JPH0252467A

JPH0252467A - 光センサ装置

Info

Publication number: JPH0252467A
Application number: JP63204330A
Authority: JP
Inventors: Yuji Tamura; 祐二田村; Kazuhiko Tsuboi; 一彦坪井; Kazuo Arai; 和夫荒井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1988-08-17
Publication date: 1990-02-22

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】イ、産業上の利用分野本発明は、光センサ装置に関し、例えば密着型イメージ
センサに関する。

口、従来技術近年、密着型イメージセンサがファクシミリやイメージ
リーダー等における画像（原稿）読み取り装置として開
発されている。このイメージセンサは、読み取り長さと
同一寸法で原稿に対してほぼ密着し、光電変換を行うよ
うに構成されている。

密着型イメージセンサ（以下、単に「イメージセンサ」
と呼ぶ、）は、シャーシ内に照明用ＬＥＤアレイ、セル
フォックレンズアレイが支持され、シャーシ底面の開口
に受光素子部が支持され、シャーシ上端に原稿載置用ガ
ラス板が取付けられてなっている。そして、ＬＥＤアレ
イの光が原稿を照射し、その反射光がセルフォックレン
ズアレイによって受光素子部の受光素子上に結像し、こ
の結像による原稿の像情報が電気信号に変換されて出力
するようになっている。

第６図はイメージセンサの一例を示す概略図である。５
１は原稿、５２は照明用ＬＥＤ　（発光ダイオード）ア
レイ、５３はセルフォックレンズアレイ、５７は原稿５
１のガイド板、４０はイメージセンサモジュール、４１
は支持体、４９はアルミニウム板、Ａは受光素子部、日
は配線部、Ｃは受光素子の駆動ＩＣ部である。このよう
な構成のイメージセンサ装置では、原稿５１は照明用Ｌ
ＥＤアレイ５２により照明され、原稿５１の面上の像は
反射光５４としてセルフォックレンズアレイ５３により
、センサアレイ基板４１上の受光素子部Ａに等倍の実像
として結像される。

ここで用いられるイメージセンサモジュール４０として
は、例えば第７図に示す如き構造のものが知られている
。即ち、センサ基板６０と駆動回路基板６１が分離され
ていて、各々が共通の支持体４１上に接着によって固定
されている。センサ基板６０上には、半導体受光層であ
るアモルファスシリコンを用いた、例えばｐｉｎ（図面
では簡略に示している。）の読み取り部６２からなる受
光素子部Ａと、読み取り部の出力を引き出す配線６３を
設けた配線部日が形成されている。

一方、駆動回路基板６１上には、センサ駆動用の半導体
チップ６４がマウントされ、その半導体チップに接続さ
れる電源線、信号線等６５が形成されている。

両基板６０−６１間の電気的接続は、駆動回路基板６１
上の半導体チップ６４と、センサ基板６０上の配線６３
とのワイヤボンディングにより行われている。このワイ
ヤボンディングには金線６６を用い、最初のボンディン
グ（通常はパッド６７上へのポールボンディング）を半
導体チップ６４側に行い、それに続くボンディングをセ
ンサ基板６０上の配線部側に行うのが一般的である。

こうした実装構造においては、センサ基板６０と駆動回
路基板６１とが分離されているので、以下の利点が生じ
る。まず、一般にセンサ基板６０の製造歩留りは低く、
駆動回路基板６１の製造歩留りは高いが、この両基板を
別個に製造し、センサ基板６０の良品を選別した後に実
装することが可能なため、製造上の効率が向上する。ま
た、センサ基板上に半導体チ・ンプ６４をマウントする
領域が不要になり、センサ基板の面積が小さくなるため
、センサ基板を多数個取りで作る際には取れ数が増大し
、製造コストが低下する。

また、駆動回路基板６１上の半導体チップ６４とセンサ
基板６０上の配線部６３との間の電気的接続が一回のワ
イヤボンディングにより行われるため、第７図の横方向
の長さが小さくなり、コンパクトなセンサモジュールを
形成することができる。

第７図のイメージセンサモジュール４０では、センサ基
板６０側から受光するようにしてあり、従ってセンサ基
板６０はガラス基板としていて、共通の支持体４１には
読み取り部６２の位置に貫通孔４１ａを設けである。上
記ワイヤボンディングによる融着は超音波をエネルギー
源としてなされ、超音波が分散することなく効率的にワ
イヤボンディングがなされるよう、共通の支持体４１は
金属、特にアルミニウム製（ガラスからなっていても良
い。）としている。

第５図はイメージセンサの断面図である。

シャーシ２１はアルミニウム製であって押出し加工によ
って成形される。シャーシ２１内のｆｌＪｉ斜面２１ｃ
にはＬＥＤアレイ３がＬＥＤアレイ支持板４を介して支
持されている。シャーシ２１の上端部には原稿支持用ガ
ラス仮２が載置される。シャーシ２１内の水平面２１ａ
から設けられた貫通孔２１ｂにセルフォックレンズアレ
イ５が一部嵌大してシャーシ２１に固定されている。セ
ルフォックレンズアレイ５は、ガラスエポキシの枠内に
径０．９〜１．１胴のセルフォックレンズが２列に多数
配置され、シリコン樹脂で固定されてなっている。シャ
ーシ２１の下面にはアルミニウムの共通基板２２（第７
図の４１に相当）が接着によって固定されていて、共通
基板２２にはセルフォックレンズアレイ５の下に貫通孔
２２ａ（第７図の４１ａに相当）が設けられている。

共通基板２２には、読み取り部６（第７図の６２に相当
）及び配線１９（第７図の６３に相当）を配置したガラ
スのセンサ基板７（第７図の６０に相当）と、ＩＣチッ
プ８（第７図の６４に相当）及び信号線９（第７図の６
５に相当）を配置したガラスエポキシの駆動回路用基板
１３（第７図の６１に相当）とが固定されている。ＩＣ
チップ８は配線１９及び信号線９にワイヤ１０．１０（
第７図の６６．６６に相当）によってワイヤボンディン
グで接続している。図中１２は、信号線９を外部配線に
接続するためのコネクタである。

ＬＥＤアレイ３からの光はガラス板２を通してその上で
移動しつつある原稿（図示せず）を照射し、その反射光
がセルフォックレンズアレイ５、シャーシの貫通孔２１
ｂ及びセンサ基板７を通って読み取り部６に結像する。

この像情報は電気信号に変換され、ＩＣチンプ８、コネ
クタ１２を経由して外部に出力する。シャーシ２１の下
側は裏蓋１４によって、シャーシ２１の側面（図に於い
て正面及び背面）の開口は横Ｍ１５によって夫々塞がれ
る。

第５図〜第７図の構造のイメージセンサは、前述したよ
うな利点を有するのであるが、本発明者が検討を加えた
結果、次のような欠点を有することが判明した。

（１）共通基板２２の存在により、シャーシの水平面下
の厚さ（第５図にｆ！、２で示す。）が共通基板２２の
厚さだけ減少することになってＰｌさ！２が小さくなる
。シャーシの貫通孔２１ｂは押出し成形された素材に打
抜きによって形成させるので、厚さ２□が小さいとこの
打抜き加工時にシャーシが変形することがある。

（２）センサ基板７及び駆動回路用基板１３を共通基板
２２に接着してから共通基板２２をシャーシ２１に接着
するので、接着作業を２回行わねばならず、手数がかか
る。

（３）上記２回の接着により、各基板の上下方向の位置
の誤差が累積されて読み取り部６の位置を正確にするの
が難しく、焦点合せが難しい。

ハ１発明の目的本発明は、部品点数が減少して組立てが容易であり、か
つ精度の良い光センサ装置を提供することを目的として
いる。

二１発明の構成本発明は、受光素子部及びこの受光素子部の配線部を支
持する第一の基体と、半導体チップを支持する第二の基
体と、少なくとも前記第一及び第一の基体を支持するシ
ャーシとを有し、前記第一及び第二の基体が共に前記シ
ャーシに直接支持され、かつ、前記配線部と前記半導体
チップとが電気的に接続されている光センサ装置に係る
。

なお、上記「直接支持」とは、第一及び第二の基体が実
質的に他の部材を介するごとなくシャーシに支持されて
いることを意味し、また、上記「シャーシＪは、例えば
押出し加工によって成形された単一部材のみならず、前
記支持の面に基（反固定用部材がシャーシ本体に一体に
設けられた構造のものを含む。

ホ、実施例以下、本発明の詳細な説明する。

第１図及び第３図はイメージセンサを示し、第１図は第
３図のＩ−１線矢視断面図、第３図は第１図のｌｌｌ−
１線矢視断面図である。なお、第５図と共通する部分は
同じ符号を付して表わしてあり、これらの機能は前述の
説明と同様であるので説明を省略する。

第４図はシャーシの平面図である。前述したように、シ
ャーシ１はアルミニウムのビレットがら押出し加工によ
って成形され、成形後に打抜きによって細長の貫通孔１
ｂが形成される。

第５図と同様に、ＬＥＤアレイ３はＬＥＤアレイ支持板
４を介してシャーシ１内の傾斜面１ｃに固定され、セル
フォックレンズアレイ５はシャーシ１内の水平面１ａか
ら設けられた貫通孔１ｂに一部嵌大してシャーシ１に固
定される。

本例で注目すべきことは、共通基板（第５図の２２）を
設けておらず、センサ基板７及び駆動回路用基板１３が
シャーシ１の下面に直接接着されていることである。こ
の接着にはエポキシ樹脂系の接着剤が使用される。

このような構造としているので、シャーシ内の水平面１
ａ下の厚さ！１は、第５図の厚さ２□に対して共通基板
２２の厚さだけ大きくなってシャーシ１は堅固なものと
なり、貫通孔１ｂを打抜きによって形成するに際してシ
ャーシ１が変形することがない。その上、接着が１回で
あるので読み取り部６の上下方向の位置の誤差が小さく
なってその焦点合せが正確にかつ容易にでき、前述のシ
ャーシに歪が生じないことと相俟って精度の良いイメー
ジセンサとなる。また、第５図の共通基板２２を設けな
いことにより、部品点数が減少し、接着工程も１工程で
済むので組立て作業が簡単になる。なお、ワイヤー０．
１０によるワイヤボンディング接続は、両基板７．１３
のシャーシ１への接着後にシャーシ１の上下を逆にして
おいて行つ。

次に、本例に於ける読み取り部６の構造について説明す
る。

第２図は第３図の■−■線矢視拡大部分断面図である。

読み取り部６は、Ｉ　Ｔｏ　（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　
０ｘｉｄｅ）からなる透明導電膜１６と、これに接続す
るクロム又はアルミニウムの第一の電極１７と、透明４
品電膜９上の水素を含んだ非晶質シリコンを主成分とする
ｐｉｎ半導体受光層１８と、これに接続するクロム又は
アルミニウムの第二の電極（配線）１９とからなって受
光素子部を構成し、ｐｉｎとしである。第２図ではこれ
らの層は厚さを誇張して画いである。駆動用ＩＣチップ
８にはワイヤー０．１０がワイヤボンディングされ、一
方のワイヤー０は配線１９にワイヤボンディングで接続
し、他方のワイヤ１０は信号線９にワイヤボンディング
で接続する。駆動用ＩＣチップ８は、ワイヤ１０．１０
をも含めて例えばシリコン樹脂１１によって封止、保護
される。読み取り部６及び駆動用ＩＣチップ８は、シャ
ーシ１、センサ基板７の長手方向に多数が夫々１列に並
んで設けられている。

本例のようにセンサ基板を透明なガラス製とし、読み取
り部をｐｉｎとしてセンサ基板を通して受光することに
より、次のような利点がもたらされる。［ＴＯの透明導
電膜を設けたガラス基板は市販されているので、これを
使用することにより、例えば太陽電池の製造と同じ工程
で読み取り部を形成せしめることができ、製造コス１〜
を低減できる。また、読み取り部に保護層（実施例では
図示省略した。）を設けるのにこれを透明とする必要が
なく、任意の保護層が選択できる。

上記の実施例のほか、本発明の技術思想に基いて種々の
変形が可能である。例えば、前記のワイヤボンディング
による電気的接続に替えて、フィルムキャリアテープに
よる電気的接続又はビームリードによる電気的接続を採
用して良い。また、シャーシに設けた貫通孔（第４図の
ｌｂ）を打抜き加工によって設けるのに替えて、押出し
加工によるシャーシ成形時にシャーシの全長に亘って上
記貫通孔と同じ幅の空間を設けるようにしても良い。こ
の場合は、シャーシ成形時にシャーシ上端に天蓋を一体
に設け、原稿照射のために天蓋にスリットを原稿の幅の
範囲に設ける。また、読み取り部の構造も、ｐｉｎのほ
か、ブレーナ型やショットキバリアその他のサンドイン
チ構造が採用可能であり、駆動方式もＩＣ駆動タイプ、
マトリックスタイプ等が可能である。読み取り部も密着
型以外にもできる。

へ０発明の効果本発明は、第一及び第二の基体が共にシャーシに直接支
持されているので、両基体とシャーシとの間に他の部材
が存在せず、シャーシの上部支持の部分の厚さを機械的
強度を持たせるのに充分な厚さとすることができる。従
って、シャーシ加工時にシャーシが歪むことがなく、ま
た部品点数が城って第一の基体に支持されている受光素
子部の位置の誤差が小さくなる。その結果、光センサ装
置の精度、歩留り共に向上し、更に部品点数が減ること
によってその組立て作業も簡単になって製造コストが低
減される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示すものであって、第１図は密着型イメージセンサの断面図（第３図の［−
Ｉ線矢視断面図）、第２図は読み取り部（受光素子部）及びその周辺の断面
図（第３図の■−■綿矢視拡大部分断面図）、第３図は第１図の■−■綿矢視断面図、第４図はシャー
シの平面図である。第５図〜第７図は従来例を示すものであって、第５図は
密着型イメージセンサの第１図と同様の断面図、第６図は密着型イメージセンサの構造を説明するための
概略図、第７図はイメージセンサモジμｍルの断面図である。なお、図面に示された符号において、１・・・・・・・・・シャーシ１ａ・・・・・・・・・シャーシ内の水平面１ｂ・・・
・・・・・・シャーシの貫通孔３・・・・・・・・・Ｌ
ＥＤアレイ５・・・・・・・・・セルフォックレンズアレイ６・・
・・・・・・・読み取り部７・・・・・・・・・センサ基板８・・・・・・・・・駆動用ＩＣチップ０・・・・・−
・・・接続用ワイヤ３・・・・・・・・・駆動回路用基板６・・・・・・・・・透明導電膜７・・・・・・・・・第一の電極８・・・・・・・・・半導体受光層１９・・・・・・・・・第二の電極（配線）である。代理人　　　弁理士　　逢坂　宏第３図第６図第４図第７図（自発）手続行１１正書（１）、明細書第１１頁１３〜１４行目の「透明導電膜９」を「透明導電膜１６」と訂正します。）、図面の第２図を別紙の通りに訂正します。以上〜１゜事件の表示昭和６３年特許願第２０４３３０号２゜発明の名称光センサ装置３゜補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

１、受光素子部及びこの受光素子部の配線部を支持する
第一の基体と、半導体チップを支持する第二の基体と、
少なくとも前記第一及び第二の基体を支持するシャーシ
とを有し、前記第一及び第二の基体が共に前記シャーシ
に直接支持され、かつ、前記配線部と前記半導体チップ
とが電気的に接続されている光センサ装置。