JPH05227368A - イメージセンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャパシタンスキック除去のための疑似ブロ
ックを備えたイメージセンサをさらに小形化する。 【構成】 疑似ブロック４２を設けた疑似センサ基板２
０をセンサ基板１８とは別に配設し、センサ基板１８の
取り出し端子３４と疑似センサ基板２０の取り出し端子
４４とをワイヤーボンディングにより接続した。

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，電子黒板などの原稿読み
取り部に使用されるイメージセンサに関し、さらに詳し
くは、原稿読み取りに直接関与しない疑似光電変換素子
を備えたイメージセンサの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ファクシミリなどの原稿読み取り
部には、縮小光学系が必要なＣＣＤ型のイメージセンサ
に代わって、原稿を等倍で読み取ることができる密着型
のイメージセンサが使用されている。

【０００３】ここでは、従来のイメージセンサとして、
フォトダイオードとブロッキングダイオードとを用いた
マトリクス駆動方式のものを例に簡単に説明する。

【０００４】たとえば図９に示すように、駆動用ＩＣ10
0 や信号処理用ＩＣ102 などが実装されたプリント基板
104 上に、センサ基板106 が貼着されて構成されたモジ
ュール構造のイメージセンサ108 がある。このセンサ基
板106 は、図１０及び図１１に示すように、光電変換素
子であるフォトダイオード110 と、スイッチング素子で
あるブロッキングダイオード112 と、フォトダイオード
110 から電気信号を導き出すためのチャンネル配線114
とがガラス基板116 上に形成されて構成されている。こ
れらのダイオード110,112 は一定個数毎にブロック118
に区分されていて、ブロッキングダイオード112 はブロ
ック118 毎に共通に接続され、フォトダイオード110 は
ブロック118 間で相対的に同じ位置にあるもの同士でチ
ャンネル配線114 により共通に接続されている。さらに
このセンサ基板106 には、最初のブロック118aよりも前
部に、疑似フォトダイオード120 と疑似ブロッキングダ
イオード122 とから成る疑似ブロック124 が設けられて
いる。この疑似ブロック124 は最初の駆動パルスが立ち
上がる時に生じるキャパシタンスキックを低減するため
に必要なもので、疑似フォトダイオード120 は原稿読み
取りに直接関与しない疑似光電変換素子である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、疑似フ
ォトダイオード120 及び疑似ブロッキングダイオード12
2 は、有効なフォトダイオード110 及び有効なブロッキ
ングダイオード112 とほぼ同一特性を有するように同一
形状にされているため、センサ基板106 の全長が疑似ブ
ロック124 分だけ長くなるという問題があった。この疑
似ブロック124 により長くなる部分Ａの大きさは、１ブ
ロック118 当たりのフォトダイオード110の数、つまり
チャンネル数によって決定されるもので、たとえば素子
密度が８dots／mmの場合には、１６チャンネルで２mm、
３２チャンネルで４mm、４８チャンネルで６mmとなる。

【０００６】特にファクシミリ用のイメージセンサ108
の場合は、図９に示すように、原稿サイズに合わせるた
め、イメージセンサ108 の全長を長くして長手方向で対
称にする必要がある。このため、疑似ブロック124 が前
部だけに設けられている場合であっても、後部に無効な
部分Ａが生じてしまうという問題があった。

【０００７】このような問題を解決するため、フォトダ
イオードなどの形状を変更して細長くしたり、あるいは
図１２に示すように、疑似ブロック126 をチャンネル配
線114 の反対側に配設することが考えられるが、短辺方
向の幅が広くなり、製造コストが上がるという問題があ
る。さらに図１３に示すように、疑似ブロック128 を分
割してその一部をチャンネル配線114 の端部に配設する
ことも考えられるが、この疑似ブロック128 と有効なブ
ロック118 とではチャンネル配線114 に対する位置関係
が異なるため、浮遊容量が異なり、キャパシタンスキッ
クが完全に相殺されないなど、ノイズが発生し易いとい
う問題がある。

【０００８】そこで本発明者らは、これらの問題を解決
し、疑似光電変換素子を備えた小形のイメージセンサを
提供するため鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った。

【０００９】

【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、基板上に複数の光電変換素
子と該光電変換素子に直接又は間接に接続された１又は
２以上の配線とが形成されて成るセンサ基板を備えるイ
メージセンサにおいて、前記基板とは別の基板上に前記
光電変換素子とほぼ同一特性を有する疑似光電変換素子
が形成されて成る疑似センサ基板が前記センサ基板とは
別に配設され、かつ、該疑似センサ基板の疑似光電変換
素子と前記センサ基板の配線とが直接又は間接に接続さ
れたことにある。

【００１０】一方、本発明に係るイメージセンサの製造
方法の要旨とするところは、基板上に複数の光電変換素
子と該光電変換素子に直接又は間接に接続された１又は
２以上の配線とが形成されて成るセンサ基板を備えるイ
メージセンサの製造方法において、前記センサ基板の基
板となる母基板上に、前記光電変換素子を形成するとと
もに疑似光電変換素子をも形成し、該母基板を所定箇所
で切断することにより、前記センサ基板と前記疑似光電
変換素子が形成されて成る疑似センサ基板とに分離し、
該疑似センサ基板の疑似光電変換素子と前記センサ基板
の配線とを直接又は間接に接続することにある。

【００１１】

【作用】かかるイメージセンサによれば、疑似光電変換
素子が形成された疑似センサ基板がセンサ基板とは別に
配設されていて、センサ基板に疑似光電変換素子を形成
する必要がないので、センサ基板の全長は有効な光電変
換素子を形成するのに必要な長さで十分である。したが
って、センサ基板の全長は疑似光電変換素子を形成する
のに必要であった長さ分だけ短くなる。特にファクシミ
リ用のイメージセンサの場合にあっては、センサ基板自
体を対称にできるので、イメージセンサの全長を長くす
る必要がない。なお、光電変換素子と疑似光電変換素子
とは異なる基板上に形成されているが、疑似光電変換素
子とセンサ基板の配線とは直接又は間接に接続されてい
るので、光電変換素子と疑似光電変換素子とが同一基板
上に形成されている場合と同様に、キャパシタンスキッ
クは十分に低減されることになる。

【００１２】一方、本発明に係るイメージセンサの製造
方法は、上述したイメージセンサを製造する一つの方法
である。かかる製造方法によれば、疑似光電変換素子が
光電変換素子とともに母基板上に形成された後、この母
基板が所定箇所で切断されることによって、センサ基板
と疑似センサ基板とに分離される。さらに、疑似センサ
基板の疑似光電変換素子とセンサ基板の配線とが直接又
は間接に接続され、上述したイメージセンサが製造され
ることになる。このため、センサ基板の光電変換素子と
疑似センサ基板の疑似光電変換素子とは同一工程で形成
されているので、ほぼ同一特性を有することになる。し
たがって、光電変換素子と疑似光電変換素子とが同一基
板上に形成されている場合と同様に、キャパシタンスキ
ックは完全に低減されることになる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明に係るイメージセンサ及びその
製造方法の実施例について、図面に基づき詳しく説明す
る。

【００１４】図２において符号１０は、本発明に係るイ
メージセンサの一実施例である。このイメージセンサ１
０は、駆動用ＩＣ１２や信号処理用ＩＣ１４などが実装
されたプリント基板１６上に、原稿を読み取るためのセ
ンサ基板１８と、このセンサ基板１８とは別に疑似セン
サ基板２０とが貼着されて構成されている。

【００１５】このセンサ基板１８は、図１に示すよう
に、光電変換素子であるフォトダイオード２２と、スイ
ッチング素子であるブロッキングダイオード２４と、こ
れらのフォトダイオード２２から電気信号を導き出すた
めのチャンネル配線２６とがガラスなどの基板２８上に
形成されて構成され、従来のように疑似フォトダイオー
ドや疑似ブロッキングダイオードは形成されていない。
これらフォトダイオード２２とブロッキングダイオード
２４とは一定個数毎にブロック３０に区分されていて、
ブロッキングダイオード２４のアノード端子はブロック
３０毎に共通に接続され、フォトダイオード２２のアノ
ード端子はブロック３０間で相対的に同じ位置にあるも
の同士でチャンネル配線２６により共通に接続されてい
る。さらにこのセンサ基板１８には、信号処理用ＩＣ１
４と接続するための取り出し端子３２だけでなく、その
反対側にも同様に取り出し端子３４が形成されている。

【００１６】一方、疑似センサ基板２０は、疑似フォト
ダイオード３６と疑似ブロッキングダイオード３８とが
ガラスなどの基板４０上に形成されて構成され、これら
疑似フォトダイオード３６と疑似ブロッキングダイオー
ド３８とにより疑似ブロック４２が構成されている。こ
れらの疑似フォトダイオード３６は原稿読み取りに直接
関与しない疑似光電変換素子で、光電変換素子であるフ
ォトダイオード２２とほぼ同一特性を有するようにされ
ている。さらにこの疑似センサ基板２０には、上述した
センサ基板１８の取り出し端子３２，３４と同様に、疑
似フォトダイオード３６のアノード端子から一直線に引
き出された取り出し端子４４が形成されている。そし
て、これらの取り出し端子４４がセンサ基板１８の取り
出し端子３４とワイヤーボンディングなどにより接続さ
れている。また、この疑似センサ基板２０上の疑似ブロ
ッキングダイオード３８の共通端子４６には、駆動用Ｉ
Ｃ１２の端子のうち最初の駆動パルスが出力される端子
が接続されている。

【００１７】このイメージセンサ１０はマトリクス駆動
方式によって作動させられるもので、図３に示すよう
に、駆動パルスＶ_0,Ｖ_1,... Ｖ_n は駆動用ＩＣ１２によ
り疑似ブロック４２から有効なブロック３０へと順番に
印加される。したがって、従来のイメージセンサと同様
に、疑似ブロック４２に印加された駆動パルスＶ₀ が立
ち下がる時、最初の有効なブロック３０ａに印加される
駆動パルスＶ₁ が立ち上がり、しかも疑似ブロック４２
は全体として有効なブロック３０とほぼ同一形態を成
し、有効なブロック３０と電気的に等価になっているた
め、それぞれの時に生じるキャパシタンスキックはほぼ
完全に相殺されることになる。

【００１８】キャパシタンスキック低減のための疑似ブ
ロック４２がセンサ基板１８とは別の疑似センサ基板２
０上に形成されているので、センサ基板１８の全長は疑
似ブロック４２の分だけ短くなっているが、キャパシタ
ンスキックは従来と同様にほぼ完全に相殺されるのであ
る。たとえば素子密度が８dots／mmの場合、１６チャン
ネルで２mm、３２チャンネルで４mm、４８チャンネルで
６mm短くなる。また、センサ基板１８の短辺方向の幅は
従来と同じで、大幅なコストアップにもならない。さら
に、このセンサ基板１８を備えたイメージセンサ、特に
ファクシミリ用などのイメージセンサ１０では、センサ
基板１８自体が対称であるため、イメージセンサ１０の
全長を長くする必要がない。したがって、従来のイメー
ジセンサよりも、たとえば素子密度が８dots／mmの場
合、１６チャンネルで４mm、３２チャンネルで８mm、４
８チャンネルで１２mm短くなる。

【００１９】また、疑似センサ基板２０の配置は自由で
あるから実装マージンは極めて大きい。さらに、疑似フ
ォトダイオード３６の遮光も容易である。すなわち、疑
似フォトダイオード３６を金属などで遮光する場合には
容量変化によってキャパシタンスキックの相殺不良が生
じることがあるが、たとえば疑似センサ基板２０上に黒
色樹脂をコーティングするだけでよい。

【００２０】一方、このイメージセンサ１０を製造する
には、図４に示すように、まずガラスなどの大形母基板
４８上にフォトダイオード２２を形成すると同時に、疑
似フォトダイオード３６をも形成し、この母基板４８を
所定箇所で切断してセンサ基板１８と疑似センサ基板２
０とに分離する。次いで、これらをプリント基板１６上
に隣接させて貼着するとともに駆動用ＩＣ１２や信号処
理用ＩＣ１４などを実装し、センサ基板１８の取り出し
端子３４と疑似センサ基板２０の取り出し端子４４とを
ワイヤーボンディングなどにより接続すれば、上述した
イメージセンサ１０が製造される。

【００２１】このように疑似フォトダイオード３６をフ
ォトダイオード２２と同一工程で形成しているため、疑
似フォトダイオード３６はフォトダイオード２２とほぼ
同一特性を有することとなる。しかも、従来のセンサ基
板の製造方法とさほど大きな変わりはなく、疑似フォト
ダイオード３６を備えた疑似センサ基板２０を容易かつ
安価に作製することができる。

【００２２】なお、センサ基板１８と疑似センサ基板２
０とをあえて個別に形成する必要はなく、図５に示すよ
うに、疑似フォトダイオード３６のアノード端子もチャ
ンネル配線２６によりフォトダイオード２２のアノード
端子と接続されるように形成しておけば、センサ基板１
８と疑似センサ基板２０とを同時に検査することがで
き、特に検査工程が複雑なることもない。

【００２３】以上、本発明に係るイメージセンサ及びそ
の製造方法の一実施例を詳述したが、本発明は上述した
実施例に限定されることなく、その他の態様でも実施し
得るものである。

【００２４】たとえば図６に示すように、取り出し端子
５０が１箇所だけに形成されたセンサ基板５２と、取り
出し端子５４，５６が２箇所に形成された疑似センサ基
板５８とを隣接して配設し、疑似センサ基板５８の一方
の取り出し端子５４をセンサ基板５２の取り出し端子５
０と接続し、他方の取り出し端子５６を信号処理ＩＣ１
４と接続したものでもよい。なお、これらセンサ基板５
２と疑似センサ基板５８とは、図７に示すように、プリ
ント基板１６上に貼着されてイメージセンサ６０を構成
している。

【００２５】また図８に示すように、疑似センサ基板６
２上に２ブロック以上の疑似ブロック４２を設けてもよ
い。本実施例のように疑似ブロック４２の数は多い方が
キャパシタンスキックを有効に除去できる点で好ましい
のであるが、従来のような形態では多数の疑似ブロック
を設けるとセンサ基板の全長が長くなるとともに対称性
も大幅に崩れてしまうため、多くても２〜３ブロック程
度が限度であった。ところが本発明では、相当数の疑似
ブロック４２を設けてもセンサ基板１８の全長が長くな
ることはなく、延いてはイメージセンサの全長が長くな
ることもない。さらに、たとえば疑似ブロックを２つ設
けた場合には、一方の疑似ブロックをキャパシタンスキ
ックの相殺用とし、他方の疑似ブロックをダークノイズ
を除去するための暗リファレンス用としてもよい。

【００２６】またこれまでの実施例では、駆動用ＩＣ１
２の配置との関係上、疑似センサ基板２０，５８，６２
をセンサ基板１８，５２の端部で接続しているが、セン
サ基板１８，５２の中央部などに取り出し端子を設け、
この取り出し端子と疑似センサ基板２０，５８，６２の
取り出し端子４４，５４とを接続してもよい。

【００２７】一方、本発明だけではキャパシタンスキッ
クの相殺が不十分な場合には、本発明者らが既に提案し
た発明を併せて適用するのが好ましい。

【００２８】たとえば特願平３−３２６９８０号に開示
したように、駆動パルスが立ち上がる時に立ち下がると
ともに立ち下がる時に立ち上がる疑似駆動パルスを疑似
フォトダイオードに印加し、立ち上がり時と立ち下がり
時とに生じるキャパシタンスキックの残留成分を含む区
間で積分して、これらを完全に相殺するようにしたもの
を併せて適用してもよい。

【００２９】また特願平３−２７０３２９号に開示した
ように、有効なブロックの前部に疑似ブロックを２つ以
上を設けておき、有効なブロックに駆動パルスを印加す
る前に、これらの疑似ブロックに繰り返し２回以上駆動
パルスを印加するようにしたものを併せて適用してもよ
い。

【００３０】さらに特願平３−１６８８００号に開示し
たように、フォトダイオードに駆動パルスを印加した直
後に補正用駆動パルスを印加し、駆動パルスを印加した
とき流れる電流を時間積分して得た信号出力から補正用
駆動パルスを印加したとき流れる電流を時間積分して得
た補正用出力を差し引き、さらに疑似フォトダイオード
に駆動パルス又は補正用駆動パルスが立ち上がる時に立
ち下がり、立ち下がる時に立ち上がる疑似駆動パルスを
印加することにより、キャパシタンスキックを除去する
とともにダークノイズを除去するようにしたものを併せ
て適用してもよいのである。

【００３１】また、チャンネル数は何ら限定されるもの
でなく、たとえば１６チャンネルの場合はチャンネル配
線の数が１６本となり、１チャンネルの場合はチャンネ
ル配線の数は１本となる。

【００３２】さらに、フォトダイオードとブロッキング
ダイオードとの配置が反対で、ブロッキングダイオード
のアノード端子又はカソード端子がチャンネル配線と接
続されたものでもよい。この場合、光電変換素子である
フォトダイオードはブロッキングダイオードを介してチ
ャンネル配線と接続されていることになるから、フォト
ダイオードはチャンネル配線と直接に接続されているの
ではなく、間接に接続されていることになる。したがっ
て、疑似光電変換素子である疑似フォトダイオードもチ
ャンネル配線と間接に接続されていることになる。ま
た、フォトダイオードがＴＦＴなどのスイッチング素子
を介して間接にチャンネル配線に接続されたものでもよ
く、あるいは光電変換素子としてCdS-CdSeなどを用いた
光電導型のものでもよい。さらに、マトリクス駆動方式
に限定されるものでもないなど、本発明はこのような読
み取り方式に直接関係するものでないので、何ら限定さ
れるものではない。

【００３３】その他、密着型のイメージセンサだけでな
く、ロッドレンズアレイなど必要としない完全密着型の
イメージセンサにも適用し得るなど、本発明はその主旨
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。

【発明の効果】本発明に係るイメージセンサは、疑似光
電変換素子が形成された疑似センサ基板がセンサ基板と
は別に配設されているため、この疑似光電変換素子の分
だけセンサ基板を短くすることができる。したがって、
このセンサ基板を備えたイメージセンサ、特にファクシ
ミリ用のイメージセンサの全長を短くでき、従来よりも
小形のイメージセンサを提供できる。しかも疑似センサ
基板の配置は自由であるから実装マージンは大きく、さ
らに疑似光電変換素子の遮光も容易で、たとえば疑似セ
ンサ基板上に黒色樹脂をコーティングするだけでよい。
また、疑似光電変換素子とセンサ基板の配線とは接続さ
れているため、疑似光電変換素子が光電変換素子と同一
基板上に形成されている場合と同様に、キャパシタンス
キックは十分に低減される。

【００３４】一方、本発明に係るイメージセンサの製造
方法は、光電変換素子と疑似光電変換素子とを同一工程
で形成しているため、光電変換素子とほぼ同一特性を有
する疑似光電変換素子を備えた疑似センサ基板を、容易
かつ安価に作製することができる。しかもキャパシタン
スキックは、疑似光電変換素子が光電変換素子と同一基
板上に形成されている場合と同様に、ほぼ完全に低減さ
れるなど、本発明は優れた効果を奏する。

【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におけ
るセンサ基板及び疑似センサ基板を示す配線図である。

【図２】図１に示したセンサ基板及び疑似センサ基板を
備えたイメージセンサを示す平面図である。

【図３】図１及び図２に示したセンサ基板及び疑似セン
サ基板に印加される駆動パルスを示すタイムチャートで
ある。

【図４】図１及び図２に示したイメージセンサの製造方
法を説明するための母基板を示す平面図である。

【図５】図４に示した母基板の一部を拡大して示す平面
図である。

【図６】本発明に係るイメージセンサの他の実施例にお
けるセンサ基板及び疑似センサ基板を示す配線図であ
る。

【図７】図６に示したセンサ基板及び疑似センサ基板を
備えたイメージセンサを示す平面図である。

【図８】本発明に係るイメージセンサのさらに他の実施
例におけるセンサ基板及び疑似センサ基板を示す配線図
である。

【図９】従来のイメージセンサの一例を示す平面図であ
る。

【図１０】図９に示したイメージセンサにおけるセンサ
基板を拡大して示す配線図である。

【図１１】図９及び図１０に示したイメージセンサにお
けるセンサ基板を拡大して示す平面図である。

【図１２】従来のイメージセンサにおける他のセンサ基
板を示す一部配線図である。

【図１３】従来のイメージセンサにおけるさらに他のセ
ンサ基板を示す一部配線図である。

【符号の説明】

１０，６０；イメージセンサ １８，５２；センサ基板 ２０，５８，６２；疑似センサ基板 ２２；フォトダイオード（光電変換素子） ２６；チャンネル配線（配線） ２８；センサ基板の基板 ３６；疑似フォトダイオード（疑似光電変換素子） ４０；疑似センサ基板の基板 ４８；母基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に複数の光電変換素子と該光電変
   換素子に直接又は間接に接続された１又は２以上の配線
   とが形成されて成るセンサ基板を備えるイメージセンサ
   において、 前記基板とは別の基板上に前記光電変換素子とほぼ同一
   特性を有する疑似光電変換素子が形成されて成る疑似セ
   ンサ基板が前記センサ基板とは別に配設され、かつ、該
   疑似センサ基板の疑似光電変換素子と前記センサ基板の
   配線とが直接又は間接に接続されたことを特徴とするイ
   メージセンサ。
2. 【請求項２】 基板上に複数の光電変換素子と該光電変
   換素子に直接又は間接に接続された１又は２以上の配線
   とが形成されて成るセンサ基板を備えるイメージセンサ
   の製造方法において、 前記センサ基板の基板となる母基板上に、前記光電変換
   素子を形成するとともに疑似光電変換素子をも形成し、 該母基板を所定箇所で切断することにより、前記センサ
   基板と前記疑似光電変換素子が形成されて成る疑似セン
   サ基板とに分離し、 該疑似センサ基板の疑似光電変換素子と前記センサ基板
   の配線とを直接又は間接に接続することを特徴とするイ
   メージセンサの製造方法。