JPS60160660A - 原稿読み取り素子およびこれを用いたカラ−原稿読み取り装置 - 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〕 本発明は原稿読み取シ素子およびこれを用いたカラー原
稿読み取り装置に係シ、特に、ファクシミリ等の画像入
力部に使用するためのもので、異なる分光感度特性をも
つ複数個の光電変換素子を積層構造に形成したカラー原
稿読み取シ装置に関する。

〔従来技術〕

最近、ファクシミ’）等の画像入力部に用いられる原稿
読み取シ装置においては、装置の小型化をはかるために
、縮小光学系を必要としない原稿と同一寸法の薄膜型長
尺受光素子の開発が活発に行なわれている。

そして、カラー原稿の読み取シにおいても、薄膜型長尺
受光素子は、通常ＣＣＤイメージセンサ−等の固体撮像
装置の場合と同様に、光導電体としてアモルファス半導
体を用いたセンサ上にフィルターを積層させた構造とし
て用いられている。しかしながら、この構造では、セン
サ上に、３色のフィルターを順次、並設した構成をとる
ため、解像度が低下するという不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、長尺読み
取シ素子を用いて、読み取シ画像の解像度を低下させる
ことなく、Ｓ／ｌ’、！比の良好なカラー画像の読み取
りを行なうことを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するため、本発明は、入射光の波長に対
して吸収係数の異なる光導電体層を積層構造とし、各層
において発生する光信号の出力が光の波長に応じて変化
することを利用して色の判別を行なうことにより、カラ
ー画像の読み取シを行なおうとするものである。

すなわち、本発明の原稿読み取り素子は絶縁基板上に第
１のセンサおよび第２のセンサを順次、積層せしめたも
ので、第１のセンサと第２のセンサの境界に透光性の共
通電極を配設し、との透光性の共通電極を、第１のセン
サおよ２び第２のセンサの共通電極として併用すると共
Ｋ　ｘ、−該透光性の共通電極とその上層に位置する光
導電体層との間にはブロッキング層を介在させておシ、
極めて簡単な構造を有するものである。

また、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透光性の電極上
にアモルファス半導体を堆積せしめて光導電体層を形成
する場合には、透光性の電極の表面が損傷を受け、透光
性の電極とアモルファス半導体との電位障壁が低くなシ
、電極側から光導電体層への電子の流入によって暗電流
が増大するという現象がしばしば発生するが、上述の如
く、透光性の共通電極上にブロッキング層を形成してい
るため、Ｓ／Ｎ比を低下させることなく、良好な読み取
シを行なうことができる。

更に、３つのセンサを積層する場合には、２つのセンサ
の構造に加えて、絶縁基板と２つのセンサとの間に、も
う１つのセンサを介在せしめた構造とする。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例について、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。

このカラー原稿読み取シ装置は、第１図に平面図を、第
２図にそのＡ−Ａ断面図を示す如（、絶縁性のガラス基
板Ｊ上に形成された第１のセンサ群Ｓ！とさらＫその上
に形成された第２のセンサ群Ｓ２とよりなる二Ｊ−構造
のセンサと、これらのセンサ群の検出信号を演算処理す
るだめの処理回路（図示せず）とより構成されている。

ここで、第１のセンサ群Ｓ１は、該ガラス基板１上に所
定のパターンをもつように分割形成された個別電極とし
てのクロム電極２と、該クロム電極２上に形成された第
１の光導電体層としてのアモルファス水素化シリコンゲ
ルマニウム層＜ｔ−８１１−ｘＧｅｘ：Ｈ）　３と、さ
らに該アモルファス水素化シリコンゲルマニウム層３の
上層に配設された透光性の共通電極としての酸化インジ
ウム錫層４とによ多構成されている。

また、第２のセンサ群Ｓ２は、前記第１のセンサ群Ｆの
透光性共通電極として用いられている酸化インジウム錫
層４を共用してなる共通電極と、更に、この酸化インジ
ウム錫層４上に、ブロッキング層としての酸化シリコン
層（８１０２）　５を介して形成された第２の光導電体
層としてのアモルファス水素化シリコン層（ａ−８１：
Ｈ）　６と、該アモルファス水素化シリコ７層６上に形
成された透光性の個別電極としての酸化インジウム錫電
極７とによ多構成されている。

次に、上記二層構造のカラー原稿読み取シ装置の製造方
法について説明する。

まず、絶縁性のガラス基板１上に、蒸着法によシ膜厚約
３０００Ｘのクロム薄膜を形成した後、フォトリソグラ
フィーにより、所定のノ千ターン形状に分割して、個別
電極としてのクロム電極２を形成する。

次いで、プラズマＣＶＤ法によシ、第１の光導電体層と
して、膜厚的５０００１のアモルファス水素化シリコン
ゲルマニウム層３を形成する。

この後、スノｆツタ法によシ、透光性の共通電極として
、膜厚的１０００１の酸化インジウム錫電極４を形成す
る。

続いて、ＣＶＤ法によシ、ブロッキング層としての酸化
シリコン層５を、膜厚的１ｏｏ１となネように着膜する
。

更に、プラズマＣＶＤ法により、第２の光導電体層とし
て膜厚的５０００１のアモルファス水素化シリコン層６
を形成する。

そして最後に、スパッタ法忙より、膜厚約１０００芙の
酸化インジウム錫膜を着膜した後、フォトリソグラフィ
ーによシ、所定形状の個別電極に分割形成する。

°このようにして形成される２層構造のカラー原稿読み
取υ装置では、光の入射側に近い第２のセンサ群Ｓ２忙
おいて短波長側の光が検出される一方、下層の第１のセ
ンサ群Ｓ１において長波長側の光が検出され、これらの
検出信号を一対一に対応させて演算処理することによシ
、カラー原稿の正しい読み取りが行なわれ得る。

また、従来のフィルターを用いた装置では、この装置と
同様の読み取シを行なうには、長波長側フィルターと短
波長側フィルターを順次、交互に配設し、２ビツトで１
画素を構成するの忙対し、この装置では、積層構造のた
め、１ビ、トで１画素を構成することにより、解像度が
２倍になる。

また、透光性の共通電極としての酸化インジウム錫電極
４と第２の光導電体層としてのアモルファス水素化シリ
コン層の間に、プロ、キング層としての酸化シリコン層
５が形成されているため、該共通電極が、アモルファス
水素化シリコン層形成の際に損傷を受けることもなく、
明暗比の良好なセンサ特性を得ることができる。

なお、この実施例においては、第１の光導電体層トシて
、アモルファス水素化シリコンゲルマニウムを用いたが
、アモルファス水素化シリコン錫（ａ　−Ｓ　Ｉ　１−
ｘＳ　ｎ　Ｘ：　Ｈ）等信の物質を用いても良い。

、また、第２の光導電体層としても、上記アモルファス
水素化シリコンの他、アモルファス水素化シリコンカー
ボン（ａ−８１，−ｘｃｘ：Ｈ）、アモルファス水素化
シリコンナイトライド（ａ−８１，−ｘＮｘ：Ｈ）等を
用いるか又は、アモルファス水素化シリコンカーボンあ
るいは、アモルファス水素化シリコンナイト２イドのう
ちの１つとアモルファス水素化シリコンとからなる２層
構造の光導電体層を用いてもよい。

なお、第２の光導電体層を２層構造とする場合は、透光
性の個別電極としての酸化インジウム錫電極７の側に、
アモルファス水素化シリコンよ）もバンドギャップの大
きいアモルファス水素化シリコンカーボンあるいはアモ
ルファス水素化シリコンナイトライドを配置するように
すべきである。

更に又、共通電極からアモルファス水素化シリコン層へ
の電子の注入を阻止するためのブロッキング層としては
、酸化シリコン膜の他、クロムＣｒ、モリブデンＭｏ　
％タングステンＷ、ニッケルＮｉ等の金属薄膜を用いて
も良い。

加えて、前記第１の実施例においては、上方すなわち、
透光性の個別電極としての酸化インジウム錫電極７の方
向から光が入射する場合の構成について述べたが、ガラ
ス基板１の側から光が入射するような構・成にすること
も可能である。この場合はガラス基板１上に透光性の個
別電極を形成し、その上にブロッキング層を介して短波
長側の感度の高い光導電体層を配設すると共に、更に、
透光性の共通電極、長波長側の感度の高い光導電体層、
そして金属電極というふうに、順次積層せしめればよい
。

〔実施例２〕 続いて、本発明の第２の実施例について説明する。

このカラー原稿読み取り装置は、第３図に、その断面図
を示す如（、絶縁性のガラス基板１１上に、順次第１の
センサ群Ｐ１、絶縁層■、第２のセンサ群Ｐｚ、第３の
センサ群Ｐ３を積層してなる３層構造のセンサ部とセン
ナ部からの出力信号を演算処理し、カラー信号として出
力するための処理回路（図示せず）とよ多構成されてい
る。

、ここで、第１のセンサ群Ｐ１は、ガラス基板１１上に
形成された個別電極としてのクロム電極１２と、該クロ
ム電極１２上に形成された第１の光導電体層としてのア
モルファス水素化シリコンゲルマニウム層１３と、さら
にその上に配設された透光性の共通電極としての酸化イ
ンジウム錫電極１４とによ多構成されている。

また、第２のセンサ群Ｐ３は、第１のセンサ群りｌ上に
、絶縁層Ｉとしての酸化シリコン層を介して形成された
個別電極としての酸化インジウム錫電極１５と、該酸化
インジウム錫電極上に、ブロッキング層としての酸化シ
リコン層１６を介して形成されたアモルファス水素化シ
リコン層（第２の光導電体層）１７と、更に、該アモル
ファス水素化シリコン層１７上に形成された透光性の共
通電極としての酸化インジウム錫電極１８とより構成さ
れている。

更に、第３のセンサ群Ｐ３は、前記第２のセンサ群Ｐ！
において透光性の共通電極として用いられている酸化イ
ンジウム錫電極１８を共用してなる共通電極と、この上
に、ブロッキング層としての酸化シリコン層１９を介し
て形成されたアモルファス水素化シリコンカーボン層２
０（第３の光導電体層）と、更に該第３の光導電体層上
に形成された個別電極としての酸化インジウム錫電極２
１とより構成されている。

この装置の製造方法については、第１の実施例に準じる
ものとする。

このようにして形成された３層構造のセンサからなるカ
ラー原稿読み取シ装置においては、第１の光導電体層１
３、第２の光導電体層１７、第３の光導電体層２０のバ
ンドギャップは、入射光側に向って順次大きくなってい
るため、第３のセンサ群Ｐ３で３５０〜５００　ｎｒｎ
の短波長光が検出され第２のセンサ群Ｐ２で５５０　ｎ
ｍ程度の波長の光が検出さね、第１のセンサ群Ｐ１で６
００〜７５０ｔｔｍの長波長光が検出され、これらの３
つの検出信号を、演算処理することにより、カラー画像
の読み取）が正しく行なわれる。

また、従来のフィルターを用いた装置では、この装置と
同様の読み取りを行なうには、例えば、赤色光透過フィ
ルター、緑色光透過フィルター、青色光透過フィルター
等の３色のフィルターを順次並設したものを１組として
、１画素−すなわち、３ビツトが１画素−となるように
構成せねばならないが、この装置によれば、センナが積
層構造を表しているため、１ビツトで１画素を表わすこ
とになるため、解像度は、従来の装置の３倍となる。

更に、この装置においては、詔２のセンサ群および第３
のセンサ群に、夫々ブロッキング層ヲ配設しているため
、明暗比の良好なセンサ特性を得ることができる。

なお、上記第２の実施例においては、第３図における上
方、すなわち、基板と反対側から光が入射する場合につ
いて説明したが、〔実施例１〕において述べたのと同様
に基板側から光の入射を行なうようにすることも可能で
アシ、この場合は、個別電極であるクロム電極１２と酸
化インジウム錫電極２１の位置を入れ換えると共に、光
導電体層としてのアモルファス水素化シリコンゲルマニ
ウム層１３とアモルファスシリコンカーゲン層２０の位
置を入れ換えればよい。

〔発明の効果〕

以上、説明してきたように１本発明のカラー原稿読み取
り装置によれば、絶縁基板上忙第１のセンサおよび第２
のセンサを順次積層せしめたもので、該第１のセンサと
第２のセンサの共通電極を併用すると共に１該共通電極
と第゛２のセンサの光導電体層との間にはブロッキング
層を有しているため、極めて簡単な構造で、解像度を低
下させることな（’、Ｓ／Ｎ比の良好なカラー画像の読
み取りが可能となる。

また、更に、もう一つ第３のセンサを積層せしめた構造
も可能である。

更に、これら積層構造の原稿読み取シ素子は、カラー画
像の読み取り以外にも使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例のカラー原稿読み取り
装置の光電変換部の一部概要図、第２図は第１図のＡ−
Ａ断面図、第３図は本発明の第２の実施例のカラー原稿
読み取シ装置の概要を示す断面図である。 １・・・絶縁基板、２・・・クロム電極、３・・・アモ
ルファス水素化シリコンゲルマニウム層、４・・・酸化
インジウム錫層、５・・・酸化シリコン層、６・・・ア
モルファス水素化シリコン層、７・・・酸化インジウム
錫層％Ｓ、・・・第１のセンサ群、ｓ２・・・第２のセ
ンサ群、Ｐ、・・・第１のセンサ群、Ｐ２・・・第２の
センサ群、Ｐ３・・・第３のセンサ群、■・・・絶縁層
、１１・・・絶縁基板、１２・・・クロム電極、１３・
・・アモルファス水素化シリコンダルマニウム層、１４
・・・酸化インジウム錫層、１５・・・酸化インジウム
錫層、１６・・・酸化シリコン層、１７・・・アモルフ
ァス水素化シリコン層、１Ｂ・・・酸化インジウム錫層
、１９・・・酸化シリコン層、２０・・・アモルファス
水素化カーブン層、２１・・・酸化インジウム錫層。 第１図 第３図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁基板上に、第１の個別電極、第１の光導電体
   層と、透光性の共通電極と、ブロッキング層、第２の光
   導電体層、第２の個別電極を順次積層して構成され、前
   記第１の個別電極と前記第１の光導電体層と前記透光性
   の共通電極とによって第１のセンサを構成すると共に、
   前記透光性の共通電極と、前記ブロッキング層と、前記
   第２の光導電体層と前記第２の個別電極とによって第２
   のセンナを構成したことを特徴とする原稿読み取シ素子
   。
2. （２）前記絶縁基板および前記第１の個別電極が透光性
   であって、更に前記第１の個別電極と前記第１の光導電
   体層との間にブロッキング層を介在せしめたことを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の原稿読み取り素
   子。
3. （３）前記第１の光導電体層は前記第２の光導電体層よ
   シもバンドギャップ幅が小さくなるように構成されてい
   ると共に、前記第２の個別電極側から光が入射するよう
   に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の原稿読み取り素子。
4. （４）前記第１の光導電体層は前記第２の光導電体層よ
   りもバンドギャップ幅が大きくなるように構成されてい
   ると共に、前記第１の個別電極側から光が入射するよう
   に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第（２）
   項記載の原稿読み取り素子。
5. （５）絶縁基板上に、第１の個別電極、第１の光導電体
   層、第１の透光性の共通電極、絶縁層、第２の個別電極
   、ブロッキング層、第２の光導電体層、第２の透光性の
   共通電極、ブロッキング層、第３の光導電体層、および
   第３の個別電極を順次積層し・て構成され、前記第１の
   個別電極と前記第１の光導電体層と前記第１の透光性の
   共通電極とによって第１のセンサを構成すると共に、前
   記第２の個別電極、前記ブロッキング層、第２の光導電
   体層および前記第２の透光性の共通電極とＫよりて第２
   のセンサを構成し、更に、前記第２の透光性の共通電極
   、前記第３の光導電体層、前記第３の個別電極とによっ
   て第３のセンサを構成したことを特徴とする原稿読み取
   シ素子。
6. （６）前記絶縁基板および前記第１の個別電極が透光性
   であって、更に、前記第１の個別電極と前記第１の光導
   電体層との間にブロッキング層を介在せしめたことを特
   徴とする特許請求の範囲第（５）項記載の原稿読み取り
   素子。
7. （７）前記第１の光導電体層、第２の光導電体層、第３
   の光導電体層は、光の入射方向に位置する層から順次バ
   ンドギャップが狭くなるように構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第（５）項又は第（６）項記載
   の原稿読み取シ素子。
8. （８）絶縁基板上に、第１の個別電極、第１の光導電体
   層と、透光性の共通電極と、ブロッキング層、第２の光
   導電体層、第２の個別電極を順次積層して構成され、前
   記第１の個別電極と前記第１の光導電体層と前記透光性
   の共通電極とによって＃１のセンサを構成し、前記透光
   性の共通電極と、前記プロ、キング層と、前記第２の光
   導電体層と前記第２の個別電極と妃よって第２のセンサ
   を構成すると共に、これらのセンサの信号出力が光の入
   射波長に対して一意的に定まるようにしたことを特徴と
   するカラー原稿読み取シ装置。
9. （９）絶縁基板上に、第１の個別電極、第１の光導電体
   層、第１の透光性の共通電極、絶縁層、第２の個別電極
   、ブロッキング層、第２の光導電体層、第２の透光性の
   共通電極、ブロッキング層、第３の光導電体層、および
   第３の個別電極を順次積層して構成され、前記第１の個
   別電極と前記第１の光導電体層と前記第１の透光性の共
   通電極とによって第１のセンサを構成すると共に、前記
   第２の個別電極、前記ブロッキング層、前記第２の光導
   電体層および前記第２の透光性の共通電極とＫよって第
   ２のセンサを構成し、更妃、前記第２の透光性の共通電
   極、前記第３の光導電体層、前記第３の個別電極とによ
   って第３のセンサを構成し、これらのセンサの信号出力
   が光の入射波長に対して一意的に定まるようにしたこと
   を特徴とするカラー原稿読み取シ装置。