JP2009077182A - リニアｃｍｏｓイメージ光学走査モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】リニアCMOSイメージ光学走査モジュールを提供する。
【解決手段】走査光線を発する光源３１、反射ミラーグループ３２、フォーカスレンズグループ３３、リニアCMOSイメージセンサー３４から構成し、リニアCMOSイメージセンサーは、リニアCMOSイメージセンサーユニット、A/Dアナログデジタル信号転換ユニットから構成する。
該光源は、CCFL灯管或いはキセノン灯管或いは直下式発光ダイオードからなり、光源が発射した光線３１１は、
反射ミラーグループ３２１、３２２、３２３を経て十分な光路を確保されてフォーカスレンズグループに導かれ、複数のレンズからなるフォーカスレンズグループにより収差を補正されてリニアCMOSイメージセンサーに焦点を結ぶ。
【選択図】 図5
【解決手段】走査光線を発する光源３１、反射ミラーグループ３２、フォーカスレンズグループ３３、リニアCMOSイメージセンサー３４から構成し、リニアCMOSイメージセンサーは、リニアCMOSイメージセンサーユニット、A/Dアナログデジタル信号転換ユニットから構成する。
該光源は、CCFL灯管或いはキセノン灯管或いは直下式発光ダイオードからなり、光源が発射した光線３１１は、
反射ミラーグループ３２１、３２２、３２３を経て十分な光路を確保されてフォーカスレンズグループに導かれ、複数のレンズからなるフォーカスレンズグループにより収差を補正されてリニアCMOSイメージセンサーに焦点を結ぶ。
【選択図】 図5
Description
本発明は、影像システムの光学走査モジュール(Optical scanning module)に関する。特に、リニア（linear）CMOS イメージセンサー(image sensor)が構成する光学走査モジュール(Optical scanning module)を用いて、スキャナー或いは多機能プリンター等の影像システムに応用可能なリニアCMOSイメージ光学走査モジュールに係る。
影像システム（imaging system）は、光線により物体を走査し、それを電子信号に転換し、スキャナー(scanner)、プリンター(printer)、ファックス(fax machine)、多機能プリンター(multi-function printer、MPF)等に応用されている。
これら影像システムの大部分は、光学走査モジュール(optical scanning module)を備える。その作用方式は主に以下の通りである。
すなわち、光学走査モジュール(Optical scanning module)内に光源を設置し、該光源は光線を走査或いは印刷を待つ画像、或いは文字上に照射し、さらにイメージセンサー(image sensor)により反射した光線を受信し、画像に対応する電子信号として受け取る。
これら光学走査モジュール(optical scanning module)が使用するイメージセンサー(image sensor)には、CCD (Charge Coupled Device )とCIS（Contact Image Sensor）の２種がある。
CCDは、開発が進んで、技術は成熟しているため、比較的小さい信号雑音比(signal-to-noise ratio、S/N)を実現可能で、CCDの走査品質はCISより高い。
CISはコストが低く、コンパクトでスリムという特徴があり、比較的狭い執務環境に適している。しかも、調節及び予熱が不要であるため、CCDよりも起動が速い。
これら影像システムの大部分は、光学走査モジュール(optical scanning module)を備える。その作用方式は主に以下の通りである。
すなわち、光学走査モジュール(Optical scanning module)内に光源を設置し、該光源は光線を走査或いは印刷を待つ画像、或いは文字上に照射し、さらにイメージセンサー(image sensor)により反射した光線を受信し、画像に対応する電子信号として受け取る。
これら光学走査モジュール(optical scanning module)が使用するイメージセンサー(image sensor)には、CCD (Charge Coupled Device )とCIS（Contact Image Sensor）の２種がある。
CCDは、開発が進んで、技術は成熟しているため、比較的小さい信号雑音比(signal-to-noise ratio、S/N)を実現可能で、CCDの走査品質はCISより高い。
CISはコストが低く、コンパクトでスリムという特徴があり、比較的狭い執務環境に適している。しかも、調節及び予熱が不要であるため、CCDよりも起動が速い。
図1に示すように、公知のCCDにより構成する光学走査モジュール(CCDM、CCD module)1の光源11は、最適効果を達成するため、一般には冷陰極蛍光灯管（CCFL、Fluorescent）を使用して白色光を発する。該白色光は狭長な孔径(Aperture)を経て走査対象となる物件10上に照射され、その反射光は反射ミラー12及び焦点集中ミラー13を経て、CCD16上に焦点を結んで画像を生成する。
該CCD16は、必要に応じて高、中、低解析度のイメージセンサー(image sensor)を用いる。該CCD16の長さは、一般の走査対象となる物件10（文書或いは画像等）の幅より非常に短いため、走査時には反射ミラー12及び焦点集中ミラー13により図像を縮小する必要があり、そうでないと完全に走査することができない。A4サイズの走査対象物件10に光線を反射後、該反射ミラー12と該焦点集中ミラー13を経て該CCD16に至る、その焦点距離(Focus Length)は約1メートルである。
該CCD16は、焦点深度(DOF、depth of focus)が比較的大きく、いくらかしわがある紙でも走査することもできるが、CCDM 1の体積も比較的大きい。また、該CCD16が走査対象物件10に比べ小さいため、走査対象物件10の相対位置をCCD16上に集中する必要があり、組み立てにおける調整の必要性を増やしてしまう。
しかし、日本特開2006-067504号公報、米国特許公開公報2004/263915等が掲示するように、該CCD16は低信号雑音比(signal-to-noise ratio、S/N)を実現できるため、色彩が豊かである。
該CCD16は、必要に応じて高、中、低解析度のイメージセンサー(image sensor)を用いる。該CCD16の長さは、一般の走査対象となる物件10（文書或いは画像等）の幅より非常に短いため、走査時には反射ミラー12及び焦点集中ミラー13により図像を縮小する必要があり、そうでないと完全に走査することができない。A4サイズの走査対象物件10に光線を反射後、該反射ミラー12と該焦点集中ミラー13を経て該CCD16に至る、その焦点距離(Focus Length)は約1メートルである。
該CCD16は、焦点深度(DOF、depth of focus)が比較的大きく、いくらかしわがある紙でも走査することもできるが、CCDM 1の体積も比較的大きい。また、該CCD16が走査対象物件10に比べ小さいため、走査対象物件10の相対位置をCCD16上に集中する必要があり、組み立てにおける調整の必要性を増やしてしまう。
しかし、日本特開2006-067504号公報、米国特許公開公報2004/263915等が掲示するように、該CCD16は低信号雑音比(signal-to-noise ratio、S/N)を実現できるため、色彩が豊かである。
これらのCCD16には、アレー(array)CCD及びリニア(linear)CCDがある。
該CCD16を用いて構成するCCDMの主要な問題は、該CCD16が別に電子部品を必要とする点である。こうして、該CCD16が転換後のアナログ信号は始めてデジタル信号に転換され、外界に伝送されて利用される。これを影像読取りのエンド機能と呼び、その必要な部品は図3に示す。
低圧差動LVDS(Low Voltage Differential Signaling)デジタルフォーマットにより外界へと伝送する場合、該A/Dアナログデジタル転換/伝送器15は、タイミング器14、発射器(Emitter)153、A/D転換ユニット151及びLVDS伝送ユニット152から構成する。
該CCD16は、該タイミング器14が制御発生する電子信号を受け、先ず該発射器153を経てアナログ信号を発信し、該A/D転換ユニット151により該アナログ信号をデジタル信号へと転換する。該LVDS伝送ユニット152は、該デジタル信号をLVDSデジタルフォーマットの信号によりジョイント161を経て外界へと伝送する。
該CCD16は、これら影像読取りエンドの部品と統合することはできないため、複雑度を増し、信頼性を低下させ、相対的にコストを増大させており、これはCCDMの発展において障害となっている。
該CCD16を用いて構成するCCDMの主要な問題は、該CCD16が別に電子部品を必要とする点である。こうして、該CCD16が転換後のアナログ信号は始めてデジタル信号に転換され、外界に伝送されて利用される。これを影像読取りのエンド機能と呼び、その必要な部品は図3に示す。
低圧差動LVDS(Low Voltage Differential Signaling)デジタルフォーマットにより外界へと伝送する場合、該A/Dアナログデジタル転換/伝送器15は、タイミング器14、発射器(Emitter)153、A/D転換ユニット151及びLVDS伝送ユニット152から構成する。
該CCD16は、該タイミング器14が制御発生する電子信号を受け、先ず該発射器153を経てアナログ信号を発信し、該A/D転換ユニット151により該アナログ信号をデジタル信号へと転換する。該LVDS伝送ユニット152は、該デジタル信号をLVDSデジタルフォーマットの信号によりジョイント161を経て外界へと伝送する。
該CCD16は、これら影像読取りエンドの部品と統合することはできないため、複雑度を増し、信頼性を低下させ、相対的にコストを増大させており、これはCCDMの発展において障害となっている。
図2に示すように、公知のCISにより構成するCIS光学走査モジュール（CISM、CIS module）2の光源21は、多くは発光ダイオード(light-emitting diodes、LED)により形成するリニア(linear)光源(light source)で、LEDリニア光源21は、直接該LEDチップを等間隔に長方形の印刷回路板上に固着して配列する。該LEDチップが発する光線は導光板（light guide）を経て屈折後、照度が均一のリニア光源を形成し、走査対象物件20上に分布射出される。さらに走査対象物件20の反射を経て、先ずロッドレンズ（rod lens）22を経由し、CIS23上に画像を生成する。該CIS23はこの走査光線を電子信号に転換し、外付けのタイミング器24とA/Dアナログデジタル転換/伝送器25デジタルフォーマットにより外界へと伝送して、使用する。
図4により、Array CSIMを例として説明する。
該A/Dアナログデジタル転換/伝送器25により低圧差動(LVDS)デジタルフォーマットにより外界へと伝送する場合、影像読取りエンドの部品及び機能はタイミング器24の発生するタイミング信号により駆動される水平エンコーダーユニット232を具え、CIS23の水平電子信号をA/D転換ユニット251とLVDS伝送ユニット253を経由してLVDSデジタルフォーマットの信号に転換して外界へと伝送する。次のタイミングにおいて、該タイミング器24が発生するタイミング信号により駆動される垂直エンコーダーユニット233は、垂直電子信号をA/D転換ユニット251とLVDS伝送ユニット253を経由してLVDSデジタルフォーマットの信号に転換して外界へと伝送する。該構造はUS2005/0145701、US7,166,827、US2003/0076552、US2007/0035785、US6,827,269が掲示する。
ロッドレンズ(rod lens) 22は、一列の小口径の屈折率が徐々に変化するロッドレンズ(radial gradient index lens)により構成し、該各レンズの屈折率は径方向に沿って徐々に変化し、ロッドレンズ(rod lens) 22は画像生成の機能を備える。該ロッドレンズ(rod lens) 22全体は、走査対象物件20の画像或いは文字を1：1の比率でCIS23に画像を生成する。つまり、CIS23の長さは該走査対象物件20と同じでなければならない。
別に、ロッドレンズ(rod lens) 22の画像生成の長所は光路径が短いことであるが、欠点は焦点深度が浅いことである。よって、走査時に走査対象物件は比較的平坦に整い、しかもスキャナーの特定平面に密着していなければならない。物件表面に凹凸がある等、走査対象物件上に平坦でないところがあれば、陥没位置の画像は黒色部分を形成し、このため立体的な物件を対処とする走査機能の向上はさらに難しい。このため、中国公開公報200620175613は、CCDM或いはCSIM使用のレンズを開発し、米国特許第6,111,244号明細書が開示する焦点深度が深い影像走査装置は、レンズと反射鏡の組合せを用いている。これにより走査光線は、画像をCIS 23上に生成し、こうして良好な焦点深度を備えることができる。
該A/Dアナログデジタル転換/伝送器25により低圧差動(LVDS)デジタルフォーマットにより外界へと伝送する場合、影像読取りエンドの部品及び機能はタイミング器24の発生するタイミング信号により駆動される水平エンコーダーユニット232を具え、CIS23の水平電子信号をA/D転換ユニット251とLVDS伝送ユニット253を経由してLVDSデジタルフォーマットの信号に転換して外界へと伝送する。次のタイミングにおいて、該タイミング器24が発生するタイミング信号により駆動される垂直エンコーダーユニット233は、垂直電子信号をA/D転換ユニット251とLVDS伝送ユニット253を経由してLVDSデジタルフォーマットの信号に転換して外界へと伝送する。該構造はUS2005/0145701、US7,166,827、US2003/0076552、US2007/0035785、US6,827,269が掲示する。
ロッドレンズ(rod lens) 22は、一列の小口径の屈折率が徐々に変化するロッドレンズ(radial gradient index lens)により構成し、該各レンズの屈折率は径方向に沿って徐々に変化し、ロッドレンズ(rod lens) 22は画像生成の機能を備える。該ロッドレンズ(rod lens) 22全体は、走査対象物件20の画像或いは文字を1：1の比率でCIS23に画像を生成する。つまり、CIS23の長さは該走査対象物件20と同じでなければならない。
別に、ロッドレンズ(rod lens) 22の画像生成の長所は光路径が短いことであるが、欠点は焦点深度が浅いことである。よって、走査時に走査対象物件は比較的平坦に整い、しかもスキャナーの特定平面に密着していなければならない。物件表面に凹凸がある等、走査対象物件上に平坦でないところがあれば、陥没位置の画像は黒色部分を形成し、このため立体的な物件を対処とする走査機能の向上はさらに難しい。このため、中国公開公報200620175613は、CCDM或いはCSIM使用のレンズを開発し、米国特許第6,111,244号明細書が開示する焦点深度が深い影像走査装置は、レンズと反射鏡の組合せを用いている。これにより走査光線は、画像をCIS 23上に生成し、こうして良好な焦点深度を備えることができる。
別に、CIS23はCMOS（Complementary Metal-Oxide- Semiconductor）ロジック製造工程により製造し、アレーCMOS(Array CMOS)或いは面型（Area）CMOSとリニア(liner)CMOSを使用する。
これらアレーCMOS(Array CMOS)は、一般に携帯電話端末のカメラモジュールに応用され、本発明の光学走査モジュール（Optical scanning module）とは異なり、米国特許公開公報2007/0024926、US2007/0045510及び台湾特許公報00490977が掲示するように、アレーCMOS(Array CMOS)を影像読取り装置に利用する。
また米国特許明細書7,113,215、米国特許公開公報2005/0145701及び米国特許公開公報2003/0146994が掲示するCMOSをイメージセンサー(image sensor)に応用する技術は、電子信号の伝送において外付けアナログデジタル転換器と伝送器が必要である。
米国特許公開公報2002/0096623は、リニアCMOSを掲示する。米国特許公開公報2002/0096625が掲示するリニアCMOSのデータ伝送の方法により、リニアCMOSは影像の感知を実現することができる。
リニアCMOSは、一列の感光部品であるため、その作動速度はアレーCMOS(Array CMOS)に比べ速い。さらに、リニアCMOSの低エネルギー消費特性は、携帯式電子製品の電力消費における負担を軽減することができる。よって、電力消費を低下させ、作動を高速化し、電子信号を便利に外界に伝送する光学走査モジュールの開発は現在差し迫ったニーズである。
加えて、多機能プリンター(multi-function printer、MPF)等の使用ニーズに対しては、走査後の電子信号を便利、迅速にその他の使用に伝送しなければならない。しかも、リニアCMOSはADC（アナログデジタル転換）、DSP(デジタル信号プロセッサー)、エンコーダー(Encoder)、インターフェース(Interface)等の影像読取りエンドの機能とシステムオンチップ(SOC，system on chip)に統合可能で、伝送インターフェース統合と伝送の利便性を向上させることができる。よって簡易で、信頼性が高く、しかもリニアCMOS(liner CMOS)と結合可能な伝送方式を開発することは需要な課題である。
米国特許公開公報2004/263915
特開2006-067504号公報
これらアレーCMOS(Array CMOS)は、一般に携帯電話端末のカメラモジュールに応用され、本発明の光学走査モジュール（Optical scanning module）とは異なり、米国特許公開公報2007/0024926、US2007/0045510及び台湾特許公報00490977が掲示するように、アレーCMOS(Array CMOS)を影像読取り装置に利用する。
また米国特許明細書7,113,215、米国特許公開公報2005/0145701及び米国特許公開公報2003/0146994が掲示するCMOSをイメージセンサー(image sensor)に応用する技術は、電子信号の伝送において外付けアナログデジタル転換器と伝送器が必要である。
米国特許公開公報2002/0096623は、リニアCMOSを掲示する。米国特許公開公報2002/0096625が掲示するリニアCMOSのデータ伝送の方法により、リニアCMOSは影像の感知を実現することができる。
リニアCMOSは、一列の感光部品であるため、その作動速度はアレーCMOS(Array CMOS)に比べ速い。さらに、リニアCMOSの低エネルギー消費特性は、携帯式電子製品の電力消費における負担を軽減することができる。よって、電力消費を低下させ、作動を高速化し、電子信号を便利に外界に伝送する光学走査モジュールの開発は現在差し迫ったニーズである。
加えて、多機能プリンター(multi-function printer、MPF)等の使用ニーズに対しては、走査後の電子信号を便利、迅速にその他の使用に伝送しなければならない。しかも、リニアCMOSはADC（アナログデジタル転換）、DSP(デジタル信号プロセッサー)、エンコーダー(Encoder)、インターフェース(Interface)等の影像読取りエンドの機能とシステムオンチップ(SOC，system on chip)に統合可能で、伝送インターフェース統合と伝送の利便性を向上させることができる。よって簡易で、信頼性が高く、しかもリニアCMOS(liner CMOS)と結合可能な伝送方式を開発することは需要な課題である。
公知構造には以下の欠点があった。
すなわち、リニアCCDM (linear CCDM)は、走査情報伝送上の信頼性が低く、コストが高く、CISMでCMOSを使用すると、焦点深度が浅く、S/N比が低すぎるという欠点と制限、及び伝送には外付けアナログデジタル転換器と伝送器が必要であり、非常に不便である。
本発明は、上記構造上の問題点を解決したリニアCMOSイメージ光学走査モジュールを提供するものである。
すなわち、リニアCCDM (linear CCDM)は、走査情報伝送上の信頼性が低く、コストが高く、CISMでCMOSを使用すると、焦点深度が浅く、S/N比が低すぎるという欠点と制限、及び伝送には外付けアナログデジタル転換器と伝送器が必要であり、非常に不便である。
本発明は、上記構造上の問題点を解決したリニアCMOSイメージ光学走査モジュールを提供するものである。
上記課題を解決するため、本発明は下記のリニアCMOSイメージ光学走査モジュールを提供する。
それは、リニアCMOSイメージ光学走査モジュール(Optical Scanning Module with linear CMOS image sensor)が走査光線を発する光源、反射ミラーグループ、フォーカスレンズグループ、リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor)から構成され、
該リニアCMOSイメージセンサーは少なくとも、CMOSイメージセンサーユニット（image sensor unit）を具え、
該光源は、CCFL（Fluorescent）或いはキセノン（Xe）灯管或いは直下式LEDを選択可能で、光源が発射した光線は走査対象物件上に走査光線として照射され、走査対象物件はその光線を反射し、さらに該反射ミラーグループ及び該フォーカスレンズグループを経て、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor)上に焦点を結んで電子信号へと転換し、
次に該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit)が備えるアナログ/デジタル転換機能により、USB或いはLVDS信号により外界へと伝送し、高速走査、低歪像率、深い焦点深度を具えて伝送が便利というニーズを達成する。
それは、リニアCMOSイメージ光学走査モジュール(Optical Scanning Module with linear CMOS image sensor)が走査光線を発する光源、反射ミラーグループ、フォーカスレンズグループ、リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor)から構成され、
該リニアCMOSイメージセンサーは少なくとも、CMOSイメージセンサーユニット（image sensor unit）を具え、
該光源は、CCFL（Fluorescent）或いはキセノン（Xe）灯管或いは直下式LEDを選択可能で、光源が発射した光線は走査対象物件上に走査光線として照射され、走査対象物件はその光線を反射し、さらに該反射ミラーグループ及び該フォーカスレンズグループを経て、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor)上に焦点を結んで電子信号へと転換し、
次に該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit)が備えるアナログ/デジタル転換機能により、USB或いはLVDS信号により外界へと伝送し、高速走査、低歪像率、深い焦点深度を具えて伝送が便利というニーズを達成する。
上記のように、本発明はリニア（linear）CMOSイメージセンサー(image sensor)が構成する光学走査モジュール(Optical scanning module)により、スキャナー或いは多機能プリンター等の影像システムに応用可能で、高速走査、低歪像率、深い焦点深度を備え、伝送が便利という効果を達成することができる。
本発明をさらに明確にするため、図により最適実施例を挙げて本発明の構造及びその技術的特徴について以下に説明する。
第一実施例
図5に示すように、本発明のリニアCMOSイメージ光学走査モジュール(Optical Scanning Module with liner CMOS image sensor)（以下、リニアCMOSMと略称）3を文書スキャナーに適用する。走査対象物件30は、A4サイズの文書で、スキャナーのガラス板上に置き、スキャナー内には本発明のリニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3を設置する。リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3は、CCFL光源31、反射ミラーグループ32、フォーカスレンズグループ33、リニアCMOSイメージセンサー34からなる。
該CCFL光源31が光線311を発射すると、走査対象物件30上に照射され、該走査対象物件30により走査光線312が反射される。
該反射ミラーグループ32は、一個或いは数個の反射ミラーにより構成され、本実施例中の該反射ミラーグループ32は、第一、二、三反射鏡321、322、323により構成する。該走査光線312は、先ず該第一反射鏡321に照射し、順番に該第一、二、三反射鏡321、322、323により反射し、走査光線312は、予め定められた光路を進む。該反射ミラーグループ32の設置により、実際の光路は限られた空間内で進み、本発明リニアCMOSM (liner CMOSM)3の体積を縮小することができる。該走査光線312は該反射ミラーグループ32により反射後、該フォーカスレンズグループ33に入る。
該フォーカスレンズグループ33は、一個或いは数個のフォーカスレンズにより構成し、異なる倍率を形成する。本実施例は、三枚のフォーカスレンズにより構成し、二個のガラスミラーと一枚のプラスチックミラーがフォーカスレンズグループ33を構成し、600dpiの解析度規格で、該反射ミラーグループ32を設計し、該走査光線312を八倍率から十倍率焦点で結像する。
該フォーカスレンズグループ33は、該走査光線312の長さを短縮可能であるため、収差を補正し、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34上に画像を形成する。この形成される画像の長さはA4文書の幅より短くすることが可能で、しかも解析度が低下することはない。該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34は、画像形成後の走査光線312を電子信号に転換する。
第一実施例
図5に示すように、本発明のリニアCMOSイメージ光学走査モジュール(Optical Scanning Module with liner CMOS image sensor)（以下、リニアCMOSMと略称）3を文書スキャナーに適用する。走査対象物件30は、A4サイズの文書で、スキャナーのガラス板上に置き、スキャナー内には本発明のリニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3を設置する。リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3は、CCFL光源31、反射ミラーグループ32、フォーカスレンズグループ33、リニアCMOSイメージセンサー34からなる。
該CCFL光源31が光線311を発射すると、走査対象物件30上に照射され、該走査対象物件30により走査光線312が反射される。
該反射ミラーグループ32は、一個或いは数個の反射ミラーにより構成され、本実施例中の該反射ミラーグループ32は、第一、二、三反射鏡321、322、323により構成する。該走査光線312は、先ず該第一反射鏡321に照射し、順番に該第一、二、三反射鏡321、322、323により反射し、走査光線312は、予め定められた光路を進む。該反射ミラーグループ32の設置により、実際の光路は限られた空間内で進み、本発明リニアCMOSM (liner CMOSM)3の体積を縮小することができる。該走査光線312は該反射ミラーグループ32により反射後、該フォーカスレンズグループ33に入る。
該フォーカスレンズグループ33は、一個或いは数個のフォーカスレンズにより構成し、異なる倍率を形成する。本実施例は、三枚のフォーカスレンズにより構成し、二個のガラスミラーと一枚のプラスチックミラーがフォーカスレンズグループ33を構成し、600dpiの解析度規格で、該反射ミラーグループ32を設計し、該走査光線312を八倍率から十倍率焦点で結像する。
該フォーカスレンズグループ33は、該走査光線312の長さを短縮可能であるため、収差を補正し、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34上に画像を形成する。この形成される画像の長さはA4文書の幅より短くすることが可能で、しかも解析度が低下することはない。該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34は、画像形成後の走査光線312を電子信号に転換する。
図6に示すように、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34は、リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341、タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342、A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter) 343、及びLVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344により構成する。
該タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342は、タイミングを発生し、該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341を制御してサンプル取得を行う。
異なる応用では、該タイミングジェネレーターユニット342は、外部入力のタイミングにより代用可能で、つまり外部入力のタイミングを使用し該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341を制御してサンプル取得を行う。
該A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter) 343は、該サンプル取得後の電子信号をデジタル信号に転換する。
該LVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344は、該デジタル信号をLVDSデジタルフォーマットに転換して外界へと伝送する。
該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34は、システムオンチップSOC（System On a Chip）により構成し、これにより該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341、該タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342、該A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter) 343、該LVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344は、一個の半導体チップ上に統合され、システムオンチップを構成する。こうしてコスト低下、体積縮小、高製造性、高い信頼性、解析度向上、光学歪像率(Optical Distortion)低下の効果を達成する。
該タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342は、タイミングを発生し、該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341を制御してサンプル取得を行う。
異なる応用では、該タイミングジェネレーターユニット342は、外部入力のタイミングにより代用可能で、つまり外部入力のタイミングを使用し該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341を制御してサンプル取得を行う。
該A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter) 343は、該サンプル取得後の電子信号をデジタル信号に転換する。
該LVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344は、該デジタル信号をLVDSデジタルフォーマットに転換して外界へと伝送する。
該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34は、システムオンチップSOC（System On a Chip）により構成し、これにより該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341、該タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342、該A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter) 343、該LVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344は、一個の半導体チップ上に統合され、システムオンチップを構成する。こうしてコスト低下、体積縮小、高製造性、高い信頼性、解析度向上、光学歪像率(Optical Distortion)低下の効果を達成する。
図9に示すように、CLKはタイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342が発生するタイミング信号で、GBSTは全体起動駆動信号（Global start pulse）で、SOは走査終了駆動信号（End of Scan pulse）で、VOUTはアナログビデオ出力電圧（Analog video output voltage）の信号である。
本実施例中では、AMI Semiconductor's社製品PI6050Dを使用する。それは600dpi解析度のリニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit)である。
例えば、タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342がタイミングを発生（或いは、タイミング信号を外部から入力）し、55個目のタイミング時に、イメージセンサーを起動する。これは110個の無作用ピクセル(inactive pixel)に相当する。起動後、172個のタイミングはイメージセンシングを行う。これは344個の作用ピクセル(active pixel)に相当する。つまり、一個のタイミング時間中には二個のピクセルが発生する。
その他の応用については、図7に示すように、上記のLVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344を該USB転換伝送ユニット(USB transmission unit) 345に交換し、該USB転換伝送ユニット(USB transmission unit) 345は該デジタル信号をUSBデジタルフォーマットに転換して外界へと伝送する。或いは図8に示すように、上記のLVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344を転換伝送ユニット(A/D transmission unit )346に交換し、該A/D transmission unit 346は該デジタル信号をA/Dデジタルフォーマットに転換して外界へと伝送する。
本実施例中では、AMI Semiconductor's社製品PI6050Dを使用する。それは600dpi解析度のリニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit)である。
例えば、タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342がタイミングを発生（或いは、タイミング信号を外部から入力）し、55個目のタイミング時に、イメージセンサーを起動する。これは110個の無作用ピクセル(inactive pixel)に相当する。起動後、172個のタイミングはイメージセンシングを行う。これは344個の作用ピクセル(active pixel)に相当する。つまり、一個のタイミング時間中には二個のピクセルが発生する。
その他の応用については、図7に示すように、上記のLVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344を該USB転換伝送ユニット(USB transmission unit) 345に交換し、該USB転換伝送ユニット(USB transmission unit) 345は該デジタル信号をUSBデジタルフォーマットに転換して外界へと伝送する。或いは図8に示すように、上記のLVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit) 344を転換伝送ユニット(A/D transmission unit )346に交換し、該A/D transmission unit 346は該デジタル信号をA/Dデジタルフォーマットに転換して外界へと伝送する。
本実施例中では、該フォーカスレンズグループ33は、三枚のレンズにより構成し、第一、二、三枚のレンズはそれぞれ非球面ガラスミラー、球面ガラスミラー及び球面プラスチックミラーである。こうして約八倍倍率の焦点距離比を構成し、元の1：1の走査光線は、該反射ミラーグループ32と該フォーカスレンズグループ33により幅が縮小し、これにより、より小さいリニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341を使用可能となる。
本実施例中では、走査物体はA4サイズの文書で、その幅は297mmである。公知CISMであれば、それが使用するCISイメージセンサー(CIS image sensor)の長さは少なくとも297mmであるが、本実施例中のリニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341の長さは60mm以下にまで縮小可能で、つまり効果的に長さを縮小可能である。また反射ミラーグループ3の数個の反射ミラーを使用するため、光路を屈折させ、本発明光学走査モジュール(optical scanning module)の体積を効果的に縮小させることができる。これは本発明の機能と効果の一つである。
走査対象物件30が反射式物件である時には、該走査光線312は該反射ミラーグループ32を経て数回の反射後、その左右両側には光学位差が存在する。この時、もし該フォーカスレンズグループ33のフォーカスレンズがショートバック焦点距離(short back focal length)比のレンズ構成を利用することができれば、該光学位差は修正され、走査対象物件と近い走査となり、走査の解析度を向上させることができる。これは本発明の別の機能と効果である。
本実施例中では、走査物体はA4サイズの文書で、その幅は297mmである。公知CISMであれば、それが使用するCISイメージセンサー(CIS image sensor)の長さは少なくとも297mmであるが、本実施例中のリニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341の長さは60mm以下にまで縮小可能で、つまり効果的に長さを縮小可能である。また反射ミラーグループ3の数個の反射ミラーを使用するため、光路を屈折させ、本発明光学走査モジュール(optical scanning module)の体積を効果的に縮小させることができる。これは本発明の機能と効果の一つである。
走査対象物件30が反射式物件である時には、該走査光線312は該反射ミラーグループ32を経て数回の反射後、その左右両側には光学位差が存在する。この時、もし該フォーカスレンズグループ33のフォーカスレンズがショートバック焦点距離(short back focal length)比のレンズ構成を利用することができれば、該光学位差は修正され、走査対象物件と近い走査となり、走査の解析度を向上させることができる。これは本発明の別の機能と効果である。
本実施例中では、該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341は、CMOSロジック或いはDRAM等製造工程により製造し、多くのオプトエレクトロニクスダイオードにより構成する。該各オプトエレクトロニクスダイオードは光線を受け、電子信号に転換する。それを画素(pixel)と呼称する。
オプトエレクトロニクスダイオードの単位面積が大きければ大きいほど、その画素は高くなる。オプトエレクトロニクスダイオードは、受けた光線の強弱により、電子信号を発信し、射入光線の強度或いは明暗はそれぞれ送出電子信号の識別度、また、画素の品質に直接影響を及ぼす。
該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341に射入する走査光線312の収差が小さければ、反射して出て来る電子信号の偏差は小さく、すなわち画素解析度(resolution)も高い。
本発明は、該フォーカスレンズグループ33と該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34を組合わせ、該走査光線312の焦点を該リニアCMOSイメージセンサー34上に結ばせて画像を形成し、形成した画像を縮小するが、収差歪像を生じず、解析度を劣化することはない。こうして公知技術のCISイメージセンサー(CIS image sensor )を利用するため、焦点深度が浅く、解析度が低いという欠点を改善することができる。これは本発明のさらに別の機能と効果である。
また、本実施例中では、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34は、該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341、該タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342、該A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter) 343、該伝送転換ユニット(transmission unit )344、345或いは346をシステムオンチップ(SOC、System on Chip)に統合して搭載することにより、部品の信頼性を向上させ、コストを低下させ、走査電子信号をデジタルフォーマットによりLVDS、USB或いはA/Dデジタルフォーマットを用いて、簡単にその他の装置に伝送して使用することができる。これは本発明のさらに別の機能と効果である。
オプトエレクトロニクスダイオードの単位面積が大きければ大きいほど、その画素は高くなる。オプトエレクトロニクスダイオードは、受けた光線の強弱により、電子信号を発信し、射入光線の強度或いは明暗はそれぞれ送出電子信号の識別度、また、画素の品質に直接影響を及ぼす。
該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341に射入する走査光線312の収差が小さければ、反射して出て来る電子信号の偏差は小さく、すなわち画素解析度(resolution)も高い。
本発明は、該フォーカスレンズグループ33と該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34を組合わせ、該走査光線312の焦点を該リニアCMOSイメージセンサー34上に結ばせて画像を形成し、形成した画像を縮小するが、収差歪像を生じず、解析度を劣化することはない。こうして公知技術のCISイメージセンサー(CIS image sensor )を利用するため、焦点深度が浅く、解析度が低いという欠点を改善することができる。これは本発明のさらに別の機能と効果である。
また、本実施例中では、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34は、該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341、該タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit) 342、該A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter) 343、該伝送転換ユニット(transmission unit )344、345或いは346をシステムオンチップ(SOC、System on Chip)に統合して搭載することにより、部品の信頼性を向上させ、コストを低下させ、走査電子信号をデジタルフォーマットによりLVDS、USB或いはA/Dデジタルフォーマットを用いて、簡単にその他の装置に伝送して使用することができる。これは本発明のさらに別の機能と効果である。
第二実施例
図10に示すように、本発明のリニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3は、さらに該フォーカスレンズグループ(focus lens group) 33を自動ズーミングレンズ(AF zooming lens) 35とAFコントローラー（AF controller）351により構成することができる。該AFコントローラー（AF controller）351により該自動ズーミングレンズ(AF zooming lens)35の焦点を自動調整し、これにより該リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3使用の利便性を向上させ、さらに走査対象物件30（図10に示す立体物件）の表面が平坦でないことによる歪像を回避可能である。
該自動ズーミングレンズ(AF zooming lens)35は、少なくとも二個のレンズグループからなり、その内、少なくとも一個のレンズグループは、移動可能で、該AFコントローラー（AF controller）351によりレンズグループの移動を制御する。該レンズグループ間の相対移動による間隔距離の変化により、該走査光線312の焦点を該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341上に自動的に収束し、画像を生成する。
本発明が使用する自動ズーミングレンズ(AF zooming lens) 35は、二個のレンズグループで構成可能で、その第一レンズグループは、マイナス屈折で、二個のマイナス屈折のミラーを含み、第二レンズグループはプラス屈折で、二個のプラス屈折のミラーを含む。該第二レンズグループの移動により焦点距離を変化させ、これにより該走査光線312は焦点を調整し、最適な画像を該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341に生成し、これにより立体の走査対象物件を走査可能である。
図10に示すように、本発明のリニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3は、さらに該フォーカスレンズグループ(focus lens group) 33を自動ズーミングレンズ(AF zooming lens) 35とAFコントローラー（AF controller）351により構成することができる。該AFコントローラー（AF controller）351により該自動ズーミングレンズ(AF zooming lens)35の焦点を自動調整し、これにより該リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3使用の利便性を向上させ、さらに走査対象物件30（図10に示す立体物件）の表面が平坦でないことによる歪像を回避可能である。
該自動ズーミングレンズ(AF zooming lens)35は、少なくとも二個のレンズグループからなり、その内、少なくとも一個のレンズグループは、移動可能で、該AFコントローラー（AF controller）351によりレンズグループの移動を制御する。該レンズグループ間の相対移動による間隔距離の変化により、該走査光線312の焦点を該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341上に自動的に収束し、画像を生成する。
本発明が使用する自動ズーミングレンズ(AF zooming lens) 35は、二個のレンズグループで構成可能で、その第一レンズグループは、マイナス屈折で、二個のマイナス屈折のミラーを含み、第二レンズグループはプラス屈折で、二個のプラス屈折のミラーを含む。該第二レンズグループの移動により焦点距離を変化させ、これにより該走査光線312は焦点を調整し、最適な画像を該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341に生成し、これにより立体の走査対象物件を走査可能である。
平坦でない文書或いは立体である走査対象物件を走査する時、光線311は異なる距離の走査対象物件表面に照射され、その反射の位置も異なる。走査光線312は、該反射ミラーグループ32の反射を経て、該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341上の画像生成の位置において変更を生じる。
該自動ズーミングレンズ(AF zooming lens) 35は該AFコントローラー（AF controller）351の制御機能により、この異なる走査位置の走査光線312の焦点を制御し、該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341において明瞭な画像を生成することができる。これは本発明が応用可能な機能と効果である。
該自動ズーミングレンズ(AF zooming lens) 35は該AFコントローラー（AF controller）351の制御機能により、この異なる走査位置の走査光線312の焦点を制御し、該リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit) 341において明瞭な画像を生成することができる。これは本発明が応用可能な機能と効果である。
第三実施例
本発明のリニアCMOS(linear CMOSM)3が使用する光源31は、公知のCCDM或いはCISMのように光源が制限を受けるということはない。該光源31は、CCFL（Fluorescent）灯管、或いはキセノン（Xe）灯或いは直下式LED中から選択し、これは本発明の応用可能な別の機能と効果である。
CCFL（Fluorescent）灯管を光源31に選択するなら、該光源31はCCFL灯管及び狭長な孔径 (aperture)を含み、該光源31の長さは走査対象物件の走査幅（scanning width）に設定可能である。該CCFL灯管は水銀放電灯管で、本発明の光源に応用する時には、その構造は灯管内に白色光を発光可能な蛍光剤を塗布し、わずかのイナートガス及び水銀を封入する。
灯管両端に電流が通じると、水銀分子は電子衝撃により紫外線を発し、次に蛍光剤はその紫外線を吸収して白色光を発する。
該狭長な孔径(aperture)を通過することにより、CCFLが発する光線は棒状の光線を形成する。該光線の幅は走査対象物件の走査幅(scanning width)である。
走査対象物件上に光線を照射し、走査光線を反射し、さらに該反射ミラーグループ32と該フォーカスレンズグループ33を経て焦点を結ぶ。次に、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34により電子信号に転換する。
キセノン（Xe）灯を光源31に選択する場合、該光源31は、キセノン（Xe）灯及び狭長な孔径（aperture）を具え、光源31の長さは、走査対象物件の走査幅である。
キセノン（Xe）灯は、通常、混合気体で、He：Xe：NF3 =100：2：1で、充填するイナートガスは1秒に500パルスを出力可能で、平均電力は500wであり、比較的効率が高い。
該狭長な孔径（aperture）を通過することにより、キセノン（Xe）灯が発する光線は棒状の光線を形成し、走査対象物件上に照射される。
LEDを光源31とするなら、該光源31は直下式リニアLED (linear LED)で、直下式リニアLED (linear LED)は一個或いは数個のLED チップを等間隔方式で直接長方形の印刷回路板上に搭載する。光線がリニアLED (linear LED)を経由し発出されると、直下（或いはある定向）の走査対象物件上に射出される。
本発明のリニアCMOS(linear CMOSM)3が使用する光源31は、公知のCCDM或いはCISMのように光源が制限を受けるということはない。該光源31は、CCFL（Fluorescent）灯管、或いはキセノン（Xe）灯或いは直下式LED中から選択し、これは本発明の応用可能な別の機能と効果である。
CCFL（Fluorescent）灯管を光源31に選択するなら、該光源31はCCFL灯管及び狭長な孔径 (aperture)を含み、該光源31の長さは走査対象物件の走査幅（scanning width）に設定可能である。該CCFL灯管は水銀放電灯管で、本発明の光源に応用する時には、その構造は灯管内に白色光を発光可能な蛍光剤を塗布し、わずかのイナートガス及び水銀を封入する。
灯管両端に電流が通じると、水銀分子は電子衝撃により紫外線を発し、次に蛍光剤はその紫外線を吸収して白色光を発する。
該狭長な孔径(aperture)を通過することにより、CCFLが発する光線は棒状の光線を形成する。該光線の幅は走査対象物件の走査幅(scanning width)である。
走査対象物件上に光線を照射し、走査光線を反射し、さらに該反射ミラーグループ32と該フォーカスレンズグループ33を経て焦点を結ぶ。次に、該リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34により電子信号に転換する。
キセノン（Xe）灯を光源31に選択する場合、該光源31は、キセノン（Xe）灯及び狭長な孔径（aperture）を具え、光源31の長さは、走査対象物件の走査幅である。
キセノン（Xe）灯は、通常、混合気体で、He：Xe：NF3 =100：2：1で、充填するイナートガスは1秒に500パルスを出力可能で、平均電力は500wであり、比較的効率が高い。
該狭長な孔径（aperture）を通過することにより、キセノン（Xe）灯が発する光線は棒状の光線を形成し、走査対象物件上に照射される。
LEDを光源31とするなら、該光源31は直下式リニアLED (linear LED)で、直下式リニアLED (linear LED)は一個或いは数個のLED チップを等間隔方式で直接長方形の印刷回路板上に搭載する。光線がリニアLED (linear LED)を経由し発出されると、直下（或いはある定向）の走査対象物件上に射出される。
本発明のリニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor) 34と光学部品により構成するリニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3は、公知のCCDM或いはCISMと比較し、以下の長所を備える。
1.公知のCISMと比較し、本発明リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3はコストが低 廉で体積が小さく、解析度が高く歪像（Optical Distortion）が比較的低く、製造 性（high productivity）が高く、信頼性が高い（Scanning Reliability）。
2.公知のCISMと比較し、本発明リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3、は電子信号 の伝送性がより高く、しかも異なる光源を弾力的に使用可能で、使用光源の選択に 対する制限が少ない。
3.公知のロッドレンズ（rod lens）を設置するCISMの走査光線は、走査対象物件の反 射を経て、先ずロッドレンズ（rod lens）を経由し、CISイメージセンサー上に画 像を生成する（図2参照）。このため、該公知CISMは焦点深度DOF（depth of foc us）効率を備えず、その使用効率に影響を及ぼしている。しかし、本発明リニアCM OSモジュール(linear CMOSM)3は焦点深度（DOF）効率を備える。
4.公知CSIM中において、リニアLEDを光源に使用する時には、導光板（light guide ）を使用する必要があり、LEDが発する光線は先ず該導光板の屈折を経て照度が均 一なリニア光源を形成し、こうして光線は均一に分布し、走査対象物件上に照射さ れる。しかし、導光板の使用はLED光源の使用率を低下させ、つまり光線は該導光 板を経由後、輝度が低下して、走査速度に影響を及ぼす。しかも走査速度を上げよ うとすれば、LED光源の輝度を強化（すなわち、LED光源の電力を増強する）する 必要があり、これでは熱を発生し易く、公知CSIMの使用を困難にしている。これに 対して本発明リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3は反射ミラーグループとフォ ーカスレンズグループの光学構造を利用し、光線を十分に利用し、リニアCMOSイメ ージセンサー(liner CMOS image sensor) 34上に画像を生成するため、公知CISMで 必須の導光板を不要とし、さらに光源利用率を向上させ、走査速度上昇の目的を達 成することができる。
1.公知のCISMと比較し、本発明リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3はコストが低 廉で体積が小さく、解析度が高く歪像（Optical Distortion）が比較的低く、製造 性（high productivity）が高く、信頼性が高い（Scanning Reliability）。
2.公知のCISMと比較し、本発明リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3、は電子信号 の伝送性がより高く、しかも異なる光源を弾力的に使用可能で、使用光源の選択に 対する制限が少ない。
3.公知のロッドレンズ（rod lens）を設置するCISMの走査光線は、走査対象物件の反 射を経て、先ずロッドレンズ（rod lens）を経由し、CISイメージセンサー上に画 像を生成する（図2参照）。このため、該公知CISMは焦点深度DOF（depth of foc us）効率を備えず、その使用効率に影響を及ぼしている。しかし、本発明リニアCM OSモジュール(linear CMOSM)3は焦点深度（DOF）効率を備える。
4.公知CSIM中において、リニアLEDを光源に使用する時には、導光板（light guide ）を使用する必要があり、LEDが発する光線は先ず該導光板の屈折を経て照度が均 一なリニア光源を形成し、こうして光線は均一に分布し、走査対象物件上に照射さ れる。しかし、導光板の使用はLED光源の使用率を低下させ、つまり光線は該導光 板を経由後、輝度が低下して、走査速度に影響を及ぼす。しかも走査速度を上げよ うとすれば、LED光源の輝度を強化（すなわち、LED光源の電力を増強する）する 必要があり、これでは熱を発生し易く、公知CSIMの使用を困難にしている。これに 対して本発明リニアCMOSモジュール(linear CMOSM)3は反射ミラーグループとフォ ーカスレンズグループの光学構造を利用し、光線を十分に利用し、リニアCMOSイメ ージセンサー(liner CMOS image sensor) 34上に画像を生成するため、公知CISMで 必須の導光板を不要とし、さらに光源利用率を向上させ、走査速度上昇の目的を達 成することができる。
3 リニアCMOSイメージ光学走査モジュール（liner CMOSM）
31 光源(light source)
311 光線(light)
312 走査光線(scanning light)
32 反射ミラーグループ(reflection mirror group)
321、322、323 反射ミラー(reflection mirror)
33 フォーカスレンズグループ(focus lens group)
331、332、333 フォーカスレンズ(focus lens)
34 リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor)
341 リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit)
342 タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit)
343 A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter)
344 LVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit)
345 USB転換伝送ユニット(USB transmission unit)
346 AD転換伝送ユニット(AD transmission unit)
35 自動ズーミングレンズ(AF zooming lens)
351 AFコントローラー（AF controller）
31 光源(light source)
311 光線(light)
312 走査光線(scanning light)
32 反射ミラーグループ(reflection mirror group)
321、322、323 反射ミラー(reflection mirror)
33 フォーカスレンズグループ(focus lens group)
331、332、333 フォーカスレンズ(focus lens)
34 リニアCMOSイメージセンサー(liner CMOS image sensor)
341 リニアCMOSイメージセンサーユニット(liner CMOS image sensor unit)
342 タイミングジェネレーターユニット(timing generator unit)
343 A/Dアナログデジタル信号転換ユニット(A/D analog-digital converter)
344 LVDS転換伝送ユニット(LVDS transmission unit)
345 USB転換伝送ユニット(USB transmission unit)
346 AD転換伝送ユニット(AD transmission unit)
35 自動ズーミングレンズ(AF zooming lens)
351 AFコントローラー（AF controller）
Claims (7)
- リニアCMOSイメージ光学走査モジュール(Optical Scanning Module with linear CMOS image sensor)は、光源、反射ミラーグループ、フォーカスレンズグループ、リニアCMOSイメージセンサーから構成され、
該光源は、走査対象物体に対して光線を発射し、
該反射ミラーグループは、走査対象物体から反射後の走査光線のフォーカスレンズグループに至る光路を形成し、
該フォーカスレンズグループは、該反射ミラーグループからの走査光線の焦点を結んで画像を生成し、
該リニアCMOSイメージセンサーは、生成された画像からデジタル電子信号を生成して、デジタルフォーマットにより外界へと伝送する構成とし、
これらの構成において、
該反射ミラーグループは、一個或いは複数個の反射ミラーから構成されて走査光線を該反射ミラーを経由して該フォーカスレンズグループに向けて光路を変更するものであり、
該フォーカスレンズグループは、一枚或いは複数枚のフォーカスレンズから構成され、走査光線の収差を修正して走査光線の焦点を結ぶように構成され、
該リニアCMOSイメージセンサーは、リニアCMOSイメージセンサーユニット、タイミングジェネレーターユニット、A/Dアナログデジタル信号転換ユニット、転換伝送ユニットから構成されると共に、システムオンチップ(SOC、System on Chip)に統合され、
該リニアCMOSイメージセンサーユニットは、焦点を結んだ走査光線を電子信号に転換し、
該タイミングジェネレーターユニットは、タイミング信号を発生して該リニアCMOSイメージセンサーユニットを制御し、
該A/Dアナログデジタル信号転換ユニットは、該リニアCMOSイメージセンサーユニットが発生する電子信号をデジタル信号に転換し、
該転換伝送ユニットは、該A/Dアナログデジタル信号転換ユニットが転換したデジタル信号を所定の輸送フォーマットに転換して伝送することを特徴とするリニアCMOSイメージ光学走査モジュール。 - 前記リニアCMOSイメージ光学走査モジュール(Optical Scanning Module with linear CMOS image sensor)は、光源、反射ミラーグループ、フォーカスレンズグループ、リニアCMOSイメージセンサーから構成され、
該光源は、走査対象物体に対して光線を発射し、
該反射ミラーグループは、反射後の走査光線のフォーカスレンズグループに至る光路を形成し
該フォーカスレンズグループは、該反射ミラーグループからの走査光線の焦点を結んで画像を生成し、
該リニアCMOSイメージセンサーは、生成された画像からデジタル電子信号を生成して、デジタルフォーマットにより外界へと伝送する構成とし、
これらの構成において、
該反射ミラーグループは、一個或いは複数個の反射ミラーから構成されて走査光線を該反射ミラーを経由して該フォーカスレンズグループに向けて光路を変更するものであり、
該フォーカスレンズグループは、一枚或いは複数枚のフォーカスレンズから構成され、走査光線の収差を修正して走査光線の焦点を結ぶように構成され、
該リニアCMOSイメージセンサーは、リニアCMOSイメージセンサーユニット、A/Dアナログデジタル信号転換ユニット、伝送転換ユニットから構成されると共に、システムオンチップに統合され、
該リニアCMOSイメージセンサーユニットは、外部入力によるタイミング信号を受信し、該タイミング信号に基づいて焦点を結んだ走査光線から電子信号に生成し、
該A/Dアナログデジタル信号転換ユニットは、該リニアCMOSイメージセンサーユニットが発生する電子信号をデジタル信号に転換し、
該伝送転換ユニットは、該A/Dアナログデジタル信号転換ユニットが転換したデジタル信号を所定の輸送フォーマットに転換して伝送することを特徴とするリニアCMOSイメージ光学走査モジュール。 - 前記光源は、冷陰極蛍光（CCFL）灯管により構成されて、走査対象物体を指向して照射することを特徴とする請求項1又は2記載のリニアCMOSイメージ光学走査モジュール。
- 前記光源は、キセノン（Xe）灯により構成されて、走査対象物体を指向して照射することを特徴とする請求項1又は2記載のリニアCMOSイメージ光学走査モジュール。
- 前記光源は、リニア発光ダイオード（LED）により構成されて、該リニアLEDは一個或いは複数個のLEDにより構成し、該リニアLEDが発する光線、走査対象物体を指向して照射することを特徴とする請求項1又は2記載のリニアCMOSイメージ光学走査モジュール。
- 前記リニアCMOSイメージセンサーの輸送フォーマットは、AD信号輸送フォーマット、LVDS信号輸送フォーマット、又はUSB信号輸送フォーマットの内の一又はその組合せであることを特徴とする請求項1又は2記載のリニアCMOSイメージ光学走査モジュール。
- 前記フォーカスレンズグループは、さらに自動ズーミングレンズとAFコントローラーにより構成し、該AFコントローラーにより該自動ズーミングレンズの焦点距離を制御し、異なる位置の走査光線に対して同一焦点に調整し、該リニアCMOSイメージセンサーユニット上に画像を生成することを特徴とする請求項1又は2記載のリニアCMOSイメージ光学走査モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007244532A JP2009077182A (ja) | 2007-09-20 | 2007-09-20 | リニアｃｍｏｓイメージ光学走査モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007244532A JP2009077182A (ja) | 2007-09-20 | 2007-09-20 | リニアｃｍｏｓイメージ光学走査モジュール |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115052077A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-13 | 中亿启航数码科技(北京)有限公司 | 一种扫描装置及方法 |
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-
2007
- 2007-09-20 JP JP2007244532A patent/JP2009077182A/ja active Pending
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