JP2007020146A - イメージセンサおよび画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】棒状光源を樹脂レンズプレートの両側に配置した場合であっても、基板幅のさほどの拡大を招かず、また部品の位置精度にも優れたイメージセンサを提供する。
【解決手段】被読取画像に光を照射する棒状光源、該被読取画像から反射した光を集光する結像光学系および該結像光学系を通過した光を受光する受光素子を有し、該受光素子は基板の所定位置に設置すると共に、該基板には該棒状光源のリードフレームの端子を受けるスルーホールをそなえるイメージセンサにおいて、
上記棒状光源のリードフレームの端子を、基板中央側へ屈曲させて、上記スルーホールと接続する。
【選択図】図４

Description

本発明は、イメージセンサおよびこのイメージセンサを有する画像読取装置に関し、特にイメージセンサ基板の小型化を図ろうとするものである。

光プリンタなどの書き込み光学系及びスキャナなどの読み取り光学系用のユニットには、イメージセンサが搭載されている。
密着型のイメージセンサ（コンタクトイメージセンサ）は、図１に示すように、棒状光源１、結像光学系２および受光素子（ラインイメージセンサ）３とで構成され、棒状光源１で被読取画像（原稿ともいう）４を照射し、原稿４から反射した光を結像光学系２を介して受光素子３にて検出する仕組みになっている。なお、図中番号５は基板である。
そして、上記した結像光学系２としては、屈折率分布型ロッドレンズを多数配列させたロッドレンズアレイや平板型マイクロレンズアレイ（特許文献１参照）が用いられている。
特開２００３−２０２４１１号公報

ところで、コピー機等に搭載されるスキャナでは、書籍等のスキャンも必要とされるため、一般的には光り指向性が低くかつ輝度の高い冷陰極管などが広く用いられている。
しかしながら、この冷陰極管は、水銀等の環境に悪影響を与える材料が使用されているため、LED等の光源を用いた棒状光源への置換が検討されている。

しかしながら、LED光源を用いた棒状光源が採用されているコンタクトイメージセンサでは、 図２に示すように、棒状光源１がセンサー素子の副走査方向の片方にしか配置されてなく、また焦点距離の短いロッドレンズが採用されているため、書籍等の原稿をスキャンする際には、原稿の浮きによる原稿照度の低下およびレンズの焦点ズレによる読みとり画像のボケ等が発生し、読み取り画像品位が著しく劣化するという問題がある。

レンズの焦点ズレによる読みとり画像のボケに対しては、レンズとして、比較的長深度が得られる樹脂レンズを搭載すればよい。
また、原稿への照明の影を防止するためには、棒状光源を樹脂レンズの両側に設置することが考えられる。

しかしながら、棒状光源を樹脂レンズプレートの両側に配置した場合には、基板幅の拡大を招いて、部材コストが上昇するという問題がある。
すなわち、図３に示すように、棒状光源１と基板５間の電気的接続を図るためには、棒状光源１の基板５への電気的接続手段であるリードフレーム６の端子位置に基板５のスルーホール７を設ける必要があるが、かようなスルーホール７を配置するためには基板の広幅化を余儀なくされ、その結果、コストの増大を招くという問題があった。また、必然的に装置の大型化も余儀なくされる。なお、同図中、破線は、基板の他端部に設けた右側の棒状光源と基板との電気的接続状態を示したものである（以下、同じ）。

本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、棒状光源を樹脂レンズプレートの両側に配置した場合であっても、基板幅のさほどの拡大を招かず、また部品の位置精度にも優れたイメージセンサを提案することを目的とする。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
（１）被読取画像に光を照射する棒状光源、該被読取画像から反射した光を集光する結像光学系および該結像光学系を通過した光を受光する受光素子を有し、該受光素子は基板の所定位置に設置すると共に、該基板には該棒状光源のリードフレームの端子を受けるスルーホールをそなえるイメージセンサにおいて、
上記棒状光源のリードフレームの端子を、基板中央側へ屈曲させて、上記スルーホールと接続することを特徴とするイメージセンサ。

（２）被読取画像に光を照射する棒状光源、該被読取画像から反射した光を集光する結像光学系および該結像光学系を通過した光を受光する受光素子を有し、該受光素子は基板の所定位置に設置すると共に、該基板には該棒状光源のリードフレームの端子を受けるスルーホールをそなえるイメージセンサにおいて、
上記棒状光源のリードフレームの端子を、電気伝導体を介して上記スルーホールと接続することを特徴とするイメージセンサ。

（３）上記（１）または（２）に記載のイメージセンサを備える画像読取装置。

本発明によれば、棒状光源のリードフレームの端子を基板中央側へ屈曲させて、基板のスルーホールと接続するようにしたので、基板幅の縮小化、ひいては装置の小型化、さらにはコストの低減を達成できる。
また、本発明によれば、棒状光源のリードフレームの端子を電気伝導体を介してスルーホールと接続するようにしたので、基板幅の縮小化の他、部品の位置決め調整に対して、自在に対応できる。

さて、本願発明では、図４に示すように、棒状光源１のリードフレーム６の端子形状を変更する。
すなわち、棒状光源１のリードフレーム６の端子を、基板中央側（センターライン側）へ屈曲させることにより、基板５におけるスルーホール７の位置を中央部に移動し、基板５のスルーホール位置を基板５の略中央付近に位置させる。
上記の構成とすることにより、図３との比較から明らかなように、基板幅の縮小化が可能になる。

以上、棒状光源を樹脂レンズプレートの両側に配置した場合について説明したが、本発明はこれだけに限定されるものではなく、棒状光源を樹脂レンズプレートの片側のみに配置した場合においても、同様の効果を得ることができる。
すなわち、図５に示すように、棒状光源を樹脂レンズプレートの片側に配置した場合には、棒状光源１のリードフレーム６の端子を、受光素子３側へ屈曲させることにより、基板５におけるスルーホール７の位置を従来よりも受光素子３側に移動させることができ、これにより、基板幅の縮小化が達成される。

次に、図６に、コンタクトイメージセンサの裏面を斜視図で示す。
従来は、図示したように、基板５のスルーホール７にリードフレーム６の端子を挿入し、この状態でスルーホール部を半田付けして電気的接続を図っていた。

これに対し、本発明では、図７に示すように、基板５の幅をリードフレーム６の端子部よりも短めにし、スルーホール７とリード端子との間の電気的接続を、図８に示すように、電気伝導体８を介して接続する構造とする。
ここに、電気伝導体としては、フレキシブルプリント配線板が有利に適合するが、その他リード線等により接合してもよい。
このような構造とすることにより、基板の幅は、リードフレームの端子位置に制約されることなく、適切な幅とすることが可能となる。

なお、スリットの配置を必要とする光学系においては、スリット開口部と受光センサー列の副走査方向の位置決めに関し、極めて高い精度が要求される。それ故、コンタクトイメージセンサでは、組立後、スリット開口とセンサー列との位置調整を図るべく、図９に示すように、ハウジングに対して基板を移動させて光軸調整を図る必要がある。

このため、棒状光源のリードフレームの端子と基板に設けられているスルーホールとの位置関係が変化し、リードフレームの端子がスルーホールに入らなくなるおそれが生じる。
しかしながら、本発明のように、リード端子とスルーホールとの電気的接続を別部品を介して行う場合には、かような光軸調整に対する対応が可能となる。

また、ハウジングと基板の素材としては、各々の熱膨張係数がほぼ等しい値のものを使用することが好ましく、これにより、環境の変化とくに温度変化による位置精度の劣化を効果的に防止することができる。
加えて、基板表面および基板のボンディングは黒色とすることが好ましく、これにより、迷光の発生を有利に防止することができる。

さらに、受光素子の配置位置は、基板の中央部とすることが好ましい。というのは、受光素子を基板の側縁寄りに配置した場合には、受光素子を基板に接着する際のアニール処理によってバイメタル現象が起こり、基板に反りが発生して位置精度が劣化するおそれが生じるのに対し、受光素子を基板の中央部に配置した場合にはかようなおそれがなく、実装精度の向上を図ることができるからである。

そして、かようなイメージセンサを画像読取装置に搭載することにより、小型でかつ受光精度のよい画像読取装置を得ることができる。

一般的なイメージセンサの模式図である。 棒状光源を用いたイメージセンサの模式図である。 棒状光源を樹脂レンズプレートの両側にそなえるイメージセンサの模式図である。 棒状光源を樹脂レンズプレートの両側にそなえるイメージセンサにおいて、本発明に従い、リードフレームの端子を基板中央側へ屈曲させたイメージセンサの模式図である。 棒状光源を樹脂レンズプレートの片側のみにそなえるイメージセンサにおいて、本発明に従い、リードフレームの端子を受光素子側へ屈曲させたイメージセンサの模式図である。 一般的なイメージセンサの裏面を示す斜視図である。 本発明に従い、基板幅をリードフレームの端子部よりも短めにした状態を示す斜視図である。 本発明に従い、リード端子とスルーホールとをフレキシブルプリント配線板を介して接続した状態を示す斜視図である。 光軸調整要領を示す模式図である。

符号の説明

１ 棒状光源
２ 結像光学系
３ 受光素子
４ 被読取画像（原稿）
５ 基板
６ リードフレーム
７ スルーホール
８ 電気伝導体

Claims (3)

1. 被読取画像に光を照射する棒状光源、該被読取画像から反射した光を集光する結像光学系および該結像光学系を通過した光を受光する受光素子を有し、該受光素子は基板の所定位置に設置すると共に、該基板には該棒状光源のリードフレームの端子を受けるスルーホールをそなえるイメージセンサにおいて、
   上記棒状光源のリードフレームの端子を、基板中央側へ屈曲させて、上記スルーホールと接続することを特徴とするイメージセンサ。
2. 被読取画像に光を照射する棒状光源、該被読取画像から反射した光を集光する結像光学系および該結像光学系を通過した光を受光する受光素子を有し、該受光素子は基板の所定位置に設置すると共に、該基板には該棒状光源のリードフレームの端子を受けるスルーホールをそなえるイメージセンサにおいて、
   上記棒状光源のリードフレームの端子を、電気伝導体を介して上記スルーホールと接続することを特徴とするイメージセンサ。
3. 請求項１または２に記載のイメージセンサを備える画像読取装置。

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