Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bildsensor, der für eine Bildeingabevorrichtung verwendet wird, und insbesondere auf einen Berührungsbildsensor, bei dem mehrere Halbleiterchips als fotoelektrisches Wandlerelement angebracht sind, und auch auf ein Herstellungsverfahren für diesen.

Als eine Auslegung eines linearen Bildsensors einer Mehrchip-Bauart, bei dem mehrere Halbleiterchips, wovon jeder dadurch ausgebildet wird, dass viele fotoelektrische Wandlerelemente (Bildaufnahmeelemente) mit einem konstanten Abstand dazwischen linear angeordnet werden, offenbaren die 5 und 6 der JP-A-2005-295095 die Auslegung, bei der, um einen Zustand zu interpolieren (auch imaginäres Bildaufnahmeelement genannt), bei dem es in einem Spaltbereich zwischen den aneinander angrenzenden Halbleiterchips kein Bildaufnahmeelement gibt, wobei eine transparente Platte mit Brechungsfunktion in einem Lichtwegbereich vorgesehen ist, der dem Grenzbereich der Halbleiterchips entspricht, um dadurch Licht aufgeteilt auf die Bildaufnahmeelemente der aneinander angrenzenden Halbleitchips einfallen zu lassen.

In 9 der Patentschrift JP-A-2003-101724 ist eine Bildabtastvorrichtung offenbart, bei der mehrere Chips so angeordnet sind, dass eine Dichtedifferenz, die durch einen Rasterfehler zwischen den Chips (an einer Grenze der Chips) verursacht wird, daran gehindert wird, auffällig zu werden. In der Zeichnung bezeichnen Bezugszeichen C1 und C2 Chips (fotoelektrische Wandlerelemente), Ca und Cb bezeichnen aneinander angrenzende Chipenden, La bezeichnet einen Spaltabstand zwischen den Enden der aneinander angrenzenden Chips. Darüber hinaus bezeichnet ein Bezugszeichen r ein Bildaufnahmeelement (Licht aufnehmendes Element), P bezeichnet einen Abstand zwischen den Bildaufnahmeelementen, P' bezeichnet einen Abstand zwischen Grenzbildaufnahmeelementen. Noch weiter darüber hinaus handelt es sich in 3(c) der JP-A-2003-101724 bei den Bezugszeichen C14 und C21 um Bildaufnahmeelemente, die sich an der Grenze der aneinander angrenzenden Chips befinden.

Außerdem offenbart 4 der JP-A-6-218985 eine Bildabtastvorrichtung, in welcher mehrere Optikelementchips angeordnet sind. In der Zeichnung bezeichnet ein Bezugszeichen 1 einen Optikelementchip, 2 ein Element (Licht aufnehmendes Element), 3 eine in einer Längsrichtung (geneigte) Stirnfläche, 3a einen Rand an der Hauptflächenseite des Chips 1, 3b einen Rand auf der Rückflächenseite (Substratseite) des Chips, 7 ein Substrat und 8 Silberpaste.

Da jedoch nach der JP-A-2005-295095 die ausgeklinkte Form der transparenten Platte 5 durch die Kombination einer Bogenform und einer rechteckigen Form gebildet ist, taucht eine Diskontinuität an den Kontaktpunkten zwischen der Bogenform und der rechteckigen Form auf. Obwohl diese Auslegung in Bezug auf vertikales Licht wirksam ist, wird dadurch in Bezug auf Licht mit einem etwas im Hinblick auf das vertikale Licht geneigten Einfallswinkel, eine Ebene, die durch die Durchlaufrichtung eines als Bild aufzunehmenden Objekts und der Lichttransmissionsebene gebildet wird, eine nicht durchgehende oder diskontinuierliche Ebene im Hinblick auf die Abtastbreitenrichtung.

Ein Teil des einfallenden Lichts reflektiert vollständig an der diskontinuierlichen Ebene, so dass insofern ein Problem auftaucht, als dieses voll reflektierte Licht zu Streulicht (nutzlosem Licht) führt und ein Abtastbild somit schlechter wird.

Bei der Vorrichtung der JP-A-2003-101724 wird der Abstand P' zwischen den Grenzbildaufnahmeelementen im Hinblick zum Abstand P zwischen den Bildaufnahmeelementen größer, und von daher wird ein Durchschnittswert des Ausgangs des Bildaufnahmeelements C14 und des Ausgangs des Bildaufnahmeelements C21 addiert und ergibt Interpolationsdaten. Da es sich in diesem Fall bei den Interpolationsdaten um keine eigentlichen Bilddaten handelt, die durch den Bildsensor abgetastet werden, lässt sich dieses technische Verfahren schwerlich für ein als Bild aufzunehmendes Objekt wie etwa Papiergeld anwenden. Da darüber hinaus das imaginäre Bildaufnahmeelement in Form von Bilddaten interpoliert wird, um die Anzahl der Bildaufnahmeelemente unregelmäßig zu erhöhen, unterscheidet sich die Anzahl der Elemente des Bildsensors von der Bitanzahl der linearen Bildverarbeitung, so dass insofern ein Problem auftaucht, als eine Signalverarbeitungsschaltung kompliziert ist.

In der Vorrichtung der JP-A-6-218985 wird die Steifigkeit einer drehenden Klinge verstärkt und eine Substratzerteilung (Dicing) durchgeführt, während die drehende Klinge geneigt wird, und der Rand 3a auf der Hauptflächenseite des Chips 1 wird vorstehend ausgelegt, um den Rand 3b auf der Rückflächenseite zurücktreten zu lassen, so dass der Abstand P' zwischen den Grenzbildaufnahmeelementen nahe an den tatsächlichen Abstand P zwischen den Bildaufnahmeelementen auf ein und demselben Chip nahe herangebracht werden kann.

Zum Zeitpunkt der eigentlichen Herstellung mit automatischer Montage durch eine Chip-Kontaktierungsmaschine oder dergleichen, müssen die Chips jedoch vorab getrennt und dann unter Berücksichtigung des durch eine Montagegenauigkeit bewirkten Aufeinandertreffens (Kontakts) der Chips montiert werden. Auch wenn die Chips als solche mit hoher Genauigkeit montiert werden können, werden sie darüber hinaus mechanisch auf einem darunter befindlichen Klebstoff wie Silberpaste angebracht und könnten somit nach dem Anbringen in ihren Positionen verändert werden.

Darüber hinaus wird beim Kontaktieren der Chips der Klebstoff zum Fixieren der Chips wärmegehärtet. Von daher stellt sich ein Problem, dass, falls viele Chips angeordnet werden, schließlich auch noch ein Problem auftaucht, dass sie nicht mit hoher Genauigkeit angebracht werden können, weil sich die Positionsveränderungen der Chips, die durch die zufällige Bewegung von Chips während des Schrumpfens des Klebstoffs beim Härten ergeben haben, sich nicht vernachlässigen lässt.

Ein Bildsensor nach der Erfindung löst die vorstehend beschriebenen Probleme, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Bildsensor bereitzustellen, der den durch Streulicht verursachten Grad an Verschlechterung eines Abtastbilds reduzieren und auch dann ein Bild in einem Grenzbereich von Chips mit hoher Wiedergabetreue ohne Interpolationsdaten (Daten, die von einem imaginären Bildaufnahmeelement kommen) abtasten kann, wenn ein Abstand P' zwischen Grenzbildaufnahmeelementen größer ist als ein Abstand P zwischen Bildaufnahmeelementen auf ein und demselben Chip, und ein Herstellungsverfahren für den Bildsensor bereitzustellen.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Bildsensor bereitgestellt, der Folgendes umfasst: eine Lichtquelle, die Licht auf ein Objekt abstrahlt; einen Linsenkörper, der eine Reflexion des Lichts vom Objekt konvergiert; mehrere IC-Chips, welche die Reflexion aufnehmen, die den Linsenkörper durchlaufen hat; und ein transparentes Teil, das zwischen den IC-Chips und dem Linsenkörper vorgesehen ist. Das transparente Teil enthält einen Brechungsindexveränderungsbereich, der an einem Abschnitt einem Spalt zwischen angrenzenden IC-Chips entgegengesetzt vorgesehen ist. Ein Brechungsindex im Brechungsindexveränderungsbereich nimmt kontinuierlich oder schrittweise zu einem Innenabschnitt des transparenten Teils ausgehend von einer Fläche des transparenten Teils auf einer Seite der IC-Chips so zu, dass der Brechungsindexveränderungsbereich einen Teil der Reflexion bricht, die in den Spalt zu den IC-Chips einfallen soll.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Bildsensor bereitgestellt, der Folgendes umfasst: eine Lichtquelle, die Licht auf ein Objekt abstrahlt; einen Linsenkörper, der eine Reflexion des Lichts vom Objekt konvergiert; mehrere IC-Chips, welche die Reflexion aufnehmen, die den Linsenkörper durchlaufen hat; und ein transparentes Teil, das zwischen den IC-Chips und dem Linsenkörper vorgesehen ist. Eine Fläche des transparenten Teils ist auf einer Seite der IC-Chips an einem Abschnitt einem Spalt zwischen angrenzenden IC-Chips entgegengesetzt so mit einer Rille ausgebildet, dass ein Teil der auf die Rille einfallenden Reflexion zu den IC-Chips hin gebrochen wird.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Lichtquelle, die Licht auf ein Objekt abstrahlt, und eines Linsenkörpers, der eine Reflexion des Lichts vom Objekt konvergiert; Anordnen mehrerer IC-Chips entlang des Linsenkörpers, wobei die IC-Chips dazu ausgelegt sind, die Reflexion aufzunehmen, die den Linsenkörper durchlaufen hat; Ausbilden von Brechungsindexveränderungsbereichen in einem transparenten Teil, wobei jeder der Brechungsindexveränderungsbereiche derart ausgelegt ist, dass ein Brechungsindex kontinuierlich oder schrittweise zu einem Innenabschnitt des transparenten Teils ausgehend von einer Fläche des transparenten Teils zunimmt, wobei die Brechungsindexveränderungsbereiche in einem konstanten Abstand so ausgebildet werden, dass sie jeweils den Spalten zwischen angrenzenden IC-Chips entgegengesetzt sind; und Anordnen des transparenten Teils zwischen den IC-Chips und dem Linsenkörper, derart, dass jeder der Brechungsindexveränderungsbereiche jeweils den Spalten zwischen angrenzenden IC-Chips entgegengesetzt ist.

Das Ausbilden der Brechungsindexveränderungsbereiche kann umfassen: Maskieren des transparenten Teils mit einem Metallmaskenteil, das mit mehreren Löchern in dem konstanten Abstand ausgebildet ist, die jeweils den Spalten zwischen den angrenzenden IC-Chips entsprechen; und Ausstoßen einer Lösung, die Ionen enthält, die mit Ionen im transparenten Teil durch die Löcher austauschbar sind, zum transparenten Teil, um die Brechungsindexveränderungsbereiche auszubilden.

Beim Ausstoßen kann die Lösung gleichzeitig durch die Löcher zum transparenten Teil ausgestoßen werden, um die Brechungsindexveränderungsbereiche auszubilden.

Die Lösung kann gleichzeitig durch die Löcher zum transparenten Teil mit einer Richtung senkrecht zur Fläche des transparenten Teils und einer Richtung schräg von der senkrechten Richtung zur Fläche des transparenten Teils ausgestoßen werden.

Das Ausbilden der Brechungsindexveränderungsbereiche kann umfassen:

Maskieren des transparenten Teils mit einem Metallmaskenteil, das mit mehreren Löchern in dem konstanten Abstand ausgebildet ist, die jeweils den Spalten zwischen den angrenzenden IC-Chips entsprechen; und Eintauchen des transparenten Teils in eine Lösung, die Ionen enthält, die mit Ionen im transparenten Teil durch die Löcher austauschbar sind, um die Brechungsindexveränderungsbereiche auszubilden.

Die Lösung kann eine Natriumsulfidlösung umfassen.

Das transparente Teil kann mit mehreren der Metallmaskenteile maskiert werden, und das transparente Teil kann zusammen mit den Metallmaskenteilen in die Natriumsulfidlösung getaucht werden.

Das Metallmaskenteil kann mit Drähten auf einem Außenumfang von diesem nach dem Anbringen des transparenten Teils umwickelt werden.

Nach einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Lichtquelle, die Licht auf ein Objekt abstrahlt, und eines Linsenkörpers, der eine Reflexion des Lichts vom Objekt konvergiert; Anordnen mehrerer IC-Chips entlang des Linsenkörpers, welche die Reflexion aufzunehmen, die den Linsenkörper durchlaufen hat; Ausbilden mehrerer Rillen auf einer Fläche eines transparenten Teils mit einem konstanten Abstand, die Spalten zwischen angrenzenden IC-Chips entsprechen; und Anordnen des transparenten Teils zwischen den IC-Chips und dem Linsenkörper, derart, dass die Rillen jeweils den Spalten zwischen den angrenzenden IC-Chips entgegengesetzt sind.

Nach einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Bildsensor bereitgestellt, der Folgendes umfasst: eine Lichtquelle, die Licht auf ein Objekt abstrahlt; einen Linsenkörper, der eine Reflexion des Lichts vom Objekt konvergiert; mehrere IC-Chips, welche die Reflexion aufnehmen, die den Linsenkörper durchlaufen hat, wobei die IC-Chips entlang des Linsenkörpers angeordnet sind; ein Sensorsubstrat, auf dem die IC-Chips angebracht sind; ein transparentes Teil, das zwischen den IC-Chips und dem Linsenkörper angeordnet und mit Rillen auf einer Fläche des transparenten Teils an jeweils den Spalten zwischen angrenzenden IC-Chips entgegengesetzten Abschnitten vorgesehen ist; und mehrere Dünnschichtteile, die auf dem Sensorsubstrat an jeweils den Rillen des transparenten Teils entgegengesetzten Abschnitten vorgesehen sind. Einer der Endabschnitte der angrenzenden IC-Chips ist so auf dem Dünnschichtteil angeordnet, dass eine Lichtstrecke eines Teils der Reflexion, welche jeweils die Rillen des transparenten Teils durchlaufen hat, um den einen der Endabschnitte der angrenzenden IC-Chips zu erreichen, im Wesentlichen gleich einer Lichtstrecke eines anderen Teils der Reflexion ist, die einen anderen Abschnitt als die Rillen des transparenten Teils durchlaufen hat, um die IC-Chips zu erreichen.

Nach einem sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Lichtquelle, die Licht auf ein Objekt abstrahlt, und eines Linsenkörpers, der eine Reflexion des Lichts vom Objekt konvergiert; Anordnen mehrerer IC-Chips, welche die Reflexion aufnehmen, die den Linsenkörper durchlaufen hat, auf einem Sensorsubstrat; Ausbilden mehrerer Rillen auf einer Fläche eines transparenten Teils, die jeweils Spalten zwischen angrenzenden IC-Chips entsprechen; Auflegen des transparenten Teils zwischen dem Linsenkörper und den IC-Chips; Ausbilden von Lötstoppstrukturen auf dem Sensorsubstrat, die jeweils den Rillen entsprechen, und Ausbilden einer Kontaktierungsvorlage so, dass sie sich über den Lötstoppstrukturen erstreckt; und Anordnen von Endabschnitten jedes der angrenzenden IC-Chips auf der Kontaktierungsvorlage der Lötstoppstruktur.

Der Brechungsindexveränderungsbereich kann mehrere Brechungsindexveränderungsbereiche umfassen, die in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des transparenten Teils ausgebildet und so hergestellt sind, dass sie in der Längsrichtung voneinander versetzt sind.

Die Rillen können mehrere Rillen umfassen, die in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des transparenten Teils ausgebildet und so hergestellt sind, dass sie in der Längsrichtung voneinander versetzt sind.

Da wie vorstehend beschrieben nach dem Bildsensor und dessen Herstellungsverfahren nach den Aspekten das transparente Teil angebracht ist, das mit einem ausgeschnittenen Abschnitt versehen ist, der die maximale Tiefe in der Mitte des Spalts der angrenzenden Halbleiterchips hat, und diese Tiefe graduell je nach dem Abstand von der Mitte des Spalts weg abnimmt, fällt dadurch geteilt einfallendes Licht in die Spaltenbereiche der angrenzenden Halbleiterchips zur Seite des Lichtaufnahmeelements ein. Damit kann ein Problem der durch Streulicht verursachten Bildverschlechterung gemildert werden, und es ist nicht notwendig, Daten für die imaginären Bildaufnahmeelemente aufzubereiten. Auch wenn auf demselben Chip ein Abstand zwischen Grenzbildaufnahmeelementen größer ist als ein Abstand zwischen Bildaufnahmeelementen, kann darüber hinaus ein Bild an den Spaltbereichen (Grenzbereichen) der Halbleiterchips mit hoher Wiedergabetreue abgetastet werden.

Darüber hinaus ist der Brechungsindexveränderungsbereich vorgesehen, der einen vorbestimmten Brechungsindex am tiefen Abschnitt hat, welcher der Mitte des Spalts im Hinblick auf das Licht entspricht, das in den Spalt der angrenzenden Halbleiterschips einfällt, und welcher den Ionenaustausch zwischen einwertigem Ion und wärmeschmelzendem Salz durchführt, und in welchem ein Brechungsindex zu dem Flächenabschnitt des transparenten Teils entsprechend dem Abstand von der Mitte des Spalts weg abnimmt. Da somit Licht, das in den Spaltbereich der angrenzenden Halbleiterchips einfällt, geteilt auf die Seite des Lichtaufnahmeelements einfällt, lassen sich zusätzlich zu den technischen Wirkungen, die durch die in Anspruch 1 beanspruchte Erfindung erzielt werden, auch noch die folgenden Wirkungen erzielen. Und zwar ist es nicht notwendig, das transparente Teil physikalisch zu bearbeiten, und der Bereich, in dem sich der Brechungsindex kontinuierlich verändert, wird durch die chemische Behandlung bereitgestellt. Somit erhält das Lichtaufnahmeelement Brechungslicht, bei dem sich die Verlaufsrichtung des einfallenden Lichts graduell so verändert, dass das Ausmaß der Veränderung der steilen Krümmung des Brechungslichts am Spaltbereich der angrenzenden Halbleiterchips reduziert ist, wodurch Licht, das in die Spaltbereiche einfällt, mit hoher Wiedergabetreue wiedergegeben werden kann.

Wenn darüber hinaus die chemische Behandlungszeit zum Ionenaustausch im transparenten Teil mit Ionen des wärmeschmelzenden Salzes verändert wird, kann sich das Brechungslicht des Lichts, das in den Spaltbereich der Halbleiterschips einfällt, vorteilhafter Weise auf der gewünschten Seite des Lichtaufnahmeelements frei krümmen.

Wenn darüber hinaus noch ein Zylinderabschnitt so vorgesehen ist, dass das Lichtaufnahmeelement, das sich näher an den beiden Endseiten des Sensorchips befindet, näher an die Seite des transparenten Teils herangebracht wird, ist es möglich, konjugierte Strecken zusammenfallen zu lassen, wodurch es wiederum möglich ist, eine Bildqualität mit hoher Genauigkeit ohne irgendeine Defokussierung hervorzurufen beizubehalten.

Wenn darüber hinaus die Rillen des transparenten Teils oder die Brechungsindexveränderungsbereiche in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des transparenten Teils auf eine Weise ausgebildet werden, dass diese Rillen oder diese Bereiche so angeordnet sind, dass sie in der Längsrichtung einander entgegengesetzt versetzt sind, ist diese Ausführungsform größtenteils wirksam, um die durchschnittliche Bildqualität in den imaginären Bildaufnahmebereichen zu verbessern, wie es bei dem Bildsensor der Fall ist, der große Schwankungen zwischen den Spaltgrößen der Elemente aufweist.

Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der folgenden Figuren im Einzelnen beschrieben:

1 ist ein Aufbauschnittschema, das einen Bildsensor nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

2 ist ein Schema, welches das Lageverhältnis zwischen einer Stablinsenanordnung, einer transparenten Platte und einem Sensorsubstrat des Bildsensors nach der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

3 ist ein Schema, das eine Lage und eine schematische Form eines ausgeschnittenen Abschnitts der transparenten Platte nach der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

4 ist ein Schema zur Erläuterung eines Lageverhältnisses von Halbleiterchips auf dem Sensorsubstrat des Bildsensors nach der ersten Ausführungsform der Erfindung,

5 ist eine Teilseitenansicht zur Erläuterung einer Form der transparenten Platte nach der ersten Ausführungsform der Erfindung;

6 ist eine Teilseitenansicht zur Erläuterung der Form der transparenten Platte nach der ersten Ausführungsform der Erfindung;

7 ist ein Schema zur Erläuterung einer Lichtbrechung an einer Grenze von Trägern;

8 ist ein Schema zur Erläuterung einer Lichtwegs auf dem Sensorsubstrat des Bildsensors nach der ersten Ausführungsform der Erfindung;

9 ist ein Schema, das eine Brechungsindexverteilung der transparenten Platte des Bildsensors nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

10 ist ein Schema, das die Brechungsindexverteilung der transparenten Platte des Bildsensors nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

11 ist eine Außenansicht der transparenten Platte nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

12 ist ein Schema zur Erläuterung eines Maskierungsverfahrens für die transparente Platte nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

13 ist ein Schema zur Erläuterung eines Herstellungsprinzips für die transparente Platte nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

14 ist ein Schema zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens für die transparente Platte nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

15 ist eine Teilschnittansicht zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen den Löchern einer Metallmaske und der transparenten Platte nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

16 ist eine Teilschnittansicht zur Erläuterung eines Verhältnisses zwischen den Löchern der Metallmaske und der transparenten Platte nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

die 17A und 17B sind Teildraufsichten der transparenten Platte des Bildsensors, der zur zweiten Ausführungsform der Erfindung gehört;

18 ist ein Schema, das eine Lötabdecklackvorlage für das Sensorsubstrat des Bildsensors nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

19 ist ein Schema, das eine Kontaktierungsvorlage für das Sensorsubstrat nach der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

20 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Sensorschip des Bildsensors nach der dritten Ausführungsform der Erfindung angebracht ist;

21 ist eine Seitenansicht, die das Sensorsubstrat des Bildsensors nach der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

22 ist eine perspektivische Teilansicht der transparenten Platte nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

23 ist eine Teilseitenansicht zur Erläuterung der Form der transparenten Platte nach der vierten Ausführungsform der Erfindung; und

24 ist eine Teilseitenansicht der transparenten Platte des Bildsensors, der zur vierten Ausführungsform der Erfindung gehört.

Nachstehend wird die erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Bildsensors der Erfindung zeigt. In 1 bezeichnet eine Bezugszahl 1 eine Lichtquelle, um Licht an ein Objekt anzulegen, das als Bild aufgenommen werden soll (Originaldokument, Papiergeld, Scheck, verkäufliche Wertpapiere und dergleichen), 2 bezeichnet eine Glasplatte, um eine Lauffläche bereitzustellen, über die das Objekt 3 läuft, das als Bild aufgenommen werden soll, und um den Bildsensor zu schützen und hermetisch abzuschließen, 3 bezeichnet ein Originaldokument, wie Papiergeld, bei dem es sich um das als Bild aufzunehmende Objekt (das Objekt, das mir Licht bestrahlt wird) handelt, 4 bezeichnet eine Linse (Stablinsenanordnung), um Licht zu konvergieren, das vom Originaldokument 3 reflektiert wird, 5 bezeichnet eine transparente Platte (transparentes Teil), um das reflektierte Licht durchzulassen, das von der Stablinsenanordnung 4 konvergiert wurde, 6 bezeichnet einen IC-Chip (Sensorchip), der aus einem Bildaufnahmeelement, um Licht in ein elektrisches Signal umzuwandeln, und aus einer Treiberschaltung für das Bildaufnahmeelement besteht, 7 bezeichnet ein Sensorsubstrat, auf dem der Sensorchip 6 (auch Halbleiterchip genannt) angebracht ist, und 8 bezeichnet einen Verbinder, um ein Eingangs-/Ausgangssignal weiterzuleiten und zu empfangen. Bezugszahl 9 bezeichnet einen Einsatz, um die Stablinsenanordnung 4, die transparente Platte 5 und das Sensorsubstrat 7 unterzubringen oder zu enthalten, und 10 bezeichnet eine Antriebsplatte, um das Originaldokument 3 anzutreiben, und die Antriebsplatte ist für gewöhnlich nicht am Bildsensor angebracht.

Als Nächstes wird der Funktionsablauf beschrieben. In 1 wird Licht aus der Lichtquelle 1 über die Glasplatte 2 an das Originaldokument 3 angelegt. Ein Teil des vom Originaldokument 3 reflektierten und gestreuten Lichts wird zu reflektiertem Licht und wird von der Stablinsenanordnung 4 über die Glasplatte 2 konvergiert. Das von der Stablinsenanordnung 4 konvergierte reflektierte Licht durchläuft die transparente Platte 5 und fällt auf das Bildaufnahmeelement (Lichtaufnahmeelement) des Sensorchips 6 auf dem Sensorsubstrat 7 ein.

Ein Abstand zwischen der Oberfläche eines Originaldokuments und dem auf dem Sensorschip 6 angeordneten Bildaufnahmeelement wird Lichtwegstrecke genannt, und ein Teil des Lichts, das reflektiert und gestreut wird und entlang dieses Lichtwegs einfällt, wird vom Sensorchip 6 als reflektiertes Licht aufgenommen. Die Stablinsenanordnung 4, die transparente Platte 5 und der Teil des Bildaufnahmeelements des Sensorchips 6 sind im Hinblick auf eine Lichtwegachse symmetrisch angeordnet.

2 ist eine perspektivische Ansicht (Vogelperspektivenansicht), um das Lageverhältnis zwischen der Stablinsenanordnung 4, der transparenten Platte 5 und dem Sensorchip 6 auf dem Sensorsubstrat 7 und ihre Formen in einer Längsrichtung (Abtastbreitenrichtung des Originaldokuments) zu zeigen. Dabei bezeichnet eine Bezugszahl 11 ein Bildaufnahmeelement (Lichtaufnahmeelement), das auf dem Halbleiterchip 6 ausgebildet ist. In der Zeichnung sind Teile, die gleich denen von 1 sind oder diesen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

3 zeigt Rillenabschnitte (ausgeschnittene Abschnitte), die auf der unteren Fläche der transparenten Platte 5 ausgebildet sind, und die Teilung (A) der ausgeschnittenen Abschnitte stimmt mit dem Montageabstand der Sensorchips 6 überein. In der Zeichnung sind Teile, die gleich denen von 1 sind oder diesen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

4 zeigt das Lageverhältnis zwischen den aneinander angrenzenden Sensorchips 6 auf dem Sensorsubstrat 7. In dieser Abbildung bezeichnet ein Bezugszeichen P einen Abstand zwischen Bildaufnahmeelementen, P' bezeichnet einen Abstand zwischen Grenzbildaufnahmeelementen, und S bezeichnet eine Größe des Lichtaufnahmebereichs des Bildaufnahmeelements 11, bei dem der Lichtaufnahmebereich quadratisch oder rechteckig ist. Ein Bezugszeichen Lgap bezeichnet einen Spaltabschnitt (Spalt) zwischen den aneinander angrenzenden Sensorchips 6, und 11e bezeichnet Bildaufnahmeelemente (Grenzbildaufnahmeelemente), die sich an den beiden Enden der Halbleiterchips 6 befinden. In der Zeichnung sind Teile, die gleich denen von 2 sind oder diesen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

5 ist eine Seitenansicht, um die Form eines Teils des ausgeschnittenen Abschnitts der transparenten Platte 5 zu zeigen. Die ausgeschnittenen Abschnitte der transparenten Platte 5 sind mit einem konstanten Abstand in einer Längsrichtung (Abtastbreitenrichtung) der transparenten Platte ausgebildet. Der ausgeschnittene Abschnitt ist in einer relativ steilen Bergform ausgebildet. Entsprechend ist 6 eine Seitenansicht, um die Form eines Teils des ausgeschnittenen Abschnitts der transparenten Platte 5 zu zeigen. Die ausgeschnittenen Abschnitte der transparenten Platte 5 sind auch mit einem konstanten Abstand in einer Längsrichtung der transparenten Platte ausgebildet. Dieser ausgeschnittene Abschnitt ist in einer Bergform mit einer relativ sanften Neigung hergestellt. In dieser Ausführungsform werden diese transparenten Platten 5 jeweils dadurch hergestellt, dass Kunststoffmaterial unter Verwendung transparenten Acrylharzes einem Spritzgussverfahren unterzogen wird, um dabei die ausgeschnittenen Abschnitte auszubilden.

Die transparente Platte 5 kann auch aus transparentem Natronglasmaterial hergestellt und dann einer Schleifbearbeitung unterzogen werden, um die ausgeschnittenen Abschnitte herzustellen. Alternativ kann im Hinblick auf Abplatzungen und Brüche der ausgeschnittenen Abschnitte das Natronglasmaterial auf konzentrierte Weise an Abschnitten, die den tiefsten Teilen der ausgeschnittenen Abschnitte entsprechen, unter Verwendung von Fluorwasserstoffsäure (HF-Lösung) einer Ätzbearbeitung unterzogen werden.

Falls die transparente Platte aus Kunststoffmaterial hergestellt wird, können die ausgeschnittenen Abschnitte darüber hinaus gebrannt werden, nachdem sie durch das Spritzguss- wie auch das Ätzverfahren bearbeitet wurden, um dadurch die Transparenz sicherzustellen.

Im Allgemeinen wird in einem Fall, bei dem der Brechungsindex von Medium A größer ist als derjenige von Medium B, wie in 7 gezeigt, Licht, das nicht vertikal zu einer Fläche des Mediums B ausgehend vom Medium A einfällt, an der Grenze zwischen dem Medium A und dem Medium B gebrochen und gekrümmt. Wenn die Grenze zwischen dem Medium A (Brechungsindex n = 1,5) und dem Medium B (Brechungsindex n = 1,0) im Hinblick auf eine horizontale Linie der Papierfläche nach rechts oben geneigt ist, wird das gebrochene Licht im Hinblick auf das einfallende Licht in eine Richtung nach links gekrümmt. Wenn die Grenze zwischen dem Medium A und dem Medium B nach rechts unten geneigt ist, wird das gebrochene Licht im Hinblick auf das einfallende Licht in eine Richtung nach rechts gekrümmt.

8 ist ein Schema, um die Richtungen zu zeigen, in denen das gebrochene Licht die transparente Platte 5 durchlaufen hat und zum Sensorsubstrat 7 geleitet wurde. In diesem Fall wird das vertikale Licht, das auf den Grenzbereich zwischen Halbleiterchips 6 einfällt, gebrochen und fällt geteilt in die Richtungen der Bildaufnahmeelemente (Grenzbildaufnahmeelemente) 11e ein, die sich an der Grenze befinden. In der Zeichnung sind Teile, die gleich denen von 1 sind oder diesen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Darüber hinaus stellt in 8 &Dgr;h einen Abstand zwischen der unteren Fläche der transparenten Platte 5 und des Bildaufnahmeelements 11 dar. Wenn beispielsweise die Abtaststrecke zwischen der Stablinsenanordnung 4 und dem Bildaufnahmeelement 11 2,5 mm beträgt und die 1,2 mm dicke transparente Platte 5 in der Mitte der Abtaststrecke angeordnet wird, wird &Dgr;h zu 0,65 mm. Angesichts der Abtaststelle wird die transparente Platte 5 nicht unbedingt in der Mitte zwischen der Stablinsenanordnung 4 und dem Bildaufnahmeelement 11 angeordnet, vielmehr kann die Stelle der transparenten Platte je nach der angrenzenden Dichte der Bildaufnahmeelemente 11 des auf dem Sensorsubstrat 7 angebrachten Sensorchips 6 verändert werden, solange nur die transparente Platte zwischen der Stablinsenanordnung 4 und dem Sensorsubstrat 7 angeordnet ist.

Obwohl beispielsweise der Pixelabstand des Bildsensors, der eine Auflösung von 8 Punkten/mm hat, 0,125 mm beträgt, beträgt der Pixelabstand des Bildsensors, der eine Auflösung von 300 dpi (Punkten/Zoll) hat, ca. 0,084 mm. Um gebrochenes Licht von der Mitte des Spalts zwischen den angrenzenden Sensorchips 6 geteilt zu den Bildaufnahmeelementen 11 einfallen zu lassen, wird &Dgr;h deshalb kleiner eingestellt, wenn die Auflösung höher wird, um den Krümmungsgrad des gebrochenen Lichts kleiner zu machen und dadurch den Einfluss auf die Bildaufnahmeelemente 11 einzustellen, die sich auf den Innenseiten angrenzend an die Grenzbildaufnahmeelemente 11e befinden. Da darüber hinaus der Teilungsvorgang des einfallenden Lichts durch die ausgeschnittenen Abschnitte der transparenten Platte 5 erfolgt, kann, was den Bildsensor mit einer Auflösung von 400 dpi oder höher betrifft, der untere Flächenbereich der transparenten Platte 5, anders als die ausgeschnittenen Abschnitte, die über die Abtastrichtung flach ist, in Kontakt mit den Sensorchips 6 ausgelegt werden, um &Dgr;h zu beinahe Null werden zu lassen. Insbesondere, was den Bildsensor mit einer Auflösung von 1.200 dpi betrifft, reicht, da die Anzahl der imaginären Bildaufnahmeelemente 11 ca. fünf beträgt, die Interpolationsverarbeitung unter Verwendung von Interpolationsdaten nicht aus. Werden hingegen die ausgeschnittenen Abschnitte auf die vorstehend genannte Weise verwendet, kann Licht, das an den ausgeschnittenen Abschnitten gebrochen wird, direkt in die Bildaufnahmeelemente 11 an den beiden Enden der Sensorchips 6 einfallen.

Da die mittlere Stelle des Spalts zwischen den Sensorchips 6 beim Herstellungsvorgang für das Sensorsubstrat 7 etwas variiert, bedeutet diese mittlere Stelle des Spalts eine mittlere Auslegungsstelle zwischen den Sensorchips 6, die mit einem vorbestimmten Abstand vorgesehen werden.

Die transparente Platte 5 wird also zwischen der Stablinsenanordnung 4 und den Sensorchips 6 angeordnet, um auf deren Seite des Sensorsubstrats 7 mit den ausgeschnittenen Abschnitten vorgesehen zu sein, wovon jeder in der Mitte des Spalts zwischen angrenzenden Halbleiterschips 6 die größte Tiefe hat und entsprechend dem Abstand von der Mitte graduell abnimmt, um dadurch Licht von durch die Stablinsenanordnung 4 fokussiertem (konvergiertem) Licht geteilt auf die Seite der Bildaufnahmeelemente 11 einfallen zu lassen, das an den Spaltbereichen zwischen den aneinander angrenzenden Halbleiterchips 6 einfällt. Somit kann Licht an den Bereichen, die den imaginären Bildaufnahmeelementen entsprechen, von den Bildaufnahmeelementen 11 einschließlich den Grenzbildaufnahmeelementen 11e, die sich an den beiden Enden der Halbleiterchips 6 befinden, angemessen aufgenommen und so als fotoelektrischer Wandlerausgang erhalten werden.

Obwohl in der ersten Ausführungsform die transparente Platte 5 durch Kunststoffspritzguss hergestellt wird, um dabei die ausgeschnittenen Abschnitte zu erhalten, und Licht aufgrund des Unterschieds des Brechungsindexes von Kunststoff und des Brechungsindexes des Raums gebrochen wird, wird die zweite Ausführungsform hinsichtlich eines Verfahrens erklärt, bei dem der Brechungsindex eines gewünschten Bereichs, der dem ausgeschnittenen Abschnitt entspricht, kontinuierlich verändert und der ausgeschnittene Abschnitt nicht vorgesehen wird.

9 ist eine Seitenansicht, die den Brechungsindex eines Teils des gewünschten Bereichs der transparenten Platte 5 zeigt, in dem die gewünschten Bereiche der transparenten Platte 5 mit einem konstanten Abstand entlang deren Längsrichtung ausgebildet sind. Das Verteilungsmuster des Brechungsindexes hat eine Bergform. Entsprechend ist 10 eine Seitenansicht, die den Brechungsindex eines Teils des gewünschten Bereichs der transparenten Platte 5 zeigt, in dem die gewünschten Bereiche der transparenten Platte 5 mit einem konstanten Abstand entlang deren Längsrichtung ausgebildet sind. Das Verteilungsmuster des Brechungsindexes hat eine Bogenform. Jede dieser transparenten Platten 5 ist als transparentes Sodaglas durch ein Glasmaterial aufgebaut, das SiO₂ als Hauptbestandteil enthält, der aus einem ionenaustaschbaren Bestandteil besteht, der Lithiumoxid (Li₂O) und Bleioxid (PbO) enthält. Obwohl das Verteilungsmuster des Brechungsindexes der beiden 9 und 10 der Einfachheit halber mit derartigen Grenzen gezeigt ist, dass sich die Brechungsindizes schrittweise ausgehend vom Muttermaterial mit einem konstanten Brechungsindex verändern, verändert sich der Brechungsindex im Muttermaterial kontinuierlich.

11 zeigt die gewünschten Bereiche der transparenten Platte 5, an denen der Brechungsindex das sich kontinuierlich verändernde Verteilungsmuster hat. Die transparente Platte besitzt eine Breite von 4 mm entlang der Durchlaufrichtung des als Bild aufzunehmenden Objekts 3. Der gewünschte Bereich hat eine im Hinblick auf den Öffnungswinkel (ca. 20 Grad) der darüber befindlichen Stablinsenanordnung 4 kreisrunde Form von ca. 2,5 mm. Da darüber hinaus die Spalte zwischen den angrenzenden Halbleiterchips 6 mit einem Abstand von 8 mm ausgebildet sind, sind auch die kreisrunden Bereiche mit einem Abstand von 8 mm entlang der Spalte der Halbleiterchips ausgebildet. In den Zeichnungen sind Teile, die gleich denen von 1 sind oder diesen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Als Nächstes erfolgt die Erläuterung zu einem Herstellungsverfahren zum Ausbilden der Brechungsindexverteilung des gewünschten Bereichs der transparenten Platte 5. 12 ist ein Schema, um das Verhältnis zwischen der transparenten Platte 5 und einer Maske zur chemischen Bearbeitung der gewünschten Bereiche der transparenten Platte 5 zu zeigen, worin eine Bezugszahl 20 eine hohle Metallmaske (auch Metallmaskenteil genannt) bezeichnet, die hergestellt wird, indem eine dünne Platte rostfreien Stahls (SUS) mit einer Dicke von 1 mm in Rechteckform gebogen wird, und 20a bezeichnet ein Loch (Lochabschnitt), das gebildet wird, indem die Metallmaske 20 im Zustand der dünnen Platte einem Metallätzprozess unterzogen wird. In der Zeichnung sind Teile, die gleich denen von 1 sind oder diesen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Als Erstes wird die transparente Platte 5 in die Metallmaske 20 eingesetzt, und die gewünschten Bereiche der transparenten Platte 5 werden jeweils mit den Löchern 20a der Metallmaske 20 ausgerichtet. 13 ist ein Schema, das einen Zustand zeigt, in dem die Metallmaske 20 mit der darin eingesetzten transparenten Platte 5 in eine Lösung eingetaucht wird.

Um diese Art von Brechungsindexverteilung herzustellen, wird für gewöhnlich Natriumsulfidlösung um ein säulenförmiges transparentes Glas gegossen, das beispielsweise Lithiumoxid und Bleioxid enthält. Dann werden die Lithiumoxidionen durch ein Ionenaustauschverfahren durch in der Lösung vorhandene Ionen ersetzt, um dabei die Brechungsindexverteilung mit einer konzentrischen Form zu bilden, bei der der Brechungsindex graduell zum Innenabschnitt des säulenförmigen Glases ausgehend von dessen Oberfläche graduell zunimmt. In diesem Fall wird die Temperatur der Natriumsulfidlösung auf die Übergangstemperatur des transparenten Glases angehoben, und dieses wird dann ca. 10 bis 50 Stunden lang in die Lösung eingetaucht.

Nach der zweiten Ausführungsform hingegen wird der Brechungsindexverteilungsbereich, in dem sich der Brechungsindex kontinuierlich verändert, an jedem der gewünschten Bereiche ausgebildet, die wie vorstehend so auf der einen Fläche der transparenten Platte 5 gebildet sind, dass sie eine heterogene Brechungsindexverteilung haben, bei der der Brechungsindex wie auch der Brechungsindex des Muttermaterials zum Oberflächenabschnitt ausgehend vom tiefen Abschnitt mit einem hohen Brechungsindex in beiden Flächenrichtungen und der Dickenrichtung symmetrisch abnimmt.

14 ist ein Schema zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens für die transparente Platte 5, die am Bildsensor nach der zweiten Ausführungsform angebracht ist, worin eine Bezugszahl 31 ein Metallrohr zum Umwälzen der Natriumsulfidlösung bezeichnet, 32 eine Düse mit einem Innendurchmesser von ca. 0,2 mm bezeichnet, die als Ausstoßöffnung dient, die an der vorbestimmten Stelle des Metallrohrs 31 vorgesehen ist, um die Natriumsulfidlösung auszustoßen, 32a eine erste Düse, 32b eine zweite Düse, und 32c eine dritte Düse bezeichnet. Jede dieser Düsen 32 besitzt eine Ausstoßöffnung, die auf die Mitte des gewünschten Bereichs der transparenten Platte 5 gerichtet ist. Eine Bezugszahl 33 bezeichnet einen Tischaufbau, auf den die Metallmaske 20 gestellt ist, 34 bezeichnet einen Metallstreifen (Draht) aus Phosphorbronze, der am Tischaufbau befestigt ist und die Metallmaske 20 mit der transparenten Platte 5 klebend kontaktiert, 35 bezeichnet eine Ausstoßöffnung für die Natriumsulfidlösung, 36 bezeichnet einen Filter zur Reinigung der umgewälzten Lösung, und 37 bezeichnet eine Umwälzpumpe, um die Natriumsulfidlösung dem Metallrohr 31 mit einer Durchflussrate von 5 Liter/Minute zuzuführen. Die Durchflussrate der Umwälzpumpe 37 ist nicht auf 5 Liter/Minute beschränkt, sondern kann eingestellt werden, um die Veränderung der Geschwindigkeit der chemischen Bearbeitung, die durch die Lösung verursacht wird, zu verzögern, um dadurch die Form der Brechungsindexverteilung der transparenten Platte 5 zu verändern und die Tropfbehandlung der Düse 32 zu ermöglichen. In der Zeichnung sind Teile, die gleich denen von 12 sind oder diesen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Die 15 und 16 sind Schaubilder zur Erläuterung der Veränderung der Brechungsindexverteilung am gewünschten Bereich der transparenten Platte 5 entsprechend der Form des Lochs 20a der Metallmaske 20. Die Ausstoßstelle der aus der Düse 32 ausgestoßenen Lösung ist so eingestellt, dass sie auf den Mittelabschnitt des Lochs 20a gerichtet ist, um dadurch den Ionenaustausch zielgerichtet an einem Teil der transparenten Platte 5 ablaufen zu lassen, der sich unter der Mitte des Lochs 20a befindet. Da im Falle der in 15 gezeigten Form des Lochs 20a der Teilbereich des Lochs 20a so ausgelegt ist, dass er eine sich verjüngende Form mit einer enger werdenden Öffnungsbreite in der Strömungsrichtung der Lösung hat, die aus der Düse 32 ausgestoßen wird, wird die in 9 gezeigte Brechungsindexverteilung mit der Bergform erhalten. Da hingegen im Falle der in 16 gezeigten Form des Lochs 20a der Teilbereich des Lochs 20a so ausgelegt ist, dass er eine sich verjüngende Form mit einer größeren Öffnungsbreite entlang der Strömungsrichtung der Lösung hat, die aus der Düse 32 ausgestoßen wird, wird die in 10 gezeigte Brechungsindexverteilung mit der Bogenform erhalten.

Bei 17 handelt es sich um Teildraufsichten jeweils zur Erläuterung der Brechungsindexverteilung der transparenten Platte 5, die perspektivisch von der unteren Flächenseite der transparenten Platte auf der Seite des Bildaufnahmeelements 11 her zur oberen Flächenseite der transparenten Platte auf der Seite der Linsen 4 dargestellt ist. In der zweiten Ausführungsform wird die Lösung unter Verwendung von drei Düsen 32 zur Mitte des gewünschten Bereichs der transparenten Platte 5 hin ausgestoßen, um dadurch den Brechungsindexveränderungsbereich so auszulegen, dass er die Brechungsindexverteilung mit der wie in 17A gezeigten kontinuierlichen konzentrischen Form hat. Im Gegensatz dazu ist es auch möglich, die Düsen 32a, 32b, 32c entlang der kurzen Seitenrichtung (Durchlaufrichtung des als Bild aufzunehmenden Objekts 3) senkrecht zur Längsrichtung der transparenten Platte 5 verstreut anzuordnen, um die Lösung verstreut auszustoßen, um dadurch wie bei der ersten Ausführungsform eine transparente Platte 5 mit kontinuierlichen Brechungsindexveränderungen in der Längsrichtung (Abtastbreitenrichtung) zu erhalten, wie in 17B gezeigt ist.

Wenn insbesondere jeder der Linsenabschnitte der Stablinsenanordnung 4 für in die Bildaufnahmeelemente 11 einfallendes Licht einen derartigen Öffnungswinkel hat, dass das Blickfeld im Hinblick auf ein Hauptlicht, das durch jeden der Linsenabschnitte der Stablinsenanordnung bearbeitet wird, im Durchmesser kleiner als 0,8 mm ist, kann ein Phänomen, dass die Schärfe des Randabschnitts eines sich nach und nach verändernden Bilds schlechter und somit die Bildqualität schlechter wird und dadurch verursacht wird, dass die Mitte des Linsenabschnitts und die Mitte des Bildaufnahmeelements 11 sich zur Durchlaufrichtung des als Bild aufzunehmenden Objekts 3 im Hinblick auf die ursprüngliche Lichtwegachse verschieben, am Auftreten gehindert werden. Obwohl im Übrigen das Verteilungsmuster des Brechungsindexes der beiden 17A und 17B der Einfachheit halber mit derartigen Grenzen gezeigt ist, dass sich die Brechungsindizes schrittweise ausgehend vom Muttermaterial mit einem konstanten Brechungsindex verändern, verändert sich der Brechungsindex im Muttermaterial kontinuierlich.

In der zweiten Ausführungsform wird die Natriumsulfidlösung mit 530°C aus der Düse 32 im Hinblick auf die transparente Platte 5 ausgestoßen, die Lithiumoxid und Bleiglas enthält. Da jedoch, was die transparente Platte 5 betrifft, die kein Bleiglas enthält, die Übergangstemperatur zunimmt, sollte die Temperatur der Lösung wünschenswerter Weise auf eine etwas über 530°C liegende Temperatur eingestellt werden. Wird hingegen eine aus Kunststoff bestehende transparente Platte 5 verwendet, lassen sich die Wirkungen erzielen, die denjenigen der zweiten Ausführungsform entsprechen, wenn die transparente Platte bei einer Temperatur unter 530°C bearbeitet wird.

Darüber hinaus ist in der zweiten Ausführungsform die Zeit der chemischen Bearbeitung auf 50 Stunden festgelegt. Wird hingegen die Zeit der chemischen Bearbeitung kürzer ausgelegt, wird die in den 9 und 10 gezeigte Brechungsindexverteilung dünn und flach, und es ist möglich, eine transparente Platte 5 zu erhalten, die der Konstruktionsgröße (Lgap) des Spalts zwischen den Sensorchips 6 angepasst ist.

Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß dem in der zweiten Ausführungsform gezeigten Bildsensor und dessen Herstellungsverfahren, selbst wenn ein großer Spalt zwischen den aneinander angrenzenden Halbleiterchips besteht und kein Bildaufnahmeelement 11 am Spaltbereich vorgesehen ist, das Originallicht von dem als Bild aufzunehmenden Objekt 3 von den Bildaufnahmeelementen 11 aufgenommen werden, und das Ausmaß der Schwankung der steilen Krümmung des Brechungslichts am Spaltbereich der aneinander angrenzenden Halbleiterchips wird reduziert, wodurch Licht, das in die Spaltbereiche einfällt, mit hoher Wiedergabetreue wiedergegeben werden kann.

Da in der ersten Ausführungsform die transparente Platte 5 mit den ausgeschnittenen Abschnitten in den Lichtweg des Bildsensors eingesetzt ist, entsteht dort teilweise ein Bereich mit verschieden konjugierter Strecke. Deshalb erfolgt in der dritten Ausführungsform die Erläuterung hinsichtlich eines Verfahrens, die konjugierte Strecke zwischen dem ausgeschnittenen Abschnitt und dem flachen Oberflächenabschnitt der transparenten Platte 5 zusammenfallen zu lassen, der keinen ausgeschnittenen Abschnitt aufweist. Das heißt, wenn ein Objekt mit einem Brechungsindex, der größer ist als der von Luft, in den Lichtweg eingesetzt wird, durch den das von dem als Bild aufzunehmenden Objekt 3 reflektierte Licht über die Stablinsenanordnung 4 zu den Bildaufnahmeelementen 11 verläuft, erfolgt die Beschreibung dahingehend, dass die Brennweite lang wird und die konjugierte Strecke als Lichtstrecke ausgehend vom ausgeschnittenen Abschnitt sich von der konjugierten Strecke als Lichtstrecke ausgehend von dem Abschnitt, bei dem es sich nicht um den ausgeschnittenen Abschnitt handelt, unterscheidet.

Wenn ein Material im Lichtweg angeordnet wird, wird die Scheinbrennweite im Allgemeinen aufgrund des Brechungsindexes des Materials länger als die von Luft, wie durch die folgende Gleichung dargestellt ist: &Dgr;t = {(n – 1)/n}·t worin &Dgr;t einen größeren Abstand bezeichnet, n den Brechungsindex des Materials und t die Dicke des Materials, durch welches das Licht hindurchgeht.

Wenn es sich beispielsweise bei dem Material im Lichtweg nur um Luft mit dem Brechungsindex von 1,00 handelt, befindet sich der Brennpunkt an einem Punkt, der von der unteren Fläche der Linse 4 um 2,1 mm entfernt ist. Wird ein Material mit einem Brechungsindex, der größer ist als der von Luft, in den Lichtweg eingesetzt, wird die Brennweite länger als 2,1 mm. Davon ausgehend, dass der Brechungsindex von Glas ca. 1,51 beträgt, wird die Brennweite, wenn ein 1,2 mm dickes Glas in den Lichtweg eingesetzt wird, zu 2,5 mm, was um ca. 0,40 mm länger ist als in dem Fall, bei dem kein Material in den Lichtweg eingesetzt ist.

In der dritten Ausführungsform erfolgt die Erläuterung zu einem Verfahren, die konjugierte Strecke von Licht zu berechnen, das in den Spaltbereich ausgehend vom ausgeschnittenen Abschnitt einfällt, und die konjugierte Strecke von Licht zu berechnen, das aus einem anderen Abschnitt als dem in der ersten Ausführungsform aufgezeigten ausgeschnittenen Abschnitt einfällt, und zu einem Verfahren, diese beiden konjugierten Strecken zusammenzulegen.

Unter der Annahme, dass die Tiefe des tiefsten Teils des ausgeschnittenen Abschnitts 0,1 mm beträgt, wie bei der wie in den 5 und 6 gezeigten transparenten Platte 5 mit der Dicke von 1,2 mm, ist der Verlängerungsbetrag der konjugierten Strecke aus dem ausgeschnittenen Abschnitt 0,37 mm, während der Verlängerungsbetrag der konjugierten Strecke aus dem anderen als dem ausgeschnittenen Abschnitt 0,4 mm beträgt; somit wird klar, dass dazwischen eine Differenz der konjugierten Strecke von 0,03 mm besteht.

18 zeigt eine Lötstoppstruktur, die so ausgebildet wurde, dass es die Spaltbereiche zwischen den aneinander angrenzenden Sensorchips 6 bedeckt, indem ein Lötstoppmaterial (Dünnschichtteil) auf das Sensorsubstrat 7 aufgedruckt wurde, das von einer gedruckten Leiterplatte gebildet ist. Diese Struktur ist so ausgebildet, dass sie eine Größe von 4 mm² (☐) mit einer Teilung von 8 mm und einer Dicke von ca. 0,03 mm hat. Diese Struktur wird auch als Stufenabschnitt bezeichnet.

19 zeigt eine Kontaktierungsvorlage, in der eine Kontaktierungspaste, auf der die Sensorchips 6 angebracht werden sollen, in einer Bandform mit einer Breite von 0,3 mm aufgedruckt ist. 20 ist eine Draufsicht des Sensorsubstrats 7, auf dem die Sensorchips 6 (wovon jeder eine Länge von 7,95 mm, eine Breite von 0,35 mm und eine Dicke von 0,35 mm hat) von der Kontaktierungsvorrichtung (Montagevorrichtung) auf der so aufgedruckten Kontaktierungsvorlage angebracht werden.

21 ist eine Seitenansicht des Sensorsubstrats 7, auf dem die Sensorchips 6 angebracht sind. Die Kontaktierungspaste hat nach dem Aushärten eine Dicke (t) von ca. 0,02 mm. In 21 ist mittels des Lötstopplacks eine Stufe an jedem der Spaltbereiche zwischen den aneinander angrenzenden Sensorchips 6 vorgesehen. Da ein Größenverhältnis (L/W) zwischen der Größe (L) in der Längsrichtung und der Größe (W) in der Richtung der kurzen Seite des Sensorchips 6 20 oder mehr beträgt, werden die Sensorchips 6 beim Aushärten der Kontaktierungspaste fest am Sensorsubstrat 7 fixiert. Im Ergebnis sind die beiden Enden der Sensorchips 6 jeweils um ca. 0,03 mm höher als deren Mittelabschnitt. Somit krümmt sich auch das Bildaufnahmeelement 11 leicht (biegt sich etwas rund), und zwar so, dass dessen Mittelabschnitt tief ist und zum Grenzbildaufnahmeelement 11e hin graduell höher wird.

Da ein Lichtstrom, der auf das Bildaufnahmeelement 11 des Sensorchips 6 einfällt, vom Umfang her eintritt, der den tiefsten Abschnitt des ausgeschnittenen Abschnitts der transparenten Platte 5 enthält, sind deshalb, wenn der Sensorchip mit dem rundgebogenen Abschnitt von ca. 0,03 mm vorgesehen ist, was der Dicke des wie vorstehend beschriebenen Lötstopplacks entspricht, die konjugierte Strecke des Lichts, das in den Spaltbereich vom ausgeschnittenen Abschnitt her einfällt, und die konjugierte Strecke des Lichts, das in den Spaltbereich vom anderen und nicht dem ausgeschnittenen Abschnitt her einfällt, zusammenfallend ausgelegt. Das Defokussierungsphänomen an dem Bereich, der die Grenzbildaufnahmeelemente 11e einschließt, kann auch dann verhindert werden, wenn die konjugierte Strecke am Mittelabschnitt des Sensorchips 6 mit dem Bildaufnahmeelement 11 zusammenfallend ausgelegt ist.

In der dritten Ausführungsform wird die gedruckte Leiterplatte als Sensorsubstrat 7 verwendet. Hingegen kann auch ein Keramiksubstrat usw. als Sensorsubstrat verwendet und eine Stufe durch Borsilikat-Bleiglas (Dünnschichtteil) usw. anstelle des Lötlacks nach dem Aushärten vorgesehen werden, um den Sensorchip 6 mit einem sich durchbiegenden Abschnitt von ca. 0,03 mm bereitzustellen. Wenn die Länge des tiefsten Abschnitts der transparenten Platte 5 groß ist, kann die Höhe der Stufe entsprechend der Länge des tiefsten Abschnitts des ausgeschnittenen Abschnitts größer ausgelegt werden, wodurch der sich durchbiegende Abschnitt so verändert wird, dass er sich am besten zur Verhinderung der Defokussierung eignet. Im Übrigen ist die Form der Stufe nicht auf ein Quadrat (Rechteck) beschränkt, sondern es kann sich dabei auch um ein Kreuz wie etwa ein Erkennungsziel zur Anbringung eines Chips handeln, und die Stufe kann auch geteilt an den Grenzbereichen des Sensorchips 6 vorgesehen sein.

Um wie vorstehend beschrieben nach dem in der dritten Ausführungsform gezeigten Bildsensor die Defokussierung an den Spaltbereichen der transparenten Platte 5 abzuschaffen, ist jeder der Sensorchips 6 mit dem sich durchbiegenden Abschnitt versehen, um sich den Bildaufnahmeelementen 11 an den beiden Endseiten der Sensorchips 6 auf der Seite der transparenten Platte 5 zu nähern, wodurch ein Bild mit einer hochgenauen Qualität aufrechterhalten werden kann, ohne dass dabei ein Defokussierungszustand hervorgerufen wird.

In der ersten bis dritten Ausführungsform ist die Mitte des ausgeschnittenen Abschnitts des Sensorchips 6 bzw. der tiefste Abschnitt der Brechungsindexverteilung jeweils auf dem Plan mit der Mittelposition des Spalts zwischen den aneinander angrenzenden Sensorchips 6 zusammenfallend ausgelegt. Wie in 20 gezeigt ist, variiert der Sensorchip 6 jedoch beim Substratzerteilungsprozess (Ausschneideprozess) des Halbleiters in seiner Größe um ca. ± 0,02 mm. Auch wenn die Montagegenauigkeit der Montagevorrichtung hoch ist, kann sich darüber hinaus beim Anbringen des Sensorchips 6, der von dem Halbleiterchip gebildet wird, dieser aufgrund dessen zufällig bewegen, dass das als Klebstoff dienende Kontaktierungsmaterial beim Aushärten schrumpft.

Als Ergebnis kann der Spalt zwischen den aneinander angrenzenden Sensorchips zwischen einem Zustand von beinahe Null, in dem sich die angrenzenden Sensorchips berühren, und einem Zustand schwanken, in dem ein großer Spalt von fast 0,1 mm besteht. Darüber hinaus erscheint ein solcher Spalt oftmals bei jedem der Bildsensoren, bei dem es Spalte zwischen vielen Halbleiterchips gibt. Deshalb erfolgt in der vierten Ausführungsform die Erläuterung bezüglich der am Bildsensor angebrachten transparenten Platte in dem Falle, bei dem sich der Spalt zwischen den angrenzenden Sensorchips 6 in einem Bereich von 0 bis 0,1 mm verändert.

Nachstehend wird die vierte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 22 und 23 beschrieben. 22 ist eine perspektivische Ansicht, die eine transparente Platte nach der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In 22 bezeichnet eine Bezugszahl 51 eine vordere transparente Platte (transparentes Teil) und 52 eine hintere transparente Platte (transparentes Teil). 23 ist eine Teilseitenansicht, die die vordere transparente Platte 51 und die hintere transparente Platte 52 zeigt, die geschichtet angeordnet sind. In den 22 und 23 wird die vordere transparente Platte 51 bzw. die hintere transparente Platte 52 dadurch ausgebildet, dass Kunststoffmaterial einem Spritzgussvorgang unterzogen wird, bei dem dieselbe Form mit einer Breite von 4 mm wie für die in der ersten Ausführungsform gezeigte transparente Platte 5 verwendet wird, um dadurch die ausgeschnittenen Abschnitte zu bilden. In diesem Fall wird die Extrusionsgröße so eingestellt, dass die vordere transparente Platte 51 und die hintere transparente Platte 52 eine Breite von 2 mm haben. Als Nächstes werden die vordere transparente Platte 51 und die hintere transparente Platte 52 an ihren Seitenflächen in Berührung gebracht und unter Verwendung transparenten Klebstoffs so zusammengeklebt, dass die ausgeschnittenen Abschnitte dieser Platten in der Hauptabtastrichtung zueinander um 0,1 mm verschoben werden, um dadurch die geschichtete transparente Platte mit einer Breite von insgesamt 4 mm zu bilden. Somit werden die vordere transparente Platte 51 und die hintere transparente Platte 52 so ausgelegt, dass sie in der Durchlaufrichtung (Teilabtastrichtung) des Objekts 3 des Bildsensors ausgerichtet und dann in den Einsatz 9 des Bildsensors eingebaut werden.

Als Nächstes wird der Funktionsablauf dieser Ausführungsform erläutert. Die optische Achse der Stablinsenanordnung 4 besteht an dem geschichteten Grenzabschnitt der vorderen transparenten Platte 51 und der hinteren transparenten Platte 52. Die Konstruktionsmitten der ausgeschnittenen Abschnitte dieser transparenten Platten sind so bestimmt, dass sich die Mitte des ausgeschnittenen Abschnitts der vorderen transparenten Platte 51 am Endabschnitt eines der aneinander angrenzenden Sensorchips 6 befindet, und sich die Mitte des ausgeschnittenen Abschnitts der hinteren transparenten Platte 52 am Endabschnitt des anderen der aneinander angrenzenden Sensorchips 6 befindet, und dann diese schichtverklebten Platten am Bildsensor montiert werden.

Jede dieser transparenten Platten 51, 52 lässt Licht ausgehend von der Nähe der Endabschnitte der Spalte der Sensorchips 6 geteilt auf die Bildaufnahmeelemente 11 einfallen. In der ersten Ausführungsform fällt von der transparenten Platte 5 kommendes Licht ausgehend von der Konstruktionsmitte des Spalts zwischen aneinandergrenzenden Sensorchips 6 geteilt ein. In der vierten Ausführungsform hingegen fällt das Brechungslicht ausgehend von den Positionen geteilt ein, die in entgegengesetzte Richtungen in der vorderen transparenten Platte 51 und der hinteren transparenten Platte 52 um 0,05 mm verschoben sind.

Was den Bildsensor mit der Auflösung von 8 Punkten/mm betrifft, so beträgt der Abstand der Pixel 0,125 mm. Wenn also die ausgeschnittenen Abschnitte der vorderen transparenten Platte 51 und der hinteren transparenten Platte 52 in der Lesehauptabtastrichtung um 0,1 mm voneinander verschoben werden, beträgt die Abweichung der geteilt einfallenden Positionen zwischen diesen weniger als ein Pixel. Was somit den Bildsensor mit großen Schwankungen bei den Spaltgrößen der Sensorschips 6 betrifft, wirkt diese Ausführungsform größtenteils dahingehend, dass die durchschnittliche Bildqualität an den imaginären Bildaufnahmebereichen verbessert wird.

Obwohl in der vierten Ausführungsform das Brechungslicht dadurch geteilt einfällt, dass die vordere transparente Platte 51 und die hintere transparente Platte 52 verwendet werden. Die jeweils eine Breite von 2 mm haben, können die vordere transparente Platte und die hintere transparente Platte, die jeweils eine Breite von 1 mm haben, auch abwechselnd zusammengeklebt werden, um eine transparente Platte mit einer Breite von insgesamt 4 mm zu bilden. In diesem Fall wird die Bildqualität in der Leseteilabtastrichtung wirksam verbessert.

Auch bei dem wie in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Verfahren, Licht aufgrund der Veränderung der Brechungsindexverteilung geteilt einfallen zu lassen, lassen sich in der vierten Ausführungsform ähnliche Wirkungen erzielen, wenn die Ausstoßrichtung für die Lösung aus der Düse 32 zum Teil verändert wird.

Und zwar, wenn wie in 24 gezeigt, die drei Düsen 32a, 32b und 32c so angeordnet werden, dass die erste Düse 32a die Lösung zur Mitte der transparenten Platte 5 hin ausstößt, und die Düsen 32b und 32c die Lösung jeweils zu den der Abtastbreitenrichtung im Hinblick auf die Mitte der transparenten Platte 5 hin entgegengesetzten, um 0,05 mm verschobenen Stellen ausstößt, kann die durchschnittliche Bildqualität selbst dann effektiv verbessert werden, wenn die Schwankungen der Spalte zwischen den Sensorchips 6 groß sind.

Obwohl die vorgenannte Auslegung so eingerichtet ist, dass die Lösung linear zur transparenten Platte 5 ausgestoßen wird, lassen sich darüber hinaus fünf Düsen 32 so verwenden, dass die Lösung in der Art einer X-Form ausgestoßen wird, um die Mitte der transparenten Platte 5 mit einem Kreuz zu versehen. In diesem Fall wird die Bildqualität auch in der Teilabtastrichtung verbessert.

Obwohl in der ersten bis vierten Ausführungsform die Erläuterung bezüglich des Bildsensors erfolgte, bei dem sowohl die Lichtquelle 1 als auch die Bildaufnahmeelemente 11 auf der einen Oberflächenseite des als Bild aufzunehmenden Objekts 3 (des Objekts, das mit Licht bestahlt wird) vorgesehen sind, lassen sich die der ersten bis vierten Ausführungsform entsprechenden Wirkungen auch bei einem Übertragungsbildsensor erzielen, bei dem die Lichtquelle 1 auf der einen Oberflächenseite des als Bild aufzunehmenden Objekts 3 angeordnet ist, und die Bildaufnahmeelemente 11 auf der anderen Oberflächenseite des als Bild aufzunehmenden Objekts 3 angeordnet sind, um durch die Bildaufnahmeelemente 11 Reflexionslicht aufnehmen zu lassen, das sowohl Reflexionslicht als auch direktes Licht von der Lichtquelle 1 enthält.

Die gesamte Offenbarung der am 28. April 2006 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-125208, einschließlich der technischen Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnungen und des Abstracts wird hier durch Bezugnahme in ihrer Gänze mitaufgenommen.