JPS60210867A - リニアイメ−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】 〔発明の技術分野〕 本発明はイニアイメージセンサにかかるものであシ、特
に接触型及び密着型のリニアイメージセンサの改良に関
するものである。

〔発明の背景〕

ファクシミリ装置、電子メールあるいは複写機などにお
りては、所定の原稿読み取り装置が使用される。この原
稿読み取ル装置としては、高速化、高信頼化の要請から
ＭＯＳデバイスを軸として発展したＩＣ（集積回路）技
術によりＣＯＤ　（電荷結合素子）などのデバイスを用
いた一次元のリニアイメージセンサが多用されてμる。

しかし、このようなセンナの長手方向の幅は、稿からセ
ンナまでの光路長が大きくなることから、装置の大型化
を招くという不都合がある。また、焦点合せのための微
小調整機構が不可欠な上に、その調整作業が繁雑である
とめう不都合がある。

これらの不都合を改良するため、密着盤センサが考案さ
れた。密着型センサは、センサの幅を原稿の幅に対応せ
しめ、屈折率分布型微小ロッドレンズアレイ（以下、単
にロッドレンズアレイ、と呼ぶ）するいは光フアイバア
レイなどの１：１の光学系を用いて原稿とセンサとの距
離を縮めたものである。このような密着型センサについ
て、第１図ないし第６図を参照しながら説明する。

第１図には、密着型センサを使用するファクシミリなど
の原稿読取装置の一例が概略示されている。この図にお
いて、原稿は、ローラ手ｙ１０゜１２及びガイド手段１
４．１＋５によって一点鎖線Ｌ１の如く図の左から右に
送られる。この原稿には、光源１８によって破線１２の
如く光が照射される。この光は、原稿面で反射され、更
にはミラー２０．ロッドレンズアレイ２２．ミラー２４
を介してイメージセンサ２６に入射する。このイメージ
センサ２６は、ドライブ用ＩＣ２８によって駆動され、
原稿のイメージに対応する信号が出力回路３０を介して
出力端子３２から外部に出力でれる。以上のように、こ
の例においては、ミラー２０．２４及びロッドレンズア
レイ２２から成る光学系が必要である。

次に第２図には、密着型センサの他の例が示されている
９この図において、イメージセンサ４０は、全体がサン
ドイッチ７アイパ４２上に配置されている。サンドイッ
チファイバ４２は、ガラス４４．４６と光フアイバアレ
イ４８とによってサンドイッチ状に構成されており、イ
メージセンサ４０の受光部５０は、前記レンズアレイ４
８上に配置されている。す／ドイツテファイバ４２は、
コンタクトファイバ５２上に配置されておシ、コンタク
トファイバ５２の１部は、前記光フアイバアレイ４８と
光路が連続しており、前記ファイバ５２に入射した光が
前記受光部５０に達するようになっている。このファイ
バ５２には、マウント５６に保持された発光ダイオード
５８などの照明光源から出力された光が原稿６０によっ
て実線爲の如く反射されて入力されるようにな′ってい
る。

次に、第３図には、密着型センサの更に他の例が示され
ている。この図に示されてｉる例は、ロッドレンズアレ
イ７０が第１図に示されている例と比較してれに配置さ
れており、光源７２から発せられた光は、原稿７４によ
って反射され、ロッドレンズアレイ７０のみを介してイ
メージセンサ７６に入射するようになっている。イメー
ジセンサ７６は、原稿７４の幅と対応する大型のイメー
ジセンサである。この例では、第１図に示す例と比較し
てミラー２０．２４は必要とされない。

また、光源７２をイメージセンサ基板７６の背部に移動
させ、イメージセンサ基板７６の一部に光が透過できる
照明窓を設けた例では、よシ有効に照明光束が原稿面７
４で反射され、ロッドレンズアレイ７０に入射するよう
に工夫されている。

しかし、以上のように密着型センサにおいては、高価な
ロッドレンズアレイ又は光７アイノ（アレイを使わなけ
ればならず、更に何らかの焦点調整機構が必要であるば
かりか、光学系の長さ、を１００以下とすることは困難
であるため装置の小型化の妨けとなる。また、（受光部
面での照度）／（原稿面での照度）Ｘ１００％で定義さ
れる光量伝達率は、数１穆度に減少してしまう。

そこで、収束性光学系や光ファイノ（−などの導光系を
用いることなく直接的に読み取る直接読み取り型センサ
（以下「接触形センサ」という）が提案されている。す
なわち、原稿面とセンサの受光面との間に収束性光学系
を用いず、原稿面からの光を直接受光面で受光するよう
にしたものである。この接触形センサについて、第４図
ないし第９図を参照しながら説明する。

第４図には、接触型センサの例が断面図として示されて
おシ、この図の矢印■から見たセンサの一部が平面図と
して第５図に示されて―る。第６図にポケれている例は
、第５図に示されているものを改良したものである。第
７図ないし第９図は、種々の接触型センサにおける原稿
面での光反射角度を比較したものである。

まず、第４図及び第５図において、接触型センサ８０は
、原稿８２の直下に配置石れており、透明基板８４上に
透光窓８６の部分を除いてしや光層８Ｂが形成され、こ
の上の適宜位置に光電変換層９０が形成され、更に全体
が透明保護層９２に個別電極９６（第４図では図示せず
）が各々形成されている。

第４図の矢印ＬＡで示すように接触型センサ８０の下方
から光が照射され、一部が透光窓８６を通過し更には原
稿８２で反射でれて光電変換層９０に入射する。この様
子の概略は、第８図にも示でれている。

第６図に示されている例では、更に透光窓９８が設けら
れている。すなわち、光電変換層９０の両側に透光窓８
６．９８が各々設けられている。

この例では第９図に示すように矢印ＬＢの如（透光窓８
６，９８を光が通過し原稿８２で反射されて光電変換層
９０に入射する。

次に、第７図ないし第９図を参照しながら、各装置を比
較する。まず、第７図に示すように透光窓を全く設けな
い場合には、矢印ＬＣの如く進行する光の入射角θＣは
、第８図に示す場合の入射角θＡより大となる。この入
射角が大きいと、光電変換層９０上では光が分散し、結
果的に受光量が減少する。従って、受光量を増大するた
めには、入射角は小さい方がよい。このためには、透光
窓８６．９８をできる限シ光電変換層９０の近傍に形成
するようにし、更に透光窓８６，９８の面積を第８図よ
シも第９図に示すもののように増大させることが好まし
い。この場合でも、光量伝達率は１０チが限度である。

このように、例えば第８図すなわち第４図及び第５図に
示す例においては、原稿面に達する光量が不充分であシ
、また、共通電極９４などに透明電極を用いるようにし
てもかかる不都合は解消しない。更に、照明光束の入射
角０Ａ、透光窓８６の寸法のばらつきによって光電変換
層９０上の照度ないしは光量が影響を受け易く、このた
めセンナ出力のばらつきが大となるという不都合もある
。

また、第６図ないし第９図に示す例では、原稿面上の照
度は向上するもののこれでも充分とはいえず、仮に共通
電、極９４２個別電極９６を共に透明電極とした場合で
あってもかかる原稿面上の照度は満足し得るものではな
い。更に透明電極の電気抵抗は、金属例えばｋｌ、Ｃｒ
、　Ａｕなどと比較すると高いため、応答速度が低下す
るという不都合が生ずる。

これらの欠点は、接触型センサ基板８８を照明光が通過
する際に生じるものとして説明したが第４図において透
明保護層の代わシにロッドレンズアレイを配置した密着
型センサでも、全く同じ欠点を持つことになる、 以上のように接触型センサでは密着型センサが必要とす
る高価な光学系と煩雑な焦点調整が不要となるが、セン
サ基板背面から照明光を照射する〔発明の目的〕 本発明はかかる点に鑑みてなされたものでｓｂ、原稿面
上における照度を充分に高めることができるリニアイメ
ージセンサを提供することをその目的とするものである
。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、−次元的に複数配列きれているセル
間に照明光が通過できる透過窓を形成するイメージセン
ナによって前記目的を達成しようとするものである。

〔実施例〕

本発明にかかるイメージセンサ構造は密着型として用い
ても、接触型として用いても同等の効果をもたらすので
、以下、接触型として用いた場合についてのみ添附図面
に示す実施例に従って詳細に説明する。

第１０図には、本発明の第１実施例が示されている。こ
の図は前述した第５図らるいは第６図に対応するもので
ある。この第１０図において、透明基板１００上には、
まず図の上方に各セルに共通してしや光層１０２が形成
されている。このしや光層１０２の下方には、一定の間
隔をおいて鉤状の突出部１０４を有するしや光層１０６
が形成されている。これらのしゃ光層１０２，１０＜Ｓ
は。

例えばＣｒ’ｐｋ１などの低抵抗薄膜層の上に５ｉｆｔ
やＡ４０ａなどの高絶縁性材料を使用しており、真空蒸
着法又はスパッタリング法などによって形成される。

次に、しや光層１０６の突出部１０４上には、光導電層
１０８が形成される。この光導電層１０８は、例えば水
素を含んだアモルファスシリコンすなわちアモルファス
水素化シリコン（以下単にｒａ−８ｉ：ＨＪ　と称する
）の膜から成り、真空蒸着、スパッタリング、プラス？
　ＣＶＤ　（ｅｈｅｍｉ　ｃ　ａｌｖａｐｏｒ　ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）などの方法で形成される。

次に、共通電極１１０がしや光層１０２上から光導電層
１０８の端部にかけて形成され、個別電極１１２が光導
電層１０８の他の端部から突出部１０４に沿ってしや光
層１０６にわたるように形成される。これらの共通電極
１１０１個別電極１１２は、例えばＡｌ、　Ａｕ、　Ｃ
ｒなどの電気抵抗の低い金属材料を使用し、真空蒸着あ
るいはスパッタリングなどの方法で形成される。共通電
極１１０は、複数の光導電層１０８に対して共通に形成
されるのに対し、個別電極１１２は、複数の光導電層１
０８に対して個別に各々形成される。

また、図に示すように、共通電極１１０と光導電層１０
８との間には透光窓１１４が形成され、隣接する光導電
層１０８間すなわち突出部１０４間には透光窓１１６が
形成され、更に光導電層１０８としや光層１０６との間
にも透光窓１１８が形成ちれている。なお、この実施例
では、個別電極１１２は、しや光層１０６によってマス
クでれている。これは、個別電極１１２を形成する際に
ダイオードも作成しようとする場合、該ダイオードに対
する光の照射が行なわれないようにするだめのマスクと
してしや光層１０６を利用することによる。従って、こ
のような必要がない場合には、第１１図に示すようにじ
ゃ光層１０６を、光導電層１０８をマスクする部分１２
０と、図の下方の部分１２２とに分離し、しや光層１２
０を島状に孤立して形成してもよい。

また、共通電極１１０１個別電極１１２を、Ｓｎｕｇ　
、　Ｉｎ、　０．などによる透明電極としてもよい。

しかしこの場合には、前述したように、各フォトセルの
応答速度が低下するので、これがあまり高速であること
を要求されない場合に限られる。

次に、上記実施例の全体的作用について説明する。所定
の光源（図示せず）から発せられた光は、第７図ないし
第９図において説明したように透明基板１００の下方か
ら透光窓１１４，１１６゜１１８を介して原稿面（図示
せず）に達する。従って、原稿面に達する光量は増大し
、このため解像度が全と髪化することなく、信号のＳ／
Ｎ比が向上することとなる。

次に、第１２図及び第１３図を参照しながら本発明の第
２実施例について説明する。

第１２図は、第１０図あるいは第１１図に対応する図で
ｓｂ、この第１２図のｘｍ　−ｘｍ線に沿った断面が第
１３図に示されている。これら第１２図及び第１６図に
おいて、透明基板２００上には、Ｏｒなどのしや光性の
大きな材料を用いて複数の個別電極２０２が形成されて
いる。個別電極２０２は、先端部に対し後端部の断面積
が大となるように形成てれる。

次に、個別電極２０２の先端部には、ａ−３ｉ：Ｈの光
導電層２０４が上述した方法によって各々形成される。

更にこれらの光導電層２０４の上に重ねて共通電極２０
６が形成ぢれる。この共通電極２０６は、上述した方法
によシ透明電極として形成される。なお、光導電層２０
４の配置間隔は第１０図に示すものと同様となっておシ
、透光窓２０８が各々形成でれている。

次に、上記第２実施例の作用について説明する。

まず、光導電層２０４間に形成された透光窓２０８は、
第１０図あるいは第１１図に示すものと比較して十分拡
大されている。従って、共通電極２０６の光透過率が必
ずしも大きくなくても十分な光量の光を原稿面に入射さ
せることができる。他方、光導電層２０４の面積が拡大
嘔れて−るため、Ｓ／Ｎ比が向上することとなる。また
、個別電極２０２は後端部にお―て断面積が増大するよ
うになっているため、抵抗値が減少し、このため応答速
度が向上することとなる。この個別電極２０２は、しや
光層としての機能も兼用して釣るため、セル全体の構造
が簡易化石れ、特に絶縁層を設ける必要がなくなる。

次に第１４図に示すように、以上のような構成のイメー
ジセンサ３００に対し、第１５図に拡大して示す光屈折
板３０２を介して光源６０４から光を照射すると、光束
Ｌψは、角度θφだけ屈折し、原稿面に対して斜め即ち
角度θψの方向から入射するようになる。この方法によ
れば、それぞれの受光素子の直下の原稿面を照明するこ
とができるので分解能の向上を図ることができる。なお
、光屈折板６０２は、ガラス板のエツチング、プラスチ
ックのレプリカによる方法などによって大量に容易に作
成することができる。

なお、上記実施例では、光導電層としてａ−８ｔ：Ｈを
用いたが、本発明は何らこれに限定式れるものではなく
、その細光電変換型ないし光起電力型の素子、ＰＩＮフ
ォトダイオードなどを用いるようにしてもよい。その他
電極等の形状についても所定の機能を有する範囲内で変
更可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によるイメージセンサによ
れば、−次元状に配列された光電性材料から成る受光部
間にも光透過窓を設けることとしたので、原稿面に達す
る照明光の光量ないし照度を十分に高めることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は密着型センサを使用する原稿読取装置の従来例
を示す一部破断した概略の正面図、第２図は密着型セン
サの他の従来例を示す一部破断した斜視図、第６図は密
着型センサの更に他の従来例を示す一部破断した斜視図
、第４図は接触形セ／すの従来例を示す断面図、第５図
は第４図の矢印Ｖからみた部分平面図、第６図は接触型
センサの他の従来例を示す部分平面図、第７図なりし第
９図は光の進行状級を比較する説明図、第１０図は本発
明にかかるイメージセンナの第一実施例を示す部分平面
図、第１１図は第１０図のイメージセンサの変形例を示
す□部分平面図、第１２図は本発明の第２実施例を示す
部分平面図、第１３図は第１２図の■−ＸＩ線に沿った
断面図、第１４図はイメージセンサに対する光入射の一
手段を示す説明図、第１５図は光屈折板を拡大して示す
説明図である。 １０２．１０６，１２０，１２２　・・・しや光層１０
８．２０４　・・・光導電層 １１０．２０６　・・・共通電極 １１２．２０２　・・・個別電極 １１４．１１６，１１８，２０８　・・・透過窓３０２
・・・光屈折板。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第１図 第２図 第５図 第６図 第１２図 ＭｌＢ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光電性材料から成る受光部を、複数隣接して一次
   元状に原稿幅に対応して所定の基板上に配列し、この基
   板が照明光の光路の一部となっているリニアイメージセ
   ンサにおいて、 前記隣接する受光部間には、前記照明光が通過し得る透
   過手段が形成されて成ることを特徴とするリニアイメー
   ジセンサ。
2. （２）前記受光部と原稿との間には、原稿からの照明光
   を受光部に対し斜めに入射させる光屈折手段が配置され
   ている特許請求の範囲第１項記載のリニアイメージセン
   サ。
3. （３）前記光電性材料は、アモルファス水素化シリコン
   から成る特許請求の範囲第１項又は第２項記載のリニア
   イメージセンサ、