JPH05130327A - イメージセンサー - Google Patents

イメージセンサー

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JPH05130327A
JPH05130327A JP3293135A JP29313591A JPH05130327A JP H05130327 A JPH05130327 A JP H05130327A JP 3293135 A JP3293135 A JP 3293135A JP 29313591 A JP29313591 A JP 29313591A JP H05130327 A JPH05130327 A JP H05130327A
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JP
Japan
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original
image
light source
image sensor
sensor
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Pending
Application number
JP3293135A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Matsuda
潔 松田
Nobuyoshi Miyazaki
信義 宮崎
Atsushi Tamaki
淳 玉木
Hiroshi Ishihara
啓 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】有機光導電体層及び該有機光導電体層を介して
設けられた電極対を備えた画素であって画像情報を電気
信号に変換する画素を集積してなる画像読み取り素子を
用いたイメージセンサーにおいて、原稿読み取り期間中
に周期的に点滅するセンサー光源を有するイメージセン
サー。 【効果】従来になかった大面積に成膜可能であって安定
で且つ高い感度、速い応答速度を兼ね備えたイメージセ
ンサーを作り上げることが可能となり、本発明は工業的
に極めて有用なイメージセンサーを提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像信号を電気信号に変
換し、電気信号として取り出すイメージセンサーの光源
操作に関するものであり、有機系の光導電材料を光電変
換材料として使用したセンサーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光センサーは光強度の計測に、またロボ
ット、各種オートメーションシステムにおける位置セン
サーとして、また情報通信、情報処理における画像情報
の読み取りなどに広く用いられている。特に画像情報の
処理技術、能力の進歩した今日、高性能な画像情報の入
力装置としてのイメージセンサーの進歩が強く望まれて
いる。ファクシミリ、ワードプロセッサ、電子ファイル
システムなどは画像入力装置を必要とする代表的な装置
である。
【0003】このような入力装置としては、ビデオカメ
ラのような二次元情報を取り出すものと、ラインセンサ
ーを使用して画像をスキャンして読み出すイメージスキ
ャナーが考えられるが、通常十分な解像力(画素数)を
得るためにラインセンサーを使用したイメージスキャナ
ーが使用されている。ラインセンサーとしては、結晶シ
リコンを使用した電荷結合素子が代表的であるが、素子
の大きさに限界があって、大きな面積の画像を読み取る
には縮小光学系を使用するか、素子を多数高精度に並べ
る必要がある。それに対して硫化カドミウム、アモルフ
ァスシリコンを光導電面としたセンサーは比較的大きな
面積が可能でああり、ロッドレンズアレイを併用して等
倍密着型のラインセンサーが一部実用化されている。
【0004】しかし、従来のこのような光導電材料は成
膜の方法に制約があって量産性が低く、実質的には大面
積の画像をスキャンする長いラインセンサーを作ること
は困難であった。一方光導電材料として有機系の材料を
使用したセンサーは、成膜が塗布液から塗布によって行
なうことができ容易であり、生産性に優れていること、
大面積化が容易であること、暗導電性が低くシグナル/
ノイズ比(以下「S/N比」と略す)を大きく取れるこ
となどいくつかの有利な点を有している。そのため有機
材料を光導電面に使用したイメージセンサーの例がいく
つか知られている(例えば特開昭61−285262
号、特開昭61−291657号、特開平1−1849
61号公報等参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら有機系の
材料を使用したセンサーにおいては、該有機光導電体層
への露光時間の増加とともに光電流値が変動し、その結
果として信号の二値化における判別値が変化したり、あ
るいは信号の多値化において階調性が低下するという問
題があり、特にセンサーに印加する電界強度が低い場合
にはこの現象が顕著であった。このような課題を解決す
る手段として、センサーへの印加電圧を増大し、光電流
値の変動幅を小さくする方法がある。しかしながらセン
サー印加電圧の増加はセンサー駆動回路電圧の増大を招
くとともに画像読み取り素子の電気的な破壊を生じやす
いという欠点があり、安定で信頼性の高いセンサーの実
用化は困難であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは有機光導電
材料を用いたイメージセンサーに関する上記課題につい
て鋭意検討した結果、画像読み取りの為に原稿に照射す
る光源を該原稿の読み取り期間中周期的に点滅すること
により、光電流値・暗電流値ともに変動が極めて小さく
なり、高感度で応答性が速く信頼性に優れたイメージセ
ンサーが得られることを見い出し本発明を完成した。即
ち本発明の要旨は、有機光導電体層及び該有機光導電体
層を介して設けられた電極対を備えた画素であって画像
情報を電気信号に変換する画素を集積してなる画像読み
取り素子を用いたイメージセンサーにおいて、原稿読み
取り期間中に周期的に点滅するセンサー光源を有するこ
とを特徴とするイメージセンサーに存する。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の画像読み取り素子を用いたセンサーの全体構成の
一例を図1に示す。この例ではいわゆる密着型のライン
センサーの例が示されている。原稿(4)面にLEDア
レイ(3)よりなる光源から照射、反射した光はロッド
レンズアレイ(2)によってラインセンサーの画像読み
取り素子(1)に照射され、個々の画素で光電変換され
た信号は個別電極につながったスイッチング素子を介し
て逐次時系列信号として読み出されていく。原稿面がイ
メージセンサー部に対し相対的に移動し原稿面全体が電
気信号として読み出されていく。光電変換により各画素
に生じた光電流は、その電荷をコンデンサーに蓄積し読
み出す電荷蓄積型と、光電流そのものを読み出す光電流
型とがあるが、感度を要求する場合は電荷蓄積型が好ま
しい。このように光導電体層と電極からなる画素は一次
元に並べられラインセンサーとして、また二次元上に並
べられ撮像素子として使用される。
【0008】センサー中の画像読み取り素子のうちいわ
ゆるサンドイッチ型素子の構成例を図2に示す。この場
合、個別電極(5)を設けた支持体(9)上に光導電体
層(7)が形成され、更にその上に共通電極(8)が設
けられる。この場合、正電極となる個別電極(5)と光
導電体層(7)との間にブロッキング層(6)が設けら
れても良い。個別電極のひとつ及びこれに対向する電極
対、並びに電極対の間に介在する光導電体層とブロッキ
ング層とでひとつの画素が構成され、個別の画素の光に
応じた信号を取りだせる。電極対の一方及び光導電体層
並びにブロッキング層は各画素共通でよい。また少なく
とも一方の電極は入射通路になり十分光を透過する透明
電極であることが必要である。透明電極としては酸化イ
ンジュウム、酸化スズ、インジウム・スズ酸化物膜など
の金属酸化物、また金、アルミニウムなどの金属の薄い
膜が挙げられる。もう一方の対向する電極には種々の金
属が使用でき、例えばアルミニウム、チタン、金、銀、
銅、ニッケル、クロム、モリブデン、タンタル、タング
ステンなどが挙げられる。支持体側から露光を行なう場
合、支持体も十分光を透過することが必要である。画像
読み取り素子の構成は図3に一例を示すいわゆるプレー
ナー型の場合であってもよい。この場合、個別電極
(5)とブロッキング層(6)におおわれた共通電極
(8)は支持体上(9)に設けられており、その上に光
導電体層(7)が設けられている。
【0009】この場合、共通電極ではなくて、個別電極
のそれぞれをブロッキング層でおおうこともできる。あ
るいは、個別電極と共通電極を支持体上に設けられた光
導電体層の上部に設けることもできるし、個別電極ある
いは共通電極のいずれかはブロッキング層でおおわれて
いてもよい。電極としては前記のものを使用することが
できる。本発明における有機光導電体層としてはアゾ顔
料、フタロシアニン顔料、多環キノン顔料、ペリレン顔
料、メロシアニン顔料、スクウエアリウム顔料等、電荷
発生物質をバインダー樹脂に分散させた層構成、あるい
は真空蒸着した層構成が挙げられる。また、該電荷発生
物質および電荷移動物質を有効成分として含有し、両物
質をバインダー樹脂に分散した層構成、また電荷発生
層、電荷移動層を積層した層構成が挙げられる。
【0010】本発明のイメージセンサーは原稿読み取り
期間中に、原稿照明のための光源が周期的に点滅され
る。図4a)c)に光源点滅の経時的なパターンを示
す。本発明における原稿読み取り期間は1画素が1画像
情報の読み取りに必要とする時間であり、ラインセンサ
ーの例では一次元上の画像読み取り素子が1行の画像情
報を読み取る時間に相当し、本発明ではこの時間を以
下、原稿読み取り周期T0と表現する。光源の照射時間
lは短過ぎると光電流がTl内に完全に立ち上がらず、
光電流は小さい値になりS/N比が低下し読み取りが困
難になる。一方、照射時間Tlが長く非照射時間Tdが短
いと光源を照射し続けた場合と異ならなくなり光電流値
の変動が生じる。光源点滅のパターンは図4a)のよう
に原稿読み取り周期T0内で一回だけ照射してもよい
し、図4c)のように原稿読み取り周期T0内で複数回
照射してもよい。原稿読み取り周期T0内の光源照射時
間Tlの合計時間は望ましくは原稿読み取り周期T0の3
/4以下が望ましく、より望ましくはT0の1/2以下
が望ましい。本発明をラインセンサーに用いた例におい
ては原稿読み取り周期T0は1msecから15mse
cの範囲が望ましく、光源照射時間Tlは0.1mse
cから11msecの範囲が望ましい値である。
【0011】
【発明の効果】以上説明した本発明の構成によって、従
来になかった大面積に成膜可能であって安定で且つ高い
感度、速い応答速度を兼ね備えたイメージセンサーを作
り上げることが可能となり、本発明は工業的に極めて有
用なイメージセンサーを提供することができる。
【0012】
【実施例】以下に本発明をより詳細に説明するため、実
施例、比較例をあげ説明するが、本発明はこれらの例に
限定されるものではない。
【0013】
【実施例1】インジウム・スズ酸化物(ITO)の透明
電極を設けたガラス板上に、純度99.99%以上の一
酸化珪素を蒸着源とし、真空度5×10-5Torr、基
板温度20℃、蒸着速度毎分20nmの条件で、膜厚1
00nmの酸化珪素膜をブロッキング層として成膜し
た。次に電荷発生物質のフタロシアニンとしてX線回折
において、図5に典型的なパターンをしめしたように、
ブラック角(2θ±0.2°)が9.7°、24.1
°、27.3°などにピークを有し、とくに27.3°
に最大のピークを示すことを特徴とする結晶型を有する
オキシチタニウムフタロシアニン10gをn−プロパノ
ール中でサンドグラインダーによって分散処理し、ポリ
ビニルブチラール樹脂(積水化学(株)製エスレックB
H−3)5gをn−プロパノールに溶解した液と混合し
塗布液を得た。この液を浸漬法によって上記酸化珪素か
らなるブロッキング層上に塗布乾燥し、0.3μmの電
荷発生層を設けた。次にポリカーボネート(商品名ノバ
レックス7025A、三菱化成(株)製)100g、下
記の式(1)に示される化合物160g、下記の式
(2)で表される化合物40gをジオキサン中に溶解
し、上記電荷発生層上に浸漬塗布し、乾燥後0.5μm
の電荷移動層を設けた。更にこの上にアルミニウムを真
空蒸着し対向電極を設けた。この素子をサンプルとしイ
メージセンサーの評価を行なった。
【0014】
【化1】
【0015】画素の評価は素子に12V/μmの電界強
度を印加し透明電極側より570nmをピーク波長とす
る黄色発光ダイオードを光源として一定時間点滅露光
し、露光終了直前における光源照射時の光電流値Iωお
よび露光が終了して4msec後の電流値Ibで評価し
た。発光ダイオードの点滅方法としては、読み取り周期
0=4msec、照射時間Tl=2msec、非照射時
間Td=2msecのパターンで1秒間画素に露光し
た。その結果、露光終了直前における光源照射時の光電
流値Iωは1.4×10-6A/cm2、露光が終了して
4msec後の電流値Ibは3.2×10-7A/cm2
あった。点滅露光時間を10秒、100秒に変化させた
場合、露光終了直前における光源照射時の光電流値Iω
および露光終了4msec後の電流値Ibは露光時間が
1秒の場合の結果と同一であった。さらに露光時間を8
時間にした場合も、1秒間の露光の場合の結果と同一で
あった。
【0016】
【比較例1】発光ダイオードの照射方法として、露光時
間内に光源を点滅させず照射し続けたことを除いては実
施例1と同様に評価を行った。表1にその結果を示す。
露光時間の増加とともに光源照射時の光電流値Iωが減
少していくことがわかる。
【0017】
【実施例2】実施例1の構成の素子を1mmあたり8素
子、全体400素子を一次元上に並べ、図2のサンドイ
ッチ型素子を作製し、電荷蓄積型の基本回路で、アナロ
グスイッチ、アンプで増幅、2値化の回路を接続し受光
部を形成した。さらに、ロッドレンズアレイ、LED照
明系を取り付け、ラインイメージセンサーを作製した。
スイッチングのクロックは200KHZ、ライン走査時
間(繰り返し時間)は5msecである。光源を点滅周
期T0=2msec、照射時間Tl=2msec、非照射
時間Td=3msecのパターンで点滅しこのイメージ
センサーにより、原稿を走査したところ、白黒二値の信
号が誤りなく得られた。この信号をコンピュータに送
り、CRTディスプレー上にえがいたところ、明瞭な原
稿のパターンが得られた。
【0018】
【表1】 実施例 露光時間 Iω Ib (sec) (A/cm2) (A/cm2) 実施例1 1.0 1.4×10-6 3.2×10-7 10.0 1.4×10-6 3.2×10-7 100.0 1.4×10-6 3.2×10-7 比較例2 1.0 1.4×10-6 3.3×10-7 10.0 1.2×10-6 2.6×10-7 100.0 1.0×10-6 1.7×10-7
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明イメージセンサーの全体構成概念図
【図2】本発明イメージセンサーを構成する画像読み取
り素子の具体例であって、サンドインッチ型の画像読み
とり素子の一例を説明する図面。図2a)は上面説明
図、図2b)は図2a)中のA‐A’線に沿った断面説
明図
【図3】本発明イメージセンサーを構成する画像読み取
り素子の具体例であって、プレーナー型の画像読み取り
素子の一例を説明する図画。図3a)は上面説明図、図
3b)は図3a)中のB−B’線に沿った断面説明図。
【図4】原稿を照明するための光源操作方法を説明する
図面。図4a)及びc)は原稿面照度の経時的変化を示
す。図4b)及びd)は光を受けた画像読み取り素子に
流れる電流の経時的変化を示す。
【図5】本発明イメージセンサーを構成する画像読み取
り素子において電荷発生材料として用いるオキシチタニ
ウムフタロシアニンの結晶のX線回折スペクトル。
【符号の説明】
1...センサー、 2...ロッドレンズアレイ、 3...LEDアレイ、 4...原稿、 5...個別電極、 6...ブロッキング層、 7...光導電体層、 8...共通電極、 9...支持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 啓 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機光導電体層及び該有機光導電体層
    を介して設けられた電極対を備えた画素であって画像情
    報を電気信号に変換する画素を集積してなる画像読み取
    り素子を用いたイメージセンサーにおいて、原稿読み取
    り期間中に周期的に点滅するセンサー光源を有すること
    を特徴とするイメージセンサー。
JP3293135A 1991-11-08 1991-11-08 イメージセンサー Pending JPH05130327A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3293135A JPH05130327A (ja) 1991-11-08 1991-11-08 イメージセンサー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3293135A JPH05130327A (ja) 1991-11-08 1991-11-08 イメージセンサー

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05130327A true JPH05130327A (ja) 1993-05-25

Family

ID=17790875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3293135A Pending JPH05130327A (ja) 1991-11-08 1991-11-08 イメージセンサー

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JP (1) JPH05130327A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004260798A (ja) * 2003-02-07 2004-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 情報読み取り素子及びそれを用いた情報読み取り装置
JP2008252004A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corp 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法
JP2009054794A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Fujifilm Corp 光電変換素子、固体撮像素子、及び光電変換素子の製造方法

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004260798A (ja) * 2003-02-07 2004-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 情報読み取り素子及びそれを用いた情報読み取り装置
JP2008252004A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corp 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法
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