JPS6184957A - カラ−光導電素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラー用光導電素子の構造に関する。

従来例の構成とその問題点 原稿と一対一に対応するように透明基板上に光センサを
形成した光導電素子いわゆる密着型イメージセンサでカ
ラー原稿の読み取りを可能にする方法としては、ゼラチ
ンを主剤としそれを赤、緑。

青に周期的に染色してパターン化したカラーフィルタを
薄いガラス板上に形成したものを、ライン状に並んだセ
ンナ上に貼り合わせ、フィルタ側から入射した光によっ
てセンサから得られる信号を赤、緑、背に分離して読み
取って色を検出していた。この方法による有機物のカラ
ーフィルタは、原稿からの反射光による劣化または光の
熱成分による劣化等があり、耐久性の上で信頼性の低い
ものであった。

また他の方法として赤、緑、青の領域に発光のピークを
持つ光源を準備し、これを順次に点灯することによシ赤
、緑、青の光源の点灯時に於ける信号を読み取って色を
検出していた。この方法では光源のための余分のスペー
スを必要とするため、装置が大型になり、またそれぞれ
の光源で原稿の読み取りを行なわなければならないので
原稿読み取りに時間がかかるという欠点があった。

発明の目的 本発明は、かかる欠点を除き耐久性の上で信頼性が高く
、かつ小型で読み取り速度の速いカラー光導電素子を提
供することを目的としている。

発明の構成 上記目的を達成するため本発明は、透明基板上に、主走
査方向に一定のピッチで周期的に配列した吸収端波長の
異なる２種類以上のカラーフィルタ用半導体薄膜を形成
し、その上に透光性かつ絶縁性の薄膜を介して、光セン
サ薄膜を形成した構造とすることにより、最終的に得ら
れる光導電素子の信頼性を高くかつ読み取り速度を早く
し、しかもこれを小型にすることを特徴としている。

実施例の説明 半導体を薄膜としだ時、その半導体特有の禁止帯幅によ
り禁止帯幅より大きいエネルギーを持つ光は吸収され、
禁止帯幅より小さいエネルギーを持つ光は吸収されずに
透過することは良く知られている。禁止帯幅エネルギー
に相当する光の波長を吸収端波長というが、この波長は
材料によって決まり、半値波長すなわち光の透過率が５
０係となる波長のばらつきは小さい。従って一禁止帯幅
の異なる材料を用いれば各種の短波長側カプトフィルタ
ーを作ることができる。

この様な半導体薄膜を光センサの光入射側に配置するこ
とにより、上記の光センサの信号の有無を検知して入射
光の波長が吸収端より長波長か短波長かを判別すること
ができ、また数種類の吸収端波長の異なる半導体を組み
あわせれば、光センサの信号から入射光の色を判別する
ことができる。

第１図に本発明による光導電素子の構造を光導体フィル
タが３種の場合で示す。

第１図で１は透明基板、２は第１のカラーフィルタ用半
導体薄膜、３は第２の半導体薄膜、４は第３の半導体薄
膜であり、それらの吸収端波長はそれぞれλ１．λ２．
λ３でλ１くλ２くλ３なる関係が成立するように材料
が選定されている。またその上部には光学的に透明な絶
縁性の薄膜６を介して感光波長域がλ　からλ４　（但
しλ３くλ４）の範囲にある光センサ６（センサａ’）
、７（センサｂ）。

８（センサＣ）を分離して形成し、紙面に垂直方向に電
圧を印加する。この様な光導電素子にガラス基板１側か
ら光（’ｈν）を入射させる場合を考える。第１表に入
射光の波長範囲と各光センサの信号を示す。光電流が流
れる時の出力信号を「１」。

流れない時の出力信号を「ｏ」とし、波長範囲が広がれ
ば信号は加算されるものとする。

第　　　１　　　表 第１表かられかるように、センサａ、センサｂ。

センサＣの信号の組み合わせがすべて異なるので入射し
てきた光の色を判別することが可能である。

同様に吸収端の波長の異なるフィルタの数を増せば、多
種の色の読み取りが可能になる。

カラーフィルタ用半導体薄膜２，３．４の材料としては
、その吸収端が可視光の波長域にあるものであれば何で
も良いが、■−■族化合物やそれらの固溶体でなるもの
は、特に可視光域で吸収端をコントロールし易く吸収特
性に優れ、しかも薄膜形成が容易であるので特に好まし
い。例えば５２０ｎｍより短波長をカットするものとし
てばＣｄＳがあり、６２０　ｎｍより短波長をカットす
るものとしては固溶体ＣｄＳ　　　Ｓｅ　　　等がある
。

０．６　　０＋４ また光センサ薄膜６，７．８用の材料としては、可視光
域に感度を有するものなら°何でも良いが、感光波長域
のコントロールの容易な■−■族化合物や、それらの固
溶体でなるもの、なかでも特に光電流の大きいＣｄＳ、
ＣｄＳｅあるいはこれらの固溶体Ｃｄ５−ＣｄＳｅを主
体として成るものが好ましい。普通には増感と明暗比を
大きくするため、若干のＣｔとＣｕを膜中に添加する。

以下具体実施例について述べる。

具体実施例 光導電素子をカラー用イメージセンサ等に用いる場合、
通常は赤（以下Ｒ）、緑（以下Ｇ）、青（以下Ｂ）及び
それらの補色であるシアン（以下Ｃ）、マジェンタ（以
下Ｍ）、黄色（以下Ｙ）。

白（以下Ｗ）、黒（以下Ｂｔ）の８種の色が識別可能で
あれば、カラー原稿を読み取ることができる。

この場合は、前記の第１．第２．第３のカラーフィルタ
用半導体薄膜２，３．４の吸収端の波長がλ　＝　３８
０　ｎ　ｍ　、λ２　＝　４９　Ｏｎ　！ｎ　、λ３＝
５９０ｎｍの付近にくるようにすれば良い。

またセンサ感光波長域がＣｄ５−ＣｄＳｅ固溶体の様に
３８０〜７００ｎｍ付近であれば、第１の半導体薄膜は
不要で、第２．第３の半導体薄膜３′。

４′のみで、３種の光センサの信号からＲ，Ｇ。

Ｂ、Ｙ、Ｃ，Ｍ、Ｗ、Ｂｔの８種の色を識別することが
できる。この場合による光導電素子の断面の概略図を第
２図に、第２表に各センナから得られる信号の大きさを
任意尺度で示す。８種の電信号が明確に判別できること
が分る。

第　　　２　　　表 第２図で、３′は吸収端波長が４９０ｎｍ付近にあるカ
ラーフィルタ用半導体薄膜、４′は吸収端が５９０ｎｍ
付近にある半導体薄膜、６’、７’。

８１はＣｄ５−ＣｄＳｅ固溶体から成る光センサで各々
センサａ　／、センサｂ′、センサＣ′でアル。

発明の効果 この様な構造を持つ光センサは、半導体フィルタの半値
波長のばらつきが小さいため、色の分離が良くまた耐高
温性のために長寿命化が可能であり、まだ多数の光源を
使用しないため、読み取り速度も速い。

以上の様に、本発明による光導電素子は、信頼性も高く
、かう読み取り速度の速いカラー光導電素子を提供する
ものであり、工業的価値の大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施列による光導電素子の断
面の概略図である。 １・・・・・・透明基板、２，３．４・・・・・・半導
体薄膜。 ５・・・・・透明絶縁膜、６，７．８・・・・・光セン
サ、２′。 ３　／　、　４　／・・・・・−半導体薄膜、６’、７
’、８’・・・・・・光センサ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上に、主走査方向に一定のピッチで周期
   的に配列した吸収端波長の異なる２種類以上のカラーフ
   ィルタ用半導体薄膜を形成し、この半導体膜上に透光性
   かつ絶縁性の薄膜を介して光センサ薄膜を形成したこと
   を特徴とするカラー光導電素子。
2. （２）カラーフィルタ用半導体薄膜のうち少なくとも１
   種類の半導体薄膜の吸収端波長が、４８０〜５００ｎｍ
   にあり、他のもう１種類の半導体薄膜の吸収端波長が５
   ８０〜６００ｎｍにあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のカラー光導電素子。
3. （３）光センサ薄膜がＣｄＳ、ＣｄＳｅ、あるいはＣｄ
   Ｓ−ＣｄＳｅ固溶体を主体として成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項あるいは第２項のいずれかに記載
   のカラー光導電素子。