JP2004254046A - 画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造プロセスが複雑にならず、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置を提供する
【解決手段】基板12上に複数の光電変換素子9が配列された画像読取領域14と、光電変換素子9と外部回路部材24とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域16とを含む基板12を備え、画像読取領域14に近接して配置された原稿18の画像を、光電変換素子9によって読み取る画像読取装置において、周辺領域16を、原稿18から遠ざかる方向に湾曲した構成とする。
【選択図】 図1
【解決手段】基板12上に複数の光電変換素子9が配列された画像読取領域14と、光電変換素子9と外部回路部材24とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域16とを含む基板12を備え、画像読取領域14に近接して配置された原稿18の画像を、光電変換素子9によって読み取る画像読取装置において、周辺領域16を、原稿18から遠ざかる方向に湾曲した構成とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿、写真などの画像を読み取ることができる画像読取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像読取装置の薄型軽量化、読み取り速度の向上を目的として、基板上に、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの光電変換素子(光検出素子)と、薄膜トランジスタ(thin film transistor:TFT)などのスイッチング素子と、をライン状または2次元状に多数配列させた密着型の画像読取装置が開発されている。
【0003】
このような構成の画像読取装置として、例えば、特開平5−243547号公報(特許文献1)に開示されているアクティブマトリクス型画像読取装置がある。
【0004】
同公報に開示されたアクティブマトリクス型画像読取装置に使用されるアクティブマトリクスアレイ(アクティブマトリクス基板)は、図7に示すように、XYマトリクス状に画素が配列されており、各画素には、光検出用の薄膜トランジスタ(光センサ用TFTと称する)とスイッチング用の薄膜トランジスタ(スイッチング用TFTと称する)、および画素容量(電荷蓄積容量)が備えられている。
【0005】
各画素の光センサ用TFTは、原稿面などの被写体の白/黒(明/暗)によって電気特性が変化する仕組みになっている。
【0006】
光電変換素子として用いられている光センサ用TFTの抵抗値は、光の明/暗によって変化するため、光センサ用TFTの抵抗値の変化に伴って、光センサ用TFTに接続されている蓄積容量に蓄積される電荷量(あるいは電圧)は変化する。この蓄積容量の電荷量分布(あるいは電圧分布)を、スイッチング用TFTが順次読み出すことによって、被写体の2次元情報を得ることができる仕組みになっている。
【0007】
このような密着型の画像読取装置では、1次元のリニアセンサ用、2次元のエリアセンサ用にかかわらず、図8に示すように、基板205上に、薄膜フォトトランジスタ(あるいはフォトダイオード、フォトコンダクタなど)からなる光電変換素子202を形成した後、半導体素子からなる光電変換素子202の保護を目的として、光電変換素子202の上に透光性を有する表面保護層206を形成する必要がある。
【0008】
この表面保護層206としては、例えば、薄いガラスシート、無機絶縁膜、または有機−無機のハイブリッド膜が用いられる。表面保護層206は、透光性を有する接着樹脂207によって接着される。
【0009】
ところで、画像読取装置の高精細化が求められる場合、それに伴って表面保護層206の厚みを薄くしていく必要がある。例えば、300dpi(dot per inch)の画素密度を有する画像読取装置の場合、画素ピッチが約85μmとなるが、表面保護層206の厚みをそれ以下の50μm程度に設定しないと、原稿で反射された光の画素間のクロストークが激しくなってしまい画像がボケてしまう。
【0010】
例えば、500dpiの画素密度を有する画像読取装置の場合は、画素ピッチが約50μmとなり、さらに薄い30μm程度の厚みの表面保護層206が求められる。このように薄い表面保護層206を備えた密着型の画像読取装置の場合には次のような問題が発生する。
【0011】
通常、上述した画像読取装置には、図8に示すように、基板上205に、複数の光電変換素子202が配列された画像読取領域208と、その光電変換素子202を外部回路部材210と電気的接続するための入出力端子が配設された周辺領域212が備えられている。
【0012】
具体的には、光電変換素子202を駆動したり光電変換素子202からの情報を外部に取り出したりするために基板205上に配線が配設されており、その配線の端部に入出力端子が設けられている。
【0013】
その入出力端子には、例えば、テープキャリアパッケージ(Tape Carrier Package:TCP)やフレキシブルプリント回路(Flexible Printed Circuit:FPC)などの外部回路部材210を実装したり、COG(Chip on Glass)方式により外部回路部材210としてのIC(Integrated Circuit:集積回路)を基板205上に直接実装したりする。
【0014】
外部回路部材210は、主に異方導電接着材211によって基板205上に実装される。このような外部回路部材210が実装された周辺領域212には、通常、外部回路部材210を保護するための保護部材(例えば金属板)が備えられる(図示せず)。
【0015】
このため、周辺領域212においては、外部回路部材210自身の厚みと、外部回路部材210を保護するための保護部材の厚みと、の合計分が基板205の表面に突出する形態になる。これらの合計厚みは、少なくとも0.3mm以上となる。したがって、図8に示すように、この周辺領域212は、表面保護層206が備えられた画像読取領域208に比べて少し突出する形状になってしまう。
【0016】
この結果、図9に示すように、被写体としての原稿214の上に、画像読取装置を載せた状態で画像を読み取ろうとしても、基板205の周辺領域212(すなわち外部回路部材210の実装領域)に上述の出っ張りが存在することから、画像読取領域208の表面保護層206を原稿214に密着させることができないといった問題が発生していた。
【0017】
画像読取領域208に原稿214が密着していないと、光源216から照射され、原稿214で反射された原稿反射光201の画素間のクロストークが激しがくなってしまい画像がボケてしまうといった問題が発生する。このため、基板205の周辺領域(すなわち外部回路部材210の実装領域)212の表面出っ張りをなくした画像読取装置が求められていた。
【0018】
これに対して、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置が、例えば特開平8−8414号公報(特許文献2)に開示されている。
【0019】
同公報に開示された画像読取装置111は、図10に示すように、ガラス基板112の読取領域Rにセンサ素子113及びカバーガラス114を設け、この読取領域Rの外側の領域にセンサ素子113側から引き出した配線115を、ガラス基板112の裏面周縁部まで基板側壁を介して延在し、この配線115の基板裏面の端部にLSIパッケージ(駆動回路チップ)116を実装する構成としている。
【0020】
このような構成としたことにより、センサ面の周囲にこのセンサ面より高い構造物をなくすことができ、原稿をセンサ面に完全密着させることが可能となる。
【0021】
【特許文献1】
特開平5−243547号公報(1993年9月21日公開)
【0022】
【特許文献2】
特開平8−8414号公報(1996年1月12日公開)
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平8−8414号公報に開示された従来の画像読取装置では、画像読取装置の製造プロセスが複雑になるという問題があった。
【0024】
すなわち、画像読取領域の表面出っ張りをなくすために、読取領域Rの外側の領域にセンサ素子113側から引き出した配線115を、ガラス基板112の裏面周縁部まで基板側壁を介して延在し、この配線115の基板裏面の端部にLSIパッケージ(駆動回路チップ)116を実装している。
【0025】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造プロセスが複雑にならず、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取装置は、上記の課題を解決するために、基板上に複数の光電変換素子が配列された画像読取領域と、光電変換素子と外部回路部材とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域とを含む基板を備え、画像読取領域に近接して配置された被写体の画像を、光電変換素子によって読み取る画像読取装置において、周辺領域が、被写体から遠ざかる方向に湾曲していることを特徴としている。
【0027】
上記の構成によれば、基板の周辺領域(すなわち外部回路部材の実装領域)の表面出っ張りを無くすことができ、画像読取領域を原稿に密着させることが可能になる。この結果、原稿で反射された光の画素間のクロストークが無くなり読み取り画像のボケを解消することができる。
【0028】
しかも、上記構成では、周辺領域を被写体から遠ざかる方向に曲げるように形成されているだけなので、製造プロセスが複雑にならない。
【0029】
したがって、製造プロセスが複雑にならず、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置を提供することができる。
【0030】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、画像読取領域を保護する第1保護部材と、周辺領域を保護する第2保護部材とを備えていることがより好ましい。
【0031】
上記の構成によれば、基板の周辺領域(すなわち外部回路部材の実装領域)と、画像読取領域とを保護することができる。
【0032】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離が、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離以下であることがより好ましい。
【0033】
上記の構成によれば、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離と、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離とが同じである、または、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離が、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離に比べて短いため、画像読取領域を保護する第1保護部材の表面を原稿に密着させることが可能になる。
【0034】
このとき、たとえ周辺領域に第2保護部材を設けたとしても、上述のように、基板の主面が、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に曲がっているので、周辺領域が表面に出っ張ることなない。
【0035】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板が、厚さ0.1〜0.5mmのガラス基板またはプラスチック基板であることがより好ましい。
【0036】
上記の構成によれば、入出力端子の配設部分において、基板の主面を被写体から遠ざかる方向に容易に曲げることができる。
【0037】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板が略矩形であり、入出力端子が配設された周辺領域が、基板のうちの対向する2辺、あるいは1辺に存在することがより好ましい。
【0038】
上記の構成によれば、基板の主面のうち、画像読取領域の平坦性を維持することができる。
【0039】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板の被写体と近接する面とは反対側の面に、周辺領域の湾曲形状を支持する支持部材を備えていることがより好ましい。
【0040】
上記の構成によれば、基板を、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に湾曲した形状を維持することが容易になる。
【0041】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、支持部材が、被写体に対して光を照射する光源の機能を兼用していることがより好ましい。
【0042】
上記の構成によれば、支持部材が光源の構成部材を兼用することによって、構成を簡略化することができる。
【0043】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、少なくとも周辺領域の湾曲した部分では、基板と支持部材とが、接着部材によって固定されていることがより好ましい。
【0044】
上記の構成によれば、基板を、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に湾曲した形状を確実に維持することができる。
【0045】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明の権利範囲は、特に、本実施の形態に記載の範囲内に限定されるものではない。
【0046】
本発明にかかる画像読取装置の基本構成は、基板の形状を除いては、従来技術として説明したものと略同じであり、基板上に光電変換素子(フォトダイオード、フォトトランジスタなど)とスイッチング素子(薄膜トランジスタなど)をライン状、あるいは2次元状に多数配列させた密着型の画像読取装置である。
【0047】
本発明にかかる画像読取装置のアクティブマトリクス基板(アクティブマトリクスアレイ)1の詳細について、図2を参照しながら以下に説明する。
【0048】
図2は、アクティブマトリクス基板1の概略ブロック図を示す。上記アクティブマトリクス基板1は、図7に示した従来からあるアクティブマトリクス型画像読み取り装置の回路構成と同じである。
【0049】
すなわち、上記アクティブマトリクス基板1は、図2に示すように、駆動回路4から延びる電気配線としてのゲート配線G1,G2,…,Gnと、読み出し回路5から延びる電気配線としてのソース配線D1,D2,…,DmとがXYマトリクス(格子状)に配列されており、各格子によって画素が区画されている。
【0050】
各画素には、スイッチング素子8、光電変換素子9、および電荷蓄積容量としての画素容量(蓄積容量)10が各々備えられている。
【0051】
各画素の光電変換素子9は、原稿面などの被写体の白/黒(明/暗)によって電気特性が変化する仕組みになっている。ここで、光電変換素子9として用いられているフォトトランジスタの抵抗値が光の明/暗によって変化するため、それに伴って、各フォトトランジスタに接続されている画素容量10に蓄積される電荷量(あるいは電圧)が変化する。その画素容量10の電荷量分布(あるいは電圧分布)を、スイッチング素子8が順次読み出すことによって、被写体の2次元情報を得ることができる。
【0052】
本発明にかかる画像読取装置は、図1に示すように、基板12上に複数のスイッチング素子8および光電変換素子9が配列された画像読取領域14と、スイッチング素子8および光電変換素子9と外部回路部材24とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域16とを含む基板12を備え、画像読取領域14に近接して配置された原稿(被写体)18の画像を、光電変換素子9によって読み取る画像読取装置において、周辺領域16は、原稿18から遠ざかる方向に湾曲しているものである。
【0053】
基板12の原稿18と接する面とは反対側の面に、原稿18に光を照射するための光源(バックライト)20が備えられている。
【0054】
上記画像読取装置では、図1に示すように、光源20から照射された照射光2は、上記アクティブマトリクス基板1の開口部分を透過し、被写体である原稿18の原稿面を照射する。原稿面に到達した照射光2は、該原稿面の画像情報に応じて反射して、この反射光がアクティブマトリクス基板1の光電変換素子9に到達する仕組みになっている。
【0055】
基板12は透光性を有する基板であればよく、例えばガラス基板、プラスチック基板が好ましい。
【0056】
基板12の一方の面(図では下側の面)上、すなわち原稿18と接する面上には、図1に示した等価回路に沿って光電変換素子9とスイッチング素子8が配設されている。ここでは、光電変換素子9およびスイッチング素子8が配設されている領域を画像読取領域14と規定している。
【0057】
光電変換素子9は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトコンダクタのように、光を電気信号に変換する素子であればよい。光電変換素子9には、例えば、シリコン(Si)、テルル化カドミウム(CdTe)、酸化亜鉛(ZnO)、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガリウムヒ素(GaAs)を始めとする各種光伝導性半導体材料を用いることができる。
【0058】
スイッチング素子8は、薄膜トランジスタ(thin film transistor:TFT)やMOS(metal oxide semiconductor:金属酸化膜半導体)トランジスタのように電気信号のON/OFFを制御する素子であればよい。スイッチング素子8としては、例えば、アモルファスSi(amorphous silicon)からなるフォトトランジスタ、アモルファスSiやポリSi(Poly−crystalline silicon)からなる薄膜トランジスタ(TFT)を用いることができる。
【0059】
なお、光電変換素子9とスイッチング素子8とを1つの薄膜トランジスタで兼用したものであってもよい。
【0060】
これら光電変換素子9やスイッチング素子8の形成面には、これらを保護するための透光性を有する表面保護層(第1保護部材)22が設けられていることが好ましい。表面保護層22は、透光性を有する接着樹脂7によって接着される。
【0061】
接着樹脂7は、透光性を有し、光電変換素子9およびスイッチング素子8の形成面と表面保護層22とを接着することができればよく、従来一般に使用される接着樹脂を好適に用いることができる。
【0062】
表面保護層22は、読み取る対象物である原稿18が、画像読取領域14に接触することによる表面傷の防止と、半導体素子、すなわち光電変換素子9、スイッチング素子8への不純物や水分の進入防止と、を目的とするものである。表面保護層22としては、例えば、薄いガラス板、無機絶縁膜、または有機−無機のハイブリッド膜を用いることができる。
【0063】
例えば、接着剤を用いて、光電変換素子9およびスイッチング素子8の形成面に、薄いガラス板を貼り付けることにより表面保護層22を形成すればよい。
【0064】
基板12の一方の面上、すなわち原稿18と接する面上における周辺領域(画像読取領域の周辺)16には、光電変換素子9を駆動したり光電変換素子9からの情報を外部に取り出したりするための配線が配設されている。その配線の端部には、入出力端子が設けられている。その入出力端子部分には、光電変換素子9やスイッチング素子8の駆動や信号検出を担う外部回路部材24が実装されている。
【0065】
外部回路部材24は、駆動IC(Integrated Circuit:集積回路)、検出IC、電源供給や各種信号のやり取りを行なう配線基板、例えばフレキシブルプリント回路(Flexible Printed Circuit:FPC)などの回路基板である。駆動ICや検出ICは、テープキャリアパッケージ(Tape Carrier Package:TCP)方式やCOG(Chip on Glass)方式によって実装される。
【0066】
これら外部回路部材24は、主に異方導電接着材25によって基板12上に実装される。さらに、これら外部回路部材24は、図示しない外部の回路基板(制御基板など)や電源に接続される。
【0067】
一方、基板12の他方の面、すなわち基板12の原稿18と接する面とは反対側の面には、光源(バックライト)20が設置されている。光源20は、基板12を介して図中下側に配置される読み取り対象物(原稿)18に対して光を照射できるものであればよい。
【0068】
光源20としては、例えば、発光ダイオード(light−emitting diode:LED)と、導光板、またはプリズムシート、あるいは散乱板、とを組み合わせた薄型の平面光源を用いることができる。
【0069】
上述した構成は、周辺領域16が原稿18から遠ざかる方向に湾曲している点を除いて、従来技術として紹介した図9の画像読取装置と略同じ構成を示すものである。本発明にかかる画像読取装置の特徴は、上述のように、基板12の周辺領域16の湾曲した形状にある。
【0070】
図1(本発明)と図9(従来例)とを比較すれば明らかなように、本発明にかかる画像読取装置は、基板12の主面が、入出力端子の配設部分(すなわち周辺領域16)において、原稿18から遠ざかる方向に湾曲している。すなわち、周辺領域16は、周辺領域16に実装された外部回路部材24が、画像読取領域14の原稿18に接する側の表面よりも、原稿18側に突出しないように、原稿18から遠ざかる方向に湾曲している。
【0071】
この結果、基板12の周辺領域16、すなわち外部回路部材24の実装領域の原稿18側への表面出っ張りを無くすことができる。これによって、画像読取領域14の表面保護層22を原稿18に密着させやすくすることが可能になる。したがって、原稿18で反射された光の画素間のクロストークを最小限に抑えることができ、読み取り画像のボケを解消することができる。
【0072】
上述のように、基板12を周辺領域16において湾曲した形状とするためには、基板12に相応の曲げやすさ、すなわちフレキシブル性が求められる。このため、基板12にガラス基板を用いる場合には、0.1〜0.5mmの厚みのガラス基板であることが好ましい。もちろん、基板12として、ガラス基板よりもフレキシブル性に優れたプラスチック基板を用いることが可能である。
【0073】
すなわち、本発明にかかる画像読取装置は、基板12が、厚さ0.1〜0.5mmのガラス基板またはプラスチック基板であることがより好ましい。
【0074】
なお、周辺領域16に実装する外部回路部材24は、厚みが1mm程度であるため、基板12をわずか1〜2mm程度反らすように曲げるのみで、外部回路部材24の実装領域の原稿18側への表面出っ張りを無くすための間隔を確保することができる。
【0075】
基板12の周辺領域16に湾曲した形状を形成する場合、画像読取領域14は平坦性を維持しておく必要があるので、基板12が矩形を有する基板である場合には、1辺、あるいは互いに対向する2辺に曲面形状を形成することが求められる。
【0076】
したがって、上述の入出力端子が形成される周辺領域16、すなわち外部回路部材24を実装する領域は、互いに直向する2辺には設けないように配慮して基板12の配線レイアウトを設計する必要がある。
【0077】
すなわち、本発明にかかる画像読取装置は、基板12が略矩形であり、入出力端子が配設された周辺領域16が、基板12のうちの対向する2辺、あるいは1辺に存在していることがより好ましい。
【0078】
例えば、駆動ICは、ポリシリコン(poly silicon)技術によって基板12上に一体(モノリシック)形成しておき、すなわち駆動ICの実装を不要としておき、検出ICおよびフレキシブルプリント回路(Flexible Printed Circuit:FPC)のみを基板に実装する形態が考えられる。
【0079】
この場合、基板12の一辺に検出ICを実装し、検出ICの実装辺と同じ辺、または対向辺にFPCを実装することによって、上述の要求を満たすことが可能になる。さらに、駆動ICと検出ICとの両者を基板上にモノリシック形成しておき、FPCのみを基板の一辺に実装する形態としてもよい。
【0080】
ここで、上述した基板12の湾曲した形状の形成方法について、図3を用いて詳しく説明すれば、以下のとおりである。
【0081】
本発明にかかる画像読取装置は、図3に示すように、基板12の原稿18と近接する面とは反対側の面に、周辺領域16の湾曲形状を支持する支持部材26を備えていることがより好ましい。少なくとも周辺領域16の湾曲した部分では、基板12と支持部材26とが、接着部材(接着剤、粘着剤など)によって固定されていることが好ましい。
【0082】
図3に示すように、支持部材26は、基板12と光源20との隙間に設けられる。支持部材26は、透明な材質からなり、基板12における周辺領域16の曲がり形状(湾曲形状)に沿った表面形状を有していればよい。支持部材26としては、例えば、基板12に対して、周辺領域16の湾曲(曲面)形状を形成するように設計された曲面を有するアクリル樹脂板を用いることができる。
【0083】
例えば、このような曲面形状を有する支持部材26の表面に接着部材を塗布し、そこに基板12を貼りあわせることによって、曲面形状を有する基板12を容易に形成することができる。支持部材26の表面に塗布する接着部材は、支持部材26と基板12とを貼り合わせることができればよく、支持部材26および基板12の材質に合わせて、一般に使用される接着剤または粘着剤などを好適に用いることができる。
【0084】
本発明にかかる画像読取装置は、図4に示すように、支持部材26’が、原稿18に対して光を照射する光源の機能を兼用していることがより好ましい。図3に示した光源20の構成部材(例えば導光板や散乱板)と、上述の支持部材26とを兼用することによって構成部材を減らすことができ、さらに有用である。
【0085】
本発明にかかる画像読取装置は、図5に示すように、画像読取領域14を保護する第1保護部材(表面保護層)22と、周辺領域16を保護する第2保護部材23とを備えていることがより好ましい。
【0086】
図5は、上述してきた画像読取装置の基本構成に対して、外部回路基板(printed wiring board:PWB)28と、第2保護部材23と、を追加して示した図である。外部回路基板28は、例えば、駆動ICや検出ICを制御するための制御基板である。外部回路基板28は、光源(バックライト)の機能を兼用する支持部材26’の基板12が接着されている面とは反対側(図中上側)に設置される。
【0087】
第2保護部材23は、周辺領域16に設けられ、駆動IC、検出IC、配線基板(FPC:Flexible Printed Circuit、フレキシブルプリント回路)などの外部回路部材24を覆い、保護する部材である。図5には、第2保護部材23が、画像読取領域14を除いて、画像読取装置の略全体を覆う筐体の一部から構成される形態を示す。もちろん、筐体と第2保護部材23は別々に設けても良い。
【0088】
第2保護部材23は、外部回路部材24を覆い、保護することができるものであればよく、特に限定されるものではない。第2保護部材23は、例えば、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、カーボンファイバーシートなどの材料から形成すればよい。
【0089】
ここで、重要なことは、第2保護部材23の表面が、画像読取領域14の表面に比べて、原稿18側に突出しないように配慮しなければならない点である。
【0090】
すなわち、本発明にかかる画像読取装置は、画像読取時において、第1保護部材22の表面と原稿18の表面との間の距離が、第2保護部材23の表面と原稿18の表面との間の距離以下であることがより好ましい。
【0091】
本発明にかかる画像読取装置は、図6(a)に示すように、第1保護部材22の表面と原稿18の表面との間の距離と、第2保護部材23の表面と原稿18の表面との間の距離とが、同じになるように構成されていることが好ましく、図6(b)に示すように、第1保護部材22の表面と原稿18の表面との間の距離が、第2保護部材23の表面と原稿18の表面との間の距離に比べて短くなるように構成されていることがより好ましい。
【0092】
換言すれば、本発明にかかる画像読取装置は、図6(a)に示すように、第1保護部材22の表面と第2保護部材23の表面とが略同じ高さであることが好ましく、図6(b)に示すように、第1保護部材22の表面が、第2保護部材23の表面に比べて原稿18側に突出していることがより好ましい。
【0093】
図6(a)および図6(b)には、図5中の「○」で囲んだ部分における原稿18、第1保護部材22、第2保護部材23の好ましい位置関係を拡大して模式的に示した。
【0094】
上述した、第1保護部材22の表面と第2保護部材23の表面とが略同じ高さであるとは、図6(a)に示すように、第1保護部材22の表面および第2保護部材23の表面が、原稿18の表面に密接する形態をいう。
【0095】
上述した、第1保護部材22の表面が、第2保護部材23の表面に比べて原稿18側に突出しているとは、図6(b)に示すように、第1保護部材22の表面と原稿18の表面とは密接するが、第2保護部材23の表面と原稿18の表面とは密接しない形態をいう。
【0096】
図6(a)および図6(b)に示すような位置関係となるように第2保護部材23を設けることによって、画像読取領域14の第1保護部材22と原稿18の密着性を妨げることなく外部回路部材24を保護することができる。
【0097】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0098】
【発明の効果】
本発明の画像読取装置は、以上のように、基板上に複数の光電変換素子が配列された画像読取領域と、光電変換素子と外部回路部材とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域とを含む基板を備え、画像読取領域に近接して配置された被写体の画像を、光電変換素子によって読み取る画像読取装置において、周辺領域が、被写体から遠ざかる方向に湾曲している構成である。
【0099】
それゆえ、基板の周辺領域(すなわち外部回路部材の実装領域)の表面出っ張りを無くすことができ、画像読取領域を原稿に密着させることが可能になる。この結果、原稿で反射された光の画素間のクロストークが無くなり読み取り画像のボケを解消することができる。
【0100】
しかも、上記構成では、周辺領域を被写体から遠ざかる方向に曲げるように形成されているだけなので、製造プロセスが複雑にならない。
【0101】
したがって、製造プロセスが複雑にならず、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置を提供することができるという効果を奏する。
【0102】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、画像読取領域を保護する第1保護部材と、周辺領域を保護する第2保護部材とを備えていることがより好ましい。
【0103】
それゆえ、基板の周辺領域(すなわち外部回路部材の実装領域)と、画像読取領域とを保護することができるという効果を奏する。
【0104】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離が、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離以下であることがより好ましい。
【0105】
上記の構成によれば、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離と、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離とが同じである、または、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離が、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離に比べて短いため、画像読取領域を保護する第1保護部材の表面を原稿に密着させることが可能になるという効果を奏する。
【0106】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板が、厚さ0.1〜0.5mmのガラス基板またはプラスチック基板であることがより好ましい。
【0107】
上記の構成によれば、入出力端子の配設部分において、基板の主面を被写体から遠ざかる方向に容易に曲げることができるという効果を奏する。
【0108】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板が略矩形であり、入出力端子が配設された周辺領域が、基板のうちの対向する2辺、あるいは1辺に存在することがより好ましい。
【0109】
上記の構成によれば、基板の主面のうち、画像読取領域の平坦性を維持することができるという効果を奏する。
【0110】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板の被写体と近接する面とは反対側の面に、周辺領域の湾曲形状を支持する支持部材を備えていることがより好ましい。
【0111】
上記の構成によれば、基板を、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に湾曲した形状を維持することが容易になるという効果を奏する。
【0112】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、支持部材が、被写体に対して光を照射する光源の機能を兼用していることがより好ましい。
【0113】
上記の構成によれば、支持部材が光源の構成部材を兼用することによって、構成を簡略化することができるという効果を奏する。
【0114】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、少なくとも周辺領域の湾曲した部分では、基板と支持部材とが、接着部材によって固定されていることがより好ましい。
【0115】
上記の構成によれば、基板を、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に湾曲した形状を確実に維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【図2】本発明にかかる画像読取装置のアクティブマトリクス基板の概略ブロック図である。
【図3】本発明にかかる画像読取装置における基板の湾曲部分の支持方法を示す概略断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態にかかる画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施形態にかかる画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【図6】図5の画像読取装置における被写体、第1保護部材、第2保護部材の位置関係を拡大して模式的に示し、(a)は第1保護部材の表面と第2保護部材の表面とが略同じ高さである一例を示す概略断面図であり、(b)は第1保護部材の表面が第2保護部材の表面に比べて被写体側に突出している一例を示す概略断面図である。
【図7】従来の光センサ用TFTとスイッチング用TFTとを備えたアクティブマトリクス基板の概略ブロック図である。
【図8】従来の画像読取装置における画像読取領域と周辺領域とを示す概略断面図である。
【図9】従来の画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【図10】従来の他の画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
8 スイッチング素子
9 光電変換素子
12 基板
14 画像読取領域
16 周辺領域
18 原稿(被写体)
24 外部回路部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿、写真などの画像を読み取ることができる画像読取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像読取装置の薄型軽量化、読み取り速度の向上を目的として、基板上に、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの光電変換素子(光検出素子)と、薄膜トランジスタ(thin film transistor:TFT)などのスイッチング素子と、をライン状または2次元状に多数配列させた密着型の画像読取装置が開発されている。
【0003】
このような構成の画像読取装置として、例えば、特開平5−243547号公報(特許文献1)に開示されているアクティブマトリクス型画像読取装置がある。
【0004】
同公報に開示されたアクティブマトリクス型画像読取装置に使用されるアクティブマトリクスアレイ(アクティブマトリクス基板)は、図7に示すように、XYマトリクス状に画素が配列されており、各画素には、光検出用の薄膜トランジスタ(光センサ用TFTと称する)とスイッチング用の薄膜トランジスタ(スイッチング用TFTと称する)、および画素容量(電荷蓄積容量)が備えられている。
【0005】
各画素の光センサ用TFTは、原稿面などの被写体の白/黒(明/暗)によって電気特性が変化する仕組みになっている。
【0006】
光電変換素子として用いられている光センサ用TFTの抵抗値は、光の明/暗によって変化するため、光センサ用TFTの抵抗値の変化に伴って、光センサ用TFTに接続されている蓄積容量に蓄積される電荷量(あるいは電圧)は変化する。この蓄積容量の電荷量分布(あるいは電圧分布)を、スイッチング用TFTが順次読み出すことによって、被写体の2次元情報を得ることができる仕組みになっている。
【0007】
このような密着型の画像読取装置では、1次元のリニアセンサ用、2次元のエリアセンサ用にかかわらず、図8に示すように、基板205上に、薄膜フォトトランジスタ(あるいはフォトダイオード、フォトコンダクタなど)からなる光電変換素子202を形成した後、半導体素子からなる光電変換素子202の保護を目的として、光電変換素子202の上に透光性を有する表面保護層206を形成する必要がある。
【0008】
この表面保護層206としては、例えば、薄いガラスシート、無機絶縁膜、または有機−無機のハイブリッド膜が用いられる。表面保護層206は、透光性を有する接着樹脂207によって接着される。
【0009】
ところで、画像読取装置の高精細化が求められる場合、それに伴って表面保護層206の厚みを薄くしていく必要がある。例えば、300dpi(dot per inch)の画素密度を有する画像読取装置の場合、画素ピッチが約85μmとなるが、表面保護層206の厚みをそれ以下の50μm程度に設定しないと、原稿で反射された光の画素間のクロストークが激しくなってしまい画像がボケてしまう。
【0010】
例えば、500dpiの画素密度を有する画像読取装置の場合は、画素ピッチが約50μmとなり、さらに薄い30μm程度の厚みの表面保護層206が求められる。このように薄い表面保護層206を備えた密着型の画像読取装置の場合には次のような問題が発生する。
【0011】
通常、上述した画像読取装置には、図8に示すように、基板上205に、複数の光電変換素子202が配列された画像読取領域208と、その光電変換素子202を外部回路部材210と電気的接続するための入出力端子が配設された周辺領域212が備えられている。
【0012】
具体的には、光電変換素子202を駆動したり光電変換素子202からの情報を外部に取り出したりするために基板205上に配線が配設されており、その配線の端部に入出力端子が設けられている。
【0013】
その入出力端子には、例えば、テープキャリアパッケージ(Tape Carrier Package:TCP)やフレキシブルプリント回路(Flexible Printed Circuit:FPC)などの外部回路部材210を実装したり、COG(Chip on Glass)方式により外部回路部材210としてのIC(Integrated Circuit:集積回路)を基板205上に直接実装したりする。
【0014】
外部回路部材210は、主に異方導電接着材211によって基板205上に実装される。このような外部回路部材210が実装された周辺領域212には、通常、外部回路部材210を保護するための保護部材(例えば金属板)が備えられる(図示せず)。
【0015】
このため、周辺領域212においては、外部回路部材210自身の厚みと、外部回路部材210を保護するための保護部材の厚みと、の合計分が基板205の表面に突出する形態になる。これらの合計厚みは、少なくとも0.3mm以上となる。したがって、図8に示すように、この周辺領域212は、表面保護層206が備えられた画像読取領域208に比べて少し突出する形状になってしまう。
【0016】
この結果、図9に示すように、被写体としての原稿214の上に、画像読取装置を載せた状態で画像を読み取ろうとしても、基板205の周辺領域212(すなわち外部回路部材210の実装領域)に上述の出っ張りが存在することから、画像読取領域208の表面保護層206を原稿214に密着させることができないといった問題が発生していた。
【0017】
画像読取領域208に原稿214が密着していないと、光源216から照射され、原稿214で反射された原稿反射光201の画素間のクロストークが激しがくなってしまい画像がボケてしまうといった問題が発生する。このため、基板205の周辺領域(すなわち外部回路部材210の実装領域)212の表面出っ張りをなくした画像読取装置が求められていた。
【0018】
これに対して、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置が、例えば特開平8−8414号公報(特許文献2)に開示されている。
【0019】
同公報に開示された画像読取装置111は、図10に示すように、ガラス基板112の読取領域Rにセンサ素子113及びカバーガラス114を設け、この読取領域Rの外側の領域にセンサ素子113側から引き出した配線115を、ガラス基板112の裏面周縁部まで基板側壁を介して延在し、この配線115の基板裏面の端部にLSIパッケージ(駆動回路チップ)116を実装する構成としている。
【0020】
このような構成としたことにより、センサ面の周囲にこのセンサ面より高い構造物をなくすことができ、原稿をセンサ面に完全密着させることが可能となる。
【0021】
【特許文献1】
特開平5−243547号公報(1993年9月21日公開)
【0022】
【特許文献2】
特開平8−8414号公報(1996年1月12日公開)
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平8−8414号公報に開示された従来の画像読取装置では、画像読取装置の製造プロセスが複雑になるという問題があった。
【0024】
すなわち、画像読取領域の表面出っ張りをなくすために、読取領域Rの外側の領域にセンサ素子113側から引き出した配線115を、ガラス基板112の裏面周縁部まで基板側壁を介して延在し、この配線115の基板裏面の端部にLSIパッケージ(駆動回路チップ)116を実装している。
【0025】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造プロセスが複雑にならず、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取装置は、上記の課題を解決するために、基板上に複数の光電変換素子が配列された画像読取領域と、光電変換素子と外部回路部材とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域とを含む基板を備え、画像読取領域に近接して配置された被写体の画像を、光電変換素子によって読み取る画像読取装置において、周辺領域が、被写体から遠ざかる方向に湾曲していることを特徴としている。
【0027】
上記の構成によれば、基板の周辺領域(すなわち外部回路部材の実装領域)の表面出っ張りを無くすことができ、画像読取領域を原稿に密着させることが可能になる。この結果、原稿で反射された光の画素間のクロストークが無くなり読み取り画像のボケを解消することができる。
【0028】
しかも、上記構成では、周辺領域を被写体から遠ざかる方向に曲げるように形成されているだけなので、製造プロセスが複雑にならない。
【0029】
したがって、製造プロセスが複雑にならず、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置を提供することができる。
【0030】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、画像読取領域を保護する第1保護部材と、周辺領域を保護する第2保護部材とを備えていることがより好ましい。
【0031】
上記の構成によれば、基板の周辺領域(すなわち外部回路部材の実装領域)と、画像読取領域とを保護することができる。
【0032】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離が、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離以下であることがより好ましい。
【0033】
上記の構成によれば、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離と、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離とが同じである、または、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離が、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離に比べて短いため、画像読取領域を保護する第1保護部材の表面を原稿に密着させることが可能になる。
【0034】
このとき、たとえ周辺領域に第2保護部材を設けたとしても、上述のように、基板の主面が、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に曲がっているので、周辺領域が表面に出っ張ることなない。
【0035】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板が、厚さ0.1〜0.5mmのガラス基板またはプラスチック基板であることがより好ましい。
【0036】
上記の構成によれば、入出力端子の配設部分において、基板の主面を被写体から遠ざかる方向に容易に曲げることができる。
【0037】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板が略矩形であり、入出力端子が配設された周辺領域が、基板のうちの対向する2辺、あるいは1辺に存在することがより好ましい。
【0038】
上記の構成によれば、基板の主面のうち、画像読取領域の平坦性を維持することができる。
【0039】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板の被写体と近接する面とは反対側の面に、周辺領域の湾曲形状を支持する支持部材を備えていることがより好ましい。
【0040】
上記の構成によれば、基板を、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に湾曲した形状を維持することが容易になる。
【0041】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、支持部材が、被写体に対して光を照射する光源の機能を兼用していることがより好ましい。
【0042】
上記の構成によれば、支持部材が光源の構成部材を兼用することによって、構成を簡略化することができる。
【0043】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、少なくとも周辺領域の湾曲した部分では、基板と支持部材とが、接着部材によって固定されていることがより好ましい。
【0044】
上記の構成によれば、基板を、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に湾曲した形状を確実に維持することができる。
【0045】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明の権利範囲は、特に、本実施の形態に記載の範囲内に限定されるものではない。
【0046】
本発明にかかる画像読取装置の基本構成は、基板の形状を除いては、従来技術として説明したものと略同じであり、基板上に光電変換素子(フォトダイオード、フォトトランジスタなど)とスイッチング素子(薄膜トランジスタなど)をライン状、あるいは2次元状に多数配列させた密着型の画像読取装置である。
【0047】
本発明にかかる画像読取装置のアクティブマトリクス基板(アクティブマトリクスアレイ)1の詳細について、図2を参照しながら以下に説明する。
【0048】
図2は、アクティブマトリクス基板1の概略ブロック図を示す。上記アクティブマトリクス基板1は、図7に示した従来からあるアクティブマトリクス型画像読み取り装置の回路構成と同じである。
【0049】
すなわち、上記アクティブマトリクス基板1は、図2に示すように、駆動回路4から延びる電気配線としてのゲート配線G1,G2,…,Gnと、読み出し回路5から延びる電気配線としてのソース配線D1,D2,…,DmとがXYマトリクス(格子状)に配列されており、各格子によって画素が区画されている。
【0050】
各画素には、スイッチング素子8、光電変換素子9、および電荷蓄積容量としての画素容量(蓄積容量)10が各々備えられている。
【0051】
各画素の光電変換素子9は、原稿面などの被写体の白/黒(明/暗)によって電気特性が変化する仕組みになっている。ここで、光電変換素子9として用いられているフォトトランジスタの抵抗値が光の明/暗によって変化するため、それに伴って、各フォトトランジスタに接続されている画素容量10に蓄積される電荷量(あるいは電圧)が変化する。その画素容量10の電荷量分布(あるいは電圧分布)を、スイッチング素子8が順次読み出すことによって、被写体の2次元情報を得ることができる。
【0052】
本発明にかかる画像読取装置は、図1に示すように、基板12上に複数のスイッチング素子8および光電変換素子9が配列された画像読取領域14と、スイッチング素子8および光電変換素子9と外部回路部材24とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域16とを含む基板12を備え、画像読取領域14に近接して配置された原稿(被写体)18の画像を、光電変換素子9によって読み取る画像読取装置において、周辺領域16は、原稿18から遠ざかる方向に湾曲しているものである。
【0053】
基板12の原稿18と接する面とは反対側の面に、原稿18に光を照射するための光源(バックライト)20が備えられている。
【0054】
上記画像読取装置では、図1に示すように、光源20から照射された照射光2は、上記アクティブマトリクス基板1の開口部分を透過し、被写体である原稿18の原稿面を照射する。原稿面に到達した照射光2は、該原稿面の画像情報に応じて反射して、この反射光がアクティブマトリクス基板1の光電変換素子9に到達する仕組みになっている。
【0055】
基板12は透光性を有する基板であればよく、例えばガラス基板、プラスチック基板が好ましい。
【0056】
基板12の一方の面(図では下側の面)上、すなわち原稿18と接する面上には、図1に示した等価回路に沿って光電変換素子9とスイッチング素子8が配設されている。ここでは、光電変換素子9およびスイッチング素子8が配設されている領域を画像読取領域14と規定している。
【0057】
光電変換素子9は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトコンダクタのように、光を電気信号に変換する素子であればよい。光電変換素子9には、例えば、シリコン(Si)、テルル化カドミウム(CdTe)、酸化亜鉛(ZnO)、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガリウムヒ素(GaAs)を始めとする各種光伝導性半導体材料を用いることができる。
【0058】
スイッチング素子8は、薄膜トランジスタ(thin film transistor:TFT)やMOS(metal oxide semiconductor:金属酸化膜半導体)トランジスタのように電気信号のON/OFFを制御する素子であればよい。スイッチング素子8としては、例えば、アモルファスSi(amorphous silicon)からなるフォトトランジスタ、アモルファスSiやポリSi(Poly−crystalline silicon)からなる薄膜トランジスタ(TFT)を用いることができる。
【0059】
なお、光電変換素子9とスイッチング素子8とを1つの薄膜トランジスタで兼用したものであってもよい。
【0060】
これら光電変換素子9やスイッチング素子8の形成面には、これらを保護するための透光性を有する表面保護層(第1保護部材)22が設けられていることが好ましい。表面保護層22は、透光性を有する接着樹脂7によって接着される。
【0061】
接着樹脂7は、透光性を有し、光電変換素子9およびスイッチング素子8の形成面と表面保護層22とを接着することができればよく、従来一般に使用される接着樹脂を好適に用いることができる。
【0062】
表面保護層22は、読み取る対象物である原稿18が、画像読取領域14に接触することによる表面傷の防止と、半導体素子、すなわち光電変換素子9、スイッチング素子8への不純物や水分の進入防止と、を目的とするものである。表面保護層22としては、例えば、薄いガラス板、無機絶縁膜、または有機−無機のハイブリッド膜を用いることができる。
【0063】
例えば、接着剤を用いて、光電変換素子9およびスイッチング素子8の形成面に、薄いガラス板を貼り付けることにより表面保護層22を形成すればよい。
【0064】
基板12の一方の面上、すなわち原稿18と接する面上における周辺領域(画像読取領域の周辺)16には、光電変換素子9を駆動したり光電変換素子9からの情報を外部に取り出したりするための配線が配設されている。その配線の端部には、入出力端子が設けられている。その入出力端子部分には、光電変換素子9やスイッチング素子8の駆動や信号検出を担う外部回路部材24が実装されている。
【0065】
外部回路部材24は、駆動IC(Integrated Circuit:集積回路)、検出IC、電源供給や各種信号のやり取りを行なう配線基板、例えばフレキシブルプリント回路(Flexible Printed Circuit:FPC)などの回路基板である。駆動ICや検出ICは、テープキャリアパッケージ(Tape Carrier Package:TCP)方式やCOG(Chip on Glass)方式によって実装される。
【0066】
これら外部回路部材24は、主に異方導電接着材25によって基板12上に実装される。さらに、これら外部回路部材24は、図示しない外部の回路基板(制御基板など)や電源に接続される。
【0067】
一方、基板12の他方の面、すなわち基板12の原稿18と接する面とは反対側の面には、光源(バックライト)20が設置されている。光源20は、基板12を介して図中下側に配置される読み取り対象物(原稿)18に対して光を照射できるものであればよい。
【0068】
光源20としては、例えば、発光ダイオード(light−emitting diode:LED)と、導光板、またはプリズムシート、あるいは散乱板、とを組み合わせた薄型の平面光源を用いることができる。
【0069】
上述した構成は、周辺領域16が原稿18から遠ざかる方向に湾曲している点を除いて、従来技術として紹介した図9の画像読取装置と略同じ構成を示すものである。本発明にかかる画像読取装置の特徴は、上述のように、基板12の周辺領域16の湾曲した形状にある。
【0070】
図1(本発明)と図9(従来例)とを比較すれば明らかなように、本発明にかかる画像読取装置は、基板12の主面が、入出力端子の配設部分(すなわち周辺領域16)において、原稿18から遠ざかる方向に湾曲している。すなわち、周辺領域16は、周辺領域16に実装された外部回路部材24が、画像読取領域14の原稿18に接する側の表面よりも、原稿18側に突出しないように、原稿18から遠ざかる方向に湾曲している。
【0071】
この結果、基板12の周辺領域16、すなわち外部回路部材24の実装領域の原稿18側への表面出っ張りを無くすことができる。これによって、画像読取領域14の表面保護層22を原稿18に密着させやすくすることが可能になる。したがって、原稿18で反射された光の画素間のクロストークを最小限に抑えることができ、読み取り画像のボケを解消することができる。
【0072】
上述のように、基板12を周辺領域16において湾曲した形状とするためには、基板12に相応の曲げやすさ、すなわちフレキシブル性が求められる。このため、基板12にガラス基板を用いる場合には、0.1〜0.5mmの厚みのガラス基板であることが好ましい。もちろん、基板12として、ガラス基板よりもフレキシブル性に優れたプラスチック基板を用いることが可能である。
【0073】
すなわち、本発明にかかる画像読取装置は、基板12が、厚さ0.1〜0.5mmのガラス基板またはプラスチック基板であることがより好ましい。
【0074】
なお、周辺領域16に実装する外部回路部材24は、厚みが1mm程度であるため、基板12をわずか1〜2mm程度反らすように曲げるのみで、外部回路部材24の実装領域の原稿18側への表面出っ張りを無くすための間隔を確保することができる。
【0075】
基板12の周辺領域16に湾曲した形状を形成する場合、画像読取領域14は平坦性を維持しておく必要があるので、基板12が矩形を有する基板である場合には、1辺、あるいは互いに対向する2辺に曲面形状を形成することが求められる。
【0076】
したがって、上述の入出力端子が形成される周辺領域16、すなわち外部回路部材24を実装する領域は、互いに直向する2辺には設けないように配慮して基板12の配線レイアウトを設計する必要がある。
【0077】
すなわち、本発明にかかる画像読取装置は、基板12が略矩形であり、入出力端子が配設された周辺領域16が、基板12のうちの対向する2辺、あるいは1辺に存在していることがより好ましい。
【0078】
例えば、駆動ICは、ポリシリコン(poly silicon)技術によって基板12上に一体(モノリシック)形成しておき、すなわち駆動ICの実装を不要としておき、検出ICおよびフレキシブルプリント回路(Flexible Printed Circuit:FPC)のみを基板に実装する形態が考えられる。
【0079】
この場合、基板12の一辺に検出ICを実装し、検出ICの実装辺と同じ辺、または対向辺にFPCを実装することによって、上述の要求を満たすことが可能になる。さらに、駆動ICと検出ICとの両者を基板上にモノリシック形成しておき、FPCのみを基板の一辺に実装する形態としてもよい。
【0080】
ここで、上述した基板12の湾曲した形状の形成方法について、図3を用いて詳しく説明すれば、以下のとおりである。
【0081】
本発明にかかる画像読取装置は、図3に示すように、基板12の原稿18と近接する面とは反対側の面に、周辺領域16の湾曲形状を支持する支持部材26を備えていることがより好ましい。少なくとも周辺領域16の湾曲した部分では、基板12と支持部材26とが、接着部材(接着剤、粘着剤など)によって固定されていることが好ましい。
【0082】
図3に示すように、支持部材26は、基板12と光源20との隙間に設けられる。支持部材26は、透明な材質からなり、基板12における周辺領域16の曲がり形状(湾曲形状)に沿った表面形状を有していればよい。支持部材26としては、例えば、基板12に対して、周辺領域16の湾曲(曲面)形状を形成するように設計された曲面を有するアクリル樹脂板を用いることができる。
【0083】
例えば、このような曲面形状を有する支持部材26の表面に接着部材を塗布し、そこに基板12を貼りあわせることによって、曲面形状を有する基板12を容易に形成することができる。支持部材26の表面に塗布する接着部材は、支持部材26と基板12とを貼り合わせることができればよく、支持部材26および基板12の材質に合わせて、一般に使用される接着剤または粘着剤などを好適に用いることができる。
【0084】
本発明にかかる画像読取装置は、図4に示すように、支持部材26’が、原稿18に対して光を照射する光源の機能を兼用していることがより好ましい。図3に示した光源20の構成部材(例えば導光板や散乱板)と、上述の支持部材26とを兼用することによって構成部材を減らすことができ、さらに有用である。
【0085】
本発明にかかる画像読取装置は、図5に示すように、画像読取領域14を保護する第1保護部材(表面保護層)22と、周辺領域16を保護する第2保護部材23とを備えていることがより好ましい。
【0086】
図5は、上述してきた画像読取装置の基本構成に対して、外部回路基板(printed wiring board:PWB)28と、第2保護部材23と、を追加して示した図である。外部回路基板28は、例えば、駆動ICや検出ICを制御するための制御基板である。外部回路基板28は、光源(バックライト)の機能を兼用する支持部材26’の基板12が接着されている面とは反対側(図中上側)に設置される。
【0087】
第2保護部材23は、周辺領域16に設けられ、駆動IC、検出IC、配線基板(FPC:Flexible Printed Circuit、フレキシブルプリント回路)などの外部回路部材24を覆い、保護する部材である。図5には、第2保護部材23が、画像読取領域14を除いて、画像読取装置の略全体を覆う筐体の一部から構成される形態を示す。もちろん、筐体と第2保護部材23は別々に設けても良い。
【0088】
第2保護部材23は、外部回路部材24を覆い、保護することができるものであればよく、特に限定されるものではない。第2保護部材23は、例えば、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、カーボンファイバーシートなどの材料から形成すればよい。
【0089】
ここで、重要なことは、第2保護部材23の表面が、画像読取領域14の表面に比べて、原稿18側に突出しないように配慮しなければならない点である。
【0090】
すなわち、本発明にかかる画像読取装置は、画像読取時において、第1保護部材22の表面と原稿18の表面との間の距離が、第2保護部材23の表面と原稿18の表面との間の距離以下であることがより好ましい。
【0091】
本発明にかかる画像読取装置は、図6(a)に示すように、第1保護部材22の表面と原稿18の表面との間の距離と、第2保護部材23の表面と原稿18の表面との間の距離とが、同じになるように構成されていることが好ましく、図6(b)に示すように、第1保護部材22の表面と原稿18の表面との間の距離が、第2保護部材23の表面と原稿18の表面との間の距離に比べて短くなるように構成されていることがより好ましい。
【0092】
換言すれば、本発明にかかる画像読取装置は、図6(a)に示すように、第1保護部材22の表面と第2保護部材23の表面とが略同じ高さであることが好ましく、図6(b)に示すように、第1保護部材22の表面が、第2保護部材23の表面に比べて原稿18側に突出していることがより好ましい。
【0093】
図6(a)および図6(b)には、図5中の「○」で囲んだ部分における原稿18、第1保護部材22、第2保護部材23の好ましい位置関係を拡大して模式的に示した。
【0094】
上述した、第1保護部材22の表面と第2保護部材23の表面とが略同じ高さであるとは、図6(a)に示すように、第1保護部材22の表面および第2保護部材23の表面が、原稿18の表面に密接する形態をいう。
【0095】
上述した、第1保護部材22の表面が、第2保護部材23の表面に比べて原稿18側に突出しているとは、図6(b)に示すように、第1保護部材22の表面と原稿18の表面とは密接するが、第2保護部材23の表面と原稿18の表面とは密接しない形態をいう。
【0096】
図6(a)および図6(b)に示すような位置関係となるように第2保護部材23を設けることによって、画像読取領域14の第1保護部材22と原稿18の密着性を妨げることなく外部回路部材24を保護することができる。
【0097】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0098】
【発明の効果】
本発明の画像読取装置は、以上のように、基板上に複数の光電変換素子が配列された画像読取領域と、光電変換素子と外部回路部材とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域とを含む基板を備え、画像読取領域に近接して配置された被写体の画像を、光電変換素子によって読み取る画像読取装置において、周辺領域が、被写体から遠ざかる方向に湾曲している構成である。
【0099】
それゆえ、基板の周辺領域(すなわち外部回路部材の実装領域)の表面出っ張りを無くすことができ、画像読取領域を原稿に密着させることが可能になる。この結果、原稿で反射された光の画素間のクロストークが無くなり読み取り画像のボケを解消することができる。
【0100】
しかも、上記構成では、周辺領域を被写体から遠ざかる方向に曲げるように形成されているだけなので、製造プロセスが複雑にならない。
【0101】
したがって、製造プロセスが複雑にならず、画像読取領域に原稿を密着させることができる画像読取装置を提供することができるという効果を奏する。
【0102】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、画像読取領域を保護する第1保護部材と、周辺領域を保護する第2保護部材とを備えていることがより好ましい。
【0103】
それゆえ、基板の周辺領域(すなわち外部回路部材の実装領域)と、画像読取領域とを保護することができるという効果を奏する。
【0104】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離が、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離以下であることがより好ましい。
【0105】
上記の構成によれば、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離と、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離とが同じである、または、第1保護部材の表面と被写体の表面との間の距離が、第2保護部材の表面と被写体の表面との間の距離に比べて短いため、画像読取領域を保護する第1保護部材の表面を原稿に密着させることが可能になるという効果を奏する。
【0106】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板が、厚さ0.1〜0.5mmのガラス基板またはプラスチック基板であることがより好ましい。
【0107】
上記の構成によれば、入出力端子の配設部分において、基板の主面を被写体から遠ざかる方向に容易に曲げることができるという効果を奏する。
【0108】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板が略矩形であり、入出力端子が配設された周辺領域が、基板のうちの対向する2辺、あるいは1辺に存在することがより好ましい。
【0109】
上記の構成によれば、基板の主面のうち、画像読取領域の平坦性を維持することができるという効果を奏する。
【0110】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、基板の被写体と近接する面とは反対側の面に、周辺領域の湾曲形状を支持する支持部材を備えていることがより好ましい。
【0111】
上記の構成によれば、基板を、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に湾曲した形状を維持することが容易になるという効果を奏する。
【0112】
また、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、支持部材が、被写体に対して光を照射する光源の機能を兼用していることがより好ましい。
【0113】
上記の構成によれば、支持部材が光源の構成部材を兼用することによって、構成を簡略化することができるという効果を奏する。
【0114】
さらに、本発明の画像読取装置は、上記の構成において、少なくとも周辺領域の湾曲した部分では、基板と支持部材とが、接着部材によって固定されていることがより好ましい。
【0115】
上記の構成によれば、基板を、入出力端子の配設部分において被写体から遠ざかる方向に湾曲した形状を確実に維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【図2】本発明にかかる画像読取装置のアクティブマトリクス基板の概略ブロック図である。
【図3】本発明にかかる画像読取装置における基板の湾曲部分の支持方法を示す概略断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態にかかる画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施形態にかかる画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【図6】図5の画像読取装置における被写体、第1保護部材、第2保護部材の位置関係を拡大して模式的に示し、(a)は第1保護部材の表面と第2保護部材の表面とが略同じ高さである一例を示す概略断面図であり、(b)は第1保護部材の表面が第2保護部材の表面に比べて被写体側に突出している一例を示す概略断面図である。
【図7】従来の光センサ用TFTとスイッチング用TFTとを備えたアクティブマトリクス基板の概略ブロック図である。
【図8】従来の画像読取装置における画像読取領域と周辺領域とを示す概略断面図である。
【図9】従来の画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【図10】従来の他の画像読取装置の簡易な構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
8 スイッチング素子
9 光電変換素子
12 基板
14 画像読取領域
16 周辺領域
18 原稿(被写体)
24 外部回路部材
Claims (8)
- 複数の光電変換素子が配列された画像読取領域と、上記光電変換素子と外部回路部材とを電気的に接続する入出力端子が配設された周辺領域とを含む基板を備え、上記画像読取領域に近接して配置された被写体の画像を、上記光電変換素子によって読み取る画像読取装置において、
上記周辺領域は、被写体から遠ざかる方向に湾曲していることを特徴とする画像読取装置。 - 上記画像読取領域を保護する第1保護部材と、上記周辺領域を保護する第2保護部材とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
- 上記第1保護部材の表面と上記被写体の表面との間の距離は、上記第2保護部材の表面と上記被写体の表面との間の距離以下であることを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。
- 上記基板は、厚さ0.1〜0.5mmのガラス基板またはプラスチック基板であることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
- 上記基板は略矩形であり、上記周辺領域が、上記基板のうちの対向する2辺、あるいは1辺に存在することを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
- 上記基板の上記被写体と近接する面とは反対側の面に、上記周辺領域の湾曲形状を支持する支持部材を備えていることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
- 上記支持部材は、上記被写体に対して光を照射する光源の機能を兼用していることを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。
- 少なくとも上記周辺領域の湾曲した部分では、上記基板と上記支持部材とが、接着部材によって固定されていることを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。
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JP2003041806A JP2004254046A (ja) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | 画像読取装置 |
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WO2010070735A1 (ja) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | 株式会社島津製作所 | 光マトリックスデバイス |
-
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- 2003-02-19 JP JP2003041806A patent/JP2004254046A/ja not_active Withdrawn
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