JPH01138751A - 光センサ−アレイ及び読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光センサーアレイ及び読み取り装置に関する。

さらに詳しくは、レンズ系やセルフォックスレンズが不
要となるばかりか、エツチング工程が不要となり、製品
の歩留りを向上させることができる光センサーアレイ及
び読み取り装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来よ
り、ファクシミリ等の読み取り用センサーとしては、Ｍ
ＯＳキャパシタを多数直線的に配列した構造をもつＣＯ
Ｄ等の単結晶センサーや、非晶質半導体やＣｄＳを用い
た密着型センサーが用いられている。しかしながら、単
結晶型センサーでは読み取り受光部が小さいものとなる
ため、読み取るべき原稿とセンサ一部との間に原稿から
の反射光を集光するためのレンズ等を含む光学的装置が
必要となり、そのために適当な光路長が必要となり、装
置が大型になるという問題がある。また、密着型センサ
ーは、セルフォックスレンズを用いて密着型にできるの
で装置の小型化が図れるものの、光センサーの上部にセ
ルフォックスレンズを設けなければならないという欠点
があった。

一方、最近、非晶質半導体を用いて、該半導体の一部を
エツチングにより除去し、その部分から光を入射させる
完全密着タイプのセンサーが提案されているが、このも
のは半導体層をエツチングするときに半導体層にピンホ
ールが発生し、歩留りを大幅に低下させるという問題が
ある。

本発明は、叙上の事情に鑑み、前記従来例の有する欠点
が解消された光センサーアレイ及び読み取り装置を提供
することを目的とする。即ち、本発明の目的は、レンズ
系やセルフォックスレンズが不要であり、半導体層にエ
ツチング等の処理を要しないため製品の歩留りを大幅に
向上させることのできる光センサーアレイ及び読み取り
装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光センサーアレイは、透光性基板上に構成され
た光センサーアレイにおいて、感光部の光入射側透光性
基板内に光学ファイバー部が配置されてなることを特徴
としており、また、本発明の読み取り装置は、前記光セ
ンサーアレイと、発光部と、駆動用回路とから構成され
てなることを特徴としている。

［実施例］ 次に図面に基づき本発明の光センサーアレイ及び読み取
り装置を説明する。

第１〜２図は本発明の第１の実施例に係る光センサーア
レイを示しており、同図において光センサーアレイはフ
ァイバーアレイ部（Ａ）を構成する透光性基板（１）上
にセンサ一部（Ｂ）として透明な第１の電極（２）、半
導体層（３）及び第２の電極（４）がこの順序で形成さ
れてなる構造を有している。

透光性基板（１）としては、厚さが概ね０．５ｍｍ〜１
０ａｍのガラス等を用いることができる。本発明の光セ
ンサーアレイの特徴は、ファイバーアレイ部（Ａ）を構
成する前記透光性基板（１）が基板内に配置された光学
ファイバーから成る光学ファイバー部（５）を冑してい
ることである。したがって、透光性基板（１）自体がイ
メージ伝送プレートとなるため、イメージを光センサ一
部に伝送するためのレンズ系やセルフォックスレンズが
不要となる。

ファイバーアレイ部（Ａ）の透光性基板（１）内に配置
された光学ファイバーの方向は、基板面に垂直である方
が好ましいが、第７ｂ図（後述）に示される如く、４５
°程度まで斜に傾いていても良く、その角度にとくに限
定はない。

光学ファイバー部（５）は第３図に示されるように一次
元配置としてもよいし、二次元配置（図示されず）とし
てもよい。光学ファイバーは、たとえば第４図に示され
るように六角形の束が連続するよう配列すればよい。こ
の束は、光センサーのセル１個あたり８個程度配列され
たユニットで、複数列構成される。１本の光学ファイバ
ーの断面積は、実質的な感光部の面積（第１の電極と第
２の電極が重なった部分の面積をいう。第１図参照）の
１／２以下、さらには１７４以下であるのが好ましい。

また１本の光学ファイバーの断゛面積は、０．１．ｃａ
２以上であるのが好ましい。各ファイバーはコア部とク
ラッドで構成されたもの、あるいはその外側に吸収体で
被覆したものが用いられる。さらに、光学ファ畔バ一部
（５）の面積は実質的な感光部の面積よりも大であるの
が好ましい。なお、第３〜４図ではわかり易くするため
に一部の光学ファイバーのみ描かれている。

透明な第１の電極（２）としては、ＩＴＯ、ｌｎｚ　０
２．５ｎ０２、ＺｎＯ２等を用いることができ、スパッ
ター、蒸着、ＣＶＤ法等により透光性基板（１）上に形
成される。この第１の電極（２）には、第１〜２図に示
されるようにボンディング用金属パッド（６）を蒸着等
により設けるようにしてもよい。

半導体層（３）は、非晶質半導体を含んでおり、Ｓｌを
主成分とするものを用いるのが好ましい。

半導体層（３）としては、実質的に１層から成るものや
ｐ１構造、ｐｉｎ構造又はｉｎ構造を有するものや、前
記構造を繰り返した構造を有するもの等が用いられる。

具体的には、ｐ型ａ−８ＩＣ／１型ａ−８ｆ／ｎ型ａ−
８ｌ、ｐ型ａ−８ＩＣ／Ｉ型Ｓｌ／ｎ型ａ−８ＩＣなる
構造を有するものが用いられる。半導体層（３）は、ｐ
型を光入射側にしてもよいし、ｎ型を光の入射側にする
よう形成してもよい。

前記半導体層（３）は、たとえば高周波プラズマＣＶＤ
　、光励起ＣＶＤ　、熱ＣＶＤ　、スパッター等により
第１の電極（′２）及び透光性基板（１）上に形成され
る。

第２の電極（４）としては、ＭｓＣｒ、旧、Ｎ１−Ｃｒ
、ＭＯ等の金属電極を用いることができ、これらは蒸着
やスパッター法により半導体層（３）及び透光性基板（
１）上に形成される。

前記第１の電極（２、半導体層（３）及び第２の電極（
４）の厚さは、使用する材料により異なるが、それぞれ
概ね３００人〜１項、０．３１ｓ〜３刷、１０００人〜
ｌＡ３Ｔｌが目安である。

また、第１の電極（２）及び第２の電極（４）の構成と
して、第５ａ図に示されるように第１の電極（２をパタ
ーン化して分離し、第２の電極（４）を共通電極として
よいし、逆に、第５ｃ図に示されるように第２の電極（
４）をパターン化して分離し、第１の電極（２）を共通
電極としてもよい。さらには、画電極ともにパターン化
して分離するようにしてもよい（第５ｂ図参照）。

一方、半導体層（３）は、第５ａ〜５０図に示されるよ
うに連続したものを用いてもよいし、第５ｄ図に示され
るようにパターン化したものを用いてもよい。なお、半
導体層（３）にａ−８ＩＣから成るｐ層又はｎ層を用い
るときは、比較的高抵抗にできるためクロストークが少
ないので連続した半導体層とするのが好ましい。第１の
電極（２）と第２の電極（４）ともにパターン化する場
合、第１の電極（′２Ｊの面積と第２の電極（４）の面
積とは実質的に等しくするのが好ましい。なお、図示さ
れていないが、第５ｄ図に示す場合において、第１の電
極（２）又は第２の電極（４）の一方を連続タイプにす
ることも可能である。

以上の説明において、半導体層（３）にｐ型又はｎ型半
導体を用いて、半導体層（３）を連続タイプにすること
ができるのは、パターン化された電極に接するｐ層又は
ｎ層の導電率が１Ｏ−６（Ω・ａｍ）　−’程度以下に
したときに限られる。

以上の説明ではファイバーアレイ部（Ａ）の透光性基板
上にセンサ一部（Ｂ）として透明な第１の電極、半導体
層及び第２の電極をこの順序で形成させた場合であるが
、第６図に示される第２の実施例においては、センサ一
部（Ｂ）として第１の透光性基板上０１）に第１の電極
０２）、半導体層□□□及び透明な第２の電極０４）が
この順序で形成されており、さらにセンサ一部（Ｂ）の
第１の透光性基板０１）とファイバーアレイ部（Ａ）を
構成する第２の透光性基板０θとは透光性の樹脂から成
る接着層圏で接着されている。

第１の透光性基板上）としては、厚さが概ね０　、５　
ｍｏ＋〜２關のガラス等を用いることができる。

第１の電極０り、半導体層は、透明な第２の電極Ｑ４１
はそれぞれ前記第１の実施例の第２の電極（４）、半導
体層（３）、透明な第１の電極（′２Ｊに対応するもの
であり、形成方法等は前記第１の実施例と同じであり、
また前記第１の実施例において述べられた種々の実施態
様が可能なことはもちろんである。

接着層圏としては透光性を有し接若作用がある樹脂を用
いることができ、具体的にはアクリル樹脂、エポキシ樹
脂、シリコン樹脂等があげられるが、とくにこれらに限
定されるものではない。

接着層面は透光性を有するために第７ｂ図（後述）に示
されるごとく光センサ一部背面の発光部（力からの光が
、光学ファイバー部（５）より受光可能となっている。

ファイバーアレイ部（Ａ）を構成する第２の透光性基板
ＯＱの光学ファイバー部（５）は前記第１の実施例と同
様基板面に対して垂直である方が好ましいが、斜に傾い
ていてもよいのはもちろんのことである。

以上の説明はサンドイッチ形に電極を配置する場合であ
るが、第１０図に示されるように櫛形に電極を配置して
もよい。第１Ｏ図に示される第３の実施例では、透光性
基板（１）上に形成された半導体層（３）上に共通電極
（７）及び複数本の独立電極（３１）とが設けられてい
る。複数本の独立電極（３１）のそれぞれは、共通電極
■の櫛刃状電極の間に設けられている。電極■、（３１
）は透明電極、金属製電極のいずれを用いてもよい。ま
た、電極■、（３１）は、半導体層（３）上に設けても
よいしく第１１ａ図及びｆｉｂ図参照）、該半導体層（
３）と透光性基板（１）又は第１の透光性基板旧）との
間に設けるようにしてもよい（第１１ｃ図及びｌｉｄ図
参照）。

半導体層（３）のｐ層又はｎ層としては、比較的高抵抗
の膜を作りやすい点及び光吸収ロスがないので感度が高
くなる点より、ａ−９ＩＣ、ａ−８ＩＮのドープ半導体
を用いるのが好ましい。

なお、半導体層（（８）と第２の電極（４）との間に耐
熱性を向上させるために、Ｃ「、Ｍ　ｏ　ｓ旧等のシリ
サイドから成る層（図示せず）を形成するようにしても
よい。該層は、蒸着やスパッター法により形成すればよ
く、厚さは概ね２０人〜３００人が目安である。

次に、本発明の読み取り装置について説明する。本発明
の読み取り装置は、前記した光センサーアレイと、発光
部（７）と、駆動用回路（８）とから構成されている。

発光部としては可視光スペクトルを有する蛍光燈、ＬＥ
Ｄ等が用いられ、また駆動用回路としては一般にＩＣが
用いられる。

この駆動用ＩＣは、光センサーアレイと同一基板上に搭
載してもよいしく第７ａ図及びＩｂ図ち照）、別の基板
に予め搭載しておき、その後に光センサーアレイとボン
ディングするようにしてもよい（第９図参照）。もちろ
ん光センサーアレイとしては第１、第２及び第３の実施
例のいずれのものを用いてもよく、第７ａ図及び９図が
第１の実施例の光センサーアレイを用いた場合を示して
おり、第７ｂ図が第２の実施例の光センサーアレイを用
いた場合を示している。なお第７ｂ図においては光学フ
ァイバー部（５）は前記したごとく基板面に対して約２
０〜３０＠傾けて配置された場合を示している。第７ａ
図及び７ｂ図において（９）は光センサーアレイに読み
取られるべき原稿であり、また第７ａ図において（至）
は光センサーアレイ及び駆動用１ｃを保護するための、
光硬化性又は熱硬化性樹脂等から成る保護樹脂である。

光センサーアレイと駆動用ＩＣを同一基板上に搭載する
場合、駆動用１ｃの数を減らすために基板−Ｌに第８図
に示されるようにマトリックス配線を行うようにしても
よい。第８図において、マトリックス配線部分（２１１
は感光性ポリイミド等でコーティングされており、（Ｃ
）で示される部分には孔が穿設されており、ここに光セ
ンサーからの信号線が横方向の信号処理線に結線される
。

［発明の効果］ 本発明の光センサーアレイ及び読み取り装置によれば、
イメージを光センサ一部に伝送するためのレンズ系やセ
ルフォックスレンズが不要となり、装置が小型化される
ばかりでなく、半導体層をエツチングする必要がないの
で製品の歩留りを大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光センサーアレイの第１の実施例の概
略断面説明図、第２図は第１図に示される光センサーア
レイの平面図、第３図は本発明における光学ファイバー
を有する透光性基板の一実施例の斜視図、第４図は第３
図に示される透光性基板の光学ファイバー部の一部拡大
平面図、第５ａ〜５ｄ図は電極および半導体層の種々の
実施態様を表わす説明図、第６図は本発明の光センサー
アレイの第２の実施例の概略断面説明図、第７ａ〜７ｂ
図は本発明の読み取り装置の一実施例の概略断面説明図
、第８図は透光性基板」二にマトリックス配線を行う場
合の説明図、第９図は本発明の読み取り装２置の他の実
施例の概略断面図、第１Ｏ図は本発明の光センサーアレ
イの第３の実施例の概略平面説明図、第１１ａ〜ｔｔｄ
図は電極の種々の実施態様を表わす概略断面説明図であ
る。 （図面の主要符号） （Ａ）：ファイバーアレイ部 （Ｂ）：センサ一部 （１）、０１）、Ｏｅ：透光性基板 （２）、０２）：第１の電極 （３）、Ｃｒ５Ｉ：半導体層 （４）、ａ４）：第２の電極 （５）：光学ファイバー部 （７）二発光部 （８）：駆動用回路 特許出願人　　鐘淵化学工業株式会社 代理人弁理士　　朝日奈宗太　ほか１名第１回 １：み煎り、臘 ２：第１の′１１ ６：　’Ｉ’導体層 ３：’ｒ樽体層 ４：第２の′＋１ＬＩｉ訴 第５Ｃ［Ｋ　　　　　　　第５ｄ図 才８図 Ｃ オ９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性基板上に構成された光センサーアレイにおい
   て、感光部の光入射側透光性基板内に光学ファイバー部
   が配置されてなることを特徴とする光センサーアレイ。 ２、感光部の光入射側透光性基板内に光学ファイバー部
   が配置され、該透光性基板上に構成された光センサーア
   レイと、発光部と、駆動用回路とから成ることを特徴と
   する読み取り装置。