JPH10224557A - イメージセンサおよびその光源光量調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成部品の在庫管理や製造の手数を軽減でき
るイメージセンサ、およびその光源光量調整方法を提供
する。 【解決手段】 被読取体からの反射光を受光して、それ
に応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子
と、被読取体を照射する任意数の発光素子からなる発光
ダイオード群１と、所定のパルス電圧を印加することに
より抵抗値を変化させることが可能で、かつ発光ダイオ
ード群１の発光素子の通電電流を制限する抵抗体２と
を、同一の配線基板上に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、被読取体の画像
を読み取るイメージセンサ、およびその光源光量調整方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のイメージセンサにおいては、光電
変換手段が形成されたイメージセンサチップと発光素子
としての発光ダイオードチップとが互いに別の配線基板
に搭載されており、発光ダイオードの電流を制限して発
光光量を決定する抵抗器は、双方の配線基板にそれぞれ
実装されていた。

【０００３】すなわち、直列に接続された複数個の発光
ダイオードにより１つの発光ダイオードブロックが構成
され、これらの発光ダイオードブロックが複数個並列に
接続されており、各発光ダイオードブロックの電流を制
限する第１の抵抗器が、発光ダイオードブロックと同じ
第１の配線基板に実装され、全ての発光ダイオードブロ
ックの電流を制限する１個の第２の抵抗器が、イメージ
センサチップが搭載された第２の配線基板の裏面に実装
されていた。

【０００４】そして、各抵抗器の実装に際しては、イメ
ージセンサの組立前に、各発光ダイオードブロックに所
定の電圧を印加して、各発光ダイオードブロックの発光
光量が相互に等しくなるように第１の抵抗器の抵抗値を
それぞれ決定し、それらの抵抗値を有する抵抗器を選択
して第１の抵抗器としてそれぞれ第１の配線基板に実装
し、イメージセンサの組立後に、イメージセンサの出力
である読取画像信号のレベルが所定値になるように第２
の抵抗器の抵抗値を決定し、その抵抗値を有する抵抗器
を選択して第２の抵抗器として第２の配線基板の裏面に
実装していた。もちろん、イメージセンサのケース裏面
には、第２の配線基板の裏面に第２の抵抗器を実装する
ための孔が形成されている。

【０００５】しかし、上記従来のイメージセンサでは、
発光ダイオードチップやイメージセンサチップの製品毎
の特性のばらつきにより、抵抗値の相互に異なる非常に
多くの種類の抵抗器を準備しておく必要があり、在庫管
理に多くの手数を要していた。また、個々のイメージセ
ンサの各抵抗器について抵抗値を決定した後に実装する
ので、実装の自動化が困難であり、実装に多くの時間と
労力とを要していた。

【０００６】

【発明の開示】本願発明は、上記した事情のもとで考え
出されたものであって、構成部品の在庫管理や製造の手
数を軽減できるイメージセンサ、およびその光源光量調
整方法を提供することを、その課題とする。

【０００７】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００８】本願発明の第１の側面によれば、被読取体
からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を
出力する多数の光電変換素子と、被読取体を照射する任
意数の発光素子と、所定のパルス電圧を印加することに
より抵抗値を変化させることが可能で、かつ発光素子の
通電電流を制限する抵抗体とを、同一の配線基板上に設
けたことを特徴とする、イメージセンサが提供される。

【０００９】このようにすれば、抵抗体に所定のパルス
電圧を印加することにより、抵抗体の抵抗値を可変させ
て発光素子の発光光量を調整できる。したがって、相互
に抵抗値の異なる多くの種類の抵抗器を常に準備してお
く必要がなくなり、在庫管理の手数を軽減できる。ま
た、予め決められた抵抗値の抵抗体を装着すればよいの
で、自動化が容易であることから、迅速かつ安価に製造
できる。

【００１０】被読取体は、画像が描かれた紙であっても
よいし、樹脂製のフィルムであってもよい。さらには、
必ずしもシート状でなくてもよい。

【００１１】光電変換素子としては、ホトダイオードや
ホトトランジスタを用いることができるが、これに限る
ものではない。

【００１２】発光素子としては、発光ダイオードを用い
ることができるが、これに限るものではない。

【００１３】抵抗体としては、チップ抵抗器や印刷抵抗
を用いることができるが、これに限るものではない。

【００１４】配線基板としては、プリント基板を用いる
ことができるが、これに限るものではない。

【００１５】本願発明の第２の側面によれば、被読取体
からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を
出力する多数の光電変換素子と、被読取体を照射する任
意数の発光素子と、トリミングにより抵抗値を変化させ
ることが可能で、かつ発光素子の通電電流を制限する抵
抗体とを、同一の配線基板上に設けたことを特徴とす
る、イメージセンサが提供される。

【００１６】このようにすれば、抵抗体をトリミングす
ることにより、抵抗体の抵抗値を可変させて発光素子の
発光光量を調整できる。したがって、相互に抵抗値の異
なる多くの種類の抵抗器を常に準備しておく必要がなく
なり、在庫管理の手数を軽減できる。また、予め決めら
れた抵抗値の抵抗体を装着すればよいので、自動化が容
易であることから、迅速かつ安価に製造できる。

【００１７】好ましい実施の形態によれば、発光素子は
発光ダイオードであり、抵抗体は、配線基板上に印刷に
より形成されている。

【００１８】このようにすれば、小型化および省電力化
を図ることができる。

【００１９】別の好ましい実施の形態によれば、発光ダ
イオードは、赤、緑、青各色が任意数設けられており、
抵抗体は、赤、緑、青各色毎に設けられている。

【００２０】このようにすれば、カラー読み取りを実現
できる。

【００２１】本願発明の第３の側面によれば、被読取体
からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を
出力する多数の光電変換素子と、被読取体を照射する任
意数の発光素子と、所定のパルス電圧を印加することに
より抵抗値を変化させることが可能で、かつ発光素子の
通電電流を制限する抵抗体とを、同一の配線基板上に設
けたイメージセンサを用いて、任意数の発光素子を発光
させて多数の光電変換素子からの読取画像信号を測定
し、その測定値に基づいて抵抗体に所定のパルス電圧を
印加することにより、発光素子の発光量を調整すること
を特徴とする、イメージセンサの光源光量調整方法が提
供される。

【００２２】このようにすれば、抵抗体に所定のパルス
電圧を印加することにより、抵抗体の抵抗値を可変させ
て発光素子の発光光量を調整することから、相互に抵抗
値の異なる多くの種類の抵抗器を常に準備しておく必要
がなくなり、在庫管理の手数を軽減できる。また、予め
決められた抵抗値の抵抗体を装着すればよいので、自動
化が容易であることから、迅速かつ安価に製造できる。

【００２３】本願発明の第４の側面によれば、被読取体
からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を
出力する多数の光電変換素子と、被読取体を照射する任
意数の発光素子と、トリミングにより抵抗値を変化させ
ることが可能で、かつ発光素子の通電電流を制限する抵
抗体とを、同一の配線基板上に設けたイメージセンサを
用いて、任意数の発光素子を発光させて多数の光電変換
素子からの読取画像信号を測定し、その測定値に基づい
て抵抗体をトリミングすることにより、発光素子の発光
量を調整することを特徴とする、イメージセンサの光源
光量調整方法が提供される。

【００２４】このようにすれば、抵抗体をトリミングす
ることにより、抵抗体の抵抗値を可変させて発光素子の
発光光量を調整することから、相互に抵抗値の異なる多
くの種類の抵抗器を常に準備しておく必要がなくなり、
在庫管理の手数を軽減できる。また、予め決められた抵
抗値の抵抗体を装着すればよいので、自動化が容易であ
ることから、迅速かつ安価に製造できる。

【００２５】好ましい実施の形態によれば、トリミング
は、レーザトリミングである。

【００２６】このようにすれば、容易、迅速、かつ高精
度に抵抗体をトリミングできる。

【００２７】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【００２９】図１は、本願発明に係るイメージセンサの
一例としての密着型ラインイメージセンサの構成部品を
分解した状態で示す斜視図、図２は平面図、図３は図２
のIII −III 線断面図、図４は図２のIV−IV線断面図、
図５は図２のＶ−Ｖ線断面図である。

【００３０】このイメージセンサ２０は、略矩形状の断
面形状と、所定の長手寸法を有するケース２１を有して
おり、このケース２１は、樹脂成形によって作製するこ
とができる。このケース２１は、図３に良く表れている
ように、上下に貫通する内部空間をもち、上部開口を封
鎖するようにしてガラスカバー２２が取付けられている
とともに、下部開口を封鎖するようにして、配線基板と
してのヘッド基板２３が取付けられている。このヘッド
基板２３の上面における幅方向一側寄りには、複数個の
イメージセンサチップ２４が取付けられており、幅方向
他側寄りには、照明光源としての複数個のＬＥＤチップ
２５が取付けられている。そして、このケース２１の内
部空間には、ＬＥＤチップ２５からの光を効率的にガラ
スカバー２２上の被読取体としての原稿Ｄに照射するた
めの透明樹脂製の導光部材２６と、原稿Ｄからの反射光
を正立等倍にイメージセンサチップ２４に集束させるた
めのロッドレンズアレイ２７が設けられている。

【００３１】ロッドレンズアレイ２７は、ケース２１内
に形成した溝状ホルダ部２８に上方から挿入するように
して保持されている。溝状ホルダ部２８は、ロッドレン
ズアレイ２７の平面形態と対応した凹陥溝２９を有して
おり、その底部には、ロッドレンズアレイ２７を透過し
た光を通過させてその下方に配置される複数のイメージ
センサチップ２４上に至らせるためのスリット３０が形
成されている。

【００３２】図３に表れているように、この溝状ホルダ
部２８の長手方向中間部における内壁には、ロッドレン
ズアレイ２７の上面の一側縁に係合して、このロッドレ
ンズアレイ２７の浮きを防止するための突起３１が、２
箇所に形成されている。この突起３１は、図３にその断
面が表れているように、溝状ホルダ部２８へのロッドレ
ンズアレイ２７の挿入操作を阻害することがないよう
に、適度な突出高さをもち、先端上方寄りにはテーパ面
３１ａが形成されている。

【００３３】導光部材２６は、ロッドレンズアレイ２７
の光軸の延長上に存在する読み取りラインＬから側方に
変位した位置においてヘッド基板２３に取付けられたＬ
ＥＤチップ２５から発する光を、プリズム効果によって
効率的に読み取りラインＬないしはその近傍領域に導く
ための部材である。この導光部材２６は、ＬＥＤチップ
２５の配置と対応して開口する透光窓３２が形成された
底壁３３と、ケース２１の一側内壁２１ａと、溝状ホル
ダ部２８の外壁２８ａとで囲まれた空間に嵌め込むよう
にして取付けられる。

【００３４】図１に表れているように、導光部材２６の
長手方向中間部の一側面には、係合突起３４が２箇所に
形成されており、これに対応して、ケース２１の一側内
壁２１ａには、係合突起３４が係合可能な係合凹部３５
が形成されている。そして、この導光部材２６の両端部
には、図１および図５に表れているように、ケースの一
側内壁２１ａと溝状ホルダ部２８の外壁２８ａとの間に
嵌合しうる所定の上下寸法を有する嵌合ブロック３６が
一体に形成されており、この嵌合ブロック３６から、ロ
ッドレンズアレイ２７の両端部上面を押圧するための押
圧片３７が一体に延出形成されている。また、嵌合ブロ
ック３６の背面には、この嵌合ブロック３６を一定の摩
擦力をもってケース内壁２１ａとホルダ部外壁２８ａと
の間に嵌合保持させるための突起３８およびリブ３９が
形成されている。

【００３５】上記構成のイメージセンサ２０は、次のよ
うにして組み立てることができる。まず、ケース２１の
溝状ホルダ部２８にロッドレンズアレイ２７を上から嵌
め込む。このとき、溝状ホルダ部２８の内壁に形成した
突起３１がロッドレンズアレイ２７の上面一縁に係合し
て、このロッドレンズアレイ２７の浮きを防止する。

【００３６】次に、導光部材２６を、ケース内壁２１ａ
とホルダ部外壁２８ａとで囲まれた空間に上から嵌め込
む。導光部材２６は、その中間部の一側面の係合突起３
４がケース側の係合凹部３５に係合することと、嵌合ブ
ロック３６が空間にぴったりと嵌まり込むことにより、
浮きが生じるといったことなく、定位置に保持される。
そうして、この導光部材２６の両端の嵌合ブロック３６
に形成した押圧片３７がロッドレンズアレイ２７の両端
部上面を押圧する。これにより、ロッドレンズアレイ２
７は、その長手方向中間部が突起３１によって押さえら
れ、長手方向両端部が導光部材２６の押圧片３７によっ
て押さえられることにより、安定的かつ確実に定位置に
保持される。

【００３７】ガラスカバー２２は、ケース２１の上面開
口に嵌め込むようにして、たとえば接着によって固定さ
れる。ヘッド基板２３は、ケース２１の下面開口に嵌め
込むようにして、止め金具４０によって固定される。こ
の止め金具４０は、図４に表れているように、バネ板部
材を断面略Ｍ形に折曲形成したものであって、その脚部
４０ａに形成した係合穴４１が、ケース２１の両側面に
形成した係合突起４２に係合する。

【００３８】イメージセンサチップ２４は、全ての光電
変換素子が等間隔でかつ１列に並ぶように、ヘッド基板
２３上に１８個搭載されている。各イメージセンサチッ
プ２４には、光電変換素子が９６個設けられているの
で、合計１７２８個の光電変換素子により１ラインの画
像の読み取りがなされることになる。ヘッド基板２３に
は、イメージセンサ２０の内外の信号授受のためのコネ
クタ４３が取り付けられている。

【００３９】図６は、ヘッド基板２３上に搭載された光
源部の回路図であって、この光源部は、発光ダイオード
群１と抵抗体２とを備えている。発光ダイオード群１
は、多数の発光ダイオードが直並列に接続されたもので
あって、これらの発光ダイオードはＬＥＤチップ２５に
より構成されている。抵抗体２は、ヘッド基板２３上に
印刷により形成されており、所定のパルス電圧を印加す
ることにより抵抗値を変化させることが可能である。

【００４０】光源部の光量調整は、イメージセンサ２０
の組立後に、抵抗体２にパルス電圧を印加することによ
り行われる。以下、その手順について説明する。

【００４１】先ず、光源部のたとえば２４Ｖの電源をオ
ンする。これにより、電源の正極からの電流が発光ダイ
オード群１に通電されて発光ダイオード群１の各発光ダ
イオードが発光し、原稿Ｄを照射する。原稿Ｄからの反
射光は、各イメージセンサチップ２４の光電変換素子に
入射し、読取画像信号に変換されてシリアルに出力され
る。一方、発光ダイオード群１を流れた電流は、抵抗体
２を通って電源の負極に戻る。

【００４２】次に、イメージセンサチップ２４から出力
される読取画像信号のレベルを測定し、その測定値が所
定範囲内であるかどうかを調べ、所定範囲内であれば、
抵抗体２にパルス電圧を印加することなく、作業を終了
する。

【００４３】測定値が所定範囲内でなければ、上記測定
値に基づいて抵抗体２の抵抗値の大まかな修正値を演算
し、それに応じた時間だけ、コネクタ４３を介して抵抗
体２に所定周波数かつ所定電圧のパルス電圧を印加す
る。これにより、抵抗体２の抵抗値がパルス電圧の印加
時間に応じて高くなり、発光ダイオード群１の発光光量
が減少する。なお、抵抗体２にパルス電圧を印加するこ
とにより抵抗値が変化することの物理的考察について
は、周知であるので説明を省略する。

【００４４】次に、イメージセンサチップ２４から出力
される読取画像信号のレベルを測定して、その測定値が
所定範囲内であるかどうかを調べ、所定範囲内でなけれ
ば抵抗体２に所定のパルス電圧を微小時間だけ印加する
ことにより、抵抗体２の抵抗値を微調整する。以下、読
取画像信号のレベル測定と抵抗体２へのパルス電圧の印
加とを交互に繰り返すことにより、イメージセンサチッ
プ２４から出力される読取画像信号のレベルが所定範囲
内になるまで、抵抗体２の抵抗値の微調整を継続する。

【００４５】もちろん、抵抗体２へのパルス電圧の印加
時間は、最初に大まかな予測を行うことなく、初回から
最終回まで全て一定時間にしてもよい。

【００４６】なお、上記実施形態においては、抵抗体２
に所定のパルス電圧を印加することにより、抵抗体２の
抵抗値を可変させたが、抵抗体２をレーザなどを用いて
トリミングすることにより、抵抗体２の抵抗値を可変さ
せてもよい。この場合の調整作業は、上記実施形態にお
けるパルス電圧の印加がレーザトリミングに置き変わる
だけである。ただし、レーザトリミングに際してヘッド
基板２３をケース２１から取り出し、レーザトリミング
後にヘッド基板２３をケース２１に収容する必要があ
る。

【００４７】また、各色毎に順次読み取りを行うカラー
イメージセンサの場合、赤、緑、青の各色毎に発光ダイ
オード群１および抵抗体２を設け、各色毎に上記の調整
作業を行えばよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態に係るイメージセンサの
部品を分解して示す斜視図。

【図２】上記イメージセンサの部分平面図。

【図３】図１のIII −III 線断面図。

【図４】図１のIV−IV線断面図。

【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図。

【図６】本願発明の一実施形態に係るイメージセンサの
光源部の回路図。

【符号の説明】

１ 発光ダイオード群 ２ 抵抗体 ２０ イメージセンサ ２３ ヘッド基板 ２４ イメージセンサチップ ２５ ＬＥＤチップ Ｄ 原稿

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被読取体からの反射光を受光して、それ
   に応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子
   と、 前記被読取体を照射する任意数の発光素子と、 所定のパルス電圧を印加することにより抵抗値を変化さ
   せることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限
   する抵抗体とを、 同一の配線基板上に設けたことを特徴とする、イメージ
   センサ。
2. 【請求項２】 被読取体からの反射光を受光して、それ
   に応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子
   と、 前記被読取体を照射する任意数の発光素子と、 トリミングにより抵抗値を変化させることが可能で、か
   つ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、 同一の配線基板上に設けたことを特徴とする、イメージ
   センサ。
3. 【請求項３】 前記発光素子は発光ダイオードであり、 前記抵抗体は、前記配線基板上に印刷により形成されて
   いる、請求項１または請求項２に記載のイメージセン
   サ。
4. 【請求項４】 前記発光ダイオードは、赤、緑、青各色
   が任意数設けられており、 前記抵抗体は、前記赤、緑、青各色毎に設けられてい
   る、請求項３に記載のイメージセンサ。
5. 【請求項５】 被読取体からの反射光を受光して、それ
   に応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子
   と、 前記被読取体を照射する任意数の発光素子と、 所定のパルス電圧を印加することにより抵抗値を変化さ
   せることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限
   する抵抗体とを、 同一の配線基板上に設けたイメージセンサを用いて、 前記任意数の発光素子を発光させて前記多数の光電変換
   素子からの読取画像信号を測定し、その測定値に基づい
   て前記抵抗体に前記所定のパルス電圧を印加することに
   より、前記発光素子の発光量を調整することを特徴とす
   る、イメージセンサの光源光量調整方法。
6. 【請求項６】 被読取体からの反射光を受光して、それ
   に応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子
   と、 前記被読取体を照射する任意数の発光素子と、 トリミングにより抵抗値を変化させることが可能で、か
   つ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、 同一の配線基板上に設けたイメージセンサを用いて、 前記任意数の発光素子を発光させて前記多数の光電変換
   素子からの読取画像信号を測定し、その測定値に基づい
   て前記抵抗体をトリミングすることにより、前記発光素
   子の発光量を調整することを特徴とする、イメージセン
   サの光源光量調整方法。
7. 【請求項７】 前記トリミングは、レーザトリミングで
   ある、請求項６に記載のイメージセンサの光源光量調整
   方法。