JP3307978B2 - Image sensor - Google Patents

Image sensor

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JP3307978B2
JP3307978B2 JP07420592A JP7420592A JP3307978B2 JP 3307978 B2 JP3307978 B2 JP 3307978B2 JP 07420592 A JP07420592 A JP 07420592A JP 7420592 A JP7420592 A JP 7420592A JP 3307978 B2 JP3307978 B2 JP 3307978B2
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輝一 大月
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、紙面上の画像情報を光
学的に読み取り、電気信号に変換入力するためのイメー
ジセンサに関し、特に、ワードプロセッサ、パーソナル
コンピュータ等のパーソナル情報機器に付属して、手動
走査にて二次元画像の読み取りを行うハンディスキャナ
に好適なイメージセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor for optically reading image information on paper and converting and inputting it into an electric signal, and more particularly, to an image sensor attached to a personal information device such as a word processor or a personal computer. The present invention relates to an image sensor suitable for a handy scanner that reads a two-dimensional image by manual scanning.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、この種のハンディスキャナに
用いられるイメージセンサの一従来例を示す。このイメ
ージセンサは、読み取り原稿のサイズに合わせた長さを
有する原稿照明用のLEDライン光源40、結像用屈折
率分布型のロッドレンズアレイ(以下セルフォックレン
ズアレイという)46および一次元CCD47をアルミ
製のフレーム41の図示する位置に取り付けた組み立て
構造になっている。
2. Description of the Related Art FIG. 10 shows a conventional example of an image sensor used in this type of handy scanner. This image sensor includes an LED line light source 40 for illuminating a document having a length corresponding to the size of a document to be read, a refractive index distribution type rod lens array (hereinafter, referred to as a Selfoc lens array) 46 and a one-dimensional CCD 47 for image formation. It has an assembly structure attached to a position shown in the figure of an aluminum frame 41.

【0003】このような組み立て構造において、フレー
ム41の下面に対向配置される読み取り画像面45は、
LEDライン光源40によってライン状に照明される。
そして、読み取り画像面45上の二次元画像の一部分の
ライン状(一次元)の領域における反射光の明暗(画像
の濃淡)情報は、セルフォックレンズアレイ46によっ
て一次元CCD47上に結像される。一次元CCD47
上に結像した一次元画像情報は、該一次元CCD47の
電気的走査によって像の明暗に応じた振幅を有する時間
的にシリアルな電気信号に変換される。
In such an assembling structure, a read image surface 45 arranged opposite to the lower surface of the frame 41 is
It is illuminated in a line by the LED line light source 40.
Then, the brightness (darkness or darkness of the image) of the reflected light in the linear (one-dimensional) area of a part of the two-dimensional image on the read image surface 45 is formed on the one-dimensional CCD 47 by the selfoc lens array 46. . One-dimensional CCD 47
The one-dimensional image information formed above is converted into a temporally serial electric signal having an amplitude corresponding to the brightness of the image by the electric scanning of the one-dimensional CCD 47.

【0004】また、読み取り画像面45上の二次元画像
情報は、イメージセンサを図上Y−Y’の方向に一次元
CCD47の1ライン当たりの電気的走査速度に比して
十分遅い速度で移動させ、図示しないY−Y’方向の移
動距離センサからの出力信号を参照しながら、該一次元
CCD47からの出力信号を処理することによって順次
一次元状に切り取られて時間的にシリアルな一連の電気
信号に変換される。
The two-dimensional image information on the read image plane 45 moves the image sensor in the direction of YY 'in the figure at a speed sufficiently lower than the electric scanning speed per line of the one-dimensional CCD 47. The output signal from the one-dimensional CCD 47 is processed while referring to the output signal from the moving distance sensor in the YY ′ direction (not shown), so that the output signal is sequentially cut into one-dimensional shape, and a series of temporally serial Converted to electrical signals.

【0005】図11は、LEDライン光源40の詳細を
示す。このLEDライン光源40は、基板表面実装用の
樹脂モールド型小形LEDランプ42、42…を細長い
プリント配線基板43上に並べて配置し、その光取り出
し方向上に光拡散効果のある円筒レンズ44を設けるこ
とによって構成される。このような構成によれば、出力
光を読み取り画像面45上のライン状領域に集光し、な
るべく均一な照度で照明できることになる。
FIG. 11 shows details of the LED line light source 40. This LED line light source 40 has resin-molded small LED lamps 42, 42,... For mounting on the surface of a substrate arranged side by side on an elongated printed wiring board 43, and a cylindrical lens 44 having a light diffusion effect is provided in the light extraction direction. It is constituted by. According to such a configuration, the output light is condensed on the linear area on the read image plane 45, and illumination can be performed with as uniform illuminance as possible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなイメージセンサでは、以下に示す各種の欠点があ
る。
However, the above-described image sensor has various disadvantages described below.

【0007】このようなイメージセンサを用いたハン
ディスキャナにおいては、画像の読み取り操作を行う際
に、読み込みを行っている画像の部分はイメージセンサ
のフレーム41の下になっているため、読み取り操作を
行っている者がその部分を直接見ることができない。こ
のため、読み取り領域の細かい設定が行いにくく、ハン
ディスキャナの使い勝手の向上を図る上での欠点となっ
ていた。
In such a handy scanner using an image sensor, when an image reading operation is performed, the portion of the image to be read is below the frame 41 of the image sensor. Those who go cannot see that part directly. For this reason, it is difficult to finely set the reading area, which is a drawback in improving the usability of the handy scanner.

【0008】また、上記のイメージセンサは、LED
ライン光源40、セルッフォクレンズアレイ46および
一次元CCD47等の個別の素子を組み合わせることに
よって光学系を構成しているため、これら素子相互の位
置関係を調整しながらの組み立てが必要になる、これら
各素子を所定の位置に安定して固定するために高信頼性
を有するフレーム41が必要になる、といった理由によ
り、構造の複雑化及び生産工程の繁雑化を伴い、コスト
アップを招来するという欠点がある。更には、装置構成
の小型・軽量化を図る上でのネックになっていた。
[0008] The above image sensor is an LED.
Since the optical system is configured by combining individual elements such as the line light source 40, the self lens array 46, and the one-dimensional CCD 47, it is necessary to assemble while adjusting the positional relationship between these elements. A disadvantage is that the frame 41 having high reliability is required to stably fix the element at a predetermined position, and thus the structure is complicated and the production process is complicated, which leads to an increase in cost. is there. Further, this has been a bottleneck in reducing the size and weight of the device configuration.

【0009】更には、この種のイメージセンサで使用
される読み取り画像面照明用のライン光源40に関して
は、上記のように照明される画像面上のライン状の領域
の照度を出来るだけ均一にすることが要求されるため、
上記の従来例では、個々のLEDランプ42の出力のば
らつきを低減するため、素子のランク選別、駆動回路の
抵抗調整等を行っている。このため、生産工程の繁雑化
を生じ、この点においてもコストアップを招来するとい
う欠点がある。
Further, with respect to the line light source 40 for illuminating the read image plane used in this type of image sensor, the illuminance of the linear area on the illuminated image plane is made as uniform as possible. Is required,
In the above-described conventional example, in order to reduce the variation in the output of the individual LED lamps 42, element rank selection, drive circuit resistance adjustment, and the like are performed. For this reason, there is a disadvantage that the production process becomes complicated, and this also leads to an increase in cost.

【0010】その他、上記のライン光源40では、L
EDランプ42の実装されていない部分(隣接するLE
Dランプ42同士の間隙)の直下において、照度低下
(リップル)が生じるため、LEDランプ42の光出射
方向前方に設置される円筒レンズ44に乳白色レンズを
用いて光を散乱させることによってこの軽減を図ってい
る。このため、光源から発せられた光の利用効率が低下
するという欠点がある。
In addition, in the line light source 40, L
The part where the ED lamp 42 is not mounted (the adjacent LE
Immediately below the gap between the D lamps 42), a reduction in the illuminance (ripple) occurs. Therefore, the light is scattered by using a milky white lens in the cylindrical lens 44 installed in front of the LED lamp 42 in the light emission direction to reduce this reduction. I'm trying. For this reason, there is a disadvantage that the efficiency of using light emitted from the light source is reduced.

【0011】更には、これらリップルの影響のため、
LEDランプ42一個当たりの出力を向上したとして
も、LED実装数の大幅な削減を図ることが困難になる
ため、依然として、コストダウンを図る上でのネックに
なっていた。
Further, due to the influence of these ripples,
Even if the output per LED lamp 42 is improved, it is difficult to significantly reduce the number of mounted LEDs, and this still poses a bottleneck in cost reduction.

【0012】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するものであり、読み取り操作時に読み取り領域の画像
を直接見ることができ、ハンディスキャナに応用する場
合に特に有効となるイメージセンサを提供することを目
的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides an image sensor that can directly view an image in a reading area during a reading operation and is particularly effective when applied to a handy scanner. The purpose is to:

【0013】また、本発明の他の目的は、薄型、且つ簡
潔な構造であって、照明光の利用効率が高く、組み立て
時に精密な光学系の調整が不要で、組み立ての信頼性を
格段に向上でき、更には大幅なコストダウンが可能にな
るイメージセンサを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a thin and simple structure which has high utilization efficiency of illumination light, does not require precise adjustment of an optical system at the time of assembling, and significantly improves the reliability of assembling. It is an object of the present invention to provide an image sensor which can be improved and further can reduce the cost significantly.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のイメージセンサ
は、読み取り対象画像面上へ発光素子から発せられた光
を伝送し、前記読み取り対象画像面を照明する照明光学
系と、該照明光学系を経て照射された光の、前記読み取
り対象画像面上における反射光の空間的強度分布情報を
光電変換素子まで伝送する集光光学系とを備えたイメー
ジセンサにおいて、前記照明光学系が前記発光素子を表
面に搭載した第1透明基板の内部に形成されると共に、
前記集光光学系が前記光電変換素子を表面に搭載した第
2透明基板の内部又は表面上に複数の光導波路を有して
形成されており、前記第1透明基板の光出射側に前記第
2透明基板が配置され、前記第2透明基板の前記第1透
明基板配置側に対する反対側が画像読み取り側であるこ
とを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
また、本発明のイメージセンサは、読み取り対象画像面
上へ発光素子から発せられた光を伝送し、前記読み取り
対象画像面を照明する照明光学系と、該照明光学系を経
て照射された光の、前記読み取り対象画像面上における
反射光の空間的強度分布情報を光電変換素子まで伝送す
る集光光学系とを備えたイメージセンサにおいて、前記
照明光学系が前記発光素子を表面に搭載した第1透明基
板の内部に形成されると共に、前記集光光学系が前記光
電変換素子を表面に搭載した第2透明基板の内部又は表
面上に複数の光導波路を有して形成されており、少なく
とも前記第1透明基板の光射出部分と前記第2透明基板
の光導波路への光導入部分とが積層され、積層部分の該
第1透明基板及び該第2透明基板の積層方向における透
明性が保持されると共に、前記第2透明基板に密着して
該読み取り対象画像が設置されていることを特徴とし、
そのことにより上記目的が達成される。
According to the present invention, there is provided an image sensor for transmitting light emitted from a light emitting element onto an image surface to be read and illuminating the image surface to be read, and the illumination optical system. A light condensing optical system for transmitting spatial intensity distribution information of reflected light on the image plane to be read to the photoelectric conversion element, of the light irradiated through the light source, the illumination optical system including the light emitting element Is formed inside the first transparent substrate having the surface mounted thereon,
The condensing optical system is formed with a plurality of optical waveguides inside or on a surface of a second transparent substrate on which the photoelectric conversion element is mounted, and the light converging optical system is formed on a light emitting side of the first transparent substrate.
2 transparent substrate is disposed, and the first transparent substrate of the second transparent substrate
The image reading side should be opposite to
This achieves the above object.
Further, the image sensor of the present invention, the reading target image plane
Transmit the light emitted from the light emitting element upward and read the light
An illumination optical system for illuminating the target image surface, and
Of the irradiated light on the image surface to be read
Transmits the spatial intensity distribution information of the reflected light to the photoelectric conversion element
An image sensor provided with a condensing optical system,
A first transparent substrate having an illumination optical system on which the light emitting element is mounted
The light collecting optical system is formed inside the plate and the light
Inside or surface of the second transparent substrate with the electric conversion element mounted on the surface
A plurality of optical waveguides are formed on the surface, and at least a light emitting portion of the first transparent substrate and a light introducing portion to the optical waveguide of the second transparent substrate are laminated, and The transparency in the stacking direction of the first transparent substrate and the second transparent substrate is maintained, and the image to be read is placed in close contact with the second transparent substrate ,
Thereby, the above object is achieved.

【0015】さらに、本発明のイメージセンサは、読み
取り対象画像面上へ発光素子から発せられた光を伝送
し、前記読み取り対象画像面を照明する照明光学系と、
該照明光学系を経て照射された光の、前記読み取り対象
画像面上における反射光の空間的強度分布情報を光電変
換素子まで伝送する集光光学系とを備えたイメージセン
サにおいて、前記照明光学系が前記発光素子を表面に搭
載した第1透明基板の内部に形成されると共に、前記集
光光学系が前記光電変換素子を表面に搭載した第2透明
基板の内部又は表面上に複数の光導波路を有して形成さ
れており、前記照明光学系からの光出力を任意の空間的
強度分布に制御する光結合素子を有し、該光結合素子が
前記第1透明基板の少なくとも1つの端面に設けられて
いることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
[0015] In addition, the image sensor of the present invention, reading
Transmits the light emitted from the light emitting element onto the image to be captured
And an illumination optical system for illuminating the image surface to be read,
The object to be read of light emitted through the illumination optical system
Photoelectric conversion of spatial intensity distribution information of reflected light on the image plane
Image sensor with a condensing optical system for transmitting
The illumination optical system mounts the light emitting element on a surface thereof.
The first transparent substrate is formed inside the first transparent substrate.
A second transparent optical optical system having the photoelectric conversion element mounted on the surface;
Formed with multiple optical waveguides inside or on the surface of the substrate
It is, has an optical coupling element for controlling any spatial intensity distribution of light output from the illumination optical system, and optical coupling element is provided on at least one end face of the first transparent substrate
Which achieves the above objectives.
It is.

【0016】さらに、本発明のイメージセンサは、読み
取り対象画像面上へ発光素子から発せられた光を伝送
し、前記読み取り対象画像面を照明する照明光学系と、
該照明光学系を経て照射された光の、前記読み取り対象
画像面上における反射光の空間的強度分布情報を光電変
換素子まで伝送する集光光学系とを備えたイメージセン
サにおいて、前記照明光学系が前記発光素子を表面に搭
載した第1透明基板の内部に形成されると共に、前記集
光光学系が前記光電変換素子を表面に搭載した第2透明
基板の内部又は表面上に複数の光導波路を有して形成さ
れて構成され、前記複数の光導波路の光射出側端におけ
る間隔ピッチが光入射側の間隔ピッチよりも狭く配置さ
れていることを特徴とし、そのことにより上記目的が達
成される。さらに、本発明のイメージセンサは、読み取
り対象画像面上へ発光素子から発せられた光を伝送し、
前記読み取り対象画像面を照明する照明光学系と、該照
明光学系を経て照射された光の、前記読み取り対象画像
面上における反射光の空間的強度分布情報を光電変換素
子まで伝送する集光光学系とを備えたイメージセンサに
おいて、前記照明光学系が前記発光素子を表面に搭載し
た第1透明基板の内部に形成されると共に、前記集光光
学系が前記光電変換素子を表面に搭載した第2透明基板
の内部又は表面上に複数の光導波路を有して形成されて
おり、前記発光素子として、赤色、青色および緑色の発
光特性を各別に有する発光素子を有し、前記光電変換素
子として、カラー対応の光電変換素子を有し、かつ赤
色、青色および緑色の透過帯域を有する光学フィルタを
備えていることを特徴とし、そのことにより上記目的が
達成される。
[0016] In addition, the image sensor of the present invention, reading
Transmits the light emitted from the light emitting element onto the image to be captured
And an illumination optical system for illuminating the image surface to be read,
The object to be read of light emitted through the illumination optical system
Photoelectric conversion of spatial intensity distribution information of reflected light on the image plane
Image sensor with a condensing optical system for transmitting
The illumination optical system mounts the light emitting element on a surface thereof.
The first transparent substrate is formed inside the first transparent substrate.
A second transparent optical optical system having the photoelectric conversion element mounted on the surface;
Formed with multiple optical waveguides inside or on the surface of the substrate
Is configured, the plurality of spacing pitch of the light emitting side end of the optical waveguide characterized in that it is arranged narrower than the spacing pitch of the light incident side, the objective reaches, by its
Is done. Further, the image sensor of the present invention can read
Transmitting the light emitted from the light emitting element onto the target image surface,
An illumination optical system for illuminating the image surface to be read;
The image to be read out of light emitted through a bright optical system
Converts the spatial intensity distribution information of the reflected light on the surface
Image sensor equipped with a condensing optical system that transmits light to the
Wherein the illumination optical system mounts the light emitting element on a surface.
Formed inside the first transparent substrate, and
A second transparent substrate having a photoelectric conversion element mounted on the surface thereof
Formed with multiple optical waveguides inside or on the surface of
The light-emitting element includes a light-emitting element having red, blue, and green light-emitting characteristics, and a color-compatible photoelectric conversion element as the photoelectric conversion element, and a transmission band of red, blue, and green. An optical filter having
It is characterized by having the above purpose
Achieved.

【0017】また、好ましくは、前記第2透明基板の前
記光電変換素子搭載面に、前記発光素子の発光波長の波
長帯域のみを透過する特性を有する光学フィルタを設け
る。また、好ましくは、樹脂成形法によって透明樹脂を
一体成形して前記第1透明基板を作製する。
Preferably, an optical filter having a characteristic of transmitting only a wavelength band of an emission wavelength of the light emitting element is provided on the photoelectric conversion element mounting surface of the second transparent substrate. Preferably, the first transparent substrate is manufactured by integrally molding a transparent resin by a resin molding method.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【作用】上記構成の本発明イメージセンサにおいては、
第1透明基板の表面上に搭載された発光素子(光源)よ
り発せられた光の一部は、該第1透明基板の内部に導入
され、大気中と透明基板内の屈折率の差によって該第1
透明基板の各面にて反射され、基板内に閉じ込められ
る。更に、それらの光のうち該第1透明基板の任意の面
上に設けられた光結合素子に当たった光は、光が当たっ
た面の向き及び状態に応じた方向、強度にて反射され
る。そして、第1透明基板の内部を伝搬した光の一部は
照明光学系の光射出部から射出される。
In the image sensor of the present invention having the above structure,
Part of light emitted from a light-emitting element (light source) mounted on the surface of the first transparent substrate is introduced into the first transparent substrate, and is caused by a difference in refractive index between the atmosphere and the transparent substrate. First
The light is reflected on each surface of the transparent substrate and is confined in the substrate. Furthermore, of those lights, the light that hits the optical coupling element provided on an arbitrary surface of the first transparent substrate is reflected in a direction and intensity according to the direction and state of the surface on which the light hits. . Then, a part of the light that has propagated inside the first transparent substrate is emitted from the light emitting unit of the illumination optical system.

【0020】第1透明基板から外部へ射出された光の一
部は、直接、或は第1透明基板に積層された第2透明基
板を透過した後、例えば該第2透明基板の裏面に密着し
て設置された読み取り画像上に照明される。従って、第
1透明基板の表面の一部分に形成された光結合素子の形
状を適切な関数に従って空間的に変化させておくと、第
1透明基板に形成された照明光学系を経て、読み取り画
像面上に射出される光の強度は、空間的に任意の分布、
例えば均一となる。
Part of the light emitted from the first transparent substrate to the outside directly or after passing through the second transparent substrate laminated on the first transparent substrate, for example, adheres to the back surface of the second transparent substrate. It is illuminated on the read image that is installed. Therefore, if the shape of the optical coupling element formed on a part of the surface of the first transparent substrate is spatially changed in accordance with an appropriate function, the read image plane is passed through the illumination optical system formed on the first transparent substrate. The intensity of the light emitted above is spatially arbitrary,
For example, it becomes uniform.

【0021】本発明の画像面照明光学系では、従来例の
ように光源(LEDランプ)から発せられた光を直接的
に照明スポットへ集光する方式を採用しているのとは異
なり、発光素子から発せられた光は第1透明基板の内部
の各面で多数回反射された後に照明対象面に到達する。
このため、発光素子を複数個用いた場合においても、そ
れぞれの発光素子より発せられた光は基板内で空間的に
混合され、各発光素子間の発光強度のばらつきの影響は
光出力の分布に対して大幅に改善される。
The image plane illumination optical system of the present invention differs from the conventional example in that it employs a system in which light emitted from a light source (LED lamp) is directly converged on an illumination spot. Light emitted from the element reaches the surface to be illuminated after being reflected many times on each surface inside the first transparent substrate.
Therefore, even when a plurality of light emitting elements are used, the light emitted from each light emitting element is spatially mixed in the substrate, and the influence of the variation in the light emission intensity between the light emitting elements affects the distribution of the light output. It is greatly improved.

【0022】そして、この作用によって、本発明のイメ
ージセンサにおける照明光学系においては、従来必要で
あった複数発光素子間の出力ばらつきに対する各発光素
子個別の光強度補正が不要となる。また、照明対象面上
においては、各発光素子の間隙位置に於ける照度低下の
影響もほとんど無視できるため、照明光学系において光
拡散を行う必要がなくなり、より高効率の光利用を図る
ことが可能となる他、光出力の許す限り光源の数を削減
することが可能となる。
With this operation, in the illumination optical system in the image sensor of the present invention, it is not necessary to correct the light intensity of each light emitting element individually for the output variation between a plurality of light emitting elements, which is conventionally required. In addition, on the surface to be illuminated, the effect of the decrease in the illuminance at the gap position between the light emitting elements can be almost neglected. In addition to this, the number of light sources can be reduced as long as the light output permits.

【0023】照明光学系を経て読み取り画像面上に照射
され、読み取り画像面上で反射した光の一部は、該読み
取り画像面上に密着して設置された第2透明基板に設け
られている複数の光導波路(例えば三次元光導波路)の
光信号導入口列へ入射し、続いて該光導波路中を伝搬し
た後、第2透明基板の端面上に設けられている光導波路
の光射出口列より射出され、第2透明基板の表面に密着
して設けられている光電変換素子へ入射し、電気信号に
変換される。
A part of the light radiated on the read image surface via the illumination optical system and reflected on the read image surface is provided on the second transparent substrate which is provided in close contact with the read image surface. After being incident on an optical signal introduction port array of a plurality of optical waveguides (for example, a three-dimensional optical waveguide), and subsequently propagating through the optical waveguide, a light exit port of the optical waveguide provided on an end face of the second transparent substrate The light is emitted from the row, enters a photoelectric conversion element provided in close contact with the surface of the second transparent substrate, and is converted into an electric signal.

【0024】また、第1透明基板の照明光学系を経て読
み取り画像面上に照射された照明光の内、光導波路に入
射しなかった光の大部分は第2透明基板および第1透明
基板の内部を透過し、第1透明基板又は第2透明基板の
表面から基板上部へ抜けて行く。一方、第1透明基板又
は第2透明基板の上部より基板表面を透過して内部へ入
射する外部光は、第1透明基板および第2透明基板を透
過し、第2透明基板の裏面に密着して設置された読み取
り画像面にて反射した後、その一部が光導波路の光導入
口列より該光導波路へ入射し、残りの大部分が、再び第
1透明基板および第2透明基板を透過して透明基板の表
面から上部へ抜けて行く。
Further, among the illumination light irradiated on the readout image plane through the illumination optical system of the first transparent substrate, most of the light not incident on the light waveguide and the second transparent substrate and the first transparent substrate Through the surface of the first transparent substrate or the second transparent substrate to the upper part of the substrate. On the other hand, external light that passes through the substrate surface from above the first transparent substrate or the second transparent substrate and enters the inside passes through the first transparent substrate and the second transparent substrate and adheres to the back surface of the second transparent substrate. After the light is reflected by the read image surface provided in the optical waveguide, a part of the light is incident on the optical waveguide from the array of light introduction ports of the optical waveguide, and most of the rest is again the first transparent substrate and the second transparent substrate. Through the surface of the transparent substrate and go upward.

【0025】以上のように、本発明イメージセンサによ
ると、読み取り画像面は画像読み取り操作中においても
本イメージセンサを構成する透明基板の上部から第1透
明基板及び第2透明基板を透過して見ることが可能であ
る。更に、暗所での読み取り時にも、発光素子としての
LED光源より発せられた照明光の、読み取り画像面に
おける反射光が透明基板上部方向へ漏れるので、読み取
り部の画像を確認することが可能となる。
As described above, according to the image sensor of the present invention, the read image surface is viewed through the first transparent substrate and the second transparent substrate from above the transparent substrate constituting the image sensor even during the image reading operation. It is possible. Furthermore, even when reading in a dark place, the reflected light on the read image surface of the illumination light emitted from the LED light source as the light emitting element leaks toward the upper part of the transparent substrate, so that the image of the reading unit can be confirmed. Become.

【0026】また、上記構成によると、照明光源からの
光を読み取り画像面上へ導く照明光学系および、該読み
取り画像面からの反射光を光電変換素子へ導く読み取り
光学系が、各々一枚の透明基板上に一体的に形成され、
かつそれらが積層されることでイメージセンサの光学系
を構成しているため、従来の個別光学素子を所定の位置
関係に固定するためのフレームが不要になる。更には、
各素子相互の精密な位置調整なしに、基板上の所定の位
置に発光素子及び受光素子を配置することができる。従
って、上記構成によれば、簡単な工程のみで、イメージ
センサの光学系の組み立てが可能となる。
According to the above arrangement, the illumination optical system for reading the light from the illumination light source onto the image plane and the reading optical system for guiding the reflected light from the image plane to the photoelectric conversion element are each composed of one sheet. Integrally formed on a transparent substrate,
Further, since the optical system of the image sensor is formed by laminating them, a frame for fixing the conventional individual optical elements in a predetermined positional relationship is not required. Furthermore,
The light emitting element and the light receiving element can be arranged at predetermined positions on the substrate without precise positional adjustment between the elements. Therefore, according to the above configuration, the optical system of the image sensor can be assembled with only simple steps.

【0027】この照明光学系が内部に形成される透明基
板の形状は、樹脂等を材料として、成形法による一体製
造が可能であり、このような製造方法によれば、低コス
トで高均質な製品の提供が可能になる。
The shape of the transparent substrate in which the illumination optical system is formed can be integrally manufactured by a molding method using a resin or the like as a material. Products can be provided.

【0028】また、集光光学系の光導波路の射出口列が
設けられている第2透明基板の端面上に、発光素子より
発せられた光の波長に一致した光波長透過特性を有する
光学フィルタを設ければ、光電変換素子へ照明光学系以
外の基板外部から侵入する光がカットされるので、読み
取り画像の照度むら発生による読み取り誤差を低減でき
る。
Further, an optical element having an optical wavelength transmission characteristic corresponding to the wavelength of light emitted from the light emitting element is provided on the end face of the second transparent substrate provided with the exit port array of the optical waveguide of the light condensing optical system. If a filter is provided, light that enters the photoelectric conversion element from outside the substrate other than the illumination optical system is cut, so that a reading error due to uneven illuminance of the read image can be reduced.

【0029】また、透明基板上に設けられる光導波路
(例えば三次元光導波路)の出射出口側のピッチを、そ
の光導入口側のピッチよりも分解能の許容範囲内で小さ
くすると、使用する一次元受光センサの長さを短くする
ことが可能であり、コストダウンに寄与できる。
Further, the optical waveguide that is provided on a transparent substrate
If the pitch on the exit side of the light guide (for example, a three-dimensional optical waveguide) is made smaller than the pitch on the side of the light entrance within an allowable range of the resolution, it is possible to shorten the length of the one-dimensional light receiving sensor to be used. It can contribute to cost reduction.

【0030】[0030]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0031】(実施例1)図1ないし図7は本発明のイ
メージセンサの実施例1を示す。この実施例1のイメー
ジセンサは、例えば読み取り幅11cmサイズの手動走
査型イメージスキャナ(ハンディスキャナ)に応用され
る。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 7 show Embodiment 1 of the image sensor of the present invention. The image sensor according to the first embodiment is applied to, for example, a manual scanning image scanner (handy scanner) having a reading width of 11 cm.

【0032】このイメージセンサは、アクリル製の透明
基板1の裏面側にこれよりも小サイズのガラス製の透明
基板2を貼り合わせて形成される。具体的には、透明基
板1の表面側であって、図1にY−Yで示す幅方向の中
央部寄りに相当する部分には、切り欠き溝4が全長にわ
たって形成されており、該切り欠き溝4の斜面中心線A
−A’と、透明基板2の斜めカット端面11の斜面中心
線が一致するようにして両者が上下に貼り合わされる。
この貼り合わせ状態において、透明基板1の切り欠き溝
4を通して透明基板2の斜めカット端面11の表面が直
接視認できるようになっている。
This image sensor is formed by bonding a transparent substrate 2 made of glass smaller in size than the transparent substrate 1 made of acrylic to the back side. Specifically, a cutout groove 4 is formed over the entire length of the front surface side of the transparent substrate 1 and at a portion corresponding to a portion near the center in the width direction indicated by YY in FIG. Slope center line A of notched groove 4
-A 'and the oblique cut end face 11 of the transparent substrate 2 are vertically bonded so that the center line of the slope coincides.
In this bonding state, the surface of the oblique cut end face 11 of the transparent substrate 2 can be directly visually recognized through the cutout groove 4 of the transparent substrate 1.

【0033】なお、透明基板1と透明基板2の貼り合わ
せは、硬化後の屈折率が透明基板1の屈折率にほぼ等し
い(n=1.49)特性を有するアクリル系透明接着剤
(厚さ50μm)を用いて行われる。
The transparent substrate 1 and the transparent substrate 2 are bonded together by using an acrylic transparent adhesive (thickness: n = 1.49) whose cured refractive index is almost equal to that of the transparent substrate 1 (n = 1.49). 50 μm).

【0034】透明基板1は、例えば幅12cm、長さ4
cmの寸法を有する。また、切り欠き溝4は、具体的に
は、基板表面に対して45度の角度で、かつ深さ2mm
の傾斜面として形成されている。更に、透明基板1の裏
面であって、幅方向の一端側に相当する部分は、裏面か
ら1mmの長さにわたって平坦状に切り欠かれている。
この切り欠き部の幅方向他端側の端部位置(以下段差線
という)12は、切り欠き溝の45度傾斜面と透明基板
1の表面との交線B−B’の直下に位置している。
The transparent substrate 1 has, for example, a width of 12 cm and a length of 4 cm.
cm. Further, the notch groove 4 is specifically formed at an angle of 45 degrees with respect to the substrate surface and at a depth of 2 mm.
Are formed as inclined surfaces. Further, a portion corresponding to one end in the width direction on the back surface of the transparent substrate 1 is cut out flatly over a length of 1 mm from the back surface.
An end position (hereinafter referred to as a step line) 12 at the other end in the width direction of the cutout portion is located immediately below an intersection line BB ′ between the 45 ° inclined surface of the cutout groove and the surface of the transparent substrate 1. ing.

【0035】そして、この段差線12を境界にして、切
り欠き溝4の傾斜面側の基板厚みが3mmに、垂直面側
の厚みが2mmに設定されている。
With the step line 12 as a boundary, the thickness of the substrate on the inclined surface side of the notch groove 4 is set to 3 mm, and the thickness on the vertical surface side is set to 2 mm.

【0036】加えて、透明基板1の幅方向他端部におけ
る長手方向両端面には、Y−Y’方向に対して16度傾
斜した傾斜面(以下斜めカット面という)9、9が設け
られている。この斜めカット面9、9は、例えば17m
mの長さにわたって形成されている。
In addition, inclined surfaces (hereinafter referred to as oblique cut surfaces) 9, 9 inclined at 16 degrees with respect to the YY ′ direction are provided on both end surfaces in the longitudinal direction at the other end in the width direction of the transparent substrate 1. ing. The oblique cut surfaces 9, 9 are, for example, 17 m
m.

【0037】また、透明基板1の幅方向他端面は鋸歯状
面15に形成されており、該鋸歯状面15の表面にはア
ルミ反射膜8をスパッタした光結合素子7が形成されて
いる。この光結合素子7の各鋸歯状面15は、図4に示
すように透明基板1の長手方向中央C−C’を境にして
傾斜方向がそれぞれ逆になっている。この傾斜面の傾斜
角度は、具体的には透明基板1、2の長手方向に相当す
るX−X’方向に対して傾斜角度α=37度に設定され
ている。また、各鋸歯状面15の鋸歯の頂点の深さ(高
さ)hは、一定の関数f(x)に従って透明基板1の長
手方向中央部ほど深くなるように一定のピッチp=0.
8mmで配置されている。
The other end in the width direction of the transparent substrate 1 is formed on a saw-toothed surface 15, and on the surface of the saw-toothed surface 15, an optical coupling element 7 formed by sputtering an aluminum reflective film 8 is formed. As shown in FIG. 4, each of the saw-toothed surfaces 15 of the optical coupling element 7 has a tilt direction that is opposite to the longitudinal center CC ′ of the transparent substrate 1. Specifically, the inclination angle of the inclined surface is set at α = 37 degrees with respect to the XX ′ direction corresponding to the longitudinal direction of the transparent substrates 1 and 2. Further, the depth (height) h of the apex of the sawtooth of each saw-tooth surface 15 is constant at a constant pitch p = 0.
It is arranged at 8 mm.

【0038】なお、上記形状の透明基板1は、射出成形
法によって一体成形されており、各表面はいずれも滑ら
かな面となっている。このような射出成形法によれば、
透明基板1を迅速、かつ精度よく形成できる利点があ
る。
The transparent substrate 1 having the above shape is integrally formed by an injection molding method, and each surface is a smooth surface. According to such an injection molding method,
There is an advantage that the transparent substrate 1 can be formed quickly and accurately.

【0039】更に、前記斜めカット面9、9および切り
欠き溝4が形成された部分の裏面側には、それぞれ反射
防止膜14が真空蒸着法によって設けられている。ま
た、透明基板1の斜めカット面9、9の外側方には、図
5又は図6に示される構造のLEDアレイ光源ユニット
3がそれぞれ取り付けられている。この取り付けは、L
EDアレイ光源ユニット3、3の光出力面を斜めカット
面9、9にそれぞれ対向密着させ、透明エポキシ系接着
剤を用いて取り付けられる。
Further, an antireflection film 14 is provided on the back surface of the portion where the diagonal cut surfaces 9 and 9 and the notch groove 4 are formed by a vacuum deposition method. An LED array light source unit 3 having a structure shown in FIG. 5 or FIG. 6 is attached to the outside of the oblique cut surfaces 9 of the transparent substrate 1. This installation is L
The light output surfaces of the ED array light source units 3 and 3 are brought into close contact with the oblique cut surfaces 9 and 9 respectively, and attached using a transparent epoxy adhesive.

【0040】このLEDアレイ光源ユニット3は、図5
又は図6に示されるように、8個のLEDチップ32、
32…及び1個の負荷抵抗素子33を、直方体状をなす
液晶ポリマー製の光源ケース31内に長手方向に一列状
態で実装して構成される。この光源ケース31は、LE
Dチップ32、32…が実装された部分が、凹状の光反
射カップになっており、該光反射カップの表面上に金属
メッキによって配線パターンを兼ねる光反射膜35(以
下配線パターンについても番号35を付ける)が形成さ
れた構造になっている。
This LED array light source unit 3 is shown in FIG.
Or, as shown in FIG. 6, eight LED chips 32,
32 and one load resistance element 33 are mounted in the light source case 31 made of a liquid crystal polymer in a rectangular parallelepiped shape in a line in the longitudinal direction. This light source case 31 is LE
The portion on which the D chips 32, 32,... Are mounted is a concave light reflection cup, and a light reflection film 35 (hereinafter also referred to as a wiring pattern number 35) serving as a wiring pattern by metal plating on the surface of the light reflection cup. ) Is formed.

【0041】また、配線パターン35は、該光源ケース
31内のLEDチップ32、32…の実装部からケース
背面(裏面)に形成された背面電極34まで、その表面
上に一体的に形成されている。従って、LEDアレイ光
源ユニット3が透明基板1に取り付けられた状態で、背
面電極34へ外部電源より配線を行えば、外部から光源
ケース31内のLEDチップ32、32…に電流供給を
行うことができる。
The wiring pattern 35 is integrally formed on the surface of the light source case 31 from the mounting portion of the LED chips 32, 32 to the back electrode 34 formed on the back surface (back surface) of the case. I have. Therefore, if wiring is performed from the external power supply to the back electrode 34 in a state where the LED array light source unit 3 is mounted on the transparent substrate 1, it is possible to supply current to the LED chips 32, 32,. it can.

【0042】このLEDアレイ光源ユニット3では、8
個のLEDチップ32、32…および1個の負荷抵抗素
子33が全て直列に接続配線されている。また、光源ケ
ース31内の配線パターン35上に実装されたLEDチ
ップ32は、該光源ケース31の凹部に充填された透明
エポキシ樹脂によって封止されている。
In the LED array light source unit 3, 8
, And one load resistance element 33 are all connected and connected in series. The LED chip 32 mounted on the wiring pattern 35 in the light source case 31 is sealed with a transparent epoxy resin filled in a concave portion of the light source case 31.

【0043】一方、透明基板2は、例えば長さ12c
m、幅1.8cm、厚さ0.95mmの寸法を有するソ
ーダガラス製基板からなる。透明基板2の幅方向一端面
には上記した斜めカット端面11が形成されている。こ
の斜めカット端面11の傾斜角度は45度に設定されて
いる。この斜めカット端面11を含む透明基板2の全端
面は研磨加工によって滑らかな面に仕上げられている。
On the other hand, the transparent substrate 2 has a length of 12c, for example.
m, a width of 1.8 cm, and a thickness of 0.95 mm. The above-described oblique cut end face 11 is formed on one end face in the width direction of the transparent substrate 2. The angle of inclination of the oblique cut end face 11 is set to 45 degrees. The entire end surface of the transparent substrate 2 including the oblique cut end surface 11 is finished to a smooth surface by polishing.

【0044】加えて、透明基板2の裏面、すなわち斜め
カット端面11をガラス越しに見る側の面には、斜めカ
ット端面11の先端部からその反対側の端面まで幅約3
0μm、深さ30μmのチャネル型光導波路6が132
0本形成されている。これらのチャンネル型光導波路
6、6…のピッチは、斜めカット端面11の先端側と反
対側の端面とで異なっており、斜めカット端面11の先
端部におけるピッチは83.3μm、反対側の端面にお
けるピッチは50.0μmにそれぞれ設定されている。
In addition, the rear surface of the transparent substrate 2, that is, the surface on which the oblique cut end face 11 is viewed through the glass, has a width of about 3 mm from the front end of the oblique cut end face 11 to the opposite end face.
132 channel optical waveguides 6 each having a thickness of 0 μm and a depth of 30 μm
0 are formed. The pitch of these channel-type optical waveguides 6, 6,... Is different between the tip end of the oblique cut end face 11 and the end face on the opposite side, and the pitch at the tip end of the oblique cut end face 11 is 83.3 μm, Are set to 50.0 μm.

【0045】これらのチャンネル型光導波路6、6…
は、透明基板2の裏面上に導波路パターン形状にAg膜
を蒸着し、続いて電界イオン交換法によってAg+イオ
ンを透明基板2中へ拡散させることによって作製され
る。
These channel type optical waveguides 6, 6,...
Is formed by depositing an Ag film in a waveguide pattern shape on the rear surface of the transparent substrate 2 and then diffusing Ag + ions into the transparent substrate 2 by a field ion exchange method.

【0046】また、この透明基板2の斜めカット端面1
1の反対側の端面上には、図3に示すように、LEDア
レイ光源ユニット3の発光波長(=565nm)を透過
する光波長帯域透過フィルタ10が誘電体多層薄膜を真
空蒸着することによって一体的に設けられている。更
に、透明基板2の光波長帯域透過フィルタ10が設けら
れた端面上には一次元CCD5が取り付けられている。
この取り付けは、一次元CCD5をチャネル型光導波路
6の光射出口列上に沿って対向密着し、エポキシ系透明
接着剤を用いて行われる。
The oblique cut end face 1 of the transparent substrate 2
As shown in FIG. 3, an optical wavelength bandpass filter 10 that transmits the emission wavelength (= 565 nm) of the LED array light source unit 3 is integrally formed on the end face opposite to 1 by vacuum-depositing a dielectric multilayer thin film. Is provided. Further, a one-dimensional CCD 5 is mounted on the end face of the transparent substrate 2 where the light wavelength band transmission filter 10 is provided.
This attachment is performed by opposing the one-dimensional CCD 5 along the row of light emission ports of the channel type optical waveguide 6 and using an epoxy-based transparent adhesive.

【0047】次に、上記した実施例1のイメージセンサ
の動作を詳細に説明する。まず、LEDアレイ光源ユニ
ット3の背面電極34に外部より電流を供給する。これ
により、LEDアレイ光源ユニット3のLEDチップ3
2、32…より波長565nmの光が発せられ、その大
部分の光が透明基板1のLEDユニット取り付け面、す
なわち斜めカット面9、9上に設けられた反射防止膜1
4を透過して透明基板1の内部へ入射する。
Next, the operation of the image sensor of the first embodiment will be described in detail. First, a current is externally supplied to the back electrode 34 of the LED array light source unit 3. Thereby, the LED chips 3 of the LED array light source unit 3
2, 32... Light having a wavelength of 565 nm is emitted, and most of the light is reflected on the LED unit mounting surface of the transparent substrate 1, that is, the antireflection film 1 provided on the oblique cut surfaces 9, 9.
4 and enters the inside of the transparent substrate 1.

【0048】図7に示すように、透明基板1の内部へ入
射した光のうち、透明基板1と大気の境界面へ臨界角θ
r以上の入射角にて入射する光は、該境界面において全
反射を生じ、ほとんど反射損失を生じることなく界面で
の反射を繰り返し、透明基板1の内部に閉じ込められ
る。
As shown in FIG. 7, of the light incident on the inside of the transparent substrate 1, the critical angle θ
Light incident at an angle of incidence of r or more causes total reflection at the boundary surface, repeats reflection at the interface with almost no reflection loss, and is confined inside the transparent substrate 1.

【0049】ここで、本実施例1において、透明基板1
の素材となるアクリル樹脂の屈折率n1は、光源波長
(=565nm)に対してn1=1.49であり、大気
中との境界面における臨界入射角θrはθr=42.2
度となる。また、本実施例1で用いられるLEDアレイ
光源ユニット3は、外部へ放射される全光量の約70%
程度が光軸に対して±48度(=90−θr=90−4
2.2)の範囲内に放射される特性を有している為、透
明基板1の厚さは、光入射部分で3mmと薄いにもかか
わらず、透明基板1の厚み方向に関して同程度(60〜
70%程度)の光を基板内部に閉じ込めることができ
る。
Here, in the first embodiment, the transparent substrate 1
The refractive index n 1 of the acrylic resin used as the material of the above is n 1 = 1.49 with respect to the light source wavelength (= 565 nm), and the critical incident angle θr at the interface with the atmosphere is θr = 42.2.
Degree. Further, the LED array light source unit 3 used in the first embodiment has about 70% of the total amount of light radiated to the outside.
The degree is ± 48 degrees with respect to the optical axis (= 90−θr = 90−4)
2.2), the thickness of the transparent substrate 1 is about the same in the thickness direction of the transparent substrate 1 (60 mm) although it is as thin as 3 mm at the light incident portion. ~
(About 70%) of light can be confined inside the substrate.

【0050】また、LEDアレイ光源ユニット3から透
明基板1に入射し、その内部を伝搬する光の大部分は、
図3に示すように透明基板1の端面上に形成された光結
合素子7の鋸歯状面15へ入射する。該鋸歯状面15に
は、アルミ反射膜が設けられているため、該アルミ反射
膜によってその反射率(約88%)に応じた光量が反射
される。
Most of the light that enters the transparent substrate 1 from the LED array light source unit 3 and propagates inside the transparent substrate 1 is:
As shown in FIG. 3, the light is incident on the sawtooth surface 15 of the optical coupling element 7 formed on the end face of the transparent substrate 1. Since the serrated surface 15 is provided with an aluminum reflecting film, the aluminum reflecting film reflects a light amount corresponding to the reflectance (about 88%).

【0051】また、図3および図4中に矢印で示すよう
に、鋸歯状面15は、透明基板1の光入射面(斜めカッ
ト面9)へLEDアレイ光源ユニット3から垂直に入射
した光線を、該透明基板1の切り欠き溝4の溝方向(X
−X’方向)に対して垂直に入射させるために必要な反
射角度(例えば、X−X’方向に対して37度)に設定
されている。このため、透明基板1の内部を伝搬する光
の多くが、光結合素子7を経て、切り欠き溝4に垂直に
近い角度で入射する。
As shown by the arrows in FIGS. 3 and 4, the saw-toothed surface 15 is used to transmit a light beam that is vertically incident from the LED array light source unit 3 on the light incident surface (oblique cut surface 9) of the transparent substrate 1. , The groove direction of the notch groove 4 of the transparent substrate 1 (X
The reflection angle is set to a reflection angle (for example, 37 degrees with respect to the XX 'direction) necessary for the light to enter perpendicularly to the -X' direction. For this reason, most of the light propagating inside the transparent substrate 1 enters the cutout groove 4 through the optical coupling element 7 at an angle close to the vertical.

【0052】また、図4に示すように、光結合素子7の
鋸歯状面15を一定の関数f(x)〔例えば放物線関
数〕に従って、切り込み深さhを透明基板1の長手方向
中央部へ行くほど深くし、これによりX−X’方向の単
位長さ当たりの鋸歯状面15の反射面積を大きくできる
ように設計してあるので、切り欠き溝4上におけるX−
X’方向の光強度分布を均一化できるようになってい
る。
Further, as shown in FIG. 4, the saw-toothed surface 15 of the optical coupling element 7 is cut into the center of the transparent substrate 1 in the longitudinal direction according to a certain function f (x) (for example, a parabolic function). It is designed so that the reflection area of the saw-tooth surface 15 per unit length in the XX ′ direction can be increased as the depth increases, so that the X-
The light intensity distribution in the X 'direction can be made uniform.

【0053】本実施例1における構成では、LEDアレ
イ光源ユニット3のLEDチップ32、32…の個別間
の配置距離に比して、LEDアレイ光源ユニット3から
切り欠き溝4までの距離を十分長く設定してある。それ
故、透明基板1の厚み方向に関しては多数の全反射を繰
り返した後、切り欠き溝4へ光が到達するため、LED
チップ32、32…間の光強度のばらつきや、隣接チッ
プ間隙の光量低下に起因するリップルは、切り欠き溝4
の45度傾斜面上ではほとんど影響を受けることがな
い。従って、本実施例1においては、図11に示す従来
のLEDライン光源に見られるような、光拡散レンズ等
の光損失を伴う手段を用いた、光出力均一化のための細
工は不要となる。
In the structure of the first embodiment, the distance from the LED array light source unit 3 to the notch groove 4 is sufficiently longer than the distance between the LED chips 32, 32,. It has been set. Therefore, in the thickness direction of the transparent substrate 1, the light reaches the notch groove 4 after repeating a large number of total reflections.
The ripple due to the variation of the light intensity between the chips 32, 32..
Is hardly affected on the 45-degree slope. Therefore, in the first embodiment, there is no need to perform a work for uniformizing the light output using a means involving light loss such as a light diffusion lens as seen in the conventional LED line light source shown in FIG. .

【0054】透明基板1の切り欠き溝4の45度傾斜面
へ入射した光のうち、該傾斜面に対して臨界角θr(4
2.2度)以上で入射した光は、該傾斜面において全反
射され、その大部分は透明基板1の裏面の反射防止膜が
設けられている部分14を透過して透明基板1の裏面側
へ射出される。透明基板1より射出された光の一部は、
透明基板1の裏面に貼り付けられている透明基板2へ入
射するか、或は透明基板1の直下に配置される読み取り
画像面13を直接照明する。
Of the light incident on the 45-degree inclined surface of the cutout groove 4 of the transparent substrate 1, the critical angle θr (4
(2.2 °) or more is totally reflected on the inclined surface, and most of the light is transmitted through the portion 14 provided with the antireflection film on the rear surface of the transparent substrate 1 and the rear surface side of the transparent substrate 1 Injected to Part of the light emitted from the transparent substrate 1 is
The light enters the transparent substrate 2 attached to the rear surface of the transparent substrate 1 or directly illuminates the read image surface 13 disposed immediately below the transparent substrate 1.

【0055】ここで、透明基板2の材料であるソーダガ
ラスの屈折率nはLEDアレイ光源ユニット3の波長
(=565nm)に対してn=1.52であり、その臨
界角θrは41.3度となる。透明基板1と透明基板2
の臨界角θrの差が小さいため、透明基板1より射出さ
れ、透明基板2に入射した光の大部分は、透明基板2に
閉じ込められることなく、該透明基板2を透過し、その
直下に密着して置かれた読み取り画像面13を照明す
る。
Here, the refractive index n of soda glass, which is the material of the transparent substrate 2, is n = 1.52 with respect to the wavelength (= 565 nm) of the LED array light source unit 3, and its critical angle θr is 41.3. Degree. Transparent substrate 1 and transparent substrate 2
, A large part of the light emitted from the transparent substrate 1 and incident on the transparent substrate 2 passes through the transparent substrate 2 without being confined in the transparent substrate 2 and closely adheres immediately below the transparent substrate 2. The read image plane 13 placed on the display is illuminated.

【0056】読み取り画像面13に照射された光は該読
み取り画像面13の反射率(画像の濃淡)に応じた強度
で反射される。透明基板2の斜めカット端面11のチャ
ンネル型光導波路6の直下に相当する部分で反射された
光のうちの一定の割合は、該斜めカット端面11にて反
射され、それぞれ反射ポイントの真上のチャンネル型光
導波路6へ入射する。
The light applied to the read image surface 13 is reflected at an intensity corresponding to the reflectance (shading of the image) of the read image surface 13. A certain percentage of the light reflected by the portion of the transparent substrate 2 corresponding to the diagonally cut end surface 11 immediately below the channel-type optical waveguide 6 is reflected by the diagonally cut end surface 11 and is directly above each reflection point. The light enters the channel type optical waveguide 6.

【0057】チャンネル型光導波路6へ入射した光の大
部分は、それぞれのチャンネル型光導波路6、6…中を
伝搬し、透明基板2の斜めカット端面11と反対側の端
面へ到達し、該端面上に設けられた光波長帯域透過フィ
ルタ10へ入射する。この光波長帯域透過フィルタ10
は、光波長の透過帯域がLEDアレイ光源ユニット3の
発光波長に一致した狭い帯域に設計されている。従っ
て、この光波長帯域透過フィルタ10により、透明基板
1の上部から該透明基板1を透過して読み取り画像面1
3に当たり、チャンネル型光導波路6へ入射する外部光
の大部分をカットすることができる。これにより、外部
光の影響による読み取り画像面13上の照度むらに起因
する読み取りエラーを減少させることができる。
Most of the light incident on the channel type optical waveguide 6 propagates through each of the channel type optical waveguides 6, 6,... And reaches the end face of the transparent substrate 2 on the opposite side to the oblique cut end face 11. The light enters the optical wavelength bandpass filter 10 provided on the end face. This optical wavelength band transmission filter 10
Is designed to have a narrow band whose light wavelength transmission band matches the light emission wavelength of the LED array light source unit 3. Therefore, the light transmitted through the transparent substrate 1 from above the transparent substrate 1 is read by the optical wavelength band transmission filter 10 so that
In the case of (3), most of the external light incident on the channel type optical waveguide 6 can be cut. Thereby, it is possible to reduce a reading error caused by uneven illuminance on the read image surface 13 due to the influence of external light.

【0058】光波長帯域透過フィルタ10を透過した光
は該光波長帯域透過フィルタ10に密着して取り付けら
れている一次元CCD5に入射し、電気信号に光電変換
される。以上の動作によって、透明基板2の斜めカット
端面11に沿った光導波路列直下の一次元領域の画像の
濃淡情報が電気信号に変換される。
The light transmitted through the light wavelength band transmission filter 10 is incident on the one-dimensional CCD 5 which is attached in close contact with the light wavelength band transmission filter 10, and is photoelectrically converted into an electric signal. Through the above operation, the density information of the image in the one-dimensional area immediately below the optical waveguide row along the oblique cut end face 11 of the transparent substrate 2 is converted into an electric signal.

【0059】本実施例1において、イメージセンサをY
−Y’方向へ移動させ、図示しないY−Y’方向の移動
距離検出センサの出力信号と、一次元CCD5からの出
力信号を関係づければ、透明基板2の斜めカット端面1
1の先端ラインに沿った一次元領域によって走査される
二次元領域の画像の濃淡情報を一連の電気信号情報に変
換することができる。
In the first embodiment, the image sensor is Y
By moving in the −Y ′ direction and relating the output signal of the moving distance detection sensor (not shown) in the YY ′ direction and the output signal from the one-dimensional CCD 5, the oblique cut end face 1 of the transparent substrate 2 can be obtained.
The density information of the image of the two-dimensional area scanned by the one-dimensional area along one tip line can be converted into a series of electric signal information.

【0060】以上の実施例1のイメージセンサによれ
ば、読み取り画像面13を画像読み取り操作中も上部か
ら視認することができるので、読み取り領域の細かい設
定ができる利点がある。従って、このイメージセンサを
ハンディスキャナに応用すれば、その使い勝手を格段に
向上できる。また、取付精度出しのためのフレームが不
要なるので、装置構成の小型・軽量化およびコストダウ
ンが可能になる。また、製造能率を向上できる利点もあ
る。更には、LEDアレイ光源ユニット3から発せられ
る光の利用効率を向上できる利点もある。また、リップ
ルの悪影響を排除でき、LEDチップ32の実装数を低
減できるので、この点においても装置構成の小型・軽量
化およびコストダウンが図れる利点がある。
According to the image sensor of the first embodiment, since the read image surface 13 can be visually recognized from above even during the image reading operation, there is an advantage that the reading area can be finely set. Therefore, if this image sensor is applied to a handy scanner, its usability can be greatly improved. Further, since a frame for obtaining the mounting accuracy is not required, it is possible to reduce the size, weight, and cost of the device configuration. There is also an advantage that the production efficiency can be improved. Further, there is an advantage that the use efficiency of light emitted from the LED array light source unit 3 can be improved. Further, since the adverse effect of the ripple can be eliminated and the number of mounted LED chips 32 can be reduced, there is an advantage that the device configuration can be reduced in size and weight and the cost can be reduced.

【0061】(実施例2)図8および図9は本発明のイ
メージセンサの実施例2を示す。
(Embodiment 2) FIGS. 8 and 9 show Embodiment 2 of the image sensor of the present invention.

【0062】本実施例2のイメージセンサは、透明基板
1の断差線12が該透明基板1の表面上に設けられた切
り欠き溝4の垂直面側の直下に、すなわちB−B’に沿
って設けられている。この切り欠き溝4の傾斜面の傾斜
方向は、上記実施例1の傾斜面とは逆方向になってい
る。また、上記とは逆に、切り欠き溝の45度傾斜面側
の厚さは2mm、垂直面側の厚さは3mmになってい
る。更に、本実施例2では、透明基板2が透明基板1の
LEDアレイ光源ユニット3を取り付けた部分の裏面側
に上記同様にして貼り合わされている。従って、本実施
例2では、透明基板1の照明光学系と透明基板2の集光
光学系が読み取り領域ラインで折り返され、積層された
構造となっている。
In the image sensor according to the second embodiment, the cutting line 12 of the transparent substrate 1 is located immediately below the notch groove 4 provided on the surface of the transparent substrate 1 on the vertical surface side, that is, at the line BB ′. It is provided along. The inclination direction of the inclined surface of the cutout groove 4 is opposite to the inclined direction of the first embodiment. Conversely, the thickness of the notch groove on the 45 ° inclined surface side is 2 mm, and the thickness on the vertical surface side is 3 mm. Further, in the second embodiment, the transparent substrate 2 is bonded to the back surface of the portion of the transparent substrate 1 where the LED array light source unit 3 is attached in the same manner as described above. Therefore, the second embodiment has a structure in which the illumination optical system of the transparent substrate 1 and the condensing optical system of the transparent substrate 2 are folded at the reading area line and stacked.

【0063】以上の点が異なる他は、上記実施例1と同
様であるので、対応する部分について同一の番号を付
し、具体的な説明については省略する。
Since the present embodiment is the same as the first embodiment except for the above points, corresponding parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0064】本実施例2においても、上記実施例1同様
の効果を奏することができる。
In the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

【0065】(実施例3)次に、本発明のイメージセン
サの実施例3を説明する。この実施例3のイメージセン
サは、カラー用のイメージセンサである。このため、本
実施例3では、LEDアレイ光源ユニットとして、上記
実施例1のLEDアレイ光源ユニット3で用いられた緑
色(565nm)の発光波長のLEDチップ32に代え
て、赤色、青色および緑色の三色の発光特性をそれぞれ
有する3個、合計9個のLEDチップが搭載された構造
のものを用いる。このLEDアレイ光源ユニットの出力
光は白色光に近い特性を示す。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the image sensor according to the present invention will be described. The image sensor according to the third embodiment is a color image sensor. For this reason, in the third embodiment, as the LED array light source unit, instead of the LED chip 32 of the green (565 nm) emission wavelength used in the LED array light source unit 3 of the first embodiment, red, blue and green light are used. A structure in which three LED chips each having three color light emission characteristics, that is, nine LED chips in total are used. The output light of this LED array light source unit exhibits characteristics close to white light.

【0066】また、本実施例3では、透明基板1に搭載
される一次元光電変換素子(受光素子)として、カラー
画像に対応した一次元CCDを用いる。更に、上記実施
例1および実施例2では、光学フィルタとして、透明基
板1の端面に形成された光波長帯域透過フィルタ10を
用いたが、本実施例3では、カラー用一次元CCDの各
受光画素の表面に形成された赤・緑・青(光源のLED
の発光波長と同等)の透過帯域を有する光学フィルタを
用いる。この点を除いた本実施例3の構造は、実施例1
或いは実施例2の構造と同様である。
In the third embodiment, a one-dimensional CCD corresponding to a color image is used as a one-dimensional photoelectric conversion element (light receiving element) mounted on the transparent substrate 1. Further, in the first and second embodiments, the optical wavelength band transmission filter 10 formed on the end face of the transparent substrate 1 is used as the optical filter. In the third embodiment, each light receiving element of the one-dimensional color CCD is used. Red, green, blue (LED of light source) formed on the surface of pixel
An optical filter having a transmission band of (equivalent to the emission wavelength of) is used. The structure of the third embodiment excluding this point is the same as that of the first embodiment.
Alternatively, the structure is the same as that of the second embodiment.

【0067】本実施例3の構成によれば、カラー画像の
読み取りが可能になる。すなわち、本実施例3によれ
ば、カラーのイメージセンサを実現できる。
According to the configuration of the third embodiment, a color image can be read. That is, according to the third embodiment, a color image sensor can be realized.

【0068】なお、本発明の適用対象は、上記各実施例
に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施
例に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
The object to which the present invention is applied is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that many modifications and changes can be made to the above embodiments within the scope of the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上の本発明イメージセンサによれば、
画像読み取り操作時において、読み取り走査ラインを含
む読み取り画像面は第1透明基板および第2透明基板の
下方に位置するが、イメージセンサの上部から第1透明
基板に当たった光の大部分は第1透明基板および第2透
明基板を透過して、読み取り画像面上に到達することが
できる。そして、読み取り画像面上に到達した光の大部
分は該読み取り画像面で反射した後、再び第1透明基板
および第2透明基板を透過してイメージセンサの上部へ
射出されるため、読み取り画像領域を、画像読み取り操
作中もイメージセンサ上部から視認することが可能にな
る。従って、本発明のイメージセンサをハンディスキャ
ナに応用すると、読み取り領域の細かい設定が可能にな
るので、その使い勝手を格段に向上できる利点がある。
According to the image sensor of the present invention described above,
At the time of the image reading operation, the read image surface including the read scanning lines is located below the first transparent substrate and the second transparent substrate, but most of the light that has hit the first transparent substrate from above the image sensor is the first transparent substrate. The light can pass through the transparent substrate and the second transparent substrate and reach the read image surface. Most of the light that has reached the read image surface is reflected on the read image surface and then passes through the first transparent substrate and the second transparent substrate again and is emitted to the upper part of the image sensor. Can be visually recognized from above the image sensor even during the image reading operation. Therefore, when the image sensor of the present invention is applied to a handy scanner, it is possible to finely set the reading area, and there is an advantage that the usability can be remarkably improved.

【0070】また、本イメージセンサに搭載されている
発光素子から発せられ、第1透明基板の内部を経て読み
取り走査ライン近傍の読み取り画像面上に照射された光
のうち、第2透明基板に設けられた光導波路に入射しな
い大部分の光は、該第2透明基板および第1透明基板を
透過し、イメージセンサ上部へ射出される。このように
読み取り画像領域を照明する光を基板上部から見ること
ができるため、暗所でイメージセンサを使用する場合に
も、読み取り画像領域を確認することができる利点があ
る。
Also, of the light emitted from the light emitting element mounted on the image sensor and passing through the inside of the first transparent substrate and irradiated on the read image surface near the read scan line, the light is provided on the second transparent substrate. Most of the light that does not enter the optical waveguide is transmitted through the second transparent substrate and the first transparent substrate, and is emitted to the upper part of the image sensor. Since the light illuminating the read image area can be seen from above the substrate, there is an advantage that the read image area can be confirmed even when the image sensor is used in a dark place.

【0071】また、本発明のイメージセンサにおいて
は、読み取り光学系の全てが、第1透明基板および第2
透明基板の上、若しくはその内部に一体的に構成されて
いるので、組み立て工程において、第1透明基板と第2
透明基板の接合、発光素子および光電変換素子の透明基
板への取り付けは、いずれも精密な位置調整を行う必要
がなく、あたかも電気回路基板上に電子部品を実装する
かの如くの簡便さをもって光学系の組み立てが可能にな
る。この結果、製造能率を格段に向上でき、大幅なコス
トダウンが可能になる。
Further, in the image sensor of the present invention, all of the reading optical system includes the first transparent substrate and the second transparent substrate.
Since it is integrally formed on or inside the transparent substrate, the first transparent substrate and the second
The bonding of the transparent substrate and the mounting of the light-emitting element and the photoelectric conversion element on the transparent substrate do not require precise position adjustment, and are as simple as mounting electronic components on an electric circuit board. The system can be assembled. As a result, the manufacturing efficiency can be remarkably improved, and the cost can be significantly reduced.

【0072】また、透明基板自体に形成される光学系
は、透明基板の外形による反射鏡、化学的プロセスを用
いて製作された光導波路、および透明基板上に蒸着等の
薄膜形成プロセスを用いて形成されたフィルタによって
一体的に構成されているため、構造が極めてシンプルで
あり、個々の光学素子のコストが安価になると同時に、
各光学素子間の位置ずれが極めて発生しにくく、高信頼
性が得られるという利点がある。
The optical system formed on the transparent substrate itself is formed by using a reflecting mirror having the outer shape of the transparent substrate, an optical waveguide manufactured using a chemical process, and a thin film forming process such as vapor deposition on the transparent substrate. Since it is integrally configured by the formed filter, the structure is extremely simple, the cost of each optical element is low, and at the same time,
There is an advantage that displacement between the optical elements hardly occurs and high reliability can be obtained.

【0073】また、これらの透明基板一体型構造の採用
により、各光学素子の間に光学系を構成するのに必要な
空間を確保しつつ、各光学素子を所定の位置に保持、固
定するためのフレームが不要になるので、装置構成の大
幅な小型・軽量化が可能になるという利点もある。
Also, by adopting the transparent substrate integrated structure, each optical element is held and fixed at a predetermined position while securing a space required for forming an optical system between each optical element. Since the frame is unnecessary, there is an advantage that the size and weight of the apparatus can be significantly reduced.

【0074】また、特に請求項記載のイメージセンサ
によれば、集光光学系を構成する光導波路列のピッチ
を、その光導入側よりも光射出側で狭くしてあるので、
使用するCCD等のライン状光電変換素子の長さを短く
でき、コストダウンに大いに寄与できる利点がある。
Further, according to the image sensor of the fourth aspect, the pitch of the optical waveguide array forming the condensing optical system is narrower on the light exit side than on the light entrance side.
There is an advantage that the length of a linear photoelectric conversion element such as a CCD to be used can be shortened, which can greatly contribute to cost reduction.

【0075】また、特に請求項記載のイメージセンサ
によれば、発光素子の発光波長に透過帯域を一致させた
光学フィルタを備えているので、外部光の悪影響による
読み取り誤差の発生を防止でき、信頼性を大幅に向上で
きる利点がある。
According to the image sensor of the fifth aspect , since the optical filter having the transmission band equal to the emission wavelength of the light emitting element is provided, it is possible to prevent the occurrence of a reading error due to the bad influence of external light. There is an advantage that reliability can be greatly improved.

【0076】また、特に請求項記載のイメージセンサ
によれば、複雑な形状を有する透明基板を一体成形でき
るので、製品スペックのばらつきの縮小および大幅なコ
ストダウンが可能になる利点がある。
According to the image sensor of the sixth aspect , since a transparent substrate having a complicated shape can be integrally formed, there is an advantage that variation in product specifications can be reduced and cost can be significantly reduced.

【0077】また、特に請求項記載のイメージセンサ
によれば、カラー用のイメージセンサを実現できる利点
がある。
[0077] According particularly to the image sensor of claim 7, there is an advantage that can realize an image sensor for color.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明イメージセンサの実施例1を示す斜視
図。
FIG. 1 is a perspective view showing Embodiment 1 of an image sensor of the present invention.

【図2】図1のY−Y’線による断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line Y-Y 'of FIG.

【図3】本発明イメージセンサの実施例1を示す平面
図。
FIG. 3 is a plan view showing Embodiment 1 of the image sensor of the present invention.

【図4】実施例1のイメージセンサの光結合素子部分を
示す形状詳細図。
FIG. 4 is a detailed shape diagram showing a light coupling element portion of the image sensor according to the first embodiment.

【図5】実施例1のイメージセンサのLEDアレイ光源
ユニットを示す斜視図。
FIG. 5 is a perspective view showing an LED array light source unit of the image sensor according to the first embodiment.

【図6】実施例1のイメージセンサにおけるLEDアレ
イ光源ユニットの他の実施例を示す斜視図。
FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the LED array light source unit in the image sensor according to the first embodiment.

【図7】実施例1のイメージセンサにおける透明基板に
対する光の光導入・伝搬の状態示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state of light introduction and propagation of light to a transparent substrate in the image sensor according to the first embodiment.

【図8】本発明イメージセンサの実施例2を示す斜視
図。
FIG. 8 is a perspective view showing Embodiment 2 of the image sensor of the present invention.

【図9】図8のY−Y’線による断面図。FIG. 9 is a sectional view taken along line Y-Y ′ of FIG. 8;

【図10】イメージセンサの一従来例を示す断面図。FIG. 10 is a sectional view showing a conventional example of an image sensor.

【図11】図10に示すイメージセンサに使用されるL
EDアレイ光源ユニットを示す斜視図。
FIG. 11 illustrates an L used in the image sensor shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing an ED array light source unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板(第1透明基板) 2 透明基板(第2透明基板) 3 LEDアレイ光源ユニット 4 切り欠き溝 5 一次元CCD 6 チャンネル型光導波路 7 光結合素子 8 アルミ反射膜 9 斜めカット面 10 光波長帯域透過フィルタ 11 斜めカット端面 12 断差線 13 読み取り画像面 14 反射防止膜 15 光結合素子の鋸歯状面 31 光源ケース 32 LEDチップ 33 負荷抵抗素子 34 背面電極 35 反射鏡を兼ねる配線パターン REFERENCE SIGNS LIST 1 transparent substrate (first transparent substrate) 2 transparent substrate (second transparent substrate) 3 LED array light source unit 4 cutout groove 5 one-dimensional CCD 6 channel type optical waveguide 7 optical coupling element 8 aluminum reflection film 9 oblique cut surface 10 light Wavelength band transmission filter 11 Oblique cut end face 12 Break line 13 Reading image face 14 Antireflection film 15 Sawtooth face of optical coupling element 31 Light source case 32 LED chip 33 Load resistance element 34 Back electrode 35 Wiring pattern also serving as reflecting mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−58659(JP,A) 特開 平3−142967(JP,A) 特開 昭62−110358(JP,A) 特開 平2−10964(JP,A) 特開 平2−58469(JP,A) 特開 昭60−189256(JP,A) 実開 昭57−69250(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/14 H04N 1/028 H04N 1/04 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-4-58659 (JP, A) JP-A-3-142967 (JP, A) JP-A-62-1110358 (JP, A) JP-A-2- 10964 (JP, A) JP-A-2-58469 (JP, A) JP-A-60-189256 (JP, A) JP-A-57-69250 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/14 H04N 1/028 H04N 1/04 JICST file (JOIS)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 読み取り対象画像面上へ発光素子から発
せられた光を伝送し、前記読み取り対象画像面を照明す
る照明光学系と、 該照明光学系を経て照射された光の、前記読み取り対象
画像面上における反射光の空間的強度分布情報を光電変
換素子まで伝送する集光光学系とを備えたイメージセン
サにおいて、 前記照明光学系が前記発光素子を表面に搭載した第1透
明基板の内部に形成されると共に、前記集光光学系が前
記光電変換素子を表面に搭載した第2透明基板の内部又
は表面上に複数の光導波路を有して形成されており、 前記第1透明基板の光出射側に前記第2透明基板が配置
され、前記第2透明基板の前記第1透明基板配置側に対
する反対側が画像読み取り側であることを特徴とする
メージセンサ。
1. An illumination optical system for transmitting light emitted from a light emitting element onto an image surface to be read and illuminating the image surface to be read, and an object to be read of light radiated through the illumination optical system. A condensing optical system for transmitting spatial intensity distribution information of reflected light on an image plane to a photoelectric conversion element, wherein the illumination optical system is provided inside a first transparent substrate on which the light emitting element is mounted. in conjunction with the formation, the focusing optical system is formed with a plurality of optical waveguides on the inside or on the surface of the second transparent substrate mounted with the photoelectric conversion elements on the surface, of the first transparent substrate The second transparent substrate is arranged on the light emitting side
And the second transparent substrate is opposed to the first transparent substrate arrangement side.
An image reading side opposite to the image reading side .
【請求項2】 読み取り対象画像面上へ発光素子から発
せられた光を伝送し、前記読み取り対象画像面を照明す
る照明光学系と、 該照明光学系を経て照射された光の、前記読み取り対象
画像面上における反射光の空間的強度分布情報を光電変
換素子まで伝送する集光光学系とを備えたイメージセン
サにおいて、 前記照明光学系が前記発光素子を表面に搭載した第1透
明基板の内部に形成されると共に、前記集光光学系が前
記光電変換素子を表面に搭載した第2透明基板の内部又
は表面上に複数の光導波路を有して形成されており、 少なくとも前記第1透明基板の光射出部分と前記第2透
明基板の光導波路への光導入部分とが積層され、積層部
分の該第1透明基板及び該第2透明基板の積層方向にお
ける透明性が保持されると共に、前記第2透明基板に密
着して該読み取り対象画像が設置されていることを特徴
とするイメージセンサ。
2. A light emitting element emits light onto an image surface to be read.
Transmitted light to illuminate the image surface to be read.
Illumination optical system, and the object to be read of light emitted through the illumination optical system
Photoelectric conversion of spatial intensity distribution information of reflected light on the image plane
Image sensor with a condensing optical system for transmitting
The illumination optical system is provided with a first transparent light-emitting element mounted on a surface thereof.
Formed inside the light-emitting substrate, and
The inside of the second transparent substrate having the photoelectric conversion element mounted on the surface or
Is formed with a plurality of optical waveguides on the surface, at least a light emitting portion of the first transparent substrate and a light introducing portion to the optical waveguide of the second transparent substrate are laminated, and the with transparency in the stacking direction of the first transparent substrate and the second transparent substrate is held, characterized in that the read target image in close contact with the second transparent substrate is disposed
Image sensor to be.
【請求項3】 読み取り対象画像面上へ発光素子から発
せられた光を伝送し、前記読み取り対象画像面を照明す
る照明光学系と、 該照明光学系を経て照射された光の、前記読み取り対象
画像面上における反射光の空間的強度分布情報を光電変
換素子まで伝送する集光光学系とを備えたイメージセン
サにおいて、 前記照明光学系が前記発光素子を表面に搭載した第1透
明基板の内部に形成されると共に、前記集光光学系が前
記光電変換素子を表面に搭載した第2透明基板の内部又
は表面上に複数の光導波路を有して形成されており、 前記照明光学系からの光出力を任意の空間的強度分布に
制御する光結合素子を有し、該光結合素子が前記第1透
明基板の少なくとも1つの端面に設けられていることを
特徴とするイメージセンサ。
3. A light emitting element emits light onto an image surface to be read.
Transmitted light to illuminate the image surface to be read.
Illumination optical system, and the object to be read of light emitted through the illumination optical system
Photoelectric conversion of spatial intensity distribution information of reflected light on the image plane
Image sensor with a condensing optical system for transmitting
The illumination optical system is provided with a first transparent light-emitting element mounted on a surface thereof.
Formed inside the light-emitting substrate, and
The inside of the second transparent substrate having the photoelectric conversion element mounted on the surface or
Is formed with a plurality of optical waveguides on the surface, and has an optical coupling element for controlling the light output from the illumination optical system to an arbitrary spatial intensity distribution, wherein the optical coupling element is the first optical coupling element. Being provided on at least one end face of the transparent substrate.
Characteristic image sensor.
【請求項4】 読み取り対象画像面上へ発光素子から発
せられた光を伝送し、前記読み取り対象画像面を照明す
る照明光学系と、 該照明光学系を経て照射された光の、前記読み取り対象
画像面上における反射光の空間的強度分布情報を光電変
換素子まで伝送する集光光学系とを備えたイメージセン
サにおいて、 前記照明光学系が前記発光素子を表面に搭載した第1透
明基板の内部に形成されると共に、前記集光光学系が前
記光電変換素子を表面に搭載した第2透明基板の内部又
は表面上に複数の光導波路を有して形成されて構成さ
れ、 前記複数の光導波路の光射出側端における間隔ピッチが
光入射側の間隔ピッチよりも狭く配置されていることを
特徴とするイメージセンサ。
4. A light emitting element emits light onto an image surface to be read.
Transmitted light to illuminate the image surface to be read.
Illumination optical system, and the object to be read of light emitted through the illumination optical system
Photoelectric conversion of spatial intensity distribution information of reflected light on the image plane
Image sensor with a condensing optical system for transmitting
The illumination optical system is provided with a first transparent light-emitting element mounted on a surface thereof.
Formed inside the light-emitting substrate, and
The inside of the second transparent substrate having the photoelectric conversion element mounted on the surface or
Is formed with a plurality of optical waveguides on the surface.
Is, that it is arranged narrower than the spacing pitch of the spacing pitch is the light incident side of the light emitting side ends of the plurality of optical waveguides
Characteristic image sensor.
【請求項5】 読み取り対象画像面上へ発光素子から発
せられた光を伝送し、前記読み取り対象画像面を照明す
る照明光学系と、 該照明光学系を経て照射された光の、前記読み取り対象
画像面上における反射光の空間的強度分布情報を光電変
換素子まで伝送する集光光学系とを備えたイメージセン
サにおいて、 前記照明光学系が前記発光素子を表面に搭載した第1透
明基板の内部に形成されると共に、前記集光光学系が前
記光電変換素子を表面に搭載した第2透明基板の内部又
は表面上に複数の光導波路を有して形成されており、 前記発光素子として、赤色、青色および緑色の発光特性
を各別に有する発光素子を有し、前記光電変換素子とし
て、カラー対応の光電変換素子を有し、かつ赤色、青色
および緑色の透過帯域を有する光学フィルタを備えてい
ることを特徴とするイメージセンサ。
5. A light emitting element emits light onto an image plane to be read.
Transmitted light to illuminate the image surface to be read.
Illumination optical system, and the object to be read of light emitted through the illumination optical system
Photoelectric conversion of spatial intensity distribution information of reflected light on the image plane
Image sensor with a condensing optical system for transmitting
The illumination optical system is provided with a first transparent light-emitting element mounted on a surface thereof.
Formed inside the light-emitting substrate, and
The inside of the second transparent substrate having the photoelectric conversion element mounted on the surface or
Is formed with a plurality of optical waveguides on its surface , has light emitting elements each having a red, blue, and green light emitting characteristic as the light emitting element, and has a photoelectric conversion element corresponding to a color as the photoelectric conversion element. It has a conversion element, and red, provides an optical filter having a blue and green transmission band
An image sensor, comprising:
【請求項6】 前記第2透明基板の前記光電変換素子搭
載面に、前記発光素子の発光波長の波長帯域のみを透過
する特性を有する光学フィルタが設けられている請求項
1から5のいずれか1項に記載のイメージセンサ。
To wherein said photoelectric conversion element mounting surface of the second transparent substrate, claims an optical filter is provided having a characteristic of transmitting only the wavelength band of the emission wavelength of the light emitting element
6. The image sensor according to any one of 1 to 5 .
【請求項7】 前記第1透明基板が樹脂成形法によって
透明樹脂を一体成形して作製される請求項1から5のい
ずれか1項に記載のイメージセンサ。
Wherein said claims 1 to 5 gall first transparent substrate is manufactured by integrally molding a transparent resin by resin molding
2. The image sensor according to claim 1 .
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