(57)【要約】【課題】本発明の目的は、撮像素子として有機イメージセンサを用いて、ハロゲン化銀写真感光材料を用いた撮影システム、無機系材料の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラシステムの各欠点を解消した、高感度、高ダイナミックレンジで低コストな新たなデジタルスチルカメラ及びその作製方法を提供することである。【解決手段】有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、ＥＶ値が６以上、１５以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、ＥＶ値が６以上、１５以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項２】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、システム感度指数が０以上、４．５以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項３】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、ストロボガイドナンバーが１０以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項４】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、露光量制御部が固定焦点で、かつ固定絞りであることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項５】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、回収により再利用が可能であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項６】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部の開口面積率が、８０％以上、１００％未満であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項７】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの１画素の（一辺の）大きさが、２μｍ以上、２００μｍ以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項８】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの撮像画面サイズの１辺が、２４ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項９】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサが、少なくとも３つの分光感度極大値を有し、該分光感度極大値を与える波長をλｍａｘ１、λｍａｘ２、λｍａｘ３としたとき、各々が下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
式（１）
４００ｎｍ＜λｍａｘ１＜５００ｎｍ
式（２）
５００ｎｍ＜λｍａｘ２＜６００ｎｍ
式（３）
６００ｎｍ＜λｍａｘ３＜７００ｎｍ
【請求項１０】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサが、分光感度極大値を与える波長λｍａｘ１、λｍａｘ２、λｍａｘ３の長波側で、分光極大感度の８０％を与える波長をそれぞれλｍａｘ１（８０）、λｍａｘ２（８０）、λｍａｘ３（８０）としたとき、各々が下記式（４）〜（６）を満たすことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
式（４）
５０ｎｍ≧λｍａｘ１−λｍａｘ１（８０）≧２５ｎｍ
式（５）
５０ｎｍ≧λｍａｘ２−λｍａｘ２（８０）≧２５ｎｍ
式（６）
５０ｎｍ≧λｍａｘ３−λｍａｘ３（８０）≧２５ｎｍ
【請求項１１】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサが青色光、緑色光、赤色光を積層検出可能であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項１２】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化タングステンを含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項１３】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、粒径が０．１ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の有機顔料を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項１４】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、導電性高分子材料を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項１５】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、フラーレンまたはカーボンナノチューブを含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項１６】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、電荷輸送材料を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項１７】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、正孔輸送材料を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項１８】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの撮像面が、非平面部であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項１９】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、発生電荷処理部が有機半導体を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項２０】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラの作製方法であって、該有機イメージセンサが、少なくとも１工程のインクジェット法で作製されたことを特徴とするデジタルスチルカメラの作製方法。
【請求項２１】
有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラの作製方法であって、該有機イメージセンサが、少なくとも１工程の印刷法で作製されたことを特徴とするデジタルスチルカメラの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像部分に有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラとその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ユーザーが手軽に画像撮影を楽しむシステムの一つとして、ハロゲン化銀写真感光材料を用いた撮影システムが知られている。ハロゲン化銀写真感光材料は、簡便で、低コストでありながら、高画質の画像を提供する画像入力手段として、現在、世界中で広く使われており、産業や文化の発展に大きな貢献を果たし、無くてはならない存在になっている。特に、ユーザーに幅広く利用されているハロゲン化銀感光材料としてカラーネガティブフィルムがあるが、カラーネガティブフィルムの画像形成処理（例えば、イーストマンコダック社製プロセスＣ−４１標準処理）は、色像形成の為には、処理液を含む発色現像処理、漂白処理、定着処理、安定化処理等のプロセスが必要であり、処理時間が長い、処理液のハンドリング作業の安全性、処理廃液の環境への影響等、多くの問題を抱えているのが現状である。
【０００３】
上記ハロゲン化銀感光材料システムの欠点を解消するシステムの一つとして、近年、デジタルスチルカメラを用いた撮影システムが急速に発展してきている。このデジタルスチルカメラは、通常、無機系材料（例えば、シリコン系）から成るフォトダイオードを光電変換部にＣＣＤイメージセンサーまたはＣＭＯＳイメージセンサーといわれる固体撮像素子を搭載している。しかしながら、ハロゲン化銀感光材料システムを用いたレンズ付きフィルム等に比較すると、低価格帯のデジタルスチルカメラでさえ、桁違いに高価である。また、該固体撮像素子の進歩から、デジタルスチルカメラの画質レベルは目覚ましい進歩が見られるが、撮影可能な光量のダイナミックレンジが狭く、かつ暗部のつぶれや明部の白飛びが生じやすい等の欠点も有している。この要因は、固体撮像素子の熱ノイズ、光電変換部の電荷の飽和の為であり、固体撮像素子が製造コストの観点から、いわゆる半導体プロセスルールに従って小型化に向かう限り、その解消は難しい状況である。
【０００４】
以上の様に、ハロゲン化銀写真感光材料を用いた撮影システムと、無機系材料から成るフォトダイオードを光電変換部に持つデジタルスチルカメラシステムとは、一長一短の特徴を持ちながら共存しており、消費者はその時のニーズに従って適宜選択をしているのが現状である。
【０００５】
一方、有機エレクトロルミネッセンスを用いたディスプレイ材料に見られるように、近年、有機材料を用いた有機エレクトロニクス分野の研究が盛んになってきている。有機材料は、大面積、フラット性、シール状、可撓性等の形状自由度が高いこと、入出力、メモリ、演算、通信等の複数機能をモノシリック構造で実現可能なこと、材料選択により優れたデバイス特性、環境性、安全性等を実現可能なこと、低温プロセスや湿式プロセス等の多様な製造プロセスが可能なこと等から、従来の無機材料にない新たな価値創造が期待されているが、実用化レベルの具体的技術は未だ研究段階であるのが実状である。
【０００６】
有機イメージセンサは、光電変換部に有機材料を含むことを特徴とするイメージセンサである。有機イメージセンサを画像入力で用いた例が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）が、デジタルスチルカメラに適用を行った事例は未だ知られていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１３０３２７号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−３２７８１５号公報（特許請求の範囲）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、撮像素子として有機イメージセンサを用いて、ハロゲン化銀写真感光材料を用いた撮影システム、無機系材料の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラシステムの各欠点を解消した、高感度、高ダイナミックレンジで低コストな新たなデジタルスチルカメラ及びその作製方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
【００１１】
１．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、ＥＶ値が６以上、１５以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００１２】
２．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、システム感度指数が０以上、４．５以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００１３】
３．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、ストロボガイドナンバーが１０以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００１４】
４．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、露光量制御部が固定焦点で、かつ固定絞りであることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００１５】
５．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、回収により再利用が可能であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００１６】
６．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部の開口面積率が、８０％以上、１００％未満であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００１７】
７．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの１画素の（一辺の）大きさが、２μｍ以上、２００μｍ以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００１８】
８．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの撮像画面サイズの１辺が、２４ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００１９】
９．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサが、少なくとも３つの分光感度極大値を有し、該分光感度極大値を与える波長をλｍａｘ１、λｍａｘ２、λｍａｘ３としたとき、各々が下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２０】
式（１）
４００ｎｍ＜λｍａｘ１＜５００ｎｍ
式（２）
５００ｎｍ＜λｍａｘ２＜６００ｎｍ
式（３）
６００ｎｍ＜λｍａｘ３＜７００ｎｍ
１０．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサが、分光感度極大値を与える波長λｍａｘ１、λｍａｘ２、λｍａｘ３の長波側で、分光極大感度の８０％を与える波長をそれぞれλｍａｘ１（８０）、λｍａｘ２（８０）、λｍａｘ３（８０）としたとき、各々が下記式（４）〜（６）を満たすことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２１】
式（４）
５０ｎｍ≧λｍａｘ１−λｍａｘ１（８０）≧２５ｎｍ
式（５）
５０ｎｍ≧λｍａｘ２−λｍａｘ２（８０）≧２５ｎｍ
式（６）
５０ｎｍ≧λｍａｘ３−λｍａｘ３（８０）≧２５ｎｍ
１１．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサが青色光、緑色光、赤色光を積層検出可能であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２２】
１２．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化タングステンを含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２３】
１３．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、粒径が０．１ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の有機顔料を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２４】
１４．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、導電性高分子材料を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２５】
１５．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、フラーレンまたはカーボンナノチューブを含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２６】
１６．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、電荷輸送材料を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２７】
１７．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの光電変換部が、正孔輸送材料を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２８】
１８．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、該有機イメージセンサの撮像面が、非平面部であることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００２９】
１９．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラであって、発生電荷処理部が有機半導体を含むことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【００３０】
２０．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラの作製方法であって、該有機イメージセンサが、少なくとも１工程のインクジェット法で作製されたことを特徴とするデジタルスチルカメラの作製方法。
【００３１】
２１．有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラの作製方法であって、該有機イメージセンサが、少なくとも１工程の印刷法で作製されたことを特徴とするデジタルスチルカメラの作製方法。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラの詳細について説明する。
【００３３】
図１は、本発明のデジタルスチルカメラの一例を示すブロック図であり、先ず個々の動作を説明する。
【００３４】
図１において、撮像素子３は本発明の特徴である有機イメージセンサであり、光学的な撮影レンズ１によってその撮像素子３に結像された被写体情報を光電変換して、電気信号として出力する。プリプロセス部４は、ＡＧＣ機能を持った前段増幅、及びクランプやＣＤＳなどのＡＤ変換をする前の基本的なアナログ処理を行う。また、メインマイコン１０の制御によって、前段増幅のＡＧＣ基準ゲインを変更することもできる。
【００３５】
ＡＤ変換部５は、アナログのＣＣＤ出力信号をデジタルデータに変換する。信号処理部６は、デジタル化されたＣＣＤ画像データに、フィルタ処理、カラー化処理、ニー処理、色変換処理などの処理を施し、例えば、ＹＣｒＣｂ形式でメモリコントローラ９に出力する。他方、信号処理部６にはＤＡ変換器も内蔵されており、ＡＤ変換部５から入力されるカラー化された映像信号や、メモリコントローラ９から逆に入力される画像データをアナログ信号として出力することもできる。これらの機能切り替えは、メインマイコン１０とのデータ交換によって行われ、必要に応じてＣＣＤ信号の露出情報やフォーカス情報、ホワイトバランス情報をメインマイコン１０へ出力することもできる。
【００３６】
メモリコントローラ９では、信号処理部６から入力されるディジタル画像データをフレームメモリ１１に蓄積したり、逆にフレームメモリ１１の画像データを信号処理部６に出力する。フレームメモリ１１は少なくとも１画面以上の画像データを蓄積できる画像メモリであり、ＶＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどが一般的に使用されるが、ここではＣＰＵのバスと独立動作可能なＶＲＡＭを使用している。また、このメモリをシステムメモリと共用しても良い。画像蓄積用メモリ１２は本体内蔵のメモリであり、フレームメモリ１１に撮影された画像がメインマイコン１０で画像圧縮処理などを施された後に蓄えられる。この画像蓄積用の内蔵メモリとしては、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどがあるが、メモリ内の画像データ保存を考えるとＥＥＰＲＯＭが好ましい。
【００３７】
ＰＣカードコントローラ１３（ＰＣＭＣＩＡコントローラ）は、メモリカードなどの外部記録媒体とメインマイコン１０とを接続するものであり、フレームメモリに撮影された画像がメインマイコン１０で画像圧縮処理などを施された後に、このＰＣカードコントローラ１３を介して外部記録媒体に記録することができる。ＰＣカードコントローラ１３を介して接続される外部の保存用メモリカードとして、ＰＣカードが用いられる。ＰＣカードは、ガイドラインで定められた物理的仕様及び電気的仕様を満たした様々な電子回路を搭載したカードである。このＰＣカードには、ＳＲＡＭカード、ＤＲＡＭカード、ＥＥＰＲＯＭカード等があり、モデムカードやＩＳＤＮカードを利用して公衆回線を介して直接画像データを遠隔地の記録媒体に転送することもできる。
【００３８】
ストロボ部１５は内蔵ストロボを発光させるための回路であり、ここでは撮影シーケンスを制御するメインマイコン１０によって発光タイミングが得られる。シリアルポートドライバ１６は、カメラ本体と外部機器との情報伝送を行うための信号変換を行う。シリアル伝送手段としては、ＲＳ−２３２−ＣやＲＳ−４２２−Ａなどの名称で知られる推奨規格があるが、ここではＲＳ−２３２−Ｃを使用している。
【００３９】
サブマイコン１７はカメラ本体の操作スイッチや液晶表示等のマン・マシン・インターフェイスを制御し、メインマイコン１０に必要に応じて情報伝達を行う。ここでは、メインマイコン１０との情報伝達にシリアル入出力端子を使用している。絞り駆動部２０は、例えば、オートアイリスなどによって構成され、メインマイコン１０の制御によって光学的な絞り２を変化させる。
【００４０】
フォーカス駆動部２１は、例えばステッピングモータによって構成され、メインマイコン１０の制御によって撮影レンズ１の位置を変化させ、被写体の光学的なピント面を撮像素子３に適正に合わせるためのものである。メインマイコン１０は、主として撮影、記録、再生のシーケンスを制御し、更には必要に応じて撮影画像の圧縮再生や外部機器とのシリアルポート伝送を行う。ここで画像圧縮として、ＣＣＩＴＴとＩＳＯで規格化されているＪＰＥＧ方式を使用する。また、ここではメインマイコン１０でこの演算を行うようにしているが、メインマイコン１０の能力次第ではＣＰＵバス上に圧縮伸張の専用ＩＣを配して行っても良い。
【００４１】
次に、撮影からメモリ記録への一連の基本動作を説明する。サブマイコン１７に接続している各種スイッチ情報よりカメラの動作モードが設定され、撮影のための情報がメインマイコン１０にシリアル情報として出力される。この情報に応じてメインマイコン１０は、メモリコントローラ９、信号処理部６、プリプロセス部４、また必要に応じてＰＣカードコントローラ１３やシリアルポートドライバ１６を設定する。サブマイコン１７のレリーズスイッチが押されると、サブマイコン１７はその情報をメインマイコン１０に伝える。メインマイコン１０ではＳ１信号がアクティブになったことを知ると、信号処理部６に画像入力命令を発行し、信号処理部６は撮像素子３、プリプロセス部４、ＡＤ変換部５を動作させてＣＣＤ画像を受け取る。受け取ったＣＣＤ画像データを信号処理部６で基本的な信号処理を行った上で、輝度データの高周波成分からフォーカス情報を、低周波成分から露出データを作成しておく。メインマイコン１０では、これらのデータを信号処理部６から読み取り、必要に応じて絞り駆動部２０やフォーカス駆動部２１、更にはプリプロセス部４のＡＧＣ増幅器のゲイン制御を行い、適正な露出やピントが得られるまで収斂をさせる。また、動作モードによっては、信号処理部６からアナログ画像信号を出力してＮＴＳＣ信号としてコネクタ８より外部モニタに出力する。露出値、ピントが適正な値に収斂した後、サブマイコン１７からメインマイコン１０にレリーズスイッチが押されたことを示す信号が入力されると、メインマイコン１０はメモリコントローラ９に取り込みの命令を出力する。また、必要に応じて取り込み画像のフィールドタイミングでストロボ部１５に発光信号を出力する。メモリコントローラ９で画像の取り込み命令を受けると、信号処理部６からの同期信号を検出し、所定のタイミングで信号処理部６から出力されるＹＣｒＣｂ形式などの画像データをフレームメモリ１１に取り込む。
【００４２】
フレームメモリ１１が画像の取り込みを終了すると、メモリコントローラ９は取り込みが終了したことを示すステータスを表示し、これをメインマイコン１０が読み取ることによって、メインマイコン１０で撮影が終了したことを知る。撮影が終了した後にメインマイコン１０では必要に応じて画像圧縮を行い、画像蓄積用メモリ１２、外部接続されているＰＣカード、或いは外部シリアルポートに接続されているパーソナルコンピュータへ画像データを転送する。再生表示動作ではメインマイコン１０で、画像蓄積用メモリ１２、外部接続されているＰＣカード、或いは外部シリアルポートに接続されているパーソナルコンピュータから画像データを読み取り、必要に応じて画像の伸張を行いフレームメモリ１１に書き込む。この後、信号処理部６とメモリコントローラ９に画像を表示するための命令を発行すると、メモリコントローラ９でフレームメモリ１１より画像データを読みとり、信号処理部６を介しビデオアンプ７を経てＮＴＳＣ出力端子であるコネクタ８へ画像のアナログ信号を出力する。このようにしてカメラの撮影、記録、再生、表示、伝送の機能は達成される。
【００４３】
請求項１に係る発明においては、デジタルスチルカメラのＥＶ値が６以上、１５以下であることを特徴とする。
【００４４】
本発明においてＥＶ値（エクスポージャーバリュー）とは、一般的な定義と同じであり、絞り値（Ｆ）とシャッタースピード（Ｔ秒）との組み合わせによってカメラが光量を通過させる能力を示す値を言い、以下の式で定義される。
【００４５】
ＥＶ＝３．３２ｌｏｇ１０（Ｆ２／Ｔ）
本発明に係るＥＶ値は、６．５以上、１１未満がより好ましいが、７．５以上、１０未満が更に好ましい。
【００４６】
上記式において、絞り値（Ｆ）とはレンズの明るさを定量化した数値で、
絞り値（Ｆ）＝（焦点距離ｆ）／（レンズの有効口径Ｄ）
で定義される。レンズの絞り値を小さくするほどそのレンズで結合される像は明るくなる。レンズの絞り値を小さくするために、レンズの有効口径を大きくすることが考えられるが、有効口径を大きくすると、焦点深度が浅くなり、像がボケやすくなるため、焦点調節装置が必要となる。したがって、レンズの絞り値を小さくするには、短焦点距離に合わせて撮像面サイズを小さくすることにより、撮像面単位面積あたりの露光量をより増加させることができる。上記ＥＶ値を得るための好ましい絞り値は２以上、８．５未満であり、更に好ましくは２．５以上、６．５未満、特に好ましくは２．８以上、５．６未満である。シャッタースピードは１／１５０秒以上、１／２５秒以下、特に好ましくは１／１００秒以上、１／５０秒以下である。
【００４７】
本発明に用いられるレンズは、焦点距離が５〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。レンズ構成は単一であってもよいが、２群２枚以上の構成が好ましく、２群２枚の場合、負の屈折を有する第１レンズと正の屈折を持つ第２レンズとの構成とすることが好ましい。
【００４８】
請求項２に係る発明においては、デジタルスチルカメラのシステム感度指数が０以上、４．５以下であることを特徴とする。
【００４９】
本発明において、システム感度指数とは次式で定義される。
システム感度指数Ｓ＝ＥＶ値−撮像素子感度指数ＳＶ
ハロゲン化銀写真感光材料システムの場合、撮像素子の感度指数ＳＶは、フィルム感度指数ＳＶ〔＝３．３２ｌｏｇ１０（０．３×フイルムＩＳＯ感度）〕に置き換えることができる。撮影素子感度指数ＳＶは、例えば、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ　ｏｆ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　２００２，Ｔｏｋｙｏ予稿集の１２０頁に記載されている方法に従って、撮像素子のＩＳＯ感度を、フィルムと対比して求めて下記式から計算することができる。
【００５０】
撮影素子感度指数ＳＶ＝３．３２ｌｏｇ１０（０．３×撮影素子ＩＳＯ感度）
本発明で規定する様に、システム感度指数を０以上、４．５以下にすることにより、従来ストロボを使用して撮影することが要求されていた曇天下、雨天下あるいは室内撮影においても、ストロボを使用することなく撮影できるようにするものである。本発明において、撮影素子感度指数ＳＶは０以上、４．０以下であるが、０以上、３．５以下が好ましい。また、撮影素子ＩＳＯ感度は８００以上が好ましく、１６００以上がより好ましい。
【００５１】
請求項３に係る発明においては、デジタルスチルカメラのストロボガイドナンバーが１０以下であることを特徴とする。
【００５２】
本発明に係る有機イメージセンサを用いる場合、従来より高感度な撮影系を設計することができるため、ストロボ光量を抑えたストロボの装着が好ましい。特に、ストロボガイドナンバーは８以下であることが好ましい。
【００５３】
請求項４に係る発明においては、有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラが、固定焦点でかつ固定絞りであることを特徴とする。
【００５４】
固定焦点でかつ固定絞りにすることにより、図１において絞り駆動２０、フォーカス駆動２１をメインマイコン１０を用いて制御を行うことが不要となり、装置の小型化が可能となる。
【００５５】
請求項１〜４に係る発明を組み合わせて用いることにより、安価なデジタルスチルカメラシステムの提供が可能となる。
【００５６】
請求項５に係る発明においては、有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラが、回収により再利用が可能であることを特徴とする。デジタルスチルカメラをレンズ付きフィルムユニットと同様に再利用する方法としては、おおよそ下記の様な処理フローとなる。
【００５７】
即ち、ユーザーがこのデジタルスチルカメラを用いて撮像した画像は、内部記録媒体としてのメモリに画像信号として記憶されるが、ユーザーはメモリから画像信号を読み出すことができず、また、リムーバブルなメモリカードに書き込むこともできない構成になっている。そこで、ユーザーはメモリに画像信号を記憶したデジタルスチルカメラを、カメラ店やＤＰＥ店に相当する店舗に持ち込む。そして、その店舗内か、あるいは店舗と取引のあるラボのような所で、デジタルスチルカメラから画像信号を読み出してプリントアウトしたり、磁気ディスクやメモリカード等の外部記録媒体に書き込んだりして、ユーザーに引き渡す。これによって、ユーザーはプリントを得たり、パソコンに画像を取り込んだりすることができる。この外部記録媒体としては、店舗等が準備したものでも、ユーザーが持ち込んだものでも、いずれでもよい。一方、店舗等ではメモリから画像信号を消去し、このデジタルスチルカメラをメーカー等が回収する。なお、画像信号の消去は、メーカーが行ってもよい。メーカーでは、全ての部品の検査を行い、使用可能な部品は新たに生産するデジタルスチルカメラに再利用する。デジタルスチルカメラは、レンズ付きフィルムユニットに比較して機構部品点数が少なく、また一般的に故障する部品も少ない。しかし、外装部品は傷や汚れによって再利用できない場合が多い。なお、このようにデジタルスチルカメラの再利用システムを確立するためには、デジタルスチルカメラのメモリに記憶する画像信号を暗号化し、ユーザーが復号化できないようにし、更には画像信号を読み出すためには、特定のパスワードを必要とすることが望ましい。
【００５８】
請求項６に係る発明のデジタルスチルカメラでは、有機イメージセンサの光電変換部の開口面積率が、８０％以上、１００％未満であることを特徴とする。
【００５９】
本発明でいう光電変換部の開口面積率とは、光電変換部の全面積と、４００ｎｍ〜７００ｎｍの各波長における光透過率が１０％以上の受光部の面積との比率と定義する。本発明で規定する広い開口面積率とすることにより、デジタルスチルカメラに必要な機能である感度とダイナミックレンジに対して有利な素子設計を行うことができる。本発明においては、カラーフィルターまたはマイクロレンズアレイを必要としない構成が好ましい。
【００６０】
請求項７に係る発明においては、有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラは、有機イメージセンサの１画素の大きさが２μｍ以上、２００μｍ以下であることを特徴とする。
【００６１】
本発明でいう１画素の大きさとは、画素の形状が正方形、長方形、八角形等の形状に関わらず、画素の重心を通る最大の長軸長で定義する。画像の大きさが２μｍに満たない場合には、同一撮像部面積で画素数の増加が可能であるが、１画素あたりの電荷容量が減り、撮影可能光量に対するダイナミックレンジの低下を招き、また、２００μｍを超える大きさでは、必要解像度との関係から撮像部の小型化が困難になるという不都合が生じる。好ましい１画素の大きさは、２．５μｍ以上、１００μｍ以下であり、さらに好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下である。
【００６２】
請求項８に係る発明では、有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラにおいて、該有機イメージセンサの撮像画面サイズの１辺が、２４ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることを特徴とする。撮像画面サイズが２４ｍｍより小さい場合は、カメラの小型化や撮影時のＦ値アップには有利であるが、必要解像度から一画素の大きさを小さくせざるを得ず撮影可能光量に対するダイナミックレンジの低下を招き、また１５０ｍｍよりも大きい場合は、カメラの大型化、動作速度の低下や消費電力の増大を招き不都合を生じる。
【００６３】
請求項９に係る発明においては、有機イメージセンサを有するデジタルスチルカメラは、有機イメージセンサが少なくとも３つの分光感度極大値を有し、該分光感度極大値を与える波長をそれぞれλｍａｘ１、λｍａｘ２、λｍａｘ３としたとき、各々が下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする。
【００６４】
式（１）
４００ｎｍ＜λｍａｘ１＜５００ｎｍ
式（２）
５００ｎｍ＜λｍａｘ２＜６００ｎｍ
式（３）
６００ｎｍ＜λｍａｘ３＜７００ｎｍ
上記λｍａｘ１〜λｍａｘ３が式（１）〜（３）を満たすことにより、色再現性に優れたカラー画像の撮像が可能である。λｍａｘ１〜λｍａｘ３の好ましい範囲は、４２０ｎｍ＜λｍａｘ１＜４８０ｎｍ、５２０ｎｍ＜λｍａｘ２＜５８０ｎｍ、６２０ｎｍ＜λｍａｘ３＜６８０ｎｍで、さらに好ましくは、４３０ｎｍ＜λｍａｘ１＜４７０ｎｍ、５３０ｎｍ＜λｍａｘ２＜５７０ｎｍ、６３０ｎｍ＜λｍａｘ３＜６７０ｎｍである。
【００６５】
本発明で規定する分光感度の極大値を与える方法としては、光電変換部の光入射側にカラーフィルターを用いる構成でもよいし、カラーフィルターを用いることなく光電変換部自体が分光感度を有する材料を用いてもよいが、後者のカラーフィルターを用いない構成が好ましい。分光感度の極大値を与える波長は、３つ以上であってもよいが、少なくとも３つは、前記式（１）〜（３）を満たすことが必要である。
【００６６】
請求項１０に係る発明においては、分光感度極大値を与える波長λｍａｘ１、λｍａｘ２、λｍａｘ３の長波側で、分光極大感度の８０％を与える波長をそれぞれλｍａｘ１（８０）、λｍａｘ２（８０）、λｍａｘ３（８０）としたとき、各々が下記式（４）〜（６）を満たすことを特徴とする。
【００６７】
式（４）
５０ｎｍ≧λｍａｘ１−λｍａｘ１（８０）≧２５ｎｍ
式（５）
５０ｎｍ≧λｍａｘ２−λｍａｘ２（８０）≧２５ｎｍ
式（６）
５０ｎｍ≧λｍａｘ３−λｍａｘ３（８０）≧２５ｎｍ
本発明においては、各分光感度域において、分光感度極大値を与える波長と分光極大感度の８０％を与える波長との差を２５ｎｍ以上となる構成にすることにより、高い光感度の検出が可能となる。しかしながら、その差が５０ｎｍを超えた場合には、クロストークが生じて色再現性が低下するため好ましくない。
【００６８】
以上は、分光感度極大を与える波長の長波側についての規定であるが、短波側においても同様に、その差が２５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６９】
本発明の請求項１１のデジタルスチルカメラは、青色光、緑色光、赤色光を積層検出可能である有機イメージセンサを含むことを特徴とする。
【００７０】
図２〜図４は、本発明で用いることのできる有機イメージセンサの一例を示す断面図である。
【００７１】
図２は、導電性基板２０１上に、金属電極２０８〜２１１、透明電極２０３、２０５、２０７、赤色光検出層２０２、緑色光検出層２０４、青色光検出層２０６を積層させた有機イメージセンサの一例である。上記構成に係る有機イメージセンサの詳細については、特開平５−３４３６６１号公報等の当該記載内容を参考にすることができる。
【００７２】
図３は、透明性支持体３０１上に、金属電極３０２、透明電極３０３〜３０５、誘電体層３０８、３０９、青色光検出層３１２、緑色光検出層３１１、赤色光検出層３１０を配置させた有機イメージセンサの一例である。上記構成に係る有機イメージセンサの詳細については、特表２００２−５０２１２０号公報等の当該記載内容を参考にすることができる。
【００７３】
図４は、透明性支持体４０１上に、絶縁層４０２、４０３、電極４０４〜４０９、青色光検出層４１０、緑色光検出層４１１、赤色光検出層４１２を配置させた有機イメージセンサの一例である。上記構成に係る有機イメージセンサの詳細については、特開２００２−２１７４７４号公報等の当該記載内容を参考にすることができる。
【００７４】
上記図２〜図４に示す様に、青色光、緑色光、赤色光を積層させた有機イメージセンサを、例えば、図１に記載の撮像素子３として用いることにより、デジタルスチルカメラの撮像系のカラーフィルターが不要となり、同一撮像面積で最も効率よく可視光を検出できることになる。
【００７５】
本発明に係る有機イメージセンサにおいて、透明支持体としては、例えば、ポリエチレン等のポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、セルローストリアセテート等のセルロース誘導体フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、極性基などの置換基を導入したポリエステルフィルム、ピロメリット酸或いはその無水物とジアミンの反応などで得られるポリイミド等のフィルム、ソーダ石灰フロートガラス等が挙げられる。また、透明電極としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、ニッケル等の導電性金属や、インジウム−スズ酸化物や弗素−酸化スズ酸化物やアルミニウムドープ亜鉛酸化物等の導電性金属酸化物等の薄膜または微粒子分散物を用いることができる。また、金属電極としては、Ｃａ、Ｓｍ、Ｙ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなどの金属製を用いることができ、透明電極よりも仕事関数を大きくする金属を用いることが好ましい。
【００７６】
請求項１２に係る発明のデジタルスチルカメラにおいては、有機イメージセンサの光電変換部が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化タングステンを含むことを特徴とする。
【００７７】
本発明でいう光電変換部とは、特定の固有波長域の光で光励起された場合に励起波長に応じて導電性を生じる部位のことを言う。光電変換には、一般的には半導体材料を用いることができ、本発明に係る酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステンをデジタルスチルカメラで用いる場合、耐久性の観点から最もｎ型の無機半導体材料として適するものである。
【００７８】
本発明において、Ｓｉ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＦｅＳ２、ＰｂＳ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＴｉＳｒＯ３、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２等を主成分とするｎ型無機半導体材料、Ｃｕ２Ｏ、ＧａＰ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＦｅＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｎＳ、Ｂｉ２Ｏ３、Ｓｉ、Ｇｅ等を主成分とするｐ型無機半導体材料を光電変換部に用いることもできる。これらの半導体材料は、不純物をドープして用いてもよく、平均粒径が０．１〜１００ｎｍの微粒子で用いたり、微粒子を集合させた多孔質状で用いることもできる。
【００７９】
前記無機半導体材料を含む光電変換部には、特開２００１−２１７４５１号公報に記載の一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表される色素を好ましく用いることができる。また、電解質としては、特開２００１−２１７４５１号公報の段落番号０１０６〜０１３１に記載の化合物を用いることができる。
【００８０】
請求項１３に係る発明のデジタルスチルカメラにおいては、有機イメージセンサの光電変換部が、粒径０．１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の有機顔料を含むことを特徴とする。
【００８１】
本発明で用いることのできる有機顔料としては、例えば、アミノアントラキノン系やアントラピリミジン系やフラバントロン系やアントアントロン系やインダントロン系やピラントロン系やピオラントロン系等のアントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系等の縮合多環顔料、銅フタロシアニンやハロゲン化銅フタロシアニンやスルホン化銅フタロシアニンレーキ系、無金属フタロシアニン系顔料、アセト酢酸アニリド系やピラゾロン系やβナフトール系やβオキシナフトエ酸系やβオキシナフトエ酸アニリド系等のアゾーレーキ顔料または不溶性アゾ顔料や縮合アゾ顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、スレン顔料、ジケトピロロピロール顔料、金属錯体顔料等を挙げることができる。有機顔料の粒径は、電子または正孔伝達の効率を高める観点から、１ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下が必要であり、更には１ｎｍ以上、８００ｎｍ以下が好ましい。本発明で規定する粒径を有する有機顔料を得る方法として、液相法、気相法、粉砕法等の方法を用いることができる。
【００８２】
以下に、本発明に好ましく用いられる有機顔料の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８３】
【化１】
2004134933.tif 000002
【００８４】
【化２】
2004134933.tif 000003
【００８５】
【化３】
2004134933.tif 000004
【００８６】
【化４】
2004134933.tif 000005
【００８７】
【化５】
2004134933.tif 000006
【００８８】
【化６】
2004134933.tif 000007
【００８９】
請求項１４に係る発明のデジタルスチルカメラにおいては、有機イメージセンサの光電変換部が、導電性高分子材料を含むことを特徴とする。
【００９０】
本発明でいう導電性高分子とは、０．１Ｓ／ｃｍよりも大きい導電率を有する高分子化合物のことを言う。本発明に用いられる導電性高分子材料として、好ましい化合物の具体例を以下に列挙するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９１】
【化７】
2004134933.tif 000008
【００９２】
【化８】
2004134933.tif 000009
【００９３】
【化９】
2004134933.tif 000010
【００９４】
【化１０】
2004134933.tif 000011
【００９５】
【化１１】
2004134933.tif 000012
【００９６】
【化１２】
2004134933.tif 000013
【００９７】
【化１３】
2004134933.tif 000014
【００９８】
上記例示化合物１〜４６において、更に好ましい導電性高分子材料は、例示化合物１２〜４６で示されるπ共役系化合物である。また、米国特許第５，５０４，３２３号、同第５，５２３，５５５号、同第５，３３１，１８３号、同第５，４５４，８８０号、同第５，１９６，１４４号、同第４，１４５，４６２号に記載の各導電性高分子材料も好ましく用いることができる。
【００９９】
本発明において、特に好ましい導電性高分子材料としては、ポリ（２−メトキシ、５−（２′−エチルヘキシロキシ）−ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（２−ブチルー５−（２−エチルヘキシル）−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（シアノフェニレンビニレン）、ポリ（３−アルキルチオフェン）等が挙げられる。また、本発明に係る導電性高分子材料は、有機溶媒に可溶であることが好ましい。
【０１００】
請求項１５に係る発明のデジタルスチルカメラにおいては、有機イメージセンサの光電変換部が、フラーレンまたはカーボンナノチューブを含むことを特徴とする。
【０１０１】
フラーレンやカーボンナノチューブのような立体的なπ電子雲を有する化合物を用いることにより、化合物間のキャリヤ授受やキャリヤトラップが効率的に行われ、デジタルスチルカメラの撮影に必要な感度に対して有利に働くため好ましい。これらの化合物としては、例えば、フラーレンＣ−６０、フラーレンＣ−７０、フラーレンＣ−７６、フラーレンＣ−７８、フラーレンＣ−８４，フラーレンＣ−２４０、フラーレンＣ−５４０、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ（Ｍｕｌｔｉ　Ｗａｌｌｅｄ　Ｎａｎｏｔｕｂｅ）、単層ナノチューブ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｗａｌｌｅｄ　Ｎａｎｏｔｕｂｅ）、ハイペリオン社製ＭＢ５０１５−００、ＭＢ６０１５−００、ＳＲ５００、ＳＲ５２５、ＳＲ６００、ＳＲ６２５等を挙げることができる。更に、フラーレンやカーボンナノチューブは、溶剤への相溶性を付与する目的で置換基を導入してもよい。
【０１０２】
請求項１６に係る発明のデジタルスチルカメラにおいては、有機イメージセンサの光電変換部が、電荷輸送材料を含むことを特徴とする。
【０１０３】
電荷輸送材料として好ましい化合物としては、例えば、８−ヒドロキシキノリンアルミニウムに代表されるキノリノール誘導体金属錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン誘導体の金属錯体（ただし、中心金属がアルカリ金属である錯体を除く）、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、ナフタレン、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ビススチリル誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアゾール系化合物、ナフトール酸イミド誘導体、シラシクロペンタジエン誘導体、インドロカルバゾール誘導体等が挙げられる。また、特許第２８６９３７８号、同第２９１８１５０号、特開平４−３２０４８６号、同９−５４４８号、同１１−１７６５７８号、同１１−２７３８５９号、同１１−３０７２６０号、特開２００１−２５０６９０号、同２００２−１２４３８８号、同２００２−１１７９８１号、同２００２−８３６８１号、同２００２−６３９８９号、同２００１−３３８７６７号、同２００１−３１３１７８号、同２００１−３３８７６１号、同２００１−２８４０５４号、同２００１−２８１９６６号等の各公報に記載の電子輸送材料を、本発明においては好ましく用いることができる。
【０１０４】
更に好ましい電子輸送材料の具体例を、以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではい。
【０１０５】
【化１４】
2004134933.tif 000015
【０１０６】
【化１５】
2004134933.tif 000016
【０１０７】
【化１６】
2004134933.tif 000017
【０１０８】
これらの電子輸送材料は、単独でも用いられるが、異なる電子輸送材料と積層または混合して使用しても構わない。
【０１０９】
請求項１７に係る発明のデジタルスチルカメラにおいては、有機イメージセンサの光電変換部が、正孔輸送材料を含むことを特徴とする。
【０１１０】
正孔輸送材料として好ましく用いられる化合物としては、例えば、トリフェニルアミン系化合物、フルオニルジフェニルアミン誘導体、ポリシラン系化合物、ビスエナミン系誘導体、イミノスチルベン系化合物等を挙げることができる。また、特許第２５６０９２８号、同第２７２１４４１号、同第２９４９９６６号、同第２８０６１４４号、同第２８４８１８９号、同第２７３４５５８号、同第２８４８２０７号、同第２５９１４６１号、同第２６８６４１８号、特公平７−１１０９４０号、特開平８−１８８７７３号、同５−２５４７３号、同８−４８６５６号、同８−２５１９４７号、同８−２５１９４９号、同８−２４０９２２号、同８−２５９９５６号、同８−２５９９５７号、同８−２９８１８５号、同８−３０６４９０号、同８−３２５５６４号、同９−５９２５６号、同９−５９２５６号、同９−１５１５７１号、同８−２５９９４０号、同１１−２６１６３号等の各公報に記載の正孔輸送材料を、本発明においては好ましく用いることができる。
【０１１１】
更に好ましい正孔輸送材料の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１１２】
【化１７】
2004134933.tif 000018
【０１１３】
【化１８】
2004134933.tif 000019
【０１１４】
【化１９】
2004134933.tif 000020
【０１１５】
これらの正孔輸送材料は、単独でも用いられるが、異なる正孔輸送材料と積層または混合して使用しても構わない。
【０１１６】
以上の電子輸送材料または正孔輸送材料は、請求項１１、１３、１４、１５に係る各化合物と同じ層で用いてもよいし、また別層で用いてもよい。また、電子輸送及び正孔輸送機能は、対応する化合物とのエネルギー準位との関係で決まるものであり、前記化合物に限定されるものではない。
【０１１７】
以上説明を行った粒径０．１ｎｍ以上１０００ｎｍの有機顔料、導電性高分子材料、フラーレン又はカーボンナノチューブ、電荷輸送材料、正孔輸送材料、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ又は酸化タングステンは、例えば、前述の図２〜図４の赤色光検出層、緑色光検出層又は青色光検出層中に好ましく用いることができる。
【０１１８】
以上の正孔輸送層、発光層、電子輸送層に用いられる材料は、単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリサルフォン、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
【０１１９】
請求項１８に係る発明のデジタルスチルカメラにおいては、有機イメージセンサの撮像面が非平面であることを特徴とする。特開平８−１９４８０９号公報には、１台のカメラと監視対象から光を反射させる回転可能なミラーを備えた３６０度監視システムが、また、特開平１１−２０５６５０号公報には、ラインセンサを３６０度回転可能な回転台で回転させ３６０度全方向の画像を得るカメラシステムが、また、特開平６−３５０８８７号公報には、３６０度回転可能な雲台の上にカメラを載せて撮影するパノラマ撮影装置がそれぞれ開示されているが、いずれも撮像面が平面である撮像手段を用いており、本発明の要件は一切開示されていない。
【０１２０】
図５は、本発明に係る撮像面が非平面である円筒型センサー（有機イメージセンサ）を備えたデジタルスチルカメラの一例を示す斜視図であり、また、図６は、円筒型センサーの構成の一例を示す断面図である。
【０１２１】
上述の各公報に記載の例では、レンズ、ミラーまたはカメラ自体を回転させるための機械的駆動装置が必要であるが、図５に示す信号処理部５０１上に、撮像面が非平面である円筒型センサー５０２を備えたデジタルスチルカメラでは、駆動系を必要とせず、さらに３６０度の画像が同時に撮影できるため、豊富な画像情報量と画像処理時間の短縮化が達成でき、特に監視用カメラとして優れる。
【０１２２】
図６で示す円筒型センサーは、円筒型の基板６０１に、電極６０２及び光電変換層６０３を積層し、表面に３６０度の画像を撮影するためのマイクロレンズ６０４が全面に配置されているものである。
【０１２３】
請求項１９に係る発明のデジタルスチルカメラにおいては、発生電荷処理部に有機半導体を含む有機イメージセンサを備えたことを特徴とする。
【０１２４】
図７は、有機半導体を有する有機イメージセンサの一例を示す断面図である。図７に示す有機イメージセンサには、入射する電磁波（光）を電気エネルギーに変換する第１層（光電変換部）７０１が設けられている。この第１層７０１は、電磁波入射側から、隔膜７０２、透明電極膜７０３、正孔伝導層７０４、電荷発生層７０５、電子伝導層７０６、導電層７０７が設けられている。ここで、電荷発生層７０５は、光電変換可能な電磁波（光）によって、電子や正孔を発生し得る化合物を含有するものであり、光電変換を円滑に行うために、いくつかの機能分離された層を有することができる。
【０１２５】
隔膜７０２は、第１層７０１と外部大気環境とを分離させるものであり、例えば、高誘電率の有機材料や、封止用樹脂、ｏｘｉ−ｎｉｔｒｉｄｅ等が用いられる。透明電極膜７０３は、例えば、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどの導電性透明材料を用いて形成される。この透明電極膜７０３の形成では、蒸着やスパッタリング等の方法を用いて薄膜を形成できる。また、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、或いは高いパターン精度を必要としない場合（１０μｍ以上程度）は、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この透明電極膜７０３は、透過率を１０％より大きくすることが好ましく、またシート抵抗は数百Ω／ｃｍ以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。膜厚が１０ｎｍより薄い場合には透明電極がアイランド状になってしまうからであり、また膜厚が２００ｎｍより厚い場合には、透明電極の形成に時間を要してしまうからである。
【０１２６】
電荷発生層７０５では、第１層７０１から出力された電磁波（光）によって電子と正孔が発生する。ここで発生した正孔は正孔伝導層７０４に集められ、電子は電子伝導層７０６に集められる。なお、本構造において、正孔伝導層７０４と電子伝導層７０６は必ずしも必須なものではない。
【０１２７】
導電層７０７は、例えば、クロムなどで形成されている。また、一般の金属電極若しくは前記透明電極の中から選択可能であるが、良好な特性を得るためには仕事関数の小さい（４．５ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましい。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。この導電層７０７は、これらの電極物質を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成できる。また、導電層７０７のシート抵抗は、数百Ω／ｃｍ以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で選ばれる。膜厚が１０ｎｍより薄い場合には導電層がアイランド状になってしまうからであり、膜厚が１μｍより厚い場合には導電層の形成に時間を要してしまうからである。
【０１２８】
次に、上述の正孔伝導層７０４、電荷発生層７０５、電子伝導層７０６について詳述する。電荷発生層７０５は、いわゆる有機ＥＬ素子の構成を適用することができ、前記有機ＥＬ素子はその構成材料が低分子系のものでも高分子系のものいわゆる、ライトエミッティングポリマーでもよい。有機ＥＬ素子で用いられる化合物例としては、「有機ＥＬ材料とディスプレイ（２００１年２月２８日株式会社シー・エム・シー発行）」の第１９０頁〜第２０３頁に記載されている化合物や、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第８１頁〜第９９頁に記載されている化合物などが挙げられる。前記低分子系有機ＥＬ素子に使用される材料としては、例えば、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第３６頁〜第５６頁に記載されている化合物や、「有機ＥＬ材料とディスプレイ（２００１年２月２８日株式会社シー・エム・シー発行）」の第１４８頁〜第１７２頁に記載されている化合物等が挙げられる。
【０１２９】
また、光電変換部に用いる材料として、前記粒径０．１ｎｍ以上１０００ｎｍの有機顔料、導電性高分子材料、フラーレン又はカーボンナノチューブ、電荷輸送材料、正孔輸送材料、酸化チタン又は酸化亜鉛又は酸化スズ又は酸化タングステンも好ましく用いることができる。
【０１３０】
図７の第２層７０８には、第１層７０１で得られた電気エネルギーの蓄積及び蓄積された電気エネルギーに基づく信号の出力を行う（発生電荷処理部）層が形成されている。第２層７０８は、第１層７０１で生成された電気エネルギーを画素毎に蓄えるコンデンサ７０９と、蓄えられた電気エネルギーを信号として出力するためのスイッチング素子であるトランジスタ７１０を用いて構成されている。第２層７０８は、スイッチング素子を用いるものに限られるものではなく、例えば、蓄えられた電気エネルギーのエネルギーレベルに応じた信号を生成して出力する構成とすることもできる。
【０１３１】
トランジスタ７１０は、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いるものとする。このＴＦＴは、液晶ディスプレイ等に用いられている無機半導体系のものでもよく、有機半導体を用いてもよく、また、プラスチックフィルム上に形成されたＴＦＴであることも好ましい構成である。プラスチックフィルム上に形成されたＴＦＴとしては、アモルファスシリコン系のものが知られているが、その他、米国Ａｌｉｅｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社で開発しているＦＳＡ（Ｆｌｕｉｄｉｃ　Ｓｅｌｆ　Ａｓｓｅｍｂｌｙ）技術、即ち、単結晶シリコンで作製した微小ＣＭＯＳ（Ｎａｎｏｂｌｏｃｋｓ）をエンボス加工したプラスチックフィルム上に配列させることで、フレキシブルなプラスチックフィルム上にＴＦＴを形成するものとしても良い。さらに、Ｓｃｉｅｎｃｅ２８３，８２２（１９９９）やＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７１４８８（１９９８）、Ｎａｔｕｒｅ，４０３，５２１（２０００）等の文献に記載されているような有機半導体を用いたＴＦＴであってもよい。このように、本発明に用いられるスイッチング素子としては、上記ＦＳＡ技術で作製したＴＦＴ及び有機半導体を用いたＴＦＴが好ましく、特に好ましいのは、発生電荷処理部に有機半導体で構成されたＴＦＴを用いることである。この有機半導体を用いてＴＦＴを構成すれば、シリコン等の無機半導体を用いてＴＦＴを構成する場合のように真空蒸着装置等の設備が不要となり、印刷法やインクジェット法を活用してＴＦＴを形成できるので、製造コストが安価となる。さらに、加工温度を低くできることから、熱に弱いプラスチック基板状にも形成できる。
【０１３２】
また、有機半導体を用いたＴＦＴの内、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）が特に好ましく、具体的には図８のａ）〜ｃ）に示す各構造からなる有機ＴＦＴが好ましい。
【０１３３】
図８のａ）に示す有機ＴＦＴは、基板８００上にゲート電極８０２、ゲート絶縁層８０５、ソース・ドレイン電極８０１、有機半導体層８０３を順に形成したものである。
【０１３４】
図８のｂ）に示す有機ＴＦＴは、基板８００上にゲート電極８０２、ゲート絶縁層８０５、有機半導体層８０３、ソース・ドレイン電極８０１を順に形成したものである。
【０１３５】
図８のｃ）に示す有機ＴＦＴは、有機半導体単結晶８０４上に、ソース・ドレイン電極８０１、ゲート絶縁層８０５、ゲート電極８０２を順に形成したものである。
【０１３６】
有機ＴＦＴにおいて、有機半導体層８０３を形成する化合物は、単結晶材料でもアモルファス材料でもよく、低分子材料でも高分子材料でもよいが、特に好ましいものとしては、ペンタセンやトリフェニレン、アントラセン等に代表される縮環系芳香族炭化水素化合物の単結晶や、前記例示化合物１２〜４６で示されるπ共役系高分子を含む導電性高分子材料が挙げられる。
【０１３７】
ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極は、金属でも導電性無機化合物でも導電性有機化合物でも何れでも良いが、作製の容易さの観点から導電性有機化合物であることが好ましく、その代表例としては、前記例示化合物１２〜４６で示されるπ系共役系高分子を含む化合物に、ルイス酸（塩化鉄、塩化アルミニウム、臭化アンチモン等）やハロゲン（沃素や臭素など）、スルホン酸塩（ポリスチレンスルホン酸のナトリウム塩（ＰＳＳ）、ｐ−トルエンスルホン酸カリウム等）などをドープしたものが挙げられ、具体的には、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にＰＳＳを添加した導電性高分子が代表例として挙げられる。
【０１３８】
図９に、有機ＴＦＴの具体的な構成とそこで用いる化合物の一例を断面図で示す。
【０１３９】
前述の図７において、スイッチング素子であるトランジスタ７１０には、第１層７０１で生成された電気エネルギーを蓄積するとともに、コンデンサ７０９の一方の電極となる収集電極７１１が接続されている。このコンデンサ７０９には第１層７０１で生成された電気エネルギーが蓄積されるとともに、この蓄積された電気エネルギーはトランジスタ７１０を駆動することで読み出される。すなわちスイッチング素子を駆動することで、画素毎の信号を生成することができる。
【０１４０】
図７において、トランジスタ７１０は、ゲート電極７１２、ソース電極（ドレイン電極）７１３、ドレイン電極（ソース電極）７１４、有機半導体層７１５、絶縁層７１６で構成されている。
【０１４１】
第３層７１７はイメージセンサの基板である。第３層７１７として好ましく用いられる基板は、ブラスチックフィルムであり、プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。
【０１４２】
更にこれらのプラスチックフィルムには、トリオクチルホスフェートやジブチルフタレート等の可塑剤を添加してもよく、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系等の公知の紫外線吸収剤を添加してもよい。また、テトラエトキシシラン等の無機高分子の原料を添加し、化学触媒や熱、光等のエネルギーを付与することにより高分子量化する、いわゆる有機−無機ポリマーハイブリッド法を適用して作製した樹脂を原料として用いることができる。更に、第３層７１７の第２層とは反対面側には、電源部として、例えば、マンガン電池、ニッケル・カドミウム電池、水銀電池、鉛電池などの一次電池、充電可能な二次電池を設けるものとしても良い。この電池の形態としては、イメージセンサを薄型化できるように平板状の形態が好ましい。
【０１４３】
次いで、本発明に係る有機イメージセンサの回路構成について説明する。
図１０に、本発明に係る有機イメージセンサの回路図の一例を示す。
【０１４４】
図１０は、イメージセンサ１００の構成を示しており、イメージセンサ１００には照射された光の強度に応じて蓄積された電気エネルギーを読み出すための収集電極１０１が２次元配置されており、この収集電極１０１がコンデンサ１０８の一方の電極とされて、電気エネルギーがコンデンサ１０８に蓄えられる。ここで、１つの収集電極１０１は放射線画像の１画素に対応するものである。
【０１４５】
本発明に係るイメージセンサ１００では、信号線１０２−１〜１０２−ｎに、例えば、ドレイン電極が接続された初期化用のトランジスタ１０３−１〜１０３−ｎが設けられている。このトランジスタ１０３−１〜１０３−ｎのソース電極は接地されている。また、ゲート電極はリセット線１０５と接続されている。
【０１４６】
走査線１０４−１〜１０４−ｍとリセット線１０５は、図１０に示すように走査駆動回路１０６と接続されている。走査駆動回路１０６から走査線１０４−１〜１０４−ｍのうちの１つの走査線１０４−ｐ（ｐは１〜ｍのいずれかの値）に読み出し信号ＲＳが供給されると、この走査線１０４−ｐに接続されたトランジスタ１０７−（ｐ，１）〜１０７−（ｐ，ｎ）がオン状態とされて、コンデンサ１０８−（ｐ、１）〜１０８−（ｐ、ｎ）に蓄積された電気エネルギーが信号線１０２−１〜１０２−ｎにそれぞれ読み出される。信号線１０２−１〜１０２−ｎは、信号選択回路１０９の信号変換器１１０−１〜１１０−ｎに接続されており、信号変換器１１０−１〜１１０−ｎでは信号線１０２−１〜１０２−ｎ上に読み出された電気エネルギー量に比例する電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎを生成する。この信号変換器１１０−１〜１１０−ｎから出力された電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎはレジスタ１１１に供給される。レジスタ１１１では、供給された電圧信号が順次選択されて、Ａ／Ｄ変換器１１２で（例えば、１２ビットないし１４ビットの）１つの走査線に対するディジタルの画像信号とされ、制御回路１１３は、走査線１０４−１〜１０４−ｍ各々に、走査駆動回路１０６を介して読み出し信号ＲＳを供給して画像操作を行い、走査線毎のディジタル画像信号を取り込んで画像信号の生成を行う。この画像信号は制御回路１１３に供給される。また走査駆動回路１０６からリセット信号ＲＴをリセット線１０５に供給して、トランジスタ１０３−１〜１０３−ｎをオン状態とするとともに、走査線１０４−１〜１０４−ｍに読み出し信号ＲＳを供給してトランジスタ１０７−（１，１）〜１０７−（ｍ、ｎ）をオン状態とすると、コンデンサ１０８−（１，１）〜１０８−（ｍ、ｎ）に蓄えられた電気エネルギーがトランジスタ１０３−１〜１０３−ｎを介して放出して、イメージセンサ１００の初期化を行うことができる。制御回路１１３には、メモリ部１１４や操作部１１５が接続されており、操作部１１５から操作信号ＰＳに基づいてイメージセンサ１００の動作が制御される。操作部１１５は複数のスイッチが設けられており、操作部１１５からのスイッチ操作に応じた操作信号ＰＳに基づき、イメージセンサ１００の初期化や画像信号の生成が行われる。また、画像信号の生成はコネクタ１１６を介して他の制御回路と接続可能であり、他の制御回路からイメージセンサ１００の制御を行ってもよい。
【０１４７】
本発明に係る有機イメージセンサは、湿度等の外部環境に影響されないように封止構造を有することが好ましい。封止の方法は、例えば、特開平１１−２２３８９０号、同１１ー２４９２４３号、同１１−３４４５８９号、特開２０００−１７１５９７号の各公報に記載の方法を挙げることができる。
【０１４８】
請求項２０に係る発明のデジタルスチルカメラでは、少なくとも１工程がインクジェット法で作製された有機イメージセンサを含むことを特徴とする。
【０１４９】
本発明に係るインクジェット法とは、インクを微小液滴にして微細ノズル等の噴射口から噴出して、画像、文字、記号等を記録媒体上に形成する方法である。インクの噴出方法としては、ヘッドに充填したインクをピエゾ素子を用いて電気信号から機械信号に変換させて所望のサイズのインク液滴を噴出させる方法、特開昭５４−５９９３６号公報に記載されている熱的な作用を受けたインクの体積変化量を利用して噴出させる方法等がある。本発明に用いられるインクジェット記録装置としては、特開２００２−１７８４８７号、同２００２−１７８４８６号、同２００２−１７８０５号、同２００２−１７８０６号、同２００２−１０３５９４号、同２００２−５２７１９号の各公報に記載の装置を好ましく用いることができる。さらに、特開平１１−７３１５８号、ＷＯ第９９／４０８７１号、同第９９／５３４８４号、特開２０００−３５３５９４号、同２００１−６４５２９号、同２００１−２７９１３４号、同２００１−３１３１７２号、同２００１−２８４０４７号、同２００２−２１５０６５号、同２００２−２２２６９５号、同２００２−２３１４４７号、米国特許第６，０８７，１９６号に記載の製造方法を用いることができる。インクジェット法を用いることにより、製造コストの削減や少量品種の生産性を向上させることができ、好ましい。
【０１５０】
請求項２１に係る発明のデジタルスチルカメラは、少なくとも１工程が印刷法で作製された有機イメージセンサを含むことを特徴とする。
【０１５１】
本発明に係る印刷法としては、例えば、凸版印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法等が挙げられる。これらの内、本発明においてはグラビア印刷法またはスクリーン印刷法の使用が好ましい。具体的な方法として、特開２００１−１６０５６５号、同２００１−１１８８６４号、同２００１−２７４４３２号、同２００１−２７４４４７号、同２００２−１３４７９２号、同２００２−７６５８７号、同２００２−１５８２４８号、同２００２−１２４６９２号、同２００２−２０４０４９号、同２００２−２５７６８号等に記載の方法を挙げることができる。
【０１５２】
【発明の効果】
本発明により、撮像素子として有機イメージセンサを用いて、ハロゲン化銀写真感光材料を用いた撮影システム、無機系材料の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラシステムの各欠点を解消した、高感度、高ダイナミックレンジで低コストな新たなデジタルスチルカメラ及びその作製方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデジタルスチルカメラの一例を示すブロック図である。
【図２】本発明で用いる有機イメージセンサの一例を示す断面図である。
【図３】本発明で用いる有機イメージセンサの他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明で用いる有機イメージセンサの他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る撮像面が非平面である円筒型センサー（有機イメージセンサ）を備えたデジタルスチルカメラの一例を示す斜視図である。
【図６】円筒型センサーの構成の一例を示す断面図である。
【図７】有機半導体を有する有機イメージセンサの一例を示す断面図である。
【図８】本発明で用いる有機ＴＦＴの構成の一例を示す斜視図である。
【図９】有機ＴＦＴの具体的な構成とそこで用いる化合物の一例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る有機イメージセンサの回路一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１　撮影レンズ
２　絞り
２０１　導電性基板
２０２、３１０、４１２　赤色光検出層
２０４、３１１、４１１　緑色光検出層
２０６、３１２、４１０　青色光検出層
２０３、２０５、２０７、３０３〜３０５　透明電極
２０８〜２１１、３０２　金属電極
３０１、４０１　透明支持体
３０８、３０９　誘電体層
４０２、４０３　絶縁層
４０４〜４０９　電極
５０１　信号処理部
５０２　円筒型センサー
７０１　第１層（光電変換部）
７０８　第２層（発生電荷処理部）
７０９　コンデンサ
７１０　トランジスタ（ＴＦＴ）
８００　基板
８０１　ソース・ドレイン電極
８０２　ゲート電極
８０３　有機半導体層
８０４　有機半導体単結晶
８０５　ゲート絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004134933.tif 000027
【図８】
2004134933.tif 000028
【図９】
2004134933.tif 000029
【図１０】
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