JPS6298767A - イメ−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】 ［発明の技術分野］ この発明は、光電変換素子を用いて原稿などの画像面上
の画像を読取って電気信号に変換するイメージセンサに
関する。

［発明の技術的背慎］ 近年ファクシミリなどにおいて画像読取り装置を小型化
するため、画像情報をほぼ１：１の大きさで読取る密着
型イメージセンサが使用されている。

この種のイメージセンサとしては、例えば第８図に示す
電荷蓄積型の密着イメージセンサが知られている。同図
に示すように、このイメージセンサは光電変換素子Ｐ１
〜ｐｎが複数個並列に配列された光電変換部ＱＰ、光電
変換素子Ｐ１〜ｐｎからの出力信号を順次読み出す駆動
回路部Ｉ、および前記光電変換部ＱＰと駆動回路部Ｉと
を接続する接続部Ｒから構成されている。

光電変換素子Ｐｉは、素子容ｆｆ１ｃｏと光量に応じた
電荷量を流すフォトダイオードＤとからなる電荷蓄積型
の光電変換素子であり、通常−列に配置されている。こ
れらの光電変換素子Ｐｉの各一端は電源Ｅに接続され、
各他端は駆動回路部Ｉのスイッチング素子３ｉに配線パ
ターンＬを介してそれぞれ接続されている。スイッチン
グ素子３ｉはシフトレジスタＳＲにより順次駆動され、
光電変換素子Ｐｉに蓄積されている電荷信号が読出され
る。

接続部Ｒにおいて、符号Ｃ１は対地容量、符号Ｃ２は配
線間容量を表わす。

このような密着型イメージセンサは、次のように動作す
る。すなわち、スイッチング素子８１〜３ｎが順次ＯＮ
状態となると、各スイッチング素子８１〜３ｎに対応す
る光電変換素子Ｐ１〜ｐｎが順次駆動されて１ラインの
読取りが行なわれる。

スイッチング素子８１〜３ｎが再びＯＮ状態となるまで
の時間、光電変換索子Ｐｉの発生電荷は素子容量ＣＯに
蓄積され、その蓄積電荷をスイッチング素子Ｓｉのうち
の対応するスイッチング素子Ｓｉが再度ＯＮ状態になっ
たときに読み出すのである。そしてこの読出し電荷が出
力端子ＯＵＴから読取り出力として出力される。

［背景技術の問題点］ しかしながら、このような従来のイメージセンサにおい
ては、前述したように光電変換部ＱＰと駆動回路部Ｉと
が絶縁基板上に形成された配線パターンしにより接続さ
れているが、集積回路の実装上これらの配線パターンの
配線長が一定とならず、各々の配線パターンＬの持つ配
線容量も不均一となるため出力信号にゆがみが生じ、こ
れに伴う種々の弊害が生じるという問題があった。

すなわち、配線パターンＬは対地容ｆｆ１ｃ＋と配線間
容ｆｆ１ｃ２の２つの配線容量を持ち、駆動用回路部■
等により発生する残りの容量をＯ３、光電変換素子ＰＩ
の素子容量をＣＯ１光電変換素子Ｐｌに蓄積される電荷
量をＱとすると、電圧読取方式の場合配線パターン端部
の光電変換素子Ｐ１、Ｐｎの出力信号は次の（１）式で
表わされ、それ以外の部分の光電変換素子Ｐ２〜ｐｎ−
１の出力信号は次の（２）式で表わされる。

Ｑ／　（Ｃｏ　＋ＣＩ　＋０２　＋０３　）　　−（１
）Ｑ／　（Ｃｏ　＋ＣＩ　＋２Ｃ２＋Ｃ３）−（２）従
って、配線パターンＬが長尺または高密度になると、配
線容ｆｆ１（Ｃ＋＋Ｃ２）のばらつぎが大きくなって、
これに伴ない出力信号のばらつきが大きくなり、第９図
に示すように、マーク、例えば黒マーク１とこれよりや
や淡色のマーク３をイメージセンサ５により読取る場合
、各光電変換素子Ｐｉからの出力信号が一定とならず、
第１０図に示すように、出力にゆがみが生じるのである
。

第１０図において、Ｏ８は出力信号を表わし、横軸はイ
メージセンサ５の長さに対応している。このため、一般
に出力信号を“１″と”　ｏ　”とで読む場合には、し
きい値ＳＬをとることが行なわれている。例えば同図の
場合黒マーク１、淡色のマーク３の部分の出力信号Ｏ８
がしきい値ＳＬよりも小さいので、ｆｌ　Ｏ１１となり
他の部分の出力信号は“１″となる。

ところで、カラーセンサ等の中間調を必要とする場合に
は第１１図に示すように、少なくとも２つのしきい値Ｓ
Ｌ＋　、ＳＬ２を必要とするため、出力補正回路を用い
て出力信号を一旦、第１２図に示すように補正する必要
が生じる。

しかしながら、このように補正回路を付加することは、
イメージセンサの構成を複雑にし、製品コストを高くす
るという問題がある。

また、このような出力のばらつきを補正する手段として
、第１３図に示すように配線パターンＬの配線幅を配線
長の長いものほど細くなるように変化させ、対地容ｆｆ
１ｃ＋を調整して、配線容量（Ｃ＋　＋Ｃ２）のばらつ
きを均一にする方法も提案されている。なお、同図にお
いて王は光電変換素子の接続端子、Ｗはボンディングワ
イヤである。

しかし、この場合には通常光電変換素子の配列ピッチが
等しくなっていることから配線パターンの対地容ｆｆ１
ｃ＋の補正はできても配線間容ｆｆｌ　Ｃ２が隣接配線
パターン間の間隔が一定とならないためにその不均一を
まねくという問題がある。

また図示していないが、光電変換素子Ｐｉの素子部量Ｃ
Ｏを変えて配線長の差によって配線パターンＬに生じる
浮遊容量の不均一を補正する方法も提案されているが、
高密度イメージセンサについて考えると、配線パターン
Ｌの配線容ｆｆ１ｃ＋、Ｃ２が素子容量ＣＯより大きく
なることにより、その補正効果は少なく、逆に光電変換
素子の素子部１ｃＯを決定する電極の長さく副走査方向
をさす）を変えて素子部ｆｆ１ｃｏを大きくすると０１
走査方向の読取位置が各々の光電変換素子間で異なって
くるため、やはり、その読取精度の面で実用上の問題が
あった。さらに配線容量の補正にともない配線パターン
が長大なものとなり、イメージセンサが大型化するとい
う問題もあった。

以上述べたように、従来のイメージセンタにおいては出
力信号にゆがみが生じ、このためカラーセンサにおいて
しきい値を設けるにあたり出力信号を補正するための複
雑で高価な補正回路が必要となるという問題があたった
。

また、前記出力信号のゆがみを補正するために配線パタ
ーンＬの配線幅を配線長の長いものほど細くするように
変化させても配線間容量Ｃ２が一定にならないため、出
力信号のゆがみを完全に除去できないという問題があっ
た。

さらに光電変換素子の素子容量ＣＯを変えて配線長の差
によって配線パターンＬに生じる浮遊容量の不均一を補
正する場合には、その補正効果が少ない上に、読取精度
が下がり、しかもイメージセンサが大型化するという問
題があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、イメージセンサを大型化することなく
配線パターン等の容量を均一化し、出力信号の均一なイ
メージセンサを提供することにある。

［発明の概要］ すなわち本発明は、複数個の個別電極と共通電極との間
に光電変換層を形成してなる光電変換部と、前記各個別
電極からの出力信号を順次読出す集積回路により構成さ
れた駆動回路部と前記各個別電極と集積回路とを接続す
る接続部とが基板上に形成されたイメージセンサにおい
て、前記各個別電極に前記接続部の浮遊容量を均一にす
る容量調整用配線パターンを設けることにより、各個別
電極と集積回路の入力用ボンディングバッド間の配線容
量を均一にして光電変換部の出力信号を均一化させたも
のである。

［発明の実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例のイメージセンサの断面
図、第２図はその主要部を拡大して概略を示す平面図で
ある。

第１図および第２図に示されるように、このイメージセ
ンサは、セラミック、ガラス等からなる絶縁基板１１上
に光電変換部ＱＰと、接続部Ｒと、駆動回路部■とを形
成することにより構成されている。

光電変換素子部ＱＰには、絶縁基板１１上に△β、Ｃｒ
、△Ｕ等からなる個別電極部１５が形成されている。こ
の個別電極部１５は下部電極部１７と容量調整用配線パ
ターン２０から構成される。

即ち第２図に示されるように複数個の下部電極部１７の
接続用リード線部１つと反対側に光電変換部素子部ＱＰ
の下部電極部１７から集積回路３７の入力用ボンディン
グバッド部４１までの配線各組の不均一を補正する容重
調整用配線パターン２０が形成される。この容量調整用
配線パターン２０は各下部電極部１７によってその長さ
が異なるように設けられる。

前記下部電極部１７上に光電変換素子材としてのアモル
ファスシリコン膜２１が＠膜され、このアモルファスシ
リコン膜２１に＋ＴＯ＜インジウム錫酸化物）等の透明
膜からなる、光電変換素子の共通電極としての上部電極
２３が形成されている。この上部電極２３は前記絶縁基
板°１１上に個別電極部１５と同時に形成される共通電
極配線パターン２５に接続されるように形成される。

そして前記各歯調整用配線パターン２０と上部電極２３
との間には、例えば高温ポリイミド等の有機系絶縁物あ
るいはＴａ２０５等の無機系絶縁物からなる絶縁物２６
が装填され上部電極２３と個別電極部１５とが絶縁され
る。

接続用リード線部１９上には、絶縁用フート部２７が形
成されている。この絶縁用フート部２７および上部電極
２３の上部および周囲には透明絶縁樹脂２９がポツティ
ングされ、かつこの透明絶縁樹脂２９によって上部の保
護ガラス３１が絶縁基板１１に対して固着されている。

接続部Ｒは接続用リード線部１９とこの接線用リード線
部１９と集積回路３７の入力用ボンディング部４１とを
接続する接続細線１３を含む。

駆動回路部Ｉには、絶縁基板１１上にＡ！、Ｏｒ、Ａｕ
等を用いて薄膜法もしくは厚膜法により載置用バッド３
３が形成されており、この載置用パッド３３上には導電
性エポキシ樹脂膜３５を介して内部にシフトレジスタ等
を含む集積回路３７が搭載されている。また絶縁基板１
１上には、外部からの制御用信号および電源を入力し外
部に対して信号を出力するための配線パターン３つが形
成されている。

さらに集積回路３７の上面には入力用ボンディングバッ
ド４１および出力用ボンディングバッド４３がそれぞれ
複数個配列され、この入力用ボンディングバッド４１と
接続部Ｒの接続用リード線部′１９とは接続細線１３に
より接続され、出力用ボンディングバッド４３と配線パ
ターン３９とは接続′＠線４５により接続されている。

すなわち、光電変換部ＱＰで読取られた画像信号は接続
細線１３、集積回路３７、接続細線４５、配線パターン
３つを介して外部に出力されるようになっている。

そして集積回路３７から周辺の配線パターン３つａ′３
よび個別電（水都１５にかけて絶縁性樹脂４７かボッテ
ィングされている。また配線パターン３つ上には絶縁用
ツー１〜材４つが設けられ、前記絶縁性樹脂４７を覆う
ように保護キャップ５１が設けられている。この絶縁用
フート材４つは、保護キャップ５１に導通性のある金属
を用いたときの絶縁体として機能するものであり、ポリ
カーボネー１〜ＦＡ脂等の耐湿性の良好な合成樹脂を用
いたときには耐湿性膜として機能する。

このようにこの実施例では下部電極部１７の接続用リー
ド線部１９と反対側に下部電極部１７ｈ）ら集積回路３
７の入力用ボンディングバッド部４３までの配線容橙の
不均一を補正する容量調整用配線パターン２０を作成し
たことにより、電気的に発生する光電変換素子部ＱＰと
集積回路３７との間の浮遊容量が均一になり全体を大型
化することなく均一な出力が得られる。

なおこの実施例では下部電極部の配列ピッチが集積回路
３７の入力用ボンディングバッド４１のピッチより大き
いものについて説明したが、この逆の場合でも配線容量
の不均一を補正する−ための容う調整用配線パターン２
０を前述したと同一部分に配設することにより同一の効
果が得られる。

また容量調整用配線パターン２０はとくに線間容量が集
積回路３７の中心より離れるほど大きくなるから個別電
極部１５の最長パターン（第２図では両端のパターン）
にパターン面積が同じになるようにしてまず対地容量を
同一にして線間容量は実験的に修正を加えていく。くも
ちろん理論的に計算で算出してもよいが斜め部の結果は
多少のプロセス変動で間隔が大きくかわるので実測値と
合わないことが多い。） また接続リード線部１９、容量調整用配線ノ＜ターン部
２０においてはプロセスの変動により光電変換素子部Ｑ
Ｐが下部電極部１７以外にも構成される危険性があるが
、このような場合には保護ガラス板３１に遮光膜を設け
、下部電極部１７にのみ入光するようにする。

さらに両端パターンの外側に配線パターンがないときは
ダミーの接地線を線間容量の補正のために設け、さらに
入力用ボンディングバッド部４１は千鳥状に配設するこ
ともできる。

第３図は本発明の第２の実施例のイメージセンナを示し
ている。なお、以下の実施例において前述した第１の実
施例と共通する部分には、同一符号を付して重複する説
明を省略する。

この実施例においては、光電変換部ＱＰおよび接続部Ｒ
が絶縁基板１１上に固着された第２の絶縁基板６１上に
形成されている。

第４図は本発明の第３の実施例を示し、この実施例では
光電変換部ＱＰと接続部Ｒおよび駆動回路部Ｉはそれぞ
れ絶縁基板１１上に固着された第１の絶縁基板６１およ
び第２の絶縁基板６３上に形成されている。

第５図は本発明の第４の実施例を示し、この実施例は、
光電変換部ＱＰ及び接続部Ｒ１駆動回路部■の集積回路
３７、および駆動回路部Ｉのその他の配線パターンが、
それぞれ別の絶縁基板６１．６５．６７上に形成され、
これらを共通の絶縁基板１１上に固着して構成されてい
る。

上述した第２ないし第４の実施例においては、光電変換
部ＱＰの下部電極部１７と集積回路３７の入力用ボンデ
ィングバッド４１までの配線容１の不均一を補正する容
量調整用配線パターンを設けることができるので、第１
の実施例と同一の効果を奏することができる。さらにイ
メージセンサの主要構成部分をそれぞれ別工程で製作し
、良品のみを合体させることができるので、製品の歩留
りを向上させることができる。

第６図および第７図は、本発明の第５の実施例のイメー
ジセンサの断面図および平面図である。

この実施例は、光電変換部ＱＰを絶縁基板１１の短辺方
向のほぼ中央部に配置し、この光電変換部ＱＰをはさん
でその両側に駆動回路部■を配置したものであり、とく
に１６ドツト／ｍｍ以上の高解像度イメージセンサのよ
うに配線密度の高いイメージセンサに適している。なお
、この実施例の上部電極部２３は、イメージセンサの長
手方向く第６図の紙面表裏方向）の両端に配設された、
図示しない共通電極配線パターンとして取り出すように
すれば個別電極とも短絡することなく実現することがで
きる。

［発明の効果１ 以上説明したように本発明のイメージセンサは、各個別
電極に接続部の浮遊容Ｗを均一にする容量調整用配線パ
ターンを設ける構成としたので、イメージセンサを大型
化することなく配線パターンの浮遊容量をほぼ一定とす
ることができ出力信号の均一性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例のイメージ
センサの断面図およびその要部の拡大平面図、第３図か
ら第５図はそれぞれ本発明の第２、第３および第４の実
施例のイメージセンサの拡大断面図、第６図および第７
図は本発明の第５の実施例のイメージセンサの断面図お
よびその要部の拡大平面図、第８図はイメージセンサの
等価回路図、第９図から第１２図は従来のイメージセン
サにおいて出力信号のバラツキを解消する方法を説明す
るための図、第１３図は従来のイメージセンサの出力信
号のバラツキを解消する一手段を示す平面図である。 、　　１１・・・・・・・・・・・・絶縁基板１３・・
・・・・・・・・・・接続細部１５・・・・・・・・・
・・・個別電極部２０・・・・・・・・・・・・容量調
整用配線パターン２１・・・・・・・・・・・・光電変
換材２３・・・・・・・・・・・・共通電極３７・・・
・・・・・・・・・集積回路４１・・・・・・・・・・
・・・入力用ボンディングバッド４３・・・・・・・・
・・・・出力用ボンディングバッド６１・・・・・・・
・・・・・第１基板６３・・・・・・・・・・・・第２
基板６５．６７・・・基板 出　願　人　　　株式会社　東　　芝 代理人弁理士　　須　山　佐　− １−ＱＰ　　−，１，−Ｒ−４−Ｉ　　州第１ｒ′￥Ｉ 第２甲 ←ＱＰ＋Ｒ＋　　■　→ ヒーＱＰ−４−Ｒ−”−Ｉ　　→ 笥４マ ←ＱＰ−４−Ｒ十　　工　→ ］５ 第５図 ヒー　１　−＋Ｒ＋ＱＰ＋Ｒ−１−１÷哨６０ 第７図 、、、ＱＰ 第８図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３　”

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の個別電極と共通電極との間に光電変換層
   を形成してなる光電変換部と、前記各個別電極からの出
   力信号を順次読出す集積回路により構成された駆動回路
   部と、前記各個別電極と集積回路とを接続する接続部と
   が基板上に形成されたイメージセンサにおいて、前記各
   個別電極に前記接続部の浮遊容量を均一にする容量調整
   用配線パターンを設けることを特徴とするイメージセン
   サ。
2. （２）前記駆動回路部における集積回路の入力用ボンデ
   ィングバッドと、出力、制御信号および電源用ボンディ
   ングバッドとが、この集積回路の相対向する辺部に形成
   されている特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサ
   。
3. （３）前記光電変換部と前記駆動回路部とが、同一基板
   上に形成されている特許請求の範囲第１項または第２項
   記載のイメージセンサ。
4. （４）前記光電変換部と駆動回路部とが、別個の基板上
   に形成され、かつこれらの基板が別個の基板上に固着さ
   れている特許請求の範囲第１項または第２項記載のイメ
   ージセンサ。
5. （５）前記光電変換部と駆動回路部とが、別個の基板上
   に形成され、かつ光電変換部の形成された基板が駆動回
   路部の形成された基板上に固着されている特許請求の範
   囲第１項または第２項記載のイメージセンサ。
6. （６）前記駆動回路部における集積回路が、独立した基
   板上に搭載され、かつこの基板が駆動回路部の他の部分
   の形成された基板上に固着されて駆動回路部が構成され
   ている特許請求の範囲第１項または第２項記載イメージ
   センサ。
7. （７）前記光電変換部が、基板の短辺方向のほぼ中央部
   に配置され、かつ２個の駆動回路部がこの光電変換部を
   挾んで配置されている特許請求の範囲第１項ないし第６
   項のいずれか１項記載のイメージセンサ。