JPH0254965A - カラー光電変換装置 - 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、カラーファクシミリやカラー文字画像読み取
り入力装置に用いる光電変換装置に関する。

従来の技術 従来のカラーイメージセンサは基板上に形成された光セ
ンサアレイの光電変換素子の上に３色のカラーフィルタ
ーアレイをはりつけるか、直接形成し、隣接する３つの
光電変換素子を１つの組としてカラー画像情報を読み取
っている。したがって、この構造では、現在用いられて
いる白黒イメージセンサと同一の解像度を得るために光
電変換素子のサイズを３分の１程度に形成して配列して
いる。また、カラーフィルターを用いないカラー画像読
み取り装置は、特開昭６１−２３４５７号公報に述べら
れている。第２図（ａ）は、その構造の断面図であり、
光電変換素子として３種類の光導電性薄膜３，４．６を
絶縁基板１上に形成したものを１画素としている。また
、光導電性薄膜３゜４．６の分光感度はそれぞれ第４図
（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）で示したような特性を
有しており、色分離を分光感度特性の違いを利用して行
っている。特開昭６１−８４９５７号公報には、カラー
フィルターを半導体薄膜で作り込むカラー光導電素子に
ついて述べられている。第３図（ａ）には、その発明の
構成を示す断面図を示している。光導電素子９，１０．
１１としては、可視光域全域において光感度があるもの
３個を用い、半導体薄膜のカラーフィルター７゜８を要
する。色分離は、用いる半導体薄膜７．８の透過光特性
が、それぞれ第４図のｅ′、ｄ′に示すようなものによ
って行っている。

発明が解決しようとする課題 第２図及び第３図の（ｂ）に、（ａ）の構成における各
々の光電変換素子の赤色（Ｈの矢印で示しているＸ緑色
（Ｇの矢印で示している）、青色（Ｂの矢印で示してい
る）の三原色に対する出力信号を示している。第２図の
（５）によれば、光電変換素子４及び６の出力信号は、
それぞれＧ（緑色）及びＲ（赤色）の成分によるものが
メインであるが、光電変換素子４については、Ｂ（青色
）の成分のものが混り、光電変換素子６については、Ｇ
成分、Ｂ成分ともに多少混ることになる。これは、第４
図の（ａ）、（ロ）、（Ｃ）の分光感度特性から理解で
きるように、相対感度のピークの短波長側において感度
がすみやかに落ちきらないからであり、完全な色分離の
ために電気回路による補正処理を必要とする。また、第
３図（ｂ）には、用いる光電変換素子９，１０゜１１が
、可視光域でフラットな相対感度を持つと考えてその出
力信号をＲ，Ｇ、Ｈの各成分について示している。３素
子から得られた信号をＲ，Ｇ。

Ｂの各色成分に分離するためには電気回路による演算処
理を必要とする。さらに可視域での相対感度がフラット
な光導電素子を得ることは実際問題として困難であり、
電気回路による演算処理及びそれにともなう補正処理が
複雑となる。以上に述べたように、第２図、第３図の様
な構成では、得られた信号の演算処理や補正処理が必要
であり、画像の忠実性の点で問題がある。本発明が解決
しようとする課題は、カラー画像により忠実でかつ複雑
な演算処理及び補正処理を必要としないカラー光電変換
素子を実現することにある。

課題を解決するだめの手段 絶縁基板上に、緑色に分光感度ピークを持つ光電変換素
子と青色に分光感度ピークを持つ光電変換素子とを絶縁
層を介して形成した多層構造と、前記多層構造に隣接し
７て、赤色九分光感度ピークを持つ光電変換素子と赤色
以外の可視光を透過しない薄膜とを絶縁層を介して形成
した多層構造を設け、一画素とした光電変換装置を構成
する。

作　　用 上記に述べた構成によれば、入射する光のうち、青色成
分のものは、青色に分光感度ピークを持つ光電変換素子
のみに信号の出力があり、緑色成分のものは、緑色に分
光感度ピークを持つ光電変換素子のみに信号の出力があ
り、同様に赤色成分のものは、赤色に分光感度ピークが
ある光電変換素子のみに信号の出力がある。なぜなら半
導体のバンドギャップ間遷移による光吸収効果を用いた
光電変換素子を用いるとバンドギャップより長波長のエ
ネルギーを持つ光に対しては、光はほとんど透過し、信
号の出力もほとんどなく、逆に、バンドギャップより短
波長のエネルギーを持つ光に対しては、光はほとんど透
過せず、信号を出力するという作用があるので、本発明
の三層構造の最上層が、カラーフィルターにもなり、上
記のような結果が得られるからである。

実施例 本発明の一実施例を第１図（ａ）に示す。ガラス基板等
の絶縁基板１上に、Ｃｄ５ｏ、５Ｓｅｏ、６　の組成を
持つ光導電性薄膜からなる光電変換素子４、及びＣｄ５
ｏ、２Ｓｅ０．８の組成を持つ光導電性薄膜からなる光
電変換素子６を形成したあと、基板上にＳｉＯ２等の透
光性の絶縁層２を設け、さらに、光電変換素子４の真上
に絶縁層２を介して、ＣｄＳの光導電性薄膜からなる光
電変換素子３及び光電変換素子６の真上に絶縁層２を介
してｃｄＳｏ、６Ｓｅｏ、６の組成からなる薄膜フィル
ター６を形成したものである。

原稿等の持つカラー情報を読み取るだめには、１画素に
対し、Ｒ，Ｇ、Ｂの三原色に色分離して信号を取り込む
必要があり、先に述べた様に、信号検出回路を含む周辺
回路での信号処理をなくすことが望ましい。本発明は、
第４図に示すようなＣｄＳ、Ｓｅ　系の光導電膜の分光
感度ａ、ｂ・Ｃと・それぞれに対応する透過率、／、　
ｂｌ、　Ｃ／との関係に注目し、色分離を巧みに行った
ものである。

光電変換素子３は、分光感度が第４図（ａ）に示した様
な特性であるだめ、青色成分のみに感じ、光電変換素子
４ば、分光感度が第４図中）に示した様な特性であるた
め、緑色成分ｑ及び青色成分（Ｂ）の両者に感じるが、
光電変換素子３の透過率特性が第４図ａ′に示した様な
特性であるため、光電変換素子４には青色成分の光は到
達せず、結果として緑色成分にのみ信号を出力し、第４
図ｂ′の透過特性を持つ薄膜フィルター６の真下に形成
されている光電変換素子６は、第４図（Ｃ）に示した様
な分光感度を持つが、光電変換素子６にも同様に赤成分
の）のみが到達し、赤色成分のみの信号を出力する。第
１図中）には、以上に述べた光電変換素子３．４．６の
赤、緑、青の各成分の信号出力をそれぞれ示している。

第２図及び第３図の（ｂ）に示した出力信号の様子と比
べてみると本発明の構成のものは、得られる生信号の段
階で色分離がなされており、他に比べてすぐれている。

発明の効果 本発明によれば、カラー原稿、画像を忠実に色分離でき
、かつ周辺回路による電気回路処理の簡単なカラー光電
変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および申）は各４、本発明の一実施例にお
けるカラー光電変換装置の構成を示す断面図及び出力信
号の様子を示した図、第２図（ａ）及び第３図（ａ）は
各々従来のカラー光電変換装置の構成の例を示す断面図
、第２図（ｂ）及び第３図（ｂ）は上記従来例の各々に
おける出力信号の様子を示した図、第４図は第１図〜第
３図に示した装置に用いられている半導体薄膜の分光感
度及び透過率を示すグラフである。 １・・・・・・絶縁基板、２・・・・・・透光性絶縁層
、３・・・・・・光電変換素子、４・・・・・・光電変
換素子、６・・・・・・薄膜フィルター、６・・・・・
・光電変換素子。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第１
図 （Ｇ） 第 図 第 図 ！！

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁基板上に、緑色に分光感度ピークを持つ光電
   変換素子と青色に分光感度ピークを持つ光電変換素子と
   を絶縁層を介して形成した多層構造と、前記多層構造に
   隣接して、赤色に分光感度ピークを持つ光電変換素子と
   赤色以外の可視光を透過しない薄膜フィルターとを絶縁
   層を介して形成した多層構造を設けたことを特徴とする
   カラー光電変換装置。
2. （２）光電変換素子がすべてII−VI族化合物半導体薄膜
   よりなることを特徴とする請求項１に記載のカラー光電
   変換装置。
3. （３）光電変換素子がすべてＣｄＳ、ＣｄＳｅあるいは
   それらの固溶体よりなる薄膜であることを特徴とする請
   求項１に記載のカラー光電変換装置。
4. （４）薄膜フィルターが、II−VI族化合物半導体薄膜よ
   りなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
   載のカラー光電変換装置。