JPS62139481A - 光学像情報対電気信号変換装置 - 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、ビデオ・ディスクとかビデオ・テープ用のカ
メラ、ファクシミリ等においての原稿読取り装置、そし
てまた読取った原稿内容に一部追加、変更、差し替え１
足し合せ等の処理を行ない得るコピー・プロセッサの当
該原稿読取り部等として用いることができる撮像装置、
すなわち光学像を捕えてこれを一連の電気信号群に変換
するための光学像情報対電気信号変換装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に撮像装置と簡単に呼称される中にあっても、半導
体素子を用いた撮像装置が昨今、富に汎用されてきてい
る。そうしたもので最も一般的なものは、多数個のフォ
ト・ダイオードを一次元または二次元に配して成るフォ
ト・ダイオード・アレイとか、ＣＯＤ　（チャージ・カ
ップルド・デバイス）を多数個、一次元または二次元に
配して成るＣＣＤアレイである。

〈発明が解決しようとする問題点） 上記のような従来の撮像装置は、一般に各画素ごとに、
すなわち各光電変換素子ごとに専用のスイッチング素子
（トランジスタ等）とかＣＯＤ等による転送素子を必要
としていた。

そのため、ある程度以上に満足すべき画質を得たり、及
びあるいは撮像面積を増加させるには、超ＬＳＩなみの
極めて高い集積度を要求し、このことが実際上、商品化
過程での大きな欠点となっていた。コストを上昇させ、
製造を困難にし、歩留まりを低下する因となるからであ
る。

特に歩留まりを良好に保たなければならないという要請
はかなり支配的であり、ために二次元撮像素子における
画像分解能、すなわち集積可能な素子数は、昨今、２５
万画素程度に向上してきたとは言うものの、一次元撮像
素子の集積度（５（１００画素／ライン程度）に比せば
、まだまだ決して十分なものとは言えないのである。

本発明はこうした点に鑑みて成されたもので、各画素部
分の捕えている画像情報内容を簡単な装置構成と手続で
読出すことができ、また一次元撮像素子として構成しよ
うが二次元撮像素子として構成しようが、歩留まりには
原則として大きな変化が生まれないようにもし得る光学
像情報対電気信号変換装置を提供せんとするものである
。

く問題点を解決するための手段〉 本発明においては、まず光学像の画素読取りのために、
当該光学像情報を担う信号光を信号光受光用の複数個の
光電変換素子で構成された、または等側口路上、そのよ
うな複数個の光電変換素子の集合体として実効的にみな
すことのできる信号光用光電変換構造部にて受光する。

実効的にみなすことができるとは、例えばある程度の面
積領域をアノード、カソードにそれぞれ有するフォト・
ダイオードを考えた場合、それは個々には微細なフォト
・ダイオードが分布定数回路的に面内方向に並設して集
合的に成り立ったものと考える得ることに由来している
。もちろん。

本発明の場合は、後述の実施例中にも顕かなように、光
電変換素子としてはフォト・ダイオード以外のものも含
み、そうした場合にも上記のような定義は採用できるも
のである。

しかるに、上記の信号光用光電変換構造部に関しては、
直ぐに理解されるように１本発明においても既存のフォ
ト・ダイオード・アレイ等における光学像の読取りと殆
ど同様な機構を採用することになる。

しかし、当該信号光用光電変換構造部中の各光電変換素
子がその６時点で捕えている情報内容は、従来のように
随時、出力されたり、あるいはまた専用の構成複雑なス
イッチング素子や転送手段によって読取られるのではな
く、各々スイープ光の照射という命令手続によって経時
的ないし時系列的に選択的に読取られるようにする。

すなわち、信号光用光電変換構造部中の個りの上記光電
変換素子に各一つあて、複数個の読取り用光電変換素子
を割当てるか、または一つ当て個別に割当てたのと実効
的に等価とみなせるような集合体を構成し、これら読出
し用光電変換素子に選択的ないし走査的にスイープ光を
照射する。

したがって、スイープ光が当てられているスイープ光受
光用の光電変換素子のみが導通するかその導通度を変化
させ、その光電変換素子に電気的接続部を介して電気的
にｖｃ続されている信号光受光用の光電変換素子のみが
、その読取り内容を所定の形態の電気信号出力として出
力できるようになる。

上記の電気的接続部は、簡単にはオーミック接続等であ
って良いし、設計情況や周辺回路系との兼ね合い、用い
る光電変換素子の動作原理の如何に応じ、容量結合等で
あっても良い。

こうした本発明構成に関する要件を整理、統合すると１
本発明は次のような構成による光学像情報対電気信号変
換装置を提供するものである。

信号光受光用光電変換素子を複数個、一次元または二次
元に並設するか、または並設したのと実効的に等価な集
合体として構成されると共に、光学像情報を有する信号
光を該複数個の光電変換素子に与える信号光受光面を有
する信号光用光電変換構造部と； スイープ光受光用光電変換素子を複数個、一次元または
二次元に並設するか、または並設したのと実効的に等価
な集合体として構成されると共に、一次元的または二次
元的に走査されるスイープ光を該各光電変換素子に選択
的に与えるスイープ光受光面を有するスイープ光用光電
変換構造部と； 上記信号光用光電変換構造部の各光電変換素子の一端子
と、上記スイープ光用光電変換構造部の各光電変換素子
の他端子とをそれぞれ一つづつ対応させて電気的に接続
する電気的接続部と；から成ることを特徴とする光学像
情報対電気信号変換装置。

く作　用） 本発明の光学像情報対電気信号変換装置は、光学像情報
の時間的ないしは場所的な変化を電気信号の時間的な変
化に変換する機能を有する。

信号光用光電変換構造部においては、その中に含まれて
いる個々の信号光受光用光電変換素子が光学像情報を担
う信号光を受信していることにより、自身に対応する画
素部分の情報を電気信号に変換して読取っている。

この状態下において、各個別の信号光受光用光電変換素
子に一つづつ電気的に接続している個々のスイープ光受
光用光電変換素子群から成るスイープ光用光電変換構造
部に対し、一次元的ないしは二次元的に適当なスポット
径のスイープ光が走査ないし掃引的に照射されると、当
該スイープ光をその時点時点で受けているスイープ光受
光用光電変換素子のみが、それまでのスイープ光を受光
していないときの電気的な状態から他の状態に変化しく
一般には非導通状態ないし高インピーダンス状態から導
通状態ないし低インピーダンス状態への変化となる）、
それに電気的に接続されている信号光受光用光電変換素
子のみがその読取っている画素内容に対応する変換電気
信号を出力できるようになる。

したがって、スイープ光の走査に伴い、信号光用光電変
換構造部が全体として読取っている画像情報は、時系列
的な電気信号列として変換、読出されることになる。

これは換言すれば、複雑高価なスイッチング素子構成や
転送素子構成を要することなく、廉価簡単な装置系で十
分な撮像機能を営み得ることを意味し、また例えば、予
め定められた面積領域の信号光受光面ではあっても、ス
イープ光の走査領域が実効的な信号受光面領域を規定す
るとも言えるから、当該スイープ光の走査を一次元的に
なせば一次元撮像素子となるし、二次元的になせば二次
元撮像素子となることを意味する。

もちろん、一次元撮像専用とする場合には一般に全体的
な撮像装置としての幾何学的形態は細長くすれば良いが
、こうした構造を二次元的に展開しても均質な光電変換
構造部を得ることは比較的簡単にでき、面積の増加に伴
って当然に大きくなる歩留まりの低下率以外、二次元撮
像素子としたがために当該歩留まりを大きく低減する他
の追加要因が生まれるおそれは原則としてない。

〈実　施　例〉 第１図には本発明の光学像情報対電気信号変換装置１０
０の最も基本的な構成実施例が等何回路として示されて
いる。

第１図（Ａ）に示される信号光受光用の光電変換素子５
ｉ（ｉ＝１．２．、、、ｎ）は、この基本的な実施例で
は一次元的に並設されたフォト・ダイオードとなってお
り、これらが全体として信号光用光電変換構造部Ｓｏを
構成している。

同様に、この実施例ではフォト・ダイオードとして構成
された複数個のスイープ光受光用光電変換素子ｄｉ（ｉ
＊１，２．、、、ｎ）があり、これらが全体ト１゜てス
イープ光用光電変換構造部ｄｏを構成している。

信号光用光電変換構造部ＳＯとスイープ光用光電変換構
造部ｄＯの中に含まれている各個別の、ないしは後述す
る所から理解されるように実効的に各個別のものと考え
られるフォト・ダイオードＳｉ。

ｄｉは、それぞれ一つづつ、対応的に複数個の接続点Ｊ
ｉ（ｉ＝１，２．、、、ｎ）にて接続され、これら接続
点は全体として電気的接続部Ｊｏを構成している。

電気的接続部ＪＯは、図示のようにオーミックなもので
も良いし、場合により、容量結合等であっても良い。

この第１図（Ａ）に示す実施例では、各信号光受光用フ
ォト・ダイオードＳｉのアノードは共通に端子〒２に導
通が取られ、カソードは対応する個々のスイープ光受光
用フォト・ダイオードｄｉのアノードにオーミックに接
続されており、またスイープ光受光用フォト・ダイオー
ドｄｉのカソードは共通に端子Ｔ１に接続されている。

こうした構造において、信号光用光電変換構造部Ｓｏに
一般に一括的に電気信号に変換すべき光学像情報、すな
わち信号光Ｉｓの集合を与えた状態でスイープ光受光用
光電変換素子ｄｉの例えば図中、最も左手に位置する光
電変換素子ｄｉから最も右手に位置する光電変換素子ｄ
ｎに向け、適当な走査速度でスイープ光！ｄを走査方向
ｆに走査すると、当該スイープ光が当たっているスイー
プ光受光用光電変換素子ｄｉのみの導通状態が変化し、
したがってこれに直列に接続されている信号光受光用フ
ォト・ダイオードＳｌのみの変換電気信号が出力端子Ｔ
Ｉ、７２間に得られる。

そのため、出力端子↑１．Ｔ２間に現れる電気信号を時
間の経過に沿って見ると、信号光Ｉｓの集合、すなわち
読取るべき光学像情報は、時系列的な電気信号列の集合
として得られることになる。

この場合、後述の作成例を兼ねた実施例中にも顕かなよ
うに、信号光とスイープ光とが互いに干渉しないように
構造的な工夫を施したり、スイープ光の光強度を信号光
のそれより強める等の配慮は必要に応じ、当然に予定さ
れる。

第１図（Ａ）に示される本装置は、信号光受光用光電変
換素子Ｓｉ及びあるいはスイープ光受光用光電変換素子
ｄｉとして、図示のフォト・ダイオードに代え、フォト
・トランジスタ等も用いることができるし、第１図（Ｂ
）に示されるように、信号光受光用光電変換素子Ｓｉと
スイープ光受光用光電変換素子ｄｉの双方またはいづれ
か一方に、図中、抵抗表記で示したフォト・コンダクタ
等を採用することもできる。

この第１図（Ｂ）においては信号光受光用光電変換素子
Ｓｉにのみ、このフォト・コンダクタを使用した例を示
している。

また、上記のような光電変換素子の外にも、光入力によ
りキャパシタンスの変化するフォト・キャパシタ等も用
いることができる。

ただし、フォト・ダイオードまたはフォト・午ヤパシタ
が信号光用、スイープ光用の少なくともいづれかの光電
変換素子Ｓｉ　、　ｄｉとして用いられているときには
、端子ＴＩ、７２間は同電位で電気信号を検出すること
ができ、一連に接続されている光電変換素子列の中で例
え暗抵抗の小さなものがあっても他部分の信号を検出す
るための大きな障害とならない長所があるが、フォト・
ダイオードまたはフォト・キャパシタが信号光用、スイ
ープ光用の主変換素子Ｓｉ　、　ｄｉのいづれにも用い
られていないとＳには、端子ＴＩ、７２間に電気信号（
この場合電流）検出用の適当な電圧を印加する必要があ
る。しかし、フォト・コンダクタ等でいづれか一方また
は双方の各光電変換素子を構成すると、実際の素子製作
に関する製造技術が簡単になる利点が生まれる。

ざらに本発明は、第１図（Ｇ）に示されるような等価回
路も含むものである。

この等価回路で表される実施例においては、第１図（Ａ
）と比べれば分かるように、電気的接続部Ｊｏ中の各隣
接接続点Ｊｉ±１．Ｊｉ間に抵抗ｒｐが挿入された形と
なっている。これは、後述の実施例中に顕かなように、
各個別の光電変換素子Ｓｉ　、　ｄｉが実際の装置構造
体中では一層中に連続して形成されている場合に相当す
る。換言すれば一つの大きなｐｎ接合層等の光電変換層
を分布定数的に個別の光電変換素子の集合と実効的にみ
なして表現した場合に対応する。

しかし、そのなすべき基本的な機能は先に第１図（Ａ）
及び第１図（Ｂ）に関して述べたと全く同様と言って良
く、信号の変換読取り作用に関し、抵抗ｒｐの存在は考
えなくても良い。

換言すれば本発明で対象とする基本的な動作に関する限
り、この第１図（Ｃ）に示される等価回路も、結局は第
１図（Ａ）や（Ｂ）に示す等価回路と同様と見て差支え
なく、そのため、上記した第１図（Ａ）及び（Ｂ）に関
する各種の配慮は、やはり同様にこの第１図（Ｃ）に示
される等価回路実施例にも適用することができる。もち
ろん、光電変換素子としては図示のフォト・ダイオード
以外、先に挙げた任意のものを採用することができる。

さて、まず第１図（Ａ）に等価回路的に示された原理的
な本発明実施例は、より具体的には以下説明するように
、第２図に示されるような構造体で実現することができ
る。

サファイア等の透明基板１０の上には、第一導電型、例
え′ばｐ型の第一の半導体層２０が形成されており、さ
らにその上には上記第一導電型とは逆の導電型の第二の
半導体層２１が設けられていて、両層２０　、２１でｐ
ｎ接合としてのフォト・ダイオードを形成するようにな
っている。

同様に、第二の半導体層２１の上にはさらに第一導電型
の第三半導体層３０が積層され、その上に積層された逆
導電型の第四半導体層３１と相まって両者でｐｎ接合と
してのフォト・ダイオードを形成するようになっている
。

第一、第二半導体層２０．２１によるｐｎ接合及び第三
、第四の半導体層３０　、３１によるｐｎ接合は１図中
、横方向に所定のピッチで形成された絶縁性の分離領域
５０により、個々の単位ｐｎ接合領域に分かたれている
。

これら個々の単位ｐｎ接合領域は、それぞれ第１図（Ａ
）中のスイープ光受光用の各光電変換素子ｄｉ及びその
一つ一つに対応的に配された信号光受光用光電変換素子
Ｓｉに対応する。

ここで第１図（Ａ）における電気的接続部ＪＯ中の各接
続点旧をオーミック接続に選んだ場合には、第二半導体
層２１と第三半導体層３０との接触面が邑該オーミック
な接触となるように、両層とも、その接合面で縮退不純
物濃度領域を構成していることが望ましい、ただし、第
一、第二半導体層２０゜２１、第三、第四半導体層’３
０　、３１が整流性接合を形成するという条件を満たす
ためには、ｎ層に対応する層をシリサイド等で置換して
も良い。

さらに、この第２図の実施例においては、信号光受光用
光電変換素子Ｓｉの共通端子Ｔ２は第一半導体層２０の
適当な端縁部に設けられた金属等、適当な電極部２０Ｔ
から取出されており、一方、スイープ光受光用光電変換
素子ｄｉの共通端子Ｔ１は第四半導体層３１の表面上に
さらに設けられた透明電極膜４０の端縁部にある金属等
、適当な電極部４０Ｔを介して取出されている。

こうした第２図示の構成にあっては、等測的に第１図（
Ａ）に示される構造が具現され、図中、下側から光学像
情報を担う信号光［Ｓを照射した状態下で上側からスイ
ープ光Ｉｄを走査すると、当該スイープ光が当たってい
る単位ｐｉ接合領域としてのフォト・ダイオードｄｉが
導通し、それに直列になっている信号光受光用フォト・
ダイオードＳｉの読取り情報が端子ＴＩ　、　７２間に
得られる。したがって、ある時間範囲に亘って考えると
、時系列的な直列信号として、信号光用光電変換構造部
ＳＯにて捕えた全光学画像情報が表されることになる。

このような動作下で信号光Ｉｓとスイープ光１ｄとの干
渉を防ぐ必要がある場合には、その一つの手法として、
各層の厚味や材質を勘案する方法がある。すなわち、第
一半導体層２０と第二半導体層２１は、信号光ＩＳがそ
こで十分に吸収されるような厚味及びあるいは材料製に
選び、同様に第三半導体層３０と第四半導体層３１は、
スイープ光１ｄがそこで十分吸収されるような厚味及び
あるいは材料製に選ぶ。

より具体的には例えば、第一半導体層２０の厚味及び第
四半導体層３１の厚味をそれぞれ信号光及びスイープ光
の吸収係数の逆数に比して十分に厚くしたり、第二半導
体層２１及びあるいは第三半導体層３０をシリサイドま
たは金属等の光吸収層ないし反射層で形成するとか、第
二、第三半導体層２１゜３０の間にさらに別途にシリサ
イド層や金属層を挟む等することが考えられる。

なお、顕かなように、この第２図示の構成においては、
図中、上方から信号光Ｉｓを、下方からスイープ光Ｉｄ
を照射しても上記と同様な作用が期待できる、そうした
場合にはもちろん、第一、第二半導体層２０　、２１で
構成される光電変換構造部がスイープ光受光用の構造部
ｄｏとなるし、物の考え方としては層２０　、２１の組
と層３０．３１の組を上下入れ替えて構成したと見るこ
ともできる。

次に、第１図（Ｃ）に示される等価回路を実現した具体
的、構造的実施例として、第３図示の実施例につき説明
する。

この実施例で最も特徴的なのは、具体的な構造体中にお
いては個々の光電変換素子が分離されていないことであ
る。

その外、この実施例を借りて第２図実施例とは異なる他
の材料的な選択例も併せて説明すると、ガラス等の透明
基板１Ｇの上には、後述のように出力端子Ｔｌが付され
て共通の透明電極となる酸化錫または酸化インジウムか
ら成る暦３３を介した後、第一導電型層としてｐ型アモ
ルファス・シリコン層３０が形成され、その上には不純
物添加量の少ないｉ型アモルファス・シリコン層３２、
ｎ型アモルファス・シリコン層３１が順に形成されてい
る。

この実施例の場合、まずこれら三層でいわゆるｐｉｎ型
のフォト・ダイオードを構成すると共に、符号３０番台
が先に述べられていることから推察されるように、これ
らｐｉｎ型フォト・ダイオードをして全体としてのスイ
ープ光用光電変換構造部ｄ。

を構成している。

これに対し、信号光受光用の光電変換構造部Ｓ。

は、スイープ光受光用光電変換構造部ｄｏの上に構築さ
れている。すなわち、スイープ光受光用フォト・ダイオ
ードの最上層３１の上には、信号光受光用フォト・ダイ
オードの７ノードを構成するＰ型アモルファス・シリコ
ン層２０が形成され、その上には不純物添加量の少ない
ｉ型アモルファス・シリコン層２２、ｎ型アモルファス
・シリコン層２１が順に形成されて信号光用光電変換構
造部Ｓｏが構成されている。

この信号光用光電変換構造部Ｓｏの共通配線路としては
、ｎ型アモルファス・シリコン層２１のい上に形成され
た透明電極膜２３がその役を担っており、その一部に出
力端子Ｔ２が形成されている。

こうした構造においても、その動作は先に第１図及び第
２図に関して述べたと同様であって、スイープ光を走査
方向ｆに走査することにより、信号光Ｉｓの集合で表さ
れる対象光学像を時系列電気信号の集合で読取ることが
できる。

ただし、実際上、第３図示構造の等価回路である第１図
（Ｃ）に示された所から理解されるように、抵抗「ｐの
存在が光学像の読出し動作に災いしては旨くないが（例
えばスイープ光の当てられていない隣接フォト・ダイオ
ードからの信号電流の流入）、これは既存の技術をして
も適当な抵抗値範囲に押し込むことができる。

この抵抗ｒｐの値は、１層３１と２層２０の並列抵抗値
に相当するが、例えば当該ｎ層３１及び９層２ｏの抵抗
率は、成膜条件によりアモルファスＳｉＣまたはアモル
ファス・シリコン・ゲルマニラムラ用いることにより、
一般に１０６Ω−ｃ１１程度とし得、したがって層厚を
１００人程度とした場合、各層３１゜２０の抵抗値は１
０１２Ω／口となるため、問題を生じないように設定す
ることは十分にできる。

ところで、この第３図に示される装置を蛍光灯の照明下
で用いる場合、つまり信号光！Ｓが蛍光灯の反射光であ
る場合、１層２２はオプティカル・ギャップが１．８〜
１．７ｅＶの通常の水素化アモルファス・シリコンで３
０００〜５０００λ程度の厚味があれば十分であり、ま
たスイープ光１ｄが緑色に近い波長を有する場合には、
１層３２もこれと同程度の厚味、材料であって良いが、
赤色または近赤外発光ダイオードないしレーザ・ダイオ
ードから得られる光をスイープ光として用いる場合、当
該光を十分に吸収するためには、１層３２及び１層３１
にアモルファス・シリコン・ゲルマニウムを用いると良
い。

この第３図に示される本装置１００にあっては、画像分
解能はスイープ光１ｄの径が関与してくるが、原理的に
は極めて高いものに採ることができる。個々の単位光電
変換素子を実際に集積している訳ではないので、スイー
プ光の径、走査速度、画素当たりの検出時間等をパラメ
ータとしても、相当に多数個の個別光電変換素子を集積
したのと等価な結果を得ることができるからである。

これに関して例えば１画素の解像度をＩＱｇ１程度にし
たい場合を考えてみよう。こうしたときにはスイープ光
の径は要求解像度程度以下、すなわちこの場合はｌｏｇ
＋以下とする必要がある。また、こうした場合、画素の
検出に要する時間は１０ｍ５ｅｃ程度となるが、これは
通常の室内照明程度の光でもこれを十分に検出し得る時
間である。

もちろん、この第３図に示される実施例も先の第２図に
示されている実施例も、一次元撮像のみならず、スイー
プ光１ｄを二次元ｘＹ方向に振ることによって二次元撮
像が可能なものであり、上記の解像度等に関する考察は
、図面紙面と直交する方向に配されている複数個の、な
いし実効的に複数個とみなせる光電変換素子群に関して
も適用されるものである。

第４図に示される本発明による光学像情報対電気信号変
換装置１００は、信号光またはスイープ光の受光用にフ
ォト・コンダクタを用いたものであり、第１図ＣＢ）に
示される原理的な等価回路構成を第１図（Ｃ）に示され
る等価回路構成に織り込んだものである。

そのため、信号光の受光用の構造部に関しては構造的に
は第３図に示される実施例と何等実質的に変わりはない
ものとなっているが、ただし、この実施例では図中、下
方から信号光を照射するように示されているので、透明
基板ｌＯの上には透明電極２３を介してｐｉｎダイオー
ド（２０、２２、２１）から成る信号光Ｉｇの受光用の
光電変換素子Ｓｉの群、ないし光電変換構造部ＳＯが形
成されている。

その上に形成されるスイープ光Ｉｄの受光用の光電変換
素子ｄｉの群、ないし光電変換構造部ｄｏを構成するフ
ォト・コンダクタは、信号光受光用光電変換素子のｎ層
２１を共通の第一層３０とし、その上にさらに１層３２
．１層３４を積み上げて構成されたものとなっている。

第５図に示される実施例は、これまで述べてきた実施例
がいづれも、信号光Ｉｇとスイープ光Ｉｄは基板を挟ん
で上下方向から対向的に照射するのが原則と説明された
のに対し、要すれば同一方向からの照射も可能なように
改変したものである。

この第５図は、これまでの実施例を示していた図面の向
きに対し、直角方向から表したものである。

すなわち、透明基板１０の上に透明電極２３を介して構
成されているｐｉｎダイオード（２０、２２、２１）か
ら成る信号光用光電変換構造部ＳＯは、図中、紙面と直
交する方向に複数個の光電変換素子Ｓｉを並設するか、
実効的に並設したに等しいようになっている。

これに応じ、当該信号光用光電変換構造部ＳＯの右隣り
に示されている共通ｎ層２１．ｉ層３２．１層３４から
成るフォト・コンダクタｄＯに与えられるスイープ光１
ｄも、矢印ｆで示すように、紙面と直交する方向に走査
される。

フォト・コンダクタないしスイープ充用光電変換構造部
ｄＯのある所に対応して基板１０の裏面側に設けられて
いるバック・コート層１２は、当該フォト・コンダクタ
に対し、迷光が基板裏面側から入射するのを防ぐために
設けらた金属等の光反射膜、またはカーボン等の光吸収
膜である。

この実施例においては、第５図中に示すように、信号光
Ｉｇは基板ｌＯのいづれの面側からも入射させることが
できる。

が、逆に、基板に関して同一の面側から信号光Ｉｓもス
イープ光１ｄも入射させるものと定めたときには、基板
１０は何も透明である必要はない、もちろん、不透明基
板を用いたときには、バック・コート層１２は不要とな
る。

また、信号光Ｉｓとスイープ光Ｔｄを基板を挟んで上下
方向から対向的に照射するのを原則とした第４図以前の
実施例群にあっても、信号光とスイープ光の波長範囲に
重複がなく、それぞれを受ける信号光用光電変換構造部
とスイープ光用光電変換構造部の各内蔵する光電変換素
子群が、それぞれ対応する信号光及びスイープ光にのみ
、主として応答するようなスペクトラム感度を有するの
であれば、当該信号光及びスイープ光は同一面側から入
射させることも可能である。

そうした場合には、本発明要旨中で言う信号光用光電変
換構造部の有する信号光受光面と、スイープ光用光電変
換構造部の有するスイープ光受光面とは、実質的に同一
の面となるか、あるいは少なくとも一部１重なり合った
面となる。

第６図から第８図までは、本発明の光学像情報対電気信
号変換装置１００の実際の使用例を示している。本装置
１００はこれまで述べてきたいづれの実施例のものでも
良いことはもちろん、本発明要旨構成に即するものであ
りさえすれば良い。

まず第６図（Ａ）、（Ｂ）を見ると、そこにはスイープ
光Ｉｄの一次元走査手法例が示されている。

読出すべき光学像情報を担っている被検出パターン３０
０は本発明装置１００の信号光受光面に臨んでおり、同
図（Ｂ）に示されるように、必要に応じ、適当な照明源
２１０により照明されている。

一方、スイープ光源２００から出射されたスイープ光１
ｄは１反射鏡２１１が位置ｍｌからｍ２の間まで偏角す
るに連れて境界線１１から１２までの間をスキャンする
。これに伴い、被検出パターンの画像面各部の濃淡に従
い、端子Ｔｌ、７２間に、対応する電気出力が時系列的
に得られる。先に説明しであるように、端子Ｔｌ　、　
７２間には適当なバイアス源が付加されることもある。

また、被検出パターン自体をスイープ光の走査方向と直
交する方向に移動すれば、当該パターンの二次元情報を
得ることができる。当然のことではあるが１本装置自体
を各照明源や走査装置系を含め、平行移動しても同一の
結果が得られる。

スイープ光は、上記したような機械的な手法によらずと
も、例えば第７図に示されるような表面弾性波装置を用
いても得ることができる。すなわち、櫛状電極Ｅｌ　、
　Ｅ２に高周波を印加することにより超音波表面波を励
起できる超音波薄膜２１２を用い、これにスイープ光源
２００からの光を照射することによっても、境界線Ｉｔ
、１２間で定義できる領域内にあって走査されるスイー
プ光１ｄを得ることもできる。

第８図はスイープ光を二次元的に掃引することにより、
被検出パターンを静止させた状態でも当該パターンの有
する二次元画像情報を本発明装置１００により電気信号
列に変換して読出せるようにする場合のスイープ光走査
ないし掃引の一例を示したものである。

本発明装置１００は、もちろん、二次元撮像に適当なよ
うに、ある程度以上の二次元面積を有するように構成さ
れたものを用いる。

被検出パターンは投影レンズ２５０（ただしこの符号で
示されるもの自体が被検出パターンであっても良い）を
介して本発明装置１００に信号光Ｉｓの集合として入力
される。照明源は示されていないが必要に応じ設けられ
ていて良い。

スイープ光源２００から出射された光は第一の反射鏡２
１１に入射され、そこで偏角範囲ｍｌ　、　ｍ２の間で
回転する当該値により、範囲１１．１２の間でまず一次
元方向に掃引される。

これら一次元方向の掃引光は次いで第二の反射鏡２１３
に入射される。この反射鏡は第一の反射鏡２１１の回転
軸と直交する回転軸により、偏角範囲ｍ３　、　ｍ４の
間で回転するため、当該第二の反射鏡を出射する光は結
局、二次元走査を受けたスイープ光Ｉｄとなって本発明
装置１００に与えられる。

この各反射鏡２１１，２１３の代わりにも、第８図に示
された偏向手段を使うことができるし、さらには公知既
存の他の技術により、任意の手法による二次元走査を可
能とすることもできる。

第９図は、本発明装置１００にさらに、掃引に関する左
右限界点としての端部検出素子を備えさせた実施例の概
念を示している。

本発明装置１００が二次元撮像素子として構成されてい
る場合、その平面形状は第９図（Ａ）に示されるように
一般に正方形形状となるが、まずそのＸ方向に関しては
本発明装置の両端縁部に沿って一対の端部検出素子１１
０，１１１が設けられ、同様にＹ方向に関しても一対の
端部検出素子１２０，１２１が設けられている。これら
端部検出素子自体は、既に第２図から第５図までに関し
て述べたと同様の構成とすることができるし、または信
号光検出に係る部分については単に導電性薄膜で構成し
た構造とすることができる。

本発明装置１００と同様の構成によりこれら端部検出素
子を構成した場合には、当該素子の信号光検出側には予
め光を照射して置く必要がある。

こうした端部検出素子を設けると、スイープ光の掃引に
伴う電気信号は、例えば第９図（Ｂ）に示されるような
形態となる。

一つの端部検出素子１１１をＡ−Ａ’力方向走査したと
きに得られる信号は、例えば第９図（Ｂ）にあって信号
■で示されるようなものとなる。また、主たる画像読取
り領域を横切るようにＢ−８’方向に走査した場合、そ
の信号波形は同図■で示されるようになる。信号■中に
あって両端に示されているパルス状波形部分Ｂｌ　、　
Ｂ２は、それぞれ第９図（Ａ）中における端部検出素子
１２１，１２０をスイープ光が横切ったときに生ずるも
のである。

このような構成として置くと、スイープ光の出発点、走
査速度を厳密に制御する必要もなく、被検出パターンの
端部と電気信号の時間的な位置との相関を正確に対応付
けることが電気信号の処理だけで簡単にできる。

なお、特に個別に端部検出素子を設けなくても、′：５
２図から第５図に掛けて示された実施例を二次元的な面
積領域のあるものとして構成した場合、その装置１１０
の端縁部自体の信号光受光面に予め相当程度に高い強度
の光を当てて置くことによっても、当該高強度光の当た
っている端縁部分を第９図にて説明した端部検出素子と
等価な部分として用いることができる。

もちろん、この端部検出素子に関しては、他の検出機構
による既存の光電変換素子構造を採用しても良い。

また、上記してきたいづれの実施例においても、信号光
用光電変換構造部ＳＯとスイープ光用光電変換構造部ｄ
Ｏにフォト・ダイオード構造を用いる場合、それら両構
造中にあって単位とみなせるｐｎ接合Ｓｉ　、　ｄｉは
互いに順方向に接続されていた。

しかし、スイープ光が当たっている部分の信号光受光用
フォト・ダイオードからの信号を他とは弁別的に読出す
には、それらｐｎ接合Ｓｉ　、　ｄｉは互いにバック・
トウ・バックまたはフロント・トウ・フロントに接続さ
れていて良い場合も考えられる。

さらに、上記してきた実施例中ではスイープ光は連続掃
引されるものとして説明したが、そうでなくとも良く、
例えば適当な光シャッタと組合せることにより、所定ピ
ッチ毎に本発明装置１００のスイープ光受光面にスイー
プ光が照射されるようにしても良い。こうした場合、特
に連続層中に実効的に複数の単位光電変換素子が含まれ
ているとみなせる構造体として本発明装置を構成した第
３図や第４図の実施例にあっては、本装置の出力を処理
する処理回路以前の段階で、隣接画素からの影響を予め
低減して置くことのできる効果が生まれる。

また１本発明装置の場合、信号光は常時照射で一向に差
支えないのであるが、用途によっては信号光も同期掃引
する等して良い。

〈発明の効果〉 本発明によれば、ＣＯＤとかＦＥＴスイッチ付きのフォ
ト・ダイオード・アレイ等、高価、複雑な構成や製造技
術を要求することなく、廉価でありながらそれでいて高
精度な光学像情報体電気信号変換装置を提供することが
できる。

したがって例えば、ビデオ・カメラ、ファクシミリ等の
装置を低価格で供給することができ、また本発明装置を
レーザ・プリンタ等に導入すれば１本発明装置により得
られる電気信号を処理して濃淡の調整、パターンの配置
変更、他のパターンとの合成処理等を行なった後、その
結果をプリント・アウトするインテリジェント・コピー
・マシン等も比較的容易に実現することができる。この
場合、当該レーザ・プリンタに既に用いられているスイ
ープ機構を本発明装置に必要なスイープ機構として流用
すると合理的である。

さらに、本発明装置の信号光として紫外線ないし赤外線
を用いれば、肉眼では視認不能な画像情報をテレビ・モ
ニタにて表示することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学像情報対電気信号変換装置の等価
回路的に示された基本的実施例の構成図、第２図から第
５図まではそれぞれ本発明のより３１体的な実施例の概
略構成図、第６図は本発明装置の使用例の一例の説明図
、第７図はスイープ光を掃引する手段の他の例の説明図
、第８図は二次元的にスイープ光を掃引する場合の使用
例の説明図、第９図は本発明装置にさらに端部検出素子
を組付けた場合の説明図、である。 図中、ＩＯは透明または不透明な基板、２０，２１゜２
２　、３０　、３１　、３２は半導体層、５０は分離層
、１００は全体としての本発明装置、ＳＯは信号光用光
電変換構造部、ｄｏはスイープ用光電変換構造部、Ｊｏ
は電気的接続部、Ｉｓは信号光、Ｉｄはスイープ光、で
あ代理人　　　　福田弐通、τ−ｔ、 −。 第１８図 １１　　ｌ　　　ｆｉ。 ｌｌ 第５図 第６図 第７図 官庁手続 手続補正書（目側 昭和６１年１月１７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　信号光受光用光電変換素子を複数個、一次元または二
   次元に並設するか、または並設したのと実効的に等価な
   集合体として構成されると共に、光学像情報を有する信
   号光を該複数個の光電変換素子に与える信号光受光面を
   有する信号光用光電変換構造部と； スイープ光受光用光電変換素子を複数個、一次元または
   二次元に並設するか、または並設したのと実効的に等価
   な集合体として構成されると共に、一次元的または二次
   元的に走査されるスイープ光を該各光電変換素子に選択
   的に与えるスイープ光受光面を有するスイープ光用光電
   変換構造部と 上記信号光用光電変換構造部の各光電変換素子の一端子
   と、上記スイープ光用光電変換構造部の各光電変換素子
   の他端子とをそれぞれ一つづつ対応させて電気的に接続
   する電気的接続部と；から成ることを特徴とする光学像
   情報対電気信号変換装置。