JPH01278076A - 光センサー - 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） 本発明は光センサ−、より詳細には導光路層を用いた端
面入射型の光センサーに関する。

（従来の技術） 導光路層を用いた端面入射型の光センサーとしては、第
斗図に示す如き形態のものが従来がら知られている。基
板１１上に設けられた導光路層の光検出部側端部に光導
電膜１５が形成されており、検出されるべき光は、導光
路層１３の端面（第４図の左方にあり、第４図に図示さ
れていない）から入射し、上記検出部側端部から射出し
、光導電膜１５に入射して光電流を発生させる。この光
電流を検出することにより、上記端面がら入射した光の
強度変動を知ることができる。

（発明が解決しメりとする課題） この型の光センサーは、導光路層１３の厚みが数Å以下
のときは問題ないが、例えば、ファクシミリの原稿読取
用に用いる場合などは、導光路層１３の厚みとして数μ
ｍないし数十μｍが必要となる。

このように導光路層１３の厚さが大きくなると、第４図
の構成では、光導電膜１５はその一部が導光路層１３上
にかぶる必要があるため、光導電膜１５に大きな段差が
ついてしまい、段差部で光導電膜が破断する、所謂段切
れの問題が生ずる。また、第４図には図示されていない
が光導電膜１５には、これを挟むように電流取り出し用
の透明電極膜と電極膜とが設けられるが、これら透明電
極膜、電極膜についても上記段切れの問題が生ずる。

この段切れの問題を解決する方法の一つは、第５図に示
すように、導光路層】３の光検出部側端部にテーパー１
３Ａを形成し、テーパ一部に沿わせて光導電膜１５Ａを
形成することであるが、テーパー１３Ａの形成のために
導光路層１３を斜めエツチングする必要があり、技術的
に困難性を伴うし光センサーの製造工程数も増加してし
まう。

従って、本発明の目的は、上記段切れの問題を有効に解
決し、しかも製、造の容易な光センサーの提供にある。

（課題を解決するための手段） 以下、本発明を説明する。

本発明の光センサーは、前述した端面入射型の光センサ
ーであって、導光路層と、透明電極層と、光導電層と、
電極層と、基板とを有する。

導光路層、透明電極層、光導電層、電極層はいずれも薄
膜状に形成され、これらは基板に支持される。

透明畷電極層は、導光路層の光検出側基部に於ｉｌｌい
て導光路層に密接して重ねて設けられる。

光導電層は、上記透明電極層を上記導光路層とともに挟
むようにして透明電極層に密接して重ねて設けられる。

電極層は、上記光導電層を上記透明電極層とともに挟む
ようにして光導電層に密接して重ねて設けられる。

上記透明電極層は、導光路層の屈折率と略等しいかもし
くはそれ以上の屈折率を有し、上記導光路層ｐ端面から
入射し導光路層中を導かれる光は、上記光導電層に導か
れて検出される。

第１図は、この光センサーを模式的に示している。基板
ＩＯ上には導光路層１２が設けられ、その光検出側基部
には透明電極層１４、光導電層１６、電極層１８が図の
如くに積層されている。

透明電極層１４は、その屈折率が、導光路層１２の屈折
率と路間しか、もしくはそれより大きく設定されている
。

第１図に於いて、導光路層１２の左側の端部端面ば、入
射用の端面となっており、検出されるべき光は、この端
面から入射し、導光路層１２中を右方へ導かれ・る。

（作　　用） このように導光路層１２中を導かれる光は、その光検出
側基部に到ると、透明電極層１４の屈折率が導光路層１
２のそれに比して、同程度以上であるため有効に透明電
極層１４に入射し、これを介して光導電層１６に入射し
て光電変換電流を発生させる。

従って、この光電変換電流を透明電極１４と電極１８と
により取り出して検出すれば、上記端面から入射した光
の強度変化を検出できる。

（実施例） 以下、具体的な実施例に即して説明する。

第２図は、本発明の１実施例を示している。なお、繁雑
をさけるため、混同の恐れが／ｚＬｌと思われるものに
付いては、第１図におけると同一の符号を付する。

この実施例は、ファクシミリ等の原稿読取を意図して、
研究用に試作されたものであり、基板１０上に、導光路
層１２．透明電極層１４．光導電層１６、電極層１８が
設けられている。

導光路層１２は、その入射側の部分が櫛歯状の導光路部
１２−１．１２−２．１２−３に構成され、光検出側基
部１２Ａは、長方形形状に広がりをもって形成されてい
る。かかる導光路層１２は、先ず全体を大きい長方形形
状に形成し、櫛歯状の導光路部分は不要な部分をエツチ
ング除去して形成することにより作成できる。

透明電極層１４は、導光路層１２の光検出側基部１２Ａ
上に、図の如く導光路部１２τ１．１２−２．１２−３
に共通するように帯状に形成されている。

光導電層１６は複数の髪部分１６−１．１６−２．１６
−３により構成され、これら光導電層部分１６−１．１
６−２．１６−３はそれぞれ導光路部１２−１．１２−
２．１２−３に対応して、即ちこれら導光路部の、基部
１２Ａ側への延長上に設けられている。各光導電層部分
は対応する導光路部を導かれる光を検出する。

さらに、電極層１８は、複数の部分１ｇ−１，１８−２
，１８−３により構成され、各電極層部分１８−１．１
８−２．１８−３は、それぞれ光導電層部分１６−１．
１６−２．１６−３の上に密接して重ねて設けられ、透
明電極層１４とともに光導電層１６を挟む構造となって
いる。

実際に、原稿読取用に用いる場合には、上記櫛歯状の導
光路部の数を必要な読取画素分に増やし。

光導電層部分、電極層部分の数もこれに応じて増やせば
良い、そして、例えば、第１図に示すように、読取るべ
き原稿０に導光路層の各導光路部の入射用の端面を近接
させ、照明用光源３０で上記近接部を照明し、照明部か
らの反射光を上記端面から入射せしめれば良い。

さて、この光センサーは以下の様にして作成した。基板
１０としては、屈折率１．４５の溶融石英基板を用い、
その上に導光路層１２を、プラズマＣＶＤにより５ｉＯ
Ｎ膜として形成した。膜厚はｌｓ″μｍであり、屈折率
は１．６に制御した。

その後、エツチングにより櫛歯状の導光路部１２−１．
１２−２．１２−３を形成した。続いて導光路層の光検
出側基部の上に、透明電極層１４をＩＴＯの薄膜として
スパッタリング法により形成した。この透明電極層１４
の膜厚は１０００人、屈折率は１．８に制御した。この
透明電極層１４上に、光導電層１６としてアモルファス
Ｓｉの薄膜を厚み０．９μｍにプラズマＣＶＤ法で成膜
形成し、最後に電極層１８を第２図の如くに形成した。

この電極層１８は厚み１５００人のＣｒの薄膜であり、
成膜方法はスパッタリング法である。櫛歯状の導光路部
の一つの幅は７０μｍ、導光路部と導光路部との間の部
分の幅は、５０μｍとした。従って導光路部のピッチは
１２０μｍである。

各導光路部の入射用の端面は光学研磨した。

さて、上記の如く試作された光、センサーの特性を以下
のようにして調べた。

第３図に示すように、透明電極層１４と電極層１８との
間に、５ｖの直流電圧を印加した。

光源として、Ｈｅ−Ｎｅレーザー５０を用い、その光を
集光レンズ６０で集光させ、導光路層１２の−っの導光
路部の入射用の端面に入射させるようにした。

そして、光導電層１６に発生する光電変換電流の出力値
を調べた。その結果を表１に示す。

この表１に於いて、対応する導光路部への入射という入
射条件は、第２図で説明すると、例えば導光路部１２−
１の入射用の端面にレーザー光を集束させて入射させ、
そのときの光導電層部分１６−１の出力を調べるような
場合を言い、要するにある導光路部に入射させた光を、
対応する光導電層部分で検出する場合である。このとき
の出方は、上表の如＜　５．０ｎＡであった。なお、レ
ーザー光のパワーは８μＷである。

また、隣接する導光路部への入射とあるのは、例えば、
第２図の、導光路部１２−２に光を入射させ、このとき
の光導電層部分１６−１．１６−３の出力を調べる場合
であり、要するにある光導電層部分に着目すると、これ
に対応する導光踏部部と隣接する導光路部への入射が行
われたときの当該光導電層部分の出力を調べるのである
。これを調べることにより、光センサーに於ける所謂ク
ロストークあるいは干渉の程度を調べることができる。

このときの出力は上の表の如＜　５０ＰＡであり、対応
する導光路部への入射光の検出レベルに対して１／１０
０であり、したがって隣接する導光路部間の干渉を考慮
してもＳ／Ｎ比として４０ｄＢが得られる。

（発明の効果） 以上１本発明によれば新規な光センサーを提供できる。

この光センサーでは上述の如く、透明電極層、光導電層
、電極層は、導光路層の層上に積層して設けられ、導光
路層の光検出側端部に設ける必要が無いので、従来問題
となっていた光導電層等の段切れの問題が有効に解消さ
れ、また作成も容易である。

なお、本発明の光センサーは、上記実施例の如く櫛歯状
に分岐した導光路層を持つもののみならず、単一の導光
路層をもつものや、複数の導光路部が放射状に分岐する
ものなど種々の形態として実施することができる。また
、導光路層、透明電極層、光導電層、電極層は、この順
序で互いに密接して重なり合えば良く、従って、実施例
に示したものの他、基板上に、電極、光導電層、透明電
極層、導光路層をこの順序に積層した構造しても良い。

さらに、迷光を防ぐ目的で、基板と導光路層との間に、
遮光用の金属薄膜を設けたり、戒は↓ 導光路層２層あるいは３層型としても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光センサーを説明するための図、第
２図、第３図は本発明の１実施例を説明するための図、
第４図、第５図は、従来の技術とその問題点を説明する
ための図である。 １０、、、基板、１２．、、導光路層、１４．　、　、
透明電極層、１６、、、光導電層、１８．　、　、電極
層づ１−し　　　イ　　　　Ｃ日り 亮２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　導光路層と、この導光路層の光検出側基部に於いて導
   光路層に密接して重ねられた透明電極層と、この透明電
   極層を上記導光路層とともに挟むようにして透明電極層
   に密接して重ねられた光導電層と、この光導電層を上記
   透明電極層とともに挟むようにして光導電層に密接して
   重ねられた電極層と、これら導光路層、透明電極層、光
   導電層、電極層を支持する基板とを有し、上記透明電極
   層が、導光路層の屈折率と略等しいかもしくはそれ以上
   の屈折率を有し、上記導光路層の端面から入射し導光路
   層中を導かれる光を、上記光導電層に導いて検出するよ
   うにしたことを特徴とする光センサ