JPH0468751A - 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、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナ等
の文字、画像読取入力部に用いられる密着型イメージセ
ンサに関する。

〈従来技術〉 従来の密着型イメージセンサは、特開平１−１７２８０
４号公報に開示されているように、原稿を照射するため
のＬＥＤアレイ等の光源と、原稿からの反射光を電気信
号に変換する受光素子と、原稿と受光素子の間に光ファ
イバアレイとを有し、光源と原稿との間に、前記光ファ
イバアレイを支持して光源からの照射光を原稿に透過さ
せる透光性基板が配置されている。

前記光ファイバアレイは、光ファイバの漏れ光を吸収し
て、必要な画像情報のみを受光素子側に伝えることがで
きるように２種類以上の光ファイバアレイ体からなる。

そして、光源からの照射光が原稿面を照射し、原稿面で
散乱された光を光ファイバアレイにより画像の画質を低
下させることなく受光素子に導き、原稿の文字および画
像情報を電気信号に変換している。

上記の如く構成することにより、超小型で光学調整が不
要になり、高画質を達成できる。

〈　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では、第６
図の如く、光源ｌからの照射光Ｘが透光性基板２を透過
した後、原稿３に照射されるが、光源ｌからの照射光が
透光性基板２に入射角θでもって入射する際に、光の一
部が透光性基板２の表面で反射され、原稿面に達する光
が減少して、原稿面照度を低下させるという問題があっ
た。

原稿面照度の低下は、受光素子に到達する光の量の低下
となり、最終的には受光素子で発生する信号電流を減少
させる。そして、信号電流の低下はＳ／Ｎ比を悪くする
ため、画質の低下を招く。

また、信号電流を大きくする方法として、光源ｌの光量
の増大が考えられるが、これはコストアップになるとと
もに、光源ｌで発生する熱の増大による熱対策等が必要
となる。

本発明は、上記課題に鑑み、原稿面照度を大きくするこ
とにより画質を向上させることができる密着型イメージ
センサの提供を目的とする。

〈　課題を解決するための手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１〜４図の如く、原稿
ｌＯを照射する光源１１と、前記原稿１Ｏからの反射光
を電気信号に変換する受光素子１２と、前記原稿１０と
受光素子Ｉ２との間に配され、反射光を受光素子１２へ
導く光ファイバアレイ１３と、前記光源１１と原稿ｌＯ
との間に配され前記光ファイバアレイ１３を支持する透
光性基板１４とが設けられた密着型イメージセンサにお
いて、前記透光性基板１４に、光源１１からの照射光Ｘ
に対して略垂直な入射面１５が形成されたものである。

〈作用〉 上記課題解決手段において、光源１１からの照射光Ｘは
、透光性基板１４の入射面１５に入射され、原稿１０に
照射される。そして、原稿ｌＯの原稿面１０ａで反射し
た反射光は、光ファイノくアレイ１３を通って受光素子
１２に導かれる。

このとき、入射面１５は照射光Ｘに対して垂直に形成さ
れているため、入射面１５で反射される光はほとんどな
くなり、反射率を最小にすることができる。

したがって、光源からの照射光の損失を最小とすること
ができ、原稿１０の原稿面の照度を大きくでき、イメー
ジセンサのＳ／Ｎ比を改善することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す密着型イメージセンサ
の側面図、第２図は同じくその要部を示す側面図、第３
図は同じく透光性基板の入射面を示す拡大側面図、第４
図は本発明を利用した複写機の原理図、第５図は照射光
が透光性基板に入射したときの入射角と反射率の関係を
示す図である。

−船釣に、密着型イメージセンサは、例えば、第４図の
如く、レーザ使用の複写機において、原稿読取部で、光
源１１からの照射光Ｘが原稿ｌＯを照射し、その反射光
を受光素子１２に導いて原稿ｌＯの画像情報を電気信号
に変換した後、感光ドラムＡ側方のレーザダイオードＢ
に画像情報を電気的に送信するために用いられるもので
ある。

なお、第４図中、Ｃが読取りデータメモリ、Ｄは帯電装
置、Ｅは現像装置、Ｆは転写装置、Ｇは転写用紙を示し
ている。

そして、第１〜３図の如く、本実施例の密着型イメージ
センサは、原稿ｌＯを照射する光源１１と、前記原稿ｌ
Ｏからの反射光を電気信号に変換する受光素子１２と、
前記原稿ｌＯと受光素子１２との間に配され、反射光を
受光素子１２へ導く先ファイバアレイ１３と、前記光源
１１と原稿ＩＯとの間に配され前記光ファイバアレイ１
３を支持する透光性基板１４とが設けられ、前記透光性
基板１４に、光源１１からの照射光Ｘに対して略垂直な
入射面１５が形成されたものである。

前記光源１１は、基板１６上に一列に並設された黄緑色
ＬＥＤアレイｌｌａと、このＬＥＤアレイｌｌａの前方
に配された棒状レンズｌｌｂとからなり、第１．２図の
如く、原稿ｌＯの原稿面１０ａの斜下方に配されている
。

前記受光素子１２は、電荷蓄積（ＣＯＤ）型のフォトダ
イオードアレイが用いられ、受光基板１７の長手方向に
原稿ｌＯとほぼ同じ長さとなるように横一列に配置され
、原稿面１０ａの下方に配されている。

前記光ファイバアレイ１３は、各光ファイバ１８のクラ
ッド間に介装された光漏れ防止用の吸収体１９が被覆さ
れたＥＭＡ（Ｅｘｔｒａ　Ｍｕｒａｌ　Ａｂｓ。

ｒｐｔｉｏｎ）型アレイ体２０と、吸収体が被覆されな
い光ファイバ２１から成るＣＬＥＡＲ型アレイ体２２と
を積層したものである。

前記ＣＬＥＡＲ型アレイ体２２では、光ファイバ２０に
入射した光のうち、開口角以上の角度で入射し光は隣接
する光ファイバに漏れてしまう。

また、最初にクラッドに入射した光も隣接する光ファイ
バに漏れてしまう。

これに対し、前記ＥＭＡ型アレイ体２０は、このような
光の漏れを吸収体１９．で吸収することにより、光ファ
イバアレイ１３で画像を伝送する場合には、画質の低下
を防止できる。しかし、外部からの光は透過できない。

そノｆ二め、ＥＭＡ型アレイ体１９は、ＣＬＥＡＲ型ア
レイ体２１の受光素子１３側に配置され、原稿１０に対
向するよう配置されている。

前記透光性基板１４は、透明ガラスからなり、前記ＣＬ
ＥＡＲ型アレイ体２２を組み込んだ上部基板１４ａと、
前記ＥＭＡ型アレイ体２０を組み込んだ下部基板１４ｂ
とから構成される。

前記上部基板１４ａは、ＣＬＥＡＲ型アレイ体２２を両
側から挾み込むよう形成され、前記下部基板１４ｂは、
ＥＭＡ型アレイ体２０の光源１１とは反対側にだけ設け
られ、光源１１からの照射光Ｘの妨げにならないように
されている。そして、上部基板１４ａと下部基板１４ｂ
とは光硬化性接着剤により、両アレイ体２０．２２の光
ファイバ１８．２１が一致するよう接着される。

また、上部基板１４ａの上面が原稿１０の原稿面１０ａ
に対向される。

そして、第２．３図の如く、上部基板１４ａの下面のア
レイ体２２より光源１１側に、断面三角形状の凹部２３
が光源１１のＬＥＤ配列方向と平行に形成されている。

前記入射面１５は、該三角形状凹部２３の斜面部が利用
され、光源１１と原稿１ｏの原稿面１゜ａとを結ぶ線上
に位置しており、照射光Ｘに対して直交するような傾斜
に形成することにより、照射光Ｘが上部基板１４ａに入
射する時の反射損失を低下させる。

なお、第１図中、２４は密着型イメージセンサのユニッ
トケース、２５は駆動用ＬＳＩ、２６は駆動用ＬＳＩ２
５を保護するモールド樹脂、２７は受光素子１２と駆動
用ＬＳＩ２５とを接続するボンディングワイヤ、２８は
ＬＳＩ回路基板を示している。

上記構成において、光源１１からの照射光Ｘは、透光性
基板１４の入射面１５から上部基板１４ａに入射され、
ＣＬＥＡＲ型アレイ体２２内を斜めに横切って原稿ｌＯ
に照射される。

しかる後に、原稿１０の原稿面１０ａで反射した反射光
は、ＣＬＥＡＲ型アレイ体２２を通り、次にＥＭＡ型ア
レイ体２０を通って受光素子１２に導かれる。

画像情報を含んだ反射光は、ＣＬＥＡＲ型アレイ体２２
を通った時点では、漏れ光のため画像は劣化したように
なっているが、次のＥＭＡ型アレイ体２０を通ることに
より、不必要な漏れ光は吸収体１９でカットされ、必要
な画像情報だけが受光素子側に伝わる。

照射光Ｘが透光性基板】４に入射するとき、入射面１５
は照射光Ｘに対して垂直に形成されているため、入射面
１５で反射される光はほとんどなくなり、反射率を最小
にすることができる。

したがって、光源からの照射光の損失を最小とすること
ができ、原稿ＩＯの原稿面］Ｏａの照度を大きくでき、
イメージセンサのＳ／Ｎ比を改善することができる。

ここで、光源１１よりの光が入射角θ１で透光性基板１
４に入射するとき、入射面での反射率Ｒは入射角θ１と
透光性基板１４の屈折率ｎ、に依存して変化する。

すなわち、屈折率ｎ＋Ｊｔの媒質の境界面での反射率Ｒ
（エネルギー比）は、（１）式のとおりである。

ただし、θ、は入射角、θ、は屈折角を示し、ｓｉｎθ
ｘ＝　”　　５ｉｌｌθ。

ｎ！ である。

ここで、空気の屈折率としてｎ１＝１、透光性基板１４
の屈折率としてｉｌ、＝　１　、５５としたとき、入射
角θ１と反射率Ｒとの関係を示すと、第５図のようにな
る。

第５図より反射率Ｒは、入射角θ、が０度（垂直入射）
のときに最小となり、入射角θ、が大きくなるにつれて
反射率が大きくなっている。

第６図に示す従来例では、入射角θ１が４５度近辺とさ
れるため、第５図より反射率Ｒは１０゜４％となる。

しかし、本実施例では、入射面１５が照射光Ｘに対して
直交するよう形成されているため、反射率Ｒは４．７％
となる。したがって、原稿１０の原稿面１０ａの照度は
、従来に比べて５．７％改善され、最終的には受光素子
】２がらの信号電流が５．７％向上する。そのため、セ
ンサのＳ／Ｎ比が向上する。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施例では、凹部の断面形状が三角形とさ
れているが、入射光に対して垂直もしくは垂直に近い面
をもつ形状であれば全体の形は本実施例と異なっていて
もかまわない。例えば、本実施例の如き凹部を形成する
代わりに、凸部を形成することで光の入射角をコントロ
ールしてもよい。

また、この入射面に反射防止膜を形成することで、反射
率をより小さくすることも可能である。

さらにまた、上記実施例ではレーザ使用の複写機の例を
示したが、レーザＦＡＸやレーザプリンタ等に適用する
ものであってもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、透光性
基板に、光源からの照射光に対して略垂直な入射面が形
成されているので、照射光が透光性基板に入射するとき
、入射面で反射される光はほとんどなくなり、反射率を
最小にすることができる。

したがって、光源からの照射光の損失を最小とすること
ができ、原稿の原稿面の照度を大きくでき、イメージセ
ンサのＳ／Ｎ比を改善することができるといった優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す密着型イメージセンサ
の側面図、第２図は同じくその要部を示す側面図、第３
図は同じく透光性基板の入射面を示す拡大側面図、第４
図は本発明を利用した複写機の原理図、第５図は照射光
が透光性基板に入射したときの入射角に対する反射率の
関係を示す図、第６図は従来の密着型イメージセンサの
入射面を示す側面図である。 面、Ｘ：照射光。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿を照射する光源と、前記原稿からの反射光を電気信
   号に変換する受光素子と、前記原稿と受光素子との間に
   配され、反射光を受光素子へ導く光ファイバアレイと、
   前記光源と原稿との間に配され前記光ファイバアレイを
   支持する透光性基板とが設けられた密着型イメージセン
   サにおいて、前記透光性基板に、光源からの照射光に対
   して略垂直な入射面が形成されたことを特徴とする密着
   型イメージセンサ。