JPH06260627A - Contact type image sensor - Google Patents
Contact type image sensorInfo
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- JPH06260627A JPH06260627A JP5069418A JP6941893A JPH06260627A JP H06260627 A JPH06260627 A JP H06260627A JP 5069418 A JP5069418 A JP 5069418A JP 6941893 A JP6941893 A JP 6941893A JP H06260627 A JPH06260627 A JP H06260627A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置やス
キャナ装置等に使用される、いわゆる密着型イメージセ
ンサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called contact type image sensor used in a facsimile apparatus, a scanner apparatus or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ファクシミリ装置やスキャナ装置等にお
いては、小型化を図るために、いわゆる密着型イメージ
センサが使用されている。従来の密着型イメージセンサ
としては、ロッドレンズアレイを用いたものやファイバ
アレイを用いたものがある。2. Description of the Related Art In a facsimile apparatus, a scanner apparatus or the like, a so-called contact type image sensor is used for downsizing. As a conventional contact type image sensor, there are one using a rod lens array and one using a fiber array.
【０００３】ロッドレンズアレイを用いたものは、ライ
ン状に配設されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）等
のセンサ素子部の前面にロッドレンズアレイを配置し、
発光ダイオードアレイ等の光源から原稿に照射された光
の反射光をロッドレンズアレイを通してＣＣＤに照射し
ている。In the system using the rod lens array, the rod lens array is arranged in front of a sensor element portion such as a CCD (Charge Coupled Device) arranged in a line,
The reflected light of the light emitted from the light source such as the light emitting diode array to the document is applied to the CCD through the rod lens array.
【０００４】また、ファイバアレイを用いたものは、セ
ンサ素子部の前面に複数本のファイバアレイを束ねたも
のを配置し、原稿からの反射光をファイバアレイを通し
てセンサ素子部に照射している。Further, in the case of using a fiber array, a bundle of a plurality of fiber arrays is arranged on the front surface of the sensor element portion, and the reflected light from the document is applied to the sensor element portion through the fiber array.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の密着型イメージセンサにあっては、センサ素
子部の前面にロッドレンズアレイやファイバアレイを配
置していたため、密着型イメージセンサ全体として大型
であったり、センス領域が狭く、センス領域を２次元に
拡張することが困難であるという問題があった。However, in such a conventional contact type image sensor, since the rod lens array and the fiber array are arranged in front of the sensor element portion, the contact type image sensor as a whole is large in size. However, there is a problem that the sense region is narrow and it is difficult to expand the sense region two-dimensionally.
【０００６】すなわち、ロッドレンズアレイを用いたも
のでは、光の透過方向に相当の長さを有し、センサ素子
部と原稿等の被検知対象との間に相当の距離が必要で、
密着型イメージセンサ全体として大型化するという問題
があった。That is, in the case where the rod lens array is used, the rod lens array has a considerable length in the light transmitting direction, and a considerable distance is required between the sensor element portion and the object to be detected such as an original,
There is a problem that the contact image sensor as a whole becomes large.
【０００７】また、ファイバアレイを用いたものでは、
ファイバアレイの長さを短くすることにより、小型化す
ることはできるが、ファイバ自体、その入射臨界角が小
さく、密着型イメージセンサのセンス領域が狭いという
問題があった。この問題を解決するために、１つのセン
サ素子部に対してファイバをライン方向及び幅方向に多
数束ねることにより対応することができるが、ファイバ
を束ねることが難しいとともに、多くのファイバを束ね
ると、密着型イメージセンサ自体が高価なものとなると
いう新たな問題が発生する。Further, in the case of using the fiber array,
Although it is possible to reduce the size by shortening the length of the fiber array, there is a problem that the incident critical angle of the fiber itself is small and the sense area of the contact image sensor is narrow. In order to solve this problem, it is possible to deal with one sensor element unit by bundling a large number of fibers in the line direction and the width direction, but it is difficult to bundle the fibers, and when a large number of fibers are bundled, A new problem arises in that the contact image sensor itself becomes expensive.
【０００８】そこで、本発明は、安価で、高感度に被検
知対象の２次元領域からの光を検出することのできる密
着型イメージセンサを提供することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive contact image sensor capable of detecting light from a two-dimensional region of a detected object with high sensitivity.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の密着型イメージ
センサは、被検知対象からの光が入射されるフォトセン
サ部が配列されたフォトセンサアレイの前面側に、各セ
ンサ部が対応するマイクロレンズが一体に配列されたマ
イクロレンズアレイを配置することにより、上記目的を
達成している。In the contact type image sensor of the present invention, a micro-sensor in which each sensor section corresponds to the front side of a photo sensor array in which the photo sensor section on which light from the object to be detected is incident is arranged. The above object is achieved by arranging a microlens array in which lenses are integrally arranged.
【００１０】この場合、前記フォトセンサアレイ部は、
例えば、請求項２に記載するように、光透過性を有する
基板と、前記基板上に形成され照射光を遮光する遮光層
と、前記遮光層上に形成され、チャネル領域と該チャネ
ル領域を挟んで相対向するソース領域及びドレイン領域
とを有するシリコン薄膜層と、前記シリコン薄膜層上に
形成された透明ゲート電極と、が積層されて形成されて
いるものであってもよい。In this case, the photosensor array section is
For example, as described in claim 2, a substrate having light transmissivity, a light shielding layer formed on the substrate for shielding irradiation light, and formed on the light shielding layer to sandwich a channel region between the channel region and the channel region. It may be formed by laminating a silicon thin film layer having a source region and a drain region opposite to each other and a transparent gate electrode formed on the silicon thin film layer.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の密着型イメージセンサによれば、被検
知対象の２次元領域から入射される光をマイクロレンズ
で集光して各フォトセンサ部に入射させることができる
ので、密着型イメージセンサを安価なものとすることが
できるとともに、高感度に２次元領域の光を検出するこ
とができる。According to the contact-type image sensor of the present invention, the light incident from the two-dimensional region of the object to be detected can be condensed by the microlens and made incident on each photosensor portion. Can be made inexpensive, and light in a two-dimensional region can be detected with high sensitivity.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の密着型イメージセンサの一実施例を示
す図である。図１はその密着型イメージセンサの一部分
の拡大断面図である。密着型イメージセンサ１は、エリ
ア型（２次元）をなすものであり、フォトセンサアレイ
１０とフォトセンサアレイ１０の前面に配置されたマイ
クロレンズアレイ２０を備えており、フォトセンサアレ
イ１０とマイクロレンズアレイ２０は、支持板３０によ
り所定間隔を空けて支持されている。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the contact image sensor of the present invention. FIG. 1 is an enlarged sectional view of a part of the contact image sensor. The contact image sensor 1 is of an area type (two-dimensional) and includes a photosensor array 10 and a microlens array 20 arranged in front of the photosensor array 10. The photosensor array 10 and the microlens are provided. The array 20 is supported by a support plate 30 at a predetermined interval.
【００１３】フォトセンサアレイ１０は、ガラス等から
なる透明な絶縁性基板１１上に複数のフォトセンサ部１
２がマトリックス状に所定間隔毎に形成されたものであ
る。各フォトセンサ部１２は、前記絶縁性基板１１上に
所定間隔毎に形成された四角形の遮光層１３上に、透明
絶縁膜１４、シリコン薄膜層１５、ソース電極１６、ド
レイン電極１７、保護膜１８及びゲート電極１９が順次
積層されたものである。The photosensor array 10 includes a plurality of photosensor parts 1 on a transparent insulating substrate 11 made of glass or the like.
2 are formed in a matrix at predetermined intervals. Each photosensor unit 12 has a transparent insulating film 14, a silicon thin film layer 15, a source electrode 16, a drain electrode 17, and a protective film 18 on a square light-shielding layer 13 formed on the insulating substrate 11 at predetermined intervals. And the gate electrode 19 are sequentially stacked.
【００１４】遮光層１３は、例えば、Ｃｒ等の遮光性を
有する金属膜やシリコン蒸着膜等で形成されており、後
述する光源からの光を遮光する。The light-shielding layer 13 is formed of, for example, a metal film having a light-shielding property such as Cr or a silicon vapor deposition film, and shields light from a light source described later.
【００１５】この遮光層１３及び絶縁性基板１１を覆う
ように、透明絶縁膜１４が形成されており、透明絶縁膜
１４を挟んで遮光層１３上にシリコン薄膜層１５が形成
されている。シリコン薄膜層１５は、好ましくはｉ型ア
モルファス・シリコン（ｉ−ａ−Ｓｉ）により形成され
る。シリコン薄膜層１５は、その中央部に、チャネル領
域１５ａを有し、このチャネル領域１５ａを挟んで両側
に形成されたソース・ドレイン領域１５ｂを有する。A transparent insulating film 14 is formed so as to cover the light shielding layer 13 and the insulating substrate 11, and a silicon thin film layer 15 is formed on the light shielding layer 13 with the transparent insulating film 14 interposed therebetween. The silicon thin film layer 15 is preferably formed of i-type amorphous silicon (ia-Si). The silicon thin film layer 15 has a channel region 15a at the center thereof, and has source / drain regions 15b formed on both sides with the channel region 15a interposed therebetween.
【００１６】シリコン薄膜層１５のソース・ドレイン領
域１５ｂ上には、ソース電極１６及びドレイン電極１７
が相対向する状態で形成されており、シリコン薄膜層１
５とソース電極１６及びドレイン電極１７とは、直接、
あるいは図示しないリン等のドーパントが拡散されたア
モルファスシリコンよりなるｎ+ シリコン層を介して接
続されている。A source electrode 16 and a drain electrode 17 are formed on the source / drain regions 15b of the silicon thin film layer 15.
Are formed so as to face each other, and the silicon thin film layer 1
5 and the source electrode 16 and the drain electrode 17 are directly
Alternatively, they are connected via an n + silicon layer (not shown) made of amorphous silicon in which a dopant such as phosphorus is diffused.
【００１７】上記シリコン薄膜層１５、ソース電極１
６、ドレイン電極１７及び透明絶縁膜１４を覆うように
保護膜１８が形成されており、保護膜１８は、光透過性
及び絶縁性を有する材料、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ
Ｎ）により形成されている。The silicon thin film layer 15 and the source electrode 1
6, a protective film 18 is formed so as to cover the drain electrode 17 and the transparent insulating film 14, and the protective film 18 is made of a material having a light transmitting property and an insulating property, such as silicon nitride (Si
N).
【００１８】シリコン薄膜１５のチャネル領域１５ａに
対応する領域の保護膜１８内は、ゲート絶縁膜１８ａと
なされており、このゲート絶縁膜１８ａ上には、ゲート
電極１９が形成されている。ゲート電極１９は、上記ソ
ース電極１６及びドレイン電極１７の相対向する側の端
部をも覆う大きさに形成されている。ゲート電極１９
は、透明導電膜（ＩＴＯ）で形成されており、光を透過
する。A gate insulating film 18a is formed inside the protective film 18 in a region corresponding to the channel region 15a of the silicon thin film 15, and a gate electrode 19 is formed on the gate insulating film 18a. The gate electrode 19 is formed in such a size that it also covers the opposite ends of the source electrode 16 and the drain electrode 17. Gate electrode 19
Is formed of a transparent conductive film (ITO) and transmits light.
【００１９】この密着型イメージセンサ１の各センサ部
２は、上述のように、シリコン薄膜層１５のソース・ド
レイン領域１５ｂにソース電極１６及びドレイン電極１
７が接続され、ゲート絶縁膜１８ａを介してシリコン薄
膜層１５のチャネル領域１５ａに対向する位置にゲート
電極１９が形成されているので、ＭＯＳ型トランジスタ
として機能する。As described above, each sensor portion 2 of the contact type image sensor 1 has the source electrode 16 and the drain electrode 1 in the source / drain region 15b of the silicon thin film layer 15.
7 is connected, and the gate electrode 19 is formed at a position facing the channel region 15a of the silicon thin film layer 15 via the gate insulating film 18a, so that it functions as a MOS transistor.
【００２０】この密着型イメージセンサ１の製造方法
は、特に限定されるものではなく、通常の成膜技術、例
えば、真空蒸着法、スパッタ法あるいはプラズマＣＶＤ
法等により形成することができる。The method of manufacturing the contact-type image sensor 1 is not particularly limited, and a usual film forming technique such as vacuum deposition method, sputtering method or plasma CVD method is used.
It can be formed by a method or the like.
【００２１】フォトセンサアレイ１０の前面には、上述
のように、所定間隔を空けてマイクロレンズアレイ２０
が配置されており、マイクロレンズアレイ２０には、フ
ォトセンサアレイ１０のフォトセンサ部１２と同じ間隔
でライン上にマイクロレンズ２１が形成されている。す
なわち、フォトセンサアレイ１０の各フォトセンサ部１
２の前面にマイクロレンズアレイ２０の各マイクロレン
ズ２１が対応している。As described above, the microlens array 20 is provided on the front surface of the photosensor array 10 at a predetermined interval.
Are arranged, and in the microlens array 20, microlenses 21 are formed on the line at the same intervals as the photosensor portion 12 of the photosensor array 10. That is, each photo sensor unit 1 of the photo sensor array 10
Each microlens 21 of the microlens array 20 corresponds to the front surface of No. 2.
【００２２】このマイクロレンズアレイ２０は、以下に
示す方法により容易に製造することができる。The microlens array 20 can be easily manufactured by the method described below.
【００２３】すなわち、板状のガラスの表面を、硝酸ナ
トリウムと硝酸リチウムの溶融塩に、マイクロレンズ２
１を形成する間隔でドット状に浸させ、所定温度に加熱
する。この状態で加熱されると、ガラス中のリチュウム
イオン（Ｌｉ+ ）が溶融塩中のナトリウムイオン（Ｎａ
+ ）と置換され、ガラスの置換された部分の屈折率が変
化する。したがって、溶融塩を浸らせた部分にマイクロ
レンズ２１が形成され、所定間隔毎にこのマイクロレン
ズ２１が並んだマイクロレンズアレイ２０を形成するこ
とができる。That is, the surface of the plate-shaped glass is coated with a molten salt of sodium nitrate and lithium nitrate and the microlens 2
1 is soaked in dots at intervals to form 1 and heated to a predetermined temperature. When heated in this state, the lithium ion (Li + ) in the glass is changed to the sodium ion (Na + ) in the molten salt.
+ ) And changes the refractive index of the replaced part of the glass. Therefore, the microlens 21 is formed in the portion where the molten salt is dipped, and the microlens array 20 in which the microlens 21 is arranged at predetermined intervals can be formed.
【００２４】また、マイクロレンズアレイ２０は、次の
方法によっても容易に製造することができる。すなわ
ち、銀コロイドを含有する板状の感光性ガラスに、マイ
クロレンズ２１を形成する間隔でドット状に光を遮断す
るためのマスクを形成し、光を照射した状態で加熱す
る。この感光性ガラスは、光の照射された状態で加熱さ
れると、感光性ガラスの銀コロイドが成長し、マスクを
されたドット部が押し上げられて外方に突出し、マイク
ロレンズ２１が形成される。そして、析出した銀は、光
を吸収する光吸収層を形成する。The microlens array 20 can also be easily manufactured by the following method. That is, a mask for blocking light in a dot shape is formed at intervals for forming the microlenses 21 on a plate-shaped photosensitive glass containing silver colloid, and the light-irradiated state is heated. When this photosensitive glass is heated while being irradiated with light, the silver colloid of the photosensitive glass grows, the masked dot portion is pushed up and protrudes outward, and the microlens 21 is formed. . Then, the deposited silver forms a light absorption layer that absorbs light.
【００２５】このようなマイクロレンズ２１は、ロッド
レンズ等に比して焦点深度を深くすることができる。Such a microlens 21 can have a deeper focal depth than a rod lens or the like.
【００２６】次に、動作を説明する。密着型イメージセ
ンサ１は、絶縁性基板１１の背後（図１中絶縁性基板１
１の上部）に発光ダイオードアレイ等の光源（図示略）
が配設され、図１に示すように、この光源からマイクロ
レンズアレイ２０の前面に位置する原稿４０方向に光が
照射される。光源から照射された光は、遮光層１３で
は、遮光されるが、遮光層１３と遮光層１３との間を通
過して、図１に示すように、原稿４０に照射される。Next, the operation will be described. The contact type image sensor 1 is provided behind the insulating substrate 11 (the insulating substrate 1 in FIG. 1).
Light source (not shown) such as a light emitting diode array on the upper part of 1)
Is arranged, and as shown in FIG. 1, light is emitted from this light source in the direction of the document 40 located on the front surface of the microlens array 20. The light emitted from the light source is shielded by the light shielding layer 13, but passes between the light shielding layer 13 and the light shielding layer 13, and is irradiated on the original 40 as shown in FIG.
【００２７】このようにして原稿３０に照射された光
は、原稿３０で乱反射され、乱反射された光のうち、図
１中矢印で示すように、フォトセンサアレイ１０の各フ
ォトセンサ部１２の前面に配置されたマイクロレンズ２
１方向に反射された反射光が、マイクロレンズ２１で各
フォトセンサ部１２方向に屈折され、各フォトセンサ部
１２のシリコン薄膜層１５のチャネル領域１５ａに入射
される。The light radiated to the original 30 in this way is diffusely reflected by the original 30, and among the diffusely reflected light, as shown by the arrows in FIG. 1, the front surface of each photosensor section 12 of the photosensor array 10 is shown. Micro lens 2 placed in
The reflected light reflected in one direction is refracted in the direction of each photosensor 12 by the microlens 21 and is incident on the channel region 15a of the silicon thin film layer 15 of each photosensor 12.
【００２８】このように、密着型イメージセンサ１の各
フォトセンサ部１２の前面にマイクロレンズ２１を配置
しているので、原稿４０の２次元領域で反射された光を
マイクロレンズ２１で集光してフォトセンサ部１２に入
射させることができ、密着型イメージセンサ１を安価な
ものとすることができるとともに、高感度に２次元領域
の光を検出することができる。As described above, since the microlenses 21 are arranged in front of the photosensor portions 12 of the contact image sensor 1, the light reflected by the two-dimensional area of the original 40 is condensed by the microlenses 21. The contact type image sensor 1 can be made inexpensive, and the light in the two-dimensional area can be detected with high sensitivity.
【００２９】なお、この発明の密着型イメージセンサ
は、ライン型としても構成できるものである。The contact type image sensor of the present invention can also be constructed as a line type.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明の密着型イメージセンサによれ
ば、被検知対象の２次元領域から入射される光をマイク
ロレンズで集光して各フォトセンサ部に入射させること
ができるので、密着型イメージセンサを安価なものとす
ることができるとともに、高感度に２次元領域の光を検
出することができる。また、マイクロレンズを用いてい
るので、焦点深度を深くすることができる。According to the contact type image sensor of the present invention, since the light incident from the two-dimensional region of the object to be detected can be condensed by the microlens and made incident on each photosensor portion, the contact type image sensor can be used. The image sensor can be inexpensive and can detect light in a two-dimensional area with high sensitivity. Further, since the micro lens is used, the depth of focus can be deepened.
【図１】本発明に係る密着型イメージセンサの一実施例
の一部分の拡大断面図。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a part of an embodiment of a contact image sensor according to the present invention.
１ 密着型イメージセンサ １０ センサアレイ １１ 絶縁性基板 １２ センサ部 １３ 遮光層 １４ 透明絶縁膜 １５ シリコン薄膜層 １６ ソース電極 １７ ドレイン電極 １８ 保護膜 １９ ゲート電極 ２０ マイクロレンズアレイ ２１ マイクロレンズ ３０ 支持板 ４０ 原稿 1 Contact Image Sensor 10 Sensor Array 11 Insulating Substrate 12 Sensor Section 13 Light-Shielding Layer 14 Transparent Insulating Film 15 Silicon Thin Film Layer 16 Source Electrode 17 Drain Electrode 18 Protective Film 19 Gate Electrode 20 Microlens Array 21 Microlens 30 Support Plate 40 Original
Claims (2)
センサ部が配列されたフォトセンサアレイの前面側に、
各センサ部に対応するマイクロレンズが一体に配列され
たマイクロレンズアレイを配置したことを特徴とする密
着型イメージセンサ。1. A front surface side of a photo sensor array in which photo sensor portions on which light from a detection target is incident are arranged,
A contact-type image sensor in which a microlens array in which microlenses corresponding to respective sensor parts are integrally arranged is arranged.
域を挟んで相対向するソース領域及びドレイン領域とを
有するシリコン薄膜層と、 前記シリコン薄膜層上に形成された透明ゲート電極と、 が積層されて形成されていることを特徴とする請求項１
記載の密着型イメージセンサ。2. The photosensor array unit includes a substrate having a light-transmitting property, a light-shielding layer formed on the substrate for shielding irradiation light, and formed on the light-shielding layer to form a channel region and the channel region. The silicon thin film layer having a source region and a drain region that face each other with the film sandwiched therebetween, and a transparent gate electrode formed on the silicon thin film layer are stacked to be formed.
The contact image sensor described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069418A JPH06260627A (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Contact type image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069418A JPH06260627A (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Contact type image sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260627A true JPH06260627A (en) | 1994-09-16 |
Family
ID=13402052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5069418A Pending JPH06260627A (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Contact type image sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260627A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100428405B1 (en) * | 2000-04-12 | 2004-04-27 | 가시오게산키 가부시키가이샤 | Photo sensor array and method for manufacturing the same |
| EP2165315B1 (en) * | 2007-07-04 | 2014-09-10 | Bundesdruckerei GmbH | Document recording system, and document recording method |
| WO2017104045A1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | オリンパス株式会社 | Solid-state image pickup device |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP5069418A patent/JPH06260627A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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