JP2769812B2 - 原稿読み取り装置 - Google Patents

原稿読み取り装置

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JP2769812B2 JP61221449A JP22144986A JP2769812B2 JP 2769812 B2 JP2769812 B2 JP 2769812B2 JP 61221449 A JP61221449 A JP 61221449A JP 22144986 A JP22144986 A JP 22144986A JP 2769812 B2 JP2769812 B2 JP 2769812B2
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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、画像読み取り装置に係り、特に、原稿への
光照射手段すなわち光源と原稿からの反射光検出手段と
を一体化してなる画像読み取り装置に関する。 〔従来技術およびその問題点〕 水素化アモルファスシリコン等のアモルファス半導体
薄膜あるいは硫化カドミウム(CdS)−セレン化カドミ
ウム(CdSe)等の多結晶薄膜や光導電体層として使用し
たサンドイッチ型の光電変換素子は、優れた光電変換特
性を有しており、かつ構造が簡単で大面積化が容易であ
ることから、原稿と同一幅のセンサ部を有する密着性イ
メージセンサ、すなわち縮小光学系を必要としない大面
積デバイスとして原稿読み取り装置への幅広い利用が注
目されている。 この密着性イメージセンサは、微細な光電変換素子を
原稿の読み取り幅に相当する長さ分だけ直線上に配列
し、原稿からの反射光により生じた個々の素子の抵抗変
化を選択回路により時系列信号としてとり出すもので、
通常、第3図に示す如く、左右の発光ダイオード(LE
D)アレイからなる光源111により、照射された原稿112
からの反射光をライトフォーカシングロッドレンズアレ
イと呼ばれる導光系113で、光電変換素子からなる受光
素子アレイ114に導き、そこで原稿の像を等倍の正立像
として結像するように構成されており、受光素子アレイ
が受光した光量の大小を光電流の大小に変換し、原稿の
読み取りが行なわれる。 このような装置では、ライトフォーカシングロッドレ
ンズアレイは光ファイバを用いているため、その屈折率
変化を大きくすることができないことから開口率が小さ
く、高価であるという欠点があった。 また、光源は原稿面と受光素子アレイとの間に配置さ
れねばならない上、光源と原稿面との間には必ずある一
定の間隔が必要であり、真の意味で密着とすることがで
きなかった。 そこで、開口率が大きく光使用効率の高い導光系を備
えた密着型イメージセンサを形成すべく、透光性基板の
1方の面に受光素子を配設すると共に他方の面に多層薄
膜からなる導光系を形成し、他方の面を入射面としたも
の(特開昭59−121947号公報)等も提案されている。 しかしながら、依然として光源は原稿面と受光素子ア
レイとの間に配置されねばならず、装置の小型化には限
界があった。 本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、軽量で
かつ小型の原稿読み取り装置を提供することを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで本発明の原稿読み取り装置では、所定の間隔で
多数個の光電変換素子を配設してなるセンサ部と、前記
センサ部の受光面に、透光性の第1電極と、発光層と、
透光層の第2電極とを具備した薄膜EL素子からなる発光
部とを備え、前記センサ部は、前記発光部から前記透光
性の第1電極を介して直接入射する光と、原稿面からの
反射光との和を、検知することにより、原稿の読み取り
を行うようにしている。 〔作用〕 本発明は、発光層を挟んで全面に形成された透光性の
第1および第2電極との間に電圧をかけることにより、
大面積にわたって均一な光を送出することのできる発光
部と、これを感知するセンサ部とを、透光性絶縁膜を介
して密着せしめたことを特徴とするものである。発光部
とセンサ部との間には遮光膜が介在しておらず、背面側
への光を遮蔽するのではなく、積極的に利用し、光量の
増大を図るとともに、遮光膜あるいはこれに形成された
開口もなく、この開口に起因する電界の印加されない領
域の存在により光量のばらつきが生じたりすることもな
いため、読取り特性の高精度化をはかることができる。
さらにまた、面全体を光源とすることができるため、大
面積化が可能となり、センサの個別電極によって、光電
電流を読み出すようにした構成であるため、センサ面積
を有効に利用し、大面積化が容易である。 従って、かかる構成により、原稿面およびセンサ面を
それぞれ全面にわたって均一な光で照射し、大面積にわ
たり高精度でかつ高速の読取りを可能とする。また、遮
光膜が不要であり極めて簡単な構造で良く、センサピッ
チは個別電極13の配設ピッチに依存するのみであり、極
めて高精度の読取りの可能なセンサを形成することがで
きる。そしてまた、透光性の絶縁膜を介して発光部とセ
ンサ部とを密着させた状態で、発光部の後方にあるセン
サ部で、発光部からの直接光を検知すると共に、さらに
発光部の前方の原稿面からの反射光を検知し、これら直
接光と反射光の和をセンサ光量としたものである。 このように、かかる構成によれば、 発光部とセンサ部との間には遮光膜が介在しておら
ず、発光層の全領域に形成された第1および第2の透光
性電極によって均一に電界が印加され、また遮光膜ある
いはこれに形成された開口等に起因する光量のばらつき
がないため、原稿面およびセンサ面がそれぞれ全面にわ
たって均一な光で照射せしめられる。従って、大面積に
わたり高精度でかつ高感度化をはかることができ高速の
読取りを可能とする。 センサピッチは電極の配設ピッチのみで決定され、極
めて高精度の原稿読取り装置を形成することができる。 遮光膜が不要で極めて簡単な構造で良い。 装置全体の一体化が可能となり、装置の薄型化をはか
ることができるとともに、出力の減衰を低減し、読み取
り特性の向上を図ることができる。 原稿読み取り装置全体を薄膜プロセスで形成すること
ができるため製造が容易となる。 という効果を奏効する。 すなわち、この原稿読み取り装置では、第1図にその
1例を示す如く発光部ELからの光Lには表面側すなわち
原稿面に向う第1の光L1と、直接裏面側のセンサ部Sに
向う第2の光L2とがある。 ところで、原稿面が黒い背景で、その中に白い像Gが
ある場合と、原稿面が白い背景で、その中に黒い像Gが
ある場合とがある。 前者の黒い背景の場合、これら第1の光L1は原稿面に
像Gが存在するときのみ反射されて反射光L1′として発
光部ELを通りセンサ部Sに入る。 このように、センサ部Sは通常は第2の光L2を受けて
おり、像Gが存在するときのみL1′が入射し、センサ部
はL2+L1′の光を受ける。 従ってL2に対応するセンサ電流Iをしきい値とし、画
情報の読み取りを行なうことが可能となる。 また白い背景に黒い像がある場合は、前記場合と逆に
像G′が存在する領域では、像G′が入射した光は吸収
されるため、センサ部が第2の光L2のみを受けている。
一方、それ以外の背景面に入射した光は反射するため、
センサ部は第2の光L2に加え反射光であるL1′を受け
る。このようにして、画情報の読取りを行う。 なお、センサ部を2次元のドットマトリックスセンサ
で構成することにより、極めて容易に2次元の原稿読取
りが可能となる。 また、薄膜EL素子を、前記センサ部の表面に、透光性
の絶縁膜を介して積層せしめることにより、装置全体の
一体化が可能となり、装置の薄形化をはかることができ
るとともに、出力の減衰を低減し、読取りの特性の向上
をはかることができる。さらに、原稿読取り装置を薄膜
プロセスで形成することができるため、製造が容易とな
る。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細
に説明する。 第1図は、本発明実施例の原稿読み取り装置を示す図
である。 この原稿読み取り装置は、ガラス基板10上に形成され
たm行n列のドットマトリックスセンサからなるセンサ
部Sとこのセンサ部Sの受光面側に酸化シリコン層から
なる透光性の絶縁膜20を介して配設された薄膜EL素子か
らなる発光部ELとから構成されており、発光部ELからの
光で原稿面Dを照射し、この反射光の有無をセンサ部S
によって検出するようにしたものである。 ここでセンサ部Sはガラス基板10上にストライプ状に
分割形成されたm本のクロム層パターンからなる金属電
極11と、水素化アモルファスシリコン層からなる光導電
層112と前記金属電極とは直交するように形成されたn
本のストライプ状の酸化錫(SnO2)層パターンからなる
透光性電極12とが順次積層されてなり、金属電極11と透
光性電極13の各パターンの交差部すなわち両者で囲まれ
た部分が夫々サンドイッチ型の光電変換素子として動作
するようになっている。 また発光部ELは、前記透光性の絶縁膜上に形成された
背面電極13としての酸化錫層と、酸化タンタルからなる
第1の該電体層32と発光層33としての発光中心をマンガ
ン(Mn)とした硫化亜鉛(ZnS)層(ZnS:Mn)酸化タン
タルからなる第2の誘電体層34と、表面の透光性電極35
としての酸化錫層とを順次積層せしめてなる二重誘電体
構造の薄膜EL素子からなるもので、前記背面電極と透光
性電極との間に電圧を印加することにより、発光層から
光が放出せしめられる。ここで、光は、できるだけ表面
に向うようにする必要があるが、第1の誘電体層および
背面電極は、原稿面からの反射光を透過するものでなけ
ればならない。 製造に際しては、通常の薄膜形成技術およびフォトリ
ソグラフィー技術を用いて順次各層を積層せしめるよう
にすればよいが、ここで注意すべきなのは、透光性絶縁
膜20の形成を減圧CVD法による等の方法によりセンサ部
S表面の段差を減少せしめるようにすることである。こ
れにより、発光部が平坦面に形成され、発光層の膜厚を
均一化することができるため、出力のばらつきが抑制さ
れ均一な光照射を行うことができる。また発光層が均一
に形成されているため、電圧の局所集中もなく、発光層
の劣化が防止され、装置全体としての長寿命化をはかる
ことができる。 次に、この原稿読み取り装置を用いた読み取り操作に
ついて説明する。 発光部ELの背面電極31と透光性電極35との間に所定の
電圧を印加すると、発光層33から第1の光L1および第2
の光L2が夫々表面側および裏面側に放出される。 前記第1の光L1は原稿面Dを照射し、第2の光L2は背
面のセンサ部Sに直接入射せしめられる。 このとき、原稿が、黒い背景に、白い像Gが形成され
たものである場合、原稿面Dに像Gが存在しない領域で
は、光は吸収されるが、像Gが存在する領域では、像G
に反射され、反射光L1′として発光部を通過してセンサ
部Sに入る。 センサ部Sでは、通常は直接光L2を受けており、像が
存在する場合のみ反射光L1′を受け、計L=L2+L1′の
光量を得ることになる。 一方、通常の印刷物のように白い背景に黒い文字(像
G)がある場合、原稿面Dに像Gが存在する領域では光
L1は反射されず、像Gが存在しない領域では反射されL2
+L1′の光量を得る。第2図に、発光部の輝度とセンサ
電流との関係を示す。aは像がある場合、bは像がない
場合を示す。ここでは、原稿が、黒い背景に、白い像G
が形成されたものである場合を測定しており、縦軸はμ
A、横軸はcd/m2を表す。ここでCは0.1μAを示し、こ
の横破線と交差する縦破線は50cd/m2を表す。 そこで直接光L2よりやや大きい値に対応する光電流I
をしきい値cとし、センサ部を流れる電流iがしきい値
cより大であるときをON、小であるときをOFFとするこ
とにより2次元の視覚情報として取り出すことができ
る。 かかる装置によれば光源(照明手段)が不要であり原
稿と密着して配置できる上極めて構造が簡単かつ小形
(特に薄形)軽量化が可能である。 また、2次元の視覚情報の読み取りには従来はフォト
ダイオードにより点順次走査方式か、ラインセンサによ
る線順次走査方式かが用いられてきたが、これらの方法
では、情報の読み取りには機械駆動系が必要であり、読
み取りには多大な時間を要していたのに対し、この装置
によれば、大面積化が容易で2次元の読み取りを短時間
で容易に行なうことができる。 なお、実施例では、2次元の情報読み取りについて説
明したが、1次元の情報読み取りにも適用可能であるこ
とはいうまでもない。 また、センサ部の構造についてもドットマトリックス
形に限定されることなく適宜変更可能である。 更にまた、発光部の薄膜EL素子の構造についても同様
である。 〔効果〕 以上説明してきたように、本発明の原稿読み取り装置
によれば、センサ部の受光面側10に薄膜EL素子からなる
発光部を一体的に配設せしめるようにしているため、照
明手段が不要である上、小型かつ軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明実施例の原稿読み取り装置を示す図、
第2図は、同装置における薄膜EL素子の輝度とセンサ電
流との関係を示す図、第3図は、従来例の密着型イメー
ジセンサを示す図である。 111……光源、112……原稿、113……導光系、114……受
光素子アレイ、S……センサ部、EL……発光部、10……
ガラス基板、11……金属電極、 12……光導電層、13……透光性電極、20……透光性絶縁
膜、31……背面電極、32……第1の誘電体層、33……発
光層、34……第2の誘電体層、 35……透光性電極、D……原稿面、G……像。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.所定の間隔で多数個の光電変換素子を配設してなる
    センサ部と、 前記センサ部の受光面に透光性の絶縁膜を介して密着積
    層せしめられた透光性の第1電極と、発光層と、透光性
    の第2電極とを具備した薄膜EL素子からなる発光部とを
    備え、 前記センサ部は、前記発光部から前記透光性の第1電極
    を介して直接入射する光と、原稿面からの反射光との和
    を、検知することにより、原稿の読み取りを行うことを
    特徴とする原稿読み取り装置。 2.前記センサ部は2次元のドットマトリックスセンサ
    から構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の原稿読み取り装置。 3.前記センサ部は、前記薄膜EL素子との間に介在せし
    められた透光性の絶縁膜側に所定のピッチで配列された
    透光性の個別電極と、さらにこの上に順次積層された光
    電変換層と、一体電極とで構成されたことを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項記載の原稿読み取り装置。
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JPS59210664A (ja) * 1983-05-16 1984-11-29 Fujitsu Ltd 長尺密着型イメ−ジセンサ

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