JPS62298272A - 密着形イメ−ジセンサ - Google Patents
密着形イメ−ジセンサInfo
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- JPS62298272A JPS62298272A JP14168086A JP14168086A JPS62298272A JP S62298272 A JPS62298272 A JP S62298272A JP 14168086 A JP14168086 A JP 14168086A JP 14168086 A JP14168086 A JP 14168086A JP S62298272 A JPS62298272 A JP S62298272A
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- Japan
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- image sensor
- rod lens
- mirror
- lens array
- array
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- Pending
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
この発明は、原稿にほぼ密着して光電変喚を行う、密着
形イメージセンサに関し、特にその高速化及び小形低価
格化に関するものである。
形イメージセンサに関し、特にその高速化及び小形低価
格化に関するものである。
第３図は例えば、電子通信学会論文誌Ｖｏ１． Ｊ６５
−Ｃ，Ｎｏ、８ ｐｐ、６５２−６５９（１９８２）に
開示された従来の密着形イメージセンサを示す断面側面
図であり、図において、１は原稿、２はＬＥＤアレイ、
３はイメージセンサ基板、４はロッドレンズアレイ、及
び５はホルダである。
−Ｃ，Ｎｏ、８ ｐｐ、６５２−６５９（１９８２）に
開示された従来の密着形イメージセンサを示す断面側面
図であり、図において、１は原稿、２はＬＥＤアレイ、
３はイメージセンサ基板、４はロッドレンズアレイ、及
び５はホルダである。
第４図は、上記ロッドレンズアレイ４の構成を示す平面
図（一部）であり、図において、８はロッドレンズ９を
アレイ化するためのモールドである。
図（一部）であり、図において、８はロッドレンズ９を
アレイ化するためのモールドである。
次に動作について説明する。上記ＬＥＤアレイ２は原稿
１の読取期間中常時点灯され、上記原稿を照明する。照
明された上記原稿１面上の像は上記ロッドレンズアレイ
４により、王立等倍実像として、上記イメージセンサ基
板３上に結像される、該イメージセンサ基板上には、一
直線上にセンサ素子（図示せず）が１２５μｍピッチで
配設されており、該センサ素子を動作させることにより
、上記原稿１面上の画像情報を８ビフ） ／ ｍ ｍの
解像度で電気信号に変換することができる。上記センサ
としては、ＣｄＳｘ Ｓｅ、−ｘ （Ｑ＜Ｘ＜）を用い
た光導電セル、非晶質シリコンを主成分とするフォトダ
イオード、またはシリコン結晶基板上に形成されたフォ
トダイオードなどが有効である。
１の読取期間中常時点灯され、上記原稿を照明する。照
明された上記原稿１面上の像は上記ロッドレンズアレイ
４により、王立等倍実像として、上記イメージセンサ基
板３上に結像される、該イメージセンサ基板上には、一
直線上にセンサ素子（図示せず）が１２５μｍピッチで
配設されており、該センサ素子を動作させることにより
、上記原稿１面上の画像情報を８ビフ） ／ ｍ ｍの
解像度で電気信号に変換することができる。上記センサ
としては、ＣｄＳｘ Ｓｅ、−ｘ （Ｑ＜Ｘ＜）を用い
た光導電セル、非晶質シリコンを主成分とするフォトダ
イオード、またはシリコン結晶基板上に形成されたフォ
トダイオードなどが有効である。
次に、上記ロッドレンズアレイ４の作用について詳しく
説明する。該ロッドレンズアレイ４は、中心から半径方
向の距離ｒに対し、次式により表わされる屈折率ｎ （
ｒ）をもつロフトレンズ９をプレイ化したものである。
説明する。該ロッドレンズアレイ４は、中心から半径方
向の距離ｒに対し、次式により表わされる屈折率ｎ （
ｒ）をもつロフトレンズ９をプレイ化したものである。
ｎ （ｒ）−ｎｏ、（１−Ａｒ” ） ・・ｌｌ）
もつロッドレンズは例えば雑誌Ｏｐｌｔ＋ｓ Ｅ、 １
９８１年９月号ｐｐ、６５−７３に開示されている王立
等倍結像素子として動作する。
もつロッドレンズは例えば雑誌Ｏｐｌｔ＋ｓ Ｅ、 １
９８１年９月号ｐｐ、６５−７３に開示されている王立
等倍結像素子として動作する。
次に、上記ロッドレンズ４の光量伝達特性について説明
する。センサ素子上の照明の、上記原稿１面上の照度に
対する比を光量伝達率と定義すると、上記ロッドレンズ
アレイ４の光量伝達率はロフトレンズ９の開口角とアレ
イの列数でほぼ定まる。例えば、開口角２０°、列数２
のロッドレンズアレイ４の光量伝達率は５％である。
する。センサ素子上の照明の、上記原稿１面上の照度に
対する比を光量伝達率と定義すると、上記ロッドレンズ
アレイ４の光量伝達率はロフトレンズ９の開口角とアレ
イの列数でほぼ定まる。例えば、開口角２０°、列数２
のロッドレンズアレイ４の光量伝達率は５％である。
上述したような光学系をもつ密着形イメージセンサの特
性を考えると、上記光量伝達率が大きい程、高速化ある
いは照明光の低減による小形化・低価格化に有利である
。
性を考えると、上記光量伝達率が大きい程、高速化ある
いは照明光の低減による小形化・低価格化に有利である
。
従来の密着形イメージセンサは以上のように構成されて
いるので、密着形イメージセンサの高速化あるいは高い
Ｓ／Ｎ比を達成するためには、開口角を大きくする方法
と、アレイの列数を増す方法しかなかった。しかるに前
者の方法では、開口角を太き（することによる焦点深度
の低下および色収差の増大という問題があり、また後者
の方法では、ロッドレンズアレイ４の大形化、およびコ
ストアンプという問題点が避けられない。
いるので、密着形イメージセンサの高速化あるいは高い
Ｓ／Ｎ比を達成するためには、開口角を大きくする方法
と、アレイの列数を増す方法しかなかった。しかるに前
者の方法では、開口角を太き（することによる焦点深度
の低下および色収差の増大という問題があり、また後者
の方法では、ロッドレンズアレイ４の大形化、およびコ
ストアンプという問題点が避けられない。
この発明は上記のような問題点をすべて解消するために
なされたもので、簡単な構成により光量伝達率を向上し
て、高速読取、あるいは小形低価格化を可能ならしめる
密着形イメージセンサを得ることを目的としている。
なされたもので、簡単な構成により光量伝達率を向上し
て、高速読取、あるいは小形低価格化を可能ならしめる
密着形イメージセンサを得ることを目的としている。
この発明に係る密着形イメージセンサは、上記ロッドレ
ンズアレイ４と原稿１との間、および上記ロッドレンズ
アレイ４と上記イメージセンサ基板３との間にそれぞれ
、一枚あるいは複数枚の平面ミラーを配設したものであ
る。
ンズアレイ４と原稿１との間、および上記ロッドレンズ
アレイ４と上記イメージセンサ基板３との間にそれぞれ
、一枚あるいは複数枚の平面ミラーを配設したものであ
る。
この発明においては、第１のミラーが上記原稿１面から
の光を反射し、ロッドレンズアレイへ導き、かつ第２の
ミラーがロッドレンズアレイからの光をイメージセンサ
基板上のセンサ列上のみに導くから、ミラーのない場合
に比し全体の光学系の光量伝達率が増加する。
の光を反射し、ロッドレンズアレイへ導き、かつ第２の
ミラーがロッドレンズアレイからの光をイメージセンサ
基板上のセンサ列上のみに導くから、ミラーのない場合
に比し全体の光学系の光量伝達率が増加する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による密着形イメージセンサを
示す断面側面図であり、第２図はこの発明の一実施例の
光学的動作を示す説明図である。図において、１は原稿
、２はＬＥＤアレイ、３ｂまイメージセンサ基キ反、４
はロッドレンズアレイ、５はホルダ、６は第１のミラー
、７は第２のミラーである。
図はこの発明の一実施例による密着形イメージセンサを
示す断面側面図であり、第２図はこの発明の一実施例の
光学的動作を示す説明図である。図において、１は原稿
、２はＬＥＤアレイ、３ｂまイメージセンサ基キ反、４
はロッドレンズアレイ、５はホルダ、６は第１のミラー
、７は第２のミラーである。
次に動作について説明する。上記ＬＥＤアレイ２は、原
稿１の読取期間中常時点灯され、上記原稿１を照明する
。照明された上記原稿１面上の像は、上記ロッドレンズ
アレイ４．第１のミラー６゜および第２のミラー７から
なる光学系により、正立等倍実像として上記イメージセ
ンサ基板３上に結像される。該イメージセンサ基板３上
には、一直線上にセンサ素子（図示せず）が１２５μｍ
ピッチで配設されており、該センサ素子を動作させるこ
とにより、上記原稿１面上の画像情報を８ドツト／ｍｍ
の解像度で電気信号に変換することができる。上記セン
サとしては、ＣｄＳｘＳｅ＋−ｘ（Ｏ≦Ｘ≦１）を用い
た光導電セル、非晶質シリコンを主成分とするフォトダ
イオード、またはシリコン結晶基板上に形成されたフォ
トダイオードなどが有効である。
稿１の読取期間中常時点灯され、上記原稿１を照明する
。照明された上記原稿１面上の像は、上記ロッドレンズ
アレイ４．第１のミラー６゜および第２のミラー７から
なる光学系により、正立等倍実像として上記イメージセ
ンサ基板３上に結像される。該イメージセンサ基板３上
には、一直線上にセンサ素子（図示せず）が１２５μｍ
ピッチで配設されており、該センサ素子を動作させるこ
とにより、上記原稿１面上の画像情報を８ドツト／ｍｍ
の解像度で電気信号に変換することができる。上記セン
サとしては、ＣｄＳｘＳｅ＋−ｘ（Ｏ≦Ｘ≦１）を用い
た光導電セル、非晶質シリコンを主成分とするフォトダ
イオード、またはシリコン結晶基板上に形成されたフォ
トダイオードなどが有効である。
次に、本発明の重要な要素である第１のミラー６および
第２のミラー７について詳しく説明する。
第２のミラー７について詳しく説明する。
第２図は原稿１面上の読取位置Ｘからの光束が上記ロッ
ドレンズアレイ４に入射されるまでの光路を示している
。第１のミラー６は平面ミラーであり、光軸ｌおよび上
記ロッドレンズアレイ４の配列方向に対し平行かつ上記
ロッドレンズアレイ４の開口Ａ部の端部を含む平面内に
反射面を持つように配設されている。
ドレンズアレイ４に入射されるまでの光路を示している
。第１のミラー６は平面ミラーであり、光軸ｌおよび上
記ロッドレンズアレイ４の配列方向に対し平行かつ上記
ロッドレンズアレイ４の開口Ａ部の端部を含む平面内に
反射面を持つように配設されている。
上記原稿１は、通常完全拡散面として取扱うことが可能
であるから、上述した光量伝達率は上記ロッドレンズア
レイ４０入射 び内部での損失を無視すると、原稿１面上の読取位置Ｘ
から上記ロッドレンズアレイ４の開口Ａを臨む立体角に
比例する。即ち二次元で考えると、第１のミラーがない
場合、読取位置Ｘから開口Ａを臨む角θによって上記光
量伝達率が定まるのに対し、第１のミラー６を配設する
と、該第１のミラー６により読取位置Ｘの鏡像Ｘ′が発
生したと考えられる．従って、第２図に示しであるよう
に、読取位置Ｘから開口Ａを臨む角が実質的にψだけ増
加したと考えられる。
であるから、上述した光量伝達率は上記ロッドレンズア
レイ４０入射 び内部での損失を無視すると、原稿１面上の読取位置Ｘ
から上記ロッドレンズアレイ４の開口Ａを臨む立体角に
比例する。即ち二次元で考えると、第１のミラーがない
場合、読取位置Ｘから開口Ａを臨む角θによって上記光
量伝達率が定まるのに対し、第１のミラー６を配設する
と、該第１のミラー６により読取位置Ｘの鏡像Ｘ′が発
生したと考えられる．従って、第２図に示しであるよう
に、読取位置Ｘから開口Ａを臨む角が実質的にψだけ増
加したと考えられる。
第２図は、上記ロッドレンズアレイ４と上記原稿１との
間の光路を示しているが、ロッドレンズアレイ４とイメ
ージセンサ基板３との間に配設された第２のミラー７の
動作は同図において、原稿１面をイメージセンサ基板３
のセンサ素子位置に、第１のミラー６を第２のミラー７
にそれぞれ置き換え、光の伝達方向を逆にすることによ
り、上述の説明がそのまま適用できる。
間の光路を示しているが、ロッドレンズアレイ４とイメ
ージセンサ基板３との間に配設された第２のミラー７の
動作は同図において、原稿１面をイメージセンサ基板３
のセンサ素子位置に、第１のミラー６を第２のミラー７
にそれぞれ置き換え、光の伝達方向を逆にすることによ
り、上述の説明がそのまま適用できる。
以上により、第１および第２のミラー６、７を配設する
ことにより、光量伝達率は、従来のほぼ（θ＋ψ）７０
倍になることが分かる。
ことにより、光量伝達率は、従来のほぼ（θ＋ψ）７０
倍になることが分かる。
従って第１．第２の平面ミラーを設けることによりロフ
トレンズの明るさを等価的に増大でき、その結果読取り
動作の高速化あるいは光源の光景を減らすことによる小
形，低価格化を実現できる。
トレンズの明るさを等価的に増大でき、その結果読取り
動作の高速化あるいは光源の光景を減らすことによる小
形，低価格化を実現できる。
なお、上記第１および第２のミラー６、７としては、ガ
ラスあるいはプラスチックなどの透明媒体にＡｇ，Ａｕ
，Ａｇなどの金属膜を形成したもの、あるいは上記ホル
ダ５を研磨したものなどが有効である。
ラスあるいはプラスチックなどの透明媒体にＡｇ，Ａｕ
，Ａｇなどの金属膜を形成したもの、あるいは上記ホル
ダ５を研磨したものなどが有効である。
また、上記実施例では、ミラーを一対用いたものを示し
たが、光軸２に対して反対側にさらに一対のミラーを配
設してもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
たが、光軸２に対して反対側にさらに一対のミラーを配
設してもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
さらに、第１のミラー６の幅Ｗによって角ψの大きさを
制御することができるため、第１のミラー６の幅Ｗを読
取走査線の方向に添って変化させることにより、上記実
施例の効果に加え、原稿１面照度が読取走査線の両端部
で低下するような光源であっても上記イメージセンサ基
板上の照度を均一化できるという効果を奏する。
制御することができるため、第１のミラー６の幅Ｗを読
取走査線の方向に添って変化させることにより、上記実
施例の効果に加え、原稿１面照度が読取走査線の両端部
で低下するような光源であっても上記イメージセンサ基
板上の照度を均一化できるという効果を奏する。
以上のように、この発明に係る密着形イメージセンサに
よれば、ミラーを用いることにより、光量伝達率を向上
できることができるため、同一光源であればより高速動
作が可能になり、また、同一性能でよい場合光源の数を
減らすことにより、より小形．安価なものが得られると
いう効果がある。
よれば、ミラーを用いることにより、光量伝達率を向上
できることができるため、同一光源であればより高速動
作が可能になり、また、同一性能でよい場合光源の数を
減らすことにより、より小形．安価なものが得られると
いう効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による密着形イメ−ジセン
サを示す断面側面図、第２図はこの発明の一実施例によ
る密着形イメージセンサの光学的動作を示す説明図、第
３図は従来の密着形イメージセンサを示す断面側面図、
第４図はロッドレンズアレイ４の構成を示す一部平面図
である図において、２はＬＥＤアレイ（光源）、３はイ
メージセンサ基板、４はロッドレンズアレイ、６．７は
第１．第２のミラー（平面ミラー）、５はホルダである
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
サを示す断面側面図、第２図はこの発明の一実施例によ
る密着形イメージセンサの光学的動作を示す説明図、第
３図は従来の密着形イメージセンサを示す断面側面図、
第４図はロッドレンズアレイ４の構成を示す一部平面図
である図において、２はＬＥＤアレイ（光源）、３はイ
メージセンサ基板、４はロッドレンズアレイ、６．７は
第１．第２のミラー（平面ミラー）、５はホルダである
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）一直線上に複数個配設された光センサ素子を有す
るイメージセンサ基板と、 原稿を照明するための光源と、 半径方向に二乗屈折率分布をもつロッドレンズをアレイ
化したロッドレンズアレイと、 該ロッドレンズアレイの光軸に平行に配設された平面ミ
ラーと、 上記イメージセンサ基板、光源、ロッドレンズアレイ、
平面ミラーを支持する支持体とを備えたことを特徴とす
る密着形イメージセンサ。 - （２）上記平面ミラーは、上記ロッドレンズアレイと原
稿間に配設された単数あるいは複数枚の第１のミラーと
、上記ロッドレンズアレイと上記イメージセンサ基板間
に配設された単数あるいは複数枚の第２のミラーとから
なるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の密着形イメージセンサ。 - （３）上記平面ミラーは、上記支持体の研磨面であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
の密着形イメージセンサ。 - （４）上記平面ミラーは、上記ロッドアレイの光軸方向
と同方向の幅が、上記ロッドアレイのアレイ方向に対し
て変化していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれかに記載の密着形イメージセンサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14168086A JPS62298272A (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 密着形イメ−ジセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14168086A JPS62298272A (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 密着形イメ−ジセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62298272A true JPS62298272A (ja) | 1987-12-25 |
Family
ID=15297706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14168086A Pending JPS62298272A (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 密着形イメ−ジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62298272A (ja) |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP14168086A patent/JPS62298272A/ja active Pending
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