JPH0436580B2 - - Google Patents
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- JPH0436580B2 JPH0436580B2 JP60018257A JP1825785A JPH0436580B2 JP H0436580 B2 JPH0436580 B2 JP H0436580B2 JP 60018257 A JP60018257 A JP 60018257A JP 1825785 A JP1825785 A JP 1825785A JP H0436580 B2 JPH0436580 B2 JP H0436580B2
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- light
- photoconductive element
- photoelectric conversion
- bias
- conversion device
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/40—Optical elements or arrangements
- H10F77/413—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with the devices, e.g. back reflectors
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明はフアクシミリ装置、インテリジエント
コピアや光デイスなど各種OA機器の画像入力部
に用いられる光電変換装置に関するものである。 従来の技術 近年、フアクシミリ装置や各種OA機器の画像
情報入力装置の小型化や画像ひずみの改良を目指
して原稿と同一寸法の密着型ラインセンサ及び完
全密着型ラインセンサが開発されている。即ち前
者は光学系に集束性フアイバアレイを用いるも
の、後者は光学系を全く必要としないものであ
る。これらを組込んだ画像読取装置が使用され始
めているが、情報伝達の高速化に伴い、その読取
速度を決める光センサの応答速度の向上が強く望
まれている。 従来の原稿を同一寸法の密着型ラインセンサを
用いた画像読取装置の基本構成を第２図にて示
す。即ち基台１に設置されたLEDなどの光源２
から出た光l1が原稿３に当たり、その反射光l2が
集束性フアイバアレイなどの集光系４を通つて光
導電素子５に当たる様になつている。６は走査回
路部分を示す。 この様な構造のものに続いて、集束性フアイバ
アレイなどの集光系４を必要としない、いわゆる
完全密着型ラインセンサも発表されている。それ
を用いた画像読取装置の基本構成を第３図にて示
す。このセンサの構造の特長は、センサ部の下部
に遮光膜８があり、下方向から直接センサ部に光
が当らない様になつている。従つてLEDなどの
光源からでた光l1が透明窓９を通過して原稿３に
当たり、その反射光l2が透明耐磨耗層１０を通つ
て光導電素子５に当たる様になつている。 これの改良の一方法として、特開昭57−101471
号公報に示される様にバイアス光l3を光導電素子
５の部分に直接当てている例がある（第４図）。
７はバイアス光用のスリツトである。この特開昭
57−101471号より以前にもすでに、バイアス光に
よる光導電素子の光応答速度の向上については、
たとえば「わかりやすい半導体光物性」（高木、
山田共著、(株)産報1965）の85頁、10〜12行でその
効果が記述されている。 従つて第４図の様な構成で、原稿３からの反射
光l2以外に、単に光導電素子５に直接バイアス光
l3を当てるという構成は公知である。 一方光導電素子５については、CdS−CdSe固
溶体、アモルフアスSi，Si単結晶を用いたCCDな
ど使用したものが発表されている。 電流の時間に対する応答特性は第５図に示す様
なものである。 即ち、従来、バイアス光を当てて光応答を速く
するということまでは知られているが、どの様な
構造あるいは特性の光導電素子の場合に特に顕著
な効果が出るかということに関しては全く考えら
れていない。例えば第４図に示されている光導電
素子５は第２図に示す様な構造の光導電素子で、
第３図に示す様な遮光膜を有する。いわゆる完全
密着型の光導電素子ではない。 即ちこの様な完全密着型のものでは、光導電部
の下には遮光膜があり、第４図の様に直接バイア
ス光l3を加える事が出来ない。 又第５図に示す様な波形をもつ光導電素子の場
合、初期の立上り特性が急唆であるため、バイア
ス光を加えても応答を速くする効果は非常に小さ
い。効果の定量的比較は後述することにする。 CdS−CdSe固溶体を光導電素子として用いた
密着型ラインセンサは、大きな光電流が得られ
て、フイルムリードを用いたマトリツクス配線が
でき、回路設計が容易であるなど数々の長所をも
つているが、光応答時間が遅いという欠点があ
る。この材料でのラインセンサはA4判用1728ビ
ツトの場合、100luxの光照射下で10〜20msec／
lioeの走査速度である。 発明が解決しようとする問題点 本発明は以上の様な光電流の光応答速度が遅い
という欠点を解決し、高速応答の光電変換装置を
可能にし、高速の画像情報入力装置の実現を目的
とするものである。 問題点を解決するための手段 本発明は第６図に示す様に、光電流の立上り特
性がＳ字形の光電変換素子ならびにバイアス光を
用いることを特徴とする。即ち、絶縁性透明基板
の上に順次形成された光学的に半透明な材料より
なる遮光層と、フオトエツチングによりこの遮光
層にあけた照明用の照明窓と、少なくとも前記遮
光層を覆うように形成された絶縁層と、前記照明
窓の近傍に島状に形成された複数個の光導電素子
と、この複数個の光導電素子を複数のブロツクに
分割し、前記光導電素子の島の片側より引き出さ
れた電極を各ブロツクごとに共通に接続してなる
第１の共通電極群と、前記光導電素子の他方の側
より引き出された個別電極群と、前記各ブロツク
内の同一順番目の光導電素子から引き出された前
記個別電極を多層配線により共通に接続した第２
の共通電極群を具備し、少くとも前記光導電素子
群は、透明保護層で覆われている如き光電変換装
置に於いて、光電流の時間に対する応答がＳ字形
の立上り特性を示す光導電素子を用い、且つ原稿
を照射するための光源を有し、さらに光導電素子
群を直接照射するために、前記光源の光をバイア
ス光として利用した。或いは別個のバイアス光源
を有する様にしたことを特徴とする光電変換装置
である。 作 用 本発明によれば、集束性光フアイバアレイを必
要とすることなく、光応答速度の極めて速い光セ
ンサ、高速画像読取装置を得ることができる。 実施例 第１図に本発明の実施例を示す。光源２からの
光l1のうち、半透明膜８を透過した光l3を一定光
量のバイアス光として直接光導電素子群５の裏面
から与えておき、入射光l1のうち照明窓９を通過
した光は原稿３に当たり、その反射光l2が光導電
素子群５上に当り、光信号が電気信号に変換され
る。バイアス光としての光源を別に設ける事も可
能であり、その設け方も各種の方法が考えられ
る。一般にバイアス光l3は信号光l2より小さいの
で、例えば第７図の如く、光導電素子５の真下に
薄膜で発光部１２を設ける事も出来る。 本発明に用いる光導電素子としては、光電流が
Ｓ字形の立上り特性を有するものなら何でも良い
が、光電流が大きくて電気信号処理の容易な−
化合物半導体で成るものが好ましい。中でも
CdS−CdSe固溶体を主体として成るものは、
−族半導体のなかでも特に光電流が大きく、し
かも可視光全域に感度を持たせることもできるの
で更に好ましいものである。CdS−CdSe固溶体
のなでもCdSeの分量が40モル％以上のものでは
バイアス光の効果が特に大きい。−族化合
物、特にCdS−CdSe固溶体で成る光導電素子は、
光導電特性すなわち光電流の大きさやその立上
り、立下りなどの応答時間に関して不純物として
のClやCuの影響もかなり大きい。 CdS−CdSe固溶体居の場合、Cu濃度が高くな
ると光電流の立下り時間は短くなるが、その立上
り時間は長くなる。これは立上り特性が顕著なＳ
字形を示す様になるからである。Cu濃度が0.01モ
ル％を越えるものでこのバイアス効果が特に著し
い。 光導電素子を直接照射するバイアス光l3の光強
度は、原稿からの反射光l2が導光系を通つて光導
電素子群に達する光強度の最大値（原稿の白地に
対応）を100とした場合、５以上であれば効果が
見られるが特に10以上で効果が大きく、20，30と
大きくなるに従つて応答時間特に立上り時間が短
くなり、100を越えてもなお応答時間は短くなる
が電気信号の処理上は100位までが好ましい。 この様に光導電素子群に原稿からの間接的な信
号光による電気信号に、この光導電素子群を直接
照射するバイアス光によるバイアス信号が重畳す
るので、本発明においてはこのバイアス信号をキ
ヤンセルするための回路が必要である。また当然
ながら、光導電素子の特性が温度変化を示す場合
には、その変化分を補償する回路を必要する。 なお、光電流がＳ字形の立上りを示すというの
は第６図に示した様に、光電流Jpの時間ｔに対す
る増加率すなわち微分係数dJp／dtがｔ＝t0＞０
で最大値を有しているものを云う。これに対して
第５図に示した様な立上り特性を示すものでは、
dJp／dtの最大値はｔ＝０にある。 以上の様に、Ｓ字形の立上り特性を有する光導
電素子群に信号光のほかバイアス光を重畳して照
射すると応答時間が短くなるが、バイアス光を照
射しながら印加電圧を高くするとさらに応答時間
を短くすることが可能である。信号光とバイアス
光との重畳光電流が印加電圧を高くした場合に飽
和現象を示すが、この飽和電圧の60％以上の電圧
を印加すると効果が現れる。 以下具体実施例によつて本発明の効果を説明す
る。 ガラス基板（コーニング7059230×25×1.2mm3）
上に、Cr，Mo，Ｗ等の高融点で且つパターン形
成の可能な材料を、半透明な遮光膜として全面に
真空蒸着法等により被着させる（第８図ａ）。こ
の場合遮光膜８はバイアス光を得るために半透明
である事が必要である。その透過率は光源２の照
度にもよるが、前述の如く光導電素子群に達する
信号光強度の最大値（原稿の白地に対応）を100
とした場合、５〜100になる程度の透過率にすれ
ば良い。 次に全面に被着させた遮光膜８を、フオトリソ
法で、所定の位置に照明窓９を形成し、（第８図
ｂ）更に遮光膜８と上部電極との電気絶縁を得る
ため、ガラス基板と同一材料やSio2，Si3N4等の
絶縁膜１０をスパツタリングやプラズマCVD法
で、膜厚2000〜7000Å程度を形成する（第８図
ｃ）。 更に、絶縁膜１０上に0.01モル％のCuを含んだ
厚さ4000ÅのCdS0.2Se0.8の蒸着膜を形成し（第８
図ｄ）、フオトレジストによりパターンを形成し
た後、ドライエツチングに主走査方向に島状
（90μm×350μm）に、８ビツト／mmで1728ビツト
配置する（第８図ｅ）。この島状のCdS0.2Se0.8膜
５をアルミナ製ボート１３内で500℃でCdCl2の
飽和蒸気中で加熱処理して光電的に活性化する
（第８図ｆ）。次にこの島状の膜の各々に対向電極
を形成する（第８図ｇ）。電極形成後の様子は第
９図の概略図によつて示されている。即ち1728ビ
ツトの島状CdS0.2Se0.8膜を32ビツトずつ１ブロツ
クとしてグループ化し、１ブロツク毎に前記島状
CdS0.2Se0.8膜の一方の側を共通接続した共通電極
群と、前記島状CdS0.2Se0.8膜の各々の他方の側に
１ブロツクを周期とした個別電極群を形成する。 この様にして作成した光導電素子群のうち、１
素子を選んで、DC10Vを印加し、１Hzで点滅
（0.5secずつ）する緑色（555nm）LEDを用い、
受光面での光強度を100luxとして光電流の時間に
対する立上り、立下り特性を測定した。その波形
を第１０図にて示す。次にバイアス光源を付加
し、バイアス光を加えた場合の波形を第１１図に
て示す。このように、立上りのゆるやかなＳ字形
の立上り特性を有していても、急唆な立上り特性
とすることが可能となる。バイアス光用光源とし
ては信号光と同一のLEDを用い、受光面での光
強度が、40luxとなる様に、遮光膜８の厚みをコ
ントロールした。バイアス光があると応答時間が
短くなることは明らかであるが、印加電圧を高く
すると更に応答は早くなる。これらの効果を第１
２図にまとめて示す。 Ａ，Ｃはそれぞれバイアス光なし、バイアスあ
りの場合の立上り時間で、信号光電流が０からそ
の飽和値の50％に上がるまでの時間、Ｂ，Ｄはそ
れぞれバイアス光なし、バイアス光ありの場合の
立下り時間で、信号光電流がその飽和値から50％
に下がるまでの時間である。 例えば印加電圧10Vでバイアス光ありの場合を
見ると、バイアス光なしの場合に比べて、立下り
時間は余り変らないが、立上り時間は1/7に大巾
に短縮されている。 比較のために従来用いられているCdSeが40モ
ル％のCdS0.6Se0.4：Cu膜を用いて上記と同じ条
件で作製した光導電素子の場合の結果を第１３図
にて示す。バイアス光、電圧増加による立上り時
間短縮の効果は先述のCdS0.2Se0.8：Cu膜の場合
より小さい。 またCdS0.6Se0.4：Cu膜のCu量を変えた場合の
バイアス光効果の違いを次表に掲げる。測定条件
はDC10V，100luxでバイアス光は40luxである。
コピアや光デイスなど各種OA機器の画像入力部
に用いられる光電変換装置に関するものである。 従来の技術 近年、フアクシミリ装置や各種OA機器の画像
情報入力装置の小型化や画像ひずみの改良を目指
して原稿と同一寸法の密着型ラインセンサ及び完
全密着型ラインセンサが開発されている。即ち前
者は光学系に集束性フアイバアレイを用いるも
の、後者は光学系を全く必要としないものであ
る。これらを組込んだ画像読取装置が使用され始
めているが、情報伝達の高速化に伴い、その読取
速度を決める光センサの応答速度の向上が強く望
まれている。 従来の原稿を同一寸法の密着型ラインセンサを
用いた画像読取装置の基本構成を第２図にて示
す。即ち基台１に設置されたLEDなどの光源２
から出た光l1が原稿３に当たり、その反射光l2が
集束性フアイバアレイなどの集光系４を通つて光
導電素子５に当たる様になつている。６は走査回
路部分を示す。 この様な構造のものに続いて、集束性フアイバ
アレイなどの集光系４を必要としない、いわゆる
完全密着型ラインセンサも発表されている。それ
を用いた画像読取装置の基本構成を第３図にて示
す。このセンサの構造の特長は、センサ部の下部
に遮光膜８があり、下方向から直接センサ部に光
が当らない様になつている。従つてLEDなどの
光源からでた光l1が透明窓９を通過して原稿３に
当たり、その反射光l2が透明耐磨耗層１０を通つ
て光導電素子５に当たる様になつている。 これの改良の一方法として、特開昭57−101471
号公報に示される様にバイアス光l3を光導電素子
５の部分に直接当てている例がある（第４図）。
７はバイアス光用のスリツトである。この特開昭
57−101471号より以前にもすでに、バイアス光に
よる光導電素子の光応答速度の向上については、
たとえば「わかりやすい半導体光物性」（高木、
山田共著、(株)産報1965）の85頁、10〜12行でその
効果が記述されている。 従つて第４図の様な構成で、原稿３からの反射
光l2以外に、単に光導電素子５に直接バイアス光
l3を当てるという構成は公知である。 一方光導電素子５については、CdS−CdSe固
溶体、アモルフアスSi，Si単結晶を用いたCCDな
ど使用したものが発表されている。 電流の時間に対する応答特性は第５図に示す様
なものである。 即ち、従来、バイアス光を当てて光応答を速く
するということまでは知られているが、どの様な
構造あるいは特性の光導電素子の場合に特に顕著
な効果が出るかということに関しては全く考えら
れていない。例えば第４図に示されている光導電
素子５は第２図に示す様な構造の光導電素子で、
第３図に示す様な遮光膜を有する。いわゆる完全
密着型の光導電素子ではない。 即ちこの様な完全密着型のものでは、光導電部
の下には遮光膜があり、第４図の様に直接バイア
ス光l3を加える事が出来ない。 又第５図に示す様な波形をもつ光導電素子の場
合、初期の立上り特性が急唆であるため、バイア
ス光を加えても応答を速くする効果は非常に小さ
い。効果の定量的比較は後述することにする。 CdS−CdSe固溶体を光導電素子として用いた
密着型ラインセンサは、大きな光電流が得られ
て、フイルムリードを用いたマトリツクス配線が
でき、回路設計が容易であるなど数々の長所をも
つているが、光応答時間が遅いという欠点があ
る。この材料でのラインセンサはA4判用1728ビ
ツトの場合、100luxの光照射下で10〜20msec／
lioeの走査速度である。 発明が解決しようとする問題点 本発明は以上の様な光電流の光応答速度が遅い
という欠点を解決し、高速応答の光電変換装置を
可能にし、高速の画像情報入力装置の実現を目的
とするものである。 問題点を解決するための手段 本発明は第６図に示す様に、光電流の立上り特
性がＳ字形の光電変換素子ならびにバイアス光を
用いることを特徴とする。即ち、絶縁性透明基板
の上に順次形成された光学的に半透明な材料より
なる遮光層と、フオトエツチングによりこの遮光
層にあけた照明用の照明窓と、少なくとも前記遮
光層を覆うように形成された絶縁層と、前記照明
窓の近傍に島状に形成された複数個の光導電素子
と、この複数個の光導電素子を複数のブロツクに
分割し、前記光導電素子の島の片側より引き出さ
れた電極を各ブロツクごとに共通に接続してなる
第１の共通電極群と、前記光導電素子の他方の側
より引き出された個別電極群と、前記各ブロツク
内の同一順番目の光導電素子から引き出された前
記個別電極を多層配線により共通に接続した第２
の共通電極群を具備し、少くとも前記光導電素子
群は、透明保護層で覆われている如き光電変換装
置に於いて、光電流の時間に対する応答がＳ字形
の立上り特性を示す光導電素子を用い、且つ原稿
を照射するための光源を有し、さらに光導電素子
群を直接照射するために、前記光源の光をバイア
ス光として利用した。或いは別個のバイアス光源
を有する様にしたことを特徴とする光電変換装置
である。 作 用 本発明によれば、集束性光フアイバアレイを必
要とすることなく、光応答速度の極めて速い光セ
ンサ、高速画像読取装置を得ることができる。 実施例 第１図に本発明の実施例を示す。光源２からの
光l1のうち、半透明膜８を透過した光l3を一定光
量のバイアス光として直接光導電素子群５の裏面
から与えておき、入射光l1のうち照明窓９を通過
した光は原稿３に当たり、その反射光l2が光導電
素子群５上に当り、光信号が電気信号に変換され
る。バイアス光としての光源を別に設ける事も可
能であり、その設け方も各種の方法が考えられ
る。一般にバイアス光l3は信号光l2より小さいの
で、例えば第７図の如く、光導電素子５の真下に
薄膜で発光部１２を設ける事も出来る。 本発明に用いる光導電素子としては、光電流が
Ｓ字形の立上り特性を有するものなら何でも良い
が、光電流が大きくて電気信号処理の容易な−
化合物半導体で成るものが好ましい。中でも
CdS−CdSe固溶体を主体として成るものは、
−族半導体のなかでも特に光電流が大きく、し
かも可視光全域に感度を持たせることもできるの
で更に好ましいものである。CdS−CdSe固溶体
のなでもCdSeの分量が40モル％以上のものでは
バイアス光の効果が特に大きい。−族化合
物、特にCdS−CdSe固溶体で成る光導電素子は、
光導電特性すなわち光電流の大きさやその立上
り、立下りなどの応答時間に関して不純物として
のClやCuの影響もかなり大きい。 CdS−CdSe固溶体居の場合、Cu濃度が高くな
ると光電流の立下り時間は短くなるが、その立上
り時間は長くなる。これは立上り特性が顕著なＳ
字形を示す様になるからである。Cu濃度が0.01モ
ル％を越えるものでこのバイアス効果が特に著し
い。 光導電素子を直接照射するバイアス光l3の光強
度は、原稿からの反射光l2が導光系を通つて光導
電素子群に達する光強度の最大値（原稿の白地に
対応）を100とした場合、５以上であれば効果が
見られるが特に10以上で効果が大きく、20，30と
大きくなるに従つて応答時間特に立上り時間が短
くなり、100を越えてもなお応答時間は短くなる
が電気信号の処理上は100位までが好ましい。 この様に光導電素子群に原稿からの間接的な信
号光による電気信号に、この光導電素子群を直接
照射するバイアス光によるバイアス信号が重畳す
るので、本発明においてはこのバイアス信号をキ
ヤンセルするための回路が必要である。また当然
ながら、光導電素子の特性が温度変化を示す場合
には、その変化分を補償する回路を必要する。 なお、光電流がＳ字形の立上りを示すというの
は第６図に示した様に、光電流Jpの時間ｔに対す
る増加率すなわち微分係数dJp／dtがｔ＝t0＞０
で最大値を有しているものを云う。これに対して
第５図に示した様な立上り特性を示すものでは、
dJp／dtの最大値はｔ＝０にある。 以上の様に、Ｓ字形の立上り特性を有する光導
電素子群に信号光のほかバイアス光を重畳して照
射すると応答時間が短くなるが、バイアス光を照
射しながら印加電圧を高くするとさらに応答時間
を短くすることが可能である。信号光とバイアス
光との重畳光電流が印加電圧を高くした場合に飽
和現象を示すが、この飽和電圧の60％以上の電圧
を印加すると効果が現れる。 以下具体実施例によつて本発明の効果を説明す
る。 ガラス基板（コーニング7059230×25×1.2mm3）
上に、Cr，Mo，Ｗ等の高融点で且つパターン形
成の可能な材料を、半透明な遮光膜として全面に
真空蒸着法等により被着させる（第８図ａ）。こ
の場合遮光膜８はバイアス光を得るために半透明
である事が必要である。その透過率は光源２の照
度にもよるが、前述の如く光導電素子群に達する
信号光強度の最大値（原稿の白地に対応）を100
とした場合、５〜100になる程度の透過率にすれ
ば良い。 次に全面に被着させた遮光膜８を、フオトリソ
法で、所定の位置に照明窓９を形成し、（第８図
ｂ）更に遮光膜８と上部電極との電気絶縁を得る
ため、ガラス基板と同一材料やSio2，Si3N4等の
絶縁膜１０をスパツタリングやプラズマCVD法
で、膜厚2000〜7000Å程度を形成する（第８図
ｃ）。 更に、絶縁膜１０上に0.01モル％のCuを含んだ
厚さ4000ÅのCdS0.2Se0.8の蒸着膜を形成し（第８
図ｄ）、フオトレジストによりパターンを形成し
た後、ドライエツチングに主走査方向に島状
（90μm×350μm）に、８ビツト／mmで1728ビツト
配置する（第８図ｅ）。この島状のCdS0.2Se0.8膜
５をアルミナ製ボート１３内で500℃でCdCl2の
飽和蒸気中で加熱処理して光電的に活性化する
（第８図ｆ）。次にこの島状の膜の各々に対向電極
を形成する（第８図ｇ）。電極形成後の様子は第
９図の概略図によつて示されている。即ち1728ビ
ツトの島状CdS0.2Se0.8膜を32ビツトずつ１ブロツ
クとしてグループ化し、１ブロツク毎に前記島状
CdS0.2Se0.8膜の一方の側を共通接続した共通電極
群と、前記島状CdS0.2Se0.8膜の各々の他方の側に
１ブロツクを周期とした個別電極群を形成する。 この様にして作成した光導電素子群のうち、１
素子を選んで、DC10Vを印加し、１Hzで点滅
（0.5secずつ）する緑色（555nm）LEDを用い、
受光面での光強度を100luxとして光電流の時間に
対する立上り、立下り特性を測定した。その波形
を第１０図にて示す。次にバイアス光源を付加
し、バイアス光を加えた場合の波形を第１１図に
て示す。このように、立上りのゆるやかなＳ字形
の立上り特性を有していても、急唆な立上り特性
とすることが可能となる。バイアス光用光源とし
ては信号光と同一のLEDを用い、受光面での光
強度が、40luxとなる様に、遮光膜８の厚みをコ
ントロールした。バイアス光があると応答時間が
短くなることは明らかであるが、印加電圧を高く
すると更に応答は早くなる。これらの効果を第１
２図にまとめて示す。 Ａ，Ｃはそれぞれバイアス光なし、バイアスあ
りの場合の立上り時間で、信号光電流が０からそ
の飽和値の50％に上がるまでの時間、Ｂ，Ｄはそ
れぞれバイアス光なし、バイアス光ありの場合の
立下り時間で、信号光電流がその飽和値から50％
に下がるまでの時間である。 例えば印加電圧10Vでバイアス光ありの場合を
見ると、バイアス光なしの場合に比べて、立下り
時間は余り変らないが、立上り時間は1/7に大巾
に短縮されている。 比較のために従来用いられているCdSeが40モ
ル％のCdS0.6Se0.4：Cu膜を用いて上記と同じ条
件で作製した光導電素子の場合の結果を第１３図
にて示す。バイアス光、電圧増加による立上り時
間短縮の効果は先述のCdS0.2Se0.8：Cu膜の場合
より小さい。 またCdS0.6Se0.4：Cu膜のCu量を変えた場合の
バイアス光効果の違いを次表に掲げる。測定条件
はDC10V，100luxでバイアス光は40luxである。
【表】
次にCdS−CdSs固溶体の組成比、すなわち
CdS1-xSexのｘを変えた場合の光応答特性の変化
を調べた。その結果を第１４図にて示す。Ａは光
電流が０からその飽和値の90％に上がるまでの立
上り時間、Ｂは飽和値からその10％に下がるまで
の立下り時間、Ｃは０から50％に上がるまでの立
上り時間τ〓.0-50，Ｄは100から50％に下がるまで
の立下り時間τ〓.100-50である。この図から分る様
に、ｘが増大すると、すなわちCdSeの分量が増
えるとＡ，Ｂ，Ｄは減少するが、Ｃすなわち50％
までの立上り時間は逆に増大している。この
τ〓.0-50の増大は第１１図に示した様に立上り初期
において、ゆるやかな立上りすなわちＳ字形の立
上り特性を示すためである。CdSeの分量増大に
伴い、トラツプ準位も増大するためと考えられ
る。 立上り、立下り時間を特に50％にしたのは次下
の理由による。すなわち白黒２値で信号を読取る
場合、飽和光電流の65％以上を白とし、65％以下
を黒と判定する様にICを設計したが、特性測定
の容易な50％の値を用いても対応上不都合が生じ
ないことを確認したからである。実際、試作した
様なA4版用総計1728ビツトのラインセンサの場
合、5msec／lineの白黒２値で読取る場合には、
立上り時間τ〓.0-50、立下り時間τ〓.100-50がともに
3msec以内であれば良いことを確認した。同様に
1msec／lineを実現するにはτ〓.0-50，τ〓.100-50
0.6msecであることを必要とする。普通、τ〓.0-50
がτ〓.100-50より大きくて走査速度を上げる上での
障害となつているが、本発明はこのτ〓.0-50を特に
改善するものである。 さて、第９図に示す様に上記の光導電素子群の
共通側の電極と、個別側では各ブロツク内の対応
するビツトの電極を結ぶ様にフイルムリードを取
付け、マトリツクス結線した。 尚、この光導電素子の光電流にはバイアス光に
よる直流成分が常に重畳してくるので、第１５図
に示す様なバイアス成分のキヤンセル回路を設け
て、出力には信号成分だけが取出せる様に回路を
構成した。 この様にして作製したラインセンサを第１図又
は第７図に示す様な構成で、原稿を読取ると、従
来の方法に較べ、1/10以下の時間で読取ることが
できる。 発明の効果 本発明は、集束性フアイバアレイを必要としな
い、光応答速度（光電流の立上り時間、立下り時
間）の極めて速い光センサ、またそれを用いての
高速画像読取装置の実現に大きく寄与できるもの
である。
CdS1-xSexのｘを変えた場合の光応答特性の変化
を調べた。その結果を第１４図にて示す。Ａは光
電流が０からその飽和値の90％に上がるまでの立
上り時間、Ｂは飽和値からその10％に下がるまで
の立下り時間、Ｃは０から50％に上がるまでの立
上り時間τ〓.0-50，Ｄは100から50％に下がるまで
の立下り時間τ〓.100-50である。この図から分る様
に、ｘが増大すると、すなわちCdSeの分量が増
えるとＡ，Ｂ，Ｄは減少するが、Ｃすなわち50％
までの立上り時間は逆に増大している。この
τ〓.0-50の増大は第１１図に示した様に立上り初期
において、ゆるやかな立上りすなわちＳ字形の立
上り特性を示すためである。CdSeの分量増大に
伴い、トラツプ準位も増大するためと考えられ
る。 立上り、立下り時間を特に50％にしたのは次下
の理由による。すなわち白黒２値で信号を読取る
場合、飽和光電流の65％以上を白とし、65％以下
を黒と判定する様にICを設計したが、特性測定
の容易な50％の値を用いても対応上不都合が生じ
ないことを確認したからである。実際、試作した
様なA4版用総計1728ビツトのラインセンサの場
合、5msec／lineの白黒２値で読取る場合には、
立上り時間τ〓.0-50、立下り時間τ〓.100-50がともに
3msec以内であれば良いことを確認した。同様に
1msec／lineを実現するにはτ〓.0-50，τ〓.100-50
0.6msecであることを必要とする。普通、τ〓.0-50
がτ〓.100-50より大きくて走査速度を上げる上での
障害となつているが、本発明はこのτ〓.0-50を特に
改善するものである。 さて、第９図に示す様に上記の光導電素子群の
共通側の電極と、個別側では各ブロツク内の対応
するビツトの電極を結ぶ様にフイルムリードを取
付け、マトリツクス結線した。 尚、この光導電素子の光電流にはバイアス光に
よる直流成分が常に重畳してくるので、第１５図
に示す様なバイアス成分のキヤンセル回路を設け
て、出力には信号成分だけが取出せる様に回路を
構成した。 この様にして作製したラインセンサを第１図又
は第７図に示す様な構成で、原稿を読取ると、従
来の方法に較べ、1/10以下の時間で読取ることが
できる。 発明の効果 本発明は、集束性フアイバアレイを必要としな
い、光応答速度（光電流の立上り時間、立下り時
間）の極めて速い光センサ、またそれを用いての
高速画像読取装置の実現に大きく寄与できるもの
である。
第１図は本発明の一実施例のラインセンサの構
成図、第２図は密着型ラインセンサの読取構成
図、第３図は集束性フアイバアレイなどの集光系
を必要としない、完全密着型ラインセンサの基本
構成図、第４図は従来のバイアス光を用いる場合
の密着型ラインセンサの読取構成図、第５図は従
来例の光センサの光電流の光応答特性図、第６図
は本発明で用いる光センサの光電流の光応答特性
図、第７図は本発明で用いる別の薄膜光源を用い
たバイアス光照射用密着型ラインセンサの読取構
成図、第８図は試料作製の工程を示す断面図、第
９図は電極形成後の様子を示す概略図、第１０図
はCdS0.2Se0.8を主成分とする光導電素子の光電流
の実際の光応答特性を示す波形図、第１１図はバ
イアス光を当てた場合のCdS0.2Se0.8を主成分とす
る光導電素子の光電流の実際の光応答特性を示す
波形図、第１２図はCdS0.2Se0.8を主成分とする光
導電素子の応答特性のバイアス光による変化とと
印加電圧重畳による変化との様子を示す図、第１
３図はCdS0.6Se0.4を主成分とする光導電素子の応
答特性のバイアス光による変化と印加電圧重畳に
よる変化との様子を示す図、第１４図はCdS−
CdSe固溶体を主成分とする光導電素子の組成比
による光応答特性の変化の様子を示す図、第１５
図はバイアス光キヤンセル回路図である。 ２……光源、３……原稿、４……集光系、５…
…光導電素子、６……走査回路部、７……バイア
ス光用スリツト、８……遮光膜又は半透明遮光
膜、９……照明窓、１０……絶縁性透明層、１１
……ガラス基板、１２……バイアス用薄膜光源、
１３……アルミナ製ボート、１４……CdSl2蒸発
源、１５……電極、１６……絶縁膜、１７……フ
イルムリード。
成図、第２図は密着型ラインセンサの読取構成
図、第３図は集束性フアイバアレイなどの集光系
を必要としない、完全密着型ラインセンサの基本
構成図、第４図は従来のバイアス光を用いる場合
の密着型ラインセンサの読取構成図、第５図は従
来例の光センサの光電流の光応答特性図、第６図
は本発明で用いる光センサの光電流の光応答特性
図、第７図は本発明で用いる別の薄膜光源を用い
たバイアス光照射用密着型ラインセンサの読取構
成図、第８図は試料作製の工程を示す断面図、第
９図は電極形成後の様子を示す概略図、第１０図
はCdS0.2Se0.8を主成分とする光導電素子の光電流
の実際の光応答特性を示す波形図、第１１図はバ
イアス光を当てた場合のCdS0.2Se0.8を主成分とす
る光導電素子の光電流の実際の光応答特性を示す
波形図、第１２図はCdS0.2Se0.8を主成分とする光
導電素子の応答特性のバイアス光による変化とと
印加電圧重畳による変化との様子を示す図、第１
３図はCdS0.6Se0.4を主成分とする光導電素子の応
答特性のバイアス光による変化と印加電圧重畳に
よる変化との様子を示す図、第１４図はCdS−
CdSe固溶体を主成分とする光導電素子の組成比
による光応答特性の変化の様子を示す図、第１５
図はバイアス光キヤンセル回路図である。 ２……光源、３……原稿、４……集光系、５…
…光導電素子、６……走査回路部、７……バイア
ス光用スリツト、８……遮光膜又は半透明遮光
膜、９……照明窓、１０……絶縁性透明層、１１
……ガラス基板、１２……バイアス用薄膜光源、
１３……アルミナ製ボート、１４……CdSl2蒸発
源、１５……電極、１６……絶縁膜、１７……フ
イルムリード。
１ 第１導電型の半導体基板と、
この半導体基板上に配列され、入射した光より
生成した信号電荷を蓄積する複数の感光画素部
と、 この感光画素部に隣近して配列され、前記感光
画素部に蓄積された信号電荷を転送する転送部
と、 前記感光画素部下の前記半導体基板内部に設け
られ、前記第１導電型と逆の導電型である第２導
電型の第１ウエル領域と、 前記転送部下の前記半導体基板内部に設けら
れ、前記第１ウエル領域よりも接合の深さが深く
かつ不純物濃度の高い第２の導電型の第２ウエル
領域と、 前記感光画素部及び前記転送部からなる感光領
域の外側周辺の前記半導体基板内部に形成され、
前記第１ウエル領域と接合の深さ及び不純物濃度
がほぼ同一の第２導電型の第３ウエル領域と、 を備えていることを特徴とする固体撮像装置。 ２ 前記第３ウエル領域は、前記第１ウエル領域
の、前記転送部による信号電荷の転送方向に平行
な方向の両端部に形成されることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 ３ 前記第３ウエル領域は、前記感光領域の外側
に前記転送部による信号電荷の転送方向に沿つて
設けられ、この第３ウエル領域とこの第３ウエル
生成した信号電荷を蓄積する複数の感光画素部
と、 この感光画素部に隣近して配列され、前記感光
画素部に蓄積された信号電荷を転送する転送部
と、 前記感光画素部下の前記半導体基板内部に設け
られ、前記第１導電型と逆の導電型である第２導
電型の第１ウエル領域と、 前記転送部下の前記半導体基板内部に設けら
れ、前記第１ウエル領域よりも接合の深さが深く
かつ不純物濃度の高い第２の導電型の第２ウエル
領域と、 前記感光画素部及び前記転送部からなる感光領
域の外側周辺の前記半導体基板内部に形成され、
前記第１ウエル領域と接合の深さ及び不純物濃度
がほぼ同一の第２導電型の第３ウエル領域と、 を備えていることを特徴とする固体撮像装置。 ２ 前記第３ウエル領域は、前記第１ウエル領域
の、前記転送部による信号電荷の転送方向に平行
な方向の両端部に形成されることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 ３ 前記第３ウエル領域は、前記感光領域の外側
に前記転送部による信号電荷の転送方向に沿つて
設けられ、この第３ウエル領域とこの第３ウエル
Claims (1)
- 置。 ３ 光導電素子群が−族化合物半導体を主体
としてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の光電変換装置。 ４ 光導電素子群がCdS−CdSe固溶体を主体と
してなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載の光電変換装置。 ５ CdS−CdSe固溶体のCdSeの分量が40モル％
以上であることを特徴とする特許請求の範囲第４
項記載の光電変換装置。 ６ CdS−CdSe固溶体のCuの含有量が0.01モル
％以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
４項記載の光電変換装置。 ７ 光導電素子群を直接照射するバイアス光源に
よるバイアス光の光強度が、原稿からの反射光で
光導電素子に達する光強度の最大値を100として、
５〜100であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項に記載の光電変換装置。 ８ 光導電素子を直接照射するバイアス光源によ
るバイアス光にるバイアス信号をキヤンセルする
ための回路を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第に項記載の光電変換装置。 ９ Ｓ字形の立上り特性を示す光導電素子が印加
電圧に対して光電流が飽和する電圧の60％以上の
電圧を印加したものであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項記載の光電変換装
置。 １０ 原稿を照射する光源と光導電素子群を直接
照射するバアイス光源とを同一のものとしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
記載の光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60018257A JPS61177774A (ja) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60018257A JPS61177774A (ja) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61177774A JPS61177774A (ja) | 1986-08-09 |
| JPH0436580B2 true JPH0436580B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
ID=11966627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60018257A Granted JPS61177774A (ja) | 1985-02-01 | 1985-02-01 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61177774A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5162902B2 (ja) * | 2007-01-09 | 2013-03-13 | オムロン株式会社 | 光電センサの受光ユニットおよび光電センサの投光ユニット |
-
1985
- 1985-02-01 JP JP60018257A patent/JPS61177774A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61177774A (ja) | 1986-08-09 |
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