JPS62185367A - 画像読み取り装置 - 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、画像読み取り装置に係り、特に２次元のイメ
ージセンサに関する。

〔従来技術およびその問題点〕

水素化アモルファスシリコン等のアモルファス半導体薄
膜あるいは硫化カドミウム（ＣｄＳ）−セレン化カドミ
ウム（ＣｄＳｅ）等の多結晶薄膜を光導電体層として使
用したサンドイッチ型の光電変換素子は、優れた光電変
換特性を有しており、かつ構造が簡単で大面積化が容易
であることから、原稿と同一幅のセンサ部を有する密着
型イメージセンサ、すなわち縮小光学系を必要としない
大面積デバイスとして原稿読み取り装置への幅広い利用
が注目されている。

この密着型イメージセンサは、微細な光電変換素子を原
稿の読み取り幅に相当する長さ分だけ直線上に配列し、
原稿からの反射光により生じた個々の素子の抵抗変化を
選択回路により時系列信号としてとり出すもので、通常
、第２図に示す如く、左右の発光ダイオード（ＬＥＤ）
アレイからなる光源１１により、照射された原稿１２か
らの反射光をライトフォーカシングロッドレンズアレイ
と呼ばれる導光系１３で、光電変換素子からなる受光素
子アレイ１４に導き、そこで原稿の像を等倍の正立像と
して結像するように構成されており、受光素子アレイは
受光した光量の大小を光電流の大小に変換し、原積め読
み取りが行なわれる。

このような装置では、原稿の長尺化に伴い、光電変換素
子の数も多くなっており、信号線も多く、処理回路が慢
雑である。

またこのライトフォーカシングロッドレンズアレイは光
ファイバを用いているため、その屈折率変化を大きくす
ることができないことから開口率が小さく、高価である
という欠点があった。

また、光源は原稿面と受光素子アレイとの間に配置され
ねばならない上、光源と原稿面との間には必ずある一定
の間隔が必要であり、真の意味で密着とすることができ
なかった。

そこで、開口率が大きく先便用効率の高い導光系を備え
た密着型イメージセンサを形成すべく、透明基板の１方
の面に受光素子を配設すると共に他方の面に多層薄膜か
らなる導光系を形成し、他□方の面を入射面としたもの
（特開昭５９−１２１９４７号公報）等も提案されてい
る。

しかしながら、依然として光源は原稿面と受光素子アレ
イとの間に配置されねばならず、装置の小型化には限界
があった。

ところで、ＯＡ化が進むにつれて、マークシート等を利
用した処理もしばしば用いられるようになっている。

このようなマークシートの読み取りには、上記密着型イ
メージセンサのような高い解像度は不要であり、例えば
、マトリックス状に分割された光電変換素子を配置する
と共に各光電変換素子に対応してＬＥＤアレイをマトリ
ックス状に配置し、各位置におけるマークの有無を検出
するという方法がとられている。

しかしながら、このような装置においても信号処理が曳
雑である玉検出しようとするマーク数に対応した数のＬ
ＥＤを配設しなければならず、装置か大型となるという
欠点は解消し得なかった。

また、読み取り精度を高めるためには各素子を同一特性
となるように形成する必要があり、製造技術的にも高度
なものが要求される。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、構造が簡
単でかつ製造が容易な小型の画像読み取り装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕そこで、本
発明では、透光性の上部電極と遮光性の下部電極とによ
って、光電変換層を挾んだサンドイッチ構造の光電変換
素子に所定の間隔で上部電極から下部電極まで貫通する
窓部を配設してなるセンサの」二部電極側に原稿を配置
すると共に、下部電極側から、前記窓部を介してスポッ
ト光を原稿面上に順次照射し、原稿面からの反射光を該
センサによって検出し、検出信号をスポット光の照射位
置と同期して取り出すことにより、原稿の読み取りを行
なうようにしている。

かかる構成では、レンズ系も不要である上、センサは１
個の素子で（１が成されているため、位置による各層の
膜厚のバラツキがある場合にも複数のセンサを分割形成
した場合のように検出信号のバラツキとなることもない
。

また、解像度には限界かあるが、あまり高い解１象度を
必要としないものについては、信頼性の高い読み取りが
可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。

第１図（ａ）（ｂ）および（ｃ）は、マークシート用の
原稿読み取り装置を示す図である。（第１図（ｂ）およ
び（ｃ）は、夫々第１図（ａ）のＡ−Ａ断面およびＢ−
Ｂ断面を示す図である。）このマークシート用の原稿読
み取り装置は、透光性の１８２ｍｍＸ２５７ｍｍ　（Ｂ
５サイズ）のガラス基板１上に形成されたクロム層から
なる遮光性の下部電極２と、酸化インジウム錫層からな
る透光性の上部電極３とによって、水素化アモルファス
シリコン層からなる光電変換層４を挾んだサンドイッチ
型の光電変換素子からなり、等間隔で横方向に６個たて
方向に７個計４２個の窓部５が７トリツクス状に穿孔さ
れてなるセンサ部と、ヘリウム（Ｈｅ）−ネオン（Ｎｅ
）レーザからなる光源６を具え、該窓部５を介して、原
稿７を順次スポット照射し、原稿７θらの反射光によっ
て前記センサ部の光電変換層に発生する抵抗変化を検出
し、これを、前記光源の照射位置（どの窓を照射したか
）に同期させ、前記窓部に対応する原稿位置におけるマ
ークの有無を検出するものである。

次にこのセンサ部を構成する光電変換素子の製造方法に
ついて説明する。

まず、透光性のガラス基板１上に、下部電極としてのク
ロム層を真空蒸着法によって成膜する。

次いで、第２図（ｂ）に示す如くモノシラン（ＳｉＨ４
）ガスのグロー放電分解法により、アモルファスシリコ
ン９層４ｐ１アモルファスシリコンｉ層４１％アモルフ
ァスシリコンｎ層４ｎの３層からなるアモルファスシリ
コン層４を形成する。このときアモルファス９９３２９
層、アモルファス９９３２１層、アモルファスシリコン
ｎ層の各層の厚さは夫々１００人、５０００人、５００
人とし、ｐ層を形成するためのドーパントとしてはジボ
ラン（８２Ｈ６）、ｎ層を形成するためのドーパントと
してはホスフィン（ＰＨ３）を夫々添加した。

続いて、酸化インジウム９５ｍｏ１％十酸化錫（Ｓｎ０
２）５ｍｏｊ！％からなるターゲットを用いてスパッタ
リングを行ない、膜厚約５０００人の酸化インジウム錫
層を形成する。

この後、フォトリソ法により、レジストパターンを形成
する。そして、これをマスクとして前期酸化インジウム
錫層をパターニングし、続いて、この酸化インジウム錫
電極３をマスクとして水素化アモルファスシリコン層を
、更に、クロム層をというふうに順次選択的にエツチン
グし、４２個のマトリックス状の窓部５を有する光電変
換素子を形成する。ここで酸化インジウム錫層およびク
ロム層のパターニングには塩酸（Ｈ（１）　系のエツチ
ング液を用いたウェットエツチング法を使用し、水素化
アモルファスシリコン層のパターニングにはテトラフル
オルメタン（ＣＦａ）をエツチングガスとして用いたド
ライエンチング法を使用した。

このようにして形成された光電変換素子からなるセンサ
部は、上部電極３側が原稿面側にくるように設置されて
、原稿の読み取りを行なう。

読み取りに際しては、まず原稿すなわちマークシートの
端部に設けられた位置合わせマークを用いて、位置合わ
せを行ない、読み取るべきマークの位置にセンサ部の窓
部５が対応するように原稿を設置する。

この後、光源を駆動系（図示せず）によって動かし、前
記窓部を基板１側から順次スポット照射していく。

そして、照射された窓部にマークＭが存在するときは、
光源からの光は、窓部を介して原稿面に当り矢印しに示
すように、原稿面で反射し、光電変換素子に入光する。

このとき、光電変換素子には、光電流が流れ、電気信号
として出力される。

また、マークが存在しないときは、矢印Ｌ′に示す如く
、原稿面での反射はないため、光電変換素子からの電気
信号はない。

このようにして、順次とり出される電気信号を前期光源
の走査位置を決定する駆動系（図示せず）と同期して前
記電気信号を読み出すことにより、マークシートの読み
取りが行なイっれる。

この原稿読み取り装置では、光学系も不要であり原稿と
センサ而とを真に密着した状態で設置できるため、装置
の大幅な小型化が可能である。

また、光を走査することにより、光電変換素子すなわち
センサ部を、画素に分割する必要がなく、１個の光電変
換素子であればよいため、製造が極めて容易で、センサ
をマトリックス状に配列したマトリックス型のイメージ
センサのように、各センサのセンサ特性のバラツ牛によ
る読み取り誤差もない。更には、マトリックス型のイメ
ージセンサに比べ、信号線数が大幅に減少し、処理回路
が簡単になる。

なお、光電変換素子の窓部の形状については、１Ｅ方形
に限らず、適宜変更可能である。

また、使用する光源については実施例に限定されるもの
ではないが、実施例で使用したＨｅ−Ｎｅレーザの如く
、ビーム径の小さいスポット光を発することのできるも
のが望ましい。。

更に、基板上部電極、下部電極、光電変換層の材質につ
いては、実施例に限定されることなく、適宜変更可能で
ある。また、基板をステンレス等の導電性の基板で形成
し、基板まで貫通するような窓部を形成してもよい。

更に、また、実施例では二次元センサについて説明した
が、−次元センサにも適用可能であることはいうまでも
ない。

加えて、本発明の原稿読み取り装置は、マークシートの
読み取りのみならず、通常の画像の読み取りにも使用可
能である。通常の画像の読み取り用の場合は窓部の配列
を密にかつ小さくすると共にできる限りビーム径の小さ
い光源を使用することが必要である。

〔効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、センサを構
成する上部電極と遮光性の下部電極とで光電変換層を挾
んだ光電変換素子を分割することなく、窓部を形成する
のみで１個の素子として使用し、この素子の遮光性の下
部電極側から該窓部を介して原稿面をスポット光によっ
て順次照射し、原稿面からの反射光を該光電変換素子に
よって検出し、検出信号をスポット光の照射位置と同期
してとり出すことにより画像の読み取りを行なうように
しているため、センサの構造は極めて簡単で、製造が容
易であり、信号線数も少なく処理回路も簡単である。ま
た読み取り誤差も少なく信頼性の高いものとなっている
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明実施例のマー
クシート読み取り装置を示す図（第１図（ｂ）、（ｃ）
は、夫々第１図（ａ）のＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面を
示す。）、第２図は通常の密着型イメージセンサを示す
図である。 １・・・ガラス基板、２・・・下部電極、３・・・」二
部電極、４・・・光電変換層、５・・・窓部、６・・・
光源、７・・・原稿、Ｍ・・マーク。 い、、ｌ　：、１ 第１図（０） １λ 第１図（Ｃ）　　　　第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性の上部電極と、遮光性の下部電極とによっ
   て光電変換層を挟んだサンドイッチ構造の光電変換素子
   からなり、所定の間隔で上部電極から下部電極まで貫通
   する複数の窓部を穿孔してなるセンサと、 走査可能なスポット光源からなる光照射手段とを具え、 該センサの前記上部電極側に原稿を配置すると共に、前
   記下部電極側から、前記窓部を介して、前記光照射手段
   により原稿面を順次スポット照射し、 原稿面からの反射光を、前記センサによって検出し、 検出信号を前記光照射手段の照射位置に同期して取り出
   すようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。
2. （２）前記光電変換素子の光電変換層はアモルファスシ
   リコン層から構成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の画像読み取り装置。
3. （３）前記上部電極は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）層
   から構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項又は第（２）項記載の画像読み取り装置。
4. （４）前記下部電極は、クロム（Ｃｒ）層から構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載
   の画像読み取り装置。