JPS61263157A - 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］ この発明は絶縁基板上に薄膜半導体で構成され、−列に配置される多数の光電変換素子と信号読み取り等の制御用ＩＣとを搭載するハイブリッド型であって、出力信号を蓄積された電荷の放電によって得るイメージセンサに関する。 【従来技術とその問題点】

ファクシミリ装置の小形化、低コスト化をめざして、薄
膜半導体素子を用いた密着型イメージセンサの開発が進
められている。第２図にその例を示す、センサ部１０は
、光電変換素子列２ｏを有し、光電変換素子列は例えば
１鶴当たり８個、すなわちＡ４版の原稿２１６Ｎ幅に対
しては全体で１７２８個の光電変換素子から構成されて
いる。このセンサ部１０と原稿３０との間には、原稿の
像が光！変換素子に結ぶ様にセルフォックレンズアレイ
４ｏを配置する。原稿３０は、セルフォックレンズアレ
イ４ｏの両側に配置された発光ダイオード列５ｏの光に
より照射される。この光電変換素子が１鶴当たり８個の
場合この大きさは１００　ｔａ平方、１ｆｌ当たり１６
個の場合には５０−平方の大きさにする必要がある。 現在ファクシミリの高速化が指向される傾向にあり、Ｇ
３又は今後０４機種が広く背反していくことが考えられ
るが、そのためには−走査当たりの読み取り時間が４隠
程度あるいはそれ以下でなければならない、それに対応
するために非晶質シリコン（ａ−５ｔ）を用いたセンサ
の開発が進められている。 、第３図はａ−３１を用いたセンサの一例を示し、（ａ
ｌは平面図、伽）は（ａｌのＢ−Ｂ線の断面図である。 透明絶縁基板１上に基板側から入射する光信号により作
動する構造のセンサとして、個別電極となる透明電橋２
．ａ−５ｔ層３．共通電極となる金属電極４から成るフ
ォトダイオードが形成されている。透明電極２は厚さ５
００〜２０００人の透明導電膜から成り、ａ−５ｉ層３
は公知の方法で透明電極側から厚さ約１００人の９層、
厚さ約０．５−のノンドープ１層、厚さ約５００人の８
層が順次形成されたものであり、金属電極４は約１−の
厚さを有する。 透明電極２は、ｌｆｉ当たり８個の割合で形成される　
１００−平方の個別電極２１とリード部２２から成り、
これは透明導電膜被着後フォトリングラフィ法によって
得られる。透明電極のリード部２２には金属リード５が
接続され、この金属リード５はセンサから得られる光信
号の切換えを行うＩＣ６の端子へ信号を伝達するもので
あり、このパターンは蒸着後のフォトリソグラフィ法に
よって形成される。 金属リード５の端部とＩＣ６のバッド６１との接続は、
リードボンディングされた導＆１７で行われる。 第４図は信号読み取りの動作を説明するための等価回路
を示している。フォトダイオード３１は前述のｐ−１−
ｎ三層からなるａ−５ｉダイオードであり、５■の逆バ
イアスが印加されている。ここで発生する光電流は、ア
ナログスイッチ３２が開いている間に、配線容量３３に
充電される。この充電時間はｌ走査時間とほぼ等しく、
４闘程度である。 このようなフォトダイオード３１．アナログスイッチ３
２等が１７２８個並列に電流−電圧変換回路３４に接続
されている。ただし第３図には１組だけが示されている
。　１７２８個のアナログスィッチ３２毫順次閉じるこ
とにより、配線容量３３に蓄積された電荷が、配線部分
のインダクタンス成分３５を通って放電され、この放電
電流を積分回路を用いて、アナログスイッチが閉じる時
間毎に積分すれば、フォトダイオード３１に入射する光
の照度に対応して一次元の画像情報が時系列の電気信号
として取り出せる。 今、充電電流をＩ（ｔ）とすると、一定時間ｔに蓄積さ
れる電荷量Ｑは次式で表わされる。 ここでＩ　（ｔ）が一定であれば、ＱはＩに比例するこ
とになるが、第４図の点３６の電圧は充電と共に！ 上昇するので、現実には一定でない、従ってフすトダイ
オード３１の両端の電圧も変化することになる。つまり
、Ｉ　（ｔ）は一定ではなく次の式で表わされる。 すなわち、Ｉ　（ｔ）は（ΔＩ／Δｖ）・Ｑ／Ｃの割合
で減少することになる。ここで（Δ■／ΔＶ）はフォト
ダイオードの電流−電圧特性の傾きである。 第５図に現実のａ−５ｉダイオードの電流−電圧特性を
示す、ａ−５ｉの生成条件にも依存するが、規格化した
（Δ■／ΔＶ）は１ｖ当たり約３％と見積もられた。一
方、（２）式から明らかな様に配線容量Ｃを充分大きく
すればＩ　（ｔ）の変化は小さくなる。Ｃを大きくする
ためには金属リード５を長くすれば良い訳である。しか
し、そうすることによりインダクタンス成分３５も大き
くなり、アナログスイッチ３２を閉じて放電する時に、
電荷が放電しきれなくなって誤差を生じることになり、
またノイズを拾い易くなるのでこれは不可能である。 実際に配線を出来る限り短くした場合、平均長２０論９
幅２０μ程度となり、この時の容量はｌｐＦのオーダー
であった。これらの結果から充電電流の変化率（減少率
）は、Ｉ　ｓｖ　２１０−”　（Ａ）とすれば次の遺り
になる。 照度が大きければさらにこれは大きくなり、第６図の出
力対照度関係曲線にｖＡ６１で示す様に直線性が失われ
ることになる。

【発明の目的】

本発明は上記欠点をなくし、照度に対する直線性の良い
、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】

本発明によれば、絶縁基板上に一線上に配列される複数
の個別電極および光電変換膜、共通電極を積層してなり
、各個別電極がそれぞれアナログスイッチに接続され、
そのアナログスイッチが開いている間に光電変換膜に発
生した電荷を配線容量に蓄積し、アナログスイッチが閉
じた際に蓄積された電荷を出力信号として取り出すイメ
ージセンサにおいて、個別電極とアナログスイッチを接
続するための導線の少なくとも一部が絶縁膜を介して金
属膜によって覆われ、その金属膜が接地されていること
により上記の目的が達成される。

【発明の実施例】

第１図は本発明の一実施例を示し、（ａ）は平面図、（
′ｂ）は（ａｌのＡ−Ａ線断面図で、第３図と共通の部
分には同一の符号が付されている。第３図の場合と同様
に透明電極２＋　　ａ　　Ｓ　＋層３．金属電極４から
なるフォトダイオードがガラス等の透明絶縁基板ｌ上に
形成されている。透明電極２のリード部２２は、このフ
ォトダイオードから得られる光信号の切換えを行うＩＣ
６の端子６１へ信号を伝達するため、金属リード５に接
続されている。この金属リード５を覆って一面に絶縁膜
８を形成し、さらに第１図（ａｌには図示しない金属薄
膜９を形成する。 絶縁膜８は、例えばエポキシ系樹脂をスクリーン印刷法
で約２０ｔｎａ厚さに塗布し、２００℃前後で焼成する
ことにより設けられる。この絶縁膜８は耐湿被膜を兼ね
、金属リード５を腐食から護る。金属膜９はＡＩ、Ｔｉ
あるいはその２層膜からなり、蒸着　　　。 法で形成する。 金属膜９を電気的に接地することにより、配線容量が大
幅に増大する。この実施例ではエポキシ樹脂の比誘電率
を５とすれば、Ｃは約８００ｐＦとなり、（２）式で計
算される充電電流の変化率−（ΔＩ／Δ■）・Ｑ／Ｃは
約０．０１５％となって無視でき、第６図の線６２に示
すように、出力が照度に対して良好な直線性を持つ。

【発明の効果】

本発明は、電荷蓄積方式のハイブリッド型イメージセン
サにおいて、光電変換素子の個別電極からアナログスイ
ッチに至る配線を絶縁膜を介して接地される金属膜で覆
うことによりインダクタンス成分を大きくすることなく
配線容量を増大させるもので、光の入射により素子に発
生する電荷に基づく充電電流が一定となり、出力対照度
の直線性が良くなる。 さらに金属膜がシールドを兼ね、また絶縁膜は耐湿性を
向上させる結果となるので、イメージセンセの信鎖性を
高めることにもなる。

【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、＋ａｌは平面
図、伽）はｔａ＋のＡ−Ａ線断面図、第２図は密着型イ
メージセンサの斜視図、第３図は従来例の要部を示し、
（ａｌは平面図、　（ｂｌは［ａｌのＢ−Ｂ線断面図、
第４図はイメージセンサの信号読み取りの動作を説明す
る等価回路図、第５図はａ−Ｓｉフォトダイオードの電
流−電圧特性線図、第６図は従来例および本発明の実施
例のセンサの照度特性線図である。 １：透明絶縁基板、２：透明電極、２１：個別電極、２
２：透明電極リード部、４：金属電極、５；金属リード
、６＋ＩＣｌ３：絶縁膜、９：金属膜。 第３図 第４５Ａ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）絶縁基板上に一線上に配列された複数の個別電極お
   よび光電変換膜、共通電極を積層してなり、各個別電極
   がそれぞれアナログスイッチに接続され、該アナログス
   イッチが開いている間に光電変換膜に発生した電荷を配
   線容量に蓄積し、前記アナログスイッチが閉じた際に蓄
   積された電荷を出力信号として取り出すものにおいて、
   個別電極とアナログスイッチを接続するための導線の少
   なくとも一部が絶縁膜を介して金属膜によって覆われ、
   該金属膜が電気的に接地されたことを特徴とするイメー
   ジセンサ。