JPH0414367A - 画像読み取り用光センサアレイ - 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、ファクシミリ等におけるリニアイメージセン
サの画像読み取り用光センサアレイに関する。

（従来の技術） ファクシミリ等における画像読み取り装置の一種に、原
稿の幅と同一の画像読み取り幅を持った完全密着型のリ
ニアイメージセンサが知られている。

従来のリニアイメージセンサは、第５図及び第６図に示
すように、原稿Ｏの主走査方向Ａに平行な基板１の端面
１ａに原稿○各画素ごとに分割して等間隔に多数配列さ
れた光入射端面２と、これらの光入射端面２に対し受光
面を略平行に対面させて基板１上の主走査方向Ａに等間
隔に多数配置された光電変換素子３と、これらの光電変
換素子３の各受光面３ａに各光入射端面２から入射され
た原稿Ｏからの光情報を導く光導波路４とで構成されて
いる（特開昭６０−１８９２５６号広報）。

ところで、このリニアイメージセンサのように、原稿Ｏ
の幅と同一の読み取り幅となるような長尺す構成のリニ
アイメージセンサを単体で形成することは、技術的にも
難しく、また、読み取りの対象となる原稿○の幅が、そ
の読み取り幅よりも小さな場合に、無、駄な画像走査が
実行されることになる。

そこで、この種のリニアイメージセンサでは、通常、第
７図に示すように、所定単位数の光入射端面２と、光電
変換素子３と、光導波路４とを有する比較的短尺な単位
体としての光導波路型の光センサアレイ５を形成し、第
８図に示すように、原稿Ｏの主走査方向Ａに沿って、同
一平面内に複数個の光センサアレイ５を並列に配置（特
開昭６１−４９４６３号広報）したり、あるいは、第９
図に示すように、原稿○の主走査方向Ａに沿って、複数
個の光センサアレイ５を千鳥状に配置（特開昭６１−１
４２８５８号広報）したりして、長尺な読み取り幅を持
ったリニアイメージセンサを形成している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、第８図に示したように、原稿Ｏの主走査方向
Ａに沿って、同一平面内に複数個の光センサアレイ５を
並列に配置して長尺なリニアイメージセンサを形成する
場合には、互いに隣接する各光センサアレイ５の各光入
射端面２の配列ピッチＰを均等化するために、主走査方
向Ａの両側端部に位置する光入射端面２の各側端縁２ａ
と副走査方向Ｂに略平行な基板１の両側の各側端縁１ｂ
との離間距離ｄが、各光入射端面２の配列ピッチＰの１
／２ピッチ以下の値となるように、各光センサアレイ５
の基板１を形成する必要がある。

しかしながら、前記従来の光センサアレイでは、この離
間距離ｄが各光入射端面２の配列ピッチＰの１／２ピッ
チ以下の値となるように、各光センサアレイ５の基板１
を切断もしくは研磨した場合、この基板１の切断面□も
しくは研磨面のすぐそば、すなわち、基板１の両側の各
側端縁１ｂのすぐそばに、光電変換素子３が配置されて
いるため、この基板１の切断もしくは研磨時に、この光
電変換素子３に機械的ストレスが加わって、素子の破壊
や性能の劣化を引き起こす虞がある。

特に、例えば画素ビットが３２ドツト／ｍｍのような、
高分解能の光センサアレイにおいては、上述の離間距離
ｄが最長でも１５μｍ以下となるように基板１を切断も
しくは研磨する必要があるため、その素子の破壊や性能
の劣化を引き起こす虞が大きい。

また、このような高分解能の光センサアレイにおいては
、光電変換素子３のほかに、この光電変換素子３を駐動
す委ための電子回路、例えば、シフトレジスタ等の信号
処理回路を一つの基板１上に形成する場合が多いので、
光電変換素子３だけでなく、この電子回路のトランジス
タ等の素子の破壊や性能の劣化を招く虞が高い。

なお、このような機械的ストレスによる素子の破壊や劣
化を防止する方法として、基板１の切断面近傍の素子等
を予め除去して光センサアレイ５を形成し、この光セン
サアレイ５の接続部分における画素の欠落を、その前後
の画像情報により補完するように構成されたリニアイメ
ージセンサが知られている。

しかしながら、このリニアイメージセンサでは、画素の
欠落を補完するために、複雑な信号処理回路を必要とす
るため、画像読み取り速度の高速化ができなくなる。

これに対し、第９図に示したリニアイメージセンサは、
各光センサアレイ５が千鳥状に配置されるので、基板１
の形状に関係無く、その接続部分における画素ピッチを
任意に設定することができる。

従って、このリニアイメージセンサでは、各光センサア
レイ５の主走査方向Ａの両側端部に位置する光入射端面
２の各側端縁２ａと副走査方向Ｂに略平行な基板１の両
側の各側端縁１ｂとの離間距離ｄを光電変換素子３に影
響の無い充分な距離に形成することができる。

しかしながら、このリニアイメージセンサでは。

その主走査方向Ａにおける画素の読み取り位置に、各光
センサアレイ５毎で位置ずれが生じるため、−旦読み取
った光情報を並べ直してから外部信号として供給する必
要がある。

このため、例えば、このリニアイメージセンサを完全密
着型のリニアイメージセンサとした場合には、その基板
１の副走査方向の長さｔが、通常、１−〜５−程度であ
るため、互いに隣接する光センサアレイ５の主走査方向
Ａでの画素の読み取り位置にも、１１〜５−程度位置ず
れが発生する。

ここで、このような主走査方向Ａにおける画素の位置ず
れ補正精度は、その解像度を維持する上から、少なくと
もその主走査方向Ａの画像読み取りピッチ以下（好まし
くは、画像読み取りピッチの１／３以下）とする必要が
ある。

従って、例えば画素ビットが３２ドツト／ｍのような、
高分解能の光センサアレイにおいては、その画像読み取
りピッチが約３０μｍ程度となるため、その主走査方向
Ａにおける画素の位置ずれ補正精度を１０μｍ以下とす
ることが望まれる。

しかしながら、実際には、光情報の読み取り時における
原稿○の搬送精度や、原稿０の伸びや縮みの発生等によ
る位置ずれが付加されるため、上述のように、互いに隣
接する光センサアレイ５の主走査方向Ａでの画素の読み
取り位置の、ＩＩＷ〜５ｍｌもの位置ずれを１０μｍ以
下の精度で位置補正することは、現状においては困難と
なる。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、主走査方向における画素の位置ずれ補正を必
要としない長尺なリニアイメージセンサを容易に構成す
ることのできる画像読み取り用光センサアレイを提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述の課題を解決するために、主走査方向に
平行な基板端面に等間隔に多数配列された光入射端面と
、これらの光入射端面に対し受光面を略平行に対面させ
て上記基板上の主走査方向に等間隔に多数配置された光
電変換素子と、これらの光電変換素子の各受光面に上記
各光入射端面から入射された光情報を導く光導波路とを
有する画像読み取り用光センサアレイにおいて、上記主
走査方向の両側端部に位置する光入射端面の各側端縁と
副走査方向に略平行な基板両側の各側端縁との離間距離
を上記各光入射端面の配列ピッチの１／２ピッチ以下の
値とし、且つ、上記主走査方向の両側端部に位置する光
電変換素子の各側端縁と副走査方向に略平行な基板両側
の各側端縁との離間距離を上記各光入射端面の配列ピッ
チの１／２ピッチよりも大きな値とした構成とする。

（作　用） 本発明によれば、主走査方向Ａの両側端部に位置する光
入射端面２の各側端＃２ａと副走査方向Ｂに略平行な基
板１の両側の各側端縁１ｂとの離間距離ｄが、各光入射
端面２の配列ピッチＰの１／２ピッチ以下の値に形成さ
れるので、原稿０の主走査方向Ａに沿って、同一平面内
に複数個の光センサアレイ５を並列に配置してなる主走
査方向Ａでの位置ずれの無い長尺なリニアイメージセン
サが形成される。

また、本発明によれば、主走査方向Ａの両側端部に位置
する光電変換素子３の各側端縁３ｂと副走査方向Ｂに略
平行な基板１の両側の各側端縁１ｂとの離間距離ｇが、
各光入射端面２の配列ピッチｐの１／２ピッチよりも大
きな値に形成されるので、各光センサアレイ５の基板１
の切断もしくは研磨時における光電変換素子３の機械的
ストレスによる影響が低減される。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

但し、本明細書の記述から明らかに想起し得る範囲の構
成・作用、及び本発明の前記並びにその他の目的と新規
な特徴については、説明の煩雑化を避ける上から、その
図示並びに開示を省略、もしくは簡略化する。

また、本実施例における各部の構成のうち、前記従来例
の各部の構成と同一、もしくは略同様な機能を有する部
材は、前述の各回における部材に付した符号と同符号を
付して、その説明を省略、もしくは簡略化する。

本発明は、前述した光センサアレイ５の光導波路４は、
単に光を伝達させるだけの機能を持ち、機械的及び熱的
な応力による特性劣化が少ないのに対して、光電変換素
子３や、この光電変換素子３を駆動する電子回路のトラ
ンジスタ等の素子は、機械的及び熱的な応力による特性
劣化が大きいことに鑑みてなされたものである。

すなわち、光センサアレイ５の先導波路４の素材として
は、通常、ＭｇＯ，Ｓ　ｉ　Ｏ，、Ｓ　ｉ　、Ｎ４゜５
ｉＯＮ膜等が使用されるが、これらの素材は、化学的に
安定した酸化物や窒化物で構成されているので、機械的
・熱的な応力に対して比較的強い特性を有している。

一方、光センサアレイ５の光電変換素子３や、その駆動
用の電子回路を構成するトランジスタ等の電子素子６（
第５図参照）は、機械的・熱的に不安定な各素子のエネ
ルギーバンド状態や界面準位などの物理的特性によって
その性能が決まるため、機械的・熱的な応力の影響を強
く受ける。

ところで、前述したような短尺な光センサアレイ５を作
成する場合には、その生産効率の向上を図るために、通
常、４インチもしくは６インチの長尺なウェハー上に多
数個の光センサアレイ５を作成した後、ダイシングソー
等を用いて各光センサアレイ５をウェハーから切り出し
ている。

このウェハーの切断時に、光センサアレイ５の光電変換
素子３や、その駆動用の電子回路を構成するトランジス
タ等の電子素子６などに、機械的・熱的なストレスが加
わるのを防止するため、−船釣には、ウェハーの切断面
の側端縁から充分に離れた部位に各光センサアレイ５の
作成領域を設けるようすしている。

しかしながら、前述したように、複数個の短尺な光セン
サアレイ５を並列配置して、１つの長尺なリニアイメー
ジセンサを形成する場合には、各光センサアレイ５の光
電変換素子３や、その駆動用の電子回路を構成するトラ
ンジスタ等の電子素子６などに極めて近接した個所でウ
ェハーを切断しなければならないため、その素子の破壊
や性能の劣化を引き起こす虞が大きい。

そこで、本発明では、第１図に示すように、主走査方向
Ａの両側端部に位置する光入射端面２の各側端１１ｉ　
２　ａと、副走査方向Ｂに略平行な基板１の両側の各側
端縁１ｂとの離間距離ｄを、各光入射端面２の配列ピッ
チＰの１／２ピッチ以下の値に設定し、且つ、主走査方
向Ａの両側端部に位置する光電変換素子３の各側端縁３
ｂと、副走査方向Ｂに略平行な基板１の両側の各側端縁
１ｂとの離間距離ｇを、各光入射端面２の配列ピッチＰ
の１／２ピッチよりも大きな値に設定する。

このように構成した光センサアレイ５０によれば、その
主走査方向Ａの両側端部に位置する光入射端面２の各側
端縁２ａと、副走査方向Ｂに略平行な基板１の両側の各
側端縁１ｂとの離間距離ｄが、各光入射端面２の配列ピ
ッチｐの１／２ピッチ以下の値に形成されるので、原稿
○の主走査方向Ａに沿って、同一平面内に複数個の光セ
ンサアレイ５０を並列に配置することにより、主走査方
向Ａでの位置すれの無い長尺なリニアイメージセンサを
容易に形成することができる。

また、このように構成した光センサアレイ５０によれば
、その主走査方向Ａの両側端部に位置する光電変換素子
３の各側端縁３ｂと副走査方向Ｂに略平行な基板１の両
側の各側端Ｉｌ＃ｌｂとの離間距離ｇが、各光入射端面
２の配列ピッチＰの１／２ピッチよりも大きな値に形成
されるので、光センサアレイ５０の光電変換素子３や、
その駆動用の電子回路を構成するトランジスタ等の電子
素子６などの配設位置から、その基板１の切断面もしく
は研磨面を離隔させることができ、各光センサアレイ５
０の基板１の切断もしくは研磨時における光電変換素子
３等の機械的ストレスによる影響が低減される。

ここで、光電変換素子３としては、ＣｄＳ、アモルファ
スシリコン、ＰＩＮフォトダイオード。

ＣＣＤ、ＳＩＴ等の素子が使用される。

これらの各素子のうち、アモルファスシリコンは、他の
素子に比べて、その機械的なストレスに対する強度が比
較的高いので、光電変換素子３としてアモルファスシリ
コンを使用した場合には、第２図に示すように、この光
電変換素子３を駆動する電子回路のトランジスタ等の電
子素子６のみを、基板１の両側端縁１ｂから離隔させた
光センサアレイ５１としてもよい。

ここで、光電変換素子３を駆動する電子回路のトランジ
スタ等の電子素子６としては、例えば、単結晶シリコン
トランジスタ、アモルファスシリコンＴＰＴ、ポリシリ
コンＴＰＴ、Ｓ○Ｉ　ＴＦＴ等が使用される。

また、本発明による光センサアレイの光導波路４の素材
としては、前述の各素材のうち、特に、５ｉＯＮ膜が最
適である。

その理由としては、この５ｉＯＮ膜が、■酸素と窒素の
比を制御することによってその屈折率を容易に変えられ
る。

■Ｓｉにダングリングボンドが含まれているので、機械
的ストレスに対する緩衝機能が働き、膜にクラックがで
きにくい。

■融点が高く、熱的ストレスに対する強度が高い。

等の種々の長所を有していることにある。

さらに、この光導波路４の形状としては、第１図に示し
たような緩やかなＳ字状の曲線部を有する形状としても
よく、または、第３図に示すような緩やかなりランク形
状、もしくは、第４図に示すような直線形状としてもよ
い。

ここで、光導波路４に屈折個所がある場合や、その光路
長が長くなる場合には、多少の光量損失が生じるため、
その光電変換素子３への光情報の伝達効率が多少低下す
るが、このことにより、その画像読み取り時の階調性に
影響がでる場合には、例えば、この光導波路４と光電変
換素子３との光のカップリング効率を意図的に変えるこ
とによって、この光導波路４の光入射端面２の光入射量
に対する光電変換量を均一に確保することができる。

（発明の効果） 本発明によれば、主走査方向での位置ずれの無い長尺な
リニアイメージセンサを容易に形成することができ、ま
た、各光センサアレイの基板の切断もしくは研磨時に、
光電変換素子等が機械的ストレスによる影響を受けにく
い、信頼性の高い光センサアレイを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略平面図、第２図は本発
明の他の実施例の概略平面図、第３図は本発明のさらに
他の実施例の概略平面図、第４図は本発明のさらに他の
実施例の概略平面図、第５図は従来の光センサアレイの
概略側面図、第６図は従来のリニアイメージセンサの概
略平面図、第７図は従来の光センサアレイの概略平面図
、第８図は従来の他のリニアイメージセンサの概略平面
図、第９図は従来のさらに他のリニアイメージセンサの
概略正面図である。 １・・・基板、１ｂ・・・基板１の側端縁、２・・・光
入射端面、２ａ・・・光入射端面２の側端縁、３・・・
光電変換素子、３ｂ・・・光電変換素子３の側端縁、４
・・・光導波路、６・・・電子素子、５０．５１・・・
光センサアレイ、Ａ・・・主走査方向、Ｂ・・・副走査
方向、ｄ・・・光入射端面２の側端縁２ａと基板１の側
端縁１ｂとの離間距離、ｇ・・・光電変換素子３の側端
縁３ｂと基板１の側端＠ｌｂとの離間距離。 先 区 ％う 図 九３ 区 ％４ 図 ％８ 又 乞９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主走査方向に平行な基板端面に等間隔に多数配列さ
   れた光入射端面と、これらの光入射端面に対し受光面を
   略平行に対面させて上記基板上の主走査方向に等間隔に
   多数配置された光電変換素子と、これらの光電変換素子
   の各受光面に上記各光入射端面から入射された光情報を
   導く光導波路とを有する画像読み取り用光センサアレイ
   において、上記主走査方向の両側端部に位置する光入射
   端面の各側端縁と副走査方向に略平行な基板両側の各側
   端縁との離間距離を上記各光入射端面の配列ピッチの１
   ／２ピッチ以下の値とし、且つ、上記主走査方向の両側
   端部に位置する光電変換素子の各側端縁と副走査方向に
   略平行な基板両側の各側端縁との離間距離を上記各光入
   射端面の配列ピッチの１／２ピッチよりも大きな値とし
   たことを特徴とする画像読み取り用光センサアレイ。 ２、主走査方向に平行な基板端面に等間隔に多数配列さ
   れた光入射端面と、これらの光入射端面に対し受光面を
   略平行に対面させて上記基板上の主走査方向に等間隔に
   多数配置された光電変換素子と、これらの光電変換素子
   の各受光面に上記各光入射端面から入射された光情報を
   導く光導波路と、上記の各光電変換素子を駆動する電子
   回路とを有する画像読み取り用光センサアレイにおいて
   、上記光電変換素子をアモルファスシリコンで形成する
   とともに、上記主走査方向の両側端部に位置する光入射
   端面の各側端縁と副走査方向に略平行な基板両側の各側
   端縁との離間距離を上記各光入射端面の配列ピッチの１
   ／２ピッチ以下の値とし、且つ、上記主走査方向の両側
   端部に位置する上記電子回路の電子素子の各側端縁と副
   走査方向に略平行な基板両側の各側端縁との離間距離を
   上記各光入射端面の配列ピッチの１／２ピッチよりも大
   きな値としたことを特徴とする画像読み取り用光センサ
   アレイ。