JPH0624236B2 - カラ−イメ−ジセンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カラーイメージセンサに係り、特に各色間の
光量の補正方法に関する。

［従来技術およびその問題点］ 水素化アモルファスシリコン（ａ−ｓｉ：Ｈ）等のアモ
ルファス半導体薄膜を光導電体層として用いたサンドイ
ッチ型の光電変換素子は、優れた光電変換特性を有して
おり、かつ構造が簡単で大面積化が容易であることか
ら、原稿と同一幅のセンサ部を有する長尺読み取り素子
を用いた密着型イメージセンサすなわち、縮小光学系を
必要としない大面積デバイスとして、原稿読み取り装置
への幅広い利用が注目されている。

例えば、上述したように水素化アモルファスシリコン層
を光導電体層として使用し、金属電極と透光性電極とで
挾んだサンドイッチ型の光電変換素子は、可視光の４０
０ｎｍから６５０ｎｍにわたる広い波長領域で良好な分
光感度特性を有することから、長尺基板に多数の上記光
電変換素子を配列せしめた密着型イメージセンサの各光
電変換素子に対し、夫々所定の色の色フィルタを積層せ
しめカラー原稿の読み取りを行なうようにしたものも提
案されている。（特願昭５８年９１１３２号） すなわち、第４図に平面図、第５図にそのＡ−Ａ断面図
を示す如く、絶縁性のセラミック基板１上に複数のパタ
ーンに分割配置されたクロム（Ｃｒ）薄膜からなる金属
電極２と、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）薄膜からなる透
光性電極４とによって水素化アモルファスシリコン層か
らなる光電変換層３が挾持されてなるサンドイッチ型の
光電変換素子の透光性電極４上に、金属電極の１つ１つ
に夫々対応するように、蒸着法等によって赤色透過フィ
ルタ５，緑色透過フィルタ６，青色透過フィルタ７が順
に繰り返し整列して配設されてなるものである。

そして、正確な読み取りを可能とするためには、これら
のセンサは互いに完全に独立であると共に、受光部の面
積も同一でなければならない。

このため、長尺基板上における各センサの受光面積の規
定についてはいろいろな試みがなされている。

第４図および第５図に示したような、金属電極と透光性
電極との重なり部分の面積によって受光面積（センサ面
積）を規定する構造よりも、更に改良した構造として、
例えば、第６図に示す如く、透光性電極４とフィルタ層
との間にパッシベーション膜８を介して透光性の開口窓
９を具え黒色に染色されたゼラチン膜からなる遮光膜１
０を形成することによって受光面積を規定する方法も提
案されている。

これらの構造では、夫々、金属面積と透光性電極との重
なり部分の面積、開口窓の面積によって受光面積が規定
されているが、水素化アモルファスシリコン層は分光感
度が急峻であることから、各色のフィルタ層を透過して
入射した光の波長の差から光を照射した時の光導電率が
色毎に変化し、例えば緑色透過フィルタ６を配設した部
分では規定された受光面積よりも増加する傾向を示す
等、色によって出力にばらつきが生じるため、複雑な出
力補正が必要であった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、信号処理
が簡単で出力特性のばらつきの小さいカラーイメージセ
ンサを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そこで本発明のカラーイメージセンサでは、センサに入
射する光の波長に応じて−すなわち、センサの上層に配
されている色フィルタ層の色相に応じて−センサへの入
射光量を調整すべくセンサ毎に透光性電極上に半遮光性
の金属膜を形成し、センサに入射する光は、該金属膜を
通過することによって光量を低下せしめられるように構
成している。

［作用］ すなわち、例えば、赤色透過フィルタ、緑色透過フィル
タ、青色透過フィルタを夫々、センサ毎に順次繰り返し
配列したカラージイメージセンサの場合、緑色透過フィ
ルタの配されるセンサ上にのみ、半遮光性の金属膜を配
設する。水素化アモルファスシリコン層は、波長入＝５
８０〜６２０ｎｍをもつ光すなわち緑色透過フィルタの
透過波長に対し、高感度であるため、半遮光性の金属膜
を介してセンサに入射する光量は、小さくなっている
が、他のセンサと同程度の信号を出力する。

このようにして、出力信号のばらつきを抑えることが可
能となり、シェーディング補正等の出力補正を行なうこ
となく良好な出力特性を得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。

第１図および第２図は、カラーイメージセンサを示す図
である。（第２図は第１図のＢ−Ｂ断面図である。） このカラーイメージセンサは、セラミック基板１１上に
分割形成されたクロム（Ｃｒ）薄膜パターンからなる金
属電極１２と、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）薄膜からな
る透光性電極１４とによって水素化アモルファスシリコ
ン層からなる光導電体層１３が挾持されてなるサンドイ
ッチ型の光電変換素子からなるセンサ部Ｓと、その透光
性電極上に形成されたフィルタ部Ｆとから構成されてい
る。

このフィルタ部Ｆは、前記各金属電極に対応して順次、
赤色透過フィルタ１５，緑色透過フィルタ１６，青色透
過フィルタ１７を配列してなると共に、緑色透過フィル
タ１６の下層にのみ、膜厚３００Åのクロム薄膜からな
る半導体性の金属膜１８が配設されている。

次に、このカラーイメージセンサの製造方法について説
明する。

まず、通常の方法により、第３図（ａ）に示す如く、セ
ラミック基板１１上に金属電極１２，光導電体層１４，
透光性電極１３を順次形成し、サンドイッチ型の光電変
換素子からなるセンサ部Ｓを形成する。

次いで、フォトレジストとしてＡＺ６１２と指称されて
いるヘキスト社製のポジレジストを前記センサ部Ｓの透
光性電極１３上に、ロールコーティング法により約５μ
ｍとなるように形成し、９０℃，６分のプリベークを行
なった後、９０秒間紫外線露光を行なう。そして更に、
モノクロルベンゼン中に２０分間浸漬することにより現
像を行なった後、９０℃，６分間のポストベークを行な
い、第３図（ｂ）に示す如くレジストパターン２０を形
成する。

続いて、このセラミック基板を蒸着装置内に投入し、エ
レクトロンビーム（ＥＢ）法を用いて膜厚３００Åのク
ロム薄膜１８′を形成する。このときの基板温度は１２
０℃とする（第３図（ｃ））。着膜後、１００℃まで放
冷した後、大気に戻し、装置から基板を取り出す。

この後、第３図（ｄ）に示す如く、アセトン，イソプロ
ピルアルコール（ＩＰＡ）＋酢酸ブチルあるいは酢酸エ
チル等に浸漬し、前記レジストパターン２０を除去する
ことにより、リフトオフ法によるクロム薄膜のパターニ
ングを行ない、半遮光性の金属膜１８を形成する。

続いて、低分子量（３万〜５万）のゼラチンに重クロム
酸アンモニウムを２０重量％、シランカップリング剤を
１重量％添加した後、ゼラチン濃度が２０％となるよう
に水を加えて形成したゼラチン塗布液を、前記セラミッ
ク基板の表面全体に塗布し、赤色透過フィルタに対応す
る部分１５にのみ、選択的に光照射（５秒間）を行な
い、温水で約３分間バブリングさせながら現象を行なう
ことにより、第１のレリーフパターン１５′を第３図
（ｅ）に示す如く形成する。

そして、１２０℃でバーニングした後、８０℃ｐＨ３の
染浴で酸性染料を用いて３分間赤色を透過するように染
色を行ない、第３図（ｆ）に示す如く、赤色透過フィル
タ層を形成する。この後、タンニン酸を１重量％添加し
た３０℃ｐＨ３の溶液に浸漬し、該赤色透過フィルタ層
を硬膜化する。

続いて、再び、同様に前記ゼラチン塗布液を表面全体に
塗布し、緑色透過フィルタに対応する部分１６にのみ選
択的に５秒間の光照射を行ない、温水で約３分間バブリ
ングさせながら現像を行なうことにより、第２のレリー
フ像パターン１６′を第３図（ｇ）に示す如く形成す
る。そして、赤色の場合と同様にして、緑色を透過する
ように染色を行なう。このとき、既に形成されている赤
色透過フィルタ１５は硬膜化されているため染色される
ことなく安定である。更に、硬膜化を行ない、半遮光性
の金属膜１８上に緑色透過フィルタ層１６を形成する。

そして最後に、同様にして、青色透過フィルタ層１７を
形成し、第１図および第２図に示したカラー密着型イメ
ージセンサが完成される。

このようにして形成されたカラーイメージセンサでは、
緑色に対して、センサは、より高感度に作用するが、緑
色透過フィルタを透過した光は、半遮光性の金属膜１８
を介してセンサ部に入射するため、他の波長の色（青お
よび赤色）の読み取り出力と同程度に補正されて出力さ
れる。従ってシェーディング補正等の複雑な信号処理が
不要となり、出力特性が良好となっている。

なお、実施例においては、緑色透過フィルタの下にの
み、半遮光性の金属膜を介在させたが、使用フィルタの
透過波長と、センサ部の分光感度特性に応じて、適宜、
該金属膜の膜厚等を変更し、光量を調整すればよい。

また、半遮光性の金属膜としては、クロムの他、金（Ａ
ｕ），アルミニウム（Ａｌ），プラチナ（Ｐｔ），ルテ
ニウム（Ｒｕ），モリブテン（Ｍｏ）等、他の材料を用
いて良いことはいうまでもない。

［効果］ 以上説明してきたように、本発明のカラーイメージセン
サによれば、センサとフィルタとの間にフィルタの透過
波長と、センサの分光感度特性に応じて、光量調整用の
半遮光性の金属膜を介在させるようにしているため、複
雑な信号処理を行なうことなく、良好な出力特性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明実施例のカラーイメージ
センサを示す図、第３図（ａ）乃至（ｇ）は同カラーイ
メージセンサの製造工程図、第４図乃至第６図は、従来
例のカラーイメージセンサを示す図である。 １，１１……セラミック基板、２，１２……金属電極、
３，１３……透光性電極、４，１４……光導電体層、
５，１５……赤色透過フィルタ、 ６，１６……緑色透過フィルタ、７，１７……青色透過
フィルタ、１８……半遮光性の金属膜、 ２０……レジストパターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に、金属電極、光導電体層、透光性
   電極が順次積層されてなるサンドイッチ型の光電変換素
   子を多数個並設せしめたセンサ部と、この受光面上に積
   層せしめられた各色のフィルタからなるフィルタ部とを
   具えたカラーイメージセンサにおいて、 フィルタの透過波長と、該透過波長に対するセンサ部の
   分光感度特性とに対応して、各色の読み取り出力が同程
   度となるように、センサ部への入射光量を制御すべく、 特定の色のフィルタに対して半遮光性の金属膜を介在せ
   しめるようにしたことを特徴とするカラーイメージセン
   サ。