JPH0766936A - 密着型イメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有効長が長く、小型化が可能な密着型イメー
ジセンサを提供すること。 【構成】 光源１０からの光を被読み取り部に照射し、
該被読み取り部で反射された光をレンズアレイで受光し
てＣＣＤ受光素子上に結像させる密着型イメージセンサ
において、光源１０を、内面に蛍光物質１２が被着さ
れ、かつ不活性ガス１３と水銀１４とが封入された中空
円柱状の蛍光容器１５と、その蛍光容器１５の両端の外
周に取り付けられた一対の外部電極１６とで構成する。
この光源１０では、管長ｃと発光長（有効長）ｄとの差
が小さいので小型化が可能となり、従って有効長が長
く、小型化された密着型イメージセンサを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密着結像方式のイメー
ジスキャナに用いられる密着型イメージセンサに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は「イメージスキャナの重要技術
［原理、新技術］と新製品開発のための応用システム、
(1988-8-15) 株式会社技術情報協会、p.9-17」に記載さ
れている原稿固定型密着イメージスキャナのイメージセ
ンサの部分を示した概略斜視図である。図中２０は管状
の光源であり、被写体となる原稿３０の被読み取り部３
１に光を照射するためのものである。

【０００３】この光源２０の上方には保護ガラス３２が
配置されており、保護ガラス３２の上面には上記原稿３
０が密着状態で載置されるようになっている。また保護
ガラス３２の下方でかつ保護ガラス３２上の原稿３０の
面と略直角をなす方向には、セルフォックレンズアレイ
（以下、ＳＬＡと記す）３３が設置されている。上記し
た被読み取り部３１はこのＳＬＡ３３の真上に位置して
おり、ＳＬＡ３３は例えば原稿３０の主走査方向の読み
取り幅と略等しい長さ、すなわち被読み取り部３１と略
等しい長さか、或いはそれ以上の長さに形成され、光源
２０と略平行に配置される。

【０００４】一方、ＳＬＡ３３の真下にはＣＣＤ受光素
子３４が配置されている。このＣＣＤ受光素子３４の下
部には基板３５が設けられており、ＣＣＤ受光素子３４
は、基板３５上に被読み取り部３１と略等しい長さか、
或いはそれ以上の長さに直線状に並べられた状態で固定
され、ＳＬＡ３３と略平行に配置される。

【０００５】このように構成された密着型イメージセン
サにおいては、光源２０から光が発光されると、光は図
中破線矢印で示したように保護ガラス３２を透過して、
原稿３０の被読み取り部３１を照射する。照射された光
は被読み取り部３１における原稿３０濃度により拡散反
射し、反射した光は再び保護ガラス３２を透過してＳＬ
Ａ３３に入射する。そしてＳＬＡ３３に入射した光はＣ
ＣＤ受光素子３４上に正立等倍に結像され、ＣＣＤ受光
素子３４で電気信号に変換されて副走査方向１ライン分
の原稿３０画像の読み取りがなされる。

【０００６】なお、原稿固定型密着イメージスキャナ
は、密着型イメージセンサを１ライン毎に移動させて１
ライン分の読み取りを所定量、つまり副走査方向の分解
能と原稿３０の読み取り長さの積繰り返すことにより、
原稿３０一面を読み取るものとなっている。

【０００７】ところで、従来において密着型イメージセ
ンサの光源２０は、冷陰極管や熱陰極管で構成されてい
る。冷陰極管は、例えば図４に示したように内面に蛍光
物質２２が塗布され、かつ内部にアルゴンガス２３又は
混合不活性ガスと水銀２４とが封入されたガラス管２１
と、ガラス管２１の両端近傍のガラス管２１内にそれぞ
れ固定部２５を介して取り付けられた一対の内部電極で
あるゲッタ板２６と、一対のゲッタ板２６にそれぞれ一
端側が接続された取出電極２７とからなるものである。
〔フルカラー液晶表示技術、（平2-2-26）株式会社トリ
ケップス、p.224-227 〕

【０００８】このような冷陰極管においては、取出電極
２７を介してゲッタ板２６に高電圧を印加すると、ガラ
ス管２１内の電子が高速にゲッタ板２６に引かれ、二次
電子を放出させて放電を開始する。放出された二次電子
は水銀２４原子と衝突し、これにより紫外線が発生して
蛍光物質２２が励起され、原稿３０を照射するための可
視光線が発光される。

【０００９】一方、熱陰極管は、冷陰極管の一対のゲッ
タ板２６のそれぞれをフィラメントに代えたものであ
る。熱陰極管では、フィラメントに電流を流して予熱す
ると熱電子がガラス管内に放出される。この状態でフィ
ラメントに高電圧を印加すると、熱電子が高速に移動し
て水銀原子と衝突し、紫外線が発生されて冷陰極管と同
様に蛍光物質が励起され、原稿３０を照射するための可
視光線が発光される。

【００１０】なお、冷陰極管の管長は図４中ａで示した
ように一方の固定部２５から他方の固定部２５までの距
離となり、冷陰極管における発光長は図中ｂで示したよ
うに一対のゲッタ板２６間の距離となる。同様に、熱陰
極管における管長は一方の固定部から他方の固定部まで
の距離となり、発光長はフィラメント間の距離となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】密着型イメージセンサ
において、光源２０の発光長（有効長）ｂは少なくとも
被読み取り部３１の長さ分必要である。その一方で、上
記したように冷陰極管や熱陰極管で構成された光源２０
では、ガラス管２１内にゲッタ板２６やフィラメントが
配置され、発光長ｂと管長ａとの長さの差が大きいもの
であった。このため、密着型イメージセンサを例えば被
読み取り部３１と同程度の長さに小型化しようとする場
合、ＳＬＡ３３、ＣＣＤ受光素子３４及び基板３５は被
読み取り部３１と同程度とすることが可能であるが、光
源２０の長さを被読み取り部３１と同程度に抑えること
は困難であった。

【００１２】例えば、光源２０を小型かつ照度の強いも
のとするために、冷陰極管からなる光源２０を原稿３０
の被読み取り部３１に近接させ、発光長ｂを被読み取り
部３１に略近い長さ（有効長）とする場合、ゲッタ板２
６と固定部２５が被読み取り部３１の長さより突出して
しまい、小型化に差し支えるという問題が生じていた。
特に熱陰極管の場合には、冷陰極管と同様の問題がある
だけでなくフィラメントによる余長の影響があり、つま
りガラス管内において発光量の少ない部分が生じるた
め、その分冷陰極管より密着型イメージセンサにおける
有効長が短くなるという問題があった。本発明は上記課
題に鑑みてなされたものであり、有効長が長く、小型化
が可能な密着型イメージセンサを提供することを目的と
している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、光源からの光を被読み取り部に照射し、該
被読み取り部で反射された光をレンズアレイで受光して
ＣＣＤ受光素子上に結像させる密着型イメージセンサに
おいて、前記光源は、内面に蛍光物質が被着され、かつ
不活性ガスと水銀とが封入された中空円柱状の蛍光容器
と、その蛍光容器の外側両端を覆う状態で設けられた一
対の外部電極とからなるようにしたものである。

【００１４】

【作用】本発明によれば、一対の外部電極間に高電圧を
印加すると、蛍光容器内の電子が高速に移動し、放電を
開始する。放電により電子は水銀原子と衝突し、これに
より紫外線が発生して蛍光物質が励起され、一方の外部
電極から他方の外部電極間において可視光線が発光され
る。つまり前記蛍光容器の一端から他端の距離が略発光
長となり、前記一対の外部電極によって前記蛍光容器に
おける発光長が損なわれることがない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る密着型イメージセンサの
実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の密着
型イメージセンサの光源の一例を示した断面図である。
本実施例において光源１０は、中空円柱状の蛍光容器１
５と蛍光容器１５の外面両端を覆う状態で設けられた一
対の外部電極１６とからなっている。すなわち蛍光容器
１５は、内面に蛍光物質１２が被着され、かつアルゴン
ガス１３又は混合の不活性ガスと水銀１４とが封入され
たもので、一対の外部電極１６はこの蛍光容器１５の両
端の外周に密着状態で取り付けられている。

【００１６】上記光源１０では、一対の外部電極１６間
に高電圧を印加すると、蛍光容器１５内の電子が高速に
移動し、あたかも冷陰極管であるかのように放電を開始
する。放電により電子は水銀１４原子と衝突し、これに
より紫外線が発生して蛍光物質１２が励起され、一方の
外部電極１６の内側から他方の外部電極１６の内側にお
いて、つまり蛍光容器１５の一端から他端の間において
可視光線が発光される。

【００１７】このような光源１０においては、外部電極
１６に印加する電圧が従来の冷陰極管の印加電圧と同電
位であっても、蛍光容器１５からは光源１０を用いる密
着型イメージセンサの照射光として十分な照度の可視光
線が発光される。また蛍光容器１５の両端より各々５ｍ
ｍ程度あれば、蛍光容器１５の封入及び外部電極１６を
形成することができるので、従来の冷陰極管や熱陰極管
より管長ｃが短くて済む。さらに、上記したように蛍光
容器１５の一端から他端の間において有効な光が得られ
る。

【００１８】すなわち、蛍光容器１５の両端に設けられ
た一対の外部電極１６間の距離が発光長（有効長）ｄと
なり、発光長ｄが長く、しかも管長ｃが後述する原稿４
０の被読み取り部４１の長さより約１０ｍｍ程度長いだ
けの、管長ｃと発光長ｄとの差が少ない光源１０が形成
可能となる。なお、本実施例の光源１０では、蛍光物質
１２を変えても所要の発光長ｄでかつ十分な照度の可視
光線が発光される。

【００１９】図２はこのような光源１０を用いた密着型
イメージセンサの部分の一例を示した概略斜視図であ
る。光源１０は、例えばその蛍光容器１５が原稿４０の
被読み取り部４１に略等しい長さに形成されており、す
なわち光源１０の管長ｃが被読み取り部４１に近い長さ
に長く形成されており、上面に原稿４０が密着状態で載
置される保護ガラス４２の下方に配置される。この際、
光源１０は被読み取り部４１における原稿４０面に対し
て略平行に、かつ被読み取り部４１に光源１０からの光
が４５度の角度で入射する位置に配置される。また光源
１０は、後述するセルフォックレンズアレイ４３に直接
入光しない程度に被読み取り部４１に近接させる。

【００２０】保護ガラス４２の下方でかつ保護ガラス４
２上の原稿４０の面と略直角をなす方向には、セルフォ
ックレンズアレイ（以下、ＳＬＡと記す）４３が設置さ
れている。上記した被読み取り部４１はこのＳＬＡ４３
の真上に位置しており、ＳＬＡ４３は原稿４０の主走査
方向の読み取り幅と略等しい長さ、すなわち被読み取り
部４１と略等しい長さか、或いはそれに近い長さに長く
形成される。

【００２１】一方、ＳＬＡ４３の真下にはＣＣＤ受光素
子４４が配置されている。このＣＣＤ受光素子４４の下
部には基板４５が設けられており、ＣＣＤ受光素子４４
は、基板４５上に被読み取り部４１と略等しい長さか、
或いはそれに近い長さに長く、直線状に並べられた状態
で配置されている。なお、ＳＬＡ４３は共役長の中心、
つまり被読み取り部４１からこのＣＣＤ受光素子４４の
受光面までの伝播光路距離の中心に設定配置されてい
る。

【００２２】このような密着型イメージセンサにおいて
は、光源１０の蛍光容器１５の両端に取りつけられた外
部電極１６に例えば実効値３００Ｖ、周波数２００Ｋｈ
ｚの高周波電圧を印加すると、蛍光容器１５は密着型イ
メージセンサにおける照射光となる可視光線を発光す
る。上記したように可視光線は蛍光容器１５の一端から
他端の間において発光され、また蛍光容器１５は被読み
取り部４１に略等しい長さに形成されているので、光源
１０における発光長ｄは原稿４０の被読み取り部４１に
略等しい長さのものとなる。

【００２３】光源１０から光が発光されると、光は図中
破線矢印で示したように保護ガラス４２を透過して原稿
４０の被読み取り部４１を照射し、被読み取り部４１に
おける原稿４０濃度により拡散反射する。反射した光は
再び保護ガラス４２を透過してＳＬＡ４３に入射する。
ここでは被読み取り部４１がＳＬＡ３３の真下にあるこ
とから、被読み取り部４１からＳＬＡ３３への入射角度
が０度の拡散反射光がＳＬＡ４３で受光される。

【００２４】ＳＬＡ４３は共役長の中心に配置されてい
るため、ＳＬＡ４３で受光された光はＣＣＤ受光素子４
４上に正立等倍に結像され、ＣＣＤ受光素子４４で電気
信号に変換されて主走査方向１ライン分の原稿４０画像
の読み取りがなされる。なお、このような密着型イメー
ジセンサを用いて例えば原稿固定型密着型イメージスキ
ャナを構成した場合では、密着型イメージセンサを１ラ
イン毎に移動させて１ライン分の読み取りを所定量、つ
まり副走査方向の分解能と原稿４０の読み取り長さの積
繰り返すことにより、原稿４０一面の読み取りがなされ
る。

【００２５】以上のように、本実施例の密着型イメージ
センサでは、光源１０を一端から他端の間において有効
な光が得られる蛍光容器１５と、蛍光容器１５の外面両
端に場所をとることなく取り付けられる外部電極１６と
で構成している。つまり、外部電極１６によって蛍光容
器１５における発光長が損なわれず、管長ｃと発光長ｄ
との差が小さい光源１０を用いているので、発光長ｄを
被読み取り部４１と略等しい長さとし、かつ管長ｃをそ
れより若干長いだけの光源１０を構成することができ
る。従って、光源１０に伴ってＳＬＡ４３とＣＣＤ受光
素子４４と基板４５とを被読み取り部４１に略等しい
か、それに近い長さに形成することで、有効長が長く、
しかも小型化された密着型イメージセンサを得ることが
できる。

【００２６】また、蛍光容器１５からは密着型イメージ
センサの照射光として十分な照度の可視光線が発光され
るので、光源１０として非常に有効なものとなる。な
お、本実施例では光源１０の外部電極１６を蛍光容器１
５の両端部の外周に取り付けた場合について述べたが、
これに限定されるものではなく、蛍光容器１５の周りを
覆うように反射板を設けた場合には、反射板に外部電極
１６を取り付けることも可能である。

【００２７】また外部電極１６は、導電テープを蛍光容
器１５の外面側に貼り付けた程度の簡易なものとして構
成することができるので、光源１０を簡易に構成するこ
とができる。さらに、外部電極１６を予め密着型イメー
ジセンサ内にリング状の電極として形成しておけば、蛍
光容器１５は中空円柱状であるので、蛍光容器１５を密
着型イメージセンサの側面から外部電極１６に取り付け
たり、交換したりすることができ、取り付け及び交換が
容易となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の密着型イメ
ージセンサによれば、原稿の被読み取り部に略等しい発
光長が得られ、しかも管長を前記被読み取り部に略近い
長さに形成可能な蛍光容器と外部電極とで光源を構成し
ているので、セルフォックレンズアレイとＣＣＤ受光素
子とを被読み取り部に略等しいか、それに近い長さに形
成することで、密着型イメージセンサの小型化を実現す
ることができる。また、前記光源の蛍光容器からは密着
型イメージセンサの照射光として十分な照度の可視光線
が発光されるので、有効長の長い優れた密着型イメージ
センサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の密着型イメージセンサの光源の一例を
示した断面図である。

【図２】本発明の密着型イメージセンサの一例を示した
概略斜視図である。

【図３】従来の原稿固定型密着イメージスキャナのイメ
ージセンサの部分の一例を示した概略斜視図である。

【図４】冷陰極管の一例を示した断面図である。

【符号の説明】

１０ 光源 １２ 蛍光物質 １３ アルゴンガス（不活性ガス） １４ 水銀 １５ 蛍光容器 １６ 外部電極 ４０ 原稿 ４１ 被読み取り部 ４３ ＳＬＡ（セルフォックレンズアレイ） ４４ ＣＣＤ受光素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を被読み取り部に照射し、
   該被読み取り部で反射された光をレンズアレイで受光し
   てＣＣＤ受光素子上に結像させる密着型イメージセンサ
   において、 前記光源は、内面に蛍光物質が被着され、かつ不活性ガ
   スと水銀とが封入された中空円柱状の蛍光容器と、 該蛍光容器の外側両端を覆う状態で設けられた一対の外
   部電極とからなることを特徴とする密着型イメージセン
   サ。