JPH0477471B2 - - Google Patents
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- JPH0477471B2 JPH0477471B2 JP57009199A JP919982A JPH0477471B2 JP H0477471 B2 JPH0477471 B2 JP H0477471B2 JP 57009199 A JP57009199 A JP 57009199A JP 919982 A JP919982 A JP 919982A JP H0477471 B2 JPH0477471 B2 JP H0477471B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color
- light
- color filter
- filter
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアモルフアス半導体を光活性層に用い
た色センサーに関する。
た色センサーに関する。
光活性層に単結晶シリコンを用いた色センサー
は既に知られている。その原理的な構成は、第１
図に示す如く、単結晶シリコン基板１表面に複数
のフオトダイオード領域２，３，４を設けると共
に、これら各領域上に異なる色フイルタ、例えば
赤色フイルタ５、緑色フイルタ６及び青色フイル
タ７を配し、更にその上に赤外カツトフイルタ８
を配したもので、斯るセンサーにおいて、各フイ
ルタを介して可視光が基板１に入射すると、入射
可視光の含む色に応じて、それが赤ならダイオー
ド領域２に、緑ならダイオード領域３に、又青な
らダイオード領域４に夫々信号が出力される。
は既に知られている。その原理的な構成は、第１
図に示す如く、単結晶シリコン基板１表面に複数
のフオトダイオード領域２，３，４を設けると共
に、これら各領域上に異なる色フイルタ、例えば
赤色フイルタ５、緑色フイルタ６及び青色フイル
タ７を配し、更にその上に赤外カツトフイルタ８
を配したもので、斯るセンサーにおいて、各フイ
ルタを介して可視光が基板１に入射すると、入射
可視光の含む色に応じて、それが赤ならダイオー
ド領域２に、緑ならダイオード領域３に、又青な
らダイオード領域４に夫々信号が出力される。
単結晶シリコン自体の感光度特性は第２図の曲
線Ａに示す如く、赤外領域にピークを呈する。一
方、赤色フイルタ５は赤色帯域で透過度のピーク
を示すものの、その帯域特性の拡がりは通常減衰
しながらも赤外領域にまですそ野を引いている。
従つて光活性層に単結晶シリコンを用いた場合、
赤色フイルタを通すだけでは、フオトダイオード
領域２は、減衰しながらも共に入射する赤外光
に、単結晶シリコン自体の感光度特性に応じて強
く感応してしまい、正確な色情報を検出できな
い。上記従来の色センサーにおける赤外カツトフ
イルタ８は、この様な入射赤外光を除去するため
に設けられており、不可欠の存在である。
線Ａに示す如く、赤外領域にピークを呈する。一
方、赤色フイルタ５は赤色帯域で透過度のピーク
を示すものの、その帯域特性の拡がりは通常減衰
しながらも赤外領域にまですそ野を引いている。
従つて光活性層に単結晶シリコンを用いた場合、
赤色フイルタを通すだけでは、フオトダイオード
領域２は、減衰しながらも共に入射する赤外光
に、単結晶シリコン自体の感光度特性に応じて強
く感応してしまい、正確な色情報を検出できな
い。上記従来の色センサーにおける赤外カツトフ
イルタ８は、この様な入射赤外光を除去するため
に設けられており、不可欠の存在である。
しかしながら、斯る赤外カツトフイルタの存在
はセンサーの構成を複雑にするだけでなく、製造
に際して、そのフイルタをシリコン基板上に重畳
被着する工程で脆弱なシリコン基板を破損しやす
いといつた欠点をもたらす。
はセンサーの構成を複雑にするだけでなく、製造
に際して、そのフイルタをシリコン基板上に重畳
被着する工程で脆弱なシリコン基板を破損しやす
いといつた欠点をもたらす。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、以
下本発明を実施例において説明する。
下本発明を実施例において説明する。
第３図に本実施例としての赤、緑、青の各色に
感応する色センサー１０を示す。この色センサー
１０は厚さ0.3mm程度のガラスやプラスチツクス
などからなる透光性基板１１に設けられた第１、
第２、第３の薄膜状感光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１
２Ｂを含む。これらの各感光素子は基板１１の１
主面に設けられた各素子に個有の色フイルタ膜、
即ち、第１感光素子１２Ｒには赤色フイルタ膜１
３Ｒ、第２感光素子１２Ｇには緑色フイルタ膜１
３Ｇ、第３感光素子１２Ｂには青色フイルタ膜１
３Ｂを有している。各フイルタ膜としてはイース
トマン・コダツク社製のWRATTEN
GELATEN FILTERが好適であり、赤色フイル
タ膜１３ＲとしてはそのNo.25、緑色フイルタ膜１
３ＧとしてはNo.58、又青色フイルタ膜１３Ｂとし
てはNo.47Bの各品番のものが用いられ、これらは
例えばカナダバルサンなどの透明樹脂接着剤によ
り基板１１上に固着される。
感応する色センサー１０を示す。この色センサー
１０は厚さ0.3mm程度のガラスやプラスチツクス
などからなる透光性基板１１に設けられた第１、
第２、第３の薄膜状感光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１
２Ｂを含む。これらの各感光素子は基板１１の１
主面に設けられた各素子に個有の色フイルタ膜、
即ち、第１感光素子１２Ｒには赤色フイルタ膜１
３Ｒ、第２感光素子１２Ｇには緑色フイルタ膜１
３Ｇ、第３感光素子１２Ｂには青色フイルタ膜１
３Ｂを有している。各フイルタ膜としてはイース
トマン・コダツク社製のWRATTEN
GELATEN FILTERが好適であり、赤色フイル
タ膜１３ＲとしてはそのNo.25、緑色フイルタ膜１
３ＧとしてはNo.58、又青色フイルタ膜１３Ｂとし
てはNo.47Bの各品番のものが用いられ、これらは
例えばカナダバルサンなどの透明樹脂接着剤によ
り基板１１上に固着される。
第１〜第３感光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの
夫々は、更に基板１１の他の主面に設けられた第
１電極膜１４、光活性層１５及び第２電極膜１６
の積層体を備えており、これら積層体は夫々の感
光素子のフイルタ膜と個別に対向している。
夫々は、更に基板１１の他の主面に設けられた第
１電極膜１４、光活性層１５及び第２電極膜１６
の積層体を備えており、これら積層体は夫々の感
光素子のフイルタ膜と個別に対向している。
上記第１電極膜１４は酸化錫やインジウム・錫
酸化物などの透明導電物からなり、第２電極膜１
６はアルミニウムなどからなる。
酸化物などの透明導電物からなり、第２電極膜１
６はアルミニウムなどからなる。
上記光活性層１５は厚さ約1μmのアモルフアス
シリコン半導体で構成され、第４図にその詳細が
示されている。これを製造方法と共により具体的
に説明すると、各素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの
第１電極１４のみを形成済みの基板１１を反応室
に納め、シランガスや不純物ガスからなる雰囲気
中でのグロー放電により第１電極１４上にアモル
フアスシリコンからなるＰ型層１５ａ、Ｉ型層１
５ｂ及びＮ型層１５ｃを順次堆積して光活性層１
５が形成される。その堆積領域はマスクの使用に
より所定部分に限定し得るものである。尚、グロ
ー放電によるアモルフアスシリコンダイオードの
形成自体は特公昭53−37718号公報に開示されて
いる様に周知である。
シリコン半導体で構成され、第４図にその詳細が
示されている。これを製造方法と共により具体的
に説明すると、各素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの
第１電極１４のみを形成済みの基板１１を反応室
に納め、シランガスや不純物ガスからなる雰囲気
中でのグロー放電により第１電極１４上にアモル
フアスシリコンからなるＰ型層１５ａ、Ｉ型層１
５ｂ及びＮ型層１５ｃを順次堆積して光活性層１
５が形成される。その堆積領域はマスクの使用に
より所定部分に限定し得るものである。尚、グロ
ー放電によるアモルフアスシリコンダイオードの
形成自体は特公昭53−37718号公報に開示されて
いる様に周知である。
各感光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、各色フ
イルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂより小面積でその
内方に位置するように配されている。
イルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂより小面積でその
内方に位置するように配されている。
ところで、今、各感光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１
２Ｂを、各色フイルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと
同じ面積とすると、以下のような問題が生じる。
２Ｂを、各色フイルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと
同じ面積とすると、以下のような問題が生じる。
即ち、各感光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと各
色フイルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂとの間に透光
性基板１０が存在するために、例えば、色フイル
タ１３Ｒに色フイルタ１３Ｇとの境界近傍に斜め
に照射される光は、色フイルタ１３Ｇと対向する
感光素子１２Ｇに入射されてしまう、所謂、クロ
ストークが発生する。従つて、感光素子１２Ｇは
色フイルタ１３Ｇを透過してきた光のみならず、
色フイルタ１３Ｒを透過した光をも検出すること
となるため、正確な信号を得ることができない。
色フイルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂとの間に透光
性基板１０が存在するために、例えば、色フイル
タ１３Ｒに色フイルタ１３Ｇとの境界近傍に斜め
に照射される光は、色フイルタ１３Ｇと対向する
感光素子１２Ｇに入射されてしまう、所謂、クロ
ストークが発生する。従つて、感光素子１２Ｇは
色フイルタ１３Ｇを透過してきた光のみならず、
色フイルタ１３Ｒを透過した光をも検出すること
となるため、正確な信号を得ることができない。
それに対し、本発明は、各感光素子１２Ｒ，１
２Ｇ，１２Ｂは、各色フイルタ１３Ｒ，１３Ｇ，
１３Ｂより小面積でその内方に位置するように配
されているので、例えば、色フイルタ１３Ｒの色
フイルタ１３Ｇとの境界近傍に斜めに光が照射さ
れても、感光素子１２Ｇは、色フイルタ１３Ｒの
端部から引つ込んで位置するため、この素子１２
Ｇに入射されることはない。よつて、正確な色検
出を得ることができる。
２Ｇ，１２Ｂは、各色フイルタ１３Ｒ，１３Ｇ，
１３Ｂより小面積でその内方に位置するように配
されているので、例えば、色フイルタ１３Ｒの色
フイルタ１３Ｇとの境界近傍に斜めに光が照射さ
れても、感光素子１２Ｇは、色フイルタ１３Ｒの
端部から引つ込んで位置するため、この素子１２
Ｇに入射されることはない。よつて、正確な色検
出を得ることができる。
上記色センサー１０において、各色フイルタ１
３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの存在により、これらフイ
ルタ側より入射する光は、それが赤色を含む場
合、赤色フイルタ１３Ｒ及び基板１１を介して第
１感光素子１２Ｒに入り、該素子内の主にＩ型層
１５ｂで自由キヤリアを発生せしめる。この自由
キヤリアは第１、第２電極１４，１６に集めら
れ、両電極間に電圧が発生する。同様にして、入
射光が緑色を含む場合、又青色を含む場合、夫々
第２感光素子１２Ｇ、第３感光素子１２Ｂにおい
て第１、第２電極１４，１６間に電圧が発生す
る。よつてこれらの電圧を検出することにより入
射光の色検出をなすことができる。
３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの存在により、これらフイ
ルタ側より入射する光は、それが赤色を含む場
合、赤色フイルタ１３Ｒ及び基板１１を介して第
１感光素子１２Ｒに入り、該素子内の主にＩ型層
１５ｂで自由キヤリアを発生せしめる。この自由
キヤリアは第１、第２電極１４，１６に集めら
れ、両電極間に電圧が発生する。同様にして、入
射光が緑色を含む場合、又青色を含む場合、夫々
第２感光素子１２Ｇ、第３感光素子１２Ｂにおい
て第１、第２電極１４，１６間に電圧が発生す
る。よつてこれらの電圧を検出することにより入
射光の色検出をなすことができる。
アモルフアス半導体の感光度特性は第２図の曲
線Ｂに示す如く、ほとんど可視光領域に納まる帯
域を有している。このため、本実施例色センサー
１０では、たとえ赤色フイルタ１３Ｒを通して赤
外光が入つたとしても、それはほとんど検出され
ず、従つて従来必要としていた赤外カツトフイル
タを用いることなく正確な色情報を検出すること
ができる。また、本実施例色センサー１０にあつ
ては、各色フイルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは光
活性層１５とは反対側の基板表面に取着されるの
で、その取着時に光活性層１５を傷めることもな
い。
線Ｂに示す如く、ほとんど可視光領域に納まる帯
域を有している。このため、本実施例色センサー
１０では、たとえ赤色フイルタ１３Ｒを通して赤
外光が入つたとしても、それはほとんど検出され
ず、従つて従来必要としていた赤外カツトフイル
タを用いることなく正確な色情報を検出すること
ができる。また、本実施例色センサー１０にあつ
ては、各色フイルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは光
活性層１５とは反対側の基板表面に取着されるの
で、その取着時に光活性層１５を傷めることもな
い。
本発明実施例はこの様な優れた色センサー１０
において、その色検出精度をより高めんとするも
のである。即ち、アモルフアス半導体の感光度特
性は第２図で述べた様に可視光領域に帯域が納ま
つているものの、それは平坦でなく図示の如く約
550nm付近にピークを有している。又各色フイル
タ膜１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの透過度も第５図に
て曲線１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂで示す如く同一で
はなく、特に赤色フイルタ膜１３Ｒのそれが最も
大きい。このため第１〜第３感光素子１２Ｒ，１
２Ｇ，１２Ｂの感光度も相違し、同一入射強度で
あつても夫々異なる検出出力を発生することとな
る。
において、その色検出精度をより高めんとするも
のである。即ち、アモルフアス半導体の感光度特
性は第２図で述べた様に可視光領域に帯域が納ま
つているものの、それは平坦でなく図示の如く約
550nm付近にピークを有している。又各色フイル
タ膜１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの透過度も第５図に
て曲線１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂで示す如く同一で
はなく、特に赤色フイルタ膜１３Ｒのそれが最も
大きい。このため第１〜第３感光素子１２Ｒ，１
２Ｇ，１２Ｂの感光度も相違し、同一入射強度で
あつても夫々異なる検出出力を発生することとな
る。
本発明実施例の最も大きな特徴として、各素子
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの受光面積がこの様な各
素子の光感度に対応して異なつており、最も感光
度の大きい素子の受光面積が最も小さくなつてい
る。より具体的には、第１、第２、第３の感光素
子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの受光面積の比は約
２：３：５の割合いに設定されており、これによ
り各素子の感光度（出力電圧／入射光強度）は
ほゞ同一となり、良好な精度で色検出がなされ
る。
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの受光面積がこの様な各
素子の光感度に対応して異なつており、最も感光
度の大きい素子の受光面積が最も小さくなつてい
る。より具体的には、第１、第２、第３の感光素
子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの受光面積の比は約
２：３：５の割合いに設定されており、これによ
り各素子の感光度（出力電圧／入射光強度）は
ほゞ同一となり、良好な精度で色検出がなされ
る。
上記実施例では、各素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２
Ｂの光活性層１５はPIN接合を含む光起電力型で
あつたが、例えば約5μm厚さのＩ型のアモルフア
スシリコンのみで形成して光導電型の光活性層に
変更することもできる。この場合、第６図に示す
如く、光活性層１５の表面に１対の電極１６ａ，
１６ｂを被着する構成でも良い。
Ｂの光活性層１５はPIN接合を含む光起電力型で
あつたが、例えば約5μm厚さのＩ型のアモルフア
スシリコンのみで形成して光導電型の光活性層に
変更することもできる。この場合、第６図に示す
如く、光活性層１５の表面に１対の電極１６ａ，
１６ｂを被着する構成でも良い。
尚、上記実施例では、光活性層１５と第１、第
２電極膜１４，１６の何れも各素子毎に分離して
いる。
２電極膜１４，１６の何れも各素子毎に分離して
いる。
とりわけ、光活性層１５を各感光素子毎に分離
するようにパターン化している。このことは、各
感光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを各色フイルタ
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂより小面積でその内方に
位置するように配することで、正確な色検出を行
わしめたのと同様の理由によるものである。
するようにパターン化している。このことは、各
感光素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを各色フイルタ
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂより小面積でその内方に
位置するように配することで、正確な色検出を行
わしめたのと同様の理由によるものである。
即ち、上記光活性層１５を各感光素子間に跨る
ように形成したならば、この素子間に在る光活性
層１５に各色フイルタの境界近傍から斜めに入射
した光が照射されることとなり誤つた色情報が含
まれることとなるからである。
ように形成したならば、この素子間に在る光活性
層１５に各色フイルタの境界近傍から斜めに入射
した光が照射されることとなり誤つた色情報が含
まれることとなるからである。
又、上記実施例の光活性層１５に用いたアモル
フアスシリコンに代えて、アモルフアスシリコン
カーバイトなど他のものをも使用し得、更には１
部に多結晶や微結晶を混入することも可能であ
る。
フアスシリコンに代えて、アモルフアスシリコン
カーバイトなど他のものをも使用し得、更には１
部に多結晶や微結晶を混入することも可能であ
る。
又、必要に応じて感光素子の数を適宜増減し得
る。
る。
以上の説明より明らかな如く、本発明によれ
ば、赤外カツトフイルタを不要にし、その他の色
フイルタの取着の簡単な色センサーを実現でき、
又その色検出精度を高めることができる。
ば、赤外カツトフイルタを不要にし、その他の色
フイルタの取着の簡単な色センサーを実現でき、
又その色検出精度を高めることができる。
第１図は従来例を示す断面図、第２図は感光特
性図、第３図Ａは本発明実施例の平面図、第３図
Ｂは同Ｂ−Ｂ断面図、第３図Ｃは同Ｃ−Ｃ断面
図、第４図は要部拡大断面図、第５図は透過特性
図、第６図は他の実施例の要部断面図である。 １１……基板、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ……第
１、第２、第３感光素子、１５……光活性層。
性図、第３図Ａは本発明実施例の平面図、第３図
Ｂは同Ｂ−Ｂ断面図、第３図Ｃは同Ｃ−Ｃ断面
図、第４図は要部拡大断面図、第５図は透過特性
図、第６図は他の実施例の要部断面図である。 １１……基板、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ……第
１、第２、第３感光素子、１５……光活性層。
Claims (1)
- １ 透光性基板に設けられた複数の薄膜状感光素
子を含み、該素子の各々は、上記基板の一主面に
設けられた各素子に固有の色フイルタ膜と、上記
基板の他の主面に設けられた概ね可視光領域に感
光度特性を有するアモルフアス半導体を主体とす
る光活性層及び上記色フイルタ膜の各々と個別に
対向する電極膜の積層体とを備え、上記各素子
は、その受光面積が上記色フイルタ膜より小面積
にパターン化され、且つその配置を前記色フイル
タ膜より内方となるように配されると共に、上記
受光面積を各素子の光感度に対応して異ならしめ
たことを特徴とする色センサー。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57009199A JPS58125867A (ja) | 1982-01-22 | 1982-01-22 | 色センサ− |
| GB08300968A GB2115980B (en) | 1982-01-22 | 1983-01-14 | Color sensor |
| FR8300882A FR2520557B1 (fr) | 1982-01-22 | 1983-01-20 | Capteur chromatique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57009199A JPS58125867A (ja) | 1982-01-22 | 1982-01-22 | 色センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58125867A JPS58125867A (ja) | 1983-07-27 |
| JPH0477471B2 true JPH0477471B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=11713821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57009199A Granted JPS58125867A (ja) | 1982-01-22 | 1982-01-22 | 色センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58125867A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2702709B2 (ja) * | 1987-03-11 | 1998-01-26 | 松下電子工業株式会社 | 光半導体装置の製造方法 |
| JP2010261838A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Tyntek Corp | 光センサの出力比例調整方法 |
| JP2011112452A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Olympus Corp | カラーセンサ |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3748485A (en) * | 1971-10-05 | 1973-07-24 | Eastman Kodak Co | Optical-to-electrical signal transducer apparatus |
| JPS53129525A (en) * | 1977-04-18 | 1978-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid pickup color camera |
| JPS5932949B2 (ja) * | 1979-06-22 | 1984-08-11 | 日本電信電話株式会社 | 撮像装置 |
| JPS564286A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-17 | Canon Inc | Photoelectric converter |
| JPS56103573A (en) * | 1980-01-22 | 1981-08-18 | Canon Inc | Color reading device |
| JPS56135980A (en) * | 1980-03-28 | 1981-10-23 | Canon Inc | Photoelectric conversion element |
| JPS56138362A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-28 | Canon Inc | Photoelectric converter |
-
1982
- 1982-01-22 JP JP57009199A patent/JPS58125867A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58125867A (ja) | 1983-07-27 |
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