JPH0542402Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は密着型イメージセンサに関し、更に詳
細には例えばフアクシミリや文字、画像読取入力
装置等に用いて好適な密着型イメージセンサに関
するものである。

＜従来の技術＞ 一般に、ラインセンサを用いた文字・画像の読
取入力装置では、蛍光灯やLED（発光ダイオー
ド）アレイ等によつて照射された原稿の情報を、
光学レンズやロツドレンズアレイ、あるいは光フ
アイバー等を通してラインセンサ上に結像し、原
稿又はラインセンサを一方向に移動させることに
よつて２次元情報を読み取るように構成されてい
る。このような読取入力装置の従来のものは、
CCD（電荷結合素子）と光学レンズとを組み合わ
せた構成のもの、長尺イメージセンサとロツドレ
ンズアレイもしくは光フアイバーアレイを組み合
わせた構成のもの等がある。特に密着型イメージ
センサと呼ばれる後者のものは、近年フアクシミ
リ装置等の小型化・低価格化を目的として開発が
進んでいる。

しかしながら、上記した密着型イメージセンサ
のうちロツドレンズアレイを用いたものは、原
稿の情報を当該ロツドレンズアレイを通してセン
サ上に結像しているため、小型化に限界がある。
ロツドレンズアレイの共役長だけ原稿センサを
離さねばならず、装置全体としての厚みが20〜30
mmになつてしまう。レンズ系を使用しているの
で光学調整が必要である。レンズ系の光量伝達
率がかなり低い。等の問題があつた。

これに対し、レンズ系を使用せずに光フアイバ
ーアレイを用いたものは、光学調整が不要であ
り、しかも光量伝達率が十分に大きい。レンズ
ではないので光フアイバーの長さを短くでき超小
型化に適している。等の利点がある。

＜考案が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記の光フアイバーアレイを用
いたものでは受光素子の受光面と光フアイバーア
レイの光出射面を対向密着させて接着することが
困難だつた。更に、発光ダイオードアレイ光源を
用いた場合、通常棒状レンズを併用するため、小
型化に限度があり、棒状レンズを用いると、ライ
ン方向の光量むらも用いない時に比べて大きくな
つてしまう。

本考案はこのような事情に鑑みて創案されたも
のであり、超小型で光学調整の不要な高画質の密
着型イメージセンサを提供することを目的として
いる。

＜問題点を解決するための手段＞ 上述の目的を達成するため、本考案はハウジン
グと、該ハウジング内に設けられた読み取るべき
原稿を照射する発光ダイオードアレイ光源と、上
記原稿からの反射光を電気信号に変換する受光素
子と、それぞれ個別に吸収体で被覆された光フア
イバーからなる第１の光フアイバーアレイ体と、
吸収体による被覆のない光フアイバーからなる第
２の光フアイバーアレイ体とを備え、上記第１の
光フアイバーアレイ体を上記受光素子の側に、上
記第２の光フアイバーアレイ体を上記原稿の側に
なるように積層して上記受光素子と上記原稿との
間に配し、かつ、上記第１の光フアイバーアレイ
体の光出射面に上記受光素子の受光面を対向密着
させたことを特徴とする密着型イメージセンサで
ある。

＜作用＞ 上記のように、本考案においては、光フアイバ
ーアレイを各光フアイバーに吸収体を被覆した光
フアイバーアレイ体と、吸収体を被覆しない光フ
アイバーアレイ体とを積層接着した構成となして
いるため、光の漏れは受光素子に入射される前に
吸収体によつて吸収されて受光素子面での画質の
低下が防止され、また吸収体の被覆していない光
フアイバーアレイ体側を読取るべき原稿側に配置
することにより、原稿面を容易にハウジング内に
設けた発光ダイオードアレイ光源により照射する
ことが出来る。従つて光学調整が不要であり、し
かも光量伝達率が十分に大きくなり、発光ダイオ
ードアレイ光源と原稿の間に棒状レンズ等のレン
ズ系を必要とせず、小型化が可能となり、かつ光
量むらも小さくなる。これは各発光ダイオードア
レイ光源の発光が、レンズを用いないことによつ
て発散光となり、発光むらが原稿面では緩和され
るためである。更に、光フアイバーアレイ中の各
光フアイバーを微小径に容易にできることから、
高解像度化が容易に行なえる。

＜実施例＞ 以下、図面に示す実施例に基づいて本考案を詳
細に説明するがこれによつて本考案が限定される
ものではない。

第１図は本考案の一実施例の密着型イメージセ
ンサ断面図、第２図は光フアイバーアレイの拡大
図である。

第１図において、１は原稿、２は棒レンズ無し
のLEDアレイ光源、３は受光素子のCCDチツプ、
４は各光フアイバー壁に吸収体のない光フアイバ
ーアレイ、５は各光フアイバー壁に吸収体のある
光フアイバーアレイであり、６，７はそれぞれの
光フアイバーアレイ４，５を組み込んだ透光性基
板である。８は上記透光性基板７上に形成した電
極配線、９はCCDチツプ３上の配線と上記電極
配線８とを接続するための接合媒体バンプであ
り、１０はLEDアレイ光源２を実装した基板、
１１は基板１０上に実装した抵抗、１２はハウジ
ング兼LEDアレイ２の放熱板、１３はCCDチツ
プ３の放熱板、１４は電極配線８と接続して引き
出すためのフレキシブルプリント基板であり、皿
状凹部を有するハウジング１２内にLEDアレイ
光源２が設けられると共に、ハウジング１２の開
口部に原稿１と対向するように透光性基板６が設
けられている。

上記のように光源に棒レンズ無しのLEDアレ
イ光源（例えば発光ピーク波長570nm）２を用
い、照明の均一化と共にセンサーユニツトの小型
化（例えば厚さ７mm、幅19mm、長さ50mm）を図
り、超小型で、光学調整が不要であり、量産性に
適した高解像度の密着型イメージセンサを構成し
ている。

第２図において、１５及び１８はそれぞれフア
イバー体４，５の光フアイバーコア、１６及び１
９はそれぞれフアイバー体４，５の光フアイバー
クラツド、１７はフアイバー体５の各光フアイバ
ーに被覆された吸収体である。矢印は原稿で散乱
された光がセンサ側に伝わるさまを示している。
光フアイバーコア１５に入射した光のうち、開口
角以上の角度で入射した光は、光フアイバークラ
ツド１６との境界面で全反射を起こさず隣接する
光フアイバーに漏れ出て、画像を伝送する場合に
は画質を低下させる要因となるが、第２図に示す
ような構成にすることにより、漏れ光を吸収体１
７でカツトして画質の低下を抑えることができ、
かつ、原稿照明も容易にできる。

本構成において実際に画像評価を行なつた解像
度特性を第３図に示しており、８ｐ／mmで
MTF50％と非常に優れている。参考として、従
来の密着型イメージセンサにしばしば用いられて
いたロツドレンズアレイ（SLA20）単体の解像
度特性も破線で示した。上記ロツドレンズアレイ
を用いた密着型イメージセンサの場合はロツドレ
ンズアレイ単体の解像度より悪化することから、
本考案の密着型イメージセンサの解像度特性が極
めて良好であることがわかる。

次に第１図に示した構成の本考案の一実施例の
密着型イメージセンサの作製手順を説明する。

本実施例では、受光素子３として16本／mmの分
解能を持ち約70mmの長さに形成した第４図ａ，ｂ
に示す構造のCCDセンサを用いており、受光素
子３の継ぎ目部分における分解能の低下を防ぐた
め、基板２１上の受光部２２と転送部２３とを
CCD端部付近まで形成する。そして電極配線２
４及び接合部２５を必要数だけ形成し、受光部２
２と転送部２３を含む受光素子３の受光面上に、
薄膜技術を用いてSi_XN_1-X，SiO₂等からなるパツ
シベーシヨン膜２６を形成している。

一方、光フアイバーアレイ体４及び５を両側か
ら挾み込むようにしてフアイバーアレイ基板６及
び７を形成し、吸収体１７を被覆した光フアイバ
ーアレイ体５を組み込んだ透光性基板７と吸収体
を被覆しない光フアイバーアレイ体４を組み込ん
だ透光性基板６とを光硬化性接着剤を用いて張り
合わせる。ここでは各光フアイバー径は25μm、
開口角は約70°の光フアイバーアレイを用いた。
光硬化前に気泡抜きをすることにより、ムラなく
容易に接着することができる。上記のようにして
張り合わせた基板の吸収体のある透光性基板７側
の面上に電極配線８を微細加工技術を用いて形成
し、次にCCDチツプ３の放熱板１３としてセラ
ミツク板を用い、このセラミツク板上にCCDチ
ツプ３を導電性ペーストにより接着する。この
CCDチツプ３の電極配線２４及び接合部２５の
電極パツド上にボールボンダーによりAuのボー
ルを形成して、接合媒体バンプ９を形成し、この
上に導電性ペーストを付けて、上記の透光性基板
７上に形成した電極配線８と接着する。更に樹脂
接着剤を用いて接合の補強及びCCDチツプ３の
保護膜とする。なお上記のCCDチツプ３と電気
配線８との電気的接続は接合媒体バンプに半田バ
ンプを用いて、リフローボンデイング法によつて
受光素子３側の電極配線２４及び接合部２５と基
板７側の電極配線８とを接続してもよい。リフロ
ーボンデイング法はベルト炉内で100℃〜350℃で
加熱して半田バンプを溶融して行なう。この作製
方法によれば、半田バンプによる位置合わせが可
能であり、半田の自己接合効果によつて長尺状の
受光素子３を生産性よく位置合わせできる。

このように、受光素子３と基板７との接続は、
受光素子３の位置の固定と電気的な接続とを兼ね
て行なわれる。受光素子３は、第５図に示すよう
に基板７の長手方向に原稿１とほぼ同じ長さとな
るように横一列に配置している。

次に、電極配線８から配線を引き出すためのフ
レキシブルプリント基板１４を半田又は導電性フ
イルムで接続し、金属性のハウジング１２に、張
り合わせた透光性基板６，７を固定してセンサ周
辺を完成する。次にLEDアレイ２の実装された
基板１０を第１図に示すように凹部状のハウジン
グ１２内に取り付け、ハウジング１２をLEDア
レイ２の放熱板として利用する。また、LEDア
レイに通常よく用いられる棒状のレンズ等は用い
ず、超小型化する。光学系に光フアイバーアレイ
を用いているので、光量伝達率が十分に大きく、
棒状のレンズを用いなくてもセンサ面の照度は十
分に得られる。ピーク波長570nmのLEDアレイ
を用いた場合で、センサ面照度100lxが得られた。
更に棒状レンズ等のレンズ系を用いない方が、原
稿面での発光むらが小さくなるという利点もあ
る。

なお受光素子３を透光性基板７上に取付ける場
合、上記第１図に示したものに限定されるもので
はなく、第６図及び第７図に示すように、CCD
チツプ３を透光性基板３１に実装し、この透光性
基板３１に電極配線８１を形成し、この電極配線
８１とCCDチツプ３上の配線とをワイヤーボン
ド部３２で接続するようになしたものを基板７上
に対向密着させるようになしても良いことは言う
までもない。

＜考案の効果＞ 以上説明したように、本考案の密着型イメージ
センサによれば、超小型で作製が容易であり、高
解像度の密着型イメージセンサを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の密着型イメージセ
ンサ断面構造を示す図、第２図は光フアイバーア
レイ部の構造を示す拡大図、第３図は本考案の密
着型イメージセンサの解像度特性を示す特性図、
第４図ａ及びｂは受光素子の構造例を示す平面図
及び断面図、第５図は本考案の一実施例における
受光素子の配置構造を示す図、第６図は本考案の
他の実施例の密着型イメージセンサの断面構造を
示す図、第７図は第６図に示すセンサの受光素子
の構造を示す図である。 １……原稿、２……LEDアレイ光源、３……
受光素子、４……吸収体を含まない光フアイバー
アレイ体、５……吸収体を被覆した光フアイバー
アレイ体、６，７……透光性基板、８……電極配
線、１０……LEDアレイ実装基板、１２……ハ
ウジング、１３……放熱板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ハウジングと、 該ハウジング内に設けられた読み取るべき原稿
   を照射する発光ダイオードアレイ光源と、 上記原稿からの反射光を電気信号に変換する受
   光素子と、 それぞれ個別に吸収体で被覆された光フアイバ
   ーからなる第１の光フアイバーアレイ体と、 吸収体による被覆のない光フアイバーからなる
   第２の光フアイバーアレイ体とを備え、 上記第１の光フアイバーアレイ体を上記受光素
   子の側に、上記第２の光フアイバーアレイ体を上
   記原稿の側になるように積層して上記受光素子と
   上記原稿との間に配し、かつ、上記第１の光フア
   イバーアレイ体の光出射面に上記受光素子の受光
   面を対向密着させたことを特徴とする密着型イメ
   ージセンサ。