JP2000013557A - 密着型イメージセンサ - Google Patents

密着型イメージセンサ

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JP2000013557A
JP2000013557A JP10189886A JP18988698A JP2000013557A JP 2000013557 A JP2000013557 A JP 2000013557A JP 10189886 A JP10189886 A JP 10189886A JP 18988698 A JP18988698 A JP 18988698A JP 2000013557 A JP2000013557 A JP 2000013557A
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JP
Japan
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image sensor
contact type
type image
rod lens
line sensor
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Pending
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JP10189886A
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English (en)
Inventor
Akira Sakurai
彰 桜井
Ikuo Maeda
育夫 前田
Kazuhiro Fujita
和弘 藤田
Hiroyuki Inoue
浩之 井上
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光利用効率の向上と、薄型化、小型化を図る
ことができる密着型イメージセンサを提供する。 【解決手段】 ロッドレンズ1は、直角プリズム2の切
り欠き部2cに隙間l2を以て嵌合されている。直角プ
リズム2は第1の反射面2aと第2の反射面2bを有し
ており、第1の反射面2aの45度上方には、直角プリ
ズム2の上面と距離l1を隔てて原稿3が配置されてい
る。また第2の反射面2bの45度上方には、直角プリ
ズム2の上面と距離l3を隔ててラインセンサ4が配置
されている。つまり、ロッドレンズ1、直角プリズム2
から見て、原稿3とラインセンサ4は同一側に配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置に適
用される密着型イメージセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ファクシミリなどの情報通信機器
における画像読取装置のデバイスとして、装置の小型化
が容易で構成も簡単な密着型イメージセンサを使うこと
が多くなっている。密着型イメージセンサにおいては、
光源によって原稿を照射し、反射光をロッドレンズ(屈
折率分布型レンズ)アレイによって集束させ、光電変換
素子(ラインセンサ)に結像させるようにしている。
【0003】このような密着型イメージセンサとして、
例えば特開平6−319016号公報には、ロッドレン
ズアレイの入射側と出射側に光軸に対して45度傾いた
反射体(ミラー)を配置し、読取原稿と同一側に光電変
換素子(ラインセンサ)を配置する構成が示されてい
る。
【0004】また、実開平7−7256号公報には、ロ
ッドレンズアレイの入射側と出射側に光軸に対して45
度傾いた反射体(ミラー)を配置し、読取原稿と反対側
に光電変換素子(ラインセンサ)を配置する構成が示さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記2つの従来技術
は、何れも密着型イメージセンサを薄くするためのもの
であるが、反射ミラーを用いているため、反射率が通常
は80〜90%程度であり、その分、光利用効率が下が
ってしまうという欠点があった。また、いわゆるシート
フィード型画像読取装置において、完全密着で読み取る
ことしか考慮されておらず、フラットベッド型の画像読
取装置には適用が困難であるという問題もある。
【0006】本発明は、このような背景に鑑みてなされ
たものであり、光利用効率の向上と、薄型化、小型化を
図ることができる密着型イメージセンサを提供すること
を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、原稿からの反射光をロッド
レンズアレイによって集束させ、ラインセンサに結像さ
せるようにした密着型イメージセンサにおいて、ロッド
レンズアレイの入射側と出射側に光軸に対して45度傾
いた反射面を持つ一体型のプリズムを配置し、かつ読取
原稿と同一側にラインセンサを配置することを特徴とす
るものである。
【0008】また上記目的を達成するために、請求項2
記載の発明は、原稿からの反射光をロッドレンズアレイ
によって集束させ、ラインセンサに結像させるようにし
た密着型イメージセンサにおいて、ロッドレンズアレイ
の入射側と出射側に光軸に対して45度傾いた反射面を
持つ一体型のプリズムを配置し、かつ読取原稿と反対側
にラインセンサを配置することを特徴とするものであ
る。
【0009】また上記目的を達成するために、請求項3
記載の発明は、原稿からの反射光をロッドレンズアレイ
によって集束させ、ラインセンサに結像させるようにし
た密着型イメージセンサにおいて、ロッドレンズアレイ
の出射側に光軸に対して45度傾いた反射面を持ち、か
つラインセンサに向けて45度傾いた反射面を持つプリ
ズムを配置することを特徴とするものである。
【0010】また上記目的を達成するために、請求項4
記載の発明は、原稿からの反射光をロッドレンズアレイ
によって集束させ、ラインセンサに結像させるようにし
た密着型イメージセンサにおいて、ロッドレンズアレイ
の出射側に光軸に対して45度傾いた反射面を有するプ
リズムを配置し、かつその反射光軸上にラインセンサを
配置することを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら説明する。図1は直角プリズムの反
射の様子を示す説明図である。図2以降で詳しく説明す
るが、θ1,θ2,θ3の角度を以て原稿の反射光が直
角プリズム2の反射面で反射され、ロッドレンズ1に入
射される。反射面に対する入射角はθ3<θ2=45度
であるが、θ3はロッドレンズ1からのプリズム入射面
に45度で入射したとしても、反射面で臨界角となる。
実際には臨界角より大きくなるので、反射面では全反射
する。このように直角プリズム2を用いた場合、全反射
となり、反射による光の損失が無くなり、従来より1割
程度光利用効率が向上する。
【0012】図2は第1の実施の形態を示す密着型イメ
ージセンサの構成図、図3はその変形例を示す構成図で
ある。図2において、ロッドレンズ1は、直角プリズム
2の切り欠き部2cに隙間l2を以て嵌合されている。
直角プリズム2は第1の反射面2aと第2の反射面2b
を有しており、第1の反射面2aの45度上方には、直
角プリズム2の上面と距離l1を隔てて原稿3が配置さ
れている。また第2の反射面2bの45度上方には、直
角プリズム2の上面と距離l3を隔ててラインセンサ4
が配置されている。つまり、ロッドレンズ1、直角プリ
ズム2から見て、原稿3とラインセンサ4は同一側に配
置されている。ここで、 l1=l2+l3 という関係になる。
【0013】図示しない光源により原稿3が照射される
と、その反射光Lはまず直角プリズム2に入射され、第
1の反射面2aで直角に全反射され、ロッドレンズ1の
軸方向と平行にロッドレンズ1の入射側に入射される。
また、ロッドレンズ1の出射側から出射された反射光L
は、第2の反射面2bで直角に反射されて、ラインセン
サ4に結像される。この例では、2回反射を行うので光
利用効率の向上は2割程度になる。
【0014】図3の変形例は、ロッドレンズ1を直角プ
リズム2に隙間無く嵌合したものである(図3におい
て、l2はロッドレンズ1の出射側と第2の反射面2b
の基部までの距離を示す)。ここで、 l1=l2/n+l3(nは屈折率) という関係になる。
【0015】このようにすると、ロッドレンズ1と直角
プリズム2が一体で扱えるようになり、剛性も増し、そ
りが起こり難くなる。なお、直角プリズム2は、例えば
剛性樹脂で一体成形することが容易である。
【0016】図4は第2の実施形態を示す密着型イメー
ジセンサの構成図、図5はその変形例を示す構成図であ
る。図4に示す第2の実施形態では、原稿3に対して反
対側にラインセンサ4を設けたものである。この場合も
図2に示す第1の実施形態と同様に、2回反射を行うの
で光利用効率の向上は2割程度になる。また、図5に示
す変形例は、図3に示す変形例と同様に、ロッドレンズ
1を直角プリズム2に隙間なく嵌合したものであり、上
記と同様の作用効果が得られる。
【0017】図6は原稿とロッドレンズの間に透過物が
ある場合の焦点距離を示す図である。密着型イメージセ
ンサをフラットベッド型画像読取装置に適用するには、
原稿とイメージセンサの間にコンタクトガラスが入るの
で、共役長の長いロッドレンズを用いる必要がある。す
なわち、図6において、ロッドレンズ1と物体面の間に
透過物5が入ると、その部分で光が屈折するので物体像
面間距離が伸びる。 Δl0=d×(n−1) n:屈折率、ガラス1.5
1、ポリカーボネート1.59 である。従って、 L=l0+d×(n−1) となる。結像面側も同様にレンズ端と結像面間の距離が
決定される。このように共役長が長いロッドレンズを用
いると、センサ面との距離も長くなるため、従来技術や
第1、第2の実施の形態の構成では奥行きが非常に長く
なってしまう。
【0018】そこで、フラットベッド型でもコンパクト
な密着型イメージセンサを以下に提案する。図7は第3
の実施の形態を示す密着型イメージセンサの構成図であ
る。この実施形態では、ロッドレンズ1の出射側に第1
の反射面2aが対面するように直角プリズム2を配置す
る。また第2の反射面2bに対向してラインセンサ4を
設ける。ここで、図中に示す各寸法l1,l2,l3,
l4,l5の関係は l1=l2+l5+(2×l3+l4)/n となる。厚みHは反射無し結像の場合より、 l5+l4/n−l3×(n−1) 分だけ薄くなる。
【0019】第2の実施の形態の場合と比較する。ロッ
ドレンズ1の幅をW、長さをLとすると、l1がL+W
のときで略同じで、それより物体結像面間距離が長くな
ると、本実施形態の方が薄くなる。そうでない場合で
も、基板裏面に空間が出来るので、光源を配置すること
によりユニット全体をコンパクトにすることができる。
【0020】図8は第4の実施の形態の密着型イメージ
センサを利用する両面読取装置の構成図である。両面読
取装置10は、表面読取位置と裏面読取位置にそれぞれ
密着型イメージセンサ11を設けている。各イメージセ
ンサ11は、紙送りローラ12に対向しており、押さえ
ばね13により圧接されている。イメージセンサ11と
紙送りローラ12の間に原稿パス14がある。
【0021】第4の実施の形態では、図9に示す構造に
より、イメージセンサの奥雪(図8の左右幅方向長さ)
が短くなっているため、原稿パス14を短くすることが
できる。図9は第4の実施の形態を示す密着型イメージ
センサの構成図である。第4の実施の形態では、ロッド
レンズアレイ1の出射側に光軸に対して45度傾いた単
一の反射面2cを有する直角プリズム2を配置し、かつ
その反射光軸上にラインセンサ4を配置したものであ
る。このように構成すると、奥行きの短い密着型イメー
ジセンサが実現できる。
【0022】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、光の反射
にプリズムを用いているので光利用効率が高く、原稿側
に折り返しているので最も薄い密着型イメージセンサと
なる。
【0023】請求項2記載の発明によれば、光の反射に
プリズムを用いているので光利用効率が高く、原稿と反
対側に折り返しているので適度な物体像面間距離のとき
コンパクトな密着型イメージセンサとなる。
【0024】請求項3記載の発明によれば、ロッドレン
ズの出射側を2回折り返しているので、物体像面間距離
が大きいときコンパクトな密着型イメージセンサとな
り、フラットベッド型用画像読取装置に適している。ま
た、センサ基板裏面の空間が取れる場合にここに光源を
格納できるため、光源も含めたコンパクトな密着型イメ
ージセンサとなる。
【0025】請求項4記載の発明によれば、ロッドレン
ズの出射側を1回折り返しているので、奥行きが最も小
さい密着型イメージセンサとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】直角プリズムの反射の様子を示す説明図であ
る。
【図2】第1の実施形態を示す密着型イメージセンサの
構成図である。
【図3】第1の実施形態の変形例を示す密着型イメージ
センサの構成図である。
【図4】第2の実施形態を示す密着型イメージセンサの
構成図である。
【図5】第2の実施形態の変形例を示す密着型イメージ
センサの構成図である。
【図6】原稿とロッドレンズの間に透過物がある場合の
焦点距離を示す図である。
【図7】第3の実施形態を示す密着型イメージセンサの
構成図である。
【図8】第4の実施の形態の密着型イメージセンサを利
用する両面読取装置の構成図である。
【図9】第4の実施形態を示す密着型イメージセンサの
構成図である。
【符号の説明】
1 ロッドレンズ 2 直角プリズム 2a 第1の反射面 2b 第2の反射面 2c 単一の反射面 3 原稿 4 ラインセンサ 10 両面読取装置 11 密着型イメージセンサ 12 紙送りローラ 13 押さえばね 14 原稿パス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 浩之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 5C051 AA01 BA04 DB01 DB21 DB22 EA00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿からの反射光をロッドレンズアレイ
    によって集束させ、ラインセンサに結像させるようにし
    た密着型イメージセンサにおいて、 ロッドレンズアレイの入射側と出射側に光軸に対して4
    5度傾いた反射面を持つ一体型のプリズムを配置し、か
    つ読取原稿と同一側にラインセンサを配置することを特
    徴とする密着型イメージセンサ。
  2. 【請求項2】 原稿からの反射光をロッドレンズアレイ
    によって集束させ、ラインセンサに結像させるようにし
    た密着型イメージセンサにおいて、 ロッドレンズアレイの入射側と出射側に光軸に対して4
    5度傾いた反射面を持つ一体型のプリズムを配置し、か
    つ読取原稿と反対側にラインセンサを配置することを特
    徴とする密着型イメージセンサ。
  3. 【請求項3】 原稿からの反射光をロッドレンズアレイ
    によって集束させ、ラインセンサに結像させるようにし
    た密着型イメージセンサにおいて、 ロッドレンズアレイの出射側に光軸に対して45度傾い
    た反射面を持ち、かつラインセンサに向けて45度傾い
    た反射面を持つプリズムを配置することを特徴とする密
    着型イメージセンサ。
  4. 【請求項4】 原稿からの反射光をロッドレンズアレイ
    によって集束させ、ラインセンサに結像させるようにし
    た密着型イメージセンサにおいて、 ロッドレンズアレイの出射側に光軸に対して45度傾い
    た反射面を有するプリズムを配置し、かつその反射光軸
    上にラインセンサを配置することを特徴とする密着型イ
    メージセンサ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2376370B (en) * 2001-04-25 2005-12-28 Hewlett Packard Co Optical image scanner with lens arrays that are non-perpendicular to the image being scanned
JP2008226224A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Crucialtec Co Ltd 携帯端末機の光ポインティング装置

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GB2376370B (en) * 2001-04-25 2005-12-28 Hewlett Packard Co Optical image scanner with lens arrays that are non-perpendicular to the image being scanned
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