JPH1174497A - イメージセンサ基板、およびこれを用いたイメージセンサ - Google Patents

イメージセンサ基板、およびこれを用いたイメージセンサ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】外部の光がイメージセンサ基板を透過して受光
素子で受光されることを適切に防止できるようにし、イ
メージセンサで得られる読み取り画像の質を高める。 【解決手段】光を受けることにより所定の信号を出力す
る受光素子５２を表面に搭載したイメージセンサ基板６
であって、その裏面の全部または一部が、黒色の遮光層
６１によって覆われている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本願発明は、密着型イメージセンサやフラ
ットベッド型イメージセンサなどの各種のイメージセン
サの構成部品としてのイメージセンサ基板、およびこれ
を備えたイメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のイメージセンサの一般的構成例を
図１４に示す。同図に示すイメージセンサは、密着型イ
メージセンサとして構成されたものであり、ケース４ｅ
の上面に装着された透明ガラス製の原稿載置板７０ｅの
表面の所定位置が画像読み取り領域Ｐｅとされ、この領
域に供給されてきた原稿Ｋがプラテンローラ９０ｅによ
って副走査方向に移送されるようになっている。上記ケ
ース４ｅの内部には、複数のＬＥＤ光源２ｅが主走査方
向に列状に並べて設けられており、これら複数のＬＥＤ
光源２ｅから発せられた光が、上記原稿Ｋの表面に照射
されて反射されると、その反射光が集光レンズ５１ｅに
よって集束されてから主走査方向に並べられた複数の受
光素子５２ｅによって受光され、これら複数の受光素子
５２ｅからその受光量に対応した画像信号が出力される
ようになっている。上記複数の受光素子５２ｅを搭載し
たイメージセンサ基板６ｅは、たとえばセラミクス製の
白色の基板を用いて構成されており、このイメージセン
サ基板６ｅは、上記集光レンズ５１ｅの下方の空間部４
６ｅ内へ、外部の光が進入することを防止するように、
上記空間部４６ｅの下部開口部を塞いだ状態に上記ケー
ス４ｅに取付けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のイメージセンサでは、使用条件如何では、原稿の読
み取り画像にノイズが混じり、その画質が悪くなる現象
が生じる場合があった。そこで、本願発明者らがそのよ
うな現象について研究したところ、次に述べるようなこ
とが一つの原因であることを突きとめた。
【０００４】すなわち、従来のイメージセンサで用いら
れていたイメージセンサ基板６ｅは、たとえばセラミッ
ク製であり、その表面に形成された導電配線パターン上
に受光素子５２ｅを実装した構成に過ぎないものであっ
た。このようなセラミック製のイメージセンサ基板６ｅ
では、その外面が白色であっても、受けた光の全てを反
射するわけではなく、このイメージセンサ基板の片面に
比較的明るい光を照射すると、その一部はこのイメージ
センサ基板の厚み方向に透過する現象が見られる。した
がって、従来では、上記イメージセンサをたとえばファ
クシミリ装置やその他の装置機器の内部に組み込むなど
して実際に使用する場合に、ケース４ｅの外部に他の光
源が存在するなどして、上記イメージセンサ基板６ｅの
裏面部分に光が照射されると、その光の一部が上記イメ
ージセンサ基板６ｅを透過し、ケース４ｅの空間部４６
ｅ内に進入する場合があった。むろん、上記イメージセ
ンサ基板６ｅを透過する光には、波長が３３０ｎｍ〜７
７０ｎｍの範囲の可視域の光の他に、それ以外の赤外域
や紫外域の光も含まれている。
【０００５】一方、上記受光素子５２ｅは、たとえば光
電変換機能を有するフォトトランジスタなどを用いて構
成されているが、このような構成の受光素子５２ｅは、
可視域の光のみらず、それ以外の赤外域や紫外域の光を
受光した場合にも、所定の信号出力を行う特性をもって
いる。したがって、従来では、上記イメージセンサ基板
６ｅをその厚み方向に透過して空間部４６ｅ内に進入し
てきた光を受光素子５２ｅが感知することによって、こ
の受光素子５２ｅから不当な信号出力がなされる場合が
あった。その結果、従来では、このような外部の光の影
響による受光素子５２ｅからの信号出力に原因し、原稿
の読み取り画像にノイズが含まれ、その画質が悪くなる
という事態を招いていた。
【０００６】なお、このような不具合は、イメージセン
サ基板６ｅをセラミック製の基板とした場合に限らず、
たとえばガラスエポキシ樹脂などの合成樹脂製の基板と
した場合においても、同様に生じていた。
【０００７】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、外部の光がイメージセンサ基板
を透過して受光素子で受光されることを適切に防止でき
るようにし、イメージセンサで得られる読み取り画像の
質を高めることをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。
【０００９】本願発明の第１の側面によれば、イメージ
センサ基板が提供される。このイメージセンサ基板は、
光を受けることにより所定の信号を出力する受光素子を
表面に搭載したイメージセンサ基板であって、その裏面
の全部または一部が、黒色の遮光層によって覆われてい
ることに特徴づけられる。
【００１０】本願発明の第１の側面によって提供される
イメージセンサ基板は、その裏面が外面となるようにイ
メージセンサの所定位置に組み込まれて使用されるが、
その裏面は、黒色の遮光層によって覆われているため
に、外部の光が上記イメージセンサ基板に照射されるよ
うな事態を生じても、その光が上記イメージセンサ基板
をその厚み方向に透過することが防止され、または抑制
されることとなる。したがって、イメージセンサ基板を
透過した光を受光素子が受光することによってノイズと
なる不当な信号出力がなされることを回避でき、外部の
光の影響を極力受けないようにして上記受光素子を利用
しての原稿画像の適切な読み取り動作を行わせることが
できる。その結果、読み取り画像の質を高めることがで
きる。
【００１１】本願発明の好ましい実施の形態では、上記
遮光層は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の黒色顔料とＣｕ−Ｃｒ
系の黒色顔料とを含んだものである構成とすることがで
きる。
【００１２】上記Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の黒色顔料は、紫
外域と可視域の光を効率良く遮る特性を有している。こ
れに対し、上記Ｃｕ−Ｃｒ系の黒色顔料は、赤外域の光
を効率良く遮る特性を有している。したがって、紫外
域、可視域、赤外域のいずれの波長域の光についても、
イメージセンサ基板を透過することを適切に防止し、ま
たは抑制でき、受光素子が外部の光の影響を受けて不当
な信号出力を行うことをより確実に防止できる利点が得
られる。
【００１３】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記遮光層は、上記２種類の黒色顔料をトータルで１３
重量％以上含有した黒色ガラスである構成とするとこが
できる。
【００１４】このような構成によれば、第１に遮光層が
黒色ガラスで構成されているために、その製造に際して
は、黒色顔料を含有するガラスペーストをイメージセン
サ基板の裏面に印刷手段などを用いて塗布した後に、こ
のガラスペーストを焼成することによって、遮光層を形
成することができる。このようにガラスペーストを焼成
する手段によれば、遮光層とイメージセンサ基板との接
着性を高めることが可能であり、遮光層がイメージセン
サ基板から容易に剥離しないものにできる。第２に、上
記２種類の黒色顔料がトータルで１３重量％以上含まれ
ているために、遮光層の光の遮光性を充分に高めること
ができる。すなわち、上記２種類の黒色顔料のトータル
の含有率が１３重量％未満になると、黒色ガラスの黒色
度合いが薄くなってしまい、遮光性が低下することとな
るが、上記構成によれば、そのような不具合はなく、充
分な遮光性をもたせることができる。なお、Ｆｅ−Ｃｒ
−Ｃｏ系の黒色顔料とＣｕ−Ｃｒ系の黒色顔料との配合
比率は、重量比で約５：４が好ましい。
【００１５】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記２種類の黒色顔料のトータルの含有率が、２５重量
％以下である構成とすることができる。
【００１６】上記２種類の黒色顔料のトータルの含有率
が２５重量％を超えると、それらの顔料自体が凝集する
傾向が強くなり、イメージセンサ基板に対する遮光層の
接着力が低下する。したがって、上記構成によれば、そ
のような不具合を生じさせず、イメージセンサ基板に対
して遮光層を強固に接着させておくことでき、不用意な
剥離を適切に防止できることとなる。
【００１７】本願発明の他の好ましい実施の形態では、
上記遮光層は、黒色顔料を含んだ塗料が上記裏面に塗装
され、または黒色の部材が上記裏面に重ね合わせて配置
されることにより設けられている構成とすることができ
る。黒色の部材としては、たとえば外表面が黒色とされ
た可撓性を有する接着テープ、あるいは可撓性を有しな
い硬質のプレート部材などを適用することができる。
【００１８】このような構成によれば、遮光層の形成
が、塗装作業または黒色の他の部材をイメージセンサ基
板に重ね合わせるだけの作業工程によって、非常に簡単
に行えることとなり、製造コストの低減化を図る上で、
有利となる。
【００１９】本願発明の第２の側面によれば、イメージ
センサが提供される。このイメージセンサは、光源と、
この光源から発せられて所定の画像読み取り領域から反
射してくる光を集束させる集光レンズと、この集光レン
ズによって集束される光の進行経路となる空間部を有す
るケーシングと、光を受けることにより所定の信号を出
力する受光素子を表面に搭載したイメージセンサ基板と
を具備し、かつこのイメージセンサ基板は、上記受光素
子が上記集光レンズによって集束された光を受光するよ
うにその表面が上記空間部に向けられて上記ケーシング
に取付けられている、イメージセンサであって、上記イ
メージセンサ基板として、本願発明の第１の側面によっ
て提供されるイメージセンサ基板が用いられていること
に特徴づけられる。
【００２０】本願発明の第２の側面によって提供される
イメージセンサにおいては、本願発明の第１の側面によ
って提供されるイメージセンサ基板が用いられているた
めに、本願発明の第１の側面によって得られるのと同様
な効果が期待でき、外部の光の影響を受けることなく、
所望の読み取り対象物の画像を受光素子を利用して適切
に読み取ることができ、その読み取り画像の質を高める
ことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２２】図１は、本願発明に係るイメージセンサ基
板６の一例を示す斜視図である。図２は、図１のII−II
線拡大断面図である。
【００２３】このイメージセンサ基板６は、アルミナを
主要原料とするセラミック製の基板本体６０を主要部材
とするものであり、この基板本体６０は平面視において
細長矩形状のプレート状である。上記基板本体６０の表
面には、複数のイメージセンサチップ５と１つのＬＥＤ
光源２とが実装されている。また、図２によく表れてい
るように、上記基板本体６０の裏面の略全面域には遮光
層６１が設けられている。
【００２４】上記各イメージセンサチップ５は、複数の
受光素子５２を一体的に造り込んだ半導体素子であり、
この受光素子５２で光を受けるとその受光量に対応した
出力レベルの信号（画像信号）を出力するように構成さ
れている。上記各イメージセンサチップ５は、上記基板
本体６０の表面にパターン形成された導電層６２のパッ
ド部６２ａ上にボンディングされることにより、上記基
板本体６０の長手方向に沿う直線状に並べられており、
また金線などのワイヤＷを介して導電層６２の所定位置
と結線されている。
【００２５】上記ＬＥＤ光源２は、赤、緑、青の各色の
光を発する３種類のＬＥＤチップを一纏めに樹脂パッケ
ージしたものである。このＬＥＤ光源２は、基板本体６
０の長手方向一端部に配置され、その表面の導電層６２
上にボンディングされている。なお、このイメージセン
サ基板６をいわゆるモノクロ画像の読み取り用途に用い
る場合には、上記ＬＥＤ光源２に代えて、白色またはそ
れ以外の色彩の単色光を発する光源が用いられる。上記
基板本体６０の長手方向他端部には、コネクタ端子６５
が取付けられているが、このコネクタ端子６５は、上記
導電層６２を介して上記ＬＥＤ光源２や各イメージセン
サチップ５と電気的に導通しており、このコネクタ端子
６５に電気配線接続を行うことにより、外部の制御機器
（図示略）を上記ＬＥＤ光源２や各イメージセンサチッ
プ５と電気的に接続できるようになっている。
【００２６】上記遮光層６１は、ガラスペーストに２種
類の黒色顔料を混合させたものを上記基板本体６０の裏
面に塗布した後に焼成した黒色ガラスである。２種類の
黒色顔料としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の第１の黒色顔
料とＣｕ−Ｃｒ系の第２の黒色顔料とが用いられてお
り、上記第１の黒色顔料と第２の黒色顔料との配合比率
は、重量比で約５：４である。また、上記遮光層６１に
おける第１の黒色顔料と第２の黒色顔料とのトータルの
含有率は、１３重量％以上かつ２５重量％以下とされて
いる。上記遮光層６１の厚みは、８μｍ〜２０μｍ程度
である。
【００２７】上記イメージセンサ基板６は、その基板本
体６０の本来の色彩が白色であるが、その裏面には上記
遮光層６１が設けられていることにより、この裏面は黒
色となっている。上記遮光層６１に含まれているＦｅ−
Ｃｒ−Ｃｏ系の第１の黒色顔料は、主に紫外域と可視域
との光を遮る特性を有しているのに対し、Ｃｕ−Ｃｒ系
の第２の黒色顔料は、主に可視域よりも波長の長い赤外
域の光を遮る特性を有している。したがって、上記遮光
層６１は、紫外域、可視域、および赤外域の広い波長域
の光を遮る特性を有する。
【００２８】図３は、イメージセンサ基板に照射される
光の波長と光の透過率との関係を示す説明図である。む
ろん、同図に示すデータは、イメージセンサ基板の基板
本体の厚みやその他の条件を全て同一条件に揃えた実験
によって得られたデータである。同図の符号Ｄ１で示す
データは、セラミック製の基板本体６０の裏面に遮光層
を設けることなく、基板本体６０を単独で用いた場合の
データである。このデータＤ１では、可視域（３３０ｎ
ｍ〜７７０ｎｍ）、紫外域、および赤外域のいずれの領
域においても光の透過率が高くなっており、基板本体６
０の裏面に光が照射されると、その光の比較的多くの量
が基板本体６０の表面側に透過してしまう。同図の符号
Ｄ２で示すデータは、基板本体６０の裏面にＦｅ−Ｃｒ
−Ｃｏ系の第１の黒色顔料のみを含有する遮光層を設け
た場合のデータである。このデータＤ２では、遮光層を
全く設けていない場合のデータＤ１よりも、いずれの波
長領域においても光の透過率が低くなっており、とくに
可視域と紫外域の光の透過率が大幅に低くなっている。
これに対し、同図の符号Ｄ３で示すデータは、基板本体
６０の裏面に上述した第１の黒色顔料と第２の黒色顔料
とを所定の比率で含有させた黒色ガラスからなる遮光層
６１を設けた場合のデータである。このデータＤ３で
は、先のデータＤ２よりも光の透過率が全ての波長領域
において低下しており、とくに赤外域の光の透過率が大
幅に低下している。このように、上記図３に示すデータ
からも、本実施形態に係るイメージセンサ基板６では、
種々の波長領域の光の透過率を低くすることができるこ
とが理解できる。また、このように広い波長領域で光を
遮断する遮光層６１の特性は、本願発明者らの実験によ
れば、第１の黒色顔料と第２の黒色顔料との配合比率を
重量比で約５：４とするとともに、黒色ガラスに占める
２種類の黒色顔料のトータルの含有率を１３重量％以上
とし、しかもその膜厚を８μｍ以上とした場合により確
実に得られることが確認された。
【００２９】また、本願発明者らの実験によれば、第１
の黒色顔料と第２の黒色顔料とのトータルの含有率が２
５重量％を超えると、これらの顔料自体が凝集し、基板
本体６０に対するガラスペーストの密着力が急激に低下
することが判明した。したがって、本実施形態の２種類
の黒色顔料の含有率を２５重量％以下とした遮光層６１
では、基板本体６０に対する遮光層６１の密着性が高
く、この遮光層６１が基板本体６０の裏面から容易に剥
離しにくいものにできる。
【００３０】次に、上記イメージセンサ基板６を用いた
イメージセンサの一例について説明する。
【００３１】図４は、本願発明に係るイメージセンサＡ
の一例を示す一部破断断面図である。図５は、図４のＶ
−Ｖ断面図である。図６は、図４のVI−VI断面図であ
る。図７は、図４に示すイメージセンサＡの分解斜視図
である。
【００３２】このイメージセンサＡは、図７によく表れ
ているように、既述したイメージセンサ基板６に加え、
ケース４、集光レンズ５１、導光部材１、第１の光反射
部材３Ａ、第２の光反射部材３Ｂ、および１または複数
のアタッチメント６９を具備して構成されている。この
イメージセンサＡは、フラットベッド型のイメージセン
サとして構成されており、図４ないし図６に示すよう
に、原稿Ｋを載置するための透明ガラス製の原稿載置板
７０を具備している。
【００３３】上記ケース４は、たとえば黒色の合成樹脂
製であり、上面部の略全面が開口するとともに底面部に
も開口部が適宜設けられた長細な箱型状に形成されてい
る。このケース４の内部には、このイメージセンサＡの
上述した主要部品が収容される。このケース４は、上記
原稿載置板７０の下方において、上記原稿載置板７０に
相対して副走査方向に移動自在に設けられている。この
原稿載置板７０の表面のうち、上記集光レンズ５１の直
上位置が画像読み取り領域Ｐとされるが、この画像読み
取り領域Ｐはケース４の移動に伴って順次移動すること
となる。なお、このケース４を移動自在とする手段は従
来既知であるため、その説明は便宜上省略する。
【００３４】図４ないし図６によく表れているように、
上記イメージセンサ基板６は、上記ケース４の底部に設
けられた凹部４９の下部開口部を塞ぐようにこの凹部４
９に嵌入されている。上記イメージセンサ基板６の遮光
層６１は、下向きの外面となるとともに、ＬＥＤ光源２
や複数の受光素子５２がケース４内の空間部４５，４６
内にそれぞれ位置するように設定されている。上記アタ
ッチメント６９は、上記イメージセンサ基板６をケース
４に固定させるためのものであり、ケース４に対してそ
の下方から外嵌し、ケース４の左右外側面に設けられて
いる係合用突起４８，４８に係止されることにより、上
記イメージセンサ基板６が下方へ脱落することを防止す
る。上記アタッチメント６９は、たとえば薄肉金属板を
プレス加工するなどして形成されており、適度な弾力性
を発揮するものである。
【００３５】図８は、上記導光部材１を示す一部断面概
略斜視図である。図９は、図８のIX−IX断面図である。
図１０は、上記導光部材１の作用を示す説明図である。
【００３６】上記導光部材１は、イメージセンサ基板６
に搭載されたＬＥＤ光源２から発せられた光を画像読み
取り領域Ｐに対して主走査方向に延びる線状または帯状
に照射させるためのものである。図８によく表れている
ように、上記導光部材１は、たとえばＰＭＭＡなどのア
クリル系透明部材を成形して得られる透明部材１０を具
備して構成されたものであり、その各所の外面は鏡面と
されている。透明部材の表面を鏡面にすれば、この透明
部材の内部に光を進行させる場合において、上記透明部
材の表面に対して透明部材の材質によって特定される全
反射臨界角よりも大きな角度で入射する光線を全反射さ
せることができるとともに、上記全反射臨界角よりも小
さな角度で入射する光線については、外部へ透過させる
ことができる。なお、上記鏡面は、必ずしも表面が積極
的に研磨加工されている面である必要はない。たとえば
金型を用いて透明部材を樹脂成形する場合において、そ
の樹脂成形によって得られた比較的な滑らかな面も、鏡
面に含まれる。
【００３７】上記導光部材１は、各所の断面形状が一様
な主要領域Ｓａと、この主要領域Ｓａの一端に繋がった
補助領域Ｓｂとに区分することができる。上記補助領域
Ｓｂは、上記ＬＥＤ光源２から発せられた光を上記主要
領域Ｓａ内に進行させる役割を果たす部分である。これ
に対し、上記主要領域Ｓａは、上記補助領域Ｓｂからそ
の内部に進行してきた光を外部に出射させる役割を果た
す部分である。
【００３８】上記補助領域Ｓｂには、下向き平面状の光
入射部１５、この光入射部１５の一側方に位置する下向
き状の凸状部１７、および上記光入射部１５に対向する
傾斜面１６ａ，１６ｂが設けられている。上記凸状部１
７は、この導光部材１をイメージセンサ基板６の上方に
配置する場合にそのイメージセンサ基板６の表面にこの
凸状部１７の先端部を当接させることによって導光部材
１の全体の位置決めを図るのに役立つ。上記光入射部１
５は、上記ＬＥＤ光源２から光を受ける部分である。上
記傾斜面１６ａ，１６ｂは、上記光入射部１５からこの
補助領域Ｓｂの内部に入射してきた光を上記主要領域Ｓ
ａの方向へ進行させるように反射する部分である。本実
施形態では、上記傾斜面１６ａが平面状の傾斜面とされ
ているとともに、上記傾斜面１６ｂが曲面状の傾斜面と
され、それら各部の傾斜角度は、上記光入射部１５から
入射してくる光を可能な限り全反射できる角度とされて
いる。
【００３９】上記主要領域Ｓａには、その長手方向に延
びる第１側面１０Ａ、第２側面１０Ｂ、第３側面１０
Ｃ、第４側面１０Ｄ、および長手方向一端部の端面１０
Ｅが設けられている。上記第１側面１０Ａと第２側面１
０Ｂとは、この導光部材１の上下厚み方向に対向してお
り、第２側面１０Ｂの幅が第１側面１０Ａよりも狭幅と
されている。上記第３側面１０Ｃと第４側面１０Ｄと
は、この導光部材１の幅方向に対向している。
【００４０】上記第１側面１０Ａは、その略全面が光出
射面とされる部分であり、その幅方向中央部が他の側縁
部分よりも膨出した非球面状の凸面とされている。上記
第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄのそれぞれは、図
１０によく表れているように、透明部材１０の主要領域
Ｓａにおける幅方向中心線Ｃを共通の主軸とする放物面
（二次曲面）として形成されている。なお、上記中心線
Ｃは、補助領域Ｓｂにおける幅方向中心線Ｃ１に対して
傾斜している（図８参照）。これは、後述するように、
補助領域Ｓｂにおいてはその光入射部１５をＬＥＤ光源
２に対面させる必要があるのに対し、主要領域Ｓａにつ
いてはその第１側面１０Ａを画像読み取り領域Ｐに対向
させる必要があるからである。
【００４１】上記第２側面１０Ｂは、図１０によく表れ
ているように、上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０
Ｄのそれぞれの放物面の共通の焦点Ｏ１またはその近傍
を通過する面として形成されている。また、図９によく
表れているように、上記第２側面１０Ｂには、複数の凹
部１４が適当な間隔で設けられている。これら複数の凹
部１４，１４の間の領域は、鏡面状の平面部１３とされ
ている。上記複数の凹部１４は、導光部材１の内部を進
行する光の進行角度を急激に変化させることにより、そ
の光を第１側面１０Ａから出射させる役割を果たす部分
であり、たとえば断面円弧状とされている。なお、光の
進行角度を急激に変化させるための他の手段としては、
第２側面１０Ｂに複数の突起を適当な間隔で設ける手
段、光の散乱反射が可能な材料を第２側面１０Ｂに塗着
する手段、あるいは第２側面１０Ｂを微小な凹凸状の粗
面とする手段などを採用することができる。
【００４２】上記導光部材１は、光入射部１５からその
内部に入射した光を第１側面１０Ａの略全長域から出射
させる。具体的には、図９に示すように、光入射部１５
に対向配置されたＬＥＤ光源２から発せられた光は、光
入射部１５から導光部材１内に適当な広がり角度をもっ
て入射し、その大部分は傾斜面１６ａ，１６ｂによって
反射され、主要領域Ｓａの長手方向に進行する。する
と、その光は、第１側面１０Ａ、第３側面１０Ｃ、なら
びに第４側面１０Ｄの各所、および第２側面１０Ｂの平
面部１３において全反射を繰り返しながら導光部材１の
長手方向一端部の端面１０Ｅまで達する。第２側面１０
Ｂに光が入射する場合、各凹部１４に到達した光の多く
は、散乱反射に近いかたちで反射され、急激にその光の
進路が変えられる。このため、上記第２側面１０Ｂに到
達した光の多くは、図１０に示すように、第３側面１０
Ｃおよび第４側面１０Ｄに向けて進行し、これら第３側
面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄによってそれぞれ全反射
される。ただし、それらの側面は放物面であり、しかも
上記第２側面１０Ｂはその放物面の焦点Ｏ１の近傍に位
置しているために、上記第３側面１０Ｃおよび第４側面
１０Ｄによってそれぞれ反射された多数の光線は、それ
らの放物面の主軸に略平行な光線束となって第１側面１
０Ａに向けて進行する。そして、上記第１側面１０Ａ
は、その凸面の作用により、上記光線束を所定の焦点に
集束させる機能を発揮することとなる。
【００４３】図５および図６によく表れているように、
上記導光部材１は、その第１側面１０Ａが画像読み取り
領域Ｐに向くとともに、その光入射部１５がＬＥＤ光源
２に対向するようにケース４内に収容されている。した
がって、上記ＬＥＤ光源２から発せられた光は、上記第
１側面１０Ａの全長域から画像読み取り領域Ｐに対して
線状または帯状に照射されることとなる。この場合、上
記第１側面１０Ａから出射する光は、種々の方向に分散
しないために、画像読み取り領域Ｐに対して所定の幅Ｌ
で光を効率良く照射させることができる。また、画像読
み取り領域Ｐの長手方向の各所の照度を略均等にするこ
ともできる。
【００４４】上記第１の光反射部材３Ａは、上記導光部
材１のホルダとしての役割をも果たすものである。すな
わち、この第１の光反射部材３Ａは、図５および図７に
よく表れているように、一側部が開口した断面略Ｖ字状
の溝部３０を有しており、上記導光部材１はその主要領
域Ｓａがこの溝部３０内に嵌入されることにより上記第
１の光反射部材３Ａに保持される。そして、上記導光部
材１は、上記第１の光反射部材３Ａが上記ケース４内に
組み込まれることにより、上記イメージセンサ基板６の
上方に配置される。上記溝部３０の内壁面としては、上
記導光部材１の第２側面１０Ｂ、第３側面１０Ｃ、およ
び第４側面１０Ｄのそれぞれに対向する内壁面３０ｂ，
３０ｃ，３０ｄがあり、これらの内壁面３０ｂ〜３０ｄ
が上記導光部材１の側面１０Ｂ〜１０Ｄから光が外部へ
漏れることを防止する役割を果たす。また、上記溝部３
０の長手方向一端部には、図４および図７によく表れて
いるように、平面状の側面部３０ｅが設けられている。
したがって、上記導光部材１の内部を進行する光が上記
端面１０Ｅに到達すると、その光は上記側面部３０ｅに
よって確実に反射されることとなり、上記端面１０Ｅか
ら外部へ光が漏れることも防止される。上記第１の光反
射部材３Ａは、たとえば白色の合成樹脂製であり、上記
内壁面３０ｂ〜３０ｄや側面部３０ｅは光反射率の高い
滑らかな面とされている。
【００４５】上記第２の光反射部材３Ｂは、上記導光部
材１の補助領域Ｓｂをカバーし、この補助領域Ｓｂから
外部へ光が漏れることを防止するための部材である。こ
の第２の光反射部材３Ｂは、図４および図６によく表れ
ているように、上記導光部材１の補助領域Ｓｂに対して
その上面側から外嵌し、傾斜面１６ａ，１６ｂやその他
の外面部分を覆っている。この第２の光反射部材３Ｂ
も、上記第１の光反射部材３Ａと同様に、たとえば白色
の合成樹脂製であり、上記補助領域Ｓｂに対面する内壁
面は、光の反射率が高い滑らかな面とされている。
【００４６】図５によく表れているように、上記集光レ
ンズ５１は、原稿載置板７０に載置された原稿Ｋから反
射してきた光を複数の受光素子５２上に集束させるため
のものである。この集光レンズ５１としては、たとえば
原稿画像を正立等倍に集束可能な多数のセルフォックレ
ンズ（ロッドレンズ）を所定の画像読み取りライン方向
に並べたレンズアレイが適用される。むろん、これに代
えて、凸レンズを一連に並べたレンズアレイを用いても
よい。この集光レンズ５１は、ケース４の空間部４６を
介して複数の受光素子５２の直上に位置するように上記
ケース４に組付けられている。
【００４７】次に、上記イメージセンサＡを用いて画像
の読み取り動作を行う場合の作用について説明する。
【００４８】まず、図５および図６に示すように、原稿
載置板７０上に原稿Ｋを載置した状態において、ＬＥＤ
光源２を発光させると、その光は導光部材１の内部に入
射してその長手方向に進行しながら、第１側面１０Ａの
全長域から出射し、原稿Ｋの表面に対して主走査方向に
延びる線状または帯状に照射される。すると、この原稿
Ｋによって反射された光は、その後集光レンズ５１によ
って集束されて複数の受光素子５２で受光されることと
なり、これら複数の受光素子５２から受光量に対応した
出力レベルの画像信号が出力される。原稿画像のカラー
読み取りを行う場合には、ＬＥＤ光源２から赤、緑、青
の各色の色彩光が順次切り替えられて発せられ、それら
赤、緑、青の各色の色彩光の原稿Ｋからの反射光を上記
複数の受光素子５２で受光することにより、赤、緑、青
の各色についての読み取り画像信号が得られることとな
る。
【００４９】一方、上記イメージセンサＡの使用時にお
いては、上記ケース４の近傍に別の光源が設けられた
り、あるいは自然光が入り込むなどして、種々の光がケ
ース４の外面やイメージセンサ基板６の裏面に照射され
る場合がある。ところが、既述したとおり、上記イメー
ジセンサ基板６の裏面の遮光層６１は、広い波長域範囲
の光を遮る役割を果たすため、多くの光がイメージセン
サ基板６をその厚み方向に透過して受光素子５２が配置
されている空間部４６内へ進入することが適切に阻止さ
れる。また、ケース４自体は、厚肉で黒色の合成樹脂製
とされていることにより、やはり多くの光を透過させる
ことはない。したがって、ケース４の外部の光が、空間
部４６内に進入して受光素子５２で不当に受光される虞
れをなくし、または少なくすることができる。その結
果、受光素子５２によって原稿Ｋから反射してくる光の
みを効率良く受光させることができ、ノイズの少ない画
質の良好な読み取り画像が得られることとなる。
【００５０】図１１は、本願発明に係るイメージセンサ
の他の例を示す断面図である。なお、図１１以降の各図
においては、上記実施形態と同一部分は同一符号で示
し、その説明は便宜上省略する。
【００５１】上記図１１に示すイメージセンサＡａは、
密着型イメージセンサとして構成されている。このイメ
ージセンサＡａは、先の実施形態のイメージセンサＡと
その基本的な構成は共通しているが、ケース４ａの上面
部には、原稿Ｋを対向配置するための透明ガラスからな
る原稿載置板７０ａが装着されている。この原稿載置板
７０ａと対向する位置には、原稿Ｋを副走査方向に移送
するためのプラテンローラ９８が適宜設けられる。ま
た、このイメージセンサＡａをいわゆるハンディスキャ
ナタイプの密着型イメージセンサとして構成する場合に
は、上記プラテンローラ９８は設けられず、ケース４ａ
をユーザがそのままで手で把持することとなる。上記イ
メージセンサＡａにおいても、上記フラットベッド型イ
メージセンサの場合と同様な構成のイメージセンサ基板
６をそのまま適用することが可能である。このように、
本願発明に係るイメージセンサは、フラットベッド型の
イメージセンサに限らず、密着型イメージセンサとして
構成することもできる。
【００５２】図１２および図１３は、本願発明に係るイ
メージセンサの他の例をそれぞれ示す断面図である。
【００５３】図１２に示すイメージセンサＡｂに用いら
れているイメージセンサ基板６ｂは、遮光層６１ｂがイ
メージセンサ基板６ｂの裏面の全面域に設けられておら
ず、一部分のみに設けられている。より具体的には、遮
光層６１ｂは、複数の受光素子５２の実装箇所の裏面側
に相当する部分にのみ設けられており、好ましくは、そ
の遮光層６１ｂの幅Ｓ１は、複数の受光素子５２が配置
されるケース４ａの空間部４６ａの開口幅Ｓ２と同等ま
たはそれよりも大きな幅とされている。このような構成
によれば、遮光層６１ｂが一部分にしか設けられていな
いにもかかわらず、やはりこの遮光層６１ｂによって種
々の波長域の光を遮ることができ、外部の光がイメージ
センサ基板６ｂをその厚み方向に透過して空間部４６ａ
内に進入することを適切に防止することができる。した
かって、先の実施形態と同様に、外部の光が受光素子５
２で不当に受光されることを適切に防止できる効果が得
られる。このように、本願発明では、必ずしもイメージ
センサ基板の裏面の略全面域に遮光層を設ける必要はな
く、一部分にのみ遮光層を設けた構成としてもかまわな
い。
【００５４】図１３に示すイメージセンサＡｃでは、イ
メージセンサ基板６ｃの裏面に設けられる遮光層が、テ
ープ片６１ｃによって構成されている。具体的には、こ
の遮光層６１ｃは、同図の仮想線に示すように、黒色顔
料を含む高い遮光性を備えた黒色のテープ片６１として
構成されており、このテープ片６１が上記イメージセン
サ基板６ｃの裏面やケース４ｃの底面部分に一連に貼着
されている。このような構成によれば、上記遮光層６１
ｃによって外部の光がイメージセンサ基板６ｃをその厚
み方向に透過することを防止することができるのに加
え、上記テープ片６１を利用してイメージセンサ基板６
ｃをケース４ｃに固定させることができ、先の実施形態
で用いられていたアタッチメント６９を不要にすること
ができる。したがって、ケース４ｃへのイメージセンサ
基板６ｃの組付け作業が容易化し、また部品コストを安
価にすることができるという利点が得られる。上記テー
プ片６１としては、予めその片面に接着剤（粘着剤）を
塗布した構成としておくことができる。また、上記テー
プ片６１は、その基材自体が黒色顔料を含む高い遮光性
を備えたものとしてもよいが、これに代えて、たとえば
高い遮光性を有しない基材の片面または両面に黒色顔料
を含む高い遮光性を備えた遮光膜を形成した構成として
もよい。
【００５５】また、上記図１３で示した構成では、遮光
層をテープ片６１ｃによって構成したが、本願発明では
これに代えて、たとえばテープ片とは異なり、可撓性を
有しない比較的な硬質のプレート状に形成された遮光部
材をイメージセンサ基板の基板本体の裏面に重ね合わせ
ることによって、遮光層を設けてもよい。上記遮光部材
を基板本体の裏面に重ね合わせる手段としては、これら
を互いに接着剤を用いて接着させる手段や、あるいは適
当なアタッチメントを用いるなどして遮光部材を基板本
体の裏面に保持させる手段を採用することができる。こ
のように、本願発明では、イメージセンサ基板の裏面に
遮光層を設ける手段としては、種々の手段を採用するこ
とができ、上述した手段以外としても、たとえば黒色顔
料を含む高い遮光性の塗料を塗布する手段を採用するこ
とができる。また、黒色顔料としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃ
ｏ系やＣｕ−Ｃｒ系とは異なる種類の黒色顔料を用いて
もかまわない。
【００５６】その他、本願発明に係るイメージセンサ基
板、およびイメージセンサの各部の具体的な構成は、上
述した実施形態に限定されず、種々に設計変更自在であ
る。上述の実施形態では、イメージセンサ基板をセラミ
ック製の基板としたが、本願発明はこれに限定されず、
それ以外の材質のイメージセンサ基板にも適用できるこ
とは勿論である。また、上述の実施形態では、イメージ
センサ基板にＬＥＤ光源を実装し、このＬＥＤ光源から
発せられた光を導光部材を用いて画像読み取り領域に導
くようにしているが、本願発明はやはりこれに限定され
ず、たとえば複数の光源を列状に並べた照明装置を用い
て画像読み取り領域に対して線状または帯状に光を照射
させるようにしてもよい。また、光源は、ＬＥＤ光源に
限定されず、たとえば冷陰極管などを用いてもよいこと
は言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るイメージセンサ基板の一例を示
す斜視図である。
【図２】図１のII−II線拡大断面図である。
【図３】イメージセンサ基板に照射される光の波長と光
の透過率との関係を示す説明図である。
【図４】本願発明に係るイメージセンサの一例を示す一
部破断断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図４のVI−VI断面図である。
【図７】図４に示すイメージセンサの分解斜視図であ
る。
【図８】図４に示すイメージセンサに用いられている導
光部材を示す一部断面概略斜視図である。
【図９】図８のIX−IX断面図である。
【図１０】図８に示す導光部材の作用を示す説明図であ
る。
【図１１】本願発明に係るイメージセンサの他の例を示
す断面図である。
【図１２】本願発明に係るイメージセンサの他の例を示
す断面図である。
【図１３】本願発明に係るイメージセンサの他の例を示
す断面図である。
【図１４】従来のイメージセンサの一例を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
１ 導光部材 ２ ＬＥＤ光源（光源） ３Ａ 第１の光反射部材 ３Ｂ 第２の光反射部材 ４，４ａ〜４ｃ ケース ５ イメージセンサチップ ６，６ｂ，６ｃ イメージセンサ基板 ４６，４６ａ 空間部 ５１ 集光レンズ ５２ 受光素子 ６１，６１ｂ，６１ｃ 遮光層 ７０，７０ａ 原稿載置板 Ａ，Ａａ〜Ａｃ イメージセンサ Ｋ 原稿 Ｐ 画像読み取り領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光を受けることにより所定の信号を出力
    する受光素子を表面に搭載したイメージセンサ基板であ
    って、 その裏面の全部または一部が、黒色の遮光層によって覆
    われていることを特徴とする、イメージセンサ基板。
  2. 【請求項２】 上記遮光層は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の黒
    色顔料とＣｕ−Ｃｒ系の黒色顔料とを含んだものであ
    る、請求項１に記載のイメージセンサ基板。
  3. 【請求項３】 上記遮光層は、上記２種類の黒色顔料を
    トータルで１３重量％以上含有した黒色ガラスである、
    請求項２に記載のイメージセンサ基板。
  4. 【請求項４】 上記２種類の黒色顔料のトータルの含有
    率が、２５重量％以下である、請求項３に記載のイメー
    ジセンサ基板。
  5. 【請求項５】 上記遮光層は、黒色顔料を含んだ塗料が
    上記裏面に塗装され、または黒色の部材が上記裏面に重
    ね合わせて配置されることにより設けられている、請求
    項１または２に記載のイメージセンサ基板。
  6. 【請求項６】 光源と、この光源から発せられて所定の
    画像読み取り領域から反射してくる光を集束させる集光
    レンズと、この集光レンズによって集束される光の進行
    経路となる空間部を有するケーシングと、光を受けるこ
    とにより所定の信号を出力する受光素子を表面に搭載し
    たイメージセンサ基板とを具備し、かつこのイメージセ
    ンサ基板は、上記受光素子が上記集光レンズによって集
    束された光を受光するようにその表面が上記空間部に向
    けられて上記ケーシングに取付けられている、イメージ
    センサであって、 上記イメージセンサ基板として、請求項１ないし５のい
    ずれかに記載のイメージセンサ基板が用いられているこ
    とを特徴とする、イメージセンサ。
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