JP3613835B2 - 密着型イメージセンサー - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は原稿等を照射して原稿等を読み取る密着型イメージセンサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の密着型イメージセンサーについて図を参照しながら説明する。図４は第１従来例の密着型イメージセンサーの断面図を示すものである。図４において、１はアルミニウム等からなるフレーム、２はフレーム１の内側に設けられた傾斜面に配設され後記する原稿８等を照射するＬＥＤチップ、３はフレーム１の下面に配設されＬＥＤチップ２の照射した光線を入射すると共に原稿８等を当接させるガラス板、４はフレーム１に設けられた開口部、５は開口部４の下側に設けられ原稿８等の反射した光線を集束するロッドレンズアレイ、６はフレーム１の上部に配設され後記する受光センサー７の信号を信号処理する回路基板であり、受光センサー７は回路基板６の下面に配設され、ロッドレンズアレイ５の集束した光線を光検知部が受光する。８はガラス板３に当接し照射される原稿等である。
【０００３】
以上のように構成された従来の密着型イメージセンサーについて、以下その動作について説明する。ＬＥＤチップ２の照射した光線９がガラス板３の上面に斜光の状態で入射される。ガラス３内に入射した光線９は屈折してガラス板３下面に到達する。一方、ガラス板３下面には搬送される原稿８等があり、ガラス板３下面に到達した光線９は原稿８等を照射して原稿８等の情報に応じてガラス板３上面に向けて反射する。反射した光線９はガラス板３の下側に設けられたロッドレンズアレイ５で集束する。そして、集束した光線９を受光センサー７の光検知部が受光し、受光した光量に応じてフォトキャリアを生じ蓄積される。
【０００４】
ここで動作信号であるパルス信号を受光センサー７のスタート信号入力端子に入力すると、光検知部の１ビット目から順次シフトレジスタがオンして時経列的に出力信号が取り出される。この信号は更に電気的に増幅され最終的なセンサー出力信号として出力される。
【０００５】
次に、従来のイメージセンサーの構成において、ロッドレンズアレイ５が所定の位置から光軸がずれた場合の動作について説明する。図５は従来のイメージセンサーの迷光を説明する図である。図５に示すように、開口部４に配設されるロッドレンズアレイ５が所定の位置から、例えば、ＬＥＤチップ２側にずれた（矢印Ｂ方向）場合、原稿８の読み取りライン部で反射された光線９はロッドレンズアレイ５を介して透過光９’として受光センサー７に達する。そして、読み取りライン部以外からの反射光は、通常、光線１０に示すように、ロッドレンズアレイ５を介して透過光１０’として受光センサー７に影響を何等与えず基板６に達し吸収拡散される。
【０００６】
ところが、ロッドレンズアレイ５の取付け位置がずれているため、反射光１１の透過光１０’は開口部４の側壁と干渉し、乱反射されその一部が迷光１１’となって受光センサー７に達してしまう。迷光１１’が生じるとその部分でセンサー出力のＳ／Ｎ比が低下し、画像読み取りの再現する性能を極端に悪化させる。特に、図５に示すように、ＬＥＤチップ２側にロッドレンズアレイ５がずれた時には、図４のＡ部に示す部分の光線９が反射光１１となって迷光１１’を生じるが、このＡ部はＬＥＤチップ２に近接しているため照度が高く、反射光１１も強いため当然迷光１１’の光量も大きくなりＳ／Ｎ比を大幅に低下させる。
【０００７】
従って、Ｓ／Ｎ比を向上させるために、図６及び図７に示すような構造の提案がなされている。図６は第２従来例の密着型イメージセンサーの断面図、図７は第３従来例の密着型イメージセンサーの断面図を示すものである。図６及び図７においては図４と同一機能のものは同一符号を付し説明の詳細は省略する。図６において、１はフレーム、２はＬＥＤチップ、３はガラス板、４’は第１の開口部、５はロッドレンズアレイ、６は回路基板、７は受光センサー、８は原稿等、１２はＬＥＤチップ２の光線９を通過させる第２の開口部である。１３は第２の開口部１２を通過した光線９を拡散反射し、略均一光量の光とするための光路であり、光路１３のガラス板３側の開口部からガラス板３の所定部のみに光線９が入射される。図６に示す第２従来例ではガラス板３のＡ部分をフレーム１で覆い、原稿８等の読取部のみを極力照射するように構成されているため迷光１１’を減少させることができる。
【０００８】
次に、図７において、１はフレーム、２はＬＥＤチップ、３はガラス板、５はロッドレンズアレイ、６は回路基板、７は受光センサー、８は原稿等、１４はロッドレンズアレイ５を支持する支持体であり、支持体１４の壁面とフレーム１の壁面との間でロッドレンズアレイ５の２つの側面を支持し、さらに支持体１４の下面とガラス板３が接合されると共に、支持体１４の側面の上方は回路基板６に接合されている。
【０００９】
図７に示すように第３従来例は、図４で示したフレーム１の開口部４を無くしたので、開口部４の側面での乱反射は無くなる。又、ロッドレンズアレイ５の２つの側面は一方がフレーム１の壁面と他方が支持体１４の壁面によって支持され、これによってロッドレンズアレイ５の側面が支持体１４の壁面で覆われるので、ロッドレンズアレイ５の側面から直接ＬＥＤチップ２の光が入光することは無くなるのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の密着型イメージセンサーの構成では、第１従来例においてはフレーム１の内側の開口部４に配設されたロッドレンズアレイ５の位置合わせが難しくばらつきを生じ易く、迷光１１’を発生させ、Ｓ／Ｎ比を低下させる。又、第２従来例においては迷光１１’そのものは改善できるもののフレーム１の構造そのものが複雑であり、フレーム１の加工費用が高くなり高価なものとなる。又、第３従来例においてはフレーム１の壁面と支持体１４の壁面でロッドレンズアレイ５を支持しているが、組立時のロッドレンズアレイ５と受光センサー７との光軸調整等の位置決めが難しく、又、フレーム１が機械的強度が弱い２ピース構造であるため、ファクシミリ等に組込むと光軸がずれ易いという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、ロッドレンズアレイの位置決めを容易にし、迷光を無くしてＳ／Ｎ比を向上させた密着型イメージセンサーを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、原稿等を照射する複数のＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを装着した基板を載置しＬＥＤチップから照射された光を通過させる光路部を備えた保持枠と、保持枠を収容すると共に原稿等で反射された光線を集束するロッドレンズアレイを収容する凹部が形成されたフレームと、ロッドレンズアレイで集束された光線を受光する受光センサーとを備え、保持枠にはフレームと保持枠との間の位置決めを行う位置決め部を形成し、保持枠によって凹部の壁面と保持枠の壁面との間にロッドレンズアレイを挟持した密着型イメージセンサーであって、前記位置決め部が前記基板を載置する櫛歯状の載置部の櫛歯の先端に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
又、本発明の密着型イメージセンサーは、光路部が原稿等の面と鋭角で交差する斜面部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
【作用】
本発明の密着型イメージセンサーは、フレームと保持枠との間の位置決めを行う位置決め部を形成し、保持枠によって凹部の壁面と保持枠の壁面との間にロッドレンズアレイを挟持したので、ロッドレンズアレイの光軸調整とロッドレンズアレイの位置決めと固定が容易になる。また、位置決め部が基板を載置する櫛歯状の載置部の櫛歯の先端に設けられているので、光路を形成すると共に、機械的強度も低下しない。
【００１８】
又、本発明の密着型イメージセンサーは、光路部が原稿等の面と鋭角で交差する斜面部を備えているので、照射した光線が乱反射しながら原稿等の面に導かれ、略均一な光線を原稿等の読み取り部付近を照射することができる。
【００１９】
又、本発明の密着型イメージセンサーは、位置決め部が基板を載置する櫛歯状の載置部の櫛歯の先端に設けられているので、光路を形成すると共に、機械的強度も低下しない。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例における密着型イメージセンサーの一部破断斜視図、図２は本発明の一実施例における密着型イメージセンサーの断面図、図３は本発明の一実施例における密着型イメージセンサーの保持枠の斜視図である。図１，図２及び図３において、１５はアルミニウム等からなるフレームであり、フレーム１５の内側下方には貫通した開口部１６が設けられ、開口部１６の上側には凹部１７、凹部１７の上方には後記する保持枠２０との位置決めを行うための係止部１８が設けられている。すなわち、凹部１７はフレーム１５に凹状に形成され、中に保持枠２０を収容する。従って凹部１７の底面に形成された開口部１６は、保持枠２０の下方に位置することになる。
【００２３】
１９は開口部１６の凹部１７に収容され後記するガラス板３０を通して原稿３３等の面で反射した光線を集束するロッドレンズアレイ、２０は凹部１７に収容されポリカーボネイト等からなる保持枠である。この保持枠２０にはロッドレンズアレイ１９を挟持する挟持用壁面２１と、上方には後記するＬＥＤチップ２９を装着した基板２８を載置し、溝２５によって櫛歯状になった載置部２２と、載置部２２の櫛歯の先端に設けたフレーム１５と保持枠２０の間の位置決めを行う位置決め部２３と、載置部２２を支える面２４と、溝２５の下方に設けられた斜面部２６と、保持枠２０をフレーム１５の凹部１７の底面に載置する支持面２７を備えている。溝２５と斜面部２６はＬＥＤチップ２９から照射された光線の光路部を形成している。光路部はＬＥＤチップ２９から照射された光線を開口部１６まで通過させるものである。
【００２４】
ところで、ロッドレンズアレイ１９は、フレーム１５の凹部１７の壁面と保持枠２０の挟持用壁面２１との間に、その両側面が保持枠２０によって挟持される。即ち、保持枠２０はフレーム１５の係止部１８と位置決め部２３を当接させることにより位置決めされるが、この当接によってロッドレンズアレイ１９は保持枠２０から押圧力を得ることができ、これによってロッドレンズアレイ１９は保持枠２０によって凹部１７に挟持固定される。
【００２５】
２８は保持枠２０の載置部２２とフレーム１５の載置面に一部またがって載置される基板、２９は基板２８の下面に装着され後記する原稿３３等を照射する複数のＬＥＤチップ、３０はＬＥＤチップ２９の照射した光線が入射されるフレーム１５下側の窪みに配設され原稿３３等を当接させるガラス板、３１はフレーム１５上側の窪みに配設され後記する受光センサー３２が原稿３３に対応して生じる光電流を電圧に変換し増幅する回路基板、３２は回路基板３１の下面に設けられロッドレンズアレイ１９の集束した光線を受光する受光センサー、３３はガラス板３０に当接し照射される原稿等である。
【００２６】
以上のように構成された密着型イメージセンサーについて、図２を用いてその動作を説明する。ＬＥＤチップ２９より照射した光線（点線矢印で示す）が、ガラス板３０の上面に保持枠２０の光路部を通過して斜光の状態で入射される。その際、保持枠２０はＬＥＤチップ２９と受光センサー３２を光学的に分離する役目を果たしており、ＬＥＤチップ２９が照射した光線は受光センサー３２に直接入ることはない。又、ＬＥＤチップ２９より照射した光線は保持枠２０の光路部とフレーム１５の凹部１７の斜面１７ａ（図１、図２参照）との間で乱反射し、照度の照度分布が均一な状態となってガラス板３０内に入射される。この凹部１７の斜面１７ａは光路部の斜面部２６と略平行に形成されている。
【００２７】
ガラス板３０内に入射した光線は屈折して下面に到達する。一方、ガラス板３０の下面には略密着し搬送される原稿３３等があり、ガラス板３０の下面に到達した光線が原稿３３等を照射して原稿３３等の情報に応じてガラス板３０の上面に向けて光線を反射する。反射した光線をガラス板３０の上方に設けられたロッドレンズアレイ１９で集束する。そして、集束した光線を受光センサー３２が受光し、受光した光量に応じた電流が時経列的に出力され回路基板３１で電圧に変換、増幅され出力されるのである。
【００２８】
この様に本発明の一実施例に示す構成では、ガラス板３０の下面で反射した光線を集束するロッドレンズアレイ１９の光軸の位置決めは、ロッドレンズアレイ１９の両側面をフレーム１５の凹部１７の壁面と保持枠２０の挟持用壁面２１とで挟み、フレーム１５の係止部１８と保持枠２０の位置決め部２３とを対向させることで行われる。ロッドレンズアレイ１９が左右及び上下にずれることは無く、光軸調整が容易に確実に行うことができるのである。そして、ロッドレンズアレイ１９と保持枠２０を凹部１７内に収容した際に、ロッドレンズアレイ１９と保持枠２０が凹部１７から押圧力を得ることができるように、凹部１７の寸法関係はロッドレンズアレイ１９と保持枠２０の幅寸法より若干小さめに作ってある。このためロッドレンズアレイ１９は保持枠２０によって挟持されることになる。又、２ピースであっても凹部構造であるから機械的強度が上がる。
【００２９】
この様にロッドレンズアレイ１９の光軸ずれを無くすと共に、ＬＥＤチップ２９の照射した光線が直接受光センサー３２に入光しないように、保持枠２０で遮断し、又、ロッドレンズアレイ１９と原稿３３等との間に開口部１６を設けたので、迷光の発生は無くなり、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【００３０】
又、フレーム１５のガラス板３０を配設する窪みは中ぐりではなく外面加工から形成し、この窪みを基準にして開口部１６の上側にロッドレンズアレイ１９と保持枠２０を収容する凹部１７と、回路基板３１を配設する窪みをそれぞれ所定高さに外面加工によって形成され、保持枠２０はそれぞれの加工精度の良いものが安価で容易にできる。しかも、それぞれの加工精度が良いから密着型イメージセンサーの組立精度を向上させ、光軸がずれることもなく簡単に組立てることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明の密着型イメージセンサーでは、フレームと保持枠との間の位置決めを行う位置決め部を形成し、保持枠によって凹部の壁面と保持枠の壁面との間にロッドレンズアレイを挟持したので、ロッドレンズアレイと受光センサーの光軸調整とロッドレンズアレイの位置決めが容易になり、簡単に精度良く組立てることができる。
【００３２】
又、本発明の密着型イメージセンサーでは、光路部が原稿等の面と鋭角で交差する斜面部を備えているので、照射した光線が乱反射しながら原稿等の面に導かれ、略均一な光線を原稿等の読み取り部付近を照射するから迷光を無くしてＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００３３】
又、本発明の密着型イメージセンサーは、位置決め部が基板を載置する櫛歯状の載置部の櫛歯の先端に設けられているので、２ピースであっても簡単に精度良く組立られ、機械的強度が上がる。
【００３４】
又、本発明の密着型イメージセンサーは、フレームの凹部に斜面部を略平行の斜面を形成したので、照射した光線が乱反射しながら原稿等の面に導かれ、略均一な光線を原稿等の読み取り部付近を照射するから迷光を無くしてＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００３５】
又、本発明の密着型イメージセンサーは、フレームには凹部の底面に開口部が形成されているので、ロッドレンズアレイの位置ずれ等があっても開口部から迷光を発生させることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における密着型イメージセンサーの一部破断斜視図
【図２】本発明の一実施例における密着型イメージセンサーの断面図
【図３】本発明の一実施例における密着型イメージセンサーの保持枠の斜視図
【図４】第１従来例の密着型イメージセンサーの断面図
【図５】従来のイメージセンサーの迷光を説明する図
【図６】第２従来例の密着型イメージセンサーの断面図
【図７】第３従来例の密着型イメージセンサーの断面図
【符号の説明】
１５ フレーム
１６ 開口部
１７ 凹部
１８ 係止部
１９ ロッドレンズアレイ
２０ 保持枠
２１ 挟持用壁面
２２ 載置部
２３ 位置決め部
２４ 面
２５ 溝
２６ 斜面部
２７ 支持面
２８ 基板
２９ ＬＥＤチップ
３０ ガラス板
３１ 回路基板
３２ 受光センサー
３３ 原稿

Claims (2)

1. 原稿等を照射する複数のＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップを装着した基板を載置し前記ＬＥＤチップから照射された光を通過させる光路部を備えた保持枠と、前記保持枠を収容すると共に原稿等で反射された光線を集束するロッドレンズアレイを収容する凹部が形成されたフレームと、前記ロッドレンズアレイで集束された光線を受光する受光センサーとを備え、前記保持枠には前記フレームと前記保持枠との間の位置決めを行う位置決め部を形成し、前記保持枠によって前記凹部の壁面と前記保持枠の壁面との間に前記ロッドレンズアレイを挟持した密着型イメージセンサーであって、前記位置決め部が前記基板を載置する櫛歯状の載置部の櫛歯の先端に設けられていることを特徴とする密着型イメージセンサー。
2. 前記光路部が原稿等の面と鋭角で交差する斜面部を備え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ー。

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