JPH0539068U

JPH0539068U - イメージセンサモジユール

Info

Publication number: JPH0539068U
Application number: JP9584591U
Authority: JP
Inventors: 博巳前田; 竹治山脇
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1991-10-25
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【目的】完全密着型のイメージセンサユニットを製造
するのに際し、そのイメージセンサユニットを原稿読み
取り装置の大きさや性能などに適合した最適のものとで
きるように、設計の自由度を増すことにある。【構成】イメージセンサが形成されたセンサ基板１２
と、駆動回路や信号処理回路が形成された回路基板１４
と、これらセンサ基板１２と回路基板１４とを支持して
固定する支持基板１６とによって、各構成要素をモジュ
ール化した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はイメージセンサモジュールに関し、特に複写機、ファクシミリなどの原稿読み取り装置において、読み取り原稿上の画像情報を読み取るために用いられるイメージセンサユニットを構成するためのイメージセンサモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、複写機やファクシミリなどの原稿読み取り装置における原稿の読み取りにはイメージセンサユニットが多用されている。従来のイメージセンサユニットのうち完全密着型イメージセンサユニットの代表的な一例を図４に示す。同図に示すように、完全密着型イメージセンサユニット１は読み取り原稿に密着させられるように複数の光電変換素子を直線状に配設したイメージセンサが形成されたセンサ基板２と、イメージセンサにおける複数の光電変換素子を駆動させる回路が形成され且つ回路素子が搭載された駆動回路基板３と、これらセンサ基板２と駆動回路基板３とを支持して固定する支持基板４と、イメージセンサによって読み出された信号を処理する回路が形成され且つ回路素子が搭載された信号処理回路基板５と、イメージセンサに設けられた照明窓を通して読み取り原稿を照明する帯状の光源６と、これらセンサ基板２、駆動回路基板３、支持基板４、信号処理回路基板５及び光源６を位置決めして支持固定するとともに、イメージセンサに設けられた照明窓を通して読み取り原稿を照明するためのスリットを備えたフレーム７を備えて構成されている。

【０００３】この完全密着型イメージセンサユニット１は原稿読み取り装置に取り付けられて、読み取り原稿はプラテンローラなどによってイメージセンサの光電変換素子を保護する薄い透明カバー８上の読み取り位置に押し付けられながら順次搬送させられる。光源６によりフレーム７のスリット、支持基板４、センサ基板２及びイメージセンサの照明窓を通して帯状に照明された読み取り原稿の反射光はイメージセンサの複数の光電変換素子によって光電変換させられて、読み取り原稿上の画像情報が読み取られるようにされている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このように完全密着型イメージセンサユニット１は必要とする構成部品の全てをユニット化しているため、読み取り装置への取り付けが容易となり、またトータルコストが安くなっていた。しかし、その一方で、ユニット化はフレーム７の構造や構成部品が予め定まってしまうため、たとえばフレーム７の幅や大きさ、あるいはその取付け穴の位置などが定まっていて、センサ部の構造の変更が容易にできなかった。また、構成部品の一つであるＬＥＤアレイなどの光源６は日進月歩で性能や特性の異なるものが開発され提供されているが、ある特定の光源６をユニットに組み込むことによってそれに限定されてしまい、設計変更の余地が制限されていた。

【０００５】また、センサ基板２と駆動回路基板３とは隣接して配設されていて、両基板間の電気的な接続は容易になし得るが、駆動回路基板３と信号処理回路基板５との間はフレキシブル配線ケーブル９などで接続しなければならず、製造工数が多いため生産性が低く、製造コストが高いものとなっていた。

【０００６】そこで、本考案者らはこれらの問題を解決するために鋭意研究をした結果、本考案に至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るイメージセンサモジュールの要旨とするところは、光源により照明された読み取り原稿からの反射光を受けて光電変換するイメージセンサが形成されたセンサ基板と、前記イメージセンサを駆動させる駆動回路及び該イメージセンサからの信号を処理するための信号処理回路が形成された回路基板と、前記センサ基板及び回路基板を支持固定する支持基板とから構成され、前記センサ基板と回路基板とを支持基板に一体的に固定するとともに、該センサ基板の接続電極と回路基板の接続電極とを電気的に接続して成ることにある。

【０００８】また、かかるイメージセンサモジュールにおいて、前記支持基板に外部機器と電気的に接続するためのコネクタを取り付けたことにある。

【０００９】更に、かかるイメージセンサモジュールにおいて、前記センサ基板、回路基板及び支持基板の熱膨張係数がほぼ同じであることにある。

【００１０】

【作用】

かかる本考案のイメージセンサモジュールはセンサユニットの構成要素である光源やフレームを除去して、イメージセンサが形成されたセンサ基板と、駆動回路及び信号処理回路が形成された回路基板と、これらセンサ基板と回路基板とを支持して固定する支持基板とから構成されていて、イメージセンサを構成するために必要不可欠な微細な構造を備えた部品のみが一体的に構成されている。したがって、このイメージセンサモジュールはそれが取付けられる読み取り装置の型式や構造などに対応したフレームを用い、また特性やコストなどの点から最適のＬＥＤアレイなどの光源を用いてイメージセンサユニットを構成することができる。このようにして得られたイメージセンサユニットは最も好ましい構造を備え、かつ最も好ましい特性を備えることになる。

【００１１】また、各基板間の微細な電気回路は電気的に接続されていて、後工程で特に読み取り装置にイメージセンサモジュールを組み付けるときに接続する必要はなく、しかも必要以上に予め電気配線や接続がなされていないため、組み付ける読み取り装置の構造に対応して直ちに設計変更をすることができる。更に、外部機器と電気的に接続するためのコネクタを取り付けることにより、よりセンサモジュールのユニット化が容易となる。

【００１２】更に、センサ基板と回路基板と支持基板を相互に接合してモジュール化されたイメージセンサモジュールはその接合面で接着させられていて、強度が保たれている。したがって、イメージセンサモジュールを読み取り装置に取り付けて使用するとき、光源の熱によって各基板はそれぞれ熱膨張させられることになるが、ほぼ同じ熱膨張係数の基板によって構成されているため、ほぼ同じ熱膨張を示して接合面で基板が剥離することはない。

【００１３】

【実施例】

次に、本考案に係るイメージセンサモジュールの実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

【００１４】図１に本考案に係る完全密着型イメージセンサモジュールの一実施例を示す。同図に示すように、完全密着型イメージセンサモジュール１０はセンサ基板１２と回路基板１４と支持基板１６とから構成されている。センサ基板１２には読み取り原稿が線状に密着させられるように図示しない複数の光電変換素子が直線状に配設されて成るイメージセンサが形成されていて、またこの複数の光電変換素子に対応して照明窓が設けられている。したがって、透明のセンサ基板１２を通して照明窓から照明された読み取り原稿はその画像に応じて光を反射し、光電変換素子はその反射光を受けて出力信号を発するように構成されている。そして、このセンサ基板１２上に形成された複数の光電変換素子を駆動させ、また駆動させられた光電変換素子からの信号を取り出すための配線やマトリックス配線はセンサ基板１２に一体的に形成されていて、これらの配線の入出力電極は回路基板１４に隣接した位置に設けられている。

【００１５】一方、これら複数の光電変換素子を駆動させるための駆動素子を含む駆動回路や、また駆動させられた光電変換素子からの信号を処理するための信号処理回路素子を含む信号処理回路は回路基板１４に形成されている。センサ基板１２の配線やマトリックス配線と、回路基板１４の駆動回路や信号処理回路とはそれぞれの基板１２，１４に設けられた電極間をワイヤーボンディングによって電気的に接続されている。また、駆動回路と信号処理回路の他端はコネクタ１８に接続されていて、このコネクタ１８は回路基板１４の回路形成面に固定されている。すなわち、コネクタ１８の端子と駆動回路及び信号処理回路の電極とはフレキシブル配線を用いずに直接接続されているのである。

【００１６】これらセンサ基板１２と回路基板１４はそれぞれ別個の基板によって形成されていて、両基板１２，１４はこれらを支持し且つ補強して固定するための支持基板１６に位置決めされ固定されている。すなわち、センサ基板１２と回路基板１４とはボンディングワイヤによって電気的に接続されていて、また両者は支持基板１６によって強固に接合されているのである。一方、センサ基板１２の表面にはその面に形成された光電変換素子などを保護するために、カバーガラス２０が被着されていて、これらセンサ基板１２や回路基板１４などによって本実施例に係るイメージセンサモジュールが構成されているのである。

【００１７】ここで、読み取り原稿上の画像を線条に読み取るイメージセンサは複数の光電変換素子が直線状に配設されて構成されていて、この光電変換素子はアモルファスシリコン系光導電素子やアモルファスシリコン系フォトダイオードなどのアモルファスシリコン系光電変換素子やCdS-Se系光電変換素子などが主として用いられる。特に、アモルファスシリコン系光電変換素子としてはアモルファスシリコンa-Si、水素化アモルファスシリコンa-Si:H、水素化アモルファスシリコンカーバイドa-SIC:H 、アモルファスシリコンナイトライドなどの他、シリコンと炭素、ゲルマニウム、スズなどの他の元素との合金からなるアモルファスシリコン系半導体の非晶質あるいは微結晶、多結晶を pin型、 nip型、ni型、pn型、 MIS型、ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキーバリアー型あるいはこれらを組み合わせた型などに堆積して構成されたものが用いられる。光電変換素子はこれら半導体層の両面に電極が設けられ、さらに読み取り原稿と摺接させられる最上面には薄いガラスなどから成る透明カバーが設けられて、電極や半導体層が保護されている。また、複数の光電変換素子を固定するセンサ基板１２を通して光が通る図示しない照明窓が各光電変換素子に対応して設けられていて、照明窓を通して入射した光によって読み取り原稿が照明されるように構成されている。

【００１８】これら複数の光電変換素子から成るイメージセンサを駆動させて、そのイメージセンサからの画像情報を読み取るための駆動回路素子は回路基板１４に実装される。回路基板１４に組み込まれる駆動方法には蓄積型直接駆動方式、非蓄積型直接駆動方式、蓄積型マトリックス駆動方式、非蓄積型マトリックス駆動方式などがあり、本考案はいずれの方式にも限定されない。更に、駆動回路素子としてＬＳＩチップを用いたり、あるいは回路の一部にa-SiＴＦＴや poly-SiＴＦＴを用いても良い。

【００１９】このような構成に係るイメージセンサモジュール１０は使用にあたり、それが取り付けられる読み取り装置の大きさや性能、あるいは価格などを勘案して、図２に示すようにフレーム２２の形状や構造が任意に設定されるとともに、光源２４の選定がなされ、このフレーム２２にイメージセンサモジュール１０と光源２４を取り付けてイメージセンサユニット２６が構成される。ここで、この読み取り原稿を帯状に照明する光源２４は主としてＬＥＤアレイなどが用いられ、ＬＥＤアレイとしてはセラミック基板やガラエポ基板又はその他のプリント基板上に、GaAs, GaAlAsなどがＰＮ接合により形成されたＬＥＤチップを直線状あるいは千鳥状に配列したものが用いられる。また、フレーム２２はアルミニウム又はアルミニウム合金や、樹脂又は樹脂に金属チップなどを混練させたものなどが用いられる。

【００２０】得られたイメージセンサユニット２６は一定の形状構造のイメージセンサモジュール１０に対して、任意の形状構造をしたフレーム２２と選定された特性を示す光源２４を備えて構成され、設計変更の余地が大幅に広がることになる。また、形成されたイメージセンサユニット２６は駆動回路に入力する信号や、信号処理回路から出力する信号の外部端子となるコネクタ１８に接続される回路２８と、光源２４に接続される回路３０とは別個の回路によって構成され、さらに設計変更の余地が広がることになる。

【００２１】この完全密着型イメージセンサユニット２６はファクシミリや複写機など原稿読み取り装置に取り付けられて、読み取り原稿はプラテンローラなどによってイメージセンサの光電変換素子を保護する薄い透明なカバーガラス２０上の読み取り位置に押し付けられながら順次搬送させられる。光源２４から発せられた光は透明な支持基板１６及びイメージセンサの照明窓を通して読み取り原稿を帯状に照明する。帯状に照明された読み取り原稿の表面によって反射させられた反射光はイメージセンサの複数の光電変換素子により光電変換させられて、回路基板１４によって読み取り原稿上の画像情報が読み取られるようにされている。

【００２２】以上、本考案に係るイメージセンサモジュールの実施例を詳述したが、本考案はこの実施例に限定されるものではなく、その他の態様でも実施し得るものである。

【００２３】たとえば、図３に示すように、回路基板１４に取り付けられるコネクタ１８を回路基板１４の裏面側すなわち支持基板１６側に取り付けることも可能である。このように構成すれば、カバーガラス２０上を摺接させられて副走査方向に送られる読み取り原稿がコネクタ１８に当接させられることはなく、スムーズに搬送されることになる。また、コネクタ１８を始め回路素子も同様に回路基板１４の裏面側に配設することにより、これらの部品を保護する保護カバーが不要となるなどの利点がある。

【００２４】また、イメージセンサが形成されるセンサ基板１２と、駆動回路や信号処理回路が形成される回路基板１４と、これらセンサ基板１２と回路基板１４を支持して固定する支持基板１６は接着剤などによって接合させられ、同様にセンサ基板１２上のイメージセンサを保護するためのカバーガラス２０も接合させられている。このためイメージセンサユニットを作動させているとき、光源２４からの熱などによってこれらの基板１２，１４，１６やカバーガラス２０は熱膨張させられ、熱膨張係数の異なる基板間の接合面で応力が生じて剥離してしまう。そこで、これら基板１２，１４，１６やカバーガラス２０としてその熱膨張係数がほぼ同じものを使用することによって、熱安定性の優れたイメージセンサモジュールあるいはイメージセンサユニットを提供することが可能となる。

【００２５】以上、本考案の実施例を種々説明したが、本考案は図示した実施例に限定されるものではなく、たとえばフレームの全体形状や構造などは適宜設計変更し得るものであり、またセンサ基板と回路基板あるいは支持基板の大きさや形状は適宜設定し得て、更にコネクタ１８の位置や個数についても任意に設定し得るものであるなど、本考案はその趣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、変形を加えた形態で実施し得るものである。

【００２６】

【考案の効果】

本考案に係るイメージセンサモジュールは複数の光電変換素子からなるイメージセンサが形成されたセンサ基板と、センサ基板のイメージセンサを駆動させるとともに駆動させられたイメージセンサからの信号を処理する駆動回路と信号処理回路とを備えた回路基板と、これらセンサ基板と回路基板とを支持固定する支持基板とから構成し、光源やフレームを一体化していないため、イメージセンサモジュールをユニット化するときに、取り付けられる原稿読み取り装置の大きさや構造などに対応した適切なフレームを用いることができ、しかも最も適切な光源を選定して用いることが可能となる。したがって、イメージセンサモジュールを使用するユーザーはこのイメージセンサモジュールに適合するフレームを製品に合わせて自由に設計でき、また光源であるＬＥＤアレイ素子もコスト、輝度、サイズなどを自由に設計でき、原稿読み取り装置の製造上の自由度が増し、コストダウンの効果も期待できることになる。また、このように構成することによって、全体的に小型化できるメリットがある。更に、イメージセンサモジュールを提供する側においても、フレキシブル配線基板を原則的に用いる必要がなく、コストダウンと製造上の効率化が図れる。

【００２７】また、かかるイメージセンサモジュールを構成するセンサ基板と回路基板と支持基板、さらにカバーガラスに、それらの熱膨張係数がほぼ同じものを用いることにより、基板間やセンサ基板とカバーガラスとの間での剥離を防止することができ、強度の高いイメージセンサモジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るイメージセンサモジュールの一実
施例を示す側面説明図である。

【図２】図１に示すイメージセンサモジュールをユニッ
ト化した一例を示す側面断面説明図である。

【図３】本考案に係るイメージセンサモジュールの他の
実施例を示す側面説明図である。

【図４】従来のイメージセンサユニットの一例を示す側
面断面説明図である。

【符号の説明】

１０；イメージセンサモジュール１２；センサ基板１４；回路基板１６；支持基板１８；コネクタ２０；カバーガラス２２；フレーム２４；光源２６；イメージセンサユニット

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】光源により照明された読み取り原稿から
の反射光を受けて光電変換するイメージセンサが形成さ
れたセンサ基板と、前記イメージセンサを駆動させる駆動回路及び該イメー
ジセンサからの信号を処理するための信号処理回路が形
成された回路基板と、前記センサ基板及び回路基板を支持固定する支持基板と
から構成され、前記センサ基板と回路基板とを支持基板
に一体的に固定するとともに、該センサ基板の接続電極
と回路基板の接続電極とを電気的に接続して成ることを
特徴とするイメージセンサモジュール。
【請求項２】前記支持基板に外部機器と電気的に接続
するためのコネクタを取り付けたことを特徴とするイメ
ージセンサモジュール。
【請求項３】前記センサ基板、回路基板及び支持基板
の熱膨張係数がほぼ同じであることを特徴とする請求項
１又は請求項２に記載するイメージセンサモジュール。