(57)【要約】【課題】複数の光源部を接続する際の煩雑な配線処理が不要な光電変換センサユニットを提供することを目的とする。【解決手段】光電変換素子部１および光電変換素子部１を駆動する光電変換素子駆動部２が配置された基板３と、基板３上に形成された配線パターンにより電源と電気的に接続されて基板６上に形成され、光を放射する複数の光源部３と、基板６上に配置され、端面から入射した光を拡散させて被読み取り原稿に対してライン状に照射する線状照明装置４と、基板６上における線状照明装置４の端面と光源部３との間に配置され、光源部３からの光を線状照明装置４側の端面である反射面で反射して線状照明装置４に入射させる棒状導光体５と、基板６上に配置され、線状照明装置４により照射された被読み取り原稿からの反射光を結像して光電変換素子部１に入射させる結像光学系７とを有する構成とする。【選択図】図１
2008035312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を信号電荷に光電変換する光電変換素子部および前記光電変換素子部を駆動する光電変換素子駆動部が配置された基板と、
前記基板上に形成された配線パターンにより電源と電気的に接続されて当該基板上に形成され、光を放射する複数の光源部と、
前記基板上に配置され、端面から入射した光を拡散させて被読み取り原稿に対してライン状に照射する照明手段と、
前記基板上における前記照明手段の端面と前記光源部との間に配置され、前記光源部からの光を前記照明手段側の端面である反射面で反射して前記照明手段に入射させる導光体と、
前記基板上に配置され、前記照明手段により照射された被読み取り原稿からの反射光を結像してこれを前記光電変換素子部に入射させる結像光学系と、
を有することを特徴とする光電変換センサユニット。
【請求項２】
前記光電変換素子部は、有機化合物を含む有機光電変換素子により形成されていることを特徴とする請求項１記載の光電変換センサユニット。
【請求項３】
複数の前記光源部は、前記基板上に形成される前記配線パターンにより相互に直列に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の光電変換センサユニット。
【請求項４】
前記基板は、透光性材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光電変換センサユニット。
【請求項５】
前記電源と前記光源部とを接続する前記配線パターンは、前記光電変換素子駆動部の入出力信号線の両端に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の光電変換センサユニット。
【請求項６】
前記導光体における前記光源部側の端面は凸状に湾曲形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の光電変換センサユニット。
【請求項７】
前記導光体の前記反射面は、金属薄膜により形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の光電変換センサユニット。
【請求項８】
前記光源部は有機発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の光電変換センサユニット。
【請求項９】
前記光源部は無機発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の光電変換センサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の形状や画像等の各種情報を電気信号として取り出す、光電変換素子を用いた光電変換センサユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
文字や図形等の各種情報を、光を用いて電気情報へと変換する光電変換センサは、ファクシミリやスキャナ、デジタルカメラ等幅広い製品で使用されており、その方式もＭＯＳやＣＣＤをはじめとし様々なものが用いられている。
【０００３】
この光電変換センサは光信号を電気信号に変換するための複数の光電変換素子から構成されており、他の光源部、レンズアレイ等の結像光学系と組み合わされる密着型イメージセンサに代表されるような情報読取モジュールを形成している。
【０００４】
ここで、従来において、光電変換センサには主に無機のフォトダイオード、フォトコンダクタ、フォトトランジスタやそれらの応用部品等が用いられてきた。しかしながら、このような無機材料を用いた光電変換センサは、その作製に大掛りな半導体プロセスが必要であることや、工数が非常に多いこと、さらには大面積化が難しいことなどから低コスト化が困難であるという課題を有していた。そこで、光電変換部に有機材料を用いることによるコスト削減が試みられている。有機材料を用いた有機光電変換センサは非常に簡便な方法で形成できるにもかかわらず無機の光電変換センサと同様の機能を実現できることから非常に注目を集めている素子である。
【０００５】
さらに、前述の密着型イメージセンサにおける照明装置に、長手方向に沿って発光素子を多数個配列する構成にかわり、透光性材料で形成された柱状の導光体の両端部に発光素子が配置され前述の柱状導光体側面の一部を光拡散部とし、光拡散部以外の面から光を射出させる線状照明装置が使用されている。前述の線状照明装置を使用して、被読み取り原稿の端の影を読み取らないようするために、線状照明装置は読み取りラインに平行に柱状の導光体が２本配置され、柱状の導光体の両側に発光素子が配置されるので、４個の発光体（光源部）が使用される。４個の発光体が同じ明るさにするためには、同じ電流を流す必要があり、一つの定電流源（電源）に直列に接続することがコスト的にも望ましい。前述の４個の発光体を接続する手段にリード線が用いられる。
【０００６】
なお、イメージセンサに用いられる光電変換素子に関する技術としては、例えば（特許文献１）に開示されたものがある。
【特許文献１】特表２００２−５０２１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、被読み取り原稿Ａ３対応の有機光変換センサはＡ３原稿寸法以上の長さのリード線が必要となるため、組み立て工程上、リード線の処理が非常に煩雑となる。
【０００８】
そこで、本発明は、複数の光源部を接続する際における煩雑な配線処理が不要となる光電変換センサユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明の光電変換センサユニットは、入射光を信号電荷に光電変換する光電変換素子部および前記光電変換素子部を駆動する光電変換素子駆動部が配置された基板と、前記基板上に形成された配線パターンにより電源と電気的に接続されて当該基板上に形成され、光を放射する複数の光源部と、前記基板上に配置され、端面から入射した光を拡散させて被読み取り原稿に対してライン状に照射する照明手段と、前記基板上における前記照明手段の端面と前記光源部との間に配置され、前記光源部からの光を前記照明手段側の端面である反射面で反射して前記照明手段に入射させる導光体と、前記基板上に配置され、前記照明手段により照射された被読み取り原稿からの反射光を結像してこれを前記光電変換素子部に入射させる結像光学系とを有する構成としたものである。
【００１０】
本発明の好ましい形態において、前記光電変換素子部は、有機化合物を含む有機光電変換素子により形成されている。
【００１１】
本発明のさらに好ましい形態において、複数の前記光源部は、前記基板上に形成される前記配線パターンにより相互に直列に電気的に接続されている。
【００１２】
本発明のさらに好ましい形態において、前記基板は、透光性材料で形成されている。
【００１３】
本発明のさらに好ましい形態において、前記電源と前記光源部とを接続する前記配線パターンは、前記光電変換素子駆動部の入出力信号線の両端に配置されている。
【００１４】
本発明のさらに好ましい形態において、前記導光体における前記光源部側の端面は凸状に湾曲形成されている。
【００１５】
本発明のさらに好ましい形態において、前記導光体の前記反射面は、金属薄膜により形成されている。
【００１６】
本発明のさらに好ましい形態において、前記光源部は有機発光ダイオードである。
【００１７】
本発明のさらに好ましい形態において、前記光源部は無機発光ダイオードである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光源部が基板上に形成された配線パターンにより電源に接続され、このような光源部から放射された光を導光体の端面で反射させて照明手段に入射させているので、光源部を電源と接続するための煩雑な配線処理が不要になるという有効な効果が得られる。
【００１９】
これにより、組み立て工程が簡略化されてコストが削減されるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１の発明は、入射光を信号電荷に光電変換する光電変換素子部および光電変換素子部を駆動する光電変換素子駆動部が配置された基板と、基板上に形成された配線パターンにより電源と電気的に接続されて当該基板上に形成され、光を放射する複数の光源部と、基板上に配置され、端面から入射した光を拡散させて被読み取り原稿に対してライン状に照射する照明手段と、基板上における照明手段の端面と光源部との間に配置され、光源部からの光を照明手段側の端面である反射面で反射して照明手段に入射させる導光体と、基板上に配置され、照明手段により照射された被読み取り原稿からの反射光を結像してこれを光電変換素子部に入射させる結像光学系とを有する光電変換センサユニットであり、光源部を電源と接続するための煩雑な配線処理が不要になるという作用を有する。
【００２１】
第２の発明は、第１の発明において、光電変換素子部は、有機化合物を含む有機光電変換素子により形成されていることを特徴とする光電変換センサユニットであり、大掛りな半導体プロセスを必要とすることなく光電変換素子部が形成できるので、製造コストを削減することが可能になるという作用を有する。
【００２２】
第３の発明は、第１または第２に記載の発明において、複数の光源部は、基板上に形成される配線パターンにより相互に直列に電気的に接続されていることを特徴とする光電変換センサユニットであり、複数の光源部には一つの電源から電力が供給されることにより、それぞれの光源部がほぼ同等の光量となるという作用を有する。
【００２３】
第４の発明は、第１〜３の何れかに記載の発明において、基板は、透光性材料で形成されていることを特徴とする光電変換センサユニットであり、光源部からの光が基板を透過できるため、光源部を光電変換素子部と反対側の面にも形成することができ、レイアウトの自由度が向上するという作用を有する。
【００２４】
第５の発明は、第１〜４の何れかに記載の発明において、電源と光源部とを接続する配線パターンは、光電変換素子駆動部の入出力信号線の両端に配置されていることを特徴とする光電変換センサユニットであり、基板上の配線パターンが光電変換素子駆動部の入出力信号線の配線パターンと干渉することがないので、基板上の配線パターンを複雑な多層構造とする必要がなくなるという作用を有する。
【００２５】
第６の発明は、第１〜５の何れかに記載の発明において、導光体における光源部側の端面は凸状に湾曲形成されていることを特徴とする光電変換センサユニットであり、光源部からの光は、損失が最小限に抑制されて導光体に入射されるという作用を有する。
【００２６】
第７の発明は、第１〜６の何れかに記載の発明において、導光体の反射面は、金属薄膜により形成されていることを特徴とする光電変換センサユニットであり、安価なコストで反射面が作製ができるという作用を有する。
【００２７】
第８の発明は、第１〜７の何れかに記載の発明において、光源部は有機発光ダイオードであることを特徴とする光電変換センサユニットであり、光電変換素子部と同様な方法で光源部が形成できるため、製造工程の簡便化を図ることが可能になるという作用を有する。
【００２８】
第９の発明は、第１〜７の何れかに記載の発明において、光源部は無機発光ダイオードであることを特徴とする光電変換センサユニットであり、安価なコストで光電変換センサユニットを作製することができるという作用を有する。
【００２９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における光電変換センサユニットについて、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は本発明の実施の形態１における光電変換センサユニットの概略構成を示す斜視図、図２は図１の光電変換センサユニットを構成する基板を示す平面図、図３は図１の光電変換センサユニットを構成する線状照明装置を示す斜視図、図４は図１の光電変換センサユニットを構成する棒状導光体を示す斜視図、図５は本発明の実施の形態１における光電変換センサユニットと原稿台のカバーガラスと被読み取り原稿との関係を示す説明図である。
【００３１】
図１において、光電変換センサユニットは、ガラス等の透光性材料からなる基板６を備えている。この基板６上には、入射光を信号電荷に光電変換する光電変換素子部１が、被読み取り原稿の長さに対応して直線状に形成されてその中央部に配置されている。さらに、光電変換素子部１を駆動するＩＣが例えばＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）圧着などにより複数個実装された光電変換素子駆動部２、光電変換素子部１と同様の製法で生成された有機発光ダイオードからなり光を放射する発光素子としての複数（本実施の形態では４つ）の光源部３、樹脂またはガラスからなる線状照明装置（照明手段）４、光源部３からの光を集光して線状照明装置４に導光する棒状導光体（導光体）５、およびレンズアレイ等で構成されて後述する反射光を結像してこれを光電変換素子部１に導く結像光学系７を備えている。
【００３２】
なお、光電変換素子部１は、陽極と陰極との間に狭持された有機化合物層である光電変換層を備えたものであり、この光電変換層が入射光を信号電荷に光電変換する構造になっている。これにより、大掛りな半導体プロセスを必要とすることなく光電変換素子部１を作製でき、製造コストを削減することが可能となっている。但し、光電変換素子部１は、このような有機化合物を含む有機光電変換素子ではなくてもよい。
【００３３】
また、光源部３は、光電変換素子部１と同様な方法で作製できて製造工程の簡便化が可能となることから有機発光ダイオードを適用しているが、安価なコストで作製できる無機発光ダイオードでもよい。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、基板６を透光性材料で形成して光源部３からの光が基板６を透過できるようにし、光源部３を光電変換素子部１と反対側の面にも形成できるようにしているが、光源部３を光電変換素子部１と同一面に形成するのであれば、基板６を透光性材料で形成しなくてもよい。
【００３５】
図２において、光電変換素子駆動部２に対する入出力信号１０は、基板６とＡＣＦ実装されたフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）８を介して基板６の外部から供給される。また、光源部３は基板６上の四隅に形成されており、各々の光源部３を構成する発光素子は基板６上に形成された配線パターン９により電源と接続されるとともに、相互に直列に電気的に接続されている。そして、基板６の外部に配置された定電流源（電源）から電力が供給されることで、各々の光源部３はほぼ同等の光量となる。
【００３６】
基板６の外部に配置された定電流源と光源部３との信号接続は、光電変換素子駆動部２の駆動ＩＣ部（図示せず）に対する入出力信号１０の供給が行われるフレキシブル配線基板８を介して行われており、図示するように、その配線パターン９は当該フレキシブル配線基板８の両端に割り当てられている。
【００３７】
これにより基板６上の配線パターン９が光電変換素子駆動部２の入出力信号１０の配線パターン９と干渉することがないので、基板６上の配線パターン９を複雑な多層構造とする必要がなくなる。
【００３８】
図３に示すように、線状照明装置４は、樹脂またはガラス等の透光性材料で形成された柱状の導光体であり、その両端が光源部３に対応するようにして基板６の対向する２つの辺に沿って２つ配置されている。そして、長手方向に沿って光拡散部１１が形成されており、両端面から入射した光は、光拡散部１１により反射、拡散され、光拡散部１１以外の外周面である光射出面１２から射出されるようになっている。
【００３９】
図４に示すように棒状導光体５は、線状照明装置４の端部と光源部３との間に位置して４カ所に設けられており、樹脂またはガラス等の透光性材料で形成された柱状の導光体である。そして、線状照明装置４とは略９０°の角度で配置されている。
【００４０】
棒状導光体５の光源部３側の端面は凸状に湾曲形成されて凸レンズとしての機能が付与されており、光源部３からの光が損失が最小限に抑制されて効率よく棒状導光体５に入射するようになっている。また、線状照明装置４側の端面は、図４に示すように、柱状の線状導光体５の軸に対して４５°傾斜した斜面となっている。そして、この斜面には金属薄膜が形成されて反射面１３となっており、当該反射面１３は線状照明装置４と反対側に向けられている。これにより、光源部３からの光は、反射面１３によって、棒状導光体５の軸に対してほぼ９０°の角度をもって射出され、線状照明装置４に効率的に入射されることになる。
【００４１】
図５は光電変換センサユニットと原稿台のカバーガラス１４と被読み取り原稿１５との関係を示している。
【００４２】
ここで、図５を用いて、本実施の形態の光電変換センサユニットの動作を説明する。
【００４３】
基板６に設けられた光源部３から放射された光は、棒状導光体５を介して線状照明装置４に入射される。そして、線状照明装置４の光射出面１２からライン状に射出され、原稿台のカバーガラス１４を通過して被読み取り原稿１５に入射する。これにより、当該原稿１５からの反射光が結像光学系７を介して光電変換素子１に入射され、信号電荷に光電変換される。そして、光電変換素子駆動部２において当該信号電荷が電気信号に変換され、図示しない信号処理部に伝送される。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態の光電変換センサユニットによれば、光源部３が基板６上に形成された配線パターン９により定電流源に接続され、このような光源部３から放射された光を棒状導光体５の端面で反射させて線状照明装置４に入射させているので、光源部３を電源と接続するための煩雑な配線処理が不要になり、組み立て工程が簡略化されてコストが削減される。
【００４５】
また、光電変換素子部１が有機化合物を含む有機光電変換素子により形成されているので、大掛りな半導体プロセスを必要とすることなく光電変換素子部１が形成でき、製造コストを削減することが可能になる。
【００４６】
複数（本実施の形態では、４つ）の光源部３が基板６上に形成された配線パターン９により相互に直列に電気的に接続されているので、複数の光源部３には一つの定電流源から電力が供給されることになり、それぞれの光源部がほぼ同等の光量となる。
【００４７】
基板６が透光性材料で形成されているので、光源部３からの光が基板６を透過できて光源部３を光電変換素子部１と反対側の面にも形成することができるので、レイアウトの自由度が向上する。
【００４８】
定電流源と光源部３とを接続する配線パターン９は、光電変換素子駆動部２の入出力信号１０の両端に配置されているので、基板６上の配線パターン９が光電変換素子駆動部２の入出力信号１０の配線パターンと干渉することがなく、基板６上の配線パターン９を複雑な多層構造とする必要がなくなる。
【００４９】
棒状導光体５における光源部３側の端面は凸状に湾曲形成されているので、光源部３からの光は、損失が最小限に抑制されて棒状導光体５に入射される。
【００５０】
棒状導光体５の反射面１３は金属薄膜により形成されているので、安価なコストで反射面が作製ができる。
【００５１】
光源部３が有機発光ダイオードで構成されているので、光電変換素子部１と同様な方法で光源部３が形成できるため、製造工程の簡便化を図ることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明にかかる光電変換センサユニットは、煩雑な配線処理を行う必要がなくなって組み立て工程を簡略化できるので、文字や図形との各種情報を読み取る情報読取装置に使用されるユニットとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１における光電変換センサユニットの概略構成を示す斜視図
【図２】図１の光電変換センサユニットを構成する基板を示す平面図
【図３】図１の光電変換センサユニットを構成する線状照明装置を示す斜視図
【図４】図１の光電変換センサユニットを構成する棒状導光体を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における光電変換センサユニットと原稿台のカバーガラスと被読み取り原稿との関係を示す説明図
【符号の説明】
【００５４】
１    光電変換素子部
２    光電変換素子駆動部
３    光源部
４    線状照明装置（照明手段）
５    棒状導光体（導光体）
６    基板
７    結像光学系
８    フレキシブル配線基板
９    配線パターン
１０    入出力信号
１１    光拡散部
１２    光射出面
１３    反射面
１４    カバーガラス
１５    被読み取り原稿
【図１】
2008035312.tif 000003
【図２】
2008035312.tif 000004
【図３】
2008035312.tif 000005
【図４】
2008035312.tif 000006
【図５】
2008035312.tif 000007