JP2003046719A - 密着型イメージセンサ - Google Patents

密着型イメージセンサ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサチップを１つにしてもセンサチップが
破損しないようにする。 【解決手段】 被読取媒体からの光信号を電気信号に変
換する光電変換素子群が備えられ、当該光電変換素子群
で変換された電気信号又はこの信号に基づく信号の読み
出しを行うセンサチップ１つを、前記センサチップの駆
動を制御するドライバを備える支持基板上に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、密着型イメージセ
ンサに関し、特に、スキャナ、ファクシミリ及び複写機
などに用いる密着型イメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スキャナなどの密着型イメージセ
ンサは、原稿等の被読取媒体からの光信号を縮小レンズ
でフォトダイオードに結像させることなく、フォトダイ
オードを原稿等の幅と合うように配列し、縮小レンズを
用いない密着型イメージセンサが用いられている。ちな
みに、密着型イメージセンサは、レンズ縮小型イメージ
センサに比べ、外形を小さくすることが可能である。
【０００３】図８は、従来の密着型イメージセンサの撮
像系の模式的な平面図である。図９は、図８のセンサチ
ップ４付近の拡大図である。図８，図９には、被読取媒
体からの光信号を電気信号に変換するフォトダイオード
１１が配列されている複数のセンサチップ４と、各セン
サチップ４が搭載されるセンサ支持基板５とを示してい
る。
【０００４】被読取媒体からの光信号がフォトダイオー
ド１１で電気信号に変換された後に、センサ支持基板５
に備えられているドライバによってセンサチップ４が駆
動されると、フォトダイオード１１から電気信号がセン
サチップ４側に読み出され、図示しない処理手段によっ
て処理され、被読取媒体上の画像が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術
は、センサ支持基板にセンサチップを配列しているの
で、センサチップ間でフォトダイオードが一定間隔に配
置されない場合がある。この場合、センサチップ間では
画像が得られないので、これを補間するために、読み出
された電気信号を用いて補間処理を行う必要があった。
【０００６】また、センサチップ上のフォトダイオード
は小型化が可能であるが、上記補間を精度よく行うため
には、フォトダイオードをセンサチップ間の間隔と同程
度の大きさとする必要があった。さらに、フォトダイオ
ード間の間隔もセンサチップ間の間隔と同程度の間隔と
する必要があった。そのため、解像度を高めることが困
難であった。
【０００７】具体的には、１２００ＤＰＩ（４８Ｄｏｔ
／ｍｍ）以上の解像度を得るのが困難であった。さら
に、フォトダイオード上に色分解フィルタを設けると、
解像度が４００ＤＰＩ程度にしかならなかった。
【０００８】また、仮にフォトダイオード上に色分解フ
ィルタを設けると、フォトダイオード間の間隔が広いた
め、色原稿を読み取った場合の解像度が悪くなる問題が
生じていた。このため、通常、センサチップは白黒の物
を使用して、光源から赤、緑、青の３原色の光を出射
し、３色を順次切り替えて同じ位置の画像を読み込んで
いた。
【０００９】さらに、センサチップを直線状になるよう
に配列するのは困難であり、通常、±０．２ｍｍ程度の
ずれが生じる。このため、読み取り精度が悪くなり、原
稿に書かれた直線を読み取り画像を形成した場合に、画
像の直線に段差が生じる場合があった。
【００１０】一方、単にセンサチップを１つにしようと
すると、組立時や、製品化した後等にセンサチップに応
力がかかると、センサチップが破損する場合があった。
【００１１】そこで、本発明は、センサチップを１つに
してもセンサチップが破損しないようにすることを課題
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の密着型イメージセンサは、被読取媒体から
の光信号を電気信号に変換する光電変換素子群が備えら
れ、当該光電変換素子群で変換された電気信号又はこの
信号に基づく信号の読み出しを行うセンサチップ１つ
を、前記センサチップの駆動を制御するドライバを備え
る支持基板上に設ける。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【００１４】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１の密着型イメージセンサの平面図である。図２は、図
１のＡ−Ａ’での断面図である。図３は、図１，図２の
センサチップ４及びセンサ支持基板５の平面図である。
図４は、図１のＢ−Ｂ’での断面図である。
【００１５】図１，図２に示すように、本実施形態の密
着型イメージセンサは、光源であるＬＥＤ１と、ＬＥＤ
１から光を集めるロッドレンズ２と、ロッドレンズ２に
よって集められた光を結像して電荷を読み出すセンサチ
ップ４と、センサチップ４を支持するセンサ支持基板５
と、ＬＥＤ１やロッドレンズ２等を保護すると共に被読
取媒体である原稿１０などが載置されるカバーガラス３
と、金属又は樹脂などから成る筐体９とを備えている。
【００１６】また、図３に示すように、センサチップ４
には、一定間隔で配列されている光電変換素子であるフ
ォトダイオード１１が形成されている。
【００１７】なお、センサチップ４はフォトダイオード
１１で変換された信号電荷を順次電圧に変換して読み出
す手段を備えている。センサチップ４としては、ＣＣＤ
撮像素子、ＣＭＯＳ型撮像素子等を用いている。また、
フォトダイオード１１に代えてフォトトランジスタを形
成するようにしてもよい。
【００１８】さらに、図４に示すように、ロッドレンズ
２は光ファイバなどの透明ファイバ６と、透明ファイバ
６を支持する黒色のファイバ支持樹脂７とを備えてい
る。
【００１９】また、例えばＲＧＢなどの色分解フィルタ
８をフォトダイオード１１とロッドレンズアレイ２との
間に位置するようにしている。フォトダイオード１１
は、最高解像度をＡ（ｍｍ）とした場合に図面上下方向
のサイズをＡ、図面左右方向のサイズをＡ／３の縦長の
ものを３色分図面左右方向に配列している。
【００２０】なお、色分解フィルタ８は、図４に示すも
のに代えて図５に示すものにしてもよい。すなわち、フ
ォトダイオード１１をデルタ状に配列し、しかも青色を
透過するフィルタの下に位置するフォトダイオード１１
を他のフォトダイオード１１よりも大きくしている。
【００２１】ここで、フォトダイオード１１の大きさを
変えているのは、通常、青色を透過するフィルタの下に
位置するフォトダイオード１１からの信号電荷のレベル
は他のフォトダイオード１１からの信号電荷のレベルよ
りも小さいので、これを補完するためである。
【００２２】ただし、信号電荷のレベルの補間は、セン
サ支持基板５側でも行えるので、必ずしも青色を透過す
るフィルタの下に位置するフォトダイオード１１を大き
くする必要はない。
【００２３】センサ支持基板５は、センサチップ４の他
に、センサチップ４を駆動するドライバや、センサチッ
プ４から出力される信号電荷を増幅するアンプなどが搭
載されている。
【００２４】ここで、本実施形態では、センサチップ４
とセンサ支持基板５との間に剛板を設けたり、センサチ
ップ４を剛性のあるセラミックなどから成るセンサ支持
基板５上に設けたり、センサチップ４を５０μｍ程度に
薄くするなどによって可撓性を持たせるようにして、セ
ンサチップを破損しにくくして、センサ支持基板５上に
センサチップ４を１つだけ搭載するようにしている。
【００２５】本実施形態では、センサ支持基板５上に原
稿読み取り幅以上の長さの１つのセンサチップ４を設け
るようにし、さらにセンサチップ４に一定間隔でフォト
ダイオード１１を形成して信号ムラが生じないようにし
ている。
【００２６】なお、原稿読み取り幅は、例えばＡ４サイ
ズの紙の短辺（２１０ｍｍ）を読み取るためには、セン
サチップ４の長さは２２０ｍｍ程度必要である。１０イ
ンチ（２４５ｍｍ）以上の単結晶シリコンウェハなどの
半導体ウェハを用いると、Ａ４サイズの原稿１０の読み
取りが可能なセンサチップ４を作成することができる。
ちなみに、多結晶シリコンウェハを用いると３０インチ
（７３５ｍｍ）近い長さのセンサチップ４を作成するこ
とができる。
【００２７】また、センサチップ４に４μｍ間隔でフォ
トダイオード１１を配列すると、６２５０ＤＰＩ（２５
０Ｄｏｔ／ｍｍ）の解像度となる。
【００２８】さらに、原稿１０として２１ｍｍ×２８ｍ
ｍのフィルムの情報を読み込むような場合には、フィル
ムの短手方向の長さである２１ｍｍにセンサチップ４の
長さを合わせればよい。こうすると、６２５０ＤＰＩ
（２５０Ｄｏｔ／ｍｍ）相当の解像度となる。
【００２９】本実施形態の密着型イメージセンサは、継
ぎ目がないため、小さいフォトダイオード１１を作成し
ても、解像度の劣化を生じることがない。よって、小さ
いフォトダイオード１１を並べて、原色又は捕色の３原
色フィルタをフォトダイオード１１上に形成し、一度の
読み取りでカラー原稿を読み取ることが可能となった。
【００３０】この場合、ＬＥＤ１は赤、緑、青を同時に
点灯させるか、例陰極管、蛍光灯のような白色光源を用
いるとよい。
【００３１】（実施形態２）図６は、本発明の実施形態
２に係る密着型イメージセンサの断面図であり、図２に
相当する。なお、図６において図２と同様の部分には同
一符号を付している。
【００３２】実施形態１で説明したように、図２に示す
密着型イメージセンサは原稿１０の反射光をセンサチッ
プ４側で処理するようにしたものであるが、図６に示す
密着型イメージセンサは、原稿１０の透過光をセンサチ
ップ４側で処理するようにしたものである。図６の密着
型イメージセンサのセンサチップ４も、図３のように１
つにしている。
【００３３】なお、図７に示すように、ロッドレンズ２
を設けることなく、カバーガラス３と、センサチップ４
が形成されたセンサ支持基板５とを透明樹脂で接続する
ようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明は、セン
サチップと支持基板との間に剛板を設けたり、センサチ
ップを剛性のある支持基板上に設けたり、センサチップ
に可撓性を持たせるようにしているので、センサチップ
を１つにしてもセンサチップが破損しないようにするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の密着型イメージセンサの
平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’での断面図である。
【図３】図１，図２のセンサチップ４及びセンサ支持基
板５の平面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ’での断面図である。
【図５】色分解フィルタ８の配置例を示す平面図であ
る。
【図６】本発明の実施形態２に係る密着型イメージセン
サの断面図である。
【図７】ロッドレンズ２を設けない密着型イメージセン
サの断面図である。
【図８】従来の密着型イメージセンサの撮像系の模式的
な平面図である。
【図９】図８のセンサチップ４付近の拡大図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤ ２ ロッドレンズ ３ カバーガラス ４ センサチップ ５ センサ支持基板 ６ 透明ファイバ ７ ファイバ支持樹脂 ８ 色分解フィルタ １１ フォトダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB01 BA08 BA14 CA02 FA08 GC08 GC14 GD05 GD10 HA22 HA25 HA27 5B047 AB04 BB02 BC01 BC05 5C024 CY47 DX01 EX01 EX21 EX42 GX21 5C051 AA01 BA04 DA03 DB01 DB04 DB07 DB22 DC02 DC03 DC07 FA01 5C072 AA01 BA20 DA02 DA25 EA07 FA05 FB27 XA01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被読取媒体からの光信号を電気信号に変
    換する光電変換素子群が備えられ、当該光電変換素子群
    で変換された電気信号又はこの信号に基づく信号の読み
    出しを行うセンサチップ１つを、前記センサチップの駆
    動を制御するドライバを備える支持基板上に設けること
    を特徴とする密着型イメージセンサ。
  2. 【請求項２】 前記センサチップを、前記支持基板上に
    剛板を介して設けることを特徴とする請求項１記載の密
    着型イメージセンサ。
  3. 【請求項３】 前記支持基板は剛性を有することを特徴
    とする請求項１記載の密着型イメージセンサ。
  4. 【請求項４】 前記センサチップを、応力がかかっても
    破損しないように可撓性を有するようにしていることを
    特徴とする密着型イメージセンサ。
  5. 【請求項５】 前記センサチップは、単結晶又は多結晶
    シリコンから成ることを特徴とする請求項１から４のい
    ずれか１項記載の密着型イメージセンサ。
  6. 【請求項６】 前記光電変換素子群は、ライン状又はデ
    ルタ状に配列した光電変換素子から成ることを特徴とす
    る請求項１から５のいずれか１項記載の密着型イメージ
    センサ。
  7. 【請求項７】 前記被読取媒体と前記光電変換素子群と
    の間に色分解フィルタを設けることを特徴とする請求項
    １から６のいずれか１項記載の密着型イメージセンサ。
  8. 【請求項８】 前記光信号を光電変換素子群に結像させ
    るロッドレンズを備えることを特徴とする請求項１から
    ７のいずれか１項記載の密着型イメージセンサ。
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