JP2010187187A

JP2010187187A - 密着型イメージセンサ

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Publication number: JP2010187187A
Application number: JP2009029766A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hirai; 広一平井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-08-26

Abstract

【課題】ロッドレンズアレイを複数本用いて長尺化が可能であると共に繋ぎ目部分の光量低下や光軸のずれを軽減した信頼の高い長尺の密着型イメージセンサを提供する。
【解決手段】被写体に光を照射する光源と、被写体で反射又は透過した光を集光させる個々のロッドレンズ８１のそれぞれを隔離するように直線的に配列し、且つ直線的に配列されたロッドレンズ８１の最端部に位置するロッドレンズ８０が互いに接するように隣接配置したロッドレンズアレイ８０と、ロッドレンズアレイ８０で結像した光を所定の読み取り幅に亘り受光する受光素子と、連続して配置された複数のロッドレンズアレイを所定の読み取り幅に亘り緩衝材１１０を介して固定するフレーム３０とを設けて、最端部を含む複数のロッドレンズ８１を除去した領域に隣接配置される別のロッドレンズアレイのロッドレンズ８１を補間し、補間領域に遮光性の接着剤８５を塗布するようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、光学レンズとして使用するロッドレンズアレイを用いた密着型イメージセンサに関するものである。

安価な短尺のロッドレンズアレイを複数本用いて１次元接続させて、長尺の密着型イメージセンサを構成する場合には、ロッドレンズアレイの繋ぎ目部分において隙間が発生し、光量の低下や解像度の低下が生じる。また、繋ぎ目箇所が点接触であることから、副走査方向に光軸がずれやすく、密着型イメージセンサの組立て工程時の光軸調整に時間を要していた。例えば、特開２００５-２１７６３０号公報図４（特許文献１参照）には１列配列型のロッドレンズアレイでロッドレンズ同士を接触させたイメージセンサが開示されている。

また、特開２００５-２１７６３０号公報図５（特許文献１参照）には、２列配列型のロッドレンズアレイでロッドレンズを繋げる場合についても開示されている。。２列配列型のロッドレンズアレイの接続部分は接続するロッドレンズの中心から半分のエリアにおいて端部加工領域８４を削っており、接触はロッドレンズ同士のみである。

特開２００５-２１７６３０号

しかしながら、特許文献１の図４に記載のものは、ロッドレンズアレイ８０の接続部分は接続レンズの中心から半分のエリアにおいて端部加工領域８４を削っており、接触はロッドレンズ８１の最端部同士のみである。したがって、繋ぎ目箇所が点接触であるので経年変化による接着強度の低下を招き、結果、副走査方向に光軸がずれやすいという課題がある。

特許文献１の図５に記載のものにおいても、接触はロッドレンズ８１の最端部同士のみであるので経年変化による接着強度の低下を招き、結果、副走査方向に光軸がずれやすいという課題がある。

この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、ロッドレンズアレイを複数本用いて長尺化が可能であると共に繋ぎ目部分の光量低下や光軸のずれを軽減した信頼の高い長尺の密着型イメージセンサを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明の密着型イメージセンサは、被写体に光を照射する光源と、前記被写体で反射又は透過した光を集光させる個々のロッドレンズのそれぞれを隔離するように直線的に配列し、且つ直線的に配列された前記ロッドレンズの最端部に位置するロッドレンズが互いに接するように隣接配置したロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイで結像した光を所定の読み取り幅に亘り受光する受光素子と、連続して配置された複数の前記ロッドレンズアレイを前記所定の読み取り幅に亘り緩衝材を介して固定するフレームとを備え、少なくとも最端部を含む複数のロッドレンズを連続的に除去した領域に隣接配置されるもう一方のロッドレンズアレイのロッドレンズを補間し、この補間領域に遮光性を有する接着剤を塗布したものである。

請求項２に係る発明の密着型イメージセンサは、それぞれのロッドレンズアレイは光軸方向サイズの中央を基準に前記フレームと固定される請求項１に記載のものである。

請求項３に係る発明の密着型イメージセンサは、被写体に光を照射する光源と、前記被写体で反射又は透過した光を集光させる個々のロッドレンズのそれぞれを隔離するように直線的に配列し、且つ直線的に配列された前記ロッドレンズの最端部に位置するロッドレンズが互いに接するように隣接配置したロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイで結像した光を所定の読み取り幅に亘り受光する受光素子と、連続して配置された複数の前記ロッドレンズアレイを前記所定の読み取り幅に亘り緩衝材を介して固定すると共に前記緩衝材との間に複数の貫通穴を設けたフレームと、前記貫通穴に挿入した強制取り付け手段とを備え、少なくとも最端部を含む複数のロッドレンズを連続的に除去した領域に、隣接配置されたもう一方のロッドレンズアレイのロッドレンズを補間し、この補間領域を前記フレームの両側から前記強制取り付け手段で締め付け隣接するロッドレンズアレイ同士の並びを直線状に強制固定するものである。

請求項４に係る発明の密着型イメージセンサは、それぞれのロッドレンズアレイは光軸方向サイズの中央を基準に前記フレームと固定される請求項３に記載のものである。

請求項１に記載の密着型イメージセンサによれば、複数のロッドレンズを連続的に除去した領域に隣接配置されたもう一方のロッドレンズアレイのロッドレンズを補間し、この補間領域に遮光性を有する接着剤を塗布したので、ロッドレンズ接合部分が面接触で強固に接合され、経年変化による接続部の剥離や接着不良が軽減され信頼性の高い長尺の密着型イメージセンサを得ることが可能となる。

請求項２に記載の密着型イメージセンサによれば、個々のロッドレンズアレイの光軸方向厚みにばらつきがあっても個々のロッドレンズアレイの厚み方向中央を基準にしてフレームと固定するので被写体との焦点距離のずれによる画像の劣化を軽減することが可能である。

請求項３に記載の密着型イメージセンサによれば、被写体の搬送方向と直交する位置にロッドレンズアレイの光軸焦点を合わせるので画像のボケによる解像度の低下を防止できる効果がある。

請求項４に記載の密着型イメージセンサによれば、個々のロッドレンズアレイの光軸方向厚みにばらつきがあっても個々のロッドレンズアレイの厚み方向中央を基準にしてフレームと固定するので被写体との焦点距離のずれによる画像の劣化を軽減することが可能である。

この発明の実施の形態１による密着型イメージセンサの構成断面図である。この発明の実施の形態１による密着型イメージセンサに搭載されたロッドレンズアレイの周辺部の部分平面図である。市販のロッドレンズアレイの形状を示す平面図である。この発明の実施の形態１による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイを説明する図であり、図４（ａ）は１列配列型ロッドレンズアレイの端部周辺図、図４（ｂ）は、加工方法を説明する図、図４（ｃ）はロッドレンズアレイ接続後の図である。この発明の実施の形態１による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイを説明する図であり、図５（ａ）は２列配列型ロッドレンズアレイの端部周辺図、図５（ｂ）は、加工方法を説明する図、図５（ｃ）はロッドレンズアレイ接続後の図である。この発明の実施の形態１による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイを説明する図であり、図６（ａ）は３列配列型ロッドレンズアレイの端部周辺図、図６（ｂ）は、加工方法を説明する図、図６（ｃ）はロッドレンズアレイ接続後の図である。この発明の実施の形態２による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイの構成図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は側面図である。この発明の実施の形態３による密着型イメージセンサの構成断面図である。この発明の実施の形態３による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイ周辺の部分断面模式図である。この発明の実施の形態３による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイ周辺の部分平面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による密着型イメージセンサの構成断面図である。図１において、２は被写体（原稿や紙幣など）走行面に位置するガラスプレート、６は被写体を照明するライン型の光源、９は被写体で反射された光を受光する受光素子（センサＩＣ）、１０は受光素子９を載置するセンサ基板、１１はセンサ基板１０を支持するＬ型プレート、１６は外光防止用の遮蔽部材、１８は密着型イメージセンサの上部に位置し、ガラスプレート２上面を密着型イメージセンサと相対的に搬送方向に走行する原稿（被写体）、３０はガラスプレート２、光源６、センサ基板１０などを収納するフレームであり、第１フレーム３０ａ及び第２フレーム３０ｂからなる。８０は第１フレーム３０ａおよび第２フレーム３０ｂで挟まれた光を収束（集光）するロッドレンズアレイ、１１０はフレーム３０とロッドレンズアレイ８０とを接着固定する読み取り幅方向に設けた緩衝材（両面テープ）である。

図２は、この発明の実施の形態１による密着型イメージセンサに搭載されたロッドレンズアレイ８０の周辺部の部分平面図である。図２において、８１はロッドレンズアレイ８０に直線的にそれぞれを隔離するように一次元配列して収納された個々のロッドレンズ、８２はロッドレンズ８１を挟む側板であり、一方側の側板８２ａと他方側の側板８２ｂとからなる。８３はロッドレンズ８１と側板８２とを擬似的に固定する接着剤である。８５は隣接するロッドレンズアレイ同士の端部に充填され、黒色樹脂など用いた遮光を兼ねた接着剤である。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

次にロッドレンズアレイの接合について説明する。図３は汎用（市販）のロッドレンズアレイの平面図であり通常、ロッドレンズアレイの両端部には終端板８６が設置されている。なお図３ａに示す形状のものを１列配列型レンズ、図３ｂに示すものを２列配列型レンズ、図３ｃに示すものを３列配列型レンズとよび、２列配列型レンズおよび３列配列型レンズは千鳥形状で構成されている。この発明の密着型イメージセンサは有効読み取り幅（所定の読み取り幅）が９００ｍｍを超える長尺の読み取り領域を確保することを目的としているため、図３で述べた市販のロッドレンズアレイを接続（接合）する。例えば２８０ｍｍ幅のロッドレンズアレイを使用する場合は３個のロッドレンズアレイと２８０ｍｍ幅より短尺の１個のロッドレンズアレイとを接合して長尺のロッドレンズアレイ８０とする。図３中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

図４は２個のロッドレンズアレイを使用してロッドレンズアレイの不用部分を削除する一例を説明する図であり、図４（ａ）は１列配列型ロッドレンズアレイの端部周辺図、図４（ｂ）は、終端板８６を取り除き（ハッチング部で表示）且つ、除去すべき側板８２の領域（黒部Ａ部、Ｂ部）を示した加工説明図である。図４（ｃ）は２個のロッドレンズアレイを接続（接合）した後の図である。図４中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

図３ａに示す１列配列型レンズでは、本実施の形態１に示すロッドレンズアレイ８０ではロッドレンズ８１間のピッチ（ｐ）は０．７ｍｍであり、ロッドレンズ８１の直径（ｄ）は０．６ｍｍであるためロッドレンズ８１間の隙間は最大０．１ｍｍしかない。従って機械加工（ミーリング加工）する場合にはロッドレンズ８１を除去する。ロッドレンズアレイの端部のミーリング加工は、側板８２片の除去、終端板８６を除去するための研削を行う。

側板８２の除去にあたっては本実施の形態１ではロッドレンズ８１の材質がガラスであっても透明プラスチックであっても加工できるようにミーリング加工による研削（切削）で行ったがロッドレンズ８１の材質がガラスであればレーザー加工で実施しても良い。

図４（ｂ）に示す端部加工領域（Ａ部、Ｂ部）はロッドレンズ８１の接続方法により、除去すべき側板８２の距離（大きさ）が異なる。一方のロッドレンズアレイの加工に対しては、他方の側板８２ｂ端部加工領域（Ａ部）では、最端部のロッドレンズ８１から数個（仮に４個とする）分相当まで除去する。また、一方の側板８２ａ端部加工領域（Ｂ部）では最端部のロッドレンズ８１の手前位置まで除去する。

これに対して、もう一方のロッドレンズアレイの加工に対しては、他方の側板８２ｂ端部加工領域（Ｂ部）では最端部のロッドレンズ８１の手前位置まで除去する。また、一方の側板８２ａ端部加工領域（Ａ部）では最端部から数個（仮に４個とする）分のロッドレンズ８１の位置相当まで除去する。その後、一方のロッドレンズアレイにおいて、最端部から数個（仮に４個する）分のロッドレンズ８１を取り除く。

次に加工前からロッドレンズ８１と側板８２とを固定していた粒径の細かい不要な接着剤８３を最端部に位置する部位周辺においてブラッシングし、除去する。また図４ｂで示すロッドレンズ８１を数個（仮に４個とする）除去した部位においてもブラッシングで除去する。

次に図４（ｃ）に示すように加工後の１列配列型レンズ同士を接続したロッドレンズアレイ８０とするため、ロッドレンズ８１を複数個取り除いた領域に、もう一方のロッドレンズ８１集合体の各ロッドレンズ８１側面に付着している接着剤８３が０．０５ｍｍ以下になっていることを確認する。その後、もう一方のロッドレンズアレイ８１集合体を一方のロッドレンズアレイの除去したロッドレンズ８１領域に接触させ、新たに加工領域に接着剤８５を塗布し、側板８２とロッドレンズ８１とを長手方向に沿って面接着させて固定することにより、長尺のロッドレンズアレイ８０を得る。

以上から、複数のロッドレンズ８１とロッドレンズ８１を介して対向設置した側板８２との間に接着剤８５を充填させることでロッドレンズアレイは面接着となるので、ロッドレンズアレイ同士が強固に固定され、繋ぎ目部分の光量低下や光軸のずれを軽減した長尺の密着型イメージセンサを得る効果がある。

次に２列配列型レンズを加工する場合について説明する。

図５は２個のロッドレンズアレイを使用してロッドレンズアレイの不用部分を削除する一例を説明する図であり、図５（ａ）は２列配列型ロッドレンズアレイの端部周辺図、図５（ｂ）は、終端板８６を取り除き（ハッチング部で表示）且つ、除去すべき側板８２の領域（黒部Ａ部、Ｂ部）を示した加工図である。図５（ｃ）は２個のロッドレンズアレイを接続（接合）した後の図である。図５中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す

図３ｂに示す２列配列型レンズでは、本実施の形態１に示すロッドレンズアレイ８０ではロッドレンズ８１間のピッチ（ｐ）は０．７ｍｍであり、ロッドレンズ８１の直径（ｄ）は０．６ｍｍであるためロッドレンズ８１間の隙間は最大０．１ｍｍしかない。従って機械加工（ミーリング加工）する場合にはロッドレンズ８１を除去する。ロッドレンズアレイの端部のミーリング加工は、側板８２片の除去、終端板８６を除去するための研削を行う。

図５（ｂ）に示す端部加工領域（Ａ部、Ｂ部）はロッドレンズ８１の接続方法により、除去すべき側板８２の距離（大きさ）が異なる。一方のロッドレンズアレイの加工に対しては、他方の側板８２ｂ端部加工領域（Ａ部）では、最端部のロッドレンズ８１から数個（仮に４個とする）分相当まで除去する。また、一方の側板８２ａ端部加工領域（Ｂ部）では最端部のロッドレンズ８１の手前位置まで除去する。

これに対して、もう一方のロッドレンズアレイの加工に対しては、他方の側板８２ｂ端部加工領域（Ｂ部）では最端部のロッドレンズ８１の手前位置まで除去する。また、一方の側板８２ａ端部加工領域（Ａ部）では最端部から数個（仮に４個とする）分のロッドレンズ８１の位置相当まで除去する。その後、千鳥形状で２列配列された２系統有するそれぞれのロッドレンズアレイの異なる系列同士のロッドレンズ８１の最端部から数個（仮に４個する）分のロッドレンズ８１をそれぞれ取り除く。すなわち、一方のロッドレンズアレイにおいて、他方の側板８２ｂ側の最端部から数個（仮に４個する）分のロッドレンズ８１を取り除く。また、もう一方のロッドレンズアレイにおいて、一方の側板８２ａ側の最端部から数個（仮に４個とする）分のロッドレンズ８１を取り除く。

次に加工前からロッドレンズ８１と側板８２とを固定していた粒径の細かい不要な接着剤８３を最端部に位置する部位周辺においてブラッシングし、除去する。また図５ｂで示すロッドレンズ８１を数個（仮に４個とする）除去した部位においてもブラッシングで除去する。

次に図５（ｃ）に示すように加工後の２列配列型レンズ同士を接続したロッドレンズアレイ８０とするため、異なる系統同士のロッドレンズ８１を複数個取り除いた領域に、付着しているロッドレンズ８１集合体の各ロッドレンズ８１側面に接着剤８３が０．０５ｍｍ以下になっていることを確認する。その後、両方のロッドレンズアレイ８１集合体を互いに除去したロッドレンズ８１領域に千鳥状になるように接触させ、新たに加工領域に接着剤８５を塗布し、側板８２とロッドレンズ８１とを長手方向に沿って面接着させて固定することにより、長尺のロッドレンズアレイ８０を得る。

以上から、複数のロッドレンズ８１とロッドレンズ８１を介して対向設置した側板８２との間に接着剤８５を充填させることでロッドレンズアレイは千鳥状の構成で面接着となるので、ロッドレンズアレイ同士が強固に固定され、繋ぎ目部分の光量低下や光軸のずれを軽減した長尺の密着型イメージセンサを得る効果がある。

次に３列配列型レンズの加工について説明する。

図６は２個のロッドレンズアレイを使用してロッドレンズアレイの不用部分を削除する一例を説明する図であり、図６（ａ）は３列配列型ロッドレンズアレイの端部周辺図、図６（ｂ）は、終端板８６を取り除き（ハッチング部で表示）且つ、除去すべき側板８２の領域（黒部Ａ部、Ｂ部）を示した加工図である。図６（ｃ）は２個のロッドレンズアレイを接続（接合）した後の図である。図６中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す

図３ｃに示す３列配列型レンズでは、本実施の形態１に示すロッドレンズアレイ８０ではロッドレンズ８１間のピッチ（ｐ）は０．７ｍｍであり、ロッドレンズ８１の直径（ｄ）は０．６ｍｍであるためロッドレンズ８１間の隙間は最大０．１ｍｍしかない。従って機械加工（ミーリング加工）する場合にはロッドレンズ８１を除去する。ロッドレンズアレイの端部のミーリング加工は、側板８２片の除去、終端板８６を除去するための研削を行う。

図６（ｂ）に示す端部加工領域（Ａ部、Ｂ部）はロッドレンズ８１の接続方法により、除去すべき側板８２の距離（大きさ）が異なる。一方のロッドレンズアレイの加工に対しては、他方の側板８２ｂ端部加工領域（Ａ部）では、最端部のロッドレンズ８１から数個（仮に５個とする）分相当まで除去する。また、一方の側板８２ａ端部加工領域（Ｂ部）では最端部のロッドレンズ８１の手前位置まで除去する。

これに対して、もう一方のロッドレンズアレイの加工に対しては、他方の側板８２ｂ端部加工領域（Ｂ部）では最端部のロッドレンズ８１の手前位置まで除去する。また、一方の側板８２ａ端部加工領域（Ａ部）では最端部から数個（仮に５個とする）分のロッドレンズ８１の位置相当まで除去する。

その後、千鳥形状で３列配列された３系統有するそれぞれのロッドレンズアレイの異なる系列同士のロッドレンズ８１の最端部から数個（仮に５個する）分のロッドレンズ８１をそれぞれ取り除く。また、３系統のうち中央に位置する系統の両方のロッドレンズアレイの最端部から数個（仮に２個）分のロッドレンズ８１をそれぞれ除去する。すなわち、一方のロッドレンズアレイにおいて、他方の側板８２ｂ側の最端部から数個（仮に５個とする）分のロッドレンズ８１を取り除く。また、もう一方のロッドレンズアレイにおいて、一方の側板８２ａ側の最端部から数個（仮に５個とする）分のロッドレンズ８１を取り除く。そして側板８２と隔離された両方のロッドレンズアレイの最端部から数個（仮に２個とする）分のロッドレンズ８１を取り除く。

次に加工前からロッドレンズ８１と側板８２とを固定していた粒径の細かい不要な接着剤８３を最端部に位置する部位周辺においてブラッシングし、除去する。また図６ｂで示すロッドレンズ８１を数個（仮に５個とする）除去した部位においてもブラッシングで除去する。

次に図６（ｃ）に示すように加工後の３列配列型レンズ同士を接続したロッドレンズアレイ８０とするため、ロッドレンズ８１を複数個取り除いた領域に付着しているロッドレンズ８１集合体の各ロッドレンズ８１側面に接着剤８３が０．０５ｍｍ以下になっていることを確認する。その後、両方のロッドレンズアレイ８１集合体を互いに除去したロッドレンズ８１領域に千鳥状になるように接触させ、新たに加工領域に接着剤８５を塗布し、側板８２とロッドレンズ８１とを長手方向に沿って面接着させて固定することにより、長尺のロッドレンズアレイ８０を得る。

なお、実施の形態１では、最端部を含む複数のロッドレンズ８１を連続的に除去した領域に隣接配置されるもう一方のロッドレンズアレイのロッドレンズ８１で補間する（間を補う）が、もう一方のロッドレンズアレイのロッドレンズ８１も適宜除去される場合がある。そして、この補間領域に遮光性の接着剤を塗布する。

次に密着型イメージセンサの組立て順序について説明する。図２において、フレーム３０に両面テープ１１０を貼り付ける。図２では、両面テープ１１０は連続しているが、部分的には両面テープがなくても、ほぼ連続的であればよい。連続的に固定する理由として以下のようなことがある。イメージセンサに温度変化が加わったとき、フレーム３０とロッドレンズアレイ８０との熱膨張係数の差異により読み取り幅（長手）方向側に寸法差が生じる。結果ロッドレンズアレイ８０にストレスが加わる。従って長手方向のほぼ全長に亘って両面テープ１１０でロッドレンズアレイ８０を固定することでストレスを吸収する。逆に部分的な固定を行うと、固定している部分はストレスが少ないが、固定していない部分にストレスが集中し、ロッドレンズアレイ８０の接合部が接着されていないとロッドレンズアレイ８０同士の接合部分におおきなストレスが生じる。

次にロッドレンズアレイの端部を取り除いた側と反対側の面を、予めフレーム３０ａに貼り付けた両面テープ１１０に位置合わせ後、機械（治具）接着する。その後、同様に加工を施したロッドレンズアレイを互いに組合せ、レンズ位置合わせ後、機械（治具）接着する。更にロッドレンズアレイを３本以上繋げる場合には、両端に位置しない中央部のロッドレンズアレイの端部処理は、点対象になるように加工しておく。接着の際は遮光を兼ねた接着剤８５をロッドレンズ８１同士が接触する部分の隙間を埋めるように塗布する。遮光を兼ねた接着剤８５を塗布することにより、ロッドレンズ８１の一部が露出している部分の遮光効果が向上する。塗布幅はロッドレンズ８１同士が接触する部分および、ロッドレンズ８１同士が露出している部分とする。塗布高さは光軸方向であるロッドレンズ８１の高さ全域に亘って塗布することが望ましいが、比較的短尺のものであってはロッドレンズ８１の高さの半分程度の塗布であっても良い。

遮光を兼ねた接着剤８５は本実施の形態１では軟性接着効果をもたせるためシリコン系樹脂接着剤を使用した。また、ロッドレンズ８１内からの光漏れおよび外光の入射防止のため黒色を使用したが遮光効果に対しては透明でなければ半濁色であっても遮光性能は確保できる。

本実施の形態１ではフレーム３０に両面テープ１１０を使用して、ロッドレンズアレイ８０を貼り付けたが、フレーム３０の片側にロッドレンズアレイ８０を貼り付けても良い。また、ロッドレンズアレイ８０同士の接続は、図２では隣接する片側２個について説明したが、長尺のイメージセンサを得ることが目的であるため、ロッドレンズアレイ８０の両端はそれぞれ隣接するロッドレンズアレイ８０と連続して接続するので、３個以上のロッドレンズアレイ８０を直線的に接続しても良い。

以上のように本実施の形態１では、汎用サイズのロッドレンズアレイの端部を加工し、個々のロッドレンズアレイの端部ロッドレンズ８１および端部から数個のロッドレンズ８１が接するように接続し、フレーム３０のほぼ全長に亘ってロッドレンズアレイ８０を固定し、ロッドレンズアレイ同士の隙間を埋め、且つ遮光を兼ねた接着剤８５を充填し、ロッドレンズ８１以外から光が通過しないようにしたので、接着部における画像ボケは軽減され、且つ市販の長尺のロッドレンズアレイを使う必要がなく、安価なロッドレンズアレイを使用した高画質の長尺イメージセンサを実現することが可能となる。

実施の形態１では個々のロッドレンズアレイをフレーム３０に順次貼り付けて固定を行ったが、先にロッドレンズアレイ同士を接続させ所望の長さになったロッドレンズアレイをフレームに固定させる方法について実施の形態２で説明する。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２について図を用いて説明する。図７はこの発明の実施の形態１による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイの構成図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は側面図である。図７において、８０ａ、８０ｂ及び８０ｃは個々のロッドレンズアレイを示し、連結してロッドレンズアレイ８０を形成する。図中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

通常、市販のロッドレンズアレイは読み取り焦点を決める共役長（ＴＣ）の一部をなすロッドレンズアレイ本体の高さ方向の厚み（Ｚ）には±０．０５ｍｍ程度のばらつきがある。したがって、高さ（厚み）の異なるロッドレンズアレイ８０同士を接続させるとき、高さ方向の上面又は下面基準で設定した場合、焦点調整を行う際、それぞれのロッドレンズアレイでの焦点最適位置が異なる。よって個々のロッドレンズアレイにおいて焦点最適位置に近い位置になるように調整する必要がある。

これを解決するためにはロッドレンズ８０の高さ方向の中心位置同士を一致させるようにロッドレンズアレイ同士を接続する。実施の形態２ではフレーム３０ａに短尺のロッドレンズアレイを貼り付けず、短尺のロッドレンズアレイ同士を先に貼り付けて所望の長さにし、その後、所望の長さに繋ぎ合わせた長尺のロッドレンズアレイ８０を予めフレーム３０aなどに貼り付けた両面テープ１１０に位置あわせ後機械（治具）接着する。

すなわち、実施の形態１で説明した組立てではロッドレンズアレイ８０の高さ方向が異なる物に対して高さ方向の中心同士で接続することが難しいが、実施の形態２の方法を用いることでロッドレンズアレイ貼り付けに特化した装置を使用して高さ方向の中心同士で接続することが容易となる。これにより接続部分の主走査方向に対する解像度変化を低減することができる。

実施の形態２ではロッドレンズ同士を先に接続する方法について説明したが、実施の形態３では密着型イメージセンサに組み込まれたロッドレンズアレイ８０組込み後のロッドレンズ接続部周辺の補強について説明する。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３について図を用いて説明する。図８は、この発明の実施の形態３による密着型イメージセンサの構成断面図である。図８において、１３０はレンズ接続部補強ネジであり、１３０ａはフレーム３０ａ側に設置された補強ネジ、１３０ｂはフレーム３０ｂ側に設置された補強ネジである。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。

次に作用について説明する。図９は、この発明の実施の形態３による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイ周辺の部分断面模式図である。図中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示す。貫通穴を設けたフレーム３０に組み込まれたロッドレンズ８０は補強ネジ１３０で固定される。短尺のロッドレンズアレイ同士を接続させる場合、遮光を兼ねた接着剤８５によって接続されているが、長期間使用するにあたり温度変化等により該当箇所が剥がれてくる可能性がある。またロッドレンズアレイ８０は緩衝材（両面テープ）１１０とフレーム３０によって位置が固定されているが、緩衝材（両面テープ）１１０が圧縮伸張する。よって、接着部付近にて互いのロッドレンズアレイの光軸にずれが発生し、光学性能に影響が発生する可能性がある。

これら剥がれ防止の対策として、ロッドレンズアレイ８０の接着付近において、側面から補強ネジ１３０を設置する。補強ネジ１３０の締め付けトルクは密着型イメージセンサを構成するフレーム３０の大きさ、材質、強度により決定する。また、補強ネジ１３０はフレーム３０の両方向から締め付けたが片側から締め付けても緩衝材（両面テープ）１１０は弾性体であるので相応の効果がある。

図１０は、この発明の実施の形態３による密着型イメージセンサのロッドレンズアレイ周辺の部分平面図である。すなわち、図９に示したロッドレンズアレイの上面から見た図であり、２列配列型のロッドレンズアレイ８０の接続（接合）部分の周辺図である。ロッドレンズアレイ８０の接続部分において側面より補強ネジ１３０にて補強を行っている。補強ネジ１３０は隣接するロッドレンズアレイの端部周辺にそれぞれに１個ずつ片面から補強ネジを設けるようにしてもよい。また、補強ネジ１３０に替えてブロック状あるいは板状のばねやピンなどの強制取り付け手段１３０を用いても良い。

以上のように本実施の形態３によれば、連続して設置されたロッドレンズアレイ８０のそれぞれの接続部（接続部分）において画像のぼけや、剥離性を向上することができる。すなわち、最端部を含む複数のロッドレンズを連続的に除去した補間領域をフレーム３０の両側から前記強制取り付け手段で締め付け隣接するロッドレンズアレイ同士の並びを直線状に強制固定することで光軸は原稿１と完全に垂直となる。

なお、本実施の形態３によれば、接続部周辺のロッドレンズレンズアレイの貼り付けについて、ロッドレンズアレイ同士の接着強度や信頼性、あるいは要求されるスペックによっては本実施の形態３における強制取り付け手段１３０を用いて、実施の形態１で述べた接着剤８５を塗布することに替えて強制取り付け手段１３０を用いてロッドレンズアレイ８０を挟んで側板８２を両側から強制取り付け手段で締め付けることにより接着剤８５の塗布を省くことも可能である。

以上から実施の形態３による密着型イメージセンサによれば、接着部における画像ボケを軽減し、且つ長尺のロッドレンズアレイを使わなくても安価なロッドレンズアレイを複数個接続することで高画質で長尺型のイメージセンサを実現することが可能となる。

この発明の実施の形態１〜３で説明した密着型イメージセンサのロッドレンズアレイ８０の加工・組立て方法は比較的長尺を要する画像書き込み装置や一般の複写機に使用されるロッドレンズアレイを搭載した密着型イメージセンサにも適用できる。

また、実施の形態１〜３では、密着型イメージセンサの筐体３０に収納した光源６で説明したが、光源は原稿１を介して密着型イメージセンサと対向する位置に設け、原稿１の透過光をロッドレンズアレイ８０で集光しても良い。

２・・ガラスプレート６・・光源９・・受光素子（センサＩＣ）
１０・・センサ基板１１・・Ｌ型プレート１６・・樹脂（遮光部材）
１８・・原稿（被写体）
３０・・フレーム（筐体）３０ａ・・第１フレーム３０ｂ・・第２フレーム
８０・・ロッドレンズアレイ８０ａ・・個々のロッドレンズアレイ
８０ｂ・・個々のロッドレンズアレイ８０ｃ・・個々のロッドレンズアレイ
８１・・ロッドレンズ
８２・・側板８２ａ・・一方側の側板８２ｂ・・他方側の側板
８３・・接着剤（擬似接着剤）８５・・接着剤（遮光を兼ねた接着剤）
８６・・終端板１１０・・緩衝材（両面テープ）
１３０・・強制取り付け手段（接続部補強ネジ）
１３０ａ・・一方側の強制取り付け手段１３０ｂ・・他方側の強制取り付け手段

Claims

被写体に光を照射する光源と、前記被写体で反射又は透過した光を集光させる個々のロッドレンズのそれぞれを隔離するように直線的に配列し、且つ直線的に配列された前記ロッドレンズの最端部に位置するロッドレンズが互いに接するように隣接配置したロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイで結像した光を所定の読み取り幅に亘り受光する受光素子と、連続して配置された複数の前記ロッドレンズアレイを前記所定の読み取り幅に亘り緩衝材を介して固定するフレームとを備え、少なくとも最端部を含む複数のロッドレンズを連続的に除去した領域に隣接配置されるもう一方のロッドレンズアレイのロッドレンズを補間し、この補間領域に遮光性を有する接着剤を塗布した密着型イメージセンサ。
それぞれのロッドレンズアレイは光軸方向サイズの中央を基準に前記フレームと固定される請求項１に記載の密着型イメージセンサ。
被写体に光を照射する光源と、前記被写体で反射又は透過した光を集光させる個々のロッドレンズのそれぞれを隔離するように直線的に配列し、且つ直線的に配列された前記ロッドレンズの最端部に位置するロッドレンズが互いに接するように隣接配置したロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイで結像した光を所定の読み取り幅に亘り受光する受光素子と、連続して配置された複数の前記ロッドレンズアレイを前記所定の読み取り幅に亘り緩衝材を介して固定すると共に前記緩衝材との間に複数の貫通穴を設けたフレームと、前記貫通穴に挿入した強制取り付け手段とを備え、少なくとも最端部を含む複数のロッドレンズを連続的に除去した領域に、隣接配置されたもう一方のロッドレンズアレイのロッドレンズを補間し、この補間領域を前記フレームの両側から前記強制取り付け手段で締め付け隣接するロッドレンズアレイ同士の並びを直線状に強制固定する密着型イメージセンサ。
それぞれのロッドレンズアレイは光軸方向サイズの中央を基準に前記フレームと固定される請求項３に記載の密着型イメージセンサ。