JPS59168769A

JPS59168769A - 光電変換装置

Info

Publication number: JPS59168769A
Application number: JP58044821A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mitsuda; 満田　浩; Masatoshi Kato; 雅敏加藤; Akio Ioka; 井岡　杲雄
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-03-15
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1984-09-22
Also published as: JPH0134494B2

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】 −の発明は、ファクシミリやＯＣＲ等で使用される光電
変換装置に関するものである。

従来、ファクシミＩＪやＯＣＲ等の光電変換装置におい
ては、ＭＯ８型イメージセンサやＣＣＤイメージセンサ
が多用されている。これらのイメージセンサはＩＣ技術
で製作されるためその大きさは２〜８に程度であシ、原
稿面を読み取るためには８０ｃｒｆＬ〜４０αの物像間
距離を有する光学系によって縮小する必要があシ、装置
の小型化を困難にしていた。

近年、非晶質又は多結晶の薄膜を使用し、原稿幅と１対
１に対応するような大型イメージセンサを製作し、これ
と集束性ファイバーアレイとを組み合せて光電変換する
ことにょ力、物像間距離ｒ数ａ〜十数儒にし、小型化し
ようとする試みがなされている。

しかしこの大型イメージセンサを用いた光電変換装置は
、走査駆動方式に難点があった。以下、これについて説
明する。第１図は従来試みられている大型イメージセン
サの駆動方式の一例でマトリクス構成になっている。図
において、賜、Ｒ２゜島・°・島はＣｄ　Ｓ’、アモル
ファス・シリコン等にょシ形成された光導電素子列、Ｄ
、　、　Ｄ、　、　Ｄ３・・・・・・Ｄｎは電流の逆流
を防止するためのブロッキング・ダイオード列、ＳＸ、
　、　ｓｘ２．・・・・・・５ＸＩＴＩはマトリックス
の共通側電極の選択スイッチ列、ＳＹ、　、　ＳＹ２・
・・・・・ＳＹ、はマトリックスの個別側電極の選択ス
イッチ列・ＲＬは光導電電流を検出するための負荷抵抗
、Ｅは直流電源、（１）は信号出力端子である。

次に動作について説明する。共通側電極の選択スイッチ
列ｓｘ、　、　ｓｘ２・・・・・・ｓＸｍのうちの１個
と個別側電極の選択スインｆ　列ＳＹｔ、　ＳＹ２　、
　ＳＹ３．８Ｙ４　、　、ＳＹ５のうちの１個を閉じる
ことによシ、任意の光導電素子を選択することができる
。例えば、光導電素子Ｒｓ　ｋ選択する場合には、スイ
ッチＳＸＬとスイッチＳＹｌを閉じることによって、直
流電源Ｅから、選択スイッチＳＸ１〜ブロツキングダイ
オードＤ、〜光導電素子曳〜選択スイッチＳＹ、の経路
を通シ、負荷抵抗ＥＬＬに電流が流れる。このとき光導
電素子列に入射する光量に応じて光導電素子列の導電率
が変化するから、負荷抵抗ＦＬＬの抵抗値全光導電素子
Ｒ，の抵抗値よシ十分小さく設定しておくことによシ、
負荷抵抗几りには上記入射光量にほぼ比例した電流が流
れ、信号出力端子（１）から出力信号を得ることができ
る。もし、Ｄｌ、Ｄ２・・・・・・Ｄｎのブロッキング
・ダイオードが存在しない場合には、負荷抵抗ＲＬに光
導電素子列を流れる電流以外の不必要な電流が流れ、出
力信号が入射光量に比例しなくなる。例えば、第１図に
おいて、すべてのブロッキングダイオードを短絡して考
えると、各光導電素子について掲〜几りの経路以外に鳥
〜馬〜＾〜ＲＬの経路、九〜〜−５〜Ｒｎ−４〜几りの
経路、Ｒ３〜山〜鳥〜瓜の経路、鳥〜１（ｆｌ−２〜Ｒ
ｎ−４〜ＦＬＬの経路など多数の経路を通って、負荷抵
抗ＢＪＬに不要な電流が流れる。ブロッキングダイオー
ド列はこれらの不要電流が流れるのを阻止する役割シを
はたす。このブロッキングダイオードとしては、逆電流
の少ない篩性能のダイオードチップを各光導電素子と直
列にそれぞれ接続するか、あるいは共通９ｔｌｌｌｌｌ
Ｅ極に光導電素子との間で良好なブロッキング特性を持
つような材料を用い、一体構成でブロッキングダイオー
ドを形成する方法がとられる。前者の場合は構成が複雑
で、しかも高密度化が困難であシ、後者の場合には、光
導電素子にＣｄ８、共通側電極にテルルを用いた例など
があるが、光４電材料と共通′＃ＩＬ極の材料が限られ
る・うえ１．順方向抵抗と逆方向回流のいずれもが十分
小さい良好なダイオード特性を作成するのは困難であシ
、またダイオード部分に光が入射するとブロッキング特
性が不完全になるなどの欠点がある。

また第１図に示す従来の光電変換装置は、前述のように
負荷抵抗−ＲＬの値を光導電素子の抵抗値にくらべて十
分小さくする必要かある為（１／１０〜１１５０にする
必要がある）、出力信号レベルが小さくなる欠点もあっ
た。

この発明は上記のような従来の光電変換装置の欠点を除
去するためになされたもので、光電変換信号の検出部に
演算増幅器を使用することによシ、従来必要であったブ
ロッキングダイオードが不必要になり、従って構成が簡
単で、高密度化も容易な光電変換装置を提供するもので
ある。

以下この発明の一寮施例を一第２図によって説明する。

第２図において（１）は信号出力端子、（２１は演算増
幅器で、その正の入力端子は接地され、負の入力端子は
、共通側電極の選択スイッチＳＸ１．　ＳＸｔ・・・・
・・ＳＸｍに接続されるとともに、負荷抵抗ＲＬを経て
演算増幅器の出力端子に接続されている。また個別側電
極に接続された選択スイッチＳＹ１．ＳＹ２・・・・・
・ＳＹ、は、個別側電極を直流電源Ｅか又は接地のい−
ｊれかに接続できるようになっている。

次に動作について説明する。共通側電極の選択スイッチ
列ｓｘ１’、　ｓｘ２．・・・・・・ＳＸｍのうちの１
個と、個別個電極の選択スイッチ列８Ｙ、　、　８Ｙ２
・・・・・・ＳＹ、のうちの１個を閉じることによシ、
任意の光導電素子を選択する。これは、第１図の動作と
同じである。

第２図の実施例の動作が従来の第１図の動作に優ってい
る点は、任意の光導電素子を選択したとき、負荷抵抗Ｒ
Ｌには選択した光導電素子を流れる電流以外には、不要
な電流が流れず、従って第１図のようなブロッキングダ
イオードを必要としないところにある。以下、これにつ
いて詳しく説明する。

第２図の実施例において、例えば光２電素子鵬を選択す
る場合を考える。個別側電極に接続された選択スイッチ
については、ＳＹｔを直流電源Ｅ側に、ＳＹ、以外の選
択スイッチは接地側に切シ換える。また共通側電価に接
続された選択スイッチについては、ＳＸ、だけを閉じた
状態にする。このとき直流電源Ｅから光４電素子瓜を通
って負荷抵抗ＲＬニ電流が流れる・負荷抵抗几りは演算
増幅器（２ンの出力端子と負の入力端子間に接続されて
いるから、演算増幅器（２）はＦＬＬを帰環抵抗とする
増幅器として動作する。このとき、演算増幅器（２］の
正の入力端子は接地されているから、負の入力端子も接
地電位に極めて近い値（数ｍＶ程度）となる。従って、
光２電素子山に流れる電流値は、直流電源ＥＯ′？電圧
を光導電素子用の抵抗値で割った値をとなυ、これは光
２電素子鴇に入射する光量に比例する。−万、個別１１
１１電極に接続された選択スイッチＢＹ２゜８Ｙｓ　、
　ＳＹ４　、８Ｙｓは接地側に切υ換えられているから
、光導電素子１％　、　Ｒｓ　、　ｋ　、　Ｒｓについ
ては両端とも接地電位となシ、従って電流は流れない。

そのｔこめ、負荷抵抗ＲＬには光４電素子瓜に流れる電
流と同一の電流が流れ、信号出力端子（１）から入射光
量１こ比例した光電変検出力信号を得ることができる。

光４電素子亀以外の光導電素子を選択する場合番こも全
く同様に動作する０第１図の従来の例においては、光２４電素子と直列に負
荷抵抗ＲＬが接続されているため、原理的ζこ信号出力
電圧が光導電素子への入射光量ζζ比４！Ａｌせず、さ
りとて負荷抵抗ＲＬの抵抗値を光導電素子の抵抗値よシ
十分小さく設定することによフ近似的に入射光量に比例
するようにすると、信号出力電圧の大きさが小さくなっ
てしまう欠点があった。

第２図の本発明の実施例においては、出力信号電圧は原
理的に光導電素子への入射光量に比例するだけでなく、
ブロッキングダイオードが不要にできるという利点以外
にも負荷抵抗ＲＬの抵抗値を大□さく選ぶことによシ信
号電圧を太きくすることができるという大きな利点を有
するものである。

第２図の実施例では、マ）　ＩＪクスの共通側竜衝の選
択スイッチ列に演算増幅器（２）を接続し、個別側電極
の選択スイッチは、直流電源Ｅ又は接地のいずれかに切
シ換えて接続できるようにした構成を示したが、この構
成は種々に変形して実現できる。第８図はこの発明の第
２の実施例を示し、第２図の構成の一部を変形したもの
で、マトリクスの共通側電楡の選択スイッチｓｘ、　、
　ｓｘ２・・・・・・Ω籟は、演算増幅器（２）の負の
入力端子か、又は接地のいずれかに切夛換えて接続でき
るようにし、個別側電極の選択スイッチＳＹ、　、　Ｓ
Ｙ、・・・・・・ＳＹ、は直流電源Ｅに接続するように
構成したものである。第３図は光導°亀素子鳥を選択す
る選択スイッチ列の状態を示しているが、この場合にも
図から明らかなように光４電素子鳥、島、ＥＬ、Ｒｓの
両端は接地電位となっているため電流が流れず、第２図
の実施例と同一の動作をする。

さらに第４図はこの発明の第８の実施例を示し、第８図
の実施例において演算増幅器（２）と直流電源Ｅの位置
を入れ換えた構成になっておシ、この場合にも図から明
らかなように第８図と同一の動作をする。

さらに第５図は、この発明の第４の実施例を示し、第２
図の実施例に２いて演算増幅器（２）と直流電源Ｅの位
置を入れ換えた構成になっておシ、この場合にも図から
明らかなように第２図と同一の動作をする。

第２図〜第５図の実施例においては、光電変換信号を検
出するための増＠器として演算増幅器（２］を用いてい
るが、光電変換信号を検出する増幅器としては入力端子
電位が常に接地電位（あるいは一定電位）に保たれるも
のであればどのようなものであっても良い。第６図はそ
の一例を示し、トランジスタ（３１、負荷抵抗ＲＬ、）
ランジスタ（３）の動作バイアスを設定するためのダイ
オード（４）と抵抗（５）から構成されるベース接地型
増幅器であシ、入力端子（６）は常に接地電位に保たれ
る。従って第２図〜第５図の実施例における演算増幅器
（２）の部分を第６図の増幅器に置き換えることによシ
、全く同一の光電変換動作をする。

以上説明したように、この発明は光導電素子列全マトリ
クス駆動して走査するように構成されたものにおいて、
マトリクスの共通電極側の選択スイッチ列と個別電極側
の選択スイッチ列のいずれかに直流電源を接続するとと
もに、他の選択スイッチ列は、入力端電圧が常に接地電
位（又は一定電位）に保たれるような機能を有する信号
増幅器に接続し、この増幅器の入力端には選択した光導
電素子を流れる電流だけが流れるようにした光電変換装
置を提供するものである。

この発明による光電変換装置は、以上に説明したような
構成であるが故に、逆電流を防止するためのブロッキン
グダイオードを必要とせず、ブロッキングダイオードが
必要でないから、光導電素子列の高密度化が容易で＝ｈ
、簡単な構成で安価に実現できる。また出力信号レベル
も従来の光電変換装置にくらべて、大きくできる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光電変換装置の構成を示す図・第２図〜
第５図はこの発明にもとす〈実施例を示す構成図、第６
図は第２図〜第５図の光電変換装置における信号検出増
幅器部分に置き換えて、同一の光電変換動作をさせるこ
とのできる信号検出増幅器の構成図である。図において、（１）・・・信号出力端子、（２）・・・
演算増幅器、（３）・・・トランジスタ、（４）・・・
ダイオード、（５）・・・抵抗、（６）・・・信号入力
端子、８Ｘ２．　ＳＸ２・・・・５Ｘｒｎ・・・共通電
極側選択スイッチ列、ＳＹ、　、　ＳＹ、・・・・・・
ＳＹ、・・・個別電極側選択スイッチ列、鳥、１（２・
・・・・・煽・・・光導電素子列、ＲＬ・・・負荷抵抗
、Ｅ・・・直流電源なお、図中同一符号は同一、又は相
当部分を示す０代理人　葛野信− 第１図第２図ＲＬ【第３図ＰＬ一第４図／

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光導電素子列をマトリクス駆動するように構成さ
れたものにおいて、共通電極側（又は個別電′″゛極側
）には、入力端子が常に接地電位を含む一定電位Ｖに保
たれる手段を有する信号増幅器に接続する開閉スイッチ
列を配置し、個別電極側（又は共通電極側）には、所定
の電圧の直流電源側か又は接地電位を含む一定電位Ｖ側
に切フ換えて接続する切換スイッチ列を配置したことを
特徴とする光電変換装置。
（２）入力端子が常に一定電位に保たれる手段を有する
信号増幅器として、正の入力端子に一定電位■（接地電
位を含む）を供給し、負の入力端子と出力端子間に負荷
抵抗を接続した構成の演算増幅器を使用したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の光電変換装置。
（３）光導電素子列をマトリクス駆動するように構成さ
れたものにおいて、共通電極側（又は個別電極ｇＡｌ　
）には、入力端子が常に接地電位を含む一定電位Ｖに保
たれる手段を有する信号増幅器側か又は接地電位を含む
一定電位Ｖ側に切シ換えて接続する切換スイッチ列を配
置し、個別電極（１１１（又は共通電極側）には、所定
の電圧の直流電源に接続する開閉スイッチを配置したこ
とを特徴とする光電変換装置。