JPS5838617Y2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は固体撮像装置、特にその読み増９部分における
光学系の構造に関するものである。

従来、電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いる撮像装置の読み
取り部分にｐける光学系の構造としては、第１図に示す
ごとく、光源３から光を投射し照射された撮像の対象物
たとえば紙面２からの反射光のうち不要な光を光遮蔽板
５で排除して得た反射光（信号光）４を、集光レンズ６
を用いてＣＣＤの受光面上に結像させて電気信号に変換
し、読み取る構造となっている。

しかしながらとのＣＣＤを用いた撮像装置では、集光レ
ンズ６の結像のために必要な焦点距離と、光源３を集光
レンズ６と紙面２０間において少なくとも斜め上部から
光を投射する必要があるので集光レンズ６と紙面２の間
にある程度の距離を必要とするため、ＣＣＤ１と紙面２
との距離を近づける□には限界がある。

従ってこの種の撮像装置の小型化が困難であった。

寸た集光レンズ６を用いてＣＣＤの受光面上に結像させ
る構造となっているため、光導入部分において紙面２の
絵素からの反射光のうち不要な光を排除する光遮蔽板５
を必要とするばかりでなく、常に紙面２の絵素がＣＣＤ
１の光電素子上に結像するように上記集光レンズ６の焦
点距離を精密に調整し、固定しなければならない等の欠
点があった。

本考案は上記従来の欠点に鑑み、ＣＣＤ撮像装置にｐけ
る読み取りの光学構造部分に集光レンズを用いる代シに
光ガイドを用い、捷た光源からの投射光を物面に対しほ
ぼ平行な方向から入射し得るようにして小型化を可能と
した固体撮像装置を提供しようとするものである。

次に図面を参照しながら、本考案の一実施例を詳細に説
明する。

第２図は、本考案に係る撮像装置の→実施例構造を示す
説明図で、紙面２の上に読取用の光ガイドたとえば光フ
ァイバ９を接触させ、これと同一直線上の位置にあって
同室径の読取用の光ガイド例えば光ファイバ８（ただし
後述するように、この光ファイバ８は読取用と導入用を
兼用する）をＣＣＤ１の光電素子に接触する構造とした
上で、上記両光ファイバの間に紙面２とほぼ平行で上記
両光ファイバと直角となるようなＴ字形の接続構造に紙
面２を照射するため光源３からの光をガイドする導入用
光ガイド例えば光ファイバγを挿入し密着させている。

この際該光ファイバ７の挿入端面が光ファイバ８の軸と
ほぼ４５’（７）角度を有する面１０になるような構造
とし、該端面１０はハーフミラ−の役割を果たすよう端
面処理されている。

さらに光ファイバ７と光フアイバ９０間の挿入端面１１
はほぼ紙面２に平行な平面とし、該端面１１と直角をな
すような投射光を全部透過し得るように成形されている
。

また本考案に係る固体撮像装置は、上記のような構造と
なっているので、光源３から光ファイバ７を通して投射
した光束が４５°の斜面１０に入射しそのうちほぼ半分
の光量が反射して、面１１を直角に透過しさらに直進し
て光ファイバ９を通り紙面２の所定部位を照射する。

該紙面２からの反射光（信号光）は光ファイバ９を通り
面１１を直角に透過して斜面１０に投射される。

この斜面１０でふたたび反射光量のほぼ半分が透過して
光線４のごとく直進し、光ファイバ８を通ってＣＣＤ１
の受光同に到達する。

従って紙面２が白色の場合にばＣＣＤ１に到達する光量
は光源３から光ファイバ７を通して斜面１０に到達する
光量のほぼ／４となる。

従って紙面２上を充分照明できるように光源３の発光強
度を増大させる必要があるが、通常の対象物に対しては
特殊な光源を用いなくても充分である。

つぎに光ファイバ７．８．９の丁字形の接続部分として
簡易に製作可能な構造のもの二三を詳細に説明する。

なお・第２図とほぼ同一の役割を果たす部分には同一符
号を付した。

１ず第３図に示した例では、光ファイバ７．８゜９と同
材質の小型プリズム１２と１３を図示のように組合わせ
て立方体筒たは直方体の形状とする。

この際、４５°の斜面１０はそれぞれハーフミラ−の役
割を果たすように端面処理した上で密着させた構造とす
る。

光ファイバ８と光ファイバ９は端筒を軸に垂直な平面と
して平行な２面１１゜１４を接着し対向配置されている
。

なネ・この接着面ＩＬ１４ばこの面に投射された光線を
全部透過するように端面処理されている。

さらに光ファイバ７も同様な端面処理を施して後、プリ
ズム１２の直角面に密着させた構造となっている。

次に第４図に示した例では、光ファイバ７．８゜９と同
材質の単一プリズム１５を同直径で同一直線上の光ファ
イバ８，９間に挿入した形状のもので、プリズム１５の
斜断１０に光ファイバ８が、直角面１１に光ファイバ９
が、残された直角面に光ファイバ７がそれぞれ密着され
て丁字形の接続構造を形成したものである。

なネ・それぞれの端面が°第３図と同様に処理されてい
ることはもちろんである。

第５図に示した例は、同直径、同一直線上の光ファイバ
８と９の端面を４５°の斜面１０とし、その下側を直角
面１６．１７になるように加工処理した上で光ファイバ
７を挿入密着させた構造のものである。

なおそれぞれの端面が第３図と同様に処理されているこ
とはもちろんである。

以上のごとく本考案の固体撮像装置は、紙面の絵素を読
み取るための光学構造部分に、従来のごとき集光レンズ
の代シに光ファイバを用い、また光源からの投射光を紙
面に対しほぼ平行な方向から入射し得るように上述のよ
うに簡易な丁字形の接続構造のものとしたので受光素子
と紙面の距離を極めて短い構造のものとすることが゛で
き、全体として小型化される。

さらに、本考案の固体撮像装置に用いる光ファイバはそ
の使用距離が短く従って光の損失が少ないので単一物質
から成る光ファイバを使用しても充分に役割を果たすが
、クラッド型等の低損失光ファイバを用いればさらに良
いことはもちろんである。

この場合接続部か上述の説明のごとき形状であれば、光
源から接続部１での部分が曲っていても、長くなっても
良いので種々の構造のＣＣＤ撮像装置とすることができ
る。

寸たファイバ以外の形状の光ガイドを使用することも可
能である。

寸た光ファイバで紙面上を摺動させて絵素を読みとる除
紙に傷がつかないように薄い透明膜を張っておく、レン
ズを用いて広範囲の絵素を一度に読み取る等の配慮をし
た構造のＣＣＤ撮像装置とすれば使用範囲の広い小型構
造のものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体撮像装置の読み取る構造を示す説明
図、第２図は本考案に係る固体撮像装置の読み増り構造
の一実施例を示す説明図、第３図〜第５図は本考案に係
る固体撮像装置の一部に用いる光フアイバ接手構造のそ
れぞれ異なる実施例を示す斜視図である。 １ ：ＣＣＤ、２ ：紙面、３：光源、４：反射光（光
信号）、５：光遮蔽板、６：集光レンズ、７゜８．９：
光ファイバ、１０：斜面、１１：直角面、１２．１３ニ
ブリズム、１４：１１との平行面、１５ニブリズム、１
６：光ファイバ９の軸と直交する面、１７： １６の面と直交する面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 撮像対象となる物体と光電素子との間に読取用光ガイド
   を設け、物体からの光を該読取用光ガイドによって光電
   素子に伝達して読み取シを行なう撮像装置において、物
   証物体を照射するため光源からの光をガイドする導入用
   光ガイドを前記読増用光ガイドに対してその端面が読増
   用光ガイドの光軸に対して交差するように接続され、該
   端面ば光源からの光の一部が読取用光ガイドを介して物
   体を照射するように、かつ物体からの光の一部が光電素
   子に伝達されるように端面処理されていることを特徴と
   する固体撮像装置。