JPH02226954A

JPH02226954A - 光電変換装置

Info

Publication number: JPH02226954A
Application number: JP1047411A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Murata; 正義村田; Tatsuto Kawai; 達人川合; Katsumi Komiyama; 克美小宮山; Osamu Hamamoto; 修浜本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-10

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】［ａ業上の利用分舒］本発明は、光電変換、装置に関し、特に光電変換素子（
光センサ）アレイを設けてなる光電変換装置に適用して
好適なものである。

［従来の技術］光電変換装置を小型化するとともに、歩留りを向上して
製造価格等の低廉化を図ったものとして、従来特開昭１
ｉｏ−１３２４５２号および特開昭６２−９７３７０号
等に開示されたものがある。これらにおいては、光セン
サを設けたセンサ基板を他の工程で作成した支持体（以
下実装基板という）上に担持させる構成が開示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これら従来例においては以下のような問
題点が生じていた。

まず、特開昭６０−１３２４５２号においては、実装基
板としての絶縁性セラミック基板上に駆動回路部として
の厚膜回路を形成し、かつ光センサアレイ部を実装基板
上に固定し、厚膜回路と光センサアレ１イ部とをワイヤ
ボンディング法により接続した構成が示されている。し
かしながら、この構成では、実装基板が非透光性である
ために光源の配置が制約を受け、充分な小型化を達成し
えないおそれが生じている。

一方、特開昭６２−９７３７０号においては、光センサ
アレイが形成されている透光性を有するセンサ基板を透
光性を有する実装基板上に固定し、光センサ上に不通光
性樹脂のモールドを施した構成が示されている。そして
、情報光を透光性実装基板および透光性センサ基板を介
して光センサ上に受容するとともに、透光性実装基板面
には不要な光線の入射を防止する遮光板が設けである。

しかしながら、この構成では、原稿面からの情報光が透
光性実装基板内と透光性センサ基板内とを透過して受光
素子（光センサ）へ入射するために、情報光の光センサ
までの到達経路が長くなって光量ロスが発生し易く、ま
た各層での拡散光による迷光成分が発生してしまい、Ｓ
／Ｎ比の低下やセンサ出力の低下が生じるおそれがあり
た。

一方、特開昭６２−９７３７０号では、透光性実装基板
と透光性センサ基板との間の全面に透明接着剤を塗布す
ることが開示されているが、この接着層内に気泡が混入
する場合があり、この気泡が光量ロスおよび迷光成分の
発生の原因となることもある。

また、透明接着剤を選択するには光量ロスの少ない、す
なわち透過率の高い接着剤が必要となるので、接着剤の
選択の自由度が小となる。

さらに、透光性実装基板と透光性センナ基板との間の応
力の緩和についても考慮する必要がある。

［課題を解決するための手段］本発明は、これら問題点を解決することを目的とし、そ
のために画像情報の読取りに係る原稿との対向面側に光
電変換素子が設けられ、透光性を有する基板と、その基
板を支持し、透光性を有する支持体と、支持体の基板に
対する支持面とは反対の面側に設けられた光源と、支持
体と基板との間”に配置され、光源から出射した光の光
路部分に設けられた空隙部とを具え、光源から出射した
光が支持体、空隙部および基板を透過して原稿に照射さ
れ、当該反射光が光電変換素子に受容されるようにした
ことを特徴とする。

［作　用］本発明によれば、透光性実装基板（支持体）内を照明光
が透過するために光源の配置の自由度が向上して小型化
が可能となり２また情報光（原稿面からの反射光）が透
光性実装基板内および基板（透光性センサ基板）内を透
過しない構成であるので、情報光の光量ロスおよび拡散
がなく、Ｓ／Ｎ比が向上し、センサ出力も向上する。本
発明では、基板および実装基板を照明光が透過する構成
であるので、照明光が透過する際の適度な光量ロスおよ
び拡散によって照明光が各センサに悪影響を及ぼすこと
がなく、原稿に対して均一な照明を行うことができる。

さらに、透光性実装基板とセンサ基板との間の光路部分
は空隙部（空気層）としたことにより、両基板接着時の
接着剤の気泡排除の工程が不要となる。また、接着剤の
選択の幅が拡大される。

［実施例コ以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（八）および（１’りは、それぞれ本発明の一実
施例に係る光電変換装置の側面図および斜視図である。

ここで、透光性センサ基板１は石英ガラスや硼珪酸ガラ
ス等の透光性および絶縁性を有する基体上に半導体プロ
セス等により形成された光センサアレイを有する。透光
性実装基板２は、石英ガラス、硼珪酸ガラス、ソーダガ
ラス、あるいはアクリル（アルカリ元素の溶出や拡散を
防ぐ５ｉ０２等の保護膜が設けられたものであってもよ
い）等の透光性および絶縁性を有する基体上に、厚膜印
刷法により形成されたへｇ、へｇ−Ｐｄ、　Ａｇ−ＰＬ
。

＾Ｕ等、またはフォトリソグラフィにより形成されｔ’
、　Ａｎ　、Ｃｕ、Ｍｏ、ＩＴＯ等の配線部４を有して
いる。これ゛ら基板の基体には、熱膨張係数が近似した
ものを用いる。

配線ＩＫ５４はセンサ部と不図示の駆動回路部とを接続
する。そして、透光性実装基板２上に透光性センサ基板
１を接着層５により接着する。

透光性センサ基板１と透光性実装基板２とを固着する接
着剤５はスクリーン印刷法やデイスペンサによるライン
塗布等により形成できる。そしてその接着剤としては、
例えばシリコン・ゴム系の室温硬化型接着剤、光硬化型
アクリル系接着剤等があげられる。透光性センサ基板１
および透光性実装基板２の各基体と熱膨張率が近似した
材質のものが用いられ、センサ基板１の周縁部に対応し
た部位、例えば光電変換装置の長手方向の両側部（さら
には両端部）に配置されて基板１．２の接着を行う。こ
れにより、光源３からの照明光の光路部には空Ｉｔ！　
（空気層）５＾が形成される。

また、透光性センサ基板１と透光性実装基板２の配線部
４とは、ワイヤボンディング、半田付等で電気的に接続
されている。

而して、光源３からの照明光りは透光性実装基板２．空
気層５八および透光性センサ基板ｌ内を透過して原稿６
に照射され、原稿６から反射した情報光が透光性センサ
基板１上の受光素子に入射して受光素子より画像信号と
して出力される。

本例によれば、情報光は実装基板２およびセンサ基板１
を介することなく光センサに受容されるので、光量ロス
や迷光成分によるＳ／Ｎ比の低下も生じない。また、本
例によれば透光性センサ基板１と透光性実装基板２とは
各々独立した部品として取り扱うことができ、すなわち
各別の工程で製作することが可能となり、従って製造工
程を統一化する必要がなくなるとともに各別の検査工程
で良品のみを使用するようにすることが可能となり、総
合的な歩留りが向上する。また、光センナ部のみを基板
１の基体上に配置することから、ある広がりを有する基
体素材について多数個の基板１を一括製造することもで
き、コストダウンが可能となる。さらに、透光性実装基
板２上には配線部４の他に駆動用ＩＣチップや出力増幅
用ｉｃチップ等を搭載することも可能であり、その場合
にはさらなるコストダウンが可能となる。さらに、光源
３を透光性実装基板２の裏面側に配置することにより、
ユニット外形寸法がさらに小型化する。

すなわち、本実施例によると、透光性を有する実装基板
内を照明光が透過する構成としたので、光源の配置の自
由度が向上し、すなわち光源を透光性実装基板の裏面側
に配置可能となり、光電変換装置を適用する装置の更な
る小型化が達成できる。

また、情報光は透光性実装基板内および透光性センサ基
板内を透過しない構成であるので、情報光の光量ロスお
よび拡散がなく、Ｓ／Ｎ比が向上してセンナ出力も良好
なものとなる。

さらに、透光性実装基板と透光性センサ基板とに熱膨張
係数が近似した材料の基体を用いることにより、両者の
接合により生じる応力の緩和が可能となり、基板の反り
や割れが発生しにくい。

加えて、透光性実装基板上に配線部を設けたことにより
、装置としての小型化が達成され、透光性実装基板と透
光性センサ基板の間に配線部を設ければ、更なる小型化
も可能となる。

また、透光性実装基板２と透光性センサ基板１との間の
照明光の光路部に空気層５Ａを設けであるので、接着Ｎ
５の気泡ぬきの工程が不要となフて工程が簡略化でき、
コストダウンが達成できる。

さらに、接着剤の透過率に関わりなく、例えば着色接着
剤も使用できるようになり、接着剤の選択の自由度が向
上する。

加えて、接着剤が部分的に塗布されて硬化した状態であ
るので、透光性実装基板２と透光性センサ基板ｌとの熱
膨張率に差があっても接着剤の弾力性により応力を緩和
することができる。

第２図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明を通用
可能な光電変換装置の他の実施例を示す分解斜視図およ
びその主要部分の断面図である。なお、第２図（八）に
おいては例えば両側付近に設けられる接着剤５を図示し
ていない。

本例では、透光性実装基板・２と透光性センサ基板１と
の間に遮光層７が設けである。遮光Ｎ７は光路りに応じ
て適切に定めたスリット状窓部７＾の周囲に配置される
もので、配線部４と同一プロセスかつ同一金属材料を用
いて形成することも可能であるし、スクリーン印刷法や
ディスペンス法等による非透光性樹脂によりて形成して
もよい。

いずれにしても、第２図のような構成によねば、第１図
について述べた基本的な効果に加え、遮光層７により光
源からの照明光の内、信号出力の雑音となるような迷光
、例えば透光性実装基板２での乱反射成分を遮断するこ
とにより、出力信号の解像度を向上することができる。

なお、上記した第１図の構成において、接着剤５を不透
光性のものとすることにより遮光層として機能させても
よく、この場合には別途遮光層７を設ける工程が不要と
なる。換言すれば、第１図において接着剤５は不透光性
のものも選択でき、その意味で接着剤としての材料選択
の幅が拡大されるものであるが、その場合には接着剤Ｓ
自体を遮光層として機能させることもできるようになる
わけである。

第３図は第１図または第２図の実施例に係る光電変換装
置のより詳細な断面構造を示す。

ここで、透光性を有するガラス等で形成した基体１′上
には、マトリクス配線部９、照明窓１０、受光素子１１
、電荷蓄積部（コンデンサ部）１２、および蓄積された
電荷を適宜のタイミングで転送するためのスイッチング
用の薄１摸トランジスタ（ＴＰＴ）１３を含む光センサ
が一体形成されている。

そして、このように構成された透光性センサ基板ｌが接
着層５（光路部は空気層５Ａ）を介して透光性実装基板
２上に支持されている。これら各部は、すべて同一の製
造プロセスで形成することが可能である。そして各部の
層構成は、例えばＣ「で基体上に形成され、センサ部の
遮光層下電極１５、その上部に配置された水素化窒化シ
リコン（ＳｉＮｘ：Ｉｆ）の絶縁層、その上部の水素化
アモルファスシリコン（ａ−５ｉ＋ｌｌ）の半導体層、
その上部のｎ’ａ−５ｉ＋Ｈのオーミック層、さらにそ
の上部に配置したへ１等の上電極から成るものである。

このような構成の光センサ部は、パシベーション層１９
によって覆われ、さらにこのパシベーション層１９上に
接着層２０を介して例えば５０μｍ厚の薄板ガラス１４
が設けられる。そしてこの薄板ガラス１４上を原稿が摺
動するものであり、薄板ガラス１４は受光素子１１と原
稿６とのＶｆ！離を一定に保つスペーサ層として機能す
るとともに、耐摩耗層としても機能する。

かかる構成において、透光性実装基板２の裏側から照射
された照明光しは、透光性実装基板２と透光性センサ基
板１とを透過し、照明窓１０を通って薄板ガラス１４上
の原稿６を照明する。そして、原稿６で反射された情報
光Ｌ′は受光素子１１に入射する。

第４図は以上のような基本的構成を有する光電変換装置
をユニット化した構成の一例を示す分解斜視図である。

また、第５図（Ａ）はそのセンサユニットの平面図、同
図（Ｂ）は同じくその側面図、同図（Ｃ）は同じくその
裏面図、同図（Ｄ）は同じくそのＤ−Ｄ’線断面図、同
図（Ｅ）は同じくそのＥ−Ｅ’線断面図である。図示の
例では、透光性センサ基板１を透光性実装基板２上へ接
着固定し、この透光性実装基板２をベースプレート２２
へ固定し、さらにＩＣカバー２３で押える。つぎにベー
スプレート２２の下面に光ｆＡ３を固定する。そして、
ユニットからはフレキシブル配線２４およびコネクタ２
５を経由して画像信号を出力することができる。

さらに、このようにして構成されたセンサユニット１０
０を用いて、ファクシミリ装置、イメージリーダその他
の種々の装置を構成することができる。

第６図は本例に係るセンサユニット１００を用いて構成
した画像処理装置（例えばファクシミリ）の−例を示す
。

ここで、１０２は原稿６を読取り位置に向けて給送する
ための給送ローラ、１０４は原稿６を一枚ずつ確実に分
離給送するための分離片である。１０８は゛センサユニ
ッｌ−１００に対向して読取り位置に設けられて原稿６
の被読取り面を規制するとともに原稿６を搬送するプラ
テンローラである。

Ｐは図示の例ではロール紙形態とした記録媒体であり、
センサユニット１００により読取られた画像情報、ある
いはファクシミリ装置等の場合には外部から送信された
画像情報が形成される。１１０は当該画像形成を行うた
めの記録ヘッドであり、サーマルヘッド、インクジェッ
ト記録ヘッド等種々のものを用いることができる。また
、この記録ヘッドは、シリアルタイプのものでも、ライ
ンタイプのものでもよい。１１２は記録ヘッド１１０に
よる記録位置に対して記録媒体Ｐを搬送するとともにそ
の被記録面を規制するプラテンローラである。

１２０は操作入力を受容するスイッチや、メツセージそ
の他装置の状態を報知するための表示部等を配したオペ
レーションパネルである。１３０はシステムコントロー
ル基板であり、各部の制御を行う制御部や、光センサの
駆ＩＪ回路部９画像情報の処理部、送受信部等が設けら
れる。１４０は装置の電源である。

以上の実施例においては、光電変換装置と原稿６との間
に光学系を介在させずに、原稿が密着または近接して読
取りが行われる構成について述べたが、情報光（原稿面
からの反射光）を光学系を介して受光素子上に結像させ
る構成に対しても本発明は有効に適用できる。

すなわち、第７図に示すように、透光性センサ基板１と
原稿６との間に集束性光伝送体アレイまたはファイバプ
レートのような光学系部材８を用いた構成であっても、
本発明を容易に通用可能である。

また、上側では透光性実装基板上に配線部を形成したが
、他の部材に設けられていてもよい。この場合、例えば
透光性センサ基板からフレキシブル配線等により直接配
線を引出してもよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、本実施例゛によ
ると、透光性を有する実装基板内を照明光が透過する構
成としたので、光源の配置の自由度が向上し、すなわち
光源を透光性実装基板の裏面側に配置可能となり、光電
変換装蓋を適用する装置の更なる小型化が達成できる。

また、情報光は透光性実装基板内および透光性センサ基
板内を透過しない構成であるので、情報光の光量ロスお
よび拡散がなく、Ｓ／Ｎ比が向上してセンサ出力も良好
なものとなる。

さらに、透光性実装基板と透光性センサ基板との間の照
明光の光路部に空気層を設けであるので、接看層の気泡
ぬきの工程が不要となって工程が簡略化でき、コストダ
ウンが達成できる。

加えて、接着剤が部分的に塗布されて硬化した状態であ
るので、透光性実装基板と透光性センナ幕板との熱膨張
率に差があっても接着剤の弾力性により応力を緩和する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（＾）および（Ｂ）は、それぞれ本発明の一実施
例に係る光電変換装置の側面図および斜視図、第２図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の他の
実施例に係る光電変換装置の分解斜視図および模式的断
面図、第３図は第１図（Ａ）　、　（ｌ］）または第２図（Ａ
）　、　（Ｂ）の実施例に係る光電変換装置のより詳細
な断面図、第４図は光電変換装置を用いて構成したセンサユニット
の一例を示す分解斜視図、第５図（＾）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　（Ｄ）お
よび（Ｅ）は、それぞれ、そのセンサユニットの平面図
、側面図、裏面図、　Ｄ−Ｄ線断面図およびＥ−Ｅ’線
断面図、第６図は本発明を適用可能な画像処理装置の一
例を示す断面図、第７図は本発明のさらに他の実施例を示す模式的断面図
である。１・・・透光性センサ基板、２・・・透光性実装基板（支持体）、３・・・光源、４・・・配線部、５・・・接着層、５＾・・・空気層、６・・・原稿、７・・・遮光層、８・・・光学系部材。第２図ＣＢ）第５図（Ｅ）

Claims

【特許請求の範囲】１）画像情報の読取りに係る原稿との対向面側に光電変
換素子が設けられ、透光性を有する基板と、該基板を支
持し、透光性を有する支持体と、該支持体の前記基板の
支持面とは反対の面側に設けられた光源と、前記支持体
と前記基板との間に配置され、前記光源から出射した光
の光路部分に設けられた空隙部とを具え、前記光源から
出射した光が前記支持体、前記空隙部および前記基板を
透過して前記原稿に照射され、当該反射光が前記光電変
換素子に受容されるようにしたことを特徴とする光電変
換装置。２）前記空隙部は、前記支持体と前記基板との間に前記
光路部分を除いて接着層を配置することにより形成され
ることを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。