JPH07177302A - イメージセンサ - Google Patents

イメージセンサ

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JPH07177302A
JPH07177302A JP5318239A JP31823993A JPH07177302A JP H07177302 A JPH07177302 A JP H07177302A JP 5318239 A JP5318239 A JP 5318239A JP 31823993 A JP31823993 A JP 31823993A JP H07177302 A JPH07177302 A JP H07177302A
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JP
Japan
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sensor
light receiving
image
receiving area
sensor chip
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Application number
JP5318239A
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English (en)
Inventor
Shogo Horinouchi
昇吾 堀之内
Hiroshi Tanigawa
浩 谷川
Yoichi Maehara
庸一 前原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 FAXなどに用いられる原稿の全幅を読み取
るイメージセンサにおいて、センサチップの位置ずれに
伴う黒筋の発生を解消できるイメージセンサを提供する
ことを目的とする。 【構成】 ケース1の内部に結像レンズ2を有するレン
ズ基板とセンサチップ3を有するセンサ基板5を配設
し、原稿などを読み取るイメージセンサにおいて、結像
レンズ2に対して必要な受光領域よりも広い受光領域を
有するセンサチップ3を配設し、このセンサチップ3の
両側部の過剰な受光領域部分のセンサセルを排除し、中
央部の必要なセンサセルのみを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、FAX、複写装置、イ
メージスキャナ等に使われるイメージセンサに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】FAX、複写装置、イメージスキャナ等
の電子機器のイメージセンサとして、従来、センサチッ
プや結像レンズ等の光学素子を用いるものが用いられて
いる。以下、従来のイメージセンサについて説明する。
【0003】図15は従来のイメージセンサの内部構成
を示す斜視図、図16及び図17は従来のイメージセン
サの結像光学系の概念図である。このイメージセンサ
は、1つのイメージセンサが読み取る原稿幅を複数の部
分に分割し、その分割された各々の原稿部分に対して、
結像レンズとセンサチップをそれぞれ1つずつ用いて、
分割された原稿部分の情報を結像レンズを用いて縮小し
てセンサチップに結像するものである。図15におい
て、1はケースであり、以下の述べる素子が組み込まれ
ている。2は結像レンズ、3はセンサチップであり、1
つの結像レンズ2と1つのセンサチップ3で構成さる受
光センサ部分をセンサユニットとする。
【0004】結像レンズ2は、隣合ったセンサユニット
間で原稿面上の情報が重なり合ったり欠落したりするこ
となくセンサチップ3上に結像するようにケース1に配
設されている。また、センサチップ3は結像レンズ2に
よって得られた像を各センサチップ3の全てのセンサセ
ルで受光できるようにセンサ基板5に配置されている。
【0005】以上のような構成により、LEDライン光
源等の光源により照射された原稿面の光学的情報を結像
レンズ2を通してセンサチップ3上に結像し、センサチ
ップ3により光学的情報を電気信号に変換する仕組みに
なっている。6はレンズ基板、7はLEDライン光源か
ら成る光源、8はケース1の上部に配設されたガラス板
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のイメージセンサ
では、センサチップ3のセンサセルを過不足なく使い、
1つの結像レンズ2で切りとられた原稿の一部の領域幅
全てが正確に1つのセンサチップ3の受光領域幅に一致
するように配設するので、図16に示すように結像レン
ズ2とセンサチップ3の光学的配置に非常に高い位置精
度が要求される。4はセンサセル、9は原稿である。従
って、例えば図17に示すように結像レンズ2とセンサ
チップ3が主走査方向に相対的に位置ずれを生じた場
合、センサチップ3の受光領域が結像部分からはずれセ
ンサセル4の部分に原稿面の情報が結像せず、また原稿
9の部分9bのように結像した部分にセンサセル4が存
在しないといった状況が発生し、黒筋が出力されたりし
てイメージセンサとして使えなくなるといった問題があ
った。従って、センサチップ3のセンサ基板5上への実
装や、レンズ基板6、センサ基板5のケース1への取り
付けにはかなりの精度が要求され、このことが歩留まり
の悪化やコストアップの原因となっていた。
【0007】そこで本発明は上記問題点を解決し、高い
チップ実装精度や組み立て精度を必要とせずに、歩留ま
り良く簡単に製造できるイメージセンサを提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、センサチップに結像レンズの結像範囲より
も広い受光領域を持つセンサチップを配設し、このセン
サチップの両側部の過剰なセンサセルを物理的又は電気
的な手段により選択し、必要なセンサセルのみを使用す
ることを特徴とする。
【0009】
【作用】上記構成により、結像レンズやセンサチップの
組み立てを容易なものにすると共に、センサチップの位
置ずれによる歩留まり低下を解消できる。
【0010】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。尚、本実施例中の全図面において、上記従
来例と同一部品には同一符号を付している。また、原稿
サイズはB4(256mm)、イメージセンサの解像度
は8dot/mmで、主走査方向の原稿幅を2/5に縮
小して原稿幅を32等分し、32個のセンサチップに結
像するものとするが、他の場合でも一般性は失わない。
但し、各図においては、図を簡略化するため分割数の少
ない場合を使用している。
【0011】図1は本発明の第1実施例のイメージセン
サの内部構成を示す斜視図、図2は同イメージセンサの
結像光学系を示す概念図、図3は図2のセンサ部分の拡
大図である。図1において、LEDライン光源から成る
光源7は、結像レンズ2やセンサチップ3の実装に邪魔
にならない位置で、読み取る原稿部分が最も明るく照射
されるように、ケース1に実装される。また、ガラス板
8はイメージセンサが原稿と向かい合う面に取り付けら
れており、イメージセンサの内部を保護すると共に、原
稿読み取り時に原稿を押さえつけて原稿が浮き上がるこ
とにより、原稿上の情報がセンサチップ3に正確に結像
しなくなるのを防ぐ役目を持っている。結像レンズ2
は、例えば非球面のアクリルレンズ等を用いる。結像レ
ンズ2を、イメージセンサの主走査方向に例えば8mm
間隔で32個並べて、また原稿から結像レンズ2の中心
部分までの距離が常に15mmとなるようにケース1に
直接実装するか、又はレンズ基板6に実装後、ケース1
に間接的に実装する。この時、隣合う結像レンズ2が結
像する原稿9の映像範囲が互いに重複することなく、ま
た隙間ができないように結像レンズ2を実装する。
【0012】図2及び図3において、センサチップ3
は、受光部分長L1が4mmで20dot/mmの解像
度を持っており、結像レンズ2と同数の32個のセンサ
チップ3を中心間隔が8mmとなるようにイメージセン
サ主走査方向に等間隔で一列に並べ、接着剤を用いてセ
ンサ基板5に接着後、各センサチップ3に電気的接続を
行う。
【0013】図4は本発明の第1実施例のイメージセン
サのセンサチップの内部回路図である。30はレーザー
発振器、52はコンデンサ、53はリセット用TFT、
54はスイッチIC、55は駆動用ICである。このセ
ンサチップ3は、図4に示すようにその内部に構成され
ている受光回路部分への接続回路を物理的に切断するこ
とにより、何れの部分もセンサチップ3の端点として機
能するように作られている。実装後、原稿面からレーザ
ー光を1dot毎に入射してセンサチップ3で受光する
ことにより重複する原稿部分9a(図2)に対応するセ
ンサセル4−1〜4−9と4−74〜4−80を判定す
る。その際、各センサチップ3の両端に合計16dot
のセンサセル4−1〜4−9と4−74〜4−80が過
剰に存在することになる。図4に示すように、この過剰
なセンサセル4の電気回路にYAGレーザー光を照射し
て電気回路を物理的に切断して受光出来ないようにす
る。このようにしてセンサセル4−1〜4−9と4−7
4〜4−80への電気回路を切断するので、実際に受光
を行うものはセンサセル4−10〜4−73であり、、
L2は3.2mmである。このようにしてセンサチップ
実装後に使用するセンサセルを確定するので、センサチ
ップの位置ずれがなくなり、位置ずれによる黒筋の発生
を防ぐことができる。
【0014】次に、本発明の第2実施例を説明する。図
5は本発明の第2実施例のイメージセンサのセンサチッ
プ部分の拡大図、図6は同センサチップの内部回路図で
ある。図5において、センサチップ3のセンサセル4−
1〜4−16には駆動パルス発振器32から発振された
駆動パルス信号を入力する入力端子31−1〜31−1
6、センサセル4−64〜4−80には駆動パルス信号
の出力端子31−64〜31−80が接続されており、
これらのセンサセル4は駆動パルスを入力、または出力
するセンサセルがセンサチップ3の端部として機能する
ように作られている。本実施例ではセンサセル4−10
と4−73が端部である。イメージセンサの基本構成は
図1,図2に示す第1実施例と同様であり、第2実施例
でも受光部分長L1が4mmのセンサチップ3を用いて
いるため、センサチップ3の中心が対応する結像レンズ
2の光軸から±0.4mmの範囲内に収まるように実装
することが出来る。
【0015】例えば、ケース1に結像レンズ2がアレイ
状に形成されたレンズ基板6、センサチップ3がアレイ
状に形成されたセンサ基板5、ガラス板8を実装する。
この時、駆動パルス発振器32は入力端子31−1と出
力端子31−80に接続されている。原稿面からレーザ
ー光を1dot毎に入射してセンサチップ3で受光する
ことにより重複する原稿部分9a(図2)に対応するセ
ンサセル4−1〜4−9と4−74〜4−80を判定す
る。これにより、必要なセンサセルは4−10〜4−7
3であることが分かるので、駆動パルス発振器32に接
続する端子を31−10と31−73に接続し直す。以
上のように組み立てることにより、センサチップ3の位
置ずれを各センサチップ3内で吸収することが可能とな
り、黒筋の発生を防ぐことが出来る。
【0016】次に本発明のイメージセンサの第3実施例
を説明する。図7は本発明の第3実施例のイメージセン
サのセンサチップの電気回路概念図である。図7におい
て、23は32個のセンサチップ3に接続された論理演
算回路、24は不要ビット記憶回路、25はROMライ
ターである。イメージセンサの基本構成は図1,図2に
示す第1実施例と同様であり、第3実施例でも受光部分
長L1が4mmのセンサチップ3を用いているため、セ
ンサチップ3の中心が対応する結像レンズ2の光軸から
±0.4mmの範囲内に収まるように実装することが出
来る。各センサチップの両端には合計16dotのセン
サセル4が過剰に存在する。第1,第2実施例では必要
なセンサセル4を物理的な手段により選択して利用する
が、この第3実施例では電気回路に論理演算回路23と
不要ビット記憶回路24(例えばROM)を使って、電
気的な手段により選択利用する方法である。具体的に
は、ケース1に、結像レンズ2がアレイ状に形成された
レンズ基板6、センサチップ3がアレイ状に形成された
センサ基板5、ガラス板8、論理演算回路23、不要ビ
ット記憶用ROMソケットを実装後、ROMライター2
5を図7のように接続する。原稿面からレーザー光を1
dot毎に入射してセンサチップ3で受光することによ
り重複する原稿部分9a(図2)に対応するセンサセル
4−1〜4−9と4−74〜4−80、重複しない部分
に対応するセンサセル4−10〜4−73とを判別し
て、この情報をROMライター25でROMに焼き付け
る。このROMを上記ROMソケットに取り付け、各セ
ンサチップ3から得られる信号とROMの情報との論理
演算を行うことにより、必要なセンサセルの出力のみを
取り出すことが出来る。
【0017】次に、更に他の実施例を説明するが、以下
の各実施例についても、上記各実施例に示したようなセ
ンサチップ並びに方式を用いることができる。図8は本
発明の第4実施例のイメージセンサの断面図で、図9は
同斜視図である。図8,図9において、イメージセンサ
の透明基板10はガラス、又は透明樹脂等より形成され
ている。透明基板10上には、原稿9に接する面10a
と向かい合っている面10b上の一部分に複数の球面、
又は非球面の反射型フレネルレンズ15が主走査方向と
平行に一列に並べられている。しかも、各反射型フレネ
ルレンズ15は、それぞれの反射型フレネルレンズ15
が結像することの出来る原稿部分が互いに重複すること
なく、また隙間が出来ないような間隔で配置されてお
り、透明基板10上に形成されている。またミラー1
1,12は、面10a,10b上の一部にアルミ、銀、
金等を蒸着、又は膜厚印刷することによって形成されて
いる。
【0018】更に、面10b上には楕円筒ミラー14と
複数のLEDから成る光源13,反射型フレネルレンズ
15と同数のセンサチップ16が実装されている。その
際、光源13は、原稿読み取り位置17に接する原稿部
分が主走査方向にムラなく照射されるような間隔で主走
査方向に一列に並べられており、しかも、光源13は集
光作用を持つ楕円筒ミラー14を利用してイメージセン
サの原稿読み取り位置17に接する原稿部分が最も強く
照射されるような位置に実装されている。
【0019】また、各センサチップ16はそれぞれ1つ
の反射型フレネルレンズ15に対応しており、主走査方
向についての反射型フレネルレンズ15の光軸の位置と
センサチップ16の中心位置が一致して、しかも各セン
サチップ16は、イメージセンサの原稿読み取り位置1
7に接する原稿部分の映像が、反射型フレネルレンズ1
5によって縮小且つ結像する位置に実装されている。こ
の場合、ある程度のセンサチップ実装誤差を許容するこ
とが出来る。例えば、受光部分長4mmで20dot/
mmの解像度を持つセンサチップ16を使用すると、各
センサチップ16は対応する反射型フレネルレンズ15
の光軸と各センサチップ16の中心の位置誤差が±0.
4mmまで許容できる。
【0020】以上のような構成により、光源13によっ
て照射された原稿部分の光学的情報は、透明基板10内
を通り、ミラー11,12で反射を繰り返した後、反射
型フレネルレンズ15で反射され、センサチップ16に
縮小結像する。その際、原稿読み取り位置17から反射
型フレネルレンズ15までの光路長と反射型フレネルレ
ンズ15からセンサチップ16までの光路長の比によっ
て、センサチップ16上に結像される像の縮尺比が決ま
り、原稿面の映像がセンサチップ16上に縮小され、結
像する。この時、本発明のセンサチップ16並びに方式
を用いることにより、センサチップ16の位置ずれをセ
ンサチップ16内で吸収することが出来る。
【0021】図10は本発明の第5実施例のイメージセ
ンサの断面図である。第5実施例の原理は、第4実施例
と同様であるが、反射型フレネルレンズ15は透明基板
面10a上に形成されている。
【0022】図11は本発明の第6実施例のイメージセ
ンサの断面図である。第6実施例の原理は、第4実施例
と同様であるが、光源13から照射された光が原稿読み
取り部分の副走査方向には集光され、主走査方向には原
稿面照度が均一化するように、屈折型フレネルレンズ1
8を透明基板面10b上に配設している。
【0023】図12は本発明の第7実施例のイメージセ
ンサの断面図である。第7実施例の原理は、第6実施例
と同様であるが、上記屈折型フレネルレンズ18の代わ
りに同様の働きをする球面、又は非球面を有するレンズ
20を用いる。
【0024】図13は本発明の第8実施例のイメージセ
ンサの断面図である。第8実施例の原理は、第4実施例
と同様であるが、傾斜を付した透明基板10の側面10
cに光源13を取り付け、光源13から照射された光が
原稿読み取り部分の副走査方向には集光され、主走査方
向には原稿面照度が均一化するような反射型フレネルレ
ンズ21を透明基板面10b上に形成し、利用する仕組
みになっている。
【0025】図14は本発明の第9実施例のイメージセ
ンサの断面図で、θは全反射角である。原稿読み取り位
置17から反射型フレネルレンズ15へ向かう光、及び
反射型フレネルレンズ15からセンサチップ16へ向か
う光の透明基板10の10a,10b面への入射角が全
反射角以上となるよう反射型フレネルレンズ15、原稿
読み取り位置17を決定する。また、原稿読み取り位置
17から透明基板10への入射角がほぼ直角となるよう
図14のように傾斜をつけた側面10cを入射部とす
る。更に、センサチップ16への入射角を全反射角より
小さくするためセンサチップ16と透明基板10の間に
透明基板10の屈折率との差が小さい透明樹脂22を充
填し、空気が入らないようにする。
【0026】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、セ
ンサチップの位置ずれをセンサチップ内で吸収すること
ができ、センサチップの位置ずれによる黒筋の発生を防
ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のイメージセンサの内部構
成を示す斜視図
【図2】本発明の第1実施例のイメージセンサの結像光
学系を示す概念図
【図3】本発明の第1実施例のイメージセンサのセンサ
部分の拡大図
【図4】本発明の第1実施例のイメージセンサのセンサ
チップの内部回路図
【図5】本発明の第2実施例のイメージセンサのセンサ
チップ部分の拡大図
【図6】本発明の第2実施例のイメージセンサのセンサ
チップの内部回路図
【図7】本発明の第3実施例のイメージセンサのセンサ
チップの電気回路概念図
【図8】本発明の第4実施例のイメージセンサの断面図
【図9】本発明の第4実施例のイメージセンサの斜視図
【図10】本発明の第5実施例のイメージセンサの断面
【図11】本発明の第6実施例のイメージセンサの断面
【図12】本発明の第7実施例のイメージセンサの断面
【図13】本発明の第8実施例のイメージセンサの断面
【図14】本発明の第9実施例のイメージセンサの断面
【図15】従来のイメージセンサの内部構成を示す斜視
【図16】従来のイメージセンサの結像光学系の概念図
【図17】従来のイメージセンサの結像光学系の概念図
【符号の説明】
1 ケース 2 結像レンズ 3,16 センサチップ 4 センサセル 5 センサ基板 6 レンズ基板 7,13 光源 8 ガラス板 9 原稿 10 透明基板 11,12 ミラー 14 楕円筒ミラー 15,21 反射型フレネルレンズ 17 原稿読み取り位置 18 屈折型フレネルレンズ 20 レンズ 22 透明樹脂 23 論理演算回路 24 不要ビット記憶回路 25 ROMライター 30 レーザー発振器 32 駆動パルス発振器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主走査方向の原稿幅を複数の部分に分割
    し、その分割された各々の原稿部分に対して縮小して結
    像する結像レンズと、この結像レンズに対して必要な受
    光領域よりも広い受光領域を持ち、且つ、過剰な受光領
    域部分のセンサセルを物理的な手段により切断し、分離
    することを可能としたセンサチップとからなることを特
    徴とするイメージセンサ。
  2. 【請求項2】受光領域端部の複数のセンサセルの電気的
    配線を物理的な手段により切断、分離することにより、
    必要なセンサセルのみを選択的に動作可能としたことを
    特徴とする請求項1記載のイメージセンサ。
  3. 【請求項3】主走査方向の原稿幅を複数の部分に分割
    し、その分割された各々の原稿部分に対して縮小して結
    像する結像レンズと、この結像レンズに対して必要な受
    光領域よりも広い受光領域を持ち、且つ、必要な電気回
    路のみを選択し接続することが可能であるセンサチップ
    とからなることを特徴とするイメージセンサ。
  4. 【請求項4】結像範囲よりも広い受光領域を持ち、必要
    なセンサセルの電気回路を選択的に接続できるように、
    受光領域端部の複数のセンサセルの入出力端子を外部へ
    の接続端子としたことを特徴とする請求項3記載のイメ
    ージセンサ。
  5. 【請求項5】主走査方向の原稿幅を複数の部分に分割
    し、その分割された各々の原稿部分に対して縮小して結
    像する結像レンズと、それぞれの結像レンズに対して必
    要な受光領域よりも広い受光領域を持つセンサチップ
    と、過剰な受光領域部分のセンサセルの位置を予め記憶
    する電気回路と、実際の原稿読み取り信号から過剰な信
    号を削除するための論理演算回路とから構成されること
    を特徴とするイメージセンサ。
JP5318239A 1993-12-17 1993-12-17 イメージセンサ Pending JPH07177302A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9196800B2 (en) 1996-06-26 2015-11-24 Osram Gmbh Light-radiating semiconductor component with a luminescence conversion element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9196800B2 (en) 1996-06-26 2015-11-24 Osram Gmbh Light-radiating semiconductor component with a luminescence conversion element

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