JPS61263156A - イメ−ジセンサ - Google Patents
イメ−ジセンサInfo
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- 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
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- JP
- Japan
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- electrode
- metallic
- analog switch
- substrate
- lead
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Classifications
-
- 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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
-
- 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
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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 |
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1985
- 1985-05-16 JP JP60104377A patent/JPS61263156A/ja active Pending
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1986
- 1986-05-16 US US06/864,036 patent/US4737852A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| US4737852A (en) | 1988-04-12 |
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