JPH05175478A - 密着型イメージセンサ - Google Patents
密着型イメージセンサInfo
- Publication number
- JPH05175478A JPH05175478A JP3355538A JP35553891A JPH05175478A JP H05175478 A JPH05175478 A JP H05175478A JP 3355538 A JP3355538 A JP 3355538A JP 35553891 A JP35553891 A JP 35553891A JP H05175478 A JPH05175478 A JP H05175478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- aperture
- sensor
- image sensor
- photoelectric conversion
- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来と同様の単純な構成を保持したままでセ
ンサの出力を低減させることなしにセンサの静電容量を
小さくし、センサ感度を向上させる。 【構成】 光電変換膜４を上下電極膜２，３で挾んだ構
成の密着型イメ−ジセンサにおいて、上下電極の一方ま
たは双方に開口部６を設けたことを特徴とする密着型電
荷蓄積型イメージセンサ。
ンサの出力を低減させることなしにセンサの静電容量を
小さくし、センサ感度を向上させる。 【構成】 光電変換膜４を上下電極膜２，３で挾んだ構
成の密着型イメ−ジセンサにおいて、上下電極の一方ま
たは双方に開口部６を設けたことを特徴とする密着型電
荷蓄積型イメージセンサ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密着型イメージセンサに
関し、ことに、電荷蓄積型イメージセンサの読取感度の
向上を図った密着型イメージセンサに関する。
関し、ことに、電荷蓄積型イメージセンサの読取感度の
向上を図った密着型イメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、複写機あるいはファクシミリ装置
等のＯＡ機器分野においては装置の小型化の要求が強
く、この要求に応えるべく各種の密着型イメージセンサ
が開発されている。このような密着型の電荷蓄積型イメ
ージセンサの一種として、従来、図５に示すアモルファ
スシリコン膜を光電変換膜に用いたものが開発されてい
る。このイメージセンサは、基板１の上にクロム（Ｃ
ｒ）等で構成される個別電極２と共通電極５を離して設
け、両電極の上にアモルファスシリコン膜からなる光電
変換膜４の層を形成し、光電変換膜の上に個別電極の上
部を覆うように透明電極３を設けるとともに該透明電極
を共通電極に接続したもので、個別電極と透明電極とで
光電変換膜をサンドイッチした構成である。このような
構成のイメージセンサは、構成が単純であり、大面積化
も容易であることから、幅広い分野で用いられている。
等のＯＡ機器分野においては装置の小型化の要求が強
く、この要求に応えるべく各種の密着型イメージセンサ
が開発されている。このような密着型の電荷蓄積型イメ
ージセンサの一種として、従来、図５に示すアモルファ
スシリコン膜を光電変換膜に用いたものが開発されてい
る。このイメージセンサは、基板１の上にクロム（Ｃ
ｒ）等で構成される個別電極２と共通電極５を離して設
け、両電極の上にアモルファスシリコン膜からなる光電
変換膜４の層を形成し、光電変換膜の上に個別電極の上
部を覆うように透明電極３を設けるとともに該透明電極
を共通電極に接続したもので、個別電極と透明電極とで
光電変換膜をサンドイッチした構成である。このような
構成のイメージセンサは、構成が単純であり、大面積化
も容易であることから、幅広い分野で用いられている。
【０００３】光電変換膜３がビット毎に分離されず連続
膜として構成されるイメージセンサは、例えば一辺の長
さｌの正方形の個別電極の場合には、図３（ａ）に示す
ように、光電変換膜に対する個別電極の実際の感度領域
が、上下電極のオーバーラップ部分の上下左右にそれぞ
れΔｌづつ広がることが知られている。(特開昭６１−
２９２９６１号公報参照)すなわち、図３（ｂ）に示す
ように、イメージセンサの電極配列方向にその出力をス
キャンすると、個別電極の手前から出力が検出され個別
電極の引き出し電極部分で出力が最大となっている。こ
の時の入力光量をＩi、実行的なセンサ面積（感度域）
をＳ’＝（２Δｌ＋ｌ）2、蓄積時間をｔ、比例定数を
ａとすると、光電変換量Ｑは、 Ｑ＝ａ・Ｉi・Ｓ’・ｔ で表される。
膜として構成されるイメージセンサは、例えば一辺の長
さｌの正方形の個別電極の場合には、図３（ａ）に示す
ように、光電変換膜に対する個別電極の実際の感度領域
が、上下電極のオーバーラップ部分の上下左右にそれぞ
れΔｌづつ広がることが知られている。(特開昭６１−
２９２９６１号公報参照)すなわち、図３（ｂ）に示す
ように、イメージセンサの電極配列方向にその出力をス
キャンすると、個別電極の手前から出力が検出され個別
電極の引き出し電極部分で出力が最大となっている。こ
の時の入力光量をＩi、実行的なセンサ面積（感度域）
をＳ’＝（２Δｌ＋ｌ）2、蓄積時間をｔ、比例定数を
ａとすると、光電変換量Ｑは、 Ｑ＝ａ・Ｉi・Ｓ’・ｔ で表される。
【０００４】一方、個別電極２と透明電極３とで構成さ
れるコンデンサの容量ＣSは上下電極のオーバーラップ
部分で規定される。すなわち、センサ部実効厚さをｄ，
センサ面積をＳ＝ｌ2、真空の誘電率をε0、センサ部分
の比誘電率をεSとすると、センサ部の容量ＣSは、 ＣS＝（ε0・εS／ｄ）・Ｓ となる。また、センサ配線容量をＣl、読取ＩＣの入力
容量をＣicとすると、センサの全容量Ｃは、 Ｃ＝ＣS＋Ｃl＋Ｃic で表される。これらのことから、センサ出力電圧Ｖは、 Ｖ＝Ｑ／Ｃ であるが、この式から、ＣSが、Ｃl、Ｃicに比べて十分
大きい時、即ち、センサ面積が大きい時は、出力電圧Ｖ
は、 Ｖ∝Ｓ’／Ｓ となって、上下電極の重なりから幾何的に定まる面積
と、実効的な感度域との比に比例することがわかる。
れるコンデンサの容量ＣSは上下電極のオーバーラップ
部分で規定される。すなわち、センサ部実効厚さをｄ，
センサ面積をＳ＝ｌ2、真空の誘電率をε0、センサ部分
の比誘電率をεSとすると、センサ部の容量ＣSは、 ＣS＝（ε0・εS／ｄ）・Ｓ となる。また、センサ配線容量をＣl、読取ＩＣの入力
容量をＣicとすると、センサの全容量Ｃは、 Ｃ＝ＣS＋Ｃl＋Ｃic で表される。これらのことから、センサ出力電圧Ｖは、 Ｖ＝Ｑ／Ｃ であるが、この式から、ＣSが、Ｃl、Ｃicに比べて十分
大きい時、即ち、センサ面積が大きい時は、出力電圧Ｖ
は、 Ｖ∝Ｓ’／Ｓ となって、上下電極の重なりから幾何的に定まる面積
と、実効的な感度域との比に比例することがわかる。
【０００５】一方、図３（ａ）に示した様に、感度域の
広がりをΔｌとし、幾何的な個別電極の形状を一辺ｌと
すると、感度域の広がりΔｌはセンサ部実行厚さｄが変
化するとこれにともない変化するが、電極の大きさｌが
変化してもほぼ一定であるので、電極の大きさを変化さ
せた時のＳ’／Ｓすなわちイメージセンサの出力をプロ
ットすると、図４の曲線が得られる。
広がりをΔｌとし、幾何的な個別電極の形状を一辺ｌと
すると、感度域の広がりΔｌはセンサ部実行厚さｄが変
化するとこれにともない変化するが、電極の大きさｌが
変化してもほぼ一定であるので、電極の大きさを変化さ
せた時のＳ’／Ｓすなわちイメージセンサの出力をプロ
ットすると、図４の曲線が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このタイプのセンサ
は、個別電極と透明電極との間の静電容量を一定の値以
下にすることが困難なため、センサ感度が限定されるの
で、ＯＣＲ装置またはＡＴＭ装置などの高速駆動が要求
される装置に用いるときには、明出力が十分得られず、
読取階調が不足するという欠点があった。本発明はこう
した欠点を解決し、従来と同様の単純な構成を保持した
ままでセンサの出力を低減させることなしにセンサの静
電容量を小さくし、センサ感度を向上させるものであ
る。
は、個別電極と透明電極との間の静電容量を一定の値以
下にすることが困難なため、センサ感度が限定されるの
で、ＯＣＲ装置またはＡＴＭ装置などの高速駆動が要求
される装置に用いるときには、明出力が十分得られず、
読取階調が不足するという欠点があった。本発明はこう
した欠点を解決し、従来と同様の単純な構成を保持した
ままでセンサの出力を低減させることなしにセンサの静
電容量を小さくし、センサ感度を向上させるものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上下電極で光
電変換膜がサンドイッチされた構成のイメ−ジセンサに
おいて、上下電極のいずれかまたは双方に適当なサイズ
の開口部を設けることにより、原稿の読取信号として得
られる発生電荷を大幅に減じることなく、センサ部の容
量を低減させることにより、センサ出力信号を大ならし
めるものである。
電変換膜がサンドイッチされた構成のイメ−ジセンサに
おいて、上下電極のいずれかまたは双方に適当なサイズ
の開口部を設けることにより、原稿の読取信号として得
られる発生電荷を大幅に減じることなく、センサ部の容
量を低減させることにより、センサ出力信号を大ならし
めるものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図をもとに説
明する。図１は本発明のイメージセンサの構成を示す図
で、図１（ａ）はイメージセンサの断面図であり、図１
（ｂ）は平面図である。基板１の上に形成したクロムな
どの導電性薄膜からなる個別電極２と共通電極５が間隔
をおいて配置されている。個別電極と共通電極の上にア
モルファスシリコン膜からなる光電変換膜４が形成され
この光電変換膜の上に個別電極と共通電極を覆うように
透明電極３が形成されている。透明電極は共通電極に接
続され共通電極と同電位とされている。以上の構成は従
来の蓄積が他イメージセンサの構成と異なるところはな
い。本発明は、このような構成のイメージセンサにおい
て個別電極の構造を変更したところに特徴がある。すな
わち、個別電極の大きさは従来の個別電極と同じ大きさ
とし、個別電極に開口部を設けたものである。
明する。図１は本発明のイメージセンサの構成を示す図
で、図１（ａ）はイメージセンサの断面図であり、図１
（ｂ）は平面図である。基板１の上に形成したクロムな
どの導電性薄膜からなる個別電極２と共通電極５が間隔
をおいて配置されている。個別電極と共通電極の上にア
モルファスシリコン膜からなる光電変換膜４が形成され
この光電変換膜の上に個別電極と共通電極を覆うように
透明電極３が形成されている。透明電極は共通電極に接
続され共通電極と同電位とされている。以上の構成は従
来の蓄積が他イメージセンサの構成と異なるところはな
い。本発明は、このような構成のイメージセンサにおい
て個別電極の構造を変更したところに特徴がある。すな
わち、個別電極の大きさは従来の個別電極と同じ大きさ
とし、個別電極に開口部を設けたものである。
【０００９】電極内部に設ける開口は、感度域の広がり
によって実質的に個別電極の面積を減少させない大きさ
の範囲のものであり、開口の形状が矩形では、一辺が２
Δｌ以下の大きさであればよい。開口は、図１に示すよ
うに矩形を格子状に並べたものでもよく、図２に示すよ
うに半径Δｌ以下の円形の開口を規則的に配列したもの
や鉤型に蛇行する溝（ミアンダ状）であってもよい。溝
のばあいは、幅が２Δｌ以下であればよい。個別電極に
開口を設けることによって、センサの容量を決定する個
別電極の実際の面積は減少するが、出力を決定する感度
域の広がりを含めた見かけ上の面積が大きくなって、出
力が大きく静電容量の小さなイメージセンサが得られる
ので、高速度で動作でき、出力の大きなイメージセンサ
を得ることができる。このように、同一外形サイズのセ
ンサであってもその内部のパターンを適当に変更するこ
とにより、センサの発生電荷よりもセンサ容量を大きく
減少させることにより、センサ出力電圧を大きくするこ
とができる。
によって実質的に個別電極の面積を減少させない大きさ
の範囲のものであり、開口の形状が矩形では、一辺が２
Δｌ以下の大きさであればよい。開口は、図１に示すよ
うに矩形を格子状に並べたものでもよく、図２に示すよ
うに半径Δｌ以下の円形の開口を規則的に配列したもの
や鉤型に蛇行する溝（ミアンダ状）であってもよい。溝
のばあいは、幅が２Δｌ以下であればよい。個別電極に
開口を設けることによって、センサの容量を決定する個
別電極の実際の面積は減少するが、出力を決定する感度
域の広がりを含めた見かけ上の面積が大きくなって、出
力が大きく静電容量の小さなイメージセンサが得られる
ので、高速度で動作でき、出力の大きなイメージセンサ
を得ることができる。このように、同一外形サイズのセ
ンサであってもその内部のパターンを適当に変更するこ
とにより、センサの発生電荷よりもセンサ容量を大きく
減少させることにより、センサ出力電圧を大きくするこ
とができる。
【００１０】また、実施例において、透明電極を共通電
極とし金属電極を個別電極として用いたが、この逆であ
っても本発明の目的は十分に達成される。また、共通電
極側に開口部を持たせても同様な効果が得られることは
勿論である。さらに、上記の実施例においては、一方の
電極にのみ開口を設けたが上下の電極にそれぞれ開口を
設けることもできる。この時上下の電極に設ける開口の
位置をずらすことによって静電容量を大幅に減少させる
ことができる。また、光電変換膜としてアモルファスシ
リコン膜を例示したが、アモルファスシリコン膜以外の
光電変換膜を用いても同ような効果が期待できる。
極とし金属電極を個別電極として用いたが、この逆であ
っても本発明の目的は十分に達成される。また、共通電
極側に開口部を持たせても同様な効果が得られることは
勿論である。さらに、上記の実施例においては、一方の
電極にのみ開口を設けたが上下の電極にそれぞれ開口を
設けることもできる。この時上下の電極に設ける開口の
位置をずらすことによって静電容量を大幅に減少させる
ことができる。また、光電変換膜としてアモルファスシ
リコン膜を例示したが、アモルファスシリコン膜以外の
光電変換膜を用いても同ような効果が期待できる。
【００１１】
【発明の効果】本発明は、従来のイメージセンサと同様
な構成の電極に単に開口部を設けることによって、電極
のサイズやイメージセンサ全体の構成を変更することな
しに、発生電荷領域よりもセンサ容量に寄与する領域を
より小さくすることができ、高速で動作することができ
ると共に、センサ感度を高くすることができる。また、
電極に開口部を形成するには、電極を形成するときに同
時に形成することができるので、イメージセンサの製造
に当たって余分な工程がふえることもない。
な構成の電極に単に開口部を設けることによって、電極
のサイズやイメージセンサ全体の構成を変更することな
しに、発生電荷領域よりもセンサ容量に寄与する領域を
より小さくすることができ、高速で動作することができ
ると共に、センサ感度を高くすることができる。また、
電極に開口部を形成するには、電極を形成するときに同
時に形成することができるので、イメージセンサの製造
に当たって余分な工程がふえることもない。
【図１】 本発明のイメ−ジセンサの実施例を示す断面
図と平面図。
図と平面図。
【図２】 本発明の他の実施例をあらわす個別電極のパ
ターン例。
ターン例。
【図３】 センサの電極パターンに対する感度域および
出力の測定結果。
出力の測定結果。
【図４】 センサの電極サイズを変えた時の出力比の計
算例。
算例。
【図５】 従来のイメ−ジセンサの例を示す断面図と平
面図。
面図。
１ 基板、 ２ 個別電極、 ３ 透明電極、 ４ 光
電変換膜、 ５ 共通電極、 ６ 開口部を設けた個別
電極、 ７ 幾何的なセンサ領域、 ８ 実効的なセン
サ領域。
電変換膜、 ５ 共通電極、 ６ 開口部を設けた個別
電極、 ７ 幾何的なセンサ領域、 ８ 実効的なセン
サ領域。
Claims (1)
- 【請求項１】 光電変換膜を上下電極膜ではさんだ構成
の密着型イメ−ジセンサにおいて、上下電極の一方また
は双方に開口部を設けたことを特徴とする密着型電荷蓄
積型イメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355538A JPH05175478A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 密着型イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355538A JPH05175478A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 密着型イメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175478A true JPH05175478A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18444516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3355538A Pending JPH05175478A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 密着型イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05175478A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011109012A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Fujifilm Corp | 放射線検出素子 |
| JP2012227538A (ja) * | 2012-06-19 | 2012-11-15 | Canon Inc | 放射線撮像装置及び放射線撮像システム |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP3355538A patent/JPH05175478A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011109012A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Fujifilm Corp | 放射線検出素子 |
| JP2012227538A (ja) * | 2012-06-19 | 2012-11-15 | Canon Inc | 放射線撮像装置及び放射線撮像システム |
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