(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受けることにより所定の信号を出力する受光素子を表面に搭載したイメージセンサ基板であって、
その裏面の全部または一部が、黒色の遮光層によって覆われており、
上記遮光層は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の黒色顔料とＣｕ−Ｃｒ系の黒色顔料とを含んだものであることを特徴とする、イメージセンサ基板。
【請求項２】
上記遮光層は、上記２種類の黒色顔料をトータルで１３重量％以上含有した黒色ガラスである、請求項１に記載のイメージセンサ基板。
【請求項３】
上記２種類の黒色顔料のトータルの含有率が、２５重量％以下である、請求項２に記載のイメージセンサ基板。
【請求項４】
上記遮光層は、黒色顔料を含んだ塗料が上記裏面に塗装され、または黒色の部材が上記裏面に重ね合わせて配置されることにより設けられている、請求項１に記載のイメージセンサ基板。
【請求項５】
光源と、この光源から発せられて所定の画像読み取り領域から反射してくる光を集束させる集光レンズと、この集光レンズによって集束される光の進行経路となる空間部を有するケーシングと、光を受けることにより所定の信号を出力する受光素子を表面に搭載したイメージセンサ基板とを具備し、かつこのイメージセンサ基板は、上記受光素子が上記集光レンズによって集束された光を受光するようにその表面が上記空間部に向けられて上記ケーシングに取付けられている、イメージセンサであって、
上記イメージセンサ基板として、請求項１ないし４のいずれかに記載のイメージセンサ基板が用いられていることを特徴とする、イメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本願発明は、密着型イメージセンサやフラットベッド型イメージセンサなどの各種のイメージセンサの構成部品としてのイメージセンサ基板、およびこれを備えたイメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のイメージセンサの一般的構成例を図１４に示す。同図に示すイメージセンサは、密着型イメージセンサとして構成されたものであり、ケース４ｅの上面に装着された透明ガラス製の原稿載置板７０ｅの表面の所定位置が画像読み取り領域Ｐｅとされ、この領域に供給されてきた原稿Ｋがプラテンローラ９０ｅによって副走査方向に移送されるようになっている。上記ケース４ｅの内部には、複数のＬＥＤ光源２ｅが主走査方向に列状に並べて設けられており、これら複数のＬＥＤ光源２ｅから発せられた光が、上記原稿Ｋの表面に照射されて反射されると、その反射光が集光レンズ５１ｅによって集束されてから主走査方向に並べられた複数の受光素子５２ｅによって受光され、これら複数の受光素子５２ｅからその受光量に対応した画像信号が出力されるようになっている。上記複数の受光素子５２ｅを搭載したイメージセンサ基板６ｅは、たとえばセラミクス製の白色の基板を用いて構成されており、このイメージセンサ基板６ｅは、上記集光レンズ５１ｅの下方の空間部４６ｅ内へ、外部の光が進入することを防止するように、上記空間部４６ｅの下部開口部を塞いだ状態に上記ケース４ｅに取付けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のイメージセンサでは、使用条件如何では、原稿の読み取り画像にノイズが混じり、その画質が悪くなる現象が生じる場合があった。そこで、本願発明者らがそのような現象について研究したところ、次に述べるようなことが一つの原因であることを突きとめた。
【０００４】
すなわち、従来のイメージセンサで用いられていたイメージセンサ基板６ｅは、たとえばセラミック製であり、その表面に形成された導電配線パターン上に受光素子５２ｅを実装した構成に過ぎないものであった。このようなセラミック製のイメージセンサ基板６ｅでは、その外面が白色であっても、受けた光の全てを反射するわけではなく、このイメージセンサ基板の片面に比較的明るい光を照射すると、その一部はこのイメージセンサ基板の厚み方向に透過する現象が見られる。したがって、従来では、上記イメージセンサをたとえばファクシミリ装置やその他の装置機器の内部に組み込むなどして実際に使用する場合に、ケース４ｅの外部に他の光源が存在するなどして、上記イメージセンサ基板６ｅの裏面部分に光が照射されると、その光の一部が上記イメージセンサ基板６ｅを透過し、ケース４ｅの空間部４６ｅ内に進入する場合があった。むろん、上記イメージセンサ基板６ｅを透過する光には、波長が３３０ｎｍ〜７７０ｎｍの範囲の可視域の光の他に、それ以外の赤外域や紫外域の光も含まれている。
【０００５】
一方、上記受光素子５２ｅは、たとえば光電変換機能を有するフォトトランジスタなどを用いて構成されているが、このような構成の受光素子５２ｅは、可視域の光のみらず、それ以外の赤外域や紫外域の光を受光した場合にも、所定の信号出力を行う特性をもっている。したがって、従来では、上記イメージセンサ基板６ｅをその厚み方向に透過して空間部４６ｅ内に進入してきた光を受光素子５２ｅが感知することによって、この受光素子５２ｅから不当な信号出力がなされる場合があった。その結果、従来では、このような外部の光の影響による受光素子５２ｅからの信号出力に原因し、原稿の読み取り画像にノイズが含まれ、その画質が悪くなるという事態を招いていた。
【０００６】
なお、このような不具合は、イメージセンサ基板６ｅをセラミック製の基板とした場合に限らず、たとえばガラスエポキシ樹脂などの合成樹脂製の基板とした場合においても、同様に生じていた。
【０００７】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、外部の光がイメージセンサ基板を透過して受光素子で受光されることを適切に防止できるようにし、イメージセンサで得られる読み取り画像の質を高めることをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本願発明の第１の側面によれば、イメージセンサ基板が提供される。このイメージセンサ基板は、光を受けることにより所定の信号を出力する受光素子を表面に搭載したイメージセンサ基板であって、その裏面の全部または一部が、黒色の遮光層によって覆われており、上記遮光層は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の黒色顔料とＣｕ−Ｃｒ系の黒色顔料とを含んだものであることに特徴づけられる。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供されるイメージセンサ基板は、その裏面が外面となるようにイメージセンサの所定位置に組み込まれて使用されるが、その裏面は、黒色の遮光層によって覆われているために、外部の光が上記イメージセンサ基板に照射されるような事態を生じても、その光が上記イメージセンサ基板をその厚み方向に透過することが防止され、または抑制されることとなる。したがって、イメージセンサ基板を透過した光を受光素子が受光することによってノイズとなる不当な信号出力がなされることを回避でき、外部の光の影響を極力受けないようにして上記受光素子を利用しての原稿画像の適切な読み取り動作を行わせることができる。その結果、読み取り画像の質を高めることができる。
【００１２】
また、上記Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の黒色顔料は、紫外域と可視域の光を効率良く遮る特性を有している。これに対し、上記Ｃｕ−Ｃｒ系の黒色顔料は、赤外域の光を効率良く遮る特性を有している。したがって、紫外域、可視域、赤外域のいずれの波長域の光についても、イメージセンサ基板を透過することを適切に防止し、または抑制でき、受光素子が外部の光の影響を受けて不当な信号出力を行うことをより確実に防止できる利点が得られる。
【００１３】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記遮光層は、上記２種類の黒色顔料をトータルで１３重量％以上含有した黒色ガラスである構成とするとこができる。
【００１４】
このような構成によれば、第１に遮光層が黒色ガラスで構成されているために、その製造に際しては、黒色顔料を含有するガラスペーストをイメージセンサ基板の裏面に印刷手段などを用いて塗布した後に、このガラスペーストを焼成することによって、遮光層を形成することができる。このようにガラスペーストを焼成する手段によれば、遮光層とイメージセンサ基板との接着性を高めることが可能であり、遮光層がイメージセンサ基板から容易に剥離しないものにできる。第２に、上記２種類の黒色顔料がトータルで１３重量％以上含まれているために、遮光層の光の遮光性を充分に高めることができる。すなわち、上記２種類の黒色顔料のトータルの含有率が１３重量％未満になると、黒色ガラスの黒色度合いが薄くなってしまい、遮光性が低下することとなるが、上記構成によれば、そのような不具合はなく、充分な遮光性をもたせることができる。なお、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の黒色顔料とＣｕ−Ｃｒ系の黒色顔料との配合比率は、重量比で約５：４が好ましい。
【００１５】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記２種類の黒色顔料のトータルの含有率が、２５重量％以下である構成とすることができる。
【００１６】
上記２種類の黒色顔料のトータルの含有率が２５重量％を超えると、それらの顔料自体が凝集する傾向が強くなり、イメージセンサ基板に対する遮光層の接着力が低下する。したがって、上記構成によれば、そのような不具合を生じさせず、イメージセンサ基板に対して遮光層を強固に接着させておくことでき、不用意な剥離を適切に防止できることとなる。
【００１７】
本願発明の他の好ましい実施の形態では、上記遮光層は、黒色顔料を含んだ塗料が上記裏面に塗装され、または黒色の部材が上記裏面に重ね合わせて配置されることにより設けられている構成とすることができる。黒色の部材としては、たとえば外表面が黒色とされた可撓性を有する接着テープ、あるいは可撓性を有しない硬質のプレート部材などを適用することができる。
【００１８】
このような構成によれば、遮光層の形成が、塗装作業または黒色の他の部材をイメージセンサ基板に重ね合わせるだけの作業工程によって、非常に簡単に行えることとなり、製造コストの低減化を図る上で、有利となる。
【００１９】
本願発明の第２の側面によれば、イメージセンサが提供される。このイメージセンサは、光源と、この光源から発せられて所定の画像読み取り領域から反射してくる光を集束させる集光レンズと、この集光レンズによって集束される光の進行経路となる空間部を有するケーシングと、光を受けることにより所定の信号を出力する受光素子を表面に搭載したイメージセンサ基板とを具備し、かつこのイメージセンサ基板は、上記受光素子が上記集光レンズによって集束された光を受光するようにその表面が上記空間部に向けられて上記ケーシングに取付けられている、イメージセンサであって、上記イメージセンサ基板として、本願発明の第１の側面によって提供されるイメージセンサ基板が用いられていることに特徴づけられる。
【００２０】
本願発明の第２の側面によって提供されるイメージセンサにおいては、本願発明の第１の側面によって提供されるイメージセンサ基板が用いられているために、本願発明の第１の側面によって得られるのと同様な効果が期待でき、外部の光の影響を受けることなく、所望の読み取り対象物の画像を受光素子を利用して適切に読み取ることができ、その読み取り画像の質を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２２】
図１は、本願発明に係るイメージセンサ基板６の一例を示す斜視図である。図２は、図１のII−II線拡大断面図である。
【００２３】
このイメージセンサ基板６は、アルミナを主要原料とするセラミック製の基板本体６０を主要部材とするものであり、この基板本体６０は平面視において細長矩形状のプレート状である。上記基板本体６０の表面には、複数のイメージセンサチップ５と１つのＬＥＤ光源２とが実装されている。また、図２によく表れているように、上記基板本体６０の裏面の略全面域には遮光層６１が設けられている。
【００２４】
上記各イメージセンサチップ５は、複数の受光素子５２を一体的に造り込んだ半導体素子であり、この受光素子５２で光を受けるとその受光量に対応した出力レベルの信号（画像信号）を出力するように構成されている。上記各イメージセンサチップ５は、上記基板本体６０の表面にパターン形成された導電層６２のパッド部６２ａ上にボンディングされることにより、上記基板本体６０の長手方向に沿う直線状に並べられており、また金線などのワイヤＷを介して導電層６２の所定位置と結線されている。
【００２５】
上記ＬＥＤ光源２は、赤、緑、青の各色の光を発する３種類のＬＥＤチップを一纏めに樹脂パッケージしたものである。このＬＥＤ光源２は、基板本体６０の長手方向一端部に配置され、その表面の導電層６２上にボンディングされている。なお、このイメージセンサ基板６をいわゆるモノクロ画像の読み取り用途に用いる場合には、上記ＬＥＤ光源２に代えて、白色またはそれ以外の色彩の単色光を発する光源が用いられる。上記基板本体６０の長手方向他端部には、コネクタ端子６５が取付けられているが、このコネクタ端子６５は、上記導電層６２を介して上記ＬＥＤ光源２や各イメージセンサチップ５と電気的に導通しており、このコネクタ端子６５に電気配線接続を行うことにより、外部の制御機器（図示略）を上記ＬＥＤ光源２や各イメージセンサチップ５と電気的に接続できるようになっている。
【００２６】
上記遮光層６１は、ガラスペーストに２種類の黒色顔料を混合させたものを上記基板本体６０の裏面に塗布した後に焼成した黒色ガラスである。２種類の黒色顔料としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の第１の黒色顔料とＣｕ−Ｃｒ系の第２の黒色顔料とが用いられており、上記第１の黒色顔料と第２の黒色顔料との配合比率は、重量比で約５：４である。また、上記遮光層６１における第１の黒色顔料と第２の黒色顔料とのトータルの含有率は、１３重量％以上かつ２５重量％以下とされている。上記遮光層６１の厚みは、８μｍ〜２０μｍ程度である。
【００２７】
上記イメージセンサ基板６は、その基板本体６０の本来の色彩が白色であるが、その裏面には上記遮光層６１が設けられていることにより、この裏面は黒色となっている。上記遮光層６１に含まれているＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の第１の黒色顔料は、主に紫外域と可視域との光を遮る特性を有しているのに対し、Ｃｕ−Ｃｒ系の第２の黒色顔料は、主に可視域よりも波長の長い赤外域の光を遮る特性を有している。したがって、上記遮光層６１は、紫外域、可視域、および赤外域の広い波長域の光を遮る特性を有する。
【００２８】
図３は、イメージセンサ基板に照射される光の波長と光の透過率との関係を示す説明図である。むろん、同図に示すデータは、イメージセンサ基板の基板本体の厚みやその他の条件を全て同一条件に揃えた実験によって得られたデータである。同図の符号Ｄ１で示すデータは、セラミック製の基板本体６０の裏面に遮光層を設けることなく、基板本体６０を単独で用いた場合のデータである。このデータＤ１では、可視域（３３０ｎｍ〜７７０ｎｍ）、紫外域、および赤外域のいずれの領域においても光の透過率が高くなっており、基板本体６０の裏面に光が照射されると、その光の比較的多くの量が基板本体６０の表面側に透過してしまう。同図の符号Ｄ２で示すデータは、基板本体６０の裏面にＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系の第１の黒色顔料のみを含有する遮光層を設けた場合のデータである。このデータＤ２では、遮光層を全く設けていない場合のデータＤ１よりも、いずれの波長領域においても光の透過率が低くなっており、とくに可視域と紫外域の光の透過率が大幅に低くなっている。これに対し、同図の符号Ｄ３で示すデータは、基板本体６０の裏面に上述した第１の黒色顔料と第２の黒色顔料とを所定の比率で含有させた黒色ガラスからなる遮光層６１を設けた場合のデータである。このデータＤ３では、先のデータＤ２よりも光の透過率が全ての波長領域において低下しており、とくに赤外域の光の透過率が大幅に低下している。このように、上記図３に示すデータからも、本実施形態に係るイメージセンサ基板６では、種々の波長領域の光の透過率を低くすることができることが理解できる。また、このように広い波長領域で光を遮断する遮光層６１の特性は、本願発明者らの実験によれば、第１の黒色顔料と第２の黒色顔料との配合比率を重量比で約５：４とするとともに、黒色ガラスに占める２種類の黒色顔料のトータルの含有率を１３重量％以上とし、しかもその膜厚を８μｍ以上とした場合により確実に得られることが確認された。
【００２９】
また、本願発明者らの実験によれば、第１の黒色顔料と第２の黒色顔料とのトータルの含有率が２５重量％を超えると、これらの顔料自体が凝集し、基板本体６０に対するガラスペーストの密着力が急激に低下することが判明した。したがって、本実施形態の２種類の黒色顔料の含有率を２５重量％以下とした遮光層６１では、基板本体６０に対する遮光層６１の密着性が高く、この遮光層６１が基板本体６０の裏面から容易に剥離しにくいものにできる。
【００３０】
次に、上記イメージセンサ基板６を用いたイメージセンサの一例について説明する。
【００３１】
図４は、本願発明に係るイメージセンサＡの一例を示す一部破断断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。図６は、図４のVI−VI断面図である。図７は、図４に示すイメージセンサＡの分解斜視図である。
【００３２】
このイメージセンサＡは、図７によく表れているように、既述したイメージセンサ基板６に加え、ケース４、集光レンズ５１、導光部材１、第１の光反射部材３Ａ、第２の光反射部材３Ｂ、および１または複数のアタッチメント６９を具備して構成されている。このイメージセンサＡは、フラットベッド型のイメージセンサとして構成されており、図４ないし図６に示すように、原稿Ｋを載置するための透明ガラス製の原稿載置板７０を具備している。
【００３３】
上記ケース４は、たとえば黒色の合成樹脂製であり、上面部の略全面が開口するとともに底面部にも開口部が適宜設けられた長細な箱型状に形成されている。このケース４の内部には、このイメージセンサＡの上述した主要部品が収容される。このケース４は、上記原稿載置板７０の下方において、上記原稿載置板７０に相対して副走査方向に移動自在に設けられている。この原稿載置板７０の表面のうち、上記集光レンズ５１の直上位置が画像読み取り領域Ｐとされるが、この画像読み取り領域Ｐはケース４の移動に伴って順次移動することとなる。なお、このケース４を移動自在とする手段は従来既知であるため、その説明は便宜上省略する。
【００３４】
図４ないし図６によく表れているように、上記イメージセンサ基板６は、上記ケース４の底部に設けられた凹部４９の下部開口部を塞ぐようにこの凹部４９に嵌入されている。上記イメージセンサ基板６の遮光層６１は、下向きの外面となるとともに、ＬＥＤ光源２や複数の受光素子５２がケース４内の空間部４５，４６内にそれぞれ位置するように設定されている。上記アタッチメント６９は、上記イメージセンサ基板６をケース４に固定させるためのものであり、ケース４に対してその下方から外嵌し、ケース４の左右外側面に設けられている係合用突起４８，４８に係止されることにより、上記イメージセンサ基板６が下方へ脱落することを防止する。上記アタッチメント６９は、たとえば薄肉金属板をプレス加工するなどして形成されており、適度な弾力性を発揮するものである。
【００３５】
図８は、上記導光部材１を示す一部断面概略斜視図である。図９は、図８のIX−IX断面図である。図１０は、上記導光部材１の作用を示す説明図である。
【００３６】
上記導光部材１は、イメージセンサ基板６に搭載されたＬＥＤ光源２から発せられた光を画像読み取り領域Ｐに対して主走査方向に延びる線状または帯状に照射させるためのものである。図８によく表れているように、上記導光部材１は、たとえばＰＭＭＡなどのアクリル系透明部材を成形して得られる透明部材１０を具備して構成されたものであり、その各所の外面は鏡面とされている。透明部材の表面を鏡面にすれば、この透明部材の内部に光を進行させる場合において、上記透明部材の表面に対して透明部材の材質によって特定される全反射臨界角よりも大きな角度で入射する光線を全反射させることができるとともに、上記全反射臨界角よりも小さな角度で入射する光線については、外部へ透過させることができる。なお、上記鏡面は、必ずしも表面が積極的に研磨加工されている面である必要はない。たとえば金型を用いて透明部材を樹脂成形する場合において、その樹脂成形によって得られた比較的な滑らかな面も、鏡面に含まれる。
【００３７】
上記導光部材１は、各所の断面形状が一様な主要領域Ｓａと、この主要領域Ｓａの一端に繋がった補助領域Ｓｂとに区分することができる。上記補助領域Ｓｂは、上記ＬＥＤ光源２から発せられた光を上記主要領域Ｓａ内に進行させる役割を果たす部分である。これに対し、上記主要領域Ｓａは、上記補助領域Ｓｂからその内部に進行してきた光を外部に出射させる役割を果たす部分である。
【００３８】
上記補助領域Ｓｂには、下向き平面状の光入射部１５、この光入射部１５の一側方に位置する下向き状の凸状部１７、および上記光入射部１５に対向する傾斜面１６ａ，１６ｂが設けられている。上記凸状部１７は、この導光部材１をイメージセンサ基板６の上方に配置する場合にそのイメージセンサ基板６の表面にこの凸状部１７の先端部を当接させることによって導光部材１の全体の位置決めを図るのに役立つ。上記光入射部１５は、上記ＬＥＤ光源２から光を受ける部分である。上記傾斜面１６ａ，１６ｂは、上記光入射部１５からこの補助領域Ｓｂの内部に入射してきた光を上記主要領域Ｓａの方向へ進行させるように反射する部分である。本実施形態では、上記傾斜面１６ａが平面状の傾斜面とされているとともに、上記傾斜面１６ｂが曲面状の傾斜面とされ、それら各部の傾斜角度は、上記光入射部１５から入射してくる光を可能な限り全反射できる角度とされている。
【００３９】
上記主要領域Ｓａには、その長手方向に延びる第１側面１０Ａ、第２側面１０Ｂ、第３側面１０Ｃ、第４側面１０Ｄ、および長手方向一端部の端面１０Ｅが設けられている。上記第１側面１０Ａと第２側面１０Ｂとは、この導光部材１の上下厚み方向に対向しており、第２側面１０Ｂの幅が第１側面１０Ａよりも狭幅とされている。上記第３側面１０Ｃと第４側面１０Ｄとは、この導光部材１の幅方向に対向している。
【００４０】
上記第１側面１０Ａは、その略全面が光出射面とされる部分であり、その幅方向中央部が他の側縁部分よりも膨出した非球面状の凸面とされている。上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄのそれぞれは、図１０によく表れているように、透明部材１０の主要領域Ｓａにおける幅方向中心線Ｃを共通の主軸とする放物面（二次曲面）として形成されている。なお、上記中心線Ｃは、補助領域Ｓｂにおける幅方向中心線Ｃ１に対して傾斜している（図８参照）。これは、後述するように、補助領域Ｓｂにおいてはその光入射部１５をＬＥＤ光源２に対面させる必要があるのに対し、主要領域Ｓａについてはその第１側面１０Ａを画像読み取り領域Ｐに対向させる必要があるからである。
【００４１】
上記第２側面１０Ｂは、図１０によく表れているように、上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄのそれぞれの放物面の共通の焦点Ｏ１またはその近傍を通過する面として形成されている。また、図９によく表れているように、上記第２側面１０Ｂには、複数の凹部１４が適当な間隔で設けられている。これら複数の凹部１４，１４の間の領域は、鏡面状の平面部１３とされている。上記複数の凹部１４は、導光部材１の内部を進行する光の進行角度を急激に変化させることにより、その光を第１側面１０Ａから出射させる役割を果たす部分であり、たとえば断面円弧状とされている。なお、光の進行角度を急激に変化させるための他の手段としては、第２側面１０Ｂに複数の突起を適当な間隔で設ける手段、光の散乱反射が可能な材料を第２側面１０Ｂに塗着する手段、あるいは第２側面１０Ｂを微小な凹凸状の粗面とする手段などを採用することができる。
【００４２】
上記導光部材１は、光入射部１５からその内部に入射した光を第１側面１０Ａの略全長域から出射させる。具体的には、図９に示すように、光入射部１５に対向配置されたＬＥＤ光源２から発せられた光は、光入射部１５から導光部材１内に適当な広がり角度をもって入射し、その大部分は傾斜面１６ａ，１６ｂによって反射され、主要領域Ｓａの長手方向に進行する。すると、その光は、第１側面１０Ａ、第３側面１０Ｃ、ならびに第４側面１０Ｄの各所、および第２側面１０Ｂの平面部１３において全反射を繰り返しながら導光部材１の長手方向一端部の端面１０Ｅまで達する。第２側面１０Ｂに光が入射する場合、各凹部１４に到達した光の多くは、散乱反射に近いかたちで反射され、急激にその光の進路が変えられる。このため、上記第２側面１０Ｂに到達した光の多くは、図１０に示すように、第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄに向けて進行し、これら第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄによってそれぞれ全反射される。ただし、それらの側面は放物面であり、しかも上記第２側面１０Ｂはその放物面の焦点Ｏ１の近傍に位置しているために、上記第３側面１０Ｃおよび第４側面１０Ｄによってそれぞれ反射された多数の光線は、それらの放物面の主軸に略平行な光線束となって第１側面１０Ａに向けて進行する。そして、上記第１側面１０Ａは、その凸面の作用により、上記光線束を所定の焦点に集束させる機能を発揮することとなる。
【００４３】
図５および図６によく表れているように、上記導光部材１は、その第１側面１０Ａが画像読み取り領域Ｐに向くとともに、その光入射部１５がＬＥＤ光源２に対向するようにケース４内に収容されている。したがって、上記ＬＥＤ光源２から発せられた光は、上記第１側面１０Ａの全長域から画像読み取り領域Ｐに対して線状または帯状に照射されることとなる。この場合、上記第１側面１０Ａから出射する光は、種々の方向に分散しないために、画像読み取り領域Ｐに対して所定の幅Ｌで光を効率良く照射させることができる。また、画像読み取り領域Ｐの長手方向の各所の照度を略均等にすることもできる。
【００４４】
上記第１の光反射部材３Ａは、上記導光部材１のホルダとしての役割をも果たすものである。すなわち、この第１の光反射部材３Ａは、図５および図７によく表れているように、一側部が開口した断面略Ｖ字状の溝部３０を有しており、上記導光部材１はその主要領域Ｓａがこの溝部３０内に嵌入されることにより上記第１の光反射部材３Ａに保持される。そして、上記導光部材１は、上記第１の光反射部材３Ａが上記ケース４内に組み込まれることにより、上記イメージセンサ基板６の上方に配置される。上記溝部３０の内壁面としては、上記導光部材１の第２側面１０Ｂ、第３側面１０Ｃ、および第４側面１０Ｄのそれぞれに対向する内壁面３０ｂ，３０ｃ，３０ｄがあり、これらの内壁面３０ｂ〜３０ｄが上記導光部材１の側面１０Ｂ〜１０Ｄから光が外部へ漏れることを防止する役割を果たす。また、上記溝部３０の長手方向一端部には、図４および図７によく表れているように、平面状の側面部３０ｅが設けられている。したがって、上記導光部材１の内部を進行する光が上記端面１０Ｅに到達すると、その光は上記側面部３０ｅによって確実に反射されることとなり、上記端面１０Ｅから外部へ光が漏れることも防止される。上記第１の光反射部材３Ａは、たとえば白色の合成樹脂製であり、上記内壁面３０ｂ〜３０ｄや側面部３０ｅは光反射率の高い滑らかな面とされている。
【００４５】
上記第２の光反射部材３Ｂは、上記導光部材１の補助領域Ｓｂをカバーし、この補助領域Ｓｂから外部へ光が漏れることを防止するための部材である。この第２の光反射部材３Ｂは、図４および図６によく表れているように、上記導光部材１の補助領域Ｓｂに対してその上面側から外嵌し、傾斜面１６ａ，１６ｂやその他の外面部分を覆っている。この第２の光反射部材３Ｂも、上記第１の光反射部材３Ａと同様に、たとえば白色の合成樹脂製であり、上記補助領域Ｓｂに対面する内壁面は、光の反射率が高い滑らかな面とされている。
【００４６】
図５によく表れているように、上記集光レンズ５１は、原稿載置板７０に載置された原稿Ｋから反射してきた光を複数の受光素子５２上に集束させるためのものである。この集光レンズ５１としては、たとえば原稿画像を正立等倍に集束可能な多数のセルフォックレンズ（ロッドレンズ）を所定の画像読み取りライン方向に並べたレンズアレイが適用される。むろん、これに代えて、凸レンズを一連に並べたレンズアレイを用いてもよい。この集光レンズ５１は、ケース４の空間部４６を介して複数の受光素子５２の直上に位置するように上記ケース４に組付けられている。
【００４７】
次に、上記イメージセンサＡを用いて画像の読み取り動作を行う場合の作用について説明する。
【００４８】
まず、図５および図６に示すように、原稿載置板７０上に原稿Ｋを載置した状態において、ＬＥＤ光源２を発光させると、その光は導光部材１の内部に入射してその長手方向に進行しながら、第１側面１０Ａの全長域から出射し、原稿Ｋの表面に対して主走査方向に延びる線状または帯状に照射される。すると、この原稿Ｋによって反射された光は、その後集光レンズ５１によって集束されて複数の受光素子５２で受光されることとなり、これら複数の受光素子５２から受光量に対応した出力レベルの画像信号が出力される。原稿画像のカラー読み取りを行う場合には、ＬＥＤ光源２から赤、緑、青の各色の色彩光が順次切り替えられて発せられ、それら赤、緑、青の各色の色彩光の原稿Ｋからの反射光を上記複数の受光素子５２で受光することにより、赤、緑、青の各色についての読み取り画像信号が得られることとなる。
【００４９】
一方、上記イメージセンサＡの使用時においては、上記ケース４の近傍に別の光源が設けられたり、あるいは自然光が入り込むなどして、種々の光がケース４の外面やイメージセンサ基板６の裏面に照射される場合がある。ところが、既述したとおり、上記イメージセンサ基板６の裏面の遮光層６１は、広い波長域範囲の光を遮る役割を果たすため、多くの光がイメージセンサ基板６をその厚み方向に透過して受光素子５２が配置されている空間部４６内へ進入することが適切に阻止される。また、ケース４自体は、厚肉で黒色の合成樹脂製とされていることにより、やはり多くの光を透過させることはない。したがって、ケース４の外部の光が、空間部４６内に進入して受光素子５２で不当に受光される虞れをなくし、または少なくすることができる。その結果、受光素子５２によって原稿Ｋから反射してくる光のみを効率良く受光させることができ、ノイズの少ない画質の良好な読み取り画像が得られることとなる。
【００５０】
図１１は、本願発明に係るイメージセンサの他の例を示す断面図である。なお、図１１以降の各図においては、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、その説明は便宜上省略する。
【００５１】
上記図１１に示すイメージセンサＡａは、密着型イメージセンサとして構成されている。このイメージセンサＡａは、先の実施形態のイメージセンサＡとその基本的な構成は共通しているが、ケース４ａの上面部には、原稿Ｋを対向配置するための透明ガラスからなる原稿載置板７０ａが装着されている。この原稿載置板７０ａと対向する位置には、原稿Ｋを副走査方向に移送するためのプラテンローラ９８が適宜設けられる。また、このイメージセンサＡａをいわゆるハンディスキャナタイプの密着型イメージセンサとして構成する場合には、上記プラテンローラ９８は設けられず、ケース４ａをユーザがそのままで手で把持することとなる。上記イメージセンサＡａにおいても、上記フラットベッド型イメージセンサの場合と同様な構成のイメージセンサ基板６をそのまま適用することが可能である。このように、本願発明に係るイメージセンサは、フラットベッド型のイメージセンサに限らず、密着型イメージセンサとして構成することもできる。
【００５２】
図１２および図１３は、本願発明に係るイメージセンサの他の例をそれぞれ示す断面図である。
【００５３】
図１２に示すイメージセンサＡｂに用いられているイメージセンサ基板６ｂは、遮光層６１ｂがイメージセンサ基板６ｂの裏面の全面域に設けられておらず、一部分のみに設けられている。より具体的には、遮光層６１ｂは、複数の受光素子５２の実装箇所の裏面側に相当する部分にのみ設けられており、好ましくは、その遮光層６１ｂの幅Ｓ１は、複数の受光素子５２が配置されるケース４ａの空間部４６ａの開口幅Ｓ２と同等またはそれよりも大きな幅とされている。このような構成によれば、遮光層６１ｂが一部分にしか設けられていないにもかかわらず、やはりこの遮光層６１ｂによって種々の波長域の光を遮ることができ、外部の光がイメージセンサ基板６ｂをその厚み方向に透過して空間部４６ａ内に進入することを適切に防止することができる。したかって、先の実施形態と同様に、外部の光が受光素子５２で不当に受光されることを適切に防止できる効果が得られる。このように、本願発明では、必ずしもイメージセンサ基板の裏面の略全面域に遮光層を設ける必要はなく、一部分にのみ遮光層を設けた構成としてもかまわない。
【００５４】
図１３に示すイメージセンサＡｃでは、イメージセンサ基板６ｃの裏面に設けられる遮光層が、テープ片６１ｃによって構成されている。具体的には、この遮光層６１ｃは、同図の仮想線に示すように、黒色顔料を含む高い遮光性を備えた黒色のテープ片６１として構成されており、このテープ片６１が上記イメージセンサ基板６ｃの裏面やケース４ｃの底面部分に一連に貼着されている。このような構成によれば、上記遮光層６１ｃによって外部の光がイメージセンサ基板６ｃをその厚み方向に透過することを防止することができるのに加え、上記テープ片６１を利用してイメージセンサ基板６ｃをケース４ｃに固定させることができ、先の実施形態で用いられていたアタッチメント６９を不要にすることができる。したがって、ケース４ｃへのイメージセンサ基板６ｃの組付け作業が容易化し、また部品コストを安価にすることができるという利点が得られる。上記テープ片６１としては、予めその片面に接着剤（粘着剤）を塗布した構成としておくことができる。また、上記テープ片６１は、その基材自体が黒色顔料を含む高い遮光性を備えたものとしてもよいが、これに代えて、たとえば高い遮光性を有しない基材の片面または両面に黒色顔料を含む高い遮光性を備えた遮光膜を形成した構成としてもよい。
【００５５】
また、上記図１３で示した構成では、遮光層をテープ片６１ｃによって構成したが、本願発明ではこれに代えて、たとえばテープ片とは異なり、可撓性を有しない比較的な硬質のプレート状に形成された遮光部材をイメージセンサ基板の基板本体の裏面に重ね合わせることによって、遮光層を設けてもよい。上記遮光部材を基板本体の裏面に重ね合わせる手段としては、これらを互いに接着剤を用いて接着させる手段や、あるいは適当なアタッチメントを用いるなどして遮光部材を基板本体の裏面に保持させる手段を採用することができる。このように、本願発明では、イメージセンサ基板の裏面に遮光層を設ける手段としては、種々の手段を採用することができ、上述した手段以外としても、たとえば黒色顔料を含む高い遮光性の塗料を塗布する手段を採用することができる。また、黒色顔料としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系やＣｕ−Ｃｒ系とは異なる種類の黒色顔料を用いてもかまわない。
【００５６】
その他、本願発明に係るイメージセンサ基板、およびイメージセンサの各部の具体的な構成は、上述した実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。上述の実施形態では、イメージセンサ基板をセラミック製の基板としたが、本願発明はこれに限定されず、それ以外の材質のイメージセンサ基板にも適用できることは勿論である。また、上述の実施形態では、イメージセンサ基板にＬＥＤ光源を実装し、このＬＥＤ光源から発せられた光を導光部材を用いて画像読み取り領域に導くようにしているが、本願発明はやはりこれに限定されず、たとえば複数の光源を列状に並べた照明装置を用いて画像読み取り領域に対して線状または帯状に光を照射させるようにしてもよい。また、光源は、ＬＥＤ光源に限定されず、たとえば冷陰極管などを用いてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るイメージセンサ基板の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II線拡大断面図である。
【図３】イメージセンサ基板に照射される光の波長と光の透過率との関係を示す説明図である。
【図４】本願発明に係るイメージセンサの一例を示す一部破断断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図４のVI−VI断面図である。
【図７】図４に示すイメージセンサの分解斜視図である。
【図８】図４に示すイメージセンサに用いられている導光部材を示す一部断面概略斜視図である。
【図９】図８のIX−IX断面図である。
【図１０】図８に示す導光部材の作用を示す説明図である。
【図１１】本願発明に係るイメージセンサの他の例を示す断面図である。
【図１２】本願発明に係るイメージセンサの他の例を示す断面図である。
【図１３】本願発明に係るイメージセンサの他の例を示す断面図である。
【図１４】従来のイメージセンサの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  導光部材
２  ＬＥＤ光源（光源）
３Ａ  第１の光反射部材
３Ｂ  第２の光反射部材
４，４ａ〜４ｃ  ケース
５  イメージセンサチップ
６，６ｂ，６ｃ  イメージセンサ基板
４６，４６ａ  空間部
５１  集光レンズ
５２  受光素子
６１，６１ｂ，６１ｃ  遮光層
７０，７０ａ  原稿載置板
Ａ，Ａａ〜Ａｃ  イメージセンサ
Ｋ  原稿
Ｐ  画像読み取り領域
【図１】
0003999315.tif 000002
【図２】
0003999315.tif 000003
【図３】
0003999315.tif 000004
【図４】
0003999315.tif 000005
【図５】
0003999315.tif 000006
【図６】
0003999315.tif 000007
【図７】
0003999315.tif 000008
【図８】
0003999315.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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