30 nicht nur durch eine Anweisung von dem Tastaturabschnitt 6, sondern auch von einem Befehl aus einem externen Gerät wie etwa einem Computer angesteuert werden. Als Reaktion auf Anweisungen von dem Tastaturabschnitt 6 oder auf externe Befehle hin können erforderliche Anzeigevorgänge wie etwa eine Vergrößerung/Verkleinerung, eine Bewegung, eine Kontraständerung, eine Farbänderung und eine Umkehrung eines gelesenen und angezeigten Bildes realisiert werden, und können die Anzeige- und Lesebedingungen geändert oder geschaltet werden.
Als Lichtquellen des rückseitigen Lichts 2 und der Leselichtquelle 4 können eine Festkörperlichtemissionsvorrichtung wie etwa eine lichtemittierende Diode bzw. LED, ein EL oder dergleichen, eine Entladungsröhre wie etwa eine Leuchtstofflampe, eine Xenon-Entladungsröhre oder dergleichen, oder verschiedene weitere Lichtquellen wie etwa eine Halogenlampe verwendet werden. Diese Lichtquellen werden in geeigneter Weise abhängig von der Größe und dem Gewicht des Geräts 30 sowie der erforderlichen Helligkeit der Lichtquellen ausgewählt.
Beinhalten beispielsweise das rückseitige Licht 2 eine Entladungsröhre und die Leselichtquelle 4 eine LED, dann kann das rückseitige Licht 2 eine Energieversorgungsspannung von einer Illuminationslichtquelle mit beispielsweise einer Inverterschaltung empfangen und kann die Leselichtquelle 4 eine Energieversorgungsspannung von einer Gleichstromenergieversorgung bzw. DC-Energieversorgung empfangen.
Der Zustand während des Ansteuerbetriebs des Bildeingabe-/ausgabegeräts wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3C beschrieben.
Fig. 3A zeigt einen Zustand, bei dem ein auf einem Original 20 geschriebenes Bild (in diesem Fall Zeichen) durch die Bildeingabeeinheit 3 mit einem zweidimensionalen Bildsensor an einer Fläche (unterliegenden Fläche) des Bildeingabe-/ausgabegeräts 30 gelesen wird und gleichzeitig die gelesene Information an der Bildausgabeeinheit 1 mit einer Anzeige an der weiteren Fläche (oben liegende Fläche) des Bildeingabe-/ausgabegeräts 30 angezeigt wird.
Fig. 3B erklärt den gleichen Zustand wie den gemäß Fig. 3A dargestellten Zustand. Gemäß Fig. 3B ändern sich die angezeigten Inhalte infolge einer Bewegung des Bildeingabe-/ausgabegeräts 30 relativ zu dem Original 20.
Fig. 3C zeigt einen Zustand, bei dem eine durch die Bildeingabeeinheit 3 gelesene Information mit einem vergrößerten Maßstab nach einer Betätigung beispielsweise des Tastaturabschnitts 6 an der Bildausgabeeinheit 1 angezeigt wird. Dieser Zustand entspricht dem Zustand einer elektronischen Lupe (d. h. einer Lupe zur Vergrößerung eines Bildes nicht auf optische sondern auf elektrische Weise), da ein Bild auf dem Original 20 mit einem vergrößerten Maßstab bzw. in vergrößertem Ausmaß angezeigt wird. Auch in dieser Betriebsweise ändert sich das angezeigte Bild normalerweise in Folge einer Bewegung des Bildeingabe-/ausgabegeräts 30 relativ zu dem Original 20.
Ein Verwendungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3C und Fig. 4 ausführlicher beschrieben. Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das auf das Bildeingabe-/ausgabegerät dieses Ausführungsbeispiels angewendet werden kann.
Das Bildeingabe-/ausgabegerät 30 ist auf dem zu lesenden Original 20 angeordnet. Ein Energieversorgungsschalter 8 ist angeschaltet und eine "Lesen"-Taste an dem Tastaturabschnitt 6 ist gedrückt. Fig. 3A zeigt den Zustand zu dieser Zeit.
Die Position des Bildeingabe-/ausgabegeräts 30 ist genau hinsichtlich der Position eines mit vergrößertem Maßstab anzuzeigenden Zeichens eingestellt.
Fig. 3B zeigt diesen Zustand. Gemäß Fig. 3B ist die Position des Geräts auf die Position eines Buchstaben "C" eingestellt.
Danach wird eine "Vergrößerung"-Taste an dem Tastaturabschnitt 6 einmal gedrückt. Als Reaktion auf diesen Vorgang wird der an der Bildausgabeeinheit 1 angezeigte Buchstabe "C" in einem zweifachem Maßstab bzw. in zweifachem Ausmaß (x2 scale) dargestellt. Fig. 3C zeigt diesen Zustand.
Eine derartige Abfolge von Vorgängen gemäß Fig. 3A → Fig. 3B → Fig. 3C kann durch die Abfolge eines zweidimensionalen Bildeingabevorgangs (a) → einer "Vergrößerung"-Bildverarbeitung (c) → eines zweidimensionalen Bildausgabevorgangs (e) gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 4 dargestellt werden.
Der Betrieb des Geräts dieses Ausführungsbeispiels wird ferner unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B beschrieben. Die Fig. 5A und 5B zeigen Perspektivansichten.
Nachstehend wird ein Fall exemplarisch dargestellt, bei dem die elektronische Lupenfunktion auf ein Stehbild angewendet wird, d. h. ein gelesenes Bild wird temporär in einem Speicher gespeichert, wird einer Bildverarbeitung unterzogen und das verarbeitete Bild wird wieder an der Bildausgabeeinheit 1 angezeigt.
Wie in dem Fall, bei dem die elektronische Lupenfunktion auf ein dynamisches Bild angewendet wird, wird der Energieversorgungsschalter angeschaltet, wird die "Lesen"-Taste an dem Tastaturabschnitt 6 gedrückt und wird die Position des Geräts auf dem Original genau eingestellt. Der Zustand zu diesem Zeitpunkt entspricht der Fig. 3B, womit die Lage des Bildeingabe-/ausgabegeräts auf die Lage des Buchstaben "C" eingestellt ist.
Danach wird eine "Speicher"-Taste an dem Tastaturabschnitt 6 gedrückt. Das gelesene Bild wird danach in dem Speicher gespeichert. In diesem Stadium wird eine "Speicheranzeige"-Taste an dem Tastaturabschnitt 6 gedrückt. Mittels dieses Vorgangs wird das in dem Speicher gespeicherte Bild an der Bildausgabeeinheit 1 angezeigt. Fig. 5A zeigt den Zustand zu diesem Zeitpunkt.
In dem Zustand gemäß Fig. 5A wird die "Vergrößerung"-Taste an dem Tastenabschnitt 6 gedrückt. Als Reaktion auf diesen Vorgang wird der an der Bildausgabeeinheit 1 angezeigte Buchstabe "C" in einem zweifachen Maßstab bzw. mit verdoppeltem Ausmaß angezeigt. Fig. 5B zeigt den Zustand zu diesem Zeitpunkt. In diesem Zustand wird die "Speicher"-Taste an dem Tastaturabschnitt 6 wieder gedrückt. Da der vergrößerte Buchstabe "C" in dem Speicher auch nach einem Abschalten des Energieversorgungsschalters gespeichert ist, kann er nach einem wiederholten Anschalten des Energieversorgungsschalters wieder angezeigt werden.
Eine derartige Abfolge von Vorgängen gemäß Fig. 3A → Fig. 5A → Fig. 5B kann durch die Abfolge eines zweidimensionalen Bildeingabevorgangs (a) → Speichern (b) → einer "Vergrößerung"-Bildverarbeitung (c) → Speichern (d) → eines zweidimensionalen Bildausgabevorgangs (e) hinsichtlich des Flußdiagramms gemäß Fig. 4 zum Ausdruck gebracht werden.
Die "Vergrößerung"-Bildverarbeitung in Schritt (c) gemäß Fig. 4 wird nachstehend beschrieben.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der "Vergrößerung"-Bildverarbeitung. In der nachstehenden Beschreibung wird ein Fall beispielhaft dargelegt, bei dem 400 · 400 Bildelemente zweidimensional an der Bildeingabeeinheit und der Bildausgabeeinheit mit einer Dichte von 5 · 5 Bildelementen je 1 mm² Fläche angeordnet sind, und bei dem 400 · 400 Daten (d. h. DAT (1, 1) bis DAT (400, 400)) in dem Speicher zur Speicherung von Bilddaten gespeichert werden, wie es gemäß Fig. 7 gezeigt ist.
Wird gemäß Fig. 6 das Gerät dieses Ausführungsbeispiels als elektronische Lupe verwendet, d. h. wird der "Vergrößerung"-Schalter gedrückt, dann werden die 400 · 400 Daten in dem Speicher auf der Grundlage des Ablaufdiagramms gemäß Fig. 6 geändert.
Wird im einzelnen die Gleichgrößen- Vergrößerungsanzeigebetriebsart ausgewählt ist, wird in dem Vergrößerungsunterscheidungsschritt (S2) NEIN festgelegt und eine Gleichgrößen- Vergrößerungsverarbeitung (S3) ausgewählt, da keine Vergrößerung in der Bildverarbeitung (S1) durchgeführt wird. Somit werden die Eingangsdaten als Ausgangsdaten verwendet (S4).
Ist die Vergrößerungsanzeigebetriebsart ausgewählt (Vergrößerung auf einen zweifachen Maßstab), wird überprüft, ob m eine ungerade oder gerade Zahl darstellt (S5), da in dem Vergrößerungsunterscheidungsschritt (S2) JA festgelegt ist. In Folge der Überprüfung gemäß Fig. 6, ob m eine ungerade Zahl darstellt, schreitet der Ablauf entlang dem NEIN-Pfad weiter, falls m eine gerade Zahl darstellt, und es wird danach überprüft, ob n eine ungerade Zahl darstellt (S6). Stellt n eine gerade Zahl dar, werden Daten gemäß einer Formel in Schritt S7 gewandelt, stellt m eine ungerade Zahl dar, werden Daten gemäß einer Formel in Schritt S8 gewandelt.
Stellt m andererseits eine ungerade Zahl dar, wird in Schritt S5 JA festgelegt. In gleichartiger Weise wird geprüft, ob n eine ungerade Zahl darstellt (S9). Stellt n eine gerade Zahl dar, werden Daten gemäß einer Formel in Schritt S10 gewandelt. Stellt n eine ungerade Zahl dar, werden Daten gemäß einer Formel in Schritt S11 gewandelt.
Somit werden unterschiedliche Umwandlungsformeln in Abhängigkeit davon verwendet, ob m und n gerade oder ungerade Zahlen darstellen, wobei Daten DAT (m, n) in der m-ten Zeile und der n-ten Spalte durch eine der vier Umwandlungsformen bestimmt werden, wie es gemäß Fig. 6 gezeigt ist. Folglich werden 100 · 100 Daten der zweidimensionalen Daten sowohl in der X-Achsenrichtung als auch in der y-Achsenrichtung um das zweifache (x2) erweitert bzw. vergrößert.
Natürlich kann die vorstehend angeführte Verarbeitung in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Vergrößerung oder der Bildelementanzahl geändert werden, wobei die Erfindung nicht auf das vorstehend angeführte Verarbeitungsverfahren begrenzt ist.
Die bevorzugte Anordnung des rückseitigen Lichts 2 und der Leselichtquelle 4 gemäß Fig. 2 wird nachstehend beschrieben.
Fig. 8 zeigt eine Prinzipansicht zur Erläuterung einer zweidimensionalen Illuminationsvorrichtung, welche auf dieses Ausführungsbeispiel angewendet werden kann. Die Illuminationsvorrichtung gemäß Fig. 8 weist eine Lichtleit- bzw. Lichtführungsplatte 120 wie etwa eine Acrylplatte, eine Lichtquelle 121 wie etwa eine Leuchtstofflampe und eine Reflexionsplatte 140 auf.
Durch die Lichtquelle 121 emittiertes Licht fällt in die Lichtführungsplatte 120 ein. Das in die Lichtführungsplatte 120 einfallende Licht breitet sich aus, während es durch die innenliegenden Flächen der Lichtführungsplatte 120 reflektiert wird, und tritt ebenso aus der Lichtführungsplatte 120 heraus. Die aus dem Lichtführungselement 120 heraustretenden und auf ein zu illuminierendes Objekt gestrahlten Lichtbestandteile werden wirksam verwendet, jedoch dienen in weitere Richtungen heraustretende Lichtbestandteile nicht als wirksames Licht. Gemäß Fig. 8 ist somit die Reflexionsplatte 140 bevorzugt an der dem zu illuminierenden Objekt gegenüber liegenden Fläche der Lichtführungsplatte angeordnet. Das Licht wird mit dieser Anordnung in Folge der Reflexionsplatte 140 reflektiert und illuminiert das zu illuminierende Objekt über die Lichtführungsplatte 120.
Die Reflexionsplatte 140 ist nicht immer notwendig. Trägt beispielsweise die Fläche, an der die Lichtführungsplatte 120 angeordnet ist (gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Fläche des Teilungsabschnitts 5) in ausreichender Weise zu einer Lichtreflexion bei (beispielsweise mit einer weißen Fläche oder einer Fläche hoher Leuchtdichte), kann die Reflexionsplatte 140 entfallen.
Andererseits kann die Reflexionsplatte 140 direkt an der dem zu illuminierenden Objekt gegenüber liegenden Fläche der Lichtführungsplatte 120 ausgebildet sein.
Die Position der Lichtquelle 121 wie etwa einer Leuchtstofflampe ist nicht auf eine Seite gemäß Fig. 8 beschränkt. Beispielsweise kann die Lichtquelle 121 ebenso an der gegenüberliegenden Seite angeordnet sein oder kann entsprechend an einer jeden der vier Seiten angeordnet sein.
An Stelle der Leuchtstofflampe kann eine große Zahl von LED vorgesehen sein oder es können LED-Chips an der Fläche der Lichtführungsplatte angeordnet sein.
Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht zur Erläuterung der bevorzugten Anordnung der Lichtquelle als einem Ausführungsbeispiel der Flächenlichtquelle gemäß Fig. 8.
Gemäß Fig. 9 sind Lichtquellen 121 wie beispielsweise Leuchtstofflampen an zwei Seiten (oder vier Seiten) der Lichtführungsplatte 120 angeordnet. Reflektoren 141 sind um die Lichtquellen 121 herum angeordnet, so dass durch die Lichtquellen 121 emittiertes Licht effektiv genutzt werden kann. Anzumerken ist, dass die Bildausgabeeinheit 1 oder die Bildeingabeeinheit 3 als das zu illuminierende Objekt angeordnet ist, wie es durch die gestrichelten Linien gemäß Fig. 9 angezeigt ist.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel, in dem eine Lichtaustrittsfläche 160 der Lichtführungsplatte 120 einen Lichtdiffusionsbereich 130 aufweist. Mit dieser Anordnung kann heraustretendes Licht noch gleichförmiger werden. Der Lichtdiffusionsbereich 130 kann in der Lichtführungsplatte 120 ausgebildet sein oder kann unter Verwendung einer weiteren Platte bzw. Tafel verwirklicht werden. Der Lichtdiffusionsbereich 130 kann durch eine Änderung der Zusammensetzung von Werkstoffen ausgebildet werden oder unter Verwendung eines Werkstoffs ausgebildet werden, der Partikel zur Diffusion oder Partikel eines Werkstoffs mit unterschiedlichem Brechungsindex beinhaltet.
Da wie vorstehend ausführlich erläutert in diesem Ausführungsbeispiel die Bildausgabeeinheit an einer Flächenseite angeordnet ist und die Bildeingabeeinheit an der gegenüberliegenden Flächenseite angeordnet ist, kann ein gewünschter Abschnitt eines Originals in einfacher Weise eingegeben werden.
Auch wenn das Gerät wie vorstehend beschrieben eine Lupenfunktion zum Anzeigen eines Bildes wie etwa eines Zeichens an einem Original in einem vergrößertem Maßstab aufweist, kann ein gewünschter Abschnitt in einem vergrößerten Maßstab auf einfache Weise angezeigt werden.
Da darüber hinaus die Bildeingabeeinheit und die Bildausgabeeinheit an den gegenüberliegenden Flächen angeordnet sind, kann ein kompaktes und tragbares Bildeingabe-/ausgabegerät verwirklicht werden.
Da ferner Lichtquellen für Spezialzwecke hinsichtlich der Bildeingabeeinheit und der Bildausgabeeinheit vorgesehen sind, kann eine optimale Illumination realisiert werden, die zum Lesen und Anzeigen von Charakteristiken geeignet ist.

[Zweites Ausführungsbeispiel]

Fig. 10 zeigt einen Teilausschnitt einer Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines Bildeingabe-/ausgabegeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
An einem Bildeingabe-/ausgabegerät 30 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind weder die Leselichtquelle noch das rückseitige Licht an einer Bildeingabeeinheit 3 und einer Bildausgabeeinheit 1 vorgesehen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Illuminationsvorrichtung gemeinsam für die Bildeingabeeinheit 3 und die Bildausgabeeinheit 1 verwendet.
Insbesondere sind in diesem Ausführungsbeispiel eine Lichtquelle 121 wie etwa eine Leuchtstofflampe und eine Lichtführungsplatte 120 vorgesehen und wird durch die Lichtquelle 121 emittiertes Licht über die Lichtführungsplatte 120 geführt, wie es vorstehend beschrieben ist. In diesem Fall wird aus einer Fläche der Lichtführungsplatte 120 heraustretendes Licht für die Bildeingabeeinheit verwendet und wird aus der anderen Fläche der Lichtführungsplatte 120 heraustretendes Licht für die Bildausgabeeinheit Verwendet.
Da jedoch für die Bildeingabeeinheit heraus tretendes Licht durch die Fläche eines Originals wie beispielsweise eines Papiers reflektiert wird, können bestimmte Lichtkomponenten über das Lichtführungselement als Illuminationslicht zur Illumination der Bildausgabeeinheit verwendet werden.
Wird kein Bildlesevorgang ausgeführt, beispielsweise wenn ein gespeichertes Bild angezeigt wird, wird daher das Bildeingabe-/ausgabegerät an einem Original angeordnet, falls möglich an einem leeren Blatt Papier, auf dem kein Zeichen oder dergleichen geschrieben ist, wodurch ein helleres angezeigtes Bild erzielt wird.
Die Zwei-Flächen-Lichtquelle 121 ist nicht auf die Lichtquelle dieses Ausführungsbeispiels beschränkt. Beispielsweise können EL- oder LED-Lichtquellen, durch welche eine Struktur mit geringem Profil erzielt werden kann und zwei Flächen illuminiert werden können, zweidimensional angeordnet werden.
Ebenso sind verschiedene weitere Anordnungen verfügbar. Beispielsweise können LED an den beiden Flächen einer Platte angeordnet sein oder können an einer Fläche eines transparenten Substrats angeordnet sein.
Da der Ablauf dieses Ausführungsbeispiels im wesentlichen mit dem in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen übereinstimmt, wird auf seine detaillierte Beschreibung verzichtet.
Da wie vorstehend beschrieben dieses Ausführungsbeispiel eine Lichtquelle gemeinsam für die Bildeingabeeinheit und die Bildausgabeeinheit verwendet, kann eine weitere Größenreduktion erzielt werden. Da eine gemeinsame Lichtquelle verwendet wird, kann Verbrauchsenergie eingespart werden und können die Kapazität einer Batterie und die Größe einer Energieversorgungsschaltung reduziert werden, was zu Größenreduktionen des Gesamtgeräts beiträgt. Wird die Batteriekapazität gleich gelassen, können Größenreduktionen hinsichtlich der Schaltung und der Lichtquelle verwirklicht werden oder das Gerät kann für eine längere Zeitdauer betrieben werden.

[Drittes Ausführungsbeispiel]

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Bildeingabeeinheit, welche hinsichtlich der Erfindung verwendet werden kann, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung beschrieben.
Fig. 11 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Bildeingabeeinheit, welche für das Bildeingabe-/ausgabegerät der Erfindung angewendet werden kann. Fig. 12A zeigt eine Draufsicht von Elementen, welche ein Bildelement der Bildeingabeeinheit bilden, und Fig. 12B zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie 12B-12B in Fig. 12A. Die Schaltung gemäß Fig. 11 beinhaltet fotoelektrische Wandlungselemente S11 bis S33, wobei jedes Element eine unten liegende Elektrode G und eine oben liegende Elektrode D aufweist. Die Schaltung gemäß Fig. 11 weist auch Kondensatoren C11 bis C33 und Übertragungs-TFT (Dünnschichttransistoren) T11 bis T33 auf. Eine Lesevorgangsenergieversorgung Vs und eine Auffrischungsenergieversorgung Vg sind jeweils mit den G-Elektroden der fotoelektrischen Wandlungselemente S11 bis S33 über Schalter SWs und SWg verbunden. Der Schalter SWs ist mit einer Auffrischungssteuerschaltung RF über einen Inverter verbunden und der Schalter SWg ist direkt mit der Schaltung RF verbunden. Während der Auffrischungsperiode befindet sich der Schalter SWg im angeschalteten Zustand und während der weiteren Perioden befindet sich der Schalter SWs im angeschalteten Zustand. Ein Bildelement wird durch ein fotoelektrisches Wandlungselement, einen Kondensator und eine TFT gebildet, wobei der Signalausgangsanschluss der Schaltung für ein Bildelement mit einer integrierten Erfassungsschaltung IC über eine Signalverdrahtungsleitung SIG verbunden ist.
Ein Lesesignal wird in einen Verstärker über Schalter Ml bis M3 eingespeist, welche durch ein Signal aus einem Schieberegister SR2 in der integrierten Erfassungsschaltung IC über Steuerverdrahtungsleitungen S1 bis S3 angeschaltet/abgeschaltet werden, und wird schließlich von einem Anschluss Vaus ausgegeben.
Ein Schieberegister SR1 ist mit Steuerverdrahtungsleitungen g1 bis g3 verbunden, welche mit den Gateelektrodenleitungen der TFT T11 bis T13 verbunden sind.
An einer fotoelektrischen Wandlungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel sind insgesamt neun Bildelemente in drei Blöcke unterteilt, wobei Ausgangssignale von drei Bildelementen jedes Blockes gleichzeitig übertragen werden und diese Ausgangssignale in der integrierten Erfassungsschaltung über die Signalverdrahtungsleitungen aufeinanderfolgend in Ausgangssignale gewandelt werden. Danach werden die Ausgangssignale ausgegeben. Gemäß Fig. 11 sind die Bildelemente zweidimensional angeordnet, indem drei Bildelemente in einem Block in der horizontalen Richtung gemäß Fig. 11 angeordnet sind und die drei Blöcke der Reihe nach in der vertikalen Richtung gemäß Fig. 11 angeordnet sind.
Der Betrieb der fotoelektrischen Wandlungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 13 beschrieben. Fig. 13 zeigt eine Zeitverlaufsdarstellung zur Erläuterung des Betriebs dieses Ausführungsbeispiels.
Die Schieberegister SR1 und SR2 legen hochpegelige bzw. HI-Signale an die Steuerverdrahtungsleitungen g1 bis g3 und s1 bis s3 an. Als Reaktion auf diese Signale werden die Übertragungs-TFT T11 bis T33 und die Schalter M1 bis M3 angeschaltet und elektrisch miteinander verbunden, wobei die D-Elektroden einer jeden der fotoelektrischen Wandlungselemente S11 bis S33 auf Massepotential gelegt werden (da der Eingangsanschluss einer Integrationserfassungseinrichtung Amp so ausgeführt ist, dass er das Massepotential darstellt). Gleichzeitig gibt die Auffrischungssteuerschaltung RF ein hochpegeliges bzw. HI-Signal zum Anschalten des Schalters SWg aus, wobei die G-Elektroden jedes der fotoelektrischen Wandlungslemente S11 bis S33 in Folge der Auffrischungsenergieversorgung Vg auf ein positives Potential gelegt werden. Jedes der fotoelektrischen Umwandlungselemente S11 bis S33 wird in die Auffrischungsbetriebsart gestellt und aufgefrischt. Danach gibt die Auffrischungssteuerschaltung RF ein niedrigpegeliges bzw. LO-Signal zum Anschalten des Schalters des SWs aus, wobei die G-Elektroden jedes der fotoelektrischen Wandlungselemente S11 bis S33 in Folge der Lesevorgangsenergieversorgung Vs auf ein negatives Potential gelegt werden. Jedes der fotoelektrischen Wandlungslemente S11 bis S33 wird auf die fotoelektrische Wandlungsbetriebsart eingestellt und gleichzeitig werden die Kondensatoren C11 bis C33 initialisiert.
In diesem Zustand legen die Schieberegister SR1 und SR2 die niedrigpegeligem bzw. LO-Signale an die Steuerverdrahtungsleitungen g1 bis g3 und s1 bis s3 an. Als Reaktion auf diese Signale werden die Übertragungs-TFT T11 bis T33 und die Schalter Ml bis M3 abgeschaltet und die D-Elektroden jedes der fotoelektrischen Wandlungselemente S11 bis S33 werden gleichspannungsmäßig freigeschaltet bzw. offen. Jedoch werden die Potentiale durch die Kondensatoren C11 bis C13 gehalten.
Da jedoch zu diesem Zeitpunkt kein Illuminationslicht einfällt, fällt kein Licht auf die fotoelektrischen Wandlungselemente S11 bis S33 und fließen keine Fotoströme. Wird in diesem Zustand Illuminationslicht als Lichtimpulse oder kontinuierliches Licht ausgegeben und auf ein Original gestrahlt, fällt durch das Original reflektiertes Licht auf die fotoelektrischen Wandlungselemente S11 bis 533. Dieses Licht beinhaltet eine Information über ein Bild an dem Original. Als Reaktion auf dieses Licht fließende Fotoströme werden in den Kondensatoren C11 bis C33 als Ladungen gespeichert und nach der Bestrahlung mit dem einfallenden Licht gehalten.
Das Schieberegister SR1 legt hochpegelige bzw. HI- Steuerimpulse an der Steuerverdrahtungsleitung g1 an, wobei Signale v1 bis v3 aufeinanderfolgend über die Übertragungs-TFT T11 bis T13 und die Schalter M1 bis M3 als Reaktion auf von dem Schieberegister SR2 an die Steuerverdrahtungsleitungen s1 bis s3 zugeführte Steuerimpulse ausgegeben werden. In gleichartiger Weise werden weitere optische Signale gesteuert durch die Schieberegister SR1 und SR2 ausgegeben. Somit wird die zweidimensionale Information an dem Original als Signale v1 bis v9 erlangt. Ein Stehbild kann durch den vorstehend beschriebenen Ablauf erlangt werden. Zur Erlangung einer dynamischen Bildinformation wird der vorstehend beschriebene Ablauf wiederholt.
Ein durch eine gestrichelte Linie in Fig. 11 umringter Abschnitt ist an einem einzigen großflächigen Isoliersubstrat ausgebildet. Fig. 12a zeigt eine Draufsicht eines Abschnitts, der dem ersten Bildelement in dem durch die gestrichelte Linie in Fig. 11 umringten Abschnitt entspricht. Das Bildelement gemäß Fig. 12a beinhaltet das fotoelektrische Wandlungselement S11, den TFT T11, den Kondensator C11 und die Signalverdrahtungsleitung SIG. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der Kondensator C11 und das fotoelektrische Wandlungselement S11 nicht elementbezogen in unabhängiger Weise isoliert und ist der Kondensator C11 gleichzeitig (einteilig) durch eine Vergrößerung der Elektrodenfläche des fotoelektrischen Wandlungselements S11 ausgebildet. Diese Struktur kann verwirklicht werden, da das fotoelektrische Wandlungselement und der Kondensator die gleiche Schichtstruktur aufweisen.
Fig. 12B zeigt eine Schnittansicht entlang einer gestrichelten Linie 12B - 12B in Fig. 12A.
Gemäß Fig. 12B ist eine Passivierung-Siliziumnitridschicht SiN an dem obenliegenden Abschnitt des Bildelements ausgebildet.
Dabei muss die Siliziumnitridschicht nicht immer eine stöchiometrische Zusammensetzung aufweisen. Ebenso können weitere Schichten wie beispielsweise eine Siliziumoxidschicht, eine Siliziumcarbidschicht und dergleichen verwendet werden, solange sie als eine Passivierungsschicht verwendet werden können.
Die in Fig. 12B dargestellte Struktur beinhaltet eine unten liegende Elektrode 102 beispielsweise bestehend aus Cr, eine Isolierschicht 107 beispielsweise bestehend aus SiN, eine i-Typ-Halbleiterschicht zur photoelektrischen Wandlung bzw. photoelektrische Wandlungshalbleiterschicht 104, eine n-Typ- bzw. n-dotierte-Löcherinjektionsverhinderungsschicht 105 und eine oben liegende Elektrode 106.
Die i-Typ-Halbleiterschicht 104 zur fotoelektrischen Wandlung weist bevorzugt amorphes Silizium mit Wasserstoff auf. Jedoch können weitere Halbleiterwerkstoffe wie beispielsweise amorphes Silizium mit Kristallitmaterial, Kristallitsizilium, polykristallinem Silzium und dergleichen verwendet werden, solange sie ein TFT bilden können. Ferner beinhalten diese Halbleiterwerkstoffe bevorzugt Wasserstoffatome. Alternativ können die Halbleiterwerkstoffe Halogenatome oder sowohl Wasserstoffatome als auch Halogenatome beinhalten.
Gemäß Fig. 12B wird ein Originalilluminationslicht von der Rückenflächenseite (der unten liegenden Seite gemäß Fig. 12B) des fotoelektrischen Wandlungselementabschnitts auf ein Original gestrahlt und fällt durch das Original reflektiertes Licht auf das fotoelektrische Wandlungselement.
Der Ablauf dieses Ausführungsbeispiels wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 12B beschrieben. In der Auffrischungsbetriebsart wird ein elektrisches Feld zum Leiten von Löchern von der Halbleiterschicht 104 zu der oben liegenden Elektrode 106 hin angelegt. In der Betriebsart zur fotoelektrischen Wandlung wird ein elektrisches Feld angelegt, um zu bewirken, dass in der Halbleiterschicht 104 erzeugte Löcher darin verbleiben und dass Elektronen zu der oben liegenden Elektrode 106 hin geleitet werden. In dieser Betriebsart zur fotoelektrischen Wandlung werden die in der Halbleiterschicht 104 gespeicherten Löcher oder die zu der Seite der oben liegenden Elektrode geleiteten Elektronen erfasst.
Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel die G-Elektroden der fotoelektrischen Wandlungselemente mit gemeinsamen Verdrahtungsleitungen verbunden sind und die gemeinsamen Verdrahtungsleitungen über die Schalter SWs und SWg so gesteuert werden, dass sie auf den Potentialen der Auffrischungsenergieversorgung Vg und der Leseenergieversorgung Vs liegen, können alle fotoelektrischen Wandlungselemente gleichzeitig zwischen der Auffrischungsbetriebsart und der Betriebsart zur fotoelektrischen Wandlung umgeschaltet werden. Deshalb können optische Ausgangssignale unter Verwendung eines TFT je Bildelement ohne der Erfordernis einer aufwendigen Steuerung erlangt werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind neun Bildelemente zweidimensional in einer 3 · 3 Matrix angeordnet und werden der Bildaufnahmevorgang und der Bildanzeigevorgang erzielt, indem gleichzeitig drei Bildelemente jeweils bei drei Zeitmultiplex- bzw. Zeitaufteilungszeitpunkten angesteuert werden. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Beispielsweise könne 2000 · 2000 Bildelemente zweidimensional mit einer Dichte von 5 · 5 Bildelementen je 1 mm² Fläche angeordnet sein, woraus eine 40 cm · 40 cm Bildeingabeeinheit resultiert.
Fig. 14 und 15 zeigen Montagezustände einer Bildeingabeeinheit mit 2000 · 2000 Bildelementen. Ist beispielsweise eine Bildeingabeeinheit mit 2000 · 2000 Bildpunkten zu realisieren, muss nur die Anzahl der durch die gestrichelte Linie gemäß Fig. 11 umringten Bestandteile sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung erhöht werden. Dabei wird die Anzahl der Steuerverdrahtungsleitungen (Leitungen g1 bis g2000) auf 2000 erhöht und wird die Anzahl der Signalverdrahtungsleitungen SIG (Leitung SIG1 bis SIG2000) ebenso auf 2000 erhöht. Das Schieberegister SR1 und die integrierte Erfassungsschaltung Ic müssen groß integriert (large scale) sein, da sie eine Steuerung und Verarbeitung von 2000 Leitungen durchführen müssen. Werden das Schieberegister und die integrierte Schaltung mittels 1-Chip-Elementen realisiert, wird die Integration eines Chips sehr groß, wobei ein derartiges Element hinsichtlich des Herstellungsertrags und der Herstellungskosten nachteilig ist. Somit wird als das Schieberegister SR1 ein Chip pro 100 Stufen (stages) ausgebildet und werden insgesamt 20 Schieberegister (SR1- 1 bis SR1-20) verwendet. Ebenso wird als die integrierte Erfassungsschaltung ein Chip pro 100 Verarbeitungsschaltungen ausgebildet und werden insgesamt 20 integrierte Schaltungen (ICI bis IC20) verwendet.
Gemäß Fig. 14 sind 20 Chips (SR1-1 bis SR1-20) an der linken Seite (L) angebracht, sind 20 Chips an der unten liegenden Seite (U) angebracht und sind 100 Steuerverdrahtungsleitungen sowie 100 Signalleitungen pro Chip mit jedem Chip mittels Drahtkontaktierung (wire bonding) verbunden. Ein mittels einer gestrichelten Linie umringter Abschnitt gemäß 14 entspricht dem mittels der gestrichelten Linie gemäß Fig. 11 umringten Abschnitt. Ferner sind Anschlüsse zu einer externen Schaltung in Fig. 14 nicht dargestellt. Ferner sind die Bestandteile SWg, SWs, Vg, Vs, RF und dergleichen in Fig. 14 nicht dargestellt. Von den integrierten Erfassungsschaltungen IC1 bis IC20 werden 20 Ausgangssignale (Vaus) erlangt. Diese Ausgangssignale können über einen Schalter oder dergleichen mit einer einzelnen Leitung in Wirkverbindung stehen oder die 20 Ausgangssignale können direkt ausgegeben und einer parallelen Verarbeitung unterzogen werden.
Fig. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Gemäß Fig. 15 sind 10 Chips (SR1-1 bis SR1-10) an der linken Seite (L), 10 Chips (SR1-11 bis SR1-20) an der rechten Seite (R), 10 Chips (IC1 bis IC10) an der oben liegenden Seite (O) und 10 Chips (IC11 bis IC20) an der unten liegenden Seite (U) angebracht. Da gemäß dieser Anordnung 1000 Verdrahtungsleitungen sich jeweils zu der oben liegenden, unten liegenden, linken und rechten Seite (0, U, L, R) verteilen, wird die Verdrahtungsdichte jeder Seite darüber hinaus reduziert und die Drahtkontaktierungsdichte jeder Seite ebenso reduziert, womit der Ertrag weiter verbessert wird. Die Verdrahtungsleitungen sind derartig verteilt, dass Leitungen g1, g3, g5, ..., g1999 zu der linken Seite (L) hin verteilt sind und Leitungen g2, g4, g6, ..., g2000 zu der rechten Seite (R) hin verteilt sind. D. h. die ungeradzahligen Steuerleitungen sind zu der linken Seite (L) hin verteilt und die geradzahligen Steuerleitungen sind zu der rechten Seite (R) hin verteilt. Da die Verdrahtungsleitungen gemäß dieser Anordnung in gleichmäßigen Intervallen verlaufen und verbunden sind, kann verhindert werden, dass die Verdrahtungsleitungen hoch dicht konzentriert werden, womit der Ertrag weiter verbessert wird. In gleichartiger Weise können die ungeradzahligen und geradzahligen Verdrahtungsleitungen ähnlich zur oben liegenden Seite (O) und zur unten liegenden Seite (U) hin verteilt sein. Obwohl nicht dargestellt, können die Verdrahtungsleitungen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer derartigen Weise verteilt sein, dass Leitungen g1 bis g100, g201 bis g300, ..., g1801 bis g1900 zu der linken Seite (L) hin verteilt sind, und Leitungen g101 bis g200, g301 bis g400, ..., g1901 bis g2000 zu der rechten Seite (R) hin verteilt sind. Insbesondere können fortlaufende Steuerleitungen zu jedem Chip hin verteilt sein, wobei Sätze von fortlaufenden Steuerleitungen wechselweise zu der linken und rechten Seite (L, R) hin verteilt sind. Gemäß dieser Anordnung kann ein Chip in fortlaufender Weise gesteuert werden und können die Ansteuerzeitverläufe des Geräts leicht bestimmt werden. Da darüber hinaus die Schaltung nicht kompliziert gemacht werden muss, können IC-Chips mit geringeren Kosten verwendet werden. In ähnlicher Weise können die Verdrahtungsleitungen fortlaufend in Chip-Einheiten zu der oben liegenden Seite (O) und der unten liegenden Seite (U) hin verteilt sein, womit eine Schaltung mit geringeren Kosten verwendet werden kann, da eine fortlaufende Verarbeitung realisiert werden kann.
Da gemäß den Fig. 14 und 15 die mit der gestrichelten Linie umringte Schaltung an einer einzigen Platte ausgebildet ist, können Chips an der Platte angebracht werden oder können eine Schaltungsplatte gemäß dem durch die gestrichelte Linie umringten Abschnitt und Chips an einer weiteren großen Platte angebracht werden. Alternativ können Chips an einer flexiblen Platte angebracht sein und kann die flexible Platte entsprechend dem durch die gestrichelte Linie umringten Abschnitt an der Schaltungsplatte befestigt und an sie angeschlossen sein.
Jedoch ist es schwierig, eine Großflächenbildeingabeeinheit mit einer großen Anzahl von Bildelementen in komplexen Prozessen unter Verwendung konventioneller Fotosensoren herzustellen. Jedoch ist die Anzahl der Herstellungsprozesse für die Bildeingabeeinheit gemäß der Erfindung gering, da die jeweiligen Bestandteile gleichzeitig unter Verwendung gemeinsamer Schichten in einfachen Prozessen ausgebildet werden können. Daher kann eine Hochleistungsgroßflächenbildeingabeeinheit mit großem Ertrag und geringen Kosten hergestellt werden. Da ein Kondensator und ein fotoelektrisches Wandlungselement an einem einzigen Element angeordnet sein können, kann die Anzahl der Elemente bzw. Bestandteile in der Praxis halbiert werden, womit der Ertrag weiter verbessert wird.
Dabei ist das fotoelektrische Wandlungselement nicht auf die vorstehend angeführte Anordnung beschränkt. Beispielsweise kann die Anordnung des fotoelektrischen Wandlungselements in geeigneter Weise solange modifiziert werden, als das Element eine erste Elektrodenschicht, eine Isolierschicht zur Verhinderung einer Migration von Löchern und Elektronen, eine fotoelektrische Wandlungshalbleiterschicht und eine zweite Elektrodenschicht aufweist und eine Injektionsverhinderungsschicht zur Verhinderung der Injektion von Löchern in die fotoelektrische Wandlungsschicht zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der fotoelektrischen Wandlungsschicht angeordnet ist. Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann das Verhältnis zwischen Löchern und Elektroden umgekehrt werden. Beispielsweise kann die Injektionsverhinderungsschicht eine p-dotierte Schicht aufweisen. Werden dabei gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel weitere Anordnungsabschnitte durch Umkehrung der Anlegerichtungen der Spannungen und der elektrischen Feldern gebildet, können die gleichen Vorgänge wie vorstehend beschrieben erzielt werden. Ferner muss die fotoelektrische Wandlungshalbleiterschicht bzw. Halbleiterschicht zur photoelektrischen Wandlung nur eine fotoelektrische Wandlungsfunktion zum Erzeugen von Elektron-Loch-Paaren auf Lichteinfall hin aufweisen. Die Schichtstruktur der fotoelektrischen Wandlungshalbleiterschicht ist nicht auf eine Ein-Schicht-Struktur beschränkt, sondern kann eine Viel-Schicht-Struktur darstellen. Ebenso können sich die Charakteristiken der fotoelektrischen Wandlungshalbleiterschicht kontinuierlich ändern.
In ähnlicher Weise muss das TFT lediglich eine Gatelektrode, eine Gateisolierschicht, eine Halbleiterschicht, die einen Kanal ausbilden kann, eine ohmsche Kontaktschicht und eine Hauptelektrode aufweisen. Beispielsweise kann die ohmsche Kontaktschicht eine p- Typ-Schicht beinhalten. Dabei kann die Steuerspannung für die Gate-Elektrode umgekehrt werden und können Löcher als Träger verwendet werden.
In gleichartiger Weise muss der Kondensator lediglich eine unten liegende Elektrode, eine Zwischenschicht mit einer Isolierschicht und eine oben liegende Elektrode aufweisen. Auch wenn der Kondensator beispielsweise nicht speziell von dem fotoelektrischen Wandlungselement oder dem TFT isoliert ist, kann der Kondensator die Elektrodenabschnitte der jeweiligen Elemente gemeinsam benutzen.
Ferner muss der gesamte Abschnitt des Isoliersubstrats nicht aus einem isolierenden Werkstoff bestehen. Beispielsweise kann ein isolierender Werkstoff an einem Leiter oder einem Halbleiter angeordnet sein.
Da das fotoelektrische Wandlungselement selbst eine Funktion zur Ladungsspeicherung aufweist, kann ein Integralwert einer Lichtinformation für eine vorbestimmte Zeitdauer ohne Anordnung eines speziellen Kondensators erlangt werden.
Das Bildeingabe-/ausgabegerät der Erfindung ist nicht auf das in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschriebene Gerät beschränkt, sondern es können Abwandlungen und Kombinationen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung erfolgen. Beispielsweise muss das Bildeingabe-/ausgabegerät nur eine an einer Fläche angebrachte zweidimensionale Bildeingabeinheit (Leseeinrichtung), eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung einer Bildeingabe durch die Bildeingabeeinheit und eine zweidimensionale Bildausgabeeinheit (Anzeigeeinrichtung) aufweisen, die an der weiteren Fläche als Rückenfläche bzw. als hinten liegende Fläche bezüglich der einen Fläche angeordnet ist.
Daher ist die zweidimensionale Bildeingabeeinheit (Leseeinrichtung) nicht auf den vorstehend beschriebenen Bildsensor mit amorphen Silizium beschränkt, der eine Herstellung eines kostengünstigen großflächigen Sensors ermöglicht, sondern kann einen Bildsensor mit Kristallit- Silizium oder polykristallinem Silizium aufweisen, der einen Hochgeschwindigkeitslesevorgang ermöglicht, oder kann einen Infrarotstrahlensensor oder eine Ultraviolettstrahlensensor aufweisen, der eine Erfassung unter Verwendung von Infrarot- oder Ultraviolettstrahlen als Lichtquelle ermöglicht.
In ähnlicher Weise ist die zweidimensionale Bildausgabeeinheit nicht auf die Flüssigkristallanzeige beschränkt, die die Herstellung einer kostengünstigen, großflächigen Anzeige ermöglicht, sondern kann eine Flachfeldkatodenstrahlröhre (flat panel CRT), die eine Anzeige mit höherer Auflösung ermöglicht, oder eine Plasmaanzeige aufweisen, die eine hellere Anzeige ermöglicht.
Das Ausführungsbeispiel beinhaltet keine Aufzeichnungseinrichtung wie etwa einen Drucker. Jedoch kann eine Aufzeichnungseinrichtung wie etwa ein Drucker leicht an dem Bildeingabe-/ausgabegerät der Erfindung angeordnet werden.

[Wirkung der Erfindung]

Wie es vorstehend gemäß der Erfindung ausführlich beschrieben ist, kann ein Bildeingabe-/ausgabegerät bereitgestellt werden, das eine Größen- und Kostenreduktion verwirklichen kann.
Erfindungsgemäß kann ein Bildeingabe-/ausgabegerät bereit gestellt werden, das ein Bild lesen kann, während es eine durch eine Bildeingabeeinheit gelesene Bildinformation oder eine an einem Original zu lesende Bildinformation bestätigt.
Erfindungsgemäß kann darüber hinaus ein Bildeingabe-/ausgabegerät bereit gestellt werden, das eine durch die Bildeingabeeinheit gelesene Bildinformation an der Bildausgabeeinheit in Echtzeit anzeigen kann.
Ferner kann erfindungsgemäß ein Bildeingabe-/ausgabegerät bereit gestellt werden, das die Betriebsfähigkeit verglichen zu einem bekannten Gerät deutlich verbessern kann.
Zudem kann erfindungsgemäß ein Bildeingabe-/ausgabegerät bereit gestellt werden, das eine elektronische Lupenfunktion zum Anzeigen eines gelesenen Bildes in einem vergrößerten Maßstab aufweist.
Ferner kann ein erfindungsgemäßes Bildeingabe-/ausgabegerät Größen- und Kostenreduktionen hinsichtlich des Gesamtgeräts realisieren, da eine zweidimensionale Bildeingabeeinheit (Leseeinrichtung) an einer Fläche angeordnet ist und eine zweidimensionale Bildausgabeeinheit (Anzeigeeinrichtung) an der weiteren Fläche als einer Rückenfläche bzw. hinten liegenden Fläche bezüglich der einen Fläche angebracht ist, und kann an einem Original mit einer Bildeingabefläche nach unten gerichtet und einer Bildausgabefläche nach oben gerichtet angeordnet werden und kann eine gelesene Bildinformation an der Bildausgabefläche als der oben liegenden Fläche in Echtzeit anzeigen, da die Bildeingabefläche und Bildausgabefläche voneinander unterschiedlich sind, womit die Betriebsfähigkeit deutlich verbessert wird.
Da das fotoelektrische Wandlungselement an der Bildeingabeeinheit der Erfindung die vorstehend beschriebene Anordnung aufweist, kann die Lichteinfallsmenge durch lediglich eine Injektionsverhinderungsschicht erfasst werden, können Prozesse in einfacher Weise optimiert werden, kann der Ertrag verbessert werden und können die Herstellungskosten reduziert werden.
Deshalb kann eine kostengünstige Bildeingabeeinheit mit einem hohen Signal/Rausch-Verhältnis bzw. S/N-Verhältnis bereit gestellt werden. Da eine erste Elektrodenschicht, eine Isolierschicht und eine fotoelektrische Wandlungshalbleiterschicht nicht den Tunneleffekt oder eine Schottky-Barriere benutzen, können Elektrodenwerkstoffe frei ausgewählt werden und weisen die Isolierschichtdicke und weitere Steuerparameter hohe Freiheitsgrade auf. Das fotoelektrische Wandlungselement weist gute Anpassungscharakteristiken hinsichtlich eines Schaltelements wie etwa eines Dünnschicht- Feldeffekttransistors (TFT) und/oder eines Kondensatorelement auf, um gleichzeitig ausgebildet zu werden. Darüber hinaus weisen diese Elemente die gleiche Schichtstruktur auf. Daher können diese Elemente gleichzeitig ausgebildet werden. Da ferner die wesentliche Schichtstruktur sowohl des fotoelektrischen Wandlungselements als auch des TFT gleichzeitig in einem einzigen Vakuumzustand ausgebildet werden können; kann die Bildeingabeeinheit ein höheres Signal/Rausch- Verhältnis bzw. S/N-Verhältnis und geringere Kosten aufweisen. Da der Kondensator eine Isolierschicht an seiner Zwischenschicht beinhaltet und mit guten Charakteristiken ausgebildet werden kann, kann eine Hochleistungsbildeingabeeinheit ausgebildet werden, die den Integralwert einer durch eine Vielzahl von fotoelektrischen Wandlungselementen mit einer einfachen Anordnung erlangten optischen Information ausgeben kann.

Claims

1. Bildeingabe-/ausgabegerät, mit:

einer an einer ersten Fläche angeordneten zweidimensionalen Bildeingabeeinheit (3), wobei die Bildeingabeeinheit (3) in einer Matrix angeordnete photoelektrische Wandlungselemente (S11-S33) aufweist, und benachbart zu den photoelektrischen Wandlungselementen (S11-S33) angeordneten Schalteinrichtungen (T11-T33) zur Ansteuerung der photoelektrischen Wandlungselemente (S11-S33),

einer Bildverarbeitungsschaltung (7) zur Verarbeitung eines durch die Bildeingabeeinheit (3) eingegebenen Bildes, und

einer an einer zweiten Fläche gegenüber der ersten Fläche angeordneten zweidimensionalen Bildausgabeeinheit (1),

dadurch gekennzeichnet, daß

jede der photoelektrischen Wandlungselemente (S11- S33) aufweist:

eine erste Elektrodenschicht (102),

eine erste Isolierschicht (107) zur Verhinderung einer Passage eines Pfades von Ladungsträgern einer ersten Leitfähigkeitsart und einer von der ersten Leitfähigkeitsart unterschiedlichen zweiten Leitfähigkeitsart,

eine photoelektrische Wandlungshalbleiterschicht (104),

eine zweite Elektrodenschicht (106), und

eine Injektionsverhinderungsschicht (105) zur Verhinderung der Injektion von Ladungsträgern einer ersten Leitfähigkeitsart in die photoelektrische Wandlungshalbleiterschicht (104), wobei die gegenüber der ersten Elektrodenschicht (102) angebrachte Injektionsverhinderungsschicht (105) zwischen der zweiten Elektrodenschicht (106) und der photoelektrischen Wandlungsschicht (104) angeordnet ist, wodurch das photoelektrische Wandlungselement eingerichtet ist, eine photoelektrische Wandlungsfunktion zwischen der ersten und zweiten Elektrodenschicht (102, 106) auszuführen, wenn eine Spannung zwischen der ersten und zweiten Elektrodenschicht (102, 106) angelegt wird, und wobei das photoelektrische Wandlungselement eingerichtet ist, resultierend aus der photoelektrischen Wandlungsfunktion erzeugte Ladungsträger zu speichern.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei jede der Schalteinrichtungen (T11-T33) aufweist: eine Gateelektrode (102),

eine an der Gateelektrode (102) vorgesehene Gateisolierschicht (107),

eine an der Isolierschicht (107) vorgesehene Halbleiterschicht (109),

eine einen Spalt aufweisende ohmsche Kontaktschicht (105), wobei die ohmsche Kontaktschicht (105) an der Halbleiterschicht (104) vorgesehen ist, und

eine an der ohmschen Kontaktschicht (105) vorgesehene Elektrode (106).

3. Gerät nach Anspruch 2, wobei die Schalteinrichtungen (T11-T33) und die photoelektrischen Wandlungselemente (S11-S33) einteilig ausgebildet sind, wobei die erste Elektrodenschicht (102), die erste Isolierschicht (107), die photoelektrische Wandlungshalbleiterschicht (104), die Injektionsverhinderungsschicht (105) und die zweite Elektrodenschicht (106) der photoelektrischen Wandlungselemente (S11-S33) jeweils unter Verwendung der gleichen Schichten wie die Gateelektrode (102), die Gateisolierschicht (107), die Halbleiterschicht (104), die ohmsche Kontaktschicht (105) und die Elektrode (106) der Schalteinrichtungen (T11-T33) ausgebildet sind.

4. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die photoelektrischen Wandlungselemente (S11-S33) in eine Vielzahl von Blöcken geteilt sind und die Schalteinrichtungen (T11-T33) eingerichtet sind, Einheiten von Blöcken verknüpfter photoelektrischer Wandlungselemente (S11-S33) zur Erfassung optischer Signale zu betreiben, wobei die Schalteinrichtungen (T11- T33) eingerichtet sind:

in einem Auffrischungsvorgang ein elektrisches Feld an verknüpfte photoelektrische Wandlungselemente (S11- S33) in einer Richtung anzulegen, um Ladungsträger der ersten leitenden Art von der photoelektrischen Wandlungshalbleiterschicht (104) zu der zweiten Elektrodenschicht (106) zu führen, und

in einem photoelektrischen Wandlungsvorgang ein elektrisches Feld an verknüpfte photoelektrische Wandlungselemente (S11-S33) anzulegen, um zu bewirken, dass als Reaktion auf einen Lichteinfall an der photoelektrischen Wandlungsschicht (104) erzeugte Ladungsträger der ersten Leitfähigkeitsart in der photoelektrischen Wandlungsschicht (104) bleiben, und um Ladungsträger der zweiten Leitfähigkeitsart zu der zweiten Elektrodenschicht (106) zu führen, und in der photoelektrischen Wandlungshalbleiterschicht (104) gespeicherte Ladungsträger der ersten Leitfähigkeitsart oder zu der zweiten Elektrodenschicht (106) geführte Ladungsträger der zweiten Leitfähigkeitsart als ein optisches Signal zu erfassen.

5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Speichereinrichtung zur Speicherung eines durch die Bildeingabeeinheit (3) eingegebenen Bildes oder einer Speichereinrichtung zur Speicherung eines durch die Bildverarbeitungsschaltung (7) verarbeiteten Bildes.

6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Beleuchtungsvorrichtung (2, 4; 120, 121, 140) zur Beleuchtung der Bildeingabeeinheit (3) und der Bildausgabeeinheit (1).

7. Gerät nach Anspruch 6, wobei eine gemeinsame Beleuchtungsvorrichtung (120, 121, 140) zur Beleuchtung sowohl der Bildeingabeeinheit (3) als auch der Bildausgabeeinheit (1) eingerichtet ist.

8. Gerät nach Anspruch 6, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (2, 4) eine erste (2) und eine zweite (4) Beleuchtungsvorrichtung aufweist, wobei die erste Beleuchtungsvorrichtung (2) zur Beleuchtung der Bildausgabeeinheit (1) eingerichtet ist und die zweite Beleuchtungsvorrichtung (4) zur Beleuchtung der Bildeingabeeinheit (3) eingerichtet ist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (2, 4; 120, 121, 140) eine Lichtquelle (121) und ein Lichtführungselement (120) aufweist.

10. Gerät nach Anspruch 9, wobei die Beleuchtungsvorrichtung ferner ein Diffusionselement (130) zur Diffusion von aus der Lichtquelle (121) ausgestrahltem Licht aufweist.

11. Gerät nach Anspruch 10, wobei das Diffusionselement (130) einen Diffusionsbereich des Führungselements (120) darstellt.

12. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bildverarbeitungsschaltung (7) zur Durchführung einer Funktion für eine Vergrösserung von Bilddaten eingerichtet ist.