JPH0461546A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、イメージセンサ、とくに等倍型のイメージセ
ンサに関する。

〔従来技術〕

従来例では、第１図に示すように、透明基板１の背面か
ら光源入射を受け、遮光膜２に設けられた採光窓４を通
過した光は原稿ｌＯで反射し、信号光として光電変換素
子３に入る形式の完全密着型等倍センサが代表的なもの
である。

この従来方法であると、センサ透明基板の幅が５Ｒ１１
以上、厚さ２ＩＩＩ１１以下の場合は、遮光膜の効果が
認められるので、充分な画像に対する信号量が得られて
来た。

しかし、装置の小型化等の要請のため透明基板の幅が、
２ｏｎ、　Ｉｎｎ、　０．６ｏｎとますます狭くなる傾
向になって来ている。

この場合は透明基板の端面からの散乱光（迷光）が増加
して暗信号が大きくなるため、明信号（Ｓ）と暗信号（
Ｎ）の差が小さくなる。

基板幅が３ｏｎ、厚さ２ｍで、Ｓ／Ｎ３０ｄＢは認めら
れる構成の光センサが、基板幅がｌｌ１１１１、厚さ２
Ｉでは１８〜２０ｄＢの確保が困難となる。

さらに基板面積が狭幅化のため小さくなり、光センサと
採光窓の占有部に制限が発生して。

物理的な構成上、困難になってきている。

また、完全密着型はプラテンローラ１１で原稿１０を送
ることがら光電変換素子３の上に耐摩耗板９もしくは膜
を形成する必要がある。

これは接着剤８の利用を含み工程が長くなり。

且つ、耐摩耗板９と光電変換素子３．または即動用回路
パターンの上にミクロンオーダーのダストがあると、ロ
ーラ圧で、保護膜の破壊や、摩耗板のワレパターンの欠
陥が発生する。

工程の増加によるコスト高１歩留りの低下、信頼性の低
下等が発生している。

〔目　　的〕

本発明の目的は、Ｓ／Ｎ比を低下することなく、透明基
板の狭小化を達成する点にある。また、本発明の他の目
的は、従来のような耐摩耗板を不要とする構造のイメー
ジセンサを提供する点にある。

〔構　　成〕

本発明は、透明基板上に遮光膜を、その上に光電変換素
子を設け、透明基板端面の一方が光源と対峙し、反対側
の端面が原稿と対峙するタイプのイメージセンサであっ
て、原稿対峙側端面から少くとも５００μｍ以内の、好
ましくは１００μｍ以内の個所まで該遮光膜が存在して
いることを特徴とするイメージセンサに関する。

また、本発明においては、原稿対峙側端部に傾斜を設け
、その傾斜面上に光電変換素子を設けることができる。

本発明の種々の具体的タイプを第２〜７図を参照して説
明する。

第２図のものは、遮光膜２が原稿対峙側端面まで形成さ
れており、これにより光電変換素子３への照明光と信号
光（反射光）を完全に分離しているので、迷光がなく高
解像度を達成することができる。たきし、迷光を全く遮
断しているため光量が少い。そのため光電変換素子３と
しては、高感度のものを使用することになる。

このようなタイプのイメージセンサはスキャナファクシ
ミリ等の高性能用途に有用である。

第３図のものも遮光膜２が原稿対峙側端面まで形成され
ているケースであるが、原稿対峙側端部に傾斜を設け、
その傾斜面に光電変換素子を設けたものである。

第４図のものは、遮光膜２が原稿対峙側端面からのＸの
幅を２０〜１００μｍとしたタイプのものである。

このように遮光膜２が前記端面まて達していないことに
より、−都連光を取り入れることになり、そのため解像
度は落ちるが、反面光量は多くなるので、比較的低感度
の光電変換素子ですますことができ、経済的である。こ
のようなイメージセンサは電子黒板等のセンサとして有
用である。

第５図のものは、第４図のタイプのものの前記端面を傾
斜面とし、その傾斜面上に光電変換素子を設けたもので
あり、前述のＸはやはり２０〜１００μｍであることが
好ましい。

第６図のものは、第４図のものの最上層に光導波路１６
を形成したものである。１７はＩＴＯなどからなる透明
電極であり、光センサにはすべてこのように用いられて
いるが、他の図ではすへて省略しである。

第７図のものは、第５図のものの最上層に光導波路Ｉ６
を形成したものである。

なお、保護膜１５をもって光導波路を兼ねることができ
る。

以上、第２〜７図により説明したように５本発明は、透
明基＃Ｆｉ端面の一方が光源と対峙し。

反対側の端面が原稿と対峙する新しいタイプのイメージ
センサであり、かつ、その遮光膜の構造に工夫をこらし
たものである。

透明基板は、前述のとおり光源からの入射光が原稿を照
射するための導光路として利用される。

前記透明基板は１石英、ガラス、合成樹脂等の透明材料
を使用する。

光導波路は、透明材料で形成する。

光導波路を使う場合はＸ〉１０μｍであっても信号光を
充分とり入れることができるので、Ｓ／Ｎ比３０〜４０
ｄＢのレベルを保つことができる。

とくに光導波路の上部を遮光膜（たとえば黒のペイント
で被覆）で覆えば一層有効である。

透明基板と光導波路の屈折率の関係は。

先導波路〉透明基板 であることが好ましいが具体例を示すと、透明基板とし
て、石英を用いるとそれはｎ＝１．４３〜１．４５、光
導波路として５ｉＯＮを使用するとｎ＝１．５５〜１．
６２．５ｉｎ２を使用するとｎ　＝　１．４６〜１．５
０となる。なお、光電変換素子の受光面に設けられる透
明電極は、ＩＴＯを使用すればｎ＝１．６５〜１．７０
である。内側になるにつれて一層屈折率が高い層となっ
た積層構造が好ましい。

傾斜角度については約４５°〜６０°が好ましい。

端面の傾向開始個所は特別の制限はないが、原稿やロー
ラに接触するところであるから、端面がシャープなエツ
ジを形成するような傾斜面をつくることは避けることが
好ましい。傾斜面は平坦面の場合と曲面の場合が存在す
る。曲面は凹面である。平坦面より曲面の方がレンズ効
果によりセンサへの入射光が増加する。平坦面では傾斜
角と屈折率による光のシフト量のみに依存する。前記曲
面の曲率はローラの曲率と原稿面とセンサの間（空気層
も含む。）等も考慮する必要があるが、その曲面の焦点
部近傍に原稿面がくるようにするのが好ましい。

なお、第２図〜７図において、パッシベーション膜７と
保護膜１５を透明材料で構成すれば、これらはいずれも
集光膜としても機能する。

〔効　　果〕

（１）本発明のイメージセンサは、透明基板端面の一方
が光源と対峙し反対側の端面が原稿と対峙する構造とし
たので、第１図に示す従来型のイメージセンサが耐摩耗
板を不可欠としていたのに対して、このような耐摩耗板
が不要となった。また、耐摩耗板が不要になったことに
伴い、その分、製造コストが低下した。

また、摩耗が小さいことから、それに伴うダストの発生
も減少した。

（２）本発明は、透明基板端面からの反射光量を最適化
するため、Ｘの幅をＯ〜５００μ翔の間で調整し、解像
度をある程度のレベルに保ちつつ、Ｓ／Ｎ比を３０〜４
０ｄＢとすることができた。

（３）従来タイプのものでは透明基板の幅を小さくする
と採光窓が小さくなりＳ／Ｎ比の低下を招いたが、本発
明は透明基板の厚みにより採光量を確保できるので、透
明基板幅の狭小化が可能となった。

（４）傾斜面を設けることにより、画素との焦点深度が
自由にとれるので、画素の分解能を大きくしたり、小さ
くしたりすることができる。また、傾斜面全体から画素
が照明されるので、信号光を大きくとれ、　Ｓ／Ｎ比が
向上できる。

（５）傾斜面に光電変換素子を設けることにより、セン
サ面積が画素に大きくとれ、原稿からの反射光を一層有
効に受は入れることができた。また、センサ等にローラ
その他が接触しないので破損が少ない。

（６）保護膜上に、無機あるいは有機材料で光導波路を
設けることにより、原稿からの反射光を一層有効に受は
入れることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来型のイメージセンサ断面図、第２〜７図
は、本発明のイメージセンサの具体例を示す断面図であ
る。 ｌ　透明基板　　　２・・・電極兼遮光膜３・・・光電
変換素子　４・・採光窓 ５　・保護膜　　　　６・・上部電極 ７・パッシベーション膜 ８・接着剤　　　　９・・・透明耐摩耗板１０・原　稿
　　　　１ドプラチンローラ１２・・支持体　　　　１
３・・スリットＪ５・保護膜　　　　１６・光導波路 １７・ＩＴＯ電極 第 図 先 第２図 第 ３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明基板上に遮光膜を、その上に光電変換素子を設
   け、透明基板端面の一方が光源と対峙し、反対側の端面
   が原稿と対峙するタイプのイメージセンサであって、原
   稿対峙側端面から少くとも５００ｍμ以内の個所まで該
   遮光膜が存在していることを特徴とするイメージセンサ
   。 ２、原稿対峙側端部に傾斜を設け、その傾斜面上に光電
   変換素子が設けられていることを特徴とする請求項１記
   載のイメージセンサ。