JPS61174865A - リニアイメ−ジセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は投影され次画像を光電変換するりニアイメー
ジセンサに関し、％に出力画像にゴーストが発生するの
を防止したリニアイメージセンナに関するものである。

〔発明の背景〕

第１３図は従来のリニアイメージセンナを示す断面図、
第１４図はｍ１３図に示すリニアイメージセンサの光入
力情報入射側から見た正面図である。図において、１は
セラミックパッケージ、２はウィンドガラスすなわち透
明板状部材で、セラミックパッケージ１に収納される後
述の画素列３の素子面などを保護するものである。３は
画素列で、セラミックパッケージ１の凹部中央に直線状
に配列された光電変換素子からなる受光領域を構成して
いる。４ｍ、４ｂは蓄積電極で、画素列６の両側に平行
に配置され、画素列３と蓄積電極４ｍ、４ｂとは交互に
ボンディングワイヤによって接続されている。そして、
画素列３によって光電変換された電気信号つまシ受光情
報に蓄積電極４ｍ、４ｂを備えた蓄積領域に一度蓄積さ
れ、シフトレジスタなどの読み出し領域から順次読み出
される。

上記のような構造の従来のイメージセンサは電極４ａ、
４ｂの部分が鏡面に近い光反射面となっている。そこで
、ある方向からある角度を持つ次光ａがウィンドガラス
２を介して入射すると電極４ｂの表面で反射し反射光ａ
！となシ、それがウィンドガラス２の下面２ｂで再反射
し２回反射光ａ２となって画素列６に到達してしまう。

そうなると入射光ａの２回度射光ａ２と直接入射光すと
の合成したレベルが光すの情報として出力されることに
なる。ただし、２回度射光Ｊの強さはガラス表面の反射
であるから直接入射光ａの４％程度にすぎない。よって
入射光すと入射光ａの強さが同じであればｂとａ２の合
成値はｂの４チ増にしがならない。そこで実際に問題と
なるのは入射光ａが強大で入射光すが微少あるいは０の
時に、例えばコントラスト大の絵の時に、本来Ｏ又は０
に近いｂの情報にａ２が加わるため、出力として出てし
まうのである。つまり、直接投影光で生じた絵から少し
ずれに位１ｔＫ薄く同じ絵が出てしまうをいうゴースト
現象が起こる。リニアイメージセンサを使用した画像処
理装置が入力信号を２値化して使用するものであれば２
回度射光ａ２による信号レベル自体小さいので影響が出
ないこともあるが、階調を再現する装置においては数チ
の信号でも出力画に表現されてしまう。したがって、装
置にゴーストを防止する手段を設けなければならない。

階調を再現する装置として、例えば６５ＩＩＩｌｌ写真
フイルム（ポジまたはネガ）からダイレクトに画像を電
送する「ダイレクト電送装置」があるが、この装置によ
り階調を持つ透過原稿を入力する際ゴーストが発生しな
いようにするには、リニアイメージセンサをスキャンさ
せると同時に、光源にスリットをかぶせ之スリット光源
を移動させるという複雑な構造のものとしなければなら
ない。

以上のように、従来のリニアイメージセンサは画素列周
辺つまり受光領域周辺に高反射率の光反射領域を配置し
ているため、出力にゴーストを生じ原画に対して忠実な
出力画像を再現出来ない欠点があつ念。

なお、この欠点は専ら線状のセンサ（ラインセンサ、リ
ニアセンサ）に限られる。なぜならば、面センサの場合
電極は受光面周辺付近に設けられるため、その影響は受
光面の周辺付近に限られ、全体の画質に大きく影響を及
ぼすものではないのであまり問題にならないからである
。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような欠点を解決するためになされた
もので、光反射領域へ照射される光線を遮光することに
よシ、ゴーストの生じない、原画を忠実に再現すること
が出来るリニアイメージセンサを得ることを目的とする
。

〔発明の概要〕

この発明は光反射領域に照射される光線を遮光するマス
クを透明板状部材に設けることによシ、リニアイメージ
センサにとって有害な反射をなく［７、ゴースト現象の
発生を防止することを技術的要点としている。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す正面図、第２図は第
１図の断面図、第６図はＩＪ　ニアイメージセンサを用
いた画像処理装置の要素の配置を示した上面図、第４図
、第５図及び第６図はこの発明の詳細な説明するための
説明図、第７図はマスクの貼付は位置とゴースト現象と
の関係を示す第１の説明図、ｍ８図は第７図に示すリニ
アイメージセンサを傾けた状態を示す説明図、第９図は
ｍ３図に示す画像処理装置に入力された透過原稿の情報
の出力画像を示し第７図と対応させた説明図、第１０図
は同じく出力画像を示し第８図と対応させた説明図、第
１１図はマスクの貼付は位置とゴースト現象との関係を
示す第２の説明図、第１２図は第１１図に示すＩＪ　ニ
アイメージセンサを傾けた状態を示す説明図である◎ ｍ１図及び第２図において、５はスリン）５ａを有する
マスクで、ウィンドガラス２の上面２ａに貼付けである
。このマスク５がゴースト現象を起こす入射光線を遮光
する役割を果すもので、以下詳細に説明するように、こ
のマスク５によシ蓄積電極４ａ、４ｂに入射する光線が
なくなるから、ウィンドガラスで再反射する光線も発生
しない。

従って、ゴースト発生が防止される。

ｍ３図はこのリニアイメージセンサを使った画像処理装
置として、例えば３５園写真フイ、ルム（ポジまたはネ
ガ）からダイレクトに画像を電送する「ダイレクト電送
装置」の要素の配置を示した上面図である。第３図にお
いて、６は光源である照明用のランプ、７は数枚のレン
ズから構成された投光レンズ群、８は透過原稿、９は数
枚のレンズから構成された投影レンズ群、１０は投影領
域で、この投影領域１０をリニヤイメージセンサ１１で
スキャンさせる。

この画像処理装置により階調を持つ透過原稿８を入力す
る際は、投光レンズ群７と投影レンズ群９との間に原稿
８を挿入し、そしてランプ乙の照明光を投光レンズ群７
によシ原稿８に一様に照射して、原稿８からの透過光を
投影レンズ群９によシ投影領域１０に投影する。そして
、リニアイメージセンサ１１を投影領域１０に沿ってス
キャンさせると原稿８の画像情報が電気信号に変換され
る。

次に、この発明の原理について説明する。第４図におい
て、１２ｍ、１２ｂはゴースト現象を起こす入射光域を
示したものである。この入射光域１２ａ、１２ｂは、前
記理由によシ蓄積電極（以下電極と略記する）４ａ、４
ｂへの入射光に限定され、その境界の入射光線１２ｃ　
、１２ｄ及び１２ｅ、１２ｆは光の反射側から、画素列
３からウィンドガラス（以下ガラスと略記する）下面２
ｂまでの距離ｈｌ及び画素列３から電極４ａ、４ｂまで
の距離１４ａ　、１４ｃ及び１４ｂ、１４ｄを知る事に
よシ得られる。

従って、ゴースト現象をなくす為にはゴースト現象を起
こす入射光域１２ａ、１２ｂを遮光するマスク５を設け
ればよい。ところで、第３図に示すようにリニアイメー
ジセンサ１１は、投影領域１０をスキャンしていくが、
スキャンニング全域を通して画像入力に必要な透過光の
入射光域は、ある範囲１３（第４図）に限定される。従
って、ゴースト現象を起こす入射光１２ａ、１２ｂを遮
光する際には、この有効入射域１３を遮光しないように
しなければならない。この遮光は第３図で照明用光源６
と透過原稿８の中間、あるいは投影光学系９とリニアイ
メージセンサ１１の中間で行なえるが、前者の場合透過
原稿８への照明範囲が広く照明用光源６が固定されてい
る場合は不適当である。ま念後者の場合、第４図かられ
かるようにガラス２から、透過原稿８方向く離れるにし
たがい、有効入射域１３とゴーストを起こす入射光域１
２ａ、１２ｂが重なシ有効入射域１３内に入っていく。

従つ゛て、有効入射域１３を遮光することなくゴースト
現象を起こす入射光域１２ａ。

１２ｂｌｆ！ｉ光する為には、ガラス上面２＆にできる
だけ近い場所で、行なわなければならない。すなわち、
第２図に示すようにガラス上面２ａで遮光を行なうのが
最もよいことになる。

ところでこのマスク５を貼る場合、画素面３からガラス
下面２１ｙ筐での距離（以下、ガラス高と呼ぶことにす
る。）により、その貼付は精度が異なってくる。第５図
、鄭６図は第４図と同様にゴースト現象を起こす入射光
域を１５ａ　、ｉｓｂ及び１６ａ、１６ｂで示したもの
である。第５図においてガラス高ｈ２は第４図における
ガラス高ｈｌに比べ高くムっておシその結果、ゴースト
現象を起こす入射光域１５ａ、１５ｂは第４図の場合に
比べ光軸１７方向に移動する。これによυガラス上面２
＆上で、有効入射光域１３とゴースト現象を起こす入射
光域１５ａ、１５ｂが近接する事になり、マスク５の貼
付は精度が要求されることになる。また逆に第６図のよ
うにガラス高ｈ３が第４図の場合のガラス高ｈ１に比べ
低くなると、ゴースト現象奮起こす入射光１６ａ、１６
ｂは第４図の１２ｍ、１２ｂに比べ光軸から離れていく
方向に光域を変化させる。この結果、ガラス上面２ａで
有効入射光域１３とゴースト現象を起こす入射光域１６
ａ、１６ｂが離れる為、マスク５の貼付は精度を厳しく
要求する事もなく、有効入射光域１６を遮光する事故も
減る。ガラス高が低いほどマスク貼付は精度が要求され
なくなシ、又、ゴースト現象を起こす入射光域が光軸１
７方向から離れていくので、この範囲に光線が入射され
る確率は低くなシ、従って、ガラス高は低い方が有利で
ある。

尚、ガラス高が低いと条件によってはマスク５が必要で
ない場合も出でくるがガラス高が低くてマスクを必要と
しないものについては後述する。

次に、マスク５の貼付は位置とゴースト現象との関係に
ついて説明する。

第７図はマスク５１をリニアイメージセンサのガラス上
面２ａに貼りつけた状態を示す図である。

この例ではマスク５１のスリット巾の中心軸１８ａと光
軸１７が一致せず、ｅｌだけずれて貼られておシ、ゴー
スト現象を起こす入射光域を、すべて遮光していない。

マスク５はそのスリット巾の中心軸１８ａと光軸１７を
一致させて、貼りつける事が理想であるが、実際の作業
では程度の差こそあれ、この例のように貼られるケース
が多い。図の如く、ゴースト現象を起こす入射光域内に
、ある角度を持った光ｃｏｄが、リニアイメージセンサ
に入射している。光ｄはマスク５１により遮光されるが
、光Ｃはマスク５１により遮光されず反射面に到達し、
前記理由により画素３に入射され、ゴースト現象を起こ
す。

第８図はリニアイメージセンサを光軸１７に対し、θ１
だけ傾けたものである。前記光Ｃ０光ｄは第７図と同様
なる条件でリニアイメージセンナに入射するが、この時
光Ｃ，光ｄのどちらもマスク５１により遮光されること
なく受光領域内に到達する。しかし、この時光Ｃは、ゴ
ースト現象を起こす入射光域１２ｂ外の光線となる為画
素面６に到達せず、従って、光Ｃによυゴースト現象は
起きない。これに対し、光ｄはゴースト現象を起こす入
射光域１２ａ内を進む光線である為、前記理由によシ、
ゴースト現象を起こす。

以上のようにリニアイメージセンサを光軸１７に対して
傾斜調節可能に構成することによシ、ゴースト現象を起
こす入射光を変えることにより、視覚的に目立たない部
分にゴーストを発生させる如く調節することが出来る。

これをさらに図をもって詳述する。

第９図は第６図の画像処理装置により、リニアイメージ
センサ１１を第７図のごとき状態にしコントラストの高
い透過原稿を入力しその情報を出力した画像である。光
Ｃによるゴースト像ｆは出力画像の中心に発生している
ものとする。第１０図は前記装置によりリニアイメージ
センサ１１を第８図のごとき状態にして、透過原稿を入
力しその情報を出力した画像である。光ｄによるゴース
ト像ｇは、出力画像の周辺部に発生する。これは光ｄは
、光Ｃよすも外側を進む光線であシ、従って光ｄの持つ
透過原稿の情報は、光Ｃの持つそれに比べ外側、つまり
周辺部のものであるからである。このようにリニアイメ
ージセンサを傾けることにより、ゴースト現象を起こす
入射光をかえる事が可能となり、それにより出力画像に
発生するゴーストの位置をかえる事が可能で、中心付近
で発生しているゴースト現象を周辺部に移動させ、目立
たぬようにすることが出来る。

また、光軸１７とリニアイメージセンサの角度θ１　が
大きくなれば、光軸１７とゴースト現象奮起こす入射光
域１２ａのなす角も大きくなシ、囲域１２ａに光線が入
射される確率も低くなシ、ゴースト現象は起こらなくな
る。

第１１図はガラス上面２ａＫマスク５２を貼シ付けた状
態を示す図である。マスク５２のスリット巾の中心軸１
８ｂと光軸１７が一致しておらずｅ２だけずれておシ、
有効入射域１３を一部遮光している。

第１２図は第１１図のリニアイメージセンサを０２だけ
傾け、有効入射光域１３を遮光しないようにしたもので
ある。このように、リニアイメージセンサを光軸に対し
て傾ける事によシマスフ５の貼付は位置のずれを補正す
る事が可能である。

以上述べたように、電極４ｍ、４ｂに照射される光線を
遮光するマスク５をウィンドガラス２に貼付けたから、
リニアイメージセンサにとって有害な反射がなくなシ、
ゴースト現象の発生を防止したリニアイメージセンサが
得られる。従って、上記構造のリニアイメージセンサを
画像処理装置に使用する場合、第３図に示すように光源
は固定光源とすることが出来る。

なお、上記実施例は受光領域である画素列３と光反射領
域である蓄積電極４ａ、４ｂがボンディングワイヤで接
続されておシ、蓄積電極４ｍ、４ｂつまシ蓄積領域に一
度蓄積された受光情報を読み出し転送部から順次読み出
す構造のものであるが、ＭＯＳ型のように受光領域と蓄
積領域が同一領域で、その両側に読み出し転送部が配置
され、受光領域以外の領域に光が照射され々いように、
受光領域を除く部分をアルミニウムなどの金属膜によっ
て遮光したものに実施しても全く同じ効果が得られる。

また、光反射領域が受光領域の両側に配置されているの
で、スリットを設けたマスクを貼付けたが、ストリップ
状のマスクをスリットに相当する巾をあけて２枚貼付け
てもよく、光反射領域が片側だけに配置されたものでは
１枚貼付ければよいことは明らかである。

さらに、マスクを貼付けるかわりに、ガラス面に直接前
記マスク形状を印刷あるいは蒸着してもよい。

次に、ガラス高りが一定の条件を満足すればマスクが不
要となる点について以下詳述する。

第１５図に於いてθ３ｏ￥′ｉ最大入射角、ｔは受光部
から反射面迄の距離、θ２ｏはボーストラ起こす入射光
の範囲の限界入射角であシ、 θｔｏ＝−−〇２ｏ　　である。

と表わされる。

式は 臨界角で約４５°） 即ち、上記０式の条件を満足するガラス高りである場合
はマスクは不要となる。

ケージ１にかかれば入射光Ｍはカットされる。

従って、リニアイメージセンサの有効開口半値幅をｍと
すれば第１６図よシ明らかな通り但し有効開口半値幅ｍ
’を小さくしていき、有効光束内にセラミックパッケー
ジ１がはいって来て即ちセラミックパッケージの寸法設
計を行う際０式を満足する如く設計すればゴーストを防
ぐことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１この発明によれば受光領域と光反
射領域とを覆う透明板状部材に、前記光反射領域に照射
される光線を遮光するマスクを設けたから、リニアイメ
ージセンサにとって有害な反射がなくなる。従って、階
調表現の必要な画像処理装置に使用してもゴーストの発
生のない忠実な画像再現が可能となる。

さらに、色々な角度の光に対してもゴースト発生がない
ため、固定光源の装置に使え、従来のようにセンサのス
キャンに合わせて光源にスリットをかぶせたスリット光
源を移動させるという複雑な構造を必要としないので、
装置の簡素化に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す正面図、第２図は第１
図の断面図、第３図はリニアイメージセンサを用いた画
像処理装置の要素の配置を示した上面図、第４図、第５
図及び第６図はこの発明の詳細な説明するための説明図
、第７図はマスクの貼付は位置とゴースト現象との関係
を示す第１の説明図、第８図は第７図に示すリニアイメ
ージセンサを傾けた状態を示す説明図、第９図は第３図
に示す画像処理装置に入力された透過原稿の情報の出力
画像を示し第７図と対応させた説明図、第１０図は同じ
く出力画像を示し第８図と対応させた説明図、第１１図
はマスクの貼付は位置とゴースト現象との関係を示す第
２の説明図、第１２図は第１１図に示すリニアイメージ
センサを傾けた状態を示す説明図、第１３図は従来のイ
メージセンサの断面図、第１４図は従来のイメージセン
サの光入力情報入射側から見た正面図、第１５図はガラ
ス高とゴースト現象との関係を示す説明図、第１６図は
有効開口半値幅とゴースト現象との関係を示す説明図で
ある。 １・・・セラミックパッケージ、２・・・ウィンドガラ
ス、２＆・・・ウィンドガラス２の上面、２ｂ・・・ウ
ィンドガラス２の下面、３・・・画素列、４ｍ、４ｂ・
・・蓄積電極、５，５１．５２・・・マスク、５＆・・
・スリット、６・・・照明用ランプ、７・・・投光レン
ズ群、８・・・透過原稿、９・・・投影レンズ群、１０
・・・投影領域、１１・・・リニアイメージセンサ。 代理人　弁理士　　木　村　三　朗 第１図　　第３図 第２図 第７図 第３図 第１／図 第７？図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直線状に画素を配列してなる受光領域と、光反射領域と
   を有する基板の表面を透明板状部材で覆う如く構成した
   リーアイメージセンサに於て、前記光反射領域に照射さ
   れる光線を遮光するマスクを前記透明板状部材に設けた
   ことを特徴とするリニアイメージセンサ。