JPS6393265A - 光電変換素子の光感度調整方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、光電変換素子の光感度調整方法に関する。

（従来の技術） 従来は、たとえば多数の光電変換画素を有する光電変換
素子において、各画素間に光感度のばらつきが生じてい
る場合、上記光電変換画素から出力される１８号に電気
的な正規化補正を加える等のことを行なっている。

第６図は上記のように出力信号に補正を加える場合の一
例を示す図である。同図において、符号１は上記したイ
メージセンサであり、このイメージセンサ１上には多数
の光電変換画素２・・・が列設されている。そして、こ
のイメージセンサ１を駆動する駆動回路３を接続すると
ともに、イメージセンサ１の出力側と外部回路４の入力
側との間に補正回路５を介挿してなる。上記補正［ｉ！
ｌ路５はＡ／Ｄコンバータ、ラインメモリを少なくとも
有し、上記した各画素間の光感度のばらつきをラインメ
モリに記憶させ、この記憶内容に基づいてイメージセン
サ１からの出力化りをＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換す
る際、その補正を行なっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記した補正回路はその柘成が複イＣなもので
あるため、製造コストに影響を与える。

また、ラインメモリに記憶する光感度のばらつきのデー
タを定期的に変更するための回路及び装置が必要となり
、コストに影響を与える。

また、本発明者らは、光感度が高い光電変換画素と低い
ものとを比べた場合、高いものほど受光量に対する光感
度の劣化が激しいことを発見した。

したがって、イメージセンサの使用とともに光感度のば
らつきに変化が表れるため、上記した補正方法では、ラ
インメモリに記憶する光感度のばらつきのデータを定期
的に変更する必要がある。このため、定期的な保守作業
が必要とされることになる。

本発明は上記した事情に対処してなされたものでその目
的とするところは、光電変換素子自体で光感度のばらつ
きを：Ａ整することができ、製造コストの低下および保
守作業が不必要となる光電変換素子の光感度調整方法を
提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち本発明の光電変換素子の光感度調整方法は、光
導電薄膜および電極から構成される光電変換素子の光感
度を調整する方法において、前記光電変換素子の光感度
に応じた光量および／または照射時間の光を前記光導電
薄膜に照射してなることを特徴としている。

（作　用） 本発明の光電変換素子の光感度調整方法において、光電
変換素子の光感度に応じた光！Ｌまたは照射時間の光を
光導電薄膜に照射しているので、５ｔａｅｂ　Ｉｅｒ−
Ｗｒｏｎｓｋ　ｉ効果（Ｊ、ＡＰＰＬ、　　　Ｐｈｙｓ
、　、５１（Ｇ）、Ｊｕｎｅ　１９８０．ＰＰ３２６２
〜３２６８）　　（以下、Ｓ−Ｗ効果と呼ぶ、）により
光電変換素子自体で光感度のばらつきを調整することが
でき、製造コストが低下し、保守作業が不必要となる。

上記したＳ−Ｗ効果とは、光導電薄膜としてアモルファ
スシリコンが用いられた場合、この光導電薄膜に照射さ
れる光の光量および／または照射時間に応じて光感度が
劣１ヒする現象である。すなわち従来においては、この
Ｓ−Ｗ効果は光電変換素子の特性を劣化させる現象であ
るため、その対策すなわち光劣化現象を少なくする方法
に注力するものであったが、本発明はこのＳ−Ｗ効果を
逆に利用したものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明の一実施例方法を説明するための図であ
る０図中、符号１１はイメージセンサであり、このイメ
ージセンサ１１上にはアモルファスシリコンからなる光
導電薄膜から構成される多数の光電変換画素１２・・・
が１ライン上に列設されている。

そして、まず上記したイメージセンサ１１の各光電変換
画素１２に図示しない光源より一定の光量の光を全体的
に照射しつつ図示しない駆動回路により駆動させる。そ
の際、このイメージセンサ１１の各光電変換画素１２か
ら出力される信号すなわち光感度としての信号を図示し
ないオシロスコープにより測定する。このオシロスコー
プにはイメージセンサ１１の光電変換画素１２の１ライ
ン分の光３度としての信号が連続的にすなわち波形とし
て出力される。第２図（ａ）はその波形の一例を示すも
のであり、光感度が高い部分１３ａ、１３ｂのばらつき
を有する波形１３が出力されたものとする。この場合、
第２図（ｂ）に示すように、図示しない光源より上記し
た光感度が高い部分１３ａ、１３ｂの位置のイメージセ
ンサ１１の光電変換画素１２上には光量の多いまたは照
射時間の長い光１４ａ、１４ｂ（第１図参照）を照射し
、他の位置すなわち光感度が低い部分のイメージセンサ
１１の光電変換画素１２上には光量の少ないまたは照射
時間の短い光を照射する又は照射しない、そして、第３
図に示すＳ−Ｗ効果により上記した光感度の高い部分１
３ａ、１３ｂに光量の多いまた照射時間の長い光１４ａ
、１４ｂが照射された光電変換画素１２はその光感度が
低下し、第２図（ｃ）に示すように、他の部分すなわち
光感度の低い部分の光電変換画素１２とほぼ同一の光感
度を有するものとなる。しかして光感度のばらつきのな
い光電変換画素１２を有するイメージセンサ１１となり
、従来例の第６図に示したように補正回路等は不要なも
のとなる。この結果、製造コストが低下し、かつ信顆性
の盲いものとなる。

また光感度にばらつきがないことから使用に対して光感
度のばらつきが発生ずることがなくなる。

この結果、耐久性の高いものとなる。

また一般にイメージセンサにおいて、光電流Ｉｐと入射
光量Ｅとの関係は、 Ｉｔ）＝ＫＥ７　・・・・・・・・・・・・・・・（１
）ただしに：定数 γ：ガンマ として表わされる。そして光導電薄膜としてアモルファ
スシリコンが用いられた光電変換画素の場合、通常γは
０．５から　１．０の間をとり、同一イメージセンサ内
では光感度の低い光電変換画素はど１．０に近くなり、
高いものほど０．５に近くなる。

従来の電気的な光感度のばらつきの補正は通常（１）式
のＫを補正するものである。またＫおよびγの値を補正
するものもあるが、全体の平均的なγの値を補正するも
のでありγの値のばらつきを補正するものではない、す
なわち、γの値のばらつきを電気的に補正することは回
路が大がかりなものとなり実用的なものでないため、通
常行なわれていない、したがって、従来の電気的な光感
度のばらつきの補正の場合は、（１）式のＫの値を補正
するものであるため、光電変換画素に応じてγの値が異
なるものになる。このため、光感度の補正を行なったと
きの入射光基に対しては出力信号電圧のばらつきはなく
なるが、他の値の入射光量においては出力信号電圧にば
らつきを生じることになる。このことを第４図に基づい
て説明すると以下のようになる。すなわち、図中（１）
は光感度の高い光電変換画素の光感度と入射光量との関
係、（ＩＩ）は光感度の低い光電変換画素の光感度と入
射光量との関係、（ＩＩＩ）は（Ｉ＞を入射光ｊｉＥ＋
において（ＩＩ）に近い値となるように従来の方法によ
り電気的な補正を行なったものの光感度と入射光量との
関係を夫々示すものである。

そして（ｎ）と＜ｍ＞とを比較した場合、入射光ＪｉＥ
＋においては同一の出力信号電圧になるが、入射光ｘＥ
１と異なる入射光基Ｅ２においてはこれらの出力信号電
圧は異なるものとなる。ところが、本発明方法を実施し
たものによれば（１）式におけるＫおよびγの値が各光
電変換画素間において同一のものとなるため、上記した
ように入射光量が異なる場合においても同一の出力信号
電圧が得られる。

さらに、本発明者らは、同一イメージセンサ内では光感
度の低い光電変換画素はどキャリア寿命は短く光応答速
度は速く、また光照射による光感度の低下にともない光
応答速度は速くなることを発見した。しかして本発明方
法を実施したものによれば、光応答速度が速い方向に均
一化されるので良好な画像読取りが可能となる。

また、明電流と暗電流との比すなわちＳ／Ｎ比について
は次のようなことが訂える。まず、明電流については、
本発明方法を実施する場合、光感度の低いところに高い
光感度のものを合わせているため光感度の低いところで
光感度は均一になる。

ところで従来方法によるものの場合も光感度の一番低い
ところでＳ／Ｎ比は決るため、本発明方法を実施したも
のにおいても問題はない、一方、暗電流については、本
発明方法を実施する場合、通常は明電流に比べて大きく
減少し、Ｓ／Ｎ比はむしろ良くなる。アモルファスシリ
コンの成１摸条件によってまれに増加する場合があるが
、数倍程度であり、この薄膜では暗い電流の値は非常に
小さいものであるため、実用上まったく問題とならない
。

なお、上記した実施例においては補正回路が不要となる
効果を創出するものであったが、第５図に示すように、
上記した方法により光感度が調整されたイメージセンサ
１１に駆動回路２１を接続し、このイメージセンサ１１
の出力側と外部回路２２の入力側との間に補正回路２３
を介挿してもよい、この場合の補正回路２３は従来例の
第６図に示した補正回路と比べその構成は簡単なものと
なり、さらには出力信号はさらにばらつきの小さい均一
なものが得られる。

し発明の効果］ 以上説明したように本発明の光電変ＩＱ素子の光感度調
整方法によれば、光電変換素子自体のばらつきをａｌｌ
することができるので、製造コストが低下し、保守作業
が不要となる。またばらつきが非常に小さい出力信号を
得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法を説明するためのイメー
ジセンサを示す斜視図、第２図（ａ）および第２図＜ｃ
）は光感度の波形図、第２図（ｂ）は光の光量のまたは
照射時間を示す図、第３図は５ｔａｅｂｌｅｒ−Ｗｒｏ
ｎｓｋｉ効果を説明するためのグラフ、第１１図は本発
明の詳細な説明するためのグラフ、第５図は本発明の他
の効果を説明するためのイメージセンサを示す構成ブロ
ック図、第６図は従来のイメージセンサを示ず構成ブロ
ック図である。 １１・・・・・・・・・イメージセンサ１２・・・・・
・・・・光電変換両索 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第４図 第３　図 第５　口 第６０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電薄膜および電極から構成される光電変換素
   子の光感度を調整する方法において、前記光電変換素子
   の光感度に応じた光量および／または照射時間の光を前
   記光導電薄膜に照射してなることを特徴とする光電変換
   素子の光感度調整方法。
2. （２）光導電薄膜が、アモルファスシリコンである特許
   請求の範囲第１項記載の光電変換素子の光感度調整方法
   。