图像传感器及图像读取装置的制作方法

专利名称：图像传感器及图像读取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像传感器和备有该图像传感器的图像读取装置，特 别是谋求图像传感器基板的小型化。
又，本发明能够有效地防止在搭载于光打印机等的写入光学系统 或扫描器等的读取光学系统用的单元上的成像光学系统中成为问题 的重像或迷光的产生。
进一步，本发明谋求缝隙对光轴的位置精度和读取光学系统与原 稿台的距离精度的有利的提高。
背景技术：
在光打印机等的写入光学系统和扫描器等的读取光学系统用的 单元上搭栽着图像传感器。
密接型的图像传感器(接触图像传感器)，如图1所示，形成由
棒状光源1、成像光学系统2和受光元件(线图像传感器)3构成， 由棒状光源1照射原稿(也称为被读取图像)4，经由成像光学系统2 由受光元件3检测从原稿4反射的光的构造。此外，图中的标号5是 基板。
而且，作为上述成像光学系统2，使用排列许多折射率分布型杆 状透镜的杆状透镜阵列或平板型微透镜阵列等的平板状透镜阵列(参 照专利文献l)。
专利文献1:特开2003-202411号公报
可是，在搭载于复印机等的扫描器中，也需要对书籍等进行扫描， 所以通常广泛使用光的定向性低且亮度高的冷阴极管等。
但是，因为该冷阴极管使用汞等的对环境具有恶劣影响的材料， 所以正在研讨置换为用LED等光源的棒状光源。
又，上述平板状透镜阵列，将球面或非球面的微小透镜以预定间 距规则地配置在平板上，作为这种透镜阵列的材料可以用透明树脂 等。在这样的成像光学系统中重要的是有效地防止成为图像质量低下 的原因的重像或迷光。为了防止成为图像质量低下的原因的重像或迷 光，必须使对成像不需要的光不入射到透镜中，因此在透镜表面上设 置着遮光膜。
但是，只在透镜表面上设置着遮光膜，不能够防止在透镜内部发 生的迷光。为了防止透镜内部的迷光，需要在透镜内部设置遮光膜， 并以不从相邻的透镜入射不需要的光的方式分离各透镜，但是当通过 射出成型等的一体成形制作透镜阵列时，不能够在透镜内部设置遮光膜。
在采用使用LED光源的棒状光源的接触图像传感器中，通常， 如图2所示，因为将棒状光源只配置在传感器元件的副扫描方向的单 侧，又采用焦距短的杆状透镜，所以当扫描书籍等的原稿时，存在着 发生由原稿浮动引起的原稿照度低下和由透镜的焦点偏离引起的读 取图像的模糊等，使读取图像的品质显著恶化那样问题。
对于由透镜的焦点偏离引起的读取图像的模糊，作为透镜，搭栽 能够得到较长深度的树脂透镜即可。
又，为了防止对原稿的照明的阴影，可以考虑将棒状光源设置在 树脂透镜的两侧。
但是，当将棒状光源配置在树脂透镜板的两侧时，导致基板宽度 增大，使部件的成本上升。
即，如图3所示，为了实现棒状光源1和基板5之间的电连接， 需要在作为棒状光源1与基板5的电连接单元的引线框6的端子位置 上设置基板5的贯通孔7，但是为了配置这样的贯通孔7显然要增加 基板的宽度，结果存在着导致成本增大那样的问题。又，也必然会使 装置大型化。此外，在图3中，虚线表示设置在基板的另一端部上的 右侧的棒状光源和基板的电连接状态(以下同)。
又，为了防止在透镜内部发生杂光，可以考虑在透镜的上方(来
自原稿的反射光入射的一侧)设置缝隙，从而防止发生重像或杂光。
通常，为了容易装入到图像传感器中，在遮光罩状部件中形成釆 光用的缝隙。但是，因为在接触图像传感器中，将光源配置在传感器 光轴附近，所以存在着附有缝隙的遮光罩(hood)遮住光源的光路， 到原稿的照明光被遮断了 一部分那样的问题。
即，因为光源和原稿的距离越近，照射到原稿的光量越大，所以 需要将光源配置在传感器光轴附近。特别是作为成像光学系统使用平 板状透镜阵列时，因为透镜宽度增大，所以这一点变得尤其重要。
但是，当将光源配置在原稿面中的光量最大的位置上时，如图4 所示，由附有缝隙的遮光罩遮住了照射光的一部分，反而减少了光量。 另一方面，当将光源设置在照射光不被遮光罩遮住的位置上时，因为 光源和原稿面的距离远，所以存在着在原稿面上的光量依然减小，图 像的品质降低那样的问题。
又，如果在整个透镜长度方向上开口精度和直线精度即受光精度 不高，则缝隙不能够有效地防止全部的重像。又，存在着当在开口部 中光发生乱反射时，发生重像，图像品质下降那样的问题。
例如，当通过树脂的射出成型等制作附有缝隙的遮光罩时，因为 树脂成型品的保持自己形状的强度弱，所以受光精度恶化，不能够在 透镜长度方向的全部位置上防止重像发生。

发明内容
本发明能够有利地解决上述各问题，其目的如下。
1. 提供即便在树脂透镜板的两侧配置了棒状光源的情形中，也 不会导致基板宽度的重大增加，又在部件的位置精度方面也很优越的 图像传感器。
2. 提供即便在设置了附有缝隙的遮光罩的情形中，也能够将光 源配置在传感器光轴附近，从而不降低照射光量的接触图像传感器。
3. 提供使用了保持自己形状的强度大、受光精度高的附有缝隙 的遮光罩的图像品质良好的接触图像传感器。
4. 提供通过以更高精度对光轴配置缝隙，能够更有效地防止发 生重像的图像传感器。
5. 提供通过提高读取光学系统和原稿台的距离精度，能够进一 步提高图像品质的图像传感器。
6. 提供通过将具有读取光学系统的外壳适当地架设在它的基 座框中，容易进行它的搬运和处理的图像传感器。
又，发明人们为了解决上述课题反复进行了认真研讨，结果得到 如下见解。
1. 如果使棒状光源的引线框的端子向基板中央侧弯曲，则能够 缩小基板宽度。
2. 如果使棒状光源的引线框的端子经由导电体与贯通孔连接， 则缩小基板宽度，并且容易进行部件的定位调整。
3. 如果利用金属板作为遮光罩部件的原材料，则因为能够使部 件厚度薄，所以相应地难以遮断来自光源的光。进一步，如果将附有 缝隙的遮光罩的光源侧的角部分作成倒角形状，则即便使光源更加接 近原稿，也不会遮断来自光源的光。
4. 又，如果用金属制作附有缝隙的遮光罩，则因为保持自己形 状的强度高，所以提高了受光精度。特别是因为在这种遮光罩中，当 在整个长度方向上设置用于提高强度的弯曲部时，能够进一步提高受 光精度。进一步，通过从光入射侧进行冲切加工形成缝隙，能够得到 冲切剖面为梯形的开口部，结果，能够防止光在缝隙开口部中的乱反 射。
5. 加之，通过对金属制的附有缝隙的遮光罩的表面和背面(里 面)实施适当的表面处理，能够有效地防止发生杂光(光斑(flare))。
6. 通过分别在附有缝隙的遮光罩和外壳中设置定位用的孔，在 该孔中插入定位用销钉，使两者固定，能够提高缝隙对光轴的位置精 度。此外，当将光源设置在成像光学系统的两侧时，以往极难确保它 的位置精度。
7. 当用上述定位用销钉固定附有缝隙的遮光罩和外壳时，使定
位用销钉的设置位置处于主扫描方向的两端的上面，并且使该定位用 销钉的从缝隙面的突起高度为一定，并且如果设置用于经由该定位用 销钉将附有缝隙的遮光罩按压在原稿台上的压缩弹簧，则格外地提高 光学系统和原稿台的距离精度。
8.当将具有读取光学系统的外壳架设在基座框中时，通过形成 使外壳不容易从基座框脱落的构造，容易进行它的搬运和处理。 本发明立足于上述见解。 即，本发明的要旨结构如下。
(1) 一种图像传感器，具有将光照射到载置于原稿台上的原稿 的棒状光源、会聚从该原稿反射的光的成像光学系统和接受通过了该 成像光学系统的光的受光元件，该受光元件设置在基板的预定位置 上，并且在该基板中备有接受该棒状光源的引线框的端子的贯通孔， 该图像传感器的特征在于
使上述棒状光源的引线框的端子向基板中央侧弯曲，从而与上述 贯通孔连接。
(2) —种图像传感器，具有将光照射到载置于原稿台上的原稿 的棒状光源、会聚从该原稿反射的光的成像光学系统和接受通过了该 成像光学系统的光的受光元件，该受光元件设置在基板的预定位置 上，并且在该基板中备有接受该棒状光源的引线框的端子的贯通孔， 该图像传感器的特征在于
使上述棒状光源的引线框的端子经由导电体与上述贯通孔连接。
(3) 上述(1)或(2)中记栽的图像传感器，其特征是 在上述原稿和上述成像光学系统之间，设置厚度薄的金属制遮光
罩作为经由缝隙采集从上述原稿反射的光的附有缝隙的遮光罩，将该 金属制遮光罩，与设置了上述棒状光源、上述成像光学系统和上述受 光元件的基板一起装入外壳中。
(4) 上述(3)中记载的图像传感器，其特征是 在上述金属制遮光罩的主扫描方向两端的上面和上述外壳的相
应位置上分别设置定位用的孔，在该孔中插入定位用销钉，使两者固
定；
设置用于经由该定位用销钉将上述外壳按压在上述原稿台上的 压缩弹簧；
在上述外壳的主扫描方向两端的侧面上，设置上下一对突起，并 且在内置上述外壳的基座框的两端面上，设置导入该突起的切口路径。
(5) 上述(3)或(4)中记载的图像传感器，其特征是 对于上述附有缝隙的遮光罩，将棒状光源侧的角部分作成倒角形状。
(6) 上述(3) ~ (5)的任一项中记载的图像传感器，其特征
是
在上述附有缝隙的遮光罩中，在整个长度方向上设置用于提高强 度的弯曲部。
(7) 上述(3) ~ (6)的任一项中记载的图像传感器，其特征
是
上述缝隙是通过从光入射侧的冲切加工形成的。
(8) 上述(3) ~ (7)的任一项中记载的图像传感器，其特征
是
在上述附有缝隙的遮光罩和上述外壳中任一个上，设置用于将两 者嵌合起来的定位用的突起部，在另一个上设置与该突起部嵌合的定 位用的孔或凹部。
(9) 上述(8)中记载的图4象传感器，其特征是 使设置在上述附有缝隙的遮光罩或上述外壳中任一个上的定位
用的孔或凹部在缝隙长度方向的长度比上述定位用的突起部在缝隙
长度方向的长度大。
(10) 上述(3) ~ (7)的任一项中记栽的图像传感器，其特征
是
将上述棒状光源设置在上述成像光学系统的两侧。
(11) 上述(10)中记载的图像传感器，其特征是 将上述附有缝隙的遮光罩的形状作成盖子形状，在该盖子形状的 附有缝隙的遮光罩和上述外壳中任一个上，设置用于将两者嵌合起来 的定位用的突起部，在另一个上设置与该突起部嵌合的定位用的孔或 凹部。
(12) 上述(3) ~ (11)的任一项中记载的图像传感器，其特
征是
对上述附有缝隙的遮光罩的背面实施黑色涂装处理，另一方面对 表面实施黑色涂装处理或黑色化学转换处理。
(13) 上述(12)中记载的图像传感器，其特征是
反射角0=0。时的反射率111/10( 1/sr )在0.6以下，并且反射角6=50。 时的反射率In/Io在0.3以下。
(14) 上述(3) ~ (13)的任一项中记载的图像传感器，其特
征是
在上述附有缝隙的遮光罩的缝隙部分上安装了用于阻止异物粒 子入侵入到遮光罩内的透明保护膜。
(15) 上述(4) ~ (14)的任一项中记载的图像传感器，其特
征是
将上述切口路径作成曲线路径和垂直路径的复合路径，在该垂直 路径的上部，设置了上述一对突起的上部突起的退避区域。
(16) —种图像读取装置，其特征是 备有上述(l) ~ (15)的任一项中记载的图4象传感器。
本发明的效果如下。
1. 因为使棒状光源的引线框的端子向基板中央侧弯曲，与基板 的贯通孔连接，所以能够实现基板宽度的缩小化，进而装置的小型化， 进一步成本的降低。
2. 因为使棒状光源的引线框的端子经由导电体与贯通孔连接， 所以除了缩小基板宽度外，还能够自在地应对部件的定位调整。
3. 因为通过利用厚度薄的金属板作为附有缝隙的遮光罩(以下 称为缝隙遮光罩)，能够使部件厚度薄，所以与用树脂等形成缝隙遮
光罩的情形比较，难以遮断来自光源的光。又，通过用金属制作，使 保持自己形状的强度大，提高了受光精度。通过在整个遮光罩的长度 方向上设置用于提高强度的弯曲部，更加提高了该效果。进一步，通 过将缝隙遮光罩的光源侧的角部分作成倒角形状，即便使光源更加接 近原稿，也不会遮断来自光源的光。
4. 因为通过沖切加工形成缝隙，能够得到冲切剖面为梯形的开 口部，所以能够防止光在缝隙开口部中的乱反射。
在将棒状光源只配置在成像光学系统的单侧的情形中，通过将设 置在缝隙遮光罩中的定位用的孔和设置在外壳中的定位用的突起部 嵌合并组装起来，可以容易地高精度地将缝隙遮光罩搭栽在外壳上。 这时，因为通过使定位用的孔的缝隙长度方向的长度比突起部的缝隙 长度方向的长度大，能够吸收树脂制的外壳和金属制遮光罩的热膨胀 系数之差，所以进一步提高了精度。
在将棒状光源配置在成像光学系统的两侧的情形中，通过将缝隙 遮光罩的形状作成盖子形状，在该盖子形状的缝隙遮光罩和外壳的任 一个中设置突起，在另一个中设置凹部，通过将它们嵌合起来，可以 高精度地将缝隙遮光罩搭载在外壳上。
5. 通过在缝隙遮光罩和外壳上分别设置定位用的孔，在该孔中 插入定位用销钉，使两者固定，能够提高缝隙对光轴的位置精度。
此外，通过与将棒状光源配置在成像光学系统的两側、将缝隙遮 光罩的形状作成盖子形状、在该盖子形状的缝隙遮光罩和外壳的任一
个中设置突起部、在另一个中设置孔或凹部、将它们嵌合的构造复合， 能够更加提高该效果。
6. 当用定位用销钉固定缝隙遮光罩和外壳时，通过使定位用销 钉的设置位置处于主扫描方向的两端的上面，使该定位用销钉的从缝 隙面的突起高度为一定，并且用压缩弹簧经由定位用销钉将缝隙遮光 罩按压在原稿台上，能够格外地提高光学系统和原稿台的距离精度。
7. 当将具有读取光学系统的外壳架设在基座框中时，通过形成 使外壳不容易从基座框脱落的构造，能够大幅度地提高它的搬运和处
理的容易性。


图l是一般的图像传感器的示意图。
图2是用棒状光源的图像传感器的示意图。
图3是在树脂透镜板两侧备有棒状光源的图像传感器的示意图。 图4是以往的接触图像传感器的剖面图。
图5是在树脂透镜板两侧备有棒状光源的图像传感器中，按照本 发明，使引线框的端子向基板中央侧弯曲的图像传感器的示意图。
图6是只在树脂透镜板单侧备有棒状光源的图像传感器中，按照 本发明，使引线框的端子向受光元件侧弯曲的图像传感器的示意图。
图7是表示一般的图像传感器的背面的斜视图。
图8是表示按照本发明，使基板宽度比引线框的端子部短的状态 的斜视图。
图9是表示按照本发明，使引线端子和贯通孔经由挠性印刷电路
布线板连接起来的状态的斜视图。
图IO是表示光轴调整要领的示意图。
图11是按照本发明的优选接触图像传感器的剖面图。
图12是将缝隙遮光罩的棒状光源侧的角部分作成倒角形状的按
照本发明的接触图像传感器的剖面图。
图13是表示在缝隙遮光罩的倒角部中形成的弯曲部的图。 图14是表示按照本发明的优选缝隙剖面形状的图。 图15是表示以往的缝隙剖面形状的图。
图16是通过沖切加工使缝隙的剖面形状成为梯形剖面的方法的 说明图。
图17是表示在平板状透镜阵列的单侧只配置1个棒状光源时的 缝隙遮光罩和外壳的嵌合要领的图。
图18是表示可以吸收缝隙遮光罩和外壳的热膨胀系数差的组装 要领的图。
图19是表示将棒状光源、平板状透镜阵列、附有受光元件的基 板和缝隙遮光罩装入到外壳中的要领的分解斜视图。
图20是当在平板状透镜阵列两侧配置棒状光源时的，按照本发 明的优选接触图像传感器的剖面图。
图21是当在平板状透镜阵列两侧配置棒状光源时的，按照本发 明的优选接触图像传感器(附有透明保护膜)的剖面图。
图22是表示将透明保护膜安装到缝隙部的要领的图。
图23是表示当将缝隙遮光罩作成盖子形状时的缝隙遮光罩和外 壳的嵌合要领的图。
图24是比较分别对金属制的附有缝隙的遮光罩的表面和背面实 施各种表面处理时的光斑(杂光)发生量并表示的图表。
图25是表示对表面和背面双方实施了相同的表面处理的金属制
图。、 、'。 "'、'、 '、、； ,
图26是表示表面反射的测定要领的图。
图27是表示在分别设置于缝隙遮光罩和外壳中的定位用的孔中 插入定位用销钉而使两者固定的状态的斜视图。
图28是表示在分别设置于缝隙遮光罩和外壳中的定位用的孔中 插入定位用销钉而使两者固定的状态的剖面图。
图29是表示用压缩弹簧将缝隙遮光罩按压在原稿台上的状态的图。
图30是表示由曲线路径和垂直路径的复合路径构成的切口路径的图。
(附图标记说明)
1 棒状光源
2 成像光学系统
3 受光元件
4 被读取图像(原稿)
5 基板6 引线框
7 "f it孑匕
8 导电体 101棒状光源
102成像光学系统(平板状透镜阵列)
103受光元件(线图像传感器)
104被读取图像(原稿)
105基板
106缝隙
107缝隙遮光罩
108原稿台(玻璃板)
109外壳
110倒角部
111弯曲部
112打孔机
113模具
114定位用突起部 115定位用孔 206缝隙 207缝隙遮光罩 209外壳 212透明保护膜
214设置在金属制遮光罩中的定位用孔
215设置在外壳中的定位用孔
216定位用销钉
217压缩弹簧
218突起
219基座框
220切口路径
具体实施例方式
下面，具体地说明本发明。
(A)首先，说明实现图像传感器基板小型化的情形。 又，这时，如图5所示，变更棒状光源1的引线框6的端子形状。 即，通过使棒状光源1的引线框6的端子向基板中央侧(中心线
侧)弯曲，使基板5中的贯通孔7的位置移动到中央部分，使基板5
的贯通孔位置位于基板5的大致中央附近。
根据上述结构，如从与图3的比较可以看到的那样，可以实现基
板宽度的缩小化。
以上，说明了在树脂透镜板的两侧配置了棒状光源的情形，但是
本发明不只限定于此，即便只在树脂透镜板的单侧配置了棒状光源的
情形中，也能够得到同样的效果。
即，如图6所示，在树脂透镜板的单侧配置了棒状光源的情形中，
通过使棒状光源1的引线框6的端子向受光元件3侧弯曲，能够使基
板5中的贯通孔7的位置比以往更移动到受光元件3侧，因此，可以
实现基板宽度的缩小化。
其次，在图7中，用斜视图表示接触图像传感器的背面。
以往，如图所示，将引线框6的端子插入到基板5的贯通孔7
中，在该状态中焊接贯通孔部而实现电连接。
与此相对，在本发明中，如图8所示，形成使基板5的宽度比引
线框6的端子部短，如图9所示，经由导电体8实现贯通孔7和引线
端子之间的电连接的构造。
这里，作为导电体，挠性印刷电路布线板是适合且有利的，但是
也可以通过其它的引线等进行接合。
根据这种构造，基板的宽度不受引线框的端子位置的制约，可以 使其具有适合的宽度。
此外，在需要配置缝隙的光学系统中，关于缝隙开口部和受光传 感器列的副扫描方向的定位，要求极高的精度。因此，在接触图像传 感器中，组装后，为了实现缝隙开口和传感器列的位置调整，如图10
所示，需要通过使基板相对于外壳移动而实现光轴调整。
因此，棒状光源的引线框的端子和设置在基板中的贯通孔的位置
关系发生变化，产生引线框的端子不能进入贯通孔的可能性。 但是，如本发明那样，当经由别的部件进行引线端子和贯通孔的
电连接时，可以应对这样的光轴调整。
又，作为外壳和基板的原材料，优选使用各个热膨胀系数的值大
致相等的材料，因此，能够有效地防止由环境变化特别是温度变化引
起的位置精度的恶化。
加之，最好使基板表面和基板的给合(bonding)是黑色的，因 此，能够有利于防止发生杂光。
进一步，优选使受光元件的配置位置在基板的中央部分。这么说 是因为当将受光元件靠近基板的侧边缘配置时，由于将受光元件粘合 在基板上时的退火处理引起双金属现象，产生在基板中发生变形而使 位置精度恶化的可能性，与此相反，当将受光元件配置在基板的中央 部分时就没有这样的可能性，能够提高安装精度的缘故。
(B)其次，说明防止在搭栽于光打印机等的写入光学系统或扫
像或杂光的发生的情形: 、 'z, I
图ll表示按照本发明的优选图像传感器，在图11中，因为结构 的骨干是与前面揭示的图4相同，所以附加相同的标号进行表示，图 中的标号106是釆集从原稿反射的光的缝隙，107是备有该缝隙106 的金属制的遮光罩。作为这种遮光罩的原材料的金属，铁或钢等是最 适合的，但是如果是金属则即便是非铁金属也没有关系，这是不言而 喻的。而且，108是用于载置原稿的原稿台(玻璃板)，109是外壳。 与本发明有关的图像传感器，如图11所示，形成将使光照射在 原稿104上的棒状光源101、经由缝隙106采集从该棒状光源101向 原稿104照射并在原稿上反射或透射原稿的光的缝隙遮光罩107、作 为会聚通过了该缝隙106的光的成像光学系统的平板状透镜阵列102、
和备有接受通过了该平板状透镜阵列102的光的受光元件103的基板 105装入外壳109的构造。
如图11所示，从照明装置(棒状光源)101射出的光照射到设 置在玻璃板108上的原稿104的大致同一个地方上。此外，既可以形 成如图11所示的将1个照明装置只配置在平板状透镜阵列的单侧的 结构，也可以形成如后述的那样将2个照明装置配置在两侧的结构。
又，将缝隙106设置在开口部与传感器光轴大致一致的位置上。 此外，为了调整缝隙遮光罩107和玻璃板108的间隔，也可以在缝隙 遮光罩107和玻璃板108之间插入垫片(未图示)。
又，在本发明中，如上所述，因为用金属制作缝隙遮光罩107， 所以与以往的树脂制的情形比较能够大幅度地减少厚度。从而，在使 棒状光源101的配置位置与以往的相同(与图4相同)的情形中，大 幅度地减少了由该缝隙遮光罩107遮住的照明光的比例。结果，能够 提高图像品质。
可是，如从图11可以看到的那样，因为当按照本发明用金属制 作缝隙遮光罩107时与用树脂制作的情形比较，能够大幅度地减少厚 度，所以可以使棒状光源101与能够减少缝隙遮光罩107厚度的量相 应地接近传感器光轴。
但是，当使棒状光源101简单地接近传感器光轴时，还是由缝隙 遮光罩107遮住一部分照射光，使光量减少与此相应的量。
因此，在本发明中，以即便使棒状光源IOI接近传感器光轴，缝 隙遮光罩107也不遮住照射光的方式，如图12所示，将缝隙遮光罩 107的棒状光源侧的角部分作成倒角形状。
通过这样的结构，确保光源的光路，使照射光不被缝隙遮光罩 107遮住而全部向着原稿104，可以大幅度地增加光量。图中，标号 IIO是倒角部。
又，在本发明中，为了进一步提高缝隙遮光罩107的强度，提高 在整个透镜长度方向上的开口精度和直线精度即受光精度，也能够在 缝隙遮光罩107中在其整个长度方向上设置弯曲部。
以不妨碍棒状光源的光路和树脂透镜板的入光光路的方式，如图
13所示，在设置于缝隙遮光罩107的棒状光源侧的角部分的倒角部 110中形成这种弯曲部是有利的。图中，标号lll是弯曲部。
在本发明中，关于照明装置(棒状光源)的安装角度，当设玻璃 板和照明装置的出射面平行时为0。时，比0。大且在45。以下是优选的。 这是因为当0。时由玻璃板全反射照明光，又当超过45。时不仅使图像 传感器的高度尺寸变大，而且使配光性恶化的缘故。
作为上述照明装置，例如将由丙烯等的透明树脂构成的棒状导光 体容纳在白色的树脂盒内是适合且有利的。将发光单元安装在树脂盒 的至少一端上，在棒状导光体内全反射来自该发光单元的光，使光从 棒状导光体的射出面射出，照射在上述原稿上。
作为平板状透镜阵列，优选的是通过将至少2块球面或非球面的 微小透镜以预定间距规则地配置在平板上的树脂透镜板，以使各微小 透镜的光轴一致的方式，重合起来形成的树脂直立透镜阵列。
能够通过射出成型制作这样的树脂透镜板。用射出成型制作的树 脂透镜板具有长的长方形状，形成在中央部分的透镜形成区域中，沿 树脂透镜板的长度方向(相当于图像传感器的主扫描方向)配置许多 球面或非球面的微小透镜，沿与长度方向正交的方向(副扫描方向) 配置多列球面或非球面的微小透镜的构造。
这种树脂透镜板，因为焦点深度较深，所以也具有难以发生由原 稿浮动引起的原稿照度降低或由透镜的焦点偏离引起的读取图像的 模糊等，读取图像的品质高那样的优点。
通过将设置在透镜板周围的凹陷部和设置在外壳中的突起部嵌 合起来，将这种透镜板容纳在外壳中。通过用外壳覆盖透镜板的周围， 能够遮蔽在从原稿入射到透镜的光中的对像点的成像没有贡献的光 线或外来散射光。对外壳的内壁实施光吸收性处理是优选的。
使设置在遮光罩中的缝隙的宽度与透镜板的形成透镜的区域(透 镜形成区域)的副扫描方向的宽度相等或比它窄。
缝隙遮光罩，如果是金属制的则没有特别的限定，但是用刚性高
的钢板制作是特别适合的。
这里，缝隙的剖面形状，如图14所示，形成开口部面积在入射 侧(入射来自原稿的反射光的一侧)比透镜侧小的梯形是有利的。而
且，使该梯形剖面中的倾斜角e为与透镜阵列的视场角相同或比它大
的角度是优选的。这样说是因为当倾斜角0比视场角小时，如图15
所示，在开口部的侧壁部分反射光，成为发生重像的原因。 此外，视场角是下面所述的角度。
从原稿的i点出射的光线，在入射到多层透镜阵列上的任意的微 透镜中后，入射到光传感器阵列上的与原稿的i点对应的象素上。将 入射到该光传感器阵列的光线中，对透镜光轴倾斜最大的光线的角度 称为视场角。
具有这样的梯形剖面形状的缝隙，如图16所示，能够通过冲切 加工形成。这时，如图示的那样，通过^f吏打孔机112和模具113的间 隙(clearance)大，由打孔机从缝隙的入射侧(入射来自原稿的反射 光的一侧)进行冲切，能够适当地调整缝隙的剖面形状即梯形剖面中 的倾斜角0。
下面，说明只将1个棒状光源配置在平板状透镜阵列的单侧时的 缝隙遮光罩和外壳的组装。
这时，两者的组装是通过例如如图17所示，使设置在外壳109 中的定位用的突起部(也称为凸部)114与设置在缝隙遮光罩107中 的定位用的孔115嵌合起来进行的。设置在外壳109中的定位用的销 钉114的形状如果为凸状则没有特别的限定。设置在缝隙遮光罩107 中的孔115，既可以是贯通孔，也可以作成凹部。又，相反地，也可 以在外壳109中设置孔或凹部，在缝隙遮光罩107中设置突起部。
又，定位用的突起部114为圆形，缝隙遮光罩107的孔115为长 孔形状是优选的。如果至少在每个端部设置1个这样的孔共计2个， 则可以进行组装，但是当使2个孔都是长孔形状时，不能够确保长度 方向的位置精度。因此，如图18所示，如果至少在端部各设置1个， 在中央设置1个，共计设置3个孔(在图18中表示在端部各设置2 个，在中央设置l个，共计设置5个孔的情形)，使中央的孔为圆孔， 使端部的孔分别为长孔，则可以在中央的圆孔部分中确保位置精度， 由端部的长孔部分吸收热膨胀系数之差。又，因为为了吸收热膨胀系 数差，只要是孔或凹部的长度方向的长度比突起部的长度方向的长度 大的形状即可，所以孔或凹部的形状不限于椭圆形，也能够选择四边 形等。
此外，缝隙遮光罩因为由金属板形成所以是导体，但是也可以进 一步在表面上形成导电性膜。如果能够调整作为导体的金属板或上述 的导电性膜的电位，则通过调整电位保持与感光体同电位，能够防止 将调色剂吸引过来，防止调色剂附着在透镜板上，因此是优选的。
为了参考，在图19中，用斜视图表示棒状光源101、平板状透 镜阵列102、附有受光元件103的基板105和缝隙遮光罩107对外壳 109的组装要领的分解图。
下面，说明将棒状光源分别配置在平板状透镜阵列两侧的情形。
这时，考虑到需要将棒状光源配置在平板状透镜阵列两侧，需要 将缝隙遮光罩作成盖子形状。而且，使棒状光源侧的角部分即盖子的 两肩部作成倒角形状是优选的。更好的是，如图20所示，将用于提 高强度的弯曲部111在整个长度方向上设置在倒角部110上。
又，这时，因为需要对光轴高精度地配置设置在缝隙遮光罩107 中的缝隙106，所以优选在外壳109中设置能够对缝隙进行定位的台 阶，通过双方的嵌合提高缝隙位置的精度。
因为通过这种结构，能够从平板状透镜阵列两側照射光，所以与 只将棒状光源配置在平板状透镜阵列单侧的情形比较，能够使光量倍增。
又，在本发明中，为了阻止尘埃等的异物粒子入侵到缝隙遮光罩 内，如图21所示，也能够在缝隙部上安装透明膜那样的透明保护膜 212。
当安装这样的透明膜时，如图21所示，既可以从遮光罩的外侧 进行粘贴，又也可以如图22 (a)所示，从遮光罩的内侧进行粘贴。
进一步，也可以如图22 (b)所示，直接在缝隙部充填透明树脂。
这里，作为透明保护膜212的原材料，如果是透光率高的材料则 可以是任何材料，没有特别的限定，但是丙烯树脂等是特别适合且有 利的。
此外，为了将这样的盖子形状的缝隙遮光罩107装入到外壳109 中，如图23所示，例如在外壳109中沿缝隙遮光罩107的长度方向 设置几处用于嵌合两者的定位用的突起部114，另一方面，在缝隙遮 光罩107中设置与该突起部114嵌合的定位用的孔，将两者嵌合起来 就行。这样的突起部和孔也可以与上述相反地进行配置，这是不言而 喻的。
根据这种构造，能够提高缝隙遮光罩和外壳的安装作业性，降低成本。
下面，说明对附有缝隙的遮光罩的表面和背面实施适当的表面处 理的情形。
图24表示关于分别对金属(铁)制的附有缝隙的遮光罩的表面 (原稿侧)和背面(透镜侧)实施种种表面处理时的光斑(杂光)发 生量进行调查的结果。
实验是通过对金属制遮光罩的表面和背面实施种种表面处理后， 从光源照射红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)光，关于各色测定发 生何种程度的光斑来进行的。
图24的横轴的"涂装"是将黑色涂料喷到表面上的处理。在该实 验中，用大日野工业社制的匕乂7'， 、7夕进行涂装。涂装后的表面为 具有某种程度的粗糙度的梨皮状。又，"化学转换"是通过将金属浸渍 在药剂中，使表面氧化而实施黑色化的处理。化学转换后的表面为具 有某种程度的粗糙度的梨皮状。进一步，"镀锌"是对金属制遮光罩的 表面实施镀锌。镀敷后的金属表面大致平滑，呈现黑色。
如图24所示，看到当对表面和背面双方实施了涂装处理时光斑 发生量最低，其次是当对表面实施了化学转换处理、对背面实施了涂 装处理时光斑发生量低。
对此，当对表面实施了涂装处理、对背面实施了化学转换处理时，
R的光斑发生量多。这意味着光斑发生的原因主要是由在金属制遮光 罩背面上的反射引起的。从而，看到改善背面的反射性能比表面有利。
又，当对表面和背面进行平滑的镀锌时，在R, G， B全部中光 斑量多。此外，虽然在图24中没有揭示，但是对表面和背面都实施 了化学转换处理时光斑量变得更多。
从图24，可知当对表面和背面都实施了涂装处理时光斑量最小， 是优越的。但是因为涂装处理成本高，所以为了抑制成本"背面实施 涂装处理、表面实施化学转换处理"是优选的。
图25是测定对表面和背面双方实施了相同的表面处理的金属制 遮光罩和没有实施任何处理的金属制遮光罩的表面反射的结果。
当进行该测定时，如图26所示，从原稿侧向透镜照射激光，在 从透镜起的反射角0的位置上设置传感器，用功率计测定反射光。激 光器使用633nm的He-Ne激光器，输出5mW，功率计(传感器)使 用7*卜"《7^义卜社制的Q8230。
在图25中表示反射率的纵轴为(In/Io) /立体角(单位:l/sr)， 将反射测定值和激光输出之比除以立体角。这里，In表示反射测定值 (用功率计测定各角度的反射光的值)，Io表示激光输出(用功率计 直接测定激光的值)。
又，立体角可以以如下方式求得。当设传感器的受光部分面积为 A，从激光照射位置(反射位置)到传感器受光部分的距离为r时， 立体角由A/47tr2 (单位:sr (球面角度))表示。
又，图25所示的"涂装处理(1 )"是对金属制遮光罩的表面和背 面都实施了涂装处理的样本。"涂装处理(2)"与"涂装处理(1)"同 样，但是是涂料的种类不同的样本，表面的粗糙度更大。
"化学转换处理(1)"是对金属制遮光罩的表面和背面都实施了 化学转换处理的样本，处理后的表面是灰色的。另一方面，"化学转 换处理(2)"与"化学转换处理(1)"同样，但是是所谓的染黑处理 (在表面上产生了氧化铁)，表面是黑色的。
此外，"没有处理"是没有实施任何处理的金属制遮光罩。
如图25所示，反射光最少的是使表面粗糙化了的涂装处理(涂 装处理(2))。可知实施了涂装处理或化学转换处理的遮光罩的反 射光比没有处理的遮光罩少。特别是，当反射角e大时，没有处理的 遮光罩的反射光多，成为图像恶化的原因。
从图25可见，在当反射角0=0。时的反射率In/Io (1/sr)在0.6 以下，并且当反射角0=50。时的反射率In/Io在0.3以下的情形中，可 以说反射性能是良好的。
(C)下面，说明有利于提高缝隙对光轴的位置精度和读取光学 系统与原稿台的距离精度的情形。
这时，用厚度薄的金属板作为缝隙遮光罩，与上述(B)的情形相同。
而且，这时，进一步，通过在附有缝隙的遮光罩和外壳中分别设 置定位用的孔，在该孔中插入定位用销钉，使两者固定，能够提高缝 隙对光轴的位置精度。
又，当用上述的定位用销钉固定附有缝隙的遮光罩和外壳时，通 过使定位用销钉的设置位置处于主扫描方向的两端的上面，同时使该 定位用销钉的从缝隙面的突起高度为一定，并且设置用于经由该定位 用销钉将附有缝隙的遮光罩按压在原稿台上的压缩弹簧，能够提高光 学系统和原稿台的距离精度。此外，作为原稿台通常使用玻璃，但是 不只限定于此，如果是塑料等的透明体则可以使用任何一种。
进一步，当将具有读取光学系统的外壳架设在基座框中时，通过 形成使外壳不容易从基座框脱落的构造，容易进行它的搬运和处理。
下面，将在平板状透镜阵列的两侧分别配置棒状光源的情形作为 代表例，说明缝隙遮光罩和外壳的组装。
这时，两者的组装，例如如图27和图28所示，在缝隙遮光罩 207的主扫描方向两端的上面和外壳209的相应位置上分别设置定位 用的孔，在该孔中插入定位用销钉，使两者固定。图中，标号214是 设置在金属制遮光罩中的定位用的孔，215是设置在外壳中的定位用
的孔，而且216是定位用销钉。
这样，通过在缝隙遮光罩207和外壳209中分别设置相同直径的 定位用孔214、 215,在这些孔214、 215中插入定位用销钉216，使 两者固定，能够对主扫描方向和副扫描方向中的任何一个提高缝隙对 光轴的位置精度。
此外，通过与将定位用的突起部设置在如前面揭示的图23所示 那样的、盖子形状的缝隙遮光罩的底部或外壳的相应位置的任一个 中、同样将定位用的孔或凹部设置在另一个中、将它们嵌合起来的构 造复合，进一步提高该效果。
又，如上述的那样，通过形成除了使分别插入在缝隙遮光罩207 和外壳209的主扫描方向两端的上面的定位用销钉216的从缝隙面的 突出高度为一定的高度外，如图29所示，用压缩弹簧217将缝隙遮 光罩207按压在原稿台108上的结构，能够总是保持光学系统和原稿 台的距离为一定，格外地提高两者的距离精度。
因此，如图示的那样，使定位用销钉216的头顶部成为平坦面是 优选的。
又，作为这种定位用销钉216的原材料，耐磨损性和滑动性优越 的UPE (超高分子聚乙烯)、PEEK (聚醚醚酮)和MC尼龙等是适 合且有利的。
这里，在本发明中，如上所述，因为形成用压缩弹簧经由定位用 销钉将缝隙遮光罩按压在原稿台上的结构，所以如图29所示的那样， 在外壳209的主扫描方向两端的侧面上，设置上下一对突起218，并 且在内置外壳209的基座框219的两端面上，设置导入这样的突起218 的切口路径220是不可欠缺的。
但是，在图29所示的构造中，存在着因为切口路径220只由垂 直路径构成，所以当搬运时或处理时由压缩弹簧217的反作用力，使 外壳209从基座框219脱落的可能性。
因此，为了消除这样的可能性，如图30所示，将切口路径220 作成曲线路径220-a和垂直路径220-b的复合路径，在该垂直路径220-b的上部，设置上下一对突起218的上部突起的退避区域220-c 就行了。
如果形成这种构造，则即便当搬运或和处理时，也没有外壳209 从基座框219脱落的可能性。又，当安装时，由于压缩弹簧217的反 作用力，能够以适当的压力将缝隙遮光罩207按压在原稿台108上。
而且，通过将上述那样的图像传感器搭载在图像读取装置上，能 够得到小型并且受光精度高的图像读取装置。
权利要求
1.一种图像传感器，具有将光照射到载置于原稿台上的原稿的棒状光源、会聚从该原稿反射的光的成像光学系统和接受通过了该成像光学系统的光的受光元件，该受光元件设置在基板的预定位置上，并且在该基板中备有接受该棒状光源的引线框的端子的贯通孔，该图像传感器的特征在于使上述棒状光源的引线框的端子向基板中央侧弯曲，从而与上述贯通孔连接。
2. —种图像传感器，具有将光照射到载置于原稿台上的原稿的 棒状光源、会聚从该原稿反射的光的成像光学系统和接受通过了该成 像光学系统的光的受光元件，该受光元件设置在基板的预定位置上， 并且在该基板中备有接受该棒状光源的引线框的端子的贯通孔，该图像传感器的特征在于使上迷棒状光源的引线框的端子经由导电体与上述贯通孔连接。
3. 根据权利要求1或2所述的图像传感器，其特征在于 在上述原稿和上述成像光学系统之间，设置厚度薄的金属制遮光罩作为经由缝隙釆集从上述原稿反射的光的附有缝隙的遮光罩，将该 金属制遮光罩，与设置了上述棒状光源、上述成像光学系统和上述受 光元件的基板一起装入外壳中。
4. 根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于 在上述金属制遮光罩的主扫描方向两端的上面和上述外壳的相应位置上分别设置定位用的孔，在该孔中插入定位用销钉，使两者固 定；设置用于经由该定位用销钉将上述外壳按压在上述原稿台上的压缩弹簧；在上述外壳的主扫描方向两端的侧面上，设置上下一对突起，并 且在内置上述外壳的基座框的两端面上，设置导入该突起的切口路 径。
5. 根据权利要求3或4所述的图像传感器，其特征在于 将上述附有缝隙的遮光罩的棒状光源侧的角部分作成倒角形状。
6. 根据权利要求3~5中任一项所述的图像传感器，其特征在于在上述附有缝隙的遮光罩中，在整个长度方向上设置用于提高强 度的弯曲部。
7. 根据权利要求3~6中任一项所述的图像传感器，其特征在于上述缝隙是通过从光入射侧的冲切加工而形成的。
8. 根据权利要求3~7中任一项所述的图像传感器，其特征在于在上述附有缝隙的遮光罩和上述外壳中的任一个上，设置用于将 两者嵌合起来的定位用的突起部，在另一个上设置与该突起部嵌合的 定位用的孔或凹部。
9. 根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于 使设置在上迷附有缝隙的遮光罩或上述外壳中的任一个上的定位用的孔或凹部在缝隙长度方向的长度大于上述定位用的突起部在 缝隙长度方向的长度。
10. 根据权利要求3~7中任一项所述的图像传感器，其特征在于将上述棒状光源设置在上述成像光学系统的两侧。
11. 根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于 将上述附有缝隙的遮光罩的形状作成盖子形状，在该盖子形状的附有缝隙的遮光罩和上述外壳中的任一个上，设置用于将两者嵌合起 来的定位用的突起部，在另一个上设置与该突起部嵌合的定位用的孔 或凹部。
12. 根据权利要求3~11中任一项所述的图像传感器，其特征在于对上述附有缝隙的遮光罩的背面实施黑色涂装处理，另一方面对表面实施黑色涂装处理或黑色化学转换处理。
13. 根据权利要求12所述的图像传感器，其特征在于 反射角9=0。时的反射率111/10( 1/sr )在0.6以下，并且反射角9=50。时的反射率In/Io在0.3以下。
14. 根据权利要求3 13中任一项所述的图像传感器，其特征在于在上述附有缝隙的遮光罩的缝隙部分上安装了用于阻止异物粒 子入侵入到遮光罩内的透明保护膜。
15. 根据权利要求4 14中任一项所述的图像传感器，其特征在于将上述切口路径作成曲线路径和垂直路径的复合路径，在该垂直 路径的上部，设置了上述一对突起的上部突起的退避区域。
16. —种图像读取装置，其特征在于 备有权利要求1~15中任一项所述的图像传感器。
全文摘要
本发明提供一种图像传感器和图像读取装置，提供即便在树脂透镜板的两侧配置了棒状光源的情形中，也不会导致基板宽度的重大增加，又在部件的位置精度方面也很优越的图像传感器。该图像传感器具有将光照射到被读取图像上的棒状光源、会聚从该被读取图像反射的光的成像光学系统和接受通过了该成像光学系统的光的受光元件，该受光元件设置在基板的预定位置上，并且在该基板中备有接受该棒状光源的引线框的端子的贯通孔，在该图像传感器中，使上述棒状光源的引线框的端子向基板中央侧弯曲，与上述贯通孔连接。
文档编号H04N1/028GK101194498SQ20068002008
公开日2008年6月4日 申请日期2006年6月5日 优先权日2005年6月7日
发明者吉田治信, 胁坂政英 申请人:日本板硝子株式会社