JPH02228166A - 密着型イメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の専利用分野〉 本発明はファクシミリや文字・画像の読取り入力装置に
好適に用いられる密着型イメージセンサに関するもので
ある。

〈従来の技術〉 一般に、ラインセンサを用いた文字・画像の読み取り入
力装置では、蛍光灯やＬＥＤ　（発光ダイオード）アレ
イなどで照明された原稿の情報を光学レンズやロッドレ
ンズアレイや光ファイバーを通してセンサ上に結像し、
原稿またはセンサを移動させることによって、２次元情
報を読み取るように構成されている。このような読み取
り入力装置の従・来のものは、ＣＯＤ　（電荷結合素子
）と光学レンズを組み合わせた構成のもの、さらには長
尺イメージセンサとロッドレンズアレイ、光ファイバー
アレイを組み合わせた構成のものがある。

特に、密着型イメージセンサと呼ばれる後者は近年ファ
クシミリなどの小型化・低優格化を目的として開発が進
んでいる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら上記の密着型イメージセンサの多くは、原
稿の情報を通常ロッドレンズアレイを通してセンサ上に
結像しているため、小型化にはおのずと限界があった。

このタイプではロッドレンズアレイの共役長だけ原稿と
センナを離さねばならず、通常密着型イメージセンサの
ユニットとして２０〜３０ｍｍの厚さになってしまう、
更にレンズ系を使っているので光学調整が必要であり、
カラー読み取りの場合には色収差も考慮する必要があり
、かつ光量伝達率が低いという問題もあった。

これに対してレンズ系を使わず光ファイバーアレイを用
いたものは、光学調整が不要であり光量伝達も十分に大
きく、焦点を結ばないことから光ファイバーの長さを短
くできて超小型化に適している。更に、カラー読み取り
時にも色収差がないので非常に有効である。しかし、光
ファイバーに入射した光の中で開口角以上の角度で入射
した光はクラッドとの境界面で全反射を起こさずクラッ
ドを経て隣接するファイバーに伝えられる。光ファイバ
ーアレイで画像を伝送する場合には、この光の漏れが画
質を低下させてしまう、従って、この光の漏れを吸収す
る目的で光ファイバー間に吸収体を挿入したＥＭＡ（Ｅ
ｘｔｒａ　　ＭｕｒａｌＡｂｓｏｒｐｔ　ｉ　ｏｎ）型
の光ファイバーアレイが考案されているが、これを密着
型イメージセンサに用いた場合には読み取るべき原稿面
を照明することができないという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みて創案されたもので、超小
型で光学調整の不要な高画質の密着型イメージセンサを
提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 受光素子アレイと、該受光素子アレイと読み取るべき原
稿との間に配置した各光ファイバーに吸収体を被覆した
光ファイバーアレイ体と上記吸収体を被覆しない光ファ
イノで−アレイ体とを積層して成る光ファイバー基板と
を有する密着型イメージセンサにおいて、上記各光ファ
イバーの直径を上記受光素子アレイの解像度ピッチの４
０％以下となすように構成する。

く作　用〉 上記のように本発明では、光ファイバーアレイ基板を２
種以上の光ファイバーアレイ体を積層することによって
構成し、好ましい実施例においては、そのうち１種類の
光ファイバーアレイ体の各光ファイバーのすべてもしく
は部分的に吸収体を被覆しておくことにより、光の漏れ
は受光素子に入射される前に吸収体によって吸収されて
受光素子面での画質の低下を防止することができる。か
つ、もう１種の吸収体の被覆していない光ファイバーア
レイ体側を読み取るべき原稿側に配置することにより、
原稿面を容易に照明することができる。更に、各°光フ
ァイバー９直径を受光素子アレイの解像度ピッチの４０
％以下とすることによって、必要十分な密着型イメージ
センサの解像度かえられる０以上のようにして超小型で
光学調整が不要な高画質の密着型イメージセンサを容易
に提供できる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の密着型イメージセンサの断
面図を示している。同図において、１は原稿、２はＬＥ
Ｄアレイ光源、３はＬＥＤアレイ実装基板、４は実装基
板に実装された抵抗、５及び６はそれぞれ多数本の光フ
ァイバーを帯状に集束した光ファイバーアレイ体であり
、６は各光ファイバーに吸収体を被覆したファイバーア
レイ体で、５は各光ファイバーに吸収体を被覆しない光
ファイバーアレイ体、７及び８はそれぞれ上記光ファイ
バーアレイ体５及び６を組み込んだ透光性像 基板である。９は絶棹性基板１０上に形成した薄膜受光
素子アレイ、１１は実装基板１２上に実装部 した接動用ＬＳＩ、１３はハウジングである。薄膜受光
素子アレイ９は絶縁性基板１０上の端部に形成し、その
受光面と帯状の光ファイバーアレイの光出射面とを対面
近接させ、上記薄膜受光素子ル アレイ９に対して上記地神性基板１０の配線引き出し側
の反対側スペースにＬＥＤアレイ光源２を配置し、透光
性基板８．７及び吸収体の無い光ファイバーアレイ体５
を通して原稿１を照明する。

照明された原稿情報は光ファイバーアレイ体５．６を通
してｒ４膜受光素子アレイ９に伝送される。

原稿情報は吸収体を被覆しない光ファイバーアレイ体を
通った時点では、漏れ光のために画像は劣化したように
なっているが、次ぎの吸収体を被覆した光ファイバーア
レイ体を通ることによって、不必要な漏れ光は吸収体で
カットされ、必要な画像情報のみ受光素子側に伝わる。

従って、光源からの照射光がうまく原稿を照射できると
ともに、画像の画質を低下させることなく受光素子に伝
えることができる。

ここで、光ファイバーアレイ体５．６に用いら訳 棹る各光ファイバーの直径は上記薄膜受光素子アレイの
解像度ピッチの４０％以下とする。この理由を以下に示
す。

例えば、受光素子アレイの解像度ピッチが１２５μｍ　
（８ｂ　ｉ　ｔ　ｓ／ｍｍに相当する）で、各光ファイ
バーの直径が２５μｍの場合、第２図に示すような位置
関係になっている。１４，１４゜は光ファイバー、１５
は受光素子１ビツトが占める領域である。第２１１（ａ
）は受光素子１ビツトが占める領域内に完全に含まれる
光ファイバー１４が最も多い場合で、第２図（ｂ）は隣
接ビットと共有する光ファイバー１４′が最も多く、従
って受光素子１ビツトが占める領域内に完全に含まれる
光ファイバー１４が最も少ない場合である。

いま、最悪の場合（ｂ）について考える。第２図（ｂ）
のように、隣接ビットと共有する光ファイバー１４′が
存在すると、隣接領域からの画像情報が混入するととも
に、本ビットからの隣接領域への画像情報の流出が起こ
る。このことを考慮して、この光ファイバーアレイのＭ
ＴＦ　（ＭｏｄｕＩａｔｉｏｎ　　ｔｒａｎｓｆｅｒ　
　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を計算した値と光ファイバーの直
径との関係を第３図に示す０例えば、実用上充分なＭＴ
Ｆ！ 鎖５０％以上を確保するためには、４牛ρ／　ｒｎ　ｍ
（解像度ピッチ１２５μｍ）のとき光ファイバー径５０
μｍ（これは解像度ピッチの４０％）以下でなければな
らないことがわかる。他の解像度ピッチでも、同様にし
て、光ファイバーの直径は解像度ピッチの４０％以下で
なければならない。

第４ｒｙ１に直径２５μｍの光ファイバーを用いた場合
の光ファイバーアレイのＭＴＦ特性の測定結！ 果を示す、ＭＴＦ値５０％では８　主Ｐ　／　ｍ　ｍ　
（解像度ピッチ６２．５μｍ）まで可能であることがわ
かる。ここで光ファイバーの直径（２５μｍ）と解像度
ピッチ（６２，５μｍ）の比は４０％となっており、上
記の計算結果と極めて良く一致している。

次ぎに、上記構成の密着型イメージセンサの作製手順を
説明する１本例では、受光素子９として、分解能８ｂｉ
ｔｓ／ｍｍで１７２８ドツト（解像度ピッチ１２５μｍ
）のａ−３Ｌ受光素子アレイが を用いた。：Ｉ＃シラス板１０上にａ−３ｔ受光素子を
形成し、駆動用ＬＳＩＩＩを実装した基板１２上に接着
固定する。ａ−Ｓｉ受光素子の引き出し配線と駆動用Ｌ
ＳＩＩＩとをワイヤーボンドによって接続する。また、
駆動用ＬＳＩと実装基板１２上の配線とをワイヤーボン
ドによって接続する０次ぎにａ−３ｔ受光素子アレイ９
の受光面と直径２５μｍの光ファイバーからなる光ファ
イバーアレイ６の光出射面とを光硬化性樹脂で接着する
。ここで、光硬化性樹脂を用いることにより、上記受光
面と上記光出射面とを光学的に良好に接着することがで
きる。自然硬化タイプの接着剤では、張り合わせ時に入
る気泡を脱泡することが困難であり、光学的に良好な接
着をすることができないが、光硬化タイプの接着剤では
、十分な脱泡処理を施したのち硬化接着することができ
るので、光学的に良好な接着がおこなえる。ここでは光
源に棒レンズ無しのＬＥＤアレイ光源（例えば発光ピー
ク波長５７０ｎｍ）を用い、センサユニットの小型化を
図っている０例えば、このセンサユニットサイズは５．
４ｍｍ、幅３２ｍｍ、長さ２５５ｍｍである。光学系に
光ファイバーアレイを用いているので光量伝達率が十分
に大きく、従って光源に棒レンズを用いなくてもセンサ
面の照度は十分に得られる。ピーク波長５７０ｎｍのＬ
ＥＤアレイを用いた場合で、センサ面照度１００ｊＦｘ
が得られた。更に棒レンズ有りでは原稿面での照明むら
が±ｌＯ％程度あるのに対し、棒レンズ無しでは原稿面
での照明むらが±２％程度に小さくなるという利点もあ
る。

以上のような構成によって、超小型で光学調整が不要で
量産性に適した高解像度の密着型イメージセンサが容易
に提供できる。

また、第５図に棒レンズ有りのＬＥＤアレイ光源を用い
た一実施例を示す、１６が棒レンズで、１７はレンズ支
持体兼反射板である。棒レンズを用いることで、センサ
ユニットの超小型化は困難になり照明むらも大きくなる
が、センサ面の照度をさらに大きくすることができると
ともに、必要な部分にのみ原稿照明することができるの
で迷光を低減することができるという利点がある。

以上説明したように、本発明の実施例によれば、各光フ
ァイバーに吸収体を被覆した光ファイバーアレイ体と吸
収体を被覆しない光ファイバーアレイ体を積層した光フ
ァイバーアレイを用いることにより、原稿面への照射が
可能であるとともに、に 漏れ光を確実にカットして分解能特性を良好保つことが
できる。また、光ファイバーアレイを用いることで光路
長を極端に班くできるため、従来のロッドレンズアレイ
に比べ格段にコンパクトな密着型イメージセンサのユニ
ット化が可能であり、従来のようなレンズの焦点調整が
不要である。また、棒レンズ無しのＬＥＤアレイ光源を
用いれば、照明の均一化とともにセンナユニットの小型
化を図ることができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば光ファイバーの直
径を受光素子アレイの解像度ピッチの４０％以下となす
ことによって、必要十分な分解能特性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の密着型イメージセンサの断面
を示す図、第２図（ａ）及び（ｂ）は本発明の密着型イ
メージセンサの１ビツト領域と光ファイバーアレイとの
位置関係の一例を示す図、第３図は光ファイバーの直径
とＭＴＦの計算値との関係を表す図、第４図は直径２５
μｍの光ファイバーを用いたときの光ファイバーアレイ
の実測ＭＴＦ特性を示す図、第５図は本発明の他の実施
例の密着型イメージセンサの断面を示す図である。 １・・・原稿、　２・・・ＬＥＤアレイ光源、　３・・
・イバーアレイ体、　６・・・各光ファイバーに吸収し
ｒ： 体を被覆≠参等光ファイバーアレイ体、７．８・・・各
光ファイバーアレイ体５，６を組み込んだ透光性基板、
　９・・・薄膜受光素子アレイ、１０・・・絶縁性基板
、　１１・・・駆動用ＬＳＩ、１２・・・実装基板、　
１３・・・ハウジング。 バー　　１６・・−棒レンズ、 １７・・・棒レンズ支 特休兼反射板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受光素子アレイと、該受光素子アレイと読み取るべ
   き原稿との間に配置した各光ファイバーに吸収体を被覆
   した光ファイバーアレイ体と上記吸収体を被覆しない光
   ファイバーアレイ体とを積層して成る光ファイバー基板
   とを有する密着型イメージセンサにおいて、 上記光ファイバーの直径を上記受光素子アレイの解像度
   ピッチの４０％以下となしたことを特徴とする密着型イ
   メージセンサ。