JPH0537737A - 密着型イメージセンサとそれを使用した装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバー体を使用した密着型イメージセン
サにおいて、原稿面への光照射位置及び角度の制約を少
なくする為に、光ファイバー体を原稿対向面に対して傾
斜させて形成した。 【構成】光源１から照射される光２を原稿対向面３に対
してほぼ垂直になるように、光ファイバー体サポートガ
ラス４に入射した時に各物質の境界部分で全反射を起こ
さないように、光ファイバー体５の傾斜角度を設定する
ことにより、光源１から照射される光２の角度や位置の
調整が不要となる。原稿面に照射された光２は、原稿面
で反射して光ファイバー体５の中に入射され、光ファイ
バー体の中を全反射しながらセンサ基板６上に形成され
る受光素子７に到達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ、イメージ
スキャナ等の文字、画像の読み取り入力装置に使用され
る密着型イメージセンサに関する。

【０００２】

【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、蛍光燈やＬＥＤ（蛍光ダイオ
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導光系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。このような従
来の読み取り入力装置には、ＣＣＤと光学レンズを組合
せた構成のもの、あるいは長尺イメージセンサとロッド
レンズアレイを組合せた構成の密着型イメージセンサが
利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の密着型イメージ
センサの多くは、画像情報を通常のロッドレンズアレイ
を通してセンサに結像しているため、小型化には限界が
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、原稿とセンサを離さねばならず、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
必要であると共に、光量伝達率が低いという問題もあっ
た。

【０００４】これに対して、レンズを使わず導光系を用
いたものは、光学調整が不要であり光量伝達率も充分に
大きく、焦点を結ばないことから、導光系の長さを短く
できて、超小型に適している。しかし、導光系を使用し
た密着型イメージセンサの場合、導光系は通常原稿が走
行する原稿走行面に対して垂直に固定されており、原稿
面に光を到達させるまで、空気中、ガラス基板、導光系
と、屈折率の異なる物質を通過するため、各々の境界面
で全反射しないようにしなければならず、空気中から光
を入射できる位置が、限られてしまうという問題点があ
った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の密着型イメージ
センサは、読み取るべき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
原稿からの反射光の一部を前記受光素子に案内する導光
系と、前記導光系をサポートするサポート部材とを有す
る密着型イメージセンサにおいて、前記導光系が前記原
稿面に対して傾斜を持ってサポートされることを特徴と
している。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の密着型イメージセンサについ
て図面を参照して説明する。

【０００７】図１は本発明の密着型イメージセンサの第
１の実施例を示す断面図、図２は本発明の密着型イメー
ジセンサの第２の実施例の断面図、図６〜図８は従来の
光ファイバー体を使用した密着型イメージセンサの断面
図である。

【０００８】従来の導光系を使用した密着型イメージセ
ンサでは、図６に示すように、光源４１から照射される
光４２は、空気中４３から導光系サポートガラス４４に
入射する際に屈折し、導光系サポートガラス４４から導
光系４５に入射する際に屈折し、導光系４５から原稿面
４６に照射する為に、空気中４３に入射する際に屈折す
る。上記各々の屈折する角度と、各物質の境界部分で発
生する全反射を起こす臨界角を考慮して、光４２の入射
角度及び、位置を決定する必要があった。

【０００９】図７は導光系４５から、空気中４３に入射
する際に境界部分で全反射を起こした例である。導光系
４５の屈折率をｎとすると空気との境界部分での臨界角
ｉｏはｓｉｎｉｏ＝１／ｎで、境界部分の入射角がｉｏ
以上をとき全反射を生じる。図８は導光系サポートガラ
ス４４から、導光系４５の境界部分で全反射を起こした
例である。

【００１０】本発明の密着型イメージセンサでは、図１
に示すように光源１から照射される光２は原稿面６に対
向する原稿対向面又は原稿走行面３に対してほぼ垂直に
なるように導光系サポートガラス４に入射する。この時
に各物質の境界部分で全反射を起こさないように、複数
の導光系５の原稿走行面に対する傾斜角度を設定してお
り、これによって光源１から照射される光２の角度や位
置を調整する必要をなくしている。

【００１１】各導光系の一端は受光素子８に対向して配
置されており、導光系５の屈折率は導光系サポートガラ
ス４より大きい。受光素子８は図面に対して垂直な方向
に複数個配列されており、１つの受光素子の面積はおよ
そ９０×９０平方ミクロンである。複数の導光系５は受
光素子８の配列方向及びその方向に垂直な方向に互いに
隣接して傾斜して配置され、１つの導光系５の直径は約
２０μｍである。原稿面６に照射された光２は、原稿面
６で反射して導光系５の中に入射され、導光系５の中を
全反射しながらセンサ基板７上に形成される受光素子８
に到達する。本実施例では導光系サポートガラスの屈折
率が１．５４，導光系５の屈折率が１．６２，導光系５
の傾斜角度を４５度にしている。このとき、導光系５の
側面を透過してから空気中へ入射する角度は約３度で図
７のような全反射は生じない。

【００１２】又、図２に示すように、導光系サポートガ
ラス４の端部に導光系５を構成することも可能である。

【００１３】図３は本発明の密着型イメージセンサの第
３の実施例を示す断面図である。

【００１４】図において、光源１から照射される光２は
原稿走行面１３に対してほぼ垂直になるように光ファイ
バー体サポートガラス１４に入射する。この時各物質の
境界部分で全反射を起こさないように、複数の光ファイ
バー体１５の傾斜角度が設定され、光源１から照射され
る光２の角度や位置を調整する必要性をなくしている。
光ファイバー体１５の配列は図１の導光系５と同じであ
る。

【００１５】原稿面６に照射された光２は、原稿面６で
反射して光ファイバー体１５の中に入射され、光ファイ
バー体１５の中を全反射しながらセンサ基板１７上に形
成される受光素子１８に到達する。本実施例では光ファ
イバー体サポートガラス１４の屈折率が１．５４，光フ
ァイバー体のクラッドの屈折率が１．６２，各光ファイ
バー体の傾斜角度が４５度である。

【００１６】図４は本発明の第４の実施例を示す断面図
である。

【００１７】図４において、光源２から照射される光２
は原稿走行面３に対してほぼ垂直になるように導光系サ
ポートガラス２４に入射する。この時各物質の境界部分
で全反射を起こさないように、導光系５の傾斜角度が設
定され、光源１から照射される光２の角度や位置を調整
する必要性をなくしている。

【００１８】原稿面６に照射された光２は、原稿面６で
反射して導光系５の中に入射され、導光系５の中を全反
射しながらセンサ基板７上に形成される受光素子８に到
達する。又、光２を入射する側と反対側から入射してく
る迷光２９を防ぐ為に、光２を入射する側と反対側に光
の吸収体３０を被覆してなる導光系を設けている。吸収
体３０は導光系サポートガラス４に被覆されていてもよ
い。

【００１９】図５は本発明の第５の実施例を示す断面図
である。

【００２０】図５において、光吸収体４０以外は図３の
第３の実施例と同じである。原稿面６に照射された光２
は、原稿面６で反射して光ファイバー体１５の中に入射
され、光ファイバー体１５の中を全反射しながらセンサ
基板７上に形成される受光素子８に到達する。又、光２
を入射する側と反対側から入射してくる迷光３９を防ぐ
為に、光２を入射する側と反対側に光の吸収体４０を被
覆してなる光ファイバー体を設けている。吸収体４０は
光ファイバー体サポートガラス１４に被覆されていても
よい。

【００２１】次に、本発明の密着型イメージセンサを使
用したファクシミリ装置について、図面を参照して説明
する。

【００２２】図９は本発明の実施例のファクシミリ装置
のブロック図である。

【００２３】図において、原稿読み取りを開始する際、
駆動回路５１は図１〜図５のいずれかの密着型イメージ
センサ５２へ駆動信号５３を送出する。駆動信号５３は
受光素子８で検出された画信号をセンサ内のシフトレジ
ストへ転送したり、外部出力端子へ出力するクロック信
号を含む。イメージセンサ５２から出力される画素毎の
アナログ画像信号５４は変換回路５５でサンプルホール
ドされデジタル信号に変換される。変換回路５５から出
力された画像信号５６は、画像処理回路５７に送出され
ここでレベル補正、コントラスト補正され、さらにＣＯ
ＤＥＣ５８でファクシミリ符号化された後、ＭＯＤＥＭ
５９を経由して装置外へ送出される。

【００２４】次に、本発明の密着型イメージセンサを使
用したイメージスキャナについて図１０を参照して説明
する。

【００２５】図１０は本発明の実施例のイメージスキャ
ナのブロック図である。

【００２６】図において、原稿読み取りを開始する際、
駆動回路５１は密着型イメージセンサ５２へ駆動信号５
３を送出し、密着型イメージセンサ５２からアナログ画
像信号５４を、変換回路５５に送出させる。変換回路５
５から出力されるデジタル画像信号５６は、画像信号回
路５７に送出され、ＯＡインターフェース回路６８を経
由して、装置外へ送出される。

【００２７】次に、本発明の密着型イメージセンサを使
用した画像検出装置について、図面を参照して説明す
る。

【００２８】図１１は本発明の実施例の画像検出装置の
ブロック図である。

【００２９】図において、原稿読み取りを開始する際、
駆動回路５１は密着型イメージセンサ５２へ駆動信号５
３を送出し密着型イメージセンサ５２からアナログ画像
信号５４を、変換回路７５に送出させる。変換回路７５
ではアナログ画像信号５４を二値化して白黒パターンの
画像信号７６を出力し、画像認識回路７７に送出する。
画像認識回路７７では画像パターンを判定する。図１１
はバーコードの判定などに利用される。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の密着型イメ
ージセンサは、導光系を傾斜させて構成することによ
り、光源からの光をほぼ垂直に原稿面に到達させること
ができる。又、センサ基板のサイズが大きくなった場合
でも、光の入射角度や入射位置による、センサ基板の大
きさに制約を受ける可能性が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の密着型イメージセンサの第１の実施例
を示す断面図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図。

【図３】本発明の第３の実施例を示す断面図。

【図４】本発明の第４の実施例を示す断面図。

【図５】本発明の第５の実施例を示す断面図。

【図６】従来の密着型イメージセンサの正常読取状態を
示す断面図。

【図７】従来の密着型イメージセンサの異常読取状態を
示す断面図。

【図８】従来の密着型イメージセンサの異常読取状態を
示す断面図。

【図９】本発明の密着型イメージセンサを使用したファ
クシミリ装置のブロック図。

【図１０】本発明の密着型イメージセンサを使用したイ
メージスキャナのブロック図。

【図１１】本発明の密着型イメージセンサを使用した画
像認識装置のブロック図。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光 ３，１３ 原稿走行面 ４ 導光系サポートガラス ５ 導光系

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取るべき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、
   前記原稿からの反射光の一部を前記受光素子に案内する
   導光系と、前記導光系を固定するサポート部材とを有す
   る密着型イメージセンサにおいて、前記導光系が前記原
   稿面に対して傾斜を持って固定されることを特徴とする
   密着型イメージセンサ。
2. 【請求項２】 前記導光系が光ファイバーであることを
   特徴とする請求項１の密着型イメージセンサ。
3. 【請求項３】 前記導光系の一部分に、光の吸収体を形
   成したことを特徴する請求項１の密着型イメージセン
   サ。
4. 【請求項４】 前記導光系が光ファイバーであることを
   特徴する請求項３の密着型イメージセンサ。
5. 【請求項５】 請求項１記載の密着型イメージセンサの
   受光素子からの出力信号を画像処理して画像信号として
   送信するファクシミリ装置。
6. 【請求項６】 請求項１の密着型イメージセンサを使用
   することを特徴とするイメージスキャナ。
7. 【請求項７】 請求項１の密着型イメージセンサの受光
   素子からの出力信号から読み取り画像を検出することを
   特徴とする画像検出装置。