JPS6139573A

JPS6139573A - 原稿読み取り装置

Info

Publication number: JPS6139573A
Application number: JP16012584A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sato; 茂佐藤; Takashi Ozawa; 隆小澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1984-07-30
Filing date: 1984-07-30
Publication date: 1986-02-25

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〕　５本発明は原稿読み取り装置に係シ、特に密着型イメージ
センサにおける読み取）出力のむらを低減させるように
した受光素子の設計に関する。

〔従来技術〕

アモルファス水素化シリコン（ａ−８Ｉ　：Ｈ）　等の
アモルファス半導体あるいは硫化カドミウム（Ｃｄ’ｓ
ルセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）等の多結晶薄膜を光
導電体層として使用したサンドイッチ型の受光素子は、
優れた光電変換特性を有しておりかつ構造が簡単で大面
積化が容易であることから、原稿と同一幅のセンサ部を
有する長尺読み取り素子を用いた密着型イメージセンサ
、すなわち、縮小光学系を必要としない大面積デバイス
として、原稿読み取り装置への幅広い利用が注目されて
いる。

このイメージセンサのセンサ部の基本構造は、第６図（
、）図および第６（ｂ）図（第６（ａ）図のａ−ａ断面
図）に示す如く、基板１０１上に１列に配列された多数
個の下部電極１０２と透光性の上部電極１０３とによっ
て光導電体層１０４を挾んだ構造となっておシ、この多
数個の受光素子１０５が夫夫、等測的には、第７図に示
す如く、フォトダイオード１０５ａとコンデンサ１０５
ｂとの並列回路となっている。そして密着型イメージセ
ンサにおいては、長尺基板上に、このような受光素子１
０５が原稿を解像するのに必要な密度（例えば８本／謹
）で主走査方向に必要な数だけ配列されており、これら
は夫々配線部１０６を介して駆動部りに接続されている
。駆動部りは電源１０７とシフトレジスタ１０８と、こ
のシフトレジスタの駆動によって順次、各センナと電源
１０７との間のスイ。

チングを行なうように各センサに接続されるモス電界効
果型トランジスタ１０９　（ＭＯＳＦＥＴ　）とから構
成され、該シフトレジスタ１０８の１回目の駆動に基づ
いて各ＭＯ８ＦＥＴが順次オン−オフされると、電源１
０７と各センサ１０５との間で順次閉ループが形成され
、センサ自体によるコンデンサ１０５ｂと配線部１０６
によるコンデンサ１０６ｂとに蓄えられる。この電荷は
各センサに入射した光量により中和せしめられるか又は
残留するが、この後、２回目のシフトレジスタ１０８の
駆動によ）再び各ＭＯ８ＦＥＴが順次オン−オフされ、
これらのコンデンサ１０５ｂ、１０６ｂの再充電が行な
われると信号線１０９には、各ビット毎のコンデンサ１
０５ｂ。

１０６ｂの残留電荷に応じた電流が流れる。この電流が
ビット毎に出力されて、この密着型イメージセンサの読
み取）出力となる。この動作が一ライン毎に繰）返され
て、厚稿読み取）を行なうわけである。

ところで、この配線部は通常、駆動部りと各センナを接
続するように、センサ部と同一の基板１０１上に形成さ
れるが、シフトレジスタあるいはＭＯＳＦＥＴとのワイ
ヤぎンディング等による接続上の問題から各センサによ
って長さに差を生じることは免れ得ない事実であシ、従
って配線部１０６によって形成されるコンデンサ１０６
ｂで表わされる容量Ｃにも当然ばらつきを生じることに
なる。

ところで、第７図のコンデンサ１０５ｂの容量をＣ，コ
ンデンサ１０５ｂの初期チャージをＶω（ｖ（ｏ）＝Ｖ
、）、フォトダイオード１０５＆を流れるフォトカレン
トを工、としてラプラス演算子Ｓを用いて第７図の回路
を解析すると次のようになる。すなわち第７図の回路を
１つの受光素子についてのみ着目して等価回路を書くと
第８（ａ）図のようになシこの回路は光電変換素子に光
があたっていない場合は第８（ｂ）図のように等価され
、光があたっている場合は第８（Ｃ）図のように等価さ
れる。

ここで第８（ｂ）図よシ第８（ｃ）図よシが成立する。

で与えられる。

ところで式（１）よりであシ、式（２）よシであるので、式（３）　、　（４）　、　（５）よシと
なる。したがってとなる。第（６）式から明らかになることは第７図に示
した密着型イメージセンナの各ビットの読み取り出力は
コンデンサー０５ｂと１０６ｂの容量の和によって左右
されるのである。

〔発明が解決すべき問題点〕

ところで通常、センサ自体は、すべて互いに同一となる
ように均一に形成されているため、センサ自体によって
形成されるコンデンサー０５ｂとしての容量Ｃは一定で
アシ、従って各ピットの出力は上述したコンデンサー０
６ｂで表わされる容ｆＣｘ（配線線１０６によって形成
される容Ｉ）のばらつきに左右されることになり、これ
によ）該密着型イメージセンサでは読み取り出力にむら
が発生するという問題があった。

〔間頂点を解決するための手段および作用〕上記問題点
を解決するため、本発明では、受光素子としての特性を
一定に維持すべく各受光素子の受光面積を規定するー・
方１１、下部電極と上部電極との重な夛合う部分の面積
を各素子毎に設・定し、受光素子自体のもつ静電容量を
調整することによ夕、配線部等の・付属回路による靜・
電容量のばらつきを補正し、受光素子１体のもつ静電容
量と配線部の静電容量との和が一定となるようにし、読
み数多出力むらの・発生を防止するようにしてい・る。

なお、上部゛電極と下部・電極との・重なり部分の面積
を変化させる、と、受光素子（光電変換部）、として機
能、する部分の面積も変化し、従って入射光量も変化す
るため、光電電流、も変化することになる。

従って本発明では、スリット等によって受光面積を規定
した上で、前記重な）部分の面積を調整す〔実施例〕以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

本発明実施例の密着型イメージセンナは、第１図および
第２図に示す如く、絶縁性のガラス基板１上にｎ個の受
光素子Ｐ、、・ＰｒＬが１列に並設されると共に、これ
らの）各受光素子は、前記ガラス基板１上に形成された
配線部を介して駆動部に接続されている。（第２図は第
１図の・人−Ａ断面を示す。〕各受光素子Ｐ、・・・Ｐｎはいずれも、前記ガラス基板
１上に所望の形状に／９ターニングされた下部電極２と
してのクロム電極と、この上層に順次積層せしめられる
光導電体層３としてのアモルファス水素化シリコン層と
透光性電極４としての酸化インジウム錫層とよシ構成さ
れる光電変換部１を有しておシ、この光電変換部５は透
光性の保護膜６によって被覆されると共に更にその上層
を開口部７を有する遮光膜８で被覆されている。前記下
部電極２は各素子毎に夫々所定の長さを有しておシ（幅
Ｗ＝一定）、素子毎に下部電極２と透光性電極４との重
、なシ部分の面積の調整がなされている。

すなわち、第１図にその１部を示す如く、第１の受光素
子Ｐ１、第２の受光素子Ｐｎ第３の受光素子Ｐ５、・・
・第ｎの受光素子Ｐｎの下部電極の長さり、　ｅ　Ｌ２
．　Ｌ３・・・Ｌｎは、中央部にあるグループでは一定
であ）両端に近づく程小さくなっておシ、次式（１）を
満たす。

Ｌ、　（Ｌ２（Ｌ、・・・・・・・・・Ｌｎ−２〉Ｌｎ
−１〉Ｌｎ・・・・・・（１）従って、下部電極２と透
光性電極４との重な９部分の面ａＧ１・・・・・・鮎は
、次式（２）の関係を満しておシ）Ｇ、＜Ｇ２＜Ｇ３・・・・・・・・・Ｇｎ−２＞　Ｇｎ
−１＞　Ｇｎ　　・・・・・・（２）素子自体の静電番
容量Ｃ１，・・・Ｃ１１は、第３（ａ）図に７字示す如
く、中央部にあるグループでは一定、両端Ｐ１．Ｐｎに
近ずく程小さくなっている。（横軸は素子番号を示し、
縦軸は静電容量を示す。）また、前記遮光膜８に設けら
れている開口部７は、−足の幅で各受光素子Ｐ、・・・
Ｐｎ全体にわたるように形成されており、従って受光面
積（光電変換部として機能する部分の面！Ｒ）は一定と
なっている。

ζこで、配線部による静電容ｘｃ２１・・・Ｃ２ｎは、
第３（ｂ）図に示す如き分布を示している。従って、素
子自体の静電容ｔｃ、、・・・Ｃ２ｎと配線部による静
［答ｔＣ２１・・・Ｃ２ｎとの和は各受光素子Ｐ１・・
・Ｐｎにおいてほぼ一定となシ、第３（ｃ）図に示す如
く、各素子の出力特性は均一である。

このように、かかる構成によれば、出力むらがなく、正
確な読み取９を行なうことのできる密着型イメージセン
ナを得ることが可能となる。

また、シェーディング補正等の補正回路を必要としない
ため、回路的にもコスト的にも有利である。

更に、前記遮光膜は受光素子の保護膜の役割をも果たす
ため、素子の機械的強度を増すのに有効な働きをなして
いる。

比較のために、従来例の如く、下部電極と透光性電極と
の重なり部分の面積を一足にしたノー合（他の構成は実
施例と同様）の出力特性の分布を第３（ｄ）図に示す。

第３（ｃ）図と第３　（ｄ）図との比較からも、本発明
の原稿読み取り製置によれば出力むらの発生が大幅に低
減されることは明らかである。

次に、この密着型イメージセ／すの製造方法について説
明する。

パターン設計を行なうにあたってはまず下部電極の幅Ｗ
および長さＬ１各素子の間隔、光導電体層および透光性
電極の幅、遮光体の開口幅等を概略的に決定し、その値
に対応するように、駆動部と各素子とを接続するための
配線部のパターン設計を行なう。

そして、該配線部の配線長、線間距離、基板の誘電率等
のデータをもとにして、配線部における静電容量Ｃ２１
・・・Ｃ２ｎを各素子Ｐ、・・・Ｐｎ毎に算出する。

これによυ、理想合成容量Ｃから・、配線部における静
電容ｉｃ　　・・・Ｃ２ｎを減じた値すなわちＣ＝Ｃ−
０２ｍが夫々の素子部における静電容量ｍ０１ｍとなるように各素子毎に必要な重な多部分Ｇ１・
・・Ｇｎの面積を決定する。

このようにして算出された重なυ部分の面積から各素子
毎の下部電極の長さり、・・・Ｌｎを決定する。

このように、／臂ターン設計が終了すると、これに従っ
てガラス基板１上に通常の手段を用いて各素子の作シ込
みがなされるわけであるが、遮光膜の形成工程を付加す
ることと、下部電極のバター二／グに際してフォトリン
エツチング工程で用いられるフォトマスクのパターンを
所定の一極形状が得られるように変更するのみで良く、
他の工程では従来の工程を変更することなく製造でき、
製造が容易である。

なお、実施例においては、下部電極と透光性電極との重
な多部分の面積を真整するにあたシ下部電極の電極幅Ｗ
を一定とし、電極の長さＬを調節するようにしたが、遮
光膜に形成する開口ｇ１５を一体的に形成するのではな
く、第４図に示す如く、各素子毎に窓部１７を独立的に
形成するようにし、電極幅を可及にする等、他の方法を
とっても良いことは言うまでもない。

また、実施例においては遮光膜８は保護膜６上に形成し
たが、第５図に示す如く、光電変換部旦′上に直接開口
部２７を有する遮光膜２８を形成し、その上層を透光性
の保護膜２６で被覆するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上、説明してきたように、本発明の原稿読み取り装置
によれば、各受光素子の受光面積を規定する一方、素子
自体の静電容量に配線部等の付属回路による静電容量も
含めた各素子毎の合成容量が一定となるように補正すべ
く、下部電極と上部電極との富なシ合う部分の面積を各
素子毎に設定し、受光素子自体のもつ静電容量を調整す
るようにしているため、読み取υ出力にむらが生じるこ
となく、正確な読み取り、を行なうことが可能となる。

また、シェーディング補正回路等の他の補正回回を付加
する必要がなく、製造７コストも低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の原稿読み取り装置の１部を示す
図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面を示す図、第３　（ａ
）図は本発明実施例の原稿Ｈ，み取り装ｆｌにおける各
素子Ｐ１・・・Ｐｎの素子自体による静電容量の分布を
示す図、第３（ｂ）図は、同装置の配線部による静電容
量の分布を示す図、第３（ｃ）図は同装置の出力電流の
分布を示す図、第３（ｄ）図は従来例の装置における出
力電流の分布を示す図、第４図は、本発明の他の実施例
を示す図、第５図は、本発明の更に他の実施例を示す図
、第６（ａ）図および第６（ｂ）図は従来例の原稿読み
取り装置を示す図、第７図は原稿読み取り装置の等価回
路を示す必、第８（ａ）図、第８（ｂ）図および第８（
ｃ）図は第７図の回路を解析するための等価回路図であ
る。１０１・・・基板、１０２・・・下部）ａ極、１０３・
・・上部電極、１０４・・・光導電体層、１免」、・・
・受光素子、１０５ａ・・・フォトダイオード、１０５
ｂ・・・コンデンサ、１０６・・・配線部、１０７・・
・電源、１０８・・・シフトレジスタ、１０９・・・Ｍ
ＯＳＦＥＴ、　Ｄ・・・駆動回路部１・・・ガラス基板
、２・・・下部電極、３・・・光導電体層、４・・・透
光性電極、旦・・・光電変換部、６・・・保護膜、７・
・・開口部、８・・・遮光膜、Ｐｌ・・・Ｐｎ・・・受
光素子、１７・・・窓部、２７・・・開口部、２８・・
・遮光膜。第１図第３（Ｏ）図第２図第３（ｂ）図

Claims

【特許請求の範囲】

　基板上に複数の受光素子を並設せしめてなる原稿読み
取り装置において、所定の遮光手段によって、各受光素
子の受光面積を規定するとともに、各受光素子の下部電
極と上部電極との重なり合う部分の面積を各受光素子毎
に設定し、受光素子自体のもつ静電容量によって、配線
部等の付属回路による静電容量のばらつきを補正するよ
うにしたことを特徴とする原稿読み取り装置。