(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光により原稿面を照射し、
その反射光を結像する光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状の画素で読み取る密着イメージスキャナにおいて、前記光学素子は球体状のレンズであって、前記球体状のレンズを前記受光センサアレイを構成するセンサＩＣ上に形成された画素に接触して配置し、前記球体状のレンズは原稿側が露出するごとく固着用樹脂で保持されていることを特徴とする密着イメージスキャナ。
【請求項２】
前記球体状のレンズの大きさは、センサＩＣ上に形成された画素の１画素の大きさの１／２以下の直径であることを特徴とする請求項１記載の密着イメージスキャナ。
【請求項３】
前記固着用樹脂は遮光性を有し、前記球体状のレンズより低屈折率である樹脂よりなり、可視光を吸収する材料を混合した可視光カット樹脂であることを特徴とする請求項１記載の密着イメージスキャナ。
【請求項４】
前記球体状のレンズ直径の１／２の部分は固着用樹脂から露出していることを特徴とする請求項１記載の密着イメージスキャナ。
【請求項５】
前記球体状のレンズはボールレンズ又は球状レンズであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の密着イメージスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ等の密着イメージスキャナ用読み取りレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、イメージスキャナ、ファクシミリ等の密着イメージスキャナの一般的な構造として、例えば、図３に示すような画像読み取り装置がある。図面に基づきその概要を説明する。
【０００３】
図３に示すように、センサユニットは、光変換を行う画素が複数個配置したセンサＩＣ１１と、保護膜１２と、これが実装された基板１３とからなる受光センサアレイ１４、原稿を照射する線状光源であるＬＥＤアレイ１５、原稿の像をセンサ受光部に結像するレンズアレイ１６、原稿１９を搭載する透明板１７、これらの部材を支持するフレーム１８より構成されている。
【０００４】
上記した画像読み取り装置における動作は、ＬＥＤアレイ１５により原稿１９を照明し、前記原稿１９の読み取りライン上の拡散反射光をレンズアレイ１６によりセンサ画素列上に結像し、前記反射光のもつ原稿１９の濃淡情報、即ち光の強弱を個々のセンサ画素を電気信号に変換し、主走査方向に順次送り出す。そして、前記原稿１９とセンサー画素列との相対位置を副走査方向に移動させて前記走査方向のデータ送出を繰り返すことにより２次元画像情報を時系列電気信号に変換するものである。
【０００５】
図４及び図５は共に原稿の像をセンサ受光部に結像する光学素子の斜視図である。従来、照明光により原稿を照明し、その反射光を光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状に画像を読み取る場合、図４に示す屈折率分布型レンズアレイ１６Ａ又は、図５に示すファイバアレイ１６Ｂが一般に用いられる。共に、図示しないＬＥＤ光源からの照明光が原稿１９の原稿画素１９Ａを照射し、その拡散反射光をレンズアレイ１６Ａ、又はファイバアレイ１６Ｂにより原稿画素光の経路Ｌを経てセンサＩＣ１１上のセンサ画素１１ａの列上に結像する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては次のような問題点を有している。即ち、前述したように、図４に示すレンズアレイの場合は、比較的高価な屈折率分布型レンズを多数個アレイ状に集積したものを用いるため、コスト高、寸法が大きくなるといった不都合がある。
【０００７】
また、図５に示すファイバアレイの場合は、数ミリ程度の長さのファイバを数千本から数万本、棒状に集積しなければならず、これも小型化、低コスト化には限界があり、満足できるものではない。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高価で、且つかなりのスペースを必要とするレンズアレイ又はファイバアレイを使用せずに、光学素子の機能を満足し、小型、軽量で安価な密着イメージスキャナ用読み取りレンズを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における密着イメージスキャナは、照明光により原稿面を照射し、その反射光を結像する光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状の画素で読み取る密着イメージスキャナにおいて、前記光学素子は球体状のレンズであって、前記球体状のレンズを前記受光センサアレイを構成するセンサＩＣ上に形成された画素に接触して配置し、前記球体状のレンズは原稿側が露出するごとく固着用樹脂で保持されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記球体状のレンズの大きさは、センサＩＣ上に形成された画素の１画素の大きさの１／２以下の直径であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記固着用樹脂は遮光性樹脂で、前記球体状のレンズより低屈折率であるエポキシ樹脂よりなり、カーボン等の可視光を吸収する材料を混合した可視光カット樹脂であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記球体状のレンズ直径の１／２の部分は固着用樹脂から露出していることを特徴とするものである。
また、前記球体状のレンズはボールレンズ又は球状レンズであることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における密着イメージスキャナ用読み取りレンズについて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わり、原稿からの反射光を光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状に画像を読み取る説明図、図２は図１のレンズアレイの斜視図である。
【００１４】
図１及び図２において、符号９は原稿で、９Ａ及び９Ｂは、原稿面に対向した受光センサアレイの画素１ａの直上及び隣の斜め上の画素である。レンズアレイを構成するには球体状のレンズ、例えば、エポキシ樹脂又は光学ガラスよりなるボールレンズ６を、受光センサアレイを構成するセンサＩＣ１上に形成された光電変換を行う画素１ａに接触して多数個配設する。密着イメージセンサは、現在主流である２００から１２００ＤＰＩの分解能を有し、その１画素の大きさは、２０〜１２０μｍ程度であるが、その画素１ａ上に画素サイズの略１／２以下の直径ｄを有するボールレンズ６をレンズの直径ｄの略１／２程度の露出部ｔを有するように固着樹脂である遮光性樹脂２で固着する。
【００１５】
前記遮光性樹脂２は、前記ボールレンズ６より低屈折率である樹脂にカーボン等の可視光を吸収する材料を混合し可視光カットとしたものである。
【００１６】
前記遮光性樹脂２の代わりに、遮光性にするには材質自体を金属等の遮光性材質としても良い。
【００１７】
以上の構成によりその作用について説明する。図１において、照明光により原稿９を照明し、ボールレンズ６の直上９Ａ、９Ｂからの光は、光線軌跡Ｌ１で示すように、ボールレンズ６と画素１ａの密着部とその近傍の遮光性樹脂２の膜厚が薄い部分から画素１ａ（位置Ｃ）に入光するため、信号として検出される。一方、ボールレンズ６の斜め上９Ｂから角度をもって入る光は、光線軌跡Ｌ２で示すように、画素１ａ上の遮光性樹脂２が厚い部分に集光されるため画素１ａ（位置Ｄ）に入光しない。従って、画素１ａから見たボールレンズ６の開口角は、狭くなり画素上の原稿部の反射光を選択的に画素１ａに取り込める機能を有するものである。
【００１８】
前記ボールレンズ６の直径ｄを画素サイズ（画素ピッチ）の略１／２以下に設定したが、画素サイズと同程度にして画素中心上に１対１でボールレンズ６を配置することも可能である。しかし、１対１に位置決めする必要が生じてくる。
【００１９】
【発明の効果】
前述したように、本発明のイメージセンサの光学系は、数μｍから数十μｍの厚さで成形が可能なため、装置の小型化、薄型化が容易に実現できる。また、遮光性樹脂の遮光率を変えることにより、解像度、感度、焦点深度を変えることが可能である。高遮光率とすると、高解像度、長焦点深度となり、低遮光率では、高感度となる。従来のように、高価で、且つ、かなりのスペースを必要とするレンズアレイ又はファイバアレイを使用せずに、光学素子の機能を満足し、小型、軽量で安価な密着イメージスキャナ用読み取りレンズを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わり原稿からの反射光を光学素子を介して受光センサアレイに導きライン状に画像を読み取る説明図である。
【図２】図１のレンズアレイの斜視図である。
【図３】従来の画像読み取り装置の断面図である。
【図４】従来の画像読み取り装置で原稿の像をセンサ受光部に結像する光学素子（レンズアレイ）の斜視図である。
【図５】従来の画像読み取り装置で原稿の像をセンサ受光部に結像する光学素子（ファイバアレイ）の斜視図である。
【符号の説明】
１  センサーＩＣ
２  遮光性樹脂（固定用樹脂）
６  ボールレンズ（球体状のレンズ）
９  原稿
９Ａ、９Ｂ  原稿画素
Ｌ１、Ｌ２  光線軌跡
ｄ  ボールの直径
ｔ  露出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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