JP4123266B2 - Image sensor - Google Patents

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Description

この発明は、イメージセンサに関するものであり、特に、紙幣等のように光の透過部分を有する被照射物に対する読み取りを行うものである。   The present invention relates to an image sensor, and in particular, reads an object to be irradiated having a light transmission portion such as a bill.

従来、この種のイメージセンサとして、例えば、特開平6−273602号公報(特許文献1)に記載されたものがあった。この特許文献1には、その図1及び図2に記載されているのように、発光ダイオード1から発せられた光は透明保護板4上の照明窓41を通過して原稿6に照射され、原稿6で反射された光は透明保護板4上のマイクロレンズアレイ42により収束され、受光センサチップ2により原稿の読み取りが行われる、いわゆる反射型イメージセンサが記載されている。そして、この反射型イメージセンサでは、マイクロレンズアレイ42において、マイクロレンズの個数を受光センサアレイの素子数に一致させ、レンズ素子と受光素子とを一対一に対応させるように構成している。   Conventionally, as this type of image sensor, for example, there is one described in JP-A-6-273602 (Patent Document 1). In this Patent Document 1, as described in FIGS. 1 and 2, the light emitted from the light emitting diode 1 passes through the illumination window 41 on the transparent protective plate 4 and is applied to the document 6. A so-called reflective image sensor is described in which the light reflected by the document 6 is converged by the microlens array 42 on the transparent protective plate 4 and the document is read by the light receiving sensor chip 2. In this reflection type image sensor, the microlens array 42 is configured such that the number of microlenses matches the number of elements in the light receiving sensor array, and the lens elements and the light receiving elements are in one-to-one correspondence.

一方、特開2003−87564号公報(特許文献2)には、その図2に記載されているように、反射原稿用光源22又は透過原稿用光源80を用い、透過原稿用光源80は原稿カバー60に収容され、原稿カバー60に脱着自在に係止された原稿マット70は、反射原稿の読み取り時に原稿カバー60に装着され、透過原稿の読み取り時には原稿カバー60から取り外される構成とした画像読取装置が記載されている。   On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-87564 (Patent Document 2), as shown in FIG. 2, a light source 22 for reflective originals or a light source 80 for transparent originals is used. An image reading apparatus configured to be accommodated in the document cover 60 and detachably locked to the document cover 60 is attached to the document cover 60 when reading a reflective document and is removed from the document cover 60 when reading a transparent document. Is described.

特開平6−273602号公報(第1図、第2図)JP-A-6-273602 (FIGS. 1 and 2)

特開2003−87564号公報(段落0024、第2図)JP 2003-87564 A (paragraph 0024, FIG. 2)

しかしながら、特許文献1に記載されたものは、いわゆる反射型イメージセンサであって、マイクロレンズの個数を受光センサアレイの素子数に一致させ、レンズ素子と受光素子とを一対一に対応させるように構成しなければならないため、それらの位置合わせが困難になるという課題があった。   However, what is described in Patent Document 1 is a so-called reflection type image sensor, in which the number of microlenses is made to match the number of elements of the light receiving sensor array, and the lens elements and the light receiving elements are made to correspond one-to-one. Since they must be configured, there is a problem that their alignment becomes difficult.

一方、特許文献2に記載されたものは、いわゆる透過型と反射型とを組合せたイメージセンサであるが、反射原稿の読み取り時には原稿マットを原稿カバーに装着し、透過原稿の読み取り時には原稿マットを原稿カバーから取り外すという手間を要するため、いわゆる反射型による場合と透過型による場合との切り替えが面倒であるという課題があった。   On the other hand, what is described in Patent Document 2 is an image sensor that combines a so-called transmissive type and a reflective type. When reading a reflective original, the original mat is attached to the original cover, and when reading a transparent original, the original mat is attached. Since it takes time and effort to remove it from the document cover, there is a problem that switching between the so-called reflection type and the transmission type is troublesome.

そこで、この発明は、いわゆる透過型イメージセンサにおいて、光源と原稿(被照射物)との間に、主走査方向に沿って多数の突部を連続的に形成した屈折部材を設け、この屈折部材を光源からの光が通過し、屈折することにより、原稿(被照射物)の主走査方向に亘って照度偏差を低減した高精度の原稿(被照射物)の読み取りを可能とする新規なイメージセンサを提供するものである。   Therefore, according to the present invention, in a so-called transmissive image sensor, a refracting member in which a large number of protrusions are continuously formed along the main scanning direction is provided between the light source and the original (object to be irradiated). A new image that enables reading of a highly accurate document (illuminated object) with reduced illuminance deviation over the main scanning direction of the document (illuminated object) by the light from the light source passing through and being refracted through A sensor is provided.

請求項1に係るイメージセンサは、主走査方向に配列された光源と、前記主走査方向に直交する副走査方向に搬送される被照射物に対し、その被照射物を透過した光を収束する前記主走査方向に延びたレンズアレイと、前記主走査方向に配列され、前記レンズアレイにより収束された光を検知するセンサと、前記光源と被照射物との間に配置され、前記光源からの光をその内部で反射を繰り返して前記被照射物側に導光する第1の導光体と、この第1の導光体の光の射出側に設けられ、前記主走査方向に沿って多数の突部を連続的に形成され、前記光源からの光を通過させ、屈折させて被照射物の主走査方向に亘って光を照射する屈折部とを備えたものである。   The image sensor according to claim 1 converges the light transmitted through the irradiated object with respect to the irradiated light source arranged in the main scanning direction and the irradiated object conveyed in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. A lens array extending in the main scanning direction; a sensor arranged in the main scanning direction for detecting light converged by the lens array; and disposed between the light source and the object to be irradiated. A first light guide that repeatedly reflects light inside and guides the light toward the irradiated object, and a light guide provided on the light emission side of the first light guide, and a plurality of light guides along the main scanning direction. And a refracting section that irradiates light in the main scanning direction of the irradiated object by allowing light from the light source to pass through and refract.

請求項2に係るイメージセンサは、主走査方向に配列された第1の光源と、その第1の光源からの第1の光を前記主走査方向に直交する副走査方向に搬送される被照射物へ導光する第1の導光体と、この第1の導光体の光の射出側に設けられ、前記主走査方向に沿って多数の突部を連続的に形成され、前記第1の光源からの光を通過させ、屈折させて被照射物の主走査方向に亘って光を照射する屈折部と、前記主走査方向に配列された第2の光源と、その第2の光源からの光を前記被照射物に照射するように前記第2の光源側から被照射物側に導光する第2の導光体と、前記被照射物を透過した第1の光及び前記被照射物から反射した第2の光を収束するレンズアレイと、このレンズアレイにより収束した第1の光及び第2の光を光電変換するセンサと、このセンサを設けた第1の基板と、この第1の基板に対して前記レンズアレイ側とは反対側に設けられ、前記第2の光源が設けられた第2の基板と、前記第1の基板の前記センサが設けられた面の反対側の面と対向する前記第2の基板の面との間に介在し、前記センサにより光電変換された電気信号を前記第1の基板から前記第2の基板に伝達するコネクタとを備えたものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an image sensor in which the first light source arranged in the main scanning direction and the first light from the first light source are conveyed in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. A first light guide that guides light to an object, and a light emitting side of the first light guide, and a plurality of protrusions are continuously formed along the main scanning direction. A refracting unit that transmits light from the light source in the main scanning direction and refracts it to irradiate light in the main scanning direction of the irradiation object; a second light source arranged in the main scanning direction; and the second light source. A second light guide for guiding light from the second light source side to the irradiated object side so as to irradiate the irradiated object with the first light, the first light transmitted through the irradiated object, and the irradiated object A lens array that converges the second light reflected from the object, and photoelectrically converts the first light and the second light converged by the lens array A sensor, a first substrate provided with the sensor, a second substrate provided on the side opposite to the lens array side with respect to the first substrate, and provided with the second light source; An electrical signal that is interposed between the surface of the first substrate opposite to the surface on which the sensor is provided and the surface of the second substrate that faces the surface is photoelectrically converted by the sensor from the first substrate. And a connector for transmitting to the second substrate.

請求項3に係るイメージセンサは、前記第1の導光体の副走査方向における断面形状をラッパ型形状とした請求項1又は2に記載のものである。
請求項4に係るイメージセンサは、前記第1の導光体と屈折部は樹脂材で一体成型された請求項1又は2に記載のものである。
請求項5に係るイメージセンサは、前記屈折部の突部の主走査方向における断面形状を半円形状又は半楕円形状とした請求項1又は2に記載のものである。
請求項6に係るイメージセンサは、前記屈折部の突部の主走査方向における断面形状を三角形状とした請求項1又は2に記載のものである。
An image sensor according to a third aspect is the one according to the first or second aspect, wherein a cross-sectional shape of the first light guide in a sub-scanning direction is a trumpet shape.
An image sensor according to a fourth aspect is the image sensor according to the first or second aspect, wherein the first light guide and the refracting portion are integrally formed of a resin material.
The image sensor according to a fifth aspect is the one according to the first or second aspect, wherein a cross-sectional shape of the protrusion of the refracting portion in the main scanning direction is a semicircular shape or a semielliptical shape.
The image sensor according to a sixth aspect is the one according to the first or second aspect, wherein a cross-sectional shape of the protrusion of the refracting portion in the main scanning direction is a triangular shape.

請求項1乃至6に係る発明によれば、原稿(被照射物)上における主走査方向の照度偏差を軽減することができ、原稿の読み取り精度を向上させることができる。   According to the first to sixth aspects of the invention, the illuminance deviation in the main scanning direction on the document (object to be irradiated) can be reduced, and the document reading accuracy can be improved.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について図1を用いて説明する。図1は、実施の形態1によるイメージセンサの断面構成図である。図1において、1は原稿(被照射物)であり、紙幣、有価証券又は小切手などの読み取り媒体、2は密着型イメージセンサ(以下、CISとも称す。)の外部に設けられた透過型光源である。3は主走査方向にLEDチップをアレイ状に直線的に配列した第1の光源、4は第1の光源3から照射された照明光をCIS側に導くラッパ型導光体、4aはラッパ型導光体4の光射出部(射出部)、5は光射出部4aに貼り付けられた屈折シートで、光射出部4aと屈折シート5により屈折部材を構成している。6は屈折シート5から放射された光をCIS側へ透過させるガラス板、7は第1の光源3のLEDチップを搭載するLED基板、8は光源3を駆動するためのコネクタ、9はラッパ型導光体4、ガラス板6及びLED基板を収納又は保持する透過型光源用の筐体である。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an image sensor according to the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a manuscript (irradiated object), a reading medium such as banknotes, securities or checks, and 2 a transmissive light source provided outside a contact image sensor (hereinafter also referred to as CIS). is there. 3 is a first light source in which LED chips are linearly arranged in an array in the main scanning direction, 4 is a trumpet light guide that guides illumination light emitted from the first light source 3 to the CIS side, and 4a is a trumpet type. The light emitting part (ejecting part) 5 of the light guide 4 is a refraction sheet attached to the light emitting part 4a, and the light emitting part 4a and the refraction sheet 5 constitute a refraction member. 6 is a glass plate that transmits light emitted from the refractive sheet 5 to the CIS side, 7 is an LED substrate on which the LED chip of the first light source 3 is mounted, 8 is a connector for driving the light source 3, and 9 is a trumpet type. This is a transmissive light source housing that houses or holds the light guide 4, the glass plate 6, and the LED substrate.

次に、CIS側の構成について説明する。図1において、10はLEDチップをアレイ状に直線配列させた第2の光源、11は第2の光源10から照射された照明光を原稿1側に導く屈折型導光体、11aは屈折型導光体11の光射出部(射出部)、12は光射出部11aから放射された光を原稿面へ透過させるガラス板、13は第1の光源3からの透過光や、第2の光源10からの光で原稿面で反射された反射光を集束するロッドレンズアレイ(レンズアレイ)、14はロッドレンズアレイで集束された光を受光する受光部で、複数の光電変換部とそれらの駆動回路などが組み込まれたセンサICである。15はセンサIC14を複数個搭載するセンサ基板、16は第2の光源10を両側に搭載するプリント配線板などで構成された基板である。このようにして、透過型光源2、CIS側等により、全体としてイメージセンサを構成している。   Next, the configuration on the CIS side will be described. In FIG. 1, 10 is a second light source in which LED chips are linearly arranged in an array, 11 is a refractive light guide that guides illumination light emitted from the second light source 10 to the document 1, and 11a is a refractive type. The light emitting part (ejecting part) of the light guide 11, 12 is a glass plate that transmits the light emitted from the light emitting part 11 a to the document surface, and 13 is the transmitted light from the first light source 3 or the second light source. A rod lens array (lens array) for converging the reflected light reflected from the original surface by the light from 10, and a light receiving unit 14 for receiving the light converged by the rod lens array, a plurality of photoelectric conversion units and their driving This is a sensor IC in which a circuit or the like is incorporated. Reference numeral 15 denotes a sensor board on which a plurality of sensor ICs 14 are mounted. Reference numeral 16 denotes a board made of a printed wiring board on which the second light source 10 is mounted on both sides. In this way, the image sensor as a whole is constituted by the transmissive light source 2, the CIS side, and the like.

すなわち、基本的には、透過型光源2、ラッパ型導光体4、屈折シート5、ロッドレンズアレイ13及び受光部14により透過型イメージセンサを構成し、一方、第2の光源10、屈折型導光体11、ロッドレンズアレイ13及び受光部14により反射型イメージセンサを構成している。   That is, basically, a transmissive image sensor is constituted by the transmissive light source 2, the trumpet light guide 4, the refraction sheet 5, the rod lens array 13, and the light receiving unit 14, while the second light source 10, the refraction type The light guide 11, the rod lens array 13, and the light receiver 14 constitute a reflective image sensor.

17は、受光部14で光電変換されたアナログ信号をA/D変換後、各画素(ビット)の信号出力をシェーディング補正や全ビット補正する補正回路などを組込、原稿1からのイメージ情報を画像信号として出力する信号処理IC(ASIC)、18はCISを駆動するためのスタート信号(SI)、クロック信号(CLK)及び電源などの入力信号や透過型光源に電源供給し、画像信号を外部へ出力するコネクタ、19はセンサ基板15と基板16との信号の受け渡しを行う中継コネクタ、20はロッドレンズアレイ13及びセンサ基板15を収納又は保持する内部筐体、21は屈折型導光体11、ガラス板12及び基板16を収納又は保持する外部筐体である。また、内部筐体20は中継コネクタ19で保持され、透過型光源2や外部筐体21は、例えば金融端末装置などの読み取りシステム(図示せず)の本体と固定される。なお、図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。   17, after the analog signal photoelectrically converted by the light receiving unit 14 is A / D converted, a correction circuit for shading correction or all bit correction of the signal output of each pixel (bit) is incorporated, and image information from the document 1 is incorporated. A signal processing IC (ASIC) 18 which outputs as an image signal supplies power to an input signal such as a start signal (SI), a clock signal (CLK) and a power source for driving the CIS, and a transmissive light source, and the image signal is externally supplied. 19 is a relay connector that transfers signals between the sensor substrate 15 and the substrate 16, 20 is an internal housing that houses or holds the rod lens array 13 and the sensor substrate 15, and 21 is a refractive light guide 11. This is an external housing that houses or holds the glass plate 12 and the substrate 16. The internal housing 20 is held by the relay connector 19, and the transmissive light source 2 and the external housing 21 are fixed to the main body of a reading system (not shown) such as a financial terminal device. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

図2は、LED基板7上に直線配列されたLEDチップの部分断面図である。本実施の形態1では第1の光源3は主走査方向(原稿読み取り方向)に10mm間隔で配置される。また基板16の両側に直線配列されたLEDチップで構成された第2の光源10も同様の配置である。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the LED chips linearly arranged on the LED substrate 7. In the first embodiment, the first light sources 3 are arranged at intervals of 10 mm in the main scanning direction (document reading direction). The second light source 10 composed of LED chips linearly arranged on both sides of the substrate 16 has the same arrangement.

次に、動作について説明する。CISの内部に搭載された第2の光源10を使用し、原稿1からの反射光を受光し、イメージ情報とする場合には第2の光源10を点灯させ、比較的光路長の長い屈曲型導光体11を通過させ光を原稿1に照射する。この第2の光源10からの照明光は原稿1に対して斜め方向から放射されるので、原稿面で反射した散乱光が反射光としてロッドレンズアレイ13で集光され、センサIC14で光電変換される。   Next, the operation will be described. When the second light source 10 mounted inside the CIS is used to receive the reflected light from the document 1 and use it as image information, the second light source 10 is turned on, and the bent type has a relatively long optical path length. The original 1 is irradiated with light through the light guide 11. Since the illumination light from the second light source 10 is radiated obliquely with respect to the document 1, the scattered light reflected on the document surface is collected as reflected light by the rod lens array 13, and is photoelectrically converted by the sensor IC 14. The

イメージセンサのCIS側の外部に設置された透過型光源2の第1の光源3を使用し、原稿1からの透過光を受光し、イメージ情報とする場合には第1の光源3を点灯させ、比較的光路長が短いラッパ型導光体4を通過させ光を原稿1に照射する。この第1の光源3からの照明光は、原稿1に対して直角方向に放射されるので原稿面で透過した直接光がロッドレンズアレイ13で集光され、センサIC14で光電変換される。   When the first light source 3 of the transmissive light source 2 installed outside the CIS side of the image sensor is used to receive the transmitted light from the document 1 and use it as image information, the first light source 3 is turned on. Then, the original 1 is irradiated with light through a trumpet light guide 4 having a relatively short optical path length. Since the illumination light from the first light source 3 is radiated in a direction perpendicular to the document 1, the direct light transmitted through the document surface is collected by the rod lens array 13 and photoelectrically converted by the sensor IC 14.

図2では、LEDチップの主走査方向のピッチ間隔は10mmであり、ラッパ型導光体4で照明光を拡散させることにより、透過型光源2の原稿面上における主走査方向の照度分布は均一になるよう配慮されている。   In FIG. 2, the pitch interval of the LED chips in the main scanning direction is 10 mm, and the illumination light is diffused by the trumpet light guide 4 so that the illuminance distribution in the main scanning direction on the original surface of the transmissive light source 2 is uniform. It is considered to be.

しかし、透過光の光量調整等を行う際、すなわち、原稿1の無い状態で透過型光源2からの照度を検出し、それをシェーディング補正などの基準信号(参照信号)として用いる場合には、主走査方向の受光部14における各画素の照度は均一であることが好ましい。基準信号が、各画素ごとに大きく照度が異なると、正確な原稿1のイメージ情報データの採取に支障を与える。これはラッパ型導光体4の射出部4aが平面形で、原稿が無い場合には原稿面相当位置を通過する光線が位置により異なった角度分布を持ち、LEDチップのピッチ間の照度差が、光電変換後の各画素の出力にリップルとして現われるためである。   However, when adjusting the amount of transmitted light or the like, that is, when detecting the illuminance from the transmissive light source 2 in the absence of the document 1 and using it as a reference signal (reference signal) for shading correction, etc. It is preferable that the illuminance of each pixel in the light receiving unit 14 in the scanning direction is uniform. If the reference signal is greatly different in illuminance for each pixel, it will hinder the collection of accurate image information data of the document 1. This is because the light emitting part 4a of the trumpet type light guide 4 has a flat shape, and when there is no original, the light beam passing through the position corresponding to the original surface has a different angular distribution depending on the position, and the illuminance difference between the pitches of the LED chips is different. This is because a ripple appears in the output of each pixel after photoelectric conversion.

次にこの発明のイメージセンサの機能について図3を用いて説明する。 図3はCISの駆動回路のブロック図である。CISのクロック信号(CLK)と同期したスタート信号(SI)のタイミングで受光部14で光電変換されたアナログ出力(SO)を得る。SOは増幅後、信号処理IC17でアナログデジタル(A/D)変換され、補正回路では、サンプル・ホールドを含むシェーディング補正や全ビット補正などが行われる。SOから得られたデジタル信号データの補正には、あらかじめ設定された基準信号(参照信号)データを記憶したRAM領域から読み出し、原稿1から採取したイメージ情報と信号処理IC17の補正回路で演算加工する。透過型光源2を使用する場合には、第1の光源3を点灯し、CISに収納されている第2の光源10を消灯することにより、原稿1の無い状態の照度を受光部14で光電変換し、基準信号とし、光量調整や補正データに適用する。   Next, the function of the image sensor of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram of a CIS drive circuit. The analog output (SO) photoelectrically converted by the light receiving unit 14 is obtained at the timing of the start signal (SI) synchronized with the CIS clock signal (CLK). After amplification, the signal processing IC 17 performs analog-to-digital (A / D) conversion, and the correction circuit performs shading correction including sample and hold, all-bit correction, and the like. To correct the digital signal data obtained from the SO, a preset reference signal (reference signal) data is read from the RAM area, and is processed by the image information collected from the document 1 and the correction circuit of the signal processing IC 17. . When the transmissive light source 2 is used, the first light source 3 is turned on, and the second light source 10 housed in the CIS is turned off, so that the illuminance in the absence of the document 1 is photoelectrically detected by the light receiving unit 14. It is converted into a reference signal and applied to light amount adjustment and correction data.

図4は、光射出部4a全面に屈折シート5を透明接着剤で貼り付けた状態のラッパ型導光体4の外観図である。この屈折シート5は、個々が蒲鉾状の断面を有し、その円弧状両端部が互いに隣接する円弧状の端部と密着するように、連続的に配列したものである。また、蒲鉾状断面が主走査方向に配列されるように貼り付けられる。この屈折シート5をレンチキュラーレンズとも呼ぶ。なお、レンチキュラーレンズは透明ガラス又は透明アクリル系樹脂で一体化成形されている。図4では、ラッパ状導光体4の射出部4aに屈折シートを貼り付けた屈折部材であるが、この屈折部材は、ラッパ状導光体4の射出部4aに蒲鉾状の断面を直接形成する構成のものでもよい。   FIG. 4 is an external view of the trumpet type light guide 4 in a state where the refractive sheet 5 is attached to the entire surface of the light emitting portion 4a with a transparent adhesive. Each of the refractive sheets 5 has a bowl-shaped cross section, and is continuously arranged so that both arc-shaped end portions thereof are in close contact with adjacent arc-shaped end portions. Further, it is pasted so that the hook-shaped cross section is arranged in the main scanning direction. This refractive sheet 5 is also called a lenticular lens. The lenticular lens is integrally formed of transparent glass or transparent acrylic resin. In FIG. 4, the refractive member is formed by attaching a refractive sheet to the emission portion 4 a of the trumpet-shaped light guide 4. The thing of the structure to perform may be sufficient.

図5は、形状の異なる屈折シートの説明を行うものであり、図5aは、半円形状(半楕円形状)のレンチキュラーレンズ、図5bは、三角形状の底部に平面層を有し、平面層が互いに密着するように配列したものであり、この形状の屈折シート5をプリズムシートとも呼ぶ。なお、プリズムシート5はアクリル系樹脂で一体化成形されている。   FIG. 5 illustrates a refractive sheet having a different shape, FIG. 5a illustrates a semicircular (semi-elliptical) lenticular lens, and FIG. Are arranged so as to be in close contact with each other, and the refractive sheet 5 having this shape is also referred to as a prism sheet. The prism sheet 5 is integrally formed of an acrylic resin.

次に、レンチキュラーレンズを貼り付けたラッパ型導光体4の動作について図6を用いて説明する。図6は、透過型光源2のラッパ型導光体4の射出部4a上に屈折シート5を付加したときの主走査方向の光路を示したものである。図6において、第1の光源3から照射された光はラッパ型導光体4を通過し、拡散光として屈折シート5で屈折及び反射される。また反射光は再度反射を繰り返して最終的に屈折光として射出部4aから再放射される。従って、屈折シート5をラッパ型導光体4の射出面4aに付加することにより放射角度成分が分散され、原稿が無い場合にも原稿面相当位置を通過する光線の角度分布が平均化し照度が均一になる。射出部4aから放射された分散光はガラス板6を透過して、透過型光源2の透過光として原稿1や受光部14に直接光として入射する。なお、図中、図1と、同符号は同一又は相当部分を示す。   Next, the operation of the trumpet light guide 4 with the lenticular lens attached will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an optical path in the main scanning direction when the refracting sheet 5 is added on the emission part 4 a of the trumpet light guide 4 of the transmissive light source 2. In FIG. 6, the light emitted from the first light source 3 passes through the trumpet light guide 4 and is refracted and reflected by the refractive sheet 5 as diffused light. The reflected light is repeatedly reflected again, and finally re-radiated from the emitting portion 4a as refracted light. Therefore, by adding the refraction sheet 5 to the exit surface 4a of the trumpet light guide 4, the radiation angle component is dispersed, and even when there is no document, the angular distribution of rays passing through the position corresponding to the document surface is averaged and the illuminance is increased. It becomes uniform. The dispersed light emitted from the emitting unit 4 a passes through the glass plate 6 and is directly incident on the document 1 and the light receiving unit 14 as transmitted light of the transmissive light source 2. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.

図7は、各種屈折シート5を射出部4aに貼り付け、透過型光源2からの照射光を受光部14で測定した各画素の出力分布及び明出力平均値を説明する図である。本実施の形態1では、読み取り媒体としてOHPシートなどの透明度の高い原稿1を装着した場合について説明する。実験では画素数1536ビット、画素密度(画素間ピッチ)0.125mm、光電変換出力は増幅後、8ビット分解能(256階調分解)出力で測定した。   FIG. 7 is a diagram for explaining the output distribution and the bright output average value of each pixel in which various refractive sheets 5 are attached to the emitting portion 4a and the irradiation light from the transmissive light source 2 is measured by the light receiving portion. In the first embodiment, a case where a highly transparent document 1 such as an OHP sheet is mounted as a reading medium will be described. In the experiment, the number of pixels was 1536 bits, the pixel density (inter-pixel pitch) was 0.125 mm, and the photoelectric conversion output was measured with an 8-bit resolution (256 gradation resolution) output after amplification.

図7aにおいてA表示は射出部4aに屈折シート5を貼り付けない場合、B表示はレンチキュラーレンズを貼り付けた場合、参考比較データとしてC表示はプリズムレンズを1層構造で貼り付けた場合、D表示はプリズムレンズを2層構造で貼り付けた場合の各画素の出力分布である。図7aから屈折シート5をラッパ型導光体4の射出部4aに貼り付けたことにより、明出力の低下(digit値の小さい値ほど出力が低い。)があることが解かり、その値は図7bに示すように射出部に屈折シート5を貼り付けない場合を100(A表示)とすれば、レンチキュラーレンズ(B表示)では平均で約66%となる。これは屈折シートを貼り付けない場合に比べて光の透過率が低下したことを意味する。   In FIG. 7a, the display A is when the refractive sheet 5 is not attached to the emitting portion 4a, the display B is when a lenticular lens is attached, the reference display C is a case where a prism lens is attached in a single layer structure, The display is the output distribution of each pixel when a prism lens is attached in a two-layer structure. From FIG. 7a, it can be seen that by attaching the refractive sheet 5 to the emission part 4a of the trumpet type light guide 4, there is a decrease in bright output (the smaller the digit value, the lower the output), and the value is As shown in FIG. 7b, when the case where the refractive sheet 5 is not attached to the exit portion is 100 (A display), the average of the lenticular lens (B display) is about 66%. This means that the light transmittance is reduced as compared with the case where the refractive sheet is not attached.

次にOHPシートなどの原稿を装着しない場合について説明する。図8は、各種屈折シート5を射出部4aに貼り付け、透過型光源2からの照射光を受光部14で測定した各画素の出力分布から得た照度偏差を説明する図である。図8aにおいて屈折シート5をラッパ型導光体4の射出部4aに貼り付けない場合には、透過光源2からの直接光が原稿1を介さないで受光部14に直接入射するため、大きな照度偏差を呈する。対して図8bに示すように射出部4aにレンチキュラーレンズを貼り付けた場合には、照度偏差は27%まで改善され、良好な照度の均一性があり、光量調整やビット補正などの基準信号として適用可能となる。   Next, a case where a document such as an OHP sheet is not mounted will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining the illuminance deviation obtained from the output distribution of each pixel obtained by pasting the various refractive sheets 5 to the emission part 4 a and measuring the irradiation light from the transmissive light source 2 by the light receiving part 14. In FIG. 8 a, when the refractive sheet 5 is not attached to the emission part 4 a of the trumpet light guide 4, the direct light from the transmissive light source 2 is directly incident on the light receiving part 14 without passing through the document 1, so that the large illuminance Presents a deviation. On the other hand, when a lenticular lens is attached to the emitting portion 4a as shown in FIG. 8b, the illuminance deviation is improved to 27%, the illuminance uniformity is good, and it is used as a reference signal for light quantity adjustment and bit correction. Applicable.

なお、照度分布の偏差(照度偏差)は、照度偏差(%)={(imaxーimin)/(imax)}・100として定義した。ここでiは得られた照度値を示す。   The deviation of the illuminance distribution (illuminance deviation) was defined as illuminance deviation (%) = {(imax−imin) / (imax)} · 100. Here, i represents the obtained illuminance value.

実施の形態2.
実施の形態1では、屈折シート5として主としてレンチキュラーレンズを適用した場合のについて説明したが、実施の形態2では、屈折シート5としてプリズムシートを適用した場合について説明する。プリズムシートは前述のように三角形状の突起の底部に平面層を有した断面形状となったものを配列したものであり、図7bに示すように、屈折シート5として、プリズムシートをラッパ型導光体4に1層構造で貼り付けた場合には、レンチキュラーレンズを貼り付けた場合と比較して、明出力が高く透過率の改善がある。すなわち、レンチキュラーレンズ(B表示)における明出力が66%に対してプリズムレンズ1層構造(C表示)では74%であり、透過率が高いことが解かる。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where a lenticular lens is mainly applied as the refractive sheet 5 has been described. In the second embodiment, a case where a prism sheet is applied as the refractive sheet 5 will be described. As described above, the prism sheet is formed by arranging the triangular projections having a cross-sectional shape having a plane layer at the bottom thereof. As shown in FIG. When a single layer structure is applied to the light body 4, the bright output is high and the transmittance is improved as compared with the case where a lenticular lens is attached. That is, it can be seen that the bright output of the lenticular lens (B display) is 66%, whereas the prism lens single-layer structure (C display) is 74%, and the transmittance is high.

実施の形態3.
実施の形態2では、屈折シート5としてをプリズムシートを1層構造で貼り付けた場合について説明したが、実施の形態3では、屈折シート5としてプリズムシートをラッパ型導光体4に2層構造で貼り付けた場合について説明する。プリズムシートを2層構造で貼り付ける場合には、1枚目のプリズムシートの三角形状の突起の頂点に2枚目のプリズムシートの平面層を接着剤で固定する。この場合、図9に示すようにプリズムシートを1枚貼り付ける場合と比較して、照度偏差の改善がある。すなわち、プリズムシートの1層構造における照度偏差が43%であるのに対してプリズムシート2層構造では36%であり、照度の均一性が良好であることが解かる。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the case where the prism sheet is attached in a single layer structure as the refractive sheet 5 has been described. However, in the third embodiment, the prism sheet as the refractive sheet 5 is formed in the trumpet type light guide 4. The case of pasting in will be described. When the prism sheet is attached in a two-layer structure, the planar layer of the second prism sheet is fixed to the apex of the triangular projection of the first prism sheet with an adhesive. In this case, as shown in FIG. 9, there is an improvement in illuminance deviation as compared with the case where one prism sheet is attached. That is, it can be seen that the illuminance deviation in the one-layer structure of the prism sheet is 43%, whereas it is 36% in the two-layer structure of the prism sheet, and the illuminance uniformity is good.

この発明の実施の形態1によるイメージセンサの断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the image sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるイメージセンサのLED基板に搭載されたLEDチップの断面図である。It is sectional drawing of the LED chip mounted in the LED board of the image sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるイメージセンサの駆動回路ブロック図である。It is a drive circuit block diagram of the image sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるイメージセンサの導光体に屈折シートを付加した外観図である。It is an external view which added the refractive sheet to the light guide of the image sensor by Embodiment 1 of this invention. 屈折シートの外観模式図である。It is an external appearance schematic diagram of a refraction sheet. この発明の実施の形態1によるイメージセンサの透過型光源から照射された光の光路説明図である。It is optical path explanatory drawing of the light irradiated from the transmissive | pervious light source of the image sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1乃至3によるイメージセンサの光電変換出力分布の説明図である。It is explanatory drawing of the photoelectric conversion output distribution of the image sensor by Embodiment 1 thru | or 3 of this invention. この発明の実施の形態1乃至3によるイメージセンサの光電変換出力の説明図である。It is explanatory drawing of the photoelectric conversion output of the image sensor by Embodiment 1 thru | or 3 of this invention. この発明の実施の形態1乃至3によるイメージセンサの各種屈折シートの照度偏差を説明する図である。It is a figure explaining the illumination intensity deviation of the various refractive sheets of the image sensor by Embodiment 1 thru | or 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 原稿(被照射物)、 2 透過型光源、 3 第1の光源(LEDチップ)、 4 導光体(ラッパ型導光体)、 4a 射出部(光射出部)、 5 屈折シート、 6 ガラス板、 7 LED基板、 8 コネクタ、 9 筐体(透過型光源用筐体)、 10 第2の光源(LEDチップ)、 11 導光体(屈折型導光体)、 11a 射出部(光射出部)、 12 ガラス板、 13 ロッドレンズアレイ(レンズアレイ)、 14 受光部(センサIC)、 15 センサ基板、 16 基板、 17信号処理IC(ASIC)、 18 コネクタ、 19 中継コネクタ、 20 内部筐体、 21 外部筐体。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Original (object to be irradiated), 2 Transmission type light source, 3 First light source (LED chip), 4 Light guide (trumpet type light guide), 4a Ejection part (light emission part), 5 Refraction sheet, 6 Glass Plate, 7 LED substrate, 8 connector, 9 housing (transmission type light source housing), 10 second light source (LED chip), 11 light guide (refractive light guide), 11a emitting unit (light emitting unit) ), 12 glass plate, 13 rod lens array (lens array), 14 light receiving unit (sensor IC), 15 sensor substrate, 16 substrate, 17 signal processing IC (ASIC), 18 connector, 19 relay connector, 20 internal housing, 21 External housing.

Claims (6)

主走査方向に配列された光源と、前記主走査方向に直交する副走査方向に搬送される被照射物に対し、その被照射物を透過した光を収束する前記主走査方向に延びたレンズアレイと、前記主走査方向に配列され、前記レンズアレイにより収束された光を検知するセンサと、前記光源と被照射物との間に配置され、前記光源からの光をその内部で反射を繰り返して前記被照射物側に導光する第1の導光体と、この第1の導光体の光の射出側に設けられ、前記主走査方向に沿って多数の突部を連続的に形成され、前記光源からの光を通過させ、屈折させて被照射物の主走査方向に亘って光を照射する屈折部とを備えたイメージセンサ。 A light source arranged in the main scanning direction and a lens array extending in the main scanning direction for converging the light transmitted through the irradiation object with respect to the irradiation object conveyed in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction And a sensor that detects light converged by the lens array and arranged in the main scanning direction, and is disposed between the light source and the irradiated object, and repeatedly reflects light from the light source therein. A first light guide that guides light to the irradiated object side and a light emission side of the first light guide , and a plurality of protrusions are continuously formed along the main scanning direction. An image sensor comprising: a refracting unit that transmits light from the light source and refracts it to irradiate light in the main scanning direction of the irradiated object. 主走査方向に配列された第1の光源と、その第1の光源からの第1の光を前記主走査方向に直交する副走査方向に搬送される被照射物へ導光する第1の導光体と、この第1の導光体の光の射出側に設けられ、前記主走査方向に沿って多数の突部を連続的に形成され、前記第1の光源からの光を通過させ、屈折させて被照射物の主走査方向に亘って光を照射する屈折部と、前記主走査方向に配列された第2の光源と、その第2の光源からの光を前記被照射物に照射するように前記第2の光源側から被照射物側に導光する第2の導光体と、前記被照射物を透過した第1の光及び前記被照射物から反射した第2の光を収束するレンズアレイと、このレンズアレイにより収束した第1の光及び第2の光を光電変換するセンサと、このセンサを設けた第1の基板と、この第1の基板に対して前記レンズアレイ側とは反対側に設けられ、前記第2の光源が設けられた第2の基板と、前記第1の基板の前記センサが設けられた面の反対側の面と対向する前記第2の基板の面との間に介在し、前記センサにより光電変換された電気信号を前記第1の基板から前記第2の基板に伝達するコネクタとを備えたイメージセンサ。A first light source arranged in the main scanning direction, and a first light guide for guiding the first light from the first light source to an irradiation object conveyed in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction; Provided on the light emitting side of the light body and the light guide of the first light guide, a plurality of protrusions are continuously formed along the main scanning direction, and allows the light from the first light source to pass through. A refracting unit that refracts and irradiates light in the main scanning direction of the irradiated object, a second light source arranged in the main scanning direction, and irradiates the irradiated object with light from the second light source. The second light guide for guiding light from the second light source side to the irradiated object side, the first light transmitted through the irradiated object, and the second light reflected from the irradiated object. A converging lens array, a sensor for photoelectrically converting the first light and the second light converged by the lens array, and a first sensor provided with the sensor A second substrate provided on the opposite side of the first substrate from the lens array side and provided with the second light source, and the sensor of the first substrate. A connector that is interposed between a surface opposite to the surface opposite to the surface of the second substrate and that transmits an electrical signal photoelectrically converted by the sensor from the first substrate to the second substrate; Image sensor equipped with. 前記第1の導光体の副走査方向における断面形状をラッパ型形状とした請求項1又は2に記載のイメージセンサ。The image sensor according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the first light guide in a sub-scanning direction is a trumpet shape. 前記第1の導光体と屈折部は樹脂材で一体成型された請求項1又は2に記載のイメージセンサ。The image sensor according to claim 1, wherein the first light guide and the refracting part are integrally formed of a resin material. 前記屈折部の突部の主走査方向における断面形状を半円形状又は半楕円形状とした請求項1又は2に記載のイメージセンサ。The image sensor according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the protrusion of the refracting portion in a main scanning direction is a semicircular shape or a semielliptical shape. 前記屈折部の突部の主走査方向における断面形状を三角形状とした請求項1又は2に記載のイメージセンサ。The image sensor according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the protrusion of the refracting portion in a main scanning direction is a triangular shape.
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