JP2000349957A - カラーイメージセンサおよび画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源からの光を効率良くかつ均一に読取面に
導くことのできるカラーイメージセンサおよび画像読取
装置を提供する。 【解決手段】 ほぼ扇形で、短辺側の端面２１ａが白色
発光ダイオード７の白色光放射面７ａに対向し、長辺側
の端面２１ｂが読取原稿の読取面２３に対向して、厚み
方向の両端に位置する正面２１ｆおよび背面２１ｇが、
白色発光ダイオード７から放射された白色光を読取原稿
の読取面２３に集光させるような曲面形状になされてい
るプリズム２１と、赤色用の受光部と青色用の受光部と
緑色用の受光部とをそれぞれ複数個有し、読取面で反射
した白色光を各受光部で受光することにより、赤色の読
取画像信号と青色の読取画像信号と緑色の読取画像信号
とを同時に出力する半導体カラーセンサ９と、読取面で
反射した白色光を、半導体カラーセンサ９の各受光部
に、正立等倍で結像させるロッドレンズアレイ１９とを
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読取原稿に対して
少なくとも副走査方向に相対移動して読取原稿上の画像
を読み取るカラーイメージセンサ、およびそのカラーイ
メージセンサを備えた画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラーイメージセンサのうち、シ
リアル型カラーイメージセンサは、図２７に示すよう
に、配線基板５１、発光ダイオードアレイ５２、プリズ
ム５３、レンズ５４、ミラー５５、レンズ５６、配線基
板５７、半導体モノクロセンサ５８、およびフレキシブ
ルケーブル５９，６０を備えていた。そして、図２８に
示すように、発光ダイオードアレイ５２は、２個の緑色
発光ダイオード５２Ｇと、２個の青色発光ダイオード５
２Ｂと、１個の赤色発光ダイオード５２Ｒとを備えてい
た。

【０００３】この従来のシリアル型カラーイメージセン
サにおいては、発光ダイオードアレイ５２の赤色発光ダ
イオード５２Ｒ、緑色発光ダイオード５２Ｇ、青色発光
ダイオード５２Ｂが順次選択的に点灯し、その光がプリ
ズム５３によって読取面６５に集光され、読取面６５か
らの反射光がレンズ５４によって縮小され、ミラー５５
によって進路を変更され、レンズ５６によってさらに縮
小されて半導体モノクロセンサ５８の受光面に入射す
る。これにより半導体モノクロセンサ５８は、受光量に
応じた読取画像信号を、配線基板５７、フレキシブルケ
ーブル６０、および図外のコネクタを介して外部に出力
する。なお、発光ダイオードアレイ５２の駆動信号は、
外部からコネクタ、フレキシブルケーブル６０、配線基
板５７、およびフレキシブルケーブル５９を介して供給
される。また、半導体モノクロセンサ５８の電源および
各種制御信号は、外部からコネクタ、フレキシブルケー
ブル６０、および配線基板５７を介して供給される。

【０００４】しかし、このような従来のシリアル型カラ
ーイメージセンサでは、プリズム５３が設けられてはい
るものの、その形状が充分に吟味されていなかったた
め、発光ダイオードアレイ５２からの光を充分良好に読
取面６５に集光させることができなかった。また、赤色
発光ダイオード５２Ｒと緑色発光ダイオード５２Ｇと青
色発光ダイオード５２Ｂとを順次点灯させることを繰り
返して読み取りを行うので、読取速度が遅いという課題
があった。また、赤色発光ダイオード５２Ｒの温度特性
によりバンディングが発生しやすいという課題があっ
た。さらには、縮小光学系を採用していることからも、
レンズ５４，５６の像歪みなどに起因してバンディング
が発生しやすく、この問題を軽減するためには高い組立
精度が要求されるという課題があった。また、構造が複
雑で部品点数が多いので、部品コストや組立コストが高
いという課題があった。

【０００５】一方、従来のカラーイメージセンサのう
ち、密着型のラインカラーイメージセンサにおいては、
透明な長尺の導光体を設け、その導光体の端面に光源か
らの光を入射させて、その光を読取面に導く構成のもの
が知られている。

【０００６】しかし、このような従来の密着型のライン
カラーイメージセンサでは、光源からの光を充分に効率
良くかつ均一に読取面に導くことが困難であり、集光効
率および均一性を高めようとすると、導光体の形状が複
雑になり、しかも製造に高い精度を要求されるので、部
品コストが上昇してしまう。

【０００７】

【発明の開示】本発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、光源からの光を効率良くかつ均一
に読取面に導くことのできるカラーイメージセンサおよ
び画像読取装置を提供することを、その課題とする。

【０００８】上記の課題を解決するため、本発明では、
次の技術的手段を講じている。

【０００９】本発明の第１の側面によれば、読取原稿に
対して少なくとも副走査方向に相対移動して読取原稿上
の画像を読み取るカラーイメージセンサであって、白色
光を放射する白色発光ダイオードと、ほぼ扇形で、短辺
側の端面が白色発光ダイオードの白色光放射面に対向
し、長辺側の端面が読取原稿の読取面に対向して、厚み
方向の両端に位置する正面および背面が、白色発光ダイ
オードから放射された白色光を読取原稿の読取面に集光
させるような曲面形状になされているプリズムと、赤色
用の受光部と青色用の受光部と緑色用の受光部とをそれ
ぞれ複数個有し、読取面で反射した白色光を各受光部で
受光することにより、赤色の読取画像信号と青色の読取
画像信号と緑色の読取画像信号とを同時に出力する半導
体カラーセンサと、読取面で反射した白色光を、半導体
カラーセンサの各受光部に、正立等倍で結像させるレン
ズとを備えたことを特徴とする、カラーイメージセンサ
が提供される。

【００１０】好ましい実施の形態によれば、白色発光ダ
イオードとプリズムと半導体カラーセンサとが、各々１
個設けられており、読取原稿に対して主走査方向と副走
査方向との双方に相対移動して読取原稿上の画像を読み
取る。

【００１１】他の好ましい実施の形態によれば、レンズ
は、ロッドレンズアレイである。

【００１２】他の好ましい実施の形態によれば、レンズ
は、光軸方向に連続して配置された対の凸レンズアレイ
である。

【００１３】他の好ましい実施の形態によれば、白色発
光ダイオードと半導体カラーセンサとは、同一の配線基
板に実装されている。

【００１４】他の好ましい実施の形態によれば、配線基
板とプリズムとレンズとはフレームに組み込まれてお
り、フレームは、配線基板の両端面に対向する１対の第
１対向面と、白色発光ダイオードの両端面に対向する１
対の第２対向面とを有しており、第２対向面と白色発光
ダイオードの両端面との間隙は、第１対向面と配線基板
の両端面との間隙よりも小さく設定されており、白色発
光ダイオードが第２対向面によって位置規制されること
により、配線基板の位置決めを行う。

【００１５】他の好ましい実施の形態によれば、プリズ
ムおよびレンズと読取面との間には、透明なカバー体が
設けられており、カバー体は、プリズムと一体に形成さ
れている。

【００１６】本発明の第２の側面によれば、請求項２に
記載のカラーイメージセンサを有する画像読取装置であ
って、半導体カラーセンサは、赤色用の受光部と青色用
の受光部と緑色用の受光部とが、相互に副走査方向に所
定間隔をあけた状態で、同色の受光部同士が主走査方向
に第１の所定ピッチで１列に配置されており、読取原稿
とカラーイメージセンサとを副走査方向に第２の所定ピ
ッチで相対的に往復移動させる副走査方向駆動手段と、
副走査方向駆動手段による１回の往動終了時および１回
の復動終了時毎に、読取原稿とカラーイメージセンサと
を主走査方向に第３の所定ピッチで相対的に移動させる
主走査方向駆動手段と、半導体カラーセンサから出力さ
れる各色の読取画像信号を、読取原稿上における同一画
素の赤色の読取画像信号と青色の読取画像信号と緑色の
読取画像信号とが１組となるように組み合わせ、３色の
うちいずれか１色以上が得られないラインの読取画像信
号は無視する画像処理手段とを備えた、画像読取装置が
提供される。

【００１７】本発明によれば、プリズムが、ほぼ扇形
で、短辺側の端面が白色発光ダイオードの白色光放射面
に対向し、長辺側の端面が読取原稿の読取面に対向し
て、厚み方向両端に位置する正面および背面が、白色発
光ダイオードから放射された白色光を読取原稿の読取面
に集光させるような曲面形状になされているので、白色
発光ダイオードからの白色光を効率よくかつ均一に読取
面に集光させることができる。

【００１８】本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。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本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。

【００２０】図１は、本発明に係るカラーイメージセン
サの一例としてのシリアル型カラーイメージセンサの平
面図、図２は、同正面図、図３は、同右側面図、図４
は、同左側面図、図５は、同底面図、図６は、同背面図
である。図７は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図であっ
て、シリアル型カラーイメージセンサのフレーム１の下
面には、配線基板３が装着されている。フレーム１の上
面には、ガラス板５が装着されている。配線基板３に
は、読取原稿を読み取るための光源としての白色発光ダ
イオード７と、読取原稿の画像に応じた赤、緑、青各色
の読取画像信号を出力する半導体カラーセンサ９とが実
装されているともに、クリップコネクタ１１が装着され
ている。

【００２１】フレーム１には、配線基板３の上面からガ
ラス板５の下面に至る導光孔１３と、この導光孔１３に
隣接してガラス板５の下面から配線基板３の上面に至る
貫通孔１５と、フレーム１の各構成要素を組み付けるた
めのボルト孔１７ａ，１７ｂとが形成されている。導光
孔１３と貫通孔１５とは、上半部が連通している。貫通
孔１５の上半部には、ロッドレンズアレイ１９が装着さ
れている。ロッドレンズアレイ１９の上端面は、ガラス
板５の下面に近接している。導光孔１３には、プリズム
２１が設置されている。導光孔１３の下端部には、白色
発光ダイオード７が位置しており、貫通孔１５の下端部
には、半導体カラーセンサ９が位置している。プリズム
２１の下端面は、白色発光ダイオード７の白色光放射面
７ａに近接しており、プリズム２１の上端面は、ガラス
板５の下面に近接している。

【００２２】フレーム１の各構成要素は、黒色の樹脂か
らなる。本実施形態におけるフレーム１の寸法は、図１
および図２に示すように、長さが１９ｍｍ、幅が１６ｍ
ｍ、高さが１７．２ｍｍである。白色発光ダイオード７
としては、たとえば、蛍光体層を有するＧａＮ系白色発
光ダイオードや、蛍光体層を有しないＺｎＳｅ系白色発
光ダイオードを用いることができる。

【００２３】図８は、配線基板３の平面図であって、配
線基板３には、白色発光ダイオード７および半導体カラ
ーセンサ９の他に、受動部品２５，２７が実装されてい
る。配線基板３には、さらに、複数の端子２９が設けら
れている。

【００２４】図９は、半導体カラーセンサ９の拡大平面
図であって、半導体カラーセンサ９の表面には、赤色用
の受光部３１Ｒと、緑色用の受光部３１Ｇと、青色用の
受光部３１Ｂとが、各々複数個形成されている。これら
の受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂは、各色毎に、主走査
方向すなわち半導体カラーセンサ９の長手方向に沿って
所定のピッチＰで一列に並んでいる。そして、受光部３
１Ｒと受光部３１Ｇとの間隔、および受光部３１Ｇと受
光部３１Ｂとの間隔は、上記ピッチＰの２倍の２Ｐであ
る。各受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂは、ホトダイオー
ドの受光面をカラーフィルタで覆った構造である。半導
体カラーセンサ９には、上記のホトダイオードの他に、
各ホトダイオードに蓄積された電荷を出力するための電
界効果トランジスタや、それら電界効果トランジスタを
順次オンさせるためのシフトレジスタなどが備えられて
いる。本実施形態では、受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ
は、それぞれ３０４個設けられており、６００ｄｐｉの
読取密度に相当する。

【００２５】図１０は、プリズム２１の正面図、図１１
は、同平面図、図１２は、同右側面図、図１３は、同左
側面図、図１４は、同背面図、図１５は、同底面図であ
る。プリズム２１は、ほぼ扇形で、短辺側の端面２１ａ
が白色発光ダイオード７の白色光放射面７ａに対向して
おり、長辺側の端面２１ｂが読取面２３に対向してい
る。プリズム２１には、正面上端部の両端に１対の突出
部２１ｃ，２１ｄが一体に突設されているとともに、背
面中央部に１個の突出部２１ｅが一体に突設されてい
る。これら突出部２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは、図７に示
すように、フレーム１に対するプリズム２１の位置決め
および保持に利用される。

【００２６】図１６は、プリズム２１を通過する白色光
の光路をプリズム２１の側面側から見た説明図、図１７
は、プリズム２１を通過する白色光の光路をプリズム２
１の正面側から見た説明図である。図１６から明らかな
ように、プリズム２１の厚み方向の両端に位置する正面
２１ｆおよび背面２１ｇは、白色発光ダイオード７から
放射された白色光を、読取面２３に集光させるような曲
面形状になされている。すなわち、プリズム２１の正面
２１ｆおよび背面２１ｇは、プリズム２１の内部から外
部に向けて進行する白色光が、正面２１ｆあるいは背面
２１ｇでプリズム２１の内部側に反射されて、読取面２
３に向かうような曲面に形成されている。また、図１７
から明らかなように、プリズム２１の半径方向に沿う両
側面２１ｈ，２１ｉは、プリズム２１の内部から外部に
向けて進行する白色光が、側面２１ｈあるいは側面２１
ｉでプリズム２１の内部側に反射されて、読取面２３に
向かうような平面に形成されている。したがって、図１
８に示すように、プリズム２１を通過して読取原稿に照
射される白色光の光量は、読取幅の全域にわたってほぼ
均一になる。

【００２７】図１９は、カラーイメージセンサの底部の
拡大断面図であって、この図１９においては、説明を判
り易くするために、クリップコネクタ１１を省略してい
る。フレーム１は、配線基板３の両端面３ａ，３ｂに対
向する１対の第１対向面１ａ，１ｂと、白色発光ダイオ
ード７の両端面７ｂ，７ｃに対向する１対の第２対向面
１ｃ，１ｄとを有している。白色発光ダイオード７の端
面７ｂとフレーム１の第２対向面１ｃとの間隙Ｃ１と、
白色発光ダイオード７の端面７ｃとフレーム１の第２対
向面１ｄとの間隙Ｃ２との合計Ｃ１＋Ｃ２は、配線基板
３の端面３ａとフレーム１の第１対向面１ａとの間隙Ｃ
３と、配線基板３の端面３ｂとフレーム１の第１対向面
１ｂとの間隙Ｃ４との合計Ｃ３＋Ｃ４よりも小さい。

【００２８】次に動作を説明する。白色発光ダイオード
７から出射した白色光は、プリズム２１およびガラス板
５を通過し、読取原稿の読取面２３に照射される。この
とき、プリズム２１によって、白色発光ダイオード７か
らの白色光が良好に読取面２３に集光され、しかも読取
幅の全域にわたってほぼ均一な光量分布になる。したが
って、白色発光ダイオード７からの白色光がロスなく均
一に読取面２３に導かれ、効率良く読取原稿の読取面２
３を照射する。

【００２９】読取原稿の読取面２３で反射した白色光
は、ガラス板５を通過してロッドレンズアレイ１９に入
射し、ロッドレンズアレイ１９によって集光されて半導
体カラーセンサ９の受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに入
射する。このとき、ロッドレンズアレイ１９は、読取原
稿の読取面２３の像を正立等倍にて半導体カラーセンサ
９の表面に結像させる。

【００３０】受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに白色光が
入射することにより、半導体カラーセンサ９は、受光部
３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂへの入射光量に応じた赤色の読
取画像信号と緑色の読取画像信号と青色の読取画像信号
とを同時に出力する。もちろん、各色の読取画像信号
は、主走査方向にピッチＰで並ぶ受光部３１Ｒ，３１
Ｇ，３１Ｂに対応する各画素毎に順次出力される。

【００３１】このとき、読取原稿は、静止している。そ
して、読取原稿が副走査方向にピッチＰだけ送られ、次
のラインの読み取りが行なわれる。

【００３２】以上の動作が繰り返されることにより、読
取原稿の１頁分のうち、シリアル型カラーイメージセン
サの読取幅に相当する部分が、全ラインにわたって読み
取られる。

【００３３】この後、シリアル型カラーイメージセンサ
が、その読取幅に相当する距離だけ主走査方向に移動
し、各ラインの読み取りが行われる。このとき、読取原
稿は、副走査方向に沿って上記とは逆方向に送られる。

【００３４】以上の動作が繰り返されることにより、読
取原稿の１頁分の読み取りが完了する。

【００３５】すなわち、図２０に示すように、２．５ｍ
ｓｅｃの周期で、シリアル型カラーイメージセンサの読
取幅の１ライン分に相当する各色の読取画像信号が出力
される。各色の読取画像信号の出力は、所定周期のクロ
ック信号に同期して行なわれ、本実施形態では、２．５
ｍｓｅｃの期間に３０４画素分の各色の読取画像信号が
出力される。なお、シリアル型カラーイメージセンサが
主走査方向に移動する毎に、２．５ｍｓｅｃの期間、白
色発光ダイオード７の駆動電圧の調整や、半導体カラー
センサ９のホトダイオードに蓄積した電荷の放電が行わ
れる。

【００３６】ところで、読取原稿を図９の矢印Ｂ方向に
送った場合、読取原稿の第１ラインの画像が受光部３１
Ｒで受光されたときに読み取りを開始したとすると、図
２１に示すように、最初の時刻ｔ₁ における読み取りで
は、第１ラインの赤色の読取画像信号と、第３ラインの
緑色の読取画像信号と、第５ラインの青色の読取画像信
号とが半導体カラーセンサ９から出力される。次の時刻
ｔ₂ における読み取りでは、第２ラインの赤色の読取画
像信号と、第４ラインの緑色の読取画像信号と、第６ラ
インの青色の読取画像信号とが半導体カラーセンサ９か
ら出力される。次の時刻ｔ₃ における読み取りでは、第
３ラインの赤色の読取画像信号と、第５ラインの緑色の
読取画像信号と、第７ラインの青色の読取画像信号とが
半導体カラーセンサ９から出力される。次の時刻ｔ₄ に
おける読み取りでは、第４ラインの赤色の読取画像信号
と、第６ラインの緑色の読取画像信号と、第８ラインの
青色の読取画像信号とが半導体カラーセンサ９から出力
される。以下同様に、同時に読み取られる各色の読取画
像信号は、赤色の読取画像信号と緑色の読取画像信号と
が２ライン分ずれており、緑色の読取画像信号と青色の
読取画像信号とが２ライン分ずれている。これは、受光
部３１Ｒと受光部３１Ｇとが副走査方向に２Ｐずれて配
置されており、受光部３１Ｇと受光部３１Ｂとが副走査
方向に２Ｐずれて配置されているためである。

【００３７】また、読取原稿の送り方向を逆転させて、
図９の矢印Ｂ方向とは逆の方向に送った場合、読取原稿
の第ｎラインの画像が受光部３１Ｂで受光されたときに
読み取りを開始したとすると、図２２に示すように、最
初の時刻ｔ_n における読み取りでは、第ｎ−４ラインの
赤色の読取画像信号と、第ｎ−２ラインの緑色の読取画
像信号と、第ｎラインの青色の読取画像信号とが半導体
カラーセンサ９から出力される。次の時刻ｔ_n+1 におけ
る読み取りでは、第ｎ−５ラインの赤色の読取画像信号
と、第ｎ−３ラインの緑色の読取画像信号と、第ｎ−１
ラインの青色の読取画像信号とが半導体カラーセンサ９
から出力される。次の時刻ｔ_n+2 における読み取りで
は、第ｎ−６ラインの赤色の読取画像信号と、第ｎ−４
ラインの緑色の読取画像信号と、第ｎ−２ラインの青色
の読取画像信号とが半導体カラーセンサ９から出力され
る。次の時刻ｔ_n+3 における読み取りでは、第ｎ−７ラ
インの赤色の読取画像信号と、第ｎ−５ラインの緑色の
読取画像信号と、第ｎ−３ラインの青色の読取画像信号
とが半導体カラーセンサ９から出力される。以下同様
に、同時に読み取られる各色の読取画像信号は、赤色の
読取画像信号と緑色の読取画像信号とが２ライン分ずれ
ており、緑色の読取画像信号と青色の読取画像信号とが
２ライン分ずれている。これは、受光部３１Ｒと受光部
３１Ｇとが副走査方向に２Ｐずれて配置されており、受
光部３１Ｇと受光部３１Ｂとが副走査方向に２Ｐずれて
配置されているためである。また、時間の経過に伴って
読取ラインが第ｎラインから第１ラインの方向へ進んで
いるのは、読取原稿を逆方向に送っているためである。

【００３８】したがって、同時に得られる各色の読取画
像信号を処理して、赤、緑、青の各色の読取画像信号を
各画素毎の組に組み換える必要がある。この処理は、画
像読取装置によって、半導体カラーセンサ９からの各色
の読取画像信号をＡ／Ｄ変換した後に、バッファメモリ
などを利用して実行される。このとき、図２１における
第１〜第４ラインの読取画像信号や、図２２における第
ｎ〜第ｎ−３ラインの読取画像信号のように、赤、緑、
青各色のうちいずれか１色以上が得られないラインの読
取画像信号については、３色を組み合わせることができ
ないので、廃棄する。すなわち、この廃棄されるライン
を考慮して、副走査方向に沿う往復時の読取開始位置を
決定する必要がある。図２０においては、廃棄されるラ
インの読取画像信号を、ダミー（Ｄｕｍｍｙ）と表示し
ている。

【００３９】このように、プリズム２１が、ほぼ扇形
で、短辺側の端面２１ａが白色発光ダイオード７の白色
光放射面７ａに対向し、長辺側の端面２１ｂが読取面２
３に対向して、厚み方向両端に位置する正面２１ｆおよ
び背面２１ｇが、白色発光ダイオード７から放射された
白色光を読取面２３に集光させるような曲面形状になさ
れているので、白色発光ダイオード７からの白色光を効
率よくかつ均一に読取面２３に集光させることができ
る。

【００４０】また、白色発光ダイオード７の端面７ｂと
フレーム１の第２対向面１ｃとの間隙Ｃ１と、白色発光
ダイオード７の端面７ｃとフレーム１の第２対向面１ｄ
との間隙Ｃ２との合計Ｃ１＋Ｃ２を、配線基板３の端面
３ａとフレーム１の第１対向面１ａとの間隙Ｃ３と、配
線基板３の端面３ｂとフレーム１の第１対向面１ｂとの
間隙Ｃ４との合計Ｃ３＋Ｃ４よりも小さくしたので、白
色発光ダイオード７の位置ずれに起因する半導体カラー
センサ９の受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂにおける受光
光量のばらつきを極力低減できる。すなわち、プリズム
２１による集光効率が高ければ高いほど、白色発光ダイ
オード７の位置ずれに起因する半導体カラーセンサ９の
受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂにおける受光光量のばら
つきが大きくなるのであるが、Ｃ１＋Ｃ２をＣ３＋Ｃ４
よりも小さくすることにより、配線基板３上における白
色発光ダイオード７の実装位置の位置ずれに拘らず、プ
リズム２１と白色発光ダイオード７との相対的な位置関
係を適正に維持できることから、半導体カラーセンサ９
の受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂにおける受光光量のば
らつきを極力低減できるのである。このことは、特に、
白色発光ダイオード７の位置ずれによる光量変化が、半
導体カラーセンサ９の位置ずれによる光量変化よりも大
きいときに有効である。

【００４１】また、光源として１個の白色発光ダイオー
ド７を用いたので、赤、緑、青各色の発光ダイオードを
用いる場合と比較して、部品点数の減少による製造コス
トの削減を図ることができる。しかも、各色の発光ダイ
オードにおける発光波長の固体差の組み合わせに起因す
る不具合を生じることがない。さらには、赤色の発光ダ
イオードの温度特性に起因するバンディングを生じるこ
ともない。

【００４２】また、赤色の読取画像信号と青色の読取画
像信号と緑色の読取画像信号とを同時に出力する半導体
カラーセンサ９を用いたので、モノクロのカラーセンサ
を用いた場合と比較して、読取速度を高速化できる。

【００４３】また、結像光学系に正立等倍方式のロッド
レンズアレイ１９を用いたので、縮小光学系を採用した
場合と比較して、バンディングを低減できる。しかも、
組み立てを容易に行える。

【００４４】また、読取原稿を副走査方向に沿って往復
移動させ、双方向の読み取りを行うようにしたので、一
方向のみの読み取りを行う場合と比較して、読取速度を
高速化できる。

【００４５】また、白色発光ダイオード７と半導体カラ
ーセンサ９とを同一の配線基板３に実装したので、構造
を簡略化でき、組み立てを容易に行なえる。

【００４６】なお、上記実施形態においては、結像光学
系のレンズとしてロッドレンズアレイ１９を用いたが、
図２３に示すように、ロッドレンズアレイ１９の代わり
に２個の凸レンズアレイ３５ａ，３５ｂを用いてもよ
い。凸レンズアレイ３５ａと凸レンズアレイ３５ｂと
は、光軸が互いに一致するように配置されている。この
ようにすれば、高価なロッドレンズアレイ１９を用いな
いので、部品コストを低減できる。

【００４７】また、上記実施形態においては、ガラス板
５とプリズム２１とを互いに独立に設けたが、図２４に
示すように、ガラス板を一体化したプリズム３７を設け
てもよい。このようにすれば、部品点数の削減により組
立コストを低減できる。

【００４８】また、上記実施形態においては、フレーム
１を黒色の材料により形成したが、図２５に示すよう
に、白色の材料により形成したフレーム３９を用いても
よい。このようにすれば、プリズム２１の外部に飛び出
した白色光を、フレーム１の壁面で反射させて再びプリ
ズム２１の内部に戻すことができるので、読取面２３へ
の集光効率が一層向上する。ただしこの場合、半導体カ
ラーセンサ９を黒色の枠体４１で覆うことにより、フレ
ーム１の壁面で乱反射した白色光が半導体カラーセンサ
９の受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに入射するのを極力
防止するのが好ましい。もちろん、枠体４１には、ロッ
ドレンズアレイ１９を通過した白色光を半導体カラーセ
ンサ９の受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂに到達させるた
めのスリットが形成されている。

【００４９】また、上記実施形態においては、配線基板
３にクリップコネクタ１１を装着したが、図２６に示す
ように、クリップコネクタ１１の代わりにクリップピン
４３を用いてもよい。このようにすれば、ＦＰＣやＦＦ
Ｃの半田付が可能であり、コストの低減を図ることがで
きる。

【００５０】また、上記実施形態においては、受光部３
１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ相互間の間隔を、同色の受光部３
１Ｒあるいは受光部３１Ｇあるいは受光部３１Ｂ同士の
配置ピッチＰの２倍にしたが、これは配置ピッチＰの１
倍にするよりも半導体カラーセンサ９の製造が容易なた
めであり、製造が可能であれば、受光部３１Ｒ，３１
Ｇ，３１Ｂ相互間の間隔をピッチＰの１倍にしてもよ
い。もちろん、受光部３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ相互間の
間隔をピッチＰの３倍以上にしてもよい。

【００５１】また、上記実施形態においては、読取原稿
を副走査方向に沿って往復移動させるように構成した
が、シリアル型カラーイメージセンサを副走査方向に沿
って往復移動させるように構成してもよい。あるいは、
読取原稿とシリアル型カラーイメージセンサとが、副走
査方向に沿って、かつ互いに逆方向に往復移動するよう
に構成してもよい。

【００５２】また、上記実施形態においては、シリアル
型カラーイメージセンサを主走査方向に沿って移動させ
るように構成したが、読取原稿を主走査方向に沿って移
動させるように構成してもよい。あるいは、読取原稿と
シリアル型カラーイメージセンサとが、主走査方向に沿
って互いに逆方向に移動するように構成してもよい。

【００５３】また、上記実施形態においては、シリアル
型カラーイメージセンサについて説明したが、本発明を
ラインイカラーメージセンサに適用してもよい。すなわ
ち、白色発光ダイオード７およびプリズム２１を読取幅
の方向に複数個並設するとともに、半導体カラーセンサ
９を読取幅の方向に密接状態で複数個並設し、読取幅を
読取原稿の各ラインの幅とほぼ一致させるのである。

【００５４】また、上記実施形態においては、受光素子
としてホトダイオードを備えた半導体カラーセンサ９を
用いたが、受光素子としてホトトランジスタを備えた半
導体カラーセンサを用いてもよい。

【００５５】また、本発明のカラーイメージセンサおよ
び画像読取装置は、イメージスキャナに限らず、ディジ
タルコピー機、あるいは複合的な機能を有するインクジ
ェットプリンタやワードプロセッサなどに利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラーイメージセンサの一例とし
てのシリアル型カラーイメージセンサの平面図である。

【図２】本発明に係るカラーイメージセンサの一例とし
てのシリアル型カラーイメージセンサの正面図である。

【図３】本発明に係るカラーイメージセンサの一例とし
てのシリアル型カラーイメージセンサの右側面図であ
る。

【図４】本発明に係るカラーイメージセンサの一例とし
てのシリアル型カラーイメージセンサの左側面図であ
る。

【図５】本発明に係るカラーイメージセンサの一例とし
てのシリアル型カラーイメージセンサの底面図である。

【図６】本発明に係るカラーイメージセンサの一例とし
てのシリアル型カラーイメージセンサの背面図である。

【図７】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図８】配線基板の拡大平面図である。

【図９】半導体カラーセンサの部分拡大平面図である。

【図１０】プリズムの正面図である。

【図１１】プリズムの平面図である。

【図１２】プリズムの右側面図である。

【図１３】プリズムの左側面図である。

【図１４】プリズムの背面図である。

【図１５】プリズムの底面図である。

【図１６】プリズムを通過する白色光の光路をプリズム
の側面側から見た説明図である。

【図１７】プリズムを通過する白色光の光路をプリズム
の正面側から見た説明図である。

【図１８】プリズムを通過して読取原稿に照射される白
色光の光量分布の説明図である。

【図１９】本発明に係るカラーイメージセンサの一例と
してのシリアル型カラーイメージセンサの底部の拡大断
面図である。

【図２０】半導体カラーセンサの動作タイミングの説明
図である。

【図２１】副走査方向に沿う順方向の相対移動によって
各色の受光部により同時に読み取られるラインの説明図
である。

【図２２】副走査方向に沿う逆方向の相対移動によって
各色の受光部により同時に読み取られるラインの説明図
である。

【図２３】本発明に係る別の実施形態におけるシリアル
型カラーイメージセンサの断面図である。

【図２４】本発明に係るさらに別の実施形態におけるシ
リアル型カラーイメージセンサの断面図である。

【図２５】本発明に係るさらに別の実施形態におけるシ
リアル型カラーイメージセンサの断面図である。

【図２６】本発明に係るさらに別の実施形態におけるシ
リアル型カラーイメージセンサの断面図である。

【図２７】従来のシリアル型カラーイメージセンサの概
略構成図である。

【図２８】従来のシリアル型カラーイメージセンサに備
えられた半導体センサの平面図である。

【符号の説明】

１，３９ フレーム ３ 配線基板 ５ ガラス板 ７ 白色発光ダイオード ９ 半導体カラーセンサ １１ クリップコネクタ １３ 導光孔 １５ 貫通孔 １７ａ，１７ｂ ボルト孔 １９ ロッドレンズアレイ ２１，３７ プリズム ２３ 読取面 ２７ 端子 ３１Ｒ 受光部 ３１Ｇ 受光部 ３１Ｂ 受光部 ３５ａ，３５ｂ 凸レンズアレイ ４１ 枠体 ４３ クリップピン

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読取原稿に対して少なくとも副走査方向
   に相対移動して前記読取原稿上の画像を読み取るカラー
   イメージセンサであって、 白色光を放射する白色発光ダイオードと、 ほぼ扇形で、短辺側の端面が前記白色発光ダイオードの
   白色光放射面に対向し、長辺側の端面が前記読取原稿の
   読取面に対向して、厚み方向の両端に位置する正面およ
   び背面が、前記白色発光ダイオードから放射された白色
   光を前記読取原稿の読取面に集光させるような曲面形状
   になされているプリズムと、 赤色用の受光部と青色用の受光部と緑色用の受光部とを
   それぞれ複数個有し、前記読取面で反射した白色光を前
   記各受光部で受光することにより、赤色の読取画像信号
   と青色の読取画像信号と緑色の読取画像信号とを同時に
   出力する半導体カラーセンサと、 前記読取面で反射した白色光を、前記半導体カラーセン
   サの前記各受光部に、正立等倍で結像させるレンズとを
   備えたことを特徴とする、カラーイメージセンサ。
2. 【請求項２】 前記白色発光ダイオードと前記プリズム
   と前記半導体カラーセンサとが、各々１個設けられてお
   り、 前記読取原稿に対して主走査方向と副走査方向との双方
   に相対移動して前記読取原稿上の画像を読み取る、請求
   項１に記載のカラーイメージセンサ。
3. 【請求項３】 前記レンズは、ロッドレンズアレイであ
   る、請求項１または２に記載のカラーイメージセンサ。
4. 【請求項４】 前記レンズは、光軸方向に連続して配置
   された対の凸レンズアレイである、請求項１または２に
   記載のカラーイメージセンサ。
5. 【請求項５】 前記白色発光ダイオードと前記半導体カ
   ラーセンサとは、同一の配線基板に実装されている、請
   求項１ないし４のいずれかに記載のカラーイメージセン
   サ。
6. 【請求項６】 前記配線基板と前記プリズムと前記レン
   ズとはフレームに組み込まれており、 前記フレームは、前記配線基板の両端面に対向する１対
   の第１対向面と、前記白色発光ダイオードの両端面に対
   向する１対の第２対向面とを有しており、 前記第２対向面と前記白色発光ダイオードの両端面との
   間隙は、前記第１対向面と前記配線基板の両端面との間
   隙よりも小さく設定されており、前記白色発光ダイオー
   ドが前記第２対向面によって位置規制されることによ
   り、前記配線基板の位置決めを行う、請求項５に記載の
   カラーイメージセンサ。
7. 【請求項７】 前記プリズムおよび前記レンズと前記読
   取面との間には、透明なカバー体が設けられており、 前記カバー体は、前記プリズムと一体に形成されてい
   る、請求項１ないし６のいずれかに記載のカラーイメー
   ジセンサ。
8. 【請求項８】 請求項２に記載のカラーイメージセンサ
   を有する画像読取装置であって、 前記半導体カラーセンサは、前記赤色用の受光部と前記
   青色用の受光部と前記緑色用の受光部とが、相互に副走
   査方向に所定間隔をあけた状態で、同色の受光部同士が
   主走査方向に第１の所定ピッチで１列に配置されてお
   り、 前記読取原稿と前記カラーイメージセンサとを副走査方
   向に第２の所定ピッチで相対的に往復移動させる副走査
   方向駆動手段と、 前記副走査方向駆動手段による１回の前記往動終了時お
   よび１回の前記復動終了時毎に、前記読取原稿と前記カ
   ラーイメージセンサとを主走査方向に第３の所定ピッチ
   で相対的に移動させる主走査方向駆動手段と、 前記半導体カラーセンサから出力される各色の読取画像
   信号を、前記読取原稿上における同一画素の赤色の読取
   画像信号と青色の読取画像信号と緑色の読取画像信号と
   が１組となるように組み合わせ、３色のうちいずれか１
   色以上が得られないラインの読取画像信号は無視する画
   像処理手段とを備えた、画像読取装置。