JP2003087502A - 有機elイメージセンサ - Google Patents
有機elイメージセンサInfo
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Abstract
て済むイメージセンサを提供する。 【解決手段】 基板4と、この基板4上に形成され、か
つ読み取り対象物Pに対して光を照射するための光源4
と、読み取り対象物Pからの反射光を受光するとともに
主走査方向に列状に並んだ複数の受光素子31aと、を
備え、光源4を有機物を含む発光層を有するものとする
とともに、有機物として、電界を与えた際のエレクトロ
ルミネセンスにより発光するものを採用する。好ましく
は、光源4は、主走査方向に延びる1または複数の線状
発光部を有するものとして構成する。
Description
に光を照射して、その反射光から読み取り対象物の画像
情報を得るためのイメージセンサに関する。より具体的
には、有機物のエレクトロルミネッセンス(EL)を利
用して、読み取り対象物に光を照射するように構成され
た有機ELイメージセンサに関する。
0に示したようなものがある。この図に示したイメージ
センサ9は、密着型として構成されたものであり、上下
に開口部90,91が形成されたケース92を有してい
る。このケース92には、上部開口部90を塞ぐように
して透明カバー93が配置される一方、下部開口部91
を塞ぐようにして基板94が配置されている。基板94
には、複数のLEDチップ95および複数の受光素子9
6が搭載されている。これらのLEDチップ95および
受光素子96は、図面上には表れていないが、主走査方
向(紙面と直交する方向)に列状に並んでいる。透明カ
バー93と受光素子96との間には、ロッドレンズアレ
イ97が配置されている。
み込んだ場合には、透明カバー93に密着してプラテン
ローラPrが配置される。そして、プラテンローラPr
を回転させることにより、透明カバー93に密着して読
み取り対象物Pが搬送される。この過程においては、L
EDチップ95からの光が読み取り対象物Pに照射され
る。読み取り対象物Pからの反射光は、ロッドレンズ9
7を透過してから複数の受光素子96において受光され
る。複数の受光素子96においては、受光量に応じた出
力レベルの信号が生成され、それが出力される。
は、その消費電力の大部分は光源によるものである。イ
メージセンサ9では、冷陰極管に比べて消費電力の小さ
なLEDチップ95が使用されているものの、ファクシ
ミリやコピー機などのように多数枚の読み取り対象物P
に対して光照射を行う必要がある場合には、イメージセ
ンサ6での消費電力が小さいとは言えない。したがっ
て、イメージセンサ6の消費電力、ひいてはランニング
コストを低減するためには、光源での消費電力を低減す
るのが得策である。
だされたものであって、消費電力ひいてはランニングコ
ストが小さくて済むイメージセンサを提供することを課
題としている。
では次の技術的手段を講じている。すなわち、本願発明
により提供される有機ELイメージセンサは、基板と、
この基板上に形成され、かつ読み取り対象物に対して光
を照射するための光源と、上記読み取り対象物からの反
射光を受光するとともに主走査方向に列状に並んだ複数
の受光素子と、を備え、かつ、上記光源は、有機物を含
む発光層を有しており、上記有機物は、電界を与えた際
のエレクトロルミネセンスにより発光するものであるこ
とを特徴としている。
べて消費電力が小さいことが良く知られているところで
ある。したがって、光源の発光原理として有機エレクト
ロルミネッセンス(有機EL)を利用すれば、光源での
消費電力を低減し、イメージセンサのランニングコスト
を低減することができるようになる。
ためには、複数の有機EL発光素子を列状に並べた光源
を採用してもよいし、主走査方向に延びる1または複数
の線状発光部を有する光源を採用してもよい。
像を読み取るように構成することもできるし、カラーに
画像を読み取るように構成することもできる。カラーに
画像を読み取るように構成する場合には、発光層が、赤
色光、緑色光、および青色光を自己発光する赤色光発光
層、緑色光発光層、および青色光発光層を有するものと
して構成してもよいし、発光層を白色光を自己発光する
ように構成するとともに、発光層からの白色光を赤色フ
ィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタを介するこ
とにより赤色光、緑色光、および青色光を個別に発光す
るように光源を構成してもよい。
ELつイメージセンサがカラーに画像を読み取るように
構成される場合には、複数の線状発光部は、赤色光、緑
色光、および青色光を発光する赤色光線状発光部、緑色
光線状発光部、および青色光線状発光部を有するものと
される。
光線状発光部、上記緑色光線状発光部、および上記青色
光線状発光部は、複数ずつ設けられている。
けることにより、各色の発光総量を大きくすることがで
きる。したがって、たとえば読み取り対象物を基板に密
着させて光を照射するように有機ELイメージセンサを
構成した場合に、読み取り対象物が基板から多少浮き上
がっていたとしても、読み取り対象物に対して十分な量
の光を照射することができるようになる。これにより、
画像の読み取りを確実に行えるようになる。
つ読み取り対象物からの反射光を透過させるための光透
過領域を基板に設定するとともに、赤色光線状発光部、
緑色光線状発光部、および青色光線状発光部からなる組
を、光透過領域を挟むようにして複数組設ける。この構
成を採用することにより、光源の全ての要素を透明に形
成するまでもなく、読み取り対象物からの反射光を光透
過領域を介して透過させることができるようになる。む
しろ、光源の一部の要素を光透過性の低い材料により形
成することにより、光透過領域において選択的に光を透
過させることができるようになる。
は、無機絶縁物からなる封止部により覆われている。
層)が外力から保護される。また、無機物は、有機物に
比べて水分を吸収しにくいため、無機物からなる封止部
を設ければ、有機物を含む発光層に対して、周囲環境か
ら水分が侵入することを抑制することができる。これに
より、水分に起因した発光層の損傷を抑制することがで
きるようになる。
には、この基板の厚み方向に延びる複数の光ファイバを
密集配置したファイバアレイ部が上記主走査方向に延び
るようにして形成されている。
光がファイバアレイ部によって受光素子に導くことがで
きる。その結果、積極的にレンズアレイを用いる必要が
なくなり、有機ELイメージセンサの寸法を小さくでき
る。たとえば、封止部を板状の透明部材として形成し、
この透明部材におけるファイバアレイ部に対応する部分
に複数の受光素子を設けることもできる。この構成で
は、透明基板を保持するためのケースも必要なくなるた
め、有機ELイメージセンサの厚み寸法を、基板の厚み
と透明部材の厚みとの合計寸法に略一致させることがで
き、さらなる有機ELイメージセンサの薄型化を達成す
ることができるようになる。
ンズが列状に並び、かつ上記読み取り対象物からの反射
光を上記複数の受光素子に導くためのレンズアレイをさ
らに備えている。
光がレンズアレイを透過してから受光素子において受光
される。レンズアレイには、複数のレンズに対して所定
の入射角度以下で入射した光のみが入射され、これがレ
ンズアレイから出射される。したがって、レンズに入射
しない光や入射角度の大きな光は受光素子に達すること
ができない。つまり、レンズアレイによって受光素子に
受光させるべき光を選択するとともに、それを受光素子
上に結像させることができるようになる。その結果、ノ
イズ光が受光素子において受光されるのを抑制し、解像
度の高い画像読み取りが可能となる。
走査方向に沿うようにして配置するのが好ましい。そう
すれば、複数のレンズが基板の厚み方向に沿うようにし
て配置されている場合に比べて、主走査方向と副走査方
向の双方に交差する方向の寸法を小さくできる。
射を制限するための遮光部を有するものとして構成する
のが好ましい。そうすれば、レンズにおける光入射面の
性状のみならず、遮光部材によってもレンズアレイに入
射する光を制限できる。その結果、隣接するレンズ間で
のクロストークを抑制することができるようになって、
より解像度の高い画像読み取りが可能となる。
ズアレイの入射側および出射側の少なくとも一方には、
空気よりも屈折率の高い材料により形成されたプリズム
が配置されている。
使用したほうが受光素子上にシャープな線状光が結像し
やすい。その一方で、焦点深度を大きくすれば、レンズ
の入射面や出射面と焦点までの距離が大きくなる。その
ため、焦点深度の大きなレンズを使用する場合には、読
み取り対象物とレンズの入射面までの距離、およびレン
ズの出射面から受光素子までの距離を大きく確保する必
要がある。したがって、焦点深度の大きなレンズを使用
すれば、イメージセンサの大型化を招来してしまう。
ば、有機ELイメージセンサの薄型化の達成が可能とな
る。空気中に光を進行させる場合と、空気よりも屈折率
の高い材料により形成されたプリズム中を進行させる場
合とでは、見掛け上の距離が同一であれば、プリズム中
を進行させるほうが光路長が大きくなる。したがって、
上記プリズムに透過させることにより、短い見掛け距離
によって実質光路長を大きく確保できる。その結果、焦
点深度の大きなレンズを用いる場合であっても、有機E
Lイメージセンサにおけるプリズム中の光の進行方向の
寸法をさほど大きくすることなく、適切な焦点を結ばせ
ることができるようになる。
ズムは、光入射面、反射面、および光出射面を有してお
り、上記光入射面から入射した光は、その進行方向が上
記反射面において90度または略90度変えられた後に
上記光出射面から出射するように構成されている。
において光の進行方向を90度または略90度曲げるよ
うにすれば、光の進行方向を副走査方向と基板の厚み方
向に振り分けることが可能となる。その結果、有機EL
イメージセンサの副走査方向の寸法と基板の厚み方向寸
法の双方を小さくすることができるようになる。
ては、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明
らかとなるであろう。
形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。図1およ
び図2は、本願発明の第1の実施の形態に係る有機EL
イメージセンサを示す分解斜視図および縦断面図であ
る。
て棒状の形態を有するケース1を備えている。このケー
ス1は、内部空間10を介して連通する上部開口部11
および下部開口部12を有している。このようなケース
1は、たとえば樹脂成形により一体的に形成されてい
る。
されている。レンズアレイ2は、円柱状の貫通孔20a
が長手方向に並ぶようにして複数設けられたホルダ20
に対して、各貫通孔20a内にロッドレンズ21を嵌合
保持させたものである。レンズアレイ2は、ロッドレン
ズ21の軸心Eが主走査方向A1,A2および副走査方
向B1,B2の双方に交差する方向C1,C2方向に延
びるとともに、複数のロッドレンズ21が主走査方向A
1,A2に並んた状態で保持されている。本実施の形態
においては、ロッドレンズ21は、正立等倍像を形成す
るように構成されている。
を閉塞するようにしてセンサ基板3が装着されている。
センサ基板3は、絶縁基板30上に複数のイメージセン
サチップ31を搭載したものである。絶縁基板30は、
たとえばセラミックやガラスエポキシ樹脂により長矩形
板状の形態に形成されている。複数のイメージセンサチ
ップ10は、基板3の長手方向(主走査方向A1,A
2)に列状に並んで配置されている。各イメージセンサ
チップ31は、複数の受光素子31aをこれらが列状に
並ぶようにして一体的に造り込んだものであり、主走査
方向視において、各ロッドレンズ21の軸心E上に配置
されている。各受光素子31aは、光電変換機能を有す
るものであり、受光した光の光量に応じた出力レベルの
信号を生成するように構成されている。図面上には表れ
ていないが、絶縁基板30上にはイメージセンサチップ
31に導通する配線がパターン形成されている。
を閉塞するようにして光源装置4が装着されている。光
源装置4は、透明基板40および透明部材41を有して
いる。
したようにアノード42、6つの線状発光部43R,4
3G,43B、および6つのカソード44R,44G,
44Bが積層形成されている。アノード42と6つのカ
ソード44R,44G,44Bとの間には、6つの線状
発光部43R,43G,43Bが挟み込まれているた
め、アノード42とカソード44R,44G,44Bに
より、線状発光部43R,43G,43Bに対して個別
に電界を与えることができる。
G,43Bにホールを供給するためのものであり、光透
過性の高いものとされている。アノード42は、長矩形
状の本体部42aから透明基板40の一側縁4aに向け
て延びるリード部42bが延出した形態を有している。
を用いた蒸着やスパッタリングなどの公知の手法を利用
して形成することができる。より具体的には、蒸着やス
パッタリングなどにより厚さが200〜500Åの透明
導体膜を形成した後に、エッチング処理を施すことによ
り形成することができる。もちろん、アノード42は、
フォトリソグラフィの手法によりマスクを形成した後に
蒸着やスパッタリングなどの手法により成膜し、マスク
とともに不要部分を除去することにより形成することも
できる。
発光部43R,43G,43Bに電子を供給するための
ものであり、光透過性の低いものとされている。カソー
ド44R,44G,44Bは、2つのR用カソード44
R、2つのG用カソード44G、および2つのB用カソ
ード44Bからなる。そして、1つのR用カソード44
R、1つのG用カソード44G、および1つのB用カソ
ード44Bからなる組が、各ロッドレンズ21の軸心E
を避けるようにして一定間隔隔てて設けられている。
り対象物P(図2参照)からの反射光が透過する光透過
領域45を構成している。この光透過領域45は、カソ
ード44R,44G,44Bの形成位置からも分かるよ
うに、主走査方向視における各ロッドレンズ21の軸心
E上に設けられている。
G、およびB用カソード44Bは、本体部44Ra,4
4Ga,44Baおよびリード部44Rb,44Gb,
44Bbからなる。本体部44Ra,44Ga,44B
aは、アノード42を横切るようにして透明基板40の
長手方向に延びている。リード部44Rb,44Gb,
44Bbは、本体部44Ra,44Ga,44Baの端
部から、透明基板40の長手縁4aに向けて透明基板4
0の短手方向に延出した形態とされている。
Bは、たとえばアルミニウムなどの導体の蒸着およびエ
ッチング処理により、あるいはマスクを用いて蒸着した
後にマスクを除去することにより、厚さが100〜30
0Åに形成される。
は、図3に示したように2つの赤色光線状発光部43
R、2つの緑色光線状発光部43G、および2つの青色
光線状発光部43Bからなる。そして、1つの赤色光線
状発光部43R、1つの緑色光線状発光部43G、およ
び1つの青色光線状発光部43Bからなる組が、光透過
領域45を挟み込むようにして配置されている。
有機層により構成されている。有機層43R,43G,
43Bは、発光物質として高分子量のものを採用したも
のであり、図4に示したように発光層43Ra,43G
a,43Ba、およびホール注入層43Rb,43G
b,43Bbからなる。
3Ra,43Ga,43Baは、赤色光発光層43R
a、緑色光発光層43Gaおよび青色光発光層43Ba
からなる。これらの発光層43Ra,43Ga,43B
aは、R用カソード44R,G用カソード44G、およ
びB用カソード44Bの本体部44Ra,44Ga,4
4Baの直下領域において、透明基板40の長手方向に
延びる帯状に形成されている。
上述の如く高分子量の発光物質を含んでおり、アノード
42からのホールとカソード44R,44G,44Bか
らの電子との再結合により励起子を生成する場である。
励起子は、発光層44Ra,44Ga,44Baを移動
するが、その過程において発光物質が発光する。発光層
44Ra,44Ga,44Baは、それに含ませる発光
物質の種類の選択することにより、赤色光発光層44R
a、緑色光発光層44Gaおよび青色光発光層44Ba
のそれぞれが、赤色光、緑色光および青色光を自発光す
るように構成されている。高分子量の発光物質として
は、たとえばポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリア
ルキルチオフェン、ポリフルオレン、およびこれらの誘
導体などが挙げられる。発光物質は、発光層44Ra,
44Ga,44Baにおける発光色に応じて1または複
数が選択され、また色調を調整するために無機化合物を
併用してもよい。
4Baは、たとえば赤色光発光層44Ra、緑色光発光
層44Ga、青色光発光層44Baのそれぞれを、マス
クを用いて個別に蒸着することにより、厚さが100〜
1000Åの帯状に形成される。なお、複数種の物質を
用いて発光層44Ra,44Ga,44Baを形成する
場合には、これらの物質を共蒸着するのが好ましい。
bは、アノード42からのホールの取り出し効率、つま
り発光層43Ra,43Ga,43Baへのホール注入
効率を向上させる役割を有するものである。各ホール注
入層43Ra,43Ga,43Baは、発光層43R
a,43Ga,43Baと同様に、透明基板40の長手
方向に延びる帯状に形成されている。
bは、たとえば蒸着やスパッタリングにより、厚さが数
〜10Åに形成される。ホール注入層25aを構成する
材料としては、たとえば銅フタロシアニン、無金属フタ
ロシアニン、芳香族アミン(TPAC、2Me−TP
D、α−NPDなど)を用いることができる。
高いものとされ、カソード43R,43G,43Bが光
透過性の低いものとされているから、線状発光部43
R,43G,43Bからの光は、アノード42および透
明基板40を介して出射される。図3に良く表れている
ように、光透過領域45上には光透過性の高いアノード
42のみが形成されている一方、光透過領域45の周囲
には光透過性の低いカソード44R,44G,44Bが
形成されているから、光源装置4に入射した光は、光透
過領域45において選択的に透過する。
べて消費電力が小さいことが良く知られているところで
ある。したがって、光源の発光原理として有機エレクト
ロルミネッセンス(有機EL)を利用すれば、光源装置
4での消費電力を低減し、有機ELイメージセンサX1
のランニングコストを低減することができるようにな
る。
取り装置に組み込まれ、読み取り対象物の画像を読み取
るのに利用される。有機ELイメージセンサX1を画像
読み取り装置に組み込んだ場合には、たとえば図2に示
したように光源4の透明基板40に密着した状態で、主
走査方向視における各ロッドレンズ21の軸心E上にプ
ラテンーローラPrが配置される。読み取り対象物P
は、プラテンーローラPrが回転することにより、透明
基板40に密着して搬送される。プラテンローラPr
は、たとえば図外のパルスモータによって微小角度ずつ
回転させられ、それにより、読み取り幅に対応したピッ
チだけ読み取り対象物Pがピッチ送りされる。
読み取り対象物Pのピッチ送りに対応して、1ライン毎
に画像の読み取りが行われる。各ラインの画像読み取り
に際しては、図2および図4に示したように光源装置4
からの光が透明基板40を介して読み取り対象物Pに照
射される。より具体的には、読み取り対象物Pの移動を
停止させた状態において、図外の駆動ICにアノード4
2と導通するカソード44R,44G,44Bを順次切
り替えることにより、読み取り対象物Pに対して赤色
光、緑色光および青色光の3色が順次照射される。
うに光照射領域45を挟むようにして赤色光発光部43
R、緑色光発光部43G、および青色光発光部43Bが
複数個ずつ形成されている。そのため、光源装置4から
は、各色を十分が光量をもって出射することができる。
その結果、透明基板40に対して読み取り対象物Pが多
少浮き上がっていたとしても、読み取り対象物Pに対し
て十分な光量の光を照射することができる。
に示したように読み取り対象物Pの表面において反射
し、光源装置4に対して透明基板40を介して入射す
る。透明基板40に入射した光は、図3に示した光透過
領域45に入射した光が選択的に透過した後に、透明部
材41を介して出射される。
レイ2を透過した後に、複数の受光素子30a上に結像
される。各受光素子30aでは、受光量に応じた出力レ
ベルの信号が生成される。1ラインの読み取り作業にお
いては、読み取り対象物Pに対して赤色光、緑色光、お
よび青色光が個別に照射されるため、これに対応して各
受光素子31aでは赤色光、緑色光、および青色光のそ
れぞれの受光量に応じた信号が生成される。またセンサ
基板3からは、赤色光、緑色光、および青色光に対応す
る3種類のラインデータがシリアルに出力される。
象物Pをピッチ送りすることにより複数ラインについて
行われる。その結果、読み取り対象物Pの全体について
赤色光、緑色光、および青色光に対応する3種類の画像
データが得られ、読み取り対象物Pの画像の読み取りが
カラーで行われる。
1では、光源装置4が複数の線状発光部43R,43
G,43Bを有していたが、図5に示したように複数の
赤色光点状発光部43R′、緑色光点状発光部43
G′、および青色光点状発光部43B′を設けて、赤色
光、緑色光、および青色光を個別に照射できるように構
成してもよい。
42′は、透明基板40の長手方向に延びる共通電極4
2A′から透明基板40の短手方向に延びる複数の個別
電極42a′が延出する形態として形成されており、そ
の他の構成は、図3など参照して先に説明した光源装置
4と同様とされている。
電極42aとカソード44R,44G,44Bの本体部
44Ra,44Ga,44Baとの交差領域において有
機層43R,43G,43Bに電界(ホールと電子)を
与えることができる。そのため、有機層43R,43
G,43Bにおける当該交差領域に対応する点状領域
(点状発光部43R′,43G′,43B′)で発光が
生じさせることができる。そして、光源装置4Aでは、
カソード44R,44G,44Bが先に説明した図3の
光源装置4と同様な形態とされているから、光源装置4
Aは、赤色光点状発光部43R′の列、緑色光点状発光
部43G′の列、および青色光点状発光部43B′の列
からなる組が、光透過領域45を挟んで2組形成された
ものとされている。
発光部43R、緑色光線状発光部43G、および青色光
線状発光部43Bからなる組、あるいは赤色光点状発光
部43R′の列、緑色光点状発光部43G′の列、およ
び青色光点状発光部43B′の列からなる組は、1組と
してもよいし、3組以上としてもよい。
青色光を個別に出射させるための構成としては、図6に
示したような構成を採用することもできる。図6に示し
た光源装置4Bでは、発光層43Ra,43Ga,43
Baにおいて白色光が自己発光されるように構成されい
る。一方、透明基板40とアノード42との間には、赤
色フィルタ47R、緑色フィルタ47Gおよび青色フィ
ルタ47Bが配置されている。なお、フィルタ47R,
47G,47Bを設ければ、その凹凸によってアノード
42を平坦に設けるのが困難となる。そのため、フィル
タ47R,47G,47Bを覆うようにして平滑化層4
6を設けて平坦化した上で平滑化層46上にアノード4
2が設けられている。
43Ga,43Baでは白色光が生じるが、この白色光
が赤色フィルタ47R、緑色フィルタ47G、または青
色フィルタ47Bを透過した後に透明基板40から出射
される。したがって、光源装置4Bにおいても赤色光、
緑色光、および青色光を個別に出射させることができ
る。
よびホール注入層により有機層が構成された有機ELイ
メージセンサを例にとって説明したが、有機層の構成
は、たとえば発光層に含ませる発光物質の種類などに応
じて種々に設計変更可能である。たとえば、発光物質と
して低分子量のものを採用する場合には、図7に示した
ように電子注入層43Re,43Ge,43Be、電子
輸送層43Rd,43Gd,43Bd、発光層43R
a,43Ga,43Ba、ホール輸送層43Rc,43
Gc,43Bc、ホール注入層43Rb,43Gb,4
3Bbにより有機層43R,43G,43Bを構成した
光源装置4を提供することもできる。
とえばトリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体、
ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体、ジトルイ
ルビニルビフェニル、トリ(ジベンゾイルメチル)フェ
ナントロリンユーロピウム錯体(Eu(DBM)3(P
hen))、およびフェニルピリジンイリジウム化合物
などの蛍光またはりん光性発光物質が挙げられる。ま
た、電子輸送層43Rd,43Gd,43Bdおよび電
子注入層43Re,43Ge,43Beを構成する材料
としては、たとえばアントラキノジメタン、ジフェニル
キノン、ぺリレンテトラカルボン酸、トリアゾール、オ
キサゾール、オキサジアゾール、ベンズオキサゾール、
およびこれらの誘導体を用いることができる。電子注入
層43Re,43Ge,43Beは、LiFのような無
機材料により形成することもできる。この場合には、電
子注入層43Re,43Ge,43Beは、有機層43
R,43G,43Bの構成要素とはならないのはいうま
でもない。ホール輸送層43Rc,43Gc,43Bc
を構成する材料としては、たとえば1,1−ビス(4−
ジ−p−アミノフェニル)シクロヘキサン、ガルバゾー
ルおよびその誘導体、トリフェニルアミンおよびその誘
導体を用いることができる。
は、電子輸送層と発光層からなる2層構造、ホール輸送
層、電子輸送層および発光層からなる3層構造などを採
用することもできる。
明したイメージセンサX1や光源装置4,4Aから4C
には限定されず、たとえば図8ないし図19に示したよ
うな構成を採用することもできる。なお、図8ないし図
19においては、その図よりも先の図で説明した部材な
いし要素などと同等なものについては同一の符号を付し
てあり、その説明を省略する。
に係る有機ELイメージセンサX2は、図2に示した有
機ELイメージセンサX1において、レンズアレイ2′
として第1レンズアレイ部材22、第2レンズアレイ部
材23および遮光部材24を具備するものを採用したも
のである。
ンズアレイ部材22は、一定間隔隔てた直線状に並んだ
複数の第1レンズ部25と、これら複数の第1レンズ2
5に繋がって一体に形成された第1ホルダ部26とを含
むレンズアレイ本体22aを具備して構成されている。
第2レンズアレイ部材23は、その基本的な構造が第1
レンズアレイ部材22と共通するものであり、一定間隔
隔てた直線状に並んだ複数の第2レンズ部27と、これ
ら複数の第2レンズ部27に繋がって一体に形成された
第2ホルダ部28とを含むレンズアレイ本体23aを具
備して構成されている。
隔てた凸状曲面としての第1および第2レンズ面25
a,25bを有する両凸レンズとされている。第2レン
ズ部27は、軸Cの方向に間隔を隔てた凸状曲面として
の第1および第2レンズ面27a,27bを有する両凸
レンズとされている。第1レンズ部25の第1および第
2レンズ面25a,25b、第2レンズ部27の第1お
よび第2レンズ面27a,27bは、それらによって正
立等倍像を結像可能な曲率とされている。なお、第1お
よび第2レンズ部25,27は、必ずしも両凸レンズで
ある必要はない。
3は、第1レンズ部材22の凸部29aを第2レンズ部
材23の凹部29bとを嵌合させることにより組み立て
られている。なお、第1および第2レンズアレイ部材2
2,23は、たとえばPMMA(ポリメタクリル酸メチ
ル)やPC(ポリカーボネート)を用いた金型成形によ
り光透過性の高いものとして形成されている。
レイ部材22,23と同様に、一定方向に延びたブロッ
ク状またはシート状であり、第1および第2レンズ部2
5,27に対応する複数の貫通孔24aが直線状の列状
に配列されて設けられている。この遮光部材24は、第
1レンズアレイ部材22の凸部29Aが遮光部材24の
凹部29Bと嵌合することにより、第1レンズアレイ部
材22に重ね合わされて取り付けられている。これによ
り、遮光部材24の各貫通孔24aは、第1レンズアレ
イ部材22の第1レンズ面25aの正面に位置し、かつ
開口して、第1レンズ面25aに入射する光を制限して
隣接するレンズ部25,27間でのクロストークを抑制
している。なお、遮光部材24は選択的事項であり、必
ずしも必要なものではない。
に係る有機ELイメージセンサを示した。この有機EL
イメージセンサX3は、有機ELイメージセンサX1
(図2参照)において、レンズアレイ2の入射側と光出
射側のそれぞれにプリズム5A,5Bを配置したもので
ある。プリズム5A,5Bは、空気よりも屈折率の大き
な材料、たとえば透明なガラスやアクリル系の樹脂によ
り形成されている。
きなものを使用したほうが受光素子31a上にシャープ
な線状光が結像しやすい。その一方で、焦点深度を大き
くすれば、ロッドレンズ21の入射面21aや出射面2
1bと焦点までの距離が大きくなる。そのため、焦点深
度の大きなレンズ21を使用する場合には、読み取り対
象物Pとレンズ21の入射面21aまでの距離、および
レンズ21の出射面21bから受光素子31aまでの距
離を大きく確保する必要がある。したがって、焦点深度
の大きなロッドレンズ21を使用することはイメージセ
ンサX3の大型化を招来してしまう。
Bを用いれば、有機ELイメージセンサX3の薄型化の
達成が可能となる。空気中に光を進行させる場合と、空
気よりも屈折率の高い材料により形成されたプリズム5
A,5B中を進行させる場合とでは、見掛け上の距離が
同一であれば、プリズム5A,5B中を進行させるほう
が光路長が大きくなる。したがって、上記プリズム5
A,5Bに透過させることにより、短い見掛け距離によ
って実質光路長を大きく確保できる。その結果、焦点深
度の大きなロッドレンズ21を用いるとともに光を透明
基板40の厚み方向であるC1,C2方向に進行させる
場合であっても、当該方向の寸法をさほど大きくするこ
となく、適切な焦点を結ばせることができるようにな
る。
レンズアレイ2の入射側と光出射側の双方にプリズム5
A,5Bが配置されていたが、レンズアレイ2の入射側
または光出射側の一方にのみプリズムを配置してもよ
い。
に係る有機ELイメージセンサを示した。この有機EL
イメージセンサX4は、有機ELイメージセンサX1
(図2参照)において、レンズアレイ2の光出射側にプ
リズム5Cを設け、このプリズム5Cによって光の進行
方向を略90度変えるように構成されたものである。こ
れに伴って、センサ基板3は、ケース1の側面に沿って
装着されている。
面21bに面した光入射面5Ca、この光入射面5Ca
に対して略45度傾斜した反射面5Cb、および光入射
面5Caに対して略90度の角度で交差する光出射面5
Ccを有している。プリズム5Cは、図11を参照して
先に説明したプリズム5A,5Bと同様に、空気よりも
屈折率の高い材料により形成されている。
ズ21から図中の矢印C1方向に進行する光が光入射面
5Caを介して入射する。この光は、反射面5Cbで反
射してその進行方向が略90度変えられて図中の矢印B
1方向に進行した後に光出射面5Ccから出射し、受光
素子31aにおいて受光される。
ム5Cによって光の進行方向がC1方向からB1方向に
変えられる。そのため、光を矢印C1方向にのみ進行さ
せる場合に比べれば、光がB1方向にも進行する分だ
け、矢印C1,C2方向の寸法を小さくできる。また、
ロッドレンズ21から出射した光は、空気よりも屈折率
の高い材料により形成されたプリズム5Cを透過するの
で、図11に示した有機ELイメージセンサX3と同様
の原理により、有機ELイメージセンサX4の寸法を小
さくできるようになる。
率の高い部材を配置して、光の進行方向を変えるように
構成することができる。その場合でも、有機ELイメー
ジセンサX4の寸法を小さくできる。
に係る有機ELイメージセンサを示した。この有機EL
イメージセンサX5は、光源装置4から進行してくる読
み取り対象物Pからの反射光の進行方向C1に対して、
略90度交差する方向(副走査方向B1,B2)にロッ
ドレンズ21の軸心が沿うようにしてレンズアレイ2が
配置されている。レンズアレイ2は、第1部材1Aと第
2部材1Bとにより構成されたケース1に対して、第1
部材1Aと第2部材1Bとの間に挟み込まれるようにし
て配置されている。
って、有機ELイメージセンサX5ではレンズアレイ2
の入射側に反射部材5Dが設けられている。反射部材5
Dは、反射光の進行方向C1に対して略45度傾斜した
角度で配置されている。このため、当該反射光はその進
行方向が略90度変えられて、ロッドレンズ21の入射
面21aに対して略垂直に入射することができる。この
ような反射部材5Dは、光反射率の高い白色樹脂(たと
えば白色に着色したポリカーボネイト)や金属(たとえ
ばアルミニウム)により形成することができる。
アレイ2の出射側にも、反射部材5Dと同様に略45度
傾斜した状態で反射部材5Eが配置されている。この反
射部材5Eにより、レンズアレイ2からの光の進行方向
が略90度変えられて矢印C1方向に進行させられる。
有機ELイメージセンサX5では、光の進行方向を矢印
B1方向にも振り分けることにより、矢印C1,C2方
向の寸法を小さくできる。
施の形態に係る有機ELイメージセンサX6のように、
ロッドレンズ21から出射した光をその進行方向を変え
ることなく受光素子31aにおいて受光するように構成
してもよい。
態に係る有機ELイメージセンサX7のように、反射部
材に代えてプリズム5F,5Gを配置し、プリズム5
F,5Gの反射面5Fb,5Gbにおいて光の進行方向
を略90度変えるように構成してもよい。また、図16
に示した本願発明の第8の実施の形態に係る有機ELイ
メージセンサX8のように有機ELイメージセンサX7
において、ロッドレンズ21の光出射側に反射面を有し
ないプリズム5Hを配置して、ロッドレンズ21から出
射した光をその進行方向を変えることなく受光素子31
aにおいて受光するように構成してもよい。
略90度変える有機ELイメージセンサにおいても、た
とえば図17に示した本願発明の第9の実施の形態に係
る有機ELイメージセンサX9のように、図8に示した
有機ELイメージセンサX2で採用されていたレンズア
レイ2′(図9および図10参照)を採用することがで
きる。図17には、図13に示した有機ELイメージセ
ンサX5において、レンズアレイ2′を採用した場合に
ついて例示したが、図14ないし図16に示した有機E
LイメージセンサX6〜X8においてもレンズアレイ
2′を採用することができる。
態に係る有機ELイメージセンサを示した。この有機E
LイメージセンサX10は、透明基板40にファイバア
レイ部40Aが設けられている。このファイバアレイ部
40Aは、図19に良く表れているように透明基板40
の長手方向に延びるようにして形成されている。ファイ
バアレイ部40Aは、図18に示したように透明基板4
0の厚み方向に延びるようにして多数の光ファイバ40
aを埋設することにより形成されている。光ファイバ4
0aとしては、その表面が光を透過させにくい性状とさ
れたものが好ましく使用される。
過性の高い樹脂材料により金型成形する際に、光ファイ
バ40aをインサート成形することにより形成すること
ができる。このとき、各光ファイバ40aの周り樹脂材
料などを介在させて、隣接する各光ファイバ40aどう
しを密着させないようにするのが好ましい。
赤色光線状発光部43R、緑色光線状発光部43G、青
色光線状発光部43Bの組がそれぞれ設けられている。
つまり、ファイバアレイ部40Aは、有機ELイメージ
センサX1における透明基板40の光透過領域45(図
3参照)に対応する部位に設けられている。
部40Aに対応する部分に複数の受光素子31aが搭載
されている。これらの複数の受光素子31aは、樹脂材
料などによりコーティングされ、保護されている。
発光部43R,43G,43Bからの光がファイバアレ
イ部40Aを透過して読み取り対象物Pに照射される。
各光ファイバ40aの周りには、光透過性の高い材料が
介在しているので、個々の光ファイバ40aの表面が光
不透過なものとされていても、光ファイバ40a相互間
の隙間を透過して透明基板40から読み取り対象物Pに
向けて光を出射することができる。そして、読み取り対
象物Pからの反射光は、光ファイバ40a内を進行した
後に受光素子31a上に導かれ、受光素子31aにおい
て受光される。なお、光ファイバ40aの表面を光を透
過しにくい性状とすれば、受光素子31aに対して適切
に光を導くことができる。
スやレンズアレイを必ずしも必要とはしないため、ケー
スやレンズアレイを省略する場合には、その分だけ透明
基板40の厚み方向の寸法を小さくできる。
は、透明部材41に対して、受光素子31aの列に対応
させて透明基板40と同様なファイバアレイ部を形成し
てもよい。その場合には、読み取り対象物Pからの反射
光を受光素子31aに対してさらに確実に導くことがで
きるようになる。これにより、さらに解像度の高い画像
読み取りを達成できるようになる。
メージセンサの分解斜視図である。
である。
置において、透明部材を省略した底面図である。
する断面図である。
に相当する断面図である。
に相当する断面図である。
メージセンサの図2に相当する断面図である。
分解斜視図である。
イメージセンサの図2に相当する断面図である。
イメージセンサの図2に相当する断面図である。
イメージセンサの図2に相当する断面図である。
イメージセンサの図2に相当する断面図である。
イメージセンサの図2に相当する断面図である。
イメージセンサの図2に相当する断面図である。
イメージセンサの図2に相当する断面図である。
Lイメージセンサの図2に相当する断面図である。
明基板の平面図およびその要部拡大図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 基板と、この基板上に形成され、かつ読
み取り対象物に対して光を照射するための光源と、上記
読み取り対象物からの反射光を受光するとともに主走査
方向に列状に並んだ複数の受光素子と、を備え、かつ、 上記光源は、有機物を含む発光層を有しており、上記有
機物は、電界を与えた際のエレクトロルミネセンスによ
り発光するものであることを特徴とする、有機ELイメ
ージセンサ。 - 【請求項2】 上記光源は、上記主走査方向に延びる1
または複数の線状発光部を有している、請求項1に記載
の有機ELイメージセンサ。 - 【請求項3】 上記発光層は、赤色光、緑色光、および
青色光を自己発光するように構成された赤色光発光層、
緑色光発光層、および青色光発光層を有している、請求
項1または2に記載の有機ELイメージセンサ。 - 【請求項4】 上記発光層は、白色光を自己発光するよ
うに構成されており、 上記光源は、上記発光層からの白色光を赤色フィルタ、
緑色フィルタ、および青色フィルタを介することにより
赤色光、緑色光、および青色光を個別に発光するように
構成されている、請求項1または2に記載の有機ELイ
メージセンサ。 - 【請求項5】 上記複数の線状発光部は、赤色光、緑色
光、および青色光を発光する赤色光線状発光部、緑色光
線状発光部、および青色光線状発光部を有している、請
求項2ないし4のいずれかに記載の有機ELイメージセ
ンサ。 - 【請求項6】 上記赤色光線状発光部、上記緑色光線状
発光部、および上記青色光線状発光部は、複数ずつ設け
られている、請求項5に記載の有機ELイメージセン
サ。 - 【請求項7】 上記基板には、上記主走査方向に延び、
かつ上記読み取り対象物からの反射光を透過させるため
の光透過領域が設定されており、 上記赤色光線状発光部、上記緑色光線状発光部、および
上記青色光線状発光部からなる組が、上記光透過領域を
挟むようにして複数組設けられている、請求項6に記載
の有機ELイメージセンサ。 - 【請求項8】 上記光源は、無機絶縁物からなる封止部
により覆われている、請求項1ないし7のいずれかに記
載の有機ELイメージセンサ。 - 【請求項9】 上記基板には、この基板の厚み方向に延
びる複数の光ファイバを密集配置したファイバアレイ部
が上記主走査方向に延びるようにして形成されている、
請求項1ないし8のいずれかに記載の有機ELイメージ
センサ。 - 【請求項10】 上記封止部は、板状の透明部材として
形成されており、 上記複数の受光素子は、上記透明部材における上記ファ
イバアレイ部に対応する部分に設けられている、請求項
9に記載の有機ELイメージセンサ。 - 【請求項11】 複数のレンズが列状に並び、かつ上記
読み取り対象物からの反射光を上記複数の受光素子に導
くためのレンズアレイをさらに備えている、請求項1な
いし10のいずれかに記載の有機ELイメージセンサ。 - 【請求項12】 上記レンズアレイは、上記複数のレン
ズの軸心が副走査方向に沿うようにして配置されてい
る、請求項11に記載の有機ELイメージセンサ。 - 【請求項13】 上記レンズアレイは、上記複数のレン
ズへの上記反射光の入射を制限するための遮光部を有し
ている、請求項11または12に記載の有機ELイメー
ジセンサ。 - 【請求項14】 上記レンズアレイの入射側および出射
側の少なくとも一方には、空気よりも屈折率の高い材料
により形成されたプリズムが配置されている、請求項1
1ないし13のいずれかに記載の有機ELイメージセン
サ。 - 【請求項15】 上記プリズムは、光入射面、反射面、
および光出射面を有しており、 上記光入射面から入射した光は、その進行方向が上記反
射面において90度または略90度変えられた後に上記
光出射面から出射するように構成されている、請求項1
4に記載の有機ELイメージセンサ。
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