JP2010286875A - 電気光学装置とその駆動方法と電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光センサと光源とを備えた電気光学装置において、原稿からの画像の読み取りと、表示された画像内の位置を指示物で指し示すことによる情報入力との両方を可能とする。
【解決手段】透明な第１基板１と、第１基板１上に形成され、入射光の光量を検出する光センサ５と、光センサ５を第１基板１との間に挟む第２基板４と、第２基板４と光センサ５との間に挟まれ、第１基板１に向けて発光する発光素子７とを備える電気光学装置１０を提供する。原稿からの画像の読み取り時には、この原稿と第１基板１とが対向し、発光素子７の発光の一部は原稿で反射されて光センサ５に入射する。また、指示物での位置入力時には、第１基板１とペン３０とが接触または近接し、ペン３０の先端３１付近の光センサ５に入射する外光が遮られる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光センサと光源とを備えた電気光学装置に関する。

光センサと光源とを備えた電気光学装置としては、特許文献１に記載の光源一体型イメージセンサを例示可能である。このイメージセンサは、光源（ＥＬ素子）が原稿を照らし、光センサ（受光素子）が原稿からの反射光を受光することで、原稿から画像を読み取る。また、特許文献２には、原稿から画像を読み取って文字を入力することができるイメージセンサ内蔵携帯端末装置が開示されている。文字を入力する他の装置としては、特許文献３に記載の、文字の書き取りを練習するための装置が挙げられる。この装置の使用者は、画像を表示可能な液晶タブレットに文字を表示させ、この文字をペンでなぞることにより、文字を入力する。

特開平５−１９１５６４号公報（図１） 特開平９−６５０２８号公報（図１０） 特開２００７−７２０８６号公報（図１）

特許文献１及び２に記載の装置では、原稿からの画像の読み取りは可能であるが、表示された画像内の位置を指やペン等の指示物で指し示すことによる情報入力は不可能である。一方、特許文献３に記載の装置では、表示された画像内の位置をペンで指し示すことによる情報入力は可能であるが、原稿からの画像の読み取りは不可能である。
そこで、本発明は、光センサと光源とを備えた電気光学装置において、原稿からの画像の読み取りと、表示された画像内の位置を指示物で指し示すことによる情報入力との両方を可能とすることを解決課題とする。

この課題を解決するために、本発明は、透明な第１基板と、前記第１基板上に形成され、前記第１基板からの光を受光して受光光量を検出する光センサと、前記光センサを前記第１基板との間に挟む第２基板と、前記第２基板と前記光センサとの間に挟まれ、前記第１基板に向けて発光する発光素子（光源）とを備える電気光学装置を提供する。なお、「第１基板に向けて発光」には、第１基板に向かう光のみを発することも、全方位に向かう光を発することも含まれる。
この電気光学装置によれば、第１基板が透明であるから、発光素子からの光が第１基板を透過するようにすること、及び、この透過光のうち、指やペン、原稿などの外部の物体で反射された光（反射光）が第１基板を透過して光センサに入射するようにすることができる。したがって、この電気光学装置によれば、発光素子の輝度を制御することによって画像を表示し、この画像内の位置であって外部の指示物（指やペンなど）で指し示された位置を検出すること、及び外部の原稿から画像を読み取ることができる。つまり、この電気光学装置によれば、原稿からの画像の読み取りと、表示された画像内の位置を指示物で指し示すことによる情報入力との両方が可能となる。

上記の電気光学装置において、前記発光素子と前記光センサとの間で光を遮る遮光層を備えるようにしてもよい。この電気光学装置には、全方位に向かう光を発する発光素子を採用しても、発光素子の発光が直接的に光センサへ入射することがないから、画像の読み取りや位置の検出の精度が低下しないという利点がある。

上記の各電気光学装置において、前記第２基板を透明としてもよい。この電気光学装置は、いわゆるデュアルエミッション型の発光装置であり、第１基板と第２基板との両方に画像を表示することができる。上記の遮光層を備える電気光学装置の場合、第１基板に表示される画像の明るさは遮光層に遮光される光量に依存するが、第２基板に表示される画像の明るさは遮光層に遮光される光量に依存しない。

上記の各電気光学装置において、前記光センサ及び前記発光素子をそれぞれ複数備え、前記複数の光センサの各々は、平面視において前記複数の発光素子のいずれとも重ならないようにしてもよい。この電気光学装置では、発光素子が複数であるから、画像の表示解像度が高くなる。また、この電気光学装置では、光センサが複数であるから、画像の読み取りや位置の検出の精度が高くなる。また、この電気光学装置によれば、発光素子と光センサとが互いに重ならないから、発光素子からの光のうち、遮光層に遮られる光の量を抑制することができる。したがって、この電気光学装置には、第１基板に表示される画像がさほど暗くならないという利点がある。なお、発光素子と光センサとが互いに重ならない配置としては、図１に示す配置を例示可能である。この配置を採用すれば、画像の表示解像度や、画像の読み取り精度、位置の検出精度の、第１基板に平行な面におけるバラツキを抑制することができる。

また、本発明は、この電気光学装置の駆動方法であって、前記第１基板の前記第２基板側の面とは反対側の面を原稿に向けて前記原稿から画像を読み取る場合には、前記複数の発光素子を共通の輝度で発光させ、画像を表示する場合には、表示する画像に基づいて前記複数の発光素子の発光を個別に制御することを特徴とする電気光学装置の駆動方法を提供する。この方法によれば、この電気光学装置を、画像の読み取りと表示との両方、すなわち、原稿からの画像の読み取りと、表示された画像内の位置を指示物で指し示すことによる情報入力との両方に用いることができる。
また、本発明は、上記の各電気光学装置を備える電子機器を提供する。また、本発明は、光センサ及び発光素子をそれぞれ複数備えた電気光学装置を備え、前記複数の発光素子を共通の輝度で発光させて、前記第１基板の前記第２基板側の面とは反対側の面に対向する原稿から画像を読み取り、読み取った画像から文字を認識し、認識した文字を音声に変換する電子機器を提供する。また、本発明は、光センサ及び発光素子をそれぞれ複数備えた電気光学装置を備え、載置面上に載置されて使用される電子機器であって、前記第１基板の前記第２基板側の面とは反対側の面を原稿に向けて前記原稿から画像を読み取る場合には、前記載置面と前記第２基板との間に前記第１基板が挟まれ、画像を表示する場合には、前記載置面と前記第１基板との間に前記第２基板が挟まれるようにしてもよい。この電子機器によれば、電気光学装置の上下を反転させることによって上記の二つの場合に対応することができる。

本発明の一実施形態に係る電気光学装置１００の平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 電気光学装置１００の電気的構成を示す図である。 電気光学装置１００内の発光回路Ｅの電気的構成を示す回路図である。 発光回路Ｅの発光リセット動作を説明するための回路図である。 発光回路Ｅの書込動作を説明するための回路図である。 発光回路Ｅの発光動作を説明するための回路図である。 電気光学装置１００内のセンシング回路Ｓの電気的構成を示す回路図である。 センシング回路Ｓの検出リセット動作を説明するための回路図である。 センシング回路Ｓの露光動作を説明するための回路図である。 センシング回路Ｓの読出動作を説明するための回路図である。 電気光学装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。 電気光学装置１００に文字が読み取られる原稿の一例を示す図である。 電気光学装置１００内の制御回路１５の第１動作を説明するための図である。 制御回路１５の第２動作を説明するための図である。 電気光学装置１００の表示例を示す図である。 電気光学装置１００の別の表示例を示す図である。 電気光学装置１００の応用例を示す斜視図である。 電気光学装置１００の別の応用例を示す斜視図である。 電気光学装置１００の更に別の応用例を示す斜視図である。

図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。ただし、各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に相違している。また、本発明は、以下に述べる一実施形態に限定されるものではなく、これを変形して得られる各種の変形例や、これらを応用して得られる応用例をも技術的範囲に含みうる。なお、各図において共通する部分には同一の符号が付されている。

図１は本発明の一実施形態に係る電気光学装置１００の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。電気光学装置１００は、原稿に記載された文字を読み上げることと、運筆を入力することとを可能とした装置に用いられるものであり、図２に示すように、ガラスなどの透明材料で形成された第１基板１と、第１基板１上に形成された回路層２と、回路層２上に形成された光源層３と、第１基板１との間に回路層２及び光源層３を挟む第２基板４とを備える。第２基板４は、ガラスなどの透明材料で形成されている。

回路層２は複数の光センサ５と複数の遮光層６とを含む。光センサ５は、第１基板１からの光を受光して受光光量を検出するセンサであり、具体的には、受光光量に応じた光電流を生起するフォトダイオードである。遮光層６は、光を遮る層であり、光センサ５と一対一で対応し、対応する光センサ５の光源層３側に配置されている。一方、光源層３は複数の発光素子７を含む。発光素子７は発光する素子であり、具体的には、駆動電流に応じた輝度で発光する有機ＥＬ素子である。

図１に示すように、第１基板１に垂直な方向から眺めると、発光素子７及び光センサ５は千鳥格子状に配置されている。具体的には、平面視において、複数の発光素子７はｍ行ｎ列のマトリクス状に配列されており、複数の光センサ５はｍ−１行ｎ−１列のマトリクス状に配列されており、隣り合う任意の四つの発光素子７の中心点には一つの光センサ５が重なっており、各光センサ５はいずれかの中心点に重なっている。また、第１基板１に垂直な方向において、光センサ５は対応する遮光層６に覆われている。

図３は電気光学装置１００の電気的構成を示す図である。この図に示すように、電気光学装置１００は、ｍ行ｎ列の発光回路Ｅと、ｍ−１行ｎ−１列のセンシング回路Ｓと、行方向に延在する各々ｍ本の発光制御線ＹＡ，ＹＢ，ＹＣと、列方向に延在するｎ本のデータ線Ｘと、行方向に延在する各々ｍ−１本の検出制御線ＺＡ，ＺＢと、列方向に延在するｎ−１本のセンス線Ｗとを備える。

各発光回路Ｅは発光素子７を含み、各センシング回路Ｓは光センサ５を含む。第ｉ行第ｊ列の発光回路Ｅには、第ｉ行の発光制御線ＹＡｉ，ＹＢｉ，ＹＣｉと第ｊ列のデータ線Ｘｊとが電気的に接続されている。ただし、ｉはｍ以下の自然数であり、ｊはｎ以下の自然数である。一方、第ｐ行第ｑ列のセンシング回路Ｓには、第ｐ行の検出制御線ＺＡｐ，ＺＢｐと第ｑ列のセンス線Ｗｑとが電気的に接続されている。ただし、ｐはｍ−１以下の自然数であり、ｑはｎ−１以下の自然数である。

また、電気光学装置１００は、発光制御線駆動回路１１と、データ線駆動回路１２と、検出制御線駆動回路１３と、読出回路１４と、これらの回路を制御する制御回路１５とを備える。制御回路１５には、外部の装置から、ｍ行ｎ列の発光素子７の輝度を指定する階調データが供給される。また、制御回路１５は、外部の装置へ、ｍ−１行ｎ−１列のセンシング回路Ｓの検出結果を示すイメージデータを供給する。なお、上記の回路１１〜１５のうちの一つ又は複数を電気光学装置１００の外部に設けてもよい。

発光制御線駆動回路１１は、発光制御線ＹＡ１〜ＹＡｍに書込信号ＷＲＴ１〜ＷＲＴｍを出力することにより、発光回路Ｅを一行ずつ順次選択する。書込信号ＷＲＴ１〜ＷＲＴｍは、一定の期間（垂直走査期間＝１Ｖ）において別の一定の期間（水平走査期間＝１Ｈ）だけアクティブレベルとなるパルスを１Ｈずつシフトした信号である。また、発光制御線駆動回路１１は、発光制御線ＹＢ１〜ＹＢｍにリセット信号ＥＲＳＴ１〜ＥＲＳＴｍを出力することにより、発光回路Ｅを一行ずつ順次リセットする一方、発光制御線ＹＣ１〜ＹＣｍに発光信号ＥＬ１〜ＥＬｍを出力することにより、発光素子７への駆動電流の供給／遮断を制御する。

データ線駆動回路１２は、データ線Ｘ１〜Ｘｎにデータ信号Ｄ１〜Ｄｎを出力することにより、発光制御線駆動回路１１に選択されている行の発光回路Ｅに電圧を書き込む。書き込まれた電圧は保持され、保持電圧に応じた電流（駆動電流）で発光素子７が駆動される。データ信号Ｄ１〜Ｄｎのレベルは、表示する画像に応じて異なる。

検出制御線駆動回路１３は、検出制御線ＺＡ１〜ＺＡｍ−１に選択信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬｍ−１を供給することにより、センシング回路Ｓを一行ずつ順次選択する。選択信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬｍ−１は、書込信号ＷＲＴ１〜ＷＲＴｍ−１を一定の時間だけシフトした信号である。また、検出制御線駆動回路１３は、検出制御線ＺＢ１〜ＺＢｍ−１にリセット信号ＳＲＳＴ１〜ＳＲＳＴｍ−１を供給することにより、センシング回路Ｓを一行ずつ順次リセットする。

読出回路１４は、検出制御線駆動回路１３に選択されている行のセンシング回路Ｓからセンス線Ｗ１〜Ｗｎ−１へ出力された検出信号を受け取ることにより、これらのセンシング回路Ｓから検出結果を読み出す。検出信号は検出結果を示す信号であり、センシング回路Ｓは、光センサ５に生起された光電流に応じた信号を検出信号として出力する。また、読出回路１４は、ｍ−１行ｎ−１列のセンシング回路Ｓの検出結果、すなわち（ｍ−１）×（ｎ−１）個の検出結果を示すイメージ信号を制御回路１５へ供給する。

図４は、発光回路Ｅの電気的構成を示す回路図である。この図に示す発光回路Ｅは、第ｉ行第ｊ列のものであり、発光素子７、駆動トランジスタＴｄｒ、トランジスタＴａ、トランジスタＴｂ及び容量素子Ｃ１を備える。発光素子７は、固定の電源電位Ｖｅｌが供給される給電線と接地線との間に介挿されており、給電線から発光素子７に至る経路には駆動トランジスタＴｄｒが介挿されており、駆動トランジスタＴｄｒと発光素子７との間にはトランジスタＴｅｌが介挿されている。容量素子Ｃ１は、第１電極Ｌ１及び第２電極Ｌ２を備える。

駆動トランジスタＴｄｒは、ソースとゲートの間の電圧Ｖｇｓに応じた駆動電流を生成するものであり、そのソースは給電線及び容量素子Ｃ１の第１電極Ｌ１に、そのゲートは容量素子Ｃ１の第２電極Ｌ２に、そのドレインはトランジスタＴｅｌに接続されている。容量素子Ｃ１は書き込まれた電圧を保持するためのものであり、この保持電圧が電圧Ｖｇｓとなる。

駆動トランジスタＴｄｒのゲートとドレインとの間にはトランジスタＴｂが介挿されている。トランジスタＴｂはスイッチング素子として機能し、そのゲートにはリセット制御線ＹＢｉが接続されている。つまり、リセット信号ＥＲＳＴｉがアクティブレベルの期間に限り、トランジスタＴｂがオン状態となって駆動トランジスタＴｄｒがダイオード接続され、容量素子Ｃ１の保持電圧がリセットされる。

容量素子Ｃ１の第２電極Ｌ２とデータ線Ｘｊとの間にはトランジスタＴａが介挿されている。トランジスタＴａはスイッチング素子として機能し、そのゲートは発光制御線ＹＡｉに接続されている。つまり、書込信号ＧＷＲＴｉがアクティブレベルの期間に限り、トランジスタＴａがオン状態となって容量素子Ｃ１への電圧の書き込みが行われる。

トランジスタＴｅｌはスイッチング素子として機能し、そのゲートは発光制御線ＹＣｉに接続されている。したがって、発光信号ＥＬｉがアクティブレベルの期間に限り、トランジスタＴｅｌがオン状態となり、駆動トランジスタＴｄｒから発光素子７への駆動電流の供給が行われる。

発光回路Ｅでは、発光リセット動作、書込動作および発光動作が巡回的に一定の周期で行われる。この周期は１Ｖの長さと一致する。発光リセット動作が行われる発光リセット期間では、図５に示すように、トランジスタＴａはオフ状態、トランジスタＴｂはオン状態、トランジスタＴｅｌはオフ状態を維持する。したがって、駆動トランジスタＴｄｒがダイオード接続され、容量素子Ｃ１の保持電圧がリセットされる。

書込動作が行われる書込期間では、図６に示すように、トランジスタＴａはオン状態、トランジスタＴｂはオフ状態、トランジスタＴｅｌはオフ状態を維持する。したがって、容量素子Ｃ１に、電源電位Ｖｅｌとデータ線Ｘｊの電位との差電圧が書き込まれる。電源電位Ｖｅｌは固定であるから、この電圧は、データ線Ｘｊの電位、すなわちデータ信号Ｄｊのレベルによって定まる。

発光動作が行われる発光期間では、図７に示すように、トランジスタＴａはオフ状態、トランジスタＴｂはオフ状態、トランジスタＴｅｌはオン状態を維持する。したがって、発光素子７は、容量素子Ｃ１の保持電圧に応じた駆動電流で駆動され、駆動電流に応じた輝度で発光する。

図８は、センシング回路Ｓの電気的構成を示す回路図である。この図に示すセンシング回路Ｓは、第ｐ行第ｑ列のものであり、光センサ５と、トランジスタＴｃ及びＴｄと、増幅トランジスタＴａｍｐと、容量素子Ｃ２とを備える。光センサ５は、固定の電源電位Ｖｓが供給される給電線と接地線との間に介挿されており、そのアノードには接地電位が供給される。

この給電線と光センサ５との間にはトランジスタＴｃが介挿されている。トランジスタＴｃはスイッチング素子として機能し、そのゲートには検出制御線ＺＢｐが接続されている。つまり、リセット信号ＳＲＳＴｐがアクティブレベルの期間に限り、トランジスタＴｃがオン状態となり、光センサ５のカソードに電源電位Ｖｓが供給される。トランジスタＴｃのソースとドレインとの間には容量素子Ｃ２が介在する。

一方、電源電位Ｖｓが供給される給電線とセンス線Ｗｑとの間には増幅トランジスタＴａｍｐが介挿されており、増幅トランジスタＴａｍｐとセンス線Ｗｑとの間にはトランジスタＴｄが介挿されている。増幅トランジスタＴａｍｐのドレインは給電線と接続され、ソースはトランジスタＴｄのドレインと接続され、ゲートは光センサ５のカソードと接続されている。トランジスタＴｄのソースはセンス線Ｗｑと接続され、ゲートは検出制御線ＺＡｐと接続されている。つまり、選択信号ＳＥＬｐがアクティブレベルの期間に限り、トランジスタＴｄがオン状態となり、増幅トランジスタＴａｍｐのゲート電位に応じた信号のセンス線Ｗｑへの供給が行われる。

センシング回路Ｓでは、検出リセット動作、露光動作、読出動作が巡回的に一定の周期で行われる。この周期は１Ｖの長さと一致する。検出リセット動作が行われる検出リセット期間では、図９に示すように、トランジスタＴｃはオン状態、トランジスタＴｄはオフ状態となる。したがって、増幅トランジスタＴａｍｐのゲートの電位（光センサ５のカソードの電位）が電源電位Ｖｓに設定（リセット）される。

露光動作が行われる露光期間では、図１０に示すように、トランジスタＴｃ及びトランジスタＴｄは共にオフ状態となる。この期間において、光センサ５では、受光光量に応じた光電流が生起する。したがって、露光期間では、増幅トランジスタＴａｍｐのゲートの電位が、この期間の開始時には電源電位Ｖｓとなり、この期間の終了時には光センサ５の受光光量に応じた電位となる。

読出動作が行われる読出期間では、図１１に示すように、トランジスタＴｃはオフ状態、トランジスタＴｄはオン状態となる。また、読出期間において、増幅トランジスタＴａｍｐのゲートの電位は、容量素子Ｃ２によって維持される。よって、読出期間では、増幅トランジスタＴａｍｐからセンス線Ｗｑへ、増幅トランジスタＴａｍｐのゲート電位に応じた検出信号が供給される。

図１２は電気光学装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。電気光学装置１００では、１Ｖが繰り返し訪れ、各１Ｖでは１Ｈがｎ回訪れる。１Ｖは、垂直走査期間であり、第１行の各発光回路Ｅが書き込み動作を開始してから第１行の各発光回路Ｅが次に書き込み動作を開始するまでの期間である。１Ｈは、水平走査期間であり、第ｉ行の発光回路Ｅに係る書込信号ＷＲＴｉは、第ｉ回の１Ｈにわたってアクティブレベルを維持し、他の期間では非アクティブレベルを維持する。書込信号ＷＲＴｉがアクティブレベルの期間において、第ｉ行の発光回路Ｅに係るリセット信号ＥＲＳＴｉ及び発光信号ＥＬｉは非アクティブレベルを維持するから、第ｉ回の１Ｈは、第ｉ行の発光回路Ｅに係る書込期間でもある。

また、リセット信号ＥＲＳＴｉは、第ｉ行の発光回路Ｅに係る書込期間の開始前の期間においてアクティブレベルを維持し、他の期間において非アクティブレベルを維持する。リセット信号ＥＲＳＴｉがアクティブレベルの期間において、書込信号ＷＲＴｉ及び発光信号ＥＬｉは非アクティブレベルを維持するから、この期間は、第ｉ行の発光回路Ｅに係る発光リセット期間となる。

また、発光信号ＥＬｉは、第ｉ行の発光回路Ｅに係る書込期間の終了後かつ第ｉ行の発光回路Ｅに係る発光リセット期間の開始前の期間においてアクティブレベルを維持し、他の期間において非アクティブレベルを維持する。発光信号ＥＬｉがアクティブレベルの期間において、書込信号ＷＲＴｉ及びリセット信号ＥＲＳＴｉは非アクティブレベルを維持するから、この期間は、第ｉ行の発光回路Ｅに係る発光期間となる。ｉ＜ｎの場合、第ｉ行の発光回路Ｅに係る発光期間の一部は、第ｉ＋１行の発光回路Ｅに係る発光期間の一部と重なる。

一方、第ｐ行のセンシング回路Ｓに係るリセット信号ＳＲＳＴｐは、第ｐ＋１行の発光回路Ｅに係る発光期間の開始後かつ第ｐ行の発光回路Ｅに係る発光期間の終了前の期間においてアクティブレベルを維持し、他の期間において非アクティブレベルを維持する。リセット信号ＳＲＳＴｐがアクティブレベルの期間において、第ｐ行のセンシング回路Ｓに係る選択信号ＳＥＬｐは非アクティブレベルを維持するから、この期間は、第ｐ行のセンシング回路Ｓに係る検出リセット期間となる。

また、選択信号ＳＥＬｐは、第ｐ＋１行のセンシング回路Ｓに係る検出リセット期間の終了後かつ第ｐ行の発光回路Ｅに係る発光期間の終了前の期間においてアクティブレベルを維持し、他の期間において非アクティブレベルを維持する。選択信号ＳＥＬｐがアクティブレベルの期間において、リセット信号ＳＲＳＴｐは非アクティブレベルを維持するから、この期間は、第ｐ行のセンシング回路Ｓに係る読出期間となる。

そして、第ｐ行のセンシング回路Ｓに係る検出リセット期間の終了から当該センシング回路Ｓに係る読出期間の開始までの期間が露光期間となる。第ｐ行のセンシング回路Ｓに係る露光期間の全部は、第ｐ行の発光回路Ｅに係る発光期間の一部に重なるとともに、第ｐ＋１行の発光回路Ｅに係る発光期間の一部に重なる。

前述のように、電気光学装置１００は、原稿に記載された文字を読み上げることと、運筆を入力することとを可能とした装置に用いられる。制御回路１５の動作は、文字の読み上げの場合と運筆の入力の場合とで異なり、制御回路１５は、外部から供給される信号に基づいて、その動作を切り換える。以降、文字の読み上げの場合の制御回路１５の動作を第１動作と呼び、運筆の入力の場合の制御回路１５の動作を第２動作と呼ぶ。

まず、第１動作について説明する。この説明では、図１３に示す原稿２０の面２１に記載された文字を読み上げるものとする。図１４に示すように、第１動作に先立ち、電気光学装置１００及び原稿２０は、面２１と第１基板１とが互いに対向するように配置される。そして、制御回路１５は、第１動作において、総ての発光素子７が一定の輝度で発光するように、より具体的には総ての発光回路Ｅに一定の電圧が書き込まれるように、発光制御線駆動回路１１及びデータ線駆動回路１２を制御する。この制御により、総ての発光素子７が一定の輝度で発光する。各発光素子７の発光の一部は、第１基板１を透過して面２１に到達し、その一部が面２１で反射される。面２１からの反射光の一部は、第１基板１を透過して光センサ５に入射する。

一方、制御回路１５は、総てのセンシング回路Ｓから行毎に順に検出結果を読み出してイメージ信号を生成するように、検出制御線駆動回路１３及び読出回路１４を制御する。図１及び図１２から明らかなように、ある行（例えば第ｐ行）のセンシング回路Ｓに係る露光期間は、両隣の行（例えば第ｐ行および第ｐ＋１行）の発光回路Ｅに係る発光期間の両方に含まれているから、面２１に文字が記載されておらず、面２１の光反射率が一様であれば、総ての光センサ５に入射する反射光の光量は略同一となる。したがって、第１動作において生成されるイメージ信号は、面２１の光反射率の分布（面２１における文字が占める領域と他の領域との分布）に応じた画像（ｎ−１行ｍ−１列の画素の階調）を示すものとなる。

また、制御回路１５は、読出回路１４から供給されたイメージ信号に基づいてイメージデータを生成し、このイメージデータを外部の装置へ供給する。この外部の装置は、スピーカ等の発音部を備え、制御回路１５が第１動作を行う場合には、供給されたイメージデータに基づいて、面２１に記載された文字を認識し、認識した文字に基づいて自然言語解析を行い、この解析によって得られた言葉を発音部に発音させる。こうして、面２１に記載された文字が読み上げられる。つまり、電気光学装置１００と外部の装置とを備えた電子機器は、原稿から画像を読み取り、読み取った画像から文字を認識し、認識した文字を音声に変換する電子機器となる。この機能は、特に、小さな文字を読むのが困難な人にとって便利である。

次に、第２動作について説明する。この説明では、図１５に示すように、電気光学装置１００の使用者がペン３０の運筆を入力するものとする。第２動作に先立ち、電気光学装置１００は、第２基板４を下にして机４０上に載置される。本実施形態における運筆の入力は、文字を美しく書く技術を身につけるために行われるものであり、使用者は、電気光学装置１００に表示された手本をペン３０の先端３１でなぞることで運筆を入力する。

第２動作では、制御回路１５は、手本の画像が表示されるように、より具体的には各発光素子７が手本の画像に応じた輝度で発光するように、より具体的には総ての発光回路Ｅに手本の画像に応じた電圧が書き込まれるように、発光制御線駆動回路１１及びデータ線駆動回路１２を制御する。この制御は、外部の装置から供給される画像データに基づいて行われるものであり、１Ｖに相当する時間間隔で繰り返し行われる。この制御により、総ての発光素子７が手本の画像に応じた輝度で発光する。各発光素子７の発光の一部は第１基板１を透過するから、第１基板１には手本の画像が表示される。手本の画像としては、図１６に示す画像５０を例示可能である。画像５０は、文字「あ」、「い」及び「う」の手本の画像である。

また、第２動作では、第１動作と同様に、制御回路１５は、総てのセンシング回路Ｓから行毎に順に検出結果を読み出してイメージ信号を生成するように検出制御線駆動回路１３及び読出回路１４を制御する。ただし、この制御は、１Ｖに相当する時間間隔で繰り返し行われる。よって、第２動作ではイメージ信号が繰り返し生成され、各イメージ信号は、第１基板１上の先端３１の位置に応じた画像（ｎ−１行ｍ−１列の画素の階調）を示すものとなる。この画像はｎ−１行ｍ−１列の画素を含み、各画素の階調は、各光センサ５に入射する外光の光量に応じたものとなる。手本をペン３０の先端３１でなぞる場合、先端３１が遮光層として機能するから、先端３１の直下の光センサ５に入射する外光の光量は少なくなり、他の光センサ５に入射する外光の光量は多くなる。

また、制御回路１５は、読出回路１４から供給されたイメージ信号に基づいてイメージデータを生成し、このイメージデータを外部の装置へ供給する。この外部の装置は、各種のデータを保持するためのメモリ等の記憶部を備え、制御回路１５が第２動作を行う場合には、１Ｖに相当する期間毎に、記憶部から手本の画像を示す画像データを読み出して制御回路１５へ供給する一方、制御回路１５からのイメージデータに基づいて、ペン３０を用いて指示された位置を特定して記憶部に保持させ、記憶部に保持されている位置に基づいて、記憶部に保持されている画像データを変更する。

したがって、手本の画像が図１６の画像５０の場合、使用者が文字「あ」及び「い」をペン３０の先端３１でなぞると、第１基板１に表示される画像は、例えば図１７に示す通りとなる。つまり、第１基板１に表示される画像には筆跡が反映される。一方、第２動作では、イメージ信号が１Ｖに相当する時間間隔で繰り返し生成されるから、外部の装置は運筆を特定することができる。外部の装置が特定した運筆をどのように利用するかは任意である。例えば、特定した運筆と予め定められた運筆とを比較して運筆の適否を判定するようにしてもよいし、特定した運筆から書き順を特定し、この書き順と正しい書き順とを比較して、書き順の正誤を判定するようにしてもよい。

以上説明したように、電気光学装置１００は、透明な第１基板１と、第１基板１上に形成され、第１基板１からの光を受光して受光光量を検出する光センサ５と、光センサ５を第１基板１との間に挟む第２基板４と、第２基板４と光センサ５との間に挟まれた発光素子７とを備える。そして、発光素子７の発光の一部は、第１基板１に向けて進行し、第１基板１を透過し、この透過光のうち、原稿２０やペン３０で反射された光（反射光）の一部が、第１基板１を透過して光センサ５に受光される。また、電気光学装置１００は、第１基板１の第２基板４側の面とは反対側の面を原稿２０に向けて原稿２０から画像を読み取る場合には、机４０などの載置面と第２基板４との間に第１基板１が挟まれた状態で総ての発光素子７を共通の輝度で発光させ、画像を表示する場合には、載置面と第１基板１との間に第２基板４が挟まれた状態で、表示する画像に基づいて総ての発光素子の輝度を個別に制御する。よって、電気光学装置１００によれば、発光素子７の輝度を制御することによって画像を表示し、この画像内のペン３０で指し示された位置を検出すること、及び原稿２０から画像を読み取ることができる。すなわち、電気光学装置１００によれば、原稿２０からの画像の読み取りと、表示された画像内の位置をペン３０で指し示すことによる情報入力との両方が可能となる。

ところで、電気光学装置１００は、発光素子７として全方位に向かう光を発する有機ＥＬ素子を採用している。このため、発光素子７の発光が直接的に光センサ５へ入射し、画像の読み取り精度の低下や位置の検出精度の低下を招くことが懸念される。しかし、電気光学装置１００は、発光素子７と光センサ５との間で光を遮る遮光層６を備えるから、上記の精度は低下しない。

また、電気光学装置１００において、第１基板１及び第２基板４は透明であるから、発光素子７からの光は、第１基板１及び第２基板４を透過する。つまり、電気光学装置１００は、いわゆるデュアルエミッション型の発光装置である。したがって、画像を第１基板１と第２基板４との両方に表示することができる。第１基板１に表示される画像の明るさは遮光層６に遮光される光量に依存するが、第２基板４に表示される画像の明るさは遮光層６に遮光される光量に依存しないから、電気光学装置１００には、いわゆるボトムエミッション型の発光装置に比較して明るい画像を表示可能という利点がある。もちろん、これらの利点が不要であれば、電気光学装置１００を変形し、発光素子７からの光が第１基板１を透過する一方で第２基板４を透過しないボトムエミッション型としてもよい。

また、電気光学装置１００は、光センサ５及び発光素子７をそれぞれ複数備える。第１基板１に平行な面において、これらの光センサ５は格子状に配列され、これらの発光素子７も格子状に配列されている。したがって、電気光学装置１００によれば、当該面における、画像の表示解像度や、画像の読み取り精度、位置の検出精度のバラツキを抑制することができる。加えて、これらの光センサ５の各々は、平面視においていずれの発光素子７とも重ならない。したがって、電気光学装置１００によれば、発光素子７の発光のうち、遮光層６に遮られる光の量を抑制することができる。つまり、電気光学装置１００には、第１基板１に表示される画像がさほど暗くならないという利点がある。

なお、上述した実施形態を変形し、認識した文字を拡大して示す画像を電気光学装置１００に表示させるようにしてもよい。電気光学装置１００は、デュアルエミッション型の発光装置であるから、使用者は、電気光学装置１００を裏返すことなく、この画像を視認することができる。また、光センサの検出結果に基づいて発光素子の輝度を制御する形態は、上述した形態に限らない。例えば、使用者がペン３０の先端３１でなぞった跡を、手本の文字とは異なる色で表示するようにしてもよい。

また、上述した実施形態を変形し、遮光層６を省いた構成としてもよいし、第２基板４を不透明としてもよいし、電気光学装置１００を、原稿からの画像の読み取り用途と、ペンや指などの指示物で指示された位置の検出用途のうち、いずれか一方のみに使用される装置に用いてもよい。原稿からの画像の読み取り用途のみに使用される装置に用いる場合には、発光素子７は一つでもよい。

上述した実施形態では、ペンや指などの指示物で指示された位置の検出の用途として、運筆の入力を例示したが、これに限るものではない。そのような例としては、２６文字のアルファベットを表示し、指示物で指示された位置のアルファベットを入力する例や、各々に情報が対応付けられたアイコンを表示し、指示物で指示されたアイコンに対応する情報を入力する例などが挙げられる。もちろん、入力された情報を音声出力する形態としてもよい。この形態は、発声が困難な人によって便利である。

上述した実施形態では、各行のセンシング回路Ｓが１Ｈに相当する時間間隔で走査されるが、これを変形し、各行のセンシング回路Ｓが１Ｈに相当する時間とは異なる時間間隔で走査されるようにしてもよい。また、上述した実施形態では、各センシング回路Ｓが１Ｖに相当する時間間隔で検出信号を出力するが、これを変形し、各センシング回路Ｓが１Ｖに相当する時間とは異なる時間間隔で検出信号を出力するようにしてもよい。また、上述した実施形態を変形し、光センサ５の数を発光素子７の数よりも多くしてもよいし、光センサ５及び発光素子７を図１に示すパターンとは異なるパターンで配置してもよい。

次に、電気光学装置１００を利用した電子機器について説明する。図１８は、電気光学装置１００を表示部として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、電気光学装置１００と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。

図１９に、電気光学装置１００を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１００に表示される画像をスクロール可能である。

図２０に、電気光学装置１００を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。携帯情報端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに電気光学装置１００を備える。なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器は、図１８から図２０に示したものに限られない。

１……第１基板、１００……電気光学装置、２……回路層、３……光源層、４……第２基板、５……光センサ、６……遮光層、７……発光素子、Ｅ……発光回路、Ｓ……センシング回路。

Claims (8)

1. 透明な第１基板と、
   前記第１基板上に形成され、前記第１基板からの光を受光して受光光量を検出する光センサと、
   前記光センサを前記第１基板との間に挟む第２基板と、
   前記第２基板と前記光センサとの間に挟まれ、前記第１基板に向けて発光する発光素子と
   を備える電気光学装置。
2. 前記発光素子と前記光センサとの間で光を遮る遮光層を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第２基板は透明である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記光センサ及び前記発光素子をそれぞれ複数備え、
   前記複数の光センサの各々は、平面視において前記複数の発光素子のいずれとも重ならない
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置を備える電子機器。
6. 請求項４に記載の電気光学装置を備え、
   前記複数の発光素子を共通の輝度で発光させて、前記第１基板の前記第２基板側の面とは反対側の面に対向する原稿から画像を読み取り、読み取った画像から文字を認識し、認識した文字を音声に変換する
   ことを特徴とする電子機器。
7. 請求項４に記載の電気光学装置を備え、
   載置面上に載置され、
   前記第１基板の前記第２基板側の面とは反対側の面を原稿に向けて前記原稿から画像を読み取る場合には、前記載置面と前記第２基板との間に前記第１基板が挟まれ、画像を表示する場合には、前記載置面と前記第１基板との間に前記第２基板が挟まれる
   ことを特徴とする電子機器。
8. 請求項４に記載の電気光学装置の駆動方法であって、
   前記第１基板の前記第２基板側の面とは反対側の面を原稿に向けて前記原稿から画像を読み取る場合には、前記複数の発光素子を共通の輝度で発光させ、
   画像を表示する場合には、表示する画像に基づいて前記複数の発光素子の輝度を個別に制御する
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
   

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