JP4417368B2

JP4417368B2 - イメージセンサ

Info

Publication number: JP4417368B2
Application number: JP2006329754A
Authority: JP
Inventors: 洋長谷川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2026-12-06
Also published as: JP2008147772A

Description

この発明は、複写機、ファクシミリなどのカラー画像を読み取る画像入力装置に用いられ、特に紙幣等の特殊印刷を施したカラー画像の読み取りにも適したイメージセンサに関するものである。

従来のイメージセンサは、例えば特許文献１のように、第１の基板にレンズアレイを介して被照射体からの反射光を受光するセンサを設け、前記第１の基板に対して前記レンズアレイと反対側に配置した第２の基板に被照射体を照射する光源を設け、光源から被照射体までの距離を従来よりも長くすることで、被照射体の読み取りライン上における照射分布を均一化したものである。このイメージセンサは、光源から照射された光を被照射体に照射する為、導光体を用い、導光体に入射された光は、導光体を通過し、被照射体に照射される。

特開２００６−２３７９７７号公報（段落００１４〜段落００２０，第３図）

従来のイメージセンサは以上のように構成され、長尺の導光体内を光が通過する為、導光体における透過率のバラツキや導光体を通過する光信号の歪が生じてしまい、長尺な導光体を形成することは難しいという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、分割した導光体を複数個接続することで長尺な導光体を形成することができるイメージセンサを得ることを目的とする。

この発明に係るイメージセンサは、ＬＥＤ列の光源から入射した光を被照射体に照射する主走査方向に隣接して配置された一方の導光体群と、この一方の導光体群の互いに隣接する個々の導光体の隣接位置両側であって前記光源側に設けられた隣接側嵌合部と、前記一方の導光体群の互いに隣接しない個々の導光体の一端側に設けられた端部側嵌合部と、被照射体からの反射光を収束するレンズアレイと、このレンズアレイを介して前記一方の導光体群の反対側に面対称で対向して設置した、光源から入射した光を被照射体に照射する他方の導光体群と、この他方の導光体群の互いに隣接する個々の導光体の隣接位置両側に設けられた隣接側嵌合部と、前記他方の導光体群の互いに隣接しない個々の導光体の一端側に設けられた端部側嵌合部と、前記レンズアレイを保持する第１フレームと、前記一方及び他方の導光体群の端部側嵌合部を嵌め合わせて固定する第２フレームと、この第２フレームを載置すると共に前記一方及び他方の導光体群の隣接側嵌合部を嵌め合わせて固定する第３フレームとを備えたものである。

この発明によれば、分割した導光体を複数個接続することで長尺な導光体を形成することができるという効果を奏する。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるイメージセンサの副走査方向（短軸方向）における断面図である。実施の形態１のイメージセンサは、光源１と、導光体２(第１及び第２の導光体)と、射出部２ａと、原稿（被照射体）３と、レンズアレイ４と、センサ５と、センサ基板６と、透過体７と、第１フレーム８と、光源用基板９と、第２フレーム１０と、第３フレーム１１と、コネクタ１２と、信号処理部１３と、外部コネクタ１４により構成されている。

ここで、光源１はＬＥＤを並べたＬＥＤ列や蛍光灯などの光源であり、導光体２は光源１から入射した光が、主走査方向（長軸方向）に渡り全反射を繰返して伝搬・放出する主走査方向で分割した導光体（光源が紫外線を発光する場合は、蛍光体を塗布して紫外線を可視光に変換する）であり、射出部２ａは導光体２内の光を外部に照射する導光体２の射出部であり、原稿３は被照射体としての原稿であり、レンズアレイ４は原稿３からの反射光を収束するレンズアレイであり、センサ５はレンズアレイ４で収束された光を受光して光電変換するセンサ（撮像素子・受光素子）であり、センサ基板６はセンサ５を（複数個）配列したセンサ基板であり、透過体７は原稿台又は原稿搬送路としての透過体（ガラス板）である。

第１フレーム８はレンズアレイ４やセンサ基板６を保持するフレームであり、光源用基板９は光源１を設けた光源用基板であり、第２フレーム１０は導光体２と第１フレーム８を保持するフレームであり、第３フレーム１１は第２フレーム１０の下側で導光体２と光源用基板９を保持するフレームであり、コネクタ１２はセンサ５により光電変換した電気信号を光源用基板９に伝達するコネクタであり、信号処理部１３は光源用基板９に設けられ、コネクタ１２から伝達された電気信号を信号処理する信号処理回路であり、外部コネクタ１４は光源用基板９に設けられて信号処理部１３により処理された信号を外部に取り出すコネクタである。

また、原稿３を搬送するプーリー（図示せず）や原稿３の搬送経路の一部を形成する天板（図示せず）はイメージセンサには通常組み込まれない。また、光源１及び導光体２は、図１に示すように、センサ５やレンズアレイ４等の両側にそれぞれ設け、ともに原稿３の照射点に照射する。

図２は、実施の形態１によるイメージセンサの主走査方向における上面透視図である。
レンズアレイ４の両側に備えた２つの導光体２を分割する分割部１５の分割位置が、主走査方向の垂直方向に対して同じ位置に設けている。

図３は実施の形態１による主走査方向の垂直方向に対して分割した導光体を使用する場合のイメージセンサの照明強度分布図である。
図３(ａ)は、主走査方向の垂直方向に対して分割した導光体の分割位置が、主走査方向の垂直方向に対して異なる場合であり、分割した影響を受け、分割部１５で照明強度の変化（上昇／低下）が現れる。図３（ｂ）は、図２のように主走査方向の垂直方向に対して分割した導光体の分割位置が、主走査方向の垂直方向に対して同じである場合であり、レンズアレイ４の両側に備えた導光体の照明強度の変化（上昇／低下）が互いに相殺し照明強度が均一となる。

以上のように、実施の形態１によれば、イメージセンサは、光源１から入射した光を原稿３に伝搬・放出する、レンズアレイ４の両側に設置された導光体２と、導光体２を保持する第２フレーム１０及び第３フレーム１１とを備え、導光体２を主走査方向に分割し第２フレーム１０及び第３フレーム１１に保持することにより、分割した導光体２を複数個接続することで長尺な導光体を形成することができるという効果を奏し、光を通過させる導光体２を分割することで、導光体２における透過率のバラツキや導光体２を通過する光信号の歪が少なくなり、安価で製造容易な短軸の導光体２を用いることができるので、導光体２の製造を容易にするという効果を奏する。

また実施の形態１によれば、イメージセンサは、導光体２を分割する分割位置が、主走査方向の垂直方向に対して同じ位置に設けることで、導光体２を分割することにより起こる特性の悪化（光量均一性の悪化）を防ぐことができるという効果を奏する。

実施の形態２．
図４（ａ）は、実施の形態２によるイメージセンサの主走査方向の断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）で示す点線部分の拡大図である。図中、実施の形態１と同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。導光体２及び第３フレーム１１に、導光体２及び第３フレーム１１を嵌合させる嵌合部１６を備える。実施の形態２では図４で示すように、導光体２に凸型のピンの嵌合部１６を形成し、導光体２を保持する第３フレーム１１に凹型の穴の嵌合部１６を形成し、導光体２のピンと第３フレーム１１の穴部を嵌合させることで分割した導光体２同士の間隔（寸法）が一定になる。また実施の形態２では、導光体２に凸型のピンを形成し第３フレーム１１に凹型の穴を形成したが、導光体２に凹型の穴を形成し第３フレーム１１に凸型のピンを形成しても良い。

また、導光体２に形成するピンの嵌合部１６及び第３フレーム１１に形成する穴の嵌合部１６の位置を導光体２の分割位置近傍にすることで温度変化等における導光体２またはフレームの寸法変化が発生した場合においても分割した導光体２同士の間隔の変化を防止できる。

以上のように、実施の形態２によれば、イメージセンサは、導光体２及び第３フレーム１１に、導光体２及び第３フレーム１１を嵌合させる嵌合部１６を備え、導光体２及び第３フレーム１１の嵌合部１６の一方が凸型を形成し、他方が凹型を形成することにより、主走査方向に分割した導光体２同士の間隔が一定となり、位置ズレ等を防止することができるという効果を奏する。

また実施の形態２によれば、イメージセンサは、導光体２及び第３フレーム１１の嵌合部１６を導光体２の分割部１５近傍に備えることにより、温度変化により分割した導光体２及び第３フレーム１１の線膨張係数の違いによる寸法変化量の差の影響をふせぎ、主走査方向に対して垂直方向に分割した導光体２同士の間隔の変化を防止することができるという効果を奏する。

実施の形態３．
図５（ａ）は、実施の形態３によるイメージセンサの主走査方向の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）で示す点線部分の拡大図である。図中、実施の形態１及び２と同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。導光体２及び第２フレーム１０に、導光体２及び第２フレーム１０を嵌合させる嵌合部１７を備え、実施の形態３では、図５で示すように、導光体２分割位置の主走査方向に対して反対側に形成した凸部の嵌合部１７と第２フレーム１０内部に形成した凹部の嵌合部１７を備えている。導光体２の凸部の嵌合部１７と第２フレーム１０内部の凹部の嵌合部１７を嵌合することにより、導光体２が副走査方向（短軸方向）に倒れることを防止できる。

図６は、この発明の実施の形態３によるイメージセンサの導光体及びフレームの嵌合部における嵌合面の図である。図６（ａ）は導光体２の端部凸部及び第２フレーム１０の内側凹部の嵌合前の図であり、図６(ｂ)は嵌合後の図である。導光体２の端部の凸部と第２フレーム１０内側の凹部の形状にテーパをつけて嵌合面を台形状にし、テーパの広い方向から狭い方向に向けて傾斜がある。そして、導光体２の凸部を第２フレーム１０内側の凹部のテーパの広い方向から狭い方向に滑り込ませて嵌合させることにより、導光体２凸部と第２フレーム１０凹部が嵌合されるので、容易に嵌合させることができ、導光体２を第２フレーム１０に固定することができるので、導光体２が副走査方向（短軸方向）に倒れることを防止できる。また、導光体２の端部の凸部と第２フレーム１０内側の凹部のいずれか一方に形状にテーパをつけて嵌合面を台形状にすることも可能であり、例えば導光体２の端部の凸部だけテーパをつけて嵌合面を台形状にしても、導光体２を第２フレーム１０に滑り込ませることができるので嵌合しやすくなり、また少なくとも１点で導光体２を固定することができるので、導光体２が副走査方向に倒れることを防止できる。実施の形態３では、導光体２に凸部を形成し、第２フレーム１０に凹部を形成しているが、導光体２に凹部を形成し、第２フレーム１０に凸部を形成しても良い。

以上のように、実施の形態３によれば、イメージセンサは、導光体２及び第２フレーム１０に、導光体２及び第２フレーム１０を嵌合させる嵌合部１７を備え、導光体２及び第２フレーム１０の嵌合部１７を導光体２の分割位置の主走査方向に対して反対側に形成することにより、第２フレーム１０に対する導光体の副走査方向の倒れ込みを防止することができるという効果を奏する。

また実施の形態３によれば、イメージセンサは、導光体２及び第２フレーム１０の少なくともいずれか一方の嵌合部１７における嵌合面を台形状にすることにより、容易に嵌合させることができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１によるイメージセンサの副走査方向の断面図である。この発明の実施の形態１によるイメージセンサの主走査方向の上面透視図である。この発明の実施の形態１による主走査方向の垂直方向に対して分割した導光体を使用する場合のイメージセンサの照明強度分布図である。この発明の実施の形態２によるイメージセンサの主走査方向の断面図である。この発明の実施の形態３によるイメージセンサの主走査方向の断面図である。この発明の実施の形態３によるイメージセンサの導光体及びフレームの嵌合部における嵌合面の図である。

符号の説明

１光源、２導光体、２ａ射出部、３原稿、４レンズアレイ、５センサ、６センサ基板、７透過体、８第１フレーム、９光源用基板、１０第２フレーム、１１第３フレーム、１２コネクタ、１３信号処理部、１４外部コネクタ、１５分割部、１６，１７嵌合部。

Claims

ＬＥＤ列の光源から入射した光を被照射体に照射する主走査方向に隣接して配置された一方の導光体群と、この一方の導光体群の互いに隣接する個々の導光体の隣接位置両側であって前記光源側に設けられた隣接側嵌合部と、前記一方の導光体群の互いに隣接しない個々の導光体の一端側に設けられた端部側嵌合部と、被照射体からの反射光を収束するレンズアレイと、このレンズアレイを介して前記一方の導光体群の反対側に面対称で対向して設置した、光源から入射した光を被照射体に照射する他方の導光体群と、この他方の導光体群の互いに隣接する個々の導光体の隣接位置両側に設けられた隣接側嵌合部と、前記他方の導光体群の互いに隣接しない個々の導光体の一端側に設けられた端部側嵌合部と、前記レンズアレイを保持する第１フレームと、前記一方及び他方の導光体群の端部側嵌合部を嵌め合わせて固定する第２フレームと、この第２フレームを載置すると共に前記一方及び他方の導光体群の隣接側嵌合部を嵌め合わせて固定する第３フレームとを備えたイメージセンサ。