JPH0461465A - 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） 本発明は密着型イメージセンサに関し、特に−主面側に
受光素子か形成された基板の他の主面側から基板の端面
側部を通過して原稿に光を照射する密着型イメージセン
サに関する。

（従来の技術およびその問題点） 第３図は、受光部の光電変化膜に水素化したアモルファ
スシリコンなどの薄膜系の半導体を用いた従来の完全密
着型イメージセンサの一例である。

このイメージセンサの各受光素子５２の内部には導光窓
５３かあけられており、ガラスなどから成る透明基板５
１とこの導光窓５３を通った発光ダイオードなどから成
る光源５４からの照明光が原稿５５に到達する。そして
原稿５５の白／黒に応じた反射光か導光窓５３周辺の光
電変化膜に入射する。このような導光窓５３を有する型
のセンサは、光源５４から原稿５５ないし受光素子５２
まての光の到達率か高く信号のＳ／Ｎ比も高くてきるこ
とか特徴である。反面、アモルファスシリコンは、電子
の移動度か１ｃｍ２／Ｖ−８未満で、単結晶シリコンよ
りも２桁以上も低いのでアモルファスシリコンたけてイ
メージセンサの駆動回路を構成することか困難であるた
め、外付けのＩＣチップなどを用いざるを得す、低コス
ト化の障害になる。なお、第３図において、５６は遮光
層、５７は保護ガラス、５８は接着層である。

第４図は、上記のような問題点を克服すへく本発明者等
が先に提案したイメージセンサである。

このイメージセンサでは、受光部６２や読みだし回路な
どを単結晶あるいは多結晶のバルク状シリコン基板６１
内に一体化して形成し、且つ完全密着型としたものであ
る。受光素子６２の列は、単結晶シリコン基板６１の端
辺近傍（２０μｍ程度以下）にあり、原稿６５からの反
射光を受けることができる。

このようなセンサにおいて、受光素子６２の列は、基板
６１の端にてきるだけ近いことが望ましいが、読み取り
長さ（受光部列の長さ）か２００〜３００ｍｍになると
、基板６】の端から受光素子６２まての距離を均一に再
現性よく設定するためには、１０〜２０μｍ程度か限界
である。このため、光源６４から受光素子６２まての光
の到達率が第３図の薄膜系センサに比較して低く、同一
の光源で比較すると受光素子６２からの出力は１／２程
度になってしまうことか認められた。したかって、Ｓ／
Ｎ比か第３図の薄膜系に比較して劣り、信号の階調化な
どに不利である。なお、第４図中、６７は保護ガラスで
ある。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みて案出
されたものであり、基板の他の主面側から基板の端面側
部を通過して原稿に光を照射するイメージセンサにおい
ても原稿面を効率良く照射することができるＳ／Ｎ比の
高い密着型イメージセンサを提供することを目的とする
ものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、読み取り用原稿か走査される基板の一
生面側の端面近傍に複数個の受光素子を列状に形成して
、光源の光か基板の端面側部を通過して原稿面での反射
光を上記受光素子で受光できるように原稿照明用の光源
を基板の他の主面側に配設するとともに、上記基板の端
面部に上記光源の光を集光して原稿面を照射するように
レンズ体を設けた密着型イメージセンサか提供され、そ
のことにより上記目的が達成される。

（実施例） 以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る密着型イメージセンサの一実施
例を示す図であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は
平面図である。

本発明では、受光米子などを形成する基板として例えば
バルク状のシリコン基板などが用いられる。バルク状の
シリコン基板は、従来周知の単結晶製造法や多結晶製造
法によって製造され、厚みが０．　２〜１ｍｍとなるよ
うに所望寸法に切り出される。この半導体基板ｌ内には
、例えばボロンなとの一導電型不純物を含有している。

半導体基板１の一生面側には、受光素子を構成するフォ
トダイオード２、受光素子２部分の蓄積電荷を読み出す
ためのスイッチング用トランジスタ３、およびスイッチ
ング用トランジスタ３を順次駆動するだめの駆動回路４
かそれぞれ列状に多数形成されている。この受光素子２
、スイッチング用トランジスタ３および駆動回路４は、
半導体基板１の一生面側の複数の所定箇所に例えばリン
などの逆導電型不純物５を拡散させるとともに、複数の
所定箇所に絶縁膜６を形成して配線パターン（第１図に
おける黒色線）を施し、最後に酸化シリコン膜や窒化シ
リコン膜などから成るパシベーションｗＸ７を形成する
従来周知の半導体製造法により形成される。なお、上述
の駆動回路４は、シフトレジスタなとて構成される。

前記半導体基板１の他の主面側には、半導体基板を支持
するためのアルミニウムなとから成るベース部材８が配
設されているとともに、半導体基板１の一生面側には、
半導体基板１内に形成された各種素子を原稿との摩擦ダ
メージから保護するための透光性の保護ガラス９か半導
体基板Ｉの端部よりも外方に延在するように配設されて
いる。

この保護ガラス９面上で原稿１０を走査させる。

保護ガラス９と半導体基板１とは、透光性の接着樹脂層
ＩＩで接着されている。この透光性の接着樹脂層１１と
しては、例えばエポキシ系、フェノール系、シリコン系
などの各種樹脂を用いることかできる。

第２図は、本発明に係るイメージセンサの光学系を説明
するための図である。

半導体基板１の他の主面側には、半導体基板１の端面側
部を通過して原稿に光を照射する光源１２が配設されて
いる。この光源１２は、発光ダイオードや冷陰極ランプ
などて構成される。

前記半導体基板１の受光素子２が列状に形成された端部
側の光源１２の光路には、レンズ体１３か配設されてい
る。このレンズ体１３は、ガラスやアクリル系樹脂など
の透光部材で構成され、この透光部材の直径は１〜３ｍ
ｍ程度長さはイメージセンサの読み取り長さ程度で、円
柱状に形成されている。なお、レンズ体１３は、円柱状
のものに限らない。要は、光源１２の光を集光できるよ
うな凸レンズ状のものであればよい。このレンズ体１３
のアッセンブルの際には、基板１、薄板ガラス９、およ
び円柱状レンズ１３て囲まれる部分Ｘに接着用樹脂１１
か入り込まないようにすることか望ましい。なぜなら、
接着用樹脂１１の屈折率は、円柱状レンズ１３のそれに
近いため円柱状レンズ１３の集光能力か低下するためで
ある。接着用樹脂１１の屈折率か、円柱状レンズの屈折
率とかなり相違する場合は、上記の限りではない。

而して、半導体基板１の他の主面側に発光ダイオードな
どから成る光源１２を配設して、光を半導体基板１の端
面側部を設けられたレンズ体１３を通過させて原稿１０
を照射する。原稿１０面の濃淡に応じた反射光を半導体
基板１の一生面側に形成された受光素子２部分て感知し
て、各受光素子部分での光の強度に応じた蓄積電荷をス
イッチング用トランジスタ３を順次駆動させて信号出力
線１４から時系列的に順次導出して原稿面での濃淡を読
み取る（第１図参照）。

本発明では、半導体基板１の他の主面側から半導体基板
１の端面側部を通過させて原稿面１０に照明光１２を照
射することから、従来の密着型イメージセンサのように
受光素子２内に導光窓を形成する必要はない。したかっ
て、密着型イメージセンサの受光素子２を形成する基板
としてバルク状の半導体基板を用いることか可能となり
、且つこの半導体基板内に駆動回路やスイッチング用ト
ランジスタを一体に形成することか可能となる。

なお、受光素子２を形成する基板１として単結晶または
多結晶半導体基板を用いることに限らず、例えばガラス
基板上にアモルファスシリコンで受光素子２を形成した
密着型イメージセンサにも適用できる。

（発明の効果） 以上のように、本発明に係る密着型イメージセンサによ
れば、読み取り用原稿か走査される基板の一生面側の端
面近傍に複数個の受光素子を列状に形成して、光源の光
が基板の端面側部を通過して原稿面での反射光を上記受
光素子で受光できるように原稿照明用の光源を基板の他
の主面側に配設するとともに、基板の端面部に上記光源
の光を集光して原稿面を照射するようにレンズ体を設け
たことから、受光素子の読み取り領域に該当する原稿面
の照度か向上し、受光素子への反射光量もふえるため、
受光素子からの出力か増大するとともに、光源によって
照明される領域かレンズの集光作用によって限定される
ため、副走査方向の読み取り精度か向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る密着型イメージセンサの一
実施例を示す断面図、第１図（ｂ）は同じく平面図、第
２図は本発明に係る密着型イメージセンサの要部を示す
断面図、第３図は従来の密着型イメージセンサを示す断
面図、第４図は従来の他の密着型イメージセンサを示す
断面図である。 １：基板　　　　　　　　２：受光素子１０：原稿　　
　　　　　１２　照明光１３：レンズ体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）読み取り用原稿が走査される基板の一主面側の端
   面近傍に複数個の受光素子を列状に形成して、光源の光
   が基板の端面側部を通過して原稿面での反射光を上記受
   光素子で受光できるように原稿照明用の光源を上記基板
   の他の主面側に配設するとともに、基板の端面部に上記
   光源の光を集光して原稿面を照射するようにレンズ体を
   設けた密着型イメージセンサ。
2. （２）前記レンズ体が前記基板の幅とほぼ同一の長さを
   有する柱状のレンズ体であることを特徴とする請求項（
   １）に記載の密着型イメージセンサ。