JPH0591244A - イメージセンサおよび情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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するイメージセンサを提供する。 【構成】 光学系とセンサとの間の光路を形成するスリ
ット部の形状を光学系からセンサ側へ向かって光学絞り
となる形状とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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、受光素子
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。

【０００３】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。

【０００４】例えば、図５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。

【０００５】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くこれを黒色にするな
どしていた。

【０００６】あるいは、図６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、図７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。

【０００７】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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５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。

【０００９】また、図６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ｂ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の照射の光軸を遮ることはできないからで
ある。

【００１０】さらに、図７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。

【００１１】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装置を提供すること
にある。

【００１２】

【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、
該部材のスリット部の形状が前記光学系側から前記セン
サ側へ向って光学絞りとなる形状であることを特徴とす
る。

【００１３】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。

【００１４】

【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。

【００１５】

【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。

【００１６】図１および図２は、それぞれ本発明の一実
施例を示し、図１は本発明の一実施例の密着型イメージ
センサの内部構造を示す側断面図、図２は本発明の他の
実施例に係るスリット部の拡大図である。これら各実施
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
くセンサ側で狭くしたものである。

【００１７】具体的には、図１の実施例では、短焦点結
像素子アレイ２とセンサ４との間のスリット部５をフレ
ーム１を段付スリット加工することにより形成したこと
に特徴がある。

【００１８】また、図２に示した実施例のイメージセン
サの特徴は、フレーム１にスリット板５を取りつけてス
リット部を形成したことに特徴がある。

【００１９】これら図において、１は各部品が取付けら
れるとともに、上記各形状のスリット部を形成するため
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イなどの結像素子アレイ、３は原稿
を照射するための光源、４はセンサ、５は段付スリット
部、５′はスリット板（図２）、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。

【００２０】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）、
ｔは上記段付スリット部５およびスリット板５の厚みで
あり、本各実施例ではｔ＝０．２ｍｍとした。

【００２１】図３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。

【００２２】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、ＳＷ₁ はエミッタを基準電圧
源Ｖ_ES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、ＳＷ₂ はベースを基準電圧源
Ｖ_BBに接続しリセットを行う為のスイッチ手段としての
ＰＭＯＳトランジスタ、ＳＷ₃ は信号電荷転送用のスイ
ッチ手段としてのＮＭＯＳトランジスタ、ＣＴは信号電
圧の生成される容量負荷である。

【００２３】かかる構成において、まずリセット動作時
には、ＰＭＯＳトランジスタＳＷ₂のゲートに負のパル
ス電圧が印加されてベースが電圧Ｖ_BBにクランプされ
る。

【００２４】次に、ＮＭＯＳトランジスタＳＷ₁ 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Ｖ_ES
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。

【００２５】次に、蓄積動作時には、ＮＭＯＳトランジ
スタＳＷ₁ ，ＳＷ₃ 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。

【００２６】また、読出動作時には、ＮＭＯＳトランジ
スタＳＷ₃ 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。

【００２７】なお、このようなイメージセンサの基本的
構成は、発明者大見及び田中に付与された米国特許第
４，６８６，５５４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。

【００２８】図４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。

【００２９】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、１
０４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。１０６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。

【００３０】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。

【００３１】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種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。

【００３２】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ッセージその他、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。

【００３３】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（プロセッサ）、送受信部等が設けら
れる。１４０は装置の電源である。

【００３４】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１７２３１２９号明細書、
同第４７４０７９６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。

【００３５】更に、記録ヘッド１１０としては、記録装
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。

【００３６】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く、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。

【００３７】

【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。

【００３８】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】

【図１】本発明の一実施例に係るイメージセンサの側断
面図である。

【図２】本発明の他の実施例に係るイメージセンサのス
リット部の拡大図である。

【図３】本発明のイメージセンサ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
である。

【図４】図１に示す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である。

【図５】従来のイメージセンサを示す側断面図である。

【図６】従来のイメージセンサを示す側断面図である。

【図７】従来のイメージセンサを示す側断面図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ 結像素子アレイ ３ 光源 ４ センサ ５ フレームの段付スリット部 ５′ スリット板 ６ カバーガラス ８ 原稿 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 ｔ 段付スリット部およびスリット板の厚み

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   部を有する部材と、 を具え、該部材のスリット部の形状が前記光学系側から
   前記センサ側へ向って光学絞りとなる形状であることを
   特徴とするイメージセンサ。
2. 【請求項２】前記部材のスリット部が、該部材の光路形
   成部分を段付スリット加工することにより形成されたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
3. 【請求項３】前記部材のスリット部が、該部材の光路形
   成部分にスリット板を取りつけることにより形成された
   ことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
4. 【請求項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. 【請求項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。