JPS6184055A - フオトセンサ - 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】 Ｃ産業上の利用分野〕 この発明はフォトセンサに関し、特にファクシミリやＯ
ＣＲリーグの原稿読取部等に使用可能な密着型のライン
センサに関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は長尺ラインセンサーの一般的構成を示す斜視図
（特開昭５８〜１７２０５７号公報を参考にした）、第
６図はＯｐｌｕｓ　Ｅ　Ｎｏ、５６．ｐ、５１に示され
た従来の長尺ラインセンサーをもとにして描いた措成図
である。

第５図において、副走査方向６に挿入される原稿５紙面
上に光源４、レンズアレイ３が近接して配置され、上記
レンズアレイ３の端面に対向して光電変換素子列２が長
尺ラインセンサの基台１に装着されている。なお矢印７
は主走査方向を示す。

第６図において−１１０はライン状に多数ｆｌ＆並べら
れた阻止形の光電変換素子である。なお、ここで阻止形
とは外部からのキャリアはデバイス内部に流入できない
が、デバイス内部のキャリアは外部に流出できるものを
いう。また１１はこの光電変換素子１０の下部引き出し
電極と配線を兼ねており、この配線１１は駆動用ＬＳＩ
（走査制御回路）１２に接続されている。またこの光電
変換素子１０は続出し回路にも接続されている。この配
線１１は上記光電変換素子列２の左と右側に１つずつ互
い違いにふり分けられており、それぞれ左右のＬＳ１１
２ａ、１２ｂに接続されている。１３は上記光電変換素
子１０の要素であり、光によるキャリアを発生する非晶
質半導体である。１４゜１５も上記光電変換素子１０の
要素であり、１４は透明電極、１５はこの透明電極１４
のシート抵抗を補い、また受光部の窓も兼ねている共通
電極である。

第７図はこの第６図の等価回路図である。１３°　はフ
ォトダイオードであり、１３″はこのフォトダイオード
１３°に逆バイアスが印加されたときに生じる等酒客量
を表している。フォトダイオード１３′の下部電極１１
としてＣｒ、非晶質半４体１３としてノンドープアモル
ファスシリコン、上部電極である透明電極１４としてＩ
ｎを主成分としたＩｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｒｉｄｅ　
（Ｉ　Ｔ　Ｏ）を使用すると、ＩＴＯ・ノンドープアモ
ルファスシリコン接合部の方がＣｒ・アモルファスシリ
コン接合部よりも　　　′強いダイオード特性を示すシ
ョントキー・ダイオードとなり順方向はＩＴＯからノン
ドープアモルファスシリコンへ向かう方向である。

またＬＳ１１２において、２０はフォトダイオード１３
のカソードとアース間に個別に設けられ、信号読出し後
等価容量１３”を再充電するためのスイッチ、２１はこ
のスイッチ２０に設けられたバッファアンプ、２２はこ
のバッファアンプ２１の出力端に設けられもう一方の端
はすべてが出力端２６に接続されている走査用スイッチ
、２３は出力端２６とアース間に発生する浮遊容量また
はコンデンサであり、２４はこのコンデンサ２３と並列
に接続されたスイッチである。

次に動作について説明する。スイッチ２０ａをＯＮする
ことにより等酒客量１３３″は電源２７の電圧まで充電
される。この動作をスイッチ２０ｂ、・・・・・・、２
０ｎまで行い、すべての等酒客量１３”を充電する。こ
の間に等酒客ｆｆｉ　１３　ａ”に充電されていた電荷
は、原稿５のレンズアレイ３の下部ラインの白黒により
強弱反射されレンズアレイ３により光電変換素子１０ａ
に導かれる光源４の反射光によりフォトダイオード１３
ａ゛内で発生した電荷量だけ減少する。このためフォト
ダイオード１３ａ′のカソードは上記光信号電荷に比例
した電圧だけ上昇し、このときスイッチ２２ａはＯＮ、
２４はＯＦＦされているので、この電圧はバッファアン
プ２１ａを通った後コンデンサ２３に転送され、出力端
子２６には光電変換素子１０ａの入射光量に応じた信号
電圧が得られる。

次にスイッチ２２ａをＯＦＦ、スイッチ２４をＯＮとし
てコンデンサー２３をリセットし、スイッチ２０ａをＯ
Ｎにし、等酒客量１３ａ”を電源２７の電圧まで充電さ
せた後ＯＦＦす４゜その後スイッチ２２ｂをＯＮするこ
とにより、同様に光電変換素子１０ｂの照射光量が電気
信号に変換されて出力端子２６より得られる。

なおここで光電変換素子１０を１ｍｍ当たり１６ドツト
並べると周期は６２．５μｍとなり、また個別配線１１
の周期は１２５μｍピンチとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のラインセンサは以上のように構成されているので
、共通電極が必要であるため、光電変換部だけでも下部
電極、非晶質半導体、透明電極及び共通電極と４回の成
膜が必要であり、また走査制御用のＬＳＩにへソファア
ンプが必要な場合は該バッファアンプが光電変換素子と
同数必要であり製造原価が高（なる。さらにここでは述
べなかったが成膜回数を３回で済まそうとすると配線を
光電変換素子列に対して同一側に並べなくてはならない
ため配線間距離が短くなり歩留りが悪くなるなどの欠点
があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、配線間距離を従来と同一に保ちな
がら共通電極をなくすことができ、光電変換素子列より
引き出される配線を約半数にでき、また走査制御回路に
バッファアンプがあるものの場合には、該バッファアン
プも半数にできる低コストなフォトセンサを提供するこ
とを目的としている。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明に係るフォトセンサは、光電変換素子の同じ極
性の電極同志を接続して該２種類の電極の接続点のうち
の１種類のみに引き出し電極を設けたものである。

〔作用］ この発明によれば、光電変換素子の同極性の電極同志を
接続し、この２種類の電極の接続点のうちの１種類のみ
から引出し電極を引き出したので、該接続点が共通電極
としても機能し、またこの引引出し電極は充電変換素子
の２種類の電極の接続点のうちの１種類のみから引出さ
れているので従来に比し約半数で済む。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例を示し、図において、１０はライ
ン状に多数個並べられた光電変換素子、１６は隣接する
２つの光電変換素子１ｏに対して１つ対応する下部電極
であり、この下部電極１６は、たとえばＣｒを約１２０
０人、基台１上に成膜した後写真製版工程によりパター
ンニングすることにより得られるもので、光電変換素子
１０を１ｍｍ当たり１６ドツト、１２５μｍピンチで形
成するときにはその２倍の２５０　ｐ　ｍピンチで形成
すればよい。また１３は上記光電変換素子１０のうち光
をうけてキャリアーを発生する部分であり、プラズマＣ
ＶＤ装置により成膜される非晶質半導体である。なおこ
の非晶質半導体１３は基台１上にマスクをかぶせて所望
部分のみ成膜してもよいし、写真製版によりパターンニ
ングしてもよい。１７はこの非晶質半導体１３上に成膜
パターンニングされ、隣接する２つの光電変換素子１ｏ
に対して１つ対応するＴ字状の透明電極であり、しかも
その先端は隣接する２つの下部電極１６の先端分岐部分
と対向している。この透明電極１７はたとえばＩｎｄｉ
ｕｍ　Ｔｉｎ　０ｒｉｄｅを約６６０人または約２００
０人、スパッター装置または電子ビーム蒸着装置で成膜
した後、写真製版によりパターンニングする。１７゛は
下部電極１６と同時に形成された配線であり、その先端
には上記透明電極１７が接続されている。

第２図は、上記一実施例の光電変換素子列２を使用した
フォトセンサの回路図の一例である。１３″　はフォト
ダイオードであり、１３”はこのフォトダイオード１３
”に逆バイアスが印加されたときに住じる等酒客量を表
している。このフォトダイオードＩ３”の、順方向は透
明電極１７から下部電極１６へ向かう方向である。この
ダイオード１３″　と等酒客量１３”とからなる光電変
換素子列２の一方の端にある光電変換素子１０ａのアノ
ードにはスイッチ２２ａ′が接続されており、カソード
は隣接する光電変換素子１０ｂのカソードに、この光電
変換素子１０ｂのアノードはさらに隣の光電変換素子１
０ｃのアノードに、この光電変換素子１０ｃのカソード
はさらに隣の光電変換素子１０ｄのカソードに接続され
ている。以下同様にして光電変換素子１０はすべて直列
接続されている。そしてアノード同志の接続点または両
端の端子はスイッチ２２′を通して電源２７のマイナス
極へ、カソード同志の接続点はバ・ソファアンプ２１°
の入力端子に接続されるとともにスイッチ２０°を介し
て接地される。このバッファアンプ２１゛の出力端はす
べてスイッチ２２゛を通して出力端子２６に接続され、
この出力端子２６とアース間にはコンデンサ２３とスイ
ッチ２４が並列接続されている。

次に動作について説明する。スイッチ２２ａ。

及び２０　ｂ’をＯＮすることにより等酒客量１３ａ”
は電源２７の電圧まで充電される。次にスイッチ２２ａ
’を０ＦＦＬ２２ｃ’をＯＮすることにより等酒客量１
３ｂ”が充電され、スイ・７チ２０ｂ″を０ＦＦＬ、ス
イッチ２０ｄ″をＯＮすることにより等酒客１１３ｃ”
が充電される。以下同様に等酒客ｆｆ１１３２ｍ”まで
が充電される。

ここで第５図において、光源４から出た光はレンズアレ
イ３の下部にある原稿５のライン上で、原稿５の白黒に
より強弱反射されレンズアレイ３により光電変換素子１
０ａに導かれるが、以上のように等酒客量１３”を充電
中に最初の等酒客量１３ａ°の電荷はこの光によりフォ
トダイオード１３ａ’　中に発生したキャリアの電荷量
だけ減少し、これによりこの光信号電荷が等酒客量１３
ａ”に蓄積される。ダイオード１３ａ゛は等酒客量１３
　ａｍにより逆バイアスされているため発生したキャリ
アは有効に電極に集められ、光信号電荷量は光電変換素
子１０ａに入射する光量にほぼ比例する。よってスイッ
チ２２ａ’　、２２ｂ’をＯＮすれば、電流が等酒客量
１３ａ”、バッファアンプ２１ｂ″、コンデンサ２３を
介して流れる。よって出力端子２６の電圧を読取ること
により光電変換素子１０ａに入射した光量を計ることが
できる。

次にスイッチ２０ｂ”をＯＮＬ、等酒客量１３ａ″を電
源２７の電圧まで再充電した後０ＦＦＬ、スイッチ２２
ｂ゛をＯＦＦ、　スイッチ２４をＯＮしてコンデンサ２
３の電荷を放電させ初期状態へもどす。この後スイッチ
２２Ｃ゛及び２２ｂ”　をＯＮすることにより光電変換
素子１０ｂに入射していた光量を出力端子２６の電圧と
して取り出すことができる。以下順次スイッチ２２″、
２０’。

２４をＯＮ、ＯＦＦさせることにより光電変換素子列２
に入射する光量を、即ち、原稿５のダイオ−ドアレイ３
下部の一ライン分の白黒情報を読取ることができる。

このように、本実施例装置では光電変換素子の同一極性
の電極同志を接続し、これより引出し電極をその一方の
みから引き出すようにしたので、共通電極が不要となり
、引出し電極が従来のものの約半分で済み、歩留りが向
上し、かつこれに接続される駆動用ＬＳＩにバッファア
ンプが必要な場合、該バッファアンプも半数にできるの
で、安価なフォトセンサを提供できる効果がある。

なお、上記実施例では読出し回路は電圧読出し方式のも
のについて説明したが、電流読出し方式と゛してもよく
、また必ずしもバッファアンプは必要としない。また、
光電変換素子としてＣｒ／非晶質半導体／ＩＴＯ構造と
したが、非晶質半導体と電極間に３　ｉ　ｌ”Ｊ　ｘ膜
やＰ型非晶質半導体等を数百人はさみ、キャリアーの注
入を積極的にプロ・ツクしてもよい、また光電変換素子
のダイオードをＰｉｎ型ダイオードとし電極とほぼ５同
一寸法にパターンニングしてもよい。さらに光電変換素
子部の電極構造は第１図のものに限らず第３図、第４図
の構造にしてもよい。また電極材料としてはＣ「とＩＴ
’Ｏに限らず、Ａ　ｒ、　Ｎ　ｉ、　Ｎ　ｉ　−Ｃ’ｒ
合金。

５ｎ０２等他の物質を使ってももちろんよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係るフォトセンサによれば、
隣接する光電変換素子と同一極性の電極同志を接続して
複数の素子を直列接続し、その２種類の電極の接続点の
１種類のみから引出し電極を引き出すようにしたので、
光電変換素子を形成するのに必要な成膜回数を減らすこ
とができ、かつ引出し電極も従来の約半分とすることが
でき、また歩留りの高いものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるフォトセンサの光電
変換素子列を示す正面図、第２図は第１図の等価回路図
、第３図、第４図はこの発明の他の実施例の光電変換素
子列を示す正面図である。 第５図は従来のラインセンサを示す斜視図、第６図はこ
の第５図の構成を示す正面図、第７図はこの第５図の等
価回路図である。 １・・・基板、２・・・光電変換素子列、３・・・レン
ズアレイ、４・・・光源、５・・・原稿、６・・・副走
査方向、７・・・主走査方向、１０・・・光電変換素子
、１２・・・駆動用ＬＳＩ（走査制御回路）、１３・・
・非晶質半導体、１３′・・・フォトダイオード、１３
″・・・等酒客量、１６・・・下部引出し電極、１７・
・・透明電極、１７“・・・配線、２０・・・スイッチ
、２１・・・バッファアンプ、２２・・・スイッチ、２
３・・・コンデンサ、２４・・・スイッチ、２６・・・
出力端子、２７・・・電源。 なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）主走査方向に配列された阻止形の複数の光電変換
   素子と、この光電変換素子の出力を走査して走査出力信
   号を得る走査制御、読出し回路とを備えたフォトセンサ
   において、上記阻止形の各光電変換素子は隣接する光電
   変換素子と同一極性の電極同志が接続されて全体として
   一つの光電変換素子列が形成され、上記光電変換素子の
   電極同志の２種類の接続点のうちの１種類の接続点から
   は上記走査制御、読出し回路に接続すべき引き出し電極
   が引き出されていることを特徴とするフォトセンサ。
2. （２）上記光電変換素子が、非晶質半導体を素材にした
   ＰＩＮ型またはショットキー型のフォトダイオードであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォト
   センサ。
3. （３）上記光電変換素子が、非晶質半導体の両端に電子
   及びホールのブロッキング層を有するものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォトセンサ。
4. （４）上記光電変換素子が、ＣｄＳまたはＣｄＳｅを主
   成分とするＰＮ型またはショットキー型のダイオードで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォ
   トセンサ。