JP2854593B2 - 光電変換装置および画像処理装置 - Google Patents

光電変換装置および画像処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光電変換装置に関し、特に光電変換素子
(光センサ)アレイを設けてなる光電変換装置に適用し
て好適なものである。
[従来の技術] 光電変換装置を小型化するとともに、歩留りを向上し
て製造価格等の低廉化を図ったものとして、従来特開昭
60-132452号および特開昭62−97370号に開示されたもの
がある。これらにおいては、光センサを設けたセンサ基
板を他の工程で作成した支持体(以下実装基板という)
上に担持させる構成が開示されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、これら従来例においては以下のような
問題点が生じていた。
まず、特開昭60−132452号においては、実装基板とし
ての絶縁性セラミック基板上に駆動回路部としての厚膜
回路を形成し、かつ光センサアレイ部を実装基板上に固
定し、厚膜回路と光センサアレイ部とをワイヤボンディ
ング法により接続した構成が示されている。しかしなが
ら、この構成では、実装基板が非透光性であるために光
源の配置が制約を受け、充分な小型化を達成しえないお
それが生じている。
一方、特開昭62−97370号においては、光センサアレ
イが形成されている透光性を有するセンサ基板を透光性
を有する実装基板上に固定し、光センサ上に不透光性樹
脂のモールドを施した構成が示されている。そして、情
報光を透光性実装基板および透光性センサ基板を介して
光センサ上に受容するとともに、透光性実装基板面には
不要な光線の入射を防止する遮光板が設けてある。しか
しながら、この構成では、原稿面からの情報光が透光性
実装基板内と透光性センサ基板内とを透過して受光素子
(光センサ)へ入射するために、情報光の光センサまで
の到達経路が長くなって光量ロスが発生し易く、また各
層での拡散光による迷光成分が発生してしまい、S/N比
の低下やセンサ出力の低下が生じるおそれがあった。
[課題を解決するための手段] 本発明は、これら問題点を解決するとともに、特に迷
光成分を効果的に抑制して光電変換装置ないしはこれを
用いる画像処理装置の信頼性の向上を図ることを目的と
する。
そのために、本発明は、透光性を有する支持体と、前
記支持体の一方の面上に設けられた前記支持体より小さ
く且つ透光性を有する基板と、前記支持体とは反対側の
前記基板の一方の面上に設けられた受光部と電荷蓄積部
とスイッチング用トランジスタとを含む光電変換素子
と、前記支持体の他方の面側に配された光源と、を具備
し、前記光源から出射した光が前記支持体と前記基板と
を透過して原稿に照射され当該原稿からの反射光を前記
光電変換素子が受光する構成の光電変換装置において、
前記支持体と前記基板との間には、前記基板の幅よりも
狭い幅を持つスリット状の光路部分を形成するための第
1の遮光部が設けられるとともに、前記支持体の一方の
面上には、駆動用ICと、前記駆動用ICを前記光電変換素
子に接続するための配線部材と、が設けられ、前記配線
部材の少なくとも一部が前記支持体と前記基板との間に
配置されており、前記基板の一方の面上にあって前記光
電変換素子の前記受光部となる半導体層の下方部分に
は、第2の遮光部が配されるている、ことを特徴とす
る。
また、本発明は、前記光電変換装置と、原稿を読み取
り位置に向けて搬送するローラと、を有することを特徴
とする。
[作用] 本発明によれば、透光性実装基板(支持体)内を照明
光が透過するために光源の配置の自由度が向上して小型
化が可能となり、また情報光(原稿面からの反射光)が
透光性実装基板内および基板(透光性センサ基板)内を
透過しない構成であるので、情報光の光量ロスおよび拡
散がなく、S/N比が向上し、センサ出力も向上する。本
発明では、基板および実装基板を照明光が透過する構成
であるので、照明光が透過する際の適度な光量ロスおよ
び拡散によって照明光が各センサに悪影響を及ぼすこと
なく、原稿に対して均一な照明ができる。
さらに、第1および第2の遮光部により、光源からの
照明光のうち、出力信号の雑音となるような迷光、例え
ば透光性実装基板や透光性センサ基板での乱反射成分を
遮断して出力信号の解像度を良好なものとできる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る光電変換装置の端部
付近の断面図を示す。ここで、透光性センサ基板1は石
英ガラスや硼珪酸ガラス等の透光性および絶縁性を有す
る基体上に半導体プロセス等により形成された光センサ
アレイを有する。透光性実装基板2は、石英ガラス,硼
珪酸ガラス,ソーダガラス,あるいはアクリル(アルカ
リ元素の溶出や拡散を防ぐSiO2等の保護膜が設けられた
ものであってもよい)等の透光性および絶縁性を有する
基体上に、厚膜印刷法により形成されたAg,Ag−Pd.Ag−
Pt,Au等、またはフォトリソグラフィにより形成されたA
l,Cu,Mo,ITO等の配線部4を有している。これら基板の
基体には、熱膨張係数が近似したものを用いる。
配線部4はセンサ部と不図示の駆動回路部とを接続す
る。そして、透光性センサ基板1を、第1図に示すよう
に、これより寸法の大きい支持体としての透光性実装基
板2上に、配線部4の少くとも一部を間に配した状態
で、接着層5により接着してある。この接着層5にはシ
リコン系,アクリル系,エポキシ系等の室温あるいは加
熱硬化型,光硬化等の透光性接着剤が好適に用いられ、
透光性センサ基板1および透光性実装基板2の各基体と
熱膨張率が近似した材質のものが用いられ、例えば光電
変換装置の長手方向の両端部に配置されて基板1,2の接
着を行うことができる。
また、透光性センサ基板1と透光性実装基板2の配線
部4とは、ワイヤボンディング,半田付等で電気的に接
続されている。
而して、光源3からの照明光Lは透光性実装基板2お
よび透光性センサ基板1内を透過して原稿6に照射さ
れ、原稿6から反射した情報光が透光性センサ基板1上
の受光素子に入射して受光素子より画像信号として出力
される。
本例によれば、情報光は実装基板2およびセンサ基板
1を介することなく光センサに受容されるので、光量ロ
スや迷光成分によるS/N比の低下も生じない。また、本
例によれば透光性センサ基板1と透光性実装基板2とは
各々独立した部品として取り扱うことができ、すなわち
各別の工程で製作することが可能となり、従って製造工
程を統一化することが可能となり、従って製造工程を統
一化する必要がなくなるとともに各別の検査工程で良品
のみを使用するようにすることが可能となり、総合的な
歩留りが向上する。また、光センサ部のみを基板1の基
体上に配置することから、ある広がりを有する基体素材
について多数個の基板1を一括製造することもでき、コ
ストダウンが可能となる。さらに、透光性実装基体2上
には配線部4の他に駆動用ICチップや出力増幅用ICチッ
プ等を搭載することも可能であり、その場合にはさらな
るコストダウンが可能となる。さらに、光源3を透光性
実装基板2の裏面側に配置することにより、ユニット外
形寸法がさらに小型化する。
すなわち、本実施例によると、透光性を有する実装基
板内を照明光が透過する構成としたので、光源の配置の
自由度が向上し、すなわち光源を透光性実装基板の裏面
側に配置可能となり、光源変換装置を適用する装置の更
なる小型化が達成できる。
また、情報光は透光性実装基板内および透光性センサ
基板内を透過しない構成であるので、情報光の光量ロス
および拡散がなく、S/N比が向上してセンサ出力も良好
なものとなる。
さらに、透光性実装基板と透光性センサ基板とに熱膨
張係数が近似した材料の基体を用いることにより、両者
の接合により生じる応力の緩和が可能となり、基板の反
りや割れが発生しにくい。
加えて、透光性実装基板上に配線部を設けたことによ
り、装置としての小型化が達成され、透光性実装基板と
透光性センサ基板の間に配線部を設ければ、更なる小型
化も可能となる。
第2図(A)および(B)は、それぞれ、本実施例に
係る光電変換装置を示す分解斜視図およびその主要部分
の断面図である。なお、第2図(A)においては例えば
両端付近に設けられる接着剤5を図示していない。
ここで、透光性実装基板2と透光性センサ基板1との
間に第1の遮光部としての遮光層7が設けてある。遮光
層7は光路Lに応じて適切に定めたスリット状窓部7Aの
周囲に配置されるもので、配線部4と同一プロセスかつ
同一金属材料を用いて形成することも可能であるし、ス
クリーン印刷法やディスペンス法等による非透光性樹脂
によって形成してもよい。また、透光性実装基板2と透
光性センサ基板1とを接着する接着剤を不透光性のもの
として遮光層7を形成してよく、この場合には別途接着
剤5を介在させる工程が不要となる。
これらのように作成された遮光層7は、透光性実装基
板2上の照明光Lの光路を除く部分に形成され、光入射
のためのスリット窓部7Aを有した形状となっているが、
このスリット状窓部は空隙として残して良いし、透明樹
脂を充填しても良い。また、ここに透光性を有する接着
剤を配置して両基板1,2の接着を行ってもよい。この場
合には、接着剤として各基板1,2と光屈折率が近似した
材質のものを用いるのが望ましい。
いずれにしても、第2図のような構成によれば、第1
図について述べた基本的な効果に加え、遮光層7により
光源からの照明光の内、信号出力の雑音となるような迷
光、例えば透光性実装基板2ので乱反射成分を遮断する
ことにより、出力信号の解像度を向上することができ
る。
第3図は第1図および第2図の実施例に係る光電変換
装置のより詳細な断面構造を示す。
ここで、透光性を有するガラス等で形成した基体1′
上には、マトリクス配線部9、照明窓10、受光素子11、
電荷蓄積部(コンデンサ部)12、および蓄積された電荷
を適宜のタイミングで転送するためのスイッチング用の
薄膜トランジスタ(TFT)13を含む光センサが一体形成
されている。そして、このように構成された透光性セン
サ基板1が接着層5および/または遮光層7(光路部は
窓7A)を介して透光性実装基板2上に支持されている。
これら各部は、すべて同一の製造プロセスで形成するこ
とが可能である。そして各部の層構成は、例えばCrで基
体上に形成され、センサ部の第2の遮光部をなす遮光層
下電極15、その上部に配置された水素化窒素シリコン
(SiNx:H)の絶縁層、その上部の水素化アモルファスシ
リコン(a−Si:H)の半導体層、その上部のn+a−Si:H
のオーミック層、さらにその上部に配置したAl等の上電
極から成るものである。
このような構成の光センサ部は、パシベーション層19
によって覆われ、さらにこのパシベーション層19上に接
着層20を介して例えば50μm厚の薄板ガラス14が設けら
れる。そしてこの薄板ガラス14上を原稿が摺動するもの
であり、薄板ガラス14は受光素子11と原稿6との距離を
一定に保つスペーサ層として機能するとともに、耐摩耗
層としても機能する。
かかる構成において、透光性実装基板2の裏側から照
射された照明光Lは、透光性実装基板2と透光性センサ
基板1とを透過し、照明窓10を通って薄板ガスラ14上の
原稿6を照明する。そして、原稿6で反射された情報光
L′は、受光素子11に入射する。また、遮光層7のスリ
ット7Aにより制限された照射光を、第2の遮光部として
の遮光層下電極15によりさらに制限することで良好に照
射光線を絞ることができ、スリット7Aより回折して回り
込む光(迷光)などによる雑音を低減できる。
第4図は以上のような基本的構成を有する光電変換装
置をユニット化した構成の一例を示す分解斜視図であ
る。図示の例では、透光性センサ基板1を透光性実装基
板2上への接着固定し、この透光性実装基板2をベース
プレート22へ固定し、さらにICカバー23で押える。つぎ
にベースプレート22の下面に光源3を固定する。そし
て、ユニットからはフレキシブル配線24およびコネクタ
25を経由して画像信号を出力することができる。
さらに、このようにして構成されたセンサユニット10
0を用いて、ファクシミリ装置,イメージリーダその他
の種々の装置を構成することができる。
第5図は本例に係るセンサユニット100を用いて構成
した画像処理装置(例えばファクシミリ)の一例を示
す。
ここで、102は原稿6を読取り位置に向けて給送する
ための給送ローラ、104は原稿6を一枚ずつ確実に分離
給送するための分離片である。106はセンサユニット100
に対向して読取り位置に設けられて原稿6の被読取り面
を規制するとともに原稿6を搬送するプラテンローラで
ある。
Pは図示の例ではロール紙形態とした記録媒体であ
り、センサユニット100により読取られた画像情報、あ
るいはファクシミリ装置等の場合には外部から送信され
た画像情報が形成される。110は当該画像形成を行うた
めの記録ヘッドであり、サーマルヘッド,インクジェッ
ト記録ヘッド等種々のものを用いることができる。ま
た、この記録ヘッドは、シリアルタイプのものでも、ラ
インタイプのものでもよい。112は記録ヘッド110による
記録位置に対して記録媒体Pを搬送するとともにその被
記録面を規制するプラテンローラである。
120は操作入力を受容するスイッチや、メッセージそ
の他装置の状態を報知するための表示部等を配したオペ
レーションパネルである。130はシステムコントロール
基板であり、各部の制御を行う制御部や、光センサの駆
動回路部,画像情報の処理部,送受信部等が設けられ
る。140は装置の電源である。
以上の実施例においては、光電変換装置と原稿6との
間に光学系を介在させずに、原稿が密着または近接して
読取りが行われる構成について述べたが、情報光(原稿
面から反射光)を光学系を介して受光素子上に結像させ
る構成に対しても本発明は有効に適用できる。
すなわち、第6図に示すように、透光性センサ基板1
と原稿6との間に集束性伝送体アレイまたはファイバプ
レートのような光学系部材8を用いた構成であっても、
本発明を容易に適用可能である。
また、上例では透光性実装基板上に配線部を形成した
が、他の部材に設けられていてもよい。この場合、例え
ば透光性センサ基板からフレキシブル配線等により直接
配線を引出してもよい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、本実施例によ
ると、透光性を有する実装基板内を照明光が透過する構
成としたので、光源の配置の自由度が向上し、すなわち
光源を透光性実装基板の裏面側に配置可能となり、光電
変換装置を適用する装置の更なる小型化が達成できる。
また、情報光は透光性実装基板内および透光性センサ
基板内を透過しない構成であるので、情報光の光量ロス
および拡散がなく、S/N比が向上してセンサ出力も良好
なものとなる。
さらに、第1および第2の遮光部により、光源からの
照明光のうち、出力信号の雑音となるような迷光、例え
ば透光性実装基板や透光性センサ基板での乱反射成分を
遮断して出力信号の解像度を良好なものとでき、もって
光電変換装置ないしはこれを用いる画像処理装置の信頼
性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る光電変換装置の端部付
近の模式的断面図、 第2図(A)および(B)は、それぞれ、本実施例に係
る光電変換装置の分解斜視図および主要部の模式的断面
図、 第3図は第1図および第2図(A),(B)の実施例に
係る光電変換装置のより詳細な断面図、 第4図は光電変換装置を用いて構成したセンサユニット
の一例を示す分解斜視図、 第5図は本発明を適用可能な画像処理装置の一例を示す
断面図、 第6図は本発明の他の実施例を示す模式的断面図であ
る。 1…透光性センサ基板、2…透光性実装基板(支持
体)、3…光源、4…配線部、5…接着層、6…原稿、
7…遮光層、7A…窓部、8…光学系部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川合 達人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 小倉 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−185064(JP,A) 特開 昭63−102361(JP,A) 特開 昭58−222661(JP,A) 特開 昭63−172564(JP,A) 特開 昭62−213157(JP,A) 特開 昭64−15970(JP,A) 特開 昭62−296651(JP,A) 実開 昭63−196163(JP,U) 特公 昭58−46186(JP,B2)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透光性を有する支持体と、前記支持体の一
    方の面上に設けられた前記支持体より小さく且つ透光性
    を有する基板と、前記支持体とは反対側の前記基板の一
    方の面上に設けられた受光部と電荷蓄積部とスイッチン
    グ用トランジスタとを含む光電変換素子と、前記支持体
    の他方の面側に配された光源と、を具備し、前記光源か
    ら出射した光が前記支持体と前記基板とを透過して原稿
    に照射され当該原稿からの反射光を前記光電変換素子が
    受光する構成の光電変換装置において、 前記支持体と前記基板との間には、前記基板の幅よりも
    狭い幅を持つスナット状の光路部分を形成するための第
    1の遮光部が設けられるとともに、前記支持体の一方の
    面上には、駆動用ICと、前記駆動用ICを前記光電変換素
    子に接続するための配線部材と、が設けられ、 前記配線部材の少なくとも一部が前記支持体と前記基板
    との間に配置されており、 前記基板の一方の面上にあって前記光電変換素子の前記
    受光部となる半導体層の下方部分には、第2の遮光部が
    配されている、 ことを特徴とする光電変換装置。
  2. 【請求項2】前記第1の遮光部は前記配線部材と同一の
    金属材料で形成されていることを特徴とする請求項1に
    記載の光電変換装置。
  3. 【請求項3】前記遮光部は不透光性の接着剤で形成され
    ていることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装
    置。
  4. 【請求項4】前記基板上の前記光電変換素子の上には、
    前記原稿と接するスペーサ層が設けられていることを特
    徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の光電変換装置と、原稿を
    読み取り位置に向けて搬送するローラと、を有すること
    を特徴とする画像処理装置。
  6. 【請求項6】さらに記録媒体に記録を行う記録ヘッドを
    有することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装
    置。
  7. 【請求項7】前記記録ヘッドがインクジェット記録ヘッ
    ドであることを特徴とする請求項6に記載の画像処理装
    置。
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