JP2818850B2 - Optical image information to electrical signal converter - Google Patents
Optical image information to electrical signal converterInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学像情報対電気信号変換装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical image information-to-electrical signal converter.
［従来の技術］ 発明者らは先に、「信号光受光用光電変換素子を複数
個、１次元もしくは２次元に並設するか、または並設し
たのと実効的に等価な集合体として構成されるととも
に、光学像情報を有する信号光を上記各信号光受光用光
電変換素子に与えるための信号光受光面を有する信号光
用光電変換構造部」と、「スイープ光受光用光電変換素
子を１次元もしくは２次元に並設するか、または並設し
たのと実効的に等価な集合体として構成されるととも
に、１次元的もしくは２次元的に走査されるスイープ光
を上記各スイープ光受光用光電変換素子に与えるスイー
プ光用受光面を有するスイープ光用光電変換構造部」
と、「上記信号光用光電変換構造部の各信号光受光用光
電変換素子の一端子と、上記スイープ光用光電変換構造
部の各スイープ光受光用光電変換素子の他端子とをそれ
ぞれ一つずつ対応させて電気的に接続する電気接続部」
とからなる光学像情報対電気信号変換装置を提案した
（特開昭62-139481号公報）。[Prior Art] The inventors have previously described that a plurality of photoelectric conversion elements for receiving signal light are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, or configured as an aggregate effectively equivalent to the juxtaposition. And a photoelectric conversion structure for signal light having a signal light receiving surface for providing signal light having optical image information to each of the photoelectric conversion elements for signal light reception, and a photoelectric conversion element for sweep light reception. One-dimensionally or two-dimensionally arranged, or as an aggregate effectively equivalent to being arranged side-by-side, and the one-dimensionally or two-dimensionally scanned sweep light is used for each of the above-mentioned sweep light reception. A photoelectric conversion structure for sweep light having a light receiving surface for sweep light applied to the photoelectric conversion element "
"One terminal of each photoelectric conversion element for receiving signal light of the photoelectric conversion structure for signal light, and one other terminal of each photoelectric conversion element for receiving light of sweep light of the photoelectric conversion structure for sweep light. Electrical connections that are electrically connected to each other "
(Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-139481).
この装置では、信号光用光電変換構造部中の各信号光
受光用光電変換素子が各時点で保持している情報内容
は、スイープ光用受光面へのスイープ光の照射という命
令手続きにより経時的ないしは時系列的に読取られる。
従って信号光により与えられ信号光用光電変換構造部が
全体として保持している光学像情報は、スイープ光の走
査に伴い時系列的な電気信号列に変換されることにな
る。In this device, the content of the information held by each photoelectric conversion element for signal light reception in the photoelectric conversion structure for signal light at each point in time is changed over time by a command procedure of irradiating the sweep light on the light receiving surface for sweep light. Or, they are read in chronological order.
Therefore, the optical image information provided by the signal light and held by the photoelectric conversion structure for signal light as a whole is converted into a time-series electric signal sequence with the sweep light scanning.
このとき、光学像情報の信号光用光電変換素子構造部
における空間的な位置と、これを変換して得られる時系
列的な電気信号の時間軸上の位置の関係はスイープ光
の、各時点における走査位置に対応し、走査の速度によ
って定められることになる。従って、スイープ光の走査
速度が正確にに一定であれば光学像情報の空間的位置
と、変換された電気信号の時間軸上の位置とは直線的な
比例関係を持つ。At this time, the relationship between the spatial position of the optical image information in the photoelectric conversion element structure for signal light and the position on the time axis of the time-series electrical signal obtained by converting this is represented by the sweep light at each time point. , And is determined by the scanning speed. Therefore, if the scanning speed of the sweep light is exactly constant, the spatial position of the optical image information and the position on the time axis of the converted electric signal have a linear proportional relationship.
［発明が解決しようとする課題］ しかし、実際には光束を正確に一定の速度で走査する
ことは極めて難しい。例えば光束の等速走査の方法とし
て知られている回転多面鏡とｆθレンズとの組み合わせ
による光走査を考えて見ても、回転多面鏡を回転させる
モーターの回転数変動や回転多面鏡自体の作製誤差、あ
るいはｆθレンズの収差等の存在により厳密な等速走査
は理論上はともかく実際上は略不可能である。[Problems to be Solved by the Invention] However, it is extremely difficult to actually scan a light beam accurately and at a constant speed. For example, even considering optical scanning using a combination of a rotating polygon mirror and an fθ lens, which is known as a method for scanning a light beam at a constant speed, fluctuations in the number of rotations of a motor that rotates the rotating polygon mirror and fabrication of the rotating polygon mirror itself are considered. Strict constant-velocity scanning is practically impossible in theory aside from the theory, due to errors or the presence of aberrations of the fθ lens.
このようにスイープ光による厳密な等速走査は殆ど不
可能であり、上記光学像情報対電気信号変換装置で、光
学情報像を電気信号に変換するとスイープ光の走査速度
が厳密に一定でないことに起因して情報の読取り精度が
低下し、例えば上記信号に基づき情報画像を再生すると
再生像が光学像情報に正確に対応しなくなってしまう。As described above, it is almost impossible to perform strict uniform scanning with the sweep light. When the optical information image is converted into an electric signal by the optical image information-to-electric signal conversion device, the scanning speed of the sweep light is not strictly constant. As a result, the reading accuracy of the information is reduced. For example, when the information image is reproduced based on the signal, the reproduced image does not accurately correspond to the optical image information.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは前述した「光学像情報対電
気信号変換装置」をさらに改良し、光学像情報を、これ
ににより忠実な電気信号に変換できる新規な光学像情報
対電気信号変換装置の提供にある。The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a purpose thereof is to further improve the above-described “optical image information-to-electrical signal converter” so that the optical image information can be more faithfully reproduced. It is an object of the present invention to provide a novel optical image information-to-electrical signal converter that can be converted into an electric signal.
［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。[Means for Solving the Problems] Hereinafter, the present invention will be described.
本発明の、光学像情報対電気信号変換装置は、信号光
用光電変換構造部と、スイープ光用光電変換構造部と、
電気的接続部と、同期用スイープ光用光電変換構造部と
を同一基板上に一体に設けて成る。The optical image information to electrical signal conversion device of the present invention, a photoelectric conversion structure for signal light, a photoelectric conversion structure for sweep light,
The electrical connection unit and the photoelectric conversion structure for sweep light for synchronization are provided integrally on the same substrate.
「信号光用光電変換構造部」は、信号光受光用光電変
換素子を複数個、１次元もしくは２次元に並設するか、
または並設したのと実効的に等価な集合体として構成さ
れるとともに、光学像情報を有する信号光を上記各信号
光受光用光電変換素子に与えるための信号光受光面を有
する。The "signal light photoelectric conversion structure part" is a plurality of signal light receiving photoelectric conversion elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally,
Alternatively, it has a signal light receiving surface for providing a signal light having optical image information to each of the above-mentioned photoelectric conversion elements for receiving signal light, while being configured as an aggregate effectively equivalent to being arranged in parallel.
「スイープ光用光電変換構造部」は、スイープ光受光
用光電変換素子を１次元もしくは２次元に並設するか、
または並設したのと実効的に等価な集合体として構成さ
れるとともに、１次元的もしくは２次元的に走査される
スイープ光を上記各スイープ光受光用光電変換素子に与
えるスイープ光用受光面を有する。“Sweep light photoelectric conversion structure” means that the sweep light receiving photoelectric conversion elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally,
Alternatively, the light receiving surface for sweep light, which is configured as an aggregate that is effectively equivalent to the juxtaposed arrangement and provides the sweep light that is scanned one-dimensionally or two-dimensionally to each of the photoelectric conversion elements for sweep light reception, Have.
「電気的接続部」は、上記信号光用光電変換構造部の
各信号光受光用光電変換素子の一端子と、上記スイープ
光用光電変換構造部の各スイープ光受光用光電変換素子
の他端子とをそれぞれ一つずつ対応させて電気的に接続
する。"Electrical connection part" is one terminal of each photoelectric conversion element for signal light reception of the photoelectric conversion structure for signal light, and the other terminal of each photoelectric conversion element for light reception of sweep light of the photoelectric conversion structure for sweep light. Are electrically connected to each other.
これら「信号光用光電変換構造部」と「スイープ光用
光電変換構造部」と「電気的接続部」とは「光学像読取
り素子」を構成する。これら信号光用光電変換構造部、
スイープ光用光電変換構造部、電気的接続部の個々の構
造、あるいはそれらの組み合わせに就いては前述した特
開昭62-139481号公報に記載されたものを任意に利用で
きる。These “signal light photoelectric conversion structure”, “sweep light photoelectric conversion structure”, and “electrical connection” constitute an “optical image reading element”. These signal light photoelectric conversion structures,
Regarding the individual structures of the photoelectric conversion structure for sweep light and the electrical connection, or the combination thereof, those described in the above-mentioned JP-A-62-139481 can be arbitrarily used.
「同期用スイープ光用光電変換構造部」は、上記スイ
ープ光と同期して１次元的もしくは２次元的に走査され
る同期用スイープ光を受光する同期用スイープ光受光用
光電変換素子を１次元に並設するか、または並設したの
と実効的に等価な集合体として構成されるとともに、上
記同期用スイープ光の走査効果を画素配列に対応した周
期に周期化する周期化手段を有する。The “synchronous sweep light photoelectric conversion structure” is a one-dimensional synchronous sweep light receiving photoelectric conversion element that receives a synchronous sweep light that is one-dimensionally or two-dimensionally scanned in synchronization with the sweep light. And a periodicization means configured to periodicize the scanning effect of the sweeping light for synchronization to a period corresponding to the pixel array.
同期用スイープ光は、これをスイープ光の一部として
スイープ光と供用することもできるし、あるいはスイー
プ光の一部をスイープ光から分離して同期用スイープ光
とすることもできる。勿論、これらスイープ光と同期用
スイープ光とをそれぞれ別個の光源からの光束としても
良い。重要なのは、これらが互いに同期して走査される
ことである。The synchronization sweep light can be used as a part of the sweep light as the sweep light, or a part of the sweep light can be separated from the sweep light to be used as the synchronization sweep light. Of course, the sweep light and the synchronization sweep light may be light beams from separate light sources. What is important is that they are scanned synchronously with each other.
上述の如く、信号光用光電変換構造部とスイープ光用
光電変換構造部と電気的接続部とは光学像読取り素子を
構成するが、この光学像読取り素子からスイープ光の走
査により出力される信号を、上記同期用スイープ光用光
電変換部から同期用スイープ光の走査により周期的に出
力される同期用出力信号に同期させて光学像情報に対応
した電気信号として取り出す。As described above, the photoelectric conversion structure for signal light, the photoelectric conversion structure for sweep light, and the electrical connection unit constitute an optical image reading element, and a signal output from the optical image reading element by scanning with sweep light. Is synchronized with an output signal for synchronization periodically output by scanning of the sweep light for synchronization from the photoelectric conversion unit for sweep light for synchronization, and is extracted as an electric signal corresponding to the optical image information.
同期用スイープ光は、スイープ光と同様に連続的に走
査されるが、その走査効果が上記の如く周期化手段によ
り画素配列に対応した周期に周期化されるのである。The sweeping light for synchronization is continuously scanned in the same manner as the sweeping light, but the scanning effect is cycled to a cycle corresponding to the pixel arrangement by the periodicing means as described above.
即ち、同期用スイープ光受光面は、周期的に形成され
た窓構造や、遮光部と光透過部の繰り返し、あるいは一
様に形成された受光面とこの受光面への同期用スイープ
光の経路上に設けられたグレーティング等、光を空間周
期的に遮断／透過すなわち吸収／透過もしくは反射／透
過する手段を有する。That is, the synchronization sweep light receiving surface is formed by a periodically formed window structure, a repetition of a light-shielding portion and a light transmitting portion, or a uniformly formed light receiving surface and a path of the synchronization sweep light to the light receiving surface. It has a means for blocking / transmitting light, that is, absorbing / transmitting or reflecting / transmitting light spatially periodically, such as a grating provided above.
なお、同期用スイープ光用光電変換構造部から周期的
に発生させるべき同期出力信号の周期は、光学像情報の
読取りに際してその最小単位となる画素の周期に対応さ
せても良いし、一連の複数画素の配列周期に対応させて
も良い。Note that the period of the synchronization output signal to be periodically generated from the synchronization sweep light photoelectric conversion structure may correspond to the period of the pixel which is the minimum unit when reading the optical image information, or a series of plural times. It may correspond to the pixel arrangement cycle.
［作用］ 上記の如く、本発明に於いてはスイープ光と同期用ス
イープ光が互いに同期して走査する。従ってスイープ光
の１回の走査（主走査）に対し、同期用スイープ光によ
り同期用スイープ光用光電変換構造部からは、周期化手
段による周期化の効果に従い、１連のパルスが同期用出
力信号として発生する。このパルスは、光学像情報の１
画素に対応する場合はスイープ光が各画素位置を移動す
る毎に出力される。[Operation] As described above, in the present invention, the sweep light and the synchronization sweep light scan in synchronization with each other. Therefore, for one scan (main scan) of the sweep light, a series of pulses are output from the photoelectric conversion structure for synchronization light by the synchronization sweep light in accordance with the effect of the periodicization by the periodicization means. Generated as a signal. This pulse is one of the optical image information.
In the case of corresponding to a pixel, the sweep light is output every time it moves at each pixel position.
上記パルスが複数の画素に対応するときはそれら複数
の画素分を移動する毎に出力されるが、その場合にはパ
ルスをその複数画素の数だけ逓倍することにより、やは
り１画素に対応する信号が得られる。When the pulse corresponds to a plurality of pixels, the pulse is output every time the pixel moves, and in that case, the pulse is multiplied by the number of the pixels to obtain a signal corresponding to one pixel. Is obtained.
このようにして、本発明では同期用スイープ光の走査
に従い、光学像情報の１画素毎に対応する信号が得られ
るので、これをクロック信号として利用する。そして光
学像読取り素子からの出力を上記クロック信号に同期さ
せて得るのである。即ち、同期用スイープ光の走査に従
い同期用スイープ光用光電変換構造部から得られる同期
用出力信号に同期して光学像情報を電気信号化するので
ある。In this manner, in the present invention, a signal corresponding to each pixel of optical image information is obtained according to the scanning of the synchronization sweep light, and this signal is used as a clock signal. Then, the output from the optical image reading element is obtained in synchronization with the clock signal. That is, the optical image information is converted into an electric signal in synchronization with the synchronization output signal obtained from the synchronization sweep light photoelectric conversion structure in accordance with the scanning of the synchronization sweep light.
［実施例］ 以下、図面を参照しつつ具体的な実施例に即して説明
する。Example Hereinafter, a description will be given of a specific example with reference to the drawings.
第１図に示す実施例に於いて、符号10は透明基板を示
している。この透明基板10の上には酸化インジウム等に
よる透明電極33が設けられ、その上には第１導電型の半
導体層30としてｐ型アモルファスシリコン層が設けら
れ、その上には光導電層32として不純物添加量の少ない
Ｉ型アモルファスシリコン層が、さらにその上には逆導
電型の半導体層31としてｎ型アモルファスシリコン層31
が積層して形成されている。In the embodiment shown in FIG. 1, reference numeral 10 denotes a transparent substrate. A transparent electrode 33 made of indium oxide or the like is provided on the transparent substrate 10, a p-type amorphous silicon layer is provided thereon as the first conductive type semiconductor layer 30, and a photoconductive layer 32 is provided thereon. An I-type amorphous silicon layer containing a small amount of impurities is further formed thereon, and an n-type amorphous silicon layer 31 is further formed thereon as a semiconductor layer 31 of the opposite conductivity type.
Are laminated.
半導体層31の上には、図の左側部分に、ｐ型アモルフ
ァスシリコン層による第１導電型の半導体層20、不純物
添加量の少ないＩ型アモルファスシリコン層による光導
電層22、ｎ型アモルファスシリコン層による逆型の半導
体層21が図の如く順次、半導体層31の側から積層形成さ
れている。On the left side of the figure, a semiconductor layer 20 of the first conductivity type made of a p-type amorphous silicon layer, a photoconductive layer 22 made of an I-type amorphous silicon layer with a small amount of impurities, and an n-type amorphous silicon layer Semiconductor layers 21 are sequentially laminated from the semiconductor layer 31 side as shown in the figure.
そして、その上には更に透明電極23が形成されてい
る。Further, a transparent electrode 23 is further formed thereon.
さらに、半導体層層31の上には、図の右側部分に、電
極39が形成され、この電極39の上とその周辺部および半
導体層21の上の一部を覆うように遮光層90が形成されて
いる。Further, an electrode 39 is formed on the semiconductor layer layer 31 on the right side of the figure, and a light shielding layer 90 is formed so as to cover the electrode 39, its peripheral portion, and a part of the semiconductor layer 21. Have been.
透明電極33,23、電極39には図の如く、それぞれ端子T
1,T2,T3が付せられている。Transparent electrodes 33 and 23 and electrode 39 have terminals T as shown in the figure.
1 , T 2 and T 3 are added.
一方、透明基板10の図で下側の面には、図の右側の部
分にグレーティング70が形成されている。On the other hand, on the lower surface of the transparent substrate 10 in the drawing, a grating 70 is formed on the right side of the drawing.
第１図の構成に於いて、半導体層30,31、光導電層32
は全体としてpinフォトダイオードの配列と等価な光電
変換層を構成し、半導体層20,21、光電変換層22も全体
としてpinフォトダイオードの配列と等価な光電変換層
を構成している。即ち半導体層20,21とこれらに挟持さ
れた光導電層22は全体としてpinフォトダイオードを第
１図の図面に直交する方向に１次元に並設したのと実効
的に等価な集合体として構成され、この部分は透明電極
23とともに信号光用光電変換構造部を構成している。In the configuration of FIG. 1, the semiconductor layers 30, 31 and the photoconductive layer 32
Constitutes a photoelectric conversion layer equivalent to the arrangement of the pin photodiodes as a whole, and the semiconductor layers 20, 21 and the photoelectric conversion layer 22 also constitute a photoelectric conversion layer equivalent to the arrangement of the pin photodiodes as a whole. That is, the semiconductor layers 20 and 21 and the photoconductive layer 22 sandwiched therebetween are configured as an aggregate that is effectively equivalent to a whole in which pin photodiodes are arranged one-dimensionally in a direction perpendicular to the drawing of FIG. This part is a transparent electrode
Together with 23, it constitutes a photoelectric conversion structure for signal light.
また、半導体層30,31とこれらに挟持された光導電層3
2は全体としてpinフォトダイオードを第１図の図面に直
交する方向に２列に並設したのと実効的に等価な集合体
として構成され、この部分の、図で左側の部分（上記信
号光用光電変換構造部の下の部分）は透明電極33ととも
にスイープ光用光電変換構造部を構成している。そし
て、第１図で右側の部分（電極39の下の部分）は電極3
9、透明電極33、グレーティング70とともに同期用スイ
ープ光用光電変換構造部を構成している。さらに、グレ
ーティング70は周期化手段を構成している。Further, the semiconductor layers 30 and 31 and the photoconductive layer 3
2 as a whole is formed as an assembly that is effectively equivalent to two rows of pin photodiodes arranged in a direction perpendicular to the drawing of FIG. The lower part of the photoelectric conversion structure for use with the transparent electrode 33 constitutes a photoelectric conversion structure for sweep light. In FIG. 1, the right part (the part below the electrode 39) is the electrode 3
9. Together with the transparent electrode 33 and the grating 70, a synchronous sweep light photoelectric conversion structure is formed. Further, the grating 70 constitutes a periodic unit.
なお、電気的接続部は上記半導体層31と20とが互いに
接して形成されることにより構成されている。Note that the electrical connection portion is configured by forming the semiconductor layers 31 and 20 in contact with each other.
グレーティング70は、光透過部と光遮断部が図面に直
交する方向へ所定周期で繰り返し配列され、光透過部の
周期が光学像情報の画素周期と一致している。In the grating 70, the light transmitting portion and the light blocking portion are repeatedly arranged in a direction perpendicular to the drawing at a predetermined period, and the period of the light transmitting portion matches the pixel period of the optical image information.
さて、スイープ光Idは図に示すように走査方向（図面
に直交する方向）に対し直交する方向へ引き伸ばされた
形状の光束断面を持ち、同期用スイープ光を兼ねてい
る。即ち、この実施例ではスイープ光と同期用スイープ
光が一つの光束により併用されている。As shown in the drawing, the sweep light Id has a light beam cross section that is elongated in a direction perpendicular to the scanning direction (a direction perpendicular to the drawing), and also serves as a sweep light for synchronization. That is, in this embodiment, the sweep light and the synchronization sweep light are used together by one light beam.
図の如く、透明電極23の側から信号光Isにより１次元
の光学像情報を与え、一方スイープ光Idにより透明基板
10の側から走査を行なうと、スイープ光の右側の同期用
スイープ光となる部分はグレーティング70の光透過部を
透過して同期用スイープ光受光用の光電変換層に入射す
るので走査の効果が周期化され、端子T1と端子T3との間
には光学像情報の画素位置に対応するパルスが発生す
る。As shown in the figure, one-dimensional optical image information is given by the signal light Is from the side of the transparent electrode 23, while the transparent substrate is given by the sweep light Id.
When scanning is performed from the side 10, the portion of the sweep light on the right side of the sweep light, which becomes the synchronization sweep light, passes through the light transmitting portion of the grating 70 and enters the photoelectric conversion layer for receiving the synchronization sweep light. is periodic, pulse corresponding to the pixel position of the optical image information is generated between the terminal T 1 and the terminal T 3.
一方スイープ光Idの走査により端子T1と端子T2との間
には１次元の光学像情報に対応する出力が現われる。上
記パルスを利用して読取りのタイミングを定めるクロッ
クを発生させ、このクロックに従い上記出力をサンプリ
ングして読取り信号として出力する。While the output corresponding to the one-dimensional optical image information appears between the terminals T 1 and the terminal T 2 by the scanning sweep light Id. A clock for determining the read timing is generated using the pulse, and the output is sampled according to the clock and output as a read signal.
このようにして、光学像情報を画素毎に正しく読取っ
て電気信号化できる。In this manner, the optical image information can be read correctly for each pixel and converted into an electric signal.
第２図（Ｉ）には、別の実施例を示す。繁雑を避ける
ため、混同の恐れがないと思われるものに就いては第１
図に於けると同一の符号を用いた。FIG. 2 (I) shows another embodiment. In order to avoid clutter, the first thing that is not likely to be confused is
The same reference numerals are used in the figures.
この実施例に於いて、第２図（Ｉ）の左側の部分、即
ち光学像読取り素子を構成する部分は、第１図の実施例
と全く同じであり、グレーティング70も第１図の実施例
と同様のものである。In this embodiment, the portion on the left side of FIG. 2 (I), that is, the portion constituting the optical image reading element is exactly the same as the embodiment of FIG. 1, and the grating 70 is also the same as that of the embodiment of FIG. Is similar to
第１図の実施例との違いは、この第２図（Ｉ）の実施
例では、同期用スイープ光用光電変換構造部を構成す
る、図の右側の部分でフォトダイオードが透明電極33と
電極38および、これらの間の部分に延長して設けられた
Ｉ型のアモルファスシリコン層による光導電層32により
透明基板10と平行な方向に形成され、かかるフォトダイ
オードが図面に直交する方向へ１次元に並設されたと実
効的に等価な構造となっていることである。スイープ光
Idは、第１図の実施例と同様、同期用スイープ光を兼ね
ている。The difference from the embodiment of FIG. 1 is that, in the embodiment of FIG. 2 (I), a photodiode is a transparent electrode 33 and an electrode on the right side of the drawing, which constitutes a photoelectric conversion structure for sweep light for synchronization. 38, and a photoconductive layer 32 of an I-type amorphous silicon layer provided to extend in a portion between them, is formed in a direction parallel to the transparent substrate 10, and the photodiode is one-dimensionally arranged in a direction orthogonal to the drawing. And a structure that is effectively equivalent to being juxtaposed. Sweep light
Id also serves as a sweep light for synchronization as in the embodiment of FIG.
第１図の実施例と同じく、透明電極23の側から信号光
Isにより光学像情報を与え、一方スイープ光Idにより透
明基板10の側から走査を行なうと、端子T1と端子T3との
間には光学像情報の画素位置に対応するパルスが同期用
出力信号として発生し、一方端子T1と端子T2との間には
１次元の光学像情報に対応する出力が現われる。上記パ
ルスを利用して読取りのタイミングを定めるクロックを
発生させ、このクロックに従い上記出力をサンプリング
して読取り信号として出力する。As in the embodiment of FIG. 1, the signal light is transmitted from the transparent electrode 23 side.
Giving an optical image information by Is, whereas when performing scanning from the side of the transparent substrate 10 by sweeping light Id, the output pulses corresponding to the pixel position of the optical image information is synchronized between the terminal T 1 and the terminal T 3 occurs as the signal, whereas between the terminals T 1 and the terminal T 2 output corresponding to the one-dimensional optical image information appears. A clock for determining the read timing is generated using the pulse, and the output is sampled according to the clock and output as a read signal.
第２図（II）は、第２図（Ｉ）の実施例を変形した実
施例を示している。この変形実施例の特徴は、グレーテ
ィング70を用いず、同期スイープ光用光電変換構造部
の、透明電極33と電極38との間でＩ型アモルファスシリ
コン層による光導電層32を、窓を配列したように切り欠
いて絶縁部32Aの周期的構造により周期化手段を構成し
た点にある。この例では、同期用スイープ光（スイープ
光Idの右半分の部分）が走査すると、光導電層32が連続
している所を通るときは端子T1,T3間が低インピーダン
ス状態となり、絶縁部32Aの部分を通るときは高インピ
ーダンス状態となるので、矢張り周期的パルスが発生す
るので、これに基づきクロックを発生させ、そのクロク
ックにより光学像情報の読取り信号を出力させれば良
い。FIG. 2 (II) shows an embodiment obtained by modifying the embodiment of FIG. 2 (I). The feature of this modified embodiment is that the grating 70 is not used, and the photoconductive layer 32 of the I-type amorphous silicon layer and the window are arranged between the transparent electrode 33 and the electrode 38 of the photoelectric conversion structure for synchronous sweep light. In this way, the notch is formed so as to form the periodic means by the periodic structure of the insulating portion 32A. In this example, when the sweeping light for synchronization (the right half part of the sweeping light Id) scans, when the photoconductive layer 32 passes through a continuous portion, a low impedance state is established between the terminals T 1 and T 3 , and the insulation is performed. When passing through the portion of the section 32A, a high impedance state is established, and a periodic pulse is generated. Therefore, a clock is generated based on the pulse, and a read signal of optical image information may be output by the clock.
このように、端子T1,T3が接続している電極が光導電
層を上下に挟持しないようにすると、これら電極間（上
の例では電極33,38）の静電容量を小さく出来るので高
速動作が可能である。As described above, if the electrodes connected to the terminals T 1 and T 3 do not sandwich the photoconductive layer up and down, the capacitance between these electrodes (the electrodes 33 and 38 in the above example) can be reduced. High-speed operation is possible.
第３図には別の実施例を示す。ここでも混同の恐れが
ないと思われるものに就いては、第１図に於けると同一
の符号を用いている。FIG. 3 shows another embodiment. Here, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for those which do not seem to be confused.
透明基板10の上に設けられている半導体層20は第１導
電型の半導体層であり、例えば前述のｐ型のアモルファ
スシリコン層である。The semiconductor layer 20 provided on the transparent substrate 10 is a semiconductor layer of the first conductivity type, for example, the aforementioned p-type amorphous silicon layer.
この半導体層20の上には、逆型の半導体層21が積層さ
れ、その左側の上部には第１導電型の半導体層30、逆導
電型の半導体層31と透明電極40が積層されている。一
方、半導体層21の右側の上部には、電極41と遮光層90が
積層されている。On this semiconductor layer 20, a reverse type semiconductor layer 21 is laminated, and on the upper left side thereof, a first conductive type semiconductor layer 30, a reverse conductive type semiconductor layer 31 and a transparent electrode 40 are laminated. . On the other hand, on the upper right side of the semiconductor layer 21, the electrode 41 and the light shielding layer 90 are stacked.
半導体層21と、その上の部分は図面に直交する方向に
渡って、絶縁性の分離領域50により電気的に分離されて
いる。The semiconductor layer 21 and a portion thereabove are electrically separated by an insulating separation region 50 in a direction orthogonal to the drawing.
半導体層30,31は、pn接合としてのフォトダイオード
層を構成し、透明電極40とともに信号光用光電変換構造
部を構成している。また、半導体層20,21も同様のフォ
トダイオード層を構成し、図の左側の部分がスイープ光
用光電変換構造部を構成し、右側の部分は電極41ととも
に同期用スイープ光用光電変換構造部を構成している。The semiconductor layers 30 and 31 constitute a photodiode layer as a pn junction, and together with the transparent electrode 40, constitute a photoelectric conversion structure for signal light. The semiconductor layers 20 and 21 also constitute a similar photodiode layer, and the left part of the figure constitutes the sweep light photoelectric conversion structure, and the right part together with the electrode 41 together with the synchronization sweep light photoelectric conversion structure. Is composed.
図示されていないが、半導体層21とそれより上の部分
は、分離領域50と同様の絶縁性の分離部により、図面に
直交する方向へ画素単位で仕切られている。この仕切り
の配列は、同期スイープ光用光電変換構造部では、周期
化手段を構成する。Although not shown, the semiconductor layer 21 and a portion above the semiconductor layer 21 are partitioned by a pixel unit in a direction orthogonal to the drawing by an insulating separation portion similar to the separation region 50. The arrangement of the partitions constitutes a periodic unit in the photoelectric conversion structure for synchronous sweep light.
かくして、上記３種の光電変換構造部はいずれも、画
素単位に仕切られたフォトダイオードを図面に直交する
方向へ１次元に並設した構造と成っている。Thus, each of the three types of photoelectric conversion structures has a structure in which photodiodes partitioned in pixel units are arranged one-dimensionally in a direction orthogonal to the drawing.
なお、この例の光学情報読取り素子を構成する部分の
構造はすでに特開昭62-139481号公報により公知であ
る。Incidentally, the structure of the portion constituting the optical information reading element of this example is already known from Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-139481.
勿論、電気的接続部は半導体層21,30の接触により構
成されている。Of course, the electrical connection is formed by contact between the semiconductor layers 21 and 30.
スイープ光Idは第１図の実施例の場合と同じもので同
期用スイープ光を兼ねている。The sweep light Id is the same as that in the embodiment of FIG. 1 and also serves as the sweep light for synchronization.
図の如く、透明電極40の側から１次元の光学像情報を
与えつつスイープ光Idを図面に直交する方向へ走査する
と、端子T2,T3間に画素周期に対応したパルス信号が同
期用出力信号として発生するので、これをもとにクロッ
クを発生させて端子T1,T2間の出力をサンプリングすれ
ば、光学像情報を適正に読取って電気信号化できる。As shown in the figure, when the sweep light Id is scanned in the direction perpendicular to the drawing while giving one-dimensional optical image information from the side of the transparent electrode 40, a pulse signal corresponding to the pixel period is generated between the terminals T 2 and T 3 for synchronization. Since the signal is generated as an output signal, if a clock is generated based on the signal and the output between the terminals T 1 and T 2 is sampled, the optical image information can be properly read and converted into an electric signal.
第１図、第２図、第３図に即して説明した実施例は１
次元の光学像情報を電気信号に変換する例であった。し
かし、これらの実施例の装置をそれぞれ複数個互いに平
行に密接してスイープ光の走査方向に直交する方向へ並
べて、信号光用光電変換構造部の集合面により２次元的
な光学像情報を受光できるようにし、前述のスイープ光
Idによりスイープ光用光電変換構造部、同期用スイープ
光用光電変換構造部の配列を２次元的に走査すれば２次
元的な光学像情報の読取りを行なうことができる。The embodiment described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG.
This is an example in which two-dimensional optical image information is converted into an electric signal. However, a plurality of the devices of these embodiments are closely arranged in parallel with each other in a direction perpendicular to the scanning direction of the sweep light, and two-dimensional optical image information is received by the collective surface of the photoelectric conversion structure for signal light. Allow for the aforementioned sweep light
If the arrangement of the sweep light photoelectric conversion structure and the synchronization sweep light photoelectric conversion structure is two-dimensionally scanned with Id, two-dimensional optical image information can be read.
なお、第１図乃至第３図の実施例の場合、何れも遮光
層90が用いられている。この遮光層90は、同期用スイー
プ光用光電変換構造部に迷光が入射して誤パルスの発生
するのを防ぐために設けられている。従って迷光の恐れ
が無いような使用状況の場合には、遮光層は必ずしも必
要ではない。In the embodiments shown in FIGS. 1 to 3, the light-shielding layer 90 is used in all cases. The light-shielding layer 90 is provided to prevent stray light from being incident on the photoelectric conversion structure for sweep light for synchronization and generating an erroneous pulse. Therefore, in a use situation where there is no fear of stray light, the light shielding layer is not always necessary.
第４図は、別の実施例とその変形例とを略示してい
る。符号10,70は、従前どおり透明基板とグレーティン
グを示し、スイープ光Idは第１図に即して説明されたの
と同様のものである。FIG. 4 schematically shows another embodiment and its modification. Reference numerals 10 and 70 indicate a transparent substrate and a grating as before, and the sweep light Id is the same as that described with reference to FIG.
符号2,3は、ともに光電変換層であり、いずれもフォ
トダイオードを図面に直交する方向へ１次元に並設する
かもしくは並設したのと実効的に等価な集合体として形
成されている。その具体的な構造は、第１図、第２図、
第３図のフォトダイオード層等でよい。Numerals 2 and 3 denote photoelectric conversion layers, both of which are formed as a group of photodiodes arranged one-dimensionally in a direction orthogonal to the drawing or as an effectively equivalent group of juxtaposed photodiodes. The specific structure is shown in FIG. 1, FIG.
The photodiode layer shown in FIG. 3 may be used.
符号2T,31T,32Tは透明電極を示している。 Reference numerals 2T, 31T, and 32T indicate transparent electrodes.
この、第４図に示す装置の左側の部分は「光学像読取
り素子」を構成し、右側の部分は同期用スイープ光用光
電変換構造部を構成している。The left part of the apparatus shown in FIG. 4 constitutes the "optical image reading element", and the right part constitutes the synchronous sweep light photoelectric conversion structure.
第４図（Ｉ）の実施例に就き説明すると、１次元的な
光学像情報は信号光Isによって透明電極31Tの側から与
えられ、スイープ光Idは透明基板10の側から走査され
る。このときスイープ光を兼ねた同期用スイープ光はグ
レーティング70を介して光電変換層２に入射する。一
方、透明電極32Tの側からは空間的、時間的に強度が略
一定した均一光Icが照射されており、光電変換層３を活
性にしている。かくして、スイープ光Idの走査に従い、
電極2T,31T間には、光学像情報に対応する出力が、また
電極2T,32T間には同期用出力信号が発生するので同期用
出力信号に基づいてクロックを発生させて、そのクロッ
クのタイミングに従って光学像読取り素子の出力を画像
信号として取り出せば良い。この例では、グレーティン
グ70と均一光Icの光源およびこの均一光Icの照射手段が
周期化手段を構成している。Referring to the embodiment of FIG. 4 (I), one-dimensional optical image information is given from the transparent electrode 31T side by the signal light Is, and the sweep light Id is scanned from the transparent substrate 10 side. At this time, the sweep light for synchronization, which also serves as the sweep light, enters the photoelectric conversion layer 2 via the grating 70. On the other hand, uniform light Ic whose intensity is substantially constant spatially and temporally is irradiated from the side of the transparent electrode 32T, and the photoelectric conversion layer 3 is activated. Thus, according to the scanning of the sweep light Id,
Since an output corresponding to the optical image information is generated between the electrodes 2T and 31T, and a synchronization output signal is generated between the electrodes 2T and 32T, a clock is generated based on the synchronization output signal. The output of the optical image reading element may be extracted as an image signal in accordance with the following. In this example, the grating 70, the light source of the uniform light Ic, and the irradiating means of the uniform light Ic constitute the periodicizing means.
第４図（II）の例では、第４図（Ｉ）の例と異なり、
グレーティング70は透明電極32Tの上に設けられ、均一
光Icはグレーティング70を介して照射され、一方スイー
プ光Idは透明基板10の側から走査される。均一光Icがグ
レーティング70の周期構造に従って光電変換層３を活性
にしているので、スイープ光Idの走査に従い、電極2T,3
1T間には光学像情報に対応する出力が、また電極2T,32T
間には同期用出力信号が発生するので同期用出力信号に
基づいてクロックを発生させて、そのクロックのタイミ
ングに従って光学像読取り素子の出力を画像信号として
取り出せば良い。この例でも、グレーティング70と均一
光Icの光源およびこの均一光Icの照射手段が周期化手段
を構成している。In the example of FIG. 4 (II), unlike the example of FIG. 4 (I),
The grating 70 is provided on the transparent electrode 32T, and the uniform light Ic is irradiated through the grating 70, while the sweep light Id is scanned from the transparent substrate 10 side. Since the uniform light Ic activates the photoelectric conversion layer 3 according to the periodic structure of the grating 70, the electrodes 2T, 3
During 1T, the output corresponding to the optical image information is output, and the electrodes 2T, 32T
Since a synchronization output signal is generated in between, a clock may be generated based on the synchronization output signal, and the output of the optical image reading element may be extracted as an image signal according to the timing of the clock. Also in this example, the grating 70, the light source of the uniform light Ic, and the irradiating means of the uniform light Ic constitute the periodicizing means.
第４図（Ｉ），（II）の例とも、同期用スイープ光の
照射のなされる側と、信号光Is及び均一光Icの照射のな
される側とを入れ替えることができる。In both the examples of FIGS. 4 (I) and (II), the side on which the sweep light for synchronization is irradiated and the side on which the signal light Is and the uniform light Ic are irradiated can be exchanged.
但し、信号光Isと均一光Icとは同一の側に照射される
ので互いの領域へ光が漏れないようにする必要がある。
このための方策としては信号光の照射領域と均一光の照
射領域の境界部に遮光手段を設けたり、あるいは均一光
を導波路により他の光と分離して照射部へ導く方法が有
効である。However, since the signal light Is and the uniform light Ic are irradiated on the same side, it is necessary to prevent light from leaking to each other.
As a measure for this, it is effective to provide a light shielding means at the boundary between the signal light irradiation area and the uniform light irradiation area, or to separate the uniform light from other light by a waveguide and guide it to the irradiation section. .
第５図は、画像情報を読み出すための回路構成を示
す。符号60は本発明の光学像情報対電気信号変換装置で
ある。同期用スイープ光の走査に従って同期用スイープ
光用光電変換構造部Ｂから得られる出力は波形整形回路
61で波形整形され、クロック発生回路62に印加される。
そしてクロック発生回路62から読取りタイミング用のク
ロックが発生し画像情報読取回路63に印加される。一
方、光学像読取り素子Ａからスイープ光の走査に従って
出力される出力は画像情報読取回路63に入力しょ同回路
63はクロック発生回路62からのクロックに従って、上記
出力を画像信号として出力する。FIG. 5 shows a circuit configuration for reading image information. Reference numeral 60 denotes an optical image information-to-electrical signal converter of the present invention. The output obtained from the synchronization sweep light photoelectric conversion structure B in accordance with the scanning of the synchronization sweep light is a waveform shaping circuit.
The waveform is shaped at 61 and applied to the clock generation circuit 62.
Then, a clock for reading timing is generated from the clock generating circuit 62 and applied to the image information reading circuit 63. On the other hand, the output output from the optical image reading element A according to the scanning of the sweep light is input to the image information reading circuit 63.
63 outputs the above output as an image signal according to the clock from the clock generation circuit 62.
［発明の効果］ 以上、本発明によれば新規な光学像情報対電気信号変
換装置を提供できる。この装置は上記の如き構成となっ
ているので、各画素ごとの画像信号を光学像と高精度に
一致させて読取ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a novel optical image information-to-electrical signal converter can be provided. Since this apparatus is configured as described above, it is possible to read an image signal of each pixel in a manner that matches an optical image with high accuracy.
第１図は、本発明の１実施例を説明するための図、第２
図は、別実施例とその変形例を説明するための図、第３
図は、他の実施例を説明するための図、第４図は、さら
に他の実施例とその変形例を説明するための図、第５図
は画像情報を読み出すための回路構成を示す図である。 10……透明基板、70……グレーティング、Id……同期用
スイープ光と供用のスイープ光、Is……信号光FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a diagram for explaining another embodiment and its modification, and FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment, FIG. 4 is a diagram for explaining still another embodiment and its modification, and FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration for reading image information. It is. 10: Transparent substrate, 70: Grating, Id: Synchronization sweep light and service sweep light, Is: Signal light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−139481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−86539（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 27/14 - 27/148 H04N 5/30 - 5/335────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-139481 (JP, A) JP-A-60-86539 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 27/14-27/148 H04N 5/30-5/335
Claims (1)
元もしくは２次元に並設するか、または並設したのと実
効的に等価な集合体として構成されるとともに、光学像
情報を有する信号光を上記複数個の光電変換素子に与え
るための信号光受光面を有する信号光用光電変換構造部
と； スイープ光受光用光電変換素子を複数個、１次元もしく
は２次元に並設するか、または並設したのと実効的に等
価な集合体として構成されるとともに、１次元的または
２次元的に走査されるスイープ光を上記各スイープ光受
光用光電変換素子に与えるためのスイープ光受光面を有
するスイープ光用光電変換構造部と； 上記信号光用光電変換構造部の各信号光受光用光電変換
素子の一端子と、上記スイープ光用光電変換構造部の各
スイープ光受光用光電変換素子の他端子とをそれぞれ一
つづつ対応させて電気的に接続する電気的接続部と； 上記スイープ光と同期して１次元的もしくは２次元的に
走査される同期用スイープ光を受光する同期用スイープ
光受光用光電変換素子を１次元に並設するか、または並
設したのと実効的に等価な集合体として構成されるとと
もに、上記同期用スイープ光の走査効果を画素配列に対
応した周期に周期化する周期化手段を有する同期用スイ
ープ光用光電変換構造部とを含み； 上記信号光用光電変換構造部、上記スイープ光用光電変
換構造部、上記電気的接続部、そして上記同期用スイー
プ光用光電変換構造部を同一の基板上に一体に設けた上
で、上記信号光用光電変換構造部、上記スイープ光用光
電変換構造部、そして上記電気的接続部とにより構成さ
れる光学像読取り素子から上記スイープ光の走査により
出力される信号を、同期用スイープ光の走査に基づき上
記同期用スイープ光用光電変換構造部から周期的に出力
される同期用出力信号に同期させて上記光学像情報に対
応した電気信号として取り出すようにしたこと； を特徴とする光学像情報対電気信号変換装置。A plurality of photoelectric conversion elements for receiving signal light are arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner, or are formed as an aggregate effectively equivalent to the juxtaposed manner, and optical image information is obtained. A photoelectric conversion structure for signal light having a signal light receiving surface for providing the signal light to the plurality of photoelectric conversion elements; and a plurality of one-dimensional or two-dimensional sweep-light receiving photoelectric conversion elements. Or a sweep light for giving a sweep light scanned one-dimensionally or two-dimensionally to each of the above-described photoelectric conversion elements for receiving a sweep light, wherein the sweep light is configured as an aggregate effectively equivalent to being arranged in parallel. A sweep light photoelectric conversion structure having a light receiving surface; one terminal of each signal light reception photoelectric conversion element of the signal light photoelectric conversion structure; and each sweep light reception photoelectric of the sweep light photoelectric conversion structure of the sweep light photoelectric conversion structure. Transformation element An electrical connection unit for electrically connecting the other terminals one by one to each other; and a synchronization unit for receiving synchronization sweep light scanned one-dimensionally or two-dimensionally in synchronization with the sweep light. The sweep light receiving photoelectric conversion elements are arranged one-dimensionally, or are formed as an aggregate that is effectively equivalent to the arrangement of the sweep light receiving photoelectric conversion elements. A photoelectric conversion structure for sweep light having synchronization means for periodicizing the signal; a photoelectric conversion structure for signal light, a photoelectric conversion structure for sweep light, the electrical connection portion, and the synchronization. After the photoelectric conversion structure for sweep light is integrally provided on the same substrate, the optical structure including the photoelectric conversion structure for signal light, the photoelectric conversion structure for sweep light, and the electrical connection unit Image reading The signal output by the sweep light scanning from the scanning element is synchronized with the synchronization output signal periodically output from the synchronization sweep light photoelectric conversion structure section based on the synchronization sweep light scanning, thereby synchronizing the optical signal. An optical image information-to-electrical signal converter, wherein the optical signal is extracted as an electric signal corresponding to the image information.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1084281A JP2818850B2 (en) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | Optical image information to electrical signal converter |
| US07/503,046 US5079415A (en) | 1989-04-03 | 1990-04-02 | Apparatus for converting optical information into electrical information signal, information storage element and method for storing information in the information storage element |
| US07/776,643 US5351209A (en) | 1989-04-03 | 1991-10-15 | Apparatus for converting optical information into electrical information signal, information storage element and method for storing information in the information storage element |
| US07/776,642 US5235542A (en) | 1989-04-03 | 1991-10-15 | Apparatus for converting optical information into electrical information signal, information storage element and method for storing information in the information storage element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1084281A JP2818850B2 (en) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | Optical image information to electrical signal converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02297963A JPH02297963A (en) | 1990-12-10 |
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Family
ID=13826073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
1989
- 1989-04-03 JP JP1084281A patent/JP2818850B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |