JP3444065B2 - 密着型イメージセンサー - Google Patents
密着型イメージセンサーInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原稿等を照射して原
稿等を読み取る密着型イメージセンサーに関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】以下、従来の密着型イメージセンサーに
ついて図を参照しながら説明する。図８は従来の密着型
イメージセンサーの断面図を示すものである。図８にお
いて、１はアルミニウム等からなるフレーム、２はフレ
ーム１の内側に設けられた略４５度の傾斜面に配設され
後記する原稿７等を照射する複数のＬＥＤチップを直線
状にされた発光部（ＬＥＤアレイと呼ぶ）、３はフレー
ム１の上面に配設され発光部２の照射した光を入射する
と共に原稿７等を当接させるガラス板、４はフレーム１
の底部に配設され原稿７等の反射した光を集束するロッ
ドレンズアレイ、５はフレーム１の上部に配設され後記
する受光センサー部６の信号を信号処理する回路基板で
あり、受光センサー６は回路基板５の下面に配設され、
ロッドレンズアレイ４の集束した光線を光検知部が受光
する。７はガラス板３に当接し照射される原稿等であ
る。 【０００３】以上のように構成された従来の密着型イメ
ージセンサーについて、以下その動作について説明す
る。発光部２の照射した光線８がガラス板３の下面に斜
光の状態で入射される。ガラス３内に入射した光線８は
屈折してガラス板３上面に到達する。一方、ガラス板３
上面には搬送される原稿７等があり、ガラス板３上面に
到達した光線８は原稿７等を照射して原稿７等の情報に
応じてガラス板３下面に向けて反射する。反射した光線
９はガラス板３の下側に設けられたロッドレンズアレイ
４で集束する。そして、集束した光線９を受光センサー
部６の光検知部が受光し、受光した光量に応じてフォト
キャリアを生じ蓄積される。 【０００４】ここで動作信号であるパルス信号を受光セ
ンサー部６のスタート信号入力端子に入力すると、光検
知部の１ビット目から順次シフトレジスタがオンして時
経列的に出力信号が取り出される。この信号は更に電気
的に増幅され最終的なセンサー出力信号として出力され
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】この従来の密着型イメ
ージセンサーにおいては、原稿７等の読み取りライン内
で原稿７等の照射光量にバラツキがあると、同一濃度の
原稿７等を読み取っても照度の明るい所と暗い所ではセ
ンサーの出力値に差が生じ、原稿７等の読み取りの再現
性を低下させる。又、照度が暗くなるとセンサーの出力
値が低下してＳ／Ｎ比や残像特性を悪化させるので、原
稿７等の読み取りラインを照射する照度を均一に向上さ
せた発光部２が要求されている。 【０００６】本発明は、原稿等の読み取りラインを照射
する照射光量を増大させ均一にすることを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、発光部と発光部からの光を拡散反射する拡
散反射面とを配設された基板と、発光部から出射された
光が鋸歯状の反射する鋸歯反射面と拡散反射面で拡散反
射した光とともに集束する凸曲面形状の出射曲面部を形
成した導光体を備え、拡散反射面は発光部から離れるに
つれて受光幅が拡大されたものである。 【０００８】この発明によれば、原稿等の読み取りライ
ンを照射する照射光量を増大させ均一にした密着型イメ
ージセンサーが得られる。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
発光部と発光部からの光を拡散反射する拡散反射面とを
配設した基板と、拡散反射面に当接した面と略平行に鋸
歯状の反射する鋸歯反射面と側面頂部に基板上に装着さ
れ発光部から出射された光が拡散反射面と鋸歯反射面で
拡散反射された光とともに集束する凸曲面形状の出射曲
面部とを形成した導光体と、導光体を覆い光の漏洩を防
止するカバーと、カバーを収容するとともに原稿等で反
射した光を集束するロッドレンズアレイを内設したフレ
ームと、ロッドレンズアレイで集束された光を受光する
受光センサー部を備え、拡散反射面は発光部から離れる
につれて受光幅が拡大されたというものであり、光の反
射効率を高め、出射する照射光量を増大させ均一にする
という作用を有する。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１による密
着型イメージセンサーの断面図を示す。１０はアルミニ
ウム等からなるフレーム、１１はフレーム１０の内側に
設けられた基板であり、基板１１の長手方向の両端には
後記する発光部１４に通電させる複数の電極部１２、電
極部１２の間には発光部１４の出射した光を拡散し反射
する金属箔等からなる拡散反射面１３を備えている。１
４は電極部１２上に配設され通電されて側面から出射す
る複数のＬＥＤチップからなる発光部、１５は発光部１
４間の拡散反射面１３上に装着され１．４〜１．６の屈
折率を有する導光体であり、発光部１４から出射された
光を長手方向の両端部から入射し、側面頂部には入射し
た光が拡散反射面１３で拡散反射した光とともに集束す
る凸曲面形状の出射曲面部１６を備えている。 【００１８】１７は導光体１５を覆い光の漏れを防止す
るカバー、１８はフレーム１０の上面に設けられたガラ
ス板であり、ガラス板１８に入射した光がガラス板１８
上に搬送された原稿等の画像にあたり下方に反射され
る。１９はフレーム１０の内側の基板１１と対向する位
置に配設され原稿等の反射した光を集束するロッドレン
ズアレイ、２０はフレーム１０の底面に配設され後記す
る受光センサー部２１の信号を信号処理する回路基板で
あり、受光センサー部２１は回路基板２０の上面に配設
され、ロッドレンズアレイ１９の集束した光を光検知部
が受光する。 【００１９】次に、本発明の実施の形態１の密着型イメ
ージセンサーの基板と導光体の装着について説明する。
図２（ａ）は本発明の実施の形態１による密着型イメー
ジセンサーの基板の斜視図、図２（ｂ）は本発明の実施
の形態１による密着型イメージセンサーの基板に発光部
を装着した斜視図、図２（ｃ）は本発明の実施の形態１
による密着型イメージセンサーの基板に拡散反射面を形
成した斜視図、図２（ｄ）は本発明の実施の形態１によ
る密着型イメージセンサーの基板に導光体を装着した斜
視図を示す。図２（ａ）に示すように、基板１１の長手
方向の両端に電極部１２が設けられている。そして、こ
の電極部１２の内側には中央部に近づくと次第に受光幅
が広くなるように形成された銅箔等の金属箔からなる拡
散反射面１３が設けられている。ここで受光幅とは導光
体１５に入射し導光体１５を通過した光を拡散反射面１
３が同照度で受光する幅のことを意味する。ところで実
施の形態１においては、この受光幅は光源である発光部
１４から長手方向と等距離にある拡散反射面１３の横幅
である。又、電極部１２と拡散反射面１３の形成には、
基板１１上に設けられた金属箔を、形状設計された発光
部１４の回路パターンの電極部１２と拡散反射面１３を
同時にエッチング等の加工がなされて形成される。そし
て、電極部１２及び拡散反射面１３の上にスクリーン印
刷等でクリーム半田を塗布する。 【００２０】次に、図２（ｂ）に示すように、電極部１
２の位置に側面から光を出射するＬＥＤチップ等の発光
部１４を配設して、リフロー炉を通過させて、電極部１
２と発光部１４の間を半田付けするとともに、拡散反射
面１３に半田を溶融させコーティングして、拡散反射面
１３の酸化等の腐食による反射効率の低下を防止する。 【００２１】次に、図２（ｃ）に示すように、拡散反射
面１３上にディスペンス或いはスタンピング等により透
明な接着剤２２を塗布する。そして、側面頂部に凸曲面
形状の出射曲面部１６を備えた導光体１５を拡散反射面
１３上の所定位置で、熱或いは赤外線照射等により接着
剤２２を硬化させて固定させる。又、導光体１５と拡散
反射面１３の位置を位置決めさせるためにリブ２３及び
穴２４を数カ所設けておくと良い。 【００２２】次に、図２（ｄ）に示すように、発光部１
４の側面発光側と導光体１５の長手方向の端面の間隙に
透明な樹脂２５を充填させる。樹脂２５を充填させるこ
とによって発光部１４の出射された光の導光体１５への
入射効率を高めることができる。そして、発光部１４と
導光体１５の間に樹脂２５を充填した後に、出射曲面部
１６以外の部分で光の漏洩を防止するために発光部１４
と導光体１５はカバー１７で覆われる。 【００２３】図３は本発明の実施の形態１による密着型
イメージセンサーの拡散反射面の光の動作原理を説明す
る図である。図３において、２６は発光部１４より出射
した光である。図３に示すように、基板１１上の長手方
向の両端には発光部１４をそれぞれ配設し、両発光部１
４の間に銅箔等の金属箔からなる拡散反射面１３を設
け、この拡散反射面１３の上に導光体１５が接着剤２２
（図示せず）を介して装着し、発光部１４と導光体１５
の間に樹脂２５を充填して構成されている。 【００２４】そして、発光部１４より出射した光２６は
導光体１５の長手方向の端面に入射する。入射した光２
６のなかで拡散反射面１３に向かう光２６がθ1の角度
で拡散反射面１３にあたる。拡散反射面１３にあたると
光２６は拡散反射面１３で拡散反射する。そして、光２
６が主にθ1'の角度で導光体１５内を進み、導光体１５
からθ0の角度で出射された光２６がガラス板１８に向
かう。そして、光２６の光量は発光部１４からの距離が
離れるほど低下するが、拡散反射面１３の拡散反射する
位置が発光部１４から離れるほど拡散反射面１３の受光
幅を拡大させているので、拡散反射面１３の長手方向で
の反射光を略均一の照度で反射させることができる。
又、一般に、面照度はｃｏｓθ0に比例することが知ら
れており、θ0が大きいと全体の照度が低下する。 【００２５】次に、このような本発明の実施の形態１の
密着型イメージセンサーの出射曲面部１６から出射した
光２６をガラス板１８の長手方向の読み取りライン上に
フォトダイオードを設置して、長手方向の照度の照度分
布を測定した結果について説明する。又、比較例として
図８に示す従来例の密着型イメージセンサー（長手方向
に８ｍｍピッチでＬＥＤチップを実装したＬＥＤアレイ
を発光部とする）についても同様の測定を行った。それ
ぞれの測定結果を図４に示す。 【００２６】図４は本発明の実施の形態１による密着型
イメージセンサーの出射曲面部からの照度分布と比較例
の照度分布を示す図である。図４において、２７は本発
明の実施の形態１の照度曲線、２８は従来例の比較例の
照度曲線、縦軸は照度（ｌｕｘ），横軸は出射曲面部の
長手方向の距離（ｍｍ）である。 【００２７】図４に示すように、本発明の実施の形態１
の照度曲線２７は４５０ｌｕｘの照度で長手方向に対し
てフラットである。これに対して比較例の照度曲線２８
は長手方向でＬＥＤチップの８ｍｍピッチの実装に伴っ
て生じる波状の照度分布が生じている。 【００２８】このように本発明の実施の形態１によれ
ば、出射曲面部１６から出射した光２６はガラス板１８
に直線状に到達し、直線状のそれぞれの位置で略均一な
照度を有するものである。又、この照度を得るための比
較例の消費電力が２．４ｗであるのに対して、本発明の
実施の形態１の消費電力が０．５ｗと低く、約１／５の
消費電力で同等の照度を得ることができるものである。 【００２９】併せて、本発明の実施の形態１の密着型イ
メージセンサーの出射曲面部１６から１ｍｍ離した位置
で長手方向にフォトダイオードを設置して、出射曲面部
１６から出射する光２６の長手方向の照度の照度分布を
測定した。比較例として図８に示す従来例の密着型イメ
ージセンサーについても発光部から１ｍｍ離した位置で
同様の測定を行った。それぞれの測定結果を図５に示
す。 【００３０】図５は本発明の実施の形態１による密着型
イメージセンサーの出射曲面部から１ｍｍ離した位置の
照度分布と比較例の発光部から１ｍｍ離した位置の照度
分布を示す図である。図５において、２９は本発明の実
施の形態１の照度曲線、３０は従来例の比較例の照度曲
線、縦軸は照度（ｌｕｘ），横軸は出射曲面部の長手方
向の距離（ｍｍ）である。尚、それぞれの消費電力は図
４と同一である。 【００３１】図５に示すように、本発明の実施の形態１
の照度曲線２９は２０００ｌｕｘの照度で長手方向に対
してフラットに分布している。これに対して比較例の照
度曲線３０は、長手方向ではＬＥＤチップ上で２０００
ｌｕｘ，ＬＥＤチップ間では照度が０に近い部分が存在
するといった極端な照度分布を示すものである。 【００３２】このように本発明の実施の形態１によれば
消費電力を減少させるとともに、出射曲面部１６に近づ
けても長手方向に対して、略均一な照度分布を得ること
ができるものである。 【００３３】（実施の形態２）図６（ａ）は本発明の実
施の形態２による密着型イメージセンサーの基板と鋸歯
反射面を形成した導光体を示す斜視図、図６（ｂ）は本
発明の実施の形態２による密着型イメージセンサーの基
板に導光体を装着した斜視図を示す。図６（ａ）及び図
６（ｂ）において実施の形態１と同符号のものは基本的
には同一であるので説明の詳細は省略する。図６（ａ）
に示すように、基板１１の長手方向の両端の回路パター
ンの電極部１２上には、側面から光を出射するＬＥＤチ
ップ等の発光部１４を配設しており、この発光部１４か
ら離れるにつれて拡散反射する面の受光幅が広くなるよ
うにエッチング等で形成された銅箔等の金属箔からなる
拡散反射面１３を設け、この拡散反射面１３上に透明な
接着剤２２が塗布されている。 【００３４】そして、導光体１５には、側面頂部に凸曲
面形状の出射曲面部１６と、拡散反射面１３に当接した
面と略平行な位置に鋸歯状の反射する鋸歯反射面３１が
設けられている。又、導光体１５と拡散反射面１３の位
置を位置決めさせるためにリブ２３及び穴２４を設けて
も良い。 【００３５】次に、図６（ｂ）に示すように、拡散反射
面１３上の所定位置で、熱或いは赤外線照射等により接
着剤２２を硬化させて固定させる。そして、発光部１４
と導光体１５の長手方向の端面の間隙に透明な樹脂２５
が充填されている。さらに、出射曲面部１６以外の部分
で光の漏洩を防止するために導光体１５は鋸歯反射面３
１とともにカバ１７で覆われる。 【００３６】図７（ａ）は本発明の実施の形態２による
密着型イメージセンサーの拡散反射面と鋸歯反射面の光
の動作原理を説明する正面からの図、図７（ｂ）は本発
明の実施の形態２による密着型イメージセンサーの拡散
反射面と鋸歯反射面の光の動作原理を説明する側面から
の図を示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、
発光部１４から出射した光２６は導光体１５の長手方向
の端面に入射する。導光体１５には、拡散反射面１３に
当接した面と略平行な位置に鋸歯状で光を反射する鋸歯
反射面１６が設けられているので、入射した光２６のな
かで上側に向かう光２６が鋸歯反射面３１にあたる。鋸
歯反射面３１にあたると光２６は、鋸歯反射面３１でθ
2の角度で拡散反射面１３に向けて反射する。そして、
拡散反射面１３にあたった光２６が拡散反射面１３で拡
散反射して、主にθ2＜θ1の角度で導光体１５内を進
む。すなわち、鋸歯反射面で反射するためθ2の値は鋸
歯反射面がない場合のよりθ1より相当小さくなる。そ
して、出射曲面部１６の凸曲面形状から出射された光２
６がθ0'の角度でガラス板１８に向かう。その際、θ 0'
の角度が０度に近づき光２６の照度が高くなるのであ
る。 【００３７】又、図７（ｂ）に示すように、長手方向と
垂直な断面状態では、出射曲面部１６から出射される光
２６が、導光体１５の出射曲面部１６が凸曲面形状に形
成されているからガラス板１８に向かうに従って集束さ
れる。このようにガラス板１８面に光２６を集束させる
と、ガラス板１８の長手方向に直線状に（読み取りライ
ン上に）光２６が到達するのである。そして、ガラス板
１８を通過した光２６がガラス板１８に搬送された原稿
等の情報に応じて反射し、反射する光２６の照度を向上
させるものである。 【００３８】このように本発明の実施の形態２によれば
実施の形態１と同様に消費電力を減少させるとともに、
出射曲面部に近づけても長手方向に対して、略均一な照
度分布を得ることができるものである。図５に示す照度
分布と基本的には同様の分布を示すものである。 【００３９】尚、本発明の実施の形態１，２において密
着型イメージセンサーについて説明してきたが、基板１
１上に金属箔を設け、金属箔がエッチングにより拡散反
射面１３と発光部１４の回路パターンを形成されている
と、形状の設計を容易にし、拡散反射面１３と回路パタ
ーンが同時に形成され寸法精度を向上させるとともに、
照射光量を均一にさせることができる。 【００４０】又、拡散反射面１３の金属箔の表面に半田
がコーティングされていると、金属箔表面の腐食による
反射効率の低下を防止し、照射光量を均一にさせること
ができる。 【００４１】又、拡散反射面１３は金属箔の外に、金属
粉末，セラミック，或いは樹脂等の光反射率の高い材料
を基板１１にコーティングさせると、形成が容易である
とともに十分に光を反射拡散させることができる。 【００４２】又、拡散反射面１３と導光体１５を接着さ
せる接着剤２２には、接着剤２２の屈折率が導光体１５
の屈折率と同等、或いはそれ以上の屈折率を有すると、
導光体１５と接着剤２２の界面での反射する光が低減
し、拡散反射面１３での光の反射効率を高めることがで
きる。尚、導光体１５の屈折率以上の屈折率といっても
できれば導光体１５の屈折率と同等以上で１．５〜１．
７の屈折率を選ぶのが反射効率の点で望ましい。 【００４３】又、発光部１４と導光体１５の間隙に充填
させる透明な樹脂２５の屈折率が１以上で導光体１５の
屈折率以下であると、導光体に入射する光の入射効率を
高め、拡散反射面１３と鋸歯反射面３１での光の反射効
率を向上させることができる。 【００４４】又、出射曲面部１６以外の部分で光の漏洩
を防止するために発光部１４と導光体１５はカバー１７
で覆ったが、カバー１７をなくして導光体１５を直接フ
レーム１０で覆うと、部品点数が減少するとともに、組
立を容易にしコストを下げることができる。 【００４５】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、発光部の
消費電力を減少させるとともに、長手方向に対して直線
状で略均一な照度分布を照射させることができる。又、
出射曲面部に近づけても長手方向に対して略均一な照度
分布が得られるので、出射曲面部に原稿等の被照明物を
近づけるように配設され、照度を向上させるとともに構
造の薄型化が図れるという有利な効果が得られる。
稿等を読み取る密着型イメージセンサーに関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】以下、従来の密着型イメージセンサーに
ついて図を参照しながら説明する。図８は従来の密着型
イメージセンサーの断面図を示すものである。図８にお
いて、１はアルミニウム等からなるフレーム、２はフレ
ーム１の内側に設けられた略４５度の傾斜面に配設され
後記する原稿７等を照射する複数のＬＥＤチップを直線
状にされた発光部（ＬＥＤアレイと呼ぶ）、３はフレー
ム１の上面に配設され発光部２の照射した光を入射する
と共に原稿７等を当接させるガラス板、４はフレーム１
の底部に配設され原稿７等の反射した光を集束するロッ
ドレンズアレイ、５はフレーム１の上部に配設され後記
する受光センサー部６の信号を信号処理する回路基板で
あり、受光センサー６は回路基板５の下面に配設され、
ロッドレンズアレイ４の集束した光線を光検知部が受光
する。７はガラス板３に当接し照射される原稿等であ
る。 【０００３】以上のように構成された従来の密着型イメ
ージセンサーについて、以下その動作について説明す
る。発光部２の照射した光線８がガラス板３の下面に斜
光の状態で入射される。ガラス３内に入射した光線８は
屈折してガラス板３上面に到達する。一方、ガラス板３
上面には搬送される原稿７等があり、ガラス板３上面に
到達した光線８は原稿７等を照射して原稿７等の情報に
応じてガラス板３下面に向けて反射する。反射した光線
９はガラス板３の下側に設けられたロッドレンズアレイ
４で集束する。そして、集束した光線９を受光センサー
部６の光検知部が受光し、受光した光量に応じてフォト
キャリアを生じ蓄積される。 【０００４】ここで動作信号であるパルス信号を受光セ
ンサー部６のスタート信号入力端子に入力すると、光検
知部の１ビット目から順次シフトレジスタがオンして時
経列的に出力信号が取り出される。この信号は更に電気
的に増幅され最終的なセンサー出力信号として出力され
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】この従来の密着型イメ
ージセンサーにおいては、原稿７等の読み取りライン内
で原稿７等の照射光量にバラツキがあると、同一濃度の
原稿７等を読み取っても照度の明るい所と暗い所ではセ
ンサーの出力値に差が生じ、原稿７等の読み取りの再現
性を低下させる。又、照度が暗くなるとセンサーの出力
値が低下してＳ／Ｎ比や残像特性を悪化させるので、原
稿７等の読み取りラインを照射する照度を均一に向上さ
せた発光部２が要求されている。 【０００６】本発明は、原稿等の読み取りラインを照射
する照射光量を増大させ均一にすることを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、発光部と発光部からの光を拡散反射する拡
散反射面とを配設された基板と、発光部から出射された
光が鋸歯状の反射する鋸歯反射面と拡散反射面で拡散反
射した光とともに集束する凸曲面形状の出射曲面部を形
成した導光体を備え、拡散反射面は発光部から離れるに
つれて受光幅が拡大されたものである。 【０００８】この発明によれば、原稿等の読み取りライ
ンを照射する照射光量を増大させ均一にした密着型イメ
ージセンサーが得られる。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
発光部と発光部からの光を拡散反射する拡散反射面とを
配設した基板と、拡散反射面に当接した面と略平行に鋸
歯状の反射する鋸歯反射面と側面頂部に基板上に装着さ
れ発光部から出射された光が拡散反射面と鋸歯反射面で
拡散反射された光とともに集束する凸曲面形状の出射曲
面部とを形成した導光体と、導光体を覆い光の漏洩を防
止するカバーと、カバーを収容するとともに原稿等で反
射した光を集束するロッドレンズアレイを内設したフレ
ームと、ロッドレンズアレイで集束された光を受光する
受光センサー部を備え、拡散反射面は発光部から離れる
につれて受光幅が拡大されたというものであり、光の反
射効率を高め、出射する照射光量を増大させ均一にする
という作用を有する。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１による密
着型イメージセンサーの断面図を示す。１０はアルミニ
ウム等からなるフレーム、１１はフレーム１０の内側に
設けられた基板であり、基板１１の長手方向の両端には
後記する発光部１４に通電させる複数の電極部１２、電
極部１２の間には発光部１４の出射した光を拡散し反射
する金属箔等からなる拡散反射面１３を備えている。１
４は電極部１２上に配設され通電されて側面から出射す
る複数のＬＥＤチップからなる発光部、１５は発光部１
４間の拡散反射面１３上に装着され１．４〜１．６の屈
折率を有する導光体であり、発光部１４から出射された
光を長手方向の両端部から入射し、側面頂部には入射し
た光が拡散反射面１３で拡散反射した光とともに集束す
る凸曲面形状の出射曲面部１６を備えている。 【００１８】１７は導光体１５を覆い光の漏れを防止す
るカバー、１８はフレーム１０の上面に設けられたガラ
ス板であり、ガラス板１８に入射した光がガラス板１８
上に搬送された原稿等の画像にあたり下方に反射され
る。１９はフレーム１０の内側の基板１１と対向する位
置に配設され原稿等の反射した光を集束するロッドレン
ズアレイ、２０はフレーム１０の底面に配設され後記す
る受光センサー部２１の信号を信号処理する回路基板で
あり、受光センサー部２１は回路基板２０の上面に配設
され、ロッドレンズアレイ１９の集束した光を光検知部
が受光する。 【００１９】次に、本発明の実施の形態１の密着型イメ
ージセンサーの基板と導光体の装着について説明する。
図２（ａ）は本発明の実施の形態１による密着型イメー
ジセンサーの基板の斜視図、図２（ｂ）は本発明の実施
の形態１による密着型イメージセンサーの基板に発光部
を装着した斜視図、図２（ｃ）は本発明の実施の形態１
による密着型イメージセンサーの基板に拡散反射面を形
成した斜視図、図２（ｄ）は本発明の実施の形態１によ
る密着型イメージセンサーの基板に導光体を装着した斜
視図を示す。図２（ａ）に示すように、基板１１の長手
方向の両端に電極部１２が設けられている。そして、こ
の電極部１２の内側には中央部に近づくと次第に受光幅
が広くなるように形成された銅箔等の金属箔からなる拡
散反射面１３が設けられている。ここで受光幅とは導光
体１５に入射し導光体１５を通過した光を拡散反射面１
３が同照度で受光する幅のことを意味する。ところで実
施の形態１においては、この受光幅は光源である発光部
１４から長手方向と等距離にある拡散反射面１３の横幅
である。又、電極部１２と拡散反射面１３の形成には、
基板１１上に設けられた金属箔を、形状設計された発光
部１４の回路パターンの電極部１２と拡散反射面１３を
同時にエッチング等の加工がなされて形成される。そし
て、電極部１２及び拡散反射面１３の上にスクリーン印
刷等でクリーム半田を塗布する。 【００２０】次に、図２（ｂ）に示すように、電極部１
２の位置に側面から光を出射するＬＥＤチップ等の発光
部１４を配設して、リフロー炉を通過させて、電極部１
２と発光部１４の間を半田付けするとともに、拡散反射
面１３に半田を溶融させコーティングして、拡散反射面
１３の酸化等の腐食による反射効率の低下を防止する。 【００２１】次に、図２（ｃ）に示すように、拡散反射
面１３上にディスペンス或いはスタンピング等により透
明な接着剤２２を塗布する。そして、側面頂部に凸曲面
形状の出射曲面部１６を備えた導光体１５を拡散反射面
１３上の所定位置で、熱或いは赤外線照射等により接着
剤２２を硬化させて固定させる。又、導光体１５と拡散
反射面１３の位置を位置決めさせるためにリブ２３及び
穴２４を数カ所設けておくと良い。 【００２２】次に、図２（ｄ）に示すように、発光部１
４の側面発光側と導光体１５の長手方向の端面の間隙に
透明な樹脂２５を充填させる。樹脂２５を充填させるこ
とによって発光部１４の出射された光の導光体１５への
入射効率を高めることができる。そして、発光部１４と
導光体１５の間に樹脂２５を充填した後に、出射曲面部
１６以外の部分で光の漏洩を防止するために発光部１４
と導光体１５はカバー１７で覆われる。 【００２３】図３は本発明の実施の形態１による密着型
イメージセンサーの拡散反射面の光の動作原理を説明す
る図である。図３において、２６は発光部１４より出射
した光である。図３に示すように、基板１１上の長手方
向の両端には発光部１４をそれぞれ配設し、両発光部１
４の間に銅箔等の金属箔からなる拡散反射面１３を設
け、この拡散反射面１３の上に導光体１５が接着剤２２
（図示せず）を介して装着し、発光部１４と導光体１５
の間に樹脂２５を充填して構成されている。 【００２４】そして、発光部１４より出射した光２６は
導光体１５の長手方向の端面に入射する。入射した光２
６のなかで拡散反射面１３に向かう光２６がθ1の角度
で拡散反射面１３にあたる。拡散反射面１３にあたると
光２６は拡散反射面１３で拡散反射する。そして、光２
６が主にθ1'の角度で導光体１５内を進み、導光体１５
からθ0の角度で出射された光２６がガラス板１８に向
かう。そして、光２６の光量は発光部１４からの距離が
離れるほど低下するが、拡散反射面１３の拡散反射する
位置が発光部１４から離れるほど拡散反射面１３の受光
幅を拡大させているので、拡散反射面１３の長手方向で
の反射光を略均一の照度で反射させることができる。
又、一般に、面照度はｃｏｓθ0に比例することが知ら
れており、θ0が大きいと全体の照度が低下する。 【００２５】次に、このような本発明の実施の形態１の
密着型イメージセンサーの出射曲面部１６から出射した
光２６をガラス板１８の長手方向の読み取りライン上に
フォトダイオードを設置して、長手方向の照度の照度分
布を測定した結果について説明する。又、比較例として
図８に示す従来例の密着型イメージセンサー（長手方向
に８ｍｍピッチでＬＥＤチップを実装したＬＥＤアレイ
を発光部とする）についても同様の測定を行った。それ
ぞれの測定結果を図４に示す。 【００２６】図４は本発明の実施の形態１による密着型
イメージセンサーの出射曲面部からの照度分布と比較例
の照度分布を示す図である。図４において、２７は本発
明の実施の形態１の照度曲線、２８は従来例の比較例の
照度曲線、縦軸は照度（ｌｕｘ），横軸は出射曲面部の
長手方向の距離（ｍｍ）である。 【００２７】図４に示すように、本発明の実施の形態１
の照度曲線２７は４５０ｌｕｘの照度で長手方向に対し
てフラットである。これに対して比較例の照度曲線２８
は長手方向でＬＥＤチップの８ｍｍピッチの実装に伴っ
て生じる波状の照度分布が生じている。 【００２８】このように本発明の実施の形態１によれ
ば、出射曲面部１６から出射した光２６はガラス板１８
に直線状に到達し、直線状のそれぞれの位置で略均一な
照度を有するものである。又、この照度を得るための比
較例の消費電力が２．４ｗであるのに対して、本発明の
実施の形態１の消費電力が０．５ｗと低く、約１／５の
消費電力で同等の照度を得ることができるものである。 【００２９】併せて、本発明の実施の形態１の密着型イ
メージセンサーの出射曲面部１６から１ｍｍ離した位置
で長手方向にフォトダイオードを設置して、出射曲面部
１６から出射する光２６の長手方向の照度の照度分布を
測定した。比較例として図８に示す従来例の密着型イメ
ージセンサーについても発光部から１ｍｍ離した位置で
同様の測定を行った。それぞれの測定結果を図５に示
す。 【００３０】図５は本発明の実施の形態１による密着型
イメージセンサーの出射曲面部から１ｍｍ離した位置の
照度分布と比較例の発光部から１ｍｍ離した位置の照度
分布を示す図である。図５において、２９は本発明の実
施の形態１の照度曲線、３０は従来例の比較例の照度曲
線、縦軸は照度（ｌｕｘ），横軸は出射曲面部の長手方
向の距離（ｍｍ）である。尚、それぞれの消費電力は図
４と同一である。 【００３１】図５に示すように、本発明の実施の形態１
の照度曲線２９は２０００ｌｕｘの照度で長手方向に対
してフラットに分布している。これに対して比較例の照
度曲線３０は、長手方向ではＬＥＤチップ上で２０００
ｌｕｘ，ＬＥＤチップ間では照度が０に近い部分が存在
するといった極端な照度分布を示すものである。 【００３２】このように本発明の実施の形態１によれば
消費電力を減少させるとともに、出射曲面部１６に近づ
けても長手方向に対して、略均一な照度分布を得ること
ができるものである。 【００３３】（実施の形態２）図６（ａ）は本発明の実
施の形態２による密着型イメージセンサーの基板と鋸歯
反射面を形成した導光体を示す斜視図、図６（ｂ）は本
発明の実施の形態２による密着型イメージセンサーの基
板に導光体を装着した斜視図を示す。図６（ａ）及び図
６（ｂ）において実施の形態１と同符号のものは基本的
には同一であるので説明の詳細は省略する。図６（ａ）
に示すように、基板１１の長手方向の両端の回路パター
ンの電極部１２上には、側面から光を出射するＬＥＤチ
ップ等の発光部１４を配設しており、この発光部１４か
ら離れるにつれて拡散反射する面の受光幅が広くなるよ
うにエッチング等で形成された銅箔等の金属箔からなる
拡散反射面１３を設け、この拡散反射面１３上に透明な
接着剤２２が塗布されている。 【００３４】そして、導光体１５には、側面頂部に凸曲
面形状の出射曲面部１６と、拡散反射面１３に当接した
面と略平行な位置に鋸歯状の反射する鋸歯反射面３１が
設けられている。又、導光体１５と拡散反射面１３の位
置を位置決めさせるためにリブ２３及び穴２４を設けて
も良い。 【００３５】次に、図６（ｂ）に示すように、拡散反射
面１３上の所定位置で、熱或いは赤外線照射等により接
着剤２２を硬化させて固定させる。そして、発光部１４
と導光体１５の長手方向の端面の間隙に透明な樹脂２５
が充填されている。さらに、出射曲面部１６以外の部分
で光の漏洩を防止するために導光体１５は鋸歯反射面３
１とともにカバ１７で覆われる。 【００３６】図７（ａ）は本発明の実施の形態２による
密着型イメージセンサーの拡散反射面と鋸歯反射面の光
の動作原理を説明する正面からの図、図７（ｂ）は本発
明の実施の形態２による密着型イメージセンサーの拡散
反射面と鋸歯反射面の光の動作原理を説明する側面から
の図を示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、
発光部１４から出射した光２６は導光体１５の長手方向
の端面に入射する。導光体１５には、拡散反射面１３に
当接した面と略平行な位置に鋸歯状で光を反射する鋸歯
反射面１６が設けられているので、入射した光２６のな
かで上側に向かう光２６が鋸歯反射面３１にあたる。鋸
歯反射面３１にあたると光２６は、鋸歯反射面３１でθ
2の角度で拡散反射面１３に向けて反射する。そして、
拡散反射面１３にあたった光２６が拡散反射面１３で拡
散反射して、主にθ2＜θ1の角度で導光体１５内を進
む。すなわち、鋸歯反射面で反射するためθ2の値は鋸
歯反射面がない場合のよりθ1より相当小さくなる。そ
して、出射曲面部１６の凸曲面形状から出射された光２
６がθ0'の角度でガラス板１８に向かう。その際、θ 0'
の角度が０度に近づき光２６の照度が高くなるのであ
る。 【００３７】又、図７（ｂ）に示すように、長手方向と
垂直な断面状態では、出射曲面部１６から出射される光
２６が、導光体１５の出射曲面部１６が凸曲面形状に形
成されているからガラス板１８に向かうに従って集束さ
れる。このようにガラス板１８面に光２６を集束させる
と、ガラス板１８の長手方向に直線状に（読み取りライ
ン上に）光２６が到達するのである。そして、ガラス板
１８を通過した光２６がガラス板１８に搬送された原稿
等の情報に応じて反射し、反射する光２６の照度を向上
させるものである。 【００３８】このように本発明の実施の形態２によれば
実施の形態１と同様に消費電力を減少させるとともに、
出射曲面部に近づけても長手方向に対して、略均一な照
度分布を得ることができるものである。図５に示す照度
分布と基本的には同様の分布を示すものである。 【００３９】尚、本発明の実施の形態１，２において密
着型イメージセンサーについて説明してきたが、基板１
１上に金属箔を設け、金属箔がエッチングにより拡散反
射面１３と発光部１４の回路パターンを形成されている
と、形状の設計を容易にし、拡散反射面１３と回路パタ
ーンが同時に形成され寸法精度を向上させるとともに、
照射光量を均一にさせることができる。 【００４０】又、拡散反射面１３の金属箔の表面に半田
がコーティングされていると、金属箔表面の腐食による
反射効率の低下を防止し、照射光量を均一にさせること
ができる。 【００４１】又、拡散反射面１３は金属箔の外に、金属
粉末，セラミック，或いは樹脂等の光反射率の高い材料
を基板１１にコーティングさせると、形成が容易である
とともに十分に光を反射拡散させることができる。 【００４２】又、拡散反射面１３と導光体１５を接着さ
せる接着剤２２には、接着剤２２の屈折率が導光体１５
の屈折率と同等、或いはそれ以上の屈折率を有すると、
導光体１５と接着剤２２の界面での反射する光が低減
し、拡散反射面１３での光の反射効率を高めることがで
きる。尚、導光体１５の屈折率以上の屈折率といっても
できれば導光体１５の屈折率と同等以上で１．５〜１．
７の屈折率を選ぶのが反射効率の点で望ましい。 【００４３】又、発光部１４と導光体１５の間隙に充填
させる透明な樹脂２５の屈折率が１以上で導光体１５の
屈折率以下であると、導光体に入射する光の入射効率を
高め、拡散反射面１３と鋸歯反射面３１での光の反射効
率を向上させることができる。 【００４４】又、出射曲面部１６以外の部分で光の漏洩
を防止するために発光部１４と導光体１５はカバー１７
で覆ったが、カバー１７をなくして導光体１５を直接フ
レーム１０で覆うと、部品点数が減少するとともに、組
立を容易にしコストを下げることができる。 【００４５】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、発光部の
消費電力を減少させるとともに、長手方向に対して直線
状で略均一な照度分布を照射させることができる。又、
出射曲面部に近づけても長手方向に対して略均一な照度
分布が得られるので、出射曲面部に原稿等の被照明物を
近づけるように配設され、照度を向上させるとともに構
造の薄型化が図れるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの断面図 【図２】（ａ）は本発明の実施の形態１による密着型イ
メージセンサーの基板の斜視図 （ｂ）は本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの基板に発光部を装着した斜視図 （ｃ）は本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの基板に拡散反射面を形成した斜視図 （ｄ）は本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの基板に導光体を装着した斜視図 【図３】本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの拡散反射面の光の動作原理を説明する図 【図４】本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの出射曲面部からの照度分布と比較例の照度分布
を示す図 【図５】本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの出射曲面部から１ｍｍ離した位置の照度分布と
比較例の発光部から１ｍｍ離した位置の照度分布を示す
図 【図６】（ａ）は本発明の実施の形態２による密着型イ
メージセンサーの基板に鋸歯反射面を形成した導体を示
す斜視図 （ｄ）は本発明の実施の形態２による密着型イメージセ
ンサーの基板に導光体を装着した斜視図 【図７】（ａ）は本発明の実施の形態２による密着型イ
メージセンサーの拡散反射面と鋸歯反射面の光の動作原
理を説明する正面からの図 （ｂ）は本発明の実施の形態２による密着型イメージセ
ンサーの拡散反射面と鋸歯反射面の光の動作原理を説明
する側面からの図 【図８】従来の密着型イメージセンサーの断面図 【符号の説明】 １０ フレーム １１ 基板 １２ 電極部 １３ 拡散反射面 １４ 発光部 １５ 導光体 １６ 出射曲面部 １７ カバー １８ ガラス板 １９ ロッドレンズアレイ ２０ 回路基板 ２１ 受光センサー部 ２２ 接着剤 ２３ リブ ２４ 穴 ２５ 樹脂 ２６ 光 ２７，２８，２９，３０ 照度曲線 ３１ 鋸歯反射面
ンサーの断面図 【図２】（ａ）は本発明の実施の形態１による密着型イ
メージセンサーの基板の斜視図 （ｂ）は本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの基板に発光部を装着した斜視図 （ｃ）は本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの基板に拡散反射面を形成した斜視図 （ｄ）は本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの基板に導光体を装着した斜視図 【図３】本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの拡散反射面の光の動作原理を説明する図 【図４】本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの出射曲面部からの照度分布と比較例の照度分布
を示す図 【図５】本発明の実施の形態１による密着型イメージセ
ンサーの出射曲面部から１ｍｍ離した位置の照度分布と
比較例の発光部から１ｍｍ離した位置の照度分布を示す
図 【図６】（ａ）は本発明の実施の形態２による密着型イ
メージセンサーの基板に鋸歯反射面を形成した導体を示
す斜視図 （ｄ）は本発明の実施の形態２による密着型イメージセ
ンサーの基板に導光体を装着した斜視図 【図７】（ａ）は本発明の実施の形態２による密着型イ
メージセンサーの拡散反射面と鋸歯反射面の光の動作原
理を説明する正面からの図 （ｂ）は本発明の実施の形態２による密着型イメージセ
ンサーの拡散反射面と鋸歯反射面の光の動作原理を説明
する側面からの図 【図８】従来の密着型イメージセンサーの断面図 【符号の説明】 １０ フレーム １１ 基板 １２ 電極部 １３ 拡散反射面 １４ 発光部 １５ 導光体 １６ 出射曲面部 １７ カバー １８ ガラス板 １９ ロッドレンズアレイ ２０ 回路基板 ２１ 受光センサー部 ２２ 接着剤 ２３ リブ ２４ 穴 ２５ 樹脂 ２６ 光 ２７，２８，２９，３０ 照度曲線 ３１ 鋸歯反射面
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−148435（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−316296（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−203128（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−217084（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−77551（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−109407（ＪＰ，Ｕ)
実開 平６−21940（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 1/028
H04N 1/19
G02B 5/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】発光部と前記発光部からの光を拡散反射す
る拡散反射面とを配設した基板と、前記拡散反射面に当
接した面と略平行に鋸歯状の反射する鋸歯反射面と側面
頂部に前記基板上に装着され前記発光部から出射された
光が前記拡散反射面と前記鋸歯反射面で拡散反射された
光とともに集束する凸曲面形状の出射曲面部とを形成し
た導光体と、前記導光体を覆い光の漏洩を防止するカバ
ーと、前記カバーを収容するとともに原稿等で反射した
光を集束するロッドレンズアレイを内設したフレーム
と、前記ロッドレンズアレイで集束された光を受光する
受光センサー部を備え、前記拡散反射面は前記発光部か
ら離れるにつれて受光幅が拡大されたことを特徴とする
密着型イメージセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31777395A JP3444065B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 密着型イメージセンサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31777395A JP3444065B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 密着型イメージセンサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09163071A JPH09163071A (ja) | 1997-06-20 |
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ID=18091896
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31777395A Expired - Fee Related JP3444065B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 密着型イメージセンサー |
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| Country | Link |
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| JP6101765B2 (ja) * | 2015-09-03 | 2017-03-22 | ローム株式会社 | 画像読取装置および画像読取装置の製造方法 |
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| JPH0377551U (ja) * | 1989-11-30 | 1991-08-05 | ||
| JPH0621940U (ja) * | 1992-02-19 | 1994-03-22 | 近藤フィリップスライティング株式会社 | 線状光源ユニット |
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| JP2693098B2 (ja) * | 1993-01-19 | 1997-12-17 | キヤノン株式会社 | 導光体、導光体を有する照明装置、照明装置を有する読取装置及び画像処理システム |
| JPH07203128A (ja) * | 1993-12-29 | 1995-08-04 | Nippon Steel Corp | 密着型イメージセンサ |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP31777395A patent/JP3444065B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |