JPH06273602A - 密着型イメージセンサ - Google Patents
密着型イメージセンサInfo
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- JPH06273602A JPH06273602A JP5065257A JP6525793A JPH06273602A JP H06273602 A JPH06273602 A JP H06273602A JP 5065257 A JP5065257 A JP 5065257A JP 6525793 A JP6525793 A JP 6525793A JP H06273602 A JPH06273602 A JP H06273602A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 密着型イメージセンサの光学部品の部品点数
を減らし、組立工程を簡略化する。また、原稿面から受
光素子面までの距離を短くすることにより、密着型イメ
ージセンサの小型化を図る。 【構成】 密着型イメージセンサの光学系において、受
光センサチップ２を保護する透明保護板(透明保護材)４
の受光センサ側の面に、発光ダイオード(ＬＥＤ)アレイ
(光源)１からの照明光を導く照明窓41と原稿６からの反
射光を集光し受光センサ面に結像させるマイクロフレネ
ルレンズ42とを備えた密着型イメージセンサ。また、光
学系のレンズ個数を受光センサアレイの素子数に一致せ
しめ、レンズ素子と受光素子とを１対１に対応させた密
着型イメージセンサ。
を減らし、組立工程を簡略化する。また、原稿面から受
光素子面までの距離を短くすることにより、密着型イメ
ージセンサの小型化を図る。 【構成】 密着型イメージセンサの光学系において、受
光センサチップ２を保護する透明保護板(透明保護材)４
の受光センサ側の面に、発光ダイオード(ＬＥＤ)アレイ
(光源)１からの照明光を導く照明窓41と原稿６からの反
射光を集光し受光センサ面に結像させるマイクロフレネ
ルレンズ42とを備えた密着型イメージセンサ。また、光
学系のレンズ個数を受光センサアレイの素子数に一致せ
しめ、レンズ素子と受光素子とを１対１に対応させた密
着型イメージセンサ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ，イメー
ジスキャナ，複写機等の原稿読み取り部に使用される密
着型イメージセンサに関するものである。
ジスキャナ，複写機等の原稿読み取り部に使用される密
着型イメージセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般的に使用されている密着型イ
メージセンサの概略断面図を図５に示す。この構造の密
着型イメージセンサは、原稿面の文字，画像情報を正立
等倍結像光学系であるロッドレンズアレイ７を用いて受
光センサ面上に結像させる構成となっている。すなわ
ち、ＬＥＤ(発光ダイオード)アレイ１の照明により原稿
６を照明し、その原稿６からの反射光をロッドレンズア
レイ７を介して受光センサチップ12の受光面に結像さ
せ、この画像を受光センサチップ12により電気信号に変
換し、回路基板13あるいは装置外に構成した出力回路や
信号処理回路を経て外部へ出力される。前記ロッドレン
ズアレイ７としては、中心の屈折率が大きく外側に向か
うにつれて徐々に屈折率が小さくなるような分布屈折率
型の正立等倍結像系レンズをアレイ状に配列したものが
一般的となっている。この構成ではロッドレンズアレイ
の光学系の共役長(原稿面から受光センサ面までの距離)
が最も短いものでも十数mmは必要であり、装置の小型
化，薄型化に制約を与えていた。
メージセンサの概略断面図を図５に示す。この構造の密
着型イメージセンサは、原稿面の文字，画像情報を正立
等倍結像光学系であるロッドレンズアレイ７を用いて受
光センサ面上に結像させる構成となっている。すなわ
ち、ＬＥＤ(発光ダイオード)アレイ１の照明により原稿
６を照明し、その原稿６からの反射光をロッドレンズア
レイ７を介して受光センサチップ12の受光面に結像さ
せ、この画像を受光センサチップ12により電気信号に変
換し、回路基板13あるいは装置外に構成した出力回路や
信号処理回路を経て外部へ出力される。前記ロッドレン
ズアレイ７としては、中心の屈折率が大きく外側に向か
うにつれて徐々に屈折率が小さくなるような分布屈折率
型の正立等倍結像系レンズをアレイ状に配列したものが
一般的となっている。この構成ではロッドレンズアレイ
の光学系の共役長(原稿面から受光センサ面までの距離)
が最も短いものでも十数mmは必要であり、装置の小型
化，薄型化に制約を与えていた。
【０００３】これに対し、受光センサを原稿面に対して
極めて近接させることにより、結像受光系を用いずに原
稿を読み取るような、いわゆる完全密着方式がある。従
来の完全密着型イメージセンサの概略断面図を図６に示
す。ＬＥＤアレイ１からの照明光は透明ガラス基板８を
通過し、受光センサ22の裏面から原稿６に照明され、そ
の反射光を受光センサ22により電気信号に変換し検出す
る。図６のような構成で使用される受光センサ22は透明
な絶縁基板上にａ-Si光センサなどの薄膜型受光センサ
をアレイ状に形成したものである。この完全密着型イメ
ージセンサは、上述の密着型イメージセンサに対して、
結像光学系を用いないため装置の小型化，薄型化がで
き、またコストの点でも優位とされている。しかしレン
ズを持たないために焦点深度が極めて浅く、原稿の凹凸
やしわによる読み取り画像のぼけが生じ、実質的な解像
度が低下する。さらに受光センサの保護層または保護板
を極めて薄くする(実効的には50〜100μm程度)必要があ
るため、保護層または保護板の強度や摩耗、あるいは原
稿通過時に発生する静電気による受光センサへの影響と
いった問題が生じる。また受光センサとして結晶半導体
系のものを用いたいわゆるマルチチップ構成の場合、前
記の極めて薄い透明フィルム状の保護層に素子面を向け
て接合するフリップチップ実装を行う必要がある。そし
てこのフリップチップ実装法は、従来のワイヤボンディ
ング法に比べ歩留まりが良くない。
極めて近接させることにより、結像受光系を用いずに原
稿を読み取るような、いわゆる完全密着方式がある。従
来の完全密着型イメージセンサの概略断面図を図６に示
す。ＬＥＤアレイ１からの照明光は透明ガラス基板８を
通過し、受光センサ22の裏面から原稿６に照明され、そ
の反射光を受光センサ22により電気信号に変換し検出す
る。図６のような構成で使用される受光センサ22は透明
な絶縁基板上にａ-Si光センサなどの薄膜型受光センサ
をアレイ状に形成したものである。この完全密着型イメ
ージセンサは、上述の密着型イメージセンサに対して、
結像光学系を用いないため装置の小型化，薄型化がで
き、またコストの点でも優位とされている。しかしレン
ズを持たないために焦点深度が極めて浅く、原稿の凹凸
やしわによる読み取り画像のぼけが生じ、実質的な解像
度が低下する。さらに受光センサの保護層または保護板
を極めて薄くする(実効的には50〜100μm程度)必要があ
るため、保護層または保護板の強度や摩耗、あるいは原
稿通過時に発生する静電気による受光センサへの影響と
いった問題が生じる。また受光センサとして結晶半導体
系のものを用いたいわゆるマルチチップ構成の場合、前
記の極めて薄い透明フィルム状の保護層に素子面を向け
て接合するフリップチップ実装を行う必要がある。そし
てこのフリップチップ実装法は、従来のワイヤボンディ
ング法に比べ歩留まりが良くない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記か
ら明らかな如く従来の密着型イメージセンサはロッドレ
ンズアレイの光学系の共役長のため、装置の小型化，薄
型化に制約があり、完全密着型イメージセンサはレンズ
を持たないため焦点保護が浅く、画像のぼけによる解像
度の低下がある。また受光センサの保護層や保護板を極
めて薄くする必要があり、強度や摩耗および静電気によ
る受光センサへの影響がある。さらに受光センサとして
マルチチップ構成の場合はフリップチップ実装法の必要
があり、歩留まりが良くない等の問題がある。本発明は
上記問題を解決しようとするものであり、強度的に十分
な厚みを持つ透明保護材を用い、受光センサ素子と原稿
間にある程度の距離を持たせながら、光学部品の部品点
数を減らし組立工程の簡略化を図るとともに装置の小型
化，薄型化を図り、さらに装置の小型化により装置の焦
点深度が浅くならないようにする。また、マルチチップ
構成の密着型イメージセンサの実装，結線においても、
技術的に簡便で確実性のあるワイヤボンディング法を使
うことができる密着型イメージセンサを提供することを
目的とするものである。
ら明らかな如く従来の密着型イメージセンサはロッドレ
ンズアレイの光学系の共役長のため、装置の小型化，薄
型化に制約があり、完全密着型イメージセンサはレンズ
を持たないため焦点保護が浅く、画像のぼけによる解像
度の低下がある。また受光センサの保護層や保護板を極
めて薄くする必要があり、強度や摩耗および静電気によ
る受光センサへの影響がある。さらに受光センサとして
マルチチップ構成の場合はフリップチップ実装法の必要
があり、歩留まりが良くない等の問題がある。本発明は
上記問題を解決しようとするものであり、強度的に十分
な厚みを持つ透明保護材を用い、受光センサ素子と原稿
間にある程度の距離を持たせながら、光学部品の部品点
数を減らし組立工程の簡略化を図るとともに装置の小型
化，薄型化を図り、さらに装置の小型化により装置の焦
点深度が浅くならないようにする。また、マルチチップ
構成の密着型イメージセンサの実装，結線においても、
技術的に簡便で確実性のあるワイヤボンディング法を使
うことができる密着型イメージセンサを提供することを
目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、透明保護材の受光センサ素子面側にマイク
ロレンズアレイを形成し、当該マイクロレンズアレイに
より原稿からの反射光を集光し、原稿を読み取るよう構
成し、さらに当該マイクロレンズアレイをマイクロフレ
ネルレンズまたは屈折型マイクロレンズにて形成する。
また、密着型イメージセンサのレンズアレイにおいて、
マイクロレンズの個数を受光センサアレイの素子数に一
致せしめ、レンズ素子と受光素子とを１対１に対応させ
るよう構成し、マイクロレンズの開口角と、レンズと原
稿の距離を適宜設計することにより、１つのレンズが原
稿側に張る開口角によって原稿面で切り取られる開口径
を受光センサの素子ピッチ程度にせしめ、当該マイクロ
レンズが受光センサ面上に等倍倒立実像として結像させ
るようにしたものである。
するために、透明保護材の受光センサ素子面側にマイク
ロレンズアレイを形成し、当該マイクロレンズアレイに
より原稿からの反射光を集光し、原稿を読み取るよう構
成し、さらに当該マイクロレンズアレイをマイクロフレ
ネルレンズまたは屈折型マイクロレンズにて形成する。
また、密着型イメージセンサのレンズアレイにおいて、
マイクロレンズの個数を受光センサアレイの素子数に一
致せしめ、レンズ素子と受光素子とを１対１に対応させ
るよう構成し、マイクロレンズの開口角と、レンズと原
稿の距離を適宜設計することにより、１つのレンズが原
稿側に張る開口角によって原稿面で切り取られる開口径
を受光センサの素子ピッチ程度にせしめ、当該マイクロ
レンズが受光センサ面上に等倍倒立実像として結像させ
るようにしたものである。
【０００６】
【作用】本発明は上記の構成により、透明保護材として
強度的に十分な厚みを持たせることができ、静電気の影
響も無視することができる。またレンズアレイと受光セ
ンサアレイとを１対１に対応させるよう構成することに
より、正立等倍結像系でなくとも原稿を読み取ることが
でき、レンズの視野角とレンズと原稿間の距離を調整す
ることで、焦点深度を確保することが可能である。さら
にこの光学系では原稿と受光センサの距離を大幅に短く
でき、装置の小型化，薄型化が図れる。また、マルチチ
ップ構成の密着型イメージセンサの実装，結線において
も、技術的に簡便で確実性のあるワイヤボンディング法
を使うことができる。
強度的に十分な厚みを持たせることができ、静電気の影
響も無視することができる。またレンズアレイと受光セ
ンサアレイとを１対１に対応させるよう構成することに
より、正立等倍結像系でなくとも原稿を読み取ることが
でき、レンズの視野角とレンズと原稿間の距離を調整す
ることで、焦点深度を確保することが可能である。さら
にこの光学系では原稿と受光センサの距離を大幅に短く
でき、装置の小型化，薄型化が図れる。また、マルチチ
ップ構成の密着型イメージセンサの実装，結線において
も、技術的に簡便で確実性のあるワイヤボンディング法
を使うことができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例における密着型
イメージセンサの断面構造概略図を示す。図１におい
て、１は照明手段である発光ダイオード(ＬＥＤ)アレイ
であり、本実施例では発光ダイオード素子(ＬＥＤ)を長
手方向(図では紙面に垂直な方向)に複数個アレイ状に並
べた構成となっている。図１ではＬＥＤの存在する位置
での断面図である。２は受光センサアレイを形成した結
晶半導体型の受光センサチップで、長手方向に複数個並
べられ、ワイヤボンディング法にて回路基板３の配線部
に電気的に接続されている。なお前記受光センサアレイ
としてはこの他にもアモルファスシリコンやアモルファ
スカルコゲナイド等の薄膜型受光素子を用いてもよい。
また回路基板３は受光センサチップばかりでなくＬＥＤ
チップを実装し、さらに受光センサやＬＥＤの駆動回路
や、出力増幅回路，信号処理回路等と接続する回路基板
となっている。なお、図中の回路基板３には前述の駆動
回路や信号処理回路等は記載していないが、ＬＥＤや受
光センサ側の面やその逆側の面に形成することが可能で
ある。また、前記出力増幅回路，信号処理回路は別基板
に形成し、回路基板３と接続することも可能である。４
は照明窓41とマイクロフレネルレンズ42と遮光膜43を形
成した透明保護材である透明保護板(カバーガラス)で、
図１のようなin−line型の光学系の場合、図３(a)のよ
うなマイクロフレネルレンズが形成してある。５はそれ
らを位置決めし固定する筐体(フレーム)、６は原稿であ
る。
イメージセンサの断面構造概略図を示す。図１におい
て、１は照明手段である発光ダイオード(ＬＥＤ)アレイ
であり、本実施例では発光ダイオード素子(ＬＥＤ)を長
手方向(図では紙面に垂直な方向)に複数個アレイ状に並
べた構成となっている。図１ではＬＥＤの存在する位置
での断面図である。２は受光センサアレイを形成した結
晶半導体型の受光センサチップで、長手方向に複数個並
べられ、ワイヤボンディング法にて回路基板３の配線部
に電気的に接続されている。なお前記受光センサアレイ
としてはこの他にもアモルファスシリコンやアモルファ
スカルコゲナイド等の薄膜型受光素子を用いてもよい。
また回路基板３は受光センサチップばかりでなくＬＥＤ
チップを実装し、さらに受光センサやＬＥＤの駆動回路
や、出力増幅回路，信号処理回路等と接続する回路基板
となっている。なお、図中の回路基板３には前述の駆動
回路や信号処理回路等は記載していないが、ＬＥＤや受
光センサ側の面やその逆側の面に形成することが可能で
ある。また、前記出力増幅回路，信号処理回路は別基板
に形成し、回路基板３と接続することも可能である。４
は照明窓41とマイクロフレネルレンズ42と遮光膜43を形
成した透明保護材である透明保護板(カバーガラス)で、
図１のようなin−line型の光学系の場合、図３(a)のよ
うなマイクロフレネルレンズが形成してある。５はそれ
らを位置決めし固定する筐体(フレーム)、６は原稿であ
る。
【０００８】図２は本発明の第２の実施例における密着
型イメージセンサの断面構造概略図である。図１と同様
に１はＬＥＤアレイ、２は受光センサチップ、３は回路
基板、５は筐体、６は原稿である。４′は図１と同様の
カバーガラスであるが、マイクロフレネルレンズ42′
は、図３(b)のようなoff−axis型のレンズとなる。また
ＬＥＤアレイ１、受光センサチップ２、カバーガラス
４′、照明窓41を含めた光学系は図２のように若干異な
る。
型イメージセンサの断面構造概略図である。図１と同様
に１はＬＥＤアレイ、２は受光センサチップ、３は回路
基板、５は筐体、６は原稿である。４′は図１と同様の
カバーガラスであるが、マイクロフレネルレンズ42′
は、図３(b)のようなoff−axis型のレンズとなる。また
ＬＥＤアレイ１、受光センサチップ２、カバーガラス
４′、照明窓41を含めた光学系は図２のように若干異な
る。
【０００９】次にこの密着型イメージセンサの動作を図
１を用いて説明する。ＬＥＤアレイ１からの光は照明窓
41を通して原稿６に照射される。原稿６からの反射光は
マイクロフレネルレンズ42により集光され、受光センサ
チップ２の受光面に照射される。受光センサチップ２に
より電気信号に変換された画像情報は回路基板３上に形
成された信号処理回路により増幅およびシェーディング
補正等の信号処理がなされた後、外部へ出力される。
１を用いて説明する。ＬＥＤアレイ１からの光は照明窓
41を通して原稿６に照射される。原稿６からの反射光は
マイクロフレネルレンズ42により集光され、受光センサ
チップ２の受光面に照射される。受光センサチップ２に
より電気信号に変換された画像情報は回路基板３上に形
成された信号処理回路により増幅およびシェーディング
補正等の信号処理がなされた後、外部へ出力される。
【００１０】図３はマイクロフレネルレンズアレイ42，
42′の一部を受光センサ側から見た図である。図３(a)
はin−line型で、受光センサ直下にレンズと原稿の読み
取り部位を配置する図１の構成の場合であり、図３(b)
はoff−axis型である。レンズと受光センサ素子を１対
１に対応させた場合、レンズピッチは受光センサチップ
２の素子ピッチに合わせて形成する。すなわち、８dot/
mmの場合125μmピッチ、16dot/mmの場合62.5μmピッチ
となり、200，400DPIではそれぞれ127μm，63.5μmピッ
チとなる。
42′の一部を受光センサ側から見た図である。図３(a)
はin−line型で、受光センサ直下にレンズと原稿の読み
取り部位を配置する図１の構成の場合であり、図３(b)
はoff−axis型である。レンズと受光センサ素子を１対
１に対応させた場合、レンズピッチは受光センサチップ
２の素子ピッチに合わせて形成する。すなわち、８dot/
mmの場合125μmピッチ、16dot/mmの場合62.5μmピッチ
となり、200，400DPIではそれぞれ127μm，63.5μmピッ
チとなる。
【００１１】以上のように、従来はロッドレンズアレイ
などの正立等倍結像系の光学部品が必要だったのに対
し、透明保護材の片面にマイクロレンズを形成すること
により、部品点数を少なくすることができ工程の簡略化
ができるとともに、原稿と受光センサの距離を大幅に短
くできて装置の小型化，薄型化が図れる。しかし原稿と
受光センサまでの距離が極めて短い完全密着型と違い、
受光センサの透明保護材として強度的に十分な厚みを持
たせることができ、静電気の影響も無視することができ
る。さらにこの光学系では受光センサと透明保護材との
間にある程度の空間があるので、マルチチップ構成の密
着型イメージセンサの実装，結線においても、技術的に
簡便で確実性のあるワイヤボンディング法を使うことが
できる。
などの正立等倍結像系の光学部品が必要だったのに対
し、透明保護材の片面にマイクロレンズを形成すること
により、部品点数を少なくすることができ工程の簡略化
ができるとともに、原稿と受光センサの距離を大幅に短
くできて装置の小型化，薄型化が図れる。しかし原稿と
受光センサまでの距離が極めて短い完全密着型と違い、
受光センサの透明保護材として強度的に十分な厚みを持
たせることができ、静電気の影響も無視することができ
る。さらにこの光学系では受光センサと透明保護材との
間にある程度の空間があるので、マルチチップ構成の密
着型イメージセンサの実装，結線においても、技術的に
簡便で確実性のあるワイヤボンディング法を使うことが
できる。
【００１２】図４にin−line型のマイクロフレネルレン
ズの光学系の概略図を示す。図中のマイクロフレネルレ
ンズは有限共役型のレンズで原稿面の像を受光センサ面
上に倒立像として結像する。そして図のようにマイクロ
フレネルレンズが原稿面で張る視野角(２θ)によって切
り取られる直径(Ｘ0)を受光センサアレイの素子ピッチ
に一致させるようにマイクロフレネルレンズと原稿との
距離(カバーガラスの光学的厚み)を決定する。すなわち
受光センサ面で、受光センサアレイの素子ピッチと同程
度の大きさに等倍倒立実像が結像されるよう透明保護板
４の屈折率から、レンズの焦点距離やレンズと受光セン
サ面との距離、透明保護板４の厚さを設計する。このよ
うに光学系を設計することにより、隣接画素とのクロス
トークを防ぐことが可能である。またここで用いている
マイクロレンズは開口数(ＮＡ)が小さく、焦点深度も深
くできる。すなわち、透明保護板の屈折率をｎとすれ
ば、マイクロレンズ開口数(ＮＡ)は数式１で表される。
ズの光学系の概略図を示す。図中のマイクロフレネルレ
ンズは有限共役型のレンズで原稿面の像を受光センサ面
上に倒立像として結像する。そして図のようにマイクロ
フレネルレンズが原稿面で張る視野角(２θ)によって切
り取られる直径(Ｘ0)を受光センサアレイの素子ピッチ
に一致させるようにマイクロフレネルレンズと原稿との
距離(カバーガラスの光学的厚み)を決定する。すなわち
受光センサ面で、受光センサアレイの素子ピッチと同程
度の大きさに等倍倒立実像が結像されるよう透明保護板
４の屈折率から、レンズの焦点距離やレンズと受光セン
サ面との距離、透明保護板４の厚さを設計する。このよ
うに光学系を設計することにより、隣接画素とのクロス
トークを防ぐことが可能である。またここで用いている
マイクロレンズは開口数(ＮＡ)が小さく、焦点深度も深
くできる。すなわち、透明保護板の屈折率をｎとすれ
ば、マイクロレンズ開口数(ＮＡ)は数式１で表される。
【００１３】
【数１】ＮＡ＝ｎ sinθ〜Ｘ0／ｄ ここで、実際Ｘ0は100μm程度であり、ｄは数mmのオー
ダーであるからＮＡ＜0.1となる。
ダーであるからＮＡ＜0.1となる。
【００１４】いま、解像度８dot/mmの受光センサの場合
を考える。この時Ｘ0＝125μmである。マイクロフレネ
ルレンズの焦点距離を１mm、レンズ直径125μmとする。
このレンズが等倍倒立実像を結ぶのはレンズの焦点距離
の２倍の位置に原稿面と像面がある場合である。透明保
護板の屈折率を1.5とすれば、透明保護板の板厚、すな
わちレンズから原稿までの距離は３mm、レンズから受光
センサ面までの距離は２mmとなる。この構成では透明保
護板の板厚を３mm、レンズから受光センサの受光面まで
が２mmで、計５mmであり、センサチップ厚みと回路基板
の厚みを合わせても２mm程度なので合計７mmとなり、密
着型イメージセンサの厚みとしても７〜８mm以下にする
ことが可能となる。
を考える。この時Ｘ0＝125μmである。マイクロフレネ
ルレンズの焦点距離を１mm、レンズ直径125μmとする。
このレンズが等倍倒立実像を結ぶのはレンズの焦点距離
の２倍の位置に原稿面と像面がある場合である。透明保
護板の屈折率を1.5とすれば、透明保護板の板厚、すな
わちレンズから原稿までの距離は３mm、レンズから受光
センサ面までの距離は２mmとなる。この構成では透明保
護板の板厚を３mm、レンズから受光センサの受光面まで
が２mmで、計５mmであり、センサチップ厚みと回路基板
の厚みを合わせても２mm程度なので合計７mmとなり、密
着型イメージセンサの厚みとしても７〜８mm以下にする
ことが可能となる。
【００１５】図４のような光学系は屈折型レンズを用い
ても構成することができる。例えば球面マイクロレンズ
を第１の実施例にて用いたマイクロフレネルレンズの代
わりに透明保護板上に形成することにより、同様の効果
を得ることができる。マイクロフレネルレンズと同様解
像度８dot/mmの受光センサの場合を考える。球面マイク
ロレンズの曲率を0.5mmとすれば、受光センサ側の焦点
距離は１mmとなり、マイクロフレネルレンズの場合と同
様に、透明保護板の板厚を３mm、レンズから受光センサ
の受光面までが２mmの等倍倒立実像光学系を作ることが
できる。
ても構成することができる。例えば球面マイクロレンズ
を第１の実施例にて用いたマイクロフレネルレンズの代
わりに透明保護板上に形成することにより、同様の効果
を得ることができる。マイクロフレネルレンズと同様解
像度８dot/mmの受光センサの場合を考える。球面マイク
ロレンズの曲率を0.5mmとすれば、受光センサ側の焦点
距離は１mmとなり、マイクロフレネルレンズの場合と同
様に、透明保護板の板厚を３mm、レンズから受光センサ
の受光面までが２mmの等倍倒立実像光学系を作ることが
できる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は上記実施例の構成より明らかな
ように、透明保護材として強度的に十分な厚みを持たせ
ることができ、静電気の影響も無視することができる。
また、受光センサと透明保護材との間にある程度の空間
があるので、マルチチップ構成の密着型イメージセンサ
の実装，結線においても、技術的に簡便で確実性のある
ワイヤボンディング法を使うことかできる。さらに、レ
ンズアレイと受光センサアレイとを１対１に対応させる
よう構成することにより、正立等倍結像系でなくとも原
稿を読み取ることができ、レンズの視野角とレンズと原
稿間の距離を調整することで焦点深度を確保することが
可能である。さらにこの光学系では、原稿と受光センサ
の距離を大幅に短くでき、装置の小型化，薄型化が図れ
る等の効果を有する。
ように、透明保護材として強度的に十分な厚みを持たせ
ることができ、静電気の影響も無視することができる。
また、受光センサと透明保護材との間にある程度の空間
があるので、マルチチップ構成の密着型イメージセンサ
の実装，結線においても、技術的に簡便で確実性のある
ワイヤボンディング法を使うことかできる。さらに、レ
ンズアレイと受光センサアレイとを１対１に対応させる
よう構成することにより、正立等倍結像系でなくとも原
稿を読み取ることができ、レンズの視野角とレンズと原
稿間の距離を調整することで焦点深度を確保することが
可能である。さらにこの光学系では、原稿と受光センサ
の距離を大幅に短くでき、装置の小型化，薄型化が図れ
る等の効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例における密着型イメージ
センサの概略断面図である。
センサの概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例における密着型イメージ
センサの概略断面図である。
センサの概略断面図である。
【図３】本発明の実施例におけるin−line型およびoff
−axis型のマイクロフレネルレンズアレイの構造概略図
である。
−axis型のマイクロフレネルレンズアレイの構造概略図
である。
【図４】本発明の第１の実施例におけるin−line型マイ
クロフレネルレンズアレイを用いた光学系の概略断面図
である。
クロフレネルレンズアレイを用いた光学系の概略断面図
である。
【図５】従来例における密着型イメージセンサの断面構
造概略図である。
造概略図である。
【図６】従来例における完全密着型イメージセンサの断
面構造概略図である。
面構造概略図である。
１…発光ダイオード(ＬＥＤ)アレイ、 ２，12…受光セ
ンサチップ、 ３，13，23…回路基板、 ４，４′，14
…透明保護板(カバーガラス)、 ５…筐体、 ６…原
稿、 ７…ロッドレンズアレイ、 ８…透明ガラス基
板、 ９…原稿ガイド、41…照明窓、 42，42′…マイ
クロフレネルレンズ、 43…遮光膜。
ンサチップ、 ３，13，23…回路基板、 ４，４′，14
…透明保護板(カバーガラス)、 ５…筐体、 ６…原
稿、 ７…ロッドレンズアレイ、 ８…透明ガラス基
板、 ９…原稿ガイド、41…照明窓、 42，42′…マイ
クロフレネルレンズ、 43…遮光膜。
Claims (6)
- 【請求項１】 原稿を照明する照明手段と、該照明手段
を駆動する駆動回路と、原稿からの反射光を検知して電
気信号に変換する受光センサアレイと、該受光センサア
レイを駆動する駆動回路と、前記受光センサアレイから
の出力信号の信号処理回路とを具備した回路基板と、 前記受光センサアレイに原稿からの反射光を集光するレ
ンズアレイを備えた前記受光センサアレイを保護する透
明保護材と、 上記の構成部品を位置決めし固定する筐体とから構成さ
れる密着型イメージセンサ。 - 【請求項２】 前記原稿からの反射光を集光するレンズ
アレイをマイクロフレネルレンズにて形成したことを特
徴とする請求項１記載の密着型イメージセンサ。 - 【請求項３】 前記原稿からの反射光を集光するレンズ
アレイを屈折型マイクロレンズにて形成したことを特徴
とする請求項１記載の密着型イメージセンサ。 - 【請求項４】 原稿を照明する照明手段と、該照明手段
を駆動する駆動回路と、原稿からの反射光を検知して電
気信号に変換する受光センサアレイと、該受光センサア
レイを駆動する駆動回路と、前記受光センサアレイから
の出力信号の信号処理回路とを具備した回路基板と、 前記受光センサアレイに原稿からの反射光を集光するマ
イクロレンズアレイを備えた前記受光センサアレイを保
護する透明保護材と、 上記構成部品を位置決めし、固定する筐体とから構成さ
れる密着型イメージセンサにおいて、 前記マイクロレンズアレイのレンズ個数を受光センサア
レイの素子数に一致せしめ、レンズ素子と受光素子とを
１対１に対応させるようにした密着型イメージセンサ。 - 【請求項５】 前記マイクロレンズアレイにおいて、１
つのレンズが原稿側に張る開口角によって原稿面で切り
取られる開口径が、受光センサの素子ピッチの寸法程度
となるようマイクロレンズの開口角とレンズと原稿との
距離を決定したことを特徴とする請求項４記載の密着型
イメージセンサ。 - 【請求項６】 前記マイクロレンズアレイにおいて、１
つのレンズが前記受光センサアレイ面上に結像する像を
等倍倒立実像とし、受光センサの受光部の大きさと同程
度となるよう、マイクロレンズの焦点距離とレンズと受
光センサとの距離を決定したことを特徴とする請求項４
記載の密着型イメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5065257A JPH06273602A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 密着型イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5065257A JPH06273602A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 密着型イメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273602A true JPH06273602A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13281683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5065257A Pending JPH06273602A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 密着型イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06273602A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997039486A1 (en) * | 1996-04-15 | 1997-10-23 | Rohm Co., Ltd. | Image sensor chip, method for manufacturing the same, and image sensor |
| US6469808B1 (en) | 1998-05-15 | 2002-10-22 | Rohm Co., Ltd. | Image reading apparatus and illuminator used for the same |
| US6496285B1 (en) | 1998-02-25 | 2002-12-17 | Rohm Co., Ltd. | Image reading apparatus |
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| CN102667427A (zh) * | 2009-11-18 | 2012-09-12 | Trw车辆电气与零件有限公司 | 用于在机动车中检测环境光的光学传感装置 |
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| WO2023240424A1 (en) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | Fingerprint Cards Anacatum Ip Ab | An optical proximity sensor arranged under a display |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP5065257A patent/JPH06273602A/ja active Pending
Cited By (16)
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|---|---|---|---|
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