JPS5932949B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はファクシミリ装置に適用して好適な撮像装置に
関する。

従来、ファクシミリ装置に適用し得る撮像装置として、
受光素子が単結晶シリコンを用いて構成されているとい
う撮像装置、受光素子が多結晶セレンを用いて構成され
ているという撮像装置、受光素子が無定形セレンを用い
て構成されているという撮像装置が提案されている。

然し乍ら受光素子が単結晶シリコンを用いて構成されて
いるという撮像装置の場合、受光素子を、光学的画像情
報が光学的手段を用いて縮小投影される必要なしに投影
されるに十分な受光面積を有するものとして得るのが困
難であり、この為光学的画像情報を受光素子に投影する
につきその光学的画像情報を縮小投影する為の光学的手
段が不可欠であり、依つてその分撮像装置全体としての
構成が大型、複雑、高価となる欠点を有していた。

又受光素子が多結晶セレンを用いて構成されているとい
う撮像装置の場合、受光素子が単結晶シリコンを用いて
構成されているという撮像装置につき上述せる欠点はこ
れを回避し得るも、受光素子が多結晶セレンを用いて構
成されているが故にその受光素子を作動せしめるにつき
それに対するバイアス電源を要し、その分撮像装置全体
としての構成が大型、複雑、高価となると共に、受光素
子が多結晶セレンを用いて構成されているが故に感度が
不十分であるという欠点を有していた。更に受光素子が
無定形セレンを用いて構成されているという撮像装置の
場合、受光素子が多結晶セレンを用いて構成されている
という撮像装置の場合と同様に受光素子が単結晶シリコ
ンを用いて構成されている撮像装置につき上述せる欠点
はこれを回避し得、又受光素子が多結晶セレンを用いて
構成されているという撮像装置につき上述せる感度が不
十分であるという欠点もこれを回避し得るも、受光素子
が無定形セレンを用いて構成されているが故に受光素子
が多結晶セレンを用いて構成されているという撮像装置
につき上述せるバイアス電源を要するということに基く
欠点と同様の欠点を有すると共に、受光素子が無定形セ
レンを用いて構成され、そしてその無定形セレンが６０
〜７『Ｃ程度の比較的低い温度で結晶化するが故に、使
用温度の限界が低過ぎるという欠点を有していた。叙上
に鑑み本発明者等は種々の実験の結果、撮像装置に用い
られる受光素子が相対向する電極間に無定形シリコン層
を用いてＰＮ接合を形成せしめてなる構成を有する場合
、その受光素子が無定形シリコンを用いて構成されてい
るが故に、受光素子が単結晶シリコンを用いて構成され
ている撮像装置、受光素子が多結晶セレンを用いて構成
されている撮像装置、受光素子が無定形セレンを用いて
構成されている撮像装置につき上述せる欠点のない撮像
装置を得ることが出来ることを確認するに到つた。

依つて此処に本発明を提案するに到つたもので、以下図
面を伴なつて詳述する所より明らかとなるであろう。

第１図は本発明による撮像装置に適用される受光板の原
理的な一例を示し、全体として符号１で示され、例えば
ガラスでなる透光性基板２上に、例えば酸化インジニウ
ム系、酸化錫系の材料でなる層状乃至膜状の透明電極３
、Ｐ型の無定形シリコン層４、ｉ型の無定形シリコン層
５、Ｎ型の無定形シリコン層６、及び例えばアルミニウ
ムでなる電極７がそれ等の順に順次積層されてなる構成
を有する受光素子の複数Ｎ個Ｍｌ，Ｍ２・・・・・・Ｍ
Ｎを一次元的に又は二次元的に順次並置配列せしめてな
る構成を有する。

実際上斯る受光板１は、基板２の主面上に透明電極３の
複数Ｎ個を一次元的に又は二次元的に並置配夕１ルて形
成せしめ、次に斯く主面上に複数Ｎ個の透明電極３を形
成せしめてなる基板２を硼化水素を３％程度、シランを
１０％程度含む減圧された第１のアルゴン雰囲気内に３
００℃程度の温度に加熱せしめて配した状態で、その第
１のアルゴン雰囲気でのグロー放電を得ることによつて
、基板２の主面上に複数Ｎ個の透明電極３を覆つて爾后
無定形シリコン層４となるＰ型無定形シリコン層を積層
形成せしめ、次に第１のアルゴン雰囲気をシランを１０
％程度含む減圧された第２のアルゴン雰囲気に代え、そ
の第２のアルゴン雰囲気でのグロー放電を得ることによ
つてＰ型無定形シリコン層上に爾后無定形シリコン層５
となるｉ型無定形シリコン層を積層形成せしめ、次に第
２のアルゴン雰囲気を燐化水素を３％程度、シランを１
０％程度含む減圧された第３のアルゴン雰囲気に代え、
その第３のアルゴン雰囲気でのグロー放電を得ることに
よつてｉ型無定形シリコン層上に爾后無定形シリコン層
６となるＮ型無定形シリコン層を積層形成せしめ、次に
斯く基板２の主面上に複数Ｎ個の透明電極を覆つて積層
形成されたＰ型無定形シリコン層、ｉ型無定形シリコン
層及びＮ型無定形シリコン層による積層体に対する例え
ばＨＦ−ＨＮＯ３−ＣＨ３ＣＯＯＨ系エツチヤントを用
いたエツチング処理によつて複数Ｎ個の透明電極３の夫
々上にＰ型の無定形シリコン層４、１型の無定形シリコ
ン層５及びＮ型の無定形シリコン層６による積層体を形
成せしめてなる構成を得、次にその積層体を構成せる無
定形シリコン層６上に電極７を附してなる構成を得るこ
とによつて得ることが出来るものである。

以上にて本発明に適用される受光板の原理的一例構成が
明らかとなつたが、斯る受光板１の受光素子Ｍｉ（１−
１，２・・・・・・Ｎ）は、それが電極３、Ｐ型無定形
シリコン層４、ｉ型無定形シリコン層５、Ｎ型無定形シ
リコン層６及び電極７のそれ等の順に積層されてなる構
成を有し、従つて電極３及び７間に無定形シリコン層を
用いてＰＮ接合（厳密にはＰｉＮ接合）を形成せしめて
なる構成を有することにより、等価的にみて点線図示の
如く電極３及び７間に接続されている容量Ｃｉを内部に
有するものである。

又受光板１の受光素子Ｍｉはそれが電極３及び７間に無
定形シリコン層を用いてＰＮ接合を形成せしめてなる構
成を有することにより、電極３及び７間でみて、光の入
射が全くない場合は、第２図にて曲線Ａに示す如き、電
圧Ｖの値が零である場合電流１の値が零を採り、又これ
より電圧Ｖの値が正方向の電圧Ｖａとなる迄の間に於て
はその電圧Ｖの値が正方向に大となつても電流１の値は
大とならず実質的に零を採り、然し乍らこれより電圧Ｖ
の値が正方向に大となれば電流１の値が急激に大となる
値を採り、更に電圧Ｖの値が零より負方向に大となれば
これに応じて電流１の値が十分小なる値ではあるが徐徐
に負方向に大となる値を採るという電圧Ｖ一電流１特性
を呈するも、光の人射がある場合は、第２図にて曲線Ｂ
に示す如き、電圧Ｖの値が零である場合電流１の値が負
方向の比較的大なる値−１ｂを採り、又これより電圧Ｖ
の値が正方向に大となればこれに応じて電流の値が正方
向に比較的急激に大となる値をとり、そして電流の値が
零の場合電圧Ｖの値がＶａに近い値Ｖｂを採るという電
圧Ｖ一電流１特性を呈するものである。従つて受光素子
Ｍ１はそれに基板２側から外部よりの光の人射を受けた
場合、その受光素子Ｍｉの電極３及び７間に、バイアス
電源を接続する要なしに、電極３及び７間に入射された
光の量に応じた起電力を発生するものである。以上にて
本発明に適用し得る受光板の原理的一例が明らかとなつ
たが、本発明の一例は斯る第１図にて上述せる受光板１
を用いた第３図にて以下述べる構成を有するものである
。

則ち第１図及び第２図にて上述せる受光板１を有し、而
してその受光素子Ｍｌ，Ｍ２・・・・・・ＭＮの電極７
が例えばＭＯＳ電界効果トランジスタ８を以つて構成せ
る複数Ｎ個のスイツチ素子Ｑｌ，Ｑ２・・・・・・ＱＮ
を夫々通じてそれ等に共通の画像情報処理回路１０の一
方の入力端１１ａに到る出力線９ａに接続され、又受光
素子Ｍｌ，Ｍ２・・・・・・ＭＮの電極３がそれ等に共
通の画像情報処理回路１０の他方の入力端１１ｂに到る
出力線９ｂに接続され、方複数Ｎ個の出力端子Ｔｌ，Ｔ
２・・・・・・ＴＮを有し、それ等出力端子Ｔｌ，Ｔ２
・・・・・・ＴＮにて順次走査用パルスＰｌ，Ｐ２・・
・・・・ＰＮが得られる様になされたそれ自体は公知の
走査用パルス発生回路１２を有し、而してスイツチ素子
Ｑｌ，Ｑ２・・・・・・ＱＮが走査用パルス発生回路１
２の出力端子Ｔｌ，Ｔ２・・・・・・ＴＮより順次得ら
れる走査用パルスＰｌ，Ｐ２・・・・・・ＰＮにて順次
開閉制御される様になされている。

以上が本発明による撮像装置の一例構成であるが、斯る
構成によれば、その受光板１に対しその基板２側より光
学的画像情報Ｌを投影せしめ、従つて受光素子Ｍｉに光
学的画像情報Ｌを構成せる光学的画素情報Ｌｉを投影せ
しめれば、受光素子Ｍｉの電極３及び７間に光学的画素
情報Ｌｉの光量に応じた起電力が発生し、これが電気的
画素情報Ｓｉとして受光素子Ｍｉの容量Ｃｉに充電され
て得られるものである。従つて斯る状態が得られた后（
実際上は光学的画像情報Ｌを受光板１に投影せしめて后
僅かな時間を経た后）走査用パルス発生回路１２の出力
端子Ｔｌ，Ｔ２・・・・・・ＴＮより順次走査用パルス
Ｐｌ，Ｐ２・・・・・・ＰＮを得れば、出力線９ａ及び
９ｂ間に順次電気的画素情報Ｓｌ，Ｓ２・・・・・・Ｓ
Ｎが得られ、而してこれ等順次に得られる電気的画素情
報Ｓｌ，Ｓ２・・・・・・ＳＮが受光板１に投影された
光学的画像情報Ｌを表わす電気的時系列画像情報Ｓとし
て画像情報処理回路１０に供給されるものである。依つ
て第３図にて上述せる撮像装置によれば、撮像装置とし
ての機能が得られるものであるが、この場合受光板１を
構成せる受光素子Ｍｉが単結晶シリコン、多結晶セレン
、及び無定形セレンの何れでもない無定形シリコンを用
いて構成されているので、その受光板１を、光学的画像
隋報Ｌが光学的手段を用いて縮小投影される必要なしに
投影されるに十分な大なる受光面積を有するものとして
得ることが容易であり、この為光学的画像情報Ｌを受光
板１に投影するにつきその光学的画像情報Ｌを縮小投影
する為の光学的手段を必ずしも要さず、依つて撮像装置
全体を簡易、小型、廉価に構成し得るものである。

又受光板１を構成せる受光素子Ｍ１が無定形シリコンを
用いて構成され、そしてそれがバイアス電源を要さずし
て作動するので、受光板１より時系列画像情報Ｓを得る
につきそれに対するバイアス電源を別途要しないもので
ある。更に受光素子Ｍｉが無定形シリコンを用いて構成
され、そしてその受光素子Ｍｉで得られる起電力が、受
光素子が単結晶シリコン又は多結晶セレン若しくは無定
形セレンを用いて構成されている場合に比し格段的に大
であるので、受光板１より得られる時系列画像情報Ｓが
十分高い感度を以つて得られることとなるものである。
又受光素子Ｍｉが無定形シリコンを用いて構成され、そ
してその受光素子Ｍｉが比較的高い温度が与えられても
Ｓ／Ｎ良く作動するので、受光板１より得られる時系列
画像情報Ｓが比較的高い使用温度でもＳ／Ｎ良く得られ
る等の大なる特徴を有するものである。依つて上述せる
本発明による撮像装置はこれをフアクシミリ装置に適用
して好適なものである。

尚上述に於ては本発明の一例を示したに留まり、詳細説
明はこれを省略するも、受光板１の受光素子Ｍｌ，Ｍ２
・・・・・・ＭＮの電極３及び７間に夫々容量素子Ｆｌ
，Ｆ２・・・・・・ＦＮを接続し、依つて受光素子Ｍｉ
の電極３及び７間に内部容量Ｃｉによる容量と容量素子
Ｆ１による容量とによる内部容量Ｃｉの容量に比し大な
る容量を接続せる構成とし、受光素子Ｍｉにて得られる
電気的画素情報Ｓｉを大なる電力を有するものとして得
る様になすことも出来るものである。又例えば第３図に
て上述せる構成に於てその受光板１の基板２及び受光素
子Ｍ１の電極３が透光性を有するものであるに代え、受
光素子Ｍｉの電極７を透光性を有するものとし、之に応
じて光学的画像情報Ｌを受光板１にその基板２側とは反
対側より投影する様になすことも出来、又受光素子Ｍｉ
をｉ型無定形シリコン層５を有さず電極３及び７間にＰ
型無定形シリコン層４及びＮ型無定形シリコン層６のみ
が存するという構成とすることも出来、更にある場合は
受光素子Ｍ１を電極３及び７間にＰ型無定形シリコン層
４、ｉ型無定形シリコン層５及びＮ型無定形シリコン層
６の積層体の複数が積層されて存するという構成として
前述せる場合に比し大なる起電力の得られる様にするこ
とも出来、その他本発明の精神を脱することなしに種々
の変型変更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撮像装置に適用し得る受光板の一
例を示す路線的側面図、第２図はその受光素子の電圧Ｖ
一電流１特性を示す曲線図、第３図は第１図に示す受光
板を用いた本発明による撮像装置の一例を示す系統図で
ある。 図中１は受光板、２は基板、Ｍ１〜ＭＮは受光素子、３
及びＴＣま電極、４はＰ型無定形シリコン層、５はｉ型
無定形シリコン層、６はＮ型無定形シリコン層、Ｃ１〜
ＣＮは容量、８はＭＯＳ電界効果トランジスタ、Ｑ１〜
ＱＮはスイツチ素子、１０は画像情報処理回路、１２は
走査用パルス発生回路、Ｆ１〜ＦＮは容量素子を夫々示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に相対向する電極間に無定形シリコン層を用
   いてＰＮ接合を形成せしめてなる受光素子の複数を並置
   配列せしめてなる光学的画像情報の投影される受光板を
   有し、該受光板の複数の受光素子が複数のスイッチ素子
   を夫々通じてそれ等に共通の出力線に接続され、上記受
   光板の複数の受光素子に対するバイアス電源を要するこ
   となしに上記複数のスイッチ素子を順次開閉制御せしめ
   ることにより上記出力線にて上記光学的画像情報を表わ
   す電気的時系列画像情報が得られる様になされた事を特
   徴とする撮像装置。 ２ 特許請求の範囲第１項所載の撮像装置に於て、上記
   受光板の複数の受光素子と並列関係に複数の容量素子が
   夫々接続されてなる事を特徴とする撮像装置。