JP3155615B2 - 画像読取装置における固体撮像素子の取付方法及び構造、並びに複数部材の取付構造体 - Google Patents

画像読取装置における固体撮像素子の取付方法及び構造、並びに複数部材の取付構造体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子を用いて
光学像を読み取る画像読取装置における固体撮像素子の
取付方法及び構造に関し、ファクシミリ、複写機、スキ
ャナー等の画像読取部として使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】固体撮像素子を用いて光学像を読取る装
置は、図12に示すように、原稿3上の画像を結像レン
ズ2を介し、固体撮像素子1に結像させて読取ってい
る。また、この固体撮像素子には、複数個の微小な光電
変換素子(以下、画素という)を一列に配置した1ライ
ンの固体撮像素子が用いられている。
【0003】このような画像読取装置では、結像レンズ
2により結像された線像の光学的特性(ピント、倍率)
を所定の要求精度で読み取るために、1ラインの固体撮
像素子の画素ライン4を図13のx,y,z,β,γの
5軸方向に微調整して、位置決めを行なう必要がある。
さらに最近では、カラー像を読取るために、R,G,B
に分光感度のピークをもつ画素をR,G,B別に3列に
配置した3ライン4a,4b,4cの固体撮像素子1を
用いる場合がある(図14)。
【0004】この場合、上述した5軸方向の調整以外の
図13に示すα軸方向の調整も必要となり、合計6軸方
向の微調整を行うことになる。これは結像レンズの色収
の影響で、結像レンズを通過する光の波長により結像
レンズの焦点距離に違いが生じ、このため、α軸方向に
3ラインの固体撮像素子1を傾けて、焦点距離の違いを
少なくする必要があるためである。
【0005】以上のような固体撮像素子の位置の調整手
段として、種々提案されており、その一つとして示され
るように、実開昭61−160413号のように複雑な
機械構造を有する形式のものが多い。このような調整手
段では調節自体が複雑になるだけではなく、画像読取り
装置において、画像を読取るという本来の機能には必要
のない固体撮像素子の調整機構を設けなければならない
ため、本来の機能には必要のない部品の費用が多く必要
となり、コスト高の一因となっている。
【0006】また、特開昭62−268263号の読取
装置においては、固体撮像素子を画像読取装置の一部に
接着しており、特に固体撮像素子の位置調整機構を有し
ていないためコスト高の一因とはならない。しかしなが
ら、画像読取装置の一部に固体撮像素子を当接させて接
着しており、その両者の当接部が所定の位置にあればよ
いが、位置がずれている場合は当接するだけでは固体撮
像素子の位置決めができず、その両者の間に座金を配置
して調整を行い接着を行なっている。このような手段で
は数μm〜数100μmの位置調整を迅速かつ高精度に
行なうことは困難であった。
【0007】また実開昭57−30723号で提案され
ている手段では、固体撮像素子を保持している中筒の位
置決めを、外筒取付母体に設けた操作ネジ、及び外筒
と中筒との間に介在した弾性体により行っており、この
手段において、操作ネジのネジ込み量で自由に調整は可
能であるが、調整後の固定には、他の固定用ネジが使用
されており、操作ネジと弾性体は位置決めだけの手段で
あって、コストの無駄が発生していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑み、固体撮像素子の位置調整機構を画像読取装置に設
ける必要がなく、安価で、且つ6軸方向にわたって固体
撮像素子の位置決めを迅速且つ高精度に行ないうる固体
撮像素子の取付方法及び構造を提供することを目的とす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための課題】本発明は、前記目的を達
成するために、結像レンズを位置決めして支持する取付
部材に対して固体撮像素子を所定位置に取付ける画像読
取装置における固体撮像素子の取付方法において、移動
調整機構を備えたチャック治具に固体撮像素子を取付
け、この固体撮像素子を画像形成治具上に装着した取付
部材の取付け位置に配置し、前記移動調整機構を備えた
チャック治具の調整により固体撮像素子の位置決めを行
い、該固体撮像素子を取付部材に対して、前記固体撮像
素子の下縁両側に当接する剛体の中間支持部材と前記固
体撮像素子の上縁側且つ前記下縁両側の中間支持部材に
対して光軸方向に偏倚して当接する中間支持部材とによ
接着固定することを特徴とするものである。前記中間
支持部材は傾斜面を有する形状であり、この傾斜面で前
記固体撮像素子の上下左右を挟み込むことが好ましい。
【0010】本発明は、結像レンズを位置決めして支持
する取付部材に対して固体撮像素子を所定位置に取付け
る画像読取装置における固体撮像素子の取付構造におい
、位置決めされた固体撮像素子を前記取付部材の取付
け位置に、前記固体撮像素子の下縁両側に当接する剛体
の中間支持部材と前記固体撮像素子の上縁側且つ前記下
縁両側の中間支持部材に対して、光軸方向に偏倚して当
接する中間支持部材とにより剛体の中間支持部材により
取付けられたことを特徴とし、また、前記中間支持部材
の材料として、固体撮像素子又は取付部材と同一又は同
一に近い材料を用いることを特徴とするものである。ま
た、本発明は、ボディと、該ボディとは別体のメンバー
とを有し、該メンバーがボディに対して所定角度で固定
される複数部材の取付構造体において、前記ボディと前
記メンバーとの間に、同一直線上にない3つの支持部材
を介在させ、前記3つの支持部材は、2つの支持部材が
前記メンバーの下縁両側に配置されるとともに、残りの
支持部材が前記メンバーの上縁側且つ前記2つの支持部
材に対して光軸方向に偏倚されることによりボディ表面
に接触し、前記メンバーは前記3つの支持部材の表面に
接触した状態で前記ボディに対して所定角度で固定され
ていることを特徴とし、前記メンバーは、平面とその平
面に対して直交する少なくとも2つの側面を有し、前記
3つの支持部材の表面は前記平面、前記2つの側面にそ
れぞれ接着されていることを特徴とするものである。
記中間支持部材は傾斜面を有する形状であり、この傾斜
面で前記固体撮像素子の上下左右を挟み込むことが好ま
しい。
【0011】
【作用】本発明の構成により、固体撮像素子を取付ける
取付部材を画像形成治具上に装着し、固体撮像素子は6
軸方向の移動調整機構を備えたチャック治具に取付けて
位置決めを行い、この位置決めされた固体撮像素子と取
付部材の所定位置との間に中間支持部材を挿入し、接着
剤で固定することにより、固体撮像素子は取付部材に固
定されることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1,2,3及び図5には、本発明の固体撮像素子の取付
方法により取付けられた構造を示す実施例であり、図6
及び図7には、本発明の固体撮像素子の取付方法を説明
する構成の一部が示されている。
【0013】固体撮像素子を取り付けるボディである
付部材5は、L字型の水平部5aと垂直部5bとからな
り、水平部5aには、原稿3の画像をR,G,Bの各画
素ライン4a,4b,4c上に結像させるための結像レ
ンズ2を支持するV溝6を有しており、また、垂直部5
bには、結像レンズ2により集束した光をメンバーであ
固体撮像素子1の画素ラインに導くために開口部7を
備えている。21は光軸である。
【0014】結像レンズ2は上記V溝6上に置かれた
後、レンズ押え板8を介し、ネジ9により取付部材5の
水平部5aの表面に固定される。この時、結像レンズ2
はV溝6によりx,y,α,βの位置決めがなされて固
定されている。また、結像レンズ2のz方向の位置決め
のため、図4に示すように、取付部材5の水平部5aに
形成されたV溝6に衝当部10が設けられ、該衝当部1
0に結像レンズ2の端部を衝き当てることにより、位置
決めすることが可能である。尚、V溝のかわりに、角
溝、半円溝、円筒穴等を取付部材5の水平部5aに形成
してもよい。
【0015】次に、本発明の固体撮像素子1を取付部材
5の垂直部5bの開口部7に固定する手段について説明
する。先ず、上述のように、結像レンズ2を取付部材5
の水平部5aのV溝6にレンズ押え板8を介し、ネジ9
で固定する。次に、結像レンズ2を組付けた取付部材5
は、図6に示す画像形成治具に装着する。
【0016】この画像形成治具は、定盤11上の一方に
固体撮像素子の取付部材の受け台12を設け、定盤11
上の他方に、チャートガラス13を支持するチャートガ
ラス受け台14と、チャートガラス13の光像を固体撮
像素子側に結像させるために、光源15と反射板16を
備えた光源受け台17とからなっている。チャートガラ
ス13は、その表面に図7に示す白黒パターンによる万
線チャート13aを形成している。よって、受け台12
上に結像レンズ2を組付けた取付部材5が装着され、光
源15によりチャートガラス13を照射すると、チャー
ト像は結像レンズ2を介し結像されることになる。
【0017】次に、駆動回路基板18に半田付けされて
いる固体撮像素子1は、図示していない固体撮像素子チ
ャック治具でチャッキングされ、上述のチャート像が形
成されている位置である取付部材5の垂直部5bの開口
部7に設置される。尚、この時点で、固体撮像素子1は
取付部材5の垂直部5bの開口部7に対して遊嵌状態に
なっている。
【0018】上記固体撮像素子チャック治具は、x,
y,z,α,β,γの6軸方向の移動機構を有してい
る。このため、チャート像を固体撮像素子1により光電
変換し、そのデータを用いて演算を行い、ピント,倍率
等の光学特性を算出しながら光学特性が所定の必要精度
になるように、固体撮像素子チャック治具は、固体撮像
素子1を6軸方向に移動させて位置調整を行うことがで
きる。
【0019】次に、この位置調整を行った後、図8に示
す円錐状をした3つの支持部材19が、図示していない
支持部材チャック治具にチャッキングされ、位置調整さ
れた固体撮像素子1を取付部材5の水平部5aと垂直部
5bとの間で支持するように当接させて設置する。そし
て、この支持部材19が、固体撮像素子1と取付部材5
に当接している箇所に接着剤20を塗布して接着を行な
うことにより、固体撮像素子1は、取付部材5の開口部
7の位置に固定される。
【0020】更に、この接着が完了した時点において、
固体撮像素子チャック治具は固体撮像素子1のチャック
状態を解除し、支持部材チャック治具は支持部材のチャ
ック状態を解除する。尚、この支持部材の形状は、円錐
形状に限定されるものでなく、一つの平面と傾斜面を備
えており、取付部材5の面に摺動しながら、固体撮像素
子1の一部と接触しうる構成であれば良い。
【0021】また、図9,図10,図11に示すよう
に、傾斜面を半球状19A、三角錐状19B、半円柱状
19Cとすることも可能である。また、支持部材19の
数に関しても、実施例では3つ使用されているが、接着
剤20による接着後、固体撮像素子を保持し得る固定力
があれば、2個あるいは1個でもよいし、4個以上でも
かまわない。さらに、支持部材の設置場所に関しても、
接着後に固体撮像素子が十分に保持されれば、格別、限
定されるものではない。
【0022】本発明における支持部材の材料としては、
剛体であり、固体撮像素子と同一の材料を用いることが
温度の影響との関係で好ましく、そのため、セラミック
材が好適なものとして使用される。また、セラミック材
に限らず、固体撮像素子又は取付部材の材料と熱的性質
が類似の材料を使用してもよい。
【0023】本発明においては、以上にように、画像形
成治具に取付部材を配置した状態において、固体撮像素
子の位置を正確に調整して剛性の中間支持部材により固
定したことにより、取付部材に煩雑な機構を必要とする
ことなく、安価な加工費により、正確な固定を迅速に行
なうことができ、組立作業性の向上が図られる。また、
中間支持部材は固体撮像素子と取付部材との間において
接着剤を介して固定され、中間支持部材は、円錐形等の
傾斜面により固体撮像素子と点又は線接触で当接されて
固定され、固体撮像素子の位置を規制することができ、
固定時に位置ずれが極めて少ない。3つの中間支持部材
を用いることにより、6軸方向の位置の規制を行なうこ
とができる。
【0024】
【発明の効果】本発明の構成により、取付部材の開口部
において、固体撮像素子の位置が結像レンズに対して調
整された後、その調整位置で剛性を有する支持部材を固
体撮像素子及び取付部材に当接し、該当接部を固定する
ことにより、固体撮像素子における画素位置とその外形
形状との位置精度や、支持部材における当接部の位置精
度や中間支持部材の形状精度に関して格別考慮する必要
がなく、位置決めのための複雑な構成を要することな
く、固定も迅速に行なうことができ、組立作業性の向上
が図られる効果を有する。更に、中間支持部材の熱膨張
率を固体撮像素子及び取付部材のそれと同程度にするこ
とにより、熱による変形に対しても優れた効果を有す
る。また、本発明の構成により、支持部材をメンバー及
びボディに当接し、該当接部を固定することにより、メ
ンバーにおける精度や、支持部材における精度に関して
格別考慮する必要がなく、位置決めのための複雑な構成
を要することなく、固定も迅速に行なうことができ、組
立作業性の向上が図られる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像素子の取付構造を示す全体斜
視図である。
【図2】本発明の固体撮像素子の取付構造を示す部分的
拡大正面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】結像レンズの位置決めの一態様を示す概略断面
図である。
【図5】本発明の固体撮像素子を取り付ける取付部材の
正面図である。
【図6】本発明の固体撮像素子の取付方法を説明するた
めの画像形成治具と固体撮像素子取付部材との関係を示
す図面である。
【図7】図6の画像形成治具に用いられるチャートガラ
スの一例を示す図面である。
【図8】本発明に用いられる円錐形をした中間支持部材
の斜視図である。
【図9】本発明に用いられる半円球形をした中間支持部
材の斜視図である。
【図10】本発明に用いられる三角錐形をした中間支持
部材の斜視図である。
【図11】本発明に用いられる半円柱状形をした中間支
持部材の斜視図である。
【図12】固体撮像素子を用いて原稿の画像読取を行う
装置の概略断面図である。
【図13】図12における固体撮像素子の位置調整方向
を示す説明図である。
【図14】固体撮像素子と画素ラインとの関係を示す正
面図である。
【符号の説明】
1 固体撮像素子 2 結像レンズ 4 画素ライン 5 取付部材 11 定盤 12 受け台 13 チャートガラス 14 チャートガラス受け台 15 光源 16 反射板 17 光源受け台 18 駆動回路基板 19 支持部材 20 接着剤
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−197911(JP,A) 特開 平1−126869(JP,A) 特開 昭63−28166(JP,A) 特開 昭63−178201(JP,A) 特開 昭61−93422(JP,A) 特開 平1−284810(JP,A) 特開 昭63−55504(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 7/00 H04N 5/225 H04N 5/335 H01L 27/14

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結像レンズを位置決めして支持する取付
    部材に対して固体撮像素子を所定位置に取付ける画像読
    取装置における固体撮像素子の取付方法において、移動
    調整機構を備えたチャック治具に固体撮像素子を取付
    け、この固体撮像素子を画像形成治具上に装着した取付
    部材の取付け位置に配置し、前記移動調整機構を備えた
    チャック治具の調整により固体撮像素子の位置決めを行
    い、該固体撮像素子を取付部材に対して、前記固体撮像
    素子の下縁両側に当接する剛体の中間支持部材と前記固
    体撮像素子の上縁側且つ前記下縁両側の中間支持部材に
    対して光軸方向に偏倚して当接する中間支持部材とによ
    接着固定することを特徴とする画像読取装置における
    固体撮像素子の取付方法。
  2. 【請求項2】 前記中間支持部材は傾斜面を有する形状
    であり、この傾斜面で前記固体撮像素子の上下左右を挟
    み込むことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子
    の取付方法。
  3. 【請求項3】 結像レンズを位置決めして支持する取付
    部材に対して固体撮像素子を所定位置に取付ける画像読
    取装置における固体撮像素子の取付構造において、位置
    決めされた固体撮像素子を前記取付部材の取付け位置
    に、前記固体撮像素子の下縁両側に当接する剛体の中間
    支持部材と前記固体撮像素子の上縁側且つ前記下縁両側
    の中間支持部材に対して、光軸方向に偏倚して当接する
    中間支持部材とにより剛体の中間支持部材により取付け
    られたことを特徴とする画像読取装置における固体撮像
    素子の取付構造。
  4. 【請求項4】 前記中間支持部材は傾斜面を有する形状
    であり、この傾斜面で前記固体撮像素子の上下左右を挟
    み込むことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子
    の取付構造。
  5. 【請求項5】 前記中間支持部材の材料として、固体撮
    像素子又は取付部材と同一又は同一に近い材料を用いる
    ことを特徴とする請求項3の画像読取装置における固体
    撮像素子の取付構造。
  6. 【請求項6】 ボディと、該ボディとは別体のメンバー
    とを有し、該メンバーがボディに対して所定角度で固定
    される複数部材の取付構造体において、前記ボディと前
    記メンバーとの間に、同一直線上にない3つの支持部材
    を介在 させ、前記3つの支持部材は、2つの支持部材が
    前記メンバーの下縁両側に配置されるとともに、残りの
    支持部材が前記メンバーの上縁側且つ前記2つの支持部
    材に対して光軸方向に偏倚されることによりボディ表面
    に接触し、前記メンバーは前記3つの支持部材の表面に
    接触した状態で前記ボディに対して所定角度で固定され
    ていることを特徴とする複数部材の取付構造体。
  7. 【請求項7】 前記メンバーは、平面とその平面に対し
    て直交する少なくとも2つの側面を有し、前記3つの支
    持部材の表面は前記平面、前記2つの側面にそれぞれ接
    着されていることを特徴とする請求項6に記載の複数部
    材の取付構造体。
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