JPH10164329A - イメージセンサ及びそれを用いた情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単で、組立てが容易なイメージセン
サ。 【解決手段】 センサチップ１を複数子ラインに実装し
たセンサ基板６と、原稿からの光を結像するロッドレン
ズアレー２と、原稿を照明するための導光管タイプ光源
３と原稿が搬送されるカバーガラス７とそれらを具備す
るフレーム４で構成される密着型イメージセンサにおい
て、密着型イメージセンサのフレーム４に光源３とロッ
ドレンズアレー２を組み込みカバーガラス７で押さえ込
み、カバーガラスとフレームを固定する構造で、密着型
イメージセンサのフレームとロッドレンズアレーを複数
の受光画素を有する複数のセンサチップ１を保護する保
護部材８をセンサチップ１を複数個１ラインに実装した
センサ基板６の注入口１０からセンサチップを保護する
保護部材８を注入し、フレーム４とロッドレンズアレー
２とセンサチップ１を複数個１ラインに実装したセンサ
基板６とを同時に固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリや複
写機、スキャナー等に利用することが可能な、被読取原
稿面からの反射光をセンサにより読み取る密着型イメー
ジセンサ及びそれを用いた情報処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリや複写機、スキャナ
ー等に利用する原稿読取装置として、センサアレーを用
い、読取画像を１対１に結像させ読取原稿と同一サイズ
で読み取る密着型イメージセンサがある。この密着型イ
メージセンサは、図１０に示すように光電変換を行なう
画素が複数配列された複数のセンサチップ１０１と、こ
の複数のセンサチップ１０１を保護する保護部材１０５
とが実装されたセンサ基板１０６と、被読取原稿に光を
照射する導光管対応の光源１０３と、被読取原稿の像を
センサチップ１０１の画素に結像させるためのレンズで
あるロッドレンズアレー１０２と、被読取原稿面となる
カバーガラス１０７とを支持する手段としてのフレーム
１０４に取り付けた構成となっている。また、１０９は
透明フレーム部材である。

【０００３】この密着型イメージセンサでは複数にセン
サチップ１０１を保護する保護部材１０５が実装された
センサ基板１０６と、イメージセンサのフレーム１０４
とロッドレンズアレー１０２の個別部品を個別に嵌合や
接着等の組み立てで構成されている。

【０００４】従来、この種のイメージセンサは、図１
１，図１２特に図１１の断面図に示すように、センサ基
板（イメージセンサ１０６と、レンズアレー１０２と、
カバーガラス１０７と、ＬＥＤチップからなる光源１０
３を１つの基板１１１上に多数個並べたＬＥＤアレー
と、それらを位置決め保持するためのフレーム１０４か
ら構成されている。

【０００５】ＬＥＤアレーの上面図として、図１２に示
すが、フレームへの取り付けは、原稿へ斜め約４５°方
向から照明するため、フレーム１０４に４５°のテーパ
ー面を設けＬＥＤアレーの基板からなる光源１０３の底
面を突き当て、両面テープ等で貼り付けることで、位置
決め固定している。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例の密着型イメージセンサでは複数のセンサチッ
プを保護する保護膜が実装されたセンサ基板と、イメー
ジセンサのフレームとロッドレンズアレーの個別部品を
嵌合や接着等の組み立てで構成されているため、複雑
化、大重量化等でコストアップとなり、また部材の加工
くずによるゴミが発生し、組立性の悪化するという欠点
があった。

【０００７】また、昨今イメージセンサの用途として成
長しているホームファクシミリ等は、超低コスト化が要
求されてるため、イメージセンサについても、思い切っ
たコストダウンが必要となっている。

【０００８】一方、ビジネスユースに目を向ければ、マ
ルチメディア対応の高解像度、高速読取といった高性能
化の流れがあり、イメージセンサへの要求としては、超
低コスト化と高性能化の２極分化されている。

【０００９】イメージセンサの照明装置の対応は、超低
コスト化は低照度で済むため、導光体を使用して光源で
あるＬＥＤ素子を間引いたものが一般的に使用される
か、または高性能化には高照度が必要なため、基板上に
ＬＥＤ素子を多数個並べたＬＥＤアレーが使用されてい
る。

【００１０】前記２種類の照明装置は形状が大きく異な
るため、それらを位置決め、保持するためのフレームを
従来は、別々におのおのの設計、製作していたが、以下
の欠点があった。

【００１１】フレームが別部品となるため、メーカー
の部品管理費が上がり、部品単価が上がってしまう。

【００１２】フレームが通常、射出成形で製造される
が、高価な成形金型代が２倍になる。

【００１３】部品形状が異なるため、イメージセンサ
の製造工程において、製造装置や製造治工具の共通化が
難しく、工程ラインが２ライン必要となる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願の請求項１記載の発明は、光電変換を行なう
画素が複数配列された複数のセンサチップと、複数のセ
ンサチップを保護する保護膜とが実装されたセンサ基板
と、被読取原稿に光を照射する光源と、被読取原稿の像
をセンサチップの画素に結像させるためのレンズである
ロッドレンズアレーと、被読取原稿面となる透明部材と
を支持する手段としてのフレームに取り付けた構成とな
っている密着型イメージセンサにおいて、ロッドレンズ
アレーと密着型イメージセンサのフレームを複数の受光
画素を有する複数のセンサチップを保護する保護部材で
固定したことであり、また、請求項２記載の発明は、複
数の受光画素を有する複数のセンサチップと、前記セン
サチップに原稿からの光を結像するロッドレンズアレー
と、原稿を照明するための光源とを有し、前記ロッドレ
ンズアレーと密着型イメージセンサのフレームを前記複
数の受光画素を有する複数のセンサチップの保護部材で
固定した構成の密着型イメージセンサと、該センサの原
稿読取面に原稿を支持する手段を有することで、これら
各発明により、ロッドレンズアレーと、センサチップと
の間に保護部材以外の透明部材である透明フレームが不
要となり部品点数を少なくし、工程の簡略化、部品点数
の縮小装置の小型化を可能にした密着型イメージセンサ
及び、このイメージセンサを用いた情報処理装置が得ら
れる。

【００１５】本発明の請求項３乃至５記載によれば、フ
レームが照明装置として、光源と、光源の光を導光し所
望の方向に光を出射させる導光体からなる照明装置と、
基板上に複数個の光源をライン状に並べた照明装置の、
どちらでも選択可能な構造とすることにより、フレーム
を共通化することで安価に、１つの成形金型で製造で
き、またイメージセンサの製造工程ラインを共通化でき
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１は、本発明による密着型イメ
ージセンサの実施の形態である。

【００１７】図１において光電変換を行なうセンサチッ
プ１を示す。このセンサチップ１を複数個１ラインに実
装したセンサ基板６と、原稿からの光を結像するロッド
レンズアレー２と、原稿を照明するための導光管タイプ
光源３と原稿が搬送されるカバーガラス７とそれらを具
備するフレーム４で構成される密着型イメージセンサに
おいて、密着型イメージセンサのフレーム４に光源３と
ロッドレンズアレー２を組み込みカバーガラス７で押さ
え込み、カバーガラス７とフレーム４を固定する構造で
あり、密着型イメージセンサのフレーム４とロッドレン
ズアレー２からなる複数の受光画素を有する複数のセン
サチップ１を設け、そのセンサチップ１を保護する保護
部材８を有するセンサチップ１を複数個１ラインに実装
したセンサ基板６が構成され、このセンサ基板６の注入
口１０からセンサチップを保護する保護部材８を注入
し、フレーム４とロッドレンズアレー２とセンサチップ
１を複数個１ラインに実装したセンサ基板６とを同時に
固定した密着型イメージセンサの図である。

【００１８】また、この密着型イメージセンサの原稿読
取面に不図示の原稿を支持する手段を介することにより
情報処理装置を構成することができる。

【００１９】（第２の実施の形態）以下、本発明の第２
の実施の形態について、図２，図３，図４，図５，図
６，図７及び図８を参照しながら説明する。

【００２０】ライン状の光電変換素子群を具備したセン
サチップ２１を読取原稿の長さに対応して複数個をライ
ン状にガラエポ材等の基板上に精度良く並べたセンサ基
板２２と、ロッドレンズアレー２３と、照明装置２４
と、原稿支持用の光透過性部材からなるカバーガラス２
５と、それらを位置決め保持するためのアルミニウム等
の金属あるいは、ポリカーボネイト等の樹脂の材料から
なるフレーム２６から構成されている。

【００２１】それぞれの機能は、照明装置２４がカバー
ガラス２５により支持された原稿に斜め約４５°方向か
ら光を照明し、原稿の光情報をロッドレンズアレー２３
によりセンサチップ２１へ結像し、センサチップ２１が
光情報を電気信号へ変換して、システムへ伝送する仕組
となっている。

【００２２】２種類の照明装置２４の詳細図として、図
５に導光体タイプの断面図及び、図６に導光体タイプの
側面図を、図７にＬＥＤアレータイプの断面図及び、図
８にＬＥＤアレータイプの側面図を示す。

【００２３】２種類の照明装置２４は、外形を共通化す
るため、外側が同じ外形のハウジング２９で覆われてい
る。

【００２４】図５，６において、光源としてリードフレ
ームタイプのＬＥＤ２７と、アクリル樹脂等の光透過性
部材からなる円柱形状の導光体２８と、ＬＥＤ２７と導
光体２８とを位置決め保持するための断面形状が六角形
のハウジング２９から構成されている。

【００２５】ハウジング２９の形状は、その断面が六角
形で、光が出射される方向の一辺に光を透過するための
スリット３２が設けられている。

【００２６】また、ハウジング２９の色は光量をかせぐ
目的で、光の反射効率の良い白色で、成形性の良いＡＢ
Ｓ樹脂等の材料で形成されている。

【００２７】製造方法は、構造が単純なため、図１３に
示す射出成形や図１４に示す押し出し成形で容易に構成
することが可能である。

【００２８】次に導光体タイプの照明装置の原理につい
て説明する。ＬＥＤ２７は導光体２８の両端に導光体２
８へ光が入射するように配置され、また導光体２８には
拡散面３０が設けられている。

【００２９】拡散面３０は拡大図の図９に示す通り、細
かなテーパー形状が導光体２８の長手方向に連続的に形
成されており、テーパーへの入射角θが４１°以上（導
光体がアクリル樹脂で屈折率ｎ＝１．５の場合）で入射
した光は、全反射角条件を満足し、所望の方向に光を出
射させるようになっている。

【００３０】また、図７，８は本発明の第２の実施の形
態における別の種類、すなわち、基板上に複数個の光源
をライン状に並べた照明装置に関するもので、ＬＥＤア
レータイプの例を示した図である。

【００３１】図７，８において、ＬＥＤ基板３４上のチ
ップタイプのＬＥＤ３３からの光はスリット３２を介し
てロッドレンズアレー２３へ光が出射される。また、ハ
ウジング２９の形状はその断面が六角形で、光が出射さ
れる方向の一辺に透光用のスリット３２を設けている点
は、図５，６に示した照明装置のハウジングと共通のも
のである。

【００３２】次にイメージセンサの製法について説明す
る。

【００３３】フレーム２６の所定の位置に、ロッドレン
ズアレー２３と、照明装置２４とをそれぞれ挿入する。
照明装置２４はフレーム２６の水平な面と垂直な面にハ
ウジング断面の六角形の三辺がそれぞれ突き当たること
で、光軸の回転方向の位置決めを精度良く行うことがで
きる。

【００３４】次にフレーム２６に挿入された照明装置２
４の上面及び、ロッドレンズアレー２３の上面と近似的
に同一平面上で、照明装置２４及び、ロッドレンズアレ
ー２３を挟む形で設定されたフレーム２６の長手方向の
２面に、カバーガラス２５を接着剤等で接着する。

【００３５】照明装置２４の上面は、水平な面であるた
め、カバーガラス２５の面と平行に近似的に接している
ため、フレーム２６とカバーガラス２５とを接着するこ
とにより、照明装置２４のがたつきの無い固定が可能と
なる。

【００３６】次にフレーム２６にセンサ基板２２を嵌め
込み、接着剤等で接着し、ＬＥＤ２７のリード３１とセ
ンサ基板２２とを半田付け等の手段により、電気的コン
タクトをとることにより完成する。

【００３７】以上の製造工程において、照明装置の仕様
に関わらず、照明装置の外形が共通のため、製造装置、
及び製造治工具が共通化でき、１つの製造ラインで製造
治工具の対応が可能となる。

【００３８】また、本実施の形態は等倍レンズの密着型
イメージセンサであるが、レンズ縮小系のものを使用し
たイメージセンサについても、本発明を適用することが
可能であることは言うまでもない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１，
２記載の発明によれば、複数の受光画素を有する複数の
センサチップと、前記センサチップに原稿からの光を結
像するロッドレンズアレーと、原稿を照明するための光
源に導光管タイプ光源を具備する密着型イメージセンサ
において、前記ロッドレンズアレーと密着型イメージセ
ンサのフレームを前記複数の受光画素を有する複数のセ
ンサチップの保護部材で固定したこと及び、この密着型
イメージセンサと、該センサの原稿読取面に原稿を支持
する手段を有することにより、部品点数を少なくし、工
程の簡略化、部品点数の縮小装置の小型化を可能にした
密着型イメージセンサ、及びそれを用いた情報処理装置
が得られる。

【００４０】本願の請求項３乃至５記載の発明は、フレ
ームが照明装置として、光源と、光源の光を導光し所望
の方向に光を出射させる導光体からなる照明装置と、基
板上に複数個の光源をライン状に並べた照明装置の、ど
ちらでも選択可能な構造とすることで、 フレームを共通化することができるため、量産効果で
フレーム単価を下げることができる。

【００４１】フレーム金型が１つですむため、量産イ
ニシャルコストを抑えることができる。

【００４２】照明装置のハウジング外形を同じにすれ
ば、イメージセンサの製造工程において、製造機械、及
び製造治工具を共通化でき、１つの製造ラインで対応可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である複数のセンサ
チップを保護する保護部材でフレームとロッドレンズア
レーとセンサチップを複数個１ラインに実装したセンサ
基板とを同時に固定した構造の密着型イメージセンサの
断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る導光体タイプ
の照明装置を使用したイメージセンサの断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤアレー
タイプの照明装置を使用したイメージセンサの断面図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るイメージセン
サの上面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る導光体タイプ
の照明装置の断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る導光体タイプ
の照明装置の側面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤアレー
タイプの照明装置の断面図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤアレ
ータイプの照明装置の側面図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態における導光体タイ
プの照明装置の詳細図である。

【図１０】従来の密着型イメージセンサを示す図であ
る。

【図１１】従来例を説明するイメージセンサの断面図で
ある。

【図１２】従来例を説明するＬＥＤアレータイプの照明
装置の上面図である。

【図１３】ハウジングを射出成形により作製した状態を
示す斜視図である。

【図１４】ハウジングを押出し成形により作製した状態
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ センサチップ ２ ロッドレンズアレー ３ 光源 ４ フレーム ５ 従来のセンサチップを保護する保護部材 ６ センサ基板 ７ カバーガラス ８ 保護部材 ９ 透明フレーム部材 １０ センサチップを保護する保護部材の注入口 ２１ センサチップ ２２ センサ基板 ２３ ロッドレンズアレー ２４ 照明装置 ２５ カバーガラス ２６ フレーム ２７ 砲弾型のＬＥＤ ２８ 導光体 ２９ ハウジング ３０ 拡散面 ３１ リード ３２ スリット ３３ チップタイプのＬＥＤ ３４ ＬＥＤ基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の受光画素を有する複数のセンサチ
   ップと、前記センサチップに原稿からの光を結像するロ
   ッドレンズアレーと、原稿を照明するための光源を具備
   する密着型イメージセンサにおいて、 前記ロッドレンズアレーと密着型イメージセンサのフレ
   ームを前記複数の受光画素を有する複数のセンサチップ
   の保護部材で固定したことを特徴とする密着型イメージ
   センサ。
2. 【請求項２】 複数の受光画素を有する複数のセンサチ
   ップと、前記センサチップに原稿からの光を結像するロ
   ッドレンズアレーと、原稿を照明するための光源とを有
   し、 前記ロッドレンズアレーとフレームを前記複数の受光画
   素を有する複数のセンサチップの保護部材で固定した構
   成の密着型イメージセンサと、該センサの原稿読取面に
   原稿を支持する手段を有することを特徴とする情報処理
   装置。
3. 【請求項３】 ライン状に配列された光電変換素子群を
   具備したセンサチップと、前記センサチップに光情報を
   結像するためのロッドレンズアレーと、照明装置と、そ
   れらをそれぞれ保持するためのフレームからなるイメー
   ジセンサにおいて、 前記照明装置は、光源と、光源の光を導光し所望の方向
   に光を出射させる導光体からなる照明装置と、基板上に
   複数個の光源をライン状に並べた他の照明装置の、２つ
   の照明装置からなり、かつ前記フレームは前記２つの照
   明装置のうちいずれか１つを選択可能な構成としたこと
   を特徴とするイメージセンサ。
4. 【請求項４】 前記２種類あるいはいずれか一方の照明
   装置は、それぞれの照明装置を位置決め保持するための
   ハウジングを有し、前記ハウジングを介して、前記フレ
   ームに取り付けられる構成を有する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】 前記２種類の照明装置の前記ハウジング
   の外形を、同じとしたことを特徴とする請求項３または
   ４記載のイメージセンサ。