CN104394294B - 影像传感器单元以及图像读取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种影像传感器单元以及图像读取装置。影像传感器单元(4)具备：传感器基板(14)，安装有多个光电变换元件(13)；原稿照明用的光源(10)，具有发光元件(10r、10g、10b)；导光体(11)，从长度方向的一端面导入来自光源(10)的光，对原稿(S)线状地进行照明；柱透镜阵列(12)，在传感器基板(14)上使来自原稿(S)的反射光成像；以及框架(15)，分别安装传感器基板(14)、原稿照明用的光源(10)、导光体(11)、柱透镜阵列(12)，其中，框架(15)装卸自如地具备在光源(10)的附近设置的间隔件(16a)，并且间隔件(16a)具备延伸设置的遮光顶板(20)以覆盖光源(10)以及导光体(11)的端部。

Description

影像传感器单元以及图像读取装置
本申请是申请号为201110409268.7，申请日为2011年12月9日，发明名称为“影像传感器单元以及图像读取装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及紧密接触型影像传感器单元、以及使用了紧密接触型影像传感器单元的图像读取装置。
背景技术
在导光体的长度方向(主扫描方向)侧端面附近设置光源的影像传感器单元从光源与导光体的间隙产生泄漏光。因此，在主扫描方向上无法均匀地确保照度分布。
因此，本申请人提出了专利文献1记载的影像传感器。
【专利文献1】国际公开第2008/013234号手册
专利文献1记载的影像传感器是通过延伸设置导光体罩的一部分而覆盖导光体端部以及发光元件的结构。因此，在没有使用导光体罩的影像传感器的情况下，需要追加部件，存在成本增大的问题。
另外，在没有使用导光体罩的影像传感器的情况下，导光体罩是覆盖导光体端部的构造。因此，在组装时需要使导光体滑动进行安装，有在导光体中产生损伤等之虞。另外，有由于气氛温度的变动等，而在导光体的膨胀和/或收缩时，产生损伤等之虞。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种影像传感器单元以及图像读取装置，无需使用导光体罩等追加部件而防止泄漏光，从而得到均匀的照度分布，并且实现小型化。
另外，其目的在于提供一种影像传感器单元以及图像读取装置，可以防止在导光体以及压板玻璃中产生的损伤、磨损等。
本发明提供一种影像传感器单元，包括：传感器基板，安装有多个光电变换元件；原稿照明用的光源，具有发光元件；导光体，从长度方向的一端面导入来自所述光源的光，对原稿进行照明；成像元件，在所述传感器基板上使来自原稿的反射光成像；以及支撑体，分别安装所述传感器基板、所述原稿照明用的光源、所述导光体、所述成像元件，所述影像传感器单元的特征在于：所述支撑体装卸自如地具备在所述光源的附近设置的滑动部件，并且所述滑动部件具备延伸设置的遮光部以覆盖所述光源以及所述导光体的端部。
本发明提供一种使用了影像传感器单元的图像读取装置，该影像传感器单元包括：传感器基板，安装有多个光电变换元件；原稿照明用的光源，具有发光元件；导光体，从长度方向的一端面导入来自所述光源的光，对原稿进行照明；成像元件，在所述传感器基板中使来自原稿的反射光成像；以及支撑体，分别安装所述传感器基板、所述原稿照明用的光源、所述导光体、所述成像元件，所述图像读取装置的特征在于：所述支撑体装卸自如地具备在所述光源的附近设置的滑动部件，并且所述滑动部件具备延伸设置的遮光部以覆盖所述光源以及所述导光体的端部。
如上所述，在支撑体中装卸自如地具备滑动部件，并且滑动部件具备延伸设置的遮光部以覆盖光源以及导光体的端部，从而无需追加新的部件而可以遮蔽来自光源与导光体的间隙的泄漏光，可以使光源附近的照度分布稳定。因此，可以在主扫描方向的全域中将照度分布保持为大致恒定，得到稳定的图像质量。另外，可以缩短从导光体端部至光电变换元件的区间，可以缩短影像传感器单元的全长。
另外，通过使滑动部件成为装卸自如，无需使导光体滑动来安装，可以通过嵌入来安装。因此，导光体的安装作业变得容易。另外，可以降低在安装导光体时在导光体与支撑体之间产生的摩擦范围，可以防止在导光体中产生损伤、磨损等。
进而，滑动部件是设置了以覆盖光源以及导光体的端部的方式延伸设置的遮光部的构造，所以在光源中在成本方面可以使用廉价的销售品，可以降低成本。
附图说明
图1是示出可以应用本发明的影像扫描仪的构造的立体图。
图2是示出影像传感器单元4的概略图。
图3是导光体11的副扫描方向上的剖面图。
图4是示出可以应用本发明的间隔件16的立体图。
图5是示出影像传感器单元4的构造的立体图。
图6是示出间隔件16的详细的形状的立体图。
图7是示出影像传感器单元4的构造的主扫描方向上的剖面图。
图8是示出使具有R的发光波长的发光元件10r发光时的照度分布的图。
图9是示出使具有B的发光波长的发光元件10b发光时的照度分布的图。
图10是示出使具有G的发光波长的发光元件10g发光时的照度分布的图。
图11是示出使具有R的发光波长的发光元件10r发光时的照度分布的部分放大图。
图12是示出使具有B的发光波长的发光元件10b发光时的照度分布的部分放大图。
图13是示出使具有G的发光波长的发光元件10g发光时的照度分布的部分放大图。
图14是示出RGB各自的单独发光时的1PIX的位置处的测定结果的图。
图15是示出没有使用遮光顶板20的状态下的反射光的状态的示意图。
图16是示出具备以背面为吸收面的遮光顶板20的状态下的反射光的状态的示意图。
图17是示出具备以背面为反射面的遮光顶板20的状态下的反射光的状态的示意图。
图18是示出导光体11和发光元件10r、10b、10g的位置关系的图。
(符号说明)
2：压板玻璃；4：影像传感器单元；10：光源；11：导光体；12：柱透镜阵列；13：光电变换元件；14：传感器基板；16：间隔件；16a：第1间隔件；16b：第2间隔件；20：遮光顶板；21：突起；A：间隙；B：空气层。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的实施方式。图1是示出可以应用本发明的平板方式的扫描仪(图像读取装置)的构造的立体图。
1是框体，在该框体1中，设置有作为原稿载置部的由玻璃制的透明板构成的压板玻璃2、和开闭自如地设置的压板罩3以覆盖在该压板玻璃2上载置的原稿S。
另外，在框体1的内部，收纳有影像传感器单元4。该影像传感器单元4例如使用紧密接触型影像传感器(CIS；Contact Image Sensor)单元。5是设置成可以使影像传感器单元4沿着压板玻璃2移动的滑动轴。6是驱动电机。7是引线。8是挠性电缆等电气布线。通过该电气布线8，将影像传感器单元4和信号处理部9电连接。
根据该结构，通过驱动驱动电机6使影像传感器单元4中安装的引线7机械地移动，使影像传感器单元4沿着滑动轴5在读取方向(副扫描方向)上移动。
图2是示出影像传感器单元4的构造的概略图。
10是原稿照明用的光源。在该光源10中具备由具有红绿蓝(以下，简称为RGB)3色的发光波长的LED构成的发光元件10r、10g、10b。是通过对这些发光元件10r、10g、10b依次进行点亮驱动而照射光的结构。
另外，光源10也可以是白色光源。
11是将来自光源10的照射光引导到原稿S的长条状的导光体。在该导光体11的长度方向的一方的端面的附近，从端面隔开间隙A的距离而配置有光源10(参照图7)。
12是作为成像元件的柱透镜阵列。该柱透镜阵列12是排列了多个正立等倍成像型透镜元件的结构。
13是将由柱透镜阵列12成像了的反射光(原稿图像)变换为电信号的光电变换元件。14是安装了光电变换元件13k(k是1至11的自然数)的传感器基板。
另外，在本实施方式中，光电变换元件13k的数量是11个，但光电变换元件13k的数量没有特别限定。
根据以上的结构，影像传感器单元4在压板玻璃2的正下的读取位置，对光源10中设置的发光元件10r、10g、10b依次进行点亮驱动，从而照射光。来自光源10的照射光通过导光体11而照射到斜上方，从而针对原稿S的表面在主扫描方向上大致均匀地线状地照明。来自光源10的照射光被原稿S反射，其反射光通过柱透镜阵列12，在传感器基板14上设置的光电变换元件13k上聚束成像。反射光通过光电变换元件13k变换为电信号，通过信号处理部9进行处理。
通过这样将RGB所有的反射光读取1扫描线量，结束原稿S的主扫描方向上的1扫描线的读取动作。
在1扫描线的读取动作结束后，影像传感器单元4进而向副扫描方向移动1扫描线量，并且向原稿S照射照射光，同时同样地进行1扫描线的读取动作。通过反复该读取动作，扫描原稿S的整个面。
图3是示出导光体11的构造的侧面图。
导光体11例如由丙烯酸等透明的合成树脂成形。
101是长度方向(主扫描方向)的一方的侧端面中设置的入光面。在该入光面101的附近，从入光面101隔开间隙A的距离配置光源10。因此，来自光源10的照射光入射到入光面101。
102是沿着导光体11的长度方向设置的射出面。使在导光体11内反射/扩散后的来自光源10的照射光射出到原稿S的方向。射出面102为了聚光效果而形成为凸状。
103是与射出面102相向的面中设置的反射面。在该反射面103中，例如形成有通过丝印等得到的由光反射性的涂料构成的光扩散图案104。该光扩散图案104的分布密度是根据距光源10的距离，接近光源10的部分配置成低密度，在远方配置成高密度的结构。
另外，105、106分别是反射面。
通过该结构，从导光体11中设置的入光面101入射到导光体11内的来自光源10的照射光在导光体11内通过反射面103、以及反射面105、106全反射的同时，在导光体内传输，并且从射出面102射出。同时，在导光体11内通过反射面103中设置的光扩散图案104扩散，并且从射出面102射出。其结果，相对原稿S在主扫描方向上线状地大致均匀地照射。
此时，来自光源10的照射光由从导光体11中设置的入光面101入射到导光体11内的光、和不入射到导光体11内而通过间隙A直接照射到原稿S的方向的光构成。
因此，不入射到导光体11内而直接照射到原稿方向的光是泄漏光。
图4是可以应用本发明的间隔件16的立体图、图5是示出影像传感器单元4的构造的立体图，图6是示出间隔件16的详细形状的立体图。
15是作为支撑结构部件的支撑体的框架。在该框架15中，按照规定的位置关系，分别安装并支撑：光源10、导光体11、柱透镜阵列12、安装了光电变换元件13k的传感器基板14等结构部件。
16是大致U字形状(另外，既可以是实际的U字那样的没有角的圆形形状，也可以是带有角的形状)地形成的间隔件。将该间隔件16作为后述第1间隔件16a、以及第2间隔件16b，分别设置到覆盖影像传感器单元4的长度方向上的两端部的位置。
在间隔件16的两端，分别设置有支撑部17。在该支撑部17中分别设置了钩状的卡定部18。
卡定部18相互相向地设置，卡定成与框架15中设置的各个被卡定部19绞合，从而安装于框架15上。
另外，支撑部17在与框架15中设置的被卡定部19卡定时，为了确保卡定状态而构成为具有某种程度的弹性力。
支撑部17的前端是在将间隔件16安装于框架15时从框架15的下表面突出的长度。因此，支撑部17的前端在将影像传感器单元4安装于框体1时位于框体1内的底面附近。
由此，在影像传感器单元4移动时，从影像传感器单元4两端部突出的各个支撑部17的前端作为电气布线8的档块发挥作用，所以可以规定电气布线8向主扫描方向的移动范围。因此，可以使电气布线8稳定地位于影像传感器单元4的宽度内，可以降低由于夹入到影像传感器单元4与其他部件之间等而产生的给电气布线8的负荷。
20是间隔件16上延伸设置的作为遮光部的遮光顶板。该遮光顶板20形成为在向影像传感器单元4组装时，覆盖光源10的上部(以及导光体11的端部)那样的形状。
21是突起。突起21在间隔件16的上表面设置于2个部位。
间隔件16由具有自润滑性的合成树脂形成，例如，由超高分子量聚乙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚对苯二甲酸等形成。或者，由含有具有自润滑性的固体润滑剂的合成树脂形成，例如，由包覆了氟树脂、二硫化钼等的合成树脂形成。
此处，自润滑性是指：由于自身具有润滑性，无需使用其他润滑剂等而可以降低摩擦/摩耗的性质。
在该结构中，间隔件16分别设置于覆盖影像传感器单元4(框架15)的长度方向上的两端部的位置。即，将作为滑动部件的第1间隔件16a装卸自如地组装到一方的端部，将第2间隔件16b装卸自如地组装到另一方的端部。
因此，在将影像传感器单元4收纳于框体1的情况下，第1间隔件16a、以及第2间隔件16b分别插入于压板玻璃2与影像传感器单元4之间。
此时，影像传感器单元4在其上表面的两端部，隔着第1间隔件16a以及第2间隔件16b中设置的突起21接触到压板玻璃2的下表面。
另外，在本实施方式中，第1间隔件16a以及第2间隔件16b通过使同一形状的部件反转后使用从而实现了共用化，但也可以是不同的形状。
另外，突起21的数量/形状不限于本实施方式。
图7是示出影像传感器单元4的构造的主扫描方向上的剖面图。
在光源10与导光体11之间设置有间隙A，在第1间隔件16a中设置的遮光顶板20与导光体11的端部之间设置有空气层B。
图8至图10是测定了本实施方式的影像传感器单元4的读取范围中的照度分布的图，示出了在有无遮光顶板20、以及遮光顶板20背面的反射率的差异下，RGB各自的单独发光时的照度分布。另外，图11至图13是图8至图10中的部分放大图。
即，图8以及图11是示出使具有R的发光波长的发光元件10r发光时的照度分布的图。在图中，200是示出没有使用遮光顶板20的状态下的照度分布的线。201是具备以背面为吸收面的遮光顶板20的状态下的照度分布。202是具备以背面为反射面的遮光顶板20的状态下的照度分布。
另外，图9以及图12是示出使具有B的发光波长的发光元件10b发光时的照度分布的图。在图中，300是示出没有使用遮光顶板20的状态下的照度分布的线。301是具备以背面为吸收面的遮光顶板20的状态下的照度分布。302是具备以背面为反射面的遮光顶板20的状态下的照度分布。
另外，图10以及图13是示出使具有G的发光波长的发光元件10g发光时的照度分布的图。在图中，400是示出没有使用遮光顶板20的状态下的照度分布的线。401是具备以背面为吸收面的遮光顶板20的状态下的照度分布。402是具备以背面为反射面的遮光顶板20的状态下的照度分布。
另外，吸收面是指：在遮光顶板20背面，例如，使用混入了光的反射率低的黑色的颜料的合成树脂，和/或，实施磨砂状的黑色涂饰等用于吸收光的表面处理。另外，反射面是指：在遮光顶板20背面，例如，具有实施了光的反射率高的涂覆的金属光泽的面(镜面)。
图14是示出在有无遮光顶板20、以及遮光顶板20背面的反射率的差异下，RGB各自的单独发光时的1PIX的位置处的测定结果的图。
图15是示出没有使用遮光顶板20的状态下的反射光的状态的示意图。图16是示出具备以背面为吸收面的遮光顶板20的状态下的反射光的状态的示意图。图17是示出具备以背面为反射面的遮光顶板20的状态下的反射光的状态的示意图。
如图中所示，在使RGB单独发光的情况下，通过使遮光顶板20的背面成为吸收面，可以确认相比于没有使用遮光顶板20的状态降低率为29.4～31.9％。同样地，通过使遮光顶板20的背面成为反射面，可以确认4.5～8.9％的降低率。
由此，对于遮光顶板20背面的表面处理，优选为在反射率低的状态下降低率高、例如呈现低的反射率的磨砂状的黑色。由此，通过使遮光顶板20背面成为吸收面来吸收泄漏光，可以实现高效的遮光。
另外，1PIX的位置处的RGB所产生的照度差依照发光元件10r、10g、10B的安装位置而不同。
即，如果在发光元件10r、10b、10g与原稿S的读取位置之间，将从发光元件10r、10b、10g至射出面102的距离分别设成C、D、E，则成为“C<D<E”。此时，间隙A恒定，所以距离越短，从发光元件10r、10b、10g侧的针对间隙A的开口角越大。此处，其原因为，从发光元件10r、10b、10g至射出面102的距离越短，泄漏光越增加。
另外，如果在发光元件10r、10b、10g与原稿S的读取位置之间，将从射出面102至原稿S的读取位置的距离分别设成F、G、H，则成为“(C+F)<(D+G)<(E+H)”。其原因为，照度与距发光元件10r、10b、10g的距离的平方成反比例，所以从发光元件10r、10b、10g至原稿读取位置的距离越短，泄漏光的照度越增加(参照图18)。
在本实施方式中，在影像传感器单元4(框架15)上表面装卸自如地具备第1间隔件16a以及第2间隔件16b，并且第1间隔件16a具备以覆盖光源10以及导光体11的端部的方式延伸设置的遮光顶板20。
由此，无需追加新的部件而可以遮蔽来自间隙A的泄漏光，可以使入光面101附近的照度分布稳定。因此，可以在主扫描方向的全域将照度分布确保为大致恒定，得到稳定的图像质量。
另外，可以缩短从入光面101至光电变换元件13k的区间，可以缩短影像传感器单元4的全长。
另外，通过使间隔件16成为装卸自如，无需滑动安装导光体11，而可以通过嵌入来安装。因此，导光体11的安装作业变得容易，并且可以降低在安装导光体11时在导光体11与框架15之间产生的摩擦范围，可以防止在导光体11中产生损伤、磨损等。
另外，间隔件16是设置了以覆盖光源10以及导光体11的端部的方式延伸设置的遮光顶板20的构造。因此，在光源10中使用的LED中可以低成本地使用廉价的销售品，可以降低成本。
另外，通过在间隔件16的上表面设置突起21，降低与压板玻璃2的下表面的接触面积，从而可以降低摩擦阻力，并且可以固定接触位置。由此，不仅可以使影像传感器单元4的动作稳定，而且还可以使压板玻璃2的下表面与影像传感器单元4的距离恒定。
另外，通过在遮光顶板20与导光体11的端部之间设置空气层B，即使在导光体11由于热膨胀/吸湿等而膨胀了的情况下，也不会直接接触。因此，可以防止在导光体11中产生损伤、磨损等。
另外，通过对遮光顶板20背面实施用于吸收光的表面处理，吸收泄漏光，从而可以实现高效的遮光。
另外，通过在遮光顶板20与导光体11之间设置空气层B，可以将被遮光顶板20覆盖的导光体11的端部的射出面102用作反射面。因此，即使在对遮光顶板20背面实施了用于吸收光的表面处理的情况下，在使遮光顶板20和导光体11紧密接触了的情况下产生的紧密接触面中的光吸收也消失，可以在导光体11内部反射光，所以可以对来自光源10的光高效地进行导光。
进而，通过例如由超高分子量聚乙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚对苯二甲酸等具有自润滑性的合成树脂，形成间隔件16，可以降低一体成型的突起21与压板玻璃2的背面的摩擦/磨损。由此，可以防止在压板玻璃2的下表面产生损伤、磨损等。
另外，通过例如由通过涂覆氟树脂、二硫化钼等而得到的包含固体润滑剂的合成树脂形成间隔件16，可以抑制成本，并且防止在压板玻璃2的下表面产生损伤、磨损等。
另外，上述实施方式仅示出了实施本发明的具体的例子。本发明的技术范围不限于这些实施方式。即，本发明可以在不脱离其技术思想的范围内，实施各种变形。

Claims (6)

1.一种在具有载置原稿的原稿载置部的图像读取装置中使用的影像传感器单元，其特征在于，包括：
光源；
导光体，将从配置于长度方向端部的所述光源发出的光导入载置于所述原稿载置部的所述原稿；
支撑体，支撑所述光源以及所述导光体；
滑动部件，在所述支撑体的长度方向端部被支撑，并与所述原稿载置部滑动；
卡定部，设置于所述滑动部件；以及
被卡定部，设置于所述支撑体，并与所述卡定部卡定，
所述滑动部件通过所述卡定部和所述被卡定部卡定而安装于所述支撑体，
所述滑动部件通过所述卡定部和所述被卡定部分离而从所述支撑体卸下，
在所述滑动部件中一体地设置有遮光部，该遮光部对从所述光源发出的光中的不进入所述导光体而朝向所述原稿载置部的光进行遮挡。
2.根据权利要求1所述的影像传感器单元，其特征在于：所述滑动部件具备用于降低与所述原稿载置部的接触面积的突起，所述突起构成为向所述原稿载置部被设置的方向突出。
3.根据权利要求2所述的影像传感器单元，其特征在于：在将所述影像传感器单元用于所述图像读取装置中时，所述滑动部件构成为与所述导光体相比更靠近所述原稿载置部被设置的一侧具有所述突起和所述遮光部。
4.根据权利要求1所述的影像传感器单元，其特征在于：构成为在所述遮光部与所述导光体之间设置有空气层，通过所述空气层，在所述导光体膨胀了时使所述遮光部与所述导光体不接触。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的影像传感器单元，其特征在于，在所述支撑体的长度方向两端设置的滑动部件具有同一形状，而且具有在所述支撑体的宽度方向的一个端部朝向与该滑动部件的上方的所述原稿载置部相反的方向即向下方向比所述支撑体突出的支撑部、以及在所述宽度方向的另一个端部朝向与所述原稿载置部相反的方向即向下方向比所述支撑体突出的支撑部，
构成为由从在所述支撑体的长度方向两端设置的滑动部件的一方的所述一个端部突出的所述支撑部和从所述另一个端部突出的所述支撑部规定将所述影像传感器单元电连接的电气布线的移动范围。
6.一种图像读取装置，包括：
影像传感器单元；以及
原稿载置部，载置原稿，
该图像读取装置的特征在于，
所述影像传感器单元是权利要求1～5中的任一项所述的影像传感器单元。
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