JPH0574042B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はフアクシミリや文字、画像の読取り入
力装置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
取り入力装置では、蛍光灯やLED（発光ダイオー
ド）アレイなどで照明された原稿の情報を光学レ
ンズやロツドレンズアレイや光フアイバーを通し
てセンサ上に結像し、原稿またはセンサを移動さ
せることによつて、２次元情報を読取るように構
成されている。このような読取り入力装置の従来
のものは、CCD（電荷結合素子）と光学レンズを
組み合わせた構成のもの、さらには長尺イメージ
センサとロツドレンズアレイ、光フアイバーアレ
イを組み合わせた構成のものがある。特に密着型
イメージセンサと呼ばれる後者は近年フアクシミ
リなどの小型化、低価格化を目的として開発が進
んでいる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら上記の密着型イメージセンサの多
くは、原稿の情報を通常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、小型化にはお
のずと限界があつた。このタイプではロツドレン
ズアレイの共役長だけ原稿とセンサを離さねばな
らず、通常密着型イメージセンサのユニツトとし
て20〜30mmの厚さになつてしまう。更に、レンズ
系を使つているので光学調整が必要であり、光量
伝達率が低いという問題もあつた。

これに対してレンズ系を使わず光フアイバーア
レイを用いたものは、光学調整が不要であり光量
伝達率も十分に大きく、焦点を結ばないことから
光フアイバーの長さを短くでき超小型に適してい
る。しかし、光フアイバーに入射した光の中で開
口角以上の角度で入射した光はクラツドとの境界
面で全反射を起こさずクラツドを経て隣接するフ
アイバーに伝えられる。また、最初にクラツドに
入射した光は、同様にクラツド・コアを通り抜け
て出射面に達する。光フアイバーアレイで画像を
伝送する場合には、この光の漏れが画質を低下さ
せてしまう。したがつて、この光の漏れを吸収す
る目的で光フアイバー間に吸収体をそう入した
EAM（Extra Mural Absrption）型の光フアイ
バーアレイが考案されているが、これを密着型イ
メージセンサに用いた場合には読取るべき原稿面
を照射することができないという問題点があつ
た。

本発明は上記の問題点に鑑みて創案されたもの
で、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＞ 上記の目的を達成するため、本発明は読取るべ
き原稿を照射する光源と、上記の原稿からの反射
光を電気信号に変換する受光素子と、上記の原稿
と上記受光素子との間に配置した光フアイバーア
レイとを有する密着型イメージセンサにおいて、
上記の光フアイバーアレイは２種以上の光フアイ
バーアレイ体を積層して成り、そのうち１種類は
側面に吸収体が被覆された光フアイバーからなる
光フアイバーアレイを有して構成されている。

＜作用＞ 上記のように本発明では、光フアイバーアレイ
の構成体の一つに、側面に吸収体が被覆された光
フアイバーからなる光フアイバーアレイを有して
構成されることにより、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
面で画質の低下を防止することができる。且つも
う１種の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、原稿面を容易に照射することができる。ま
た、２種以上の光フアイバーアレイ体を接着する
構成により、容易に上記のような光フアイバーア
レイが作製できる。以上のようにして超小型で光
学調整が不要な高画質の密着型イメージセンサを
容易に提供できる。

＜実施例＞ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図は本発明一実施例の密着型イメージセン
サの断面を示す図である。同図においては、１は
原稿、２はLEDアレイ光源、３は受光素子とし
てのCCDチツプ、４は光漏れ防止用の吸収体を
含まない光フアイバーアレイ体、５は各光フアイ
バーに光漏れ防止用の吸収体を被覆した光フアイ
バーアレイ体、６，７は上記それぞれの光フアイ
バーアレイ体４及び５を組み込んだ透光性基板で
ある。また、８は透光性基板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る。以
上のような構成によつて、超小型で光学調整が不
要で量産性に適した高解像度の密着型イメージセ
ンサが容易に提供できる。

第２図は上記の吸収体を踏まない光フアイバー
アレイ体４の拡大図、第３図は上記の吸収体を被
覆した光フアイバーアレイ体５の拡大図である。
ここで、１０及び１２は光フアイバーコア部、１
１及び１３は光フアイバークラツド部、１４は各
光フアイバークラツド間に介装された光漏れ防止
用の吸収体である。第２図において光の進路（矢
印）が示すように吸収体のない光フアイバーアレ
イ体４では、光フアイバーに入射した光のうち、
開口角以上の角度で入射した隣接する光フアイバ
ーに漏れてしまう。また、最初に光フアイバーク
ラツド１１に入射した光も隣接する光フアイバー
に漏れてしまう。このような漏れ光を防止するた
めの吸収体を被覆した光フアイバーアレイ体５で
は、第３図の光の進路（矢印）に示すように漏れ
光は吸収体１４で吸収されて伝送画像の画質を低
下させることはない。

このような２種類の異なつた光フアイバーアレ
イ体を第４図に示すように積層したものを光フア
イバーアレイとして用いることによつて、第１図
のように本実施例を構成する。このような構成に
することによつて、光源２から照射された光は透
光性基板７，６及び吸収体を含まない光フアイバ
ーアレイ体４を通過して原稿１を照明する。照明
された原稿１の画像情報は、まず吸収体を含まな
い光フアイバーアレイ体４を通り、次に吸収体を
含む光フアイバーアレイ体５を通つてCCD受光
素子３に伝わる。画像情報は吸収体を含まない光
フアイバーアレイ体を通つた時点では、漏れ光の
ために画像は劣化したようになつているが、次の
吸収体を含む光フアイバーアレイ体を通ることに
よつて、不必要な漏れ光は吸収体でカツトされ、
必要な画像情報のみ受光素子側に伝わる。従つ
て、光源からの照射光がうまく原稿を照射できる
とともに、画像の画質を低下させることなく受光
素子に伝えることができる。

次に、上記構成の密着型イメージセンサの作製
手順を説明する。

受光素子３として例えば16本／mmの分解能を持
ち約70mmの長さに形成したCCDセンサを用い、
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、基板上の受光部と転送部とをCCD端
部付近まで形成する。そして電極配線及び接合部
を必要数だけ形成し、受光部と転送部を含む受光
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を形成する。

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基板６及び７を形成し、基
板６と７は光硬化性接着剤を用いて第４図に示す
ように接着する（第１図参照）。ここで各フアイ
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。また接着に際しては光硬化前に気
泡抜きをすることにより、ムラなく容易に接着す
ることが出来る。

上記のようにして張り合わせた基板７の上面に
電極配線８を微細加工技術を用いて薄膜で形成
し、CCD受光素子３上の電極配線及び接合部と
接合するための接合媒体バンプ９を上記電極配線
８上に形成する。その後、CCD受光素子３と基
板７をボンデングツールで接合する。その後、樹
脂接着剤を用いて接合の補強及びCCD受光素子
３の保護膜としてもよい。また、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側の電極配線及び接合部と基
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、半田の自己整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、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
置されている。また、光学レンズを用いずに光フ
アイバーアレイを用いているので光路長を自由に
選択することができ、センサ全体の小型化が図れ
るとともに、従来のようなレンズの焦点調整等が
不要であるので低価格化も実現できる。更にま
た、受光素子と光フアイバーアレイを組み込んだ
基板とを別個に作製できるもので、歩留り良く生
産できる。

以上のようにして作製した密着型イメージセン
サの分解能（MTF）特性を第５図に示す。本実
施例の密着型イメージセンサは２種以上の光フア
イバーアレイ体を積層する構成により、原稿に光
を容易に照射できるばかりでなく、分解能
（MTF）特性も非常に良好であることがわかる。
また吸収体を持たないCLEAR型光フアイバーア
レイ体単体を用いた場合は、各フアイバー間の光
漏れのために非常に悪い分解能特性となつてい
る。また、各光フアイバー間に吸収体を被覆した
タイプの光フアイバーアレイ体単体では読み取る
べき原稿を照明できない。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明の密着型イメージ
センサによれば、光フアイバーアレイ体の構成体
の一つに吸収体が被覆された光フアイバーからな
る光フアイバーアレイを有する構成により、容易
に原稿を照明でき、漏れ光を確実にカツトできる
ので非常に良好な分解能が得られ、かつ容易に作
製できる。さらに焦点調整等が不要であるので超
小型化・低価格化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の密着型イメージセン
サの断面構造を示す図、第２図は吸収体を含まな
い光フアイバーアレイ体の構造を示す拡大図、第
３図は吸収体を被覆した光フアイバーアレイ体の
構造を示す拡大図、第４図は本発明の一実施例に
おける光フアイバーアレイの積層構造を示す拡大
図、第５図は本発明の一実施例の密着型イメージ
センサの分解能（MTF）特性を示す図である。 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、９……接合媒体バンプ、１０，１２……光フ
アイバーコア部、１１，１３……光フアイバーク
ラツド部、１４……吸収体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 読取るべき原稿を照射する光源と、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、
   上記原稿と上記受光素子との間に配置した光フア
   イバーアレイとを有する密着型イメージセンサに
   おいて、上記光フアイバーアレイは２種以上の光
   フアイバーアレイ体を積層して成り、該光フアイ
   バーアレイ体の１種類は、側面に吸収体が被覆さ
   れた光フアイバーからなる光フアイバーアレイを
   有することを特徴とする密着型イメージセンサ。