JPH04103062U - 光源一体型イメ−ジセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＥＬ発光素子と受光素子とを一体化した光源
一体型イメ−ジセンサにおいて、一画素が読み取る原稿
の領域からの反射光を各受光素子に効率よく入射させ
て、各受光素子の分解能の向上を図る。 【構成】 各受光素子に対応するようにマイクロレンズ
を形成し、このマイクロレンズを凸レンズとして作用さ
せる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ファクシミリやイメ−ジスキャナ等に使用される画像読取装置に関 し、特に光源を薄膜ＥＬ発光素子で形成して受光素子と一体化した光源一体型イ メ−ジセンサにおいて、画像読取の分解能の向上を図るための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ファクシミリやスキャナ等に使用される画像読取装置は、蛍光灯光源と 、原稿幅長を有する密着型のイメ−ジセンサと、原稿からの反射光をイメ−ジセ ンサに結像させる等倍光学系とから成り、原稿からの濃度に応じた反射光による 光信号を電気信号として直線状に配置されたイメ−ジセンサの受光素子アレイに 蓄積し、この電気信号を時系列的に出力して原稿の１ライン（主走査方向）に相 当する画像信号を得るものである。そして、原稿送り手段（図示せず）により原 稿を移動（副走査方向）させて上述の動作を繰り返し、原稿面全体の画像情報を 読み取る。この画像読取装置によれば、縮小光学系を用いる方式に比較して装置 の小型化を図ることができるが、等倍光学系としてロッドレンズアレイ等を使用 するので小型化に限度があるという欠点があった。

【０００３】 そこで、超小型の画像読取装置として、光源としてＥＬ発光素子を用い、ＥＬ 発光素子と密着型イメ−ジセンサとを一体化した光源一体型イメ−ジセンサが提 案されている。

【０００４】 この光源一体型イメ−ジセンサは、例えば図６及び図７に示すように、絶縁基 板６０上に形成された受光素子アレイ６１と、透明基板７０上に形成されたＥＬ 発光素子７１とを、透光層８０を挟んで相対向するように配置して構成される。 前記受光素子アレイ６１は、図の左右方向（主走査方向）に一列にアレイ状に並 べられた複数の受光素子６２から成り、この受光素子６２がイメ−ジセンサにお ける画素に対応している。

【０００５】 ＥＬ発光素子７１は、発光層７４を絶縁膜７３を介してそれぞれ透明電極７２ と金属電極７５とで挟んで形成されている。金属電極７５は、発光層７４から発 光する光が受光素子６２に直接入射しない遮光層としての機能をもっている。ま た金属電極７５には前記受光素子６２に対応するように複数の方形状の透光窓７ ６が設けられ、ＥＬ発光素子７１から発光した光が、透明基板７０の反発光素子 側に配置した原稿９０面を照射し、その反射光が受光素子アレイ６１の各受光素 子６２に入射するように構成している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上述した画像読取装置の構造によると、原稿９０面からの反射光 を受光素子６２上に集光させる導光系が備わっていないので次のような問題点が あった。

【０００７】 すなわち受光素子６２ａに着目して説明すると、受光素子６２ａには、当該受 光素子６２ａが読み取るべき原稿面画素Ｚからの反射光のすべてが透光窓７６を 通って導かれるべきである。しかしながら、原稿面画素Ｚからの反射光の拡がり によりその一部は当該受光素子６２ａへ入射せずに、隣接する受光素子６２ｂに 入射してしまう。このような場合、各受光素子６２においては、入射した反射光 に対して電荷が発生するので、読み取り分解能の低下をまねき階調再現性を悪化 させるという問題点があつた。

【０００８】 本考案は上記実情に鑑みてなされたもので、イメ−ジセンサにおける一画素が 読み取る原稿の領域からの反射光が各受光素子に効率よく入射することにより、 各受光素子の分解能の向上を図ることができる光源一体型イメ−ジセンサの構造 を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記従来例の問題点を解決するため本考案に係る光源一体型イメ−ジセンサは 、絶縁基板上に形成された多数の受光素子と、透明基板上に形成された発光素子 とを透光層を挟んで相対向するように配置し、前記発光素子からの光を前記透明 基板の反発光素子側に配置した原稿面に照射させ、その反射光が前記受光素子に 入射するようにした光源一体型イメ−ジセンサにおいて、前記各受光素子に対応 する位置の発光素子側に、受光素子方向に凸状となるマイクロレンズを設けると ともに、該マイクロレンズより屈折率の低い媒体で前記透光層を形成したことを 特徴としている。

【００１０】

【作用】

本考案によれば、各受光素子に対応するようにマイクロレンズを設け、マイク ロレンズより屈折率の低い媒体で透光層を形成することにより、マイクロレンズ を凸レンズとして作用させて前記各受光素子に対応する原稿面画素からの反射光 の全てを、前記マイクロレンズを介して当該各受光素子に導かせることができる 。

【００１１】

【実施例】

本考案の一実施例について図面を参照しながら説明する。図３は実施例に係る 光源一体型イメ−ジセンサの平面説明図であり、図１は図３のＡ−Ａ断面説明図 、図２は同上のＢ−Ｂ断面説明図をそれぞれ示している。

【００１２】 この光源一体型イメ−ジセンサは、絶縁基板１上にライン状に多数の受光素子 １０を形成したイメ−ジセンサと、ガラス等から成る透明基板２上に形成された ＥＬ発光素子２０とで、透光性部材から成る接着剤層３０を挟んで構成されてい る。 イメ−ジセンサは、絶縁基板１上にドット分離形状の多数の個別電極１１，該 個別電極１１を覆う帯状の光電変換層１２，帯状の共通電極１３を順次積層し、 光電変換層１２を個別電極１１と共通電極１３とで挟んだ部分が各受光素子１０ を構成している。

【００１３】 ＥＬ発光素子２０は、１００μｍの基板厚を有する透明基板２上に透明電極２ １，絶縁層２２，発光層２３，絶縁層２４，金属電極２５を順次積層して構成さ れている。金属電極２５には、発光層２３から発光した光が透明基板２上に配置 された原稿面で反射し、反射光が前記受光素子１０に入射するように、各受光素 子１０上に対応する位置に方形状の光入射窓２６が開口形成されている。

【００１４】 また、前記各受光素子１０に対応する位置の発光素子側には、受光素子１０方 向に凸状となる半球状のマイクロレンズ４０がそれぞれ形成されている。

【００１５】 受光素子１０が形成された絶縁基板１とＥＬ発光素子２０が形成された透明基 板２とは、接着剤層３０により各受光素子１０と前記光入射窓２６とが対応する ように接合して一体化されている。接着剤層３０には球状スペ−サ（図示せず） が混合されており、この球状スペ−サが受光素子側及びＥＬ発光素子側に当接す ることにより、ＥＬ発光素子２０と受光素子１０との距離を一定距離（略球状ス ペ−サの直径に等しい。本実施例では９０μｍ程度とした）に確保している。ま た、マイクロレンズ４０と受光素子１０との間には、受光素子１０のアレイ方向 に帯状となる透光層３１が形成されている。

【００１６】 透光層３１には、前記マイクロレンズ４０を構成する材料より屈折率の低い媒 体、例えば、空気（屈折率１．０００），アルゴン（屈折率１．０００３），窒 素（屈折率１．０００３），ヘリウム（屈折率１．０００４），ネオン（屈折率 １．００００７）等、屈折率が略１．００の気体が充填されている。

【００１７】 次に上述の光源一体型イメ−ジセンサの製造方法について説明する。

【００１８】 絶縁基板１上に図１の左右方向に複数個配設する個別電極（クロムパタ−ン） １１，光電変換層（ａ−Ｓｉ）１２，帯状の透明電極（ＩＴＯ）１３を順次積層 してアレイ状に配置される受光素子１０を形成する。個別電極（クロムパタ−ン ）１１及び光電変換層（ａ−Ｓｉ）１２，帯状の透明電極（ＩＴＯ）１３は、そ れぞれフォトリソ及びエッチング工程により形成される。

【００１９】 ５０〜２００μｍ程度の厚さのガラスで形成された透明基板２上にＩＴＯ，Ｉ ｎ₂ Ｏ₃ ，ＳｎＯ₂ 等から成る透明電極２１，Ｙ₂ Ｏ₃ ，Ｓｉ₃ Ｎ₄ ，ＢａＴｉ Ｏ₃ 等から成る絶縁層２２，ＺｎＳ：Ｍｎ等から成る発光層２３，同上の絶縁層 ２４，アルミニウム等の金属から成る不透明な金属電極２５を順次積層してＥＬ 発光素子２０を形成し、前記金属電極２５をフォトリソ法によりエッチングして 前記受光素子１０に対応する光入射窓２６を形成する。

【００２０】 前記光入射窓２６を覆うように透光性の第１フォトレジスト（シプレイ製 １ ４００−２７）を塗布し、フォトリソ法によりエッチングし、さらに１８０℃以 上の温度でも溶けないように紫外線照射と熱処理を施して各光入射窓２６を塞ぐ ように円板状のベ−ス４１を形成する。次に、透光性の第２フォトレジスト（シ プレイ製 屈折率１．６５）を塗布し、露光及び現像を行なって前記ベ−ス４１ 上に高さ５０μｍ程度の円柱状に前記第２フォトレジストが残るようにする。続 いて、１４０℃程度の熱処理を施し前記第２フォトレジストを溶かすことにより 、その表面張力により半球状に変形し、その後、硬化してマイクロレンズ４０が 形成される。前記ベ−ス４１は、その上面を円形状とすることにより、熱処理を 施す際に前記第２フォトレジストを半球状に変形させるために設けたものである 。

【００２１】 次に、２つの帯状開口部５１，５１が形成されたエマルジョン厚のスクリ−ン マスク５０（図４）を絶縁基板１上に配置し、球状スペ−サ（例えば、積水ファ インケミカル（株）製 ミクロパ−ル ＳＰ）を混合分散させた接着剤（ト−レ シリコ−ン製 ＪＣＲ６１２３，住友化学製 ＳＸ２０１６ 等）３０′を塗布 し、スキ−ジ５２を使用して印刷し、受光素子アレイ上に長方形の溝部３０ａを 形成する（図５）。前記球状スペ−サは、真球形硬質プラスチック微粒子から成 り、耐熱性，絶縁性を有している。図４及び図５においては、受光素子１０の光 電変換層１２及び共通電極１３を省略している。スキ−ジ５２の硬度は、スクリ −ンマスクの厚さで接着剤層３０の膜厚を設定できるようにするため、高いほう が好ましい。また、前記スクリ−ンマスク５０の厚さは、球状スペ−サの直径よ り５〜３０μｍ厚いものを使用する。また、前記スクリ−ンマスク５０の代わり にメタルマスクを使用してもよい。

【００２２】 そして、受光素子１０が形成された絶縁基板１と透明基板２とを、受光素子ア レイ上に前記溝部３０ａ（接着剤が印刷されていない場所）が位置して各受光素 子１０に前記マイクロレンズ４０が対向するように透明基板２上から均一に加圧 し、各受光素子１０とマイクロレンズ４０との間に気体を存しさせた透光層３１ を形成して両者を接合する。受光素子１０とマイクロレンズ４０と光入射窓２６ との位置関係は、図３に示すように、光入射窓２６を覆うようマイクロレンズ４ ０が配置されるとともに、受光素子１０内にマイクロレンズ４０が位置している 。そして、最後に１５０℃、１時間で接着剤を硬化させる。

【００２３】 前記透光層３１に保持される気体は、接着工程をどのような環境下で行なうか で決まる。すなわち、前記気体を空気層とするには、乾燥空気環境下で接着工程 を行なえばよい。また、空気以外の気体層とするためには、絶縁基板１及び透明 基板２をグロ−ブボックスに入れ、一旦真空にした後、所望の気体（アルゴン， 窒素，ヘリウム等）をグロ−ブボックス中に充填し、その中で接着工程を行なえ ばよい。また、透光層３１を上記した気体層で構成することにより、マイクロレ ンズ４０の外側をマイクロレンズ４０の屈折率（１．６５）より低い媒体（屈折 率が略１．００）で覆うことができ、マイクロレンズ４０を凸レンズとして作用 させることができる。

【００２４】 上述した光源一体型イメ−ジセンサによれば、各受光素子１０に対応するよう にマイクロレンズ４０を設けて凸レンズの役目をさせたので、受光素子１０に対 応する原稿面画素からの反射光をマイクロレンズ４０で屈折させて、原稿面画素 に対応する受光素子１０に前記反射光の全てを導くことができるので、原稿から の反射光のコントラストが各受光素子１０面上で低下するのを抑えて読み取り分 解能を向上させることができる。

【００２５】

【考案の効果】

本考案によれば、各受光素子に対応するようにマイクロレンズを設け、マイク ロレンズより屈折率の低い媒体で透光層を形成することにより、マイクロレンズ を凸レンズとして作用させて前記各受光素子に対応する原稿面画素からの反射光 の全てを、前記マイクロレンズを介して当該各受光素子に導かせることができる 。その結果、原稿からの反射光が拡がることを防止して読み取り分解能の向上を 図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る光源一体型イメ−ジセ
ンサの主走査方向に沿った面での断面説明図である。

【図２】本考案の一実施例に係る光源一体型イメ−ジセ
ンサの副走査方向に沿った面での断面説明図である。

【図３】本考案の一実施例に係る光源一体型イメ−ジセ
ンサの平面説明図である。

【図４】実施例の光源一体型イメ−ジセンサの製造工程
の一部を示す斜視説明図である。

【図５】実施例の光源一体型イメ−ジセンサの製造工程
の一部を示す斜視説明図である。

【図６】従来の光源一体型イメ−ジセンサの主走査方向
に沿った断面説明図である。

【図７】従来の光源一体型イメ−ジセンサの平面説明図
である。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 １０ 受光素子 １１ 個別電極 １２ 光電変換層 １３ 共通電極 ２ 透明基板 ２０ ＥＬ発光素子 ２１ 透明電極 ２２ 絶縁層 ２３ 発光層 ２４ 絶縁層 ２５ 金属電極 ２６ 光入射窓 ３０ 接着剤層 ３１ 透光層 ４０ マイクロレンズ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に形成された多数の受光素子
   と、透明基板上に形成された発光素子とを透光層を挟ん
   で相対向するように配置し、前記発光素子からの光を前
   記透明基板の反発光素子側に配置した原稿面に照射さ
   せ、その反射光が前記受光素子に入射するようにした光
   源一体型イメ−ジセンサにおいて、前記各受光素子に対
   応する位置の発光素子側に、受光素子方向に凸状となる
   マイクロレンズを設けるとともに、該マイクロレンズよ
   り屈折率の低い媒体で前記透光層を形成したことを特徴
   とする光源一体型イメ−ジセンサ。