JP3164251B2

JP3164251B2 - イメージセンサ

Info

Publication number: JP3164251B2
Application number: JP32273392A
Authority: JP
Inventors: 悟村上; 竹治山脇; 博巳前田
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1992-11-05
Publication date: 2001-05-08
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JPH06152861A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ、イメージ
スキャナ、デジタル複写機、電子黒板、紙幣鑑別装置な
どに用いられるイメージセンサに関し、特に基板側が光
入射側となるイメージセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】基板側
が光入射側となるイメージセンサはたとえば図８(a) に
示すように、多数の光電変換素子100 が直線状に形成さ
れたセンサ基板102 と、このセンサ基板102 を支持する
とともに配線が形成された配線基板104 から構成される
イメージセンサ106 が知られている。このイメージセン
サ106 の配線基板104 には、センサ基板102 側に前記配
線が形成されていて、その配線とセンサ基板102 に形成
された配線とを接続する駆動用あるいは読み取り用のＩ
Ｃ素子108 が搭載され、更に、光電変換素子100 と対応
する位置に光入射窓110 が設けられて構成されている。

【０００３】また、他のイメージセンサは同図(b) に示
すように、多数の光電変換素子100が直線状に形成され
たセンサ基板102 と、配線が形成されるとともにその配
線とセンサ基板102 に形成された配線とを接続する駆動
用あるいは読み取り用のＩＣ素子108 が搭載された配線
基板109 と、これらのセンサ基板102 と配線基板109を
支持する補助基板112 とから構成されるイメージセンサ
114 が知られている。このイメージセンサ114 の補助基
板112 には光電変換素子100 と対応する位置に光入射窓
110 が設けられて構成されている。

【０００４】更に、図９に示す特開平２−２６８５６２
号が開示するイメージセンサ116 は多数の光電変換素子
100 が直線状に形成されたセンサ基板118 と、そのセン
サ基板118 を支持するとともに配線が形成され、駆動用
あるいは読み取り用のＩＣ素子108 が搭載された配線基
板である支持基板120 とから構成されている。このイメ
ージセンサ116 の支持基板120 には光電変換素子100 に
光を入射させるための開口部122 が形成されて構成され
ている。

【０００５】これら上述のイメージセンサ106,114,116
のいずれもセンサ基板102,118 上に形成された光電変換
素子100 に光を入射させるための光入射窓110 や開口部
122を配線基板104 、補助基板112 及び支持基板120 に
必要とし、このためセンサ基板102,118 を支持するため
の幅Ｘを必要とする。その結果、センサ基板102,118の
幅が広くなるため、コストアップになるだけでなく、小
型化できないという問題があった。

【０００６】次に、図１０に示す特開平２−３０５１７
２号が開示するイメージセンサ124は基板126 上に多数
の光電変換素子が直線状に形成されたラインセンサ素子
128と配線基板である絶縁物基板130 とをフィルム132
に接着剤又は粘着剤134 で固定して構成されている。か
かる構成のイメージセンサ124 は絶縁物基板130 に穴13
6 を開けて、その穴の中にラインセンサ素子128 が配設
されるように構成されているため、センサの長さが長く
なると穴136 が大きくなりすぎ、イメージセンサ124 の
モジュールとしての強度が不安定になるという問題があ
った。また、フィルム132 の材質により、ラインセンサ
素子128 を実装するのが困難になるという問題もあっ
た。

【０００７】そこで、本発明者らは幅の狭いセンサ基板
の使用を可能とし、低コストで小型化したイメージセン
サを提供することを目的に鋭意研究を重ねた結果、本発
明に至ったのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るイメージセ
ンサの要旨とするところは、少なくとも複数の光電変換
素子と該光電変換素子に接続された複数の取出し電極部
とが透明な基板に形成されたセンサ基板と、前記センサ
基板の光電変換素子側に固定されるとともに、前記取出
し電極部に対応して複数の接続穴が設けられ、且つ該取
出し電極部に接続される取出し電極部とそれに続く配線
とが形成された配線基板と、から構成されていて、前記
センサ基板の前記複数の取出し電極部は複数箇所に集中
して形成され、前記複数の接続穴は前記センサ基板の前
記複数箇所に集中して形成された取出し電極部に対応し
て設けられており、前記複数の接続穴を通して両取出し
電極部を直接又は電子素子を介して接続したことにあ
る。

【０００９】また、かかる本発明のイメージセンサにお
いて、前記センサ基板とほぼ同じ厚みの補助基板を該セ
ンサ基板と隣接して配設し、該補助基板に該センサ基板
を作動させるための配線と取出し電極部を形成したこと
にある。

【００１０】かかる本発明のイメージセンサにおいて、
前記両取出し電極部を電子素子を介して接続する際、前
記配線基板に設けられた接続穴内の前記補助基板上に信
号処理用の電子素子を配設し、該電子素子を介してセン
サ基板の取出し電極部と配線基板の取出し電極部とを接
続したことにある。

【００１１】またかかる本発明のイメージセンサにおい
て、前記両取出し電極部を電子素子を介して接続する
際、前記センサ基板とほぼ同じ厚みの補助基板を該セン
サ基板と隣接して配設し、前記配線基板に設けられた接
続穴内の該補助基板上に信号処理用の電子素子を配設
し、該電子素子を介してセンサ基板の取出し電極部と配
線基板の取出し電極部とを接続したことにある。

【００１２】

【作用】本発明に係るイメージセンサはセンサ基板と、
接続穴が形成された配線基板とから構成され、配線基板
はセンサ基板の光電変換素子が形成されている面側に固
定されて構成されている。したがって、センサ基板に形
成された配線の取出し電極部は配線基板に設けられた接
続穴を通して外部に開放されていて、センサ基板の取出
し電極部と配線基板の取出し電極部とはワイヤーボンデ
ィングにより接続される。かかる構成において、センサ
基板の光入射側である基板側は完全に開放されていて、
光入射窓などを設ける必要がなくなる。

【００１３】次に、本発明に係る他のイメージセンサは
センサ基板と、そのセンサ基板に隣接して配設される補
助基板と、接続穴が形成された配線基板とから構成さ
れ、配線基板は補助基板とセンサ基板の光電変換素子が
形成されている面側に固定されて構成されている。した
がって、センサ基板に形成された配線の取出し電極部は
必要に応じて補助基板に配設された電子素子などととも
に、配線基板に設けられた接続穴を通して外部に開放さ
れていて、センサ基板の取出し電極部と配線基板の取出
し電極部とは必要により電子素子を介してワイヤーボン
ディングにより接続される。かかる構成において、セン
サ基板の光入射側である基板側は完全に開放されてい
て、光入射窓などを設ける必要がなくなる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明に係るイメージセンサの実施例
を図面に基づいて、詳しく説明する。

【００１５】図１において、イメージセンサ１０は複数
の光電変換素子１２がガラスなどの透明な基板１４上に
形成されたセンサ基板１６と、補助基板１８とが隣接し
て配設され、更にこれらセンサ基板１６と補助基板１８
との光電変換素子１２側に配線基板２０が接着剤２２あ
るいは両面テープなどによって固定されていて、センサ
基板１６の透明な基板１４側から光が入射するように構
成されている。

【００１６】センサ基板１６には複数の光電変換素子１
２が直線状に形成されるとともに、その光電変換素子１
２を作動させる配線とその取出し電極部が形成されてい
る。本実施例に用いられるセンサのタイプは複数の取出
し電極部が複数箇所に集合させられているタイプであ
り、たとえば図２の(a) あるいは(b) に示すセンサであ
る。図２(a) に示すセンサ２４はガラス基板１４上に多
数の光電変換素子１２が直線状に形成されるとともにそ
の光電変換素子１２からの電気信号を取り出すための配
線２６と取出し電極部２８が複数箇所に集中させて形成
されている。また、同図(b) に示すセンサ３０はマトリ
ックス駆動方式のセンサであり、このセンサ３０は一定
の個数毎に光電変換素子１２をブロック３２とし、その
ブロック３２を単位に駆動させるための配線３４と電極
部３６が集中させて形成され、一方、各ブロック３２内
で相対的に同位置にある光電変換素子１２を共通して接
続したマトリックス配線３８とその取出し電極部４０が
集中させて形成されている。

【００１７】かかるタイプのセンサが形成されたセンサ
基板１６の端面に隣接させて、端面と端面とを突き合わ
せるようにして補助基板１８が配設される。補助基板１
８はセンサ基板１６の厚みとほぼ同じ厚みの基板が用い
られ、また、その基板の材質はガラス、ガラスエポキシ
樹脂あるいはエポキシ樹脂などが用いられ、より好まし
くは熱歪などとの関係からセンサ基板と同じ材質のもの
が用いられる。補助基板１８にはセンサ基板１６を作動
させるための配線がパターン化されていても良く、又は
図に示すようにセンサ基板１６の駆動用あるいは読み取
り用のＩＣ４２などの電子素子が配設されるように構成
されていても良い。

【００１８】センサ基板１６と補助基板１８とが隣接さ
せて配設された両基板１６，１８の光電変換素子１２側
の面に、配線基板２０が接着剤２２などによって固定さ
れている。配線基板２０はガラスエポキシ基板などで構
成されていて、配線基板２０にはセンサ基板１６に形成
された取出し電極部などや、補助基板１８に配設された
信号処理用のＩＣ４２などに対応して、接続穴４４が形
成され、更にその接続穴４４の近傍部に取出し電極部が
集中して形成されている。したがって、センサ基板１６
の取出し電極部などとＩＣ４２を、あるいはＩＣ４２と
配線基板２０の取出し電極部をそれぞれ、接続穴４４を
通して金線などによってワイヤーボンディングされて接
続される。なお、接続穴４４には必要に応じてエポキシ
樹脂などが流し込まれて、保護膜４６が形成される。

【００１９】ここで、補助基板１８や配線基板２０に形
成される配線は銀ペーストなどの導電性ペーストを用い
てスクリーン印刷により形成しても良く、あるいはアル
ミニウムなどを蒸着しエッチングなどの手法により形成
しても良い。

【００２０】かかる構成のイメージセンサ１０において
は、センサ基板１６の透明な基板１４側から光が入射さ
せられるように構成されていて、このセンサ基板１６は
接着剤２２などによって光電変換素子１２側が配線基板
２０に固定されている。したがって、センサ基板１６を
支持する配線基板２０に光入射窓を設ける必要はなく、
またセンサ基板１６を支持するための支持部を必要とし
ない。このため、センサ基板１６の幅を狭くすることが
でき、安価なイメージセンサを提供することが可能とな
る。更に、配線基板２０の接続穴４４の中にＩＣ４２を
配設したり、あるいはその接続穴４４を介してセンサ基
板１６と配線基板２０とを接続することができ、接続穴
４４の大きさが小さくて済むため、配線基板２０の強度
が維持される。また、補助基板１８を配設しているた
め、ＩＣ４２などの電子素子の実装が容易にできる。

【００２１】以上、本発明に係るイメージセンサの実施
例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。

【００２２】たとえば図３に示すように、イメージセン
サ４８はセンサ基板５０の両端部に補助基板５２，５４
が配設されるとともに、これらセンサ基板５０と補助基
板５２，５４の光電変換素子１２側に配線基板５６が配
設されて構成されている。一方、配線基板５６には複数
の接続穴５８，６０が形成されていて、この接続穴５
８，６０を通してワイヤーボンディングによりセンサ基
板５０と配線基板５６とが電気的に接続されている。

【００２３】ここで、本実施例に用いられるセンサは、
たとえば図２(c) に示すようなマトリックス駆動方式の
電荷蓄積式のセンサ６２である。すなわち、センサ６２
は一定個数毎に光電変換素子１２をブロック化し、その
ブロック３２を単位に駆動させるための配線６４と電極
６６がそれぞれの位置に分散して配設され、一方、各ブ
ロック３２内で相対的に同位置にある光電変換素子１２
を共通して接続したマトリックス配線３８とその取出し
電極部４０が集中させて形成されて構成されている。

【００２４】このように、外部接続用の電極６６が分散
して形成されているセンサ６２で構成されているセンサ
基板５０については、その電極６６の位置に対応して配
線基板５６の接続穴６０が分散して形成されていて、そ
の接続穴６０を通してワイヤーボンディングによりセン
サ基板５０と配線基板５６とが接続される。配線基板５
６に導き出されたセンサ基板５０の駆動用の配線６４
は、配線基板５６に形成された配線パターンにしたがっ
て導かれ、その上に配設された駆動用ＩＣ４２に接続さ
れることになる。一方、読出し用のマトリックス配線３
８の取出し電極部４０は接続穴５８内の補助基板５４上
に配設されたＩＣ４２を介して配線基板５６に接続され
ている。

【００２５】かかる構成のイメージセンサ４８において
も、光の入射側はセンサ基板５０の透明な基板側であ
り、センサ基板５０を支持する配線基板５６などに光入
射窓を必要としない。また、センサ基板５０にそれを支
持するための支持部を必要としないため、センサ基板５
０の幅を最小限に設定することができる。

【００２６】次に、図４に示すように、センサ基板６８
に隣接させて配設される補助基板７０に、たとえば電源
ライン、ＧＮＤラインあるいはＣＬＫラインなどのバス
的な信号ライン７２，７４を形成することも可能であ
る。このような信号ライン７２，７４を補助基板７０に
形成することにより、実装がより容易になる。

【００２７】また、図５に示すように、本発明に係るイ
メージセンサ７６はセンサ基板７８と配線基板８０のみ
から構成しても良く、必ずしも補助基板を必要とするも
のではない。本実施例においては、センサ基板７８の取
出し電極部と配線基板８０の電極とがワイヤーボンディ
ングにより接続され、更に配線基板８０に配設された信
号処理用のＩＣに接続されることになる。

【００２８】更に、図６に示すように、本発明に係るイ
メージセンサ８１はセンサ基板８２と所定の配線パター
ンが形成された補助基板８４とが接着剤などで一体化さ
れたものを、前もってワイヤーボンディングあるいは導
電性ペースト又はヒートシールなどにより接続し、その
補助基板８４を介して配線基板８６にセンサ基板８２の
処理信号を取り出すように構成しても良い。かかる構成
によっても、上述の実施例と同様の効果が得られる。

【００２９】以上、種々の構成から成るイメージセンサ
の取り付け方法はたとえば次のようにして成される。先
ず、本発明に係るイメージセンサは、従来例である図
８、図９又は図１０に示すイメージセンサのように、セ
ンサの端部に樹脂コートエリアや支持エリアを必要とし
ない。すなわち、本発明に係るイメージセンサが最小限
必要とする大きさはたとえば図１(a) や図３(a) に点線
で示すセンサ基板１６，５０と補助基板１８，５２，５
４とから成る部分であり、換言すると、イメージセンサ
の長さはセンサ基板１６，５０の長さだけあれば良く、
またイメージセンサの幅はセンサ基板１６，５０の幅と
補助基板１８，５２，５４の幅を足した寸法だけあれば
良く、かかる寸法でモジュールを構成することができ
る。

【００３０】したがって、イメージセンサあるいはそれ
によって構成されるモジュールの幅を小型化する場合
は、たとえば図７(a) に示すように、イメージセンサ８
８の長手方向の配線基板の両端部９０に取付け部を設け
て、長手方向に長く構成することができる。また、逆に
イメージセンサあるいはそれによって構成されるモジュ
ールの長手方向の長さを小型化する場合は、同図(b) に
示すように、イメージセンサ９２の幅方向の配線基板の
両端部９４に取付け部を設けて、幅方向に長く構成して
長手方向の長さを短く構成することができる。このよう
に、この取付け部の構造は適宜変更し得るものであり、
また、本発明に係るイメージセンサは支持エリアなどを
必要としないため、取り付けに伴う設計に自由度を与え
るものである。

【００３１】以上、本発明に係るイメージセンサの実施
例を図面に基づいて詳述したが、いずれも例示であり、
これらに限定されるものではない。特に、配線基板に形
成される接続穴の形状は任意であり、またその大きさは
信号処理用のＩＣなどを配設する場合は、ＩＣなどを配
設し得て且つワイヤーボンディングし得る大きさであれ
ば足り、更に、ワイヤーボンディングによって接続する
だけの場合は、直径が２〜３mm程度の円形の穴など、少
なくともワイヤーボンディングができる大きさであれば
良い。

【００３２】また、センサ基板の基板はガラス基板など
の透明な基板であれば良く、その他の補助基板や配線基
板はガラエポ基板など任意の基板を適宜使用し得るもの
である。その他、本発明に係るイメージセンサはその趣
旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々な
る改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものであ
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係るイメージセンサはセンサ基
板の光電変換素子が形成された面側にそのセンサ基板を
支持する配線基板を接着剤などによって固定し、センサ
基板の駆動信号や読み取り信号は配線基板に設けられた
接続穴を通して取り出すように構成しているため、セン
サ基板の基板側を光入射側として完全に開放することが
できる。したがって、光入射窓などを必要としないた
め、センサ基板に支持部を設ける必要がなくなり、セン
サ基板を最小限の幅で形成することができる。その結
果、センサ基板の製造コストを下げることができ、もっ
てイメージセンサの製造コストを下げることができる。
また、センサ基板を支持する配線基板に設けられる接続
穴は局部的で、その大きさが小さくて済むことから、イ
メージセンサの強度を充分高いものとすることができ
る。

【００３４】また、補助基板をセンサ基板に隣接させて
配設することにより、イメージセンサの強度をより高く
することができ、しかも補助基板に信号処理用のＩＣな
どの電子素子を配設したり、あるいは配線パターンを形
成することにより、機能的なイメージセンサを構成する
ことができる。更に、センサ基板とほぼ同じ厚みの補助
基板を配設することにより、イメージセンサを安定して
クランプすることができ、実装が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイメージセンサの一実施例を示す
説明図であり、同図(a) は平面図、同図(b) は図(a) の
Ｂ−Ｂ断面図、同図(c) は図(a) のＣ−Ｃ断面図であ
る。

【図２】いずれも本発明に係るイメージセンサに適用さ
れるセンサの例を示す説明図である。

【図３】本発明に係るイメージセンサの他の実施例を示
す説明図であり、同図(a) は平面図、同図(b) は図(a)
のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明に係るイメージセンサの更に他の実施例
を示す要部説明図である。

【図５】本発明に係るイメージセンサの更に他の実施例
を示す説明図であり、同図(a)は側面断面図、同図(b)
は要部平面図である。

【図６】本発明に係るイメージセンサの更に他の実施例
を示す側面断面説明図である。

【図７】いずれも本発明に係るイメージセンサの取り付
け方法を説明するための図である。

【図８】いずれも従来のイメージセンサを示す側面断面
説明図である。

【図９】従来のイメージセンサの例を示す図であり、同
図(a) は平面図、同図(b) は図(a) のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図１０】従来のイメージセンサの例を示す図であり、
同図(a) は側面図、同図(b) は要部平面図である。

【符号の説明】

１０，４８：イメージセンサ１２：光電変換素子１６，５０：センサ基板１８，５２，５４：補助基板２０，５６：配線基板４２：ＩＣ（電子素子）４４，５８，６０：接続穴

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも複数の光電変換素子と該光電
変換素子に接続された複数の取出し電極部とが透明な基
板に形成されたセンサ基板と、前記センサ基板の光電変
換素子側に固定されるとともに、前記取出し電極部に対
応して複数の接続穴が設けられ、且つ該取出し電極部に
接続される取出し電極部とそれに続く配線とが形成され
た配線基板と、から構成されていて、前記センサ基板の
前記複数の取出し電極部は複数箇所に集中して形成さ
れ、前記複数の接続穴は前記センサ基板の前記複数箇所
に集中して形成された取出し電極部に対応して設けられ
ており、前記複数の接続穴を通して両取出し電極部を直
接又は電子素子を介して接続したことを特徴とするイメ
ージセンサ。
【請求項２】前記センサ基板とほぼ同じ厚みの補助基
板を該センサ基板と隣接して配設し、該補助基板に該セ
ンサ基板を作動させるための配線と取出し電極部を形成
したことを特徴とする請求項１に記載のイメージセン
サ。
【請求項３】前記両取出し電極部を電子素子を介して
接続する際、前記配線基板に設けられた接続穴内の前記
補助基板上に信号処理用の電子素子を配設し、該電子素
子を介してセンサ基板の取出し電極部と配線基板の取出
し電極部とを接続したことを特徴とする請求項２に記載
のイメージセンサ。
【請求項４】前記両取出し電極部を電子素子を介して
接続する際、前記センサ基板とほぼ同じ厚みの補助基板
を該センサ基板と隣接して配設し、前記配線基板に設け
られた接続穴内の該補助基板上に信号処理用の電子素子
を配設し、該電子素子を介してセンサ基板の取出し電極
部と配線基板の取出し電極部とを接続したことを特徴と
する請求項１に記載のイメージセンサ。