JPS61263156A - イメ−ジセンサ - Google Patents
イメ−ジセンサInfo
- Publication number
- JPS61263156A JPS61263156A JP60104377A JP10437785A JPS61263156A JP S61263156 A JPS61263156 A JP S61263156A JP 60104377 A JP60104377 A JP 60104377A JP 10437785 A JP10437785 A JP 10437785A JP S61263156 A JPS61263156 A JP S61263156A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- analog switch
- substrate
- photoelectric conversion
- image sensor
- electrode
- 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.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
- H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
- H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
- H04N3/12—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by switched stationary formation of lamps, photocells or light relays
- H04N3/127—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by switched stationary formation of lamps, photocells or light relays using liquid crystals
-
- 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
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/191—Photoconductor image sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は絶縁基板上に薄膜半導体で構成され、−列に
配置される多数の光電変換素子と信号読み取り等の制御
用ＩＣとを搭載するハイブリッド型−一あって、出力信
号を蓄積された電荷の放電によって得るイメージセンサ
に関する。
配置される多数の光電変換素子と信号読み取り等の制御
用ＩＣとを搭載するハイブリッド型−一あって、出力信
号を蓄積された電荷の放電によって得るイメージセンサ
に関する。
ファクシミリ装置の小形化、低コスト化をめざして、薄
膜半導体素子を用いた密着型イメージセンサの開発が進
められている。第２図にその例を示す、センサ部ＩＯは
、光１１ｆ換素子列２０を存し、充電変換素子列は例え
ばｌ ａｍ当たり８個、すなわちＡ４版の原稿２１６鰭
幅に対しては全体で１７２８個の光電変換素子から構成
されている。このセンサ部ｌＯと原稿３０との間には、
原稿の像が光電変換素子に結ぶ様にセルフォックレンズ
アレイ４０を配置する。原稿３０は、セルフォックレン
ズアレイ４０の両側に配置された発光ダイオニド列５０
の光により照射される。この光電変換素子が１ｆｉ当た
り８個の場合この大きさは１００ ｎ平方、１ｆｉ当た
り１６個の場合には５０μ平方の大きさにする必要があ
る。 現在ファクシミリの高速化が指向される傾向にあり、Ｇ
３又は今後Ｇ４機種が広く普及していくことが考えられ
るが、そのためには−走査当たりの読み取り時間が４バ
程度あるいはそれ以下でなければならない、それに対応
するために非晶質シリコン（ａ−５ｉ）を用いたセンサ
の開発が進められている。 第３図はａ−５ｉを用いたセンサの一例を示し、ｔａ＋
は平面図、（ｂｌは（ａｌのＢ−１３線の断面図である
。 透明絶縁基板ｌ上に基板側から入射する光信号により作
動する構造のセンサとして、個別電極となる透明電極’
ｌ、ａ−５ｉ層３．共ａｔ極となる金属１１ｔｉ４から
成るフォトダイオードが形成されている。透明電極２は
厚さ５００〜２０００人の透明導電膜から成り、ａ−５
ｉ層３は公知の方法で透明電極側から厚さ約１００人の
ｐ層、厚さ約０．５−のノンドープ１層、厚さ約５００
人の０層が順次形成されたものであり、金属電極４は約
１−の厚さを有する。 透明電極２は、１ｍ１１当たり８個の割合で形成される
１００−平方の個別電極２１とリード部２２から成り
、これは透明導電膜被着後フォトリソグラフィ法によっ
て得られる。透明電極のリード部２２には金属リード５
が接続され、この金属リード５はセンサから得られる光
信号の切換えを行うＩＣ６の端子へ信号を伝達するもの
であり、このパターンは蒸着後のフォトリソグラフィ法
によって形成される。 金属リード５の端部とＩＣ６のバッド６１との接続は、
リードボンディングされた導線７で行われる。 第４図は信号読み取りの動作を説明するための等価回路
を示している。フォトダイオード３１は前述のｐ−１−
ｎ三層からなるａ−５ｉダイオードであり、５ｖの逆バ
イアスが印加されている。ここで発生する光電流は、ア
ナログスイッチ３２が開いている間に、配線容量３３に
充電される。この充電時間は１走査時間とほぼ等しく、
４層程度である。 このようなフォトダイオード３１．アナログスイッチ３
２等が１７２８個並列Ｃ−流−電圧変換回路３４に接続
されている。ただし第３図には１＆Ｉｌだけが示されて
いる。 １７２８個のアナログスイッチ３２を順次閉じ
ることにより、配線容量３３に蓄積された電荷が、配線
部分のインダクタンス成分３５を通って放電され、この
放電電流を積分回路を用いて、アナログスイッチが閉じ
る時間毎に積分すれば、フォトダイオード３１に入射す
る光の照度に対応して一次元の画像情報が時系列の電気
信号として取り出せる。 今、充電電流をＩ （ｔ）とすると、一定時間（に蓄積
される電荷ｆｉＱは次式で表わされる。 ここでＩ （ｔ）が一定であれば、Ｑは■に比例するこ
とになるが、第４図の点３６の電圧は充電と共に上昇す
るので、現実には一定でない、従ってフォトダイオード
３１の両端の電圧も変化することになる。つまり、Ｉ
（ｔ）は一定ではなく次の式で表わされる。 すなわち、！（ｔ）は（Δ■／Δ■）・Ｑ／Ｃの割合で
減少することになる。ここで（ΔＩ／ΔＶ）はフォトダ
イオードの電流−電圧特性の傾きである。 、第５図に現実のａ−５ｉダイオードのｉ流−電圧特性
を示す。ａ −５ｉの生成条件にも依存するが、規格化
した （ΔＩ／ΔＶ）はｌｖ当たり約３％と見積もられ
た。一方、（２）式から明らかな様に配線容量Ｃを充分
大きくすればＩ（ｔ）の変化は小さくなる。Ｃを大きく
するためには金属リード５を長くすれば良い訳である。 しかし、そうすることによりインダクタンス成分３５６
大きくなり、アナログスイッチ３２を閉じて放電する時
に、電荷が放電しきれなくなって誤差を生じることにな
り、またノイズを拾い易くなるのでこれは不可能である
。 実際に配線を出来る限り短くした場合、平均長２０日、
輻２〇−程度となり、この時の容量はｌｐＦのオーダー
であった。これらの結果から充電電流の変化率 （減少
率）は、Ｅ ｓｖ ： １０−’ （Ａ）とすれば次の
通りになる。 照度が大きければさらにこれは大きくなり、第６図の出
力対照度関係曲線に縞６１で示す様に直線性が失われる
ことになる。
膜半導体素子を用いた密着型イメージセンサの開発が進
められている。第２図にその例を示す、センサ部ＩＯは
、光１１ｆ換素子列２０を存し、充電変換素子列は例え
ばｌ ａｍ当たり８個、すなわちＡ４版の原稿２１６鰭
幅に対しては全体で１７２８個の光電変換素子から構成
されている。このセンサ部ｌＯと原稿３０との間には、
原稿の像が光電変換素子に結ぶ様にセルフォックレンズ
アレイ４０を配置する。原稿３０は、セルフォックレン
ズアレイ４０の両側に配置された発光ダイオニド列５０
の光により照射される。この光電変換素子が１ｆｉ当た
り８個の場合この大きさは１００ ｎ平方、１ｆｉ当た
り１６個の場合には５０μ平方の大きさにする必要があ
る。 現在ファクシミリの高速化が指向される傾向にあり、Ｇ
３又は今後Ｇ４機種が広く普及していくことが考えられ
るが、そのためには−走査当たりの読み取り時間が４バ
程度あるいはそれ以下でなければならない、それに対応
するために非晶質シリコン（ａ−５ｉ）を用いたセンサ
の開発が進められている。 第３図はａ−５ｉを用いたセンサの一例を示し、ｔａ＋
は平面図、（ｂｌは（ａｌのＢ−１３線の断面図である
。 透明絶縁基板ｌ上に基板側から入射する光信号により作
動する構造のセンサとして、個別電極となる透明電極’
ｌ、ａ−５ｉ層３．共ａｔ極となる金属１１ｔｉ４から
成るフォトダイオードが形成されている。透明電極２は
厚さ５００〜２０００人の透明導電膜から成り、ａ−５
ｉ層３は公知の方法で透明電極側から厚さ約１００人の
ｐ層、厚さ約０．５−のノンドープ１層、厚さ約５００
人の０層が順次形成されたものであり、金属電極４は約
１−の厚さを有する。 透明電極２は、１ｍ１１当たり８個の割合で形成される
１００−平方の個別電極２１とリード部２２から成り
、これは透明導電膜被着後フォトリソグラフィ法によっ
て得られる。透明電極のリード部２２には金属リード５
が接続され、この金属リード５はセンサから得られる光
信号の切換えを行うＩＣ６の端子へ信号を伝達するもの
であり、このパターンは蒸着後のフォトリソグラフィ法
によって形成される。 金属リード５の端部とＩＣ６のバッド６１との接続は、
リードボンディングされた導線７で行われる。 第４図は信号読み取りの動作を説明するための等価回路
を示している。フォトダイオード３１は前述のｐ−１−
ｎ三層からなるａ−５ｉダイオードであり、５ｖの逆バ
イアスが印加されている。ここで発生する光電流は、ア
ナログスイッチ３２が開いている間に、配線容量３３に
充電される。この充電時間は１走査時間とほぼ等しく、
４層程度である。 このようなフォトダイオード３１．アナログスイッチ３
２等が１７２８個並列Ｃ−流−電圧変換回路３４に接続
されている。ただし第３図には１＆Ｉｌだけが示されて
いる。 １７２８個のアナログスイッチ３２を順次閉じ
ることにより、配線容量３３に蓄積された電荷が、配線
部分のインダクタンス成分３５を通って放電され、この
放電電流を積分回路を用いて、アナログスイッチが閉じ
る時間毎に積分すれば、フォトダイオード３１に入射す
る光の照度に対応して一次元の画像情報が時系列の電気
信号として取り出せる。 今、充電電流をＩ （ｔ）とすると、一定時間（に蓄積
される電荷ｆｉＱは次式で表わされる。 ここでＩ （ｔ）が一定であれば、Ｑは■に比例するこ
とになるが、第４図の点３６の電圧は充電と共に上昇す
るので、現実には一定でない、従ってフォトダイオード
３１の両端の電圧も変化することになる。つまり、Ｉ
（ｔ）は一定ではなく次の式で表わされる。 すなわち、！（ｔ）は（Δ■／Δ■）・Ｑ／Ｃの割合で
減少することになる。ここで（ΔＩ／ΔＶ）はフォトダ
イオードの電流−電圧特性の傾きである。 、第５図に現実のａ−５ｉダイオードのｉ流−電圧特性
を示す。ａ −５ｉの生成条件にも依存するが、規格化
した （ΔＩ／ΔＶ）はｌｖ当たり約３％と見積もられ
た。一方、（２）式から明らかな様に配線容量Ｃを充分
大きくすればＩ（ｔ）の変化は小さくなる。Ｃを大きく
するためには金属リード５を長くすれば良い訳である。 しかし、そうすることによりインダクタンス成分３５６
大きくなり、アナログスイッチ３２を閉じて放電する時
に、電荷が放電しきれなくなって誤差を生じることにな
り、またノイズを拾い易くなるのでこれは不可能である
。 実際に配線を出来る限り短くした場合、平均長２０日、
輻２〇−程度となり、この時の容量はｌｐＦのオーダー
であった。これらの結果から充電電流の変化率 （減少
率）は、Ｅ ｓｖ ： １０−’ （Ａ）とすれば次の
通りになる。 照度が大きければさらにこれは大きくなり、第６図の出
力対照度関係曲線に縞６１で示す様に直線性が失われる
ことになる。
本発明は上記欠点をなくし、照度に対する直線性の良い
、イメージセンサを提供することを目的とする。
、イメージセンサを提供することを目的とする。
本発明によれば、絶縁基板上に一線上に配列される複数
の個別電極および光電変ｔａｇ！、共通電極を積層して
なり、各個別電極が基板上に備えられるａｌｌを介して
アナログスイッチに接続され、そのアナログスイッチが
開いている間に光電変換膜に発生した電荷を配線容量に
蓄積し、アナログスイッチが閉じた際に蓄積された電荷
を出力信号として取り出すイメージセンサに、おいて、
個別電極とアナログスイッチを接続する導線と対向する
基板の反対側の面上に金属膜を備え、その金属膜が電気
的に接地されていることにより上記の目的が達成される
。
の個別電極および光電変ｔａｇ！、共通電極を積層して
なり、各個別電極が基板上に備えられるａｌｌを介して
アナログスイッチに接続され、そのアナログスイッチが
開いている間に光電変換膜に発生した電荷を配線容量に
蓄積し、アナログスイッチが閉じた際に蓄積された電荷
を出力信号として取り出すイメージセンサに、おいて、
個別電極とアナログスイッチを接続する導線と対向する
基板の反対側の面上に金属膜を備え、その金属膜が電気
的に接地されていることにより上記の目的が達成される
。
第１図は本発明の一実施例を示し、ｌａｌは平面図、巾
）はｆａｔのＡ−Ａ線断面図で、第３図と共通の部分に
は同一の符号が付されている。第１図の場合と同様に透
明１Ｊ１極２．ａ−５ｉＪｉｉ３．金属電極４からなる
フォトダイオードがガラス等の透明絶縁基板１上に形成
されている０透明電極２のリード部２２は・このフォト
ダイオードから得られる光イ五号の切換えを行うＩＣ６
の端子６１へ信号を伝達するため金属リード５に接続さ
れている。 この金属リード５の反対側の面に金属１１８を、例えば
Ｔｉ、ＡＩあるいはその２層膜を蒸着することによって
形成する。導電性ペーストの塗布で形成することもでき
る。この金属膜８を電気的に接地することにより配線容
量が大幅に増大ｒる。この実施例では、ガラスの厚さを
１ｍ、比誘電率を５とすれば、Ｃは約２００ｐＦとなり
、（２）式で計算される充電電流の変化率−（ΔＩ／Δ
Ｖ）・Ｑ／Ｃは約０．６％となり、無視できる程度にな
る。その結果、第６図に繍６２によって示すように、出
力が照度に対して良好な直線性を持つ。
）はｆａｔのＡ−Ａ線断面図で、第３図と共通の部分に
は同一の符号が付されている。第１図の場合と同様に透
明１Ｊ１極２．ａ−５ｉＪｉｉ３．金属電極４からなる
フォトダイオードがガラス等の透明絶縁基板１上に形成
されている０透明電極２のリード部２２は・このフォト
ダイオードから得られる光イ五号の切換えを行うＩＣ６
の端子６１へ信号を伝達するため金属リード５に接続さ
れている。 この金属リード５の反対側の面に金属１１８を、例えば
Ｔｉ、ＡＩあるいはその２層膜を蒸着することによって
形成する。導電性ペーストの塗布で形成することもでき
る。この金属膜８を電気的に接地することにより配線容
量が大幅に増大ｒる。この実施例では、ガラスの厚さを
１ｍ、比誘電率を５とすれば、Ｃは約２００ｐＦとなり
、（２）式で計算される充電電流の変化率−（ΔＩ／Δ
Ｖ）・Ｑ／Ｃは約０．６％となり、無視できる程度にな
る。その結果、第６図に繍６２によって示すように、出
力が照度に対して良好な直線性を持つ。
本発明は、電荷蓄積方式のハイブリッド型イメージセン
サにおいて、絶縁基板上の光電変換素子の個別電極から
アナログスイッチに至る配線の反対側の基板面を金属膜
で覆い、これを接地することにより、インダクタンス成
分を大きくすることなく配線容量を増大させるもので、
光の入射により素子に発生するｔ荷に基づ（充電電流が
一定となり、出力対照度の直線性が良くなる。 さらに金属膜がシールドを兼ね、また画像以外の迷光を
遮蔽することから、イメージセンサのＳ／Ｎ比を向上さ
せる結果となる。
サにおいて、絶縁基板上の光電変換素子の個別電極から
アナログスイッチに至る配線の反対側の基板面を金属膜
で覆い、これを接地することにより、インダクタンス成
分を大きくすることなく配線容量を増大させるもので、
光の入射により素子に発生するｔ荷に基づ（充電電流が
一定となり、出力対照度の直線性が良くなる。 さらに金属膜がシールドを兼ね、また画像以外の迷光を
遮蔽することから、イメージセンサのＳ／Ｎ比を向上さ
せる結果となる。
第１図は本発明の一実施例の要部を示し、（Ｍｌは平面
図、山）は（旬のＡ−Ａ線断面図、第２図は密着型イメ
ージセンサの斜視図、第３図は従来例の要部を示し、（
４）は平面図、（ｂ）はｌａｌのＢ−Ｂ線断面図、第４
図はイメージセンサの信号読み取りの動作を説明する等
価回路図、第５図はａ−５ｉフオトダイオードの電流−
電圧特性線図、第６図は従来例および本発明の実施例の
センサの照度特性線図である。 ｌ：ｉｓ明絶縁基板、２：透明電橋、２１：個別電極、
２２；退引電極リード部、４：金属電極・５：金属リー
ド、６：［Ｃ１８：金属膜。 第３図 第４図 バイアス申ノＬＣＶ） 第５図
図、山）は（旬のＡ−Ａ線断面図、第２図は密着型イメ
ージセンサの斜視図、第３図は従来例の要部を示し、（
４）は平面図、（ｂ）はｌａｌのＢ−Ｂ線断面図、第４
図はイメージセンサの信号読み取りの動作を説明する等
価回路図、第５図はａ−５ｉフオトダイオードの電流−
電圧特性線図、第６図は従来例および本発明の実施例の
センサの照度特性線図である。 ｌ：ｉｓ明絶縁基板、２：透明電橋、２１：個別電極、
２２；退引電極リード部、４：金属電極・５：金属リー
ド、６：［Ｃ１８：金属膜。 第３図 第４図 バイアス申ノＬＣＶ） 第５図
Claims (1)
- １）絶縁基板上に一線上に配列された複数の個別電極お
よび光電変換膜、共通電極を積層してなり、各個別電極
が基板上に備えられる導線を介してアナログスイッチに
接続され、該アナログスイッチが開いている間に光電変
換膜に発生した電荷を配線容量に蓄積し、前記アナログ
スイッチが閉じた際に蓄積された電荷を出力信号として
取り出すものにおいて、個別電極とアナログスイッチを
接続する導線と対向する基板の反対側の面上に金属膜を
備え、該金属膜が電気的に接地されたことを特徴とする
イメージセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60104377A JPS61263156A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | イメ−ジセンサ |
| US06/864,036 US4737852A (en) | 1985-05-16 | 1986-05-16 | Photoelectric image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60104377A JPS61263156A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | イメ−ジセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61263156A true JPS61263156A (ja) | 1986-11-21 |
Family
ID=14379089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60104377A Pending JPS61263156A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | イメ−ジセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4737852A (ja) |
| JP (1) | JPS61263156A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6457659A (en) * | 1987-05-18 | 1989-03-03 | Fuji Electric Co Ltd | Linear image sensor |
| JPH065833A (ja) * | 1992-06-18 | 1994-01-14 | Mitsubishi Kasei Corp | イメージセンサー |
| US6407440B1 (en) | 2000-02-25 | 2002-06-18 | Micron Technology Inc. | Pixel cell with high storage capacitance for a CMOS imager |
| JP2003004683A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Denso Corp | 容量式湿度センサ |
| US20140177150A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Olufemi B. Oluwafemi | Crosstalk cancelation in striplines |
| CN104765422A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-08 | 小米科技有限责任公司 | 移动设备的屏幕模组和移动设备 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564286A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-17 | Canon Inc | Photoelectric converter |
| JPS5721163A (en) * | 1980-07-14 | 1982-02-03 | Hitachi Ltd | Optical sensor array device |
| US4567374A (en) * | 1980-12-10 | 1986-01-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Photoelectric converting device with a plurality of divided electrodes |
| JPS58207766A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | Fuji Xerox Co Ltd | イメ−ジセンサ |
-
1985
- 1985-05-16 JP JP60104377A patent/JPS61263156A/ja active Pending
-
1986
- 1986-05-16 US US06/864,036 patent/US4737852A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4737852A (en) | 1988-04-12 |
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