JPH0758766B2

JPH0758766B2 - 完全密着型イメージセンサ

Info

Publication number: JPH0758766B2
Application number: JP26102188A
Authority: JP
Inventors: 行男糟谷
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH02106980A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、画像を原寸大で読取る完全密着型イメージセ
ンサ、特に結像用のロッドレンズを省略して光源と受光
素子とを一体化した完全密着型イメージセンサに関する
ものである。

（従来の技術）従来、このような分野の技術としては、日経メカニカル
（1986−12−１）日経マグロウヒル社「光路が短い密着
型イメージセンサOA機器小型化の切り札に」P.71−78に
記載されるものがあった。以下、その構成を図を用いて
説明する。

第２図は従来の密着型イメージセンサの一構成例を示す
図である。

この密着型イメージセンサは、原稿１を照射するための
発光ダイオード（以下、LEDという）アレイ２、結像用
のロッドレンズアレイ３、及び光／電気変換用の受光素
子４より構成されているる。そして、LEDアレイ２から
の出射光で原稿１を照射すると、その原稿１の画像がロ
ッドレンズアレイ３を通して受光素子４に結像され、そ
の受光素子４で電気信号に変換されて読み出される。

この種の密着型イメージセンサでは、ロッドレンズアレ
イ３を用いて原稿１の画像を原寸大で読取るので、縮小
光学系を用いたイメージセンサと比べて、光路が大幅に
短くなり、複写機やファクシミリ等の画像読取装置を小
型化できる。

ところが、ロッドレンズアレイ３を用いているので、小
型、軽量化の点で充分満足できるものではなかった。そ
こで、ロッドレンズアレイ３を省略した完全密着型イメ
ージセンサが提案されている。

第３図は従来の完全密着型イメージセンサの一構成例を
示す図である。

この完全密着型イメージセンサは、LEDアレイ10及びセ
ンサ本体20より構成されている。センサ本体20は、ガラ
ス基板21を有し、そのガラス基板21の底面に、電極22、
アモルファスシリコン（以下、ａ−Siという）からなる
受光素子23、透明電極24、及び電極25が積層状態に形成
されている。受光素子23等の中央には光通過用の窓26が
設けられ、さらにそれらの受光素子23等が透明保護層27
で覆われている。この透明保護層27の下には、原稿28が
置かれる。そして、LEDアレイ10により、ガラス基板2
1、窓26及び透明保護層27を通して原稿28を照射する
と、その原稿28の画像が透明保護層27を通して受光素子
23で電気信号に変換される。

この完全密着型のイメージセンサでは、ロッドレンズア
レイを省略したので、小型、軽量化が図れると共に、ロ
ッドレンズアレイ内での光量損失がないので、受光素子
23の出力も大きくなり、信号対雑音比（S/N比）が向上
する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、第３図の完全密着型イメージセンサで
は、光源であるLEDアレイ10と、受光素子23側のセンサ
本体20とが、個別に構成されているため、小型、軽量化
に限界があった。その上、ユニットとしてイメージセン
サを組立てる場合、LEDアレイ10とセンサ本体20との取
付け位置の調整を行わなければならず、この調整が煩雑
であり、しかも調整不十分なときには、受光素子23への
入射光量が少なくなって読取り精度が低下し、それらを
解決することが困難であった。

本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、小
型、軽量化に限界がある点、及び光源とセンサ本体との
取付け位置の調整の煩雑さの点について解決した完全密
着型イメージセンサを提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明は前記課題を解決するために、光を照射して画像
を原寸大で電気的に読取る完全密着型イメージセンサに
おいて、このイメージセンサを少なくとも、素子搭載用
の基板と、前記基板上に形成された膜状の発光素子と、
前記発光素子の出射光を通すための第１の窓を有し前記
発光素子を覆う遮光用の共通電極と、前記第１の窓上に
位置する第２の窓を有し前記共通電極上に形成された膜
状の受光素子と、前記発光素子、共通電極及び受光素子
上に被着された透光性の保護膜とで、構成したものであ
る。

（作用）本発明によれば、以上のように完全密着型イメージセン
サを構成したので、同一基板上に形成された発光素子及
び受光素子は、一体化による小型、軽量化を向上させる
働きを有し、さらに両者間における配置関係を製造プロ
セスの段階において高精度に設定可能にさせ、組立て作
業時における位置調整を不要にさせる働きをする。従っ
て、前記課題を除去できるのである。

（実施例）第１図（１），（２）は本発明の一実施例を示すもの
で、同図（１）は完全密着型イメージセンサの１ドット
分の概略平面図、及び同図（２）はそのＡ−Ａ線断面図
である。

この完全密着型イメージセンサは、ガラス板、樹脂板、
絶縁被覆された金属板等の絶縁性の基板30を有し、その
基板30上にはクロム等からなる発光素子用の個別電極31
が形成されている。

個別電極31上には、電気を光に変換するための膜状の発
光素子32が形成されている。発光素子32は、ジンクサル
ファイド、マンガン（ZnS:Mn）等からなる発光層32aを
絶縁膜32b,32cではさんだ構造をなし、例えば個別電極3
1の形成後に、その絶縁膜32b、発光層32a及び絶縁膜32c
が連続または別々に、プラズマCVD（化学的気相成
長）、蒸着、スパッタ等で形成される。

発光素子32上には、それを覆う遮光用の共通電極33が形
成され、さらにその上に、光を電気に変換するための水
素化アモルファスシリコン（ａ−Si:H）等からなる膜状
の受光素子34がプラズマCVD、エレクトロン・サイクロ
トロン・レゾナンス（以下、ECRという）CVD、光CVD等
で形成されている。共通電極33は、発光素子32及び受光
素子34の両方の共通電極となるもので、その共通電極33
には発光素子32からの出射光を通すための第１の窓33a
が開けられ、それに対向して第２の窓34aが受光素子34
にも形成されている。

受光素子34上には、酸化インジウムスズ等からなる透光
性の受光素子用個別電極35が形成されている。この個別
電極35には、第２の窓34aと対向する位置に第３の窓35a
が形成されている。個別電極35を受光素子34の一部と接
触させる時には、第３の窓35aを形成しなくてもよい。
発光素子32、受光素子34、及び個別電極35等の上には、
それらを保護するためのポリイミド樹脂等からなる透光
性の絶縁性保護膜36が被着されている。第1,第2,第３の
窓33a,34a,35aがあるため、保護膜36の中央に凹部が形
成されるが、この凹部をなくした形状にしてもよい。こ
の保護膜36と対向して原稿37がセットされる。

次に、動作を説明する。

先ず、共通電極33は発光素子32と受光素子34に対して兼
用に使うためにグラウンドに接続し、発光素子用個別電
極31に正の電圧を、受光素子用個別電極35に負の電圧を
それぞれ印加する。すると、発光素子32が発光し、その
出射光が第１図（２）の矢印で示すように、第1,第2,第
３の窓33a,34a,35aを通って原稿37を照射する。原稿37
の画像は、保護膜36を通して受光素子34で電気信号に変
換され、読み出される。

本実施例では、次のような利点を有している。

（ａ）基板30上に発光素子32及び受光素子34を一体形
成しているので、センサユニット全体の小型、軽量化を
著しく向上できる。

（ｂ）発光素子32と受光素子34とが同一基板30上に形
成されているため、製造プロセス時において発光素子32
と受光素子34を的確な配置位置で精度良く形成できる。
従って、従来のような光源と受光素子との組立て作業時
における位置調整という煩雑な作業が省略でき、製造工
程を簡素化できると共に、光軸合致精度の向上により、
信頼性を高めることができる。

（ｃ）発光素子32と原稿37との距離が短くなるので、
原稿37への入射光が強くなり、S/Nが著しく向上する。
その上、発光素子32が共通電極33で覆われ、その共通電
極33の第１の窓33aを通して光が出射される構造である
ため、光量損失が少なくて光の出射効率が高く、低消費
電力化も期待できる。

（ｄ）共通電極33は、発光素子32及び受光素子34に兼
用されているため、電極本数を削減できる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。

（ｉ）発光素子32及び受光素子34は、図示以外の種々
の材料で形成できる。例えば、発光素子32は、アモルフ
ァス・シリコン・カーバイド（ａ−SiC）からなる３層
のｐ−ｉ−ｎ接合、あるいはｎ−ｉ−ｐ接合で構成し、
それらをプラズマCVD、ECR・CVD、光CVD、蒸着、スパッ
タ等で基板30上に形成してもよい。

（iii）個別電極31,35及び共通電極33は、発光素子32
及び受光素子34の配置状態や形状等の変更に応じて、種
々の配置や形状に変形できる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、基板上に
発光素子及び受光素子を一体形成した構成であるため、
全体の小型、軽量化を著しく向上できると共に、発光素
子と受光素子を的確な配置位置で精度良く形成でき、そ
れによって製造工程の簡素化と信頼性の向上が図れる。
発光素子と原稿との距離が短くなるので、S/N比が著し
く向上し、その上、共通電極の第１の窓を通して発光素
子の光が出射される構成であるため、出射効率が高く、
低消費電力化も期待できる。さらに、共通電極は発光素
子及び受光素子に兼用されているため、電極本数の削減
という効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１），（２）は本発明の実施例を示すもので、
同図（１）は完全密着型イメージセンサの概略の平面
図、及び同図（２）は同図（１）のＡ−Ａ線断面図、第
２図は従来の密着型イメージセンサの構成図、第３図は
従来の完全密着型イメージセンサの構成図である。 30……基板、31,35……個別電極、32……発光素子、33
……共通電極、33a,34a,35a……第1,第2,第３の窓、34
……受光素子、36……保護膜、37……原稿。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を照射して画像を原寸大で電気的に読取
る完全密着型イメージセンサにおいて、素子搭載用の基板と、前記基板上に形成された電気／光変換用の膜状の発光素
子と、前記発光素子の出射光を通すための第１の窓を有し前記
発光素子を覆う遮光用の共通電極と、前記第１の窓上に位置する第２の窓を有し前記共通電極
上に形成された光／電気変換用の膜状の受光素子と、前記発光素子、共通電極及び受光素子上に被着された透
光性の保護膜とを、備えたことを特徴とする完全密着型イメージセンサ。