JPH04206773A - 完全密着型イメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファクシミリやイメージスキャナ等に用いら
れる完全密着型イメージセンサに関するものである。

〔従来の技術〕

原稿を光源により照明し、その反射光を縮小光学系によ
り縮小し、原稿と対向する位置に設けた受光部に結像さ
せて読み取る形式のイメージセンサでは、光路長が長く
なり装置の小型化に不利であるため、原稿と１対１に対
応する大きさのイメージセンサを用い、原稿からの反射
光を直接イメージセンサに受光させる形式の完全密着型
イメージセンサが使用されている。

この種のイメージセンサを第５図により説明すると、光
源５１に対設する透明な絶縁性基板５２の上面に、採光
窓５４を有するように形成した不透光性金属５３が設け
られている。この不透光性金属５３と採光窓５４との上
に透光性絶縁膜５５を着膜し、この絶縁層５５上には、
採光窓５４の設置位置と同一位置に採光窓５７が位置す
るように形成された不透光性下部電極５６が設けられて
いる。そして、この採光窓５７の近傍の下部電極５６上
には、光電変換層５８と、その上部に設けた透明導電膜
５９とからなる受光素子６０が、受光感度を増大させる
ため、第６図に示すように、一画素領域全面にわたって
設けられており、透明導電＃５９の一例にはコンタクト
・ホールを具備するアルミニューム引き出し電極６２が
設けられている。

この受光素子６０と採光窓５４．５７の配置関係につい
て第６図を参照して説明すると、上記したように受光素
子６０は一画素全領域を占めるように設けられ、一画素
領域を超えた副走査方向の領域には採光窓５４．５７が
位置決め配置されている。

そして、下部電極５６及び受光素子６０等の上には、透
光性の層間絶縁層６１が設けられ、さらに、その上には
パッシベーション６３が設けられている。このパッシベ
ーション６３には、接着層６４によりカバー・ガラス６
５が接着され、そして、僅かの間隙を介して原稿６６が
カバー・ガラス６５に対向している。

このような構成の完全密着型イメージセンサによれば、
光源５１からの照射光は、透光性絶縁基板５２と、採光
窓５４と、透光性絶縁膜５５と、採光窓５７と、透光性
層間絶縁層６１と、パッシベーション６３と、接着層６
４と、カバー・ガラス６５とを透過して原稿６６の面を
照射し、周囲に散乱する反射光の一部をカバー・ガラス
６５と、接着層６４と、パッシベーション６３と、透明
導電膜５９とを介して光電変換層５８に受光させ、原稿
６６の白、黒画像信号を引き出し電極６２を介し、図示
しない読み出し装置に送る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記したように、受光素子６０が一画素領域
の全面を占めるように設けられているため、採光窓５４
．５７を通過し、原稿６６から周囲に反射した反射光を
視野に収める受光素子６０の視野角度βは、第６図の２
点鎖線で示すように大となり、しかも、採光窓５４．５
７が一画素領域外に位置しているため、受光素子６０の
感応領域は、第６図の反射光照度分布曲線６７と視野角
度βとにより囲まれた実線斜線で示す感応領域が大とな
り、従って、受光素子６０の直上に位置する本来受光す
べき一画素分の反射光以外の反射光、即ち、副走査方向
における隣接する原稿画像から多量の反射光をも受光し
てしまい、副走査方向のＭＴＦ　　（ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ　　　ｔｒａｎｓｆｅｒ　　ｆｕｎｃｔｉｏｎ、変
調伝達関数）が低下するという問題がある。

さらに、主走査方向における隣接する採光窓及び受光素
子同士が近接し過ぎる場合には、隣接する受光素子が受
光すべき反射光の一部を受光し、このため、主走査方向
におけるＭＴＦも低下するという問題がある。

さらに、搬送時の原稿がバタック場合には、この問題は
一層著しいものとなる。

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、一画素領域内に採光窓と受光素子
とを設け、主走査方向、及び副走査方向のＭＴＦを改善
し得る完全密着型イメージセンサを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記した課題を解消するために、透明な絶縁
性基板上に、主走査方向に複数の採光窓を形成した遮光
性の下部共通電極を備え、下部共通ｉｉｉ上に位置する
とともに、充電変換層及び透明な上部個別電極からなる
受光素子を主走査方向に複数備え、上記上部個別電極の
一例に遮光性を有する引き出し電極を設けた完全密着型
イメージセンサにおいて、一画素領域内に採光窓及び受
光素子が位置するように設けた点にある。

〔作用〕

一画素ｗ４域内に位置する採光窓を通過した照明光を原
稿に照射し、原稿からの一画素分の反射光を一画素領域
内に位置する受光素子により受光する。

〔実施例〕

以下に本発明の詳細を、添付した図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の完全密着型イメージセンサの一実施例
の断面図を、第２図は上記実施例における一画素領域内
の採光窓と受光素子との配置間係を示す平面図である。

蛍光灯やＬＥＤアレイ等を用いた光ｆ１．ｌに接するガ
ラス製絶縁基＃５．２の上面において、後述する説明か
ら明らかとなるが、−画素領域１６内（第２図参照）の
−半に位置するように、複数の採光窓４を主走査方向に
位置するように形成した不透明な下部共ｉｌｌ電極３が
着膜されている。そして、上記した一画素領域１６の他
生に位置するように、下部共ｉｉ１を極３上であって、
採光窓４の一方の境Ｗｉ部４Ｂの近傍に、アモルファス
・シリコンよりなる方形状の光電変換Ｎ５が着膜され、
この充電変換層５の上面に酸化インジューム錫よりなる
透明な上部個別電極５を着膜した受光素子７が形成され
、そして、それぞれの個別電極５の一例に遮光性を有す
る引き出し電極８が設けられ、同様に受光素子７が複数
主走査方向に並設されている。

一画素領域１６内における採光窓４及び受光素子７の配
置関係に９いて詳述すると、第２図に示すように、点線
で示す一画素領域１６の副走査方向における一方の縁部
から距離りを隔てるとともに、一画素領域１６の主走査
方向における一方の縁部から距Ｈｇを隔てて、一画素領
域１６内に採光窓４と受光素子７とが位置するようにさ
れているが、その際、主走査方向、及び副走査方向の最
適のＭＴＦを得るとともに、受光素子７の受光感度をも
考慮して、距離りとｇとの最適の大きさと、受光素子７
の受光面積及び採光窓４の開口面積とを決定する。

次に、このようにして構成された受光素子７、採光窓４
及び下部共通電極３を覆う透明なポリイミドよりなる眉
間絶縁層９．１０が塗膜され、この層間絶縁層９．１０
が固化した後に、引き出し電極８を形成しバソシベーン
ヨン１１を塗布する。

さらに、この上に透明な接着層１２を塗布し、これによ
りカバー・ガラス１３が接着される。

そして、カバー・ガラス１３の上に位置する原稿１４は
、一画素領域の主走査方向の中心に回転軸が位置するよ
うに配設された、周面が弾性を有する搬送ローラ１５に
より圧接されている。

このように構成された完全密着型イメージセンサの作用
を説明すると、光源１から照射された光は透明な絶縁性
基板２を透過し、採光窓４と、層間絶縁層９及び１０と
、パッシベーション１１と、カバーガラス１３とを介し
て、矢印方向に回転する搬送ローラ１５によりカバーガ
ラス１３に圧接され、バタツキを防止されながら搬送さ
れる原稿１４の面を照射する。

この面から周囲に一様に散乱反射された原稿画像光は同
様な光路を経て、受光素子７に受光される。

ところで、受光部素子７は、第３図に示すように一画素
領域１６内に採光窓４とともに位置決めされている関係
上、その受光面積は比較的小さく、従って、２点鎖線で
示す受光素子７の副走査方向の視野角度αは第６図に示
す従来のものに比し大幅に挟まり、このため、受光素子
７の感応領域は受光部７の視野角度αと、反射光照度分
布曲線１８とで囲まれた実線斜ｇ領域とで示す狭い領域
になるとともに、受光素子７はその縁部７Ｃの直上に位
置する原稿画像光に最も強く感応する。

これに加え、主走査方向に距離ｇを隔てて採光窓４及び
受光素子７が位置しているため、採光窓４を透過した照
射光は、原稿１４から周囲に一様ムこ散乱反射され、受
光素子７の直上に位置する原稿画像の一画素分の光を受
光素子７が受光することとなる。

従って、上記受光素子７は、一画素領域１６の直上に位
置する原稿１４からの反射光、即ち、本来読み取るべき
一画素領域分の原稿画像光に最も強く感応して受光する
。

これにより、一画素領域１６に隣接する主走査方向の画
素領域及び搬送ローラ１５により搬送される原稿の副走
査方向の画素領域からの反射光が受光されても、その反
射光強度は弱いため、これによる影響の少ない受光を行
う。

次に、上記した主走査方向及び副走査方向のＭＴＦの向
上対策について説明する。

理想的には、一画素領域１６の直上方向の原稿画像光に
のみ感応することが出来れば、ＭＴＦは主走査方向、副
走査方向の反射光に対して１００％となり、好ましいも
のであるが、実際には、採光窓４と受光素子７との位置
関係、即ち、受光素子７同士の間隔２ｇと、イメージセ
ンサを構成する部材の光学的特性や、その厚み等の要因
により、隣接する受光素子が読み取るべき原稿画像から
の漏れ光や、原稿１４の浮き上がり現象等の原因により
、隣接する原稿画像からの反射光を受光し、このため、
ＭＴＦは低下する。

従って、主走査方向のＭＴＦの向上は、主走査方向の原
稿画像光の漏れ光を受光しないようにするとともに、受
光素子７の受光感度を考慮に入れ、最適感度が得られる
ように主走査方向の間隙ｇの最適値を決定することによ
り得られる。

他方、副走査方向のＭＴＦの向上は次のようにして行わ
れる。

一画素領域１６の一方の縁部からの距離りの大きさを、
受光素子７の受光感度を考慮に入れながら、採光窓４の
副走査方向の長さを少なくし、採光窓４を通過する照明
光の光量を小にして副走査方向の原稿画像領域への照射
を困難にする。そして、副走査方向の原稿画像からの漏
れ光を受光しても、漏れ光の光強度は距離の２乗に反比
例するため、その受光強度は小さく、これに反し、受光
素子７は、上記したように、受光素子７の縁部７Ｃの直
上における原稿画像光に最も強く感応するため、副走査
方向の漏れ光による影響は問題にならず、副走査方向の
ＭＴＦは改善される。

また、同様に原稿のバタツキによる主、副走査方向のＭ
ＴＦに対する影響も小さくすることが出来る。

さらに、本実施例の構成では、受光素子７と採光窓４と
が近接する関係上、直接光、つまり、光源１から原稿１
４に向かう照射光の漏れ光を受光するおそれはあるが、
画像信号読み出し後の信号処理により黒補正を行うのが
普通であるから、黒補正することによりその問題を排除
することが出来る。

第４図は本発明の実施例の変形例を示すのものである。

上記実施例によると、一画素領域内に受光素子とともに
採光窓４を設けであるため、採光面積が小さくなる。そ
こで、受光感度を増加させるために、一画素領域１６の
ほぼ全面にわたり採光窓１９を形成し、原稿への照射光
量を増して反射光量を増加させるようにしたものである
。

この構成によれば、主走査方向のＭＴＦは低下するもの
の、受光素子７は、この受光素子７と採光窓１９との境
部分の真上の原稿画像に最も強く感応するため、実用レ
ベルでは主走査方向のＭＴＦの低下はさほど問題になら
ない。

なお、本実施例では一画素領域内の副走査方向に受光素
子と採光窓を配置したが、主走査方向に配置しても同様
の効果を奏するものである。また、採光窓の形状を方形
状にする以外に、十字状もしくはＸ状に開口する形状に
しても、同様の効果を奏するものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、透明な絶縁性基板上
に、主走査方向に複数の採光窓を形成した遮光性を有す
る下部共通電極を備え、上記下部共ｉｌｌ電極上に位置
するとともに、光電変換層及び透明な上部個別電極から
なる受光素子を主走査方向に複数備え、上記上部個別電
極の一例に引き出し電極を設けた完全密着型イメージセ
ンサにおいて、この一画素領域内に採光窓及び受光素子
が位置するように設けであるので、主走査方向及び副走
査方向における隣接する原稿画像からの反射光による影
響に左右されずに、受光素子の直上に位置する原稿画像
の反射光にのみ強く感応して確実に受光することが出来
、このため、本来読み取るべき一画素分の原稿画像を正
確に読み取ることが可能になり、主走査方向、及び副走
査方向のＭＴＦを改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の完全密着型イメージセンサの断面図、
第２図は上記実施例において、一画素領域内の採光窓と
、受光素子との配設位置関係を示す図、第３図は上記実
施例における一画素領域内に配置した受光素子及び採光
窓の位置関係と、受光素子の持つ視野角度及び感応領域
と、反射光照度分布とを示す図、第４図は上記実施例の
変形例の平面図、第５図は従来の完全密着型イメージセ
ンサの断面図、第６図は従来装置における受光素子及び
採光窓の配置関係と、受光素子の視野角度及び受光素子
感応領域と、反射光照度分布とを示す図である。 １・・光源、２−・透明性絶縁基板、３・・下部共通電
極、４及び１９・・採光窓、５・−透明な個別電極、６
・・充電変換層、７・・受光素子、８・・遮光性を有す
る引き出し電極、９及び１０・・層間絶１　層、１１・
・バンシベーション、１２・・接着層、１３・・カバー
・ガラス、１４・・原稿、１５・・搬送ローラ、１６・
・一画素領域、 出　　願　　人　冨士ゼロックス株式会社代理人　弁理
士　　両部　能書（外７名）図面の浄書（内容に変更な
し） Ｍ１図 Ｍ２図 手続補正書（方式） 平成３年３月１５日 １、事件の表示 平成２年特許願第３３６８０４号 ２、発明の名称 完全密着型イメージセンサ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都港区赤坂三丁目３番５号 名称　（５４９）富士ゼロックス株式会社４、代理人 住所　東京都台東区上野１丁目１８番１１号５、補正命
令の日付 （発送臼）　平成３年３月１２日 ６、補正の対象 図面（全図） ７、補正の内容 願書に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり　（内
容に変更なし）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な絶縁性基板上に、主走査方向に複数の採光
   窓を形成した遮光性の下部共通電極を備え、上記下部共
   通電極上に位置するとともに、光電変換層及び透明な上
   部個別電極からなる受光素子を主走査方向に複数備え、
   上記上部個別電極の一側に遮光性を有する引き出し電極
   を設けた完全密着型イメージセンサにおいて、一画素領
   域内に採光窓及び受光素子が位置するように設けたこと
   を特徴とする完全密着型イメージセンサ。