(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被読取体からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子と、
前記被読取体を照射するべく直並列に接続された複数の発光素子と、
所定のパルス電圧を印加することにより抵抗値を変化させることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、
同一の配線基板上に設けており、
前記抵抗体は、前記直並列に接続された複数の発光素子群に対して直列に接続されているとともに、前記配線基板上に印刷により形成されていることを特徴とする、イメージセンサ。
【請求項２】
被読取体からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子と、
前記被読取体を照射するべく直並列に接続された複数の発光素子と、
トリミングにより抵抗値を変化させることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、
同一の配線基板上に設けており、
前記抵抗体は、前記直並列に接続された複数の発光素子群に対して直列に接続されているとともに、前記配線基板上に印刷により形成されていることを特徴とする、イメージセンサ。
【請求項３】
前記発光素子は発光ダイオードある、請求項１または請求項２に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
被読取体からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子と、
前記被読取体を照射するべく直並列に接続された複数の発光素子と、
所定のパルス電圧を印加することにより抵抗値を変化させることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、
同一の配線基板上に設け、
前記抵抗体は、前記直並列に接続された複数の発光素子群に対して直列に接続されているとともに、前記配線基板上に印刷により形成されたイメージセンサを用いて、
前記複数の発光素子を発光させて前記多数の光電変換素子からの読取画像信号を測定し
、その測定値に基づいて前記抵抗体に前記所定のパルス電圧を印加することにより、前記発光素子の発光量を調整することを特徴とする、イメージセンサの光源光量調整方法。
【請求項５】
被読取体からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子と、
前記被読取体を照射するべく直並列に接続された複数の発光素子と、
トリミングにより抵抗値を変化させることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、
同一の配線基板上に設け、
前記抵抗体は、前記直並列に接続されさた複数の発光素子群に対して直列に接続されているとともに、前記配線基板上に印刷により形成されたイメージセンサを用いて、
前記複数の発光素子を発光させて前記多数の光電変換素子からの読取画像信号を測定し、その測定値に基づいて前記抵抗体をトリミングすることにより、前記発光素子の発光量を調整することを特徴とする、イメージセンサの光源光量調整方法。
【請求項６】
前記トリミングは、レーザトリミングである、請求項５に記載のイメージセンサの光源光量調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、被読取体の画像を読み取るイメージセンサ、およびその光源光量調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のイメージセンサにおいては、光電変換手段が形成されたイメージセンサチップと発光素子としての発光ダイオードチップとが互いに別の配線基板に搭載されており、発光ダイオードの電流を制限して発光光量を決定する抵抗器は、双方の配線基板にそれぞれ実装されていた。
【０００３】
すなわち、直列に接続された複数個の発光ダイオードにより１つの発光ダイオードブロックが構成され、これらの発光ダイオードブロックが複数個並列に接続されており、各発光ダイオードブロックの電流を制限する第１の抵抗器が、発光ダイオードブロックと同じ第１の配線基板に実装され、全ての発光ダイオードブロックの電流を制限する１個の第２の抵抗器が、イメージセンサチップが搭載された第２の配線基板の裏面に実装されていた。
【０００４】
そして、各抵抗器の実装に際しては、イメージセンサの組立前に、各発光ダイオードブロックに所定の電圧を印加して、各発光ダイオードブロックの発光光量が相互に等しくなるように第１の抵抗器の抵抗値をそれぞれ決定し、それらの抵抗値を有する抵抗器を選択して第１の抵抗器としてそれぞれ第１の配線基板に実装し、イメージセンサの組立後に、イメージセンサの出力である読取画像信号のレベルが所定値になるように第２の抵抗器の抵抗値を決定し、その抵抗値を有する抵抗器を選択して第２の抵抗器として第２の配線基板の裏面に実装していた。もちろん、イメージセンサのケース裏面には、第２の配線基板の裏面に第２の抵抗器を実装するための孔が形成されている。
【０００５】
しかし、上記従来のイメージセンサでは、発光ダイオードチップやイメージセンサチップの製品毎の特性のばらつきにより、抵抗値の相互に異なる非常に多くの種類の抵抗器を準備しておく必要があり、在庫管理に多くの手数を要していた。また、個々のイメージセンサの各抵抗器について抵抗値を決定した後に実装するので、実装の自動化が困難であり、実装に多くの時間と労力とを要していた。
【０００６】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、構成部品の在庫管理や製造の手数を軽減できるイメージセンサ、およびその光源光量調整方法を提供することを、その課題とする。
【０００７】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本願発明の第１の側面によれば、被読取体からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子と、前記被読取体を照射するべく直並列に接続された複数の発光素子と、所定のパルス電圧を印加することにより抵抗値を変化させることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、同一の配線基板上に設けており、前記抵抗体は、前記直並列に接続された複数の発光素子群に対して直列に接続されているとともに、前記配線基板上に印刷により形成されていることを特徴とする、イメージセンサが提供される。
【０００９】
このようにすれば、抵抗体に所定のパルス電圧を印加することにより、抵抗体の抵抗値を可変させて発光素子の発光光量を調整できる。したがって、相互に抵抗値の異なる多くの種類の抵抗器を常に準備しておく必要がなくなり、在庫管理の手数を軽減できる。また、予め決められた抵抗値の抵抗体を装着すればよいので、自動化が容易であることから、迅速かつ安価に製造できる。
【００１０】
被読取体は、画像が描かれた紙であってもよいし、樹脂製のフィルムであってもよい。さらには、必ずしもシート状でなくてもよい。
【００１１】
光電変換素子としては、ホトダイオードやホトトランジスタを用いることができるが、これに限るものではない。
【００１２】
発光素子としては、発光ダイオードを用いることができるが、これに限るものではない。
【００１４】
配線基板としては、プリント基板を用いることができるが、これに限るものではない。
【００１５】
本願発明の第２の側面によれば、被読取体からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子と、前記被読取体を照射するべく直並列に接続された複数の発光素子と、トリミングにより抵抗値を変化させることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、同一の配線基板上に設けており、前記抵抗体は、前記直並列に接続された複数の発光素子群に対して直列に接続されているとともに、前記配線基板上に印刷により形成されていることを特徴とする、イメージセンサが提供される。
【００１６】
このようにすれば、抵抗体をトリミングすることにより、抵抗体の抵抗値を可変させて発光素子の発光光量を調整できる。したがって、相互に抵抗値の異なる多くの種類の抵抗器を常に準備しておく必要がなくなり、在庫管理の手数を軽減できる。また、予め決められた抵抗値の抵抗体を装着すればよいので、自動化が容易であることから、迅速かつ安価に製造できる。
【００１７】
好ましい実施の形態によれば、前記発光素子は、発光ダイオードである。
【００１８】
このようにすれば、小型化および省電力化を図ることができる。
【００２１】
本願発明の第３の側面によれば、被読取体からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子と、前記被読取体を照射するべく直並列に接続された複数の発光素子と、所定のパルス電圧を印加することにより抵抗値を変化させることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、同一の配線基板上に設け、前記抵抗体は、前記直並列に接続された複数の発光素子群に対して直列に接続されているとともに、前記配線基板上に印刷により形成されたイメージセンサを用いて、前記複数の発光素子を発光させて前記多数の光電変換素子からの読取画像信号を測定し、その測定値に基づいて前記抵抗体に前記所定のパルス電圧を印加することにより、前記発光素子の発光量を調整することを特徴とする、イメージセンサの光源光量調整方法が提供される。
【００２２】
このようにすれば、抵抗体に所定のパルス電圧を印加することにより、抵抗体の抵抗値を可変させて発光素子の発光光量を調整することから、相互に抵抗値の異なる多くの種類の抵抗器を常に準備しておく必要がなくなり、在庫管理の手数を軽減できる。また、予め決められた抵抗値の抵抗体を装着すればよいので、自動化が容易であることから、迅速かつ安価に製造できる。
【００２３】
本願発明の第４の側面によれば、被読取体からの反射光を受光して、それに応じた読取画像信号を出力する多数の光電変換素子と、前記被読取体を照射するべく直並列に接続された複数の発光素子と、トリミングにより抵抗値を変化させることが可能で、かつ前記発光素子の通電電流を制限する抵抗体とを、同一の配線基板上に設け、前記抵抗体は、前記直並列に接続されさた複数の発光素子群に対して直列に接続されているとともに、前記配線基板上に印刷により形成されたイメージセンサを用いて、前記複数の発光素子を発光させて前記多数の光電変換素子からの読取画像信号を測定し、その測定値に基づいて前記抵抗体をトリミングすることにより、前記発光素子の発光量を調整することを特徴とする、イメージセンサの光源光量調整方法が提供される。
【００２４】
このようにすれば、抵抗体をトリミングすることにより、抵抗体の抵抗値を可変させて発光素子の発光光量を調整することから、相互に抵抗値の異なる多くの種類の抵抗器を常に準備しておく必要がなくなり、在庫管理の手数を軽減できる。また、予め決められた抵抗値の抵抗体を装着すればよいので、自動化が容易であることから、迅速かつ安価に製造できる。
【００２５】
好ましい実施の形態によれば、トリミングは、レーザトリミングである。
【００２６】
このようにすれば、容易、迅速、かつ高精度に抵抗体をトリミングできる。
【００２７】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２９】
図１は、本願発明に係るイメージセンサの一例としての密着型ラインイメージセンサの構成部品を分解した状態で示す斜視図、図２は平面図、図３は図２のIII −III 線断面図、図４は図２のIV−IV線断面図、図５は図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【００３０】
このイメージセンサ２０は、略矩形状の断面形状と、所定の長手寸法を有するケース２１を有しており、このケース２１は、樹脂成形によって作製することができる。このケース２１は、図３に良く表れているように、上下に貫通する内部空間をもち、上部開口を封鎖するようにしてガラスカバー２２が取付けられているとともに、下部開口を封鎖するようにして、配線基板としてのヘッド基板２３が取付けられている。このヘッド基板２３の上面における幅方向一側寄りには、複数個のイメージセンサチップ２４が取付けられており、幅方向他側寄りには、照明光源としての複数個のＬＥＤチップ２５が取付けられている。そして、このケース２１の内部空間には、ＬＥＤチップ２５からの光を効率的にガラスカバー２２上の被読取体としての原稿Ｄに照射するための透明樹脂製の導光部材２６と、原稿Ｄからの反射光を正立等倍にイメージセンサチップ２４に集束させるためのロッドレンズアレイ２７が設けられている。
【００３１】
ロッドレンズアレイ２７は、ケース２１内に形成した溝状ホルダ部２８に上方から挿入するようにして保持されている。溝状ホルダ部２８は、ロッドレンズアレイ２７の平面形態と対応した凹陥溝２９を有しており、その底部には、ロッドレンズアレイ２７を透過した光を通過させてその下方に配置される複数のイメージセンサチップ２４上に至らせるためのスリット３０が形成されている。
【００３２】
図３に表れているように、この溝状ホルダ部２８の長手方向中間部における内壁には、ロッドレンズアレイ２７の上面の一側縁に係合して、このロッドレンズアレイ２７の浮きを防止するための突起３１が、２箇所に形成されている。この突起３１は、図３にその断面が表れているように、溝状ホルダ部２８へのロッドレンズアレイ２７の挿入操作を阻害することがないように、適度な突出高さをもち、先端上方寄りにはテーパ面３１ａが形成されている。
【００３３】
導光部材２６は、ロッドレンズアレイ２７の光軸の延長上に存在する読み取りラインＬから側方に変位した位置においてヘッド基板２３に取付けられたＬＥＤチップ２５から発する光を、プリズム効果によって効率的に読み取りラインＬないしはその近傍領域に導くための部材である。この導光部材２６は、ＬＥＤチップ２５の配置と対応して開口する透光窓３２が形成された底壁３３と、ケース２１の一側内壁２１ａと、溝状ホルダ部２８の外壁２８ａとで囲まれた空間に嵌め込むようにして取付けられる。
【００３４】
図１に表れているように、導光部材２６の長手方向中間部の一側面には、係合突起３４が２箇所に形成されており、これに対応して、ケース２１の一側内壁２１ａには、係合突起３４が係合可能な係合凹部３５が形成されている。そして、この導光部材２６の両端部には、図１および図５に表れているように、ケースの一側内壁２１ａと溝状ホルダ部２８の外壁２８ａとの間に嵌合しうる所定の上下寸法を有する嵌合ブロック３６が一体に形成されており、この嵌合ブロック３６から、ロッドレンズアレイ２７の両端部上面を押圧するための押圧片３７が一体に延出形成されている。また、嵌合ブロック３６の背面には、この嵌合ブロック３６を一定の摩擦力をもってケース内壁２１ａとホルダ部外壁２８ａとの間に嵌合保持させるための突起３８およびリブ３９が形成されている。
【００３５】
上記構成のイメージセンサ２０は、次のようにして組み立てることができる。まず、ケース２１の溝状ホルダ部２８にロッドレンズアレイ２７を上から嵌め込む。このとき、溝状ホルダ部２８の内壁に形成した突起３１がロッドレンズアレイ２７の上面一縁に係合して、このロッドレンズアレイ２７の浮きを防止する。
【００３６】
次に、導光部材２６を、ケース内壁２１ａとホルダ部外壁２８ａとで囲まれた空間に上から嵌め込む。導光部材２６は、その中間部の一側面の係合突起３４がケース側の係合凹部３５に係合することと、嵌合ブロック３６が空間にぴったりと嵌まり込むことにより、浮きが生じるといったことなく、定位置に保持される。そうして、この導光部材２６の両端の嵌合ブロック３６に形成した押圧片３７がロッドレンズアレイ２７の両端部上面を押圧する。これにより、ロッドレンズアレイ２７は、その長手方向中間部が突起３１によって押さえられ、長手方向両端部が導光部材２６の押圧片３７によって押さえられることにより、安定的かつ確実に定位置に保持される。
【００３７】
ガラスカバー２２は、ケース２１の上面開口に嵌め込むようにして、たとえば接着によって固定される。ヘッド基板２３は、ケース２１の下面開口に嵌め込むようにして、止め金具４０によって固定される。この止め金具４０は、図４に表れているように、バネ板部材を断面略Ｍ形に折曲形成したものであって、その脚部４０ａに形成した係合穴４１が、ケース２１の両側面に形成した係合突起４２に係合する。
【００３８】
イメージセンサチップ２４は、全ての光電変換素子が等間隔でかつ１列に並ぶように、ヘッド基板２３上に１８個搭載されている。各イメージセンサチップ２４には、光電変換素子が９６個設けられているので、合計１７２８個の光電変換素子により１ラインの画像の読み取りがなされることになる。ヘッド基板２３には、イメージセンサ２０の内外の信号授受のためのコネクタ４３が取り付けられている。
【００３９】
図６は、ヘッド基板２３上に搭載された光源部の回路図であって、この光源部は、発光ダイオード群１と抵抗体２とを備えている。発光ダイオード群１は、多数の発光ダイオードが直並列に接続されたものであって、これらの発光ダイオードはＬＥＤチップ２５により構成されている。抵抗体２は、ヘッド基板２３上に印刷により形成されており、所定のパルス電圧を印加することにより抵抗値を変化させることが可能である。
【００４０】
光源部の光量調整は、イメージセンサ２０の組立後に、抵抗体２にパルス電圧を印加することにより行われる。以下、その手順について説明する。
【００４１】
先ず、光源部のたとえば２４Ｖの電源をオンする。これにより、電源の正極からの電流が発光ダイオード群１に通電されて発光ダイオード群１の各発光ダイオードが発光し、原稿Ｄを照射する。原稿Ｄからの反射光は、各イメージセンサチップ２４の光電変換素子に入射し、読取画像信号に変換されてシリアルに出力される。一方、発光ダイオード群１を流れた電流は、抵抗体２を通って電源の負極に戻る。
【００４２】
次に、イメージセンサチップ２４から出力される読取画像信号のレベルを測定し、その測定値が所定範囲内であるかどうかを調べ、所定範囲内であれば、抵抗体２にパルス電圧を印加することなく、作業を終了する。
【００４３】
測定値が所定範囲内でなければ、上記測定値に基づいて抵抗体２の抵抗値の大まかな修正値を演算し、それに応じた時間だけ、コネクタ４３を介して抵抗体２に所定周波数かつ所定電圧のパルス電圧を印加する。これにより、抵抗体２の抵抗値がパルス電圧の印加時間に応じて高くなり、発光ダイオード群１の発光光量が減少する。なお、抵抗体２にパルス電圧を印加することにより抵抗値が変化することの物理的考察については、周知であるので説明を省略する。
【００４４】
次に、イメージセンサチップ２４から出力される読取画像信号のレベルを測定して、その測定値が所定範囲内であるかどうかを調べ、所定範囲内でなければ抵抗体２に所定のパルス電圧を微小時間だけ印加することにより、抵抗体２の抵抗値を微調整する。以下、読取画像信号のレベル測定と抵抗体２へのパルス電圧の印加とを交互に繰り返すことにより、イメージセンサチップ２４から出力される読取画像信号のレベルが所定範囲内になるまで、抵抗体２の抵抗値の微調整を継続する。
【００４５】
もちろん、抵抗体２へのパルス電圧の印加時間は、最初に大まかな予測を行うことなく、初回から最終回まで全て一定時間にしてもよい。
【００４６】
なお、上記実施形態においては、抵抗体２に所定のパルス電圧を印加することにより、抵抗体２の抵抗値を可変させたが、抵抗体２をレーザなどを用いてトリミングすることにより、抵抗体２の抵抗値を可変させてもよい。この場合の調整作業は、上記実施形態におけるパルス電圧の印加がレーザトリミングに置き変わるだけである。ただし、レーザトリミングに際してヘッド基板２３をケース２１から取り出し、レーザトリミング後にヘッド基板２３をケース２１に収容する必要がある。
【００４７】
また、各色毎に順次読み取りを行うカラーイメージセンサの場合、赤、緑、青の各色毎に発光ダイオード群１および抵抗体２を設け、各色毎に上記の調整作業を行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係るイメージセンサの部品を分解して示す斜視図。
【図２】上記イメージセンサの部分平面図。
【図３】図１のIII −III 線断面図。
【図４】図１のIV−IV線断面図。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】本願発明の一実施形態に係るイメージセンサの光源部の回路図。
【符号の説明】
１  発光ダイオード群
２  抵抗体
２０  イメージセンサ
２３  ヘッド基板
２４  イメージセンサチップ
２５  ＬＥＤチップ
Ｄ  原稿
【図１】
0004008523.tif 000002
【図２】
0004008523.tif 000003
【図３】
0004008523.tif 000004
【図４】
0004008523.tif 000005
【図５】
0004008523.tif 000006
【図６】
0004008523.tif 000007