CN102763402A - 图像传感器用ic及使用其的接触式图像传感器 - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器用IC，具备：光接收元件（10a），在对边平行的四角形的半导体基板的表面相互邻接地呈直线地配置，从半导体基板的相向的一个边的规定位置到另一个边的规定位置相对于至少1组对边倾斜地设置；以及插补元件（10b），设置在呈直线地配置的光接收元件（10a）与一组对边所成的角度为广角的区域侧的一组对边的一个端部或两个端部，与呈直线地配置的光接收元件（10a）具有倾斜角度，并且在呈直线地配置的光接收元件（10a）的外侧对光进行接收。

Description

图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器
技术领域
本发明涉及在传真机、复印机、扫描仪等的原稿读取部中使用的多芯片搭载型图像传感器中使用的图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器。
背景技术
将多个传感器芯片呈直线状地排列而构成1维扫描型的图像传感器的多芯片搭载型的接触式图像传感器（contact image sensor）已经普及。在应用多芯片型的传感器芯片的情况下，从制造上的观点出发，原理上需要传感器芯片间的间隙。另一方面，伴随着接触式图像传感器的高密度化，传感器芯片间的间隙的虚拟像素（virtual pixel）的处理变为问题。
例如，在日本特开平11-331492号公报图3（参照专利文献1），公开了在基板9上交替地排列高光接收部面10a的IC芯片10和低光接收部面11a的IC芯片11，IC芯片10的端面形成作为缺口部的倾斜面10c而成为反梯形形状的多芯片型的图像传感器。
在日本特开平7-52451号公报图9（参照专利文献2）中，公开了LED元件33形成梯形形状，通过正反交替地排列成横一列而提高了LED元件的填充密度的LED阵列。
在日本特开平6-218985号公报图4（参照专利文献3）中，公开了提高旋转刀片的刚性，一边使旋转刀片倾斜一边进行切割，使光学元件芯片1的表面侧的边缘3a突出，使背面侧的边缘3b退缩的读取装置。
此外作为其他的欠缺像素的应对手段，例如在日本特开平2-87869（参照专利文献4）中，将IC图像传感器芯片3排列成锯齿型（zigzag pattern）来保持邻接的IC图像传感器芯片3的光接收像素部的连续性的多芯片型图像传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-331492号公报（图3）；
专利文献2：日本特开平7-52451号公报（图9）；
专利文献3：日本特开平6-218985号公报（图4）；
专利文献4：日本特开平2-87869号公报（图1）。
发明内容
可是，在专利文献1中记载的技术中，由于交替地排列高光接收部面10a的IC芯片10和低光接收部面11a的IC芯片11，所以存在不得不使用2种IC芯片的课题。
在专利文献2中记载的技术中，虽然通过形成梯形形状的LED元件33能够提高LED元件33的填充密度，但关于邻接的LED元件33间的间隙没有记载。
在专利文献3中记载的技术中，在芯片焊接机等的自动安装时，由于考虑到安装精度导致的芯片彼此的冲突（接触），所以必须预先分离芯片间来进行安装。此外，即便能够高精度地进行安装，由于在位于下部的银膏8等的粘接剂上进行机械安装，所以存在安装后的位置变化的课题。
在专利文献4记载的技术中，因为使图像传感器芯片3进行锯齿排列，所以像素的副扫描方向位置按邻接的每个图像传感器芯片3而不同，因此变成按每个图像传感器3有许多像素不同的不协调的图像，存在导致图像品质恶化的课题。
本发明正是为了解决上述课题而做出的，其目的在于提供一种即使以规定的间距来排列传感器芯片，也不产生虚拟像素的高密度对应的图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器。
第一发明的图像传感器用IC，具备：光接收元件，在对边平行的四角形的半导体基板的表面相互邻接地呈直线地配置，从所述半导体基板的相向的一个边的规定位置到另一个边的规定位置相对于至少1组对边倾斜地设置；以及插补元件，设置在呈直线地配置的所述光接收元件与所述一组对边所成的角度为广角的区域侧的所述一组对边的一个端部或两个端部，与呈直线地配置的所述光接收元件具有倾斜角度，并且在呈直线地配置的所述光接收元件的外侧对光进行接收。
第二发明是在第一发明的图像传感器用IC中，对所述光接收元件及所述插补元件进行驱动的驱动电路，以呈直线地配置的所述光接收元件为界，分配在所述半导体基板的两侧。
第三发明是在第一发明的图像传感器用IC中，以等间距排列所述半导体基板，使所述光接收元件及所述插补元件呈直线状延伸。
第四发明是在第一发明的图像传感器用IC中，在各个所述光接收元件及各个所述插补元件的光接收面，涂覆或蒸镀有使光透射或遮光的光学波长不同的多个滤波器。
第五发明是在第一发明的图像传感器用IC中，在所述光接收元件及所述插补元件的光接收面，涂覆或蒸镀有使光透射或遮光的光学波长不同的滤波器，所述光接收元件及所述插补元件按不同的光学波长的每一个在搬送方向或反搬送方向被分离。
第六发明的接触式图像传感器，具备：图像传感器用IC，其具有：光接收元件，在对边平行的四角形的半导体基板的表面相互邻接地呈直线地配置，从所述半导体基板的相向的一个边的规定位置到另一个边的规定位置相对于至少1组对边倾斜地设置，以及插补元件，设置在呈直线地配置的所述光接收元件与所述一组对边所成的角度为广角的区域侧的所述一组对边的一个端部或两个端部，与呈直线地配置的所述光接收元件具有倾斜角度，并且在呈直线地配置的所述光接收元件的外侧对光进行接收；透镜体，沿着该图像传感器用IC的所述光接收元件配置，使在搬送方向上搬送的被照射体所反射的光会聚，使所述图像传感器用IC接收光；以及传感器基板，载置所述图像传感器用IC。
第七发明是在第六发明的接触式图像传感器中，对所述光接收元件及所述插补元件进行驱动的驱动电路，以呈直线地配置的所述光接收元件为界，分配在所述半导体基板的两侧。
第八发明是在第六发明的接触式图像传感器中，以等间距排列所述半导体基板，使所述光接收元件及所述插补元件呈直线状延伸。
第九发明是在第六发明的接触式图像传感器中，在各个所述光接收元件及各个所述插补元件的光接收面，涂覆或蒸镀有使光透射或遮光的光学波长不同的多个滤波器。
第十发明是在第六发明的接触式图像传感器中，在所述光接收元件及所述插补元件的光接收面，涂覆或蒸镀有使光透射或遮光的光学波长不同的滤波器，所述光接收元件及所述插补元件按不同的光学波长的每一个在搬送方向或反搬送方向呈直线状平行地被配置。
根据本发明的图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器，具有获得即使以规定的间距来排列传感器IC，也不产生虚拟像素的高密度对应的图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的接触式图像传感器的组装展开图。
图2是说明本发明的方式1的图像传感器用IC与透镜体的位置关系的图。
图3是本发明的实施方式1的图像传感器用IC的局部放大平面图。
图4是说明本发明的实施方式1的图像传感器用IC的传感器IC的排列的图。
图5是说明本发明的实施方式1的搭载有图像传感器用IC的接触式图像传感器的驱动电路的图。
图6是说明本发明的实施方式1的包含图像传感器用IC的光电变换部的驱动电路的图。
图7是说明本发明的实施方式1的图像传感器用IC的端子位置的图。
图8是本发明的实施方式1的图像传感器用IC的内部电路图。
图9是说明本发明的实施方式1的搭载有图像传感器用IC的接触式图像传感器的驱动电路的其他实施例的图。
图10是说明本发明的实施方式1的包含图像传感器用IC的光电变换部的驱动电路的其他实施例的图。
图11是说明本发明的实施方式1的图像传感器用IC的端子位置的其他实施例的图。
图12是本发明的实施方式1的图像传感器用IC的其他实施例的内部电路图。
图13是本发明的实施方式1的图像传感器用IC的其他实施例的平面图。
图14是本发明的实施方式1的图像传感器用IC的其他实施例的平面图。
图15是本发明的实施方式2的图像传感器用IC的局部放大平面图。
图16是说明本发明的实施方式2的图像传感器用IC的传感器IC的排列的图。
图17是本发明的实施方式2的图像传感器用IC的内部电路图。
图18是说明本发明的实施方式2的图像传感器用IC的图像数据的重新排列的图，图18（a）是说明移位寄存器的单元地址的图，图18（b）说明重新排列顺序的图，图18（c）是说明插补像素的调换的图，图18（d）是说明利用选择信号的插补像素的选择的图。
图19是本发明的实施方式2的图像传感器用IC的其他实施例的平面图。
图20是本发明的实施方式2的图像传感器用IC的其他实施例的平面图。
图21是本发明的实施方式3的图像传感器用IC的局部放大平面图。
图22是本发明的实施方式3的图像传感器用IC的内部电路图。
图23是说明本发明的实施方式3的搭载有图像传感器用IC的接触式图像传感器的驱动电路的图。
图24是本发明的实施方式3的图像传感器用IC的其他实施例的局部放大平面图。
图25是说明本发明的实施方式1~3的图像传感器用IC的传感器IC的排列的图。
图26是说明本发明的实施方式1~3的图像传感器用IC的传感器IC的排列的图。
图27是说明本发明的实施方式1~3的图像传感器用IC的传感器IC的排列的图。
图28是说明梯形形状的传感器IC的排列的图。
具体实施方式
实施方式1
以下，针对本发明的实施方式1使用图1进行说明。图1是表示本发明的实施方式1的接触式图像传感器的组装展开图。在图1中，光源1例如是LED芯片、通用的模塑型LED（molded type LED）等的发光体。基板2搭载有光源1。柔性基板3粘贴于基板2，对光源1供给电源。
被照射体4是被相对地搬送的原稿、纸币等。导光体5通过玻璃材料、丙烯酸树脂等的透明材料构成，光散射层（光反射层）5a接触于导光体5而设置。夹具6在内部具有空洞部，在该空洞内的一端侧配置光源1，另一端侧嵌合导光体5的端部并固定。壳体7收容或保持光源1及导光体5等。
透射体8以玻璃材料、丙烯酸等的透明构件构成，保护接触式图像传感器（CIS）的内部。读取位置8a表示透射体8上的主扫描方向（读取宽度方向）的位置，不是物理的构成要素。透镜体9使用棒形透镜阵列等，使来自被照射体4的散射光入射，使该散射光会聚而成像。传感器IC10也被称为传感器用IC，配置在透镜体9的光轴上，对在透镜体9会聚的光进行接收。传感器IC10包含形成在半导体基板的表面的光接收部（光电变换部），包括由驱动光接收部的移位寄存器、闩锁电路及开关等构成的驱动电路。传感器基板11载置传感器IC10，对在传感器IC10的光接收部接收的光电转换输出进行信号处理，搭载有外部连接器、电子部件、信号处理电路等。在图中，同一符号表示同一或相当的部分。
接着对工作进行说明。在图1中，从配置在夹具6内的光源1照射的光，照射导光体5的端部入射区域。在导光体5利用白色的丝网印刷（white silk printing）等在主扫描方向形成使光散射反射的光散射层5a，射出均匀的光。
从导光体5出射的光对位于透射体8上的读取位置8a的被照射体4进行照射，来自被照射体4的反射光（散射反射光）对透射体8进行透射，被透镜体9会聚，在以半导体基板构成的传感器IC10的光接收部（光接收面）进行成像。在传感器基板11，搭载有设置在传感器IC10的光接收面的相反侧、作为驱动传感器IC10、光源1的电源电路、信号处理电路的ASIC12（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）等的电子部件。
传感器IC10在传感器基板11排列搭载有多个，接收开始信号（SI）和时钟信号（CLK）进行驱动。在传感器IC10上的光接收面被光电变换了的各像素的信号输出，以来自移位寄存器的移位信号使开关组依次开闭，作为输出信号向外部送出图像信号。此外，将相对于被照射体4的各行的输出基于与时钟信号（CLK）同步的读出信号依次或同时作为模拟信号向信号处理电路12送出。
图2是说明本发明的方式1的图像传感器用IC和透镜体9的位置关系的图。10a是传感器IC10的光接收部（光接收面），称为光接收元件（光电变换部）。传感器IC10的平面形状是四角形。即，平面呈矩形、平行四边形或菱形形状。光接收元件10a呈直线地配置在传感器IC10，相对于传感器IC10的至少1组的对边（端面）倾斜地设置。
更准确地说，在对边平行的四角形的半导体基板的表面，相互邻接呈直线地配置光接收元件10a。光接收元件10a从半导体基板的相向的一个边的规定位置（读取位置）到另一个边的规定位置（读取位置）相对于至少一组对边倾斜地设置。
此外，光接收元件10a沿着透镜体9以覆盖读取宽度的方式配置。在图中，与图1相同的符号表示同一或相当的部分。
图3是本发明的实施方式1的图像传感器用IC的局部放大平面图。在图3中，10b是设置在传感器IC10端部的插补元件（插补像素）。可是，在图3中，在相互邻接的传感器IC10的间隙（D）为0.01mm~0.05mm、光接收元件10a的像素密度为大约600DPI的情况下，当以42μm的同一间距呈直线状地排列光接收元件10a时，产生虚拟像素（位于IC的间隙区域，不能物理地形成的光接收元件）10a'。因此，在与呈直线状地排列的光接收元件10a正交的方向的传感器IC10的端部位置形成插补像素（interpolation pixel）10b。而且，插补像素10b作为用于插补（interpolating）虚拟像素10a'的像素来使用。
更准确地说，插补像素10b设置在以呈直线地配置的光接收元件10a和一组对边所形成的角度为广角的区域侧的一组对边的一个端部或两端部。此外，插补像素10b与呈直线地配置的光接收元件10a具有倾斜角度，并且设置在呈直线地配置的光接收元件10a的外侧。即，插补像素10b被配置在光接收元件10a的排列与对边所成的倾斜角度为90度以上的半导体基板端部的可形成区域的光接收元件10a的排列的外侧。在图中，与图2相同的符号表示同一或相当的部分。
图4是说明本发明的实施方式1的图像传感器用IC的传感器IC的排列的图。传感器IC10以固定间距排列，光接收元件10a配置在从传感器IC10的一个角端部到相向的另一个角端部。传感器IC10是同一尺寸的半导体基板，从半导体晶片切出后直接被芯片焊接在传感器基板11。
在传感器IC10的角端部，以补充虚拟像素10a'的方式形成有插补像素10b。在图4中，插补像素10b设置在作为传感器IC10的主扫描方向（读取宽度方向）的读出顺序的规定位置的、从开始像素10a1开始到最终像素10am结束的最终像素10am的更靠近端部。可是相反地，插补像素10b也可以设置在作为传感器IC10的读出顺序的规定位置的、开始像素10a1侧的更靠近端部。此外，优选在邻接配置的传感器IC10间的以最短距离邻接的光接收元件10a彼此的中心位置设置插补像素10b。在图中，与图2相同的符号表示同一或相当的部分。
再有，在传感器基板11载置传感器IC10作为接触式图像传感器来进行使用的情况下，因为在主扫描方向呈直线地排列n个传感器IC10，所以总像素数包含插补像素10b成为m×n+n。
图5是说明本发明的实施方式1的搭载有图像传感器用IC的接触式图像传感器的驱动电路的图。在图5中，传感器IC控制部13使开始信号（SI）与时钟信号（CLK）同步，将在传感器IC10的光接收元件10a中蓄积的光电变换信号作为模拟信号（Sout）依次在读出方向输出。A/D变换部14对模拟信号进行数字变换。输出数据控制部（数据控制部）15构成为对数字变换了的模拟信号进行信号处理，包含各色校正电路、各色数据重新排列电路、以及CPU等，从CPU对暂时保存插补像素10b的数据的行存储器（line memory）16赋予指示。传感器IC控制部13、A/D变换部14及数据控制部15及行存储器16作为整体化电路在ASIC12中构成。在图中，与图1相同的符号表示同一或相当的部分。
接着对电路工作进行说明。由于读取的插补像素10b的图像数据与在同一期间中读取的其他光接收元件10a的图像数据相对于与主扫描方向正交的方向（副扫描方向，原稿搬送方向）设置位置不同，所以需要数据校正。因此，在A/D变换部14输出的数字图像数据中，同时输出的插补像素10b以数据控制部15的CPU暂时保存在行存储器16中，以后读出。
之后，被照射体4被搬送，在与保存的插补像素10b相同的副扫描位置的行上的光接收元件10a的输出相当的位置，数据控制部15从行存储器16读出在行存储器16中暂时保持的插补像素10b的图像数据。即，数据控制部15进行数行前读取的插补像素10b与在该行（现在行）读取的插补像素10b的数据的调换，然后作为最终图像数据（SIG）从ASIC12输出。
例如，在插补像素10b在原稿搬送方向与其他的光接收元件10a分离84μm的情况下，在被照射体4的搬送速度是280mm/sec、接触式图像传感器的1个区间的读取速度是0.15ms/行时，插补像素10b的数据在2行后被变换为校正的数据，之后输出。像这样，对当前行的1行量的图像数据进行校正，相对于插补像素10b和行上的其他光接收元件10a在副扫描方向上的位置偏移，输出没有偏移的最终图像数据（SIG）。
图6是说明本发明的实施方式1的包含图像传感器用IC的光电变换部的驱动电路的图。闩锁（LATCH）电路区域10c是包含使许多光接收元件10a依次开关而将蓄积电荷向共同线送出的模拟开关的结构。移位寄存器（SHIFT·REGISTER）电路区域10d构成为使开始信号（SI）对闩锁电路区域10c依次移位，使模拟开关依次开闭。在图中，与图1相同的符号表示同一或相当的部分。
图7是说明本发明的实施方式1的图像传感器用IC的端子位置的图。SI是开始信号输入端子，CLK是时钟信号输入端子，CNT是彩色/单色切换用输入端子，OE是分辨率切换用输入端子，Vref是GND电位或基准电平监视器输出端子，SO是对邻接的传感器IC10持续输出开始信号（SI）的开始信号输出端子，Sout是分别输出RGB等光学波长不同的读取输出的图像输出端子，在彩色/单色切换用输入端子（CNT）为逻辑L的情况下，作为单色信号从任一个或全部输出端子送出图像信号。VDD及GND表示电源端子。各输入输出端子配置在除了闩锁电路区域10c及移位寄存器电路区域10d之外的传感器IC10的端部，各焊盘进行引线键合，连接在传感器基板11的规定的图案位置。
输入端子中，除了开始信号输入端子（SI）之外，其他的输入端子与各传感器IC10的对应的其他输入端子分别共同连接。输出端子中，除了开始信号输出端子（SO）之外，其他的输出端子与各传感器IC10的对应的其他输出端子分别共同连接。
图8是本发明的实施方式1的图像传感器用IC的内部电路图。与时钟信号（CLK）同步地，输入的开始信号（SI）在D/FF（D/双稳态多谐振荡器）电路构成的移位寄存器电路10d内进行移位，为了在前行蓄积的以光电二极管（P）等构成的光接收元件10a的电荷而使连接于闩锁电路10c的模拟开关（AS）依次开闭。而且，图像输出是将连接于共同线的光电变换电流或电压从图像输出端子（Sout）依次作为模拟信号而取出。该电路因为附加1个插补像素10b，所以将m+1位的移位寄存器电路10d、闩锁电路10c及对应的模拟开关组保持为1个系统。
在图8中，示出彩色/单色切换用端子（CNT）为逻辑L，进行单色读取的情况。因此，模拟信号输出从Sout（G）取出输出，不要其他的Sout（R），Sout（B）的信号。在同时输出的情况下，仅选择Sout（G），在信号处理电路12进行信号处理。因此，在图8中，取出信号的电路由于说明单色读取，所以电路被作为1个系统，但在传感器IC10中内置有包含Sout（G）的3个系统的驱动电路。
再有，在图8中，针对传感器IC10单体的驱动进行说明，但输入到初级的传感器IC10的开始信号输入端子（SI）的开始脉冲在移位寄存器电路10d内进行移位，从传感器IC10的开始信号输出端子（SO）向下级的传感器IC10的SI端子依次输入。因此，对于Sout（G）来说，由于在主扫描方向呈直线地排列n个传感器IC10，所以总像素数包含插补元件10b而成为m×n+n，相对于该总像素数获得1行的依次输出，但通过分别独立地驱动传感器IC10单体，即进行分割驱动，从而能够使1行的读取速度变为n倍。
图9是说明搭载有本发明的实施方式1的图像传感器用IC的接触式图像传感器的驱动电路的其他实施例的图。在图9中，传感器IC控制部13使开始信号（SI）与时钟信号（CLK）同步，将在传感器IC10的光接收元件10a中蓄积的光电变换信号依次在读出方向作为模拟信号（Sout1、2）输出。A/D变换部14对模拟信号（Sout1、2）进行数字变换。输出数据控制部15构成为对数字变换了的模拟信号进行信号处理，包含各色校正电路、各色数据重新排列电路、以及CPU等，从CPU对暂时保存插补像素10b的数据的行存储器16赋予指示。传感器IC控制部13、A/D变换部14及输出数据控制部15及行存储器16作为整体化电路构成于ASIC12。在图中，与图5相同的符号表示同一或相当的部分。
接着对电路工作进行说明。由于读取的插补像素10b的图像数据与在同一期间中读取的其他光接收元件10a的图像数据相对于与主扫描方向正交的方向（副扫描方向，原稿搬送方向）设置位置不同，所以需要校正。因此，在A/D变换部14输出的数字图像数据中，同时输出的插补像素10b以数据控制部15的CPU暂时数据保存在行存储器16中，以后读出。
之后，被照射体4被搬送，在与保存的插补像素10b相同的副扫描位置的行上的光接收元件10a的输出相当的位置，数据控制部15从行存储器16读出在行存储器16中暂时保持的插补像素10b的图像数据。即，数据控制部15进行数行前读取的插补像素10b与在该行（现在行）读取的插补像素10b的数据的调换，然后作为最终图像数据（SIG）从ASIC12输出。
图5所示的是隔着光接收元件10a的行仅在一个方向集中配置传感器IC10的驱动电路，但在图9中，跨越传感器IC10的光接收元件10a的行（以其为界）在两侧配置传感器IC10的驱动电路。即，将传感器IC10的m位的光接收元件10a分为奇数像素和偶数像素。
图10是说明本发明的实施方式1的包含图像传感器用IC的光电变换部的驱动电路的其他实施例的图。闩锁（LATCH）电路区域10c构成为包含使许多光接收元件10a依次开关而将蓄积电荷向共同线送出的模拟开关。移位寄存器（SHIFT REGISTER）电路区域10d对闩锁电路区域10c依次使开始信号（SI）移位，使模拟开关依次开闭。
图11是说明本发明的实施方式1的图像传感器用IC的端子位置的其他实施例的图。SI是开始信号输入端子，CLK是时钟信号输入端子，CNT是彩色/单色切换用输入端子，OE是分辨率切换用输入端子，Vref是GND电位或基准电平监视器输出端子，SO是对邻接的传感器IC10持续输出开始信号（SI）的开始信号输出端子，Sout1、2是分别输出RGB等光学波长不同的读取输出的图像输出端子，在彩色/单色切换用输入端子（CNT）为逻辑L的情况下，作为单色信号从任一个或全部输出端子送出图像信号。VDD及GND表示电源输入端子。各输入输出端子配置在除了闩锁电路区域10c及移位寄存器电路区域10d之外的传感器IC10的端部，各连接焊盘进行引线键合，连接在传感器基板11的规定的图案位置。
在输入端子中，除了开始信号输入端子（SI）之外，其他的输入端子与各传感器IC10的对应的其他输入端子分别共同连接。输出端子中，除了开始信号输出端子（SO）之外，其他的输出端子与各传感器IC10的对应的其他输出端子分别共同连接。
图12是本发明的实施方式1的图像传感器用IC的其他实施例的内部电路图。与时钟信号（CLK）同步地，输入的开始信号（SI）在D/FF（D/双稳态多谐振荡器）电路构成的移位寄存器电路10d内进行移位，为了在前行蓄积的以光电二极管（P）等构成的光接收元件10a的电荷而使连接于闩锁电路10的模拟开关（AS）依次开闭。而且，图像输出是将连接于共同线的光电变换电流或电压从图像输出端子（Sout1、2）依次作为模拟信号而取出。该电路因为附加1个插补像素10b，所以将m/2+1位的移位寄存器电路10d、闩锁电路10c及模拟开关组保持为2个系统。
在图12中，示出彩色/单色切换用端子（CNT）为逻辑L，进行单色读取的情况。因此，模拟信号输出从Sout1（G）及Sout2（G）取出输出，不要其他的Sout1、2（R），Sout1、2（B）的信号。在同时输出的情况下，仅选择Sout1、2（G），在信号处理电路12进行信号处理。因此，在图12中，取出信号的电路由于说明单色读取，所以RGB电路被作为1个系统，但驱动电路在传感器IC10中内置有包含Sout1、2（G）的3个系统的驱动电路。
分为奇数像素和偶数像素的图像数据从数据控制部15的移位寄存器等交替地输出，使用重新排列电路进行数据位置变换。
再有，在图12中，在光接收元件10a的奇数号侧设置插补元件10b，光接收元件10a的偶数号侧被作为与插补像素10b对应的假位（dummy bit，没有与插补像素连接的位），使开始信号（SI）的移位脉冲共同化，但在奇数号侧和偶数号侧独立地驱动开始信号（SI）及时钟信号（CLK）的情况下，不需要假位。
通过将模拟图像数据分为奇数像素和偶数像素，从而移位寄存器电路10d、闩锁电路10c配置在传感器IC10的两侧，即使像素密度高，作为传感器IC10内的驱动电路的配置也容易。
在实施方式1中，四角形的光接收元件10a及插补像素10b以4边均相对于传感器IC10的边缘（一方的对边）具有角度的方式配置，但光接收元件10a、插补像素10b的任一个边以图13所示方式沿着传感器IC10的边缘大致平行地配置也可，在该情况下，因为能够确保传感器IC10的边缘与光接收元件10a、插补元件10b的分离距离，所以能够应对切割时的传感器芯片的破损导致的问题。
此外，也可以如图14所示那样，考虑搬送方向（副扫描方向）的光接收面积和与边缘的距离，将光接收元件10a、插补像素10b以平面为6角形状、其他的多角形状来构成。
如上所述，根据本发明的实施方式1，具有获得即使以规定的间距来排列传感器IC10，也不产生虚拟像素的高密度对应的图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器的效果。
实施方式2
在实施方式1中，插补像素10b设置在读出方向端部（终端部），但在实施方式2中，针对插补像素10b也设置在读出方向开始端部，在邻接的传感器IC10彼此的端部，在呈直线地配置的光接收元件10a的间隙的搬送方向两侧设置插补像素10b的情况进行说明。
图15是本发明的实施方式2的图像传感器用IC的局部放大平面图。在图15中，插补元件（插补像素）10b1设置在传感器IC10的读出方向终端部，插补元件（插补像素）10b2设置在传感器IC10的读出方向开始端部。在图15中，针对其它的位置关系，由于与实施方式1中说明的相同，因此省略说明。在图中，与图2相同的符号表示同一或相当的部分。
图16是说明本发明的实施方式2的图像传感器用IC的传感器IC的排列的图。传感器IC10以固定间距排列，光接收元件10a配置在从传感器IC10的一个角端部到相向的另一个角端部。传感器IC10是同一尺寸的半导体基板，从半导体晶片切出后直接被芯片焊接在传感器基板11。
在传感器IC10的角端部，以补充虚拟像素的方式形成有插补像素10b1、10b2。在图16中，插补像素10b1设置在作为传感器IC10的主扫描方向（读取宽度方向）的规定位置的、从开始像素10a1开始到最终像素10am结束的最终像素10am侧的端部。插补像素10b2设置在作为传感器IC10的主扫描方向（读取宽度方向）的规定位置的、从开始像素10a1开始到最终像素10am结束的开始像素10a1的端部。在图中，与图2相同的符号表示同一或相当的部分。
因此，在传感器基板11载置传感器IC10作为接触式图像传感器来进行使用的情况下，因为在主扫描方向呈直线地排列n个传感器IC10，所以总像素数包含在副扫描方向相向的一侧的插补元件10b成为m×n+n。
图17是本发明的实施方式2的图像传感器用IC的内部电路图。与时钟信号（CLK）同步地，输入的开始信号（SI）在D/FF（D/双稳态多谐振荡器）电路构成的移位寄存器电路10d内进行移位，为了在前行蓄积的以光电二极管（P）等构成的光接收元件10a的电荷而使连接于闩锁电路10的模拟开关（AS）依次开闭。而且，图像输出是将连接于共同线的光电变换电流或电压从图像输出端子（Sout1、2）依次作为模拟信号而取出。在该电路中，因为隔着传感器IC10的光接收元件10a在一侧的端部和另一侧的端部分别附加插补像素10b1、10b2，所以将m/2+1位的移位寄存器电路10d、闩锁电路10c及模拟开关组保持为2个系统。
在图17中，表示彩色/单色切换用端子（CNT）为逻辑L，进行单色读取的情况。因此，模拟信号输出从Sout1（G）及Sout2（G）取出输出，不要其他的Sout1、2（R），Sout1、2（B）的信号。在同时输出的情况下，仅选择Sout1、2（G），在信号处理电路12进行信号处理。因此，在图17中，取出信号的电路由于说明单色读取，所以RGB电路被作为1个系统，但驱动电路在传感器IC10中内置有包含Sout1、2（G）的3个系统的驱动电路。
通过将模拟图像数据分为奇数像素和偶数像素，移位寄存器10d、闩锁电路10c配置在传感器IC10的两侧，即使像素密度高，配置也容易。分为奇数像素和偶数像素的图像数据同时输入数据控制部，经由交替地输出奇数偶数数据的重新排列电路进行数据位置变换，之后被收容在行存储器16中。同时进行插补像素10b1、10b2的数据调换。
再有，在图17中，在光接收元件10a的奇数号侧设置插补元件10b1，在光接收元件10a的偶数号侧设置插补元件10b2，因此以选择信号删除任一方的数据。即，在光接收元件10a的奇数号侧最终像素的更外侧设置插补像素10b1，在光接收元件10a的偶数号侧开始像素的更外侧设置插补像素10b2，因此在该情况下，以对被照射体4的正反的搬送方向信号（选择信号），选择切换对于2个插补像素10b1、10b2预先收容在行存储器16中的插补像素10b1、10b2的数据。
图18是说明本发明的实施方式2的图像传感器用IC的图像数据的重新排列的图，图18（a）表示移位寄存器10d的单元地址，图18（b）表示重新排列顺序，图18（c）表示插补像素的调换，图18（d）表示选择信号对插补像素的选择。
在图18中，在将奇数像素（a1~a287）的144个像素和1个插补像素（b1）及偶数像素（a2~a288）的144个像素和1个插补像素（b2）在模拟/数字变换部（A/D变换部）14进行数字变换之后，以单元b2、a1、a2、a3、...a284、a285、a286、a287、a288、b1的顺序对290个像素数据进行重新排列，之后单元b1、b2与数行前的数据进行置换，之后以选择信号删除任一方的单元数据，进行作为虚拟像素的插补的数据插补，送出289位的图像数据。
因此，在传感器基板11载置传感器IC10作为接触式图像传感器来进行使用的情况下，因为在主扫描方向呈直线地排列n个传感器IC10，所以总像素数包含插补像素10b成为289×n个。
再有，在实施方式2中，插补像素10b与光接收元件10a为同一形状，但如图19所示，也可以使插补像素10b与光接收元件10a的尺寸不同，如图20所示那样光接收元件10a进行锯齿配置，以补充锯齿配置的光接收元件10a的方式适当设置插补像素10b也可。
如上所述，根据本发明的实施方式2，以呈直线状排列的光接收元件10a为界在半导体基板的两侧分配对光接收元件10a、插补元件10b等进行驱动的驱动电路，因此具有能够获得即使以规定的间距排列传感器IC10，也不产生虚拟像素的高密度对应的图像传感器IC及使用其的接触式图像传感器的效果，并且因为插补元件10b位于光接收元件10a的两侧，所以即使被照射体4在搬送方向有正反的变化，也能容易地对虚拟像素进行插补。
实施方式3
在实施方式1~2中，说明了CNT信号为“L”，主要进行单色读取，但在实施方式3中，针对进行彩色读取的情况进行说明。
图21是本发明的实施方式3的图像传感器用IC的局部放大平面图。在图21中，传感器IC100具有设置有光接收元件100ag、100ab、100ar和插补元件100bg、100bb、100br的光接收面。光接收元件100ag在光接收面，涂覆或蒸镀有通过使光学波长为大约525nm的光吸收或反射，使光透射或遮光，从而选择性地对光进行接收的绿色滤波器。光接收元件100ab在光接收面，涂覆或蒸镀有通过使光学波长为大约475nm的光吸收或反射，使光透射或遮光，从而选择性地对光进行接收的蓝色滤波器。光接收元件100ar在光接收面，涂覆或蒸镀有通过使光学波长为大约640nm的光吸收或反射，使光透射或遮光，从而选择性地对光进行接收的红色滤波器。其均相当于传感器IC100的光接收部。
光接收元件100bg在光接收面，涂覆或蒸镀有通过使光学波长为大约525nm的光吸收或反射，使光透射或遮光，从而选择性地对光进行接收的绿色滤波器。光接收元件100bb在光接收面，涂覆或蒸镀有通过使光学波长为大约475nm的光吸收或反射，使光透射或遮光，从而选择性地对光进行接收的蓝色滤波器。光接收元件100br在光接收面，涂覆或蒸镀有通过使光学波长为大约640nm的光吸收或反射，使光透射或遮光，从而选择性地对光进行接收的红色滤波器。其均相当于传感器IC100的光接收部。
传感器IC100形成为平面是矩形、平行四边形或菱形形状，光接收元件100ag、100ab、100ar呈直线状配置在传感器IC100，但相对于传感器IC100的端面倾斜配置。插补元件100bg、100bb、100br设置在传感器IC100端部。
在图21中，针对相互邻接的传感器IC100的间隙（D）为0.01mm~0.05mm，光接收元件100ag、100ab、100ar各自的像素密度为大约600DPI的情况进行说明。当以42μm的相同间距呈直线状地排列光接收元件100ag、100ab、100ar时，产生虚拟像素（位于IC的间隙区域，不能物理地形成的光接收元件）100a'。因此，通过在与呈直线状地排列的光接收元件100ag、100ab、100ar正交的传感器IC100的端部位置形成插补像素100bg、100bb、100br，从而形成对虚拟像素100a'的插补像素。
传感器IC100以固定间距排列，光接收元件100ag、100ab、100ar配置在从传感器IC100的一个角端部到相向的另一个角端部。传感器IC100是同一尺寸的半导体基板，从半导体晶片切出后直接被芯片焊接在传感器基板11。其他的结构与实施方式1相同，因此省略说明。
图22是本发明的实施方式3的图像传感器用IC的内部电路图。与时钟信号（CLK）同步地，输入的开始信号（SI）在D/FF（D/双稳态多谐振荡器）电路构成的移位寄存器电路100d内进行移位，为了在前行蓄积的以光电二极管（P）等构成的光接收元件100ag、100ab、100ar的电荷而使连接于闩锁电路100c的模拟开关（AS）依次开闭。而且，图像输出是将连接于共同线的光电变换电流或电压从3个系统的图像输出端子（Sout）依次作为模拟信号而取出。该电路因为附加1个插补像素，所以保持m+1位的移位寄存器100d、闩锁电路100c及模拟开关组。
在图22中，表示彩色/单色切换用端子（CNT）为逻辑H，进行彩色图像读取的情况。因此，模拟信号输出从Sout（G）、Sout（B）及Sout（R）分别取出输出。因此，在传感器IC100有分别取出RGB信号的3个系统的驱动电路，通过共同地输入的时钟信号（CLK）、开始信号（SI），3系统同步地同时输出。在图中，与图21相同的符号表示同一或相当的部分。
再有，在图22中，针对传感器IC100单体的驱动进行说明，但输入到初级的传感器IC100的开始信号输入端子（SI）的开始脉冲在移位寄存器电路100d内进行移位，从传感器IC100的开始信号输出端子（SO）向下级的传感器IC100的SI端子依次输入。
因此，由于Sout（R）、Sout（G）、Sout（B）在主扫描方向呈直线地排列n个传感器IC100，所以总像素数包含插补元件100bg、100bb、100br而成为每单色是m×n+n，相对于该总像素数获得1行的依次输出，但通过分别独立地驱动传感器IC10单体，即进行分割驱动，从而能够使1行的读取速度变为n倍。
图23是说明本发明的实施方式3的搭载有图像传感器用IC的接触式图像传感器的驱动电路的图。再有，结构与实施方式1中说明的相同。在图23中，示出了从传感器IC100输出的Sout（R）（G）（B）是3系统，在各个系统中示出有偶数模式和奇数模式的2系统。在图中，与图21相同的符号表示同一或相当的部分。
接着对电路工作进行说明。由于读取的插补像素100bg、100bb、100br的3个系统的图像数据与在同一期间中读取的其他光接收元件100ag、100ab、100ar的3个系统的图像数据相对于与主扫描方向正交的方向（副扫描方向，原稿搬送方向）设置位置不同，所以需要校正。因此，在A/D变换部14输出的数字图像数据中，同时输出的插补像素100bg、100bb、100br以数据控制部15的CPU的指示暂时保存在行存储器16中，以后读出。
之后，被照射体4被搬送，在与保存的插补像素100bg、100bb、100br相同的副扫描位置的行上的光接收元件100ag、100ab、100ar的输出相当的读取位置，数据控制部15从行存储器16读出在行存储器16中暂时保持的插补像素100bg、100bb、100br的图像数据。
即，数据控制部15进行数行前读取的插补像素100bg、100bb、100br与在该行（现在行）读取的插补像素100bg、100bb、100br的数据的调换，然后作为最终图像数据（SIG）从ASIC12输出。
例如，在插补像素100bg、100bb、100br在图21所示的原稿搬送方向与其他的光接收元件10a的距离（L）是离开84μm的情况下，在被照射体4的搬送速度是280mm/sec、接触式图像传感器的1个区间的读取速度是0.15ms/行时，插补像素10b的数据在2行后被变换为校正的数据，进行输出。像这样，对当前行的1行量的图像数据进行校正，相对于插补像素100bg、100bb、100br和行上的其他光接收元件100ag、100ab、100ar在副扫描方向上的位置偏移，输出没有偏移的最终图像数据（SIG）。
接着在图21中，在传感器IC100的1个光接收部像素（单元）内设置光学波长不同的3个滤波器，但针对在各个光接收部像素中仅设置各滤波器的1个的情况进行说明。图24是本发明的实施方式3的图像传感器用IC的其他实施例的局部放大平面图。在图中，与图21相同的符号表示同一或相当的部分。在图24中，光接收元件100ag、100ab、100ar按每个光学波长（按各色）分配在搬送方向侧，分别在主扫描方向侧呈直线地平行设置。插补元件100bg、100bb、100br按每个光学波长（按每个颜色）与光接收元件100ag、100ab、100ar离开固定距离（Lg、Lb、Lr）在搬送方向侧分离配置。即，光接收元件100ag、100ab、100ar及插补元件100bg、100bb、100br按不同的光学波长的每一个在搬送方向或反搬送方向上分离。
如上所述，根据本发明的实施方式3，具有获得即使以规定的间距来排列传感器IC100，也不产生虚拟像素的高密度对应的图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器，并且对于彩色图像的读取也能够应对。
在实施方式1~3中，在对边平行的四角形的半导体基板的表面以相互邻接呈直线的方式配置光接收元件，光接收元件从半导体基板的相向的一个边的规定位置到另一个边的规定位置相对于至少一组对边倾斜地设置，但也可以如图25所示那样，将从一个边的规定位置开始的光接收元件100a配置在一个边的中心附近，将成为光接收元件100a的终端的规定位置配置在另一个边的角附近，排列传感器IC100而使光接收元件100a变为直线状。
在实施方式1~3中，在对边平行的四角形的半导体基板的表面以相互邻接呈直线的方式配置光接收元件，光接收元件从半导体基板的相向的一个边的规定位置到另一个边的规定位置相对于至少一组对边倾斜地设置，但也可以如图26所示那样，将从一个边的规定位置开始的光接收元件100a配置在一个边的角附近，将成为光接收元件100a的终端的规定位置配置在另一个边的角附近，排列传感器IC100而使光接收元件100a变为直线状。
在实施方式1~3中，在对边平行的四角形的半导体基板的表面以相互邻接呈直线的方式配置光接收元件，光接收元件从半导体基板的相向的一个边的规定位置到另一个边的规定位置相对于至少一组对边倾斜地设置，但也可以如图27所示那样，将从一个对边的规定位置开始的光接收元件100a配置在一个边的中心附近，将成为光接收元件100a的终端的规定位置配置在另一个边的中心附近，排列传感器IC100而使光接收元件100a变为直线状。即，也可以至少一组对边与光接收元件100a倾斜。
再有，在分割图27所示的平行四边形形状的传感器IC，做成梯形形状的传感器IC时，在使用同一传感器IC的情况下，需要按每个传感器IC交替地重新排列数据，插补像素的配置方法复杂，并且相对于直线配置的光接收元件难以在两侧配置传感器IC的驱动电路，难以对与高分辨率对应的传感器IC进行应用。
接着，针对在从晶片切出的半导体基板上进行图案形成的传感器IC10、100的制造方法进行说明。半导体基板使用对厚度为0.15mm的硅晶片进行背面研磨，做成大约0.1~0.13mm的厚度的部件。
首先，在半导体基板的表面，使用曝光掩模和曝光装置对在半导体基板形成的图案进行图案形成（图案形成工序），该图案包含：对光进行接收的光电二极管（P）图案，形成对蓄积在光电二极管（P）图案中的电荷进行取出的开关电路的模拟开关（AS），使模拟开关依次开闭的移位寄存器电路10d图案，对以移位寄存器电路10d图案形成的移位寄存器电路10d、100d的输出信号进行暂时保存的闩锁电路10c、100c图案，以及保护这些图案的保护膜图案等。
接着，在形成在半导体基板表面的传感器IC10、100的特性试验之后，沿着在图案形成工序时预先在邻接的传感器IC10、100彼此的间隙中设置的划痕线，以切割工具对形成在晶片的许多传感器IC10、100进行切割。切割工具的刀刃宽度是30μm~35μm，因此划痕宽度是35μm~45μm。对矩形形状的划痕线，在正交的XY方向进行全切割。在平行四边形形状的划痕线的情况下，对一个对边侧进行全切割，另一个对边侧进行半切割。在菱形形状的划痕线的情况下，两个对边侧均进行半切割（切割工序）。
接着，由于以传感器IC10、100不离散的方式预先在半导体晶片背面整个面粘贴有UV胶带，所以进行UV曝光，使晶片和UV胶带的粘接力下降（UV曝光工序）。
接着，针对使用了在切割工序中被半切割的晶片的传感器IC10、100，对半切割线方向进行扩展（expand）。
接着，基于特性试验的结果，按每个光量级别将切割出的传感器IC10、100收容在芯片托盘等中，之后，进行芯片焊接。接着，将传感器IC10、100的各端子（焊盘）与传感器基板11的规定图案电连接。在光量级别比较固定的情况下，将切割出的传感器IC10、100以芯片焊接机直接载置在传感器基板11也可。
再有，在以激光照射能够剥离硅的电子的飞秒激光的情况下，由于在几乎没有在划痕线产生的热导致的变性的状态下，硅单晶进行非晶化，所以能够没有损伤地进行切割，因此也可在切割工序中不进行全切割、半切割的区分。
此外，在图像传感器用IC的情况下，由于仅在传感器IC10、100的表面层形成图案，所以通过从表面侧进行划痕，即使朝向背面侧有倾斜或轻度的端部芯片缺损，也能够使用。
以上，包含实施方式1~3的制造方法的图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器，能够将各个方式及各个实施例相互组合进行实施。
产业上的利用可能性
如上所述，由于图像传感器用IC及使用其的接触式图像传感器构成为具备光接收元件和插补元件，即使以规定的间距排列传感器芯片也能不产生虚拟像素，所以能够适用于在原稿读取部中使用多芯片搭载型的图像传感器的传真机、复印机、扫描仪等。

Claims (10)

1.一种图像传感器用IC，具备：
光接收元件，在对边平行的四角形的半导体基板的表面相互邻接地呈直线地配置，从所述半导体基板的相向的一个边的规定位置到另一个边的规定位置相对于至少1组对边倾斜地设置；以及
插补元件，设置在呈直线地配置的所述光接收元件与所述一组对边所成的角度为广角的区域侧的所述一组对边的一个端部或两个端部，与呈直线地配置的所述光接收元件具有倾斜角度，并且在呈直线地配置的所述光接收元件的外侧对光进行接收。
2.根据权利要求1所述的图像传感器用IC，对所述光接收元件及所述插补元件进行驱动的驱动电路，以呈直线地配置的所述光接收元件为界，分配在所述半导体基板的两侧。
3.根据权利要求1所述的图像传感器用IC，以等间距排列所述半导体基板，使所述光接收元件及所述插补元件呈直线状延伸。
4.根据权利要求1所述的图像传感器用IC，在各个所述光接收元件及各个所述插补元件的光接收面，涂覆或蒸镀有使光透射或遮光的光学波长不同的多个滤波器。
5.根据权利要求1所述的图像传感器用IC，在所述光接收元件及所述插补元件的光接收面，涂覆或蒸镀有使光透射或遮光的光学波长不同的滤波器，所述光接收元件及所述插补元件按不同的光学波长的每一个在搬送方向或反搬送方向被分离。
6.一种接触式图像传感器，具备：
图像传感器用IC，具有：光接收元件，在对边平行的四角形的半导体基板的表面相互邻接地呈直线地配置，从所述半导体基板的相向的一个边的规定位置到另一个边的规定位置相对于至少1组对边倾斜地设置，以及插补元件，设置在呈直线地配置的所述光接收元件与所述一组对边所成的角度为广角的区域侧的所述一组对边的一个端部或两个端部，与呈直线地配置的所述光接收元件具有倾斜角度，并且在呈直线地配置的所述光接收元件的外侧对光进行接收；
透镜体，沿着该图像传感器用IC的所述光接收元件配置，使在搬送方向上搬送的被照射体所反射的光会聚，使所述图像传感器用IC接收光；以及
传感器基板，载置所述图像传感器用IC。
7.根据权利要求6所述的接触式图像传感器，对所述光接收元件及所述插补元件进行驱动的驱动电路，以呈直线地配置的所述光接收元件为界，分配在所述半导体基板的两侧。
8.根据权利要求6所述的接触式图像传感器，以等间距排列所述半导体基板，使所述光接收元件及所述插补元件呈直线状延伸。
9.根据权利要求6所述的接触式图像传感器，在各个所述光接收元件及各个所述插补元件的光接收面，涂覆或蒸镀有使光透射或遮光的光学波长不同的多个滤波器。
10.根据权利要求6所述的接触式图像传感器，在所述光接收元件及所述插补元件的光接收面，涂覆或蒸镀有使光透射或遮光的光学波长不同的滤波器，所述光接收元件及所述插补元件按不同的光学波长的每一个在搬送方向或反搬送方向呈直线状平行地配置。
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