JPH077832B2

JPH077832B2 - 光電変換装置

Info

Publication number: JPH077832B2
Application number: JP1047409A
Authority: JP
Inventors: 誠小倉; 克美小宮山; 達人川合; 正義村田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH02226768A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光電変換装置に関し、特に光電変換素子（光
センサ）アレイを設けてなる光電変換装置に適用して好
適なものである。

［従来の技術］光電変換装置を小型化するとともに、歩留りを向上して
製造価格等の低廉化を図ったものとして、従来特開昭60
-132452号および特開昭62-97370号等に開示されたもの
がある。これらにおいては、光センサを設けたセンサ基
板を他の工程で作成した支持体（以下実装基板という）
上に担持させる構成が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これら従来例においては以下のような問
題点が生じていた。

まず、特開昭60-132452号においては、実装基板として
の絶縁性セラミック基板上に駆動回路部としての厚膜回
路を形成し、かつ光センサアレイ部を実装基板上に固定
し、厚膜回路と光センサアレイ部とをワイヤボンディン
グ法により接続した構成が示されている。しかしなが
ら、この構成では、実装基板が非透光性であるために光
源の配置が制約を受け、充分な小型化を達成しえないお
それが生じている。

一方、特開昭62-97370号においては、光センサアレイが
形成されている透光性を有するセンサ基板を、透光性を
有する実装基板上に固定し、光センサ上に不透光性樹脂
のモールドを施した構成が示されている。そして、情報
光を透光性実装基板および透光性センサ基板を介して光
センサ上に受容するとともに、透光性実装基板面には不
要な光線の入射を防止する遮光板が設けてある。しかし
ながら、この構成では、原稿面からの情報光が透光性実
装基板内を透光性センサ基板内とを透過して受光素子
（光センサ）へ入射するために、情報光の光センサまで
の到達経路が長くなって光量ロスが発生し易く、また各
層での拡散光による迷光成分が発生してしまい、S/N比
の低下やセンサ出力の低下が生じるおそれがあった。

ところで、光電変換装置の光源に光量ムラがある場合、
センサの出力信号にバラツキを生じたり、場合によって
は白スジや黒スジが現われて読取エラーが生じうるの
で、これを改善するための技術として例えば特開昭63-3
10262号に開示されたようなものがある。これは、光源
と原稿との間の光路中に調光部材（ライティングカーテ
ン）を設けた構成である。このライティングカーテン
は、フィルム上に光量分布が一定になるようなパターン
で設けられた遮光膜の形態を有するものであり、これに
よって原稿面での照明光が均一な分布となるように補正
がなされる。

しかしながら、この従来例では、別部材としてのライテ
ィングカーテンが設けられるものであるので、ライティ
ングカーテンと光源との位置合わせ精度を確保できない
おそれがあり、また別部材を設けることによるコストア
ップ等も生じる。

［課題を解決するための手段］本発明は、これら問題点を解決することを目的とし、そ
のために画像情報の読取りに係る原稿との対向面側に光
電変換素子が設けられ、透光性を有する基板と、基板を
支持し、透光性を有する支持体であって、基板の支持面
上に光電変換素子とこれを駆動する回路とを接続するた
めの配線部材およびその配線部材と少くとも一部が同じ
材料を用いて形成された調光部を有する支持体と、支持
体の基板の支持面とは反対の面側に設けられた光源とを
具え、光源から出射した光が支持体、調光部および基板
を透過して原稿に照射され、当該反射光が前記光電変換
素子に受容されるようにしたことを特徴とする。

［作用］本発明によれば、透光性実装基板（支持体）内を照明光
が透過するために光源の配置の自由度が向上して小型化
が可能となり、また情報光（原稿面からの反射光）が透
光性実装基板内および基板（透光性センサ基板）内を透
過しない構成であるので、情報光の光量ロスおよび拡散
がなく、S/N比が向上し、センサ出力も向上する。本発
明では、基板および実装基板を照明光が透過する構成で
あるので、照明光が透過する際の適度な光量ロスおよび
拡散によって照明光が各センサに悪影響を及ぼすことな
く、原稿に対して均一な照明ができる。

また、従来別部材であった調光部を配線部材と少くとも
一部が同じ材料を用いて形成することにより、実装基板
上に両者を同一工程で形成でき、小型化および低廉化が
可能となる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明を適用可能な光電変換装置の一実施例の
断面図を示す。ここで、透光性センサ基板１は石英ガラ
スや硼珪酸ガラス等の透光性および絶縁性を有する基体
上に半導体プロセス等により形成された光センサアレイ
を有する。透光性実装基板２は、石英ガラス，硼珪酸ガ
ラス，ソーダガラス，あるいはアクリル（アルカリ元素
の溶出や拡散を防ぐSiO₂等の保護膜が設けられたもので
あってもよい）等の透光性および絶縁性を有する基体上
に、厚膜印刷法により形成されたAg,Ag-Pd.Ag-Pd,Au
等、またはフォトリソグラフィにより形成されたAl,Cu,
Mo,ITO等の配線部４を有している。また、第５図および
第６図について後述するように、基板２上には調光パタ
ーンを形成してある。なお、これら基板1,2の基体に
は、熱膨張係数が近似したものを用いる。

配線部４はセンサ部と不図示の駆動回路部とを接続す
る。そして、透光性実装基板２上に透光性センサ基板１
を接着層５により接着してある。この接着層５にはシリ
コン系，アクリル系，エポキシ系等の室温あるいは加熱
硬化型，光硬化等の透光性接着剤が好適に用いられ、透
光性センサ基板１および透光性実装基板２の各基体と熱
膨張率および光屈折率が近似した材質のものを用いる。

また、透光性センサ基板１と透光性実装基板２の配線部
４とは、ワイヤボンディング，半田付等で電気的に接続
されている。

而して、光源３からの照明光Ｌは透光性実装基板２およ
び透光性センサ基板１内を透過して原稿６に照射され、
原稿６から反射した情報光が透光性センサ基板１上の受
光素子に入射して受光素子より画像信号として出力され
る。

本例によれば、情報光は実装基板２およびセンサ基板１
を介することなく光センサに受容されるので、光量ロス
や迷光成分によるS/N比の低下も生じない。また、本例
によれば透光性センサ基板１と透光性実装基板２とは各
々独立した部品として取り扱うことができ、すなわち各
別の工程で製作することが可能となり、従って製造工程
を統一化する必要がなくなるとともに各別の検査工程で
良品のみを使用するようにすることが可能となり、総合
的な歩留りが向上する。また、光センサ部のみを基板１
の基体上に配置することから、ある広がりを有する基体
素材について多数個の基板１を一括製造することもで
き、コストダウンが可能となる。さらに、透光性実装基
板２上には配線部４の他に駆動用ICチップや出力増幅用
ICチップ等を搭載することも可能であり、その場合には
さらなるコストダウンが可能となる。さらに、光源３を
透光性実装基板２の裏面側に配置することにより、ユニ
ット外形寸法がさらに小型化する。

すなわち、本実施例によると、透光性を有する実装基板
内を照明光が透過する構成としたので、光源の配置の自
由度が向上し、すなわち光源を透光性実装基板の裏面側
に配置可能となり、光電変換装置を適用する装置の更な
る小型化が達成できる。

また、情報光は透光性実装基板内および透光性センサ基
板内を透過しない構成であるので、情報光の光量ロスお
よび拡散がなく、S/N比が向上してセンサ出力も良好な
ものとなる。

さらに、透光性実装基板と透光性センサ基板とに熱膨張
係数が近似した材料の基体を用いることにより、両者の
接合により生じる応力の緩和が可能となり、基板の反り
や割れが発生しにくい。

加えて、透光性実装基板上に配線部を設けたことによ
り、装置としての小型化が達成され、透光性実装基板と
透光性センサ基板の間に配線部を設ければ、更なる小型
化も可能となる。

第２図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明を適用
可能な光電変換装置の他の実施例を示す分解斜視図およ
び断面図である。本例は、透光性実装基板２と透光性セ
ンサ基板１との間に遮光層７を設けた実施例である。

ここで、遮光層７は光路Ｌに応じて適切に定めたスリッ
ト状窓部7Aの周囲に配置されるもので、配線部４と同一
プロセスかつ同一金属材料を用いて形成することも可能
であるし、スクリーン印刷法やディスペンス法等による
非透光性樹脂によって形成してもよい。また、透光性実
装基板２と透光性センサ基板１とを接着する接着剤を不
透光性のものとして遮光層７を形成してもよく、この場
合には別途接着剤を介在させる工程が不要となる。

これらのように作成された遮光層７は、透光性実装基板
２上の照明光Ｌの光路を除く部分に形成され、光入射の
ためのスリット窓部7Aを有した形状となっているが、こ
のスリット状窓部は空隙として残しても良いし、透明樹
脂を充填しても良い。また、実装基板２上の窓部7Aに対
応した部分には、第５図および第６図について後述する
ように調光パターン部を形成する。

いずれにしても、第２図のような構成によれば、第１図
示のものと同様の効果が得られることに加え、遮光層７
により光源からの照明光の内、信号出力の雑音となるよ
うな迷光、例えば透光性実装基板２での乱反射成分を遮
断することにより、出力信号の解像度を向上することが
できる。

第３図は第１図または第２図の実施例に係る光電変換装
置のより詳細な断面構造を示す。

ここで、透光性を有するガラス等で形成した基体１′上
には、マトリクス配線部９、照明窓10、受光素子11、電
荷蓄積部（コンデンサ部）12、および蓄積された電荷を
適宜のタイミングで転送するためのスイッチング用の薄
膜トランジスタ（TFT）13を含む光センサが一体形成さ
れている。そして、このように構成された透光性センサ
基板１が接着層５、または遮光層７（光路部は窓7A）を
介して透光性実装基板２上に支持されている。これら各
部は、すべて同一の製造プロセスて形成することが可能
である。そして各部の層構成は、例えばCrで基体上に形
成され、センサ部の遮光層下電極15、その上部に配置さ
れた水素化窒化シリコン（SiNx:H）の絶縁層、その上部
の水素化アモルファスシリコン（a-Si:H）の半導体層、
その上部のn⁺a-Si:Hのオーミック層、さらにその上部に
配置したAl等の上電極から成るものである。

このような構成の光センサ部は、パシベーション層19に
よって覆われ、さらにこのパシベーション層19上に接着
層20を介して例えば50μｍ厚の薄板ガラス14が設けられ
る。そしてこの薄板ガラス14上を原稿が摺動するもので
あり、薄板ガラス14は受光素子11と原稿６との距離を一
定に保つスペーサ層として機能するとともに、耐摩耗層
としても機能する。

かかる構成において、透光性実装基板２の裏側から照射
された照明光Ｌは、透光性実装基板２と透光性センサ基
板１とを透過し、照明窓10を通って薄板ガラス14上の原
稿６を照明する。そして、原稿６で反射された情報光
Ｌ′は受光素子11に入射する。

第４図は以上のような基本的構成を有する光電変換装置
をユニット化した構成の一例を示す分解斜視図である。
また、第５図（Ａ）はそのセンサユニットの平面図、同
図（Ｂ）は同じくその側面図、同図（Ｃ）は同じくその
裏面図、同図（Ｄ）は同じくそのD-D′線断面図、同図
（Ｅ）は同じくそのE-E′線断面図である。図示の例で
は、透光性センサ基板１を透光性実装基板２上へ接着固
定し、この透光性実装基板２をベースプレート22へ固定
し、さらにICカバー23で押える。つぎにベースプレート
22の下面に光源３を固定する。そして、ユニットからは
フレキシブル配線24およびコネクタ25を経由して画像信
号を出力することができる。

第６図（Ａ）および（Ｂ）は、第１図および第２図のよ
うな構成に適用可能な調光パターン部の一例を示す。本
例では、透光性実装基板２上の照明光の光路中に、配線
部４を作成する工程と同時に同一材料で調光パターン形
成部26に調光パターン26Aを形成する。この調光パター
ン部26はAl,Cr,Ta,Ti等の薄膜や導電ペースト（Ag,カー
ボン等）の厚膜印刷の電極材料を用いて、光源３（LED,
Xe管，蛍光管,EL等）の光量バラツキに合わせて、パタ
ーンの密度，大きさ，ピツチ等を適切に定めて形成さ
れ、原稿面での照度分布を均一化するようにする。

第７図（Ａ）および（Ｂ）は調光パターンの他の例を示
す。本例では、透光性実装基板２上の配線部４が照明光
の光路を横切る形態とし、この配線部４の光路部分を光
源の光量分布に応じて線幅を定めた調光パターン46を形
成する。また、配線部４による調光パターン部46以外の
光路部にはダミー配線パターンである調光パターン27を
形成する。

第８図は第６図または第７図のような調光パターンを形
成した場合（シェーディング後）と、これを設けなかっ
た場合（シェーディング前）との光量分布を示す。

図より明らかなように、調光パターンを施した場合に
は、光電変換素子（センサビット）の配列範囲にわたっ
て良好で均一な光量分布が得られた。従って、原稿面は
均一な照明光により照明され、読取り画像が良好なもの
となる。

さらに、以上のようにして構成されたセンサユニット10
0を用いて、ファクシミリ装置，イメージリーダその他
の種々の装置を構成することができる。

第９図は本例に係るセンサユニット100を用いて構成し
た画像処理装置（例えばファクシミリ）の一例を示す。

ここで、102は原稿６を読取り位置に向けて給送するた
めの給送ローラ、104は原稿６を一枚ずつ確実に分離給
送するための分離片である。106はセンサユニット100に
対向して読取り位置に設けられて原稿６の被読取り面を
規制するとともに原稿６を搬送するプラテンローラであ
る。

Ｐは図示の例ではロール紙形態とした記録媒体であり、
センサユニット100により読取られた画像情報、あるい
はファクシミリ装置等の場合には外部から送信された画
像情報が形成される。110は当該画像形成を行うための
記録ヘッドであり、サーマルヘッド，インクジェット記
録ヘッド等種々のものを用いることができる。また、こ
の記録ヘッドは、シリアルタイプのものでも、ラインタ
イプのものでもよい。112は記録ヘッド110による記録位
置に対して記録媒体Ｐを搬送するとともにその被記録面
を規制するプラテンローラである。

120は操作入力を受容するスイッチや、メッセージその
他装置の状態を報知するための表示部等を配したオペレ
ーションパネルである。130はシステムコントロール基
板であり、各部の制御を行う制御部や、光センサの駆動
回路部，画像情報の処理部，送受信部等が設けられる。
140は装置の電源である。

以上の実施例においては、光電変換装置と原稿６との間
に光学系を介在させずに、原稿が密着または近接して読
取りが行われる構成について述べたが、情報光（原稿面
からの反射光）を光学系を介して受光素子上に結像させ
る構成に対しても本発明は有効に適用できる。

すなわち、第10図に示すように、透光性センサ基板１と
原稿６との間に集束性光伝送体アレイまたはファイバプ
レートのような光学系部材８を用いた構成であっても、
本発明を容易に適用可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、本実施例による
と、透光性を有する実装基板内を照明光が透過する構成
としたので、光源の配置の自由度が向上し、すなわち光
源を透光性実装基板の裏面側に配置可能となり、光電変
換装置を適用する装置の更なる小型化が達成できる。

さらに、本発明によれば、調光パターン部を透光性実装
基板上に、例えば配線部と同一工程・同一材料で形成す
るようにしたので、別部材のライティングカーテンを設
ける必要がなく、また組立工程の必要もなくなるので、
装置としての小型化および低廉化が可能となる。

加えて、透光性実装基板上の調光パターン部を配線部そ
のもので形成することもできるので、更なる小型化も可
能であり、ICチップの配置等における設計の自由度も向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光電変換装置の模式的
断面図、第２図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の他の
実施例に係る光電変換装置の分解斜視図および模式的断
面図、第３図は第１図または第２図（Ａ），（Ｂ）の実施例に
係る光電変換装置のより詳細な断面図、第４図は光電変換装置を用いて構成したセンサユニット
の一例を示す分解斜視図、第５図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）および（Ｅ）
は、それぞれ、そのセンサユニットの平面図，側面図，
裏面図,D-D線断面図およびE-E′線断面図、第６図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の主要
部に係る調光パターンの一実施例を示すための光電変換
装置の分解斜視図および実装基板の平面図、第７図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ調光パターンの
他の実施例を示すための光電変換装置の分解斜視図およ
び実装基板の平面図、第８図は調光パターンの形成の有無による光量分布を示
す線図、第９図は本発明を適用可能な画像処理装置の一例を示す
断面図、第10図は本発明のさらに他の実施例を示す模式的断面図
である。１……透光性センサ基板、２……透光性実装基板（支持体）、３……光源、４……配線部、５……接着層、６……原稿、７……遮光層、 7A……窓部、８……光学系部材、 26……調光パターン形成部、 26A,46,27……調光パターン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村田正義東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭63−310261（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−310262（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−310263（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報の読取りに係る原稿との対向面側
に光電変換素子が設けられ、透光性を有する基板と、該基板を支持し、透光性を有する支持体であって、前記
基板の支持面上に前記光電変換素子とこれを駆動する回
路とを接続するための配線部材および該配線部材と少く
とも一部が同じ材料を用いて形成された調光部を有する
支持体と、該支持体の前記基板の支持面とは反対の面側に設けられ
た光源とを具え、該光源から出射した光が前記支持体、前記調光
部および前記基板を透過して前記原稿に照射され、当該
反射光が前記光電変換素子に受容されるようにしたこと
を特徴とする光電変換装置。
【請求項２】前記調光部は前記配線部材と同一工程でパ
ターン形成されてなることを特徴とする請求項１記載の
光電変換装置。
【請求項３】前記配線部材の少くとも一部が前記調光部
に兼用されていることを特徴とする請求項２記載の光電
変換装置。
【請求項４】前記調光部は前記光量のばらつきを均一化
するパターンに形成されてなることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかの項に記載の光電変換装置。