JPH02260568A - 完全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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原稿を縮小せずに読み取る小型ファクシミ、
す等に用いる完全密着型イメージセンサに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

密着型イメージセンサ（以下、単にセンサとも称する。

）は縮小光学系を用いずに原稿を読み取ることができる
ので、光路長が短く、装置を小型化することができる。

このため、近年、小型ファクシミリやバーコードリード
等の読み取り装置として広く使用されている。

従来の密着型イメージセンサでは、縮小光学系のかわり
にセルフォックレンズに代表される等倍光学系を使って
、センナ面上に像を形成している。

かかる従来の密着型イメージセンサでは、センサ素子の
受光面にセルフォックレンズを配置し、原稿上の像をセ
ルフォックレンズを介してセンサ素子上に結像させ、鮮
明な像を得ている。

しかしながら、この方法はレンズを用いているので、焦
点距離の短いものを使用したとしても、センサを薄型に
することができず、また焦点距離を短くすると、色収差
が生じ、像がぼけるという欠点がある。特に、セルフォ
ックレンズを使用したカラーセンサは、焦点距離の長い
レンズを使用しなけばならず、センサを小型にできない
という欠点があった。そこで、センサの低価格化とコン
パクト化をねらって、セルフォックレンズを省き、セン
サ素子を原稿に密着させて画像を読み取る方式の密着型
イメージセンサが開発されている。以後、この方式の密
着型イメージセンサを完全密着型イメージセンサと呼ぶ
。

第５図は、従来の完全密着型イメージセンサの概略図で
ある。第５図において、ｌはガラス基板である。ガラス
基板１の下面には、光信号を電気信号に変換する多数の
センサ素子２が形成されている。５１はセンサ素子２を
保護するためにポリイミド等を用いてガラス基板ｌの表
面に形成した保護膜である。尚、矢印は原稿Ａによって
反射された光の光路を示す、また、ガラス基Ｆｉ、ｌの
背面には、図示しないが、光源や、センサ素子２を駆動
してセンサ素子２に蓄積された情報を読み出すための駆
動用ＩＣ等が配置されている。

上記の構成により、図示しない光源からの光は原稿Ａに
よって四方に反射される。ここで、原稿Ａ上のＸ点で反
射された光のうち光■は対応するセンサ素子２１に入射
して光電変換される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の完全密着型イメージセンサでは、セン
サ素子２と原稿Ａとの間が狭いと、センサ素子２への入
′射光量が少なくなるので、この間には一定の間隙が設
けられていた。しかしながら、センサ素子２と原稿Ａと
の間が離れていると、光量は十分であっても原稿Ａ上の
Ｘ点からの光は、第５図の■■■で示すように、斜め方
向にも反射されるので、原稿Ａ上のＸ点によりで反射さ
れた光が対応するセンサ素子２１以外の、たとえばセン
サ素子２．やセンサ素子２３にも入射する。このため、
従来の密着型イメージセンサでは、ＭＴＦ　（Ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
が劣化するという問題があった。

また、完全密着型イメージセンサでは、センサを原稿Ａ
に押しつけて使用するので、センサの摩耗性が問題にな
る。しかしながら、従来の密着型イメージセンサでは、
ポリイミド等を用いた保護膜５１を設けているだけであ
るので、摩耗が速いという欠点があった。

本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、解
像度の向上を図ると共に、耐摩耗性の向上を図ることが
できる完全密着型イメージセンサを提供することを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明は、原稿からの反射光
を光電変換するセンサ素子と、該センサ素子の受光面と
同等又は該受光面よりも小さい径の多数の光ファイバを
束ねたファイバ収集部材とを備え、該ファイバ収集部材
の光ファイバが前記センサ素子の受光面に対して垂直に
位置するように、前記ファイバ収集部材を前記センサ素
子の受光面に近接・配置したことを特徴とするものであ
る。

また、本発明は、原稿からの反射光を光電変換するセン
サ素子と、光透過性材料で形成された球体であって径が
ｌθμｍ以上１００μｍ以下で且つ球体の中心が前記セ
ンサ素子の略中心軸上に位置する多数の球体を、同一平
面上に密に配列した球体配列部材とを備え、・前記球体
配列部材の球体配列面がセンサ素子の受光面に対向する
ように、前記球体配列部材を前記センサ素子功受光面に
近接・配置したことを特徴とするものである。

〔作用］ 本発明は前記の構成によって、センサ素子の受光面と同
等又は該受光面よりも小さい径の光ファイバを束ねたフ
ァイバ収集部材がセンサ素子の受光面に対向して、近接
・配置しであるので、原稿によって斜め方向に反射され
た光も、光ファイバにより、対応するセンサ素子に導か
れる。したがって、原稿からの光が対応するセンサ素子
以外の他のセンサ素子に入射するのを防止することがで
き、解像度の向上を図ることができる。また、センサ素
子の受光面にはファイバ収集部材が配置されているので
、機械的強度の向上を図ることができる。

また、本発明は前記の構成によって、光透過性材料、た
とえばガラスで形成した球体を同一平面上に且つ球体の
中心がセンサ素子の略中心軸上に位置するように多数配
列した球体配列部材がセンサ素子の受光面に対向して、
近接・配置されているので、球体の隙間から入射して原
稿によって反射された光のうち、球体の中心近傍を通る
光は、球体を通って対応するセンサ素子に入射するが、
球体の中心から大きくずれて球体に入射する光は球体内
で全反射され、減衰される。これにより、原稿からの光
が対応するセンサ素子以外の他のセンサ素子に入射する
のを防止して解像度の向上を図ることができる。また、
センサ素子の受光面には球体配列部材が配置されている
ので、機械的強度の向上を図ることができる。

〔実施例〕

以下に本発明の第１の実施例を第１図及び第２図を参照
して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例である完全密着型イメー
ジセンサの長手方向の概略部分断面図、第２図はそのフ
ァイバ収集部材の概略斜視図である。第１図及び第２図
において、ｌは光透過性材料、たとえばガラスで作られ
たガラス基板である。

ガラス基板の下面にはセンサ素子２が形成されている。

３はセンサ素子２の受光面と同等又はその受光面よりも
小さい径の光ファイバ４を多数束ねて形成したファイバ
収集部材である。ファイバ収集部材３は光ファイバ４０
入射口４ａが原稿式に、その放射口４ｂがセンサ素子２
の受光面に対向するように、近接・配置されている。尚
、５はセンサ素子２の活性化を防止し保護するためのバ
ンシベーシッン膜であり、６はファイバ収集部材３を固
着するための接着剤である。また、ガラス基板１の背面
側には、図示しないが、センサ素子２を駆動するための
駆動用ＩＣや光源等が配置されている。

上記の構成により、図示しない光源が発した光は原稿Ａ
によって四方に反射される。ところが、ファイバ収集部
材３が原稿式に密着して配置されているので、原稿Ａか
らの光は反射位置近傍の光ファイバ４に入射する。光フ
ァイバ４に入射した光は光ファイバ４によって導かれて
センサ素子２の受光面に入射する。したがって、原稿Ａ
上のＸ点により斜め方向に反射された光が、従来例のよ
うに対応するセンサ素子２Ｉ以外の、たとえばセンサ素
子２８やセンサ素子２１等に入射するのを防止すること
ができる。

発明者等が、５０μｍ径の光ファイバを束ねて形成した
ファイバ収集部材を使用し、８　ｄｏｔｓ／ａｍの素子
密度のセンサで、４１　ｐｌｍｍの綿密度の原稿を読み
取ったところ、従来例ではＭＦＴが２０％から３０％で
あったものが、５０％にもなった。

また、耐摩耗性も飛躍的に向上した。

上記の第１の実施例によれば、原稿Ａによって斜め方向
に反射された光も、光ファイバ４により対応するセンサ
素子２に導かれるので、センサ素子２を直接原稿Ａ面に
密着させたものと、同等のＭＦＴが得られ、しかもセン
サの機械的強度の向上を図ることができる。

また、上記の第１の実施例によれば、レンズを使用し、
ておらず、色収差が生じないので、カラーセンサとして
も好適である。更に、セルフォックレンズを用いたもの
に比べて、小型で、廉価なセンサとなる。

第３図及び第４図は本発明の第２の実施例である完全密
着型イメージセンサを示す図であり、第３図はその長手
方向の概略部分断面図、第４図はその球体配列部材の概
略斜視図である。第３図及び第４図において、１１は光
透過性材料、たとえばガラスの球体１２を球体１２の中
心がセンサ素子２の略中心軸上に位置するように且つ同
一平面上に多数配列し、ポリマでモールドして平板状に
形成した球体配列部材である。尚、第１図に示す第１の
実施例におけるものと同一の機能を有するものには同一
の符号を付することにより、その詳細な説明を省略する
。

上記の構成により、図示しない光源が発した光は球体１
２の隙間から斜めに入射する。入射した光は原ｌＩ！Ｉ
Ａによって四方に反射される。ところ力（球体配列部材
１１が原稿Ａに近接して配置されているので、原稿Ａか
らの反射光は球体１２に入射する。ここで、第３図の実
線矢印で示すように、球体１２の中心近傍を通る入射光
は球体１２から出て対応するセンサ素子２に達するが、
球体１２の中心から大きくずれて球体１２に入射した光
は球体１２内で全反射され、減衰されるので、外部に漏
出するものは僅かである。したがって、第３図の点線矢
印で示すような光はありえず、原稿Ａにより斜め方向に
反射された光が、従来例のように原稿Ａに対応するセン
サ素子２Ｉ以外の、たとえばセンサ素子２．やセンサ素
子２１等に入射するのを防止することができる。

発明者等が、１００μ園径の球体を同一平面上に配列し
て形成した球体配列部材を使用し、８ｄ。

ｔｓ／ｍｍの素子密度のセンサで、４Ｊｐ／ｓ−の綿密
度の原稿を読み取ったところ、従来例ではＭＦＴが２０
９４から３０％であうたちのが、５０％にもなった。尚
、発明者等の実験の結果、球体の径は５０μｍ以上１０
０μｍ以下であるとＭＦＴが向上することが明らかにな
った。

尚、その他の作用・効果は第１の実施例と同様である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ファイバ収集部材
又は球体配列部材がセンサ素子の受光面に設けられてい
るので、原稿によって斜め方向に反射された光が対応す
るセンサ素子以外の他のセンサ素子に入射するのを防止
して解像度の向上を図ると共に、耐摩耗性の向上を図る
ことができる完全密着型イメージセンサを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である完全密着型イメー
ジセンサの長手方向の概略部分断面図、第２図はそのフ
ァイバ収集部材の概略斜視図、第３図は本発明の第２の
実施例である完全密着型イメージセンサの長手方向の概
略部分断面図、第４図はその球体配列部材の概略斜視図
、第５図は従来の完全密着型イメージセンサの概略図で
ある。 ｌ・・・ガラス基板、２・・・センサ素子、３・・・フ
ァイバ収集部材、４・・・光ファイバ、５・・・パンシ
ベーシッン膜、６・・・接着剤、１１・・・球体配列部
材、１２・・・球体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿からの反射光を光電変換するセンサ素子と、
   該センサ素子の受光面と同等又は該受光面よりも小さい
   径の多数の光ファイバを束ねたファイバ収集部材とを備
   え、該ファイバ収集部材の光ファイバが前記センサ素子
   の受光面に対して垂直に位置するように、前記ファイバ
   収集部材を前記センサ素子の受光面に近接・配置したこ
   とを特徴とする完全密着型イメージセンサ。
2. （２）原稿からの反射光を光電変換するセンサ素子と、
   光透過性材料で形成された球体であって径が１０μｍ以
   上１００μｍ以下で且つ球体の中心が前記センサ素子の
   略中心軸上に位置する多数の球体を、同一平面上に密に
   配列した球体配列部材とを備え、前記球体配列部材の球
   体配列面がセンサ素子の受光面に対向するように、前記
   球体配列部材を前記センサ素子の受光面に近接・配置し
   たことを特徴とする完全密着型イメージセンサ。