JPH04207455A - イメージセンサおよび情報処理装置 - 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］ 本発明は、イメージセンサおよびこれを用いる情報処理
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、イメージセンサにおいては、読取りに係る画像上
の位置からの正規の反射光以外の光（迷光）、例えば読
取り位置以外からの反射光が、受光累子上に入射し、こ
れがイメージセンサとしての読取り精度を低下させて読
取り画像に悪影響を与えることがあった。

特に、かかる従来例では、多階調にて原稿を読み取る際
、センサ内に迷光が入り、正しく濃淡を表わすことがで
きなかった。例えば、白下地に黒色でイメージが表わさ
れている原稿のある位置で黒情報を読んでいる際に、そ
の黒の周辺の下地の白情報までが迷光としてセンサに入
り込み、黒として読まれるべき情報を灰色と判断されて
しまうことがあった。

例えば、第５図に示すように、屈折率分布型ロッドレン
ズアレーなどの結像素子アレー２を光学系として用いた
密着型イメージセンサにおいては、短焦点結像素子アレ
ー２と受光素子アレー（以下単にセンサという）４との
間の光路を形成するために設けたフレーム１上のスリッ
ト（溝）Ｔに迷光ａが入り込み、ここで反射されてセン
サ４上に入光し、これが画像に悪影響を与える要因とな
っていた。

その対策として、従来は、溝Ｔを広くしたり、溝内面の
反射率を低くするべ（これを黒色にするなどしていた。

あるいは、第６図に示すように、原稿が載置されるカバ
ーガラス６の内面に黒色テープ（または黒色印刷部など
）７を配置し、迷光が結像素子アレー２に進入しないよ
うにしていた。または、第７図に示すように、センサゾ
ーンＥの内壁に黒色テープ９を貼り付けて、センサゾー
ンＥ内で迷光の入射を防止していた。

さらには、電気的信号処理によって、あるレベルの灰色
までを黒色と判断させるようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第５図において溝Ｔの幅を大きくし、も
しくはその内面を黒色とする構成においては、迷光をあ
る程度は軽減できるものの、高階調の読取りを必要とす
る場合には有効な対策とはなり得ない、電気的信号処理
を行う場合も同様である。

また、第６図のようにカバーガラス６に黒色テープ７を
貼る対策を行なっても効果は薄い、何故なら、迷光を防
ぐためには、原稿を読み取る有効光線すを遮ることのな
い限界近くまで黒色テープを貼る必要があるが、光源３
の照射の光軸な遮ることはできないからである。

さらに、第７図の構成では、黒色テープ９を正確に配置
することが技術的に難かしく、製造費用が大幅に上昇し
てしまうことになっていた。

本発明は、これら問題点を解決し、迷光の入射を大幅に
削減して高階調度の読取りを可能とするとともに、製造
工程の複雑化、製造費用の高価格化も生じないイメージ
センサおよび情報処理袋！を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ そのために、本発明は、光電変換を行うためのセンサと
、該センサに原稿面の像を結像するための光学系と、該
光学系と前記センサとの間の光路を形成するスリットを
有する部材と、を具え、該部材は、前記スリットの間隔
が前記光学系側で広く、前記センサ側で狭い部分を有す
ることを特徴とする。

また、本発明情報処理装置は、そのイメージセンサと、
該イメージセンサによる読取り位置に原稿を保持する為
の原稿保持手段とを具えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、スリットの間隔が光学系側で広く、センサ
側で狭くなる部分を設けたことにより、迷光を大幅にカ
ットし、かつ迷光がセンサに結像することを防止できる
ものである。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本例密着型イメージセンサの内部構造を示す側断面図
、第２図は本例に係るスリット部の拡大図である。本例
は、光学系としての結像素子アレーとセンサとの間のス
リット形状を工夫し、スリットの間隔が光学系側で広く
センサ側で狭くなっている。具体的には、その内壁面を
収束光線束に沿うように傾斜を設けている。すなわち、
本例の場合、集光角（有効光線が光軸に対してなす最大
角度）θ１とスリット内壁が光軸に対してなす角度θ２
とを等しく、または許容範囲内においてほぼ等しくした
（好ましくはθ、≦０２）ものである。

これら図において、１１は各部品が取付けられるととも
に、次に述べる形状のスリット１２を形成するためのフ
レーム、２は原稿をセンサへ結像させる屈折率分布型ロ
ッドレンズアレーなとの結像素子アレー、３は原稿を照
射するための光源、４はセンサ、６はイメージセンサ内
部を覆うとともに原稿８を載置するためのカバーガラス
である。

また、ａは本来不要となるべき迷光、ｂは原稿面上の読
取り位置からの反射光がセンサ４上に結像されるエリア
である入射光線（有効であるべき光線）、θ、は有効光
線すの角度（集光角）、θ、は■型スリット１２の角度
であって、本実施例ではθ１＝θ２とした。これによっ
て、迷光ａがセンサ４上に入り込みにくくなる。

なお、断面Ｖ型のスリット１２は、例えばＡＪ２製のフ
レームを、円錐形カッタを取付けた切削機械、例えばキ
ーシードカッタやエンドミル等を用いて加工することに
より、ストレート溝と同様に１回の切削にて形成するこ
とができる。因みに、第２図におけるｔは■型スリット
１２の端部の直管部であって、加工工程で現れるもので
ある。この部分は、フレーム１２の製造工程を簡略化す
ることが望まれ、かつ実用上問題とならなければ図示の
ようにそのままとしておいてもよ（（本例ではｔ＝０．
２ｍｍ以下）、他の加工工程の介挿が問題とならなけれ
ばクレーム底面部１１Ａを切削することによって取除い
てもよい。また、これの下に逆テーバ状のスリット部分
があっても問題はない。

第３図はセンサ４を構成する受光素子に関連した電気回
路の構成例を示す。

ここで、ＰＳは読取りの１画素に対応したバイポーラト
ランジスタ、ＳＷＩはエミッタを基準電圧源ｖｚｇに接
続しリセットを行う為のスイッチ手段としてのＮＭＯＳ
　トランジスタ、ＳＷｇはベースを基準電圧源Ｖｌｌに
接続しリセットを行う為のスイッチ手段としてのＰＭＯ
Ｓ　トランジスタ、ＳＷｓは信号電荷転送用のスイッチ
手段としてのＮＭＯＳ　）ランジスタ、ＣＴは信号電圧
の生成される容量負荷である。

かかる構成において、まずリセット動作時には、ＰＭＯ
Ｓ　トランジスタＳＷ！のゲートに負のパルス電圧が印
加されてベースが電圧■。にクランプされる。

次に、ＮＭＯＳ　トランジスタＳＬのゲートに正のパル
ス電圧が印加されてエミッタが電圧源ＶｔＳに接続され
、ベース・エミッタ間に電流が流れて、ベースに残留す
る光生成キャリアが消滅する。

次に、蓄積動作時には、ＮＭＯＳ　ｌ−ランジスタＳＷ
、　。

Ｓ　Ｗ　ｌともオフ状態となり、エミッタ、ベースとも
に浮遊状態とされ、蓄積動作が開始される。

また、読出動作時には、ＮＭＯＳ　トランジスタＳＷｓ
のゲートに正のパルス電圧が印加されてオンし、エミッ
タと容量ＣＴとが接続されて信号電圧が容量ＣＴに読み
出される。

なお、このようなイメージセンサの基本的構成は、発明
者大見及び国中に付与された米国特許第４、６８６．５
５４号明細書等に、容量負荷を含む出力回路にバイポー
ラ・トランジスタのエミッタが接続された電荷蓄積型の
高感度、低ノイズの光電変換装置として、記載されてい
る。

第４図は、本例に係るイメージセンサをセンサユニット
１００として用いて構成した画像情報処理装置の一例と
して、通信機能を有するファクシミリの一例を示す。

ここで、１０２は原稿８を読み取り位置に向けて給送す
るための給送手段としての給送ローラ、１０４は原稿８
を一枚ずつ確実に分離給送するための分離片である。１
０６はセンサユニット１００に対して読み取り位置に設
けられて原稿８の被読み取り面を規制するとともに原稿
８を搬送する搬送手段としてのプラテンローラである。

Ｐは図示の例ではロール紙形態をした記録媒体であり、
センサユニットにより読み取られた画像情報あるいはフ
ァクシミリ装置等の場合には外部から送信された画像情
報がここに再生される。

１１０は当該画像形成をおこなうための記録手段として
の記録ヘッドであり、サーマルヘッド、インクジェット
記録ヘッド等積々のものを用いることができる。また、
この記録ヘッドは、シリアルタイプのものでも、ライン
タイプのものでもよい。１１２は記録ヘッド１１０によ
る記録位置に対して記録媒体Ｐを搬送するとともにその
被記録面を規制する搬送手段としてのプラテンローラで
ある。

１２０は、入力／出力手段としての操作入力を受容する
スイッチやメツセージその他、装置の状態を報知するた
めの表示部等を配したオペレーションパネルである。

１３０は、制御手段としてのシステムコントロール基板
であり、各部の制御を行なう制御部（コントローラ）や
、光電変換素子の駆動回路（ドライバ）、画像情報の処
理部（ブロセッザ）、送受信部等が設けられる。１４０
は装置の電源である。

本発明の情報処理装置に用いられる記録手段としては、
例えば米国特許４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書にその代表的な構成や原理が開示されて
いるものが好ましい。この方式は、液体（インク）が保
持されているシートや液路に対応して配置されている電
気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える
急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印
加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発
生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果
的にこの駆動信号に一対一で対応し液体（インク）内の
気泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長、収
縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させ
て、少なくとも一つの滴を形成する。

更に、記録ヘッド１１０としては、配録装置が記録でき
る最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルライン
タイプの記録ヘッドを用いることができ、その形態は、
上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッド
の組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的
に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれで
も良い。

加えて、記録ヘッド１１０としてはシリアルタイプのも
のでもよ（、その形態は、装置本体に固定されたもの、
あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気
的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交
換自在のチップタイプのもの、あるいは記録ヘッド自体
にインクタンクが一体的に設けられたカートリッジタイ
プのものを用いた場合にも本発明は有効である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、迷光がセンサ内
に入ることを防止でき、必要な有効光線のみをセンサ内
に取込むことが可能となるので、原稿を正しく読み取る
ことができ、こまかい濃淡の表現も可能となる。そして
、これにより高階調の読取りおよび画像再現も可能とな
る。

また、従来施されていた対策、すなわち、スリット内壁
を黒色に染めること、カバーガラス内面に黒色テープを
貼着すること、センサゾーン内壁を黒色に染めること、
または読取り信号に電気的信号処理を行う回路を付加す
ること等が不要となるので、製造工程の複雑化や製造費
用の高価格化も生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ、本発明の一実施例に
係るイメージセンサの側断面図およびそのスリット部の
拡大図、 第３図はその構成に対して適用可能な受光素子に関連し
た電気回路の構成例を示す回路図、第４図は第１図示の
イメージセンサを適用した本発明情報処理装置の一実施
例を示す側断面図、 第５図、第６図および第７図は従来のイメージセンサの
３例を示す側断面図である。 １．１１・・・フレーム、 ２・・・結像素子アレー、 ３・・・光源、 ４・・・センサ、 ６・・・カバーガラス、 ８・・・原稿、 １２・・・Ｖ型スリット、 １００・・・センサユニット、 １０６・・・プラテンローラ、 １１０・・・記録ヘッド、 １３０・・・システムコントローラ基板、ａ・・・迷光
、 ｂ・・・有効光線、 ＰＳ・・・バイポーラトランジスタ。 第１図 第２図 第３図 第５図 → 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光電変換を行うためのセンサと、 該センサに原稿面の像を結像するための光学系と、 該光学系と前記センサとの間の光路を形成するスリット
   を有する部材と、 を具え、該部材は、前記スリットの間隔が前記光学系側
   で広く、前記センサ側で狭い部分を有することを特徴と
   するイメージセンサ。 ２）前記光学系はロッドレンズアレーであることを特徴
   とする請求項１に記載のイメージセンサ。 ３）前記傾斜の角度を前記収束光線束の集光角と等しく
   、もしくはほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のイメージセンサ。 ４）前記センサは読取りの１画素に対応したバイポーラ
   トランジスタを有し、該バイポーラトランジスタのエミ
   ッタに容量負荷を含む出力回路が設けられており、光電
   変換された信号が前記容量負荷における電圧として読み
   出されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   の項に記載のイメージセンサ。 ５）請求項１ないし４のいずれかの項に記載のイメージ
   センサと、 該イメージセンサによる読取り位置に原稿を保持する為
   の原稿保持手段と を具えたことを特徴とする情報処理装置。 ６）熱エネルギを利用してインクを吐出することにより
   記録を行う記録ヘッドをさらに具えたことを特徴とする
   請求項５に記載の情報処理装置。