JPS6392054A - 画像読取装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、画像読取装置に関し、例えば−次元ラインセ
ンサを有し、その−次元ラインセンサ上に対し密着させ
た状態で画像読取りに係る原稿を相対的に移動させつつ
画像情報を読取るファクシミリ装置、イメージリーダ等
に適用して好適な画像読取装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、−次元ラインセンサを用いる画像読取り装置とし
ては、長さ数ｃｍの一次元ラインセンサに縮小光学系を
用いて原稿像を結像させて原画像情報の読取りを行うも
のが知られている。しかしながら、この種の画像読取り
装置は縮小なしい結像を行うために犬なる光路長を要し
、しかも光学系の体積が大きいために読取装置を小型に
構成することは困難であった。

一方、原稿幅と同し長さの長尺−次元ラインセンサを用
いる等倍光学系を用いる場合においては、光学系の体積
は著しく減少でき、読取り装置のｉＪｚ型化を図ること
ができる。かかる等倍光学系を実現する方法としては、
集束性ファイバーを用いる方法やコンタクトレンズアレ
イを用いる方法等が知られている。また、こうしたファ
イバーやレンズアレイを全く用いないで、−次元ライン
センサ上を密着状態で原稿を移動させつつ読取りを行う
コンタクト方式の原稿読取り方法（特開昭５５−７４２
６２号、特開昭５５−７５２７１号、特開昭５６−４５
０８４号、特開昭５６−１２２１７２号）が本出願人の
先出願に係るものとして既に開発されている。

第８図は、上記コンタクト方式の画像読取装置の要部を
一部破断して示す側断面図である。該装置を概略説明す
るに、８はガラス等透明の基板１１上に図面に直交する
方向に配列されて一次元ラインセンサを構成するセンサ
部である。

このセンサ８において、ガラス等の透明基板１１上には
、金属等の遮光層１２および絶縁層１３が形成され、そ
の上に光導電層としてのＧｄ５−５ｅや水素化アモルフ
ァスシリコン（以下ａ−５ｉ：）Ｉと称する）等の半導
体層１４が形成されている。更にオーミックコンタクト
用のドーピング半導体層１５を介して一対の主電極１６
および１７が形成され、その間に受光窓１８が形成され
ている。

かかる構成において、透明基板１１の入射窓１９を通し
て入射した光Ｌ（この入射光に対してはセンサ部８は遮
光層１２によって遮光されている）で原ｆＡ　Ｐを照明
し、その反射光をセンサ部８で受けて不図示の電極配線
を介して読み取り信号が取り出される。すなわち、例え
ば主電極１６の電位を基準として主電極１７に高電位の
駆動電圧が印加されているとき、受光窓１８を介して反
射光りが半導体層１４の表面に入射すると、キャリアが
増加するために抵抗が下がり、この変化を画像情報とし
て読取ることができる。

一方、原稿Ｐとセンサ部８との間の間隔は、通常０．１
ｍｍ程度として４〜８木／ｍｍの読取り解像力が得られ
るが、このような解像力を確保するために上記間隔は厳
密に制御されなければならない。

該間隔の制御は、透明の保護層２０をセンサ部８の上面
に被覆形成することによって行われる。

このような光センサ部８が、第８図中紙面に直交する方
向（矢印で示す原稿Ｐの移動方向に直向する幅方向）に
複数個数ライン状に配列されて、１次元ラインセンサが
構成され、原稿Ｐ上に担持された画像情報がその移動に
従りて幅方向１ライン毎に読取られて行く。

第９図（Ａ）および（Ｂ）はこのような従来のラインセ
ンサを有する画像読取装置の構成の２例を示す平面図て
あり、入射窓と光センサ部との配置状態を示している。

これら図に示すように、従来入射窓１９は、各光センサ
部８に対して矩形状（第９図（Ａ）の符号１９′）また
は光センサ部８の配列方向に平行なうイン状（第９図（
Ｂ）の符号１９″）に形成されていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、画像読取装置においては一般に、原稿Ｐの搬
送機構で原稿Ｐと光センサ部８との距離を一定に保つの
は困難であり、第１０図に示すように紙のばたつき等に
よフて距離ｌが変動することがある。

このような距Ｉ！ＩＪｌの変動△λがあると、光路長が
変化するため、従来の画像読取装置では第１１図に示す
ように、光センサ部８に入射される光量が変動しく△Ｐ
）、この結果光センサ部８の出力が変動することになり
、従って画像情報を正確に読取れなくなるという問題点
を有していた。

第１２図（Ａ）〜（Ｃ）および第１３図を用いて原稿面
までの距離変動に対する光量中の変動についてさらに詳
述する。

第１２図（Ａ）〜　（Ｃ）に示すように、光センサ部８
からＡの距離、Ｂの距離およびＣの距離にそれぞれ同一
寸法の窓＋９Ａ、　１９Ｂおよび１９Ｃが開口している
場合を考える。まず、第１２図（Ａ）の位置に窓１９Ａ
がある場合、原稿面までの距離℃を０から徐々に大きく
とると、第１３図に示すように、直ちに光が光センサ部
８に入射しはしめ、このとき光量Ｐは大きなピークをも
った曲線ＰＡを描いて変化する。逆に、第１２図　（Ｃ
）の位置に窓１９Ｃがある場合、距Ｂｌを０から徐々に
大きくしても、光はなかなか光センサ部８に入射せず、
このとき光量はピークの小さい曲線ＰＣを描いて変化す
る。これらの中間の第１２図（Ｂ）の位置では、光量Ｐ
はＰＡおよびＰＣの中間の曲線Ｐ８を描く。すなわち、
となる。

窓１９Ａ、　１９Ｂおよび１９Ｃを同一基板上に開口し
た場合には第９図（Ａ）または（Ｂ）　　と等しくなる
が、このとき光量は第１３図中破線で示すＰＡ＋ＰＢ＋
ＰＣ：の曲線を描き、これは第１１図示の曲線に他なら
ない。

従来の画像読取装置では、このように原稿Ｐのばたつぎ
によって生じる問題点に加え、それ以外にも光量Ｐすな
わち光センナ出力が変化してしまうことがあった。すな
わち画像読取装置では光センサ部８と原稿Ｐとの距離を
規定すべく保護層２０が設けられているが、この保護層
２０の厚みが均一に形成されていなかった場合、このば
らつきによっても距離ｌが変化してしまうことになる。

このような場合には、位置の画像読取装置において光セ
ンサ毎に出力にばらつきが生じるのみならず、画像読取
装置の均一な製品化が不可能となり、従って歩留りも低
下することになる。

本発明は、これら従来の問題点を除去し、搬送時の原稿
のばたつきや保護層の形成状態によって生じる距１！ｉ
ｆｔの変動に拘ず安定した光量が光センサに入射される
ようになし、以て正確な画像読取が行える画像読取装置
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ そのために、本発明は、光を透過させるための窓部を設
けた基板と、該基板上に設けられた光センサとを具え、
基板の裏面側より窓部を介して光を原稿面に照射し、そ
の反射光を光センサに受容する画像読取装置において、
窓部を光センサからの距離に応じて通過する光の光量を
変化させるように構成したものである。

［作　用］ すなわち、本発明によれば、光センサからの距離に応じ
て窓部を通過する光の光量、すなわち原稿面に照射され
る光ないし光センサに入射される光の光量を制御できる
ことになる。従って、光センサからその上方の原稿面ま
での距離によらず、安定した入射光量を光センサ上で確
保できることになる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図本発明を適用した画像読取装置の一実施例であり
、第８図と同様に構成できる各部については対応箇所に
同一符号を付しである。図において１９０が本例に係る
入射窓である・ 第２図は入射窓１９０の一実施例を説明するために第１
図示の画像読取装置を模式的に示す上面図である。本例
においては、入射窓１９０を光センサ８からの距離が大
となるにつれて寸法を増す３つの部分１９ＯＡ、　１９
０　Ｂ、　１９０　Ｃを有するものとして形成しである
。

ここで、第３図（Ａ）〜　（Ｃ）を用いて第１２図（Ａ
）〜　（Ｃ）と同様に各部１９０Ａ−１９０Ｃをそれぞ
れ光センサ部８からＡ〜Ｃの距離に別途形成したものと
して本例を考察する。窓１９０　Ａ〜１９０Ｃを通過す
る光の光量は、光センサ８からの距離に応じて寸法が増
すためこの順に大となる。従って、光センサ部８と原稿
面との距離Ａ、すなわち光路長が増すにつれて原稿面は
大なる光！で照射され、結果として光センサ部８に入射
される光の光量が補償されることになる。

第４図は第３図（八）〜　（Ｃ）に示した窓１９０　Ａ
〜１９０　Ｃを通過した光の反射光により照射される光
センサ部８の受光量Ｐの距離ｋに対する変化曲線ＰＡ−
ＰＣを示すもので、それぞれほぼ等しい光量のピーク値
を有している。これら窓１９０Ａ〜１９０Ｃを第２図示
のように同一基板上に形成すれば、このとき光量は第４
図中破線で示すＰＡ十ＰＢ＋ＰＣの曲線を描く。

この曲線から明らかなように、光センサ部８との距離に
応じて入射窓の寸法を変化させ、光センサ部８と原稿面
との距離ｐによらず光量変化が少ない領域Ｓが得られる
ように入射窓１９０の形状を選択すればよいことがわか
る。すなわち、これにより、光センサ部８上距流ｌによ
らずその変化による影響を補償して光量変化の少ない領
域を広く確保できることになる。

第５図は本発明に係る入射窓１９０の他の実施例を示す
。上述の例では入射窓を３つの部分１９０Ａ〜１９０Ｃ
に分けたものとしたが、本例はこれを無限大に分けるこ
とにより、光センサ部８に最も近接した部分に１つの頂
点を有し、最遠部分に底辺を有する三角形状の入射窓１
９０としたものである。かくすることにより、−層平坦
な受光量曲線を得ることが可能となる。

第１図および第２図または第５図に示した画像読取装置
は、画像読取の１ビツトに対応したものであるが、基板
ｌｌ上にこれをライン状に複数個数整列させて、１次元
ラインセンサを構成することもできる。例えば、原稿Ｐ
の幅方向ｉこ１７２８個の光センサ部および入射窓を配
列することができる。

さらに、光センサ部と、光センサ部の出力を蓄積する電
荷蓄積部（コンデンサ部）と、当該蓄積された電荷を転
送して信号処理に供するためのスイッチ部と、必要な配
線パターン等とを同一の製造工程で基板上に形成しても
よい。

第１図（八）　、　（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれこ
のような光センサ部と、電荷蓄積部とスイッチ部等とを
一体に形成した形態の画像読取装置の一実施例を示す平
面図、そのＢ−Ｂ線断面図およびＣ−Ｃ線断面図を示す
。

これら図において、２１０はマトリクス配線部、２０８
は光センサ部、２１２は電荷蓄積部、２１３は転送用ス
イッチ２１３ａおよび電荷蓄積部２１２の電荷をリセッ
トする放電用スイッチ２１３ｂを含むスイッチ部、２１
４は転送用スイッチの信号出力を後述の信号処理部に接
続する配線、２２３は転送用スイッチ２１３ａによって
転送される電荷を蓄積し、読み出すための負荷コンデン
サである。

本実施例では光センサ部２０８、転送用スイッチ２１３
ａおよび放電用スイッチ２１３ｂを構成する光電導性半
導体層１４としてａ−５ｉ：Ｈ膜が用いられ、絶縁層２
０３としてグロー放電による窒化シリコン膜（ＳｉＮＨ
）が用いられている。

なお、第１図（Ａ）においては、煩雑さを避けるために
、上下二層の電極配線のみ示し、光導電性半導体層１４
および絶縁層２０３は図示していない。

また光導電性半導体層２０４および絶縁層２０３は光セ
ンサ部２０８　、電荷蓄積部２１２）転送用スイッチ２
１３ａおよび放電用スイッチ２１３ｂに形成されている
ほか、上層電極配線と基板との間にも形成されている。

さらに上層電極配線と光導電性半導体層との界面にはｎ
＋にドープされたａ−５ｉ：Ｈ層２０５が形成され、オ
ーミック接合がとられている。

また、本実施例のラインセンサの配線パターンにおいて
は、各センサ部から出力される信号経路はすべて他の配
線と交差しないように配線されており、各信号成分間の
クロストーク並びにゲート電極配線からの誘導ノイズの
発生を防いでいる。

光センサ部２０８において、２１６および２１７は上層
電極配線である。入射窓２１９から入力し、原稿面で反
射された光はａ　−５ｉ：Ｈたる光導電性半導体層１４
の導電率を変化させ、くし状に対向する上層電極配線２
１６，２１７間に流れる電流を変化させる。

なお、２０２は適宜の駆動部に接続された金属の遮光層
である。

電荷蓄積部２１２は下層電極配線２Ｎと、この下層電極
配線２１４上に形成された絶縁層２０３と光導電性半導
体１４との誘電体と、光導電性半導体層２０４上に形成
されて光センサ部の上層／ｌ　ＪＪ配線２１７に連続し
た配線とから構成される。この電荷蓄積部２１２の構造
はいわゆる旧Ｓコンデンサ（Ｍｅｔａｌ−１ｎｓｕｌａ
ｔｅｒ−５ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と同じ構造であ
る。バイアス条件は正負いずれでも、用いることができ
るが、下層電極配線２１４を常に負にバイアスする状態
で用いることにより、安定な容量と周波数特性を得るこ
とがてきる。

図中（Ｃ）は転送用スイッチ２１３ａおよび放電用スイ
ッチ２１３ｂを含むＴＰＴ構造のスイッチ部２１３を示
し、転送用スイッチ２１３ａは、ゲート電極たる下層電
極配線２２４と、ゲート絶縁層をなす絶縁層２０３と、
光導電性半導体層１４と、ソース電極たる上層電極配線
２２５と、ドレイン電極たる上層電極配線２１７等とか
ら構成される。放電用スイッチ２１３ｂのゲート絶縁層
および光導電性半導体層は絶縁層２０３および光導電性
半導体層１４と同一層であり、ソース電極は上層電極配
線２１７、ゲート電極は下層電極配線２２７、ドレイン
電極は上層電極配線２２６である。また、２３４は転送
用スイッチ２１３ａのゲート電極に接続される下層配線
である。

前述したように、上層電極配線２１７　、２２５および
２２６と光導電性半導体層１４との界面には、ａ　−５
ｉ：Ｈのｎ＋層２０５が介在し、オーミック接触を形成
している。

以上のように本例に係るラインセンサは、光センサ部、
電荷蓄積部、転送用スイッチ、放電用スイッチ、マトリ
クス配線部の各構成部のすへてか光導電性半導体層およ
び絶縁層等の積層構造を有するので、各部を同一プロセ
スにより同時形成することができる。

なお、第６図（Ａ）　に示した例では、入射窓２１９を
第２図示の形状としたが、これを第５図示のような形状
としてもよい。また、このようなラインセンサを具えた
画像読取装置では、種々の要因により光センサ部２０８
の位置に応じて出力が変化すること、すなわち端部にお
いて出力が低く、中央部では高くなることが知られてい
ることから、配設位置に応じて適切な形状１寸法の入射
窓２１９を光センサ２０８に対応させて設ければ、セン
サ出力を入射窓２１９を通過する光の光量で補償するこ
ともできる。

さらに、実際上画像読取装置は、光の入射角度、保護層
２０の厚み、屈折率、紙のばたつき量、照明源３０の光
量等種々の要因により、第２図または第５図のような単
純な形状としても第４図破線で示すような曲線が得られ
ないことも考えられる。このような場合には、第７図（
Ａ）〜（Ｇ）に示すように、それら要因を考慮して、入
射窓１９０の形状９寸法等を適宜選択することができる
。

さらに加えて、上述では入射窓１９０．２１９の形状、
寸１法等を選択することにより光量調整を行うようにし
たが、第９図（Ａ）または（Ｂ）　に示すような構成で
あっても、例えばこの部分において適宜の表面処理を基
板１１に施すことにより、光量調整を行うことも可能で
ある。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、搬送時における
原稿のはだつきや保護層の形成状態によって生じる光セ
ンサと原稿面との距離の変動によらず、安定した光量が
光センサ部に入射されるので、正確な画像読取が行える
ようになるとともに、画像読取装置の製造の歩留りも向
上する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る画１′２！読取装置の一実施例を
示す側断面図、 第２図は本発明に係る画像読取装置の入射窓の一実施例
を示す模式的平面図、 第３図（Ａ１−（Ｃ）および第４図は第２図示の実施例
による作用効果を説明するための説明図、第５図は本発
明に係る入射窓の他の実施例を示す模式的平面図、 第６図（Ａ）　、　ＣＢ）および（Ｃ）は、それぞれ、
本発明を適用可能な画像読取装置として、入射窓、光セ
ンサ部、電荷蓄積部およびスイッチ部等を一体に形成し
た形態の画像読取装置の一実施例を示す平面図、そのＢ
−Ｂ線膜面図、およびＣ−Ｃ線断面図、 第７図（八）〜（Ｇ）は本発明に係る入射窓のさらに他
の諸実施例を示す模式的平面図、 第８図は従来の画像読取装置の一例を示す側断面図、 第９図（八）およびＣＢ）は従来装置における入射窓の
２例を示す模式的平面図、 第１Ｏ図〜第１３図は光センサと原稿面との距離の変化
による光量変化を説明するための説明図である。 ８．２０８・・・光センサ部、 １１．２０１・・・透明基板、 ｌ２・・・遮光層、 １３，２０３・・・絶縁層、 １４．２０４・・・半導体層、 １６．１７，２１６，２１７・・・電極（配線）、１９
．１９０，２１９・・・入射窓、 ２０・・・保護層、 ２１２・・・電荷蓄積部、 ２１３・・・スイッチ部、 ２１３ａ・・・転送用スイッチ部、 ２１３ｂ・・・放電用スイッチ部、 ２４６・・・ゲート駆動部、 八、Ｂ、Ｃ・・・光センサ部と原稿面との距離、Ω・・
・光センサ部と原稿面との距離、Ｐ、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ
・・・光量。 第２図 第３図 り 第４図 第５図 ＾　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｑ１）　　　
　　、　　　　　　ν ν　　　　　　　　ヒ 第８図 第９図 第１０図 第１１図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）（Ｃ） 第１２図 、し 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光を透過させるための窓部を設けた基板と、該基板
   上に設けられた光センサとを具え、前記基板の裏面側よ
   り前記窓部を介して光を原稿面に照射し、その反射光を
   前記光センサに受容する画像読取装置において、 前記窓部を前記光センサからの距離に応じて通過する光
   の光量を変化させるように構成したことを特徴とする画
   像読取装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の画像読取装置において
   、前記窓部を前記距離に応じて前記光量を変化させる形
   状に形成したことを特徴とする画像読取装置。