JP2784138B2 - イメージセンサ - Google Patents
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- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
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- H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
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Description
ナ等の原稿の読み取りに使用する密着イメージセンサ、
特に光を照射する光源並びに改良された密着イメージセ
ンサの密閉構造に関する。
に開示されている従来の密着イメージセンサの断面図で
ある。図において、密着イメージセンサは、筐体1と、
棒状光源2を固定する脱着可能な筐体の一部3と、集束
レンズ4と、イメージセンサ5と、ガラス板6と、回路
基板7と、を有している。
説明する。
通過し、検出対象物である原稿8の検出面を照射する。
原稿8の配色の濃度により、例えば白色面は、光を反射
する。この反射光は、ガラス板6を通過し、集束レンズ
4で集光され、イメージセンサ5の受光部で受光され
る。この受光された光を回路基板7等により、原稿8の
文字等を読み取ることができる。
を仕切ることで原稿8あるいは外部環境からの異物の混
入を防止しセンサとしての精度を維持するとともに、原
稿8の支持台としても利用される。
密着イメージセンサは、上記構成のように異物混入を防
止するためのガラス板の内側に設けられた棒状光源と原
稿との距離が比較的離れているので、照明効率の低下を
防ぐために高輝度の光源を用いる必要があった。
反射光を通過させるとともに、密着イメージセンサ内に
異物が混入することから防止する密閉型構造を形成する
ために、密着イメージセンサの一部をガラス板等透明カ
バーでカバーするという構成にする必要があった。
になされたものであり、その目的は、センサとしての読
み取り精度を維持しつつ光源の輝度を低下させるととも
に、透明カバーを用いなくても異物の混入を防止しうる
イメージセンサを提供することにある。
するために、第1の発明に係るイメージセンサは、角柱
状の透明体であって、搬送される検出対象物に対して光
を放射する照射部を有する少なくとも1つ以上の照射体
と、前記照射部を除いた前記照射体の表面を被覆する光
遮蔽部材と、前記照射部からの照射光が前記検出対象物
により反射され、その反射光を集束する集束光学手段
と、前記集束光学手段により集束された集束光を受光す
るセンサとを有し、前記照射部を前記照射体の前記検出
対象物を臨みかつ前記検出対象物の搬送方向と直交する
一角を切り欠くことによって形成された面に配設するこ
とによって前記照射体と接しながら搬送される前記検出
対象物に近接させたものである。
の発明において、前記照射部を表面加工するとともに前
記照射部の前記角柱状の端面近傍に配設された光源の設
置側端部に遮光部を設けたものである。
又は第2の発明において、前記検出対象物からの反射光
の通路における前記集束光学手段の入射側に透明部材を
充填することで内外を隔離したものである。
の発明において、前記透明部材の上部に突出部を設けた
ものである。
の発明において、前記突出部は、チ クソ性シリコン樹脂
であるものとする。
ジセンサにおいては、照射体から光を検出対象物に直接
照射する。検出対象物からの反射光は、集束光学手段で
集光されセンサで受光され、光電変換され電圧出力を得
る。本発明によれば、照射体を検出対象物に近接させる
ことができるので、イメージセンサとしての読み取り精
度を低下させることなく光源の輝度を下げることができ
る。
る。
の第1実施例の構成を示す断面図である。図1に示した
ように、筐体10の上部には、検出対象物である原稿3
0に光を直接放射する連続光源12と原稿ガイド14と
が設けられている。連続光源12は角棒形状に形成され
ている。その上方端部の一端に設けられた照射部12a
を除いて、連続光源12を形成するガラス全面に外部か
ら黒コーディングを施し、不要光の放射を除去してい
る。筐体10の内部には、原稿30からの反射光を集光
する集束レンズ16と、集束レンズ16により集光され
た光を受光する受光部及び駆動回路で構成された受光手
段としてのセンサチップ18を並設させたセンサ基板2
0と、が配設されている。また、センサ基板20上に
は、センサチップ18により受光された光から画像信号
に変換等行うアンプ、チップ抵抗、チップコンデンサ、
論理IC等の各種電子部品22が搭載されている。ま
た、連続光源12と原稿ガイド14とで形成された原稿
30からの反射光の通路には、例えばエポキシ樹脂、シ
リコン樹脂、プラスチック等で形成される透明樹脂24
が充填されており、筐体10の内部と外部とを隔離して
いる。本実施例においては、透明樹脂24は、連続光源
12、原稿ガイド14及び集束レンズ16に固着されて
いる。これにより、連続光源12と原稿ガイド14とを
筐体10に固定させているとともに連続光源12と集束
レンズ16とを固定することで光路のずれを防止するこ
とができる。
源12を原稿30に近接させて配置したことである。こ
れにより、連続光源12の輝度を低く抑えたとしてもセ
ンサとしての読み取り精度を低下させることなく原稿3
0を読み取ることができる。
してふさぐようにしたので、筐体の表面上にガラス板等
でカバーをしなくても密閉型構造を形成することができ
る。これにより、原稿30あるいは外部環境からの異物
の混入を防止することができる。
る。
は、原稿30に照射される。原稿30は、連続光源12
の上部に接触しながら搬送される。角棒形状の連続光源
12は、筐体10から露出しており、原稿ガイドとして
の役目をも果たしている。原稿30と照射部12aとは
近接しているので、連続光源12の輝度は弱くても原稿
30に当たる照度を充分維持することができる。照射光
は、原稿30上の黒色部で吸収されるので、ほとんど反
射されない。一方、照射光は、原稿30上の白色部でほ
ぼ100%反射される。この反射光は、透明樹脂24を
介して集束レンズ16で集光される。この集束レンズ1
6で集光された光は、センサ基板20上のセンサチップ
18の受光部で受光され、光電変換され電圧出力を得
る。通常、センサチップ18は、64ビットの一固まり
の受光部を有している。このセンサチップ18は、1列
に並んで配置されており、例えば、A4サイズの原稿用
の密着イメージセンサの場合、1728ビットの受光部
を有していることになる。電圧出力はセンサチップ18
の駆動回路で読み取り周期に応じて順次取り出される。
そして、光電変換された電気信号は図示しないコネクタ
を介して外部へ出力される。
ては、連続光源12を原稿30に近接させて配置してい
る。通常の光源を使用する場合は、照明のリップルがあ
るため光源と原稿との距離を10mm以上にする必要が
あるのに対して、連続光源を使用する場合は、照明のリ
ップルが少なく理論的にもゼロにすることが可能であ
る。従って、本実施例においては、連続光源12を用い
ることで原稿30と照射部12aとを近接させて設ける
ことができる。
源12を原稿30に近接させて設けることができるの
で、連続光源12の輝度を下げることができる。あるい
は、通常使用時の輝度を維持すれば、より高い照度をえ
ることができるのでコントラスト(明暗比)を高くする
ことができる。更に、連続光源12は、筐体10に内蔵
されていないので、交換等保守作業を容易に行うことが
できる。
射光を透過するとともに連続光源12と原稿ガイド14
とをふさいでいるので、外部からの異物の混入を防ぐこ
とができる。
紙をスムーズに行わせるために原稿ガイド14を連続光
源12の搬出側に設けた。特に、原稿ガイド14を搬入
側に設けられている連続光源12の高さより低く設定
し、原稿ガイド14と透明樹脂24とで形成される段差
を小さくすることで、紙づまりを生じにくくすることが
できる。
の構成を示す断面図である。なお、上記第一実施例と同
様の要素には同じ符号を付ける。後述する他の実施例に
おいても同様とする。
は、原稿30からの反射光の通路を筐体10の内部側か
らふさぐガラス板26を設けたことを特徴とする。
と原稿ガイド14とで形成される反射光の通路をふさぐ
ことで外部からの異物の混入を防ぐことができる。更
に、ガラス板26は、連続光源12及び原稿ガイド14
をそれらの下部側から支持しているとともに連続光源1
2と集束レンズ16とを固定することで光路のずれを防
止することができる。
と同様であるので説明は省略する。本実施例によれば、
実施例1と同様、連続光源12を原稿30に近接させて
設けることができるので、連続光源12の輝度を下げる
ことができる。あるいは、通常使用時の輝度を維持すれ
ば、より高い照度を得ることができるのでコントラスト
(明暗比)を高くすることができる。更に、連続光源1
2は、筐体10に内蔵されていないので、交換等保守作
業を容易に行うことができる。
の構成を示す断面図である。図3に示したように、本実
施例においては、密着イメージセンサの上面であって集
束レンズ16の上方両側に連続光源12、112を配設
する。各連続光源12、112は、その上方端部の集束
レンズ16側を一部切削(C−トリ)加工して照射部1
2a、112aを設ける。
源12、112の上方端部を一部切削加工することで、
原稿30に向かって照射可能にしたことである。更に、
原稿30の搬出側に設置された連続光源112の集束レ
ンズ16側端部、すなわち原稿30の搬入側を切削加工
したので、原稿30の搬送時に紙当たりによる紙づまり
を生じにくくすることができる。
実施例と同様であるので説明は省略する。
−トリ)加工して照射部112aを設けたので、紙づま
りを生じにくくすることができる。また、上記第1実施
例と同様、連続光源12、112を原稿30に近接させ
て設けることができるので、連続光源12、112の輝
度を下げることができる。あるいは、通常使用時の輝度
を維持すれば、より高い照度を得ることができるのでコ
ントラスト(明暗比)を高くすることができる。特に、
本実施例においては2つの連続光源12、112を用い
るのでよりコントラストをより高くすることができる。
更に、連続光源12は、筐体10に内蔵されていないの
で、交換等保守作業を容易に行うことができる。
射光を透過するとともに連続光源12と原稿ガイド14
とをふさいでいるので、外部からの異物の混入を防ぐこ
とができる。
の構成を示す断面図である。図4に示したように、本実
施例においては、連続光源12と原稿ガイド14とで形
成された原稿30からの反射光の通路に透明樹脂24を
設け、その透明樹脂24の原稿30側の表面に突起部2
8を設けたことを特徴とする。これにより、集光作用を
向上させることができ、効率よく集束レンズ16に反射
光を照射することができる。本実施例においては、チク
ソ性の高いシリコン樹脂を透明樹脂24に塗布し、乾燥
させることで半円状の突起部28を形成させる。
は、実施例1と同様、原稿30の白色部で反射される。
この反射光は、透明樹脂24を介して集束レンズ16で
集光されるわけであるが、突起部28を設けたことで原
稿30からの反射光を集光させ、特に反射光の散乱を防
ぎ、効率よく集束レンズ16に照射することができる。
これ以降の作用は、実施例1と同様なので説明は省略す
る。
光源12を原稿30に近接させて設けることができるの
で、連続光源12の輝度を下げることができる。あるい
は、通常使用時の輝度を維持すれば、より高い照度を得
ることができるのでコントラスト(明暗比)を高くする
ことができる。特に、突起部28を設けたことで原稿3
0からの反射光を効率よく集束レンズ16に照射するこ
とができる。更に、連続光源12は、筐体10に内蔵さ
れていないので、交換等保守作業を容易に行うことがで
きる。
射光を透過するとともに連続光源12と原稿ガイド14
とをふさいでいるので、外部からの異物の混入を防ぐこ
とができる。
リコン樹脂を透明樹脂24に塗布し、乾燥させることで
半円状の突起部28を形成したが、突起部28として半
円プラスチック材、又はガラス材の組み込みを行い、接
着固定をしても同様の効果を得ることができる。
の構成の主要部を示した分解斜視図であり、連続光源2
12の端部を遮光するために遮光塗料を塗布することで
遮光部212bを形成する。なお、図中矢印は、光路を
示している。図6は、この連続光源212の概略図であ
る。図6に示したように、連続光源212の端部には、
光源としてLED212cが設置されている。なお、こ
の図では、連続光源212の一端のみにLED212c
を設置したが、両端に設置してもよい。また、上記実施
例と同様、照射部212a以外には黒コーティングが施
されており、更に、LEDを配設した部分の近傍、本実
施例においては、照射部212aのうち1つのLED2
12cを設置した端部側の一部から照射される光を制限
するために遮光部212bが設けられていることを特徴
とする。このように、連続光源212の光源が設置され
た部分における照射部212aからの光の通過を制限す
ることで、照射部212aから照射される光を均一にす
ることができる。
した光を光電変換し電圧出力したときの出力値を示した
図である。照射部212aから発する光の輝度は、照射
光を同一な状態を有する検出面、例えば白色部のみの検
出面を有する原稿30で反射させ、センサチップ18の
受光部で受光させることで測定することができる。つま
り、輝度は、受光部で受光した光から得られる電力値に
相当し測定することができる。上記実施例1で記載した
ように、受光部は1728ビットで形成されており、図
7には、その受光した光から得られる各ビット毎の明出
力値が示されている。
うに、LED212c設置側の出力が高くなることであ
る。また、両端にLEDを設けた場合は、両端の出力が
中央部に比べて高くなる。これは、LED光源の放射角
にもよるが、通常、LEDからの照射される光路の制御
はきかないため、LEDの指向性はきかない。従って、
本実施例においては、LEDを連続光源部材(ガラス、
プラスチック)に近接して接続するため、LEDからの
照射光が、照射部212aから直接漏れてしまうためで
ある。
2aに表面加工を施すことで照射部212aからの散乱
放射を制御するとともにLEDの設置した部分における
光の通過を制限する。これにより、照射部212aから
発する光を均一にすることができる。この連続光源21
2に遮光部212bの領域幅は、図7に示した出力値に
基づいて決めればよい。
路により、通常、センサチップ18の出力に基づいて、
アナログディジタル変換が行われる。黒出力の補正は、
光源の照明をOFFとした状態でROMやRAMに書き
込まれる。本実施例においては、連続光源212の遮光
部212bに対応した受光部のビット位置の暗出力を補
正に利用することができるので、黒出力の補正を行うた
めに、光源であるLEDのON/OFFを必要としな
い。
実施例1と同様なのでその説明は省略する。
D212cを配設した端部側の照射部212aの一部に
遮光部212bを設けたことで、照射部212aから照
射される光を均一にすることができる。また、上記実施
例1と同様、連続光源212を原稿30に近接させて設
けることができるので、連続光源212の輝度を下げる
ことができる。あるいは、より高い照度によりコントラ
スト(明暗比)を高くすることができる。更に、透明樹
脂24により外部からの異物の混入を防ぐことができ
る。
2の照射部212a以外から光が漏れる場合を想定して
いるが、漏れた光がセンサとしての読み取り精度等に問
題にならない場合もあり得るので、この場合は、遮光を
施す必要はない。
2cを連続光源212の両端あるいは片端に配設した
が、光源材料であれば、LEDでなくても蛍光灯のよう
な他の照明を用いても同等の効果をあげることができ
る。
近接させることができるので、イメージセンサとしての
読み取り精度を低下させることなく光源の輝度を下げる
ことができる。
設された光源の設置側端部に遮光部を設けたので、照射
部から均一な光が照射させることができる。
ので、外部からの異物の混入を防ぐことができる。
で、集光作用を向上させることができ、効率よく集束光
学手段に反射光を照射することができる。
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
の構成の主要部を示す分解斜視図である。
ときの出力値を示す図である。
補正を行う回路を示す図である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 角柱状の透明体であって、搬送される検
出対象物に対して光を放射する照射部を有する少なくと
も1つ以上の照射体と、前記照射部を除いた前記照射体
の表面を被覆する光遮蔽部材と、前記照射部からの照射
光が前記検出対象物により反射され、その反射光を集束
する集束光学手段と、前記集束光学手段により集束され
た集束光を受光するセンサとを有し、前記照射部を前記
照射体の前記検出対象物を臨みかつ前記検出対象物の搬
送方向と直交する一角を切り欠くことによって形成され
た面に配設することによって前記照射体と接しながら搬
送される前記検出対象物に近接させたことを特徴とする
イメージセンサ。 - 【請求項2】 前記照射部を表面加工するとともに前記
照射部の前記角柱状の端面近傍に配設された光源の設置
側端部に遮光部を設けたことを特徴とする請求項1記載
のイメージセンサ。 - 【請求項3】 前記検出対象物からの反射光の通路にお
ける前記集束光学手段の入射側に透明部材を充填するこ
とで内外を隔離したことを特徴とする請求項1又は2の
いずれかに記載のイメージセンサ。 - 【請求項4】 前記透明部材の上部に突出部を設けたこ
とを特徴とする請求項3記載のイメージセンサ。 - 【請求項5】 前記突出部は、チクソ性シリコン樹脂で
あることを特徴とする請求項4記載のイメージセンサ。
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