JP4585056B2 - 密着イメージスキャナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ等の密着イメージスキャナ用読み取りレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、イメージスキャナ、ファクシミリ等の密着イメージスキャナの一般的な構造として、例えば、図3に示すような画像読み取り装置がある。図面に基づきその概要を説明する。
【0003】
図3に示すように、センサユニットは、光変換を行う画素が複数個配置したセンサIC11と、保護膜12と、これが実装された基板13とからなる受光センサアレイ14、原稿を照射する線状光源であるLEDアレイ15、原稿の像をセンサ受光部に結像するレンズアレイ16、原稿19を搭載する透明板17、これらの部材を支持するフレーム18より構成されている。
【0004】
上記した画像読み取り装置における動作は、LEDアレイ15により原稿19を照明し、前記原稿19の読み取りライン上の拡散反射光をレンズアレイ16によりセンサ画素列上に結像し、前記反射光のもつ原稿19の濃淡情報、即ち光の強弱を個々のセンサ画素を電気信号に変換し、主走査方向に順次送り出す。そして、前記原稿19とセンサー画素列との相対位置を副走査方向に移動させて前記走査方向のデータ送出を繰り返すことにより2次元画像情報を時系列電気信号に変換するものである。
【0005】
図4及び図5は共に原稿の像をセンサ受光部に結像する光学素子の斜視図である。従来、照明光により原稿を照明し、その反射光を光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状に画像を読み取る場合、図4に示す屈折率分布型レンズアレイ16A又は、図5に示すファイバアレイ16Bが一般に用いられる。共に、図示しないLED光源からの照明光が原稿19の原稿画素19Aを照射し、その拡散反射光をレンズアレイ16A、又はファイバアレイ16Bにより原稿画素光の経路Lを経てセンサIC11上のセンサ画素11aの列上に結像する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては次のような問題点を有している。即ち、前述したように、図4に示すレンズアレイの場合は、比較的高価な屈折率分布型レンズを多数個アレイ状に集積したものを用いるため、コスト高、寸法が大きくなるといった不都合がある。
【0007】
また、図5に示すファイバアレイの場合は、数ミリ程度の長さのファイバを数千本から数万本、棒状に集積しなければならず、これも小型化、低コスト化には限界があり、満足できるものではない。
【0008】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高価で、且つかなりのスペースを必要とするレンズアレイ又はファイバアレイを使用せずに、光学素子の機能を満足し、小型、軽量で安価な密着イメージスキャナ用読み取りレンズを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における密着イメージスキャナは、照明光により原稿面を照射し、その反射光を結像する光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状の画素で読み取る密着イメージスキャナにおいて、前記光学素子は球体状のレンズであって、前記球体状のレンズを前記受光センサアレイを構成するセンサIC上に形成された画素に接触して配置し、前記球体状のレンズは原稿側が露出するごとく固着用樹脂で保持されていることを特徴とするものである。
【0010】
また、前記球体状のレンズの大きさは、センサIC上に形成された画素の1画素の大きさの1/2以下の直径であることを特徴とするものである。
【0011】
また、前記固着用樹脂は遮光性樹脂で、前記球体状のレンズより低屈折率であるエポキシ樹脂よりなり、カーボン等の可視光を吸収する材料を混合した可視光カット樹脂であることを特徴とするものである。
【0012】
また、前記球体状のレンズ直径の1/2の部分は固着用樹脂から露出していることを特徴とするものである。
また、前記球体状のレンズはボールレンズ又は球状レンズであることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における密着イメージスキャナ用読み取りレンズについて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係わり、原稿からの反射光を光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状に画像を読み取る説明図、図2は図1のレンズアレイの斜視図である。
【0014】
図1及び図2において、符号9は原稿で、9A及び9Bは、原稿面に対向した受光センサアレイの画素1aの直上及び隣の斜め上の画素である。レンズアレイを構成するには球体状のレンズ、例えば、エポキシ樹脂又は光学ガラスよりなるボールレンズ6を、受光センサアレイを構成するセンサIC1上に形成された光電変換を行う画素1aに接触して多数個配設する。密着イメージセンサは、現在主流である200から1200DPIの分解能を有し、その1画素の大きさは、20〜120μm程度であるが、その画素1a上に画素サイズの略1/2以下の直径dを有するボールレンズ6をレンズの直径dの略1/2程度の露出部tを有するように固着樹脂である遮光性樹脂2で固着する。
【0015】
前記遮光性樹脂2は、前記ボールレンズ6より低屈折率である樹脂にカーボン等の可視光を吸収する材料を混合し可視光カットとしたものである。
【0016】
前記遮光性樹脂2の代わりに、遮光性にするには材質自体を金属等の遮光性材質としても良い。
【0017】
以上の構成によりその作用について説明する。図1において、照明光により原稿9を照明し、ボールレンズ6の直上9A、9Bからの光は、光線軌跡L1で示すように、ボールレンズ6と画素1aの密着部とその近傍の遮光性樹脂2の膜厚が薄い部分から画素1a(位置C)に入光するため、信号として検出される。一方、ボールレンズ6の斜め上9Bから角度をもって入る光は、光線軌跡L2で示すように、画素1a上の遮光性樹脂2が厚い部分に集光されるため画素1a(位置D)に入光しない。従って、画素1aから見たボールレンズ6の開口角は、狭くなり画素上の原稿部の反射光を選択的に画素1aに取り込める機能を有するものである。
【0018】
前記ボールレンズ6の直径dを画素サイズ(画素ピッチ)の略1/2以下に設定したが、画素サイズと同程度にして画素中心上に1対1でボールレンズ6を配置することも可能である。しかし、1対1に位置決めする必要が生じてくる。
【0019】
【発明の効果】
前述したように、本発明のイメージセンサの光学系は、数μmから数十μmの厚さで成形が可能なため、装置の小型化、薄型化が容易に実現できる。また、遮光性樹脂の遮光率を変えることにより、解像度、感度、焦点深度を変えることが可能である。高遮光率とすると、高解像度、長焦点深度となり、低遮光率では、高感度となる。従来のように、高価で、且つ、かなりのスペースを必要とするレンズアレイ又はファイバアレイを使用せずに、光学素子の機能を満足し、小型、軽量で安価な密着イメージスキャナ用読み取りレンズを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わり原稿からの反射光を光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状に画像を読み取る説明図である。
【図2】図1のレンズアレイの斜視図である。
【図3】従来の画像読み取り装置の断面図である。
【図4】従来の画像読み取り装置で原稿の像をセンサ受光部に結像する光学素子(レンズアレイ)の斜視図である。
【図5】従来の画像読み取り装置で原稿の像をセンサ受光部に結像する光学素子(ファイバアレイ)の斜視図である。
【符号の説明】
1 センサーIC
2 遮光性樹脂(固定用樹脂)
6 ボールレンズ(球体状のレンズ)
9 原稿
9A、9B 原稿画素
L1、L2 光線軌跡
d ボールの直径
t 露出部
Claims (5)
- 照明光により原稿面を照射し、
その反射光を結像する光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状の画素で読み取る密着イメージスキャナにおいて、前記光学素子は球体状のレンズであって、前記球体状のレンズを前記受光センサアレイを構成するセンサIC上に形成された画素に接触して配置し、前記球体状のレンズは原稿側が露出するごとく固着用樹脂で保持されていることを特徴とする密着イメージスキャナ。 - 前記球体状のレンズの大きさは、センサIC上に形成された画素の1画素の大きさの1/2以下の直径であることを特徴とする請求項1記載の密着イメージスキャナ。
- 前記固着用樹脂は遮光性を有し、前記球体状のレンズより低屈折率である樹脂よりなり、可視光を吸収する材料を混合した可視光カット樹脂であることを特徴とする請求項1記載の密着イメージスキャナ。
- 前記球体状のレンズ直径の1/2の部分は固着用樹脂から露出していることを特徴とする請求項1記載の密着イメージスキャナ。
- 前記球体状のレンズはボールレンズ又は球状レンズであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の密着イメージスキャナ。
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ID=16313751
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JP19378499A Expired - Lifetime JP4585056B2 (ja) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | 密着イメージスキャナ |
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JPS59110161A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-26 | Sony Corp | 微小部品の取付け方法 |
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- 1999-07-07 JP JP19378499A patent/JP4585056B2/ja not_active Expired - Lifetime
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