JP3140437B2

JP3140437B2 - イメージセンサ

Info

Publication number: JP3140437B2
Application number: JP11214843A
Authority: JP
Inventors: 文昭佐郷
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-03-05
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: JP2001045222A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルＰＰＣ、ス
キャナー等に搭載されるイメージセンサに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来のイメージセンサ１の概略
を示し、ガラエポ基板からなる配線基板２上に複数個の
パッケージ型のＣＣＤ３を配列し、それぞれにレンズ４
を配置し、キセノン管などの光源（図示せず）でもって
原稿５を光照射し、その反射光を各レンズ４を通して複
数個のＣＣＤ３でもって受光し、これにより、原稿５の
画像情報を読み取るという構成である。

【０００３】そして、このイメージセンサ１によれば、
Ａ３、Ａ２、Ａ１という大きなサイズの原稿５の一次元
を高画質に読み取るに際して、その一次元を複数に分割
し（図中領域ａ、領域ｂ）、これに対応するＣＣＤ３で
個別に受光するようにしている。ただし、領域ａ、領域
ｂにはわずかに重なる部分（領域ｃ）が生じる。

【０００４】しかしながら、上記構成のイメージセンサ
１においては、原稿５がわずかに浮いたり、温度の影響
により、領域ｃで画像が抜けたり、だぶったりという画
像ズレが発生するという課題があった。

【０００５】この課題を解消するために、本発明者は複
数のベアチップ型ＣＣＤを千鳥状に一次元配列するとと
もに、隣接するベアチップ型ＣＣＤの各端部を重ね、さ
らに各ベアチップ型ＣＣＤにそれぞれ駆動回路を接続し
た構成の読取り部を備えたイメージセンサを提案した
（特開平１０−２９４４４７号参照）。

【０００６】このイメージセンサ６を図１７と図１８に
より説明する。図１７はイメージセンサ６に係る配線基
板７の上面図、図１８はイメージセンサ６の概略図であ
る。

【０００７】ガラエポ基板からなる配線基板７によれ
ば、その受光面上に２個のベアチップ型ＣＣＤ９、１０
を千鳥状に一次元配列し、しかも、ベアチップ型ＣＣＤ
９、１０の各端部を一次元配列の方向にわたって重ねて
いる。双方の重なり部分１１にある画素数は約５〜１５
個程度であって、双方のベアチップ型ＣＣＤ９、１０に
個別に駆動回路Ｄ１、Ｄ２を接続している。そして、一
個の凸状のレンズＬを配して、その領域全体を集光さ
せ、これによってベアチップ型ＣＣＤ９、１０に受光さ
せている。しかも、あらかじめ重なり部分１１での読み
取り信号のビット数を規定しているので、原稿５を読み
取った場合に、双方のベアチップ型ＣＣＤ９、１０によ
るビットの読み取り信号のうち一方を消去することで、
原稿５を一次元にわたって読み取ることができる。

【０００８】このように上記構成のイメージセンサ６に
おいては、ベアチップ型ＣＣＤ９、１０で読み取るに際
し、双方の重なり部分１１を設けているので、原稿５が
浮いて従来のイメージセンサ１において問題となってい
た画像抜けや画像だぶりという画像ズレが発生しなくな
り、しかも、ベアチップ型ＣＣＤ９、１０をそれぞれの
駆動回路でもって同時に読み取ることができるので、読
み取り速度をさらに高めることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成のイメージセンサ６によれば、ベアチップ型ＣＣＤ
９、１０の重なり部分１１を設けたことで、その部分１
１にて解像度が低下するという課題があり、この課題を
図１９と図２０により説明する。これらの図はベアチッ
プ型ＣＣＤ９、１０の重なり部分１１の拡大図である。

【００１０】図１９に示すように、各ベアチップ型ＣＣ
Ｄ９、１０には線状の受光窓１２、１３が形成され、さ
らにＣＣＤ９、１０の端部付近には、受光窓１２、１３
に入射された光を電気信号に変換し、その信号を外部に
導出するための複数の端子１４が配列され、そして、各
端子１４に対しボンディング用のワイヤ１５を接続して
いる。

【００１１】ところが、ワイヤ１５は金などにより形成
することで、図２０に示すように入射光の一部がワイヤ
１５に到達し、そこで反射され、反射光が他方のＣＣＤ
の受光窓に入り、そのように余分に光入射された受光素
子では、他の領域にある受光素子に比べて高い出力が得
られ、これにより、読み取り時の解像度が低下してい
た。

【００１２】したがって本発明の目的は、かかるワイヤ
ーボンディングによって発生した迷光、反射光に起因す
る解像度の低下を防いで、高性能なイメージセンサを提
供することにある。

【００１３】

【問題点を解決するための手段】本発明のイメージセン
サは、複数のベアチップ型ＣＣＤを千鳥状にまたは階段
状に一次元配列し、それぞれのベアチップ型ＣＣＤに駆
動回路を接続するとともに、隣接するベアチップ型ＣＣ
Ｄの各端部にて双方の受光窓を重ね、この重なり部分付
近の受光窓が形成されていない領域に信号導出用の端子
が配列され、その端子に対しボンディング用ワイヤを接
続してなる読取り部と、被検知部材に対し光照射する光
源と、被検知部材からの反射光を読取り部に集光させる
単一のレンズとを配設し、さらに被検知部材とレンズと
の間に、もしくはレンズと読取り部との間に、信号導出
用の端子が配列された領域に被検知部材からの反射光が
到達しないようにすべく前記千鳥状または階段状一次元
配列と対応するスリットを有する遮光部材を配設したこ
とを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明のイメージセンサ１
６に使用する前記読取り部としての配線基板７の上面
図、図２は本発明のイメージセンサ１６の概略図であ
る。図３は遮光部材Ｓの構成を示し、図４は配線基板７
の詳細図、図５はイメージセンサ１６の寸法図である。
図６はベアチップ型ＣＣＤをセラミック基板等によりパ
ッケージしたＣＣＤパッケージ体１７、図７はＣＣＤパ
ッケージ体１７を搭載した配線基板１８を示す。

【００１５】図１のガラエポ基板からなる配線基板７に
よれば、その受光面上に２個のベアチップ型ＣＣＤ９、
１０を千鳥状に一次元配列し、しかも、ベアチップ型Ｃ
ＣＤ９、１０の各端部を一次元配列の方向にわたって重
ねている。双方の重なり部分１１にある画素数は５個以
上であればよい。また、双方のベアチップ型ＣＣＤ９、
１０に個別に駆動回路Ｄ１、Ｄ２を接続している。

【００１６】そして、複数枚のレンズで構成されたレン
ズユニットのレンズＬを配して、その領域全体を集光さ
せ、これによってベアチップ型ＣＣＤ９、１０に受光さ
せている。しかも、あらかじめ重なり部分１１での読み
取り信号のビット数を規定しているので、前記被検知部
材としての原稿５を読み取った場合に、双方のベアチッ
プ型ＣＣＤ９、１０によるビットの読み取り信号のうち
一方を消去することで、原稿５を一次元にわたって読み
取ることができる。

【００１７】具体的には図４と図５に示すように、ソニ
ー製ＣＣＤ（ＩＬＸ５３１Ａ）をベアチップ型ＣＣＤ
９、１０に使用して、セラミック基板にマウントし、レ
ンズＬに６群８枚のものを、駆動回路に４系統の４０Ｍ
Ｈｚのものを使用した。そして、原稿５の読み取り幅４
４２ｍｍ（Ａ１）に対して、解像度５８０ｄｐｉで読み
取った場合を示す。図中の長さ寸法の単位はｍｍであ
る。

【００１８】他方、ベアチップ型ＣＣＤをセラミックや
樹脂によりＤＩＰ(Dual Inline Package) 形としてパッ
ケージしてもよく、図６と図７に示す配線基板１８の構
成例によれば、セラミックパッケージ１９内にベアチッ
プ型ＣＣＤ９、１０を配設し、セラミックパッケージ１
９の周辺に電極端子２０を配列したものであって、この
ような構成のＤＩＰタイプのセラミックパッケージ１９
を配線基板１８上に配設している。

【００１９】そして、本発明のイメージセンサ１６にお
いては、レンズＬと原稿５との間に遮光部材Ｓを配設し
ている。図３Ａは遮光部材Ｓの平面図、図３Ｂは図３Ａ
における領域Ｐの拡大部分を示す平面図である。

【００２０】遮光部材Ｓは金属やセラミックス、樹脂な
どからなる遮光性の板状体２１に光通過性のスリット２
２を形成している。このスリット２２はベアチップ型Ｃ
ＣＤ９、１０と同様に千鳥状に一次元配列した形状であ
って、二つのスリットの双方でもって重なり部分が設け
られる。

【００２１】このような遮光部材Ｓは遮光性の板状体２
１を用いることに代えて、非遮光性板状体の主面に遮光
性テープや非透光性両面テープを貼ったり、遮光性の金
属膜をスクリーン印刷することで、遮光性領域を形成し
てもよい。

【００２２】そして、図示しないキセノン管などの光源
により原稿５を光照射し、その反射光が遮光部材Ｓのス
リット２２を通過し、この通過光がレンズＬにより集光
され、ベアチップ型ＣＣＤ９、１０上の受光窓１２、１
３に入射され、そのように入射された光を電気信号に変
換し、その信号を端子１４およびワイヤ１５を通して導
出される。

【００２３】この構成によれば、スリット２２の通過光
は、ベアチップ型ＣＣＤ９、１０の受光窓１２、１３に
入射され、ボンディング用のワイヤ１５に到達しないよ
うに光学的に設計することで、従来のイメージセンサ６
にて生じた如く入射光の一部がワイヤ１５にて反射され
なくなり、反射光が他方のＣＣＤの受光窓に入らなくな
る。

【００２４】かくして上記構成のイメージセンサ１６に
よれば、ベアチップ型ＣＣＤ９、１０で読み取るに際
し、双方の重なり部分１１を設けているので、原稿５が
浮いて従来のイメージセンサ１において問題となってい
た画像抜けや画像だぶりという画像ズレが発生しなくな
った。また、各ベアチップ型ＣＣＤ９、１０に対しそれ
ぞれの駆動回路Ｄ１、Ｄ２でもって同時に読み取ること
ができるので、読み取り速度をさらに高めることができ
た。

【００２５】また、遮光部材ＳをレンズＬと原稿５との
間に配設したことで、ワイヤ１５にて反射されなくな
り、反射光が他方のＣＣＤの受光窓に入らなくなり、こ
れにより、読み取り時の解像度が向上した。なお、図２
において、レンズＬと配線基板７との間に同様な遮光部
材Ｓ１を配設してもよい。

【００２６】

【実施例】つぎにイメージセンサ１６の実施例を図８〜
図１１により説明する。図８は遮光部材Ｓの寸法図であ
って、Ａは遮光部材Ｓの全体図、Ｂは二つのスリット２
２の重なり部分の拡大図である。図９はベアチップ型Ｃ
ＣＤ９、１０の要部拡大図である。

【００２７】図９に示すように、主走査方向（Ｘ方向）
の画素重なり部を７７画素、副走査方向（Ｙ方向）のギ
ャップ量、すなわち受光窓間を８５画素とした。また、
ソニー製ＣＣＤ（ＩＬＸ５３１Ａ）をベアチップ型ＣＣ
Ｄ９、１０に使用して、レンズＬに５群６枚のものを、
駆動回路に４系統のデータレート５０ＭＨｚのものを使
用した。そして、原稿５の読み取り幅４４２ｍｍ（Ａ
２）に対して、解像度５８０ｄｐｉで読み取った場合を
示す。

【００２８】このような構造のイメージセンサ１６を使
用して、黒原稿を読み取ったところ、図１０に示すよう
なＣＣＤ出力波形が得られた。これに対し従来のイメー
ジセンサ１を用いて同じようにＣＣＤ出力波形を測った
ところ、図１１に示すような結果が得られた。

【００２９】これらの各図において、横軸は時間であ
り、縦軸は出力である。そして、原稿５はＯ．Ｄ値１．
７以上のものを用いて、さらに光源としてキセノン管を
使用した。

【００３０】これらの図において、横軸は時間であっ
て、１ラインの読み取り幅（４４２ｍｍ）に対するスキ
ャニングであり、縦軸はＣＣＤの出力値（単位：ｍＶ）
である。

【００３１】図１０に示すように本発明のイメージセン
サ１６においては、１ラインの読み取り幅の全体にわた
ってほぼ均等な出力値が得られた。すなわち、ＣＣＤ配
列と同じ千鳥構造のスリットをもたせた遮光部材Ｓを配
設したことで、ＣＣＤ重なり部において金線への照射を
防ぐことでき、これによって読み取り精度の高い長尺読
み取り用イメージセンサが得られた。しかるに図１１に
示す従来のイメージセンサ１においては、１ラインの読
み取り幅のほぼ中央付近にて不均一な出力値になってい
る。

【００３２】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改
良等は何ら差し支えない。

【００３３】たとえば、本実施形態例では、図８に示す
ように遮光部材Ｓに二つの離れたスリット２２を設けて
いるが、これに代えて図１２に示すような遮光部材Ｓ１
においては、二つのスリット２２を重なり部分にて通じ
させてもよい。

【００３４】また、本実施形態では２個のベアチップ型
ＣＣＤを配設した場合を例示したが、これに代わって
２，４００ｄｐｉ以上の高解像度を得るために、さらに
３個、４個もしくは５個以上のベアチップ型ＣＣＤを設
けてもよい。この場合、照明装置側スリット部もＣＣＤ
の数に比例した千鳥構造にする。図１３、図１４に４個
のベアチップ型ＣＣＤを配列した配線基板７ａ、７ｂ
を、図１５にそれに対応する遮光部材を示す。

【００３５】図１３に示す配線基板７ａでは４個のベア
チップ型ＣＣＤ２３を階段状に配列したものであり、図
１５Ａ、Ｂに示す遮光部材Ｓ２、Ｓ３において、このよ
うに配列したベアチップ型ＣＣＤ２３に対応するスリッ
ト２４を形成している。遮光部材Ｓ２の各スリット２４
は不連続に配列し、遮光部材Ｓ３の各スリット２４は連
続的に配列している。

【００３６】また、図１４に示す配線基板７ｂでは４個
のベアチップ型ＣＣＤ２５を交互に千鳥状配列したもの
であり、図１５Ｃ、Ｄに示す遮光部材Ｓ４、Ｓ５におい
て、ベアチップ型ＣＣＤ２５の配列に対応するスリット
２６を形成している。遮光部材Ｓ４の各スリット２６は
不連続に配列し、遮光部材Ｓ５の各スリット２６は連続
的に配列している。

【００３７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明のイメージセンサ
によれば、それに搭載する読取り部を、複数のベアチッ
プ型ＣＣＤを千鳥状に又は階段状に一次元配列するとと
もに、隣接するベアチップ型ＣＣＤの各端部を重ねた構
造にしたことで、双方の重なり部分でのビットの読み取
り信号のうち一方を消去し、これによって製造コストを
あげないで、画像ズレが発生しないようにした高性能な
イメージセンサが提供できた。

【００３８】しかも、本発明のイメージセンサにおいて
は、各ベアチップ型ＣＣＤに対しそれぞれに駆動回路を
配設したことで、読み取り速度が高くなった。

【００３９】また、本発明によれば、被検知部材とレン
ズとの間に、もしくはレンズと読取り部との間に、ベア
チップ型ＣＣＤの一次元配列と対応するスリットを有す
る遮光部材を配設したことで、これらＣＣＤ付近のワイ
ヤーボンディングによって発生した迷光、反射光に起因
する解像度の低下がなくなり、これによって高性能かつ
高信頼性のイメージセンサが提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイメージセンサに係るＣＣＤの配置を
示す配線基板の上面図である。

【図２】本発明のイメージセンサの光学系を示す概略図
である。

【図３】本発明のイメージセンサに係る遮光部材であっ
て、Ａはその平面図、ＢはＡにおける領域Ｐの拡大部分
を示す平面図である。

【図４】本発明のイメージセンサに係る配線基板の詳細
構造を示す上面図である。

【図５】本発明のイメージセンサの寸法図である。

【図６】本発明のイメージセンサに係るＣＣＤの具体的
な構成を示す平面図である。

【図７】本発明のイメージセンサに係る配線基板の詳細
構造を示す上面図である。

【図８】本発明のイメージセンサに係る遮光部材であっ
て、Ａはその平面図、Ｂは遮光部材の要部拡大図であ
る。

【図９】本発明のイメージセンサに係るベアチップ型Ｃ
ＣＤの要部拡大図である。

【図１０】本発明のイメージセンサのＣＣＤ出力波形図
である。

【図１１】従来のイメージセンサのＣＣＤ出力波形図で
ある。

【図１２】本発明のイメージセンサに係る他の遮光部材
であって、Ａはその平面図、Ｂは遮光部材の要部拡大図
である。

【図１３】本発明のイメージセンサに係るＣＣＤの他の
配置を示す配線基板の上面図である。

【図１４】本発明のイメージセンサに係るＣＣＤのさら
に他の配置を示す配線基板の上面図である。

【図１５】本発明のイメージセンサに係る遮光部材であ
って、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤはそれぞれの遮光部材の平面
図である。

【図１６】従来のイメージセンサの概略構成図である。

【図１７】従来のイメージセンサに係るＣＣＤの配置を
示す配線基板の上面図である。

【図１８】従来のイメージセンサの光学系を示す概略図
である。

【図１９】従来のイメージセンサに係るＣＣＤの要部拡
大図である。

【図２０】従来のイメージセンサに係るＣＣＤの要部拡
大図である。

【符号の説明】

１、６，１６イメージセンサ２、７、１８配線基板３ＣＣＤ４、Ｌレンズ５原稿９、１０、２３、２５ベアチップ型ＣＣＤ１１重なり部分Ｄ１、Ｄ２駆動回路１２，１３受光窓１５ワイヤＳ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５遮光部材１７ＣＣＤパッケージ体２２、２４、２６スリット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のベアチップ型ＣＣＤを千鳥状にまた
は階段状に一次元配列し、それぞれのベアチップ型ＣＣ
Ｄに駆動回路を接続するとともに、隣接するベアチップ
型ＣＣＤの各端部にて双方の受光窓を重ね、この重なり
部分付近の受光窓が形成されていない領域に信号導出用
の端子が配列され、その端子に対しボンディング用ワイ
ヤを接続してなる読取り部と、被検知部材に対し光照射
する光源と、被検知部材からの反射光を読取り部に集光
させる単一のレンズとを配設したイメ−ジセンサであっ
て、前記被検知部材とレンズとの間に、もしくはレンズ
と読取り部との間に、前記信号導出用の端子が配列され
た領域に被検知部材からの反射光が到達しないようにす
べく前記千鳥状または階段状一次元配列と対応するスリ
ットを有する遮光部材を配設したことを特徴とするイメ
−ジセンサ。