JPH1093785A - 薄型光源を用いたイメージセンサ装置 - Google Patents
薄型光源を用いたイメージセンサ装置Info
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Abstract
力が低く、携帯型機器への搭載に有利なイメージセンサ
装置を提供する。 【解決手段】 読み取り原稿側を向いて整列して配設さ
れた複数の光電変換素子112を有するイメージセンサ
110と、イメージセンサ110の読み取り原稿側に密
着して配設され、読み取り原稿に向けて光を発する薄型
光源120とを備え、薄型光源120が、個々の光電変
換素子112に対して光電変換素子より少ない面積の一
個以上の発光部を有し、発光部は、光電変換素子側に遮
光層となる不透明電極124を有し、光電変換素子11
2の下面の中央に配置されている。厚さは、透明基板が
50μm程度、薄膜光源120は1μ以下、イメージセ
ンサ110は1mm以下で、合計1mm程度のコンパク
トな構造となる。
Description
に関し、特に、ファクシミリやハンディスキャナ等の画
像入力装置に搭載される完全密着型のイメージセンサ装
置に関する。
して、ファクシミリやハンディスキャナ等の小型の画像
入力装置に搭載される完全密着型イメージセンサがあ
り、種々の構成のものが知られている。その中でも、特
に、イメージセンサ装置のさらなる小型化を可能にする
手段として面放射型の薄型の光源が使用されている。こ
のような薄型光源を使用したイメージセンサ装置につい
ても、種々の構成が知られている。以下に代表的なもの
を説明する。
−41629号に開示されているイメージセンサ装置を
説明する。図12は、第一の従来例のイメージセンサ装
置の構成を示す斜視図である。
202を多数束ねて構成した光ファイバ収束部材120
1と、エレクトロルミネッセンス(EL)を利用した照
明体1204と、アモルファスシリコン(a−Si)等
の薄膜半導体を利用した光電変換素子1203と、光遮
蔽体1205とで構成される。図12では光電変換素子
1203が3つしか図示されていないが、実際にはこの
ような構成が光電変換素子1203の配列方向に連続し
て配置され、光電変換素子の数は数百から数千に及ぶ。
04から一様に発せられた光は、光ファイバ1202内
を通過して原稿1290へ至る。原稿1290で反射さ
れた光の内で、原稿の内部や原稿と光ファイバ収束部材
1201との間のわずかな隙間を伝わった成分が、光フ
ァイバ1202内を通過して光電変換素子1203によ
り検出される。これらのライン状に配置された複数の光
電変換素子の出力から、原稿の一行分の明暗情報を得ら
れる。次つぎと原稿を平行移動しながらこれらの情報を
記録することにより、原稿の読み取りが行われる。も
し、照明体1204からの光が直接に光電変換素子12
03へ入射すると、原稿の読取り画像のコントラストが
劣化する。その影響を防ぐために設けられた光遮蔽体1
205によって、光が直接に光電変換素子1203へ入
射することが防がれている。また、光ファイバ収束部材
1201は、薄膜プロセスで形成される光電変換素子1
204の支持体としても機能している。
ンサのような結晶シリコンで形成されるイメージセンサ
を用いた例が公開特許公報平7−58910号に開示さ
れている。図13は第二の従来例のイメージセンサ装置
の構成を示す断面図である。
レイ1301を不透明ガラス基板1302と透明ガラス
板1303とで挟んだ支持体に、CCD等のイメージセ
ンサチップ1305を、その受光素子アレイ1306が
原稿側を向くように接着層1309を介して実装して構
成される。このときイメージセンサチップ1305は、
不透明ガラス基板上に形成された回路導体層1308と
電極1307とにより、図示していない外部回路に電気
的に接続される。さらに、透明ガラス板1303の上部
の、受光素子アレイ1306に近接した場所に、エレク
トロルミネッセンス(EL)を利用した照明体1310
を配置する。透明ガラス板の原稿側の面には遮光層13
04が設けられている。
発せられた光は、透明ガラス板1303を通過して光フ
ァイバアレイ1301に側面から入射し、受光素子アレ
イ1306に対向した場所の原稿を照明する。そこから
の反射光が光ファイバアレイ1301を通過して受光素
子アレイ1306によって検出される。
束部材を用いた例であるが、これを用いない構成の例を
第三の従来例として示す。第三の従来例は、公開特許公
報昭62−279775号に開示されたイメージセンサ
装置であり、図14は、第三の従来例のイメージセンサ
装置の構成を示す断面図である。
403を共通電極1402と透明電極1404とで挟ん
で構成するセンサ部1410と、薄膜のEL素子140
6を電極1405と透明電極1407とで挟んで構成す
る照明部1420とを互いに近接して並列して形成し、
保護層1408で覆った構成である。
原稿1490に向かって発せられた光は、保護層140
8を通過して原稿1490を照射する。原稿1490か
らの反射光の一部がセンサ部1410により検出され
て、原稿の明暗情報が得られる。
サ部を同一平面上に互いに近接して並列に設置する構成
であるが、両者を積層する構成例を第四の従来例として
示す。第四の従来例は公開特許公報平5−344280
号に開示されたイメージセンサ装置であり、図15は、
第四の従来例のイメージセンサ装置の構成を示す断面図
である。
板1501に、透明電極1505と発光層1506と絶
縁層1507と不透明電極1508とから構成される分
散型EL素子1504を形成した透明基板1503を、
接着層1511を介して積層した構成である。分散型E
L素子1504には受光素子アレイ1502に対応して
光透過窓1510が設けられ、分散型EL素子1504
からの光が直接に受光素子アレイ1502に入射しない
ために、枠部1509と不透明電極1508で発光部を
覆う構成になっている。
発せられた光は透明基板1503を通過して原稿159
0を照明する。原稿1590からの反射光の中で、光通
過窓1510を通過した光が受光素子アレイ1502で
検出されて、原稿の明暗情報が得られる。
わせれば、即ち、薄型の光源として分散型EL素子か薄
膜EL素子のどちらを用いるか、イメージセンサとして
CCD等の結品シリコンで形成するセンサか、a−Si
等の薄膜半導体で形成するセンサのどちらを用いるか、
光源部とセンサ部とを並設するか積層するか、等に応じ
て、多様な組み合せの構成が可能である。
みれば、分散型EL光源よりも有機EL光源の方が、薄
型で、高輝度で、低電圧駆動が可能という、イメージセ
ンサ装置への塔載に有利な特徴を備えている。図16
は、このようにして以上の従来例から類推されるイメー
ジセンサ装置の一例を示す分解斜視図である。
ンサ基板1611に一様に配列したイメージセンサ16
10と、透明基板1621上に透明電極1622を形成
し、有機EL素子からなる発光層1623を形成し、さ
らに、光電変換素子1612に対応して開口部1625
を備えた不透明電極1624を形成した薄型光源162
0とを組み合わせて構成される。
部の説明図であり(a)は開口部1625と透明電極1
622を含む平面の断面図、(b)は薄型光源1620
とイメージセンサ1610を原稿側から見た様子を示す
下面図である。図17(a)に示すように、発光層16
23と光電変換素子1612とが近接して並設されるよ
うに、薄型光源1620とイメージセンサ1610とを
接着層1630を介して積層する。また、図17(b)
に示すように、イメージセンサ1610の薄型光源16
20に面する方の表面は、光電変換素子1612の中央
部を除いて、不透明電極1624により遮光されてい
る。ここで薄膜光源1620の構成要素として、簡単の
ため、有機EL素子からなる発光層1623と記述した
が、実際には、例えば文献“有機発光素子”(0 Plus
E,1996年3月、PP.70−75)に解説されて
いるように、この発光層として2種類以上の有機薄膜を
積層して形成した素子構造が一般に知られている。これ
らの素子はイメージセンサ搭載に十分な発光強度を持っ
ている。
発せられた光は、透明基板1621を通過して原稿16
90を照明する。原稿1690からの反射光の一部は透
明基板1621と開口部1625とを通過して光電変換
素子1612により検出されて、原稿の明暗情報が得ら
れる。
たイメージセンサ装置では、高い分解能で画像を入力す
ることが困難である。また、光源の消費電力が下げられ
ないため、携帯型機器への搭載が困難である。以下にそ
の理由を説明する。
へ放射する光の強度が最も大きく、垂直方向からの角度
が増すに従って強度が低くなるという指向性を持つ。従
って、薄型光源の発光部に対向した原稿の部分が最も強
く照明され、その周辺部もそれより低い強度で照明され
る。また、一般に原稿からの反射光は拡散光なので、あ
る指向性を持って様々な方向に発せられる。その中で、
光電変換素子の方向に反射された光のみが検出される。
従って、光電変換素子に対向する原稿の部分に近いほ
ど、反射光が光電変換素子へ入射する確率が高い。
来の構成例では、光電変換素子の出力は、照明部に対向
した部分とその周辺部、及び、光電変換素子に対向した
部分とその周辺部という、ある広がりを持った原稿の部
分の明暗情報を反映することになる。これでは高い分解
能で画像を入力することはできない。
3の従来例では、光ファイバにより、光電変換素子が対
向する部分の原稿以外からの反射光は除去される。即
ち、最も効率よく照明できる照明部と対向する場所から
の反射光は利用できない。また、光ファイバ収束部材を
用いない従来の構成例でも、薄型光源が発した光が原稿
で反射され、光電変換素子に入射する割合は低い。即
ち、大多数の発光は無駄になっている。これでは十分な
信号量が得られないので、発光部の面積を広げる、EL
素子に印加する電圧を上げる、等の、光源の発光量を増
加させる措置を取ることになる。いずれの措置も光源の
消費電力を上げる方向なので、イメージセンサ装置の小
型化、さらには携帯型機器への搭載、という目的にそぐ
わない。また、発光部の面積を広げれば、前述の理由に
より分解能が劣化する。
メージセンサ装置では、高い分解能で画像が入力できな
い、また、光の利用効率が低いので光源の消費電力が下
げられないという不都合が生じていた。
上させ、光の利用効率を上げるためには、読み取りたい
原稿の部分のみを照明し、それ以外からの反射光を極力
排除することが望ましい。
を改善し、高い分解能で原稿を読み取り、光源の消費電
力が低く、携帯型機器への搭載に有利なイメージセンサ
装置を提供することを、その目的とする。
たイメージセンサ装置は、読み取り原稿側を向いて整列
して配設された複数の受光素子を有するイメージセンサ
部と、該イメージセンサ部の読み取り原稿側に密着して
配設され、読み取り原稿に向けて光を発する薄型光源と
を備えるイメージセンサ装置において、薄型光源が、個
々の受光素子に対して受光素子より少ない面積の一個以
上の発光部を有し、発光部は、受光素子側に遮光層を有
し、受光素子と読み取り原稿との間の受光素子の下面に
配置されている。
て受光素子以上の面積の発光部を有し、発光部は、受光
素子側に遮光層を有し、受光素子と読み取り原稿との間
の受光素子の下面に配置され、受光素子へ読み取り原稿
からの光を通過させるための1個以上の開口部を有して
もよく、薄型光源が発する光を読み取り原稿の一部を限
定して照射させるために、発光部と読み取り原稿との間
に原稿照射部を除いて光吸収体が配置されいてもよく、
光線を平行化させるための反射ミラーと誘電体ミラーと
が、薄型光源の発光部を挟んで薄型光源の構成要素とし
て一体化して形成されていてもよく、発光部と読み取り
原稿との間に光線を平行化させるための光ファイバ収束
部材が配置されていてもよく、発光部と読み取り原稿と
の間に光線を平行化させるための光ファイバ収束部材が
配置され、光ファイバ収束部材と読み取り原稿との間に
光の進路を所定の方向に曲げるための光学手段が配置さ
れていてもよい。光学手段が、回折格子、マイクロレン
ズ、V型溝のいずれかであることが好ましい。
光素子の中の1個あるいは複数の特定の受光素子に導く
ための導光手段と、特定の受光素子の検出した信号出力
に応じてイメージセンサ部の感度を調整する調整手段と
を有してもよく、導光手段が、薄型光源と読取り原稿と
の間に配置された反射層であってもよい。
を挟む透明電極と不透明電極とで構成され、不透明電極
が、イメージセンサ部の受光素子を除く領域のための遮
光層として機能する材料で形成されていてもよく、イメ
ージセンサ部の受光素子を除く領域に遮光手段が設けら
れてもよく、イメージセンサ部が、結晶シリコンウェハ
に構成されるイメージセンサおよび透明基板上に薄膜半
導体プロセスで形成されてるイメージセンサのいずれか
であってもよく、薄型光源が、異なる複数の色の光を発
してもよく、薄型光源と読取り原稿との間に光ファイバ
収束部材を有してもよい。
面積で受光素子の下面に配設されていたり、受光素子の
下面に設けられた受光素子より広い面積の発光部に開口
部が設けられていることにより、発光部の下部の狭い範
囲の原稿に入射した光が反射して真上の受光素子に入射
し、受光素子の分解能が向上し、光源の消費電力も低減
できる。
り、一体化して構成された反射ミラーと誘電体ミラーに
より光線を平行化したり、光ファイバー収束部材により
光線を平行化したり、光ファイバーで平行化した光線の
進路を光学手段で曲げたりして、受光素子に対応した所
定の場所に光線を集中させることにより、同様に狭い範
囲からの反射光が受光素子に入射するので受光素子の分
解能が向上する。
子に導光し、検出した信号出力に応じてイメージセンサ
の感度を調整することにより、イメージセンサが安定し
て作動する。
った材料で形成することにより、独立した遮光層を設け
る必要がなくなる。
ことにより、カラーフィルタを用いないで高感度のカラ
ー画像入力が実現できる。
収束部材を配設することにより、イメージセンサの支持
体としての機能と他の構造材を保護する機能が得られ
る。
および図2に基づいて説明する。図1は、第一の実施の
形態に示すファクシミリやハンディスキャナ等の画像入
力装置として使用されるイメージセンサ装置の構成を示
す分解斜視図である。
換素子112をイメージセンサ基板111に整列して配
設したイメージセンサ110と、薄型光源120とを組
み合わせて構成される。ここで、イメージセンサ110
は、CCD、MOS型センサ等の結晶シリコンウェハ上
に形成するもの、または、アモルファスシリコン等の薄
膜半導体プロセスにより絶縁基板上に形成するもののど
ちらでもよい。また、薄型光源120は、第一に、光電
変換素子112の中央部に対応して、透明基板121上
に櫛の歯状の形状を有する透明電極122をインジウム
スズの酸化物等の材料で形成し、第二に、有機EL膜か
らなる発光層123を櫛状の突起部の上に形成し、第三
に、アルミニウム等の不透明材料で不透明電極124を
発光層123の上に形成して構成される。両電極は発光
層123により絶縁されている。図2は図1のイメージ
センサ装置の細部の説明図であり、(a)は図1の発光
層123と透明電極122と不透明電極124とを含む
平面の断面図、(b)は薄型光源120とイメージセン
サ110を原稿側から見た様子を示す下面図である。図
2(a)に示すように、光電変換素子112の中心部に
発光層123が位置するように、薄型光源120とイメ
ージセンサ110とを接着層130を介して積層する。
ここで数値例を示すと、例えば200dpiのイメージ
センサでは、光電変換素子112の配列ピッチは125
ミクロンである。光電変換素子112の面積は100×
l00ミクロン程度とする。発光層123の発光部の面
積は、光源の発光量とイメージセンサ110の感度とを
勘案して決定される。厚さ方向の距離は、透明基板12
1は50ミクロン程度、接着層130は数ミクロン以下
とする。また、薄膜光源の電極と発光層は合計で1ミク
ロン以下である。イメージセンサ110の厚さは、数百
ミクロンからせいぜい1mm程度である。従って、合計
の厚さが1mm程度という、非常にコンパクトなイメー
ジセンサ装置となる。
み取り動作を説明する。発光層123の中で、透明電極
122と不透明電極124とで挟まれた部分のみが発光
する。即ち、図2(b)に見るように、本実施の形態で
は、薄膜光源120の発光部が、光電変換素子112の
中央部に対向する場所に限定される。これらの発光部か
ら発せられた光は、透明基板121を通過して、対応す
る光電変換素子に最も近い部分の原稿190を限定して
照明する。原稿190からの反射光は透明基板121を
通過して、この発光部に対応する光電変換素子112に
より検出されて、原稿の明暗情報が得られる。ここで、
発光部と原稿190からの反射光を検出する光電変換素
子112がこの例では1対1で対応しているが一個の光
電変換素子に複数の発光部が対応してもよい。また、最
も強く照明される原稿190の部分が、光電変換素子1
12に対向する原稿190の部分とほぼ一致している。
りたい原稿の部分を限定して照明し、その場所に最も近
い光電変換素子が効率よく反射光を検出することができ
る。従って、本実施の形態に示すイメージセンサ装置を
画像読み取り装置等に装備することにより、高い分解能
で画像の読み取りを行うことが可能となる。また、反射
光が光電変換素子へ入射する確率が高いので、光源の発
光量を低減でき、消費電力を低く押さえることが可能と
なっている。
としたが、例えば円形や多角形の発光部を形成しても同
様の効果が得られる。本発明は発光部の詳細な形状に限
定を加えるものではない。例えば、発光部に開口部を設
けて、対応する光電変換素子の全面を覆うように配置し
てもよい。このような本発明の第二の実施の形態を図3
に示す。図3は第二の実施の形態のイメージセンサ装置
の細部の説明図であり(a)は発光層223と透明電極
222と不透明電極224とを含む平面の断面図、
(b)は薄型光源220とイメージセンサ210を原稿
側から見た様子を示す下面図である。
光電変換素子212とほぼ同じ形状の突起部を持つ。発
光層223は光電変換素子212の巾と同じかそれ以上
の巾を持つ。不透明電極224の形状は、光電変換素子
212とほぼ同じ形状の突起部を持ち、複数の矩形の開
口部225を備えている。
画像読み取り動作を説明する。透明電極222と不透明
電極224で挟まれた部分の発光層223が発光部とな
る。発光部から発せられた光は、透明基板221を通過
して、最も近い原稿290の場所を最も強く照明する。
そこからの反射光は透明基板221と不透明電極224
の開口部225を通過し、光電変換素子212により検
出される。開口部225の面積は、光源の発光量とイメ
ージセンサ210の感度とを勘案して決定される。この
実施の形態の効果については、第一の実施の形態と同様
である。
ージセンサ装置の構造を示す断面図である。図17
(a)の従来例の構成要素に加えて、透明基板321の
原稿面側に光吸収層326を備えている。光吸収層32
6は、光電変換素子312の形状に相当する開口部32
7を持っており、黒色塗料を分散させたレジストを用い
フォトリソグラフィ等の通常の写真工程により形成され
る。
る指向性をもって発せられた光は、開口部327に対応
する原稿の部分を限定して照明する。ここからの反射光
の中で、開口部325を通過する光が、光電変換素子3
12により検出される。この実施の形態でも、原稿の一
部が限定して照明されるので、高い分解能で画像の入力
が可能である。但し、光の利用効率の観点からは、図1
6、図17の従来例と同等である。
ージセンサの構造を示す断面図である。図17(a)の
従来例に対して、薄型光源420が平行光線に近い光線
を発することを特徴とする。このような光源は、文献
“微少光共振器型有機EL素子からの強い指向性発光”
(96年春季応用物理学会予稿集、27a−SY−3
0)に報告されているように、有機薄膜を透明電極と不
透明電極とで挟んだ構成において、透明電極を誘電体ミ
ラー、不透明電極を反射ミラーとして機能させる共振器
構造とすることにより形成できることが知られている。
極を兼ねた誘電体ミラー432と、有機薄膜からなる発
光層423と、不透明電極を兼ねた反射ミラー431と
から構成される。
せられた(擬似)平行光は、それに対向する原稿の部分
を限定して照明する。ここからの反射光の中で、開口部
425を通過する光が、光電変換素子412により検出
される。この実施の形態でも、原稿の一部が限定して照
明されるので、高い分解能で画像の入力が可能である。
但し、光の利用効率の観点からは、図16、図17の従
来例と同等である。
ージセンサの構造を示す断面図である。図17(a)の
従来例に対して、光ファイバ収束部材540に、透明電
極522と発光層523と不透明電極524とから成る
薄型光源520を形成し、透明基板561を原稿との間
に挿入したことを特徴とする。ここで、光ファイバ収束
部材540は、開口数の小さい光ファイバ541と開口
数の大きい光ファイバ542とを組み合せて構成され、
光ファイバ541が発光層523に、光ファイバ542
が光電変換素子512に、それぞれ対向するように配置
される。厚さ方向の距離は、光ファイバ収束部材540
とイメージセンサ510が共に1mm以下、透明基板5
61はせいぜい50ミクロン程度なので、合計でも2m
m以下になる。
せられた光の中で、光ファイバ541の開口数で決まる
角度以上で入射する光は、光ファイバの壁で吸収される
か、外部にもれるかして、光ファイバ内を転送されな
い。その結果、光ファイバ541内を転送されるのは、
入射角がある一定の角度以下で入射した光のみである。
従って、開口数の十分小さい光ファイバを選択すること
で、擬似的な平行光線を作ることができ、これらの擬似
平行光が、発光部に対向する原稿の部分を限定して照明
する。ここからの反射光の中で、光ファイバ542を転
送される光が、光電変換素子512により検出される。
この実施の形態でも、原稿の一部が限定して照明される
ので、高い分解能で画像の入力が可能である。但し、光
の利用効率の観点からは、図16、図17の従来例と同
等である。
ージセンサの構造を示す断面図である。図3の本発明の
第二の実施の形態の透明基板221の代わりに、光ファ
イバ収束部材640上に、透明電極622と発光層62
3と不透明電極624とから成る薄型光源を形成したこ
とを特徴とする。ここで、同一の光ファイバ643によ
り、原稿の照明と反射光の転送が行われるので、この実
施の形態でも、図3の本発明の第二の実施の形態と同様
の効果が得られる。それに加えて、光ファイバ収束部材
640がイメージセンサ610の支持体として機能する
ので、本発明のイメージセンサ装置をファクシミリやハ
ンディスキャナ等の画像入力装置へ搭載するときに、支
持体に関する部品の点数が削減できるという利点もあ
る。また、光ファイバ収束部材640がその他の構成要
素の保護材として機能するので、このイメージセンサ装
置は原稿と接触する面からの損傷に強い。
ージセンサの構造を示す断面図である。図6の本発明の
第五の実施の形態の透明基板561と光ファイバ収束部
材540との間に、回折格子762を挿入したことを特
徴とする。
同様にして、光ファイバ741の中を擬似平行光が転送
される。回折格子762による高次の回折光が図の方向
に現れて原稿を照明する。反射光が光ファイバ742を
転送されて、光電変換素子712で検出される。ここ
で、原稿の代わりに指紋を入力することも可能である。
即ち、透明基板761に密着させた指を高次の回折光で
斜めから照明すると、透明基板761に指の隆線が接触
していない場合には、透明基板761の指側の界面で全
反射条件が満たされて、強力な反射光が光ファイバ74
2に入射する。逆に、隆線が透明基板に接触している場
合は全反射条件が乱されて、反射光は拡散光になる。従
って、光ファイバ742に入射する反射光はわずかであ
る。このように、隆線の有無、即ち、指紋画像が光学的
に強調されて入力できることになる。なお、この全反射
を利用した指紋画像強調を実現するための光学手段は回
折格子に限るものではない。例えば、本出願人による公
開特許公報平8−2025659号に開示されているよ
うに、マイクロレンズやV型溝の斜面に設けた反射ミラ
ーを用いて、垂直方向の平行光の進路を斜め方向に変換
することにより、同様の指紋画像の強調が実現できる。
従って、これらの光学手段を用いた構成も、本発明の変
形実施の形態とみなす。
ージセンサ装置の構造を示す分解斜視図である。図1の
本発明の第一の実施の形態の透明基板121の原稿側の
面上で、特定の光電変換素子に対応する場所にのみ、反
射層851を形成したことを特徴とする。さらに、図示
していないが、この特定の光電変換素子の出力に応じ
て、イメージセンサ810全体の出力の感度を調整する
ための感度調整手段を設ける。
同様にして、発光層823より発せられた光が原稿を照
射し、そこからの反射光が光電変換素子812で検出さ
れ、原稿の読取りが行われるのは前述の通りである。但
し、反射層851がある特定の光電変換素子812に
は、原稿からの反射光ではなく、光源からの光が反射層
851によって反射されて到達する。従って、この光電
変換素子812の出力は、光源の発光量に比例する。仮
に、長期間の使用などの理由で光源の発光量が低下した
場合でも、この特定の光源変換素子812の出力に応じ
てイメージセンサ810の感度を上げることにより、イ
メージセンサ装置の動作を保証することができる。
メージセンサの構造を示す分解斜視図である。図1の本
発明の第一の実施の形態では発光層123をパターニン
グしたが、この例では発光層923を一様に全体に形成
したことを特徴とする。製造工程の簡略化により、製造
コストの低減が実現できる。
メージセンサの構造を示す分解斜視図である。図1の本
発明の第一の実施の形態の発光層123の代わりに青色
の発光層1071を一様に全体に形成し、それぞれに異
なる色変換層1072、1073、1074を透明基板
1021と透明電極1022との間に形成したことを特
徴とする。また、光電変換素子1012を3列設け、そ
れらに対応して同数の発光部を設けている。
1より発せられた光は、例えば、色変換層1073によ
り緑色に変換されて原稿を照射し、そこからの反射光が
光電変換素子1012で検出され、原稿の緑色情報が読
取られる。同様に、赤色、青色の原稿情報についても、
それぞれに対応した光電変換素子と発光部によって得ら
れる。ここで注意すべきは、3色の照明光は、それぞれ
の発光部に対応した原稿の一部分を限定して照明してい
る点である。従って、原稿上で色の混ざりがないため、
光電変換素子にカラーフィルタを設ける必要が無い。即
ち、カラーフィルタによる光吸収が無いために、高感度
のカラー画像入力が実現される。また、第一の実施の形
態と同様に、低消費電力で高分解能の画像入力が可能で
ある。
した発光部を設けることにより、原稿の一部分のみを限
定して照明することができ、高い分解能で画像の読み取
りを行うことが可能となる。
光源の消費電力を低減することができるため、携帯型機
器への搭載に有利になる。
して指を照明することで、全反射を利用した指紋画像の
強調が実現できる。
素子に光源からの光を導き、光源の発光量の変化に対応
してイメージセンサの感度を調整することにより、安定
して動作する信頼性の高いイメージセンサ装置が可能と
なっている。
め、従来にない優れたイメージセンサ装置を提供するこ
とができる。
構成を示す分解斜視図である。
る。(a)は図1の発光層と透明電極と不透明電極とを
含む平面の断面図である。(b)は薄型光源とイメージ
センサを原稿側から見た様子を示す下面図である。
の説明図である。(a)は発光層と透明電極と不透明電
極とを含む平面の断面図である。(b)は薄型光源とイ
メージセンサを原稿側から見た様子を示す下面図であ
る。
置の構造を示す断面図である。
置の構造を示す断面図である。
置の構造を示す断面図である。
置の構造を示す断面図である。
置の構造を示す断面図である。
置の構造を示す分解斜視図である。
装置の構造を示す分解斜視図である。
装置の構造を示す分解斜視図である。
示す斜視図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
一例を示す分解斜視図である。
である。(a)は開口部と透明電極を含む平面の断面図
である。(b)は薄型光源とイメージセンサを原稿側か
ら見た様子を示す下面図である。
10、810、910、1010、1610 イメー
ジセンサ 111、211、311、411、511、611、7
11、811、911、1011、1611 イメー
ジセンサ基板 112、212、312、412、512、612、7
12、812、912、1012、1203、1612
光電変換素子 120、220、320、420、820、920、1
020、1620薄型光源 121、221、321、421、821、921、1
021、1503、1621 透明基板 122、222、322、522、622、722、8
22、922、1022、1404、1407、150
5、1622 透明電極 123、223、323、423、523、623、7
23、823、923、1506、1623 発光層 124、224、324、524、624、724、8
24、924、1024、1508、1624 不透
明電極 130、230、330、530、630、730、1
309、1511接着層 190、290、1690 原稿 325、425、1625 開口部 326、426 光吸収層 327 開口部 431 電極兼用反射ミラー 432 透明電極兼用誘導体ミラー 540、640、740、1201 光ファイバ収束
部材 541、741 開口数の小さい光ファイバ 542、742 開口数の大きい光ファイバ 561、761 透明基板 643、1202 光ファイバ 762 回折格子 851 反射層 1071 発光層(青色) 1072 色変換層(青→青) 1073 色変換層(青→緑) 1074 色変換層(青→赤) 1204 照明体 1205 光遮蔽体 1301 光ファイバアレー 1302 不透明ガラス基板 1303 透明ガラス板 1304 遮光層 1305 イメージセンサチップ 1306 受光素子アレー 1307、1405 電極 1308 回路導体層 1310 EL光源 1401 ガラス基板 1402 共通電極 1403 a−Si層 1406 EL素子 1408 保護層 1504 分散型EL素子 1507 絶縁層 1509 枠部 1510 光透過窓
Claims (14)
- 【請求項1】 読み取り原稿側を向いて整列して配設さ
れた複数の受光素子を有するイメージセンサ部と、該イ
メージセンサ部の前記読み取り原稿側に密着して配設さ
れ、前記読み取り原稿に向けて光を発する薄型光源とを
備えるイメージセンサ装置において、 前記薄型光源が、個々の前記受光素子に対して前記受光
素子より少ない面積の一個以上の発光部を有し、前記発
光部は、前記受光素子側に遮光層を有し、前記受光素子
と前記読み取り原稿との間の前記受光素子の下面に配置
されている、ことを特徴とするイメージセンサ装置。 - 【請求項2】 読み取り原稿側を向いて整列して配設さ
れた複数の受光素子を有するイメージセンサ部と、該イ
メージセンサ部の前記読み取り原稿側に密着して配設さ
れ、前記読み取り原稿に向けて光を発する薄型光源とを
備えるイメージセンサ装置において、 前記薄型光源が、個々の前記受光素子に対して前記受光
素子以上の面積の発光部を有し、前記発光部は、前記受
光素子側に遮光層を有し、前記受光素子と前記読み取り
原稿との間の前記受光素子の下面に配置され、前記受光
素子へ読み取り原稿からの光を通過させるための1個以
上の開口部を有する、ことを特徴とするイメージセンサ
装置。 - 【請求項3】 読み取り原稿側を向いて整列して配設さ
れた複数の受光素子を有するイメージセンサ部と、該イ
メージセンサ部の前記読み取り原稿側に密着して配設さ
れ、前記読み取り原稿に向けて光を発する薄型光源とを
備えるイメージセンサ装置において、 前記薄型光源が発する光を前記読み取り原稿の一部を限
定して照射させるために、前記発光部と前記読み取り原
稿との間に原稿照射部を除いて光吸収体が配置されてい
る、ことを特徴とするイメージセンサ装置。 - 【請求項4】 読み取り原稿側を向いて整列して配設さ
れた複数の受光素子を有するイメージセンサ部と、該イ
メージセンサ部の前記読み取り原稿側に密着して配設さ
れ、前記読み取り原稿に向けて光を発する薄型光源とを
備えるイメージセンサ装置において、 前記薄型光源が発する光を前記読み取り原稿の一部を限
定して照射させるために、光線を平行化させるための反
射ミラーと誘電体ミラーとが、前記薄型光源の発光部を
挟んで前記薄型光源の構成要素として一体化して形成さ
れている、ことを特徴とするイメージセンサ装置。 - 【請求項5】 読み取り原稿側を向いて整列して配設さ
れた複数の受光素子を有するイメージセンサ部と、該イ
メージセンサ部の前記読み取り原稿側に密着して配設さ
れ、前記読み取り原稿に向けて光を発する薄型光源とを
備えるイメージセンサ装置において、 前記薄型光源が発する光を前記読み取り原稿の一部を限
定して照射させるために、前記発光部と前記読み取り原
稿との間に光線を平行化させるための光ファイバ収束部
材が配置されている、ことを特徴とするイメージセンサ
装置。 - 【請求項6】 読み取り原稿側を向いて整列して配設さ
れた複数の受光素子を有するイメージセンサ部と、該イ
メージセンサ部の前記読み取り原稿側に密着して配設さ
れ、前記読み取り原稿に向けて光を発する薄型光源とを
備えるイメージセンサ装置において、 前記薄型光源が発する光を前記読み取り原稿の一部を限
定して照射させるために、前記発光部と前記読み取り原
稿との間に光線を平行化させるための光ファイバ収束部
材が配置され、前記光ファイバ収束部材と前記読み取り
原稿との間に光の進路を所定の方向に曲げるための光学
手段が配置されている、ことを特徴とするイメージセン
サ装置。 - 【請求項7】 前記光学手段が、回折格子、マイクロレ
ンズ、V型溝のいずれかである、請求項6に記載のイメ
ージセンサ装置。 - 【請求項8】 読み取り原稿側を向いて整列して配設さ
れた複数の受光素子を有するイメージセンサ部と、該イ
メージセンサ部の前記読み取り原稿側に密着して配設さ
れ、前記読み取り原稿に向けて光を発する薄型光源とを
備えるイメージセンサ装置において、 前記薄型光源が発する光を、前記複数の受光素子の中の
1個あるいは複数の特定の受光素子に導くための導光手
段と、前記特定の受光素子の検出した信号出力に応じて
前記イメージセンサ部の感度を調整する調整手段とを有
する、ことを特徴とするイメージセンサ装置。 - 【請求項9】 前記導光手段が、前記薄型光源と前記読
取り原稿との間に配置された反射層である、請求項8に
記載のイメージセンサ装置。 - 【請求項10】 前記薄型光源の発光部が、有機薄膜と
前記有機薄膜を挟む透明電極と不透明電極とで構成さ
れ、前記不透明電極が、前記イメージセンサ部の前記受
光素子を除く領域のための遮光層として機能する材料で
形成されている、請求項1から請求項6もしくは請求項
8のいずれか1項に記載のイメージセンサ装置。 - 【請求項11】 前記イメージセンサ部の前記受光素子
を除く領域に遮光手段が設けられている、請求項1から
請求項6もしくは請求項8のいずれか1項に記載のイメ
ージセンサ装置。 - 【請求項12】 前記イメージセンサ部が、結晶シリコ
ンウェハに構成されるイメージセンサおよび透明基板上
に薄膜半導体プロセスで形成されるイメージセンサのい
ずれかである、請求項1から請求項6もしくは請求項8
のいずれか1項に記載のイメージセンサ装置。 - 【請求項13】 前記薄型光源が、異なる複数の色の光
を発する、請求項1から請求項6もしくは請求項8のい
ずれか1項に記載のイメージセンサ装置。 - 【請求項14】 前記薄型光源と前記読取り原稿との間
に光ファイバ収束部材を有する、請求項1から請求項4
もしくは請求項8のいずれか1項に記載のイメージセン
サ装置。
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