JPH01172804A - 密着型イメージセンサ - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はファクシミＩＪや文字２画像の読取り入力装置
に用いて好適な密着型イメージセンサに関するものであ
る。

〈従来の技術〉 一般に、ラインセンサを用いた文字１画像の読取り入力
装置では、蛍光灯やＬＥＤ（発光ダイオード）アレイな
どで照明された原稿の情報を光学レンズやロッドレンズ
アレイや光ファイバーを通してセンサ上に結像し、原稿
またはセンサを移動させることによって、２次元情報を
読取るように構成されている。このような読取り入力装
置の従来のものは、ＣＣＤ　（電荷結合素子）と光学レ
ンズを組み合わせた構成のもの、さらには長尺イメージ
センサとロッドレンズアレイ、光ファイバーアレイを組
み合わせた構成のものがある。特に密着型イメージセン
サと呼ばれる後者は近年ファクシξリなどの小型化、低
価格化を目的として開発が進んでいる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら上記の密着型イメージセンサの多くは、原
稿の情報を通常ロッドレンズアレイを通してセンサ上に
結像しているため、小型化にはおのすと限界があった。

このタイプではロッドレンズアレイの共役長だけ原稿と
センサを離さねばならず、通常密着型イメージセンサの
ユニットとして２０〜３０冒の厚さになってしまう。更
に、レンズ系を使っているので光学調整が必要であり、
光量伝達率が低いという問題もあった。

これに対してレンズ系を使わず光ファイバーアレイを用
いたものは、光学調整が不要であり光量伝達率も十分に
大きく、焦点を結ばないことから光ファイバーの長さを
短くできて超小型に適している。しかし、光ファイバー
に入射した光の中で開口角以上の角度で入射した光はク
ラッドとの境界面で全反射を起こさずクラッドを経て隣
接するファイバーに伝えられる。また、最初にクラッド
に入射した光は、同様にクラッド・コアを通り抜けて出
射面に達する。光７アイバーアレイで画像を伝送する場
合には、この光の漏れが画質を低下させてしまう。した
がって、この光の漏れを吸収する目的で光フアイバー間
に吸収体をそう人したＥ　Ｍ　Ａ　（Ｅｘｔｒａ　Ｍｕ
ｒａｌ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　）型の光ファイバーア
レイが考案されているが、これを密着型イメージセンサ
に用いた場合には読取るべき原稿面を照明することがで
きないという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みて創案されたもので、超小
型で光学調整の不要な高画質の密着型イメージセンサを
提供することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本発明は読取るべき原稿を
照射する光源と、上記の原稿からの反射光を電気信号に
変換する受光素子と、上記の原稿と上記の受光素子の間
に配置した光フフイバーアレイとを有する密着型イメー
ジセンサにおいて、上記の光ファイバーアレイは２種以
上の光ファイバーアレイ体を積層して成る構成としてい
る。

く作　用〉 上記のように本発明では、光ファイバーアレイそのうち
１種類の光フフイバーアレイ体を各光ファイバーの全て
もしくは部分的に吸収体を被覆しておくことにより、光
の漏れは受光素子に入射される前に吸収体によって吸収
されて受光素子面での画質の低下を防止することができ
る。且つもう１種の吸収体の被覆していない光ファイバ
ーアレイ体側を読取るべき原稿側に配置することにより
、原稿面を容易に照明することができる。また、２種以
上の光ファイバーアレイ体を接着する構成により、容易
に上記のような光ファイバーアレイが作製できる。以上
のようにして超小型で光学調整が不要な高画質の密着型
イメージセンサを容易に提供できる。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明一実施例の密着型イメージセンサの断面
を示す図である。同図において、１は原稿、２はＬＥＤ
アレイ光源、３は受光素子としてのＣＣＤチップ、４は
光漏れ防止用の吸収体を含まない光フフイバーアレイ体
、５は各党ファイバーに光漏れ防止用の吸収体を被覆し
た光フフイバーアレイ体、６，７は上記それぞれの光フ
ァイバーアレイ体４及び５を組み込んだ透光性基板であ
る。また、８は透光性基板上に形成した電極配線、９は
ＣＣＤチップ３上の配線と上記電極配線８とを接続する
ための接合媒体バンプである。以上のような構成によっ
て、超小型で光学調整が不要で量産性に適した高解像度
の密着型イメージセンサが容易に提供できる。

第２図は上記の吸収体を含まない光ファイバーアレイ体
４の拡大図、第３図は上記の吸収体を被覆した光ファイ
バーアレイ体５の拡大図である。

ここで、１０及び１２は光フアイバーコア部、１１及び
１３は光フアイバークラッド部、１４は各光フアイバー
クラッド間に介装された光漏れ防止用の吸収体である。

第２図において光の進路（矢印）が示すように吸収体の
ない光ファイバーアレイ体４では、光ファイバーに入射
した光のうち、開口角以上の角度で入射した光は隣接す
る光ファイバーに漏れてしまう。また、最初に光ファイ
バークラッド１１に入射した光も隣接する光ファイバー
に漏れてしまう。このような漏れ光を防止するための吸
収体を被覆した光ファイバーアレイ体５では、第３図の
光の進路（矢印）が示すように漏れ光は吸収体１４で吸
収されて伝送画像の画質を低下させることはない。

このような２種類の異なった光ファイバーアレイ体を第
４図に示すように積層したものを元ファイバーアレイと
して用いることによって、第１図のように本実施例を構
成する。このような構成にすることによって、光源２か
ら照射された光は透光性基板７，６及び吸収体を含まな
い光ファイバーアレイ体４を通過して原稿１を照明する
。照明された原稿１の画像情報は、まず吸収体を含まな
い光ファイバーアレイ体４を通り、次に吸収体を含む光
ファイバーアレイ体５を通ってＣＣＤ受光素子３に伝わ
る。画像情報は吸収体を含まない光ファイバーアレイ体
を通った時点では、漏れ光のために画像は劣化したよう
になっているが、次の吸収体を含む光ファイバーアレイ
体を通ることによって、不必要な漏れ光は吸収体でカッ
トされ、必要な画像情報のみ受光素子側に伝わる。従っ
て、光源からの照射光がうまく原稿を照射できるととも
に、画像の画質を低下させることなく受光素子に伝える
ことができる。

次に、上記構成の密着型イメージセンサの作製手順を説
明する。

受光素子３として例えば１６本／１ＭＲの分解能を持ち
約７０簡の長さに形成したＣＣＤセンナを用い、受光素
子３の継ぎ目部分における分解能の低下を防ぐため、基
板上の受光部と転送部とをＣＣＤ端部付近まで形成する
。そして電極配線及び接合部を必要数だけ形成し、受光
部と転送部を含む受光素子３の受光面上に、薄膜技術を
用いてＳ　Ｉ　ＸＮｌ　−ｘ　＋５ｉ０２等からなるパ
ッシベーション膜を形成する。

一方、光ファイバーアレイ体４及び５を両側から挾み込
むようにして基板６及び７を形成し、基板６と７は光硬
化性接着剤を用いて第４図に示すように接着する（第１
図参照）。ここで各ファイバー径は２５μｍ、開口角は
約７０°の光ファイバーアレイを用いた。また接着に際
しては光硬化前に気泡抜きをすることにより、ムラなく
容易に接着することが出来る。

上記のようにして張り合わせた基板７の上面に電極配線
８を微細加工技術を用いて薄膜で形成し、ＣＣＤ受光素
子３上の電極配線及び接合部と接合するための接合媒体
バンプ９を上記電極配線８上に形成する。その後、ＣＣ
Ｄ受光素子３と基板７をボンデングツールで接合する。

その後、樹脂接着剤を用いて接合の補強及びＣＣＤ受光
素子３の保護膜としてもよい。また、接合媒体バンプに
半田バンプを用いて、リフローボンディング法によって
受光素子３側の電極配線及び接合部と基板７側の電極配
線８とを接続してもよい。す７０−ポンディング法はベ
ルト炉内で１００℃〜３５０℃で加熱して半田バンプを
溶融して行なう。この作製方法によれば、半田バンプに
よる位置合わせが可能であり、半田の自己整合効果によ
って長尺状の受光素子３を生産性よく位置合わせできる
。

このように、受光素子３と基板７との接続は、受光素子
３の位置の固定と電気的な接続とを兼ねて行なわれる。

受光素子８は、基板７の長手方向に原稿１とほぼ同じ長
さとなるように横一列に配置されている。また、光学レ
ンズを用いずに光ファイバーアレイを用いているので光
路長を自由に選択することができ、センサ全体の小型化
が図れるとともに、従来のようなレンズの焦点調整等が
不要であるので低価格化も実現できる。更にまた、受光
素子と光ファイバーアレイを組み込んだ基板とを別個に
作製できるので、歩留り良く生産できる。

以上のようにして作製した密着型イメージセンサの分解
能（ＭＴＦ）特性を第５図に示す。本実施例の密着型イ
メージセンサは２種以上の光ファイバーアレイ体を積層
する構成により、原稿に光を容易に照射できるばかりで
なく、分解能（ＭＴＦ）特性も非常に良好であることが
わかる。また吸収体を持たないＣＬＥＡＲ型光ファイバ
ーアレイ体単体を用いた場合は、各ファイバー間の光漏
れのために非常に悪い分解能特性となっている。また、
各党ファイバー間に吸収体を被覆したタイプの光ファイ
バーアレイ体単体では読み取るべき原稿を照明できない
。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の密着型イメージセンサに
よれば、２種以上の光ファイバーアレイ体を積層する構
成により、容易に原稿を照明でき、漏れ光を確実にカッ
トできるので非常に良好な分解能が得られ、かつ容易に
作製できる。さらに焦点調整等が不要であるので超小型
化・低価格化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の密着型イメージセンサの断面
構造を示す図、第２図は吸収体を含まない光ファイバー
アレイ体の構造を示す拡大図、第３図は吸収体を被覆し
た光ファイバーアレイ体の構造を示す拡大図、第４図は
本発明の一実施例における光ファイバーアレイの積層構
造を示す拡大図、第５図は本発明の一実施例の密着型イ
メージセンサの分解能（ＭＴＦ）特性を示す図である。 １・・・原稿、２・・・ＬＥＤアレイ光源、３・・・受
光素子、４・・・吸収体を含まない光ファイバーアレイ
体、５・・・吸収体を被覆した光ファイバーアレイ体、
６゜７・・・透光性基板、８・・・電極配線、９・・・
接合媒体バンプ、１０．１２・・・光フアイバーコア部
、１１゜１３・・・光フアイバークラッド部、１４・・
・吸収体。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）８７図 篤２図　　　　　　　　　　　−３ＦｊＵ３４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、読取るべき原稿を照射する光源と、上記原稿からの
   反射光を電気信号に変換する受光素子と、上記原稿と上
   記受光素子との間に配置した光ファイバーアレイとを有
   する密着型イメージセンサにおいて、 上記光ファイバーアレイは２種以上の光ファイバーアレ
   イ体を積層して成ることを特徴とする密着型イメージセ
   ンサ。 ２、前記光ファイバーアレイ体の１種類は、各光ファイ
   バーの全てもしくは部分的に吸収体を被覆してなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の密着型イメー
   ジセンサ。