KR20080014990A

KR20080014990A - 이미지 센서 및 화상 판독 장치

Info

Publication number: KR20080014990A
Application number: KR1020077028551A
Authority: KR
Inventors: 마사히데 와키사카; 하루노부 요시다
Original assignee: 닛본 이따 가라스 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2008-02-15
Also published as: TW200711454A; US8199377B2; US20090135453A1; WO2006132186A1

Abstract

막대형 광원을 수지렌즈 플레이트의 양측에 배치한 경우라도, 기판 폭의 확대를 그다지 초래하지 않고, 또한 부품의 위치 정밀도도 우수한 이미지 센서를 제공한다. 피판독 화상에 광을 조사하는 막대형 광원, 상기 피판독 화상으로부터 반사한 광을 집광하는 결상 광학계 및 상기 결상 광학계를 통과한 광을 수광하는 수광 소자를 갖고, 상기 수광 소자는 기판의 소정 위치에 설치하는 동시에, 상기 기판에는 상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 수용하는 스루홀을 구비하는 이미지 센서에 있어서, 상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를, 기판 중앙측으로 굴곡시켜, 상기 스루홀과 접속한다.

기판, 리드 프레임, 스루홀, 단자, 막대형 광원

Description

이미지 센서 및 화상 판독 장치{IMAGE SENSOR AND IMAGE READ DEVICE}

본 발명은 이미지 센서 및 이 이미지 센서를 구비하는 화상 판독 장치에 관한 것으로, 특히 이미지 센서 기판의 소형화를 도모하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 광프린터 등의 기록 광학계나 스캐너 등의 판독 광학계용의 유닛에 탑재하는 결상 광학계에서 우려되는 고스트(ghost)나 미광(flare)의 발생을 효과적으로 방지하고자 하는 것이다.

더욱이, 본 발명은 광축에 대한 슬릿의 위치 정밀도 및 판독 광학계와 원고대의 거리 정밀도의 유리한 향상을 도모하고자 하는 것이다.

광프린터 등의 기록 광학계 및 스캐너 등의 판독 광학계용의 유닛에는 이미지 센서가 탑재되어 있다.

밀착형의 이미지 센서(콘택트 이미지 센서)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 막대형(棒狀) 광원(1), 결상 광학계(2) 및 수광 소자(라인 이미지 센서; 3)로 구성되고, 막대형 광원(1)으로 원고(피판독 화상이라고도 함; 4)를 조사하여, 원고(4)로부터 반사한 광을 결상 광학계(2)를 통하여 수광 소자(3)로써 검출하는 기구로 되어 있다. 또, 도면중 번호 5는 기판이다.

그리고, 상기한 결상 광학계(2)에서는 굴절률 분포형 로드 렌즈를 다수 배열 시킨 로드 렌즈 어레이나 평판형 마이크로 렌즈 어레이 등의 평판형 렌즈 어레이(특허문헌 1 참조)가 사용되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2003-202411호

그런데, 복사기 등에 탑재되는 스캐너에서는 서적 등의 스캔도 필요하게 되기 때문에, 일반적으로는 광 지향성이 낮고 또 휘도가 높은 냉음극관 등이 널리 사용되고 있다.

그렇지만, 이 냉음극관은 수은 등의 환경에 악영향을 주는 재료가 사용되고 있기 때문에, LED 등의 광원을 사용한 막대형 광원으로의 치환이 검토되고 있다.

또한, 상기한 평판형 렌즈 어레이는 구면 또는 비구면의 미소 렌즈가 소정 피치로 평판 상에 규칙적으로 배치된 것이며, 이러한 렌즈 어레이의 재료로서는 투명수지 등이 사용된다. 이러한 결상 광학계에서 중요한 것은 화질 저하의 원인이 되는 고스트나 미광을 효과적으로 방지하는 것이다. 화질 저하의 원인이 되는 고스트나 미광을 방지하기 위해서는 결상에 불필요한 광이 렌즈에 입사되지 않도록 해야 하며, 그로 인해 렌즈 표면에는 차광막이 형성되어 있다.

그렇지만, 렌즈 표면에 차광막을 형성한 것만으로는 렌즈 내부에서 발생하는 미광을 방지할 수는 없다. 렌즈 내부의 미광을 방지하기 위해서는, 렌즈 내부에 차광막을 형성하고, 이웃하는 렌즈로부터 불필요한 광이 입사하지 않도록 각 렌즈를 분리할 필요가 있지만, 렌즈 어레이를 사출 성형 등의 일체 성형으로 만드는 경우에는 렌즈 내부에 차광막을 형성할 수는 없다.

발명이 해결하고자 하는 과제

LED 광원을 사용한 막대형 광원이 채용되어 있는 콘택트 이미지 센서에서는 통상, 도 2에 도시하는 바와 같이, 막대형 광원이 센서 소자의 부주사 방향의 한쪽에 밖에 배치되어 있지 않고, 또한 초점 거리가 짧은 로드 렌즈가 채용되어 있기 때문에, 서적 등의 원고를 스캔할 때는 원고가 들뜨는 것에 의한 원고 조도(照度)의 저하 및 렌즈의 초점 어긋남에 의한 판독 화상의 흐려짐 등이 발생하여, 판독 화상 품위가 현저하게 열화되는 문제가 있다.

렌즈의 초점 어긋남에 의한 판독 화상의 흐려짐에 대해서는 렌즈로서, 비교적 장심도(長深度)가 얻어지는 수지렌즈를 탑재하면 좋다.

또한, 원고로의 조명의 그림자를 방지하기 위해서는 막대형 광원을 수지렌즈의 양측에 설치하는 것이 생각된다.

그렇지만, 막대형 광원을 수지렌즈 플레이트의 양측에 배치한 경우에는 기판 폭의 확대를 초래하여, 부재 비용이 상승한다.

즉, 도 3에 도시하는 바와 같이, 막대형 광원(1)과 기판(5)간의 전기적 접속을 도모하기 위해서는 막대형 광원(1)의 기판(5)으로의 전기적 접속수단인 리드 프레임(6)의 단자위치에 기판(5)의 스루홀(7)을 형성할 필요가 있지만, 이러한 스루홀(7)을 배치하기 위해서는 기판의 광폭화도 피할 수 없게 되어, 그 결과, 비용 증대를 초래하는 문제가 있었다. 또한, 필연적으로 장치의 대형화도 피할 수 없다. 또, 동도면중, 파선은 기판의 다른 단부에 형성한 우측의 막대형 광원과 기판의 전기적 접속상태를 나타낸다(이하, 동일함).

또한, 렌즈 내부에서 발생하는 미광을 방지하기 위해서는 렌즈의 상방(원고로부터의 반사광이 입사하는 측)에 슬릿을 형성하여 고스트나 미광의 발생을 방지하는 것이 생각된다.

채광용의 슬릿은 통상, 이미지 센서로의 부착이 용이해지도록, 후드형 부재에 형성된다. 그렇지만, 콘택트 이미지 센서에서는 센서 광축 근방에 광원이 배치되어 있기 때문에, 슬릿이 부착된 후드가 광원의 광로를 차광하여 버려, 원고로의 조명광이 일부 차단되어 버리는 문제가 있었다.

즉, 원고에 조사되는 광량은 광원과 원고의 거리가 가까울수록 커지기 때문에, 광원은 센서 광축 근방에 배치할 필요가 있다. 특히 결상 광학계로서 평판형 렌즈 어레이를 사용하는 경우에는 렌즈 폭이 넓어지기 때문에, 이 점이 특히 중요하게 된다. 그러나, 원고면에서의 광량이 최대가 되는 위치에 광원을 배치한 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 슬릿이 부착된 후드에 조사광의 일부가 가려져 버려, 오히려 광량이 작아진다. 한편, 조사광이 후드에 의해서 가려지지 않는 위치에 광원을 설정하면, 광원과 원고면의 거리가 멀어지기 때문에, 원고면에서의 광량은 역시 작아져, 화상의 품질이 저하되는 문제가 있다.

또, 슬릿은 렌즈 길이 방향에 걸쳐 개구 정밀도 및 직선 정밀도 즉 수광 정밀도가 높지 않으면, 모든 고스트를 효과적으로 방지할 수 없다. 또한, 개구부에서 광이 난반사하면, 고스트가 발생하여, 화상 품질이 저하된다는 문제가 있다.

예를 들면, 슬릿이 부착된 후드를, 수지의 사출 성형 등에 의해 제작하면, 수지 성형품은 자기형상 유지 강도가 약하기 때문에, 수광 정밀도가 열화되어, 렌즈 길이 방향 모든 위치에 있어서 고스트 발생을 방지할 수 없게 된다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은 상기의 제 문제를 유리하게 해결하는 것으로, 그 목적으로 하는 것은 다음과 같다.

1. 막대형 광원을 수지렌즈 플레이트의 양측에 배치한 경우라도, 기판 폭의 확대를 그다지 초래하지 않고, 또한 부품의 위치 정밀도도 우수한 이미지 센서를 제공한다.

2. 슬릿이 부착된 후드를 설치한 경우라도, 광원을 센서 광축 근방에 배치할 수 있고, 따라서 조사 광량이 저하하지 않는 콘택트 이미지 센서를 제공한다.

3. 자기형상 유지 강도가 크고, 수광 정밀도가 높은 슬릿이 부착된 후드를 사용한 화상 품질이 좋은 콘택트 이미지 센서를 제공한다.

4. 슬릿을 광축에 대하여 더욱 정밀도 좋게 배치함으로써, 고스트의 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 이미지 센서를 제공한다.

5. 판독 광학계와 원고대의 거리 정밀도를 향상시킴으로써, 더욱 화상 품질의 향상을 도모할 수 있는 이미지 센서를 제공한다.

6. 판독 광학계를 갖는 하우징을 그 베이스 프레임에 적정하게 가설함으로써, 그 운반 및 취급을 용이하게 한 이미지 센서를 제공한다.

그리하여, 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 기술하는 지견을 얻었다.

1. 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 기판 중앙측으로 굴곡시켜 주면, 기판 폭을 축소화할 수 있다.

2. 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 전기 전도체를 통하여 스루홀과 접속하도록 하면, 기판 폭의 축소화와 함께, 부품의 위치 결정 조정이 용이해진다.

3. 후드 부재의 소재로서 금속판을 이용하면, 부재의 박육화를 도모할 수 있기 때문에, 그만큼 광원으로부터의 광이 차단되기 어려워진다. 더욱이, 슬릿이 부착된 후드의 광원측의 각(角)진 부분을 모따기(chamfering) 형상으로 하면, 광원을 원고에 더욱 가까이하여도, 광원으로부터의 광이 차단되지 않게 된다.

4. 또한, 슬릿이 부착된 후드를 금속제로 하면, 자기형상 유지 강도가 높아지지 때문에, 수광 정밀도가 향상된다. 특히 이러한 후드에, 강도 향상을 위한 밴드부를 긴변 방향에 걸쳐 설치하면, 수광 정밀도의 향상을 한층 더 도모할 수 있다. 더욱이, 슬릿을 광의 입사측으로부터 펀칭 가공에 의해 형성함으로써, 펀칭 단면이 사다리꼴인 개구부를 얻을 수 있고, 그 결과, 슬릿 개구부에서의 광의 난반사를 방지할 수 있다.

5. 더욱이, 금속제의 슬릿이 부착된 후드의 표리면에, 적절한 표면 처리를 실시함으로써, 미광(플레어)의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

6. 슬릿이 부착된 후드와 하우징의 각각에 위치 결정용의 구멍을 설치하고, 상기 구멍에 위치 결정용 핀을 삽입하여 양자를 고정함으로써, 광축에 대한 슬릿의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또, 광원을 결상 광학계의 양측에 형성한 경우에는 종래, 이러한 위치 정밀도의 확보는 극히 곤란하였다.

7. 상기한 위치 결정용 핀으로, 슬릿이 부착된 후드와 하우징을 고정할 때, 위치 결정용 핀의 설치위치를 주주사 방향의 양단 상면으로 하는 동시에, 이 위치 결정용 핀의 슬릿면으로부터의 돌출 높이를 일정하게 하고, 또한 이 위치 결정용 핀을 개재하여 슬릿이 부착된 후드를 원고대에 가압하기 위한 압축 스프링을 설치하면, 광학계와 원고대의 거리 정밀도가 각별하게 향상된다.

8. 판독 광학계를 갖는 하우징을 베이스 프레임에 가설할 때, 하우징이 베이스 프레임으로부터 용이하게 탈락하지 않는 구조로 함으로써, 그 운반 및 취급이 용이해진다.

본 발명은 상기의 지견에 입각하는 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

(1)원고대 상에 재치된 원고에 광을 조사하는 막대형 광원, 상기 원고로부터 반사한 광을 집광하는 결상 광학계 및 상기 결상 광학계를 통과한 광을 수광하는 수광 소자를 갖고, 상기 수광 소자는 기판의 소정 위치에 설치하는 동시에, 상기 기판에는 상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 수용하는 스루홀을 구비하는 이미지 센서에 있어서,

상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를, 기판 중앙측으로 굴곡시켜, 상기 스루홀과 접속하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.

(2)원고대 상에 재치된 원고에 광을 조사하는 막대형 광원, 상기 원고로부터 반사한 광을 집광하는 결상 광학계 및 상기 결상 광학계를 통과한 광을 수광하는 수광 소자를 갖고, 상기 수광 소자는 기판의 소정 위치에 설치하는 동시에, 상기 기판에는 상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 수용하는 스루홀을 구비하는 이미지 센서에 있어서,

상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를, 전기 전도체를 통하여 상기 스루홀과 접속하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.

(3)상기 원고와 상기 결상 광학계의 사이에, 상기 원고로부터 반사한 광을 슬릿을 통하여 채광하는 슬릿이 부착된 후드로서, 얇은 두께의 금속제 후드를 설치하고, 이 금속제 후드를, 상기 막대형 광원, 상기 결상 광학계 및 상기 수광 소자를 설치한 기판과 함께, 하우징에 부착한 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 이미지 센서.

(4)상기 금속제 후드의 주주사 방향 양단 상면 및 상기 하우징의 상당 위치에 각각 위치 결정용의 구멍을 설치하고, 상기 구멍에 위치 결정용 핀을 삽입하여, 양자를 고정하는 것,

상기 하우징을, 상기 위치 결정용 핀을 개재하여 상기 원고대에 가압하기 위한 압축 스프링을 설치하는 것,

상기 하우징의 주주사 방향 양단 측면에, 상하 한 쌍의 돌기를 형성하는 동시에, 상기 하우징을 내장하는 베이스 프레임의 양 단면에, 상기 돌기를 유도하여 넣는 노치부(notch)를 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 (3)에 기재된 이미지 센서.

(5)상기 슬릿이 부착된 후드는 막대형 광원측의 각진 부분을 모따기 형상으로 한 것을 특징으로 하는 상기 (3) 또는 (4)에 기재된 이미지 센서.

(6)상기 슬릿이 부착된 후드에, 강도 향상을 위한 밴드부를 긴변 방향에 걸쳐 설치한 것을 특징으로 하는 상기 (3) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 이미지 센서.

(7)상기 슬릿은 광의 입사측으로부터의 펀칭 가공에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 상기 (3) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 이미지 센서.

(8)상기 슬릿이 부착된 후드와 상기 하우징의 어느 한쪽에, 양자를 끼워 맞추기 위한 위치 결정용의 돌기부를 설치하고, 다른쪽에는 상기 돌기부와 끼워 맞추어지는 위치 결정용의 구멍 또는 오목부를 설치한 것을 특징으로 하는 상기 (3) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 이미지 센서.

(9)상기 슬릿이 부착된 후드 또는 상기 하우징의 어느 하나에 설치한 위치 결정용의 구멍 또는 오목부의 슬릿 긴변 방향의 길이를, 상기 위치 결정용 돌기부의 슬릿 긴변 방향의 길이보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 상기 (8)에 기재된 이미지 센서.

(10)상기 막대형 광원을, 상기 결상 광학계의 양측에 형성한 것을 특징으로 하는 상기 (3) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 이미지 센서.

(11)상기 슬릿이 부착된 후드의 형상을 캡 형상으로 하고, 이 캡 형상의 슬릿이 부착된 후드와 상기 하우징의 어느 한쪽에, 양자를 끼워 맞추기 위한 위치 결정용의 돌기부를 설치하고, 다른쪽에는 상기 돌기부와 끼워 맞춰지는 위치 결정용의 구멍 또는 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 상기 (10)에 기재된 이미지 센서.

(12)상기 슬릿이 부착된 후드의 이면에 흑색 도장 처리를 실시하는 한편, 표면에는 흑색 도장 처리 또는 흑색 화성 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (3) 내지 (11)의 어느 하나에 기재된 이미지 센서.

(13)반사각 θ= O°일 때의 반사율 In/Io(1/sr)이 0.6 이하이고, 또한 반사각 θ= 50°일 때의 반사율 In/Io가 0.3 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (12)에 기재된 이미지 센서.

(14)상기 슬릿이 부착된 후드의 슬릿부에, 후드 내로의 이물 입자의 침입을 저지하기 위한 투명 보호막을 장착시킨 것을 특징으로 하는 상기 (3) 내지 (13)의 어느 하나에 기재된 이미지 센서.

(15)상기 노치로를 곡선로와 수직로의 복합로로 하고, 상기 수직로의 상부에, 상기 한 쌍의 돌기의 상부 돌기의 퇴피 영역을 설치한 것을 특징으로 하는 상기 (4) 내지 (14)의 어느 한 항에 기재된 이미지 센서.

(16)상기 (1) 내지 (15)의 어느 하나에 기재된 이미지 센서를 구비하는 화상 판독 장치.

발명의 효과

본 발명의 효과는 다음과 같다.

1. 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 기판 중앙측으로 굴곡시키고, 기판의 스루홀과 접속하도록 하였기 때문에, 기판 폭의 축소화, 나아가서는 장치의 소형화, 더욱이 비용의 절감을 달성할 수 있다.

2. 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 전기 전도체를 통하여 스루홀과 접속하도록 하였기 때문에, 기판 폭의 축소화 외에, 부품의 위치 결정 조정에 대하여, 자유 자재로 대응할 수 있다.

3. 슬릿이 부착된 후드(이하, 슬릿 후드라고 함)로서, 얇은 두께의 금속판을 사용함으로써, 부재의 박육화를 도모할 수 있기 때문에, 수지 등으로 슬릿 후드를 형성한 경우와 비교하여, 광원으로부터의 광이 차단되기 어려워진다. 또한, 금속제로 함으로써, 자기형상 유지 강도가 커져, 수광 정밀도가 향상된다. 이러한 효과는 후드의 긴변 방향에 걸쳐, 강도 향상을 위한 밴드부를 설치함으로써, 더욱 향상된다. 더욱이, 슬릿 후드의 광원측의 각진 부분을 모따기 형상으로 함으로써, 광원을 원고에 더욱 가까이하여도, 광원으로부터의 광이 차단되지 않게 된다.

4. 슬릿을 펀칭 가공에 의해 형성함으로써, 펀칭 단면이 사다리꼴인 개구부를 얻을 수 있기 때문에, 슬릿 개구부에서의 광의 난반사를 방지할 수 있다.

막대형 광원을 결상 광학계의 한쪽에만 배치한 경우에 있어서, 슬릿 후드에 설치한 위치 결정용의 구멍과, 하우징에 설치한 위치 결정용의 돌기부를 끼워 맞추어서 조립함으로써, 용이하고 정밀도 좋게 하우징에 슬릿 후드를 탑재하는 것이 가능해진다. 이 경우에, 위치 결정용의 구멍의 슬릿 긴변 방향의 길이를, 돌기부의 슬릿 긴변 방향의 길이보다도 크게 함으로써, 수지제의 하우징과 금속제 후드의 열팽창 계수의 차를 흡수할 수 있기 때문에, 정밀도가 더욱 향상된다.

막대형 광원을 결상 광학계의 양측에 배치한 경우에 있어서, 슬릿 후드의 형상을 캡 형상으로 하고, 이 캡 형상의 슬릿 후드와 하우징의 어느 한쪽에 돌기를 설치하고, 다른쪽에는 오목부를 설치하여, 이들을 끼워 맞춤으로써, 하우징에 대하여 정밀도 좋은 슬릿 후드의 탑재가 가능해진다.

5. 슬릿 후드와 하우징에 각각, 위치 결정용의 구멍을 설치하고, 상기 구멍에 위치 결정용 핀을 삽입하여 양자를 고정함으로써, 광축으로 대한 슬릿의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 이러한 효과는 막대형 광원을 결상 광학계의 양측에 배치하여, 슬릿 후드의 형상을 캡 형상으로 하고, 이 캡 형상의 슬릿 후드와 하우징의 어느 한쪽에 돌기부를, 다른쪽에는 구멍 또는 오목부를 설치하여, 이들을 끼워 맞추는 기구와 복합시킴으로써, 한층 더 향상된다.

6. 위치 결정용 핀으로, 슬릿 후드와 하우징을 고정할 때, 위치 결정용 핀의 설치위치를 주주사 방향의 양단 상면으로 하고, 이 위치 결정용 핀의 슬릿면으로부터의 돌출 높이를 일정하게 한 후에, 압축 스프링에 의해 위치 결정용 핀을 개재하여 슬릿 후드를 원고대에 가압함으로써, 광학계와 원고대의 거리 정밀도가 각별히 향상된다.

7. 판독 광학계를 갖는 하우징을 베이스 프레임에 가설할 때, 하우징이 베이스 프레임으로부터 용이하게 탈락하지 않는 구조로 함으로써, 그 운반 및 취급이 대폭 향상된다.

도 1은 일반적인 이미지 센서의 모식도.

도 2는 막대형 광원을 사용한 이미지 센서의 모식도.

도 3은 막대형 광원을 수지렌즈 플레이트의 양측에 구비하는 이미지 센서의 모식도.

도 4는 종래의 콘택트 이미지 센서의 단면도.

도 5는 막대형 광원을 수지렌즈 플레이트의 양측에 구비하는 이미지 센서에 있어서, 본 발명에 따라서, 리드 프레임의 단자를 기판 중앙측으로 굴곡시킨 이미지 센서의 모식도.

도 6은 막대형 광원을 수지렌즈 플레이트의 한쪽에만 구비하는 이미지 센서에 있어서, 본 발명에 따라서, 리드 프레임의 단자를 수광 소자측으로 굴곡시킨 이미지 센서의 모식도.

도 7은 일반적인 이미지 센서의 이면을 도시하는 사시도.

도 8은 본 발명에 따라서, 기판 폭을 리드 프레임의 단자부보다도 짧게 한 상태를 도시하는 사시도.

도 9는 본 발명에 따라서, 리드 단자와 스루홀을 플렉시블 프린트 배선판을 개재하여 접속한 상태를 도시하는 사시도.

도 10은 광축 조정 요령을 도시하는 모식도.

도 11은 본 발명에 따른 적합한 콘택트 이미지 센서의 단면도.

도 12는 슬릿 후드의 막대형 광원측의 각진 부분을 모따기 형상으로 한 본 발명에 따른 콘택트 이미지 센서의 단면도.

도 13은 슬릿 후드의 모따기부에 형성한 밴드부를 도시한 도면.

도 14는 본 발명에 따른 적합한 슬릿 단면 형상을 도시한 도면.

도 15는 종래의 슬릿 단면 형상을 도시한 도면.

도 16은 펀칭 가공에 의해 슬릿의 단면형상을 사다리꼴 단면으로 하는 수법 의 설명도.

도 17은 막대형 광원을 평판형 렌즈 어레이의 한쪽에 1개만 배치하는 경우 에 있어서의, 슬릿 후드와 하우징을 끼워 맞추는 요령을 도시한 도면.

도 18은 슬릿 후드와 하우징의 열팽창 계수차의 흡수가 가능한 조립 요령을 도시한 도면.

도 19는 하우징에 대한, 막대형 광원, 평판형 렌즈 어레이, 수광 소자 부착 기판 및 슬릿 후드의 장착 요령을 도시하는 분해 사시도.

도 20은 막대형 광원을 평판형 렌즈 어레이의 양측에 배치한 경우에 있어서의, 본 발명에 따른 적합한 콘택트 이미지 센서의 단면도.

도 21은 막대형 광원을 평판형 렌즈 어레이의 양측에 배치한 경우에 있어서의, 본 발명에 따른 적합한 콘택트 이미지 센서(투명 보호막 부착)의 단면도.

도 22는 슬릿부로의 투명 보호막의 장착 요령을 도시한 도면이

도 23은 슬릿 후드를 캡 형상으로 한 경우에 있어서의, 슬릿 후드와 하우징을 끼워 맞추는 요령을 도시한 도면.

도 24는 금속제의 슬릿이 부착된 후드의 표리면에 각각, 여러 가지 표면 처리를 실시하였을 때의 플레어(미광) 발생량을 비교하여 나타낸 그래프.

도 25는 표리면의 양쪽에 같은 표면 처리를 실시한 금속제 후드와, 아무것도 처리를 실시하고 있지 않은 금속제 후드의 표면 반사 상황을 나타낸 그래프.

도 26은 표면 반사의 측정 요령을 도시한 도면.

도 27은 슬릿 후드와 하우징에 각각 설치한 위치 결정용 구멍에 위치 결정용 핀을 삽입하여 양자를 고정한 상태를 도시하는 사시도.

도 28은 슬릿 후드와 하우징에 각각 설치한 위치 결정용 구멍에 위치 결정용 핀을 삽입하여 양자를 고정한 상태를 도시하는 단면도.

도 29는 압축 스프링에 의해 슬릿 후드를 원고대에 가압하는 상태를 도시한 도면.

도 30은 곡선로와 수직로의 복합로로 이루어지는 노치로를 도시한 도면. 〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 막대형 광원

2: 결상 광학계

3: 수광 소자

4: 피판독 화상(원고)

5: 기판

6: 리드 프레임

7: 스루홀

8: 전기 전도체

101: 막대형 광원

102: 결상 광학계(평판형 렌즈 어레이)

103: 수광 소자(라인 이미지 센서)

104: 피판독 화상(원고)

105: 기판

106: 슬릿

107: 슬릿 후드

108: 원고대(유리판)

109: 하우징

110: 모따기부

111: 밴드부

112: 펀치

113: 다이스

114: 위치 결정용 돌기부

115: 위치 결정용 구멍

206: 슬릿

207: 슬릿 후드

209: 하우징

212: 투명 보호막

214: 금속제 후드에 설치한 위치 결정용 구멍

215: 하우징에 설치한 위치 결정용의 구멍

216: 위치 결정용 핀

217: 압축 스프링

218: 돌기

219: 베이스 프레임

220: 노치로

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

(A)우선, 이미지 센서기판의 소형화를 도모하는 경우에 대하여 설명한다.

그런데, 이 경우에는 도 5에 도시하는 바와 같이, 막대형 광원(1)의 리드 프레임(6)의 단자형상을 변경한다.

즉, 막대형 광원(1)의 리드 프레임(6)의 단자를, 기판 중앙측(센터 라인측)으로 굴곡시킴으로써, 기판(5)에 있어서의 스루홀(7)의 위치를 중앙부로 이동하여, 기판(5)의 스루홀 위치를 기판(5)의 대략 중앙 부근에 위치시킨다.

상기 구성으로 함으로써, 도 3과의 비교로부터 분명한 것처럼, 기판 폭의 축소화가 가능해진다.

이상, 막대형 광원을 수지렌즈 플레이트의 양측에 배치한 경우에 관해서 설명하였지만, 본 발명은 이것에만 한정되지 않으며, 막대형 광원을 수지 렌즈 플레이트의 한쪽에만 배치한 경우에 있어서도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 도 6에 도시하는 바와 같이, 막대형 광원을 수지렌즈 플레이트의 한쪽에 배치한 경우에는 막대형 광원(1)의 리드 프레임(6)의 단자를, 수광 소자(3)측으로 굴곡시킴으로써, 기판(5)에 있어서의 스루홀(7)의 위치를 종래보다도 수광 소자(3)측으로 이동시킬 수 있고, 이로써, 기판 폭의 축소화가 달성된다.

다음에, 도 7에 콘택트 이미지 센서의 이면을 사시도로 도시한다.

종래에는 도시한 바와 같이, 기판(5)의 스루홀(7)에 리드 프레임(6)의 단자 를 삽입하고, 이 상태에서 스루홀부를 납땜하여 전기적 접속을 도모하였다.

이에 대하여, 본 발명에서는 도 8에 도시하는 바와 같이, 기판(5)의 폭을 리드 프레임(6)의 단자부보다도 짧게 하고, 스루홀(7)과 리드 단자의 사이의 전기적 접속을, 도 9에 도시하는 바와 같이, 전기 전도체(8)를 통하여 접속하는 구조로 한다.

여기에, 전기 전도체로서는 플렉시블 프린트 배선판이 유리하게 적합하지만, 그 외 리드선 등에 의해 접합하여도 좋다.

이러한 구조로 함으로써, 기판의 폭은 리드 프레임의 단자위치에 제약되지 않고, 적절한 폭으로 하는 것이 가능해진다.

또, 슬릿의 배치를 필요로 하는 광학계에서는, 슬릿 개구부와 수광 센서열의 부주사 방향의 위치 결정에 관하여, 극히 높은 정밀도가 요구된다. 그 때문에, 콘택트 이미지 센서에서는, 조립 후, 슬릿 개구와 센서열의 위치 조정을 도모하기 위해서, 도 10에 도시하는 바와 같이, 하우징에 대하여 기판을 이동시켜 광축 조정을 도모할 필요가 있다.

그 때문에, 막대형 광원의 리드 프레임의 단자와 기판에 설치되어 있는 스루홀과의 위치관계가 변화하여, 리드 프레임의 단자가 스루홀로 들어가지 않게 될 우려가 생긴다.

그렇지만, 본 발명과 같이, 리드 단자와 스루홀과의 전기적 접속을 별도 부품을 통하여 행하는 경우에는 이러한 광축 조정에 대한 대응이 가능해진다.

또한, 하우징과 기판의 소재로서는 각각의 열팽창 계수가 거의 같은 값인 것 을 사용하는 것이 바람직하고, 이로써, 환경의 변화 특히 온도 변화에 의한 위치 정밀도의 열화를 효과적으로 방지할 수 있다.

더욱이, 기판 표면 및 기판의 본딩은 흑색으로 하는 것이 바람직하고, 이로써, 미광의 발생을 유리하게 방지할 수 있다.

더욱이, 수광 소자의 배치 위치는 기판의 중앙부로 하는 것이 바람직하다. 이러한 사실은 수광 소자를 기판의 측편 에지 부근에 배치한 경우에는, 수광 소자를 기판에 접착할 때의 어닐 처리에 의해서 바이메탈 현상이 일어나고, 기판에 휘어짐이 발생하여 위치 정밀도가 열화될 우려가 생기는 것에 대하여, 수광 소자를 기판의 중앙부에 배치한 경우에는 이러한 우려가 없고, 실장 정밀도의 향상을 도모할 수 있기 때문이다.

(B)다음에, 광프린터 등의 기록 광학계나 스캐너 등의 판독 광학계용의 유닛에 탑재하는 결상 광학계에서 우려되는 고스트나 미광의 발생을 방지하는 경우에 관해서 설명한다.

도 11에, 본 발명에 따른 적합한 이미지 센서를 도시한다. 도 11에 있어서, 구성의 골자는 상술한 도 4와 공통이기 때문에 동일 부호를 붙여 나타내고, 도면중 번호 106이 원고로부터 반사한 광을 채광하는 슬릿이고, 107이 이 슬릿(106)을 구비하는 금속제의 후드이다. 이러한 후드의 소재인 금속으로서는 철이나 강철 등이 가장 적합하지만, 금속이든 비철금속이든 상관없는 것은 물론이다. 그리고, 108은 원고를 재치하기 위한 원고대(유리판)이고, 109는 하우징이다.

발명에 따른 이미지 센서는 동 도면에 도시한 바와 같이, 원고(104)에 광을 조사하는 막대형 광원(101)과, 이 막대형 광원(101)으로부터 원고(104)를 향하여 조사되어 원고로 반사한 또는 원고를 투과한 광을 슬릿(106)를 통하여 채광하는 슬릿 후드(107)와, 이 슬릿(106)을 통과한 광을 집광하는 결상 광학계인 평판형 렌즈 어레이(102)와, 이 평판형 렌즈 어레이(102)를 통과한 광을 수광하는 수광 소자(103)를 갖추는 기판(105)을, 하우징(109)에 장착한 구조로 되어 있다.

동 도면에 도시한 부분에 있어서, 조명장치(막대형 광원; 101)로부터 사출한 광은 유리판(108)의 위에 세트한 원고(104)의 대략 동일 개소를 조사하게 되어 있다. 또, 조명장치는 도 11에 도시한 바와 같이, 평판형 렌즈 어레이의 한쪽에 1개 배치하는 구성으로 하여도 좋고, 후술하는 것처럼 양측에 2개 배치하는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 슬릿(106)은 개구부가 센서 광축에 대략 일치하는 위치에 설치된다. 또, 슬릿 후드(107)와 유리판(108)의 간격을 조정하기 위해서, 슬릿 후드(107)와 유리판(108)의 사이에 스페이서(도시하지 않음)를 삽입하여도 좋다.

그런데, 본 발명에서는 상술한 바와 같이, 슬릿 후드(107)를 금속제로 하였기 때문에, 종래의 수지제의 경우와 비교하면 대폭적인 박육화를 달성할 수 있다. 따라서, 막대형 광원(101)의 배치 위치를 종래와 같게(도 4와 동일함) 한 경우에는 이 슬릿 후드(107)에 의해서 차광되는 조명광의 비율이 대폭 감소된다. 그 결과, 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

그런데, 도 11로부터도 분명한 것처럼, 본 발명에 따라서 슬릿 후드(107)를 금속제로 하면 수지제의 경우와 비교하면 대폭적인 박육화를 할 수 있기 때문에, 슬릿 후드(107)의 두께를 얇게 할 수 있는 분만큼 막대형 광원(101)을 센서 광축에 가깝게 하는 것이 가능해진다.

그렇지만, 막대형 광원(101)을, 단지 센서 광축에 가까이한 경우에는 역시 슬릿 후드(107)로 조사광의 일부가 가려져 버려, 그만큼 광량이 적어진다.

그래서, 본 발명에서는 막대형 광원(101)을 센서 광축으로 가까이하여도, 조사광이 슬릿 후드(107)에서 차광되지 않도록, 도 12에 도시하는 바와 같이, 슬릿 후드(107)의 막대형 광원측의 각진 부분을 모따기 형상으로 하는 것이다.

이러한 구성으로 함으로써, 광원의 광로가 확보되고, 조사광은 슬릿 후드(107)로 차광되지 않고 모두 원고(104)를 향하게 되어, 광량을 대폭 증량하는 것이 가능해진다. 도면중, 번호 110이 모따기부이다.

또한, 본 발명에서는 슬릿 후드(107)의 강도를 한층 더 향상시켜, 렌즈 길이 방향에 걸친 개구 정밀도 및 직선 정밀도 즉 수광 정밀도를 높이기 위해서, 슬릿 후드(107)에 그 긴변 방향에 걸쳐서 밴드부를 설치할 수도 있다.

이러한 밴드부는 막대형 광원의 광로 및 수지렌즈 플레이트의 입광 광로가 거추장스럽게 되지 않도록, 도 13에 도시하는 바와 같이, 슬릿 후드(107)의 막대형 광원측의 각진 부분에 설치한 모따기부(110)에 형성하는 것이 유리하다. 도면중, 번호 111이 밴드부이다.

본 발명에 있어서, 조명장치(막대형 광원)의 장착 각도는 유리판과 조명장치의 출사면이 평행한 경우를 0°로 하면, 0°보다 크게 45° 이하로 하는 것이 바람직하다. 0°로 하면 유리판으로 조명광이 전반사되어 버리고, 또한 45°를 초과하 면 이미지 센서의 높이 치수가 커질 뿐만 아니라, 배광성이 악화되기 때문이다.

상기 조명장치로서는 예를 들면 백색의 수지 케이스 내에 아크릴 등의 투명수지로 이루어지는 막대형 도광체를 수납한 것이 유리하게 적합하다. 수지케이스의 적어도 일단에는 발광 유닛이 장착되고, 이 발광 유닛으로부터의 광이 막대형 도광체내로 전반사하여, 막대형 도광체의 사출면으로부터 광이 사출되고, 상기한 원고에 조사된다.

평판형 렌즈 어레이는 구면 또는 비구면의 미소 렌즈가 소정의 피치로 평판 상에 규칙적으로 배치된 수지렌즈 플레이트를, 각 미소 렌즈의 광축이 일치하도록, 적어도 2개 겹쳐서 형성되는 수지 정립 렌즈 어레이가 적합하다.

이러한 수지렌즈 플레이트는 사출 성형에 의해 제작할 수 있다. 사출 성형에 의해 제작된 수지렌즈 플레이트는 길이가 긴 직사각형상이고, 중앙부의 렌즈 형성영역에는 수지렌즈 플레이트의 긴변 방향(이미지 센서의 주주사 방향에 상당함)에 다수의 구면 또는 비구면의 미소 렌즈가 배치되고, 긴변 방향으로 직교하는 방향(부주사 방향)으로 복수열의 구면 또는 비구면의 미소 렌즈가 배치된 구조로 되어 있다.

이러한 수지렌즈 플레이트는 초점 심도가 비교적 깊기 때문에, 원고가 들뜨는 것에 의한 원고 조도의 저하나, 렌즈의 초점 어긋남에 의한 판독 화상의 흐려짐 등이 발생하기 어렵고, 판독 화상 품위가 높다는 이점도 있다.

이러한 렌즈 플레이트는 렌즈 플레이트의 주위에 설치한 언더커팅부와, 하우징에 형성한 돌기부를 끼워 맞추어, 하우징 속에 수납된다. 렌즈 플레이트의 주위 가 하우징으로 덮임으로써, 원고로부터 렌즈에 입사하는 광 중, 상점(像点) 점의 결상에 기여하지 않는 광선이나 외란 광을 차폐할 수 있다. 하우징의 내벽에는 광흡수성 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

후드에 설치하는 슬릿 폭은 렌즈 플레이트의 렌즈가 형성되어 있는 영역(렌즈 형성 영역)의 부주사 방향의 폭과 같거나 또는 그것보다도 좁게 한다.

슬릿 후드는 금속제이면 특히 한정은 되지 않지만, 특히 강성이 높은 강판제로 하는 것이 적합하다.

여기에, 슬릿의 단면 형상은 도 14에 도시하는 바와 같이, 입사측(원고로부터의 반사광이 입사하는 측)쪽이, 렌즈측보다도 개구부 면적이 작아지는 사다리꼴로 하는 것이 유리하다. 그리고, 이 사다리꼴 단면에 있어서의 경사각θ는 렌즈 어레이의 시야각과 동일하거나 또는 그것보다도 큰 각도로 하는 것이 바람직하다. 이러한 사실은 경사각θ가 시야각보다도 작으면, 도 15에 도시하는 바와 같이, 개구부의 측벽부에서 광이 반사하여, 고스트가 발생하는 원인이 되기 때문이다.

또, 시야각이란 이하의 각도를 말한다.

원고의 1점으로부터 출사한 광선은 복층 렌즈 어레이 상의 임의의 마이크로렌즈에 입사한 후, 광센서 어레이 상의 원고의 1점에 대응하는 화소에 입사한다. 이 광센서 어레이에 입사하는 광선 중, 렌즈 광축으로부터 가장 크게 기운 광선의 각도인 것을 시야각이라고 한다.

이러한 사다리꼴 단면 형상이 되는 슬릿은 도 16에 도시하는 바와 같이, 펀칭 가공에 의해서 형성할 수 있다. 이 때, 도시한 바와 같이, 펀치(112)와 다이 스(113)의 클리어런스를 크게 잡아, 슬릿의 입사측(원고로부터의 반사광이 입사하는 측)으로부터 펀치로 뚫음으로써, 슬릿의 단면형상 즉 사다리꼴 단면에 있어서의 경사각 θ를 적절하게 조정할 수 있다.

다음에, 막대형 광원을 평판형 렌즈 어레이의 한쪽에 1개만 배치하는 경우에 있어서의 슬릿 후드와 하우징의 장착에 관해서 설명한다.

이 경우에, 양자의 조립은 예를 들면 도 17에 도시하는 바와 같이, 하우징(109)에 설치한 위치 결정용의 돌기부(볼록부라고도 함; 114)를, 슬릿 후드(107)에 설치한 위치 결정용의 구멍(115)에 끼워 맞추어서 행한다. 하우징(109)에 설치하는 위치 결정용의 핀(114)의 형상은 볼록형이면 특히 한정되지 않는다. 슬릿 후드(107)에 설치하는 구멍(115)은 관통구멍이어도 좋고, 오목부로 하여도 좋다. 또한, 반대로, 하우징(109)에 구멍 또는 오목부를 설치하여, 슬릿 후드(107)에 돌기부를 설치하도록 하여도 좋다.

또한, 위치 결정용의 돌기부(114)는 원형으로 하고, 슬릿 후드(7)의 구멍(115)은 긴 구멍 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구멍은 적어도 단부에 각 1개씩 계 2개 설치하면, 조립은 가능하지만, 2개의 구멍을 모두 긴 구멍 형상으로 하면, 긴변 방향의 위치 정밀도를 확보할 수 없다. 그래서, 도 18에 도시하는 바와 같이, 적어도 단부에 각 1개, 중앙에 1개, 계 3개의 구멍을 설치하여(도 18에서는 단부에 각 2개, 중앙에 1개, 계 5개의 구멍을 설치한 경우를 도시함), 중앙의 구멍을 둥근 구멍(丸孔)으로 하여, 단부의 구멍을 각각 긴 구멍으로 하면, 중앙의 환공 부분에서 위치 정밀도를 확보하여, 단부의 긴 구멍 부분에 열팽창계수의 차를 흡수하는 것이 가능해진다. 또한, 열팽창 계수차를 흡수하기 위해서는 돌기부의 긴변 방향보다도 구멍 또는 오목부 긴변 방향의 길이가 큰 형상이면 좋기 때문에, 구멍 또는 오목부의 형상은 타원형에 한정되지 않고, 사각형 등을 선택할 수도 있다.

또, 슬릿 후드는 금속판으로 형성되어 있기 때문에 도체이지만, 표면에 도전성 막을 더욱 형성하여도 좋다. 도체인 금속판 또는 상기한 도전성 막의 전위를 조정할 수 있도록 하면, 전위를 조정하여 감광체와 동 전위로 유지함으로써, 토너가 바싹 당겨지는 것을 막고, 렌즈 플레이트에 토너가 부착되는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.

참고로, 도 19에, 하우징(109)에 대한, 막대형 광원(101), 평판형 렌즈 어레이(102), 수광 소자(103) 부착 기판(105) 및 슬릿 후드(107)의 장착 요령을 도시하는 분해도를 사시도로 도시한다.

다음에, 막대형 광원을, 평판형 렌즈 어레이의 양측에 각각 배치하는 경우에 관해서 설명한다.

이 경우에는 슬릿 후드는 막대형 광원을 평판형 렌즈 어레이의 양측에 배치할 필요상, 캡 형상으로 할 필요가 있다. 그리고, 막대형 광원측의 각진 부분 즉 캡의 양 어깨부는 모따기 형상으로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 모따기부(110)에 강도 향상을 위해 밴드부(111)를 긴변 방향에 걸쳐 설치하는 것이다.

또한, 이 경우에, 슬릿 후드(107)에 설치한 슬릿(106)은 광축에 대하여 정밀 도 좋게 배치할 필요가 있기 때문에, 하우징(109)에, 슬릿을 위치 결정할 수 있는 단차를 설치하고, 쌍방을 끼워 맞춤으로써 슬릿 위치의 정밀도를 높이는 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 함으로써, 평판형 렌즈 어레이의 양측으로부터 광을 조사할 수 있기 때문에, 막대형 광원을 평판형 렌즈 어레이의 한쪽에만 배치하는 경우와 비교하여, 광량을 배증할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 슬릿 후드 내로의 먼지 등의 이물 입자의 침입을 저지하기 위해서, 도 21에 도시한 바와 같이, 슬릿부에 투명 필름과 같은 투명 보호막(212)을 장착할 수도 있다.

이러한 투명필름을 장착시킬 때에는 도 21에 도시하는 바와 같이, 후드의 외측으로부터 접착해도 좋고, 또한 도 22a에 도시하는 바와 같이, 후드의 안쪽으로부터 접착해도 좋다. 또한, 도 22b에 도시하는 바와 같이, 슬릿부에 직접, 투명수지를 충전하도록 하여도 좋다.

여기에, 투명 보호막(212)의 소재로서는 투광률이 높은 재료라면 어떤 재료라도 좋으며, 특히 한정되지 않지만, 아크릴 수지 등이 특히 유리하게 적합하다.

또, 이러한 캡 형상의 슬릿 후드(107)를, 하우징(109)에 장착하기 위해서는 도 23에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 하우징(109)에, 양자를 끼워 맞추기 위한 위치 결정용의 돌기부(114)를 슬릿 후드(107)의 긴변 방향에 수개소 설치하고, 한편 슬릿 후드(107)에는 상기 돌기부(114)와 끼워 맞추어지는 위치 결정용의 구멍을 형성하여, 양자를 끼워 맞추도록 하면 좋다. 이러한 돌기부 및 구멍은 상기와 반 대로 배치하여도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

이러한 구조로 함으로써, 슬릿 후드와 하우징의 설치 작업성이 향상되어, 비용 저감을 도모할 수 있다.

다음에, 슬릿이 부착된 후드의 표리면에, 적절한 표면 처리를 실시하는 경우에 관해서 설명한다.

도 24에, 금속(철)제의 슬릿이 부착된 후드의 표면(원고측) 및 이면(렌즈측)에 각각, 여러 가지 표면 처리를 실시하였을 때의 미광(플레어) 발생량에 관해서 조사한 결과를 도시한다.

실험은 금속제 후드의 표리면에 여러 가지 표면 처리를 실시한 후, 광원으로부터 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B)을 조사하여, 각 색에 관해서 어느 정도 미광이 발생하는지를 측정함으로써 행하였다.

도 24의 횡축의 「도장」이란 흑색 도료를 표면에 분사하는 처리를 말한다. 이 실험에서는 히노블랙(제조: 오오히노코교사)을 사용하여 도장하였다. 도장 후의 표면은 어느 정도의 거칠기를 갖는 배의 표피와 같은 형태였다. 또한, 「화성(化成)」이란 금속을 약제에 침지함으로써, 표면을 산화시켜 흑색화한 처리이다. 화성 후의 표면은 어느 정도의 거칠기를 갖는 배모양이었다. 또한, 「아연 도금」이란 금속제 후드의 표면에 아연 도금을 실시한 것이다. 도금 후의 금속 표면은 거의 평활하며, 흑색을 띠고 있었다.

도 24에 도시한 바와 같이, 표리면의 양쪽을 도장 처리한 경우가 가장 미광 발생량이 낮고, 이어서 표면은 화성 처리·이면은 도장 처리로 한 경우가 미광 발 생량이 낮음을 알 수 있다.

이것에 대하여, 표면은 도장 처리·이면은 화성 처리로 한 경우에는 R(적색)의 미광 발생량이 많았다. 이것은 미광 발생의 원인이, 주로 금속제 후드 이면에서의 반사에 기인하는 것을 의미한다. 따라서, 표면보다도 이면쪽의 반사 성능을 개선하는 것이 유리함을 알 수 있다.

또한, 표리면이 평활한 아연도금인 경우에는 R, G, B의 모두에 있어서 미광량이 많았다. 또, 도 24에는 개시하지 않지만, 표리면도 화성 처리한 경우에는 미광량이 더욱 많아졌다.

도 24로부터, 표리면 모두 도장 처리로 한 경우가 가장 미광량이 작고, 우수함을 알 수 있다. 그렇지만, 도장 처리는 비용이 비싸지기 때문에, 비용을 억제하기 위해서는 「이면은 도장 처리·표면은 화성 처리」로 하는 것이 바람직하다.

도 25는 표리면의 양쪽에 같은 표면 처리를 실시한 금속제 후드와, 아무것도 처리를 실시하지 않은 금속제 후드의 표면 반사를 측정한 결과이다.

이러한 측정 시에는 도 26에 도시하는 바와 같이, 원고측으로부터 렌즈를 향하여 레이저를 조사하고, 렌즈로부터 반사각 θ의 위치에 센서를 설치하고, 파워 미터로 반사광을 측정하였다. 사용 레이저는 633nm의 He-Ne 레이저, 출력: 5mW, 파워 미터(센서)는 Q8230(제조: 어드밴티스트사)을 사용하였다.

도 25에 있어서 반사율을 나타내는 세로축은 (In/Io)/입체각(단위:1/sr)이고, 반사 측정치와 레이저 출력의 비를 입체각으로 나눈 것이다. 여기에서, In은 반사 측정치(각 각도의 반사광을 파워 미터로 측정한 값)를 나타내고, Io는 레이저 출력(레이저광을 직접 파워 미터로 측정한 값)을 나타낸다.

또한, 입체각은 다음과 같이 하여 구해진다. 센서의 수광부 면적을 A로 하고, 레이저 조사위치(반사위치)로부터 센서 수광부까지의 거리를 r로 하였을 때, 입체각은 A/4πr²(단위: sr(스테라디안))으로 나타낸다.

또한, 도 25에 도시한 「도장 처리(1)」란 금속제 후드의 표리면도 도장 처리를 실시한 샘플이다. 「도장 처리(2)」란 「도장 처리(1)」과 같지만, 도료의 종류가 다른 샘플이고, 표면 거칠기를 더욱 크게 한 것이다.

「화성 처리(1)」란 금속제 후드의 표리면도 화성 처리를 실시한 샘플이고, 처리 후의 표면은 회색이었다. 한편, 「화성 처리(2)」란 「화성 처리(1)와 동일하지만, 소위 흑색 채색 처리(산화철을 표면에 발생시킴)이고, 표면은 흑색이었다.

또 「처리 없음」이란 어떠한 처리도 실시하지 않은 금속제 후드이다.

도 25에 도시한 바와 같이, 반사광이 가장 적었던 것은 표면을 거칠게 한 도장 처리(도장 처리(2))이었다. 도장 처리 또는 화성 처리를 실시한 후드는 무처리의 후드보다도 반사광이 적어짐을 알 수 있다. 특히, 반사각 θ가 큰 경우에는, 무처리의 후드는 반사광이 많아, 화상 열화의 원인이 된다고 생각된다.

도 25로부터, 반사 성능이 양호하다고 할 수 있는 것은 반사각 θ= O°일 때의 반사율 In/Io(1/sr)이 0.6 이하이고, 또한 반사각 θ= 50°일 때의 반사율 In/Io가 0.3 이하인 경우이다.

(C)다음에, 광축에 대한 슬릿의 위치 정밀도 및 판독 광학계와 원고대의 거리 정밀도가 유리한 향상을 도모하는 경우에 관해서 설명한다.

이 경우도, 슬릿 후드로서 얇은 두께의 금속판을 사용하는 것은 상기 (B)의 경우와 같다.

그리고, 이 경우는 더욱이, 슬릿이 부착된 후드와 하우징의 각각 위치 결정용의 구멍을 설치하고, 상기 구멍에 위치 결정용 핀을 삽입하여 양자를 고정함으로써, 광축에 대한 슬릿의 위치 정밀도를 향상시키는 것이다.

또한, 상기한 위치 결정용 핀으로, 슬릿이 부착된 후드와 하우징을 고정할 때, 위치 결정용 핀의 설치위치를 주주사 방향의 양단 상면으로 하는 동시에, 이 위치 결정용 핀의 슬릿면으로부터의 돌출 높이를 일정하게 하고, 또한 이 위치 결정용 핀을 개재하여 슬릿이 부착된 후드를 원고대에 가압하기 위한 압축 스프링을 설치함으로써, 광학계와 원고대의 거리 정밀도를 향상시키는 것이다. 또, 원고대로서는, 통상 유리가 사용되지만, 이것에 한정되지 않으며, 플라스틱 등 투명체라면 어떠한 것도 사용할 수 있다.

더욱이, 판독 광학계를 갖는 하우징을 베이스 프레임에 가설할 때, 하우징이 베이스 프레임으로부터 용이하게 탈락하지 않는 구조로 함으로써, 그 운반 및 취급을 용이해지게 된다.

이하, 막대형 광원을 평판형 렌즈 어레이의 양측에 각각 배치하는 경우를 대표예로서, 슬릿 후드와 하우징의 조립에 관해서 설명한다.

이 경우에, 양자의 조립은 예를 들면 도 27 및 도 28에 도시하는 바와 같이, 슬릿 후드(207)의 주주사 방향 양단 상면 및 하우징(209)의 상당 위치에 각각 위치 결정용의 구멍을 형성하고, 이 구멍에 위치 결정용 핀을 삽입하여, 양자를 고정하 는 것이다. 도면중, 번호 214가 금속제 후드에 설치한 위치 결정용의 구멍이고, 215가 하우징에 설치한 위치 결정용의 구멍, 그리고 216이 위치 결정용 핀이다.

이와 같이, 슬릿 후드(207)와 하우징(209)에 각각, 동일 직경의 위치 결정용 구멍(214, 215)을 형성하고, 이들의 구멍(214, 215)에 위치 결정용 핀(216)을 삽입하여 양자를 고정함으로써, 광축으로 대한 슬릿의 위치 정밀도를 주주사 방향 및 부주사 방향 어디에 대해서도 향상시킬 수 있다.

또, 이러한 효과는 상술한 도 23에 도시한 바와 같은 캡 형상의 슬릿 후드의 바닥부 또는 하우징의 상당 위치의 어느 한쪽에 위치 결정용의 돌기부를, 다른쪽에는 마찬가지로 위치 결정용 구멍 또는 오목부를 형성하고, 이들을 끼워맞추는 기구와 복합시킴으로써, 더욱 향상된다.

또한, 상기한 바와 같이, 슬릿 후드(207) 및 하우징(209)의 주주사 방향 양단 상면에 각각 삽입하는 위치 결정용 핀(216)의 슬릿면으로부터의 돌출 높이를 일정한 높이로 한 후에, 도 29에 도시하는 바와 같이, 압축 스프링(217)을 사용하여 슬릿 후드(207)를 원고대(108)에 가압하는 기구로 함으로써, 광학계와 원고대의 거리를 항상 일정하게 유지할 수 있어, 양자의 거리 정밀도가 각별하게 향상된다.

이러한 것을 위해서는 도시한 바와 같이, 위치 결정용 핀(216)의 머리 윗부분은 평탄면으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 위치 결정용 핀(216)의 소재로서는 내마모성 및 접동(sliding)성이 우수한 UPE(초고분자폴리에틸렌), PEEK(폴리에테르에테르케톤) 및 MC 나일론 등이 유리하게 적합하다.

그런데, 본 발명에서는 상술한 바와 같이, 압축 스프링에 의해 위치 결정용 핀을 개재하여 슬릿 후드를 원고대에 가압하는 장치로 하였기 때문에, 도 29에 도시한 바와 같이, 하우징(209)의 주주사 방향 양단 측면에, 상하 한 쌍의 돌기(218)를 설치하는 동시에, 하우징(209)을 내장하는 베이스 프레임(219)의 양단면에, 이러한 돌기(218)를 유도할 수 있는 노치로(220)를 설치하는 것이 불가결하다.

그렇지만, 도 29에 도시한 구조에서는 노치로(220)가 수직로만으로 이루어지기 때문에, 운반 시나 취급 시에 압축 스프링(217)의 반력에 의해서, 하우징(209)이 베이스 프레임(219)으로부터 빠질 우려가 있다.

그래서, 이러한 우려를 없애기 위해서는 도 30에 도시하는 바와 같이, 노치로(220)를, 곡선로(220-a)와 수직로(220-b)의 복합로로 하고, 수직로(220-b)의 상부에, 상하 한 쌍의 돌기(218)의 상부 돌기의 퇴피 영역(220-c)을 설치하면 좋다.

이러한 구조로 하면, 운반 시나 취급 시에도, 하우징(209)이 베이스 프레임(219)으로부터 빠질 우려는 없다. 또한, 장착 시에는 압축 스프링(217)의 반력에 의해서, 슬릿 후드(207)를 원고대(108)에 적절한 압력으로 세게 가압할 수 있다.

그리고, 상기한 바와 같은 이미지 센서를 화상 판독 장치에 탑재함으로써, 소형이고 또한 수광 정밀도가 좋은 화상 판독 장치를 얻을 수 있다.

Claims

원고대 상에 재치된 원고에 광을 조사하는 막대형(棒狀) 광원, 상기 원고로부터 반사한 광을 집광하는 결상 광학계 및 상기 결상 광학계를 통과한 광을 수광하는 수광 소자를 갖고, 상기 수광 소자는 기판의 소정 위치에 설치하는 동시에, 상기 기판에는 상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 수용하는 스루홀을 구비하는 이미지 센서에 있어서,

상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를, 기판 중앙측으로 굴곡시켜, 상기 스루홀과 접속하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
원고대 상에 재치된 원고에 광을 조사하는 막대형 광원, 상기 원고로부터 반사한 광을 집광하는 결상 광학계 및 상기 결상 광학계를 통과한 광을 수광하는 수광 소자를 갖고, 상기 수광 소자는 기판의 소정 위치에 설치하는 동시에, 상기 기판에는 상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를 수용하는 스루홀을 구비하는 이미지 센서에 있어서,

상기 막대형 광원의 리드 프레임의 단자를, 전기 전도체를 통하여 상기 스루홀과 접속하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 원고와 상기 결상 광학계의 사이에, 상기 원고로부터 반사한 광을 슬릿 을 통하여 채광하는 슬릿이 부착된 후드로서, 얇은 두께의 금속제 후드를 설치하고, 이 금속제 후드를, 상기 막대형 광원, 상기 결상 광학계 및 상기 수광 소자를 설치한 기판과 함께, 하우징에 장착하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 3 항에 있어서,

상기 금속제 후드의 주주사 방향 양단 상면 및 상기 하우징의 상당 위치에 각각 위치 결정용의 구멍을 설치하고, 상기 구멍에 위치 결정용 핀을 삽입하여, 양자를 고정하는 것과,

상기 하우징을, 상기 위치 결정용 핀을 개재하여 상기 원고대에 가압하기 위한 압축 스프링을 설치하는 것과,

상기 하우징의 주주사 방향 양단 측면에, 상하 한 쌍의 돌기를 설치하는 동시에, 상기 하우징을 내장하는 베이스 프레임의 양단면에, 상기 돌기를 유도하여 넣는 노치(notch)로를 설치하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 슬릿이 부착된 후드는, 막대형 광원측의 각(角)진 부분을 모따기(chamfering) 형상으로 한 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬릿이 부착된 후드에, 강도 향상을 위한 밴드부를 긴변 방향에 걸쳐 설치한 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬릿은 광의 입사측으로부터의 펀칭 가공에 의해 형성한 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬릿이 부착된 후드와 상기 하우징의 어느 한쪽에, 양자를 끼워 맞추기 위한 위치 결정용의 돌기부를 설치하고, 다른쪽에는 상기 돌기부와 끼워 맞추어지는 위치 결정용 구멍 또는 오목부를 설치한 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 8 항에 있어서,

상기 슬릿이 부착된 후드 또는 상기 하우징의 어느 한쪽에 설치한 위치 결정용의 구멍 또는 오목부의 슬릿 긴변 방향의 길이를, 상기 위치 결정용 돌기부의 슬릿 긴변 방향의 길이보다도 크게 한 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 막대형 광원을, 상기 결상 광학계의 양측에 형성한 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 10 항에 있어서,

상기 슬릿이 부착된 후드의 형상을 캡 형상으로 하고, 이 캡 형상의 슬릿이 부착된 후드와 상기 하우징의 어느 한쪽에, 양자를 끼워 맞추기 위한 위치 결정용의 돌기부를 설치하고, 다른쪽에는 상기 돌기부와 끼워 맞추어지는 위치 결정용의 구멍 또는 오목부를 설치한 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 3 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬릿이 부착된 후드의 이면에 흑색 도장 처리를 실시하는 한편, 표면에는 흑색 도장 처리 또는 흑색 화성 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 12 항에 있어서,

반사각 θ= 0°일 때의 반사율 In/Io(1/sr)이 0.6 이하이고, 또한 반사각 θ= 50°일 때의 반사율 In/Io이 0.3 이하인 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 3 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬릿이 부착된 후드의 슬릿부에, 후드 내로의 이물입자의 침입을 저지하기 위한 투명보호막을 장착시킨 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 4 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 노치로를, 곡선로와 수직로의 복합로로 하고, 상기 수직로의 상부에, 상기 한 쌍의 돌기의 상부 돌기의 퇴피 영역을 형성한 것을 특징으로 하는, 이미지 센서.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 이미지 센서를 구비하는, 화상 판독 장치.