JP2637946B2 - 直接読取り型ラインイメージセンサ - Google Patents
直接読取り型ラインイメージセンサInfo
- Publication number
- JP2637946B2 JP2637946B2 JP60003513A JP351385A JP2637946B2 JP 2637946 B2 JP2637946 B2 JP 2637946B2 JP 60003513 A JP60003513 A JP 60003513A JP 351385 A JP351385 A JP 351385A JP 2637946 B2 JP2637946 B2 JP 2637946B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- image sensor
- photosensitive element
- line image
- grating
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はファクシミリ，文書ファイル，プリンタ等に
用いられる原稿読取りのためのラインイメージセンサに
関する。特に原稿に直接接触させ、読取りの解像度を向
上させることが出来、さらにカラー信号を読取ることが
出来る軽量小型の直接読取り型ラインイメージセンサに
関する。
用いられる原稿読取りのためのラインイメージセンサに
関する。特に原稿に直接接触させ、読取りの解像度を向
上させることが出来、さらにカラー信号を読取ることが
出来る軽量小型の直接読取り型ラインイメージセンサに
関する。
従来例の構成とその問題点 原稿を直接読取り、原稿の文字を電気信号に変換する
ためのセンサとして、光源にLEDアレイを使用し、原稿
に光を照射し、その反射光をセルフォックレンズにより
集光してCdS,アモルフアスシリコン,CCD素子等により形
成された感光素子に導く構造のラインイメージセンサが
実用化されている。しかしセルフォックレンズを使用す
るとコストも高く、サイズも大きくなり、さらにレンズ
の作用で集光効果をもたせてはいるものの、光の利用効
率が悪く、照明用の光源の電力も大きく熱の悪影響も出
てくる。これに対して、セルフォックレンズを用いずイ
メージセンサの裏面からの照明により、原稿を直接接触
させて文字等を読取るラインイメージセンサが提案され
ている。このセンサは、例えば〔田尻他：“直接読取り
密着形イメージセンサ素子構成の検討”電子通信学会技
術報告ED81−35（1981）〕に記載されている。
ためのセンサとして、光源にLEDアレイを使用し、原稿
に光を照射し、その反射光をセルフォックレンズにより
集光してCdS,アモルフアスシリコン,CCD素子等により形
成された感光素子に導く構造のラインイメージセンサが
実用化されている。しかしセルフォックレンズを使用す
るとコストも高く、サイズも大きくなり、さらにレンズ
の作用で集光効果をもたせてはいるものの、光の利用効
率が悪く、照明用の光源の電力も大きく熱の悪影響も出
てくる。これに対して、セルフォックレンズを用いずイ
メージセンサの裏面からの照明により、原稿を直接接触
させて文字等を読取るラインイメージセンサが提案され
ている。このセンサは、例えば〔田尻他：“直接読取り
密着形イメージセンサ素子構成の検討”電子通信学会技
術報告ED81−35（1981）〕に記載されている。
このイメージセンサをカラー化するためには第１図に
示したように、厚さ50〜100μｍ程度の透明保護層５
の、感光素子11〜13に接する表面にカラー化のための色
フィルタ101,102,103を形成，配置するか、感光素子11
〜13の表面に色フィルタを形成・配置しなければならな
い。この時、通常の直接読取り型ラインイメージセンサ
では、フィルタ101〜103の感光素子11〜13に対する位置
合わせが問題となり、さらに、集光効果がなく、照明光
をフィルタするために照明光強度が小さくなるといった
欠点を有する。
示したように、厚さ50〜100μｍ程度の透明保護層５
の、感光素子11〜13に接する表面にカラー化のための色
フィルタ101,102,103を形成，配置するか、感光素子11
〜13の表面に色フィルタを形成・配置しなければならな
い。この時、通常の直接読取り型ラインイメージセンサ
では、フィルタ101〜103の感光素子11〜13に対する位置
合わせが問題となり、さらに、集光効果がなく、照明光
をフィルタするために照明光強度が小さくなるといった
欠点を有する。
さらに照明用の光91〜93は感光素子11〜13が作成され
ている透明絶縁体基板７の表面に対して裏面より照射さ
れなければならないが、この照明光が裏面から直接感光
素子に入射しないように感光素子と透明絶縁体基板の間
に遮光層31〜33を形成している。各種検討の結果、遮光
層31〜33上に直接感光素子を形成すると、遮光層31〜33
を形成する材料が感光素子11〜13中に拡散して感度を損
ねることが判った。それ故に遮光層上に透明絶縁層６を
形成した後に感光素子11〜13を形成している。このよう
に作成行程も複雑になり、金属で形成された遮光層31〜
33の電気的影響も無視できないといった多くの問題があ
り実用化を阻んでいる。第１図で８は原稿である。
ている透明絶縁体基板７の表面に対して裏面より照射さ
れなければならないが、この照明光が裏面から直接感光
素子に入射しないように感光素子と透明絶縁体基板の間
に遮光層31〜33を形成している。各種検討の結果、遮光
層31〜33上に直接感光素子を形成すると、遮光層31〜33
を形成する材料が感光素子11〜13中に拡散して感度を損
ねることが判った。それ故に遮光層上に透明絶縁層６を
形成した後に感光素子11〜13を形成している。このよう
に作成行程も複雑になり、金属で形成された遮光層31〜
33の電気的影響も無視できないといった多くの問題があ
り実用化を阻んでいる。第１図で８は原稿である。
発明の目的 本発明の目的は、直接読取り型ラインイメージセンサ
を作成する行程を簡単にし、カラー化を容易に実現して
解像度を向上することが出来る構造を提供することを目
的とする。
を作成する行程を簡単にし、カラー化を容易に実現して
解像度を向上することが出来る構造を提供することを目
的とする。
発明の構成 本発明はガラス等の透明絶縁体基板の一表面上に周期
的に配置した感光素子を作成し、その同一表面の感光素
子を作成していない部分に、透明絶縁体の感光素子を作
成していない表面から照射される光の進路を変更あるい
は集束するためのグレーティングを形成した構成となっ
ている。このグレーティングは、透明絶縁体上に透明膜
を形成し、その厚みを周期的に変化させて得られる。さ
らに透明絶縁体の表面の形状を周期的に変化させてもよ
い。さらには、光に対する屈折率を基板と異なる材料を
基板中に拡散させることにより周期的に変化させてもよ
い。
的に配置した感光素子を作成し、その同一表面の感光素
子を作成していない部分に、透明絶縁体の感光素子を作
成していない表面から照射される光の進路を変更あるい
は集束するためのグレーティングを形成した構成となっ
ている。このグレーティングは、透明絶縁体上に透明膜
を形成し、その厚みを周期的に変化させて得られる。さ
らに透明絶縁体の表面の形状を周期的に変化させてもよ
い。さらには、光に対する屈折率を基板と異なる材料を
基板中に拡散させることにより周期的に変化させてもよ
い。
このグレーティングは、光を集光あるいは回折させる
ために使用できる。このグレーティングの光波長に対す
る特性のうち、周期的な屈折率変化で形成されたグレー
ティングの回折角は、グレーティングに対する同一の入
射角の異なる波長をもつ光に対して第３図のようにな
る。ここで着目したのは、通常、回折強度の大きい１次
回折光に対するものである。図に示されたように波長が
長くなるにつれて同一のグレーティングでも回折角が大
きくなる。さらに、このグレーティングを設計してレン
ズ作用をもたせることが出来、集光グレーティングと呼
ばれているが、このようなグレーティングはその集光点
つまり焦点ｆの距離が入射光の波長により変化する。例
えば、500nmの波長をもつ入射光に対して焦点距離f1と
なるように設計した集光グレーティングに各種波長の光
が入射した時、第４図に示したようにその焦点距離ｆは
波長に対して図のようになる。このようなグレーティン
グの特性を利用し、第２図に示すように赤、青、緑に対
応する波長をグレーティング21、22、23により選択し、
それらの波長の光に対応させて配置した感光素子11、1
2、13に導くことにより、ラインイメージセンサの照明
光を効率よく集光し、カラー化することが可能となる。
ために使用できる。このグレーティングの光波長に対す
る特性のうち、周期的な屈折率変化で形成されたグレー
ティングの回折角は、グレーティングに対する同一の入
射角の異なる波長をもつ光に対して第３図のようにな
る。ここで着目したのは、通常、回折強度の大きい１次
回折光に対するものである。図に示されたように波長が
長くなるにつれて同一のグレーティングでも回折角が大
きくなる。さらに、このグレーティングを設計してレン
ズ作用をもたせることが出来、集光グレーティングと呼
ばれているが、このようなグレーティングはその集光点
つまり焦点ｆの距離が入射光の波長により変化する。例
えば、500nmの波長をもつ入射光に対して焦点距離f1と
なるように設計した集光グレーティングに各種波長の光
が入射した時、第４図に示したようにその焦点距離ｆは
波長に対して図のようになる。このようなグレーティン
グの特性を利用し、第２図に示すように赤、青、緑に対
応する波長をグレーティング21、22、23により選択し、
それらの波長の光に対応させて配置した感光素子11、1
2、13に導くことにより、ラインイメージセンサの照明
光を効率よく集光し、カラー化することが可能となる。
実施例の説明 本発明の実施例を第２図，第５図に示す。第２図にお
いて透明絶縁体基板７上に原稿を照射するための照射光
91〜93が直接、感光素子に入射しないように遮光層31〜
33を形成する。この遮光層はカラーセンサの場合にはCr
で形成するのが適している。
いて透明絶縁体基板７上に原稿を照射するための照射光
91〜93が直接、感光素子に入射しないように遮光層31〜
33を形成する。この遮光層はカラーセンサの場合にはCr
で形成するのが適している。
この遮光層31〜33の表面に、感光素子に遮光層材料が
悪影響を与えないように透明絶縁層６を形成する。これ
は、ガラスのスパッタ膜等により作成出来る。そしてこ
の透明絶縁層６の表面に、原稿を照明する照明光を設計
した位置に照射し第３図及び第４図に示したように光の
波長を選択するように設定し、感光素子11〜13に対して
最適となるような光照射面積を設定するために、PMMA等
の樹脂あるいはSiO2,Ta2O5ガラス等の透明絶縁体により
グレーティング21〜23及び41〜43を形成する。このグレ
ーティング21〜23及び41〜43はイオンビームによるエッ
チング，熱拡散，異方性のウェットエッチング等の技術
により作成できる。このグレーティング21〜23は透明絶
縁層６と基板７の間に形成してもよい。感光素子11〜13
は透明絶縁層６の表面にCdS,CdSe,CdTe,アモルファスシ
リコン,CCD等の感光材料を用いてスパッタ技術等により
形成する。これらグレーティング21〜23及び41〜43と感
光素子11〜13は、原稿を読取る場合に原稿との距離を設
定し、摩耗を防ぐため透明保護層３を形成する。これは
ガラス等の薄板を基板７に接着する構造としてもよい。
悪影響を与えないように透明絶縁層６を形成する。これ
は、ガラスのスパッタ膜等により作成出来る。そしてこ
の透明絶縁層６の表面に、原稿を照明する照明光を設計
した位置に照射し第３図及び第４図に示したように光の
波長を選択するように設定し、感光素子11〜13に対して
最適となるような光照射面積を設定するために、PMMA等
の樹脂あるいはSiO2,Ta2O5ガラス等の透明絶縁体により
グレーティング21〜23及び41〜43を形成する。このグレ
ーティング21〜23及び41〜43はイオンビームによるエッ
チング，熱拡散，異方性のウェットエッチング等の技術
により作成できる。このグレーティング21〜23は透明絶
縁層６と基板７の間に形成してもよい。感光素子11〜13
は透明絶縁層６の表面にCdS,CdSe,CdTe,アモルファスシ
リコン,CCD等の感光材料を用いてスパッタ技術等により
形成する。これらグレーティング21〜23及び41〜43と感
光素子11〜13は、原稿を読取る場合に原稿との距離を設
定し、摩耗を防ぐため透明保護層３を形成する。これは
ガラス等の薄板を基板７に接着する構造としてもよい。
グレーティング41〜43により、このセンサの照明光を
大きな面積で受光して集光しグレーティング21〜23に導
いてやれば、同一の照明電力で原稿への入射光の強度を
上げることが可能となり、感光素子の効率をセンサーと
して向上させることが出来る。又、グレーティング41〜
43により集光すると、感光素子に照明光が直接入射する
ことがなくなり、それ故、第１図で示した遮光層31〜33
及び透明絶縁層６が除去可能となる。
大きな面積で受光して集光しグレーティング21〜23に導
いてやれば、同一の照明電力で原稿への入射光の強度を
上げることが可能となり、感光素子の効率をセンサーと
して向上させることが出来る。又、グレーティング41〜
43により集光すると、感光素子に照明光が直接入射する
ことがなくなり、それ故、第１図で示した遮光層31〜33
及び透明絶縁層６が除去可能となる。
以上のグレーティング21〜23及び41〜43を青，赤，緑
等の光の波長に対して設計するため、その周期寸法はそ
れぞれ異なったものになる。第２図では照明光は２つの
グレーティングで波長選択され、選択性が良好な構造と
なっている。
等の光の波長に対して設計するため、その周期寸法はそ
れぞれ異なったものになる。第２図では照明光は２つの
グレーティングで波長選択され、選択性が良好な構造と
なっている。
第５図は、波長選択性を増すために、透明保護層５の
原稿接触面側に照明光に対するマスクを設けた構造とな
っている。つまり、グレーティング21〜23及び41〜43に
より集光，回折される光は、所望の波長以外の照明光に
ついては、回折角がずれて隣接する感光素子に入射し、
不要な信号を生じさせる恐れがあるので、第５図201の
遮光層によりこれを防いでいる。202は原稿による保護
層５の摩耗防止膜であり薄膜ダイヤモンド等が使用可能
である。
原稿接触面側に照明光に対するマスクを設けた構造とな
っている。つまり、グレーティング21〜23及び41〜43に
より集光，回折される光は、所望の波長以外の照明光に
ついては、回折角がずれて隣接する感光素子に入射し、
不要な信号を生じさせる恐れがあるので、第５図201の
遮光層によりこれを防いでいる。202は原稿による保護
層５の摩耗防止膜であり薄膜ダイヤモンド等が使用可能
である。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による密着型
イメージセンサは簡単な構造によってカラー化を可能と
し、同一の照明電力により高出力信号を得ることが出
来、整作の工程が簡単となる。さらにセルフォックレン
ズのようなサイズの大きい素子を使用せず、感光素子を
小さくすることが出来るので、原稿読取りの解像度を向
上させることが出来、センサーのカラー化が容易とな
る。
イメージセンサは簡単な構造によってカラー化を可能と
し、同一の照明電力により高出力信号を得ることが出
来、整作の工程が簡単となる。さらにセルフォックレン
ズのようなサイズの大きい素子を使用せず、感光素子を
小さくすることが出来るので、原稿読取りの解像度を向
上させることが出来、センサーのカラー化が容易とな
る。
第１図は従来例のセンサーを説明するための断面図、第
２図，第５図は本発明の実施例のセンサーを示した断面
図、第３図，第４図は本発明の特徴となるグレーティン
グのフィルタ原理を説明するための図である。 11,12,13……感光素子、21〜23……グレーティング、31
〜33及び201……遮光層、41〜43……グレーティング、
５……透明保護層、６……透明絶縁層、７……透明基
板、８……原稿、91〜93……照明光束。
２図，第５図は本発明の実施例のセンサーを示した断面
図、第３図，第４図は本発明の特徴となるグレーティン
グのフィルタ原理を説明するための図である。 11,12,13……感光素子、21〜23……グレーティング、31
〜33及び201……遮光層、41〜43……グレーティング、
５……透明保護層、６……透明絶縁層、７……透明基
板、８……原稿、91〜93……照明光束。
Claims (1)
- 【請求項１】透明絶縁体基板の一表面上に、２つ以上の
異なった波長の光をそれぞれ受光する、感光素子を薄膜
状に形成して周期的に配列した２つ以上の感光素子群
と、上記表面と同一表面上で、感光素子を形成していな
いそれぞれの感光素子群に隣接する部分に、前記それぞ
れの感光素子群に対応させて光を集束あるいは屈折させ
るために前記２つ以上の異なった光波長に対応するよう
に、それぞれ異なった周期寸法をもつ２種以上のグレー
ティングをそれぞれ形成し、これらグレーティングによ
り選択された上記２つ以上の異なった波長の光を、それ
ぞれに対応した上記感光素子群により読み取ることを特
徴とする直接読取り型ラインイメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003513A JP2637946B2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 直接読取り型ラインイメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003513A JP2637946B2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 直接読取り型ラインイメージセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61161867A JPS61161867A (ja) | 1986-07-22 |
| JP2637946B2 true JP2637946B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=11559439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60003513A Expired - Lifetime JP2637946B2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 直接読取り型ラインイメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637946B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01162365A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | イメージセンサ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5544470A (en) * | 1978-09-27 | 1980-03-28 | Hitachi Ltd | Apparatus for damping swing of rope suspension crane |
| JPS5846181A (ja) * | 1981-09-08 | 1983-03-17 | カネボウ株式会社 | ピリング防止加工法 |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP60003513A patent/JP2637946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61161867A (ja) | 1986-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |