JP2009044511A - Image sensor - Google Patents

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Hiroaki Onishi
弘朗 大西
Hideki Sawada
秀喜 澤田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image sensor in which a semiconductor chip constituting a sensor element can be small-sized and while maintaining miniaturization as a whole, a focal point depth is made deep. <P>SOLUTION: The image sensor forms an image in a read region L extending in a main scanning direction while being reduced and inverted on a sensor chip 600 via a lens 350. The sensor chip 600 includes a plurality of sensor chips 600 in each of which a predetermined number of photo-detectors are arrayed on its upper surfaces and read regions L1, L2... for image formation respectively within effective photo-detection ranges H1, H2... of neighboring sensor chips (601, 602) are overlapped with each other at their terminal portions for a predetermined length. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本願発明は、イメージセンサに関し、原稿に対して副走査方向に相対移動しつつ、主走査方向に延びるライン状の画像を順次読み取ることにより、二次元画像を読み取ることができるように構成されたイメージセンサに関する。   The present invention relates to an image sensor, and is an image configured to read a two-dimensional image by sequentially reading a line-like image extending in the main scanning direction while moving relative to the document in the sub-scanning direction. It relates to sensors.

従来のこの主のイメージセンサは、たとえば、特許文献1に記載されている。このイメージセンサは、いわゆるフラットベッド型のものであり、上面が原稿載置面とされた透明ガラスの下方を副走査方向に移動する。このイメージセンサは、原稿載置面上の主走査方向に延びる領域を照明する照明光源と、原稿からの反射光を正立等倍に結像させるレンズと、このレンズによって結像された像を受光するセンサ素子とを備える。センサ素子は、複数の受光素子が主走査方向に列状に配置されている。センサ素子は、このイメージセンサが副走査方向に所定距離移動するごとに、原稿における主走査方向のライン状の像を順次読み取る。   This conventional main image sensor is described in Patent Document 1, for example. This image sensor is of a so-called flat bed type, and moves in the sub-scanning direction below transparent glass whose upper surface is a document placement surface. The image sensor includes an illumination light source that illuminates an area extending in the main scanning direction on the document placement surface, a lens that forms reflected light from the document at an equal magnification, and an image formed by the lens. A sensor element for receiving light. In the sensor element, a plurality of light receiving elements are arranged in a row in the main scanning direction. Each time the image sensor moves a predetermined distance in the sub-scanning direction, the sensor element sequentially reads a line-shaped image in the main scanning direction on the document.

特開平11−74497号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-74497

ところで、上記した従来のイメージセンサは、主走査方向に延びるライン状の画像を正立等倍で読み取るため、センサ素子は、読み取り幅に対応して主走査方向に一連の長さを有したものとなり、具体的には、等間隔に所定数形成された受光素子をもつ半導体チップを複数個長手方向に密接状に並べて構成される。   By the way, the above-described conventional image sensor reads a line-shaped image extending in the main scanning direction at an equal magnification, so that the sensor element has a series of lengths in the main scanning direction corresponding to the reading width. Specifically, a plurality of semiconductor chips each having a predetermined number of light receiving elements formed at equal intervals are arranged closely in the longitudinal direction.

一方、最近の技術革新により、半導体チップの主面上に形成するべき素子の高密度化が可能となっているが、上記特許文献1のイメージセンサの場合、半導体チップ上に読み取り解像度に拘束されるピッチで複数の受光素子を形成するほかはなく、半導体チップが概して大型化し、材料コストを低減することができない。   On the other hand, due to recent technological innovation, it is possible to increase the density of elements to be formed on the main surface of the semiconductor chip. However, in the case of the image sensor of Patent Document 1, the reading resolution is restricted on the semiconductor chip. In addition to forming a plurality of light receiving elements at a predetermined pitch, the semiconductor chip is generally increased in size and the material cost cannot be reduced.

また、レンズは、一般的に、いわゆるセルフォックレンズが使用されるが、このレンズは焦点深度が浅く、原稿載置面上の原稿に浮き上がりが生じていると、その部の読み取り画像がぼやけてしまうという問題もある。   In general, a so-called SELFOC lens is used as the lens, but this lens has a shallow depth of focus, and if the document on the document placement surface is lifted, the read image of that part becomes blurred. There is also a problem of end.

本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。センサ素子を構成する半導体チップを小型化することができ、かつ、全体としての小型化を維持しつつ、焦点深度の深いイメージセンサを提供することをその課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above. It is an object of the present invention to provide an image sensor having a deep focal depth while reducing the size of the semiconductor chip constituting the sensor element and maintaining the overall size reduction.

上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を採用している。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.

すなわち、本願発明に係るイメージセンサは、主走査方向に延びる読み取り領域の像をレンズを介してセンサ素子上に縮小倒立結像させるイメージセンサであって、上記センサ素子は、所定数の受光素子が上面に配列されたセンサチップを複数備えて構成されているとともに、隣り合う2つのセンサチップの各有効受光範囲にそれぞれ結像される読み取り領域は、それらの端部どうしが所定長さ重ねられていることを特徴とする。   That is, the image sensor according to the present invention is an image sensor that forms an image of a reading area extending in the main scanning direction on a sensor element through a lens, and the sensor element includes a predetermined number of light receiving elements. A plurality of sensor chips arranged on the upper surface are configured, and a reading area that is imaged in each effective light receiving area of two adjacent sensor chips is overlapped by a predetermined length between their end portions. It is characterized by being.

各センサチップには、これらが担当する読み取り領域の像が縮小して結像される。したがって、各センサチップは、主走査方向に離間して配列することができる。これにより、各センサチップの小型化が可能であり、その材料コストを低減することができる。   On each sensor chip, an image of a reading area in charge of these is reduced and formed. Therefore, the sensor chips can be arranged apart from each other in the main scanning direction. Thereby, each sensor chip can be reduced in size, and the material cost can be reduced.

また、隣り合うセンサチップは、それぞれが担当する読み取り領域の端部どうしが所定長さ重なるように配置される。したがって、主走査方向に延びる一連の像の読み取りにおいて、一部にヌケが生じるといった事態を効果的に回避することができる。   Adjacent sensor chips are arranged such that the end portions of the reading areas in charge thereof overlap each other by a predetermined length. Therefore, in the reading of a series of images extending in the main scanning direction, it is possible to effectively avoid a situation in which a part of the image is missing.

好ましい実施の形態では、このイメージセンサは、ケース内に、上記読み取り領域を照明するための照明光源と、上記複数のセンサチップを搭載した基板と、各センサチップに対応させて上記レンズを保持する保持手段と、を備えている。   In a preferred embodiment, the image sensor holds, in a case, an illumination light source for illuminating the reading area, a substrate on which the plurality of sensor chips are mounted, and the lens corresponding to each sensor chip. Holding means.

好ましい実施の形態ではまた、上記照明光源は、発光素子と、この発光素子が発する光が入射されるとともに、上記読み取り領域に向けて光を出射させる出射面を有する導光部材とを備えて構成されている一方、上記導光部材の外面には反射面が形成されており、上記読み取り領域の像は、上記反射面、および上記レンズを介して上記センサ素子上に結像されるように構成されている。   In a preferred embodiment, the illumination light source includes a light emitting element and a light guide member having an emission surface on which light emitted from the light emitting element is incident and which emits light toward the reading region. On the other hand, a reflection surface is formed on the outer surface of the light guide member, and an image of the reading area is formed on the sensor element via the reflection surface and the lens. Has been.

このような構成によれば、読み取り領域からセンサ素子までの光路長を充分にとることができ、レンズの焦点深度を深く設定することができる。これにより、読み取り領域における原稿に浮き上がりが生じたとしても、読み取り画像がぼやけるといった事態を有効に回避することができる。   According to such a configuration, a sufficient optical path length from the reading area to the sensor element can be obtained, and the focal depth of the lens can be set deep. As a result, even if the original in the reading area is lifted, it is possible to effectively avoid a situation in which the read image is blurred.

好ましい実施の形態ではまた、上記反射面で反射した光をさらに反射させて上記レンズに入射させる、1または複数の追加の反射面を備えている。   A preferred embodiment also includes one or more additional reflecting surfaces that further reflect the light reflected by the reflecting surface and enter the lens.

このような構成によれば、読み取り領域からセンサ素子までの光路長をさらに延長し、レンズの焦点深度をさらに深く設定することができる。   According to such a configuration, the optical path length from the reading area to the sensor element can be further extended, and the focal depth of the lens can be set deeper.

好ましい実施の形態ではさらに、上記隣り合う2つのセンサチップに対応する読み取り領域の重なり部分に指標を配置して読み取りを行い、上記2つのセンサチップのいずれか一方が有する複数の受光素子のうち、上記指標が結像する受光素子を含め、それよりセンサチップの端部側の受光素子によるデータを除外するように調整されている。   In a preferred embodiment, the reading is performed by arranging an index in an overlapping portion of the reading areas corresponding to the two adjacent sensor chips, and among the plurality of light receiving elements included in one of the two sensor chips, The index is adjusted so as to exclude data from the light receiving elements on the end side of the sensor chip including the light receiving elements on which the image is formed.

このような構成によれば、主走査方向に延びる読み取り領域の画像を、過不足なく取得することができる。   According to such a configuration, an image of a reading area extending in the main scanning direction can be acquired without being excessive or insufficient.

本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the drawings.

以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1ないし図4は、本願発明に係るイメージセンサの第1の実施形態を示している。この実施形態に係るイメージセンサ100は、図1に示すように、上面が原稿載置面200Aとされた透明ガラス200の下方を移動する、いわゆるフラットベッド型に構成されている。   1 to 4 show a first embodiment of an image sensor according to the present invention. As shown in FIG. 1, the image sensor 100 according to this embodiment is configured as a so-called flat bed type that moves below a transparent glass 200 whose upper surface is a document placement surface 200 </ b> A.

このイメージセンサ100は、ケース300に、照明光源装置400と、複数のレンズ350と、基板500上に搭載された複数のセンサチップ600とが組み込まれて構成されている。   The image sensor 100 includes a case 300 in which an illumination light source device 400, a plurality of lenses 350, and a plurality of sensor chips 600 mounted on a substrate 500 are incorporated.

ケース300は、図1の紙面直交方向の長手軸を有し、底壁301と、この底壁301の短手方向の一端縁から立ち上げる側壁302と、この底壁301の長手方向の両端部から立ち上げる端部壁303とを備える。このケース300の短手方向の他端部は、開放状となっているが、そこには、長矩形状の基板500が取り付けられている。ケース300にはまた、後記するレンズ350を保持するとともに、ケース300内の空間を区画する区画壁310が形成されている。   The case 300 has a longitudinal axis in the direction perpendicular to the plane of FIG. 1, and includes a bottom wall 301, a side wall 302 rising from one edge of the bottom wall 301 in the short direction, and both ends of the bottom wall 301 in the longitudinal direction. And an end wall 303 that rises from the edge. The other end of the case 300 in the short direction is open, and a long rectangular substrate 500 is attached thereto. The case 300 also has a partition wall 310 that holds a lens 350 to be described later and partitions the space in the case 300.

上記区画壁310の上面における上記基板500に近接する部位には、照明光源装置400が搭載されている。この照明光源装置400は、たとえばPMMAやポリカーボネートなどの透明樹脂でできたなめらかな表面をもつ長手状の導光部材410と、この導光部材410の一端部、または両端部に配置された発光素子450とを備え、この導光部材410は、上記透明ガラス200上の主走査方向(図1の紙面直交方向)に延びる読み取り領域Lに向けて照明光を出射するための出射面411を有する。この導光部材410はまた、その端部から入射された光を上記出射面411に向けて反射させるための反射部412を備える。この反射部412は、図2に良く表れているように、凹部412aまたは凸部412bを断続的に形成することにより形成される。発光素子450としては、パッケージ型のLED装置450aなどが好適に用いられ、適当な基板451に搭載される。このLED装置450aへの給電は、上記基板500を介して行うことができる。導光部材410の端部から入射された発光素子450からの光は、図2に示すように、この導光部材410の側面で全反射しつつ長手方向に進行するが、反射部412で反射させられて上記出射面411に全反射臨界角より小の角度で到達したものが、照明光として上記出射面411から出射させられる。   An illumination light source device 400 is mounted on a portion of the upper surface of the partition wall 310 close to the substrate 500. The illumination light source device 400 includes a longitudinal light guide member 410 having a smooth surface made of a transparent resin such as PMMA and polycarbonate, and light emitting elements disposed at one end or both ends of the light guide member 410. The light guide member 410 has an emission surface 411 for emitting illumination light toward the reading region L extending in the main scanning direction (the direction orthogonal to the plane of FIG. 1) on the transparent glass 200. The light guide member 410 also includes a reflection portion 412 for reflecting light incident from the end portion thereof toward the emission surface 411. This reflection part 412 is formed by forming the recessed part 412a or the convex part 412b intermittently so that it may appear well in FIG. As the light emitting element 450, a package type LED device 450a or the like is preferably used and mounted on an appropriate substrate 451. Power supply to the LED device 450a can be performed through the substrate 500. As shown in FIG. 2, the light from the light emitting element 450 incident from the end portion of the light guide member 410 travels in the longitudinal direction while being totally reflected by the side surface of the light guide member 410, but is reflected by the reflection portion 412. Then, the light reaching the emission surface 411 at an angle smaller than the total reflection critical angle is emitted from the emission surface 411 as illumination light.

この実施形態においては、上記導光部材410に、上記透明ガラス200に対して45°で傾斜し、透明ガラス200から垂直方向下方に向けて入射した光を90°方向転換させ、ケースの短手方向に向かわせるための反射面460が一体形成されている。この反射面460は、導光部材410の適部に形成した平坦面に、金属膜を蒸着するなどして形成することができる。この反射面460の意義については、後述する。   In this embodiment, the light guide member 410 is inclined at 45 ° with respect to the transparent glass 200, and light incident from the transparent glass 200 downward in the vertical direction is changed by 90 °. A reflective surface 460 for directing in the direction is integrally formed. The reflective surface 460 can be formed by depositing a metal film on a flat surface formed at an appropriate portion of the light guide member 410. The significance of the reflecting surface 460 will be described later.

ケース300の側壁302に隣接するようにして、プリズム470が設けられている。このプリズム470は、上記のように反射面460からケースの短手方向に進行してきた光の進行方向を、2つの反射面471,472で180°転換させるためのものである。すなわち、このプリズム470は、垂直状の入・出射面470aと、この入・出射面470aに対して互いに反対方向に45°の角度で傾斜する2つの反射面471,472を備えており、透明樹脂などで形成されたものである。なお、このプリズム470に代えて、上記2つの反射面471,472に相当する2つのミラーを配置しても、もちろんよい。   A prism 470 is provided adjacent to the side wall 302 of the case 300. The prism 470 is for changing the traveling direction of the light traveling from the reflecting surface 460 in the short direction of the case as described above by 180 ° between the two reflecting surfaces 471 and 472. That is, the prism 470 includes a vertical entrance / exit surface 470a and two reflecting surfaces 471, 472 inclined at an angle of 45 ° in opposite directions with respect to the entrance / exit surface 470a. It is made of resin or the like. Of course, two mirrors corresponding to the two reflecting surfaces 471 and 472 may be arranged in place of the prism 470.

図1および図3に表れているように、上記プリズム470と上記基板500との間には、ケースの長手方向に所定間隔で並ぶ複数の凸レンズ350が保持されている。上記したように、ケース300には、区画壁310が設けられているが、この区画壁310は、水平部311と垂直部312とを有しており、この垂直部312に設けたレンズ保持孔313に、上記凸レンズ350が保持されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of convex lenses 350 arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the case are held between the prism 470 and the substrate 500. As described above, the case 300 is provided with the partition wall 310, and the partition wall 310 has the horizontal portion 311 and the vertical portion 312, and the lens holding hole provided in the vertical portion 312. The convex lens 350 is held at 313.

基板500には、複数のセンサチップ600が搭載される。このセンサチップ600は、図4に示すように、上面に複数の受光素子d1〜dnが一体形成された半導体チップであり、上記の凸レンズ350の各光軸と対応させるようにして、主走査方向に延びる直線上に、所定間隔で配置される。この基板500にはまた、センサチップ600からの画像データの読み出し制御を行う制御装置(図示略)が搭載される。 A plurality of sensor chips 600 are mounted on the substrate 500. The sensor chip 600, as shown in FIG. 4, a semiconductor chip that is integrally formed with a plurality of light receiving elements d 1 to d n on the upper surface, so as to correspond to each optical axis of the convex lens 350, a main They are arranged at predetermined intervals on a straight line extending in the scanning direction. The substrate 500 is also mounted with a control device (not shown) that controls reading of image data from the sensor chip 600.

上記から理解されるように、このイメージセンサ100は、透明ガラス200の上面の原稿載置面200Aに載置され、上記照明光源装置400によって照明された原稿Dの主走査方向に延びる像を各凸レンズ350によって各凸レンズ350と対応する各センサチップ600上に縮小倒立結像させて読み取るものである。すなわち、原稿Dからの反射光は、導光部材410に一体形成された反射面460、プリズム470の2つの反射面471,472を介して凸レンズ350に入射され、センサチップ600上に結像される。原稿Dから凸レンズ350までの光路長、凸レンズ350からセンサチップ600までの光路長、凸レンズ350の焦点距離等の仕様は、原稿上の所定長さの読み取り領域の像を所定の縮小倍率でセンサチップ600上の有効受光範囲に結像させるように設定される。   As can be understood from the above, the image sensor 100 is configured to display images extending in the main scanning direction of the document D placed on the document placement surface 200A on the upper surface of the transparent glass 200 and illuminated by the illumination light source device 400. The image is read by forming a reduced inverted image on each sensor chip 600 corresponding to each convex lens 350 by the convex lens 350. That is, the reflected light from the document D is incident on the convex lens 350 via the reflecting surface 460 and the two reflecting surfaces 471 and 472 of the prism 470 formed integrally with the light guide member 410, and is imaged on the sensor chip 600. The Specifications such as the optical path length from the document D to the convex lens 350, the optical path length from the convex lens 350 to the sensor chip 600, the focal length of the convex lens 350, etc. are obtained by using a sensor chip with a predetermined reduction magnification of an image of a reading area of a predetermined length on the document. It is set so that an image is formed in an effective light receiving range on 600.

しかしながら、本願発明においては、各センサチップ600の主走査方向の配列位置については、とくに次のように設定されている。すなわち、原稿載置面200A上の読み取り領域Lから各センサチップ600までの光路を展開して模式的に示す図3に示すように、隣り合うセンサチップ601,602の有効受光範囲H1,H2…に結像される原稿載置面200A上の読み取り領域L1,L2…が、所定長さ重なるようになされている。この重なり範囲は、たとえば、所定数の画素分とされる。   However, in the present invention, the arrangement positions of the sensor chips 600 in the main scanning direction are particularly set as follows. That is, as shown in FIG. 3 schematically showing the optical path from the reading area L on the document placement surface 200A to each sensor chip 600, the effective light receiving ranges H1, H2,... Of adjacent sensor chips 601, 602. The reading areas L1, L2,... On the document placement surface 200A that are imaged are overlapped by a predetermined length. This overlapping range is, for example, a predetermined number of pixels.

上記構成のイメージセンサ100は、たとえば、その出荷前に、次のような初期設定が行われる。すなわち、各読み取り領域L1,L2…の重なり部分に副走査方向に延びるライン状の指標Mを配置し、その状態で各センサチップ600のすべての有効受光範囲を用いて読み取りを行う。そうすると、隣接するセンサチップ601,602の有効受光範囲H1,H2の端部において、同一の指標Mが読み取られる。図4においては、センサチップ601上のハッチングを施した受光素子d4と、センサチップ602上のハッチングを施した受光素子dn-3が、同一の指標Mの像を受光している状態を示している。そうして、隣接するいずれか一方のセンサチップ(601または602)について、上記指標Mが読み取られた受光素子(d4またはdn-3)を含め、それよりセンサチップ600の端部側の受光素子を特定し、これらの受光素子からのデータを一連の画像データから除外するようにする。たとえば、図4において、センサチップ601の受光素子d1〜d4からのデータ、または、センサチップ602の受光素子dn-3〜dnからのデータを一連の画像データから除外する。このようにすることにより、隣り合うセンサチップ601,602に対応する読み取り領域L1,L2…に重なり部が存在しても、同じ部分の画像が2度読み取られることが防止される。上記のようにデータを除外するべく特定された受光素子に関する情報は、制御装置(図示略)が備えるメモリに記録される。 The image sensor 100 having the above configuration is, for example, initialized as follows before shipment. That is, a line-shaped index M extending in the sub-scanning direction is arranged at an overlapping portion of each reading area L1, L2,..., And reading is performed using all effective light receiving ranges of each sensor chip 600 in that state. Then, the same index M is read at the ends of the effective light receiving ranges H1 and H2 of the adjacent sensor chips 601 and 602. In FIG. 4, the hatched light receiving element d 4 on the sensor chip 601 and the hatched light receiving element dn -3 on the sensor chip 602 receive the same index M image. Show. Then, for any one of the adjacent sensor chips (601 or 602), including the light receiving element (d 4 or d n-3 ) from which the index M has been read, the end of the sensor chip 600 is further The light receiving elements are specified, and the data from these light receiving elements are excluded from the series of image data. For example, in FIG. 4, the data from the light receiving element d 1 to d 4 of the sensor chip 601, or exclude data from the light receiving element d n-3 ~d n of the sensor chip 602 from the series of image data. By doing so, even if there is an overlapping portion in the reading regions L1, L2,... Corresponding to the adjacent sensor chips 601, 602, the image of the same portion is prevented from being read twice. Information on the light receiving elements specified to exclude data as described above is recorded in a memory provided in a control device (not shown).

次に、上記構成のイメージセンサ100の作用の説明をする。   Next, the operation of the image sensor 100 having the above configuration will be described.

透明ガラス200の上面の原稿載置面200Aには、読み取りを行うべき原稿Dが載置される。イメージセンサ100は、副走査方向に移動しつつ、原稿Dにおける主走査方向の読み取り領域Lの画像を順次読み取る。すなわち、各センサチップ600が担当する読み取り領域L1,L2…ごとに、その像が各センサチップ600上に縮小倒立結像されるとともに、各センサチップ600からは、順次、受光素子d1〜dnごとのデータが画像データとしてシリアルに出力される。ただし、各センサチップ600に結像される像は、倒立像となっているので、制御装置は、各センサチップ600からのシリアルデータを順序反転しつつ、つなげて外部に出力する。なお、この際、上記したように、各隣り合うセンサチップ601,602ついて、除外するべく特定された受光素子についてのデータは、自動的に除外される。このような読み取り動作をイメージセンサ100を副走査方向に所定距離移動するごとに行うことにより、原稿の二次元画像データを取得することができる。 A document D to be read is placed on the document placement surface 200 </ b> A on the upper surface of the transparent glass 200. The image sensor 100 sequentially reads images in the reading region L in the main scanning direction on the document D while moving in the sub-scanning direction. That is, for each of the reading areas L1, L2,... That each sensor chip 600 is in charge of, the image is reduced and inverted on each sensor chip 600, and from each sensor chip 600, the light receiving elements d 1 to d are sequentially formed. Data for every n is output serially as image data. However, since the image formed on each sensor chip 600 is an inverted image, the control device connects the serial data from each sensor chip 600 to the outside while reversing the order. At this time, as described above, the data on the light receiving elements specified to be excluded from the adjacent sensor chips 601 and 602 are automatically excluded. By performing such a reading operation every time the image sensor 100 is moved a predetermined distance in the sub-scanning direction, two-dimensional image data of the document can be acquired.

上記構成のイメージセンサ100においては、導光部材410に設けた反射面460やプリズム470に設けた反射面471,472を用いることにより、原稿Dから凸レンズ350までの光路長を稼ぐことができ、凸レンズ350の焦点深度を深くすることができる。そのため、原稿Dに多少の浮き上がりが生じても、その部の読み取り画像がぼけるといった問題は軽減され、読み取り画像の品位を高めることができる。   In the image sensor 100 having the above-described configuration, by using the reflective surfaces 460 and 472 provided on the light guide member 410 and the prism 470, the optical path length from the document D to the convex lens 350 can be obtained. The depth of focus of the convex lens 350 can be increased. For this reason, even if the document D is slightly lifted, the problem that the read image of that portion is blurred is reduced, and the quality of the read image can be improved.

また、各センサチップ600には、担当する読み取り領域L1,L2…の像が縮小して結像されるので、センサチップ600を小型化することができ、材料コストを低減することができる。   Further, since the images of the read areas L1, L2,... That are in charge are reduced and formed on each sensor chip 600, the sensor chip 600 can be reduced in size, and the material cost can be reduced.

さらに、隣り合うセンサチップ600(601,602)が担当する読み取り領域L1,L2…の端部どうしが重なるようにしているので、センサチップ600の基板に対する主走査方向の取り付け位置に多少の誤差が生じても、読み取りデータに画像のヌケが生じるといったことを防止することができる。   Further, since the ends of the reading areas L1, L2,... That the adjacent sensor chips 600 (601, 602) are in charge of each other overlap, there is some error in the mounting position of the sensor chip 600 with respect to the substrate in the main scanning direction. Even if it occurs, it is possible to prevent the image from being lost in the read data.

加えて、原稿Dから凸レンズ350までの光路長を稼ぐために設ける反射面460の一部を、照明光源装置400の導光部材410の外面を利用して形成しているので、別途のミラー等の反射面を設けることに比較し、部品点数を削減することができる。   In addition, since a part of the reflection surface 460 provided to increase the optical path length from the document D to the convex lens 350 is formed using the outer surface of the light guide member 410 of the illumination light source device 400, a separate mirror or the like is formed. The number of parts can be reduced compared to the provision of the reflective surface.

図5は、本願発明に係るイメージセンサの第2の実施形態を要部断面において示している。このイメージセンサ100Aは、第1の実施形態に係るイメージセンサ100よりもさらに、原稿Dから凸レンズ350までの光路長を延長している。すなわち、このイメージセンサ100Aにおけるプリズム470は、第1の反射面471〜第6の反射面476により、導光部材410の反射面460からケース300の短手方向に進行する光をつづら折り状に進路変更させ、凸レンズ350に入射するようにしている。その余の構成は、図1ないし図4に示した第1の実施形態と同様である。   FIG. 5 shows a second embodiment of the image sensor according to the present invention in a cross section of the main part. This image sensor 100A extends the optical path length from the document D to the convex lens 350 further than the image sensor 100 according to the first embodiment. That is, the prism 470 in the image sensor 100 </ b> A has a first refracting surface 471 to a sixth reflecting surface 476, and the light traveling in the short direction of the case 300 from the reflecting surface 460 of the light guide member 410 travels in a folded manner. It is changed so that it enters the convex lens 350. The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS.

このような構成によれば、凸レンズ350の焦点深度を深くして原稿Dの浮き上がりによる画像品質の低下を防止することができるとともに、センサチップ600上への結像画像の縮小倍率をさらに高めることができ、センサチップ600をさらに小型化することが可能である。   According to such a configuration, the depth of focus of the convex lens 350 can be increased to prevent the image quality from being deteriorated due to the rising of the document D, and the reduction magnification of the image formed on the sensor chip 600 can be further increased. The sensor chip 600 can be further downsized.

図6は、本願発明に係るイメージセンサの第3の実施形態を要部断面において示している。このイメージセンサ100Bは、ケース300における短手方向の両端部に、複数の反射面471,472…を有する2つのプリズム470A,470Bを配置し、原稿Dからの反射光を、ケース300の短手方向の幅寸法を最大限に活かしてつづらおり状に進路変更し、凸レンズ350に入射させるようにしている。また、読み取り領域Lからの光を90°方向転換させるための反射面を、一方のプリズム470Aの反射面471に担当させている。さらに、照明光源装置400は、基板500の外面側に搭載している。その余の構成は、図1ないし図4に示した第1の実施形態と同様である。   FIG. 6 shows a third embodiment of the image sensor according to the present invention in a cross-sectional view. In this image sensor 100B, two prisms 470A, 470B having a plurality of reflecting surfaces 471, 472,... Are arranged at both ends of the case 300 in the short direction, and reflected light from the document D is transmitted to the short side of the case 300. The direction is changed into a spelling shape by making the best use of the width dimension in the direction and is incident on the convex lens 350. Further, the reflecting surface for changing the direction of light from the reading region L by 90 ° is assigned to the reflecting surface 471 of one prism 470A. Further, the illumination light source device 400 is mounted on the outer surface side of the substrate 500. The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS.

このような構成によれば、原稿Dから凸レンズ350までの光路長を稼ぐことができつつも、ケース300の短手方向の寸法を節約することができ、イメージセンサ100Bそのものの小型化を達成することができる。   According to such a configuration, while the optical path length from the document D to the convex lens 350 can be gained, the size of the case 300 in the short direction can be saved, and the image sensor 100B itself can be downsized. be able to.

もちろん、この発明の範囲は上記した各実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲でのあらゆる変更は、すべて本願発明の範囲に含まれる。   Of course, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all modifications within the scope of matters described in the claims are all included in the scope of the present invention.

たとえば、実施形態は、いわゆるフラットベッド型に構成しているが、ケースの上面に透明ガラスを設置し、この透明ガラスの表面にプラテンによって原稿を押し付けつつ副走査方向に搬送するようにした、いわゆる密着型のイメージセンサとして構成することも、もちろん可能である。   For example, although the embodiment is configured as a so-called flat bed type, a transparent glass is installed on the upper surface of the case, and a so-called flat plate is pressed against the surface of the transparent glass by a platen and conveyed in the sub-scanning direction. Of course, it can be configured as a contact image sensor.

本願発明に係るイメージセンサの一実施形態の断面図である。It is sectional drawing of one Embodiment of the image sensor which concerns on this invention. 図1のII-II線に沿う拡大断面図である。It is an expanded sectional view which follows the II-II line of FIG. 図1のイメージセンサにおいて、読み取り領域からセンサチップまでの光路を展開して示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a developed optical path from a reading area to a sensor chip in the image sensor of FIG. 1. 図1のイメージセンサの作用の説明図である。It is explanatory drawing of an effect | action of the image sensor of FIG. 本願発明に係るイメージセンサの他の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment of the image sensor which concerns on this invention. 本願発明に係るイメージセンサのさらに他の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment of the image sensor which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100,100A,100B イメージセンサ
200 透明ガラス
200A 原稿載置面
300 ケース
301 底壁
302 側壁
303 端部壁
310 区画壁
311 水平部
312 垂直部
350 レンズ
400 照明光源装置
410 導光部材
411 出射面
450 発光素子
460 反射面
470 プリズム
471,472 反射面
500 基板
600 センサチップ
D 原稿
H1,H2 センサ素子の有効受光範囲
L 読み取り領域
L1,L2 各センサ素子に受光される読み取り領域
1〜dn 受光素子
100, 100A, 100B Image sensor 200 Transparent glass 200A Document placement surface 300 Case 301 Bottom wall 302 Side wall 303 End wall 310 Partition wall 311 Horizontal portion 312 Vertical portion 350 Lens 400 Illumination light source device 410 Light guide member 411 Emitting surface 450 Light emission Element 460 Reflective surface 470 Prism 471,472 Reflective surface 500 Substrate 600 Sensor chip D Document H1, H2 Effective light receiving range of sensor element L Reading area L1, L2 Reading area received by each sensor element d 1 to d n Light receiving element

Claims (5)

主走査方向に延びる読み取り領域の像をレンズを介してセンサ素子上に縮小倒立結像させるイメージセンサであって、
上記センサ素子は、所定数の受光素子が上面に配列されたセンサチップを複数備えて構成されているとともに、
隣り合う2つのセンサチップの各有効受光範囲にそれぞれ結像される読み取り領域は、それらの端部どうしが所定長さ重ねられていることを特徴とする、イメージセンサ。
An image sensor for forming an image of a reading region extending in the main scanning direction on a sensor element through a lens in a reduced inverted manner,
The sensor element includes a plurality of sensor chips in which a predetermined number of light receiving elements are arranged on the upper surface.
An image sensor, characterized in that a reading area formed on each effective light receiving range of two adjacent sensor chips is overlapped by a predetermined length between their end portions.
ケース内に、上記読み取り領域を照明するための照明光源と、上記複数のセンサチップを搭載した基板と、各センサチップに対応させて上記レンズを保持する保持手段と、を備えている、請求項1に記載のイメージセンサ。   An illumination light source for illuminating the reading area, a substrate on which the plurality of sensor chips are mounted, and a holding unit that holds the lens corresponding to each sensor chip are provided in the case. The image sensor according to 1. 上記照明光源は、発光素子と、この発光素子が発する光が入射されるとともに、上記読み取り領域に向けて光を出射させる出射面を有する導光部材とを備えて構成されている一方、
上記導光部材の外面には反射面が形成されており、上記読み取り領域の像は、上記反射面、および上記レンズを介して上記センサ素子上に結像されるように構成されている、請求項2に記載のイメージセンサ。
The illumination light source is configured to include a light emitting element and a light guide member having an emission surface on which light emitted from the light emitting element is incident and which emits light toward the reading region.
A reflection surface is formed on an outer surface of the light guide member, and an image of the reading area is formed on the sensor element via the reflection surface and the lens. Item 3. The image sensor according to Item 2.
上記反射面で反射した光をさらに反射させて上記レンズに入射させる、1または複数の追加の反射面を備えている、請求項3に記載のイメージセンサ。   The image sensor according to claim 3, further comprising one or a plurality of additional reflection surfaces that further reflect the light reflected by the reflection surface and enter the lens. 上記隣り合う2つのセンサチップに対応する読み取り領域の重なり部分に指標を配置して読み取りを行い、上記2つのセンサチップのいずれか一方が有する複数の受光素子のうち、上記指標が結像する受光素子を含め、それよりセンサチップの端部側の受光素子によるデータを除外するように調整されている、請求項1ないし4のいずれかに記載のイメージセンサ。   Light reception in which an index is arranged at an overlapping portion of the reading areas corresponding to the two adjacent sensor chips and reading is performed, and among the plurality of light receiving elements included in one of the two sensor chips, the index is formed. 5. The image sensor according to claim 1, wherein the image sensor is adjusted so as to exclude data from the light receiving element on the end side of the sensor chip including the element.
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