JP4409796B2

JP4409796B2 - 有機ｅｌイメージセンサ

Info

Publication number: JP4409796B2
Application number: JP2001272307A
Authority: JP
Inventors: 久義藤本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: JP2003087502A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、読み取り対象物に光を照射して、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。
【０００２】
【従来の技術】
イメージセンサとしては、従来より図２０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９６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。
【０００３】
イメージセンサ９を画像読み取り装置に組み込んだ場合には、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、ＬＥＤ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９７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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
イメージセンサ９では、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。
【０００５】
本願発明は、このような事情のもとに考え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。
【０００６】
【発明の開示】
上記した課題を解決するため、本願発明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、主走査方向に延びる長手状の開口部を有する長手状のケースと、上記開口部に装着される長手状の基板と、この基板の裏面側に形成され、かつ上記基板の表面側に密着して搬送される読み取り対象物に対して光を照射するための光源と、上記ケースの内部に配置され、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、複数のレンズが主走査方向に列状に並び、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いて正立等倍像を結像させるためのレンズアレイと、を備えた有機ＥＬイメージセンサであって、上記光源は、上記基板に主走査方向に延びるように設定された光透過領域を挟んでその両側に、それぞれ主走査方向に延び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副走査方向に同順で並べて形成されており、かつ、上記赤色光線状発光部、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。
【０００７】
有機ＥＬ発光素子は、ＬＥＤ発光素子に比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。また、この構成では、読み取り対象物からの反射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。
【０００８】
読み取り対象物に対して線状光を照射するためには、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。
【００１４】
好ましい実施の形態においては、上記光源は、透明部材により覆われている。
【００１５】
この構成では、透明部材によって光源（発光層）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、無機物からなる透明部材を設ければ、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。
【００２０】
レンズアレイは、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。
【００２１】
レンズアレイは、複数のレンズへの光の入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。
【００２２】
好ましい実施の形態においては、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。
【００２３】
レンズとしては、焦点深度の大きなものを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。
【００２４】
これに対して、上記したプリズムを用いれば、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ＥＬ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。
【００２５】
好ましい実施の形態においては、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。
【００２６】
反射面を有するプリズムを採用し、反射面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。
【００２７】
本願発明のその他の利点および特徴については、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。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、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。
【００２９】
有機ＥＬイメージセンサＸ１は、全体とし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。
【００３０】
内部空間１０には、レンズアレイ２が保持されている。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Ａ１，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。
【００３１】
下部開口部１２には、この下部開口部１２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，Ａ２）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。
【００３２】
上部開口部１１には、この上部開口部１１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。
【００３３】
透明基板４０上には、図３および図４に示したようにアノード４２、６つの線状発光部４３Ｒ，４３Ｇ，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。
【００３４】
アノード４２は、線状発光部４３Ｒ，４３Ｇ，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。
【００３５】
このアノード４２は、たとえばＩＴＯなど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。
【００３６】
カソード４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂは、線状発光部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４４Ｒ、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４４Ｒ、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。
【００３７】
各組の間の領域は、後述するように読み取り対象物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。
【００３８】
Ｒ用カソード４４Ｒ、Ｇ用カソード４４Ｇ、およびＢ用カソード４４Ｂは、本体部４４Ｒａ，４４Ｇａ，４４Ｂａおよびリード部４４Ｒｂ，４４Ｇｂ，４４Ｂｂからなる。本体部４４Ｒａ，４４Ｇａ，４４Ｂａ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４０の短手方向に延出した形態とされている。
【００３９】
このようなカソード４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ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１００〜３００Åに形成される。
【００４０】
６つの線状発光部４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、図３に示したように２つの赤色光線状発光部４３Ｒ、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。
【００４１】
各線状発光部４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、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，４３Ｇａ，４３Ｂａ、およびホール注入層４３Ｒｂ，４３Ｇｂ，４３Ｂｂからなる。
【００４２】
図３および図４に示したように、発光層４３Ｒａ，４３Ｇａ，４３Ｂａは、赤色光発光層４３Ｒａ、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，４３Ｂａ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，４４Ｂａ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。
【００４３】
発光層４４Ｒａ，４４Ｇａ，４４Ｂａは、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４４Ｒａ、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。
【００４４】
このような発光層４４Ｒａ，４４Ｇａ，４４Ｂａ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。
【００４５】
ホール注入層４３Ｒｂ，４３Ｇｂ，４３Ｂｂ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４３Ｒａ，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。
【００４６】
ホール注入層４３Ｒｂ，４３Ｇｂ，４３Ｂｂ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−ＴＰＤ、α−ＮＰＤなど）を用いることができる。
【００４７】
光源装置４は、アノード４２が光透過性の高いものとされ、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４３Ｒ，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。
【００４８】
有機ＥＬ発光素子は、ＬＥＤ発光素子に比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。
【００４９】
有機ＥＬイメージセンサＸ１は、画像読み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。
【００５０】
一方、有機ＥＬイメージセンサＸ１では、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４２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。
【００５１】
光源装置４では、図３に良く表れているように光照射領域４５を挟むようにして赤色光発光部４３Ｒ、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。
【００５２】
読み取り対象物Ｐに照射された光は、図２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。
【００５３】
透明部材４１からの光は、ロッドレンズアレイ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。
【００５４】
このようなライン読み取りは、読み取り対象物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。
【００５５】
以上に説明した有機ＥＬイメージセンサＸ１では、光源装置４が複数の線状発光部４３Ｒ，４３Ｇ，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４３Ｇ′、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。
【００５６】
図５に示した光源装置４Ａでは、アノード４２′は、透明基板４０の長手方向に延びる共通電極４２Ａ′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。
【００５７】
光源装置４Ａでは、アノード４２′の個別電極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，４３Ｇ，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４Ａ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。
【００５８】
光源装置４，４Ａにおいては、赤色光線状発光部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。
【００５９】
光源装置において赤色光、緑色光、および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，４３Ｂａ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４６を設けて平坦化した上で平滑化層４６上にアノード４２が設けられている。
【００６０】
この光源装置４Ｂでは、発光部４３Ｒａ，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。
【００６１】
以上に説明した実施の形態では、発光層お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４３Ｒａ，４３Ｇａ，４３Ｂａ、ホール輸送層４３Ｒｃ，４３Ｇｃ，４３Ｂｃ、ホール注入層４３Ｒｂ，４３Ｇｂ，４３Ｂｂ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。
【００６２】
ここで、低分子量の発光物質としては、たとえばトリス（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（Ｐｈｅｎ））、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４３Ｒ，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。
【００６３】
もちろん、発光物質の種類などによっては、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。
【００６４】
本願発明は、図１ないし図７を参照して説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。
【００６５】
図８に示した本願発明の第２の実施の形態に係る有機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。
【００６６】
図９および図１０に示したように、第１レンズアレイ部材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２５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。
【００６７】
第１レンズ部２５は、軸Ｅ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２５ａ，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。
【００６８】
第１および第２レンズアレイ部材２２，２３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２２，２３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。
【００６９】
遮光部材２４は、第１および第２レンズアレイ部材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２５，２７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。
【００７０】
図１１には、本願発明の第３の実施の形態に係る有機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。
【００７１】
ロッドレンズ２１としては、焦点深度の大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２１ｂ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。
【００７２】
これに対して、上記したプリズム５Ａ，５Ｂ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５Ａ，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５Ａ，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。
【００７３】
有機ＥＬイメージセンサＸ３においては、レンズアレイ２の入射側と光出射側の双方にプリズム５Ａ，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。
【００７４】
図１２には、本願発明の第４の実施の形態に係る有機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。
【００７５】
プリズム５Ｃは、ロッドレンズ２１の出射面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５Ｃｃ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。
【００７６】
このプリズム５Ｃに対しては、ロッドレンズ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Ｂ１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。
【００７７】
有機ＥＬイメージセンサＸ４では、プリズム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。
【００７８】
もちろん、プリズム５Ｃに代えて、光反射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。
【００７９】
図１３には、本願発明の第５の実施の形態に係る有機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。
【００８０】
レンズアレイ２の配置を変更したことに伴って、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５Ｄ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。
【００８１】
有機ＥＬイメージセンサＸ５では、レンズアレイ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。
【００８２】
また、図１４に示した本願発明の第６の実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。
【００８３】
図１５に示した本願発明の第７の実施の形態に係る有機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５Ｆ，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３１ａにおいて受光するように構成してもよい。
【００８４】
読み取り対象物からの反射光の進行方向を略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ＥＬ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。
【００８５】
図１８には、本願発明の参考例に係る有機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４０の厚み方向に延びるようにして多数の光ファイバ４０ａを埋設することにより形成されている。光ファイバ４０ａ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。
【００８６】
このような透明基板４０は、たとえば光透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。
【００８７】
ファイバアレイ部４０Ａの両サイドには、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。
【００８８】
一方、透明部材４１には、ファイバアレイ部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。
【００８９】
この有機ＥＬイメージセンサＸ１０では、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。
【００９０】
有機ＥＬイメージセンサＸ１０では、ケー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。
【００９１】
有機ＥＬイメージセンサＸ１０においては、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの分解斜視図である。
【図２】図１に示した有機ＥＬイメージセンサの断面図である。
【図３】図１に示した有機ＥＬイメージセンサの光源装置において、透明部材を省略した底面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】光源装置の他の例を説明するための図３に相当する断面図である。
【図６】光源装置の他のさらに例を説明するための図４に相当する断面図である。
【図７】光源装置の他のさらに例を説明するための図４に相当する断面図である。
【図８】本願発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図９】図８に示したイメージセンサのレンズアレイの分解斜視図である。
【図１０】図９に示したレンズアレイの断面図である。
【図１１】本願発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図１２】本願発明の第４の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図１３】本願発明の第５の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図１４】本願発明の第６の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図１５】本願発明の第７の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図１６】本願発明の第８の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図１７】本願発明の第９の実施の形態に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図１８】本願発明の参考例に係る有機ＥＬイメージセンサの図２に相当する断面図である。
【図１９】図１８に示した有機ＥＬイメージセンサの透明基板の平面図およびその要部拡大図である。
【図２０】従来のイメージセンサの断面図である。
【符号の説明】
Ｘ１〜Ｘ１０有機ＥＬイメージセンサ
２，２′ レンズアレイ
２２第１レンズアレイ部材（レンズアレイの）
２３第２レンズアレイ部材（レンズアレイの）
２４遮光部材（レンズアレイの）
３１ａ受光素子
４０透明基板
４０Ａファイバアレイ部
４０ａ光ファイバ
４１透明部材（封止部）
４３有機層
４３Ｒ赤色光線状発光部
４３Ｇ緑色光線状発光部
４３Ｂ青色光線状発光部
４３Ｒａ赤色光発光層
４３Ｇａ緑色光発光層
４３Ｂａ青色光発光層
４５光透過領域（透明基板の）
５Ａ〜５Ｃ，５Ｆ〜５Ｈプリズム
５Ｃａ光入射面（プリズムの）
５Ｃｂ，５Ｆｂ，５Ｇｂ反射面（プリズムの）
５Ｃｃ光出射面（プリズムの）
Ｐ読み取り対象物

Claims

主走査方向に延びる長手状の開口部を有する長手状のケースと、上記開口部に装着される長手状の基板と、この基板の裏面側に形成され、かつ上記基板の表面側に密着して搬送される読み取り対象物に対して光を照射するための光源と、上記ケースの内部に配置され、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、複数のレンズが主走査方向に列状に並び、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いて正立等倍像を結像させるためのレンズアレイと、を備えた有機ＥＬイメージセンサであって、
上記光源は、上記基板に主走査方向に延びるように設定された光透過領域を挟んでその両側に、それぞれ主走査方向に延び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副走査方向に同順で並べて形成されており、かつ、
上記赤色光線状発光部、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。
上記赤色光線状発光部、緑色光線状発光部、および青色光線状発光部は、上記発光層が赤色光、緑色光、および青色光を自己発光することにより構成されている、請求項１に記載の有機ＥＬイメージセンサ。
上記赤色光線状発光部、緑色光線状発光部、および青色光線状発光部は、上記発光層が白色光を自己発光するものであり、こ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して発光するように構成されている、請求項１に記載の有機ＥＬイメージセンサ。
上記光源は、透明部材により覆われている、請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬイメージセンサ。
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１ないし４のいずれかに記載の有機ＥＬイメージセンサ。
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１ないし５のいずれかに記載の有機ＥＬイメージセンサ。
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ないし６のいずれかに記載の有機ＥＬイメージセンサ。
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７に記載の有機ＥＬイメージセンサ。