JP2938111B2 - イメージセンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ファクシミリ装置や画像読取装置等に利用
されるイメージセンサに関するものである。

（従来の技術） 近年ファクシミリ装置等の小型化・低価格化を目的と
していわゆる密着型イメージセンサが開発されている。

ここにイメージセンサとは、原稿に光源からの光を当
てて反射する光から得られる情報をレンズ系あるいは光
ファイバアレイを通じて伝送して電気信号に変換すべく
構成されたものをいう。

光ファイバアレイを用いたイメージセンサは、レンズ
系を用いるものに比べて、光学調整が不要であり、光量
伝達量も大きく、また小型化に適しているため、密着型
イメージセンサとして採用されている。

この光ファイバアレイには、大別してクリア（Clea
r）型と、EMA（Extra Mural Absorption）型とがある。
ここにクリア型光ファイバアレイとは、光吸収体を用い
ないものであり、EMA型光ファイバアレイとは、光ファ
イバアレイを構成する各光ファイバの全長に亘って光吸
収体が分装されたものをいう。

上記２タイプの光ファイバアレイのあるのは、主に、
単体の光ファイバが開口角を有することに起因する。す
なわち、単体の光ファイバは、その軸となす角度が一定
角度以下で入射する光のみをその軸方向に伝送する性質
を有する。この一定角度を開口角といい、クリア型にお
いてはこの開口角以上の角度で入射した光は、隣接する
光ファイバに漏れて進むこととなる。この漏れて進む光
は漏れ光または迷光と呼ばれ、画質の低下もしくは解像
度（Modulation Transfer Function）の低下を招く要因
となっていた。

EMA型の光ファイバアレイを用いる場合は、漏れ光が
光吸収体により吸収されるため、高画質、高解像度を確
保できる。しかし、一方、EMA型光ファイバアレイを原
稿に密着させた場合には、原稿面をいかに照明するか、
いいかえれば、光源から発した光をいかに原稿表面にま
で到達させるかが解決すべき課題となる。

本発明は、この課題を解決するための手段を提供する
ものであるが、同じくこの課題を解決するための先行技
術として、特開昭64−23667号公報、または特開平１−1
38507号公報がある。

特開昭64−23667号公報はいわゆるハイブリッド型の
密着型イメージセンサを提供するものであり、光ファイ
バアレイの原稿に対向する端部から所定長だけ除いた位
置に光吸収体を配置したことを特徴とするものであり、
特開平１−138507号公報は、上記のEMA型、クリア型２
種の光ファイバアレイを光学接着剤にて接着したことを
特徴とするものであるが、この二つの先行技術はいずれ
も第６図に示すごとく、光ファイバアレイの吸収体なし
の部分（8a₂）を通して原稿面を照射し、原稿面からの
反射光のうち光ファイバの開口角以上の角度で入射した
光は吸収体を有する光ファイバアレイの部分（8a₁）に
て吸収することを発明のポイントとする点において共通
する。

（発明が解決しようとする課題） 上記の二つの先行技術はいずれも、次のごとく製造面
での難点を有する。

特開昭64−23667号公報に開示されるいわゆるハイブ
リッド型の光ファイバアレイの製造の際には、光ファイ
バアレイの一部から吸収体を除去するためにリフローボ
ンディング法というエッチングの如き作業を必要とし、
特殊技術を要するため、時間と費用の面で難点を有す
る。

また、特開平１−138507号公報に開示される２種類の
光ファイバアレイの接着においては、上下の各光ファイ
バの接合面にて整合性の要求される緻密な作業であるた
めに製造上の困難が伴う。

そこで本発明の技術的課題は、先行技術の有する上記
欠点を解決すべく、EMA型の光ファイバアレイを用いる
イメージセンサにおいて原稿を効果的に照明し、かつ安
価に製造できるものを提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、被照射体を照射する照射手段と、該被照射
体からの反射光を受光する受光素子と、該受光素子と前
記被照射体との間に配され複数の光ファイバからなる光
ファイバアレイとを有するイメージセンサにおいて、前
記照射手段は、前記複数の光ファイバの延在方向に斜交
して照射する位置に配されるとともに、前記被照射体と
前記光ファイバアレイとの間に、前記反射光の拡散空間
を形成する拡散空間形成手段を設け、該光ファイバのほ
ぼ全長に亘って光吸収体が該光ファイバ間に形成されて
いることを特徴とするイメージセンサである。

本発明において、前記拡散空間形成手段は、透明スペ
ーサであることが好ましい。また、前記照射手段は、前
記被照射体と前記受光素子との間に位置するとともに、
前記光ファイバアレイに隣接して配されてなることが好
ましい。また、前記照射手段と前記光ファイバアレイと
の間に、前記照射手段からの照射光を受けて該照射光を
前記拡散空間形成手段に導く導光手段を設けてなること
が好ましい。

（作用） 本発明の実施により、照射手段から発した光は、拡散
空間形成手段を介して拡散し、被照射面を効率よく照明
することとなる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の断面図である。

第２図は第１図の部分拡大断面図である。

第１図において１は原稿面10を照射するためのLEDア
レイ、蛍光灯などの照射手段である。２は絶縁基板であ
り、この基板２上に共通電極４、光導電層５、透明個別
電極６からなる光電気変換素子たる受光素子３が構成さ
れている。この受光素子３と原稿面10との間には、照射
手段１から出射した照明光を受ける光ファイバアレイプ
レート８が設けられている。光ファイバアレイプレート
８は、複数の光ファイバが平行に配列されてなる光ファ
イバアレイ8aと、光ファイバアレイ8aを保持する透明基
板8bとで構成されている。光ファイバアレイ8aは光漏れ
防止用の光吸収体11（第２図参照）が各光ファイバの全
長に亘って介装されている。

９は拡散空間形成手段たる薄板ガラス等の透明スペー
サ（厚さ50〜200μｍ）であり支持材（不図示）などに
より、原稿面と光ファイバアレイプレートの間に取付け
られ、これにより、原稿面10からの反射光が十分に拡散
される拡散空間が形成される。光ファイバアレイプレー
ト８と光導電層５を含む基板２は接着層７により接着さ
れている。

以上のように構成された本実施例の動作について説明
する。

第１図において、照射手段１から出た照明光は、被フ
ァイバアレイプレート８の透明基板8bを通過し、光ファ
イバアレイプレート８の原稿側から出射する。尚、照射
手段１は、光ファイバが延長される方向すなわち延在方
向に対して斜交して照射するように配置されている。

第２図をも参照して、光ファイバアレイプレート８の
透明基板8bから出射した照明光は、薄板ガラス等の透明
スペーサ９により形成される拡散空間を介して、原稿面
10に広がるため、効率良く照明を行うことができる。

即ち、該透明スペーサ９を設置せず、吸収体11を有す
る光ファイバアレイプレート８を原稿面10に密着させた
場合には、原稿面10で反射された反射光は、極端に減少
するため、受光素子３の光導電層５に対向した光ファイ
バアレイ8aには入射せず、従って、光導電層５には光が
入射されないため原稿面の読み取りは行えない。本実施
例では光吸収体11を有する光ファイバアレイプレート８
と原稿面10との間に薄板ガラス等の透明スペーサ９など
の光拡散スペースを配置することにより該光ファイバア
レイプレート８から出射した照明が光導電層５直下の原
稿面10迄拡散するため、原稿の読み取りが可能である。

即ち、光ファイバアレイ8aとして吸収体11を介装した
タイプを使用しているため、光ファイバアレイ8aの開口
角以上の角度で入射した光は、光吸収体11に吸収され、
漏れ光とならないため、画質の低下は無い。

これを第２図を用いて説明すると、原稿面10で反射さ
れ薄板ガラス等の透明スペーサ９を通過して光ファイバ
アレイ8aに入射する光は、光ファイバの開口角よりも小
さい角度で入射する場合には、第２図ｂの如く光ファイ
バ内面で反射して光ファイバを通過し、光導電層５に入
射する。一方、光ファイバの開口角よりも大きい角度で
入射した場合には第２図ｃの如く光ファイバの内面で反
射されずに進む。この時光ファイバアレイ8aが光吸収体
11を介装していないクリア型の場合には、光は点線に示
すように隣接した他の光ファイバに進み、漏れ光となっ
てしまうため、結果的に画質低下の原因となる。

本発明では、光ファイバアレイ8aには光吸収体11が介
装されているため、反射光ｃは光吸収体11に吸収され、
漏れ光の影響を無くすることができ、高画質のイメージ
センサを得ることができる。

クリア型の光ファイバを用いたものと、EMA型の光フ
ァイバを用いたものについて、透明スペーサの厚さを変
化させて解像度と照明効率を調べた結果次の表１を得
た。

ここで、この実験結果から、透明スペーサ９の厚さは50
〜200μｍが好ましいことがわかる。

第３図は、透明基板8bのうち、照射手段１に近い側を
除去して、光ファイバアレイ8aが、光源側にその側面が
露出することとした実施例を示している。この実施例に
おいては、照射手段１を透明スペーサ９により近づける
ことにより照明効率を高めることが可能となるなどの、
設計の自由度が広がる。

第４図は、導光手段として、反射膜12a,12bを設けて
照射手段１からの投光路を形成し、透明スペーサ９まで
照射光を効果的に導こうとする実施例を示す断面図であ
る。

この反射膜12a,12bは蒸着、無電解メッキまたは接着
等にて設けることが可能である。

第５図は、透明基板8bとは異なる別の透明体8cを導光
手段として、照射手段１を光ファイバアレイ8aとの間に
設けて、照射手段１から発した光が、透明体8cと光ファ
イバアレイ8aとの境界にて全反射して進行するように透
明体8cの屈折率を選択した実施例を示す断面図である。
メッキや接着等の煩雑な作業なしに上と同等の効果をも
たらすものである。

以上の三つの実施例はいずれも、本発明の目的たる、
EMA型の光ファイバアレイを用いる密着型イメージセン
サにおいて、照明効率をいかに高めるかという課題の解
決を補う効果をもたらすものである。

尚、受光素子３は、基板２上に形成せずに、光ファイ
バアレイプレート８上に直接あるいは透明層を光ファイ
バアレイプレート８上に形成した上に形成してもよい。

（発明の効果） 本発明は、エッチング作業や、煩雑な接合作業なし
に、安価にて、密着型イメージセンサが可能であるとい
う優れた効果を有する。

特に、光ファイバアレイを光源側にて露出させるこ
と、または反射膜もしくは透明体を光源と透明スペーサ
との間に設けることにより、光源から発した光を有効に
導いて、照明効率をさらに上げることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の主要な実施例を表す断面図、第２図
は、本発明の実施により原稿表面で乱反射した光の進む
様子を示した断面図、第３図は、光ファイバアレイが光
源側にて露出することとした実施例を示す断面図、第４
図は、反射膜を設けた実施例を示す断面図、第５図は、
透明体を設けた実施例を示す断面図、第６図は、従来の
技術を示す断面図である。 １…照射手段 ２…基板 ３…受光素子 ４…共通電極 ５…光導電層 ６…個別電極 ７…接着層 ８…光ファイバアレイプレート 8a…光ファイバアレイ 8b…透明基板 8c…透明体 ９…透明スペーサ 10…原稿面 11…光吸収体 12a,12b…反射膜

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被照射体を照射する照射手段と、該被照射
   体からの反射光を受光する受光素子と、該受光素子と前
   記被照射体との間に配され複数の光ファイバからなる光
   ファイバアレイとを有するイメージセンサにおいて、前
   記照射手段は、前記複数の光ファイバの延在方向に斜交
   して照射する位置に配されるとともに、前記被照射体と
   前記光ファイバアレイとの間に、前記反射光の拡散空間
   を形成する拡散空間形成手段を設け、該光ファイバのほ
   ぼ全長に亘って光吸収体が該光ファイバ間に形成されて
   いることを特徴とするイメージセンサ。
2. 【請求項２】前記照射手段は、前記被照射体と前記受光
   素子との間に位置するとともに、前記光ファイバアレイ
   に隣接して配されてなる請求項１のイメージセンサ。
3. 【請求項３】前記照射手段と前記光ファイバアレイとの
   間に、前記照射手段からの照射光を受けて該照射光を前
   記拡散空間形成手段に導く導光手段を設けてなる請求項
   １又は２のイメージセンサ。
4. 【請求項４】前記拡散空間形成手段は、透明スペーサで
   ある請求項１、２又は３のイメージセンサ。