JPH0519352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は簡易な構造で解像度の高い画像読取り
装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

フアクシミリやオフイス・オートメーシヨン機
器における画像読取り装置は、従来一般に原稿画
像を球面レンズ光学系を介してリニア・イメー
ジ・センサ面に結像して画像読取りを行つてい
る。ところが、このような光学系を用いた場合、
例えばA4幅（約210mm）の原稿画像を走査して読
取る場合、その光学系距離として約30cm程度も要
し、装置形状の大径化を招いていた。また、この
ような光学系を実現する場合、原稿、レンズ、リ
ニア・イメージ・センサの光軸を一致させること
が必要であり、その組立てやメインテナンス熟練
した技術が要求された。

そこで近年、このような欠点を補うものとして
第１図および第２図に例示する密着型リニア・イ
メージ・センサが提唱されるに至つている。この
密着型リニア・イメージ・センサは、光学系にロ
ツド・レンズ・アレイを用いて原稿画像を同寸で
光センサ・アレイ面に結像させて画像読取りを行
わせるもので、上記ロツド・レンズ・アレイの結
像距離即ち、物体像間距離が15〜20mmと短いこと
を利用して装置の小型化を図らんとするものであ
る。即ち、第１図は蛍光ランプ等の光源１で照明
された原稿２の像をロツド・レンズ・アレイ３を
介して、基板４上に形成されたCdSeあるいは
CdS等の光導電性薄膜からなる光センサ部５に結
像入力するものである。そして、上記光センサ部
５の信号出力をマトリツクス配線して取出すよう
にして配線数を少なくしており、光導電型マトリ
ツクス型と称されている。

一方、第２図に示すものは、基板４上に、アモ
ルフアスSi、Pin接合あるいはシヨツトキー障壁
等のダイオード光起電力を利用した光センサ部６
を設け、その信号処理回路のICチツプ７を同一
基板４上に配設したもので、電荷蓄積モード・ハ
イブリツド型と称されている。

〔背景技術の問題点〕

ところが、上記光導電型マトリツクス型のもの
は、素子構造が簡単で光導電特性が優れており、
その生産性が高いと云う利点を有するが、光照射
に対する応答性が数ｍsec〜数10ｍsecと長く、高
速読取りに十分対処できないと云う問題をしてい
る。しかもマトリツクス配線構造を実現する為の
基板面積を余分に必要とする為、装置組込みに必
要な空間が未だ多かつた。

また電荷蓄積モード・ハイブリツド型のものは
光照射に対する応答性が高く、高速画像読取りに
適しているが、基板４上に形成された配線に依存
する浮遊容量の悪影響を軽減する為に周辺回路
（IC７）を光センサ部６に近接させて設けること
が必要である。この為、周辺回路の複雑化を招
き、構成の複雑化、コスト高を招く等、生産性が
悪かつた。また光センサ部６自体の応答性は１ｍ
sec／ラインの読取りを可能とするものの、上述
した浮遊容器量に起因して現実には５ｍsec／ラ
インが動作速度の限界である。更には、周辺回路
の組込み分だけ基板４のスペースを余分に必要と
する等の不具合を有している。

そこで、配線長を短くしたり、あるいは周辺回
路を工夫すること等が試みられているが、光検出
出力の低下を招いてＳ／Ｎが劣化する等の問題が
生じる等、実用性に乏しかつた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、分解能が高く、
しかも高速動作が可能で量産性の良い簡易な密着
型リニア・イメージ・センサを備えた実用性の高
い画像読取り装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は長尺形基板上に複数のCCDリニア・
イメージ・センサ・チツプを、そのセンサ部長手
方向を一直線上に並べて配設し、これらのCCD
リニア・イメージ・センサ・チツプのセンサ面に
対向して上記基板上に設けられたロツド・レン
ズ・アレイにより上記CCDリニア・イメージ・
センサ・チツプを封着した構造の密着型イメー
ジ・センサを、光源により照明された原稿画像面
に対向配置してなることを特徴とする画像読取り
装置である。

特に複数の密着型イメージ・センサをその焦点
位置を原稿画面上の一直線上に設定し、且つ上記
複数の密着型イメージ・センサの各CCDリニ
ア・イメージ・センサ・チツプの原稿画面に対向
する位置を相互にずらして上記原稿画面上に一直
線上の全てに亘つていずれかのCCDリニア・イ
メージ・センサ・チツプが対向するようにしたも
のである。

〔発明の効果〕

従つて本発明によれば、密着型イメージ・セン
サがロツド・レンズ・アレイとCCDチツプとを
一体化し、上記CCDチツプを封着した構造であ
るので、その取扱いが非常に簡単である。しか
も、CCDチツプの簡易な駆動により、従来のよ
うな周辺回路による複雑な処理や、配線の引廻し
を行うことなしに信号抽出を行い得、密着型イメ
ージ・センサの構造の簡略化と小型化を図り得
る。その上、高速に分解能の高い画像読取りを可
能とする等の絶大なる効果を奏する。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。

第３図は実施例装置の要部を示す斜視図で、第
４図はその配置構造を模式的に示す図である。原
稿画面２は、蛍光灯等の光源１により照明されて
おり、その像は原稿画面２に対向配置された２つ
の密着型リニア・イメージ・センサ１１ａ，１１
ｂにより読取られるようになつている。密着型リ
ニア・イメージ・センサ１１（１１ａ，１１ｂ）
は、第５図に示すように長尺形状の基板１２上
に、複数のCCDリニア・イメージ・センサ・チ
ツプ１３（１３ａ，１３ｂ〜１３ｎ）を、そのセ
ンサ面１４長手方向を一直線上に並べて配設し、
上記センサ面１４に対向してロツド・レンズ・ア
レイ１５をスペーサ１６を介して前記基板１２上
に設け、基板１２、スペーサ１６およびロツド・
レンズ・アレイ１５にて前記CCDチツプ１３を
封着した構造を有する。

CCDリニア・イメージ・センサ・チツプ１３
は、基板１２上に印刷配線形成された導体信号線
１７を介して駆動電源、駆動パルスを受けて作動
し、その受光出力を時系列に出力するものであ
る。しかして、このようなCCDリニア・イメー
ジ・センサ・チツプ１３を配設した基板１２に
は、第６図に組立て構造を示すように上記チツプ
１３の配設対向位置に穴１６ａを設け、且つ黒色
反射防止処理が施されたスペーサ１６が位置合さ
れて密着固定され、更にこのスペーサ１６上に前
記ロツド・レンズ・アレイ１５が位置合せして密
着固定されるようになつている。上記反射防止処
理により、外光や迷光の入力が遮ぎられている。
このロツド・レンズ・アレイ１５は、前記スペー
サ１６により前記CCDチツプ１３と対向距離が
規制され、その一方の焦点位置がCCDチツプ１
３のセンサ面１４に設定されるようになつてい
る。これにより、ロツド・レンズ・アレイ１５を
介して導入された光像が前記CCDチツプ１３の
センサ面１４に結像される。尚、第６図中、基板
１２、スペーサ１６、ロツド・レンズ・アレイ１
５に示される孔は、これらの位置合せ用のガイド
孔である。これらのガイド孔を用いてこれらが位
置合せされ、相互に接着固定され、内部にCCD
リニア・イメージ・センサ・チツプ１３を封着し
て一体化されている。尚、この場合、基板１２、
ロツド・レンズ・アレイ１５、そしてスペーサ１
６の短辺の長さを相互に等しくして、位置合せ組
立てを容易化することが望ましい。

さて、このような一体化構造を有する密着型リ
ニア・イメージ・センサ１１ａ，１１ｂは、前述
したように光源１によつて照射された原稿画面２
に対向して配置される。このとき、各センサ１１
ａ，１１ｂは、原稿画面２の一直線上に、そのロ
ツド・レンズ・アレイ１５の焦点位置を合せて設
けられる。これにより、原稿画面２の一直線上の
原稿画像が、ロツド・レンズ・アレイ１５を介し
て各センサ１１ａ，１１ｂのCCDチツプ１３の
センサ面１４にそれぞれ結像され、画像読取りさ
れる。さて、これらの２つの密着型リニア・イメ
ージ・センサ１１ａ，１１ｂにおける各CCDチ
ツプ１３は、そのセンサ面１４の実効長ｌ以下の
間隔で配列されており、原稿画面２に対しては第
７図に示すようにその対向位置を相互にずらして
センサ面１４が途切れる領域を相互に補うように
なつている。換言すれば、原稿画面２の一直線上
の任意の位置は、センサ１１ａ，１１ｂのいずれ
か一方のCCDチツプ１３のセンサ面１４に必ず
対向するようになつている。このようなCCDチ
ツプ１３の所謂ちどり状の配列により、上記原稿
画面２の一直線上の像の全てが完全に読取られる
ようになつている。

以上のように構成された密着型リニア・イメー
ジ・センサ１１ａ，１１ｂを用いて構成される画
像読取り装置によれば、センサ１１ａ，１１ｂ自
体がコンパクトなので、装置に簡易に組込むこと
ができ、また装置全体のコンパクト化を図ること
ができる。しかもイメージセンサ１１ａ，１１ｂ
が一体化構造である為に、光学系の複雑な位置合
せが必要でなく、簡易に組立てを行い得、またそ
のメインテナンスも簡易である。しかもCCDチ
ツプ１３の動作特性とロツド・レンズの特性とが
相候つて例えば１ｍsec／ライン程度の高速動作
により、16本／mmの高解像度な画像読取りが可能
となる。

具体的には、2048画素のCCDリニア・イメー
ジ・センサ（東芝製：TCD102C−１）をチツプ
基板１２上に実装し、ロツドレンズ（日本板硝子
製：SLA−20）を接合して一体構造化した密着
型リニア・イメージ・センサ１１ａ，１１ｂを製
作し、これを用いて装置を組立てたところ、ロツ
ドレンズの分解能に依存する８ライン・ペア／mm
の解像度を有する像信号を読取ることができた。
更に、前記CCDチツプ上に赤、緑、青の３色カ
ラーフイルタを14μｍピツチで順次配設したとこ
ろ、良好に色分解された像信号を得ることができ
ることが確認された。

以上説明したように、本発明によれば、従来の
CCDリニア・イメージ・センサと球面レンズ系
とを用いた構造の画像読取り装置で問題となつて
いた、装置の小型化を容易に可能とする。しかも
従来、考えられていた第１図および第２図に示す
構造のセンサでは到底期待することのできない、
高速動作による高分解能な画像読取りを可能とす
る。またロツドレンズ１５およびスペーサ１６
が、CCDチツプ１３のパツケージ体として機能
するので、その生産工程の簡略化と、イメージ・
センサ自体の小型化を図り得る。更には、基板１
２の製作も簡単であり、周辺回路の形成も不要な
ので量産性を高め得る等の効果を奏する。そし
て、更には製作コストの大幅な低減を図り得ると
云う効果を奏する。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えばCCDチツプ面に色フイルタを設け
るか否かは、仕様に応じて定めればよいものであ
る。また原稿画面に対向してちどり状に配置され
る２組のCCDチツプ群は、その端部において互
いにオーバーラツプして画像読取りを行うように
し、これにより画像の繋がりをスムースにするよ
うにしてもよい。更には１つの密着型リニア・イ
メージセンサに封着されるCCDチツプの個数も
適宜定めればよい。また光源としてLEDアレイ
等を用いることも勿論可能である。要するに本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来考えられた
密着型リニア・イメージ・センサの概略構成図、
第３図は本発明の一実施例装置の要部を示す斜視
図、第４図は同実施例における配置構造を示す
図、第５図は本発明に係る密着型リニア・イメー
ジ・センサの平面構成を示す図、第６図はリニ
ア・イメージ・センサの組立て構造を示す図、第
７図はCCDチツプの配置関係を示す図である。 １……光源、２……原稿画面、１１ａ，１１ｂ
……密着型リニア・イメージ・センサ、１２……
基板、１３……CCDリニア・イメージ・セン
サ・チツプ、１４……センサ面、１５……ロツ
ド・レンズ・アレイ、１６……スペーサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板と、この基板上にセンサ面長手方向を一
   直線上に並べて配設してなる複数のCCDリニ
   ア・イメージ・センサ・チツプと、これら複数の
   CCDリニア・イメージ・センサ・チツプのセン
   サ面に対向して設けられたロツド・レンズ・アレ
   イと、前記基板とロツド・レンズ・アレイとの間
   に設けられたスペーサとを具備し、ロツド・レン
   ズ・アレイ、基板及びスペーサによつて前記複数
   のCCDリニア・イメージ・センサ・チツプを封
   着してなる密着型イメージ・センサを、光源によ
   り照明された原稿画像面に対向配置してなること
   を特徴とする画像読取り装置。