JPH04506893A - モジュラーイメージセンサアレイ - 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】 モジュラ−イメージセンサアレイ 本発明は、モジュラ−イメージセンサアレイに関する。詳細には、複数のイメー ジセンサが基板上のあらかじめ定められたパターンに組み合わされたアレイに関 する。

イメージスキャナでは、テキスト、あるいはグラフィックの形式で光学的情報を 読み取ること、および光学的情報をアナログ電気信号に変換することが公知であ る。アナログ信号は、イメージ処理、およびイメージ再生のためにデジタル情報 に変換される。このようなスキャナの１つの構成においては、イメージが縮小光 学手段（ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｄｅｍａｇｎｌｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｐｔｉｃｓ） によって、１つのシングルイメージセンサに投影される。この構成の短所は、比 較的長い光路長と非常に正確なイメージセンサの位置決め精度が必要なことであ る。例えば、Ｕ、Ｓ、　Ｐａｔ、　Ｎｏ、４，７７５．８９５に示す別の種類の スキャナの場合、イメージセンサの１配列は、シングルセンサを使って、スキャ ナの縮小光学系に関連した問題を克服するために使用される。

Ｕ、Ｓ、　Ｐａｔ、　Ｎｏ、　４，７７５，８９５は、駆動モジュールがセラミ ックあるいはガラスの基板に実装されているモジュラ−イメージセンサ構造を開 示する。各駆動モジュールはセンサエレメントのラインを含んでいる。本特許に 示される構造の短所は、駆動モジュールが基板上で間隔をおいて配置されること にある。センサエレメントの所望のパターンを形成するために、駆動モジュール を相互に正確に配置することは、非常に困難である。別の短所は、ガラスあるい はセラミックの基板は壊れやすく、注意して取り扱わなければならないことであ る。

本発明の目的は、上述の先行技術で開示された問題を克服し、改良されたモジュ ラ−イメージセンサアレイを提供することである。

本発明の１つの側面にもとづいて、各タイルの表面にイメージセンナをもつ複数 のタイル、および、イメージセンサがあらかじめ定められたパターンを形成する 様にタイルを支持する手段で構成されるモジュラ−イメージセンサアレイが提供 される。各タイルは、支持手段の上で隣接するタイルと接合されており、また支 持手段の上でかみ合わせパターンを形成する構造となっている。

本発明の１つの実施例では、モジュラ−イメージセンサアレイは、ステンレス鋼 のベースプレートとベースプレートに取り付けられた４枚のタイルを含む。各タ イルはりニアＣＣＤイメージセンサを支持する。タイルは通常Ｔ字型で、イメー ジセンサがオーバーラツプするあらかじめ定められたパターンを形成する様に、 ベースプレートに取り付けられる。各イメージセンサは、タイルの中央部分に取 り付けられる。セラミックプレートは、各タイルの一番上の面に取り付けられる 。

また、セラミックプレートはイメージセンサの両側に配列される。電気コンダク タは、セラミックプレートの１つに形成される。長く延びた透明カバーは、イメ ージセンサ上に取り付けられてセラミックプレートで支持される。

本発明の主な利点は、アレイ状のイメージセンサは、相互の関係を極めて正確に 配置できることである。他の利点は、個々のタイルが他のタイルの位置に影響を 与えることなく、配列内で交換できることである。更に他の利点は、イメージセ ンサは、センサがタイルに取り付けられた後、かつ、タイルが配列にアセンブル される前に、完全に試験できることである。最終的に、メタルベースプレートは 非常にフラットで安定した支持体をイメージセンサアレイに提供する。

本発明の実施例は、次に、添付された図面に基づいて例をあげて記載する。各図 は次の通りである。

図４は、本発明のモジュラ−イメージセンサ配列の平面図を示す。

図２は、アレイ用の個々のタイルの平面図を示す。

図３は、セラミックプレート上に形成される電気コンダクタを示すために、一部 が削除された誘電層の１つのセラミックプレートの平面図を示す。

図４は、図１の断面線４−４における断面図を示す。

図５は、図２のタイルの端面図を示す。

図１は、本発明に基づいて構成されるモジュラ−イメージセンサアレイ１０を示 す。配列１０は４つのモジュール、つまりベースプレート１４に取り付けられた タイル１２で構成される。配列１０のタイル数は特別な用途によって異なり、４ 枚以上、あるいはそれ以下に構成できる。ベースプレート１４は例えばステンレ ス鋼で製造できる。図１に示す通り、タイル１２はほぼＴ字型で、プレート１４ 上にかみ合わせパターンとなるように取り付けられる。他の形状、例えば、Ｌ字 型、あるいは三角形型のタイルをタイル１２として使用してもよい。

タイル１２はプレート１４の両端に配置されたＬ字型ストップ１６および１８に よってベースプレート１４上の長手方向に配置される。各タイル１２にはイメー ジセンサ２０が取り付けられており、当該タイルは、イメージセンサ２０がオー バーラツプする様にベースプレート１４で支持される。隣接するセンサとセンサ の間の領域で情報が一切損われない様に、リニアイメージセンサをオーバーラツ プすることは公知である。センサ２０は、用途によって、突き合わせ構成で支持 することも可能である。各イメージセンサ２０は、例えば、リニアＣＣＤイメー ジセンサにすることができる。透明カバー２２はセンサ２０に取り付けられる。

各タイル１２は、例えばステンレス鋼などの材料を使用したプレートを精密加工 して作る支持体１５を含む。適切な加工技術の１つは、結果が一定となり、同時 に多数のタイル加工に使用できる放電加工（ＥＤＭ）である。１つの代表的な例 として、支持体１５の許容値が０．０００１インチ（０，０００２５４ｃｍ）内 に維持され、エツジ品質が自動配置ツールのビジョンシステム用として合格した 。

イメージセンサ２０は、支持体１５の支持エツジに正確に配置される。イメージ センサ２０は、例えば、Ａｂｌｅｓｔｉｋ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓが販売す る８４−Ｉ　ＬＭＩ　エポキシといった温度硬化の銀が充填されたエポキシで支 持体１５に接着される。銀が充填されたエポキシは、物理的な接着ばかりでなく 電気的コンダクタンスも提供する。

セラミックプレート３０は、センサ２０に隣接する各支持体１５に取り付けられ る。プレート３０には、Ｃｏｏｒｓ　Ｃｏ、から入手可能なアルミナセラミック が使用できる。各プレート３０は約０．０２５インチ（０，０６３５ｃ■）の厚 みである。図３に示す通り、誘電層３２およびコンダクタ層３４は、プレート３ ０の一番上の面にスクリーン印刷される。各層が形成された後に層は焼かれる。

層３４は最初にプレー）３０上で形成され、電気コンダクタ３３をもつ。図３に 示す通り、電気コンダクタ３３はイメージセンサ２０の両端からエツジコネクタ ３６までの発散パターン内で拡張する。層３４の電気コンダクタ３３はＤｕｐｏ ｎｔ　Ｃｏ、から入手可能な導電性ペーストＮｏ、　ＱＳ　１７０あるいはＮｏ 、　９７７０から製造できる。層３２は誘電層３４内のコンダクタ３３を絶縁・ 保護する誘電層３４上に形成される誘電層である。

図３ではコンダクタ３３のパターンを示すために、層３２の一部を削除している 。

誘電ペーストＮｏ、５７０４も、Ｄｕｐｏｎｔ　Ｃｏ、から入手可能で層３２に 使用できる。

エツジコネクタ３６は、標準０．１インチ（０，２５４ｃ■）のピッチがあり、 プレート３０を支持体１５に結合する前に、プレート３０上の電気コンダクタ３ ３に接続される。エツジコネクタ３６は、例えば気相ソルダリフロー技術（Ｖａ ｐｏｒ　ｐｈａｓｅｓｏｌｄｅｒ　ｒｅｆｌｏｗ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　）を使 って、電気コンダクタ３３に接続される。従来の超音波ウェッジ接合は、ワイヤ ３５（図２）とイメージセンサ２０上のポンドパッド（図示されていない）の間 、および、ワイヤ３５およびコンダクタ３３の間の電気的接続に使用される。シ リコン処理された直径０．００１２５インチ（０，００３１７５ｃ■）のアルミ ニウムワイヤはワイヤ３５として使用される。イメージセンサ２０と電気コンダ クタ３３間を接続した後、センサ２０に電気的試験を実施できる。

上述の通り、タイル１２をベース１４にアセンブルする前にセンサの完全試験が 実施できることは重要な長所である。エポキシ、例えば、Ａｂｌｅｂｏｎｄ　ｅ ｐｏｘｙ　２９３−１は、プレート３０の支持体１５への結合に使用できる。ブ ランクセラミックプレート４０はプレート３０の反対側の各支持体１５に取り付 けられる。セラミックプレート３０および４０は透明カバー２２の取付けに適し た均一な表面を提供する。

本実施例では、タイル１２はメタル支持体１５をもち、本支持体にはセラミック プレート３０および４０が取り付けられていると記載しているが、タイル１２が 一片のセラミックあるいは他の材料から製造できることは、熟練技術者には明ら かである。更に、プレート３０はセラミックコーティングの施されたメタルプレ ートでも良く、プレート４０はメタルプレート、あるいはセラミックコーティン グの施されたメタルプレートでも良い。

タイル１２は第１の基準点としてストップ１６を用いてベースプレート１４にア センブルされる。タイル１２は、図１に示す通り、かみ合わせパターンを形成す る。また、イメージセンサ２０のオーバーラツプはタイル１２上のイメージセン サ２０の位置とタイルの外径によってコントロールされる。ストップ１８はアレ イ１０におけるタイル１２の第２の基準点として機能する。タイル１２は可溶性 接着剤、あるいは機械的手段（図示されていない）でベースプレート１４に固定 される。エツジコネクタ３６はベースプレート１４から離れた位置に配置され、 アレイ１０の取付け、および取外しの際のアクセスを容易にする。図１に示す通 り、タイル１２は相互に別のタイルと同一面上で１８０度の回転位置に取り付け られる。その結果、隣接するタイル１２からのエツジコネクタ３６は、アレイ１ ０の反対側から延長する。

透明カバー２２は埃やゴミに対するイメージセンサの保護、および繊細なワイヤ 接続を損傷から保護するためにイメージセンサ２０に取り付けられる。カバー２ ２はガラス、水晶、あるいは他の透明な材料で製造できる。カバー２２は支持ス ペーサ４２に取り付けられる。スペーサ４２はアルミニウム製で、光の散乱を防 止しスペーサ４２の電気的絶縁を補助する黒色の陽極処理された表面をもつ。

スペーサ４２はシリコン樹脂でタイル１２に結合される。また、カバー２２はス ペーサ４２の最上部に紫外線硬化樹脂で取り付けられる。

本発明は、単色アレイ、カラーアレイの両方に使用できる。１つの代表的装置で は、本アレイは約１０インチ（２５，４ｃｍ）の長さで、縮小光学系を使用せず に、ページサイズの文書スキャンに使用される。アレイ１０はイメージセンサ２ ０を摂氏１００度を越える温度にさらすことなく製作できる。従って、本発明は 特に高温処理によって損傷するおそれのあるカラーアレイでの使用に適する。

ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　５ 要約書 イメージセンサ（２０）を取り付けた複数のタイル（１２）を有するモジュラ− イメージセンサアレイ。タイル（１２）はイメージセンサ（２０）があらかじめ 定められたパターンを形成するようにベースプレート（１４）に取り付けられる 。タイル（１２）が相互に正確に配置できＳように、また欠陥のあるタイル（１ ２）を交換する手段を提供するために、タイル（１２）はベースプレート（１４ ）上にかみ合わせパターンでアセンブルされる。タイルの一番上の面はセラミッ クプレート（３０）、（４０）で形成され、イメージセンサ（２０）用の電気コ ンダクタ（３３）は１つのセラミックプレート上に形成される。透明カバー（２ ２）はアレイのイメージセンサ（２０）全体に取り付けられる。

国際調査報告 ＋ｍ−ｅｌｌｅａａｌ　Ａ−−ｍｌ＋ｅ＋＋　均ｐ、、ｒ　／、Ｊｓ９１１０２ ６８゜国際調査報告 ＵＳ　９１０２６８０ Ｓ＾　４６９８９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．モジュラーイメージセンサアレイであって、表面にイメージセンサ（２０） を含む複数のタイル（１２）と、前記イメージセンサ（２０）が予め定められた パターンを形成するように前記複数のタイル（１２）を支持する支持手段（１４ ）と、を有し、前記各タイル（１２）は前記支持手段（１４）によって隣接する タイルと結合され、前記各タイル（１２）は前記支持手段（１４）によってかみ 合わせパターンを形成することを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。 ２．請求項１記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記支持手段が ベースプレート（１４）であることを特徴とするモジュラーイメージセンサアレ イ。 ３．請求項２記載のそジュラーイメージセンサアレイであって、前記ベースプレ ート（１４）がステンレス鋼のベースプレートであることを特徴とするモジュラ ーイメージセンサアレイ。 ４．請求項１記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、各タイル（１２ ）は誘電面を含むことを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。 ５．請求項４記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記誘電面に複 数の電気コンダクタ（３３）が形成されることを特徴とするモジュラーイメージ センサアレイ。 ６．請求項５記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記各電気コン ダクタ（３３）の一端は前記イメージセンサ（２０）に接続され、他端はエッジ コネクタ（３６）に接続されることを特徴とするモジュラーイメージセンサアレ イ。 ７．請求項１記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記各タイル（ １２）は支持体（１５）及び支持体上の誘電面を含むことを特徴とするモジュラ ーイメージセンサアレイ。 ８．請求項７記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記誘電面は前 記支持体（１５）上に支持されたセラミックプレート（３０）上にあることを特 徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。 ９．請求項８記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、箪２のプレート （４０）は前記各支持体（１５）上に支持され、前記セラミックプレート（３０ ）は前記タイル（１２）上で前記イメージセンサ（２０）に接続されている電気 コンダクタ（３３）を含むことを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。 １０．請求項１記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記各タイル （１２）はほぼＴ字型であることを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ 。 １１．請求項１０記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記タイル （１２）は他のタイルに対して同一平面内で１８０°回転されて前記かみ合わせ パターンを形成することを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。 １２．請求項１記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記イメージ センサ（２０）はほぼ直線パターンとなるように配置されていることを特徴とす るモジュラーイメージセンサアレイ。 １３．請求項１２記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記イメー ジセンサ（２０）の幾つかは他のイメージセンサ（２０）と重なり合うことを特 徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。 １４．請求項１記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記イメージ センサ（２０）上に透明カバー（２２）が取り付られることを特徴とするモジュ ラーイメージセンサアレイ。 １５．請求項９記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記イメージ センサ（２０）上に透明カバー（２２）が取り付けられ、かつ前記プレート（３ ０）、（４０）上に支持されることを特徴とするモジュラーイメージセンサアレ イ。 １６．請求項１５記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、スペーサリ ング（４２）が前記プレート（３０）、（４０）と前記透明カバー（２２）間に 取り付けられることを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。 １７．モジュラーイメージセンサアレイであって、表面にイメージセンサ（２０ ）を含む複数のタイル（１２）と、前記イメージセンサ（２０）が予め定められ たパターンを形成するように前記複数のタイル（１２）を支持するベースプレー ト（１４）と、を有し、前記各タイル（１２）は前記ベースプレート（１４）に よって隣接するタイルと結合され、前記各タイル（１２）は前記ベースプレート （１４）によってかみ合わせパターンを形成することを特徴とするモジュラーイ メージセンサアレイ。 １８．請求項１７記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記各タイ ル（１２）は前記イメージセンサ（２０）と結合する電気コンダクタ（３３）を 有するセラミック表面を含むことを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ 。 １９．請求項１８記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記各タイ ル（１２）は支持体（１５）及びセラミック表面を有するプレート（３０）を含 むことを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。 ２０．請求項１７記載のモジュラーイメージセンサアレイであって、前記各タイ ル（１２）はほぼＴ字型であり、隣接するタイルに対して同一平面内で１８０° 回転されていることを特徴とするモジュラーイメージセンサアレイ。