WO2011104771A1 - イメージセンサ用ic及びそれを用いた密着型イメージセンサ - Google Patents

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阿部委千弘
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    • H04N1/1934Combination of arrays

Definitions

  • the present invention relates to an image sensor IC used for a multi-chip mounted image sensor used in a document reading section of a facsimile, a copying machine, a scanner or the like, and a contact image sensor using the same.
  • Multi-chip mounting type contact image sensors that form a one-dimensional scanning type image sensor by arranging a plurality of sensor chips in a straight line are in widespread use.
  • a gap between the sensor chips is required in principle from the viewpoint of manufacturing.
  • the handling of virtual pixels due to the gap between sensor chips becomes a problem.
  • FIG. 3 of Japanese Patent Laid-Open No. 11-331492 Japanese Patent Laid-Open No. 11-331492 (see Patent Document 1), an IC chip 10 having a high light receiving surface 10a and an IC chip 11 having a low light receiving surface 11a are alternately arranged on a substrate 9.
  • a multi-chip type image sensor is disclosed in which the end surface of the IC chip 10 is formed as an inverted trapezoid by forming an inclined surface 10c as a notch.
  • FIG. 9 of Japanese Patent Laid-Open No. 7-52451 shows an LED array in which the LED elements 33 have a trapezoidal shape, and the packing density of the LED elements is increased by alternately arranging them in a horizontal row. Is disclosed.
  • FIG. 4 (see Patent Document 3) of Japanese Patent Laid-Open No. 6-218985, the rigidity of the rotating blade is increased, dicing is performed while the rotating blade is inclined, and the edge 3a on the front surface side of the optical element chip 1 is protruded to the rear surface.
  • a reading apparatus is disclosed in which the side edge 3b is retracted.
  • the IC image sensor chips 3 are arranged in a staggered pattern and the continuity of the light receiving pixel portions of the adjacent IC image sensor chips 3 is determined.
  • a multi-chip type image sensor is disclosed which can maintain the above.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 11-331492 (FIG. 3) Japanese Patent Laid-Open No. 7-52451 (FIG. 9) JP-A-6-218985 (FIG. 4) Japanese Patent Laid-Open No. 2-87869 (FIG. 1)
  • Patent Document 3 In the case of automatic mounting using a die bonder or the like, the one described in Patent Document 3 needs to be mounted with the chips separated in advance in order to take into account collision (contact) between chips due to mounting accuracy. In addition, there is a problem in that there is a change in position after mounting because it is mechanically mounted on an adhesive such as silver paste 8 positioned below even if it can be mounted accurately.
  • the image sensor chip 3 is arranged in a zigzag pattern in the device described in Patent Document 4, the position of the pixel in the sub-scanning direction is different for each adjacent image sensor chip 3. There has been a problem that the image has a different feeling of incongruity and the image quality is deteriorated.
  • An image sensor IC for high density that does not generate virtual pixels even when sensor chips are arranged at a predetermined pitch, and a contact type using the same.
  • An object is to provide an image sensor.
  • the IC for an image sensor according to the first aspect of the present invention is linearly arranged adjacent to each other on the surface of a rectangular semiconductor substrate having opposite sides parallel to each other from a predetermined position on the opposite side of the semiconductor substrate to the other side.
  • the pair of light receiving elements installed at an inclination with respect to at least one pair of opposite sides up to a predetermined position, and the pair on the region side where the angle formed by the linearly arranged light receiving elements and the pair of opposite sides is a wide angle
  • the light receiving element is provided at one or both ends of the opposite side, and includes the linearly arranged light receiving element and an interpolation element that receives light on the outside of the linearly arranged light receiving element. is there.
  • drive circuits for driving the light receiving elements and the interpolation elements are distributed on both sides of the semiconductor substrate with the light receiving elements arranged linearly as a boundary. It is a thing of Claim 1.
  • the image sensor IC according to the first aspect, in which the semiconductor substrates are arranged at an equal pitch, and the light receiving element and the interpolation element extend linearly.
  • filters having different optical wavelengths that transmit or block light are applied or vapor-deposited on the light receiving surfaces of the light receiving element and the interpolating element.
  • a contact image sensor is linearly disposed adjacent to each other on the surface of a rectangular semiconductor substrate whose opposite sides are parallel, and the other side from a predetermined position on one side of the semiconductor substrate.
  • the light receiving elements installed at an inclination with respect to at least one set of opposite sides up to a predetermined position, and the set of the set on the region side where the angle formed by the linearly arranged light receiving elements and the set of opposite sides is a wide angle.
  • An image sensor IC provided at one or both ends of the opposite side and having an interpolation element for receiving light outside the light receiving elements arranged linearly with the light receiving elements arranged linearly;
  • a lens body that is arranged along the light receiving element of the image sensor IC and converges the light reflected by the irradiated object conveyed in the conveying direction, and causes the image sensor IC to receive the light; and It is obtained by a sensor substrate for mounting a Jisensa processing IC.
  • drive circuits for driving the light receiving elements and the interpolation elements are distributed on both sides of the semiconductor substrate with the light receiving elements arranged linearly as a boundary. It is a thing of Claim 6.
  • the contact image sensor according to the sixth aspect wherein the semiconductor substrates are arranged at an equal pitch, and the light receiving element and the interpolation element extend linearly.
  • a plurality of filters having different optical wavelengths that transmit or block light are applied or vapor-deposited on the light receiving surfaces of the individual light receiving elements and the individual interpolation elements. It is a thing of Claim 6.
  • filters having different optical wavelengths that transmit or block light are applied or deposited on the light receiving surfaces of the light receiving element and the interpolating element.
  • the high-density image sensor IC that does not generate virtual pixels even when the sensor ICs are arranged at a predetermined pitch is used. There is an effect of obtaining a contact image sensor.
  • FIG. 1 is an assembly development view of a contact image sensor according to Embodiment 1 of the present invention. It is a figure explaining the positional relationship of IC for image sensors by this Embodiment 1 and a lens body. 1 is a partially enlarged plan view of an image sensor IC according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. It is a figure explaining the arrangement
  • FIG. 1 is an internal circuit diagram of an image sensor IC according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. It is a figure of another Example explaining the drive circuit of the contact
  • FIG. It is a figure of another Example explaining the drive circuit containing the photoelectric conversion part of IC for image sensors by Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. 18A and 18B are diagrams for explaining rearrangement of image data of an image sensor IC according to the second embodiment of the present invention, FIG.
  • FIG. 18A is a shift register cell address
  • FIG. 18B is a rearrangement order
  • FIG. ) Shows the replacement of the interpolation pixels
  • FIG. 18D is a diagram for explaining the selection of the interpolation pixels by the selection signal.
  • It is a top view by another Example of IC for image sensors by Embodiment 2 of this invention.
  • It is a top view by another Example of IC for image sensors by Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 is an assembly development view of a contact image sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a light source 1 is a light emitter such as an LED chip or a general-purpose mall LED.
  • the substrate 2 has a light source 1 mounted thereon.
  • the flexible substrate 3 is attached to the substrate 2 and supplies power to the light source 1.
  • the irradiated body 4 is a relatively conveyed manuscript or banknote.
  • the light guide 5 is made of a transparent member such as a glass material or an acrylic resin, and the light scattering layer (light reflection layer) 5 a is provided in contact with the light guide 5.
  • the holder 6 has a cavity inside, and the light source 1 is disposed on one end side in the cavity, and the other end side is fitted and fixed to the end of the light guide 5.
  • the housing 7 stores or holds the light source 1 and the light guide 5.
  • the transparent body 8 is made of a transparent material such as glass or acrylic, and protects the inside of the contact image sensor (CIS).
  • the reading position 8a indicates a position in the main scanning direction (reading width direction) on the transmission body 8, and is not a physical component.
  • the lens body 9 uses a rod lens array or the like, and receives scattered light from the irradiated body 4 and converges the scattered light to form an image.
  • the sensor IC 10 is also referred to as a sensor IC and is arranged on the optical axis of the lens body 9 and receives light converged by the lens body 9.
  • the sensor IC 10 includes a light receiving unit (photoelectric conversion unit) formed on the surface of a semiconductor substrate, and includes a drive circuit including a shift register, a latch circuit, and a switch that drives the light receiving unit.
  • the sensor substrate 11 mounts the sensor IC 10 and performs signal processing on the photoelectric conversion output received by the light receiving unit of the sensor IC 10, and includes an external connector, an electronic component, a signal processing circuit, and the like.
  • the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
  • the light irradiated from the light source 1 disposed in the holder 6 irradiates the end incident area of the light guide 5.
  • a light scattering layer 5a that scatters and reflects light is formed on the light guide 5 in the main scanning direction by white silk printing or the like, and emits uniform light.
  • the light emitted from the light guide 5 irradiates the irradiated body 4 at the reading position 8a on the transmissive body 8, and the reflected light (scattered reflected light) from the irradiated body 4 passes through the transmissive body 8 to be the lens.
  • the light is converged by the body 9 and imaged by the light receiving portion (light receiving surface) of the sensor IC 10 formed of a semiconductor substrate.
  • the sensor substrate 11 is provided with an electronic component such as an ASIC 12 (Application Specific Integrated Circuit) that is provided on the opposite side of the light receiving surface of the sensor IC 10 and drives the sensor IC 10 and the light source 1 and a signal processing circuit. .
  • ASIC 12 Application Specific Integrated Circuit
  • a plurality of sensor ICs 10 are mounted on the sensor substrate 11 and driven by receiving a start signal (SI) and a clock signal (CLK).
  • SI start signal
  • CLK clock signal
  • the signal output of each pixel photoelectrically converted by the light receiving surface on the sensor IC 10 sequentially opens and closes the switch group by the shift signal from the shift register, and sends an image signal to the outside as an output signal. Further, the output for each line with respect to the irradiation object 4 is sent to the signal processing circuit 12 sequentially or simultaneously as an analog signal based on the readout signal synchronized with the clock signal (CLK).
  • FIG. 2 is a view for explaining the positional relationship between the image sensor IC and the lens body 9 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Reference numeral 10a denotes a light receiving portion (light receiving surface) of the sensor IC 10, which is called a light receiving element (photoelectric conversion portion).
  • the sensor IC 10 has a quadrangular planar shape. That is, the plane has a rectangular shape, a parallelogram shape, or a rhombus shape.
  • the light receiving element 10a is linearly arranged on the sensor IC 10 and is inclined with respect to at least one pair of opposite sides (end faces) of the sensor IC 10.
  • the light receiving elements 10a are linearly arranged adjacent to each other on the surface of a rectangular semiconductor substrate whose opposite sides are parallel.
  • the light receiving element 10a is installed to be inclined with respect to at least one pair of opposite sides from a predetermined position (reading position) on one side of the semiconductor substrate to a predetermined position (reading position) on the other side.
  • the light receiving element 10 a is arranged along the lens body 9 over the reading width.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
  • FIG. 3 is a partially enlarged plan view of the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • reference numeral 10b denotes an interpolation element (interpolation pixel) provided at the end of the sensor IC 10.
  • the gap (D) between adjacent sensor ICs 10 is 0.01 mm to 0.05 mm and the pixel density of the light receiving elements 10a is about 600 DPI, the light receiving elements 10a are linearly arranged at the same pitch of 42 ⁇ m.
  • a virtual pixel (a light receiving element located in the gap region of the IC and cannot be physically formed) 10a ′ is generated.
  • the interpolation pixel 10b is formed at the end position of the sensor IC 10 in the direction orthogonal to the light receiving elements 10a arranged in a straight line.
  • the interpolation pixel 10b is used as a pixel for interpolating the virtual pixel 10a ′.
  • the interpolation pixel 10b is provided at one end or both ends of a pair of opposite sides of the region where the angle formed by the linearly arranged light receiving elements 10a and the pair of opposite sides is a wide angle. Further, the interpolation pixel 10b has an inclination angle with the light receiving elements 10 arranged linearly and is disposed outside the light receiving elements 10a arranged linearly. That is, the interpolation pixel 10b is disposed outside the array of the light receiving elements 10a in the formable region of the end portion of the semiconductor substrate where the inclination angle formed between the array of the light receiving elements 10a and the opposite side is 90 degrees or more.
  • the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the sensor ICs of the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • the sensor ICs 10 are arranged at a constant pitch, and the light receiving elements 10a are arranged at the other corner end opposite from the one corner end of the sensor IC 10.
  • the sensor IC 10 is a semiconductor substrate of the same size, cut out from the semiconductor wafer and directly die-bonded to the sensor substrate 11.
  • An interpolation pixel 10b is formed at the corner end of the sensor IC 10 so as to supplement the virtual pixel 10a ′.
  • the interpolation pixel 10 b is provided at an end portion on the side of the final pixel 10 am starting from the start pixel 10 a 1 which is a predetermined position in the reading order of the sensor IC 10 in the main scanning direction (reading width direction) and ending with the final pixel 10 am. Yes.
  • the interpolation pixel 10b may be provided at a further end on the start pixel 10a1 side, which is a predetermined position in the reading order of the sensor IC10.
  • the interpolation pixel 10b in the center position of the light receiving elements 10a adjacent to each other at the shortest distance between the sensor ICs 10 arranged adjacent to each other.
  • the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts.
  • n sensor ICs 10 are linearly arranged in the main scanning direction, so that the total number of pixels is mx including the interpolation element 10b. n + n.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a drive circuit for a contact image sensor equipped with an image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • the sensor IC control unit 13 synchronizes the start signal (SI) with the clock signal (CLK) and sequentially outputs the photoelectric conversion signals accumulated in the light receiving element 10 a of the sensor IC 10 in the readout direction in the analog signal (Sout). Is output.
  • the A / D converter 14 digitally converts the analog signal.
  • the output data control unit (data control unit) 15 is configured to perform signal processing on a digitally converted analog signal, and includes each color correction circuit, each color data rearrangement circuit, a CPU, and the like. An instruction is given to the line memory 16 for temporarily storing data.
  • the sensor IC control unit 13, the A / D conversion unit 14, the data control unit 15, and the line memory 16 are configured as an integrated circuit in the ASIC 12. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
  • the read image data of the interpolated pixel 10b differs from the image data of the other light receiving elements 10a read during the synchronization in the installation position with respect to the direction (sub-scanning direction, document conveying direction) orthogonal to the main scanning direction. Therefore, data correction is necessary. Therefore, among the digital image data output from the A / D conversion unit 14, the interpolation pixel 10b output at the same time is temporarily stored in the line memory 16 by the CPU of the data control unit 15 and read later.
  • the data control unit 15 temporarily stores the irradiated object 4 in the line memory 16 at a position corresponding to the output of the light receiving element 10a on the line at the same sub-scanning position as the interpolation pixel 10b stored.
  • the image data of the interpolation pixel 10b that has been read is read out from the line memory 16. That is, the data control unit 15 replaces data between the interpolation pixel 10b read several lines before and the interpolation pixel 10b read on the current line (current line), and then sets the final image data (SIG) before the ASIC 12 Output from.
  • the interpolated pixel 10b is 84 ⁇ m apart from the other light receiving pixels 10a in the document conveyance direction
  • the conveyance speed of the irradiated object 4 is 280 mm / sec
  • the one-section reading speed of the contact image sensor is 0.15 ms.
  • the data of the interpolation pixel 10b is converted into corrected data after 2 lines and then output. In this way, the image data for one line in the current line is corrected, and the final image data (SIG) having no deviation with respect to the positional deviation in the sub-scanning direction between the interpolation pixel 10b and the other light receiving elements 10a on the line. ) Is output.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a drive circuit including a photoelectric conversion unit of the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • the latch (LATCH) circuit region 10c includes an analog switch that sequentially switches a large number of light receiving elements 10a and sends accumulated charges to a common line.
  • the shift register (SHIFT / REGISTER) circuit region 10d is configured to sequentially shift the start signal (SI) to the latch circuit region 10c and sequentially open and close the analog switches.
  • SI start signal
  • FIG. 7 is a view for explaining the terminal positions of the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • SI is a start signal input terminal
  • CLK is a clock signal input terminal
  • CNT is a color / monochrome switching input terminal
  • OE is a resolution switching input terminal
  • Vref is a GND potential or reference level monitor output terminal
  • SO is an adjacent sensor IC 10.
  • Sout is an image output terminal for outputting read outputs having different optical wavelengths such as RGB, and a color / monochrome switching input terminal (CNT) of logic L
  • an image signal is transmitted from any or all output terminals as a monochrome signal.
  • VDD and GND indicate power supply terminals.
  • Each input / output terminal is arranged at an end portion of the sensor IC 10 excluding the latch circuit region 10c and the shift register circuit region 10d, and each pad is connected at a predetermined pattern position on the sensor substrate 11
  • the other input terminals are commonly connected to the corresponding other input terminals of each sensor IC 10.
  • the output terminals except for the start signal output terminal (SO), the other output terminals are connected in common to the other output terminals corresponding to the respective sensor ICs 10.
  • FIG. 8 is an internal circuit diagram of the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • the input start signal (SI) is shifted in the shift register circuit 10d composed of D ⁇ FF (D flip-flop) circuit, and the photo accumulated in the previous line
  • the analog switch (AS) connected to the latch circuit 10c is sequentially opened and closed with the electric charge of the light receiving element 10a composed of a diode (P) or the like.
  • the photoelectric conversion current or voltage connected to the common line is sequentially extracted from the image output terminal (Sout) as an analog signal. Since this circuit adds one interpolation pixel 10b, it holds one system of m + 1-bit shift register circuit 10d, latch circuit 10c and corresponding analog switch group.
  • the color / monochrome switching terminal (CNT) is set to logic L and monochrome reading is shown. Therefore, since the analog signal output is extracted from Sout (G), other signals of Sout (R) and Sout (B) are unnecessary. In the case of simultaneous output, only Sout (G) is selected and signal processing is performed by the signal processing circuit 12. Therefore, in FIG. 8, the circuit for extracting signals is a single system in order to explain monochrome reading, but three systems of drive circuits including Sout (G) are built in the sensor IC 10.
  • FIG. 8 illustrates the driving of the sensor IC 10 alone
  • the start pulse input to the start signal input terminal (SI) of the first-stage sensor IC 10 is shifted in the shift register circuit 10d to start the sensor IC 10.
  • the signal is sequentially input from the signal output terminal (SO) to the SI terminal of the sensor IC 10 at the next stage.
  • Sout (G) linearly arranges n sensor ICs 10 in the main scanning direction, the total number of pixels is m ⁇ n + n including the interpolation element 10b, and one line is sequentially output for this total number of pixels.
  • the sensor ICs 10 are independently driven, that is, are divided and driven, the reading speed of one line becomes n times.
  • FIG. 9 is a diagram of another example for explaining the drive circuit of the contact image sensor equipped with the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • the sensor IC control unit 13 synchronizes the start signal (SI) with the clock signal (CLK), sequentially converts the photoelectric conversion signals accumulated in the light receiving element 10a of the sensor IC 10 into analog signals (Sout1, 2) is output.
  • the A / D converter 14 digitally converts the analog signals (Sout1, 2).
  • the output data control unit 15 is configured to perform signal processing on digitally converted analog signals, and includes each color correction circuit, each color data rearrangement circuit, a CPU, and the like, and a line for temporarily storing data of the interpolation pixel 10b from the CPU.
  • the sensor IC control unit 13, the A / D conversion unit 14, the output data control unit 15, and the line memory 16 are configured as an integrated circuit in the ASIC 12.
  • the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or corresponding parts.
  • the read image data of the interpolated pixel 10b differs from the image data of the other light receiving elements 10a read during the synchronization in the installation position with respect to the direction (sub-scanning direction, document conveying direction) orthogonal to the main scanning direction. Therefore, correction is necessary. Therefore, among the digital image data output from the A / D conversion unit 14, the interpolation pixel 10b output at the same time is temporarily stored in the line memory 16 by the CPU of the data control unit 15 and read later.
  • the data control unit 15 temporarily stores the irradiated object 4 in the line memory 16 at a position corresponding to the output of the light receiving element 10a on the line at the same sub-scanning position as the interpolation pixel 10b stored.
  • the image data of the interpolation pixel 10b that has been read is read out from the line memory 16. That is, the data control unit 15 replaces data between the interpolation pixel 10b read several lines before and the interpolation pixel 10b read on the current line (current line), and then sets the final image data (SIG) before the ASIC 12 Output from.
  • the driving circuit of the sensor IC 10 is arranged in only one direction via the line of the light receiving element 10a.
  • the line of the light receiving element 10a of the sensor IC 10 is straddled (boundary).
  • the drive circuit of the sensor IC 10 is arranged on both sides. That is, the m-bit light receiving element 10a of the sensor IC 10 is divided into odd pixels and even pixels.
  • FIG. 10 is a diagram of another example illustrating a drive circuit including the photoelectric conversion unit of the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • the latch (LATCH) circuit region 10c is configured to include an analog switch that sequentially switches a large number of light receiving elements 10a and sends out accumulated charges to a common line.
  • the shift register (SHIFT / REGISTER) circuit region 10d sequentially shifts the start signal (SI) to the latch circuit region 10c, and sequentially opens and closes the analog switches.
  • FIG. 11 is a diagram of another example illustrating the terminal positions of the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • SI is a start signal input terminal
  • CLK is a clock signal input terminal
  • CNT is a color / monochrome switching input terminal
  • OE is a resolution switching input terminal
  • Vref is a GND potential or reference level monitor output terminal
  • SO is an adjacent sensor IC 10.
  • Sout1 and Sout2 are image output terminals for outputting read outputs having different optical wavelengths such as RGB, and a color / monochrome switching input terminal (CNT) is provided.
  • an image signal is sent from any or all output terminals as a monochrome signal.
  • VDD and GND indicate power supply input terminals.
  • Each input / output terminal is arranged at an end portion of the sensor IC 10 excluding the latch circuit region 10c and the shift register circuit region 10d, and each connection pad is connected at a predetermined pattern position on the sensor substrate 11 by wire bonding connection.
  • the other input terminals are commonly connected to the corresponding other input terminals of each sensor IC 10.
  • the output terminals except for the start signal output terminal (SO), the other output terminals are connected in common to the other output terminals corresponding to the respective sensor ICs 10.
  • FIG. 12 is an internal circuit diagram of another example of the image sensor IC according to the first embodiment of the present invention.
  • the input start signal (SI) is shifted in the shift register circuit 10d composed of D ⁇ FF (D flip-flop) circuit, and the photo accumulated in the previous line
  • the analog switch (AS) connected to the latch circuit 10c is sequentially opened and closed with the electric charge of the light receiving element 10a composed of a diode (P) or the like.
  • the photoelectric conversion current or voltage connected to the common line is sequentially taken out as an analog signal from the image output terminals (Sout1, 2). Since this circuit adds one interpolation pixel 10b, it holds two systems of m / 2 + 1 bit shift register circuit 10d, latch circuit 10c, and analog switch group.
  • the color / monochrome switching terminal (CNT) is set to logic L and monochrome reading is shown. Therefore, since the analog signal output is extracted from Sout1 (G) and Sout2 (G), the other signals Sout1, 2 (R) and Sout1, 2 (B) are unnecessary. In the case of simultaneous output, only Sout 1 and 2 (G) are selected and signal processing is performed by the signal processing circuit 12. Accordingly, in FIG. 12, the circuit for extracting signals has a single RGB circuit in order to explain monochrome reading, but the driving circuit includes three driving circuits including Sout 1 and 2 (G) in the sensor IC 10. ing.
  • the image data distributed to the odd and even pixels is subjected to data position conversion using a rearrangement circuit that is alternately output from the shift register of the data control unit 15 or the like.
  • an interpolation element 10b is provided on the odd number side of the light receiving element 10a, and the even number side of the light receiving element 10a is a dummy bit (a bit not connected to the interpolation pixel) corresponding to the interpolation element 10b.
  • the start signal (SI) and the clock signal (CLK) are driven independently on the odd-numbered side and the even-numbered side, the dummy bit is not necessary.
  • the shift register circuit 10d and the latch circuit 10c are arranged on both sides of the sensor IC 10, and even if the pixel density is high, the arrangement as a drive circuit in the sensor IC 10 is possible. It becomes easy.
  • the quadrilateral light receiving element 10a and the interpolating element 10b are arranged with an angle with respect to the edge (one opposite side) of the sensor IC 10, but either the light receiving element 10a or the interpolating element 10b is selected.
  • 13 may be arranged substantially parallel to the edge of the sensor IC 10 as shown in FIG. 13, and in this case, the separation distance between the edge of the sensor IC 10 and the light receiving element 10a and the interpolation element 10b can be secured. Inconvenience due to chipping of the sensor chip during dicing can be dealt with.
  • the light receiving element 10a and the interpolating element 10b are formed in a hexagonal shape or other polygonal shape in consideration of the distance between the light receiving area in the transport direction (sub-scanning direction) and the edge. Also good.
  • Embodiment 2 FIG.
  • the interpolation element 10b is provided at the end portion (end portion) in the readout direction.
  • the interpolation element 10b is also provided at the start end portion in the readout direction. The case where the interpolation element 10b is provided on both sides in the conveyance direction of the gap between the light receiving elements 10a arranged in the above will be described.
  • FIG. 15 is a partially enlarged plan view of an image sensor IC according to the second embodiment of the present invention.
  • the interpolation element (interpolation pixel) 10 b 1 is provided at the reading direction end portion of the sensor IC 10
  • the interpolation element (interpolation pixel) 10 b 2 is provided at the reading direction start end portion of the sensor IC 10.
  • the other positional relationships are the same as those described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts.
  • FIG. 16 is a view for explaining the arrangement of the sensor ICs of the image sensor ICs according to the second embodiment of the present invention.
  • the sensor ICs 10 are arranged at a constant pitch, and the light receiving elements 10a are arranged at the other corner end opposite from the one corner end of the sensor IC 10.
  • the sensor IC 10 is a semiconductor substrate of the same size, cut out from the semiconductor wafer and directly die-bonded to the sensor substrate 11.
  • Interpolated pixels 10b1 and 10b2 are formed at corner corners of the sensor IC 10 so as to supplement the virtual pixels.
  • the interpolation pixel 10b1 is provided at the end on the side of the final pixel 10am starting from the start pixel 10a1 that is a predetermined position in the main scanning direction (reading width direction) of the sensor IC 10 and ending with the final pixel 10am.
  • the interpolation pixel 10b2 is provided at the end of the start pixel 10a1 that starts from the start pixel 10a1 that is a predetermined position in the main scanning direction (reading width direction) of the sensor IC 10 and ends at the final pixel 10am.
  • the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same or corresponding parts.
  • n sensor ICs 10 are linearly arranged in the main scanning direction, so that the total number of pixels is opposed to the sub scanning direction. M ⁇ n + n including the interpolation element 10b on the side.
  • FIG. 17 is an internal circuit diagram of the image sensor IC according to the second embodiment of the present invention.
  • the input start signal (SI) is shifted in the shift register circuit 10d composed of D ⁇ FF (D flip-flop) circuit, and the photo accumulated in the previous line
  • the analog switch (AS) connected to the latch circuit 10c is sequentially opened and closed with the electric charge of the light receiving element 10a composed of a diode (P) or the like.
  • the photoelectric conversion current or voltage connected to the common line is sequentially taken out as an analog signal from the image output terminals (Sout1, 2).
  • interpolation pixels 10b1 and 10b2 are added to one end and the other end via the light receiving element 10a of the sensor IC 10, so that an m / 2 + 1 bit shift register circuit 10d and a latch circuit 10c are added. Two analog switch groups are held.
  • the color / monochrome switching terminal (CNT) is set to logic L and monochrome reading is shown. Therefore, since the analog signal output is extracted from Sout1 (G) and Sout2 (G), the other signals Sout1, 2 (R) and Sout1, 2 (B) are unnecessary. In the case of simultaneous output, only Sout 1 and 2 (G) are selected and signal processing is performed by the signal processing circuit 12. Accordingly, in FIG. 17, the circuit for extracting signals is a single RGB circuit for explaining monochrome reading, but the driving circuit has three driving circuits including Sout 1 and 2 (G) in the sensor IC 10. ing.
  • the shift register 10d and the latch circuit 10c are arranged on both sides of the sensor IC 10, and the arrangement is easy even if the pixel density is high.
  • the image data distributed to the odd and even pixels is input to the data control unit 15 at the same time, is subjected to data position conversion via a rearrangement circuit that alternately outputs the odd and even data, and is stored in the line memory 16. .
  • the data of the interpolation pixels 10b1 and 10b2 is exchanged.
  • the interpolation element 10b1 is provided on the odd number side of the light receiving element 10a and the interpolation element 10b2 is provided on the even number side of the light receiving element 10a, one of the data is deleted by the selection signal. That is, the interpolation pixel 10b1 is provided further outside the odd-numbered side final pixel of the light receiving element 10a, and the interpolation pixel 10b2 is provided further outside the even-numbered side start pixel of the light receiving element 10a.
  • the data of the interpolation pixels 10b1 and 10b2 stored in the line memory 16 in advance with respect to the interpolation pixels 10b1 and 10b2 are selectively switched with respect to the irradiated body 4 by forward and reverse transport direction signals (selection signals).
  • FIG. 18A and 18B are diagrams for explaining the rearrangement of the image data of the image sensor IC according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18A shows the cell address of the shift register 10d
  • FIG. 18B shows the rearrangement order.
  • FIG. 18C shows the replacement of the interpolation pixels
  • FIG. 18D shows the selection of the interpolation pixels by the selection signal.
  • 144 pixels of odd pixels (a1 to a287) and one interpolation pixel (b1), 144 pixels of even pixels (a2 to a288) and one interpolation pixel (b2) are analogized.
  • the 290 pixel data is rearranged in the order of cells b2, a1, a2, a3, ... a284, a285, a286, a287, a288, b1, Thereafter, the data is replaced with the data of several lines before the cells b1 and b2, and then one of the cell data is deleted by the selection signal, data interpolation is performed as virtual pixel interpolation, and 289-bit image data is transmitted. .
  • n sensor ICs 10 are arranged linearly in the main scanning direction, so the total number of pixels including the interpolation element 10b is 289 ⁇ n.
  • the interpolation pixel 10b has the same shape as the light receiving element 10a.
  • the size of the interpolation pixel 10b and the light receiving element 10a may be different, as shown in FIG.
  • the light receiving elements 10a may be arranged in a staggered manner, and the interpolation pixels 10b may be appropriately installed so as to compensate for the light receiving elements 10a arranged in a staggered manner.
  • the drive circuit for driving the light receiving element 10a, the interpolating element 10b and the like is distributed to both sides of the semiconductor substrate with the light receiving element 10a arranged linearly as a boundary. Since there is an effect of obtaining a high density compatible image sensor IC in which virtual pixels are not generated even if the ICs 10 are arranged at a predetermined pitch and a contact image sensor using the same, the interpolation element 10b is on both sides of the light receiving element 10a. Even if there is a forward / reverse change in the transport direction of the irradiated object 4, interpolation with respect to the virtual pixel can be easily performed.
  • Embodiment 3 FIG.
  • the CNT signal is set to “L” and mainly monochrome reading has been described.
  • the third embodiment a case where color reading is performed will be described.
  • FIG. 21 is a partially enlarged plan view of an image sensor IC according to the third embodiment of the present invention.
  • the sensor IC 100 has a light receiving surface on which light receiving elements 100ag, 100ab, 100ar and interpolation elements 100bg, 100bb, 100br are installed.
  • a green filter that selectively receives light by absorbing or reflecting light having an optical wavelength of about 525 nm and transmitting or blocking light is applied or deposited on the light receiving surface.
  • a blue filter that selectively receives light by absorbing or reflecting light having an optical wavelength of about 475 nm and transmitting or blocking light is applied or deposited.
  • a red filter that selectively receives light by absorbing or reflecting light having an optical wavelength of about 640 nm and transmitting or blocking light is applied or deposited on the light receiving surface. Both correspond to the light receiving part of the sensor IC 100.
  • Interpolating element 100bg has a light receiving surface coated or vapor-deposited with a green filter that selectively receives light by absorbing or reflecting light having an optical wavelength of about 525 nm and transmitting or blocking light.
  • the interpolating element 100bb is coated or vapor-deposited on the light receiving surface with a blue filter that selectively receives light by absorbing or reflecting light having an optical wavelength of about 475 nm and transmitting or blocking light.
  • the interpolating element 100br is coated or vapor-deposited on the light receiving surface with a red filter that selectively receives light by absorbing or reflecting light having an optical wavelength of about 640 nm and transmitting or blocking light. Both correspond to the light receiving part of the sensor IC 100.
  • the sensor IC 100 has a rectangular, parallelogram or rhomboid plane, and the light receiving elements 100ag, 100ab, and 100ar are linearly arranged on the sensor IC 100, but are inclined with respect to the end surface of the sensor IC 100. Is done.
  • the interpolation elements 100bg, 100bb, and 100br are provided at the end of the sensor IC 100.
  • FIG. 21 illustrates a case where the gap (D) between adjacent sensor ICs 100 is 0.01 mm to 0.05 mm, and the pixel density of each of the light receiving elements 100ag, 100ab, and 100ar is about 600 DPI.
  • the interpolation elements 100bg, 100bb, and 100br are formed at the end positions of the sensor IC 100 orthogonal to the light receiving elements 100ag, 100ab, and 100ar arranged in a straight line, thereby forming an interpolation pixel for the virtual pixel 100a ′.
  • the sensor ICs 100 are arranged at a constant pitch, and the light receiving elements 100ag, 100ab, and 100ar are arranged from one corner end of the sensor IC 100 to the other opposite corner end.
  • the sensor IC 100 is a semiconductor substrate of the same size, cut out from the semiconductor wafer and directly die-bonded to the sensor substrate 11. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • FIG. 22 is an internal circuit diagram of the image sensor IC according to the third embodiment of the present invention.
  • the input start signal (SI) is shifted in the shift register circuit 100d composed of a DFF (D flip-flop) circuit, and the photo stored in the previous line is stored.
  • the analog switches (AS) connected to the latch circuit 100c are sequentially opened and closed with the charges of the light receiving elements 100ag, 100ab, 100ar composed of diodes (P) or the like. Then, the photoelectric output current or voltage connected to the common line is sequentially extracted as an analog signal from the three image output terminals (Sout). Since this circuit adds one interpolation pixel, it holds an m + 1 bit shift register 100d, a latch circuit 100c, and an analog switch group.
  • the color / monochrome switching terminal (CNT) is set to logic H, and a color image reading is shown. Therefore, the analog signal output is extracted from each of Sout (G), Sout (B), and Sout (R). Therefore, the sensor IC 100 has three systems of driving circuits for extracting RGB signals, and the three systems are simultaneously output in synchronization with the clock signal (CLK) and the start signal (SI) that are input in common.
  • CLK clock signal
  • SI start signal
  • FIG. 22 illustrates the driving of the sensor IC 100 alone, but the start pulse input to the start signal input terminal (SI) of the first-stage sensor IC 100 is shifted in the shift register circuit 100d to start the sensor IC 100.
  • the signal is sequentially input from the signal output terminal (SO) to the SI terminal of the sensor IC 100 at the next stage.
  • n sensor ICs 100 are linearly arranged in the main scanning direction, so the total number of pixels is mx per single color including the interpolation elements 100bg, 100bb, and 100br. n + n, and one line of sequential output is obtained with respect to the total number of pixels.
  • the sensor ICs 10 are independently driven, that is, dividedly driven, the reading speed of one line becomes n times.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining a drive circuit for a contact image sensor equipped with an image sensor IC according to the third embodiment of the present invention.
  • the configuration is the same as that described in the first embodiment.
  • Sout (R) (G) (B) output from the sensor IC 100 is displayed with three systems, and each system has two systems of an even mode and an even number mode. Yes.
  • the same reference numerals as those in FIG. 21 denote the same or corresponding parts.
  • the three systems of image data of the interpolated pixels 100bg, 100bb, and 100br that have been read are in a direction orthogonal to the main scanning direction (sub-scan) with the other three systems of image data of the light receiving elements 100ag, 100ab, and 100ar that are read during the synchronization. Correction is necessary because the installation position differs with respect to the scanning direction and the document conveyance direction. Therefore, among the digital image data output from the A / D conversion unit 14, the interpolation pixels 100bg, 100bb, and 100br output at the same time temporarily store the data in the line memory 16 according to the instruction of the CPU of the data control unit 15. Read later.
  • the irradiated object 4 is transported and the data control unit 15 at a reading position corresponding to the output of the light receiving elements 100ag, 100ab, 100ar on the same sub-scanning line as the stored interpolation pixels 100bg, 100bb, 100br.
  • the image data (SIG) is output from the ASIC 12.
  • the conveyance speed of the irradiated object 4 is 280 mm / sec
  • the reading speed of one section of the contact image sensor is 0.15 ms / line
  • the data of the interpolation pixel 10b is converted into corrected data after two lines and output.
  • the image data for one line in the current line is corrected, and the positional deviation in the sub-scanning direction between the interpolation pixels 100bg, 100bb, 100br and the other light receiving elements 100ag, 100ab, 100ar on the line is corrected.
  • the final image data (SIG) without any deviation is output.
  • FIG. 24 is a partially enlarged plan view of another example of an image sensor IC in accordance with Embodiment 3 of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 21 denote the same or corresponding parts.
  • the light receiving elements 100ag, 100ab, and 100ar are divided on the conveyance direction side for each optical wavelength (each color), and are arranged linearly in parallel on the main scanning direction side.
  • the interpolating elements 100bg, 100bb, 100br are arranged at a certain distance (Lg, Lb, Lr) from the light receiving elements 100ag, 100ab, 100ar for each optical wavelength (each color) and separated from each other in the transport direction.
  • the light receiving elements 100ag, 100ab, 100ar and the interpolation elements 100bg, 100bb, 100br are separated in the transport direction or the reverse transport direction for each different optical wavelength.
  • the light receiving elements are linearly arranged adjacent to each other on the surface of a rectangular semiconductor substrate having opposite sides parallel to each other, and the light receiving elements are moved from a predetermined position on one side of the semiconductor substrate to the other side.
  • the light receiving element 100a starting from the predetermined position on one side is arranged near the center of one side as shown in FIG.
  • a predetermined position serving as the end of the light receiving element 100a may be disposed near the corner of the other side, and the sensor ICs 100 may be arranged so that the light receiving element 100a is linear.
  • the light receiving elements are linearly arranged adjacent to each other on the surface of a rectangular semiconductor substrate having opposite sides parallel to each other, and the light receiving elements are moved from a predetermined position on one side of the semiconductor substrate to the other side.
  • the light receiving element 100a starting from the predetermined position on one side is arranged near the corner on one side as shown in FIG.
  • a predetermined position serving as the end of the light receiving element 100a may be disposed near the corner of the other side, and the sensor ICs 100 may be arranged so that the light receiving element 100a is linear.
  • the light receiving elements are linearly arranged adjacent to each other on the surface of a rectangular semiconductor substrate having opposite sides parallel to each other, and the light receiving elements are moved from a predetermined position on one side of the semiconductor substrate to the other side.
  • a light receiving element 100a starting from a predetermined position on one side is arranged near the center of one side.
  • a predetermined position serving as the end of the light receiving element 100a may be disposed near the center of the other side, and the sensor ICs 100 may be arranged so that the light receiving element 100a is linear. That is, at least one pair of opposite sides may be inclined with respect to the light receiving element 100a.
  • the parallelogram-shaped sensor IC shown in FIG. 27 is divided into trapezoidal sensor ICs, the data must be rearranged alternately for each sensor IC when the same sensor IC is used.
  • the arrangement method of the interpolating elements is complicated, and it is difficult to arrange the driving circuits of the sensor ICs on both sides of the linearly arranged light receiving elements, and it is difficult to apply the sensor ICs corresponding to high resolution. .
  • a semiconductor substrate having a thickness of about 0.1 to 0.13 mm is obtained by polishing a back surface of a silicon wafer having a thickness of 0.15 mm.
  • a photodiode (P) pattern that receives light on the surface of a semiconductor substrate, an analog switch (AS) that forms a switching circuit that extracts charges accumulated in the photodiode (P) pattern, and a shift that sequentially opens and closes the analog switch
  • AS analog switch
  • a register circuit 10d pattern latch circuit 10c, 100c pattern for temporarily holding output signals of the shift register circuits 10d, 100d formed by the shift register circuit 10d pattern, a protective film pattern for protecting these patterns, etc.
  • a pattern to be formed is formed using an exposure mask and an exposure apparatus (pattern forming step).
  • a scribe line in which a large number of sensor ICs 10 and 100 formed on the wafer are provided in the gap between adjacent sensor ICs 10 and 100 in advance during the pattern forming process. Cut along with a dicer. Since the blade width of the dicer is 30 ⁇ m to 35 ⁇ m, the scribe width is 35 ⁇ m to 45 ⁇ m. A rectangular scribe line is fully cut in the orthogonal XY directions. In a parallelogram-shaped scribe line, one side is fully cut and the other side is half cut. In the diamond-shaped scribe line, both sides are half cut. (Dicing process).
  • UV exposure process since the UV tape is attached in advance to the entire back surface of the semiconductor wafer so that the sensor ICs 10 and 100 are not dispersed, UV exposure is performed to reduce the adhesive force between the wafer and the UV tape. (UV exposure process).
  • the sensor ICs 10 and 100 using the wafer half-cut in the dicing process are expanded in the half-cut line direction.
  • the cut out sensor ICs 10 and 100 are stored in a chip tray or the like for each light quantity rank based on the result of the characteristic test, and then die-bonded.
  • each terminal (pad) of the sensor ICs 10 and 100 and a predetermined pattern of the sensor substrate 11 are electrically connected.
  • the cut out sensor ICs 10 and 100 may be directly mounted on the sensor substrate 11 with a die bonder.
  • the silicon single crystal becomes amorphous with almost no denaturation due to heat generated in the scribe line, so that dicing can be performed without damage. It is not necessary to distinguish between full cut and half cut.
  • a pattern is formed only on the surface layer of the sensor ICs 10 and 100, so that even if there is an inclination toward the back side or slight chipping of the end chip by scribing from the front side. Is possible.
  • the image sensor IC including the manufacturing method according to the first to third embodiments and the contact-type image sensor using the same can be implemented by combining the embodiments and the embodiments.
  • the image sensor IC and the contact image sensor using the same include a light receiving element and an interpolation element, and are configured so that virtual pixels are not generated even if the sensor chips are arranged at a predetermined pitch.
  • the present invention can be applied to a facsimile, a copying machine, a scanner, or the like that uses a multichip mounting type image sensor for a document reading unit.

Landscapes

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Abstract

 対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に配置され、半導体基板の対向する一方の辺の所定位置から他方の辺の所定位置まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置した受光素子10aと、直線的に配置された受光素子10aと一組の対辺とで成す角度が広角となる領域側の一組の対辺一端部又は両端部に設けられ、直線的に配置された受光素子10aと傾斜角度があると共に直線的に配置された受光素子10aの外側に光を受光する補間素子10bとを備えるようにした。

Description

イメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサ
 この発明は、ファクシミリ、複写機、スキャナ等の原稿読取部に使用されるマルチチップ搭載型のイメージセンサに使用するイメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサに関するものである。
 複数個のセンサチップを直線状に並べて1次元走査型のイメージセンサを構成するマルチチップ搭載型の密着型イメージセンサが普及している。マルチチップ型のセンサチップを適用する場合には、製造上の観点から原理的にセンサチップ間の間隙を必要とする。一方密着型イメージセンサの高密度化に伴い、センサチップ間の間隙による仮想画素の扱いが問題になる。
 例えば、特開平11-331492号公報図3(特許文献1参照)には、基板9上に受光部面10aの高いICチップ10と、受光部面11aの低いICチップ11とを交互に配列し、ICチップ10の端面は切欠部としての傾斜面10cを形成し逆台形状とした、マルチチップ型のイメージセンサが開示されている。
 特開平7-52451号公報図9(特許文献2参照)には、LED素子33が台形形状をしており、正逆交互に横一列に配列することでLED素子の充填密度を高くしたLEDアレイが開示されている。
 特開平6-218985号公報図4(特許文献3参照)には、回転ブレードの剛性を高め、回転ブレードを傾斜させながらダイシングを行い、光学素子チップ1の表面側の縁3aを突出させ、裏面側の縁3bを退避させるようにした読み取り装置が開示されている。
 また他の欠落画素の対策手段として、例えば特開平2-87869(特許文献4参照)では、ICイメージセンサチップ3を千鳥型に配列して隣接するICイメージセンサチップ3の受光画素部の連続性が保てるようにしたマルチチップ型イメージセンサが開示されている。
特開平11-331492号公報(第3図) 特開平7-52451号公報(第9図) 特開平6-218985号公報(第4図) 特開平2-87869号公報(第1図)
 しかしながら、特許文献1に記載のものは、受光部面10aの高いICチップ10と、受光部面11aの低いICチップ11とを交互に配列するため、2種類のICチップを使用せざるを得ないという課題があった。
 特許文献2に記載のものは、台形形状のLED素子33とすることでLED素子33の充填密度を高くできるものの隣接するLED素子33間の隙間に関しては記載が無い。
 特許文献3に記載のものは、ダイボンダなどによる自動実装時においては、実装精度に起因するチップ同士の衝突(接触)を考慮するためチップ間をあらかじめ隔離して実装する必要がある。また精度良く実装できても下部に位置する銀ペースト8などの接着剤の上に機械実装するため、実装後の位置変化があるという課題があった。
 特許文献4に記載のものは、イメージセンサチップ3を千鳥配列させているために、画素の副走査方向位置が隣接するイメージセンサチップ3毎に異なるため、イメージセンサチップ3毎に多数の画素が異なる違和感のある画像となり、画像品質の悪化を招くという課題があった。
 この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、センサチップを所定のピッチで配列しても仮想画素が生じない高密度対応のイメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサを提供することを目的とする。
 請求項1に係る発明のイメージセンサ用ICは、対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に配置され、前記半導体基板の対向する一方の辺の所定位置から他方の辺の所定位置まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置した受光素子と、直線的に配置された前記受光素子と前記一組の対辺とで成す角度が広角となる領域側の前記一組の対辺一端部又は両端部に設けられ、直線的に配置された前記受光素子と傾斜角度があると共に直線的に配置された前記受光素子の外側に光を受光する補間素子とを備えたものである。
 請求項2に係る発明のイメージセンサ用ICは、前記受光素子及び前記補間素子を駆動する駆動回路が、直線的に配置された前記受光素子を境にして前記半導体基板の両側に振り分けられている請求項1に記載のものである。
 請求項3に係る発明のイメージセンサ用ICは、前記半導体基板を等ピッチで並べ、前記受光素子及び前記補間素子を直線状に延在させた請求項1に記載のものである。
 請求項4に係る発明のイメージセンサ用ICは、個々の前記受光素子及び個々の前記補間素子の受光面には、光を透過又は遮光する光学波長の異なる複数のフィルタが塗布又は蒸着されている請求項1に記載のものである。
 請求項5に係る発明のイメージセンサ用ICは、前記受光素子及び前記補間素子の受光面には、光を透過又は遮光する光学波長の異なるフィルタが塗布又は蒸着されており、前記受光素子及び前記補間素子は異なる光学波長毎に搬送方向又は逆搬送方向に隔離される請求項1に記載のものである。
 請求項6に係る発明の密着型イメージセンサは、対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に配置され、前記半導体基板の対向する一方の辺の所定位置から他方の辺の所定位置まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置した受光素子、直線的に配置された前記受光素子と前記一組の対辺とで成す角度が広角となる領域側の前記一組の対辺一端部又は両端部に設けられ、直線的に配置された前記受光素子と傾斜角度があると共に直線的に配置された前記受光素子の外側に光を受光する補間素子を有するイメージセンサ用ICと、このイメージセンサ用ICの前記受光素子に沿って配置され、搬送方向に搬送される被照射体で反射した光を収束し、前記イメージセンサ用ICに光を受光させるレンズ体と、前記イメージセンサ用ICを載置するセンサ基板とを備えたものである。
 請求項7に係る発明の密着型イメージセンサは、前記受光素子及び前記補間素子を駆動する駆動回路が、直線的に配置された前記受光素子を境にして前記半導体基板の両側に振り分けられている請求項6に記載のものである。
 請求項8に係る発明の密着型イメージセンサは、前記半導体基板を等ピッチで並べ、前記受光素子及び前記補間素子を直線状に延在させた請求項6に記載のものである。
 請求項9に係る発明の密着型イメージセンサは、個々の前記受光素子及び個々の前記補間素子の受光面には、光を透過又は遮光する光学波長の異なる複数のフィルタが塗布又は蒸着されている請求項6に記載のものである。
 請求項10に係る発明の密着型イメージセンサは、前記受光素子及び前記補間素子の受光面には、光を透過又は遮光する光学波長の異なるフィルタが塗布又は蒸着されており、前記受光素子及び前記補間素子は異なる光学波長毎に搬送方向又は逆搬送方向に直線状に平行して配置される請求項6に記載のものである。
 この発明に係るイメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサによれば、センサICを所定のピッチで配列しても仮想画素が生じない高密度対応のイメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサを得る効果がある。
この発明の実施の形態1による密着型イメージセンサの組み立て展開図である。 この発明の形態1によるイメージセンサ用ICとレンズ体との位置関係を説明する図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの部分拡大平面図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICのセンサICの並びを説明する図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICを搭載した密着型イメージセンサの駆動回路を説明する図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの光電変換部を含む駆動回路を説明する図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの端子位置を説明する図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの内部回路図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICを搭載した密着型イメージセンサの駆動回路を説明する別実施例の図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの光電変換部を含む駆動回路を説明する別実施例の図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの端子位置を説明する別実施例の図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの別実施例による内部回路図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの別実施例による平面図である。 この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの別実施例による平面図である。 この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICの部分拡大平面図である。 この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICのセンサICの並びを説明する図である。 この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICの内部回路図である。 この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICの画像データの並べ替えを説明する図であり、図18(a)はシフトレジスタのセル番地、図18(b)は並べ換え順序、図18(c)は補間画素の入れ替え、図18(d)は選択信号による補間画素の選択を説明する図である。 この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICの別実施例による平面図である。 この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICの別実施例による平面図である。 この発明の実施の形態3によるイメージセンサ用ICの部分拡大平面図である。 この発明の実施の形態3によるイメージセンサ用ICの内部回路図である。 この発明の実施の形態3によるイメージセンサ用ICを搭載した密着型イメージセンサの駆動回路を説明する図である。 この発明の実施の形態3によるイメージセンサ用ICの別実施例による部分拡大平面図である。 この発明の実施の形態1~3によるイメージセンサ用ICのセンサICの並びを説明する図である。 この発明の実施の形態1~3によるイメージセンサ用ICのセンサICの並びを説明する図である。 この発明の実施の形態1~3によるイメージセンサ用ICのセンサICの並びを説明する図である。 台形形状のセンサICの並びを説明する図である。
実施の形態1.
 以下、この発明の実施の形態1について図1を用いて説明する。図1は、この発明の実施の形態1による密着型イメージセンサの組み立て展開図である。図1において、光源1は、例えばLEDチップや汎用のモール型LEDなどの発光体である。基板2は光源1を搭載している。フレキシブル基板3は基板2に貼り付けられ、光源1に電源を供給する。
 被照射体4は相対的に搬送される原稿や紙幣などである。導光体5はガラス材やアクリル樹脂などの透明部材によって構成され、光散乱層(光反射層)5aは導光体5に接触して設けられている。ホルダ6は内部に空洞部を有しており、この空洞内の一端側に光源1が配置され、他端側は導光体5の端部を嵌め合わせて固定する。筐体7は光源1及び導光体5などを収納又は保持する。
 透過体8はガラス材やアクリルなどの透明部材で構成され、密着型イメージセンサ(CIS)の内部を保護する。読み取り位置8aは透過体8上の主走査方向(読み取り幅方向)の位置を示し、物理的な構成要素ではない。レンズ体9はロッドレンズアレイなどを用いており、被照射体4からの散乱光を入射し、その散乱光を収束し結像させるものである。センサIC10は、センサ用ICとも呼び、レンズ体9の光軸上に配置し、レンズ体9で収束された光を受光する。センサIC10は、半導体基板の表面に形成された受光部(光電変換部)を含み、受光部を駆動するシフトレジスタ、ラッチ回路及びスイッチなどからなる駆動回路からなる。センサ基板11は、センサIC10を載置し、センサIC10の受光部で受光した光電変換出力を信号処理するものであり、外部コネクタや電子部品、信号処理回路などを搭載している。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 次に動作について説明する。図1において、ホルダ6内に配置された光源1から照射された光は導光体5の端部入射領域を照射する。導光体5には、光を散乱反射させる光散乱層5aが白色のシルク印刷などで主走査方向に形成され、均一な光を出射する。
 導光体5から出射した光は透過体8上の読み取り位置8aにある被照射体4を照射し、被照射体4からの反射光(散乱反射光)は透過体8を透過して、レンズ体9で収束され、半導体基板で構成されたセンサIC10の受光部(受光面)で結像される。センサ基板11には、センサIC10の受光面の反対側に設けられ、センサIC10や光源1を駆動する電源回路、信号処理回路であるASIC12(Application Specific Integrated Circuit)などの電子部品が搭載されている。
 センサIC10はセンサ基板11に複数個並べて搭載され、スタート信号(SI)とクロック信号(CLK)とを受けて駆動する。センサIC10上の受光面で光電変換された各画素の信号出力は、シフトレジスタからのシフト信号でスイッチ群を順次開閉し、出力信号として外部に画像信号を送出する。また、被照射体4に対する各ライン毎の出力をクロック信号(CLK)に同期した読み出し信号に基づいて順次、又は同時にアナログ信号として信号処理回路12に送出する。
 図2は、この発明の形態1によるイメージセンサ用ICとレンズ体9との位置関係を説明する図である。10aはセンサIC10の受光部(受光面)であり、受光素子(光電変換部)と呼ぶ。センサIC10は、平面形状が四角形である。すなわち、平面が矩形、平行四辺形又は菱形形状をしている。受光素子10aは、センサIC10に直線的に配置され、センサIC10の少なくとも1組の対辺(端面)に対して傾斜して設置される。
 正確には、対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に受光素子10aが配置される。受光素子10aは、半導体基板の対向する一方の辺の所定位置(読み取り位置)から他方の辺の所定位置(読み取り位置)まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置する。
 また、受光素子10aはレンズ体9に沿って読み取り幅に亘って配置される。図中、図1と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 図3は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの部分拡大平面図である。図3において、10bはセンサIC10端部に設けた補間素子(補間画素)である。ところで、図3では、互いに隣接するセンサIC10の隙間(D)が0.01mm~0.05mm、受光素子10aの画素密度が約600DPIである場合、42μmの同一ピッチで直線状に受光素子10aを配列すると仮想画素(ICの隙間領域に位置し、物理的に形成できない受光素子)10a´が発生する。そこで、直線状に配列された受光素子10aに直交する方向のセンサIC10の端部位置に補間画素10bを形成する。そして補間画素10bは仮想画素10a´を補間するための画素として用いる。
 正確には、補間画素10bは、直線的に配置された受光素子10aと一組の対辺とで成す角度が広角となる領域側の一組の対辺一端部又は両端部に設けられる。また、補間画素10bは、直線的に配置された受光素子10と傾斜角度があると共に直線的に配置された受光素子10aの外側に設置される。すなわち、補間画素10bは、受光素子10aの並びと対辺との成す傾斜角度が90度以上ある半導体基板端部の形成可能領域の受光素子10aの並びの外側に配置される。図中、図2と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 図4は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICのセンサICの並びを説明する図である。センサIC10は、一定のピッチで配列され、受光素子10aはセンサIC10の一方のコーナー端部から対向する他方のコーナー端部に配置される。センサIC10は、同一サイズの半導体基板であり、半導体ウェハから切り出して直接、センサ基板11にダイボンディングされる。
 センサIC10のコーナー端部には、仮想画素10a´を補うように補間画素10bが形成されている。図4では、補間画素10bは、センサIC10の主走査方向(読み取り幅方向)の読み出し順序の所定位置である開始画素10a1から始まり最終画素10amで終わる最終画素10am側のさらに端部に設けられている。しかし、逆に補間画素10bは、センサIC10の読み出し順序の所定位置である開始画素10a1側のさらに端部に設けても良い。また、隣接して配置されるセンサIC10間の最も短い距離で隣接する受光素子10a同士の中心位置に補間画素10bを設けることが好ましい。図中、図2と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 なお、センサ基板11にセンサIC10を載置して密着型イメージセンサとして使用する場合には、主走査方向に直線的にセンサIC10をn個並べるので総画素数は補間素子10bを含めてm×n+nとなる。
 図5は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICを搭載した密着型イメージセンサの駆動回路を説明する図である。図5において、センサIC制御部13は、クロック信号(CLK)にスタート信号(SI)を同期させ、センサIC10の受光素子10aに蓄積された光電変換信号を順次、読み出し方向にアナログ信号(Sout)を出力させる。A/D変換部14はアナログ信号をデジタル変換する。出力データ制御部(データ制御部)15は、デジタル変換されたアナログ信号を信号処理するよう構成されており、各色補正回路、各色データ並べ替え回路、及びCPUなどを含み、CPUから補間画素10bのデータを一時保存するラインメモリ16に指示を与える。センサIC制御部13、A/D変換部14及びデータ制御部15及びラインメモリ16は、ASIC12に一体化回路として構成されている。図中、図1と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 次に回路動作について説明する。読み取られた補間画素10bの画像データは、同期間中に読み取られるその他の受光素子10aの画像データとは主走査方向と直交する方向(副走査方向、原稿搬送方向)に対して設置位置が異なるためデータ補正が必要になる。したがって、A/D変換部14で出力されたデジタル画像データのうち、同時に出力された補間画素10bは、データ制御部15のCPUで一旦、ラインメモリ16にデータ保存し、後から読み出す。
 その後、被照射体4が搬送されて、保存された補間画素10bと同じ副走査位置のライン上の受光素子10aの出力に相当する位置で、データ制御部15は、ラインメモリ16に一時保存していた補間画素10bの画像データをラインメモリ16から読み出す。すなわち、データ制御部15は、数ライン前に読み取られた補間画素10bと当該ライン(現行ライン)で読み取られた補間画素10bとのデータの入れ替えを行ってから最終画像データ(SIG)としてからASIC12から出力する。
 例えば、補間画素10bが原稿搬送方向にその他の受光画素10aと84μm離間されている場合には、被照射体4の搬送速度が280mm/sec、密着型イメージセンサの1区間読み取り速度が0.15ms/ラインのとき、補間画素10bのデータは2ライン後に補正されたデータに変換され、その後出力される。このようにして、現ラインにおける1ライン分の画像データを補正し、補間画素10bとライン上のその他の受光素子10aとの副走査方向における位置ずれに対して、ずれが無い最終画像データ(SIG)を出力する。
 図6は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの光電変換部を含む駆動回路を説明する図である。ラッチ(LATCH)回路領域10cは多数の受光素子10aを順次スイッチングして蓄積電荷を共通線に送出するアナログスイッチを含む構成である。シフトレジスタ(SHIFT・REGISTER)回路領域10dは、ラッチ回路領域10cに順次スタート信号(SI)をシフトさせ、アナログスイッチを順次開閉させるよう構成されている。図中、図1と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 図7は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの端子位置を説明する図である。SIはスタート信号入力端子、CLKはクロック信号入力端子、CNTはカラー・モノクロ切替用入力端子、OEは解像度切替用入力端子、VrefはGND電位又は基準レベルモニタ出力端子、SOは隣接するセンサIC10に継続してスタート信号(SI)を出力するスタート信号出力端子、SoutはRGBなど光学波長の異なる読み取り出力をそれぞれ出力する画像出力端子であり、カラー・モノクロ切替用入力端子(CNT)が論理Lの場合には、モノクロ信号としていずれか又は全部の出力端子から画像信号を送出する。VDD及びGNDは電源端子を示す。各入出力端子はラッチ回路領域10c及びシフトレジスタ回路領域10dを除くセンサIC10の端部に配置され、各パッドはワイヤボンディング接続してセンサ基板11の所定のパターン位置で接続される。
 入力端子のうち、スタート信号入力端子(SI)を除き、その他の入力端子は、各センサIC10の対応するその他の入力端子とそれぞれ共通接続される。出力端子のうち、スタート信号出力端子(SO)を除き、その他の出力端子は、各センサIC10の対応するその他の出力端子とそれぞれ共通接続される。
 図8は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの内部回路図である。クロック信号(CLK)に同期して、入力されたスタート信号(SI)は、D・FF(D・フリップフロップ)回路で構成されたシフトレジスタ回路10d内をシフトし、前ラインで蓄積されたフォトダイオード(P)などで構成された受光素子10aの電荷をラッチ回路10cに接続されたアナログスイッチ(AS)を順次開閉する。そして、画像出力は共通線に接続された光電変換電流又は電圧を画像出力端子(Sout)から順次アナログ信号として取り出される。この回路は、補間画素10bを1個を付加するのでm+1ビットのシフトレジスタ回路10d、ラッチ回路10c及び対応するアナログスイッチ群を1系統保持している。
 図8では、カラー・モノクロ切替用端子(CNT)は、論理Lとし、モノクロ読み取りの場合を示している。したがって、アナログ信号出力は、Sout(G)から出力を取り出すので、その他のSout(R)、Sout(B)の信号は不要である。同時に出力される場合は、Sout(G)のみを選択して信号処理回路12で信号処理される。したがって、図8では、信号を取り出す回路は、モノクロ読み取りを説明するため、回路は1系統としているが、Sout(G)を含む3系統の駆動回路がセンサIC10に内蔵されている。
 なお、図8では、センサIC10単体の駆動について説明しているが、初段のセンサIC10のスタート信号入力端子(SI)に入力されたスタートパルスはシフトレジスタ回路10d内をシフトし、センサIC10のスタート信号出力端子(SO)から次段のセンサIC10のSI端子に順次入力される。したがって、Sout(G)は、主走査方向に直線的にセンサIC10をn個並べるので総画素数は補間素子10bを含めてm×n+nとなり、この総画素数に対して1ラインの順次出力を得るが、センサIC10単体をそれぞれ独立して駆動する、すなわち分割駆動させることにより、1ラインの読み取り速度はn倍となる。
 図9は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICを搭載した密着型イメージセンサの駆動回路を説明する別実施例の図である。図9において、センサIC制御部13は、クロック信号(CLK)にスタート信号(SI)を同期させ、センサIC10の受光素子10aに蓄積された光電変換信号を順次、読み出し方向にアナログ信号(Sout1、2)を出力させる。A/D変換部14はアナログ信号(Sout1、2)をデジタル変換する。出力データ制御部15はデジタル変換されたアナログ信号を信号処理するよう構成されており、各色補正回路、各色データ並べ替え回路、及びCPUなどを含み、CPUから補間画素10bのデータを一時保存するラインメモリ16に指示を与える。センサIC制御部13、A/D変換部14及び出力データ制御部15及びラインメモリ16は、ASIC12に一体化回路として構成されている。図中、図5と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 次に回路動作について説明する。読み取られた補間画素10bの画像データは、同期間中に読み取られるその他の受光素子10aの画像データとは主走査方向と直交する方向(副走査方向、原稿搬送方向)に対して設置位置が異なるため補正が必要になる。したがって、A/D変換部14で出力されたデジタル画像データのうち、同時に出力された補間画素10bは、データ制御部15のCPUで一旦、ラインメモリ16にデータ保存し、後から読み出す。
 その後、被照射体4が搬送されて、保存された補間画素10bと同じ副走査位置のライン上の受光素子10aの出力に相当する位置で、データ制御部15は、ラインメモリ16に一時保存していた補間画素10bの画像データをラインメモリ16から読み出す。すなわち、データ制御部15は、数ライン前に読み取られた補間画素10bと当該ライン(現行ライン)で読み取られた補間画素10bとのデータの入れ替えを行ってから最終画像データ(SIG)としてからASIC12から出力する。
 図5に示すものは、受光素子10aのラインを介して一方の方向のみに集中してセンサIC10の駆動回路を配置したが、図9では、センサIC10の受光素子10aのラインを跨いで(境にして)両側にセンサIC10の駆動回路を配置する。すなわち、センサIC10のmビットの受光素子10aを奇数画素と偶数画素とに振り分けている。
 図10は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの光電変換部を含む駆動回路を説明する別実施例の図である。ラッチ(LATCH)回路領域10cは多数の受光素子10aを順次スイッチングして蓄積電荷を共通線に送出するアナログスイッチを含むよう構成されている。シフトレジスタ(SHIFT・REGISTER)回路領域10dはラッチ回路領域10cに順次スタート信号(SI)をシフトさせ、アナログスイッチを順次開閉させる。
 図11は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの端子位置を説明する別実施例の図である。SIはスタート信号入力端子、CLKはクロック信号入力端子、CNTはカラー・モノクロ切替用入力端子、OEは解像度切替用入力端子、VrefはGND電位又は基準レベルモニタ出力端子、SOは隣接するセンサIC10に継続してスタート信号(SI)を出力するスタート信号出力端子、Sout1、2は、RGBなど光学波長の異なる読み取り出力をそれぞれ出力する画像出力端子であり、カラー・モノクロ切替用入力端子(CNT)が論理Lの場合には、モノクロ信号としていずれか又は全部の出力端子から画像信号を送出する。VDD及びGNDは電源入力端子を示す。各入出力端子はラッチ回路領域10c及びシフトレジスタ回路領域10dを除くセンサIC10の端部に配置され、各接続パッドはワイヤボンディング接続してセンサ基板11の所定のパターン位置で接続される。
 入力端子のうち、スタート信号入力端子(SI)を除き、その他の入力端子は、各センサIC10の対応するその他の入力端子とそれぞれ共通接続される。出力端子のうち、スタート信号出力端子(SO)を除き、その他の出力端子は、各センサIC10の対応するその他の出力端子とそれぞれ共通接続される。
 図12は、この発明の実施の形態1によるイメージセンサ用ICの別実施例による内部回路図である。クロック信号(CLK)に同期して、入力されたスタート信号(SI)は、D・FF(D・フリップフロップ)回路で構成されたシフトレジスタ回路10d内をシフトし、前ラインで蓄積されたフォトダイオード(P)などで構成された受光素子10aの電荷をラッチ回路10cに接続されたアナログスイッチ(AS)を順次開閉する。そして、画像出力は共通線に接続された光電変換電流又は電圧を画像出力端子(Sout1、2)から順次アナログ信号として取り出される。この回路は、補間画素10bを1個を付加するのでm/2+1ビットのシフトレジスタ回路10d、ラッチ回路10c及びアナログスイッチ群を2系統保持している。
 図12では、カラー・モノクロ切替用端子(CNT)は、論理Lとし、モノクロ読み取りの場合を示している。したがって、アナログ信号出力は、Sout1(G)及びSout2(G)から出力を取り出すので、その他のSout1、2(R)、Sout1、2(B)の信号は不要である。同時に出力される場合は、Sout1、2(G)のみを選択して信号処理回路12で信号処理される。したがって、図12では、信号を取り出す回路は、モノクロ読み取りを説明するため、RGB回路は1系統としているが、駆動回路はSout1、2(G)を含む3系統の駆動回路をセンサIC10に内蔵している。
 奇数画素と偶数画素とに振り分けた画像データは、データ制御部15のシフトレジスタなどから交互に出力される並べ替え回路を用いてデータ位置変換を行う。
 なお、図12では、受光素子10aの奇数番側に補間素子10bを設け、受光素子10aの偶数番側は補間素子10bに対応するダミービット(補間画素に接続されないビット)とし、スタート信号(SI)のシフトパルスを共通化したが、スタート信号(SI)及びクロック信号(CLK)を奇数番側と偶数番側とで独立させて駆動させる場合には、ダミービットは不要である。
 アナログ画像データを、奇数画素と偶数画素とに振り分けることで、シフトレジスタ回路10dやラッチ回路10cは、センサIC10の両側に配置され、画素密度が高くてもセンサIC10内の駆動回路としての配置が容易になる。
 実施の形態1では、四角形の受光素子10a及び補間素子10bは4辺ともセンサIC10のエッジ(一方の対辺)に対して角度を持たせて配置したが、受光素子10a、補間素子10bはいずれかの辺が図13に示すようにセンサIC10のエッジに沿って略平行に配置しても良く、この場合は、センサIC10のエッジと受光素子10a、補間素子10bとの離間距離を確保できるので、ダイシング時のセンサチップの欠けによる不都合に対処することができる。
 また、図14に示すように搬送方向(副走査方向)の受光面積とエッジとの距離とを考慮して受光素子10a、補間素子10bは平面が6角形状やその他の多角形状で構成しても良い。
 以上から、この発明の実施の形態1によれば、センサIC10を所定のピッチで配列しても仮想画素が生じない高密度対応のイメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサを得る効果がある。
実施の形態2.
 実施の形態1では、補間素子10bは読み出し方向端部(終端部)に設けたが、実施の形態2では、読み出し方向開始端部にも設け、隣接するセンサIC10同士の端部において、直線的に配置された受光素子10aの隙間の搬送方向両側に補間素子10bを設ける場合について説明する。
 図15は、この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICの部分拡大平面図である。図15において、補間素子(補間画素)10b1はセンサIC10の読み出し方向終端部に設けられており、補間素子(補間画素)10b2はセンサIC10の読み出し方向開始端部に設けられている。図15において、その他の位置関係については、実施の形態1で説明したものと同一であるので説明を省略する。図中、図2と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 図16は、この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICのセンサICの並びを説明する図である。センサIC10は、一定のピッチで配列され、受光素子10aはセンサIC10の一方のコーナー端部から対向する他方のコーナー端部に配置される。センサIC10は、同一サイズの半導体基板であり、半導体ウェハから切り出して直接、センサ基板11にダイボンディングされる。
 センサIC10のコーナー端部には、仮想画素を補うように補間画素10b1、10b2が形成されている。図16では、補間画素10b1はセンサIC10の主走査方向(読み取り幅方向)の所定位置である開始画素10a1から始まり最終画素10amで終わる最終画素10am側の端部に設けられている。補間画素10b2はセンサIC10の主走査方向(読み取り幅方向)の所定位置である開始画素10a1から始まり最終画素10amで終わる開始画素10a1の端部に設けている。図中、図2と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 したがって、センサ基板11にセンサIC10を載置して密着型イメージセンサとして使用する場合には、主走査方向に直線的にセンサIC10をn個並べるので総画素数は、副走査方向に対向した一方側の補間素子10bを含めてm×n+nとなる。
 図17は、この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICの内部回路図である。クロック信号(CLK)に同期して、入力されたスタート信号(SI)は、D・FF(D・フリップフロップ)回路で構成されたシフトレジスタ回路10d内をシフトし、前ラインで蓄積されたフォトダイオード(P)などで構成された受光素子10aの電荷をラッチ回路10cに接続されたアナログスイッチ(AS)を順次開閉する。そして、画像出力は共通線に接続された光電変換電流又は電圧を画像出力端子(Sout1、2)から順次アナログ信号として取り出される。この回路は、センサIC10の受光素子10aを介して一方の側の端部と他方の側の端部に補間画素10b1、10b2をそれぞれ付加するのでm/2+1ビットのシフトレジスタ回路10d、ラッチ回路10c及びアナログスイッチ群を2系統保持している。
 図17では、カラー・モノクロ切替用端子(CNT)は、論理Lとし、モノクロ読み取りの場合を示している。したがって、アナログ信号出力は、Sout1(G)及びSout2(G)から出力を取り出すので、その他のSout1、2(R)、Sout1、2(B)の信号は不要である。同時に出力される場合は、Sout1、2(G)のみを選択して信号処理回路12で信号処理される。したがって、図17では、信号を取り出す回路は、モノクロ読み取りを説明するため、RGB回路は1系統としているが、駆動回路はSout1、2(G)を含む3系統の駆動回路をセンサIC10に内蔵している。
 アナログ画像データを、奇数画素と偶数画素とに振り分けることで、シフトレジスタ10dやラッチ回路10cは、センサIC10の両側に配置され、画素密度が高くても配置が容易となる。奇数画素と偶数画素とに振り分けた画像データは、データ制御部15に同時に入力され、奇数偶数データを交互に出力する並べ替え回路を介してデータ位置変換を行ってからラインメモリ16に収納される。同時に補間画素10b1、10b2のデータ入れ替えを行う。
 なお、図17では、受光素子10aの奇数番側に補間素子10b1を設け、受光素子10aの偶数番側に補間素子10b2を設けているので選択信号でいずれか一方のデータは削除される。すなわち、受光素子10aの奇数番側最終画素のさらに外側に補間画素10b1を設け、受光素子10aの偶数番側開始画素のさらに外側に補間画素10b2を設けているので、この場合には、2個の補間画素10b1、10b2に対してあらかじめラインメモリ16に収納する補間画素10b1、10b2のデータを被照射体4に対して正逆の搬送方向信号(選択信号)で選択切替する。
 図18は、この発明の実施の形態2によるイメージセンサ用ICの画像データの並べ替えを説明する図であり、図18(a)はシフトレジスタ10dのセル番地、図18(b)は並べ換え順序、図18(c)は補間画素の入れ替え、図18(d)は選択信号による補間画素の選択を、それぞれ示している。
 図18では、奇数画素(a1~a287)の144個の画素と1個の補間画素(b1)、及び偶数画素(a2~a288)の144個の画素と1個の補間画素(b2)をアナログ・デジタル変換部(A/D変換部)14でデジタル変換した後、セルb2、a1、a2、a3、・・・a284、a285、a286、a287、a288、b1の順に290画素データを並び替え、その後、セルb1、b2の数ライン前のデータと置き換えて、その後、選択信号でいずれか一方のセルデータを削除し、仮想画素の補間としてのデータ補間を行い、289ビットの画像データを送出する。
 したがって、センサ基板11にセンサIC10を載置して密着型イメージセンサとして使用する場合には、主走査方向に直線的にセンサIC10をn個並べるので総画素数は補間素子10bを含めて289×n個となる。
 なお、実施の形態2では、補間画素10bは、受光素子10aと同一形状としたが、図19に示すように補間画素10bと受光素子10aのサイズを異なるようにしても良く、図20に示すように受光素子10aは千鳥配置し、千鳥配置した受光素子10aを補うように補間画素10bを適宜設置しても良い。
 以上から、この発明の実施の形態2によれば、受光素子10aや補間素子10bなどを駆動する駆動回路を直線状に配列した受光素子10aを境にして半導体基板の両側に振り分けたので、センサIC10を所定のピッチで配列しても仮想画素が生じない高密度対応のイメージセンサIC及びそれを用いた密着型イメージセンサを得る効果があると共に補間素子10bは受光素子10aの両側にあるので、被照射体4の搬送方向に正逆の変化があっても仮想画素に対する補間を容易に行うことができる。
実施の形態3.
 実施の形態1~2では、CNT信号は“L”とし、主としてモノクロの読み取りについて説明したが、実施の形態3では、カラー読み取りを行う場合について説明する。
 図21は、この発明の実施の形態3によるイメージセンサ用ICの部分拡大平面図である。図21において、センサIC100は、受光素子100ag,100ab,100arと補間素子100bg,100bb,100brが設置された受光面を有している。受光素子100agは受光面に、光学波長が約525nmの光を吸収又は反射させ、光を透過又は遮光させることにより選択的に光を受光する緑色フィルタが塗布又は蒸着されている。受光素子100abは受光面に、光学波長が約475nmの光を吸収又は反射させ、光を透過又は遮光させることにより選択的に光を受光する青色フィルタが塗布又は蒸着されている。受光素子100arは受光面に、光学波長が約640nmの光を吸収又は反射させ、光を透過又は遮光させることにより選択的に光を受光する赤色フィルタが塗布又は蒸着されている。いずれもセンサIC100の受光部に相当する。
 補間素子100bgは受光面に、光学波長が約525nmの光を吸収又は反射させ、光を透過又は遮光させることにより選択的に光を受光する緑色フィルタが塗布又は蒸着されている。補間素子100bbは受光面に、光学波長が約475nmの光を吸収又は反射させ、光を透過又は遮光させることにより選択的に光を受光する青色フィルタが塗布又は蒸着されている。補間素子100brは受光面に、光学波長が約640nmの光を吸収又は反射させ、光を透過又は遮光させることにより選択的に光を受光する赤色フィルタが塗布又は蒸着されている。いずれもセンサIC100の受光部に相当する。
 センサIC100は、平面が矩形、平行四辺形又は菱形形状をしており、受光素子100ag、100ab、100arは、センサIC100に直線状に配置されるが、センサIC100の端面に対して傾斜して設置される。補間素子100bg、100bb、100brはセンサIC100端部に設けられる。
 図21では、互いに隣接するセンサIC100の隙間(D)が0.01mm~0.05mm、受光素子100ag、100ab、100arのそれぞれの画素密度が約600DPIである場合について説明する。42μmの同一ピッチで直線状に受光素子100ag、100ab、100arを配列すると仮想画素(ICの隙間領域に位置し、物理的に形成できない受光素子)100a´が発生する。そこで、直線状に配列された受光素子100ag、100ab、100arに直交するセンサIC100の端部位置に補間素子100bg、100bb、100brを形成することにより、仮想画素100a´に対する補間画素としている。
 センサIC100は、一定のピッチで配列され、受光素子100ag、100ab、100arはセンサIC100の一方のコーナー端部から対向する他方のコーナー端部まで配置される。センサIC100は、同一サイズの半導体基板であり、半導体ウェハから切り出して直接、センサ基板11にダイボンディングされる。その他の構成については実施の形態1に準ずるので説明を省略する。
 図22は、この発明の実施の形態3によるイメージセンサ用ICの内部回路図である。クロック信号(CLK)に同期して、入力されたスタート信号(SI)は、D・FF(D・フリップフロップ)回路で構成されたシフトレジスタ回路100d内をシフトし、前ラインで蓄積されたフォトダイオード(P)などで構成された受光素子100ag、100ab、100arの電荷をラッチ回路100cに接続されたアナログスイッチ(AS)を順次開閉する。そして、画像出力は共通線に接続された光電変換電流又は電圧を3系統の画像出力端子(Sout)から順次アナログ信号として取り出される。この回路は、補間画素を1個を付加するのでm+1ビットのシフトレジスタ100d、ラッチ回路100c及びアナログスイッチ群を保持している。
 図22では、カラー・モノクロ切替用端子(CNT)は、論理Hとし、カラー画像読み取りの場合を示している。したがって、アナログ信号出力は、Sout(G)、Sout(B)及びSout(R)のそれぞれから出力を取り出す。したがって、センサIC100には、RGB信号をそれぞれ取り出す3系統の駆動回路があり、共通して入力されるクロック信号(CLK)、スタート信号(SI)により、3系統は同期して同時に出力される。図中、図21と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 なお、図22では、センサIC100単体の駆動について説明しているが、初段のセンサIC100のスタート信号入力端子(SI)に入力されたスタートパルスはシフトレジスタ回路100d内をシフトし、センサIC100のスタート信号出力端子(SO)から次段のセンサIC100のSI端子に順次入力される。
 したがって、Sout(R)、Sout(G)、Sout(B)は、主走査方向に直線的にセンサIC100をn個並べるので総画素数は補間素子100bg、100bb、100brを含めて単色あたりm×n+nとなり、この総画素数に対して1ラインの順次出力を得るが、センサIC10単体をそれぞれ独立して駆動する、すなわち、分割駆動させることにより、1ラインの読み取り速度はn倍となる。
 図23は、この発明の実施の形態3によるイメージセンサ用ICを搭載した密着型イメージセンサの駆動回路を説明する図である。なお、構成は実施の形態1で説明したものと同一である。図23では、センサIC100から出力されるSout(R)(G)(B)は3系統あることを表示し、それぞれの系統で偶数モードと偶数数モードとの2系統があることを表示している。図中、図21と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
 次に回路動作について説明する。読み取られた補間画素100bg、100bb、100brの3系統の画像データは、同期間中に読み取られるその他の受光素子100ag、100ab、100arの3系統の画像データとは主走査方向と直交する方向(副走査方向、原稿搬送方向)に対して設置位置が異なるため補正が必要になる。したがって、A/D変換部14で出力されたデジタル画像データのうち、同時に出力された補間画素100bg、100bb、100brは、データ制御部15のCPUの指示で一旦、ラインメモリ16にデータを保存し、後から読み出す。
 その後、被照射体4が搬送されて、保存された補間画素100bg、100bb、100brと同じ副走査位置のライン上の受光素子100ag、100ab、100arの出力に相当する読み取り位置で、データ制御部15はラインメモリ16に一時保存していた補間画素100bg、100bb、100brの画像データをラインメモリ16から読み出す。
 すなわち、データ制御部15は、数ライン前に読み取られた補間画素100bg、100bb、100brと当該ライン(現行ライン)で読み取られた補間画素100bg、100bb、100brとのデータの入れ替えを行ってから最終画像データ(SIG)としてからASIC12から出力する。
 例えば、補間画素補間画素100bg、100bb、100brが図21に示す原稿搬送方向にその他の受光画素10aと距離(L)が84μm離間されている場合には、被照射体4の搬送速度が280mm/sec、密着型イメージセンサの1区間読み取り速度が0.15ms/ラインのとき、補間画素10bのデータは2ライン後に補正されたデータに変換され、出力される。このようにして、現ラインにおける1ライン分の画像データを補正し、補間画素100bg、100bb、100brとライン上のその他の受光素子100ag、100ab、100arとの副走査方向における位置ずれに対して、ずれが無い最終画像データ(SIG)を出力する。
 次に図21では、センサIC100の1個の受光部画素(セル)内に光学波長の異なる3個のフィルタを設けたが、それぞれの受光部画素にフィルタ毎を1個だけ設けた場合について説明する。図24は、この発明の実施の形態3によるイメージセンサ用ICの別実施例による部分拡大平面図である。図中、図21と同一符号は、同一又は相当部分を示す。図24では、受光素子100ag、100ab、100arは光学波長毎(各色毎)に搬送方向側に分かれてそれぞれが主走査方向側に直線的に平行して配置される。補間素子100bg、100bb、100brは光学波長毎(各色毎)に受光素子100ag、100ab、100arと一定の距離(Lg、Lb、Lr)離間して搬送方向側に隔離して配置される。すなわち、受光素子100ag、100ab、100ar及び補間素子100bg、100bb、100brは異なる光学波長毎に搬送方向又は逆搬送方向に隔離される。
 以上から、この発明の実施の形態3によれば、センサIC100を所定のピッチで配列しても仮想画素が生じない高密度対応のイメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサを得る効果があると共にカラー画像の読み取りに対しても対応することができる。
 実施の形態1~3では、対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に受光素子を配置し、受光素子は、半導体基板の対向する一方の辺の所定位置から他方の辺の所定位置まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置するようにしたが、図25に示すように一方の辺の所定位置から始まる受光素子100aを一方の辺の中心付近に配置し、受光素子100aの終端となる所定位置を他方の辺のコーナー付近に配置し、センサIC100を並べて受光素子100aが直線状になるようにしても良い。
 実施の形態1~3では、対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に受光素子を配置し、受光素子は、半導体基板の対向する一方の辺の所定位置から他方の辺の所定位置まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置するようにしたが、図26に示すように一方の辺の所定位置から始まる受光素子100aを一方の辺のコーナー付近に配置し、受光素子100aの終端となる所定位置を他方の辺のコーナー付近に配置し、センサIC100を並べて受光素子100aが直線状になるようにしても良い。
 実施の形態1~3では、対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に受光素子を配置し、受光素子は、半導体基板の対向する一方の辺の所定位置から他方の辺の所定位置まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置するようにしたが、図27に示すように一方の対辺の所定位置から始まる受光素子100aを一方の辺の中心付近に配置し、受光素子100aの終端となる所定位置を他方の辺の中心付近に配置し、センサIC100を並べて受光素子100aが直線状になるようにしても良い。すなわち、少なくとも一方の一組の対辺が受光素子100aと傾斜していても良い。
 なお、図27に示す平行四辺形形状のセンサICを分割し、台形形状のセンサICにしたものでは、同一のセンサICを用いた場合には、センサIC毎にデータを交互に並べ替える必要があり、補間素子の配置方法が複雑になると共に直線的に配置した受光素子に対して両側にセンサICの駆動回路を配置することが困難となり、高解像度に対応するセンサICに対する適用が困難である。
 次にウェハから切り出した半導体基板上にパターン形成したセンサIC10、100の製造方法について説明する。半導体基板は厚みが0.15mmのシリコンウェハを裏面研磨し、約0.1~0.13mmの厚みとしたものを使用する。
 まず、半導体基板の表面に光を受光するフォトダイオード(P)パターンと、フォトダイオード(P)パターンに蓄積した電荷を取り出すスイッチング回路を形成するアナログスイッチ(AS)と、アナログスイッチを順次開閉させるシフトレジスタ回路10dパターンと、シフトレジスタ回路10dパターンで形成されたシフトレジスタ回路10d、100dの出力信号を一時保持するラッチ回路10c、100cパターン、それらパターンを保護する保護膜パターンなどを含み、半導体基板に形成するパターンを露光マスクと露光装置を用いてパターン形成する(パターン形成工程)。
 次に、半導体基板表面に形成されたセンサIC10、100の特性試験後、ウェハに形成された多数のセンサIC10、100をパターン形成工程時にあらかじめ隣接するセンサIC10、100同士の隙間に設けたスクライブラインに沿ってダイサーでカッティングする。ダイサーの刃幅は30μm~35μmとするのでスクライブ幅は35μm~45μmとなる。矩形形状のスクライブラインに対しては、直交するXY方向にフルカットする。平行四辺形形状のスクライブラインでは、一方の対辺側はフルカットし、他方の対辺側はハーフカットする。菱形形状のスクライブラインでは、両方の対辺側ともハーフカットする。(ダイシング工程)。
 次に、センサIC10、100が離散しないように半導体ウェハ裏面全面にはUVテープがあらかじめ貼り付けてあるのでUV露光を行い、ウェハとUVテープとの接着力を低下させる。(UV露光工程)。
 次に、ダイシング工程でハーフカットされたウェハを用いたセンサIC10,100については、ハーフカットライン方向に対してエキスパンドする。
 次に、切り出したセンサIC10、100を特性試験の結果に基づいて光量ランク毎にチップトレイなどに収納し、その後、ダイボンディングする。次にセンサIC10、100の各端子(パッド)とセンサ基板11の所定パターンとを電気接続する。光量ランクが比較的一定している場合には切り出したセンサIC10、100を直接、ダイボンダでセンサ基板11に載置しても良い。
 なお、レーザ照射でシリコンの電子を剥ぎ取るようなフェムト秒レーザーでは、スクライブラインに発生する熱による変性がほとんど無い状態でシリコン単結晶がアモルファス化するのでダメージなくダイシングすることができるのでダイシング工程におけるフルカット、ハーフカットの区別を行わなくても良い。
 また、イメージセンサ用ICの場合、センサIC10、100の表面層にのみパターンを形成するので、表面側からスクライブすることで裏面側に向かって傾斜や軽度の端部チップの欠けがあっても使用可能である。
 以上、実施の形態1~3による製造方法を含むイメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサは、はそれぞれの形態及びそれぞれの実施例を互いに組み合わせて実施できる。
 以上のように、イメージセンサ用IC及びそれを用いた密着型イメージセンサは、受光素子と補間素子とを備え、センサチップを所定のピッチで配列しても仮想画素が生じないように構成したので、マルチチップ搭載型のイメージセンサを原稿読取部に用いるファクシミリ、複写機、スキャナ等に適用することができる。

Claims (10)

  1.  対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に配置され、前記半導体基板の対向する一方の辺の所定位置から他方の辺の所定位置まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置した受光素子と、直線的に配置された前記受光素子と前記一組の対辺とで成す角度が広角となる領域側の前記一組の対辺一端部又は両端部に設けられ、直線的に配置された前記受光素子と傾斜角度があると共に直線的に配置された前記受光素子の外側に光を受光する補間素子とを備えたイメージセンサ用IC。
  2.  前記受光素子及び前記補間素子を駆動する駆動回路が、直線的に配置された前記受光素子を境にして前記半導体基板の両側に振り分けられている請求項1に記載のイメージセンサ用IC。
  3.  前記半導体基板を等ピッチで並べ、前記受光素子及び前記補間素子を直線状に延在させた請求項1に記載のイメージセンサ用IC。
  4.  個々の前記受光素子及び個々の前記補間素子の受光面には、光を透過又は遮光する光学波長の異なる複数のフィルタが塗布又は蒸着されている請求項1に記載のイメージセンサ用IC。
  5.  前記受光素子及び前記補間素子の受光面には、光を透過又は遮光する光学波長の異なるフィルタが塗布又は蒸着されており、前記受光素子及び前記補間素子は異なる光学波長毎に搬送方向又は逆搬送方向に隔離される請求項1に記載のイメージセンサ用IC。
  6.  対辺が平行な四角形の半導体基板の表面に互いに隣接して直線的に配置され、前記半導体基板の対向する一方の辺の所定位置から他方の辺の所定位置まで少なくとも一組の対辺に対して傾斜させて設置した受光素子、直線的に配置された前記受光素子と前記一組の対辺とで成す角度が広角となる領域側の前記一組の対辺一端部又は両端部に設けられ、直線的に配置された前記受光素子と傾斜角度があると共に直線的に配置された前記受光素子の外側に光を受光する補間素子を有するイメージセンサ用ICと、このイメージセンサ用ICの前記受光素子に沿って配置され、搬送方向に搬送される被照射体で反射した光を収束し、前記イメージセンサ用ICに光を受光させるレンズ体と、前記イメージセンサ用ICを載置するセンサ基板とを備えた密着型イメージセンサ。
  7.  前記受光素子及び前記補間素子を駆動する駆動回路が、直線的に配置された前記受光素子を境にして前記半導体基板の両側に振り分けられている請求項6に記載の密着型イメージセンサ。
  8.  前記半導体基板を等ピッチで並べ、前記受光素子及び前記補間素子を直線状に延在させた請求項6に記載の密着型イメージセンサ。
  9.  個々の前記受光素子及び個々の前記補間素子の受光面には、光を透過又は遮光する光学波長の異なる複数のフィルタが塗布又は蒸着されている請求項6に記載の密着型イメージセンサ。
  10.  前記受光素子及び前記補間素子の受光面には、光を透過又は遮光する光学波長の異なるフィルタが塗布又は蒸着されており、前記受光素子及び前記補間素子は異なる光学波長毎に搬送方向又は逆搬送方向に直線状に平行して配置される請求項6に記載の密着型イメージセンサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10396117B2 (en) * 2016-10-14 2019-08-27 Waymo Llc Optical receiver systems and devices with detector array including a plurality of substrates disposed in an edge to edge array
US11153457B2 (en) 2018-05-23 2021-10-19 Mitsubishi Electric Corporation Light receiving unit
US11647141B2 (en) * 2020-01-31 2023-05-09 Mitsubishi Electric Corporation Image reading device and image reading method
DE102020123708A1 (de) * 2020-02-27 2021-09-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. Bildsensoren mit dummy-pixel-strukturen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0287869A (ja) 1988-09-26 1990-03-28 Ricoh Co Ltd 千鳥配列マルチチツプ型イメージセンサ
JPH0440060A (ja) * 1990-06-05 1992-02-10 Toshiba Corp 読取装置と読取方法
JPH06218985A (ja) 1993-01-28 1994-08-09 Rohm Co Ltd 光学素子チップおよびこれを利用した光学的書き込みまたは読み取り装置
JPH0752451A (ja) 1993-08-10 1995-02-28 Oki Electric Ind Co Ltd Ledアレイ
JPH09321953A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Sanyo Electric Co Ltd 撮像装置
JPH10304154A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Rohm Co Ltd イメージセンサ、イメージセンサチップ、およびledプリントヘッド
JPH11331492A (ja) 1998-05-19 1999-11-30 Kyocera Corp マルチチップ搭載等倍型イメージセンサーおよびマルチチップ搭載ledプリントヘッド

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4763189A (en) * 1984-08-31 1988-08-09 Canon Kabushiki Kaisha Color image sensor with three line sensors on different layers separated by electrically-insulating layers
US5233442A (en) * 1989-06-07 1993-08-03 Canon Kabushiki Kaisha Photosensor and image reading device with improved correction means for signal correction and image reading method
US5315412A (en) * 1990-04-06 1994-05-24 Canon Kabushiki Kaisha Multi-chip color image sensor with light-receiving windows arranged to provide sensor output signals corresponding to the gap between adjacent sensors
JPH0440060U (ja) * 1990-07-31 1992-04-06
US5357351A (en) * 1992-02-21 1994-10-18 Mita Industrial Co., Ltd. Image reading device
US5902993A (en) * 1992-12-28 1999-05-11 Kyocera Corporation Image scanner for image inputting in computers, facsimiles word processor, and the like
JP3999315B2 (ja) * 1997-08-29 2007-10-31 ローム株式会社 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
JP3849319B2 (ja) * 1998-09-21 2006-11-22 ブラザー工業株式会社 画像データ処理装置およびその色補正方法
US6654056B1 (en) * 1998-12-15 2003-11-25 Xerox Corporation Geometric configurations for photosites for reducing Moiré patterns
US6717190B2 (en) * 2002-02-14 2004-04-06 Fuji Photo Film Co., Ltd. Solid-state image pick-up device
JP3829853B2 (ja) 2004-03-31 2006-10-04 三菱電機株式会社 イメージセンサ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0287869A (ja) 1988-09-26 1990-03-28 Ricoh Co Ltd 千鳥配列マルチチツプ型イメージセンサ
JPH0440060A (ja) * 1990-06-05 1992-02-10 Toshiba Corp 読取装置と読取方法
JPH06218985A (ja) 1993-01-28 1994-08-09 Rohm Co Ltd 光学素子チップおよびこれを利用した光学的書き込みまたは読み取り装置
JPH0752451A (ja) 1993-08-10 1995-02-28 Oki Electric Ind Co Ltd Ledアレイ
JPH09321953A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Sanyo Electric Co Ltd 撮像装置
JPH10304154A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Rohm Co Ltd イメージセンサ、イメージセンサチップ、およびledプリントヘッド
JPH11331492A (ja) 1998-05-19 1999-11-30 Kyocera Corp マルチチップ搭載等倍型イメージセンサーおよびマルチチップ搭載ledプリントヘッド

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