JPS61156766A - イメ−ジセンサ - 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】 【発明の属する技術分野】

本発明は、ファクシミリやテレビカメラなどの画像入力
に用いられるイメージセンサで、サンドインチ型構造を
有するものに関する。

【従来技術とその問題点】

近年、ファクシミリ送受信機などの固体撮像素子として
、被写体と等寸法の幅を持った密着型イメージセンサが
開発されている。これは従来のＣＯＤなどのＩＣイメー
ジセンサに比べ、縮小レンズ系などを用いないため、光
路長が殆ど不必要で装置の小型化、コストダウンが可能
であり、レンズ収差がないので全域にわたり均一な分解
能が確保されるという利点を有している。 これらのイメージセンサの構造は、サンドインチ型構造
とブレーナ型構造に大別することができる。プレーナ型
構造は、サンドインチ型構造に比して湿気の影響を受け
やす（、応答速度が遅い。 サンドインチ型構造の場合、光導電体を二つの電掻層で
はさみ、画像信号読み取り時に両電極間に電位をかけて
出力電流の大小によって被写体の明暗を読み取る。照明
導光系としては、光源にＬＥＤや螢光灯、ロンド状のタ
ングステンランプなどを用い、導光系としてロッドレン
ズアレイ、オプティカルファイバなどを用いたものなど
種々あるが、基本的には光源で原稿など被写体を照射し
、反射光を導光系でセンサー面に焦点を結ぶように写し
出すようになされている。 第２図に、従来のサンドインチ型イメージセンサの構造
を示す０例えばアモルファスシリコンからなる光電変換
Ｍ２を個別型ｐ！＋１と共通電極３との間にはさみ、個
別電極あるいは共通電極の少なくとも一方を透明導電膜
とし、光入射側としていた。ただし第２図中）では基板
４の側に個別電極を設けているが、共通電極を基板側に
設ける構造も同様に一般的である。なお、透明導電膜を
基板側に設ける場合は基板がガラスなどの透明なものに
限られる。共通の電極とそれぞれの個別電極間に順次電
気的なパルスを送ることによってライン状に配列された
センサ部の画像を読み取って行く。 １ラインを読み終える間に、被写体あるいはセンサがｌ
ラインの幅だけ移動し、次の行を読み取る。 第２図に示すように共通電極３と個別電極１の間にある
光電変換膜を分離加工せずに使用した場合、次のような
欠点を有していた。すなわち、照明導光系によりセンサ
上に写し出された像の暗い部分と明るい部分の境界付近
において、明るい部分の光電変換膜で生じたキャリアの
一部が暗い部分の光電変換部の個別電極に流れ込むこと
により、この部分での出力電流が増加し、本来「暗」の
出取り出され、プリンタやブラウン管などの画像表現装
置において画像がぼやけたり、線が実際の幅よりも細く
表されてしまう。しかし、光電変換膜を分離すると、フ
ォトエツチングなどの工程を要するためその分コスト高
になったり、光電変換膜に欠陥を生じたりするため、歩
留りや信鯨性の他下を招（という問題を生じる。 さらに、第３図に示すように充電変換膜２にピンホール
５が生じた場合、真空蒸着法やスパッタリングで形成し
た共通電Ｐｊ１３（あるいは個別電極）の物質がピンホ
ール５を埋め短絡を起こす。ファクシミリ用密着型イメ
ージ七ンサの場合、素子は一列に数千偏波べられており
、素子１個が短絡した場合でも不良品となるため、光電
変換膜の欠陥が商品として歩留りを大きく左右していた
。

【発明の目的】

本発明は、かかる欠点を除去して、従来に比較しより鮮
明な画像が得られ、しかも従来に比べ歩留りが良く、同
様の工程で製造出来るイメージセンサを提供することを
目的とする。

【発明の要点】

本発明は、絶縁性基板上に第一の電極、光電変ｔｔａ膜
、第二の電極が積層され、第一、第二の電極の一方が共
通電極、他方が分割されて一線上に配列された個別電極
を成すものにおいて、共通電極が光の入射側に形成され
て各個別電極への光の入射窓を開けた不透明な導電性の
膜からなることによって上記の目的を達成する。

【発明の実施例】

本発明の一実施例を製造工程に従って説明する。 第１図において、ガラス板のような絶縁性基板４にアル
ミニウムを真空蒸着したのちパターニング加工をして個
別電極１を形成し、その上に高周波グロー放電法により
ｐ形のアモルファスシリコンカーバイト膜、１およびｎ
形のアモルファスシリコン膜からなるｐ−１−ｎ構造を
有する充電変換膜２を積層する。２層はシランガス１に
対し、ジボランガス０．００２、アセチレンガス０．１
の比率で肩Ａ　＋　＋−Ｊ／−ｙえ七＾Ｉマ去車哨１１
１−　　績聯分解により約２００人の厚さに形成したも
のであり、ｔｌはシランガスを水素で希釈したガスより
約５０００人の厚さに、ｎ層はシランガス１に対してフ
ォスフインガスを０．Ｏｌの割合に混合したのち水素で
希釈したガスより約５００人の厚さに形成する。さらに
この上にマグネトロンスパッタ法により１０００人の厚
さのクロム膜を被着し、フォトプロセスにより個別電極
１の直上に光入射用の窓６を有する共通電極３を形成す
る。 このような構造のイメージセンサにより被写体を読み取
る際のモデルを従来例と比較して第４図に示す、従来の
イメージセンサは、第４図（ａ）に示す如（、左側の光
電変換部りが明で、右側の光電変換部りが暗となるよう
なとき、Ｄ部の個別電極に電位をかけ、電流を読み取る
際に左側の明のＬ部からキャリア７または８が流れ込む
ことがあった。これは、写し出される像の境界部分が元
の原稿自体に原因がある場合もあるがセルフォックレン
ズなどを用いた導光系で多少ぼやけたりするため、個別
電極ｌの間で中間明度の謂片を律に、その部分を通じて
キャリアが流れ込み易くなることが原因である。第４図
（ｂｌは本発明によるイメージセンサの場合を示す、こ
の場合は明と暗の境界のぼやけた部分が二つの光電変換
部りとＤの中間に来ても、共通電極３によって遮光され
るため、隣接する個別電極１にキャリア７．８が流れ込
むことがない。 本発明によるイメージセンサにおいては、第５図に示す
ように光電変換膜２にピンホール５を有する場合におい
ても、個別電極ｌと共通電極３が上下に重なっていない
ため短絡が起こることがない。 第１図に示す構造を持ち、個別電極１は一辺の長さが１
００μ麟の正方形、引き出し電極１１の幅が′２５μｍ
、個別電極１同志間の間隔ｄが２５μｍ、共通電極３の
窓６が一辺の長さ１０５μ割の正方形であるイメージセ
ンサを製作した。光電変、換部の数は１７２６個である
。このようにして製作したイメージセンサの被写体とし
て白地の紙に１２５μｍの幅を持った黒いラインが１ｆ
ｌ当たり４本並列に並ベセルフォックレンズアレイ、光
源として緑色型光灯を用いて電流の形で読み出しを行な
った。読み取り時は共通電極をアースとし、個別電極に
＋５Ｖを印加して測定した。センサ面の照度は約２５１
ｘである。白と黒の境界はそれぞれのセンサとも個別電
極同志の中間に位置するように配置し、写された原稿の
像において、白と黒の部分が個別［極に交互に対応する
ようにした。 以上の方法で測定した結果を第６図に示す、縦軸は一つ
の個別光電変換部の出力を１としたときの相対値である
。第６図＋８）は従来のイメージセンサの測定結果であ
り、第６図中）は本発明によるイメージセンサの測定結
果である。テストチャートの黒いラインに相当する素子
と白い部分に相当する素子との出力比が、従来のイメー
ジセンサの場合０．５程度であったものが、本発明のイ
メージセンサでは０．１以下になったため、読み取り時
の画像の鮮明度が向上したといえる。さらに、従来のイ
メージセンサと本発明によるイメージセンサ両方につい
て、白い紙を被写体として同様の測定をすべての光電変
換部（１７２６個）について行ない、それぞれ出力電流
値の平均に対し±ｌθ％の値で良品変換部と不良品変換
部の振り分けを行なった。 その結果従来のイメージセンサでは５個の不良が出たが
、本発明のイメージセンサではすべて良品変換部であっ
た。 なお図示していないが、光入射側の窓６に露出するアモ
ルファスシリコン等の光導電層上に、ＳｔＯ，、５ｉｓ
Ｎａ等の反射防止膜を５００〜２０００人の厚さに設け
ることは、光感度を５０％向上させて有効である。 次に、従来のイメージセンサと本発明によるイメージセ
ンサをそれぞれ１００個ずつ試作し、白い紙を被写体と
して同様の測定をすべての光電変換部について行ない、
同様な基準で良品と不良品の振り分けを行なった。それ
ぞれの１００個のイメージセンサを不良品変換部の数ご
とに度数分布をとったところ第７図のようになった。ハ
ンチングして示した本発明によるイメージセンサが白い
ままで示した従来のイメージセンサと異なる点は、従来
のイメージセンサが平均４．２個の不良変換部を有し、
不良変換部Ｏのセンサが５％しか得られないことに対し
て、不良変換部が平均０．３個、不良変換部０のセンサ
が８２％得られたという点であり、大幅に歩留りが向上
′するという利点が得られた。 本発明により設けられる遮光性の共通電極の材料はＣｒ
に限定されず、他の金属あるいは他の不透明な導電材料
も用いることができる。

【発明の効果】

本発明によれば、従来のサンドインチ型構造イメージセ
ンサの共通電極に遮光性の導電性薄膜を用い、所望の面
積を有する窓を開け、個別電極を共通電極の窓の領域を
はみ出さないように形成し、共通電極側から光を入射さ
せる構造にしたため、並列に並ぶ個別光電変換部に白と
黒の被写体部分を交互に対応させた読み取りを行なった
時の出力電流比が大幅に増加し、従来よりも一層画像を
鮮明に読み取る能力が向上する。また、共通電極の窓開
は加工以外従来のイメージセンサと同様な工程で製作で
き、不良変換部数が著しく減少するのでイメージセンサ
のコストダウンにも極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示し、ｆａ）が平面
図、（ｂｌが（ａｌのＡ−Ａ線断面図、第２図は従来の
イメージセンサの光電変換部を示し、（ａｌが平面図、
（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、第３図は第２図に示
した光電変換部の不良品を示す断面図、第４図はイメー
ジセンサによる読み取りのモデル断面図で、（ａ）は従
来例、（ｂ）は本発明の一実施例の場合を示し、第５図
は光電変換部にピンホールを有する本発明の一実施例の
断面図、第６図は明暗に対するイメージセンサの出力電
流を示す線図で（１１）は従来例、（ｂ）は本発明の一
実施例、第７図はイメージセンサ製造時に発生する不良
変換部の度数分布図である。 ｌ二個別電極、２：充電変換膜、３：共通電極、４：絶
縁性基板、６：共通電極の窓。 第１図 第２図 第４図 第５図 個別電極〜０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）絶縁性基板上に第一の電極、光電変換膜、第二の電
   極が積層され、第一、第二の電極の一方が共通電極、他
   方が分割されて一線上に配列された個別電極を成すもの
   において、共通電極が光の入射側に形成されて各個別電
   極への光の入射窓を開けた不透明な導電性の膜からなる
   ことを特徴とするイメージセンサ。