JPH0510863B2 - - Google Patents
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- JPH0510863B2 JPH0510863B2 JP59047472A JP4747284A JPH0510863B2 JP H0510863 B2 JPH0510863 B2 JP H0510863B2 JP 59047472 A JP59047472 A JP 59047472A JP 4747284 A JP4747284 A JP 4747284A JP H0510863 B2 JPH0510863 B2 JP H0510863B2
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- Japan
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- document
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
- H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
- H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
- H04N1/0315—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using photodetectors and illumination means mounted on separate supports or substrates or mounted in different planes
- H04N1/0316—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using photodetectors and illumination means mounted on separate supports or substrates or mounted in different planes illuminating the scanned image elements through the plane of the photodetector, e.g. back-light illumination
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
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- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
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- H—ELECTRICITY
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- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
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- H—ELECTRICITY
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- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
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- H—ELECTRICITY
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- H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はたとえばフアクシミリ等に用い、文筆
等のイメージに光−電気信号変換するイメージセ
ンサに係り、特に、光路長低減と小型化に好適な
イメージセンサに関する。
等のイメージに光−電気信号変換するイメージセ
ンサに係り、特に、光路長低減と小型化に好適な
イメージセンサに関する。
たとえばフアクシミリ等の情報機器は入力部に
イメージセンサと称される光−電気信号変換部を
持つが、このイメージセンサの光路長を大きくと
らざるを得ず、電気回路の集積化を進めても機器
全体の大きさが低減できないので、家庭用など小
型化が要求されるにも係わらず、依然大きい開発
課題となつている。従来、このようなイメージセ
ンサとして、第1図、および第2図に示すような
構造が知られている。第1図は原稿10に光源2
を照射し、その反射光をロツドレンズアレイ3で
フアトセンサ1に1:1の倍率で投影する構成で
あり、従来の光学レンズを用いたものに比べると
小形化はかなりなされているが、たとえば原稿
A4サイズを取扱う場合1000本に近いロツドレン
ズアレイを用いるため構造が複雑となり、組立コ
ストの上昇はさけられない問題を残している。ま
た、第2図に示すように、透明基板10の主表面
に遮光膜6を形成し、さらにその上に透明絶縁膜
5,4を形成この透明絶縁膜5,4内にフアトセ
ンサ1を配置したもので、レンズを用いずかつ原
稿20に対して完全に密着させ光源2の光は前記
透明基板10の裏面から照射させるものが知られ
ている。この構造の利点は光路長が低減され構造
の簡単化が図れるものであるが、フアトセンサ1
を保護する透明絶縁膜4が原稿に接触摺動するた
め、この面が“すり硝子”状になつてしまうとい
う欠点を有したものであつた。
イメージセンサと称される光−電気信号変換部を
持つが、このイメージセンサの光路長を大きくと
らざるを得ず、電気回路の集積化を進めても機器
全体の大きさが低減できないので、家庭用など小
型化が要求されるにも係わらず、依然大きい開発
課題となつている。従来、このようなイメージセ
ンサとして、第1図、および第2図に示すような
構造が知られている。第1図は原稿10に光源2
を照射し、その反射光をロツドレンズアレイ3で
フアトセンサ1に1:1の倍率で投影する構成で
あり、従来の光学レンズを用いたものに比べると
小形化はかなりなされているが、たとえば原稿
A4サイズを取扱う場合1000本に近いロツドレン
ズアレイを用いるため構造が複雑となり、組立コ
ストの上昇はさけられない問題を残している。ま
た、第2図に示すように、透明基板10の主表面
に遮光膜6を形成し、さらにその上に透明絶縁膜
5,4を形成この透明絶縁膜5,4内にフアトセ
ンサ1を配置したもので、レンズを用いずかつ原
稿20に対して完全に密着させ光源2の光は前記
透明基板10の裏面から照射させるものが知られ
ている。この構造の利点は光路長が低減され構造
の簡単化が図れるものであるが、フアトセンサ1
を保護する透明絶縁膜4が原稿に接触摺動するた
め、この面が“すり硝子”状になつてしまうとい
う欠点を有したものであつた。
それ故、特開昭58−105668号公報に示す技術を
基にして、透明絶縁膜4の不透明化を除去するた
めに、前記透明絶縁膜4の表面における光の反射
部に円弧状の溝を形成し、これにより光の経路部
のみにおいて前記透明絶縁膜4の不透明化を防止
するような構成が想倒できる。
基にして、透明絶縁膜4の不透明化を除去するた
めに、前記透明絶縁膜4の表面における光の反射
部に円弧状の溝を形成し、これにより光の経路部
のみにおいて前記透明絶縁膜4の不透明化を防止
するような構成が想倒できる。
しかし、このように原稿と接触する透明絶縁膜
4の表面に溝を形成する構成は、反射光が全てフ
アトセンサ1に収束するものでなく、散乱する光
の一部をとらえるのみにすぎない。したがつて前
記フアトセンサ1の出力は弱く、充分な画像信号
が得られないものであつた。
4の表面に溝を形成する構成は、反射光が全てフ
アトセンサ1に収束するものでなく、散乱する光
の一部をとらえるのみにすぎない。したがつて前
記フアトセンサ1の出力は弱く、充分な画像信号
が得られないものであつた。
本発明は、原稿面から光感知素子までの光路長
を短くすることができ、かつ前記光感知素子の出
力を大きくとれるイメージセンサを、簡易な構成
で安価に提供することを目的とする。
を短くすることができ、かつ前記光感知素子の出
力を大きくとれるイメージセンサを、簡易な構成
で安価に提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明は、
原稿の読み取り面と対峙する面に設けられた透明
基板と、該基板を透過して前記原稿の読み取り面
に光を照射する光源と、前記基板の前記原稿の読
み取り面側に設けられ該読み取り原稿に照射され
た前記光の反射光を光感知素子に収束させるフレ
ネルレンズと、前記基板の前記読み取り面と対峙
しない他の面に前記光源から前記読み取り面に光
を伝送する光路部分と前記読み取り面に照射され
た前記光を前記フレネルレンズを介して前記光感
知素子に伝送する光路部分とを除いて設けられた
遮光膜とを備えてなるものである。
原稿の読み取り面と対峙する面に設けられた透明
基板と、該基板を透過して前記原稿の読み取り面
に光を照射する光源と、前記基板の前記原稿の読
み取り面側に設けられ該読み取り原稿に照射され
た前記光の反射光を光感知素子に収束させるフレ
ネルレンズと、前記基板の前記読み取り面と対峙
しない他の面に前記光源から前記読み取り面に光
を伝送する光路部分と前記読み取り面に照射され
た前記光を前記フレネルレンズを介して前記光感
知素子に伝送する光路部分とを除いて設けられた
遮光膜とを備えてなるものである。
第3図Aは本発明によるイメージセンサの一実
施例を示す断面図である。同図において、原稿2
0の原稿読み取り面と対峙する位置には透明基板
10が設けられている。この透明基板10の、原
稿20とは対峙した面と別の面には例えばCr等
を蒸着して得られる遮光膜6が被膜され、その一
部にはたとえば選択エツチング法等により窓6A
が形成されている。光源2の光はこの窓6Aを通
り透明基板10を透過して原稿20の読み取り面
に照射する。そして前記窓6Aを含んで前記遮光
膜6上にはたとえばCVD法等により形成された
SiO2等からなる透明絶縁膜5の上面には例えば
Al等を蒸着した電極8が形成され、この電極8
の一端部には受光素子であるフオトダイオード1
が載置され他の一端部は一方向へ延在されて形成
されている。前記フオトダイオード1はPN接合
を有する半導体材料から構成されるものであり、
前記原稿20側の面の光照射部を除いて絶縁膜
(例えばSiO2)で被膜されている。さらに、前記
フオトダイオード1の光照射部には例えばITOか
らなる透明導電材が披着されて電極7が形成さ
れ、この電極7は、前記電極8と正反対の方向へ
延材して形成されている。このように、前記フオ
トダイオード1及びこれに接続される電極7及び
8からなるフアトセンサ部は、第3図Bの平面図
に示すように、電極7,8の延在方向と直行する
方向に多数並設されて形成されたものからなつて
いる。透明基板10の原稿20側の面にはフレネ
ルレンズ3が設けられている。フレネルレンズ3
は光源2から発し、原稿20の読み取り面に照射
された光の反射光を窓6Aを通し透明基板10を
透過してフオトダイオード1に収束させる。かか
る構成においてはフアトセンサアレイ1を設ける
面は一切無関係にフレネルレンズ3を製作できる
故、両者の製造プロセスにおけるマツチングを考
慮する制約がないことで、透明基板の厚みをフレ
ネルレンズ3の集点距離に合わせて作ればよい。
フレネルレンズ3はその平面図が同図Bに示すよ
うに第n番目の帯の径Rnが、次式で与えられる
関係に設計されたものである。
施例を示す断面図である。同図において、原稿2
0の原稿読み取り面と対峙する位置には透明基板
10が設けられている。この透明基板10の、原
稿20とは対峙した面と別の面には例えばCr等
を蒸着して得られる遮光膜6が被膜され、その一
部にはたとえば選択エツチング法等により窓6A
が形成されている。光源2の光はこの窓6Aを通
り透明基板10を透過して原稿20の読み取り面
に照射する。そして前記窓6Aを含んで前記遮光
膜6上にはたとえばCVD法等により形成された
SiO2等からなる透明絶縁膜5の上面には例えば
Al等を蒸着した電極8が形成され、この電極8
の一端部には受光素子であるフオトダイオード1
が載置され他の一端部は一方向へ延在されて形成
されている。前記フオトダイオード1はPN接合
を有する半導体材料から構成されるものであり、
前記原稿20側の面の光照射部を除いて絶縁膜
(例えばSiO2)で被膜されている。さらに、前記
フオトダイオード1の光照射部には例えばITOか
らなる透明導電材が披着されて電極7が形成さ
れ、この電極7は、前記電極8と正反対の方向へ
延材して形成されている。このように、前記フオ
トダイオード1及びこれに接続される電極7及び
8からなるフアトセンサ部は、第3図Bの平面図
に示すように、電極7,8の延在方向と直行する
方向に多数並設されて形成されたものからなつて
いる。透明基板10の原稿20側の面にはフレネ
ルレンズ3が設けられている。フレネルレンズ3
は光源2から発し、原稿20の読み取り面に照射
された光の反射光を窓6Aを通し透明基板10を
透過してフオトダイオード1に収束させる。かか
る構成においてはフアトセンサアレイ1を設ける
面は一切無関係にフレネルレンズ3を製作できる
故、両者の製造プロセスにおけるマツチングを考
慮する制約がないことで、透明基板の厚みをフレ
ネルレンズ3の集点距離に合わせて作ればよい。
フレネルレンズ3はその平面図が同図Bに示すよ
うに第n番目の帯の径Rnが、次式で与えられる
関係に設計されたものである。
Rn√× …(1)
ここでn:自然数
λ:光の波長
f:レンズの焦点距離
フレネルレンズ3は電子ビーム描画装置を用い
て、透明光学薄膜(約1μm厚)を外周部輪帯ピツ
チ、1μmぐらいに微細加工して製作するため、そ
の寸法はほとんど無視できる程小さくしても光を
フオトダイオード1に収束させることが可能であ
る。フレネル輪帯のアレイは同図Bに示すような
フオトダイオード1と対応した平面形状をとつて
もよいが、第4図に示すように、お互いがラツプ
した形状にしても集光作用のあることが実験的に
確かめられている。また、輪帯の断面形状は第5
図Aに示すような矩形より第5図Bに示すように
三角形のブレーズ状が集高効率が高くなることか
ら、このようにしてもよい。
て、透明光学薄膜(約1μm厚)を外周部輪帯ピツ
チ、1μmぐらいに微細加工して製作するため、そ
の寸法はほとんど無視できる程小さくしても光を
フオトダイオード1に収束させることが可能であ
る。フレネル輪帯のアレイは同図Bに示すような
フオトダイオード1と対応した平面形状をとつて
もよいが、第4図に示すように、お互いがラツプ
した形状にしても集光作用のあることが実験的に
確かめられている。また、輪帯の断面形状は第5
図Aに示すような矩形より第5図Bに示すように
三角形のブレーズ状が集高効率が高くなることか
ら、このようにしてもよい。
このフレネルレンズを用いることにより、形状
寸法精度が高い平面形状の微小レンズをイメージ
センサに一体的に形成できる上、収差補正なども
できるため、性能のよいレンズを作ることができ
る。
寸法精度が高い平面形状の微小レンズをイメージ
センサに一体的に形成できる上、収差補正なども
できるため、性能のよいレンズを作ることができ
る。
以上のように構成したイメージセンサは、光源
2から照射される光の一部が原稿20の読み取り
面に照射され、その反射光がフレネルレンズ3に
より、対応するフオトダイオード1の上面に集光
される。フオトダイオード1の出力電圧は原稿2
0に書かれたイメージに応答して出力し、図示し
ない信号処理部へ伝送される。
2から照射される光の一部が原稿20の読み取り
面に照射され、その反射光がフレネルレンズ3に
より、対応するフオトダイオード1の上面に集光
される。フオトダイオード1の出力電圧は原稿2
0に書かれたイメージに応答して出力し、図示し
ない信号処理部へ伝送される。
本発明は、読み取り原稿に照射された光の反射
光を光感知素子に収束させるフレネルレンズを透
明基板に備えたものであるから、原稿面から光感
知素子までの光路長を短くすることができ、かつ
光感知素子の出力を大きくとれるイメージセンサ
を提供することができる。
光を光感知素子に収束させるフレネルレンズを透
明基板に備えたものであるから、原稿面から光感
知素子までの光路長を短くすることができ、かつ
光感知素子の出力を大きくとれるイメージセンサ
を提供することができる。
しかも、透明基板にフレネルレンズを設け、該
レンズの焦点位置に光感知素子を設けるという大
変簡易な構成であるから、上記の効果を発揮する
イメージセンサを安価に提供することができる。
レンズの焦点位置に光感知素子を設けるという大
変簡易な構成であるから、上記の効果を発揮する
イメージセンサを安価に提供することができる。
第1図は従来のイメージセンサの一例を示す断
面図、第2図は従来のイメージセンサの他の例を
示す断面図、第3図A,Bは本発明によるイメー
ジセンサの実施例を示す構成図で第3図Aは断面
図、第3図Bは一部平面図、第4図及び第5図
A,Bはそれぞれ本発明による他の実施例を示す
部分構成図で、第4図はフアトセンサアレイの平
面図、第5図A,Bはレンズの断面図である。 1……フオトダイオード、2……光源、3……
フレネルレンズ、4,5……透明絶縁膜、6……
遮光膜、7……透明導電電極、8……金属電柱
膜、10……透明基板、20……原稿。
面図、第2図は従来のイメージセンサの他の例を
示す断面図、第3図A,Bは本発明によるイメー
ジセンサの実施例を示す構成図で第3図Aは断面
図、第3図Bは一部平面図、第4図及び第5図
A,Bはそれぞれ本発明による他の実施例を示す
部分構成図で、第4図はフアトセンサアレイの平
面図、第5図A,Bはレンズの断面図である。 1……フオトダイオード、2……光源、3……
フレネルレンズ、4,5……透明絶縁膜、6……
遮光膜、7……透明導電電極、8……金属電柱
膜、10……透明基板、20……原稿。
Claims (1)
- 1 原稿の読み取り面と対峙する面に設けられた
透明基板と、該基板を透過して前記原稿の読み取
り面に光を照射する光源と、前記基板の前記原稿
の読み取り面側に設けられ該読み取り原稿に照射
された前記光の反射光を光感知素子に収束させる
フレネルレンズと、前記基板の前記読み取り面と
対峙しない他の面に前記光源から前記読み取り面
に光を伝送する光路部分と前記読み取り面に照射
された前記光を前記フレネルレンズを介して前記
光感知素子に伝送する光路部分とを除いて設けら
れた遮光膜とを備えたイメージセンサ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59047472A JPS60191548A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | イメ−ジセンサ |
US06/710,109 US4689652A (en) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | Image sensor |
EP85102744A EP0154962B1 (en) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | Image sensor |
KR1019850001531A KR920010921B1 (ko) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | 이미지 센서(Image Sensor) |
DE8585102744T DE3582510D1 (de) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | Bildsensor. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59047472A JPS60191548A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | イメ−ジセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60191548A JPS60191548A (ja) | 1985-09-30 |
JPH0510863B2 true JPH0510863B2 (ja) | 1993-02-10 |
Family
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