JPS6362941B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、原稿面上の画像を１：１の大きさ
で光電変換部に結像して読取る密着型イメージセ
ンサに係わり、特に光電変換部が複数個の光電変
換素子アレイを２列に配列して構成される密着型
イメージセンサに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に、フアクシミリ等においては原稿面上の
画像を読取る場合、原稿面上の画像をレンズ系に
より縮小して、例えば2048ビツト程度で長さ32〜
40mm程度の長さのCCDチツプからなる光電変換
部に結像するという構成がとられている。このよ
うなイメージセンサでは、例えばA4サイズの原
稿幅200mmを32mmに縮小する必要があるため、原
稿面から光電変換部までの光路長が長くなり、装
置の小型化が難しいという欠点があつた。

そこでアレイ長が原稿幅と等しい光電変換部を
用い、原稿面上の画像を等倍率、すなわち１：１
の大きさで光電変換部に結像する、いわゆる密着
型イメージセンサの開発が進められている。この
ような密着型イメージセンサにおいては、原稿面
から光電変換部までの光路長は結像系にロツドレ
ンズアレイのような等倍結像系を用いることがで
きるため、十数mmと大幅に短縮される。この場
合、密着型イメージセンサにおいて必要な長尺の
光電変換部を１つのCCDチツプ等により実現す
ることは現状では困難であるため、CCDチツプ
等からなる光電変換素子アレイを複数個配列する
方法がとられる。

ところで、CCDチツプのような光電変換素子
アレイはアレイの両端側に非感光領域が存在する
関係から、一直線上に配列するとチツプとチツプ
の間の部分の画像が読取り不能となる。この点を
解決するため、第１図に示すように複数個の光電
変換素子アレイ１ａ，１ｂ，………をいわゆる千
鳥状配列で２列に配列することが考えられてい
る。すなわち、奇数番目のアレイ１ａ，１ｃ，…
……を第１線Ｌ１上に配列し、偶数番目のアレイ
１ｂ，１ｄ，………を第１の線Ｌ１と平行な第２
の線Ｌ２上に配列するのである。

第２図はこの密着型イメージセンサの結像系を
含む構成・配置を示すもので、基板２上に配列さ
れた光電変換部の２列の光電変換素子アレイ１
ａ，１ｃ，………および１ｂ，１ｄ，………に対
向してロツドレンズアレイ３ａ，３ｂを設け、原
稿面４上の画像をこれらのロツドレンズアレイ３
ａ，３ｂにより光電変換部に結像している。ここ
で、ロツドレンズアレイ３ａ，３ｂはその各光軸
が原稿面４上の一点で交わるようにθなる角度を
もつて原稿面４に対し斜めに配置されるが、その
太さの関係でθをある程度以上大きくとる必要が
あるため、光電変換部の列間距離２・ｄをあまり
小さくすることができず、装置の小型化を図る上
で障害となつていた。

また、ロツドレンズアレイ３ａ，３ｂの光軸は
光電変換部の受光面に対しても斜めとなるため、
その焦点深度はcosθに減少してしまい、それだけ
位置合せのマージンも減少する。従つて、光電変
換部とロツドレンズアレイ３ａ，３ｂとの位置合
せが非常に難しく、製作性の面でも問題があつ
た。

［発明の目的］ この発明の目的は、複数個の光電変換素子アレ
イを２列に配列して構成される光電変換部に対し
て原稿面上の画像を等倍率で結像する結像系に用
いられる２組のレンズ系の光軸を平行にすること
が可能で、小型化および製作性の向上を図ること
ができる密着型イメージセンサを提供することに
ある。

［発明の概要］ この発明に係わる密着型イメージセンサは、原
稿面から光電変換部への結像系に、原稿面からの
光と反射光と透過光とに４分割する第１のミラー
と、この第１のミラーで反射された光を反射する
第２のミラーと、第１のミラーを透過した光を反
射する第３のミラーと、この第３のミラーで反射
された光を第２のミラーで反射された光と同方向
に反射する第４のミラーとを設け、第２のミラー
で反射された光を光電変換部の第１列の光電変換
素子アレイに対向して設けられた第１のレンズ系
に入射せしめ、第４のミラーで反射された光を光
電変換部の第２列の光電変換素子アレイに対向し
て設けられた第２のレンズ系に入射せしめるよう
にしたことを特徴としている。

［発明の効果］ この発明によれば、第１、第２のレンズ系の光
軸を平行にできるため、スペースフアクタが向上
し、光電変換部の列間距離を短縮することが可能
であり、全体をより小型化することができる。

また、レンズ系の光軸を光電変換部の受光面に
垂直にでき、その焦点深度を最大にとることがで
きるので、それだけレンズ系の位置合せマージン
が大きくなり、調整が容易となる。従つて製作性
が向上し、価格の低減を図ることが可能となる。

［発明の実施例］ 第３図はこの発明の一実施例を示すもので、光
電変換部は第１図および第２図で説明したよう
に、CCDチツプ等からなる複数個の光電変換素
子アレイ１ａ，１ｂ，………を基板２上において
紙面に直角の方向に２列に千鳥状に配列して構成
されている。そして、原稿面４上の画像は第１〜
第４のミラー１１〜１４および第１、第２のレン
ズ系（例えばロツドレンズアレイ）３ａ，３ｂに
よつて光電変換部の第１列、第２列の光電変換素
子アレイ１ａ，１ｃ，………および１ｂ，１ｄ，
………上に結像されるようになつている。

すなわち、原稿面４からの画像情報に応じた光
はまず半透鏡である第１のミラー１１に導かれ、
反射光と透過光とに２分割される。これらの光の
うち、反射光は第２のミラー１２に導かれ、ここ
で全反射されて第１のレンズ系３ａの一端に入射
される。一方、第１のミラー１１を透過した光は
第３のミラー１３で全反射された後、第４のミラ
ー１４に導かれ、ここで全反射されて第２のレン
ズ系３ｂの一端に入射される。そして第１、第２
のレンズ系３ａ，３ｂに入射した光はそれぞれ第
１列、第２列の光電変換素子アレイ１ａ，１ｃ，
………および１ｂ，１ｄ，………上に結像され
る。

ここで、第１、第２のレンズ系３ａ，３ｂに入
射する光はそれぞれミラー１１，１２およびミラ
ー１３，１４により２回ずつ反射を受けているた
め、共に正立像となつている。また図中Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの寸法をＡ＝Ｂ、Ｃ＝Ｄの関係に設定すれ
ば、原稿面４から第１、第２のレンズ系３ａ，３
ｂまでのそれぞれの光路長を等しくできる。

このようにすることにより、第１、第２のレン
ズ系３ａ，３ｂの両光軸を平行に、かつ光電変換
部の受光面に対し垂直に設定することが可能とな
る。従つて、レンズ系３ａ，３ｂ間の距離、すな
わち光電変換部の第１列の光電変換素子アレイ１
ａ，１ｃ，………と第２の光電変換素子アレイ１
ｂ，１ｄ，………との間の距離を小さくとること
が可能となり、また光電変換部に対するレンズ系
３ａ，３ｂの位置合せを容易に行なうことができ
る。

なお、第１列、第２列の光電変換素子アレイ１
ａ，１ｃ，………および第２列の光電変換素子ア
レイ１ｂ，１ｄ，………の入射光量を等しくする
ため、第１のミラー１１の反射光と透過光との分
割比および第２〜第４のミラー１２〜１４のそれ
ぞれの光反射率を、原稿面４から第１、第２のレ
ンズ系３ａ，３ｂまでのそれぞれの光損失が等し
くなるように選定することが望ましい。

第４図は第３図の実施例をさらに具体化した構
成を示すもので、結像系を一体化したものであ
る。すなわち、第３図におけるミラー１１〜１
４、レンズ系３ａ，３ｂ等はそれぞれ個別の支持
体により支持してもよいが、これらを一体化すれ
ば組立てが非常に容易となり製作性が著しく向上
する。

第４図において、第１のミラー１１は長尺の三
角プリズム２１の１つの面に被着された半透膜か
らなつており、また第２〜第４のミラー１２〜１
４は不透明支持体２２〜２４上に被着された反射
膜からなつている。第１のミラー１１と第２のミ
ラー１２との間には両ミラー１１，１２に密着し
てプリズム２５が設けられている。このプリズム
２５は第１のミラー１１の透過膜と反射側との屈
折率を等しくするためのものである。一方、第
１、第２のレンズ系３ａ，３ｂは例えばグレーデ
イドインデツクス型光フアイバからなつており、
不透明支持体２６に設けられた孔に挿入されてい
る。そして２１〜２６の各部材は透明接着剤によ
り接合されて一体化されている。この場合、図中
２７，２８で示す空間部にも透明体を設ければ、
全体を一層堅固にすることが可能である。なお、
このように結像系全体を一体化する代わりに、第
１〜第４のミラー１１〜１４のみ、あるいは第
１、第２のレンズ系３ａ，３ｂのみを一体化した
り、これらを個々に一体化しても第４図の構成に
準じた効果が得られる。

この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施が
可能であり、例えば光電変換部における２列の光
電変換素子アレイは必ずしも千鳥状に配列されて
いなくともよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は密着型イメージセンサにおける光電変
換部を構成する光電変換素子アレイの配列状態を
示す図、第２図は従来の密着型イメージセンサに
おける結像系の構成を示す図、第３図はこの発明
の一実施例に係わる密着型イメージセンサの構成
を示す図、第４図はこの発明の他の実施例に係わ
る密着型イメージセンサにおける結像系の構成を
示す断面図である。 １ａ，１ｂ……光電変換素子アレイ、２……基
板、３ａ，３ｂ……レンズ系、４……原稿面、１
１〜１４……第１〜第４のミラー、２１，２５…
…プリズム、２２〜２４，２６……不透明支持
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の光電変換素子アレイが２列に配列さ
   れた光電変換部と、この光電変換部に原稿面上の
   画像を等倍率で結像する結像系とを有する密着型
   イメージセンサにおいて、前記結像系を原稿面か
   らの光を反射光と透過光とに２分割する第１のミ
   ラーと、この第１のミラーで反射された光を反射
   する第２のミラーと、前記第１のミラーを透過し
   た光を反射する第３のミラーと、この第３のミラ
   ーで反射された光を前記第２のミラーで反射され
   た光と同方向に反射する第４のミラーと、前記第
   ２のミラーで反射された光を光電変換部の第１列
   の光電変換素子アレイに導く第１のレンズ系と、
   この第１のレンズ系と平行に設けられ前記第４の
   ミラーで反射された光を光電変換部の第２列の光
   電変換素子アレイに導く第２のレンズ系とにより
   構成したことを特徴とする密着型イメージセン
   サ。 ２ 第１〜第４のミラーを原稿面から第１および
   第２のレンズ系までのそれぞれの光路長が等しく
   なるように配置したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の密着型イメージセンサ。 ３ 第１ミラーの反射光と透過光との分割比およ
   び第２〜第４のミラーの各光反射率を原稿面から
   第１、第２のレンズ系までのそれぞれの光損失が
   等しくなるように選定したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の密着型イメ
   ージセンサ。 ４ 第１〜第４のミラーが一体化されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のい
   ずれかに記載の密着型イメージセンサ。 ５ 第１および第２のレンズ系が一体化されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   密着型イメージセンサ。 ６ 第１〜第４のミラーと第１および第２のレン
   ズ系が一体化されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の密着
   型イメージセンサ。 ７ 第１および第２のレンズ系はそれぞれロツド
   レンズアレイであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項、第５項および第６項のいずれかに記
   載の密着型イメージセンサ。